(57)【要約】【課題】入力信号及び局部発振信号を複数の信号経路に分割しない簡素な構成で、イメージ信号を抑圧することができる周波数混合器及び信号生成方法を提供する。【解決手段】周波数混合器１は、局部発振信号の利得を調整して出力する利得調整部１３と、利得調整部１３の出力信号と、所定の周波数帯域を有する入力信号とを混合する混合器１１と、混合器１１の出力信号の低周波成分を抑圧して出力するフィルタ部１２と、を備える。出力信号帯域幅ＢＷは、入力信号の中心周波数ｆＩＦを用いてＢＷ≦２×ｆＩＦで表される。利得調整部１３は、出力信号の上側遮断周波数ｆｕを用いて表される遮断周波数ｆｃ１＝ｆｕ−ｆＩＦよりも高周波側の利得が低く、フィルタ部１２の遮断周波数は、出力信号の下側遮断周波数ｆｌを用いてｆｃ２＝ｆｌで表される。【選択図】図１
2018125733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局部発振信号の利得を調整して出力する利得調整部と、
前記利得調整部の出力信号と、所定の周波数帯域を有する入力信号とを混合する混合器と、
前記混合器の出力信号の低周波成分を抑圧して出力するフィルタ部と、を備え、
出力信号帯域幅ＢＷは、以下の式（１）で表され、
【数１】
2018125733.tif 000013
ただし、ｆＩＦは前記入力信号の中心周波数
前記利得調整部は、
高周波側の利得が低く、低周波側の利得が高い特性を有するとともに、
遮断周波数ｆｃ１は、以下の式（２）で表され、
【数２】
2018125733.tif 000014
ただし、ｆｕは出力信号の上側遮断周波数
前記フィルタ部の遮断周波数ｆｃ２は、以下の式（３）で表される、
【数３】
2018125733.tif 000015
ただし、ｆｌは出力信号の下側遮断周波数
周波数混合器。
【請求項２】
局部発振信号の利得を調整して出力する利得調整部と、
前記利得調整部の出力信号と、所定の周波数帯域を有する入力信号とを混合する混合器と、
前記混合器の出力信号の高周波成分を抑圧して出力するフィルタ部と、を備え、
出力信号帯域幅ＢＷは、以下の式（４）で表され、
【数４】
2018125733.tif 000016
ただし、ｆＩＦは前記入力信号の中心周波数
前記利得調整部は、
低周波側の利得が低く、高周波側の利得が高い特性を有するとともに、
遮断周波数ｆｃ１は、以下の式（５）で表され、
【数５】
2018125733.tif 000017
ただし、ｆｌは出力信号の下側遮断周波数
前記フィルタ部の遮断周波数ｆｃ２は、以下の式（６）で表される、
【数６】
2018125733.tif 000018
ただし、ｆｕは出力信号の上側遮断周波数
周波数混合器。
【請求項３】
前記入力信号は、
ベースバンド信号と前記局部発振信号とが混合された中間周波数信号である、
請求項１又は２に記載の周波数混合器。
【請求項４】
局部発振信号の以下の式（７）で表す遮断周波数ｆｃ１以上の高周波成分の利得を低下させる利得調整ステップと、
【数７】
2018125733.tif 000019
ただし、ｆｕは出力信号帯域幅ＢＷの上限である上側遮断周波数、ｆＩＦは所定の周波数帯域を有する入力信号の中心周波数であり、ＢＷ≦２×ｆＩＦを満たす
前記利得調整ステップで生成された出力信号と前記入力信号とを混合する混合ステップと、
前記混合ステップで混合された信号の以下の式（８）で表す遮断周波数ｆｃ２以下の低周波成分を抑圧させるフィルタリングステップと、
【数８】
2018125733.tif 000020
ただし、ｆｌは出力信号帯域幅ＢＷの下限である下側遮断周波数
を含む信号生成方法。
【請求項５】
局部発振信号の以下の式（９）で表す遮断周波数ｆｃ１以下の低周波成分の利得を低下させる利得調整ステップと、
【数９】
2018125733.tif 000021
ただし、ｆｌは出力信号帯域幅ＢＷの下限である下側遮断周波数、ｆＩＦは所定の周波数帯域を有する入力信号の中心周波数であり、ＢＷ≦２×ｆＩＦを満たす
前記利得調整ステップで生成された出力信号と前記入力信号とを混合する混合ステップと、
前記混合ステップで混合された信号の以下の式（１０）で表す遮断周波数ｆｃ２以上の高周波成分を抑圧させるフィルタリングステップと、
【数１０】
2018125733.tif 000022
ただし、ｆｕは出力信号帯域幅ＢＷの上限である上側遮断周波数
を含む信号生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数混合器及び信号生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の周波数帯域を有する入力信号に、局部発振器の信号を混合して中間周波数信号に変換する送受信機では、信号を混合する際、所望の信号とともに、不要なイメージ信号が発生する。このような不要なイメージ信号を抑圧して、出力信号の品質を向上させる方法が開発されている。例えば、非特許文献１では、ハートレー型イメージ抑圧周波数混合器を用いてイメージ信号を抑圧している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Stephen Wu, Behzad Razavi ,“A 900-MHz/1.8-GHz CMOS Receiver for Dual-Band Applications”, IEEE Journal of Solid-State Circuits , vol.33 , no.12 , p. 2178-2185 , Dec. 1998
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１のイメージ抑圧周波数混合器では、入力信号及び局部発振信号をＩ信号とＱ信号の２つの信号経路に分ける必要があるため、配線の引き回しが困難となる。また、波長の短い高周波信号の場合、Ｉ信号とＱ信号との位相を揃えることが困難となる。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、入力信号及び局部発振信号を複数の信号経路に分割しない簡素な構成で、イメージ信号を抑圧することができる周波数混合器及び信号生成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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る周波数混合器は、
局部発振信号の利得を調整して出力する利得調整部と、
前記利得調整部の出力信号と、所定の周波数帯域を有する入力信号とを混合する混合器と、
前記混合器の出力信号の低周波成分を抑圧して出力するフィルタ部と、を備え、
出力信号帯域幅ＢＷは、以下の式（１）で表され、
【数１】
2018125733.tif 000003
ただし、ｆＩＦは前記入力信号の中心周波数
前記利得調整部は、
高周波側の利得が低く、低周波側の利得が高い特性を有するとともに、
遮断周波数ｆｃ１は、以下の式（２）で表され、
【数２】
2018125733.tif 000004
ただし、ｆｕは出力信号の上側遮断周波数
前記フィルタ部の遮断周波数ｆｃ２は、以下の式（３）で表される。
【数３】
2018125733.tif 000005
ただし、ｆｌは出力信号の下側遮断周波数
【０００７】
本発明の第２の観点に係る周波数混合器は、
局部発振信号の利得を調整して出力する利得調整部と、
前記利得調整部の出力信号と、所定の周波数帯域を有する入力信号とを混合する混合器と、
前記混合器の出力信号の高周波成分を抑圧して出力するフィルタ部と、を備え、
出力信号帯域幅ＢＷは、以下の式（４）で表され、
【数４】
2018125733.tif 000006
ただし、ｆＩＦは前記入力信号の中心周波数
前記利得調整部は、
低周波側の利得が低く、高周波側の利得が高い特性を有するとともに、
遮断周波数ｆｃ１は、以下の式（５）で表され、
【数５】
2018125733.tif 000007
ただし、ｆｌは出力信号の下側遮断周波数
前記フィルタ部の遮断周波数ｆｃ２は、以下の式（６）で表される。
【数６】
2018125733.tif 000008
ただし、ｆｕは出力信号の上側遮断周波数
【０００８】
また、前記入力信号は、
ベースバンド信号と前記局部発振信号とが混合された中間周波数信号である、
こととしてもよい。
【０００９】
本発明の第３の観点に係る信号生成方法は、
局部発振信号の以下の式（７）で表す遮断周波数ｆｃ１以上の高周波成分の利得を低下させる利得調整ステップと、
【数７】
2018125733.tif 000009
ただし、ｆｕは出力信号帯域幅ＢＷの上限である上側遮断周波数、ｆＩＦは所定の周波数帯域を有する入力信号の中心周波数であり、ＢＷ≦２×ｆＩＦを満たす
前記利得調整ステップで生成された出力信号と前記入力信号とを混合する混合ステップと、
前記混合ステップで混合された信号の以下の式（８）で表す遮断周波数ｆｃ２以下の低周波成分を抑圧させるフィルタリングステップと、
【数８】
2018125733.tif 000010
ただし、ｆｌは出力信号帯域幅ＢＷの下限である下側遮断周波数
を含む。
【００１０】
本発明の第４の観点に係る信号生成方法は、
局部発振信号の以下の式（９）で表す遮断周波数ｆｃ１以下の低周波成分の利得を低下させる利得調整ステップと、
【数９】
2018125733.tif 000011
ただし、ｆｌは出力信号帯域幅ＢＷの下限である下側遮断周波数、ｆＩＦは所定の周波数帯域を有する入力信号の中心周波数であり、ＢＷ≦２×ｆＩＦを満たす
前記利得調整ステップで生成された出力信号と前記入力信号とを混合する混合ステップと、
前記混合ステップで混合された信号の以下の式（１０）で表す遮断周波数ｆｃ２以上の高周波成分を抑圧させるフィルタリングステップと、
【数１０】
2018125733.tif 000012
ただし、ｆｕは出力信号帯域幅ＢＷの上限である上側遮断周波数
を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、入力信号及び局部発振信号を複数の信号経路に分割しない簡素な構成で、イメージ信号を抑圧することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る周波数混合器のブロック図である。
【図２】混合器の出力信号を示す概念図である。
【図３】利得調整部の一例を示す回路図である。
【図４】（Ａ）は、上側波帯の中心周波数が下側遮断周波数よりも低い場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図であり、（Ｂ）は、上側波帯の中心周波数が下側遮断周波数以上かつ上側遮断周波数よりも低い場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図であり、（Ｃ）は、上側波帯の中心周波数が上側遮断周波数以上である場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図である。
【図５】（Ａ）は、上側波帯の中心周波数が下側遮断周波数よりも低い場合のＬＯ信号の利得を示す概念図であり、（Ｂ）は、上側波帯の中心周波数が下側遮断周波数よりも低い場合のＲＦ信号の利得を示す概念図である。
【図６】（Ａ）は、上側波帯の中心周波数が下側遮断周波数以上かつ上側遮断周波数よりも低い場合のＬＯ信号の利得を示す概念図であり、（Ｂ）は、上側波帯の中心周波数が下側遮断周波数以上かつ上側遮断周波数よりも低い場合のＲＦ信号の利得を示す概念図である。
【図７】（Ａ）は、上側波帯の中心周波数が上側遮断周波数以上である場合のＬＯ信号の利得を示す概念図であり、（Ｂ）は、上側波帯の中心周波数が上側遮断周波数以上である場合のＲＦ信号の利得を示す概念図である。
【図８】実施の形態１に係る周波数混合器に入力信号として正弦波を入力した場合の所望信号とイメージ信号の周波数特性の一例を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る周波数混合器に入力信号として３２ＱＡＭの信号を入力した場合の所望信号とイメージ信号の周波数特性の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る周波数混合器のブロック図である。
【図１１】（Ａ）は、下側波帯の中心周波数が上側遮断周波数よりも高い場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図であり、（Ｂ）は、下側波帯の中心周波数が上側遮断周波数よりも低くかつ下側遮断周波数以上である場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図であり、（Ｃ）は、下側波帯の中心周波数が下側遮断周波数よりも低い場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図である。
【図１２】（Ａ）は、下側波帯の中心周波数が下側遮断周波数よりも高い場合のＬＯ信号の利得を示す概念図であり、（Ｂ）は、上側波帯の中心周波数が上側遮断周波数よりも高い場合のＲＦ信号の利得を示す概念図である。
【図１３】（Ａ）は、下側波帯の中心周波数が上側遮断周波数よりも低くかつ下側遮断周波数以上である場合のＬＯ信号の利得を示す概念図であり、（Ｂ）は、下側波帯の中心周波数が上側遮断周波数よりも低くかつ下側遮断周波数以上である場合のＲＦ信号の利得を示す概念図である。
【図１４】（Ａ）は、下側波帯の中心周波数が下側遮断周波数よりも低い場合のＬＯ信号の利得を示す概念図であり、（Ｂ）は、下側波帯の中心周波数が下側遮断周波数よりも低い場合のＲＦ信号の利得を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図を参照しつつ、本発明に係る実施の形態に係る周波数混合器について説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る周波数混合器１は、図１に示すように、混合器１１と、フィルタ部１２と、利得調整部１３とを備える。本実施の形態では、無線送信機の一部として無線送信機内部に備えられる周波数混合器１を例として説明する。
【００１５】
周波数混合器１は、所定の周波数帯域を有する入力信号である中間周波数信号（以下、ＩＦ信号という）と、図示しない局部発振器の出力信号である局部発振信号（以下、ＬＯ信号という）とを混合して出力信号（以下、ＲＦ信号という）を出力する。ＩＦ信号は、図示しない変調器で、ベースバンド信号とＬＯ信号とを混合して得られる中間周波数信号である。ＬＯ信号は周波数一定の信号であるが、ベースバンド信号は所定の周波数帯域を有する信号であるため、ＩＦ信号は所定の周波数帯域を有する信号となる。ＲＦ信号には、ＬＯ信号の周波数ｆＬＯとＩＦ信号の中心周波数ｆＩＦとの和（ｆＬＯ＋ｆＩＦ）を中心周波数とする上側波帯（USB:Upper Side Band）と、ＬＯ信号の周波数ｆＬＯとＩＦ信号の中心周波数ｆＩＦとの差（ｆＬＯ−ｆＩＦ）を中心周波数とする下側波帯（LSB:Lower Side Band）とが含まれる。
【００１６】
本実施の形態では、混合器１１の出力信号のうち、上側波帯を所望信号、下側波帯をイメージ信号とする。また、ＲＦ信号の所望の出力信号帯域幅ＢＷは、下側遮断周波数ｆｌと上側遮断周波数ｆｕとの間の周波数帯域とする。また、所望信号の中心周波数とイメージ信号の中心周波数の両方が出力信号帯域幅ＢＷに入らないように、出力信号帯域幅ＢＷは、所望信号の中心周波数とイメージ信号の中心周波数の差以下（ＢＷ≦２×ｆＩＦ）に設定する。本実施の形態では、ＢＷ＝（ｆＬＯ＋ｆＩＦ）−（ｆＬＯ−ｆＩＦ）＝２ｆＩＦとする。
【００１７】
利得調整部１３は、図示しない局部発振器の出力信号であるＬＯ信号を入力する。そして、入力されたＬＯ信号の利得を調整して出力する。利得調整部１３の利得特性は、図１に示すように、低周波側が高く、高周波側が低い。また、利得調整部１３の遮断周波数ｆｃ１、すなわち利得が−３ｄＢとなる周波数は、ｆｕ−ｆＩＦに設定する。
【００１８】
混合器１１は、一般的な乗算器であり、図示しない変調器で生成された中間周波数信号であるＩＦ信号と、利得調整部１３の出力信号である利得調整後のＬＯ信号とを混合する。混合器１１の出力信号は、図２に示すように、上側波帯（ＵＳＢ）と下側波帯（ＬＳＢ）とを含む。
【００１９】
フィルタ部１２は、混合器１１の出力信号を入力し、低周波成分を抑圧して出力するフィルタ回路である。フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２、すなわち利得が−３ｄＢとなる周波数はｆｌである。フィルタ部１２は、この遮断周波数ｆｃ２でフィルタリングした信号をＲＦ信号として出力する。
【００２０】
上述の利得調整部１３は、一般的な低域通過フィルタで構成されてもよいが、例えば、図３に例示する回路図のように、ＩＦ信号、ＲＦ信号との関係に基づいて、適切なレベルのＬＯ信号を出力するように調整されることが好ましい。図３の回路は、混合器１１をＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）で構成し、ＬＯ信号の入力ポートとＲＦ信号の出力ポートに整合回路を備える。これらの整合回路は、伝送線路とキャパシタによって構成され、ＭＯＳＦＥＴのインピーダンスも含めてフィルタとして動作する。ＬＯ信号の入力ポートの整合回路は、利得調整部１３に相当し、素子値を調整することで、変換利得の周波数特性の遮断周波数ｆｃ１を設定する。ＲＦ信号の出力ポートの整合回路は、フィルタ部１２に相当し、素子値を調整することで、変換利得の周波数特性の遮断周波数ｆｃ２を設定する。また、ＩＦ信号の入力ポートでは、ＭＯＳＦＥＴのソースインピーダンスが５０Ωとなるようにゲート幅を選択する。これにより、整合回路を用いることなく、広帯域でのインピーダンス整合が可能となる。
【００２１】
続いて、本実施の形態に係る周波数混合器１によるイメージ抑圧について、ＬＯ信号の周波数ｆＬＯに基づいた場合分けをしつつ説明する。
【００２２】
図４（Ａ）は、所望信号である上側波帯の中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦが下側遮断周波数ｆｌよりも低い場合（ｆＬＯ＋ｆＩＦ＜ｆｌ）、すなわちｆＬＯ＜ｆｌ−ｆＩＦである場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図である。この場合、ＬＯ信号の周波数ｆＬＯは、図５（Ａ）のように、利得調整部１３で設定した遮断周波数ｆｃ１＝ｆｕ−ｆＩＦよりも低い。したがって、ＬＯ信号は抑圧されず、利得の高い状態で出力される。
【００２３】
ＬＯ信号とＩＦ信号は、混合器１１で乗算されて、中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦの上側波帯と、中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦの下側波帯とを含む信号として出力される。
【００２４】
混合器１１の出力信号は、フィルタ部１２に入力される。上側波帯の中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦは、上記の条件（ｆＬＯ＋ｆＩＦ＜ｆｌ）から、図５（Ｂ）のように、フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２として設定したｆｌよりも低い。したがって、上側波帯の中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦと、下側波帯の中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦのいずれも、フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２＝ｆｌよりも低い。これにより、所望信号である上側波帯とイメージ信号である下側波帯は、フィルタ部１２で抑圧される。よって、図４（Ａ）に示すように、ＲＦ信号は、所望信号とイメージ信号のいずれも抑圧された信号となる。
【００２５】
図４（Ｂ）は、所望信号である上側波帯の中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦが下側遮断周波数ｆｌ以上であり、上側遮断周波数ｆｕよりも低い場合（ｆｌ≦ｆＬＯ＋ｆＩＦ＜ｆｕ）、すなわちｆｌ−ｆＩＦ≦ｆＬＯ＜ｆｕ−ｆＩＦである場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図である。この場合、上記の条件より、ＬＯ信号の周波数ｆＬＯは、利得調整部１３で設定した遮断周波数ｆｃ１＝ｆｕ−ｆＩＦよりも低い（図６（Ａ））。したがって、ＬＯ信号は抑圧されず、利得の高い状態で出力される。
【００２６】
ＬＯ信号とＩＦ信号は、混合器１１で乗算されて、中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦの上側波帯と、中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦの下側波帯とを含む信号として出力される。
【００２７】
混合器１１の出力信号は、フィルタ部１２に入力される。この場合、所望信号である上側波帯の中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦは、上記の条件（ｆｌ≦ｆＬＯ＋ｆＩＦ）より、図６（Ｂ）のように、フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２として設定したｆｌ以上であるため、フィルタ部１２によって抑圧されることなくＲＦ信号として出力される。一方、ｆＬＯ＋ｆＩＦ＜ｆｕとの条件と、ＢＷ＝ｆｕ−ｆｌ＝２ｆＩＦとの前提条件より、下側波帯の中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦは、ｆＬＯ−ｆＩＦ＜ｆｕ−２ｆＩＦ＝ｆｌとなり、フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２＝ｆｌよりも低い（図６（Ｂ））。したがって、イメージ信号である下側波帯は、フィルタ部１２で抑圧される。よって、図４（Ｂ）に示すように、ＲＦ信号は、抑圧されない所望信号と、抑圧されたイメージ信号とが組み合わされた信号となる。
【００２８】
図４（Ｃ）は、所望信号である上側波帯の中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦが上側遮断周波数ｆｕ以上である場合（ｆｕ≦ｆＬＯ＋ｆＩＦ）、すなわちｆｕ−ｆＩＦ≦ｆＬＯである場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図である。この場合、上記の条件（ｆｕ−ｆＩＦ≦ｆＬＯ）より、ＬＯ信号の周波数ｆＬＯは、利得調整部１３で設定した遮断周波数ｆｃ１＝ｆｕ−ｆＩＦ以上となる（図７（Ａ））。したがって、ＬＯ信号は、抑圧された状態で出力される。
【００２９】
抑圧されたＬＯ信号とＩＦ信号は、混合器１１で乗算されて、中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦの上側波帯と、中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦの下側波帯とを含む信号として出力される。
【００３０】
混合器１１の出力信号は、フィルタ部１２に入力される。この場合、上記の条件（ｆｕ−ｆＩＦ≦ｆＬＯ）と、ＢＷ＝ｆｕ−ｆｌ＝２ｆＩＦとの前提条件より、ｆｌ≦ｆＬＯ−ｆＩＦが成り立つ。よって、図７（Ｂ）のように、下側波帯の中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦは、フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２として設定したｆｌ以上であり、下側波帯、上側波帯ともフィルタ部１２によって抑圧されることなくＲＦ信号として出力される。しかしながら、利得調整部１３によって、ＬＯ信号は抑圧されているため、イメージ信号、所望信号ともに抑圧された信号となる。これにより、図４（Ｃ）のように、所望帯域内にイメージ信号が存在している場合でも、イメージ信号は、所望信号とともに抑圧された状態で、ＲＦ信号として出力される。
【００３１】
図８は、本実施の形態に係る周波数混合器１を用いた送信機の所望信号とイメージ信号の周波数特性の例を示す図である。本例の送信機は、周波数混合器１をＣＭＯＳ回路として構成した送信機であって、３００ＧＨｚを中心周波数とするＲＦ信号を送信する。
【００３２】
また、ＩＦ信号は１０．８ＧＨｚの正弦波とし、ＬＯ信号の周波数は１４４ＧＨｚ、ＲＦ信号の所望帯域幅、すなわち出力信号帯域幅ＢＷは２０ＧＨｚとしている。さらに、周波数混合器１の出力信号であるＲＦ信号は、図示しない高周波周波数混合器に入力されて、より高周波の信号として送信機から出力される。これにより、本例の所望信号の出力周波数は２ｆＬＯ＋ｆＩＦ、イメージ信号の出力周波数は２ｆＬＯ−ｆＩＦとなる。図８に示されるように、イメージ信号が、所望信号と比較して１０ｄＢ程度抑圧されていることがわかる。
【００３３】
図９は、上述の例の送信機に、ＩＦ信号として、変調方式３２ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、シンボルレート２１Ｇｂａｕｄ、中心周波数１４ＧＨｚの変調信号を用いた場合の出力スペクトルを示す図である。図８と同様に、図９に示されるイメージ信号は、所望信号と比較して１０ｄＢ程度抑圧されている。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態に係る周波数混合器１では、直交局部発振信号、直交周波数混合器等が不要であるため、少ない部品点数で、小型化が容易な構成でイメージ信号を抑圧することができる。また、入力信号及び局部発振信号をＩ信号とＱ信号の２つの信号経路に分ける必要がないため、高い周波数領域であっても、回路設計が容易である。また、ＬＯ信号の周波数に関わらず、イメージ信号を抑圧することができる。したがって、簡素な構成で、イメージ信号を抑圧することが可能である。
【００３５】
（実施の形態２）
図１０に示すように、本実施の形態に係る周波数混合器２の基本的な構成は、周波数混合器１と同様であるが、出力信号のうち、下側波帯（LSB:Lower Side Band）を所望信号、上側波帯（USB:Upper Side Band）をイメージ信号とする点で上記実施の形態１と異なる。また、これにより利得調整部１３及びフィルタ部１２の特性が、実施の形態１に係る周波数混合器１と異なる。
【００３６】
本実施の形態では実施の形態１と同様に、出力信号帯域幅ＢＷは、所望信号である下側波帯の中心周波数とイメージ信号である上側波帯の中心周波数の差、すなわちＢＷ＝（ｆＬＯ＋ｆＩＦ）−（ｆＬＯ−ｆＩＦ）＝２ｆＩＦとする。
【００３７】
図１０に示すように、本実施の形態の利得調整部１３は、ＬＯ信号を入力する。そして、入力されたＬＯ信号の利得を調整して出力する。利得調整部１３の利得特性は、高周波側が高く、低周波側が低い。また、利得調整部１３の遮断周波数ｆｃ１、すなわち利得が−３ｄＢとなる周波数は、ｆｌ＋ｆＩＦである。
【００３８】
混合器１１の構成は、実施の形態１と同様である。混合器１１の出力信号は、図２に示すように、イメージ信号である上側波帯（ＵＳＢ）と所望信号である下側波帯（ＬＳＢ）とを含む。
【００３９】
フィルタ部１２は、混合器１１の出力信号を入力し、高周波成分を抑圧して出力するフィルタ回路である。フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２、すなわち利得が−３ｄＢとなる周波数は、ｆｕである。フィルタ部１２は、この遮断周波数ｆｃ２＝ｆｕでフィルタリングした信号をＲＦ信号として出力する。
【００４０】
続いて、本実施の形態に係る周波数混合器２によるイメージ抑圧について、ＬＯ信号の周波数に基づいた場合分けをしつつ説明する。
【００４１】
図１１（Ａ）は、所望信号である下側波帯の中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦが上側遮断周波数ｆｕよりも高い場合（ｆｕ＜ｆＬＯ−ｆＩＦ）、すなわちｆｕ＋ｆＩＦ＜ｆＬＯである場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図である。この場合、ＬＯ信号の周波数ｆＬＯは、図１２（Ａ）のように、利得調整部１３で設定した遮断周波数ｆｃ１＝ｆｌ＋ｆＩＦよりも高い。したがって、ＬＯ信号は抑圧されず、利得の高い状態で出力される。
【００４２】
ＬＯ信号とＩＦ信号は、混合器１１で乗算されて、中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦの上側波帯と、中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦの下側波帯とを含む信号として出力される。
【００４３】
混合器１１の出力信号は、フィルタ部１２に入力される。下側波帯の中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦは、上記の条件（ｆｕ＜ｆＬＯ−ｆＩＦ）より、フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２として設定したｆｕよりも高い。したがって、図１２（Ｂ）のように、下側波帯の中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦと、上側波帯の中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦのいずれも、フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２＝ｆｕよりも高い。これにより、所望信号である下側波帯とイメージ信号である上側波帯は、フィルタ部１２で抑圧される。よって、図１１（Ａ）に示すように、ＲＦ信号は、所望信号とイメージ信号のいずれも抑圧された信号となる。
【００４４】
図１１（Ｂ）は、所望信号である下側波帯の中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦが上側遮断周波数ｆｕよりも低く、下側遮断周波数ｆｌ以上である場合（ｆｌ≦ｆＬＯ−ｆＩＦ＜ｆｕ）、すなわちｆｌ＋ｆＩＦ≦ｆＬＯ＜ｆｕ＋ｆＩＦである場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図である。この場合、上記の条件より、ＬＯ信号の周波数ｆＬＯは、利得調整部１３で設定した遮断周波数ｆｃ１＝ｆｌ＋ｆＩＦ以上となる（図１３（Ａ））。したがって、ＬＯ信号は抑圧されず、利得の高い状態で出力される。
【００４５】
ＬＯ信号とＩＦ信号は、混合器１１で乗算されて、中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦの上側波帯と、中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦの下側波帯とを含む信号として出力される。
【００４６】
混合器１１の出力信号は、フィルタ部１２に入力される。この場合、所望信号である下側波帯の中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦは、上記の条件（ｆＬＯ−ｆＩＦ＜ｆｕ）より、図１３（Ｂ）のように、フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２として設定したｆｕより低いため、フィルタ部１２によって抑圧されることなくＲＦ信号として出力される。一方、ｆｌ≦ｆＬＯ−ｆＩＦとの条件と、ＢＷ＝ｆｕ−ｆｌ＝２ｆＩＦとの前提条件より、上側波帯の中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦは、ｆｌ＋２ｆＩＦ＝ｆｕ≦ｆＬＯ＋ｆＩＦとなり、フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２＝ｆｕ以上となる（図１３（Ｂ））。したがって、イメージ信号である上側波帯は、フィルタ部１２で抑圧される。よって、図１１（Ｂ）に示すように、ＲＦ信号は、抑圧されない所望信号と、抑圧されたイメージ信号とが組み合わされた信号となる。
【００４７】
図１１（Ｃ）は、所望信号である下側波帯の中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦが下側遮断周波数ｆｌよりも低い場合（ｆＬＯ−ｆＩＦ＜ｆｌ）、すなわちｆＬＯ＜ｆｌ＋ｆＩＦである場合のＲＦ信号の電力スペクトルを示す概念図である。この場合、上記の条件（ｆＬＯ＜ｆｌ＋ｆＩＦ）より、ＬＯ信号の中心周波数ｆＬＯは、利得調整部１３で設定した遮断周波数ｆｃ１＝ｆｌ＋ｆＩＦよりも低くなる（図１４（Ａ））。したがって、ＬＯ信号は、抑圧された状態で出力される。
【００４８】
抑圧されたＬＯ信号とＩＦ信号は、混合器１１で乗算されて、中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦの上側波帯と、中心周波数ｆＬＯ−ｆＩＦの下側波帯とを含む信号として出力される。
【００４９】
混合器１１の出力信号は、フィルタ部１２に入力される。この場合、上記の条件（ｆＬＯ−ｆＩＦ＜ｆｌ）と、ＢＷ＝ｆｕ−ｆｌ＝２ｆＩＦとの前提条件より、ｆＬＯ＋ｆＩＦ＜ｆｌ＋２ｆＬＯ＝ｆｕが成り立つ。よって、上側波帯の中心周波数ｆＬＯ＋ｆＩＦは、図１４（Ｂ）のように、フィルタ部１２の遮断周波数ｆｃ２として設定したｆｕよりも低く、下側波帯、上側波帯ともフィルタ部１２によって抑圧されることなくＲＦ信号として出力される。しかしながら、利得調整部１３によって、ＬＯ信号は抑圧されているため、イメージ信号、所望信号ともに抑圧された信号となる。これにより、図１１（Ｃ）のように、所望帯域内にイメージ信号が存在している場合でも、イメージ信号は、所望信号とともに抑圧された状態で、ＲＦ信号として出力される。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態に係る周波数混合器２では、出力周波数のうち、下側波帯を所望信号とする場合でも、少ない部品点数で、小型化が容易な構成でイメージ信号を抑圧することができる。また、入力信号及び局部発振信号をＩ信号とＱ信号の２つの信号経路に分ける必要がないため、高い周波数領域であっても、回路設計が容易である。また、ＬＯ信号の周波数に関わらず、イメージ信号を抑圧することができる。したがって、簡素な構成で、イメージ信号を抑圧することが可能である。
【００５１】
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、高周波の信号を送受信する無線送受信機に好適である。また、本発明は、無線送受信機に限らず、中間周波数信号を生成する有線の送受信機に応用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１，２  周波数混合器、１１  混合器、１２  フィルタ部、１３  利得調整部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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