JP3884923B2

JP3884923B2 - 送受信装置

Info

Publication number: JP3884923B2
Application number: JP2001162916A
Authority: JP
Inventors: 正夫宮浦
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: JP2002353844A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＴＳ（高度道路交通システム）の分野で特に未来型駐車場サービスやドライブスルー等の様々なサービスを車に提供するための路車間の狭域通信（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔＲａｎｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、略してＤＳＲＣ）用に好適な送受信装置に関する。
このようなＤＳＲＣ用の送受信装置ではＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式によって通信を行うが、送信信号は５．８１０ＧＨｚ〜５．８４５ＧＨｚの間の周波数が使用され、受信信号は５．７７ＧＨｚ〜５．８０５ＧＨｚの間の周波数が使用される。また、送信周波数と受信周波数とは４０ＭＨｚの間隔を保って使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＤＳＣＲ用送受信装置を図４に示す。送信側では、直交変調のための変調器５１の混合器５１ａ、５１ｂにはそれぞれベースバンド信号（Ｉ信号、Ｑ信号）が変調信号として入力される。また、第一のＰＬＬ回路５２によって制御される第一の局部発振器５３は３４０ＭＨｚの局部発振信号を発生する。局部発振信号は二つの混合器５１ａ、５１ｂに入力されるが、位相は互いに直交している。そして、混合器５１ａ、５１ｂからは位相が互いに直交した被変調信号が出力される。二つの被変調信号は加算器５１ｃによって加算され、周波数変換用の第一の混合器５４に入力される。
【０００３】
第一の混合器５４には例えば５．４９ＧＨｚの局部発振信号が入力される。この局部発振信号の元は第二の局部発振器５５によって作られる。第二の局部発振器５５は第二のＰＬＬ回路５６によって制御され、２．７４５ＧＨｚで発振する。第二の局部発振器５５から出力された発振信号は二逓倍器５７によって５．４９ＧＨｚとなり、バンドバスフィルタ５８、第一の切替器５９を介して第一の混合器５４に入力される（送信時には第一の切替器５９によってバンドパスフィルタ５８が第一の混合器５４に接続される）。ここで、被変調信号（３４０ＭＨｚ）と混合され、和の周波数（５．８３ＧＨｚ）が取り出され、此が送信信号となる。
【０００４】
送信信号はバンドパスフィルタ６０を介して電力増幅器６１に入力され、ここで必要なレベルまで増幅された後第二の切替器６２、バンドパスフィルタ６３を介してアンテナ６４に送出される（送信時には電力増幅器６１がバンドパスフィルタ６３に接続される）。
【０００５】
次に、受信側について説明する。受信時には第二の切替器６２によってバンドパスフィルタ６３が低雑音増幅器６５に接続される。アンテナ６４には送信信号よりも４０ＭＨｚ低い５．７９ＧＨｚの受信信号が到来する。受信信号は低雑音増幅器６５によって増幅された後周波数変換用の第二の混合器６６に入力される。受信時には第一の切替器５９によってバンドパスフィルタ５８が第二の混合器６６に接続されるので、第二の混合器６６には５．４９ＧＨｚの局部発振信号が入力され、受信信号と混合される。ここで発生する差の周波数（３００ＭＨｚ）の信号のみがバンドパスフィルタ６７によって取り出され、第一中間周波信号として第三の混合器６８に入力される。
【０００６】
第三の混合器６８に入力された第一中間周波信号は第一の局部発振器５３から入力される局部発振信号と混合される。そして、第三の混合器６８で発生する差の周波数（４０ＭＨｚ）の信号が第二中間周波信号（ＩＦ）としてバンドパスフィルタ６９によって取り出される。第二中間周波信号は後段に設けられた回路（図示せず）によって処理される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では、受信側では二回の周波数変換を行うので二つの混合器６６、６８を使用し、また、送信側の周波数変換用と受信側の最初の周波数変換用のための局部発振器５５と、送信側の変調用と受信側の二回目の周波数変換用のための局部発振器５３との二つの局部発振器を必要とし、それに応じて二つの局部発振器を制御するための二つのＰＬＬ回路５６、５２を必要としていた。
【０００８】
さらに、送信側における周波数変換では局部発振信号と送信信号との周波数差が小さいため局部発振信号を十分に除去するためのバンドパスフィルタ６０を必要としていた。
【０００９】
そのため、回路の規模が大きくなり、小型化が図りにくく、且つ、コスト高になるという欠点が合った。
そこで、本発明では、構成を簡単にして小型で廉価な送受信装置を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明においては、送信信号の周波数が受信信号の周波数よりも高く設定され、ＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式で通信する送受信装置において、ベースバンド信号と搬送波信号としての第一の局部発振信号とが入力され、前記第一の局部発振信号を前記ベースバンド信号で変調した被変調信号を出力する変調器と、前記被変調信号と前記第一の局部発振信号とが入力され、前記被変調信号と前記第一の局部発振信号とを混合して前記被変調信号を前記送信信号に周波数変換する第一の混合器と、前記受信信号と第二の局部発振信号とが入力され、前記受信信号と前記第二の局部発振信号とを混合して前記受信信号を中間周波信号に周波数変換する第二の混合器とを備え、前記第一の局部発振信号の周波数を前記送信信号の周波数の１／２とし、前記第二の局部発振信号の周波数を前記送信信号の周波数と等しくし、前記中間周波信号の周波数を前記受信信号の周波数と前記第二の局部発振信号の周波数との差としたことを特徴とする。
【００１３】
また、周波数が前記送信信号の周波数と等しい第一の発振信号を発生する第一の発振器と、前記第一の発振信号の周波数を１／２に分周して分周信号を出力する分周器とを設け、前記分周信号を前記第一の局部発振信号とし、前記第一の発振信号を前記第二の局部発振信号としたことを特徴とする。
【００１４】
また、周波数が前記送信信号の周波数の１／２に等しい第二の発振信号を発生する第二の発振器と、前記第二の発振信号の周波数を２倍に逓倍して逓倍信号を出力する逓倍器とを設け、前記第二の発振信号を前記第一の局部発振信号とし、前記逓倍信号を前記第二の局部発振信号としたことを特徴とする。
【００１５】
また、前記送信信号の周波数が前記受信信号の周波数よりも４０ＭＨｚ高く設定され、ＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式で通信されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の送受信装置を図１、図２及び図３に示す。図１は第一の実施形態の構成を示す回路図であり、図２は第二の実施形態の構成を示す回路図であり、図３は第三の実施形態の構成を示す回路図である。
【００１７】
先ず、図１において、送信部１０には直交変調用の変調器１１と電力増幅器１２とが設けられる。変調器１１は変調用の二つの混合器１１ａ、１１ｂと加算器１１ｃとを有する。二つの混合器１１ａ、１１ｂには位相が互いに直交する（９０°異なる）ベースバンド信号（Ｉ信号、Ｑ信号）が変調信号として入力される。また、二つの混合器１１ａ、１１ｂは送信時には第一の切替器３１によって発振器３２に接続され、発振器３２から発生する発振信号が搬送波信号として二つの混合器１１ａ、１１ｂに入力される。そして、搬送波信号がベースバンド信号によって直交変調され、送信信号として出力される。発振器３２はＰＬＬ回路３３によって発振周波数が送信信号の周波数（例えば、５．８３ＧＨｚ）となるように制御される。
【００１８】
二つの混合器１１ａ、１１ｂには加算器１１ｃが接続され、各混合器１１ａ、１１ｂから出力された送信信号が加算器１１ｃによって加算され、次いで電力増幅器１２によって所定のレベルまで増幅される。電力増幅器１２は送信時には第二の切替器３４によってバンドパスフィルタ３５に接続される。そして、増幅された５．８３ＧＨｚの送信信号は第二の切替器３４、バンドパスフィルタ３５を介してアンテナ３６の送出される。
【００１９】
アンテナ３６に到来する受信信号の周波数は送信信号の周波数よりも４０ＭＨｚ低くなるように決められている。従って、送信信号の周波数が５．８３ＧＨｚであれば受信信号の周波数は５．７９ＧＨｚとなる。
【００２０】
第二の切替器３４は受信時には受信部２０の低雑音増幅器２１に接続される。送信部２０はこの他に周波数変換用の混合器２２とバンドパスフィルタ２３とを有する。そして、受信信号は低雑音増幅１２によって増幅された後、混合器２２に入力される。混合器２２は受信時には第一の切替器３１によって発振器３２に接続される。従って、混合器２２には発振器３１から出力された発振信号が局部発振信号として入力される。そして混合器２２からは受信信号と局部発振信号との差の周波数（４０ＭＨｚ）の中間周波信号（ＩＦ）が出力される。これはバンドパスフィルタ２３によって取り出される。
【００２１】
以上の構成においては、発振器３２から出力される発振信号を変調用の搬送波信号と周波数変換用の局部発振信号として使用し、受信信号の周波数変換には混合器２２のみを使用し、また、搬送波信号をベースバンド信号によって直接変調して送信号を出力するので、構成が簡単となる。
【００２２】
次に、図２について説明する。送信部１０には直交変調用の変調器１１と電力増幅器１２と、第一の混合器１３とが設けられる。変調器１１は変調用の二つの混合器１１ａ、１１ｂと加算器１１ｃとを有する。二つの混合器１１ａ、１１ｂには位相が互いに直交するベースバンド信号（Ｉ信号、Ｑ信号）が変調信号として入力される。また、二つの混合器１１ａ、１１ｂに搬送波信号を入力する分周器３７は、送信時に第一の切替器３１によって第一の発振器３８に接続される。第一の発振器３８はＰＬＬ回路３３によって発振周波数が送信信号の周波数（例えば、５．８３ＧＨｚ）となるように制御される。そして、第一の発振器３８が発生した第一の発振信号が分周器３７によって１／２の周波数に分周され、分周信号が搬送波信号として二つの混合器１１ａ、１１ｂに入力される。そして、搬送波信号がベースバンド信号によって直交変調される。二つの混合器１１ａ、１１ｂには加算器１１ｃが接続され、各混合器１１ａ、１１ｂから出力された被変調信号が加算器１１ｃによって加算され、第一の混合器１３に入力される。
【００２３】
第一の混合器１３には分周器３７から出力される分周信号が第一の局部発振信号として入力される。その結果、第一の混合器１３では周波数が同一の被変調信号と第一の局部発振信号とが混合され、和の周波数（５．８３ＧＨｚ）の送信信号が作られる。送信信号は電力増幅器１２に入力され、所定のレベルまで増幅される。電力増幅器１２は送信時には第二の切替器３４によってバンドパスフィルタ３５に接続される。そして、増幅された５．８３ＧＨｚの送信信号は第二の切替器３４、バンドパスフィルタ３５を介してアンテナ３６に送出される。
【００２４】
アンテナ３６に到来する受信信号の周波数は送信信号の周波数よりも４０ＭＨｚ低くなるように決められている。従って、送信信号の周波数が５．８３ＧＨｚであれば受信信号の周波数は５．７９ＧＨｚとなる。
【００２５】
第二の切替器３４は受信時には受信部２０の低雑音増幅器２１に接続される。受信部２０はこの他に周波数変換用の第二の混合器２４とバンドパスフィルタ２３とを有する。そして、受信信号は低雑音増幅２１によって増幅された後、第二の混合器２４に入力される。第二の混合器２４は受信時には第一の切替器３１によって第一の発振器３８に接続される。従って、第二の混合器２４には第一の発振器３８から出力された第一の発振信号が第二の局部発振信号として入力される。そして第二の混合器２４からは受信信号と第二の局部発振信号との差の周波数（４０ＭＨｚ）の中間周波信号（ＩＦ）が出力される。これはバンドパスフィルタ２３によって取り出される。
【００２６】
以上の構成においては、変調器１１に入力される搬送波信号の周波数が送信信号の周波数の１／２と低くなるので、直交変調の動作が容易となる。
【００２７】
次に図３について説明する。図２と異なるところは、第一の発振器に変わって第二の発振器３９が設けられ、分周器３７が削除されて逓倍器４０とバンドパスフィルタが設けられる。第二の発振器３９は送信信号の周波数の１／２の周波数で発振する。また、逓倍器４０は第二の発振器３９から出力される第二の発振信号の周波数を２逓倍する。
【００２８】
そして、送信時には第二の発振器３９から出力された第二の発振信号が搬送波信号として変調器１１に入力されると共に、第一の局部発振信号として第一の混合器１３に入力される。
また、受信時には第二の発振信号が逓倍器４０に入力され、逓倍された信号はバンドパスフィルタ４１を介して第二の局部発振信号として第二の混合器２４に入力される。
その他の構成と動作とは図２に示した通りである。
【００２９】
以上の構成においては、第二の発振器３９の発振周波数が送信信号の１／２と低くなる。それ故、第二の発振器３９は安定性に優れ、また、十分なレベルも得られる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、ベースバンド信号と搬送波信号とが入力され、送信信号を出力する変調器と、受信信号と局部発振信号とが入力され、受信信号を中間周波信号に周波数変換する混合器とを備え、搬送波信号の周波数と局部発振信号の周波数とを送信信号の周波数と等しくし、中間周波信号の周波数を受信信号の周波数と局部発振信号の周波数との差としたので、構成が極めて簡単となる。
【００３１】
また、周波数が送信信号の周波数と等しい発振信号を発生する発振器を設け、発振信号を搬送波信号及び局部発振信号としたので、一つの発振器で搬送波信号及び局部発振信号を作れる。
【００３２】
また、ベースバンド信号と搬送波信号とが入力され、被変調信号を出力する変調器と、被変調信号と第一の局部発振信号とが入力され、被変調信号を送信信号に周波数変換する第一の混合器と、受信信号と第二の局部発振信号とが入力され、受信信号を中間周波信号に周波数変換する第二の混合器とを備え、搬送波信号の周波数と第一の局部発振信号の周波数とを送信信号の周波数の１／２とし、第二の局部発振信号の周波数を送信信号の周波数と等しくし、中間周波信号の周波数を受信信号の周波数と第二の局部発振信号の周波数との差としたので、構成が簡単になると共に、変調器の動作が容易となる。
【００３３】
また、周波数が送信信号の周波数と等しい第一の発振信号を発生する第一の発振器と、第一の発振信号の周波数を１／２に分周して分周信号を出力する分周器とを設け、分周信号を搬送波信号及び第一の局部発振信号とし、第一の発振信号を第二の局部発振信号としたので、構成が簡単になると共に、変調器の動作が容易となる。
【００３４】
また、周波数が送信信号の周波数の１／２に等しい第二の発振信号を発生する第二の発振器と、第二の発振信号の周波数を２倍に逓倍して逓倍信号を出力する逓倍器とを設け、第二の発振信号を搬送波信号及び第一の局部発振信号とし、逓倍信号を第二の局部発振信号としたので、第二の発振器の発振周波数が低くなってその動作が安定する。
【００３５】
また、送信信号の周波数が受信信号の周波数よりも４０ＭＨｚ高く設定され、ＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式で通信されるので、ＩＴＳの分野に使用される狭域通信用の送受信装置を小型且つ廉価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の送受信装置の第一の実施形態の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の送受信装置の第二の実施形態の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の送受信装置の第三の実施形態の構成を示す回路図である。
【図４】従来の送受信装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１０送信部
１１変調器
１１ａ、１１ｂ混合器
１１ｃ加算器
１２電力増幅器
１３第一の混合器
２０受信部
２１低雑音増幅器
２２混合器
２３バンド端フィルタ
２４第二の混合器
３１第一の切替器
３２発振器
３３ＰＬＬ回路
３４第二の切替器
３５バンドパスフィルタ
３６アンテナ
３７分周器
３８第一の発振器
３９第二の発振器
４０逓倍器
４１バンドパスフィルタ

Claims

送信信号の周波数が受信信号の周波数よりも高く設定され、ＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式で通信する送受信装置において、
ベースバンド信号と搬送波信号としての第一の局部発振信号とが入力され、前記第一の局部発振信号を前記ベースバンド信号で変調した被変調信号を出力する変調器と、前記被変調信号と前記第一の局部発振信号とが入力され、前記被変調信号と前記第一の局部発振信号とを混合して前記被変調信号を前記送信信号に周波数変換する第一の混合器と、前記受信信号と第二の局部発振信号とが入力され、前記受信信号と前記第二の局部発振信号とを混合して前記受信信号を中間周波信号に周波数変換する第二の混合器とを備え、前記第一の局部発振信号の周波数を前記送信信号の周波数の１／２とし、前記第二の局部発振信号の周波数を前記送信信号の周波数と等しくし、前記中間周波信号の周波数を前記受信信号の周波数と前記第二の局部発振信号の周波数との差としたことを特徴とする送受信装置。
周波数が前記送信信号の周波数と等しい第一の発振信号を発生する第一の発振器と、前記第一の発振信号の周波数を１／２に分周して分周信号を出力する分周器とを設け、前記分周信号を前記第一の局部発振信号とし、前記第一の発振信号を前記第二の局部発振信号としたことを特徴とする請求項１に記載の送受信装置。
周波数が前記送信信号の周波数の１／２に等しい第二の発振信号を発生する第二の発振器と、前記第二の発振信号の周波数を２倍に逓倍して逓倍信号を出力する逓倍器とを設け、前記第二の発振信号を前記第一の局部発振信号とし、前記逓倍信号を前記第二の局部発振信号としたことを特徴とする請求項１に記載の送受信装置。
前記送信信号の周波数が前記受信信号の周波数よりも４０ＭＨｚ高く設定され、ＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式で通信されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の送受信装置。