(57)【要約】【課題】  従来のイメージリジェクションミキサは、温度、周波数変動等の環境条件の変化により、９０度位相変換器の出力が正確に９０度にならない位相不均衡及びＱチャネルとＩチャンルのゲインがばらつく振幅不均衡が発生するので、復調時に信号エラーが起きる問題点があった。【解決手段】  補正用ＲＦ信号をイメージリジェクションミキサに入力した際のＩＦ信号の振幅及び位相と、理想のＩＦ信号の振幅及び位相との差分を振幅位相補正回路に記憶し、アンテナからＲＦ信号が入力された際に、振幅位相補正回路に記憶した振幅及び位相の差分を差し引くことで、ＩＦ信号の振幅不均衡及び位相不均衡を補正する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波の補正用ＲＦ信号を出力する補正用ＲＦ信号入力回路と、
アンテナもしくは上記補正用ＲＦ信号入力回路から入力される高周波信号を通過させ、ＩチャネルとＱチャネルの高周波信号を出力するサーキュレータと、
上記サーキュレータから出力されるＩチャネルの高周波信号と、ローカル信号とを混合し、第１の中間周波数の信号を出力する第１のミキサと、
上記サーキュレータから出力されるＱチャネルの高周波信号と、上記ローカル信号に対し９０度位相の異なる信号とを混合し、第２の中間周波数の信号を出力する第２のミキサと、
上記第１のミキサから出力される第１の中間周波数の信号を第１のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、
上記第２のミキサから出力される第２の中間周波数の信号を第２のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、
第１のデジタル信号に対応した基準となる振幅及び位相を有する第１の基準信号、及び第１のデジタル信号に対応した基準となる振幅及び位相を有する第２の基準信号をそれぞれ発生する補正用ＲＦ信号制御回路と、
上記補正用ＲＦ信号入力回路から上記サーキュレータを介して上記第１のミキサに高周波が入力されるときに、上記第１のＡ／Ｄコンバータにて変換された第１のデジタル信号と、上記補正用ＲＦ信号制御回路からの第１の基準信号に基づいて、上記第１のデジタル信号における振幅及び位相の不均衡を補正する補正値を記憶する第１の位相振幅補正回路と、
上記補正用ＲＦ信号入力回路から上記サーキュレータを介して上記第２のミキサに高周波が入力されるときに、上記第２のＡ／Ｄコンバータにて変換された第２のデジタル信号と、上記補正用ＲＦ信号制御回路からの第２の基準信号に基づいて、上記第２のデジタル信号における振幅及び位相の不均衡を補正する補正値を記憶する第２の位相振幅補正回路と、
を備えたイメージリジェクションミキサ。
【請求項２】
補正用ＲＦ信号制御回路の制御により、発振周波数が段階的に変化するローカル信号を発生するスイープ用オシレータと、
補正用ＲＦ信号入力回路から出力される補正用ＲＦ信号とスイープ用オシレータから出力されるローカル信号を混合し、補正用ＲＦ信号の周波数を段階的にスイープさせて上記サーキュレータに入力する第３のミキサと、
を備えたイメージリジェクションミキサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高周波信号とローカル信号とを周波数混合し、高周波信号（ＲＦ（Radio Frequency）信号）を中間周波数信号（ＩＦ（Intermediate Frequency）信号）に変換する際に生じるイメージ信号を除去する、イメージリジェクションミキサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のイメージリジェクションミキサは、例えばスーパーヘテロダイン受信機における周波数変換回路において、高周波信号（ＲＦ信号）を中間周波数信号（ＩＦ信号）に変換する際に生じるイメージ信号が、ＲＦ入力フィルタによって減衰できない場合に使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２８３３５４（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のイメージリジェクションミキサは、Ｉチャネルと、９０度位相変換器により９０度位相をずらしたＱチャネルの信号とを復調することによって、イメージ信号を取り除くことができる。しかしながら、イメージリジェクションミキサは、温度、周波数変動等の環境条件の変化により、９０度位相変換器の出力が正確に９０度にならない位相不均衡、及びＩチャネルとＱチャネルのゲインがばらつく振幅不均衡を発生し、復調時にイメージ信号除去エラーが起きる問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明によるイメージリジェクションミキサは、高周波の補正用ＲＦ信号を出力する補正用ＲＦ信号入力回路と、アンテナもしくは上記補正用ＲＦ信号入力回路から入力される高周波信号を通過させ、ＩチャネルとＱチャネルの高周波信号を出力するサーキュレータと、上記サーキュレータから出力されるＩチャネルの高周波信号と、ローカル信号とを混合し、第１の中間周波数の信号を出力する第１のミキサと、上記サーキュレータから出力されるＱチャネルの高周波信号と、上記ローカル信号に対し９０度位相の異なる信号とを混合し、第２の中間周波数の信号を出力する第２のミキサと、上記第１のミキサから出力される第１の中間周波数の信号を第１のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、上記第２のミキサから出力される第２の中間周波数の信号を第２のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、第１のデジタル信号に対応した基準となる振幅及び位相を有する第１の基準信号、及び第１のデジタル信号に対応した基準となる振幅及び位相を有する第２の基準信号をそれぞれ発生する補正用ＲＦ信号制御回路と、上記補正用ＲＦ信号入力回路から上記サーキュレータを介して上記第１のミキサに高周波が入力されるときに、上記第１のＡ／Ｄコンバータにて変換された第１のデジタル信号と、上記補正用ＲＦ信号制御回路からの第１の基準信号に基づいて、上記第１のデジタル信号における振幅及び位相の不均衡を補正する補正値を記憶する第１の位相振幅補正回路と、上記補正用ＲＦ信号入力回路から上記サーキュレータを介して上記第２のミキサに高周波が入力されるときに、上記第２のＡ／Ｄコンバータにて変換された第２のデジタル信号と、上記補正用ＲＦ信号制御回路からの第２の基準信号に基づいて、上記第２のデジタル信号における振幅及び位相の不均衡を補正する補正値を記憶する第２の位相振幅補正回路と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、イメージリジェクションミキサで発生する位相不均衡と振幅不均衡を補正できるため、イメージ信号除去エラーが減少し低雑音な受信機が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１によるイメージリジェクションミキサの構成を示す図である。
【図２】実施の形態２によるイメージリジェクションミキサの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１によるイメージリジェクションミキサの構成を示す図である。図１において、アンテナ１から入力されるＲＦ信号は、ＲＦフィルタ２にて所定の周波数帯域の信号を除去するフィルタ処理がなされる。ＲＦフィルタ２を通過したＲＦ信号は、低雑音増幅器を構成するＬＮＡ３に入力されて、ＲＦ信号の信号増幅処理が行われる。ＬＮＡ３にて信号増幅されたＲＦ信号は、イメージリジェクションミキサ４に入力される。
【０００９】
イメージリジェクションミキサ４は、サーキュレータ５と、第１のミキサ６と、第２のミキサ７と、オシレータ８と、９０度移相器９と、第１のＬＰＦ１０と、第１のＡＧＣ１１と、第１のＡ／Ｄコンバータ１２と、第１のデジタルＬＰＦ１３と、第１の位相振幅補正回路１４と、第２のＬＰＦ１５と、第２のＡＧＣ１６と、第２のＡ／Ｄコンバータ１７と、第２のデジタルＬＰＦ１８と、第２の位相振幅補正回路１９と、復調復号化回路２０と、補正用ＲＦ信号入力回路２１と、補正用ＲＦ信号制御回路２２から構成される。イメージリジェクションミキサ４は、ＬＮＡ３から入力されるＲＦ信号を所望のＩＦ信号（希望信号）に変換する。
【００１０】
次に、イメージリジェクションミキサ４の内部動作を説明する。
サーキュレータ５は、入力が２ポート、出力が１ポートとなっている。ＬＮＡ３からのＲＦ信号は、サーキュレータ５を通過し、Ｑチャネルの第１のミキサ６及びＩチャネルの第２のミキサ７にそれぞれ入力される。また、補正用ＲＦ信号入力回路２１から出力される補正用ＲＦ信号は、サーキュレータ５を通過し、Ｑチャネルの第１のミキサ６及びＩチャネルの第２のミキサ７にそれぞれ入力される。
【００１１】
オシレータ８はローカル信号（局部発生信号）ＬＯを発生する。オシレータ８から発生したローカル信号ＬＯは、第１のミキサ６に入力される。また、オシレータ８から発生したローカル信号ＬＯは、９０度移相器９を介して第２のミキサ７に入力される。つまり、第１のミキサ６及び第２のミキサ７には、９０度の位相差を有するローカル信号が入力される。
【００１２】
第１のミキサ６は、入力されたＲＦ信号を０度位相のローカル信号とミキシングし、第１の中間周波数の信号（信号ＩＦ１）に変換する。また、第２のミキサ７は、入力されたＲＦ信号を９０度位相のローカル信号とミキシングし、第２の中間周波数の信号（ＩＦ２）に変換する。
【００１３】
第１の中間周波数の信号（信号ＩＦ１）は、第１のＬＰＦ１０及び第１のＡＧＣ１１を介して第１のＡ／Ｄコンバータ１２に送られる。第１のＬＰＦ１０は信号ＩＦ１における低周波数域の信号を通過させ、第１のＡＧＣ１１は第１のＬＰＦ１０を通過した信号ＩＦ１のゲイン調整を行う。
【００１４】
第１のＡ／Ｄコンバータ１２は、第１のＡＧＣ１１を通過した信号ＩＦ１を第１のデジタル信号に変換し、変換した第１のデジタル信号を第１のデジタルＬＰＦ１３に入力する。第１のデジタルＬＰＦ１３は、入力された第１のデジタル信号について低周波数域に該当する信号を通過させる。第１の位相振幅補正回路１４は、第１のデジタルＬＰＦ１３を通過した信号が入力され、後述の補正処理を行う。また、補正用ＲＦ信号制御回路２２は、第１の補正用中間周波数信号の理想的な基準となる基準の位相及び振幅を第１の基準信号として出力する。
【００１５】
第２の中間周波数の信号（信号ＩＦ２）は、第２のＬＰＦ１５及び第２のＡＧＣ１６を介して第２のＡ／Ｄコンバータ１７に送られる。第２のＬＰＦ１５は信号ＩＦ２における低周波数域の信号を通過させ、第２のＡＧＣ１６は第２のＬＰＦ１５を通過した信号ＩＦ２のゲイン調整を行う。
【００１６】
第２のＡ／Ｄコンバータ１７は、第２のＡＧＣ１６を通過した信号ＩＦ２を第２のデジタル信号に変換し、変換した第２のデジタル信号を第２のデジタルＬＰＦ１８に入力する。第２のデジタルＬＰＦ１８は、入力された第２のデジタル信号について低周波数域に該当する信号を通過させる。第２の位相振幅補正回路１９は、第２のデジタルＬＰＦ１８を通過した信号が入力され、後述の補正処理を行う。また、補正用ＲＦ信号制御回路２２は、第２の補正用中間周波数信号の理想的な基準となる基準の位相及び振幅を第２の基準信号として出力する。
【００１７】
ここで、第１のデジタル信号（信号ＩＦ１）と第２のデジタル信号（信号ＩＦ２）の振幅は等価である。第１のデジタル信号（信号ＩＦ１）と第２のデジタル信号（信号ＩＦ２）の位相は、希望信号については同相、イメージ信号については逆相となっている。したがって、復調復号化回路２０は、両デジタル信号ＩＦ１、ＩＦ２を加算することによってイメージ信号を除去し、所望のデジタル信号ＩＦのみを生成する。
【００１８】
ところで、従来のイメージリジェクションミキサは、温度、周波数変動等の環境条件の変化により位相不均衡及び振幅不均衡が発生することで、復調時に信号エラーを生じる。これを解消するため、補正用ＲＦ信号入力回路２１は、補正用ＲＦ信号制御回路２２から定期的に出力される制御信号に基づいて、定期的に補正用ＲＦ信号を出力する。サーキュレータ５は、補正用ＲＦ信号入力回路２１から入力される補正用ＲＦ信号を通し、Ｑチャネルの第１のミキサ６及びＩチャネルの第２のミキサ７に入力する。
【００１９】
Ｑチャネルの第１のミキサ６は、補正用ＲＦ信号入力回路２１からの補正用ＲＦ信号とオシレータ８から入力される０度位相のローカル信号とをミキシングして、第１の補正用中間周波数の信号に変換する。第１の補正用中間周波数の信号は、第１のＬＰＦ１０及び第１のＡＧＣ１１を介して第１のＡ／Ｄコンバータ１２に送られ、第１の補正用デジタル信号に変換される。第１の補正用デジタル信号は、第１のデジタルＬＰＦ１３を介して第１の位相振幅補正回路１４に送られる。このとき第１の位相振幅補正回路１４は、第１のデジタルＬＰＦ１３からの第１の補正用デジタル信号を元に、第１の補正用中間周波数信号の実際の位相及び振幅を得る。また、第１の位相振幅補正回路１４は、補正用ＲＦ信号制御回路２２からの第１の基準信号を元に、第１の補正用中間周波数信号の基準の位相及び振幅を得る。第１の位相振幅補正回路１４は、上記第１の補正用中間周波数信号の実際の位相及び振幅と、上記第１の補正用中間周波数信号の基準の位相及び振幅との差分を求め、求めた差分を補正値として内部メモリに記憶する。
【００２０】
同様に、Ｉチャネルの第２のミキサ７は、補正用ＲＦ信号入力回路２１からの補正用ＲＦ信号と９０度位相のローカル信号とをミキシングして、第２の補正用中間周波数の信号に変換する。第２の補正用中間周波数の信号は、第２のＬＰＦ１５及び第２のＡＧＣ１６を介して第２のＡ／Ｄコンバータ１７に送られ、第２の補正用デジタル信号に変換される。第２の補正用デジタル信号は、第２のデジタルＬＰＦ１８を介して第２の位相振幅補正回路１９に送られる。このとき第２の位相振幅補正回路１９は、第２のデジタルＬＰＦ１８からの第２の補正用デジタル信号を元に、第２の補正用中間周波数信号の実際の位相及び振幅を得る。また、第２の位相振幅補正回路１９は、補正用ＲＦ信号制御回路２２からの第２の基準信号を元に、第２の補正用中間周波数信号の基準の位相及び振幅を得る。第２の位相振幅補正回路１９は、上記第２の補正用中間周波数信号の実際の位相及び振幅と、上記第２の補正用中間周波数信号の基準の位相及び振幅との差分を求め、求めた差分を補正値として内部メモリに記憶する。
【００２１】
第１の位相振幅補正回路１４及び第２の位相振幅補正回路１９は、アンテナ１から実際にＲＦ信号が入力されたとき、内部メモリに記憶した位相及び振幅の差分を用いて信号補正を行う。例えば、第１の位相振幅補正回路１４は、アンテナ１からのＲＦ信号の入力に応じて第１のデジタルＬＰＦ１３から出力される第１のデジタル信号（信号ＩＦ１）から、内部メモリに記憶した第１の補正用中間周波数信号の実際の位相及び振幅と第１の補正用中間周波数信号の基準の位相及び振幅との差分を差し引くように補正を行い、補正した第１のデジタル信号（信号ＩＦ１）を出力する。また、第２の位相振幅補正回路１９は、アンテナ１からのＲＦ信号の入力に応じて第２のデジタルＬＰＦ１８から出力される第２のデジタル信号（信号ＩＦ２）から、内部メモリに記憶した第２の補正用中間周波数信号の実際の位相及び振幅と第２の補正用中間周波数信号の基準の位相及び振幅との差分を差し引くように補正を行い、補正した第２のデジタル信号（信号ＩＦ２）を出力する。復調復号化回路２０は、第１のデジタル信号（信号ＩＦ１）と第２のデジタル信号（信号ＩＦ２）を加算することによってイメージ信号を除去し、所望のデジタル信号ＩＦのみを生成し、生成した信号を出力する。これにより、復調復号化回路２０の出力信号において、イメージリジェクションミキサ４の位相不均衡及び振幅不均衡を減少させることができる。
【００２２】
以上説明した通り、実施の形態１によるイメージリジェクションミキサは、高周波の補正用ＲＦ信号を出力する補正用ＲＦ信号入力回路２１と、アンテナ１もしくは上記補正用ＲＦ信号入力回路２１から入力される高周波信号を通過させ、ＩチャネルとＱチャネルの高周波信号を出力するサーキュレータ５と、上記サーキュレータ５から出力されるＩチャネルの高周波信号と、ローカル信号とを混合し、第１の中間周波数の信号を出力する第１のミキサ６と、上記サーキュレータ５から出力されるＱチャネルの高周波信号と、上記ローカル信号に対し９０度位相の異なる信号とを混合し、第２の中間周波数の信号を出力する第２のミキサ７と、上記第１のミキサ６から出力される第１の中間周波数の信号を第１のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータ１２と、上記第２のミキサ７から出力される第２の中間周波数の信号を第２のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄコンバータ１７と、第１のデジタル信号に対応した基準となる振幅及び位相を有する第１の基準信号、及び第１のデジタル信号に対応した基準となる振幅及び位相を有する第２の基準信号をそれぞれ発生する補正用ＲＦ信号制御回路２２と、上記補正用ＲＦ信号入力回路２１から上記サーキュレータ５を介して上記第１のミキサ６に高周波が入力されるときに、上記第１のＡ／Ｄコンバータ１２にて変換された第１のデジタル信号と、上記補正用ＲＦ信号制御回路２２からの第１の基準信号に基づいて、上記第１のデジタル信号における振幅及び位相の不均衡を補正する補正値を記憶する第１の位相振幅補正回路１４と、上記補正用ＲＦ信号入力回路２１から上記サーキュレータ５を介して上記第２のミキサ７に高周波が入力されるときに、上記第２のＡ／Ｄコンバータ１７にて変換された第２のデジタル信号と、上記補正用ＲＦ信号制御回路２２からの第２の基準信号に基づいて、上記第２のデジタル信号における振幅及び位相の不均衡を補正する補正値を記憶する第２の位相振幅補正回路１９によって構成される。これにより、イメージリジェクションミキサで発生する位相不均衡と振幅不均衡を補正できるため、イメージ信号除去エラーが減少し、低雑音な受信機が得られる。
【００２３】
実施の形態２．
図２は、この発明に係る実施の形態２によるイメージリジェクションミキサの構成を示す図である。図２において、図１と同一符号のものは同一構成のものを示し、ここでは説明を省略する。実施の形態２のイメージリジェクションミキサは、実施の形態１の構成に加えて、更に第３のミキサ２３とスイープ用オシレータ２４を備えている。実施の形態２の補正用ＲＦ信号入力回路２１は、その出力段がミキサ２３の第１の入力端子に接続され、補正用ＲＦ信号をミキサ２３に入力する。また、実施の形態２の補正用ＲＦ信号制御回路２２は、出力段がスイープ用オシレータ２４に接続される。スイープ用オシレータ２４は、出力段がミキサ２３の第２の入力端子に接続される。ミキサ２３は、第１の入力端子及び第２の入力端子の入力信号を周波数混合し、その出力端子からサーキュレータ５に混合した信号を出力する。補正用ＲＦ信号制御回路２２は、発振周波数を制御するための制御電圧をスイープ用オシレータ２４に入力し、スイープ用オシレータ２４から出力するローカル信号ＬＯ２の周波数を変動させる。
【００２４】
次に、動作について説明する。
スイープ用オシレータ２４から発生したローカル信号ＬＯ２は、第３のミキサ２３に入力される。このとき、補正用ＲＦ信号入力回路２１からの補正用ＲＦ信号は、第３のミキサ２３によりローカル信号ＬＯ２と周波数混合されることで、ローカル信号ＬＯ２の周波数変動に応じて第３のミキサ２３からの出力周波数が変動することになる。イメージリジェクションミキサ４の帯域幅の上限から下限までの間で、第３のミキサ２３からの出力周波数を段階的に変動させることで、Ｑチャネルである第１の補正用中間周波数信号及びＩチャネルである第２の補正用中間周波数信号の周波数が段階的に変動することとなる。
【００２５】
このとき、第１の位相振幅補正回路１４及び第２の位相振幅補正回路１９は、それぞれＱチャネルである第１の補正用中間周波数信号及びＩチャネルである第２の補正用中間周波数信号における、段階的に変動する所定の周波数毎に、実際の位相及び振幅と、理想的な基準となる位相及び振幅との差分を、それぞれ補正値として記憶する。第１の位相振幅補正回路１４及び第２の位相振幅補正回路１９は、アンテナ１からＲＦ信号が入力されたとき、所定の周波数毎に内部メモリに記憶した位相及び振幅の差分のそれぞれの補正値を用いて、第１のデジタル信号（信号ＩＦ１）及び第２のデジタル信号（信号ＩＦ２）の補正を行う。このとき第１の位相振幅補正回路１４は、第１のデジタルＬＰＦ１３から第１の位相振幅補正回路１４に入力される第１のデジタル信号（信号ＩＦ１）から、内部メモリに記憶した実際の位相及び振幅と理想的な基準となる位相及び振幅との差分を差し引くように補正を行い、補正した第１のデジタル信号（信号ＩＦ１）を出力する。また、第２の位相振幅補正回路１９は、第２のデジタルＬＰＦ１８から第２の位相振幅補正回路１９に入力される第１のデジタル信号（信号ＩＦ１）から、内部メモリに記憶した実際の位相及び振幅と理想的な基準となる位相及び振幅との差分を差し引くように補正を行い、補正した第２のデジタル信号（信号ＩＦ２）を出力する。復調復号化回路２０は、第１のデジタル信号（信号ＩＦ１）と第２のデジタル信号（信号ＩＦ２）を加算することによってイメージ信号を除去し、所望のデジタル信号ＩＦのみを生成し、生成した信号を出力する。これにより、復調復号化回路２０の出力信号において、イメージリジェクションミキサ４の位相不均衡及び振幅不均衡を減少させることができる。
【００２６】
以上説明した通り、実施の形態２によるイメージリジェクションミキサは、実施の形態１の構成に加えて、補正用ＲＦ信号制御回路２２の制御により、発振周波数が段階的に変化するローカル信号を発生するスイープ用オシレータ２４と、補正用ＲＦ信号入力回路２１から出力される補正用ＲＦ信号とスイープ用オシレータ２４から出力されるローカル信号を混合し、補正用ＲＦ信号の周波数を段階的にスイープさせて上記サーキュレータ５に入力する第３のミキサ２３と、を備えたことを特徴とする。これにより、イメージリジェクションミキサで発生する位相不均衡と振幅不均衡を補正できるため、イメージ信号除去エラーが減少し、低雑音な受信機が得られる。
【符号の説明】
【００２７】
１  アンテナ、２  ＲＦフィルタ、３  ＬＮＡ、４  イメージリジェクションミキサ、５  サーキュレータ、６  第１のミキサ、７  第２のミキサ、８  オシレータ、９  ９０度位相器、１０  第１のＬＰＦ、１１  第１のＡＧＣ、１２  第１のＡ／Ｄコンバータ、１３  第１のデジタルＬＰＦ、１４  第１の位相振幅補正回路、１５  第２のＬＰＦ、１６  第２のＡＧＣ、１７  第２のＡ／Ｄコンバータ、１８  第２のデジタルＬＰＦ、１９  第２の位相振幅補正回路、２０  復調復号化回路、２１  補正用ＲＦ信号入力回路、２２  補正用ＲＦ信号制御回路、２３  第３のミキサ、２４  スイープ用オシレータ。
【図１】
2015070363.tif 000003
【図２】
2015070363.tif 000004