JPH08237323A - 直交変調器の位相誤差補正方式 - Google Patents

直交変調器の位相誤差補正方式

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JPH08237323A
JPH08237323A JP7065008A JP6500895A JPH08237323A JP H08237323 A JPH08237323 A JP H08237323A JP 7065008 A JP7065008 A JP 7065008A JP 6500895 A JP6500895 A JP 6500895A JP H08237323 A JPH08237323 A JP H08237323A
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JP
Japan
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signal
phase
phase shifter
error
phase error
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JP7065008A
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English (en)
Inventor
Masayuki Takahashi
昌幸 高橋
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Ando Electric Co Ltd
Original Assignee
Ando Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 90°移相器のばらつきがある場合でも良好
な変調精度を得ることが可能な直交変調器の位相誤差補
正方式を提供する。 【構成】 I信号とQ信号を90°位相の異なるキャリ
ア信号により乗算し、これら乗算したI信号とQ信号を
加算して出力する直交変調器は、I信号側に90°位相
の誤差を補正するデジタル可変移相器10を設け、乗算
される前にデジタル可変移相器10により90°位相の
誤差を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は直交変調器の位相誤差
補正方式に関するものであり、具体的にはデジタル移動
通信の変調器として用いられる直交変調器内の90°移
相器などの誤差を補正する位相誤差補正方式に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、通信分野ではアナログ通信に代わ
ってデジタル通信が主流になりつつある。これは、デジ
タル通信ではアナログ通信と比較して、有線、無線に関
係なく音声信号以外のディジタル信号を高品質に伝送可
能であり、漏話が少なく、また通信状態の監視や通信中
に種々の制御信号を伝送できるなどの利点が有るためで
ある。
【0003】図7は、このようなデジタル方式の変調方
式、すなわちたとえばPSK(PhaseShift Keying)方式
やQAM(Quadrature Amplitude Modulation) 方式また
はDQPSK(Differentally encoded Phase Shift Key
ing)方式等に適用される従来技術の直交変調器を示す機
能ブロック図である。この従来技術では、I(Inphase)
,Q(Quadratuer)のベースバンド信号を、90°移相
器により位相をずらしてローカルキャリア信LOと乗算
し、これら乗算した信号を加算することにより変調信号
S(t)として出力するものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
技術では、たとえばマイクロ波帯のような非常に高い無
線周波数で変調する場合、直交度誤差により変調角度が
悪化するという問題があった。すなわち、90°移相器
を例えば集中定数素子のインダクタンスやコンデンサに
より構成した場合、100MHz程度の低い周波数では
直交性の確度誤差1°以内に抑えることができるが、8
00MHz帯〜1.5GHz帯等のマイクロ波帯のよう
に周波数が高くなると、集中定数素子の値が小さくなる
ため、素子値のばらつきの影響や寄生素子成分の影響が
大きくなり、直交性の確度を良好に実現することが困難
となる。
【0005】また、90°移相器をカウンタにより構成
すると、高速のクロック動作が必要となるため、回路の
消費電力が大きくなり、バッテリーで動作する携帯通信
端末等には適さない。そこで、マイクロ波帯の90°移
相器は一般にマイクロストリップラインまたは2導体か
らなる同軸線等を用いて構成されることが多い。しかし
この場合でも、上記のマイクロ波帯の90°移相器で
は、量産時において2〜3°の直交誤差のばらつきを避
けることはできなかった。このように90°移相器を用
いるとそのばらつきを避けることはできなかった。
【0006】このような90°移相器の誤差のために変
調精度が劣化する問題を解決するため、たとえば特開平
5−130157号公報には、90°移相器内の伝送線
路の一方に外部素子付加して誤差の補正を調整してい
る。また、特開平2−174343号公報では、I信号
とQ信号のレベルを可変できるようにしたものを、I信
号またはQ信号と加算することによって90°位相誤差
を補正している。しかしこれら従来技術では、両方とも
位相誤差の補正に伴いI信号およびQ信号の振幅変化が
発生し、調整が困難であるという問題があった。
【0007】さらに、たとえば特開平3−263949
号公報に示すように、直交振幅変調器の入力側に線形結
合回路を設けることにより、移相器内を無調整化する従
来技術がある。しかしながらこの場合でも、線形結合回
路をアナログ回路で実現しているため、位相誤差の調整
に伴い振幅の変化が発生し、変調精度が悪化して受信側
で正確に信号の受信ができなくなるという問題が発生し
た。
【0008】このように従来技術では、位相誤差を補正
すると振幅も変化してしまうため、位相と振幅の両方を
最適な状態に調整することが非常に困難であった。
【0009】この発明は、90°移相器のばらつきがあ
る場合でも良好な変調精度を得ることが可能な直交変調
器の位相誤差補正方式を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明は、I信号とQ信号を90°位相の異なる
キャリア信号により乗算し、これら乗算した前記I信号
とQ信号を加算して出力する直交変調器の位相誤差補正
方式は、I信号側およびQ信号側の少なくともいずれか
一方に、90°位相の誤差を補正するデジタル可変移相
器10を設け、乗算される前にデジタル可変移相器10
により90°位相の誤差を補正する。
【0011】また、この発明によれば、I信号とQ信号
を90°位相の異なるキャリア信号により乗乗算し、こ
れら乗算した前記I信号とQ信号を加算して出力する直
交変調器の位相誤差補正方式は、I信号側およびQ信号
側に90°位相の誤差を補正するデジタル可変移相器1
0a・10bを設け、乗算される前にデジタル可変移相
器により90°位相の誤差を補正する。
【0012】
【作用】この発明によれば、I信号とQ信号の少なくと
もいずれか一方の位相をデジタル可変移相器により調整
することで、振幅を固定したまま90°位相の誤差を補
正する。
【0013】
【実施例】次に、この発明による直交変調器の位相誤差
補正方式の実施例の構成を図1に示す。図1で、実施例
の直交変調器は、デジタル可変移相器10と乗算器14
・16と、90°移相器12および加算器18により構
成されている。
【0014】デジタル可変移相器10は、ベースバンド
信号(I=I0 cosφi)を入力し、これに移相量−
θを与えたデジタルデータを出力する可変移相器であ
り、乗算器14に接続されている。乗算器14は、デジ
タル可変移相器10に接続されたローカルキャリア信号
L(L=cosωt)と、可変移相器10からの信号I
0 cos(φi−θ)を乗算する乗算器であり、I0
os(φi−θ)×cosωtの信号を加算器18に出
力する。
【0015】90°移相器12は、ローカルキャリア信
号Lに90°の位相差を与える移相器であり、これのば
らつきによる移相誤差θを含む−sin(ωt+θ)の
キャリア信号を乗算器16に出力する。乗算器16は、
ベースバンド信号Q(Q=Q0 sinφi)と、−si
n(ωt+θ)のキャリア信号とを乗算する乗算器であ
り、−Q0 sinφi×sin(ωt+θ)の信号を加
算器18に出力する。
【0016】加算器18は、90°移相器12の移相誤
差θを含む−Q0 sinφi×sin(ωt+θ)の信
号と、この移相誤差θの補正を行なったI0 cos(φ
i−θ)×cosωtとを加算し、I0 cosφi・c
osωt−Q0 sinφi・sinωtの信号Sを出力
する加算器である。
【0017】ローカルキャリア信号Lは、90°移相器
12により90°位相差が与えられ−sinωtとなる
が、実際には90°移相器12のばらつきによりθの誤
差が生じ、−sin(ωt+θ)のキャリア信号が乗算
器16に出力される。このため、ベースバンド信号Q
は、乗算器16により−sin(ωt+θ)のキャリア
信号と乗算されて、これより−Q0 sinφi×sin
(ωt+θ)の信号が加算器18に出力される。
【0018】一方、ベースバンド信号Iは、可変移相器
10により位相量の補正を行わないと、I0 cosφi
のベースバンド信号が乗算器14に出力される。このた
め、乗算器14からはI0 cosφi×cosωtの信
号が加算器18に出力され、加算器18よりI0 cos
φi・cosωt−Q0 sinφi・sin(ωt+
θ)の信号Sが出力される。この信号Sはθの誤差があ
るため、変調精度を劣化させる。したがって本実施例で
は、信号Sより90°移相器12の移相誤差θを検出
し、この誤差θを補正する移相量−θをデジタル可変移
相器10に設定する。
【0019】次に図2〜図5を用いて、本実施例におけ
るデジタル可変移相器10を説明する。図2はデジタル
可変移相器10の動作を説明する波系図である。この可
変位相器10は、各時間にI0 cosφiに対して位相
量θを与えたI0 cos(φi−θ)のデジタルデータ
0 〜Dn をI0 cosφiのデジタルデータの代わり
に送出する。
【0020】すなわち、I=I0 cosφi,Q=Q0
sinφiでI0 =Q0 =1として、φi=π/4とす
れば(π/4=45°)、 I=1/√2=0.70710...,Q=1/√2=
0.70710... となる。90°移相器12が理想的に働けば図3(a)
に示すようにI信号、Q信号は90°の位相関係にあ
る。ところが、90°移相器12に移相誤差θ(例えば
2°)があると、図3(b)に示すようにあるべき信号
点配置から信号点がずれてしまい変調精度が劣化する。
【0021】理想はI0 =Q0 =1として、Q=sin
φi、I=sin(φi+90°)=cosφiだが、
実際には90°移相器12の移相誤差θによって、 Q=sinφi、I=sin(φi+90°−θ)=c
os(φi−θ) となってしまう。
【0022】そこで、Q側はsinφiのデータをその
まま用いるが、I側はcosφiのデータではなく、c
os(φi−θ)のデータを用いる。例えば、φi=4
5°、θ=2°とすれば、 I=cos(45°−2°)=0.73135...、 Q=sin45°=0.70710...のようにφi
に対して、移相誤差θ分を換算したデータをIまたはQ
に出力するようにする。
【0023】実施例では、90°移相器12の未知の誤
差θに対して、例えばI=I0 cosφiのデータをφ
i´=φi−θとし、θを0.1°ステップで上記移相
誤差90°θの予想される範囲(例えば±5°)のデー
タを持ち、θを可変した時の変調精度を測定していくこ
とで、変調精度が最良の値を得るθを求め、このθの値
で固定しておく。図4にはθを変えることにより変調精
度が変わっていく様子を示す波系図が、また図5には調
整時の処理フローがそれぞれ示されている。
【0024】なお、図1に示した第1の実施例では可変
移相器10をI信号側に設けたが、特にI信号側に限定
されるものではなく、Q信号側に設けても良い。
【0025】図6は本発明による直交変調器の位相誤差
補正方式の第2の実施例を示す構成図である。同図に示
すように、第2の実施例ではデジタル可変移相器10a
・10bをI信号側とQ信号側の両方に設けた点が第1
の実施例と異なる。すなわち、第2の実施例ではθ=−
(θ1 +θ2 )となるように移相量θ1 、θ2 を調整す
る。
【0026】第1の実施例および第2の実施例のいずれ
でも、デジタル可変移相器10(10a,10b)を設
けて、90°位相器12の移相誤差θを補正するように
するので、振幅を固定したまま位相のみを補正すること
が可能である。したがって、マイクロ波帯のような高周
波帯でも直交度誤差の補正を確実に行うことが可能とな
る。
【0027】
【発明の効果】この発明の直交変調器によれば、デジタ
ル可変移相器により誤差補正を行うことにより、振幅を
固定したまま位相のみを補正することが可能である。し
たがって、マイクロ波帯のような高周波帯でも直交度誤
差の補正を簡単にかつ確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による直交変調器の第1の実施例を示
す構成図である。
【図2】図1に示した直交変調器における可変移相器の
原理を示す波系図である。
【図3】図1に示した直交変調器において、90°移相
器により移相誤差が発生したときの状態を説明する説明
図である。
【図4】誤差θと変調精度との関係を示す波系図であ
る。
【図5】最適な変調精度を得るための動作フローであ
る。
【図6】この発明による直交変調器の第2の実施例を示
す構成図である。
【図7】従来技術における直交変調器を示した構成図で
ある。
【符号の説明】
10・10a・10b 可変移相器 12 90°移相器 14・16 乗算器 18 加算器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 I信号とQ信号を90°位相の異なるキ
    ャリア信号により乗算し、これら乗算した前記I信号と
    Q信号を加算して出力する直交変調器の位相誤差補正方
    式において、 I信号側およびQ信号側の少なくともいずれか一方に、
    前記90°位相の誤差を補正するデジタル可変移相器(1
    0)を設け、 乗算される前にデジタル可変移相器(10)により前記90
    °位相の誤差を補正することを特徴とする直交変調器の
    位相誤差補正方式。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の直交変調器の位相誤差
    補正方式において、デジタル可変移相器(10)は前記I信
    号側に配設され、I0 cosφiに対して前記90°位
    相の誤差に相当する移相量θを与えたI0 cos(φi
    −θ)のデジタルデータを送出することにより前記90
    °位相の誤差を補正することを特徴とする直交変調器の
    位相誤差補正方式。
  3. 【請求項3】 I信号とQ信号を90°位相の異なるキ
    ャリア信号により乗算し、これら乗算した前記I信号と
    Q信号を加算して出力する直交変調器の位相誤差補正方
    式において、 I信号側およびQ信号側に前記90°位相の誤差を補正
    するデジタル可変移相器(10a,10b) を設け、 前記乗算される前にデジタル可変移相器(10a,10b) によ
    り前記90°位相の誤差を補正することを特徴とする直
    交変調器の位相誤差補正方式。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の直交変調器の位相誤差
    補正方式において、I信号側デジタル可変移相器(10a)
    は前記I信号側に配設され、I0 cosφiに対して移
    相量θを与えたI0 cos(φi−θ1)のデジタルデ
    ータを送出することにより前記90°位相の誤差を補正
    するとともに、 Q信号側デジタル可変移相器(10b) は前記Q信号側に配
    設され、I0 sinφiに対して移相量θを与えたI0
    cos(φi−θ2)のデジタルデータを送出すること
    により前記90°位相の誤差を補正することを特徴とす
    る直交変調器の位相誤差補正方式。
JP7065008A 1995-02-28 1995-02-28 直交変調器の位相誤差補正方式 Pending JPH08237323A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006081045A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Hitachi Ltd 直交検出器ならびにそれを用いた直交復調器およびサンプリング直交復調器
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WO2024051837A1 (zh) * 2022-09-08 2024-03-14 加特兰微电子科技(上海)有限公司 校准电路及方法、移相电路、射频收发电路、雷达及设备

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