(57)【要約】【課題】  高い周波数であっても、発振信号に係る周波数逓倍とディジタル変調とを正確かつ同時に行えるようにする。【解決手段】  複数の容量を介して互いに結合することで複数のコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路をループ状に接続して多相発振器を構成するとともに、多相発振器の各相出力から任意の位相の信号を選択出力するための差動動作回路を用いた相選択回路を備えるようにして、各相出力間の位相差が安定した多相出力を得られるようにするとともに、さらにその中から選択される複数の出力を合成することで周波数逓倍された高周波信号を発生できるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路と複数の容量とを有し、上記発振回路間を上記容量で結合して、上記複数の発振回路が上記複数の容量を介してループ状に接続された多相発振器と、
上記多相発振器の各相出力から任意の位相を有する信号を選択し出力する相選択回路とを備え、
上記相選択回路を差動動作回路で構成することを特徴とする高周波信号発生回路。
【請求項２】
上記相選択回路を差動スイッチ回路で構成することを特徴とする請求項１記載の高周波信号発生回路。
【請求項３】
上記相選択回路での相選択は、各相毎に独立して制御可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の高周波信号発生回路。
【請求項４】
複数のコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路と複数の容量とを有し、上記発振回路間を上記容量で結合して、上記複数の発振回路が上記複数の容量を介してループ状に接続された多相発振器と、
上記多相発振器の各相出力にそれぞれ対応して差動動作回路を有し、上記各相出力から任意の位相を有する信号を選択し出力する相選択回路と、
上記相選択回路の差動動作回路毎に設けられ、差動動作回路の出力を送信するアンテナを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項５】
請求項４記載の通信装置に対応する多相発振器、相選択回路、及び複数のアンテナを備え、
上記通信装置と同じ配置の上記アンテナで信号を受信し、上記相選択回路により選択した上記多相発振器の出力に基づく参照信号により受信した信号を復調することを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波信号発生回路及び通信装置に関し、特に、複数のディジタル変復調方式に対応可能な高周波信号発生回路及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高周波信号発生回路を図５に示す。図５において、６０１は発振器、６０２は逓倍器、６０３は増幅器、６０４は遅延器である。また、ＩＮ６１Ａ、ＩＮ６１Ｂは入力端子、ＯＵＴ６１Ａ、ＯＵＴ６１Ｂは出力端子、６０５Ａ、６０５Ｂはミキサ回路である。
【０００３】
図５に示すように、従来の高周波信号発生回路は、発振器６０１の発振出力を逓倍器６０２にて所定倍に逓倍した後、増幅器６０３にて増幅する。さらに、増幅器６０３にて増幅された信号を分岐させ、その一方をミキサ回路６０５Ａに出力し、他方を遅延器６０４にて（π／２）遅延させた後、ミキサ回路６０５Ｂに出力することで、直交ローカル信号を供給している。
【０００４】
また、複数のコルピッツ型発振回路を容量を介してループ状に接続して、複数のコルピッツ型発振回路の各共振器を結合させることで、複数相の発振出力が得られるようにした多相発振器がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０４２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般に遅延器から得られる出力は小さく、従来の高周波信号発生回路においては逓倍器の後段に増幅器を設ける必要があった。また、送受信信号を変調する直交ローカル信号を得るために用いる遅延器には、遅延値が正確であること及び減衰が小さいことが要求されるが、ローカル信号の周波数が高ければ高いほど、これら要求を満たすことは困難になる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高い周波数であっても、発振信号に係る周波数逓倍と、ディジタル変調とを正確かつ同時に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の高周波信号発生回路は、複数のコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路を複数の容量を介してループ状に接続した多相発振器と、その各相出力から任意の位相を有する信号を選択出力する相選択回路とを備える。さらに、相選択回路を差動動作回路を用いて構成する。
また、本発明の通信装置は、複数のコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路を複数の容量を介してループ状に接続した多相発振器と、その各相出力から任意の位相を有する信号を選択し出力する相選択回路と、複数のアンテナを有する。相選択回路は、各相出力に対応して設けられた複数の差動動作回路を有し、差動動作回路の出力をそれぞれ別個のアンテナから送信する。
また、本発明の通信装置は、送信側の通信装置に対応する多相発振器、相選択回路、及び複数のアンテナを有し、同じ配置のアンテナで信号を受信して、相選択された多相発振器の出力に基づく参照信号により受信した信号を復調する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路を用いて多相発振器を構成することにより一定の位相差を有する安定した各相出力が得られ、その各相出力の中から相選択回路の差動動作回路を用いて選択された複数の出力を合成することで周波数逓倍を行うことができる。これにより、周波数が高くとも、周波数逓倍とディジタル変調とを正確かつ同時に行うことができ、遅延量が安定した高周波信号を出力することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の実施形態による高周波信号発生回路を適用した通信装置について説明する。なお、以下の説明においては、多相発振器は、複数のコルピッツ型発振回路を用いて構成するものとして説明するが、複数のクラップ型発振回路を用いて構成しても良い。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態による高周波信号発生回路を適用した送信装置１００の構成例を示す図である。本実施形態における送信装置１００は、高周波信号発生回路１０１と、スタブ１０４と、アンテナ１０５とを有する。
【００１２】
高周波信号発生回路１０１は、多相発振器１０２と相選択回路１０３とを有する。多相発振器１０２は、後述するように複数のコルピッツ型発振回路と複数の容量とを有するドレイン接地型の多相コルピッツ発振回路であり、各発振回路間を容量により結合することで複数のコルピッツ型発振回路がループ状に接続されている。
【００１３】
ループ状に接続された複数のコルピッツ型発振回路で構成することにより、従来のいわゆるリングオシレータと比較してノイズが小さく、また、各コルピッツ型発振回路のドレイン端子より出力を取り出すことで、発振動作（共振回路）に影響を及ぼすことなく出力を得ることが可能である。なお、図１に示した送信装置においては、多相発振器１０２は、１６個のコルピッツ型発振回路（発振周波数を１５．６２５ＧＨｚとする）を用いて構成され、互いに位相が異なり（２π／１６）ずつ位相がずれた１６相の発振出力が得られるものとする。
【００１４】
また、相選択回路１０３は、多相発振器１０２の各相出力に対応して配置され、かつ独立して制御可能な複数の差動スイッチ回路（差動動作回路）ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５を有し、多相発振器１０２の各相出力から任意の位相を有する信号を差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５により選択し出力する。各差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５は、それぞれソースが共通接続された１対のトランジスタ（例えば、ＦＥＴ：電界効果トランジスタ）で構成される。
【００１５】
差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５のコモンソース端子が、多相発振器１０２のドレイン端子にそれぞれ接続される。言い換えれば、差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５と多相発振器１０２のドレイン端子とが１対１に対応するように接続される。また、差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５における一方のトランジスタ（第１のトランジスタ）のドレインが電源線１０６に接続され、他方のトランジスタ（第２のトランジスタ）のドレインがスタブ１０４を介して電源線１０６に接続される。
【００１６】
また、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ）（ｉは添え字であり、ｉ＝０、１、２、３、以下においても同様）には、直交ベースバンド信号のＱチャネル信号が供給され、具体的には第１のトランジスタのゲートにＱ（＋）信号、第２のトランジスタのゲートにＱ（−）信号（Ｑ（＋）信号の相補信号）が供給される。同様に、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋１）には、直交ベースバンド信号のＩチャネル信号が供給され、具体的には第１のトランジスタのゲートにＩ（＋）信号、第２のトランジスタのゲートにＩ（−）信号（Ｉ（＋）信号の相補信号）が供給される。
【００１７】
また、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋２）には、Ｑチャネル信号が供給され、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋３）には、Ｉチャネル信号が供給される。ただし、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋２）における第１のトランジスタのゲートにＱ（−）信号、第２のトランジスタのゲートにＱ（＋）信号が供給され、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋３）における第１のトランジスタのゲートにＩ（−）信号、第２のトランジスタのゲートにＩ（＋）信号が供給される。つまり、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ）と差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋２）との間で対応するトランジスタのゲートに供給される信号が逆（相補）の関係となり、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋１）と差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋３）との間で対応するトランジスタのゲートに供給される信号が逆（相補）の関係となる。
【００１８】
スタブ１０４は、４分の１波長伝送線路であり、上述したように一端が差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５における第２のトランジスタのドレインに接続され、他端が電源線１０６に接続される。また、スタブ１０４の上記一端と差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５における第２のトランジスタのドレインとの相互接続点には、各相互接続点毎にアンテナ１０５が接続される。なお、スタブ１０４は、ＬＣ共振回路で構成されていても良い。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態による高周波信号発生回路を適用した受信装置２００の構成例を示す図である。この図２において、図１に示した構成要素等と同一の機能を有する構成要素等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態における受信装置２００は、高周波信号発生回路１０１と、スタブ１０４と、ミキサ回路２０１と、増幅器２０２と、アンテナ２０３とを有する。
【００２０】
受信装置２００において、高周波信号発生回路１０１とスタブ１０４は図１に示した送信装置１００と同様に配置される。また、それぞれ１つのミキサ回路２０１、増幅器２０２、及びアンテナ２０３を１組として、アンテナ２０３で受信した信号が増幅器２０２を介してミキサ回路２０１に入力されるように構成される。また、ミキサ回路２０１のローカル信号入力は、スタブ１０４の一端と差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５における第２のトランジスタのドレインとの相互接続点に接続される。なお、ミキサ回路２０１の出力は出力信号線ＯＵＴ２１に共通接続される。
【００２１】
このように図１及び図２に示した本実施形態における送信装置及び受信装置は、高周波信号発生回路１０１の相選択回路１０３における差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５を制御するゲートに、４つの位相出力間隔で同じように直交ベースバンド信号を供給する。詳細には、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ）にはＱチャネル信号を供給し、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋１）にはＩチャネル信号を供給し、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋２）にはＱチャネル信号を差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ）とは逆の関係で（反転して）供給し、差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋３）にはＩチャネル信号を差動スイッチ回路ＤＳＷ（４ｉ＋１）とは逆の関係で供給する。これにより、多相発振器１０２の各相出力のうち４相分ずつずれた出力が相選択回路１０３で選択され、同じタイミングで出力される。そして、同じタイミングで出力される複数の出力を合成すれば、高周波信号発生回路１０１にて基本周波数の４倍の周波数の直交変調された高周波信号が得られる。
【００２２】
なお、上述した説明では、いわゆるＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）の構成をとり、多相発振器１０２の各相出力、すなわち差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５の出力をそれぞれ個別のアンテナにより送受信するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、送信する側において差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５の出力を合成して差動スイッチ回路の数よりも少ない数のアンテナにより送信するようにしても良い。
【００２３】
また、偶数回反射した信号は同じ波面で入力されるので、図２に示した本実施形態における受信装置２００では、送信装置１００のアンテナ配置と同じ配置のアンテナ２０３で信号を受信し、受信した信号と、送信装置１００と同様にして発生させた参照信号との相関を取ることで受信信号を復調することができる。なお、受信装置２００において、アンテナと参照信号とを反転配置することで、奇数回反射波を受信することが可能である。
【００２４】
次に、本発明の実施形態による高周波信号発生回路を具体的に説明する。
ここで、図１及び図２に示した高周波信号発生回路１０１においては、機能をわかりやすく示すために多相発振器１０１と差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５とを明示的に分けて図示していたが、実際には高速な動作が要求されるため、多相発振器の発振回路内に差動スイッチ回路ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５の機能を含ませて構成することが望ましい。そこで、以下に説明する高周波信号発生回路では、発振回路内に差動スイッチ回路機能を含ませて構成している。
【００２５】
（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態による高周波信号発生回路３００の構成例を示す図である。第１の実施形態による高周波信号発生回路３００は、複数の発振回路セル３０１−０〜３０１−７と、複数のトランジスタ３０２−０〜３０２−７と、負荷回路３０３とを有する。なお、各発振回路セル３０１−０〜３０１−７の構成は同じであるが、図３においては、発振回路セル３０１−０についてのみ内部構成を示し、他の発振回路セルについては図示を省略する。
【００２６】
各発振回路セル３０１−０〜３０１−７は、トランジスタＺ３１、Ｚ３２と、容量Ｃｆ、Ｃｐ、Ｃｃと、インダクタＬ３１と、抵抗Ｒｓ、Ｒｂとを有する。各発振回路セル３０１−０〜３０１−７においては、トランジスタＺ３１、帰還容量Ｃｆ、共振容量Ｃｐ、クラップ（ｃｌａｐｐ）容量Ｃｃ、及びインダクタＬ３１によりクラップ型発振回路が構成されている。
【００２７】
トランジスタＺ３１は、ドレインがトランジスタＺ３２のソースに接続され、ソースが抵抗Ｒｓを介して接地され、ゲートがクラップ（ｃｌａｐｐ）容量Ｃｃ及びインダクタ３１を介して接地される。また、トランジスタＺ３２のゲート及びドレインが第３の端子Ｔ３３に接続され、第４の端子Ｔ３４がトランジスタＺ３１のドレインとトランジスタＺ３２のソースとの相互接続点に接続される。共振容量Ｃｐが第１の端子Ｔ３１と第２の端子Ｔ３２との間に直列に接続され、共振容量Ｃｐと第２の端子Ｔ３２との相互接続点がトランジスタＺ３１のソースと抵抗Ｒｓとの相互接続点に接続される。トランジスタＺ３１のソースとゲートとの間に帰還容量Ｃｆが直列に接続される。また、トランジスタＺ３１のゲートには、抵抗Ｒｂを介して電圧Ｖｂが供給される。
【００２８】
発振回路セル３０１−０〜３０１−７の第１の端子Ｔ３１と、それに隣接する発振回路セル３０１−０〜３０１−７の第２の端子Ｔ３２とが接続され、発振回路セル３０１−０〜３０１−７はループ状に接続される。言い換えれば、発振回路セル３０１−０〜３０１−７に含まれるクラップ型発振回路が、共振容量Ｃｐを介してループ状に接続されている。
【００２９】
負荷回路３０３は、インダクタＬＬと容量ＣＬとで構成され、その共振周波数を２ｆ０とする。負荷回路３０３の一端が第１の電源線Ｖｄｄに接続され、負荷回路３０３の他端及び発振回路セル３０１−０〜３０１−７の第３の端子Ｔ３３が出力信号線ＯＵＴ３１に接続される。
【００３０】
また、トランジスタ３０２−０〜３０２−７は、相選択に用いられるものであり、ドレインが第２の電源線Ｖｄｄ２に共通接続され、ソースが対応する各発振回路セル３０１−０〜３０１−７の第４の端子Ｔ３４に接続される。また、各トランジスタ３０２−０〜３０２−７のゲートには、対応する相選択信号Ｓ０〜Ｓ７がそれぞれ供給される。
【００３１】
次に、動作について発振回路セル３０１−０を例に説明する。
まず、相選択信号Ｓ０が低い電圧レベルである場合には、第１の電源線ＶｄｄからトランジスタＺ３２を介して発振回路セル３０１−０内のクラップ型発振回路に電源電流が流れる。また、このときトランジスタＺ３２のゲート（ドレイン）−ソース間の容量が大きくなり、トランジスタＺ３１のドレインに生じる周期的な負のパルス信号が出力端子（第３の端子Ｔ３３）に結合する。
【００３２】
一方、相選択信号Ｓ０の電圧信号レベルを高い電圧レベルにすると、トランジスタＺ３２がカットオフし、トランジスタＺ３１のドレインと出力端子間の容量が小さくなり、この間には信号が伝搬しなくなる。
【００３３】
すなわち、図３に示した第１の実施形態による高周波信号発生回路３００においては、相選択に用いているトランジスタ３０２−０〜３０２−７のゲートに供給される相選択信号Ｓ０〜Ｓ７により、発振回路セル３０１−０〜３０１−７の発振信号を出力するか否かを制御する。より詳細には、トランジスタＺ３２が、インピーダンスを導通時かつ信号伝搬中だけ出力伝送路に整合させる、すなわち導通時にはその導通時の容量と負荷回路３０３により出力伝送路にインピーダンスを整合させ、非導通時にはトランジスタＺ３２を高インピーダンスとして出力伝送路から分離する。
【００３４】
上述のように動作させることで、図３に示した８個の発振回路セル３０１−０〜３０１−７（共振容量Ｃｐを介して結合させた８個のクラップ型発振回路）を有する高周波信号発生回路３００は、相選択信号Ｓ０〜Ｓ７を選択的に活性化（低レベルに）することで、発振周波数ｆ０を中心とする８ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、ＰＰＭ（Pulse Position Modulation）、ＯＯＫ（On-Off Keying）の何れか又はこれらの混在信号を得ることができる（ただし、このとき負荷回路３０３の並列共振周波数、又はスタブのｖｐ／λはｆ０とする。）。
【００３５】
また、負荷回路３０３の共振周波数を２ｆ０とし、相選択信号Ｓ０とＳ４、Ｓ１とＳ５のように、４相毎に同時に活性化（低レベル）とすることで、発振周波数を２逓倍しながらも各種ディジタル変復調信号を得ることができる。なお、相選択信号Ｓ０〜Ｓ７をそれぞれ設けずに、同時に活性化する組毎に同じ信号を分岐させて供給するようにしても良いことは言うまでもない。
【００３６】
また、トランジスタＺ３２は、ダイオード素子（ＰＩＮダイオード等）により置き換えが可能である。また、相選択信号Ｓ０〜Ｓ７を電源とし、相選択に用いているトランジスタをダイオード素子とすることもできる。また、図３に示した高周波信号発生回路３００では、第１の電源線Ｖｄｄ２と第２の電源線Ｖｄｄとの２つを用いているが、回路を構成するトランジスタ素子の閾値電圧（Ｖｔｈ）に応じて同じ電源を用いるようにしても良い。
【００３７】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態による高周波信号発生回路４００の構成例を示す図である。第２の実施形態による高周波信号発生回路４００は、２逓倍かつＱＰＳＫ変調を行うための信号を発生させる信号発生回路である。高周波信号発生回路４００は、複数の発振回路セル４０１−０〜４０１−７と、負荷回路４０２とを有する。なお、各発振回路セル４０１−０〜４０１−７の構成は同じであるが、図４においては、発振回路セル４０１−０についてのみ内部構成を示し、他の発振回路セルについては図示を省略する。
【００３８】
各発振回路セル４０１−０〜４０１−７は、周波数ｆ０で発振するクラップ型発振回路を含み、トランジスタＺ４１、Ｚ４２、Ｚ４３と、クラップ容量Ｃｃ１、Ｃｃ２、Ｃｃ３と、帰還容量Ｃｆ１、Ｃｆ２、Ｃｆ３、容量Ｃｐと、インダクタＬ４１と、抵抗Ｒｓ、Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｂ３とを有する。
【００３９】
トランジスタＺ４１のドレインが電源線Ｖｄｄに接続され、トランジスタＺ４２のドレインが第３の端子Ｔ４３に接続され、トランジスタＺ４３のドレインが第４の端子に接続される。また、トランジスタＺ４１〜Ｚ４３のゲートが、それぞれクラップ容量Ｃｃ１〜Ｃｃ３を介してインダクタＬ４１の一端に接続され、インダクタＬ４１の他端が接地される。トランジスタＺ４１〜Ｚ４３のソースは抵抗Ｒｓを介して接地される。また、各トランジスタＺ４１〜Ｚ４３のソースとゲートがとの間に帰還容量Ｃｆ１〜Ｃｆ３が直接に接続される。
【００４０】
共振容量Ｃｐが第１の端子Ｔ４１と第２の端子Ｔ４２との間に直列に接続され、共振容量Ｃｐと第２の端子Ｔ４２との相互接続点がトランジスタＺ４２のソースと抵抗Ｒｓとの相互接続点に接続される。また、トランジスタＺ４１〜Ｚ４３のゲートは、抵抗Ｒｂ１〜ＲＢ３を介してそれぞれ第５の端子Ｔ４５〜第７の端子Ｔ４７に接続される。
【００４１】
発振回路セル４０１−０〜４０１−７の第１の端子Ｔ４１と、それに隣接する発振回路セル４０１−０〜４０１−７の第２の端子Ｔ４２とが接続され、発振回路セル４０１−０〜４０１−７はループ状に接続される。言い換えれば、発振回路セル４０１−０〜４０１−７に含まれるクラップ型発振回路が、共振容量Ｃｐを介してループ状に接続されている。
【００４２】
負荷回路４０２は、インダクタＬＬと容量ＣＬとで構成され、その共振周波数を２ｆ０とする。負荷回路４０２の一端が電源線Ｖｄｄに接続され、負荷回路４０２の他端及び発振回路セル４０１−０〜４０１−７の第３の端子Ｔ４３が出力信号線ＯＵＴ４１に接続される。また、発振回路セル４０１−０〜４０１−７の第４の端子Ｔ４４が抵抗を介して電源Ｖｄｄに接続される。
【００４３】
また、各発振回路セル４０１−０〜４０１−７の第５の端子Ｔ４５〜第７の端子Ｔ４７には、発振許可信号ＯＥ、相選択信号Ｓｅｌｐ０〜Ｓｅｌｐ３の何れか１つ、及び相選択信号Ｓｅｌｐ０〜Ｓｅｌｐ３の相補信号である相選択信号Ｓｅｌｐｃ０〜Ｓｅｌｐｃ３の何れか１つがそれぞれ供給される。
【００４４】
ここで、相選択信号Ｓｅｌｐ０〜Ｓｅｌｐ３、Ｓｅｌｐｃ０〜Ｓｅｌｐｃ３は、０、（π／４）、（２π／４）、及び（３π／４）のいずれの位相差を有する信号を出力するか選択するためのものである。この相選択信号Ｓｅｌｐ０〜Ｓｅｌｐ３、Ｓｅｌｐｃ０〜Ｓｅｌｐｃ３により、図３に示した高周波信号発生回路３００と同様に、発振回路セル４０１−０〜４０１−７のスイッチングを行って発振信号を出力するか否かを制御する。
【００４５】
相選択信号Ｓｅｌｐ０〜Ｓｅｌｐ３、Ｓｅｌｐｃ０〜Ｓｅｌｐｃ３は、図示しないデコーダなどによりＱ信号とＩ信号とをデコードして４つの中から１つを選択するようにする。なお、図４に示す高周波信号発生回路４００は、２逓倍かつＱＰＳＫ変調を行うためのものであるので、図４から明らかなように相選択信号Ｓｅｌｐ０〜Ｓｅｌｐ３、Ｓｅｌｐｃ０〜Ｓｅｌｐｃ３の各選択信号が、２つの発振回路セル４０１−０〜４０１−７に供給され、８つの発振回路セルのうち２つずつのペアで発振回路セルが選択される。
【００４６】
まず、信号発生が必要になる１００ｎｓ〜数１００ｎｓ前から発振許可信号ＯＥを活性化して、多相発振器の発振を開始・安定化する。その後、相選択信号Ｓｅｌｐ０〜Ｓｅｌｐ３及びこれらの相補信号Ｓｅｌｐｃ０〜Ｓｅｌｐｃ３を用いて、ＯＯＫ、ＰＰＭ、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫのいずれか又は混在した信号を中心周波数２ｆ０に出力する。
【００４７】
例えば、発振回路セル４０１−０において、相選択信号Ｓｅｌｐ０が活性化された場合（選択状態）にはトランジスタＺ４１、Ｚ４２が作用し、出力が第３の端子Ｔ４３を介して出力信号線ＯＵＴ４１に出力される。一方、相選択信号Ｓｅｌｐ０が活性化されていない場合（非選択状態）にはトランジスタＺ４１、Ｚ４３が作用するので、第３の端子Ｔ４３には出力（エネルギー）が供給されない。他の発振回路セル４０１−１〜４０３−７についても、相選択信号Ｓｅｌｐ０〜Ｓｅｌｐ３に応じて同様に動作する。
【００４８】
ここで、トランジスタＺ４１にゲート電圧を供給している抵抗Ｒｂ１には大きな抵抗値（例えば２ｋΩ）の抵抗を用いるのが望ましく、損失を小さく安定した発振動作を維持することが可能となる。このため発振許可信号は活性時一定の電圧値を保つか、相選択信号とともに小振幅で変化させる。一方、トランジスタＺ４２、Ｚ４３にゲート電圧を供給する抵抗Ｒｂ２、Ｒｂ３には比較的小さな抵抗値（例えば５００Ω）の抵抗を用いることが望ましく、５０Ｍｓｙｍｂｏ１／ｓ程度の高速変調を可能にしている。
【００４９】
また、図４に示した高周波信号発生回路４００においては、発振回路セル４０１−０〜４０１−７内のトランジスタＺ４１又はＺ４３の何れか一方、あるいは両方を省略することが可能である。例えば、トランジスタＺ４１、Ｚ４３の両方を省略する場合には、相選択信号Ｓｅｌｐ０〜Ｓｅｌｐ３の信号振幅を制限し、安定した発振動作をトランジスタＺ４２だけで維持できることが望ましい。
【００５０】
また、共振容量Ｃｐに対向バラクタを用いれば、ＶＣＯ（電圧制御発振器）として機能させたり、各発振回路の位相補正を行わせたりすることができる。また、インダクタＬ４１と接地の間にバラクタを設けても同様である。インダクタＬ４１は周波数ｆ０において（π／４）より小さな遅延値を持つ配線（マイクロストリッブライン、スタブ、同軸ケーブル等）で置き換えることができる。
【００５１】
また、上述した第１及び第２の実施形態による高周波信号発生回路１００、２００では、周波数を２逓倍する高周波信号発生回路を一例として示したが、これに限定されるものではない。例えば、同様に構成して周波数を４逓倍したり、クラップ型発振回路又はコルピッツ型発振回路を８個以外例えば６〜数十個接続して用いたりすることもできる。
さらに、発振を安定化するために第２の実施形態で用いた出力を取り出さない負性抵抗素子を第１の実施形態におけるトランジスタＺ３１と並列に設けるようにしても良い。
【００５２】
以上のように本実施形態によれば、複数のコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路を容量を介してループ状に接続し多相発振器を構成するとともに、その各相出力について差動スイッチ回路（差動動作回路）を設けて制御することで、相選択を行い所望の位相を有する信号を選択し出力する。これにより、各相出力間の位相差（遅延差）が一定の安定した多相出力が得られるとともに、相選択され同じタイミングで出力される複数の出力を合成することで発振周波数の所定倍の周波数を有する高周波信号を得ることができる。したがって、高周波領域であっても、周波数逓倍とディジタル変調とを正確かつ同時に行うことができ、遅延量が安定した高周波信号を出力することが可能になる。また、本実施形態では、従来のリングオシレータ（リング発振器）よりもスペクトル純度が高いコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路を用いて多相発振器を構成することで、従来のリングオシレータよりもジッタを抑制することができる。
【００５３】
なお、本発明の実施形態による高周波信号発生回路やそれを適用した通信装置（送信装置、受信装置）で用いられるトランジスタは任意であり、Ｊ−ＦＥＴ（junction field effect transistor）、ＭＥＳＦＥＴ（metal semiconductor FET）、ＨＥＭＴ（high electron mobility transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor FET）、バイポーラトランジスタ、ＨＢＴ（hetero-junction bipolar transistor）等を適用することができる。
【００５４】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明の諸態様を付記として以下に示す。
【００５５】
（付記１）複数のコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路と複数の容量とを有し、上記発振回路間を上記容量で結合して、上記複数の発振回路が上記複数の容量を介してループ状に接続された多相発振器と、
上記多相発振器の各相出力から任意の位相を有する信号を選択し出力する相選択回路とを備え、
上記相選択回路を差動動作回路で構成することを特徴とする高周波信号発生回路。
（付記２）上記相選択回路を差動スイッチ回路で構成することを特徴とする付記１記載の高周波信号発生回路。
（付記３）上記差動スイッチ回路は、トランジスタ対を用いて構成されることを特徴とする付記２記載の高周波信号発生回路。
（付記４）上記差動スイッチ回路は、ダイオードを用いて構成されることを特徴とする付記２記載の高周波信号発生回路。
（付記５）上記差動スイッチ回路は、その出力の瞬時インピーダンスが当該スイッチ回路が選択され、且つ信号伝搬中だけ出力線路に整合することを特徴とする付記２記載の高周波信号発生回路。
（付記６）上記相選択回路での相選択は、各相毎に独立して制御可能であることを特徴とする付記１記載の高周波信号発生回路。
（付記７）複数のコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路と複数の容量とを有し、上記発振回路間を上記容量で結合して、上記複数の発振回路が上記複数の容量を介してループ状に接続された（Ｎ×Ｍ×Ｏ）相（Ｎ、Ｍ、Ｏはそれぞれ任意の自然数）の多相発振器と、
上記多相発振器のＯ相毎に（Ｎ×Ｍ）個の出力に各１対の差動スイッチ回路とを備え、
上記差動スイッチ回路のＮ対毎に１対の計Ｍ相が選択されることで、発振周波数のＭ倍を中心周波数としたＮ−ＱＰＳＫ信号を出力することを特徴とする高周波信号発生回路。
（付記８）複数のコルピッツ型発振回路又はクラップ型発振回路と複数の容量とを有し、上記発振回路間を上記容量で結合して、上記複数の発振回路が上記複数の容量を介してループ状に接続された多相発振器と、
上記多相発振器の各相出力にそれぞれ対応して差動動作回路を有し、上記各相出力から任意の位相を有する信号を選択し出力する相選択回路と、
上記相選択回路の差動動作回路毎に設けられ、差動動作回路の出力を送信するアンテナを備えることを特徴とする通信装置。
（付記９）付記８記載の通信装置に対応する多相発振器、相選択回路、及び複数のアンテナを備え、
上記通信装置と同じ配置の上記アンテナで信号を受信し、上記相選択回路により選択した上記多相発振器の出力に基づく参照信号により受信した信号を復調することを特徴とする通信装置。
（付記１０）上記複数のアンテナと上記参照信号を反転配置したことを特徴とする付記９記載の通信装置。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態による高周波信号発生回路を適用した送信装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による高周波信号発生回路を適用した受信装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による高周波信号発生回路の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による高周波信号発生回路の構成例を示す図である。
【図５】従来の高周波信号発生回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０１  高周波信号発生回路
１０２  多相発振器
１０３  相選択回路
３０１、４０１  発振回路セル
３０２  トランジスタ
３０３、４０２  負荷回路
ＤＳＷ００〜ＤＳＷ１５  差動スイッチ回路
ＯＵＴ３１、ＯＵＴ４１  出力信号線（出力伝送路）
【図１】
2006246254.tif 000003
【図２】
2006246254.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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