JP2011211373A - 信号伝送システム、信号処理装置、基準信号送信装置、基準信号受信装置、電子機器、信号伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】干渉・ノイズ・信号歪み・不要輻射・使える周波数などの問題を解決しつつ、各箇所に基準信号を供給する手法を提供する。
【解決手段】源基準信号Ｊ０と同期したより高い周波数の逓倍基準信号Ｊ１を逓倍基準信号生成部５２００で生成して伝送し、基準信号再生部７４００で逓倍基準信号Ｊ１と同期したより低い周波数の基準信号REFCLKを生成する。送信チップ８００１は、基準信号REFCLK_TX に基づいて搬送信号Ｌｏ_TX を生成し、周波数混合部８３０２は入力信号INで搬送信号Ｌｏ_TX を変調する。受信チップ８００２は、基準信号REFCLK_RX に基づいて搬送信号Ｌｏ_RX を生成し、周波数混合部８４０２により受信信号を搬送信号Ｌｏ_RX で同期検波する。
【選択図】図４

Description

本発明は信号伝送システム、信号処理装置、基準信号送信装置、基準信号受信装置、電子機器、信号伝送方法に関する。より詳細には、基準信号（基準クロック）を使用して信号処理を行なう仕組みに関する。たとえば、複数の無線通信装置間で通信を行なう際の局部発振信号の取扱いに関する。

電子機器においては、基準信号（基準クロック）を使用して信号処理を行なうことがある。この場合に、基準信号を必要とする回路機能部が複数ある場合には、各箇所に如何様にして基準信号を持たせる（各回路機能部に供給する）かが問題となる。

たとえば、電子機器内にデジタル回路のクロックやシンセサイザの基準として、水晶発振器などで生成する基準信号が必要なチップ（半導体集積回路）が複数必要な場合、各チップに発振器を持たせることが考えられる。しかしながらこの場合、複数の発振信号の干渉が発生し、ノイズ対策が必要となる。

基準信号を共通化して、各所にその基準信号を伝送すると干渉がなくなり、ノイズ対策は不要となる。しかしながらこの場合は、基準信号を共通化して各所に伝送するための配線が必要となり、反射などによる信号歪みの影響の増加が懸念されるし、基準信号のレベルが大きくなると不要輻射の問題も発生する。たとえば、比較的近距離（たとえば数センチ〜１０数センチ以内）に配置されている電子機器間や電子機器内での高速信号伝送を実現する手法としてＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）が知られており、このＬＶＤＳを適用して基準信号を伝送することが考えられる。しかしながら、基準信号の周波数が高くなるとＬＶＤＳでは信号歪みや不要輻射などの問題のため限界に達してきている。

また、通信の分野で同期検波を使用した通信を行なう場合、送信装置と受信装置（纏めて送受信器とも称する）のそれぞれの局部発振周波数が同期している必要がある。この同期のために、共通の基準信号に基づいて局部発振信号を生成することが考えられる。この場合、局部発振周波数の同期はとれるが、前述のように、基準信号を共通化して送信装置と受信装置に伝送するための配線が必要となるし、基準信号のレベルが大きくなると輻射の問題も発生する。別の手法として、同期のとれていない局部発振信号を使用しつつ、受信したベースバンド信号で同期をとることも考えられるが、回路規模や消費電力が大きくなってしまう。

また、特許文献１には、ミリ波帯の局部発振信号を送信し、各チップが受信した共通の局部発振信号を使用し、中間周波数帯信号をミリ波帯に上げて送受信するシステムが提案されている。しかしながらこの仕組みは、中間周波数帯信号を使う通信に限定したシステムであり、中間周波数帯信号以降の信号処理回路が必要となる。加えて、局部発振信号そのものを共用するため、局部発振信号として使える周波数は１種類のみとなる。

特開２００３−２４４０１６号公報

基準信号を必要とする回路機能部が複数ある場合に、干渉・ノイズ・信号歪み・不要輻射・使える周波数などの問題を解決しつつ、各箇所に基準信号を供給する手法が求められる所であるが、その要求に応えられていないのが実情である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、干渉およびノイズの問題を解決しつつ、各箇所に基準信号を供給することのできる仕組みを提供することを第１の目的とする。また、本発明は、信号歪みや不要輻射の問題を解決しつつ、各箇所に基準信号を供給することのできる仕組みを提供することを第２の目的とする。さらに本発明は、基準信号として使える周波数を複数にすることができる仕組みを提供することを第３の目的とする。なお、好ましくは、前記の３つの目的を任意に組み合わせて同時に解決できる仕組みを提供することを目的とする。

以下に述べる本発明に係る信号伝送システムは、基準信号伝送システム、無線伝送システム、および通信システムを含む。以下に述べる信号処理装置は通信装置を含む。通信装置は、送信装置、受信装置、および送信装置と受信装置が組み合わされた送受信装置を含む。以下に述べる信号伝送方法は、基準信号伝送方法、無線伝送方法、および通信方法を含む。

本発明の一態様は、高周波基準信号生成部、低周波基準信号、および信号処理部でシステムを構築する。源基準信号と同期し、かつ源基準信号よりも高い周波数の高周波基準信号を高周波基準信号生成部で生成する。高周波基準信号と同期し、かつ高周波基準信号よりも低い周波数の低周波基準信号を低周波基準信号生成部で生成する。

高周波基準信号および低周波基準信号を介在させることで、実質的に源基準信号と同期した基準信号を各所に伝送できるようになる。低周波基準信号や低周波基準信号に基づいて生成する他の基準信号（たとえば変復調に使用する搬送信号）の周波数は逓倍数や分周比により設定すればよく、これら設定値には自由度があるので、基準信号として使える周波数を複数にすることができる。

高周波基準信号の伝送は無線であるか有線であるかを問わないが、無線にすれば、信号歪みや不要輻射の問題を解決できる。

信号処理部は、低周波基準信号に基づいて信号処理を行なう。たとえば、通信処理に適用する場合であれば、送信装置は低周波基準信号に基づいて生成した搬送信号を変調処理に使用するし、受信装置は低周波基準信号に基づいて生成した搬送信号を復調処理に使用する。

源基準信号と同期した高周波基準信号を伝送し、この高周波基準信号を受け取った側では高周波基準信号と同期した低周波基準信号を生成する。信号処理部は、低周波基準信号に基づいて信号処理を行なうが、低周波基準信号は、高周波基準信号だけでなく源基準信号とも同期したものとなるから、源基準信号と同期のとれた信号処理を実現できる。

源基準信号と同期した高周波基準信号に基づいて低周波基準信号を生成するので、各チップが水晶発振器などの基準信号発生手段を持つ必要がなくなる。

本発明の一態様によれば、源基準信号と同期した基準信号を各所に伝送でき、干渉およびノイズの問題を解決できる。

本発明の他の態様によれば、無線で高周波基準信号を伝送すれば、信号歪みや不要輻射の問題を解決できる。

本発明の他の態様によれば、基準信号として利用し得る低周波基準信号や低周波基準信号に基づいて生成する他の基準信号の周波数を複数にすることができる。

第１実施形態の基準信号伝送システムを説明する図である。 基準信号伝送システムの基本構成を説明する図である。 無線伝送システムの変調機能部および復調機能部を説明する図である。 第１実施形態の通信システムにおける全体動作を説明する図である。 第２実施形態の基準信号伝送システムを説明する図である。 第１比較例を示す図である。 第２比較例を示す図である。 第３比較例を示す図である。 電子機器の第１例を説明する図である。 電子機器の第２例を説明する図である。 電子機器の第３例を説明する図である。 無線伝送システムの第１適用例を説明する図である。 の無線伝送システムの第２適用例を説明する図である。 無線伝送システムの第３適用例（その１−１）を説明する図である。 無線伝送システムの第３適用例（その１−２）を説明する図である。 無線伝送システムの第３適用例（その２）を説明する図である。 無線伝送システムの第４適用例（その１）を説明する図である。 無線伝送システムの第４適用例（その２）を説明する図である。 位相不確定性を説明する図である。 位相補正部の構成例を説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。各機能要素について実施形態別に区別する際には、Ａ，Ｂ…などのように大文字の英語の参照子を付して記載し、特に区別しないで説明する際にはこの参照子を割愛して記載する。図面においても同様である。

なお、説明は以下の順序で行なう。
１．通信システム：第１実施形態
２．基準信号伝送システム
３．無線伝送システム
４．第１実施形態の纏め
５．通信システム：第２実施形態
６．比較例との対比
７．電子機器への適用事例（第１例〜第３例）
８．無線伝送システムへの適用事例（第１適用例〜第４適用例）
９．位相不確定性とその対策

＜通信システム：第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の基準信号伝送システムを説明する図である。第１実施形態の基準信号伝送システム３Ａは、通信システム８Ａに適用した事例である。

第１実施形態の通信システム８Ａは、伝送対象信号を無線で伝送する複数の通信装置２を備えた無線伝送システム１Ａ（信号伝送システム）と、基準信号伝送システム３Ａを備えている。通信装置２は、通信チップ８０００を有する。通信チップ８０００は、後述の送信チップ８００１（ＴＸ）と受信チップ８００２（ＲＸ）の何れか一方または両方でもよいし、送信チップ８００１と受信チップ８００２の双方の機能を１チップ内に具備し双方向通信に対応したものでもよい。好ましい態様は、図示のように通信装置２に通信チップ８０００と基準信号受信装置７が組み込まれた場合であるが、これには限定されない。

第１実施形態の基準信号伝送システム３Ａは、通信装置２が使用する基準信号（この例では搬送信号・局部発振信号）を無線で送信する基準信号送信装置５と、通信装置２ごとに設けられた基準信号受信装置７を備えている。後述する第２実施形態との相違点として、基準信号送信装置５を各通信装置２とは別に設けるようにしている点に特徴を有する。

ここでは、各通信装置２が信号伝送に使用する搬送周波数の帯域と基準信号送信装置５と各基準信号受信装置７との間での基準信号の伝送に使用する搬送周波数の帯域がともにミリ波帯であるものとする。

図の例は、４台の通信装置２_1〜２_4と、１台の基準信号送信装置５と、４台の基準信号受信装置７_1〜７_4が１つの電子機器の筐体内に収容された例で示しているが、通信装置２および基準信号受信装置７の設置台数は４に限らないし、これらが１つの電子機器の筐体内に収容されたものであることも必須でない。

図の例は、通信装置２と基準信号送信装置５と基準信号受信装置７が同じミリ波帯の周波数を使用することに着目して１つのアンテナを共用する形態で記載しているがこのことは必須でない。たとえば、通信装置２間ではミリ波帯よりも周波数の低い帯域を使用し、基準信号送信装置５と基準信号受信装置７との間ではミリ波帯を使用するなど両者の使用する通信帯域が異なるときにはそれぞれに適したアンテナを各別に使用するとよい。

図の例は、通信チップ８０００と基準信号受信装置７を各別の機能部として示しているが、通信チップ８０００が基準信号受信装置７の機能部を包含する構成にしてもよい。

＜基準信号伝送システム＞
図２は、基準信号伝送システム３の基本構成を説明する図である。

基準信号送信装置５（ＣＷ−ＴＸ）は、源基準信号生成部５１００、逓倍基準信号生成部５２００、増幅部５３００、アンテナ５４００を備えている。

源基準信号生成部５１００は、システム全体の基準となるタイミング信号（源基準信号Ｊ０と称する）を生成する。一例としては、源基準信号生成部５１００は、水晶発振器（ＸＴＡＬ）などで周波数ｆckの源基準信号Ｊ０を発生させる。

逓倍基準信号生成部５２００は、源基準信号Ｊ０の周波数をミリ波帯の周波数に逓倍することでミリ波帯のタイミング信号を生成する、すなわち、源基準信号Ｊ０をミリ波帯の逓倍基準信号Ｊ１に変換する。逓倍基準信号Ｊ１は高周波基準信号の一例であり、逓倍基準信号生成部５２００は、源基準信号生成部５１００で生成された源基準信号Ｊ０に基づいてより高い周波数の高周波基準信号（逓倍基準信号Ｊ１）を生成する高周波基準信号生成部の一例である。

逓倍基準信号生成部５２００は源基準信号Ｊ０と同期したより高い周波数の高周波基準信号（逓倍基準信号Ｊ１）を生成できるものであればよく、種々の回路構成を採り得るが、たとえばＰＬＬ（Phase-Locked Loop ：位相同期ループ）やＤＬＬ（Delay-Locked Loop ：遅延同期ループ）などで構成するのが好適である。逓倍基準信号生成部５２００は、後述の変調機能部８３００と同様の構成により、源基準信号Ｊ０で搬送信号Ｌｏを変調することで、いわゆる無変調キャリアとして逓倍基準信号Ｊ１を生成するようにしてもよい。以下では、逓倍基準信号生成部５２００をＰＬＬ構成とするものとして説明する。

ＰＬＬ構成の逓倍基準信号生成部５２００は、発振部５２１０（ＯＳＣ）と、分周部５２２０（ＤＩＶ：帰還分周器）と、位相周波数比較部５２３０（ＰＦＤ）と、ループフィルタ部５２５０とを備えている。

発振部５２１０は、ミリ波帯の高周波信号を発生できるものであればよく、たとえば信号電圧制御発振回路（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator ）と電流制御発振回路（ＣＣＯ；Current Controlled Oscillator ）の何れを採用してもよい。

分周部５２２０は、逓倍機能を実現するために備えられるもので、発振部５２１０から出力された出力発振信号Ｖout （＝逓倍基準信号Ｊ１）の発振周波数Ｆosc を１／ηに分周して比較クロック信号の一例である分周発振信号Ｖout1を取得する。ηは、ＰＬＬ逓倍数（分周比とも称する）であって、１以上の正の整数で、かつ、ＰＬＬ出力クロックである逓倍基準信号Ｊ１の周波数を変更できるように可変にするのがよい。

位相周波数比較部５２３０は、源基準信号生成部５１００から供給される源基準信号Ｊ０（外部基準クロック）と分周部５２２０からの分周発振信号Ｖout1の位相および周波数を比較し、比較結果である位相差および周波数差を示す誤差信号としての比較結果信号Ｖcpを生成する。

位相周波数比較部５２３０の出力段は一例としてチャージポンプ部を有する。チャージポンプ部は、比較結果信号Ｖcpに応じた駆動電流（チャージポンプ電流Ｉcpと称する）を入出力する。チャージポンプ部は、たとえば、チャージポンプ電流Ｉcpを入出力するチャージポンプと、チャージポンプにバイアス電流Ｉcpbiasを供給する電流値可変型の電流源とを備えて構成される。

ループフィルタ部５２５０は、位相周波数比較部５２３０からチャージポンプ部を介して出力された比較信号を平滑化する平滑化部の一例である。ループフィルタ部５２５０は、たとえばローパスフィルタＬＰＦをフィルタ回路として具備し、チャージポンプ部により生成されたチャージポンプ電流Ｉcpをフィルタ回路で積分し、発振部５２１０の発振周波数Ｆosc を制御するためのループフィルタ出力信号Ｓlpを生成する。

ループフィルタ部５２５０は、発振部５２１０に適合するようにその出力段を対応した構成とする。たとえば、発振部５２１０が電流制御発振回路で構成される場合には、ループフィルタ部５２５０は、電流出力型とするため、詳しくは、フィルタ回路の後段に電圧電流変換部が設けられる。発振部５２１０が電圧制御発振回路で構成される場合には、ループフィルタ部５２５０は、電圧出力型とすればよく、フィルタ回路の後段に電圧電流変換部を設ける必要はない。

増幅部５３００は、周波数変換後のミリ波帯の逓倍基準信号Ｊ１を増幅してアンテナ５４００と接続された伝送路結合部５３１０に供給する。

このような構成の基準信号送信装置５は、源基準信号生成部５１００で発生させた源基準信号Ｊ０を逓倍基準信号生成部５２００で逓倍することでミリ波帯の逓倍基準信号Ｊ１に変換し、小型のアンテナ５４００を用いて送信する基準信号送信器として機能する。

基準信号受信装置７（ＣＷ−ＲＸ）は、アンテナ７１００、増幅部７２００、逓倍基準信号再生部７３００、基準信号再生部７４００（ＤＩＶ）を備えている。

アンテナ７１００で受信されたミリ波帯の逓倍基準信号Ｊ１は、伝送路結合部７２１０を介して増幅部７２００に供給される。増幅部５３００は、ミリ波帯の逓倍基準信号Ｊ１を増幅して逓倍基準信号再生部７３００に供給する。

逓倍基準信号再生部７３００は、周波数および位相が送信側の逓倍基準信号Ｊ１と完全に同一の、つまり、周波数同期および位相同期した高周波基準信号Ｊ３を抽出し基準信号再生部７４００に供給する。なお、ここでは「周波数および位相が送信側の逓倍基準信号Ｊ１と完全に同一」といったが、このことは必須ではなく、少なくとも位相同期がとれていればよく、場合によっては、周波数が逓倍基準信号Ｊ１と異なっていてもよい。

逓倍基準信号再生部７３００としては、種々の構成が考えられるが、たとえば、無変調キャリアと等価な逓倍基準信号Ｊ１に一致した線スペクトルを発生させこれを共振回路や注入同期分周器（ＩＬＤ）回路に入力して逓倍基準信号Ｊ１の周波数の整数分の１（１／ξ_1）となる信号を再生する方式などが考えられる。図は注入同期方式を用いる場合で示している。逓倍基準信号Ｊ１の分周手段として、注入同期方式を用いることで、簡素かつ低消費電力な回路を構成できる。

基準信号再生部７４００は、逓倍基準信号再生部７３００により再生された高周波基準信号Ｊ３の周波数を１／ξ_2に分周して、基準信号REFCLKとして通信装置２に供給する。ξ_2は、逓倍数（分周比とも称する）であって、基準信号REFCLKの周波数を変更できるように可変にするのがよい。逓倍基準信号再生部７３００の１／ξ_2と基準信号再生部７４００の１／ξ_2を合わせることで逓倍基準信号Ｊ１を１／ξに分周する。図ではこの「１／ξ」を基準信号再生部７４００に纏めて記す。基準信号REFCLKは低周波基準信号の一例であり、基準信号再生部７４００は、逓倍基準信号生成部５２００で生成された高周波基準信号（逓倍基準信号Ｊ１）に基づいてより低い周波数の低周波基準信号（基準信号REFCLK）を生成する低周波基準信号生成部の一例である。

各通信装置２が使用する基準信号REFCLKの周波数は同じである必要はなく、それぞれが必要とする周波数となるように逓倍数ξを決めればよい。受信側の逓倍数ξを送信側の逓倍数ηと一致させることは必須ではないし、各通信装置２に対応した基準信号受信装置７のそれぞれが異なる値としてもよい。たとえば、高周波基準信号Ｊ３の周波数が逓倍基準信号Ｊ１の周波数と同じである場合は、受信側の逓倍数ξを送信側の逓倍数ηと一致させると、源基準信号Ｊ０と基準信号REFCLKの周波数が一致する。

このような構成の基準信号受信装置７は、ミリ波帯に変換された逓倍基準信号Ｊ１を小型のアンテナ７１００で受信し、逓倍基準信号再生部７３００で再生された高周波基準信号Ｊ３を基準信号再生部７４００で分周することで基準信号REFCLKを再生する基準信号受信器として機能する。

このような基準信号送信装置５と基準信号受信装置７で構成された基準信号伝送システム３は、周波数同期のとれた基準信号を無線で伝送できるようなシステムとなる。

この例では、基準信号を逓倍基準信号Ｊ１に共通化して、各所に逓倍基準信号Ｊ１を伝送するようにしているので、干渉がなくなり、ノイズ対策は不要である。また、この例では、逓倍基準信号Ｊ１を無線で各所に伝送するようにしているので、電気配線が不要であり、信号歪みや不要輻射の問題を解決しつつ、各箇所に逓倍基準信号Ｊ１を供給することができる。さらにこの例では、高周波基準信号Ｊ３を元に、各所で必要な周波数の基準信号REFCLKを用意できるので、基準信号として使える周波数を各通信装置２に対応したものとすることができる。

この例では、高周波基準信号Ｊ３の周波数を１／ξに分周する機能部を基準信号受信装置７側に設けているが、基準信号受信装置７側には設けずに、同一の機能部を通信装置２側に設けてもよい。また、基準信号受信装置７に基準信号再生部７４００を設けるとともに、さらに別の逓倍数εを実現する機能部を通信装置２側に設けてもよい。

＜無線伝送システム＞
図３は、無線伝送システム１の変調機能部および復調機能部を説明する図である。

基準信号REFCLKが必要な送信チップ８００１（ＴＸ）と受信チップ８００２（ＲＸ）で無線伝送システム１（通信システム）の基本が構成されている。送信チップ８００１には変調機能部８３００と増幅部８１１７が設けられている。受信チップ８００２には増幅部８２２４と、復調機能部８４００と、フィルタ処理部８４１０と、バッファ部８４１８が設けられている。

［変調機能部］
伝送対象の信号（ベースバンド信号：たとえば１２ビットの画像信号）は図示しない信号生成部により、高速なシリアル・データ系列に変換され変調機能部８３００に供給される。変調機能部８３００は、基準信号REFCLK（低周波基準信号）に基づいて信号処理を行なう信号処理部の一例であり、パラレルシリアル変換部からの信号を変調信号として、予め定められた変調方式に従ってミリ波帯の信号に変調する。

変調機能部８３００としては、変調方式に応じて様々な回路構成を採り得るが、たとえば、振幅を変調する方式であれば、２入力型の周波数混合部８３０２（ミキサー回路、乗算器）と送信側局部発振部８３０４を備えた構成を採用すればよい。

送信側局部発振部８３０４（第１搬送信号生成部）は、変調に用いる搬送信号Ｌｏ_TX （変調搬送信号）を生成する。送信側局部発振部８３０４は、基準信号再生部７４００により生成された基準信号REFCLKと同期したより高い周波数の搬送信号（第２の高周波基準信号の一例）を生成する第２の高周波基準信号生成部の一例である。

周波数混合部８３０２（第１周波数変換部）は、パラレルシリアル変換部からの信号で送信側局部発振部８３０４が発生するミリ波帯の搬送信号Ｌｏ_TX と乗算（変調）してミリ波帯の伝送信号（被変調信号）を生成して増幅部８１１７に供給する。伝送信号は増幅部８１１７で増幅されアンテナ８１３６からミリ波帯の無線信号Ｓｍとして放射される。

送信側局部発振部８３０４は、基準信号REFCLK_TX に基づいて搬送信号Ｌｏ_TX を生成するものであればよく、種々の回路構成を採り得るが、たとえば、ＰＬＬやＤＬＬなどで構成するのが好適である。以下では、ＰＬＬ構成で説明する。

ＰＬＬ構成の送信側局部発振部８３０４は、発振部８３６２（ＯＳＣ）と、分周部８３６４（ＤＩＶ：帰還分周器）と、位相周波数比較部８３６６（ＰＦＤ）と、ループフィルタ部８３６８とを備えている。

発振部８３６２は、所定周波数帯（ミリ波帯には限らない）の高周波信号を発生できるものであればよく、たとえば信号電圧制御発振回路（ＶＣＯ）と電流制御発振回路（ＣＣＯ）の何れを採用してもよい。

分周部８３６４は、逓倍機能を実現するために備えられるもので、発振部８３６２から出力された搬送信号Ｌｏ_TX の周波数Ｆｏを１／ε_TX に分周して比較クロック信号の一例である分周発振信号ＤＩＶ_TX を取得する。ε_TX は、ＰＬＬ逓倍数（分周比とも称する）であって、１以上の正の整数で、かつ、ＰＬＬ出力クロックである搬送信号Ｌｏ_TX の周波数Ｆｏを変更できるように可変にするのがよい。

位相周波数比較部８３６６は、基準信号受信装置７から供給される基準信号REFCLK_TX と分周部８３６４からの分周発振信号ＤＩＶ_TX の位相および周波数を比較し、比較結果である位相差および周波数差を示す誤差信号としての比較結果信号Ｖcp_TX を生成する。この位相周波数比較部８３６６は位相周波数比較部５２３０と同等のものである。

ループフィルタ部８３６８は、位相周波数比較部８３６６からチャージポンプ部を介して出力された比較信号を平滑化する平滑化部の一例であり、ループフィルタ部５２５０と同等のものである。ループフィルタ部８３６８は、たとえばローパスフィルタＬＰＦをフィルタ回路として具備し、チャージポンプ部により生成されたチャージポンプ電流Ｉcp_TX をフィルタ回路で積分し、発振部８３６２の発振周波数Ｆｏを制御するためのループフィルタ出力信号Ｓlp_TX を生成する。

［復調機能部］
復調機能部８４００は、送信側の変調方式に応じた範囲で様々な回路構成を採用し得るが、ここでは、変調機能部８３００の前記の説明と対応するように、振幅が変調されている方式の場合で説明する。

復調機能部８４００は、基準信号REFCLK（低周波基準信号）に基づいて信号処理を行なう信号処理部の一例である。復調機能部８４００は、２入力型の周波数混合部８４０２（ミキサー回路、乗算器）と受信側局部発振部８４０４とを備え、アンテナ８２３６で受信された受信信号からいわゆる同期検波方式により信号復調を行なう。同期検波方式では、搬送波を周波数混合部８４０２とは別の受信側局部発振部８４０４で再生し、再生搬送波を利用して復調を行なう。同期検波を使用した通信では、送受信の搬送信号は、周波数同期および位相同期がとれていることが必要である。

図示した例では、周波数混合部８４０２の後段にフィルタ処理部８４５０とバッファ部８４１８が設けられている。フィルタ処理部８４１０には、たとえば低域通過フィルタ（ＬＰＦ）が設けられ、乗算出力に含まれる高調波成分を除去する。

バッファ部８４１８は、図示しない後段回路（信号生成部・信号再生部）とのインタフェース機能をなす。後段回路としては、たとえば、クロック再生部（ＣＤＲ：クロック・データ・リカバリ ／Clock Data Recovery）とシリアルパラレル変換部が設けられる。

アンテナ８２３６で受信された受信信号は可変ゲイン型でかつローノイズ型の増幅部８２２４（ＬＮＡ）に入力され振幅調整が行なわれた後に復調機能部８４００に供給される。振幅調整された受信信号は周波数混合部８４０２に入力され、同期検波により周波数混合部８４０２にて乗算信号が生成され、フィルタ処理部８４１０に供給される。周波数混合部８４０２で生成された乗算信号は、フィルタ処理部８４１０の低域通過フィルタで高域成分が除去されることで送信側から送られてきた入力信号の波形（ベースバンド信号）が生成され、バッファ部８４１８を介して図示しないクロック再生部に供給される。

クロック再生部は、ベースバンド信号を元にサンプリング・クロックを再生し、再生したサンプリング・クロックでベースバンド信号をサンプリングすることで受信データ系列を生成する。生成された受信データ系列は図示しないシリアルパラレル変換部に供給され、パラレル信号（たとえば１２ビットの画像信号）が再生される。クロック再生の方式としては様々な方式があるがたとえばシンボル同期方式を採用する。

受信側局部発振部８４０４は、基準信号再生部７４００により生成された基準信号REFCLKと同期したより高い周波数の搬送信号（第２の高周波基準信号の一例）を生成する第２の高周波基準信号生成部の一例である。受信側局部発振部８４０４は、基準信号REFCLK_RX に基づいて搬送信号を生成するものであればよく、種々の回路構成を採り得るが、たとえば、ＰＬＬやＤＬＬなどで構成するのが好適である。以下ではＰＬＬ構成で説明する。

受信側局部発振部８４０４は、周波数および位相が送信側の搬送信号Ｌｏ_TX と完全に同一の、つまり、周波数同期および位相同期した復調用の搬送信号（復調搬送信号：再生搬送信号Ｌｏ_RX と称する）を抽出し、周波数混合部８４０２に供給する。周波数混合部８４０２は、再生搬送信号Ｌｏ_RX と受信信号とを乗算する。その乗算出力には伝送対象の信号成分である変調信号成分（ベースバンド信号）と高調波成分（場合によっては直流成分も）が含まれる。

ＰＬＬ構成の受信側局部発振部８４０４は、発振部８４６２（ＯＳＣ）と、分周部８４６４（ＤＩＶ：帰還分周器）と、位相周波数比較部８４６６（ＰＦＤ）と、ループフィルタ部８４６８とを備えている。

発振部８４６２は、送信側の搬送信号Ｌｏ_TX と同一周波数の高周波信号を発生できるものであればよく、たとえば信号電圧制御発振回路（ＶＣＯ）と電流制御発振回路（ＣＣＯ）の何れを採用してもよい。

分周部８４６４は、逓倍機能を実現するために備えられるもので、発振部８４６２から出力された搬送信号Ｌｏ_RX の周波数Ｆｏを１／ε_RX に分周して比較クロック信号の一例である分周発振信号ＤＩＶ_RX を取得する。ε_RX は、ＰＬＬ逓倍数（分周比とも称する）であって、１以上の正の整数で、かつ、ＰＬＬ出力クロックである搬送信号Ｌｏ_RX の周波数を変更できるように（ただし送信側に一致するように）可変にするのがよい。

位相周波数比較部８４６６は、基準信号受信装置７から供給される基準信号REFCLK_RX と分周部８４６４からの分周発振信号ＤＩＶ_RX の位相および周波数を比較し、比較結果である位相差および周波数差を示す誤差信号としての比較結果信号Ｖcp_RX を生成する。この位相周波数比較部８４６６は位相周波数比較部８３６６や位相周波数比較部５２３０と同等のものである。

ループフィルタ部８４６８は、位相周波数比較部８４６６からチャージポンプ部を介して出力された比較信号を平滑化する平滑化部の一例であり、ループフィルタ部８３６８やループフィルタ部５２５０と同等のものである。ループフィルタ部８４６８は、たとえばローパスフィルタＬＰＦをフィルタ回路として具備し、チャージポンプ部により生成されたチャージポンプ電流Ｉcp_RX をフィルタ回路で積分し、発振部８４６２の発振周波数Ｆｏを制御するためのループフィルタ出力信号Ｓlp_RX を生成する。

＜第１実施形態の纏め＞
図４は、第１実施形態の通信システム８Ａにおける全体動作を説明する図である。第１実施形態では、基準信号送信装置５から基準信号受信装置７へ源基準信号Ｊ０に基づく逓倍基準信号Ｊ１を送信し、基準信号受信装置７で再生した高周波基準信号Ｊ３に基づく基準信号REFCLKを使用して通信装置２でＰＬＬなどにより搬送信号を生成して通信する。

たとえば、基準信号送信装置５は、源基準信号生成部５１００で発生させた周波数ｆckの源基準信号Ｊ０を逓倍基準信号生成部５２００でη倍に逓倍することでミリ波帯（周波数＝η・ｆck）の逓倍基準信号Ｊ１に変換し、アンテナ５４００を用いて送信する。基準信号受信装置７は、ミリ波帯に変換された逓倍基準信号Ｊ１を小型のアンテナ７１００で受信し、逓倍基準信号再生部７３００で再生された高周波基準信号Ｊ３を基準信号再生部７４００で１／ξ倍に分周することで周波数がη／ξ・ｆckの基準信号REFCLKを再生し、対応する通信装置２に供給する。

ここでは、送信側の通信装置２_TX （送信チップ８００１）用に対しては１／ξ_TX 倍にし、受信側の通信装置２_RX （受信チップ８００２）用に対しては１／ξ_RX （≠１／ξ_TX ）倍にするものとする。各通信装置２用の基準信号REFCLKとして使える周波数を複数にすることができる。

通信装置２は、基準信号REFCLKに基づいてたとえば各所で必要な周波数の搬送信号を生成する。なお、各通信装置２が使用する搬送信号の周波数は送信側と受信側の対で同じであればよく、異なる送受信対間では同じである必要はなく、それぞれが必要とする周波数となるようにすればよい。この対応のためには、各所で同一の（同一周波数の）基準信号REFCLKを基にして所要の周波数となるように逓倍数ε（各所で異なる）に対応した機能部を設けてもよいし、各所では同一の逓倍数εに設定し各所用の基準信号REFCLKの周波数を異なるものとしてもよい。

たとえば、送信チップ８００１（送信側の通信装置２_TX ）では、変調機能部８３００は、送信側局部発振部８３０４が基準信号REFCLK_TX に基づいて周波数がη／ξ_TX ・ε_TX ・ｆckの搬送信号Ｌｏ_TX を生成し、周波数混合部８４０２は、ベースバンド信号で送信側局部発振部８３０４が発生する搬送信号Ｌｏ_TX と乗算してミリ波帯の伝送信号を生成して無線信号Ｓｍとしてアンテナ５４００より放射する。

受信チップ８００２（受信側の通信装置２_RX ）受信側の通信装置２では、復調機能部８４００は、受信側局部発振部８４０４が基準信号REFCLK_RX に基づいて周波数がη／ξ_RX ・ε_RX ・ｆckの再生搬送信号Ｌｏ_RX を生成し、周波数混合部８４０２は、受信信号と受信側局部発振部８４０４が発生する再生搬送信号Ｌｏ_RX と乗算してベースバンド信号を復調する。

ここで、受信側局部発振部８４０４（の分周部８４６４）は、再生搬送信号Ｌｏ_RX の周波数（η／ξ_RX ・ε_RX ・ｆck）が送信側の搬送信号Ｌｏ_TX の周波数（η／ξ_TX ・ε_TX ・ｆck）と一致するように逓倍数ε_RX を設定する。具体的には、対応する送受信対（送信側の２と受信側の通信装置２の組）ではε_TX ／ξ_TX ＝ε_RX ／ξ_RX となるようにすればよい。異なる送受信対（異なる通信チャネル）との関係では、それぞれの逓倍数εを異なるものとすることができる。

このように、第１実施形態では、基準信号送信装置５から出力される源基準信号Ｊ０をη倍に逓倍した逓倍基準信号Ｊ１が受信できる範囲内では、周波数同期のとれた基準信号REFCLKを再生させることができ、各チップが水晶発振器などの基準信号発生手段を持つ必要がなくなる。

源基準信号Ｊ０をη倍にした逓倍基準信号Ｊ１にミリ波帯のような非常に高い周波数を使うと、送受信のアンテナは、小型のもので対応できる。逓倍基準信号Ｊ１を無線で伝送するため、チップ間の配線を少なくできる。

複数の水晶発振器を使用する必要がないため、干渉が抑えられる。基準信号受信装置７から送信側の通信装置２に供給する基準信号REFCLK_TX の周波数（η／ξ_TX ・ｆck）と基準信号受信装置７から受信側の通信装置２に供給する基準信号REFCLK_RX の周波数（η／ξ_RX ・ｆck）が異なっても、同期がとれているので、干渉が抑えられる。

通信を行なう無線伝送システム１（送受信回路）において、搬送信号生成に、基準信号伝送システム３により伝送された基準信号REFCLKを使用することで、図で示した構成要素以外には周波数同期をとるための特段の仕組みが不要である。すなわち、送信側と受信側において周波数同期のとれた基準信号（この例では基準信号REFCLK）をそれぞれ再生し、ＰＬＬにより周波数同期のとれた搬送信号を生成し、同期検波による通信を行なうようになる。図で示した構成要素以外には周波数同期をとるための特段の仕組みが不要であり、システムや回路の簡略化が可能となる。

通信に使用する搬送信号は、基準信号REFCLKに基づいて各通信装置２にて生成するため、各送受信対の逓倍数εを異なるものとすることで、複数の周波数帯での通信が可能となる。各送受信対用の搬送信号として使える周波数を複数にすることができる。

基準信号送信装置５と基準信号受信装置７を必要とするので回路規模が増えるが、機器内信号伝送や機器間信号伝送に適用することで、機器内あるいは機器間でのクロック分配の一実現法として有用な仕組みになる。

＜通信システム：第２実施形態＞
図５は、第２実施形態の基準信号伝送システムを説明する図である。第２実施形態の基準信号伝送システム３Ｂは、通信システム８Ｂに適用した事例である。以下では、第１実施形態との相違点を中心に簡潔に説明する。なお、第２実施形態の無線伝送システム１Ｂおよび通信装置２は第１実施形態で説明したものと同じである。

第２実施形態の基準信号伝送システム３Ｂは、通信装置２が使用する基準信号を無線で送信する基準信号送信装置５と、通信装置２ごとに設けられた基準信号受信装置７を備えている。前述の第１実施形態との相違点として、基準信号送信装置５を通信装置２の何れか１つに組み込んで設けるようにしている点に特徴を有する。図の例は、５台の通信装置２_1〜２_5のうちの１台の通信装置２_1に基準信号送信装置５が組み込まれている。

基準信号送信装置５が組み込まれた１つの通信装置２には基準信号受信装置７を設ける必要はない。基準信号受信装置７が組み込まれる通信装置２は、源基準信号Ｊ０を基準信号REFCLKの代わりに使用すればよい。

第２実施形態の基準信号送信装置５および基準信号受信装置７のそれぞれは第１実施形態で説明したものと同じである。

全体の動作としては、第１実施形態と同様であるので説明を割愛する。

＜比較例との対比＞
［第１比較例］
図６は、第１比較例を示す図である。第１比較例は、「基準信号の持たせ方」に着目した比較例である。電子機器６０００内には、基準信号REFCLKが必要なチップ６１００が複数配置されている。

図６（１）に示す第１比較例（その１）では、各チップ６１００は、デジタル回路のクロックやシンセサイザの基準となる基準信号REFCLKを生成する機能部として、源基準信号生成部５１００と同様の源基準信号生成部６１００を備えている。源基準信号生成部６１００は、一例として、水晶発振器（ＸＴＡＬ）などで周波数ｆckの基準信号REFCLKを発生させる。

各チップ６１００で基準信号REFCLKの周波数を同一にしようとしても、各所の水晶発振器にはばらつきがあるから完全に同一にすることはできないし、それぞれが独立して動作するので、同期しない。この場合、複数の基準信号REFCLKの干渉が発生し、ノイズ対策が必要となる。

図６（２）に示す第１比較例（その２）のように、各チップ６１００の内の何れか１つに水晶発振器（ＸＴＡＬ）を接続して１箇所で基準信号REFCLKを生成して残りのチップ６１００に供給することも考えられる。この場合、基準信号REFCLKが共通になるので、周波数のずれや位相同期の問題がなく、干渉がなくなり、ノイズ対策は不要となる。しかしながら、基準信号REFCLKを共通化するための配線６１２０が必要となるし、基準信号REFCLKのレベルが大きくなれば不要輻射の問題が発生する。

［第２比較例］
図６Ａは、第２比較例を示す図である。第２比較例は、「通信システム」に着目した比較例であり、基本的な構成は図３に示した本実施形態の構成と似通っている。

図６Ａ（１）に示す第２比較例（その１）は、共通の基準信号REFCLKに基づいて搬送信号Ｌｏ_TX と搬送信号Ｌｏ_RX を生成する点では、本実施形態の構成と同じであり、搬送信号の同期（周波数および位相の双方について）はとれる。しかしながら、基準信号REFCLKを共通化するための配線６２３０が必要となるし、基準信号REFCLKのレベルが大きくなれば不要輻射の問題が発生する。

図６Ａ（２）に示す第２比較例（その２）のように、同期のとれていない各別の基準信号REFCLKを使用する場合には、バッファ部８４１８の後段（あるいは前段）に同期回路８４１９を設けて、復調したベースバンド信号で同期をとる必要があるが、回路規模や消費電力が大きくなってしまう。

［第３比較例］
図６Ｂは、第３比較例を示す図である。第３比較例も、「通信システム」に着目した比較例であり、特許文献１に記載のものに相当する。第３比較例は、搬送信号送信装置６を使用する点では、図３に示した本実施形態の構成と似通っている。しかしながら、第３比較例では、ミリ波帯の搬送信号（局部発振信号）を搬送信号送信装置６から各通信チップ６３００に送信し、各通信チップ６３００が受信した共通の搬送信号を使用し、入力された中間周波数信号をミリ波帯に上げて送受信する。第３比較例は、中間周波数信号を使う通信に限定したシステムであり、中間周波数信号以降の信号処理回路が必要となる。搬送信号そのものを共用するため、搬送信号として使える周波数は１種類のみとなる。

［本実施形態］
これに対して、本実施形態の仕組みでは、各所に共通の基準信号REFCLKを伝送するので、干渉およびノイズの問題を解決できる。また、無線通信で基準信号REFCLKを伝送するので電気配線を使用することに起因する各種（たとえば信号歪みや不要輻射）の問題を解決できる。さらに、逓倍数ξの設定で基準信号REFCLKの周波数を設定できる、つまり基準信号REFCLKとして使える周波数を複数にすることができる。また、同じ周波数の基準信号REFCLKを使用する場合でも、通信装置２の逓倍数εの設定次第で搬送信号の周波数を設定でき、搬送信号として使える周波数を複数にすることができる。

＜電子機器への適用事例＞
［第１例］
図７は、本実施形態の仕組みが適用される電子機器の第１例を説明する図である。第１例は、１つの電子機器の筐体内で無線により信号伝送を行なう場合での適用例である。電子機器としては固体撮像装置を搭載した撮像装置への適用例で示す。この種の撮像装置は、たとえばデジタルカメラやビデオカメラ（カムコーダ）あるいはコンピュータ機器のカメラ（Ｗｅｂカメラ）などとして市場に流通される。

第１通信装置（通信装置２に相当）が制御回路や画像処理回路などを搭載したメイン基板に搭載され、第２通信装置（通信装置２に相当）が固体撮像装置を搭載した撮像基板（カメラ基板）に搭載されているシステム構成となっている。以下では逓倍基準信号Ｊ１をミリ波帯で無線伝送するとともにデータをミリ波帯で無線伝送するものとして説明する。

撮像装置５００の筐体５９０内には、撮像基板５０２とメイン基板６０２が配置されている。撮像基板５０２には固体撮像装置５０５が搭載される。たとえば、固体撮像装置５０５はＣＣＤ（Charge Coupled Device ）で、その駆動部（水平ドライバや垂直ドライバ）も含めて撮像基板５０２に搭載する場合や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor ）センサの場合が該当する。

メイン基板６０２に第１通信装置として機能する半導体チップ１０３を搭載し、撮像基板５０２に第２通信装置として機能する半導体チップ２０３を搭載する。図示しないが、撮像基板５０２には、固体撮像装置５０５の他に撮像駆動部など周辺回路が搭載され、また、メイン基板６０２には画像処理エンジンや操作部や各種のセンサなどが搭載される。

半導体チップ１０３と半導体チップ２０３の何れか一方には基準信号送信装置５の機能を組み込む。また、半導体チップ１０３と半導体チップ２０３のそれぞれ（ただし基準信号送信装置５の機能を組み込んだものは除く）には、基準信号受信装置７の機能を組み込む。さらに、半導体チップ１０３と半導体チップ２０３のそれぞれには、送信チップ８００１や受信チップ８００２と同等の機能を組み込む。送信チップ８００１と受信チップ８００２の両機能を組み込むことで双方向通信にも対処できる。これらの点は、後述する他の適用事例でも同様である。

固体撮像装置５０５や撮像駆動部は、第１通信装置側のＬＳＩ機能部のアプリケーション機能部に該当する。ＬＳＩ機能部には送信側の信号生成部が接続され、さらに伝送路結合部を介してアンテナ２３６と接続される。信号生成部や伝送路結合部は固体撮像装置５０５とは別の半導体チップ２０３に収容してあり撮像基板５０２に搭載される。

画像処理エンジンや操作部や各種のセンサなどは第２通信装置側のＬＳＩ機能部のアプリケーション機能部に該当し、固体撮像装置５０５で得られた撮像信号を処理する画像処理部が収容される。ＬＳＩ機能部には受信側の信号生成部が接続され、さらに伝送路結合部を介してアンテナ１３６と接続される。信号生成部や伝送路結合部は画像処理エンジンとは別の半導体チップ１０３に収容してありメイン基板６０２に搭載される。

送信側の信号生成部はたとえば、多重化処理部、パラレルシリアル変換部、変調部、周波数変換部、増幅部などを具備し、受信側の信号生成部はたとえば、増幅部、周波数変換部、復調部、シリアルパラレル変換部、単一化処理部などを具備する。これらの点は、後述する他の適用事例でも同様である。

アンテナ１３６とアンテナ２３６との間で無線通信が行なわれることで、固体撮像装置５０５で取得される画像信号は、アンテナ間の無線信号伝送路９を介してメイン基板６０２へと伝送される。双方向通信に対応するように構成してもよく、この場合たとえば、固体撮像装置５０５を制御するための基準クロックや各種の制御信号は、アンテナ間の無線信号伝送路９を介して撮像基板５０２へと伝送される。

図７（１），（２）の何れも、２系統のミリ波信号伝送路９が設けられており、その内の一方をデータ伝送に使用し他方を逓倍基準信号Ｊ１の伝送に使用するようにしている。ここで、図７（１）に示す例は、自由空間伝送路９Ｂが無線信号伝送路９として使用されており、データ伝送用の周波数帯（搬送信号の周波数ｆ１）と逓倍基準信号Ｊ１の周波数ｆ０を干渉が起きない程度に離している。図７（２）では、周囲が遮蔽材MZで囲まれ内部が中空の構造の中空導波路９Ｌが無線信号伝送路９として使用されており、データ伝送用の周波数帯と逓倍基準信号Ｊ１の周波数を同じにしても干渉が起きないようにしている。

［第２例］
図７Ａは、本実施形態の仕組みが適用される電子機器の第２例を説明する図である。第２例は、複数の電子機器が一体となった状態での電子機器間で無線により信号伝送を行なう場合での適用例である。特に、一方の電子機器が他方の電子機器に装着されたときの両電子機器間の信号伝送への適用である。なお、以下では逓倍基準信号Ｊ１をミリ波帯で無線伝送するとともに、データをミリ波帯で無線伝送するものとして説明する。

たとえば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）や不揮発性の記憶装置（たとえばフラッシュメモリ）などが内蔵されたいわゆるＩＣカードやメモリカードを代表例とするカード型の情報処理装置を本体側の電子機器に装着可能（着脱自在）にしたものがある。一方（第１）の電子機器の一例であるカード型の情報処理装置を以下では「カード型装置」とも称する。本体側となる他方（第２）の電子機器を以下では単に電子機器とも称する。

メモリカード２０１Ｂの構造例（平面透視および断面透視）が図７Ａ（１）に示されている。電子機器１０１Ｂの構造例（平面透視および断面透視）が図７Ａ（２）に示されている。 電子機器１０１Ｂのスロット構造４（特に開口部１９２）にメモリカード２０１Ｂが挿入されたときの構造例（断面透視）が図７Ａ（３）に示されている。

スロット構造４は、電子機器１０１Ｂの筺体１９０にメモリカード２０１Ｂ（その筐体２９０）を開口部１９２から挿抜して固定可能な構成となっている。スロット構造４のメモリカード２０１Ｂの端子との接触位置には受け側のコネクタ１８０が設けられる。無線伝送に置き換えた信号についてはコネクタ端子（コネクタピン）が不要である。

図７Ａ（１）に示すようにメモリカード２０１Ｂの筐体２９０に円筒状の凹形状構成２９８（窪み）を設け、図７Ａ（２）に示すように電子機器１０１Ｂの筺体１９０に円筒状の凸形状構成１９８（出っ張り）を設けている。メモリカード２０１Ｂは、基板２０２の一方の面に半導体チップ２０３を有し、基板２０２の一方の面にはアンテナ２３６が形成されている。筐体２９０は、アンテナ２３６と同一面に凹形状構成２９８が形成され、凹形状構成２９８の部分が無線信号伝送可能な誘電体素材を含む誘電体樹脂で構成される。

基板２０２の一辺には、筐体２９０の決められた箇所で電子機器１０１Ｂと接続するための接続端子２８０が決められた位置に設けられている。メモリカード２０１Ｂは、低速・小容量の信号用や電源供給用に、従前の端子構造を一部に備える。ミリ波での信号伝送の対象となり得るものは、図中に破線で示すように、端子を取り外している。

図７Ａ（２）に示すように、電子機器１０１Ｂは、基板１０２の開口部１９２側の面に半導体チップ１０３を有し、基板１０２の一方の面にアンテナ１３６が形成されている。筺体１９０は、スロット構造４として、メモリカード２０１Ｂが挿抜される開口部１９２が形成されている。筺体１９０には、メモリカード２０１Ｂが開口部１９２に挿入されたときに、凹形状構成２９８の位置に対応する部分に、ミリ波閉じ込め構造（導波路構造）を持つ凸形状構成１９８が形成され誘電体伝送路９Ａとなるように構成されている。

図７Ａ（３）に示すように、スロット構造４の筺体１９０は開口部１９２からのメモリカード２０１Ｂの挿入に対し、凸形状構成１９８（誘電体伝送路９Ａ）と凹形状構成２９８が凹凸状に接触するようなメカ構造を有する。凹凸構造が嵌合するときに、アンテナ１３６とアンテナ２３６が対向するとともに、その間に無線信号伝送路９として誘電体伝送路９Ａが配置される。メモリカード２０１Ｂは、誘電体伝送路９Ａとアンテナ２３６の間に筐体２９０を挟むが、凹形状構成２９８の部分の素材が誘電体素材であるのでミリ波帯での無線伝送に大きな影響を与えるものではない。

［第３例］
図７Ｂは、本実施形態の仕組みが適用される電子機器の第３例を説明する図である。無線伝送システム１は、第１の電子機器の一例として携帯型の画像再生装置２０１Ｋを備えるとともに、画像再生装置２０１Ｋが搭載される第２（本体側）の電子機器の一例として画像取得装置１０１Ｋを備えている。画像取得装置１０１Ｋには、画像再生装置２０１Ｋが搭載される載置台５Ｋが筐体１９０の一部に設けられている。なお、載置台５Ｋに代えて、第２例のようにスロット構造４にしてもよい。一方の電子機器が他方の電子機器に装着されたときの両電子機器間において、無線で信号伝送を行なうという点では第２例と同じである。以下では、第２例との相違点に着目して説明する。

画像取得装置１０１Ｋは概ね直方体（箱形）の形状をなしており、もはやカード型とは言えない。画像取得装置１０１Ｋとしては、たとえば動画データを取得するものであればよく、たとえばデジタル記録再生装置や地上波テレビ受像機が該当する。画像再生装置２０１Ｋには、アプリケーション機能部として、画像取得装置１０１Ｋ側から伝送されてくる動画データを記憶する記憶装置や、記憶装置から動画データを読み出して表示部（たとえば液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置）にて動画を再生する機能部が設けられる。構造的には、メモリカード２０１Ｂを画像再生装置２０１Ｋに置き換え、電子機器１０１Ｂを画像取得装置１０１Ｋに置き換えたと考えればよい。

載置台５Ｋの下部の筺体１９０内には、たとえば第２例（図７Ａ）と同様に、半導体チップ１０３が収容されており、ある位置にはアンテナ１３６が設けられている。アンテナ１３６と対向する筺体１９０の部分には、無線信号伝送路９として誘電体素材により誘電体伝送路９Ａが構成されるようにしてある。載置台５Ｋに搭載される画像再生装置２０１Ｋの筺体２９０内には、たとえば第２例（図７Ａ）と同様に、半導体チップ２０３が収容されており、ある位置にはアンテナ２３６が設けられている。アンテナ２３６と対向する筺体２９０の部分は、誘電体素材により無線信号伝送路９（誘電体伝送路９Ａ）が構成されるようにしてある。これらの点は前述の第２例と同様である。

第３例は、嵌合構造という考え方ではなく壁面突当て方式を採り、載置台５Ｋの角１０１ａに画像取得装置１０１Ｋが突き当てられるように置かれたときにアンテナ１３６とアンテナ２３６が対向するようにしているので、位置ズレによる影響を確実に排除できる。このような構成により、載置台５Ｋに対する画像再生装置２０１Ｋの搭載（装着）時に、画像再生装置２０１Ｋの無線信号伝送に対する位置合せ行なうことが可能となる。アンテナ１３６とアンテナ２３６との間に筐体１９０と筐体２９０を挟むが、誘電体素材であるのでミリ波帯での無線伝送に大きな影響を与えるものではない。

＜無線伝送システムへの適用事例＞
［第１適用例］
図８は、本実施形態の無線伝送システム１の第１適用例を説明する図である。第１適用例は、１つの電子機器の筐体内または複数の電気機器間において、ＣＭＯＳプロセスで形成されている半導体チップ１０３Ａと半導体チップ２０３Ａの間で、ミリ波帯で信号伝送を行なう例である。因みに、この第１適用例は、図４に示した通信システム８Ａを簡易的に示したものに相当する。

第１通信装置１００Ａ側の筐体１９０Ａと第２通信装置２００Ａ側の筐体２９０Ａは、その外観形状は、立方体（直方体）に限らず、球体、円柱体、半円柱体であっても、楕円柱でもよい。１つの筐体内での信号伝送の場合は、たとえば、同一基板上に半導体チップ１０３Ａと半導体チップ２０３Ａが搭載されているものと考えればよい。あるいは、第１通信装置１００Ａ側の筐体１９０Ａと第２通信装置２００Ａ側の筐体２９０Ａが兼用されているものと考えればよい。第１通信装置１００Ａを具備する電子機器に第２通信装置２００Ａを具備する電子機器が載置された機器間での信号伝送の場合は、第１通信装置１００Ａ側の筐体１９０Ａと第２通信装置２００Ａ側の筐体２９０Ａが図中の点線部分で接触しているものと考えればよい。

筐体１９０Ａ，２９０Ａは、たとえば、デジタル記録再生装置、地上波テレビ受像機、カメラ、ハードディスク装置、ゲーム機、コンピュータ、無線通信装置などの外装（外観）のケースに対応する。

たとえば、無線伝送システム１においては、映画映像やコンピュータ画像などの高速性と大容量性が求められる信号を伝送するべく、搬送周波数ｆ１が３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯の送信信号Ｓout_1 にして無線信号伝送路９_1を伝送させる。また、本実施形態の基準信号伝送システム３が適用され、周波数ｆ０が３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯の逓倍基準信号Ｊ１も無線信号伝送路９_1を伝送させる。各周波数ｆ０，ｆ１は、逓倍基準信号Ｊ１と被変調信号Ｓout が干渉しない程度に離れているものとする。

無線信号伝送路９_1は、筐体１９０Ａ，２９０Ａの内部の自由空間、その内部に構築された誘電体伝送路や、導波管および／または導波路から構成され、導波路にはスロットラインおよび／またはマイクロストリップラインが含まれる。無線信号伝送路９_1は、ミリ波帯の逓倍基準信号Ｊ１と送信信号Ｓout_1 が伝送できれば何でもよい。筐体１９０Ａ，２９０Ａの内部に充填された誘電体物質自体も無線信号伝送路９_1を構成する。

ミリ波は容易に遮蔽でき、外部に漏れ難いため、安定度の低い搬送周波数ｆ０，ｆ１の搬送信号を使用することができる。このことは、半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａ間の伝搬チャネルの設計の自由度を増すことにも繋がる。たとえば、半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａを封止する封止部材（パッケージ）構造と伝搬チャネルを併せて誘電体素材を使用して設計することで、自由空間での無線信号伝送に比べて、より信頼性の高い良好な逓倍基準信号およびデータの無線伝送を行なえる。

たとえば、筐体１９０Ａ，２９０Ａの内部は自由空間とすることで、アンテナ１３６Ａ，２３６Ａ間に自由空間伝送路が構成されるようにしてもよいし、その内部全体を樹脂部材などの誘電体素材で充填してもよい。これらの場合、筐体１９０Ａ，２９０Ａは、ミリ波帯の逓倍基準信号Ｊ１と送信信号Ｓout_1 が外部に漏れ出ないように、たとえば、外部六面が金属板で囲まれたシールドケースの他に、その内部に樹脂部材でコーティングされたケースのようなものにするのが望ましい。筐体１９０Ａ，２９０Ａは、また、外部六面が樹脂部材で囲まれたケースの他に、その内部に金属部材でシールドされたケースのようなものとしてもよい。何れも、逓倍基準信号Ｊ３の再生に注入同期方式を適用しない場合よりも注入同期方式を適用する場合の方が送信振幅を大きくする傾向があるので、その点を勘案したシールド対策をしておくのがよい。

好ましくは、筐体１９０Ａ，２９０Ａの内部を自由空間としつつアンテナ１３６Ａ，２３６Ａ間を、誘電体伝送路、中空導波路、導波管構造などにして、ミリ波帯の無線信号を伝送路中に閉じ込めつつ無線信号を伝送させる構造を持つミリ波閉じ込め構造（導波路構造）にする。ミリ波閉じ込め構造にすれば、筐体１９０Ａ，２９０Ａでの反射の影響を受けることがなく、アンテナ１３６Ａ，２３６Ａ間でミリ波帯の信号を確実に伝送できる。加えて、アンテナ１３６Ａから放出した無線信号（送信信号Ｓout_1 ）を無線信号伝送路９_1に閉じ込めてアンテナ２３６Ａ側に伝送できるので、無駄を少なくできる（無くすことができる）ため送信電力を抑えられる。逓倍基準信号Ｊ３の再生に注入同期方式を適用する場合でも、送信電力を極めて小さくできるため、外部に電磁誘導障害（ＥＭＩ）を与えないので、筐体１９０Ａ，２９０Ａは、金属のシールド構造を省略してもよくなる。

図８（１）は、半導体チップ１０３Ａおよび半導体チップ２０３Ａとは別に筐体内に基準信号送信装置５（ＣＷ−ＴＸ）を配置し、半導体チップ１０３Ａと半導体チップ２０３Ａの双方に基準信号受信装置７（ＣＷ−ＲＸ）の機能部を組み込んだ態様である。

半導体チップ１０３Ａは、変調機能部８３００（周波数混合部８３０２、送信側局部発振部８３０４）と増幅部８１１７と基準信号受信装置７の機能部を備え、増幅部８１１７は伝送路結合部の一部をなすアンテナ１３６Ａと接続されている。半導体チップ１０３Ａは、伝送対象信号ＳIN_1を無線信号に変換（変調）してアンテナ１３６Ａから送信信号Ｓout_1 を放出する。

半導体チップ２０３Ａは、増幅部８２２４と復調機能部８４００（周波数混合部８４０２、受信側局部発振部８４０４）と低域通過フィルタ８４１２と基準信号受信装置７の機能部を備え、増幅部８２２４は伝送路結合部の一部をなすアンテナ２３６Ａと接続されている。半導体チップ２０３Ａは、アンテナ２３６Ａで受信した受信信号Ｓin_1（Ｓout_1 と対応する）から伝送対象信号ＳOUT_1 （ＳIN_1と対応する）を復元（復調）する。つまり、半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａは、アンテナ１３６Ａ，２３６Ａ間の無線信号伝送路９_1を介してミリ波帯で信号伝送を行なう。このとき、変調処理や復調処理に必要となる搬送信号の同期をとるため、基準信号送信装置５から半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａに逓倍基準信号Ｊ１が無線信号伝送路９_1を介して送信され、各所の基準信号受信装置７で基準信号REFCLKを再生し、基準信号REFCLKに基づいて搬送信号を生成する。

図８（２）は、半導体チップ１０３Ａと半導体チップ２０３Ａの何れか一方（図は半導体チップ１０３Ａ）に基準信号送信装置５（ＣＷ−ＴＸ）の機能部を組み込み、残りのもの（図は半導体チップ２０３Ａ）に基準信号受信装置７（ＣＷ−ＲＸ）の機能部を組み込んだ態様である。この例では、半導体チップ１０３Ａは、源基準信号Ｊ０に基づいて搬送信号を生成する。一方、半導体チップ２０３Ａは、半導体チップ１０３Ａの基準信号送信装置５から逓倍基準信号Ｊ１を受信して基準信号REFCLKを再生し、基準信号REFCLKに基づいて搬送信号を生成する。

［第２適用例］
図９は、本実施形態の無線伝送システム１の第２適用例を説明する図である。第２適用例は、１つの電子機器の筐体内または複数の電気機器間において、ＣＭＯＳプロセスで形成されている３つの半導体チップ１０３Ｂ，２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2間で、データと基準信号をミリ波帯で無線伝送する例である。

本実施形態の基準信号伝送システム３が適用され、周波数ｆ０が３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯の逓倍基準信号Ｊ１も無線信号伝送路９_2を伝送させる。図示した例は、半導体チップ１０３Ｂ，２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2とは別に、筐体内に基準信号送信装置５（ＣＷ−ＴＸ）を配置し、半導体チップ１０３Ｂ，２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2の全てに基準信号受信装置７（ＣＷ−ＲＸ）の機能部を組み込んだ態様である。

図示しないが、半導体チップ１０３Ａ，２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2の何れか１つに基準信号送信装置５（ＣＷ−ＴＸ）の機能部を組み込み、残りのものに基準信号受信装置７（ＣＷ−ＲＸ）の機能部を組み込んだ態様としてもよい。この点は、後述する第３適用例や第４適用例でも同様である。

第１適用例との相違は、１対２で信号伝送を行なう点にある。典型的には、１つの送信側の半導体チップ１０３Ｂから２つの受信側の半導体チップ２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2に同報（一斉）通信を行なう点である。図では、受信側を２つにしているが、３以上にしてもよい。なお、使用する搬送周波数ｆ２は３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯である。逓倍基準信号Ｊ１の周波数ｆ０も３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯となるように周波数関係を設定するのが好ましい。

第２適用例では、送信側の半導体チップ１０３Ｂと受信側の半導体チップ２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2間で、１対２の伝送チャンネルを構成する無線信号伝送路９_2により同報通信が実現される。このとき、変復調処理に必要となる搬送信号の同期をとるため、基準信号送信装置５（ＣＷ−ＴＸ）から半導体チップ１０３Ｂ，２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2に逓倍基準信号Ｊ１が無線信号伝送路９_2を介して送信され、各所の基準信号受信装置７（ＣＷ−ＲＸ）で基準信号REFCLKを再生し、基準信号REFCLKに基づいて搬送信号を生成する。

［第３適用例］
図１０〜図１０Ｂは、本実施形態の無線伝送システム１の第３適用例を説明する図である。第３適用例は、送信側にはＮ組（Ｎは２以上の正の整数）の送信部を配置し、受信側にはＭ組（Ｍは２以上の正の整数）の受信部を配置し、送信部と受信部の組で各別の搬送周波数を用いて伝送する構成である。つまり、複数の搬送周波数を用いて、それぞれ異なる信号を伝送する周波数分割多重伝送を行なう。以下では、説明を簡単にするために、搬送周波数ｆ１，ｆ２を使用する２系統の通信で説明する。

図１０〜図１０Ａに示す第３適用例（その１）は、送信側および受信側の何れもが各別のアンテナを使用する場合であり、前述の第１適用例の構成と第２適用例の構成を組み合わせて無線伝送システム１を構築する例である。各半導体チップを送信側と受信側の何れに見立てることもでき、各半導体チップの配置場所の制約が基本的にはない形態である。これに対して、図１０Ｂに示す第３適用例（その２）は、送信側および受信側の何れもが共通のアンテナを使用する場合である。

第３適用例（その１）において、第１適用例の構成を採用する部分で使用する搬送周波数ｆ１は３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯であり、第２適用例の構成を採用する部分で使用する搬送周波数ｆ２も３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯である。逓倍基準信号Ｊ１の周波数ｆ０も３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯となるように周波数関係を設定するのが好ましい。ただし、各搬送周波数ｆ１，ｆ２は、各変調信号が干渉しない程度に離れているものとする。さらに、各周波数ｆ０，ｆ１，ｆ２は、逓倍基準信号Ｊ１と被変調信号Ｓout が干渉しない程度に離れているものとする。

第３適用例（その１）において、送受信間のアンテナは、単一の無線信号伝送路９_3で結合される。機能的には、第１適用例の構成を採用する部分が無線信号伝送路９_1で第１の通信チャネルが形成され、第２適用例の構成を採用する部分が無線信号伝送路９_2で第２の通信チャネルが形成される。単一の無線信号伝送路９_3であるから、たとえば無線信号伝送路９_1の搬送周波数ｆ１の電波が無線信号伝送路９_2側へ伝達され得るし、無線信号伝送路９_2の搬送周波数ｆ２の電波が無線信号伝送路９_1側へ伝達され得る。

第１適用例の構成が採用される部分では、搬送周波数ｆ１を用いて、半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａ間で無線信号伝送路９_1を介してミリ波帯で信号伝送が行なわれる。第２適用例の構成が採用される部分では、搬送周波数ｆ２（≠ｆ１）を用いて、半導体チップ１０３Ｂと半導体チップ２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2間で無線信号伝送路９_2を介してミリ波帯で同報通信が行なわれる。つまり、第３適用例では、１対１および１対２の伝送システムが混在する。このとき、基準信号送信装置５（ＣＷ−ＴＸ）から逓倍基準信号Ｊ１（逓倍基準信号Ｊ３）を受信して基準信号REFCLKを生成し、基準信号REFCLKに基づいて通信チャネルごとに異なった搬送周波数ｆ１，ｆ２を設定することで、干渉の影響を受けることなくそれぞれの信号伝送が実現される。

たとえば、図１０中に点線で示すように、半導体チップ２０３Ｂ_1が搬送周波数ｆ２の送信信号Ｓout_2 （＝受信信号Ｓin_2）を受信して同期検波しているときに、搬送周波数ｆ１の送信信号Ｓout_1 も到来したとする。半導体チップ２０３Ｂ_1が搬送周波数ｆ２での同期検波をしているときに搬送周波数ｆ１の変調信号を受信しても、搬送周波数ｆ１の成分の干渉の影響を受けることはない。

また、図１０中に点線で示すように、半導体チップ２０３Ａが搬送周波数ｆ１の送信信号Ｓout_1 （＝受信信号Ｓin_1）を受信して同期検波しているときに、搬送周波数ｆ２の送信信号Ｓout_2 も到来したとする。半導体チップ２０３Ａが搬送周波数ｆ１での同期検波をしているときに搬送周波数ｆ２の変調信号を受信しても、搬送周波数ｆ２の成分の干渉の影響を受けることはない。

第３適用例（その２）は、一方（送信側）の半導体チップ１０３にはＮ組の送信側信号生成部１１０が収容され、他方（受信側）の半導体チップ２０３にはＭ組の受信側信号生成部２２０が収容され、各送信側信号生成部１１０から各受信側信号生成部２２０に同一方向に、周波数分割多重を適用して同時の信号伝送を可能にする形態である。

たとえば、第１通信装置１００Ｃには第１・第２の送信側信号生成部１１０_1，１１０_2を配置し、第２通信装置２００Ｃには第１・第２・第３の受信側信号生成部２２０_1，２２０_2，２２０_3を配置する。第１の送信側信号生成部１１０_1と第１の受信側信号生成部２２０_1の組では第１の搬送周波数ｆ１を使用し、第２の送信側信号生成部１１０_1と第２・第３の受信側信号生成部２２０_2，２２０_3の組では第２の搬送周波数ｆ２（≠ｆ１）を使用するものとする。

各送信側信号生成部１１０_1，１１０_2で生成された搬送周波数ｆ１，ｆ２の無線信号は多重化処理部１１３の一例である結合器で１系統に纏められ、伝送路結合部のアンテナ１３６を介して無線信号伝送路９を伝送する。受信側のアンテナ２３６は、無線信号伝送路９を伝送してきた無線信号を受信し単一化処理部２２８の一例である分配器で３系統に分離し、各受信側信号生成部２２０_1，２２０_2，２２０_3に供給する。

第３適用例（その２）では、第３適用例（その１）と同様に、２組の搬送周波数ｆ１，ｆ２を用いて、同一方向にそれぞれ異なる信号を伝送する周波数分割多重伝送を干渉問題を起すことなく実現できる。

［第４適用例］
図１１〜図１１Ａは、本実施形態の無線伝送システム１の第４適用例を説明する図である。第４適用例は、１対の双方向通信用の半導体チップ内にそれぞれ同数の送信部と受信部を配置し、送信部と受信部の組で各別の搬送周波数を用いて全二重の双方向通信を行なう構成である。以下では説明を簡単にするために一方の通信には搬送周波数ｆ１を使用し、前記一方とは逆方向への通信に搬送周波数ｆ２を使用する２系統の通信で説明する。

搬送周波数ｆ１は３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯であり、搬送周波数ｆ２も３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯であるが、各搬送周波数ｆ１，ｆ２は、各変調信号が干渉しない程度に離れているものとする。さらに、本実施形態の基準信号伝送システム３が適用され、周波数ｆ０の逓倍基準信号Ｊ１も無線信号伝送路９_4を伝送させる。逓倍基準信号Ｊ１の周波数ｆ０も３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯となるように周波数関係を設定するのが好ましい。各周波数ｆ０，ｆ１，ｆ２は、逓倍基準信号Ｊ１と被変調信号Ｓout が干渉しない程度に離れているものとする。

図１１に示す第４適用例（その１）は、送信側および受信側の何れもが各別のアンテナを使用する場合である。これに対して、図１１Ａに示す第４適用例（その２）は、双方向通信用の各半導体チップの何れもが共通のアンテナを使用する場合である。

第４適用例（その１）において、２系統の送受信間のアンテナは、単一の無線信号伝送路９_4で結合される。機能的には、無線信号伝送路９_1で第１の通信チャネルが形成され、無線信号伝送路９_2で第１の通信チャネルとは逆方向への伝送を行なう第２の通信チャネルが形成される。単一の無線信号伝送路９_4であるから、たとえば無線信号伝送路９_1の搬送周波数ｆ１の電波が無線信号伝送路９_2側へ伝達され得るし、無線信号伝送路９_2の搬送周波数ｆ２の電波が無線信号伝送路９_1側へ伝達され得る。

たとえば、第１通信装置１００Ｄの半導体チップ１０３Ｄには、送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部１２０が設けられ、第２通信装置２００Ｄの半導体チップ２０３Ｄには、送信側信号生成部２１０と受信側信号生成部２２０が設けられている。

送信側信号生成部１１０は、変調機能部８３００（周波数混合部８３０２、送信側局部発振部８３０４）と増幅部８１１７を備え、増幅部８１１７は伝送路結合部の一部をなすアンテナ１３６_1と接続されている。半導体チップ１０３Ｄ（送信側信号生成部１１０）は、伝送対象信号ＳIN_1を無線信号に変換（変調）してアンテナ１３６_1から送信信号Ｓout_1 を放出する。

受信側信号生成部２２０は、増幅部８２２４と復調機能部８４００（周波数混合部８４０２、受信側局部発振部８４０４）と低域通過フィルタ８４１２を備え、増幅部８２２４は伝送路結合部の一部をなすアンテナ２３６_2と接続されている。半導体チップ２０３Ｄ（受信側信号生成部２２０）は、アンテナ２３６_2で受信した受信信号Ｓin_1（Ｓout_1 と対応する）から伝送対象信号ＳOUT_1 （ＳIN_1と対応する）を復元（復調）する。つまり、半導体チップ１０３Ｄ，２０３Ｄは、アンテナ１３６_1，２３６_2間の無線信号伝送路９_4（の無線信号伝送路９_1）を介してミリ波帯で信号伝送を行なう。

送信側信号生成部２１０は、変調機能部８３００（周波数混合部８３０２、送信側局部発振部８３０４）と増幅部８１１７を備え、増幅部８１１７は伝送路結合部の一部をなすアンテナ１３６_2と接続されている。半導体チップ２０３Ｄ（送信側信号生成部２１０）は、伝送対象信号ＳIN_2を無線信号に変換（変調）してアンテナ１３６_2から送信信号Ｓout_2 を放出する。

受信側信号生成部１２０は、増幅部８２２４と復調機能部８４００（周波数混合部８４０２、受信側局部発振部８４０４）と低域通過フィルタ８４１２を備え、増幅部８２２４は伝送路結合部の一部をなすアンテナ２３６_1と接続されている。半導体チップ１０３Ｄ（受信側信号生成部１２０）は、アンテナ２３６_1で受信した受信信号Ｓin_2（Ｓout_2 と対応する）から伝送対象信号ＳOUT_2 （ＳIN_2と対応する）を復元（復調）する。つまり、半導体チップ１０３Ｄ，２０３Ｄは、アンテナ１３６_2，２３６_1間の無線信号伝送路９_4（の無線信号伝送路９_2）を介してミリ波帯で信号伝送を行なう。

全二重の双方向伝送を可能とするべく、信号伝送する送信部と受信部の組ごとに別の周波数を基準搬送信号として割り当てる。送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部２２０の組では第１の搬送周波数ｆ１を使用し、送信側信号生成部２１０と受信側信号生成部１２０の組では第２の搬送周波数ｆ２（≠ｆ１）を使用する。このとき、基準信号送信装置５（ＣＷ−ＴＸ）から逓倍基準信号Ｊ１（逓倍基準信号Ｊ３）を受信して基準信号REFCLKを生成し、基準信号REFCLKに基づいて通信チャネルごとに異なった搬送周波数ｆ１，ｆ２を設定することで、干渉の影響を受けることなく全二重の双方向伝送が実現される。

＜位相不確定性とその対策手法＞
図１２〜図１３は、位相不確定性とその対策手法を説明する図である。

本実施形態では、基準信号受信装置７において高周波基準信号Ｊ３（周波数はη・ｆck）を１／ξ倍に分周して基準信号REFCLKを再生する。このため、各所（本例では各通信装置２）に供給する基準信号REFCLKの周波数が同じ（周波数同期がとれている）でかつ位相がロックしていても（位相同期がとれていても）、各所に供給される基準信号REFCLKの位相が同一にならないという現象（位相不確定性と称する）が生じ得る。基準信号REFCLKを使用する機能部が、周波数同期と位相同期がとれていればよいシステムでは位相不確定性があっても問題がない。一方、前記実施形態で説明した無線伝送システム１では、受信側（復調機能部８４００）が同期検波を利用して復調を行なうため、位相不確定性が問題となり得る。以下、この点について説明する。

［位相不確定性］
図１２には、高周波基準信号Ｊ３と各通信装置２に供給される基準信号REFCLKの関係と位相不確定性の関係が示されている。図１２（１）と図１２（２）では、基準信号再生部７４００は、高周波基準信号Ｊ３の立上りエッジに同期して分周動作するものとして示している。図１２（３）と図１２（４）では、受信側局部発振部８４０４は、基準信号REFCLKの立上りエッジに同期して逓倍動作するものとして示している。

本実施形態では、各通信装置２に対応して設けられた基準信号受信装置７において、高周波基準信号Ｊ３（周波数はη・ｆck）を１／ξ倍に分周して対応する通信装置２が使用する基準信号REFCLKを再生する。

基準信号受信装置７は、源基準信号Ｊ０と周波数同期および位相同期がとれた高い周波数の高周波基準信号Ｊ３から１／ξ倍の低い周波数の基準信号REFCLKを作る。このため、位相のとり方がξ種類あり、しかも、その内の何れを選択するべきかの情報がなく、各通信装置２用の基準信号REFCLKにおいて、位相の不確定性の問題が発生する。

たとえば、図１２（１）は、送信側の通信装置２用の基準信号REFCLKと、受信側の通信装置２用の基準信号REFCLKとが同一の周波数である場合を示している。簡単のため、高周波基準信号Ｊ３に対しての送信側の逓倍数ξ_TX と受信側の逓倍数ξ_RX を「２」にしている。基準信号再生部７４００により１／２倍の周波数の基準信号REFCLKを生成するので、位相のとり方が２種類あり、しかも、その２つの内の何れを選択するべきかの情報がない。したがって、送信側の基準信号REFCLK_TX に対して、受信側では、基準信号REFCLK_1（位相差Δが０度）と基準信号REFCLK_2（位相差Δが１８０度）の何れかとなるので、位相の不確定性の問題が発生する。

図１２（２）は、送信側の通信装置２用の基準信号REFCLKと、受信側の通信装置２用の基準信号REFCLKとが異なる周波数である場合を示している。簡単のため、高周波基準信号Ｊ３に対しての送信側の逓倍数ξ_TX を「２」、受信側の逓倍数ξ_RX を「４」にしている。送信側では基準信号再生部７４００により１／２倍の周波数の基準信号REFCLK_TX を生成するので、位相のとり方が２種類あるが、その２つの内の何れを選択するべきかの情報がない。一方、受信側では基準信号再生部７４００により１／４倍の周波数の基準信号REFCLKを生成するので、位相のとり方が４種類あるが、その４つの内の何れを選択するべきかの情報がない。送受信の全体的な組合せとしては「２×４」通りになるが、実体的には共通のものがあり、４通りの組合せになる。たとえば、送信側の基準信号REFCLK_TX に対して、受信側では、基準信号REFCLK_1（位相差Δが０度）と基準信号REFCLK_2（位相差Δが９０度）と基準信号REFCLK_3（位相差Δが１８０度）と基準信号REFCLK_4（位相差Δが２７０度）の何れかとなるので、位相の不確定性の問題が発生する。

この位相の不確定性は、通信装置２にてε倍の搬送信号を生成した後にも残ってしまうことがある。「残ってしまうことがある」と称したのは、εが２の倍数（偶数）であるなど特殊な数値関係の場合には問題とならないことがあるからである。

たとえば、図１２（３）は、逓倍数εを「２」にしている。この場合は、基準信号REFCLK_1（基準信号REFCLK_TX と同相）に基づいて生成した搬送信号Ｌｏ_RX1と基準信号REFCLK_2（基準信号REFCLK_TX と逆送）に基づいて生成した搬送信号Ｌｏ_RX2は、位相が一致している。図１２（４）は、逓倍数εを「３」にしている。この場合は、基準信号REFCLK_1（基準信号REFCLK_TX と同相）に基づいて生成した搬送信号Ｌｏ_RX1と基準信号REFCLK_2（基準信号REFCLK_TX と逆送）に基づいて生成した搬送信号Ｌｏ_RX2は、位相が逆になっている。

したがって、変調方式がＡＳＫやＢＰＳＫなどのように１軸変調方式の場合には、送信側と受信側のそれぞれで使用する搬送信号の位相が一致していることが必要であるから、逓倍数εの設定次第では、復調機能部８４００にて同期検波により復調処理を行なうときに影響を与え得る。

変調方式がＱＰＳＫやＱＡＭなどのように２軸変調方式の場合には、送信側と受信側のＩ軸・Ｑ軸のそれぞれで使用する搬送信号の位相が一致していることが必要であるから、受信側で使用する搬送信号の位相の不確定性だけでなく、送信側で使用する搬送信号の位相の不確定性も問題となり得る。

位相不確定性の影響を解消するには、第１の信号処理に使用する一方の第２の高周波基準信号の位相と、第１の信号処理と対応する第２の信号処理に使用する他方の第２の高周波基準信号の位相とが一致しないことに伴う影響を抑制する位相不確定性対策機能部を設けるとよい。位相不確定性対策機能部としては、何れの位相を選択するべきかの情報を伝達してその情報に基づいて適正な位相にものを選択する、逓倍数εの設定値を位相の不確定性が問題とならない値にする、あるいは位相補正部を設けるなどが考えられる。

位相不確定性は、典型的には、前記実施形態で説明した同期検波を利用する通信システムにて問題となり、その対処として位相不確定性対策機能部を設けるとよいが、その適用はこれには限定されない。何れにしても、第１の信号処理に使用する一方の第２の高周波基準信号の位相と、第１の信号処理と対応する第２の信号処理に使用する他方の第２の高周波基準信号の位相とが一致しないことに伴う影響を排除する必要がある場合には、ここで説明した位相不確定性対策機能部を適用し得る。

［位相不確定性に対する対策回路］
位相不確定性対策機能部の一例である位相補正部の構成としては、復調出力（たとえばフィルタ処理部８４１０）の後段にレベル検出部を設け、レベル検出部で検出された復調出力レベルに基づいて受信側局部発振部８４０４を制御して、その出力信号（周波数混合部８４０２への搬送信号）の位相を変化させる第１の方法が考えられる。第１の方法は、復調搬送信号の位相そのものを直接に制御する方式である。ＱＰＳＫ方式のようにＩ軸とＱ軸を使う２軸変調方式の場合は、各軸の成分について第１の手法を適用すればよい。

また、ＡＳＫ方式やＢＰＳＫ方式のように１軸変調方式であっても復調機能部８４００を直交検波方式にしその後段に位相回転部とレベル検出部を設け、直交検波出力（Ｉ、Ｑ）を使って位相回転部で出力信号の位相を回転させるとともに、位相回転部の出力レベルに基づいて位相回転部を制御して回転量を変化させる第２の方法も考えられる。ＡＳＫ方式やＢＰＳＫ方式のように１軸変調方式の場合は、Ｉ軸成分についてのみレベル検出と位相回転を適用すればよい。一方、ＱＰＳＫ方式のような２軸変調方式の場合は、Ｉ信号とＱ信号のレベルを変えて合成することで位相補正を行なう。第２の方法はデジタル処理にすることが容易であり、Ｉ信号とＱ信号をＡＤ変換後にデジタル回路で位相補正をかけることも考えられる。

第１の方法の方が回路構成が簡易であるが、第１の方法は高周波回路で位相を切り替えるので補正制御が難易であるのに対して、第２の方法はベースバンド回路で位相を切り替えるので補正制御は簡易である。以下では、ＱＰＳＫ方式の場合において、第２の方法を採用する場合で、具体的に説明する。

図１３には、位相不確定性の対策として設けられる位相補正部８７００を説明する図でが示されている。受信チップ８００２は、復調機能部８４００として直交検波方式を採用しており、直交検波回路の後段に位相補正部８７００を備えている。

復調機能部８４００は、直交検波回路を構成するように、Ｉ軸成分を復調する周波数混合部８４０２_I、Ｑ軸成分を復調する周波数混合部８４０２_Q、発振部８４６２から出力された搬送信号Ｌｏ_RX の位相を９０度（π／２）シフトする移相器８４６３を有する。周波数混合部８４０２_Iには発振部８４６２から出力された搬送信号Ｌｏ_RX が供給される。周波数混合部８４０２_Qには発振部８４６２から出力された搬送信号Ｌｏ_RX が移相器８４６３でπ／２シフトされた後に供給される。周波数混合部８４０２_Iの後段にはＩ軸成分用のフィルタ処理部８４１０_Iが設けられ、周波数混合部８４０２_Qの後段にはＱ軸成分用のフィルタ処理部８４１０_Qが設けられる。

位相補正部８７００は、直交検波のフィルタ処理部８４１０_I，８４１０_Qの出力（Ｉ，Ｑ）を使って位相回転処理を行なう位相回転部８７０２と、位相回転部８７０２の出力信号の振幅レベルを検出するレベル検出部８７０４を有している。

位相回転部８７０２は、Ｉ軸成分の信号Ｉに対するゲイン調整を行なう第１ゲイン調整部８７２２と、Ｑ軸成分の信号Ｑに対するゲイン調整を行なう第２ゲイン調整部８７２４と、各ゲイン調整部８７２２，８７２４の出力信号を合成する信号合成部８７３２を有する。信号合成部８７３２の出力信号Ｉ’がＩ軸成分の最終的な復調信号となる。ゲイン調整によってＩ軸成分に対して位相回転量αが調整される。通常は、第１ゲイン調整部８７２２のゲインを一定（ゲイン＝１）にして、第２ゲイン調整部８７２４側のゲイン調整（ゲイン＝ｋ１）のみで位相回転量αを調整すればよい。たとえば、図中に示すように、信号合成部８７３２は、第１ゲイン調整部８７２２から出力された信号Ｉと第２ゲイン調整部８７２４から出力された信号「ｋ１・Ｑ」を加算して出力信号Ｉ’とする。

また、位相回転部８７０２は、Ｑ軸成分の信号Ｑに対するゲイン調整を行なう第３ゲイン調整部８７２６と、Ｉ軸成分の信号Ｉに対するゲイン調整を行なう第４ゲイン調整部８７２８と、各ゲイン調整部８７２６，８７２８の出力信号を合成する信号合成部８７３６を有する。信号合成部８７３６の出力信号Ｑ’がＱ軸成分の最終的な復調信号となる。ゲイン調整によってＱ軸成分に対して位相回転量βが調整される。通常は、第３ゲイン調整部８７２６のゲインを一定（ゲイン＝１）にして第４ゲイン調整部８７２８側のゲイン調整（ゲイン＝ｋ２：位相を考慮して−ｋ２）のみで位相回転量βを調整すればよい。たとえば、図中に示すように、信号合成部８７３６は、第３ゲイン調整部８７２６から出力された信号Ｑから第４ゲイン調整部８７２８から出力された信号「−ｋ２・Ｉ」を減算して出力信号Ｑ’とする。

レベル検出部８７０４への入力は、Ｉ軸成分用の信号合成部８７３２の出力信号Ｉ’のみとする第１構成例、Ｑ軸成分用の信号合成部８７３６の出力信号Ｑ’のみとする第２構成例、Ｉ軸成分用の信号合成部８７３２の出力信号Ｉ’とＱ軸成分用の信号合成部８７３６の出力信号Ｑ’の双方とする第３構成例の何れでもよい。Ｉ，Ｑの両方を使う場合は、片方だけの場合よりも回路規模が大きくなるが、調整精度がよくなる。

図は両方を使用する第３構成例で示しており、レベル検出部８７０４は、信号合成部８７３２の出力信号Ｉ’のレベルを検出する第１レベル検出部８７４２と、信号合成部８７３６の出力信号Ｑ’のレベルを検出する第２レベル検出部８７４４と、第１レベル検出部８７４２と第２レベル検出部８７４４の各出力信号を合成して回転制御信号ROT を生成する信号合成部８７４６を有する。信号合成部８７４６は、第１レベル検出部８７４２から出力されたレベル信号ＤＥＴ_Iから第２レベル検出部８７４４から出力されたレベル信号ＤＥＴ_Qを減算して回転制御信号ROT とする。
何れの場合も、調整のために既知パターンを送信した方がよい。既知パターンは、たとえば、片方のみの場合（第１構成例や第２構成例）は対応する成分だけの信号にし、両方の場合（第３構成例）は、何れか一方の成分だけの信号（Ｉ成分だけの信号またはＱ成分だけの信号）にするのがよい。

たとえば、レベル検出部８７０４がＩ，Ｑの両方を使うようにした図示する構成の場合、位相補正のゲイン調整時には、ＢＰＳＫの信号を復調機能部８４００に入力し、直交検波の出力（Ｉ、Ｑ）を使って位相回転部８７０２で出力信号の位相を回転させ、その出力（Ｉ’成分とＱ’成分）をレベル検出部８７０４で検出する。レベル検出部８７０４は、検出した振幅レベルに基づいて位相回転部８７０２を制御して回転量を変化させる。たとえば、Ｉ’成分とＱ’成分のレベル差が最小になるように位相回転部８７０２の第２ゲイン調整部８７２４と第４ゲイン調整部８７２８のゲインを調整する。

図示しないが、受信側局部発振部８４０４を制御して、その出力である再生搬送信号Ｌｏ_RX （周波数混合部８４０２への搬送信号）の位相を変化させる第１の方法を採る場合のレベル検出部８７０４の制御手法は以下のようにするとよい。先ず、レベル検出部８７０４への入力は、Ｉ軸成分用のフィルタ処理部８４１０_Iの出力信号Ｉのみとする第１構成例、Ｑ軸成分用のフィルタ処理部８４１０_Qの出力信号Ｑのみとする第２構成例、Ｉ軸成分用のフィルタ処理部８４１０_Iの出力信号ＩとＱ軸成分用のフィルタ処理部８４１０_Qの出力信号Ｑの双方とする第３構成例の何れでもよい。Ｉ，Ｑの両方を使う場合は、片方だけの場合よりも回路規模が大きくなるが、調整精度がよくなる。

ここで、片方のみの第１構成例と第２構成例の場合、位相補正部８７００は、調整のために既知パターンを送信した方について、レベル検出部８７０４で検出された振幅レベルが最大になるように受信側局部発振部８４０４（たとえば図３で示したようにＰＬＬで構成）を制御する。

両方の第３構成例の場合、位相補正部８７００は、既知パターンとして送信した一方の成分（たとえばＩ成分）についてのレベル検出部８７０４で検出された振幅レベルができるだけ大きくなり、既知パターンとして送信していない他方の成分（たとえばＱ成分）についてのレベル検出部８７０４で検出された振幅レベルができるだけ小さくなるようにしつつ、両者のバランスをとるようにするのがよい。あるいは、既知パターンとして送信した一方の成分（たとえばＩ成分）にのみ着目して、レベル検出部８７０４で検出された振幅レベルが最大となるように調整してもよいし、既知パターンとして送信していない他方の成分（たとえばＱ成分）にのみ着目して、レベル検出部８７０４で検出された振幅レベルが最小となるように調整してもよい。

以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で前記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

また、前記の実施形態は、クレーム（請求項）に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

たとえば、前記実施形態では、基準信号REFCLKを利用した信号処理の例として通信処理における変調処理や復調処理を示したが、基準信号REFCLKは、通信以外の用途にも使用可能である。たとえば、デジタル回路のクロックやシンセサイザの基準として本実施形態の基準信号伝送システム３にて生成した基準信号REFCLKを利用することができる。

前記実施形態では、逓倍基準信号Ｊ１をミリ波帯で無線伝送する例を示したが、逓倍基準信号Ｊ１の周波数をミリ波帯よりも低い周波数帯にして有線で伝送するようにしてもよい。「ミリ波帯よりも低い周波数」にするのは、信号歪みや不要輻射の問題を避けるためである。

前記実施形態では、受信側の通信装置２では同期検波により復調処理を行なう例を示したが、ＡＳＫ方式（振幅変調方式）の場合は包絡線検波や自乗検波により復調処理を行なってもよい。この場合には、位相の不確定性が問題とならないという利点がある。

前記実施形態では、機器（筐体）内や機器間の通信装置２間のミリ波帯での信号伝送（データ伝送）に基準信号伝送システム３を適用する例を示したが、通信装置２間の通信はミリ波帯でのものに限定されず、より周波数の低い伝送帯域を使用するものでもよい。また、筐体内伝送や機器間伝送に基準信号伝送システム３を適用することに限らず、一般的な通信の分野にも適用できる。

１…無線伝送システム、２…通信装置、３…基準信号伝送システム、５…基準信号送信装置、７…基準信号受信装置、８…通信システム、９…ミリ波信号伝送路、１０３，２０３…半導体チップ、５１００…源基準信号生成部、５２００…高周波基準信号生成部、５２１０…発振部、５２２０…分周部、５２３０…位相周波数比較部、５２５０…ループフィルタ部、７３００…逓倍基準信号再生部、７４００…基準信号再生部、８０００…通信チップ、８００１…送信チップ、８００２…受信チップ、８３００…変調機能部、８３０２…周波数混合部、８３０４…送信側局部発振部、８３６２…発振部、８３６４…分周部、８３６６…位相周波数比較部、８３６８…ループフィルタ部、８４００…復調機能部、８４０２…周波数混合部、８４０４…受信側局部発振部、８４６２…発振部、８４６４…分周部、８４６６…位相周波数比較部、８７００…位相補正部

Claims (17)

1. 源基準信号と同期し前記源基準信号よりも高い周波数の高周波基準信号を生成する高周波基準信号生成部と、
   前記高周波基準信号と同期し前記高周波基準信号よりも低い周波数の低周波基準信号を生成する低周波基準信号生成部と、
   前記低周波基準信号に基づいて信号処理を行なう信号処理部と、
   を備えた信号伝送システム。
2. 前記高周波基準信号を無線で伝送するための機能部を備える
   請求項１に記載の信号伝送システム。
3. １つの前記高周波基準信号生成部に対して、複数の前記低周波基準信号生成部と前記信号処理部が設けられている
   請求項１または請求項２に記載の信号伝送システム。
4. 前記低周波基準信号生成部は、他の前記低周波基準信号生成部と異なる周波数の前記低周波基準信号を生成する
   請求項３に記載の信号伝送システム。
5. 前記信号処理部は、前記低周波基準信号生成部により生成された前記低周波基準信号と同期したより高い周波数の第２の高周波基準信号を生成する第２の高周波基準信号生成部
   を備えた請求項１から請求項４の何れか一項に記載の信号伝送システム。
6. １つの前記高周波基準信号生成部に対して、複数の前記低周波基準信号生成部と前記信号処理部が設けられており、
   前記第２の高周波基準信号生成部は、他の前記第２の高周波基準信号生成部と異なる周波数の前記第２の高周波基準信号を生成する
   請求項４または請求項５に記載の信号伝送システム。
7. 前記信号処理部は、前記第２の高周波基準信号生成部により生成された前記第２の高周波基準信号を使用して通信処理を行なう
   請求項５または請求項６に記載の信号伝送システム。
8. 第１の信号処理に使用する一方の前記第２の高周波基準信号の位相と、前記第１の信号処理と対応する第２の信号処理に使用する他方の前記第２の高周波基準信号の位相とが一致しないことに伴う影響を抑制する位相不確定性対策機能部
   を備える請求項１から請求項７の何れか一項に記載の信号伝送システム。
9. 前記高周波基準信号生成部と、前記低周波基準信号生成部と、前記信号処理部は、同一の電子機器の筐体内に収容され、前記筐体内に前記高周波基準信号生成部と前記低周波基準信号生成部の間で無線による伝送を可能にする無線信号伝送路が形成される
   請求項１から請求項８の何れか一項に記載の信号伝送システム。
10. 前記高周波基準信号生成部が第１の電子機器の筐体内に収容され、前記低周波基準信号生成部が第２の電子機器の筐体内に収容され、前記第１の電子機器と前記第２の電子機器が定められた位置に配置され一体となったとき前記第１の電子機器内の前記高周波基準信号生成部と前記第２の電子機器内の前記低周波基準信号生成部の間に、前記高周波基準信号生成部と前記低周波基準信号生成部の間で無線による伝送を可能にする無線信号伝送路が形成される
    請求項１から請求項８の何れか一項に記載の信号伝送システム。
11. 源基準信号と同期したより高い周波数の高周波基準信号を生成する高周波基準信号生成部
    を備えた基準信号送信装置。
12. 源基準信号と同期したより高い周波数の高周波基準信号を生成する高周波基準信号生成部と、
    前記高周波基準信号と同期したより低い周波数の低周波基準信号に基づいて信号処理を行なう信号処理部と、
    を備えた信号処理装置。
13. 源基準信号と同期したより高い周波数の高周波基準信号に基づいて、前記高周波基準信号と同期したより低い周波数の低周波基準信号を生成する低周波基準信号生成部
    を備えた基準信号受信装置。
14. 源基準信号と同期したより高い周波数の高周波基準信号に基づいて、前記高周波基準信号と同期したより低い周波数の低周波基準信号を生成する低周波基準信号生成部と、
    前記低周波基準信号生成部により生成された前記低周波基準信号に基づいて信号処理を行なう信号処理部と、
    を備えた信号処理装置。
15. 源基準信号と同期したより高い周波数の高周波基準信号を生成する高周波基準信号生成部と、
    前記高周波基準信号生成部で生成された前記高周波基準信号と同期したより低い周波数の低周波基準信号を生成する低周波基準信号生成部と、
    前記低周波基準信号生成部により生成された前記低周波基準信号に基づいて信号処理を行なう信号処理部と、
    を備えた電子機器。
16. 源基準信号と同期したより高い周波数の高周波基準信号を生成して伝送し、
    前記高周波基準信号と同期したより低い周波数の低周波基準信号を生成する
    信号伝送方法。
17. 前記低周波基準信号に基づいて信号処理を行なう
    請求項１６に記載の信号伝送方法。

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