JP3593693B2 - 直交変調器用性能評価装置および直交変調器用性能評価方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信を中心に幅広く用いられる直交変調器の性能評価装置及び直交変調器用性能評価方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の直交変調器の性能評価法について図3を用いて説明する。同図において、(a)は、シングルサイドバンド(SSB)特性での誤差評価法を説明する図であり、(b)は、入力位相に対する振幅・位相誤差評価法を説明する図である。
【0003】
図3(a)において、被評価対象の直交変調器1のI(Inphase)信号入力端子aとQ(Quadrature)信号入力端子bはそれぞれ任意波形発生器101と102が接続され、キャリア信号入力端子cはRF信号発生器103が接続されている。また、出力信号端子dはスペクトラムアナライザ104が接続されている。
【0004】
このような構成の装置において、任意波形発生器101によってcos2πfbtなる性能評価用信号をI信号入力端子aに入力し、任意波形発生器102によってsin2πfbtなる性能評価用信号をQ信号入力端子bに入力し、RF信号発生器103によって周波数fcなるキャリア信号を直交変調器1のキャリア信号入力端子cに入力し、この時の直交変調器1の出力信号をスペクトラムアナライザ104によって測定する。尚、任意波形発生器101によって発生されるcos2πfbtなる性能評価用信号と、任意波形発生器102によって発生されるsin2πfbtなる性能評価用信号の振幅は等しくなるように調整する。
【0005】
上記のように調整された性能評価用信号を直交変調器1の各入力端子に入力した場合、直交変調器1が理想的な直交変調器であった場合は、スペクトラムアナライザ104によって検出される出力信号のfc−fb成分とfc成分が0となり、オフセット誤差がある場合はfc成分が存在し、振幅あるいは位相誤差がある場合はfc−fb成分が存在する。
【0006】
つまり、シングルサイドバンド特性での誤差評価法は、振幅が等しく位相が90度異なる正弦波を直交変調器のI、Qそれぞれの信号入力端子に入力した時、得られる出力信号から、オフセット誤差と振幅誤差及び位相誤差を検出する方法である。
【0007】
また、図3(b)において、被評価対象の直交変調器1のI信号入力端子aとQ信号入力端子bは、それぞれ直流電圧発生器106と107の直流電圧出力端子が接続され、キャリア信号入力端子cは、ネットワークアナライザ105のRF信号出力端子が接続され、信号端子dは、ネットワークアナライザ105の入力信号端子が接続されている。
【0008】
このような構成の装置において、測定者はネットワークアナライザ105を操作して直交変調器1のキャリア信号入力端子cに適切な周波数のキャリア信号を入力すると共に、直流電圧発生器106と107を操作してI信号入力端子aとQ信号入力端子bに直流電圧信号を入力する。
【0009】
この時測定者は、直交変調器1のI信号入力端子aにcosrθなる直流電圧信号とQ信号入力端子bにsinrθなる直流電圧信号が入力されるように直流電圧発生器106と107の出力電圧レベルを調整すると共に、これらの直流電圧信号においてrを定数としθを0〜πまで変化させ、I,Qのベクトルチャート上に円を描くように直流電圧信号の振幅を変化させる。この時、測定者は、直交変調器1から出力される出力信号のそれぞれの点における振幅と位相をネットワークアナライザ105で測定することによって直交変調器1の振幅誤差と位相誤差を測定することが可能である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記に説明した従来の直交変調器の性能評価法では、下記の問題点があった。図3(a)で説明したシングルサイドバンド特性での誤差評価法では、I信号入力端子a及びQ号入力端子bに入力する性能評価用信号を発生するための位相が90度異なる等しい振幅をもつ正弦波を発生する任意波形発生器と、直交変調器の出力信号に含まれるI信号とQ信号及びキャリア信号の周波数成分を完全に分離できる分解能を持ったスペクトラムアナライザが必要となるため、これらの装置を調達することは容易でなく、また各装置を同時に操作することは、操作が煩雑となるため測定者の大きな負担となるという問題点があった。
【0011】
また、図3(b)で説明した入力位相に対する振幅・位相誤差評価法では、高価で取り扱いの難しいネットワークアナライザを用いる必要があるため、これを調達することは容易でなく、装置の取り扱いにも熟練を要するという問題点があった。また、この方法で必要となる直流電圧発生器106と107及びネットワークアナライザを同時に操作することは、操作が煩雑となるため測定者の大きな負担となるという問題点があった。
【0012】
本発明は、上記問題を解決するもので、直交変調器の性能評価を直流電圧発生回路と演算回路を用いて行うことが可能な直交変調器用性能評価装置及び直交変調器用性能評価方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために請求項1に記載の発明では、直交変調器の性能を評価する直交変調器用性能評価装置において、+Aボルト、−Aボルト、0ボルトおよびα×Aボルト(Aボルトは所定の信号電圧であり、αは所定の係数である。)の電圧レベルを持つ直流電圧で構成され、I信号にAボルト、Q信号にAボルトを入力する第1のパターンと、I信号に−Aボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第2のパターンと、I信号にAボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第3のパターンと、I信号に−Aボルト、Q信号にAボルトを入力する第4のパターンと、I信号にAボルト、Q信号に0ボルトを入力する第5のパターンと、I信号に−Aボルト、Q信号に0ボルトを入力する第6のパターンと、I信号に0ボルト、Q信号にAボルトを入力する第7のパターンと、I信号に0ボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第8のパターンと、I信号にα×Aボルト、Q信号に0ボルトを入力する第9のパターンと、I信号に0ボルト、Q信号にα×Aボルトを入力する第10のパターンと、によって構成されたパターンから成る性能評価用信号を、直交変調器のI信号入力端子とQ信号入力端子に出力する性能評価用信号出力手段と、性能評価用キャリア信号出力手段と、直交変調器の出力信号レベルを測定する測定手段と、前記性能評価用信号のパターン毎に直交変調器の出力信号レベルを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された直交変調器の出力信号レベルから、下記の演算式を用いてオフセット誤差Ioffset、Qoffset、振幅誤差Ge、位相誤差θeを求めるように構成された性能評価手段を具備すると共に装置全体を制御する制御回路を備えたことを特徴とするものである。
【数1】
また、前記P1〜P10は、前記性能評価用信号の第1のパターンを直交変調器に入力した時得られる出力信号をP1とし、第2のパターンを直交変調器に入力した時得られる出力信号をP2とし、以下同様に、第10のパターンを直交変調器に入力した時得られる出力信号をP10とする。
【0014】
このことにより、直交変調器の性能評価を1台の装置で行うことが可能となる。また、この直交変調器用性能評価装置は、直流電圧発生回路と演算回路等の簡単な回路によって構成することが可能となる。
【0015】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、性能評価用信号出力手段は、直流電圧信号を発生するように構成されたことを特徴とするものである。
【0017】
請求項3に記載の発明では、直交変調器の性能を評価する評価方法において、直流電圧発生源から出力される+Aボルト、−Aボルト、0ボルトおよびα×Aボルトの電圧レベルを持つ直流電圧で構成され、I信号にAボルト、Q信号にAボルトを入力する第1のパターンと、I信号に−Aボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第2のパターンと、I信号にAボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第3のパターンと、I信号に−Aボルト、Q信号にAボルトを入力する第4のパターンと、I信号にAボルト、Q信号に0ボルトを入力する第5のパターンと、I信号に−Aボルト、Q信号に0ボルトを入力する第6のパターンと、I信号に0ボルト、Q信号にAボルトを入力する第7のパターンと、I信号に0ボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第8のパターンと、I信号にα×Aボルト、Q信号に0ボルトを入力する第9のパターンと、I信号に0ボルト、Q信号にα×Aボルトを入力する第10のパターンと、によって構成されたパターンから成る性能評価用信号を、直交変調器のI信号入力端子とQ信号入力端子に入力し、RF信号発生源から出力される性能評価用キャリア信号を直交変調器のキャリア信号入力端子に入力し、前記パターンから成る性能評価用信号を直交変調器に入力した時の直交変調器の出力信号レベルをパターン毎に記憶し、前記パターン毎に記憶された直交変調器の出力信号レベルから、下記の演算式を用いてオフセット誤差Ioffset、Qoffset、振幅誤差Ge、位相誤差θeを求めるように構成された演算手段によって、オフセット誤差、振幅誤差および位相誤差を求めることを特徴とするものである。
【数2】
また、前記P1〜P10は、前記性能評価用信号の第1のパターンを直交変調器に入力した時得られる出力信号をP1とし、第2のパターンを直交変調器に入力した時得られる出力信号をP2とし、以下同様に、第10のパターンを直交変調器に入力した時得られる出力信号をP10とする。
【0018】
このことにより、直交変調器の性能評価を、例えば直流電圧発生器等の直流電圧発生源と、例えばRF信号発生器等のRF信号発生源と、例えばRFレベル測定器等の直交変調器の出力レベルを測定する装置を用いて行うことが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図1は本発明に係る直交変調器用性能評価装置の構成図である。
【0021】
図1において、直交変調器用性能評価装置10に備えられた性能評価用信号出力手段11は被評価対象である直交変調器1のI信号端子aに接続され、性能評価用信号出力手段12は直交変調器1のQ信号端子bに接続され、キャリア信号出力手段13は直交変調器1のキャリア信号端子cに接続され、測定手段14は直交変調器1の出力信号端子dに接続される。
【0022】
性能評価用信号出力手段11と12は、制御装置15から入力される制御信号により任意の電圧レベルの直流電圧信号を出力することが可能な直流電圧発生回路であり、キャリア信号出力手段13は制御装置15から入力される制御信号により任意の周波数のキャリア信号を出力することが可能なRF信号発生回路である。
【0023】
測定手段14は、RFレベル測定回路とA/D変換器から成り、直交変調器1の出力信号レベルを測定すると共に測定値をA/D変換し、その測定値を制御装置15に入力する。
【0024】
制御装置15は、性能評価用信号出力手段11と12及びキャリア信号出力手段13を制御すると共に測定手段14から入力される出力信号レベル値を記憶手段16に記憶する。記憶手段16は、例えば不揮発メモリ等のメモリ回路である。
【0025】
また、制御装置15は、例えば中央演算処理装置(CPU)とその周辺回路から構成されており、記憶手段16に記憶された出力信号レベル値を読み出し、演算式を用いてオフセット誤差、振幅誤差、位相誤差を求める性能評価手段をプログラムとして具備し、ここで求められたオフセット誤差、振幅誤差、位相誤差を表示手段17に表示する。
【0026】
このような構成における直交変調器用性能評価装置10の動作を以下に説明する。尚、以下の説明において、被評価対象である直交変調器1は、Q側に振幅誤差Geと位相誤差θeがあるとき、I信号入力端子aにi(t)、Q信号入力端子bにq(t)を入力した時、出力信号RFoutが
【数3】
で表される直交変調器とする。
【0027】
まず、制御装置15は、図2に示す10パターンの性能評価用信号を、直交変調器1のI信号入力端子aとQ信号入力端子bに入力し、各パターン毎に直交変調器1から出力される出力信号レベルを測定し、記憶手段16に記憶する。
【0028】
つまり、図2に示す第1のパターンとして、直交変調器1のI信号に定格入力電圧に応じた所定の直流電圧(+A)ボルトの直流電圧を印加し、同様に直交変調器1のQ信号に所定の直流電圧(+A)ボルトの直流電圧を印加する。この時、直交変調器1から出力される出力信号レベルをP1として記憶手段16に記憶する。
【0029】
次に、第2のパターンとして、直交変調器1のI信号に上記直流電圧(+A)と逆極性の直流電圧(−A)ボルトの直流電圧を印加し、同様に直交変調器1のQ信号に直流電圧(−A)ボルトの直流電圧を印加する。この時、直交変調器1から出力される出力信号レベルをP2として記憶手段16に記憶する。
【0030】
以下同様に、第3のパターンから第10のパターンを直交変調器1のI信号に及びQ信号に印加し、それぞれのパターン毎に直交変調器1から出力される出力信号レベルP3〜P10を記憶手段16に記憶する。また、第9のパターンのI信号と第10のパターンのQ信号に入力される直流電圧(αA)は、上記の所定の直流電圧(+A)に所定の係数αを乗じた電圧レベルの直流電圧である。
【0031】
その後、制御装置15は記憶手段16から、上記の動作によって求めた出力信号レベルP1〜P10を読み出し、下記の式に代入し、直交変調器1のオフセット誤差Ioffset、Qoffset、振幅誤差Ge、位相誤差θeを求める。
【数4】
【0032】
つまり、本発明の直交変調器用性能評価装置では、被評価対象の直交変調器のI信号入力端子及びQ信号入力端子に、10パターンの直流電圧信号を入力し、各パターン毎に得られる直交変調器の出力信号から演算によって、交変調器1のオフセット誤差Ioffset、Qoffset、振幅誤差Ge、位相誤差θeを求めることが可能である。
【0033】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。請求項1に記載の発明では、直交変調器の性能評価を1台の直交変調器用性能評価装置で行うことが可能となる。また、この直交変調器用性能評価装置は直流電圧発生回路とRFレベル測定回路等の簡単な回路で構成することが可能である。
【0035】
請求項2に記載の発明では、性能評価用信号出力手段を直流電圧発生回路で構成することが可能となる。直流電圧発生回路は従来から各種の測定器に用いられている技術であり、製作及び低コスト化が容易である。
【0036】
請求項3に記載の発明では、直交変調器の性能評価を10パターンの直流電圧の組み合わせから成る性能評価用信号を直交変調器に入力して得られる出力信号から演算によって行うことが可能となる。従って、直交変調器の性能評価を直流電圧発生器やRFレベル測定器等の比較的容易に調達することが可能な装置を用いて行うことが可能となる。また、本発明の直交変調器の性能評価方法を、直交変調器を用いる装置に適用することにより、直交変調器の自動校正を自動的に実施するセルフキャリブレーション機能を実現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る直交変調器用性能評価装置の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明に係る直交変調器用性能評価装置の動作を説明するベクトル図である。
【図3】従来の直交変調器の性能評価方法の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 直交変調器
11、12 性能評価用信号出力手段
13 性能評価用キャリア信号出力手段
14 測定手段
15 制御装置
16 記憶手段
17 表示手段
Claims (3)
- 直交変調器の性能を評価する直交変調器用性能評価装置において、
+Aボルト、−Aボルト、0ボルトおよびα×Aボルト(Aボルトは所定の信号電圧であり、αは所定の係数である。)の電圧レベルを持つ直流電圧で構成され、
I信号にAボルト、Q信号にAボルトを入力する第1のパターンと、
I信号に−Aボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第2のパターンと、
I信号にAボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第3のパターンと、
I信号に−Aボルト、Q信号にAボルトを入力する第4のパターンと、
I信号にAボルト、Q信号に0ボルトを入力する第5のパターンと、
I信号に−Aボルト、Q信号に0ボルトを入力する第6のパターンと、
I信号に0ボルト、Q信号にAボルトを入力する第7のパターンと、
I信号に0ボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第8のパターンと、
I信号にα×Aボルト、Q信号に0ボルトを入力する第9のパターンと、
I信号に0ボルト、Q信号にα×Aボルトを入力する第10のパターンと、
によって構成されたパターンから成る性能評価用信号を、直交変調器のI信号入力端子とQ信号入力端子に出力する性能評価用信号出力手段と、
性能評価用キャリア信号出力手段と、
直交変調器の出力信号レベルを測定する測定手段と、
前記性能評価用信号のパターン毎に直交変調器の出力信号レベルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された直交変調器の出力信号レベルから、下記の演算式を用いてオフセット誤差Ioffset、Qoffset、振幅誤差Ge、位相誤差θeを求めるように構成された性能評価手段を具備すると共に装置全体を制御する制御回路を備えたことを特徴とする直交変調器用性能評価装置。
- 性能評価用信号出力手段は、直流電圧信号を発生するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の直交変調器用性能評価装置。
- 直交変調器の性能を評価する評価方法において、直流電圧発生源から出力される+Aボルト、−Aボルト、0ボルトおよびα×Aボルトの電圧レベルを持つ直流電圧で構成され、I信号にAボルト、Q信号にAボルトを入力する第1のパターンと、
I信号に−Aボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第2のパターンと、
I信号にAボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第3のパターンと、
I信号に−Aボルト、Q信号にAボルトを入力する第4のパターンと、
I信号にAボルト、Q信号に0ボルトを入力する第5のパターンと、
I信号に−Aボルト、Q信号に0ボルトを入力する第6のパターンと、
I信号に0ボルト、Q信号にAボルトを入力する第7のパターンと、
I信号に0ボルト、Q信号に−Aボルトを入力する第8のパターンと、
I信号にα×Aボルト、Q信号に0ボルトを入力する第9のパターンと、
I信号に0ボルト、Q信号にα×Aボルトを入力する第10のパターンと、
によって構成されたパターンから成る性能評価用信号を、直交変調器のI信号入力端子とQ信号入力端子に入力し、
RF信号発生源から出力される性能評価用キャリア信号を直交変調器のキャリア信号入力端子に入力し、
前記パターンから成る性能評価用信号を直交変調器に入力した時の直交変調器の出力信号レベルをパターン毎に記憶し、
前記パターン毎に記憶された直交変調器の出力信号レベルから、下記の演算式を用いてオフセット誤差Ioffset、Qoffset、振幅誤差Ge、位相誤差θeを求めるように構成された演算手段によって、オフセット誤差、振幅誤差および位相誤差を求めることを特徴とする直交変調器用性能評価方法。
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