JP4220836B2

JP4220836B2 - マルチバンド発振器

Info

Publication number: JP4220836B2
Application number: JP2003150340A
Authority: JP
Inventors: 千恵美蔭山; 憲司川上; 英司谷口; 憲治末松; 直高木; 靖志曽我部; 輝巳須永; 充弘下沢; 一富森; 賢一田島; 正臣津留
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-05-28
Also published as: JP2004356801A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、広帯域にわたる２分周器または可変分周器および可変逓倍器を含む１つの発振器により、広い周波数範囲の信号を発生することのできる局発回路機能を有するマルチバンド発振器に関するものである。
【０００２】
近年、携帯電話や無線ＬＡＮなどの様々な無線通信システムが普及しており、今後さらに、デジタルテレビや第３世代の携帯電話（Ｗ−ＣＤＭＡ）などが普及していく見込みである。
現在は、この種の通信システムは、別々の端末として市販されているが、１つの端末で複数のシステムを送受信できる機能（すなわち、マルチバンド、マルチモードに対応できる機能）を持った携帯端末が望まれている。
【０００３】
送受信アナログ部に適用される従来のマルチバンド発振器の一例として、電圧制御発振器（ＶＣＯ）を所望の周波数分（ｎ個）だけ有するものがあげられる（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の従来装置の場合、制御部に接続されたマルチバンドアンテナおよび電圧制御発振器と、これらに関連したミクサ、復調部および変調部とを備え、制御部から所望の周波数帯域に応じて切り替え指令を出力し、電圧制御発振器およびマルチバンドアンテナを切り替えてマルチバンド、マルチモードに対応している。
【０００４】
なお、一般的な周波数シンセサイザは、基準発振器、可変逓倍器、位相比較回路、可変分周器および電圧制御発振器を備え、電圧制御発振器の出力を可変分周器により基準発振器の出力周波数まで分周し、この分周信号と基準発振器の出力信号とを位相比較回路で比較し、位相比較により得られた誤差成分を電圧制御発振器に負帰還して安定化を図っている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２６９８４８号公報
【非特許文献１】
「モノリシックマイクロ波集積回路」（電子情報通信学会、相川正義他共著、第１４８頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマルチバンド発振器は以上のように構成されているので、多数の通信システムに対応した端末を実現しようとすると、通信システムの個数に相当する個数の電圧制御発振器を用意する必要があり、大型化およびコストアップを招くという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、周波数シンセサイザに可変分周器および可変逓倍器からなる直列回路を接続することにより、複数の通信システムの周波数帯をカバー可能な複数の所望帯域を有するマルチバンド発振器を実現し、マルチバンド送受信機の低コスト化および小型化を実現したマルチバンド発振器を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るマルチバンド発振器は、
複数の周波数帯域および複数の通信システムに対応するマルチバンド送受信機に用いられるマルチバンド発振器において、位相比較回路、電圧制御発振器および可変分周器を有する周波数シンセサイザと、周波数シンセサイザ内の可変分周器に直列接続された可変逓倍器と、可変逓倍器および可変分周器を制御する周波数制御部とを備え、可変逓倍器の逓倍数および可変分周器の分周数は、周波数制御部の制御下で複数の通信システムの周波数帯に設定され、電圧制御発振器は、位相比較回路の出力信号に基づく高周波信号を可変分周器に入力し、可変分周器の出力信号は、位相比較回路にフィードバックされ、複数の通信システムのうちの所望の通信システムにおける周波数チャネルは、周波数制御部の制御下で周波数シンセサイザにより設定され、周波数シンセサイザの発振周波数は、複数の通信システムのうち最も高い周波数帯を有する通信システムに対応するように設定されたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に関連した参考例１を示すブロック構成図であり、周波数シンセサイザ１および可変分周器２−１〜２−ｎにより構成された回路を示している。
図１において、周波数シンセサイザ１は、第１の２分周器２−１、第２の２分周器２−２、・・・、第ｎの２分周器２−ｎに接続されている。
【００１２】
２分周器２−１〜２−ｎの入力端子には、それぞれ、２分周器２−１〜２−ｎを選択的に切り替えて周波数シンセサイザ１に接続するためのｎ個のスイッチ３−１、３−２、・・・、３−ｎが挿入されている。
最終段の２分周器２−ｎの出力端子は、マルチバンド発振器の出力端子４に接続されている。
周波数制御部５は、周波数シンセサイザ１およびスイッチ３−１〜３−ｎを制御する。
【００１３】
次に、図１に示した参考例１による動作について説明する。
まず、周波数制御部５は、周波数シンセサイザ１を制御し、周波数シンセサイザ１の発振周波数の上限を、複数の通信システムのうち最も高い周波数帯を有する通信システムに対応させるとともに、周波数シンセサイザ１の周波数可変範囲を、オクターブになるように設定する。
また、周波数制御部５は、全てのスイッチ３−１〜３−ｎをＯＮさせて、２分周器２−１〜２−ｎを周波数シンセサイザ１に接続する。
このとき、周波数シンセサイザ１から出力された高周波信号は、ｎ個の２分周器２−１〜２−ｎを通過し、出力端子４から出力される。
【００１４】
たとえば、所望の周波数帯域が０．８ＧＨｚ〜５ＧＨｚの場合、周波数制御部５は、周波数シンセサイザ１の下限周波数を４ＧＨｚに制御し、且つ、上限周波数を８ＧＨｚに制御する。
これにより、第１のスイッチ３−１をＢ側に設定すると、出力端子４から４ＧＨｚ〜８ＧＨｚの周波数が得られ、第１のスイッチ３−１をＡ側（２分周）に設定し且つ第２スイッチ３−２をＢ側に設定すると、出力端子４から２ＧＨｚ〜４ＧＨｚの周波数が得られる。
【００１５】
同様に、第１および第２のスイッチ３−１、３−２をＡ側（４分周）、第３のスイッチ３−３をＢ側に設定することにより、出力端子４から１ＧＨｚ〜２ＧＨｚの周波数が得られ、第１〜第３のスイッチ３−１〜３−３をＡ側（８分周）に設定し且つ第４のスイッチ３−４をＢ側に設定することにより、出力端子４から０．５ＧＨｚ〜１ＧＨｚの周波数を得ることができる。
【００１６】
つまり、第ｍ番目（ｍ≦ｎ）までのスイッチ３−１〜３−ｍをＡ側に設定し且つ第ｍ＋１番目のスイッチ３−ｍ＋１をＢ側に設定することにより、所望の周波数が２^ｍ−１で除算され、この結果、（ｍ−１）分周された後の周波数を得ることができる。
このように、広帯域にわたる２分周器２−１〜２−ｎを含む１つのマルチバンド発振器により、複数の通信システムおよび複数の周波数帯域の送受信を行い、広い周波数範囲の信号を発生することができるので、マルチバンド送受信機の小型化および低コスト化を実現することができる。
【００１７】
上記参考例１では、周波数シンセサイザ１に対し、ｎ個のスイッチ３−１〜３−ｎを介してｎ個の２分周器２−１〜２−ｎを選択的に接続したが、図２のように、可変分周器６および可変逓倍器７を接続してもよい。
図２はこの発明の実施の形態１を示すブロック構成図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して、詳述を省略する。
【００１８】
図２において、周波数シンセサイザ１Ａには、可変分周器６および可変逓倍器７からなる直列回路が接続されている。
可変分周器６および可変逓倍器７は、周波数シンセサイザ１Ａとともに、周波数制御部５Ａにより制御される。
可変分周器６の分周数Ｎおよび可変逓倍器７の逓倍数Ｍは、周波数制御部５Ａの制御下で、複数の通信システムの周波数帯に可変設定される。
また、複数の通信システムのうちの所望の通信システムにおける周波数チャネルは、周波数制御部５Ａの制御下で周波数シンセサイザ１Ａにより設定される。また、前述と同様に、周波数シンセサイザ１Ａの発振周波数の上限は、複数の通信システムのうち最も高い周波数帯を有する通信システムに対応するように制御される。
【００１９】
次に、図２に示したこの発明に関連した参考例２による動作について説明する。
まず、周波数制御部５Ａは、所望の通信システムの周波数帯に応じて、周波数シンセサイザ１Ａの発振周波数、分周数Ｎおよび逓倍数Ｍを設定する。
周波数シンセサイザ１Ａから出力された高周波信号は、可変分周器６および可変逓倍器７を介して、出力端子４から出力される。
【００２０】
このとき、たとえばダイレクトコンバージョン方式の場合には、周波数制御部５Ａにより、周波数シンセサイザ１Ａの発振周波数帯を５ＧＨｚ〜６ＧＨｚまで制御した場合に、分周数Ｎおよび逓倍数Ｍをそれぞれ「１」に設定すると、出力周波数帯域を５ＧＨｚ帯のＷ−ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）に対応させることができる。
【００２１】
また、分周数Ｎを「５」、逓倍数Ｍを「２」に設定すると、出力周波数帯域は、２ＧＨｚ〜２．４ＧＨｚとなり、２ＧＨｚ帯のＷ−ＣＤＭＡ端末に対応するようになる。
さらに、分周数Ｎを「１２」、逓倍数Ｍを「５」に設定すると、出力周波数帯域は、２．０８ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚとなり、２．４ＧＨｚ帯のＷ−ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）に対応するようになる。
【００２２】
各々の通信システムにおけるチャンネル設定は、周波数制御部５Ａの制御下で周波数シンセサイザ１Ａを所望の周波数に設定することにより行われる。
たとえばＷ−ＣＤＭＡの場合、通信システムのチャンネルは、２．１１２５ＧＨｚから、５ＭＨｚ間隔で設定されている。
したがって、周波数シンセサイザ１Ａの周波数を、５．２８１２５ＧＨｚから、１２．５ＭＨｚステップで変化させることにより、Ｗ−ＣＤＭＡの周波数に対応させることができる。
このように、１つのマルチバンド発振器から複数の通信システムおよび複数の周波数帯域の送受信を行うことにより、マルチバンド送受信機の小型化および低コスト化を実現することができる。
【００２３】
なお、上記参考例２では、周波数シンセサイザ１Ａに可変分周器６および可変逓倍器７を接続したが、周波数シンセサイザ内に可変分周器および可変逓倍器の機能を含めることが望ましい。
図３は周波数シンセサイザに分周数および逓倍数の設定機能を含めたこの発明の実施の形態１を示すブロック構成図であり、前述（図２参照）と同様のものについては、同一符号を付して、または符号の後に「Ｂ」を付して、詳述を省略する。
【００２４】
図３において、周波数シンセサイザ１Ｂは、基本発振器１０、可変逓倍器１１、位相比較器１２、電圧制御発振器１３および可変分周器１４を備えている。
可変分周器１４の出力信号は、可変逓倍器７を介して出力端子４に印加されている。
【００２５】
周波数制御部５Ｂは、可変逓倍器７の逓倍数Ｍを制御するとともに、周波数シンセサイザ１Ｂ内の可変逓倍器１１の逓倍数Ｐおよび可変分周器１４の分周数Ｑを制御する。
可変逓倍器１１は、基本発振器１０からの高周波信号をＰ倍して位相比較回路１２に入力し、可変分周器１４は、電圧制御発振器１３からの高周波信号をＱ分周して位相比較回路１２に入力し、位相比較回路１２は、各高周波信号を比較して誤差成分を電圧制御発振器１３に入力するようになっている。
【００２６】
次に、図３に示したこの発明の実施の形態１による動作について説明する。
電圧制御発振器１３は、或る周波数の高周波信号を可変分周器１４に入力し、１／Ｑに分周された高周波信号を位相比較回路１２にフィードバックする。
可変分周器１４から出力された高周波信号は、可変逓倍器７を介して、出力端子４から出力される。
【００２７】
このとき、周波数制御部５Ｂは、電圧制御発振器１３の周波数帯に応じて、制御信号を出力し、可変分周器１４の分周数Ｑおよび可変逓倍器７の逓倍数Ｍを制御する。
このように、周波数シンセサイザ１Ｂ内に可変分周器１４を設け、周波数シンセサイザ１Ｂに前述（図２参照）の可変分周器６の機能を含ませることにより、分周器を減らすことができ、前述の効果に加えて、さらに小型化を実現することができる。
また、高周波発振器として電圧制御発振器（ＶＣＯ）１３を用いることにより、オンチップ電圧制御発振器（オンチップＶＣＯ）が可能となり、さらに小型化を実現することができる。
【００２８】
上記実施の形態１では、マルチバンド受信器の周波数シンセサイザ１Ａ、１Ｂの発振周波数を、複数の通信システムのうち最も高い周波数帯に対応させたが、所望の通信システムの周波数帯域よりも高く設定してもよい。
このように、マルチバンド受信器の周波数シンセサイザの発振周波数を所望の通信システムの周波数帯域よりも高く設定することにより、前述の効果に加えて、マルチバンド発振器の全体サイズの縮小化を実現することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、複数の周波数帯域および複数の通信システムに対応するマルチバンド送受信機に用いられるマルチバンド発振器において、位相比較回路、電圧制御発振器および可変分周器を有する周波数シンセサイザと、周波数シンセサイザ内の可変分周器に直列接続された可変逓倍器と、可変逓倍器および可変分周器を制御する周波数制御部とを備え、可変逓倍器の逓倍数および可変分周器の分周数は、周波数制御部の制御下で複数の通信システムの周波数帯に設定され、電圧制御発振器は、位相比較回路の出力信号に基づく高周波信号を可変分周器に入力し、可変分周器の出力信号は、位相比較回路にフィードバックされ、複数の通信システムのうちの所望の通信システムにおける周波数チャネルは、周波数制御部の制御下で周波数シンセサイザにより設定され、周波数シンセサイザの発振周波数は、複数の通信システムのうち最も高い周波数帯を有する通信システムに対応するように設定されたので、複数の通信システムの周波数帯をカバー可能な複数の所望帯域を有するマルチバンド発振器を実現し、マルチバンド送受信機の低コスト化および小型化を実現したマルチバンド発振器が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に関連した参考例１を示すブロック構成図である。
【図２】この発明に関連した参考例２を示すブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１Ｂ周波数シンセサイザ、４出力端子、５Ｂ周波数制御部、６、１４可変分周器、７可変逓倍器、１０基準発振器、１２位相比較回路、１３電圧制御発振器。

Claims

複数の周波数帯域および複数の通信システムに対応するマルチバンド送受信機に用いられるマルチバンド発振器において、
位相比較回路、電圧制御発振器および可変分周器を有する周波数シンセサイザと、
前記周波数シンセサイザ内の前記可変分周器に直列接続された可変逓倍器と、
前記可変逓倍器および前記可変分周器を制御する周波数制御部とを備え、
前記可変逓倍器の逓倍数および前記可変分周器の分周数は、前記周波数制御部の制御下で前記複数の通信システムの周波数帯に設定され、
前記電圧制御発振器は、前記位相比較回路の出力信号に基づく高周波信号を前記可変分周器に入力し、
前記可変分周器の出力信号は、前記位相比較回路にフィードバックされ、
前記複数の通信システムのうちの所望の通信システムにおける周波数チャネルは、前記周波数制御部の制御下で前記周波数シンセサイザにより設定され、
前記周波数シンセサイザの発振周波数は、前記複数の通信システムのうち最も高い周波数帯を有する通信システムに対応するように設定されたことを特徴とするマルチバンド発振器。