JP2018139350A - 通信装置、通信装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】既存の汎用デバイスを用いることで送信部の良好な特性を得ると共に、デバイス選択の自由度が増すことで装置の低コスト化を図る。【解決手段】局部発振周波数（５０）をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号（５２）を、第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号（５３）に周波数変換するアップコンバート部（５４）と、局部発振周波数（５０）をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、無線信号（５３）を、無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号（５６）に周波数変換するダウンコンバート部（５７）と、第二の中間周波数信号（５６）を検波して直流成分を出力する検波部（５８）と、直流成分に基づいて、ｍ逓倍された局部発振周波数（５０）の高調波信号レベルを制御する制御部（５９）と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、通信装置、通信装置の制御方法、及びプログラムに関するものである。

モバイル通信の仕様が、第４世代移動通信（４Ｇ：4th Generation）の後継仕様と位置づけられている第５世代移動通信（５Ｇ）へと向かっている。この状況下、Ｅバンド（７１−８６ＧＨｚ）帯を用いた通信装置が、信号帯域を広く設定でき、かつ、大容量通信が可能ということで、モバイルバックホール以外においても注目を浴びている。ここで、モバイルバックホールとは、点在する多くのモバイル基地局を収容して、モバイル端末からのデータトラフイックをモバイルコアネットワークへ転送する移動体通信システムにおけるアクセスネットワークである。
Ｅバンド（７１−８６ＧＨｚ）帯は、１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の高い伝送レートを可能にしている。また、Ｅバンド帯は、高速無線通信や車載レーダにも利用することができる。そして、Ｅバンド帯はミリ波周波数帯域である。したがって、周波数が高くなるにつれ、使用可能なデバイスがある程度限られてくる。したがって、デバイスメーカの選択と、デバイスが有している特性とが、設計上の大きな制約事項となっている。

無線通信装置において、ベースバンドの音声信号又はデータ信号は、無線周波数（ＲＦ）を用いて送信される。このため、無線信号（ＲＦ信号）にベースバンド信号を乗せて送信する送信部を無線回路に設ける必要がある。ＲＦ信号にベースバンド信号を乗せる処理は、一般的に周波数アップコンバージョンと呼ばれる。また、この処理を実行する回路は、一般的に周波数アップコンバータと呼ばれる。
同様に、受信アンテナで受信されたＲＦ信号からベースバンド信号を抽出するための受信部を無線回路に設ける必要がある。受信部において、ＲＦ信号からベースバンド信号を抽出する処理は、一般的に周波数ダウンコンバージョンと呼ばれる。また、この処理を実行する回路は、一般に周波数ダウンコンバータと呼ばれる。

周波数アップコンバージョン及び周波数ダウンコンバージョンを実行するために共通に使用されるいくつかの方法がある。この方法の一つとして、ヘテロダイン法がある。ヘテロダイン法では、ＲＦ信号の周波数Ｆ_RFとベースバンド信号の周波数Ｆ_BBとの間の周波数コンバージョンは２段階で行われる。
一例として、周波数ダウンコンバージョンについて説明すると、受信されたＲＦ信号は、第一ミキサにおいて、固定周波数Ｆ_LO1を有する第１ローカル発振器（ＬＯ₁）の信号と混合される。固定周波数Ｆ_LO1は、ＲＦ信号から比較的離れている、例えば、ＲＦ信号の周波数の２分の１だけ離間した周波数が選択される。ＲＦ信号とＬＯ₁信号とが混合されると、Ｆ_RF＋Ｆ_LO1とＦ_RF−Ｆ_LO1との周波数信号が生成される。第一ミキサの出力のうち、Ｆ_RF＋Ｆ_LO1の周波数の信号はフィルタにおいて濾波される。Ｆ_RF−Ｆ_LO1の周波数の信号は、中間信号、すなわち、周波数Ｆ_IFにおけるＩＦ信号と呼ばれる。

次に、Ｆ_RF−Ｆ_LO1の周波数の信号は、第二ミキサにおいて、ＩＦ信号の中心周波数で同じ周波数を有する第２ローカル発振器（ＬＯ₂）の信号と混合される。したがって、第２ミキサの出力は、Ｆ_IF−Ｆ_LO2の中心周波数を有する。ここで、Ｆ_IF＝Ｆ_LO2であるから、Ｆ_IF−Ｆ_LO2＝０Ｈｚ、すなわち、この第２ミキサの出力の中心周波数は直流となる。要するに、この第二ミキサの出力信号はベースバンドとなる。これにより、ベースバンド信号（音声）のみが抽出される。ベースバンド信号は、データを抽出するために信号処理回路に供給される。周波数アップコンバージョンでは、この処理と逆の処理が行われる。

特開２０１４−０７８９９０号公報 特開２０１４−０２２９９５号公報

高周波帯域、とりわけ、上記したＥバンド帯のようなミリ波周波数帯域の送信制御においては、検波器が必要とされている。それは、送信部において、周波数帯域内の出力に現れる不要波が、混変調歪（ＩＭＤ：Inter Modulation Distortion）を劣化させる要因となっているからである。この不要波を検出するために、検波器を使用している。
しかしながら、周波数アップコンバージョンされたミリ波周波数帯域を検波することができるデバイス（検波器）は、非常に希少なものとなっている。また、仮に、ミリ波周波数帯域を検波することができるデバイス（検波器）があったとしても、次のような問題があった。一つは、当該デバイスに対する入力信号範囲が限定されているという点である。もう一つは、当該デバイスの検波可能な電力範囲（ダイナミックレンジ）が極めて限定されているという点である。

特許文献１には、次の技術が開示されている。送信器のＲＦ信号をベースバンドへダウンコンバートし、当該ダウンコンバートされた信号をフィルタにかけている。そして、フィルタにかけられたダウンコンバートされた信号と送信ベースバンド信号とに基いてコンポジット信号を生成する。さらに、生成されたコンポジット信号をＲＦ信号にアップコンバートし、当該アップコンバートされた信号を増幅している。
しかしながら、特許文献１に記載されている技術は、無線周波数（ＲＦ）送信器のノイズを低減することを目的としている。したがって、ミリ波周波数帯域の送信制御において、周波数帯域内の出力に現れる不要波を除去するための検波器を用いる点に関しては、何ら開示されていない。

特許文献２には、次の技術が開示されている。自己診断時に局部発振周波数と異なる周波数を有する自己診断用発振波を得ている。そして、受信系を通過している自己診断用発振波に、送信系を通過している送信信号が混信することを抑制している。
しかしながら、特許文献２に記載されているのは、通常動作時と自己診断時とにおいて、分周波発振器の出力を受信ミキサへ出力するか、分周波発振器の出力と逓倍器からの出力とを混合して受信ミキサへ出力するか、を切り替えることである。したがって、ミリ波周波数帯域の送信制御において、周波数帯域内の出力に現れる不要波を除去するための検波器を用いる点については、何ら開示されていない。

本発明の目的は、上述した課題を鑑み、既存の汎用デバイスを用いることで送信部の良好な特性を得ると共に、デバイス選択の自由度が増すことで装置の低コスト化を図るという課題を解決する通信装置、通信装置の制御方法、及びプログラムを提供することにある。

本発明の通信装置は、局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換するアップコンバート手段と、局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換するダウンコンバート手段と、前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する検波手段と、前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する制御手段と、を備える。

また、本発明の通信装置は、第一の局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換するアップコンバート手段と、第二の局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換するダウンコンバート手段と、前記ダウンコンバート手段に入力される前記無線信号の信号レベルを調整する第３の調整手段と、前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する検波手段と、前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する制御手段と、を備える。

さらに、本発明の通信装置の制御方法は、局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換する工程と、局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換する工程と、前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する工程と、前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する工程と、を備える。

また、本発明の通信装置の制御方法は、第一の局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換する工程と、第二の局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換する工程と、前記無線信号を前記第二の中間周波数信号に周波数変換する工程において入力される前記無線信号の信号レベルを調整する工程と、前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する工程と、前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する工程と、を備える。

そして、本発明の通信装置のコンピュータに実行させるプログラムは、通信装置のコンピュータに、局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換する処理と、局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換する処理と、前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する処理と、前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する処理と、を実行させる。

また、本発明の通信装置のコンピュータに実行させるプログラムは、通信装置のコンピュータに、第一の局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換する処理と、第二の局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換する処理と、前記無線信号を前記第二の中間周波数信号に周波数変換する処理において入力される前記無線信号の信号レベルを調整する処理と、前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する処理と、前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する処理と、を実行させる。

本発明によれば、既存の汎用デバイスを用いることで送信部の良好な特性を得ると共に、デバイス選択の自由度が増すことで装置の低コスト化を図る通信装置、通信装置の制御方法、及びプログラムを提供できる。

本発明の第１実施形態の通信装置の無線回路の一例を示す回路ブロック図である。 第１実施形態の通信装置の無線回路の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の通信装置の無線回路の一例を示す回路ブロック図である。 本発明の第３実施形態の通信装置の無線回路の一例を示す回路ブロック図である。 本発明の第４実施形態の通信装置の無線回路の一例を示す回路ブロック図である。 関連する通信装置の無線回路の一例を示す回路ブロック図である。 関連する通信装置の無線回路の動作を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について説明する前に、関連する通信装置の無線回路の一例について説明する。図６は、関連する通信装置の無線回路の一例を示す回路ブロック図である。
図６において、関連する通信装置の無線回路は、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）ポート１と、ＲＦ（Radio Frequency）ポート２と、ＶＧＡ（Variable Gain Amp）３と、バイアス回路４と、周波数変換器（ミキサ）５と、ＶＧＡ６と、カプラ（分波器）７と、逓倍器８と、局部発振周波数（ＬＯ：Local Frequency）９と、制御回路１７と、検波器２０、２１と、ＤＣ制御ライン３０、３１と、を有する。

ＩＦポート１は、周波数アップコンバージョンを行う前のＩＦ（中間周波数）ポートである。ＲＦポート２は、周波数アップコンバージョンが行われた後のＲＦポートである。ＶＧＡ３は、制御回路１７から出力されるＤＣ制御ライン３０を用いて、ＩＦポート１のＩＦ（中間周波数）信号の電力制御を行う。バイアス回路４は、ＤＣ信号とＩＦ（中間周波数）信号とを合成する。検波器２０は、ＩＦ（中間周波数）信号から検出したＤＣ（直流：Direct Current）成分を演算し、制御回路１７にフィードバックする。制御回路１７は、検波器２０からフィードバックされた信号を用いてＤＣ制御ライン３０を生成する。

周波数変換器（ミキサ）５は、ＩＦ（中間周波数）信号を、局部発振周波数９から出力された局部発振周波数（ＬＯ：Local Frequency）を逓倍器８で逓倍した信号で周波数変換（アップコンバート）し、無線信号（ＲＦ信号）を生成する。ＶＧＡ６は、制御回路１７から出力されるＤＣ制御ライン３１を用いて、周波数変換器（ミキサ）５で変換されたＲＦ信号の電力を制御する。カプラ（分波器）７は、ＲＦ信号をＲＦポート２へ出力すると共に、ＲＦポート２へ伝達されるＲＦ信号を検波器２１に送るために分波する。検波器２１は、カプラ（分波器）７で分波されたＲＦ信号から検出したＤＣ成分を演算し、制御回路１７にフィードバックする。制御回路１７は、検波器２１からフィードバックされた信号を用いてＤＣ制御ライン３１を生成する。
そして、関連する通信装置の無線回路では、以下説明するように、ミリ波の周波数帯域を検波するための検波器２０、２１を必須の構成要素としている。

次に、関連する通信装置の無線回路の動作について説明する。図７は、関連する通信装置の無線回路の動作を示すフローチャートである。
図７に示すように、ステップＳ６１の処理において、制御回路１７は、通信装置の無線回路のＲＦポート２の変調方式及び出力パワーを決定する。ステップＳ６２の処理において、制御回路１７は、周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５入力のＩＦ（中間周波数）信号の電力を決定する。ステップＳ６３の処理において、制御回路１７は検波器２０の値をモニタする。

ステップＳ６４の処理において、制御回路１７は、ＶＧＡ３を用いてＩＦ（中間周波数）信号レベルを調整するか否かを判断する。ＶＧＡ３を用いてＩＦ（中間周波数）信号レベルを調整する（ステップＳ６４：Ｙ）と判断すると、ステップＳ６５の処理へ移行する。ＶＧＡ３を用いてＩＦ（中間周波数）信号レベルを調整しない（ステップＳ６４：Ｎ）と判断すると、ステップＳ６３の処理へ戻る。そして、再び、制御回路１７は、検波器２０の値をモニタする。

ステップＳ６５の処理において、制御回路１７は検波器２１の値をモニタされる。ステップＳ６６の処理において、制御回路１７は、ＶＧＡ６を用いてＲＦ信号レベルを調整するか否かを判断する。制御回路１７は、ＶＧＡ６を用いてＲＦ信号レベルを調整する（ステップＳ６６：Ｙ）と判断すると、ステップＳ６７の処理へ移行する。ステップＳ６７の処理において、制御回路１７は、ＰＦポート２から所望のパワーを出力し、処理を終了する。
制御回路１７は、ＶＧＡ６を用いてＲＦ信号レベルを調整しない（ステップＳ６６：Ｎ）と判断すると、ステップＳ６５の処理へ戻る。そして、再び、制御回路１７は、検波器２１の値をモニタする。

上記したＥバンドを一例とするミリ波周波数帯域の送信制御において、混変調歪（ＩＭＤ）の特性を改善させるためには、周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５に入力するＩＦ信号レベルを落とす必要がある。しかしながら、ＩＦ信号レベルを下げると、周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５の出力であるＲＦ信号と、局部発振周波数９の高調波成分であるハーモニック成分（６×Ｆ_ＬＯ信号）との間のＤ／Ｕ比（Desired to Undesired signal ratio）が取れなくなるという問題が生じる。そのため、検波器２１でモニタしている信号が、所望のＲＦ信号であるかハーモニック成分（６×Ｆ_ＬＯ信号）であるかを区別することができなくなってしまう。その結果、ＰＦポート２におけるＲＦ信号のレベルに誤差が生じてしまう。また、この構成では、図７のステップＳ６５の処理とステップＳ６６の処理とを繰り返す事態となる。

この問題を解決するため、例えば、図７のステップＳ６５の処理において、スペクトラムアナライザを用いて検波器２１の出力信号成分をモニタし、ＲＦ信号レベルを調整する方法が考えられる。また、スペクトルアナライザでモニタされた検波器２１の出力信号を、制御回路（ＣＰＵ（Central Processing Unit））１７のテーブルに書き込むなどの方法も考えられる。しかしながら、ミリ波周波数帯域に対応するスペクトラムアナライザは、機器が高価である一方、他の使用用途がないなど、汎用性を有していない。この関連する無線回路の課題を解決する本発明の実施形態について、以下詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を説明する。図１は第１実施形態の通信装置の無線回路の一例を示す回路ブロック図である。
図１を参照すると、本実施形態の無線回路は、ＩＦポート１と、ＲＦポート２と、ＶＧＡ３、６と、バイアス回路４と、周波数変換器（ミキサ）５、１１と、カプラ（分波器）７と、逓倍器８、１０と、局部発振周波数９と、分波回路１２と、フィルタ１３、１５と、検波器１４、１６と、制御回路１７と、ＤＣ制御ライン３０、３１、３２と、を有する。

ＩＦポート１は、周波数アップコンバージョンを行う前のＩＦ（中間周波数）ポートである。ＲＦポート２は、周波数アップコンバージョンが行われた後のＲＦポートである。ＶＧＡ３は、制御回路１７から出力されるＤＣ制御ライン３０を用いて、ＩＦポート１のＩＦ（中間周波数）信号の電力制御を行う。バイアス回路４は、制御回路１７から出力されるＤＣ制御ライン３２とＩＦ（中間周波数）信号とを合成する。なお、ＤＣ制御ライン３２は、局部発振周波数９の高調波成分であるハーモニック成分を抑圧するための制御信号である。

周波数変換器（ミキサ）５は、ＩＦ（中間周波数）信号を、局部発振周波数９から出力された局部発振周波数（Ｆ_ＬＯ：Local Frequency）を逓倍器８で逓倍した信号で周波数変換（アップコンバート）し、ＲＦ信号を生成する。ＲＦ信号の周波数は、ＩＦ（中間周波数）信号の周波数よりも高い周波数を有している。ＶＧＡ６は、制御回路１７から出力されるＤＣ制御ライン３１を用いて、周波数変換器５で変換されたＲＦ信号の電力を制御する。カプラ（分波器）７は、ＲＦポート２へ伝達されるＲＦ信号をカップリングする。また、カプラ（分波器）７は、ＲＦポート２へ伝達されるＲＦ信号を分波する。

逓倍器８は、局部発振周波数９を逓倍し、周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５に入力する。局部発振周波数９は、局部発振周波数（Ｆ_ＬＯ）を出力する。逓倍器１０は、局部発振周波数９を逓倍し、周波数変換器（ミキサ）（ダウンコンバータ）１１に入力する。周波数変換器１１（ミキサ）は、カプラ（分波器）７で分波されたＲＦ信号を、逓倍器１０で逓倍された局部発振周波数（Ｆ_ＬＯ）を用いて周波数変換（ダウンコンバート）する。ダウンコンバートされた信号の周波数は、ＲＦ信号の周波数よりも低い周波数を有している。分波回路１２は、ダウンコンバートされた周波数の信号を分波する。フィルタ１３、１５は、分波回路１２で分波された２つの信号成分以外の成分を抑圧する。検波器１４、１６は、フィルタ１３、１５を通過した信号を検波する。

制御回路１７は、検波器１４、１６で検波されたＤＣ成分の演算を行う。制御回路１７は、演算で得られた結果をＤＣ制御ライン３０、３１、３２へフィードバックする。ＤＣ制御ライン３０は、ＶＧＡ３を用いてＩＦ（中間周波数）信号のゲインを制御する、ＤＣ制御ライン３１は、ＶＧＡ６を用いてＲＦ信号のゲインを制御する。ＤＣ制御ライン３２は、ＲＦポート２に現れるハーモニック成分を抑圧する。ここで、ハーモニック成分とは、逓倍器８を介して周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５に入力される局部発振周波数９の高調波成分である。

次に、本実施形態の動作について説明する。周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５に入力されるＩＦ（中間周波数）ポート１の信号は、ＶＧＡ３を用いて電力制御が行われる。ＩＦ（中間周波数）ポート１の信号を、ＶＧＡ３を用いて制御することは、周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５が有している混変調歪（ＩＭＤ）の特性次第である。
逓倍器８を介して入力された局部発振周波数９とＩＦ（中間周波数）信号とが、周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５を用いてＲＦ信号に周波数変換される。
ここで、説明を簡単にするため、周波数変換器（ミキサ）５はハーモニックミキサであると仮定する。ハーモニックミキサとは、局部発振周波数のほぼ２倍の周波数に変換された送信周波数信号を出力することができるミキサである。ここで、ハーモニックミキサに、以下の条件で信号が入力された場合について検討する。例えば、局部発振周波数として周波数Ｆ_ＬＯの周波数が入力され、ＩＦ（中間周波数）信号として周波数Ｆ_ＩＦの信号が入力された場合を考える。この構成によれば、ＲＦ信号は、Ｆ_ＲＦ＝２×Ｆ_ＬＯ±Ｆ_ＩＦの周波数に変換されて出力される。

図１の場合、逓倍器８は、逓倍数ｍ（ｍは整数）がｍ＝３である三逓倍器であると仮定する。さらに、変換後の周波数のうち、ＵＳＢ（Upper Side Band）をフィルタで削除し、ＬＳＢ（Lower Side Band）として動作された場合を考える。その結果、ＲＦ信号の周波数Ｆ_ＲＦは、Ｆ_ＲＦ＝６Ｆ_ＬＯ−Ｆ_ＩＦとなる。
ＲＦ信号は、ＶＧＡ６を介して電力制御される。そして、ＲＦ信号は、カプラ（分波器）７を介してＲＦポート２に出力される。
ただし、ＲＦポート２には、ＲＦ信号以外にも、周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５からハーモニック成分である６Ｆ_ＬＯの周波数成分が現れる。送信信号の制御において、６Ｆ_ＬＯの周波数成分は不要信号であるので抑圧する必要がある。

また、周波数変換器（ミキサ）（ダウンコンバータ）１１には、ＲＦ信号と、逓倍器１０を介して入力された局部発振周波数Ｆ_ＬＯとが入力される。
ここで、説明を簡単にするため、上記と同様に、周波数変換器（ミキサ）１１はハーモニックミキサであると仮定する。
図１の場合、逓倍器１０は、逓倍数ｎ（ｎは整数）がｎ＝２である二逓倍器であると仮定する。さらに、変換後の周波数のうち、ＵＳＢ（Upper Side Band）をフィルタで削除し、ＬＳＢ（Lower Side Band）として動作された場合を考える。その結果、周波数変換器（ミキサ）（ダウンコンバータ）１１のＩＦポート信号の周波数Ｆ_ＩＦ１及びＦ_ＩＦ２として、Ｆ_ＩＦ１＝Ｆ_ＲＦ−４Ｆ_ＬＯ、Ｆ_ＩＦ２＝６Ｆ_ＬＯ−４Ｆ_ＬＯの２種類の周波数成分が現れる。

周波数変換器（ミキサ）（ダウンコンバータ）１１から出力されたＩＦ信号Ｆ_ＩＦ１、Ｆ_ＩＦ２は、分波回路１２を用いて分波される。その後、分波された各ポートにおいて、ＩＦ信号Ｆ_ＩＦ１がフィルタ１３を、ＩＦ信号Ｆ_ＩＦ２がフィルタ１５をそれぞれ通過した結果、不要な周波数成分のない信号を得ることができる。フィルタ１３、１５を通過した各信号は、検波器１４、１６に入力された後、ＤＣ成分となり、制御回路１７に入力される。
このように、逓倍器８の逓倍数ｍ及び逓倍器１０の逓倍数ｎを任意の値に選択した結果、ＩＦポート１及びＩＦポート２の各周波数（Ｆ_ＩＦ１及びＦ_ＩＦ２）を、変更することが可能になる。すなわち、Ｅバンドを一例とするミリ波周波数帯域を直接検波する必要性はなくなる。したがって、フィルタ１３、１５及び検波器１４、１６のデバイス選択の自由度が増す。

なお、ｍ＝ｎとした場合であっても本実施形態は成立する。しかし、スプリアス成分と信号成分とが混合してしまう。その結果、周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５と周波数変換器（ミキサ）（ダウンコンバータ）１１との間のアイソレーション（絶縁）が必要になる。
また、ｍ＝ｎの場合はループバック回路となる。その結果、ＩＦ信号の周波数Ｆ_ＩＦ２の差分がなくなる。したがって、Ｆ_ＩＦ２はＤＣ成分と現れる。この場合、分波回路１２は、高周波成分であるＩＦポート１と、ＤＣ成分であるＩＦポート２とを分離する回路となる。また、ＩＦポート２側の検波器１６は、包絡線検波器（Envelop Detector）が必要になる。

次に、第１実施形態の動作を、図２に示すフローチャートを用いて説明する。図２に示すように、ステップＳ２１の処理において、制御回路１７は、通信装置の無線回路のＰＦポート２の変調方式及び出力パワーを決定する。ステップＳ２２の処理において、制御回路１７は、周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５の入力のＩＦ（中間周波数）信号の電力を決定する。ステップＳ２３の処理において、制御回路１７は、制御回路（ＣＰＵ）１７のテーブルから、ＶＧＡ３の制御電圧範囲を呼び出す。ステップＳ２４の処理において、制御回路１７は、ＶＧＡ３を用いてＩＦ（中間周波数）信号レベルを調整する。この調整には、ＤＣ制御ライン３０が使用される。

ステップＳ２５の処理において、制御回路１７は、検波器１４の値をモニタする。ステップＳ２６の処理において、制御回路１７は、ＶＧＡ６又はＶＧＡ３を用いてＲＦ信号レベルを調整するか否かを判断する。この調整には、ＤＣ制御ライン３１又は３０が使用される。制御回路１７は、ＶＧＡ６又はＶＧＡ３を用いてＲＦ信号レベルを調整する（ステップＳ２６：Ｙ）と判断すると、ステップＳ２７の処理へ移行する。制御回路１７は、ＶＧＡ６又はＶＧＡ３を用いてＲＦ信号レベルを調整しない（ステップＳ２６：Ｎ）と判断すると、ステップＳ２５の処理へ戻る。そして、再び、制御回路１７は、検波器１４の値をモニタする。ステップＳ２７の処理において、制御回路１７は、ＰＦポート２から所望のパワーを出力し、処理を終了する。

ステップＳ２８の処理において、制御回路１７は、検波器１６を用いて２×Ｆ_ＬＯ周波数の信号レベルをモニタする。ここで、Ｆ_ＬＯの２倍の周波数の信号レベルをモニタしているのは、上記したように、周波数変換器（ミキサ）５をハーモニックミキサであると仮定しているからである。ステップＳ２９の処理において、制御回路１７は、ＤＣ制御ライン３２を用いて、６×Ｆ_ＬＯ周波数の信号を抑圧するか否かを判断する。ここで、Ｆ_ＬＯの６倍の周波数の信号レベルをモニタしているのは、周波数変換器（ミキサ）５をハーモニックミキサであると仮定し、逓倍器８が三逓倍器であると仮定しているからである。
制御回路１７は、６×Ｆ_ＬＯ周波数の信号を抑圧する（ステップＳ２９：Ｙ）と判断すると、処理を終了する。制御回路１７は、６Ｆ_ＬＯ周波数の信号を抑圧しない（ステップＳ２９：Ｎ）と判断すると、ステップＳ２８の処理へ戻る。そして、再び、制御回路１７は、検波器１６を用いて２×Ｆ_ＬＯ周波数の信号レベルをモニタする。

このように、本実施形態では、上記図６、図７において説明した関連する通信装置の無線回路と比較すると、局部発振周波数Ｆ_ＬＯの出力とアップコンバータの入力との間に逓倍器を設けることに加え、局部発振周波数Ｆ_ＬＯの出力とダウンコンバータの入力との間にも逓倍器を設けている。そして、各逓倍器の逓倍数を任意の値に設定することとしている。その結果、検波器が検波する対象となる周波数帯域を、ミリ波周波数帯域よりも低くなるようにしている。これにより、ミリ波周波数帯域を直接検波する必要がなくなる。その結果、検波器のデバイス選択の自由度が増す。

また、本実施形態では、ＤＣ制御ライン３２を用いて、６×Ｆ_ＬＯ周波数の信号を抑圧することができる。したがって、アップコンバータに入力するＩＦ（中間周波数）信号レベルを任意に設定することができる。その結果、ＲＦ信号と、ハーモニック成分（６×Ｆ_ＬＯ信号）との間のＤ／Ｕ比を稼ぐことが可能になる。
さらに、ＶＧＡ３の可変範囲等によっては、ＶＧＡ６を削除することも可能となる。その結果、部品点数を削減することもできる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図３は、本発明の第２実施形態の通信装置の無線回路の一例を示す回路ブロック図である。
図３を参照すると、本実施形態では、第１実施形態と比較して、ダウンコンバータ１１の出力であるＩＦポート１又はＩＦポート２に接続されているフィルタを、可変フィルタ４０に変更している。また、第１実施形態と比較して、分波回路１２と、検波器１６とが削除されている。その結果、フィルタと検波器とがそれぞれ一つで済む。したがって、本実施形態によれば、無線回路をさらに簡素化することが可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。図４は、本発明の第３実施形態の通信装置の無線回路の一例を示す回路ブロック図である。
図４を参照すると、本実施形態では、第１実施形態と比較して、ダウンコンバータ１１に入力されるＲＦ信号ラインに、ＶＧＡ４２が追加されている。そして、制御回路１７から出力されるＤＣ制御ライン４１を用いて、ＶＧＡ４２のゲイン調整を行うようにしている。
また、第１実施形態と比較して、アップコンバータ５の入力用に設けられている局部発振周波数９とは別に、ダウンコンバータ１１の入力用に局部発振周波数４３が設けられている。その結果、制御回路１７から出力されるＤＣ制御ライン３２の調整範囲が拡大する。それに加えて、ハーモニック成分（６×Ｆ_ＬＯ信号）の抑圧調整のための精度を向上させることが可能になる。
（第４実施形態）

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を説明する。図５は、本発明の第４実施形態の通信装置の無線回路の一例を示す回路ブロック図である。なお、以下説明する図における一方向性の矢印は、ある信号（データ）の流れを端的に示したもので、双方向性を排除するものではない。
図５を参照すると、本実施形態の通信装置の無線回路は、アップコンバート部５４と、ダウンコンバート部５７と、検波部５８と、制御部５９とから構成されている。
アップコンバート部５４は、局部発振周波数５０をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号５２を、第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号５３に周波数変換する。
ダウンコンバート部５７は、局部発振周波数５０をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、無線信号５３を、無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号５６に周波数変換する。
検波部５８は、第二の中間周波数信号５６を検波して直流成分を出力する。
制御部５９は、直流成分に基づいて、ｍ逓倍された局部発振周波数５０の高調波信号レベルを制御する。

本実施形態におけるアップコンバート部５４は、第１から第３実施形態における周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）５で実現される。ダウンコンバート部５７は、第１から第３実施形態における周波数変換器（ミキサ）（ダウンコンバータ）１１で実現される。検波部５８は、第１から第３実施形態における検波器１４、１６で実現される。制御部５９は、第１から第３実施形態における制御回路１７で実現される。

以上説明したように、本発明の実施形態では、周波数変換回路（ミキサ）を搭載する無線回路において、アップコンバートした送信信号をダウンコンバートしている。そして、検波及び制御を容易に実行することが可能な周波数へと変換している。これにより、Ｅバンドを一例とするミリ波周波数帯域の検波器が不要になる。その結果、検波器のデバイス選択の自由度が増し、装置の低コスト化を図ることができる
また、アップコンバータと局部発振周波数との間及びダウンコンバータと局部発振周波数との間に、逓倍数の異なる逓倍器を設けている。その結果、アップコンバータした際に漏れたハーモニック信号（６×Ｆ_ＬＯ）か、ダウンコンバートした際に漏れたハーモニック信号（２×Ｆ_ＬＯ）かを峻別することができる。これにより、ＲＦポートにおける局部発振周波数のハーモニック信号の抑圧制御が容易になる。さらに、送信信号の電力制御を容易に行うことができる。

なお、通信装置の図示しない記憶部に格納されているプログラムは、記録媒体で提供されてもよく、また、インターネット等のネットワークを介して提供されてもよい。記録媒体は、コンピュータ使用可能媒体又はコンピュータ可読媒体であって、磁気、光、電子、電磁気、赤外線などを用いて情報の記録又は読み取りが可能な媒体を含む。そのような媒体として、例えば、半導体メモリ、半導体または固体の記憶装置、磁気テープ、取外し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ（Random Access Memory））、読出し専用メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory））、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどがある。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１ ＩＦ（中間周波数）ポート
２ ＲＦポート
３、６ ＶＧＡ
４ バイアス回路
５ 周波数変換器（ミキサ）（アップコンバータ）
７ カプラ（分波器）
８、１０ 逓倍器
９、５０ 局部発振周波数（ＬＯ）
１１ 周波数変換器（ミキサ）（ダウンコンバータ）
１２ 分波回路
１３、１５ フィルタ
１４、１６ 検波器
１７ 制御回路（ＣＰＵ）
３０、３１、３２ ＤＣ制御ライン
５１ ｍ逓倍
５２ 第一の中間周波数信号
５３ 無線信号
５４ アップコンバート部
５５ ｎ逓倍
５６ 第二の中間周波数信号
５７ ダウンコンバート部
５８ 検波部
５９ 制御部

Claims (10)

1. 局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換するアップコンバート手段と、
   局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換するダウンコンバート手段と、
   前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する検波手段と、
   前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する制御手段と、を備える通信装置。
2. 前記制御手段は、前記第一の中間周波数信号の信号レベルを調整する第１の調整手段と、前記無線信号の信号レベルを調整する第２の調整手段と、をさらに備える、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記第二の中間周波数信号を周波数帯域に応じて複数の中間信号に分波する分波手段を備え、前記検波手段は、前記分波された中間信号を検波する、請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 所定の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタ手段を備え、前記検波手段は、前記複数の中間信号のうち、前記フィルタ手段を通過した中間信号を検波する、請求項３に記載の通信装置。
5. 通過周波数帯域が可変である可変フィルタ手段を備え、前記検波手段は、前記第二の中間周波数信号のうち、前記可変フィルタ手段を通過した信号を検波する、請求項１又は２に記載の通信装置。
6. 第一の局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換するアップコンバート手段と、
   第二の局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換するダウンコンバート手段と、
   前記ダウンコンバート手段に入力される前記無線信号の信号レベルを調整する第３の調整手段と、
   前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する検波手段と、
   前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する制御手段と、を備える通信装置。
7. 局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換する工程と、
   局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換する工程と、
   前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する工程と、
   前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する工程と、を備える通信装置の制御方法。
8. 第一の局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換する工程と、
   第二の局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換する工程と、
   前記無線信号を前記第二の中間周波数信号に周波数変換する工程において入力される前記無線信号の信号レベルを調整する工程と、
   前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する工程と、
   前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する工程と、を備える通信装置の制御方法。
9. 通信装置のコンピュータに、
   局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換する処理と、
   局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換する処理と、
   前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する処理と、
   前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する処理と、を実行させるためのプログラム。
10. 通信装置のコンピュータに、
    第一の局部発振周波数をｍ（ｍは整数）逓倍した信号を用いて、第一の中間周波数信号を、前記第一の中間周波数信号の周波数よりも高い周波数を有する無線信号に周波数変換する処理と、
    第二の局部発振周波数をｎ（ｎは整数）逓倍した信号を用いて、前記無線信号を、前記無線信号の周波数よりも低い周波数を有する第二の中間周波数信号に周波数変換する処理と、
    前記無線信号を前記第二の中間周波数信号に周波数変換する処理において入力される前記無線信号の信号レベルを調整する処理と、
    前記第二の中間周波数信号を検波して直流成分を出力する処理と、
    前記直流成分に基づいて、前記ｍ逓倍された局部発振周波数の高調波信号レベルを制御する処理と、を実行させるためのプログラム。

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