JPH05251938A - 周波数変換装置 - Google Patents

周波数変換装置

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JPH05251938A
JPH05251938A JP4879192A JP4879192A JPH05251938A JP H05251938 A JPH05251938 A JP H05251938A JP 4879192 A JP4879192 A JP 4879192A JP 4879192 A JP4879192 A JP 4879192A JP H05251938 A JPH05251938 A JP H05251938A
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JP
Japan
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frequency
signal
local oscillation
oscillation signal
channel
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JP4879192A
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Inventor
Hideki Mizuno
秀樹 水野
Toshiyuki Kaizuka
俊之 貝塚
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 無線周波数と中間周波数の変換に用いる周波
数変換装置に関し、使用周波数帯域およびチャネル周波
数間隔がそれぞれ異なる衛星通信システムで共通に使用
することができるとともに、所定の周波数精度を得るこ
とを目的とする。 【構成】 入力信号の周波数変換を行う第1周波数変換
手段と、使用される通信システムの各チャネル周波数間
隔の公約数となる周波数間隔で出力可能な複数の第1局
部発振信号と、同一周波数帯の第2局部発振信号とを有
し、この第1局部発振信号を各チャネル周波数間隔に逓
倍する第1周波数逓倍器にその1つを選択入力し、ここ
で周波数逓倍した信号とその逓倍数に対応した逓倍数の
第2周波数逓倍器を介して第2局部発振信号を周波数逓
倍した信号との周波数差を有する第3局部発振信号を生
成し、この第3局部発振信号で入力信号の周波数変換を
行う第2周波数変換手段とを備え、第1,第2周波数変
換手段を縦続に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば衛星通信地球局
において、無線周波数(RF)と中間周波数(IF)の
変換に用いる周波数変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の周波数変換装置の構成例
を示すブロック図である。図において、端子41より入
力した信号(周波数fIN)は、混合器42で局部発振器
43が出力する局部発振信号(周波数fL11)と周波数混
合され、さらに混合器44で周波数可変局部発振器45
が出力する局部発振信号(周波数fL12)と周波数混合さ
れ、各局部発振周波数に応じた周波数変換信号(周波数
OUT )に変換されて端子46に出力される。
【0003】このような構成において、局部発振周波数
L12 を変化されることにより、端子46には例えば図
5(a) に示すような複数の周波数変換信号fa1,fa2
a3,…,fanが得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、衛星通信シ
ステムではそれぞれ使用周波数帯域が異なっており、そ
れぞれの帯域において信号の中心周波数を等間隔に配置
し、これを中心とした一定の帯域をもつ通信チャネル内
で通信を行っている。図5(a),(b),(c) は、各衛星通信
システムの使用周波数帯域内における各通信チャネルご
との周波数配置を示す。なお、ここでは各通信信号の帯
域を無視し、各通信信号が各通信チャネルの中心周波数
に配置したものとして示している。
【0005】しかし、従来の周波数変換装置の構成で
は、各衛星通信システムごとの使用周波数帯域およびチ
ャネル周波数間隔に対応するには、周波数可変局部発振
器45の周波数可変範囲に限界があったり、あるいは所
定の周波数精度を得ることが難しかったりしたために、
各システムごとに専用の周波数変換装置を用意する必要
があった。
【0006】本発明は、使用周波数帯域およびチャネル
周波数間隔がそれぞれ異なる衛星通信システムで共通に
使用することができるとともに、所定の周波数精度を得
ることができる周波数変換装置を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、所定の周波数範囲で調整可能な局部発振信号を有
し、この局部発振信号と入力信号とを周波数混合して入
力信号の周波数変換を行う第1周波数変換手段と、使用
される通信システムの各チャネル周波数間隔の公約数と
なる周波数間隔で出力可能な複数の第1局部発振信号
と、その第1局部発振信号と同一周波数帯の第2局部発
振信号とを有し、この複数の第1局部発振信号を使用さ
れる通信システムのチャネル周波数間隔に逓倍する第1
周波数逓倍器に複数の第1局部発振信号の1つを選択し
て入力し、この第1周波数逓倍器で周波数逓倍した信号
と、第1周波数逓倍器の逓倍数に対応した逓倍数が設定
される第2周波数逓倍器を介して第2局部発振信号を周
波数逓倍した信号との周波数差を有する第3局部発振信
号を生成し、この第3局部発振信号と入力信号とを周波
数混合して入力信号の周波数変換を行う第2周波数変換
手段とを備え、前記第1周波数変換手段と前記第2周波
数変換手段を縦続に接続したことを特徴とする。
【0008】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の周波数変換装置において、第1周波数変換手段におけ
る局部発振信号または第2周波数変換手段における第2
局部発振信号の少なくとも一方が、所定の周波数範囲で
調整可能な信号であることを特徴とする。
【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の周波数変換装置において、第2周波数変換手段におけ
る第2局部発振信号は、複数の第1局部発振信号の1つ
を分岐して使用する構成であることを特徴とする。
【0010】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の周波数変換装置において、第1周波数逓倍器の逓倍数
に対応して設定される第2周波数逓倍器の逓倍数は、そ
の逓倍数の差が第1局部発振信号と第3局部発振信号の
周波数の比に応じて設定される構成であることを特徴と
する。
【0011】
【作用】本発明は、2段の周波数変換手段の一方に、使
用される通信システムの各チャネル周波数間隔の公約数
となる周波数間隔で出力される複数の局部発振信号を備
え、その逓倍数を変更することにより、いま使用する通
信システムのチャネル周波数間隔に対応した局部発振信
号を容易に得ることができる。なお、第1周波数逓倍器
を介して第1局部発振信号を周波数逓倍した信号と、第
2周波数逓倍器を介して第2局部発振信号を周波数逓倍
した信号との周波数差をとり、入力信号の周波数変換に
用いる第3局部発振信号とすることにより、周波数逓倍
によって生じた周波数のシフト分をキャンセルすること
ができる。
【0012】また、ここで得られる第3局部発振信号
は、使用される通信システムの各チャネル周波数間隔で
シフトすることになるので、第1周波数変換手段におけ
る局部発振信号の周波数あるいは第2局部発振信号の周
波数を制御することにより、各通信システムにおける中
心周波数のずれを調整することができる。
【0013】すなわち、周波数変換処理において、各通
信システムに対応した周波数間隔を有する局部発振信号
が精度よく得られ、さらに各通信システムごとの使用周
波数帯域のずれ(中心周波数の設定値の差)を吸収する
ことができるので、各通信システム共通に使用すること
が可能になる。
【0014】
【実施例】図1は、請求項3に記載の発明の一実施例構
成を示すブロック図である。図において、端子11より
入力した信号(周波数fIN)は、混合器12で周波数可
変局部発振器13が出力する局部発振信号(周波数
LX)と周波数混合され、中間周波数信号(周波数
IF)に変換される。一方、複数の局部発振器141
14k と、その1つを選択する信号選択器15とにより
等価な構成として示される周波数シンセサイザ16は、
各衛星通信システムのチャネル周波数間隔の公約数で周
波数設定が可能であり、かつ使用するチャネル数以上の
周波数f1〜fkを生成する構成である。周波数シンセサ
イザ16が出力する局部発振信号(周波数fL1)は周波
数逓倍器17に入力され、周波数逓倍した信号(周波数
L2)が混合器18に入力される。
【0015】また、周波数逓倍器19には、本実施例で
は局部発振器141 の出力が分岐して入力され、周波数
逓倍した信号(周波数fL3)が混合器18に入力され
る。混合器18は、周波数逓倍器17および周波数逓倍
器19の各出力信号の周波数差を有する局部発振信号
(周波数fLO)を生成し、混合器20に入力する。混合
器20は、混合器12から出力される中間周波数信号
(周波数fIF)と、混合器18から出力される局部発振
信号(周波数fLO)とを周波数混合し、周波数変換信号
(周波数fOUT )に変換して端子21に出力する。
【0016】なお、周波数逓倍器17,19に設定され
る逓倍数は、周波数シンセサイザ16が出力する局部発
振信号の周波数fL1と、混合器20に入力される局部発
振信号の周波数fLOの比mに応じて、±mの差をもって
設定される(請求項4)。たとえば、fL1とfLOが同一
周波数帯であれば、周波数逓倍器17,19の各逓倍数
は±1の差をもって設定され、fLOがfL1の2倍の周波
数帯であれば周波数逓倍器17,19の各逓倍数は±2
の差をもって設定される。本実施例では、まずfL1とf
LOが同一周波数帯とし、周波数逓倍器17の逓倍数をα
+1とし、周波数逓倍器19の逓倍数をα(α+2とし
ても同様)として説明する。
【0017】図2(a),(b),(c) は、各衛星通信システム
のチャネル周波数配置であり、各チャネル信号は同一周
波数帯にあり、横軸の周波数は共通である。図2(d) は
周波数シンセサイザ16が出力可能な局部発振信号(f
L1)の周波数配置であり、各衛星通信システムの各チャ
ネル信号とは周波数帯が異なる。
【0018】いま、各衛星通信システム(a),(b),(c) に
おいて使用する周波数fa ,fb ,fc について、それ
ぞれの使用周波数帯域における最低周波数をfa1
b1,f c1とし、チャネル周波数間隔をΔfa ,Δ
b ,Δfc として fa =fa1+(n−1)Δfa …(11) fb =fb1+(n−1)Δfb …(12) fc =fc1+(n−1)Δfc …(13) と表す。なお、nは1以上の整数である。
【0019】ここで、混合器20に入力される中間周波
数信号の周波数fIFは、 fIF=fIN+fLX …(2) となる。
【0020】また、周波数シンセサイザ16を構成する
各局部発振器141 〜14k がそれぞれ設定できる周波
数fL1(f1 〜fk )は、設定可能最低周波数をf1
し、各衛星通信システムの周波数間隔Δfa ,Δfb
Δfc の公約数(整数分の1)をΔf0 としたときに、 fL1=f1+(n−1)Δf0 …(3) と表すことができる。すなわち、各局部発振器141
14k はそれぞれΔf0の周波数間隔で発振可能であ
る。
【0021】次に、この局部発振信号を周波数逓倍器1
7で(α+1)倍の周波数に逓倍すると、その周波数f
L2は、 fL2=(α+1)・fL1 =(α+1)f1+(n−1)(α+1)Δf0 …(4) となる。一方、局部発振器141 が出力する局部発振信
号(周波数f1 )は、周波数逓倍器19でα倍の周波数
に逓倍され、その周波数fL3は、 fL3=α・f1 …(5) となる。
【0022】混合器18は、各周波数逓倍器17,19
から出力される周波数fL2,fL3の信号の周波数差をと
る。すなわち、その周波数fLOは、 fL0=fL2−fL3 =f1+(n−1)(α+1)Δf0 …(6) となる。
【0023】ここで、混合器20から出力される周波数
変換信号の周波数fOUT は、 fOUT =fIF+fLO =fIN+fLx+f1+(n−1)(α+1)Δf0 …(7) となる。
【0024】したがって、例えば衛星通信システム(a)
で本周波数変換装置を使用するときには、 (α+1)Δf0=Δfa …(8) fIN+fLx+f1=fa1 …(9) となるように、周波数逓倍器17,19の各逓倍数を決
めるαを設定し、さらに周波数可変局部発振器13にお
ける局部発振周波数fLXを設定して衛星通信システム
(a) における中心周波数のずれを調整する。
【0025】このように、各周波数逓倍器17,19に
おける逓倍数および周波数可変局部発振器13における
局部発振周波数fLXが設定された後は、信号選択器15
を高速に切り換えることにより、混合器20には周波数
間隔fa1(=(α+1)Δf0)で局部発振信号(周波数f
L0)を与えることができ、衛星通信システム(a) におけ
るチャネル切り換えを容易にかつ高速に行うことができ
る。
【0026】また、衛星通信システム(b) に対応するに
は、 (α+1)Δf0=Δfb …(10) fIN+fLx+f1=fb1 …(11) となるようにαおよびfLXを設定すれば、その使用周波
数帯域とチャネル周波数間隔が設定され、信号選択器1
5を高速に切り換えることにより同様にチャネル切り換
えを行うことができる。衛星通信システム(c) に対応さ
せる場合にも同様である。
【0027】ここで、周波数逓倍器19を介して混合器
18に与える信号として、局部発振器141 から出力さ
れる周波数f1 の局部発振信号を分岐したものを利用し
ているが、他の局部発振器14j から出力される周波数
1+(j−1)Δf0の局部発振器を分岐したものを利用
しても同様である。すなわち、(j−1)Δf0 は定数と
して扱うことができるので、 (9)式が、 fIN+fLx+f1−(j−1)Δf0=fa1 …(9a) となり、それがfLXの可変範囲内であればよい。
【0028】さらに、周波数逓倍器19を介して混合器
18に与える信号は、周波数シンセサイザ16と同等の
周波数帯の信号であれば、同様にfLXの可変範囲内で対
応可能である。この場合の構成例について、図3に請求
項1に記載の発明の実施例として示す。
【0029】図3において、別途設けられる局部発振器
31は、周波数f1 〜fk とほぼ同一の周波数帯の局部
発振信号(周波数fr )を出力し、周波数逓倍器19を
介して混合器18に与える。その他の構成は、図1に示
す実施例と同様である。
【0030】このとき、 (6)式は、 fL0=(α+1)f1−αfr+(n−1)(α+1)Δf0 …(6b) となり、 (7)式は、 fOUT =fIN+fLx+(α+1)f1−αfr+(n−1)(α+1)Δf0 …(7b) となる。ここで、逓倍数αに関する条件は (8)式と同一
であり、 (9)式は、 fIN+fLx+(α+1)f1−αfr=fa1 …(9b) となる。したがって、 (8)式を満たすように逓倍数αを
設定し、さらに(9b)式を満たすように周波数可変局部発
振器13における局部発振周波数fLXを設定する。
【0031】また、局部発振器31を周波数可変とすれ
ば、(9b)式においてfr を調整することによっても各衛
星通信システムにおける中心周波数のずれを調整するこ
とができる(請求項2)。
【0032】また、周波数シンセサイザ16が出力する
局部発振信号の周波数fL1として、例えば混合器20に
与える局部発振信号の周波数fLOの1/2のものを使用
すると、周波数逓倍器17に設定する逓倍数は2(α+
1)、周波数逓倍器19に設定する逓倍数は2α(ある
いは2(α+2))とする必要がある。すなわち、その逓
倍数の差は±2となる。
【0033】その場合には、 (4)〜(7) 式は、 fL2=2(α+1)f1+2(n−1)(α+1)Δf0 …(4c) fL3=2α・f1 …(5c) fL0=2f1+2(n−1)(α+1)Δf0 …(6c) fOUT =fIN+fLx+2f1+2(n−1)(α+1)Δf0 …(7c) となる。したがって、 (8)〜(9) 式は、 2(α+1)Δf0=Δfa …(8c) fIN+fLx+2f1=fa1 …(9c) となる。
【0034】また、以上の説明では、図1,図3におい
て混合器20から出力される周波数変換信号が各衛星通
信システムの通信周波数であるとして、 (9)式、(9b)
式、(9c)式が成立するように説明したが、実際にはさら
に別の周波数変換手段を用いて目的の通信周波数に変換
する構成をとることも可能である。このときには、 (9)
式、(9b)式、(9c)式において、左辺に次段の周波数変換
手段の局部発振周波数が加算あるいは減算されることに
なるだけで、本発明の基本的な作用には変わりない。ま
た、次段の周波数変換手段の局部発振周波数を制御し、
中心周波数を調整することも可能であるが、これは混合
器12および周波数可変局部発振器13を後段に移した
ことと等価である。
【0035】また、本実施例では、各混合器12,20
の出力周波数は、各入力周波数と各局部発振周波数との
和として説明したが、両者の差の周波数を用いる場合で
も同様に説明される。
【0036】ここで、本実施例の具体例を示す。衛星通
信システム(a),(b),(c) の各周波数間隔が 120MHz,80MH
z,60MHz とすると、20MHz がその公約数の一つ(最大公
約数)となり、例えばこれを周波数シンセサイザ16の
各局部発振器141 〜14kの周波数間隔Δf0 とすれ
ば、その整数倍((α+1)Δf0) で各衛星通信システム
における周波数間隔を表すことができる。すなわち、局
部発振器141〜14kを20MHz 間隔で動作させ、かつf
LOと同一周波数帯のfL1を用いるとすると、周波数逓倍
器17では衛星通信システム(a),(b),(c) に対応してそ
れぞれ6倍、4倍、3倍とし、周波数逓倍器19ではそ
れぞれ5倍(7倍)、3倍(5倍)、2倍(4倍)とす
る。
【0037】このように、各局部発振周波数と逓倍数が
設定されれば、信号選択器15によって必要とする周波
数(チャネル)の周波数変換信号を得ることができる。
ところで、本実施例では送信用の周波数変換装置につい
て説明したが、受信用の周波数変換装置の場合にも適用
することができる。ただし、受信用の周波数変換装置の
場合には、端子21が入力端子となり、端子11が出力
端子となる。なお、混合器12,20が方向性を有する
場合には、信号の通過方向に合わせて接続を変更する必
要がある。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、使用周波
数帯域とチャネル周波数間隔が異なる各衛星通信システ
ムにおいて、周波数変換装置の内部制御のみで共通に使
用することが可能となる。また、周波数シンセサイザを
用いていることと、周波数可変局部発振器の周波数可変
範囲を最小限に抑えることにより、高い周波数精度を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項3に記載の発明の一実施例構成を示すブ
ロック図である。
【図2】各衛星通信システムのチャネル周波数配置と局
部発振信号fL1の周波数配置を示す図である。
【図3】請求項1に記載の発明の一実施例構成を示すブ
ロック図である。
【図4】従来の周波数変換装置の構成例を示すブロック
図である。
【図5】各衛星通信システムの使用周波数帯域とチャネ
ル周波数配置を示す図である。
【符号の説明】
11,21 端子 12,18,20 混合器 13 周波数可変局部発振器 14 局部発振器 15 信号選択器 16 周波数シンセサイザ 17,19 周波数逓倍器 31 局部発振器 41,45 端子 42,44 混合器 43 局部発振器 45 周波数可変局部発振器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の周波数範囲で調整可能な局部発振
    信号を有し、この局部発振信号と入力信号とを周波数混
    合して入力信号の周波数変換を行う第1周波数変換手段
    と、 使用される通信システムの各チャネル周波数間隔の公約
    数となる周波数間隔で出力可能な複数の第1局部発振信
    号と、その第1局部発振信号と同一周波数帯の第2局部
    発振信号とを有し、この複数の第1局部発振信号を使用
    される通信システムのチャネル周波数間隔に逓倍する第
    1周波数逓倍器に複数の第1局部発振信号の1つを選択
    して入力し、この第1周波数逓倍器で周波数逓倍した信
    号と、第1周波数逓倍器の逓倍数に対応した逓倍数が設
    定される第2周波数逓倍器を介して第2局部発振信号を
    周波数逓倍した信号との周波数差を有する第3局部発振
    信号を生成し、この第3局部発振信号と入力信号とを周
    波数混合して入力信号の周波数変換を行う第2周波数変
    換手段とを備え、前記第1周波数変換手段と前記第2周
    波数変換手段を縦続に接続したことを特徴とする周波数
    変換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の周波数変換装置におい
    て、 第1周波数変換手段における局部発振信号または第2周
    波数変換手段における第2局部発振信号の少なくとも一
    方が、所定の周波数範囲で調整可能な信号であることを
    特徴とする周波数変換装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の周波数変換装置におい
    て、 第2周波数変換手段における第2局部発振信号は、複数
    の第1局部発振信号の1つを分岐して使用する構成であ
    ることを特徴とする周波数変換装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の周波数変換装置におい
    て、 第1周波数逓倍器の逓倍数に対応して設定される第2周
    波数逓倍器の逓倍数は、その逓倍数の差が第1局部発振
    信号と第3局部発振信号の周波数の比に応じて設定され
    る構成であることを特徴とする周波数変換器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4212977A1 (de) 2022-01-18 2023-07-19 Turck Holding GmbH Regel- und steuerungsverfahren sowie anlage zur verringerten co2-emission

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4212977A1 (de) 2022-01-18 2023-07-19 Turck Holding GmbH Regel- und steuerungsverfahren sowie anlage zur verringerten co2-emission

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