JP3287959B2

JP3287959B2 - 送受信装置

Info

Publication number: JP3287959B2
Application number: JP21879694A
Authority: JP
Inventors: 薫岡部
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 2002-06-04
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: JPH0884092A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に有線，無線通信に
用いられる送信機能，受信機能を併せ持つ送受信装置の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は無線通信等に用いられる送受信
装置の基本構成のブロック図である。

【０００３】送信部８２は送信ＩＦ発振回路８３（発振
周波数ｆ_ITX）、この送信ＩＦ発振回路８３の正弦波出
力に変調をかける変調回路９、これに接続される送信周
波数変換回路６、および送信周波数変換回路６に局部発
振信号を与える送信ローカル発振回路（発振周波数ｆ
_LTX）８４で構成される。送信時には、変調回路９でＩ
Ｆ発振回路８３の出力正弦波信号（ｆ＝ｆ_ITX）に送信
情報である送信ベースバンド信号で変調をかけ、その出
力である変調されたＩＦ信号と、送信ローカル発振回路
８４の出力正弦波信号を送信周波数変換回路６で所望の
送信ＲＦ周波数（ｆ＝ｆ_TX）に周波数変換後、送信端子
１１より送出する。

【０００４】受信部８５は受信周波数変換回路５，これ
に局部発振信号を与える受信ローカル発振回路８６（発
振周波数ｆ_LRX）、および受信周波数変換回路５に接続
される復調器８で構成される。受信時には受信端子１０
より入力される変調のかかった受信ＲＦ信号（ｆ＝
ｆ_RX）と受信ローカル発振回路８６の出力正弦波（ｆ＝
ｆ _LRX）とを、受信周波数変換回路５で復調器８が動作
可能な受信ＩＦ周波数ｆ_IR _Xまで変換する。受信ＩＦ信
号を復調器８へ入力し復調することで所望受信情報であ
る受信ベースバンド信号を得る。この復調回路におい
て、実現の容易さ、耐干渉性、復調感度等の特性を考慮
した場合、その動作周波数（ｆ_IRX）は、１００数十Ｍ
Ｈｚ程度が限界となり、受信周波数ｆ_RXがたとえばマイ
クロ波帯のように極めて高い場合、受信ローカル周波数
もマイクロ波帯である必要がある。

【０００５】ここで一般によく用いられる半二重方式通
信システムでは、送信周波数ｆ_TXおよびｆ_RXが同一であ
るため、送信ローカル周波数ｆ_LTXと受信ローカル周波
数ｆ _LRXも同一となり、送信ローカル発振回路８４も極
めて高い周波数の発振回路でなければならない。しか
し、ＲＦ帯、特にマイクロ波帯以上の発振器は普通非常
に高価であり、形状も大きくなる。また、データ通信等
の用途では、周波数安定度も良好なものが要求され、発
振周波数の安定化等の理由により、構成も複雑になる。

【０００６】したがって従来は、図１７から図１９の構
成を用いることにより装置内のＲＦ帯発振器の削減が図
られている。

【０００７】図１７は第１の従来例で図１６中の送信ロ
ーカル発振回路８４と受信ローカル発振回路８６を１つ
の送受兼用ＲＦ発振回路８７で共用したものである。こ
の場合、上記のごとくｆ_IRXが１００数十ＭＨｚ以下で
あるので、該送受兼用ＲＦ発振回路８７の発振周波数も
このような高い周波数帯となり、送信ＩＦ発振回路８３
は、送受同一周波数の場合は受信ＩＦ周波数（ｆ_IRX）
で発振させることになる。したがって図１７の変調回路
９としてはｆ_IRXで動作するＩＦ変調回路を用いる。

【０００８】ところで、一般にＲＦ帯の正弦波信号に変
調をかけるＶＨＦ帯以上で動作するＲＦ変調回路は容易
に実現でき、これを用いることにより、受信ローカル発
振回路出力正弦波信号とＲＦ変調回路入力正弦波信号を
１つのＲＦ帯発振回路出力で共用することも可能であ
る。

【０００９】図１８はこのような方式の第２の実施例で
その構成を示したものである。送受兼用ＲＦ発振回路８
７は第１の従来例と同様ＲＦ帯で発振させる。この場
合、送信ＩＦ発振回路８３の出力正弦波信号は直接送信
周波数変換回路６のＩＦ入力端子に印加される。送受兼
用ＲＦ発振回路８７と送信周波数変換回路６との間には
ＲＦ変調器１２が接続されこれに送信ベースバンド信号
が送られる。

【００１０】図１９は第３の従来例で、ＲＦ変調器１２
と送受兼用発振回路８８を用い、かつ送信周波数変換回
路と送信ＩＦ発振回路を削減したものであるが、図１８
との違いは、変調回路がｆ_TXで動作するＲＦ変調器１２
であり、送信時に所望の送信周波数ｆ_TXで直接変調をか
けることである。つまり、該送受兼用ＲＦ発振回路８８
は、受信時にはｆ_LRX、送信時にはｆ_TXの周波数で発振
し、送受切換信号によって周波数を切換える。したがっ
て図１８にある送信ＩＦ発振回路８３と送信周波数変換
回路６は不要になる。

【００１１】図１７および図１８の第１および第２の従
来例では、図１６の基本構成に比べ、ＲＦ帯の発振源が
１個削減される。第３の従来例では、ＲＦ帯の発振器と
送信ＩＦ発振器各々１個ずつが削減される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
に半二重方式で通信が行なわれる場合、特に重要なのは
送受信切換時間であり、高速パケットデータ通信等の用
途においては、この切換時間がデータ速度もしくはパケ
ット長に比べ無視できなくなり、伝送効率の低下を招
く。具体的には該送受切換時間は、装置内の発振回路の
立上がり時間、周波数設定等の特性で決まるといっても
過言ではない。したがって、送受切換時間短縮のため、
送受に関係なく装置内の発振器を常時動作させ、かつ周
波数設定時間を短縮するために周波数も固定にしておく
ことが望ましい。

【００１３】図１７の第１の従来例において、送受信周
波数ｆ_TX，ｆ_RXが同一の場合、送受信切換時間短縮のた
めには、上記の理由から装置内の発振回路である送受Ｒ
Ｆ兼用発振回路８７と送信ＩＦ発振回路８３は送受に関
係なく常時動作させることが望ましく、かつ送受兼用Ｒ
Ｆ発振回路８７の発振周波数も送受信で同一に選ぶこと
が望ましい。この場合、送受ＩＦ周波数も等しくなり、
送信ＩＦ発振回路８３は受信時に復調器動作周波数で発
振しており、復調器８に対し干渉源として働く。一般に
復調器８の感度は極めて高く、装置内に存在する送信Ｉ
Ｆ発振回路８３からの干渉を避けるためのシールドをい
かに強固にしても、そのわずかな信号漏洩により受信特
性の劣化が起こる。

【００１４】図１８の第２の従来例においても、送信Ｉ
Ｆ発振回路８３が受信時干渉源として働き、上記と同様
な理由で受信特性の劣化を招く。

【００１５】また、図１９の第３の従来例では、受信時
に復調器８に干渉を与える信号源は装置内に存在しない
が、送受信同一の周波数の場合、必ず送受兼用ＩＦ発振
回路８８の発振周波数を受信ＩＦ周波数分ｆ_IRXだけ送
受切換時にシフトしなければならず、このための周波数
設定時間を必要とするため送受切換時間短縮には本質的
に限界がある。

【００１６】また、図１７〜図１９より明らかなよう
に、ＲＦ帯発振回路の数に着目すると、送受信切換時間
短縮可能な第１または第２の方法ではＲＦ帯発信源１個
と送信ＩＦ発信源１個と合計２個の発振源が最低必要で
あった。

【００１７】本発明の目的は、高い周波数帯の送受信装
置で、少なくとも送受周波数変換に用いるＲＦ帯発振回
路を兼用とし、送信時必要となる送信ＩＦ信号を装置内
に既に存在する少なくとも１個の基準信号源より送信時
のみ生成することにより、簡単でかつ良好な受信特性と
高速送受切換可能な送受信装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明は、受信周波数
変換回路によって受信信号を受信中間周波信号に変換し
て復調器によりベースバンド信号を復調し、送信信号を
変調器で変調し送信周波数変換回路によって受信周波数
と同一の送信周波数に変換して送信する送受信装置にお
いて、基準信号を発振する基準信号源と、位相同期回路
と、電圧制御発振器とによって位相同期ループを構成
し、その周波数と受信周波数との差が受信中間周波数で
あるローカル発振信号を発振し、その発振出力を分割し
て受信周波数変換回路と送信周波数変換回路とに与える
送受兼用位相同期発振回路、および送信時に基準信号源
からの基準信号に応じて送信中間周波信号を生成して変
調器に与える送信中間周波信号生成回路を備え、送信時
に、送信信号によって変調器で基準信号源からの基準信
号または送信中間周波信号のいずれか一方に変調をか
け、その変調信号を送信周波数変換回路に入力し、送信
中間周波信号の出力を送信時のみ行ない、受信時に受信
中間周波数成分と等しい送信中間周波数成分を有する信
号を出力させないことを特徴とする。

【００１９】

【作用】一般にデータ通信その他の無線通信等に用いら
れる送受信装置では、良好な周波数安定度が要求される
ために、送受信装置内の発振器には水晶発振器などの基
準発振器もしくはＲＦ帯においては該基準発振器に位相
同期した位相同期発振器が用いられる。また、該送受信
装置内にディジタル信号処理回路を備える場合は、その
動作タイミングを決定する基準クロックを有しているの
が普通であり、該送受信装置内には一般的に少なくとも
１個の基準信号源が存在する。本発明によるこのような
送受信装置では、装置内の基準信号源は送受信に関係な
く常に動作させ、かつ、発振周波数を送受信で同一に選
んでも、受信時に該基準信号から送信ＩＦ信号を生成し
ないことによって、受信時には受信ＩＦ周波数成分に等
しい送信ＩＦ周波数成分を有する復調特性を劣化させる
干渉信号を発生しない。さらに、該送信ＩＦ信号生成手
段として逓倍，分周，混合もしくはこれらの組合わせを
用いるので、回路素子に応答時間が高速なものを採用す
ることで、送受切換時間にはほとんど影響を与えない。
さらに従来必要であった送信ＩＦ信号を常に装置内に存
在する基準信号源から生成するため、装置内の発信源数
も最小とすることが可能である。

【００２０】

【実施例】図１は本発明による送受信装置の第１の実施
例のブロック図である。本装置は、基準発振器１，これ
に接続される位相同期回路２およびＶＣＯ３よりなるル
ープで構成されるＲＦ帯で発振するローカル発振器とな
る送受兼用位相同期発振回路４と、これに接続される受
信周波数変換回路５と送信周波数変換回路６と、受信周
波数変換回路５に接続される復調器８と、前記ローカル
発振器内の基準発振器１の出力から送信ＩＦ正弦波信号
を生成する手段である送信ＩＦ正弦波発生回路７と、こ
れと送信周波数変換回路６との間に設けられた受信ＩＦ
周波数ｆ_IRXで動作するＩＦ変調回路９で構成される。

【００２１】本実施例では、送受兼用位相同期発振回路
４のＲＦ正弦波信号出力は分割されて受信周波数変換回
路５と送信周波数変換回路６の送受ＲＦローカル信号と
して印加される。一方、送受兼用位相同期回路４内の基
準発振器１の出力は送信ＩＦ正弦波生成回路７に入力さ
れ、その出力として周波数がｆ_ITX＝ｆ_IRXである送信
ＩＦ正弦波信号を得る。ここで後に詳細に述べるが、送
信ＩＦ正弦波生成回路７は送受切換信号により送信時の
み作動させるか、または信号スイッチ等によってその出
力を受信時のみ遮断し、送信ＩＦ正弦波信号を送信時の
み生成出力する。

【００２２】受信状態においては受信端子１０より入力
した受信信号が受信周波数変換回路５で送受兼用位相同
期発振回路４の出力正弦波信号と混合され、受信ＩＦ信
号に変換される。変換された受信ＩＦ信号は復調器８へ
入力され、その出力として所望の受信ベースバンド信号
を得る。このとき、上記のように送信ＩＦ正弦波生成回
路７は非動作状態、もしくは無出力状態であるので、装
置内の発振器を常時作動させても、復調器に干渉を与え
る受信ＩＦ周波数成分を有する信号は存在しない。

【００２３】次に送信状態においては、ＩＦ変調器９に
おいて、送信ＩＦ正弦波生成回路７で生成された送信Ｉ
Ｆ正弦波信号に、送信ベースバンド信号で変調をかけ被
変調信号を得る。この被変調信号と送受兼用位相同期発
振回路４の出力正弦波信号を送信周波数変換回路６で混
合することにより、所望の送信信号を得、送信端子１１
より送出する。本実施例においては、送信ＩＦ正弦波信
号を既に装置内に存在する基準信号より生成しているた
め、従来必要であった送信ＩＦ発振回路は不要となり、
装置内の発振回路数を最小とすることが可能である。

【００２４】図２は本発明による送受信装置の第２の実
施例のブロック図である。送受兼用位相同期発振回路
４、受信用周波数変換回路５、送信周波数変換回路６、
復調器８、送信ＩＦ正弦波生成回路７、を有することは
第１の実施例と同じであるが、第１の実施例と異なると
ころは、ＩＦ変調回路９の代わりに、ＲＦ帯の正弦波信
号に変調をかけるＲＦ変調回路１２を送信周波数変換回
路６の前段に設けたことである。本実施例では、送受兼
用位相同期発振回路４の出力が受信周波数変換回路５と
ＲＦ変調回路１２に分割して入力され、かつ、第１の実
施例と同様な方法で送信ＩＦ正弦波生成回路７で生成さ
れる送信ＩＦ正弦波信号を、直接送信周波数変換回路６
に入力する。送信ＩＦ正弦波生成回路７は、第１の実施
例と同様、送受切換信号により送信時のみ送信ＩＦ正弦
波信号を生成出力する。

【００２５】本実施例における受信動作は、第１の実施
例と同一であるが、送信状態においては、送受兼用位相
同期発振回路４の出力より分割されたＲＦ帯正弦波信号
（ｆ _LRX）に送信ベースバンド信号でＲＦ変調回路１２
において変調をかけ、その出力としてＲＦ被変調波を得
る。こうして得られたＲＦ被変調信号と送信ＩＦ正弦波
生成回路７で生成される送信ＩＦ正弦波信号とを送信周
波数変換回路６で混合することにより、所望の送信信号
に変換する。

【００２６】図３は第３の実施例のブロック図である。
変調方式がＦＭもしくはＰＭである場合、図２中の点線
で囲まれたＲＦ変調回路１２と送受兼用位相同期発振回
路４を図３に示した直接位相同期変調回路１３で置換え
ることも可能である。この直接位相同期変調回路１３は
基準発振器１，位相同期回路２，ＶＣＯ３からなる図１
および図２に示される発振回路に、送信ベースバンド信
号を整形するレベルシフト，ＬＰＦ等からなる波形整形
回路１４、およびこれに接続される位相同期回路２とＶ
ＣＯ３の間に付加された加算器１５を追加して構成され
る。

【００２７】受信時には該変調回路１３には送信ベース
バンド信号を印加せず無変調状態で用いる。この場合、
ＶＣＯ３には位相同期回路２から出力される同期制御電
圧Ｖ _Lのみが印加され、該変調器１３の出力は基準信号
に位相同期した周波数ｆ_LRXの正弦波となり、該変調回
路１３は受信用ローカル発振器として働く。

【００２８】送信時には同期制御電圧Ｖ_Lに加えて、波
形整形回路１４で波形整形されたベースバンド変調信号
Ｖ_mが加算器１５で重畳され、Ｖ_L＋Ｖ_mがＶＣＯ３に
印加される。位相同期回路２は、変調信号Ｖ_mに対して
は感度を持たないので、該変調回路１３の出力は周波数
ｆ_LRXでのＦＭもしくはＰＭ波となる。ここで波形整形
回路１４は必要に応じて省いてもよい。

【００２９】上記第２および第３の実施例においても、
送信ＩＦ正弦波生成回路７を受信時無出力状態とするた
め、第１の実施例と同様、装置内の発振器を送受に関係
なく常時作動させても、受信時に問題となるｆ_IRX成分
を有する干渉信号は存在しない。さらに送信ＩＦ正弦波
信号を既に装置内に存在する基準信号より生成するた
め、装置内の発振器数も最小となる。

【００３０】また、実際の通信用送受信装置では、図１
〜３の構成に、種々の回路が付加される。付加された回
路に基準信号源が含まれる場合は、これら基準信号源を
利用することもできる。図４および図５はその一例であ
る。

【００３１】図４は第４の実施例のブロック図である。
これは図１〜３のような装置に送受信信号をより高い周
波数とするアップ／ダウンコンバータ２８を付加した場
合である。ここで、アップ／ダウンコンバータ２８は、
アップコンバータ１６、ダウンコンバータ１７、これら
に信号を供給するローカル位相同期発振回路１８、およ
びアンテナとアップコンバータ１６およびダウンコンバ
ータ１７との間に設けた送受切換スイッチ１９で構成さ
れている。ローカル位相同期発振回路１８は図１〜３の
送受兼用位相同期発振回路４と同様な構成で、基準発振
器２０，位相同期回路２１，ＶＣＯ２２で構成されてい
る。この場合はローカル位相同期発振回路１８内の基準
発振器２０の出力を送信ＩＦ正弦波生成回路７に入力
し、送信ＩＦ正弦波信号を生成することができる。

【００３２】図５は第５の実施例のブロック図である。
これは図１〜３のような装置にコンピュータ等の制御端
末２３とのインタフェースとしてのディジタル信号処理
回路２４を付加した場合である。一般にこのようなディ
ジタル信号処理回路は、必ずそのタイミングを決定する
基準クロック２５を持っており、本実施例ではこの出力
を送信ＩＦ正弦波生成回路７に入力し、送信ＩＦ正弦波
信号を得る。

【００３３】図４および図５ともにＩＦ変調回路９を用
いた場合を示したが、ＲＦ変調回路を用いた場合も同様
に考えることができる。

【００３４】なお、図４および図５の場合、第１から第
３の実施例での送受兼用位相同期発振回路４は基準発振
器を持たない周波数安定度の低い通常の発振器に置き換
えてもよい。

【００３５】図６は第６の実施例のブロック図であって
送受信装置内に基準信号源が複数存在する例である。本
実施例では、装置内の基準信号源２７−１〜２７−ｋ
（発振周波数ｆ_r1、ｆ_r2…ｆ_rk）から送信ＩＦ正弦波信
号を得ることを特徴としており、送信ＩＦ正弦波生成回
路２６は、ｋ個の基準信号源出力を入力するとその出力
に送信ＩＦ正弦波信号を送信時のみ生成出力する機能を
有するｋ入力１出力回路となる。本実施例もＩＦ変調回
路９を用いた場合を示しているが、第４および第５の実
施例と同様、ＲＦ変調回路を用いた場合でも同様であ
る。

【００３６】なお、本発明での送信ＩＦ正弦波生成回路
７に、応答時間が高速な回路を採用し、第１〜第５の実
施例での基準信号をＮ分の１もしくはＭ倍すること、お
よび第６の実施例での基準信号をＮ分の１またはＭ倍
し、かつ、基準信号を選択し、Ｎ_jまたはＭ_j（ｊ＝１
〜ｋ）を変更することで、従来よりも容易にかつ高速で
周波数を切換えることができる。

【００３７】図７（ａ）は第７の実施例のブロック図で
ある。基準信号の周波数をＭ倍する送信ＩＦ正弦波生成
回路を用いる場合である。ＩＦ変調回路９を用い、送信
ＩＦ周波数ｆ_ITX（すなわち受信ＩＦ周波数＝ｆ_IRX）
と基準信号周波数ｆ_rとの関係を下記の関係に選んだ場
合である。

【００３８】

【数５】

【００３９】この場合の送信ＩＦ正弦波生成回路には周
波数Ｍ倍回路３０を用いる。この周波数Ｍ倍回路３０
は、入出力側に設けられた信号遮断スイッチ３２，３５
とその間に設けられたＭ倍逓倍器３３およびその中心周
波数がＭ・Ｆ_rのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）と増幅
器を備える帯域増幅回路３４の縦続接続で構成されてい
る。Ｍ倍逓倍器３３は入力される基準発振器３１の出力
を故意に歪ませ、高調波成分を発生させるものである。
具体的には、図７（ｂ）に示されるようなＡＢ級，Ｂ
級，またはＣ級動作状態の非線形増幅器３７か、図７
（ｃ）に示されるバラクターダイオード等による逓倍器
３８か、図７（ｄ）に示される簡単にＣＭＯＳロジック
等のインバータ３９か、もしくは図７（ｅ）に示すよう
なバッファ４０のような正弦波−方形波波形整形回路を
用いてもよい。

【００４０】本実施例では送信時に送受切換信号により
周波数Ｍ倍回路３０の信号遮断スイッチ３２，３５を導
通、かつ、Ｍ倍逓倍器３３と帯域増幅回路３４を動作状
態にすることにより出力可能状態にする。一般にＭ倍逓
倍器３３出力には入力基準信号周波数の１倍，２倍，３
倍…の種々の高調波成分が含まれており、これらの中か
ら帯域増幅回路３４によりＭ倍高調波以外を減衰させ、
Ｍ倍高調波のみを所望送信ＩＦ正弦波信号としてＩＦ変
調器９に入力する。

【００４１】受信時においては、送受切換信号により、
信号遮断スイッチ３２，３５は遮断され、かつＭ倍逓倍
器３３と帯域増幅回路３４は非動作状態になり、送信Ｉ
Ｆ周波数ｆ_ITX（受信ＩＦ周波数ｆ_IRX）成分は生成さ
れず、従来問題となった復調器への干渉は生じない。こ
こで必要に応じて入力側の信号遮断スイッチ３２は省い
てもよいし、帯域増幅回路３４は増幅器を持たない単な
る帯域通過回路でもよい。信号遮断スイッチを設けてあ
るから、Ｍ倍逓倍器３３と帯域増幅回路３４を送受関係
なく動作させてもよい。

【００４２】図８は第８の実施例のブロック図である。
これは基準信号周波数をＮ分の１にして送信ＩＦ正弦波
信号を生成する場合である。送信ＩＦ周波数ｆ_ITXと基
準発振器の発振周波数ｆ_rを下記の関係に選ぶ。

【００４３】

【数６】

【００４４】この場合送信ＩＦ正弦波生成回路は周波数
Ｎ分の１回路４１を用いる。周波数Ｎ分の１回路４１
は、入出力側に設けられた信号遮断スイッチ４５，４６
とそれらの間に設けられたＣＭＯＳディジタル・プログ
ラマブル・カウンタ等からなるＮ分周器４２、中心周波
数ｆ_r／ＮのＢＰＦと増幅器からなる帯域増幅回路４３
の従続接続で構成される。この周波数Ｎ分の１回路は第
７の実施例と同様の手法を用いて、送受切換信号により
送信時のみ出力可能状態にする。したがって、送信時に
は基準信号がＮ分周器４２により周波数１／Ｎのパルス
に変換され、帯域増幅回路４３、信号遮断スイッチ４６
を経て所望レベルの送信ＩＦ正弦波信号を生成する。受
信時には、送信ＩＦ正弦波生成回路である周波数Ｎ分の
１回路は、第７の実施例同様、無出力状態となるため、
復調器への干渉を避けることができる。

【００４５】本実施例においても、第７の実施例で示し
たように、信号遮断スイッチ４５，４６の一方を必要に
応じて省いてもよいし、帯域増幅回路は帯域通過回路で
もよい。また信号遮断スイッチを設けてあるから、Ｎ分
周器４２と帯域増幅回路４３は常時作動してもよい。

【００４６】図９（ａ）は第９の実施例のブロック図で
あって、第７および第８の実施例を組合わせた場合であ
る。基準周波数ｆ_rと受信ＩＦ周波数ｆ_IRXすなわち送
信ＩＦ周波数ｆ_ITXが下記の式（３）の関係にある。

【００４７】

【数７】

【００４８】同図において、第７の実施例の周波数Ｍ倍
回路３０と第８の実施例の周波数Ｎ分の１回路４１の縦
続接続である周波数Ｎ分のＭ倍回路４７で送信ＩＦ正弦
波生成回路が構成されている。ここで周波数Ｎ分の１回
路４１に着目すると、回路内のＮ分周器４２の出力は繰
り返し周期Ｎ／ｆ_rのパルス波形であるので、その周波
数成分はｆ_r／Ｎの種々の高調波を含んでいる。したが
って、周波数Ｎ分の１回路４１内の帯域増幅回路４３の
中心周波数をＭ・ｆ_r／Ｎに変更することで、本実施例
の周波数Ｎ分のＭ倍回路４７として用いることが可能と
なる。

【００４９】図９（ｂ）はその一例のブロック図であ
り、信号遮断スイッチ４５と４６との間にＮ分周器４２
と帯域増幅回路４８が接続されている。帯域増幅回路４
８の中心周波数がＭ・ｆ_r／Ｎになっている。

【００５０】上記第７〜第９の実施例において、帯域増
幅回路３４，４３，４８内のＢＰＦに中心周波数可変型
ＢＰＦを用い逓倍器および分周器の初期値を変更するこ
とで、容易に、かつ高速に周波数を切換えることが可能
となる。

【００５１】図１０は第１０の実施例のブロック図であ
る。これは第６の実施例と第９の実施例を組合わせた送
信ＩＦ正弦波生成回路の場合である。ｋ個の基準発振器
の発振周波数ｆ_r1〜ｆ_rkと送信ＩＦ周波数ｆ_ITXとの関
係は、

【００５２】

【数８】

【００５３】とされる。ｋ個の周波数Ｎ_j分のＭ_j倍回
路（ｊ＝１〜ｋ）５１−１〜５１−ｋとｋ入力１出力の
周波数混合器４９と中心周波数が（４）式のｆ_ITXであ
るＢＰＦと増幅器からなる帯域増幅回路５０の縦続接続
で構成する。入力部に信号遮断スイッチ５２−１〜５２
−ｋが設けられており、出力部には信号遮断スイッチ５
３が設けられている。本実施例では、ｊ番目の基準信号
源出力をこの回路の入力ｊに入力することで、（４）式
で定められる送信ＩＦ正弦波信号を生成する。受信時に
は第７〜第９の実施例と同様に、送受切換信号で送信Ｉ
Ｆ正弦波生成回路２６を無出力状態にすることで、受信
時の干渉を抑圧する。本実施例においても、第７〜第９
の実施例同様Ｎ_j，Ｍ_jを変更することで、周波数を容
易にかつ高速で切換えることができるが、これに加え
て、周波数Ｎ_j分のＭ_j倍回路５１−ｉ〜５１−ｋの入
力部分に設けられた信号遮断スイッチ５２−１〜５２−
ｋのいずれかを遮断することで、ｋ入力１出力送信ＩＦ
正弦波発生回路２６の出力周波数をＭ_j・ｆ_r／Ｎ_jだ
けシフトさせることができ、本手法による高速周波数切
換も可能である。

【００５４】上記第７〜第１０の実施例は、ＩＦ変調回
路９を用いた例で、ＲＦ変調回路１２もしくは直接位相
同期変調回路１３を用いた場合も、その送信ＩＦ正弦波
生成回路に第７〜第８の実施例で示した具体例を用いる
ことにより、上記と同様に基準信号の周波数と異なる送
信ＩＦ正弦波信号を得ることができる。

【００５５】次に送信および受信の周波数変換回路につ
いて説明する。図１１（ａ）（ｂ）は、それぞれ上記第
１〜第１０の実施例による受信周波数変換回路５と送信
周波数変換回路６のブロック図である。両者とも、それ
ぞれ２つの入力帯域増幅回路５５，６１および６８，７
１と１つの出力帯域増幅回路５８および６５のそれぞれ
計３個の帯域増幅回路と、２入力の周波数の和または差
を出力する２入力１出力のミキサー６２および７２から
構成される。

【００５６】図１１（ａ）は受信周波数変換回路を示し
たもので、端子Ａに受信信号、端子Ｃに受信ローカル正
弦波信号を入力すると、端子Ｂに受信ＩＦ信号を出力す
る。受信信号が入力される入力帯域増幅回路５５は受信
周波数ｆ_RXに中心を持つ帯域ＲＦ増幅回路、受信ローカ
ル信号が入力される入力帯域増幅回路６１は受信ローカ
ル周波数ｆ_LRXに中心を持つ帯域ＲＦ増幅回路である。
出力帯域増幅回路５８はその出力が復調器に接続される
ため、その動作周波数が受信ＩＦ周波数ｆ_IRXである帯
域ＩＦ増幅回路である。

【００５７】図１１（ｂ）は送信周波数変換回路を示し
たもので、端子Ｅに送信ＩＦ周波数成分を有する信号、
端子Ｆに送信ローカル周波数成分を有する信号を入力す
ると、端子Ｄに所望の送信周波数を有する信号を出力す
る。ここで送受同一周波数の場合、入力帯域増幅回路６
８は送信ＩＦ周波数に中心を持つ帯域ＩＦ増幅回路、入
力帯域増幅回路７１は受信ローカル周波数ｆ_LRXに中心
を持つ帯域ＲＦ増幅回路、および出力帯域増幅回路６５
は所望送信周波数に中心を持つ帯域ＲＦ増幅回路であ
る。したがって、両者に用いられる２つのＲＦ増幅回路
と１つのＩＦ増幅回路の機能は全く同一である。また、
受信用ミキサー６２は普通入力１に受信ＲＦ信号、入力
２にローカルＲＦ信号を入力すると、これら２入力信号
の周波数差信号を出力する。これに対し、送信用ミキサ
ー７２は入力３にＩＦ帯の信号、入力４にＲＦ帯の信号
を入力すると、これら２入力信号の周波数和信号を出力
する。一般にミキサーは、用いられる周波数混合用素子
の入出力非線形性を利用したもので、２信号を入力した
場合にはその出力に、該２入力信号の周波数和、もしく
は周波数差成分が生じる。したがって受信用ミキサーと
送信用ミキサーの相違は、受信用では周波数差成分に対
して、送信用では周波数和成分に対しての変換効率が優
先して設計されているだけであり、機能的には同一のも
のである。

【００５８】以上より、また図１１より明らかなよう
に、受信周波数変換回路と送信周波数変換回路の違い
は、ミキサー回路の設計周波数と、ミキサーの入出力に
接続される増幅回路の組合わせが異なるだけである。し
たがって、ミキサーを兼用することができる。

【００５９】図１２は送信用と受信用のミキサーを兼用
した場合のブロック図である。送信用および受信用ミキ
サー両者の特性を有する送受兼用ミキサー７３と、信号
切換スイッチ７４〜７７と送受周波数で高域動作する送
受兼用のＲＦ帯域増幅回路７８と、受信ローカル周波数
で動作しミキサー７３に接続するＲＦ帯域増幅回路８０
および受信ＩＦ周波数で動作するＩＦ帯域増幅回路７９
を用い、図１２のような構成によって、送信周波数変換
回路と受信周波数変換回路を１つの送受兼用周波数変換
回路８１で共用し、回路の簡素化，および小型化，低コ
スト化が可能である。なお、図１２は送信状態を表わし
ており、受信時には信号を切換スイッチ７４〜７７が反
対方向に接続され、各帯域増幅回路７８，７９の入出力
接続方向は反対となる。

【００６０】図１２において、端子Ｋからローカル正弦
波信号をＲＦ帯域増幅回路８０を経て送受兼用ミキサー
７３の入力６に供給する。送受兼用ミキサー７３の入力
５は信号切換スイッチ７５を介して送受兼用ＲＦ帯域増
幅回路７８の出力端子に接続される（受信時）か、スイ
ッチ７７を介してＩＦ帯域増幅回路７９の出力端子に接
続される（送信時）。送受兼用ミキサー７３の出力３は
信号切換スイッチ７４を介して送受兼用ＲＦ帯域増幅回
路７８の入力端子に接続される（送信時）か、信号切換
スイッチ７６を介してＩＦ帯域増幅回路７９の入力端子
に接続される（受信時）。送受兼用ＲＦ帯域増幅回路７
８の出力端子は送信時信号切換スイッチ７５を介して端
子Ｇに接続され、ここから送信信号が出力され、その入
力端子は受信時信号切換スイッチ７４を介して端子Ｈに
接続され、ここから受信信号が入力される。送受兼用Ｉ
Ｆ帯域増幅回路７９の出力端子は受信時信号切換スイッ
チ７７を介して端子Ｉに接続され、ここから受信ＩＦ信
号が出力され、その入力端子は送信時信号切換スイッチ
７６を介して端子Ｊに接続され、ここから送信ＩＦ周波
数成分の信号が入力される。

【００６１】図１３は図１２の回路を変形した送受兼用
周波数変換回路のブロック図である。図１２と異なると
ころはミキサーが双方向ミキサー８２となっていること
である。双方向ミキサー８２は、３端子のうち１端子が
ＲＦローカル信号共通入力端子で、残りの２端子がどち
らも入出力可能である。すなわち、入出力１に信号を印
加したときは入出力２に、入出力２に信号を印加したと
きは入出力１に、それぞれ変換出力が得られ、配線を簡
略化した送受兼用周波数変換回路８１を得ることができ
る。

【００６２】ここで、図２および図３に示されるＲＦに
おける変調回路を用いた第２および第３の実施例のよう
に、送信ＩＦ正弦波生成回路７の出力である送信ＩＦ正
弦波信号が直接送信周波数変換回路６に入力される構成
に対し、図１２および１３に示される送受兼用周波数変
換回路８１を適用すると、第７〜第１０の実施例で述べ
た各送信ＩＦ正弦波生成回路３０，４１，４７，２６中
の帯域増幅回路３４，４３，４８，５０を、該送受兼用
周波数変換回路８１のＩＦ帯域増幅回路７９で兼用する
ことができ、回路のさらなる簡素化，小型化および低コ
スト化が期待できる。

【００６３】図１４はこのように回路を兼用した第１１
の実施例のブロック図であって、図２の第２の実施例
を、送受兼用周波数変換回路８１を用いて簡素化したも
のである。図２の回路と異なるところは、受信および送
信周波数変換回路５および６の代わりに送受兼用周波数
変換回路８１が設けられ、これが復調器８，送信ＩＦ正
弦波生成回路７およびＲＦ変調回路１２に接続されてい
ることである。また、送受兼用周波数変換回路８１の端
子Ｋはスイッチ９０によりＲＦ変調器１２または送受兼
用位相同期発振回路４と切換えて接続される。送受切換
信号が送信ＩＦ正弦波生成回路７，ＲＦ変調器１２，ス
イッチ９０および送受兼用周波数変換回路８１に供給さ
れ、これらを制御している。本実施例では、送信時には
送受兼用ＲＦ位相同期発振回路４の出力をＲＦ変調回路
１２に入力している。受信時に無変調搬送波である受信
ローカル正弦波信号を送受兼用周波数変換回路８１のＫ
端子に印加するためには、バイパススイッチ９０でＲＦ
変調回路１２の入出力をバイパスしてやり、かつ該変調
回路を送受切換信号で受信時に非動作、もしくは無変調
状態にする。なお、場合によっては、上記バイパススイ
ッチ９０は省いてもよいし、ＲＦ変調回路１２は常時動
作していてもよい。

【００６４】図１５は第１２の実施例のブロック図であ
って、図３の直接位相同期変調回路１３を用いた実施例
に送受兼用周波数変換回路８１を適用し、回路の簡略化
を図ったものである。図３の回路と異なるところは、送
信および受信周波数変換回路６および５の代わりに送受
兼用周波数変換回路８１が設けられ、これが復調器８，
送信ＩＦ正弦波生成回路７に接続されていることであ
る。送受切換信号が前記のＲＦ変調回路，送信ＩＦ正弦
波生成回路および送受兼用周波数変換回路に供給され、
これらを制御する。本実施例では、前述のごとく受信時
には、直接位相同期変調回路１３への送信ベースバンド
信号入力を停止するか、または加算器１５，波形整形回
路１４の動作を送受切換信号で受信時に非動作状態とす
ることで、無変調受信用ローカル信号が送受兼用周波数
変換回路８１のＫ端子に印加される。

【００６５】図１４および図１５の第１１および第１２
の、送受兼用周波数変換回路を用いた実施例で、受信Ｉ
Ｆ周波数と基準信号周波数が（１）式の関係にあるとき
は、装置内の送信ＩＦ正弦波生成回路７はＭ逓倍器３３
のみとなり、また、（２）式の関係にあるときはＮ分周
器４２のみで実現可能であり、第７および第８の実施例
で述べた送信ＩＦ正弦波生成回路である周波数Ｍ倍回路
３０および周波数Ｎ分の１回路４１の内部の帯域増幅回
路３４，４３は不要となる。同様に受信ＩＦ周波数と基
準信号の関係が（３）式および（４）式の場合も、送受
兼用周波数変換回路を用いることにより、周波数Ｎ分の
Ｍ倍回路４７または送信ＩＦ正弦波生成回路２６内の帯
域増幅回路４８および５０を省くことができる。したが
って、第１１および第１２の送受兼用周波数変換回路を
用いる実施例では、送受信装置の回路を極めて簡素化す
ることができ、回路面積、部品数、コストの点で従来に
比べ非常に有利となる。また、従来必要であった送受兼
用ＲＦ発振回路出力を、送信系，受信系に分割する電力
分配器等も不要になるという利点もある。

【００６６】

【発明の効果】以上本発明によれば、１）受信ＩＦ復調器を用い、ＲＦ発振回路を送受兼用
とした送受信装置において、送信時必要となる送信ＩＦ
正弦波信号を、既に装置内に存在する基準信号源より生
成することにより、装置内の発振回路の削減が可能とな
る。

【００６７】２）送信ＩＦ正弦波信号を生成する送信
ＩＦ正弦波生成回路を受信時無出力状態にすることで復
調器への干渉成分を排除し、かつ、送受切換時間はほと
んど劣化することがない。

【００６８】３）送信ＩＦ正弦波生成回路内の定数を
切換えることで高速周波数切換えが可能となる。

【００６９】４）送受兼用周波数変換回路を用いるこ
とにより、装置内の同一機能を有する回路を共有し、回
路の簡素化，小型化，低コスト化が図れる。等々、極め
て優れた効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例のブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施例のブロック図である。

【図４】本発明の第４の実施例のブロック図である。

【図５】本発明の第５の実施例のブロック図である。

【図６】本発明の第６の実施例のブロック図である。

【図７】（ａ）は本発明の第７の実施例のブロック図で
あり、（ｂ）〜（ｅ）はＭ倍逓倍器の例を示す図面であ
る。

【図８】本発明の第８の実施例のブロック図である。

【図９】（ａ）は第９の実施例のブロック図であり、
（ｂ）は周波数Ｎ分のＭ倍回路のブロック図である。

【図１０】本発明の第１０の実施例に使用される送信Ｉ
Ｆ正弦波生成回路のブロック図である。

【図１１】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ受信周波数変
換回路および送信周波数変換回路のブロック図である。

【図１２】送受兼用ミキサーを使用した周波数変換回路
のブロック図である。

【図１３】双方向ミキサーを使用した周波数変換回路の
ブロック図である。

【図１４】本発明の第１１の実施例のブロック図であ
る。

【図１５】本発明の第１２の実施例のブロック図であ
る。

【図１６】従来の送受信装置のブロック図である。

【図１７】従来の一例のブロック図である。

【図１８】従来の一例のブロック図である。

【図１９】従来の一例のブロック図である。

【符号の説明】

１基準信号源２位相同期回路３ＶＣＯ４送受兼用位相同期発振回路５受信周波数変換回路６送信周波数変換回路７送信ＩＦ正弦波生成回路８復調器９ＩＦ変調回路１０送信端子１１受信端子１２ＲＦ変調器１３直接位相同期変調回路１４波形整形回路１５加算器１６アップコンバータ１７ダウンコンバータ１８ローカル位相同期発振回路１９送受切換スイッチ２３制御端末２４ディジタル信号処理回路２５基準クロック２６送信ＩＦ正弦波生成回路３０周波数Ｍ倍回路４１周波数Ｎ分の１回路７３送受兼用ミキサー８２双方向ミキサー

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】受信周波数変換回路によって受信信号を
受信中間周波信号に変換して復調器によりベースバンド
信号を復調し、送信信号を変調器で変調し送信周波数変
換回路によって受信周波数と同一の送信周波数に変換し
て送信する送受信装置において、基準信号を発振する基準信号源と、位相同期回路と、電
圧制御発振器とによって位相同期ループを構成し、その
周波数と前記受信周波数との差が前記受信中間周波数で
あるローカル発振信号を発振し、その発振出力を分割し
て前記受信周波数変換回路と前記送信周波数変換回路と
に与える送受兼用位相同期発振回路、および送信時に前
記基準信号源からの基準信号に応じて送信中間周波信号
を生成して前記変調器に与える送信中間周波信号生成回
路を備え、送信時に、前記送信信号によって前記変調器で前記基準
信号源からの基準信号または前記送信中間周波信号のい
ずれか一方に変調をかけ、その変調信号を前記送信周波
数変換回路に入力し、前記送信中間周波信号の出力を送信時のみ行ない、受信
時に受信中間周波数成分と等しい送信中間周波数成分を
有する信号を出力させないことを特徴とする、送受信装
置。
【請求項２】前記送信中間周波数ｆ _ITX と前記基準信
号源周波数ｆ _r との関係は、【数１】であり、前記送信中間周波信号生成回路は、送信時のみ出力状態
となる周波数Ｍ倍回路を含み、前記基準信号源からの基準信号を前記周波数Ｍ倍回路に
入力し、送信時のみ前記送信中間周波信号を生成するこ
とを特徴とする、請求項１記載の送受信装置。
【請求項３】前記送信中間周波数ｆ _ITX と前記基準信
号源周波数ｆ _r との関係は、【数２】であり、前記送信中間周波信号生成回路は、送信時のみ出力状態
となる周波数Ｎ分の１回路を含み、前記基準信号源からの基準信号をを前記周波数Ｎ分の１
回路に入力し、送信時のみ送信中間周波信号を生成する
ことを特徴とする、請求項１記載の送受信装置。
【請求項４】送信中間周波数ｆ _ITX と前記基準信号源
周波数ｆ _r との関係は、【数３】であり、前記送信中間周波信号生成回路は、送信時のみ出力状態
となる周波数Ｎ分のＭ倍回路を含み、前記基準信号源からの基準信号を該周波数Ｎ分のＭ倍回
路に入力し、送信時のみ送信中間信号を生成することを
特徴とする、請求項１記載の送受信装置。
【請求項５】受信周波数変換回路によって受信信号を
受信中間周波信号に変換して復調器によりベースバンド
信号を復調し、送信信号を変調器で変調し送信周波数変
換回路によって受信周波数と同一の送信周波数に変換し
て送信する送受信装置において、基準信号を発振する基準信号源と、位相同期回路と、電
圧制御発振器とによって位相同期ループを構成し、その
周波数と前記受信周波数との差が前記受信中間周波数で
あるローカル発振信号を発振し、その発振出力を分割し
て前記受信周波数変換回路と前記送信周波数変換回路と
に与える送受兼用位相同期発振回路、および送信時に前
記基準信号源からの基準信号に応じて送信中間周波信号
を生成して前記変調器に与える送信中間周波信号生成回
路を備え、前記基準信号源はｋ個の基準信号源を含み、前記送信中
間周波数ｆ _ITX と前記ｋ個の基準信号源の発振周波数ｆ
_rj （ｊ＝１〜ｋ）の関係は、【数４】であり、前記送信中間周波信号生成回路は、ｋ個の周波数Ｍ _j ／
Ｎ _j 倍回路と、これらｋ個のＭ _j ／Ｎ _j 倍回路の出力信号
周波数の和、もしくは差を出力するｋ入力１出力周波数
混合回路とを含み、任意の数の基準信号源出力をそれに
対応するＭ _j ／Ｎ _j 倍回路に入力し、その出力を混合して
前記送信中間周波信号を送信時のみ生成することを特徴
とする、送受信装置。