JP2014022928A

JP2014022928A - 受信機

Info

Publication number: JP2014022928A
Application number: JP2012159551A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Nagata; 紘基永田
Original assignee: Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2014-02-03

Abstract

【課題】受信信号の周波数に近い妨害波が除去された高い線形性を有する受信ＲＦフロントエンドを備えた受信機を提供すること。
【解決手段】ローノイズアンプから出力された信号を、直交ローカル信号を用いて第１のコンバート処理を行う第１のコンバート手段と、第１のコンバート手段から出力された複数の信号をそれぞれ帯域制限する帯域制限手段と、帯域制限手段から出力された複数の信号を、直交ローカル信号を用いてそれぞれ第２のコンバート処理を行う第２のコンバート手段とを含むように妨害波抽出手段を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、高線形性を有する受信ＲＦフロントエンドを備えた受信機に関する。

図３は、従来の受信ＲＦフロントエンド１００の構成を示す。

ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１０１の出力と、妨害波抽出回路１０３の出力とは、加算器１０２の入力に接続されている。妨害波抽出回路１０３の入力は、加算器１０２の出力に接続されている。

また、加算器１０２の出力は、ダウンコンバージョンミキサ１０４，１０５の入力にも接続されている。ダウンコンバージョンミキサ１０４，１０５は、直交ローカル信号（ＲＸＬＯＩ，ＲＸＬＯＱ）により駆動されている。

従来の受信フロントエンド１００の動作について説明する。

ローノイズアンプ（ＬＮＡ）に入力された受信信号２００と妨害波２１０は共に増幅されて、加算器１０２に入力される。妨害波抽出回路１０３は、加算器１０２の出力から妨害波２１０のみを抽出し、加算器１０２に入力する。ローノイズアンプ（ＬＮＡ）の出力と妨害波抽出回路１０３の出力は、位相が反転しているため、加算器１０２の出力において、妨害波２１０は除去される。よって、受信信号２００のみがダウンコンバージョンミキサ１０４，１０５に入力され、ベースバンドに周波数変換される。このように、図３の回路構成では、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）の後段のブロックにおいてフィードバックループを組み、妨害波のみを除去することにより、受信ＲＦフロントエンド１００の高線形化を実現している。

ここで、従来回路の想定している妨害波２１０は、受信部に回り込む送信信号であり、受信信号２００の周波数からは遠い妨害波である。

図４は、図３の妨害波抽出回路１０３の構成を示す。

ダウンコンバージョンミキサ１１１，１１２の出力は、ＬＰＦ１１３，１１４に接続されている。ＬＰＦ１１３，１１４の出力は、アップコンバージョンミキサ１１５，１１６に接続されている。アップコンバージョンミキサ１１５，１１６の出力は加算されて一つの信号となる。ダウンコンバージョンミキサ１１１，１１２及びアップコンバージョンミキサ１１５，１１６は直交ローカル信号（ＴＸＬＯＩ，ＴＸＬＯＱ）により駆動されている。

従来の妨害波抽出回路１０３において、送信信号の直交ローカル信号(ＴＸＬＯＩ,ＴＸＬＯＱ)を用いてダウンコンバートミキサ１１１，１１２で妨害波２１０をベースバンドにダウンコンバートした後、ローパスフィルタ１１３，１１４で妨害波のみをフィルタリングし、受信信号を除去する。ベースバンドの妨害波２１０を、直交ローカル信号(ＴＸＬＯＩ,ＴＸＬＯＱ)を用いてアップコンバートミキサ１１５，１１６でアップコンバートする。

Ａ．Ｓａｆａｒｉａｎ，ａｔｅｌ．ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＢｌｏｃｋｅｒＦｉｌｔｅｒｉｎｇＲＦＦｒｏｎｔＥｎｄｓ，２００７ＩＥＥＥＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，ｐｐ．１３−１６．

図３および図４の妨害波抽出回路１０３の出力は、妨害波のみであるので、加算器１０２の出力で妨害波のみをキャンセルすることができる。

しかしながら、従来の回路構成では、妨害波は受信部に回り込む送信信号による妨害波はキャンセルできるが、受信信号の周波数に近い妨害波はキャンセルできないという欠点がある。

そこで、本発明の目的は、受信信号の周波数に近い妨害波を除去することにより、高い線形性を有する受信ＲＦフロントエンドを備えた受信機を提供することにある。

本発明は、受信機であって、ローノイズアンプと、ローノイズアンプから出力された信号から妨害波に対応する信号を抽出する妨害波抽出手段と、抽出された妨害波に対応する信号を用いて受信信号に含まれる妨害波を除去し、該妨害波が除去された受信信号を前記ローノイズアンプに入力する妨害波除去手段とを具え、妨害波抽出手段は、ローノイズアンプから出力された信号を、受信信号の直交ローカル信号を用いて第１のコンバート処理を行う第１のコンバート手段と、第１のコンバート手段から出力された複数の信号をそれぞれ帯域制限する帯域制限手段と、帯域制限手段から出力された複数の信号を、直交ローカル信号を用いてそれぞれ第２のコンバート処理を行う第２のコンバート手段とを含むことを特徴とする。

妨害波抽出手段は、ローノイズアンプから出力された信号を、直交ローカル信号を用いてダウンコンバートする第１および第２ミキサと、第１および第２ミキサから出力された信号を、それぞれ帯域制限する第１および第２バンドパスフィルタと、第１および第２バンドパスフィルタから出力された信号を、直交ローカル信号を用いてそれぞれアップコンバートする第３および第４ミキサとを含むことを特徴とする。

ローノイズアンプから出力された信号を、直交ローカル信号を用いてダウンコンバートする第５および第６ミキサをさらに具えたことを特徴とする。

本発明によれば、ローノイズアンプと、ローノイズアンプから出力された信号から妨害波に対応する信号を抽出する妨害波抽出手段と、抽出された妨害波に対応する信号を用いて受信信号に含まれる妨害波を除去し、該妨害波が除去された受信信号をローノイズアンプに入力する妨害波除去手段とを備えた受信機を構成し、妨害波抽出手段は、ローノイズアンプから出力された信号を、直交ローカル信号を用いて第１のコンバート処理を行う第１のコンバート手段と、第１のコンバート手段から出力された複数の信号をそれぞれ帯域制限する帯域制限手段と、帯域制限手段から出力された複数の信号を、直交ローカル信号を用いてそれぞれ第２のコンバート処理を行う第２のコンバート手段とを含むように構成したので、受信信号から妨害波を除去することができ、これにより、周波数変換過程で受信信号に変調歪が含まれなくなり、高い線形性を有する受信ＲＦフロントエンドを構成することができる。

本発明の実施の形態である、受信機の受信ＲＦフロントエンドの構成を示すブロック図である。妨害波抽出回路の構成を示す回路図である。従来の受信機の受信ＲＦフロントエンドの構成を示すブロック図である。従来の妨害波抽出回路の構成を示す回路図である。

本発明の実施の形態を、図１および図２に基づいて説明する。

＜回路構成＞
まず、本発明に係る受信機の概略構成について説明する。

図１は、受信機の受信ＲＦフロントエンドの回路構成を示す。

受信機は、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２と、ローノイズアンプ２から出力された信号から妨害波２２０に対応する信号を抽出する妨害波抽出手段としての妨害波抽出回路３と、抽出された妨害波２２０に対応する信号を用いて受信信号（ｆ_RXLO）２００の周波数に近い妨害波２２０を除去し該妨害波２２０が除去された受信信号２００をローノイズアンプ２に入力する妨害波除去手段として演算器１とを備えることによって構成されている。

演算器１は、受信信号２００の周波数に近い妨害波２２０に対応する信号を、妨害波２２０を含む受信信号から減算する加算器１により構成することができる。

図２は、妨害波抽出回路３の構成例を示す。

妨害波抽出回路３は、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２から出力された信号を、受信信号２００の直交ローカル信号を用いて第１のコンバート処理を行う第１のコンバート手段と、第１のコンバート手段から出力された複数の信号をそれぞれ帯域制限する帯域制限手段と、帯域制限手段から出力された複数の信号を、直交ローカル信号を用いてそれぞれ第２のコンバート処理を行う第２のコンバート手段とから構成される。

（具体例）
以下、具体的な構成例について説明する。

具体的には、妨害波抽出回路３は、図２に示すように、ローノイズアンプ２から出力された信号を、直交ローカル信号（ＲＸＬＯＩ，ＲＸＬＯＱ）を用いてダウンコンバートする第１のコンバート手段としての第１および第２ミキサ１１，１２と、第１および第２ミキサ１１，１２から出力された信号をそれぞれ帯域制限する帯域制限手段としての第１および第２バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３,１４と、第１および第２バンドパスフィルタ１３，１４から出力された信号を、直交ローカル信号（ＲＸＬＯＩ，ＲＸＬＯＱ）を用いてそれぞれアップコンバートする第２のコンバート手段としての第３および第４ミキサ１５，１６とを含む。

また、図１に示すように、ローノイズアンプ２から出力された信号を、直交ローカル信号（ＲＸＬＯＩ，ＲＸＬＯＱ）を用いてダウンコンバートする第５および第６ミキサ４，５がさらに接続されている。

加算器１と、ローノイズアンプ２と、妨害波抽出回路３とは、フィードバックループ回路として構成されている。

＜回路動作＞
受信機の受信ＲＦフロントエンドの回路動作について説明する。

図１に示す受信機の受信ＲＦフロントエンドにおいて、受信信号２００に比較して強大な妨害波はベースバンド帯に周波数変換される過程で２次相互変調歪を作り出す。２次相互変調歪は、同様にベースバンド帯に周波数変換される受信信号２００と分離が不可能であるため、受信感度劣化が起こる。変調歪を発生させないためには、原因となる妨害波を除去すればよい。

そこで、本例では、加算器１とローノイズアンプ２と妨害波抽出回路３とから構成されるフィードバックループ回路によって、妨害波を除去することにより、受信ＲＦフロントエンドにおいて、妨害波を除去することにより高い線形性を実現することができる。

以下、具体的な回路動作について説明する。

加算器１の出力は、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２に入力される。ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２の出力は、妨害波抽出回路３とダウンコンバージョンミキサ４，５に入力される。妨害波抽出回路３の出力は、加算器１に入力される。ダウンコンバージョンミキサ４，５は、直交ローカル信号（ＲＸＬＯＩ,ＲＸＬＯＱ）により駆動される。

そして、妨害波抽出回路３は、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２の出力から妨害波２２０のみを抽出して、加算器１に出力する。加算器１の入力は、互いに位相が反転しているため、加算器１の出力において妨害波２２０は除去される。

よって、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２の入力において妨害波２２０は除去されており、受信信号２００のみが増幅されて出力される。

ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２の出力は、ダウンコンバージョンミキサ４，５に入力され、ベースバンドに周波数変換される。

このように、図１の回路構成では、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２を組み込んだフィードバックループを構成し、妨害波のみを除去することにより、受信ＲＦフロントエンドの高線形化を実現している。ここで想定している妨害波２２０は、受信信号２００の周波数に近い妨害波である。

（妨害波抽出処理）
図２の妨害波抽出回路３の処理について説明する。

第１および第２ミキサとしてのダウンコンバージョンミキサ１１，１２の出力は、第１および第２バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）としてのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３，１４に入力される。バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３，１４の出力は、第３および第４ミキサとしてのアップコンバージョンミキサ１５，１６に入力される。アップコンバージョンミキサ１５，１６の出力は、加算されて１つの信号となる。ダウンコンバージョンミキサ１１，１２及びアップコンバージョンミキサ１５，１６は、直交ローカル信号（ＲＸＬＯＩ，ＲＸＬＯＱ）により駆動される。

そして、受信信号２００の直交ローカル信号（ＲＸＬＯＩ，ＲＸＬＯＱ）を用いて、ダウンコンバートミキサ１１，１２で妨害波２２０をベースバンドにダウンコンバートした後、バンドパスフィルタ１３，１４で妨害波２２０のみをフィルタリングし、受信信号２００を除去する。

直交ローカル信号（ＲＸＬＯＩ，ＲＸＬＯＱ）を用いて、ベースバンドの妨害波２２０をアップコンバートミキサ５，６においてアップコンバートする。

このように、図２の妨害波抽出回路３の出力は、妨害波２２０のみであるので、加算器１の出力で受信信号２００の周波数に近い妨害波のみをキャンセルすることができる。

以上のように、本発明では、妨害波抽出回路３においてバンドパスフィルタ１３，１４を使用し、受信信号２００の直交ローカル信号（ＲＸＬＯＩ，ＲＸＬＯＱ）を用いてダウンコンバートおよびアップコンバートしているので、受信信号２００の周波数に近い妨害波２２０をキャンセルすることができる。

また、本発明では、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２をフィードバックループ内に組み込んでいるので、以下の利点がある。

第１に、図１のローノイズアンプ（ＬＮＡ）２の入力に妨害波は存在していないため、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２で歪が発生しない。

第２に、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２の入力において妨害波が存在しないため、ブロッキングによるローノイズアンプ（ＬＮＡ）２のゲイン低下が起こらず、受信感度劣化が起こらない。

第３に、フィードバックループ内にローノイズアンプ（ＬＮＡ）２を組み込んでいるため、高いオープンループゲインをＬＮＡ２でかせぐことができ、電力消費量を抑えることができる。

１妨害波除去手段（演算器（加算器））
２ローノイズアンプ（ＬＮＡ）
３妨害波抽出手段（妨害波抽出回路）
４，５ダウンコンバージョンミキサ
１１，１２第１のコンバート手段（第１および第２ミキサ）
１３，１４帯域制限手段（第１および第２バンドパスフィルタ（ＢＰＦ））
１５，１６第２のコンバート手段（第３および第４ミキサ）
２００受信信号
２１０，２２０妨害波

Claims

受信機であって、
ローノイズアンプと、
前記ローノイズアンプから出力された信号から妨害波に対応する信号を抽出する妨害波抽出手段と、
前記抽出された妨害波に対応する信号を用いて受信信号に含まれる妨害波を除去し、該妨害波が除去された受信信号を前記ローノイズアンプに入力する妨害波除去手段と
を具え、
前記妨害波抽出手段は、
前記ローノイズアンプから出力された信号を、前記受信信号の直交ローカル信号を用いて第１のコンバート処理を行う第１のコンバート手段と、
前記第１のコンバート手段から出力された複数の信号をそれぞれ帯域制限する帯域制限手段と、
前記帯域制限手段から出力された複数の信号を、直交ローカル信号を用いてそれぞれ第２のコンバート処理を行う第２のコンバート手段と
を含むことを特徴とする受信機。
前記妨害波抽出手段は、
前記ローノイズアンプから出力された信号を、前記直交ローカル信号を用いてダウンコンバートする第１および第２ミキサと、
前記第１および第２ミキサから出力された信号を、それぞれ帯域制限する第１および第２バンドパスフィルタと、
前記第１および第２バンドパスフィルタから出力された信号を、前記直交ローカル信号を用いてそれぞれアップコンバートする第３および第４ミキサと
を含むことを特徴とする請求項１記載の受信機。
前記ローノイズアンプから出力された信号を、前記直交ローカル信号を用いてダウンコンバートする第５および第６ミキサをさらに具えたことを特徴とする請求項２記載の受信機。