(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の局部発振手段と、前記第一の局部発振手段からの信号と受信信号との差の周波数となる直交した２つの信号を取り出す第一のミキシング手段及び第二のミキシング手段を有し、前記第一のミキシング手段の出力と前記第二のミキシング手段の出力を９０度位相シフトした出力とを加算する第一の加算手段と、前記第一のミキシング手段の出力を９０度位相シフトした出力と前記第二のミキシング手段の出力とを加算する第二の加算手段と、互いに直交する２つの信号を出力する第二の局部発振手段と、前記第一の加算手段の出力と第二の局部発振手段の一方の出力とをかけ算する第一のかけ算手段と、前記第二の加算手段の出力と前記第二の局部発振手段の他方の出力とをかけ算する第二のかけ算手段と、前記第一のかけ算手段の出力と前記第二のかけ算手段の出力とを加算する第三の加算手段と、前記第三の加算手段の出力信号を用いて復調を行なう復調手段とで構成された受信装置。
【請求項２】
第一の加算手段及び第二の加算手段は、それぞれの加算手段に入力する２つの信号のうちの一方の信号レベルを調整するレベル調整手段を有する構成とした請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
第一の加算手段及び第二の加算手段は、それぞれの加算手段に入力する２つの信号のうちの一方の信号の位相を調整する位相調整手段を有する構成とした請求項１記載の受信装置。
【請求項４】
第三の加算手段は、入力する２つの信号のうちの一方の信号レベルを調整するレベル調整手段を有する構成とした請求項１記載の受信装置。
【請求項５】
第三の加算手段は、入力する２つの信号のうちの一方の信号の位相を調整する位相調整手段を有する構成とした請求項１記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として無線通信に用いられる受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に無線通信における受信方式としてシングルスーパヘテロダイン方式やダブルスーパヘテロダイン方式が用いられている。しかしながら上記従来のヘテロダイン方式ではイメージ周波数を除去するための帯域フィルタや隣接チャンネル信号を除去するための帯域フィルタが必要である。そして前記帯域フィルタとして水晶やセラミックの機械的振動特性を利用したメカニカルフィルタが用いられている。そのため形状が大きいことや高価であること等の諸問題がある。そこでイメージ周波数をフィルタを用いずに回路技術によりキャンセルするイメージキャンセル回路を用いて高周波増幅段の帯域フィルタを削減するこころみが行われている。図３に従来のイメージキャンセル回路を用いた受信装置のブロック図を示し、その動作を説明する。
【０００３】
１は、アンテナ、２は高周波増幅器、３は第一のミキシング手段、４は第二のミキシング手段、５は局部発振手段、６は９０度位相器、７は９０度位相器、８は加算手段、９は隣接チャンネルを除去するための帯域フィルタ、１０は中間周波増幅器、１１は復調手段、１２は復調出力端子である。さてアンテナ１に入力する高周波信号ＳとしてＳ＝cos{ω・t}を考える。
【０００４】
信号Ｓは高周波増幅器２で増幅され、第一のミキシング手段３及び第二のミキシング手段４に入力する。局部発振手段５では、
Ｒ＝COS｛ωL・t｝      ωL：局部発振角周波数
で表わされる信号Ｒを発生する。９０度位相器６では局部発振手段５からの信号Ｒが９０゜位相シフトされＲ’＝SIN｛ωL・t｝となる。従って、第一のミキシング手段３および第二のミキシング手段４の出力端子の信号Ｉ及びＱは、
Ｉ＝Ｓ×Ｒ  ＝COS｛{ω−ωL}・t｝
Ｑ＝Ｓ×Ｒ’＝SIN｛{ω−ωL}・t｝
なる信号が生じる。９０度位相器７でＱ信号は、９０°位相シフトされ、
{ω−ωL}＞０ならばＱ＝−COS{｛ω−ωL}・t｝
{ω−ωL}＜０ならばＱ＝COS{｛ω−ωL}・t｝
なる信号が９０度位相器７の出力に生じる。そして演算手段８において、
Ｉ＋Ｑの演算が行われ、演算手段８の出力には、
{ω−ωL}＞０ならばＩ＋Ｑ＝０
{ω−ωL}＜０ならばＩ＋Ｑ＝COS｛{ω−ωL}・t｝
なる信号が生じる。すなわち受信信号Ｓの周波数が局部発振周波数より高ければ受信信号Ｓは打ち消されて加算手段８の出力に生じない。受信信号Ｓの周波数が局部発振周波数より低い信号が希望信号として取り出され、帯域フィルタ９で隣接チャンネルを除去され、中間増幅器１０で増幅され、復調手段１１で復調される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の構成の受信装置では、加算手段８に入力するＩ信号とＱ信号のレベル及び位相が同じでなければ完全に打ち消し合うことはできず、若干妨害信号が残ることとなる。例えば振幅に１ｄＢの差があれば、−２０ｄＢのレベルでイメージ信号が打ち消されずに出力されることとなる。そのためイメージ除去比を４０ｄＢ以上とるためには、高周波増幅器２において、イメージ信号を２０ｄＢ以上減衰させるフィルタが必要となる。そのため帯域フィルタ９をアクティブフィルタで構成できるほど中間周波数を低くできず帯域フィルタ９にメカニカルフィルタが必要であり、メカニカルフィルタを廃止するという目的にはほど遠いものであった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、メカニカルフィルタを廃止できる受信装置を実現することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の受信装置は、第一の局部発振手段と、前記第一の局部発振手段からの信号と受信信号との差の周波数となる直交した２つの信号を取り出す第一のミキシング手段及び第二のミキシング手段を有し、前記第一のミキシング手段の出力と前記第二のミキシング手段の出力を９０度位相シフトした出力とを加算する第一の加算手段と、前記第一のミキシング手段の出力を９０度位相シフトした出力と前記第二のミキシング手段の出力とを加算する第二の加算手段と、互いに直交する２つの信号を出力する第二の局部発振手段と、前記加算手段の出力と第二の局部発振手段の一方の出力とをかけ算する第一のかけ算手段と、前記加算手段の出力と前記第二の局部発振手段の他方の出力とをかけ算する第二のかけ算手段と、前記第一のかけ算手段の出力と前記第二のかけ算手段の出力とを加算する第三の加算手段と、前記第三の加算手段の出力信号を用いて復調を行なう復調手段とを備えている。
【０００８】
上記発明によれば、打ち消されずに残ったイメージ信号成分である直交する２つの信号を用いて、再度第二の局部発振信号と前記２つの信号のかけ算を行うことにより希望信号と、イメージ信号を別々の周波数に分離することができることとなる。そのため分離したイメージ信号はフィルタで簡単に除去できることとなる。そのため高周波増幅器にはイメージ信号を減衰させるためのフィルタは不要であり、さらに中間周波数を低くできるため中間周波段に用いるフィルタをアクティブフィルタで構成できることとなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、第一の局部発振手段と、前記第一の局部発振手段からの信号と受信信号との差の周波数となる直交した２つの信号を取り出す第一のミキシング手段及び第二のミキシング手段を有し、前記第一のミキシング手段の出力と前記第二のミキシング手段の出力を９０度位相シフトした出力とを加算する第一の加算手段と、前記第一のミキシング手段の出力を９０度位相シフトした出力と前記第二のミキシング手段の出力とを加算する第二の加算手段と、互いに直交する２つの信号を出力する第二の局部発振手段と、前記第一の加算手段の出力と第二の局部発振手段の一方の出力とをかけ算する第一のかけ算手段と、前記第二の加算手段の出力と前記第二の局部発振手段の他方の出力とをかけ算する第二のかけ算手段と、前記第一のかけ算手段の出力と前記第二のかけ算手段の出力とを加算する第三の加算手段と、前記第三の加算手段の出力信号を用いて復調を行なう復調手段とを有している。これによって、第一の加算手段、第二の加算手段、第三の加算手段でイメージ信号を打ち消すように加算処理が行われるため、イメージ信号を除去することができる。
【００１０】
また、第一の加算手段及び第二の加算手段は、第一のミキシング手段及び第二のミキシング手段の出力に生じるイメージ周波数の信号を打ち消すためのレベル調整手段を有するものである。そのため回路のゲインばらつきがあっても正確にイメージ信号を除去できることができる。
【００１１】
また、第一の加算手段及び第二の加算手段は、第一のミキシング手段及び第二のミキシング手段の出力に生じるイメージ周波数の信号を打ち消すための位相調整手段を有するものである。そのため回路の位相特性を補正することができイメージ信号をよりいっそう正確に除去できる。
【００１２】
また、第三の加算手段は、イメージ周波数の信号が希望信号周波数帯に生じるのを打ち消すためのレベル調整手段を有するものである。そして第一のかけ算手段及び第二のかけ算手段のゲインばらつきがあってもイメージ信号が希望信号体域に漏れるのを防止できる。
【００１３】
さらにまた、第三の加算手段は、イメージ周波数の信号が希望信号周波数帯に生じるのを打ち消すための位相調整手段を有するものである。そして第一のかけ算手段及び第二のかけ算手段の出力の位相を調整してイメージ信号が希望信号体域に漏れるのを防止できる。
【００１４】
以下本発明の実施例を図１を参照して説明する。なお図３の従来例と同一の機能ブロックには同一の番号を付与している。１はアンテナ、２は高周波増幅器、３は第一のミキシング手段、４は第二のミキシング手段、５は局部発振手段、６は９０度位相器、８は第三の加算手段、９は隣接チャンネルを除去するための帯域フィルタ、１０は中間周波増幅器、１１は復調手段、１２は復調出力端子、１３は第二のイメージ信号を減衰させる第一のフィルタ、１４は第二のイメージ信号を減衰させるための第二のフィルタ、１５は第一の９０度位相器、１６は第二の９０度位相器、１７は第一の加算手段、１８は第二の加算器、１９は第一のかけ算手段、２０は第二のかけ算手段、２１は第二の局部発振手段、２２は９０度位相器である。さてアンテナ１に入力する高周波信号Ｓとして従来例と同様、
Ｓ＝cos{ω・t}を考える。信号Ｓは高周波増幅器２で増幅され、第一のミキシング手段３及び第二のミキシング手段４に入力する。局部発振手段５では、
Ｒ＝COS｛ωL・t｝      ωL：局部発振角周波数
で表わされる信号Ｒを発生する。９０度位相器６では局部発振手段５からの信号Ｒが９０゜位相シフトされＲ’＝SIN｛ωL・t｝となる。従って、第一のミキシング手段３および第二のミキシング手段４の出力端子の信号Ｉ1及びＱ1は、
Ｉ1＝Ｓ×Ｒ  ＝COS｛{ω−ωL}・t｝＝COS｛Δω・t｝
Ｑ1＝Ｓ×Ｒ’＝SIN｛{ω−ωL}・t｝＝SIN｛{Δω・t｝
ここでΔω＝ω−ωLなる信号が生じる。Ｉ1信号及びＱ1信号は第一のフィルタ１３及び第二のフィルタ１４により第二の局部発振手段２１の信号により発生する第二のイメージ信号を除去するためのフィルタである。第一の９０度位相器１５及び第二の９０度位相器１６でＩ1信号及びＱ1信号は、９０°位相シフトされ、
0003646405.tif 000002
なる信号が第一の９０度位相器１５及び第二の９０度位相器１６の出力に生じる。なお、ａは第一の９０度位相器１５及び第二の９０度位相器１６における入出力の振幅誤差である。そして第一の加算手段１７において、（Ｉ1＋Ｑ1'）の演算が行われ、第二の加算手段１８において、（Ｑ1−Ｉ1'）の演算が行われる。よって第一の加算手段１７の出力Ｉ2及び第二の加算手段１８の出力Ｑ2には、
Δω＞０ならば、Ｉ2＝ａ・COS{Δω・t}
Ｑ2＝ａ・SIN{Δω・t｝
Δω＜０ならば、Ｉ2＝（２−ａ）・COS{Δω・t}
Ｑ2＝（２−ａ）・SIN{Δω・t｝
ここで、ａ《０である。
【００１５】
第二の局部発振手段２１では、
Ｐ＝COS｛ｐ・t｝      ｐ：局部発振角周波数
で表わされる信号Ｐを発生する。９０度位相器２２では第二の局部発振手段２１からの信号Ｐが９０゜位相シフトされＰ’＝SIN｛ｐ・t｝となる。従って、第一のかけ算手段１９および第二のかけ算手段２０の出力端子の信号Ｉ3及びＱ3は、
Δω＞０ならば、
Ｉ3＝ａ・COS{Δω・t}・COS｛ｐ・t｝
Ｑ3＝ａ・（１−b）・SIN{Δω・t｝・SIN｛ｐ・t｝
Δω＜０ならば、
Ｉ3＝（２−ａ）・COS{Δω・t}・COS｛ｐ・t｝
Ｑ3＝（２−ａ）・（１―ｂ）・SIN{Δω・t｝・SIN｛ｐ・t｝
となる。ここで、ｂ《０であり、第一のかけ算手段１９と第二のかけ算手段２０の増幅度の違いによる出力レベル差を表す。
【００１６】
上記信号は、第三の加算手段８により加算され、第三の加算手段８の出力Ｃには、
Δω＞０ならば、
Ｃ＝ａ・COS{{Δω−ｐ}・t}−ａ・b・SIN{Δω・t｝・SIN｛ｐ・t｝
Δω＜０ならば、
Ｃ＝（２−ａ）・COS{{Δω−ｐ}・t}−
（２−ａ）・b・SIN{Δω・t｝・SIN｛ｐ・t｝
なる信号が生じる。
【００１７】
ここで、Δω＞０ならば、ｐ＜｜Δω−ｐ｜
Δω＜＞０ならば、ｐ＞｜Δω−ｐ｜
である。
【００１８】
そして、帯域フィルタ９でｐ＜｜Δω−ｐ｜なる信号を除去する。よってイメージ信号はΔω＞０であるから、帯域フィルタ９の出力には、ａ・b・(1/2)・COS{{Δω−ｐ}・t}が出力するのみである。ここでａ《０、ｂ《０であるから上記信号は非常に小さな信号である。一方希望信号はΔω＜０であるから、帯域フィルタ９の出力には、（２−ａ）・OS{{Δω−ｐ}・t}なる大きなレベルの信号が出力する。希望信号は、中間増幅器１０で増幅され復調手段１１で復調される。
【００１９】
図２は第一の加算手段１７または第二の加算手段１８または第三の加算手段８の構成を示すブロック図である。図２において、２３はレベル調整手段、２４は位相調整手段、２５は加算器である。第一の加算器１７または第二の加算器１８を構成するレベル調整手段２３は、振幅誤差ａを補正するための手段であり、振幅誤差ａが零になるように調整される。第三の加算器８を構成するレベル調整手段は、振幅誤差ｂを補正するための手段であり、振幅誤差ｂが零になるように調整される。さらに第一の加算器１７または第二の加算器１８または第三の加算器８を構成する位相調整手段２４は、加算器２５に入力する２つの信号の位相が同じになるよう調整される。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の受信装置によれば、第一の局部発振手段と、前記第一の局部発振手段からの信号と受信信号との差の周波数となる直交した２つの信号を取り出す第一のミキシング手段及び第二のミキシング手段を有し、前記第一のミキシング手段の出力と前記第二のミキシング手段の出力を９０度位相シフトした出力とを加算する第一の加算手段と、前記第一のミキシング手段の出力を９０度位相シフトした出力と前記第二のミキシング手段の出力とを加算する第二の加算手段と、互いに直交する２つの信号を出力する第二の局部発振手段と、前記第一の加算手段の出力と第二の局部発振手段の一方の出力とをかけ算する第一のかけ算手段と、前記第二の加算手段の出力と前記第二の局部発振手段の他方の出力とをかけ算する第二のかけ算手段と、前記第一のかけ算手段の出力と前記第二のかけ算手段の出力とを加算する第三の加算手段と、前記第三の加算手段の出力信号を用いて復調を行なう復調手段とで構成されているため、イメージ信号を除去できる効果を有している。
【００２１】
また、第一の加算手段及び第二の加算手段は、第一のミキシング手段及び第二のミキシング手段の出力に生じるイメージ周波数の信号を打ち消すためのレベル調整手段を有しているため回路のゲインばらつきがあっても正確にイメージ信号を除去できることができる。
【００２２】
また、第一の加算手段及び第二の加算手段は、第一のミキシング手段及び第二のミキシング手段の出力に生じるイメージ周波数の信号を打ち消すための位相調整手段を有しているため、回路の位相特性を補正することができイメージ信号をよりいっそう正確に除去できる効果がある。
【００２３】
また、第三の加算手段は、イメージ周波数の信号が希望信号周波数帯に生じるのを打ち消すためのレベル調整手段を有しているため、第一のかけ算手段及び第二のかけ算手段のゲインばらつきがあってもイメージ信号が希望信号体域に漏れるのを防止できるという効果がある。
【００２４】
また、第三の加算手段は、イメージ周波数の信号が希望信号周波数帯に生じるのを打ち消すための位相調整手段を有しているため、第一のかけ算手段及び第二のかけ算手段の出力の位相を調整してイメージ信号が希望信号体域に漏れるのを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における受信装置のブロック図
【図２】同装置の加算手段を説明するブロック図
【図３】従来の受信装置のブロック図
【符号の説明】
１  アンテナ
２  高周波増幅手段
３  第一のミキシング手段
４  第二のミキシング手段
５  第一の局部発振手段
６  ９０゜位相シフター
８  第三の加算手段
１５  第一の９０度位相器
１６  第二の９０度位相器
１７  第一の加算手段
１８  第二の加算手段
１９  第一のかけ算手段
２０  第二のかけ算手段
２１  第二の局部発振手段
２２  ９０度位相手段
【図１】
0003646405.tif 000003
【図２】
0003646405.tif 000004
【図３】
0003646405.tif 000005