WO2001022605A1 - Procede de fourniture de signaux d'oscillation locaux et circuit a cet effet - Google Patents

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Yoshitaka Kawanabe
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    • H04L27/0014Carrier regulation
    • H04L2027/0016Stabilisation of local oscillators

Definitions

  • the present invention relates to a local oscillation signal supply method and a circuit used when a digital signal processor demodulates and outputs received signals of a plurality of receivers each connected to an antenna, and a circuit therefor.
  • the present invention relates to a local oscillation signal supply method for accurately reproducing a propagation delay difference and a circuit therefor.
  • the local oscillation signal is used to perform frequency conversion at the receiver.
  • the oscillator that generates the local oscillation signal is provided for each of a plurality of receivers each having an antenna, and each receiver has an independent local oscillation signal. Had been supplied.
  • the conventional example shown in Fig. 1 has the configuration shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-2244138.
  • the receivers 10 2— 1 to 10 2—n are composed of the received signals received from the antennas 10 1— 1 to 10 11
  • a local oscillation signal from a local oscillator 104 commonly provided to 2-n is input to mixers 103_1 to 103-n for frequency conversion.
  • the output of each mixer 1 0 3 — 1 to 1 ⁇ 3 — n is passed through an A / D (analog Z digital) converter 10 5 — 1 to 10 5 _n. Has been sent to 6.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and provides a local oscillation signal supply method and a circuit thereof that can accurately reproduce a propagation delay difference in an antenna of a reception signal input through each of a plurality of receivers in a small-scale circuit.
  • the purpose is to provide.
  • a local oscillation signal supply method is used when a received signal input through a receiver connected to each of a plurality of antennas is demodulated and output by a digital signal processor (DSP).
  • DSP digital signal processor
  • the local oscillation signal supply circuit generates frequency data including a frequency component serving as a local oscillation signal, and serves as a common signal source to a plurality of the receivers via one signal sequence corresponding to a radio channel.
  • a single frequency data generator to be transmitted, and the receivers each have a local oscillation signal having the same phase and amplitude in all the receivers based on the frequency data supplied from the frequency data generator.
  • a local oscillation signal generation unit for generating the local oscillation signal.
  • each receiver has its phase and amplitude with other receivers. Since a local oscillation signal having a uniform width is generated, it is possible to accurately reproduce a propagation delay difference in an antenna of a reception signal input through each of a plurality of receivers.
  • One specific method for generating the local oscillation signal described above is that the supplied signal source is a digital signal, and the digital signal is analyzed based on a clock signal common to all the receivers. The local oscillation signal is generated by the conversion, and therefore, data and signals synchronized in common by digital processing can be generated.
  • a frequency data generator outputs frequency data based on a digital signal
  • a local oscillator signal generator of a receiver performs L based on a clock signal common to all the receivers.
  • Digital-to-analog converters that convert digital signals into analog signals and output the signals.
  • a plurality of the signal sequences each having different frequency data are provided, and a predetermined frequency is obtained by performing quadrature amplitude modulation of the frequency data input from each of the plurality of signal sequences.
  • Generating a local oscillation signal more specifically, each of the plurality of signal sequences supplies shift data corresponding to leading data to the frequency data to all of the receivers,
  • the shifter selects a shift data at which a desired frequency can be obtained from each of the plurality of signal sequences, performs signal conversion, and performs quadrature amplitude modulation of the selectively converted shift data and the frequency data to obtain a desired frequency. It is characterized by generating a local oscillation signal.
  • the local oscillation signal generation unit of the receiver performs quadrature amplitude modulation of frequency data input from each of the plurality of signal sequences to generate a local oscillation signal having a desired frequency. More specifically, the frequency data generator generates a shift data corresponding to the leading phase data with respect to the frequency data, and converts each of the plurality of signal sequences for outputting to all the receivers.
  • a receiver for selecting, from the signal sequence, shift data for obtaining a desired frequency from a plurality of the signal sequences, and performing a signal conversion; and a selective converter for selectively converting the shifted data and the frequency data.
  • a quadrature modulator for performing local quadrature amplitude modulation to generate a local oscillation signal having a desired frequency.
  • Fig. 1 is a functional block diagram showing an example of the related art.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing a specific example of a part of FIG.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing a specific example of adding functions to Fig. 2.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing a specific example of a part of FIG.
  • Fig. 6 is a functional block diagram showing a detailed example of Fig. 5.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the local oscillation signal supply circuit according to the present invention.
  • the local oscillation signal supply circuit shown in Fig. 2 has receivers 2-1 to 2-n each having n antennas 11-1 to 1-n, and a receiver 2-1 to 2-n for each receiver.
  • (Analog / Digital) converters 7-1 to 7-n provided for the receivers and frequency data generators 6 and DSPs (DSPs) provided in common for the respective receivers 2_1 to 2-n Digital Signal Processor) 8.
  • DSPs Digital Signal Processor
  • Each of the receivers 2-1 to 2-n is provided with a local signal generator 3_1 to 3-n, a mixer 4-1 to 4_n, and a filter 5_1 to 5-n, respectively. I have.
  • the station data generators 3-1 to 3-n receive frequency data including frequency components generated by the frequency data generator 6.
  • the difference between this embodiment and the conventional example shown in Fig. 1 is that the local oscillation signal generators 3-1 to 3-n inside each receiver 2-1 to 2-n This means that it receives frequency data containing components and generates local oscillation signals synchronized with it.
  • the DSP 8 that processes the signals output from the receivers 2_1 to 2-n is not directly related to the present invention, but is dependent on the function. Since it has the same configuration as the conventional one, a detailed description is omitted.
  • the local oscillation signal generation unit 3-n of the receiver 2-n connected to the antenna 1-n generates a local oscillation signal synchronized with the frequency data received from the frequency data generation unit 6, so that all the reception signals are received.
  • a local oscillation signal having the same phase and amplitude in the units 2-1 to 2_n is generated.
  • the mixers 4-1 to 4-n are represented by a DBM (Double Balanced Mixer) and the like, and receive signals input from the antennas 1-1 to 1-1-n are transmitted to the local oscillation signal generation unit 3-n. Converts to IF (Intermediate Frequency) signal by generated local oscillation signal.
  • the filters 5-1 to 5-n are represented by S AW (Surface Acoustic Wave) fins and suppress unnecessary radiation generated by the mixers 41 to 41-n.
  • the outputs of the mixers 4_1 to 4-n are sent to the DSF 8 via the filters 5-1 to 5_n and the AZD converters 7-1 to 7-n.
  • the frequency data generator 6 generates data including frequency components and supplies the data to the local oscillator signal generators 3-1 to 3-n of each of the receivers 2-1 to 2-n.
  • Each of the AZD converters 7-l to 7_n receives the output of each of the filters 5-l to 5-n provided in each of the receivers 2-l to 2-n, performs digital conversion on the output, and converts the DSP 8 Send to.
  • DSP 8 detects a reception delay phase between demodulated signals demodulated from the received signals that have been frequency-converted by each of receivers 2_1 to 2-n.
  • frequency conversion is performed in each of the receivers 2-1 to 2-n.
  • the local oscillation signal used when performing this frequency conversion is based on the frequency data supplied from the frequency data generator 6 and is based on the local oscillator signal generators 3 provided in the receivers 2-1 to 2-n, respectively.
  • the frequency data generator 6 directly generates a sinusoidal waveform of a local oscillation signal used for frequency conversion, and outputs frequency data to be supplied to the local oscillator signal generators 3-1 to 3-n.
  • the frequency data generated by the frequency data generator 6 is a local oscillation signal that can reproduce a common synchronized frequency error and phase error for each of the receivers 2-1 to 2-n.
  • the generated signal generators 3-1 to 3-n can be generated. Therefore, the local oscillation signal generated based on this frequency data can fix the signal passing phase between the receivers 2-1 to 2-n.
  • the DSF 8 detects the phase difference between the reception signals subjected to frequency conversion in each of the receivers 2-1 to 2-n. Therefore, when it is necessary to accurately detect the phase component of the received signal received by the antennas 1-1 to 1-n as in an adaptive array antenna system, the signal between the receivers 2-1 to 1-n is required.
  • the phase shift between the demodulated signals indicates the reception delay phase for each of the antennas 1-1 to 1-1n. That is, this stabilizes the operation of the adaptive array antenna system.
  • Fig. 3 is a block diagram showing a specific configuration of the receiver in the embodiment shown in Fig. 2.
  • Each of the antenna 1, mixer 4, filter 5, A / D converter 7, receiver 20, D / A converter 21 and frequency data generator 22 in Fig. 3 is the antenna 1-1 in Fig. 2. 1 to 1 n, mixer 4 1 to 4—n, filter 5—1 to 5—n, AZD converter 7—1 to 7—n, receiver 2—1 to 2—n, local signal generator 3— 1 to 3—n, corresponding to the frequency data generator 6. That is, in the example shown in FIG. 3, the DZA converter 21 is employed in the local signal generation units 3_1 to 3-n in FIG.
  • frequency data generator 22 Although only one frequency data generator 22 is shown in FIG. 3, it actually supplies frequency data based on digital signals to a plurality of receivers 20.
  • the signal source of the clock signal supplied to the digital system is common to all components including the plurality of receivers 20. Therefore, no phase error occurs in one local oscillation signal supply circuit.
  • the D / A converter 21 of each receiver 20 receives the data synchronized in common with other receivers and generates a waveform based on the frequency data supplied from the frequency data generation unit 22. . Therefore, the phase error of the local oscillation signal output from the DZA converter 21 can be fixed. That is, in this embodiment, the local oscillation signal Are prevented from being different from each other. For this reason, since the passing phase of the demodulated signal between the receivers is fixed, the DSP 8 detects the phase difference between the received signals received from the plurality of receivers 20 and detects the phase deviation between the demodulated signals. Therefore, the reception delay phase at the antenna 1 can be determined stably. This stabilizes the operation of the adaptive array antenna system.
  • Fig. 4 is a block diagram showing the configuration of an embodiment in which the functions shown in Fig. 2 and Fig. 3 are expanded. The embodiment shown in Fig. 4 will be described below.
  • frequency conversion can be performed at an intermediate frequency that differs for each receiver.
  • This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 3 in that quadrature modulators 3 1-1 to 3 1-n are provided for each of n receivers 30 1 1 to 30 n.
  • the shift data generation unit 9 generates the number of shift data that can correspond to all the channels of the reception band, and sends it to all the receivers 30-1 to 30-n. It is that you are.
  • the mixers 4-l to 4-n and the filters 5-1 to 5-n that compose the receivers 30-1 to 30-n have the same functions as those shown in Fig. 2 and will be explained. Is omitted.
  • the quadrature modulators 31-1 to 31-n respectively provided in the receivers 30-1 to 30-n are signals of the fundamental frequency based on the frequency data supplied from the frequency data generator 6.
  • the shift data supplied from the shift data generating unit 9 which is a signal that is a detuning frequency with respect to the above-mentioned fundamental frequency, and performs a quadrature modulation on the signals to generate local oscillation signals having different frequencies. Output.
  • Fig. 5 is a block diagram showing the specific configuration of the receiver in the embodiment shown in Fig. 4.
  • the local oscillation signal is 4 channels
  • the generation of the local oscillation signal will be described as an example.
  • the antenna 1, mixer 4, filter 5, receiver 40, frequency data generator 22, and shift data generator 44 in Fig. 5 correspond to antennas 1-1 to 1-n, mixer in Fig. 4, respectively. 4 _ 1 to 4-1 n, filter 5 _ 1 to 5-n, receiver 30-1 to 30-n, frequency data generator 6, shift data generator 9,
  • the DZA converters 21, 42, the selection converter 41, and the quadrature modulator 43 in Fig. 4 correspond to the quadrature modulators 31-1-31-n in Fig.4.
  • the frequency data generator 22 generates a digital signal indicating the fundamental frequency f 0 and outputs the digital signal to the quadrature modulator 43 via the DZA converter 21.
  • a common clock is used for the D / A converters 21 and 42 provided in each receiver 40.
  • the shift data generation unit 44 outputs shift data # 1 to f4 corresponding to the four types of detuning frequencies to the selection converter 41.
  • the selection converter 41 is configured by a DSF, receives the frequency designation signal S sent from the DSP 8, and receives the shift data fl to f4 corresponding to the detuning frequency input from the shift data generation unit 44 in response to the frequency designation signal S. One of them is selected, a digital signal indicating a detuning frequency corresponding to the selected shift data is generated, and output to the quadrature modulator 43 via the DZA converter 42.
  • the frequencies to be set as the local oscillation signal are 40 MHz, 45 MHz, 50 MHz, and 55 MHz.
  • the pulse signal serving as the shift data may be generated using a crystal oscillator and output. For this pulse signal, for example, by using a frequency pulse of 5 MHz, another 10 MHz,
  • a 15 MHz frequency pulse can be generated by adding a frequency multiplier from a 5 MHz frequency pulse. Therefore, in Fig. 5, when ten kinds of detuning frequencies considering four kinds of detuning frequencies are required, it becomes easy to generate shift data.
  • the digital signal indicating the fundamental frequency f 0 output from the frequency data generator 22 is converted by the D / A converter 21 into an analog signal having the fundamental frequency f 0 and input to the quadrature modulator 43.
  • the digital signal indicating one of the detuning frequencies fl to f4 generated by the selection converter 41 indicates one of the detuning frequencies f1 to f4 by the D / A converter 42.
  • the signal is converted to an analog signal and input to the quadrature modulator 43.
  • the orthogonal modulator 43 generates orthogonal modulation data for the fundamental frequency.
  • the signal generated by the frequency data generation unit 22 and obtained through the DZA converter 21 is used as a carrier, and the signal obtained through the DZA converter 42 is converted into a frequency component that shifts the unmodulated frequency.
  • the quadrature modulator 43 By performing quadrature modulation by the quadrature modulator 43, a local oscillation signal having a different frequency can be obtained in each of the plurality of receivers 40, although only one is shown in the figure. .
  • the selection converter 41 for example, when selecting the shift data f2, generates a shift amount of 5 MHz as the data to be generated. Yes, for amplitude modulation, all 0s indicating 0 are given.
  • Fig. 6 is a block diagram showing the configuration of the receiver in the embodiment shown in Fig. 5 in more detail. The generation of the local oscillation signal will be described below with reference to Fig. 6.
  • the selection converter 41 in Fig. 6 includes a selector section 51 and an I / Q signal conversion section 52, and the D / A converter 42 includes D / A conversion sections 53—i, 53—q and a filter 54—i, 54.
  • the quadrature modulator 43 includes a 90-degree phase shifter 55, mixers 56-i, 56-q, a combiner 57, and a filter 58.
  • the 4-channel shift data supplied from the shift data generation unit 44 is input to the selector unit 51 of the selection converter 41.
  • the selector 51 sends the shift data specified by the frequency specifying signal S sent from the DSP 8 shown in FIG. 4 to the I7Q signal converter 52.
  • the 1 / ⁇ 3 signal converter 52 converts the shift data received from the selector 51 into a data format that can be processed by the DZA converter 42 and the quadrature modulator 43, and
  • the signal is separated into (in-phase) signal and Q (quadrature) signal and output to the D / A conversion units 53_i and 53_q.
  • Each of the DZA converters 53-i and 53-q converts the input digital signal into an analog signal and outputs the analog signal to the filters 54-i and 54-q.
  • Filter 54—i, 5 In 4_q the clock components used in the DZA converters 53-i and 53-q included in the analog signals output from the DZA converters 53-i and 53-q are removed, and the mixer 56 — Output to i, 5 6—q.
  • the common clock used in each of the receivers 40 described above is also used in the DZA conversion units 53-i and 53-q in order to make the phase error the same.
  • the quadrature modulator 43 receives a signal of the fundamental frequency f 0 that is output as an analog signal through the D / A converter 21. Is input as a carrier.
  • the carrier wave which is a signal of the fundamental frequency f 0, is input to the mixers 56-i and 56-q, respectively, and the mixers 56-i are passed through the 90-degree phase shifter 55.
  • the signal is input as a 90-degree phase shifted signal, and is input as a signal without phase shift to mixer 56-q.
  • the mixer 56-i is orthogonal to the I signal output from the filter 54-i
  • the mixer 56-q is orthogonal to the Q signal output from the filter 54-q. Modulation is performed.
  • the outputs of the mixers 56-i and 56-q are output to a combiner 57, and the combiner 57 combines the I signal and the Q signal.
  • the synthesis result of the synthesizer 57 is input to a filter 58 that can pass the signal of the synthesis result and the signals of all the channels to be used, and unnecessary radiation is suppressed by passing through the filter 58.
  • Output to the mixer 4 as a local oscillation signal.
  • the filter 58 also removes the component of the carrier input from the frequency data generator 22 remaining as a carrier leak at the same time.
  • the shift data f2 is specified by the frequency specification signal S, the shift amount is 5 MHz in the 1 / Q signal converter 52, and the amplitude modulation indicates 0, all "0".
  • the data for generating I / Q data that rotates the locus of a perfect circle of equal amplitude on the I and Q planes at 5 MHz is output to the DZA converter 42. That is, data on the I plane is output to the D / A converter 42 as an I signal, and data on the Q plane is output as a Q signal.
  • phase difference of the local oscillation signal generated in each receiver does not exist in principle.
  • the phase difference between receivers that have selected the same frequency channel is reliably fixed. Therefore, the signal sources that generate the local oscillation signal are all common, and the phase difference of the received signal input to each antenna can be fixed, so that, for example, the adaptive array antenna system can be stabilized.
  • the first effect is that, in the circuit, each of the plurality of receivers internally generates a local oscillation signal having the same phase error based on the data and clock synchronized in common, so that all receivers Since the phase error between the generated local oscillation signals is fixed, the passing phase of the receiver is fixed.
  • the second effect is that since data and signals synchronized in common by digital processing are generated, the configuration to be added can be reduced in size compared to the common synthesizer system.

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Description

明細書
局部発振信号供給方法およびその回路
技術分野
本発明は、 アンテナがそれぞれ接続されている複数の受信機の受信信号をデジ タルシグナルプロセッサにより復調出力する際に用いられる局部発振信号供給方 法およびその回路に関し、 特に、 アンテナでの受信信号の伝搬遅延差を正確に再 現する局部発振信号供給方法およびその回路に関する。
背景技術
受信機で周波数変換を行うために局部発振信号が使用される。 従来の局部発振 信号供給方法およびその回路では、 局部発振信号を生成する発振器は、 それぞれ がアンテナを備えている複数の受信機に対してそれぞれ設けられ、 各受信器には 独立した局部発振信号が供給されていた。
しかし、 このように受信機それぞれに独立した局部発振信号が供給されるよう な構成では、 これら局部発振信号の位相が固定されていないので、 ァダプティブ アレイアンテナシステムなどでアンテナでの受信信号における位相成分を正確に 検出することが必要な場合に適用することができない。
Fig. 1 に示す従来例は、 特開平 1 0— 2 2 4 1 3 8号に示される構成である。 受信機 1 0 2— 1〜 1 0 2— nは、 それぞれに設けられたアンテナ 1 0 1— 1〜 1 0 1 一 nから受けた受信信号と、 各受信機 1 0 2— 1〜 1 0 2— nに共通に設 けられた局部発振器 1 0 4からの局部発振信号とを、 周波数変換を行なうミキサ 1 0 3 _ 1〜 1 0 3— nに入力する。各ミキサ 1 0 3— 1〜 1◦ 3— nの出力は、 A/D (アナログ Zデジタル) 変換器 1 0 5— 1〜 1 0 5 _ nをそれぞれ介して D S P (デジタルシグナルプロセッサ) 1 0 6に送出されている。
Fig. 1 に示す例のように、 局部発振信号を局部発振器から受ける場合には、 配 線長の相違による時間的遅れから生じる位相誤差を生じることが免れな V 位相成分を正確に検出することが必要な場合に適用することができない、 位相 誤差を生じる、 などの対策として、 チャネル毎に発振器を設けて各受信機に分配 する共通シンセサイザ方式がある力 装置規模が大きくなつてしまう。 上述した従来の局部発振信号供給方法およびその回路のうち、 局部発振信号が 受信機それぞれのミキザに対して独立に生成される場合、 または、 Fig. 1 に示し たように複数の受信機に共通の局部発振器を設ける場合のいすれにおいても、 ミ キサへの入力信号に対する位相制御がないため、 周波数変換に用いる局部発振信 号の位相誤差が避けられず、 複数の受信機それぞれから受ける受信信号の伝搬遅 延差を正確に再現できない。 このため、 ァダプティブアレイアンテナシステムな どで必要な、 位相に基づく正確な制御ができないという問題点がある。
このような問題点を解決するための共通シンセサイザ方式では、 チヤネル毎に 発振器を備えて各受信機に分配する複雑な構成が避けられず、 装置規模が大きく なるという問題点がある。
発明の開示
本発明は、 上記のような問題点を解決し、 小規模回路で複数の受信機それぞれ を介して入力する受信信号のアンテナにおける伝搬遅延差を正確に再現できる局 部発振信号供給方法およびその回路を提供することを目的とする。
本発明による局部発振信号供給方法は、 複数のアンテナそれぞれに接続する受 信機を介して入力する受信信号をデジタルシグナルプロセッサ (D S P) により 復調出力する際に用いられるものであって、 局部発振信号となる周波数成分を含 む周波数データを生成して無線チャネルに相当する一つの信号系列を介して複数 の前記受信機へ共通の信号源として送出するとともに、 前記受信機それぞれにお いて、 供給を受けた前記周波数データに基づいて全ての前記受信機で位相および 振幅の揃った局部発振信号を生成することを特徴としている。
また、 本発明による局部発振信号供給回路は、 局部発振信号となる周波数成分 を含む周波数データを生成して無線チャネルに相当する一つの信号系列を介して 複数の前記受信機へ共通の信号源として送出する一つの周波数データ生成部と、 前記受信機それぞれに、 前記周波数データ生成部から供給を受けた前記周波数デ 一夕に基づいて全ての前記受信機で位相および振幅の揃った局部発振信号を生成 する局発信号生成部とを有することを特徴としている。
このような構成により、 受信機それぞれにおいて、 他の受信機と位相および振 幅の揃った局部発振信号を生成しているので、 複数の受信機それぞれを介して入 力する受信信号のアンテナにおける伝搬遅延差を正確に再現することができる。 また、 上述した局部発振信号の生成についての具体的な方法の一つは、 供給さ れる前記信号源はデジタル信号であり、 全ての前記受信機に共通のクロック信号 に基づいてこのデジタル信号をアナ口グ変換することにより局部発振信号を生成 しており、 従って、 デジタル処理により共通して同期したデータおよび信号を生 成することができる。
また、 その具体的な回路の一つは、 周波数データ生成部がデジタル信号による 周波数データを出力し、 受信機の局発信号生成部が全ての前記受信機に共通のク ロック信号に基づ L、てデジタル信号をァナ口グ信号に変換して出力するデジタル アナログ変換器にある。
このような構成により、 回路規模の拡大を避けることができる。
また、 局部発振信号供給方法では、 それぞれが異なる周波数データを有する複 数の前記信号系列を備え、 複数の前記信号系列それぞれから入力する周波数デ一 夕の直交振幅変調を行なって所定の周波数を有する局部発振信号を生成すること を特徴とし、 更に具体的には、 複数の前記信号系列それぞれが前記周波数データ に対して進相データに相当するシフトデータを全ての前記受信機に供給し、 前記 受信機では、 複数の前記信号系列それぞれから所望の周波数が得られるシフトデ 一夕を選択して信号変換し、 選択変換されたシフトデータと前記周波数データと の直交振幅変調を行なって所望の周波数を有する局部発振信号を生成することを 特徴としている。
また、 局部発振信号供給回路は、 受信機の局発信号生成部は複数の前記信号系 列それぞれから入力する周波数データの直交振幅変調を行なって所望の周波数を 有する局部発振信号を生成する直交変調器を備えており、 更に具体的には、 周波 数デー夕生成部は前記周波数デー夕に対し進相デー夕に相当するシフ トデータを 全ての前記受信機に出力する複数の前記信号系列それぞれを備え、 受信機では、 複数の前記信号系列から所望の周波数が得られるシフトデータを信号系列から選 択して信号変換する選択変換器と、 選択変換されたシフトデータと前記周波数デ 一夕との直交振幅変調を行なつて所望の周波数を有する局部発振信号を生成する 直交変調器とを備えることを特徴としている。
図面の簡単な説明
Fig. 1は、 従来の一例を示す機能ブロック図である。
Fig. 2は、 本発明の実施の一形態を示す機能プロック図である。
Fig. 3は、 Fig. 2の一部分の一具体例を示す機能プロック図である。
Fig. 4は、 Fig. 2に機能追加した一具体例を示す機能プロック図である。 Fig. 5は、 Fig. 4の一部分の一具体例を示す機能プロック図である。
Fig. 6は、 Fig. 5の詳細な一具体例を示す機能プロック図である。
発明を実施するための最良の形態
次に、 本発明の実施例について図面を参照して説明する。
Fig. 2は本発明による局部発振信号供給回路の一実施例の構成を示すプロック 図である。 Fig. 2に示される局部発振信号供給回路は、 n個のアンテナ 1一 1〜 1 _ nをそれぞれ備える受信機 2— l〜2— nと、 各受信機 2— 1〜 2— nのそ れそれに設けられた AZD (Analog/Digital) 変換器 7— 1〜7— nと、 各受信 機 2 _ 1〜 2— nに対して共通に設けられた周波数デ一タ生成部 6および D S P (Digital Signal Processor) 8から構成されている。
各受信機 2— 1〜2— nには、 局発信号生成部 3 _ 1〜3— n、 ミキサ 4— 1 〜4 _ n、 および、 フィルタ 5 _ 1〜5— nがそれぞれ設けられている。 局発信 号生成部 3— 1〜 3— nは、 周波数データ生成部 6が生成する周波数成分を含ん だ周波数データが入力されている。
本実施例と Fig. 1に示した従来例との相違点は、 各受信機 2— 1〜2— n内部 の局発信号生成部 3— 1〜 3— nが周波数データ生成部 6から周波数成分を含ん だ周波数データを受け、これに同期した局部発振信号を生成していることである。 次に、 本実施例における基本構成を説明するが、 受信機 2 _ 1〜2— nから出 力された信号を処理する D S P 8については、本発明に直接関わるものではなく、 機能に応じて従来と同様の構成を有することになるので、詳細な説明は省略する。
1 一 1〜1— nは、 受信周波数が波長/?を有する場合、 四分の/ ί以上 の間隔をおいて設置される無指向性アンテナである。 アンテナ 1—nに接続され る受信機 2— nの局発信号生成部 3— nは、 周波数データ生成部 6から受ける周 波数データに同期した局部発振信号を生成し、 これにより、 全ての受信機 2— 1 〜2 _ nでの位相および振幅の揃った局部発振信号が生成される。
ミキサ 4ー 1〜4一 nは、 D BM (Double Balanced Mixer) などに代表される ものであって、 アンテナ 1— 1〜 1 一 nから入力する受信信号を局発信号生成部 3— nで生成する局部発振信号により I F (Intermediate Frequency) 信号に変 換する。 フィルタ 5— 1〜5— nは、 S AW (Surface Acoustic Wave) フィノレ夕 などに代表されるものであり、 ミキサ 4一 1〜4一 nにより発生する不要な輻射 を抑圧するものである。 各ミキサ 4 _ 1〜4— nの出力は、 フィルタ 5— 1〜5 _ n、 AZD変換器 7— 1〜7— nを介して D S F 8へ送出される。
周波数データ生成部 6は、 周波数成分を含んだデータを生成して各受信機 2— 1〜2— nの局発信号生成部 3— 1〜3— nのそれぞれに供給する。 AZD変換 器 7— l〜7 _ nのそれぞれは、 各受信機 2— l〜2— nのそれぞれに設けられ たフィルタ 5— l〜5— nの各出力を受けてデジタル変換し、 D S P 8へ送出す る。 D S P 8は、 例えばァダプティブアレイアンテナシステムの場合、 受信機 2 _ 1〜 2— nそれぞれで周波数変換された受信信号から復調された復調信号間に おける受信遅延位相を検出する。
次に、 Fig. 2を参照して Fig. 2に示された回路における動作と機能を説明する。 アンテナ 1— 1〜1—nで受信された各信号については、 受信機 2— 1〜2— nのそれぞれにおいて周波数変換が行なわれる。 この周波数変換を行なう際に用 いられる局部発振信号は、 周波数データ生成部 6から供給される周波数データに 基づいて受信機 2— 1〜 2— n内部にそれぞれ設けられた局発信号生成部 3— 1 〜3 _ nで生成される。 周波数データ生成部 6は、 周波数変換に用いられる局部 発振信号の正弦波波形を直接発生させて、 局発信号生成部 3— 1〜 3— nへ供給 する周波数データを出力する。
周波数データ生成部 6が生成する周波数データは、 各受信機 2— 1〜2— nに とって共通の同期した周波数誤差および位相誤差を再現できる局部発振信号を局 発信号生成部 3— 1〜3— nで生成可能とするものである。 従って、 この周波数 データに基づいて生成された局部発振信号は、 受信機 2— 1〜2— n間における 信号の通過位相を固定することができる。 他方、 受信機 2— 1〜2— nのそれぞ れで周波数変換された受信信号の相互間の位相差が、 D S F 8により検出される。 従って、 ァダプティプアレイアンテナシステムのようにアンテナ 1— 1〜 1— nで受信した受信信号の位相成分を正確に検出する必要がある場合、 受信機 2— 1〜 1 一 n間における信号の通過位相を固定できるので、 復調信号相互間の位相 変位はアンテナ 1— 1〜1 一 nそれぞれに対する受信遅延位相を示すことになる。 すなわち、 このことは、 ァダプティブアレイアンテナシステムの動作を安定させ ることになる。
Fig. 3は、 Fig. 2に示した実施例における受信機の具体的な構成を示すプロック 図であり、 以下に、 Fig. 2とともに Fig. 3を参照して局部発振信号を生成する一 つの例について説明する。 Fig. 3におけるアンテナ 1、 ミキサ 4、 フィルタ 5、 A/D変換器 7、 受信機 2 0、 D/A変換器 2 1および周波数データ生成部 2 2 のそれぞれは Fig. 2におけるアンテナ 1 一 1〜 1 一 n、 ミキサ 4一 1〜4— n、 フィルタ 5— 1〜5— n、 AZD変換器 7— 1〜 7— n、受信機 2— 1〜 2— n、 局部信号発生器 3— 1〜3— n、 周波数データ生成部 6に対応している。 すなわ ち、 Fig. 3に示される例では、 Fig. 2における局発信号生成部 3 _ 1〜3— nに、 DZA変換器 2 1が採用されている。
周波数データ生成部 2 2は、 Fig. 3では 1つしか示されていないが、 実際には 複数設けられる受信機 2 0に対して、 デジタル信号による周波数データを供給す る。 また、 デジタル系に供給されるクロック信号の信号源は、 複数の受信機 2 0 を含めて、 全ての構成要素に共通とされている。 従って、 一つの局部発振信号供 給回路内での位相誤差は発生しない。
各受信機 2 0の D/A変換器 2 1は、 周波数データ生成部 2 2から供給される 周波数データにより、 他の受信機と共通の同期したデータを受信し、 かつ波形生 成している。 従って、 DZA変換器 2 1が出力する局部発振信号の位相誤差を固 定することができる。 すなわち、 本実施例においては、 受信機間で局部発振信号 の周波数誤差および位相誤差が相違することが防止される。 このため、 受信機間 の復調信号の通過位相が固定されるので、 D S P 8は、 複数の受信機 2 0から受 けた受信信号の位相差を検出することにより、 復調信号相互間における位相偏差 を、 アンテナ 1における受信遅延位相と安定して判断できる。 このことは、 ァダ プティプアレイアンテナシステムの動作を安定させることになる。
Fig. 4は、 Fig. 2および Fig. 3に示される機能を拡張した実施例の構成を示すブ ロック図であり、 以下に、 Fig. 4に示される実施例について説明する。
本実施例は、 受信機毎に異なる中間周波数で周波数変換を行うことができるも のである。 本実施例が Fig. 3に示した実施例と相違する点は、 n台の受信機 3 0 一 1〜 3 0— nそれぞれに直交変調器 3 1— 1〜 3 1— nが設けられ、 周波数デ 一夕生成部 6に加えてシフトデータ生成部 9が、 受信帯域全てのチャネルに対応 できる数のシフトデータを生成して全ての受信機 3 0— 1〜3 0— nに送出して いることである。
受信機 3 0— 1〜3 0— nを構成するミキサ 4— l〜4— nおよびフィル夕 5 — 1〜5— nのそれぞれは、 Fig. 2に示したものと同一機能を有するので説明を 省略する。
受信機 3 0— 1〜3 0— nにそれぞれ設けられる直交変調器 3 1— 1〜3 1— nは、 周波数デ一タ生成部 6から供給される周波数デ一タに基づく基本周波数の 信号と、 シフ トデータ生成部 9から供給されるシフ トデータであり、 上記基本周 波数に対する離調周波数である信号のそれぞれを入力し、 これらの直交変調を行 なうことにより周波数の異なる局部発振信号を出力する。
Fig. 5は、 Fig. 4に示した実施例における受信機の具体的な構成を示すプロック 図であり、 以下に、 Fig. 4とともに Fig. 5を参照して局部発振信号が 4チャネル の場合を例として局部発振信号生成について説明する。
Fig. 5におけるアンテナ 1、 ミキサ 4、 フィルタ 5、 受信機 4 0、 周波数デー 夕生成部 2 2、 シフ トデータ生成部 4 4のそれぞれは、 Fig. 4におけるアンテナ 1— 1〜 1— n、 ミキサ 4 _ 1〜4一 n、 フィルタ 5 _ l〜5— n、 受信機 3 0 — 1〜3 0— n、 周波数データ生成部 6、 シフトデータ生成部 9に対応し、 Fig. 5 における DZA変換器 21, 42、選択変換器 41および直交変調器 43が Fig.4 における直交変調器 31-1-31—nに対応している。
周波数データ生成部 22は、 基本周波数 f 0を示すデジタル信号を生成し、 D ZA変換器 21を介して直交変調器 43へ出力する。 各受信機 40に設けられる D/A変換器 21. 42には共通のクロックが使用されている。
シフトデータ生成部 44は、 4種類の離調周波数に対応するシフトデータ ί 1 〜f 4を選択変換器 41へ出力する。 選択変換器 41は、 DSFにより構成され ているものとし、 DSP 8から送られてくる周波数指定信号 Sを受けてシフトデ 一夕生成部 44から入力する離調周波数に対応するシフトデータ f l〜f 4のい ずれかを選択し、 選択したシフトデータに対応する離調周波数を示すデジタル信 号を生成して DZA変換器 42を介して直交変調器 43へ出力する。 ここで、 局 部発振信号として設定したい周波数を、 40MHz、 45MHz, 50MHz、 および 55MHzであるものとする。 この場合、 周波数データ生成部 22が送出 するデータを、 基本周波数 f 0 = 40MHzを示すデジタル信号とし、 また、 離 調周波数を 5MHzとし、 シフトデータ生成部 44はシフ トデータとして、 f 1 = 0Hz、 f 2 = 5MHz, f 3=10MHz、 および f 4 = 15MH zの発振 周波数によるパルス信号を送出することとする。 このシフトデータとなるパルス 信号は水晶発振器を用いて生成し、 出力することとしてもよい。 このパルス信号 については、 例えば 5MHzの周波数パルスを用いることで、 他の 10MHz、
15 MHzの周波数パルスの生成は、 5MHzの周波数パルスから逋倍回路を付 加することで可能となる。 従って F i g. 5では 4種類の離調周波数を考慮して いる力 数 10種類の離調周波数が必要となった際、 シフトデータの生成が容易 となる。
周波数データ生成部 22が出力する基本周波数 f 0を示すデジタル信号は D/ A変換器 21により基本周波数 f 0のアナログ信号に変換されて直交変調器 43 へ入力される。
一方、 選択変換器 41により生成された離調周波数 f l〜f 4のいずれかを示 すデジタル信号は D/A変換器 42により離調周波数 f 1〜f 4のいずれかを示 すアナログ信号に変換されて直交変調器 43へ入力される。
これにより、 直交変調器 43では、 基本周波数に対する直交変調データが生成 される。
つまり、 周波数データ生成部 22で生成され、 DZA変換器 21を介して得ら れた信号が搬送波とされ、 DZA変換器 42を介して得られた信号を無変調周波 数をシフトする周波数成分とされ、 直交変調器 43で直交変調することにより、 図では 1つしか示されていないが実際には複数設けられる各受信機 40のそれぞ れにおいて、 周波数の異なる局部発振信号を得ることができる。
変調方式を特に限定することはないが、 4分の 7Γシフト QPSK変調の場合、 選択変換器 41は、 例えばシフトデータ f 2を選択する際には、 生成するデータ としてシフ ト量が 5 MHzであり、 振幅変調については 0を示す全て 「0」 のデ —夕を与えることになる。
Fig.6は、 Fig.5に示した実施例における受信機の構成をより詳細に示すプロッ ク図であり、 以下に、 Fig.6を参照して局部発振信号生成について説明する。
Fig.6における選択変換器 41はセレクタ部 51および I /Q信号変換部 52 を備え、 D/A変換器 42は D/A変換部 53— i、 53— qおよびフィルタ 5 4— i、 54— qを備え、 直交変調器 43は 90度移相器 55、 ミキサ 56— i、 56— q、 合成器 57、 およびフィル夕 58を備えている。
選択変換器 41のセレクタ部 51には、 シフトデータ生成部 44から供給され る 4チャネルのシフトデータが入力される。 セレクタ部 51では、 Fig.4に示し た DSP 8から送られてくる周波数指定信号 Sにより指定されたシフトデータを I 7Q信号変換部 52へ送出する。
1/<3信号変換部52は、 セレクタ部 51から受けたシフトデータを DZA変 換器 42および直交変調器 43で処理可能なデータフォーマツ トに変換して I
( i n-p h a s e) 信号および Q (quad r a tur e) 信号に分離し、 D /A変換部 53_ i、 53_qそれぞれに出力する。
DZA変換部 53— i、 53— qそれぞれは入力したデジタル信号をアナログ 信号に変換し、 フィルタ 54— i、 54— qへ出力する。 フィルタ 54— i、 5 4 _ qでは、 DZA変換部 5 3— i、 5 3— q出力のアナログ信号に含まれる D ZA変換部 5 3— i、 5 3— qで用いられたクロック成分を除去し、 ミキサ 5 6 — i、 5 6— qへ出力する。 上述した各受信機 4 0で使用される共通のクロック は位相誤差を同一にするため、 DZA変換部 5 3— i、 5 3— qにも使用されて いる。
直交変調器 4 3には、 周波数デ一タ生成部 2 2で生成された周波数デー夕に基 づき、 D/A変換器 2 1を介することによりアナログ信号として出力される基本 周波数 f 0の信号が搬送波として入力される。 基本周波数 f 0の信号である搬送 波は、 ミキサ 5 6— i、 ミキサ 5 6— qにそれぞれ入力されるが、 ミキサ 5 6— iに対しては 9 0度移相器 5 5を介して 9 0度移相した信号として入力され、 ミ キサ 5 6— qに対しては移相なしの信号として入力される。
従って、 これら搬送波を用いて、 ミキサ 5 6— iではフィルタ 5 4— iから出 力される I信号、 ミキサ 5 6— qではフィルタ 5 4— qから出力される Q信号の それぞれに対して直交変調が行なわれる。 各ミキサ 5 6— i、 5 6— qの出力は 合成器 5 7に出力されて、 合成器 5 7により I信号と Q信号とが合成される。 合成器 5 7における合成結果は、 合成結果の信号および使用される全てのチヤ ネルの信号が通過可能なフィルタ 5 8に入力され、 該フィルタ 5 8を通ることに より、 不要な輻射が抑圧された局部発振信号としてミキサ 4に出力される。 フィ ルタ 5 8は、 この際、 キャリアリークとして残留していた周波数データ生成部 2 2から入力した搬送波の成分も、 同時に除去する。
最後に、 D S Pを用いてデータ変換を行なう I ZQ信号変換部 5 2について説 明する。
例えば、 周波数指定信号 Sにより、 シフ トデータ f 2が指定された場合、 1 / Q信号変換部 5 2では、 シフ ト量が 5 MH zであり、 振幅変調については 0を示 す全て 「0」 のデータであって、 I平面および Q平面上に等振幅の真円の軌跡を 5 MH zで回転する I /Qデータを生成するデータを DZA変換器 4 2へ出力す る。 すなわち、 I平面上のデータを I信号、 また Q平面上のデータを Q信号とし て D/A変換器 4 2に出力する。 直交変調器 4 3は、 D/A変換器 2 1が出力する基本の周波数 f 0 = 4 0 MH zを有する搬送波と DZA変換器 4 2が出力する I ZQ信号とを直交変調して合 成することにより 4 5 MH zの局部発振信号を生成する。
本実施例の受信機で用いられる搬送波、 離調周波数の I ZQ信号などを生成す る各種のデータは、 各受信機共通のデータ生成部およびクロックで作成されるも のである。 従って、 各受信機内で生成される局部発振信号の位相差は、 原理上で は存在しない。 特に、 同一周波数チャネルを選択した受信機同士の位相差は確実 に固定されている。従って、局部発振信号を生成する信号源はすべて共通であり、 各アンテナで入力する受信信号が有する位相差を固定することができるので、 例 えばァダプティブアレイアンテナシステムを安定させることができる。
以上の説明においては、 機能ブロックを図示して説明したが、 機能の分離併合 によるブロック構成の変更は、 上記機能を満たす限り自由であり、 上記説明が本 発明を限定するものではない。
以上説明したように本発明によれば、 次のような効果を得ることができる。 第 1の効果は、 回路内で、 共通して同期したデータおよびクロックに基づいて 複数の受信機それぞれが内部で同一の位相誤差を有する局部発振信号を生成して いるため、 全ての受信機において生成される局部発振信号相互間の位相誤差が固 定されるので、 受信機の通過位相が固定される。
第 2の効果は、 デジタル処理により共通して同期したデータおよび信号の生成 を行なっているため、 共通シンセサイザ方式と比較して追加される構成が小規模 で済むことである。

Claims

請求の範囲
1 :複数のアンテナのそれぞれに接続する受信機を介して入力する受 信信号をデジタルシグナルプロセッサにより復調出力する際に用いる局部発振信 号供給方法において、
局部発振信号となる周波数成分を含む周波数データを生成して無線チャネルに 相当する一つの信号系列を介して複数の前記受信機へ共通の信号源として送出す るとともに、 前記受信機のそれぞれにおいて、 供給を受けた前記周波数データに 基づいて全ての前記受信機で位相および振幅の揃つた局部発振信号を生成するこ とを特徴とする局部発振信号供給方法。
2 :請求項 1記載の局部発振信号供給方法において、
供給される前記信号源はデジタル信号であり、 全ての前記受信機に共通のクロ ック信号に基づいてこのデジタル信号をアナログ変換することにより局部発振信 号を生成することを特徵とする局部発振信号供給方法。
3 :請求項 2記載の局部発振信号供給方法において、
デジタル処理により共通して同期したデータおよび信号の生成を行うことを特 徴とする局部発振信号供給方法。
4 :請求項 2記載の局部発振信号供給方法において、
それぞれが異なる周波数データを有する複数の前記信号系列を備え、 複数の前 記信号系列それぞれから入力する周波数データの直交振幅変調を行なって所定の 周波数を有する局部発振信号を生成することを特徴とする局部発振信号供給方法。
5 :請求項 2記載の局部発振信号供給方法において、
複数の前記信号系列それぞれが前記周波数データに対して進相データに相当す るシフトデータを全ての前記受信機に供給し、 前記受信機では、 複数の前記信号 系列それぞれから所望の周波数が得られるシフ トデータを選択して信号変換し、 選択変換されたシフトデータと前記周波数データとの直交振幅変調を行なって所 望の周波数を有する局部発振信号を生成することを特徴とする局部発振信号供給 方法。
6 :複数のアンテナそれぞれに接続する受信機を介して入力する受信 信号をデジタルシグナルプロセッサにより復調出力する際に用いる局部発振信号 供給回路において、
局部発振信号となる周波数成分を含む周波数データを生成して無線チャネルに 相当する一つの信号系列を介して複数の前記受信機へ共通の信号源として送出す る一つの周波数データ生成部と、
前記受信機のそれぞれに、 前記周波数データ生成部から供給を受けた前記周波 数データに基づいて全ての前記受信機で位相および振幅の揃った局部発振信号を 生成する局部発振信号生成部とを備えることを特徴とする局部発振信号供給回路。
.7 :請求項 6記載の局部発振信号供給回路において、
周波数データ生成部はデジタル信号による周波数データを出力し、
局部発振信号生成部は全ての前記受信機に共通のクロック信号に基づいてデジ タル信号をアナログ信号に変換して出力するデジタルアナ口グ変換器を有するこ とを特徴とする局部発振信号供給回路。
8 :請求項 7記載の局部発振信号供給回路において、
局部発振生成部は複数の前記信号系列それぞれから入力する周波数データの直 交振幅変調を行なって所望の周波数を有する局部発振信号を生成する直交変調器 を有することを特徴とする局部発振信号供給回路。
9 :請求項 7記載の局部発振信号供給回路において、
周波数デ一タ生成部は前記周波数データに対して進相デ一タに相当するシフト データを全ての前記受信機に出力する複数の前記信号系列それぞれを備え、 受信 機では、 複数の前記信号系列から所望の周波数が得られるシフ トデータを信号系 列から選択して信号変換する選択変換器と、 選択変換されたシフ トデータと前記 周波数データとの直交振幅変調を行なって所望の周波数を有する局部発振信号を 生成する直交変調器とを備えることを特徴とする局部発振信号供給回路。
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