(57)【要約】無線機が受信した搬送波を、温度変化と経年変化とを受けにくい構成のダウンコンバート回路によって、ダウンコンバートする。無線機（１）は、入力信号をデジタル信号に変換するデルタ・シグマ回路（１０）を備えている。このデルタ・シグマ回路（１０）は、周波数ｆｃの成分を持つ入力信号を周波数ｆｓでサンプリングして１ビットのデジタル信号に離散化するコンパレータ（１４）と、コンパレータ（１４）の出力信号を第２の周波数ｆｓを所定の自然数Ｎで乗算した第３の周波数ｆｓ×Ｎアップサンプリングするアップサンプリング回路（２２）と、アップサンプリング回路（２２）の出力信号をデジタル処理するＦＩＲフィルタ（３０）と、ＦＩＲフィルタ（３０）の出力信号をアナログ信号に変換するサンプルホールド回路（１７）と、サンプルホールド回路（１７）が出力するアナログ信号を前記入力信号にフィードバックする合成器（１２）とを備える。
2013136460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数成分を持つ当該入力信号を第２の周波数でサンプリングして１ビットの第１のデジタル信号に離散化するコンパレータと、
前記第２の周波数を所定の自然数で乗算した第３の周波数で、当該第１のデジタル信号をアップサンプリングし、第２のデジタル信号を出力するアップサンプラと、
前記第２のデジタル信号をデジタル処理し、第３のデジタル信号を出力するデジタルフィルタと、
前記デジタルフィルタの前記第３のデジタル信号を、アナログ信号に変換するサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の前記アナログ信号を、当該入力信号にフィードバックする合成器と、
を備え、前記入力信号をデジタル信号に変換するデルタ・シグマ回路を備えた、
ことを特徴とする無線機。
【請求項２】
前記第１の周波数は、前記第２の周波数の１／２を奇数倍した値である、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線機。
【請求項３】
前記デルタ・シグマ回路は更に、前記合成器の出力信号のうち前記第１の周波数成分を選択的に通過させるバンドパスフィルタを備えた、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線機。
【請求項４】
前記デルタ・シグマ回路の前記デジタルフィルタは、前記第１の周波数および前記第３の周波数の信号成分を除く前記第３の周波数のいずれかの整数倍の信号成分が減衰するように、前記第３のデジタル信号を、前記第３の周波数の１周期分である基本遅延時間で信号を遅延させる複数の遅延素子で順次入力するか、または、当該遅延素子に現在の当該第３のデジタル信号を入力するかを所定パターンで切り替えてＦＩＲフィルタ処理を行うトランスバーサル回路である、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線機。
【請求項５】
前記デジタルフィルタは、記憶手段に格納された前記所定パターンに基いて、ＦＩＲフィルタ処理を行う、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の無線機。
【請求項６】
前記入力信号には、当該入力信号の搬送波の周波数の情報が含まれており、
当該無線機は、前記デルタ・シグマ回路の出力信号を復調して、当該搬送波の周波数を特定し、当該搬送波の周波数に応じた最適な前記所定パターンを選択し、
前記デルタ・シグマ回路は、選択した当該所定パターンに基いて、ＦＩＲフィルタ処理を行う、
ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の無線機。
【請求項７】
前記デルタ・シグマ回路の前記デジタルフィルタは、前記第１の周波数および前記第３の周波数の信号成分以外の、前記第３の周波数のいずれかの整数倍の信号成分が減衰するように、所定のデジタル信号を前記第３のデジタル信号に挿入する、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線機。
【請求項８】
前記デジタルフィルタは、前記第２の周波数に対する周期内で、当該基本遅延時間ごとに所定のデジタル信号を挿入する、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の無線機。
【請求項９】
前記デジタルフィルタは、記憶部を参照して、前記所定のデジタル信号を決定する、
ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の無線機。
【請求項１０】
前記デルタ・シグマ回路は更に、
前記バンドパスフィルタの出力信号に、前記サンプルホールド回路の前記アナログ信号を合成する第２の合成器と、
前記第２の合成器の出力信号を更に、出力信号のうち前記第１の周波数成分を選択的に通過させる第２のバンドパスフィルタと、
を備えたことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の無線機。
【請求項１１】
前記デルタ・シグマ回路は更に、
当該入力信号を増幅する第１のフィードフォワード増幅器と、
当該入力信号を増幅する第２のフィードフォワード増幅器と、
当該入力信号を増幅する第３のフィードフォワード増幅器と、
前記サンプルホールド回路の前記アナログ信号を増幅する第１のフィードバック増幅器と、
前記サンプルホールド回路の前記アナログ信号を増幅する第２のフィードバック増幅器と、
前記第２のバンドパスフィルタの信号および前記第３のフィードフォワード増幅器の出力信号を加算して合成する第３の合成器とを備え、
前記合成器は、前記第１のフィードフォワード増幅器の出力信号から前記第１のフィードバック増幅器の出力信号を減算して合成し、
前記第２の合成器は、前記第２のフィードフォワード増幅器の出力信号と前記バンドパスフィルタの出力信号とを加算し、前記第１のフィードバック増幅器の出力信号を減算して合成する、
ことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の無線機。
【請求項１２】
前記バンドパスフィルタおよび前記第２のバンドパスフィルタは、ＬＣＲ回路で構成されている、
ことを特徴とする請求の範囲第１０項または請求の範囲第１１項に記載の無線機。
【請求項１３】
デジタル信号処理チップを搭載した多層プリント基板を備える、
ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし請求の範囲第１１項のいずれか１項に記載の無線機。
【請求項１４】
請求の範囲第１項ないし請求の範囲第１１項のいずれか１項に記載の無線機を備えている、
ことを特徴とする昇降機制御システム。
【請求項１５】
請求の範囲第１項ないし請求の範囲第１４項のいずれか１項に記載の無線機を備えている、
ことを特徴とする変電設備制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号が重畳された搬送波を受信し、当該搬送波をより低い周波数にダウンコンバートして復調を行う無線機、当該無線機を用いた昇降機制御システム、および、当該無線機を用いた変電設備制御システムに関する。特に、この機能を長寿命化、無調整化することが容易な信頼性の高いハードウェア構成を有する無線機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線技術は、通信、放送の分野で長足の進歩を遂げ、より高い信頼性を要求される監視分野、制御分野での適用が期待されるようになった。【０００３】
無線通信の伝送路は、自由空間である。そのため無線通信は、有線通信に比べ、外部の雑音に対して脆弱であるという問題と、この雑音により伝送路が切断されてしまうという問題とを有している。これらの問題により、無線通信は、常時接続を原則とする監視分野および制御分野での適用が見送られてきた。【０００４】
近年の半導体技術の著しい進歩により、信号処理可能な最少時間単位が劇的に小さくなり、監視や制御に必要とされる信号系列の時間間隔より、遥かに短い時間で信号処理が可能となった。そのため、無線通信に於いて、信号系列の時間間隔内に同一の信号系列を再送して、信号の伝送路を等価的に多重化することにより、信頼性を向上することができるようになった。これにより、無線技術は、監視分野および制御分野での適用が期待されるようになった。【０００５】
さらに、信号の符号化および複合化の技術により、無線通信に於ける信号対雑音比は、目を見張る向上を成し遂げた。この、信号対雑音比の向上は、監視および制御の分野に於ける無線技術の適用を後押ししている。【０００６】
無線伝送に於ける媒体は、電磁波である。無線伝送に於ける伝送路は、自由空間である。自由空間内を伝搬可能な電磁波の周波数は、実質的に３００ＭＨｚから３ＧＨｚの間である。電磁波は、周波数が３ＧＨｚより高いと、回折による損失が大きくなり、見通し外通信が期待できない。更に電磁波は、周波数が３００ＭＨｚより低いと、アンテナの効率が極めて低下し、実現性に問題が生じる。【０００７】
監視分野または制御分野に必要とされる信号の周波数帯域は、数１００ＫＨｚから数ＭＨｚである。監視分野または制御分野に無線技術を適用するには、数１００ＫＨｚから数ＭＨｚの周波数帯域を有する信号を、空間伝送に適する周波数の搬送波に重畳して空間を伝送させ、当該搬送波を受信して低い周波数にダウンコンバートし、原信号を復調する必要がある。【０００８】
搬送波の周波数をダウンコンバートするには、正弦波の非線形現象を応用し、周波数ミキサによって、搬送波と同一あるいは異なる周波数の局部信号を掛け合わせ、当該搬送波と当該局部信号の差の周波数の信号を得る方法がある。周波数ミキサは、非線形アナログ回路である。この方法は、半導体素子の入出力関係の非線形領域を用いている。半導体素子の温度変化または経年変化により、当該入出力関係は変化するので、この方法を用いるダウンコンバート装置は、温度補償が必要であり、かつ短寿命であるという欠点がある。一般的な通信分野および放送分野の無線機は、この理由により、２〜５年毎に調整を要する。【０００９】
監視分野、制御分野の機器とは、すなわち社会インフラ機器である。この社会インフラ機器に求められる寿命は、１０〜２０年が一般的である。したがって、監視分野、制御分野の機器は、周波数ミキサなどの非線形アナログ回路を用いることのない無線機のハードウェアを搭載することが望まれている。【００１０】
この要望は、デルタ・シグマ変調器を用いた周波数変換技術で応えることができる。デルタ・シグマ変調器を用いた周波数変換技術は、フィードバックループにデジタルループを含み、アナログ回路とデジタル回路とを組み込むことによって、周波数変換機能を実現している。デルタ・シグマ変調回路の基本構成は、合成器と、アナログフィルタと、アナログ・デジタル変換器と、デジタル・アナログ変換器と、クロック発生回路とである。デルタ・シグマ変調回路は、アナログ非線形回路を含まないため、温度補償が不要で、かつ、長寿命である。そのため、デルタ・シグマ変調回路は、社会インフラ機器に搭載する無線機に適している。【００１１】
特許文献１の要約には、入力信号から帰還信号を減算する減算器と、減算器の出力を入力とするループフィルタと、ループフィルタの出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器の出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換器の出力を帰還信号として帰還する帰還回路とでノイズシェーピング型Ａ／Ｄ変換器を構成し、さらにフィルタの出力を入力信号の周波数より低い所定の周波数に変換する第１の周波数変換器と、Ｄ／Ａ変換器の出力を入力信号の周波数と同一周波数に変換する第２の周波数変換器を設けることにより周波数変換機能を持たせたＡ／Ｄ変換装置の発明が記載されている。【００１２】
特許文献２の請求項２には、複数の係数器の出力が入力される複数の加算器と、この複数の加算器の間を接続し、ぞれぞれ（Ｔ／ｎ）（Ｔはサンプリング周期）の遅延時間を有する遅延素子が、直列にｎ個接続されたトランスバーサルフィルタの発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−０８８５７７号公報
【特許文献２】特開平４−２６６２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１に記載の発明では、デルタ・シグマ回路の基本構成にミキサを加えて、周波数変換範囲を広げている。しかし、特許文献１に記載の発明は、デルタ・シグマ回路の性能向上の為にアナログ非線形回路を用いているので、社会インフラ機器に好適な長寿命化、無調性化が実現できない虞がある。【００１５】
デルタ・シグマ変調器では、アナログ・デジタル変換器のアナログ信号の離散化の精度が、周波数変換機能の性能に大きく影響する。アナログ信号を精度よく離散化するには、多段の固定式閾値と入力信号とを比較するアナログ・デジタル変換回路が必要である。このとき、各閾値の相対間隔がアナログ・デジタル変換器のアナログ信号離散化の精度を決定する。これら閾値は半導体素子の物理常数値（例えばビルトインポテンシャル）を用いて決定されるので、温度変化、経年変化の影響を強く受ける。したがって、装置の長寿命化、無調整化の観点から問題がある。【００１６】
特許文献２に記載の発明によれば、デルタ・シグマ変調器のデジタルパスにおいて、サンプリング周波数を局所的に整数倍化し、デジタル演算の精度を向上させることができる。しかし、特許文献２に記載のデルタ・シグマ変調器は、離散化による精度の劣化が発生してしまう虞がある。【００１７】
そこで、本発明は、無線機が受信した搬送波の周波数をダウンコンバートする回路を、温度変化と経年変化とを受けにくい構成とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記した課題を解決するため、本発明の無線機は、以下のように構成した。
すなわち、請求項１に記載の発明は、当該デルタ・シグマ回路は、第１の周波数成分を持つ入力信号を第２の周波数でサンプリングして１ビットの第１のデジタル信号に離散化するコンパレータと、前記第２の周波数を所定の自然数で乗算した第３の周波数で、当該第１のデジタル信号をアップサンプリングし、第２のデジタル信号を出力するアップサンプラと、前記第２のデジタル信号をデジタル処理し、第３のデジタル信号を出力するデジタルフィルタと、前記デジタルフィルタの前記第３のデジタル信号を、アナログ信号に変換するサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路の前記アナログ信号を、当該入力信号にフィードバックする合成器と、を備え、前記入力信号をデジタル信号に変換するデルタ・シグマ回路を備えた、ことを特徴とする無線機とした。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、無線機が受信した搬送波の周波数をダウンコンバートする回路を、温度変化と経年変化とを受けにくい構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
【図２】第１の実施形態に於ける無線機を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施形態に於ける無線機のＦＩＲフィルタを示す概略の構成図である。
【図４】第３の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
【図５】第４の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
【図６】第５の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
【図７】第６の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
【図８】第７の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
【図９】第７の実施形態に於ける無線機の実装を示す図である。
【図１０】第８の実施形態に於ける昇降機システムを示す概略の構成図である。
【図１１】第９の実施形態に於ける変電設備監視システムを示す概略の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以降、本発明を実施するための形態を、図を参照して詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態の構成）
図１（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
図１（ａ）は、無線機１の構成を示す図である。
無線機１は、デルタ・シグマ回路１０と、信号処理装置４０とを備えている。
デルタ・シグマ回路１０は、合成器１２と、バンドパスフィルタ１３と、コンパレータ１４と、アップサンプリング回路２２と、ＦＩＲ（Finite impulse response）フィルタ３０と、サンプルホールド回路１７と、線形増幅器１９と、クロック発生回路１５と、クロック整数倍回路１６と、制御回路１８とを備えている。
【００２３】
無線機１は、入力端子１１に接続された図示しないアンテナから搬送波電力を取り込み、この搬送波をダウンコンバート回路であるデルタ・シグマ回路１０でダウンコンバートして、原信号を出力端子２１から出力し、信号処理装置４０で信号を処理するものである。
【００２４】
入力端子１１は、合成器１２の加算入力端子に接続されている。合成器１２の出力端子は、バンドパスフィルタ１３に接続されている。バンドパスフィルタ１３の出力端子は、コンパレータ１４に接続されている。コンパレータ１４には更に、クロック発生回路１５の出力端子が接続されている。コンパレータ１４の出力端子は、出力端子２１とアップサンプリング回路２２とに接続されている。出力端子２１は、信号処理装置４０に接続されている。
【００２５】
アップサンプリング回路２２の出力端子は、ＦＩＲフィルタ３０に接続されている。ＦＩＲフィルタ３０は、制御回路１８とバス接続されている。ＦＩＲフィルタ３０の出力端子は、サンプルホールド回路１７に接続されている。サンプルホールド回路１７は更に、クロック整数倍回路１６の出力端子が接続されている。クロック整数倍回路１６には更に、クロック発生回路１５の出力端子が接続されている。サンプルホールド回路１７の出力端子は、線形増幅器１９に接続されている。線形増幅器１９の出力端子は、合成器１２の減算入力端子に接続されている。
合成器１２は、加算入力端子に入力された信号から、減算入力端子に入力された信号を減算した合成信号を出力するものである。
バンドパスフィルタ１３は、入力信号の所定周波数成分を選択的に出力するものである。
【００２６】
コンパレータ１４は、入力されたクロック信号ＣＬＫ（周期Ｔｓ）ごとに、入力アナログ信号を閾値と比較し、比較結果である１ビットのデジタル信号を出力するものである。すなわち、コンパレータ１４は、周波数ｆｓ（＝１／Ｔｓ）で、入力アナログ信号をサンプリングしてデジタル信号を出力する。
信号処理装置４０は、内部に急峻なデジタルフィルタを備え、基本周波数のエイリアス成分を抽出するものである。
【００２７】
アップサンプリング回路２２は、クロック信号ＣＬＫでサンプリングされた入力デジタル信号を、Ｎ倍のクロック信号（ＣＬＫ×Ｎ）でサンプリングされたデジタル信号にアップサンプリングして出力するものである。
【００２８】
ＦＩＲフィルタ３０は、デジタルフィルタであり、入力されたデジタル信号に、例えば有限インパルス応答フィルタ処理であるデジタル信号処理を掛けるものである。
制御回路１８は、ＦＩＲフィルタ３０を制御するものであり、ＦＩＲフィルタ３０のタップ係数を、予め定められた値に設定する。
サンプルホールド回路１７は、入力されたクロック信号ＣＬＫごとに、入力されたデジタル信号をサンプルホールドして出力するものである。
線形増幅器１９は、例えば、演算増幅器を用いた非反転増幅回路であり、入力された信号を、第１のゲインで線形に増幅するものである。
クロック発生回路１５は、所定周波数のクロック信号ＣＬＫを出力するものである。このクロック信号ＣＬＫは、周期Ｔｓの発振信号である。
クロック整数倍回路１６は、入力されたクロック信号ＣＬＫを、Ｎ倍のクロック信号（ＣＬＫ×Ｎ）に変換するものである。Ｎは、自然数である。
【００２９】
図１（ｂ）は、ＦＩＲフィルタ３０の構成を示す図である。
ＦＩＲフィルタ３０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）３１と、直列に結合したＮ個の遅延器３３と、Ｎ−１個のスイッチ回路３２とを備えている。
ＲＡＭ３１は、バスを介して制御回路１８に接続されている。
ＦＩＲフィルタ３０の入力端子と出力端子との間には、直列に結合したＮ個の遅延器３３が接続されている。
【００３０】
ＦＩＲフィルタ３０の入力端子は更に、Ｎ−１個のスイッチ回路３２の入力端子に接続されている。Ｎ−１個のスイッチ回路３２の制御端子は、それぞれＲＡＭ３１に接続されている。Ｎ−１個のスイッチ回路３２の出力端子は、それぞれＮ個の遅延器３３の接続ノードに接続されている。
ＦＩＲフィルタ３０は、直列に結合したＮ個の遅延器３３によるトランスバーサル構成を有している。
【００３１】
（第１の実施形態の動作）
図１（ａ）に基き、無線機１の動作を説明する。
入力端子１１に入力された搬送波は、合成器１２を介して、バンドパスフィルタ１３に入力される。バンドパスフィルタ１３に入力されたアナログ信号は、所定周波数成分が選択的にコンパレータ１４に入力される。コンパレータ１４に入力されたアナログ信号は、クロック発生回路１５が出力するクロック信号ＣＬＫごとに閾値と比較される。比較結果である１ビットのデジタル信号は、アップサンプリング回路２２に入力される。当該１ビットのデジタル信号は更に、出力端子２１にも出力される。
【００３２】
アップサンプリング回路２２に入力されたデジタル信号は、Ｎ倍のクロック信号（ＣＬＫ×Ｎ）でアップサンプリングされて、ＦＩＲフィルタ３０に入力される。
ＦＩＲフィルタ３０に入力されたデジタル信号は、有限インパルス応答フィルタ処理が掛けられたのち、サンプルホールド回路１７に入力される。
【００３３】
サンプルホールド回路１７に入力されたデジタル信号は、入力されたクロック信号ごとにサンプルホールドされて、アナログ信号に変換され、線形増幅器１９に入力される。
線形増幅器１９に入力されたアナログ信号は、第１のゲインで線形に増幅され、合成器１２の減算入力端子にフィードバックされる。
【００３４】
図１（ｂ）に基き、ＦＩＲフィルタ３０の動作を説明する。
ＦＩＲフィルタ３０の入力信号は、Ｎ−１個のスイッチ回路３２により、０または１の１ビットの重み付けがされ、Ｎ個の遅延器３３により、サンプリング周期Ｔｓの１／Ｎだけ順次遅延されて加算されて、ＦＩＲフィルタ３０の出力信号となる。
【００３５】
ＦＩＲフィルタ３０の重み付け係数（０または１の組み合わせ）は、予め決められている。予め決められた重み付け係数は、制御回路１８からＲＡＭ３１に転送されて、Ｎ−１個のスイッチ回路３２の制御端子に出力され、Ｎ−１個のスイッチ回路３２の開閉パターンを決定する。
【００３６】
重み付け係数は、例えば、総当り的探索法によって、デジタル信号のうち不要なエイリアス成分を削減する値が求められる。無線機１の図示しないアンテナで受信された搬送波は、デルタ・シグマ回路１０の入力端子１１に入力され、バンドパスフィルタ１３により搬送波周波数ｆｃ以下の信号を選択的に除去し、コンパレータ１４により離散化され、搬送波周波数ｆｃとコンパレータ１４のサンプリング周波数ｆｓ（＝１／Ｔｓ）との整数倍との差の周波数を基本周波数として、その基本周波数の整数倍の信号が、エイリアス信号として生成される。本実施形態では、サンプリング周波数ｆｓの１／２の奇数倍が搬送波周波数ｆｃと一致するように設定されている。
【００３７】
この基本周波数の整数倍であるエイリアス信号のうち、基本周波数のエイリアス信号は、出力端子２１より信号処理装置４０に転送される。基本周波数の２倍以上のエイリアス信号の大半は、ＦＩＲフィルタ３０により削減され、サンプルホールド回路１７および線形増幅器１９を介した合成器１２への差入力となる。これにより、当該搬送波周波数ｆｃおよび当該基本周波数を持つ信号は、フィードバックループで強め合う。コンパレータ１４で発生する量子化雑音は、フィードバックループで弱め合う。これにより、搬送波信号を、高い信号対雑音比で基本周波数の原信号に変換（ダウンコンバート）することができる。
【００３８】
図２（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態に於けるデルタ・シグマ回路の周波数特性図である。
図２（ａ）は、デルタ・シグマ回路１０の入力端子１１から入力される信号Ｓａの周波数特性を示す図である。図２（ａ）の縦軸は、信号Ｓａの周波数スペクトラムを示している。
【００３９】
図２（ｂ）は、フィードバックされていない状態に於けるコンパレータ１４が出力する信号Ｓｂの周波数特性を示す図である。図２（ｂ）の縦軸は、信号Ｓｂの周波数スペクトラムを示している。
図２（ｃ）は、ＦＩＲフィルタ３０が出力する信号Ｓｃの周波数特性を示す図である。図２（ｃ）の縦軸は、信号Ｓｃの周波数スペクトラムを示している。
【００４０】
図２（ｄ）は、デルタ・シグマ回路１０の出力端子２１から出力される信号Ｓｄの周波数特性を示す図である。図２（ｄ）の縦軸は、信号Ｓｄの周波数スペクトラムを示している。図２（ａ）〜（ｄ）の横軸は、共通する周波数ｆを示している。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、信号Ｓａには、搬送波の周波数スペクトラムが観測される。この周波数スペクトラムは、搬送波周波数ｆｃを通過域とするバンドパスフィルタ１３を経ても同様である。
【００４２】
図２（ｂ）に示すように、コンパレータ１４によって離散化された信号Ｓｂは、搬送波周波数ｆｃとサンプリング周波数ｆｓ（＝１／Ｔｓ）の整数倍との差の周波数を基本周波数とする同形のエイリアス信号が、周波数軸上に等間隔で無限に存在している。ここでは、エイリアス信号は、例えば、周波数ｆｓ／２、周波数ｆｓ×３／２、周波数ｆｓ×５／２、周波数ｆｓ×７／２、…である。
【００４３】
図２（ｃ）に示すように、ＦＩＲフィルタ３０によって処理された信号Ｓｃは、高域エイリアス信号の多くの部分が減衰する。この周波数スペクトラムは、サンプルホールド回路１７と線形増幅器１９とを介しても同様に維持され、合成器１２の減算入力端子にフィードバックされる。信号処理装置４０に供給されたデジタル信号は、急峻なデジタルフィルタにより、基本周波数のエイリアス成分のみが高品質で抽出され、図２（ｄ）に示すように周波数スペクトラムを備えた信号Ｓｄが得られる。
本実施形態のデルタ・シグマ回路１０は、図２（ａ）〜（ｄ）に示す周波数スペクトラムにより特徴づけられる。これにより、無線機１は、空中を高い周波数で伝搬してきた電磁波信号を、デジタルサンプリングにより発生する雑音成分の信号対雑音比に対する効果を低減しつつ、デジタル信号処理可能なより低い周波数へと変換することができる。
【００４４】
（第１の実施形態の効果）
以上説明した第１の実施形態では、次の（Ａ），（Ｂ）のような効果がある。
【００４５】
（Ａ）  無線機１は、温度変化や経年変化の影響を受けにくい合成器１２、コンパレータ１４、サンプルホールド回路１７、線形増幅器１９、アップサンプリング回路２２、およびＦＩＲフィルタ３０を用いてデルタ・シグマ回路１０を構成し、周波数をダウンコンバートしている。これにより、無線機１は、温度変化や経年変化の影響を受けにくくなり、長寿命化と無調整化とに寄与することができる。
【００４６】
（Ｂ）  無線機１は、空中を高い周波数で伝搬してきた電磁波信号を、デジタルサンプリングにより発生する雑音成分の信号対雑音比に対する効果を低減しつつ、デジタル信号処理可能なより低い周波数へと変換することができる。これにより、電波に重畳された信号を小型で安価なデジタル信号処理デバイスで処理可能となり、無線機の低コスト化に寄与することができる。
【００４７】
（第２の実施形態の構成）
第２の実施形態の無線機は、第１の実施形態の無線機１とは異なるデルタ・シグマ回路１０を備えている他は、第１の実施形態の無線機１と同様に構成されている。
第２の実施形態のデルタ・シグマ回路１０は、第１の実施形態のデルタ・シグマ回路１０とは異なるＦＩＲフィルタ３０Ａ（図３参照）を備えている他は、第１の実施形態のデルタ・シグマ回路１０と同様に構成されている。
【００４８】
図３は、第２の実施形態に於ける無線機のＦＩＲフィルタを示す概略の構成図である。
第２の実施形態に於ける無線機１ＡのＦＩＲフィルタ３０Ａは、第１の実施形態のＦＩＲフィルタ３０（図１）とは異なり、Ｎ−１個のスイッチ回路３２が、Ｎ−１個の１ビット信号送出回路３４によって置き換えられ、トランスバーサル回路の重み付けが行われる。
【００４９】
Ｎ−１個の１ビット信号送出回路３４の入力端子は、それぞれＲＡＭ３１Ａに接続されている。Ｎ−１個の１ビット信号送出回路３４の出力端子は、それぞれＮ個の遅延器３３間の接続ノードに接続されている。
【００５０】
（第２の実施形態の動作）
１ビット信号送出回路３４の出力パターンは、あらかじめ決められている。デルタ・シグマ回路１０Ａが備える制御回路１８は、ＲＡＭ３１に出力パターンを転送する。１ビット信号送出回路３４は、ＲＡＭ３１内のパターン通りの１ビット信号を、搬送波をサンプリングした周期の隙間に埋め込むことにより、不要なエイリアス信号を除去する。
【００５１】
（第２の実施形態の効果）
以上説明した第２の実施形態では、次の（Ｃ）のような効果がある。
【００５２】
（Ｃ）  第２の実施形態のＦＩＲフィルタ３０Ａは、搬送波信号がない場合にも不要エイリアスを削減するための信号を、搬送波をサンプリングした周期の隙間に直ちに埋め込むことができる。これにより、第１の実施形態のＦＩＲフィルタ３０と比べ、不要なエイリアス信号を削減する効果を、より早いタイミングで得ることができる。
【００５３】
（第３の実施形態の構成）
図４は、第３の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
第３の実施形態に於ける無線機１Ｂは、第１の実施形態の無線機１（図１）とは異なるデルタ・シグマ回路１０Ｂを備えている。無線機１Ｂは、前記以外は、第１の実施形態の無線機１（図１）と同様に構成されている。
第３の実施形態に於けるデルタ・シグマ回路１０Ｂは、第１の実施形態のデルタ・シグマ回路１０（図１）とは異なり、バンドパスフィルタ１３が、ＬＣＲフィルタ１３Ｂで実現されている。
ＬＣＲフィルタ１３Ｂは、例えば、入力端子と出力端子との間にコイル（Ｌ）と抵抗（Ｒ）とが直列接続され、出力端子とグランドとの間にコンデンサ（Ｃ）が接続されている。デルタ・シグマ回路１０Ｂは、前記以外は、第１の実施形態のデルタ・シグマ回路１０（図１）と同様に構成されている。
【００５４】
（第３の実施形態の効果）
以上説明した第３の実施形態では、次の（Ｄ）のような効果がある。
【００５５】
（Ｄ）  ＬＣＲフィルタ１３Ｂは、小型のチップ部品により実現可能である。よって、無線機１Ｂは、小型化することができる。
【００５６】
（第４の実施形態の構成）
図５（ａ）〜（ｃ）は、第４の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
図５（ａ）は、無線機１Ｃを示す構成図である。
第４の実施形態の無線機１Ｃは、第１の実施形態の無線機１（図１）のデルタ・シグマ回路１０とは異なるデルタ・シグマ回路１０Ｃと、第１の実施形態の信号処理装置４０とは異なる信号処理装置４０Ｃと、を備えている。無線機１Ｃは、前記以外は、第１の実施形態の無線機１（図１）と同様に構成されている。
また、第４の実施形態のデルタ・シグマ回路１０Ｃは、第１の実施形態のデルタ・シグマ回路１０のＦＩＲフィルタ３０（図１）とは異なるＦＩＲフィルタ３０Ｃとを備えている。更に、第４の実施形態のデルタ・シグマ回路１０Ｃは、第１の実施形態のデルタ・シグマ回路１０（図１）が備える制御回路１８を備えていない。デルタ・シグマ回路１０Ｃは、前記以外は、第１の実施形態のデルタ・シグマ回路１０（図１）と同様に構成されている。
信号処理装置４０Ｃは更に、復調回路４１を備えている。復調回路４１の出力信号は、ＦＩＲフィルタ３０Ｃの制御端子に接続されている。
復調回路４１は、出力端子２１から信号処理装置４０に入力された信号から、搬送波周波数ｆｃに関する情報を抽出するものである。
ＦＩＲフィルタ３０Ｃは、制御端子に入力された信号に基いて、入力信号をデジタルフィルタ処理するものである。
【００５７】
図５（ｂ）は、デルタ・シグマ回路１０Ｃが備えるＦＩＲフィルタ３０Ｃの構成図である。
ＦＩＲフィルタ３０Ｃは、第１の実施形態のＦＩＲフィルタ３０と同様の構成に加えて、更にＲＯＭ（Read Only Memory）３５Ｃを備えている。ＲＯＭ３５Ｃの制御端子は、復調回路４１の出力端子と接続されている。ＲＯＭ３５Ｃは更に、ＲＡＭ３１とバスを介して接続されている。
ＲＯＭ３５Ｃは、制御端子から入力された信号に応じたデータパターンをＲＡＭ３１に出力するものである。
【００５８】
図５（ｃ）は、ＦＩＲフィルタ３０Ｃが備えるＲＯＭ３５Ｃに格納されたデータ構造を示す図である。
ＲＯＭ３５Ｃには、搬送波周波数ｆｃとサンプリング周波数ｆｓとの関係に対する最適なスイッチ回路３２の重み付け係数が、１または０の１ビットのパターンとしてテーブル形式で格納されている。このテーブルの横軸は、Ｎ−１個のスイッチ回路３２のいずれに対応しているかを示している。テーブルの縦軸は、基本周波数のＭ倍の周波数を抑圧することを示している。この最適なスイッチ回路３２の重み付けの情報は、例えば、総当り法により、予め求めることができる。
【００５９】
（第４の実施形態の動作）
図５に基き、第４の実施形態の無線機の動作を説明する。
本実施形態のデルタ・シグマ回路１０Ｃは、入力される搬送波周波数ｆｃがサンプリング周波数ｆｓの１／２の奇数倍である。つまり、この搬送波は、サンプリング周波数ｆｓの１／２の奇数倍の周波数成分を、変調信号として含んでいる。デルタ・シグマ回路１０Ｃは、入力された搬送波をダウンコンバートし、出力端子２１から信号処理装置４０に送出する。信号処理装置４０は、この送出信号から、搬送波周波数ｆｃとサンプリング周波数ｆｓとの関係に関する情報Ｍを、復調回路４１によって抽出し、ＦＩＲフィルタ３０Ｃに伝達する。ＦＩＲフィルタ３０Ｃは、ＲＯＭ３５Ｃ（図５（ｃ））から、情報Ｍに基づいて所定のフィルタ係数を抽出し、ＦＩＲフィルタ処理を行う。情報Ｍは、奇数であり、かつ、後記する式１の関係を有している。
ｆｃ＝Ｍ×ｆｓ／２  ・・・  （式１）
【００６０】
図５（ｃ）に示すように、ＲＯＭ３５Ｃには、搬送波周波数ｆｃとサンプリング周波数ｆｓとの関係に対するスイッチ回路３２の重み付けの情報が、予め格納されている。図５（ｂ）に示すように、ＦＩＲフィルタ３０Ｃは、伝達された信号とＲＯＭ３５Ｃと照らし合わせ、ＦＩＲフィルタ３０Ｃの具備する複数のスイッチ回路３２の開閉パターンをＲＯＭ３５ＣからＲＡＭ３１に転送し、ＲＡＭ３１の開閉パターンによって、複数のスイッチ回路３２の開閉を行う。これにより、周波数ｆｓ／２の信号を取り出すことができる。
【００６１】
例えば、復調回路４１が、搬送波周波数ｆｃ＝（ｆｓ×３／２）を検出すると、基本周波数の１／２の３倍の周波数を検出した旨を、ＦＩＲフィルタ３０Ｃに出力する。
【００６２】
ＦＩＲフィルタ３０Ｃは、Ｍ＝３のときの開閉パターンである０，１，１，０，…，１をＲＯＭ３５ＣからＲＡＭ３１に転送する。ＲＡＭ３１は、この開閉パターンによって、複数のスイッチ回路３２の開閉を行う。これにより、搬送波周波数ｆｃ＝（ｆｓ×３／２）を抑圧し、周波数ｆｓ／２のエイリアス信号を取り出すことができる。この周波数ｆｓ／２のエイリアス信号は、搬送波をダウンコンバートした信号である。
【００６３】
（第４の実施形態の効果）
以上説明した第４の実施形態では、次の（Ｅ）のような効果がある。
【００６４】
（Ｅ）  無線機１Ｃは、入力する搬送波周波数ｆｃが変化しても、この変化に追随して搬送波をダウンコンバートできる。これにより、無線機１Ｃが扱う搬送波の周波数を可変できるという効果を奏する。
【００６５】
（第５の実施形態の構成）
図６（ａ），（ｂ）は、第５の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
図６（ａ）は、無線機１Ｄの構成図である。
第５の実施形態に於ける無線機１Ｄは、第４の実施形態の無線機１Ｃ（図５）とは異なる信号処理装置４０Ｄと、デルタ・シグマ回路１０Ｄとを備えている。無線機１Ｄは、前記以外は、第４の実施形態の無線機１Ｃ（図５）と同様に構成されている。
第５の実施形態に於けるデルタ・シグマ回路１０Ｄは、第４の実施形態のデルタ・シグマ回路１０Ｃ（図５）とは異なる信号処理装置４０Ｄと、ＦＩＲフィルタ３０Ｄと、クロック整数倍回路１６Ｄと、アップサンプリング回路２２Ｄとを備えている。デルタ・シグマ回路１０Ｄは、前記以外は、第４の実施形態のデルタ・シグマ回路１０Ｃ（図５）と同様に構成されている。
【００６６】
復調回路４１Ｄの第２の出力端子は、ＦＩＲフィルタ３０Ｄの第２の制御端子と、クロック整数倍回路１６Ｄの制御端子と、アップサンプリング回路２２Ｄの制御端子とに接続されている。
【００６７】
ＦＩＲフィルタ３０Ｄは、第４の実施形態のＦＩＲフィルタ３０Ｃとは異なり、第２の制御端子に入力された信号によって、トランスバーサルフィルタの段数を可変できる機能を有している。
【００６８】
クロック整数倍回路１６Ｄは、第４の実施形態のクロック整数倍回路１６とは異なり、制御端子に入力された信号によって、入力されたクロック信号ＣＬＫの逓倍数Ｎを可変できる機能を有している。
【００６９】
アップサンプリング回路２２Ｄは、第４の実施形態のアップサンプリング回路２２とは異なり、制御端子に入力された信号によって、入力信号のアップサンプリング数Ｎを可変できる機能を有している。
【００７０】
図６（ｂ）は、ＦＩＲフィルタ３０Ｄの構成図である。
ＦＩＲフィルタ３０Ｄは、第４の実施形態のＦＩＲフィルタ３０Ｃ（図５）と同様の構成に加えて、更にＮ−１個の第２スイッチ回路３６と、デコーダ３７とを備えている。デコーダ３７の入力側は、このＦＩＲフィルタ３０Ｄの第２の制御端子に接続されている。デコーダ３７の出力側は、Ｎ−１個の第２スイッチ回路３６に、それぞれ接続されている。Ｎ−１個の第２スイッチ回路３６は、各遅延器３３と各スイッチ回路３２との間に設けられ、この出力信号を、このＦＩＲフィルタ３０Ｄの出力端子にバイパスするか否かを切り替えている。すなわち、ＦＩＲフィルタ３０Ｄは、所望のエイリアス信号の周波数に応じた精度のデジタル処理を行っている。
【００７１】
（第５の実施形態の動作）
図６に基き、第５の実施形態のデルタ・シグマ回路１０Ｄの動作を説明する。
デルタ・シグマ回路１０Ｄは、入力される搬送波周波数ｆｃがサンプリング周波数ｆｓの１／２の奇数倍である。この搬送波は、サンプリング周波数ｆｓの１／２の奇数倍の周波数成分を、変調信号として含んでいる。デルタ・シグマ回路１０Ｄは、入力された搬送波をダウンコンバートし、出力端子２１から信号処理装置４０Ｄに送出する。信号処理装置４０Ｄは、この送出信号から、搬送波周波数ｆｃとサンプリング周波数ｆｓとの関係に関する情報Ｍを、復調回路４１Ｄによって抽出し、ＦＩＲフィルタ３０Ｄに伝達する。更に、信号処理装置４０Ｄは、情報Ｍに最も適したアップサンプリングに関する情報Ｎを算出して、ＦＩＲフィルタ３０Ｄ、クロック整数倍回路１６Ｄ、および、アップサンプリング回路２２Ｄに伝達する。
【００７２】
ＦＩＲフィルタ３０Ｄは、伝達された信号とＲＯＭ３５Ｃと照らし合わせ、ＦＩＲフィルタ３０の具備する複数のスイッチ回路３２の開閉パターンをＲＯＭ３５ＣからＲＡＭ３１に転送し、ＲＡＭ３１の開閉パターンによって、複数のスイッチ回路３２の開閉を行う。これにより、周波数ｆｓ／２の信号を取り出すことができる。
【００７３】
クロック整数倍回路１６Ｄ、アップサンプリング回路２２Ｄ、および、ＦＩＲフィルタ３０Ｄには、情報Ｎが入力される。デルタ・シグマ回路１０Ｄのフィードバック信号は、アップサンプリング回路２２ＤによってＮ倍にアップサンプリングされ、ＦＩＲフィルタ３０Ｄによって、Ｎ段のトランスバーサルフィルタ処理が行われ、クロック整数倍回路１６Ｄとサンプルホールド回路１７とによって、サンプルホールドされてアナログ信号に戻る。これにより、所望のエイリアス信号の周波数に応じた精度のデジタル処理を行うことができる。
【００７４】
（第５の実施形態の効果）
以上説明した第５の実施形態では、次の（Ｆ）のような効果がある。
【００７５】
（Ｆ）  デルタ・シグマ回路１０Ｄのフィードバック信号は、アップサンプリング回路２２ＤによってＮ倍にアップサンプリングされ、ＦＩＲフィルタ３０Ｄによって、Ｎ段のトランスバーサルフィルタ処理が行われ、クロック整数倍回路１６Ｄとサンプルホールド回路１７とによって、サンプルホールドされてアナログ信号に戻る。これにより、所望のエイリアス信号の周波数に応じた時間精度のデジタル処理を行うことができる。
【００７６】
（第６の実施形態の構成）
図７は、第６の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
第６の実施形態に於けるデルタ・シグマ回路１０Ｅは、第１の実施形態のデルタ・シグマ回路１０の合成器１２とＬＣＲフィルタ１３Ｂとが、合成器１２−１とＬＣＲフィルタ１３Ｂ−１と合成器１２−２とＬＣＲフィルタ１３Ｂ−２に置き換わっており、線形増幅器１９が、線形増幅器１９−１，１９−２に置き換わっている。
【００７７】
ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−２，１３Ｂ−１は、ＬＣＲフィルタ１３Ｂと同様の機能を有している。すなわち、ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−２，１３Ｂ−１は、信号の通過域が同一である。合成器１２−１，１２−２は、第１の実施形態の合成器１２と同様の信号合成機能を有している。
【００７８】
入力端子１１は、合成器１２−１の加算入力端子に接続されている。合成器１２−１の出力端子は、ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−１に接続されている。ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−１の出力端子は、合成器１２−２の加算入力端子に接続されている。合成器１２−２の出力端子は、ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−２に接続されている。ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−２の出力端子は、コンパレータ１４に接続されている。
【００７９】
サンプルホールド回路１７の出力端子は、線形増幅器１９−１，１９−２に接続されている。線形増幅器１９−１の出力端子は、合成器１２−１の減算入力端子に接続されている。線形増幅器１９−２の出力端子は、合成器１２−２の減算入力端子に接続されている。
【００８０】
（第６の実施形態の動作）
第６の実施形態に於けるデルタ・シグマ回路１０Ｅは、線形増幅器１９−１と線形増幅器１９−２との増幅率が独立に調節可能である。
【００８１】
（第６の実施形態の効果）
以上説明した第６の実施形態では、次の（Ｇ）のような効果がある。
【００８２】
（Ｇ）  デルタ・シグマ回路１０Ｅは、パラメータ設計の自由度が向上している。これにより、デルタ・シグマ回路１０Ｅは、コンパレータ１４で発生する量子化雑音を更に低減することができ、ダウンコンバート機能の高品質化を実現することができる。
【００８３】
（第７の実施形態の構成）
図８は、第７の実施形態に於ける無線機を示す概略の構成図である。
第７の実施形態に於けるデルタ・シグマ回路１０Ｆは、第６の実施形態のデルタ・シグマ回路１０Ｅに加えて、更に、線形増幅器２３−１〜２３−３と、合成器１２−３とを備えている。
第７の実施形態に於ける無線機１Ｆに於いて、ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−２の出力端子は、合成器１２−３の加算入力端子に接続されている。合成器１２−３の出力端子は、コンパレータ１４に接続されている。
【００８４】
入力端子１１は、線形増幅器２３−１〜２３−３に接続されている。線形増幅器２３−１の出力端子は、合成器１２−１の加算入力端子に接続されている。線形増幅器２３−２の出力端子は、合成器１２−２の加算入力端子に接続されている。線形増幅器２３−３の出力端子は、合成器１２−３の加算入力端子に接続されている。本実施形態のデルタ・シグマ回路１０Ｆは、前記以外は、第６の実施形態のデルタ・シグマ回路１０Ｅと同様に構成されている。
【００８５】
本実施形態のデルタ・シグマ回路１０Ｆに於いて、入力端子１１から入力される搬送波は、線形増幅器２３−１〜２３−３によって重み付けされ、デルタ・シグマ変調回路のメインループにそれぞれ入力される。線形増幅器２３−１〜２３−３は、フィードフォワード制御を行っている。線形増幅器２３−１〜２３−３の増幅率は、それぞれ独立に調整可能である。
【００８６】
デルタ・シグマ回路１０Ｆは、フィードフォワード制御のパラメータ設計の自由度が向上している。これにより、デルタ・シグマ回路１０Ｆは、コンパレータ１４で発生する量子化雑音を更に低減することができ、ダウンコンバート機能の高品質化を実現することができる。
【００８７】
（第７の実施形態の実装例）
図９は、第７の実施形態に於ける無線機の実装を示す図である。
無線機基板５０は、多層プリント基板５３上に、電源回路５４と、高周波コネクタ５１と、デジタル信号コネクタ５２と、線形増幅器２３−１〜２３−３と、合成器１２−１〜１２−３と、ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−１，１３Ｂ−２と、線形増幅器１９−１，１９−２と、コンパレータ１４と、アップサンプリング回路２２と、ＦＩＲフィルタ３０Ｂと、制御回路１８と、サンプルホールド回路１７と、クロック発生回路１５と、クロック整数倍回路１６とを備えている。
【００８８】
電源回路５４と、高周波コネクタ５１と、デジタル信号コネクタ５２と、フ線形増幅器２３−１〜２３−３と、合成器１２−１〜１２−３と、ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−１，１３Ｂ−２と、線形増幅器１９−１，１９−２と、コンパレータ１４と、アップサンプリング回路２２と、ＦＩＲフィルタ３０Ｂと、制御回路１８と、サンプルホールド回路１７と、クロック発生回路１５と、クロック整数倍回路１６とは、それぞれアナログ信号線５５とデジタル信号線５６とで電気的に結合されている。
【００８９】
高周波コネクタ５１は、線形増幅器２３−１〜２３−３に接続されている。線形増幅器２３−１〜２３−３は、それぞれ合成器１２−１〜１２−３の一方の加算入力端子に接続されている。合成器１２−１の出力端子は、ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−１に接続されている。ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−１の出力端子は、合成器１２−２の他方の加算入力端子に接続されている。合成器１２−１の出力端子は、ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−２に接続されている。ＬＣＲフィルタ１３Ｂ−２の出力端子は、合成器１２−３の他方の加算入力端子に接続されている。合成器１２−３の出力端子は、コンパレータ１４に接続されている。
【００９０】
コンパレータ１４のデジタル出力端子は、デジタル信号コネクタ５２に接続されていると共に、アップサンプリング回路２２に接続されている。アップサンプリング回路２２のデジタル出力端子は、ＦＩＲフィルタ３０Ｂに接続されている。ＦＩＲフィルタ３０Ｂは、バスを介して制御回路１８に接続されている。ＦＩＲフィルタ３０Ｂのデジタル出力端子は、サンプルホールド回路１７に接続されている。コンパレータ１４のクロック入力端子には、クロック発生回路１５が接続されている。サンプルホールド回路１７のクロック入力端子には、クロック整数倍回路１６を介してクロック発生回路１５が接続されている。
【００９１】
サンプルホールド回路１７の出力端子には、線形増幅器１９−１，１９−２が接続されている。線形増幅器１９−１，１９−２の出力端子は、それぞれ合成器１２−１，１２−２の減算入力端子に接続され、二重のフィードバックループを構成している。
【００９２】
電源回路５４で発生した直流電流は、多層プリント基板５３の内層に設けられた電源線により、スルーホールなどを介して能動素子や集積回路などに供給される。多層プリント基板５３の内層には、アナログ信号線５５およびデジタル信号線５６に対するグランド面が形成されている。多層プリント基板５３の内層には、当該グランド面と、アナログ信号線５５と、デジタル信号線５６とにより、信号の伝達路であるストリップ線路が形成される。無線機基板５０には、受信波の入力端としての高周波コネクタ５１と、デジタル信号の出力端としてのデジタル信号コネクタ５２とが実装されて、本実施形態に於けるデルタ・シグマ回路１０Ｆを実現している。
【００９３】
第７の実施形態に於けるデルタ・シグマ回路１０Ｆの実装によれば、プリント基板プロセス、および、部品の自動面実装プロセスを用いて、無線機基板５０の量産が可能である。したがって、デルタ・シグマ回路１０Ｆと無線機１Ｆの生産コストを低減することができる。
（第７の実施形態の効果）
以上説明した第７の実施形態では、次の（Ｈ）のような効果がある。
【００９４】
（Ｈ）  プリント基板プロセス、および、部品の自動面実装プロセスを用いて、無線機基板５０の量産が可能である。したがって、デルタ・シグマ回路１０Ｆと無線機１Ｆの生産コストを低減することができる。
（第８の実施形態の構成）
図１０は、第８の実施形態に於ける昇降機システムを示す概略の構成図である。
【００９５】
この昇降機システム１００は、縦長の直方体である建物１０１と、昇降カゴ１１１とを有している。建物１０１の内部に、昇降カゴ１１１の昇降空間が設けられている。昇降カゴ１１１は、図示しないロープと駆動機構によって、建物１０１の内部空間を昇降する。
【００９６】
建物１０１の内部空間の天井部には、基地局無線機１０２−１とアンテナ１０３−１とが設置されている。建物１０１の内部空間の床部には、基地局無線機１０２−２とアンテナ１０３−２とが設置されている。基地局無線機１０２−１，１０２−２は、図１（ａ）に示す無線機１と同一の構成を有している。
【００９７】
昇降カゴ１１１の上面にはアンテナ１１３−１が設けられている。昇降カゴ１１１の下面にはアンテナ１１３−２が設けられている。アンテナ１１３−１，１１３−２は、高周波ケーブル１１４によって、それぞれ端末局無線機１１２に接続されている。端末局無線機１１２は、図１（ａ）に示す無線機１と同様である。
【００９８】
（第８の実施形態の動作）
端末局無線機１１２から送信された電波は、アンテナ１１３−１，１１３−２を介して送信される。送信された電波は、建物１０１の内部空間を無線伝送媒体とするので、建物１０１の内壁および昇降カゴ１１１の外壁によって多重反射を受ける。すなわち、建物１０１の内部空間は、多重波干渉環境を形成する。多重反射を受けた電波は、それぞれアンテナ１０３−１，１０３−２に到達する。
【００９９】
本実施形態では、多重波干渉環境下でも高品質の無線伝送が実現可能となる。建物１０１から無線接続手段によって昇降カゴ１１１の制御／監視が可能となる。これにより、ケーブルなどの有線接続手段によって昇降カゴ１１１が昇降する空間を無駄にすることがなくなる。よって、建物１０１を小体積とすることが可能である。または、同一の建物１０１の体積で昇降カゴ１１１の寸法を増大させて輸送能力を向上させることが可能である。
【０１００】
あわせて、本実施形態の昇降機システム１００は、昇降カゴ１１１の軽量化も可能となる。昇降カゴ１１１に接続されるケーブルなどの有線接続手段の重さは、高層ビルに於いて、無視し得ない重さとなるためである。
【０１０１】
（第８の実施形態の効果）
以上説明した第８の実施形態では、次の（Ｉ）のような効果がある。
【０１０２】
（Ｉ）  建物１０１から無線接続手段によって昇降カゴ１１１の制御／監視が可能となる。これにより、昇降機システム１００は、ケーブルなどの有線接続手段によって昇降カゴ１１１が昇降する空間を無駄にすることがなくなり、小さい建物１０１の体積とすることが可能である。または、同一の建物１０１の体積で昇降カゴ１１１の寸法を増大させて輸送能力を向上させることが可能である。あわせて、昇降機システム１００は、昇降カゴ１１１の軽量化も可能となる。
【０１０３】
（第９の実施形態の構成）
図１１は、第９の実施形態に於ける変電設備監視システムを示す概略の構成図である。
本実施形態の変電設備監視システム２００は、複数の変電機２０１−１〜２０１−１２と、これらの近傍に設定されている複数の無線基地局２１１−１〜２１１−４とを備えている。この無線基地局２１１−１〜２１１−４は、それぞれ第１の実施形態の無線機１を備えている。
本実施形態では、変電機２０１−１〜２０１−１２の数は、無線基地局２１１−１〜２１１−４の数よりも多い。
【０１０４】
それぞれの変電機２０１−１〜２０１−１２は、端末局無線機２０３と端末局２直交偏波一体アンテナ２０２とを備えている。変電機２０１−１〜２０１−１２の寸法は、数ｍのオーダである。
【０１０５】
無線基地局２１１−１〜２１１−４は、それぞれ基地局無線機２１３と基地局２直交偏波一体アンテナ２１２とを備えている。無線機１が使用する数百ＭＨｚから数ＧＨｚの周波数の電磁波の波長に比べて、変電機２０１−１〜２０１−１２の寸法は圧倒的に大きい。
【０１０６】
（第９の実施形態の動作）
本実施形態の変電設備監視システム２００に於いて、電磁波は、複数の変電機２０１−１〜２０１−１２によって多重反射を受ける。変電設備監視システム２００には、多重波干渉環境が形成される。
【０１０７】
本実施形態の端末局無線機２０３と、基地局無線機２１３とは、多重波干渉環境下でも高品質の無線伝送をすることができる。したがって、複数の無線基地局２１１−１〜２１１−４によって、変電機２０１−１〜２０１−１２の遠隔制御と遠隔監視が可能である。これにより、変電設備監視システム２００は、ケーブルなどを用いる場合に問題となる高圧誘導電力の問題を解決でき、ケーブルの敷設コストが不要となる。したがって、変電機２０１−１〜２０１−１２の制御／監視システムの安全性の向上、および、コストの削減が可能となる。
【０１０８】
（第９の実施形態の効果）
以上説明した第９の実施形態では、次の（Ｊ）のような効果がある。
【０１０９】
（Ｊ）  本実施形態の無線機１によれば、多重波干渉環境下でも高品質の無線伝送が実現可能となる。変電機２０１−１〜２０１−１２は、複数の無線基地局２１１−１〜２１１−４によって遠隔からの制御と監視とを行うことができる。これにより、ケーブルなどの有線接続手段を用いる場合に問題となる高圧誘導電力の問題を解決できると共に、ケーブルの敷設コストを削除でき、変電機２０１−１〜２０１−１２の制御／監視システムの安全性向上、および、コスト削減が可能となる。
【０１１０】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ），（ｂ）のようなものがある。
【０１１１】
（ａ）  第８の実施形態に於ける昇降機システム１００は、第１の実施形態の無線機１を用いている。しかし、これに限られず、昇降機システム１００は、第２〜第７の実施形態の無線機１Ａ〜１Ｆを用いてもよい。
【０１１２】
（ｂ）  第９の実施形態の変電設備監視システム２００は、第１の実施形態の無線機１を用いている。しかし、これに限られず、変電設備監視システム２００は、第２〜第７の実施形態の無線機１Ａ〜１Ｆを用いてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１〜１Ｆ  無線機
１０〜１０Ｆ  デルタ・シグマ回路
１１  入力端子
１２  合成器
１２−１  合成器（第１の合成器）
１２−２  合成器（第２の合成器）
１２−３  合成器（第３の合成器）
１３  バンドパスフィルタ
１３Ｂ  ＬＣＲフィルタ（バンドパスフィルタ）
１３Ｂ−２  ＬＣＲフィルタ（第２のバンドパスフィルタ）
１４  コンパレータ
１５  クロック発生回路
１６，１６Ｄ  クロック整数倍回路
１７，１７Ｄ  サンプルホールド回路
１８  制御回路
１９  線形増幅器
１９−１  線形増幅器（第１のフィードバック増幅器）
１９−２  線形増幅器（第２のフィードバック増幅器）
２１  出力端子
２２  アップサンプリング回路（アップサンプラ）
２３−１  線形増幅器（第１のフィードフォワード増幅器）
２３−２  線形増幅器（第２のフィードフォワード増幅器）
２３−３  線形増幅器（第３のフィードフォワード増幅器）
３０〜３０Ｄ  ＦＩＲフィルタ（デジタルフィルタ、トランスバーサル回路）
３１，３１Ａ  ＲＡＭ（記憶部）
３２  スイッチ回路
３３  遅延器
３４  １ビット信号送出回路
３５Ｃ  ＲＯＭ
４０，４０Ｃ  信号処理装置
４１  復調回路
５０  無線機基板
１００  昇降機システム
１０１  建物
１０２−１，１０２−２  基地局無線機
１１１  昇降カゴ
１１２  端末局無線機
２００  変電設備監視システム
２０３  端末局無線機
２１１−１〜２１１−４  無線基地局
２１３  基地局無線機
【図１】
2013136460.tif 000003
【図２】
2013136460.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013136460.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013136460.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013136460.tif 000011
【図１０】
2013136460.tif 000012
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月3日(2014.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数成分を持つ入力信号を第２の周波数でサンプリングして１ビットの第１のデジタル信号に離散化するコンパレータと、
前記第２の周波数を所定の自然数で乗算した第３の周波数で、当該第１のデジタル信号をアップサンプリングし、第２のデジタル信号を出力するアップサンプラと、
前記第２のデジタル信号をデジタル処理し、第３のデジタル信号を出力するデジタルフィルタと、
前記デジタルフィルタの前記第３のデジタル信号を、アナログ信号に変換するサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の前記アナログ信号を、前記入力信号にフィードバックする合成器と、
を備え、前記入力信号をデジタル信号に変換するデルタ・シグマ回路を備えた、
ことを特徴とする無線機。
【請求項２】
前記第１の周波数は、前記第２の周波数の１／２を奇数倍した値である、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線機。
【請求項３】
前記デルタ・シグマ回路は更に、前記合成器の出力信号のうち前記第１の周波数成分を選択的に通過させるバンドパスフィルタを備えた、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線機。
【請求項４】
前記デルタ・シグマ回路の前記デジタルフィルタは、前記第１の周波数および前記第３の周波数の信号成分を除く前記第３の周波数のいずれかの整数倍の信号成分が減衰するように、前記第３のデジタル信号を、前記第３の周波数の１周期分である基本遅延時間で信号を遅延させる複数の遅延素子で順次入力するか、または、当該遅延素子に現在の当該第３のデジタル信号を入力するかを所定パターンで切り替えてＦＩＲフィルタ処理を行うトランスバーサル回路である、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線機。
【請求項５】
前記デジタルフィルタは、記憶手段に格納された前記所定パターンに基いて、ＦＩＲフィルタ処理を行う、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の無線機。
【請求項６】
前記入力信号には、当該入力信号の搬送波の周波数の情報が含まれており、
当該無線機は、前記デルタ・シグマ回路の出力信号を復調して、当該搬送波の周波数を特定し、当該搬送波の周波数に応じた最適な前記所定パターンを選択し、
前記デルタ・シグマ回路は、選択した当該所定パターンに基いて、ＦＩＲフィルタ処理を行う、
ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の無線機。
【請求項７】
前記デルタ・シグマ回路の前記デジタルフィルタは、前記第１の周波数および前記第３の周波数の信号成分以外の、前記第３の周波数のいずれかの整数倍の信号成分が減衰するように、所定のデジタル信号を前記第３のデジタル信号に挿入する、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線機。
【請求項８】
前記デジタルフィルタは、前記第２の周波数に対する周期内で、当該基本遅延時間ごとに所定のデジタル信号を挿入する、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の無線機。
【請求項９】
前記デジタルフィルタは、記憶部を参照して、前記所定のデジタル信号を決定する、
ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の無線機。
【請求項１０】
前記デルタ・シグマ回路は更に、
前記バンドパスフィルタの出力信号に、前記サンプルホールド回路の前記アナログ信号を合成する第２の合成器と、
前記第２の合成器の出力信号を更に、出力信号のうち前記第１の周波数成分を選択的に通過させる第２のバンドパスフィルタと、
を備えたことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の無線機。
【請求項１１】
前記デルタ・シグマ回路は更に、
前記入力信号を増幅する第１のフィードフォワード増幅器と、
前記入力信号を増幅する第２のフィードフォワード増幅器と、
前記入力信号を増幅する第３のフィードフォワード増幅器と、
前記サンプルホールド回路の前記アナログ信号を増幅する第１のフィードバック増幅器と、
前記サンプルホールド回路の前記アナログ信号を増幅する第２のフィードバック増幅器と、
前記第２のバンドパスフィルタの信号および前記第３のフィードフォワード増幅器の出力信号を加算して合成する第３の合成器とを備え、
前記合成器は、前記第１のフィードフォワード増幅器の出力信号から前記第１のフィードバック増幅器の出力信号を減算して合成し、
前記第２の合成器は、前記第２のフィードフォワード増幅器の出力信号と前記バンドパスフィルタの出力信号とを加算し、前記第１のフィードバック増幅器の出力信号を減算して合成する、
ことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の無線機。
【請求項１２】
前記バンドパスフィルタおよび前記第２のバンドパスフィルタは、ＬＣＲ回路で構成されている、
ことを特徴とする請求の範囲第１０項または請求の範囲第１１項に記載の無線機。
【請求項１３】
デジタル信号処理チップを搭載した多層プリント基板を備える、
ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし請求の範囲第１１項のいずれか１項に記載の無線機。
【請求項１４】
請求の範囲第１項ないし請求の範囲第１１項のいずれか１項に記載の無線機を備えている、
ことを特徴とする昇降機制御システム。
【請求項１５】
請求の範囲第１項ないし請求の範囲第１４項のいずれか１項に記載の無線機を備えている、
ことを特徴とする変電設備制御システム。
【国際調査報告】
2013136460.tif 000014
2013136460.tif 000015
2013136460.tif 000016