(57)【要約】【課題】チューナのような広帯域受信にも十分に適応でき、低域から高域の周波数に応じて適切な高調波抑制を実現するハーモニックリジェクションミキサを提供すること。【解決手段】ＲＦ信号が入力される入力端子と、入力端子に一端がそれぞれ接続された複数のミキサからなり、各ミキサが個別に与えられるローカル信号とＲＦ信号とを混合して周波数変換するミキサ部と、ミキサ部のミキサ出力を所定の組み合わせで重ね合わせて位相の異なる複数の合成信号を生成し、生成した複数の合成信号を重ね合わせて同相成分信号と直交成分信号とを生成する信号合成部と、を備え、位相差を有する複数のローカル信号の組み合わせパターンによって、ハーモニックリジェクション動作の動作モードを切り替え可能に構成され、ＲＦ信号の周波数に対応して動作モードを切り替えることを特徴とする。【選択図】図１
2012165097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ信号が入力される入力端子と、
前記入力端子に一端がそれぞれ接続された複数のミキサからなり、前記各ミキサが個別に与えられるローカル信号と前記ＲＦ信号とを混合して周波数変換するミキサ部と、
前記ミキサ部のミキサ出力を所定の組み合わせで重ね合わせて位相の異なる複数の合成信号を生成し、生成した複数の合成信号を重ね合わせて同相成分信号と直交成分信号とを生成する信号合成部と、
を備え、
位相差を有する複数のローカル信号の組み合わせパターンによって、ハーモニックリジェクション動作の動作モードを切り替え可能に構成され、
前記ＲＦ信号の周波数に対応して前記動作モードを切り替えることを特徴とするハーモニックリジェクションミキサ。
【請求項２】
前記動作モードとして、８種の位相差を有する複数のローカル信号を用いたハーモニックリジェクション動作となる８フェーズモードと、４種の位相差を有する複数のローカル信号を用いたハーモニックリジェクション動作となる４フェーズモードと、を有することを特徴とする請求項１記載のハーモニックリジェクションミキサ。
【請求項３】
前記ＲＦ信号の周波数が最も低い周波数区分に含まれる場合、前記ローカル信号の位相差数が最も多くなるように動作モードを決定し、前記ＲＦ信号の周波数が最も高い周波数区分に含まれる場合、前記ローカル信号の位相差数が最も少なくなるように動作モードを決定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のハーモニックリジェクションミキサ。
【請求項４】
前記４フェーズモードでは、前記ローカル信号の位相差が０°、４５°、９０°、１３５°であり、前記８フェーズモードでは、前記ローカル信号の位相差が０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°、１１２．５°、１３５°、１５７．５°であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のハーモニックリジェクションミキサ。
【請求項５】
前記動作モードとして、矩形波の位相を９０°ずらしてなる２種の位相差を有する複数のローカル信号を用いたノーマルモードを有し、前記ＲＦ信号の周波数が最も高い周波数区分に含まれる場合、前記ノーマルモードを動作モードに使用することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のハーモニックリジェクションミキサ。
【請求項６】
前記ミキサ部は、８つのミキサを有し、
前記信号合成部は、前記ミキサ出力を所定の組み合わせで重ね合わせて位相の異なる４つの合成信号を生成する第１ステージと、生成した４つの合成信号のうちの３つを重ね合わせて同相成分信号と直交成分信号とを生成する第２ステージと、を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のハーモニックリジェクションミキサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおける奇数次の高調波を抑圧するハーモニックリジェクションミキサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ミキサ回路に矩形波のローカル信号（ＬＯ）が入力されると、ＬＯ信号の高調波成分が大きいことから、ミキサ回路出力ではＲＦ信号とＬＯ信号の高周波成分とを乗算した信号が出力される。チューナのような広帯域受信の場合には、ＲＦ信号は広帯域で存在するため、ＬＯ信号の高調波との掛算によって所望以外の周波数もＩＦ帯に周波数変換されて妨害波となる。このような妨害波抑制対策として、高調波を抑圧するハーモニックリジェクションミキサがある。ミキサ回路の高周波成分の出力波形を正弦波に近付けることで、奇数次の高調波応答を抑圧する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、矩形波のＬＯ信号から０°、２２．５°、４５°位相を変えたＬＯ信号（ｆ１、ｆ２、ｆ３）を生成し、それらＬＯ信号（ｆ１、ｆ２、ｆ３）を並列に３つのミキサへ印加し、３つのミキサ出力を重ね合わせて正弦波に近似する。ずらす位相を小さくして重ね合わせるＬＯ信号数を増加させれば、より正弦波に近似できる。本明細書では、４５°位相をずらした４つのＬＯ信号を重ね合わせて正弦波を近似する動作モードを４フェーズモード、２２．５°位相をずらした８つのＬＯ信号を重ね合わせて正弦波を近似する動作モードを８フェーズモードと呼ぶ。また、９０°位相をずらした２つのＬＯ信号を用いる動作モードをノーマルモードと呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／８７１９９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したように、矩形波のＬＯ信号からｆ１、ｆ２、ｆ３のように位相をずらした信号を生成する場合、発振器および分周器が必要となる。しかしながら、発振器および分周器には使用周波数に関する動作制限があるので、動作制限を超える程に入力信号周波数が高くなると位相精度が低下し、位相エラーが生じて奇数次妨害波の抑制効果が大幅に低下する問題がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、チューナのような広帯域受信にも十分に適応でき、低域から高域の周波数に応じて適切な高調波抑制を実現するハーモニックリジェクションミキサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハーモニックリジェクションミキサは、ＲＦ信号が入力される入力端子と、前記入力端子に一端がそれぞれ接続された複数のミキサからなり、前記各ミキサが個別に与えられるローカル信号と前記ＲＦ信号とを混合して周波数変換するミキサ部と、前記ミキサ部のミキサ出力を所定の組み合わせで重ね合わせて位相の異なる複数の合成信号を生成し、生成した複数の合成信号を重ね合わせて同相成分信号と直交成分信号とを生成する信号合成部と、を備え、位相差を有する複数のローカル信号の組み合わせパターンによって、ハーモニックリジェクション動作の動作モードを切り替え可能に構成され、前記ＲＦ信号の周波数に対応して前記動作モードを切り替えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ＲＦ信号の周波数に応じて動作モードを切り替えることにより、重ね合わせられる位相数を変更することができる。このため、ローカル信号の位相精度に問題が生じない低周波数帯域において多くの位相を重ね合わせ、同相成分信号および直交成分信号をより正弦波に近づけることができる。その結果、３次の高調波成分および５次の高調波成分を十分に抑制できる。一方、位相精度が低下する傾向にある高周波数帯域において重ね合わせられるローカル信号の位相数を抑制することで、位相精度の低下に起因する位相エラーの発生を抑制することができる。つまり、高調波の抑制と位相エラーの抑制とを高い水準で実現できる。このように、本発明のハーモニックリジェクションミキサは、ＲＦ信号の周波数に応じた適切な高調波抑制を実現できる。
【０００８】
本発明のハーモニックリジェクションミキサにおいて、前記動作モードとして、８種の位相差を有する複数のローカル信号を用いたハーモニックリジェクション動作となる８フェーズモードと、４種の位相差を有する複数のローカル信号を用いたハーモニックリジェクション動作となる４フェーズモードと、を有しても良い。
【０００９】
本発明のハーモニックリジェクションミキサにおいて、前記ＲＦ信号の周波数が最も低い周波数区分に含まれる場合、前記ローカル信号の位相差数が最も多くなるように動作モードを決定し、前記ＲＦ信号の周波数が最も高い周波数区分に含まれる場合、前記ローカル信号の位相差数が最も少なくなるように動作モードを決定しても良い。
【００１０】
本発明のハーモニックリジェクションミキサにおいて、前記４フェーズモードでは、前記ローカル信号の位相差が０°、４５°、９０°、１３５°であり、前記８フェーズモードでは、前記ローカル信号の位相差が０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°、１１２．５°、１３５°、１５７．５°であっても良い。
【００１１】
本発明のハーモニックリジェクションミキサにおいて、前記動作モードとして、矩形波の位相を９０°ずらしてなる２種の位相差を有する複数のローカル信号を用いたノーマルモードを有し、前記ＲＦ信号の周波数が最も高い周波数区分に含まれる場合、前記ノーマルモードを動作モードに使用しても良い。
【００１２】
本発明のハーモニックリジェクションミキサにおいて、前記ミキサ部は、８つのミキサを有し、前記信号合成部は、前記ミキサ出力を所定の組み合わせで重ね合わせて位相の異なる４つの合成信号を生成する第１ステージと、生成した４つの合成信号のうちの３つを重ね合わせて同相成分信号と直交成分信号とを生成する第２ステージと、を有しても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＲＦ信号の周波数に応じた適切な高調波抑制を実現可能なハーモニックリジェクションミキサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係るハーモニックリジェションミキサの構成例を示すブロック図である。
【図２】使用周波数帯域と動作モードとの関係を示すテーブルである。
【図３】動作モードと選択される局部発振信号の関係を示す選択テーブルである。
【図４】発振部の構成例を示すブロック図である。
【図５】選択部の構成例を示すブロック図である。
【図６】ミキサ部の構成例を示す回路構成図である。
【図７Ａ】信号合成回路の構成例を示す回路構成図である。
【図７Ｂ】信号合成回路の構成例を示す回路構成図である。
【図８Ａ】図７とは異なる信号合成回路の構成例を示す回路構成図である。
【図８Ｂ】図７とは異なる信号合成回路の構成例を示す回路構成図である。
【図９Ａ】信号合成回路の構成例を示す回路構成図である。
【図９Ｂ】信号合成回路の構成例を示す回路構成図である。
【図１０】ハーモニックリジェションミキサの動作フローを示すフローチャートである。
【図１１Ａ】各動作モードにおけるＩＱ信号生成部の出力波形を示す模式図である。
【図１１Ｂ】各動作モードにおけるＩＱ信号生成部の出力波形を示す模式図である。
【図１１Ｃ】各動作モードにおけるＩＱ信号生成部の出力波形を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態に係るハーモニックリジェクションミキサの構成について説明する。
【００１６】
図１は、ハーモニックリジェクションミキサを備えたチューナの構成例を示すブロック図であり、主にハーモニックリジェクションミキサの構成が示されている。同図に示すチューナ１は、広帯域の信号を受信してＲＦ信号を生成する受信部２と、ハーモニックリジェクションミキサ３と、ハーモニックリジェクションミキサ３の動作モードを切り替えるモード切替部４とを備える。
【００１７】
ハーモニックリジェクションミキサ３は、動作モードに対応した位相差の組み合わせパターンからなる局部発振信号（最大の８フェーズの場合で８つの局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８）を出力するローカル信号生成部１３と、受信部２から出力されるＲＦ信号とローカル信号生成部１３から与えられる局部発振信号（最大ＬＯ１〜ＬＯ８）とを混合して中間周波数信号（最大の８フェーズの場合で８つの中間周波信号ＩＦ１〜ＩＦ８）を生成するミキサ部１４とを有する。また、ハーモニックリジェクションミキサ３は、中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦ８を略等しい重み付けで重ね合わせて所定の位相差を有する４組の合成信号ＳＹＮ１〜ＳＹＮ４を生成する第１ステージを構成する合成信号生成部１５と、合成信号ＳＹＮ１〜ＳＹＮ４を所定の重み付けで重ね合わせて所望信号の同相成分Ｉと直交成分Ｑとを生成する第２ステージを構成するＩＱ信号生成部１６とを有する。
【００１８】
受信部２は、アッテネータ、ローノイズアンプ、バンドパスフィルタなどを含んで構成され、アンテナで受けた電波からチャンネル選択信号に応じた周波数のＲＦ信号を受信可能に構成されている。
【００１９】
モード切替部４は、チャンネル選択信号を元にハーモニックリジェクションミキサ３の動作モードを切り替えるための選択信号ＳＥＬを生成可能に構成されている。例えば、チャンネル選択信号により低域側のチャンネルが選択される場合、低域の使用周波数に対応する動作モードを選択するための選択信号ＳＥＬを生成する。また、チャンネル選択信号により高域側のチャンネルが選択される場合、高域の使用周波数に対応する動作モードを選択するための選択信号ＳＥＬを生成する。本実施の形態では、図２に示すように、使用周波数帯域を第１バンドから第３バンドまでの３バンドに分割し、低域の第１バンドでは８フェーズモード、中間域の第２バンドでは４フェーズモード、高域の第３バンドではノーマルモードを選択する選択信号ＳＥＬがそれぞれ生成される。
【００２０】
ローカル信号生成部１３は、基準発振信号ＬＯを生成し、生成した基準発振信号ＬＯを元に位相の異なる８組の局部発振信号ＬＯａ〜ＬＯｈを生成する発振部１３１と、局部発振信号ＬＯａ〜ＬＯｈから選択信号ＳＥＬに基づいて特定の局部発振信号を選択して出力する選択部１３２と、を有する。選択部１３２は、動作モードのモード切り替えでミキサ部の性能変化が小さくなるように局部発振信号を選択する。本実施の形態では、図３に示す選択用テーブルにしたがった位相差の組み合わせパターンとなるように、動作モードに対応した局部発振信号のセットを選択出力する。選択部１３２に入力される選択信号ＳＥＬは、モード切替部４から与えられる。
【００２１】
図４は、発振部１３１の構成例を示すブロック図である。図４に示されるように、発振部１３１は、基準発振信号ＬＯを発振する基準発振器１３１ａと、基準発振器１３１ａから出力された基準発振信号ＬＯまたは前段の遅延出力信号を遅延させて出力できるよう直列に接続された８個の遅延回路１３１ｂ−１〜１３１ｂ−８とを含んで構成されている。基準発振器１３１ａは、任意の発振周波数で基準発振信号ＬＯを発振可能となっており、第１段目の遅延回路１３１ｂ−１に基準発振信号ＬＯを供給する。２段目以降の遅延回路１３１ｂ−２〜１３１ｂ−８には、いずれも、前段の遅延回路１３１ｂ−１〜１３１ｂ−７の遅延出力信号が入力される。各遅延回路１３１ｂ−１〜１３１ｂ−８はフリップフロップ回路などを含んで構成されており、入力信号を所定時間遅延させて入力信号との位相差が略２２．５°の出力信号を生成可能となっている。これにより、８個の遅延回路１３１ｂ−１〜１３１ｂ−８の出力信号として、位相差が略２２．５°の８種の局部発振信号ＬＯａ（Ｐ）〜ＬＯｈ（Ｐ）が得られる。ここで、局部発振信号ＬＯａ（Ｐ）を基準（０°）とすると、ＬＯｂ（Ｐ）は２２．５°、ＬＯｃ（Ｐ）は４５°、ＬＯｄ（Ｐ）は６７．５°、ＬＯｅ（Ｐ）は９０°、ＬＯｆ（Ｐ）は１１２．５°、ＬＯｇ（Ｐ）は１３５°、ＬＯｈ（Ｐ）は１５７．５°だけ位相が遅れている。
【００２２】
また、各遅延回路１３１ｂ−１〜１３１ｂ−８の出力端にはインバータ回路１３１ｃ−１〜１３１ｃ−８が接続されており、局部発振信号ＬＯａ（Ｐ）〜ＬＯｈ（Ｐ）を反転した８つの局部発振信号ＬＯａ（Ｎ）〜ＬＯｈ（Ｎ）が得られるようになっている。ここで、局部発振信号ＬＯａ（Ｎ）〜ＬＯｈ（Ｎ）は、局部発振信号ＬＯａ（Ｐ）〜ＬＯｈ（Ｐ）の位相を１８０°遅延させた信号に相当する。つまり、局部発振信号ＬＯａ（Ｐ）を基準（０°）とすると、ＬＯａ（Ｎ）は１８０°、ＬＯｂ（Ｎ）は２０２．５°、ＬＯｃ（Ｎ）は２２５°、ＬＯｄ（Ｎ）は２４７．５°、ＬＯｅ（Ｎ）は２７０°、ＬＯｆ（Ｎ）は２９２．５°、ＬＯｇ（Ｎ）は３１５°、ＬＯｈ（Ｎ）は３３７．５°だけ位相が遅れている。本明細書においては、局部発振信号ＬＯａ（Ｎ）〜ＬＯｈ（Ｎ）および局部発振信号ＬＯａ（Ｐ）〜ＬＯｈ（Ｐ）を併せて、８組の局部発振信号ＬＯａ〜ＬＯｈ（または局部発振信号ＬＯａ（Ｐ，Ｎ）〜ＬＯｈ（Ｐ，Ｎ））などと表記することがある。このように発振部１３１において生成される８組の局部発振信号ＬＯａ〜ＬＯｈは、発振部１３１から出力されて選択部１３２に入力される。
【００２３】
なお、発振部１３１において、遅延回路やインバータ回路などの個数は８個に限定されない。必要とされる局部発振信号の組数に応じて、遅延回路やインバータ回路などの個数は適宜変更することができる。また、同様に、遅延回路による遅延量（位相差）は略２２．５°であることに限られない。例えば、１６個の遅延回路やインバータ回路を用いる場合には、遅延回路によって遅延される位相差を略１１．２５°とすることができる。また、局部発振信号の反転信号（局部発振信号ＬＯａ（Ｎ）〜ＬＯｈ（Ｎ）に相当する信号）は、合成信号生成部１５への入力の段階で得られれば良く、発振部１３１において生成されなくても良い。インバータ回路１３１ｃは、例えば、選択部１３２の後段（ミキサ部１４の前段）や、ミキサ部１４の後段（合成信号生成部１５の前段）に配置されていても良い。
【００２４】
図５は、選択部１３２の構成例を示すブロック図である。図５に示されるように、選択部１３２は、発振部１３１から出力される８組の局部発振信号ＬＯａ〜ＬＯｈ（局部発振信号ＬＯａ（Ｐ，Ｎ）〜ＬＯｈ（Ｐ，Ｎ））がそれぞれ入力される８個のマルチプレクサ１３２ａ−１〜１３２ａ−８を含むように構成されている。マルチプレクサ１３２ａ−１〜１３２ａ−８は、それぞれ、モード切替部４からの選択信号ＳＥＬに応じた位相差パターンとなるように、８組の局部発振信号ＬＯａ〜ＬＯｈの中から所定の組み合わせを選択する。本実施の形態では、８組（８フェーズモード）、４組（４フェーズモード）、２組（ノーマルモード）のいずれかのセットを構成する局部発振信号（ＬＯ１〜ＬＯ８）が選択されてミキサ部１４に与えられる。選択信号ＳＥＬはチャンネル選択信号によって選択されるチャンネル（ＲＦ信号の周波数）に対応しているため、図３に示す８組（８フェーズモード）、４組（４フェーズモード）、２組（ノーマルモード）のいずれかのセットに対応した局部発振信号（ＬＯ１〜ＬＯ８）が選択される。
【００２５】
なお、各マルチプレクサには８組の局部発振信号ＬＯａ〜ＬＯｈの全てが入力される必要はなく、必要な局部発振信号（ＬＯａ〜ＬＯｈ）のみを入力する構成としても良い。また、マルチプレクサの個数も８個に限定されない。例えば、ＬＯ１として常にＬＯａのみが必要であれば、マルチプレクサを介さずに、ＬＯａをＬＯ１として直接出力しても良い。この場合、ＬＯ１に対応するマルチプレクサを省略することができる。また、例えば、ＬＯ２としてＬＯａとＬＯｂとが必要であれば、マルチプレクサにはＬＯａとＬＯｂとを入力しＬＯ２としてこれらを選択的に出力する構成としても良い。同様に、ＬＯ３としてＬＯａとＬＯｃとが必要であれば、マルチプレクサにはＬＯａとＬＯｃとを入力しＬＯ３としてこれらを選択的に出力する構成としても良く、ＬＯ４としてＬＯａとＬＯｃとＬＯｄとが必要であれば、マルチプレクサにはＬＯａとＬＯｃとＬＯｄとを入力しＬＯ４としてこれらを選択的に出力する構成としても良い。ＬＯ５〜ＬＯ８に対応するマルチプレクサについても同様である。
【００２６】
図６は、ミキサ部１４の構成例を示す回路構成図である。図６に示されるように、ミキサ部１４は、選択部１３２から出力される８組の局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８（局部発振信号ＬＯ１（Ｐ，Ｎ）〜ＬＯ８（Ｐ，Ｎ））がそれぞれ入力される８個のミキサ１４１ａ−１〜１４１ａ−８を含むように構成されている。８個のミキサ１４１ａ−１〜１４１ａ−８は、入力される局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８と、受信部２から入力するＲＦ信号とを混合して８組の中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦ８（中間周波数信号ＩＦ１（Ｐ，Ｎ）〜ＩＦ８（Ｐ，Ｎ））を生成する。生成された８組の中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦ８は合成信号生成部１５に出力される。
【００２７】
なお、中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦ８は、局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８に対応した位相を有する。このため、局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８において位相の略等しい信号が存在する場合、中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦ８において位相の略等しい信号が存在することになる。また、ミキサの個数は８個に限定されず、ミキサ部１４に入力される局部発振信号の最大数に応じて適宜変更することができる。
【００２８】
合成信号生成部１５は、図１に示されるように４個の信号合成回路１５１ａ〜１５１ｄを含んで構成されている。各信号合成回路１５１ａ〜１５１ｄには、ミキサ部１４から出力される中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦ８のうちのいずれか７組（１４個）が入力される。各信号合成回路１５１ａ〜１５１ｄは、入力された７組（１４個）の中間周波数信号を均等な重み付けで重ね合わせて４組の合成信号ＳＹＮ１〜ＳＹＮ４を生成する。生成された合成信号ＳＹＮ１〜ＳＹＮ４は、ＩＱ信号生成部１６に出力される。
【００２９】
図７および図８は、信号合成回路１５１ａ〜１５１ｄの構成例を示す回路構成図である。図７Ａは信号合成回路１５１ａを、図７Ｂは信号合成回路１５１ｂを、図８Ａは信号合成回路１５１ｃを、図８Ｂは信号合成回路１５１ｄをそれぞれ示している。図７および図８に示されるように、信号合成回路１５１ａ〜１５１ｄの構成は略同様である。各信号合成回路１５１ａ〜１５１ｄは、それぞれ差動オペアンプ（全差動オペアンプ）１５２ａ〜１５２ｄを含むように構成されている。差動オペアンプ１５２ａ〜１５２ｄの一方の入力端には抵抗値の等しい７個の抵抗が並列に接続されており、７個の中間周波数信号（ＩＦ１（Ｐ）〜ＩＦ８（Ｐ））が均等な重み付けで重ね合わせられて入力される構成になっている。また、差動オペアンプ１５２ａ〜１５２ｄの他方の入力端には抵抗値の等しい７個の抵抗が並列に接続されており、一方の入力端に入力される中間周波数信号（ＩＦ１（Ｐ）〜ＩＦ８（Ｐ））と反転の関係にある７個の中間周波数信号（ＩＦ１（Ｎ）〜ＩＦ８（Ｎ））が均等な重み付けで重ね合わせられて入力される構成になっている。これにより、各信号合成回路１５１ａ〜１５１ｄは、４組の合成信号ＳＹＮ１〜ＳＹＮ４を生成し、ＩＱ信号生成部１６に出力することが可能である。４フェーズモード、８フェーズモードの場合は、所定の位相間隔となるように位相制御された７組の中間周波数信号が正弦波形状に重ね合わされる。
【００３０】
より具体的には、図７Ａに示される信号合成回路１５１ａにおいて、一方の入力端には７個の中間周波数信号ＩＦ１（Ｐ）、ＩＦ２（Ｐ）、ＩＦ３（Ｐ）、ＩＦ４（Ｐ）、ＩＦ５（Ｐ）、ＩＦ６（Ｐ）、ＩＦ７（Ｐ）が重ね合わせられて入力され、他方の入力端には７個の中間周波数信号ＩＦ１（Ｎ）、ＩＦ２（Ｎ）、ＩＦ３（Ｎ）、ＩＦ４（Ｎ）、ＩＦ５（Ｎ）、ＩＦ６（Ｎ）、ＩＦ７（Ｎ）が重ね合わせられて入力される。そして、これらの入力信号から一組の合成信号ＳＹＮ１（２種の合成信号ＳＹＮ１（Ｐ）、ＳＹＮ１（Ｎ））が生成され、２つの出力端から出力される。なお、合成信号ＳＹＮ１（Ｐ）と、合成信号ＳＹＮ１（Ｎ）とは、互いに反転の関係にある信号である。つまり、合成信号ＳＹＮ１（Ｐ）と、合成信号ＳＹＮ１（Ｎ）との位相差は１８０°である。
【００３１】
同様に、図７Ｂに示される信号合成回路１５１ｂにおいて、一方の入力端には７個の中間周波数信号ＩＦ３（Ｐ）、ＩＦ４（Ｐ）、ＩＦ５（Ｐ）、ＩＦ６（Ｐ）、ＩＦ７（Ｐ）、ＩＦ８（Ｐ）、ＩＦ１（Ｎ）が重ね合わせられて入力され、他方の入力端には７個の中間周波数信号ＩＦ３（Ｎ）、ＩＦ４（Ｎ）、ＩＦ５（Ｎ）、ＩＦ６（Ｎ）、ＩＦ７（Ｎ）、ＩＦ８（Ｎ）、ＩＦ１（Ｐ）が重ね合わせられて入力される。そして、これらの入力信号から一組の合成信号ＳＹＮ２（２種の合成信号ＳＹＮ２（Ｐ）、ＳＹＮ２（Ｎ））が生成され、２つの出力端から出力される。また、図８Ａに示される信号合成回路１５１ｃにおいて、一方の入力端には７個の中間周波数信号ＩＦ５（Ｐ）、ＩＦ６（Ｐ）、ＩＦ７（Ｐ）、ＩＦ８（Ｐ）、ＩＦ１（Ｎ）、ＩＦ２（Ｎ）、ＩＦ３（Ｎ）が重ね合わせられて入力され、他方の入力端には７個の中間周波数信号ＩＦ５（Ｎ）、ＩＦ６（Ｎ）、ＩＦ７（Ｎ）、ＩＦ８（Ｎ）、ＩＦ１（Ｐ）、ＩＦ２（Ｐ）、ＩＦ３（Ｐ）が重ね合わせられて入力される。そして、これらの入力信号から一組の合成信号ＳＹＮ３（２種の合成信号ＳＹＮ３（Ｐ）、ＳＹＮ３（Ｎ））が生成され、２つの出力端から出力される。また、図８Ｂに示される信号合成回路１５１ｄにおいて、一方の入力端には７個の中間周波数信号ＩＦ７（Ｐ）、ＩＦ８（Ｐ）、ＩＦ１（Ｎ）、ＩＦ２（Ｎ）、ＩＦ３（Ｎ）、ＩＦ４（Ｎ）、ＩＦ５（Ｎ）が重ね合わせられて入力され、他方の入力端には７個の中間周波数信号ＩＦ７（Ｎ）、ＩＦ８（Ｎ）、ＩＦ１（Ｐ）、ＩＦ２（Ｐ）、ＩＦ３（Ｐ）、ＩＦ４（Ｐ）、ＩＦ５（Ｐ）が重ね合わせられて入力される。そして、これらの入力信号から一組の合成信号ＳＹＮ４（２種の合成信号ＳＹＮ４（Ｐ）、ＳＹＮ４（Ｎ））が生成され、２つの出力端から出力される。
【００３２】
ＩＱ信号生成部１６は、図１に示されるようにＩ信号生成回路１６１ａ、Ｑ信号生成回路１６１ｂを含んで構成されている。Ｉ信号生成回路１６１ａ、Ｑ信号生成回路１６１ｂには、合成信号生成部１５から出力される４組の合成信号ＳＹＮ１〜ＳＹＮ４のうちのいずれか３組が入力される。Ｉ信号生成回路１６１ａ、Ｑ信号生成回路１６１ｂは、入力された３組の合成信号を所定の重み付けで重ね合わせて所望信号の同相成分Ｉ（および反転同相成分ＩＢ）と直交成分Ｑ（および反転直交成分ＱＢ）とを生成する。生成された同相成分Ｉ（およびＩＢ）と直交成分Ｑ（およびＱＢ）とは、ハーモニックリジェクションミキサ３の出力となる。
【００３３】
図９は、Ｉ信号生成回路１６１ａおよびＱ信号生成回路１６１ｂの構成例を示す回路構成図である。図９ＡはＩ信号生成回路１６１ａを、図９ＢはＱ信号生成回路１６１ｂをそれぞれ示している。図９に示されるように、Ｉ信号生成回路１６１ａおよびＱ信号生成回路１６１ｂの構成は略同様である。Ｉ信号生成回路１６１ａおよびＱ信号生成回路１６１ｂは、それぞれ差動オペアンプ（全差動オペアンプ）１６２ａ、１６２ｂを含むように構成されている。差動オペアンプ１６２ａ、１６２ｂの一方の入力端には、３種の合成信号が１：１．４（＝２１／２）：１の重み付けで重ね合わせられるように抵抗が並列に接続されている。また、差動オペアンプ１６２ａ、１６２ｂの他方の入力端には、一方の入力端に入力される合成信号と反転の関係にある３種の合成信号が１：１．４：１の重み付けで重ね合わせられるように抵抗が並列に接続されている。これにより、Ｉ信号生成回路１６１ａおよびＱ信号生成回路１６１ｂは、同相成分Ｉ、反転同相成分ＩＢ、直交成分Ｑ、反転直交成分ＱＢを生成し、出力することが可能である。
【００３４】
より具体的には、図９Ａに示されるＩ信号生成回路１６１ａにおいて、一方の入力端には３種の合成信号ＳＹＮ１（Ｐ）、ＳＹＮ２（Ｐ）、ＳＹＮ３（Ｐ）が１：１．４：１の重み付けで重ね合わせられて入力され、他方の入力端には３種の合成信号ＳＹＮ１（Ｎ）、ＳＹＮ２（Ｎ）、ＳＹＮ３（Ｎ）が１：１．４：１の重み付けで重ね合わせられて入力される。そして、これらの入力信号から同相成分Ｉおよび反転同相成分ＩＢが生成され、２つの出力端から出力される。
【００３５】
同様に、図９Ｂに示されるＱ信号生成回路１６１ｂにおいて、一方の入力端には３種の合成信号ＳＹＮ３（Ｐ）、ＳＹＮ４（Ｐ）、ＳＹＮ１（Ｎ）が１：１．４：１の重み付けで重ね合わせられて入力され、他方の入力端には３種の合成信号ＳＹＮ３（Ｎ）、ＳＹＮ４（Ｎ）、ＳＹＮ１（Ｐ）が１：１．４：１の重み付けで重ね合わせられて入力される。そして、これらの入力信号から直交成分Ｑおよび反転直交成分ＱＢが生成され、２つの出力端から出力される。
【００３６】
以上のように構成されたハーモニックリジェクションミキサ３では、チャンネル周波数、すなわちＲＦ信号の周波数に応じて局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８の位相差パターンを変更することにより、同相成分Ｉおよび直交成分Ｑにおいて重ね合わせられる信号数を変更することができる。このため、局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８の位相精度に問題が生じない低周波数帯域において高フェーズモードに切り替えて重ね合わせ数を多くし、同相成分Ｉおよび直交成分Ｑをより正弦波に近づける。その結果、３次の高調波成分および５次の高調波成分を十分に抑制できる。一方、位相精度が低下する傾向にある高周波数帯域において低フェーズモードに切り替えて重ね合わせ数を抑制して、位相精度の低下に起因する位相エラーの発生を抑制することができる。つまり、高調波の抑制と位相エラーの抑制とを高い水準で実現できる。また、上述したハーモニックリジェクションミキサ３では、合成信号生成部１５とＩＱ信号生成部１６のそれぞれにおいて重み付けが行われる。このため、重み付け精度への要求を緩和し、ゲインエラーの発生を抑制することができる。このように、位相精度および重み付け精度への要求を緩和することで、ＲＦ信号の周波数に応じた適切な高調波抑制を実現できる。
【００３７】
なお、合成信号生成部１５における重み付けは均等であることに限られない。また、ＩＱ信号生成部１６における重み付けは１：１．４：１であることに限られない。最終的に得られる同相成分Ｉ、反転同相成分ＩＢ、直交成分Ｑ、反転直交成分ＱＢの波形が疑似的な正弦波であれば、十分に高調波抑制の効果を得ることができる。このため、同相成分Ｉ、反転同相成分ＩＢ、直交成分Ｑ、反転直交成分ＱＢの波形が疑似的な正弦波となるように、合成信号生成部１５およびＩＱ信号生成部１６における重み付けを適宜変更しても良い。
【００３８】
以下、上述したチューナ１およびハーモニックリジェクションミキサ３の動作について、図１０および図１１を参照して説明する。
【００３９】
図１０は、３種類のモードを切り替えて動作するハーモニックリジェクションミキサ３の動作フローを示すフローチャートである。ここでは、選択チャンネル（周波数）が４００ＭＨｚ以上である場合はノーマルモードを選択し、選択チャンネルが１６０ＭＨｚから４００ＭＨｚの間である場合は４フェーズモードを選択し、選択チャンネルが１６０ＭＨｚより小さい場合は８フェーズモードを選択する。
【００４０】
受信部２は受信電波に対応した周波数成分を有するＲＦ信号を出力する。一方、モード切替部４はチャンネル選択信号に応じた選択信号ＳＥＬを生成し、選択部１３２に選択信号ＳＥＬを出力する。選択部１３２は選択信号ＳＥＬに基づいて動作モードを決定する。具体的には、ステップＳＴ１０１において、選択信号ＳＥＬが示す選択チャンネルが４００ＭＨｚ以上であるか否か判断し、選択チャンネルが４００ＭＨｚ以上である場合（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）、動作モードをノーマルモード（２フェーズモード）に決定する（ステップＳＴ１０２）。
【００４１】
選択信号ＳＥＬが示す選択チャンネルが４００ＭＨｚ以上ではない場合（ステップＳＴ１０１：ＮＯ）、ステップＳＴ１０３において選択部１３２は選択信号ＳＥＬを元に、選択信号ＳＥＬが示す選択チャンネルが１６０ＭＨｚ以上であるか否か判断する。選択チャンネルが１６０ＭＨｚ以上である場合（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ）、つまり、選択チャンネルが１６０ＭＨｚ以上４００ＭＨｚ未満である場合、動作モードを４フェーズモードに決定する（ステップＳＴ１０４）。
【００４２】
選択チャンネルが１６０ＭＨｚ以上ではない場合（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）、つまり、選択チャンネルが１６０ＭＨｚ未満である場合、動作モードを８フェーズモードに決定する（ステップＳＴ１０５）。
【００４３】
具体的には、ノーマルモード（２フェーズモード）が動作モードに決定された場合、選択部１３２はＬＯ１（Ｐ）〜ＬＯ４（Ｐ）として位相差０°のＬＯａ（Ｐ）を選択し、ＬＯ１（Ｎ）〜ＬＯ４（Ｎ）として位相差１８０°のＬＯａ（Ｎ）を選択し、ＬＯ５（Ｐ）〜ＬＯ８（Ｐ）として位相差９０°のＬＯｅ（Ｐ）を選択し、ＬＯ５（Ｎ）〜ＬＯ８（Ｎ）として位相差２７０°のＬＯｅ（Ｎ）を選択する。この場合、図１１Ａに示されるように、ＩＱ信号生成部１６から出力される同相成分Ｉ、反転同相成分ＩＢ、直交成分Ｑ、反転直交成分ＱＢは矩形波となる。
【００４４】
また、４フェーズモードが動作モードに決定された場合、選択部１３２はＬＯ１（Ｐ）、ＬＯ２（Ｐ）として位相差０°のＬＯａ（Ｐ）を選択し、ＬＯ１（Ｎ）、ＬＯ２（Ｎ）として位相差１８０°のＬＯａ（Ｎ）を選択し、ＬＯ３（Ｐ）、ＬＯ４（Ｐ）として位相差４５°のＬＯｃ（Ｐ）を選択し、ＬＯ３（Ｎ）、ＬＯ４（Ｎ）として位相差２２５°のＬＯｃ（Ｎ）を選択し、ＬＯ５（Ｐ）、ＬＯ６（Ｐ）として位相差９０°のＬＯｅ（Ｐ）を選択し、ＬＯ５（Ｎ）、ＬＯ６（Ｎ）として位相差２７０°のＬＯｅ（Ｎ）を選択し、ＬＯ７（Ｐ）、ＬＯ８（Ｐ）として位相差１３５°のＬＯｇ（Ｐ）を選択し、ＬＯ７（Ｎ）、ＬＯ８（Ｎ）として位相差３１５°のＬＯｇ（Ｎ）を選択する。
【００４５】
なお、４フェーズモードにおいて、信号合成回路１５１ａ〜１５１ｄには一部の信号が入力されない。具体的には、信号合成回路１５１ａにおいてはＩＦ７（Ｐ）およびＩＦ７（Ｎ）は入力されない。このため、信号合成回路１５１ａに入力されるのは、ＬＯ１〜ＬＯ６に対応するＩＦ１〜ＩＦ６となり（図７Ａ参照）、信号合成回路１５１ａにおける重ね合わせに用いられる信号位相は０°、４５°、９０°、およびこれらの反転である１８０°、２２５°、２７０°となる。同様に、信号合成回路１５１ｂにおいてはＩＦ１（Ｎ）およびＩＦ１（Ｐ）は入力されない。このため、信号合成回路１５１ｂに入力されるのは、ＬＯ３〜ＬＯ８に対応するＩＦ３〜ＩＦ８となり（図７Ｂ参照）、信号合成回路１５１ｂにおける重ね合わせに用いられる信号位相は４５°、９０°、１３５°、およびこれらの反転である２２５°、２７０°、３１５°となる。また、信号合成回路１５１ｃにおいてはＩＦ３（Ｎ）およびＩＦ３（Ｐ）は入力されない。このため、信号合成回路１５１ｃに入力されるのは、ＬＯ５〜ＬＯ８、ＬＯ１、ＬＯ２に対応するＩＦ５〜ＩＦ８、ＩＦ１、ＩＦ２となり（図８Ａ参照）、信号合成回路１５１ｃにおける重ね合わせに用いられる信号位相は９０°、１３５°、０°およびこれらの反転である２７０°、３１５°、１８０°となる。また、信号合成回路１５１ｄにおいてはＩＦ５（Ｎ）およびＩＦ５（Ｐ）は入力されない。このため、信号合成回路１５１ｄに入力されるのは、ＬＯ７、ＬＯ８、ＬＯ１〜ＬＯ４に対応するＩＦ７、ＩＦ８、ＩＦ１〜ＩＦ４となり（図８Ｂ参照）、信号合成回路１５１ｄにおける重ね合わせに用いられる信号位相は１３５°、０°、４５°およびこれらの反転である３１５°、１８０°、２２５°となる。
【００４６】
この場合、信号合成回路１５１ａ〜１５１ｄで生成される合成信号ＳＹＮ１（Ｐ/Ｎ）〜ＳＹＮ４（Ｐ/Ｎ）は、４相の矩形波を４種類の振幅値で重ね合わせた疑似的な正弦波となる。図１１Ｂに４フェーズモード時に合成される正弦波を示す。
【００４７】
また、８フェーズモードが動作モードに決定された場合、選択部１３２はＬＯ１（Ｐ）として位相差０°のＬＯａ（Ｐ）を選択し、ＬＯ１（Ｎ）として位相差１８０°のＬＯａ（Ｎ）を選択し、ＬＯ２（Ｐ）として位相差２２．５°のＬＯｂ（Ｐ）を選択し、ＬＯ１（Ｎ）として位相差２０２．５°のＬＯｂ（Ｎ）を選択し、ＬＯ３（Ｐ）として位相差４５°のＬＯｃ（Ｐ）を選択し、ＬＯ３（Ｎ）として位相差２２５°のＬＯｃ（Ｎ）を選択し、ＬＯ４（Ｐ）として位相差６７．５°のＬＯｄ（Ｐ）を選択し、ＬＯ４（Ｎ）として位相差２４７．５°のＬＯｄ（Ｎ）を選択し、ＬＯ５（Ｐ）として位相差９０°のＬＯｅ（Ｐ）を選択し、ＬＯ５（Ｎ）として位相差２７０°のＬＯｅ（Ｎ）を選択し、ＬＯ６（Ｐ）として位相差１１２．５°のＬＯｆ（Ｐ）を選択し、ＬＯ６（Ｎ）として位相差２９２．５°のＬＯｆ（Ｎ）を選択し、ＬＯ７（Ｐ）として位相差１３５°のＬＯｇ（Ｐ）を選択し、ＬＯ７（Ｎ）として位相差３１５°のＬＯｇ（Ｎ）を選択し、ＬＯ８（Ｐ）として位相差１５７．５°のＬＯｈ（Ｐ）を選択し、ＬＯ８（Ｎ）として位相差３３７．５°のＬＯｈ（Ｎ）を選択する。
【００４８】
この場合、信号合成回路１５１ａ〜１５１ｄで生成される合成信号ＳＹＮ１（Ｐ/Ｎ）〜ＳＹＮ４（Ｐ/Ｎ）は、８相の矩形波を８種類の振幅値で重ね合わせた疑似的な正弦波となる。図１１Ｃに８フェーズモード時に合成される正弦波を示す。
【００４９】
このように、ＲＦ信号の周波数を複数バンドに区分して相対的に低い周波数帯域に含まれる場合、選択部１３２は局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８の位相差の数が最も多くなるように局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８を生成することで、合成信号生成部１５およびＩＱ信号生成部１６において重ね合わせられる位相間隔を狭めて正弦波の近似精度を高くでき、高調波抑圧効果を高めることができる。一方、ＲＦ信号が相対的に高い周波数帯域に含まれる場合、選択部１３２は局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８の位相差の数が少なくなるように局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８を生成することで、合成信号生成部１５およびＩＱ信号生成部１６において重ね合わせられる位相間隔が広くなるが、発振器等の動作制限を超えない範囲で動作させることができ、発振器等の動作制限を超えることによる精度劣化を防止できる。
【００５０】
以上のように、本発明のハーモニックリジェクションミキサ３では、受信周波数となるＲＦ信号の周波数に応じて局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８の位相差の組み合わせパターンを変更することにより、ミキサ出力として重ね合わされる信号の位相差の組み合わせ数を変更する。このため、局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８の位相精度に問題が生じない低周波数帯域において位相差数の多いミキサ出力を重ね合わせて合成信号を正弦波に近づけることができる。その結果、３次の高調波成分および５次の高調波成分を十分に抑制できる。一方、発振器等の動作制限を超えて位相精度が低下する可能性のある高周波数帯域において局部発振信号ＬＯ１〜ＬＯ８の位相数を抑制し、重ね合わせに係る位相数を抑制することで、発振器等の動作制限を超えないように動作モードを切り替え、動作制限を超えることによる精度劣化を防止して位相エラーの発生を抑制する。
【００５１】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、その効果が発揮される態様で適宜変更して実施することができる。例えば、７次より高い次数の高調波を抑制するために、受信部２などにフィルタを設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のハーモニックリジェクションミキサは、例えば、テレビチューナなどの広帯域受信において好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  チューナ
２  受信部
３  ハーモニックリジェクションミキサ
４  モード切替部
１３  ローカル信号生成部
１４  ミキサ部
１５  合成信号生成部
１６  ＩＱ信号生成部
１３１  発振部
１３２  選択部
１３１ａ  基準発振器
１３１ｂ−１〜１３１ｂ−８  遅延回路
１３１ｃ−１〜１３１ｃ−８  インバータ回路
１３２ａ−１〜１３２ａ−８  マルチプレクサ
１４１ａ−１〜１４１ａ−８  ミキサ
１５１ａ〜１５１ｄ  信号合成回路
１５２ａ〜１５２ｄ  差動オペアンプ
１６１ａ  Ｉ信号生成回路
１６１ｂ  Ｑ信号生成回路
１６２ａ、１６２ｂ  差動オペアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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