JP2013247680A - マルチプル同期ｉｑ復調器 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチプルＩＱ復調器を同期化するシステム及び方法を提供する。
【解決手段】位相制御装置１８は各々、関連の位相制御装置１８によって制御される位相を有する関連のＩＱ復調器１２に出力信号２８を出力するために、ＩＱ復調器１２のうちの一つに関連付けされている。位相検出器２０は、出力信号２８をやり取りして、出力信号２８のうちのいずれかの位相が基準信号３０の基準位相と不一致であるか否かを判定する。制御装置２２は位相制御装置１８と通信し、位相制御装置１８は、前記基準信号３０の前記基準位相と一致していない全ての前記出力信号２８について、前記関連の位相制御装置１８へ制御信号を送ることにより、前記出力信号の前記位相を前記基準信号３０の前記基準位相と同調するように同期化するように内部的又は外部的にプログラミングされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチプルＩＱ復調器を同期化するシステム及び方法に関するものである。

マルチプルＩＱ復調器を同期化することが望ましい。マルチプルＩＱ復調器を同期化する従来の一方法では、各ＩＱ復調器の回路の共通クロックが使用された。この方法ではしかしながら、ＩＱ復調器が７０ＭＨｚを超える周波数で動作している場合、又はＩＱ復調を実施する回路が１フィートを超える間隔で離れている場合、許容できないクロックスキューが起こる可能性がある。マルチプルＩＱ復調器を同期化する別の従来の方法は、ＩＱ復調器の回路に対してマルチプルクロックを使用して、各ＩＱ復調器が同位相で動作しているかを判定するデータ収集手段を提供することであった。各ＩＱ復調器に対してクロックが同調して動作していない場合、同調するまでクロックを再スタートさせなければならない。これは非能率的であり、アンタイムリーである。

従来のシステム又は方法の一又は複数において遭遇する一又は複数の問題を避けながら、マルチプルＩＱ復調器を同期化するシステム及び方法が必要である。

一実施形態では、ＩＱ復調器を同期化するシステムが開示されている。このシステムは、複数のＩＱ復調器、複数の位相制御装置、基準信号、位相検出器、及び制御装置を備える。複数の位相制御装置は各々、関連の位相制御装置によって制御される位相を有する関連のＩＱ復調器へ出力信号を出力するために、複数のＩＱ復調器のうちの一つに関連付けされる。基準信号には基準位相が含まれる。位相検出器は出力信号をやり取りし、出力信号のうちのいずれかの位相が基準信号の基準位相と不一致であるか否かを判定する。制御装置は、複数の位相制御装置と通信しており、基準信号の基準位相と一致していない全ての出力信号について関連の位相制御装置へ制御信号を送ることにより位相制御装置が基準信号の基準位相と同調するように出力信号の位相を同期化するように内部的又は外部的にプログラミングされている。

別の実施形態では、ＩＱ復調器を同期化する方法が開示されている。あるステップでは、複数の位相制御装置から各々関連のＩＱ復調器へ信号が出力される。別のステップでは、位相検出器を使用して出力信号のうちのいずれかの位相が基準信号の基準位相と不一致であるか否かを判定するために、出力された信号の位相が比較される。追加のステップでは、基準信号の基準位相と一致していない全ての出力信号について、制御装置から関連の位相制御装置へ制御信号が送られ、これにより、関連の位相制御装置が出力信号の位相を基準信号の基準位相と同調するように同期化する。

図面及び本文において、一態様では、ＩＱ復調器１２を同期化するシステムが開示されており、このシステムは、複数のＩＱ復調器１２と、関連の位相制御装置１８によって制御された位相を有する関連のＩＱ復調器１２へ出力信号２８を出力するために関連のＩＱ復調器１２のうちの一つと各々関連づけられた複数の位相制御装置１８と、基準位相を含む基準信号３０と、出力信号２８のうちのいずれかの位相が基準信号３０の基準位相と不一致であるか否かを判定するために出力信号２８をやり取りする位相検出器２０と、複数の位相制御装置１８と通信する制御装置２２であって、基準信号３０の基準位相と一致していないすべての出力信号２８について関連の位相制御装置１８に制御信号３２を送ることにより、関連の位相制御装置１８が基準信号３０の基準位相と同調するように出力信号２８の位相を同期化するように内部的又は外部的にプログラミングされている制御装置２２を備える。

一変形例では、システムにおいて、複数の位相制御装置１８は各々位相ロックループを備え、制御装置２２は位相ロックループ制御を備える。別の変形例によるシステムでは、基準信号３０は、出力信号のうちの一つを含む。
さらに別の変形例によるシステムではさらに、システム信号を位相制御装置１８に出力するために、複数の位相制御装置１８と通信するシステムクロックを備える。さらに別の変形例によるシステムでは、複数の位相制御装置１８は各々システム信号２６を再生し、再生されたシステム信号２８を関連のＩＱ復調器１２へ出力し、出力された再生システム信号２８の位相は関連の位相制御装置１８によって制御される。

一実施例によるシステムでは、システムクロックは複数のＩＱ復調器１２に対して異なる間隔で配置されている。別の実施例によるシステムは、各ＩＱ復調器はそれ自体のチャネルを備える。さらに別の実施例によるシステムでは、制御装置２２はプロセッサを備える。またさらに別の実施例によるシステムは、レーダーシステム、ソナーシステム、ラジオシステム、携帯電話システム、又は医用画像システムのうちの少なくとも一つを備える。ある事例によるシステムでは、アンテナ１４と少なくとも２つのチャネル１６を備え、各チャネル１６はＩＱ復調器１２のうちの一つに関連付けられており、このシステムにより各チャネル１６が同位相を有するように均一化される。

１つの態様では、ＩＱ復調器１２を同期化する方法が開示されており、この方法は、複数の位相制御装置１８から関連のＩＱ復調器１２の各々に信号を出力することと、位相検出器２０を使用して出力された信号２８の位相を比較し、出力信号２８のうちのいずれかの位相が基準信号３０の基準位相と不一致であるか否かを判定することと、基準信号３０の基準位相と一致していないすべての出力信号２８について制御装置２２から関連の位相制御装置１８へ制御信号を送ることにより、関連の位相制御装置１８が出力信号の位相を基準信号３０の基準位相と同調するように同期化することを含む。

一変形例による方法では、複数の位相制御装置１８は各々位相ロックループを含み、制御装置２２は位相ロックループ制御を含む。別の変形例による方法はさらに、出力信号２８のうちの一つを含めるための基準信号３０を選択することを含む。また別の変形例による方法はさらに、システム信号を複数の位相制御装置１８へ出力するシステムクロックを含む。また別の変形例による方法はさらに、各々システム信号を再生し、再生されたシステム信号２８を関連のＩＱ復調器１２に出力する複数の位相制御装置１８を含み、出力された再生システム信号２８の位相は関連の位相制御装置１８によって制御される。

一実施例による方法では、システムクロック２４はＩＱ復調器１２に対して異なる間隔で配置されている。別の実施例による方法では、各ＩＱ復調器１２はそれ自体のチャネルを備える。また別の実施例による方法では、制御装置２２はプロセッサを備える。また別の実施例による方法はさらに、レーダーシステム、ソナーシステム、ラジオシステム、携帯電話システム、又は医用画像システムのうちの少なくとも１つのＩＱ復調器１２を同期化することを含む。またさらに別の実施例による方法は、アンテナ１４と少なくとも２つのチャネル１６をさらに備え、各チャネル１６はＩＱ復調器１２のうちの一つに関連付けられているレーダーシステムのＩＱ復調器１２を同期化することを含み、各チャネル１６が同位相を有するように均一化することをさらに含む。

本発明の上記及び他の特徴、態様、及び利点に対する理解は、後述の説明、特許請求の範囲、及び添付図面を参照することにより深まるであろう。

図１はＩＱ復調器を同期化するシステムのブロック図である。 図２はＩＱ復調器を同期化する方法のフロー図である。 図３はＩＱ復調器を同期化する方法のフロー図である。

以下の詳細な説明は、本発明を実行する際に現時点で想定される最良の態様である。この説明は限定的な意味で理解すべきものではなく、単に本発明の一般的な原理を説明することを目的として行ったものであり、本発明の範囲は添付の請求項によって最もよく定義される。

図１は、ＩＱ（同位相及び直交位相）復調器１２を同期化するシステム１０のブロック図である。システム１０は、アンテナ１４と少なくとも４つのチャネル１６を備えるレーダーシステムを備え、各チャネル１６はＩＱ復調器１２のうちの一つに関連付けされている。システム１０は各ＩＱ復調器１２を同期化することにより、ＩＱ復調器１２に関連付けされた各チャネル１６が同位相になる。他の実施形態では、システム１０はレーダーシステム、ラジオシステム、ソナーシステム、携帯電話システム、医用画像システム、又は同位相となる２つ以上等の任意の数のチャネルと同期化されたＩＱ復調器を必要とするすべての種類のシステムを備える。システム１０は、複数のＩＱ復調器１２と、複数の位相制御装置１８と、位相検出器２０と、制御装置２２と、システムクロック２４を備える。他の実施形態では、システム１０は様々なコンポーネントを含む。システム１０のコンポーネントは、ある間隔離れているマルチプルモジュールを備える、又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）又はＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）において実行される。システム１０は、アナログ、デジタル、又はその２つの組み合わせであってもよい。

システムクロック２４は、システム信号２６を複数の位相制御装置１８に出力する。システムクロック２４は、複数のＩＱ復調器１２に対して異なる間隔で配置される。システム１０のコンポーネントは１フィートを超える間隔で離れている。他の実施形態では、システム１０のコンポーネントは様々な間隔で離れている。ＩＱ復調器１２は７０ＭＨｚを超える周波数で動作する。他の実施形態では、ＩＱ復調器１２は様々な周波数で動作する。複数の位相制御装置１８は各々システム信号２６を再生し、再生されたシステム信号からなる出力信号２８を関連のＩＱ復調器１２へ出力し、出力信号２８の位相は関連の位相制御装置１８によって制御される。複数の位相制御装置１８は各々ＰＬＬ（位相ロックループ）を備える。出力信号２８のうちの一つは、基準位相を含む基準信号３０として選択される。他の実施形態では、出力信号２８はすべて基準信号３０として選択される。位相検出器２０は出力信号２８をやり取りして、出力信号２８のうちのいずれかの位相が基準信号３０の基準位相と不一致であるか否かを判定する。

制御装置２２は複数の位相制御装置１８と通信して、基準信号３０の基準位相と一致していないすべての出力信号２８について、制御信号３２を関連の位相制御装置１８に送るように内部的又は外部的にプログラミングされており、これにより関連の位相制御装置１８は、出力信号２８の位相が基準信号３０の基準位相と同調するように同期化する。制御装置２２は、基準信号３０の基準位相と一致していない出力信号２８を出力する各位相制御装置１８をリセットすることにより、出力信号２８が基準信号３０の基準位相と同調するようにリセットされる。別の実施形態では、基準信号３０の基準位相と一致していない出力信号２８を出力するすべての制御装置２２によって出力される出力信号２８の位相をプログラミングするために制御言語が使用され、これにより、出力信号２８が基準信号３０の基準位相と同調するようになる。制御装置２２は、プロセッサを備えるＰＬＬ（位相ロックループ）制御を備える。他の実施形態では、システム１０のすべてのコンポーネントはプロセッサを備える、又はプロセッサに接続されている。このように、ＩＱ復調器１２は自動的に同期化され、ＩＱ復調器１２のすべてのチャネル１６は均一化され相互に同調する。出力信号２８を使用してＩＱ復調器１２は各々正弦信号及び余弦信号を発信し、これらの信号を使用して信号３４の同調した実部と信号３６の直交位相の虚部を作成し出力する。各ＩＱ復調器１２は信号プロセッサ３８と通信して、ＩＱ復調器１２の信号３４と３６を処理する。

図２は、ＩＱ復調器を同期化する方法のフロー図１４０を示す。ステップ１４２においてＩＱ復調器の電源が入れられる。次にステップ１４４において、ＩＱ復調器のうちの一つに出力される信号のうちの一つが、基準位相を有する基準信号として選択される。次にステップ１４６において、ＩＱ復調器のうちの一つに出力される信号のうちの一つの位相が基準信号の基準位相と比較される。次にステップ１４８において、ステップ１４６でＩＱ復調器のうちの一つに出力された信号の位相が基準信号の基準位相と同じであるか否かが判定される。

ステップ１４８での判定が「いいえ」である場合、この方法はステップ１５０へ進み、ステップ１４６で一つのＩＱ復調器に出力された信号の位相が基準信号の基準位相と同調するように調節される。次にこの方法はステップ１４６へ戻り、ＩＱ復調器に出力された信号の調節された位相が基準信号の基準位相と比較され、これが基準信号の基準位相と現時点で同じであることが確認される。次にステップ１４８において、ＩＱ復調器に出力された信号の調節された位相が基準信号の基準位相と同じであるか否かが判定される。ステップ１４８での判定が再び「いいえ」である場合、本方法はステップ１５０へ進み、このループが繰り返し行われる。

ステップ１４８での判定が「はい」の場合、本方法は次にステップ１５２に進み、すべてのＩＱ復調器の試験が行われて、すべてのＩＱ復調器が基準信号の基準位相と同調しているかどうかが確認されたか否かが判定される。ステップ１５２の判定が「いいえ」である場合、本方法は次にステップ１５４へ進み、別のＩＱ復調器が選択される。次に本方法はステップ１４６へ戻り、ステップ１５４で選択されたＩＱ復調器に出力された信号の位相が基準信号の基準位相と比較される。次にステップ１４８において、ステップ１５４で選択されたＩＱ復調器に出力された信号の位相が基準信号の基準位相と同じであるか否かが判定される。ステップ１４８での判定が「いいえ」である場合、本方法は次にステップ１５０へ進み、このループが繰り返し行われる。

ステップ１５２の判定が「はい」である場合、本方法は次にステップ１５６に進み、現時点で全てのＩＱ復調器の信号が同調しているため本方法は終了する。

図３は、ＩＱ復調器を同期化する方法のフロー図２６０を示す。本方法は、レーダーシステム、ソナーシステム、ラジオシステム、携帯電話システム、医用画像システム、又は別の種類のシステムのＩＱ復調器を同期化するのに使用される。各ＩＱ復調器はそれ自体のチャネルを備え、これらのチャネルはすべてのチャネルを同調させるために他のＩＱ復調器のチャネルと均一化される必要がある。ステップ２６２では、システムクロックは複数の位相制御装置にシステム信号を出力する。システムクロックはＩＱ復調器に対して異なる間隔で配置される。ステップ２６４において、複数の位相制御装置は各々システム信号を再生し、（出力信号からなる）再生されたシステム信号を関連のＩＱ復調器に出力し、出力された再生システム信号の位相は関連の位相制御装置によって制御される。複数の位相制御装置は各々位相ロックループを備える。他の実施形態では、複数の位相制御装置は多種多様である。ステップ２６６において、基準信号は出力信号の一つ（再生されたシステム信号の一つ）を含むように選択される。

ステップ２６８において、出力された信号の位相は位相検出器を使用して比較され、出力信号のうちのいずれかの位相が基準信号の基準位相と不一致であるか否かが判定される。ステップ２７０では、基準信号の基準位相と一致しない全ての出力信号について制御信号が制御装置から関連の位相制御装置へ送られ、これにより、関連の位相制御装置は基準信号の基準位相と同調するように出力信号の位相を同期化する。制御装置は位相ロックループ制御又はプロセッサを備える。他の実施形態では、制御装置は多種多様である。ＩＱ復調器は出力信号を使用して正弦信号及び余弦信号を発信し、これらの信号を使用して信号の同調した実部と信号の直交位相の虚部が作成され出力される。ある実施形態では、ステップ２７０はアンテナと、各々ＩＱ復調器のうちの一つに関連付けされる少なくとも４つのチャネルを備えるレーダーシステムのＩＱ復調器を同期化することにより、各チャネルが均一化されて同位相を有するようになることを含む。他の実施形態では、ステップ２７０で、同位相になる２つ以上等の様々な数のチャネルを有する様々なシステムにおいてＩＱ復調器を同期化する。

本発明の一又は複数の実施形態では、一又は複数の従来のシステム又は方法で遭遇する一又は複数の問題を避けながら、マルチプルＩＱ復調器を同期化する。本発明により、いくつかの従来技術のシステム及び方法において遭遇する問題であるクロック位相の差をなくすことによって、マルチプルＩＱ復調器を自動的に同期化することが可能になる。本発明により、マルチプルＩＱ復調器がクロック源から異なる間隔で位置付けされている時に起こる位相差をなくすことによって、マルチプルＩＱ復調器に対して単一のクロックを用いる従来の方法が改善される。本方法により、従来技術のいくつかの方法において要求される、位相差を判定するためにマルチプルＩＱ復調器からデータを収集する必要も除去される。また本発明により、ＩＱ復調器がクロック源から様々な間隔で位置付けされ、ＩＱ復調器の同調を維持しながら様々な周波数において動作することが可能になる。

言うまでもなく、上記は本発明の例示的実施形態に関するものであり、請求の範囲に規定される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、複数の修正例を作成することができる。

１０ システム
１２ ＩＱ復調器
１４ アンテナ
１６ チャネル
１８ 位相制御装置
２０ 位相検出器
２２ 制御装置
２４ システムクロック
２６ システム信号
２８ 出力信号
３０ 基準信号
３２ 制御信号
３４ 信号
３６ 信号
３８ 信号プロセッサ
１４０ ＩＱ復調器を同期化する方法のフロー図
２６０ ＩＱ復調器を同期化する方法のフロー図

Claims (10)

1. ＩＱ復調器の同期化システムであって、
   複数のＩＱ復調器（１２）と、
   前記複数のＩＱ復調器（１２）のうちの一つに各々関連付けされる複数の位相制御装置（１８）であって、関連の位相制御装置（１８）によって制御される位相を有する関連のＩＱ復調器（１２）に出力信号（２８）を出力する前記複数の位相制御装置（１８）と、
   基準位相を含む基準信号（３０）と、
   前記出力信号（２８）をやり取りして、前記出力信号（２８）のうちのいずれかの位相が前記基準信号（３０）の前記基準位相と不一致であるか否かを判定する位相検出器（２０）と、
   前記複数の位相制御装置（１８）と通信する制御装置（２２）であって、前記基準信号（３０）の前記基準位相と一致していない全ての前記出力信号（２８）について、前記関連の位相制御装置（１８）へ制御信号（３２）を送ることにより前記関連の位相制御装置（１８）が前記出力信号（２８）の前記位相を前記基準信号（３０）の前記基準位相と同調するように同期化するように、内部的又は外部的にプログラミングされている制御装置（２２）と
   を備えるシステム。
2. 前記複数の位相制御装置（１８）は各々位相ロックループを備え、前記制御装置（２２）は位相ロックループ制御を備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記基準信号（３０）は前記出力信号のうちの一つを含む、請求項１又は２に記載のシステム。
4. システム信号を前記位相制御装置（１８）へ出力するために、前記複数の位相制御装置（１８）と通信するシステムクロックをさらに備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記複数の位相制御装置（１８）は各々前記システム信号（２６）を再生し、前記再生されたシステム信号（２８）を関連のＩＱ復調器（１２）へ出力し、前記出力された再生システム信号（２８）の位相は前記関連の位相制御装置（１８）によって制御される、請求項４に記載のシステム。
6. ＩＱ復調器（１２）を同期化する方法であって、
   複数の位相制御装置（１８）から関連のＩＱ復調器（１２）のそれぞれに信号を出力することと、
   位相検出器（２０）を使用して前記出力された信号（２８）の位相を比較して、前記出力信号（２８）のうちのいずれかの前記位相が基準信号（３０）の基準位相と不一致であるか否かを判定することと、
   前記基準信号（３０）の前記基準位相と一致していないすべての前記出力信号（２８）について、制御装置（２２）から制御信号を前記関連の位相制御装置（１８）へ送ることにより、前記関連の位相制御装置（１８）が前記出力信号の前記位相を前記基準信号（３０）の前記基準位相と同調するように同期化することと
   を含む方法。
7. 前記複数の位相制御装置（１８）は各々位相ロックループを含み、前記制御装置（２２）は位相ロックループ制御を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記出力信号（２８）のうちの一つを含むように前記基準信号（３０）を選択することをさらに含む、請求項６又は７に記載の方法。
9. システム信号を前記複数の位相制御装置（１８）に出力するシステムクロックをさらに含む、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 各々が前記システム信号を再生して前記再生されたシステム信号（２８）を関連のＩＱ復調器（１２）に出力する前記複数の位相制御装置（１８）をさらに含み、前記出力された再生システム信号（２８）の位相は前記関連の位相制御装置（１８）によって制御される、請求項９に記載の方法。

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