(57)【要約】【課題】余分な回路を必要とせず、簡易な構成からなる位相変調器を得ること。【解決手段】位相変調器５０は、差動出力アンプ９と、経路切換スイッチ１２とを有する。差動出力アンプ９は、入力信号１を用いて、信号位相が１８０°異なる第一差動信号１０及び第二差動信号１１を生成する。経路切換スイッチ１２は、経路切換信号１３に従って、第一差動信号１０及び第二差動信号１１のうちの何れか一つを選択することで、０°又は１８０°で位相が変調された被変調信号を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波信号を用いて、信号位相が１８０°異なる２つの差動信号を生成する差動信号生成部と、
切換信号に従って、２つの前記差動信号のうちの何れか一つを選択することで、０°又は１８０°で位相が変調された被変調信号を出力する信号切換器と、
を備えたことを特徴とする位相変調器。
【請求項２】
前記差動信号生成部は、差動出力アンプであることを特徴とする請求項１に記載の位相変調器。
【請求項３】
前記差動信号生成部は、平衡不平衡変換器であることを特徴とする請求項１に記載の位相変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダシステム又は無線通信システムの送受信機に用いられる位相変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システム又はレーダシステムにおいて、位相変調が実施されているものがある。位相変調には、位相変調器が用いられる。直交変調器は、位相変調器の一例である。
【０００３】
下記特許文献１には、直交変調器が開示されている。特許文献１に開示される直交変調器では、９０°ハイブリッドの一つの出力ポートから出力される信号と、第一の変調信号とが第一のミキサで周波数混合され、９０°ハイブリッドの他の一つの出力ポートから出力される信号と、第二の変調信号とが第二のミキサで周波数混合される。９０°ハイブリッドは、９０°分配器の一例である。第一のミキサの出力と、第二のミキサの出力とは、パワーコンバイナで合成されて出力される。パワーコンバイナは、合成器の一例である。特許文献１に開示される構成は、直交変調器の典型的な構成である。下記特許文献２にも同様な構成が開示されている。
【０００４】
直交変調器において、良好な変調精度を得るためには９０°分配器で分配された分配信号の位相誤差及び振幅誤差を小さくする必要がある。特許文献１では、９０°分配器に調整回路を付与して位相誤差を低減している。特許文献２では、分配信号の位相及び振幅の双方を補正する回路を用いて、位相誤差及び振幅誤差を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３０４６３号公報
【特許文献２】特開昭６３−１７６０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーダシステムでは、０°又は１８０°で位相を変調した被変調信号が使用される場合がある。
【０００７】
上記特許文献１及び特許文献２で開示される直交変調器を使用して二相の位相変調を精度よく実施する場合、二つの変調信号のうちの一つの変調信号を適切な電圧に固定し、もう一つの変調信号を変動させる必要がある。あるいは、二つの変調信号の双方を同時に変動させることで出力信号の位相を二相に変動させる必要がある。このため、二相の位相変調を使用するレーダシステムに特許文献１及び特許文献２の技術を適用した場合、二つの変調信号の組合せの精度を確保する必要がある。その結果、余分な回路が必要となり、位相変調器を簡易に構成できないという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、余分な回路を必要とせず、簡易な構成からなる位相変調器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る位相変調器は、差動信号生成部と、信号切換器とを有する。差動信号生成部は、搬送波信号を用いて、信号位相が１８０°異なる２つの差動信号を生成する。信号切換器は、切換信号に従って２つの差動信号のうちの何れか一つを選択することで、０°又は１８０°で位相が変調された被変調信号を出力する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る位相変調器は、余分な回路を必要とせず、簡易に構成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る位相変調器の構成例を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る位相変調器の動作説明に用いる図
【図３】実施の形態２に係る位相変調器の構成例を示すブロック図
【図４】実施の形態２に係る位相変調器の動作説明に用いる図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態に係る位相変調器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、以下では、電気的な接続を単に「接続」と称して説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る位相変調器５０の構成例を示すブロック図である。実施の形態１に係る位相変調器５０は、図１に示すように、差動信号生成部の例示である差動出力アンプ９と、信号切換器である経路切換スイッチ１２とを備える。差動出力アンプ９は、入力信号１を用いて、信号位相が１８０°異なる２つの差動信号を生成する機能を有する。経路切換スイッチ１２は、切換信号に従って、２つの差動信号のうちの何れか一つの差動信号を切り換えて出力する機能、別言すれば２つの差動信号のうちの何れか一つの差動信号を選択して出力する機能を有する。
【００１４】
図１において、差動出力アンプ９は、端子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆと、増幅回路２０と、を備える。端子９ａは、差動出力アンプ９の入力端子を成す。端子９ａには、入力信号１が入力される。端子９ｂは、接地される。端子９ｂは、入力信号１の電位の基準となる基準端子である。すなわち、入力信号１の信号レベルは、接地電位が基準となる。
【００１５】
増幅回路２０は、非反転端子２０ａと、反転端子２０ｂとを備える。非反転端子２０ａは、端子９ｃに接続される。反転端子２０ｂは、端子９ｅに接続される。増幅回路２０は、入力信号１を増幅する。増幅された信号は、非反転端子２０ａ及び反転端子２０ｂの双方から出力される。
【００１６】
非反転端子２０ａからは、非反転信号が出力される。反転端子２０ｂからは、反転信号が出力される。非反転信号と反転信号とは、位相差が１８０°すなわち信号位相が１８０°異なる信号である。位相差が１８０°異なる信号は、差動信号と呼ばれる。非反転信号は、端子９ｃを介して出力される。反転信号は、端子９ｅを介して出力される。端子９ｃ，９ｅは、差動出力アンプ９の出力端子を成す。以下、端子９ｃを介して出力される信号を第一差動信号と呼び、端子９ｅを介して出力される信号を第二差動信号と呼ぶ。
【００１７】
上記の構成により、端子９ｃからは、第一差動信号１０が出力され、端子９ｅからは、第二差動信号１１が出力される。端子９ｄ，９ｆは、接地される。端子９ｄは、第一差動信号１０の電位の基準となる基準端子であり、端子９ｆは、第二差動信号１１の電位の基準となる基準端子である。すなわち、第一差動信号１０及び第二差動信号１１の信号レベルは、接地電位が基準となる。
【００１８】
経路切換スイッチ１２は、端子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇを備える。端子１２ａ，１２ｃは、経路切換スイッチ１２の入力端子を成し、端子１２ｅは、経路切換スイッチ１２の出力端子を成す。
【００１９】
端子１２ａには、第一差動信号１０が入力される。端子１２ｃには、第二差動信号１１が入力される。端子１２ｂ，１２ｄは、接地される。端子１２ｂは、経路切換スイッチ１２に入力される第一差動信号１０の電位の基準となる基準端子であり、端子１２ｄは、経路切換スイッチ１２に入力される第二差動信号１１の電位の基準となる基準端子である。すなわち、経路切換スイッチ１２に入力される第一差動信号１０及び第二差動信号１１の信号レベルは、接地電位が基準となる。
【００２０】
端子１２ｇには、上述した切換信号である経路切換信号１３が入力される。経路切換信号１３は、端子１２ａに入力された信号と、端子１２ｃに入力された信号のうちの何れか一つを端子１２ｅに伝達するための信号である。経路切換信号１３によって、第一差動信号１０及び第二差動信号１１のうちの何れか一つの差動信号が選択されて、端子１２ｅに伝達される。端子１２ｅからは、出力信号６が出力される。出力信号６は、位相変調器５０の出力信号となる。端子１２ｆは、接地される。端子１２ｆは、出力信号６の電位の基準となる基準端子である。すなわち、出力信号６の信号レベルは、接地電位が基準となる。
【００２１】
次に、実施の形態１の位相変調器５０における更に詳細な動作について、図２を参照して説明する。図２は、実施の形態１に係る位相変調器５０の動作説明に用いる図である。
【００２２】
図示の破線で示す入力信号１が差動出力アンプ９の端子９ａに入力される。図示の入力信号１は、位相変調器５０に入力される搬送波信号である。搬送波信号が入力されると、図示の破線で示す第一差動信号１０が端子９ｃから出力され、図示の破線で示す第二差動信号１１が端子９ｅから出力される。第一差動信号１０及び第二差動信号１１は、位相差が１８０°であり、且つ、同振幅の差動信号である。なお、ここで言う同振幅とは、信号振幅の補正を要さない程度の振幅精度が確保されているという意味である。上述した特許文献２の直交変調器では、分配信号の振幅誤差を低減するために、振幅を補正する回路が必要であった。これに対して、実施の形態１の位相変調器５０では、差動出力アンプ９を用いているので、特許文献２に示されるような補正回路は不要である。
【００２３】
第一差動信号１０は、経路切換スイッチ１２の端子１２ａに入力される。第二差動信号１１は、経路切換スイッチ１２の端子１２ｃに入力される。経路切換信号１３が端子１２ｇに入力されると、第一差動信号１０及び第二差動信号１１のうちの何れか一つの差動信号が選択されて、端子１２ｅに伝達される。経路切換信号１３は、位相変調における変調信号である。変調信号は、変調データと言い換えてもよい。図示の信号波形は、第一差動信号１０と第二差動信号１１とが、この順で交互に選択される例である。このようにして、端子１２ｅから出力される出力信号６は、０°又は１８０°で位相が変調された二相の被変調信号となる。
【００２４】
なお、経路切換信号１３の信号形式は任意であり、どのような信号形式のものを用いてもよい。信号レベルが“０”のときに第一差動信号１０が選択され、信号レベルが“１”のときに第二差動信号１１が選択されるような信号形式であってもよいし、この逆でもよい。また、経路切換信号１３が入力されていないときに第一差動信号１０が選択され、経路切換信号１３が入力されているときに第二差動信号１１が選択されるような信号形式であってもよいし、この逆でもよい。
【００２５】
実施の形態１に係る位相変調器によれば、入力信号は一つの搬送波信号のみである。このため、一つの搬送波信号に対する制御のみで二相の被変調信号を生成することが可能である。これにより、余分な回路を必要とせず、簡易に構成できるという効果を奏する。
【００２６】
また、実施の形態１に係る位相変調器によれば、一つの搬送波信号を使用して二相の被変調信号を生成することができる。このため、二つの変調信号の組合せの精度を確保する必要がない。これにより、変調器を構成する構成部品の精度のみを管理することで、必要とされる変調精度が得られるという効果を奏する。
【００２７】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２に係る位相変調器５０Ａの構成例を示すブロック図である。図３に示す実施の形態２に係る位相変調器５０Ａは、図１に示す実施の形態１に係る位相変調器５０の構成において、差動信号生成部である差動出力アンプ９をバラン１４に置き換えたものである。なお、その他の構成については、実施の形態１の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２８】
一般的なバラン（Ｂａｌｕｎ）は、平衡信号（Ｂａｌａｎｃｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ）と、不平衡信号（Ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ）とを相互に変換する平衡不平衡変換器である。
【００２９】
図３において、バラン１４は、端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆと、巻線群２２と、を備える。バラン１４において、端子１４ａは不平衡端子を成し、端子１４ｃ，１４ｅは平衡端子を成す。
【００３０】
端子１４ａには、入力信号１が入力される。端子１４ｂは、接地される。端子１４ｂは、入力信号１の電位の基準となる基準端子である。すなわち、入力信号１の信号レベルは、接地電位が基準となる。
【００３１】
巻線群２２は、第一巻線２２ａと、第二巻線２２ｂとを含む。第一巻線２２ａの一端は端子１４ａに接続され、第一巻線２２ａの他端は接地される。第一巻線２２ａと第二巻線２２ｂとは、磁気的に結合している。第二巻線２２ｂの一端は端子１４ｃに接続され、第二巻線２２ｂの他端は端子１４ｅに接続される。なお、バラン１４の構成は、図示のものに限られない。図３では、第一巻線２２ａ及び第二巻線２２ｂという二つの巻線を例示したが、三つ以上の巻線を有していてもよい。
【００３２】
上記の構成により、端子１４ｃからは、第一差動信号１０が出力され、端子１４ｅからは、第二差動信号１１が出力される。端子１４ｄ，１４ｆは、接地される。端子１４ｄは、第一差動信号１０の電位の基準となる基準端子であり、端子１４ｆは、第二差動信号１１の電位の基準となる基準端子である。すなわち、第一差動信号１０及び第二差動信号１１の信号レベルは、接地電位が基準となる。
【００３３】
次に、実施の形態２の位相変調器５０Ａにおける更に詳細な動作について、図４を参照して説明する。図４は、実施の形態２に係る位相変調器５０Ａの動作説明に用いる図である。
【００３４】
図示の破線で示す入力信号１がバラン１４の端子１４ａに入力される。図示の入力信号１は、位相変調器５０Ａに入力される搬送波信号である。搬送波信号が入力されると、図示の破線で示す第一差動信号１０が端子１４ｃから出力され、図示の破線で示す第二差動信号１１が端子１４ｅから出力される。第一差動信号１０及び第二差動信号１１は、位相差が１８０°であり、且つ、同振幅の差動信号である。なお、ここで言う同振幅とは、信号振幅の補正を要さない程度の振幅精度が確保されているという意味である。実施の形態２の位相変調器５０Ａでは、出力端子が平衡端子であるバラン１４を用いている。このため、特許文献２に示されるような補正回路を用いることなく、０°又は１８０°で位相が変調された、精度のよい二相の被変調信号を出力することができる。なお、以後の動作は、実施の形態１と同一であり、ここでの説明は省略する。
【００３５】
実施の形態２において、バラン１４は、実施の形態１における差動出力アンプ９の機能を互換する。このため、実施の形態１と同等の効果が得られる。
【００３６】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  入力信号、６  出力信号、９  差動出力アンプ、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ  端子、１０  第一差動信号、１１  第二差動信号、１２  経路切換スイッチ、１３  経路切換信号、１４  バラン、２０  増幅回路、２０ａ  非反転端子、２０ｂ  反転端子、２２  巻線群、２２ａ  第一巻線、２２ｂ  第二巻線、５０，５０Ａ  位相変調器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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