(57)【要約】【課題】可変位相器やミキサを用いることなく位相変調等を可能にする。【解決手段】発振器５から発振される正弦波電力の振幅を変化させる可変減衰器７と、正弦波電力の位相を固定位相器６でπ／２変化させることにより得られた余弦波電力の振幅を変化させる可変減衰器８とを合成器９で合成する。正弦波電力と余弦波電力の少なくとも一つの振幅を変化させることにより、位相の変化が生じる。この位相の変化を利用して、正弦波電力の一次変調を行う。また、合成電力を増幅器１０を線形領域で増幅するときと飽和領域で増幅するときとで通過位相の差が生じる。この通過位相の差を利用して二次変調を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象となる交番電力の位相を、可変位相器を用いることなく、当該交番電力を通過させる電子回路の特性に基づき又は他の交番電力との合成により変化させることで当該交番電力の位相変化を伴う変調を行う、変調方法。
【請求項２】
前記電子回路が、入力電力の増加に対する出力電力の比率が線形的に変化する線形領域と、前記比率が非線形となる飽和領域とで増幅可能な増幅器であり、前記交番電力を前記増幅器の線形領域と飽和領域とでそれぞれ増幅し、これにより生じる当該交番電力の通過位相の差に基づいて当該交番電力の変調を行う、
請求項１記載の変調方法。
【請求項３】
前記他の交番電力は、振幅及び位相の少なくとも一方が前記対象となる交番電力と異なる同一周波数のものであり、当該交番電力と前記他の交番電力とを合成手段で合成するとともに、これらの交番電力の少なくとも一つの電力の振幅を変化させ、これにより生じる位相の変化により前記対象となる交番電力の変調を行う、
請求項１記載の変調方法。
【請求項４】
前記合成手段で合成される交番電力の少なくとも一つの振幅を変化させ、これにより生じる位相の変化により前記対象となる交番電力の一次変調を行う段階と、
一次変調された交番電力の位相を前記電子回路の特性に基づいて変えることにより当該交番電力の二次変調を行う段階と有する、
請求項３記載の変調方法。
【請求項５】
前記対象となる交番電力又は前記他の交番電力を、共通の出力源から出力された同一周波数の複数の交番電力の一部を固定位相器を通過させることにより生成する、
請求項３又は４記載の変調方法。
【請求項６】
第１交番電力を出力する第１電力出力手段と、
この電力出力器から出力される第１交番電力の位相を固定的に所定量変位させることにより第２交番電力を出力する第２電力出力手段と、
前記第１交番電力及び前記第２交番電力の少なくとも一方の振幅を調整する振幅調整手段と、
振幅調整された前記第１交番電力及び前記第２交番電力を合成する電力合成手段とを備え、
可変位相器を用いることなく前記第１交番電力の位相変化を伴う変調を行う、変調ユニット。
【請求項７】
前記電力合成手段で合成することにより得られる合成交番電力を、入力電力の増加に対する出力電力の比率が線形的に変化する線形領域と、前記比率が非線形となる飽和領域とで増幅可能な増幅器をさらに備えてなる、
請求項６記載の変調ユニット。
【請求項８】
前記増幅器で増幅された交番電力を所定周波数でフィルタリングするフィルタと、フィルタリングされた交番電力の振幅を調整する第２振幅調整手段とをさらに備えてなる、
請求項７記載の変調ユニット。
【請求項９】
前記第１交番電力が正弦波電力であり、前記第２交番電力が余弦波電力である、
請求項６、７又は８記載の変調ユニット。  
【請求項１０】
請求項６ないし９記載の変調ユニットとを複数備えるともに、これらの位相変調ユニットから出力される交番電力を統合する電力統合手段を備えてなる、
変調装置。
【請求項１１】
それぞれ位相と振幅とを可変な複数の交番電力を出力する電力出力手段と、
これらの複数の交番電力を合成する第１電力合成手段と、
合成された交番電力を、入力電力の増加に対する出力電力の比率が線形的に変化する線形領域と、前記比率が非線形となる飽和領域とで増幅する増幅器と、
この増幅器で増幅され、所定周波数にフィルタリングされた交番電力の振幅を調整する振幅調整手段と、
振幅調整された交番電力の位相を固定的に所定量変位させることにより変位交番電力を出力する変位交番電力出力手段と、
前記振幅調整された交番電力と前記変位交番電力とを合成する第２電力合成手段とを備え、
可変位相器を用いることなく交番電力の位相変化を伴う変調を行う、変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ、通信装置等における信号成分の変調に利用される変調方法、変調ユニット、変調装置に関し、特に、複雑な構成の可変位相器やミキサを用いることなく位相変調あるいは直交振幅変調を可能にする簡易な仕組みに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、搬送波等の交番電力の位相変化を可能とする変調装置には、可変位相器が用いられるのが一般的である。位相変化と振幅変化を組み合わせた直交振幅変調方式も知られているが、従来の直交振幅変調方式では、正弦波電力と余弦波電力をミキシングするＩ／Ｑミキサを用いる方法が一般的である。この点については、例えば、特許文献１，２に記述されている。符号化パルスレーダにおいても、可変位相器を備えることが必要である。この点は、例えば非特許文献１の記載を参考にすることができる。
【０００３】
一方、増幅器の出力は、入力電力が一定振幅を超えると、出力が飽和する。この点は、例えば非特許文献２に記述されているように公知である。このため、増幅器は、飽和領域で用いるか、あるいは、使用に際して電力歪みを補正することが必要となる。この点は、例えば、特許文献３の記載を参考にすることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−３０３１２２号公報
【特許文献２】特開平０８−２３７０３３号公報
【特許文献３】特開２００５−１１７３１５号公報
【非特許文献１】改訂レーダ技術  （社）電子情報通信学会（ISBN4-88552-139-4）第278頁〜280頁
【非特許文献２】電力増幅器の低歪み・効率化の手法  中山正敏、高木直著  Microwave Workshops and Exhibition 2004  基礎講義資料
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、位相変調を行う装置では可変位相器を用いることが必要不可欠である。直交振幅変調方式においても、正弦波電力と余弦波電力をミキシングする公知のＩ／Ｑミキサを用いることが必要であった。特に、近年用いられている携帯電話や各種レーダ装置は、使用周波数が高く、このような周波数で使用可能な可変位相器は構造が複雑であり、汎用品として用いることはできなかった。
【０００６】
本発明の課題は、複雑な構成の可変位相器やミキサを用いることなく、位相変調等を簡易に可能にする方法、変調ユニット、変調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、対象となる交番電力の位相を、可変位相器によることなく、当該交番電力を通過させる電子回路の特性に基づき又は他の交番電力との合成により変化させることで当該交番電力の位相変化を伴う変調を行う、変調方法を提供する。
前記電子回路は、例えば、入力電力の増加に対する出力電力の比率が線形的に変化する線形領域と、前記比率が非線形となる飽和領域とで増幅可能な増幅器である。この増幅器の特性、すなわち、線形領域と飽和領域とで異なる増幅特性となる点を利用し、各領域で増幅することにより生じる当該交番電力の通過位相の差に基づいて当該交番電力の位相変化を伴う変調を行う。
【０００８】
前記他の交番電力は、より具体的には、振幅及び位相の少なくとも一方が前記対象となる交番電力と異なる同一周波数のものであり、当該交番電力と前記他の交番電力とを合成手段で合成するとともに、これらの交番電力の少なくとも一つの電力の振幅を変化させ、これにより生じる位相の変化により前記対象となる交番電力の変調を行う。
【０００９】
本発明の変調方法のある実施の態様は、前記合成手段で合成された交番電力の少なくとも一つの振幅を変化させ、これにより生じる位相の変化により前記対象となる交番電力の一次変調を行う段階と、一次変調された交番電力の位相を前記電子回路の特性に基づいて変えることにより当該交番電力の二次変調を行う段階と有するものである。
【００１０】
なお、前記対象となる交番電力又は前記他の交番電力は、例えば、共通の出力源から出力された同一周波数の複数の交番電力の一部を固定位相器を通過させることにより生成することができる。
【００１１】
本発明の変調ユニットは、第１交番電力を出力する第１電力出力手段と、この電力出力器から出力される第１交番電力の位相を固定的に所定量変位させることにより第２交番電力を出力する第２電力出力手段と、前記第１交番電力及び前記第２交番電力の少なくとも一方の振幅を調整する振幅調整手段と、振幅調整された前記第１交番電力及び前記第２交番電力を合成する電力合成手段とを備え、可変位相器を用いることなく前記第１交番電力の位相変化を伴う変調を行うものである。
【００１２】
ある実施の態様では、さらに、前記電力合成手段で合成することにより得られる合成交番電力を、入力電力の増加に対する出力電力の比率が線形的に変化する線形領域と、前記比率が非線形となる飽和領域とで増幅可能な増幅器をさらに備えて変調ユニットを構成する。あるいは、さらに、前記増幅器で増幅された交番電力を所定周波数でフィルタリングするフィルタと、フィルタリングされた交番電力の振幅を調整する第２振幅調整手段とを備えて変調ユニットを構成する。前記第１交番電力が正弦波電力である場合、前記第２交番電力は、余弦波電力となる。
【００１３】
本発明の変調装置は、上述した変調ユニットとを複数備えるともに、これらの位相変調ユニットから出力される交番電力を統合する電力統合手段を備えてなるものである。
【００１４】
本発明の他の変調装置は、それぞれ位相と振幅とを可変な複数の交番電力を出力する電力出力手段と、これらの複数の交番電力を合成する第１電力合成手段と、合成された交番電力を、入力電力の増加に対する出力電力の比率が線形的に変化する線形領域と、前記比率が非線形となる飽和領域とで増幅する増幅器と、この増幅器で増幅され、所定周波数にフィルタリングされた交番電力の振幅を調整する振幅調整手段と、振幅調整された交番電力の位相を固定的に所定量変位させることにより変位交番電力を出力する変位交番電力出力手段と、前記振幅調整された交番電力と前記変位交番電力とを合成する第２電力合成手段とを備え、可変位相器を用いることなく交番電力の位相変化を伴う変調を行うものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複雑な可変位相器やミキサを用いることなく、電子回路の特性又は他の交番電力との合成によって、可変位相器やミキサを用いた場合と同様の変調を実現することができるという特有の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、本発明の原理を説明する。
（１）電子回路の一例となる増幅器の通過位相特性を利用する。
増幅器は、入力電力の振幅が所定値を超えると飽和するＡＭ／ＡＭ特性と、通過位相が変化するＡＭ／ＰＭ特性とを有する（ＡＭは振幅変調、ＰＭは位相変調の略、ＡＭ／ＡＭは振幅対振幅、ＡＭ／ＰＭは振幅対位相、以下同じ）。図１は、これらの特性例を示す図である。本発明の変調方法の一つは、送信波増幅用の増幅器の通過位相の変化を利用して変調波を得ることを特徴とする。すなわち、増幅器を線形領域と飽和領域とでそれぞれ動作させることにより生じる位相の差に着目し、この差を変調に利用する。線形領域、飽和領域の電力がどの程度の値かについては、増幅器毎に予め決められている（製品の使用説明書に添付されている特性表等）。
飽和領域では増幅器のＡＭ／ＰＭ特性が飽和するため、図２に示すように、基本周波数ｆに対して高次の周波数ｆ２，ｆ３も出力される。このような基本周波数ｆの波以外の波は不要であるため、フィルタにて減衰させて必要な波形のみを出力するようにする。
【００１７】
（２）電力合成による位相変化を利用する。
本発明の他の変調方法は、その前段に可変利得制御機能を備えた電力合成手段、例えば可変減衰器の後段に接続された加算機を用いる。可変減衰器は、例えば制御回路に基づいて利得を制御可能に構成される。この可変減衰器によって複数の位相の異なる同一周波数の交番電力の利得を制御し、これらを加算器で加算することによって得られる位相変化を利用して変調を実現する。
一般的に、位相の異なる同一周波数の２つの交番電力を加算すると、加算後の電力、すなわち合成電力の位相は、加算前のいずれの交番電力とも異なる。例えば、位相が９０度異なる正弦波電力と余弦波電力を加算した場合における加算後の電力と加算前の電力との位相差をθとする。また、角周波数をω、正弦波電力の振幅をＡ，余弦波電力の振幅をＢとすると、この位相差θは、式（１）で表される。
Asin(ωt)+Bcos(ωt)=(A2+B2)1/2sin(ωt+θ)      （１）
但し、θ=tan-1(B/A)
【００１８】
図３は、正弦波電力の振幅を一定として、余弦波電力の振幅を変化させた場合における合成電力の位相差θの特性例を示す。図３および式（１）から明らかなように、正弦波電力の振幅と余弦波電力の振幅を変化させて両電力を合成すれば、合成電力の位相を−π／２からπ／２まで変化させることができる。
【００１９】
（３）通過位相の変化および加算による位相変化の双方を利用する。
本発明の他の変調方法は、増幅器によるＡＭ／ＰＭ特性による通過位相の変化、および、位相の異なる同一周波数の２つの信号を加算して得られる位相の変化の両方を利用する。上記の式（１）からも明らかなように、位相θを変化させるべく、振幅の異なる同一周波数の２つの交番電力を加算すると、これに伴って合成電力の振幅も変化する。そこで、フィルタとは別に、出力電力のうちの所望の電力の振幅を一定にすることにより、振幅を一定に保ちつつ位相変調を実現することができる。このように振幅を一定に保つための手段としては、ＡＬＣ(Auto Level Controller)等の使用が挙げられる。ＡＬＣだけではなく、ＡＬＣとフィルタを併用して振幅を一定に保ってもよい。
【００２０】
位相変調後の交番電力の振幅を例えば制御回路からの制御に基づいて変化させることにより、例えば−π／２からπ／２（rad）まで位相を変化させることができることは、式（１）の記述からも明らかであるが、この位相変化に、ＡＭ／ＰＭ特性からわかる通過位相の変化成分を加えても、合計で位相の変動を２π（rad）とすることは容易ではない。そこで、例えば制御回路からの制御に基づいて位相を固定的にπ（rad）遷移する固定位相器を備えることにより、位相変調のみならず直交振幅変調を実現することも可能となる。固定位相器は、例えばＳｉｎ波をＣｏｓ波に変えるだけなので、可変位相器と異なり、構造が簡略で、価格も低いものである。この固定位相器で合成電力の位相をπ（rad）遷移させた場合には、式（１）から以下の式（２）の内容のものが得られる。
【００２１】
(A2+B2)1/2sin(ωt+θ＋π)=(A2+B2)1/2sin{-(ωt+θ)}      （２）
式（２）より、前述の合成電力の位相をπ（rad）遷移させるか否かを選択することにより、合計で位相の変動を２π（rad）とすることが可能となる。このような構成の組み合わせにより、位相変調と振幅変調とを同時に実現できる。この結果、可変位相器のミキサも用いることなく、簡便な構成の変調装置が得られることとなる。
【００２２】
次に、本発明の原理を応用した変調ユニット、変調装置の実施形態例を説明する。これらの変調ユニット、変調装置は、携帯電話や高周波通信機のような送信機の電力増幅段の前段に設けられるものである。
＜第１実施形態＞
図４（ａ）は、第１実施形態による変調ユニットの概略構成図である。図４（ｂ）および図４（ｃ）は、振幅の異なる入力に対する変調ユニットの入出力電力の波形図（上段）と位相特性図（下段）を示す図である。ここでは、便宜上、２値ＰＳＫにより送信変調を行う場合の例を挙げる。
【００２３】
この実施形態による変調ユニットは、増幅器１と、この増幅器１の出力側に接続されるフィルタ２とを備えている。増幅器１は、例えば、ＭＭＩＣ(Microwave Monolithic Integrated Circuit)化された増幅器またはＦＥＴ(Field Effect Transistor)で構成される。この増幅器１の利得は「Ｇ」である。フィルタ２は、例えば、ＬＣ回路またはマイクロストリップラインで構成されるローパスフィルタである。
【００２４】
増幅器１は、図示しない制御回路によって、入力された正弦波電力の振幅（Ｐin）を、図１の線形領域における振幅Ｐ１から飽和領域付近の振幅Ｐ２まで変化させることができるものである。増幅器１は、線形領域では、図４（ｂ）上段の入出力波形図に示すように、振幅Ｐ１の正弦波電力の振幅を線形的にＧ倍して出力する。その結果、増幅器１の出力側の点Ａでは、振幅がＧ×Ｐ１の正弦波電力となる。このときの位相特性は、図４（ｂ）下段に示すようになる。すなわち、増幅器１から出力される正弦波電力は、入力された正弦波電力に対して、φ１だけ位相が遷移したものとなる。
【００２５】
一方、飽和領域では、図４（ｃ）上段の入出力波形図に示すように、増幅器１は、振幅Ｐ２の正弦波電力を非線形に増幅する。その結果、増幅器１の出力側の点Ａには、図４（ｃ）中上段のようにクリップされた正弦波電力が出力される。このときの位相特性は、図４（ｃ）下段に示すようになる。すなわち、増幅器１から出力される正弦波電力は、入力された正弦波電力に対して、φ２だけ位相が遷移したものとなる。
結局、増幅器１に入力された振幅Ｐ２の正弦波電力は、振幅Ｐ１の正弦波電力が入力された場合に比べて、位相がφ（＝φ２−φ１）だけ遷移した出力となる。クリップされた正弦波電力には、例えば図２に示される高次のスプリアスが含まれることから、フィルタ２で、入力された正弦波電力（振幅Ｐ２）と同一周波数の成分を取り出すことにより、最終的に必要な周波数成分の正弦波電力のみを得ることができる。
【００２６】
このように、増幅器１の線形領域での電力と、飽和領域における電力とをそれぞれ増幅器１で増幅することにより、可変位相器を用いることなく、位相φの位相変調を得ることが可能となる。
なお、この実施形態では、図１に示す線形領域における振幅Ｐ１と飽和領域付近の振幅Ｐ２の２種類の正弦波電力を増幅器１に入力することによって実現される２値ＰＳＫについて説明したが、入力信号の種類を増やして、多値ＰＳＫを実現するようにしてもよい。
【００２７】
＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態の変調ユニットの概略構成図である。
第２実施形態による変調ユニットは、正弦波電力を発振する発振器５，π／２位相固定器６，正弦側可変減衰器７，余弦側可変減衰器８，合成器９，利得Ｇの増幅器１０，フィルタ１１，最終段可変減衰器１２および制御装置５０を備えて構成される。
【００２８】
π／２固定位相器６は、発振器５から発振される正弦波電力を余弦波電力に位相変換するために発振器５と余弦側減衰器８との間に設けられており、発振器５から出力される正弦波電力の位相をπ／２遅らせる。このπ／２固定位相器６は、例えば、ブランチラインカプラ、ハイブリッドカプラ、λ／４ディレイライン等で構成される。
【００２９】
正弦側可変減衰器７は、発振器５から発振される正弦波電力を必要に応じて減衰させるものである。減衰率は任意に設定可能である。余弦側可変減衰器８は、発振器５から発振され、π／２位相固定器６でπ／２(rad)位相が遷移された電力、すなわち余弦波電力を、必要に応じて減衰させるものである。減衰率は任意に設定可能である。
【００３０】
正弦波可変減衰器７および余弦波可変減衰器８は、例えば合成器を分配器として用いることによって実現可能である。交番電力として電磁波を入力させる場合は、公知のＦＥＴまたはバイポーラトランジスタ等の能動素子で構成することができる。交番電力として光を入力させる場合は、金属薄膜蒸着フィルタを使用した反射減衰器で構成することができる。
【００３１】
合成器９は、正弦波可変減衰器７と余弦波可変減衰器８とのそれぞれから出力される正弦波電力及び余弦波電力を合成する。取り扱う電力の搬送波が高周波の電磁波である場合、合成器９には、例えば、ラットレース回路、ウィルキンソン型合成器、Ｔ分岐回路等を用いることができる。光を取り扱う場合は、プリズムまたは半透明鏡等を用いることができる。増幅器１０およびフィルタ１１は、第１実施形態における増幅器１およびフィルタ２と同様の構成を有するものである。
【００３２】
最終段可変減衰器１２は、フィルタ１１の出力を減衰させる減衰器である。減衰率は任意に設定可能である。
制御装置５０は、正弦波可変減衰器７，余弦波可変減衰器８および最終段可変減衰器１２の減衰率を適宜制御する。
【００３３】
合成電力の位相を調整するためには、合成元の正弦波電力と余弦波電力の振幅を制御する必要がある。このため、制御装置５０により、正弦波可変減衰器７および余弦波可変減衰器８における減衰率をそれぞれ調整する。
なお、本実施形態では、正弦波電力電電力と余弦波電力の極性が同一で、両電力の位相差がπ／２(rad)なので、合成電力の位相遷移は、０〜＋π／２(rad)の範囲内に限定される。
【００３４】
ここで、図５に示す合成器９の出力側の点Ｂでは、合成電力の振幅は、正弦波電力の振幅と余弦波電力の振幅との相乗平均であるため、位相遷移が０〜＋π／２(rad)の範囲において多値ＰＳＫの送信装置として利用する場合等には、大きく変化する。このため、図５に示すように、増幅器１０によって合成電力の振幅を所定の振幅レベルまで増幅し、その後に制御装置５０によって制御される最終段可変減衰器１２によって、所望の振幅に減衰させる。
増幅器１０の入出力特性における線形領域から飽和領域付近で増幅器１０を動作させる場合には、第１実施形態と同様に、増幅器１０のＡＭ／ＰＭ特性に従って図５の点Ｃでの位相が遷移する。
【００３５】
以上のような構成により、制御装置５０で減衰率を制御可能な最終段可変減衰器１２によって合成電力を所定の振幅に設定することにより、図８（ａ）に示すように、直交座標系の第１象限内をシンボルとする０〜＋π／２(rad)までの任意の値を取り得る多値ＰＳＫを実現することができる。
また、制御装置５０で減衰率を制御可能な最終段可変減衰器１２により合成電力を所定の振幅に制御することにより、図８（ｂ）に示すように、直交座標系の第１象限内をシンボルとする多値ＱＡＭを実現することができる。
【００３６】
図６は、第２実施形態の変調ユニットを用いた変調装置の構成図である。
この変調装置は、第１変調ユニット２１〜第４変調ユニット２４を含む４つの変調ユニットを含む。図中一番上にある第１変調ユニット２１の構成は、図５に示した変調ユニットと同一である。
第２変調ユニット２２〜第４変調ユニット２４の構成は、第１変調ユニット２１の発振器５の代わりに、正弦波電力の位相をπ／２(rad)遷移させる固定位相器２５，２６および２７をそれぞれ備える以外は、基本的に第１変調ユニット２１と同一である。第２変調ユニット２２の固定位相器２５には、第１変調ユニット２１の発振器５によって発振される正弦波電力形が入力され、固定位相器２２には固定位相器２１の出力が入力される。さらに、固定位相器２３には固定位相器２２の出力が入力される。このように固定位相器２１，２２および２３はカスケード状に接続されている。
また、各変調ユニットの最終段可変減衰器１２ａ乃至１２ｄの出力側には合成器４５が接続されている。
【００３７】
このような構成により、各変調ユニットの入力信号の位相がπ／２(rad)ずつずれるので、制御装置５０ａ〜５０ｄで、減衰率を制御可能な最終段可変減衰器１２ａ〜１２ｄによって合成電力を所定の振幅に設定するとともに、合成器４５で合成することにより、第１象限、第２象限、第３象限および第４象限の全象限内において、０〜２π(rad)までの任意の値を取り得る全象限内をシンボルとする多値ＰＳＫ及び多値ＱＡＭを実現することができる。
この場合、特定の象限内のシンボルだけを有効とすべく、その特定の象限以外の象限内への出力を最大減衰量とするように制御装置５０ａ〜５０ｄで最終段可変減衰器１２ａ〜１２ｄを制御すればよい。
【００３８】
＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態の変調ユニットの概略構成図である。
本実施形態の変調ユニットは、図７に示すように、Ｄ／Ａ(Digital Analog Converter)変換器６１，６２、フィルタ６３，６４、合成器６７、利得Ｇの増幅器６８、フィルタ６９、可変減衰器７０、スイッチ７１、固定位相器７２、合成器７３、および、制御装置７４を備える。
【００３９】
Ｄ／Ａ変換器６１，６２は、それぞれ正弦波電力と余弦波電力の生成源であり、位相と振幅を可変可能にする。但し、正弦波電力と余弦波電力の位相及び振幅が可変制御できるデバイスであれば、Ｄ／Ａ変換器に限定されるものではない。
スイッチ７１は、可変減衰器７０の出力に対して固定位相器７２による位相遷移を行うか否かを選択するためのスイッチである。
【００４０】
固定位相器７２は、入力された正弦波電力をπ(rad)だけ位相遷移するものである。
制御装置７４は、Ｄ／Ａ変換器６１，６２から発振する電力の振幅制御、可変減衰器７０における減衰率制御およびスイッチ７１の切替制御を行う。その他の構成要素は、第１実施形態または第２実施形態の変調ユニット装置に含まれる構成要素と基本的に同一であり、その説明を省略する。
【００４１】
上述の式（１）および図３において、正弦波電力と余弦波電力の合成電力の位相を＋π／２〜−π／２(rad)の間で変動させることが可能であることを示したが、合成電力の位相を変動させるためには、正弦波電力と余弦波電力の振幅を外部から制御する必要がある。
この実施形態では、制御装置７４でＤ／Ａ変換器６１，６２を制御することにより、正弦波電力および余弦波電力の振幅を任意の大きさに変動させる。そして、制御装置７４からＤ／Ａ変換器６１，６２の振幅を調整することにより、合成電力の位相を任意に調整するできるようにする。なお、合成器６７は、第２実施形態において使用したものと同一のものである。
【００４２】
この第３実施形態の変調ユニットが第２実施形態の変調ユニットと異なる点は、Ｄ／Ａ変換器６１，６２を用いることにより、正弦波電力と余弦波電力の位相を任意に変化させることができる点である。このようにして正弦波電力と余弦波電力の位相を変化させる（ずらす）ことにより、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す直交座標系の第１象限と第４象限内のすべてをシンボルとする多値ＰＳＫ及び多値ＱＡＭを実現することができる。
【００４３】
また、スイッチ７１を切り替えることにより、合成電力の位相を固定位相器７２でπ(rad)遷移させれば、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す直交座標系の第２象限と第３象限内のすべてをシンボルとする多値ＰＳＫおよび多値ＱＡＭを実現することができる。これは、上述した式（２）から明らかである。
以上より、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す第１象限、第２象限、第３象限および第４象限の全象限内において０〜２π(rad)までの任意の値を取り得る全象限内をシンボルとする多値ＰＳＫ及び多値ＱＡＭを実現することができる。
【００４４】
また、＋π／２(rad)と−π／２(rad)とをシンボルとする２値ＰＳＫであれば、振幅も略一定に保たれるため、増幅器６８を飽和領域で用いることなく、線形領域のみで使用することが容易となり、フィルタ６９と可変減衰器７０を備えなくても２値ＰＳＫを実現できる。同様に、全体としてπの位相変化をしていることから、非特許文献１に例示されている符号化パルスレーダ送信装置用の変調ユニットないし変調装置を容易に実現することができる。なお、この符号化パルスレーダ送信装置は、位相変化をπとした変調を行うものであるが、原理上、多値ＰＳＫの位相変化量と同様に、もっと少ない位相変化量でも実現可能である。
【００４５】
以上説明したように、本発明によれば、簡便な構成により位相変調および直交振幅変調を実現することができる。本発明の変調ユニット又は変調装置は、通信装置および符号化パルスレーダ送信装置等に広く適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】一般的な増幅器の出力特性を示す図。
【図２】一般的な増幅器における出力信号の周波数と振幅の関係を示す図。
【図３】正弦波電力の振幅を一定として、余弦波電力の振幅を変化させた場合における合成電力の位相差θの特性例を示す図。
【図４】（ａ）は、第１実施形態の変調ユニットの概略構成図、（ｂ）および（ｃ）は、振幅の異なる入力に対する変調ユニットの入出力電力の波形図と位相特性図を示す図。
【図５】第２実施形態の変調ユニットの概略構成図。
【図６】第２実施形態の変調ユニットを用いた変調装置の構成図。
【図７】第３実施形態の変調ユニットの概略構成図。
【図８】（ａ）は第２実施形態の変調ユニットによる多値ＰＳＫの特性図、（ｂ）は多値ＱＡＭの特性図。
【図９】（ａ）は第３実施形態の変調ユニットによる多値ＰＳＫの特性図、（ｂ）は多値ＱＡＭの特性図。
【符号の説明】
【００４７】
１…増幅器、２…フィルタ、５…発振器，６…π／２位相固定器，７…正弦側可変減衰器，８…余弦側可変減衰器，９…合成器，１０…増幅器，１１…フィルタ，１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ…最終段可変減衰器、２１〜２４…変調ユニット、２６，２７…固定位相器、４５…合成器、５０，５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ…制御装置、６１，６２…Ｄ／Ａ変換器、６３，６４…フィルタ、６７…合成器、６８…増幅器、６９…フィルタ、７０…可変減衰器、７１…スイッチ、７２…固定位相器、７３…合成器、７４…制御装置。
【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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