(57)【要約】【課題】簡単な回路でローカルリークを検出可能なダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路を提供する。【解決手段】直交変調装置１は、主信号を直交変換して周波数変換する直交ミキサ部１０と、直交ミキサ部１０に周波数変換用のローカル信号を供給するローカル発振器５２と、周波数変換された主信号の一部が入力され、直交ミキサ部１０で発生したローカルリークを検出するローカルリーク検出部３０と、検出されたローカルリークを打ち消す信号を直交ミキサ部１０に与えてローカルリークを制御するローカルリーク制御部４０と、周波数変換された主信号を増幅して出力する増幅部２０と、含む。ローカルリーク制御部４０は、ローカルリーク検出部３０で検波されたローカルリークに基づいて直交ミキサ部１０に起因したローカルリーク量を検出し、そのローカルリーク量を抑圧する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路において、
復調用ローカル信号発生器によって供給される復調用ローカル信号、または復調器に入力される入力信号のいずれか一方に変調を与える変調器と、
復調器から出力される、復調用ローカル信号と同一周波数の入力信号のサイドローブ信号を検出するサイドローブ信号抽出器と、
を含み、
所定の変調信号を変調器に供給し、入力信号あるいは復調用ローカル信号を変調することによりサイドローブ信号を発生させ、復調用のローカル信号と同一周波数の入力信号あるいは復調用ローカル信号を、ＤＣオフセットと分離可能な周波数に変換し、抽出することを特徴とするダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載のダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路を用いたローカルリーク抑圧回路において、
入力信号は、直交変調器によって変調された信号であり、
ローカル周波数信号検出回路で検出したサイドローブ信号に応じたＤＣオフセットを直交変調器のＩ信号とＱ信号にそれぞれ加えるバイアス制御器を有することを特徴とするローカルリーク抑圧回路。
【請求項３】
請求項１に記載のダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路において、
サイドローブ信号抽出器はバンドパスフィルタであることを特徴とするダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路。
【請求項４】
請求項１に記載のダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路において、
変調器は、復調用ローカル信号を角度変調することを特徴とするダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路。
【請求項５】
請求項１に記載のダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路において、
変調器は、入力信号を角度変調することを特徴とするダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路。
【請求項６】
請求項２に記載のローカルリーク抑圧回路において、
直交変調用ローカル信号発生器と復調用ローカル信号発生器を共用することを特徴とするローカルリーク抑圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路に関し、特に、直交ミキサのローカルリーク信号を検出する回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上デジタル放送のサービス開始や携帯電話機の利用者数拡大に伴い、限られた無線周波数帯を有効に利用するため、無線通信システムのデジタル化が進んでいる。このようなデジタル無線では、直交した二つの搬送波に別々の情報を変調する直交変調方式が主に用いられている。さらに、ベースバンド信号やＩＦ信号から十数ＭＨｚ帯域幅のＲＦ信号に変換するためのローカル発振器を用いて直接ＲＦ信号に周波数変換する直接変調方式や周波数変換方式が用いられている。
【０００３】
デジタル無線の周波数変換に用いられる直交ミキサは、回路ばらつきやフィールドスルーにより出力信号であるＲＦ信号にローカル発振器のローカル信号成分がリークする。ローカルリーク信号はＲＦ信号を歪ませたり、送信スプリアスとなったり、伝送品質を劣化させるため十分抑圧する必要がある。しかしながら、ローカルリーク信号の抑圧には高価なフィルタが必要であったり、直接変調方式のＲＦフィルタでは抑圧できないという問題があった。このような問題を解決するために、ローカルリーク信号を検出して負帰還制御により抑圧する方法が特許文献１に開示されている。
【０００４】
図７には、従来から用いられているπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の直交変調装置１００の構成が示されている。直交変調装置１００は、デジタル信号処理回路１１０と、アナログ直交ミキサ回路１２０と、アナログ復調回路１３０と、を含んでいる。主信号がデジタル信号処理回路１１０に入力されると、π／４シフトＱＰＳＫ信号点配置器１０１によって同相信号Ｉと直交信号Ｑ（以下、ＩＱ信号という。）を含むπ／４シフトＱＰＳＫ信号に変換された後にｒｏｆ（１０２，１０３）に与えられ、それぞれ直交誤差補正器１０４に与えられる。
【０００５】
直交誤差補正器１０４から出力されたＩＱ信号は、Ｄ／Ａ変換器（１２１，１２２）によりアナログ信号に変換され、低周波フィルタであるＬＰＦ（１２３，１２４）でＤ／Ａ変換器（１２１，１２２）の折り返し成分が除去されてミキサ（１２６，１２８）に入力される。
【０００６】
第１局部発振器１２９は、周波数ｆIFの直交搬送波信号（ＩＦ信号）を発生し、ミキサ１２８と９０°移相器１２５（π／２移相器）に与える。さらに９０°移相器１２５はミキサ１２８に与えた直交搬送波信号に対して９０°位相を遅らせた同相搬送波信号をミキサ１２６に与える。これにより、ミキサ１２８とミキサ１２６によってアナログ変調信号とそれぞれ乗積し、合成器１２７で合成されて直交変調が行われる。
【０００７】
合成器１２７の出力の変調波信号は、バンドパスフィルタであるＢＰＦ１３１を通して不要周波数成分が除去され、主信号出力として出力される。さらに、主信号出力の一部はアナログ直交ミキサ回路１２０で発生するローカルリークを検出するため、アナログ復調回路１３０を介してデジタル局部復調器１０６に帰還される。
【０００８】
アナログ復調回路１３０では、デジタル信号処理回路１１０の標本化周波数であるｆｓをｆｓ／４に周波数変換する。これは、デジタル直交復調器の構成を簡単化するためであり、第２局部発振器１３３の信号は、４分周器１３７で４分周されてｆｓ／４となる。ＰＬＬ１３４は帰還経路にミキサ１３８とＬＰＦ１３２を有し、４分周器１３７の出力信号を基準信号とすることにより、ｆｓ／４に同期したｆIF＋ｆｓ／４の信号を出力する。アナログ復調回路１３０は、ローカル信号として得られた周波数ｆIF＋ｆｓ／４の信号を、ミキサ１３９においてＢＰＦ１３１から帰還する変調波信号と合成し、ＬＰＦ１３５に与える。ＬＰＦ１３５では低い方の周波数成分ｆｓ／４を取出しＡ／Ｄ変換器１３６でデジタル信号に変換してデジタル局部復調器１０６に入力する。
【０００９】
復調して得られる同相復調信号ｉと直交復調信号ｑは、それぞれ、直交誤差検出器１０５に与えられ、ｒｏｆ（１０２，１０３）よりそれぞれ与えられる変調前同相信号Ｉ及び変調前直交信号Ｑと、それぞれ同相信号同士及び直交信号同士で比較して直交変調誤差（ローカルリーク）を検出し、検出した誤差をそれぞれ直交誤差補正器１０４に与えて、アナログ直交ミキサ回路１２０によって発生する直交変調誤差を補正する。
【００１０】
このように、従来は、周波数ｆIFと周波数ｆｓの二つの局部発振器を用いていた。もし、低周波に周波数変換するための信号を発生するために周波数ｆIFの局部発振器を共用すると、直交変調誤差（ローカルリーク）はＤＣに周波数変換され、ミキサ１３９の出力も周波数ｆIFの回り込み信号が周波数変換され、同様にＤＣオフセットを生じて直交変調誤差の検出精度が劣化するためである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−３３９４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、従来のローカルリーク検出回路では、精度よくローカルリーク信号を検出するため、局部発振器を別々に用意しなければならず、回路規模が大きくなるという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は簡単な回路で復調用ローカルと同一周波数の信号を検出可能とし、直交変調器のローカルリーク抑圧などに応用できる、ダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路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】
【００１４】
以上のような目的を達成するために、本発明に係るダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路は、復調用ローカル信号発生器によって供給される復調用ローカル信号、または復調器に入力される入力信号のいずれか一方に変調を与える変調器と、復調器から出力される、復調用ローカル信号と同一周波数の入力信号のサイドローブ信号を検出するサイドローブ信号抽出器と、を含み、所定の変調信号を変調器に供給し、入力信号あるいは復調用ローカル信号を変調することによりサイドローブ信号を発生させ、復調用のローカル信号と同一周波数の入力信号あるいは復調用ローカル信号を、ＤＣオフセットと分離可能な周波数に変換し、抽出することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路を用いたローカルリーク抑圧回路において、入力信号は、直交変調器によって変調された信号であり、ローカル周波数信号検出回路で検出したサイドローブ信号に応じたＤＣオフセットを直交変調器のＩ信号とＱ信号にそれぞれ加えるバイアス制御器を有することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係るダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路において、サイドローブ信号抽出器はバンドパスフィルタであることを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、本発明に係るダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路において、変調器は、復調用ローカル信号を角度変調することを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、本発明に係るダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路において、変調器は、入力信号を角度変調することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係るローカルリーク抑圧回路において、直交変調用ローカル信号発生器と復調用ローカル信号発生器を共用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明を用いることにより、個別の局部発振器を用意することなく、復調用ローカルと同一周波数の信号が検出可能となり、たとえば、直交ミキサのローカルリーク信号を精度良く検出し、抑圧することが可能となる。さらに、装置の低コスト化・小型化も実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【実施例】
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における直交変調装置１の構成を示している。直交変調装置１は、主信号を直交変換して周波数変換する直交ミキサ部１０と、直交ミキサ部１０に周波数変換用のローカル信号を供給するローカル発振器５２と、周波数変換された主信号の一部が入力され、直交ミキサ部１０で発生したローカルリークを検出するローカルリーク検出部３０（復調器）と、検出されたローカルリークを打ち消す信号を直交ミキサ部１０に与えてローカルリークを制御するローカルリーク制御部４０と、周波数変換された主信号を増幅して出力する増幅部２０と、を含む。
【００２３】
図１において、主信号（本実施形態ではＩＦ信号）が直交ミキサ部１０に入力されると、分配器１１によって二つに分配される。分配された一方はπ／２移相器１２ａに入力され、このπ／２移相器がπ／２だけ位相をずらした信号を出力する。これによりＩ信号とＱ信号が生成される。
【００２４】
次に、これらの信号に対して周波数変換を行う。得られたＩ信号及びＱ信号がコンデンサ１３ａ，１３ｂを介してそれぞれ乗算器１４ａ，１４ｂに入力されると、各乗算器１４ａ，１４ｂは主信号（Ｉ信号及びＱ信号）と、ローカル発振器５２からのローカル信号Ｌｏとを乗算する。このとき、ローカル信号Ｌｏは分配器１５によって分配され、その一方は、π／２移相器１２ｂを介して乗算器１４ｂに入力される。したがって、乗算器１４ｂはローカル信号Ｌｏの位相がπ／２だけずれた信号とＱ信号とを乗算することとなる。
【００２５】
その後、合成器１６は乗算された各信号を合成して出力する。合成された信号は、合成器１６を含む直交ミキサ部１０より増幅部２０に出力され、増幅部２０はこの信号の増幅を行う。
【００２６】
図２（ａ）は、主信号入力をＣＷとしたときの図１のＡ点で観測される直交ミキサ部１０の主信号出力スペクトラムを示している。図中、Ｒは希望波、Ｌはローカルリーク、Ｉはイメージリークを示している。直交ミキサ部１０からは、希望波Ｒに相当する周波数成分（Ｌｏ−ＩＦ）の信号と、ローカルリークＬに相当する周波数成分Ｌｏの信号と、イメージリークＩに相当する周波数成分（Ｌｏ＋ＩＦ）の信号が出力される。
【００２７】
これらの周波数成分の信号は、直交ミキサ部１０の特性により発生するものであり、送信スプリアス規格や信号品質規格を満たすため希望波Ｒ以外の不要波成分を抑圧する必要がある。そこで、第１の実施形態では回路を簡略化するため、直交ミキサ部１０で発生するローカルリークＬの信号をターゲットとして抑圧すべく、主信号の一部を用いてバイアス制御を行うフィードバックループが設けられている。
【００２８】
図２（ｂ）には、移相器５１の制御信号を正弦波としたときの、フィードバックループのＢ点における主信号出力スペクトラムを示している。パワーアンプ２１によって増幅された主信号を方向性結合器２２によって一部取り出すと、取り出された主信号は、移相器５１を介してローカルリーク検出部３０へ入力される。ローカルリーク検出部３０では、ローカル信号Ｌｏが供給された乗算器３１で主信号がミキシングされているため、図中のスペクトラムは左側のＤＣを中心として折り返され、左からＤＣとローカルリークＬ，希望波ＲとイメージリークＩとなる。
【００２９】
図２（ｂ）に示されるローカルリークＬは、角度変調によりサイドローブが生じ、ＢＰＦ（３６）により取り出すことが可能となる。取り出されたローカルリークＬはローカルリーク制御部４０において、抑圧されることとなる。
【００３０】
図１に示されるローカルリーク制御部４０は、一つのＡ／Ｄ変換器４３と三つのＤ／Ａ変換器４２とを含むデジタル信号処理器４５と、コイル４６と、信号発生器４９と、を有している。デジタル信号処理器４５は、ローカルリーク抽出器４８と、バイアス制御器４７とを有し、ローカルリーク検出部３０で検波されたローカルリークに基づいて直交ミキサ部１０の乗算器１４等に起因したローカルリーク量をＡ／Ｄ変換器４３で検出し、そのローカルリーク量を抑圧するようにＤＣオフセット電圧を調整するデジタル信号処理を実行する。
【００３１】
さらに、デジタル信号処理器４５は、このようなデジタル信号処理によりＤＣオフセット電圧を調整したＩＱ信号成分をＤ／Ａ変換器（４２ａ，４２ｂ）から出力すると共に、移相器５１への制御信号も出力する。Ｄ／Ａ変換器（４２ａ，４２ｂ）から出力されたＩＱ信号成分は、コイル（４６ａ，４６ｂ）を介して直交ミキサ部１０のＩＱ信号に対して出力される。なお、本実施形態では、移相器５１に出力する制御信号は、例えば、位相を正弦波関数に従って変化させている。
【００３２】
次に、移相器５１について説明する。図５には、本実施形態で用いた移相器５１である９０°ハイブリッドの回路構成が示されている。移相器５１は、入力ポート７１ａと、出力ポート７１ｄと、反射ポート７１ｂ，７１ｃと、を有している。反射ポート７１ｂ，７１ｃにはコイル７２ａ，７２ｂが接続され、さらに、可変容量ダイオード７３ａと７３ｂの一方が接続され、可変容量ダイオード７３の他方はグランド７４に接続されている。可変容量ダイオード７３の容量を外部電圧で調整することで主信号の位相を調整する。
【００３３】
このように、ＤＣオフセット電圧が調整された信号成分を直交ミキサ部１０に出力することにより、直交ミキサ部１０のＩＱ信号に対してバイアス制御が行われる。この結果、ローカルリークが抑圧される。
【００３４】
（第２の実施形態）
図３には、本発明の第２の実施形態に係る直交変調装置２の構成が示されている。第１の実施形態と異なる構成は、ローカルリーク検出部３０に直交ミキサを設けたことである。第１の実施形態では、回路構成を簡略化するため、ローカルリーク検出部に通常のミキサを使用したが、第２の実施形態では、図２（ｂ）に示した希望波Ｒと同じ周波数で検出されるイメージリークＩをデジタル信号処理器４５で抑圧させるためにＩＱ信号で検波している。
【００３５】
図３のローカルリーク検出部３０は、方向性結合器２２で取り出された主信号を分配器３４で２つの信号に分配する。
【００３６】
そして、この２つの信号がそれぞれ乗算器３１ａ，３１ｂに入力されると、各乗算器３１ａ，３１ｂは、ローカル発振器５２で発生し、分配器３３によって分配されたローカル信号Ｌｏと乗算する。この時、ローカル信号Ｌｏの一方はπ／２移相器３５ｃを介して乗算器３１ａに入力される。したがって、乗算器３１ａは、ローカル信号Ｌｏの位相がπ／２だけずれた信号と分配器３４で分配された信号の一方とを乗算することになる。直交ミキサで直交検波された信号は、アナログ回路のＬＰＦ（３２ａ、３２ｂ）で処理された後、ローカルリーク制御部４０のデジタル部においてＢＰＦ処理される。
【００３７】
次に、ローカルリーク制御部４０は、第１の実施形態の処理に加えて、ＩＱ信号に基づいて、ローカルリークＬとイメージリークＩを抑圧する制御を実行する。この処理により、精度よく不要波成分を除去することが可能となる。
【００３８】
（第３の実施形態）
図４には、本発明の第３の実施形態に係る直交変調装置３の構成が示されている。第３の実施形態で特徴的なことは、ローカルリーク検出用のローカル信号Ｌｏを角度変調することである。角度変調には、位相変調と周波数変調が含まれるが、どちらの変調方式を用いても好適である。なお、第３の実施形態では、ローカル信号Ｌｏの位相変調を実施した。
【００３９】
図４において、ローカル発振器５２から供給されるローカル信号Ｌｏは、移相器５１に入力され、ローカルリーク制御部４０によって位相変調されている。位相変調されたローカル信号は、ローカルリーク検出部３０の乗算器３１に与えられる。その他の処理は、第１の実施形態と同一なので説明を割愛する。
【００４０】
（第４の実施形態）
図６には、本発明の第４の実施形態に係る直交変調装置４の構成が示されている。第４の実施形態で特徴的なことは、第２の実施形態に対して、さらに、逆変調部８２と、イメージ成分抑圧部８１と、をデジタル信号処理器４５の中に設け、さらに、直交ミキサ部１０に減衰器１８と移相器１７とを設けたことである。逆変調部８２は、移相器５１と逆の処理をＩＱ信号に対して行い、イメージ成分抑圧部８１は変調の影響を除去するための不要波除去信号を生成してバイアス制御器４４にそれぞれ送る。バイアス制御器４４は、Ｄ／Ａ変換器（４１ａ〜４１ｃ）から信号を直交ミキサ部１０の減衰器（１８ａ，１８ｂ）と移相器１７とに送る。これにより、さらに精度よく不要波成分を除去することが可能となる。
【００４１】
以上、上述したように、本実施形態に係るダイレクトコンバージョン復調器のローカル周波数信号検出回路では、二つの特徴的な構成を有している。第１の構成はローカルリーク信号を周波数変換前に角度変調するものであり、第２の構成はローカルリーク検出用のローカル信号を角度変調するものである。この構成により、ローカルリーク信号とローカルリーク検出用のローカル信号は平均的には同一周波数であるものの、周波数帯域を有するために、ＤＣオフセットの問題を回避することが可能となった。
【００４２】
また、本実施形態を用いることにより、個別のローカル発振器を用意することなく、直交変調器のローカルリーク信号を精度よく検出することが可能となった。これにより直交変調装置の低コスト化と小型化が可能となる。なお、本実施形態における直交変調器はＩＦ信号入力であるが、ベースバンド信号を入力としたダイレクトコンバージョン方式にも適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る直交変調装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る主信号出力特性を示す特性図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る直交変調装置の構成を示す構成図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る直交変調装置の構成を示す構成図である。
【図５】本実施形態で用いた移相器の回路構成を説明する説明図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る直交変調装置の構成を示す構成図である。
【図７】従来の直交変調装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，２，３，４  直交変調装置、１０  直交ミキサ部、１１，１５，３３，３４  分配器、１２，３５  π／２移相器、１３  コンデンサ、１４，３１  乗算器、１６  合成器、１８  減衰器、２０  増幅部、２１  パワーアンプ、２２  方向性結合器、３０  ローカルリーク検出部、３２  ＬＰＦ、３６  ＢＰＦ、４０  ローカルリーク制御部、４１，４２  Ｄ／Ａ変換器、４３  Ａ／Ｄ変換器、４５  デジタル信号処理器、４６，７２  コイル、４４，４７  バイアス制御器、４８  ローカルリーク抽出器、４９  信号発生器、１７，５１  移相器、５２  ローカル発振器、７１ａ  入力ポート、７１ｂ，７１ｃ  反射ポート、７１ｄ  出力ポート、７３  可変容量ダイオード、７４  グランド、８１  イメージ成分抑圧部、８２  逆変調部、１００  直交変調装置、１０１  π／４シフトＱＰＳＫ信号点配置器、１０４  直交誤差補正器、１０５  直交誤差検出器、１０６  デジタル局部復調器、１１０  デジタル信号処理回路、１２０  アナログ直交ミキサ回路、１２６，１２８，１３８，１３９  ミキサ、１２７  合成器、１２９  第１局部発振器、１３０  アナログ復調回路、１３２，１３５  ＬＰＦ、１３３  第２局部発振器、１３４  ＰＬＬ、１３６  Ａ／Ｄ変換器、１３７  ４分周器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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