(57)【要約】【課題】  ＡＳＫ変調器がリニアリティ動作範囲外で用いられる場合でも、隣接チャネル漏洩電力を抑制することが可能なフィルタ回路を提供すること。【解決手段】  ＡＳＫ変調器２０がリニアリティ動作範囲外で用いられて、フィルタ回路１０を通過した信号により搬送波がＡＳＫ変調される場合、ＡＳＫ変調器２０から出力される信号の包絡線の波形は、次のようになる。即ち、ＡＳＫ変調器２０がリニアリティ動作範囲外で用いられて、単一正弦波の信号により搬送波がＡＳＫ変調される場合に生じる歪みが抑制されたものとなる。つまり、包絡線の歪みの原因となる高調波の正相成分が、該高調波の逆相成分により相殺される。従って、ＡＳＫ変調器２０がリニアリティ動作範囲外で用いられる場合でも、隣接チャネル漏洩電力を抑制することができる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本波と高調波とが重畳されたベースバンド信号のうち、特定の周波数帯域の信号をそのまま通過させる一方、その他の周波数帯域の信号を減衰させて除去するフィルタ回路において、
前記基本波の正相成分と前記高調波の逆相成分とが重畳された信号を通過させることを特徴とするフィルタ回路。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタ回路において、
前記基本波の正相成分と３次高調波の逆相成分とが重畳された信号を通過させることを特徴とするフィルタ回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のフィルタ回路において、
前記ベースバンド信号に含まれている高調波の位相をずらすことにより該高調波の逆相成分を生成し、前記基本波の正相成分と該生成した高調波の逆相成分とが重畳された信号を通過させることを特徴とするフィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースバンド信号を帯域制限するフィルタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、社会問題の１つとして交通渋滞が挙げられている。そこで、料金所での渋滞緩和を主たる目的として、ＥＴＣ（自動料金支払いシステム）が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。ここで、ＥＴＣとは、有料道路の料金所に設置されるＥＴＣ路側器と自動車に装備されるＥＴＣ車載器との間の無線通信により、料金決済が自動で行われるシステムである。このため、ＥＴＣを用いると、料金所をノンストップで通行することが可能となる。従って、このようなＥＴＣの普及に伴って、交通渋滞が次第に緩和されてゆくものと期待されている。
【０００３】
図７に示すように、ＥＴＣ車載器１０１は、送信系の構成として、ローパスフィルタ１１０、ＡＳＫ変調器１２０、送信アンテナ１３０を備えている。ローパスフィルタ１１０は、ベースバンド信号を帯域制限するためのものである。ＡＳＫ変調器１２０は、ローパスフィルタ１１０を通過した信号により搬送波をＡＳＫ変調するためのものである。送信アンテナ１３０は、このようにＡＳＫ変調された信号を送信するためのものである。
【特許文献１】特開２００２−０９２６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＡＳＫ変調器１２０の性能を表すものとして入出力特性（入力電圧に対する出力電圧特性）が挙げられる（図８（ａ）参照）。そして、この入出力特性において、入力電圧に対して出力電圧が比例している範囲（リニアリティ動作範囲）の広いもの程、ＡＳＫ変調器１２０として高性能であることが知られている。
【０００５】
そして、ＡＳＫ変調器１２０がリニアリティ動作範囲内で用いられて、ローパスフィルタ１１０を通過した信号により搬送波がＡＳＫ変調される場合、ＡＳＫ変調器１２０から出力される信号の包絡線の波形は、ローパスフィルタ１１０を通過した信号の波形と同一のものとなる。一方、ＡＳＫ変調器１２０がリニアリティ動作範囲外で用いられて、ローパスフィルタ１１０を通過した信号（図８（ｂ）参照）により搬送波がＡＳＫ変調される場合、ＡＳＫ変調器１２０から出力される信号の包絡線の波形は、ローパスフィルタ１１０を通過した信号の波形とは異なる歪んだものとなる（図８（ｃ）の実線参照）。
【０００６】
ここで、後者の場合、包絡線の波形は、１ＭＨｚの正弦波（基本波）と３ＭＨｚの正弦波（３次高調波）を主体とする各奇数次高調波とが重畳された合成波形で表される（図８（ｄ）参照）。このため、ＡＳＫ変調器１２０から出力される信号のスペクトラムにおいて、出力レベルの高い３次高調波が生じてしまうことになる（図９参照）。従って、後者の場合、このような３次高調波に起因して隣接チャネル漏洩電力が大きくなって好ましくない。
【０００７】
そこで、隣接チャネル漏洩電力を抑制するための手法として、ＡＳＫ変調器１２０をリニアリティ動作範囲内でのみ用いる手法を採用すれば良いようにも思える。しかしながら、このような手法を採用した場合、振幅の小さな信号でしか搬送波をＡＳＫ変調することができなくなる。従って、ＡＳＫ変調器１２０をリニアリティ動作範囲内でのみ用いる手法は、変調度を大きくする観点からは必ずしも適切ではないことになる。
【０００８】
一方、隣接チャネル漏洩電力を抑制するための別の手法として、リニアリティ動作範囲の広いＡＳＫ変調器１２０を用いる手法を採用すれば良いようにも思える。しかしながら、このようなＡＳＫ変調器１２０は一般的に高価である。従って、リニアリティ動作範囲の広いＡＳＫ変調器１２０を用いる手法は、ＥＴＣ車載器１０１を低コスト化する観点からは必ずしも適切ではないことになる。
【０００９】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、ＡＳＫ変調器がリニアリティ動作範囲外で用いられる場合でも、隣接チャネル漏洩電力を抑制することが可能なフィルタ回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、基本波と高調波とが重畳されたベースバンド信号のうち、特定の周波数帯域の信号をそのまま通過させる一方、その他の周波数帯域の信号を減衰させて除去するフィルタ回路において、前記基本波の正相成分と前記高調波の逆相成分とが重畳された信号を通過させることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明に係るフィルタ回路は、例えばＥＴＣ車載器に備えられるＡＳＫ変調器に供される。そして、同フィルタ回路は、該ＡＳＫ変調器に対する入力信号を生成するために用いられる。特に、ＡＳＫ変調器の入出力特性（入力電圧に対する出力電圧特性）において、入力電圧に対して出力電圧が比例している範囲（リニアリティ動作範囲）外でＡＳＫ変調器が用いられる場合に、同フィルタ回路は、該ＡＳＫ変調器に対する入力信号を生成するために好適に用いられる。
【００１２】
ここで、基本波の正相成分と高調波の逆相成分とが重畳された信号がフィルタ回路を通過してＡＳＫ変調器に入力される場合を想定する。そして、このような場合において、ＡＳＫ変調器がリニアリティ動作範囲外で用いられて、フィルタ回路を通過した信号により搬送波がＡＳＫ変調される場合、ＡＳＫ変調器から出力される信号の包絡線の波形は、次のようになる。即ち、ＡＳＫ変調器がリニアリティ動作範囲外で用いられて、単一正弦波の信号により搬送波がＡＳＫ変調される場合に生じる歪みが抑制されたものとなる。つまり、包絡線の歪みの原因となる高調波の正相成分が、該高調波の逆相成分により相殺される。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のフィルタ回路において、前記基本波の正相成分と３次高調波の逆相成分とが重畳された信号を通過させることを特徴とする。
従って、請求項２に記載の発明によれば、包絡線の歪みの原因となる高調波の正相成分のうち、最も振幅の大きな３次高調波の正相成分が、該３次高調波の逆相成分により相殺される。このため、隣接チャネル漏洩電力が効率良く抑制される。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載のフィルタ回路において、前記ベースバンド信号に含まれている高調波の位相をずらすことにより該高調波の逆相成分を生成し、前記基本波の正相成分と該生成した高調波の逆相成分とが重畳された信号を通過させることを特徴とする。
【００１５】
従って、請求項３に記載の発明によれば、高調波の逆相成分を生成するのに際して、ベースバンド信号が積極的に用いられる。このため、フィルタ回路とは別に発振回路を設ける必要がない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明によれば、ＡＳＫ変調器がリニアリティ動作範囲外で用いられる場合でも、隣接チャネル漏洩電力を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明をＥＴＣ車載器に具体化した一実施形態を説明する。
図１に示すように、ＥＴＣ車載器１は、送信系の構成として、フィルタ回路１０、ＡＳＫ変調器２０、送信アンテナ３０を備えている。フィルタ回路１０は、後述するベースバンド信号を帯域制限するためのものである。つまり、フィルタ回路１０は、ベースバンド信号のうち、特定の周波数帯域の信号をそのまま通過させる一方、その他の周波数帯域の信号を減衰させて除去するためのものである。ＡＳＫ変調器２０は、フィルタ回路１０を通過した信号により搬送波をＡＳＫ変調するためのものである。送信アンテナ３０は、このようにＡＳＫ変調された信号を送信するためのものである。
【００１８】
図２に示すように、ベースバンド信号は、「Ｈレベル」及び「Ｌレベル」の２値シンボルで表される方形波により構成されている。このベースバンド信号（方形波）は、基本波と高調波とが重畳されたものである。本実施形態では、基本波として、１ＭＨｚの正弦波がベースバンド信号に含まれている場合を想定する。この場合、ベースバンド信号には、高調波として、３ＭＨｚの正弦波（３次高調波）、５ＭＨｚの正弦波（５次高調波）、・・・・・、（２Ｎ＋１）ＭＨｚの正弦波（奇数次高調波）が含まれていることになる。
【００１９】
図３に示すように、フィルタ回路１０は、抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ１〜Ｃ４、コイルＬ１を備えている。そして、これら各電気素子の回路定数は、前記ベースバンド信号に含まれている基本波の正相成分と３次高調波の逆相成分とが重畳された信号がフィルタ回路１０を通過するような値に設定されている。即ち、このような信号がフィルタ回路１０を通過するようにするために、フィルタ回路１０は、各電気素子が協働して、３次高調波の逆相成分を生成する。そして、フィルタ回路１０では、ベースバンド信号に含まれている３次高調波の位相をずらすことにより該３次高調波の逆相成分を生成することが実現されている。換言すれば、フィルタ回路１０は、位相調整回路としての機能を有している。
【００２０】
次に、このように３次高調波の逆相成分を生成するのに際して、フィルタ回路１０に求められる位相条件について、図４を用いて説明する。
本実施形態では、「Ａｓｉｎ（ωｔ）」で表される基本波がベースバンド信号に含まれている場合を想定する。この場合、ベースバンド信号に含まれている３次高調波は「Ｂｓｉｎ（３ωｔ）」で表されることになる。
【００２１】
そして、前記基本波と前記３次高調波を主体とする各奇数次高調波とが含まれているベースバンド信号がフィルタ回路１０に入力された場合に、基本波の正相成分と３次高調波の逆相成分とが重畳された信号がフィルタ回路１０を通過するような位相条件がフィルタ回路１０に求められることになる。
【００２２】
本実施形態では、「Ａｓｉｎ（ωｔ）」で表される基本波がフィルタ回路１０に入力されることに伴って、「Ｃｓｉｎ（ωｔ＋φ１）」で表される信号が基本波の正相成分としてフィルタ回路１０を通過する場合を想定する。そして、この場合、「Ｂｓｉｎ（３ωｔ）」で表される３次高調波がフィルタ回路１０に入力されることに伴って、「Ｄｓｉｎ（３ωｔ＋３φ１＋π＋２ｎπ）」（ただし、ｎ＝０、±１、±２、・・・）で表される信号が３次高調波の逆相成分としてフィルタ回路１０を通過すればよいことになる。
【００２３】
次に、フィルタ回路１０を通過した信号により搬送波がＡＳＫ変調される場合の動作について説明する。本実施形態では、ＡＳＫ変調器２０の入出力特性（図５（ａ）参照）において、リニアリティ動作範囲外でＡＳＫ変調器２０が用いられて、フィルタ回路１０を通過した信号（図５（ｂ）参照）により搬送波がＡＳＫ変調される場合の動作について説明する。
【００２４】
この場合、ＡＳＫ変調器２０から出力される信号の包絡線の波形は、ＡＳＫ変調器２０がリニアリティ動作範囲外で用いられて、単一正弦波の信号により搬送波がＡＳＫ変調される場合に生じる歪みが抑制されたものとなる（図５（ｃ）参照）。つまり、包絡線の歪みの原因となる高調波の正相成分が、該高調波の逆相成分により相殺される。特に、包絡線の歪みの原因となる高調波の正相成分のうち、最も振幅の大きな３次高調波の正相成分が、該３次高調波の逆相成分により相殺される。
【００２５】
その結果、ＡＳＫ変調器２０から出力される信号のスペクトラムにおいて、３次高調波の出力レベルは抑制されたものとなる（図６参照）。
以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
【００２６】
（１）ベースバンド信号に含まれている基本波の正相成分と高調波の逆相成分とが重畳された信号がフィルタ回路１０を通過してＡＳＫ変調器２０に入力される場合を想定する。そして、このような場合において、ＡＳＫ変調器２０がリニアリティ動作範囲外で用いられて、フィルタ回路１０を通過した信号により搬送波がＡＳＫ変調される場合、ＡＳＫ変調器２０から出力される信号の包絡線の波形は、次のようになる。即ち、ＡＳＫ変調器２０がリニアリティ動作範囲外で用いられて、単一正弦波の信号により搬送波がＡＳＫ変調される場合に生じる歪みが抑制されたものとなる。つまり、包絡線の歪みの原因となる高調波の正相成分が、該高調波の逆相成分により相殺される。従って、ＡＳＫ変調器２０がリニアリティ動作範囲外で用いられる場合でも、隣接チャネル漏洩電力を抑制することができる。
【００２７】
（２）基本波の正相成分と３次高調波の逆相成分とが重畳された信号がフィルタ回路１０を通過してＡＳＫ変調器２０に入力される。このため、包絡線の歪みの原因となる高調波の正相成分のうち、最も振幅の大きな３次高調波の正相成分が、該３次高調波の逆相成分により相殺される。従って、隣接チャネル漏洩電力を効率良く抑制することができる。
【００２８】
（３）ベースバンド信号に含まれている高調波の位相をずらすことにより該高調波の逆相成分が生成される。そして、基本波の正相成分と該生成された高調波の逆相成分とが重畳された信号がフィルタ回路１０を通過してＡＳＫ変調器２０に入力される。このように高調波の逆相成分を生成するのに際して、ベースバンド信号が積極的に用いられる。このため、フィルタ回路１０とは別に発振回路を設ける必要がない。従って、ＥＴＣ車載器１の小型軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００２９】
（４）ＡＳＫ変調器２０をリニアリティ動作範囲外で用いることが可能である。このため、振幅の大きな信号で搬送波をＡＳＫ変調することができるようになる。従って、変調度を大きくすることができる。
【００３０】
（５）リニアリティ動作範囲の狭いＡＳＫ変調器２０を用いることが可能である。このため、安価なＡＳＫ変調器２０を用いることができるようになる。従って、ＥＴＣ車載器１の低コスト化に貢献することができる。
【００３１】
尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・３次高調波の逆相成分に加えて、５次高調波以降の奇数次高調波の逆相成分が基本波の正相成分に重畳された信号が通過するフィルタ回路に具体化してもよい。
【００３２】
・高調波の位相条件に加えて、高調波の振幅条件を考慮したフィルタ回路に具体化してもよい。
さらに、上記実施形態より把握される技術的思想について、以下にそれらの効果と共に記載する。
【００３３】
〔１〕基本波と高調波とが重畳されたベースバンド信号のうち、特定の周波数帯域の信号をそのまま通過させる一方、その他の周波数帯域の信号を減衰させて除去する帯域制限方法において、前記基本波の正相成分と前記高調波の逆相成分とが重畳された信号を通過させることを特徴とする帯域制限方法。このように構成すれば、ＡＳＫ変調器がリニアリティ動作範囲外で用いられる場合でも、隣接チャネル漏洩電力を抑制することができる。
【００３４】
〔２〕請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のフィルタ回路と、そのフィルタ回路を通過した信号により搬送波をＡＳＫ変調するＡＳＫ変調器とを備えたＥＴＣ車載器。このように構成すれば、ＡＳＫ変調器がリニアリティ動作範囲外で用いられる場合でも、隣接チャネル漏洩電力を抑制することができる。
【００３５】
〔３〕基本波と高調波とが重畳されたベースバンド信号のうち、特定の周波数帯域の信号をそのまま通過させる一方、その他の周波数帯域の信号を減衰させて除去するフィルタ回路を通過した信号をＡＳＫ変調器に入力し、該入力された信号により搬送波をＡＳＫ変調するＡＳＫ変調方法において、前記基本波の正相成分と前記高調波の逆相成分とが重畳された信号をフィルタ回路からＡＳＫ変調器に入力することを特徴とするＡＳＫ変調方法。このように構成すれば、ＡＳＫ変調器がリニアリティ動作範囲外で用いられる場合でも、隣接チャネル漏洩電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態のＥＴＣ車載器の送信系の構成を示すブロック図。
【図２】ベースバンド信号を示す波形図。
【図３】フィルタ回路の構成を示すブロック図。
【図４】フィルタ回路に求められる位相条件を説明するための説明図。
【図５】（ａ）ＡＳＫ変調器の入出力特性。
【００３７】
（ｂ）フィルタ回路を通過した信号を示す波形図。
（ｃ）ＡＳＫ変調器から出力される信号の包絡線を示す波形図。
【図６】ＡＳＫ変調器から出力される信号のスペクトラム。
【図７】従来のＥＴＣ車載器の送信系の構成を示すブロック図。
【図８】（ａ）ＡＳＫ変調器の入出力特性。
【００３８】
（ｂ）ローパスフィルタを通過した信号を示す波形図。
（ｃ）ＡＳＫ変調器から出力される信号の包絡線を示す波形図。
（ｄ）包絡線を構成する信号成分を示す波形図。
【図９】ＡＳＫ変調器から出力される信号のスペクトラム。
【符号の説明】
【００３９】
１…ＥＴＣ車載器、１０…フィルタ回路、２０…ＡＳＫ変調器。
【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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