(57)【要約】【課題】高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことが可能な受信装置を提供すること。【解決手段】受信装置１は、信号源１１とＳ／Ｈ回路１３６−ｎと変換器１３５−ｎとを備える。信号源１１は、所定のクロック周波数を有する正弦波信号を生成する。Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、入力される矩形波信号に同期して当該高周波信号に対するサンプリングを行なうとともに、矩形波信号に波形歪みを生じさせる波形歪要素を含む接続回路ＣＣを介して信号源１１と接続される。変換器１３５−ｎは、波形歪要素とＳ／Ｈ回路１３６−ｎとの間に位置するとともに、信号源１１により生成された正弦波信号を、クロック周波数を有する矩形波信号に変換し、当該矩形波信号をＳ／Ｈ回路１３６−ｎへ出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を受信するとともに、所定のクロック周波数を有する矩形波信号に同期して前記高周波信号に対するサンプリングを行なうことにより前記高周波信号に対する受信処理を行なう受信装置であって、
前記クロック周波数を有する正弦波信号を生成する信号源と、
入力される矩形波信号に同期して前記高周波信号に対するサンプリングを行なうとともに、矩形波信号に波形歪みを生じさせる波形歪要素を含む接続回路を介して前記信号源と接続されるサンプルホールド回路と、
前記波形歪要素と前記サンプルホールド回路との間に位置するとともに、前記信号源により生成された正弦波信号を、前記クロック周波数を有する矩形波信号に変換し、前記矩形波信号を前記サンプルホールド回路へ出力する変換器と、
を備える、受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置であって、
前記波形歪要素は、クロック周波数の１０倍の周波数により、前記矩形波信号が伝搬される速度を除した値である波長の長さよりも長い伝送線路を含む、受信装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の受信装置であって、
前記サンプルホールド回路と前記変換器とを含むモジュールを複数備え、
前記波形歪要素は、前記信号源により生成された正弦波信号を、前記複数のモジュールにそれぞれ含まれる複数の変換器にそれぞれ入力される複数の分岐信号に分岐する分配器を含む、受信装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の受信装置であって、
前記波形歪要素は、前記信号源により生成された正弦波信号を増幅する増幅器を含む、受信装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の受信装置であって、
前記変換器は、インバータ回路により構成される、受信装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の受信装置であって、
前記変換器は、アンチパラレルダイオードを含むリミッタ回路により構成される、受信装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の受信装置であって、
前記高周波信号が入力されるとともに、前記高周波信号のうちの、所定の周波数帯域である通過帯域に含まれない成分を、前記通過帯域に含まれる成分よりも大きく減衰させた高周波信号を出力する帯域通過フィルタを備え、
前記サンプルホールド回路は、前記帯域通過フィルタにより出力された高周波信号に対して前記サンプリングを行ない、
前記クロック周波数は、前記高周波信号が有する周波数の最大値の２倍であるナイキスト周波数よりも低い、受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波信号を受信するとともに、受信された高周波信号に対するアンダーサンプリングを行なうことにより高周波信号に対する受信処理を行なう受信装置が知られている。アンダーサンプリングは、ナイキスト周波数よりも低いクロック周波数を有する矩形波信号に同期して行なわれるサンプリングである。ナイキスト周波数は、高周波信号が有する周波数の最大値の２倍である。アンダーサンプリグは、サブサンプリングと呼ばれることがある。
【０００３】
この種の受信装置の一つとして、非特許文献１に記載の受信装置は、クロック周波数を有する矩形波信号を生成する信号源と、信号源から入力される矩形波信号に同期して高周波信号に対するサンプリングを行なうサンプルホールド回路と、を備える。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｋ．Ｎｏｒｉｓｈｉｍａ、外４名、「Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ａ  ２０ＧＨｚ−ｂａｎｄ  Ｄｉｒｅｃｔ  ＲＦ  Ｕｎｄｅｒｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ａｓｉａ  Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ２０１６、ＴＵ４Ｃ−１、２０１６年１２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、矩形波信号は、クロック周波数を有する正弦波信号からなる成分（換言すると、基本波成分）と、クロック周波数のｎ（ｎは、２以上の整数を表す。）倍の周波数を有する正弦波信号からなる成分（換言すると、高調波成分）と、を含む。
【０００６】
従って、信号源とサンプルホールド回路とを接続する接続回路の周波数特性が、クロック周波数から、比較的高い周波数（例えば、クロック周波数の１０倍の周波数）までの周波数の範囲に亘って十分に平坦でないと、サンプルホールド回路に入力される矩形波信号に波形歪みが生じる。例えば、接続回路の周波数特性が十分に平坦であることは、接続回路のインピーダンスの、周波数に対する変動が十分に小さいことに対応する。
【０００７】
また、伝送線路が長くなるほど、伝送線路が伝送する信号の波形に対して、伝送線路の周波数特性が及ぼす影響が大きくなりやすい。このため、接続回路に含まれる伝送線路が長くなるほど、サンプルホールド回路に入力される矩形波信号に波形歪みが生じやすい。特に、接続回路に含まれる伝送線路が、クロック周波数の１０倍の周波数により伝搬速度を除した値である波長の長さ（換言すると、クロック周波数により伝搬速度を除した値である波長の１／１０の長さ）よりも長くなると、サンプルホールド回路に入力される矩形波信号に波形歪みが生じることが多い。伝搬速度は、矩形波信号が伝搬される速度である。
【０００８】
また、受信装置がアレーアンテナを備える場合、受信装置が複数のサンプルホールド回路を備えるとともに、１つの信号源により生成された信号を複数のサンプルホールド回路が共用することがある。この場合、接続回路は、信号源により生成された信号を分岐する分配器、及び、信号源と各サンプルホールド回路との間の伝送に伴う損失を補償するための増幅器を含む。分配器の周波数特性、及び、増幅器の周波数特性は、上記周波数の範囲に亘って十分に平坦でないことが多い。このため、１つの信号源により生成された信号を複数のサンプルホールド回路が共用する場合においても、サンプルホールド回路に入力される矩形波信号に波形歪みが生じやすい。
【０００９】
このようにして、サンプルホールド回路に入力される矩形波信号に波形歪みが生じた場合、高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なえない虞があった。
なお、この種の課題は、受信装置が高周波信号に対するオーバーサンプリングを行なう場合においても同様に生じることがある。オーバーサンプリングは、ナイキスト周波数以上のクロック周波数を有する矩形波信号に同期して行なわれるサンプリングである。
【００１０】
本発明の目的の一つは、高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一つの側面では、受信装置は、高周波信号を受信するとともに、所定のクロック周波数を有する矩形波信号に同期して高周波信号に対するサンプリングを行なうことにより高周波信号に対する受信処理を行なう。
【００１２】
更に、この受信装置は、信号源と、サンプルホールド回路と、変換器と、を備える。
信号源は、クロック周波数を有する正弦波信号を生成する。
サンプルホールド回路は、入力される矩形波信号に同期して当該高周波信号に対するサンプリングを行なうとともに、矩形波信号に波形歪みを生じさせる波形歪要素を含む接続回路を介して信号源と接続される。
【００１３】
変換器は、波形歪要素とサンプルホールド回路との間に位置するとともに、信号源により生成された正弦波信号を、クロック周波数を有する矩形波信号に変換し、当該矩形波信号をサンプルホールド回路へ出力する。
【発明の効果】
【００１４】
高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の受信装置の構成の一例を表す図である。
【図２】図１の変換器の構成の一例を表す図である。
【図３】図１のＤＳＰの機能の一例を表すブロック図である。
【図４】図１の変換器の構成の他の例を表す図である。
【図５】第１実施形態の第１変形例の受信装置の構成の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の受信装置に関する各実施形態について説明する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
（概要）
第１実施形態の受信装置は、高周波信号を受信するとともに、所定のクロック周波数を有する矩形波信号に同期して当該高周波信号に対するサンプリング（換言すると、標本化）を行なうことにより当該高周波信号に対する受信処理を行なう。
【００１８】
更に、この受信装置は、信号源と、サンプルホールド回路と、変換器と、を備える。
信号源は、クロック周波数を有する正弦波信号を生成する。
サンプルホールド回路は、入力される矩形波信号に同期して当該高周波信号に対するサンプリングを行なうとともに、矩形波信号に波形歪みを生じさせる波形歪要素を含む接続回路を介して信号源と接続される。
【００１９】
変換器は、波形歪要素とサンプルホールド回路との間に位置するとともに、信号源により生成された正弦波信号を、クロック周波数を有する矩形波信号に変換し、当該矩形波信号をサンプルホールド回路へ出力する。
【００２０】
これによれば、信号源により生成された正弦波信号は、波形歪要素を通過し、その後、変換器によって矩形波信号に変換される。そして、変換後の矩形波信号がサンプルホールド回路に入力される。これにより、サンプルホールド回路は、入力された矩形波信号に同期して高周波信号に対するサンプリングを行なう。
【００２１】
従って、波形歪要素を通過する信号は、高調波成分を含まない。このため、波形歪要素の周波数特性が、クロック周波数から、比較的高い周波数（例えば、クロック周波数の１０倍の周波数）までの周波数の範囲に亘って十分に平坦でない場合であっても、サンプルホールド回路に入力される矩形波信号に波形歪みが生じることを抑制できる。この結果、高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことができる。
以下、第１実施形態の受信装置について、より詳細に説明する。
【００２２】
（構成）
図１に表されるように、第１実施形態の受信装置１は、高周波信号を受信するとともに、当該高周波信号に対する受信処理を行なう。例えば、受信装置１は、基地局装置の一部、又は、端末装置の一部を構成する。例えば、基地局装置、及び、端末装置は、所定の通信方式に従って互いに通信を行なう。
【００２３】
例えば、通信方式は、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）によって定められた５Ｇ（５ｔｈ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）方式である。なお、通信方式は、５Ｇ方式と異なる方式（例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式、又は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ方式等）であってもよい。
【００２４】
端末装置は、移動局、移動局装置、無線端末、無線装置、無線機器、又は、ユーザ端末（ＵＥ；Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）と表されてよい。端末装置は、ユーザによって携帯されていてもよいし、車両等の移動体に搭載されていてもよいし、位置が変化しない物体に固定されていてもよい。また、基地局装置は、基地局、又は、ｅＮｏｄｅＢ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｎｏｄｅ  Ｂ）と表されてもよい。
【００２５】
受信装置１は、信号源１１と、分配器１２と、Ｎ個の受信モジュール１３−１，１３−２，…，１３−Ｎと、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１４と、を備える。
【００２６】
本例では、Ｎは、２以上の整数を表す。また、以下において、受信モジュール１３−ｎは、他の受信モジュール１３−ｍと区別される必要がない場合、受信モジュール１３とも表される。ｎは、１からＮの各整数を表す。ｍは、１からＮの整数のうちの、ｎと異なる整数を表す。
【００２７】
信号源１１は、所定のクロック周波数を有する正弦波信号を生成する。本例では、クロック周波数は、後述する高周波信号が有する周波数の最大値の２倍であるナイキスト周波数よりも低い。例えば、高周波信号が有する周波数の最大値が２０ＧＨｚである場合、クロック周波数は、４０ＧＨｚよりも低い周波数である。この場合、例えば、クロック周波数は、８００ＭＨｚであってよい。
【００２８】
例えば、非特許文献１には、高周波信号が有する周波数の最大値が約２０ＧＨｚである場合に、クロック周波数が約８００ＭＨｚである例が記載されている。この例におけるアンダーサンプリング次数は、２０ＧＨｚ／８００ＭＨｚの約２５次である。このように、クロック周波数として、高周波信号が有する周波数の最大値の、数分の１乃至数十分の１の周波数を用いることができる。
信号源１１は、生成された正弦波信号を分配器１２へ出力する。
【００２９】
分配器１２には、信号源１１から正弦波信号が入力される。分配器１２は、入力された正弦波信号をＮ個の分岐信号に分岐する。分配器１２は、分岐されたＮ個の分岐信号を、Ｎ個の受信モジュール１３−１，１３−２，…，１３−Ｎへそれぞれ出力する。
【００３０】
受信モジュール１３−ｎは、アンテナ１３１−ｎと、第１増幅器１３２−ｎと、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１３３−ｎと、第２増幅器１３４−ｎと、変換器１３５−ｎと、Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ−ａｎｄ−ｈｏｌｄ）回路１３６−ｎと、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１３７−ｎと、を備える。
【００３１】
アンテナ１３１−ｎは、高周波信号を受信する。本例では、高周波信号は、マイクロ波帯の周波数を有する。例えば、高周波信号は、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯、ミリ波帯、又は、サブミリ波帯の周波数を有する。アンテナ１３１−ｎは、受信された高周波信号を第１増幅器１３２−ｎへ出力する。
【００３２】
第１増幅器１３２−ｎには、アンテナ１３１−ｎから高周波信号が入力される。第１増幅器１３２−ｎは、入力された高周波信号を増幅する。本例では、第１増幅器１３２−ｎは、ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）である。第１増幅器１３２−ｎは、増幅された高周波信号をＢＰＦ１３３−ｎへ出力する。
【００３３】
ＢＰＦ１３３−ｎには、第１増幅器１３２−ｎから高周波信号が入力される。ＢＰＦ１３３−ｎは、入力された高周波信号のうちの、所定の周波数帯域である通過帯域に含まれない成分を、当該通過帯域に含まれる成分よりも大きく減衰させた高周波信号をＳ／Ｈ回路１３６−ｎへ出力する。ＢＰＦ１３３−ｎは、帯域通過フィルタ１３３−ｎと表されてもよい。例えば、通過帯域は、クロック周波数の１／２以下の値に設定されてよい。
【００３４】
第２増幅器１３４−ｎには、分配器１２から分岐信号としての正弦波信号が入力される。第２増幅器１３４−ｎは、入力された正弦波信号を増幅する。第２増幅器１３４−ｎは、増幅された正弦波信号を変換器１３５−ｎへ出力する。
【００３５】
変換器１３５−ｎには、第２増幅器１３４−ｎから正弦波信号が入力される。変換器１３５−ｎは、入力された正弦波信号を、上記クロック周波数を有する矩形波信号（換言すると、クロック信号）に変換する。変換器１３５−ｎは、クロック信号をＳ／Ｈ回路１３６−ｎへ出力する。
【００３６】
本例では、変換器１３５−ｎは、図２に表されるように、インバータ回路により構成される。変換器１３５−ｎは、入力端子１３５１−ｎと、出力端子１３５２−ｎと、ｐ−ＭＯＳトランジスタ１３５３−ｎと、電圧源１３５４−ｎと、ｎ−ＭＯＳトランジスタ１３５５−ｎと、を備える。ＭＯＳは、Ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒの略記である。
【００３７】
入力端子１３５１−ｎは、第２増幅器１３４−ｎに接続される。出力端子１３５２−ｎは、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎに接続される。本例では、電圧源１３５４−ｎの電圧は、変換器１３５−ｎに入力される正弦波信号の振動の中心である電圧の２倍に設定される。
【００３８】
本例では、信号源１１と、変換器１３５−ｎと、を接続する接続回路ＣＣは、分配器１２と、第２増幅器１３４−ｎと、信号源１１と分配器１２とを接続する第１伝送線路ＴＬ１と、分配器１２と第２増幅器１３４−ｎとを接続する第２伝送線路ＴＬ２と、第２増幅器１３４−ｎと変換器１３５−ｎとを接続する第３伝送線路ＴＬ３と、を含む。本例では、接続回路ＣＣは、矩形波信号に波形歪みを生じさせる波形歪要素を構成する。換言すると、変換器１３５−ｎは、波形歪要素とＳ／Ｈ回路１３６−ｎとの間に位置する。
【００３９】
例えば、矩形波信号に波形歪みが生じることは、矩形波信号が所定の矩形波条件を満たさなくなることに対応する。例えば、矩形波条件は、１０％乃至９０％の立ち上がり時間がクロック周期の１／１０以下であるという条件を含む。クロック周期は、クロック周波数の逆数である。Ｘ％の立ち上がり時間は、矩形波信号において値が低値から高値へ変化する場合に、当該変化が開始してから、高値から低値を減じた差分量のＸ％を低値に加えた閾値を矩形波信号の値が超えるまでに要する時間である。Ｘは、０乃至１００の実数を表す。
【００４０】
本例では、第３伝送線路ＴＬ３は、クロック周波数の１０倍の周波数により伝搬速度を除した値である波長の長さよりも長い。伝搬速度は、矩形波信号が第３伝送線路ＴＬ３を伝搬される速度である。なお、第３伝送線路ＴＬ３は、クロック周波数の１０倍の周波数により伝搬速度を除した値である波長の長さ以下であってもよい。
【００４１】
Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎには、ＢＰＦ１３３−ｎから高周波信号が入力されるとともに、変換器１３５−ｎからクロック信号が入力される。Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、変換器１３５−ｎから入力されたクロック信号に同期して、ＢＰＦ１３３−ｎから入力された高周波信号に対するサンプリングを行なう。上述したように、本例では、クロック周波数は、ナイキスト周波数よりも低い。従って、本例では、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、高周波信号に対するアンダーサンプリングを行なう。
【００４２】
Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、サンプリング後の標本化信号をＡＤＣ１３７−ｎへ出力する。
なお、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、Ｆ／Ｈ（Ｆｏｌｌｏｗ−ａｎｄ−ｈｏｌｄ）回路１３６−ｎと表されてもよい。また、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、サンプリング回路１３６−ｎと表されてもよい。
【００４３】
ＡＤＣ１３７−ｎには、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎから標本化信号が入力される。ＡＤＣ１３７−ｎは、入力された標本化信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。ＡＤＣ１３７−ｎは、変換後の標本化信号をＤＳＰ１４へ出力する。
【００４４】
ＤＳＰ１４には、ＡＤＣ１３７−ｎから標本化信号が入力される。ＤＳＰ１４は、入力された標本化信号に対する、所定の受信処理を行なう。本例では、ＤＳＰ１４の機能は、図３に表されるように、Ｎ個の直交復調処理部１４１−１，１４１−２，…，１４１−Ｎと、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）処理部１４２と、を含む。以下において、直交復調処理部１４１−ｎは、他の直交復調処理部１４１−ｍと区別される必要がない場合、直交復調処理部１４１とも表される。
【００４５】
直交復調処理部１４１−ｎは、ＡＤＣ１３７−ｎから入力された標本化信号に、高周波信号の搬送波の周波数を有する正弦波信号である第１基準信号を乗算することにより、標本化信号の同相（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）成分を取得する。更に、直交復調処理部１４１−ｎは、ＡＤＣ１３７−ｎから入力された標本化信号に、高周波信号の搬送波の周波数を有するとともに第１基準信号とπ／２だけ位相が異なる正弦波信号である第２基準信号を乗算することにより、標本化信号の直交（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）成分を取得する。
【００４６】
直交復調処理部１４１−ｎは、取得された、標本化信号の同相成分及び直交成分に対して所定の復調処理を行なうことにより、復調データを生成する。復調処理は、高周波信号の送信に用いられた変調方式に対応する処理である。例えば、変調方式は、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒｉｐｈａｓｅ  Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、１６  ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、又は、６４  ＱＡＭ等の多値変調方式であってよい。復調処理は、誤り訂正復号処理を含んでもよい。誤り訂正復号処理は、リード・ソロモン符号、又は、畳み込み符号等の誤り訂正符号に基づいて行なわれてよい。
【００４７】
ＭＩＭＯ処理部１４２は、Ｎ個の直交復調処理部１４１−１，１４１−２，…，１４１−Ｎにより生成された復調データに対してＭＩＭＯ処理を行なう。本例では、ＭＩＭＯ処理部１４２は、入力された復調データと、所定のプリコーディング行列と、に基づいて、Ｐ個の受信信号＃１，＃２，…，＃Ｐを生成する。本例では、Ｐは、１以上の整数を表す。
【００４８】
このように、本例では、受信処理は、復調処理、及び、ＭＩＭＯ処理を含む。なお、受信処理は、ＭＩＭＯ処理を含まなくてもよい。
【００４９】
（動作）
次に、受信装置１の動作について説明する。
先ず、受信装置１と異なる送信装置により高周波信号が送信される。
【００５０】
一方、受信装置１の信号源１１は、クロック周波数を有する正弦波信号を生成し、生成された正弦波信号を分配器１２へ出力する。
分配器１２は、信号源１１から入力された正弦波信号をＮ個の分岐信号に分岐し、分岐されたＮ個の分岐信号を、Ｎ個の受信モジュール１３−１，１３−２，…，１３−Ｎへそれぞれ出力する。
【００５１】
受信装置１の受信モジュール１３−ｎのアンテナ１３１−ｎは、高周波信号を受信し、受信された高周波信号を第１増幅器１３２−ｎへ出力する。
第１増幅器１３２−ｎは、アンテナ１３１−ｎから入力された高周波信号を増幅し、増幅された高周波信号をＢＰＦ１３３−ｎへ出力する。
【００５２】
ＢＰＦ１３３−ｎは、第１増幅器１３２−ｎから入力された高周波信号のうちの、通過帯域に含まれない成分を、当該通過帯域に含まれる成分よりも大きく減衰させた高周波信号をＳ／Ｈ回路１３６−ｎへ出力する。
【００５３】
また、第２増幅器１３４−ｎは、分配器１２から入力された正弦波信号を増幅し、増幅された正弦波信号を変換器１３５−ｎへ出力する。
変換器１３５−ｎは、第２増幅器１３４−ｎから入力された正弦波信号を、クロック周波数を有する矩形波信号（換言すると、クロック信号）に変換し、クロック信号をＳ／Ｈ回路１３６−ｎへ出力する。
【００５４】
Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、変換器１３５−ｎから入力されたクロック信号に同期して、ＢＰＦ１３３−ｎから入力された高周波信号に対するサンプリングを行なう。Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、サンプリング後の標本化信号をＡＤＣ１３７−ｎへ出力する。
【００５５】
ＡＤＣ１３７−ｎは、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎから入力された標本化信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換し、変換後の標本化信号をＤＳＰ１４へ出力する。
ＤＳＰ１４は、ＡＤＣ１３７−ｎから入力された標本化信号に対する受信処理を行なう。
【００５６】
以上、説明したように、第１実施形態の受信装置１は、高周波信号を受信するとともに、所定のクロック周波数を有する矩形波信号に同期して高周波信号に対するサンプリングを行なうことにより高周波信号に対する受信処理を行なう。受信装置１は、信号源１１と、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎと、変換器１３５−ｎと、を備える。
【００５７】
信号源１１は、クロック周波数を有する正弦波信号を生成する。
Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、入力される矩形波信号に同期して高周波信号に対するサンプリングを行なうとともに、矩形波信号に波形歪みを生じさせる波形歪要素を含む接続回路ＣＣを介して信号源１１と接続される。
【００５８】
変換器１３５−ｎは、波形歪要素とＳ／Ｈ回路１３６−ｎとの間に位置するとともに、信号源１１により生成された正弦波信号を、クロック周波数を有する矩形波信号に変換し、矩形波信号をＳ／Ｈ回路１３６−ｎへ出力する。
【００５９】
これによれば、信号源１１により生成された正弦波信号は、波形歪要素を通過し、その後、変換器１３５−ｎによって矩形波信号に変換される。そして、変換後の矩形波信号がＳ／Ｈ回路１３６−ｎに入力される。これにより、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、入力された矩形波信号に同期して高周波信号に対するサンプリングを行なう。
【００６０】
従って、波形歪要素を通過する信号は、高調波成分を含まない。このため、波形歪要素の周波数特性が、クロック周波数から、比較的高い周波数（例えば、クロック周波数の１０倍の周波数）までの周波数の範囲に亘って十分に平坦でない場合であっても、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎに入力される矩形波信号に波形歪みが生じることを抑制できる。この結果、高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことができる。
【００６１】
また、第１実施形態の受信装置１において、波形歪要素は、クロック周波数の１０倍の周波数により、矩形波信号が伝搬される速度を除した値である波長の長さよりも長い第３伝送線路ＴＬ３を含む。
【００６２】
接続回路ＣＣに含まれる第３伝送線路ＴＬ３は、クロック周波数の１０倍の周波数により伝搬速度を除した値である波長の長さ（換言すると、クロック周波数により伝搬速度を除した値である波長の１／１０の長さ）よりも長い。従って、仮に、第３伝送線路ＴＬ３を通過する信号が矩形波信号である場合、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎに入力される矩形波信号に波形歪みが生じることが多い。
【００６３】
これに対し、受信装置１によれば、波形歪要素を通過する信号は、高調波成分を含まない。このため、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎに入力される矩形波信号に波形歪みが生じることを抑制できる。この結果、高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことができる。
【００６４】
また、第１実施形態の受信装置１は、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎと変換器１３５−ｎとを含む受信モジュール１３−ｎを複数備える。更に、波形歪要素は、信号源１１により生成された正弦波信号を、複数の受信モジュール１３−１，１３−２，…，１３−Ｎにそれぞれ含まれる複数の変換器１３５−１，１３５−２，…，１３５−Ｎにそれぞれ入力される複数の分岐信号に分岐する分配器１２を含む。
【００６５】
信号源１１とＳ／Ｈ回路１３６−ｎとを接続する接続回路ＣＣは、分配器１２を含む。従って、仮に、分配器１２を通過する信号が矩形波信号である場合、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎに入力される矩形波信号に波形歪みが生じることが多い。
【００６６】
これに対し、受信装置１によれば、波形歪要素を通過する信号は、高調波成分を含まない。このため、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎに入力される矩形波信号に波形歪みが生じることを抑制できる。この結果、高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことができる。
【００６７】
また、第１実施形態の受信装置１において、波形歪要素は、信号源１１により生成された正弦波信号を増幅する第２増幅器１３４−ｎを含む。
【００６８】
信号源１１とＳ／Ｈ回路１３６−ｎとを接続する接続回路ＣＣは、第２増幅器１３４−ｎを含む。従って、仮に、第２増幅器１３４−ｎを通過する信号が矩形波信号である場合、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎに入力される矩形波信号に波形歪みが生じることが多い。
【００６９】
これに対し、受信装置１によれば、波形歪要素を通過する信号は、高調波成分を含まない。このため、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎに入力される矩形波信号に波形歪みが生じることを抑制できる。この結果、高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことができる。
なお、受信装置１は、第２増幅器１３４−ｎを備えなくてもよい。
【００７０】
また、第１実施形態の受信装置１において、変換器１３５−ｎは、インバータ回路により構成される。
【００７１】
これによれば、変換器１３５−ｎから出力される矩形波信号のジッタを抑制できる。ジッタは、時間軸方向における信号の波形の揺らぎの大きさを表す。この結果、高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことができる。
【００７２】
また、第１実施形態の受信装置１は、ＢＰＦ１３３−ｎを備える。ＢＰＦ１３３−ｎは、高周波信号が入力されるとともに、高周波信号のうちの、通過帯域に含まれない成分を、通過帯域に含まれる成分よりも大きく減衰させた高周波信号を出力する。更に、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎは、ＢＰＦ１３３−ｎにより出力された高周波信号に対してサンプリングを行なう。加えて、クロック周波数は、高周波信号が有する周波数の最大値の２倍であるナイキスト周波数よりも低い。
【００７３】
矩形波信号が有するクロック周波数が高くなるほど、矩形波信号に波形歪みが生じやすい。これに対し、受信装置１は、高周波信号に対するアンダーサンプリングを行なう。従って、高周波信号に対するオーバーサンプリングが行なわれる場合よりも、クロック周波数を低減できる。これにより、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎに入力される矩形波信号に波形歪みが生じることを抑制できる。この結果、高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことができる。
【００７４】
なお、受信装置１は、ナイキスト周波数以上の周波数をクロック周波数として用いることにより、オーバーサンプリングを行なってもよい。
【００７５】
また、受信装置１は、図２に表される変換器１３５−ｎに代えて、インバータ回路と異なる回路により構成された変換器を備えてもよい。例えば、受信モジュール１３−ｎは、図２に表される変換器１３５−ｎに代えて、図４に表される変換器１３５Ａ−ｎを備える。
【００７６】
変換器１３５Ａ−ｎは、アンチパラレルダイオードを含むリミッタ回路により構成される。図４に表されるように、変換器１３５Ａ−ｎは、入力端子１３５１Ａ−ｎと、出力端子１３５２Ａ−ｎと、コイル１３５６Ａ−ｎと、アンチパラレルダイオード１３５７Ａ−ｎと、コンデンサ１３５８Ａ−ｎと、を備える。
【００７７】
入力端子１３５１Ａ−ｎは、第２増幅器１３４−ｎに接続される。出力端子１３５２Ａ−ｎは、Ｓ／Ｈ回路１３６−ｎに接続される。本例では、コンデンサ１３５８Ａ−ｎの容量は、変換器１３５−ｎに入力される正弦波信号の振動の中心である電圧に対応する値に設定される。
【００７８】
本例では、アンチパラレルダイオード１３５７Ａ−ｎにおいて、直列に接続されたダイオードの数は、２個である。換言すると、アンチパラレルダイオード１３５７Ａ−ｎは、２段である。なお、アンチパラレルダイオード１３５７Ａ−ｎは、１段、又は、３段以上であってもよい。
また、アンチパラレルダイオードは、アンチパラレルダイオードペアと表されてもよい。
【００７９】
図４に表される変換器１３５Ａ−ｎによっても、変換器１３５Ａ−ｎから出力される矩形波信号のジッタを抑制できる。この結果、高周波信号に対するサンプリングを適切なタイミングにて行なうことができる。
【００８０】
また、受信装置１は、１つの受信モジュール１３のみを備えていてもよい。この場合、図５に表されるように、第１実施形態の第１変形例の受信装置１Ａは、信号源１１と、受信モジュール１３と、ＤＳＰ１４と、を備える。換言すると、受信装置１Ａは、分配器１２を備えない。
【００８１】
受信モジュール１３は、第１実施形態の受信モジュール１３−ｎと同様に、アンテナ１３１と、第１増幅器１３２と、ＢＰＦ１３３と、第２増幅器１３４と、変換器１３５と、Ｓ／Ｈ回路１３６と、ＡＤＣ１３７と、を備える。
【００８２】
本例では、信号源１１と、変換器１３５と、を接続する接続回路ＣＣＡは、第２増幅器１３４と、信号源１１と第２増幅器１３４とを接続する第１伝送線路ＴＬ１Ａと、第２増幅器１３４と変換器１３５とを接続する第２伝送線路ＴＬ２Ａと、を含む。本例では、接続回路ＣＣＡは、矩形波信号に波形歪みを生じさせる波形歪要素を構成する。換言すると、変換器１３５は、波形歪要素とＳ／Ｈ回路１３６との間に位置する。
【００８３】
本例では、第１伝送線路ＴＬ１Ａは、クロック周波数の１０倍の周波数により伝搬速度を除した値である波長の長さよりも長い。なお、受信装置１Ａは、第２増幅器１３４を備えなくてもよい。
また、第１伝送線路ＴＬ１Ａは、クロック周波数の１０倍の周波数により伝搬速度を除した値である波長の長さ以下であってもよい。
【００８４】
第１実施形態の第１変形例の受信装置１Ａによっても、第１実施形態の受信装置１と同様の作用及び効果が奏される。
【００８５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において当業者が理解し得る様々な変更が加えられてよい。例えば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１，１Ａ  受信装置
１１    信号源
１２    分配器
１３    受信モジュール
１３１  アンテナ
１３２  第１増幅器
１３３  帯域通過フィルタ
１３３  ＢＰＦ
１３４  第２増幅器
１３５，１３５Ａ  変換器
１３５１，１３５１Ａ  入力端子
１３５２，１３５２Ａ  出力端子
１３５３  ｐ−ＭＯＳトランジスタ
１３５４  電圧源
１３５５  ｎ−ＭＯＳトランジスタ
１３５６Ａ  コイル
１３５７Ａ  アンチパラレルダイオード
１３５８Ａ  コンデンサ
１３６  Ｓ／Ｈ回路
１３７  ＡＤＣ
１４    ＤＳＰ
１４１  直交復調処理部
１４２  ＭＩＭＯ処理部
ＣＣ，ＣＣＡ  接続回路
ＴＬ１，ＴＬ１Ａ  第１伝送線路
ＴＬ２，ＴＬ２Ａ  第２伝送線路
ＴＬ３  第３伝送線路
【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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