(57)【要約】【課題】無線モジュールにおいて消費電力を削減する。【解決手段】ＲＦ帯域の信号処理を行うＲＦブロック２０１と、ベースバンド帯域の信号処理を行うベースバンドブロック１０１とを分割して設け、ＲＦブロック２０１とベースバンドブロック１０１とをケーブル４１にて接続する構成とし、ＲＦブロック２０１は、当該無線モジュール内の信号処理に用いる基準信号Ｒｅｆを生成する基準信号源２４を有し、基準信号Ｒｅｆの成分を含む信号を、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ等と合成してケーブル４１を介してベースバンドブロック１０１へ伝送し、ブロック間を伝送する信号の周波数を低くする。【選択図】図１
2015216529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ帯域の信号処理を行うＲＦブロックと、
前記ＲＦブロックとは分割して設けられ、ベースバンド帯域の信号処理を行うベースバンドブロックと、
前記ＲＦブロックと前記ベースバンドブロックとを接続するケーブルと、を有し、
前記ＲＦブロックは、当該無線モジュール内の信号処理に用いる基準信号を生成する基準信号生成部を有し、前記基準信号の成分を含む信号を前記ケーブルを介して前記ベースバンドブロックへ伝送する、
無線モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の無線モジュールであって、
前記ベースバンドブロックは、当該無線モジュール内の回路の電源用電力となる電力成分を含む信号を、前記ケーブルを介して前記ＲＦブロックへ伝送する、
無線モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の無線モジュールであって、
前記ＲＦブロックは、前記基準信号を変調／復調信号と制御信号の少なくとも一方の信号と合成して前記ベースバンドブロックへ伝送し、
前記ベースバンドブロックは、前記ＲＦブロックから伝送される信号から前記基準信号を分離する基準信号分離部を有する、
無線モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の無線モジュールであって、
前記ＲＦブロックは、前記基準信号の成分を含む変調／復調信号又は制御信号を前記ベースバンドブロックへ伝送し、
前記ベースバンドブロックは、前記ＲＦブロックから伝送される信号から前記ベースバンドブロック内の信号処理に用いる基準信号を再生する基準信号再生部を有する、
無線モジュール。
【請求項５】
請求項２に記載の無線モジュールであって、
前記ベースバンドブロックは、前記電源用電力となる電力成分を含む直流信号を変調／復調信号と制御信号の少なくとも一方の信号と合成して前記ＲＦブロックへ伝送し、
前記ＲＦブロックは、前記ベースバンドブロックから伝送される信号から前記直流信号を分離する直流信号分離部を有する、
無線モジュール。
【請求項６】
請求項２に記載の無線モジュールであって、
前記ベースバンドブロックは、前記電源用電力となる電力成分を含む変調／復調信号又は制御信号を前記ＲＦブロックへ伝送し、
前記ＲＦブロックは、前記ベースバンドブロックから伝送される信号から電源用電力を生成する電源用電力生成部を有する、
無線モジュール。
【請求項７】
請求項２に記載の無線モジュールであって、
前記ＲＦブロックは、前記基準信号を変調／復調信号と合成して前記ベースバンドブロックへ伝送し、
前記ベースバンドブロックは、前記電源用電力となる電力成分を含む直流信号を制御信号と合成して前記ＲＦブロックへ伝送し、
前記ケーブルは、同軸ケーブルにより構成され、前記同軸ケーブルの内部導体によって前記基準信号及び前記変調／復調信号を伝送し、前記同軸ケーブルの外部導体によって前記直流信号及び前記制御信号を伝送する、
無線モジュール。
【請求項８】
請求項２に記載の無線モジュールであって、
前記ＲＦブロックは、前記基準信号を変調／復調信号及び制御信号と合成して前記ベースバンドブロックへ伝送し、
前記ベースバンドブロックは、前記電源用電力となる電力成分を含む直流信号を変調／復調信号及び制御信号と合成して前記ＲＦブロックへ伝送し、
前記ケーブルは、同軸ケーブルにより構成され、前記同軸ケーブルの内部導体によって前記基準信号、前記変調／復調信号、前記制御信号、及び前記直流信号を伝送する、
無線モジュール。
【請求項９】
請求項１に記載の無線モジュールであって、
前記ケーブルは、差動ケーブルにより構成され、
前記ＲＦブロックは、前記基準信号の成分を含む信号を差動信号として前記差動ケーブルを介して前記ベースバンドブロックへ伝送する、
無線モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線通信用の回路を搭載した無線モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、マイクロ波又はミリ波帯域等の高周波帯の無線通信を行う装置として、基板に無線通信用のベースバンド回路、ＲＦ（Radio Frequency）回路、アンテナ等を搭載してモジュール構成とした無線モジュールが種々用いられている。
【０００３】
無線モジュールの構成例として、例えば特許文献１には、ベースバンドモジュールとＲＦモジュールとを分割して設け、モジュール間をケーブル（伝送ライン）にて接続して信号を伝送する構成が開示されている。この従来例では、ベースバンドモジュールはベースバンド回路、マルチプレクサ、バイアスティ（Bias-T）を有し、ＲＦモジュールはバイアスティ、デマルチプレクサ、ＲＦ回路を有する。
【０００４】
ベースバンドモジュールでは、ベースバンド回路に対し出入力されるＩＦ（Intermediate Frequency）帯の変復調信号ＩＦ、及び制御信号ｃｏｎｔと、ベースバンド回路にて生成され出力されるローカル信号ＬＯとを、マルチプレクサにて多重化する。また、多重化された信号と、電源用電力となるＤＣ信号とを、バイアスティにより重畳し、同軸ケーブルを介してＲＦモジュールに伝送する。
【０００５】
ＲＦモジュールでは、バイアスティによりＤＣ信号を分離し、ＲＦ回路の電源として利用する。また、デマルチプレクサにて変復調信号ＩＦ、ローカル信号ＬＯ、制御信号ｃｏｎｔを分離し、ＲＦ回路に対し入出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０３０７６９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
無線モジュールにおいて、ベースバンドモジュールとＲＦモジュールとを分割してモジュール間をケーブルにて接続し信号伝送する構成では、信号伝搬損失が大きい場合、伝送先での信号増幅利得を大きくとる必要があり、回路の消費電力が大きくなる。上記特許文献１に記載の従来例の場合、ベースバンドモジュールにおいて１０ＧＨｚの高周波のローカル信号を生成し、ベースバンドモジュールからＲＦモジュールへ伝送ラインを介してローカル信号を伝送する構成となっている。この場合、ローカル信号の信号伝搬損失が大きくなるため、ＲＦ回路において損失を補うための増幅器の消費電力が大きくなるという課題がある。
【０００８】
本開示は、上記事情に鑑み、無線モジュールにおける信号伝搬損失が少ない構成とし、消費電力を削減できる無線モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、ＲＦ帯域の信号処理を行うＲＦブロックと、前記ＲＦブロックとは分割して設けられ、ベースバンド帯域の信号処理を行うベースバンドブロックと、前記ＲＦブロックと前記ベースバンドブロックとを接続するケーブルと、を有し、前記ＲＦブロックは、当該無線モジュール内の信号処理に用いる基準信号を生成する基準信号生成部を有し、前記基準信号の成分を含む信号を前記ケーブルを介して前記ベースバンドブロックへ伝送する、無線モジュールを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、消費電力を削減可能な無線モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る無線モジュールの構成を示すブロック図
【図２】本実施形態におけるＲＦブロックのＲＦ回路の主要部の構成を示すブロック図
【図３】第１の実施形態におけるマルチプレクサ、デマルチプレクサ、及びケーブルの構成の第１例を示すブロック図
【図４】第１の実施形態におけるマルチプレクサ、デマルチプレクサ、及びケーブルの構成の第２例を示すブロック図
【図５】第２の実施形態に係る無線モジュールの構成を示すブロック図
【図６】第３の実施形態に係る無線モジュールの構成を示すブロック図
【図７】第４の実施形態に係る無線モジュールの構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の実施形態では、本開示に係る無線モジュールの例として、例えば６０ＧＨｚのミリ波帯の高周波帯において用いられ、アンテナ及び無線通信用の回路を構成する半導体素子を搭載した無線モジュールの構成例をいくつか示す。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線モジュールの構成を示すブロック図である。無線モジュールは、ベースバンドブロック１０１と、ＲＦブロック２０１とを有して構成される。ベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１とは、例えば同軸ケーブルによるケーブル４１によって接続され、ブロック間において信号を伝送する構成となっている。ケーブル４１の両端は、それぞれ、ベースバンドブロック１０１の接続端子５１とＲＦブロック２０１の接続端子６１とに接続される。
【００１４】
ベースバンドブロック１０１は、ベースバンド回路１１、マルチプレクサ１２、バイアスティ（Bias-T）１３を有する。ベースバンド回路１１は、信号処理用のＩＣ（Integrated circuit）を有して構成され、ベースバンド帯域の信号処理として、通信信号の変復調を初めとしたデジタル信号処理を行う。
【００１５】
マルチプレクサ１２は、ベースバンド回路１１からの出力信号の合成とＲＦブロック２０１からの入力信号の分離を行う。マルチプレクサ１２は、通過周波数帯域が異なる複数のフィルタを組み合わせたフィルタ群を有し、それぞれ周波数が異なる複数の信号として、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄと、基準信号Ｒｅｆと、制御信号ＣＯＮＴとを合成、分離する。すなわち、マルチプレクサ１２は、基準信号分離部の一例として機能する。バイアスティ１３は、マルチプレクサ１２からの出力に電源用電力となる電力成分を含む直流信号ＤＣを付加してＲＦブロック２０１へ出力する。
【００１６】
ＲＦブロック２０１は、ＲＦ回路２１、デマルチプレクサ２２、バイアスティ２３、基準信号源２４、アンテナ３１、３２を有する。ＲＦ回路２１は、通信信号の周波数変換を行うミキサを含む、信号処理用のＩＣ（Integrated circuit）を有して構成され、ＲＦ帯域の信号処理を行う。ＲＦ回路２１は、送信信号のベースバンド帯域からＲＦ帯域への周波数変換と電力増幅を行って送信用の無線信号を生成し、受信した無線信号の増幅とＲＦ帯域からベースバンド帯域への周波数変換を行って受信信号を得る。
【００１７】
デマルチプレクサ２２は、ベースバンドブロック１０１からの入力信号の分離とＲＦ回路２１からの出力信号の合成を行う。デマルチプレクサ２２は、通過周波数帯域が異なる複数のフィルタを組み合わせたフィルタ群を有し、それぞれ周波数が異なる複数の信号として、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄと、基準信号Ｒｅｆと、制御信号ＣＯＮＴとを合成、分離する。バイアスティ２３は、直流信号分離部の一例として機能するものであり、ベースバンドブロック１０１からの入力から直流信号ＤＣを分離してＲＦブロック２０１内の回路へ電源用電力として出力する。
【００１８】
基準信号源２４は、基準信号生成部の一例として機能するものであり、例えば所定周波数の信号を発する水晶振動子を有して構成され、無線モジュール全体の基準信号Ｒｅｆを生成しＲＦ回路２１へ出力する。アンテナ３１、３２は、一つ又は複数のアンテナ素子を有して構成され、通信相手となる無線通信装置との間で無線信号の送受信（通信電波の送受波）を行う。
【００１９】
本実施形態では、ＲＦブロック２０１において基準信号Ｒｅｆを生成し、ＲＦ回路２１にて基準信号Ｒｅｆを基に周波数変換用のローカル信号を生成する一方、デマルチプレクサ２２によって基準信号Ｒｅｆを変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ及び制御信号ＣＯＮＴと合成し、ベースバンドブロック１０１へ伝送する。ベースバンドブロック１０１では、基準信号Ｒｅｆによるクロックを用いて、通信信号の変復調処理等を行う。
【００２０】
図２は、本実施形態におけるＲＦブロックのＲＦ回路の主要部の構成を示すブロック図である。ＲＦブロック２０１のＲＦ回路２１は、発振器２１１、増幅器２１２、バッファ２１３、ミキサ２１４を有する。本実施形態は、ダイレクトコンバージョン方式のＲＦ回路の構成例である。ここでは、ＲＦ回路２１が送信回路として動作する場合の主要部の構成を示す。
【００２１】
基準信号源２４は、例えば４０ＭＨｚの基準信号Ｒｅｆを生成する。４０ＭＨｚの基準信号Ｒｅｆは、ＲＦ回路２１に入力される。ＲＦ回路２１において、発振器２１１は、例えばＰＬＬ（Phase Locked Loop）を用いた周波数シンセサイザ等を有して構成され、基準信号Ｒｅｆを基準として所定周波数のローカル信号Ｌｏを生成し出力する。発振器２１１から出力されるローカル信号Ｌｏの周波数は、例えば５５ＧＨｚ〜６６．６ＧＨｚとする。このローカル信号Ｌｏは、増幅器２１２によって増幅された後、ミキサ２１４に入力される。
【００２２】
ＲＦ回路２１が送信回路として動作する場合、ベースバンドブロック１０１から変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄとして送信用の変調信号Ｍｏｄが伝送され入力される。ここで、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄの周波数は、例えば０〜２ＧＨｚとする。変調信号Ｍｏｄは、バッファ２１３によって増幅された後、ミキサ２１４に入力される。ミキサ２１４は、変調信号Ｍｏｄとローカル信号Ｌｏとを入力し、０〜２ＧＨｚの変調信号Ｍｏｄを６０ＧＨｚ帯の無線信号にアップコンバートする。本実施形態は、ダイレクトコンバージョン方式であるため、変調信号Ｍｏｄは中間周波数帯信号（ＩＦ信号）に変換されることなくミキサ２１４に入力される。
【００２３】
ここで、例えば、ベースバンド回路１１から出力される０〜２ＧＨｚの変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄが約０．２Ｖｐ−ｐであるとし、信号伝送するケーブル４１のインピーダンスが２０ｍΩ程度である場合、信号周波数が０〜２ＧＨｚであるのでケーブル４１での損失はほとんど無く、ＲＦ回路２１にはほぼ０．２Ｖｐ−ｐの変調信号Ｍｏｄとして入力される。変調信号Ｍｏｄを増幅するバッファ２１３の消費電力は、例えば約１０ｍＷである。また、ローカル信号Ｌｏを生成する発振器２１１の消費電力は、例えば約３０ｍＷである。また、ローカル信号Ｌｏを増幅する増幅器２１２は、例えば−２０ｄＢｍから−１０ｄＢｍへ＋１０ｄＢのゲインで増幅する場合、消費電力は例えば約４０ｍＷである。この場合、ＲＦ回路２１全体の消費電力は、例えば約８０ｍＷとなり、低消費電力の回路を構成できる。
【００２４】
図３は、第１の実施形態におけるマルチプレクサ、デマルチプレクサ、及びケーブルの構成の第１例を示すブロック図である。第１例は、ベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１とを接続するケーブル４１として同軸ケーブルを用い、同軸ケーブルの内部導体（芯線）にて変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ及び基準信号Ｒｅｆを、外部導体（シールド線）にて制御信号ＣＯＮＴ及び直流信号ＤＣを伝送する構成を示す。
【００２５】
マルチプレクサ１２Ａは、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄを通過させる低域通過フィルタ（ローパスフィルタ、ＬＰＦ）１２１、基準信号Ｒｅｆを通過させる帯域制限フィルタ（バンドパスフィルタ、ＢＰＦ）１２２、制御信号ＣＯＮＴを通過させる帯域制限フィルタ１２３を有する。バイアスティ１３Ａは、直流信号ＤＣを通過させる低域通過フィルタ１３１を有する。変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄの信号ラインと基準信号Ｒｅｆの信号ラインとは一緒に接続され、接続端子５１の内側端子（センターピン）５１１を介してケーブル４１の内部導体４１１と接続される。制御信号ＣＯＮＴの信号ラインと直流信号ＤＣの信号ラインとは一緒に接続され、接続端子５１の外側端子５１２を介してケーブル４１の外部導体４１２と接続される。
【００２６】
デマルチプレクサ２２Ａは、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄを通過させる低域通過フィルタ２２１、基準信号Ｒｅｆを通過させる帯域制限フィルタ２２２、制御信号ＣＯＮＴを通過させる帯域制限フィルタ２２３を有する。バイアスティ２３Ａは、直流信号ＤＣを通過させる低域通過フィルタ２３１を有する。変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄの信号ラインと基準信号Ｒｅｆの信号ラインとは一緒に接続され、接続端子６１の内側端子（センターピン）６１１を介してケーブル４１の内部導体４１１と接続される。制御信号ＣＯＮＴの信号ラインと直流信号ＤＣの信号ラインとは一緒に接続され、接続端子６１の外側端子６１２を介してケーブル４１の外部導体４１２と接続される。
【００２７】
ベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１との間は、無線通信により通信相手と送受信する情報を含む変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ、ＲＦブロック２０１の基準信号源２４にて生成されベースバンドブロック１０１における信号処理に用いる基準信号Ｒｅｆ、ベースバンドブロック１０１及びＲＦブロック２０１における制御情報を含む制御信号ＣＯＮＴ、ＲＦブロック２０１を動作させる電源となる直流信号ＤＣが伝送される。
【００２８】
ここで、接続端子５１の外側端子５１２、ケーブル４１の外部導体４１２、接続端子６１の外側端子６１２は、それぞれ、コンデンサ５１３、４１３、６１３を介して高周波的に接地する。なお、ケーブル４１の外部導体４１２は、直流的には接地されず分離されており、信号の直流成分はケーブル４１の内部導体４１１と外部導体４１２によってそれぞれベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１との間を伝送される。
【００２９】
基準信号Ｒｅｆは、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄと周波数帯域が異なるため、帯域制限フィルタ１２２、２２２によって分離、合成できる。変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄは、直流成分を有するため、低域通過フィルタ１２１、２２１によって基準信号Ｒｅｆと分離、合成できる。制御信号ＣＯＮＴは、帯域制限フィルタ１２３、２２３によって直流信号ＤＣと分離、合成できる。直流信号ＤＣは、低域通過フィルタ１３１、２３１によって制御信号ＣＯＮＴと分離、合成できる。
【００３０】
この場合、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄは、ケーブル４１の内部導体４１１において、直流成分を損なうことなく伝達できる。また、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ及び基準信号Ｒｅｆは、内部導体４１１にて伝送することによりノイズの影響を抑制できる。さらに、直流信号ＤＣは、面積が広くて抵抗が小さく導体損失の少ない、ケーブル４１の外部導体４１２を用いて伝送することにより、電圧降下を抑制できる。
【００３１】
図４は、第１の実施形態におけるマルチプレクサ、デマルチプレクサ、及びケーブルの構成の第２例を示すブロック図である。第２例は、ベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１とを接続するケーブル４１として同軸ケーブルを用い、同軸ケーブルの内部導体にて上記４つの信号を伝送する構成を示す。
【００３２】
マルチプレクサ１２Ｂは、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄを通過させる帯域制限フィルタ１２４、基準信号Ｒｅｆを通過させる帯域制限フィルタ１２２、制御信号ＣＯＮＴを通過させる帯域制限フィルタ１２３を有する。バイアスティ１３Ｂは、直流信号ＤＣを通過させる低域通過フィルタ１３１を有する。変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ、基準信号Ｒｅｆ、制御信号ＣＯＮＴ、直流信号ＤＣの４つの信号ラインは一緒に接続され、接続端子５１の内側端子５１１を介してケーブル４１の内部導体４１１と接続される。
【００３３】
デマルチプレクサ２２Ｂは、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄを通過させる帯域制限フィルタ２２４、基準信号Ｒｅｆを通過させる帯域制限フィルタ２２２、制御信号ＣＯＮＴを通過させる帯域制限フィルタ２２３を有する。バイアスティ２３Ｂは、直流信号ＤＣを通過させる低域通過フィルタ２３１を有する。上記４つの信号の信号ラインは一緒に接続され、接続端子６１の内側端子６１１を介してケーブル４１の内部導体４１１と接続される。
【００３４】
第１例と同様に、ベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１との間は、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ、基準信号Ｒｅｆ、制御信号ＣＯＮＴ、直流信号ＤＣの４つの信号が伝送される。
【００３５】
ここで、接続端子５１の外側端子５１２、ケーブル４１の外部導体４１２、接続端子６１の外側端子６１２は、それぞれグランドに接地する。この場合、上記４つの信号は全てケーブル４１の内部導体４１１によってそれぞれベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１との間を伝送される。
【００３６】
基準信号Ｒｅｆと制御信号ＣＯＮＴは、他の信号と周波数帯域が異なるため、それぞれ帯域制限フィルタ１２２、１２３、２２２、２２３によって分離、合成できる。変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄと直流信号ＤＣは、直流成分を有するが、各信号を分離、合成するために、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄは直流成分を用いずに帯域制限フィルタ１２４、２２４によって他の信号と分離、合成する。直流信号ＤＣは低域通過フィルタ１３１、２３１によって他の信号と分離、合成する。この場合、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄの直流成分を用いないことによる影響は、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄの先頭に挿入されているプリアンブル信号にて収束するため、通信特性への影響はほとんど無い。
【００３７】
ケーブル４１の内部導体４１１を用いてベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１との間で信号を伝送することによって、ノイズの影響を抑制しつつ、１つのケーブルにて４つの信号を合成して伝送できる。
【００３８】
上述した本実施形態の無線モジュールでは、ベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１とに分割して設け、ブロック間をケーブル４１にて接続する構成としている。そして、ＲＦブロック２０１において数１０ＭＨｚ程度の基準信号Ｒｅｆを生成し、ＲＦブロック２０１内の回路にて用いるとともに、ケーブル４１を介してＲＦブロック２０１からベースバンドブロック１０１へ基準信号Ｒｅｆを伝送する構成としている。基準信号Ｒｅｆは、ミリ波帯の無線通信のローカル信号Ｌｏのように、数１０ＧＨｚといった高周波ではないため、ケーブル４１にて伝送する際の信号伝送損失が小さく、ローカル信号Ｌｏをブロック間でケーブル伝送する場合と比較して信号伝送損失が大幅に低減される。また、ケーブル４１における信号の振幅減衰も低減できる。このため、無線モジュールにおいて信号増幅する増幅器などの消費電力を削減でき、低消費電力化を図れる。
【００３９】
本実施形態によれば、ベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１とに分割してケーブル４１にて接続する構成により、ベースバンドブロック１０１とＲＦブロック２０１とを離間して配置することが可能となり、無線モジュールの設置の自由度を高めることができる。また、ブロック間をケーブルにて信号伝送する場合に、ローカル信号Ｌｏなどの高い周波数の信号を伝送せず、伝送する信号の周波数を低くすることによって、信号伝送損失を低減でき、増幅器等の回路の消費電力を削減できる。このため、例えば電源容量に制約がある携帯通信端末などの小型の通信機器にも適用可能である。また、回路の低消費電力化により、無線モジュールの発熱も抑制できる。
【００４０】
なお、上記本実施形態の構成例では、ベースバンドブロック１０１及びＲＦブロックはダイレクトコンバージョン方式の構成を示したが、これに限定されず、ＩＦ信号を用いるスーパーヘテロダイン方式など、他の方式による無線通信回路にも同様に適用可能である。
【００４１】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る無線モジュールの構成を示すブロック図である。第２の実施形態は、ＲＦブロック２０２からベースバンドブロック１０２へ基準信号Ｒｅｆを伝送せず、ベースバンドブロック１０２において変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ又は制御信号ＣＯＮＴから基準信号を生成する構成とした例である。上述した第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
ベースバンドブロック１０２は、ベースバンド回路１５、マルチプレクサ１２、バイアスティ１３を有し、ベースバンド回路１５は、クロックリカバリ回路１５１を有して構成される。クロックリカバリ回路１５１は、基準信号再生部の一例として機能するものであり、例えばＰＬＬなどを有して構成され、ＲＦブロック２０２から伝送される信号を用いて、基準信号となるクロック信号を再生する。ベースバンド回路１５は、クロックリカバリ回路１５１にて生成したクロック信号を用いて、ベースバンド帯域での信号処理を行う。
【００４３】
ＲＦブロック２０２は、ＲＦ回路２１、デマルチプレクサ２２、バイアスティ２３、基準信号源２４、アンテナ３１、３２を有する。
【００４４】
第２の実施形態では、ベースバンドブロック１０２とＲＦブロック２０２との間において、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄと制御信号ＣＯＮＴとを伝送する。
【００４５】
ＲＦブロック２０２において生成する基準信号Ｒｅｆは、ＲＦ回路２１により送受信する無線信号の周波数を決めるため、例えば５ｐｐｍ以下といった高い周波数精度とすることによって、無線信号を法規制に適合する周波数とすることに用いられる。これに対し、ベースバンド回路１５において用いられる基準信号（クロック信号）は、変復調の精度を決定するための信号であるため、ＲＦ回路２１にて用いられる基準信号Ｒｅｆほどの高い周波数精度は必要なく、例えば１０ｐｐｍもあればよい。よって、第２の実施形態では、ベースバンドブロック１０２とＲＦブロック２０２との間で基準信号Ｒｅｆを伝送せず、ベースバンドブロック１０２においてクロック信号による基準信号を生成する。
【００４６】
クロックリカバリ回路１５１は、例えば変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄの復調信号ＤｅＭｏｄがある場合は、復調信号ＤｅＭｏｄからクロック再生を行い、ベースバンドブロック１０２における基準信号を生成する。また、復調信号ＤｅＭｏｄが無い場合は、制御信号ＣＯＮＴを常時ＲＦブロック２０２から発生してベースバンドブロック１０２に伝送し、クロックリカバリ回路１５１にて制御信号ＣＯＮＴを用いてベースバンドブロック１０２における基準信号を生成する。
【００４７】
上述した第２の実施形態では、ＲＦブロック２０２において基準信号Ｒｅｆを生成してＲＦブロック２０１内の回路にて用い、ベースバンドブロック１０２へは基準信号Ｒｅｆを伝送せず、ベースバンドブロック１０２において変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ又は制御信号ＣＯＮＴから基準信号を生成する構成としている。第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ケーブル４１における信号伝送損失を低減でき、ＲＦブロック２０２における増幅器等の回路の消費電力を削減できる。
（第３の実施形態）
【００４８】
図６は、第３の実施形態に係る無線モジュールの構成を示すブロック図である。第３の実施形態は、ベースバンドブロック１０３からＲＦブロック２０３へ直流信号ＤＣを伝送せず、ＲＦブロック２０３において変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ又は制御信号ＣＯＮＴから電源用電力を生成する構成とした例である。上述した第１及び第２の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
ベースバンドブロック１０３は、ベースバンド回路１５、マルチプレクサ１２を有し、バイアスティを設けない構成となっている。ＲＦブロック２０３は、ＲＦ回路２１、デマルチプレクサ２２、基準信号源２４、分配器２５、整流回路２６、アンテナ３１、３２を有し、バイアスティを設けない構成となっている。
【００５０】
分配器２５は、例えば抵抗分配器などを有して構成され、ベースバンドブロック１０３から伝送される変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ又は制御信号ＣＯＮＴを２つに分配する二分配回路の機能を有する。分配器２５は、例えば抵抗分配器を用いて構成する場合、抵抗値による分配比を適宜設定することにより、二つの信号をそれぞれ所望の振幅比に分配できる。整流回路２６は、分配器２５の一方の出力を整流して直流信号ＤＣとし、ＲＦ回路２１を含むＲＦブロック２０３内の回路へ電源用電力として出力する。第３の実施形態では、電源用電力となる電力成分を含む信号として変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ又は制御信号ＣＯＮＴを用い、分配器２５及び整流回路２６が電源用電力生成部の一例として機能する。
【００５１】
この場合、分配器２５及び整流回路２６によって、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ又は制御信号ＣＯＮＴの信号電力を基に直流の電源用電力を生成する。例えば、分配器２５の分配により振幅２〜３Ｖ程度の変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ又は制御信号ＣＯＮＴが得られれば、この信号において十分な電流が流れるようにすることにより、必要な電源用電力を生成できる。
【００５２】
分配器２５の他方の出力は、デマルチプレクサ２２に入力される。デマルチプレクサ２２では、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄと制御信号ＣＯＮＴとの分離を行う。ＲＦ回路２１は、上述した第１及び第２の実施形態と同様、送信信号及び受信信号の周波数変換など、無線信号の送受信に関する処理を行う。
【００５３】
上述した第３の実施形態では、ベースバンドブロック１０３からＲＦブロック２０３へ直流信号ＤＣを伝送せず、ＲＦブロック２０３において変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄ又は制御信号ＣＯＮＴから電源用電力を生成する構成としている。第３の実施形態によれば、第１及び第２の実施形態と同様に、ケーブル４１における信号伝送損失を低減でき、ＲＦブロック２０３における増幅器等の回路の消費電力を削減できる。
【００５４】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態に係る無線モジュールの構成を示すブロック図である。第４の実施形態は、ベースバンドブロック１０４とＲＦブロック２０４とを接続するケーブルとして、差動ケーブルによるケーブル４２を用いた例である。
【００５５】
本実施形態では、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄとして、Ｉ、Ｑの直交成分をそれぞれベースバンドブロック１０４とＲＦブロック２０４との間で伝送する構成である。ケーブル４２は、例えばツイストペアケーブル等により構成される差動ケーブルであり、Ｉ＋、Ｉ−の差動信号を伝送する第１のケーブル対と、Ｑ＋、Ｑ−の差動信号を伝送する第２のケーブル対とを有する。ケーブル４２の両端は、それぞれ、ベースバンドブロック１０４の接続端子５２、５３とＲＦブロック２０４の接続端子６２、６３とに接続される。
【００５６】
ベースバンドブロック１０４は、ベースバンド回路１５、マルチプレクサ１９を有する。ベースバンド回路１５は、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄとして、Ｉ、Ｑの直交成分を有する信号を生成し、Ｉ、Ｑの直交成分からそれぞれＩ＋、Ｉ−の差動信号及びＱ＋、Ｑ−の差動信号を生成する機能を有する。マルチプレクサ１９は、Ｉ＋、Ｉ−の差動信号及びＱ＋、Ｑ−の差動信号を、制御信号ＣＯＮＴと合成、分離し、２組の差動信号をケーブル４２を介してＲＦブロック２０４との間で入出力する。
【００５７】
ＲＦブロック２０４は、ＲＦ回路２１、デマルチプレクサ２９、基準信号源２４、分配器２５、整流回路２６、位相ずれ抽出回路２８、アンテナ３１、３２を有する。位相ずれ抽出回路２８は、分配器２５にて分配される一方の出力を入力し、ケーブル４２による信号伝送時のＩ、Ｑそれぞれの差動信号間の位相ずれを検出する。位相ずれ抽出回路２８は、検出した位相ずれ情報を位相補正信号としてデマルチプレクサ２９に出力する。
【００５８】
デマルチプレクサ２９は、Ｉ＋、Ｉ−の差動信号及びＱ＋、Ｑ−の差動信号と、制御信号ＣＯＮＴとを分離、合成し、ＲＦ回路２１に対して２組の差動信号と制御信号ＣＯＮＴを入出力する。ＲＦ回路２１は、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄとして、Ｉ＋、Ｉ−の差動信号及びＱ＋、Ｑ−の差動信号からＩ、Ｑの直交成分を有する信号を生成する機能を有する。
【００５９】
また、デマルチプレクサ２９は、信号を分離、合成するフィルタの前段に、位相可変回路（位相遅延回路）を有し、位相ずれ抽出回路２８からの位相補正信号に応じて、２組の差動信号においてそれぞれ位相差がゼロとなるように、差動信号の位相調整を行う。この位相補正により、ベースバンドブロック１０４から伝送された２組の差動信号を基に、通信用の変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄを適切に復元し、無線信号を送受信できる。
【００６０】
上述した第４の実施形態では、ベースバンドブロック１０４とＲＦブロック２０４とを差動ケーブルのケーブル４２によって接続し、変調／復調信号Ｍｏｄ／ＤｅＭｏｄとしてＩ、Ｑ直交成分のそれぞれの差動信号を伝送する構成としている。第４の実施形態においても、第１〜第３の実施形態と同様に、ケーブル４２における信号伝送損失を低減でき、ＲＦブロック２０４における増幅器等の回路の消費電力を削減できる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ベースバンドブロックとＲＦブロックとを分割して設けた無線モジュールにおいて、ブロック間を伝送する信号の周波数を低くすることによって、信号伝送損失を低減できる。このため、無線モジュール内の増幅器等の回路の消費電力を削減できる。これによって、装置の小型化などに柔軟に対応可能であり、また、装置内の回路の発熱を抑制できる。
【００６２】
＜開示の一態様の概要＞
本開示に係る実施形態の種々の態様として、以下のものが含まれる。
【００６３】
ＲＦ帯域の信号処理を行うＲＦブロックと、前記ＲＦブロックとは分割して設けられ、ベースバンド帯域の信号処理を行うベースバンドブロックと、前記ＲＦブロックと前記ベースバンドブロックとを接続するケーブルと、を有し、前記ＲＦブロックは、当該無線モジュール内の信号処理に用いる基準信号を生成する基準信号生成部を有し、前記基準信号の成分を含む信号を前記ケーブルを介して前記ベースバンドブロックへ伝送する、無線モジュール。
【００６４】
上記の無線モジュールであって、前記ベースバンドブロックは、当該無線モジュール内の回路の電源用電力となる電力成分を含む信号を、前記ケーブルを介して前記ＲＦブロックへ伝送する、無線モジュール。
【００６５】
上記の無線モジュールであって、前記ＲＦブロックは、前記基準信号を変調／復調信号と制御信号の少なくとも一方の信号と合成して前記ベースバンドブロックへ伝送し、前記ベースバンドブロックは、前記ＲＦブロックから伝送される信号から前記基準信号を分離する基準信号分離部を有する、無線モジュール。
【００６６】
上記の無線モジュールであって、前記ＲＦブロックは、前記基準信号の成分を含む変調／復調信号又は制御信号を前記ベースバンドブロックへ伝送し、前記ベースバンドブロックは、前記ＲＦブロックから伝送される信号から前記ベースバンドブロック内の信号処理に用いる基準信号を再生する基準信号再生部を有する、無線モジュール。
【００６７】
上記の無線モジュールであって、前記ベースバンドブロックは、前記電源用電力となる電力成分を含む直流信号を変調／復調信号と制御信号の少なくとも一方の信号と合成して前記ＲＦブロックへ伝送し、前記ＲＦブロックは、前記ベースバンドブロックから伝送される信号から前記直流信号を分離する直流信号分離部を有する、無線モジュール。
【００６８】
上記の無線モジュールであって、前記ベースバンドブロックは、前記電源用電力となる電力成分を含む変調／復調信号又は制御信号を前記ＲＦブロックへ伝送し、前記ＲＦブロックは、前記ベースバンドブロックから伝送される信号から電源用電力を生成する電源用電力生成部を有する、無線モジュール。
【００６９】
上記の無線モジュールであって、前記ＲＦブロックは、前記基準信号を変調／復調信号と合成して前記ベースバンドブロックへ伝送し、前記ベースバンドブロックは、前記電源用電力となる電力成分を含む直流信号を制御信号と合成して前記ＲＦブロックへ伝送し、前記ケーブルは、同軸ケーブルにより構成され、前記同軸ケーブルの内部導体によって前記基準信号及び前記変調／復調信号を伝送し、前記同軸ケーブルの外部導体によって前記直流信号及び前記制御信号を伝送する、無線モジュール。
【００７０】
上記の無線モジュールであって、前記ＲＦブロックは、前記基準信号を変調／復調信号及び制御信号と合成して前記ベースバンドブロックへ伝送し、前記ベースバンドブロックは、前記電源用電力となる電力成分を含む直流信号を変調／復調信号及び制御信号と合成して前記ＲＦブロックへ伝送し、前記ケーブルは、同軸ケーブルにより構成され、前記同軸ケーブルの内部導体によって前記基準信号、前記変調／復調信号、前記制御信号、及び前記直流信号を伝送する、無線モジュール。
【００７１】
上記の無線モジュールであって、前記ケーブルは、差動ケーブルにより構成され、前記ＲＦブロックは、前記基準信号の成分を含む信号を差動信号として前記差動ケーブルを介して前記ベースバンドブロックへ伝送する、無線モジュール。
【００７２】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本開示は、無線モジュールにおける信号伝搬損失が少ない構成とし、消費電力を削減できる効果を有し、例えばマイクロ波又はミリ波帯域等の高周波帯の無線モジュール等として有用である。
【符号の説明】
【００７４】
１１  ベースバンド回路
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１９  マルチプレクサ
１３、１３Ａ、１３Ｂ  バイアスティ
１５  ベースバンド回路
２１  ＲＦ回路
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２９  デマルチプレクサ
２３、２３Ａ、２３Ｂ  バイアスティ
２４  基準信号源
２５  分配器
２６  整流回路
２８  抽出回路
３１、３２  アンテナ
４１、４２  ケーブル
５１、５２、５３、６１、６２、６３  接続端子
１０１、１０２、１０３、１０４  ベースバンドブロック
１２１、１３１  低域通過フィルタ
１２２、１２３、１２４、２２２  帯域制限フィルタ
１５１  クロックリカバリ回路
２０１、２０２、２０３、２０４  ＲＦブロック
２１１  発振器
２１２  増幅器
２１３  バッファ
２１４  ミキサ
２２１、２３１  低域通過フィルタ
２２２、２２３、２２４  帯域制限フィルタ
４１１  内部導体
４１２  外部導体
５１１、６１１  内側端子
５１２、６１２  外側端子
【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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