(57)【要約】【課題】  送信信号を用いて自己診断を行うＦＤＤ方式の送受信装置において、雑音成分の混入を抑制し、精度の高い自己診断を行う。【解決手段】  本発明の送受信装置１０は、送信信号に局部発振波を混合して送信高周波として出力する送信ミキサ２０、通常動作時に受信高周波に局部発振波を混合して受信信号として出力し、自己診断時に、送信高周波に自己診断用発振波を混合して自己診断用信号として出力する受信ミキサ３０、局部発振波または自己診断用発振波を出力する発振手段４０、および、受信信号または自己診断用信号を処理する処理手段５０を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号に局部発振波を混合して送信高周波として出力する送信ミキサと、
通常動作時に、前記送信高周波と異なる周波数を有する受信高周波に前記局部発振波を混合して受信信号として出力し、自己診断時に、前記出力された送信高周波に自己診断用発振波を混合して自己診断用信号として出力する受信ミキサと、
前記局部発振波を前記送信ミキサへ出力すると共に、通常動作時に前記局部発振波を前記受信ミキサへ出力し、自己診断時に前記局部発振波と異なる周波数を有する前記自己診断用発振波を前記受信ミキサへ出力する発振手段と、
通常動作時に、前記出力された受信信号を処理し、自己診断時に、前記出力された自己診断用信号を用いて判定処理する処理手段と、
を備える送受信装置。
【請求項２】
前記自己診断用発振波は、前記局部発振波に該局部発振波の１／ｎ分周成分である分周発振波を混合したものである、請求項１記載の送受信装置。
【請求項３】
前記発振手段は、
前記局部発振波と前記分周発振波との混合波を出力する発振器と、
前記混合波から前記分周発振波を除去し、前記局部発振波を前記送信ミキサへ出力するフィルタと、
通常動作時に前記フィルタからの出力を、自己診断時に前記発振器からの出力を、選択して前記受信ミキサに出力するスイッチと、
を備える、請求項２記載の送受信装置。
【請求項４】
前記発振器は、
前記分周発振波を発振する分周波発振器と、
前記発振された分周発振波をｎ倍して前記局部発振波を出力する逓倍器と、
を備える、請求項３記載の送受信装置。
【請求項５】
前記分周波発振器は、局部発振波の１／２分周成分である分周発振波を発振し、
前記逓倍器は、前記分周発振波の周波数を２倍にするダブラである、
請求項４記載の送受信装置。
【請求項６】
前記発振手段は、
前記局部発振波を発振し、発振した局部発振波を前記送信ミキサへ出力する局部発振器と、
前記分周発振波を発振する分周波発振器と、
通常動作時に前記局部発振器からの出力を、自己診断時に前記局部発振器からの出力および前記分周発振波からの出力を混合して、前記受信ミキサに出力するスイッチと、
を備える、請求項２記載の送受信装置。
【請求項７】
前記出力された送信高周波を前記アンテナと合成器とに分配する分配手段と、
前記分配された送信高周波を外部空間へ送信すると共に、外部空間から前記受信高周波を受信して出力するアンテナと、
前記分配された送信高周波と前記出力された受信高周波とを合成して出力する合成手段と、
をさらに備える、請求項１乃至６のいずれか１項記載の送受信装置。
【請求項８】
前記自己診断用信号の周波数と、前記受信信号の周波数と、を一致させる整合手段をさらに備える、請求項１乃至７のいずれか１項記載の送受信装置。
【請求項９】
前記送信ミキサおよび前記受信ミキサは、ハーモニックミキサである、請求項１乃至８のいずれか１項記載の送受信装置。
【請求項１０】
送信信号に局部発振波を混合して送信高周波を出力し、
通常動作時に、前記送信高周波と異なる周波数を有する受信高周波に前記局部発振波を混合して受信信号を出力し、該受信信号を処理し、
自己診断時に、前記局部発振波と異なる周波数を有する自己診断用発振波を出力し、前記送信高周波に前記自己診断用発振波を混合して自己診断用信号を出力し、該自己診断用信号を用いて判定処理する、
自己診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex：周波数分割複信）方式の送受信装置およびこの装置の自己診断方法に関し、特に、送信信号をループバックして自己診断を行う送受信装置および自己診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信信号と受信信号とにそれぞれ異なる周波数を割り当てたＦＤＤ（Frequency Division Duplex：周波数分割複信）方式のマイクロ波無線送受信装置がある。例えば、特許文献１には、送信信号と受信信号とにそれぞれ異なる周波数が割り当てられると共に、送受信の周波数間隔がそれぞれ異なる２組の周波数帯域を扱う無線通信装置が開示されている。また、特許文献２には、送信回路と受信回路とで発振器を共用するＦＤＤ方式の送受信装置が開示されている。
【０００３】
一般的に、これらのマイクロ波無線送受信装置は局舎から離れた鉄塔などに配置されることから、これらのマイクロ波無線送受信装置の中には、自装置の故障などを自己診断するための自己診断機能を有するものがある。自己診断機能を有するマイクロ波無線送受信装置は、例えば、特許文献３に開示されている。特許文献３の無線機のブロック構成図を図６に示す。
【０００４】
図６に示した無線機９００は、自己診断時に、位相器９５０を用いて分配器９４０から分配された送信信号の位相と、デュプレクサＤＵＰを介して受信経路に漏れ込んだ送信信号の位相とを同位相にし、デュプレクサＤＵＰを介して受信経路へ漏れ込んだ送信信号を用いて自己診断を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０４６１５６号公報
【特許文献２】特開平１１−００４１８１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０９５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献３の無線機９００の技術の場合、送信系９２０と受信系９３０とが十分に分離されていないことから、さらに、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter：デジタル／アナログ変換器）９２２から出力された自己診断時には雑音成分となる送信信号と、ダウンコンバータ９３３から出力された自己診断用の送信信号とが混信し、自己診断の精度が低下する。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題に鑑みなされたものであり、送信信号を用いて自己診断を行うＦＤＤ方式の送受信装置において、雑音成分の混入を抑制し、精度の高い自己診断を行うことが可能な送受信装置および自己診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係る送受信装置は、送信信号に局部発振波を混合して送信高周波として出力する送信ミキサと、通常動作時に、送信高周波と異なる周波数を有する受信高周波に局部発振波を混合して受信信号として出力し、自己診断時に、出力された送信高周波に自己診断用発振波を混合して自己診断用信号として出力する受信ミキサと、局部発振波を送信ミキサへ出力すると共に、通常動作時に局部発振波を受信ミキサへ出力し、自己診断時に局部発振波と異なる周波数を有する自己診断用発振波を受信ミキサへ出力する発振手段と、通常動作時に、出力された受信信号を処理し、自己診断時に、出力された自己診断用信号を用いて判定処理する処理手段と、を備える。
【０００９】
上記目的を達成するために本発明に係る自己診断方法は、送信信号に局部発振波を混合して送信高周波を出力し、通常動作時に、送信高周波と異なる周波数を有する受信高周波に局部発振波を混合して受信信号を出力し、該受信信号を処理し、自己診断時に、局部発振波と異なる周波数を有する自己診断用発振波を出力し、送信高周波に自己診断用発振波を混合して自己診断用信号を出力し、該自己診断用信号を用いて判定処理する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る送受信装置および自己診断方法は、送信信号を用いて自己診断を行うＦＤＤ方式の送受信装置であって、雑音成分の混入を抑制し、精度の高い自己診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送受信装置１０のブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る発振手段４０のブロック構成図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る送受信装置１００のブロック構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る送受信装置１００の周波数プロット図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る送受信装置１００および比較例の周波数プロット図である。
【図６】特許文献３の無線機９００のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る送受信装置について説明する。本実施形態に係る送受信装置は、ＦＤＤ方式の送受信装置であり、アンテナを介して外部空間へ送信高周波を送信すると共に、アンテナを介して外部空間から送信高周波から所定の周波数ずれた受信高周波を受信する。
【００１３】
本実施形態に係る送受信装置のブロック構成図を図１に示す。図１において、送受信装置１０は、送信ミキサ２０、受信ミキサ３０、発振手段４０および処理手段５０を備える。また、図１に、通常動作時の信号の流れを実線で、自己診断時の信号の流れを点線で示す。
【００１４】
送信ミキサ２０は、送信信号に発振手段４０から入力した局部発振波Ｌｏを混合して送信高周波を出力する。送信ミキサ２０から出力された送信高周波はアンテナ等を介して外部空間へ送信される。
【００１５】
受信ミキサ３０は、通常動作時に、アンテナを介してから外部空間から入力した受信高周波に、発振手段４０から入力した局部発振波Ｌｏを混合して、受信信号を出力する。また、受信ミキサ３０は、自己診断時に、送信ミキサ２０から入力した送信高周波に、発振手段４０から入力した自己診断用発振波Ｌｏ’を混合して、自己診断用信号を出力する。
【００１６】
発振手段４０は、局部発振波Ｌｏを発振して送信ミキサ２０へ出力する。また、発振手段４０は、通常動作時に発振した局部発振波Ｌｏを受信ミキサ３０へ出力し、自己診断時に局部発振波Ｌｏと異なる周波数を有する自己診断用発振波Ｌｏ’を受信ミキサ３０へ出力する。発振手段４０については後述する。
【００１７】
処理手段５０は、通常動作時に、受信ミキサ３０から出力された受信信号を処理する。また、処理手段５０は、自己診断時に、受信ミキサ３０から出力された自己診断用信号を用いて自己診断処理を行う。
【００１８】
上記のように構成された送受信装置１０において、送信ミキサ２０には、通常動作時および自己診断時に、送信信号と発振手段４０から局部発振波Ｌｏとが入力する。送信ミキサ２０は、入力した送信信号に局部発振波Ｌｏを混合して送信高周波を出力する。
【００１９】
通常動作時は、送信ミキサ２０から出力された送信高周波はアンテナを介して外部空間へ送信され、さらに、アンテナを介して受信した受信高周波が受信ミキサ３０へ出力される。受信ミキサ３０は、入力した受信高周波に発振手段４０から入力した局部発振波Ｌｏを混合して受信信号を出力する。そして、受信ミキサ３０から出力された受信信号は、処理手段５０において受信処理される。
【００２０】
一方、本実施形態に係る送受信装置１０において、自己診断時は、送信ミキサ２０から出力された送信高周波は、受信ミキサ３０へ出力される。受信ミキサ３０は、入力した送信高周波に発振手段４０から入力した自己診断用発振波Ｌｏ’を混合して自己診断用発振波を出力する。そして、処理手段５０は、受信ミキサ３０から出力された自己診断用発振波を用いて、自己診断処理を行う。
【００２１】
以上のように、本実施形態に係る送受信装置１０は、自己診断時に、送信高周波に局部発振波Ｌｏと異なる周波数を有する自己診断用発振波Ｌｏ’を混合して自己診断用発振波を得る。この場合、自己診断用発振波は送信信号と異なる周波数を有する。従って、受信系を通過している自己診断用発振波に、送信系を通過している送信信号が混信することが抑制され、精度の高い自己診断を行うことができる。
【００２２】
ここで、発振手段４０について説明する。発振手段４０の一例を図２に示す。先ず、図２（ａ）に示した発振手段４０は、局部発振波Ｌｏを発振する局部発振器４１、局部発振波の１／ｎ分周成分である分周発振波を発振する分周波発振器４２、および、経路を切り替えるスイッチ４３を備える。
【００２３】
局部発振器４１で発振された局部発振波Ｌｏは、送信ミキサ２０とスイッチ４３とに出力される。スイッチ４３は、そのまま局部発振波Ｌｏを通過させる第１経路と、局部発振波Ｌｏに分周波発振器４２から発振された分周発振波を混合して自己診断用発振波Ｌｏ’を出力する第２経路とを備える。スイッチ４３は、通常動作時は第１経路を選択して局部発振波Ｌｏを受信ミキサ３０へ出力し、自己診断時は第２経路を選択して自己診断用発振波Ｌｏ’を受信ミキサ３０へ出力する。
【００２４】
局部発振器４１を送信ミキサ２０と受信ミキサ３０とで共用することにより、高価な発振器の数を低減することができ、コストを低減することができる。なお、送信ミキサ２０と受信ミキサ３０とに共通の局部発振波Ｌｏを入力する方式を、一般的に、共通Ｌｏ方式と呼ぶ。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示した発振手段４０は、局部発振波の１／ｎ分周成分である分周発振波を発振する分周波発振器４４、分周発振波をｎ倍して局部発振波Ｌｏを出力する逓倍器４５、逓倍器４５から出力された分周発振波および局部発振波Ｌｏの混合波から分周発振波を除去して局部発振波Ｌｏを出力するフィルタ４６、および、逓倍器４５からの出力とフィルタ４６からの出力とを切り替えるスイッチ４７を備える。
【００２６】
フィルタ４６から出力された局部発振波Ｌｏは送信ミキサ２０に入力する。スイッチ４７は、通常動作時はフィルタ４６からの出力を選択して局部発振波Ｌｏを受信ミキサ３０へ出力する。一方、スイッチ４７は、自己診断時は逓倍器４５からの出力を選択して分周発振波および局部発振波Ｌｏの混合波を自己診断用発振波Ｌｏ’として受信ミキサ３０へ出力する。
【００２７】
ここで、分周波発振器４４において局部発振波の１／ｎ分周成分である分周発振波を発振する場合、発振する発振波の周波数を低くすることができる。発振手段４０は、逓倍器４５において分周発振波をｎ倍して局部発振波Ｌｏを出力し、さらに、フィルタ４６を用いて所望の局部発振波Ｌｏのみを取り出すことにより、安定的に局部発振波Ｌｏを出力することができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る送受信装置は、ダブルスーパーへテロダインを用いたＦＤＤ方式の送受信装置である。また、本実施形態に係る送受信装置は、送信信号をループバックすることによって自己診断を行う。以下、自己診断をループバック試験と記載する。
【００２９】
本実施形態に係る送受信装置のブロック構成図を図３に示す。図３において、送受信装置１００は、送信回路２００、受信回路３００、高周波発振回路４００、アンテナ５００および制御回路６００を備える。
【００３０】
送信回路２００は、図３に示すように、第１送信ＩＦ増幅器２１０、送信ＩＦ局部発振器２２０、送信ＩＦミキサ２３０、第２送信ＩＦ増幅部２４０、送信ＲＦミキサ２５０、送信ＲＦ増幅部２６０、送信カプラ２７０および送信フィルタ２８０を備える。
【００３１】
第１送信ＩＦ増幅器２１０には、送信信号として、図示しないベースバンド部で変調された第１送信ＩＦが入力する。第１送信ＩＦ増幅器２１０は、入力した第１送信ＩＦを増幅して送信ＩＦミキサ２３０へ出力する。
【００３２】
送信ＩＦ局部発振器２２０は、第１送信ＩＦを第２送信ＩＦへアップコンバートするための送信局部発振波を発振し、送信ＩＦミキサ２３０へ出力する。
【００３３】
送信ＩＦミキサ２３０は、第１送信ＩＦ増幅器２１０から入力した第１送信ＩＦと、送信ＩＦ局部発振器２２０から入力した送信局部発振波と、を混合して第２送信ＩＦにアップコンバートし、第２送信ＩＦ増幅部２４０へ出力する。第２送信ＩＦ増幅部２４０は、入力した第２送信ＩＦを増幅して送信ＲＦミキサ２５０へ出力する。
【００３４】
送信ＲＦミキサ２５０は、第２送信ＩＦ増幅部２４０から入力した第２送信ＩＦと、後述する局部発振周波数ＢＰＦ（Band Pass Filter:バンドパスフィルタ）４３０から入力した局部発振波と、を混合して送信高周波にアップコンバートし、送信ＲＦ増幅部２６０へ出力する。
【００３５】
ここで、本実施形態に係る送信ＲＦミキサ２５０は、ハーモニックミキシングを行う。ハーモニックミキシングは、ミキシング素子の非線形性を利用して局部発振波（Ｌｏ）のハーモニック（高調波）成分を発生させ、ミキシング素子により、この高調波成分と入力した高周波（ＲＦ）との周波数差に相当する中間周波数（ＩＦ）を出力する。ハーモニックミキシングを行うことにより、扱う局部発振周波数を下げることができる。Ｌｏ次数をｎ、局部発振周波数をＬｏ、中間周波数をＩＦ、高周波数をＲＦとすると、ＲＦ＝ｎ×Ｌｏ＋ＩＦで表すことができる。本実施形態ではｎ＝２とする。
【００３６】
送信ＲＦ増幅部２６０は、入力した送信高周波を増幅して送信カプラ２７０へ出力する。送信カプラ２７０は、入力した送信高周波を送信フィルタ２８０へ出力すると共に、入力した送信高周波の一部を受信カプラ３７０へ出力する。送信フィルタ２８０は、入力した送信高周波から不要成分を除去してアンテナ５００へ出力する。
【００３７】
次に、受信回路３００について説明する。受信回路３００は、図３に示すように、受信フィルタ３８０、受信カプラ３７０、受信ＲＦ増幅部３６０、受信ＲＦミキサ３５０、第１受信ＩＦ増幅部３４０、受信ＩＦミキサ３３０、受信ＩＦ局部発振器３２０および第２受信ＩＦ増幅部３１０を備える。
【００３８】
受信フィルタ３８０は、アンテナ５００を介して外部空間から受信した受信高周波から不要成分を除去し、受信カプラ３７０へ出力する。
【００３９】
受信カプラ３７０は、入力した受信高周波および送信カプラ２７０から入力した送信高周波を、受信ＲＦ増幅部３６０へ出力する。なお、通常動作時において、送信カプラ２７０から入力する送信高周波は不要成分として最終的に除去される。一方、ループバック試験時において、送信カプラ２７０から入力する送信高周波はループバック信号として機能すると共に、受信フィルタ３８０から入力する受信高周波は不要成分として最終的に除去される。受信ＲＦ増幅部３６０は、入力した受信高周波およびループバック信号を増幅して受信ＲＦミキサ３５０へ出力する。
【００４０】
受信ＲＦミキサ３５０は、通常動作時に、受信ＲＦ増幅部３６０から入力した受信高周波と、局部発振周波数ＢＰＦ４３０から入力した局部発振波と、を混合して第１受信ＩＦにダウンコンバートし、第１受信ＩＦ増幅部３４０へ出力する。一方、受信ＲＦミキサ３５０は、ループバック試験時に、受信ＲＦ増幅部３６０から入力したループバック信号と、後述するダブラ４２０から入力した分周発振波および局部発振波の混合波と、を混合して第１受信ＩＦループバック信号にダウンコンバートし、第１受信ＩＦ増幅部３４０へ出力する。なお、受信高周波ミキサ３５０も、送信ＲＦミキサ２５０と同様に、ｎ＝２のハーモニックミキシングを行う。
【００４１】
第１受信ＩＦ増幅部３４０は、入力した第１受信ＩＦまたは第１受信ＩＦループバック信号を増幅して受信ＩＦミキサ３３０へ出力する。
【００４２】
受信ＩＦ局部発振器３２０は、制御回路６００から入力した制御信号に基づいて、ベースバンド部に入力する信号の周波数が、通常動作時とループバック試験時とで同じにするための、受信局部発振波を発振し、送信ＩＦミキサ２３０へ出力する。受信ＩＦ局部発振器３２０が発振する受信局部発振波については後述する。
【００４３】
受信ＩＦミキサ３３０は、通常動作時に、第１受信ＩＦ増幅部３４０から入力した第１受信ＩＦと、受信ＩＦ局部発振器３２０から入力した受信局部発振波と、を混合して第２受信ＩＦにダウンコンバートし、第２受信ＩＦ増幅部３１０へ出力する。一方、受信ＩＦミキサ３３０は、ループバック試験時に、第１受信ＩＦ増幅部３４０から入力した第１受信ＩＦループバック信号と、受信ＩＦ局部発振器３２０から入力した受信局部発振波と、を混合して第２受信ＩＦループバック信号にダウンコンバートし、第２受信ＩＦ増幅部３１０へ出力する。ここで、第１受信ＩＦと第１受信ＩＦループバック信号との周波数は同じである。第１受信ＩＦと第１受信ＩＦループバック信号との周波数を同じにすることにより、第２受信ＩＦ増幅部３１０以降の系は通常動作時およびループバック試験時に関係なく同じ動作を行うことができる。
【００４４】
第２受信ＩＦ増幅部３１０は、入力した第２受信ＩＦまたは第２受信ＩＦループバック信号を増幅して図示しないベースバンド部へ出力する。
【００４５】
次に、高周波発振回路４００について説明する。高周波発振回路４００は、図３に示すように、高周波局部発振器４１０、ダブラ４２０、局部発振周波数ＢＰＦ４３０およびスイッチ４４０を備える。
【００４６】
高周波局部発振器４１０は、所望の周波数Ｌｏを有する局部発振波の分周成分を発振する。本実施形態では、高周波局部発振器４１０は、局部発振波（Ｌｏ）の１／２の周波数の分周発振波（１／２Ｌｏ）を発振し、ダブラ４２０へ出力する。
【００４７】
ダブラ４２０は、入力した分周発振波（１／２Ｌｏ）の周波数を２倍にし、局部発振波（Ｌｏ）を局部発振周波数ＢＰＦ４３０へ出力する。従って、ダブラ４２０からは、分周発振波（１／２Ｌｏ）と局部発振波（Ｌｏ）との混合波が出力される。
【００４８】
局部発振周波数ＢＰＦ４３０は、入力した混合波から分周発振波（１／２Ｌｏ）を除去し、取り出した局部発振波（Ｌｏ）を送信ＲＦミキサ２５０およびスイッチ４４０へ出力する。
【００４９】
スイッチ４４０は、制御回路６００からの制御信号に基づいて、受信ＲＦミキサ３５０への接続を、局部発振周波数ＢＰＦ４３０またはダブラ４２０に切り替える。すなわち、スイッチ４４０は、通常動作時は局部発振周波数ＢＰＦ４３０と受信ＲＦミキサ３５０とを接続し、ループバック試験時はダブラ４２０と受信ＲＦミキサ３５０とを接続する。
【００５０】
アンテナ５００は、送信フィルタ２８０から入力した送信高周波を外部空間へ送信する。一方、アンテナ５００は、外部空間から受信高周波を受信して、受信フィルタ３８０へ出力する。ここで、本実施形態に係る送受信装置１００はＦＤＤ装置であるため、アンテナ５００は、送信高周波の周波数に所定のシフト周波数が足された周波数を有する信号を受信高周波として受信する。
【００５１】
制御回路６００は、スイッチ４４０および受信ＩＦ局部発振器３２０を制御する。本実施形態において、制御回路６００は、通常動作時は、局部発振周波数ＢＰＦ４３０と受信ＲＦミキサ３５０とを接続するための制御信号をスイッチ４４０へ出力すると共に、受信ＩＦ局部発振器３２０から発振される受信局部発振波の周波数をＲＸＩＦ＿Ｌｏに制御する。一方、制御回路６００は、ループバック試験時は、ダブラ４２０と受信ＲＦミキサ３５０とを接続するための制御信号をスイッチ４４０へ出力すると共に、受信ＩＦ局部発振器３２０から発振される受信局部発振波の周波数をＲＸＩＦＬｏ＿Ｒに制御する。受信ＩＦ局部発振器３２０から発振される受信局部発振波については後述する
次に、上記の送受信装置１００を用いて通常動作を行う、すなわち、送信高周波をアンテナ５００から外部空間に送信し、受信高周波を外部空間からアンテナ５００を介して受信する時の動作手順を説明する。この場合、制御回路６００は、スイッチ４４０を制御して局部発振周波数ＢＰＦ４３０と受信ＲＦミキサ３５０とを接続すると共に、受信ＩＦ局部発振器３２０から発振される受信局部発振波の周波数をＲＸＩＦ＿Ｌｏに制御する。
【００５２】
先ず、本実施形態に係る送受信装置１００を用いて送信信号を送信する場合について説明する。送信信号が変調された第１送信ＩＦが第１送信ＩＦ増幅部２１０に入力することにより、第１送信ＩＦ増幅部２１０は、入力した第１送信ＩＦを増幅して送信ＩＦミキサ２３０へ出力する。
【００５３】
送信ＩＦミキサ２３０は、入力した第１送信ＩＦを送信ＩＦ局部発振器２２０から入力した送信局部発振波と混合し、第２送信ＩＦにアップコンバートする。ここで、周波数を{周波数}で表記することにより、アップコンバートされた第２送信ＩＦ{ＴＸＩＦ＿２}は、第１送信ＩＦ{ＴＸＩＦ＿１}および送信局部発振波{ＴＸＩＦ＿Ｌ０}を用いて、式（１）のように表される。また、このときの周波数プロット図を図４（ａ）に示す。
ＴＸＩＦ＿２＝ＴＸＩＦ＿Ｌ０−ＴＸＩＦ＿１    ・・・式（１）
アップコンバートされた第２送信ＩＦは、第２送信ＩＦ増幅部２４０において増幅された後、送信ＲＦミキサ２５０へ出力される。
【００５４】
一方、高周波発振回路４００において、高周波局部発振器４１０は、所望周波数Ｌｏを有する局部発振波{ＲＦ＿Ｌｏ}の１／２の周波数を有する分周発振波{ＲＦ＿Ｌｏ／２}を発振し、ダブラ４２０へ出力する。ダブラ４２０は、入力した分周発振波{ＲＦ＿Ｌｏ／２}の周波数を２倍にし、局部発振波{ＲＦ＿Ｌｏ}と分周発振波{ＲＦ＿Ｌｏ／２}との混合波を局部発振周波数ＢＰＦ４３０へ出力する。
【００５５】
局部発振周波数ＢＰＦ４３０は、分周発振波{ＲＦ＿Ｌｏ／２}および局部発振波{ＲＦ＿Ｌｏ}の混合波から分周発振波{ＲＦ＿Ｌｏ／２}を取り除き、取り出した局部発振波{ＲＦ＿Ｌｏ}を送信ＲＦミキサ２５０およびスイッチ４４０へ出力する。
【００５６】
送信ＲＦミキサ２５０は、第２送信ＩＦ増幅部２４０から入力した第２送信ＩＦと、局部発振周波数ＢＰＦ４３０から入力した局部発振波とをハーモミキシングし、アップコンバートした送信高周波を送信ＲＦ増幅部２６０へ出力する。アップコンバートされた送信高周波{ＴＸＲＦ}は、第２送信ＩＦ{ＴＸＩＦ＿２}および局部発振波{ＲＦ＿Ｌｏ}を用いて、式（２）のように表される。また、このときの周波数プロット図を図４（ｂ）に実線で示す。
ＴＸＲＦ＝２×ＲＦ＿Ｌｏ＋ＴＸＩＦ＿２    ・・・式（２）
送信ＲＦ増幅部２６０は、入力した送信高周波を増幅し、送信カプラ２７０へ出力する。送信カプラ２７０は入力した送信高周波を送信フィルタ２８０へ出力すると共に、送信高周波の一部を受信カプラ３７０へ出力する。なお、受信カプラ３７０へ出力された送信高周波は微量であり最終的にフィルタ等によって除去されるため、以下の説明では無視する。送信フィルタ２８０に入力した送信高周波は、送信フィルタ２８０において不要成分が除去され、アンテナ５００から外部空間へと送信される。
【００５７】
次に、本実施形態に係る送受信装置１００を用いて受信高周波を受信する場合について説明する。本実施形態に係る送受信装置１００はＦＤＤ装置であるため、受信高周波{ＲＸＲＦ}は、送信高周波{ＴＸＲＦ}からシフト周波数{Shift＿Ｆ}が足された周波数となる。すなわち、式（３）のように表される。
ＲＸＲＦ＝ＴＸＲＦ＋Shift＿Ｆ    ・・・式（３）
そして、アンテナ５００を介して外部空間から受信した受信高周波は、受信フィルタ３８０において不要成分が除去され、受信カプラ３７０を介して受信高周波増幅部３６０に入力する。高周波増幅部３６０は、入力した受信高周波を増幅し、受信高周波ミキサ３５０へ出力する。
【００５８】
受信高周波ミキサ３５０には、高周波増幅部３６０から受信高周波が、スイッチ４４０を介して局部発振周波数ＢＰＦ４３０から局部発振波が入力する。受信高周波ミキサ３５０は、受信高周波と局部発振波とをハーモミキシングして第１受信ＩＦにダウンコンバートし、第１受信ＩＦ増幅部３４０へ出力する。
【００５９】
ダウンコンバートされた第１受信ＩＦ{ＲＸＩＦ＿１}は、受信高周波{ＲＸＲＦ}および局部発振波{ＲＦ＿Ｌｏ}を用いて式（４）のように表される。また、このときの周波数プロット図を図４（ｂ）に点線で示す。
ＲＸＩＦ＿１＝ＲＸＲＦ−２×ＲＦ＿Ｌｏ
＝ＴＸＲＦ＋Shift＿Ｆ−２×ＲＦ＿Ｌｏ
＝２×ＲＦ＿Ｌｏ＋ＴＸＩＦ＿２＋Shift＿Ｆ−２×ＲＦ＿Ｌｏ
＝ＴＸＩＦ＿２＋Shift＿Ｆ    ・・・式（４）。
【００６０】
第１受信ＩＦ増幅部３４０は、入力した第１受信ＩＦを増幅し、受信ＩＦミキサ３３０へ出力する。一方、受信ＩＦ局部発振器３２０は、制御回路６００の制御信号に基づいて受信局部発振波{ＲＸＩＦ＿Ｌｏ}を受信ＩＦミキサ３３０へ出力する。
【００６１】
受信ＩＦミキサ３３０は、第１受信ＩＦ増幅部３４０から入力した第１受信ＩＦ{ＲＸＩＦ＿１}に、受信ＩＦ局部発振器３２０から入力した受信局部発振波{ＲＸＩＦ＿Ｌｏ}を混合し、第２受信ＩＦ{ＲＸＩＦ＿２}にダウンコンバートする。すなわち、受信局部発振波{ＲＸＩＦ＿Ｌｏ}は、式（５）のように表される。また、このときの周波数プロット図を図４（ｃ）に示す。
ＲＸＩＦ＿Ｌｏ＝ＲＸＩＦ＿１−ＲＸＩＦ＿２  ・・・式（５）
ダウンコンバートされた第２受信ＩＦは、受信信号として図示しないベースバンド部へ出力され、ベースバンド部において受信処理される。
【００６２】
次に、本実施形態に係る送受信装置１００を用いてループバック試験を行う時の動作手順を説明する。この場合、制御回路６００は、スイッチ４４０を制御してダブラ４２０と受信ＲＦミキサ３５０とを接続すると共に、受信ＩＦ局部発振器３２０から発振される受信局部発振波の周波数をＲＸＩＦＬｏ＿Ｒに制御する。
【００６３】
送信回路２００の動作は通常動作時とほぼ同様である。そして、送信カプラ２７０は、送信高周波を送信フィルタ２８０へ出力すると共に、送信高周波の一部をループバック信号として受信カプラ３７０へ出力する。送信フィルタ２８０に入力した送信高周波は、送信フィルタ２８０において不要成分が除去され、アンテナ５００から外部空間へと送信される。さらに、アンテナ５００は、外部空間から受信高周波を受信し、受信フィルタ３８０へ出力する。なお、ループバック試験時には、アンテナ５００から受信された受信高周波は不要成分として最終的に除去されるため、以下の説明では無視する。
【００６４】
受信カプラ３７０は、送信カプラ２７０から入力したループバック信号を受信高周波増幅部３６０へ出力する。受信高周波増幅部３６０は、入力したループバック信号を増幅して受信ＲＦミキサ３５０へ出力する。ここで、受信ＲＦミキサ３５０へ入力したループバック信号の周波数{ＲＸＲＦ＿Ｒ}は、送信高周波の周波数{ＴＸＲＦ}と等しく、式（６）で表される。
ＲＸＲＦ＿Ｒ=ＴＸＲＦ    ・・・式（６）
一方、スイッチ４４０は、ダブラ４２０から入力した分周発振波{ＲＦ＿Ｌｏ／２}と局部発振波{ＲＦ＿Ｌｏ}との混合波を受信ＲＦミキサ３５０へ出力する。
【００６５】
受信ＲＦミキサ３５０は、ループバック信号、分周発振波および局部発振波をハーモニックミキシングし、ダウンコンバートした第１受信ＩＦループバック信号を第１受信ＩＦ増幅部３４０へ出力する。ここで、第１受信ＩＦループバック信号{ＲＸＩＦ＿１Ｒ}は、ループバック信号{ＲＸＲＦ＿Ｒ}、分周発振波{ＲＦ＿Ｌｏ／２}および局部発振波{ＲＦ＿Ｌｏ}により、式（７）で表される。また、このときの周波数プロット図を図５に実線で示す。
ＲＸＩＦ＿１Ｒ＝２×ＲＦ＿Ｌｏ＋ＲＦ＿Ｌｏ／２−ＲＸＲＦ＿Ｒ
＝２×ＲＦ＿Ｌｏ＋ＲＦ＿Ｌｏ／２−ＴＸＲＦ
＝２×ＲＦ＿Ｌｏ＋ＲＦ＿Ｌｏ／２−２×ＲＦ＿Ｌｏ−ＴＸＩＦ＿２
＝ＲＦ＿Ｌｏ／２−ＴＸＩＦ＿２    ・・・式（７）
第１受信ＩＦ増幅部３４０は、入力した第１受信ＩＦループバック信号を増幅して受信ＩＦミキサ３３０へ出力する。一方、受信ＩＦ局部発振器３２０は、制御回路６００の制御信号に基づいて、受信局部発振波{ＲＸＩＦＬｏ＿Ｒ}を発振して受信ＩＦミキサ３３０へ出力する。本実施形態において、受信ＩＦ局部発振器３２０は、第１受信ＩＦループバック信号{ＲＸＩＦ＿１Ｒ}を、第２受信ＩＦ{ＲＸＩＦ＿２}と同じ周波数を有する第２受信ＩＦループバック信号{ＲＸＩＦ＿２Ｒ}に変調するための受信局部発振波{ＲＸＩＦＬｏ＿Ｒ}を発振して送信ＩＦミキサ２３０へ出力する。すなわち、受信局部発振波は、式（８）で表される。
ＲＸＩＦＬｏ＿Ｒ＝ＲＸＩＦ＿１Ｒ−ＲＸＩＦ＿２Ｒ
＝ＲＸＩＦ＿１Ｒ−ＲＸＩＦ＿２    ・・・式（８）
受信ＩＦミキサ３３０は、第１受信ＩＦループバック信号に、受信局部発振波を混合し、第２受信ＩＦと同じ周波数を有する第２受信ＩＦループバック信号にダウンコンバートする。図示しないベースバンド部は、入力した第２受信ＩＦループバック信号を用いて、送受信装置１００が正常に機能しているか否か判定する。第２受信ＩＦループバック信号の周波数を第２受信ＩＦの周波数と同じにすることにより、第２受信ＩＦ増幅部３１０以降の系は通常動作時およびループバック試験時に関係なく同じ動作を行うことができる。
【００６６】
ここで、受信ＲＦミキサ３５０と局部発振周波数ＢＰＦ４３０とが接続された状態でループバック試験を行う場合について考察する。受信ＲＦミキサ３５０に局部発振周波数ＢＰＦ４３０から出力された局部発振波が入力している状態でループバック試験を行う場合、受信ＲＦミキサ３５０は、ループバック信号{ＲＸＲＦ＿Ｒ＝ＴＸＲＦ}と局部発振波{ＲＦ＿Ｌｏ}とをハーモミキシングし、式（９）に示す第１受信ＩＦループバック信号’{ＲＸＩＦ＿１Ｒ’}を出力する。第１受信ＩＦループバック信号’の周波数プロット図を図５に一転鎖線で示す。
ＲＸＩＦ＿１Ｒ’＝ＲＸＲＦ＿Ｒ−２×ＲＦ＿Ｌｏ
＝ＴＸＲＦ−２×ＲＦ＿Ｌｏ
＝２×ＲＦ＿Ｌｏ＋ＴＸＩＦ＿２−２×ＲＦ＿Ｌｏ
＝ＴＸＩＦ＿２    ・・・式（９）
式（９）に示すように、図５に一点鎖線で示した第１受信ＩＦループバック信号’{ＲＸＩＦ＿１Ｒ’}と、図５に点線で示した第２送信ＩＦ{ＴＸＩＦ＿２}とは、同じ周波数になる。従って、受信ＲＦミキサ３５０が、局部発振周波数ＢＰＦ４３０から入力した局部発振波を用いてダウンコンバートする場合、第１受信ＩＦループバック信号の周波数と第２送信ＩＦの周波数とが一致する。この場合、送信回路２００を通過している第２送信ＩＦと受信回路３００を通過している第１受信ＩＦループバック信号とが混信する。従って、送信回路２００と受信回路３００とが十分に分離されていない場合、第２送信ＩＦと第１受信ＩＦループバック信号とが混信し、正確なループバック試験を行うことができない。
【００６７】
以上のように、本実施形態に係る送受信装置１００は、ループバック試験時に、ダブラ４２０と受信ＲＦミキサ３５０とを接続し、受信ＲＦミキサ３５０へ通常動作時とは異なる、分周発振波および局部発振波の混合波を入力する。受信ＲＦミキサ３５０が、ループバック信号に、局部発振波と異なる周波数を有する混合波を混合して、第１受信ＩＦループバック信号にダウンコンバートすることにより、第１受信ＩＦループバック信号の周波数を第２送信ＩＦの周波数と異ならせることができる。従って、本実施形態に係る送受信装置１００は、第２送信ＩＦと第１受信ＩＦループバック信号とが混信することが抑制され、精度の高いループバック試験を行うことができる。
【００６８】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１０    送受信装置
２０    送信ミキサ
３０    受信ミキサ
４０    発振手段
５０    処理手段
１００    送受信装置
２００    送信回路
２１０    第１送信ＩＦ増幅器
２２０    送信ＩＦ局部発振器
２３０    送信ＩＦミキサ
２４０    第２送信ＩＦ増幅部
２５０    送信ＲＦミキサ
２６０    送信ＲＦ増幅部
２７０    送信カプラ
２８０    送信フィルタ
３００    受信回路
３１０    第２受信ＩＦ増幅部
３２０    受信ＩＦ局部発振器
３３０    受信ＩＦミキサ
３４０    第１受信ＩＦ増幅部
３５０    受信ＲＦミキサ
３６０    受信ＲＦ増幅部
３７０    受信カプラ
３８０    受信フィルタ
４００    高周波発振回路
４１０    高周波局部発振器
４２０    ダブラ
４３０    局部発振周波数ＢＰＦ
４４０    スイッチ
５００    アンテナ
６００    制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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