(57)【要約】【課題】機器間や機器内で無線信号伝送を行なう場合に、搬送周波数の安定度を緩和しても、受信側で適切に伝送対象信号を復調できるようにする。【解決手段】周波数混合部８３０２は、送信側局部発振部８３０４で生成された周波数f1の変調搬送信号で伝送対象信号を周波数変換する。受信側局部発振部８４０４は、受信した信号を注入信号として変調搬送信号と同期した周波数f1の復調搬送信号を生成する。周波数混合部８４０２は、受信した変調信号を復調搬送信号で周波数変換する。変調搬送信号と復調搬送信号が確実に同期した状態となるため、変調搬送信号の周波数の安定度を緩和して無線による信号伝送を行なっても伝送対象信号を適切に復調できる。搬送周波数の安定度を緩和してもよいので、回路構成の簡易な発振回路を使用でき、タンク回路を含む発振回路の全体を同一の半導体基板上に形成できる。【選択図】  図１４
2014116982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信用の通信部と、
受信用の通信部と、
を備え、
前記送信用の通信部と前記受信用の通信部とは、同一の電子機器の筐体内に収容されているものであり、または、前記送信用の通信部が第１の電子機器の筐体内に収容され、前記受信用の通信部が第２の電子機器の筐体内に収容され、前記第１の電子機器と前記第２の電子機器とが定められた位置に配置され一体となったとき前記第１の電子機器内の前記送信用の通信部と前記第２の電子機器内の前記受信用の通信部との間に前記送信用の通信部と前記受信用の通信部との間で無線による情報伝送を可能にする無線信号伝送路が形成されるものであり、
前記送信用の通信部は、変調用の搬送信号を生成する第１の搬送信号生成部、伝送対象信号を前記変調用の搬送信号で周波数変換して変調信号を生成して前記無線信号伝送路へ送出する第１の周波数変換部、及び、前記復調用の搬送信号の生成に資する基準搬送信号を取得して前記無線信号伝送路へ送出する基準搬送信号処理部を具備し、
前記基準搬送信号処理部は、前記第１の周波数変換部から出力される変調信号の前記伝送対象信号を載せる変調軸とは異なる位相の軸に前記基準搬送信号を載せ、
前記受信用の通信部は、前記無線信号伝送路を介して受信した前記基準搬送信号が注入されることで前記変調用の搬送信号と同期した復調用の搬送信号を生成する第２の搬送信号生成部、及び、前記無線信号伝送路を介して受信した変調信号を前記復調用の搬送信号で周波数変換する第２の周波数変換部を具備する
無線伝送システム。
【請求項２】
前記第２の搬送信号生成部は、前記無線信号伝送路を介して受信した前記基準搬送信号が注入されることで前記復調用の搬送信号を生成する
請求項１に記載の無線伝送システム。
【請求項３】
前記第２の搬送信号生成部は、
注入された前記基準搬送信号と同期した出力信号を生成する受信側局部発振部と、
前記受信側局部発振部で生成された出力信号に基づく前記第２の周波数変換部に入力される前記復調用の搬送信号の位相が前記第２の周波数変換部に入力される変調信号の位相と一致するように位相調整を行なう位相調整部と、
を有する請求項２に記載の無線伝送システム。
【請求項４】
前記位相調整部は、前記受信側局部発振部が注入同期モードで動作しているときには、前記受信側局部発振部の注入同期した出力信号の位相を、前記受信側局部発振部への注入信号と注入同期したときの出力信号との位相差の分を相殺するように調整する
請求項３に記載の無線伝送システム。
【請求項５】
送信用の通信部と、
受信用の通信部と、
を備え、
前記送信用の通信部と前記受信用の通信部とは、同一の電子機器の筐体内に収容されているものであり、または、前記送信用の通信部が第１の電子機器の筐体内に収容され、前記受信用の通信部が第２の電子機器の筐体内に収容され、前記第１の電子機器と前記第２の電子機器とが定められた位置に配置され一体となったとき前記第１の電子機器内の前記送信用の通信部と前記第２の電子機器内の前記受信用の通信部との間に前記送信用の通信部と前記受信用の通信部との間で無線による情報伝送を可能にする無線信号伝送路が形成されるものであり、
前記送信用の通信部は、変調用の搬送信号を生成する第１の搬送信号生成部、伝送対象信号を前記変調用の搬送信号で周波数変換して変調信号を生成して前記無線信号伝送路へ送出する第１の周波数変換部、及び、前記復調用の搬送信号の生成に資する基準搬送信号を取得して前記無線信号伝送路へ送出する基準搬送信号処理部を具備し、
前記受信用の通信部は、前記無線信号伝送路を介して受信した前記基準搬送信号が注入されることで前記変調用の搬送信号と同期した復調用の搬送信号を生成する第２の搬送信号生成部、及び、前記無線信号伝送路を介して受信した変調信号を前記復調用の搬送信号で周波数変換する第２の周波数変換部を具備し、
前記第２の搬送信号生成部は、
注入された前記基準搬送信号と同期した出力信号を生成する受信側局部発振部と、
前記受信側局部発振部で生成された出力信号に基づく前記第２の周波数変換部に入力される前記復調用の搬送信号の位相が前記第２の周波数変換部に入力される変調信号の位相と一致するように位相調整を行なう位相調整部と、
を有し、
前記位相調整部は、前記受信側局部発振部が増幅器モードで動作しているときには、前記受信側局部発振部の前記基準搬送信号の成分の出力信号の位相を、前記伝送対象信号を載せる変調軸と前記基準搬送信号を載せる軸との位相差の分を相殺するように調整する
無線伝送システム。
【請求項６】
前記送信用の通信部と前記受信用の通信部とは、ＣＭＯＳ構成の半導体基板上に形成されている
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無線伝送システム。
【請求項７】
前記受信用の通信部は、注入同期がとれるように、受信側局部発振部の注入電圧や自走発振周波数を制御する注入同期制御部を有する
請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の無線伝送システム。
【請求項８】
前記送信用の通信部は、前記変調用の搬送信号に同期した前記復調用の搬送信号の生成に資する基準搬送信号を取得して前記無線信号伝送路へ送出する基準搬送信号処理部を具備し、
前記第２の搬送信号生成部は、前記無線信号伝送路を介して受信した前記変調信号が注入されることで前記復調用の搬送信号を生成する
請求項１又は請求項５に記載の無線伝送システム。
【請求項９】
前記受信用の通信部は、前記第２の周波数変換部から出力された復調信号に含まれる前記基準搬送信号に起因する直流成分を抑圧する直流成分抑制部を具備する
請求項８に記載の無線伝送システム。
【請求項１０】
前記第２の搬送信号生成部は、
注入された前記変調信号と同期した出力信号を生成する受信側局部発振部と、
前記受信側局部発振部が注入同期モードで動作しているときに、前記受信側局部発振部の注入同期した出力信号の位相を、注入同期したときの出力信号と前記受信側局部発振部への注入信号との位相差の分を相殺するように調整する位相調整部と、
を有する請求項８又は請求項９に記載の無線伝送システム。
【請求項１１】
前記送信用の通信部は、変調される前記伝送対象信号の直流近傍成分を抑圧する変調対象信号処理部を有し、
前記第１の周波数変換部は、前記変調対象信号処理部で処理された処理済み信号を前記第１の搬送信号生成部で生成された変調用の搬送信号で周波数変換して前記変調信号を生成する
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の無線伝送システム。
【請求項１２】
前記変調対象信号処理部は、デジタルの前記伝送対象情報に対してＤＣフリー符号化を行なう
請求項１１に記載の無線伝送システム。
【請求項１３】
前記受信用の通信部は、前記第２の搬送信号生成部における注入同期の状態を示す情報を検出する注入同期検出部を備え、
前記送信用の通信部および前記受信用の通信部の少なくとも一方は、前記注入同期検出部が検出した前記注入同期の状態を示す情報に基づき、前記第２の搬送信号生成部で生成される前記復調用の搬送信号が、前記第１の搬送信号生成部で生成された変調用の搬送信号と同期するように同期調整を行なう注入同期調整部を備える
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の無線伝送システム。
【請求項１４】
前記注入同期調整部は、前記第２の搬送信号生成部に注入される信号の振幅および前記第２の搬送信号生成部の自走発振時の出力信号の周波数の少なくとも一方を変更させることで、前記同期調整を行なう
請求項１３に記載の無線伝送システム。
【請求項１５】
前記注入同期調整部は、前記第１の搬送信号生成部で生成される変調用の搬送信号の周波数および前記無線信号伝送路に送出される信号の振幅の少なくとも一方を変更させることで、前記同期調整を行なう
請求項１３に記載の無線伝送システム。
【請求項１６】
前記無線信号伝送路は、無線信号を伝送路中に閉じ込めつつ無線信号を伝送させる構造を持つ
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の無線伝送システム。
【請求項１７】
前記無線信号伝送路は、導波管から成る
請求項１６に記載の無線伝送システム。
【請求項１８】
前記無線信号伝送路は、誘電体素材で構成されている
請求項１６に記載の無線伝送システム。
【請求項１９】
前記搬送信号生成部は、タンク回路を含む発振回路を具備し、
前記タンク回路を含む前記発振回路の全体が同一の半導体基板上に形成されている
請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の無線伝送システム。
【請求項２０】
前記第２の周波数変換部は、同期検波により前記周波数変換を行なうことで前記伝送対象信号を復元する
請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の無線伝送システム。
【請求項２１】
前記伝送対象信号は、ベースバンド信号であり、
前記第１の周波数変換部は、前記ベースバンド信号をミリ波帯の搬送信号でダイレクトに周波数変換して変調信号を得る
請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の無線伝送システム。
【請求項２２】
無線信号伝送路を介して受信した、同期注入のための信号が注入されることで変調用のミリ波帯の搬送信号と同期した復調用のミリ波帯の搬送信号を生成する搬送信号生成部と、
前記無線信号伝送路を介して受信したミリ波帯の変調信号を前記搬送信号生成部で生成された復調用のミリ波帯の搬送信号で周波数変換する周波数変換部と、
を備え、
前記搬送信号生成部は、
注入された前記基準搬送信号と同期した出力信号を生成する受信側局部発振部と、
前記受信側局部発振部で生成された出力信号に基づく前記周波数変換部に入力される前記復調用のミリ波帯の搬送信号の位相が前記周波数変換部に入力される変調信号の位相と一致するように位相調整を行なう位相調整部と、
を有し、前記無線信号伝送路を介して受信した基準搬送信号が注入されることで前記復調用のミリ波帯の搬送信号を生成するものであり、
前記位相調整部は、前記受信側局部発振部が増幅器モードで動作しているときには、前記受信側局部発振部の前記基準搬送信号の成分の出力信号の位相を、伝送対象信号を載せる変調軸と前記基準搬送信号を載せる軸との位相差の分を相殺するように調整する
無線通信装置。
【請求項２３】
前記搬送信号生成部は、タンク回路を含む発振回路を具備し、
前記タンク回路を含む前記発振回路の全体および前記周波数変換部が同一の半導体基板上に形成されている
請求項２２に記載の無線通信装置。
【請求項２４】
変調用のミリ波帯の搬送信号を生成する搬送信号生成部と、
伝送対象信号を前記搬送信号生成部で生成された変調用のミリ波帯の搬送信号で周波数変換してミリ波帯の変調信号を生成する周波数変換部と、
復調用の搬送信号の生成に資する基準搬送信号を取得して無線信号伝送路へ送出する基準搬送信号処理部と、
を備え、同期注入のための信号を含む前記変調信号を無線信号伝送路へ送出するものであり、
前記基準搬送信号処理部は、前記周波数変換部から出力される変調信号の前記伝送対象信号を載せる変調軸とは異なる位相の軸に前記基準搬送信号を載せる
無線通信装置。
【請求項２５】
前記搬送信号生成部は、タンク回路を含む発振回路を具備し、
前記タンク回路を含む前記発振回路の全体および前記周波数変換部が同一の半導体基板上に形成されている
請求項２４に記載の無線通信装置。
【請求項２６】
電子機器の筐体内に送信用の通信部と受信用の通信部とを配置し、
前記送信用の通信部と前記受信用の通信部との間に、無線による情報伝送が可能な無線信号伝送路を構成し、
前記送信用の通信部においては、伝送対象信号を変調用の搬送信号で周波数変換して変調信号を生成し、この生成した変調信号を前記無線信号伝送路へ送出するとともに、復調用の搬送信号の生成に資する基準搬送信号を取得し、この取得した基準搬送信号を前記変調信号の前記伝送対象信号を載せる変調軸とは異なる位相の軸に載せて前記無線信号伝送路へ送出し、
前記受信用の通信部においては、前記無線信号伝送路を介して受信した前記基準搬送信号を注入して前記変調用の搬送信号と同期した復調用の搬送信号を生成し、前記無線信号伝送路を介して受信した前記変調信号を前記復調用の搬送信号で周波数変換することで前記伝送対象信号を復調する
無線通信方法。
【請求項２７】
電子機器の筐体内に送信用の通信部と受信用の通信部とを配置し、
前記送信用の通信部と前記受信用の通信部の間に、無線による情報伝送が可能な無線信号伝送路を構成し、
前記送信用の通信部においては、伝送対象信号を変調用の搬送信号で周波数変換して変調信号を生成し、この生成した変調信号を前記無線信号伝送路へ送出するとともに、復調用の搬送信号の生成に資する基準搬送信号を取得し、この取得した基準搬送信号を前記変調信号の前記伝送対象信号を載せる変調軸とは異なる位相の軸に載せて前記無線信号伝送路へ送出し、
前記受信用の通信部においては、前記無線信号伝送路を介して受信した前記基準搬送信号を注入して前記変調用の搬送信号と同期した復調用の搬送信号を生成し、
受信側局部発振部で生成される前記基準搬送信号と同期した信号に基づく前記復調用の搬送信号の位相が前記変調信号の位相と一致するように位相調整を行ない、
前記位相調整では、前記受信側局部発振部が増幅器モードで動作しているときには、前記受信側局部発振部の前記基準搬送信号の成分の信号の位相を、前記伝送対象信号を載せる変調軸と前記基準搬送信号を載せる軸との位相差の分を相殺するように調整し、
前記無線信号伝送路を介して受信した前記変調信号を前記復調用の搬送信号で周波数変換することで前記伝送対象信号を復調する
無線伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線伝送システム、無線通信装置、無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、比較的近距離（たとえば数センチ〜１０数センチ以内）に配置されている電子機器間や電子機器内での高速信号伝送を実現する手法として、たとえばＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）が知られている。しかしながら、最近のさらなる伝送データの大容量高速化に伴い、消費電力の増加、反射などによる信号歪みの影響の増加、不要輻射の増加、などが問題となる。たとえば、映像信号（撮像信号を含む）やコンピュータ画像などの信号を機器内で高速（リアルタイム）に伝送する場合にＬＶＤＳでは限界に達してきている。
【０００３】
伝送データの高速化の問題に対応するため、配線数を増やして、信号の並列化により一信号線当たりの伝送速度を落とすことが考えられる。しかしながら、この対処では、入出力端子の増大に繋がってしまう。その結果、プリント基板やケーブル配線の複雑化や半導体チップサイズの拡大などが求められる。また、高速・大容量のデータを配線で引き回すことでいわゆる電磁界障害が問題となる。
【０００４】
ＬＶＤＳや配線数を増やす手法における問題は、何れも、電気配線により信号を伝送することに起因している。そこで、電気配線により信号を伝送することに起因する問題を解決する手法として、電気配線を無線化して伝送する手法が提案されている（たとえば特許文献１〜４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０４２２１号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３４１１号公報
【特許文献３】特開平１０−２５６４７８号公報
【特許文献４】米国特許第特５７５４９４８号明細書
【０００６】
特許文献１，２では、筐体内の信号伝送を無線で行なうとともに、ＵＷＢ（Ultra Wide Band ）通信方式を適用することが提案されている。特許文献３，４では、ミリ波帯の搬送周波数を使用する旨が示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２におけるＵＷＢ通信方式では、搬送周波数が低く、たとえば映像信号を伝送するような高速通信に向かないし、アンテナが大きくなるなど、サイズ上の問題がある。さらに、伝送に使う周波数が他のベースバンド信号処理の周波数に近いため、無線信号とベースバンド信号との間で干渉が起こり易いという問題点もある。また、搬送周波数が低い場合は、機器内の駆動系ノイズの影響を受け易く、その対処が必要になる。
【０００８】
これに対して、特許文献３，４のように、より波長の短いミリ波帯の搬送周波数を使用すると、アンテナサイズや干渉の問題を解決し得る。
【０００９】
ここで、ミリ波帯を適用した無線伝送にする場合に、一般的な野外（屋外）で使用されているような無線方式（無線通信手法）を適用すると、搬送周波数に高い安定度が要求される。このことは、周波数安定度の高い回路構成の複雑な発振回路が必要となることを意味するし、全体としてのシステム構成も複雑になることを意味する。
【００１０】
たとえば、ｐｐｍ（parts per million ）オーダーの安定度の高い周波数の搬送信号を実現するために、外部の基準部品と周波数逓倍回路やＰＬＬ回路などを用いると回路規模が大きくなる。また、タンク回路（インダクタとキャパシタでなる共振回路）を含む発振回路の全体をシリコン集積回路で実現しようとした場合、実際の所は、Ｑ値の高いタンク回路を形成することは困難でＱ値の高いタンク回路を集積回路外に配置せざるを得ない。
【００１１】
しかしながら、比較的近距離に配置されている電子機器間や電子機器内での無線による高速信号伝送をより波長の短い周波数帯（たとえばミリ波帯）で実現することを考えた場合、搬送周波数に高い安定度を求めることは賢明でないと思料される。むしろ、搬送周波数の安定度を緩和することで回路構成の簡易な発振回路を使用し、また、全体としてのシステム構成も簡易にすることを考えた方がよいと思料される。
【００１２】
ただし、搬送周波数の安定度を単純に緩和したのでは、変復調方式にもよるが、周波数変動（送信回路で使用する搬送周波数と受信回路で使用する搬送周波数の差）が問題となり、適切な信号伝送ができない（適切に復調できない）ことが懸念される。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、機器間や機器内の無線信号伝送において、搬送周波数の安定度を緩和しつつ、信号伝送を適切に行なうことができる仕組み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】
【００１４】
本発明に係る無線伝送システム、無線通信装置、無線通信方法の一態様においては、先ず、電子機器の筐体内に送信用の通信部と受信用の通信部を配置する。
【００１５】
送信用の通信部と受信用の通信部の間に、無線による情報伝送を可能にする無線信号伝送路を構成する。無線信号伝送路は、空気（いわゆる自由空間）であってもよいが、好ましくは、無線信号を伝送路中に閉じ込めつつ無線信号を伝送させる導波構造を持つものがよい。
【００１６】
因みに、無線伝送システムは、送信側と受信側で対をなすようにそれぞれ送信側や受信側の通信部を備える複数の電子機器の組合せで構成される場合もあるし、１つの電子機器が送信側と受信側の通信部を備えて構成され、１つの電子機器が無線伝送システムそのものとなる場合もある。無線通信装置は、送信側や受信側の通信部を備えて構成される。たとえば無線通信装置は半導体集積回路として提供され、電子機器内の回路基板上に搭載される。
【００１７】
そして、送信用の通信部においては、伝送対象信号を変調用の搬送信号で周波数変換して変調信号を生成し、生成した前記変調信号を前記無線信号伝送路へ送出する。受信用の通信部においては、無線信号伝送路を介して受信した信号を注入信号として変調用の搬送信号と同期した復調用の搬送信号を生成し、無線信号伝送路を介して受信した変調信号を復調用の搬送信号で周波数変換することで伝送対象信号を復調する。
【００１８】
要するに、電子機器の筐体内に配置された送信側の通信部と、同じく電子機器（送信側の通信部が配置された電子機器と同一・別の何れも可）の筐体内に配置された受信側の通信部との間に無線信号伝送路を構成して両通信部間で無線による信号伝送を行なう。
【００１９】
この際に、本発明に係る仕組みでは、受信側においては、受信した信号を注入信号として使用して、変調用の搬送信号と同期した復調用の搬送信号を生成し、その復調用の搬送信号を使って周波数変換（ダウンコンバート）することで伝送対象信号を復調する。
【００２０】
なお、送信側で周波数変換（アップコンバート）により得られる変調信号のみを送出し、その変調信号を受信して復調用の搬送信号を生成するための注入信号として使用してもよいが、好ましくは、変調信号と合わせて変調に用いた基準搬送信号も送出するようにし、受信側では、受信した基準搬送信号に注入同期させるのがよい。
【００２１】
本発明に係る仕組みでは、アップコンバートに使用される変調用の搬送信号と、ダウンコンバートに使用される復調用の搬送信号とが確実に同期した状態となる。よって、変調用の搬送信号の周波数の安定度を緩和して無線による信号伝送を行なっても伝送対象信号を適切に復調できる。
【００２２】
ダウンコンバートでは、同期検波の適用が容易であり、同期検波を直交検波に発展使用することで、振幅変調だけでなく位相変調や周波数変調を適用できる。このことは、たとえば変調信号を直交化するなどして、データ伝送レートを上げられることを意味する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様によれば、機器間や機器（筐体）内で無線信号伝送を行なう場合に、変調用の搬送信号の周波数の安定度を緩和しても、受信側では適切に伝送対象信号を復調できる。
【００２４】
搬送信号の周波数の安定度を緩和してもよいので、回路構成の簡易な発振回路を使用でき、また、全体としてのシステム構成も簡易にできる。
【００２５】
搬送信号の周波数の安定度を緩和してもよいので、タンク回路を含む発振回路の全体（や周波数変換部も）を同一の半導体基板上に形成できる。タンク回路内蔵の１チップ発振回路（半導体集積回路）やタンク回路内蔵の１チップ通信回路（半導体集積回路）が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成から説明する図である。
【図１Ａ】無線伝送システムにおける信号の多重化を説明する図である。
【図２】通信処理系統における変調機能部および復調機能部の比較例を説明する図である。
【図３】本実施形態の変調機能部とその周辺回路の基本構成例を説明する図である。
【図４】本実施形態の復調機能部とその周辺回路の基本構成例を説明する図である。
【図４Ａ】注入同期の位相関係を説明する図である。
【図５】搬送信号と基準搬送信号が同一周波数で同一位相の場合における復調処理の基本を説明する図である。
【図５Ａ】搬送信号と基準搬送信号が同一周波数であり位相が直交関係にある場合における復調処理の基本を説明する図である。
【図５Ｂ】搬送信号と基準搬送信号が同一周波数であり位相が直交関係にある場合における復調処理の回路構成の基本を説明する図である。
【図６】搬送信号と基準搬送信号が同一周波数であり位相が直交関係にある場合における復調処理の具体例を説明する図（その１）である。
【図６Ａ】搬送信号と基準搬送信号が同一周波数であり位相が直交関係にある場合における復調処理の具体例を説明する図（その２）である。
【図６Ｂ】搬送信号と基準搬送信号が同一周波数であり位相が直交関係にある場合における復調処理の具体例を説明する図（その３）である。
【図６Ｃ】搬送信号と基準搬送信号が同一周波数であり位相が直交関係にある場合における復調処理の具体例を説明する図（その４）である。
【図７】注入同期方式を適用する送信器側の構成例の第１実施形態（第１例）を説明する図である。
【図７Ａ】注入同期方式を適用する送信器側の構成例の第１実施形態（第２例）を説明する図である。
【図８】注入同期方式を適用する受信器側の構成例の第１実施形態を説明する図である。
【図９】注入同期方式を適用する送信器側の構成例の第２実施形態（第１例）を説明する図である。
【図９Ａ】注入同期方式を適用する送信器側の構成例の第２実施形態（第２例）を説明する図である。
【図１０】注入同期方式を適用する受信器側の構成例の第２実施形態（第１例）を説明する図である。
【図１０Ａ】注入同期方式を適用する受信器側の構成例の第２実施形態（第２例）を説明する図である。
【図１１】発振回路の回路構成とインダクタ回路のＣＭＯＳ上のレイアウトパターン例を説明する図である。
【図１１Ａ】インダクタ回路のＣＭＯＳ上のレイアウトパターン例の詳細を説明する図である。
【図１２】多チャネル化と注入同期の関係を説明する図である。
【図１３】本実施形態の無線伝送路構造の第１例を説明する図である。
【図１３Ａ】本実施形態の無線伝送路構造の第２例を説明する図である。
【図１３Ｂ】本実施形態の無線伝送路構造の第３例を説明する図である。
【図１４】本実施形態の無線伝送システムの第１適用例を説明する図である。
【図１５】本実施形態の無線伝送システムの第２適用例を説明する図である。
【図１６】本実施形態の無線伝送システムの第３適用例（その１−１）を説明する図である。
【図１６Ａ】本実施形態の無線伝送システムの第３適用例（その１−２）を説明する図である。
【図１６Ｂ】本実施形態の無線伝送システムの第３適用例（その２）を説明する図である。
【図１７】本実施形態の無線伝送システムの第４適用例（その１）を説明する図である。
【図１７Ａ】本実施形態の無線伝送システムの第４適用例（その２）を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
なお、説明は以下の順序で行なう。
１．通信処理系統：基本
２．変調および復調：比較例
３．変調および復調：基本（注入同期方式の適用）
４．基準搬送信号の位相と復調処理の関係
５．注入同期方式：第１実施形態
６．注入同期方式：第２実施形態
７．発振回路の構成例
８．多チャネル化と注入同期の関係
９．伝送路構造（筐体内、装着・搭載された機器間）
10．システム構成：第１適用例（単一チャネル）
11．システム構成：第２適用例（同報通信）
12．システム構成：第３適用例（周波数分割多重：２チャネル）
13．システム構成：第４適用例（周波数分割多重：全二重双方向通信）
【００２９】
＜通信処理系統：基本＞
図１〜図１Ａは、本実施形態の無線伝送システムを説明する図である。ここで、図１は、無線伝送システム１の信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。図１Ａは、無線伝送システム１における信号の多重化を説明する図である。
【００３０】
本実施形態の無線伝送システムで使用する搬送周波数としてはミリ波帯で説明するが、本実施形態の仕組みは、ミリ波帯に限らず、より波長の短い、たとえばサブミリ波帯の搬送周波数を使用する場合にも適用可能である。本実施形態の無線伝送システムは、たとえば、デジタル記録再生装置、地上波テレビ受像装置、携帯電話装置、ゲーム装置、コンピュータなどにおいて使用される。
【００３１】
［機能構成］
図１に示すように、無線伝送システム１は、第１の無線機器の一例である第１通信装置１００と第２の無線機器の一例である第２通信装置２００がミリ波信号伝送路９を介して結合されミリ波帯で信号伝送を行なうように構成されている。ミリ波信号伝送路９は、無線信号伝送路の一例である。伝送対象の信号を広帯域伝送に適したミリ波帯域に周波数変換して伝送するようにする。
【００３２】
第１の通信部（第１のミリ波伝送装置）と第２の通信部（第２のミリ波伝送装置）で、無線伝送装置（システム）を構成する。そして、比較的近距離に配置された第１の通信部と第２の通信部の間では、伝送対象の信号をミリ波信号に変換してから、このミリ波信号をミリ波信号伝送路を介して伝送するようにする。本実施形態の「無線伝送」とは、伝送対象の信号を一般的な電気配線（単純なワイヤー配線）ではなく無線（この例ではミリ波）で伝送することを意味する。
【００３３】
「比較的近距離」とは、放送や一般的な無線通信で使用される野外（屋外）での通信装置間の距離に比べて距離が短いことを意味し、伝送範囲が閉じられた空間として実質的に特定できる程度のものであればよい。「閉じられた空間」とは、その空間内部から外部への電波の漏れが少なく、逆に、外部から空間内部への電波の到来（侵入）が少ない状態の空間を意味し、典型的にはその空間全体が電波に対して遮蔽効果を持つ筐体（ケース）で囲まれた状態である。
【００３４】
たとえば、１つの電子機器の筐体内での基板間通信や同一基板上でのチップ間通信や、一方の電子機器に他方の電子機器が装着された状態のように複数の電子機器が一体となった状態での機器間の通信が該当する。
【００３５】
なお、「一体」は、装着によって両電子機器が完全に接触した状態が典型例であるが、前述のように、両電子機器間の伝送範囲が閉じられた空間として実質的に特定できる程度のものであればよい。両電子機器が多少（比較的近距離：たとえば数センチ〜１０数センチ以内）離れた状態で定められた位置に配置されていて「実質的に」一体と見なせる場合も含む。要は、両電子機器で構成される電波が伝搬し得る空間内部から外部への電波の漏れが少なく、逆に、外部からその空間内部への電波の到来（侵入）が少ない状態であればよい。
【００３６】
以下では、１つの電子機器の筐体内での信号伝送を筐体内信号伝送と称し、複数の電子機器が一体（以下、「実質的に一体」も含む）となった状態での信号伝送を機器間信号伝送と称する。筐体内信号伝送の場合は、送信側の通信装置（通信部：送信部）と受信側の通信装置（通信部：受信部）が同一筐体内に収容され、通信部（送信部と受信部）間に無線信号伝送路が形成された本実施形態の無線伝送システムが電子機器そのものとなる。これに対して、機器間信号伝送の場合、送信側の通信装置（通信部：送信部）と受信側の通信装置（通信部：受信部）がそれぞれ異なる電子機器の筐体内に収容され、両電子機器が定められた位置に配置され一体となったときに両電子機器内の通信部（送信部と受信部）間に無線信号伝送路が形成されて本実施形態の無線伝送システムが構築される。
【００３７】
ミリ波信号伝送路を挟んで設けられる各通信装置においては、送信部と受信部が対となって組み合わされて配置される。一方の通信装置と他方の通信装置との間の信号伝送は片方向（一方向）のものでもよいし双方向のものでもよい。たとえば、第１の通信部が送信側となり第２の通信部が受信側となる場合には、第１の通信部に送信部が配置され第２の通信部に受信部が配置される。第２の通信部が送信側となり第１の通信部が受信側となる場合には、第２の通信部に送信部が配置され第１の通信部に受信部が配置される。
【００３８】
送信部は、たとえば、伝送対象の信号を信号処理してミリ波の信号を生成する送信側の信号生成部（伝送対象の電気信号をミリ波の信号に変換する信号変換部）と、ミリ波の信号を伝送する伝送路（ミリ波信号伝送路）に送信側の信号生成部で生成されたミリ波の信号を結合させる送信側の信号結合部を備えるものとする。好ましくは、送信側の信号生成部は、伝送対象の信号を生成する機能部と一体であるのがよい。
【００３９】
たとえば、送信側の信号生成部は変調回路を有し、変調回路が伝送対象の信号を変調する。送信側の信号生成部は変調回路によって変調された後の信号を周波数変換してミリ波の信号を生成する。原理的には、伝送対象の信号をダイレクトにミリ波の信号に変換することも考えられる。送信側の信号結合部は、送信側の信号生成部によって生成されたミリ波の信号をミリ波信号伝送路に供給する。
【００４０】
一方、受信部は、たとえば、ミリ波信号伝送路を介して伝送されてきたミリ波の信号を受信する受信側の信号結合部と、受信側の信号結合部により受信されたミリ波の信号（入力信号）を信号処理して通常の電気信号（伝送対象の信号）を生成する受信側の信号生成部（ミリ波の信号を伝送対象の電気信号に変換する信号変換部）を備えるものとする。好ましくは、受信側の信号生成部は、伝送対象の信号を受け取る機能部と一体であるのがよい。たとえば、受信側の信号生成部は復調回路を有し、ミリ波の信号を周波数変換して出力信号を生成し、その後、復調回路が出力信号を復調することで伝送対象の信号を生成する。原理的には、ミリ波の信号からダイレクトに伝送対象の信号に変換することも考えられる。
【００４１】
つまり、信号インタフェースをとるに当たり、伝送対象の信号に関して、ミリ波信号により接点レスやケーブルレスで伝送する（電気配線での伝送でない）ようにする。好ましくは、少なくとも信号伝送（特に高速伝送や大容量伝送が要求される映像信号や高速のクロック信号など）に関しては、ミリ波信号により伝送するようにする。要するに、従前は電気配線によって行なわれていた信号伝送を本実施形態ではミリ波信号により行なうものである。ミリ波帯で信号伝送を行なうことで、Ｇｂｐｓオーダーの高速信号伝送を実現することができるようになるし、ミリ波信号の及ぶ範囲を容易に制限でき、この性質に起因する効果も得られる。
【００４２】
ここで、各信号結合部は、第１の通信部と第２の通信部がミリ波信号伝送路を介してミリ波の信号が伝送可能となるようにするものであればよい。たとえばアンテナ構造（アンテナ結合部）を備えるものとしてもよいし、アンテナ構造を具備せずに結合をとるものであってもよい。
【００４３】
「ミリ波の信号を伝送するミリ波信号伝送路」は、空気（いわゆる自由空間）であってもよいが、好ましくは、ミリ波信号を伝送路中に閉じ込めつつミリ波信号を伝送させる構造を持つものがよい。その性質を積極的に利用することで、たとえば電気配線のようにミリ波信号伝送路の引回しを任意に確定することができる。
【００４４】
このような構造のものとしては、たとえば、典型的にはいわゆる導波管が考えられるが、これに限らない。たとえば、ミリ波信号伝送可能な誘電体素材で構成されたもの（誘電体伝送路やミリ波誘電体内伝送路と称する）や、伝送路を構成し、かつ、ミリ波信号の外部放射を抑える遮蔽材が伝送路を囲むように設けられその遮蔽材の内部が中空の中空導波路がよい。誘電体素材や遮蔽材に柔軟性を持たせることでミリ波信号伝送路の引回しが可能となる。
【００４５】
因みに、空気（いわゆる自由空間）の場合、各信号結合部はアンテナ構造をとることになり、そのアンテナ構造によって近距離の空間中を信号伝送することになる。一方、誘電体素材で構成されたものとする場合は、アンテナ構造をとることもできるが、そのことは必須でない。
【００４６】
以下、本実施形態の無線伝送システム１の仕組みについて具体的に説明する。なお、最も好適な例として、各機能部が半導体集積回路（チップ）に形成されている例で説明するが、このことは必須でない。
【００４７】
第１通信装置１００にはミリ波帯通信可能な半導体チップ１０３が設けられ、第２通信装置２００にもミリ波帯通信可能な半導体チップ２０３が設けられている。
【００４８】
本実施形態では、ミリ波帯での通信の対象となる信号を、高速性や大容量性が求められる信号のみとし、その他の低速・小容量で十分なものや電源など直流と見なせる信号に関してはミリ波信号への変換対象としない。これらミリ波信号への変換対象としない信号（電源を含む）については、従前と同様の仕組みで基板間の信号の接続をとるようにする。ミリ波に変換する前の元の伝送対象の電気信号を纏めてベースバンド信号と称する。
【００４９】
［第１通信装置］
第１通信装置１００は、基板１０２上に、ミリ波帯通信可能な半導体チップ１０３と伝送路結合部１０８が搭載されている。半導体チップ１０３は、ＬＳＩ機能部１０４と信号生成部１０７（ミリ波信号生成部）を一体化したシステムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）である。図示しないが、ＬＳＩ機能部１０４と信号生成部１０７を一体化しない構成にしてもよい。別体にした場合には、その間の信号伝送に関しては、電気配線により信号を伝送することに起因する問題が懸念されるので、一体的に作り込んだ方が好ましい。別体にする場合には、２つのチップ（ＬＳＩ機能部１０４と信号生成部１０７との間）を近距離に配置して、ワイヤーボンディング長を極力短く配線することで悪影響を低減するようにすることが好ましい。
【００５０】
信号生成部１０７と伝送路結合部１０８はデータの双方向性を持つ構成にする。このため、信号生成部１０７には送信側の信号生成部と受信側の信号生成部を設ける。伝送路結合部１０８は、送信側と受信側に各別に設けてもよいが、ここでは送受信に兼用されるものとする。
【００５１】
なお、ここで示す「双方向通信」は、ミリ波の伝送チャネルであるミリ波信号伝送路９が１系統（一芯）の一芯双方向伝送となる。この実現には、時分割多重（ＴＤＤ：Time Division Duplex）を適用する半二重方式と、周波数分割多重（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex ：図１Ａ）などが適用される。
【００５２】
時分割多重の場合、送信と受信の分離を時分割で行なうので、第１通信装置１００から第２通信装置２００への信号伝送と第２通信装置２００から第１通信装置１００への信号伝送を同時に行なう「双方向通信の同時性（一芯同時双方向伝送）」は実現されず、一芯同時双方向伝送は、周波数分割多重で実現される。しかし、周波数分割多重は、図１Ａ（１）に示すように、送信と受信に異なった周波数を用いるので、ミリ波信号伝送路９の伝送帯域幅を広くする必要がある。
【００５３】
半導体チップ１０３を直接に基板１０２上に搭載するのではなく、インターポーザ基板上に半導体チップ１０３を搭載し、半導体チップ１０３を樹脂（たとえばエポキシ樹脂など）でモールドした半導体パッケージを基板１０２上に搭載するようにしてもよい。すなわち、インターポーザ基板はチップ実装用の基板をなし、インターポーザ基板上に半導体チップ１０３が設けられる。インターポーザ基板には、一定範囲（２〜１０程度）の比誘電率を有したたとえば熱強化樹脂と銅箔を組み合わせたシート部材を使用すればよい。
【００５４】
半導体チップ１０３は伝送路結合部１０８と接続される。伝送路結合部１０８は、たとえば、アンテナ結合部やアンテナ端子やマイクロストリップ線路やアンテナなどを具備するアンテナ構造が適用される。なお、アンテナをチップに直接に形成する技術を適用することで、伝送路結合部１０８も半導体チップ１０３に組み込むようにすることもできる。
【００５５】
ＬＳＩ機能部１０４は、第１通信装置１００の主要なアプリケーション制御を司るもので、たとえば、相手方に送信したい各種の信号を処理する回路や相手方から受信した種々の信号を処理する回路が含まれる。
【００５６】
信号生成部１０７（電気信号変換部）は、ＬＳＩ機能部１０４からの信号をミリ波信号に変換し、ミリ波信号伝送路９を介した信号伝送制御を行なう。
【００５７】
具体的には、信号生成部１０７は、送信側信号生成部１１０および受信側信号生成部１２０を有する。送信側信号生成部１１０と伝送路結合部１０８で送信部（送信側の通信部）が構成され、受信側信号生成部１２０と伝送路結合部１０８で受信部（受信側の通信部）が構成される。
【００５８】
送信側信号生成部１１０は、入力信号を信号処理してミリ波の信号を生成するために、多重化処理部１１３、パラレルシリアル変換部１１４、変調部１１５、周波数変換部１１６、増幅部１１７を有する。なお、変調部１１５と周波数変換部１１６は纏めていわゆるダイレクトコンバーション方式のものにしてもよい。
【００５９】
受信側信号生成部１２０は、伝送路結合部１０８によって受信したミリ波の電気信号を信号処理して出力信号を生成するために、増幅部１２４、周波数変換部１２５、復調部１２６、シリアルパラレル変換部１２７、単一化処理部１２８を有する。周波数変換部１２５と復調部１２６は纏めていわゆるダイレクトコンバーション方式のものにしてもよい。
【００６０】
パラレルシリアル変換部１１４とシリアルパラレル変換部１２７は、本実施形態を適用しない場合に、パラレル伝送用の複数の信号を使用するパラレルインタフェース仕様のものである場合に備えられ、シリアルインタフェース仕様のものである場合は不要である。
【００６１】
多重化処理部１１３は、ＬＳＩ機能部１０４からの信号の内で、ミリ波帯での通信の対象となる信号が複数種（Ｎ１とする）ある場合に、時分割多重、周波数分割多重、符号分割多重などの多重化処理を行なうことで、複数種の信号を１系統の信号に纏める。たとえ、高速性や大容量性が求められる複数種の信号をミリ波での伝送の対象として、１系統の信号に纏める。
【００６２】
時分割多重や符号分割多重の場合には、多重化処理部１１３はパラレルシリアル変換部１１４の前段に設けられ、１系統の信号に纏めてパラレルシリアル変換部１１４に供給すればよい。時分割多重の場合、複数種の信号_@（＠は１〜Ｎ）について時間を細かく区切ってパラレルシリアル変換部１１４に供給する切替スイッチを設ければよい。
【００６３】
一方、周波数分割多重の場合には、各別の搬送周波数で変調してそれぞれ異なる周波数帯域Ｆ_@の範囲の周波数に変換してミリ波の信号を生成し、それら各別の搬送周波数を用いたミリ波信号を同一方向または逆方向に伝送する必要がある。このため、たとえば、図１Ａ（２）に示すように同一方向に伝送する場合は、パラレルシリアル変換部１１４、変調部１１５、周波数変換部１１６、増幅部１１７を複数種の信号_@の別に設け、各増幅部１１７の後段に多重化処理部１１３として加算処理部を設けるとよい。そして、周波数多重処理後の周波数帯域Ｆ_1＋…＋Ｆ_Nのミリ波の電気信号を伝送路結合部１０８に供給するようにすればよい。加算処理部としては、図１Ａ（２）に示すように各別の搬送周波数を用いたミリ波信号を同一方向に伝送する場合はいわゆる結合器を使用すればよい。
【００６４】
図１Ａ（２）から分かるように、複数系統の信号を周波数分割多重で１系統に纏める周波数分割多重では伝送帯域幅を広くする必要がある。図１Ａ（３）に示すように、複数系統の信号を周波数分割多重で１系統に纏めることと、送信と受信に異なった周波数を用いる全２重方式と併用する場合は伝送帯域幅を一層広くする必要がある。
【００６５】
パラレルシリアル変換部１１４は、パラレルの信号をシリアルのデータ信号に変換して変調部１１５に供給する。変調部１１５は、伝送対象信号を変調して周波数変換部１１６に供給する。変調部１１５としては、振幅・周波数・位相の少なくとも１つを伝送対象信号で変調するものであればよく、これらの任意の組合せの方式も採用し得る。
【００６６】
たとえば、アナログ変調方式であれば、たとえば、振幅変調（ＡＭ：Amplitude  Modulation ）とベクトル変調がある。ベクトル変調として、周波数変調（ＦＭ：Frequency Modulation）と位相変調（ＰＭ：Phase Modulation）がある。デジタル変調方式であれば、たとえば、振幅遷移変調（ＡＳＫ：Amplitude shift keying）、周波数遷移変調（ＦＳＫ：Frequency Shift Keying）、位相遷移変調（ＰＳＫ：Phase Shift Keying）、振幅と位相を変調する振幅位相変調（ＡＰＳＫ：Amplitude Phase Shift Keying）がある。振幅位相変調としては直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation ）が代表的である。
【００６７】
周波数変換部１１６は、変調部１１５によって変調された後の伝送対象信号を周波数変換してミリ波の電気信号を生成して増幅部１１７に供給する。ミリ波の電気信号とは、概ね３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲のある周波数の電気信号をいう。「概ね」と称したのはミリ波通信による効果が得られる程度の周波数であればよく、下限は３０ＧＨｚに限定されず、上限は３００ＧＨｚに限定されないことに基づく。
【００６８】
周波数変換部１１６としては様々な回路構成を採り得るが、たとえば、周波数混合回路（ミキサー回路）と局部発振回路とを備えた構成を採用すればよい。局部発振回路は、変調に用いる搬送波（キャリア信号、基準搬送波）を生成する。周波数混合回路は、パラレルシリアル変換部１１４からの信号で局部発振回路が発生するミリ波帯の搬送波と乗算（変調）してミリ波帯の変調信号を生成して増幅部１１７に供給する。
【００６９】
増幅部１１７は、周波数変換後のミリ波の電気信号を増幅して伝送路結合部１０８に供給する。増幅部１１７には図示しないアンテナ端子を介して双方向の伝送路結合部１０８に接続される。
【００７０】
伝送路結合部１０８は、送信側信号生成部１１０によって生成されたミリ波の信号をミリ波信号伝送路９に送信するとともに、ミリ波信号伝送路９からミリ波の信号を受信して受信側信号生成部１２０に出力する。
【００７１】
伝送路結合部１０８は、アンテナ結合部で構成される。アンテナ結合部は伝送路結合部１０８（信号結合部）の一例またはその一部を構成する。アンテナ結合部とは、狭義的には半導体チップ内の電子回路と、チップ内またはチップ外に配置されるアンテナを結合する部分をいい、広義的には、半導体チップとミリ波信号伝送路９を信号結合する部分をいう。たとえば、アンテナ結合部は、少なくともアンテナ構造を備える。また、時分割多重で送受信を行なう場合には、伝送路結合部１０８にアンテナ切替部（アンテナ共用器）を設ける。
【００７２】
アンテナ構造は、ミリ波信号伝送路９との結合部における構造をいい、ミリ波帯の電気信号をミリ波信号伝送路９に結合させるものであればよく、アンテナそのもののみを意味するものではない。たとえば、アンテナ構造には、アンテナ端子、マイクロストリップ線路、アンテナを含み構成される。アンテナ切替部を同一のチップ内に形成する場合は、アンテナ切替部を除いたアンテナ端子とマイクロストリップ線路が伝送路結合部１０８を構成するようになる。
【００７３】
送信側のアンテナはミリ波の信号に基づく電磁波をミリ波信号伝送路９に輻射する。また、受信側のアンテナはミリ波の信号に基づく電磁波をミリ波信号伝送路９から受信する。マイクロストリップ線路は、アンテナ端子とアンテナとの間を接続し、送信側のミリ波の信号をアンテナ端子からアンテナへ伝送し、また、受信側のミリ波の信号をアンテナからアンテナ端子へ伝送する。
【００７４】
アンテナ切替部はアンテナを送受信で共用する場合に用いられる。たとえば、ミリ波の信号を相手方である第２通信装置２００側に送信するときは、アンテナ切替部がアンテナを送信側信号生成部１１０に接続する。また、相手方である第２通信装置２００側からのミリ波の信号を受信するときは、アンテナ切替部がアンテナを受信側信号生成部１２０に接続する。アンテナ切替部は半導体チップ１０３と別にして基板１０２上に設けているが、これに限られることはなく、半導体チップ１０３内に設けてもよい。送信用と受信用のアンテナを別々に設ける場合はアンテナ切替部を省略できる。
【００７５】
ミリ波の伝搬路であるミリ波信号伝送路９は、たとえば、自由空間伝送路として、たとえば筐体内の空間を伝搬する構成にすることが考えられる。また、好ましくは、導波管、伝送線路、誘電体線路、誘電体内などの導波構造で構成し、ミリ波帯域の電磁波を効率よく伝送させる特性を有するものとするのが望ましい。たとえば、一定範囲の比誘電率と一定範囲の誘電正接を持つ誘電体素材を含んで構成された誘電体伝送路９Ａにするとよい。たとえば、筐体内の全体に誘電体素材を充填することで、伝送路結合部１０８と伝送路結合部２０８の間には、自由空間伝送路ではなく誘電体伝送路９Ａが配されるようになるし、また、伝送路結合部１０８のアンテナと伝送路結合部２０８のアンテナの間を誘電体素材で構成されたある線径を持つ線状部材である誘電体線路で接続することで誘電体伝送路９Ａを構成することも考えられる。
【００７６】
「一定範囲」は、誘電体素材の比誘電率や誘電正接が、本実施形態の効果を得られる程度の範囲であればよく、その限りにおいて予め決められた値のものとすればよい。つまり、誘電体素材は、本実施形態の効果が得られる程度の特性を持つミリ波を伝送可能なものであればよい。誘電体素材そのものだけで決められず伝送路長やミリ波の周波数とも関係するので必ずしも明確に定められるものではないが、一例としては、次のようにする。
【００７７】
誘電体伝送路９Ａ内にミリ波の信号を高速に伝送させるためには、誘電体素材の比誘電率は２〜１０（好ましくは３〜６）程度とし、その誘電正接は０．００００１〜０．０１（好ましくは０．００００１〜０．００１）程度とすることが望ましい。このような条件を満たす誘電体素材としては、たとえば、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、シリコーン系、ポリイミド系、シアノアクリレート樹脂系、液晶ポリマーからなるものが使用できる。
【００７８】
誘電体素材の比誘電率とその誘電正接のこのような範囲は、特段の断りのない限り、本実施形態で同様である。なお、ミリ波信号を伝送路に閉じ込める構成のミリ波信号伝送路９としては、誘電体伝送路９Ａの他に、伝送路の周囲が遮蔽材で囲まれその内部が中空の中空導波路としてもよい。
【００７９】
伝送路結合部１０８には受信側信号生成部１２０が接続される。受信側の増幅部１２４は、伝送路結合部１０８に接続され、アンテナによって受信された後のミリ波の電気信号を増幅して周波数変換部１２５に供給する。周波数変換部１２５は、増幅後のミリ波の電気信号を周波数変換して周波数変換後の信号を復調部１２６に供給する。復調部１２６は、周波数変換後の信号を復調してベースバンドの信号を取得しシリアルパラレル変換部１２７に供給する。
【００８０】
シリアルパラレル変換部１２７は、シリアルの受信データをパラレルの出力データに変換して単一化処理部１２８に供給する。
【００８１】
単一化処理部１２８は、多重化処理部１１３と対応するもので、１系統に纏められている信号を複数種の信号_@（＠は１〜Ｎ）に分離する。たとえば、１系統の信号に纏められている複数本のデータ信号を各別に分離してＬＳＩ機能部１１０４に供給する。
【００８２】
なお、周波数分割多重により１系統に纏められている場合には、周波数多重処理後の周波数帯域Ｆ_1＋…＋Ｆ_Nのミリ波の電気信号を受信してそれらを各別に分離して同一方向に伝送し周波数帯域Ｆ_@別に処理する必要がある。このため、図１Ａ（２）に示すように、増幅部２２４、周波数変換部２２５、復調部２２６、シリアルパラレル変換部２２７を複数種の信号_bの別に設け、各増幅部２２４の前段に単一化処理部１２８として周波数分離部を設けるとよい。そして、分離後の各周波数帯域Ｆ_bのミリ波の電気信号を対応する周波数帯域Ｆ_bの系統に供給するようにすればよい。周波数分離部としては、図１Ａ（２）に示すように各別の搬送周波数のミリ波信号が多重化されたものを各別に分離する場合はいわゆる分配器を使用すればよい。
【００８３】
なお、図１Ａ（２）で示した周波数分割多重方式の使用形態は、送信部と受信部の組を複数用いて、かつ、それぞれの組で各別の搬送周波数を用いて同一方向に伝送する方式であるが、周波数分割多重方式の使用形態はこれに限らない。たとえば、図１において、第１通信装置１００の送信側信号生成部１１０と第２通信装置２００の受信側信号生成部２２０の組で第１の搬送周波数を使用し、第１通信装置１００の受信側信号生成部１２０と第２通信装置２００の送信側信号生成部２１０の組で第２の搬送周波数を使用し、それぞれの組が互いに逆方向に信号伝送を同時に行なう全二重の双方向通信にすることもできる。この場合、図１における伝送路結合部１０８，２０８のアンテナ切替部としては、双方への同時の信号伝送が可能ないわゆるサーキュレータを使用すればよい。
【００８４】
また、送信部と受信部の組をさらに多く用いて、各組ではそれぞれ異なる搬送周波数を用いて、同一方向と逆方向を組み合せる態様にしてもよい。この場合、図１Ａ（２）において、伝送路結合部１０８，２０８にはサーキュレータを使用しつつ、多重化処理部１１３，２１３と単一化処理部１２８，２２８を使用する構成にすればよい。
【００８５】
このように半導体チップ１０３を構成すると、入力信号をパラレルシリアル変換して半導体チップ２０３側へ伝送し、また半導体チップ２０３側からの受信信号をシリアルパラレル変換することにより、ミリ波変換対象の信号数が削減される。
【００８６】
第１通信装置１００と第２通信装置２００の間の元々の信号伝送がシリアル形式の場合には、パラレルシリアル変換部１１４およびシリアルパラレル変換部１２７を設けなくてもよい。
【００８７】
［第２通信装置］
第２通信装置２００は、概ね第１通信装置１００と同様の機能構成を備える。各機能部には２００番台の参照子を付し、第１通信装置１００と同様・類似の機能部には第１通信装置１００と同一の１０番台および１番台の参照子を付す。送信側信号生成部２１０と伝送路結合部２０８で送信部が構成され、受信側信号生成部２２０と伝送路結合部２０８で受信部が構成される。
【００８８】
ＬＳＩ機能部２０４は、第２通信装置２００の主要なアプリケーション制御を司るもので、たとえば、相手方に送信したい各種の信号を処理する回路や相手方から受信した種々の信号を処理する回路が含まれる。
【００８９】
［接続と動作］
入力信号を周波数変換して信号伝送するという手法は、放送や無線通信で一般的に用いられている。これらの用途では、α）どこまで通信できるか（熱雑音に対してのＳ／Ｎの問題）、β）反射やマルチパスにどう対応するか、γ）妨害や他チャンネルとの干渉をどう抑えるかなどの問題に対応できるような比較的複雑な送信器や受信器などが用いられている。これに対して、本実施形態で使用する信号生成部１０７，１２０７は、放送や無線通信で一般的に用いられる複雑な送信器や受信器などの使用周波数に比べて、より高い周波数帯のミリ波帯で使用され、波長λが短いため、周波数の再利用がし易く、近傍で多くのデバイス間での通信をするのに適したものが使用される。
【００９０】
本実施形態では、従来の電気配線を利用した信号インタフェースとは異なり、前述のようにミリ波帯で信号伝送を行なうことで高速性と大容量に柔軟に対応できるようにしている。たとえば、高速性や大容量性が求められる信号のみをミリ波帯での通信の対象としており、システム構成によっては、通信装置１００，２００は、低速・小容量の信号用や電源供給用に、従前の電気配線によるインタフェース（端子・コネクタによる接続）を一部に備えることになる。
【００９１】
信号生成部１０７は、ＬＳＩ機能部１０４から入力された入力信号を信号処理してミリ波の信号を生成する。信号生成部１０７は、たとえば、マイクロストリップライン、ストリップライン、コプレーナライン、スロットラインなどの伝送線路で伝送路結合部１０８に接続され、生成されたミリ波の信号が伝送路結合部１０８を介してミリ波信号伝送路９に供給される。
【００９２】
伝送路結合部１０８は、アンテナ構造を有し、伝送されたミリ波の信号を電磁波に変換し、電磁波を送出する機能を有する。伝送路結合部１０８はミリ波信号伝送路９と結合されており、ミリ波信号伝送路９の一方の端部に伝送路結合部１０８で変換された電磁波が供給される。ミリ波信号伝送路９の他端には第２通信装置２００側の伝送路結合部２０８が結合されている。ミリ波信号伝送路９を第１通信装置１００側の伝送路結合部１０８と第２通信装置２００側の伝送路結合部２０８の間に設けることにより、ミリ波信号伝送路９にはミリ波帯の電磁波が伝搬するようになる。
【００９３】
ミリ波信号伝送路９には第２通信装置２００側の伝送路結合部２０８が結合されている。伝送路結合部２０８は、ミリ波信号伝送路９の他端に伝送された電磁波を受信し、ミリ波の信号に変換して信号生成部２０７（ベースバンド信号生成部）に供給する。信号生成部２０７は、変換されたミリ波の信号を信号処理して出力信号（ベースバンド信号）を生成しＬＳＩ機能部２０４へ供給する。
【００９４】
ここでは第１通信装置１００から第２通信装置２００への信号伝送の場合で説明したが、第２通信装置２００のＬＳＩ機能部２０４からの信号を第１通信装置１００へ伝送する場合も同様に考えればよく双方向にミリ波の信号を伝送できる。
【００９５】
ここで、電気配線を介して信号伝送を行なう信号伝送システムでは、次のような問題がある。
【００９６】
i）伝送データの大容量・高速化が求められるが、電気配線の伝送速度・伝送容量には限界がある。
【００９７】
ii）伝送データの高速化の問題に対応するため、配線数を増やして、信号の並列化により一信号線当たりの伝送速度を落とすことが考えられる。しかしながら、この対処では、入出力端子の増大に繋がってしまう。その結果、プリント基板やケーブル配線の複雑化、コネクタ部や電気的インタフェースの物理サイズの増大などが求められ、それらの形状が複雑化し、これらの信頼性が低下し、コストが増大するなどの問題が起こる。
【００９８】
iii）映画映像やコンピュータ画像等の情報量の膨大化に伴い、ベースバンド信号の帯域が広くなるに従って、ＥＭＣ（電磁環境適合性）の問題がより顕在化してくる。たとえば、電気配線を用いた場合は、配線がアンテナとなって、アンテナの同調周波数に対応した信号が干渉される。また、配線のインピーダンスの不整合などによる反射や共振によるものも不要輻射の原因となる。共振や反射があると、それは放射を伴い易く、ＥＭＩ（電磁誘導障害）の問題も深刻となる。このような問題を対策するために、電子機器の構成が複雑化する。
【００９９】
iv）ＥＭＣやＥＭＩの他に、反射があると受信側でシンボル間での干渉による伝送エラーや妨害の飛び込みによる伝送エラーも問題となってくる。
【０１００】
これに対して、本実施形態の無線伝送システム１は、電気配線ではなくミリ波で信号伝送を行なうようにしている。ＬＳＩ機能部１０４からＬＳＩ機能部２０４に対する信号は、ミリ波信号に変換され、ミリ波信号は伝送路結合部１０８，２０８間をミリ波信号伝送路９を介して伝送する。
【０１０１】
無線伝送のため、配線形状やコネクタの位置を気にする必要がないため、レイアウトに対する制限があまり発生しない。ミリ波による信号伝送に置き換えた信号については波長が短く、波長の長さの範囲も限られているため、ＥＭＣやＥＭＩの問題を容易に解消できる。一般に、通信装置１００，２００内部で他にミリ波帯の周波数を使用している機能部は存在しないため、ＥＭＣやＥＭＩの対策が容易に実現できる。
【０１０２】
第１通信装置１００と第２通信装置２００を近接した状態での無線伝送であり、固定位置間や既知の位置関係の信号伝送であるため、次のような利点が得られる。
【０１０３】
１）送信側と受信側の間の伝搬チャネル（導波構造）を適正に設計することが容易である。
【０１０４】
２）送信側と受信側を封止する伝送路結合部の誘電体構造と伝搬チャネル（ミリ波信号伝送路９の導波構造）を併せて設計することで、自由空間伝送より、信頼性の高い良好な伝送が可能になる。
【０１０５】
３）無線伝送を管理するコントローラ（本例ではＬＳＩ機能部１０４）の制御も一般の無線通信のように動的にアダプティブに頻繁に行なう必要はないため、制御によるオーバーヘッドを一般の無線通信に比べて小さくすることができる。その結果、小型、低消費電力、高速化が可能になる。
【０１０６】
４）製造時や設計時に無線伝送環境を校正し、個体のばらつきなどを把握すれば、そのデータを参照して伝送することでより高品位の通信が可能になる。
【０１０７】
５）反射が存在していても、固定の反射であるので、小さい等化器で容易にその影響を受信側で除去できる。等化器の設定も、プリセットや静的な制御で可能であり、実現が容易である。
【０１０８】
また、波長の短いミリ波帯での無線通信であることで、次のような利点が得られる。
【０１０９】
ａ）ミリ波通信は通信帯域を広く取れるため、データレートを大きくとることが簡単にできる。
【０１１０】
ｂ）伝送に使う周波数が他のベースバンド信号処理の周波数から離すことができ、ミリ波とベースバンド信号の周波数の干渉が起こり難い。
【０１１１】
ｃ）ミリ波帯は波長が短いため、波長に応じてきまるアンテナや導波構造を小さくできる。加えて、距離減衰が大きく回折も少ないため電磁シールドが行ない易い。
【０１１２】
ｄ）通常の野外での無線通信では、搬送波の安定度については、干渉などを防ぐため、厳しい規制がある。そのような安定度の高い搬送波を実現するためには、高い安定度の外部周波数基準部品と逓倍回路やＰＬＬ（位相同期ループ回路）などが用いられ、回路規模が大きくなる。しかしながら、ミリ波では（特に固定位置間や既知の位置関係の信号伝送との併用時は）、ミリ波は容易に遮蔽でき、外部に漏れないようにでき、安定度の低い搬送波を伝送に使用することができ、回路規模の増大を抑えることができる。安定度を緩めた搬送波で伝送された信号を受信側で小さい回路で復調するのには、注入同期方式（詳細は後述する）を採用するのが好適である。
【０１１３】
なお、本実施形態では、無線伝送システムの一例として、ミリ波帯で通信を行なうシステムを例示したが、その適用範囲はミリ波帯で通信を行なうものに限定されない。ミリ波帯よりも波長の長いセンチ波（好ましくはミリ波に近い側）や、逆にミリ波帯よりも波長の短いサブミリ波（好ましくはミリ波に近い側）を適用してもよい。ただし、筐体内信号伝送や機器間信号伝送において、注入同期方式を採用し、また、タンク回路を含む発振回路の全体をＣＭＯＳチップ上に形成するという点においては、ミリ波帯を使用するのが最も効果的であると考えられる。
【０１１４】
＜変調および復調：比較例＞
図２は、通信処理系統における変調機能部および復調機能部の比較例を説明する図である。
【０１１５】
［変調機能部：比較例］
図２（１）には、送信側に設けられる比較例の変調機能部８３００Ｘの構成が示されている。伝送対象の信号（たとえば１２ビットの画像信号）はパラレルシリアル変換部１１４により、高速なシリアル・データ系列に変換され変調機能部８３００Ｘに供給される。
【０１１６】
変調機能部８３００Ｘとしては、変調方式に応じて様々な回路構成を採り得るが、たとえば、振幅や位相を変調する方式であれば、周波数混合部８３０２と送信側局部発振部８３０４を備えた構成を採用すればよい。
【０１１７】
送信側局部発振部８３０４（第１の搬送信号生成部）は、変調に用いる搬送信号（変調搬送信号）を生成する。周波数混合部８３０２（第１の周波数変換部）は、パラレルシリアル変換部８１１４（パラレルシリアル変換部１１４と対応）からの信号で送信側局部発振部８３０４が発生するミリ波帯の搬送波と乗算（変調）してミリ波帯の変調信号を生成して増幅部８１１７（増幅部１１７と対応）に供給する。変調信号は増幅部８１１７で増幅されアンテナ８１３６から放射される。
【０１１８】
［復調機能部：比較例］
図２（２）には、受信側に設けられる比較例の復調機能部８４００Ｘの構成が示されている。復調機能部８４００Ｘは、送信側の変調方式に応じた範囲で様々な回路構成を採用し得るが、ここでは、変調機能部８３００Ｘの前記の説明と対応するように、振幅や位相が変調されている方式の場合で説明する。
【０１１９】
比較例の復調機能部８４００Ｘは、２入力型の周波数混合部８４０２（ミキサー回路）を備え、受信したミリ波信号（の包絡線）振幅の二乗に比例した検波出力を得る自乗検波回路を用いる。なお、自乗検波回路に代えて自乗特性を有しない単純な包絡線検波回路を使用することも考えられる。図示した例では、周波数混合部８４０２の後段にフィルタ処理部８４１０とクロック再生部８４２０（ＣＤＲ：クロック・データ・リカバリ ／Clock Data Recovery）とシリアルパラレル変換部８１２７（Ｓ−Ｐ：シリアルパラレル変換部１２７と対応）が設けられている。フィルタ処理部８４１０には、たとえば低域通過フィルタ（ＬＰＦ）が設けられる。
【０１２０】
アンテナ８２３６で受信されたミリ波受信信号は可変ゲイン型の増幅部８２２４（増幅部２２４と対応）に入力され振幅調整が行なわれた後に復調機能部８４００Ｘに供給される。振幅調整された受信信号は周波数混合部８４０２の２つの入力端子に同時に入力され自乗信号が生成され、フィルタ処理部８４１０に供給される。周波数混合部８４０２で生成された自乗信号は、フィルタ処理部８４１０の低域通過フィルタで高域成分が除去されることで送信側から送られてきた入力信号の波形（ベースバンド信号）が生成され、クロック再生部８４２０に供給される。
【０１２１】
クロック再生部８４２０（ＣＤＲ）は、このベースバンド信号を元にサンプリング・クロックを再生し、再生したサンプリング・クロックでベースバンド信号をサンプリングすることで受信データ系列を生成する。生成された受信データ系列はシリアルパラレル変換部８２２７（Ｓ−Ｐ）に供給され、パラレル信号（たとえば１２ビットの画像信号）が再生される。クロック再生の方式としては様々な方式があるがたとえばシンボル同期方式を採用する。
【０１２２】
［比較例の問題点］
ここで、比較例の変調機能部８３００Ｘと復調機能部８４００Ｘで無線伝送システムを構成する場合、次のような難点がある。
【０１２３】
先ず、発振回路については、次のような難点がある。たとえば、野外（屋外）通信においては、多チャンネル化を考慮する必要がある。この場合、搬送波の周波数変動成分の影響を受けるため、送信側の搬送波の安定度の要求仕様が厳しい。筐体内信号伝送や機器間信号伝送において、ミリ波でデータを伝送するに当たり、送信側と受信側に、屋外の無線通信で用いられているような通常の手法を用いようとすると、搬送波に安定度が要求され、周波数安定度数がｐｐｍ（parts per million ）オーダー程度の安定度の高いミリ波の発振回路が必要となる。
【０１２４】
周波数安定度が高い搬送信号を実現するためには、たとえば、安定度の高いミリ波の発振回路をシリコン集積回路（ＣＭＯＳ：Complementary Metal-oxide Semiconductor ）上に実現することが考えられる。しかしながら、通常のＣＭＯＳで使われるシリコン基板は絶縁性が低いため、容易にＱ値（Quality Factor）の高いタンク回路が形成できず、実現が容易でない。たとえば、参考文献Ａに示されているように、ＣＭＯＳチップ上でインダクタンスを形成した場合、そのＱ値は３０〜４０程度になってしまう。
【０１２５】
参考文献Ａ：A. Niknejad, “mm-Wave Silicon Technology 60GHz and Beyond”（特に3.1.2 Inductors pp70〜71）, ISBN 978-0-387-76558-7
【０１２６】
よって、安定度の高い発振回路を実現するには、たとえば、発振回路の本体部分が構成されているＣＭＯＳ外部に水晶振動子などで高いＱ値のタンク回路を設けて低い周波数で発振させ、その発振出力を逓倍してミリ波帯域へ上げるという手法を採ることが考えられる。しかし、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）などの配線による信号伝送をミリ波による信号伝送に置き換える機能を実現するのに、このような外部タンクを全てのチップに設けることは好ましくない。
【０１２７】
ＯＯＫ（On-Off-Keying ）のような振幅を変調する方式を用いれば、受信側では包絡線検波をすればよいので、発振回路が不要になりタンク回路の数を減らすことはできる。しかしながら、信号の伝送距離が長くなると受信振幅が小さくなり、包絡線検波の一例として自乗検波回路を用いる方式では、受信振幅が小さくなることの影響が顕著になり信号歪みが影響してくるので不利である。換言すると、自乗検波回路は、感度的に不利である。
【０１２８】
周波数安定度数が高い搬送信号を実現するための他の手法として、たとえば、高い安定度の周波数逓倍回路やＰＬＬ回路などを使用することが考えられるが、回路規模が増大してしまう。たとえば、参考文献Ｂには、プッシュ−プッシュ（Push-push ）発振回路を使うことで、６０ＧＨｚの分周器をなくし消費電力を減らしてはいるが、これでもまだ３０ＧＨｚの発振回路や分周器、位相周波数検出回路（Phase Frequency Detector：ＰＦＤ）、外部のレファレンス（この例では１１７ＭＨｚ）などが必要で、明らかに回路規模が大きい。
【０１２９】
参考文献Ｂ：“A  90nm  CMOS  Low-Power  60GHz  Tranceiver with  Intergrated  Baseband  Circuitry”，ISSCC 2009／SESSION 18/RANGING  AND  Gb/s COMMUNICATION /18.5，2009 IEEE International Solid-State Circuits Conference，pp314〜316
【０１３０】
自乗検波回路は受信信号から振幅成分しか取り出せないので、用いることのできる変調方式は振幅を変調する方式（たとえばＯＯＫなどのＡＳＫ）に限られ、位相や周波数を変調する方式の採用が困難となる。位相変調方式の採用が困難になると言うことは、変調信号を直交化してデータ伝送レートを上げることができないということに繋がる。
【０１３１】
また、周波数分割多重方式により多チャンネル化を実現する場合に、自乗検波回路を用いる方式では、次のような難点がある。受信側の周波数選択のためのバンドパスフィルタを自乗検波回路の前段に配置する必要があるが、急峻なバンドパスフィルタを小型に実現するのは容易ではない。また、急峻なバンドパスフィルタを用いた場合は送信側の搬送周波数の安定度についても要求仕様が厳しくなる。
【０１３２】
＜変調および復調：基本＞
図３〜図４Ａは、通信処理系統における変調機能および復調機能の基本構成を説明する図である。ここで、図３は、送信側に設けられる本実施形態の変調機能部８３００（変調部１１５，２１５と周波数変換部１１６，２１６）とその周辺回路で構成される送信側信号生成部８１１０（送信側の通信部）の基本構成例を説明する図である。図４は、受信側に設けられる本実施形態の復調機能部８４００（周波数変換部１２５，２２５と復調部１２６，２２６）とその周辺回路で構成される受信側信号生成部８２２０（受信側の通信部）の基本構成例を説明する図である。図４Ａは注入同期の位相関係を説明する図である。
【０１３３】
前述の比較例における問題に対する対処として、本実施形態の復調機能部８４００は、注入同期（インジェクションロック）方式を採用する。
【０１３４】
注入同期方式にする場合には、好ましくは、受信側での注入同期がし易くなるように変調対象信号に対して予め適正な補正処理を施しておく。典型的には、変調対象信号に対して直流近傍成分を抑圧してから変調する、つまり、ＤＣ（直流）付近の低域成分を抑圧（カット）してから変調することで、搬送周波数fc近傍の変調信号成分ができるだけ少なくなるようにし、受信側での注入同期がし易くなるようにしておく。ＤＣだけでなくその周りも抑圧した方がよいと言うことである。デジタル方式の場合、たとえば同符号の連続によってＤＣ成分が発生してしまうことを解消するべくＤＣフリー符号化を行なう。
【０１３５】
また、ミリ波帯に変調された信号（変調信号）と合わせて、変調に使用した搬送信号と対応する受信側での注入同期の基準として使用される基準搬送信号も送出するのが望ましい。基準搬送信号は、送信側局部発振部８３０４から出力される変調に使用した搬送信号と対応する周波数と位相（さらに好ましくは振幅も）が常に一定（不変）の信号であり、典型的には変調に使用した搬送信号そのものであるが、少なくとも搬送信号に同期していればよく、これに限定されない。たとえば、変調に使用した搬送信号と同期した別周波数の信号（たとえば高調波信号）や同一周波数ではあるが別位相の信号（たとえば変調に使用した搬送信号と直交する直交搬送信号）でもよい。
【０１３６】
変調方式や変調回路によっては、変調回路の出力信号そのものに搬送信号が含まれる場合（たとえば標準的な振幅変調やＡＳＫなど）と、搬送波を抑圧する場合（搬送波抑圧方式の振幅変調やＡＳＫやＰＳＫなど）がある。よって、送信側からミリ波帯に変調された信号と合わせて基準搬送信号も送出するための回路構成は、基準搬送信号の種類（変調に使用した搬送信号そのものを基準搬送信号として使用するか否か）や変調方式や変調回路に応じた回路構成を採ることになる。
【０１３７】
［変調機能部］
図３には、変調機能部８３００とその周辺回路の基本構成が示されている。変調機能部８３００（周波数混合部８３０２）の前段に変調対象信号処理部８３０１が設けられている。図３に示す各例は、デジタル方式の場合に対応した構成例を示しており、変調対象信号処理部８３０１は、パラレルシリアル変換部８１１４から供給されたデータに対して、同符号の連続によってＤＣ成分が発生してしまうことを解消するべく、８−９変換符号化（８Ｂ／９Ｂ符号化）や８−１０変換符号化（８Ｂ／１０Ｂ符号化）やスクランブル処理などのＤＣフリー符号化を行なう。図示しないが、アナログ変調方式では変調対象信号に対してハイパスフィルタ処理（またはバンドパスフィルタ処理）をしておくのがよい。
【０１３８】
８−１０変換符号化では、８ビットデータを１０ビット符号に変換する。たとえば、１０ビット符号として１０２４通りの中から”１”と”０”の個数のなるべく等しいものをデータ符号に採用することでＤＣフリー特性を有するようにする。データ符号に採用しない一部の１０ビット符号は、たとえば、アイドルやパケット区切りなどを示す特殊な符号として用いる。スクランブル処理では、たとえば、１０ＧＢａｓｅ−Ｘファミリ（ＩＥＥＥ８０２．３ａｅなど）で採用されている６４Ｂ／６６Ｂ符号化が知られている。
【０１３９】
ここで、図３（１）に示す基本構成１は、基準搬送信号処理部８３０６と信号合成部８３０８を設けて、変調回路（第１の周波数変換部）の出力信号（変調信号）と基準搬送信号を合成（混合）するという操作を行なう。基準搬送信号の種類や変調方式や変調回路に左右されない万能な方式と言える。ただし、基準搬送信号の位相によっては、合成された基準搬送信号が受信側での復調時に直流オフセット成分として検出されベースバンド信号の再現性に影響を与えることもある。その場合は、受信側で、その直流成分を抑制する対処をとるようにする。換言すると、復調時に直流オフセット成分を除去しなくても良い位相関係の基準搬送信号にするのがよい。
【０１４０】
基準搬送信号処理部８３０６では、必要に応じて送信側局部発振部８３０４から供給された変調搬送信号に対して位相や振幅を調整し、その出力信号を基準搬送信号として信号合成部８３０８に供給する。たとえば、本質的には周波数混合部８３０２の出力信号そのものには周波数や位相が常に一定の搬送信号を含まない方式（周波数や位相を変調する方式）の場合や、変調に使用した搬送信号の高調波信号や直交搬送信号を基準搬送信号として使用する場合に、この基本構成１が採用される。
【０１４１】
この場合、変調に使用した搬送信号の高調波信号や直交搬送信号を基準搬送信号に使用することができるし、変調信号と基準搬送信号の振幅や位相を各別に調整できる。すなわち、増幅部８１１７では変調信号の振幅に着目した利得調整を行ない、このときに同時に基準搬送信号の振幅も調整されるが、注入同期との関係で好ましい振幅となるように基準搬送信号処理部８３０６で基準搬送信号の振幅のみを調整できる。
【０１４２】
なお、基本構成１では、信号合成部８３０８を設けて変調信号と基準搬送信号を合成しているが、このことは必須ではなく、図３（２）に示す基本構成２のように、変調信号と基準搬送信号を各別のアンテナ８１３６_1，８１３６_2で、好ましくは干渉を起さないように各別のミリ波信号伝送路９で受信側に送ってもよい。基本構成２では、振幅も常に一定の基準搬送信号を受信側に送出でき、注入同期の取り易さの観点では最適の方式と言える。
【０１４３】
基本構成１，２の場合、変調に使用した搬送信号（換言すると送出される変調信号）と基準搬送信号の振幅や位相を各別に調整できる利点がある。したがって、伝送対象情報を載せる変調軸と注入同期に使用される基準搬送信号の軸（基準搬送軸）を、同相ではなく、異なる位相にして復調出力に直流オフセットが発生しないようにするのに好適な構成と言える。
【０１４４】
周波数混合部８３０２の出力信号そのものに周波数や位相が常に一定の搬送信号が含まれ得る場合には、基準搬送信号処理部８３０６や信号合成部８３０８を具備しない図３（３）に示す基本構成３を採用し得る。周波数混合部８３０２によりミリ波帯に変調された変調信号のみを受信側に送出し、変調信号に含まれる搬送信号を基準搬送信号として扱えばよく、周波数混合部８３０２の出力信号にさらに別の基準搬送信号を加えて受信側に送る必要はない。たとえば、振幅を変調する方式（たとえばＡＳＫ方式）の場合に、この基本構成３が採用され得る。このとき、好ましくは、ＤＣフリー処理を行なっておくのが望ましい。
【０１４５】
ただし、振幅変調やＡＳＫにおいても、周波数混合部８３０２を積極的に搬送波抑圧方式の回路（たとえば平衡変調回路や二重平衡変調回路）にして、基本構成１，２のように、その出力信号（変調信号）と合わせて基準搬送信号も送るようにしてもよい。
【０１４６】
なお、位相や周波数を変調する方式の場合にも、図３（４）に示す基本構成４のように、変調機能部８３００（たとえば直交変調を使用する）でミリ波帯に変調（周波数変換）した変調信号のみを送出することも考えられる。しかしながら、受信側で注入同期がとれるか否かは、注入レベル（注入同期方式の発振回路に入力される基準搬送信号の振幅レベル）や変調方式やデータレートや搬送周波数なども関係し、適用範囲に制限がある。
【０１４７】
基本構成１〜４の何れも、図中に点線で示すように、受信側での注入同期検出結果に基づく情報を受信側から受け取り、変調搬送信号の周波数やミリ波（特に受信側で注入信号に使用されるもの：たとえば基準搬送信号や変調信号）や基準搬送信号の位相を調整する仕組みを採ることができる。受信側から送信側への情報の伝送はミリ波で行なうことは必須ではなく、有線・無線を問わず任意の方式でよい。
【０１４８】
基本構成１〜４の何れも、送信側局部発振部８３０４を制御することで変調搬送信号（や基準搬送信号）の周波数が調整される。
【０１４９】
基本構成１，２では、基準搬送信号処理部８３０６や増幅部８１１７を制御することで基準搬送信号の振幅や位相が調整される。なお、基本構成１では、送信電力を調整する増幅部８１１７により基準搬送信号の振幅を調整することも考えられるが、その場合は変調信号の振幅も一緒に調整されてしまう難点がある。
【０１５０】
振幅を変調する方式（アナログの振幅変調やデジタルのＡＳＫ）に好適な基本構成３では、変調対象信号に対する直流成分を調整するか、変調度（変調率）を制御することで、変調信号中の搬送周波数成分（基準搬送信号の振幅に相当）が調整される。たとえば、伝送対象信号に直流成分を加えた信号を変調する場合を考える。この場合において、変調度を一定にする場合、直流成分を制御することで基準搬送信号の振幅が調整される。また、直流成分を一定にする場合、変調度を制御することで基準搬送信号の振幅が調整される。
【０１５１】
ただしこの場合、信号合成部８３０８を使用するまでもなく、周波数混合部８３０２から出力される変調信号のみを受信側に送出するだけで、自動的に、搬送信号を伝送対象信号で変調した変調信号と変調に使用した搬送信号とが混合された信号となって送出される。必然的に、変調信号の伝送対象信号を載せる変調軸と同じ軸（つまり変調軸と同相で）に基準搬送信号が載ることになる。受信側では、変調信号中の搬送周波数成分が基準搬送信号として注入同期に使用されることになる。ここで、詳細は後述するが、位相平面で考えたとき、伝送対象情報を載せる変調軸と注入同期に使用される搬送周波数成分（基準搬送信号）の軸が同相となり、復調出力には搬送周波数成分（基準搬送信号）に起因する直流オフセットが発生する。
【０１５２】
［復調機能部］
図４には、復調機能部８４００とその周辺回路の基本構成が示されている。本実施形態の復調機能部８４００は、受信側局部発振部８４０４を備え、注入信号を受信側局部発振部８４０４に供給することで、送信側で変調に使用した搬送信号に対応した出力信号を取得する。典型的には送信側で使用した搬送信号に同期した発振出力信号を取得する。そして、受信したミリ波変調信号と受信側局部発振部８４０４の出力信号に基づく復調用の搬送信号（復調搬送信号：再生搬送信号と称する）を周波数混合部８４０２で乗算する（同期検波する）ことで同期検波信号を取得する。この同期検波信号はフィルタ処理部８４１０で高域成分の除去が行なわれることで送信側から送られてきた入力信号の波形（ベースバンド信号）が得られる。以下、比較例と同様である。
【０１５３】
周波数混合部８４０２は、同期検波により周波数変換（ダウンコンバート・復調）を行なうことで、たとえばビット誤り率特性が優れる、直交検波に発展させることで位相変調や周波数変調を適用できるなどの利点が得られる。
【０１５４】
受信側局部発振部８４０４の出力信号に基づく再生搬送信号を周波数混合部８４０２に供給して復調するに当たっては、位相ズレを考慮する必要があり、同期検波系において位相調整回路を設けることが肝要となる。たとえば、参考文献Ｃに示されているように、受信した変調信号と受信側局部発振部８４０４で注入同期により出力される発振出力信号には、位相差があるからである。
【０１５５】
参考文献Ｃ：L. J. Paciorek, “Injection Lock of Oscillators”, Proceeding of the IEEE, Vol. 55 NO. 11, November 1965 ，pp1723〜1728
【０１５６】
この例では、その位相調整回路の機能だけでなく注入振幅を調整する機能も持つ位相振幅調整部８４０６を復調機能部８４００に設けている。位相調整回路は、受信側局部発振部８４０４への注入信号、受信側局部発振部８４０４の出力信号の何れに対して設けても良く、その両方に適用してもよい。受信側局部発振部８４０４と位相振幅調整部８４０６で、変調搬送信号と同期した復調搬送信号を生成して周波数混合部８４０２に供給する復調側（第２）の搬送信号生成部が構成される。
【０１５７】
図中に点線で示すように、周波数混合部８４０２の後段には、変調信号に合成された基準搬送信号の位相に応じて（具体的には変調信号と基準搬送信号が同相時）、同期検波信号に含まれ得る直流オフセット成分を除去する直流成分抑制部８４０７を設ける。
【０１５８】
ここで、参考文献Ｃに基づけば、受信側局部発振部８４０４の自走発振周波数をｆｏ（ωｏ）、注入信号の中心周波数（基準搬送信号の場合はその周波数）をｆｉ（ωｉ）、受信側局部発振部８４０４への注入電圧をＶｉ、受信側局部発振部８４０４の自走発振電圧をＶｏ、Ｑ値（Quality Factor）をＱとすると、ロックレンジを最大引込み周波数範囲Δｆｏmax で示す場合、式（Ａ）で規定される。式（Ａ）より、Ｑ値がロックレンジに影響を与え、Ｑ値が低い方がロックレンジが広くなることが分かる。
【０１５９】
Δｆｏmax ＝ｆｏ／（２＊Ｑ）＊（Ｖｉ／Ｖｏ）＊１／ｓｑｒｔ（１−（Ｖｉ／Ｖｏ）＾２）…（Ａ）
【０１６０】
式（Ａ）より、注入同期により発振出力信号を取得する受信側局部発振部８４０４は、注入信号の内のΔｆｏmax 内の成分にはロック（同期）し得るが、Δｆｏmax 外の成分にはロックし得ず、バンドパス効果を持つと言うことが理解される。たとえば、周波数帯域を持った変調信号を受信側局部発振部８４０４に供給して注入同期により発振出力信号を得る場合、変調信号の平均周波数（搬送信号の周波数）に同期した発振出力信号が得られ、Δｆｏmax 外の成分は取り除かれるようになる。
【０１６１】
ここで、受信側局部発振部８４０４に注入信号を供給するに当たっては、図４（１）に示す基本構成１のように、受信したミリ波信号を注入信号として受信側局部発振部８４０４に供給することが考えられる。この場合、Δｆｏmax 内の周波数成分は少ない方が望ましい。「少ない方が望ましい」と記載したのは、ある程度は存在していても適切に信号入力レベルや周波数を調整すれば注入同期が可能であることに基づく。つまり、注入同期に不要な周波数成分も受信側局部発振部８４０４に供給され得るので注入同期が取り難いことが懸念される。しかしながら、送信側で予め、変調対象信号に対して低域成分を抑圧（ＤＣフリー符号化などを）してから変調することで、搬送周波数近傍に変調信号成分が存在しないようにしておけば、基本構成１でも差し支えない。
【０１６２】
また、図４（２）に示す基本構成２のように、周波数分離部８４０１を設け、受信したミリ波信号から変調信号と基準搬送信号を周波数分離し、分離した基準搬送信号成分を注入信号として受信側局部発振部８４０４に供給することが考えられる。注入同期に不要な周波数成分を予め抑制してから供給するので、注入同期が取り易くなる。
【０１６３】
図４（３）に示す基本構成３は、送信側が図３（２）に示す基本構成２を採っている場合に対応するものである。変調信号と基準搬送信号を各別のアンテナ８２３６_1，８２３６_2で、好ましくは干渉を起さないように各別のミリ波信号伝送路９で受信する方式である。受信側の基本構成３では、振幅も常に一定の基準搬送信号を受信側局部発振部８４０４に供給でき、注入同期の取り易さの観点では最適の方式と言える。
【０１６４】
図４（４）に示す基本構成４は、送信側が位相や周波数を変調する方式の場合に図３（４）に示す基本構成４を採っている場合に対応するものである。構成としては基本構成１と同様になっているが、復調機能部８４００の構成は、実際には、直交検波回路など位相変調や周波数変調に対応した復調回路とされる。
【０１６５】
アンテナ８２３６で受信されたミリ波信号は図示を割愛した分配器（分波器）で周波数混合部８４０２と受信側局部発振部８４０４に供給される。受信側局部発振部８４０４は、注入同期が機能することで、送信側で変調に使用した搬送信号に同期した再生搬送信号を出力する。
【０１６６】
ここで、受信側で注入同期がとれる（送信側で変調に使用した搬送信号に同期した再生搬送信号を取得できる）か否かは、注入レベル（注入同期方式の発振回路に入力される基準搬送信号の振幅レベル）や変調方式やデータレートや搬送周波数なども関係する。また、変調信号は注入同期可能な帯域外となるようにしておくことが肝要であり、そのためには送信側でＤＣフリー符号化をしておくことで、変調信号の中心（平均的な）周波数が搬送周波数に概ね等しく、また、中心（平均的な）位相が概ねゼロ（位相平面上の原点）に等しくなるようにするのが望ましい。
【０１６７】
たとえば、参考文献Ｄには、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying ）方式で変調された変調信号そのものを注入信号に使用する例が開示されている。ＢＰＳＫ方式では、入力信号のシンボル時間Ｔに応じて受信側局部発振部８４０４への注入信号は１８０度の位相変化が起こる。その場合でも受信側局部発振部８４０４が注入同期できるためには受信側局部発振部８４０４の最大引込み周波数範囲幅をΔｆｏmax とすると、たとえばシンボル時間ＴはＴ＜１／（２Δｆｏmax ）を満たしていることが必要とされる。このことは、シンボル時間Ｔは余裕をもって短く設定されていなければならないことを意味するが、このように短いシンボル時間Ｔの方がよいと言うことは、データレートを高くするとよいことを意味し、高速なデータ転送を目指す用途においては都合がよい。
【０１６８】
参考文献Ｄ： P. Edmonson, et al., ”Injection Locking Techniques for a 1-GHz Digital Receiver Using Acoustic-Wave Devices”, IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics, and Frequency Control, Vol. 39, No. 5, September, 1992，pp631〜637
【０１６９】
また、参考文献Ｅには、８ＰＳＫ（8-Phase Shift Keying）方式で変調された変調信号そのものを注入信号に使用する例が開示されている。この参考文献Ｅにおいても、注入電圧や搬送周波数が同じ条件であればデータレートが高い方が注入同期し易いことが示されており、やはり、高速なデータ転送を目指す用途においては都合がよい。
【０１７０】
参考文献Ｅ：Tarar, M.A.; Zhizhang Chen、“A Direct Down-Conversion Receiver for Coherent Extraction of Digital Baseband Signals Using the Injection Locked Oscillators”、Radio and Wireless Symposium, 2008 IEEE、Volume , Issue , 22-24 Jan. 2008 、pp57〜60
【０１７１】
基本構成１〜４の何れにおいても、式（Ａ）に基づき、注入電圧Ｖｉや自走発振周波数ｆｏを制御することでロックレンジを制御するようにする。換言すると、注入同期がとれるように、注入電圧Ｖｉや自走発振周波数ｆｏを調整することが肝要となる。たとえば、周波数混合部８４０２の後段（図の例では直流成分抑制部８４０７の後段）に注入同期制御部８４４０を設け、周波数混合部８４０２で取得された同期検波信号（ベースバンド信号）に基づき注入同期の状態を判定し、その判定結果に基づいて、注入同期がとれるように、調整対象の各部を制御する。
【０１７２】
その際には、受信側で対処する手法と、図中に点線で示すように、送信側に制御に資する情報（制御情報のみに限らず制御情報の元となる検知信号など）を供給して送信側で対処する手法の何れか一方またはその併用を採り得る。受信側で対処する手法は、ミリ波信号（特に基準搬送信号成分）をある程度の強度で伝送しておかないと受信側で注入同期がとれないという事態に陥るので、消費電力や干渉耐性の面で難点があるが、受信側だけで対処できる利点がある。
【０１７３】
これに対して、送信側で対処する手法は、受信側から送信側への情報の伝送が必要になるものの、受信側で注入同期がとれる最低限の電力でミリ波信号を伝送でき消費電力を低減できる、干渉耐性が向上するなどの利点がある。
【０１７４】
筐体内信号伝送や機器間信号伝送において注入同期方式を適用することにより、次のような利点が得られる。送信側の送信側局部発振部８３０４は、変調に使用する搬送信号の周波数の安定度の要求仕様を緩めることができる。注入同期する側の受信側局部発振部８４０４は式（Ａ）より明らかなように、送信側の周波数変動に追従できるような低いＱ値であることが必要である。
【０１７５】
このことは、タンク回路（インダクタンス成分とキャパシタンス成分）を含む受信側局部発振部８４０４の全体をＣＭＯＳ上に形成する場合に都合がよい。受信側では、受信側局部発振部８４０４はＱ値の低いものでもよいが、この点は送信側の送信側局部発振部８３０４についても同様であり、送信側局部発振部８３０４は周波数安定度が低くてもよく、Ｑ値の低いものでもよい。
【０１７６】
ＣＭＯＳは微細化が今後さらに進み、その動作周波数はさらに上昇する。より広帯域で小型の伝送システムを実現するには、高い搬送周波を使うことが望まれる。本例の注入同期方式は、発振周波数安定度についての要求仕様を緩めることができるため、より高い周波数の搬送信号を容易に用いることができる。
【０１７７】
高い周波数ではあるが周波数安定度が低くてもよい（換言するとＱ値の低いものでもよい）ということは、高い周波数で安定度も高い搬送信号を実現するために、高い安定度の周波数逓倍回路やキャリア同期のためのＰＬＬ回路などを使用することが不要で、より高い搬送周波数でも、小さな回路規模で簡潔に通信機能を実現し得るようになる。
【０１７８】
受信側局部発振部８４０４により送信側で使用した搬送信号に同期した再生搬送信号を取得して周波数混合部８４０２に供給し同期検波を行なうので、周波数混合部８４０２の前段に波長選択用のバンドパスフィルタを設けなくてもよい。受信周波数の選択動作は、事実上、送受信の局部発振回路を完全に同期させる（つまり、注入同期がとれるようにする）制御を行なえばよく、受信周波数の選択が容易である。ミリ波帯であれば注入同期に要する時間も低い周波数に比べて短くて済み、受信周波数の選択動作を短時間で済ませることができる。
【０１７９】
送受信の局部発振回路が完全に同期するため、送信側の搬送周波数の変動成分が打ち消されるので、位相変調など様々な変調方式が容易に適用できる。たとえば、デジタル変調では、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying ）変調や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ）変調などの位相変調が広く知られている。これらの位相変調方式は、ベースバンド信号と搬送波との間で直交変調を行なうものである。直交変調では、入力データをＩ相とＱ相のベースバンド信号にし直交変調を施す、つまりＩ相信号とＱ相信号によりＩ軸とＱ軸の各搬送信号に対して各別に変調を施す。参考文献Ｅに記載のような８ＰＳＫ変調での適用に限らず、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭのような直交変調方式でも注入同期を適用可能であり、変調信号を直交化してデータ伝送レートを上げることができる。
【０１８０】
注入同期を適用すれば、同期検波との併用により、波長選択用のバンドパスフィルタを受信側で使用しなくても、多チャンネル化や全二重の双方向化を行なう場合などのように複数の送受信ペアが同時に独立な伝送をする場合でも干渉の問題の影響を受け難くなる。
【０１８１】
［注入信号と発振出力信号との関係］
図４Ａには、注入同期における各信号の位相関係が示されている。ここでは、基本的なものとして、注入信号（ここでは基準搬送信号）の位相は変調に使用した搬送信号の位相と同相である場合で示す。
【０１８２】
受信側局部発振部８４０４の動作としては、注入同期モードと増幅器モードの２つを採り得る。注入同期方式を採用する上では、基本的な動作としては、注入同期モードで使用し、特殊なケースで増幅器モードを使用する。特殊なケースは、基準搬送信号を注入信号に使用する場合に、変調に使用した搬送信号と基準搬送信号の位相が異なる（典型的には直交関係にある）場合である。
【０１８３】
受信側局部発振部８４０４が注入同期モードで動作する場合、図示のように、受信した基準搬送信号SQと注入同期により受信側局部発振部８４０４から出力される発振出力信号SCには位相差がある。周波数混合部８４０２にて直交検波をするには、この位相差を補正する必要がある。図から分かるように、受信側局部発振部８４０４の出力信号に対して変調信号SIの位相とほぼ一致するように位相振幅調整部８４０６で位相調整を行なう位相シフト分は図中の「θ−φ」である。
【０１８４】
換言すると、位相振幅調整部８４０６は、受信側局部発振部８４０４が注入同期モードで動作しているときの出力信号Ｖout の位相を、受信側局部発振部８４０４への注入信号Ｓinj と注入同期したときの出力信号Ｖout との位相差「θ−φ」の分を相殺するように位相シフトすればよい。因みに、受信側局部発振部８４０４への注入信号Ｓinj と受信側局部発振部８４０４の自走出力Ｖｏとの位相差がθであり、注入同期したときの受信側局部発振部８４０４の出力信号Ｖout と受信側局部発振部８４０４の自走出力Ｖｏとの位相差がφである。
【０１８５】
＜基準搬送信号の位相と復調処理の関係＞
［基本］
図５〜５Ｂは、基準搬送信号の位相と復調処理の関係を説明する図である。ここで、図５は、搬送信号と基準搬送信号が同一周波数で同一位相の場合における復調処理の基本を説明する図である。図５Ａは、搬送信号と基準搬送信号が同一周波数であり位相が直交関係にある場合における復調処理の基本を説明する図であり、図５Ｂはその回路構成の基本を示す図である。
【０１８６】
注入同期方式を適用する場合、処理済入力信号で搬送信号を変調して得た変調信号と合わせて、変調に使用した搬送信号と対応する（少なくとも同期した）基準搬送信号も受信側に送ることが望ましい。典型的には、変調に使用した搬送信号と同じ周波数の信号を基準搬送信号として使用する。このとき、変調に使用した搬送信号と基準搬送信号の位相関係を如何様に設定するかで、受信側の復調時に不要成分（特に直流オフセット成分）が発生する。以下、この点について、変調に使用した搬送信号と同じ周波数の信号を基準搬送信号に使用する場合における、基準搬送信号の位相と復調処理の関係について説明する。
【０１８７】
ＡＳＫ方式では、伝送対象信号で搬送信号の振幅を変調する。Ｉ軸とＱ軸で表わされる位相平面上で、Ｉ相信号とＱ相信号の内の何れか一方を使用し、変調信号の信号振幅を０〜＋Ｆの範囲で与えるものと考えればよい。０，＋Ｆの２値で変調する場合が最も単純で、変調度が１００％の場合はＯＯＫとなる。「Ｆ」は正規化することで「１」と考えられ、２値のＡＳＫが実現される。
【０１８８】
ここで、変調に使用した搬送信号と同じ周波数で同じ位相の信号を基準搬送信号として使用する場合を考える。たとえば、図５（１）に示すように、Ｉ軸に情報を載せて伝送しようとするとき、基準搬送信号も同相（Ｉ軸）にする。
【０１８９】
ところで、変調に使用した搬送信号と基準搬送信号の位相を同相とする場合、たとえば次のような手法を採り得る。
【０１９０】
図５（２）に示す第１例は図３（１）に示す基本構成１を適用する手法の一例である。周波数混合部８３０２には伝送対象信号ａ（ｔ）と搬送信号ｃ（ｔ）＝ｃｏｓωｔが供給される。周波数混合部８３０２としては平衡変調回路や二重平衡変調回路を使用して搬送波抑圧の振幅変調を行なうことで、ｄ（ｔ）＝ａ（ｔ）ｃｏｓωｔを生成し信号合成部８３０８に供給する。伝送対象信号ａ（ｔ）は０，＋１の２値とする。基準搬送信号処理部８３０６は送信側局部発振部８３０４から出力された搬送信号ｃ（ｔ）＝ｃｏｓωｔの振幅をＣｏ（０〜１の範囲内）にして基準搬送信号ｅ（ｔ）＝Ｃｏｃｏｓωｔとして信号合成部８３０８に供給する。信号合成部８３０８はｄ（ｔ）＋ｅ（ｔ）なる信号合成を行なうことで送信信号ｆ（ｔ）を生成する。Ｃｏ＝０のときが１００％変調時と等価である。
【０１９１】
図５（３）に示す第２例と図５（４）に示す第３例は、図３（３）に示す基本構成３を適用する手法の一例である。周波数混合部８３０２としては搬送波抑圧が適用されない回路構成を使用し、伝送対象信号ｂ（ｔ）に直流成分ｂ０を加えた信号ｇ（ｔ）で振幅変調を行なうことでｈ（ｔ）＝ｇ（ｔ）ｃｏｓωｔを生成する。伝送対象信号ｂ（ｔ）は−１，＋１の２値とする。伝送対象信号ｂ（ｔ）の振幅Ｂが変調度（変調率）に対応する。
【０１９２】
ここで、図５（３）に示す第２例は、変調度Ｂを一定（＝１）にする場合であり、直流成分ｂ０を１〜２の範囲内で制御することで基準搬送信号の振幅（ｂ（ｔ）＝−１の期間の振幅）を調整する。図５（４）に示す第３例は、直流成分ｂ０を一定（＝１）にする場合であり、変調度Ｂを０〜１の範囲内で制御することで基準搬送信号の振幅（ｂ（ｔ）＝−１の期間の振幅）を調整する。
【０１９３】
第１例〜第３例の何れの場合も、Ｉ軸だけに情報を載せて伝送しようとするときに基準搬送信号も同相（Ｉ軸）にしている例であり、この場合、図５（５）から分かるように、受信側で直流オフセット成分が発生してしまう。
【０１９４】
たとえば、Ｉ軸を実数成分、Ｑ軸を虚数成分として、第１例において伝送対象信号ａ（ｔ）の振幅を０，＋１とすると、受信信号点はＩ軸上の０，＋１にくる。基準搬送波もＩ軸上に載せると、信号点は「０＋Ｃｏ」と「＋１＋Ｃｏ」になり、＋Ｃｏ分の直流成分が載る結果となる。
【０１９５】
第２例や第３例において伝送対象信号ｂ（ｔ）を−１，＋１とすると、受信信号点はＩ軸上の−１，＋１にくる。基準搬送波もＩ軸上に載せると、信号点は「−１＋Ｃｏ」と「＋１＋Ｃｏ」になり、＋Ｃｏ分の直流成分が載る結果となる。ＢＰＳＫを適用する場合に、基準搬送波もＩ軸上に載るように予め信号処理で変調対象信号を加工してから変調することでＡＳＫと等価にするという考え方である。
【０１９６】
この問題を解決するには、図４に示したように、受信側に直流オフセット成分を抑制する直流成分抑制部８４０７を設けることが考えられる。しかしながら、機器ごとにばらつきが異なり直流オフセットの大きさに応じた個別調整が必要となるし、温度ドリフトの影響を受けるなどの難点がある。
【０１９７】
この問題を受信側に直流成分抑制部８４０７を設けずに解決する方法として、伝送情報が載せられる位相軸（変調信号の位相軸）とは異なる位相軸（好ましくは最も離れた位相軸）に基準搬送信号を載せて送ることが考えられる。
【０１９８】
たとえば、伝送情報をＩ軸とＱ軸の何れか一方にだけに載せるＡＳＫモードの場合には、送信側では、基準搬送信号と変調情報を直交させておくことが考えられる。つまり、Ｉ相信号とＱ相信号の２軸変調を行なう代りに、Ｉ軸とＱ軸の何れか一方だけを信号伝送に使用し、他方については無変調にし、その無変調信号を基準搬送信号として使用する。
【０１９９】
伝送情報（変調情報）および基準搬送信号と、Ｉ軸およびＱ軸の関係を逆にしてもよい。たとえば、送信側では、伝送情報をＩ軸側にし基準搬送信号をＱ軸側にしておいてもよいし、逆に、伝送情報をＱ軸側にし基準搬送信号をＩ軸側にしておいてもよい。図５Ａに示した例は、伝送情報をＩ軸側にし基準搬送信号をＱ軸側にする場合を示している。
【０２００】
図５Ａ（２）に示すように、伝送信号用のＩ軸用には周波数混合部８３０２_Iを設けている。周波数混合部８３０２_Iには伝送対象信号ａ（ｔ）が供給される。基準搬送信号処理部８３０６は、基準搬送信号用のＱ軸用の周波数混合部８３０２_Qと、その前段に搬送信号を直交化させる機能部として９０度位相シフト部８３０９を有している。位相振幅調整回路８３０７を９０度位相シフト部８３０９として機能させてもよい。周波数混合部８３０２_Qには直流成分Ｃｏが供給される。
【０２０１】
そして、受信側では、受信側局部発振部８４０４の出力信号に基づく再生搬送信号を周波数混合部８４０２に供給し、受信したＩ軸の変調信号と掛け合わせる（同期検波する）ことでＩ軸のベースバンド信号を復元する。この際には、受信側局部発振部８４０４の出力信号に基づく再生搬送信号の位相がＩ軸の変調信号の位相がほぼ一致するように位相調整を行なう。結果的に位相がほぼ等しくなっていればよく、前述のように、位相調整は受信側局部発振部８４０４の前段および後段の何れで行なってもよい。
【０２０２】
ここで、変調信号（搬送信号）と基準搬送信号を直交関係にする場合、受信側局部発振部８４０４の出力信号に基づく再生搬送信号を如何様にして得るかは、注入振幅と関係する。大まかには、受信側局部発振部８４０４での注入同期が適正に機能するか、注入同期が機能せずに受信側局部発振部８４０４が増幅器モードで動作するかで、位相シフトの考え方が異なる。
【０２０３】
たとえば、受信側局部発振部８４０４での注入同期が適正に機能するように注入振幅を小さくする（弱い注入信号にする）場合には、注入同期で得られる受信側局部発振部８４０４の出力信号Ｖout （発振出力信号SC）を元に再生搬送信号を取得する。なお、「注入振幅を小さくする（弱い注入信号にする）」とは言っても、あまり弱いと注入同期しなくなるので、注入同期が適正に機能するように、程よいレベルの入力が必要になる。この場合、Ｑ軸の基準搬送信号SQに基づく発振出力信号SCが受信側局部発振部８４０４から得られるが、図４Ａに示したように、受信した基準搬送信号SQと注入同期により受信側局部発振部８４０４から出力される発振出力信号SCには位相差がある。さらに、受信側局部発振部８４０４への注入信号であるＱ軸の基準搬送信号は伝送対象信号が載せられる変調軸（Ｉ軸）と９０度の位相差がある。
【０２０４】
結局の所は、受信側局部発振部８４０４の出力信号に対して変調信号SIの位相とほぼ一致するように位相振幅調整部８４０６で位相調整を行なう位相シフト分は、図４Ａ中の「θ−φ」にさらに伝送対象情報を載せる変調軸との位相差の分（本例の場合９０度）を加えた分となる。図５Ａ（３）に示すように、変調信号SIの位相とほぼ一致するように位相振幅調整部８４０６で位相調整を行なって再生搬送信号SRとし、これを周波数混合部８４０２に供給すると言うことになる。
【０２０５】
この再生搬送信号SRを受信したＩ軸の変調信号SIと周波数混合部８４０２において掛け合わせる（同期検波する）ことでＩ軸のベースバンド信号を復元する。こうすることで、直流オフセット成分のないベースバンド信号が得られる。
【０２０６】
一方、注入振幅を大きくする（強い注入信号にする）場合には、受信側局部発振部８４０４は注入同期モードが機能せずに増幅器モードで動作するようになる。この場合、位相振幅調整部８４０６は、受信側局部発振部８４０４が増幅器モードで動作しているときの基準搬送信号の成分の出力信号の位相を、伝送対象情報を載せる変調軸との位相差の分を相殺するように位相シフトすればよい。本例の場合、Ｉ軸に伝送対象情報を載せ、Ｑ軸に基準搬送信号を載せているので、両軸の位相差は９０度である。
【０２０７】
よって、図５Ａ（４）に示すように、増幅器モードで受信側局部発振部８４０４から出力される出力信号の内のＱ軸の基準搬送信号の成分をＩ軸の変調信号と位相が一致するように９０度位相シフトを行なって再生搬送信号SRとして、これを周波数混合部８４０２に供給する。この再生搬送信号SRを受信したＩ軸の変調信号SIと周波数混合部８４０２において掛け合わせる（同期検波する）ことでＩ軸のベースバンド信号を復元する。こうすることで、直流オフセット成分のないベースバンド信号が得られる。
【０２０８】
基準搬送信号SQ（＝Ｃｏｓｉｎ（ωｔ＋θ）と変調信号SI（＝ａ（ｔ）ｃｏｓ（ωｔ＋θ））との間には９０度の位相差があるので、基準搬送信号SQの位相を９０度ずらすことで、ベースバンド信号の直流成分を抑えることができる。たとえば、基準搬送波をＱ軸上に載せると、信号点は「＋１＋ｊＣｏ」と「０＋ｊＣｏ」になり、Ｉ軸成分だけを取り出せば、「０」と「＋１」となり、直流成分が載らない結果が得られる。Ｑ軸上の基準搬送信号SQに対応する受信側局部発振部８４０４から増幅器モードで出力される出力信号で同期検波するとＱ軸成分しか得られないので、途中で位相を９０度ずらしてＩ軸成分を得られるようにするのである。
【０２０９】
したがって、復調系統の回路構成としては、図５Ｂ（１）に示すように位相調整のみ行なう場合と、図５Ｂ（２）に示すように位相と振幅の両方を調整する場合が考えられる。位相と振幅の両方を調整する場合は受信側局部発振部８４０４の注入側で行なう場合と発振出力側で行なう場合の何れをも採り得る。また、図５Ｂ（３）に示すように注入同期を適正に機能させるか否かを調整するためには受信側局部発振部８４０４の注入側で注入振幅を調整するようにしてもよい。
【０２１０】
［直交関係にある場合における復調処理の具体例］
図６〜図６Ｃは、搬送信号と基準搬送信号が同一周波数であり位相が直交関係にある場合における復調処理の具体例を説明する図である。因みに、受信側局部発振部８４０４としては後述する差動負性抵抗発振回路８５００を使用する。
【０２１１】
先ず、図６（１）には、受信側局部発振部８４０４が自走発振している際の出力信号のスペクトラム例が示されている。６０ＧＨｚで発振しており、強い２倍の高調波も発生しているのが分かる。この状態の受信側局部発振部８４０４に、Ｉ軸成分（変調信号）とＱ軸成分（基準搬送信号）を含む信号Ｓinj を注入して受信側局部発振部８４０４の出力信号Ｖout の振る舞いをシミュレーションする。
【０２１２】
なお、図５Ａ（２）に示す回路において、Ｉ軸にはＭ系列（２＾１１−１）のデータ信号、Ｑ軸には直流成分を使用し、それぞれ６０ＧＨｚ帯にアップコンバートした信号Ｓinj を受信側局部発振部８４０４への注入信号として使用する。図６（２）には、注入信号の仕様が示されている。図６Ａ（１）には、注入信号として使用するベースバンドのＩ，Ｑの信号波形例が示され、図６Ａ（２）には、そのスペクトラム例が示されている。この注入信号のスケールファクタ（scale factor）倍の電流が電流源で受信側局部発振部８４０４に注入される。
【０２１３】
図６Ｂ〜図６Ｃには、Ｉ軸成分（変調信号）とＱ軸成分（基準搬送信号）を含む信号Ｓinj を受信側局部発振部８４０４に注入したときの受信側局部発振部８４０４の出力信号の振る舞いが示されている。なお、受信側局部発振部８４０４の出力信号Ｖout を解析するために、図６Ｂ（１）に示すように、直交検波回路を使って、Ｉ信号とＱ信号にダウンコンバートする。
【０２１４】
図６Ｂ（２）には、受信側局部発振部８４０４での注入同期が適正に機能するように注入振幅を設定した場合の出力信号Ｖout のスペクトラム例が示されている。この例では、スケールファクタ＝１０＾−４に設定している。また、そのときの図６Ｂ（１）に示す直交検波回路を使ったタウンコンバート後のＩ信号とＱ信号の例が、図６Ｂ（３）に示されている。
【０２１５】
信号の注入は０．５ｎｓｅｃから始まり、約４ｎｓｅｃ後に注入同期ができている。このように、弱い注入信号の場合、注入同期が適正に機能することで、Ｉ軸の変調信号成分はロックレンジΔｆｏmax 外となって、受信側局部発振部８４０４のバンドパス効果により、殆ど取り除かれることが分かる。
【０２１６】
Ｑ軸の基準搬送信号SQに基づき注入同期で得られる発振出力信号SCの位相がＩ軸の変調信号SIの位相と一致するように調整して再生搬送信号SRとして周波数混合部８４０２に供給して同期検波することで直流オフセット成分のないベースバンド信号が得られる。
【０２１７】
図６Ｃ（１）には、受信側局部発振部８４０４での注入同期が機能せず増幅器モードで動作するように注入振幅を大きくする場合の出力信号Ｖout のスペクトラム例が示されている。この例では、スケールファクタ＝５×１０＾−３）に設定している。また、そのときの図６Ｂ（１）に示す直交検波回路を使ったタウンコンバート後のＩ信号とＱ信号の例が、図６Ｃ（２）に示されている。
【０２１８】
信号の注入は０．５ｎｓｅｃから始まり、約４ｎｓｅｃ後に出力信号が得られている。ここで、その出力信号Ｖout のスペクトラムに着目した場合、注入同期モードによって発振出力信号が得られているというのではなく、注入された信号が殆どそのまま出力される増幅器モードで動作していることが分かる。増幅器モードで動作する場合も、基本波以外に強い２倍の高調波も発生しているのが分かる。このように、強い注入信号の場合、注入同期モードが機能せずに増幅器モードで動作するので、Ｉ軸の変調信号成分とＱ軸の基準搬送信号成分はそれぞれ殆どそのまま出力される。ただし、このような増幅器モードであっても、送信側局部発振部８３０４で生成された変調用のＩ軸の搬送信号と同期したＱ軸の基準搬送信号成分と対応する出力信号が得られる。
【０２１９】
したがって、Ｑ軸の基準搬送信号SQと対応する増幅器モードの出力信号SAの位相がＩ軸の変調信号SIの位相と一致するように調整して再生搬送信号SRとして周波数混合部８４０２に供給して同期検波することで直流オフセット成分のないベースバンド信号が得られる。Ｉ軸とＱ軸の位相差は９０度であるので、出力信号SAの位相をＩ軸側に９０度ずらしたものを再生搬送信号SRとして周波数混合部８４０２に供給して同期検波することで、ベースバンド信号の直流成分を抑えることができる。
【０２２０】
次に、第１通信装置１００側から第２通信装置２００側へミリ波信号を伝送する場合において、注入同期方式を採用する場合の送信側（送信側信号生成部１１０）と受信側（受信側信号生成部２２０）の詳細例について説明する。
【０２２１】
＜注入同期方式：第１実施形態＞
図７〜図７Ａは、注入同期方式を適用する送信器側の構成例の第１実施形態を説明する図である。図８は、注入同期方式を適用する受信器側の構成例の第１実施形態を説明する図である。図７〜図７Ａに示す第１実施形態の送信側信号生成部８１１０Ａと図８に示す第１実施形態の受信側信号生成部８２２０Ａの組合せで、第１実施形態の無線伝送システム１Ａが構成される。第１実施形態は、受信側で注入同期がとれるように制御する方式を適用する構成である。
【０２２２】
［送信側の構成例］
図７には、第１実施形態（第１例）の送信側信号生成部８１１０Ａ_1（送信側信号生成部１１０，２１０と対応）の構成が示されている。図７Ａには、第１実施形態（第２例）の送信側信号生成部８１１０Ａ_2（送信側信号生成部１１０，２１０と対応）の構成が示されている。なお、第１例では参照子“_1”を付し、第２例では参照子“_2”を付し、両者を区別せずに説明するときには参照子を省略する。
【０２２３】
第１実施形態の送信側信号生成部８１１０Ａは、図示しないパラレルシリアル変換部８１１４と変調機能部８３００の間に、エンコード部８３２２、マルチプレクサ部８３２４、波形整形部８３２６を備える。これらの機能部を備えることは必須ではなく、それらの機能を必要とする場合に設ければよい。
【０２２４】
送信側信号生成部８１１０Ａは、各機能部を制御するコントローラ部８３４６を備える。コントローラ部８３４６を備えることは必須ではないが、最近の様々なシステムではこの機能はしばしばＣＭＯＳチップ上や基板上に存在する。コントローラ部８３４６は、エンコードやマルチプレクスの設定、波形整形の設定、変調モードの設定、発振周波数の設定、基準搬送信号の位相や振幅の設定、増幅部８１１７の利得および周波数特性の設定、アンテナの特性の設定、などの機能を持つ。各設定情報は対応する機能部へ供給される。
【０２２５】
エンコード部８３２２は、コントローラ部８３４６からのエンコード（Encode）パターンの設定情報に基づいて、図示しないパラレルシリアル変換部８１１４によりシリアル化されたデータに対してエラー訂正などのコーディング処理を行なう。このとき、エンコード部８３２２は、変調対象信号処理部８３０１の機能として、８−９変換符号や８−１０変換符号などのＤＣフリー符号化を適用して、搬送周波数近傍に変調信号成分が存在しないようにし、受信側での注入同期がし易くなるようにしておく。
【０２２６】
マルチプレクサ部８３２４は、データをパケット化する。受信器側の注入同期検出部が既知パターンの相関で注入同期の検出を行なう構成の場合は、マルチプレクサ部８３２４は、コントローラ部８３４６からの同期検出用パケットの設定情報に基づいて、既知の信号波形や既知のデータパターン（たとえば擬似ランダム信号：ＰＮ信号）を定期的に挿入しておく。
【０２２７】
波形整形部８３２６は、コントローラ部８３４６からの波形整形の設定情報に基づいて、周波数特性補正、プリエンファシス、帯域制限などの波形整形処理を行なう。
【０２２８】
送信側信号生成部８１１０Ａは、周波数混合部８３０２（変調回路）と送信側局部発振部８３０４（送信側発振部）を有する変調機能部８３００を備える。また、送信側信号生成部８１１０Ａは、変調機能部８３００の他に、位相振幅調整回路８３０７を有する基準搬送信号処理部８３０６と信号合成部８３０８を備える。この例では、基準搬送信号処理部８３０６は、送信側局部発振部８３０４から出力された搬送信号そのものを基準搬送信号とし、その基準搬送信号を位相振幅調整回路８３０７により振幅と位相を調整して信号合成部８３０８に供給する。
【０２２９】
ここで、図７に示す第１例では、送信側局部発振部８３０４は、ＣＭＯＳチップ上のタンク回路を用いてＣＭＯＳチップ上で変調に用いる搬送信号を生成する。
【０２３０】
一方、図７Ａに示す第２例は、第１通信装置１００に、基準として使えるクロック信号が存在する場合の構成例であり、変調機能部８３００_2は、送信側局部発振部８３０４の前段に周波数逓倍部８３０３を備えている。周波数逓倍部８３０３は、図示しないクロック信号生成部から供給される「基準として使えるクロック信号」を逓倍し、その逓倍信号を送信側局部発振部８３０４に供給する。第２例の送信側局部発振部８３０４は、同期発振回路であり、逓倍信号に同期して、変調に用いる搬送信号を生成する。
【０２３１】
周波数混合部８３０２は、送信側局部発振部８３０４で生成された搬送信号を、波形整形部８３２６からの処理済入力信号で変調して信号合成部８３０８に供給する。位相振幅調整回路８３０７は、コントローラ部８３４６からの位相・振幅の設定情報に基づいて、送信する基準搬送信号の位相と振幅を設定する。
【０２３２】
信号合成部８３０８は、アンテナ８１３６，８２３６がそれぞれ１つの場合に、ミリ波帯に変調された変調信号と合わせて基準搬送信号を受信側に送るために設けられている。周波数混合部８３０２で生成された変調信号と基準搬送信号処理部８３０６で生成された基準搬送信号を各別のアンテナで伝送する構成にする場合には信号合成部８３０８は不要である。
【０２３３】
信号合成部８３０８は、ミリ波帯に変調された信号と合わせて基準搬送信号も受信側に送出する場合に、周波数混合部８３０２によりミリ波帯に変調された変調信号と位相振幅調整回路８３０７からの基準搬送信号を合成処理してから増幅部８１１７に渡す。周波数混合部８３０２によりミリ波帯に変調された変調信号のみを受信側に送出する場合には、信号合成部８３０８は、合成処理を行なわずに、周波数混合部８３０２によりミリ波帯に変調された変調信号のみを増幅部８１１７に渡す。増幅部８１１７は、信号合成部８３０８から受け取ったミリ波信号に対して、必要に応じて送信出力の振幅や周波数特性を調整してアンテナ８１３６に供給する。
【０２３４】
前述の説明から理解されるように、ミリ波帯に変調された信号と合わせて基準搬送信号も受信側に送出する場合に、信号合成部８３０８を機能させるか否かは変調方式や周波数混合部８３０２の回路構成にも関係する。変調方式や周波数混合部８３０２の回路構成によっては信号合成部８３０８を機能させなくてもミリ波帯に変調された信号と合わせて基準搬送信号も受信側に送出することは可能である。
【０２３５】
振幅変調やＡＳＫにおいて周波数混合部８３０２を積極的に搬送波抑圧方式の変調回路にして、その出力と合わせて送信側局部発振部８３０４で生成された基準搬送信号も送るようにしてもよい。この場合、変調に使用した搬送信号の高調波を基準搬送信号に使用することができるし、変調信号と基準搬送信号の振幅を各別に調整できる。すなわち、増幅部８１１７では変調信号の振幅に着目した利得調整を行ない、このときに同時に基準搬送信号の振幅も調整されるが、注入同期との関係で好ましい振幅となるように位相振幅調整回路８３０７で基準搬送信号の振幅のみを調整するようにすることができる。
【０２３６】
［受信側の構成例］
図８には、第１実施形態の受信側信号生成部８２２０Ａ（受信側信号生成部１２０，２２０と対応）の構成が示されている。第１実施形態の受信側信号生成部８２２０Ａは、各機能部を制御するコントローラ部８４４６を備える。また、受信側信号生成部８２２０Ａは、復調機能部８４００の後段に、直流成分抑制部８４０７と注入同期検出部８４４２を備える。
【０２３７】
コントローラ部８４４６を備えることは必須ではないが、コントローラ部８３４６と同様に、最近の様々なシステムではこの機能はしばしばＣＭＯＳチップ上や基板上に存在する。コントローラ部８４４６は、増幅部８２２４の利得および周波数特性の設定、受信した基準搬送信号の位相や振幅の設定、発振周波数の設定、変調モードの設定、フィルタおよび等化の設定、コーディングおよびマルチプレクスの設定などの機能を持つ。各設定情報は対応する機能部へ供給される。
【０２３８】
復調機能部８４００は、周波数混合部８４０２（復調回路）と受信側局部発振部８４０４（受信側発振回路）と位相振幅調整部８４０６とを備える。
【０２３９】
なお、受信側局部発振部８４０４への注入信号側に（たとえば位相振幅調整部８４０６の前段に）、基準搬送信号成分のみを抽出する回路（バンドパスフィルタ回路など）を配置することも考えられる。こうすることで、受信したミリ波信号から変調信号成分と基準搬送信号成分が分離され、基準搬送信号成分のみが受信側局部発振部８４０４に供給されるようになり注入同期がとり易くなる。
【０２４０】
位相振幅調整部８４０６は、コントローラ部８４４６からの位相・振幅の設定情報に基づいて、受信した基準搬送信号の位相と振幅を設定する。図では、受信側局部発振部８４０４への注入信号入力端側に位相振幅調整部８４０６を配置する構成で示しているが、受信側局部発振部８４０４と周波数混合部８４０２の信号系路上に位相振幅調整部８４０６を配置する構成にしてもよいし、その両者を併用する構成にしてもよい。
【０２４１】
直流成分抑制部８４０７は、周波数混合部８４０２から出力される同期検波信号に含まれる不要な直流成分（直流オフセット成分）を抑制する。たとえば、変調信号と合わせて基準搬送信号も送信側から受信側に伝送する場合、変調信号と基準搬送信号の位相関係によっては、同期検波信号に直流オフセット成分が大きく発生する場合がある。その直流オフセット成分を除去するのに直流成分抑制部８４０７が機能する。
【０２４２】
コントローラ部８４４６には、注入同期検出部８４４２が検出した注入同期の状態を示す情報に基づき、受信側局部発振部８４０４で生成される復調搬送信号が、変調搬送信号と同期するように同期調整を行なう注入同期調整部の機能部を備えている。注入同期検出部８４４２とコントローラ部８４４６の注入同期調整に関わる機能部（注入同期調整部）で注入同期制御部８４４０が構成される。
【０２４３】
注入同期検出部８４４２は、周波数混合部８４０２で取得されたベースバンド信号に基づき注入同期の状態を判定し、その判定結果をコントローラ部８４４６に通知する。図では、直流成分抑制部８４０７の出力信号を検知する構成で示しているが、直流成分抑制部８４０７の入力側を検知する構成にしてもよい。
【０２４４】
「注入同期の状態」とは、受信側局部発振部８４０４から出力される出力信号（発振回路出力）が送信側の基準搬送信号に同期したか否かである。発振回路出力と送信側の基準搬送信号が同期したことを「注入同期がとれた」とも称する。
【０２４５】
受信側信号生成部８２２０Ａは、注入同期がとれるように、送信側局部発振部８３０４の自走発振周波数、受信側局部発振部８４０４への注入信号の振幅（注入振幅）や位相（注入位相）の少なくとも１つを制御する。何れを制御するかは、システム構成に依存し、必ずしもその全ての要素を制御しなければならないというものではない。
【０２４６】
たとえば、コントローラ部８４４６は、注入同期がとれるように、注入同期検出部８４４２の検出結果と連動して、受信側局部発振部８４０４の自走発振周波数を制御し、位相振幅調整部８４０６を介して受信側局部発振部８４０４への注入振幅と注入位相を制御する。
【０２４７】
たとえば、先ず、送信側からミリ波信号伝送路９を介して送られたミリ波信号（変調信号や基準搬送信号）はアンテナ８２３６を経て増幅部８２２４で増幅される。増幅されたミリ波信号の一部は、位相振幅調整部８４０６で振幅と位相が調整された後に受信側局部発振部８４０４に注入される。周波数混合部８４０２では、増幅部８２２４からのミリ波信号を受信側局部発振部８４０４からの出力信号（再生基準搬送信号）でベースバンド信号へ周波数変換する。変換されたベースバンド信号の一部は注入同期検出部８４４２に入力され、受信側局部発振部８４０４が送信側の基準搬送信号に同期したか否かを判断するための情報が注入同期検出部８４４２により取得されコントローラ部８４４６に通知される。
【０２４８】
コントローラ部８４４６は、注入同期検出部８４４２からの「注入同期の状態」の情報（注入同期判定情報と称する）に基づいて、同期したかどうかの判定を、たとえば次の２つの手法の何れか、またはそれらの併用で行なう。
【０２４９】
１）注入同期検出部８４４２は、復元された波形と既知の信号波形や既知のデータパターンとの相関をとり、その相関結果を注入同期判定情報とする。コントローラ部８４４６は、強い相関が得られたとき同期したと判断する。
【０２５０】
２）注入同期検出部８４４２は、復調されたベースバンド信号の直流成分を監視（モニタ）し、その監視結果を注入同期判定情報とする。コントローラ部８４４６は、直流成分が安定したとき、同期したと判断する。
【０２５１】
前記の１）や２）の仕組みについては様々な手法が考えられるが、ここではその詳細については説明を割愛する。また、同期したかどうかの判定手法は、ここで示した１），２）の他にも考えられ、それらも本実施形態に採用し得る。
【０２５２】
コントローラ部８４４６は、注入同期がとれていないと判断した場合は、予め決められた手順に従い、送信側で変調に使用した搬送信号と受信側局部発振部８４０４から出力される信号（発振回路出力）の同期がとれるように（注入同期がとれるように）、受信側局部発振部８４０４への発振周波数の設定情報や位相振幅調整部８４０６への振幅および位相の設定情報を変更する。この後、コントローラ部８４４６は、再度、注入同期状態を判定するという手順を良好な同期がとれるまで繰り返す。
【０２５３】
受信側局部発振部８４０４の注入同期が正しく行なわれ周波数混合部８４０２で周波数変換（同期検波）されたベースバンド信号はフィルタ処理部８４１０へ供給される。フィルタ処理部８４１０には、低域通過フィルタ８４１２の他に等化器８４１４が設けられている。等化器８４１４は、たとえば符号間干渉を低減させるため、受信した信号の高周波帯域に、低下した分の利得を加えるイコライザ（つまり波形等化）フィルタを有する。
【０２５４】
ベースバンド信号は低域通過フィルタ８４１２で高域成分が除去され、等化器８４１４により高域成分が補正される。
【０２５５】
クロック再生部８４２０は、シンボル同期部８４２２、デコード部８４２４、デマルチプレクサ部８４２６を有する。デコード部８４２４はエンコード部８３２２に対応するものであり、デマルチプレクサ部８４２６はマルチプレクサ部８３２４に対応するものであり、それぞれ送信側とは逆の処理を行なう。クロック再生部８４２０は、シンボル同期部８４２２でシンボル同期した後、コントローラ部８４４６からのコーディング（Coding）パターンの設定情報およびマルチプレクスの設定に基づいて、元の入力信号を復元する。
【０２５６】
ＣＭＯＳは微細化が今後さらに進み、その動作周波数はさらに上昇する。より高帯域で小型の伝送システムを実現するには、高い搬送周波を使うことが望まれる。本例の注入同期方式は、発振周波数安定度についての要求仕様を緩めることができるため、より高い搬送周波数を容易に用いることができる。注入同期で発振する受信側局部発振部８４０４は式（Ａ）より明らかなように、送信側の周波数変動に追従できるような低いＱであることが必要である。これは、タンク回路を含む受信側局部発振部８４０４の全体をＣＭＯＳ上で形成する場合に都合がよい。もちろん、受信側局部発振部８４０４と同様の回路構成の発振回路を送信側局部発振部８３０４として使用してもよく、タンク回路を含む送信側局部発振部８３０４の全体をＣＭＯＳ上で形成することができる。
【０２５７】
＜注入同期方式：第２実施形態＞
図９〜図９Ａは、注入同期方式を適用する送信器側の構成例の第２実施形態を説明する図である。図１０〜図１０Ａは、注入同期方式を適用する受信器側の構成例の第２実施形態を説明する図である。
【０２５８】
第２実施形態は、送信側の機能部を調整して注入同期がとれるように制御する方式を適用する構成である。送信側の機能部を調整して注入同期がとれるように制御するに当たって何の情報を受信側から送信側に送るかや、制御主体を送信側におくのか受信側におくのかで、様々な構成を採り得る。以下では、その中で代表的な２例について第１実施形態との相違点のみを説明する。
【０２５９】
図９に示す第２実施形態（第１例）の送信側信号生成部８１１０Ｂ_1と図１０に示す第２実施形態（第１例）の受信側信号生成部８２２０Ｂ_1の組合せで、第２実施形態（第１例）の無線伝送システム１Ｂ_1が構成される。図９Ａに示す第２実施形態（第２例）の送信側信号生成部８１１０Ｂ_2と図１０Ａに示す第２実施形態（第２例）の受信側信号生成部８２２０Ｂ_2の組合せで、第２実施形態（第２例）の無線伝送システム１Ｂ_2が構成される。
【０２６０】
第２実施形態（第１例）は、注入同期判定情報を送信側に送り、送信側に制御主体をおく構成である。具体的には、受信側信号生成部８２２０Ｂ_1のコントローラ部８４４６は、注入同期検出部８４４２が取得した注入同期判定情報を送信側信号生成部８１１０Ｂ_1のコントローラ部８３４６に送る。コントローラ部８４４６は注入同期判定情報の送信側への伝送に介在するだけで実態としては制御主体とはならない。なお、コントローラ部８４４６を介在させずに、注入同期検出部８４４２が注入同期判定情報を送信側信号生成部８１１０Ｂ_1のコントローラ部８３４６に送るように構成してもよい。
【０２６１】
コントローラ部８３４６には、受信側の注入同期検出部８４４２が検出した注入同期の状態を示す情報に基づき、受信側局部発振部８４０４で生成される復調搬送信号が、変調搬送信号と同期するように同期調整を行なう注入同期調整部の機能部を備えている。注入同期検出部８４４２とコントローラ部８３４６の注入同期調整に関わる機能部（注入同期調整部）で注入同期制御部８４４０と同様の注入同期制御部が構成される。
【０２６２】
コントローラ部８３４６は、注入同期がとれるように、送信側局部発振部８３０４の自走発振周波数やミリ波信号の送信振幅（送信電力）を制御する。同期がとれているか否かの判断手法はコントローラ部８４４６の場合と同様の手法でよい。
【０２６３】
コントローラ部８３４６は、注入同期がとれていないと判断した場合は、予め決められた手順に従い、送信側局部発振部８３０４への発振周波数の設定情報や位相振幅調整回路８３０７への振幅および位相の設定情報を変更し、また、増幅部８１１７への利得の設定情報を変更する。振幅変調やＡＳＫ方式を採用している場合には、変調度を制御することでミリ波信号に含まれる搬送信号の無変調成分の振幅を調整してもよい。この後、コントローラ部８３４６は、再度、注入同期状態を判定するという手順を良好な同期がとれるまで繰り返す。
【０２６４】
一方、第２実施形態（第２例）は、受信側に制御主体をおき、送信側に制御コマンドを送って受信側から送信側を制御する構成である。具体的には、コントローラ部８４４６は、注入同期検出部８４４２により取得された注入同期判定情報に基づき同期がとれているか否かを判定し、注入同期がとれていないと判断した場合は、変調機能部８３００と増幅部８１１７を制御する制御コマンドを送信側に送る。つまり、コントローラ部８４４６が直接に変調機能部８３００と増幅部８１１７を制御する。換言すると、コントローラ部８３４６は、変調機能部８３００に対して、発振周波数、基準搬送信号の位相や振幅の各初期設定を行ない、また、増幅部８１１７に対して利得の初期設定を行なうが、注入同期に関わる設定情報の変更制御は行なわない。
【０２６５】
コントローラ部８４４６は、注入同期がとれていないと判断した場合は、第１例のコントローラ部８３４６と同様に、予め決められた手順に従い、送信側局部発振部８３０４への発振周波数の設定情報や位相振幅調整回路８３０７への振幅および位相の設定情報を変更し、また、増幅部８１１７への利得の設定情報を変更する。振幅変調やＡＳＫ方式を採用している場合には、変調度を制御することでミリ波信号に含まれる搬送信号の無変調成分の振幅を調整してもよい。この後、コントローラ部８４４６は、再度、注入同期状態を判定するという手順を良好な同期がとれるまで繰り返す。
【０２６６】
＜発振回路の構成例＞
図１１〜図１１Ａは、送信側局部発振部８３０４や受信側局部発振部８４０４として使用される発振回路の構成例を説明する図である。図１１（１）はその回路構成例であり、図１１（２）は、インダクタ回路のＣＭＯＳ上のレイアウトパターン例である。図１１Ａは、インダクタ回路のＣＭＯＳ上のレイアウトパターン例の詳細を説明する図である。
【０２６７】
ここで示す発振回路は、一般的なインダクタとキャパシタで構成されるタンク回路（ＬＣ共振回路）を持つ差動負性抵抗発振回路８５００であり、タンク回路を含む全ての構成素子（発振素子）が、同一の半導体基板（シリコン基板）上に形成される。
【０２６８】
差動負性抵抗発振回路８５００は、電流源８５１０、襷がけ構成の差動トランジスタ対（トランジスタ８５２２_1，８５２２_2）で構成された負性抵抗回路８５２０、ＬＣ回路（インダクタ回路８５３２およびキャパシタ回路８５３４）で構成されたタンク回路８５３０を備える。
【０２６９】
トランジスタ８５２２_1，８５２２_2の各ソースは共通に電流源８５１０の出力端に接続されている。トランジスタ８５２２_1のゲートはトランジスタ８５２２_2のドレインと接続され、トランジスタ８５２２_2のゲートはトランジスタ８５２２_1のドレインと接続され、襷がけ構成とされている。
【０２７０】
トランジスタ８５２２_1，８５２２_2の各ドレインと電源Ｖdd間にインダクタ回路８５３２が接続されている。
【０２７１】
インダクタ回路８５３２は、トランジスタ８５２２_1側のインダクタンス成分８５３２Ｌ_1と抵抗成分８５３２Ｒ_1の直列回路およびトランジスタ８５２２_2側のインダクタンス成分８５３２Ｌ_2と抵抗成分８５３２Ｒ_2の直列回路で表わされている。トランジスタ８５２２_1，８５２２_2のドレイン間にキャパシタ回路８５３４が接続されている。インダクタンス成分８５３２Ｌは巻線によって生成される誘導成分であり、抵抗成分８５３２Ｒはその損失分（直列抵抗成分）である。
【０２７２】
インダクタ回路８５３２は、送信側信号生成部８１１０や受信側信号生成部８２２０などが形成されるＣＭＯＳと同一チップ上において、電流源８５１０、負性抵抗回路８５２０、キャパシタ回路８５３４などの発振素子を絶縁する絶縁層上に配置される。つまり、タンク回路８５３０を含む差動負性抵抗発振回路８５００の全体が、送信側信号生成部８１１０や受信側信号生成部８２２０とともに１チップ化される。
【０２７３】
キャパシタ回路８５３４は、トランジスタ８５２２_1側のキャパシタ成分８５３４Ｃ_1とコンダクタンス成分８５３４Ｇ_1の並列回路およびトランジスタ８５２２_2側のキャパシタ成分８５３４Ｃ_2とコンダクタンス成分８５３４Ｇ_2の並列回路で表わされている。キャパシタ成分８５３４Ｃは、たとえばダイオードの両端に逆バイアス電圧を印加することで端子間に発生する容量成分を利用するものでバリキャップダイオード（可変容量ダイオード、バラクタ）などが使用される。コンダクタンス成分８５３４Ｇはそのバリキャップダイオードの損失成分である。
【０２７４】
負性抵抗回路８５２０とタンク回路８５３０（インダクタ回路８５３２およびキャパシタ回路８５３４）の接続点ａ，ｂが差動負性抵抗発振回路８５００の信号出力端となり周波数混合部８４０２と差動信号で接続されるとともに注入信号の入力端ともなる。因みに、注入信号の入力は接続点ａ，ｂに電流源を介して行なう。
【０２７５】
注入信号の中心周波数が変調信号の搬送周波数と同じ場合は、接続点ａ，ｂの出力信号（構成によっては位相振幅調整部８４０６を介して）を周波数混合部８４０２への再生搬送信号として使用する。また、変調に使用する搬送信号のＮ倍の高調波を基準搬送信号として使用している場合には、接続点ａ，ｂの出力信号を１／Ｎ倍に分周した信号（構成によっては位相振幅調整部８４０６を介して）を周波数混合部８４０２への再生搬送信号として使用する。
【０２７６】
差動負性抵抗発振回路８５００では、トランジスタ８５２２_1，８５２２_2が交互にオンオフすることで、電流源８５１０によって制限される電流がドレイン側に流れる。そのドレイン側にはタンク回路８５３０（共振回路）が設けられているので、差動負性抵抗発振回路８５００は、注入信号が供給されない場合でも、タンク回路８５３０を構成するインダクタ回路８５３２とキャパシタ回路８５３４の素子定数で規定される共振周波数で自走発振する。たとえば、キャパシタ回路８５３４を構成するバリキャップダイオードの逆バイアス電圧を調整することで差動負性抵抗発振回路８５００の自走発振周波数を調整できる。
【０２７７】
図１１（２）に示すインダクタ回路８５３２のレイアウトパターン例においては、メタル層パターンにより概ね８角形状の線輪パターンが複数層に亘って螺旋状に形成されることで巻き数ｎの略円形のコイルが１対形成されている。たとえば、電源Ｖdd側と接続点ａ，ｂ側を円の反対側に配置する場合、２ｎ層で巻き数ｎのコイルが得られる。円形のコイル８５５０の一方はインダクタンス成分８５３２Ｌ_1と抵抗成分８５３２Ｒ_1の直列回路で、他方がインダクタンス成分８５３２Ｌ_2と抵抗成分８５３２Ｒ_2の直列回路で表わされることになる。
【０２７８】
図はｎ＝１．５の場合であり、コイル８５５０を形成するための配線層の内で、電源Ｖddの引出しパターンが配置される層を最上層（たとえば第９配線層）とし、接続点ａ，dの引出しパターンが配置される層を最下層（たとえば第７配線層）とし、さらにその間の１つの層（たとえば第８配線層）も使って、１．５ターンのコイル８５５０_1（インダクタンス成分８５３２Ｌ_1と抵抗成分８５３２Ｒ_1の直列回路）と１．５ターンのコイル８５５０_2（インダクタンス成分８５３２Ｌ_2と抵抗成分８５３２Ｒ_2の直列回路）を形成している。
【０２７９】
図１１（２）に示すように、コイル８５５０_1，８５５０_2は全体的には二重螺旋状態（外側の線輪パターンと内側の線輪パターンを組み合わせた状態）となっている。詳細には、たとえば、トランジスタ８５２２_1側のコイル８５５０_1は、第９配線層の電源引出しパターンから、そのまま第９配線層で左周りで外側の線輪パターン８５５２_91 にて半周させてコンタクトホール８５５４で第８配線層へ移行する（図１１Ａ（１））。そして、第８配線層で内側の線輪パターン８５５２_81 にて左周りで半周させてコンタクトホール８５５５で第７配線層へ移行する（図１１Ａ（２））。そして、第７配線層で外側の線輪パターン８５５２_71 （線輪パターン８５５２_91 の下層に形成）にて左周りで半周させて接続点ａへと引き出す（図１１Ａ（３））。
【０２８０】
一方、トランジスタ８５２２_2側のコイル８５５０_2は、第９配線層の電源引出しパターンから、そのまま第９配線層で右周りで外側の線輪パターン８５５２_92 にて半周させてコンタクトホール８５５６で第８配線層へ移行する（図１１Ａ（１））。そして、第８配線層で内側の線輪パターン８５５２_82 にて右周りで半周させてコンタクトホール８５５７で第７配線層へ移行する（図１１Ａ（２））。そして、第７配線層で外側の線輪パターン８５５２_72 （線輪パターン８５５２_92 の下層に形成）にて右周りで半周させて接続点ｂへと引き出す（図１１Ａ（３））。
【０２８１】
ここで、透磁率μ、巻き数ｎ、半径ｒとしたとき、円形コイルのインダクタンス成分８５３２Ｌ_1，８５３２Ｌ_2のインダクタ値Ｌは、参考文献Ｆに示されているように、おおよそ「μ・（ｎ＾２）・ｒ」で近似できる。
【０２８２】
参考文献Ｆ：Thomas Lee, “The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits”（特に“4.5.1 SPIRAL INDUCTORS”，pp136〜137），ISBN 0-521-83539-9
【０２８３】
一方、図１１に示すインダクタンス成分８５３２Ｌ_1，８５３２Ｌ_2と直列の抵抗成分８５３２Ｒ_1，４６２Ｒ_2の抵抗値Ｒは、図１１Ａに示す円形コイル（メタル層パターン）の線幅Ｗに大きく依存する。線の抵抗値Ｒは線幅Ｗにおおよそ反比例するので、高いＱ値のインダクタを作るためには線幅Ｗを大きくしなければならない。
【０２８４】
安定度の高い搬送波を作るために、Ｑ値の高い（つまり抵抗成分８５３２Ｒ_1，４６２Ｒ_2の抵抗値Ｒ）の小さいインダクタを作ろうとすると線幅Ｗが大きくなり、同じ半径Ｒの大きさで作れる巻数ｎが少なくなる。逆に、抵抗値Ｒが大きくなることを許容できれば、線幅Ｗを小さくして、同じインダクタンス値Ｌを小さいサイズ（半径Ｒ）のインダクタで実現できることになる。安定度を緩めた搬送波で伝送された信号を、受信側でＱが低く小さい回路で復調するのには注入同期による方法が有効である。
【０２８５】
「小さい回路」でよい理由は、Ｑが低くてよいことだけでなく、ミリ波帯を使用することで、搬送周波数が数１０ＧＨｚと高いので、所望のインピーダンスを実現するためのインダクタ回路８５３２のインダクタ値Ｌおよびキャパシタ回路８５３４の容量値Ｃは周波数に比例して小さくできることも関係する。また、インダクタとキャパシタで共振用のタンク回路８５３０を作る場合、周波数を上げれば、タンク回路８５３０をより小さいインダクタ値と容量値で実現できることも「小さい回路」にできる要因である。
【０２８６】
以上のことから、ここで説明した差動負性抵抗発振回路８５００を送信側局部発振部８３０４や受信側局部発振部８４０４として使用することで、タンク回路８５３０を含む全ての発振素子がＣＭＯＳ構成の半導体チップに構成できる。半導体チップの外部にタンク回路を持たないで送信側局部発振部８３０４や受信側局部発振部８４０４を構成できる。タンク回路内蔵の１チップ発振回路（ＩＣ：半導体集積回路）が実現される。
【０２８７】
送信側局部発振部８３０４は周波数混合部８３０２を含む送信側信号生成部１１０，２１０を構成する送信側のその他の機能部と合わせて１チップにされて送信用の無線通信装置（半導体集積回路）として提供され得る。また、受信側局部発振部８４０４は周波数混合部８４０２を含む受信側信号生成部１２０，２２０を構成する受信側のその他の機能部と合わせて１チップにされて受信用の無線通信装置（半導体集積回路）として提供され得る。また、これら送信用と受信用の無線通信装置（半導体集積回路）がさらに１チップ化されて双方向通信用の無線通信装置（半導体集積回路）として提供され得る。タンク回路内蔵の１チップ通信回路（ＩＣ）が実現される。
【０２８８】
＜多チャネル化と注入同期の関係＞
図１２は、多チャネル化と注入同期の関係を説明する図である。図１２（１）に示すように、多チャンネル化は、異なる搬送周波数を異なる通信送受対が用いればよい、つまり周波数分割多重で多チャンネル化は実現される。全二重双方向化も異なる搬送周波数を用いれば容易に実現でき、撮像装置の筐体内で複数の半導体チップ（つまり送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部２２０）が独立して通信するような状況も実現できる。
【０２８９】
たとえば、図１２（２）〜（４）に示すように、２つの送受信ペアが同時に独立な伝送をしているときを考える。ここで、図１２（２）に示すように、自乗検波方式を適用した場合は、先にも説明したが、周波数多重方式での多チャンネル化には受信側の周波数選択のためのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）が必要となる。急峻なバンドパスフィルタを小型に実現するのは容易ではないし、選択周波数を変更するためには可変バンドパスフィルタが必要となる。送信側における時間的に変動する周波数成分（周波数変動成分Δ）の影響を受けるため、変調方式は周波数変動成分Δの影響を無視できるようなもの（たとえばＯＯＫ）などに限られ、変調信号を直交化してデータ伝送レートを上げると言うことも困難である。
【０２９０】
小型化のため受信側にキャリア同期のＰＬＬを持たない場合、たとえば図１２（３）に示すように、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）にダウンコンバートして自乗検波することが考えられる。この場合、十分に高いＩＦに周波数変換するブロックを加えることにより、バンドパスフィルタなしに受信する信号を選択できるが、その分回路が複雑になる。送信側における周波数変動成分Δだけでなく、受信側のダウンコンバートにおける時間的に変動する周波数成分（周波数変動成分Δ）の影響も受ける。このため、変調方式は、周波数変動成分Δの影響を無視できるように、振幅情報を取り出すもの（たとえばＡＳＫやＯＯＫなど）に限られる。
【０２９１】
これに対して、図１２（４）に示すように、注入同期方式を適用すれば、送信側局部発振回路３０４と受信側局部発振部８４０４が完全に同期するため、様々な変調方式が容易に実現できる。キャリア同期のためのＰＬＬも不要で回路規模も小さくて済み、受信周波数の選択も容易になる。加えて、ミリ波帯域の発振回路は低い周波数より時定数の小さいタンク回路を使って実現できるので、注入同期に要する時間も低い周波数比べて短くて済み、高速の伝送に向いている。このように、注入同期方式を適用することで、通常のベースバンド信号によるチップ間の信号に比べて、伝送速度を容易に高速化でき、入出力の端子数を削減することができる。ミリ波の小型アンテナをチップ上に構成することもでき、チップからの信号の取出し方に著しく大きな自由度を与えることもできる。さらに、注入同期によって送信側の周波数変動成分Δが打ち消されるので、位相変調（たとえば直交変調）など様々な変調が可能となる。
【０２９２】
周波数分割多重による多チャンネル化を実現する場合でも、受信側では、送信側で変調に使用した搬送信号と同期した信号を再生して同期検波により周波数変換を行なうことで、搬送信号の周波数変動Δがあってもその影響（いわゆる干渉の影響）を受けずに伝送信号を復元できる。図１２（４）に示すように、周波数変換回路（ダウンコンバータ）の前段に周波数選択フィルタとしてのバンドパスフィルタを入れなくても済む。
【０２９３】
＜伝送路構造＞
［第１例］
図１３は、本実施形態の無線伝送路構造の第１例を説明する図である。第１例の伝送路構造は、１つの電子機器の筐体内でミリ波により信号伝送を行なう場合での適用例である。電子機器としては固体撮像装置を搭載した撮像装置への適用例で示す。
【０２９４】
第１通信装置１００が制御回路や画像処理回路などを搭載したメイン基板に搭載され、第２通信装置２００が固体撮像装置を搭載した撮像基板に搭載されているシステム構成となっている。図１３では、基板間のミリ波信号伝送に着目して、撮像装置５００の断面模式図を示しており、ミリ波信号伝送と関わりのない部品は適宜図示を省略している。
【０２９５】
撮像装置５００の筐体５９０内には、撮像基板５０２とメイン基板６０２が配置されている。撮像基板５０２には固体撮像装置５０５が搭載される。たとえば、固体撮像装置５０５はＣＣＤ（Charge Coupled Device ）で、その駆動部（水平ドライバや垂直ドライバ）も含めて撮像基板５０２に搭載する場合や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor ）センサの場合が該当する。
【０２９６】
固体撮像装置５０５を搭載した撮像基板５０２との間で信号伝送を行なうメイン基板６０２に第１通信装置１００（半導体チップ１０３）を搭載し、撮像基板５０２に第２通信装置２００（半導体チップ２０３）を搭載する。前述のように、半導体チップ１０３，２０３には、信号生成部１０７，２０７、伝送路結合部１０８，２０８が設けられる。
【０２９７】
図示しないが、撮像基板５０２には、固体撮像装置５０５や撮像駆動部が搭載される。図示しないが、メイン基板６０２には画像処理エンジンが搭載される。メイン基板６０２には図示しない操作部や各種のセンサが接続される。メイン基板６０２は図示しない外部インタフェースを介してパーソナルコンピュータやプリンタなどの周辺機器と接続可能になっている。操作部には、たとえば、電源スイッチ、設定ダイアル、ジョグダイアル、決定スイッチ、ズームスイッチ、レリーズスイッチなどが設けられる。
【０２９８】
固体撮像装置５０５や撮像駆動部は、無線伝送システム１におけるＬＳＩ機能部２０４のアプリケーション機能部に該当する。信号生成部２０７や伝送路結合部２０８は固体撮像装置５０５とは別の半導体チップ２０３に収容してもよいし、固体撮像装置５０５や撮像駆動部などと一体的に作り込んでもよい。別体にした場合には、その間（たとえば半導体チップ間）の信号伝送に関しては、電気配線により信号を伝送することに起因する問題が懸念されるので、一体的に作り込んだ方が好ましい。固体撮像装置５０５や撮像駆動部などは別の半導体チップ２０３であるとする。アンテナ２３６はパッチアンテナとしてチップ外に配置してもよいし、たとえば逆Ｆ型などでチップ内に形成してもよい。ミリ波通信においては、ミリ波の波長が数ｍｍと短いため、アンテナも小型で数ｍｍ角オーダーとなり、撮像装置５００内のような狭い場所にも簡単にパッチアンテナを設置可能である。
【０２９９】
画像処理エンジンは無線伝送システム１におけるＬＳＩ機能部１０４のアプリケーション機能部に該当し、固体撮像装置５０５で得られた撮像信号を処理する画像処理部が収容される。信号生成部１０７や伝送路結合部１０８は画像処理エンジンとは別の半導体チップ１０３Ｂに収容してもよいし、画像処理エンジンと一体的に作り込んでもよい。別体にした場合には、その間（たとえば半導体チップ間）の信号伝送に関しては、電気配線により信号を伝送することに起因する問題が懸念されるので、一体的に作り込んだ方が好ましい。ここでは、画像処理エンジンとは別の半導体チップ１０３であるとする。アンテナ１３６はパッチアンテナとしてチップ外に配置してもよいし、たとえば逆Ｆ型などでチップ内に形成してもよい。
【０３００】
画像処理エンジンには、画像処理部の他に、たとえば、ＣＰＵ（中央処理装置）や記憶部（ワークメモリやプログラムＲＯＭなど）などで構成されたカメラ制御部などの制御回路や制御信号生成部なども収容されている。カメラ制御部は、プログラムＲＯＭに記憶されているプログラムをワークメモリに読み出し、プログラムに従って撮像装置５００の各部を制御する。
【０３０１】
カメラ制御部はまた、操作部の各スイッチからの信号に基づき撮像装置５００全体を制御し、電源部を制御することで各部に電源を供給し、外部インタフェースを介して周辺機器と画像データの転送などの通信を行なう。
【０３０２】
カメラ制御部はまた、撮影に関するシーケンス制御を行なう。たとえば、カメラ制御部は、同期信号発生部や撮像駆動部を介して固体撮像装置５０５の撮像動作を制御する。同期信号発生部は信号処理のために必要な基本的な同期信号を発生し、撮像駆動部は同期信号発生部の発生する同期信号とカメラ制御部からの制御信号を受信して、固体撮像装置５０５を駆動するための詳細なタイミング信号を発生する。
【０３０３】
固体撮像装置５０５から画像処理エンジンに送られる画像信号（撮像信号）は、アナログ信号・デジタル信号の何れでもよい。デジタル信号にする場合において、固体撮像装置５０５がＣＣＤであるのかＣＭＯＳであるのかなど種類を問わず、ＡＤ変換部と別体の場合には、撮像基板５０２にＡＤ変換部が搭載される。
【０３０４】
撮像基板５０２には、無線伝送システム１を実現するべく、固体撮像装置５０５の他に、信号生成部２０７、伝送路結合部２０８が搭載される。同様に、メイン基板６０２には、無線伝送システム１を実現するべく、信号生成部１０７、伝送路結合部１０８が搭載される。撮像基板５０２側の伝送路結合部２０８とメイン基板６０２側の伝送路結合部１０８の間はミリ波信号伝送路９によって結合される。これによって、撮像基板５０２側の伝送路結合部２０８とメイン基板６０２側の伝送路結合部１０８の間で、ミリ波帯での信号伝送が双方向に行なわれる。
【０３０５】
片方向通信でよい場合は、送信側に信号生成部１０７および伝送路結合部１０８を配置し、受信側に信号生成部２０７および伝送路結合部２０８を配置すればよい。たとえば、固体撮像装置５０５で取得された撮像信号のみを伝送する場合であれば、撮像基板５０２側を送信側としメイン基板６０２側を受信側とすればよい。固体撮像装置５０５を制御するための信号（たとえば高速のマスタークロック信号や制御信号や同期信号）のみを伝送する場合であれば、メイン基板６０２側を送信側とし撮像基板５０２側を受信側とすればよい。
【０３０６】
２つのアンテナ１３６，２３６間でミリ波通信が行なわれることで、固体撮像装置５０５で取得される画像信号は、アンテナ１３６，２３６間のミリ波信号伝送路９を介してミリ波にのせられてメイン基板６０２へと伝送される。また、固体撮像装置５０５を制御する各種の制御信号は、アンテナ１３６，２３６間のミリ波信号伝送路９を介してミリ波にのせられて撮像基板５０２へと伝送される。
【０３０７】
ここで、ミリ波信号伝送路９としては、アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態、アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される形態の何れでもよい。アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態では、基板の法線方向に指向性を有するたとえばパッチアンテナを使用するとよい。アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される形態では、基板の平面方向に指向性を有するたとえばダイポールアンテナや八木宇田アンテナや逆Ｆ型アンテナなどを使用するとよい。
【０３０８】
ミリ波信号伝送路９のそれぞれは、図１３（１）に示すように自由空間伝送路９Ｂでもよいが、図１３各（２），（３）に示すような誘電体伝送路９Ａや図１３（４），（５）に示すような中空導波路９Ｌにすることが望ましい。
【０３０９】
自由空間伝送路９Ｂとする場合において、ミリ波信号伝送路９を近接して複数系統設ける場合は、好ましくは、各系統のアンテナ対の間での干渉を抑えるために、電波伝搬を妨げる構造物（ミリ波遮蔽材MY）を系統間に配置するのがよい。ミリ波遮蔽材MYは、メイン基板６０２および撮像基板５０２の何れか一方に配置してもよいし双方に配置してもよい。ミリ波遮蔽材MYを配置するか否かは、系統間の空間距離と干渉の度合いから決めればよい。干渉の度合いは送信電力とも関係するので、空間距離・送信電力・干渉の度合いを総合的に勘案して決めることになる。
【０３１０】
誘電体伝送路９Ａとしては、たとえば、図１３（２）に示すように、アンテナ１３６，２３６間を、たとえばシリコーン樹脂系のような柔らかい（柔軟性を持つ）誘電体素材で接続することが考えられる。誘電体伝送路９Ａは、その周囲を遮蔽材（たとえば導電体）で囲んでもよい。誘電体素材の柔軟性を活かすためには、遮蔽材にも柔軟性を持たせるのがよい。誘電体伝送路９Ａで接続されるが、その素材が柔らかいため、電気配線のように引回しが可能である。
【０３１１】
また誘電体伝送路９Ａの他の例としては、図１３（３）に示すように、メイン基板６０２上のアンテナ１３６の上に誘電体伝送路９Ａを固定して、撮像基板５０２のアンテナ２３６が誘電体伝送路９Ａと接触する位置に配置されるようにしてもよい。なお、逆に、誘電体伝送路９Ａを撮像基板５０２側に固定してもよい。
【０３１２】
中空導波路９Ｌとしては、周囲が遮蔽材で囲まれ内部が中空の構造であればよい。たとえば、図１３（４）に示すように、周囲が遮蔽材の一例である導電体MZで囲まれ内部が中空の構造にする。たとえば、メイン基板６０２上にアンテナ１３６を取り囲む形で導電体MZの囲いが取り付けられている。アンテナ１３６と対向する位置に撮像基板５０２側のアンテナ２３６の移動中心が配置されるようにする。導電体MZの内部が中空であるので誘電体素材を使用する必要がなく低コストで簡易にミリ波信号伝送路９を構成できる。
【０３１３】
導電体MZの囲いは、メイン基板６０２側、撮像基板５０２側の何れに設けてもよい。何れの場合も、導電体MZによる囲いと撮像基板５０２やメイン基板６０２との距離Ｌ（導電体MZの端から相対する基板までの隙間の長さ）はミリ波の波長に比べて十分小さい値に設定する。遮蔽材（囲い：導電体MZ）の大きさや形状は、アンテナ１３６，２３６の対向範囲が囲い（導電体MZ）の内側に存在するような大きさおよび平面形状に設定すればよい。その限りにおいて導電体MZの平面形状は、円形・三角・四角など任意である。
【０３１４】
中空導波路９Ｌは、基板上の導電体MZで囲いを形成することに限らず、たとえば、図１３（５）に示すように、比較的厚めの基板に貫通穴または非貫通穴を設けて、その穴の壁面を囲いに利用するように構成してもよい。この場合、基板が遮蔽材として機能する。穴は、撮像基板５０２およびメイン基板６０２の何れか一方であってもよいし双方であってもよい。穴の側壁は導電体で覆われていてもよいし、覆われてなくてもよい。後者の場合は、基板と空気の比誘電率の比によって、ミリ波は反射され穴の中に強く分布することになる。穴を貫通させる場合には、半導体チップ１０３，２０３の裏面にアンテナ１３６，２３６を配置する（取り付ける）とよい。穴を貫通させずに途中で止める（非貫通穴とする）場合、穴の底にアンテナ１３６，２３６を設置すればよい。
【０３１５】
穴の断面の大きさや形状は、アンテナ１３６，２３６の対向範囲が囲いとして機能する基板側壁の内側に存在するような大きさおよび平面形状に設定すればよい。その限りにおいて断面形状は円形・三角・四角など任意である。
【０３１６】
１つの電気機器（この例では撮像装置５００）の筐体内に第１通信装置１００と第２通信装置２００を配置してミリ波信号伝送を行なう際に、ミリ波信号伝送路９を自由空間伝送路９Ｂとする場合、筐体内の部材による反射の影響が懸念される。特に、注入同期方式を適用する場合、同方式を適用しない場合よりも総じて送信電力が大きくなり、反射に起因する干渉やマルチパスの問題が顕在化することが予想される。これに対して、誘電体伝送路９Ａや中空導波路９Ｌなどのようなミリ波閉じ込め構造（導波路構造）のミリ波信号伝送路９にすれば、筐体内の部材による反射の影響を受けない。加えて、一方のアンテナ１３６から放出したミリ波信号をミリ波信号伝送路９に閉じ込めて他方のアンテナ２３６側に伝送できるため、放出電波の無駄が少なくなるので注入同期方式を適用する場合でも送信電力を小さくできる。
【０３１７】
［第２例］
図１３Ａは、本実施形態の無線伝送路構造の第２例を説明する図である。第２例の伝送路構造は、複数の電子機器が一体となった状態での電子機器間でミリ波により信号伝送を行なう場合での適用例である。たとえば、一方の電子機器が他方の（たとえば本体側の）電子機器に装着されたときの両電子機器間の信号伝送への適用である。
【０３１８】
たとえば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）や不揮発性の記憶装置（たとえばフラッシュメモリ）などが内蔵されたいわゆるＩＣカードやメモリカードを代表例とするカード型の情報処理装置を本体側の電子機器に装着可能（着脱自在）にしたものがある。一方（第１）の電子機器の一例であるカード型の情報処理装置を以下では「カード型装置」とも称する。本体側となる他方（第２）の電子機器を以下では単に電子機器とも称する。
【０３１９】
電子機器１０１Ａとメモリカード２０１Ａの間のスロット構造４Ａは、電子機器１０１Ａに対して、メモリカード２０１Ａの着脱を行なう構造であり、電子機器１０１Ａとメモリカード２０１Ａの固定手段の機能を持つ。
【０３２０】
図１３Ａ（２）に示すように、スロット構造４Ａは、電子機器１０１Ａ側の筺体１９０に、メモリカード２０１Ａ（その筐体２９０）を開口部１９２から挿抜して固定可能な構成となっている。筺体１９０の開口部１９２とは反対側（外側）の一面に基板１０２が支持材１９１により取り付けられている。
【０３２１】
スロット構造４Ａのメモリカード２０１Ａの端子との接触位置には受け側のコネクタが設けられる。ミリ波伝送に置き換えた信号についてはコネクタ端子（コネクタピン）が不要である。
【０３２２】
なお、電子機器１０１Ａ側（スロット構造４Ａ）において、ミリ波伝送に置き換えた信号についてもコネクタ端子を設けておくことが考えられる。この場合、スロット構造４Ａに挿入されたメモリカード２０１が第２例のミリ波伝送路構造が適用されていない従前のものの場合には、従前のように電気配線により信号伝送を行なえる。
【０３２３】
電子機器１０１Ａとメモリカード２０１Ａは、嵌合構造として、凹凸の形状構成を具備する。ここでは、図１３Ａ（２）に示すように、電子機器１０１Ａの筺体１９０に円筒状の凸形状構成１９８Ａ（出っ張り）を設け、図１３Ａ（１）に示すように、メモリカード２０１Ａの筐体２９０に円筒状の凹形状構成２９８Ａ（窪み）を設けている。つまり、図１３Ａ（３）に示すように、筺体１９０において、メモリカード２０１Ａの挿入時に、凹形状構成２９８Ａの位置に対応する部分に凸形状構成１９８Ａが設けられている。
【０３２４】
このような構成により、スロット構造４Ａに対するメモリカード２０１Ａの装着時に、メモリカード２０１Ａの固定と位置合せを同時に行なうようにしている。なお、凹凸形状の嵌合にガタがあっても、アンテナ１３６，２３６が遮蔽材（囲い：導体１４４）の外に出ないような大きさに設定すればよく、凹凸形状構成の平面形状は、図のように円形であることは必須ではなく、三角や四角など任意である。
【０３２５】
たとえば、メモリカード２０１Ａの構造例（平面透視および断面透視）が図１３Ａ（１）に示されている。メモリカード２０１Ａは、基板２０２の一方の面上に信号生成部２０７（ミリ波信号変換部）を具備する半導体チップ２０３を有する。半導体チップ２０３には、ミリ波信号伝送路９と結合するためのミリ波送受信端子２３２が設けられている。基板２０２の一方の面上には、ミリ波送受信端子２３２と接続された基板パターンによるミリ波伝送路２３４とアンテナ２３６（図ではパッチアンテナ）が形成されている。ミリ波送受信端子２３２、ミリ波伝送路２３４、およびアンテナ２３６で、伝送路結合部２０８が構成されている。
【０３２６】
パッチアンテナは、法線方向の指向性が鋭くないので、アンテナ１３６，２３６はオーバーラップ部分の面積がある程度大きくとれていれば多少ズレて配置されても、受信感度には影響を受けない。ミリ波通信においては、ミリ波の波長が数ｍｍと短いため、アンテナも小型で数ｍｍ角オーダーとなり、小型のメモリカード２０１内のような狭い場所にも簡単にパッチアンテナを設置可能である。
【０３２７】
なお、アンテナ１３６，２３６を半導体チップ１０３，２０３内に形成する場合は、たとえば逆Ｆ型など、さらに小型のアンテナが求められる。因みに、逆Ｆ型アンテナは、無指向性であり、換言すると、基板の厚さ（法線）方向だけではなく平面方向にも指向性を持つので、ミリ波信号伝送路９との結合をとる伝送路結合部１０８，２０８に反射板を設けるなどの工夫をすることで伝送効率を向上させるのがよい。
【０３２８】
筐体２９０は、基板２０２を保護するための覆いであり、少なくとも凹形状構成２９８Ａの部分は、ミリ波信号伝送可能な比誘電率を有した誘電体素材を含む誘電体樹脂で構成される。凹形状構成２９８Ａの誘電体素材には、たとえば、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系などからなる部材が使用される。筺体２９０の少なくとも凹形状構成２９８Ａの部分の誘電体素材もミリ波誘電体伝送路を構成するようになる。
【０３２９】
筐体２９０において、アンテナ２３６と同一面に凹形状構成２９８Ａが形成される。凹形状構成２９８Ａは、スロット構造４Ａに対するメモリカード２０１Ａの固定を行なうとともに、スロット構造４Ａが具備するミリ波信号伝送路９とのミリ波伝送の結合に対する位置合せを行なう。
【０３３０】
基板２０２の一辺には、筐体２９０の決められた箇所で電子機器１０１Ａと接続するための接続端子２８０（信号ピン）が、筐体２９０の決められた位置に設けられている。第１実施形態の場合、メモリカード２０１Ａは、低速・小容量の信号用や電源供給用に、従前の端子構造を一部に備えることになる。クロック信号や複数本のデータ信号は、ミリ波での信号伝送の対象となるので、図中に点線で示すように、端子を取り外している。
【０３３１】
電子機器１０１Ａの構造例（平面透視および断面透視）が図１３Ａ（２）に示されている。電子機器１０１Ａは、基板１０２の一方（開口部１９２側）の面上に信号生成部１０７（ミリ波信号変換部）を具備する半導体チップ１０３を有する。半導体チップ１０３には、ミリ波信号伝送路９と結合するためのミリ波送受信端子１３２が設けられている。基板１０２の一方の面上には、ミリ波送受信端子１３２と接続された基板パターンによるミリ波伝送路１３４とアンテナ１３６（図ではパッチアンテナ）が形成されている。ミリ波送受信端子１３２、ミリ波伝送路１３４、およびアンテナ１３６で、伝送路結合部１０８が構成されている。
【０３３２】
筺体１９０には、スロット構造４Ａとして、メモリカード２０１Ａが挿抜される開口部１９２が形成されている。
【０３３３】
筺体１９０には、メモリカード２０１Ａが開口部１９２に挿入されたときに、凹形状構成２９８Ａの位置に対応する部分に、ミリ波閉じ込め構造（導波路構造）を持つミリ波信号伝送路９を構成するように凸形状構成１９８Ａが形成されている。本例では、凸形状構成１９８Ａは、誘電素材が内部に充填された誘電体導波管１４２を筒型の導体１４４内に形成することで誘電体伝送路９Ａとなるように構成されており、伝送路結合部１０８のアンテナ１３６に対して誘電体導波管１４２の中心が一致するように固定的に配置される。凹凸の嵌合構造に、アンテナ１３６，２３６間の結合を強化する構造として誘電体導波管１４２を設けている。
【０３３４】
なお、誘電体導波管１４２を設けることは必須ではなく、筺体１９０，２９０の誘電体素材のままでミリ波信号伝送路９が構成されるようにしておいてもよい。また、誘電体伝送路９Ａではなく、周囲が遮蔽材で囲まれ内部が中空の中空導波路９Ｌに変形してもよい。たとえば、筒型の導体１４４内を空洞（中空）状態に形成することで中空導波路９Ｌを構成すればよい。このような構造の中空導波路９Ｌでも、囲いの機能を持つ導体１４４によってミリ波が中空導波路９Ｌの中に閉じ込められるため、ミリ波の伝送損失が少なく効率的に伝送できる、ミリ波の外部放射を抑える、ＥＭＣ対策がより楽になるなどの利点が得られる。
【０３３５】
誘電体導波管１４２の径、長さ、素材などのパラメータは、ミリ波信号を効率よく伝送可能なように決定される。素材としては、前述のように、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、シリコーン系、ポリイミド系、シアノアクリレート樹脂系からなるものなど、比誘電率が２〜１０（好ましくは３〜６）程度、誘電正接が０．００００１〜０．０１（好ましくは０．００００１〜０．００１）程度の誘電体素材を用いるのがよい。ミリ波信号を誘電体伝送路９Ａに閉じ込めることで、伝送効率の向上を図ることができ、ミリ波の信号伝送が不都合なく行なえる。素材を適正に選択することで、導体１４４を設けなくてもよい場合もある。
【０３３６】
導体１４４の径は、メモリカード２０１Ａの凹形状構成２９８Ａの径に対応するように構成される。導体１４４は、誘電体導波管１４２内に伝送されるミリ波の外部放射を抑える遮蔽材としての効果もある。
【０３３７】
電子機器１０１Ａのスロット構造４Ａ（特に開口部１９２）にメモリカード２０１Ａが挿入されたときの構造例（断面透視）が図１３Ａ（３）に示されている。図示のように、スロット構造４Ａの筺体１９０は開口部１９２からのメモリカード２０１Ａの挿入に対し、凸形状構成１９８Ａ（誘電体伝送路９Ａ）と凹形状構成２９８Ａが凹凸状に接触するようなメカ構造を有する。凹凸構造が嵌合するときに、アンテナ１３６，２３６が対向するとともに、その間にミリ波信号伝送路９として誘電体伝送路９Ａが配置される。
以上の構成によって、メモリカード２０１Ａとスロット構造４Ａの固定が行なわれる。また、アンテナ１３６，２３６の間で、ミリ波信号を効率よく伝送するように、ミリ波伝送の結合に対する誘電体伝送路９Ａの位置合わせが実現される。
【０３３８】
つまり、電子機器１０１Ａにおいては、凸形状構成１９８Ａの部分に伝送路結合部１０８（特にアンテナ結合部）が配置され、メモリカード２０１Ａにおいては、凹形状構成２９８Ａの部分に伝送路結合部２０８（特にアンテナ結合部）が配置されるようにしている。凹凸が合致したときに、伝送路結合部１０８，２０８のミリ波伝送特性が高くなるように配置するのである。
【０３３９】
このような構成により、スロット構造４Ａに対するメモリカード２０１Ａの装着時に、メモリカード２０１Ａの固定とミリ波信号伝送に対する位置合せを同時に行なうことが可能となる。メモリカード２０１Ａにおいては、誘電体伝送路９Ａとアンテナ２３６の間に筐体２９０を挟むが、凹形状構成２９８Ａの部分の素材が誘電体素材であるのでミリ波の伝送に大きな影響を与えるものではない。この点は、誘電体導波管１４２を凸形状構成１９８Ａの部分に設けずに筺体１９０の誘電体素材のままとしておいた場合でも同様で、各筐体１９０，２９０の誘電体素材によりアンテナ１３６，２３６間にミリ波信号伝送路９（誘電体伝送路９Ａ）が構成される。
【０３４０】
第２例のミリ波伝送路構造によれば、メモリカード２０１Ａがスロット構造４Ａに装着されたときに、伝送路結合部１０８，２０８（特にアンテナ１３６，２３６）間に誘電体導波管１４２を具備する誘電体伝送路９Ａを介在させる構成を採用している。ミリ波信号を誘電体伝送路９Ａに閉じ込めることで高速信号伝送の効率向上を図ることができる。
【０３４１】
考え方としては、カード装着用のスロット構造４Ａの嵌合構造（凸形状構成１９８，凹形状構成２９８）の部分以外の所でアンテナ１３６とアンテナ２３６を対向させるようにミリ波信号伝送路９を形成することもできる。しかしながらこの場合は位置ズレによる影響がある。それに対して、カード装着用のスロット構造４Ａの嵌合構造にミリ波信号伝送路９を設けることで位置ズレによる影響を確実に排除できる。
【０３４２】
特に、本構成例では嵌合構造（スロット構造４Ａ）を利用してミリ波閉じ込め構造（導波路構造）のミリ波信号伝送路９（この例では誘電体伝送路９Ａ）を構築しているので、筐体やその他の部材による反射の影響を受けないし、一方のアンテナ１３６から放出したミリ波信号を誘電体伝送路９Ａに閉じ込めて他方のアンテナ２３６側に伝送できる。そのため、放出電波の無駄が少なくなるので注入同期方式を適用する場合でも送信電力を小さくできる。
【０３４３】
［第３例］
図１３Ｂは、本実施形態の無線伝送路構造の第３例を説明する図であり、特に、電子機器の変形例を説明するものである。無線伝送システム１は、第１の電子機器の一例として携帯型の画像再生装置２０１Ｋを備えるとともに、画像再生装置２０１Ｋが搭載される第２（本体側）の電子機器の一例として画像取得装置１０１Ｋを備えている。画像取得装置１０１Ｋには、画像再生装置２０１Ｋが搭載される載置台５Ｋが筐体１９０の一部に設けられている。なお、載置台５Ｋに代えて、第２例のようにスロット構造４にしてもよい。一方の電子機器が他方の電子機器に装着されたときの両電子機器間において、ミリ波帯の無線で信号伝送を行なうという点では第２例の伝送路構造の場合と同じである。以下では、第２例との相違点に着目して説明する。
【０３４４】
画像取得装置１０１Ｋは概ね直方体（箱形）の形状をなしており、もはやカード型とは言えない。画像取得装置１０１Ｋとしては、たとえば動画データを取得するものであればよく、たとえばデジタル記録再生装置や地上波テレビ受像機が該当する。画像再生装置２０１Ｋには、アプリケーション機能部２０５として、画像取得装置１０１Ｋ側から伝送されてくる動画データを記憶する記憶装置や、記憶装置から動画データを読み出して表示部（たとえば液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置）にて動画を再生する機能部が設けられる。構造的には、メモリカード２０１Ａを画像再生装置２０１Ｋに置き換え、電子機器１０１Ａを画像取得装置１０１Ｋに置き換えたと考えればよい。
【０３４５】
載置台５Ｋの下部の筺体１９０内には、たとえばミリ波伝送路構造の第２例（図１３Ａ）と同様に、半導体チップ１０３が収容されており、ある位置にはアンテナ１３６が設けられている。アンテナ１３６と対向する筺体１９０の部分には、内部の伝送路が誘電体素材で構成された誘電体伝送路９Ａとし、その外部が導体１４４で囲まれた誘電体導波管１４２が設けられている。なお、誘電体導波管１４２（誘電体伝送路９Ａ）を設けることは必須ではなく、筺体１９０の誘電体素材のままでミリ波信号伝送路９が構成されるようにしておいてもよい。これらの点は前述の他の構造例と同様である。なお、第８例で説明したように、複数のアンテナ１３６を平面状に併設し、本番の信号伝送に先立ち、画像再生装置２０１Ｋのアンテナ２３６から検査用のミリ波信号を送出し、最も受信感度の高いアンテナ１３６を選択するようにしてもよい。
【０３４６】
載置台５Ｋに搭載される画像再生装置２０１Ｋの筺体２９０内には、たとえばミリ波伝送路構造の第２例（図１３Ａ）と同様に、半導体チップ２０３が収容されており、ある位置にはアンテナ２３６が設けられている。アンテナ２３６と対向する筺体２９０の部分は誘電体素材によりミリ波信号伝送路９（誘電体伝送路９Ａ）が構成されるようにしてある。これらの点は前述の第２例のミリ波伝送路構造と同様である。
【０３４７】
このような構成により、載置台５Ｋに対する画像再生装置２０１Ｋの搭載（装着）時に、画像再生装置２０１Ｋのミリ波信号伝送に対する位置合せ行なうことが可能となる。アンテナ１３６，２３６の間に筐体１９０，２９０を挟むが、誘電体素材であるのでミリ波の伝送に大きな影響を与えるものではない。
【０３４８】
第３例のミリ波伝送路構造は、嵌合構造という考え方ではなく壁面突当て方式を採り、載置台５Ｋの角１０１ａに突き当てられるように置かれたときにアンテナ１３６とアンテナ２３６が対向するようにしているので、位置ズレによる影響を確実に排除できる。
【０３４９】
画像再生装置２０１Ｋが載置台５Ｋの規定位置に装着されたときに、伝送路結合部１０８，２０８（特にアンテナ１３６，２３６）間に誘電体伝送路９Ａを介在させる構成を採用している。ミリ波信号を誘電体伝送路９Ａに閉じ込めることで高速信号伝送の効率向上を図ることができる。筐体やその他の部材による反射の影響を受けないし、一方のアンテナ１３６から放出したミリ波信号を誘電体伝送路９Ａに閉じ込めて他方のアンテナ２３６側に伝送できる。そのため、放出電波の無駄が少なくなるので注入同期方式を適用する場合でも送信電力を小さくできる。
【０３５０】
＜システム構成：第１適用例＞
図１４は、本実施形態の無線伝送システム１の第１適用例を説明する図である。第１適用例は、１つの電子機器の筐体内または複数の電気機器間において、ＣＭＯＳプロセスで形成されている２つの半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａ間で、前述の注入同期方式を適用してミリ波帯で信号伝送を行なう例である。
【０３５１】
第１通信装置１００Ａ側の筐体１９０Ａと第２通信装置２００Ａ側の筐体２９０Ａは、その外観形状は、立方体（直方体）に限らず、球体、円柱体、半円柱体であっても、楕円柱でもよい。１つの筐体内での信号伝送の場合は、たとえば、同一基板上に半導体チップ１０３Ａと半導体チップ２０３Ｂが搭載されているものと考えればよい。あるいは、第１通信装置１００Ａ側の筐体１９０Ａと第２通信装置２００Ａ側の筐体２９０Ａが兼用されているものと考えればよい。第１通信装置１００Ａを具備する電子機器に第２通信装置２００Ａを具備する電子機器が載置された機器間での信号伝送の場合は、第１通信装置１００Ａ側の筐体１９０Ａと第２通信装置２００Ａ側の筐体２９０Ａが図中の点線部分で接触しているものと考えればよい。
【０３５２】
筐体１９０Ａ，２９０Ａは、たとえば、デジタル記録再生装置、地上波テレビ受像機、カメラ、ハードディスク装置、ゲーム機、コンピュータ、無線通信装置などの外装（外観）のケースに対応するものである。
【０３５３】
たとえば、無線伝送システム１においては、映画映像やコンピュータ画像などの高速性と大容量性が求められる信号を伝送するべく、搬送周波数ｆ１が３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯の送信信号Ｓout_1 にしてミリ波信号伝送路９_1を伝送させる。
【０３５４】
ミリ波信号伝送路９_1は、筐体１９０Ａ，２９０Ａの内部の自由空間、その内部に構築された誘電体伝送路や、導波管および／または導波路から構成され、導波路には、スロットラインおよび／またはマイクロストリップラインが含まれる。ミリ波信号伝送路９_1は、ミリ波の送信信号Ｓout_1 が伝送できれば何でもよい。筐体１９０Ａ，２９０Ａの内部に充填された樹脂部材などの誘電体物質自体もミリ波信号伝送路９_1を構成する。
【０３５５】
ミリ波は容易に遮蔽でき、外部に漏れ難いため、安定度の低い搬送周波数ｆ１の搬送信号を使用することができる。このことは、半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａ間の伝搬チャネルの設計の自由度を増すことにも繋がる。たとえば、半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａを封止する封止部材（パッケージ）構造と伝搬チャネルを併せて誘電体素材を使用して設計することで、自由空間でのミリ波信号伝送に比べて、より信頼性の高い良好な信号伝送を行なえる。
【０３５６】
たとえば、筐体１９０Ａ，２９０Ａの内部は自由空間とすることで、アンテナ１３６Ａ，２３６Ａ間に自由空間伝送路が構成されるようにしてもよいし、その内部全体を樹脂部材などの誘電体素材で充填してもよい。これらの場合、筐体１９０Ａ，２９０Ａは、ミリ波帯の送信信号Ｓout_1 が外部に漏れ出ないように、たとえば、外部六面が金属板で囲まれたシールドケースの他に、その内部に樹脂部材でコーティングされたケースのようなものにするのが望ましい。筐体１９０Ａ，２９０Ａは、また、外部六面が樹脂部材で囲まれたケースの他に、その内部に金属部材でシールドされたケースのようなものとしてもよい。何れも、注入同期方式を適用しない場合よりも注入同期方式を適用する場合の方が送信振幅を大きくする傾向があるので、その点を勘案したシールド対策をしておくのがよい。
【０３５７】
好ましくは、筐体１９０Ａ，２９０Ａの内部を自由空間としつつアンテナ１３６Ａ，２３６Ａ間を、誘電体伝送路、中空導波路、導波管構造などにして、ミリ波信号を伝送路中に閉じ込めつつミリ波信号を伝送させる構造を持つミリ波閉じ込め構造（導波路構造）にする。ミリ波閉じ込め構造にすれば、筐体１９０Ａ，２９０Ａでの反射の影響を受けることがなく、アンテナ１３６Ａ，２３６Ａ間でミリ波帯の信号を確実に伝送できる。加えて、アンテナ１３６Ａから放出したミリ波信号（送信信号Ｓout_1 ）をミリ波信号伝送路９_1に閉じ込めてアンテナ２３６Ａ側に伝送できるので、無駄を少なくできる（無くすことができる）ため送信電力を抑えることができる。注入同期方式を適用する場合でも、送信電力を極めて小さくできるため、外部に電磁誘導障害（ＥＭＩ）を与えないので、筐体１９０Ａ，２９０Ａは、金属のシールド構造を省略してもよくなる。
【０３５８】
半導体チップ１０３Ａは、変調機能部８３００（周波数混合部８３０２、送信側局部発振部８３０４）と増幅部８１１７を備え、増幅部８１１７は伝送路結合部１０８の一部をなすアンテナ１３６Ａと接続されている。半導体チップ１０３Ａは、伝送対象信号ＳIN_1をミリ波信号に変換（変調）してアンテナ１３６Ａから送信信号Ｓout_1 を放出する。
【０３５９】
半導体チップ２０３Ａは、増幅部８２２４と復調機能部８４００（周波数混合部８４０２、受信側局部発振部８４０４）と低域通過フィルタ８４１２を備え、増幅部８２２４は伝送路結合部２０８の一部をなすアンテナ２３６Ａと接続されている。半導体チップ２０３Ａは、アンテナ２３６Ａで受信した受信信号Ｓin_1（Ｓout_1 と対応する）から伝送対象信号ＳOUT_1 （ＳIN_1と対応する）を復元（復調）する。つまり、半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａは、アンテナ１３６Ａ，２３６Ａ間のミリ波信号伝送路９_1を介してミリ波帯で信号伝送を行なう。
【０３６０】
ミリ波用のアンテナ１３６Ａ，２３６Ａは、波長が短いので、超小型のアンテナ素子を半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａ上に構成することが可能となる。アンテナ１３６Ａ，２３６Ａが小型化できるので、アンテナ１３６Ａからの送信信号Ｓout_1 の放射のし方やアンテナ２３６Ａからの受信信号Ｓin_1の取り出し方にも、著しく大きな自由度を与えることができる。
【０３６１】
送信側の半導体チップ１０３Ａと受信側の半導体チップ２０３Ａの何れも、従来方式のような外部のタンク回路を用いることなく、前述のようにタンク回路を含む送信側局部発振部８３０４や受信側局部発振部８４０４の全体が同一チップ上に形成されているものとする。送信側の半導体チップ１０３Ａは、たとえば、送信側局部発振部８３０４で生成された搬送周波数ｆ１の搬送信号を伝送対象信号ＳIN_1に基づきＡＳＫ方式で変調することでミリ波の送信信号Ｓout_1 に周波数変換する。
【０３６２】
受信側の半導体チップ２０３Ａは、たとえば、送信側の半導体チップ１０３Ａから送られてきたミリ波信号（送信信号Ｓout_1 ＝受信信号Ｓin_1）を受信側局部発振部８４０４への注入信号として使用し、それに基づく再生搬送信号を受信側局部発振部８４０４が取得する。周波数混合部８４０２は、その再生搬送信号を使い受信信号Ｓin_1を復調する。復調された信号を低域通過フィルタ８４１２に通すことで、伝送対象信号ＳIN_1と対応する伝送対象信号ＳOUT_1 が復元される。
【０３６３】
筐体１９０Ａ内の半導体チップ１０３Ａと筐体２９０Ａ内の半導体チップ２０３Ａは、配設位置が特定（典型的には固定）されたものとなるので、両者の位置関係や両者間の伝送チャンネルの環境条件（たとえば反射条件など）を予め特定できる。よって、送信側と受信側の間の伝搬チャネルの設計が容易である。また、送信側と受信側を封止する封止構造と伝搬チャネルを併せて誘電体素材を使って設計すれば、自由空間伝送よりも信頼性の高い良好な伝送が可能になる。
【０３６４】
伝搬チャネルの環境が頻繁に変化するというようなことはなく、前述したコントローラ部８３４６，８４４６による注入同期がとれるようにするための制御も一般の無線通信のように動的にアダプティブに頻繁に行なう必要がなくなる。そのため、制御によるオーバーヘッドを一般の無線通信に比べて小さくすることができる。このことは、高速・大容量の信号伝送を行なう伝送無線伝送システム１を、小型、低消費電力で実現することに寄与する。
【０３６５】
また、製造時や設計時に無線伝送環境を校正し、個体のばらつきなどを把握すれば、そのデータを参照して注入同期がとれるようにコントローラ部８３４６，８４４６が各種の設定を行なえる。注入同期状態の判定とそれを受けての各種の設定値の変更を繰り返すと言うことが不要になり、注入同期がとれるようにするための各種の設定が簡単になる。
【０３６６】
＜システム構成：第２適用例＞
図１５は、本実施形態の無線伝送システム１の第２適用例を説明する図である。第２適用例は、１つの電子機器の筐体内または複数の電気機器間において、ＣＭＯＳプロセスで形成されている３つの半導体チップ１０３Ｂ，２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2間で、前述の注入同期方式を適用してミリ波帯で信号伝送を行なう例である。第１適用例との相違は、１対２で信号伝送を行なう点にある。典型的には、１つの送信側の半導体チップ１０３Ｂから２つの受信側の半導体チップ２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2に同報（一斉）通信を行なう点である。図では、受信側を２つにしているが、３以上にしてもよい。なお、使用する搬送周波数ｆ２は３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯である。以下、第１適用例との相違点について説明する。
【０３６７】
１つの筐体内での信号伝送の場合は、たとえば、同一基板上に半導体チップ１０３Ｂと半導体チップ２０３Ｂ_1，２０３_2が搭載されているものと考えればよい。あるいは、第１通信装置１００Ｂ側の筐体１９０Ｂと第２通信装置２００Ｂ_1，２００Ｂ_2側の筐体２９０Ｂ_1，２９０Ｂ_2が兼用されているものと考えればよい。第１通信装置１００Ｂを具備する電子機器に対して２つの第２通信装置２００Ｂ_1，２００Ｂ_2を具備する電子機器が載置された機器間での信号伝送の場合は、第１通信装置１００Ｂ側の筐体１９０Ｂと第２通信装置２００Ｂ_1，２００Ｂ_2側の筐体２９０Ｂ_1，２９０Ｂ_2が図中の点線部分で接触しているものと考えればよい。
【０３６８】
送信側の半導体チップ１０３Ｂは、たとえば、送信側局部発振部８３０４で生成された搬送周波数ｆ２の搬送信号を伝送対象信号ＳIN_2に基づきＡＳＫ方式で変調することでミリ波の送信信号Ｓout_2 に周波数変換する。送信信号Ｓout_2 はアンテナ１３６Ｂを介してミリ波信号伝送路９_2に供給され、受信側の２つのアンテナ２３６Ｂ_1，２３６Ｂ_2に到達する。受信側の半導体チップ２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2は、たとえば、送信側の半導体チップ１０３Ｂから送られてきたミリ波信号（送信信号Ｓout_2 ＝受信信号Ｓin_2）を受信側局部発振部８４０４への注入信号として使用し、それに基づく再生搬送信号を受信側局部発振部８４０４が取得する。周波数混合部８４０２は、その再生搬送信号を使って受信信号Ｓin_2を復調する。復調された信号を低域通過フィルタ８４１２に通すことで、伝送対象信号ＳIN_2と対応する伝送対象信号ＳOUT_2 が復元される。
【０３６９】
このように、第２適用例では、送信側の半導体チップ１０３Ｂと受信側の半導体チップ２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2間で、１対２の伝送チャンネルを構成するミリ波信号伝送路９_2により同報通信が実現される。
【０３７０】
＜システム構成：第３適用例＞
図１６〜図１６Ｂは、本実施形態の無線伝送システム１の第３適用例を説明する図である。第３適用例は、送信側にはＮ組（Ｎは２以上の正の整数）の送信部を配置し、受信側にはＭ組（Ｍは２以上の正の整数）の受信部を配置し、送信部と受信部の組で各別の搬送周波数を用いて伝送する構成である。つまり、複数の搬送周波数を用いて、それぞれ異なる信号を伝送する周波数分割多重伝送を行なう。以下では、説明を簡単にするために、搬送周波数ｆ１，ｆ２を使用する２系統の通信で説明する。
【０３７１】
図１６〜図１６Ａに示す第３適用例（その１）は、送信側および受信側の何れもが各別のアンテナを使用する場合であり、前述の第１適用例の構成と第２適用例の構成を組み合わせて無線伝送システム１を構築する例である。各半導体チップを送信側と受信側の何れに見立てることもでき、各半導体チップの配置場所の制約が基本的にはない形態である。これに対して、図１６Ｂに示す第３適用例（その２）は、送信側および受信側の何れもが共通のアンテナを使用する場合である。
【０３７２】
第３適用例（その１）において、第１適用例の構成を採用する部分で使用する搬送周波数ｆ１は３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯であり、第２適用例の構成を採用する部分で使用する搬送周波数ｆ２も３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯である。ただし、各搬送周波数ｆ１，ｆ２は、各変調信号が干渉しない程度に離れているものとする。以下、第１・第２適用例との相違点について説明する。
【０３７３】
１つの筐体内での信号伝送の場合は、たとえば、同一基板上に半導体チップ１０３Ａ，１０３Ｂと半導体チップ２０３Ａ，２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2が搭載されているものと考えればよい。
【０３７４】
機器間での信号伝送の場合は、たとえば、図１６に示す第３適用例（その１−１）のように、半導体チップ１０３Ａ，１０３Ｂが収容された第１通信装置１００Ｃを具備する電子機器に対して半導体チップ２０３Ａ，２０３Ｂ_1，２０３_2が収容された第２通信装置２００Ｃを具備する電子機器が載置され、第１通信装置１００Ｃ側の筐体１９０Ｃと第２通信装置２００Ｃ側の筐体２９０Ｃが図中の点線部分で接触しているものと考えればよい。
【０３７５】
また、図１６Ａに示す第３適用例（その１−２）のように、半導体チップ１０３Ａ，２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2が収容された第１通信装置１００Ｃを具備する電子機器に対して半導体チップ１０３Ｂ，２０３Ａが収容された第２通信装置２００Ｃを具備する電子機器が載置され、第１通信装置１００Ｃ側の筐体１９０Ｃと第２通信装置２００Ｃ側の筐体２９０Ｃが図中の点線部分で接触しているものと考えればよい。特に説明しないが、第３適用例（その２）においても同様に考えればよい。
【０３７６】
第３適用例（その１）において、送受信間のアンテナは、単一のミリ波信号伝送路９_3で結合される。機能的には、第１適用例の構成を採用する部分がミリ波信号伝送路９_1で第１の通信チャネルが形成され、第２適用例の構成を採用する部分がミリ波信号伝送路９_2で第２の通信チャネルが形成される。単一のミリ波信号伝送路９_3であるから、たとえばミリ波信号伝送路９_1の搬送周波数ｆ１の電波がミリ波信号伝送路９_2側へ伝達され得るし、ミリ波信号伝送路９_2の搬送周波数ｆ２の電波がミリ波信号伝送路９_1側へ伝達され得る。
【０３７７】
第１適用例の構成が採用される部分では、搬送周波数ｆ１を用いて、半導体チップ１０３Ａ，２０３Ａ間でミリ波信号伝送路９_1を介してミリ波帯で信号伝送が行なわれる。第２適用例の構成が採用される部分では、搬送周波数ｆ２（≠ｆ１）を用いて、半導体チップ１０３Ｂと半導体チップ２０３Ｂ_1，２０３Ｂ_2間でミリ波信号伝送路９_2を介してミリ波帯で同報通信が行なわれる。つまり、第３適用例では、１対１および１対２の伝送システムが混在する。このとき、通信チャネルごとに異なった搬送周波数ｆ１，ｆ２を設定することで干渉の影響を受けることなくそれぞれの信号伝送が実現される。
【０３７８】
たとえば、図１６中に点線で示すように、半導体チップ２０３Ｂ_1が搬送周波数ｆ２の送信信号Ｓout_2 （＝受信信号Ｓin_2）を受信して注入同期しているときに、搬送周波数ｆ１の送信信号Ｓout_1 も到来したとする。この場合、半導体チップ２０３Ｂ_1は搬送周波数ｆ１に注入同期することはなく、再生搬送信号を使って同期検波し低域通過フィルタ８４１２を通すことで、搬送周波数ｆ１の送信信号Ｓout_1 を半導体チップ２０３Ｂ_1で復調処理したとしても、伝送対象信号ＳIN_1の成分が復元されることはない。つまり、半導体チップ２０３Ｂ_1が搬送周波数ｆ２に注入同期しているときに搬送周波数ｆ１の変調信号を受信しても、搬送周波数ｆ１の成分の干渉の影響を受けることはない。
【０３７９】
また、図１６中に点線で示すように、半導体チップ２０３Ａが搬送周波数ｆ１の送信信号Ｓout_1 （＝受信信号Ｓin_1）を受信して注入同期しているときに、搬送周波数ｆ２の送信信号Ｓout_2 も到来したとする。この場合、半導体チップ２０３Ａは搬送周波数ｆ２に注入同期することはなく、再生搬送信号を使って同期検波し低域通過フィルタ８４１２を通すことで、搬送周波数ｆ２の送信信号Ｓout_2 を半導体チップ２０３Ａで復調処理したとしても、伝送対象信号ＳIN_2の成分が復元されることはない。つまり、半導体チップ２０３Ａが搬送周波数ｆ１に注入同期しているときに搬送周波数ｆ２の変調信号を受信しても、搬送周波数ｆ２の成分の干渉の影響を受けることはない。
【０３８０】
第３適用例（その２）においては、一方（送信側）の半導体チップ１０３にはＮ組の送信側信号生成部１１０が収容され、他方（受信側）の半導体チップ２０３にはＭ組の受信側信号生成部２２０が収容され、各送信側信号生成部１１０から各受信側信号生成部２２０に同一方向に、周波数分割多重を適用して同時の信号伝送を可能にする形態である。送信部と受信部はそれぞれ前述の注入同期方式を適用するものとする。
【０３８１】
たとえば、第１通信装置１００Ｃには第１・第２の送信側信号生成部１１０_1，１１０_2を配置し、第２通信装置２００Ｃには第１・第２・第３の受信側信号生成部２２０_1，２２０_2，２２０_3を配置する。第１の送信側信号生成部１１０_1と第１の受信側信号生成部２２０_1の組では第１の搬送周波数ｆ１を使用し、第２の送信側信号生成部１１０_1と第２・第３の受信側信号生成部２２０_2，２２０_3の組では第２の搬送周波数ｆ２（≠ｆ１）を使用するものとする。
【０３８２】
各送信側信号生成部１１０_1，１１０_2で生成された搬送周波数ｆ１，ｆ２のミリ波信号は多重化処理部１１３の一例である結合器で１系統に纏められ、伝送路結合部１０８のアンテナ１３６を介してミリ波信号伝送路９を伝送する。受信側のアンテナ２３６は、ミリ波信号伝送路９を伝送してきたミリ波信号を受信し単一化処理部２２８の一例である分配器で３系統に分離し、各受信側信号生成部２２０_1，２２０_2，２２０_3に供給する。
【０３８３】
受信側信号生成部２２０_1は送信側信号生成部１１０_1が変調に使用した搬送周波数ｆ１の搬送信号に注入同期した再生搬送信号を生成し、受信した搬送周波数ｆ１のミリ波信号を復調する。受信側信号生成部２２０_2，２２０_3は送信側信号生成部１１０_2が変調に使用した搬送周波数ｆ２の搬送信号に注入同期した再生搬送信号を生成し、受信した搬送周波数ｆ２のミリ波信号を復調する。
【０３８４】
第３適用例（その２）では、このような仕組みにより、第３適用例（その１）と同様に、２組の搬送周波数ｆ１，ｆ２を用いて、同一方向にそれぞれ異なる信号を伝送する周波数分割多重伝送を干渉問題を起すことなく実現できる。
【０３８５】
＜システム構成：第４適用例＞
図１７〜図１７Ａは、本実施形態の無線伝送システム１の第４適用例を説明する図である。第４適用例は、１対の双方向通信用の半導体チップ内にそれぞれ同数の送信部と受信部を配置し、送信部と受信部の組で各別の搬送周波数を用いて、全二重の双方向通信を行なう構成である。以下では、説明を簡単にするために一方の通信には搬送周波数ｆ１を使用し、前記一方とは逆方向への通信には搬送周波数ｆ２を使用する２系統の通信で説明する。搬送周波数ｆ１は３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯であり、搬送周波数ｆ２も３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯であるが、各搬送周波数ｆ１，ｆ２は、各変調信号が干渉しない程度に離れているものとする。
【０３８６】
図１７に示す第４適用例（その１）は、送信側および受信側の何れもが各別のアンテナを使用する場合である。これに対して、図１７Ａに示す第４適用例（その２）は、双方向通信用の各半導体チップの何れもが共通のアンテナを使用する場合である。
【０３８７】
１つの筐体内での信号伝送の場合は、たとえば、同一基板上に半導体チップ１０３Ｄ，２０３Ｄが搭載されているものと考えればよい。機器間での信号伝送の場合は、たとえば、図１７のように、半導体チップ１０３Ｄが収容された第１通信装置１００Ｄを具備する電子機器に対して半導体チップ２０３Ｄが収容された第２通信装置２００Ｄを具備する電子機器が載置され、第１通信装置１００Ｄ側の筐体１９０Ｄと第２通信装置２００Ｄ側の筐体２９０Ｄが図中の点線部分で接触しているものと考えればよい。特に説明しないが、第４適用例（その２）においても同様に考えればよい。
【０３８８】
第４適用例（その１）において、２系統の送受信間のアンテナは、単一のミリ波信号伝送路９_4で結合される。機能的には、ミリ波信号伝送路９_1で第１の通信チャネルが形成され、ミリ波信号伝送路９_2で第１の通信チャネルとは逆方向への伝送を行なう第２の通信チャネルが形成される。単一のミリ波信号伝送路９_4であるから、たとえばミリ波信号伝送路９_1の搬送周波数ｆ１の電波がミリ波信号伝送路９_2側へ伝達され得るし、ミリ波信号伝送路９_2の搬送周波数ｆ２の電波がミリ波信号伝送路９_1側へ伝達され得る。
【０３８９】
たとえば、第１通信装置１００Ｄの半導体チップ１０３Ｄには、送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部１２０が設けられ、第２通信装置２００Ｄの半導体チップ２０３Ｄには、送信側信号生成部２１０と受信側信号生成部２２０が設けられている。
【０３９０】
送信側信号生成部１１０は、変調機能部８３００（周波数混合部８３０２、送信側局部発振部８３０４）と増幅部８１１７を備え、増幅部８１１７は伝送路結合部１０８の一部をなすアンテナ１３６_1と接続されている。半導体チップ１０３Ｄ（送信側信号生成部１１０）は、伝送対象信号ＳIN_1をミリ波信号に変換（変調）してアンテナ１３６_1から送信信号Ｓout_1 を放出する。
【０３９１】
受信側信号生成部２２０は、増幅部８２２４と復調機能部８４００（周波数混合部８４０２、受信側局部発振部８４０４）と低域通過フィルタ８４１２を備え、増幅部８２２４は伝送路結合部２０８の一部をなすアンテナ２３６_2と接続されている。半導体チップ２０３Ｄ（受信側信号生成部２２０）は、アンテナ２３６_2で受信した受信信号Ｓin_1（Ｓout_1 と対応する）から伝送対象信号ＳOUT_1 （ＳIN_1と対応する）を復元（復調）する。つまり、半導体チップ１０３Ｄ，２０３Ｄは、アンテナ１３６_1，２３６_2間のミリ波信号伝送路９_4（のミリ波信号伝送路９_1）を介してミリ波帯で信号伝送を行なう。
【０３９２】
送信側信号生成部２１０は、変調機能部８３００（周波数混合部８３０２、送信側局部発振部８３０４）と増幅部８１１７を備え、増幅部８１１７は伝送路結合部１０８の一部をなすアンテナ１３６_2と接続されている。半導体チップ２０３Ｄ（送信側信号生成部２１０）は、伝送対象信号ＳIN_2をミリ波信号に変換（変調）してアンテナ１３６_2から送信信号Ｓout_2 を放出する。
【０３９３】
受信側信号生成部１２０は、増幅部８２２４と復調機能部８４００（周波数混合部８４０２、受信側局部発振部８４０４）と低域通過フィルタ８４１２を備え、増幅部８２２４は伝送路結合部２０８の一部をなすアンテナ２３６_1と接続されている。半導体チップ１０３Ｄ（受信側信号生成部１２０）は、アンテナ２３６_1で受信した受信信号Ｓin_2（Ｓout_2 と対応する）から伝送対象信号ＳOUT_2 （ＳIN_2と対応する）を復元（復調）する。つまり、半導体チップ１０３Ｄ，２０３Ｄは、アンテナ１３６_2，２３６_1間のミリ波信号伝送路９_4（のミリ波信号伝送路９_2）を介してミリ波帯で信号伝送を行なう。
【０３９４】
ここで、全二重の双方向伝送を可能とするべく、信号伝送する送信部と受信部の組ごとに別の周波数を基準搬送信号として割り当てる。たとえば、送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部２２０の組では第１の搬送周波数ｆ１を使用し、送信側信号生成部２１０と受信側信号生成部１２０の組では第２の搬送周波数ｆ２（≠ｆ１）を使用する。通信チャネルごとに異なった搬送周波数ｆ１，ｆ２を設定することで干渉の影響を受けることなく全二重の双方向伝送が実現される。
【０３９５】
たとえば、半導体チップ１０３Ｄの受信側信号生成部１２０が搬送周波数ｆ２の送信信号Ｓout_2 （＝受信信号Ｓin_2）を受信して注入同期しているときに、送信側信号生成部１１０側から搬送周波数ｆ１の送信信号Ｓout_1 も到来したとする。この場合、受信側信号生成部１２０は搬送周波数ｆ１に注入同期することはなく、再生搬送信号を使って同期検波し低域通過フィルタ８４１２を通すことで、搬送周波数ｆ１の送信信号Ｓout_1 を受信側信号生成部１２０で復調処理したとしても、伝送対象信号ＳIN_1の成分が復元されることはない。つまり、受信側信号生成部１２０が搬送周波数ｆ２に注入同期しているときに搬送周波数ｆ１の変調信号を受信しても、搬送周波数ｆ１の成分の干渉の影響を受けることはない。
【０３９６】
また、受信側信号生成部２２０が搬送周波数ｆ１の送信信号Ｓout_1 （＝受信信号Ｓin_1）を受信して注入同期しているときに、送信側信号生成部２１０側から搬送周波数ｆ２の送信信号Ｓout_2 も到来したとする。この場合、受信側信号生成部２２０は搬送周波数ｆ２に注入同期することはなく、再生搬送信号を使って同期検波し低域通過フィルタ８４１２を通すことで、搬送周波数ｆ２の送信信号Ｓout_2 を受信側信号生成部２２０で復調処理したとしても、伝送対象信号ＳIN_2の成分が復元されることはない。つまり、受信側信号生成部２２０が搬送周波数ｆ１に注入同期しているときに搬送周波数ｆ２の変調信号を受信しても、搬送周波数ｆ２の成分の干渉の影響を受けることはない。
【０３９７】
第４適用例（その２）においても、双方向通信用の半導体チップ内には、１つずつの送信部と受信部を配置する。送信部と受信部はそれぞれ前述の注入同期方式を適用するものとする。たとえば、第１通信装置１００Ｄの半導体チップ１０３Ｄには、送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部１２０が設けられ、第２通信装置２００Ｄの半導体チップ２０３Ｄには、送信側信号生成部２１０と受信側信号生成部２２０が設けられている。
【０３９８】
全二重の双方向伝送を可能とするべく、信号伝送する送信部と受信部の組ごとに別の周波数を基準搬送信号として割り当てる。たとえば、送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部２２０の組では第１の搬送周波数ｆ１を使用し、送信側信号生成部２１０と受信側信号生成部１２０の組では第２の搬送周波数ｆ２（≠ｆ１）を使用するものとする。
【０３９９】
半導体チップ１０３Ｄの送信側信号生成部１１０で生成された搬送周波数ｆ１のミリ波信号は伝送路結合部１０８のアンテナ切替部の一例であるサーキュレータを介してアンテナ１３６に伝達されミリ波信号伝送路９_4に伝送される。半導体チップ２０３Ｄは、ミリ波信号伝送路９_4を伝達してきたミリ波信号をアンテナ２３６で受信し伝送路結合部２０８のアンテナ切替部の一例であるサーキュレータを介して受信側信号生成部２２０に供給する。受信側信号生成部２２０は送信側信号生成部１１０が変調に使用した搬送周波数ｆ１に注入同期した再生搬送信号を生成し受信したミリ波信号を復調する。
【０４００】
逆に、半導体チップ２０３Ｄ側の送信側信号生成部２１０で生成された搬送周波数ｆ２のミリ波信号は伝送路結合部２０８のアンテナ切替部の一例であるサーキュレータを介してアンテナ２３６に伝達され、ミリ波信号伝送路９_4に伝送される。半導体チップ１０３Ｄ側は、ミリ波信号伝送路９_4を伝達してきたミリ波信号をアンテナ１３６で受信し伝送路結合部１０８のアンテナ切替部の一例であるサーキュレータを介して受信側信号生成部１２０に供給する。受信側信号生成部１２０は送信側信号生成部２１０が変調に使用した搬送周波数ｆ２に注入同期した再生搬送信号を生成し受信したミリ波信号を復調する。
【０４０１】
第４適用例（その２）では、このような仕組みにより、第４適用例（その１）と同様、２組の搬送周波数ｆ１，ｆ２を用いた周波数分割多重の適用において、互いに逆方向にそれぞれ異なる信号を伝送する全２重の双方向通信を干渉問題を起すことなく実現できる。
【符号の説明】
【０４０２】
１…無線伝送システム、９…ミリ波信号伝送路、１００…第１通信装置、１０１Ａ…電子機器（本体側）、１０１Ｋ…画像取得装置（電子機器の一例）、１０２，２０２…基板、１０３，２０３…半導体チップ、１０４，２０４…ＬＳＩ機能部、１０７，２０７…信号生成部、１０８，２０８…伝送路結合部、１０９，２０９…接続コネクタ、１１０，２１０…送信側信号生成部、１１３，２１３…多重化処理部、１１４，２１４…パラレルシリアル変換部、１１５，２１５…変調部、１１６，２１６…周波数変換部、１１７，２１７…増幅部、１２０，２２０…受信側信号生成部、１２４，２２４…増幅部、１２５，２２５…周波数変換部、１２６，２２６…復調部、１２７，２２７…シリアルパラレル変換部、１２８，２２８…単一化処理部、１９０，２９０…筐体、２００…第２通信装置、２０１Ａ…メモリカード（電子機器の一例）、２０１Ｋ…画像再生装置（電子機器の一例）、５００…撮像装置（電子機器の一例）、５９０…筐体、８１１０…送信側信号生成部、８２２０…受信側信号生成部、８３００…変調機能部、８３０１…変調対象信号処理部、８３０２…周波数混合部、８３０３…周波数逓倍部、８３０４…送信側局部発振部、８３０６…基準搬送信号処理部、８３０７…位相振幅調整部、８３０８…信号合成部、８３４６…コントローラ部（注入同期調整部の機能を持つ場合がある）、８４００…復調機能部、８４０１…周波数分離部、８４０２…周波数混合部、８４０４…受信側局部発振部、８４０６…位相振幅調整部、８４０７…直流成分抑制部、８４４０…注入同期制御部、８４４２…注入同期検出部、８４４６…コントローラ部（注入同期調整部の機能を持つ場合がある）、８５００…差動負性抵抗発振回路、８５３０…タンク回路
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
2014116982.tif 000009
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
2014116982.tif 000012
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2014116982.tif 000014
【図６Ｃ】
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【図７】
2014116982.tif 000016
【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
2014116982.tif 000022
【図１１】
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【図１１Ａ】
2014116982.tif 000024
【図１２】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１７Ａ】
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