(57)【要約】【課題】低コストで、小型化がなされた変調回路及びそれを用いた送信機を提供することを目的とする。【解決手段】ＳＡＷ共振子として横結合型２重モードＳＡＷ共振子を用いて２つの周波数で発振させるとともに、発振回路は、コルピッツ型としている。ＦＳＫマルチキャリア変調回路１は、横結合型２重モードＳＡＷ共振子として機能するＳＡＷ共振子２と、ＳＡＷ共振子に備えた一方のＩＤＴと接続して、２つのモードでＳＡＷ共振子２を共振させるよう切替えるスイッチ３と、負荷容量と増幅器とにより構成する発振用増幅回路４と、可変容量ダイオードと抵抗とにより構成する可変容量回路５とにより構成する。【選択図】図１
2008228141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＡＷ共振子を用いた複数のキャリア周波数を選択可能な変調回路であって、
圧電基板上に配設した一対の反射器と、前記一対の反射器の間に櫛歯状電極からなる一対のＩＤＴとを有するＳＡＷ共振子と、
前記ＩＤＴを構成する一方の櫛歯状電極と接続される発振用増幅回路と、
前記ＩＤＴを構成する他方の櫛歯状電極と接続される可変容量回路と、
前記一対のＩＤＴの何れかの前記一方の櫛歯状電極と前記発振用増幅回路の間、及び前記一対のＩＤＴの何れかの前記他方の櫛歯状電極と前記可変容量回路の間に設けられ、前記一方の櫛歯状電極と前記他方の櫛歯状電極の接続を切替える切替回路と、
を備えることを特徴とする変調回路。
【請求項２】
ＳＡＷ共振子を用いた複数のキャリア周波数を選択可能な変調回路であって、
圧電基板上に配設した一対の反射器と、前記一対の反射器の間に櫛歯状電極からなる一対のＩＤＴとを有するＳＡＷ共振子と、
前記一対のＩＤＴが並列接続されるインバータと、
前記インバータの出力側に接続される負荷容量と、
前記インバータの入力側に接続される可変容量回路と、
前記一対のＩＤＴのいずれか一方のＩＤＴを構成する一対の前記櫛歯状電極のそれぞれと前記インバータとの間に設けられ、前記一対の櫛歯状電極のそれぞれに接続される前記インバータの入力側と出力側とを切替え接続する切替回路と、
を備えることを特徴とする変調回路。
【請求項３】
ＳＡＷ共振子を用いた複数のキャリア周波数を選択可能な変調回路であって、
圧電基板上に配設した一対の反射器と、前記一対の反射器の間に櫛歯状電極からなる一対のＩＤＴとを有するＳＡＷ共振子と、
前記ＩＤＴを構成する一方の櫛歯状電極と接続される発振用増幅回路と、
前記ＩＤＴを構成する他方の櫛歯状電極と接続される可変容量回路と、
前記一対のＩＤＴの何れかの一方の櫛歯状電極と前記発振用増幅回路の間、及び前記一対のＩＤＴの何れかの他方の櫛歯状電極と前記可変容量回路の間に設けられ、前記一方の櫛歯状電極と前記他方の櫛歯状電極の接続を切替えるか、或いは前記一方の櫛歯状電極と前記他方の櫛歯状電極を開放する切替回路と、
を備えることを特徴とする変調回路。
【請求項４】
ＳＡＷ共振子を用いた複数のキャリア周波数を選択可能な変調回路であって、
圧電基板上に配設した一対の反射器と、前記一対の反射器の間に櫛歯状電極からなる一対のＩＤＴとを有するＳＡＷ共振子と、
前記一対のＩＤＴが並列接続されるインバータと、
前記インバータの出力側に接続される負荷容量と、
前記インバータの入力側に接続される可変容量回路と、
前記一対のＩＤＴのいずれか一方のＩＤＴを構成する一対の前記櫛歯状電極のそれぞれと前記インバータとの間に設けられ、前記一対の櫛歯状電極のそれぞれに接続される前記インバータの入力側と出力側とを切り替えるか、或いは前記一対の櫛歯状電極を開放するよう切替える切替回路と、を備えることを特徴とする変調回路。
【請求項５】
前記ＳＡＷ共振子が、横結合型多重モード共振子であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の変調回路。
【請求項６】
前記ＳＡＷ共振子が、縦結合型多重モード共振子であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の変調回路。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の変調回路を備えたことを特徴とする送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変調回路及びそれを備えた送信機に関し、特にＦＳＫ変調する際に、一つの発振回路を用いて複数のキャリア周波数を選択可能としたＦＳＫ変調回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタル信号を通信する方法としてＦＳＫ方式による通信方法が知られている。ＦＳＫ方式とは、例えば「０」、「１」のデジタル信号に応じて搬送波の瞬時周波数を離散的に変化させる変調方式であり、振幅変化を一定にしながら変調をかけることが可能であることから、レベル変動や雑音の影響を受けることが少ない。また、回路構成が簡単であり、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）方式やＰＳＫ（Phase Shift Keying）方式よりも帯域幅が広くなるという特徴がある。
ＦＳＫ変調回路を用いたシステムとしては、例えば、微弱電波を利用したシステムがある。このようなシステムにおいては、送信電波が微弱なため、受信機でのＳ／Ｎの向上を図るため多くの手法が採用されている。その手法の１つとして、ＦＳＫ変調回路においてキャリア周波数を複数選択可能とし、妨害電波などが発生して受信機でのＳ／Ｎが劣化した際に、キャリア周波数を変更することにより受信機でのＳ／Ｎの向上を図るという手法がある。そのためには、ＦＳＫ変調する発振回路が複数のキャリア周波数の生成を可能とすることが必要である。
【０００３】
従来、このようなマルチキャリアに対応した発振回路の例として、特許文献１に示した手法が開示されており、次に、特許文献１を例に従来技術を説明する。
図９は、従来のマルチキャリアに対応した発振回路の構成図である。発振回路１０１は、それぞれ発振周波数の異なる第１の電圧制御発振回路１０２と、第２の電圧制御発振回路１０３とを備え、それぞれ入力する制御電圧を変化させることにより出力周波数を可変する。この２つの電圧制御発振回路がそれぞれ２つのキャリア周波数に対応する。そして、第１の電圧制御発振回路１０２、及び第２の電圧制御発振回路１０３と、電源間にスイッチ１０４を設け、必要とするキャリア周波数信号を出力する電圧制御発振回路のみに電源を供給する。さらに、第１の電圧制御発振回路１０２、及び第２の電圧制御発振回路１０３の出力側には、２つのキャリア周波数に対応したフィルタ１０５を接続し、所望の周波数成分を抽出する。従って、発振回路１０１においては、キャリア周波数切替え信号をスイッチ１０４に入力することにより、所望の周波数のキャリア信号を得ることが可能である。この発振回路１０１を、ＦＳＫ変調回路として使用する場合は、第１の電圧制御発振回路１０２、及び第２の電圧制御発振回路１０３のそれぞれに、制御電圧信号としてベースバンド信号である「０」、「１」のデジタル信号を入力し、デジタル信号の電圧により電圧制御発振回路の出力周波数を中心周波数に対して±Δｆに変移させて、ベースバンド信号をＦＳＫ変調する。そして、キャリア周波数を変更したい場合は、スイッチ１０４を動作させる。
【特許文献１】特開２００２−３３５１２７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示したマルチキャリアに対応した発振回路を、ＦＳＫマルチキャリア変調回路として使用した際に、以下のような問題があった。図９に示した発振回路は、２つの電圧制御発振回路が必要であり、それぞれの電圧制御発振回路に１つずつの水晶振動子と発振用増幅回路が搭載されている。従って、発振回路が大規模なものとなるとともに、電圧制御発振回路を個別に周波数調整する必要があるので、製造工程が複雑となり、製造コストの上昇を招いていた。そこで、発振回路をＩＣ化した際に、パッケージサイズが大きくなってしまうという問題が生じていた。
本発明は、上述したような問題を解決するためになされたものであって、低コストで、小型化がなされた変調回路及びそれを用いた送信機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】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は、ＳＡＷ共振子を用いた複数のキャリア周波数を選択可能な変調回路であって、圧電基板上に配設した一対の反射器と、一対の反射器の間に櫛歯状電極からなる一対のＩＤＴ（Inter Digital Transducer）とを有するＳＡＷ共振子と、ＩＤＴを構成する一方の櫛歯状電極と接続される発振用増幅回路と、ＩＤＴを構成する他方の櫛歯状電極と接続される可変容量回路と、一対のＩＤＴの何れかの一方の櫛歯状電極と発振用増幅回路の間、及び一対のＩＤＴの何れかの他方の櫛歯状電極と可変容量回路の間に設けられ、一方の櫛歯状電極と他方の櫛歯状電極の接続を切替える切替回路と、を備えることを特徴としている。
このような本発明の変調回路によれば、１つのＳＡＷ共振子と１つの発振増幅回路とにより構成されるコルピッツ型の発振回路を用いて、２つのキャリア周波数を選択可能な変調回路を実現した。従って、従来の２つの発振回路を用いた変調回路と比べ、形状を１／２以下に小型化できるとともに、大幅なコストの低減が可能である。
【０００６】
また、本発明はＳＡＷ共振子を用いた複数のキャリア周波数を選択可能な変調回路であって、圧電基板上に配設した一対の反射器と、一対の反射器の間に櫛歯状電極からなる一対のＩＤＴとを有するＳＡＷ共振子と、一対のＩＤＴが並列接続されるインバータと、インバータの出力側に接続される負荷容量と、インバータの入力側に接続される可変容量回路と、一対のＩＤＴのいずれか一方のＩＤＴを構成する一対の櫛歯状電極のそれぞれとインバータとの間に設けられ、一対の櫛歯状電極のそれぞれに接続されるインバータの入力側と出力側とを切り替え接続する切替回路と、を備えることを特徴としている。
このような本発明の変調回路によれば、１つのＳＡＷ共振子と１つのインバータとにより構成される発振回路を用いて、２つのキャリア周波数を選択可能な変調回路を実現した。従って、従来の２つの発振回路を用いた変調回路と比べ、形状を１／２以下に小型化できるとともに、大幅なコストの低減が可能である。
【０００７】
また、本発明は、ＳＡＷ共振子を用いた複数のキャリア周波数を選択可能な変調回路であって、圧電基板上に配設した一対の反射器と、一対の反射器の間に櫛歯状電極からなる一対のＩＤＴとを有するＳＡＷ共振子と、ＩＤＴを構成する一方の櫛歯状電極と接続される発振用増幅回路と、ＩＤＴを構成する他方の櫛歯状電極と接続される可変容量回路と、一対のＩＤＴの何れかの一方の櫛歯状電極と発振用増幅回路の間、及び一対のＩＤＴの何れかの他方の櫛歯状電極と可変容量回路の間に設けられ、一方の櫛歯状電極と他方の櫛歯状電極の接続を切替えるか、或いは一方の櫛歯状電極と他方の櫛歯状電極を開放する切替回路と、を備えることを特徴としている。
このような本発明の変調回路によれば、１つのＳＡＷ共振子と１つの発振増幅回路とにより構成されるコルピッツ型の発振回路を用いて、３つのキャリア周波数を選択可能な変調回路を実現した。従って、従来の３つの発振回路を用いた変調回路と比べ、形状を１／３以下に小型化できるとともに、大幅なコストの低減が可能である。
【０００８】
また、本発明は、ＳＡＷ共振子を用いた複数のキャリア周波数を選択可能な変調回路であって、圧電基板上に配設した一対の反射器と、一対の反射器の間に櫛歯状電極からなる一対のＩＤＴとを有するＳＡＷ共振子と、一対のＩＤＴが並列接続されるインバータと、インバータの出力側に接続される負荷容量と、インバータの入力側に接続される可変容量回路と、一対のＩＤＴのいずれか一方のＩＤＴを構成する一対の櫛歯状電極のそれぞれとインバータとの間に設けられ、一対の櫛歯状電極のそれぞれに接続されるインバータの入力側と出力側とを切り替えるか、或いは一対の櫛歯状電極を開放するよう切替える切替回路と、を備えることを特徴としている。
このような本発明の変調回路によれば、１つのＳＡＷ共振子と１つのインバータとにより構成される発振回路を用いて、３つのキャリア周波数を選択可能な変調回路を実現した。従って、従来の３つの発振回路を用いた変調回路と比べ、形状を１／３以下に小型化できるとともに、大幅なコストの低減が可能である。
【０００９】
また、本発明の変調回路は、ＳＡＷ共振子が、横結合型多重モード共振子であることを特徴としている。
このような本発明の変調回路によれば、ＳＡＷ共振子として横結合型多重モードＳＡＷ共振子を使用し、１つのＳＡＷ共振子を用いて複数のモードの発振を可能とした。そこで、１つの圧電基板に複数のＳＡＷ共振子を形成して複数の周波数で発振させる場合と比べ、ＳＡＷ共振子の面積は４０％程度以上削減でき、変調回路を小型化及び低コスト化する上で大きな効果を発揮する。
【００１０】
また、本発明の変調回路は、ＳＡＷ共振子が、縦結合型多重モード共振子であることを特徴としている。
このような本発明の変調回路によれば、ＳＡＷ共振子として縦結合型多重モードＳＡＷ共振子を使用し、１つのＳＡＷ共振子を用いて複数のモードの発振を可能とした。１つの圧電基板に複数のＳＡＷ共振子を形成して複数の周波数で発振させる場合と比べ、ＳＡＷ共振子の面積は４０％程度以上削減でき、変調回路を小型化及び低コスト化する上で大きな効果を発揮する。また、縦結合型多重モードＳＡＷ共振子は、広帯域化が可能であり、マルチキャリア周波数の周波数幅を広くすることが可能である。
【００１１】
また、本発明による送信機は、本発明の変調回路を備えたことを特徴としている。
このような本発明の送信機によれば、本発明の変調回路と同様の効果を得ることができ、小型かつ安価で精度の良い送信機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
本発明においては、発振回路を構成する共振子として１つのＳＡＷ共振子を用い、このＳＡＷ共振子を多重モードＳＡＷ共振子として機能させることにより、発振回路を複数の周波数で発振させた。そして、発振回路は、電圧制御発振回路により構成し、ベースバンド信号を制御電圧信号として入力し、「０」、「１」のデジタル信号に対応させて電圧制御発振回路の出力周波数を中心周波数に対して±Δｆに変移させて、ベースバンド信号をＦＳＫ変調した。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＦＳＫマルチキャリア変調回路の構成図である。第１の実施形態は、ＳＡＷ共振子として横結合型２重モードＳＡＷ共振子を用いて２つの周波数で発振させるとともに、発振回路は、コルピッツ型とした。ＦＳＫマルチキャリア変調回路１は、横結合型２重モードＳＡＷ共振子として機能するＳＡＷ共振子２と、ＳＡＷ共振子に備えた一方のＩＤＴと接続して、２つのモードでＳＡＷ共振子２を共振させる切替回路を構成するスイッチ３と、負荷容量と増幅器とを備えた発振用増幅回路４と、可変容量ダイオードと抵抗とを備えた可変容量回路５と、により構成する。
【００１３】
次に、ＳＡＷ共振子２について詳細を説明する。
図２は、第１の実施形態における横結合型２重モードＳＡＷ共振子２の構成を示す図である。ＳＡＷ共振子２は、圧電基板６と、当該圧電基板６の一主面に配置された一対の反射器７（７ａ、７ｂ）と前記一対の反射器７の間に設けられた一対のＩＤＴ８（８ａ、８ｂ）とを形成する導電性パターンとから構成される。第１の実施形態におけるＳＡＷ共振子２は、一対のＩＤＴ８を弾性表面波の伝搬方向に対して平行に配置した横結合型２重モードＳＡＷ共振子である。前記圧電基板６は、圧電性を有する単結晶、例えば、水晶、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）や、ＺｎＯ薄膜を備えたサファイア基板等で構成すれば良い。
また、前記圧電基板６に配置される反射器７やＩＤＴ８を形成する導電性パターンは、金や銅、アルミニウムといった導電性金属を蒸着やスパッタ等により薄膜形成し、エッチング（例えばフォトリソグラフィ技術）によりパターン形成されることによって成るもので良い。
ＳＡＷ共振子２を構成する圧電基板６に配置される反射器７は、梯子型に形成されるパターンであり、圧電基板６上には弾性表面波の伝搬方向に、梯子状の電極部９が直交するようにして配置する。また、当該反射器７は圧電基板６上に一対配設され、弾性表面波の伝搬方向に沿うように成される。
【００１４】
ＩＤＴ８を構成する櫛歯状電極１０（１０ａ、１０ｂ、１０Ｃ、１０ｄ）は、信号の入力側となる電極と信号の出力側となる電極の２つを噛合わせることで、１つのＩＤＴ８を構成する。
前記ＩＤＴ８は圧電基板６上において、前記反射器７ａ、７ｂの間に一対、並列に配置される。詳細には、圧電基板６上において、前記反射器７ａ、７ｂの間に、弾性表面波の伝搬方向に沿った方向を軸として、一対のＩＤＴ８ａ、８ｂを線対称に配置する。なお、前記櫛歯状電極１０における櫛歯状の電極部は、前記弾性表面波の伝搬方向に直交するように配置する。
【００１５】
上記のような構成のＳＡＷ共振子２において、前記ＩＤＴ８ａは、前記発振用増幅回路４及び可変容量回路５と固定的に接続しており、ＳＡＷ共振子２のａ端子（ＩＤＴ８ａの櫛歯状電極１０ａ）は、発振用増幅回路４に接続し、ＳＡＷ共振子２のｂ端子（ＩＤＴ８ａの櫛歯状電極１０ｂ）は、可変容量回路５に接続する。一方、前記ＩＤＴ８ｂは、前記発振用増幅回路４及び可変容量回路５との接続を反転できるようスイッチ３を介して接続する。そこで、スイッチ３ａのＳＷ−０端子を前記発振用増幅回路４に接続し、スイッチ３ａのＳＷ−１端子は、ＳＡＷ共振子２のｃ端子（ＩＤＴ８ｂの櫛歯状電極１０ｃ）に接続すると共に、スイッチ３ｂのＳＷ−２端子に接続する。そして、スイッチ３ｂのＳＷ−０端子は、前記可変容量回路５に接続し、スイッチ３ｂのＳＷ−１端子は、ＳＡＷ共振子２のｄ端子（ＩＤＴ８ｂの櫛歯状電極１０ｄ）に接続すると共に、スイッチ３ａのＳＷ−２端子に接続する。従って、スイッチ３を動作させることにより、ＩＤＴ８ｂに備えた櫛歯状電極１０ｃ及び櫛歯状電極１０ｄと、発振用増幅回路４及び可変容量回路５との接続を反転させることができる。そこで例えば、スイッチ３をＳＷ−１側に設定すると、ＩＤＴ８ａとＩＤＴ８ｂは、同相のモードで共振し、発振回路は、Ｓ０モードで発振する。一方、スイッチ３をＳＷ−２側に設定すると、ＩＤＴ８ａとＩＤＴ８ｂは、逆相のモードで共振し、発振回路は、Ａ０モードで発振する。このため、１つのＳＡＷ共振子２によって２つの周波数帯域の振動を奏することが可能となる。
【００１６】
次に、上述した異なる２つのモードの発振について説明する。
図３は、第１の実施形態のＦＳＫマルチキャリア変調回路に備えたＳＡＷ共振子の２つの発振モードを示す図である。
本実施形態において、２つの発振モードは、Ｓ０モード、Ａ０モードであり、図３に示すような振動形態をいう。すなわち、Ｓ０モードは基本モードとされる線対象モードであり、Ａ０モードは高次モードとされる点対称モードである。
【００１７】
次に、図１を用いてＦＳＫマルチキャリア変調回路１の全体の動作について説明する。ＦＳＫマルチキャリア変調回路１は、ＳＡＷ共振子２を用いたコルピッツ型の電圧制御発振回路により構成されており、帰還増幅器として機能する発振用増幅回路は、発振ループにエネルギーを供給する。前述したように、スイッチ３を動作させることにより発振回路は２つの異なる周波数帯域で発振する。また、ＳＡＷ共振子２の一方には、負荷容量となる可変容量ダイオードを備えた可変容量回路５を接続しており、制御電圧信号を可変容量回路５に入力することより可変容量ダイオードの容量を変化させ、電圧制御発振回路の周波数を可変することができる。従って、ベースバンド信号を制御電圧信号として可変容量回路５に入力し、「０」、「１」のデジタル信号に対応させて電圧制御発振回路の出力周波数を中心周波数に対して±Δｆに変移させると、ベースバンド信号をＦＳＫ変調することができる。さらに、中心周波数を変更する場合は、スイッチ３にキャリア周波数切替え信号を入力してスイッチ３を動作させる。スイッチ３を動作させることにより、２つの周波数のどちらかを選択することが可能であり、マルチキャリア化したＦＳＫ変調回路を構成することができる。
【００１８】
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、発振回路の帰還増幅器としてインバータを用いたことが特徴である。
図４は、本発明の第２の実施形態に係るＦＳＫマルチキャリア変調回路の構成図である。第２の実施形態は、ＳＡＷ共振子は第１の実施形態と同一であり、横結合型２重モードＳＡＷ共振子である。ＦＳＫマルチキャリア変調回路１１は、横結合型２重モードＳＡＷ共振子として機能するＳＡＷ共振子２と、ＳＡＷ共振子に備えた一方のＩＤＴと接続して、２つのモードでＳＡＷ共振子２を共振させる切替回路を構成するスイッチ３と、帰還増幅器として機能するインバータ１２と、負荷容量１３と、可変容量ダイオードと抵抗とを備えた可変容量回路５と、により構成する。
【００１９】
次に、第２の実施形態は、帰還増幅器としてインバータを用いたことが第１の実施形態と異なり、他の構成要素は、第１の実施形態と同様であるので、図２と図４を用いてＳＡＷ共振子２とインバータ１２とスイッチ３との関係について説明する。ＳＡＷ共振子２に備えた前記ＩＤＴ８ａは、前記インバータ１２に並列に固定的に接続しており、ＳＡＷ共振子２のａ端子（ＩＤＴ８ａの櫛歯状電極１０ａ）は、インバータ１２の出力側に接続し、ＳＡＷ共振子２のｂ端子（ＩＤＴ８ａの櫛歯状電極１０ｂ）は、インバータ１２の入力側に接続している。一方、前記ＩＤＴ８ｂは、インバータ１２との接続を反転できるようスイッチ３を介して接続する。そこで、スイッチ３ａのＳＷ−０端子をインバータ１２の出力側に接続し、スイッチ３ａのＳＷ−１端子は、ＳＡＷ共振子２のｃ端子（ＩＤＴ８ｂの櫛歯状電極１０ｃ）に接続すると共に、スイッチ３ｂのＳＷ−２端子に接続する。そして、スイッチ３ｂのＳＷ−０端子は、インバータ１２の入力側に接続し、スイッチ３ｂのＳＷ−１端子は、ＳＡＷ共振子２のｄ端子（ＩＤＴ８ｂの櫛歯状電極１０ｄ）に接続すると共に、スイッチ３ａのＳＷ−２端子に接続する。従って、スイッチ３を動作させることにより、ＩＤＴ８ｂに備えた櫛歯状電極１０ｃ及び櫛歯状電極１０ｄと、インバータ１２との接続を反転させることができる。そこで、スイッチ３をＳＷ−１側に設定すると、ＩＤＴ８ａとＩＤＴ８ｂは、同相のモードで共振し、発振回路は、Ｓ０モードで発振する。一方、スイッチ３をＳＷ−２側に設定すると、ＩＤＴ８ａとＩＤＴ８ｂは、逆相のモードで共振し、発振回路は、Ａ０モードで発振する。このように、ＦＳＫマルチキャリア変調回路１１においては、１つのＳＡＷ共振子２によって２つの周波数帯域の振動を奏することが可能となる。
【００２０】
次に、図４を用いてＦＳＫマルチキャリア変調回路１１の全体の動作について説明する。
ＦＳＫマルチキャリア変調回路１１は、ＳＡＷ共振子２が負荷容量１３と、可変容量回路５との間で共振ループを形成し、インバータ１２が前記共振ループでの損失を補うことで発振の継続が行われるものである。第２の実施形態においても、スイッチ３を動作させることにより発振回路は２つの異なる周波数帯域で発振する。また、ＳＡＷ共振子２の一方には、負荷容量となる可変容量ダイオードを備えた可変容量回路５を接続しており、電圧制御信号を可変容量回路５に入力することにより可変容量ダイオードの容量を変化させ、電圧制御発振回路の周波数を可変することができる。従って、ベースバンド信号を制御電圧信号として入力し、「０」、「１」のデジタル信号に対応させて電圧制御発振回路の出力周波数を中心周波数に対して±Δｆに変移させると、ベースバンド信号をＦＳＫ変調することができる。さらに、中心周波数を変更する場合は、スイッチ３にキャリア周波数切替え信号を入力してスイッチ３を動作させる。スイッチ３を動作させることにより２つの周波数のどちらかを選択することが可能であり、マルチキャリア化したＦＳＫ変調回路を構成することができる。
【００２１】
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態に示したコルピッツ型の発振回路を変形したものであり、ＳＡＷ共振子を横結合型３重モードＳＡＷ共振子として機能させ、３つの周波数で発振可能としたものである。
図５は、本発明の第３の実施形態に係るＦＳＫマルチキャリア変調回路の構成図である。ＦＳＫマルチキャリア変調回路１４は、横結合型３重モードＳＡＷ共振子として機能するＳＡＷ共振子２と、ＳＡＷ共振子に備えた一方のＩＤＴと接続して、３つのモードでＳＡＷ共振子２を共振させる切替回路を構成するスイッチ１５と、負荷容量と増幅器とを備えた発振用増幅回路４と、可変容量ダイオードと抵抗とを備えた可変容量回路５と、により構成する。
【００２２】
次に、ＦＳＫマルチキャリア変調回路１４の構成要素は、第１の実施形態とスイッチ１５の機能のみが異なり、他の構成要素は同一であるので、図２と図５を用いてＳＡＷ共振子２とスイッチ１５との関係について説明する。ＳＡＷ共振子２に備えた前記ＩＤＴ８ａは、第１の実施例と同様に、前記発振用増幅回路４及び可変容量回路５と固定的に接続しており、ＳＡＷ共振子２のａ端子（ＩＤＴ８ａの櫛歯状電極１０ａ）は、発振用増幅回路４に接続し、ＳＡＷ共振子２のｂ端子（ＩＤＴ８ａの櫛歯状電極１０ｂ）は、可変容量回路５に接続している。一方、前記ＩＤＴ８ｂは、前記発振用増幅回路４及び可変容量回路５との接続を反転、または開放できるようスイッチ１５を介して接続する。スイッチ１５は、３回路構成を有しており、３つの形態の接続方法が可能である。そこで、スイッチ１５ａのＳＷ−０端子を前記発振用増幅回路４に接続し、スイッチ１５ａのＳＷ−１端子は、ＳＡＷ共振子２のｃ端子（ＩＤＴ８ｂの櫛歯状電極１０ｃ）に接続すると共に、スイッチ１５ｂのＳＷ−２端子に接続する。そして、スイッチ１５ｂのＳＷ−０端子は、前記可変容量回路５に接続し、スイッチ１５ｂのＳＷ−１端子は、ＳＡＷ共振子２のｄ端子（ＩＤＴ８ｂの櫛歯状電極１０ｄ）に接続すると共に、スイッチ１５ａのＳＷ−２端子に接続する。また、スイッチ１５ａ、１５ｂのＳＷ−３端子は開放されている。従って、スイッチ１５を動作させることにより、ＩＤＴ８ｂに備えた櫛歯状電極１０ｃ及び櫛歯状電極１０ｄと、発振用増幅回路４及び可変容量回路５との接続を反転させたり、ＩＤＴ８ｂに備えた櫛歯状電極１０ｃ及び櫛歯状電極１０ｄを開放させたりすることができる。そこで、スイッチ１５をＳＷ−１側に設定すると、ＩＤＴ８ａとＩＤＴ８ｂは、同相のモードで共振し、発振回路は、Ｓ０モードで発振する。一方、スイッチ１５をＳＷ−２側に設定すると、ＩＤＴ８ａとＩＤＴ８ｂは、逆相のモードで共振し、発振回路は、Ａ０モードで発振する。また、スイッチ１５をＳＷ−３側に設定すると、櫛歯状電極１０ｃ及び櫛歯状電極１０ｄは、開放されて入力インピーダンスが高くなり、前述のＳ０モードとＡ０モードと足し合わせたモードである（Ｓ０＋Ａ０）モードで発振する。この（Ｓ０＋Ａ０）モードでの発振周波数は、Ｓ０モードによる発振周波数と、Ａ０モードによる発振周波数の中間に位置する周波数となる。このように、ＦＳＫマルチキャリア変調回路１４においては、１つのＳＡＷ共振子２によって３つの周波数帯域の振動を奏することが可能となる。
【００２３】
次に、図５を用いてＦＳＫマルチキャリア変調回路１４の全体の動作について説明する。ＦＳＫマルチキャリア変調回路１４は、ＳＡＷ共振子２を用いたコルピッツ型の電圧制御発振回路により構成されており、帰還増幅器として機能する発振用増幅回路４は、発振ループにエネルギーを供給する。前述したように、スイッチ１５を動作させることにより発振回路は３つの異なる周波数帯域で発振する。また、ＳＡＷ共振子２の一方には、負荷容量となる可変容量ダイオードを備えた可変容量回路５を接続しており、電圧制御信号を可変容量回路５に入力することにより可変容量ダイオードの容量を変化させ、電圧制御発振回路の周波数を可変することができる。従って、ベースバンド信号を制御電圧信号として入力し、「０」、「１」のデジタル信号に対応させて電圧制御発振回路の出力周波数を中心周波数に対して±Δｆに変移させると、ベースバンド信号をＦＳＫ変調することができる。さらに、中心周波数を変更する場合は、スイッチ１５にキャリア周波数切替え信号を入力してスイッチ１５を動作させる。スイッチ１５を動作させることにより３つの周波数の何れかを選択することが可能であり、マルチキャリア化したＦＳＫ変調回路を構成することができる。
【００２４】
次に、本発明に係る第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、第２の実施形態に示したインバータを用いた発振回路を変形したものであり、ＳＡＷ共振子を横結合型３重モードＳＡＷ共振子として機能させ、３つの周波数で発振可能としたものである。
図６は、本発明の第４の実施形態に係るＦＳＫマルチキャリア変調回路の構成図である。ＦＳＫマルチキャリア変調回路１６は、横結合型３重モードＳＡＷ共振子として機能するＳＡＷ共振子２と、ＳＡＷ共振子に備えた一方のＩＤＴと接続して、３つのモードでＳＡＷ共振子２を共振させる切替回路を構成するスイッチ１５と、帰還増幅器として機能するインバータ１２と、負荷容量１３と、可変容量ダイオードと抵抗とを備えた可変容量回路５と、により構成する。
【００２５】
次に、ＦＳＫマルチキャリア変調回路１６の構成要素は、第２の実施形態とスイッチ１５の機能のみが異なり、他の構成要素は同一であるので、図２と図６を用いてＳＡＷ共振子２とスイッチ１５との関係について説明する。
ＳＡＷ共振子２に備えた前記ＩＤＴ８ａは、第２の実施例と同様に、インバータ１２に並列に固定的に接続しており、ＳＡＷ共振子２のａ端子（ＩＤＴ８ａの櫛歯状電極１０ａ）は、インバータ１２の出力側に接続し、ＳＡＷ共振子２のｂ端子（ＩＤＴ８ａの櫛歯状電極１０ｂ）は、インバータ１２の入力側に接続している。一方、前記ＩＤＴ８ｂは、インバータ１２との接続を反転、または開放できるようスイッチ１５を介して接続する。スイッチ１５は、３回路構成を有しており、３つの形態の接続方法が可能である。そこで、スイッチ１５ａのＳＷ−０端子をインバータ１２の出力側に接続し、スイッチ１５ａのＳＷ−１端子は、ＳＡＷ共振子２のｃ端子（ＩＤＴ８ｂの櫛歯状電極１０ｃ）に接続すると共に、スイッチ１５ｂのＳＷ−２端子に接続する。そして、スイッチ１５ｂのＳＷ−０端子は、インバータ１２の入力側に接続し、スイッチ１５ｂのＳＷ−１端子は、ＳＡＷ共振子２のｄ端子（ＩＤＴ８ｂの櫛歯状電極１０ｄ）に接続すると共に、スイッチ１５ａのＳＷ−２端子に接続する。また、スイッチ１５ａ、１５ｂのＳＷ−３端子は開放されている。従って、スイッチ１５を動作させることにより、ＩＤＴ８ｂに備えた櫛歯状電極１０ｃ及び櫛歯状電極１０ｄと、インバータ１２との接続を反転させたり、ＩＤＴ８ｂに備えた櫛歯状電極１０ｃ及び櫛歯状電極１０ｄを開放させたりすることができる。そこで、スイッチ１５をＳＷ−１側に設定すると、ＩＤＴ８ａとＩＤＴ８ｂは、同相のモードで共振し、発振回路は、Ｓ０モードで発振する。一方、スイッチ１５をＳＷ−２側に設定すると、ＩＤＴ８ａとＩＤＴ８ｂは、逆相のモードで共振し、発振回路は、Ａ０モードで発振する。また、スイッチ１５をＳＷ−３側に設定すると、櫛歯状電極１０ｃ及び櫛歯状電極１０ｄは、開放されて入力インピーダンスが高くなり、前述のＳ０モードとＡ０モードと足し合わせたモードである（Ｓ０＋Ａ０）モードで発振する。この（Ｓ０＋Ａ０）モードでの発振周波数は、Ｓ０モードによる発振周波数と、Ａ０モードによる発振周波数の中間に位置する周波数となる。このように、ＦＳＫマルチキャリア変調回路１６においては、１つのＳＡＷ共振子２によって３つの周波数帯域の振動を奏することが可能となる。
【００２６】
次に、図６を用いてＦＳＫマルチキャリア変調回路１６の全体の動作について説明する。
ＦＳＫマルチキャリア変調回路１６は、ＳＡＷ共振子２が負荷容量１３と、可変容量回路５との間で共振ループを形成し、インバータ１２が前記共振ループでの損失を補うことで発振の継続が行われるものである。第４の実施形態においても、スイッチ１５を動作させることにより発振回路は３つの異なる周波数帯域で発振する。また、ＳＡＷ共振子２の一方には、負荷容量となる可変容量ダイオードを備えた可変容量回路５を接続しており、電圧制御信号を可変容量回路５に入力することにより可変容量ダイオードの容量を変化させ、電圧制御発振回路の周波数を可変することができる。従って、ベースバンド信号を制御電圧信号として入力し、「０」、「１」のデジタル信号に対応させて電圧制御発振回路の出力周波数を中心周波数に対して±Δｆに変移させると、ベースバンド信号をＦＳＫ変調することができる。さらに、中心周波数を変更する場合は、スイッチ１５にキャリア周波数切替え信号を入力してスイッチ１５を動作させる。スイッチ１５を動作させることにより３つの周波数の何れかを選択することが可能であり、マルチキャリア化したＦＳＫ変調回路を構成することができる。
【００２７】
次に、本発明に係る第５から第８の実施形態について説明する。第５から第８の実施形態は、ＳＡＷ共振子として縦結合型多重モードＳＡＷ共振子を用いてＦＳＫマルチキャリア変調回路を構成したことが特徴である。
第５の実施形態は、第１の実施形態のＦＳＫマルチキャリア変調回路１と同様の回路構成をとり、ＳＡＷ共振子２を縦結合型２重モードＳＡＷ共振子に置き換えたものであって、スイッチ３を切替えることにより２つの周波数で発振させるようにしたものである。
第６の実施形態は、第２の実施形態のＦＳＫマルチキャリア変調回路１１と同様の回路構成をとり、ＳＡＷ共振子２を縦結合型２重モードＳＡＷ共振子に置き換えたものであって、スイッチ３を切替えることにより２つの周波数で発振させるようにしたものである。
第７の実施形態は、第３の実施形態のＦＳＫマルチキャリア変調回路１４と同様の回路構成をとり、ＳＡＷ共振子２を縦結合型３重モードＳＡＷ共振子に置き換えたものであって、スイッチ１５を切替えることにより３つの周波数で発振させるようにしたものである。
第８の実施形態は、第４の実施形態のＦＳＫマルチキャリア変調回路１６と同様の回路構成をとり、ＳＡＷ共振子２を縦結合型３重モードＳＡＷ共振子に置き換えたものであって、スイッチ１５を切替えることにより３つの周波数で発振させるようにしたものである。
【００２８】
第５の実施形態から第８の実施形態におけるＦＳＫマルチキャリア変調回路は、ＳＡＷ共振子を縦結合型にしたことのみが異なり、他の構成要素や動作は、それぞれ第１の実施形態から第４の実施形態と同様であるので、次に、縦結合型多重モードＳＡＷ共振子について説明する。
図７は、第５の実施形態から第８の実施形態に用いられる縦結合型多重モードＳＡＷ共振子の構成を示す図である。ＳＡＷ共振子１７は、圧電基板６と、当該圧電基板６の一主面に配置された、一対の反射器１８（１８ａ、１８ｂ）と、前記一対の反射器１８の間に設けられたＩＤＴ１９（１９ａ、１９ｂ）とから構成される。ＳＡＷ共振子１７は、縦結合型多重モードの機能を有するＳＡＷ共振子であり、弾性表面波の伝搬方向に沿って２つのＩＤＴを縦に配置している。縦結合型多重モードＳＡＷ共振子は、広帯域化が可能であり、マルチキャリア周波数の周波数幅を広くすることが可能である。また、他の特徴については、前述した横結合型多重モードＳＡＷ共振子と同様である。
【００２９】
ＩＤＴ１９を構成する櫛歯状電極２０は、信号の入力側となる電極と信号の出力側となる電極の２つを噛合わせることで、１つのＩＤＴ１９を構成する。
前記ＩＤＴ１９は圧電基板６上において、前記反射器１８ａ、１８ｂの間に一対、弾性表面波の伝搬方向に対して縦に配置し、櫛歯状電極２０における櫛歯状の電極部は、前記弾性表面波の伝搬方向に直交するように配置する。
上記のような構成のＳＡＷ共振子１７を発振回路に用いる際は、前記ＩＤＴ１９ａを発振回路と固定的に接続し、一方、ＩＤＴ１９ｂは、スイッチを介して発振回路に接続する。そして、スイッチを動作させることにより、ＩＤＴ１９ｂに入力する信号の位相を反転させたり、ＩＤＴ１９の入出力端子を開放したりすることにより、前述した、Ｓ０モード、Ａ０モード、或いは（Ｓ０＋Ａ０）モードにより発振回路を発振させることができ、発振回路を２周波発振回路、または３周波発振回路として機能させることが可能である。
【００３０】
次に、第１の実施形態から第８の実施形態の説明において示したＦＳＫマルチキャリア変調回路を用いた送信機の構成例について説明する。
図８は、本発明に係るＦＳＫマルチキャリア変調回路を搭載した送信機の構成例を示す図である。送信機２１は、ＦＳＫデータを記憶しておくメモリ２２と、メモリ２２内のＦＳＫデータに基づいてＦＳＫ変調を行うＦＳＫマルチキャリア変調回路（前記第１の実施形態から第８の実施形態におけるＦＳＫマルチキャリア変調回路）２３と、メモリ２２内のＦＳＫデータを必要に応じてＦＳＫ変調回路２３へ送出するための制御回路２４と、ＦＳＫ変調信号を空間に放射するための送信アンテナ２５と、により構成する。
【００３１】
送信機２１の動作について説明する。送信機２１は、例えば、微弱電波を用いた通信システムに採用されるものを実施形態としており、ＦＳＫデータは、メモリ２２に格納されている。そして、制御回路２４は、必要に応じてメモリ２２内に格納されているＦＳＫデータをＦＳＫマルチキャリア変調回路２３に入力し、ＦＳＫデータをＦＳＫ変調して送信アンテナ２５を介して空中に放射する。また、送信機２１は、マルチキャリアの機能を有しており、キャリア周波数切替え信号をＦＳＫマルチキャリア変調回路２３に入力することにより、２周波からなるキャリア信号や、３周波からなるキャリア信号を選択可能である。従って、妨害電波などが発生して受信機でのＳ／Ｎが劣化した際に、キャリア周波数を変更して最適なキャリア周波数を選択することにより、受信機でのＳ／Ｎの向上を図ることができる。
また、このような構成の送信機２１によれば、ＦＳＫマルチキャリア変調回路２３内に備えたＳＡＷ共振子は、１つで全ての機能を実現しており、送信機の小型化、低コスト化を実現することが可能である。
また、本実施形態では、本発明のＦＳＫマルチキャリア変調回路を、微弱電波を利用した送信機に適用した場合を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、他の各種用途の送信機にも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＦＳＫマルチキャリア変調回路の構成図。
【図２】第１の実施形態における横結合型２重モードＳＡＷ共振子２の構成を示す図。
【図３】第１の実施形態のＦＳＫマルチキャリア変調回路に備えたＳＡＷ共振子の２つの発振モードを示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るＦＳＫマルチキャリア変調回路の構成図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るＦＳＫマルチキャリア変調回路の構成図。
【図６】本発明の第４の実施形態に係るＦＳＫマルチキャリア変調回路の構成図。
【図７】第５の実施形態から第８の実施形態に用いられる縦結合型多重モードＳＡＷ共振子の構成を示す図。
【図８】本発明に係るＦＳＫマルチキャリア変調回路を搭載した送信機の構成例を示す図。
【図９】従来のマルチキャリアに対応した発振回路の構成図。
【符号の説明】
【００３３】
１、１１、１４、１６、１７、２３…ＦＳＫマルチキャリア変調回路、２…ＳＡＷ共振子、３、１５…スイッチ、４…発振用増幅回路、５…可変容量回路、６…圧電基板、７、１８…反射器、８、１９…ＩＤＴ、９…電極部、１０、２０…櫛歯状電極、１２…インバータ、１３…負荷容量、２１…送信機、２２…メモリ、２４…制御回路、２５…送信アンテナ
【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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