JP2022054588A

JP2022054588A - 双方向無線通信トランシーバ

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Publication number: JP2022054588A
Application number: JP2020161717A
Authority: JP
Inventors: 尚曄李; Sang Yeop Lee; 修平天川; Shuhei Amakawa; 紳介原; Shinsuke Hara; 恭弥高野; Kyoya Takano
Original assignee: Tokyo University of Science; Hiroshima University NUC; National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: Tokyo University of Science; Hiroshima University NUC; National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2022-04-07

Abstract

【課題】共用アンテナで送受信を行う双方向無線通信トランシーバを提供する。
【解決手段】双方向無線通信トランシーバ１０は、ＬＯ信号を生成するＬＯ回路１１と、ベースバンド信号およびＬＯ信号が入力され、これら信号を混合して得られたＩＦ信号にＬＯ信号を重ね合わせた信号を出力する第１のミキサ１２と、第１のミキサ１２の出力信号を増幅する第１のアンプ１３と、送信時には第１のアンプ１３の出力信号を周波数逓倍して得られたＲＦ信号を出力し、受信時には第１のアンプ１３によって増幅されたＬＯ信号を周波数逓倍して得られたＬＯ逓倍信号とアンテナ１００が受信したＲＦ信号とを混合してダウンコンバートして得られたＩＦ信号を出力する第２のミキサ１４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、共用アンテナで送受信を行う双方向無線通信トランシーバ、特に、３００ＧＨｚ帯送受信に好適な双方向無線通信トランシーバに関する。

テラヘルツ帯、特に３００ＧＨｚ帯は数十ＧＨｚ以上の広い周波数帯域が利用できることから、より大容量のデータの高速伝送ができる次世帯通信の一つとの候補として注目されている。ところが、ＣＭＯＳプロセスでの最大周波数は高々２００ＧＨｚ台前半であることから、３００ＧＨｚ帯のトランシーバをＣＭＯＳプロセスで実現するのは困難である。そこで、ＣＭＯＳトランシーバでは、送信機（以下、ＴＸという。）は、ダブラやトリプラなどの周波数逓倍ミキサを最終段に配置し、ベースバンド信号をＬＯ（Local Oscillation）信号でアップコンバートして得られたＩＦ（Intermediate Frequency）信号を最終段のミキサで周波数逓倍してＲＦ（Radio Frequency）信号にして出力するといったミキサラスト構成にされ、受信機（以下、ＲＸという。）は、初段に配置したダウンコンバージョンミキサを配置し、受信したＲＦ信号をＬＯ信号でダウンコンバートして得られたＩＦ信号を低雑音アンプで増幅するといったミキサファースト構成にされる。

これまでＴＸおよびＲＸはそれぞれ大きな回路面積を占有するため別々のチップに実装されていたが、本発明者は、ＴＸとＲＸでＬＯ回路を時分割共有してトランシーバ全体の回路面積および消費電力を削減することでＴＸとＲＸを単一チップに実装可能にした双方向無線通信トランシーバを開発している（例えば、下記特許文献１および非特許文献１を参照）。

国際公開２０２０／１１０８１４

S. Lee et al., "An 80-Gb/s 300-GHz-Band Single-Chip CMOS Transceiver," IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.54, NO. 12, DECEMBER 2019

上記双方向無線通信トランシーバではＲＸ側のＬＯ回路は省略できるもののアンテナはＴＸおよびＲＸにそれぞれ必要である。しかし、アンテナは比較的大きな回路面積を占有するため、双方向時間分割トランシーバを小型化する上で狭いチップに送信用および受信用にそれぞれアンテナを配置するだけのスペースを確保することは困難である。また、狭い空間に配置されたＴＸアンテナおよびＲＸアンテナ間のアイソレーションを十分に確保することが難しく、送信時にＲＦ信号がＲＸアンテナに回り込んでＴＸおよびＲＸの両アンテナからＲＦ信号が放射されるおそれもある。したがって、ＴＸとＲＸでアンテナを共用することが望ましい。

上記問題に鑑み、本発明は、共用アンテナで送受信を行う双方向無線通信トランシーバを提供することを目的とする。

本発明の一局面に従った双方向無線通信トランシーバは、ＬＯ信号を生成するＬＯ回路と、ベースバンド信号および前記ＬＯ信号が入力され、これら信号を混合して得られたＩＦ信号に前記ＬＯ信号を重ね合わせた信号を出力する第１のミキサと、前記第１のミキサの出力信号を増幅する第１のアンプと、送信時には前記第１のアンプの出力信号を周波数逓倍して得られたＲＦ信号を出力し、受信時には前記第１のアンプによって増幅されたＬＯ信号を周波数逓倍して得られたＬＯ逓倍信号とアンテナが受信したＲＦ信号とを混合してダウンコンバートして得られたＩＦ信号を出力する第２のミキサとを備えたものである。

本発明によると、ＴＸとＲＸでアンテナを共用して双方向無線通信トランシーバの小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る双方向無線通信トランシーバの構成図一例に係るＲＦミキサの要部回路図ＴＸモードでの双方向無線通信トランシーバの回路状態の一例を示す図ＲＸモードでの双方向無線通信トランシーバの回路状態の一例を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者は、当業者が本発明を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。また、図面に描かれた各部材の寸法、細部の詳細形状などは実際のものとは異なることがある。

≪双方向無線通信トランシーバの構成例≫
図１は本発明の一実施形態に係る双方向無線通信トランシーバ（以下、単に「トランシーバ」と称することがある。）１０の構成図である。トランシーバ１０は、ＣＭＯＳプロセスによりシリコン基板上に実装されるオンチップトランシーバであり、概して、ＬＯ回路１１、ＩＦミキサ１２、ドライブアンプ１３、ＲＦミキサ１４、電力結合器１５、および低雑音アンプ１６を備え、送受信で共用されるアンテナ１００が接続される。トランシーバ１０は時間分割してＴＸまたはＲＸとして動作するようになっており、一例として、ＴＸとして動作するＴＸモードではベースバンド信号（以下、ＢＢ信号と称する。）をアップコンバートしてアンテナ１００からＲＦ信号を送信し、ＲＸとして動作するＲＸモードではアンテナ１００が受信したＲＦ信号をダウンコンバートしてＩＦ信号を生成する。一例として、ＢＢ信号の周波数は５ＧＨｚ以下、送受信されるＲＦ信号の周波数は３００ＧＨｚ帯、受信したＲＦ信号をダウンコンバートして得られるＩＦ信号の周波数は１８ＧＨｚ帯以下である。

ＬＯ回路１１はＬＯ信号を生成する回路要素である。一例として、ＬＯ回路１１は、後述のＩＦミキサ１２ｐで使用されるＬＯ信号を生成するＬＯ回路１１ｐと、ＩＦミキサ１２ｎで使用されるＬＯ信号を生成するＬＯ回路１１ｎとからなる。ＬＯ回路１１ｐおよび１１ｎはいずれも、バラン１１１、プリアンプ１１２、トリプラ１１３、ドライブアンプ１１４、および二つの直交ハイブリッド回路（ブランチラインカプラ）１１５を備えている。バラン１１１は図略の発振器から入力される不平衡のＬＯ原信号（便宜的にこの信号をＬＯ_ＩＮと参照する。）平衡信号に変換する。一例として、ＬＯ_ＩＮの周波数は、ＴＸモードでは４５ＧＨｚに、ＲＸモードでは４２ＧＨｚに切り替えられる。プリアンプ１１２はバラン１１１から出力される平衡信号を増幅する。トリプラ１１３はプリアンプ１１２の出力信号の周波数を３逓倍してＴＸモードでは１３５ＧＨｚ、ＲＸモードでは１２６ＧＨｚのＬＯ信号を出力する。ドライブアンプ１１４はトリプラ１１３の出力信号を増幅する。二つの直交ハイブリッド回路１１５の一方にはトリプラ１１３の出力信号の正相信号が接続され、他方にはトリプラ１１３の出力信号の逆相信号が接続される。直交ハイブリッド回路１１５から０度、９０度、１８０度、２７０度の各位相のＬＯ信号が出力される。

ＩＦミキサ１２は、ＢＢ信号およびＬＯ信号が入力され、これら信号を混合して得られたＩＦ信号にＬＯ信号を重ね合わせた信号を出力する回路要素である。一例として、ＩＦミキサ１２は、ＢＢ信号の正相信号（便宜的にこの信号をＢＢ_ＴＸと参照する。）が入力されるＩＦミキサ１２ｐと、ＢＢ信号の逆相信号（便宜的にこの信号をバーＢＢ_ＴＸと参照する。）が入力されるＩＦミキサ１２ｎとからなる。より詳細には、ＢＢ信号はＩ信号およびＱ信号からなる直交信号であり、ＩＦミキサ１２ｐにはＢＢ_ＴＸＩおよびＢＢ_ＴＸＱが入力され、ＩＦミキサ１２ｎにはバーＢＢ_ＴＸＩおよびバーＢＢ_ＴＸＱが入力される。ＩＦミキサ１２ｐは、ＢＢ_ＴＸＩおよびＢＢ_ＴＸＱとＬＯ回路１１ｐから与えられる４相のＬＯ信号とを混合して得られた信号にＬＯ信号を重ね合わせた信号（便宜的にこの信号をＬＯ＋ＩＦと参照する。）を出力する。ＩＦミキサ１２ｎは、バーＢＢ_ＴＸＩおよびバーＢＢ_ＴＸＱとＬＯ回路１１ｎから与えられる直交４相のＬＯ信号とを混合して得られた信号にＬＯ信号を重ね合わせた信号（便宜的にこの信号をＬＯ－ＩＦと参照する。）を出力する。ＬＯ＋ＩＦおよびＬＯ－ＩＦはいずれも平衡信号であり、ＬＯ＋ＩＦにおけるＩＦ成分とＬＯ－ＩＦにおけるＩＦ成分とは互いに逆相関係にある。なお、上記のような動作をするＩＦミキサ１２ｐおよび１２ｎとして、例えば、本発明者による特願２０１９－２２５１８明細書に記載のＳＤＢＱＭ（Semi Double Balanced Quadrature Mixer）を利用することができる。

ドライブアンプ１３は、ＩＦミキサ１２の出力信号を増幅する回路要素である。一例として、ドライブアンプ１３は、ＩＦミキサ１２ｐに接続されたドライブアンプ１３ｐと、ＩＦミキサ１２ｎに接続されたドライブアンプ１３ｎとからなる。ドライブアンプ１３ｐおよび１３ｎはいずれも、前段回路１３１および二つの後段回路１３２を備えている。前段回路１３１がＩＦミキサ１２の出力信号を増幅してその増幅信号が二つの後段回路１３２に入力され、二つの後段回路１３２において前段回路１３１の出力信号が増幅される。このようにドライブアンプ１３の出力は二重化されている。

ＲＦミキサ１４は、ＴＸモードではドライブアンプ１３の出力信号を周波数逓倍して得られたＲＦ信号を出力し、ＲＸモードではドライブアンプ１３によって増幅されたＬＯ信号を周波数逓倍して得られたＬＯ逓倍信号とアンテナ１００が受信したＲＦ信号とを混合してダウンコンバートして得られたＩＦ信号を出力する回路要素である。一例として、ＲＦミキサ１４は、ドライブアンプ１３ｐに接続されたＲＦミキサ１４ｐと、ドライブアンプ１３ｎに接続されたＲＦミキサ１４ｎとからなる。ＲＦミキサ１４ｐおよび１４ｎはいずれも二重化されており、ドライブアンプ１３ｐおよび１３ｎから二重化された出力信号を受け、二重化されたＲＦ信号を出力する。

図２は一例に係るＲＦミキサ１４の要部回路図である。ＲＦミキサ１４は、ドレインどうしが接続された二つのｎＭＯＳＦＥＴ（以下、トランジスタと称する。）１４１、ＲＦ信号を通過させるＲＦバンドパスフィルタ（以下、ＲＦＢＰＦと称する。）１４２、ＩＦ信号を通過させる二つのＩＦバンドパスフィルタ（以下、ＩＦＢＰＦと称する。）１４３、および二つのＲＦ共振器１４４を備えている。二つのトランジスタ１４１のゲートは電圧Ｖ_Ｂでバイアスされ、ドライブアンプ１３から出力される平衡信号がキャパシタ１４５を介して入力される。キャパシタ１４５においてドライブアンプ１３の信号入力側の一端は所定の電圧でバイアスされており、トランジスタ１４１のゲートに入力される信号の振幅中心がプラス側にシフトされる。ＲＦＢＰＦ１４２の一端は二つのトランジスタ１４１の共通ドレインに接続され、他端にＲＦ信号が入出力される。より詳細には、ＲＦＢＰＦ１４２はインダクタやキャパシタなどの受動素子で構成される。ＩＦＢＰＦ１４３の一端はトランジスタ１４１のソースに接続され、他端からＩＦ信号が出力される。より詳細には、ＩＰＢＰＦ１４３はインダクタやキャパシタなどの受動素子で構成される。ＲＦ共振器１４４は、一端が接地された抵抗素子（ショートスタブ）およびキャパシタが並列接続されてなるＬＣ回路であり、ＲＦ信号に共振するように特性調整されている。このようにＲＦ共振器１４４がトランジスタ１４１のソースに接続されていることで、ソースから漏れ出るＲＦ信号に対してソースが接地されているように働き、ＲＦ信号がＩＦ信号の出力側に回り込まないようにしている。このように構成されたＲＦミキサ１４は、ＴＸモードではドライブアンプ１３の出力信号の周波数を２逓倍したＲＦ信号を出力する最終段のスクエアミキサとして動作し、ＲＸモードではアンテナ１００が受信したＲＦ信号をダウンコンバートしてＩＦ信号を出力する初段のダウンコンバージョンミキサとして動作する。

図１へ戻り、電力結合器１５は、全周長が７λ／２（ただし、λはＲＦ信号波長である。）の環状伝送線路１５１で構成される回路要素であり、ラットレース回路とも呼ばれる。環状伝送線路１５１の半周上の２点にＲＦミキサ１４ｐから出力されるＲＦ信号（便宜的にこの信号を（ＬＯ＋ＩＦ）^２と参照する。）がλ間隔で接続され、残りの半周上の２点にＲＦミキサ１４ｎから出力されるＲＦ信号（便宜的にこの信号を（ＬＯ－ＩＦ）^２と参照する。）がλ間隔で接続される。環状伝送線路１５１上で（ＬＯ＋ＩＦ）^２の接続点からの距離と（ＬＯ－ＩＦ）^２の接続点から距離との差がλ／２である点にアンテナ１００が接続され、隣接し合う（ＬＯ＋ＩＦ）^２の接続点および（ＬＯ－ＩＦ）^２の接続点の間隔はλ／２である。より詳細には、アンテナ１００は平衡アンテナであり、環状伝送線路１５１上で（ＬＯ＋ＩＦ）^２の接続点からλ／４、かつ、（ＬＯ－ＩＦ）^２の接続点から３λ／４の位置と、（ＬＯ－ＩＦ）^２の接続点からλ／４、かつ、（ＬＯ＋ＩＦ）^２の接続点から３λ／４の位置の２点（以下、これら点をΔポートと称する。）にアンテナ１００が接続される。このように電力結合器１５を構成する環状伝送線路１５１に同相のＲＦ信号をλ間隔で接続することで、これらＲＦ信号を電力結合した大きなパワーのＲＦ信号をアンテナ１００から放射することができ、また、ＲＦ信号に含まれる基本周波数の半分の不要な周波数成分、すなわち、ＲＦミキサ１４ｐから出力されるＲＦ信号に含まれるＬＯ＋ＩＦ成分、およびＲＦミキサ１４ｎから出力されるＲＦ信号に含まれるＬＯ－ＩＦ成分をキャンセルすることができる。

低雑音アンプ（以下、ＬＮＡを称する。）１６は、ＲＸモードでＲＦミキサ１４から出力されるＩＦ信号を増幅する回路要素である。一例として、ＬＮＡ１６は、ＲＦミキサ１４ｐから出力されるＩＦ信号の正相信号（便宜的にこの信号をＩＦ_ＲＸと参照する。）を増幅するＬＮＡ１６ｐと、ＲＦミキサ１４ｎから出力されるＩＦ信号の逆相信号（便宜的にこの信号をバーＩＦ_ＲＸと参照する。）を増幅するＬＮＡ１６ｎとからなる。ＬＮＡ１６はＲＦ信号の送信および受信の切り替えに連動して動作のオン／オフが切り替えられるようになっており、ＲＸモードで動作し、ＴＸモードで動作を停止する。

≪双方向無線通信トランシーバの動作例≫
次に、トランシーバ１０のＴＸモードおよびＲＸモードの一例を説明する。図３はＴＸモードでのトランシーバ１０の回路状態の一例を示す図である。ＴＸモードでは、ＬＯ回路１１に４５ＧＨｚのＬＯ_ＩＮが入力され、ＩＦミキサ１２ｐおよび１２ｎにＢＢ信号の正相信号および逆相信号がそれぞれ入力され、ＬＮＡ１６は動作を停止する。ＩＦミキサ１２ｐから１３５ＧＨｚ帯のＬＯ＋ＩＦが出力され、ＲＦミキサ１４ｐにおいて２逓倍されて二重化された２７０ＧＨｚ帯の（ＬＯ＋ＩＦ）^２が出力され、ＩＦミキサ１２ｎから１３５ＧＨｚ帯のＬＯ－ＩＦが出力され、ＲＦミキサ１４ｎにおいて２逓倍されて二重化された２７０ＧＨｚ帯の（ＬＯ－ＩＦ）^２が出力され、電力結合器１５においてこれらＲＦ信号が電力結合される。電力結合器１５のΔポートにおいて、ＲＦミキサ１４ｐから出力されるＲＦ信号およびＲＦミキサ１４ｎから出力されるＲＦ信号の同相成分は打ち消しあってキャンセルされ、逆相成分が足され合って残る。すなわち、電力結合器１５のΔポートにおいて、（ＬＯ＋ＩＦ）^２および（ＬＯ－ＩＦ）^２に含まれる同相成分ＬＯ^２およびＩＦ^２はキャンセルされ、逆相成分ＬＯ・ＩＦは足され合って残り、アンテナ１００から２７０ＧＨｚ帯のＬＯ・ＩＦが放射される。

図４はＲＸモードでのトランシーバ１０の回路状態の一例を示す図である。ＲＸモードでは、ＬＯ回路１１に４２ＧＨｚのＬＯ_ＩＮが入力され、ＢＢ信号が無信号（ＧＮＤ）にされ、ＬＮＡ１６が動作する。ＢＢ信号が無信号であることから、ＩＦミキサ１２ｐおよび１２ｎから１２６ＧＨｚのＬＯ信号が出力され、ＲＦミキサ１４ｐおよび１４ｎにおいて２逓倍されて二重化された２５２ＧＨｚのＬＯ逓倍信号（便宜的にこの信号をＬＯ^２と参照する。）が出力される。ＲＦミキサ１４ｐおよび１４ｎから出力されるＬＯ^２は同相であるため電力結合器１５のΔポートにおいてキャンセルされ、アンテナ１００からＬＯ^２は放射されない。逆に、アンテナ１００が受信し、電力結合器１５に入力された２７０ＧＨｚ帯のＲＦ信号がＲＦミキサ１４ｐおよび１４ｎに分配される。より詳細には、電力結合器１５からＲＦミキサ１４ｐにＲＦ信号の正相信号が入力され、ＲＦミキサ１４ｎにＲＦ信号の逆相信号が入力される。ＲＦミキサ１４ｐは、ＬＯ^２とアンテナ１００が受信した２７０ＧＨｚ帯のＲＦ信号の正相信号とを混合してダウンコンバートして得られたＩＦ_ＲＸを出力する。ＲＦミキサ４ｎは、ＬＯ^２とアンテナ１００が受信した２７０ＧＨｚ帯のＲＦ信号の逆相信号とを混合してダウンコンバートして得られたバーＩＦ_ＲＸを出力する。ＲＦミキサ１４ｐおよび１４ｎから出力されたＩＦ_ＲＸおよびバーＩＦ_ＲＸはＬＮＡ１６で増幅される。

≪効果≫
本実施形態に係るトランシーバ１０ではアンテナ１００をＴＸおよびＲＸで共用することができる。これにより、オンチップトランシーバをより小型化することができる。また、送信されるＲＦ信号がＲＸアンテナに回り込んで放射されることがなく、ＴＸモードにおいて不必要な電波強度のＲＦ信号が放射されるのを防ぐことができる。

≪変形例≫
トランシーバ１０は下記のようにさまざまに変形することができる。例えば、ＢＢ信号は直交信号でなくてもよく、ＩＦミキサ１２もＩＱミキサで構成しなくてもよい。すなわち、ＩＦミキサ１２ｐにＢＢ_ＴＸが入力され、ＩＦミキサ１２ｎにバーＢＢ_ＴＸが入力されるようにしてもよい。その場合、ＩＦミキサ１２ｐおよび１２ｎとして、例えば、本発明者による特願２０１９－２２５１８明細書に記載のＳＤＢＭ（Semi Double Balanced Mixer）を利用することができる。

電力結合器１５においてΔポートは一つでもよい。この場合、Δポートにバランを接続してΔポートのシングルエンド信号を平衡信号に変換すればよい。

ＲＦミキサ１４ｐおよび１４ｎから出力されるＲＦ信号は二重化されていなくてもよい。すなわち、環状伝送線路１５１の全周長を３λ／２にして、ＲＦミキサ１４ｐおよび１４ｎから出力されるＲＦ信号を互いにλ／２の間隔を空けて環状伝送線路１５１に接続してもよい。逆に、ＲＦミキサ１４ｐおよび１４ｎから出力されるＲＦ信号を三重化以上にしてもよい。ＲＦミキサ１４ｐおよび１４ｎから出力されるＲＦ信号をｎ重化（ただし、ｎは２以上の整数である。）する場合、環状伝送線路１５１の全周長を（４ｎ－１）／２にして、環状伝送線路１５１の半周上のｎ点にλ間隔でＲＦミキサ１４ｐから出力されるｎ重化されたＲＦ信号を接続し、環状伝送線路１５１の残りの半周上のｎ点にλ間隔でＲＦミキサ１４ｎから出力されるｎ重化されたＲＦ信号を接続し、隣接し合うＲＦミキサ１４ｐのＲＦ信号の接続点およびＲＦミキサ１４ｎのＲＦ信号の接続点の間隔をλ／２空けるようにすればよい。

ＲＦミキサ１４は入力されたＩＦ信号の周波数を２逓倍するダブラに限られず、３逓倍するトリプラで構成してもよい。

以上のように、本発明における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。また、上述の実施の形態は、本発明における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

１０双方向無線通信トランシーバ
１１ＬＯ回路
１２ＩＦミキサ（第１のミキサ）
１３ドライブアンプ（第１のアンプ）
１４ＲＦミキサ（第２のミキサ）
１４１トランジスタ
１４２ＲＦバンドパスフィルタ
１４３ＩＦバンドパスフィルタ
１４４ＲＦ共振器
１５電力結合器
１５１環状伝送線路
１６低雑音アンプ（第２のアンプ）
１００アンテナ

Claims

ＬＯ信号を生成するＬＯ回路と、
ベースバンド信号および前記ＬＯ信号が入力され、これら信号を混合して得られたＩＦ信号に前記ＬＯ信号を重ね合わせた信号を出力する第１のミキサと、
前記第１のミキサの出力信号を増幅する第１のアンプと、
送信時には前記第１のアンプの出力信号を周波数逓倍して得られたＲＦ信号を出力し、受信時には前記第１のアンプによって増幅されたＬＯ信号を周波数逓倍して得られたＬＯ逓倍信号とアンテナが受信したＲＦ信号とを混合してダウンコンバートして得られたＩＦ信号を出力する第２のミキサとを備えた
ことを特徴とする双方向無線通信トランシーバ。
前記第２のミキサが、
ドレインどうしが接続された二つのトランジスタと、
ＲＦ信号を通過させるＲＦバンドパスフィルタと、
ＩＦ信号を通過させる二つのＩＦバンドパスフィルタとを有し、
前記ＲＦバンドパスフィルタが前記二つのトランジスタの共通ドレインに接続されており、
前記二つのＩＦバンドパスフィルタが前記二つのトランジスタのソースにそれぞれ接続されており、
前記二つのトランジスタのゲートに前記第１のアンプの出力信号が入力される、請求項１に記載の双方向無線通信トランシーバ。
前記第２のミキサがＲＦ信号に共振する二つのＲＦ共振器を有し、
前記二つのＲＦ共振器が前記二つのトランジスタのソースにそれぞれ接続されている、請求項２に記載の双方向無線通信トランシーバ。
環状伝送線路を有する電力結合器を備え、
前記第１のミキサが、前記ベースバンド信号の正相信号と前記ＬＯ信号とを混合して得られた信号に前記ＬＯ信号を重ね合わせた信号、および前記ベースバンド信号の逆相信号と前記ＬＯ信号とを混合して得られた信号に前記ＬＯ信号を重ね合わせた信号を出力するものであり、
前記第１のアンプが、前記第１のミキサの二つの出力信号を増幅するものであり、
前記第２のミキサが、送信時には前記第１のアンプの二つの出力信号を周波数逓倍して得られた第１のＲＦ信号および第２のＲＦ信号を出力し、受信時には前記ＬＯ逓倍信号と前記アンテナが受信したＲＦ信号の正相信号および逆相信号とをそれぞれ混合してダウンコンバートして得られたＩＦ信号の正相信号および逆相信号を出力するものであり、
前記環状伝送線路に前記第１のＲＦ信号および前記第２のＲＦ信号がλ／２（ただし、λはＲＦ信号波長である。）の間隔で接続され、
前記環状伝送線路上で前記第１のＲＦ信号の接続点からの距離と前記第２のＲＦ信号の接続点から距離との差がλ／２である点に前記アンテナが接続される、請求項１ないし３のいずれかに記載の双方向無線通信トランシーバ。
前記第１のＲＦ信号および前記第２のＲＦ信号がいずれもｎ重化（ただし、ｎは２以上の整数である。）されており、
前記環状伝送線路の全周長が（４ｎ－１）λ／２であり、
前記環状伝送線路の半周上のｎ点にλ間隔で前記第１のＲＦ信号が接続され、
前記環状伝送線路の残りの半周上のｎ点にλ間隔で前記第２のＲＦ信号が接続され、
前記環状伝送線路上で隣接し合う前記第１のＲＦ信号の接続点および前記第２のＲＦ信号の接続点の間隔がλ／２である、請求項４に記載の双方向無線通信トランシーバ。
前記ＬＯ回路がＬＯ原信号を周波数逓倍して前記ＬＯ信号を生成するものであり、
ＲＦ信号の送信および受信の切り替えに連動して前記ＬＯ原信号の周波数が切り替えられる、請求項１ないし５のいずれかに記載の双方向無線通信トランシーバ。
前記第２のミキサから出力されるＩＦ信号を増幅する第２のアンプを備え、
前記第２のアンプのオン／オフがＲＦ信号の送信および受信の切り替えに連動して切り替えられる、請求項１ないし６のいずれかに記載の双方向無線通信トランシーバ。
前記ベースバンド信号がＩ信号およびＱ信号からなる直交信号であり、
前記第１のミキサがＩＱミキサである、請求項１ないし７のいずれかに記載の双方向無線通信トランシーバ。