JPH0744475B2 - 受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は周波数シンセサイザ方式の周波数変換部を備え
る受信装置に関し、特に異なる入力周波数範囲をもつ２
つ以上の受信機の中間周波数部を共通化するための設計
を行う際に中間周波数の選択の自由度を大きくした受信
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、受信装置の入力段には入力周波数帯により決定さ
れるバンドパスフィルタを挿入し、これに従って中間周
波数を定めている。第３図は従来の受信装置の周波数変
換部を示す。

同図において、入力端子11から入力された変調信号A1
（周波数f_A1）はf₀±Δｆの通過帯域を持つバンドパス
フィルタ12を通り、周波数変換器15において周波数シン
セサイザ16の出力信号A2により中間周波数A3（周波数f
_A3）に周波数変換され、出力端子17から出力されるよう
になっている。

ここで、この中間周波数f_A3は次により定められる。先
ず、その中間周波数f_A3の下限は必要な変調波以外が中
間周波数f_A3に周波数変換されないように、次式（１）
により与えられる。

f_A3＜Δｆ＋α ……（１） 但し、αは前記フィルタ12の実現性及び変調波の専有帯
域で決まる。

この（１）式の成立理由を説明する。バンドパスフィル
タが理想的にf₀±Δｆの通過幅を持つとし、変調幅の専
有帯域を限りなく０に近づけると、α＝０となる。この
とき、中間周波数の下限は、f₀±Δｆ内の任意の一波が
周波数変換器で中間周波数f_A3に周波数変換されたと
き、他の変調数がf_A3に周波数変換されないように決定
される。このとき、最も厳しいのは、f₀−Δｆの変調数
が選択されたときであり、そのときのシンセサイザの周
波数をF₀とすると、周波数変換された中間周波数f₁は、 f₁＝|F₀−（f₀−Δｆ）｜ となる。

又、このときf₀−Δｆの変調波もやはり周波数変換さ
れ、その周波数f₂は、 f₂＝|F₀−（f₀＋Δｆ）｜ となる。

ここで、f₁＝f₂となる周波数は、中間周波数が重なった
ときを示し、中間周波数f_A3はそれ以上を選べばよい。

ここで、f₁＝f₂を解くと、 |F₀−（f₀−Δｆ）｜ ＝|F₀−（f₀＋Δｆ）｜ となり、両辺を二乗すると、 ２Δｆ（F₀−f₀）＝２Δｆ（−F₀＋f₀） 2F₀−2f₀＝０ より、F₀＝f₀となる。

これより、f₁＝f₂なる周波数ｆは、 ｆ＝|f₀−（f₀−Δｆ）｜ となる。つまり、f₁とf₂が重ならないためには、中間周
波数f_A3は、f_A3＞Δｆにする必要がある。

以上は、α＝０と仮定したが、α≠０とすると、（１）
式となる。

例えば、その入力周波数範囲が図４（ａ）に示すよう
な、140MHz±45MHz（f₀＝140MHz、Δｆ＝45MHz）のシス
テムにおいて、１波当たりの専有周波数幅を10MHzとす
る。このとき、バンドパスフィルタの周波数特性が同図
（ｂ）のような理想的な特性である場合は、α＝5MHz
（専有周波数/2）となる。

このようなシステムにおいて、中間周波数f_A3の下限は
（１）式より、 f_A3＞Δｆ＋α＝45MHz＋5MHz＝50MHz となり、50MHz以上になる。

ここで、中間周波数f_A3を40MHzに設定した場合を考え
る。帯域内（140MHz±45MHz）に入力されるF1からF9の
９波の変調波の中でF1が選択されたとすると、シンセサ
イザ16の周波数は140MHzとなり、F1は40MHzに周波数変
換される。この場合、180MHzに中心周波数をもつF9も同
様に40MHzに周波数変換されてしまい、この２波は衝突
することになる。この２波が重ならないようにするため
の中間周波数の下限は50MHzとなる。

また、その上限は周波数変換器を通過する成分が中間周
波数f_A3に重ならないように次式（２）により与えられ
る。

f_A3＜（f₀−Δｆ）−β ……（２） 但し、βはフィルタ12の実現性及び変調波の専有帯域で
決まる。

この理由を前例を用いて説明する。β＝5MHz（専有周波
数幅/2）となり、このとき中間周波数f_A3の上限は
（２）式により、 f_A3＜（f₀−Δｆ）−β＝140−45−５＝90MHzとなり、9
0MHz以下になる。

ここで、周波数変換器15の入出力間のアイソレーション
を考慮すると、中間周波数f_A3は90MHz以下に説明するの
は明らかである。

例えば、これを100MHzに説明したとすると、シンセサイ
ザ16（その周波数範囲は200MHz〜290MHz）でF1〜F6のい
ずれかの変調波を選択しても、F1が周波数変換部15を通
過し、周波数変換された変調波と重なってしまう。この
重なりを避けるために中間周波数の上限は90MHzとな
る。

以上、（１），（２）式により中間周波数の設定自由度
は（３）式により与えられる。

Δｆ＋α＜f_A3＜（f₀−Δｆ）−β ……（３） 〔発明が解決しようとする課題〕 ここで、前記した入力周波数範囲を有するシステム例と
は別に、図５のような入力周波数範囲を有するシステム
があるとする。各パラメータを、f₀＝70MHz、Δｆ＝25M
Hz、α＝β＝5MHzとする。

このシステムにおいて、中間周波数f_A3の下限は（１）
式より、 f_A3＞Δｆ＋α＝25＋５＝30MHzである。

又、中間周波数f_A3の上限は（２）式より、 f_A3＜（f₀−Δｆ）−β＝70−25−５＝40MHzとなる。

このように、この例のシステムの中間周波数の設定範囲
は30〜40MHzである。

したがって、前者の例では中間周波数の設定範囲は50〜
90MHzであるため、後者とは明らかに中間周波数範囲が
相違することになり、中間周波数部を共通にすることが
できなくなる。

このように、従来の受信装置の中間周波数f_A3は式
（３）に示される制限を受けるため、設計に際しての中
間周波数の選択自由度を大きくすることができない。
又、異なる入力周波数帯を持つ受信装置の中間周波数は
その入力周波数に応じて異なる中間周波数に設定しなけ
ればならず、中間周波数部の構成を共通にすることがで
きないという問題がある。

本発明は中間周波数の設定範囲を拡大することによっ
て、異なる入力周波数範囲をもつ２つ以上の受信機の中
間周波数部をを共通化することを可能にした受信装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の受信装置は、周波数変換部の入力側に高域ろ波
フィルタと、遮断周波数の異なる複数個の低域フィルタ
を並列接続した低域ろ波フィルタ群と、前記低域ろ波フ
ィルタを切り替える切替器とを直列接続している。そし
て、入力信号周波数に応じて複数個の低域ろ波フィルタ
のいずれかを選択可能に構成している。

〔作用〕

上述した構成では、複数個の低域ろ波フィルタにより中
間周波数の制限を緩和して中間周波数の選択自由度を改
善し、かつ異なる入力周波数帯の受信装置でも中間端周
波を同一にして中間周波数部の構成を共通化することを
可能にする。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図である。図におい
て、入力端子１に入力される信号A1は高域ろ波フィルタ
２を通った後、複数個、ここでは第１低域ろ波フィルタ
3Aと第２低域ろ波フィルタ3Bを並列接続した低域ろ波フ
ィルタ群３を通り、その後切替器４において選択された
後、周波数変換器５において周波数シンセサイザ６の出
力信号A2により中間周波数A3に周波数変換され、出力端
子７から出力されるように構成されている。

ここで、前記高域ろ波フィルタ２の通過帯域はf₀−Δｆ
以上，第１低域ろ波フィルタ3Aの通過帯域はf₀以下，第
２低域ろ波フィルタ3Bの通過帯域はf₀＋Δｆ以下に夫に
設定している。

この構成によれば、f₀±Δｆの入力周波数範囲を持ち、
その中から任意の一波を選択可能な受信装置において、
入力端子１に入力信号A1が入力され、この周波数f
_A1が、 f₀−Δｆ≦f_A1≦f₀ ……（４） のときには、異なる周波数の信号が同じ周波数に周波数
変換されて両信号に衝突が生じるおそれがあるため、衝
突を生じさせる周波数の信号を遮断するために、入力周
波数範囲f₀±Δｆのうちから高域ろ波フィルタ２及び第
１低域ろ波フィルタ3Aを通過させた周波数範囲の信号に
限定し、これを切替器４で選択する。

また、入力信号周波数f_A1が、 f₀≦f_A1≦f₀＋Δｆ ……（５） のときには、異なる周波数の信号が同じ周波数に周波数
変換されることがなく、したがって信号の衝突が生じる
おそれがないため、高域ろ波フィルタ２及び第２低域ろ
波フィルタ3Bにより入力周波数範囲f₀±Δｆの信号を通
過させ、これを切替器４で選択する。

切替器４ではこの入力信号A1の周波数f_A1に応じて切り
替えが行われ、周波数変換器５において周波数シンセサ
イザ６の出力信号A2により中間周波数A3（周波数f_A3）
に周波数変換される。

この回路により中間周波数f_A3の制限は第１低域ろ波フ
ィルタ3Aの系においては式（６）で与えられる。

Δf/2＋α_１＜f_A3＜（f₀−Δｆ）−β_１ ……（６） 但し、α_１は第１低域ろ波フィルタの実現性及び変調波
の専有帯域、β_１は高域ろ波フィルタの実現性及び変調
波の専有帯域で決まる。

同様に、第２低域ろ波フィルタ3Bの系においては、式
（７）で与えられる。

Δf/2＋α_２＜f_A3＜（f₀−Δｆ）−β_１ ……（７） 但し、α_２は第１低域ろ波フィルタの実現性及び変調波
の専有帯域で決まる。

ここで、（６）式については、前記した従来の場合と同
じであり、入力周波数範囲のセンター周波数が（f₀−Δ
f/2）であり、入力周波数範囲が±（Δf/2）と考えれば
明らかである。

又、（７）式については次のことが言える。第２低域ろ
波フィルタ3Bの系のように、周波数範囲がf₀＜Ｘ＜f₀＋
Δｆの範囲に限定された場合は、中間周波数の下限はf₀
＜Ｘ＜f₀＋Δｆ内の任意の一波が周波数変換器で中間周
波数f_A3に周波数変換されたとき、他の周波数f_A3に周波
数変換されないように決定される。

このとき、最も厳しいのは、f₀の変調波が選択されたと
きであり、そのときのシンセサイザの周波数をF₁とする
と、周波数変換された中間周波数f₃は、 f₃＝|F₁−f₁₀| となる。

又、このとき、f₀＋Δｆの変調波もやはり周波数変換さ
れ、その周波数f₄は、 f₄＝|F−（f₀−Δｆ）｜ となる。

ここで、f₃＝f₄となる周波数は、中間周波数が重なった
ときを示し、中間周波数f_A3はそれ以上を選べばよい。

f₃＝f₄を解くと、 |F₁−f₀|＝|F₁−（f₀−Δｆ）｜ から、両辺を二乗して整理すると、 Δｆ（2F₁＋2f₀＋Δｆ）＝０ となり、これから、 F₁＝f₀−Δf/2 となる。

f₃＝f₄なる周波数ｆは、 ｆ＝|f₀−Δf/2−f₀|＝Δf/2 となる。つまり、f₃とf₄が重ならないためには、中間周
波数f_A3は、f_A3＞Δf/2とする必要がある。

今、図６のようなシステムがあるとする。f₀＝100MHz、
Δｆ＝30MHz、一波の専有幅10MHz、α_２＝5MHzとする。

このとき、中間周波数の下限は、（７）式より、Δｆ＋
α_２＝20MHzとなる。

又、条件より、フィルタはF1〜F6を全て通過（100±30M
Hz）し、選択される周波数f₀以上（F4,F5,F6）である。

もし、この例において中間周波数を20MHzとした場合
は、F4の変調波が選択された場合、他の変調波は次のよ
うになる。但し、シンセサイザは125MHzである。

F1 125− 75＝50MHz F2 125− 85＝40MHz F3 125− 95＝30MHz F4 125−105＝20MHz F5 125−115＝10MHz F6 125−125＝ 0MHz 但し、和成分は省略する。

次に、中間周波数を10MHzにした場合は次のようにな
る。シンセサイザは115MHzである。

F1 115− 75＝40MHz F2 115− 85＝30MHz F3 115− 95＝20MHz F4 115−105＝10MHz F5 115−115＝ 0MHz F6 125−115＝10MHz このため、125MHzにセンター周波数をもつF6と重なって
しまう。このことをを防止するための中間周波数の下限
は20MHzとなる。

又、上限は周波数変換器の入出力間のアイソレーション
を考慮すると、65MHz以下にすることは明らかである
（フィルタが理想的な場合、α＝5MHz）。なぜならば、
中間周波数を75MHzとした場合には、周波数変換器を通
過してきたF1と重なってしまうからである。

以上、（６），（７）式より（８）式が与えられる。

Δf/2＋α_３＜f_A3＜（f₀−Δｆ）−β_１ ……（８） 但し、α_３は、α_１＞α_２の時α_３＝α_１ α_１＞α_２の時α_３＝α_２ このように、第１又は第２の低域ろ波フィルタ3A,3Bを
切替器４において切替えることにより、中間周波数の下
限周波数を下げることが可能となり、中間周波数の制限
を緩和してその選択自由度が拡大できる。

又、これにより異なる入力周波数範囲をもつ受信装置群
の中間周波数を同一にすることができ、各受信機の中間
周波数部を共用することが可能となる。

なお、第２図に示すように、異なる通過帯域のｎ個の低
域ろ波フィルタ3A,3B,…,3Nを並列接続して低域ろ波フ
ィルタ群３を構成して、これを高域ろ波フィルタ２と切
替器４との間に接続することにより、更に中間周波数の
下限周波数を下げることが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、遮断周波数の異なる複数
個の低域フィルタを、入力信号周波数に応じて選択する
ように構成しているので、低域ろ波フィルタにより中間
周波数の制限を緩和し、異なる入力周波数範囲をもつ複
数の受信装置の中間周波数を同一にすることができ、設
計に際しての中間周波数の選択自由度を拡大し、かつ各
受信機の中間周波数部を共通にすることができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による受信装置の主要部を示すブロック
図、第２図は本発明の変形例のブロック図、第３図は従
来の受信装置の一部のブロック図、図４乃至図６は式が
成立する理由を説明するための夫々異なるシステムの入
力周波数範囲を示す図である。 １……入力端子、２……高域ろ波フィルタ、３……低域
ろ波フィルタ群、3A,3B,〜,3N……低域ろ波フィルタ、
４……切替器、５……周波数変換器、６……周波数シン
セサイザ、７……出力端子、11……入力端子、12……バ
ンドパスフィルタ、15……周波数変換器、16……周波数
シンセサイザ、17……出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号周波数帯を中間周波数帯に変換す
   る周波数変換部を有する受信装置において、この周波数
   変換部の入力側に高域ろ波フィルタと、遮断周波数の異
   なる複数個の低域フィルタを並列接続した低域ろ波フィ
   ルタ群と、前記低域ろ波フィルタを切り替える切替器と
   を直列接続し、入力信号周波数に応じて前記複数個の低
   域ろ波フィルタのいずれかを選択可能に構成したことを
   特徴とする受信装置。