JP3796372B2 - ミリ波帯通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はミリ波帯通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のミリ波帯領域の通信装置に関して、特許文献１に示されている。従来のミリ波帯無線通信装置の構成図を図９（ａ）に示し、図に基づいて説明する。従来の無線通信装置においては、送信側ではデータ信号が入力データ端子２０４により入力され、通信装置２０１ａで、ＵＨＦ帯の変調信号波を生成し、さらに広帯域変調器２０６ａにおいて、ＵＨＦ帯送信波からミリ波搬送波に変調し、該変調された信号をミリ波送信機２０７ａによって空中線２０８ａにより送出される。一方、受信側ではこの送出された信号２０３を受信空中線２０８ｂによりミリ波受信器２０７ｂにより受信し、次いで広帯域復調器２０６ｂによってダウンコンバートしてＵＨＦ帯信号へ復調し、その信号を従来の通信装置２０１ｂに入力し、ここでデータを再生して端子２０５に出力する構成である。
【０００３】
特開平５−１３６７１５号の無線通信装置は、それ以前のＵＨＦ帯の無線装置を単純に周波数を上昇変換する方法が、新たに通信システムを開発することが必要であり、ミリ波帯局部発振器からのスプリアス成分の発生の恐れが有り、より周波数の高い周波数に容易に変換することが困難であったことにより、発明されたものであり、当該発明では、広帯域変調・復調器により、ミリ波帯局部発振器を用いるよりは、直接ミリ波搬送波を変復調することによって局部発振器からのスプリアス成分を除去しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に示すような従来例においては、ミリ波搬送波を、ＵＨＦ帯以下の信号周波数成分ｆｕで、ミリ波搬送波ｆｃを直接変調するために、すくなくとも、ミリ波送信出力はキャリア（近傍）ｆｃ〜ｆｃ±ｆｕの間に送信スペクトラムが存在する。ミリ波帯ではどのような変調器でも、ミリ波帯でのキャリア抑圧度は高々２０ｄＢであり、このまま送信してしまうと、キャリアの電力成分含み、送信すべく情報成分に対する電力効率が著しく低下し、無線伝送距離が短くなってしまうこと、かつ、ミリ波帯で直接変調・復調するために、スプリアス成分の少ないミリ波搬送波成分を必要とするという問題点がある。さらには、ＵＨＦ帯の信号を多重化するためには、図９（ｂ）に示すように、ＵＨＦ帯出力を加算器２１１に加算して、後段の広帯域変調器２０６ａに入力しミリ波送信器２０７ａにて送信するために、周波数成分の重なる複数のＵＨＦ帯信号波は加算できないという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
つまり、本発明は、特開平５−１３６７１５号公報に示されている従来例のミリ波局部発振器によるアップコンバート方式によってミリ波信号を生成するよりも、ミリ波帯搬送波を直接変調することによって、低スプリアスのミリ波帯無線信号を直接生成しようとするものである。
【０００６】
本発明のミリ波帯通信装置では、第１の変調信号波を、局部発振周波数ｆＬｏ１を生成する第１の局部発振器と第１の周波数混合器により周波数変換し、該周波数変換された第１の変調信号波と第２の変調信号波と混合して第１の混合多重信号波を生成する手段と、局部発振周波数ｆＬｏ２を生成する第２の局部発振器と第２の周波数混合器により、前記第1の混合多重信号変調波をミリ波帯へアップコンバートすることにより第１のミリ波帯多重信号波を生成する手段を有し、該第１のミリ波帯多重信号波を送信用アンテナ部から出力する手段とを有する送信器を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明のミリ波帯通信装置では、受信用アンテナ部にて、第1のミリ波帯多重信号波を受信する受信手段と、第１のミリ波帯多重信号波を局部発振周波数ｆＬｏ３を生成する第３の局部発振器と第３の周波数混合器によりダウンコンバートし、該ダウンコンバートされた第２の混合多重信号波を分波して第２の変調信号波と周波数変換された第１の変調信号波を生成する手段と、前記周波数変換された第1の変調信号波を局部発振周波数ｆＬｏ４を生成する第４の局部発振器と第４の周波数混合器で周波数変換することにより第1の変調信号波を生成する手段とを有する受信器を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第1の変調信号波は、第３の変調信号波と第４の変調信号波とを混合した混合多重信号波であり、前記第３の変調信号波と前記第４の変調信号波とを合波して、前記第１の変調信号波を生成する手段を有する送信装置を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第1の変調信号波は、第３の変調信号波と第４の変調信号波とを混合した混合多重信号波であり、前記第１の変調信号波を分波して、前記第３の変調波と前記第４の変調信号波とを生成する手段を有する受信装置を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第１の混合多重信号波を生成する手段が、前記第１の変調信号波を、局部発振周波数ｆＬｏ１を有した第１の周波数変換器によりアップコンバートし、ローパスフィルターまたはバンドパスフィルターでアップコンバートされた第１の変調信号波の下側帯波を選択して、前記選択された信号波と第２の変調信号波と混合する手段であることを特徴とする。
【００１１】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第１の変調信号波、または第２の変調信号波または第３の変調信号波のいずれかの変調信号波が、当該変調信号波の一部またはすべてに、ユーザーの呼び出し符号や各個人の情報信号が加算多重化されて構成された変調信号波であることを特徴とする。
【００１２】
本発明のミリ波帯通信装置では、局部発振周波数ｆＬｏ１の信号をミリ波帯に周波数変換した信号波が含まれている前記ミリ波帯多重信号波を受信する受信装置であって、前記ダウンコンバートされた第２の混合多重信号波を分波することで、第２の変調信号波と周波数変換された第１の変調信号波と、さらに、ｆＬｏ１の信号波を生成する手段と、前記生成したｆＬｏ１を用いて、位相同期ループにより局部発振周波数ｆＬｏ１の発振信号を再生する第４の局部発振器とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第１の周波数発振器からの第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を第２の局部発振器へ注入し、前記注入した第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を周波数逓倍または、注入同期を行うことによって第２の局部発振周波数ｆＬｏ２を生成する第２の局部発振器であることを特徴とする。
【００１４】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第３の周波数発振器からの第３の局部発振周波数ｆＬｏ３の信号を第４の局部発振器へ注入し、前記注入した第３の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を周波数逓倍または、注入同期を行うことによって第４の局部発振周波数ｆＬｏ４を生成する第４の局部発振器であることを特徴とする。
【００１５】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記周波数逓倍または注入同期を行うのに、前記第２または第３の周波数混合器に高調波ミキサを用いることを特徴とする。
【００１６】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記高調波ミキサとしてアンチパラレル型のダイオードミキサを用いたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、本発明のミリ波帯通信装置のブロック図である。本通信装置において、例えば、第１の変調信号波として地上波ＴＶ放送波（ＵＨＦ帯）、第２の変調信号波として衛星ＴＶ放送波の中間周波数信号波を例にとり説明する。ここで、変調信号波は、ＣＡＴＶ等の伝送波や、ビデオカメラ等の信号に変調をかけた変調波等のあらゆる変調信号波であってもよい。
【００１８】
図1（ａ）に示す本発明のミリ波帯送信装置は、周波数配列部１、周波数アップコンバータ部２、送信アンテナ部３から構成される。周波数配列部１は第２の変調信号波入力端子２１、第１の変調信号波信号入力端子４、第１の局部発振器５、第１の周波数混合器６、ローパスフィルタ、またはバンドパスフィルタ７、増幅器８、信号合成器９で構成される。周波数アップコンバータ部２は中間周波数帯増幅器１０及び第２の局部発振器１１、第２の周波数混合器１２、バンドパスフィルタ１３及び無線周波数帯増幅器１４で構成される。
【００１９】
一方、図1（ｂ）に示すミリ波帯受信装置は、受信アンテナ部３１、周波数ダウンコンバータ部３２、周波数逆配列部３３で構成される。周波数ダウンコンバータ部３２は、低雑音増幅器３４、バンドパスフィルタ３５、第３の局部発振器３６、第３の周波数混合器３７、中間周波数帯増幅器３８で構成される。周波数逆配列部３３は、信号分配器３９、ローパス又はバンドパスフィルタ４０、第４の局部発振器４１、第４の周波数混合器４２、増幅器（地上波放送用ブースタ）４３、及び、第１の変調信号波出力端子（地上波放送用出力端子）４４、増幅器（第1の衛星放送用ブースタ）５０、第２の変調波出力端子５１（第1の衛星放送波出力端子）で構成される。
【００２０】
次に、動作について説明する。地上波放送波が第１の変調信号波入力端子４、衛星放送波の中間周波数波が第２の変調信号波入力端子２１に入力される。図２（ａ）に第1の変調波入力端子４と第2の変調波入力端子２１からそれぞれの入力信号を重ねた状態の周波数配列で示す。
【００２１】
入力された地上波放送波信号は、第１の局部発振器５からの出力周波数ｆＬｏ１により、第１の周波数混合器６で周波数変換され、ローパスフィルター又はバンドパスフィルタ７により周波数選択される。ここで第１の局部発振周波数ｆＬｏ１は、衛星放送波の中間周波数の最大周波数ｆＢＳＨ及び、地上放送波周波数の最高周波数ｆＵＨＦＨを加算した周波数よりも高い周波数ｆＬｏ１を用いる。つまり
ｆＬｏ１＞ｆＢＳＨ＋ｆＵＨＦＨ――――――［１］
の関係が成立する周波数を用いる。このような関係を有した第１の局部発振器５からの局部発振周波数ｆＬｏ１を用いることで、図２（ｂ）に示すように、周波数変換された地上波放送波の下側帯波（ＬＳＢ）は、衛星放送波高域側の隣接に配列される。このような周波数変換を行うために、本実施例では、周波数ｆＬｏ１を準マイクロ波帯からマイクロ波帯に設定した。
【００２２】
ここで周波数変換された地上波放送波の上側帯波（ＵＳＢ）は、不要信号なためローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ７で濾波され、ＬＳＢの所望波のみを選択し、増幅器８でレベル調整され、信号合成器９で衛星放送波と合波される。合波された混合多重信号は、中間周波数帯増幅器１０で信号レベル調整され、第２の周波数混合器１２及び第２の局部発振器１１からの局部発振信号ｆＬｏ２によって、図２（ｃ）に示すごとく、ミリ波帯へ周波数変換され、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ１３で、所望するミリ波帯多重信号を選択し、無線周波数増幅器１４で増幅されたのち、送信アンテナ部３によって、空中へ放射される。
【００２３】
放射されたミリ波帯多重無線信号は受信アンテナ部３１で受信され、低雑音増幅器３４へ導かれ、増幅される。増幅された信号波はバンドパスフィルタ３５によって所望波のみを選択し、第３の周波数混合器３７と第３の局部発振器３６の局部発振信号波ｆＬｏ３によって、中間周波数帯に周波数変換され、中間周波数帯増幅器３８で一旦、増幅され信号分配器３９へ導かれる。このときミリ波帯用の第３の局部発振器３６の発振周波数ｆＬｏ３は、送信側のミリ波帯用の第２の局部発振器１１の局部発振周波数ｆＬｏ２に等しい。つまり、
ｆＬｏ２＝ｆＬｏ３ ――――――――――――［２］
なる関係が成立する。
【００２４】
信号分配器３９によって２分配され、一方の信号は（衛星放送用ブスータ）増幅器５０で増幅・レベル調整され、衛星放送波用の第２の変調信号波出力端子５１へ導かれる。一方、信号分配された他方の信号はローパスフィルター又はバンドパスフィルタ４０で高域側の不要波を除去し、第４の局部発振器４１と第４の周波数混合器４２によって、地上波放送帯に周波数変換される。このとき、第４の局部発振器４１の発振周波数ｆＬｏ４はｆＬｏ１に等しい。つまり、
ｆＬｏ１＝ｆＬｏ４ ―――――――――――［３］
なる関係が成立する。このとき、ｆＢＳＨ及びｆＵＨＦが、ＵＨＦ帯の信号であるとき、局部発振周波数はｆＬｏ１及びｆＬｏ４は式［１］の関係より、準マイクロ波帯からマイクロ波帯の信号となる。
【００２５】
上記にて説明された発明により、以下の効果がもたらされる。とりわけ周波数の低いＵＨＦ帯の変調信号波を、一旦、（準）マイクロ波帯の第１の局部発振信号ｆＬｏ１を用いて、周波数の高い周波数帯へ変換しているために、ミリ波帯へのアップ／ダウンコンバートする際、ローパスフィルタ又はバンドスフィルタ１３、３５の急峻性が緩やかになり、ミリ波帯である第２、第３の局部発振信号ｆＬｏ２、ｆＬｏ３やミリ波帯信号をアップ／ダウンコンバート時に生ずるイメージ信号を抑圧しやすくなり、低スプリアスで、送信効率の高いミリ波帯通信装置が可能となる。ここでいうミリ波帯通信装置は、本願発明の送信装置、受信装置を備えておればよく、例えばミリ波帯送信器、ミリ波帯受信器、ミリ波帯中継器を含むものである。
【００２６】
（実施の形態２）
図３は、第２の実施例を示すミリ波帯帯通信装置のブロック図である。図３（ａ）は第２の実施例のミリ波帯送信装置を示し、図３（ｂ）には第２の実施例のミリ波帯受信装置を示す。ここでは、第１の実施例とは異なった部分を重点的に説明する。第１の実施例においては、使用する複数の変調波としては、例えば、第１の変調信号波として地上波ＴＶ放送波、第２の変調信号波として衛星ＴＶ放送波、を例にとり説明した。当該実施例においては、さらに、第３の変調信号波を取り扱い、第２の変調信号波を第１の衛星放送波の中間周波数信号波とし、第３の変調信号波を第２の衛星放送波の中間周波数信号波とし、第１の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯域と第２の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯域は、一部重なりあっていても重なりあっていなくてもよい。本実施例では、第1の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯域と第２の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯域は、一部重なりあっている場合を例にとり、図４（ａ）に第1の変調波入力端子４と第2の変調波入力端子２１、第3の変調波入力端子２２からそれぞれの入力信号を重ねた状態の周波数配列を示す。
【００２７】
第２の変調波入力端子２１には、第１の衛星放送波中間周波数信号波が入力される。一方、第１の変調波入力端子４には地上波ＴＶ放送波を入力し、第３の変調波入力端子２２には第２の衛星放送波の中間周波数が入力され、信号合成器２３で合成される。地上ＴＶ放送波信号と第２の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯が互いに独立していること、かつ、地上放送波信号周波数帯よりも、第２の衛星放送波の中間周波数信号帯の方が周波数が高いために、図４（ｂ）に示すように、周波数軸上に配列される。つまり、第１の衛星放送波、地上放送波、第２の衛星放送波の順に周波数配列される。
【００２８】
第1の局部発振器５からの出力周波数ｆＬｏ１を用いて、第１の周波数混合器６により周波数変換され、ローパス又はバンドパスフィルタ７により周波数選択される。ここで第１の局部発振周波数ｆＬｏ１は、第１の衛星放送波の中間周波数の最大周波数ｆＢＳＨ１及び、第２の衛星放送波の中間周波数の最大周波数ｆＣＳＨ１の最高周波数を加算した周波数よりも高い周波数ｆＬｏ１を用いる。つまり
ｆＬｏ１＞ｆＢＳＨ１＋ｆＣＳＨ１―――――――――［４−Ａ］
の関係が成立する周波数をｆＬｏ１として用いる。但し、このとき、第１の変調信号の最高周波数（ｆＵＨＦ１）よりも、第３の変調信号の最高周波数（ｆＢＳＨ１）が高い場合（ｆＵＨＦ１＜ｆＢＳＨ１）である。これが、逆の関係で、ｆＵＨＦ１＞ｆＢＳＨ１の場合は、
ｆＬｏ１＞ｆＵＨＦ１＋ｆＣＳＨ１―――――――――［４−Ｂ］
となる。このような関係を有した第１の局部発振器５からの周波数ｆＬｏ１を用いることで、図４（ｂ）に示すように、第１の周波数混合器６により周波数変換された“地上波放送波と第２の衛星放送波“の下側帯波（ＬＳＢ）は、第１の衛星放送波の高域側の隣接に配列される。ここで周波数変換された”地上波放送波と第２の衛星放送波“の上側帯波（ＵＳＢ）は、不要信号なためローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ７で濾波され、ＬＳＢの所望波のみを選択し、増幅器８でレベル調整され、信号合成器９で第１の衛星放送波と合波される。当該合波された混合多重信号は、中間周波数帯増幅器１０で信号レベル調整され、第２の周波数混合器１２及び第２の局部発振器１１からの局部発振信号ｆＬｏ２によって、図４（ｃ）に示すごとく、ミリ波帯へ周波数変換され、バンドパスフィルタ１３で、所望するミリ波帯多重信号のみを選択し、無線周波数帯増幅器１４で増幅されたのち、送信アンテナ部３によって、空中へ放射される。
【００２９】
放射されたミリ波帯多重信号は受信アンテナ部３１で受信され、低雑音増幅器３４へ導かれ、増幅される。増幅された信号波はバンドパスフィルタ３５によって所望波のみを選択し、第３の周波数混合器３７と第３の局部発振器３６によって、中間周波数帯に周波数変換され、中間周波数帯アンプ３８で一旦、増幅され信号分配器３９へ導かれる。このとき第３の局部発振器３６の発振周波数ｆＬｏ３は、送信側の第２の局部発振器１１の局部発振周波数ｆＬｏ２に等しい。つまり、
ＦＬｏ２＝ＦＬｏ３ ――――――――――――――［２］
なる関係が成立する。
【００３０】
信号分配器３９によって２分配され、一方の信号は（第１の衛星放送用ブスータ）増幅器５０で増幅・レベル調整され第２の変調波出力端子５１へ導かれる。一方、信号分配された他方の信号はローパスバンドパスフィルタ４０で高域側の不要波を除去し、第４の局部発振器４１と第４の周波数混合器４２によって、第２の衛星放送波の中間周波数信号波と地上ＴＶ波放送信号波に周波数変換される。このとき、第４の局部発振器４１の発振周波数ｆＬｏ４は第１の局部発振周波数ｆＬｏ１に等しい。つまり
ＦＬｏ１＝ｆＬｏ４ ――――――――――――――［３］
なる関係が成立する。このようにして周波数変換された第２の衛星放送波と地上波ＴＶ放送波は、信号分波器５２によって、上記２つの放送波は分波され、地上波ＴＶ放送波は第１の変調波出力端子４４より出力され、第２の衛星放送波は、第３の変調波出力端子５３より出力される。
【００３１】
当該実施例では、第１の変調信号波として地上波ＴＶ信号波、第２の変調信号波として第１の衛星放送波信号の中間周波数信号波、第３の変調信号波として第２の衛星放送波の中間周波数信号波として説明したが、該第１の変調信号波、又は、第２の変調信号波又は第３の変調信号波のいずれかの変調信号波の一部またはすべてが、ユーザのもつデータ信号やビデオカメラ等からの映像信号を変調した信号波、又は、ユーザの呼び出し符号を変調した変調信号波であってもよい。
【００３２】
さらに、ユーザ・個人のもつデータ信号／ビデオカメラ等からの映像信号や、呼び出し符号等の複数の個人情報信号波を加算・多重化することによって構成された変調信号波であってもよい。前記のように、第１または第２の変調信号波の一部に呼び出し符号を加算した変調波である場合は、ミリ波受信装置で、第１又は第２の変調信号波を再生した後、当該呼び出し符号を復調し、当該呼び出し符号を用いて、伝送した情報を得るための信号処理部を駆動させるような構成にすることによって、各ユーザ個人情報等も、秘話製性をもって伝送可能となる。
【００３３】
また、本実施例で説明したように、２つ以上のＵＨＦ帯変調波信号が、（準）マイクロ波帯の局部発振信号ｆＬｏ１を用いて別のＵＨＦ周波数帯へ変換されており、入力する放送波の周波数が重なっていても、周波数軸上に配列が可能であり、この配列した信号を広帯域性を有するミリ波帯で、一度に伝送することが可能となる。これは従来例では、加算器を用いていた手段とは異なり、当該発明では、乗算器（周波数変換器）をもちいるため、周波数が重なっていても、周波数軸上に多重化することが可能となる。
【００３４】
さらに、２つ以上のＵＨＦ帯変調波信号は、（準）マイクロ波帯の局部発振信号ｆＬｏ１を用いて、ＵＨＦ帯周波数帯の高域側又はマイクロ波帯へ変換し、変換された下側波（ＬＳＢ）を採用することにより、（準）マイクロ波帯の局部発振信号ｆＬｏ１、ｆＬｏ４を高くすることができ、これは、ミリ波帯へアップ／ダウンコンバートした際、ミリ波帯局部発振信号ｆＬｏ２、ｆＬｏ３から、周波数軸上でより離れた位置にスプリアス信号として出現するために、ローパスフィルター又はバンドパスフィルタ１３、４０で容易に抑圧することが可能となること、さらに、ＵＨＦ帯領域では広帯域で急峻度の高いバンドパスフィルタを実現することは部品点数多くなり大型化してしまうために、このようなフィルタを用いること無く、効率よく多重化できるというメリットがある。
【００３５】
（実施の形態３）
第１及び２の実施例において、ミリ波帯通信装置においては、第１の局部発振器５及び第４の局部発振器４１、さらに第２の局部発振器１１や、第３の局部発振器３６の発振周波数の安定精度が低いと、受信装置の出力端子４４、５１、５３から取り出された第１、第２、第３の変調波信号は、チューナ及び復調器で復調できなくなる。本実施例においては、前記第１、第２及び第３の変調信号波の周波数安定確度を高精度で取り出す手法である。
【００３６】
図５に、本発明のミリ波帯通信装置のブロック図を示す。第２の実施例で示した構成を例として説明する。また、図６（ａ）に、実施例２と同様の信号を入力し、それぞれの入力信号を重ねた状態の周波数配列を示す。
【００３７】
当該実施例においては、第１の局部発振器５は、高い周波数精度を有する水晶発振器やルビジュウム発振器を基準信号源２４とした位相同期発振器から構成する。基準信号源２４から注入された信号は位相比較器２５により、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２７の信号からの第２の周波数分周器２８により分周された信号と、周波数及び位相比較される。これにより、周波数及び位相に関しての誤差信号がループフィルタ２６に入力され、フィルターによって濾波された信号がＶＣＯ２７に入力され、ＶＣＯ２７を駆動する。ＶＣＯ２７は、第１の局部発振信号ｆＬｏ１を生成し、局部発振信号を発振する。
【００３８】
第１の局部発振器５からの発振周波数ｆＬｏ１により第１の周波数混合器６を駆動させ、第１の変調信号波（地上波ＴＶ放送波）と第３の変調信号波（第２の衛星放送波の中間周波数信号波）とで合波された混合多重信号波を周波数変換し、ローパス及びバンドパスフィルタ７で、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の一部の電力を残し、第２の変調信号波入力端子２１からの第１の衛星放送波と信号合成器９で合成し、第２の周波数混合器でミリ波帯へアップコンバートし、送信アンテナ部３からミリ波帯多重信号を無線伝送する方式である。このように、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の電力を残すことによって、ミリ波帯多重信号に周波数ｆＬｏ１の信号をアップコンバートした成分が含まれることになる。
【００３９】
図6（ｂ）に、第１の周波数混合器６により周波数変換された“地上波放送波と第２の衛星放送波“の下側帯波（ＬＳＢ）は、第１の衛星放送波の高域側の隣接に配列され、かつ、その高域側に第1の局部周波数ｆＬｏ１が配置されていることが示されている。また、図６（ｃ）には、ミリ波帯へアップコンバートされ、バンドパスフィルターで濾波された後のミリ波帯多重信号の様子が示されている。
【００４０】
一方、放射されたミリ波帯多重信号は受信アンテナ部３１で受信され、低雑音増幅器３４へ導かれ、増幅される。増幅された信号波はバンドパスフィルタ３５によって所望波のみを選択し、第３の周波数混合器３７と第３の局部発振器３６によって、中間周波数帯に周波数変換され、中間周波数帯増幅器３８で一旦、増幅され信号分配器３９へ導かれる。このとき、第３の局部発振器３６の局部発振周波数ｆＬｏ３は、送信側の第２の局部発振器１１の局部発振周波数ｆＬｏ２に等しい。つまり、
ＦＬｏ２＝ＦＬｏ３
なる関係が成立する。
【００４１】
つぎに、信号分配器３４によって３分配され、分配された１つの信号は（第１の衛星放送用ブスータ）増幅器５０で増幅・レベル調整され第２の変調波出力端子５１へ導かれる。一方、信号分配された信号は、ローパスフィルタまたはバンドパスフィルタ４０で高域側の不要波を除去し、第４の局部発振器４１と第４の周波数混合器４２によって、第３の変調波信号（第２の衛星放送波の中間周波数）帯、及び第１の変調波信号波（地上波放送波）帯に、周波数変換される。
【００４２】
一方、信号分配された信号は、バンドパスフィルタ５４で、ｆＬｏ１信号成分のみを濾波され、増幅器５５でレベル調整され、第１の周波数分周器５６に入力される。周波数分周された信号は位相比較器５７により、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５８の信号からの第２の周波数分周器５９により分周された信号と、周波数及び位相比較される。これにより、周波数及び位相に関しての誤差信号がループフィルタ６０に入力され、低周波波成分のみがとりだされＶＣＯ５８に入力され、ＶＣＯ５８を駆動する。ＶＣＯ５８は、送信側の第１の局部発振器ｆＬｏ１と周波数・位相が同期するように、第４の局部発振信号がｆＬｏ４が生成され、周波数逆配列のための第４の周波数混合器４２の局部発振信号となる。
【００４３】
このとき、第４の局部発振器４１の発振周波数ｆＬｏ４は、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１に等しい。つまり
ＦＬｏ１＝ｆＬｏ４
なる関係が成立する。このようにして第４の周波数混合器によって変換にされた信号波は、分波器５２によって分波され、地上波ＴＶ放送波は第１の変調信号波出力端子４４より出力され、第２の衛星放送波は第３の変調波出力端子５３より出力される。
【００４４】
当該方式おいては、ミリ波帯通信装置、及びミリ波帯受信装置中のミリ波アップ／ダウンコンバータに用いている第２の局部発振器１１及び第３の局部発振器３６の周波数安定度が多少悪くても受信装置の第１の変調波出力端子４４及び第３の変調波出力端子５３から、出力される地上波ＴＶ信号や第２の衛星放送波の中間周波数信号波は、ミリ波通信装置の第１の変調波信号入力端子４及び第３の変調波信号入力端子２２へ入力された地上波ＴＶ放送波や第２の衛星放送波の中間周波数と、ほぼ同等の周波数安定確度でとりだすことができるため、とくに高い周波数安定度の必要な変調信号波、例えば、地上波ＴＶ放送波においては、安定したミリ波帯無線伝送が可能となる。
【００４５】
本実施例では、ミリ波帯通信装置は、前記ＵＨＦ帯信号を効率よく多重化及び解重する（ＵＨＦ帯変調信号を取り出す）と共に、ミリ波帯の局部発振信号も同時に周波数安定性を向上させているので、安定したミリ波帯無線伝送が可能となる。
【００４６】
（実施の形態４）
前記方式においては、第２の変調波信号波、つまり第１の衛星放送波信号においては、第２の局部発振器１１、第３の局部発振器３６の周波数安定度にともなう周波数偏差が生じるため、高い周波数精度でとりだすことができないが、通常、衛星放送波においては、周波数偏差±３ＭＨｚ程度は、チューナ・復調器で周波数偏差を補償することができる。
【００４７】
しかしながら、第２の変調波信号として、高い周波数精度を必要とするような変調信号波を用いた場合には、前記方式は適当ではない。以下に説明する図７に示すような構成とすることで、第２の変調波信号も含め、すべての変調波信号の受信出力において高い周波数精度で取り出すことが可能である。
【００４８】
当該方式においては、送信装置、及びミリ波受信装置中の第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７に用いている第２の局部発振器１１及び第３の局部発振器３６に周波数逓倍器また注入同期発振器を用いる。実施例３と同様に送信装置（中継装置）中の第１の局部発振器５に位相同期発振器、及び、受信側の第４の局部発振器に前記実施例で示したような送信側の局部発振周波数ｆＬｏ１を用いて、再生型の位相同期発振器を第４の局部発振器４１とする。さらに、ミリ波帯送信装置側の第２の局部発振器１１とミリ波帯受信装置側の第３の局部発振器３６を、夫々逓倍型又は注入同期型の局部発振器として構成する。このように構成することによって、第１及び第４の局部発振信号周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ４を信号分配器７０、７１を用いて夫々２分配し、第２及び第３の局部発振器へ夫々注入することによって、当該注入信号が逓倍又は注入同期源となり第２及び第３の局部発振器は、第１及び第４の局部発振器とほぼ同レベルの安定度を有した信号を発振することが可能であり、ミリ波帯通信で安定した伝送が可能となる。
【００４９】
好ましくは、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７にｎ次（ｎ：整数）高調波ミキサ、あるいは逓倍機能を有する周波数ミキサを周波数変換器として用いることによって、第２及び第３の局部発振器１１、３６の発振周波数ｆＬｏ２及びｆＬｏ３は、直接ミリ波帯の局部発振信号を発振する必要はなく、発振周波数は１／ｎとなる。これは、第２及び第３の局部発振器１１、３６に用いられている逓倍器の逓倍次数ｐ（ｐ：整数）や注入同期発振器の注入するサブハーモニック次数ｍ（ｍ：整数）又出力信号のハーモニックの次数ｋ（ｋ：整数）を小さくすることが可能となる。これは第２及び第３の局部発振器１１及び３６と、第２及び第３の周波数混合器１２、３７との接続部分の周波数が低くなり、接続容易になるというメリットがある。さらに好ましくは、高調波ミキサとしてアンチパラレル型のダイオード型の周波数混合器を、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７に用いることによって、前述のメリットがあるのみならず、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７から漏れる局部発振号ｆＬｏ２、ｆＬｏ３の高調波スプリアス成分を抑圧できるというメリットがある。
【００５０】
さらに第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７に高調波ミキサを周波数変換器として用いることによって、第２の局部発振器１１及び第３の局部発振器３７の発振周波数ｆＬｏ２及びｆＬｏ３は、直接ミリ波帯の局部発振信号を発振させて周波数変換する必要がなく、逓倍器の逓倍次数や又は注入同期発振器の注入するサブハーモニック次数又は出力信号のハーモニックの次数を小さくでき、第２の局部発振器１１及び第３の局部発振器３７と、アップコンバータ及びダウンコンバータ用の第２の周波数混合器１１、第３の周波数混合器３７との接続が容易になるというメリットがある。これは従来例で述べたような直接変調方式で、スプリアス成分の小さいミリ波搬送波を生成し、これを用いて直接変調する方法とは全く異なるものである。
【００５１】
（実施の形態５）
前記方式においては、ミリ波帯送信装置中の第１の局部発振器５からの信号ｆＬｏ１を一部残して、送信信号として、受信装置中の第４の局部発振器を局部発振信号波ｆＬｏ１の再生型の発振器の構成とした。当該方式では、ミリ波送信装置中に、前記ｆＬｏ１信号を入れておく必要が有り、定められた送信出力のもとでは、送信信号電力成分を考えてみると、必要なデータや映像情報信号等の伝送情報の電力が低下してしまい、無線伝送距離が短くなる問題もある。本実施例では、図８に示すように、図２及び図３のごとく第１の局部発振信号波ｆＬｏ１をローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ７で除去する構成とし、さらにミリ波受信装置の第４の局部発振器４１には、水晶発振器やルビジュウム発振器を基準信号源６１を具備した位相同期発振器の構成とする。さらに、ミリ波帯送信装置側の第２の局部発振器１１と受信装置側の第３の局部発振器３６を、夫々逓倍型又は注入同期型の局部発振器として構成する。このように構成することによって、第１及び第４の局部発振信号周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ４を信号分配器７０、７１を用いて夫々２分配し、第２及び第３の局部発振器へ夫々注入することによって、当該注入信号が逓倍又は注入同期源となり第２及び第３の局部発振器は、第１及び第４の局部発振器とほぼ同レベルの安定度を有した信号を発振することが可能であり、当該無線通信で安定した伝送が可能となる。
【００５２】
好ましくは、前記実施例と同様に、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７にｎ次（ｎ：整数）高調波ミキサ、あるいは逓倍機能を有する周波数ミキサを周波数変換器として用いることによって、第２及び第３の局部発振器１１、３６の発振周波数ｆＬｏ２、ｆＬｏ３は、直接ミリ波帯の局部発振信号を発振する必要はなく、発振周波数は１／ｎとなる。これは、第２及び第３の局部発振器１１、３６に用いられている逓倍器の逓倍次数ｐ（ｐ：整数）や注入同期発振器の注入するサブハーモニック次数ｍ（ｍ：整数）又出力信号のハーモニックの次数ｋ（ｋ：整数）を小さくすることが可能となる。これは第２及び第３の局部発振器１１及び３６と、第２及び第３の周波数混合器１２、３７との接続部分の周波数が低くなり、接続容易になるというメリットがある。さらに好ましくは、高調波ミキサとしてアンチパラレル型のダイオード型の周波数混合器を、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７に用いることによって、前記のメリットがあるのみならず、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７から漏れる局部発振信号ｆＬｏ２、ｆＬｏ３の高調波スプリアス成分を抑圧できるというメリットがある。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のミリ波帯通信装置によると、一度、周波数配列を行ってからミリ波へアップコンバートするので、ミリ波帯へのアップコンバート後のバンドパスフィルターの急峻性が緩やかものを使用でき、また、低スプリアスで、送信効率の高いミリ波通信装置を提供することができる。本発明では、ミリ波帯搬送波を直接変調する構成を採用していないので、スプリアス成分が小さく、純度が高く、かつ、送受信間で同期したミリ波搬送波を用いる必要がなく、送受信装置においてミリ波帯へのアップ・ダウンコンバータする機能だけでよく、送受信装置が簡単・小型になる。さらに、前記直接変調する構成を有するものと比較し、帯域が数ＧＨｚ以上のより広帯域信号が扱え、複数の変調信号波の多重・解重も可能となる。
【００５４】
また、本発明のミリ波通信装置によれば、周波数軸上で重なりのあるような複数の入力信号波でも、効率よく多重化、混合化して送信することができる。
【００５５】
さらに本発明のミリ波帯通信装置は、ミリ波帯通信装置に用いる局部発振信号の周波数安定性させることができ、安定したミリ波帯無線伝送が可能となる。
【００５６】
また、本発明のミリ波帯通信装置において、アップ／ダウンコンバート部の周波数混合器を高周波ミキサ、特に、アンチパラレル型ダイオードミキサとすることによって、周波数混合器との接続を行い易くし、かつ、局部発振器からの高調波スプリアス成分を抑制できるので、安定したミリ波帯通信を行うことができ、さらに、使用する局部発振器は、ミリ波送信周波数の１／２以下の周波数でよいため、周波数安定度の高く、且つ、安価な局部発振器を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例のミリ波帯通信装置のブロック図である。
【図２】第１の実施例の周波数スペクトラムである。
【図３】第２の実施例のミリ波帯通信装置のブロック図である。
【図４】第２の実施例の周波数スペクトラムである。
【図５】第３の実施例のミリ波帯通信装置のブロック図である。
【図６】第３の実施例の周波数スペクトラムである。
【図７】第４の実施例のミリ波通信装置のブロック図である。
【図８】第５の実施例のミリ波通信装置のブロック図である。
【図９】従来例のミリ波帯通信装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ 周波数配列部
２ 周波数アップコンバータ部
３ 送信アンテナ部
４ 第１の変調波信号入力端子
５ 第１の局部発振器
６ 第１の周波数混合器
７ ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ
８ 増幅器
９ 信号合成器
１０ 中間周波数帯増幅器
１１ 第２の局部発振器
１２ 第２の周波数混合器
１３ バンドパスフィルタ
１４ 無線周波数帯増幅器
２１ 第２の変調波信号入力端子
２２ 第３の変調波入力端子
２３ 信号合成器
２４ 基準信号源
２５ 位相比較器
２６ ループフィルタ
２７ 電圧制御発振器
２８ 分周器
３１ 受信アンテナ部
３２ 周波数ダウンコンバータ部
３３ 周波数逆配列部
３４ 低雑音増幅器
３５ バンドパスフィルタ
３６ 第３の局部発振器
３７ 第３の周波数混合器
３８ 中間周波数帯増幅器
３９ 信号分配器
４０ バンドパスフィルタ
４１ 第４の局部発振器
４２ 第４の周波数混合器
４３ 増幅器（地上波放送用ブースタ）
４４ 第１の変調波出力端子（地上波放送用出力端子）
５０ 増幅器（第1の衛星放送用ブースタ）
５１ 第２の変調波出力端子（第1の衛星放送出力端子）
５２ 信号分配器
５３ 第３の変調波出力端子
５４ バンドパスフィルタ
５５ 増幅器
５６ 第1の周波数分周器
５７ 位相比較器
５８ 電圧制御発振器（ＶＣＯ）
５９ 第2の周波数分周器
６０ ループフィルタ
６１ 基準信号源
７０、７１ 信号分配器
【発明の属する技術分野】
本発明はミリ波帯通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のミリ波帯領域の通信装置に関して、特許文献１に示されている。従来のミリ波帯無線通信装置の構成図を図９（ａ）に示し、図に基づいて説明する。従来の無線通信装置においては、送信側ではデータ信号が入力データ端子２０４により入力され、通信装置２０１ａで、ＵＨＦ帯の変調信号波を生成し、さらに広帯域変調器２０６ａにおいて、ＵＨＦ帯送信波からミリ波搬送波に変調し、該変調された信号をミリ波送信機２０７ａによって空中線２０８ａにより送出される。一方、受信側ではこの送出された信号２０３を受信空中線２０８ｂによりミリ波受信器２０７ｂにより受信し、次いで広帯域復調器２０６ｂによってダウンコンバートしてＵＨＦ帯信号へ復調し、その信号を従来の通信装置２０１ｂに入力し、ここでデータを再生して端子２０５に出力する構成である。
【０００３】
特開平５−１３６７１５号の無線通信装置は、それ以前のＵＨＦ帯の無線装置を単純に周波数を上昇変換する方法が、新たに通信システムを開発することが必要であり、ミリ波帯局部発振器からのスプリアス成分の発生の恐れが有り、より周波数の高い周波数に容易に変換することが困難であったことにより、発明されたものであり、当該発明では、広帯域変調・復調器により、ミリ波帯局部発振器を用いるよりは、直接ミリ波搬送波を変復調することによって局部発振器からのスプリアス成分を除去しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に示すような従来例においては、ミリ波搬送波を、ＵＨＦ帯以下の信号周波数成分ｆｕで、ミリ波搬送波ｆｃを直接変調するために、すくなくとも、ミリ波送信出力はキャリア（近傍）ｆｃ〜ｆｃ±ｆｕの間に送信スペクトラムが存在する。ミリ波帯ではどのような変調器でも、ミリ波帯でのキャリア抑圧度は高々２０ｄＢであり、このまま送信してしまうと、キャリアの電力成分含み、送信すべく情報成分に対する電力効率が著しく低下し、無線伝送距離が短くなってしまうこと、かつ、ミリ波帯で直接変調・復調するために、スプリアス成分の少ないミリ波搬送波成分を必要とするという問題点がある。さらには、ＵＨＦ帯の信号を多重化するためには、図９（ｂ）に示すように、ＵＨＦ帯出力を加算器２１１に加算して、後段の広帯域変調器２０６ａに入力しミリ波送信器２０７ａにて送信するために、周波数成分の重なる複数のＵＨＦ帯信号波は加算できないという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
つまり、本発明は、特開平５−１３６７１５号公報に示されている従来例のミリ波局部発振器によるアップコンバート方式によってミリ波信号を生成するよりも、ミリ波帯搬送波を直接変調することによって、低スプリアスのミリ波帯無線信号を直接生成しようとするものである。
【０００６】
本発明のミリ波帯通信装置では、第１の変調信号波を、局部発振周波数ｆＬｏ１を生成する第１の局部発振器と第１の周波数混合器により周波数変換し、該周波数変換された第１の変調信号波と第２の変調信号波と混合して第１の混合多重信号波を生成する手段と、局部発振周波数ｆＬｏ２を生成する第２の局部発振器と第２の周波数混合器により、前記第1の混合多重信号変調波をミリ波帯へアップコンバートすることにより第１のミリ波帯多重信号波を生成する手段を有し、該第１のミリ波帯多重信号波を送信用アンテナ部から出力する手段とを有する送信器を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明のミリ波帯通信装置では、受信用アンテナ部にて、第1のミリ波帯多重信号波を受信する受信手段と、第１のミリ波帯多重信号波を局部発振周波数ｆＬｏ３を生成する第３の局部発振器と第３の周波数混合器によりダウンコンバートし、該ダウンコンバートされた第２の混合多重信号波を分波して第２の変調信号波と周波数変換された第１の変調信号波を生成する手段と、前記周波数変換された第1の変調信号波を局部発振周波数ｆＬｏ４を生成する第４の局部発振器と第４の周波数混合器で周波数変換することにより第1の変調信号波を生成する手段とを有する受信器を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第1の変調信号波は、第３の変調信号波と第４の変調信号波とを混合した混合多重信号波であり、前記第３の変調信号波と前記第４の変調信号波とを合波して、前記第１の変調信号波を生成する手段を有する送信装置を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第1の変調信号波は、第３の変調信号波と第４の変調信号波とを混合した混合多重信号波であり、前記第１の変調信号波を分波して、前記第３の変調波と前記第４の変調信号波とを生成する手段を有する受信装置を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第１の混合多重信号波を生成する手段が、前記第１の変調信号波を、局部発振周波数ｆＬｏ１を有した第１の周波数変換器によりアップコンバートし、ローパスフィルターまたはバンドパスフィルターでアップコンバートされた第１の変調信号波の下側帯波を選択して、前記選択された信号波と第２の変調信号波と混合する手段であることを特徴とする。
【００１１】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第１の変調信号波、または第２の変調信号波または第３の変調信号波のいずれかの変調信号波が、当該変調信号波の一部またはすべてに、ユーザーの呼び出し符号や各個人の情報信号が加算多重化されて構成された変調信号波であることを特徴とする。
【００１２】
本発明のミリ波帯通信装置では、局部発振周波数ｆＬｏ１の信号をミリ波帯に周波数変換した信号波が含まれている前記ミリ波帯多重信号波を受信する受信装置であって、前記ダウンコンバートされた第２の混合多重信号波を分波することで、第２の変調信号波と周波数変換された第１の変調信号波と、さらに、ｆＬｏ１の信号波を生成する手段と、前記生成したｆＬｏ１を用いて、位相同期ループにより局部発振周波数ｆＬｏ１の発振信号を再生する第４の局部発振器とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第１の周波数発振器からの第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を第２の局部発振器へ注入し、前記注入した第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を周波数逓倍または、注入同期を行うことによって第２の局部発振周波数ｆＬｏ２を生成する第２の局部発振器であることを特徴とする。
【００１４】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記第３の周波数発振器からの第３の局部発振周波数ｆＬｏ３の信号を第４の局部発振器へ注入し、前記注入した第３の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を周波数逓倍または、注入同期を行うことによって第４の局部発振周波数ｆＬｏ４を生成する第４の局部発振器であることを特徴とする。
【００１５】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記周波数逓倍または注入同期を行うのに、前記第２または第３の周波数混合器に高調波ミキサを用いることを特徴とする。
【００１６】
本発明のミリ波帯通信装置では、前記高調波ミキサとしてアンチパラレル型のダイオードミキサを用いたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、本発明のミリ波帯通信装置のブロック図である。本通信装置において、例えば、第１の変調信号波として地上波ＴＶ放送波（ＵＨＦ帯）、第２の変調信号波として衛星ＴＶ放送波の中間周波数信号波を例にとり説明する。ここで、変調信号波は、ＣＡＴＶ等の伝送波や、ビデオカメラ等の信号に変調をかけた変調波等のあらゆる変調信号波であってもよい。
【００１８】
図1（ａ）に示す本発明のミリ波帯送信装置は、周波数配列部１、周波数アップコンバータ部２、送信アンテナ部３から構成される。周波数配列部１は第２の変調信号波入力端子２１、第１の変調信号波信号入力端子４、第１の局部発振器５、第１の周波数混合器６、ローパスフィルタ、またはバンドパスフィルタ７、増幅器８、信号合成器９で構成される。周波数アップコンバータ部２は中間周波数帯増幅器１０及び第２の局部発振器１１、第２の周波数混合器１２、バンドパスフィルタ１３及び無線周波数帯増幅器１４で構成される。
【００１９】
一方、図1（ｂ）に示すミリ波帯受信装置は、受信アンテナ部３１、周波数ダウンコンバータ部３２、周波数逆配列部３３で構成される。周波数ダウンコンバータ部３２は、低雑音増幅器３４、バンドパスフィルタ３５、第３の局部発振器３６、第３の周波数混合器３７、中間周波数帯増幅器３８で構成される。周波数逆配列部３３は、信号分配器３９、ローパス又はバンドパスフィルタ４０、第４の局部発振器４１、第４の周波数混合器４２、増幅器（地上波放送用ブースタ）４３、及び、第１の変調信号波出力端子（地上波放送用出力端子）４４、増幅器（第1の衛星放送用ブースタ）５０、第２の変調波出力端子５１（第1の衛星放送波出力端子）で構成される。
【００２０】
次に、動作について説明する。地上波放送波が第１の変調信号波入力端子４、衛星放送波の中間周波数波が第２の変調信号波入力端子２１に入力される。図２（ａ）に第1の変調波入力端子４と第2の変調波入力端子２１からそれぞれの入力信号を重ねた状態の周波数配列で示す。
【００２１】
入力された地上波放送波信号は、第１の局部発振器５からの出力周波数ｆＬｏ１により、第１の周波数混合器６で周波数変換され、ローパスフィルター又はバンドパスフィルタ７により周波数選択される。ここで第１の局部発振周波数ｆＬｏ１は、衛星放送波の中間周波数の最大周波数ｆＢＳＨ及び、地上放送波周波数の最高周波数ｆＵＨＦＨを加算した周波数よりも高い周波数ｆＬｏ１を用いる。つまり
ｆＬｏ１＞ｆＢＳＨ＋ｆＵＨＦＨ――――――［１］
の関係が成立する周波数を用いる。このような関係を有した第１の局部発振器５からの局部発振周波数ｆＬｏ１を用いることで、図２（ｂ）に示すように、周波数変換された地上波放送波の下側帯波（ＬＳＢ）は、衛星放送波高域側の隣接に配列される。このような周波数変換を行うために、本実施例では、周波数ｆＬｏ１を準マイクロ波帯からマイクロ波帯に設定した。
【００２２】
ここで周波数変換された地上波放送波の上側帯波（ＵＳＢ）は、不要信号なためローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ７で濾波され、ＬＳＢの所望波のみを選択し、増幅器８でレベル調整され、信号合成器９で衛星放送波と合波される。合波された混合多重信号は、中間周波数帯増幅器１０で信号レベル調整され、第２の周波数混合器１２及び第２の局部発振器１１からの局部発振信号ｆＬｏ２によって、図２（ｃ）に示すごとく、ミリ波帯へ周波数変換され、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ１３で、所望するミリ波帯多重信号を選択し、無線周波数増幅器１４で増幅されたのち、送信アンテナ部３によって、空中へ放射される。
【００２３】
放射されたミリ波帯多重無線信号は受信アンテナ部３１で受信され、低雑音増幅器３４へ導かれ、増幅される。増幅された信号波はバンドパスフィルタ３５によって所望波のみを選択し、第３の周波数混合器３７と第３の局部発振器３６の局部発振信号波ｆＬｏ３によって、中間周波数帯に周波数変換され、中間周波数帯増幅器３８で一旦、増幅され信号分配器３９へ導かれる。このときミリ波帯用の第３の局部発振器３６の発振周波数ｆＬｏ３は、送信側のミリ波帯用の第２の局部発振器１１の局部発振周波数ｆＬｏ２に等しい。つまり、
ｆＬｏ２＝ｆＬｏ３ ――――――――――――［２］
なる関係が成立する。
【００２４】
信号分配器３９によって２分配され、一方の信号は（衛星放送用ブスータ）増幅器５０で増幅・レベル調整され、衛星放送波用の第２の変調信号波出力端子５１へ導かれる。一方、信号分配された他方の信号はローパスフィルター又はバンドパスフィルタ４０で高域側の不要波を除去し、第４の局部発振器４１と第４の周波数混合器４２によって、地上波放送帯に周波数変換される。このとき、第４の局部発振器４１の発振周波数ｆＬｏ４はｆＬｏ１に等しい。つまり、
ｆＬｏ１＝ｆＬｏ４ ―――――――――――［３］
なる関係が成立する。このとき、ｆＢＳＨ及びｆＵＨＦが、ＵＨＦ帯の信号であるとき、局部発振周波数はｆＬｏ１及びｆＬｏ４は式［１］の関係より、準マイクロ波帯からマイクロ波帯の信号となる。
【００２５】
上記にて説明された発明により、以下の効果がもたらされる。とりわけ周波数の低いＵＨＦ帯の変調信号波を、一旦、（準）マイクロ波帯の第１の局部発振信号ｆＬｏ１を用いて、周波数の高い周波数帯へ変換しているために、ミリ波帯へのアップ／ダウンコンバートする際、ローパスフィルタ又はバンドスフィルタ１３、３５の急峻性が緩やかになり、ミリ波帯である第２、第３の局部発振信号ｆＬｏ２、ｆＬｏ３やミリ波帯信号をアップ／ダウンコンバート時に生ずるイメージ信号を抑圧しやすくなり、低スプリアスで、送信効率の高いミリ波帯通信装置が可能となる。ここでいうミリ波帯通信装置は、本願発明の送信装置、受信装置を備えておればよく、例えばミリ波帯送信器、ミリ波帯受信器、ミリ波帯中継器を含むものである。
【００２６】
（実施の形態２）
図３は、第２の実施例を示すミリ波帯帯通信装置のブロック図である。図３（ａ）は第２の実施例のミリ波帯送信装置を示し、図３（ｂ）には第２の実施例のミリ波帯受信装置を示す。ここでは、第１の実施例とは異なった部分を重点的に説明する。第１の実施例においては、使用する複数の変調波としては、例えば、第１の変調信号波として地上波ＴＶ放送波、第２の変調信号波として衛星ＴＶ放送波、を例にとり説明した。当該実施例においては、さらに、第３の変調信号波を取り扱い、第２の変調信号波を第１の衛星放送波の中間周波数信号波とし、第３の変調信号波を第２の衛星放送波の中間周波数信号波とし、第１の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯域と第２の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯域は、一部重なりあっていても重なりあっていなくてもよい。本実施例では、第1の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯域と第２の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯域は、一部重なりあっている場合を例にとり、図４（ａ）に第1の変調波入力端子４と第2の変調波入力端子２１、第3の変調波入力端子２２からそれぞれの入力信号を重ねた状態の周波数配列を示す。
【００２７】
第２の変調波入力端子２１には、第１の衛星放送波中間周波数信号波が入力される。一方、第１の変調波入力端子４には地上波ＴＶ放送波を入力し、第３の変調波入力端子２２には第２の衛星放送波の中間周波数が入力され、信号合成器２３で合成される。地上ＴＶ放送波信号と第２の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯が互いに独立していること、かつ、地上放送波信号周波数帯よりも、第２の衛星放送波の中間周波数信号帯の方が周波数が高いために、図４（ｂ）に示すように、周波数軸上に配列される。つまり、第１の衛星放送波、地上放送波、第２の衛星放送波の順に周波数配列される。
【００２８】
第1の局部発振器５からの出力周波数ｆＬｏ１を用いて、第１の周波数混合器６により周波数変換され、ローパス又はバンドパスフィルタ７により周波数選択される。ここで第１の局部発振周波数ｆＬｏ１は、第１の衛星放送波の中間周波数の最大周波数ｆＢＳＨ１及び、第２の衛星放送波の中間周波数の最大周波数ｆＣＳＨ１の最高周波数を加算した周波数よりも高い周波数ｆＬｏ１を用いる。つまり
ｆＬｏ１＞ｆＢＳＨ１＋ｆＣＳＨ１―――――――――［４−Ａ］
の関係が成立する周波数をｆＬｏ１として用いる。但し、このとき、第１の変調信号の最高周波数（ｆＵＨＦ１）よりも、第３の変調信号の最高周波数（ｆＢＳＨ１）が高い場合（ｆＵＨＦ１＜ｆＢＳＨ１）である。これが、逆の関係で、ｆＵＨＦ１＞ｆＢＳＨ１の場合は、
ｆＬｏ１＞ｆＵＨＦ１＋ｆＣＳＨ１―――――――――［４−Ｂ］
となる。このような関係を有した第１の局部発振器５からの周波数ｆＬｏ１を用いることで、図４（ｂ）に示すように、第１の周波数混合器６により周波数変換された“地上波放送波と第２の衛星放送波“の下側帯波（ＬＳＢ）は、第１の衛星放送波の高域側の隣接に配列される。ここで周波数変換された”地上波放送波と第２の衛星放送波“の上側帯波（ＵＳＢ）は、不要信号なためローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ７で濾波され、ＬＳＢの所望波のみを選択し、増幅器８でレベル調整され、信号合成器９で第１の衛星放送波と合波される。当該合波された混合多重信号は、中間周波数帯増幅器１０で信号レベル調整され、第２の周波数混合器１２及び第２の局部発振器１１からの局部発振信号ｆＬｏ２によって、図４（ｃ）に示すごとく、ミリ波帯へ周波数変換され、バンドパスフィルタ１３で、所望するミリ波帯多重信号のみを選択し、無線周波数帯増幅器１４で増幅されたのち、送信アンテナ部３によって、空中へ放射される。
【００２９】
放射されたミリ波帯多重信号は受信アンテナ部３１で受信され、低雑音増幅器３４へ導かれ、増幅される。増幅された信号波はバンドパスフィルタ３５によって所望波のみを選択し、第３の周波数混合器３７と第３の局部発振器３６によって、中間周波数帯に周波数変換され、中間周波数帯アンプ３８で一旦、増幅され信号分配器３９へ導かれる。このとき第３の局部発振器３６の発振周波数ｆＬｏ３は、送信側の第２の局部発振器１１の局部発振周波数ｆＬｏ２に等しい。つまり、
ＦＬｏ２＝ＦＬｏ３ ――――――――――――――［２］
なる関係が成立する。
【００３０】
信号分配器３９によって２分配され、一方の信号は（第１の衛星放送用ブスータ）増幅器５０で増幅・レベル調整され第２の変調波出力端子５１へ導かれる。一方、信号分配された他方の信号はローパスバンドパスフィルタ４０で高域側の不要波を除去し、第４の局部発振器４１と第４の周波数混合器４２によって、第２の衛星放送波の中間周波数信号波と地上ＴＶ波放送信号波に周波数変換される。このとき、第４の局部発振器４１の発振周波数ｆＬｏ４は第１の局部発振周波数ｆＬｏ１に等しい。つまり
ＦＬｏ１＝ｆＬｏ４ ――――――――――――――［３］
なる関係が成立する。このようにして周波数変換された第２の衛星放送波と地上波ＴＶ放送波は、信号分波器５２によって、上記２つの放送波は分波され、地上波ＴＶ放送波は第１の変調波出力端子４４より出力され、第２の衛星放送波は、第３の変調波出力端子５３より出力される。
【００３１】
当該実施例では、第１の変調信号波として地上波ＴＶ信号波、第２の変調信号波として第１の衛星放送波信号の中間周波数信号波、第３の変調信号波として第２の衛星放送波の中間周波数信号波として説明したが、該第１の変調信号波、又は、第２の変調信号波又は第３の変調信号波のいずれかの変調信号波の一部またはすべてが、ユーザのもつデータ信号やビデオカメラ等からの映像信号を変調した信号波、又は、ユーザの呼び出し符号を変調した変調信号波であってもよい。
【００３２】
さらに、ユーザ・個人のもつデータ信号／ビデオカメラ等からの映像信号や、呼び出し符号等の複数の個人情報信号波を加算・多重化することによって構成された変調信号波であってもよい。前記のように、第１または第２の変調信号波の一部に呼び出し符号を加算した変調波である場合は、ミリ波受信装置で、第１又は第２の変調信号波を再生した後、当該呼び出し符号を復調し、当該呼び出し符号を用いて、伝送した情報を得るための信号処理部を駆動させるような構成にすることによって、各ユーザ個人情報等も、秘話製性をもって伝送可能となる。
【００３３】
また、本実施例で説明したように、２つ以上のＵＨＦ帯変調波信号が、（準）マイクロ波帯の局部発振信号ｆＬｏ１を用いて別のＵＨＦ周波数帯へ変換されており、入力する放送波の周波数が重なっていても、周波数軸上に配列が可能であり、この配列した信号を広帯域性を有するミリ波帯で、一度に伝送することが可能となる。これは従来例では、加算器を用いていた手段とは異なり、当該発明では、乗算器（周波数変換器）をもちいるため、周波数が重なっていても、周波数軸上に多重化することが可能となる。
【００３４】
さらに、２つ以上のＵＨＦ帯変調波信号は、（準）マイクロ波帯の局部発振信号ｆＬｏ１を用いて、ＵＨＦ帯周波数帯の高域側又はマイクロ波帯へ変換し、変換された下側波（ＬＳＢ）を採用することにより、（準）マイクロ波帯の局部発振信号ｆＬｏ１、ｆＬｏ４を高くすることができ、これは、ミリ波帯へアップ／ダウンコンバートした際、ミリ波帯局部発振信号ｆＬｏ２、ｆＬｏ３から、周波数軸上でより離れた位置にスプリアス信号として出現するために、ローパスフィルター又はバンドパスフィルタ１３、４０で容易に抑圧することが可能となること、さらに、ＵＨＦ帯領域では広帯域で急峻度の高いバンドパスフィルタを実現することは部品点数多くなり大型化してしまうために、このようなフィルタを用いること無く、効率よく多重化できるというメリットがある。
【００３５】
（実施の形態３）
第１及び２の実施例において、ミリ波帯通信装置においては、第１の局部発振器５及び第４の局部発振器４１、さらに第２の局部発振器１１や、第３の局部発振器３６の発振周波数の安定精度が低いと、受信装置の出力端子４４、５１、５３から取り出された第１、第２、第３の変調波信号は、チューナ及び復調器で復調できなくなる。本実施例においては、前記第１、第２及び第３の変調信号波の周波数安定確度を高精度で取り出す手法である。
【００３６】
図５に、本発明のミリ波帯通信装置のブロック図を示す。第２の実施例で示した構成を例として説明する。また、図６（ａ）に、実施例２と同様の信号を入力し、それぞれの入力信号を重ねた状態の周波数配列を示す。
【００３７】
当該実施例においては、第１の局部発振器５は、高い周波数精度を有する水晶発振器やルビジュウム発振器を基準信号源２４とした位相同期発振器から構成する。基準信号源２４から注入された信号は位相比較器２５により、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２７の信号からの第２の周波数分周器２８により分周された信号と、周波数及び位相比較される。これにより、周波数及び位相に関しての誤差信号がループフィルタ２６に入力され、フィルターによって濾波された信号がＶＣＯ２７に入力され、ＶＣＯ２７を駆動する。ＶＣＯ２７は、第１の局部発振信号ｆＬｏ１を生成し、局部発振信号を発振する。
【００３８】
第１の局部発振器５からの発振周波数ｆＬｏ１により第１の周波数混合器６を駆動させ、第１の変調信号波（地上波ＴＶ放送波）と第３の変調信号波（第２の衛星放送波の中間周波数信号波）とで合波された混合多重信号波を周波数変換し、ローパス及びバンドパスフィルタ７で、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の一部の電力を残し、第２の変調信号波入力端子２１からの第１の衛星放送波と信号合成器９で合成し、第２の周波数混合器でミリ波帯へアップコンバートし、送信アンテナ部３からミリ波帯多重信号を無線伝送する方式である。このように、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の電力を残すことによって、ミリ波帯多重信号に周波数ｆＬｏ１の信号をアップコンバートした成分が含まれることになる。
【００３９】
図6（ｂ）に、第１の周波数混合器６により周波数変換された“地上波放送波と第２の衛星放送波“の下側帯波（ＬＳＢ）は、第１の衛星放送波の高域側の隣接に配列され、かつ、その高域側に第1の局部周波数ｆＬｏ１が配置されていることが示されている。また、図６（ｃ）には、ミリ波帯へアップコンバートされ、バンドパスフィルターで濾波された後のミリ波帯多重信号の様子が示されている。
【００４０】
一方、放射されたミリ波帯多重信号は受信アンテナ部３１で受信され、低雑音増幅器３４へ導かれ、増幅される。増幅された信号波はバンドパスフィルタ３５によって所望波のみを選択し、第３の周波数混合器３７と第３の局部発振器３６によって、中間周波数帯に周波数変換され、中間周波数帯増幅器３８で一旦、増幅され信号分配器３９へ導かれる。このとき、第３の局部発振器３６の局部発振周波数ｆＬｏ３は、送信側の第２の局部発振器１１の局部発振周波数ｆＬｏ２に等しい。つまり、
ＦＬｏ２＝ＦＬｏ３
なる関係が成立する。
【００４１】
つぎに、信号分配器３４によって３分配され、分配された１つの信号は（第１の衛星放送用ブスータ）増幅器５０で増幅・レベル調整され第２の変調波出力端子５１へ導かれる。一方、信号分配された信号は、ローパスフィルタまたはバンドパスフィルタ４０で高域側の不要波を除去し、第４の局部発振器４１と第４の周波数混合器４２によって、第３の変調波信号（第２の衛星放送波の中間周波数）帯、及び第１の変調波信号波（地上波放送波）帯に、周波数変換される。
【００４２】
一方、信号分配された信号は、バンドパスフィルタ５４で、ｆＬｏ１信号成分のみを濾波され、増幅器５５でレベル調整され、第１の周波数分周器５６に入力される。周波数分周された信号は位相比較器５７により、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５８の信号からの第２の周波数分周器５９により分周された信号と、周波数及び位相比較される。これにより、周波数及び位相に関しての誤差信号がループフィルタ６０に入力され、低周波波成分のみがとりだされＶＣＯ５８に入力され、ＶＣＯ５８を駆動する。ＶＣＯ５８は、送信側の第１の局部発振器ｆＬｏ１と周波数・位相が同期するように、第４の局部発振信号がｆＬｏ４が生成され、周波数逆配列のための第４の周波数混合器４２の局部発振信号となる。
【００４３】
このとき、第４の局部発振器４１の発振周波数ｆＬｏ４は、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１に等しい。つまり
ＦＬｏ１＝ｆＬｏ４
なる関係が成立する。このようにして第４の周波数混合器によって変換にされた信号波は、分波器５２によって分波され、地上波ＴＶ放送波は第１の変調信号波出力端子４４より出力され、第２の衛星放送波は第３の変調波出力端子５３より出力される。
【００４４】
当該方式おいては、ミリ波帯通信装置、及びミリ波帯受信装置中のミリ波アップ／ダウンコンバータに用いている第２の局部発振器１１及び第３の局部発振器３６の周波数安定度が多少悪くても受信装置の第１の変調波出力端子４４及び第３の変調波出力端子５３から、出力される地上波ＴＶ信号や第２の衛星放送波の中間周波数信号波は、ミリ波通信装置の第１の変調波信号入力端子４及び第３の変調波信号入力端子２２へ入力された地上波ＴＶ放送波や第２の衛星放送波の中間周波数と、ほぼ同等の周波数安定確度でとりだすことができるため、とくに高い周波数安定度の必要な変調信号波、例えば、地上波ＴＶ放送波においては、安定したミリ波帯無線伝送が可能となる。
【００４５】
本実施例では、ミリ波帯通信装置は、前記ＵＨＦ帯信号を効率よく多重化及び解重する（ＵＨＦ帯変調信号を取り出す）と共に、ミリ波帯の局部発振信号も同時に周波数安定性を向上させているので、安定したミリ波帯無線伝送が可能となる。
【００４６】
（実施の形態４）
前記方式においては、第２の変調波信号波、つまり第１の衛星放送波信号においては、第２の局部発振器１１、第３の局部発振器３６の周波数安定度にともなう周波数偏差が生じるため、高い周波数精度でとりだすことができないが、通常、衛星放送波においては、周波数偏差±３ＭＨｚ程度は、チューナ・復調器で周波数偏差を補償することができる。
【００４７】
しかしながら、第２の変調波信号として、高い周波数精度を必要とするような変調信号波を用いた場合には、前記方式は適当ではない。以下に説明する図７に示すような構成とすることで、第２の変調波信号も含め、すべての変調波信号の受信出力において高い周波数精度で取り出すことが可能である。
【００４８】
当該方式においては、送信装置、及びミリ波受信装置中の第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７に用いている第２の局部発振器１１及び第３の局部発振器３６に周波数逓倍器また注入同期発振器を用いる。実施例３と同様に送信装置（中継装置）中の第１の局部発振器５に位相同期発振器、及び、受信側の第４の局部発振器に前記実施例で示したような送信側の局部発振周波数ｆＬｏ１を用いて、再生型の位相同期発振器を第４の局部発振器４１とする。さらに、ミリ波帯送信装置側の第２の局部発振器１１とミリ波帯受信装置側の第３の局部発振器３６を、夫々逓倍型又は注入同期型の局部発振器として構成する。このように構成することによって、第１及び第４の局部発振信号周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ４を信号分配器７０、７１を用いて夫々２分配し、第２及び第３の局部発振器へ夫々注入することによって、当該注入信号が逓倍又は注入同期源となり第２及び第３の局部発振器は、第１及び第４の局部発振器とほぼ同レベルの安定度を有した信号を発振することが可能であり、ミリ波帯通信で安定した伝送が可能となる。
【００４９】
好ましくは、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７にｎ次（ｎ：整数）高調波ミキサ、あるいは逓倍機能を有する周波数ミキサを周波数変換器として用いることによって、第２及び第３の局部発振器１１、３６の発振周波数ｆＬｏ２及びｆＬｏ３は、直接ミリ波帯の局部発振信号を発振する必要はなく、発振周波数は１／ｎとなる。これは、第２及び第３の局部発振器１１、３６に用いられている逓倍器の逓倍次数ｐ（ｐ：整数）や注入同期発振器の注入するサブハーモニック次数ｍ（ｍ：整数）又出力信号のハーモニックの次数ｋ（ｋ：整数）を小さくすることが可能となる。これは第２及び第３の局部発振器１１及び３６と、第２及び第３の周波数混合器１２、３７との接続部分の周波数が低くなり、接続容易になるというメリットがある。さらに好ましくは、高調波ミキサとしてアンチパラレル型のダイオード型の周波数混合器を、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７に用いることによって、前述のメリットがあるのみならず、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７から漏れる局部発振号ｆＬｏ２、ｆＬｏ３の高調波スプリアス成分を抑圧できるというメリットがある。
【００５０】
さらに第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７に高調波ミキサを周波数変換器として用いることによって、第２の局部発振器１１及び第３の局部発振器３７の発振周波数ｆＬｏ２及びｆＬｏ３は、直接ミリ波帯の局部発振信号を発振させて周波数変換する必要がなく、逓倍器の逓倍次数や又は注入同期発振器の注入するサブハーモニック次数又は出力信号のハーモニックの次数を小さくでき、第２の局部発振器１１及び第３の局部発振器３７と、アップコンバータ及びダウンコンバータ用の第２の周波数混合器１１、第３の周波数混合器３７との接続が容易になるというメリットがある。これは従来例で述べたような直接変調方式で、スプリアス成分の小さいミリ波搬送波を生成し、これを用いて直接変調する方法とは全く異なるものである。
【００５１】
（実施の形態５）
前記方式においては、ミリ波帯送信装置中の第１の局部発振器５からの信号ｆＬｏ１を一部残して、送信信号として、受信装置中の第４の局部発振器を局部発振信号波ｆＬｏ１の再生型の発振器の構成とした。当該方式では、ミリ波送信装置中に、前記ｆＬｏ１信号を入れておく必要が有り、定められた送信出力のもとでは、送信信号電力成分を考えてみると、必要なデータや映像情報信号等の伝送情報の電力が低下してしまい、無線伝送距離が短くなる問題もある。本実施例では、図８に示すように、図２及び図３のごとく第１の局部発振信号波ｆＬｏ１をローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ７で除去する構成とし、さらにミリ波受信装置の第４の局部発振器４１には、水晶発振器やルビジュウム発振器を基準信号源６１を具備した位相同期発振器の構成とする。さらに、ミリ波帯送信装置側の第２の局部発振器１１と受信装置側の第３の局部発振器３６を、夫々逓倍型又は注入同期型の局部発振器として構成する。このように構成することによって、第１及び第４の局部発振信号周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ４を信号分配器７０、７１を用いて夫々２分配し、第２及び第３の局部発振器へ夫々注入することによって、当該注入信号が逓倍又は注入同期源となり第２及び第３の局部発振器は、第１及び第４の局部発振器とほぼ同レベルの安定度を有した信号を発振することが可能であり、当該無線通信で安定した伝送が可能となる。
【００５２】
好ましくは、前記実施例と同様に、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７にｎ次（ｎ：整数）高調波ミキサ、あるいは逓倍機能を有する周波数ミキサを周波数変換器として用いることによって、第２及び第３の局部発振器１１、３６の発振周波数ｆＬｏ２、ｆＬｏ３は、直接ミリ波帯の局部発振信号を発振する必要はなく、発振周波数は１／ｎとなる。これは、第２及び第３の局部発振器１１、３６に用いられている逓倍器の逓倍次数ｐ（ｐ：整数）や注入同期発振器の注入するサブハーモニック次数ｍ（ｍ：整数）又出力信号のハーモニックの次数ｋ（ｋ：整数）を小さくすることが可能となる。これは第２及び第３の局部発振器１１及び３６と、第２及び第３の周波数混合器１２、３７との接続部分の周波数が低くなり、接続容易になるというメリットがある。さらに好ましくは、高調波ミキサとしてアンチパラレル型のダイオード型の周波数混合器を、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７に用いることによって、前記のメリットがあるのみならず、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７から漏れる局部発振信号ｆＬｏ２、ｆＬｏ３の高調波スプリアス成分を抑圧できるというメリットがある。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のミリ波帯通信装置によると、一度、周波数配列を行ってからミリ波へアップコンバートするので、ミリ波帯へのアップコンバート後のバンドパスフィルターの急峻性が緩やかものを使用でき、また、低スプリアスで、送信効率の高いミリ波通信装置を提供することができる。本発明では、ミリ波帯搬送波を直接変調する構成を採用していないので、スプリアス成分が小さく、純度が高く、かつ、送受信間で同期したミリ波搬送波を用いる必要がなく、送受信装置においてミリ波帯へのアップ・ダウンコンバータする機能だけでよく、送受信装置が簡単・小型になる。さらに、前記直接変調する構成を有するものと比較し、帯域が数ＧＨｚ以上のより広帯域信号が扱え、複数の変調信号波の多重・解重も可能となる。
【００５４】
また、本発明のミリ波通信装置によれば、周波数軸上で重なりのあるような複数の入力信号波でも、効率よく多重化、混合化して送信することができる。
【００５５】
さらに本発明のミリ波帯通信装置は、ミリ波帯通信装置に用いる局部発振信号の周波数安定性させることができ、安定したミリ波帯無線伝送が可能となる。
【００５６】
また、本発明のミリ波帯通信装置において、アップ／ダウンコンバート部の周波数混合器を高周波ミキサ、特に、アンチパラレル型ダイオードミキサとすることによって、周波数混合器との接続を行い易くし、かつ、局部発振器からの高調波スプリアス成分を抑制できるので、安定したミリ波帯通信を行うことができ、さらに、使用する局部発振器は、ミリ波送信周波数の１／２以下の周波数でよいため、周波数安定度の高く、且つ、安価な局部発振器を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例のミリ波帯通信装置のブロック図である。
【図２】第１の実施例の周波数スペクトラムである。
【図３】第２の実施例のミリ波帯通信装置のブロック図である。
【図４】第２の実施例の周波数スペクトラムである。
【図５】第３の実施例のミリ波帯通信装置のブロック図である。
【図６】第３の実施例の周波数スペクトラムである。
【図７】第４の実施例のミリ波通信装置のブロック図である。
【図８】第５の実施例のミリ波通信装置のブロック図である。
【図９】従来例のミリ波帯通信装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ 周波数配列部
２ 周波数アップコンバータ部
３ 送信アンテナ部
４ 第１の変調波信号入力端子
５ 第１の局部発振器
６ 第１の周波数混合器
７ ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ
８ 増幅器
９ 信号合成器
１０ 中間周波数帯増幅器
１１ 第２の局部発振器
１２ 第２の周波数混合器
１３ バンドパスフィルタ
１４ 無線周波数帯増幅器
２１ 第２の変調波信号入力端子
２２ 第３の変調波入力端子
２３ 信号合成器
２４ 基準信号源
２５ 位相比較器
２６ ループフィルタ
２７ 電圧制御発振器
２８ 分周器
３１ 受信アンテナ部
３２ 周波数ダウンコンバータ部
３３ 周波数逆配列部
３４ 低雑音増幅器
３５ バンドパスフィルタ
３６ 第３の局部発振器
３７ 第３の周波数混合器
３８ 中間周波数帯増幅器
３９ 信号分配器
４０ バンドパスフィルタ
４１ 第４の局部発振器
４２ 第４の周波数混合器
４３ 増幅器（地上波放送用ブースタ）
４４ 第１の変調波出力端子（地上波放送用出力端子）
５０ 増幅器（第1の衛星放送用ブースタ）
５１ 第２の変調波出力端子（第1の衛星放送出力端子）
５２ 信号分配器
５３ 第３の変調波出力端子
５４ バンドパスフィルタ
５５ 増幅器
５６ 第1の周波数分周器
５７ 位相比較器
５８ 電圧制御発振器（ＶＣＯ）
５９ 第2の周波数分周器
６０ ループフィルタ
６１ 基準信号源
７０、７１ 信号分配器
Claims (12)
- ＵＨＦ帯の第１の変調信号波を、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１を生成する第１の局部発振器と第１の周波数混合器とにより中間周波数帯に周波数変換し、該周波数変換された中間周波数帯の第１の変調信号波と、中間周波数帯の第２の変調信号波とを混合して第１の混合多重信号波を生成する手段と、
第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号が注入されて前記注入した第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を周波数逓倍または注入同期を行うことによって第２の局部発振周波数ｆＬｏ２を生成する第２の局部発振器と、第２の周波数混合器とにより、前記第1の混合多重信号波をミリ波帯へアップコンバートして、第１のミリ波帯多重信号波を生成する手段と、
該第１のミリ波帯多重信号波を送信用アンテナ部から出力する手段とを有する送信器を備えることを特徴とするミリ波帯通信装置。 - 受信用アンテナ部にて、第1のミリ波帯多重信号波を受信する受信手段と、
第４の局部発振周波数ｆＬｏ４の信号が注入されて前記注入した第４の局部発振周波数ｆＬｏ４の信号を周波数逓倍または注入同期を行うことによって第３の局部発振周波数ｆＬｏ３を生成する第３の局部発振器と、第３の周波数混合器とにより、第１のミリ波帯多重信号波を中間周波数帯にダウンコンバートし、該ダウンコンバートされた中間周波数帯の第２の混合多重信号波を分波して中間周波数帯の第２の変調信号波と、中間周波数帯に周波数変換された第１の変調信号波とを生成する手段と、
前記中間周波数帯に周波数変換された第1の変調信号波を第４の局部発振周波数ｆＬｏ４を生成する第４の局部発振器と第４の周波数混合器とで周波数変換することによりＵＨＦ帯の第1の変調信号波を生成する手段とを有する受信器を備えることを特徴とするミリ波帯通信装置。 - 前記ＵＨＦ帯の第1の変調信号波を、前記第１の周波数混合器による周波数変換の前に、中間周波数帯の第３の変調信号波と合波する手段を有する送信装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載のミリ波帯通信装置。
- 前記第1の変調信号波には第３の変調信号波が多重されており、前記第４の周波数混合器による周波数変換の後に、前記ＵＨＦ帯の第１の変調信号波に多重されている中間周波数帯の第３の変調信号波を分波する手段を有する受信装置を備えたことを特徴とする請求項２に記載のミリ波帯通信装置。
- ＵＨＦ帯の第１の変調信号波を、第１の局部発振器が生成する第１の局部発振周波数ｆＬｏ１を有した第１の周波数変換器によりアップコンバートし、フィルタにより、アップコンバートされた第１の変調信号波の下側帯波を選択して、前記選択された信号波と第２の変調信号波とを混合して第１の混合多重信号波を生成する手段と、
第２の局部発振周波数ｆＬｏ２を生成する第２の局部発振器と第２の周波数混合器とにより、前記第 1 の混合多重信号波をミリ波帯へアップコンバートすることにより第１のミリ波帯多重信号波を生成する手段と、
該第１のミリ波帯多重信号波を送信用アンテナ部から出力する手段とを有する送信器を備えることを特徴とするミリ波帯通信装置。 - 前記ＵＨＦ帯の第 1 の変調信号波を、前記第１の周波数混合器による周波数変換の前に、中間周波数帯の第３の変調信号波と合波する手段を有する送信装置を備えたことを特徴とする請求項５に記載のミリ波帯通信装置。
- 受信用アンテナ部にて、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号をミリ波帯に周波数変換した信号波が含まれている第 1 のミリ波帯多重信号波を受信する受信手段と、
第１のミリ波帯多重信号波を第３の局部発振周波数ｆＬｏ３を生成する第３の局部発振器と第３の周波数混合器とによりダウンコンバートし、該ダウンコンバートされた第２の混合多重信号波を分波して第２の変調信号波と周波数変換された第１の変調信号波と、さらに、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号波とを生成する手段と、
前記周波数変換された第 1 の変調信号波を、第４の局部発振周波数ｆＬｏ４を生成する前記第４の局部発振器と第４の周波数混合器とで周波数変換することにより第 1 の変調信号波を生成するとともに、前記生成した第１の局部発振周波数ｆＬｏ１を用いて、位相同期ループにより第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の発振信号を第４の局部発振器により生成する手段とを有する受信器を備えることを特徴とするミリ波帯通信装置。 - 前記第 1 の変調信号波には第３の変調信号波が多重されており、前記第４の周波数混合器による周波数変換の後に、前記ＵＨＦ帯の第１の変調信号波に多重されている中間周波数帯の第３の変調信号波を分波する手段を有する受信装置を備えたことを特徴とする請求項７に記載のミリ波帯通信装置。
- 前記第１の局部発振器からの第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を第２の局部発振器へ注入し、前記第２の局部発振器は、前記注入した第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を周波数逓倍または注入同期を行うことによって第２の局部発振周波数ｆＬｏ２を生成する第２の局部発振器であることを特徴とする請求項５に記載のミリ波帯通信装置。
- 前記周波数逓倍または注入同期を行なうのに、前記第２の周波数混合器に高調波ミキサあるいは逓倍機能を有した周波数ミキサを用いることを特徴とする請求項１または９のいずれかに記載のミリ波帯通信装置。
- 前記周波数逓倍または注入同期を行なうのに、前記第３の周波数混合器に高調波ミキサあるいは逓倍機能を有した周波数ミキサを用いることを特徴とする請求項２に記載のミリ波帯通信装置。
- 前記高調波ミキサとしてアンチパラレル型のダイオードミキサを用いたことを特徴とする請求項１０または１１に記載のミリ波帯通信装置。
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