(57)【要約】【課題】良好な通信特性を容易に得られるようにする。【解決手段】ミキサ２０の中間周波信号平衡端子２３ａ，２３ｂに、フィルタ処理部３０の平衡端子３１ａ，３１ｂを接続する。ミキサ２０のローカル信号平衡入力端子２２ａ，２２ｂには、局部発振周波数のローカル信号ＳLOを供給する。ミキサ２０とフィルタ処理部３０を接続する平衡伝送線路の各線路は、コンデンサ４０ａ，４０ｂを介して接地する。コンデンサの静電容量は、ミキサ２０とフィルタ処理部３０との間で伝送される中間周波信号の周波数帯におけるインピーダンス変化が少なく、ミキサ２０で生じたスプリアスの周波数帯におけるインピーダンスがコンデンサを設けていない場合よりも低減するように設定する。ミキサ２０で生じたスプリアスのレベルが小さくなり、良好な通信特性を容易に得られる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を受信して高周波信号を得る受信部と、
前記受信部で得られた高周波信号を中間周波信号に周波数変換して出力するミキサと、
前記ミキサとインピーダンスが整合されて、前記ミキサから出力された中間周波信号の帯域制限を行うフィルタ処理部とを有する無線装置において、
前記ミキサと前記フィルタ処理部を接続する平衡伝送線路の各線路を、コンデンサを介して接地した
ことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記コンデンサの静電容量は、前記中間周波信号の周波数帯におけるインピーダンス変化が少なく、前記ミキサで生じたスプリアスの周波数帯におけるインピーダンスが前記コンデンサを設けていない場合よりも低減するように設定した
ことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項３】
前記コンデンサの静電容量は、受信感度のレベル変動が１ｄＢ以内の劣化であって、スプリアスが前記コンデンサを設けていない場合よりも５ｄＢ以上減衰するように設定した
ことを特徴とする請求項２記載の無線装置。
【請求項４】
高周波信号を中間周波信号あるいは中間周波信号を高周波信号に周波数変換するミキサと、
前記ミキサとインピーダンスが整合されて、前記中間周波信号の帯域制限を行うフィルタ処理部とを有する高周波回路において、
前記ミキサと前記フィルタ処理部を接続する平衡伝送線路の各線路を、コンデンサを介して接地した
ことを特徴とする高周波回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線装置と高周波回路に関する。詳しくは、ミキサと中間周波数信号の帯域制限を行うフィルタ処理部を接続する平衡伝送線路の各線路を、コンデンサを介して接地することで、スプリアスを低減させるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線装置では、ミキサを用いた周波数変換や所望の周波数成分を取りだすフィルタ処理が行われている。また、周波数変換におけるスプリアスの発生を抑圧することも行われている。例えば特許文献１の発明では、文献の図２に示されているように、ミキサに接続される不平衡伝送線路に対してインピーダンス素子を設けて、ローカル周波数の２倍の周波数に対して不整合状態とすることが行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６５７９３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、特許文献１の発明は、不平衡伝送線路を用いたときにスプリアスの発生を抑圧するものであり、平衡伝送線路を用いたときのスプリアスの抑圧については何ら示されていない。また、ローカル周波数の２倍の周波数に対して不整合状態とすることにより、ローカル周波数の２倍である信号に対して伝送効率が最も悪くなるようにインピーダンス素子の回路定数を選定するものであることから、ローカル周波数の２倍の周波数よりも高い周波数であるスプリアスを十分に抑圧できないおそれがある。また、インピーダンス素子のインピーダンス値によっては中間周波信号の劣化を招き、例えば無線装置では受信感度が低下してしまうおそれもある。
【０００５】
そこで、この発明では、通信を行う際に良好な特性を容易に得ることができる無線装置と高周波回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る無線装置と高周波回路は、ミキサと、中間周波信号の帯域制限を行うフィルタ処理部とを接続する平衡伝送線路の各線路を、コンデンサを介して接地するものである。また、コンデンサの静電容量は、中間周波信号の周波数帯におけるインピーダンス変化が少なく、ミキサで生じたスプリアスの周波数帯におけるインピーダンスがコンデンサを設けていない場合よりも低減するように設定したものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ミキサとフィルタ処理部を接続する平衡伝送線路の各線路が、コンデンサを介して接地される。このため、ミキサで発生する高調波スプリアスが低減されて、良好な通信特性を得ることができる。また、コモンモードノイズを低減させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は高周波回路の構成を示している。高周波回路１０におけるミキサ２０の高周波信号平衡端子２１ａ，２１ｂは、高周波信号ＳRFの入力や出力に用いられる端子であり、ミキサ２０でダウンコンバートを行う場合には、ダウンコンバートする高周波信号ＳRFを高周波信号平衡端子２１ａ，２１ｂに入力する。また、ミキサ２０でアップコンバートを行う場合には、高周波信号平衡端子２１ａ，２１ｂから高周波信号ＳRFが出力される。
【０００９】
ローカル信号平衡入力端子２２ａ，２２ｂは、局部発振周波数のローカル信号ＳLOを入力する端子である。また、中間周波信号平衡端子２３ａ，２３ｂは、中間周波信号ＳIFの入力や出力に用いられる端子であり、ミキサ２０でダウンコンバートを行う場合には、中間周波信号平衡端子２３ａ，２３ｂから中間周波信号ＳIFが出力される。また、ミキサ２０でアップコンバートを行う場合には、アップコンバートする中間周波信号ＳIFを中間周波信号平衡端子２３ａ，２３ｂに入力する。この中間周波信号平衡端子２３ａ，２３ｂには、中間周波信号ＳIFの帯域制限を行うフィルタ処理部３０の平衡端子３１ａ，３１ｂが接続される。すなわち、ミキサ２０とフィルタ処理部３０が平衡伝送線路を介して接続される。
【００１０】
フィルタ処理部３０は、整合回路３２とＳＡＷ(Surface Acoustic Wave)フィルタ３３で構成されている。整合回路３２は、ミキサ２０とＳＡＷフィルタ３３のインピーダンスを整合させて、信号の反射や損失を低減させるためのものである。この整合回路３２は、平衡端子３１ａ，３１ｂ間に接続されたインダクタ３２１、平衡端子３１ａとＳＡＷフィルタ３３の間に設けられたコンデンサ３２２ａ、平衡端子３１ｂとＳＡＷフィルタ３３の間に設けられたコンデンサ３２２ｂで構成されている。
【００１１】
ＳＡＷフィルタ３３は、フィルタ処理部３０の平衡端子３４ａ，３４ｂと接続されている。ＳＡＷフィルタ３３は、整合回路３２あるいは平衡端子３４ａ，３４ｂから供給された中間周波信号ＳIFのフィルタ処理を行い、所望の周波数帯域の成分のみを通過させる。
【００１２】
このように構成された高周波回路１０において、ミキサ２０で生じたスプリアスがフィルタ処理部３０で反射されて増大することがないように、ミキサ２０とフィルタ処理部３０を接続する平衡伝送線路の各線路を、コンデンサ４０ａ，４０ｂを介して接地して、スプリアスの周波数帯域におけるインピーダンスを低下させる。また、平衡伝送線路の各線路にコンデンサを接続した場合、コンデンサの静電容量によっては、中間周波信号ＳIFの特性の悪化を招いてしまうおそれがある。したがって、コンデンサの静電容量は、中間周波数信号の周波数帯においては、中間周波信号ＳIFの特性の悪化を招かないようにインピーダンスの変化が少なく、スプリアスの周波数帯においてはインピーダンスが低下してスプリアスが減衰するように設定する。
【００１３】
ここで、ミキサ２０の高周波信号平衡端子２１ａ，２１ｂに５．２ＧＨｚの高周波信号ＳRF、ローカル信号平衡入力端子２２ａ，２２ｂに４．８２６ＧＨｚのローカル信号ＳLOをそれぞれ供給して、３７４ＭＨｚの中間周波信号ＳIFを得るようにして受信感度やスプリアスを測定する。なお、フィルタ処理部３０の平衡端子３１ａ，３１ｂのインピーダンスは２００Ωである。また、受信感度の測定では、受信感度測定用のデータを予め定めたデータ長にフレーム化して、このフレーム化されたデータを所定のビットレートの信号として変調することで高周波信号ＳRFを生成する。また、高周波回路１０で得られた中間周波信号ＳIFに対して復調処理を行い、得られたベースバンド信号と受信感度測定用のデータを比較してフレームエラーレートを測定して、このフレームエラーレートが閾値となったときの高周波信号ＳRFの信号レベルを受信感度とする。例えばフレーム長を１０００バイト、ビットレートを５４Ｍｂｐｓとしたとき、フレームエラーレートが１０％となったときを、高周波信号ＳRFの信号レベルを受信感度とする。
【００１４】
このようにして測定した受信感度は、コンデンサ４０ａ，４０ｂの静電容量によって例えば図２の実線で示す特性となる（なお、コンデンサ４０ａとコンデンサ４０ｂの静電容量は等しくする）。また、高周波信号平衡端子２１ａ，２１ｂで測定したスプリアスのレベルは図２の点線で示す特性となる。
【００１５】
このため、コンデンサ４０ａ，４０ｂの静電容量は、受信感度が大きく低下することのないように、受信感度のレベル変動が１ｄＢの範囲内で抑えられるように設定する。また、スプリアスの減衰効果を十分得るために、スプリアスの低下が５ｄＢ以上となるように設定する。このような条件を満たす静電容量を図２から判別して、コンデンサ４０ａ，４０ｂの静電容量を例えば０．５ｐＦとする。
【００１６】
図３は、０．５ｐＦのコンデンサのインピーダンス特性を示している。ここで、高周波信号ＳRFの２倍高調波の周波数(１０．４ＧＨｚ)におけるインピーダンスは３０Ω、ローカル信号ＳLOの２倍高調波の周波数(９．６５２ＧＨｚ)におけるインピーダンスは３３Ω、中間周波信号の周波数(３７４ＭＨｚ)におけるインピーダンスは８５０Ωである。したがって、０．５ｐＦのコンデンサ４０ａ，４０ｂを設けたとき、スプリアスの周波数帯においてはインピーダンスが低くなり、中間周波信号の周波数帯では、スプリアスの周波数帯に比べてインピーダンスの低下が少ないものとなっている。
【００１７】
図４は、図１に示す高周波回路を用いた無線装置５０の構成を示している。この無線装置５０はスーパーヘテロダイン方式が用いられている。
【００１８】
直交変調器５３は、アンプ５３１，５３２、ミキサ５３３，５３４、移相器５３５および加算器５３６で構成されている。アンプ５３１は、送信するベースバンドのＩ信号が供給されるＩ信号入力端子５１と接続されており、このＩ信号入力端子５１に供給された信号を増幅してミキサ５３３に供給する。アンプ５３２は、送信するベースバンドのＱ信号が供給されるＱ信号入力端子５２と接続されており、このＱ信号入力端子５２に供給された信号を増幅してミキサ５３４に供給する。ミキサ５３３は、アンプ５３１から供給された信号に、後述する信号切換スイッチ９５を介して供給された中間周波用ローカル信号を乗算して、加算器５３６に供給する。また、信号切換スイッチ９５を介して供給された中間周波用ローカル信号は、移相器５３５によって位相が９０度シフトされてミキサ５３４に供給される。ミキサ５３４は、アンプ５３２から供給された信号に、移相器５３５から供給された中間周波用ローカル信号を乗算して、加算器５３６に供給する。加算器５３６は、ミキサ５３３から供給された信号とミキサ５３４から供給された信号を加算して変調信号を生成する。
【００１９】
直交変調器５３で生成された変調信号は、可変利得アンプ５４で所定の信号レベルとされたのち送受信切換スイッチ５５に供給される。
【００２０】
送受信切換スイッチ５５は、無線装置が送信モードであるとき、可変利得アンプ５４から供給された信号を整合回路５６に供給する。また、無線装置が受信モードであるとき、整合回路５６から供給された信号を、後述する可変利得アンプ７５に供給する。
【００２１】
整合回路５６は、ＳＡＷフィルタ５７とインピーダンスを整合させるためのものであり、送受信切換スイッチ５５から供給された変調信号をＳＡＷフィルタ５７に供給する。
【００２２】
ＳＡＷフィルタ５７は、中間周波数の周波数成分のみを通過させるように帯域制限を行う。ここで、整合回路５６を介して変調信号が供給されたときは、この変調信号の帯域制限を行い、整合回路５８を介してミキサ５９に供給する。また、ＳＡＷフィルタ５７と整合回路５８は、上述のフィルタ処理部３０の整合回路３２とＳＡＷフィルタ３３に対応するものであり、整合回路５８はＳＡＷフィルタ５７とミキサ５９のインピーダンスを整合させるためのものである。
【００２３】
ミキサ５９には整合回路６０が接続されており、この整合回路６０を介して搬送波周波数のローカル信号が供給される。ミキサ５９は、ＳＡＷフィルタ５７から整合回路５８を介して供給された信号と、整合回路６０を介して供給されたローカル信号を乗算して送信信号を生成する。さらに、ミキサ５９は、生成した送信信号を整合回路６１と帯域通過フィルタ６２を介して送受信切換スイッチ６３に供給する。
【００２４】
整合回路６１は、ミキサ５９と帯域通過フィルタ６２を整合させるものである。また、帯域通過フィルタ６２は、搬送波周波数の周波数成分を通過させるように帯域制限を行うものである。
【００２５】
送受信切換スイッチ６３は、無線装置が送信モードであるとき、帯域通過フィルタ６２から供給された信号を整合回路６４に供給する。また、無線装置が受信モードであるとき、整合回路７４から供給された信号を帯域通過フィルタ６２に供給する。
【００２６】
整合回路６４は、パワーアンプ６５とインピーダンスを整合させるためのものであり、送受信切換スイッチ６３から供給された送信信号を、パワーアンプ６５に供給する。
【００２７】
パワーアンプ６５は、供給された送信信号を増幅して、整合回路６６を介して送受信切換スイッチ６７に供給する。
【００２８】
送受信切換スイッチ６７は、無線装置が送信モードであるとき、整合回路６６を介して供給された信号を帯域通過フィルタ６８に供給する。また、無線装置が受信モードであるとき、帯域通過フィルタ６８から供給された信号を整合回路７２に供給する。
【００２９】
帯域通過フィルタ６８は、送受信切換スイッチ６７から供給された信号のフィルタ処理を行ってアンテナスイッチ６９に供給する。アンテナスイッチ６９は、無線装置が送信モードであるとき、帯域通過フィルタ６８から供給された送信信号を送信アンテナ７０に供給して、無線信号として送信する。
【００３０】
無線装置が受信モードであるとき、受信アンテナ７１で無線信号を受信して得られた受信信号はアンテナスイッチ６９や帯域通過フィルタ６８を介して送受信切換スイッチ６７に供給される。送受信切換スイッチ６７は、帯域通過フィルタ６８から供給された受信信号を、整合回路７２を介して低雑音アンプ７３に供給して増幅する。増幅された受信信号は、整合回路７４と送受信切換スイッチ６３および帯域通過フィルタ６２と整合回路６１を介してミキサ５９に供給される。
【００３１】
ミキサ５９には、上述のように搬送波周波数のローカル信号が供給されており、このローカル信号を受信信号に乗算することで、受信信号のダウンコンバートを行い、中間周波信号を生成する。この生成した中間周波信号は、整合回路５８とＳＡＷフィルタ５７および整合回路５６を介して送受信切換スイッチ５５に供給する。
【００３２】
送受信切換スイッチ５５は、整合回路５８やＳＡＷフィルタ５７を介して供給された中間周波信号を可変利得アンプ７５に供給する。可変利得アンプ７５は、供給された中間周波信号を所定の信号レベルとして直交復調器７６のミキサ７６１，７６２に供給する。
【００３３】
直交復調器７６は、ミキサ７６１，７６２、移相器７６３および低域通過フィルタ７６４，７６５およびアンプ７６６，７６７で構成されている。
【００３４】
信号切換スイッチ９５を介して供給された中間周波用ローカル信号は、移相器７６３によって位相が９０度シフトされてミキサ７６１に供給される。ミキサ７６１は、可変利得アンプ７５から供給された信号に、移相器７６３から供給された中間周波用ローカル信号を乗算して、得られたベースバンドのＩ信号を低域通過フィルタ７６４に供給する。またミキサ７６２は、可変利得アンプ７５から供給された信号に、信号切換スイッチ９５を介して供給された中間周波用ローカル信号を乗算して、得られたベースバンドのＱ信号を低域通過フィルタ７６４に供給する。
【００３５】
低域通過フィルタ７６４は、供給されたＩ信号に対して低域通過フィルタ処理を行い、処理後のＩ信号をアンプ７６６で増幅したのち、ベースバンドＩ信号出力端子７７から出力する。また、低域通過フィルタ７６５は、供給されたＱ信号に対して低域通過フィルタ処理を行い、処理後のＱ信号をアンプ７６７で増幅したのち、ベースバンドＱ信号出力端子７８から出力する。
【００３６】
基準信号発生器９１は、無線装置の基準となる基準信号を発生させて、緩衝増幅器９２に供給する。緩衝増幅器９２は、基準信号発生器９１で発生された基準信号を用いたときに、基準信号の周波数が変動してしまうことを防止するためのものである。この緩衝増幅器９２で増幅された基準信号は、ＰＬＬ(Phase Locked Loop)回路９３，９６と接続されている。
【００３７】
ＰＬＬ回路９３には、中間周波数用ローカル信号発生器９４が接続されている。また、中間周波数用ローカル信号発生器９４には信号切換スイッチ９５が接続されている。中間周波数用ローカル信号発生器９４は、中間周波数用ローカル信号を生成してＰＬＬ回路９３と信号切換スイッチ９５に供給する。ＰＬＬ回路９３は、中間周波数用ローカル信号発生器９４で発生された中間周波数用ローカル信号と基準信号との位相比較を行い、位相差が一定となるように中間周波数用ローカル信号発生器９４の動作を制御する。
【００３８】
信号切換スイッチ９５は、無線装置が送信モードであるとき、中間周波数用ローカル信号発生器９４で生成された中間周波数用ローカル信号を直交変調器５３に供給する。また、信号切換スイッチ９５は、無線装置が受信モードであるとき、中間周波数用ローカル信号発生器９４で生成された中間周波数用ローカル信号を直交復調器７６に供給する。
【００３９】
ＰＬＬ回路９６には、搬送波周波数用ローカル信号発生器９７が接続されている。また、搬送波周波数用ローカル信号発生器９７には整合回路６０が接続されている。搬送波周波数用ローカル信号発生器９７は、搬送波周波数用ローカル信号を生成してＰＬＬ回路９６と整合回路６０に供給する。ＰＬＬ回路９６は、搬送波周波数用ローカル信号発生器９７で発生された搬送波周波数用ローカル信号と基準信号との位相比較を行い、位相差が一定となるように搬送波周波数用ローカル信号発生器９７の動作を制御する。
【００４０】
このように構成された無線装置５０において、整合回路５８とミキサ５９を接続する平衡伝送線路の各線路は、コンデンサ９９を介して接地する。また、コンデンサ９９の静電容量は、中間周波信号の周波数帯域では、中間周波信号の特性の悪化を招かないようにインピーダンスの変化が少なく、スプリアスの周波数帯域では、スプリアスを減衰させるためにインピーダンスが低下するように設定する。
【００４１】
このため、無線装置５０においても、ミキサ５９で生じたスプリアスを低減させることができ、良好な通信特性を得ることができる。また、コモンモードノイズも低減できる。なお、無線装置５０は、ミキサとフィルタ処理をするものであればスーパーヘテロダイン方式に限られるものでないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】高周波回路の構成を示す図である。
【図２】静電容量と受信感度とスプリアスの関係を示す図である。
【図３】コンデンサ(０．５ｐＦ)のインピーダンス特性例を示す図である。
【図４】無線装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０・・・高周波回路、２０，５９，５３３，５３４，７６１，７６２・・・ミキサ、３０・・・フィルタ処理部、３２，５６，５８，６０，６１，６４，６６，７２，７４・・・整合回路、３３，５７・・・ＳＡＷフィルタ、４０ａ，４０ｂ，９９，３２２ａ，３２２ｂ・・・コンデンサ、５０・・・無線装置、５３・・・直交変調器、５４・・・可変利得アンプ、５５，６３，６７・・・送受信切換スイッチ、６２，６８・・・帯域通過フィルタ、６５・・・パワーアンプ、６９・・・アンテナスイッチ、７０・・・送信アンテナ、７１・・・受信アンテナ、７３・・・低雑音アンプ、７５・・・可変利得アンプ、７６・・・直交復調器、９１・・・基準信号発生器、９２・・・緩衝増幅器、９３，９６・・・ＰＬＬ回路、９４・・・中間周波数用ローカル信号発生器、９５・・・信号切換スイッチ、９７・・・搬送波周波数用ローカル信号発生器、３２１・・・インダクタ、５３１，５３２・・・アンプ、５３５，７６３・・・移相器、５３６・・・加算器、７６４，７６５・・・低域通過フィルタ、７６６，７６７・・・アンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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