JP7075381B2 - 信号発生装置とそのスプリアス除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、所望の周波数帯の変調波を生成する信号発生装置に関する。

所望の周波数帯の変調波を生成する信号発生装置として、例えば、任意信号発生器で生成された中間周波数信号をミキサなどで周波数変換し、所望の周波数帯の変調波を生成する信号発生装置が知られている。

このような信号発生装置は、例えば、移動体通信端末の試験を行なう移動端末試験装置などに組み込まれ、試験用の信号を生成して、出力するようになっている。

移動端末の試験の中には、移動端末が受信して測定対象となる所定の周波数の希望波と、希望波に周波数が近い妨害波と、を重畳させた無線信号を移動端末試験装置から送信し、移動端末の受信状態を測定する試験がある。

特許文献１には、地上デジタル放送の妨害波試験において、妨害波信号の不要な成分を除去するため、妨害波信号をバンドパス・フィルタに通して、所望の妨害波信号のみを通過させて使用することが記載されている。

特開２００９－５８４８５号公報

しかしながら、地上デジタル放送の500MHz帯の周波数では、周波数が低いため、急峻かつ設計値に近い特性を持ったバンドパスフィルタが製造可能であるが、第５世代移動通信システム（以下、「５Ｇ」ともいう）で使用する周波数が非常に高いミリ波帯などの周波数では、急峻な特性は困難で、また設計値に近い特性を持ったバンドパスフィルタを得ることは困難となっている。

そこで、本発明は、ミリ波帯などの周波数の無線信号であっても、妨害波の不要な成分を除去することができる信号発生装置を提供することを目的としている。

本発明の信号発生装置は、所定の周波数の希望波を生成し出力する希望波発生部と、前記希望波に周波数が近い妨害波を生成し出力する妨害波発生部と、前記妨害波発生部の出力を受けて前記希望波に重なる前記妨害波のスプリアス成分を遮断するバンドエリミネーションフィルタと、前記希望波と前記バンドエリミネーションフィルタの出力とを重畳して出力するコンバイナとを備えるものである。

この構成により、希望波に重なる妨害波のスプリアス成分がバンドエリミネーションフィルタにより遮断される。このため、ミリ波帯などの周波数の無線信号であっても、妨害波の不要な成分を除去することができる。

また、本発明の信号発生装置において、前記妨害波発生部は、所定の周波数のＣＷ信号を生成可能に構成され、前記バンドエリミネーションフィルタは、遮断周波数を変更可能に構成され、前記バンドエリミネーションフィルタの出力信号のレベルを検出するレベルモニタ部と、前記妨害波発生部に前記希望波のエッジの周波数のＣＷ信号を発生させ、前記レベルモニタ部の検出するレベルに基づいて、前記バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数を調整する制御部と、を備えるものである。

この構成により、希望波のエッジの周波数のＣＷ信号が発生され、このＣＷ信号のレベルに基づいて、バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数が調整される。このため、希望波や妨害波の周波数が変化する場合でも、妨害波の不要な成分を除去することができる。

また、本発明の信号発生装置において、前記制御部は、前記バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数を、前記希望波の帯域の外の前記妨害波側から近づけていき、前記レベルモニタ部の検出するレベルが、予め定めた下限側閾値以下となってから、予め定めた上限側閾値以上となるところで遮断周波数を固定するものである。

この構成により、バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数が、希望波の帯域の外の妨害波側から近づけられ、レベルモニタ部の検出するレベルが、下限側閾値以下となってから、上限側閾値以上となるところで遮断周波数が固定される。このため、希望波のスペクトラムに重畳している妨害波のスプリアス成分を除去することができる。

また、本発明のスプリアス除去方法は、所定の周波数の希望波を生成し出力する希望波発生部と、前記希望波に周波数が近い妨害波を生成し出力する妨害波発生部と、前記妨害波発生部の出力を受けて前記希望波に重なる前記妨害波のスプリアス成分を遮断するバンドエリミネーションフィルタと、前記希望波と前記バンドエリミネーションフィルタの出力とを重畳して出力するコンバイナと、前記バンドエリミネーションフィルタの出力信号のレベルを検出するレベルモニタ部とを備える信号発生装置のスプリアス除去方法であって、前記妨害波発生部に前記希望波のエッジの周波数のＣＷ信号を発生させるステップと、前記バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数を、前記希望波の帯域の外の前記妨害波側から近づけていくステップと、前記レベルモニタ部の検出するレベルが、予め定めた下限側閾値以下となってから、予め定めた上限側閾値以上となるところで前記バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数を固定するステップと、を備えるものである。

この構成により、バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数が、希望波の帯域の外の妨害波側から近づけられ、レベルモニタ部の検出するレベルが、下限側閾値以下となってから、上限側閾値以上となるところで遮断周波数が固定される。このため、希望波のスペクトラムに重畳している妨害波のスプリアス成分を除去することができる。

本発明は、ミリ波帯などの周波数の無線信号であっても、妨害波の不要な成分を除去することができる信号発生装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る信号発生装置のブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る信号発生装置のバンドエリミネーションフィルタの遮断周波数の設定方法を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る信号発生装置について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施形態に係る信号発生装置１は、希望波発生部１０と、妨害波発生部１１と、バンドエリミネーションフィルタ（以下、「ＢＥＦ」ともいう）１２と、コンバイナ１３と、アンプ１４と、アンテナ１５と、レベルモニタ部１６と、操作部１７と、表示部１８と、制御部１９とを含んで構成されている。

希望波発生部１０は、移動端末２が受信して測定対象となる所定の周波数の希望波を生成し出力する。

妨害波発生部１１は、希望波に周波数が近い妨害波を生成し出力する。妨害波発生部１１は、所定の周波数のＣＷ（Continuous Wave）信号を出力することができるようになっている。

ＢＥＦ１２は、所定範囲の周波数の信号を遮断し、それ以外の周波数の信号を通過させるフィルタである。本実施形態のＢＥＦ１２は、遮断する周波数の位置を、制御部１９の制御や、操作部１７への操作入力により変更可能になっている。

コンバイナ１３は、希望波発生部１０の出力する希望波と、ＢＥＦ１２の出力する妨害波と、を重畳させて出力する。アンプ１４は、コンバイナ１３の出力する信号のレベルを調整してアンテナ１５を介して出力する。

レベルモニタ部１６は、ＢＥＦ１２の出力する信号の所定周波数のレベルを検出し、制御部１９に出力する。

操作部１７は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力機器で構成され、操作入力された情報などを制御部１９に出力する。

表示部１８は、液晶ディスプレイ等の画像表示機器で構成され、設定情報を入力させる画像や試験中の状態を示す画像などを表示する。

制御部１９は、例えば、コンピュータ装置によって構成される。このコンピュータ装置は、それぞれ図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ハードディスク装置などの不揮発性の記憶媒体と、各種入出力ポートとを有する。

このコンピュータ装置のＲＯＭ及びハードディスク装置には、コンピュータ装置を制御部１９として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータ装置は、制御部１９として機能する。

本実施形態において、希望波と妨害波とを重畳させたＲＦ信号を送信する試験を行う場合、制御部１９は、希望波の周波数や帯域幅などの設定や、妨害波の周波数や帯域幅などの設定を、表示部１８に設定用画面を表示させて、操作部１７の操作により入力させる。

制御部１９は、設定された情報に基づいて、ＢＥＦ１２の遮断する周波数（遮断周波数）の設定を行なう。

例えば、図２の上段に示すような設定の場合、妨害波モデルのスプリアス成分のうち、希望波モデルに重なる図中点線の円で示す部分が希望波の測定に影響を与える。

このため、この部分をＢＥＦ１２により遮断する。図２において、Ａで示す線がＢＥＦ１２の特性を示す。Ａで示す線の下方に凹んでいる部分が遮断する周波数である。ＢＥＦ１２は、制御部１９の制御や、操作部１７への操作入力によりＡで示す線を図の左右方向にずらすことができる。

制御部１９は、図２の下段に示すように、妨害波発生部１１により、希望波の帯域幅の外であって妨害波に近い側のエッジ（端）の周波数ｆ１にＣＷ信号を出力させる。なお、周波数ｆ２は妨害波の帯域幅の外であって希望波に近い側のエッジ（端）の周波数、周波数ｆ３は、希望波と妨害波の切れ目の周波数である。

制御部１９は、レベルモニタ部１６にＣＷ信号の周波数ｆ１のレベルを出力させ、ＢＥＦ１２の遮断周波数を、希望波の帯域幅の外の妨害波側から近づけながら（図の左側から右に掃引しながら）レベルモニタ部１６の出力するレベルを監視する。

ＢＥＦ１２の遮断周波数がＣＷ信号の周波数にかかってくると、レベルモニタ部１６の出力するレベルが下がる。その後、ＢＥＦ１２の遮断周波数が希望波の周波数帯域に入り、ＣＷ信号の周波数がＢＥＦ１２の遮断周波数を通過すると、レベルモニタ部１６の出力するレベルが上がる。このときが希望波のスペクトラムに重なる妨害波のスプリアス成分を最も良く除去することができるＢＥＦ１２の遮断周波数の設定となる。

制御部１９は、レベルモニタ部１６の出力するレベルが、予め定めた下限側閾値以下となってから、予め定めた上限側閾値以上となったときの周波数でＢＥＦ１２の遮断周波数を固定する。このとき、ＢＥＦ１２の遮断周波数の状態は、図２の下段のようになっており、妨害波モデルのスプリアス成分のうち、希望波モデルに重なる部分を遮断するようになっている。下限側閾値は、ＣＷ信号の周波数がＢＥＦ１２の遮断周波数に入ったことを検出可能な値が設定される。上限側閾値は、ＣＷ信号の周波数がＢＥＦ１２の遮断周波数から出たことを検出可能な値が設定される。

なお、妨害波発生部１１により、希望波の帯域幅に含まれ妨害波に近い側のエッジ（端）の周波数ｆ１にＣＷ信号を出力させ、制御部１９は、レベルモニタ部１６の出力するレベルが、予め定めた下限側閾値以下となってから、予め定めた上限側閾値以上となる直前の周波数でＢＥＦ１２の遮断周波数を固定するようにしても良い。

また、制御部１９が、掃引しているＢＥＦ１２の遮断周波数とレベルモニタ部１６の出力するレベルとを対応づけて記憶し、希望波の帯域幅と妨害波発生部１１で出力するＣＷ信号の周波数ｆ１とレベルモニタ部１６の出力するレベルの変化との関係に基づいて、ＢＥＦ１２の遮断周波数を判断し固定するようにしても良い。

そして、制御部１９は、希望波発生部１０に設定された条件の希望波を出力させ、妨害波発生部１１に設定された条件の妨害波を出力させる。

このように、本実施形態においては、ＢＥＦ１２により、希望波のスペクトラムに重畳する妨害波のスプリアス成分を除去する構成とした。

これにより、ミリ波帯などの周波数の無線信号であっても、妨害波の不要な成分を除去することができる。

また、希望波のエッジの周波数のＣＷ信号を入力し、ＢＥＦ１２を通過した信号のその周波数のレベルを見て、ＢＥＦ１２の遮断周波数を調整する。

これにより、希望波や妨害波の周波数が変化する場合でも、妨害波の不要な成分を除去することができる。

また、ＢＥＦ１２の遮断する周波数を、希望波の帯域幅の外の妨害波側から近づけていき、レベルモニタ部１６の出力するレベルが、下限側閾値以下となってから、上限側閾値以上となるときの周波数でＢＥＦ１２の遮断周波数を固定する。

これにより、希望波のスペクトラムに重畳している妨害波のスプリアス成分を除去することができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 信号発生装置
１０ 希望波発生部
１１ 妨害波発生部
１２ バンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）
１３ コンバイナ
１６ レベルモニタ部
１９ 制御部

Claims (4)

1. 所定の周波数の希望波を生成し出力する希望波発生部（１０）と、
   前記希望波に周波数が近い妨害波を生成し出力する妨害波発生部（１１）と、
   前記妨害波発生部の出力を受けて前記希望波に重なる前記妨害波のスプリアス成分を遮断するバンドエリミネーションフィルタ（１２）と、
   前記希望波と前記バンドエリミネーションフィルタの出力とを重畳して出力するコンバイナ（１３）と
   を備える信号発生装置。
2. 前記妨害波発生部は、所定の周波数のＣＷ信号を生成可能に構成され、
   前記バンドエリミネーションフィルタは、遮断周波数を変更可能に構成され、
   前記バンドエリミネーションフィルタの出力信号のレベルを検出するレベルモニタ部（１６）と、
   前記妨害波発生部に前記希望波のエッジの周波数のＣＷ信号を発生させ、前記レベルモニタ部の検出するレベルに基づいて、前記バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数を調整する制御部と、を備える請求項１に記載の信号発生装置。
3. 前記制御部は、前記バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数を、前記希望波の帯域の外の前記妨害波側から近づけていき、前記レベルモニタ部の検出するレベルが、予め定めた下限側閾値以下となってから、予め定めた上限側閾値以上となるところで遮断周波数を固定する請求項２に記載の信号発生装置。
4. 所定の周波数の希望波を生成し出力する希望波発生部（１０）と、前記希望波に周波数が近い妨害波を生成し出力する妨害波発生部（１１）と、前記妨害波発生部の出力を受けて前記希望波に重なる前記妨害波のスプリアス成分を遮断するバンドエリミネーションフィルタ（１２）と、前記希望波と前記バンドエリミネーションフィルタの出力とを重畳して出力するコンバイナ（１３）と、前記バンドエリミネーションフィルタの出力信号のレベルを検出するレベルモニタ部（１６）とを備える信号発生装置のスプリアス除去方法であって、
   前記妨害波発生部に前記希望波のエッジの周波数のＣＷ信号を発生させるステップと、
   前記バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数を、前記希望波の帯域の外の前記妨害波側から近づけていくステップと、
   前記レベルモニタ部の検出するレベルが、予め定めた下限側閾値以下となってから、予め定めた上限側閾値以上となるところで前記バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数を固定するステップと、を備えるスプリアス除去方法。

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