(57)【要約】【課題】高い精度で周波数変換を行い、非民生用の通信帯域に安価に最新の無線通信技術を適用できるようにすることが可能な周波数変換装置を提供する。【解決手段】無線通信機器１００から入力される送信信号を、ミキサ３０５、バンドパスフィルタ３０６、分配器３０７、検波器３１４、コンパレータ３１５および制御部３１６からなるフィードバックループ制御により、周波数ｆの無線周波信号に周波数変換する。またアンテナ２００より入力される受信信号については、上記フィードバックループ制御によって生成した局部発振信号を用いて、無線ＬＡＮの周波数の信号に変換して出力するようにしたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
局部発振信号を生成する発振手段と、
無線周波の送信信号と、前記局部発振信号をミキシングするミキシング手段と、
このミキシング手段の出力をフィルタリングして、予め設定された帯域の信号を出力するフィルタリング手段と、
このフィルタリング手段の出力を検波する検波手段と、
この検波手段の検波結果のレベルに基づいて前記発振手段を制御して、前記局部発振信号の周波数を制御する制御手段とを具備することを特徴とする周波数変換装置。
【請求項２】
さらに、無線周波の受信信号を、前記局部発振信号を用いて周波数変換する周波数変換手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。
【請求項３】
さらに、前記送信信号が入力される第１端子と、
前記受信信号が入力される第２端子と、
前記第１端子から前記送信信号が入力されたことを検出する検出手段と、
この検出手段が前記第１端子から前記送信信号が入力されたことを検出した場合に、前記送信信号を前記ミキシング手段に出力するとともに、前記フィルタリング手段の出力を前記第２手段より外部に出力し、一方、前記検出手段が前記第１端子から前記送信信号が入力されたことを検出しない場合に、前記受信信号を前記周波数変換手段に出力するとともに、前記周波数変換手段の出力を前記第１手段より外部に出力する切替手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の周波数変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信機器に入出力される電気的な無線信号の周波数を変換する周波数変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、例えば無線ＬＡＮなどの民生機器での運用が認められる周波数帯域は、その利用者の多さから、量産効果により無線機器を安価に提供することができる。またそれに伴って、最新の無線通信技術の導入が早く、安価に高品質の通信が実現される。  
これに対して非民生機器は、割り当てられる周波数帯域が狭くてチャネル数も少なく、また量産効果が得られないことなどから、高価で最新の無線通信技術が導入されるまでに時間がかかるという問題があった。  
これに対して従来は、民生機器に接続する周波数変換装置（例えば、特許文献１参照）などが考えられているが、変換精度が低いという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−１９８０７７公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来は、非民生用の無線機器に最新の無線通信技術が導入されるまでに時間がかかるという問題があった。また従来の周波数変換装置は、変換精度が低いという問題があった。  この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、高い精度で周波数変換を行い、非民生用の通信帯域に安価に最新の無線通信技術を適用できるようにすることが可能な周波数変換装置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】
【０００４】
上記の目的を達成するために、この発明は、局部発振信号を生成する発振手段と、無線周波の送信信号と、局部発振信号をミキシングするミキシング手段と、このミキシング手段の出力をフィルタリングして、予め設定された帯域の信号を出力するフィルタリング手段と、このフィルタリング手段の出力を検波する検波手段と、この検波手段の検波結果のレベルに基づいて発振手段を制御して、局部発振信号の周波数を制御する制御手段とを具備して構成するようにした。
【発明の効果】
【０００５】
以上述べたように、この発明では、発振手段、ミキシング手段、フィルタリング手段、検波手段および制御手段からなるループによって、高い精度で所定の周波数に周波数変換するようにしている。  
したがって、この発明によれば、非民生用の通信帯域に安価に最新の無線通信技術を適用できるようにすることが可能な周波数変換装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。  
図１は、この発明の一実施形態に係わる周波数変換装置３００の構成を示すものである。この周波数変換装置３００は、無線ＬＡＮなどの無線通信機器１００と、アンテナ（ＡＮＴ）２００との間に設けられ、これらとの間で、無線周波の電気信号が入出力される。
【０００７】
周波数変換装置３００は、方向性結合器（Ｄ．Ｃ．）３０１と、検波器（ＤＥＴ）３０２と、コンパレータ（ＣＯＭＰ）３０３と、スイッチ３０４と、ミキサ３０５と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３０６と、分配器（ＨＹＢ）３０７と、電力増幅器（ＰＡ）３０８と、スイッチ３０９と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）３１０と、ミキサ３１１と、局部発振器３１２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１３と、検波器（ＤＥＴ）３１４と、コンパレータ（ＣＯＭＰ）３１５と、制御部３１６とを備える。
【０００８】
方向性結合器３０１は、無線通信機器１００から入力される無線周波の電気信号（送信信号）を、検波器３０２とスイッチ３０４とに出力し、またスイッチ３０４から入力される無線周波の電気信号を無線通信機器１００に出力する。  
検波器３０２は、方向性結合器３０１から入力される電気信号を検波し、その検波結果をコンパレータ３０３に出力する。
【０００９】
コンパレータ３０３は、検波器３０２から出力される検波結果のレベルを予め設定された閾値と比較して、上記レベルが上記閾値以上か否かにより、無線通信機器１００から上記送信信号が出力されているか否かを判定する。この判定結果は、制御部３１６に出力される。  
スイッチ３０４は、制御部３１６によって切換制御されるもので、この切換制御に応じて、方向性結合器３０１から入力される電気信号をミキサ３０５に出力したり、あるいはバンドパスフィルタ３１３から入力される電気信号を方向性結合器３０１に出力する。
【００１０】
ミキサ３０５は、スイッチ３０４から入力される電気信号と、局部発振器３１２から入力される局部発振信号とをミキシングし、上記電気信号の周波数を変換する。  
バンドパスフィルタ３０６は、ミキサ３０５にて周波数変換された電気信号の特定の周波数帯域の成分だけを通過させるフィルタである。ここで通過する特定の周波数帯域は、アンテナ２００をより空間に放射する周波数ｆに基づいて設定される。
【００１１】
分配器３０７は、バンドパスフィルタ３０６を通過した電気信号を分配して、電力増幅器３０８と検波器３１４とに出力する。  
電力増幅器３０８は、分配器３０７から入力される電気信号を増幅するものであって、制御部３１６によって増幅動作がＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００１２】
スイッチ３０９は、制御部３１６によって切換制御されるもので、この切換制御に応じて、アンテナ２００から入力される無線周波の電気信号（受信信号）を低雑音増幅器３１０に出力したり、あるいは電力増幅器３０８から入力される電気信号をアンテナ２００に出力する。
【００１３】
低雑音増幅器３１０は、スイッチ３０９を介して入力される無線周波の電気信号を低雑音増幅するものである。  
ミキサ３１１は、低雑音増幅器３１０から入力される電気信号と、局部発振器３１２から入力される局部発振信号とをミキシングし、上記電気信号の周波数を変換する。
【００１４】
局部発振器３１２は、制御部３１６から与えられる電圧に応じた周波数の局部発振信号を生成するものであって、生成した局部発振信号を上述したようにミキサ３０５や３１１に出力する。  
バンドパスフィルタ３１３は、ミキサ３１１にて周波数変換された電気信号の特定の周波数帯域の成分だけを通過させるフィルタである。ここで通過する特定の周波数帯域は、無線通信機器１００で受信可能な無線ＬＡＮの周波数である。
【００１５】
検波器３１４は、分配器３０７から入力される電気信号を検波し、その検波結果をコンパレータ３１５に出力する。  
コンパレータ３１５は、検波器３１４から出力される検波結果のレベルを、予め設定された閾値と比較して、上記レベルが上記閾値以上か否かを判定し、この判定結果を制御部３１６に出力する。
【００１６】
制御部３１６は、当該周波数変換装置３００の各部を統括して制御するものであって、コンパレータ３０３の判定結果に応じて、スイッチ３０４，３０９の切換制御や、電力増幅器３０８のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。また制御部３１６は、コンパレータ３１５の判定結果に基づく制御電圧を局部発振器３１２に出力して、局部発振器３１２を制御する。
【００１７】
具体的には、コンパレータ３０３が無線通信機器１００から送信信号が入力されたと判定した場合には、制御部３１６は、アンテナ２００から周波数ｆの無線信号が送信できるように、スイッチ３０４，３０９の切換制御と、電力増幅器３０８をＯＮ状態に制御するとともに、局部発振器３１２が生成する局部発振信号の周波数を制御する。
【００１８】
一方、コンパレータ３０３が無線通信機器１００から送信信号が入力されたと判定しない場合には、制御部３１６は、アンテナ２００が受信した周波数ｆの無線信号の周波数を変換して周波数変換装置３００に入力するために、スイッチ３０４，３０９の切換制御と、電力増幅器３０８をＯＦＦ状態に制御するとともに、局部発振器３１２が生成する局部発振信号の周波数を制御する。
【００１９】
次に、上記構成の周波数変換装置の動作について説明する。  
まず、無線通信機器１００が送信を行う場合の動作について説明する。無線通信機器１００が無線周波の送信信号を生成し、これを方向性結合器３０１に入力すると、方向性結合器３０１は、上記送信信号を検波器３０２とスイッチ３０４とに出力する。
【００２０】
これに対して検波器３０２は、方向性結合器３０１から入力される電気信号を検波する。コンパレータ３０３は、検波器３０２の検波結果のレベルを予め設定された閾値と比較して、無線通信機器１００から送信信号が出力されていると判定する。そして、このようにして送信信号が出力されていることが検出されたことにより、制御部３１６は、方向性結合器３０１から入力される送信信号がミキサ３０５に出力されるように、スイッチ３０４を切換制御するとともに、電力増幅器３０８がアンテナ２００に出力されるようにスイッチ３０９を切換制御する。さらに、制御部３１６は、電力増幅器３０８をＯＮ制御して、信号増幅を行わせる。
【００２１】
このような制御が制御部３１６によって行われると、送信信号がミキサ３０５に入力される。ミキサ３０５は、上記送信信号と、局部発振器３１２から入力される局部発振信号とをミキシングし、上記送信信号の周波数変換を行う。このようにして周波数変換された送信信号は、バンドパスフィルタ３０６により、特定に周波数帯域の成分だけが通過し、分配器３０７を介して、電力増幅器３０８と検波器３１４とに出力される。
【００２２】
これに対して検波器３１４は、分配器３０７から入力される信号を検波する。コンパレータ３１５は、検波器３１４の検波結果のレベルを閾値判定する。制御部３１６は、コンパレータ３１５の判定結果に基づく制御電圧を局部発振器３１２に出力して、局部発振器３１２を制御する。
【００２３】
すなわち、上記送信信号は、ミキサ３０５、バンドパスフィルタ３０６、分配器３０７、検波器３１４、コンパレータ３１５および制御部３１６からなるフィードバックループ制御により、周波数ｆの無線周波信号に周波数変換される。このようにして、上記フィードバックループ制御により得られた、周波数ｆの無線周波信号は、電力増幅器３０８にて増幅された後、スイッチ３０９を介してアンテナ２００より空間に放射される。
【００２４】
次に、無線通信機器１００が受信を行う場合の動作について説明する。受信時には、無線通信機器１００から当該周波数変換装置３００に送信信号が入力されないため、コンパレータ３０３が送信信号を検出しない、すなわち受信状態であることを検出する。
【００２５】
これに対して制御部３１６は、アンテナ２００から入力される受信信号が低雑音増幅器３１０に出力されるように、スイッチ３０９を切換制御するとともに、バンドパスフィルタ３１３が出力する信号が方向性結合器３０１に出力されるように、スイッチ３０４を切換制御する。また制御部３１６は、電力増幅器３０８をＯＦＦ制御するとともに、送信時に局部発振器３１２に与えていた制御電圧を保持し、この制御電圧を局部発振器３１２に与え続ける。
【００２６】
これにより、アンテナ２００から入力される受信信号は、スイッチ３０９を介して低雑音増幅器３１０に出力される。低雑音増幅器３１０は、上記受信信号を低雑音増幅する。ミキサ３１１は、低雑音増幅器３１０の出力する信号を、局部発振器３１２が生成する局部発振信号とミキシングして、周波数変換を行う。
【００２７】
このようにして周波数変換された受信信号は、バンドパスフィルタ３１３を介することで、無線ＬＡＮの周波数の信号が得られ、この信号は、スイッチ３０４および方向性結合器３０１を介して、無線通信機器１００に出力される。
【００２８】
以上のように、上記構成の周波数変換装置では、無線通信機器１００から入力される送信信号を、ループ制御によって生成した局部発振信号を用いて、所定の周波数ｆの無線信号に変換して出力するとともに、受信信号についても、上記局部発振信号を用いて、無線ＬＡＮの周波数の信号に変換して出力するようにしている。
【００２９】
したがって、上記構成の周波数変換装置によれば、ループ制御によって高い精度で所定の周波数ｆに周波数変換することができるので、非民生用の通信帯域に安価に最新の無線通信技術を適用することができる。
【００３０】
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３１】
その一例として例えば、上記実施の形態では、送信信号をループ制御により所定の周波数ｆに周波数変換し、その際に用いた局部発振信号を用いて、受信信号の周波数を周波数変換するように構成したが、逆に、受信信号をループ制御により周波数変換し、その際に用いた局部発振信号を用いて、送信信号の周波数を周波数変換するように構成しても、同様の効果を得られる。  
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明に係わる周波数変換装置の一実施の形態の構成を示す回路ブロック図。
【符号の説明】
【００３３】
１００…無線通信機器、２００…アンテナ（ＡＮＴ）、３００…周波数変換装置、３０１…方向性結合器（Ｄ．Ｃ．）、３０２…検波器（ＤＥＴ）、３０３…コンパレータ（ＣＯＭＰ）、３０４…スイッチ（ＳＷ）、３０５…ミキサ、３０６…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、３０７…分配器（ＨＹＢ）、３０８…電力増幅器（ＰＡ）、３０９…スイッチ（ＳＷ）、３１０…低雑音増幅器（ＬＮＡ）、３１１…ミキサ、３１２…局部発振器、３１３…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、３１４…検波器（ＤＥＴ）、３１５…コンパレータ（ＣＯＭＰ）、３１６…制御部。
【図１】
2008109372.tif 000003