(57)【要約】  本発明は、消費電力を低減させた移相器、無線通信装置及び位相制御方法を提供することを目的とする。本発明にかかる移相器は、９０°ステップ移相器（１７）と４５°移相器（１８）と、を備え、二つのベースバンド信号に位相情報を付加して直交変調器に出力する。９０°ステップ移相器（１７）は、第一の制御信号に応じて、ベースバンド信号に、０°、９０°、１８０°、２７０°のうち、いずれかの位相を付加することに寄与する。４５°移相器（１８）は、第二の制御信号に応じて、ベースバンド信号に、０°、４５°のうち、いずれかの位相を付加することに寄与する。そして、移相器（８）は、一方のベースバンド信号を構成する信号と他方のベースバンド信号を構成する信号との入れ替え及び構成信号の極性の反転を行う。
2010131408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交変調器の出力信号の位相を制御するため、二つのベースバンド信号に位相情報を付加して前記直交変調器に出力する移相器であって、
第一の制御信号に応じて、前記ベースバンド信号に、０°、９０°、１８０°、２７０°のうち、いずれかの位相を付加することに寄与する９０°ステップ移相器と、
第二の制御信号に応じて、前記ベースバンド信号に、０°、４５°のうち、いずれかの位相を付加することに寄与する４５°移相器と、を備え、
一方のベースバンド信号を構成する信号と他方のベースバンド信号を構成する信号との入れ替え及び前記構成信号の極性の反転を行う移相器。
【請求項２】
前記位相情報は０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°のいずれかの値であり、
前記位相情報が、０°、９０°、１８０°、２７０°の場合には、
前記移相器は、前記移相器に入力された一方のベースバンド信号を構成する信号を、前記直交変調器を構成するミキサのうち、相対位相が０°と１８０°であるローカル信号が入力されるミキサへそれぞれ入力し、他方のベースバンド信号を構成する信号を、相対位相が９０°と２７０°であるローカル信号が入力されるミキサへそれぞれ入力し、
前記位相情報が、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合には、
前記移相器は、前記移相器に入力された一方のベースバンド信号を構成する信号を、前記直交変調器を構成するミキサのうち、相対位相が０°と９０°であるローカル信号が入力されるミキサへそれぞれ入力し、他方のベースバンド信号を構成する信号を、相対位相が１８０°と２７０°であるローカル信号が入力されるミキサへそれぞれ入力する請求項１記載の移相器。
【請求項３】
前記位相情報が、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合に、前記一方のベースバンド信号を構成する信号を、相対位相が０°と９０°であるローカル信号が入力されるミキサへ、それぞれ入力する移相器であって、
前記ベースバンド信号を構成する信号のうち、一方の極性の信号を２分岐して、前記０°と９０°のローカル信号が入力されるミキサへ前記２分岐した信号を入力し、他方の極性の信号を遮断する請求項１または２記載の移相器。
【請求項４】
前記位相情報が、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合に、前記一方のベースバンド信号を構成する信号を、相対位相が０°と９０°であるローカル信号が入力されるミキサへ、それぞれ入力する移相器であって、
前記ベースバンド信号を構成する信号のうち、一方の極性の信号を相対位相０°のローカル信号が入力されるミキサへ入力し、他方の極性の信号は、極性を反転させ９０°のローカル信号が入力されるミキサへ入力する請求項１または２記載の移相器。
【請求項５】
前記４５°移相器は、各経路に遅延素子を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の移相器。
【請求項６】
前記遅延素子が、経路を切り替えるためのスイッチ素子である請求項５記載の移相器。
【請求項７】
前記移相器は、前記４５°移相器の出力に利得可変である信号増幅器を備えた請求項１乃至６のいずれか一項に記載の移相器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の移相器と、アレイアンテナと、を備える無線通信装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の移相器と、アレイアンテナと、を備える無線送信装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の移相器と、アレイアンテナと、を備える無線受信装置。
【請求項１１】
直交変調器の出力信号の位相を制御するため、二つのベースバンド信号に位相情報を付加してローカル信号と混合する位相制御方法であって、
前記ローカル信号と混合される二つのベースバンド信号に、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°のうち、いずれの位相情報を付加するかに応じて、一方のベースバンド信号を構成する信号と他方のベースバンド信号を構成する信号との入れ替え及び前記構成信号の極性の反転を行い、
直交変調を実行し、
前記直交変調の実行は、
前記位相情報が、０°、９０°、１８０°、２７０°の場合には、
一方のベースバンド信号を構成する信号と、相対位相が０°と１８０°であるローカル信号とをそれぞれ混合し、
他方のベースバンド信号を構成する信号と、相対位相が９０°と２７０°であるローカル信号とをそれぞれ混合し、
前記位相情報が、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合には、
一方のベースバンド信号を構成する信号と、相対位相が０°と９０°であるローカル信号とをそれぞれ混合し、
他方のベースバンド信号を構成する信号と、相対位相が１８０°と２７０°であるローカル信号とをそれぞれ混合する位相制御方法。
【請求項１２】
前記位相情報が、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合に、
前記一方のベースバンド信号を構成する信号のうち、一方の極性の信号を２信号に分配し、
前記２信号を、相対位相が０°と９０°であるローカル信号と混合し、
他方の極性の信号を遮る請求項１１記載の位相制御方法。
【請求項１３】
前記位相情報が、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合に、
前記一方のベースバンド信号を構成する信号のうち、一方の極性の信号を、相対位相０°のローカル信号と混合し、
他方の極性の信号は、極性を反転させ相対位相９０°のローカル信号と混合する請求項１１記載の位相制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移相器、無線通信装置及び位相制御方法に関し、特に複数の位相情報の付加が可能な移相器、無線通信装置及び位相制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信情報量の増大に伴い、大量の情報を高速に伝送できる高周波帯を利用した無線通信技術が注目を集めている。特に６０ＧＨｚ帯では、送信機１台当たり２．５ＧＨｚの帯域まで免許不要で利用できる。そのため、このような無線機を用いることによって１Ｇｂｐｓ以上の速度で通信が可能となる。【０００３】
しかしながら、高周波帯の電磁波は指向性が強いため、回折した電磁波を利用して通信ができない。このため、無線通信装置間に人などの遮蔽物が突然入りこむと、通信が途絶えるという問題が生じる。そこで、このような高周波帯の電磁波を利用する無線通信装置（無線送受信機）においては、通信が途絶えると無線通信装置のアンテナ放射パターンを制御して、ビルや住宅の壁などで反射してくる電磁波のうち最も強い電磁波を見つけ出し、この電磁波の伝播路であるパスを使って通信を行う必要がある。【０００４】
無線通信装置の送信機から出力される電磁波の放射パターンを制御する方法の一つとして、所謂アレイアンテナを用いる方法が挙げられる。具体的には、各々のアンテナ素子から送出される信号の位相を制御することによって放射パターンを変化させる方法である。ここで、アレイアンテナとは、複数のアンテナ素子を整列配置したアンテナである。【０００５】
アンテナから送出される信号の位相を制御するため、例えば非特許文献１に開示されているように、ローカル発振器から出力されるローカル信号に対して、高周波帯の信号を処理する移相器を利用して位相情報を付加する方法がとられてきた。しかしながら、高周波帯の移相器は損失が大きく、それを補うために新たな増幅器が必要となる。その結果、回路サイズが大きくなってしまい、更には消費電力が増大するという問題が生じる。【０００６】
そこで、先願にあたる特許文献１において、本願出願人は、損失の大きい高周波帯の移相器は使用せず、ベースバンド信号帯域で移相器を構成し、アンテナから送出される信号の位相情報をベースバンド信号に付加する方法を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２００８−２４７９０５
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Arun Natarajan et.al.著"A 77-GHz Phased-Array Transceiver With On-Chip Antennas in Silicon : Transmitter and Local LO-Path Phase Shifting",IEEE Journal of Solid-State Circuits,pp.2807-2819,2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図８は、特許文献１において提案された送信ベースバンド移相器１０１及び送信直交変調器１０２の構成を示す図である。まず、入力端子ＩＮ１〜ＩＮ４にベースバンド信号が入力される。次に、９０°ステップ移相器１０３及び信号混合器１０４（所謂ギルバートセルミキサ）により、入力信号に位相情報が付加される。位相情報が付加された信号は、出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４から出力されて、送信直交変調器１０２へ送られる。そして、送信直交変調器１０２において、位相情報が付加された信号は、分配器１０７で分配されたローカル信号と、ミキサ１０５−１〜１０５−４により混合される。混合された信号は、合成器１０６で合成され、送信直交変調器１０２から出力される。【００１０】
しかしながら、ギルバートセルミキサは、低消費電力であるものの、電流駆動であるため、少なからず電流が流れる。そのため、アンテナ数が増加すると、移相器で消費される電力が無視できなくなるという問題が生じていた。【００１１】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、消費電力を低減させた移相器、無線通信装置及び位相制御方法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】
【００１２】
本発明にかかる移相器は、直交変調器の出力信号の位相を制御するため、二つのベースバンド信号に位相情報を付加して前記直交変調器に出力する移相器であって、第一の制御信号に応じて、前記ベースバンド信号に、０°、９０°、１８０°、２７０°のうち、いずれかの位相付加に寄与する９０°ステップ移相器と、第二の制御信号に応じて、前記ベースバンド信号に、０°、４５°のうち、いずれかの位相付加に寄与する４５°移相器と、を備え、一方のベースバンド信号を構成する信号と他方のベースバンド信号を構成する信号との入れ替え及び前記構成信号の極性の反転を行うものである。【００１３】
また、本発明にかかる無線通信装置は、第一の制御信号に応じて、前記ベースバンド信号に、０°、９０°、１８０°、２７０°のうち、いずれかの位相付加に寄与する９０°ステップ移相器と、第二の制御信号に応じて、前記ベースバンド信号に、０°、４５°のうち、いずれかの位相付加に寄与する４５°移相器と、を備え、一方のベースバンド信号を構成する信号と他方のベースバンド信号を構成する信号との入れ替え及び前記構成信号の極性の反転を行う移相器と、アレイアンテナと、を備えるものである。【００１４】
さらに、本発明にかかる位相制御方法は、直交変調器の出力信号の位相を制御するため、二つのベースバンド信号に位相情報を付加してローカル信号と混合する位相制御方法であって、前記ローカル信号と混合される二つのベースバンド信号に、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°のうち、いずれの位相情報を付加するかに応じて、一方のベースバンド信号を構成する信号と他方のベースバンド信号を構成する信号との入れ替え及び前記構成信号の極性の反転を行い、直交変調を実行し、前記直交変調の実行は、前記位相情報が、０°、９０°、１８０°、２７０°の場合には、一方のベースバンド信号を構成する信号と、相対位相が０°と１８０°であるローカル信号とをそれぞれ混合し、他方のベースバンド信号を構成する信号と、相対位相が９０°と２７０°であるローカル信号とをそれぞれ混合し、前記位相情報が、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合には、一方のベースバンド信号を構成する信号と、相対位相が０°と９０°であるローカル信号とをそれぞれ混合し、他方のベースバンド信号を構成する信号と、相対位相が１８０°と２７０°であるローカル信号とをそれぞれ混合するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、消費電力を低減させた移相器、無線通信装置及び位相制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１にかかる無線通信装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１にかかる移相器の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかる移相器の構成を示す図である。
【図４】実施の形態２にかかる移相器の構成を示す図である。
【図５】実施の形態３にかかる移相器の構成を示す図である。
【図６】実施の形態４にかかる移相器の構成を示す図である。
【図７】実施の形態５にかかる位相制御方法を示すフローチャートである。
【図８】先願における移相器と直交変調器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明にかかる移相器、無線通信装置及び位相制御方法の実施の形態について説明する。
【００１８】
実施の形態１
はじめに、図１を用いて本発明の実施の形態１にかかる無線通信装置について説明する。図１に示した無線通信装置は、送信機１、受信機２、送信ベースバンド信号生成ユニット３、制御ユニット４、受信ベースバンド信号処理ユニット５、ローカル発振器６を備えている。
【００１９】
送信機１は、分配器７−１、７−２、送信ベースバンド移相器８−１〜８−ｎ、送信直交変調器９−１〜９−ｎ、送信増幅器１０−１〜１０−ｎ、送信アンテナ１１−１〜１１−ｎを備える。一方、受信機２は、合成器１２−１、１２−２、受信ベースバンド移相器１３−１〜１３−ｍ、受信直交復調器１４−１〜１４−ｍ、受信増幅器１５−１〜１５−ｍ、受信アンテナ１６−１〜１６−ｍを備える。
【００２０】
ここで、送信アンテナ１１−１〜１１−ｎ及び受信アンテナ１６−１〜１６−ｍは、個々のアンテナ（アンテナ素子）が整列配置されたアレイアンテナを構成する。一方、ローカル発振器６から出力されるローカル信号は２分配されて送信機１と受信機２とに入力される。送信機１ではアレイアンテナ数ｎに対応してローカル信号はｎ分配される。受信機２においても同様に、入力されたローカル信号は、アレイアンテナ数ｍに対応してローカル信号はｍ分配される。
【００２１】
まず、送信機１について説明する。送信ベースバンド信号生成ユニット３は、入力される送信データから所謂Ｉ（In-phase）信号とＱ（Quadrature-phase）信号とを生成する。生成されたＩ信号とＱ信号とは分配器７−１、７−２でそれぞれｎ分配され、送信ベースバンド移相器８−１〜８−ｎに入力される。一方、ローカル発振器６から出力されたローカル信号は、ｎ分配され、送信直交変調器９−１〜９−ｎに入力される。
【００２２】
送信ベースバンド移相器８−１〜８−ｎは、制御ユニット４から出力される制御信号に従って、送信アンテナ１１−１〜１１−ｎに対応した位相情報（位相制御量）を、Ｉ信号とＱ信号とに付加する。なお、送信ベースバンド移相器８−１〜８−ｎの動作及び構成については、後述する第１乃至第４の実施形態において詳細に説明する。
【００２３】
位相情報が付加されたＩ信号とＱ信号とは、送信直交変調器９−１〜９−ｎに入力される。送信直交変調器９−１〜９−ｎは、入力されたローカル信号（ｎ分配されたローカル信号）を、位相情報が付加されたＩ信号とＱ信号とに応じて変調すると共に、変調した信号を、送信増幅器１０−１〜１０−ｎに出力する。
【００２４】
そして、送信増幅器１０−１〜１０−ｎは、入力された信号を、所定の送信電力まで増幅すると共に、増幅した信号を、送信アンテナ１１−１〜１１−ｎから送出する。
【００２５】
次に、受信機２について説明する。ｍ分配されたローカル信号は、受信直交復調器１４−１〜１４−ｍに入力される。受信増幅器１５−１〜１５−ｍは、受信アンテナ１６−１〜１６−ｍで受信した信号を所定の電力まで増幅し、増幅した信号を受信直交復調器１４−１〜１４−ｍへ入力する。
【００２６】
受信直交復調器１４−１〜１４−ｍは、受信増幅器１５−１〜１５−ｍから入力された受信信号をローカル信号で復調し、復調したＩ信号とＱ信号とを受信ベースバンド移相器１３−１〜１３−ｍに出力する。
【００２７】
受信ベースバンド移相器１３−１〜１３−ｍは、制御ユニット４から入力される制御信号に従って、受信アンテナ１６−１〜１６−ｍに対応した位相情報を、受信直交復調器１４−１〜１４−ｍから入力されるＩ信号とＱ信号とに付加する。位相情報が付加されたＩ信号とＱ信号とは、合成器１２−１、１２−２でそれぞれ合成され、受信ベースバンド信号処理ユニット５へ入力されて受信データが生成される。
【００２８】
なお、図１に示す無線通信装置において、送信ベースバンド信号生成ユニット３および受信ベースバンド信号処理ユニット５、及び制御ユニット４は所謂ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタル・シグナル・プロセッサ）などのハードウェアによって実現してもよく、或いは、上述した機能をプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）においてソフトウェア・プログラムを実行することによって実現してもよい。なお、これらのプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００２９】
以下、図２を用いて、送信ベースバンド移相器８−１〜８−ｎに含まれる送信ベースバンド移相器８の構成例について説明する。
【００３０】
送信ベースバンド移相器８は、０°、９０°、１８０°、２７０°の位相情報付加に寄与する９０°ステップ移相器１７と、０°、４５°の位相付加に寄与する４５°移相器１８とを備える。
【００３１】
そして、９０°ステップ移相器１７及び４５°移相器１８は、制御ユニット４からの制御信号に基づいて、制御信号に対応した位相情報をベースバンド信号に付加する。具体的には、９０°ステップ移相器１７及び４５°移相器１８は、一方のベースバンド信号を構成する信号と他方のベースバンド信号を構成する信号との入れ替え及び構成信号の極性の反転を行う。図２に示す構成例によれば、ギルバートセルミキサを用いていないので、移相器の消費電力を略ゼロに低減することが可能となる。
【００３２】
次に、図３を用いて、送信ベースバンド移相器８の具体的な構成例について詳しく説明する。
【００３３】
９０°ステップ移相器１７は、少なくとも２つのインバータ１９、２０と、少なくとも１６個のスイッチ（スイッチング素子）２１−１〜２１−８及び２２−１〜２２−８を備える。
【００３４】
スイッチ２１−１〜２１−８は、制御信号Ｃ１によって制御される。スイッチ２２−１〜２２−８は、制御信号Ｃ２によって制御される。係る制御信号Ｃ１、Ｃ２は制御ユニット４から供給される。
【００３５】
差動信号であるＩ信号は、送信ベースバンド移相器８が有する入力端子ＩＮ１と入力端子ＩＮ２とに入力される。Ｑ信号も同様に入力端子ＩＮ３と入力端子ＩＮ４とに入力される。入力されたＩ信号とＱ信号との経路は、制御信号Ｃ１と制御信号Ｃ２とによって切り替えられる。Ｉ信号及びＱ信号は、その切り替え状態に応じて、出力端子Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４から出力される。このとき、出力端子Ｍ１と出力端子Ｍ２へ出力されるベースバンド信号は差動ペアである。また、出力端子Ｍ３と出力端子Ｍ４へ出力されるベースバンド信号も差動ペアとなる。
【００３６】
４５°移相器１８は、少なくとも一つのインバータ２３と、少なくとも４個のスイッチング素子２４−１〜２４−４を備える。スイッチ２４−１〜２４−４は、制御信号Ｃ３によって制御される。制御信号Ｃ３は制御信号Ｃ１、Ｃ２と同様に制御ユニット４から供給される。
【００３７】
具体的には、０°、９０°、１８０°、２７０°の位相情報を付加する場合には、４５°移相器１８は、９０°ステップ移相器１７から出力されたＩ信号及びＱ信号に対して何も操作を加えず、そのまま送信直交変調器へと出力する。
【００３８】
一方、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の位相情報を付加する場合には、４５°移相器１８は、入力されるＩ信号またはＱ信号のいずれかのベースバンド信号について、当該ベースバンド信号を構成する信号のうち、一方の極性の信号を２分岐して出力端子ＯＵＴ１及び出力端子ＯＵＴ３から出力する。また、４５°移相器１８は、当該ベースバンド信号を構成する信号のうち、他方の極性の信号を遮断する。一方、４５°移相器１８は、分岐及び遮断されなかったベースバンド信号を構成する信号を、出力端子ＯＵＴ２及び出力端子ＯＵＴ４から出力する。
【００３９】
経路切り替えは、付加すべき位相情報に応じて、表１の位相情報（θ）と出力信号の関係に従い実行される。表１は、本発明の第１の実施形態における位相情報と出力信号との関係を示すテーブルである。９０°ステップ移相器１７及び４５°移相器１８によって、表１に例示するように、＋Ｉ、‐Ｉ、＋Ｑ、−Ｑ信号の入れ替え及び極性の反転を行う。
【表１】
2010131408.tif 000003
【００４０】
送信ベースバンド移相器８の出力端子ＯＵＴ１から出力されるベースバンド信号は、図８に示す送信ベースバンド移相器１０１と同様に、送信直交変調器１０２の、相対位相０°のローカル信号が入力されるミキサ１０５−１へ入力される。出力端子ＯＵＴ２から出力されるベースバンド信号は、相対位相１８０°のローカル信号が入力されるミキサ１０５−２へ入力される。出力端子ＯＵＴ３から出力されるベースバンド信号は、相対位相９０°のローカル信号が入力されるミキサ１０５−３へ入力される。出力端子ＯＵＴ４から出力されるベースバンド信号は、相対位相２７０°のローカル信号が入力されるミキサ１０５−４へ入力される。
【００４１】
表１では、制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の状態を示すために０、１を記述している。かかる記述は、制御信号（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の電圧の低（「０」論理レベル）、高（「１」論理レベル）を表しており、入出力の関係が同じであれば、制御信号の状態は表１の限りではない。また表１の関係を満たす回路であれば、インバータ及びスイッチの個数は図３に示す限りでない。
【００４２】
本実施形態において、制御ユニット４は、例えば表１に示す情報をテーブル（ルックアップテーブル）等として、制御ユニット４の内部または外部から参照可能としてもよい。この場合、制御ユニット４は、必要な位相に応じて、出力すべき制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の組み合わせを決定する。
【００４３】
ここで、内部から参照可能とは、例えば、制御ユニット４内に設けられたレジスタに保存されたルックアップテーブルを参照することである。ルックアップテーブルは、電源ＯＮと同時に外部記憶媒体（例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）もしくはフラッシュメモリなど）に記憶されたルックアップテーブルを読み込んだものである。
【００４４】
外部から参照可能とは、例えば、外部記憶媒体に記憶されたルックアップテーブルを直接参照し、位相制御信号を割り出すことである。
【００４５】
図３に示す構成例によれば、送信ベースバンド移相器８−１〜８−ｎとしての送信ベースバンド移相器８は、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の位相情報を付与する。これにより、消費電力を略ゼロにするのに加えて、付加する位相情報の分解能を４５°とすることが可能である。
【００４６】
本実施形態において送信側で説明をしたが、受信側でも同様の動作を行う。
【００４７】
実施の形態２
以下、図４を用いて、本発明の第２の実施形態にかかる移相器の構成例について説明する。図４に示す送信ベースバンド移相器８は、図１に示す送信ベースバンド移相器８−１〜８−ｎを構成する。図４に示すベースバンド移相器８は、送信ベースバンド信号生成ユニット３から出力されるベースバンド信号に対して０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°なる位相情報を付与する。
【００４８】
具体的に、本実施形態において、ベースバンド移相器８は、９０°ステップ位相変化に寄与する９０°ステップ移相器１７と、４５°位相変化に寄与する４５°移相器２５から構成される。９０°ステップ移相器１７は、実施の形態１と同一であるため説明は省略する。
【００４９】
４５°移相器２５は、制御信号を反転するインバータ２６とベースバンド信号の極性を反転するインバータ２７と、少なくとも４個のスイッチング素子２８−１〜２８−４を備える。スイッチ２８−１〜２８−４は、制御信号Ｃ３によって制御される。係る制御信号Ｃ３は制御信号Ｃ１、Ｃ２と同様に制御ユニット４から供給される。
【００５０】
経路切り替えは、実施の形態１と同様に、付加すべき位相情報に応じて表１の位相情報（θ）と出力信号の関係に従い実行される。
【００５１】
具体的には、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の位相情報を付加する場合に、４５°移相器２５は、入力されるＩ信号またはＱ信号のいずれかのベースバンド信号について、当該ベースバンド信号を構成する信号のうち、一方の極性の信号を出力端子ＯＵＴ１から出力する。また、４５°移相器２５は、当該ベースバンド信号を構成する信号のうち、他方の極性の信号をインバータ２７によって極性を反転して、出力端子ＯＵＴ３から出力する。一方、４５°移相器２５は、分岐及び遮断をされなかったベースバンド信号を構成する信号を、出力端子ＯＵＴ２及び出力端子ＯＵＴ４から出力する。これにより、ベースバンド信号を構成する信号を分岐することなく表１に示した位相情報と出力信号との関係を実現できる。
【００５２】
送信ベースバンド移相器８の出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ４から出力されるベースバンド信号は、実施の形態１と同様に直交変調器へ入力される。
【００５３】
本実施形態において送信側で説明したが、受信側でも同様の動作を行う。
【００５４】
実施の形態３
以下、図５を用いて、本発明の第３の実施形態にかかる移相器の構成について説明する。図５に示す送信ベースバンド移相器８は、図１に示す送信ベースバンド移相器８−１〜８−ｎを構成する。図５に示す送信ベースバンド移相器８は、送信ベースバンド信号生成ユニット３から出力されるベースバンド信号に対して０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°なる位相情報を付与する。
【００５５】
具体的に、本実施形態において、ベースバンド移相器８は、９０°ステップ位相変化に寄与する９０°ステップ移相器１７と、４５°位相変化に寄与する４５°移相器２９から構成される。９０°ステップ移相器１７は、実施の形態１と同一であるため説明は省略する。
【００５６】
４５°移相器２９は、少なくとも一つのインバータ３０と、８個のスイッチング素子３１−１〜３１−８とを備える。スイッチ３１−１〜３１−８は、制御信号Ｃ３によって制御される。係る制御信号Ｃ３は制御信号Ｃ１、Ｃ２と同様に制御ユニット４から供給される。
【００５７】
経路切り替えは、実施の形態１と同様に、付加すべき位相情報に応じて表１の位相情報（θ）と出力信号の関係に従い実行される。
【００５８】
ここで、スイッチ３１−１、３１−４、３１−５、３１−６は図３に示したスイッチ２４−１〜２４−４と同じ位置に配されており、４５°の位相変化に寄与する。残りのスイッチ３１−２、３１−３、３１−７、３１−８を備えることで、４５°移相器２９での経路切り替えに伴う遅延を補償することが実現できる。なお、スイッチ３１は、図５において一番上のスイッチがスイッチ３１−１で、一番下がスイッチ３１−８とする。
【００５９】
また送信ベースバンド移相器８の出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ４から出力されるベースバンド信号は、実施の形態１と同様に直交変調器へ入力される。
【００６０】
本実施形態において送信側で説明したが、受信側でも同様の動作を行う。
【００６１】
実施の形態４
以下、図６を用いて、本発明の第４の実施形態にかかる移相器の構成について説明する。図６に示す送信ベースバンド移相器８は、図１に示す送信ベースバンド移相器８−１〜８−ｎを構成する。図５に示す送信ベースバンド移相器８は、送信ベースバンド信号生成ユニット３から出力されるベースバンド信号に対して０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°なる位相情報を付与する。
【００６２】
具体的に、本実施形態において、ベースバンド移相器８は、９０°ステップ位相変化に寄与する９０°ステップ移相器１７と、４５°位相変化に寄与する４５°移相器２９から構成される。４５°移相器２９の出力には、利得可変増幅器３２−１〜３２−４が接続されている。９０°ステップ移相器１７及び４５°移相器２９は、第３の実施形態と同一であるため説明は省略する。
【００６３】
利得可変増幅器３２−１〜３２−４は、４５°移相器２９から出力されるベースバンド信号の振幅を制御ユニット４からの制御信号Ｃ４により変更する。この際、利得可変増幅器３２−１〜３２−４の各々の利得は変更可能である。そのため、９０°ステップ移相器１７と４５°移相器２９で生じた振幅誤差が補正可能である。
【００６４】
また送信ベースバンド移相器８の出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ４から出力されるベースバンド信号は、第１の実施形態と同様に直交変調器へ入力される。
【００６５】
本実施形態において送信側で説明したが、受信側でも同様の動作を行う。
【００６６】
実施の形態５
以下、図７を用いて、本発明の第５の実施形態にかかる位相制御方法について説明する。はじめに、制御ユニット４は、ベースバンド信号に付加する位相情報について、付加する位相情報が０°、９０°、１８０°、２７０°であるか、または、４５°、１３５°、２２５°、３１５°であるかを判断する（Ｓ７１）。
【００６７】
次に、前記位相情報に基づいて、送信ベースバンド移相器８は、表１に例示する位相情報（θ）と出力信号の関係に従い、ベースバンド信号を構成する＋Ｉ、‐Ｉ、＋Ｑ、−Ｑ信号の入れ替え及び極性の反転を行う（Ｓ７２、Ｓ７３）。
【００６８】
そして、前記位相情報が、０°、９０°、１８０°、２７０°の場合には、送信直交変調器９は、Ｉ信号またはＱ信号を構成する信号の差動ペアと、相対位相が０°と１８０°であるローカル信号とをそれぞれ混合する。また、他方のベースバンド信号を構成する信号の差動ペアと、相対位相が９０°と２７０°であるローカル信号とをそれぞれ混合する（Ｓ７４）。
【００６９】
一方、前記位相情報が、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合には、送信直交変調器９は、Ｉ信号またはＱ信号を構成する信号の差動ペアと、相対位相が０°と９０°であるローカル信号とをそれぞれ混合する。また、他方のベースバンド信号を構成する信号の差動ペアと、相対位相が１８０°と２７０°であるローカル信号とをそれぞれ混合する（Ｓ７５）。これによって、位相分解能が４５°である位相制御が可能となる。
【００７０】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００７１】
この出願は、２００９年５月１４日に出願された日本出願特願２００９−１１７２２１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００７２】
１  送信機
２  受信機
３  送信ベースバンド信号生成ユニット
４  制御ユニット
５  受信ベースバンド信号処理ユニット
６  ローカル発振器
７−１、７−２ 分配器
８−１〜８−ｎ 送信ベースバンド移相器
９−１〜９−ｎ 送信直交変調器
１０−１〜１０−ｎ 送信増幅器
１１−１〜１１−ｎ 送信アンテナ
１２−１、１２−２ 合成器
１３−１〜１３−ｍ 受信ベースバンド移相器
１４−１〜１４−ｍ 受信直交復調器
１５−１〜１５−ｍ 受信増幅器
１６−１〜１６−ｍ 受信アンテナ
１７  ９０°ステップ移相器
１８  ４５°移相器
１９  インバータ
２０  インバータ
２１−１〜２１−８  スイッチ（スイッチ素子）
２２−１〜２２−８  スイッチ（スイッチ素子）
２３  インバータ
２４−１〜２４−４  スイッチ（スイッチ素子）
２５  ４５°移相器
２６  インバータ
２７  インバータ
２８−１〜２８−４  スイッチ（スイッチ素子）
２９  ４５°移相器
３０  インバータ
３１−１〜３１−８  スイッチ（スイッチ素子）
３２−１〜３２−４   利得可変増幅器
１０１  送信ベースバンド移相器
１０２  送信直交変調器
１０３  ９０°ステップ移相器
１０４  信号混合器
１０５−１〜１０５−４  ミキサ
１０６  合成器
１０７  分配器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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