(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された信号の周波数を変換して出力する回路であって、電源（ＶＤＤ）と出力端子（ＩＦｏｕｔ）とに接続された抵抗と、グランドと入力端子（ＲＦｉｎ）とに接続された抵抗とを備え、２つの前記抵抗のうちの一方が第１の温度特性を有する第１の抵抗（１０８１、１０８５）であり、他方が、前記第１の抵抗とは異なる温度特性を有する第２の抵抗（１０８９、１０９１）であることで、温度が変化したときに利得が変化する第１の回路（１０８）と、
前記第１の抵抗と同じ特性である抵抗（１０７２）と前記第２の抵抗と同じ特性である抵抗（１０７３）とを有した抵抗分圧回路であって、前記第１の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値および前記第２の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値、または前記第１の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値と前記第２の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値との比を出力する第２の回路（１０７）と、
前記第２の回路から出力された２つの出力値から算出する出力値の比、または前記第２の回路から出力された比が閾値以上の変化があったと判定した場合に、前記利得の変化を低減するように、前記第１の回路の利得を切り替える第３の回路（１１０）と、
を備えることを特徴とする無線受信機。
【請求項２】
前記第１の抵抗および前記第１の抵抗と同じ特性である抵抗は、正または負の温度特性を有した抵抗から構成され、前記第２の抵抗および前記第２の抵抗と同じ特性である抵抗は、温度特性を有さない抵抗から構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線受信機。
【請求項３】
前記第１の抵抗および前記第１の抵抗と同じ特性である抵抗は、正または負の温度特性を有した抵抗から構成され、前記第２の抵抗および前記第２の抵抗と同じ特性である抵抗は、負または正の温度特性を有した抵抗から構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線受信機。
【請求項４】
前記第２の回路は、ミキサ回路または中間周波数増幅回路として構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線受信機。
【請求項５】
前記第３の回路が、前記第１の回路と前記第２の回路とを含む受信ブロックに配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線受信機。
【請求項６】
入力された信号の周波数を変換して出力する回路であって、電源（ＶＤＤ）と出力端子（ＩＦｏｕｔ）とに接続された抵抗と、グランドと入力端子（ＲＦｉｎ）とに接続された抵抗とを備え、２つの前記抵抗のうちの一方が第１の温度特性を有する第１の抵抗（１０８１、１０８５）であり、他方が、前記第１の抵抗とは異なる温度特性を有する第２の抵抗（１０８９、１０９１）であることで、温度が変化したときに利得が変化する第１の回路（１０８）の利得を切り替える無線受信方法であって、
前記第１の抵抗と同じ特性である抵抗（１０７２）と前記第２の抵抗と同じ特性である抵抗（１０７３）とを有した抵抗分圧回路が、前記第１の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値および前記第２の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値、または前記第１の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値と前記第２の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値との比を出力し、
出力された２つの出力値から算出する出力値の比、または、出力された比が閾値以上の変化があったと判定した場合に、前記利得の変化を低減するように、前記第１の回路の利得を切り替える、
ことを特徴とする無線受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車載用途に代表される、無線受信機および無線受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突防止など走行安全への関心と技術革新が進み、車にセンサを多数装備する時代となってきている。その中でも悪天候や暗闇などの自然条件に依らず検知が可能なミリ波レーダが有望視されている。かつては高級車に搭載されていたシステムが大衆車に広まるために、安価かつ高信頼で従来の温度条件（例えば、−４０℃〜１２５℃）に代表される厳しい環境条件での動作が求められている。この動作の実現のため、特にＲＦ／アナログ回路は広い範囲の温度で動作することが必要であるとともに、温度で変化する受信特性を補正する必要がある。しかし、受信特性が不連続となる場合には誤検知や検知漏れの可能性があるため、受信特性をリアルタイムで補正することが困難であった。そこで、無線受信機の受信回路は、広範囲の温度で利得の変動を一定幅以内に抑えるため、温度補償をアナログ的に自己補正する回路方式にて実現する必要がある。【０００３】
特許文献１では、制御部が複数の素子の特性を補正するための温度信号、センサ信号をモニタデータとして出力し、モニタデータによってアナログ回路の素子の特性を補正している。また、例えば、特許文献２では、抵抗素子のバラツキによる増幅器の負荷変動や温度変化による増幅特性に与える影響を軽減した半導体集積回路において、モニタ抵抗素子を測定し、モニタ抵抗素子の抵抗値に従って調整抵抗素子を選択し、増幅回路のバイアス電圧を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２４４０６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３９１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、温度と製造バラツキを検知するセンサを内蔵し、その結果を外部のデジタル信号に出力し、外部から補正用の設定信号を受けることでバラツキを低減している。しかし、量子化した場合、例えば利得の特性がステップ的に変化するが、そのような変化に対応していない。また、同じウェハ製造プロセスからなるセンサ自体のバラツキについて考慮されていない。また、上記特許文献２では、バンドギャップリファレンス回路の基準電流とモニタ用の抵抗素子から製造バラツキをモニタし、所望に近い抵抗回路を選択することで製造バラツキを補正しているが、温度が変化したときに補正することができず、例えば−４０℃〜１２５℃のような広い温度範囲をカバーすることが困難であった。【０００６】
本発明は、製造バラツキのあるセンサを用いた場合でも、広い温度範囲で利得を略一定にすることが可能な無線受信機および無線受信方法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】
【０００７】
本発明にかかる無線受信機は、入力された信号の周波数を変換して出力する回路であって、電源（ＶＤＤ）と出力端子（ＩＦｏｕｔ）とに接続された抵抗と、グランドと入力端子（ＲＦｉｎ）とに接続された抵抗とを備え、２つの抵抗のうちの一方が第１の温度特性を有する第１の抵抗（１０８１、１０８５）であり、他方が、第１の抵抗とは異なる温度特性を有する第２の抵抗（１０８９、１０９１）であることで、温度が変化したときに利得が変化する第１の回路（１０８）と、第１の抵抗と同じ特性である抵抗（１０７２）と第２の抵抗と同じ特性である抵抗（１０７３）とを有した抵抗分圧回路であって、第１の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値および第２の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値、または第１の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値と第２の抵抗と同じ特性である抵抗の出力値との比を出力する第２の回路（１０７）と、第２の回路から出力された２つの出力値から算出する出力値の比、または第２の回路から出力された比が閾値以上の変化があったと判定した場合に、利得の変化を低減するように、第１の回路の利得を切り替える第３の回路（１１０）と、を備えることを特徴とする無線受信機として構成される。
【０００８】
また、本発明は上記無線受信機を用いた無線受信方法としても把握される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、広い温度範囲でも利得を略一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】無線受信機が備える受信ユニットの構成例を示す図である。
【図２】モニタ回路およびミキサの具体的な構成例を示す図である。
【図３】モニタ回路のさらに具体的な構成例を示す図である。
【図４】第１の抵抗に温度特性を有した抵抗を用い、第２の抵抗に温度特性を有さない抵抗を用いた場合の利得の変化と、第１の抵抗および第２の抵抗に温度特性を有した抵抗を用いた場合の利得の変化との比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、無線受信機および無線受信方法の実施の形態を詳細に説明する。以下では、一例として、レーダ用無線送受信機について説明しているが、例えば、屋外などの環境変動の大きい場所で使用され、温度への依存性を一定に保つことが必要な様々な電子回路を有した装置に適用することができる。また、雑音と歪み特性を決定する低雑音増幅器（ＬＮＡ）は受信性能に大きく影響するため、ＬＮＡ内の電流を制御して利得を決定することはせず、後段の回路であるミキサ回路で利得を切り替えているが、中間周波数増幅回路（ＩＦＡ）で利得を切り替えることも可能である。
【００１２】
図１は、無線受信機が備える受信ユニット１００の構成例を示す図である。図１に示すように、受信ユニット１００は、アンテナ１０１と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１０２と、局部発振器１０３と、ＬＯＡ（Local Oscillator Amplifier）１０４と、ＢＩＡＳ１０５と、バラン１０６と、モニタ回路１０７と、ミキサ１０８と、ＩＦＡ１０９と、ＩＣＣｈｉｐ１１０とを有して構成されている。なお、ＢＢＦ２００は、ベースバンドフィルタであり、受信ユニット１００から出力された差動信号の所定周波数の周波数特性を盛り上げるフィルタ回路である。Ａ／Ｄコンバータ３００は、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する回路である。
【００１３】
アンテナ１１は、無線周波数ＲＦを中心とした無線周波数帯域（本例では５つの周波数帯域）の無線信号を受信する。無線信号は、図示しない無線端末により送信される。アンテナ１１は、受信された無線信号を、ＬＮＡ１０２に出力する。
【００１４】
ＬＮＡ１０２は、雑音の発生を抑えつつ、アンテナ１１から供給された無線信号を増幅し、差動信号として出力する回路である。図１に示すように、ＬＮＡ１０２は、各周波数帯の無線信号を所定のゲインで増幅する第１のＬＮＡ１０２１と、第１のＬＮＡ１０２１から出力された無線信号を、受信ユニット１００が処理可能な形式に変換するバラン１０２２と、バラン１０２２によって変換された無線信号を所定のゲインで増幅する第２のＬＮＡ１０２３とを有している。バラン１０２２は、単相信号を差動信号に変換する変換素子である。アンテナ１０１が受信した単相の無線信号は、バラン１０２２によって差動信号に変換される。受信ユニット１００では、初段にＬＮＡ１０２を設けることにより、受信装置１００全体としての信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を高くし、微弱な電波を受信することができるようになっている。
【００１５】
局部発振部１０３は、無線通信の搬送波と同じ周波数を有する差動信号を生成する発振回路である。図１に示すように、局部発振器１０３は、局部発振器１０３１と、逓倍器１０３２とを有している。局部発振器１０３は、上記差動信号を生成する発振回路であり、例えば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）を用いた周波数シンセサイザにより構成される。逓倍器１０３２は、例えば、逓倍数ｋ＝２の逓倍器であり、周波数ｆの局部発振信号を入力して周波数をｋ倍（例えば、２倍）し、周波数がｋ×ｆ（例えば、２×ｆ）の高周波信号を生成して出力信号として出力する。
【００１６】
ＬＯＡ１０４は、局部発振部１０３から出力された差動信号を増幅し、位相差を有す２つの差動信号を出力する回路である。図１に示すように、ＬＯＡ１０４は、局部発振部１０３から出力された差動信号を増幅する増幅回路１０４１と、増幅回路１０４１により増幅された差動信号を、位相差を有する２つの差動信号（例えば、Ｉ成分の差動信号、Ｑ成分の差動信号）を出力する分配器１０４２と、位相差を有するそれぞれの差動信号を増幅する増幅回路１０４３ａ、１０４３ｂとを有している。なお、ＢＧＲ１０４４は、バンドギャップ電圧を利用して、温度や電源電圧の変動に対して安定した一定の電圧値を作り出す回路である。
【００１７】
増幅回路１０４１は、例えば、ＬＮＡ１０２１、１０２３と同様の回路により構成され、上記差動信号を増幅し、分配器１０４２に出力する。分配器１０４２は、増幅回路から出力された差動信号を、例えば、１８０°の位相差を有する２つの信号に分ける分配器であり、例えば、ポリフェーズフィルタなどが用いられる。
【００１８】
増幅回路１０４３ａ、１０４３ｂは、例えば、ＬＮＡ１０２１、１０２３と同様の回路により構成され、分配器１０４２から出力された位相差を有するそれぞれの差動信号を増幅し、ミキサ１０８に出力する。
【００１９】
ＢＩＡＳ１０５は、ＬＮＡ１０２、ＬＯＡ１０４、ミキサ１０８、ＩＦＡ１０９にバイアス電圧を供給する回路である。
【００２０】
バラン１０６は、ＬＮＡ１０２から出力された増幅後の差動信号を、位相差を有する２つの差動信号（例えば、Ｉ成分の差動信号、Ｑ成分の差動信号）を出力する変換素子である。バラン１０６は、例えば、１８０°の位相差を有する２つの差動信号を、ミキサ１０８に出力する。
【００２１】
モニタ回路１０７（第２の回路）は、温度特性の異なる抵抗器の抵抗分圧をモニタする回路である。モニタ回路１０７の具体的な構成については後述する。
【００２２】
ミキサ１０８（第１の回路）は、搬送波に重畳されている中間周波数の信号成分を抽出し、差動信号として出力する回路である。ミキサ１０８は、バラン１０６から出力された位相差を有したそれぞれの差動信号と、ＬＯＡ１０４から出力された位相差を有するそれぞれの差動信号とを乗算してダウンコンバートする第１のミキサ１０８Ａ、第２のミキサ１０８Ｂを有している。ミキサ１０８の具体的な構成については、モニタ回路１０７とともに後述する。
【００２３】
ＩＦＡ１０９は、ミキサ１０８で生成された中間周波数の信号成分を有した差動信号を適切な信号レベルまで増幅する回路である。ミキサ１０８から出力された位相差を有した中間周波数の信号成分の差動信号を出力する第１のＩＦＡ１０９１と、第２のＩＦＡ１０９２とを有し、それぞれの差動信号を受信ユニット１００外に構成されるＢＢＦ２００に出力する。
【００２４】
ＩＣＣｈｉｐ１１０（第３の回路）は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、メインメモリ等を含む演算回路である。ＩＣＣｈｉｐ１１０は、モニタ回路１０７によって測定された各抵抗の出力である抵抗分圧の比を算出し、算出した抵抗分圧の比が、予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。ＩＣＣｈｉｐ１１０は、算出した抵抗分圧の比が、予め定められた閾値以上であると判定した場合、ミキサ１０８の利得を切り替える切り替え信号をミキサ１０８に出力する。ＩＣＣｈｉｐ１１０は、モニタ回路１０７やミキサ１０８と同じ受信ユニット１００内に配置されているため、モニタ回路１０７から受けとった測定値に対するノイズの影響を受けにくい構成となっている。続いて、モニタ回路１０７およびミキサ１０８の具体的な構成について説明する。
【００２５】
図２は、モニタ回路１０７およびミキサ１０８の具体的な構成例を示す図である。図２に示すように、モニタ回路１０７は、抵抗１０７１と、抵抗１０７２と、抵抗１０７３とを有した抵抗分圧回路により構成される。抵抗１０７１、抵抗１０７２（第１の抵抗）は、温度特性を有した抵抗であり、例えば、サリサイド抵抗を用いることができる。また、抵抗１０７３（第２の抵抗）は、温度特性を有さない抵抗であり、例えば、ポリシリコン抵抗を用いることができる。
【００２６】
抵抗１０７１は、スイッチＳ１を介して電源電圧ＤＶＤＤ２に接続される。スイッチＳ２は、抵抗１０７２にかかる電圧を測定するためのスイッチであり、スイッチＳ３は、抵抗１０７２にかかる電圧を測定するためのスイッチである。スイッチＳ２、Ｓ３を切り替えることにより、抵抗１０７２または抵抗１０７３による電圧値ＶＯＵＴを測定することができる。実際には、電圧値ＶＯＵＴは、図３に示すように、ＡＤコンバータ１０７４でデジタル値に変換されて、ＩＣＣｈｉｐ１１０に入力される。図３に示す例では、抵抗１０７２に１０００オームのサリサイド抵抗、抵抗１０７３に５５３オームのポリシリコン抵抗を用い、これらの抵抗分圧が、ＶＲＢ＝０．７３〜ＶＲＴ＝２．２Ｖの間のＡＤコンバータ（７ｂｉｔ）に入力されてデジタル化され、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）を介してＩＣＣｈｉｐ１１０に入力される。
【００２７】
なお、本例では、モニタ回路１０７が上記抵抗分圧を出力し、ＩＣＣｈｉｐ１１０がこれらの比を算出する前提で説明しているが、モニタ回路１０７がこれらの比を算出し、その結果をＩＣＣｈｉｐ１１０に出力してもよい。この場合、抵抗分圧の比を算出する必要がないため、ＩＣＣｈｉｐ１１０の負荷が軽減される。
【００２８】
続いて、図２に戻って、ミキサ１０８の構成例について説明する。図２に示すように、ミキサ１０８は、第１のミキサ１０８Ａと、第２のミキサ１０８Ｂとを有している。図２では、ミキサ１０８が、入力される２つの差動信号（ＬＯ）の位相差が１８０°（ｐ、ｍ）である場合の構成例を示している。
【００２９】
第１のミキサ１０８Ａは、抵抗１０８１と、トランジスタ１０８２と、トランジスタ１１０８３と、トランジスタ１０８８と、抵抗１０８９とを備える。第２のミキサ１０８Ｂは、抵抗１０８５と、トランジスタ１０８６と、トランジスタ１０８７と、トランジスタ１０９０と、抵抗１０９１とを備える。第１のミキサ１０８Ａと第２のミキサ１０８Ｂとは同一の構成であり、抵抗１０８１と抵抗１０８５、トランジスタ１０８２とトランジスタ１０８６、トランジスタ１０８３とトランジスタ１０８７、トランジスタ１０８８とトランジスタ１０９０、抵抗１０８９と抵抗１０９１は、それぞれ対応している。
【００３０】
トランジスタ１０８２とトランジスタ１０８６とは、コレクタ端子同士が接続され、トランジスタ１０８２とトランジスタ１０８３とは、エミッタ端子同士が接続される。また、トランジスタ１０８２とトランジスタ１０８７のベース端子は、差動信号（ＬＯ）の入力端子であり、互いに同相の信号が入力される。図２において、差動信号（ＬＯ）の入力端子ＬＯ＿ｐに同相の信号が入力される。
【００３１】
同様に、トランジスタ１０８３とトランジスタ１０８７とは、コレクタ端子同士が接続され、トランジスタ１０８６とトランジスタ１０８７とは、エミッタ端子同士が接続される。また、トランジスタ１０８３及びトランジスタ１０８６のベース端子は、差動信号（ＬＯ）の入力端子であり、互いに同相の信号が入力される。図２において、差動信号（ＬＯ）の入力端子ＬＯ＿ｍに同相の信号が入力される。入力端子ＬＯ＿ｍに入力される差動信号は、入力端子ＬＯ＿ｐに入力される差動信号と逆相の信号である。
【００３２】
トランジスタ１０８２とトランジスタ１０８３との接続点、およびトランジスタ１０８６とトランジスタ１０８７との接続点は、トランス１０８４に接続される。トランス１０８４は、逆符号のトランス結合であり、一方のリードピンに流れる電流は他方のリードピンの電流を減少させ、利得の劣化を低減している。
【００３３】
また、トランジスタ１０８８およびトランジスタ１０９０のコレクタ端子が、トランス１０８４に接続される。トランジスタ１０８８のベース端子は、差動信号（ＲＦ）の入力端子であり、図２において、ＲＦｉｎ＿ｐである。また、トランジスタ１０８８のエミッタ端子は抵抗１０８９に接続され、トランジスタ１０９０のエミッタ端子は抵抗１０９１に接続される。トランジスタ１０８８のベース端子は、差動信号（ＲＦ）の入力端子であり、図２において、ＲＦｉｎ＿ｐである。また、トランジスタ１０９０のベース端子は、差動信号（ＲＦ）の入力端子であり、図２において、ＲＦｉｎ＿ｍである。入力端子ＲＦｉｎ＿ｍに入力される差動信号は、入力端子ＲＦｉｎ＿ｐに入力される差動信号と逆相の信号である。
【００３４】
トランジスタ１０８８のベース端子とトランジスタ１０９０のベース端子とには互いに逆相の差動信号（ＲＦ）が入力される。逆相の差動信号（ＲＦ）が入力されるので、トランジスタ１０８８とトランジスタ１０９０とは、逆相動作し、両者のエミッタ端子同士が接続される点において仮想短絡が形成され、トランジスタ１０８８及びトランジスタ１０９０のエミッタ端子は、高周波に対して接地されることになる。
【００３５】
トランジスタ１０８２とトランジスタ１０８６との接続点に抵抗１０８１の一端と差動信号（ＩＦ）の出力端子ＩＦｏｕｔ＿ｐとが接続される。トランジスタ１０８３とトランジスタ１０８７との接続点に抵抗１０８５の一端と差動信号（ＩＦ）の出力端子ＩＦｏｕｔ＿ｍとが接続される。出力端子ＩＦｏｕｔ＿ｍから出力される差動信号は、出力端子ＩＦｏｕｔ＿ｐから出力される差動信号と逆相の信号である。抵抗１０８１の他端と抵抗１０８５の他端とは接続され、その接続点に電源ＶＤＤが接続されている。電源は、トランジスタ１０８２のコレクタ端子、トランジスタ１０８３のコレクタ端子、トランジスタ１０８６のコレクタ端子及びトランジスタ１０８７のコレクタ端子に直流電圧を供給する。
【００３６】
本ミキサ１０８の構成では、出力端子ＩＦｏｕｔ＿ｍと、出力端子ＩＦｏｕｔ＿ｐとから出力される差動信号（ＩＦ）は逆相関係になるので、抵抗１０８１と抵抗１０８５との接続点において、仮想短絡が形成され、本ミキサ１０８は、電源インピーダンスに影響されずに動作する。なお、トランジスタとしてバイポーラトランジスタを用いることもできるが、電界効果トランジスや他のトランジスタを用いても良い。電界効果トランジスタを用いる場合、バイポーラトランジスタの制御端子であるベース端子が電界効果トランジスタの制御端子であるゲート端子に、コレクタ端子がドレイン端子に、エミッタ端子がソース端子に対応する。
【００３７】
また、本ミキサ１０８では、インダクタ素子をトランス結合したトランス１０８４により、差動信号（ＲＦ）側と差動信号（ＬＯ）側とを接続して結合し、インピーダンスを整合させて差動信号（ＩＦ）を出力している。したがって、出力となる差動信号（ＩＦ）の線形性を向上させることができ、ミキサ１０８を低電力化することができる。また、利得の温度特性やシステムＮＦを改善することができ、利得が安定する結果、受信ユニット１００の動作の不具合を防止することができる。
【００３８】
さらに、本実施例におけるミキサ１０８においては、利得を決定する対となる抵抗１０８１および抵抗１０８５（第１の抵抗）と、抵抗１０８９および抵抗１０９１（第２の抵抗）とは、互いに異なる温度特性を有した抵抗が用いられている。本例では、第１の抵抗として、温度特性を有したサリサイド抵抗を用い、第２の抵抗として、温度特性を有さないポリシリコン抵抗を用いている。ＮＦが低くなる高温の環境下で受信ユニットの利得が下がると、後段のＡ／Ｄコンバータ３００での量子化雑音によりＳＮ比が顕著に劣化する。このため、ミキサ１０８の抵抗にサリサイド抵抗を適用することにより、温度が変化した場合でも受信ユニットの利得が一定となるようにしている。
【００３９】
さらに、本ミキサ１０８にはモニタ回路１０７が設けられており、モニタ回路１０７を構成する抵抗１０７２、抵抗１０７３の抵抗分圧の比あるいはそれぞれの抵抗分圧の値をＩＣＣｈｉｐ１１０に出力する。ＩＣＣｈｉｐ１１０が、それぞれの抵抗分圧の値から算出した抵抗分圧の比が一定の閾値以上の変化があったか否かを判定し、上記抵抗分圧の比あるいは上記それぞれの抵抗分圧の値から算出した抵抗分圧の比が一定の閾値以上の変化があったと判定した場合、受信ユニット１００に一定以上の温度変化が生じていると判断し、ミキサ１０８の利得を切り替えるための切り替え信号をミキサ１０８に出力する。
【００４０】
図４は、第１の抵抗に温度特性を有した抵抗を用い、第２の抵抗に温度特性を有さない抵抗を用いた場合の利得の変化４１と、第１の抵抗および第２の抵抗に温度特性を有した抵抗を用いた場合の利得の変化４２との比較を示す図である。図４では、縦軸に利得（ｄＢ）、横軸に温度（ｄｅｇ）をとっている。図４に示すように、第１の抵抗および第２の抵抗がいずれも温度特性を有している場合、温度が上昇するに従って利得が低下し、許容される利得の下限値Ｂを下回る。一方、第１の抵抗が温度特性を有し、第２の抵抗が温度特性を有さない場合、ある一定の温度までは利得が上昇し、その後、上記切り替え信号により、許容される利得の下限値Ｂから上限値Ｔまでの間で、利得が略一定になっていることがわかる。
【００４１】
なお、本例では、互いに異なる温度特性をもつ抵抗素子として、高温になるにつれて抵抗値が大きくなるプラスの温度特性を有した抵抗素子と温度特性を有さない抵抗素子とを用いてこれらの抵抗分圧の比を算出した。しかし、高温になるにつれて抵抗値が小さくなるマイナスの温度特性を有した抵抗素子と温度特性を有さない抵抗素子とを用いてこれらの抵抗分圧の比を算出したり、あるいは高温になるにつれて抵抗値が大きくなるプラスの温度特性を有した抵抗素子と高温になるにつれて抵抗値が小さくなるマイナスの温度特性を有した抵抗素子とを用いてこれらの抵抗分圧の比を算出してもよい。
【００４２】
このように、本実施例では、ミキサにおいて利得を決定する対となる抵抗素子を、温度特性が異なる第１の抵抗と第２の抵抗を組み合わせた抵抗とし、温度が変化する時に利得が変化するように設計している。そして、その利得を決定する要素を、トランジスタの動作電流ではなく、第１の抵抗と第２の抵抗との抵抗分圧比をモニタするモニタ回路を設け、その抵抗分圧比の温度特性をトランジスタの温度特性と逆特性を持たせるように制御する。このような構成とすることで、ブロック全体の利得の温度依存性をキャンセルすることが可能になる。
【００４３】
より具体的には、温度依存性の補正を回路の消費電流ではなく、抵抗分圧比で決まる回路ブロックに補正機能をもたせ、ＲＦ特性に寄与するブロックの消費電流に温度依存性を持たせない構成としている。したがって、ＲＦ特性を犠牲にすることなく、ブロック全体の利得に代表されるＲＦ特性の温度依存性をキャンセルすることができ、通常では異なる素子同士を組み合わせたことで発生する製造バラツキの問題を補正する仕組みを持つことで、RF回路の環境依存性を測定することなく回路利得の温度依存性を一定に保つことが可能となり、高精度で安価な無線回路を実現出来る。
【００４４】
通常、同じ温度特性を有した素子同士のペアでは、レイアウト配置の工夫で、それぞれの抵抗値の差を数%以下に抑えることができる。しかし、本実施例のように、第１の抵抗と第２の抵抗とを組み合わせる場合、互いに異なる素子であるため、例えば、第１の抵抗の抵抗値が本来の値よりも＋１５％高めに製造される一方、第２の抵抗の抵抗値が本来の値よりも−１５％低めに製造されることが発生する。この場合、本来発生する利得中心値から最大３０％の誤差が発生する可能性があることになる。
【００４５】
このように、製造バラツキがある異なる素子で回路を構成することによって生じる抵抗値の利得中心値に対する誤差に対応するため、以下の機能を有している。すなわち、当該回路の近傍に異なる温度特性の抵抗素子のペア比（本例では、第１の抵抗と第２の抵抗の抵抗値の抵抗分圧比）をモニタする回路を具備し、利得を切り替える機能を有することで、第１の抵抗と第２の抵抗の製造初期のバラツキにより生じる利得を補正する。つまり、温度が変化する時に抵抗素子のペア比で利得が変化することで、高温と低温での利得差が低減し、トランジスタの温度特性を相殺し、一定利得となる温度特性が実現できる。また、消費電流に温度特性を持たせないことで、トランジスタの雑音特性・歪特性を維持することが可能となり所望のＲＦ特性を広い範囲で実現可能になる。初期の製造バラツキについては、モニタ回路で得られた結果から抵抗分圧の比を算出することでターゲットの利得を実現することが可能となる。
【００４６】
また、例えば、次のような課題を解決するものであるとも言える。すなわち、一般的には高温になるとトランジスタ特性が悪化するため、利得が下がりシステム性能が低下する（ＮＦ・最小受信感度の低下）。このような問題に対して、例えば、第１の抵抗および第２の抵抗の両方の抵抗について温度特性を有した抵抗を用いることにより、高温側で回路的に温度を補正し、利得を一定にすることも考えられる。しかし、低温では極端な電流低下により回路の動作が不安定となったり、あるいは特性が悪化することがあり、温度補正だけでは低温から高温までの広範囲に亘って利得を確保することができない。
【００４７】
また、半導体の製造においては、製造バラツキを補正することに加えて、動作時に温度変化が生じても利得を一定とする必要があるが、動作中に利得をステップ上に切替えると、信号の連続的な変化を信号処理して物体を検知するレーダでは誤検知などの不具合に繋がる可能性がある。従って、回路上にトランジスタの増幅特性をアナログ的に補正する回路方式が必要となる。通常、温度依存性を補償するために基準電流に逆の温度特性を持たせるなどの工夫を行うが、広い温度範囲では、温度上限で過剰な電流による消費電流増大によるエレクトロマイグレーションや発熱の副作用が生じること、温度下限では過少な電流で雑音特性が悪化するなどの副作用が発生し、所望のＲＦ特性を広い温度範囲で実現することが困難になる課題がある。本実施例に示した構成により、これらの課題を解決することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１００              受信ユニット
１０１              アンテナ
１０２              ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）
１０２１            第１のＬＮＡ
１０２２            １０２２
１０２３            第２のＬＮＡ
１０３              局部発振器
１０３１            局部発振器
１０３２            逓倍器
１０４              ＬＯＡ（Local Oscillator Amplifier）
１０４１            増幅回路
１０４２            分配器
１０４３ａ、ｂ      増幅回路
１０４４            ＢＧＲ
１０５              ＢＩＡＳ
１０６              バラン
１０７              モニタ回路
１０７１〜１０７３  抵抗
１０７４            Ａ／Ｄコンバータ
１０８              ミキサ
１０８１            第１のミキサ
１０８２            第２のミキサ
１０９              ＩＦＡ
１１０              ＩＣＣｈｉｐ
２００              ＢＢＦ（ベースバンドフィルタ）
３００              Ａ／Ｄコンバータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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