(57)【要約】【課題】従来の偶高調波直交変調器では、ＬＯ信号の分配器およびＲＦ信号の合成器は、ともに狭帯域な一次ハイブリッド型のものを用いていたため、ＬＯ信号の周波数とＲＦ信号の周波数の双方で、十分なポート間アイソレーションを確保することが難しく、偶高調波直交変調器の変調精度が悪化するという欠点があった。【解決手段】ＬＯ信号の分配器、およびＲＦ信号の合成器を、ともにそのアイソレーション特性を広帯域化することが可能である二次以上のハイブリッド型とすることで、ＲＦ信号の周波数とＬＯ信号の周波数に対して十分なポート間アイソレーション特性を確保することが可能となり、変調精度に優れた偶高調波直交変調器を得ることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される局部発振波を分配する二次以上の等位相ハイブリッド型分配器と、この分配器の一方の出力信号の２倍波と第１の外部入力信号との混合波を生成する第１の偶高調波ミキサと、上記分配器のもう一方の出力信号の位相を４５度回転させる移相器と、この移相器の出力信号の２倍波と第２の外部信号との混合波を生成する第２の偶高調波ミキサと、上記第１および第２の偶高調波ミキサの出力信号を合成する二次以上の等位相ハイブリッド型合成器とを有することを特徴とする偶高調波直交変調器。
【請求項２】
外部から供給される局部発振波を分配する二次以上の等位相ハイブリッド型分配器と、この分配器の一方の出力信号の２倍波と第１の外部入力信号との混合波を生成する第１の偶高調波ミキサと、上記分配器のもう一方の出力信号の２倍波と第２の外部信号との混合波を生成する第２の偶高調波ミキサと、上記第１の偶高調波ミキサの出力信号の位相を９０度回転させる位相器と、この位相器の出力信号と上記第２の偶高調波ミキサの出力信号とを合成する二次以上の等位相ハイブリッド型合成器とを有することを特徴とする偶高調波直交変調器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線通信システムの送信装置に用いられる偶高調波直交変調器に関するものである。
【０００２】
一例を挙げると、図２に示すような、現在運用検討が行なわれている汎用狭域通信システムで使用される、図３に示すような構成の車載もしくは路上の送受信機の送信装置に偶高調波直交変調器は用いられる。
【０００３】
【従来の技術】
従来の偶高調波直交変調器においては、外部から供給される局部発振波（以後ＬＯ信号と記す）の分配器、および偶高調波ミキサの出力信号（以後ＲＦ信号と記す）の合成器はともに一次型のもの、すなわちポート間のアイソレーション量が極大となる周波数が１つであるものを用いる構成としている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２４２２６１号公報  第２８項、第５１図、および第２１項  第１３図、第１４図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の偶高調波直交変調器では、ＬＯ信号の分配器、およびＲＦ信号の合成器ともに一次ハイブリッド型のものを用いているので、分配器の２つの出力ポート、および合成器の２つの入力ポート間のアイソレーション量が十分である周波数帯域が狭い。偶高調波直交変調器では、ＲＦ信号の周波数はＬＯ信号の周波数の２倍程度と、両者の周波数が大きく異なるため、直交変調器としての変調精度向上のためには、この双方の周波数に対して分配器、および合成器のポート間アイソレーションを十分に確保することが必要である。しかしながら、上述のようにポート間のアイソレーション量が十分である周波数帯域が狭いため、ＲＦ信号の周波数とＬＯ信号の周波数の双方に対して、ポート間アイソレーションを十分確保することが不可能であるという問題点があった。このため、本来は完全に分離されるべき分配器の２つの出力端子間の信号が相互に混入する。同時に、本来は完全に分離されるべき合成器の２つの入力端子間の信号が相互に混入する。この結果、偶高調波直交変調器の変調精度が悪化するという欠点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、ＲＦ信号の周波数とＬＯ信号の周波数との差が大きく異なっても、これら双方の周波数に対して十分なポート間アイソレーション特性を有するＬＯ信号の分配器、およびＲＦ信号の合成器を用いて偶高調波直交変調器を構成することにより、変調精度に優れた偶高調波直交変調器を得ることを目的としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における偶高調波直交変調器を示すものである。図１において、局部発振器１から供給されたＬＯ信号２ａは入力端子４ａに入力され、二次以上の等位相ハイブリッド型分配器３によって同位相かつ同振幅に分配され、出力端子５ａから分配されたＬＯ信号２ｂが、出力端子５ｂから分配されたＬＯ信号２ｃが出力される。４５度移相器６はＬＯ信号２ｂをＬＯ信号２ｃと位相差４５度かつ概略同振幅なＬＯ信号２ｄとする。偶高調波ミクサ７ａはベースバンド８からのＩ信号９とＬＯ信号２ｄの２倍波をアナログ乗算してＲＦ信号１１ａを発生する。また、偶高調波ミクサ７ｂはベースバンド８からのＱ信号１０とＬＯ信号２ｃの２倍波をアナログ乗算してＲＦ信号１１ｂを発生する。ＲＦ信号１１ａは入力端子４ｂから入力され、ＲＦ信号１１ｂは入力端子４ｃに入力され、二次以上の等位相ハイブリッド型合成器１２によって合成され、出力端子５ｃよりＲＦ信号１１ｃが出力される。
【０００８】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２における偶高調波直交変調器を示すものである。図４において、局部発振器１からへ供給されたＬＯ信号２ａは入力端子４ａに入力され、二次以上の等位相ハイブリッド型分配器３によって同位相かつ同振幅に分配され、出力端子５ａから分配されたＬＯ信号２ｂが、出力端子５ｂから分配されたＬＯ信号２ｃが出力される。偶高調波ミクサ７ａはベースバンド８からのＩ信号９とＬＯ信号２ｂの２倍波をアナログ乗算してＲＦ信号１１ａを発生する。また、偶高調波ミクサ７ｂはベースバンド８からのＱ信号１０とＬＯ信号２ｃの２倍波をアナログ乗算してＲＦ信号１１ｂを発生する。９０度移相器１３はＲＦ信号１１ａをＲＦ信号１１ｂと位相差９０度かつ概略同振幅なＲＦ信号１１ｄとする。ＲＦ信号１１ｄは入力端子４ｂから入力され、ＲＦ信号１１ｂは入力端子４ｃに入力され、二次以上の等位相ハイブリッド型合成器１２によって合成され、出力端子５ｃよりＲＦ信号１１ｃが出力される。
【０００９】
実施の形態１および実施の形態２のように構成された偶高調波直交変調器においては、分配器および合成器に二次以上の等位相ハイブリットを使用しているため、分配器の２つの出力ポートおよび合成器の２つの入力ポート間のアイソレーションは任意の周波数帯域を取ることができる。そこで、周波数帯域をＬＯ信号の周波数およびＲＦ信号の周波数を含む広帯域にすることが可能であり、ＬＯ信号の周波数およびＲＦ信号の周波数で十分なアイソレーションを取ることができる。そのため、分配器の２つの出力端子間での信号の相互の混入および、合成器の入力端子間での信号の相互の混入を抑圧でき、偶高調波直交変調器の直交精度の向上を見込める。
【００１０】
実施の形態１および実施の形態２の一例として、分配器および合成器に二次ウィルキンソン型を用いた場合について述べる。二次ウィルキンソン型電力分配器の構成は図５に示す。この分配器のアイソレーション特性は図６の実線のような特性を有するから、その周波数帯域内にＬＯ信号の周波数およびＲＦ信号の周波数が含まれるような分配器を用いればよい。もちろん、この分配器の入力端子を出力端子とし、出力端子を入力端子とし、合成器として使用した場合でも同様である。
【００１１】
実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２のように構成された偶高調波直交変調器において、分配器および合成器にニ次以上の等位相ハイブリットを使用しているため、分配器の２つの出力ポートおよび合成器の２つの入力ポート間のアイソレーション特性は、分配器および合成器の次数と同数の極を持つ。そこで、そのいずれかの極の周波数がＬＯ信号の周波数およびＲＦ信号の周波数と一致するような分配器および合成器を用いた偶高調波直交変調器。
【００１２】
実施の形態３のように構成された偶高調波直交変調器においては、ＬＯ信号の周波数およびＲＦ信号の周波数で十分なアイソレーションを取ることができる。そのため、分配器の２つの出力端子間での信号の相互の混入および、合成器の入力端子間での信号の相互の混入を抑圧でき、偶高調波直交変調器の直交精度の向上を見込める。
【００１３】
実施の形態３の一例として、分配器および合成器にニ次ウィルキンソン型を用いた場合について述べる。この場合、アイソレーション特性が図７の実線のように、その極の周波数がＬＯ信号の周波数およびＲＦ信号の周波数と一致するような分配器および合成器を用いる。
【００１４】
実施の形態４
実施の形態１および実施の形態２のように構成された偶高調波直交変調器において、ＬＯ信号の周波数もしくはＲＦ信号の周波数のどちらか一方がその周波数帯域内に存在するような分配器および合成器を用いた偶高調波直交変調器。
【００１５】
実施の形態５
実施の形態４のように構成された偶高調波直交変調器において、分配器および合成器にニ次以上の等位相ハイブリットを使用しているため、分配器の２つの出力ポートおよび合成器の２つの入力ポート間のアイソレーション特性は、分配器および合成器の次数と同数の極を持つ。そこで、周波数帯域内に存在するＬＯ信号の周波数もしくはＲＦ信号の周波数と、いずれか一つの極の周波数が一致するような分配器および合成器を用いた偶高調波直交変調器。
【００１６】
実施の形態４および実施の形態５のように構成された偶高調波直交変調器においては、必要となるアイソレーション量が、ＬＯ信号の周波数およびＲＦ信号の周波数で異なった場合でも、ニ次以上の等位相ハイブリットの周波数帯域を適切な周波数帯に配置することにより、十分なアイソレーションを取ることができる。そのため、分配器の２つの出力端子間での信号の相互の混入および、合成器の入力端子間での信号の相互の混入を抑圧でき、偶高調波直交変調器の直交精度の向上を見込める。
【００１７】
実施の形態４および実施の形態５の一例として、分配器および合成器に二次ウィルキンソン型を用いた場合について述べる。この場合、アイソレーション特性が図８の実線のように、その極の周波数が、その周波数帯域内に存在するＬＯ信号の周波数もしくはＲＦ信号の周波数のどちらかと一致するような分配器および合成器を用いる。
【００１８】
実施の形態６
実施の形態１および実施の形態２のように構成された偶高調波直交変調器において、ＬＯ信号の周波数とＲＦ信号の周波数の間に周波数帯域が存在する分配器および合成器を用いた偶高調波直交変調器。
【００１９】
実施の形態６のように構成された偶高調波直交変調器においては、ＬＯ信号の周波数およびＲＦ信号の周波数で十分なアイソレーションを取ることができる。そのため、分配器の２つの出力端子間での信号の相互の混入および、合成器の入力端子間での信号の相互の混入を抑圧でき、偶高調波直交変調器の直交精度の向上を見込める。
【００２０】
実施の形態６の一例として、分配器および合成器に二次ウィルキンソン型を用いた場合について述べる。この場合、アイソレーション特性が図９の実線のように、ＬＯ信号の周波数とＲＦ信号の周波数の間となるような分配器および合成器を用いる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は、偶高調波直交変調器の分配器および合成器に、二次以上の等位相ハイブリットを用いることにより、分配器の２つの出力端子間での信号の相互の混入および、合成器の入力端子間での信号の相互の混入を抑圧でき、偶高調波直交変調器の直交精度の向上を見込める。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による偶高調波ミクサの実施の形態１を表すブロック図である。
【図２】この発明による偶高調波ミクサを用いた送受信機の実際の使用例を表した斜視図である。
【図３】この発明による偶高調波ミクサを用いた送信装置のブロック図である。
【図４】この発明による偶高調波ミクサの実施の形態２を表すブロック図である。
【図５】偶高調波直交変調器に用いられる二次ウィルキンソン型分配器の構成を表す等価回路である。
【図６】この発明による偶高調波ミクサの実施の形態１および実施の形態２での、二次ウィルキンソン型分配器および合成器のアイソレーション特性を表す図である。
【図７】この発明による偶高調波ミクサの実施の形態３での、二次ウィルキンソン型分配器および合成器のアイソレーション特性を表す図である。
【図８】この発明による偶高調波ミクサの実施の形態４および実施の形態５での、二次ウィルキンソン型分配器および合成器のアイソレーション特性を表す図である。
【図９】この発明による偶高調波ミクサの実施の形態６での、二次ウィルキンソン型分配器および合成器のアイソレーション特性を表す図である。
【符号の説明】
１  局部発振器
２  ＬＯ信号
３  二次以上の等位相ハイブリッド型分配器
４  入力端子
５  出力端子
６  ４５°移相器
７  偶高調波ミクサ
８  ベースバンド
９  Ｉ信号
１０  Ｑ信号
１１  ＲＦ信号
１２  二次以上の等位相ハイブリッド型電力合成器
１３  ９０°移相器
１４  車線
１５  車線分離帯
１６  進行方向
１７  車両
１８  車載送受信機
１９  支持体
２０  路上送受信機
２１  車載送受信機からの送信波
２２  路上送受信機からの送信波
２３  通信領域
２４  変調回路
２５  ベースバンド増幅器（ＡＭＰ）
２６  低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
２７  偶高調波直交変調器
２８  帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）
２９  ハイパワー増幅器（ＨＰＡ）
３０  空中線（ＡＮＴ）
３１  伝送線路
３２  アイソレーション抵抗
【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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