(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の（（２ｎ−１）／４）倍（但しｎ：自然数）だけ高いまたは低い周波数を出力する局部信号源と、
前記受信信号と前記局部信号源の出力を入力しイメージ周波数成分を抑圧し中間周波数信号を出力するイメージリジェクションミキサと、
前記中間周波数信号を入力し希望チャネル成分のみを通過するチャネル選択フィルタと、
前記チャネル選択フィルタの出力を入力し復調を行う復調回路と、
を備えた受信機。
【請求項２】
受信信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の４分の３だけ高いまたは低い周波数を出力する局部信号源と、
前記受信信号と前記局部信号源の出力を入力しイメージ周波数成分を抑圧し中間周波数信号を出力するイメージリジェクションミキサと、
前記中間周波数信号を入力し希望チャネル成分のみを通過するチャネル選択フィルタと、
前記チャネル選択フィルタの出力を入力し復調を行う復調回路と、
を備えた受信機。
【請求項３】
局部信号源の周波数を受信信号の希望チャネル周波数より所定の周波数だけ高い周波数または低い周波数に切り替えて受信を行う請求項１または２記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてコードレスリモコン、ページャ、コードレス電話、携帯電話等の無線通信機器に用いられる受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の受信機について図面を参照しながら説明する。図８は、従来の受信機の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図８において、１はアンテナ、３は高周波アンプ、６はチャネル選択フィルタ、７は復調回路、８は復調データ出力端子、２１は高周波フィルタ、２２は中間周波数フィルタ、２３は第１の局部信号源、２４は第２の局部信号、２５は第１のミキサ、２６は第２のミキサである。図８の受信機はダブルスーパーヘテロダイン方式の構成を示している。アンテナに入力した受信信号は、高周波フィルタに入力され不要周波数成分を除去される。ここで特に、第１のミキサで周波数変換するときのイメージ周波数成分を除去して耐イメージ妨害特性を確保している。
【０００４】
次に、高周波フィルタ２１の出力は高周波アンプ３で増幅される。高周波アンプ３の出力と第１の局部信号源２３の出力が第１のミキサ２５でミキシングされ、第１の中間周波数信号に変換される。第１の中間周波数信号は、中間周波数フィルタ２２に入力されるが、ここで第２のミキサ２６で周波数変換するときのイメージ周波数成分が除去される。中間周波数フィルタ２２の出力と第２の局部信号源２４の出力が第２のミキサ２６でミキシングされ、第２の中間周波数信号に変換される。第２の中間周波数信号は、チャネル選択フィルタ６に入力され、希望チャネル成分以外の不要な成分が除去される。チャネル選択フィルタ６の出力が復調回路７に入力され、復調出力が復調データ出力端子８より出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の受信機は、イメージ周波数成分を除去するためのフィルタを複数使用する必要があり、小型化が困難であるという問題があった。また、フィルタなどのコストが高いという問題があった。
【０００６】
また他の構成として、シングルスーパーヘテロダイン方式ではフィルタ数を削減できるが、イメージ周波数除去のためのフィルタに急峻な減衰特性が必要となり、フィルタの小型化、低コスト化が困難であった。また、ダイレクトコンバージョン方式では、中間周波数成分が０Hz付近となるため、ダイナミックレンジの確保が困難であるという問題があり、補助回路の追加などが必要となり小型化、低コスト化が実現できなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の受信機は、受信信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の（（２ｎ−１）／４）倍（但しｎ：自然数）だけ高いまたは低い周波数を出力する局部信号源と、前記受信信号と前記局部信号源の出力を入力し中間周波数信号に変換して出力するミキサと、前記中間周波数信号を入力し希望チャネル成分のみを通過するチャネル選択フィルタと、前記チャネル選択フィルタの出力を入力し復調を行う復調回路を備えたものである。そして、イメージ周波数の信号成分を小さくできるため、イメージ成分除去のためのフィルタの減衰量が小さくても良好な耐イメージ妨害特性を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、受信信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の（（２ｎ−１）／４）倍  （但しｎ：自然数）だけ高いまたは低い周波数を出力する局部信号源と、前記受信信号と前記局部信号源の出力を入力し中間周波数信号に変換して出力するミキサと、前記中間周波数信号を入力し希望チャネル成分のみを通過するチャネル選択フィルタと、前記チャネル選択フィルタの出力を入力し復調を行う復調回路を備えたものである。そして、イメージ周波数の信号成分を小さくできるため、イメージ成分除去のためのフィルタの減衰量が小さくても良好な耐イメージ妨害特性を得ることができる。
【０００９】
また本発明は、受信信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の（（２ｎ−１）／４）倍（但しｎ：自然数）だけ高いまたは低い周波数を出力する局部信号源と、前記受信信号と前記局部信号源の出力を入力しイメージ周波数成分を抑圧し中間周波数信号を出力するイメージリジェクションミキサと、前記中間周波数信号を入力し希望チャネル成分のみを通過するチャネル選択フィルタと、前記チャネル選択フィルタの出力を入力し復調を行う復調回路を備えたものである。そして、イメージ周波数成分を更に小さくすることができるため、イメージ成分除去のためのフィルタを省略しても高い耐イメージ妨害特性を得ることができる。
【００１０】
また本発明は、受信信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の４分の３だけ高いまたは低い周波数を出力する局部信号源と、前記受信信号と前記局部信号源の出力を入力し中間周波数信号に変換して出力するミキサと、前記中間周波数信号を入力し希望チャネル成分のみを通過するチャネル選択フィルタと、前記チャネル選択フィルタの出力を入力し復調を行う復調回路を備えたものである。そして、中間周波数信号の周波数を低くでき、かつ直流付近の周波数成分を含まないため、チャネル選択フィルタをトランジスタなどで構成して半導体集積回路に内臓することが容易であり、小型化、低コスト化を実現できる。
【００１１】
また本発明は、受信信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の４分の３だけ高いまたは低い周波数を出力する局部信号源と、前記受信信号と前記局部信号源の出力を入力しイメージ周波数成分を抑圧し中間周波数信号を出力するイメージリジェクションミキサと、前記中間周波数信号を入力し希望チャネル成分のみを通過するチャネル選択フィルタと、前記チャネル選択フィルタの出力を入力し復調を行う復調回路を備えたものである。そして、中間周波数信号の周波数を低くでき、かつ直流付近の周波数成分を含まないため、チャネル選択フィルタをトランジスタなどで構成して半導体集積回路に内臓することが容易であり、小型化、低コスト化を実現できる。
【００１２】
また本発明は、局部信号源の周波数を受信信号の希望チャネル周波数より所定の周波数だけ高い周波数と低い周波数に切り替えて受信を行うものである。そして、イメージ妨害の発生頻度を小さくすることができ、通信の信頼性を向上することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は、本発明による実施例１の受信機の構成を示すブロック図である。
【００１５】
また、図２は、ミキサに入力される受信信号の周波数スペクトラムを示すグラフである。
【００１６】
また、図３は、チャネル選択フィルタに入力される中間周波数信号の周波数スペクトラムを示すグラフである。
【００１７】
図１、図２および図３を用いて本実施例の受信機について説明する。
【００１８】
図１において、１はアンテナ、２は高周波フィルタ、３は高周波アンプ、４はミキサ、５は局部信号源、６はチャネル選択フィルタ、７は復調回路、８は復調データ出力端子である。
【００１９】
アンテナに入力された受信信号は高周波フィルタ２に入力される。ここで、高周波フィルタ２は不要周波数成分を除去するために設けているが、比較的簡単な構成となっており、後に述べるミキサのイメージ周波数成分の減衰量は前記従来例で説明した高周波フィルタ２１より小さくできる。従来の受信機では帯域外減衰量を確保するためにＳＡＷフィルタなどを用いていたが、本実施例では小型で低コストなＣＲフィルタを用いている。つまり高周波フィルタ２に必要となるイメージ周波数成分の減衰量が小さいため、高周波フィルタ２を小型にかつ低コストに実現することが可能となる。
【００２０】
高周波フィルタ２の出力は高周波アンプ３で増幅されてミキサ４に入力され、局部信号源５の出力とミキシングされる。ここで、局部信号源５の周波数は、受信する高周波信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の（（２ｎ−１）／４）倍（但しｎ：自然数）だけ低い周波数に設定されている。局部信号周波数を上記のように選ぶことにより、ミキサ４のイメージ周波数をチャネル間の比較的信号成分が小さい周波数帯域にすることができる。
【００２１】
図２は上記関係式でｎ＝２の場合に対応する周波数に局部信号源周波数を設定した場合の受信信号の周波数スペクトラムを表している。希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の４分の３だけ低い周波数に局部信号源の周波数が設定されている。この場合、イメージ周波数は下側隣接チャネルと下側次隣接チャネル周波数の真中の周波数となる。この周波数帯域は、隣接チャネルおよび次隣接チャネルの信号成分が小さくなっている。
【００２２】
例として、日本の４００MHz帯特定小電力無線バンドをあげる。特定小電力無線バンドではチャネル周波数間隔は１２．５KHzである。そして、典型的な送信信号の占有帯域幅は５．５KHzであり、チャネル間の比較的信号成分が小さい帯域幅は７．０KHzである。また、受信側のチャネル選択フィルタ６の帯域幅は８．０KHzである。従って、チャネル間の帯域をイメージ周波数に選ぶことにより、妨害となる隣接および次隣接チャネルの信号成分の大半をチャネル選択フィルタ６で減衰することができるため、イメージ妨害を防ぐことができる。ただし、前記比較的信号成分が小さい帯域幅より前記チャネル選択フィルタ６の帯域幅の方が若干大きいと、完全に隣接および次隣接チャネル成分を除去できない。不足する減衰量分を前記高周波フィルタ２の特性に持たせることにより耐妨害波特性を向上することができる。また、チャネル選択フィルタ６の帯域を６KHzなどの比較的狭い帯域に設定することにより、耐妨害波特性を向上することができる。
【００２３】
ミキサ４の出力である中間周波数信号はチャネル選択フィルタ６に入力される。図３は、中間周波数信号の周波数スペクトラムを表している。希望チャネル成分の両隣に周波数折り返しの下側隣接チャネル成分と下側次隣接チャネル成分が存在する。そしてチャネル選択フィルタ６で希望チャネル成分以外の成分を減衰することにより耐妨害波特性を得ている。
【００２４】
チャネル選択フィルタ６の出力は復調回路７に入力され、復調操作が行われ、復調データ出力端子８より復調データが出力される。
【００２５】
尚、本実施例ではｎ＝２の場合について述べたが、ｎは任意の自然数を選んでも良い。また、受信信号の希望チャネル周波数より一定の周波数だけ低い周波数に局部信号周波数を選んだが、希望チャネル周波数より一定の周波数だけ高い周波数に局部信号周波数を選んでも同様の効果を得ることができる。
【００２６】
このように、イメージ周波数がチャネル間隔の真中の周波数になるように局部信号源周波数を設定することにより、従来のように高周波フィルタまたは中間周波数フィルタでイメージ周波数成分を減衰する必要がなくなる、または必要な減推量を小さくすることができる。そのため、フィルタを簡素化でき、機器の小型化および低コスト化を実現することができる。
【００２７】
特にｎ＝２の場合には、中間周波数信号の希望チャネル成分が比較的低い周波数となるため、チャネル選択フィルタを半導体集積回路上に構成するのに有利である。これにより低電流で特性が安定したチャネル選択フィルタを実現することができる。さらに、中間周波数信号の希望チャネル成分が直流付近の成分を含まないため、多段アクティブフィルタの段間にコンデンサなどを挿入するなどして直流的に分離する構成をとることができる。これにより回路の直流ドリフトの影響を抑えることができ、ダイナミックレンジを大きく取ることができる。直流成分を通過する必要がないため段間のコンデンサ容量は比較的小さくてよく、半導体集積回路上のコンデンサで構成することが可能である。これらにより機器の小型化、低コスト化を実現できる。
【００２８】
また、ｎ＝１の場合には、中間周波数信号の希望チャネル成分より低い周波数に隣接チャネルなど他のチャネル成分が存在しないため、チャネル選択フィルタをローパスフィルタで構成できるというメリットがある。この場合も、チャネル選択フィルタの半導体集積回路化に向く構成である。
【００２９】
また、ｎを大きくした場合には、イメージ周波数が希望チャネル周波数より離れた周波数となる。この場合、高周波フィルタにイメージ周波数成分を減衰する特性を持たせ易いという特徴がある。イメージ周波数の上側および下側のチャネル周波数成分の必要な減衰量の内、チャネル選択フィルタで不足する分をこの高周波フィルタで補うことができるため、耐イメージ妨害特性を向上できるというメリットがある。
【００３０】
（実施例２）
図４は、本発明に実施例２の受信機の構成を示すブロック図である。また、図５は本発明の構成要素であるイメージリジェクションミキサの構成をしめすブロック図である。また、図６は、チャネル選択フィルタに入力される中間周波数信号の周波数スペクトラムを示すグラフである。
【００３１】
図４において、１０はイメージリジェクションミキサである。また、図１と同じ構成要素に同一の番号を付けて示した。
【００３２】
図５において、１１は受信信号入力端子、１２はミキサ、１３は＋９０度移相器、１４は＋４５度移相器、１５は−４５度移相器、１６は加算器、１７は中間周波数信号出力端子、１８は局部信号入力端子である。
【００３３】
図４、図５および図６を用いて本実施例の受信機について説明する。
【００３４】
本実施例と上記実施例１の違いは、イメージリジェクションフィルタを用いることにより、耐イメージ妨害特性を向上したことにある。
【００３５】
まず、図５のイメージリジェクションミキサの動作について説明する。受信信号入力端子１１に入力された受信信号は分岐されて２つのミキサ１２に入力される。また、局部信号入力端子１８に入力された局部信号は、分岐されて前記２つのミキサ１２に入力される。以下では位相について、イメージ周波数信号付近の位相を考える。
【００３６】
２つのミキサ１２に入力される局部信号は片方の経路に＋９０度移相器１３が挿入されているため互いに直交している。２つのミキサ１２でそれぞれ受信信号と局部信号がミキシングされ、変換された信号が出力される。前記変換された信号の一方は＋４５度位相器１４を経由して加算器１６に入力される。他方は−４５度位相器１５を経由して前記加算器１６に入力される。上記２信号を加算した信号が中間周波数信号出力端子１７より出力される。上記構成のイメージリジェクションミキサ１０では、互いに直交した局部信号が２つのミキサ１２に入力されるため、前記２つのミキサ１２の出力信号も互いに直交している。そして、＋４５度移相器１４と−４５度移相器１５により相対位相差をさらに９０度大きくしている。ここで、イメージ周波数成分は、２つのミキサの出力で互いに逆位相となるため加算器１６で打ち消し合い抑圧される。
【００３７】
図６は、中間周波数信号の周波数スペクトラムを表している。本実施例はｎ＝２の場合である。図６に示すように、下側隣接チャネル周波数成分と下側次隣接チャネル周波数成分のレベルが、イメージリジェクションミキサ１０の効果によって減衰している。ここで、イメージリジェクションミキサ１０を半導体集積回路上に構成した場合の典型的なイメージ抑圧量は約３０dBである。また、イメージ周波数をチャネル間に設定することにより約３０dBのレベル低下の効果がある。従って、合計約６０dBの耐イメージ妨害特性を得ることができる。
【００３８】
このように、イメージリジェクションミキサ１０を用いることにより、チャネル選択フィルタ６を通過する下側隣接および次隣接チャネル周波数成分を大幅に低減することができ、良好な耐妨害波特性が得られる。
【００３９】
（実施例３）
図７は、本発明による実施例３の受信機のチャネル選択フィルタに入力される中間周波数信号の周波数スペクトラムを示すグラフである。本実施例の受信機の構成は、前記実施例１または前記実施例２と同様である。
【００４０】
本実施例の特徴は、通信状況によって局部信号周波数を切り替える点にある。すなわち局部信号源の周波数を、受信する希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の（（２ｎ−１）／４）倍（但しｎ：自然数）だけ低い周波数と（（２ｎ−１）／４）倍（但しｎ：自然数）だけ高い周波数とに切り替えて受信している。尚、局部信号源はＰＬＬ周波数シンセサイザで構成され、分周器の分周数を変えることにより周波数を切り替えている。図７はｎ＝２の場合を示している。図７では通信状態の例として、下側隣接チャネルと下側次隣接チャネルに比較的大きいレベルの送信信号が存在している。そして上側隣接チャネルまたは上側次隣接チャネルの送信信号が存在しないかまたはレベルが小さい状態を示している。ここで、局部信号周波数を希望チャネルより低い側に設定した場合には、イメージ妨害を受ける可能性が比較的高い。一方、希望チャネルより高い側に設定すると、イメージ妨害を受ける可能性が低くなる。復調データの誤り率などをモニターしながら感度が取れない場合に、上記のように局部信号源周波数を切り替えることにより受信を継続することができる。尚、局部信号源周波数を切り替えたときに復調データ出力の極性も同時に切り替える必要がある。
【００４１】
本実施例に示した方法は、前記実施例１のようにミキサがイメージリジェクションミキサでない通常のミキサの場合に特に効果が大きい。通常のミキサを用いた場合、耐イメージ妨害特性がやや不足する傾向にあるため、本実施例のように制御することで補うことができる。
【００４２】
尚、実施例２のようにイメージリジェクションミキサを用いた場合であっても本実施例の構成とすることにより、さらに安定した受信を行うことが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の受信機よれば、次の効果が得られる。
【００４４】
受信信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の（（２ｎ−１）／４）倍（但しｎ：自然数）だけ高いまたは低い周波数を出力する局部信号源と、前記受信信号と前記局部信号源の出力を入力し中間周波数信号に変換して出力するミキサと、前記中間周波数信号を入力し希望チャネル成分のみを通過するチャネル選択フィルタと、前記チャネル選択フィルタの出力を入力し復調を行う復調回路を備えており、イメージ周波数の信号成分を小さくできるため、イメージ成分除去のためのフィルタの減衰量が小さくても良好な耐イメージ妨害特性を得ることができるという効果がある。
【００４５】
また、受信信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の（（２ｎ−１）／４）倍（但しｎ：自然数）だけ高いまたは低い周波数を出力する局部信号源と、前記受信信号と前記局部信号源の出力を入力しイメージ周波数成分を抑圧し中間周波数信号を出力するイメージリジェクションミキサと、前記中間周波数信号を入力し希望チャネル成分のみを通過するチャネル選択フィルタと、前記チャネル選択フィルタの出力を入力し復調を行う復調回路を備えており、イメージ周波数成分を更に減衰できるため、イメージ成分除去のためのフィルタを省略しても高い耐イメージ妨害特性が得られるという効果がある。
【００４６】
また、受信信号の希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の４分の３だけ高いまたは低い周波数を出力する局部信号源と、前記受信信号と前記局部信号源の出力を入力しイメージ周波数成分を抑圧し中間周波数信号を出力するイメージリジェクションミキサと、前記中間周波数信号を入力し希望チャネル成分のみを通過するチャネル選択フィルタと、前記チャネル選択フィルタの出力を入力し復調を行う復調回路を備えており、中間周波数信号の周波数を低くでき、かつ直流付近の周波数成分を含まないため、チャネル選択フィルタをトランジスタなどで構成して半導体集積回路に内臓することが容易となり、小型化、低コスト化を実現できるという効果がある。
【００４７】
また、局部信号源の周波数を受信信号の希望チャネル周波数より所定の周波数だけ高い周波数と低い周波数に切り替えて受信を行うため、イメージ妨害の発生頻度を小さくすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における受信機のブロック図
【図２】本発明の実施例１における受信信号の周波数スペクトラムを示す図
【図３】本発明の実施例１における中間周波数信号の周波数スペクトラムを示す図
【図４】本発明の実施例２における受信機のブロック図
【図５】本発明の実施例２におけるイメージリジェクションミキサのブロック図
【図６】本発明の実施例２における中間周波数信号の周波数スペクトラムを示す図
【図７】本発明の実施例３における中間周波数信号の周波数スペクトラムを示す図
【図８】従来の受信機のブロック図
【符号の説明】
２  高周波フィルタ
４  ミキサ
５  局部信号源
６  チャネル選択フィルタ
７  復調回路
８  復調データ出力端子
１０  イメージリジェクションミキサ
【図１】
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【図２】
0004631149.tif 000003
【図３】
0004631149.tif 000004
【図４】
0004631149.tif 000005
【図５】
0004631149.tif 000006
【図６】
0004631149.tif 000007
【図７】
0004631149.tif 000008
【図８】
0004631149.tif 000009