(57)【要約】　　　（修正有）【課題】従来高周波信号発生器が用いられていた送信信号発生器を低周波帯域信号発生器に置き換えることにより送信系の信号発生器の半導体集積化を容易にして、システムコスト削減を実現する。【解決手段】受信系ローカル信号を出力する受信系ローカル信号発生器５と、ローノイズアンプ３の出力及び受信系ローカル信号発生器５の出力を入力とし、受信系中間周波数信号を出力する受信用乗算器４により構成される受信装置、及び送信系中間周波数信号を出力する送信系中間周波数信号発生器１０と受信系ローカル信号発生器５の出力と送信系中間周波数信号発生器１０の出力とを入力とする送信用乗算器１１と、送信用乗算器１１の出力を入力とし、信号を増幅するパワーアンプ１２と、パワーアンプ１２の出力を入力とし、送信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ１３により構成される送信装置を備えたものである。【選択図】　　図１
2004064593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタと、前記受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタの出力を入力とし、受信信号を増幅するローノイズアンプと、受信系ローカル信号を出力する受信系ローカル信号発生器と、前記ローノイズアンプの出力及び前記受信系ローカル信号発生器の出力を入力とし、受信系中間周波数信号を出力する受信用乗算器と、受信用乗算器の出力を入力とし、受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタと、受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタの出力を入力とし、受信系中間周波数信号を増幅する受信系中間周波数増幅器と、前記受信系中間周波数増幅器の出力を入力とし、復調を行う復調器により構成される受信装置と、
送信系中間周波数信号を出力する送信系中間周波数信号発生器と、前記受信系ローカル信号発生器の出力と前記送信系中間周波数信号発生器の出力とを入力とする送信用乗算器と、前記送信用乗算器の出力を入力とし、信号を増幅するパワーアンプと、前記パワーアンプの出力を入力とし、送信信号のみを取り出すバンドパスフィルタにより構成される送信装置と、
を備えたことを特徴とするＦＭ送受信装置。
【請求項２】
受信系ローカル信号発生器を、受信系ローカル信号を出力する受信系ローカル信号用電圧制御発振器と、前記受信系ローカル信号用電圧制御発振器の出力を入力とし、分周する受信用分周器と、前記受信用分周器の出力と受信用基準周波数入力端子とを入力とし、位相比較を行う受信用位相比較器と、前記受信用位相比較器の出力を入力とし、前記受信系ローカル信号用電圧制御発振器に制御電圧を出力する受信用ローパスフィルタとを備えた受信用高周波ＰＬＬにより構成し、
送信系中間周波数信号発生器を、送信系中間周波数信号を出力する送信系中間周波数信号用電圧制御発振器と、前記送信系中間周波数信号用電圧制御発振器の出力を入力とし、分周する送信用分周器と、前記送信用分周器の出力と送信用基準周波数入力端子とを入力とし、位相比較を行う送信用位相比較器と、前記送信用位相比較器の出力を入力とし、前記送信系中間周波数信号用電圧制御発振器に制御電圧を出力する送信用ローパスフィルタとを備えた送信用中間周波数ＰＬＬにより構成したことを特徴とする請求項１記載のＦＭ送受信装置。
【請求項３】
受信装置の受信信号を取り出すバンドパスフィルタの入力と、送信装置の送信信号を取り出すバンドパスフィルタの出力とに、受信信号の入力及び送信信号を出力するアンテナを接続したことを特徴とする請求項１記載のＦＭ送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信装置の送受信に用いられる高周波信号を出力とする信号発生器を、低周波信号を出力とする信号発生器に置き換えることを可能とするＦＭ送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
受信信号を受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタを通して、ローノイズアンプで増幅し、受信系ローカル信号発生器より出力される受信系ローカル信号と受信信号とを乗算器により乗算して、受信系中間周波数信号を得、受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタを通して、受信系中間周波数増幅器により増幅して、復調器により復調する受信装置及び、送信信号発生器より出力される送信信号をパワーアンプにより増幅し、送信信号のみを取り出すバンドパスフィルタを通して送信信号を出力する送信装置を含む通信装置はＦＭ送受信装置として使用されている。
【０００３】
以下、従来のＦＭ送受信装置について、図面を参照しながら説明する。図５は、従来のＦＭ送受信装置の構成を示すブロック図、図６は従来のＦＭ送受信装置における周波数関係の説明図である。
【０００４】
図５において、１は受信信号入力端子、２は受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ、３はローノイズアンプ、４は受信用乗算器、５は受信系ローカル信号発生器、６は受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタ、７は受信系中間周波数増幅器、８は復調器、９は復調信号出力端子、１２はパワーアンプ、１３は送信信号を取り出すバンドパスフィルタ、１４は送信出力端子、２７は送信信号発生器である。
【０００５】
このＦＭ送受信装置の受信装置部分は、受信信号入力端子１に接続される受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ２と、バンドパスフィルタ２の出力を入力とし、受信信号を増幅するローノイズアンプ３と、ローノイズアンプ３の出力と受信系ローカル信号を出力する受信系ローカル信号発生器５の出力を入力とし、受信系中間周波数信号を出力する受信用乗算器４と、受信用乗算器４の出力を入力とし、受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタ６と、前記受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタ６の出力を入力とし、受信系中間周波数信号を増幅する受信系中間周波数増幅器７と、受信系中間周波数増幅器７の出力を入力とし、復調を行う復調器８と、復調器８の出力である復調信号出力端子９で構成され、また、送信装置部分は、送信信号を出力する送信信号発生器２７と、送信信号発生器２７の出力を入力とし、送信信号を増幅するパワーアンプ１２と、パワーアンプ１２の出力を入力とし、送信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ１３と、前記送信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ１３の出力である送信出力端子１４で構成されている。
【０００６】
以上のように構成されるＦＭ送受信装置の動作を説明する。まず、受信装置について説明する。受信信号が受信信号入力端子１に入力されると、受信信号入力端子１に接続される受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ２は受信信号以外の信号成分を除去し、ローノイズアンプ３はバンドパスフィルタ２の出力を増幅する。受信用乗算器４は受信系ローカル信号を出力する受信系ローカル信号発生器５の出力と、ローノイズアンプ３の出力とを入力として、受信系中間周波数信号を出力する。受信系中間周波数信号に関して、周波数の関係を式に表すと（数１）のようになる。
【０００７】
【数１】
ｆＩＦ＝ｆＲＸ−ｆＬＯ１
ここで、ｆＩＦは受信系中間周波数信号の周波数、ｆＲＸは受信信号の周波数、ｆＬＯ１は受信系ローカル信号の周波数である。
【０００８】
受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタ６は受信用乗算器４の出力から、受信系中間周波数信号以外の信号成分を除去し、受信系中間周波数増幅器７はバンドパスフィルタ６の出力を増幅する。復調器８は受信系中間周波数増幅器７の出力を入力とし、復調信号出力端子９に復調信号を出力する。
【０００９】
次に、送信装置について説明する。送信信号発生器２７は送信信号を出力し、パワーアンプ１２は送信信号発生器２７の出力を増幅する。送信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ１３はパワーアンプ１２の出力から送信信号以外の信号成分を除去し、送信出力端子１４から送信信号を出力する。送信信号に関して、周波数の関係を式に表すと、（数２）のようになる。
【００１０】
【数２】
ｆＴＸ＝ｆＲＸ＋Δｆ
ここで、ｆＴＸは送信信号の周波数、ｆＲＸは受信信号の周波数、Δｆは受信信号と、送信信号の周波数差である。
【００１１】
このＦＭ送受信装置における周波数の関係については（数１），（数２）と同じ周波数名を用いて図６に示してある。図６において、ｆＴＸ，ｆＲＸ，ｆＬＯ１については高周波帯域の信号であり、（数１）より、ｆＲＸとｆＬＯ１の差により出力されるｆＩＦのみが低周波帯域の信号である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、図６に示すように、ｆＬＯ１，ｆＴＸが、高周波帯域の信号であり、ｆＬＯ１を出力する受信系ローカル信号発生器５、ｆＴＸを出力する送信信号発生器２７は共に高周波信号を出力することになる。高周波信号を出力とする信号発生器はノイズ特性，周波数特性から制限を受け、半導体集積化が難しく、ＦＭ送受信装置におけるシステムコスト削減の妨げになるという問題点があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、受信系ローカル信号発生器と送信信号発生器の２つ必要であった高周波信号発生器の中で、送信信号発生器を低周波帯域の信号を出力とする信号発生器に置き換えることを可能とし、送信系の信号発生器の半導体集積化を容易にしてシステムコストを削減することができるＦＭ送受信装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のＦＭ送受信装置は、受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタと、前記受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタの出力を入力とし、受信信号を増幅するローノイズアンプと、受信系ローカル信号を出力する受信系ローカル信号発生器と、前記ローノイズアンプの出力及び前記受信系ローカル信号発生器の出力を入力とし、受信系中間周波数信号を出力する受信用乗算器と、受信用乗算器の出力を入力とし、受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタと、受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタの出力を入力とし、受信系中間周波数信号を増幅する受信系中間周波数増幅器と、前記受信系中間周波数増幅器の出力を入力とし、復調を行う復調器により構成される受信装置、及び送信系中間周波数信号を出力する送信系中間周波数信号発生器と、前記受信系ローカル信号発生器の出力と前記送信系中間周波数信号発生器の出力とを入力とする送信用乗算器と、前記送信用乗算器の出力を入力とし、信号を増幅するパワーアンプと、前記パワーアンプの出力を入力とし、送信信号のみを取り出すバンドパスフィルタにより構成される送信装置を備えたものである。
【００１５】
この発明によれば、従来、受信系ローカル信号発生器と送信信号発生器の２つ必要であった高周波信号発生器の中で、送信信号発生器を低周波帯域の信号を出力とする送信系中間周波数信号発生器に置き換えることが可能となるため、送信系の信号発生器の半導体集積化を容易にし、ＦＭ送受信装置のシステムコスト削減を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、前記従来のものと同一の部分については同一符号を用いるものとする。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明のＦＭ送受信装置の実施の形態１における構成を示すブロック図、図２は本発明のＦＭ送受信装置の実施の形態１における出力周波数の相互関係の説明図である。図１において、１は受信信号入力端子、２は受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ、３はローノイズアンプ、４は受信用乗算器、５は受信系ローカル信号発生器、６は受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタ、７は受信系中間周波数増幅器、８は復調器、９は復調信号出力端子、１０は送信系中間周波数信号発生器、１１は送信用乗算器、１２はパワーアンプ、１３は送信信号を取り出すバンドパスフィルタ、１４は送信出力端子である。
【００１８】
本実施の形態は図５に示した従来のＦＭ送受信装置の構成に対して、送信装置の構成を変更したものであるため、送信装置部分の構成について説明する。
【００１９】
この送信装置部分は送信系中間周波数信号を出力する送信系中間周波数信号発生器１０と、受信系ローカル信号発生器５の出力と、送信系中間周波数信号発生器１０の出力とを入力とする送信用乗算器１１と、送信用乗算器１１の出力を入力とし、信号を増幅するパワーアンプ１２と、パワーアンプ１２の出力を入力とし、送信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ１３と、送信出力端子１４で構成されている。
【００２０】
以上のように構成される送信装置の動作を説明する。送信系中間周波数信号発生器１０は送信系中間周波数信号を出力し、送信用乗算器１１は受信系ローカル信号発生器５の出力と、送信系中間周波数信号発生器１０の出力とを入力とし、乗算して送信信号を出力する。パワーアンプ１２は送信用乗算器１１の出力を増幅し、また、送信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ１３はパワーアンプ１２の出力から送信信号以外の信号成分を除去し、送信出力端子１４から送信信号を出力する。この送信信号に関して、周波数の関係を式に表すと（数３）のようになる。
【００２１】
【数３】
ｆＴＸ＝ｆＬＯ１＋ｆＬＯ２
ここで、（数１），（数２）と同じ周波数については同じ周波数名を用い、説明を省略する。なお、ｆＬＯ２は送信系中間周波数信号の周波数である。ここで、（数１）を用い、ｆＲＸについて解くと（数４）のようになる。
【００２２】
【数４】
ｆＲＸ＝ｆＬＯ１＋ｆＩＦ
次に（数２）に（数４）を代入すると（数５）のようになる。
【００２３】
【数５】
ｆＴＸ＝ｆＬＯ１＋ｆＩＦ＋Δｆ
（数３）と（数５）より、ｆＬＯ２は（数６）のようになる。
【００２４】
【数６】
ｆＬＯ２＝ｆＩＦ＋Δｆ
（数６）はｆＬＯ２がｆＩＦにΔｆを加えたものであり、ｆＴＸ，ｆＲＸ，ｆＬＯ１の高周波帯域の信号に比べ、低周波帯域の信号であることを示す。
【００２５】
次にこれら周波数の関係について図２を参照して説明する。周波数名は（数１），（数２），（数３）と同じ周波数名を用い説明を省略する。ｆＴＸ，ｆＲＸ，ｆＬＯ１については、高周波帯域にあり、（数１）より、ｆＲＸとｆＬＯ１の差により出力されるｆＩＦと、（数６）より、ｆＩＦにΔｆを加えたｆＬＯ２が低周波帯域にある。
【００２６】
以上のように、本実施の形態によれば、従来、受信系ローカル信号発生器５と、送信信号発生器２７の２つ必要であった高周波信号発生器の中で、送信信号発生器２７を低周波帯域の信号を出力とする送信系中間周波数信号発生器１０に置き換えるので、送信系は低周波帯域を出力とする信号発生器で構成することが可能となり、半導体集積化を容易にし、ＦＭ送受信装置のシステムコストを削減することができる。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は、本発明のＦＭ送受信装置の実施の形態２における構成を示すブロック図である。図２において、１は受信信号入力端子、２は受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ、３はローノイズアンプ、４は受信用乗算器、６は受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタ、７は受信系中間周波数増幅器、８は復調器、９は復調信号出力端子、１１は送信用乗算器、１２はパワーアンプ、１３は送信信号を取り出すバンドパスフィルタ、１４は送信出力端子、１５は受信用基準周波数入力端子、１６は受信系ローカル信号用電圧制御発振器、１７は受信用分周器、１８は受信用位相比較器、１９は受信用ローパスフィルタ、２０は送信用基準周波数入力端子、２１は送信系中間周波数信号用電圧制御発振器、２２は送信用分周器、２３は送信用位相比較器、２４は送信用ローパスフィルタ、２５は受信用高周波ＰＬＬ、２６は送信用中間周波数ＰＬＬである。
【００２８】
本実施の形態は前記実施の形態１における受信系ローカル信号発生器５の部分を受信系ローカル信号を出力する受信用高周波ＰＬＬ２５に変更し、送信系中間周波数信号発生器１０の部分を送信系中間周波数信号を出力する送信用中間周波数ＰＬＬ２６に変更したものであり、その他の部分は前記実施の形態１と同様であるため、受信用高周波ＰＬＬ２５及び送信用中間周波数ＰＬＬ２６の周辺構成について重点的に説明し、前記実施の形態１と重複する部分の詳細な説明は省略する。
【００２９】
受信用高周波ＰＬＬ２５は受信系ローカル信号を出力する受信系ローカル信号用電圧制御発振器１６と、受信系ローカル信号用電圧制御発振器１６の出力を入力とし、分周する受信用分周器１７と、受信用分周器１７の出力と受信用基準周波数入力端子１５とを入力とし、位相比較を行う受信用位相比較器１８と、受信用位相比較器１８の出力を入力とし、受信系ローカル信号用電圧制御発振器１６に制御電圧を出力する受信用ローパスフィルタ１９とでループが構成される。
【００３０】
以上のように構成される受信用高周波ＰＬＬ２５の動作を説明する。受信系ローカル信号用電圧制御発振器１６は入力される制御電圧に比例した周波数信号を出力とし、受信用分周器１７は受信系ローカル信号用電圧制御発振器１６の出力信号を分周する。受信用位相比較器１８は受信用分周器１７の出力信号と、受信用基準周波数入力端子１５から入力される基準周波数信号の位相を比較し、位相差を出力する。受信用ローパスフィルタ１９は受信用位相比較器１８の出力を入力とし、入力された信号を直流信号に平滑して、受信系ローカル信号用電圧制御発振器１６に制御電圧を出力する。このループは、受信用位相比較器１８への入力信号である受信用分周器１７の出力信号と、受信用基準周波数入力端子１５から入力される基準周波数信号の位相が、同じになるように動作し、受信系ローカル信号用電圧制御発振器１６は受信系ローカル信号を出力する。
【００３１】
一方、送信用中間周波数ＰＬＬ２６は送信系中間周波数信号を出力する送信系中間周波数信号用電圧制御発振器２１と、送信系中間周波数信号用電圧制御発振器２１の出力を入力とし、分周する送信用分周器２２と、送信用分周器２２の出力と送信用基準周波数入力端子２０とを入力とし、位相比較を行う送信用位相比較器２３と、送信用位相比較器２３の出力を入力とし、送信系中間周波数信号用電圧制御発振器２１に制御電圧を出力する送信用ローパスフィルタ２４とでループが構成される。
【００３２】
以上のように構成される送信用中間周波数ＰＬＬ２６の動作を説明する。送信系中間周波数信号用電圧制御発振器２１は、入力される制御電圧に比例した周波数信号を出力とし、送信用分周器２２は送信系中間周波数信号用電圧制御発振器２１の出力信号を分周する。送信用位相比較器２３は送信用分周器２２の出力信号と、送信用基準周波数入力端子２０から入力される基準周波数信号の位相を比較し、位相差を出力する。送信用ローパスフィルタ２４は送信用位相比較器２３の出力を入力とし、入力された信号を直流信号に平滑して、送信系中間周波数信号用電圧制御発振器２１に制御電圧を出力する。このループは、送信用位相比較器２３への入力信号である送信用分周器２２の出力信号と、送信用基準周波数入力端子２０から入力される基準周波数信号の位相が同じになるように動作し、送信系中間周波数信号用電圧制御発振器２１は送信系中間周波数信号を出力する。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によれば、従来、受信系ローカル信号発生器５と送信信号発生器２７の２つ必要であった高周波信号発生器の中で、送信信号発生器２７を低周波帯域の信号を出力とする送信用中間周波数ＰＬＬ２６に置き換えることにより、送信系は低周波帯域を出力とするＰＬＬで構成が可能となり、半導体集積化を容易にし、システムコストを削減することができる。
【００３４】
（実施の形態３）
図４は本発明のＦＭ送受信装置の実施の形態３における構成を示すブロック図である。
【００３５】
図４において、１は受信信号入力端子、２は受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ、３はローノイズアンプ、４は受信用乗算器、５は受信系ローカル信号発生器、６は受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタ、７は受信系中間周波数増幅器、８は復調器、９は復調信号出力端子、１０は送信系中間周波数信号発生器、１１は送信用乗算器、１２はパワーアンプ、１３は送信信号を取り出すバンドパスフィルタ、２８はアンテナである。
【００３６】
本実施の形態は、前記実施の形態１におけるＦＭ送受信装置の受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ２の入力と、送信信号を取り出すバンドパスフィルタ１３の出力とに、受信信号の入力及び送信信号の出力をするアンテナ２８を接続したものであり、その他の部分は前記実施の形態１と同様であるため、アンテナ２８の周辺構成について説明し、前記実施の形態１と重複する部分の詳細な説明は省略する。
【００３７】
アンテナ２８は送信信号を取り出すバンドパスフィルタ１３の出力を送信信号として出力し、受信信号を受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ２に入力する。この構成によれば、従来のＦＭ送受信装置を使用した送受信では不可欠であった受信系ローカル信号発生器５と送信信号発生器２７の２つの高周波信号発生器の中で、送信信号発生器２７を低周波帯域の信号を出力とする送信系中間周波数信号発生器１０に置き換えることができる。
【００３８】
以上のように本実施の形態によれば、高周波信号発生器を２つ用いる必要はなく、送信系は低周波帯域を出力とする信号発生器で構成が可能となり、半導体集積化を容易にし、ＦＭ送受信装置のシステムコストを削減することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態において、信号発生器として受信系ローカル信号発生器５と、送信系中間周波数信号発生器１０を設けたが、受信系ローカル信号発生器５の部分を受信系ローカル信号を出力する受信用高周波ＰＬＬ２５とし、送信系中間周波数信号発生器１０の部分を送信系中間周波数信号を出力する送信用中間周波数ＰＬＬ２６としても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来、受信系ローカル信号発生器と送信信号発生器の２つ必要であった高周波信号発生器の中で、送信信号発生器を低周波帯域の信号を出力とする送信系中間周波数信号発生器に置き換えることが可能となり、これにより半導体集積化が容易となって、ＦＭ送受信装置のシステムコストを削減することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＦＭ送受信装置の実施の形態１における構成を示すブロック図
【図２】本発明のＦＭ送受信装置の実施の形態１における出力周波数の相互関係の説明図
【図３】本発明のＦＭ送受信装置の実施の形態２における構成を示すブロック図
【図４】本発明のＦＭ送受信装置の実施の形態３における構成を示すブロック図
【図５】従来のＦＭ送受信装置の構成を示すブロック図
【図６】従来のＦＭ送受信装置における出力周波数の相互関係の説明図
【符号の説明】
１　受信信号入力端子
２　受信信号のみを取り出すバンドパスフィルタ
３　ローノイズアンプ
４　受信用乗算器
５　受信系ローカル信号発生器
６　受信系中間周波数信号のみを取り出すバンドパスフィルタ
７　受信系中間周波数増幅器
８　復調器
９　復調信号出力端子
１０　送信系中間周波数信号発生器
１１　送信用乗算器
１２　パワーアンプ
１３　送信信号を取り出すバンドパスフィルタ
１４　送信出力端子
【図１】
2004064593.tif 000003
【図２】
2004064593.tif 000004
【図３】
2004064593.tif 000005
【図４】
2004064593.tif 000006
【図５】
2004064593.tif 000007
【図６】
2004064593.tif 000008