(57)【要約】【課題】  通信距離を増大させると共に、マルチパス性能、フェージング性能、耐妨害波性能を向上させることができる無線通信装置を提供する。【解決手段】  無線送信機１で、ＩＦ信号をＲＦ信号にアップコンバートする第１の周波数変換部１３と、ベースバンド信号をＩＦ信号にアップコンバートする第２の周波数変換部１４と、ベースバンド信号処理回路１５と、第１の周波数変換部１３及び第２の周波数変換部１４に局部発振信号を供給する局部発振信号形成回路１６とを備え、局部発振信号形成回路１６に電圧制御型発振器２０及びその出力信号である基準局部発振信号ＬＯを１／２、１／３及び１／４に分周する分周回路２１Ａ〜２１Ｃとを設け、分周回路２１Ａ〜２１Ｃから出力される分周局部発振信号Ｌ１〜Ｌ３を第２の周波数変換部１４のミキサ１８Ａ〜１８Ｃに供給し、これらから出力されるＩＦ信号を合成回路１９で合成して第１の周波数変換部１３に供給する。【選択図】      図２
2005072948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ信号及びＩＦ信号間で第１の局部発振信号を用いて周波数変換を行う第１の周波数変換部と、ＩＦ信号及びベースバンド信号間で第２の局部発振信号を用いて周波数変換を行う第２の周波数変換部と、前記第１の周波数変換部及び第２の周波数変換部に第１及び第２の局部発振信号を供給する局部発振信号形成手段とを備えた無線通信装置において、
前記第２の周波数変換部は、ＩＦ信号及びベースバンド信号間で周波数変換を行う所定数のミキサを備え、前記局部発振信号形成手段は、前記第１の局部発振信号を出力する発振手段と、該発振手段から出力される第１の局部発振信号を１／Ｎ、１／（Ｎ＋１）……１／（Ｎ＋ｉ）（Ｎは２以上の正の整数、ｉはｍ−１）に分周したｍ（ｍは３以上の正の整数）個の分周信号を形成し、各分周信号を前記ミキサに第２の局部発振信号として供給する分周手段とを備えていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記第２の周波数変換部は、並列に接続されたｍ個のミキサと、各ミキサの出力信号を合成する合成手段とを備え、前記局部発振信号形成手段は、前記第１の局部発振信号を出力する発振手段と、該発振手段から出力される第１の局部発振信号を１／Ｎ、１／（Ｎ＋１）……１／（Ｎ＋ｉ）に分周したｍ個の分周信号を形成し、これら分周信号を個別に前記ミキサに第２の局部発振信号として供給する分周手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
互いに送受信を行う送信機及び受信機の組毎に前記局部発振信号形成手段におけるＮの値を異なる値に設定するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記局部発振信号形成手段は、前記第１の局部発振信号を出力する電圧制御型発振器と、該電圧制御型発振器の発振出力を１／Ｎ、１／（Ｎ＋１）、……１／（Ｎ＋ｉ）に分周するｍ個の分周回路と、該分周回路の分周出力を基準信号発生器からの基準信号と位相比較する位相比較器と、該位相比較器の位相比較出力が入力され、フィルタ出力を前記電圧制御型発振器に供給するループフィルタとを有するＰＬＬ回路で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の無線通信装置。
【請求項５】
ＲＦ信号及びＩＦ信号間で局部発振信号を用いて周波数変換を行う周波数変換部と、該周波数変換部に対して局部発振信号を供給する局部発振信号形成手段とを備えた無線通信装置において、
前記周波数変換部はＲＦ信号をＩＦ信号に変換するミキサを有し、前記局部発振信号形成手段は、局部発振信号を出力する電圧制御型発振器と、該電圧制御型発振器の発振出力を分周する分周回路と、該分周回路の分周出力を基準信号発生器からの基準信号と比較する位相比較器と、該位相比較器の位相比較出力が入力され、フルィタ出力を前記電圧制御型発振器に供給するループフィルタとを有するＰＬＬ回路で構成され、前記電圧制御型発振器は、発振用増幅回路の期間路に介装された共振回路を有し、前記発振用増幅回路の入力側及び出力側の少なくとも一方と接地との間に発振中心周波数に対するサイドピークを形成する可変インピーダンス素子が介装された構成を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
前記送信機は、局部発振器の発振周波数幅を送信周波数の最大周波数偏移より小さく設定されたＦＭ変調送信機で構成され、前記受信機は、ディスクリミネータを使用したＦＭ受信機で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微弱電波を使用して無線通信を行う簡易型の無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の無線通信装置として、例えば周波数の異なる複数の搬送波を同一のデジタルベースバンド信号で周波数変調したＦｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ（ＦＳＫ）であり、搬送波の最大周波数偏移の間に一方に挿入した減衰器により一定の差を設け、その差は受信機のベースバンドフィルタのカットオフ周波数以上とする送信機と、受信した前記各搬送波を同じ中間周波数に周波数変換したのち合成し復調する受信機とを用いることにより、受信状態により搬送波を選択するなどの手段を必要としない周波数ダイバシティー通信を行う微弱電波通信装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３３６９０号公報（第１頁、図２，図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、上側及び下側の両側帯波を利用することにより、簡易的に周波数を分散させ、通信距離を増大させると共に、マルチパスや妨害電波に強い無線通信装置を提供することができるものであるが、通信距離の増大やマルチパスや妨害電波に強くするには限界があるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、通信距離を増大させるとことができると共に、マルチパス性能、フェージング性能、耐妨害波性能を向上させることができる無線通信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の発明に係る無線通信装置は、ＲＦ信号及びＩＦ信号間で第１の局部発振信号を用いて周波数変換を行う第１の周波数変換部と、ＩＦ信号及びベースバンド信号間で第２の局部発振信号を用いて周波数変換を行う第２の周波数変換部と、前記第１の周波数変換部及び第２の周波数変換部に第１及び第２の局部発振信号を供給する局部発振信号形成手段とを備えた無線通信装置において、
前記第２の周波数変換部は、ＩＦ信号及びベースバンド信号間で周波数変換を行う所定数のミキサを備え、前記局部発振信号形成手段は、前記第１の局部発振信号を出力する発振手段と、該発振手段から出力される第１の局部発振信号を１／Ｎ、１／（Ｎ＋１）……１／（Ｎ＋ｉ）（Ｎは２以上の正の整数、ｉはｍ−１）に分周したｍ（ｍは３以上の正の整数）個の分周信号を形成し、各分周信号を前記ミキサに第２の局部発振信号として供給する分周手段とを備えていることを特徴としている。
【０００５】
この第１の発明では、第１の周波数変換部と第２の周波数変換部とからダブルスーパーヘテロダイン構成の無線通信装置を構成し、このうち第２の周波数変換部を構成するミキサに対して異なる局部発振信号を局部発振信号形成手段から供給し、局部発振信号形成手段の局部発振信号を第１の周波数変換部の局部発振信号を１／Ｎ、１／Ｎ＋１……１／（Ｎ＋ｍ−１）に分周した３個以上の分周信号で構成するようにしている。
【０００６】
このため、無線通信装置が送信機である場合には、ベースバンド信号を第２の周波数変換部における３個以上のミキサで異なる局部発振信号でアップコンバートして周波数の異なる３つ以上のＩＦ信号に変換し、これらＩＦ信号を混合手段で混合してから第１の周波数変換部で、局部発振信号ｆL0でアップコンバートすることにより、ＲＦ信号を形成し、このＲＦ信号を送信する。このときのＲＦ信号の周波数は、ｆL0＋ｆL0／Ｎ、ｆL0＋ｆL0／（Ｎ＋１）……ｆL0＋ｆL0／（Ｎ＋ｉ）となり、３つ以上のＲＦ周波数の送信信号を出力することになる。
【０００７】
この送信されたＲＦ信号を受信機で受信すると、受信したＲＦ信号を第１の周波数変換部のミキサで局部発信信号によってダウンコンバートしてＩＦ信号に変換し、このＩＦ信号を第２の周波数変換部の３個以上のミキサに供給して、ベースバンド信号にダウンコンバートしてから混合器で混合することにより、送信機の送信信号であるベースバンド信号を復調することができる。
【０００８】
このように、第１の発明では、３つ以上の周波数のＲＦ信号を使用して無線送受信を行うので、微弱電波を使用しながら総合送信電力を増加して通信距離を従来例に比較して増加させることができると共に、マルチパス性能、フェージング性能及び対妨害電波性能を従来例に比較して向上させることができる。
また、第２の発明に係る無線通信装置は、上記第１の発明において、前記第２の周波数変換部は、並列に接続されたｍ個のミキサと、各ミキサの出力信号を合成する合成手段とを備え、前記局部発振信号形成手段は、前記第１の局部発振信号を出力する発振手段と、該発振手段から出力される第１の局部発振信号を１／Ｎ、１／（Ｎ＋１）……１／（Ｎ＋ｉ）に分周したｍ個の分周信号を形成し、これら分周信号を個別に前記ミキサに第２の局部発振信号として供給する分周手段とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
この第２の発明でも、３つ以上の周波数のＲＦ信号を使用して無線送受信を行うことができ、必要最小限の分周信号で微弱電波を使用しながら総合送信電力を増加して通信距離を従来例に比較して増加させることができると共に、マルチパス性能、フェージング性能及び対妨害電波性能を従来例に比較して向上させることができる。
さらに、第３の発明に係る無線通信装置は、上記第１又は第２の発明において、互いに送受信を行う送信機及び受信機の組毎に前記局部発振信号形成手段におけるＮの値を異なる値に設定するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
この第３の発明では、第２の周波数変換部における局部発振信号を形成するための分周比を設定するＮの値を互いに送受信を行う送信機及び受信機の組毎に異なる値に設定することにより、送信機及び受信機の異なる組における一方の組の送信機又は受信機が他方の組の送信機又は受信機と接近している場合でも混信を生じることなく送受信信号の送受信を行うことができる。
【００１１】
さらにまた、第４発明の発明に係る無線通信装置は、第１〜第３の何れかの発明において、前記局部発振信号形成手段は、前記第１の局部発振信号を出力する電圧制御型発振器と、該電圧制御型発振器の発振出力を１／Ｎ、１／（Ｎ＋１）、……１／（Ｎ＋ｉ）に分周するｍ個の分周回路と、該分周回路の分周出力を基準信号発生器からの基準信号と位相比較する位相比較器と、該位相比較器の位相比較出力が入力され、フィルタ出力を前記電圧制御型発振器に供給するループフィルタとを有するＰＬＬ回路で構成されていることを特徴としている。
【００１２】
この第４の発明では、局部発振信号形成手段を、電圧制御発振器と、複数ｍ−１個の分周信号を形成する分周回路と、移相比較器と、ループフィルタとでＰＬＬ回路の構成としたので、正確な分周信号を形成することができる。
第５の発明に係る無線通信装置は、ＲＦ信号及びＩＦ信号間で局部発振信号を用いて周波数変換を行う周波数変換部と、該周波数変換部に対して局部発振信号を供給する局部発振信号形成手段とを備えた無線通信装置において、
前記周波数変換部はＲＦ信号をＩＦ信号に変換するミキサを有し、前記局部発振信号形成手段は、局部発振信号を出力する電圧制御型発振器と、該電圧制御型発振器の発振出力を分周する分周回路と、該分周回路の分周出力を基準信号発生器からの基準信号と比較する位相比較器と、該位相比較器の位相比較出力が入力され、フルィタ出力を前記電圧制御型発振器に供給するループフィルタとを有するＰＬＬ回路で構成され、前記電圧制御型発振器は、発振用増幅回路の期間路に介装された共振回路を有し、前記発振用増幅回路の入力側及び出力側の少なくとも一方と接地との間に発振中心周波数に対するサイドピークを形成する可変インピーダンス素子が介装された構成を有することを特徴としている。
【００１３】
この第５の発明では、局部発振信号が電圧制御型発振器を有するＰＬＬ回路で形成され、この電圧制御型発振器を発振用増幅回路の帰還路に共振回路を介装すると共に、発振用増幅回路の入力側及び出力側の少なくとも一方と接地との間にバリアブルキャパシタ等の可変インピーダンス素子を介装した構成とされていることにより、バリアブルキャパシタ等の可変インピーダンス素子によって発振中心周波数に対して数百Ｈｚ程度離れた両側にサイドピークが形成され、この発振中心周波数と両側のサイドピークとを利用することにより、微弱電波を使用しながら総合送信電力を増加して通信距離を従来例に比較して増加させることができると共に、マルチパス性能、フェージング性能及び対妨害電波性能を従来例に比較して向上させることができる。
【００１４】
第６の発明に係る無線通信装置は、第５の発明において、前記送信機は、局部発振器の発振周波数幅を送信周波数の最大周波数偏移より小さく設定されたＦＭ変調送信機で構成され、前記受信機は、ディスクリミネータを使用したＦＭ受信機で構成されていることを特徴としている。
この第６の発明では、送信機で複数のＲＦ周波数を使用すると共に，ＦＭ変調して送信信号を送信することにより、ＦＭ受信機ではディスクリミネータを使用した通常のＦＭ信号を復調するＦＭ受信機の構成で容易に復調することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置を示すブロック図である。
図中、１は無線送信機であって、この無線送信機から送信された送信信号が無線受信機２で受信される。
無線送信装置１は、図２に示すように、送信アンテナ１１に接続された電力増幅器１２と、この電力増幅器１２の入力側に接続された入力されるＩＦ信号をアップコンバートしてＲＦ信号に変換する第１の周波数変換部１３と、この第１の周波数変換部１３に接続された入力されるベースバンド信号をＩＦ信号に変換する第２の周波数変換部１４と、この第２の周波数変換部１４にベースバンド信号を出力するベースバンド信号処理回路１５と、第１の周波数変換部１３及び第２の周波数変換部１４に局部発振信号を供給する局部発振信号形成手段としての局部発振信号形成回路１６とで構成されている。
【００１６】
ここで、第１の周波数変換部１３は、第２の周波数変換部１４から入力されるＩＦ信号を局部発振信号形成回路１６から入力される後述する基準局部発振信号Ｌ０に基づいてアップコンバートするミキサ１７を備えている。
また、第２周波数変換部１４は、ベースバンド信号処理回路１５から入力されるベースバンド信号を局部発振信号形成回路１６から入力される後述する基準局部発振信号を分周した分周局部発振信号Ｌ１〜Ｌ３に基づいてＩＦ信号にアップコンバートする３つのミキサ１８Ａ〜１８Ｃと、これらミキサ１８Ａ〜１８Ｃから出力されるＩＦ信号を合成する合成手段としての合成回路１９とを備えている。
【００１７】
さらに、局部発振信号形成回路１６は、基準局部発振信号Ｌ０を発生する電圧制御型発振器（ＶＣ０）２０と、この電圧制御型発振器２０から出力される基準局部発振信号Ｌ０を１／２に分周した分周局部発振信号Ｌ１を出力する分周回路２１Ａと、この分周回路２１Ａから出力される分周局部発振信号Ｌ１を分周して基準局部発振信号Ｌ０を１／３に分周した分周局部発振信号Ｌ２を出力する分周回路２１Ｂと、この分周回路２１Ｂから出力される分周局部発振信号Ｌ２を分周して基準局部発振信号Ｌ０を１／３に分周した分周局部発振信号Ｌ３を出力する分周回路２１Ｃと、この分周回路２１Ｃから出力される分周局部発振信号Ｌ３と基準信号発生器２２から入力される基準信号との位相を比較し位相差信号を出力する位相比較器２３と、この位相比較器２３から出力される位相差信号をフィルタ処理してフィルタ出力を電圧制御型発振器２０に供給するループフィルタ２４とでＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路に構成されている。そして、電圧制御型発振器２０から出力される基準局部発振信号Ｌ０が第１の周波数変換部１３のミキサ１７に供給され、分周回路２１Ａから出力される分周局部発振信号Ｌ１が第２の周波数変換部１４のミキサ１８Ａに、分周回路２１Ｂから出力される分周局部発振信号Ｌ２が第２の周波数変換部１４のミキサ１８Ｂに、分周回路２１Ｃから出力される分周局部発振信号Ｌ３が第２の周波数変換部１４のミキサ１８Ｃに夫々供給される。
【００１８】
一方、無線受信機２は、図３に示すように、受信アンテナ３１に接続された低雑音増幅器３２と、この低雑音増幅器３２から入力される増幅出力を後述する局部発振信号形成回路３７からの基準局部発振信号Ｌ０に基づいてＩＦ信号にダウンコンバートする第１の周波数変換部３３と、この第１の周波数変換部３３から出力されるＩＦ信号を後述する局部発振信号形成回路３７からの分周局部発振信号Ｌ１〜Ｌ３に基づいてブロードバンド信号へダウンコンバートする第２の周波数変換部３４と、この第２の周波数変換部３４から出力されるベースバンド信号ＢＢをフィルタ処理するバンドパスフィルタ３５と、このバンドパスフィルタ３５でフィルタ処理されたベースバンド信号ＢＢが入力されるブロードバンド信号処理回路３６と、第１の周波数変換部３３及び第２の周波数変換部３４に局部発振信号を供給する局部発振信号形成手段としての局部発振信号形成回路３７とで構成されている。
【００１９】
ここで、第１の周波数変換部３３は、局部発振信号形成回路３７で形成された基準局部発振信号Ｌ０が入力され、この基準局部発振信号Ｌ０に基づいて受信したＲＦ信号をＩＦ信号にダウンコンバートするミキサ３８を備えている。
また、第２の周波数変換部３４は、第１の周波数変換部３３から出力されるＩＦ信号が入力され、このＩＦ信号を局部発振信号形成回路３７から出力される分周局部発振信号Ｌ１〜Ｌ３が個別に供給されてブロードバンド信号ＢＢ１〜ＢＢ３にダウンコンバートするミキサ３９Ａ〜３９Ｃと、これらミキサ３９Ａ〜３９Ｃから出力されるブロードバンド信号ＢＢ１〜ＢＢ３を合成する合成手段としての合成回路４０とを備えている。
【００２０】
さらに、局部発振信号形成回路３７は、前述した送信機１の局部発振信号形成回路１６と同様に、電圧制御型発振器４０と、この電圧制御型発振器４０から出力される基準局部発振信号Ｌ０を１／２に分周した分周局部発振信号Ｌ１を出力する分周回路４２Ａと、この分周回路４２Ａから出力される分周局部発振信号Ｌ１を分周して基準局部発振信号Ｌ０を１／３に分周した分周局部発振信号Ｌ２を出力する分周回路４２Ｂと、この分周回路４２Ａから出力される基準局部発振信号Ｌ０を１／４に分周した分周局部発振信号Ｌ２を出力する分周回路４２Ｃと、この分周回路４２Ｃから出力される分周局部発振信号Ｌ３と基準信号発生器４３から入力される基準信号発振信号出力信号との位相を比較し、位相差信号を出力する位相比較器４４と、この位相比較器４４から出力された位相差信号が入力され、これをフィルタ処理して電圧制御型発信器４１に供給するループフィルタ４５とでＰＬＬ回路の構成を有する。
【００２１】
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
今、無線送信機１から無線受信機２に送信信号を送信する場合には、無線送信機１のベースバンド信号処理回路１５らか送信信号が出力されると、この送信信号か第２の周波数変換部１４の各ミキサ１８Ａ〜１８Ｃに入力される。これらミキサ１８Ａ〜１８Ｃには、局部信号形成回路１６の分周回路２１Ａ〜２１Ｃから電圧制御型発振器２０から出力される基準局部発振信号Ｌ０の周波数ｆL0を１／２〜１／４に分周した分周局部発振信号Ｌ１〜Ｌ３が入力されているので、これらミキサ１８Ａ〜１８Ｃで送信信号を分周局部発振信号Ｌ１〜Ｌ３に基づいてアップコンバートしたＩＦ信号ＩＦ１〜ＩＦ３が出力され、これらＩＦ信号ＩＦ１〜ＩＦ３が合成回路１９で合成されて第１の周波数変換部１３に供給される。この第１の周波数変換部１３では、合成回路１９で構成されたＩＦ信号ＩＦｃを局部発振信号形成回路１６の電圧制御型発振器２０から出力される基準局部発振信号Ｌ０に基づいてアップコンバートしてＲＦ信号ＲＦｃを形成し、このＲＦ信号ＲＦｃを電力増幅器１２で増幅してから送信アンテナ１１に供給することにより、無線受信機２に送信される。
【００２２】
このとき、第１の周波数変換部１３から出力されるＲＦ信号ＲＦｃは、図４に示すように、基準局部発振信号Ｌ０の周波数ｆL0に分周回路２１Ａから出力される分周局部発振信号Ｌ１の周波数ｆL0／２を加算した周波数ｆL0＋ｆL0／２と、基準局部発振信号Ｌ０の周波数ｆL0に分周局部発振信号Ｌ２の周波数ｆL0に分周回路２１Ｂから出力される分周局部発振信号Ｌ２の周波数ｆL0／３を加算した周波数ｆL0＋ｆL0／３と、基準局部発振信号Ｌ０の周波数ｆL0に分周局部発振信号Ｌ２の周波数ｆL0に分周回路２１Ｃから出力される分周局部発振信号Ｌ２の周波数ｆL0／３を加算した周波数ｆL0＋ｆL0／３とを重畳した３つの周波数を含むものとなる。
【００２３】
このため、この送信信号を無線受信器２の受信アンテナ３１で受信すると、３つの周波数を含む微弱な受信信号が低雑音増幅器３２で増幅され、その増幅出力が局部信号形成回路３７の電圧制御型発振器４１から出力される基準局部信号Ｒ０によってダウンコンバートされてＩＦ信号に変換され、変換されたＩＦ信号が第２の周波数変換部３４に供給されることにより、この第２の周波数変換部３４で、ＩＦ信号が異なる局部発振信号Ｌ１〜Ｌ３が入力されたミキサ３９Ａ〜３９Ｃで同じベースバンド信号ＢＢに変換されてから合成回路４０で合成され、バンドパスフィルタ３５でフィルタ処理されてベースバンド信号処理回路３６に供給される。
【００２４】
このように、無線送信機１で３つの周波数を含むＲＦ信号を無線受信機２に送信するので総合送信電力を増加させることができ、無線受信機２でＲＦ信号をＩＦ信号に変換してから１つのベースバンド信号ＢＢに合成するようにしたので、合計受信電力を増加させて通信距離を増加させることができる。
また、ＲＦ信号に３つの周波数を用いているので、各周波数のマルチパス特性が異なることから前述した従来例に比較してマルチパス性能を向上させることができ、同様にフェージング性能、対妨害波性能も従来例に比較して向上させることができる。
【００２５】
さらに、無線送信機１及び無線受信機２の局部発振信号形成回路１６及び３７の分周回路２１Ａ〜２１Ｃ及び４２Ａ〜４２Ｃの分周比を任意に設定可能に構成することにより、  互いに無線通信を行う無線送信機１及び無線受信機２の組で互いに電圧制御型発振器２０及び４１の発振周波数を同一周波数に設定すると共に、各分周回路２１Ａ〜２１Ｃ及び４２Ａ〜４２Ｃの分周比を例えば上記実施形態と同様に１／２、１／３及び１／４に設定し、隣接する混信可能な位置で他の無線送信機１及び無線受信機２の組を使用する場合には、これらの組で電圧制御型発振器２０及び４１の発振周波数は同一周波数とするが分周回路２１Ａ〜２１Ｃ及び４２Ａ〜４２Ｃの分周比を例えば１／４、１／５及び１／６に設定することにより、混信可能な位置で複数の無線送信機１及び無線受信機２の組を複数組使用する場合でも、混信することなく、安定した無線送信を行うことができる。
【００２６】
なお、上記第１の実施形態においては、第２の周波数変換部１４及び３４を３つのミキサ１８Ａ〜１８Ｃ及び３９Ａ〜３９Ｃを設ける構成とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、１つのミキサを設け、このミキサに対して分周回路２１Ａ〜２１Ｃ及び４２Ａ〜４２Ｃの分周局部発振信号Ｌ１〜Ｌ３を合成した合成信号を注入することにより、３つの周波数を含むＩＦ信号又はベースバンド信号を形成するようにしてもよい。
【００２７】
また、上記第１の実施形態においては、局部発振信号形成回路１６及び３７を電圧制御型発振器２０及び４１から出力される基準局部発振信号ＬＯを１／２、１／３及び１／４に分周する分周回路２１Ａ〜２１Ｃ及び４２Ａ〜４２Ｃを設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、４つ以上の分周回路を設け、これに応じて周波数変換部１４及び３４のミキサ数を増加させるようにしてもよく、要は各分周回路の分周比を、Ｎを２以上の任意の正の整数とし、ｉを３以上の正負の整数としたとき、１／Ｎ、１／（Ｎ＋１）、……１／（Ｎ＋ｉ）に設定すればよいものである。このように使用する周波数が多くなるほど送受信電力、マルチパス性能、フェージング性能、対妨害波性能をより向上させることができる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態を図５〜図８について説明する。
この第２の実施形態は、第１の実施形態のように複数の分周回路及びミキサを使用することなく、送受信電力、マルチパス性能、フェージング性能、対妨害波性能を向上させるようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、無線送信機１が、図５に示すように、ベースバンド信号処理回路１６から出力されるＩＦ信号をフィルタ処理するバンドパスフィルタ５１と、局部発振信号Ｌ０′を形成する局部発振信号形成回路５２と、バンドパスフィルタ５１のフィルタ出力を局部発振信号形成回路５２から出力される局部発振信号ＬＯ′に基づいてアップコンバートしてＲＦ信号を出力するミキサ５３で構成される周波数変換部５４と、この周波数変換部５４から出力されるＲＦ信号を増幅する電力増幅器５５とで構成され、電力増幅器５５で増幅されたＲＦ信号が送信アンテナ５６から無線受信機２に送信される。
【００２９】
ここで、局部発振信号形成回路５２は、基準局部発振信号ＬＯ′を出力する電圧制御型発振器５７と、この電圧制御型発振器５７から出力される基準局部発振信号ＬＯ′と基準信号発生器５８から入力される基準信号とを比較して両者の位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較器５９と、この位相比較器５９から出力される位相差信号をフィルタ処理して電圧制御型発振器５７に供給するループフィルタ６０とでＰＬＬ回路構成に構成されている。
【００３０】
電圧制御型発振器５７は、図６に示すように、発振用増幅器（負性抵抗回路）６１と、その帰還路に介装された発振出力を外部に導出する分配器６２と弾性表面波共振子等で構成される共振回路６３との直列回路と、発振用増幅回路６１の出力側と接地との間に接続されたバリアブルキャパシタ（可変容量ダイオード）６４とで構成されている。
この電圧制御型発振器５７は、発振用増幅回路６１の出力側と接地との間にバリアブルキャパシタ６４が介装されており、このバリアブルキャパシタ６４はその両端に掛かる電圧によって内部容量が変動する素子であるから、発振用増幅回路６１から出力される発振波形に応じて容量が変化する。
【００３１】
このため、バリアブルキャパシタ６４は共振回路６３の一部と考えることもでき、バリアブルキャパシタ６４の容量が変化することにより共振回路６３の時定数が変化したと同義となり、発振周波数が変化する。バリアブルキャパシタ６４の容量はもともとの発振周期に同期して同じ容量値を繰り返すのではなく、発振用増幅回路６１の発振中心周波数より遥かに大きな時定数で変動する。これによって電圧制御型発振器５７から出力される発振信号のスペクトルは、図８に示すように、発振用増幅回路６１の発振中心周波数から例えば１００Ｈｚ程度の低い周波数の両サイドバンドにキャリアとほぼ同レベルのスペクトル強度のサイドピークが形成される。すなわち、発振波形は例えば１００ＨｚでＦＭ変調されたような形となる。
【００３２】
そして、ＰＬＬ回路のループフィルタ６０を十分低い周波数（この場合１００Ｈｚ以下）までカットできるように設計すれば、電圧制御型発振器５７のＦＭ変調周波数はバリアブルキャパシタ６４の値にのみ影響され、特定のＦＭ変調信号を安定して得ることができる。このＦＭ変調信号となる基準局部発振信号ＬＯ′を周波数変換部５４のミキサ５３に供給することにより、このミキサ５３から出力されるＲＦ信号もＦＭ変調を受けることになり、これによって周波数を拡散することができる。このとき、局部発振信号形成回路５２の発振周波数帯域幅を最大周波数偏移と比較して充分に小さく設定すれば、無線送信機１から送信したＦＭ変調されたＲＦ信号を通常のＦＭ復調受信機でも復調可能となる。
【００３３】
このため、無線受信機２は、図７に示すように、受信アンテナ７１で受信した受信信号を低雑音増幅器７２で増幅し、その増幅出力を基準局部発信信号ＬＯ′と同一の基準局部発信信号ＬＯ′を出力する局部発振信号形成回路７３からの局部発振信号ＬＯ′が入力されたミキサ７４でダウンコンバートしてＩＦ信号に変換し、変換したＩＦ信号をＩＦ信号が通過可能なバンドパスフィルタ７５を通過させてから、リミッタ７６で振幅制限し、ＦＭ復調器のディスクリミネータ７７で復調することにより、受信信号を得ることができる。
【００３４】
この第２の実施形態によれば、無線送信機１の周波数変換部５４に入力する局部発振信号ＬＯ′を供給する局部発振信号形成回路５２が電圧制御型発振器５７を有するＰＬＬ回路構成とされ、この電圧制御型発振器５７が発振用増幅回路６１の出力側と接地との間にバリアブルキャパシタ６４を接続した構成されているので、発振用増幅回路６１の発振出力に応じてパリアブルキャパシタ６４の容量が変化することにより、共振回路６３の時定数が変化したと同義となり、発振周波数が変化する。バリアブルキャパシタ６４の容量はもともとの発振周期に同期して同じ容量値を繰り返すのではなく、発振用増幅回路６１の発振中心周波数より遥かに大きな時定数で変動する。これによって電圧制御型発振器５７から出力される発振信号のスペクトルは、図８に示すように、発振用増幅回路６１の発振中心周波数から例えば１００Ｈｚ程度の低い周波数の両サイドバンドにキャリアとほぼ同レベルのスペクトル強度のサイドピークが形成される。すなわち、発振波形は例えば１００ＨｚでＦＭ変調されたような形となる。
【００３５】
このため、無線送信機１から前述した第１の実施形態と同様に、３つのピークを有する送信信号を無線受信機２に送信することができ、この無線受信機２では、通常のＦＭ復調受信機と同様の構成で、無線送信機１から送信された送信信号をＦＭ復調することができる。したがって、第１の実施形態と同様に、無線送信機１側での総合送信電力を向上させると共に、無線受信機２側での総合受信電力も向上し、無線通信距離を増加させることができると共に、さらに３つの周波数を使用することができるので、従来例に比較してマルチパス性能、フェージング性能、対妨害波性能を向上させることができる。しかも、無線受信機２としては通常のＦＭ受信機を適用することができ、特殊な無線受信機を必要としないので、全体の構成を簡易化することができる。
【００３６】
なお、上記第２の実施形態においては、電圧制御型発振器５７のバリアブルキャパシタ６４を発振用増幅回路６１の出力側と接地との間に介装した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発振用増幅回路６１の入力側と接地との間にバリアブルキャパシタを介装するようにしてもよく、さらには発振用増幅回路６１の入出力側の夫々と接地との間にバリアブルキャパシタを介装するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記第２の実施形態においては、バリアブルキャパシタ６４を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、発振用増幅回路６１の入出力電圧の変化に応じてインピーダンス特性を可変できるインピーダンス素子を適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の無線送信機の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】図１の無線受信機の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態における動作の説明に供する送信信号の周波数と電力との関係を示す特性図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す無線送信機のブロック図である。
【図６】図５の電圧制御型発振器の具体的構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態における無線受信機のブロック図である。
【図８】第２の実施形態における動作の説明に供する送信信号の周波数と電力との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…無線送信機、２…無線受信機、１１…送信アンテナ、１２…電力増幅器、１３…第１の周波数変換部、１４…第２の周波数変換部、１５…ベースバンド信号処理回路、１６…局部発振信号形成回路、１７…ミキサ、１８Ａ〜１８Ｃ…ミキサ、１９…合成回路、２０…電圧制御型発振器、２１Ａ〜２１Ｃ…分周回路、２２…基準信号発生器、２３…位相比較器、２４…ループフィルタ、３１…受信アンテナ、３２…低雑音増幅器、３３…第１の周波数変換部、３４…第２の周波数変換部、３５…バンドパスフィルタ、３６…ベースバンド信号処理回路、３７…局部発振信号形成回路、３８…ミキサ、３９Ａ〜３９Ｃ…ミキサ、４０…合成回路、４１…電圧制御型発振器、４２Ａ〜４２ｃ…分周回路、４３…基準信号発生器、４４…位相比較器、４５…ループフィルタ、５１…バンドパスフィルタ、５２…局部発振信号形成回路、５３…ミキサ、５４…周波数変換部、５５…電力増幅器、５６…送信アンテナ、５７…電圧制御型発振器、５８…基準信号発生器、５９…位相比較器、６０…ループフィルタ、６１……発振用増幅回路、６２…分配器、６３…共振回路、６４…バリアブルキャパシタ、７１…受信アンテナ、７２…低雑音増幅器、７３…局部発振信号形成回路、７４…ミキサ、７５…バンドパスフィルタ、７６…リミッタ、７７…ディスクリミネータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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