(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同相成分の搬送波信号を同相成分信号により変調し、直交成分の搬送波信号を直交成分信号により変調する変調器において、
互いに位相が９０度異なる固定的に設定された周波数の２つの信号を発生する固定周波数信号発生手段と、
生成する変調信号に応じて変化させることが可能な周波数の信号を発生する可変周波数信号発生手段と、
固定周波数信号発生手段により発生される一方の信号と可変周波数信号発生手段により発生される信号とを混合して同相成分の搬送波信号を生成する同相成分搬送波信号生成手段と、
固定周波数信号発生手段により発生される他方の信号と可変周波数信号発生手段により発生される信号とを混合して直交成分の搬送波信号を生成する直交成分搬送波信号生成手段と、
同相成分搬送波信号生成手段により生成される同相成分搬送波信号を同相成分信号により変調する同相成分変調手段と、
直交成分搬送波信号生成手段により生成される直交成分搬送波信号を直交成分信号により変調する直交成分変調手段と、
を備えたことを特徴とする変調器。
【請求項２】
請求項１に記載の変調器において、
固定周波数信号発生手段は、固定的に設定された周波数の信号を発振するローカル信号発振器と、ローカル信号発振器により発振される信号の位相を９０度変化させる９０度位相器とを用いて構成されたことを特徴とする変調器。
【請求項３】
同相成分の変調信号を同相成分の搬送波信号により復調して同相成分信号を生成し、直交成分の変調信号を直交成分の搬送波信号により復調して直交成分信号を生成する復調器において、
互いに位相が９０度異なる固定的に設定された周波数の２つの信号を発生する固定周波数信号発生手段と、
変調信号に応じて変化させることが可能な周波数の信号を発生する可変周波数信号発生手段と、
固定周波数信号発生手段により発生される一方の信号と可変周波数信号発生手段により発生される信号とを混合して同相成分の搬送波信号を生成する同相成分搬送波信号生成手段と、
固定周波数信号発生手段により発生される他方の信号と可変周波数信号発生手段により発生される信号とを混合して直交成分の搬送波信号を生成する直交成分搬送波信号生成手段と、
同相成分搬送波信号生成手段により生成される同相成分搬送波信号により同相成分の変調信号を復調して同相成分信号を生成する同相成分復調手段と、
直交成分搬送波信号生成手段により生成される直交成分搬送波信号により直交成分の変調信号を復調して直交成分信号を生成する直交成分復調手段と、
を備えたことを特徴とする復調器。
【請求項４】
請求項３に記載の復調器において、
固定周波数信号発生手段は、固定的に設定された周波数の信号を発振するローカル信号発振器と、ローカル信号発振器により発振される信号の位相を９０度変化させる９０度位相器とを用いて構成されたことを特徴とする復調器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同相成分（Ｉ成分）信号及び直交成分（Ｑ成分）信号により変調を行う変調器や、同相成分信号及び直交成分信号を復調する復調器に関し、特に、簡易な制御により広帯域の変調や復調を実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport Systems）では、人と車両と道路との間で情報を授受して交通状況の効率化を図ることが目指されており、ソフトウエアを用いて無線信号の送受信を行うソフトウエアラジオなどを用いることが検討等されている。
このようなソフトウエアラジオなどの無線機では、例えば高い周波数帯域や広い周波数帯域で無線通信を行う変調部や復調部を備えることが必要となる。
【０００３】
以下で、従来においてアナログ変復調を行う変復調部の構成例を示す。
図５には、デジタル部Ｄ２１の後段に備えられたアナログ直交変調器の構成例を示してある。なお、説明の便宜上から、同図にはデジタル部Ｄ２１も示したが、通常、デジタル部Ｄ２１はアナログ直交変調器の構成要素ではない。
同図に示したアナログ直交変調器では、デジタル部Ｄ２１から出力される同相成分の信号（同相成分信号）が同相成分側のミキサ（ＭＩＸ）ＭＩ２１に入力され、デジタル部Ｄ２１から出力される直交成分の信号（直交成分信号）が直交成分側のミキサ（ＭＩＸ）ＭＱ２１に入力される。
【０００４】
また、このアナログ直交変調器では、例えば通信に使用される搬送波信号の周波数（搬送波周波数）を有する信号がローカル信号発振器（ＯＳＣ：Oscillator）ＯＳＣ１１により発振され、当該搬送波周波数を有する信号が同相成分の搬送波信号（同相成分搬送波信号）としてそのまま同相成分側のミキサＭＩ２１へ出力されるとともに、当該搬送波周波数を有する信号が９０度（°）位相器Ｐ１１へ出力される。９０度位相器Ｐ１１では、ローカル信号発振器ＯＳＣ１１から入力される当該信号の位相が９０度変化（シフト）させられ、当該位相変化後の信号が直交成分の搬送波信号（直交成分搬送波信号）として直交成分側のミキサＭＱ２１へ出力される。
【０００５】
また、同相成分側のミキサＭＩ２１では、ローカル信号発振器ＯＳＣ１１から入力される同相成分搬送波信号とデジタル部Ｄ２１から入力される同相成分信号とが混合（ミキシング）されることにより当該同相成分搬送波信号が当該同相成分信号により変調され、当該同相成分の変調結果（同相変調成分）が出力される。
同様に、直交成分側のミキサＭＱ２１では、９０度位相器Ｐ１１から入力される直交成分搬送波信号とデジタル部Ｄ２１から入力される直交成分信号とが混合（ミキシング）されることにより当該直交成分搬送波信号が当該直交成分信号により変調され、当該直交成分の変調結果（直交変調成分）が出力される。
【０００６】
そして、このアナログ直交変調器では、同相成分側のミキサＭＩ２１から出力される同相変調成分と直交成分側のミキサＭＱ２１から出力される直交変調成分とが合成され、当該合成信号が複合信号として出力される。ここで、複合信号は例えば振幅の情報及び位相の情報を有する搬送波周波数の信号となり、デジタル部Ｄ２１から出力する同相成分信号及び直交成分信号を制御して当該振幅情報や当該位相情報を変化させることにより、周波数変調や位相変調や振幅変調などにより送信対象となるデータを搬送波に載せて送信することができる。また、このアナログ直交変調器から出力される複合信号は、例えばアンテナ（図示せず）から無線信号として通信相手となる無線機に対して無線送信される。
【０００７】
次に、図６には、アナログ直交復調器の構成例を示してある。
同図に示したアナログ直交復調器では、例えば通信相手となる無線機から無線送信されてアンテナ（図示せず）により無線受信された信号として、振幅の情報や位相の情報を有する搬送波周波数の複合信号が入力され、当該複合信号が分配されて同相成分側のミキサＭＩ２２及び直交成分側のミキサＭＱ２２に入力される。
【０００８】
また、このアナログ直交復調器では、上記図５に示したアナログ直交変調器と同様に、例えば搬送波周波数を有する信号がローカル信号発振器ＯＳＣ１２により発振され、当該搬送波周波数を有する信号が同相成分搬送波信号としてそのまま同相成分側のミキサＭＩ２２へ出力されるとともに、当該搬送波周波数を有する信号が９０度位相器Ｐ１２により９０度だけ位相変化させられた後に直交成分搬送波信号として直交成分側のミキサＭＱ２２へ出力される。
【０００９】
また、同相成分側のミキサＭＩ２２では、ローカル信号発振器ＯＳＣ１２から入力される同相成分搬送波信号と複合信号とが混合（ミキシング）されることにより当該複合信号に含まれる同相変調成分が当該同相成分搬送波信号により復調され、当該復調により生成される同相成分信号が出力される。
同様に、直交成分側のミキサＭＱ２２では、９０度位相器Ｐ１２から入力される直交成分搬送波信号と複合信号とが混合（ミキシング）されることにより当該複合信号に含まれる直交変調成分が当該直交成分搬送波信号により復調され、当該復調により生成される直交成分信号が出力される。
そして、このアナログ直交復調器から出力される同相成分信号及び直交成分信号は例えば後段のデジタル部（図示せず）に入力され、当該同相成分信号及び当該直交成分信号に基づいて受信データが取得される。
【００１０】
次に、上記図５に示したアナログ直交変調器や上記図６に示したアナログ直交復調器において、変調や復調に用いる搬送波周波数を変化させる構成例を示す。
なお、搬送波周波数を変化させることは、例えば広帯域にわたる複数の周波数のキャリア（搬送波）を切替などして用いて無線信号の送受信を行う無線機などで必要となる。
【００１１】
上記図５に示したアナログ直交変調器や上記図６に示したアナログ直交復調器において搬送波周波数を変化させる構成としては、一例として、上記したローカル信号発振器ＯＳＣ１１、ＯＳＣ１２の代わりに電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）を備えて、当該電圧制御発振器に印加する電圧を制御することにより当該電圧制御発振器からミキサＭＩ２１、ＭＩ２２や９０度位相器Ｐ１１、Ｐ１２へ出力する信号（ローカル信号）の周波数を変化させる構成が考えられる。しかしながら、この構成では、９０度位相器Ｐ１１、Ｐ１２を構成するデバイスが周波数特性を有することから、比較的狭帯域でしか正確な９０度の位相変化が実現されず、つまり、要求される広帯域では９０度を超える或いは９０度未満となる位相変化が生じる周波数が存在してしまって、広帯域での変復調に用いることができないといった不具合があった。
【００１２】
また、このような不具合を解消する構成として、更に各周波数に対応した複数の９０度位相器を備えて各周波数毎に応じて使用する９０度位相器をスイッチ等により切り替える構成も考えられるが、この構成では、各周波数毎に位相器を備えなければならず、また、制御系の信号が増えてしまうなどといったことから、制御が複雑になるといった不具合や、コストや回路規模が大きくなってしまうといった不具合があった。
【００１３】
また、例えば特開平５−２０７０８０号公報に記載された変調器では、シンセサイザにより各チャネル毎の周波数の信号を発生させ、可変９０度位相偏移器により当該シンセサイザの出力を９０度移相するに際して、検出される直交位相誤差がゼロとなるように当該可変９０度位相偏移器を制御することが行われている。しかしながら、この構成では、直交位相誤差を検出する回路や当該直交位相誤差がゼロとなるように可変９０度位相偏移器を制御する回路が必要であって制御が複雑になってしまうといった不具合や、また、例えば準マイクロ波帯のような高周波帯域では可変移相器において高い精度を得ることが困難であるといった不具合があった。
【００１４】
また、例えば特開平１０−２４３０３７号公報に記載された直交位相信号発生回路では、局部発振器から出力される信号（ローカル信号）と９０度の位相差を有する信号が電圧制御発振器（ＶＣＯ）から発生させられるように、これら２つの信号の周波数差及び位相差の比較結果に基づいて、当該電圧制御発振器を制御することが行われている。しかしながら、この構成では、例えば複数のチャネルを用いる場合にはローカル信号の周波数を切り替えるとともに電圧制御発振器から出力される信号の周波数も制御することが必要であり、また、当該信号の位相も制御する必要があって、制御が複雑になってしまうといった不具合があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例で示したように、例えば上記図５に示したような従来の変調器や、例えば上記図６に示したような従来の復調器では、広帯域にわたって変調や復調を行うに際して、制御が複雑になってしまうといった不具合や、回路規模が大きくなってしまうといった不具合や、コストが高くなってしまうといった不具合があった。
【００１６】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、同相成分信号及び直交成分信号により変調を行うに際して、簡易な制御により広帯域の変調を実現することができる変調器を提供することを目的とする。
また、本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、同相成分信号及び直交成分信号を復調するに際して、簡易な制御により広帯域の復調を実現することができる復調器を提供することを目的とする。
また、本発明に係る変調器や復調器は、新規な構成を有するものであり、例えば、従来と比べて回路規模を小さくすることやコストを低減させることを可能とすることを図る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る変調器では、次のようにして、同相成分の搬送波信号を同相成分信号により変調し、直交成分の搬送波信号を直交成分信号により変調する。
すなわち、固定周波数信号発生手段が互いに位相が９０度異なる固定的に設定された周波数の２つの信号を発生し、可変周波数信号発生手段が生成する変調信号に応じて変化させることが可能な周波数の信号を発生し、同相成分搬送波信号生成手段が固定周波数信号発生手段により発生される一方の信号と可変周波数信号発生手段により発生される信号とを混合して同相成分の搬送波信号を生成し、直交成分搬送波信号生成手段が固定周波数信号発生手段により発生される他方の信号と可変周波数信号発生手段により発生される信号とを混合して直交成分の搬送波信号を生成し、同相成分変調手段が同相成分搬送波信号生成手段により生成される同相成分搬送波信号を同相成分信号により変調し、直交成分変調手段が直交成分搬送波信号生成手段により生成される直交成分搬送波信号を直交成分信号により変調する。
【００１８】
従って、固定的に設定された周波数において互いに位相が９０度異なる２つの信号が発生させられることからこれら２つの信号の位相差が正確に９０度となることを容易に確保することができ、且つ、生成する変調信号の周波数などに応じて可変周波数信号発生手段により発生させられる信号の周波数を制御して変化させることにより同相成分や直交成分の搬送波信号の周波数を変化させることができるため、簡易な制御により広帯域の変調を実現することができる。
【００１９】
また、上記した固定周波数信号発生手段としては、例えばデジタル部を用いて構成することや、例えばローカル信号発振器や９０度位相器を用いて構成することなどができる。
一例として、本発明に係る変調器では、固定周波数信号発生手段を、固定的に設定された周波数の信号を発振するローカル信号発振器と、ローカル信号発振器により発振される信号の位相を９０度変化させる９０度位相器とを用いて構成した。この場合、ローカル信号発振器により発振される信号と９０度位相器により位相が変化させられる信号との一方を同相成分搬送波信号生成手段により混合し、他方を直交成分搬送波信号生成手段により混合する。
【００２０】
ここで、同相成分や直交成分の搬送波信号としては、例えば通信に使用される搬送波（キャリア）の周波数を有する信号が用いられ、複数の搬送波周波数（キャリア周波数）が使用される場合には例えば通信状況などに応じてこれら複数の搬送波周波数の信号が切り替えられて用いられる。
【００２１】
また、固定的に設定された周波数としては、特に限定はなく、変調器の使用状況などに基づいて種々な値が設定されてもよい。
また、生成する変調信号に応じて可変周波数信号発生手段により発生させる信号の周波数を変化させる制御は、通常、生成される同相成分搬送波信号の周波数や生成される直交成分搬送波信号の周波数を通信（送信）に使用される搬送波の周波数と一致させるような態様で行われる。
【００２２】
また、可変周波数信号発生手段により発生される信号は、例えば互いに同一の位相を有する２つの信号に分配されて、一方の分配信号が同相成分搬送波信号生成手段により混合され、他方の分配信号が直交成分搬送波信号生成手段により混合される。
また、同相成分搬送波信号生成手段や直交成分搬送波信号生成手段により同相成分搬送波信号や直交成分搬送波信号を生成する際には、例えばそれぞれの手段による混合結果からフィルタにより不要な周波数成分を除去することが行われるのが好ましい。
【００２３】
また、同相成分変調手段や直交成分変調手段は、例えばミキサを用いて構成される。そして、例えば、同相成分搬送波信号と同相成分信号とを混合することにより同相成分の変調結果（同相変調成分）が得られ、直交成分搬送波信号と直交成分信号とを混合することにより直交成分の変調結果（直交変調成分）が得られ、一例として、当該同調変調成分と当該直交変調成分とを合成することにより振幅の情報や位相の情報を有する複合信号が得られる。
【００２４】
また、本発明に係る復調器では、次のようにして、同相成分の変調信号を同相成分の搬送波信号により復調して同相成分信号を生成し、直交成分の変調信号を直交成分の搬送波信号により復調して直交成分信号を生成する。
すなわち、固定周波数信号発生手段が互いに位相が９０度異なる固定的に設定された周波数の２つの信号を発生し、可変周波数信号発生手段が変調信号に応じて変化させることが可能な周波数の信号を発生し、同相成分搬送波信号生成手段が固定周波数信号発生手段により発生される一方の信号と可変周波数信号発生手段により発生される信号とを混合して同相成分の搬送波信号を生成し、直交成分搬送波信号生成手段が固定周波数信号発生手段により発生される他方の信号と可変周波数信号発生手段により発生される信号とを混合して直交成分の搬送波信号を生成し、同相成分復調手段が同相成分搬送波信号生成手段により生成される同相成分搬送波信号により同相成分の変調信号を復調して同相成分信号を生成し、直交成分復調手段が直交成分搬送波信号生成手段により生成される直交成分搬送波信号により直交成分の変調信号を復調して直交成分信号を生成する。
【００２５】
従って、固定的に設定された周波数において互いに位相が９０度異なる２つの信号が発生させられることからこれら２つの信号の位相差が正確に９０度となることを容易に確保することができ、且つ、復調対象となる変調信号の周波数などに応じて可変周波数信号発生手段により発生させられる信号の周波数を制御して変化させることにより同相成分や直交成分の搬送波信号の周波数を変化させることができるため、簡易な制御により広帯域の復調を実現することができる。
【００２６】
また、上記した固定周波数信号発生手段としては、例えばデジタル部を用いて構成することや、例えばローカル信号発振器や９０度位相器を用いて構成することなどができる。
一例として、本発明に係る変調器では、固定周波数信号発生手段を、固定的に設定された周波数の信号を発振するローカル信号発振器と、ローカル信号発振器により発振される信号の位相を９０度変化させる９０度位相器とを用いて構成した。この場合、ローカル信号発振器により発振される信号と９０度位相器により位相が変化させられる信号との一方を同相成分搬送波信号生成手段により混合し、他方を直交成分搬送波信号生成手段により混合する。
【００２７】
ここで、同相成分の変調信号と直交成分の変調信号としては、例えばこれら両成分の変調信号が合成された複合信号の形で処理されて復調されるのが一般的であるが、これら両成分の変調信号がそれぞれ分離された形で処理されてもよく、この場合にも、それぞれの成分の搬送波信号を用いることによりそれぞれの成分の変調信号からそれぞれの成分の信号を復調することができる。
【００２８】
また、同相成分や直交成分の搬送波信号としては、例えば復調対象となる同相成分や直交成分の変調信号と同一の周波数を有する信号が用いられ、複数の周波数の変調信号を復調する場合には例えば通信状況などに応じてこれら複数の周波数の搬送波信号が切り替えられて用いられる。
【００２９】
また、固定的に設定された周波数としては、特に限定はなく、復調器の使用状況などに基づいて種々な値が設定されてもよい。
また、変調信号に応じて可変周波数信号発生手段により発生させる信号の周波数を変化させる制御は、通常、生成される同相成分搬送波信号の周波数や生成される直交成分搬送波信号の周波数を復調対象となる変調信号の周波数と一致させるような態様で行われる。
【００３０】
また、可変周波数信号発生手段により発生される信号は、例えば互いに同一の位相を有する２つの信号に分配されて、一方の分配信号が同相成分搬送波信号生成手段により混合され、他方の分配信号が直交成分搬送波信号生成手段により混合される。
また、同相成分搬送波信号生成手段や直交成分搬送波信号生成手段により同相成分搬送波信号や直交成分搬送波信号を生成する際には、例えばそれぞれの手段による混合結果からフィルタにより不要な周波数成分を除去することが行われるのが好ましい。
【００３１】
また、同相成分復調手段や直交成分復調手段は、例えばミキサを用いて構成される。そして、例えば、同相成分搬送波信号と同相成分の変調信号とを混合することにより同相成分の復調結果として同相成分信号が得られ、直交成分搬送波信号と直交成分の変調信号とを混合することにより直交成分の復調結果として直交成分信号が得られ、当該同相成分信号及び当該直交成分信号により受信データが取得される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
まず、本発明の第１実施例に係る変調器を説明する。
図１には、デジタル部Ｄ１の後段に備えられた本例のアナログ直交変調器の構成例を示してある。なお、説明の便宜上から、同図にはデジタル部Ｄ１も示したが、通常、デジタル部Ｄ１はアナログ直交変調器の構成要素ではない。
【００３３】
同図に示した本例のアナログ直交変調器には、基準ローカル信号を発生する処理部を構成するローカル信号発振器ＯＳＣ１及び９０度位相器Ｐ１と、２次ローカル信号を発生する処理部を構成する電圧制御発振器ＶＣＯ１と、同相成分側の第１のミキサＭＩ１及びフィルタＦＩ１及び第２のミキサＭＩ１１と、直交成分側の第１のミキサＭＱ１及びフィルタＦＱ１及び第２のミキサＭＱ１１とが備えられている。また、本例のアナログ直交変調器では、デジタル部Ｄ１から出力される同相成分信号が同相成分側の第２のミキサＭＩ１１に入力され、デジタル部Ｄ１から出力される直交成分信号が直交成分側の第２のミキサＭＱ１１に入力される。
【００３４】
ローカル信号発振器ＯＳＣ１は、基準となる搬送波周波数（基準搬送波周波数）を有する信号（基準ローカル信号）ｆ１を発振し、当該信号ｆ１を９０度位相器Ｐ１及び同相成分側の第１のミキサＭＩ１へ出力する。ここで、基準搬送波周波数は、固定的に設定された周波数であり、例えばスプリアス干渉等がないように予め決定された周波数が用いられている。
９０度位相器Ｐ１は、ローカル信号発振器ＯＳＣ１から入力される信号ｆ１の位相を９０度変化させ、当該位相変化後の信号ｆ１’を直交成分側の第１のミキサＭＱ１へ出力する。
【００３５】
電圧制御発振器ＶＣＯ１は、印加される電圧が例えば当該電圧制御発振器ＶＣＯ１に備えられた制御部により制御されることにより、当該印加電圧に応じた値の周波数を有する信号（２次ローカル信号）ｆ２を発振し、当該信号ｆ２を同相成分側の第１のミキサＭＩ１及び直交成分側の第１のミキサＭＱ１へ出力する。
ここで、電圧制御発振器ＶＣＯ１により発振される信号ｆ２の周波数は、生成する変調信号の周波数つまり通信（送信）に使用される周波数に基づいて制御される。なお、生成する変調信号に基づいて電圧制御発振器ＶＣＯ１の発振周波数を制御する機能は、例えば、本例のアナログ直交変調器を備える通信機の任意のところに備えられてもよい。
【００３６】
また、電圧制御発振器ＶＣＯ１から同相成分側の第１のミキサＭＩ１及び直交成分側の第１のミキサＭＱ１への伝送線路は、例えば一方又は両方の伝送線路のパターンの線路長を微調整することにより、これら２つの伝送線路が同相となるように設定されており、つまり、電圧制御発振器ＶＣＯ１から同相成分側の第１のミキサＭＩ１に入力される信号ｆ２の位相と電圧制御発振器ＶＣＯ１から直交成分側の第１のミキサＭＱ１に入力される信号ｆ２の位相とが同一となるように設定されている。
【００３７】
同相成分側の第１のミキサＭＩ１は、ローカル信号発振器ＯＳＣ１から入力される信号ｆ１と電圧制御発振器ＶＣＯ１から入力される信号ｆ２とを混合（ミキシング）し、当該混合結果を同相成分側のフィルタＦＩ１へ出力する。ここで、第１のミキサＭＩ１からフィルタＦＩ１へ出力される混合結果には、例えば、ローカル信号発振器ＯＳＣ１からの信号ｆ１の周波数Ｆ１と電圧制御発振器ＶＣＯ１からの信号ｆ２の周波数Ｆ２との差｜Ｆ１−Ｆ２｜に相当する周波数を有する信号（差周波数信号）や、これら両周波数Ｆ１、Ｆ２の和｜Ｆ１＋Ｆ２｜に相当する周波数を有する信号（和周波数信号）が含まれており、また、例えば当該第１のミキサＭＩ１に入力される信号ｆ１、ｆ２が漏れた信号であってこれらの入力信号ｆ１、ｆ２と同一の周波数Ｆ１、Ｆ２を有する信号（ローカルリーク周波数信号）が含まれる。
【００３８】
同相成分側のフィルタＦＩ１は、同相成分側の第１のミキサＭＩ１から入力される混合結果からフィルタリングにより不要な周波数成分を除去し、当該除去後の信号ｆＬＯを同相成分の搬送波信号として同相成分側の第２のミキサＭＩ１１へ出力する。ここで、本例では、上記した差周波数信号或いは上記した和周波数信号のいずれか一方が上記した不要周波数成分除去後の同相成分搬送波信号ｆＬＯとして第２のミキサＭＩ１１へ出力される一方、当該差周波数信号或いは当該和周波数信号の他方（イメージ周波数の信号成分）がフィルタＦＩ１により不要周波数成分として除去されるとともに、上記したローカルリーク周波数信号が当該フィルタＦＩ１により除去されるように、当該フィルタＦＩ１の特性が設定されている。
【００３９】
なお、フィルタＦＩ１としては、通常はバンドパスフィルタが用いられるが、種々なフィルタが用いられてもよい。例えば、イメージ周波数が高い場合にはローパスフィルタを用いることもでき、イメージ周波数が低い場合にはハイパスフィルタを用いることもできる。
【００４０】
同相成分側の第２のミキサＭＩ１１は、同相成分側のフィルタＦＩ１から入力される同相成分搬送波信号ｆＬＯとデジタル部Ｄ１から入力される同相成分信号とを混合（ミキシング）することにより、当該同相成分搬送波信号を当該同相成分信号により変調した結果（同相変調成分）を出力する。
【００４１】
また、直交成分側の第１のミキサＭＱ１及びフィルタＦＱ１及び第２のミキサＭＱ１１についても、上記した同相成分側の第１のミキサＭＩ１及びフィルタＦＩ１及び第２のミキサＭＩ１１と同様な処理が行われる。
具体的には、直交成分側の第１のミキサＭＱ１は９０度位相器Ｐ１から入力される信号ｆ１’と電圧制御発振器ＶＣＯ１から入力される信号ｆ２とを混合（ミキシング）し、当該混合結果を直交成分側のフィルタＦＱ１へ出力する。
【００４２】
直交成分側のフィルタＦＱ１は、例えば同相成分側のフィルタＦＩ１と同一の周波数特性を有しており、直交成分側の第１のミキサＭＱ１から入力される混合結果からフィルタリングにより不要な周波数成分を除去し、当該除去後の信号ｆＬＯ’を直交成分の搬送波信号として直交成分側の第２のミキサＭＱ１１へ出力する。ここで、直交成分の搬送波信号としては、例えば同相成分の搬送波信号と同一の周波数を有し且つ同一の振幅を有し且つ位相が９０度ずれた信号が用いられる。
【００４３】
直交成分側の第２のミキサＭＱ１１は、直交成分側のフィルタＦＱ１から入力される直交成分搬送波信号ｆＬＯ’とデジタル部Ｄ１から入力される直交成分信号とを混合（ミキシング）することにより、当該直交成分搬送波信号を当該直交成分信号により変調した結果（直交変調成分）を出力する。
【００４４】
そして、同相成分側の第２のミキサＭＩ１１から出力される同相変調成分と直交成分側の第２のミキサＭＱ１１から出力される直交変調成分とを例えば合成器（図示せず）により合成し、当該合成結果を複合信号として出力する。また、本例のアナログ直交変調器から出力される複合信号は、例えば通信相手となる無線機に対してアンテナ（図示せず）から無線送信される。また、本例のアナログ直交変調器から出力される複合信号の周波数を通信状況などに応じて変化させることは、電圧制御発振器ＶＣＯ１の発振周波数を制御して変化させることにより実現され、これにより、広帯域の変調が可能である。
【００４５】
以上のように、本例のアナログ直交変調器では、例えば広帯域の信号を通信する無線機などに備えられる場合においても、制御系の信号やコストや回路規模を増大させることなく、簡易な制御により、広帯域の周波数に対応して変調を行うことができ、また、９０度位相器Ｐ１により位相を変化させる信号ｆ１の周波数が固定されているため、当該９０度位相器Ｐ１による９０度の位相変化を正確に保証することができる。一例として、本例のアナログ直交変調器では、生成する複合信号の周波数に応じて電圧制御発振器ＶＣＯ１の発振周波数を制御するといった例えば従来と同様な発振周波数の制御のみにより、広帯域にわたる変調処理を制御することができる。
【００４６】
ここで、本例では、ローカル信号発振器ＯＳＣ１及び９０度位相器Ｐ１により固定周波数信号発生手段が構成されており、電圧制御発振器ＶＣＯ１により可変周波数信号発生手段が構成されており、同相成分側の第１のミキサＭＩ１及びフィルタＦＩ１により同相成分搬送波信号生成手段が構成されており、直交成分側の第１のミキサＭＱ１及びフィルタＦＱ１により直交成分搬送波信号生成手段が構成されており、同相成分側の第２のミキサＭＩ１１により同相成分変調手段が構成されており、直交成分側の第２のミキサＭＱ１１により直交成分変調手段が構成されている。
【００４７】
次に、本発明の第２実施例に係る変調器を説明する。
図２には、デジタル部Ｄ２の後段に備えられた本例のアナログ直交変調器の構成例を示してある。なお、説明の便宜上から、同図にはデジタル部Ｄ２も示したが、通常、デジタル部Ｄ２はアナログ直交変調器の構成要素ではない。
【００４８】
同図に示した本例のアナログ直交変調器には、基準ローカル信号を発生する処理部を構成するデジタル部Ｄ１１と、２次ローカル信号を発生する処理部を構成する電圧制御発振器ＶＣＯ２と、同相成分側の第１のミキサＭＩ２及びフィルタＦＩ２及び第２のミキサＭＩ１２と、直交成分側の第１のミキサＭＱ２及びフィルタＦＱ２及び第２のミキサＭＱ１２とが備えられている。また、本例のアナログ直交変調器では、デジタル部Ｄ２から出力される同相成分信号が同相成分側の第２のミキサＭＩ１２に入力され、デジタル部Ｄ２から出力される直交成分信号が直交成分側の第２のミキサＭＱ１２に入力される。
【００４９】
ここで、本例のアナログ直交変調器の構成や動作は、例えばデジタル部Ｄ１１により基準搬送波周波数の信号ｆ１を発生させて当該信号ｆ１を同相成分側の第１のミキサＭＩ２へ出力するとともに当該デジタル部Ｄ１１により当該信号ｆ１の位相を９０度変化させた信号に相当する信号ｆ１’を発生させて当該信号ｆ１’を直交成分側の第１のミキサＭＱ２へ出力するといった点を除いては、つまり、基準ローカル信号を発生する構成を除いては、上記第１実施例の図１に示したアナログ直交変調器の構成や動作と同様である。
【００５０】
なお、本例では、同相成分側の第１のミキサＭＩ２や直交成分側の第１のミキサＭＱ２に入力する基準ローカル信号ｆ１、ｆ１’の周波数は固定されているため、スプリアス干渉等を考慮して、例えば当該周波数が１００ＭＨｚ以下のように比較的低い周波数である場合には、デジタル部Ｄ１１により同相成分の基準ローカル信号ｆ１及び直交成分の基準ローカル信号ｆ１’をそれぞれデジタル信号として出力することは容易に実現することができる。
【００５１】
以上のような本例のアナログ直交変調器においても、例えば上記第１実施例に示したアナログ直交変調器について述べたのと同様に、簡易な制御により広帯域の変調を行うことができる。
なお、本例では、デジタル部Ｄ１１により固定周波数信号発生手段が構成されている。
【００５２】
次に、本発明の第３実施例に係る復調器を説明する。
図３には、本例のアナログ直交復調器の構成例を示してある。
同図に示した本例のアナログ直交復調器には、基準ローカル信号を発生する処理部を構成するローカル信号発振器ＯＳＣ２及び９０度位相器Ｐ２と、２次ローカル信号を発生する処理部を構成する電圧制御発振器ＶＣＯ３と、同相成分側の第１のミキサＭＩ３及びフィルタＦＩ３及び第２のミキサＭＩ１３と、直交成分側の第１のミキサＭＱ３及びフィルタＦＱ３及び第２のミキサＭＱ１３とが備えられている。また、本例のアナログ直交復調器では、例えば通信相手となる無線機から無線送信されてアンテナ（図示せず）により無線受信された複合信号が入力され、当該複合信号が例えば分配器（図示せず）により分配されて、一方の分配信号が同相成分側の第２のミキサＭＩ１３に入力され、他方の分配信号が直交成分側の第２のミキサＭＱ１３に入力される。
【００５３】
ローカル信号発振器ＯＳＣ２は、基準となる搬送波周波数（基準搬送波周波数）を有する信号（基準ローカル信号）ｆ１を発振し、当該信号ｆ１を９０度位相器Ｐ２及び同相成分側の第１のミキサＭＩ３へ出力する。ここで、基準搬送波周波数は、固定的に設定された周波数であり、例えばスプリアス干渉等がないように予め決定された周波数が用いられている。
９０度位相器Ｐ２は、ローカル信号発振器ＯＳＣ２から入力される信号ｆ１の位相を９０度変化させ、当該位相変化後の信号ｆ１’を直交成分側の第１のミキサＭＱ３へ出力する。
【００５４】
電圧制御発振器ＶＣＯ３は、印加される電圧が例えば当該電圧制御発振器ＶＣＯ３に備えられた制御部により制御されることにより、当該印加電圧に応じた値の周波数を有する信号（２次ローカル信号）ｆ２を発振し、当該信号ｆ２を同相成分側の第１のミキサＭＩ３及び直交成分側の第１のミキサＭＱ３へ出力する。
ここで、電圧制御発振器ＶＣＯ３により発振される信号ｆ２の周波数は、入力される複合信号の周波数つまり通信（受信）される信号の周波数に基づいて制御される。なお、複合信号に基づいて電圧制御発振器ＶＣＯ３の発振周波数を制御する機能は、例えば、本例のアナログ直交復調器を備える通信機の任意のところに備えられてもよい。
【００５５】
また、電圧制御発振器ＶＣＯ３から同相成分側の第１のミキサＭＩ３及び直交成分側の第１のミキサＭＱ３への伝送線路は、例えば一方又は両方の伝送線路のパターンの線路長を微調整することにより、これら２つの伝送線路が同相となるように設定されており、つまり、電圧制御発振器ＶＣＯ３から同相成分側の第１のミキサＭＩ３に入力される信号ｆ２の位相と電圧制御発振器ＶＣＯ３から直交成分側の第１のミキサＭＱ３に入力される信号ｆ２の位相とが同一となるように設定されている。
【００５６】
同相成分側の第１のミキサＭＩ３は、ローカル信号発振器ＯＳＣ２から入力される信号ｆ１と電圧制御発振器ＶＣＯ３から入力される信号ｆ２とを混合（ミキシング）し、当該混合結果を同相成分側のフィルタＦＩ３へ出力する。ここで、第１のミキサＭＩ３からフィルタＦＩ３へ出力される混合結果には、例えば、ローカル信号発振器ＯＳＣ２からの信号ｆ１の周波数Ｆ１と電圧制御発振器ＶＣＯ３からの信号ｆ２の周波数Ｆ２との差｜Ｆ１−Ｆ２｜に相当する周波数を有する信号（差周波数信号）や、これら両周波数Ｆ１、Ｆ２の和｜Ｆ１＋Ｆ２｜に相当する周波数を有する信号（和周波数信号）が含まれており、また、例えば当該第１のミキサＭＩ３に入力される信号ｆ１、ｆ２が漏れた信号であってこれらの入力信号ｆ１、ｆ２と同一の周波数Ｆ１、Ｆ２を有する信号（ローカルリーク周波数信号）が含まれる。
【００５７】
同相成分側のフィルタＦＩ３は、同相成分側の第１のミキサＭＩ３から入力される混合結果からフィルタリングにより不要な周波数成分を除去し、当該除去後の信号ｆＬＯを同相成分の搬送波信号として同相成分側の第２のミキサＭＩ１３へ出力する。ここで、本例では、上記した差周波数信号或いは上記した和周波数信号のいずれか一方が上記した不要周波数成分除去後の同相成分搬送波信号ｆＬＯとして第２のミキサＭＩ１３へ出力される一方、当該差周波数信号或いは当該和周波数信号の他方（イメージ周波数の信号成分）がフィルタＦＩ３により不要周波数成分として除去されるとともに、上記したローカルリーク周波数信号が当該フィルタＦＩ３により除去されるように、当該フィルタＦＩ３の特性が設定されている。
【００５８】
なお、フィルタＦＩ３としては、通常はバンドパスフィルタが用いられるが、種々なフィルタが用いられてもよい。例えば、イメージ周波数が高い場合にはローパスフィルタを用いることもでき、イメージ周波数が低い場合にはハイパスフィルタを用いることもできる。
【００５９】
同相成分側の第２のミキサＭＩ１３は、同相成分側のフィルタＦＩ３から入力される同相成分搬送波信号ｆＬＯと複合信号とを混合（ミキシング）することにより、当該複合信号を当該同相成分搬送波信号ｆＬＯにより復調し、当該復調により生成される同相成分信号を出力する。
【００６０】
また、直交成分側の第１のミキサＭＱ３及びフィルタＦＱ３及び第２のミキサＭＱ１３についても、上記した同相成分側の第１のミキサＭＩ３及びフィルタＦＩ３及び第２のミキサＭＩ１３と同様な処理が行われる。
具体的には、直交成分側の第１のミキサＭＱ３は９０度位相器Ｐ２から入力される信号ｆ１’と電圧制御発振器ＶＣＯ３から入力される信号ｆ２とを混合（ミキシング）し、当該混合結果を直交成分側のフィルタＦＱ３へ出力する。
【００６１】
直交成分側のフィルタＦＱ３は、例えば同相成分側のフィルタＦＩ３と同一の周波数特性を有しており、直交成分側の第１のミキサＭＱ３から入力される混合結果からフィルタリングにより不要な周波数成分を除去し、当該除去後の信号ｆＬＯ’を直交成分の搬送波信号として直交成分側の第２のミキサＭＱ１３へ出力する。ここで、直交成分の搬送波信号としては、例えば同相成分の搬送波信号と同一の周波数を有し且つ同一の振幅を有し且つ位相が９０度ずれた信号が用いられる。
【００６２】
直交成分側の第２のミキサＭＱ１３は、直交成分側のフィルタＦＱ３から入力される直交成分搬送波信号ｆＬＯ’と複合信号とを混合（ミキシング）することにより、当該複合信号を当該直交成分搬送波信号ｆＬＯ’により復調し、当該復調により生成される直交成分信号を出力する。
【００６３】
そして、同相成分側の第２のミキサＭＩ１３から出力される同相成分信号と直交成分側の第２のミキサＭＱ１３から出力される直交成分信号とは、例えば本例のアナログ直交復調器の後段に備えられたデジタル部（図示せず）に入力され、当該同相成分信号及び当該直交成分信号から受信データが取得される。また、本例のアナログ直交変調器に入力される複合信号の周波数が変化する場合には、当該複合信号の周波数に応じて電圧制御発振器ＶＣＯ３の発振周波数を制御して変化させることにより、当該複合信号の周波数変化に対応して広帯域の復調が可能である。
【００６４】
以上のように、本例のアナログ直交復調器では、例えば広帯域の信号を通信する無線機などに備えられる場合においても、制御系の信号やコストや回路規模を増大させることなく、簡易な制御により、広帯域の周波数に対応して復調を行うことができ、また、９０度位相器Ｐ２により位相を変化させる信号ｆ１の周波数が固定されているため、当該９０度位相器Ｐ２による９０度の位相変化を正確に保証することができる。一例として、本例のアナログ直交復調器では、復調対象となる複合信号の周波数に応じて電圧制御発振器ＶＣＯ３の発振周波数を制御するといった例えば従来と同様な発振周波数の制御のみにより、広帯域にわたる復調処理を制御することができる。
【００６５】
ここで、本例では、ローカル信号発振器ＯＳＣ２及び９０度位相器Ｐ２により固定周波数信号発生手段が構成されており、電圧制御発振器ＶＣＯ３により可変周波数信号発生手段が構成されており、同相成分側の第１のミキサＭＩ３及びフィルタＦＩ３により同相成分搬送波信号生成手段が構成されており、直交成分側の第１のミキサＭＱ３及びフィルタＦＱ３により直交成分搬送波信号生成手段が構成されており、同相成分側の第２のミキサＭＩ１３により同相成分変調手段が構成されており、直交成分側の第２のミキサＭＱ１３により直交成分変調手段が構成されている。また、本例では、同相成分の変調信号（同相変調成分）と直交成分の変調信号（直交変調成分）とが合成された複合信号の形で処理されている。
【００６６】
次に、本発明の第４実施例に係る復調器を説明する。
図４には、本例のアナログ直交復調器の構成例を示してある。
同図に示した本例のアナログ直交復調器には、基準ローカル信号を発生する処理部を構成するデジタル部Ｄ１２と、２次ローカル信号を発生する処理部を構成する電圧制御発振器ＶＣＯ４と、同相成分側の第１のミキサＭＩ４及びフィルタＦＩ４及び第２のミキサＭＩ１４と、直交成分側の第１のミキサＭＱ４及びフィルタＦＱ４及び第２のミキサＭＱ１４とが備えられている。また、本例のアナログ直交復調器では、例えば通信相手となる無線機から無線送信されてアンテナ（図示せず）により無線受信された複合信号が入力され、当該複合信号が例えば分配器（図示せず）により分配されて、一方の分配信号が同相成分側の第２のミキサＭＩ１４に入力され、他方の分配信号が直交成分側の第２のミキサＭＱ１４に入力される。
【００６７】
ここで、本例のアナログ直交復調器の構成や動作は、例えばデジタル部Ｄ１２により基準搬送波周波数の信号ｆ１を発生させて当該信号ｆ１を同相成分側の第１のミキサＭＩ４へ出力するとともに当該デジタル部Ｄ１２により当該信号ｆ１の位相を９０度変化させた信号に相当する信号ｆ１’を発生させて当該信号ｆ１’を直交成分側の第１のミキサＭＱ４へ出力するといった点を除いては、つまり、基準ローカル信号を発生する構成を除いては、上記第３実施例の図３に示したアナログ直交復調器の構成や動作と同様である。
【００６８】
なお、本例では、同相成分側の第１のミキサＭＩ４や直交成分側の第１のミキサＭＱ４に入力する基準ローカル信号ｆ１、ｆ１’の周波数は固定されているため、スプリアス干渉等を考慮して、例えば当該周波数が１００ＭＨｚ以下のように比較的低い周波数である場合には、デジタル部Ｄ１２により同相成分の基準ローカル信号ｆ１及び直交成分の基準ローカル信号ｆ１’をそれぞれデジタル信号として出力することは容易に実現することができる。
【００６９】
以上のような本例のアナログ直交復調器においても、例えば上記第３実施例に示したアナログ直交復調器について述べたのと同様に、簡易な制御により広帯域の復調を行うことができる。
なお、本例では、デジタル部Ｄ１２により固定周波数信号発生手段が構成されている。
【００７０】
ここで、本発明に係る変調器や復調器の構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【００７１】
一例として、本発明に係る変調器や復調器は、例えば高度道路交通システムの無線通信機や、例えば携帯電話システムや簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ：Personal Handy phone System）等の移動体通信システムの無線通信機などに適用するのに適したものであるが、種々なシステムの種々な通信機に適用することができるものであり、また、無線通信ばかりでなく有線通信に適用することも可能なものである。
【００７２】
また、本発明に係る変調器や復調器において行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Read Only Memory）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る変調器によると、同相成分の搬送波信号を同相成分信号により変調し、直交成分の搬送波信号を直交成分信号により変調するに際して、互いに位相が９０度異なる固定的に設定された周波数の２つの基準ローカル信号を発生し、生成する変調信号に応じて変化させることが可能な周波数の２次ローカル信号を発生し、一方の基準ローカル信号と２次ローカル信号とを混合して同相成分の搬送波信号を生成し、他方の基準ローカル信号と２次ローカル信号とを混合して直交成分の搬送波信号を生成し、生成される同相成分搬送波信号を同相成分信号により変調し、生成される直交成分搬送波信号を直交成分信号により変調するようにしたため、簡易な制御により広帯域の変調を実現することができる。
【００７４】
また、本発明に係る復調器によると、同相成分の変調信号を同相成分の搬送波信号により復調して同相成分信号を生成し、直交成分の変調信号を直交成分の搬送波信号により復調して直交成分信号を生成するに際して、互いに位相が９０度異なる固定的に設定された周波数の２つの基準ローカル信号を発生し、変調信号に応じて変化させることが可能な周波数の２次ローカル信号を発生し、一方の基準ローカル信号と２次ローカル信号とを混合して同相成分の搬送波信号を生成し、他方の基準ローカル信号と２次ローカル信号とを混合して直交成分の搬送波信号を生成し、生成される同相成分搬送波信号により同相成分の変調信号を復調して同相成分信号を生成し、生成される直交成分搬送波信号により直交成分の変調信号を復調して直交成分信号を生成するようにしたため、簡易な制御により広帯域の復調を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るアナログ直交変調器の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例に係るアナログ直交変調器の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第３実施例に係るアナログ直交復調器の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第４実施例に係るアナログ直交復調器の構成例を示す図である。
【図５】従来例に係るアナログ直交変調器の構成例を示す図である。
【図６】従来例に係るアナログ直交復調器の構成例を示す図である。
【符号の説明】
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ１１、Ｄ１２・・デジタル部、
ＦＩ１〜ＦＩ４、ＦＱ１〜ＦＱ４・・フィルタ、
ＭＩ１〜ＭＩ４、ＭＩ１１〜ＭＩ１４、ＭＱ１〜ＭＱ４、ＭＱ１１〜ＭＱ１４・・ミキサ、
ＯＳＣ１、ＯＳＣ２・・ローカル信号発振器、  Ｐ１、Ｐ２・・９０度位相器、
ＶＣＯ１〜ＶＣＯ４・・電圧制御発振器、
【図１】
0004583665.tif 000002
【図２】
0004583665.tif 000003
【図３】
0004583665.tif 000004
【図４】
0004583665.tif 000005
【図５】
0004583665.tif 000006
【図６】
0004583665.tif 000007