(57)【要約】【課題】Ｉ軸とＱ軸を直交させる９０°移相器や直交発振器等を削減して回路の簡略化を図りつつも高精度かつ高速伝送を実現する。【解決手段】ベースバンド信号ＳiはＢＰＳＫ変調部２１２により変調信号Ｓaに変調される。変調信号Ｓaはミキサ２１４により搬送波信号Ｓcと乗算されてアップコンバートされて入力点２１８に供給される。ベースバンド信号Ｓqは、ＢＰＳＫ変調部２１３により変調信号Ｓbに変調される。変調信号Ｓbは、ミキサ２１５により搬送波信号Ｓcと乗算されてアップコンバートされて入力点２１９に供給される。入力点２１８と入力点２１９とは、導波路２２０の搬送方向において距離Ｌ１＝（１／４＋Ｎ）λ波長だけずれて設けられる。これにより、出力点２５８で受信される変調信号Ｓa，Ｓｂの位相差もλ／４波長ずれた状態となるので、ＩＱ直交軸を実現できる。【選択図】図３
2010245905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の搬送波信号を入力される第１の信号に基づいて変調して第１の送信信号を出力する第１の送信部と、
所定周波数の搬送波信号を入力される第２の信号に基づいて変調して第２の送信信号を出力する第２の送信部とを備え、
前記第１の送信部により出力された前記第１の送信信号を導波路に入力する第１の入力点と前記第２の送信部により出力された前記第２の送信信号を前記導波路に入力する第２の入力点とが、前記第１の送信信号と前記第２の送信信号との間に所定の位相差を与える距離だけずれている送信装置。
【請求項２】
Ｎを整数、λを前記搬送波信号の波長としたとき、前記第１の入力点と前記第２の入力点とは（１／４＋Ｎ）λ波長分ずれている請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記第１および第２の送信部により出力される前記第１および第２の送信信号はミリ帯域の信号である請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記導波路には所定の誘電率を有する誘電体が用いられる請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
前記第１および第２の入力点のそれぞれには、前記第１および第２の送信信号を送信するためのダイポールアンテナまたはスリットアンテナが設けられる請求項１に記載の送信装置。
【請求項６】
前記第２の入力点には、前記第１の送信信号を受信する複数のアンテナが設けられ、
前記搬送波信号の位相と、前記第１の入力点から送信されて前記第２の入力点により受信された前記第１の送信信号の位相を比較し、当該比較結果により算出された前記第１の送信信号の位相のずれ量に基づいて前記複数のアンテナのうち何れかの前記アンテナを選択する制御部をさらに備える請求項１に記載の送信装置。
【請求項７】
前記第１の送信部には、前記第１の信号を増幅する第１の増幅部が設けられ、
前記第２の送信部には、前記第２の信号を増幅する第２の増幅部が設けられ、
前記第１の入力点から送信されて前記第２の入力点により受信された前記第１の送信信号の振幅値を測定し、当該測定結果に基づいて前記第２の増幅部から出力される前記第２の信号の振幅値を調整する振幅値測定部をさらに備える請求項６に記載の送信装置。
【請求項８】
前記搬送波信号の位相と、前記第１の入力点から送信されて前記第２の入力点により受信された前記第１の送信信号の位相とを比較し、当該比較結果に基づいて前記第１の送信信号の位相のずれ量を算出する制御部と、
前記制御部により計算された前記ずれ量に基づいて前記第１および第２の送信信号の少なくとも一方の位相を調整する位相調整部とをさらに備える請求項１に記載の送信装置。
【請求項９】
前記位相調整部は、
前記導波路の一端部に設けられ、電気、光学、磁気あるいは熱エネルギーにより誘電率が変化する物質から構成される請求項８に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記位相調整部は、
前記導波路の外部に設けられ、遅延素子、抵抗、インダクタおよびキャパシタのうち少なくとも１以上の素子から構成される請求項８に記載の送信装置。
【請求項１１】
前記信号処理は、前記第１および第２の信号の位相を変調する位相変調であり、
前記位相変調に加えて前記第１および第２の信号の振幅変調を行う請求項１に記載の送信装置。
【請求項１２】
所定周波数の搬送波信号を入力される第１の信号に基づいて変調して第１の送信信号を出力する第１の送信部と、
所定周波数の搬送波信号を入力される第２の信号に基づいて変調して第２の送信信号を出力する第２の送信部とを有する送信装置と、
前記第１の送信部から出力された前記第１の送信信号および前記第２の送信部から出力された前記第２の送信信号が入力される導波路と、
前記導波路を介して送信された前記第１および第２の送信信号を受信し、当該第１および第２の送信信号を所定周波数の搬送波信号に基づいて復調して受信信号を得る受信部を有する受信装置とを備え、
前記第１の送信部により出力された前記第１の送信信号を前記導波路に入力する第１の入力点と前記第２の送信部により出力された前記第２の送信信号を前記導波路に入力する第２の入力点とが、前記第１の送信信号と前記第２の送信信号との間に所定の位相差を与える距離だけずれている通信システム。
【請求項１３】
前記送信装置は、
前記第１および第２の送信部から出力された前記第１および第２の送信信号を前記導波路を介して前記受信装置に送信し、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された前記第１および第２の送信信号を受信し、受信した前記第１および第２の送信信号に基づいて前記第１の入力点と前記第２の入力点とが前記所定の位相差ずれているか否かを判断し、当該判断結果を前記送信装置にフィードバックする請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１４】
前記受信装置は、
前記第１および第２の送信信号を前記導波路を介して前記送信装置に送信し、
前記送信装置は、
前記受信装置から送信された前記第１および第２の送信信号を受信し、受信した前記第１および第２の送信信号に基づいて前記第１の入力点と前記第２の入力点とが前記所定の位相差ずれているか否かを判断する請求項１２に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置および通信システムに関する。詳しくは、第１の送信信号を導波路に入力する第１の入力点と第２の送信信号を導波路に入力する第２の入力点とを、第１の送信信号と第２の送信信号との間に所定の位相差を与える距離だけずらすことにより、ＩＱ直交軸による高速伝送を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＭＯＳ技術を利用することにより低消費電力かつ低コスト（小回路規模）な信号伝送を目指した、ミリ波などの高周波帯を利用した高速伝送技術が盛んに研究されている。これは、量産に適したＣＭＯＳプロセスを用いることにより、デジタル回路モジュールとミリ波ＲＦフロントエンドモジュールを１チップで構成することで実現の可能性があるからである。従来の高速ベースバンド信号伝送装置は、誘電体損失の少ない基板と、この基板上に実装された第１および第２の部品と、第１および第２の部品間を結合する導波路とで構成されている。お互いの干渉を低減させることで、基板上での第１および第２の部品間での高速信号伝送を実現している。
【０００３】
ところで、上述した高速ベースバンド信号伝送装置等においては、さらなる伝送速度の高速化を目指して直交するＩＱ軸を使った位相変調が従来から広く利用されている。位相変調とは、例えばデジタル伝送においてはデジタル符号に応じて搬送波の位相を離散的に変化させる変調方式であり、下記（１）で与えられる位相成分θに対してデジタル符号のマッピングを行うものである。
Ｓ（ｔ）＝Ａ（ｔ）ｃｏｓ（２πｆｃ＋θ（ｔ））・・・（１）
ここで、Ａ（ｔ）は振幅であり、θ（ｔ）は位相である。
【０００４】
例えば位相変調の一種であるＱＰＳＫ変調を考えた場合、２ビットのデジタル符号を１つの位相で表現することで実現できる。デジタル符号と位相θのマッピングの一例を図１６に示し、各デジタル符号が複素ベースバンド信号上でマッピングされている様子を図１７に示す。このように、１つの位相情報に多ビットの情報を載せることで高速化が可能になる技術は古くから行われてきている。多ビットを伝送する他の技術としては、振幅と位相の両方を用いたＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）伝送等が近年盛んに行われている。
【０００５】
しかし、これらの伝送を行うには、複素平面でいうところのＩ軸とＱ軸を直交させる９０°移相器（Phase Shifter）等が必要になり、多ビットの伝送を試みようとすると高い精度で実現することが要求されている。そのため、これまでにも様々な精度補償方法が考えられてきた。
【０００６】
例えば、特許文献１に記載される発明には、直交変調回路の精度を懸念し、検波器により生じた検波電圧が所定値以下になるように直流バイアスを増減させることにより、搬送波リークを所望の値以下に抑圧制御する補償回路を備えた送信機が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２に記載される発明には、精度が悪くかつＩＱ直交性が不要なときにはＢＰＳＫ方式に切り替え、精度が良好なときにはＱＰＳＫ方式に切り替えることで、ＩＱの直交精度の維持よりも伝送チャネルの維持を確保する無線通信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−７０５８２号公報（第５頁  第１図）
【特許文献２】特開２００７−１５０６４６号公報（第８頁  第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１および２に開示される発明において、９０°移相器等を用いてＩＱ直交軸による高速伝送を実現させようとした場合には以下のような問題がある。すなわち、特許文献１に記載される発明では、本来の信号の変調部やミキサ等を含む伝達経路に加えて、演算部や検波部等を含む補償回路を別途設ける必要がある。そのため、送信機の回路の小型化に支障をきたし、ひいてはコストアップにつながるという問題がある。また、特許文献２に記載される発明では、ＢＰＳＫ変調適用時に伝送レートが低下してしまうのが明らかであり、安定した高速伝送は期待できない。
【００１０】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、Ｉ軸とＱ軸を直交させる９０°移相器や直交発振器等を削減して回路の簡略化を図りつつも高精度かつ高速伝送を実現する、導波路を用いた送信装置および通信システム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】
【００１１】
本発明に係る送信装置は、所定周波数の搬送波信号を入力される第１の信号に基づいて変調して第１の送信信号を出力する第１の送信部と、所定周波数の搬送波信号を入力される第２の信号に基づいて変調して第２の送信信号を出力する第２の送信部とを備え、第１の送信部により出力された第１の送信信号を導波路に入力する第１の入力点と第２の送信部により出力された第２の送信信号を導波路に入力する第２の入力点とが、第１の送信信号と第２の送信信号との間に所定の位相差を与える距離だけずれているものである。
【００１２】
また本発明に係る通信システムは、所定周波数の搬送波信号を入力される第１の信号に基づいて変調して第１の送信信号を出力する第１の送信部と、所定周波数の搬送波信号を入力される第２の信号に基づいて変調して第２の送信信号を出力する第２の送信部とを有する送信装置と、第１の送信部から出力された第１の送信信号および第２の送信部から出力された第２の送信信号が入力される導波路と、導波路を介して送信された第１および第２の送信信号を受信し、当該第１および第２の送信信号を所定周波数の搬送波信号に基づいて復調して受信信号を得る受信部を有する受信装置とを備え、第１の送信部により出力された第１の送信信号を導波路に入力する第１の入力点と第２の送信部により出力された第２の送信信号を導波路に入力する第２の入力点とが、第１の送信信号と第２の送信信号との間に所定の位相差を与える距離だけずれているものである。
【００１３】
本発明において、所定周波数の搬送波信号は、入力される第１の信号に基づいて第１の送信部により変調されて第１の送信信号として出力される。所定周波数の搬送波信号は、入力される第２の信号に基づいて第２の送信部により変調されて第２の送信信号として出力される。変調方式としては、例えば、位相変調や振幅変調等が挙げられ、より具体的にはＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，８相ＰＳＫ，ＱＡＭ等の変調方式が挙げられる。
【００１４】
信号処理された第１の送信信号は第１の入力点を介して導波路に入力され、第２の送信信号は第２の入力点を介して導波路に入力される。本発明において第１の入力点と第２の入力点とは、第１の送信信号と第２の送信信号との間に所定の位相差を与える距離だけずれている。そのため、例えば、第１および第２の入力点間の距離を、（１／４＋Ｎ）λ波長分ずらした場合には、第１の送信信号と第２の送信信号との位相差を９０°に制御することができるので、ＩＱ直交軸を用いることにより高速伝送を実現することができる。ここでＮは整数、λは搬送波信号の波長である。また、複雑なシステムを用いることなく、精度の高いＩＱ直交軸を実現できるので、多値変調などの高次の変調方式を実現できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１の入力点と第２の入力点とを第１の送信信号と第２の送信信号との間に位相差を与える距離だけずらした状態で導波路に設けるため、直交発振器や９０°位相器を用いることなくＩＱ直交伝送を実現できる。その結果、送信装置の回路規模の削減、ひいてはコスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高周波伝送システムの構成例を示す図である。
【図２】高周波伝送システムのブロック構成例を示す図である。
【図３】高周波伝送システムの回路構成例を示す図である。
【図４】導波路上での変調信号の位相関係例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の変形例に係る高周波伝送システムの構成例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るキャリブレーション機能を有する高周波伝送システムのアンテナ部材の構成例を示す図である。
【図７】アンテナ部材の変形例を示す図である。
【図８】キャリブレーション機能を有する高周波伝送システムの構成例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の変形例に係るキャリブレーション機能を有する高周波伝送システムの回路構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るキャリブレーション機能を有する高周波伝送システムの構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係るキャリブレーション機能を有する高周波伝送システムの位相制御部の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係るキャリブレーション機能を有する高周波伝送システムの位相制御部の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に係るキャリブレーション機能を有する高周波伝送システムの位相制御部の構成例を示す図である。
【図１４】本発明の第７の実施の形態に係るキャリブレーション機能を有する高周波伝送システムの動作例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第８の実施の形態に係るキャリブレーション機能を有する高周波伝送システムの動作例を示すフローチャートである。
【図１６】ＱＰＳＫ変調を説明するための図である（その１）。
【図１７】ＱＰＳＫ変調を説明するための図である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（高周波伝送システムにおいてＩＱ直交軸を実現する例）
２．第１の実施の形態の変形例
３．第２の実施の形態（アンテナ部材によりキャリブレーションを行う例）
４．第２の実施の形態の変形例
５．第３の実施の形態（振幅のキャリブレーションを行う例）
６．第４の実施の形態（液晶層を用いてキャリブレーションを行う例）
７．第５の実施の形態（遅延素子を用いてキャリブレーションを行う例）
８．第６の実施の形態（移相素子を用いてキャリブレーションを行う例）
９．第７の実施の形態（送信装置および受信装置で連動してキャリブレーションを行う例）
１０．第８の実施の形態（送信装置および受信装置で連動してキャリブレーションを行う例）
【００１８】
＜１．第１の実施の形態＞
［高周波システムの構成例］  
図１に示すように、本発明に係る高周波伝送システム１００Ａは、通信システムの一例であり、例えば、伝送する信号の周波数が３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波の信号を高速伝送することが可能である。この高周波伝送システム１００Ａは、基板４０上に実装された、部品Ａ，部品Ｂ，部品Ｃ，部品Ｄと、これらの部品Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを結合する導波路２０とから構成されている。
【００１９】
部品Ａ〜部品Ｄのそれぞれはミリ波送受信モジュールを内蔵しており、この例では部品Ａ，Ｃが送信装置として構成され、部品Ｂ，Ｄが受信装置として構成されている。部品Ａと部品Ｂとは導波路２０を介して接続されており、部品Ａ，Ｂ間において画像信号や音声信号等の高速信号伝送を行う。部品Ｃと部品Ｄとは導波路２０を介して接続されており、部品Ｃ，Ｄ間において画像信号や音声信号等の高速信号伝送を行う。以下では部品Ａ（送信装置２００），部品Ｂ（受信装置３００）間における信号伝送を例に挙げる。
【００２０】
［高周波システムのブロック構成例］  
図２に示すように、高周波伝送システム１００Ａは、送信装置２００と受信装置３００とこれらを結合する導波路２０とを備えている。送信装置２００は、信号入力部１０と変調回路１２と周波数変換回路１４と増幅器１６と基板との結合回路１８とを有している。受信装置３００は、基板との結合回路２２と増幅器２４と周波数変換回路２６と復調回路２８と信号出力部３０とを有している。
【００２１】
信号入力部１０には送信装置２００内において生成された所定の信号が入力される。信号入力部１０に入力された信号は変調回路１２に供給される。変調回路１２は、供給された信号を変調して周波数変換回路１４に供給する。周波数変換回路１４は、変調された信号を所望の周波数帯（ミリ波）までアップコンバートして増幅器１６に供給する。増幅器１６は、アップコンバートされた信号を増幅して結合回路１８に供給する。結合回路１８は、増幅された信号を導波路２０を介して受信装置３００に送信する。
【００２２】
受信装置３００の結合回路２２は、送信装置２００側から導波路２０を介して送信された信号を受信して増幅器２４に供給する。増幅器２４は、受信された信号の減衰を補うために増幅して、増幅後の信号を周波数変換回路２６に供給する。周波数変換回路２６は、増幅された信号をダウンコンバートして復調回路２８に供給する。復調回路２８は、ダウンコンバートされた信号を復調してベースバンド信号を得る。最後に、信号出力部３０は、復調されたベースバンド信号に基づくデータ列を出力することで、送信装置２００から受信装置３００での信号伝送が完了することになる。なお、通信を行う送信装置２００，受信装置３００間が近い場合は送信側、受信側の増幅器１６，２４を省略しても良い。
【００２３】
［高周波伝送システムの回路構成例］  
次に、上述した高周波伝送システム１００Ａの回路構成例について説明する。なお、図３においてＢＰＳＫ変調部２１２，２１３は図２に示した変調回路１２に対応し、搬送波信号生成部２１６およびミキサ２１４，２１５は図２に示した周波数変換回路１４に対応し、入力点２１８，２１９は図２に示した結合回路１８に対応している。また、図３において出力点２５８は図２に示した結合回路２２に対応し、ＱＰＳＫ復調部２５０は図２に示した復調回路２８等に対応している。
【００２４】
図３に示すように、受信装置３００に伝送したい信号のそれぞれは、Ｉ相とＱ相に割り当てられる。Ｉ相に割り当てられたベースバンド信号Ｓiは、ＢＰＳＫ変調部２１２に供給される。ＢＰＳＫ変調部２１２は、割り当てられたビットに従ってＢＰＳＫ変調（マッピング）を施すことにより変調信号Ｓaを生成してミキサ２１４に供給する。搬送波信号生成部２１６は、所定周波数の搬送波信号Ｓcを生成してミキサ２１４に供給する。ミキサ２１４は、ＢＰＳＫ変調部２１２により生成された変調信号Ｓaと搬送波信号生成部２１６により生成された搬送波信号Ｓcとを乗算して変調信号Ｓaを周波数変換（アップコンバート）し、周波数変換された変調信号Ｓaを入力点２１８に供給する。なお、ベースバンド信号Ｓiは第１の信号の一例であり、変調信号Ｓaは第１の送信信号の一例である。入力点２１８は第１の入力点の一例であり、ＢＰＳＫ変調部２１２およびミキサ２１４は第１の送信部の一例を構成している。
【００２５】
Ｑ相に割り当てられたベースバンド信号Ｓqは、ＢＰＳＫ変調部２１３に供給される。ＢＰＳＫ変調部２１３は、割り当てられたビットに従ってＢＰＳＫ変調（マッピング）を施すことにより変調信号Ｓbを生成してミキサ２１５に供給する。搬送波信号生成部２１６は、所定周波数の搬送波信号Ｓcを生成してミキサ２１５に供給する。ミキサ２１５は、ＢＰＳＫ変調部２１３により生成された変調信号Ｓbと搬送波信号Ｓcとを乗算して変調信号Ｓbを周波数変換（アップコンバート）し、周波数変換された変調信号Ｓbを入力点２１９に供給する。なお、ベースバンド信号Ｓqは第２の信号の一例であり、変調信号Ｓbは第２の送信信号の一例である。入力点２１９は第２の入力点の一例であり、ＢＰＳＫ変調部２１３およびミキサ２１５は第２の送信部の一例を構成している。
【００２６】
入力点２１８，２１９は導波路２２０の一端側に設けられ、入力点２１８，２１９のそれぞれには後述するようにダイポールアンテナ、ループアンテナまたは小型アパーチャ結合素子（スリットアンテナ）等が設けられている。入力点２１８と入力点２１９とは、導波路２２０の搬送方向において、変調信号Ｓaと変調信号Ｓbとの間に所定の位相差を与える、下記（２）式の関係を満たす距離Ｌ１だけずれている。
Ｌ１＝（１／４＋Ｎ）λ・・・（２）
ここで、λ＝ｃ／√εｒｆ、Ｃは真空中の高速であり、ｆは搬送波信号の周波数であり、εｒは導波路の比誘電率であり、Ｎは整数である。
【００２７】
これにより、図４（Ｂ）に示すように、入力点２１８から送信される変調信号Ｓaと入力点２１９から送信される変調信号Ｓbとが、複素平面上で位相が少なくとも９０°ずれることになる。つまり、入力点２１８と入力点２１９との距離Ｌ１を（１／４＋Ｎ）λずらすことにより、従来のように９０°移相器を用いることなく、変調信号Ｓa，Ｓbの位相を直交させることができるようになる。この状態は、導波路２２０上の一点（例えば出力点２５８）で観測するとｓｉｎ波とｃｏｓ波の関係に等しく、あたかもＱＰＳＫ変調された信号が到来して来ているのと同じことになる。なお、図４（Ａ）は位相をずらす前の変調信号Ｓa，Ｓbの位相関係を示している。
【００２８】
図３に戻り、導波路２２０は、導電部材によって区画された細長の筐体を有し、基板４０上に実装された送信装置２００と受信装置３００との間に実装されている。導波路２２０の筐体内部には、例えば空気やエポキシ樹脂（基板４０と同一材料）などの所定の比誘電率を有した誘電体が封入されている。なお、基板４０としては、例えばガラスエポキシ樹脂を絶縁ベースとした両面に銅箔が貼り付けられた、例えば誘電正接（tanδ）が０．０１以上で、従来、ミリ波帯では伝送損失が大きく、ミリ波伝送に適していないとされていた損失の大きい基板が用いられる。
【００２９】
出力点２５８は導波路２２０の他端側に設けられ、この出力点２５８には後述するようにダイポールアンテナ、ループアンテナまたは小型アパーチャ結合素子（スリットアンテナ）等が設けられている。出力点２５８は、導波路２２０を介して送信される変調信号Ｓa，Ｓbを受信してＱＰＳＫ復調部２５０に供給する。
【００３０】
ＱＰＳＫ復調部２５０は、出力点２５８により受信された互いに直交する変調信号Ｓa，ＳbにＱＰＳＫ変調を施すことにより、変調信号Ｓaに基づくベースバンド信号Ｓirxと、変調信号Ｓbに基づくベースバンド信号Ｓqrxとを得る。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態では、入力点２１８と入力点２１９との間の距離Ｌ１を（１／４＋Ｎ）λに設定して導波路２２０に結合させている。これにより、第１の変調信号Ｓaと第２の変調信号Ｓbとの位相差を９０°に設定することができ、直交発振器や９０°位相器を用いることなく、ＩＱ直交伝送を実現できるようになる。その結果、送信装置２００の回路規模の削減、ひいてはコスト削減を図ることができる。さらに、導波路２２０を用いた高周波伝送システム１００Ａにおいて、上述したＩＱ直交軸を用いることにより高速伝送を実現することができる。
【００３２】
＜２．第１の実施の形態の変形例＞
第１の実施の形態の変形例では、高周波伝送システム１００Ｂの受信装置３００を、上記第１の実施の形態で説明した高周波伝送システム１００Ａの受信装置３００とは異なる構成を採用している。なお、上述した第１の実施の形態の高周波伝送システム１００Ａと共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５に示すように、受信装置３００は、出力点２６０，２６１とミキサ２５４，２５５とＢＰＳＫ復調部２５２，２５３とを備えている。出力点２６１は導波路２２０の他端側に設けられ、この出力点２６１には例えばダイポールアンテナ等が設けられている。出力点２６１は、導波路２２０を介して送信される変調信号Ｓaを受信してミキサ２５４に供給する。搬送波信号生成部２５６は、搬送波信号Ｓcrxを生成してミキサ２５４に供給する。ミキサ２５４は、変調信号Ｓaと搬送波信号Ｓcrxとを乗算することにより変調信号Ｓaを周波数変換（ダウンコンバート）し、周波数変換された変調信号ＳaをＢＰＳＫ復調部２５２に供給する。ＢＰＳＫ復調部２５２は、変調信号Ｓaを復調（マッピング）してベースバンド信号Ｓirxを得る。
【００３４】
出力点２６０は導波路２２０の他端側に設けられ、この出力点２６０には例えばダイポールアンテナ等が設けられている。また、出力点２６０は、出力点２６１と上記（２）式の関係を満たす距離Ｌ１だけずれた位置に設けられている。そのため、導波路２２０を介して送信される変調信号Ｓbを変調信号Ｓaと（１／４＋Ｎ）λ波長だけずれた状態で受信することができる。受信された変調信号Ｓaはミキサ２５５に供給される。ミキサ２５５は、導波路２２０を介して受信された変調信号Ｓbと搬送波信号Ｓcrxとを乗算して変調信号Ｓbを周波数変換（ダウンコンバート）し、周波数変換された変調信号ＳaをＢＰＳＫ復調部２５３に供給する。ＢＰＳＫ復調部２５３は、変調信号Ｓbを復調（マッピング）してベースバンド信号Ｓqrxを得る。
【００３５】
本変形例のように、受信装置３００を送信装置２００と同様に構成しても、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。例えば、第１の変調信号Ｓaと第２の変調信号Ｓbとの位相差を９０°に設定することができ、直交発振器や９０°位相器を用いることなく、ＩＱ直交伝送を実現でき、その結果、送信装置２００の回路規模の削減、ひいてはコスト削減を図ることができる。
【００３６】
＜３．第２の実施の形態＞
［位相のキャリブレーション機能を備えた高周波伝送システムの例］  
第２の実施の形態では、Ｉ相の変調信号ＳaとＱ相の変調信号Ｓbとの位相差を９０°に調整するキャリブレーション機能を備えた高周波伝送システム１００Ｃについて説明する。なお、高周波伝送システム１００Ｃは、上述した高周波伝送システム１００Ａにキャリブレーション機能を持たせたものであるので、共通する構成要素および動作については説明を省略する。
【００３７】
（アンテナ部材の構成例）
まず、キャリブレーション機能を備えた高周波伝送システム１００Ｃのアンテナ部材の構成例について説明する。図６および図８に示すように、Ｉ相の入力点２１８には、例えばミリ波の信号の波長λに基づく所定の長さを有したダイポール型等のアンテナ部材２１８ａが設けられている。このアンテナ部材２１８ａは、導波路２２０の一端側に結合され、ミキサ２５４から出力されたテスト用の変調信号Ｓatを導波路２２０の内部に放射する。
【００３８】
Ｑ相の入力点２１９には、例えばミリ波の信号の波長λに基づく所定の長さを有したダイポール型等の４本のアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄが設けられ、それぞれが所定間隔を隔てて導波路２２０の一端側に結合されている。アンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄの何れかは、切り替えに応じてスイッチ部２７４に電気的に接続され、キャリブレーションモード時にアンテナ部材２１８ａから放射されたテスト用の変調信号Ｓatを受信する。なお、上述した例では４本のアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄにより構成したが、２本であっても良いし、５本以上であっても良い。アンテナ部材の本数を増やすことにより、より細かい位相差の微調整が可能となる。
【００３９】
ここで、アンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄのうち、例えばアンテナ部材２１９ｂはＩ相用のアンテナ部材２１８ａと（１／４＋Ｎ）λずれた位置に結合され、他のアンテナ部材２１９ａ，２１９ｃ，２１９ｄはアンテナ部材４１３の近傍位置に結合される。アンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄの位置（移相）情報は、後述する位置回転量計算部２７０に格納されており、算出したずれ量とアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄの位置情報に基づいて最適なアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄを選択できるようになっている。
【００４０】
（アンテナ部材の他の構成例）
なお、上述した例では、アンテナ部材２１８ａ〜２１８ｄをダイポール型のアンテナにより構成したが、これに代えてスリット状のアンテナにより構成することもできる。図７に示すように、スリットアンテナ３１８ａは、導波路２２０の一端側の底面部であってその短手方向に沿って形成されている。スリットアンテナ３１９ａ〜３１９ｄは、導波路２２０の一端側の底面部であってその短手方向に沿って所定間隔を隔てて形成されている。
【００４１】
スリットアンテナ３１９ａ〜３１９ｄの何れか（例えばスリットアンテナ３１９ｂ）はスリットアンテナ３１８ａと（１／４＋Ｎ）λずれた位置に形成される。他のスリットアンテナ３１９ａ，３１９ｃ，３１９ｄは、スリットアンテナ３１９ｂの近傍位置に形成される。このような構成によっても、変調信号Ｓa，Ｓb間の位相差の微調整を行うことができる。
【００４２】
（高周波伝送システムの構成例）
次に、上述したアンテナ部材２１８ａ，２１９ａ〜２１９ｄを備えた高周波伝送システム１００Ｃについて説明する。高周波伝送システム１００Ｃは、位相制御を行うキャリブレーションモードと通常の通信を行う通信モードとを有している。これらのモードの切り替えは、ユーザが任意に設定したり、図示しない制御部により自動的に設定することが可能となっている。高周波伝送システム１００Ｃは、キャリブレーションモードが設定されると、図８に示すように、入力点２１８から送信されるテスト用の変調信号Ｓatを入力点２１９により受信する、ループＬｐを形成することによりキャリブレーションを実行する。つまり、送信装置２００側だけで位相のキャリブレーションを行う。
【００４３】
Ｉ相側のＢＰＳＫ変調部２１２は、割り当てられたテスト用のベースバンド信号Ｓit（ビット）に従ってＢＰＳＫ変調を施すことによりテスト用の変調信号Ｓatを生成してミキサ２１４に供給する。搬送波信号生成部２１６は、搬送波信号Ｓctを生成してミキサ２１４に供給する。ミキサ２１４は、ＢＰＳＫ変調部２１２により生成された変調信号Ｓatに搬送波信号Ｓctを乗算して変調信号Ｓatを周波数変換（アップコンバート）し、周波数変換された変調信号Ｓatを入力点２１８に供給する。入力点２１８に供給された変調信号Ｓatは、アンテナ部材を介して導波路２２０の内部に送信される。
【００４４】
入力点２１９に設けられたアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄの何れかは、キャリブレーションモード時にはテスト用の変調信号Ｓatを受信するアンテナ部材としても機能し、入力点２１８から送信された変調信号Ｓatを受信してミキサ２１５に供給する。ここで、入力点２１８，２１９間の距離Ｌ１は、上述したように、（１／４＋Ｎ）λに設定されているものとする。ミキサ２１５は、入力点２１９のアンテナ部材により受信された変調信号Ｓatに、搬送波信号生成部２１６により生成された搬送波信号Ｓctを乗算することにより変調信号Ｓatを周波数変換（ダウンコンバート）して受信信号Ｓarxを得る。周波数変換された受信信号Ｓarxはスイッチ部２７２を介して位置回転量計算部２７０に供給される。キャリブレーションモードにおいてスイッチ部２７２は、位置回転量計算部２７０や図示しない制御部により端子ｂ側に切り替えられる。
【００４５】
位置回転量計算部２７０は、制御部の一例であり、ミキサ２１５から出力されたテスト用の受信信号Ｓarxと基準信号Ｓtとの位相差が９０°（１／４＋Ｎ）λであるか否かを判断する。これは、入力点２１８，２１９間の位相差が（１／４＋Ｎ）λに設定されているので、理論上、基準信号Ｓtと受信信号Ｓarxとの位相差は９０°となるからである。基準信号Ｓtとしては、搬送波信号生成部２１６から供給される搬送波信号Ｓctや、ＢＰＳＫ変調部２１２により変調されて入力点２１８から送信される前の変調信号Ｓatを予めメモリしたものが用いられる。位置回転量計算部２７０は、位相差が９０°でないと判断した場合には、位相の回転量、具体的には９０°を基準とした場合にどの程度、受信信号Ｓarxの位相がずれているかのずれ量を計算する。そして、位置回転量計算部２７０は、計算したずれ量に基づくアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄの何れかを選択し、選択に応じた切替信号を生成してスイッチ部２７４に供給する。
【００４６】
スイッチ部２７４は、位置回転量計算部２７０から供給される切替信号に基づいて、切替信号に対応したアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄに切り替える（図６参照）。これにより、キャリブレーションモードにおいて入力点２１８，２１９間が（１／４＋Ｎ）λに微調整されるので、通信モードにおいてはＩ相の変調信号ＳaとＱ相の変調信号Ｓbとの位相差を９０°に設定することが可能となる。その結果、高精度なＩＱ直交軸によって高速伝送を実現することができる。
【００４７】
＜４．第２の実施の形態の変形例＞
［位相のキャリブレーション機能を備えた高周波伝送システムの例］  
第２の実施の形態の変形例では、テスト用の搬送波信号Ｓciを用いてアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄのキャリブレーションを行う場合について説明する。なお、図９においてＢＰＳＫ変調部２１２，２１３等の構成については便宜上省略している。
【００４８】
図９に示すように、高周波伝送システム１００Ｄの搬送波信号生成部２１６は、所定周波数のテスト用の搬送波信号Ｓciを生成する。搬送波信号生成部２１６により生成されたテスト用の搬送波信号Ｓciは、入力点２１８のアンテナ部材２１８ａから導波路２２０の内部に放射される。
【００４９】
入力点２１９のアンテナ部材２１９Ａは、入力点２１８のアンテナ部材２１８ａから放射されたテスト用の搬送波信号Ｓciを受信してミキサ２１５に供給する。なお、以下の説明において、アンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄのうち何れかのアンテナ部材を指す場合にはアンテナ部材２１９Ａと称する（図６参照）。搬送波信号生成部２１６は、所定周波数のテスト用の搬送波信号Ｓcqを生成してミキサ２１５に供給する。なお、テスト用の搬送波信号Ｓciと搬送波信号Ｓcqとは同一の周波数に設定されているものとする。ミキサ２１５は、テスト用の搬送波信号Ｓciと搬送波信号Ｓcqとを乗算し、乗算により得られた出力信号Ｓmxを周波数解析部２８０に供給する。
【００５０】
周波数解析部２８０は、ミキサ２１５から出力されて周波数解析部２８０により観測される出力信号Ｓmxの周波数が、搬送波信号生成部２１６により生成されたテスト用の搬送波信号Ｓci，Ｓcqの周波数の２倍であるか否かを判断する（図９（Ｂ）参照）。これは、入力点２１８，２１９間の距離Ｌ１が（１／４＋Ｎ）λ、つまりテスト用の搬送波信号Ｓci，Ｓcqの位相差が９０°であれば、ミキサ２１５の乗算により搬送波信号Ｓci，Ｓcqの２倍の周波数成分が得られるからである。なお、周波数解析部２８０は制御部の一例を構成している。
【００５１】
周波数解析部２８０は、出力信号Ｓmxの周波数が２倍であると判断した場合には、入力点２１８，２１９間の距離Ｌ１が（１／４＋Ｎ）λであると判断して、現在設定されているアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄに維持する。一方、出力信号Ｓmxの周波数が２倍でないと判断した場合には、入力点２１８，２１９間の距離Ｌ１が（１／４＋Ｎ）λでないと判断して、図６で示したアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄの何れかにスイッチ部５８７を切り替える。このような操作を繰り返しながら、搬送波信号Ｓci，Ｓcqの２倍の周波数成分となるようなアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄの何れかを選択し、入力点２１８，２１９間の距離Ｌ１を（１／４＋Ｎ）λに設定する。これにより、入力点２１８のアンテナ部材２１８ａから送信される変調信号Ｓaと、入力点２１９のアンテナ部材２１９Ａから送信される変調信号Ｓbの位相を直交させることができる。
【００５２】
＜５．第３の実施の形態＞
［振幅のキャリブレーション機能を備えた高周波伝送システムの例］  
第３の実施の形態では、キャリブレーションモードにおいて、入力点２１８，２１９のアンテナ部材２１８ａ，２１９Ａから送信される信号の位相差に加えて振幅値を調整する手法について説明する。なお、Ｉ相側の入力点２１８から変調信号が送信されるまでの動作は、上記第２の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５３】
図１０に示すように、高周波伝送システム１００Ｅの入力点２１９のアンテナ部材２１９Ａは、キャリブレーションモード時に変調信号Ｓatを受信するアンテナ部材としても機能し、入力点２１８のアンテナ部材２１８ａから送信された変調信号Ｓatを受信する。アンテナ部材２１８ａにより受信された変調信号Ｓatはミキサ２１５に供給される。ここで、入力点２１８，２１９間の距離Ｌ１は、上述したように、（１／４＋Ｎ）λに設定されているものとする。
【００５４】
ミキサ２１５は、入力点２１９のアンテナ部材２１９Ａにより受信された変調信号Ｓatと、搬送波信号生成部２１６により生成された搬送波信号Ｓcと乗算することにより変調信号Ｓatを周波数変換して受信信号Ｓarxを得る。周波数変換された受信信号Ｓarxは、端子ｄ側に設定されたスイッチ部２７６を介して振幅値測定部３７０に供給される。
【００５５】
振幅値測定部３７０は、ミキサ２１５から出力された受信信号Ｓarxの振幅値を測定し、測定した受信信号Ｓarxの振幅値と搬送波信号生成部２１６から供給される搬送波信号Ｓctや予めメモリに保持される減衰前の変調信号Ｓatの振幅値との差分を算出する。そして、振幅値測定部３７０は、この差分に基づく制御信号を生成して振幅値制御部３７８に供給する。
【００５６】
振幅値制御部３７８は、振幅値測定部３７０からの制御信号に基づいて、入力点２１９のアンテナ部材２１９Ａで受信された変調信号Ｓatの振幅値を減衰前の変調信号Ｓatや搬送波信号Ｓctの振幅値と一致するように振幅制御を行う。例えば、受信された変調信号Ｓatが減衰している場合には、その振幅値を上げるような振幅制御を行う。振幅制御されたテスト用の受信信号Ｓarxは、端子ｂ側に設定されたスイッチ部２７６を介して位置回転量計算部２７０に供給される。
【００５７】
位置回転量計算部２７０は、導波路２２０による減衰が修正されたテスト用の受信信号Ｓarxに基づいて、上述したような位相のキャリブレーションを行い、最適なアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄを選択する。なお、Ｉ相側の振幅値制御部３８０およびＱ相側の振幅値制御部３７８は、通常の通信モード時に、変調信号Ｓa，Ｓbを増幅する増幅器としても用いられる。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態では、キャリブレーションモード時に、テスト用の受信信号Ｓarxの振幅値を計測することにより、入力点２１８，２１９間の導波路２２０の影響による変調信号Ｓatの振幅値の減衰率を算出することができる。これにより、振幅方向の誤差を補正することができ、より正確な位相のキャリブレーションを行うことができる。
【００５９】
＜６．第４の実施の形態＞
［位相のキャリブレーション機能を備えた高周波伝送システムの例］  
第４の実施の形態では、位相のキャリブレーションを上述した複数のアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄを切り替えて行うのではなく、電気や光学エネルギーを加えると誘電率が可変する誘電体を用いることによりＩ相およびＱ相の信号間の位相差を調整する。以下の例では、誘電率が可変な誘電体として液晶を用いた場合について説明する。
【００６０】
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように、導波路２２０の送信側端部には、入力点２１８，２１９間の距離Ｌを調整して２つの信号の位相差を制御するための位相制御部４００が設けられている。位相制御部４００は、筐体４０２と、筐体４０２の内部に封入された液晶層４０６と、筐体４０２の上面および下面のそれぞれに設けられた電極４１０，４１２と、電極４１０，４１２に所定の電圧を印加するための電圧制御部４１４とを有している。
【００６１】
液晶層４０６としては、例えばネマチィック方式等の液晶が好適に用いられる。ネマチィック型の液晶の比誘電率εは、６０ＧＨｚなどのミリ波帯においても、印加電圧に応じて３．０から３．５まで変化することが明らかにされている。そのため、このような液晶層４０６を導波路２２０内に封入することで、電圧を加えながらの波長の微調節が可能となる。
【００６２】
電圧制御部４１４は、図８に示した位置回転量計算部２７０に接続され、位置回転量計算部２７０により算出された回転量（ずれ量）に基づいて印加電圧を算出し、算出した印加電圧を電極４１０，４１２に印加する。これにより、印加された電圧値に応じて液晶層４０６を通過する信号の透過率が調整される。
【００６３】
入力点２１８のアンテナ部材２１８Ｘは、筐体４０２内部であって導波路２２０と反対側の端部に結合され、変調信号Ｓaを液晶層４０６を介して導波路２２０に放射する。入力点２１９のアンテナ部材２１９Ｙは、筐体４０２の外部であって導波路２２０内の位相制御部４００側の端部に結合され、変調信号Ｓbを導波路２２０に放射する。本例では、入力点２１８Ｘ，２１９Ｙ間の距離Ｌは（１／４＋Ｎ）λから若干ずれているものとする。
【００６４】
このように構成された高周波伝送システム１００Ｆにおいて、Ｉ相に割り当てられた信号は、入力点２１８のアンテナ部材２１８Ｘから比誘電率εで与えられる液晶層４０６中に放射される。本例では、電圧制御部４１４により印加電圧を電気的に制御することにより、液晶層４０６の誘電率を変化させて、液晶層４０６を通過する信号の透過率を変化させる。これにより、入力点２１８，２１９間の距離Ｌに依存することなく、Ｉ相側のアンテナ部材２１８Ｘから放射される変調信号Ｓaと、Ｑ相側のアンテナ部材２１９Ｙから放射される変調信号Ｓbとの位相差を９０°に設定することができる。
【００６５】
なお、誘電率が変化する物質としては、液晶層４０６の他にも磁気エネルギーや光エネルギーを用いるもの、熱エネルギーや力学的エネルギーを用いるものもあるので、それらを本発明で示すシステムに適用することは容易に想像できる。磁気エネルギーや光エネルギーを用いて誘電率を変化させる一例としては、特開２００３−２０９２６６号公報に記載されているように、例えば量子常誘電体（ＳｒＴｉＯ３,ＣａＴｉＯ３，ＫＴａＯ３など）で構成される物質が挙げられる。また、熱エネルギーの一例としては、例えばフッ素系強誘電性高分子などが挙げられる。この場合には、フッ素系強誘電性高分子をヒートシンクによって温度を変化等させることによって、誘電率を変化させることができる。さらに、力学的エネルギーの一例としては、例えばニオブ酸リチウムなどが挙げられる。この場合にはニオブ酸リチウムに対してネジ等の締結部材により締めるなどの方法で圧力を加えることによって、誘電率を変化させることができる。
【００６６】
＜７．第５の実施の形態＞
［位相のキャリブレーション機能を備えた高周波伝送システムの例］  
第５の実施の形態では、位相のキャリブレーションを上述した複数のアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄを切り替えて行うのではなく、遅延素子を用いることによりＩ相およびＱ相の信号間の位相差を調整する。
【００６７】
図１２に示すように、位相制御部５００は、例えばバッファ等の遅延素子郡により構成され、スイッチ部２７４と入力点２１９との間に設けられている。この位相制御部５００は、例えば、複数段（ｎ段）で構成され、各段には段数に応じて直列に接続されたｎ個の遅延素子が配設されている。例えば、１段目には１個の遅延素子が設けられ、２段目には２個の遅延素子が直列に接続されて設けられ、ｎ段目にはｎ個の遅延素子が直列に接続されて設けられる。各段の一端側に配設された遅延素子は、スイッチ部２７４の切り替えに応じてスイッチ部２７４に電気的に接続される。
【００６８】
このように構成された高周波伝送システム１００Ｇでは、図８に示した位置回転量計算部２７０は、例えば、キャリブレーションモードにおいてテスト用の変調信号Ｓatに基づいて信号間の位相差が９０°となるような遅延素子を選択する。そして、位置回転量計算部２７０は、選択した遅延素子に対応した切替信号を生成してスイッチ部２７４に供給する。スイッチ部２７４は、位置回転量計算部２７０から供給された切替信号に基づいて、信号間の位相差が９０°となる最適な遅延素子に切り替える。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、位相制御部５００を設けることで、Ｑ相の変調信号Ｓbの位相を複数段階で遅らせることができる。これにより、Ｉ相側の入力点２１８のアンテナ部材２１８Ｘから放射される変調信号ＳaとＱ相側の入力点２１９のアンテナ部材２１９Ｙから放射される変調信号Ｓbとの位相差を高精度に調整することができ、ＩＱ直交軸を用いた高速伝送を実現できる。なお、位相制御部５００は、Ｑ相側ではなくＩ相側に設けることもできるし、Ｉ相およびＱ相の双方に設けることもできる。
【００７０】
＜８．第６の実施の形態＞
［位相のキャリブレーション機能を備えた高周波伝送システムの例］  
第６の実施の形態では、位相のキャリブレーションを上述した複数のアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄを切り替えて行うのではなく、移相素子を用いることにより、Ｉ相およびＱ相の信号間の位相差を調整する。
【００７１】
図１３に示すように、位相制御部６００は、例えば抵抗（Ｒ）、インダクタ（Ｌ）、キャパシタ（Ｃ）等から構成され、スイッチ部２７４と入力点２１９との間に設けられている。この位相制御部６００は、例えば、複数段（ｎ段）で構成され、各段には段数に応じて直列または並列に接続されたｎ個の移相素子が配設されている。例えば、１段目にはインダクタと抵抗とが直列に接続されて設けられ、２段目にはキャパシタと抵抗とが並列に接続されて設けられている。
【００７２】
このように構成された高周波伝送システム１００Ｈでは、図８に示した位置回転量計算部２７０は、例えば、キャリブレーションモードにおいてテスト用の変調信号Ｓatに基づいて信号間の位相差が９０°となるような移相素子を選択する。そして、位置回転量計算部２７０は、選択した移相素子に対応した切替信号を生成してスイッチ部２７４に供給する。スイッチ部２７４は、位置回転量計算部２７０から供給された切替信号に基づいて、信号間の位相差が９０°となる最適な遅延素子に切り替える。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、位相制御部６００を設けることで、Ｑ相の変調信号Ｓbの位相を複数段階で遅らせることができる。これにより、Ｉ相側の入力点２１８のアンテナ部材２１８Ｘから放射される変調信号ＳaとＱ相側の入力点２１９のアンテナ部材２１９Ｙから放射される変調信号Ｓbとの位相差を高精度に調整することができ、ＩＱ直交軸を用いた高速伝送を実現できる。なお、位相制御部６００は、Ｑ相側ではなくＩ相側に設けることもできるし、Ｉ相およびＱ相の双方に設けることもできる。
【００７４】
＜９．第７の実施の形態＞
［位相のキャリブレーション機能を備えた高周波伝送システムの例］  
第７の実施の形態では、送信装置２００と受信装置３００との間において連動してキャリブレーションを行う。本実施の形態に係る高周波伝送システム１００Ｉは、図３に示した高周波伝送システム１００Ａの通信機能を備えると共に、受信装置３００は受信機能に加えて送信機能も兼ね備えている。以下では、図６に示した複数のアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄのそれぞれをＮｏ．１〜Ｎｏ．４と称する。
【００７５】
図１４に示すように、ステップＳ１００で受信装置３００は、高周波伝送システム１００Ｉがキャリブレーションモードに設定されると、出力点２５８のアンテナ部材からテスト用のＩＱ信号を導波路２２０を介して送信装置２００に送信する。
【００７６】
次に、ステップＳ１０２で送信装置２００は、キャリブレーションモードに設定されると、スイッチ部２７４をアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄのうちアンテナ部材２１９ａ（Ｎｏ．１）に設定する。
【００７７】
ステップＳ１０４でアンテナ部材２１９ａは、受信装置３００から送信されたテスト用のＩＱ信号を受信して位置回転量計算部２７０に供給する。また、アンテナ部材２１８ａは、受信装置３００から送信されたテスト用のＩＱ信号を受信して位置回転量計算部２７０に供給する。位置回転量計算部２７０は、それぞれのテスト用のＩＱ信号から信号点情報を取得して図示しないメモリ部に記憶する。
【００７８】
アンテナ部材２１９ａにおける信号点情報を取得したら、続けて、ステップＳ１０６で受信装置３００は、出力点２５８のアンテナ部材からテスト用のＩＱ信号を導波路２２０を介して再度送信装置２００に送信する。次に、ステップＳ１０８で送信装置２００は、スイッチ部２７４をアンテナ部材２１９ａからアンテナ部材２１９ｂに切り替える。
【００７９】
ステップＳ１１０でアンテナ部材４１９ｂは、受信装置３００から送信されたテスト用のＩＱ信号を受信して位置回転量計算部２７０に供給する。また、アンテナ部材２１８ａは、受信装置３００から送信されたテスト用のＩＱ信号を受信して位置回転量計算部２７０に供給する。位置回転量計算部２７０は、それぞれのテスト用のＩＱ信号から信号点情報を取得して図示しないメモリ部に記憶する。
【００８０】
このようなキャリブレーション動作をアンテナ部材２１９ｃ，２１９ｄのそれぞれに対しても行い、アンテナ部材２１９ｃ，２１９ｄのそれぞれにより受信したテスト用のＩＱ信号における信号点情報を取得してメモリ部に記憶する。
【００８１】
ステップＳ１１２で位置回転量計算部２７０は、メモリ部に記憶されたアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄのそれぞれのテスト用のＩＱ信号における信号点情報に基づいて、変調信号Ｓa，Ｓbの位相差が９０°となるようなアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄを決定する。そして、位置回転量計算部２７０は、決定したアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄに対応した切替信号を生成してスイッチ部２７４に供給する。
【００８２】
ステップＳ１１４でスイッチ部２７４は、位置回転量計算部２７０から供給される切替信号に基づいて、変調信号Ｓa，Ｓbの位相差が９０°となる最適なアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄに切り替える。このような一連のキャリブレーション動作により、変調信号Ｓa，Ｓbの位相差を高精度に調整することができ、ＩＱ直交軸を用いた高速伝送を実現できる。なお、上述した信号点情報以外にも例えばＩＱ信号に付加したエラービット情報（エラー訂正信号）などで実現することも容易に考えられる。
【００８３】
＜１０．第８の実施の形態＞
［位相のキャリブレーション機能を備えた高周波伝送システムの例］  
第８の実施の形態では、上記第７の実施の形態と同様に、送信装置２００と受信装置３００との間において連動してキャリブレーションを行う。図１５に示すように、ステップＳ２００で高周波伝送システム１００Ｊの送信装置２００は、スイッチ部２７４をアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄのうちアンテナ部材２１９ａ（Ｎｏ．１）に設定する。そして、ステップＳ２０２で送信装置２００は、アンテナ部材２１８ａ，２１９ａのそれぞれから導波路２２０を介して受信装置３００にテスト用のＩＱ信号を送信する。
【００８４】
ステップＳ２０４で受信装置３００は、図３に示す出力点２５８のアンテナ部材を介してテスト用のＩＱ信号のそれぞれを受信する。受信装置３００には図８で示した位置回転量計算部２７０が設けられており、位置回転量計算部２７０はそれぞれのテスト用のＩＱ信号から信号点情報（ＩＱ信号の位相の回転量）を取得して図示しないメモリ部に記憶する。
【００８５】
次に、ステップＳ２０６で送信装置２００は、スイッチ部２７４をアンテナ部材２１９ａ（Ｎｏ．１）からアンテナ部材２１９ｂ（Ｎｏ．２）に切り替える。そして、ステップＳ２０８において、アンテナ部材２１８ａ，２１９ａのそれぞれから導波路２２０を介して受信装置３００にテスト用のＩＱ信号を送信する。
【００８６】
ステップＳ２１０で受信装置３００は、出力点２５８のアンテナ部材を介してテスト用のＩＱ信号のそれぞれを受信する。位置回転量計算部２７０は、それぞれのテスト用のＩＱ信号から信号点情報（ＩＱ信号の位相の回転量）を取得して図示しないメモリ部に記憶する。
【００８７】
このようなキャリブレーション動作を、アンテナ部材２１９ｃ，２１９ｄのそれぞれに対しても行い、アンテナ部材２１９ｃ，２１９ｄのそれぞれにより受信したテスト用のＩＱ信号における信号点情報を取得してメモリ部に記憶する。
【００８８】
そして、ステップＳ２１２で受信装置３００は、メモリ部に記憶されたアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄのそれぞれのテスト用のＩＱ信号における信号点情報に基づいて、変調信号Ｓa，Ｓbの位相差が９０°となるアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄを決定する。
【００８９】
ステップＳ２１４で受信装置３００は、最適なアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄを決定したら、位置回転量計算部２７０により決定されたアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄに基づく切替信号を送信装置２００にフィードバックする。送信装置２００は、入力点２１８のアンテナ部材２１８ａおよび入力点２１９のアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄの何れかを介して切替信号を受信する。
【００９０】
ステップＳ２１６で送信装置２００は、受信装置３００から供給される切替信号に基づいて、変調信号Ｓa，Ｓbの位相差が９０°となる最適なアンテナ部材２１９ａ〜２１９ｄに切り替える。このような一連のキャリブレーション動作により、変調信号Ｓa，Ｓbの位相差を高精度に調整することができ、ＩＱ直交軸を用いた高速伝送を実現できる。
【００９１】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【００９２】
例えば、上述した実施の形態では、ＢＰＳＫ変調について説明したが、これに限定されることはなく、ＱＰＳＫ（４相ＰＳＫ）変調方式や８相ＰＳＫ変調方式等にも本発明を適用することができる。さらに、上述したＢＰＳＫ変調部２１２，２１３の前後に振幅制御装置を加えることで、振幅方向にもデジタル符号を重畳するＱＡＭ方式に応用可能であることは自明である。ＱＡＭ伝送によれば、ＩＱ軸の直交性が伝送特性に大きな影響を与えるので、本高周波伝送システムの特徴を活かして精度の高いＩＱ直交軸伝送を行うことができる。
【符号の説明】
【００９３】
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ，００Ｉ，１００Ｊ・・・高周波伝送システム、２００・・・送信装置、２１２，２１３・・・ＢＰＳＫ変調部、２１４，２１５・・・ミキサ、２１６，２５６・・・搬送波信号生成部、２１８，２１９・・・入力点、２１８ａ，２１８Ｘ，２１９ａ〜２１９ｄ，２１９Ｙ・・・アンテナ部材、２２０・・・導波路、２５０・・・ＱＰＳＫ復調部、２５２，２５３・・・ＢＰＳＫ変調部、２５４，２５５・・・ミキサ、２５８，２６０・・・出力点、２７０・・・位置回転量計算部、２８０・・・周波数解析部、３７０・・・振幅値測定部、３７６・・・スイッチ部、３７８・・・振幅値制御部、３００・・・受信装置、４００，５００，６００・・・位相制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年6月1日(2009.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の搬送波信号を入力される第１の信号に基づいて変調して第１の送信信号を出力する第１の送信部と、
所定周波数の搬送波信号を入力される第２の信号に基づいて変調して第２の送信信号を出力する第２の送信部とを備え、
前記第１の送信部により出力された前記第１の送信信号を導波路に入力する第１の入力点と前記第２の送信部により出力された前記第２の送信信号を前記導波路に入力する第２の入力点とが、前記第１の送信信号と前記第２の送信信号との間に所定の位相差を与える距離だけずれている送信装置。
【請求項２】
Ｎを整数、λを前記搬送波信号の波長としたとき、前記第１の入力点と前記第２の入力点とは（１／４＋Ｎ）λ波長分ずれている請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記第１および第２の送信部により出力される前記第１および第２の送信信号はミリ帯域の信号である請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記導波路には所定の誘電率を有する誘電体が用いられる請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
前記第１および第２の入力点のそれぞれには、前記第１および第２の送信信号を送信するためのダイポールアンテナまたはスリットアンテナが設けられる請求項１に記載の送信装置。
【請求項６】
前記第２の入力点には、前記第１の送信信号を受信する複数のアンテナが設けられ、
前記搬送波信号の位相と、前記第１の入力点から送信されて前記第２の入力点により受信された前記第１の送信信号の位相を比較し、当該比較結果により算出された前記第１の送信信号の位相のずれ量に基づいて前記複数のアンテナのうち何れかの前記アンテナを選択する制御部をさらに備える請求項１に記載の送信装置。
【請求項７】
前記第１の送信部には、前記第１の信号を増幅する第１の増幅部が設けられ、
前記第２の送信部には、前記第２の信号を増幅する第２の増幅部が設けられ、
前記第１の入力点から送信されて前記第２の入力点により受信された前記第１の送信信号の振幅値を測定し、当該測定結果に基づいて前記第２の増幅部から出力される前記第２の信号の振幅値を調整する振幅値測定部をさらに備える請求項６に記載の送信装置。
【請求項８】
前記搬送波信号の位相と、前記第１の入力点から送信されて前記第２の入力点により受信された前記第１の送信信号の位相とを比較し、当該比較結果に基づいて前記第１の送信信号の位相のずれ量を算出する制御部と、
前記制御部により計算された前記ずれ量に基づいて前記第１および第２の送信信号の少なくとも一方の位相を調整する位相調整部とをさらに備える請求項１に記載の送信装置。
【請求項９】
前記位相調整部は、
前記導波路の一端部に設けられ、電気、光学、磁気あるいは熱エネルギーにより誘電率が変化する物質から構成される請求項８に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記位相調整部は、
前記導波路の外部に設けられ、遅延素子、抵抗、インダクタおよびキャパシタのうち少なくとも１以上の素子から構成される請求項８に記載の送信装置。
【請求項１１】
前記信号処理は、前記第１および第２の信号の位相を変調する位相変調であり、
前記位相変調に加えて前記第１および第２の信号の振幅変調を行う請求項１に記載の送信装置。
【請求項１２】
所定周波数の搬送波信号を入力される第１の信号に基づいて変調して第１の送信信号を出力する第１の送信部と、
所定周波数の搬送波信号を入力される第２の信号に基づいて変調して第２の送信信号を出力する第２の送信部とを有する送信装置と、
前記第１の送信部から出力された前記第１の送信信号および前記第２の送信部から出力された前記第２の送信信号が入力される導波路と、
前記導波路を介して送信された前記第１および第２の送信信号を受信し、当該第１および第２の送信信号を所定周波数の搬送波信号に基づいて復調して受信信号を得る受信部を有する受信装置とを備え、
前記第１の送信部により出力された前記第１の送信信号を前記導波路に入力する第１の入力点と前記第２の送信部により出力された前記第２の送信信号を前記導波路に入力する第２の入力点とが、前記第１の送信信号と前記第２の送信信号との間に所定の位相差を与える距離だけずれている通信システム。
【請求項１３】
前記送信装置は、
前記第１および第２の送信部から出力された前記第１および第２の送信信号を前記導波路を介して前記受信装置に送信し、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された前記第１および第２の送信信号を受信し、受信した前記第１および第２の送信信号に基づいて前記第１の入力点と前記第２の入力点とが前記所定の位相差ずれているか否かを判断し、当該判断結果を前記送信装置にフィードバックする請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１４】
前記受信装置は、
前記第１および第２の送信信号を受信する出力点を有し、前記第１および第２の送信信号の位相差の調整時に、前記出力点からテスト用の送信信号を前記導波路を介して前記送信装置に送信し、
前記送信装置は、
前記受信装置から送信された前記テスト用の送信信号を前記第１および第２の入力点のそれぞれにより受信し、受信した前記テスト用の送信信号に基づいて前記第１の入力点と前記第２の入力点とが前記所定の位相差ずれているか否かを判断する請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１５】
前記導波路には、前記第１の送信部により送信された前記第１の送信信号を受信する第１の出力点と、前記第２の送信部により送信された前記第２の送信信号を受信する第２の出力点とが設けられ、当該第１の出力点と第２の出力点とが前記第１の送信信号と前記第２の送信信号との間に所定の前記位相差を与える距離だけずれている請求項１２に記載の通信システム。