(57)【要約】【課題】電圧制御発振器の出力周波数範囲が狭帯域であるか広帯域であるかに関わらず、所望の周波数で位相同期を実現することができるようにする。【解決手段】高周波信号Ｄo（ｔ）と局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数を混合して、相互に９０度の位相差を有する第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）と第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）を出力する周波数混合手段を設け、位相比較器９，１０が第１及び第２の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ），Ｄv2（ｔ）と第１及び第２の基準信号Ｄr1（ｔ），Ｄr2（ｔ）との位相を比較して、位相の比較結果を示す第１及び第２の位相比較信号Ｄe1（ｔ），Ｄe2（ｔ）を出力する。【選択図】図１
2008079104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に９０度の位相差を有する第１の基準信号と第２の基準信号を生成する基準信号生成手段と、局部発振信号を生成する局部発振信号生成手段と、外部出力信号である高周波信号と上記局部発振信号生成手段により生成された局部発振信号の周波数を混合して、相互に９０度の位相差を有する第１の低周波帰還信号と第２の低周波帰還信号を出力する周波数混合手段と、上記周波数混合手段から出力された第１の低周波帰還信号と上記基準信号生成手段により生成された第１の基準信号との位相を比較して、位相の比較結果を示す第１の位相比較信号を出力するとともに、上記周波数混合手段から出力された第２の低周波帰還信号と上記基準信号生成手段により生成された第２の基準信号との位相を比較して、位相の比較結果を示す第２の位相比較信号を出力する位相比較手段と、上記位相比較手段から出力された第１の位相比較信号と第２の位相比較信号を合成し、合成後の位相比較信号を制御信号として出力する信号合成手段と、上記信号合成手段から出力された制御信号にしたがって上記高周波信号を生成する高周波信号生成手段とを備えた位相同期ループ形周波数シンセサイザ。
【請求項２】
信号合成手段は、位相比較手段から出力された第１の位相比較信号と第２の位相比較信号とを合成して、第１の位相比較信号と第２の位相比較信号の合成信号を出力する合成器と、上記合成器から出力された合成信号を平滑化し、平滑化後の合成信号を制御信号として高周波信号生成手段に出力するループフィルタとから構成されていることを特徴とする請求項１記載の位相同期ループ形周波数シンセサイザ。
【請求項３】
信号合成手段は、位相比較手段から出力された第１の位相比較信号を平滑化する第１のループフィルタと、上記位相比較手段から出力された第２の位相比較信号を平滑化する第２のループフィルタと、上記第１のループフィルタにより平滑化された第１の位相比較信号と上記第２のループフィルタにより平滑化された第２の位相比較信号とを合成して、第１の位相比較信号と第２の位相比較信号の合成信号を制御信号として高周波信号生成手段に出力する合成器とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の位相同期ループ形周波数シンセサイザ。
【請求項４】
周波数混合手段は、外部出力信号である高周波信号の周波数を変換し、周波数変換後の高周波信号を高周波帰還信号として出力する高周波帯帰還回路と、上記高周波帯帰還回路から出力された高周波帰還信号と局部発振信号生成手段により生成された局部発振信号の周波数を混合して、相互に９０度の位相差を有する第１の低周波信号と第２の低周波信号を出力する直交ミクサと、上記直交ミクサから出力された第１及び第２の低周波信号に含まれている不要周波数成分を抑圧する不要波抑圧フィルタと、上記不要波抑圧フィルタにより不要周波数成分が抑圧された第１及び第２の低周波信号の周波数を変換し、周波数変換後の第１及び第２の低周波信号を第１及び第２の低周波帰還信号として位相比較手段に出力する低周波帯帰還回路とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の位相同期ループ形周波数シンセサイザ。
【請求項５】
低周波帯帰還回路は、局部発振信号を生成する局部発振源と、上記局部発振源により生成された局部発振信号と不要波抑圧フィルタにより不要周波数成分が抑圧された第１の低周波信号の周波数を混合し、周波数混合後の信号を第１の低周波帰還信号として位相比較手段に出力する第１のミクサ回路と、上記局部発振源により生成された局部発振信号と上記不要波抑圧フィルタにより不要周波数成分が抑圧された第２の低周波信号の周波数を混合し、周波数混合後の信号を第２の低周波帰還信号として上記位相比較手段に出力する第２のミクサ回路とから構成されていることを特徴とする請求項４記載の位相同期ループ形周波数シンセサイザ。
【請求項６】
低周波帯帰還回路は、不要波抑圧フィルタにより不要周波数成分が抑圧された第１の低周波信号を第１の低周波帰還信号として位相比較手段に出力する第１の信号線路と、上記不要波抑圧フィルタにより不要周波数成分が抑圧された第２の低周波信号を第２の低周波帰還信号として上記位相比較手段に出力する第２の信号線路とから構成されていることを特徴とする請求項４記載の位相同期ループ形周波数シンセサイザ。
【請求項７】
高周波帯帰還回路は、外部出力信号である高周波信号の周波数を分周し、周波数分周後の高周波信号を高周波帰還信号として出力する分周器から構成されていることを特徴とする請求項４記載の位相同期ループ形周波数シンセサイザ。
【請求項８】
高周波帯帰還回路は、局部発振信号を生成する局部発振源と、上記局部発振源により生成された局部発振信号と外部出力信号である高周波信号の周波数を混合し、周波数混合後の信号を高周波帰還信号として出力するミクサ回路とから構成されていることを特徴とする請求項４記載の位相同期ループ形周波数シンセサイザ。
【請求項９】
高周波帯帰還回路は、外部出力信号である高周波信号を高周波帰還信号として出力する信号線路から構成されていることを特徴とする請求項４記載の位相同期ループ形周波数シンセサイザ。
【請求項１０】
基準信号生成手段は、基準信号を生成する基準発振源と、上記基準発振源により生成された基準信号を分配して、相互に９０度の位相差を有する第１の基準信号と第２の基準信号を出力する電力分配器とから構成されており、上記基準発振源は上記基準信号の周波数の変更を受け付ける機能を備えていることを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載の位相同期ループ形周波数シンセサイザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、無線通信装置などに用いられる位相同期ループ形周波数シンセサイザに関し、特に、所望の周波数において位相同期を実現することが可能な位相同期ループ形周波数シンセサイザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の位相同期ループ形周波数シンセサイザとして、以下の非特許文献１に開示されているものがある。
以下の非特許文献１に開示されている位相同期ループ形周波数シンセサイザは、基準信号Ｄr（ｔ）を生成する基準発振器、高周波信号Ｄo（ｔ）を生成する電圧制御発振器、局部発振信号Ｄp（ｔ）を生成する局部発振源などを備えている。
位相同期ループ形周波数シンセサイザの単位ミクサは、電圧制御発振器が高周波信号Ｄo（ｔ）を生成すると、その高周波信号Ｄo（ｔ）と局部発振源により生成された局部発振信号Ｄp（ｔ）を乗算することにより、低周波信号Ｄi（ｔ）を生成する。
【０００３】
位相同期ループ形周波数シンセサイザの不要波抑圧フィルタは、単位ミクサが低周波信号Ｄi（ｔ）を生成すると、その低周波信号Ｄi（ｔ）に含まれている不要な周波数成分を抑圧する。
位相同期ループ形周波数シンセサイザの分周器は、不要波抑圧フィルタが低周波信号Ｄi（ｔ）に含まれている不要な周波数成分を抑圧すると、抑圧後の低周波信号Ｄi（ｔ）を分周して、帰還信号Ｄv（ｔ）を生成する。
位相同期ループ形周波数シンセサイザの位相比較器は、分周器が帰還信号Ｄv（ｔ）を生成すると、その帰還信号Ｄv（ｔ）と基準発振器により生成された基準信号Ｄr（ｔ）の位相を比較して、その位相比較信号Ｄe（ｔ）を出力する。
【０００４】
位相同期ループ形周波数シンセサイザのループフィルタは、位相比較器から位相比較信号Ｄe（ｔ）を受けると、その位相比較信号Ｄe（ｔ）を平滑化して、平滑化後の位相比較信号Ｄe（ｔ）を制御信号Ｄt（ｔ）として出力する。
位相同期ループ形周波数シンセサイザの電圧制御発振器は、ループフィルタから制御信号Ｄt（ｔ）を受けると、その制御信号Ｄt（ｔ）にしたがって高周波信号Ｄo（ｔ）を生成する。
【０００５】
ここで、位相同期ループ形周波数シンセサイザにおける単位ミクサの入出力周波数の関係は次式で与えられる。
ｆi＝｜ｆo−ｆp｜                                            （１）
ただし、ｆiは低周波信号Ｄi（ｔ）の周波数、ｆoは高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数、ｆpは局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数である。
【０００６】
また、位相同期ループ形周波数シンセサイザにおける分周器の分周数Ｎは次式で与えられる。
Ｎ＝ｆi／ｆr
＝｜ｆo−ｆp｜／ｆr                                        （２）
ただし、ｆrは基準信号Ｄr（ｔ）の周波数である。
【０００７】
位相同期ループ形周波数シンセサイザにおける分周器、位相比較器、ループフィルタ及び基準発振器に起因する雑音電力は、当該シンセサイザの出力である高周波信号Ｄo（ｔ）において、２０・ｌｏｇ１０（Ｎ）ｄＢ劣化するため、分周数Ｎを小さくするほど低雑音化を図ることができる。
式（２）より、高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoと、局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数ｆpとの差が小さくなる程、分周数Ｎを小さくできることが分かる。
【０００８】
【非特許文献１】Ｖ．Ｆ．Ｋｒｏｕｐａ、“Ｎｏｉｓｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ＰＬＬ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｃｏｍｍ．、Ｖｏｌ．ＣＯＭ−３０、Ｎｏ．１０、ｐｐ．２２４４〜２２５２、１９８２．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の位相同期ループ形周波数シンセサイザは以上のように構成されているので、低周波信号Ｄi（ｔ）の周波数ｆiの最大値ｆi_maxが分周器の分周数Ｎの最大値よって一義的に決まる。しかし、電圧制御発振器の出力周波数範囲が最大値ｆi_maxの２倍より広い場合、局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数ｆpにおける上側波と下側波の両方で、最大値ｆi_maxが得られる高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoが存在することになり、高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoを一義的に定めることができない課題があった。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電圧制御発振器の出力周波数範囲が狭帯域であるか広帯域であるかに関わらず、所望の周波数で位相同期を実現することができる位相同期ループ形周波数シンセサイザを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る位相同期ループ形周波数シンセサイザは、高周波信号生成手段により生成される高周波信号と局部発振信号の周波数を混合して、相互に９０度の位相差を有する第１の低周波帰還信号と第２の低周波帰還信号を出力する周波数混合手段と、その周波数混合手段から出力された第１の低周波帰還信号と基準信号生成手段により生成された第１の基準信号との位相を比較して、位相の比較結果を示す第１の位相比較信号を出力するとともに、その周波数混合手段から出力された第２の低周波帰還信号と基準信号生成手段により生成された第２の基準信号との位相を比較して、位相の比較結果を示す第２の位相比較信号を出力する位相比較手段とを設け、信号合成手段が位相比較手段から出力された第１の位相比較信号と第２の位相比較信号を合成し、合成後の位相比較信号を制御信号として高周波信号生成手段に出力するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、高周波信号生成手段により生成される高周波信号と局部発振信号の周波数を混合して、相互に９０度の位相差を有する第１の低周波帰還信号と第２の低周波帰還信号を出力する周波数混合手段と、その周波数混合手段から出力された第１の低周波帰還信号と基準信号生成手段により生成された第１の基準信号との位相を比較して、位相の比較結果を示す第１の位相比較信号を出力するとともに、その周波数混合手段から出力された第２の低周波帰還信号と基準信号生成手段により生成された第２の基準信号との位相を比較して、位相の比較結果を示す第２の位相比較信号を出力する位相比較手段とを設け、信号合成手段が位相比較手段から出力された第１の位相比較信号と第２の位相比較信号を合成し、合成後の位相比較信号を制御信号として高周波信号生成手段に出力するように構成したので、高周波信号生成手段により生成される高周波信号の周波数範囲が狭帯域であるか広帯域であるかに関わらず、所望の周波数で位相同期を実現することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による位相同期ループ形周波数シンセサイザを示す構成図であり、図において、基準発振源１は基準信号Ｄr（ｔ）を生成する発振器である。ただし、図１の位相同期ループ形周波数シンセサイザは、基準発振源１により生成される基準信号Ｄr（ｔ）の周波数ｆrに依存しないので、基準発振器１は固定周波数を生成する水晶発振器であってもよいし、周波数を可変できる周波数シンセサイザであってもよい。
９０度電力分配器２は基準発振源１により生成された基準信号Ｄr（ｔ）を分配して、相互に９０度の位相差を有する第１の基準信号Ｄr1（ｔ）と第２の基準信号Ｄr2（ｔ）を位相比較器９，１０に出力する処理を実施する。なお、基準発振源１及び９０度電力分配器２から基準信号生成手段が構成されている。
局部発振源３は局部発振信号Ｄp（ｔ）を生成して、その局部発振信号Ｄp（ｔ）を直交ミクサ５に出力する発振器である。なお、局部発振源３は局部発振信号生成手段を構成している。
【００１４】
高周波帯帰還回路４は電圧制御発振器１２により生成された高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数を変換し、周波数変換後の高周波信号を高周波帰還信号Ｄm（ｔ）として直交ミクサ５に出力する処理を実施する。
直交ミクサ５は高周波帯帰還回路４から出力された高周波帰還信号Ｄm（ｔ）と局部発振源３から出力された局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数を混合して、相互に９０度の位相差を有する第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）と第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を不要波抑圧フィルタ６，７に出力する処理を実施する。
【００１５】
不要波抑圧フィルタ６は直交ミクサ５から出力された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）に含まれている不要周波数成分を抑圧する処理を実施する。
不要波抑圧フィルタ７は直交ミクサ５から出力された第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）に含まれている不要周波数成分を抑圧する処理を実施する。
低周波帯帰還回路８は不要波抑圧フィルタ６により不要周波数成分が抑圧された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）の周波数を変換し、周波数変換後の第１の低周波信号を第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）として位相比較器９に出力するとともに、不要波抑圧フィルタ７により不要周波数成分が抑圧された第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）の周波数を変換し、周波数変換後の第２の低周波信号を第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）として位相比較器１０に出力する処理を実施する。
なお、高周波帯帰還回路４、直交ミクサ５、不要波抑圧フィルタ６，７及び低周波帯帰還回路８から周波数混合手段が構成されている。
【００１６】
位相比較器９は低周波帯帰還回路８から出力された第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）と９０度電力分配器２から出力された第１の基準信号Ｄr1（ｔ）との位相を比較して、位相の比較結果を示す第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）を合成機能付きループフィルタ１１に出力する処理を実施する。
位相比較器１０は低周波帯帰還回路８から出力された第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）と９０度電力分配器２から出力された第２の基準信号Ｄr2（ｔ）との位相を比較して、位相の比較結果を示す第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を合成機能付きループフィルタ１１に出力する処理を実施する。
なお、位相比較器９，１０は位相比較手段を構成している。
【００１７】
合成機能付きループフィルタ１１は位相比較器９から出力された第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と位相比較器１０から出力された第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を合成するとともに、合成後の位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を制御信号（電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ））として電圧制御発振器１２に出力する処理を実施する。なお、合成機能付きループフィルタ１１は信号合成手段を構成している。
電圧制御発振器１２は合成機能付きループフィルタ１１から出力された制御電圧Ｄt（ｔ）にしたがって高周波信号Ｄo（ｔ）を生成し、その高周波信号Ｄo（ｔ）を高周波帯帰還回路４に出力するとともに、その高周波信号Ｄo（ｔ）を外部に出力する。なお、電圧制御発振器１２は高周波信号生成手段を構成している。
【００１８】
図２はこの発明の実施の形態１による位相同期ループ形周波数シンセサイザの直交ミクサ５を示す構成図であり、図において、入力端子２１は局部発振源３から出力される局部発振信号Ｄp（ｔ）を入力する端子である。
入力端子２２は高周波帯帰還回路４から出力される高周波帰還信号Ｄm（ｔ）を入力する端子である。
９０度電力分配器２３は入力端子２１から入力された局部発振信号Ｄp（ｔ）を分配して、相互に９０度の位相差を有する第１の局部発振信号Ｄp1（ｔ）と第２の局部発振信号Ｄp2（ｔ）を単位ミクサ２４，２６に出力する処理を実施する。
【００１９】
単位ミクサ２４は９０度電力分配器２３から出力された第１の局部発振信号Ｄp1（ｔ）と入力端子２２から入力された高周波帰還信号Ｄm（ｔ）の周波数を混合し、周波数混合後の信号を第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）として出力端子２５に出力する処理を実施する。
出力端子２５は単位ミクサ２４から出力された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）を不要波抑圧フィルタ６に出力する端子である。
【００２０】
単位ミクサ２６は９０度電力分配器２３から出力された第２の局部発振信号Ｄp2（ｔ）と入力端子２２から入力された高周波帰還信号Ｄm（ｔ）の周波数を混合し、周波数混合後の信号を第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）として出力端子２７に出力する処理を実施する。
出力端子２７は単位ミクサ２６から出力された第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を不要波抑圧フィルタ７に出力する端子である。
【００２１】
次に動作について説明する。
基準発振源１は、予め設定された所望の周波数ｆrの基準信号Ｄr（ｔ）を生成し、その基準信号Ｄr（ｔ）を９０度電力分配器２に出力する。
９０度電力分配器２は、基準発振源１から基準信号Ｄr（ｔ）を受けると、その基準信号Ｄr（ｔ）を分配して、相互に９０度の位相差を有する第１の基準信号Ｄr1（ｔ）と第２の基準信号Ｄr2（ｔ）を位相比較器９，１０に出力する。
ここで、９０度電力分配器２から出力される第１の基準信号Ｄr1（ｔ）と第２の基準信号Ｄr2（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄr1（ｔ）＝ｃｏｓ（ωrｔ）                                    （３）
Ｄr2（ｔ）＝−ｓｉｎ（ωrｔ）                                  （４）
ただし、ωrは基準信号Ｄr（ｔ）の角周波数である。
【００２２】
一方、局部発振源３は、局部発振信号Ｄp（ｔ）を生成して、その局部発振信号Ｄp（ｔ）を直交ミクサ５に出力する。
高周波帯帰還回路４は、位相同期を確立する際、電圧制御発振器１２から外部出力信号である高周波信号Ｄo（ｔ）を受けると、その高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数を変換し、周波数変換後の高周波信号を高周波帰還信号Ｄm（ｔ）として直交ミクサ５に出力する。
ここで、高周波帯帰還回路４から出力される高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoが、局部発振源３から出力される局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数ｆpよりも高いと仮定すると、高周波帯帰還回路４から出力される高周波帰還信号Ｄm（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄm（ｔ）
＝ｃｏｓ（ωoｔ／α1＋θo／α2）
＝ｃｏｓ（ωmｔ＋θm）                                            （５）
ただし、ωoは高周波信号Ｄo（ｔ）の角周波数、θoは高周波信号Ｄo（ｔ）の位相、α1とα2は高周波帯帰還回路４の周波数変換係数、ωmは高周波帰還信号Ｄm（ｔ）の角周波数、θmは高周波帰還信号Ｄm（ｔ）の位相である。
【００２３】
直交ミクサ５は、高周波帯帰還回路４から高周波帰還信号Ｄm（ｔ）を受け、局部発振源３から局部発振信号Ｄp（ｔ）を受けると、その高周波帰還信号Ｄm（ｔ）と局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数を混合して、相互に９０度の位相差を有する第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）と第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を不要波抑圧フィルタ６，７に出力する。
即ち、直交ミクサ５の９０度電力分配器２３は、入力端子２１から局部発振源３より出力された局部発振信号Ｄp（ｔ）を入力すると、その局部発振信号Ｄp（ｔ）を分配して、相互に９０度の位相差を有する第１の局部発振信号Ｄp1（ｔ）と第２の局部発振信号Ｄp2（ｔ）を単位ミクサ２４，２６に出力する。
ここで、９０度電力分配器２３から出力される第１の局部発振信号Ｄp1（ｔ）と第２の局部発振信号Ｄp2（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄp1（ｔ）＝−ｓｉｎ（ωpｔ）                                  （６）
Ｄp2（ｔ）＝ｃｏｓ（ωpｔ）                                    （７）
ただし、ωpは局部発振信号Ｄp（ｔ）の角周波数である。
【００２４】
直交ミクサ５の単位ミクサ２４は、入力端子２２から高周波帯帰還回路４より出力された高周波帰還信号Ｄm（ｔ）を入力し、９０度電力分配器２３から第１の局部発振信号Ｄp1（ｔ）を受けると、第１の局部発振信号Ｄp1（ｔ）と高周波帰還信号Ｄm（ｔ）の周波数を混合し、周波数混合後の信号を第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）として出力端子２５に出力する。
また、直交ミクサ５の単位ミクサ２６は、入力端子２２から高周波帯帰還回路４より出力された高周波帰還信号Ｄm（ｔ）を入力し、９０度電力分配器２３から第２の局部発振信号Ｄp2（ｔ）を受けると、第２の局部発振信号Ｄp2（ｔ）と高周波帰還信号Ｄm（ｔ）の周波数を混合し、周波数混合後の信号を第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）として出力端子２７に出力する。
これにより、直交ミクサ５の出力端子２５から第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）が不要波抑圧フィルタ６に出力され、直交ミクサ５の出力端子２７から第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）が不要波抑圧フィルタ７に出力される。なお、第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）と第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）の位相差は９０度である。
【００２５】
ここで、直交ミクサ５から出力される第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）と第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄi1（ｔ）
＝Ｄm（ｔ）・Ｄp1（ｔ）
＝ｃｏｓ（ωmｔ＋θm）・−ｓｉｎ（ωpｔ）
＝−０．５・ｓｉｎ（ωmｔ＋ωpｔ＋θm）＋０．５・ｓｉｎ（ωmｔ−ωpｔ＋θm）
（８）
Ｄi2（ｔ）
＝Ｄm（ｔ）・Ｄp2（ｔ）
＝ｃｏｓ（ωmｔ＋θm）・ｃｏｓ（ωpｔ）
＝０．５・ｃｏｓ（ωmｔ＋ωpｔ＋θm）＋０．５・ｃｏｓ（ωmｔ−ωpｔ＋θm）
（９）
【００２６】
図２の直交ミクサ５では、入力端子２１から局部発振源３より出力された局部発振信号Ｄp（ｔ）を入力するとともに、入力端子２２から高周波帯帰還回路４より出力された高周波帰還信号Ｄm（ｔ）を入力し、９０度電力分配器２３が入力端子２１から入力された局部発振信号Ｄp（ｔ）を分配して、相互に９０度の位相差を有する第１の局部発振信号Ｄp1（ｔ）と第２の局部発振信号Ｄp2（ｔ）を単位ミクサ２４，２６に出力するものについて示したが、入力端子２１と入力端子２２の入力信号を逆にしてもよい。
即ち、入力端子２１から高周波帯帰還回路４より出力された高周波帰還信号Ｄm（ｔ）を入力するとともに、入力端子２２から局部発振源３より出力された局部発振信号Ｄp（ｔ）を入力し、９０度電力分配器２３が入力端子２１から入力された高周波帰還信号Ｄm（ｔ）を分配して、相互に９０度の位相差を有する第１の高周波帰還信号Ｄm1（ｔ）と第２の高周波帰還信号Ｄm1（ｔ）を単位ミクサ２４，２６に出力するようにしてもよい。
【００２７】
この場合、単位ミクサ２４は、９０度電力分配器２３から出力された第１の高周波帰還信号Ｄm1（ｔ）と入力端子２２から入力された局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数を混合することになるが、周波数混合後の信号は、図２の場合と同じ第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）となる。
また、単位ミクサ２６は、９０度電力分配器２３から出力された第２の高周波帰還信号Ｄm2（ｔ）と入力端子２２から入力された局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数を混合することになるが、周波数混合後の信号は、図２の場合と同じ第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）となる。
なお、直交ミクサ５は、２つの入力信号を、９０度の位相差を有する２つの信号に周波数変換する周波数変換機能を有するものであるため、このような周波数変換機能を有していれば、図２の構成以外でも、直交ミクサと見なすことができる。
【００２８】
不要波抑圧フィルタ６は、直交ミクサ５から第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）を受けると、第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）に含まれている不要周波数成分（＝−０．５・ｓｉｎ（ωmｔ＋ωpｔ＋θm））を抑圧し、抑圧後の第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）を低周波帯帰還回路８に出力する。
また、不要波抑圧フィルタ７は、直交ミクサ５から第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を受けると、第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）に含まれている不要周波数成分（＝０．５・ｃｏｓ（ωmｔ＋ωpｔ＋θm））を抑圧し、抑圧後の第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を低周波帯帰還回路８に出力する。
【００２９】
不要波抑圧フィルタ６，７から出力される抑圧後の低周波信号Ｄi1（ｔ），Ｄi2（ｔ）は次式となる。
Ｄi1（ｔ）
＝０．５・ｓｉｎ（ωmｔ−ωpｔ＋θm）
＝０．５・ｓｉｎ（ωiｔ＋θm）
（１０）
Ｄi2（ｔ）
＝０．５・ｃｏｓ（ωmｔ−ωpｔ＋θm）
＝０．５・ｃｏｓ（ωiｔ＋θm）
（１１）
ただし、ωiは低周波信号Ｄi（ｔ）の角周波数である。
【００３０】
低周波帯帰還回路８は、不要波抑圧フィルタ６から不要周波数成分が抑圧された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）を受けると、第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）の周波数を変換し、周波数変換後の第１の低周波信号を第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）として位相比較器９に出力する。
また、低周波帯帰還回路８は、不要波抑圧フィルタ７から不要周波数成分が抑圧された第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を受けると、第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）の周波数を変換し、周波数変換後の第２の低周波信号を第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）として位相比較器１０に出力する。
【００３１】
ここで、低周波帯帰還回路８から出力される第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）と第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄv1（ｔ）
＝０．５・ｓｉｎ（ωiｔ／β1＋θm／β2）
＝０．５・ｓｉｎ（ωvｔ＋θv）
（１２）
Ｄv2（ｔ）
＝０．５・ｃｏｓ（ωiｔ／β1＋θm／β2）
＝０．５・ｃｏｓ（ωvｔ＋θv）
（１３）
ただし、ωvは低周波帰還信号Ｄv（ｔ）の角周波数、θvは低周波帰還信号Ｄv（ｔ）の位相、β1とβ2は低周波帯帰還回路８の周波数変換係数である。
【００３２】
位相比較器９は、低周波帯帰還回路８から第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）を受け、９０度電力分配器２から第１の基準信号Ｄr1（ｔ）を受けると、第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）と第１の基準信号Ｄr1（ｔ）との位相を比較して、位相の比較結果を示す第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）を合成機能付きループフィルタ１１に出力する。
また、位相比較器１０は、低周波帯帰還回路８から第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）を受け、９０度電力分配器２から第２の基準信号Ｄr2（ｔ）を受けると、第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）と第２の基準信号Ｄr2（ｔ）との位相を比較して、位相の比較結果を示す第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を合成機能付きループフィルタ１１に出力する。
【００３３】
ここで、位相比較器９，１０から出力される第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）は、位相比較器９，１０が理想乗算回路として動作している場合、次式で与えられる。
Ｄe1（ｔ）
＝Ｄv1（ｔ）・Ｄr1（ｔ）
＝０．５・ｓｉｎ（ωvｔ＋θv）・ｃｏｓ（ωrｔ）
＝０．２５・ｓｉｎ（ωvｔ＋ωrｔ＋θv）
＋０．２５・ｓｉｎ（ωvｔ−ωrｔ＋θv）
（１４）
Ｄe2（ｔ）
＝Ｄv2（ｔ）・Ｄr2（ｔ）
＝０．５・ｃｏｓ（ωvｔ＋θv）・−ｓｉｎ（ωrｔ）
＝−０．２５・ｓｉｎ（ωvｔ＋ωrｔ＋θv）
＋０．２５・ｓｉｎ（ωvｔ−ωrｔ＋θv）
（１５）
【００３４】
合成機能付きループフィルタ１１は、位相比較器９，１０から第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を受けると、第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を合成するとともに、合成後の位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を制御信号（電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ））として電圧制御発振器１２に出力する。
ここで、合成機能付きループフィルタ１１が第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）の加算演算を実施して合成を行う場合、合成機能付きループフィルタ１１から出力される電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）は、次式で与えられる。なお、式（１４）及び式（１５）における角周波数成分“ｓｉｎ（ωvｔ＋ωrｔ＋θv）”は高周波成分であるため、合成機能付きループフィルタ１１で抑圧される。
Ｄt（ｔ）
＝０．５・ｓｉｎ（ωvｔ−ωrｔ＋θv）
≡０．５・ｓｉｎ（θv）                                        （１６）
【００３５】
電圧制御発振器１２は、合成機能付きループフィルタ１１から制御電圧Ｄt（ｔ）を受けると、その制御電圧Ｄt（ｔ）にしたがって高周波信号Ｄo（ｔ）を生成し、その高周波信号Ｄo（ｔ）を高周波帯帰還回路４に出力するとともに、その高周波信号Ｄo（ｔ）を外部に出力する。
図１の位相同期ループ形周波数シンセサイザでは、式（１６）から明らかなように、低周波帰還信号Ｄv（ｔ）の位相θvに応じて電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）を制御することができるため、ｆm（＝ｆo／α1）＝ｆp＋ｆiの周波数において、位相同期を確立することができることが分かる。
【００３６】
次に、図１の位相同期ループ形周波数シンセサイザでは、電圧制御発振器１２から出力される高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数範囲が直交ミクサ５の出力周波数の２倍（２・ｆi_max）より広い場合においても一義的に高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoを定めることができることを説明するため、ｆm（＝ｆo／α1）＝ｆp−ｆiの周波数においては、位相同期を確立することができないことを説明する。
【００３７】
ｆm（＝ｆo／α1）＝ｆp−ｆiの周波数においては、不要波抑圧フィルタ６，７から出力される抑圧後の低周波信号Ｄi1（ｔ），Ｄi2（ｔ）は次式となる。
Ｄi1（ｔ）
＝０．５・ｓｉｎ（ωmｔ−ωpｔ＋θm）
＝−０．５・ｓｉｎ（ωiｔ−θm）
（１７）
Ｄi2（ｔ）
＝０．５・ｃｏｓ（ωmｔ−ωpｔ＋θm）
＝０．５・ｃｏｓ（ωiｔ−θm）
（１８）
【００３８】
式（１７）と式（１８）より、低周波帯帰還回路８から出力される第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）と第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄv1（ｔ）
＝−０．５・ｓｉｎ（ωiｔ／β1＋θm／β2）
＝−０．５・ｓｉｎ（ωvｔ−θv）
（１９）
Ｄv2（ｔ）
＝０．５・ｃｏｓ（ωiｔ／β1＋θm／β2）
＝０．５・ｃｏｓ（ωvｔ−θv）
（２０）
【００３９】
式（１９）と式（２０）より、位相比較器９，１０から出力される第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄe1（ｔ）
＝Ｄv1（ｔ）・Ｄr1（ｔ）
＝−０．５・ｓｉｎ（ωvｔ−θv）・ｃｏｓ（ωrｔ）
＝−０．２５・ｓｉｎ（ωvｔ＋ωrｔ−θv）
−０．２５・ｓｉｎ（ωvｔ−ωrｔ−θv）
（２１）
Ｄe2（ｔ）
＝Ｄv2（ｔ）・Ｄr2（ｔ）
＝０．５・ｃｏｓ（ωvｔ−θv）・−ｓｉｎ（ωrｔ）
＝−０．２５・ｓｉｎ（ωvｔ＋ωrｔ−θv）
＋０．２５・ｓｉｎ（ωvｔ−ωrｔ−θv）
（２２）
【００４０】
合成機能付きループフィルタ１１が第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）の加算演算を実施して合成を行う場合、式（２１）と式（２２）より、合成機能付きループフィルタ１１から出力される電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）は、次式で与えられる。なお、式（２１）及び式（２２）における角周波数成分“ｓｉｎ（ωvｔ＋ωrｔ−θv）”は高周波成分であるため、合成機能付きループフィルタ１１で抑圧される。
Ｄt（ｔ）＝０                                                （２３）
【００４１】
式（２３）から明らかなように、ｆm（＝ｆo／α1）＝ｆp−ｆiの周波数においては、電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）が常に“０”となるため、位相同期が確立されない。
よって、図１の位相同期ループ形周波数シンセサイザでは、電圧制御発振器１２から出力される高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数範囲が直交ミクサ５の出力周波数の２倍（２・ｆi_max）より広い場合においても一義的に高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoを定めることができる。
【００４２】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、電圧制御発振器１２により生成された高周波信号Ｄo（ｔ）と局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数を混合して、相互に９０度の位相差を有する第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）と第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）を出力する周波数混合手段（高周波帯帰還回路４、直交ミクサ５、不要波抑圧フィルタ６，７、低周波帯帰還回路８）と、低周波帯帰還回路８から出力された第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）と９０度電力分配器２から出力された第１の基準信号Ｄr1（ｔ）との位相を比較して、位相の比較結果を示す第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）を出力する位相比較器９と、低周波帯帰還回路８から出力された第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）と９０度電力分配器２から出力された第２の基準信号Ｄr2（ｔ）との位相を比較して、位相の比較結果を示す第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を出力する位相比較器１０とを設け、合成機能付きループフィルタ１１が位相比較器９，１０から出力された第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を合成し、合成後の位相比較信号を制御電圧Ｄt（ｔ）として電圧制御発振器１２に出力するように構成したので、電圧制御発振器１２により生成される高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数範囲が狭帯域であるか広帯域であるかに関わらず、所望の周波数で位相同期を実現することができる効果を奏する。
【００４３】
また、この実施の形態１によれば、電圧制御発振器１２により生成された高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数を変換し、周波数変換後の高周波信号を高周波帰還信号Ｄm（ｔ）として出力する高周波帯帰還回路４と、高周波帯帰還回路４から出力された高周波帰還信号Ｄm（ｔ）と局部発振源３から出力された局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数を混合して、相互に９０度の位相差を有する第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）と第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を出力する直交ミクサ５と、直交ミクサ５から出力された第１及び第２の低周波信号Ｄi1（ｔ），Ｄi2（ｔ）に含まれている不要周波数成分を抑圧する不要波抑圧フィルタ６，７と、不要波抑圧フィルタ６，７により不要周波数成分が抑圧された第１及び第２の低周波信号Ｄi1（ｔ），Ｄi2（ｔ）の周波数を変換し、周波数変換後の第１及び第２の低周波信号を第１及び第２の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ），Ｄv2（ｔ）として位相比較器９，１０に出力する低周波帯帰還回路８とから周波数混合手段を構成するようにしたので、構成の複雑化を招くことなく、位相比較器９，１０に与える第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）と第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）を生成することができる効果を奏する。
【００４４】
なお、この実施の形態１では、合成機能付きループフィルタ１１が第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）の加算演算を実施して合成するものについて示したが、合成機能付きループフィルタ１１が第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）の減算演算を実施して合成するようにしてもよく、同様の効果を奏することができる。
ただし、減算演算を実施する場合、位相同期が確立される高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoは、局部発振信号Ｄp（ｔ）の周波数ｆpに対して、加算演算を実施する場合と逆側波の周波数になる。
【００４５】
また、この実施の形態１では、基準発振源１と９０度電力分配器２を用いて、相互に９０度の位相差を有する第１の基準信号Ｄr1（ｔ）と第２の基準信号Ｄr2（ｔ）を生成するものについて示したが、相互に９０度の位相差を有する第１の基準信号Ｄr1（ｔ）と第２の基準信号Ｄr2（ｔ）を生成することができれば、基準発振源１及び９０度電力分配器２以外の回路構成を用いてもよい。
【００４６】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による位相同期ループ形周波数シンセサイザの合成機能付きループフィルタ１１を示す構成図であり、図において、入力端子３１は位相比較器９から出力される第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）を入力する端子である。
入力端子３２は位相比較器１０から出力される第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を入力する端子である。
合成器３３は入力端子３１から入力された第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と入力端子３２から入力された第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を合成し、合成後の位相比較信号を出力する処理を実施する。
ループフィルタ３４は合成器３３から出力された合成後の位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を制御信号（電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ））として出力端子３５に出力する。
出力端子３５は制御電圧Ｄt（ｔ）を電圧制御発振器１２に出力する端子である。
【００４７】
次に動作について説明する。
合成機能付きループフィルタ１１の合成器３３は、入力端子３１から位相比較器９より出力される第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）を入力し、入力端子３２から位相比較器１０より出力される第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を入力すると、第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）の加算演算又は減算演算を実施して合成する。
ループフィルタ３４は、合成器３３が第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を合成すると、合成後の位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）として出力端子３５に出力する。
これにより、電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）が合成機能付きループフィルタ１１の出力端子３５から電圧制御発振器１２に与えられる。
【００４８】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、位相比較器９から出力された第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と位相比較器１０から出力された第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を合成する合成器３３と、合成器３３による合成後の位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）として出力するループフィルタ３４とから合成機能付きループフィルタ１１を構成するようにしたので、構成の複雑化を招くことなく、電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）を生成することができる効果を奏する。
【００４９】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による位相同期ループ形周波数シンセサイザの合成機能付きループフィルタ１１を示す構成図であり、図において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
ループフィルタ３６（第１のループフィルタ）は入力端子３１から入力された第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）を平滑化する処理を実施する。
ループフィルタ３７（第２のループフィルタ）は入力端子３２から入力された第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を平滑化する処理を実施する。
合成器３８はループフィルタ３６により平滑化された第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）とループフィルタ３７により平滑化された第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を合成し、合成後の位相比較信号を制御信号（電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ））として出力端子３５に出力する。
【００５０】
次に動作について説明する。
合成機能付きループフィルタ１１のループフィルタ３６は、入力端子３１から位相比較器９より出力される第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）を入力すると、第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）を平滑化する。
合成機能付きループフィルタ１１のループフィルタ３７は、入力端子３２から位相比較器１０より出力される第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を入力すると、第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を平滑化する。
【００５１】
合成器３８は、ループフィルタ３６が第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）を平滑化し、ループフィルタ３７が第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を平滑化すると、平滑化後の第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）と第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）の加算演算又は減算演算を実施して合成し、合成後の位相比較信号を電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）として出力端子３５に出力する。
これにより、電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）が合成機能付きループフィルタ１１の出力端子３５から電圧制御発振器１２に与えられる。
【００５２】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、位相比較器９から出力された第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）を平滑化するループフィルタ３６と、位相比較器１０から出力された第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を平滑化するループフィルタ３７と、ループフィルタ３６により平滑化された第１の位相比較信号Ｄe1（ｔ）とループフィルタ３７により平滑化された第２の位相比較信号Ｄe2（ｔ）を合成し、合成後の位相比較信号を電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）として出力する合成器３８とから合成機能付きループフィルタ１１を構成するようにしたので、構成の複雑化を招くことなく、電圧制御発振器１２の制御電圧Ｄt（ｔ）を生成することができる効果を奏する。
【００５３】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による位相同期ループ形周波数シンセサイザの低周波帯帰還回路８を示す構成図であり、図において、入力端子４１は不要波抑圧フィルタ６から出力された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）を入力する端子である。
入力端子４２は不要波抑圧フィルタ７から出力された第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を入力する端子である。
局部発振源４３は局部発振信号Ｄx1（ｔ），Ｄx2（ｔ）を生成する発振器である。
【００５４】
単位ミクサ４４は局部発振源４３により生成された局部発振信号Ｄx1（ｔ）と入力端子４１から入力された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）の周波数を混合し、周波数混合後の信号Ｄy1（ｔ）を不要波抑圧フィルタ４５に出力する処理を実施する。なお、単位ミクサ４４は第１のミクサ回路を構成している。
不要波抑圧フィルタ４５は単位ミクサ４４の出力信号Ｄy1（ｔ）に含まれている不要な周波数成分を抑圧し、抑圧後の信号Ｄz1（ｔ）を出力端子４６に出力する処理を実施する。
出力端子４６は不要波抑圧フィルタ４５の出力信号Ｄz1（ｔ）を第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）として位相比較器９に出力する端子である。
【００５５】
単位ミクサ４７は局部発振源４３により生成された局部発振信号Ｄx2（ｔ）と入力端子４２から入力された第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）の周波数を混合し、周波数混合後の信号Ｄy2（ｔ）を不要波抑圧フィルタ４８に出力する処理を実施する。なお、単位ミクサ４７は第２のミクサ回路を構成している。
不要波抑圧フィルタ４８は単位ミクサ４７の出力信号Ｄy2（ｔ）に含まれている不要な周波数成分を抑圧し、抑圧後の信号Ｄz2（ｔ）を出力端子４９に出力する処理を実施する。
出力端子４９は不要波抑圧フィルタ４８の出力信号Ｄz2（ｔ）を第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）として位相比較器１０に出力する端子である。
【００５６】
次に動作について説明する。
局部発振源４３は、局部発振信号Ｄx1（ｔ），Ｄx2（ｔ）を生成して、その局部発振信号Ｄx1（ｔ）を単位ミクサ４４に出力し、その局部発振信号Ｄx2（ｔ）を単位ミクサ４７に出力する。
Ｄx1（ｔ）＝Ｄx2（ｔ）＝２・ｃｏｓ（ωxｔ）                  （２４）
ただし、ωxは局部発振信号Ｄx（ｔ）の角周波数である。
【００５７】
単位ミクサ４４は、入力端子４１から不要波抑圧フィルタ６より出力された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）を入力し、局部発振源４３から局部発振信号Ｄx1（ｔ）を受けると、第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）と局部発振信号Ｄx1（ｔ）の周波数を混合し、周波数混合後の信号Ｄy1（ｔ）を不要波抑圧フィルタ４５に出力する。
ここで、単位ミクサ４４の出力信号Ｄy1（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄy1（ｔ）
＝Ｄi1（ｔ）・Ｄx1（ｔ）
＝０．５・ｓｉｎ（ωiｔ＋θm）・２・ｃｏｓ（ωxｔ）
＝０．５・ｓｉｎ（ωiｔ＋ωxｔ＋θm）
＋０．５・ｓｉｎ（｜ωiｔ−ωxｔ｜＋θm）
（２５）
【００５８】
不要波抑圧フィルタ４５は、単位ミクサ４４の出力信号Ｄy1（ｔ）を受けると、その出力信号Ｄy1（ｔ）に含まれている不要周波数成分（＝０．５・ｓｉｎ（ωiｔ＋ωxｔ＋θm））を抑圧し、抑圧後の信号Ｄz1（ｔ）を出力端子４６に出力する。
これにより、出力端子４６から不要波抑圧フィルタ４５の出力信号Ｄz1（ｔ）が位相比較器９に出力される。
ここで、不要波抑圧フィルタ４５の出力信号Ｄz1（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄz1（ｔ）
＝０．５・ｓｉｎ（｜ωiｔ−ωxｔ｜＋θm）                      （２６）
【００５９】
単位ミクサ４７は、入力端子４２から不要波抑圧フィルタ７より出力された第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を入力し、局部発振源４３から局部発振信号Ｄx2（ｔ）を受けると、第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）と局部発振信号Ｄx2（ｔ）の周波数を混合し、周波数混合後の信号Ｄy2（ｔ）を不要波抑圧フィルタ４８に出力する。
ここで、単位ミクサ４７の出力信号Ｄy2（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄy2（ｔ）
＝Ｄi2（ｔ）・Ｄx2（ｔ）
＝０．５・ｃｏｓ（ωiｔ＋θm）・２・ｃｏｓ（ωxｔ）
＝０．５・ｃｏｓ（ωiｔ＋ωxｔ＋θm）
＋０．５・ｃｏｓ（｜ωiｔ−ωxｔ｜＋θm）                      （２７）
【００６０】
不要波抑圧フィルタ４８は、単位ミクサ４７の出力信号Ｄy2（ｔ）を受けると、その出力信号Ｄy2（ｔ）に含まれている不要周波数成分（＝０．５・ｃｏｓ（ωiｔ＋ωxｔ＋θm））を抑圧し、抑圧後の信号Ｄz2（ｔ）を出力端子４９に出力する。
これにより、出力端子４９から不要波抑圧フィルタ４８の出力信号Ｄz2（ｔ）が位相比較器１０に出力される。
ここで、不要波抑圧フィルタ４８の出力信号Ｄz2（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄz2（ｔ）
＝０．５・ｃｏｓ（｜ωiｔ−ωxｔ｜＋θm）                      （２８）
【００６１】
なお、式（２６）における不要波抑圧フィルタ４５の出力信号Ｄz1（ｔ）が、式（１２）における第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）と同一であり、また、式（２８）における不要波抑圧フィルタ４８の出力信号Ｄz2（ｔ）が、式（１３）における第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）と同一であるとき、低周波帯帰還回路８の周波数変換係数β1，β2は次式で与えられる。
β1＝ωi／｜ωi−ωx｜                                      （２９）
β2＝１                                                      （３０）
【００６２】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、局部発振信号Ｄx1（ｔ），Ｄx2（ｔ）を生成する局部発振源４３と、局部発振源４３により生成された局部発振信号Ｄx1（ｔ）と不要波抑圧フィルタ６から出力された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）の周波数を混合する単位ミクサ４４と、局部発振源４３により生成された局部発振信号Ｄx2（ｔ）と不要波抑圧フィルタ７から出力された第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）の周波数を混合する単位ミクサ４７とを用いて、低周波帯帰還回路８を構成するようにしたので、構成の複雑化を招くことなく、相互に９０度の位相差がある信号Ｄz1（ｔ），Ｄz2（ｔ）（式（２６）、式（２８）を参照）を生成することができる効果を奏する。
【００６３】
なお、この実施の形態４では、単位ミクサ４４，４７が低周波信号と局部発振信号の周波数を混合するものについて示したが、単位ミクサの代わりに、イメージリジェクションミクサや偶高調波ミクサなどの他のミクサ回路を用いてもよく、同様の効果を奏することができる。
【００６４】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５による位相同期ループ形周波数シンセサイザの低周波帯帰還回路８を示す構成図であり、図において、図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第１の信号線路５０は入力端子４１から入力された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）を第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）として出力端子４６に出力する線路である。
第２の信号線路５１は入力端子４２から入力された第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）として出力端子４９に出力する線路である。
【００６５】
上記実施の形態４では、低周波帯帰還回路８の単位ミクサ４４，４７が、局部発振源４３により生成された局部発振信号Ｄx1（ｔ），Ｄx2（ｔ）を用いて、入力端子４１，４２から入力された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）と第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）の周波数を変換するものについて示したが、第１の信号線路５０が入力端子４１から入力された第１の低周波信号Ｄi1（ｔ）を第１の低周波帰還信号Ｄv1（ｔ）として出力端子４６に出力し、第２の信号線路５１が入力端子４２から入力された第２の低周波信号Ｄi2（ｔ）を第２の低周波帰還信号Ｄv2（ｔ）として出力端子４９に出力するようにすれば、周波数変換係数β1，β2が“１”の低周波帯帰還回路８を実現することができる。
【００６６】
なお、この実施の形態５によれば、局部発振源４３、単位ミクサ４４，４７及び不要波抑圧用フィルタ４５，４８が不要になるため、図５の低周波帯帰還回路８よりも低コスト化を図ることができる。
【００６７】
実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６による位相同期ループ形周波数シンセサイザの高周波帯帰還回路４を示す構成図であり、図において、入力端子６１は電圧制御発振器１２により生成された高周波信号Ｄo（ｔ）を入力する端子である。
分周器６２は入力端子６１から入力された高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoを分周し、周波数分周後の高周波信号を高周波帰還信号Ｄm（ｔ）として出力端子６３に出力する処理を実施する。
出力端子６３は分周器６２から出力された高周波帰還信号Ｄm（ｔ）を直交ミクサ５に出力する端子である。
【００６８】
次に動作について説明する。
分周器６２は、入力端子６１から電圧制御発振器１２により生成された高周波信号Ｄo（ｔ）を入力すると、その高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoを分周し、周波数分周後の高周波信号を高周波帰還信号Ｄm（ｔ）として出力する。
これにより、出力端子６３から高周波帰還信号Ｄm（ｔ）が直交ミクサ５に出力される。
なお、分周器６２の分周数をＭとすると、式（５）より、周波数変換係数α1，α2がＭの高周波帯帰還回路４を実現することができる。
【００６９】
以上で明らかなように、この実施の形態６によれば、分周器６２が入力端子６１から入力された高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoを分周し、周波数分周後の高周波信号を高周波帰還信号Ｄm（ｔ）として直交ミクサ５に出力するように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、周波数変換係数α1，α2が分周器６２の分周数Ｍに相当する高周波帯帰還回路４を実現することができる効果を奏する。
【００７０】
実施の形態７．
図８はこの発明の実施の形態７による位相同期ループ形周波数シンセサイザの高周波帯帰還回路４を示す構成図であり、図において、図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
局部発振源６４は局部発振信号Ｄw（ｔ）を生成する発振器である。
単位ミクサ６５は局部発振源６４により生成された局部発振信号Ｄw（ｔ）と入力端子６１から入力された高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数を混合し、周波数混合後の信号Ｄw1（ｔ）を不要波抑圧フィルタ６６に出力する処理を実施する。なお、単位ミクサ６５はミクサ回路を構成している。
不要波抑圧フィルタ６６は単位ミクサ６５の出力信号Ｄw1（ｔ）に含まれている不要な周波数成分を抑圧し、抑圧後の信号Ｄw2（ｔ）を出力端子６３に出力する処理を実施する。
【００７１】
次に動作について説明する。
局部発振源６４は、局部発振信号Ｄw（ｔ）を生成して、その局部発振信号Ｄw（ｔ）を単位ミクサ６５に出力する。
Ｄw（ｔ）＝２・ｃｏｓ（ωwｔ）                              （３１）
ただし、ωwは局部発振信号Ｄw（ｔ）の角周波数である。
【００７２】
単位ミクサ６５は、入力端子６１から電圧制御発振器１２により生成された高周波信号Ｄo（ｔ）を入力し、局部発振源６４から局部発振信号Ｄw（ｔ）を受けると、その高周波信号Ｄo（ｔ）と局部発振信号Ｄw（ｔ）の周波数を混合し、周波数混合後の信号Ｄw1（ｔ）を不要波抑圧フィルタ６６に出力する。
ここで、単位ミクサ６５の出力信号Ｄw1（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄw1（ｔ）
＝Ｄo（ｔ）・Ｄw（ｔ）
＝ｃｏｓ（ωoｔ＋θo）・２・ｃｏｓ（ωwｔ）
＝ｃｏｓ（ωoｔ＋ωwｔ＋θo）
＋ｃｏｓ（｜ωoｔ−ωwｔ｜＋θo）
（３２）
【００７３】
不要波抑圧フィルタ６６は、単位ミクサ６５の出力信号Ｄw1（ｔ）を受けると、その出力信号Ｄw1（ｔ）に含まれている不要周波数成分（＝ｃｏｓ（ωoｔ＋ωwｔ＋θo））を抑圧し、抑圧後の信号Ｄw2（ｔ）を出力端子６３に出力する
これにより、出力端子６３から不要波抑圧フィルタ６６の出力信号Ｄw2（ｔ）が直交ミクサ５に出力される。
ここで、不要波抑圧フィルタ６６の出力信号Ｄw2（ｔ）は次式で与えられる。
Ｄw2（ｔ）
＝ｃｏｓ（｜ωoｔ−ωwｔ｜＋θo）                            （３３）
【００７４】
なお、式（３３）における不要波抑圧フィルタ６６の出力信号Ｄw2（ｔ）が、式（５）における高周波帰還信号Ｄm（ｔ）と同一であるとき、高周波帯帰還回路４の周波数変換係数α1，α2は次式で与えられる。
α1＝ωo／｜ωo−ωw｜                                      （３４）
α2＝１                                                      （３５）
【００７５】
以上で明らかなように、この実施の形態７によれば、局部発振信号Ｄw（ｔ）を生成する局部発振源６４と、局部発振源６４により生成された局部発振信号Ｄw（ｔ）と入力端子６１から入力された高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数を混合する単位ミクサ６５とを用いて、高周波帯帰還回路４を構成するようにしたので、構成の複雑化を招くことなく、周波数変換係数がα1，α2の高周波帯帰還回路４を実現することができる効果を奏する。
【００７６】
なお、この実施の形態７では、単位ミクサ６５が高周波信号Ｄo（ｔ）と局部発振信号Ｄw（ｔ）の周波数を混合するものについて示したが、単位ミクサの代わりに、イメージリジェクションミクサや偶高調波ミクサなどの他のミクサ回路を用いてもよく、同様の効果を奏することができる。
【００７７】
実施の形態８．
図９はこの発明の実施の形態８による位相同期ループ形周波数シンセサイザの高周波帯帰還回路４を示す構成図であり、図において、図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
信号線路６７は入力端子６１から入力された高周波信号Ｄo（ｔ）を高周波帰還信号高周波帰還信号Ｄm（ｔ）として出力端子６３に出力する線路である。
【００７８】
上記実施の形態６では、低周波帯帰還回路８の分周器６２が入力端子６１から入力された高周波信号Ｄo（ｔ）の周波数ｆoを分周し、周波数分周後の高周波信号を高周波帰還信号Ｄm（ｔ）として直交ミクサ５に出力するものについて示したが、信号線路６７が入力端子６１から入力された高周波信号Ｄo（ｔ）を高周波帰還信号高周波帰還信号Ｄm（ｔ）として直交ミクサ５に出力するようにすれば、周波数変換係数α1，α2が“１”の高周波帯帰還回路４を実現することができる。
【００７９】
なお、この実施の形態８によれば、分周器６２、局部発振源６４、単位ミクサ６５、不要波抑圧フィルタ６６が不要になるため、図７や図８の高周波帯帰還回路４よりも低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の実施の形態１による位相同期ループ形周波数シンセサイザを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による位相同期ループ形周波数シンセサイザの直交ミクサ５を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２による位相同期ループ形周波数シンセサイザの合成機能付きループフィルタ１１を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３による位相同期ループ形周波数シンセサイザの合成機能付きループフィルタ１１を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４による位相同期ループ形周波数シンセサイザの低周波帯帰還回路８を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態５による位相同期ループ形周波数シンセサイザの低周波帯帰還回路８を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態６による位相同期ループ形周波数シンセサイザの高周波帯帰還回路４を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態７による位相同期ループ形周波数シンセサイザの高周波帯帰還回路４を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態８による位相同期ループ形周波数シンセサイザの高周波帯帰還回路４を示す構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  基準発振源（基準信号生成手段）、２  ９０度電力分配器（基準信号生成手段）、３  局部発振源（局部発振信号生成手段）、４  高周波帯帰還回路（周波数混合手段）、５  直交ミクサ（周波数混合手段）、６，７  不要波抑圧フィルタ（周波数混合手段）、８  低周波帯帰還回路（周波数混合手段）、９，１０  位相比較器（位相比較手段）、１１  合成機能付きループフィルタ（信号合成手段）、１２  電圧制御発振器（高周波信号生成手段）、２１  入力端子、２２  入力端子、２３  ９０度電力分配器、２４，２６  単位ミクサ、２５，２７  出力端子、３１，３２  入力端子、３３  合成器、３４  ループフィルタ、３５  出力端子、３６  ループフィルタ（第１のループフィルタ）、３７  ループフィルタ（第２のループフィルタ）、３８  合成器、４１，４２  入力端子、４３  局部発振源、４４  単位ミクサ（第１のミクサ回路）、４５，４８  不要波抑圧フィルタ、４６，４９  出力端子、４７  単位ミクサ（第２のミクサ回路）、５０  第１の信号線路、５１  第２の信号線路、６１  入力端子、６２  分周器、６３  出力端子、６４  局部発振源、６５  単位ミクサ（ミクサ回路）、６６  不要波抑圧フィルタ、６７  信号線路。
【図１】
2008079104.tif 000003
【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】
2008079104.tif 000009
【図８】
2008079104.tif 000010
【図９】
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