JP2014103625A - ダウンコンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】複数出力のダウンコンバータに対して、スプリアスの発生を抑制する。
【解決手段】第１の周波数変換ブロック１１０は、第１の局部発振器１２０が生成した第１の周波数信号をローカル信号として水平偏波と垂直偏波を夫々周波数変換する。出力先選択回路１４０は、第１の周波数変換ブロック１１０からの各信号を、第２の周波数変換ブロック１５０の複数の変換実行部に選択的に出力する。第２の周波数変換ブロック１５０の第２の局部発振器１６０は、第２の周波数信号を生成する。各変換実行部は、分周数がハイバンド用の分周数とローバンド用の分周数間で切替可能な分周器を備え、該分周器により第２の周波数信号を分周して得た信号をローカル信号として、入力された信号を周波数変換する。第１の周波数信号と、第２の周波数信号間の周波数差のは、ダウンコンバータ１００の出力帯域（中間周波数帯域）外である。
【選択図】図１

Description

本発明はダウンコンバータに関し、例えば、衛星放送の受信用ダウンコンバータに関する。

衛星放送の受信信号の周波数を、中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に変換するＬＮＢ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ｂｌｏｃｋ）ダウンコンバータが知られている。

衛星放送の受信信号には、水平偏波と垂直偏波が含まれており、水平偏波と垂直偏波には、ローバンド信号とハイバンド信号が含まれている。ダウンコンバータは、水平偏波と垂直偏波に対して、ローバンド信号とハイバンド信号の分離を行い、受信装置（例えばチューナ）からの指示に従って、ローバンド信号またはハイバンド信号の周波数をＩＦに変換する。以下、ＩＦ帯域に変換された（すなわちダンコンバージョンされた）ローバンド信号とハイバンド信号を、夫々「ローバンドＩＦ信号」と「ハイバンドＩＦ信号」という。

ローバンド信号とハイバンド信号の帯域は、夫々、１０．７〜１１．７ＧＨｚと、１１．７〜１２．７５ＧＨｚである。また、ローバンドＩＦ信号とハイバンドＩＦ信号の帯域は、夫々、０．９５〜１．９５ＧＨｚと、１．１〜２．１５ＧＨｚである。ダウンコンバータは、９．７５ＧＨｚと１０．６ＧＨｚのローカル信号を切り替え出力可能な局部発振器例えばＰＬＬ回路（ＰＬＬ：Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）を備え、ダウンコンバージョンの対象がローバンド信号であるかハイバンド信号であるかに応じて局部発振器の出力を切り替えてコンバージョンを行う。

ＬＮＢダウンコンバータは、出力が１つのみであるシングル出力のものや、出力が２つあるデュアル出力のものがある。また、特許文献１に開示されたように、４出力のものもある。

特開２００７−１５１０６０号公報

近年、コスト低減、省スペース、低消費電力化などのために、ダウンコンバータを構成するＩＦアンプ、ミキサー、ＶＣＯ等を１チップに集積するＩＣ化が急速に進んでいる。ダウンコンバータを１チップにＩＣ化するトレンドは、シングル出力のものに限らず、デュアル出力や、４出力など、出力が複数あるダウンコンバータについても同様である。

２出力のダウンコンバータの場合、９．７５ＧＨｚと１０．６ＧＨｚのローカル信号を切り替え出力可能な２つの局部発振器が必要である。ダウンコンバータの１チップＩＣ化により、ダウンコンバータの構成要素間の距離が短くなるため、局部発振器に含まれるＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）間のカップリングに起因して、ダウンコンバータの出力帯域（０．９５〜２．１５ＧＨｚ）にスプリアスが発生する可能性がある。

例えば、ダウンコンバータの片方の出力のために１つの局部発振器の出力がローバンド用の９．７５ＧＨｚに切り替えられ、ダウンコンバータの他方の出力のために別の１つの局部発振器の出力がハイバンド用の１０．６ＧＨｚに切り替えられている場合、該２つの局部発振器に含まれるＶＣＯの発振周波数の差は、０．８５ＧＨｚとなる。０．８５ＧＨｚ自体は、ダウンコンバータから出力される信号の帯域の範囲（０．９５〜２．１５ＧＨｚ）外であるが、該２つのＶＣＯのカップリングが強い場合には、その高調波信号が発生し、帯域内となる０．８５ＧＨｚの２倍波（１．７ＧＨｚ）の影響が無視できず、ダウンコンバータの出力信号の帯域内にスプリアスが発生してしまう。

２出力のものに限らず、複数の出力のものであれば、９．７５ＧＨｚと１０．６ＧＨｚのローカル信号を切り替え出力可能な局部発振器は少なくとも２つが必要であるため、上記問題が発生する。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態によるダウンコンバータは、複数出力のものであり、第１の周波数変換ブロックと第２の周波数変換ブロックにより、衛星放送の受信信号を中間周波数帯域へのダウンコンバージョンを２段階に分けて行う。

第１段階のダウンコンバージョンを担う第１の周波数変換ブロックは、第１の周波数信号を生成する第１の局部発振器を有し、該第１の周波数信号をローカル信号として水平偏波と垂直偏波を夫々周波数変換する。

第２段階のダウンコンバージョンを担う第２の周波数変換ブロックは、第２の周波数信号を生成する第２の局部発振器と、ダウンコンバータの出力数と同数の変換実行部を有する。

各変換実行部は、分周数がハイバンド用の第１の分周数とローバンド用の第２の分周数間で切替可能な分周器を備え、該分周器により第２の周波数信号を分周して得た信号をローカル信号として、入力された信号の周波数変換する。

第１の周波数変換ブロックと第２の周波数変換ブロック間に出力先選択回路が設けられており、該出力先選択回路は、第１の周波数変換ブロックにより得られた信号を、第２の周波数変換ブロックの複数の変換実行部に選択的に出力する。

該ダウンコンバータにおいて、第１の局部発振器が生成する第１の周波数信号と、第２の局部発振器が生成する第２の周波数信号間の周波数差は、スプリアスとならないように、中間周波数帯域外になっている。

なお、上記実施の形態のダウンコンバータを装置や方法に置き換えて表現したもの、該ダウンコンバータを備えた受信装置なども、本発明の態様としては有効である。

前記一実施の形態によれば、複数出力のダウンコンバータに対して、ＩＦ帯域内のスプリアスの発生を抑制することができる。

第１の実施の形態にかかるダウンコンバータを示す図である。 図１に示すダウンコンバータにおける出力先選択回路による出力先の選択を説明するための図である。 図１に示すダウンコンバータにおける第１の周波数変換ブロックと第２の周波数変換ブロック内の各信号を説明するための図である。 図１に示すダウンコンバータにおいて、受信信号が中間周波数帯域にダウンコンバージョンされるまでの周波数帯域の遷移を説明するための図である。 第２の実施の形態にかかるダウンコンバータを示す図である。 第３の実施の形態にかかるダウンコンバータを示す図である。 図６に示すダウンコンバータの第２の周波数変換ブロックにおける変換実行部を示す図である（その１）。 図６に示すダウンコンバータの第２の周波数変換ブロックにおける変換実行部を示す図である（その２）。 第４の実施の形態にかかるダウンコンバータを示す図である。 第５の実施の形態にかあるダウンコンバータを示す図である。

以下、図面を参照して、実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態にかかるダウンコンバータ１００を示す。ダウンコンバータ１００は、衛星放送の受信信号を中間周波数帯域にダウンコンバージョンするダウンコンバータであり、複数の出力が可能である。本実施の形態において、例として、ダウンコンバータ１００の出力数Ｎが２であるとする。

ダウンコンバータ１００は、受信信号を中間周波数帯域へのダウンコンバージョンを２段階に分けて行うものであり、第１の周波数変換ブロック１１０、出力先選択回路１４０、第２の周波数変換ブロック１５０を備える。

第１の周波数変換ブロック１１０は、第１段階のダウンコンバージョンを行うものであり、第１の局部発振器１２０、２つのミキサー（１３１、１３２）を備える。

第１の局部発振器１２０は、例えばＶＣＯを備えるＰＬＬ回路であり、第１の周波数信号ＳＦ１を生成して、ミキサー１３１とミキサー１３２に出力する。

ミキサー１３１は、衛星放送の受信信号に含まれる垂直偏波Ｖが入力される。ミキサー１３１は、第１の周波数信号ＳＦ１をローカル信号Ｌｏとして用いて、垂直偏波Ｖの周波数変換を行い、第１の変換信号ＶＣを得る。

ミキサー１３２は、衛星放送の受信信号に含まれる水平偏波Ｈが入力される。ミキサー１３２は、第１の周波数信号ＳＦ１をローカル信号Ｌｏとして用いて、水平偏波Ｈの周波数変換を行い、第２の変換信号ＨＣを得る。

出力先選択回路１４０は、２つの入力端子（１４１、１４２）と、ダウンコンバータ１００の出力数Ｎと同数の出力端子を備える。本実施の形態にかかるダウンコンバータ１００の出力数Ｎが２であるため、出力先選択回路１４０は、２つの出力端子（１４３、１４４）を有する。

出力先選択回路１４０の入力端子１４１と入力端子１４２には、第１の変換信号ＶＣと第２の変換信号ＨＣが夫々入力される。出力先選択回路１４０は、第１の変換信号ＶＣを出力端子１４３と出力端子１４４のいずれか一方に出力し、第２の変換信号ＨＣも、出力端子１４３と出力端子１４４のいずれ一方に出力する。出力端子１４３と出力端子１４４に出力された信号を、以下、夫々「第１の出力信号ＯＵＴ１」、「第２の出力信号ＯＵＴ２」という。

出力先選択回路１４０には、外部（例えばダウンコンバータ１００と接続されるチューナ）からの第１の出力選択信号ＣＴＲ１と第２の出力選択信号ＣＴＲ２に応じて、出力端子１４３と出力端子１４４から第１の変換信号ＶＣと第２の変換信号ＨＣの出力先を選択する。

図２は、出力先選択回路１４０による出力先選択の態様の一例を示す。
例えば、第１の出力選択信号ＣＴＲ１が「ハイ」であり、第２の出力選択信号ＣＴＲ２が「ロー」であるときに、出力先選択回路１４０は、第１の変換信号ＶＣを出力端子１４３に出力し、第２の変換信号ＨＣを出力端子１４４に出力する。そのため、第１の出力信号ＯＵＴ１は第１の変換信号ＶＣであり、第２の出力信号ＯＵＴ２は第２の変換信号ＨＣである。

第１の出力選択信号ＣＴＲ１が「ロー」であり、第２の出力選択信号ＣＴＲ２が「ハイ」であるときに、出力先選択回路１４０は、第１の変換信号ＶＣを出力端子１４４に出力し、第２の変換信号ＨＣを出力端子１４３に出力する。そのため、第１の出力信号ＯＵＴ１は第２の変換信号ＨＣであり、第２の出力信号ＯＵＴ２は第１の変換信号ＶＣである。

図１に戻り、第２の周波数変換ブロック１５０を説明する。
第２の周波数変換ブロック１５０は、第２段階のダウンコンバージョンを行うものであり、第２の局部発振器１６０と、ダウンコンバータ１００の出力数Ｎと同数の変換実行部を備える。本実施の形態にかかるダウンコンバータ１００の出力数Ｎが２であるため、第２の周波数変換ブロック１５０は、２つの変換実行部（１７０、１８０）を有する。

第２の局部発振器１６０は、例えばＶＣＯを備えるＰＬＬ回路であり、第２の周波数信号ＳＦ２を生成して、変換実行部１７０と変換実行部１８０に出力する。

変換実行部１７０は、分周器１７１と、ミキサー１７２を備える。
分周器１７１は、分周数が、ハイバンド用の分周数（第１の分周数）と、ローバンド用の分周数（第２の分周数）間で切替可能であり、第２の局部発振器１６０が生成した第２の周波数信号ＳＦ２を分周して得た信号をローカル信号Ｌｏとしてミキサー１７２に出力する。

ミキサー１７２は、分周器１７１からのローカル信号Ｌｏを用いて、出力先選択回路１４０からの第１の出力信号ＯＵＴ１の周波数変換を行い、中間周波数帯域の信号を得て出力する。ミキサー１７２から出力される信号を、以下「第１の中間周波数帯域信号ＩＦＳ１」という。

分周器１７１は、ミキサー１７２が出力する第１の中間周波数帯域信号ＩＦＳ１を受信するチューナ（図示せず）からの第１のバンド選択信号ＳＥＬ１に従って、分周数の切替えを行う。

変換実行部１８０は、分周器１８１と、ミキサー１８２を備える。
分周器１８１は、分周数が、ハイバンド用の分周数（第１の分周数）と、ローバンド用の分周数（第２の分周数）間で切替可能であり、第２の局部発振器１６０が生成した第２の周波数信号ＳＦ２を分周して得た信号をローカル信号Ｌｏとしてミキサー１８２に出力する。

ミキサー１８２は、分周器１８１からのローカル信号Ｌｏを用いて、出力先選択回路１４０からの第２の出力信号ＯＵＴ２の周波数変換を行い、中間周波数帯域の信号を得て出力する。ミキサー１８２から出力される信号を、以下「第２の中間周波数帯域信号ＩＦＳ２」という。

分周器１８１は、ミキサー１８２が出力する第２の中間周波数帯域信号ＩＦＳ２を受信するチューナ（図示せず）からの第２のバンド選択信号ＳＥＬ２に従って、分周数の切替えを行う。

なお、第１の周波数変換ブロック１１０における第１の局部発振器１２０が生成した第１の周波数信号ＳＦ１の周波数と、第２の周波数変換ブロック１５０における第２の局部発振器１６０が生成した第２の周波数信号ＳＦ２の周波数との差は、ダウンコンバータ１００の出力帯域（すなわち中間周波数帯域）外である。

このような構成の本実施の形態のダウンコンバータ１００は、衛星放送の受信信号を中間周波数帯域へのダウンコンバージョンを２段階に分けて行うことにより、ダウンコンバータの出力帯域におけるスプリアスの発生を回避可能である。これについて、具体的な数字例を用いて説明する。

前述したように、衛星放送の受信信号のローバンド信号とハイバンド信号の帯域は、夫々、１０．７〜１１．７ＧＨｚと、１１．７〜１２．７５ＧＨｚである。また、ローバンドＩＦ信号とハイバンドＩＦ信号の帯域は、夫々、０．９５〜１．９５ＧＨｚと、１．１〜２．１５ＧＨｚである。すなわち、ダウンコンバータの出力帯域は、０．９５〜２．１５ＧＨｚである。

ここで、第１の周波数変換ブロック１１０における第１の局部発振器１２０の発振周波数（すなわち第１の周波数信号ＳＦ１の周波数）を７．２ＧＨｚとし、第２の周波数変換ブロック１５０における第２の局部発振器１６０の発振周波数（すなわち第２の周波数信号ＳＦ２の周波数）を３．４ＧＨｚとする。また、第２の周波数変換ブロック１５０における各分周器の第１の分周数と第２の分周数を夫々「４／３」と「１」にする。

第１の周波数変換ブロック１１０において、ミキサー１３１とミキサー１３２は、第１の局部発振器１２０が生成した第１の周波数信号ＳＦ１をそのままローカル信号Ｌｏとして用いるため、この場合、図３に示すように、ミキサー１３１とミキサー１３２のローカル信号Ｌｏは、７．２ＧＨｚになる。

また、第２の周波数変換ブロック１５０において、第１のバンド選択信号ＳＥＬ１がローバンドを示すときに、分周器１７１は、分周数を「４／３」に切り替える。そのため、ミキサー１７２のローカル信号Ｌｏの周波数は、２．５５ＧＨｚになる。また、第１のバンド選択信号ＳＥＬ１がハイバンドを示すときに、分周器１７１は、分周数を「１」に切り替える。そのため、ミキサー１７２のローカル信号Ｌｏの周波数は、第２の周波数信号ＳＦ２と同様の３．４ＧＨｚになる。

同様に、第２のバンド選択信号ＳＥＬ２がローバンドを示すときに、分周器１８１は、分周数を「４／３」に切り替える。そのため、ミキサー１８２のローカル信号Ｌｏの周波数は、２．５５ＧＨｚになる。また、第２のバンド選択信号ＳＥＬ２がハイバンドを示すときに、分周器１８１は、分周数を「１」に切り替える。そのため、ミキサー１８２のローカル信号Ｌｏの周波数は、第２の周波数信号ＳＦ２と同様の３．４ＧＨｚになる。

図４は、ダウンコンバータ１００において、中間周波数帯域にダウンコンバージョンされるまでの受信信号の周波数の遷移を示す。図示のように、垂直偏波Ｖと水平偏波Ｈのハイバンド側とローバンド側の周波数帯域は、夫々、１０．７〜１１．７ＧＨｚ、１１．７〜１２．７５ＧＨｚである。

第１の周波数変換ブロック１１０により垂直偏波Ｖと水平偏波Ｈを夫々周波数変換して得た第１の変換信号ＶＣと第２の変換信号ＨＣの周波数は、ローバンド側が３．５〜４．５ＧＨｚになり、ハイバンド側が４．５〜５．５５ＧＨｚになる。第１の出力信号ＯＵＴ１と第２の出力信号ＯＵＴ２についても同様である。

そして、第２の周波数変換ブロック１５０の変換実行部１７０において、分周器１７１の分周数がローバンド用の第１の分周数「４／３」に選択されたとき、ミキサー１７２により、第１の出力信号ＯＵＴ１（第１の変換信号ＶＣと第２の変換信号ＨＣのいずれか一方または両方）に含まれるローバンド側の信号の周波数は、０．９５〜１．９５ＧＨｚに変換される。また、分周器１７１の分周数がハイバンド用の第２の分周数「１」に選択されたとき、ミキサー１７２により、第１の出力信号ＯＵＴ１に含まれるハイバンド側の周波数は、１．１〜２．１５ＧＨｚに変換される。

同様に、第２の周波数変換ブロック１５０の変換実行部１８０において、分周器１８１の分周数がローバンド用の第１の分周数「４／３」に選択されたとき、ミキサー１８２により、第２の出力信号ＯＵＴ２（第１の変換信号ＶＣと第２の変換信号ＨＣのいずれか一方または両方）に含まれるローバンド側の信号の周波数は、０．９５〜１．９５ＧＨｚに変換される。また、分周器１８１の分周数がハイバンド用の第２の分周数「１」に選択されたとき、ミキサー１８２により、第２の出力信号ＯＵＴ２に含まれるハイバンド側の周波数は、１．１〜２．１５ＧＨｚに変換される。

すなわち、第１の周波数変換ブロック１１０と第２の周波数変換ブロック１５０による２段階のダウンコンバージョンにより、中間周波数帯域へのダウンコンバージョンが実現されている。

また、第１の周波数変換ブロック１１０における第１の局部発振器１２０が生成する第１の周波数信号ＳＦ１の周波数と、第２の周波数変換ブロック１５０における第２の局部発振器１６０が生成する第２の周波数信号ＳＦ２の周波数との差は、３．８ＧＨｚであり、ダウンコンバータ１００の出力帯域外となる。

そのため、第１の局部発振器１２０と第２の周波数変換ブロック１５０に夫々含まれるＶＣＯ間のカップリングが強くても、第１の中間周波数帯域信号ＩＦＳ１と第２の中間周波数帯域信号ＩＦＳ２に含まれる不要信号は、ダウンコンバータ１００の出力帯域の上限を超え、図示しないバンドパスフィルタなどにより除去可能である。すなわち、ダウンコンバータ１００の出力帯域におけるスプリアスの発生が回避される。

さらに、ダウンコンバータ１００では、第１の周波数変換ブロック１１０を第２の周波数変換ブロック１５０より前段に設けることにより、ダウンコンバータ１００の消費電力を抑制する効果を得ることができる。

前述したように、第１の周波数変換ブロック１１０によるダウンコンバージョンの量が７．２ＧＨｚであり、第２の周波数変換ブロック１５０によるダウンコンバージョンの量が２．５５ＧＨｚまたは３．４ＧＨｚであり、第１の周波数変換ブロック１１０によるダウンコンバージョンの量は、第２の周波数変換ブロック１５０によるダウンコンバージョンの量よりも多い。そのため、第１の周波数変換ブロック１１０を第２の周波数変換ブロック１５０より前段に設けることにより、早い段階でより大量のダウンコンバージョンができ、ダウンコンバータ１００の消費電力を抑制することができる。

＜第２の実施の形態＞
図２は、第２の実施の形態にかかるダウンコンバータ２００を示す。ダウンコンバータ２００も、ダウンコンバータ１００をより具現化したものであり、ダウンコンバータ１００と同様に、複数の出力か可能な、衛星放送の受信信号を中間周波数帯域にダウンコンバージョンする。例として、ダウンコンバータ２００も、２出力可能なものであるとする。

図２に示すように、ダウンコンバータ２００は、例えばＤｉｓＥｑＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ）仕様に準拠するものであり、フィードホーン２１０、前段増幅部２２０、バンドパスフィルタ２３１、バンドパスフィルタ２３２、ダウンコンバータＩＣ２４０、水晶振動子（図中Ｘ'ｔａｌ）３７０、３端子レギュレータ３８１、３端子レギュレータ３８２を備える。

本実施の形態において、受信信号の構成、中間周波数帯域、後の詳細に説明するダウンコンバータＩＣ２４０内の各局部発振器が生成する信号の周波数、夫々のミキサーが用いるローカル信号の周波数などについては、図２と図３の説明時の例を用いる。

フィードホーン２１０は、衛星放送の垂直偏波Ｖと水平偏波Ｈを受信して前段増幅部２２０に出力する。

前段増幅部２２０は、ＲＦアンプ２２１〜２２４、バイアスＩＣ（図中Ｂｉａｓ ＩＣ）２２５を備え、ＲＦアンプ２２１〜２２４は、ＨＪＦＥＴ（Ｈｅｔｅｒｏ−Ｊｕｎｃｔｉｏｎ−ＦＥＴ）を用いたアンプである。

ＲＦアンプ２２１、ＲＦアンプ２２２は、フィードホーン２１０からの垂直偏波Ｖを増幅してバンドパスフィルタ２３１に出力する。ＲＦアンプ２２３、ＲＦアンプ２２４は、フィードホーン２１０からの水平偏波Ｈを増幅してバンドパスフィルタ２３２に出力する。バイアスＩＣ２２５は、ＲＦアンプ２２１〜２２４に電源を供給する。

バンドパスフィルタ２３１は、前段増幅部２２０により増幅された垂直偏波Ｖをフィルタリングし、ローバンド側の下限からハイバンド側の上限までの周波数帯域を含むＲＦ信号（信号ＲＦＶ）を得てダウンコンバータＩＣ２４０に出力する。

バンドパスフィルタ２３２は、前段増幅部２２０により増幅された水平偏波Ｈをフィルタリングし、ローバンド側の下限からハイバンド側の上限までの周波数帯域を含むＲＦ信号（信号ＲＦＨ）を得てダウンコンバータＩＣ２４０に出力する。

ダウンコンバータＩＣ２４０は、入力端子２４１、入力端子２４２、電源端子２４３〜２４５、第１の周波数変換ブロック２５０、スイッチ２８０、第２の周波数変換ブロック２９０、出力端子３１４、出力端子３２４、水晶発振器３５０、Ｔｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６１、Ｔｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６２を備える。

入力端子２４１には、バンドパスフィルタ２３１からの信号ＲＦＶが入力され、入力端子２４２には、バンドパスフィルタ２３２からの信号ＲＦＨが入力される。

出力端子３１４は、図示しないチューナと接続されており、ダウンコンバータＩＣ２４０の１つの出力（第１の中間周波数帯域信号ＩＦＳ１）を該チューナに出力する。出力端子３２４は、図示しない別のチューナと接続されており、ダウンコンバータＩＣ２４０の別の１つの出力（第２の中間周波数帯域信号ＩＦＳ２）を該別のチューナに出力する。

フィードホーン２１０〜ダウンコンバータＩＣ２４０までの各機能ブロックは、電源端子２４３〜２４５を介して、チューナにより電源が供給される。具体的には、第１の中間周波数帯域信号ＩＦＳ１を受信するチューナは、第１の中間周波数帯域信号ＩＦＳ１の信号線に接続された３端子レギュレータ３８１を介して電源の供給をし、第２の中間周波数帯域信号ＩＦＳ２を受信するチューナは、第２の中間周波数帯域信号ＩＦＳ２の信号線に接続された３端子レギュレータ３８２を介して電源の供給をする。これらについては、ＤｉＳＥｑＣ仕様に定められた通りであり、詳細な説明を省略する。

水晶発振器３５０は、第１の周波数変換ブロック２５０と第２の周波数変換ブロック２９０に夫々含まれるＰＬＬ回路に基準信号（基準周波数の信号）を供給するものである。水晶発振器３５０は、水晶振動子３７０を用いて上記基準信号を生成する。

第１の周波数変換ブロック２５０は、第１の局部発振器として機能するＰＬＬ回路２６０、ミキサー２７１、ミキサー２７２を備える。

ＰＬＬ回路２６０は、ＶＣＯ２６２が含まれている。ＰＬＬ回路２６０は、水晶発振器３５０から基準信号が供給され、第１の周波数信号ＳＦ１を生成してミキサー２７１とミキサー２７２に出力する。第１の周波数信号ＳＦ１の周波数は、７．２ＧＨｚである。

ミキサー２７１は、入力端子２４１と接続されている。ミキサー２７１は、第１の周波数信号ＳＦ１をローカル信号Ｌｏとして用い、入力端子２４１からの信号ＲＦＶを周波数変換して第１の変換信号ＶＣを得てスイッチ２８０に出力する。第１の変換信号ＶＣに含まれるローバンド側とハイバンド側の周波数帯域は、夫々、１０．７〜１１．７ＧＨｚ、１１．７〜１２．７５ＧＨｚである。

ミキサー２７２は、入力端子２４２と接続されている。ミキサー２７２は、第１の周波数信号ＳＦ１をローカル信号Ｌｏとして用い、入力端子２４２からの信号ＲＦＨを周波数変換して第２の変換信号ＨＣを得てスイッチ２８０に出力する。第２の変換信号ＨＣに含まれるローバンド側とハイバンド側の周波数帯域も、夫々、１０．７〜１１．７ＧＨｚ、１１．７〜１２．７５ＧＨｚである。

スイッチ２８０は、出力先選択回路として機能し、ミキサー２７１からの第１の変換信号ＶＣを第２の周波数変換ブロック２９０の後述するミキサー３１２とミキサー３２２のいずれか一方に出力する。また、スイッチ２８０は、ミキサー２７２からの第２の変換信号ＨＣも、第２の周波数変換ブロック２９０のミキサー３１２とミキサー３２２のいずれか一方に出力する。スイッチ２８０による第１の変換信号ＶＣと第２の変換信号ＨＣの出力先の選択は、Ｔｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６１とＴｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６２からの制御信号に制御される。これについては、後述する。

第２の周波数変換ブロック２９０は、第２の局部発振器として機能するＰＬＬ回路３００、２つの変換実行部、ＩＦアンプ３１３、ＩＦアンプ３２３を備える。１つの変換実行部は、分周器３１１、ミキサー３１２により構成され、もう１つの変換実行部は、分周器３２１、ミキサー３２２により構成される。

ＰＬＬ回路３００は、ＰＬＬ回路２６０と同様に水晶発振器３５０から基準信号が供給され、ＶＣＯ３０２が含まれている。ＰＬＬ回路３００は、第２の周波数信号ＳＦ２を生成して分周器３１１と分周器３２１に出力する。第２の周波数信号ＳＦ２の周波数は、３．４ＧＨｚである。

分周器３１１は、分周数がハイバンド用の「１」と、ローバンド用の「４／３」間で切替可能であり、第２の周波数信号ＳＦ２を分周してミキサー３１２に供する。分周器３１１がいずれの分周数を用いるかは、Ｔｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６１により制御される。

ミキサー３１２は、分周器３１１からの信号をローカル信号Ｌｏとして用い、スイッチ２８０からの第１の出力信号ＯＵＴ１を周波数変換してＩＦアンプ３１３に出力する。

ＩＦアンプ３１３は、ミキサー３１２により得られた信号を増幅して第１の中間周波数帯域信号ＩＦＳ１を得て、出力端子３１４を介してチューナに出力する。ＩＦアンプ３１３に入力された信号及びＩＦアンプ３１３が出力する第１の中間周波数帯域信号ＩＦＳ１の周波数帯域は、ローバンドの場合には０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚであり、ハイバンドの場合には１．１〜２．１５ＧＨｚである。

分周器３２１、ミキサー３２２、ＩＦアンプ３２３は、分周器３１１、ミキサー３１２、ＩＦアンプ３１３と夫々同様の動作をし、これらについての詳細な説明を省略する。スイッチ２８０から出力された第２の出力信号ＯＵＴ２は、ミキサー３２２に入力され、ＩＦアンプ３２３は、出力端子３２４を介して、第２の中間周波数帯域信号ＩＦＳ２をチューナに出力する。

ここで、スイッチ２８０による出力先選択の制御と、分周器３１１及び分周器３２１による分周数の選択の制御を説明する。

ＤｉＳＥｑＣ仕様では、偏波の選択（垂直偏波か水平偏波か）と、バンドの選択（ハイバンドかローバンドか）は、チューナから出力されるＴｏｎｅ／Ｐｏｌａ信号に従って行われる。具体的には、偏波の選択はＰｏｌａ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）信号を用いて決定される。Ｂａｎｄの選択はＴｏｎｅ信号を用いて決定される。より詳細には、偏波については、チューナから供給されるＤＣ電源が１８Ｖの場合、偏波が水平（Ｈ）に決定される。チューナから供給されるＤＣ電源が１３Ｖの場合、偏波が垂直（Ｖ）に決定される。また、Ｂａｎｄについては、ＤＣ電源に重畳された２２ｋＨｚパルス信号が有りの場合、Ｈｉｇｈ Ｂａｎｄに決定される。ＤＣ電源に重畳された２２ｋＨｚパルス信号が無しの場合、Ｌｏｗ Ｂａｎｄに決定される。

Ｔｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６１は、出力端子３１４に接続されたチューナからのＰｏｌａ信号に基づいて、偏波選択信号（ダウンコンバータ１００における第１の出力選択信号ＣＴＲ１に該当する）を生成してスイッチ２８０に出力する。また、Ｔｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６１は、該チューナからのＴｏｎｅ信号に基づいて、バンド選択信号（ダウンコンバータ１００における第１のバンド選択信号ＳＥＬ１に該当する）を生成して分周器３１１に出力する。

同様に、Ｔｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６２は、出力端子３２４に接続されたチューナからのＰｏｌａ信号に基づいて、偏波選択信号（ダウンコンバータ１００における第２の出力選択信号ＣＴＲ２に該当する）を生成してスイッチ２８０に出力する。また、Ｔｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６２は、該チューナからのＴｏｎｅ信号に基づいて、バンド選択信号（ダウンコンバータ１００における第２のバンド選択信号ＳＥＬ２に該当する）を生成して分周器３２１に出力する。

ダウンコンバータ２００は、第１の実施の形態にかかるダウンコンバータ１００をより具現化してものであり、ダウンコンバータ１００の全ての効果を得ることができる。

また、ダウンコンバータ２００において、第１の周波数変換ブロック２５０のＰＬＬ回路２６０と、第２の周波数変換ブロック２９０のＰＬＬ回路３００は、１つの水晶発振器３５０と１つの水晶振動子３７０を共用している。こうすることにより、ダウンコンバータ１００の部品コストと回路規模を低減することができる。

さらに、出力先選択回路として、電流をほぼ消費しないスイッチ２８０を用いることにより、ＩＦアンプなどを用いる場合より、ダウンコンバータの消費電力を低減することができる。

＜第３の実施の形態＞
図６は、第３の実施の形態にかかるダウンコンバータ４００を示す。ダウンコンバータ４００について、第２の実施の形態のダウンコンバータ２００と異なる点についてのみ説明する。

ダウンコンバータ４００において、ダウンコンバータＩＣ２４０の代わりにダウンコンバータＩＣ４０２が設けられている。

また、ダウンコンバータ４００には、バンドパスフィルタ２３１とバンドパスフィルタ２３２が設けられておらず、前段増幅部２２０が出力した信号は、直接信号ＲＦＶと信号ＲＦＨとしてダウンコンバータＩＣ４０２に出力される。

ダウンコンバータＩＣ４０２は、第２の周波数変換ブロック２９０の代わりに第２の周波数変換ブロック４０４が設けられている点を除き、ダウンコンバータ１００のダウンコンバータＩＣ２４０と同様である。

第２の周波数変換ブロック４０４では、分周器３１１とミキサー３１２により構成された変換実行部の代わりに変換実行部４１０が設けられており、分周器３２１とミキサー３２２により構成された変換実行部の代わりに変換実行部４２０が設けられている。他の機能ブロックは、第２の周波数変換ブロック２９０の相対応する機能ブロックと同様である。

図７は、変換実行部４１０を示す。変換実行部４１０は、分周器３１１、位相シフタ４１１、イメージリジェクションミキサー４１２を備える。

分周器３１１は、ダウンコンバータ２００における分周器３１１である。位相シフタ４１１は、分周器３１１が出力した信号の移相を９０度シフトする。分周器３１１からの信号と、位相シフタ４１１からの信号は、イメージリジェクションミキサー４１２に出力される。

イメージリジェクションミキサー４１２は、Ｉ／Ｑミキサー４１３、移相器（ＰＯＬＹ ＰＨＡＳＥ ＳＨＩＦＴＥＲ）４１６、加算器４１７を有する。

Ｉ／Ｑミキサー４１３のＩミキサー４１４は、分周器３１１からの信号をローカル信号Ｌｏとして用い、第１の出力信号ＯＵＴ１を周波数変換して移相器４１６に出力する。

Ｉ／Ｑミキサー４１３のＱミキサー４１５は、位相シフタ４１１からの信号をローカル信号Ｌｏとして用い、第１の出力信号ＯＵＴ１を周波数変換して移相器４１６に出力する。

移相器４１６は、Ｉミキサー４１４とＱミキサー４１５からの信号の移相を夫々シフトして加算器４１７に出力する。加算器４１７は、移相器４１６からの２つの信号を混合してＩＦアンプ３１３に出力する。

図８は、変換実行部５１０を示す。変換実行部５１０は、分周器３２１、位相シフタ５１１、イメージリジェクションミキサー５１２を備える。

分周器３２１は、ダウンコンバータ２００における分周器３２１である。位相シフタ５１１は、分周器３２１が出力した信号の移相を９０度シフトする。分周器３２１からの信号と、位相シフタ５１１からの信号は、イメージリジェクションミキサー５１２に出力される。

イメージリジェクションミキサー５１２は、Ｉ／Ｑミキサー５１３、移相器（ＰＯＬＹ ＰＨＡＳＥ ＳＨＩＦＴＥＲ）５１６、加算器５１７を有する。

Ｉ／Ｑミキサー５１３のＩミキサー５１４は、分周器３２１からの信号をローカル信号Ｌｏとして用い、第２の出力信号ＯＵＴ２を周波数変換して移相器５１６に出力する。

Ｉ／Ｑミキサー５１３のＱミキサー５１５は、位相シフタ５１１からの信号をローカル信号Ｌｏとして用い、第２の出力信号ＯＵＴ２を周波数変換して移相器５１６に出力する。

移相器５１６は、Ｉミキサー５１４とＱミキサー５１５からの信号の移相を夫々シフトして加算器５１７に出力する。加算器５１７は、移相器５１６からの２つの信号を混合してＩＦアンプ３２３に出力する。

ダウンコンバータ４００において、第２の周波数変換ブロック４０４が、イメージリジェクションミキサー４１２とイメージリジェクションミキサー５１２によりダウンコンバージョンを行う。そのため、ダウンコンバージョン時のイメージ側のノイズ重ね合わせ成分をキャンセルし、ダウンコンバータの雑音指数（ＮＦ：Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ）の改善を図ることができる。本願発明者が実際に行った実験では、３ｄＢ程度のＮＦの改善が観察されている。

さらに、ダウンコンバータＩＣ４０２がイメージ除去機能を備えることにより、ダウンコンバータＩＣ４０２の前段にあるバンドパスフィルタが不要となる。

＜第４の実施の形態＞
上述した各実施の形態は、２出力のダウンコンバータを例にしている。本技術は、２以上の任意の数の出力を有するダウンコンバータにも適用することができる。

一例として、４出力の出力を有するダウンコンバータを説明する。
図９は、第４の実施の形態にかかるダウンコンバータ６００を示す。ダウンコンバータ６００についても、ダウンコンバータ２００と異なる点のみを説明する。

ダウンコンバータ６００は、ダウンコンバータ２００の２つの出力（第１の中間周波数帯域信号ＩＦＳ１、第２の中間周波数帯域信号ＩＦＳ２）に加え、さらに、第３の中間周波数帯域信号ＩＦＳ３と第４の中間周波数帯域信号ＩＦＳ４の２つの出力を有する。

そのため、第３の中間周波数帯域信号ＩＦＳ３と第４の中間周波数帯域信号ＩＦＳ４に夫々対応する３端子レギュレータ３８３と３端子レギュレータ３８４が追加されている。

ダウンコンバータ６００において、ダウンコンバータＩＣ２４０の代わりにダウンコンバータＩＣ６４０が設けられている。

ダウンコンバータＩＣ６４０は、スイッチ２８０の代わりにスイッチ６８０が設けられ、第２の周波数変換ブロック２９０の代わりに第２の周波数変換ブロック６９０が設けられている。また、第３の中間周波数帯域信号ＩＦＳ３と第４の中間周波数帯域信号ＩＦＳ４に夫々対応するＴｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６３とＴｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部３６４が追加されている。

スイッチ６８０は、２入力、４出力のスイッチであり、第３の出力信号ＯＵＴ３と第４の出力信号ＯＵＴ４が追加された点を除き、ダウンコンバータＩＣ２４０におけるスイッチ２８０と同様である。

第２の周波数変換ブロック６９０は、ダウンコンバータＩＣ２４０における第２の周波数変換ブロック２９０に対して、第３の中間周波数帯域信号ＩＦＳ３と第４の中間周波数帯域信号ＩＦＳ４に夫々対応する変換実行部と、該２つの変換実行部に夫々対応するＩＦアンプ３３３とＩＦアンプ３４３が追加されている。

第３の中間周波数帯域信号ＩＦＳ３に対応する変換実行部は、分周器３３１、ミキサー３３２から構成される。第４の中間周波数帯域信号ＩＦＳ４に対応する変換実行部は、分周器３４１、ミキサー３４２から構成される。

ダウンコンバータ６００において追加された構成要素は、ダウンコンバータ２００の相対応する機能ブロックと同様の動作をするため、ここで詳細な説明を省略する。

＜第５の実施の形態＞
以上の各実施の形態のダウンコンバータは、第１の周波数変換ブロックが第２の周波数変換ブロックより前段に設けられた場合の例である。第２の周波数変換ブロックを、第１の周波数変換ブロックより前段に設けるようにしてもよい。

図５は、第５の実施の形態にかかるダウンコンバータ７００を示す図である。図示のように、ダウンコンバータ７００は、第１の周波数変換ブロック１１０と第２の周波数変換ブロック１５０の前後関係が、ダウンコンバータ１００の場合とは逆になっている点を除き、ダウンコンバータ１００と同様である。

ダウンコンバータ７００は、ダウンコンバージョンの量が多い第１の周波数変換ブロック１１０が第２の周波数変換ブロック１５０より後段に設けられたため、ダウンコンバータ１００より多くの電流を消費する。この点を除き、スプリアスの回避など、ダウンコンバータ１００の全ての効果を得ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、ダウンコンバータ６００の第２の周波数変換ブロック６９０内の各ミキサーをイメージリジェクションミキサーとしてもよい。

また、ダウンコンバータ２００、ダウンコンバータ４００、ダウンコンバータ６００に対して、第１の周波数変換ブロックと第２の周波数変換ブロックの前後関係を逆にしてもよい。

１００ ダウンコンバータ
１１０ 第１の周波数変換ブロック
１２０ 第１の局部発振器
１３１、１３２ ミキサー
１４０ 出力先選択回路
１４１、１４２ 入力端子
１４３、１４４ 出力端子
１５０ 第２の周波数変換ブロック
１６０ 第２の局部発振器
１７０、１８０ 変換実行部
１７１、１８１ 分周器
１７２、１８２ ミキサー
２００ ダウンコンバータ
２１０ フィードホーン
２２０ 前段増幅部
２２１、２２２、２２３、２２４ ＲＦアンプ
２２５ バイアスＩＣ
２３１、２３２ バンドパスフィルタ
２４０ ダウンコンバータＩＣ
２４１、２４２ 入力端子
２４３、２４４、２４５ 電源端子
２５０ 第１の周波数変換ブロック
２６０ ＰＬＬ回路
２６２ ＶＣＯ
２７１、２７２ ミキサー
２８０ スイッチ
２９０ 第２の周波数変換ブロック
３００ ＰＬＬ回路
３０２ ＶＣＯ
３１１、３２１、３３１、３４１ 分周器
３１２、３２２、３３２、３４２ ミキサー
３１３、３２３、３３３、３４３ ＩＦアンプ
３１４、３２４ 出力端子
３５０ 水晶発振器
３６１、３６２、２６３、３６４ Ｔｏｎｅ／Ｐｏｌａ制御部
３７０ 水晶振動子
３８１、３８２、３８３、３８４ ３端子レギュレータ
４０２ ダウンコンバータＩＣ
４０４ 第２の周波数変換ブロック
４１０、５１０ 変換実行部
４１１、５１１ 位相シフタ
４１２、５１２ イメージリジェクションミキサー
４１３、５１３ Ｉ／Ｑミキサー
４１４、５１４ Ｉミキサー
４１５、５１５ Ｑミキサー
４１６、５１６ 移相器
４１７、５１７ 加算器
６００ ダウンコンバータ
６４０ ダウンコンバータＩＣ
６８０ スイッチ
６９０ 第２の周波数変換ブロック
７００ ダウンコンバータ
ＣＴＲ１ 第１の出力選択信号
ＣＴＲ２ 第２の出力選択信号
ＩＦＳ１ 第１の中間周波数帯域信号
ＩＦＳ２ 第２の中間周波数帯域信号
ＩＦＳ３ 第３の中間周波数帯域信号
ＩＦＳ４ 第４の中間周波数帯域信号
ＯＵＴ１ 第１の出力信号
ＯＵＴ２ 第２の出力信号
ＯＵＴ３ 第３の出力信号
ＯＵＴ４ 第４の出力信号
ＳＥＬ１ 第１のバンド選択信号
ＳＥＬ２ 第２のバンド選択信号
ＳＦ１ 第１の周波数信号
ＳＦ２ 第２の周波数信号
Ｖ 垂直偏波
Ｈ 水平偏波
ＶＣ 第１の変換信号
ＨＣ 第２の変換信号

Claims (6)

1. 衛星放送の受信信号を中間周波数帯域にダウンコンバージョンするダウンコンバータであって、
   周波数が第１の周波数である第１の周波数信号を生成する第１の局部発振器を有し、該第１の周波数信号をローカル信号として前記受信信号に含まれる水平偏波と垂直偏波を夫々周波数変換して第１の変換信号と第２の変換信号を得る第１の周波数変換ブロックと、
   前記第１の変換信号と前記第２の変換信号が夫々入力される２つの入力端子と、Ｎ（Ｎ≧２）個の出力端子を有し、夫々の前記入力端子に入力された信号を選択的に前記Ｎ個の出力端子に出力する出力先選択回路と、
   前記Ｎ個の出力端子から出力された信号が入力される第２の周波数変換ブロックとを備え、
   前記第２の周波数変換ブロックは、
   周波数が第２の周波数である第２の周波数信号を生成する第２の局部発振器と、
   前記出力先選択回路の前記Ｎ個の出力端子と夫々接続されるＮ個の変換実行部とを有し、
   前記変換実行部は、
   分周数がローバンド用の第１の分周数とハイバンド用の第２の分周数間で切替可能な分周器と、
   前記分周器により前記第２の周波数信号を分周して得た信号をローカル信号として前記出力端子からの信号を周波数変換するミキサーを有し、
   前記第１の周波数と前記第２の周波数の差は、前記中間周波数帯域外である、
   ダウンコンバータ。
2. 前記中間周波数帯域は、０．９５〜２．１５ＧＨｚであり、
   前記第１の周波数と前記第２の周波数は、夫々、７．２ＧＨｚと３．４ＧＨｚであり、
   前記第１の分周数と前記第２の分周数は、夫々、４／３と１である、
   請求項１に記載のダウンコンバータ。
3. 前記出力先選択回路は、スイッチである、
   請求項１または２に記載のダウンコンバータ。
4. 前記第１の局部発振器と前記第２の局部発振器は、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を含むＰＬＬ回路（ＰＬＬ：Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）であり、同一の水晶発振器から基準信号が供給される、
   請求項１または２に記載のダウンコンバータ。
5. 前記変換実行部は、
   前記分周器からの信号に対して位相を９０度シフトして得た信号を出力する位相シフタをさらに備え、
   前記ミキサーは、前記分周器からの信号と前記位相シフタからの信号をローカル信号として用いるＩ／Ｑミキサーを含むイメージリジェクションミキサーである、
   請求項１または２に記載のダウンコンバータ。
6. 衛星放送の受信信号を中間周波数帯域にダウンコンバージョンするダウンコンバータであって、
   第１の周波数変換ブロックと、該第１の周波数変換ブロックより前段に設けられた第２の周波数変換ブロックと、前記第２の周波数変換ブロックと前記第１の周波数変換ブロックとの間に設けられた出力先選択回路とを備え、
   前記第２の周波数変換ブロックは、
   周波数が第２の周波数である第２の周波数信号を生成する第２の局部発振器と、
   前記受信信号に含まれる水平偏波と垂直偏波のいずれか一方が入力されるＮ個の第２の変換実行部とを有し、
   前記第２の変換実行部は、
   分周数がローバンド用の第１の分周数とハイバンド用の第２の分周数間で切替可能な分周器と、
   前記分周器により前記第２の周波数信号を分周して得た信号をローカル信号として前記出力端子からの信号を周波数変換する第２のミキサーとを有し、
   前記出力先選択回路は、Ｎ個の前記第２のミキサーと夫々接続されるＮの入力端子と、Ｎ個の出力端子を有し、夫々の前記入力端子に入力された信号を選択的に前記Ｎ個の出力端子に出力し、
   前記第１の周波数変換ブロックは、
   周波数が第１の周波数である第１の周波数信号を生成する第１の局部発振器と、
   前記出力先選択回路の前記Ｎ個の出力端子と夫々接続され、前記第１の周波数信号をローカル信号として用い、接続された前記出力端子からの信号を周波数変換するＮ個の第１のミキサーとを備え、
   前記第１の周波数と前記第２の周波数の差は、前記中間周波数帯域外である、
   ダウンコンバータ。

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