(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を生成する送信機において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、上記第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、上記第１の変調信号に上記第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバータと、
上記第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、上記第１の変調信号および上記第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバータとを備え、
上記第１のミクサが上記第１の局部発振信号の漏洩成分を出力する構成とされ、
上記第１の局部発振信号は、上記第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、上記第１のミクサに対して、上記局部発振信号の漏洩成分および上記第１の変調信号を通過させるフィルタが接続された送信機。
【請求項２】
請求項１において、
上記第１の局部発振信号の漏洩成分に対するレベル調整手段を有し、レベル調整後の信号を上記第１の変調信号に加算する送信機。
【請求項３】
ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を生成する送信機において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、上記第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、上記第１の変調信号に上記第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバータと、
上記第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、上記第１の変調信号および上記第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバータとを備え、
上記第１の局部発振信号は、上記第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、上記第１のミクサに対して上記第１の変調信号を通過させるフィルタが接続され、
上記第１の局部発振信号の一部を分配器によって取り出してレベル調整した信号を上記フィルタの出力信号に加算する送信機。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの内の１の請求項において、
互いにキャリア周波数が等しいｎ個の上記第１の中間周波数帯信号に対応してｎ個の上記第１のアップコンバータを有し、
上記第１のアップコンバータのそれぞれの上記第１の局部発振信号の周波数が互いに異なるものとされ、
上記ｎ個の第１のアップコンバータの出力信号が合成器によって合成されて上記第２のアップコンバータに入力される送信機。
【請求項５】
請求項１から請求項３までの内の１の請求項において、
互いにキャリア周波数が異なるｎ個の上記第１の中間周波数帯信号が合成器によって合成されて上記第１のアップコンバータに入力され、
上記第１のアップコンバータの出力信号が上記第２のアップコンバータに入力される送信機。
【請求項６】
ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を生成する送信方法において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを乗積することによって、上記第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、上記第１の変調信号に上記第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバートのステップと、
上記第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを乗積することによって、上記第１の変調信号および上記第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバートのステップとを備え、
上記第１のアップコンバートのステップにおいて、上記第１の局部発振信号の漏洩成分を出力し、
上記第１の局部発振信号は、上記第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、上記局部発振信号の漏洩成分および上記第１の変調信号をフィルタを介した信号を上記第２のアップコンバートのステップにて処理する送信方法。
【請求項７】
請求項６において、
上記第１の局部発振信号の漏洩成分に対するレベル調整を行い、レベル調整後の信号を上記第１の変調信号に加算する送信方法。
【請求項８】
ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を生成する送信方法において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、上記第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、上記第１の変調信号に上記第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバートのステップと、
上記第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、上記第１の変調信号および上記第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバートのステップとを備え、
上記第１の局部発振信号は、上記第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、上記第１のミクサの出力信号から上記第１の変調信号をフィルタによって分離し、
上記第１の局部発振信号の一部を分配器によって取り出してレベル調整した信号を上記フィルタによって分離された上記第１の変調信号に加算する送信方法。
【請求項９】
送信機において、第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを乗積することによって、上記第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、上記第１の変調信号に上記第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を生成し、
上記第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる、ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を生成し、送信機から上記無線信号を受信する受信機において、
受信した無線信号と上記第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバータと、
上記第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、上記第１の変調信号成分と上記第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、上記第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバータとを備えた受信機。
【請求項１０】
請求項９において、
上記第１の変調信号成分と上記第１の局部発振信号成分とを加算して二乗器に入力することによって上記第１の中間周波数信号を復調する受信機。
【請求項１１】
請求項９において、
分離された上記第１の局部発振信号成分を注入同期式発振器に入力し、上記分離された上記第１の変調信号成分と上記注入同期式発振器の出力信号とをミクサに入力し、上記ミクサによって上記第１の中間周波数信号を復調する受信機。
【請求項１２】
請求項９において、
分離された上記第１の局部発振信号成分を増幅器を介してミクサに入力し、上記分離された上記第１の変調信号成分を上記ミクサに入力し、上記ミクサによって上記第１の中間周波数信号を復調する受信機。
【請求項１３】
請求項１２において、
上記増幅器が利得可変増幅器である受信機。
【請求項１４】
請求項９から請求項１３までの内の１の請求項において、
互いにキャリア周波数が等しいｎ個の上記第１の中間周波数帯信号を互いに周波数が異なる上記第１の局部発振信号の周波数によってアップコンバートし、
上記ｎ個のアップコンバートした信号を合成して、上記第２の局部発振信号によってアップコンバートした無線信号を受信し、
上記第２のダウンコンバータの出力信号をｎ個の上記第１のダウンコンバータに分配し、ｎ個の上記第１のダウンコンバータのそれぞれにおいて、上記第１の変調信号成分と上記第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、上記第１の中間周波数帯信号を復調する受信機。
【請求項１５】
請求項９から請求項１３までの内の１の請求項において、
互いにキャリア周波数が異なるｎ個の上記第１の中間周波数帯信号を共通の上記第１の局部発振信号の周波数によってアップコンバートし、上記ｎ個のアップコンバートした信号を上記第２の局部発振信号によってアップコンバートした無線信号を受信し、
上記第２のダウンコンバータの出力信号をｎ個の上記第１のダウンコンバータに分配し、ｎ個の上記第１のダウンコンバータのそれぞれにおいて、上記第１の変調信号成分と上記第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、上記第１の中間周波数帯信号を復調する受信機。
【請求項１６】
請求項１４または１５において、
上記第２のダウンコンバータの出力信号の内の所望のキャリア周波数の上記第１の変調信号成分を選択し、選択した上記第１の変調信号成分と上記第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、上記選択した上記第１の変調信号成分と対応する上記第１の中間周波数帯信号を復調する受信機。
【請求項１７】
送信機において、第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを乗積することによって、上記第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、上記第１の変調信号に上記第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を生成し、
上記第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる、ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を生成し、送信機から上記無線信号を受信する受信方法において、
受信した無線信号と上記第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバートのステップと、
上記第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、上記第１の変調信号成分と上記第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、上記第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバートのステップとを備えた受信方法。
【請求項１８】
ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を送受信する無線通信装置において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、上記第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、上記第１の変調信号に上記第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバータと、
上記第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、上記第１の変調信号および上記第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバータとを備え、
上記第１のミクサが上記第１の局部発振信号の漏洩成分を出力する構成とされ、
上記第１の局部発振信号は、上記第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、上記第１のミクサに対して、上記局部発振信号の漏洩成分および上記第１の変調信号を通過させるフィルタが接続された送信機と、
上記送信機から上記無線信号を受信し、受信した無線信号と上記第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバータと、
上記第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、上記第１の変調信号成分と上記第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、上記第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバータとを備えた受信機とからなる無線通信装置。
【請求項１９】
ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を送受信する無線通信装置において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、上記第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、上記第１の変調信号に上記第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバータと、
上記第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、上記第１の変調信号および上記第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバータとを備え、
上記第１の局部発振信号は、上記第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、上記第１のミクサに対して上記第１の変調信号を通過させるフィルタが接続され、
上記第１の局部発振信号の一部を分配器によって取り出してレベル調整した信号を上記フィルタの出力信号に加算する送信機と、
上記送信機から上記無線信号を受信し、受信した無線信号と上記第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバータと、
上記第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、上記第１の変調信号成分と上記第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、上記第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバータとを備えた受信機とからなる無線通信装置。
【請求項２０】
ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を送受信する無線通信方法において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを乗積することによって、上記第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、上記第１の変調信号に上記第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバートのステップと、
上記第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを乗積することによって、上記第１の変調信号および上記第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバートのステップとを備え、
上記第１のアップコンバートのステップにおいて、上記第１の局部発振信号の漏洩成分を出力し、
上記第１の局部発振信号は、上記第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、上記局部発振信号の漏洩成分および上記第１の変調信号をフィルタを介した信号を上記第２のアップコンバートのステップにて処理する送信方法と、
上記無線信号を受信し、受信した無線信号と上記第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバートのステップと、
上記第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、上記第１の変調信号成分と上記第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、上記第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバートのステップとを備えた受信方法とからなる無線通信方法。
【請求項２１】
ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を送受信する無線通信方法において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、上記第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、上記第１の変調信号に上記第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバートのステップと、
上記第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、上記第１の変調信号および上記第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバートのステップとを備え、
上記第１の局部発振信号は、上記第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、上記第１のミクサの出力信号から上記第１の変調信号をフィルタによって分離し、
上記第１の局部発振信号の一部を分配器によって取り出してレベル調整した信号を上記フィルタによって分離された上記第１の変調信号に加算する送信方法と、
上記無線信号を受信し、受信した無線信号と上記第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバートのステップと、
上記第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、上記第１の変調信号成分と上記第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、上記第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバートのステップとを備えた受信方法とからなる無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ミリ波帯通信に使用される送信機および送信方法、受信機および受信方法並びに無線通信装置および無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速なデジタル信号あるいは広帯域なアナログ信号等を伝送する無線装置においては、中間周波数帯信号（以下適宜ＩＦ信号と略記する）と、局部発振信号（無変調信号で、以下適宜ＬＯ信号と略記する）を乗積し、アップコンバートすることにより無線変調信号（以下適宜ＲＦ信号と略記する）を生成・送信する機能を有する送信機と、ＲＦ信号を受信し、ＬＯ信号を乗積し、ダウンコンバートすることによりＩＦを生成する機能を有する受信機からなる構成をとることが一般的である。この場合伝送された信号の品質を保持するためには、送信機に入力されるＩＦ信号と、受信機で生成されるＩＦ信号とが、所定の許容範囲周波数差の関係であり、位相差の時間変動が小さいことが要求される。このため、送受信機内でＬＯ信号を発生させる局部発振器として、周波数安定性に優れ、位相雑音が低いものが必要とされる。特に周波数が高いマイクロ波・ミリ波（例えば周波数が１ＧHz以上）の領域では、誘電体共振器またはＰＬＬ（Phase Lock Loop）回路により安定化、低雑音化される。
【０００３】
しかしながら、使用周波数が高くなるにつれて（例えば３０ＧHz以上のミリ波帯）、安定度の高い低雑音の発振器の実現が困難になるとともに製造コストが上昇する。例えば、誘電体共振器においてはＱ値（Quality Factor）が低くなり性能が発揮できない、ＰＬＬ回路では特に分周器の構成が困難になる、などの問題が生じる。低い周波数の発振器からの信号を周波数逓倍してＬＯ信号を得る方法もあるが、一般に信号強度を上げるための増幅器が必要となり、高価になること、サイズが大きくなること、消費電力が大きくなることなどの問題が生じる。
【０００４】
これらの問題を解決するために、以下に説明する無線通信装置が先に提案されている（特開２００１−５３６４０参照）。図１８は、先に提案されている無線通信装置の送信機８１の構成を示し、図１９は、その受信機８２の構成を示し、図２０が周波数配置を示す。送信機８１に入力されるＩＦ信号は、ｆIFをキャリア周波数（適宜ＩＦ周波数と称する）とするもので、局部発振器８５からの周波数ｆLO（適宜ＬＯ周波数と称する）のＬＯ信号とミクサ８３で乗積され、フィルタ８４によって不要信号成分が除かれ、キャリア周波数ｆRF（適宜ＲＦ周波数と称する）のＲＦ信号が生成される。このＲＦ信号に対して、電力分配器８６で取り出されたＬＯ信号の一部が電力合成器８７で加算される。図２０に示すように、電力合成器８７からの無線信号は、ＲＦ信号とＬＯ信号を含み、増幅器８８で信号レベルを大きくした後、アンテナ８９より送信される。
【０００５】
一方、図１９に示す受信機８２では、アンテナ９０で受信された無線信号が受信機８２内のフィルタ９１で濾波され、増幅器９２で信号レベルを大きくした後、二乗器９３でＩＦ信号へと復調される。
【０００６】
この先に提案した無線通信装置では、送信側でＲＦ信号の生成に用いたのと同じＬＯ信号を、無線信号として伝送し、受信側で復調のために使用している。したがって、ＬＯ信号源となる局部発振器８５の周波数および位相がランダムに揺らぐことの影響が復調時にはキャンセルされる、復調されたＩＦ信号は送信機に入力された元のＩＦ信号の周波数へ復調されるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら実際の無線装置の構成を考えた場合、いくつかの問題がある。例えばミリ波帯のように高い周波数においては、比較的低い周波数の場合に比べ信号の分岐や合成を行なう電力分配器８６、電力合成器８７が高価であり、その接続なども困難さをもたらす。また、ＬＯ信号レベルを調整するためには、可変減衰器なども別に必要とされる。
【０００８】
ＲＦ信号とＬＯ信号のレベルに関する最適条件は、電子情報通信学会、信学技報RCS2000-30（2000-６）、pp.1-8、2000年の文献に記載されている。その条件とは無線信号に含まれるＲＦ信号とＬＯ信号の信号強度が等しくなることであり、送信電力が定められた場合に受信ＣＮ比を最適にすることができる。同文献では、ＲＦ信号とＬＯ信号の一部を合成するために、分配器、合成器の代わりにミクサから出力されるＲＦ信号と漏洩ＬＯ信号を、そのまま無線信号として利用している。この場合には、ＲＦ信号とＬＯ信号の信号レベルの調整を自由に行なうことが困難である。また、ミクサの出力レベルが小さい場合には、十分な送信電力を確保するために、高価な高利得増幅器が必要となる。
【０００９】
また、図１８に示す送信機においてはミクサ８３で生じる不要高調波成分を抑圧するために、フィルタ８４として緻密な調整が必要で高価な狭帯域フィルタを用いるか、広帯域フィルタが適用できるようＲＦ周波数ｆRFとＬＯ周波数ｆLOを離す（占有周波数帯域を広く設定する）、などの手段をとる必要がある。前者は製造コストの上昇を招き、後者は周波数利用効率の減少となる。
【００１０】
例えばＩＦ周波数ｆIFとして２００ＭHz、ＬＯ周波数ｆLOとして５９．８ＧHzを使用した場合、ＲＦ周波数ｆRFが６０ＧHzとなり、ｆRFと４００ＭHz離れた周波数のイメージが出現する。６０ＧHz帯で４００ＭHz離れの位置に出現するイメージを抑圧することは困難である。また、この問題を避けるために、ＩＦ周波数を高くした場合、ＬＯ周波数ｆLOとＲＦ周波数ｆRFとが離れ、ＲＦ信号と、ＬＯ信号を送信する無線通信では占有帯域が広がり、周波数利用効率を落とさざるを得ない。
【００１１】
一方、受信機においては、フィルタ９１として高価な狭帯域フィルタを用いるか、あるいは他システムからの干渉に弱く、雑音の増加を許容した上で、広帯域フィルタを用いた構成をとらねばならない、などの問題があった。
【００１２】
したがって、この発明の目的は、これらの問題を解決することができる送信機および送信方法、受信機および受信方法並びに無線通信装置および無線通信方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を生成する送信機において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバータと、
第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバータとを備え、
第１のミクサが第１の局部発振信号の漏洩成分を出力する構成とされ、
第１の局部発振信号は、第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、第１のミクサに対して、局部発振信号の漏洩成分および第１の変調信号を通過させるフィルタが接続された送信機である。
請求項６の発明は、第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを乗積することによって、第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバートのステップと、
第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバートのステップとを備え、
第１のアップコンバートのステップにおいて、第１の局部発振信号の漏洩成分を出力し、
第１の局部発振信号は、第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、局部発振信号の漏洩成分および第１の変調信号をフィルタを介した信号を第２のアップコンバートのステップにて処理する送信方法である。
【００１４】
請求項３の発明は、ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を生成する送信機において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバータと、
第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバータとを備え、
第１の局部発振信号は、第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、第１のミクサに対して第１の変調信号を通過させるフィルタが接続され、
第１の局部発振信号の一部を分配器によって取り出してレベル調整した信号をフィルタの出力信号に加算する送信機である。
請求項８の発明は、第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバートのステップと、
第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバートのステップとを備え、
第１の局部発振信号は、第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、第１のミクサの出力信号から第１の変調信号をフィルタによって分離し、
第１の局部発振信号の一部を分配器によって取り出してレベル調整した信号をフィルタによって分離された第１の変調信号に加算する送信方法である。
【００１５】
請求項９の発明は、送信機において、第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを乗積することによって、第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を生成し、
第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる、ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を生成し、送信機から無線信号を受信する受信機において、
受信した無線信号と第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバータと、
第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバータとを備えた受信機である。
請求項１７の発明は、送信機において、第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを乗積することによって、第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を生成し、
第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる、ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を生成し、送信機から無線信号を受信する受信方法において、
受信した無線信号と第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバートのステップと、
第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバートのステップとを備えた受信方法である。
【００１６】
請求項１８の発明は、ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を送受信する無線通信装置において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバータと、
第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバータとを備え、
第１のミクサが第１の局部発振信号の漏洩成分を出力する構成とされ、
第１の局部発振信号は、第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、第１のミクサに対して、局部発振信号の漏洩成分および第１の変調信号を通過させるフィルタが接続された送信機と、
送信機から無線信号を受信し、受信した無線信号と第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバータと、
第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバータとを備えた受信機とからなる無線通信装置である。
請求項１９の発明は、ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を送受信する無線通信装置において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバータと、
第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバータとを備え、
第１の局部発振信号は、第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、第１のミクサに対して第１の変調信号を通過させるフィルタが接続され、
第１の局部発振信号の一部を分配器によって取り出してレベル調整した信号をフィルタの出力信号に加算する送信機と、
送信機から無線信号を受信し、受信した無線信号と第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバータと、
第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバータとを備えた受信機とからなる無線通信装置である。
【００１７】
請求項２０の発明は、ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を送受信する無線通信方法において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを乗積することによって、第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバートのステップと、
第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバートのステップとを備え、
第１のアップコンバートのステップにおいて、第１の局部発振信号の漏洩成分を出力し、
第１の局部発振信号は、第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、局部発振信号の漏洩成分および第１の変調信号をフィルタを介した信号を第２のアップコンバートのステップにて処理する送信方法と、
無線信号を受信し、受信した無線信号と第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバートのステップと、
第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバートのステップとを備えた受信方法とからなる無線通信方法である。
請求項２１の発明は、ほぼミリ波帯以上の周波数帯の無線信号を送受信する無線通信方法において、
第１の中間周波数帯信号と第１の局部発振信号とを第１のミクサによって乗積することによって、第１の中間周波数帯信号をアップコンバートしてなる第１の変調信号を生成し、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を出力する第１のアップコンバートのステップと、
第２の中間周波数信号と第２の局部発振信号とを第２のミクサによって乗積することによって、第１の変調信号および第１の局部発振信号をそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号および局部発振信号成分からなる無線信号を生成する第２のアップコンバートのステップとを備え、
第１の局部発振信号は、第２の局部発振信号に比して充分低い周波数とされ、第１のミクサの出力信号から第１の変調信号をフィルタによって分離し、
第１の局部発振信号の一部を分配器によって取り出してレベル調整した信号をフィルタによって分離された第１の変調信号に加算する送信方法と、
無線信号を受信し、受信した無線信号と第２の局部発振信号と等しい周波数の第３の局部発振信号との乗積成分を生成することで、第２の中間周波数帯信号成分を復調する第２のダウンコンバートのステップと、
第２の中間周波数信号成分から第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、第１の変調信号成分と第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、第１の中間周波数帯信号を復調する第１のダウンコンバートのステップとを備えた受信方法とからなる無線通信方法である。
【００１８】
この発明では、第１のアップコンバータでは、ミリ波帯に比して十分低い周波数の第１の局部発振信号によって入力された第１の中間周波数帯信号をアップコンバートし、また、第１の変調信号に第１の局部発振信号が足し合わされた第２の中間周波数帯信号を生成している。すなわち、局部発振信号を足し合わせる処理が比較的低い周波数領域でなされる。それによって、電力分配器、電力合成器として、安価で接続が容易なものを使用でき、変調信号と局部発振信号のレベル調整が容易となり、十分な送信電力を確保するための高価な高利得増幅器が不要とできる。さらに、ミクサで生じる不要な信号成分を抑えるために高価な狭帯域フィルタを使用しないで良く、中間周波数帯信号のキャリア周波数を高くする必要がなく周波数の利用効率の低下を防止できる。受信側においても、高価な狭帯域フィルタを使用しないで良く、また、広帯域フィルタを使用することによる雑音の増加、または他のシステムからの干渉に弱くなることを防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明における第１の実施の形態における送信機１の構成を示し、図２は、その受信機２の構成を示し、図３が周波数配置を示す。
【００２０】
送信機１に対して第１のＩＦ信号が入力される。ＩＦ信号は、例えば直交マルチキャリア変調方式（ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 変調方式）の変調方式で変調された信号である。また、ＩＦ信号として、多値直交振幅変調信号（１６値ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)，６４値ＱＡＭ等）を入力しても良く、更に他の種類の変調方式で変調された信号を入力しても良い。
【００２１】
送信機１は、第１のアップコンバータと第２のアップコンバータとから構成される。第１のアップコンバータは、第１のＩＦ信号（ＩＦ１）と第１のＬＯ（局部発振）信号との乗積を行ない、第１の変調信号（ＲＦ１）に第１のＬＯ信号（ＬＯ１）が足し合わされた第２のＩＦ信号（ＩＦ２）を出力する。第１のアップコンバータは、局部発振器４からのＬＯ信号と第１のＩＦ信号との乗積を行なうミクサ３と、ミクサ３の出力に接続されたフィルタ５と、フィルタ５の出力を増幅する増幅器６とからなり、増幅器６の出力に第２のＩＦ信号（ＩＦ２）が得られる。第２のアップコンバータは、第１のＲＦ信号および第１のＬＯ信号が第２のＬＯ信号によってそれぞれアップコンバートしてなる無線変調信号成分および局部発振信号成分からなる無線信号を生成するものである。第２のアップコンバータは、第２のＩＦ信号（ＩＦ２）と局部発振器８からの第２のＬＯ信号（ＬＯ２）との乗積を行なう第２のミクサ７と、ミクサ７の出力に接続されたフィルタ９と、フィルタ９の出力を増幅する増幅器１０とからなる。増幅器１０から出力される無線信号がアンテナ１１より送信される。
【００２２】
ミクサ３によって、第１のＩＦ信号（ＩＦ１）は、第１の局部発振器４からの第１のＬＯ信号（周波数ｆLO1） と第１のミクサ３で乗積され、第１の無線変調信号へアップコンバートされる（周波数ｆRF1）。なおミクサ３は、ＬＯ信号が抑圧されない構成をとり、その出力には、漏洩ＬＯ信号が発生する。図３に示すように、ミクサ３から出力された第２のＩＦ信号（ＩＦ２）は、フィルタ５により所望の周波数成分が抑圧されたものである。
【００２３】
フィルタ５の出力信号が増幅器６で増幅される。ＩＦ信号ＩＦ２は、第２の局部発振器８からの第２のＬＯ信号（周波数ｆLO2）と第２のミクサ７で乗積され、アップコンバートされ無線信号となる。無線信号は、フィルタ９でｆLO2成分、イメージ成分などの不要信号が除去され、増幅器１０で増幅され、アンテナ１１から送出される。図３に示すように、無線信号は、周波数が（ｆLO2＋ｆLO1）のＬＯ信号成分とキャリア周波数が（ｆLO2＋ｆRF1）のＲＦ信号成分とを含むものである。（ｆLO2＋ｆLO1）が先の出願におけるｆLOに対応し、（ｆLO2＋ｆRF1）が先の出願におけるｆRFに対応する。
【００２４】
一方、図２に示す受信機２では、アンテナ１２で受信された無線変調信号は、フィルタ１３で帯域外妨害波等の不要波が除去され、増幅器１４で増幅され、二乗器１５で第１のＩＦ信号（ＩＦ１） に直接復調される。
【００２５】
以下、具体的な周波数を表示して説明するが、これらの値がこの発明の請求範囲を限定するものではない。例えばＩＦ１のキャリア周波数として２００ＭHz、ＩＦ２のキャリア周波数として５ＧHz、送信無線変調信号のキャリア周波数（ｆLO2＋ｆRF1）を６０ＧHzとする。この場合では、（ｆLO1＝４．８ＧHz、ｆRF1＝５ＧHz、ｆLO2＝５５ＧHz）となる。このように、第１のＬＯ信号の周波数ｆLO1は、ミリ波帯の第２のＬＯ信号の周波数ｆLO2に対して十分低い周波数とされる。
【００２６】
したがって、第１の実施の形態では、第１のアップコンバータにおいて無線変調信号と局部発振信号とが足し合わされた第２の中間周波数帯信号ＩＦ２を生成するので、ミクサ３から出力される信号のうち高調波成分や不要波を、例えば高性能で狭帯域な表面弾性波フィルタ（フィルタ５）を用いて抑圧することができる。この周波数帯のフィルタは、ミリ波帯のフィルタに比べてはるかに低価格である。ミクサ７から出力される信号のうちｆLO2成分やイメージ成分を抑圧する必要があるが、ｆLO2成分は所望周波数（６０ＧHz）から５ＧHz、イメージ成分は１０ＧHz離れており、ミリ波帯のフィルタ９は必要であるものの、比較的広帯域なものが使用できる。
【００２７】
前述したように、先の出願の例では、ＩＦ信号周波数ｆIFとして２００ＭHz、ＬＯ信号周波数として５９．８ＧHz を使用した場合、６０ＧHz 帯で所望周波数（６０ＧHz）から４００ＭHz離れの位置に出現するイメージを抑圧することは困難である。また、ＩＦ周波数を高くした場合、ＲＦ信号と、ＬＯ信号を送信する無線通信では占有帯域が広がり、周波数利用効率を落とさざるを得ない。このように、この発明の第１の実施の形態では、ＩＦ２の周波数帯域で動作する安価で狭帯域なフィルタを用いることができるため、無線信号の周波数帯域を狭くとれることができる。したがって、コストを大幅に引上げることなく周波数利用効率を高めることが可能となる。なお、上述した第１の実施の形態が奏する作用効果は、後述する他の実施の形態によっても同様に得られるものである。
【００２８】
図４は、この発明における第２の実施の形態を表した無線装置の送信機構成を示したものである。受信機は、第１の実施の形態と同様な構成がとれるため説明を省略する。送信機１に入力された第１のＩＦ信号（ＩＦ１）は、第１の局部発振器４からの第１のＬＯ信号（周波数ｆLO1）と第１のミクサ３で乗積され、アップコンバートされる。なお、ミクサ３は、ＬＯ信号を抑圧する構成をとり、フィルタ５でｆRF1成分以外を抑圧する。また、電力分配器１６で分配されたＬＯ信号の一部は、減衰器１７で信号レベルを調節し、電力合成器１８でｆRF1の信号と合流し、第２のＩＦ信号ＩＦ２が生成される。減衰器１７は、減衰量を可変できるものであってもよい。
【００２９】
信号ＩＦ２は、第２の局部発振器８からの第２のＬＯ信号（周波数ｆLO2）と第２のミクサ７で乗積され、アップコンバートされキャリア周波数（ｆLO2＋ｆRF1）の無線変調信号およびＬＯ信号成分からなる無線信号となる。無線信号は、フィルタ９でｆLO2成分、イメージ成分などの不要信号が除去され、増幅器１０で増幅され、アンテナ１１から送出される。
【００３０】
この発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で述べた効果に加え、ｆRF1の信号レベルとｆLO1の信号レベルを調整することができる利点がある。この結果、無線変調信号に含まれるアップコンバートされたｆRF1成分の信号レベルとｆLO1成分の信号レベルを等しくすることが容易となり、送信電力が一定の条件で受信ＣＮ比を最適にすることができる。また、本実施例において追加されたコンポーネントは、比較的低いＩＦ２の周波数で動作するものであり、ミリ波等で動作する部品に比べてはるかに安価なものが利用できる。
【００３１】
図５は、この発明における第３の実施の形態を表した無線装置の送信機構成を示したものである。受信機は、第１の実施の形態と同様な構成がとれるため説明を省略する。送信機１に入力された第１のＩＦ信号（ＩＦ１）は、第１の局部発振器４からの第１のＬＯ信号（周波数ｆLO1）と第１のミクサ３で乗積され、周波数ｆRF1の信号へアップコンバートされる。なお、ミクサ３は、ＬＯ信号が抑圧されない構成をとる。この場合、一般的には、ｆLO1成分の電力レベルがｆRF1成分の電力レベルより高く、レベル調整を減衰器行なうことが可能である。
【００３２】
ミクサ３から出力された信号は、電力分配器１９で分けられ、一部はフィルタ５に供給され、フィルタ５によりｆRF1成分のみが通過される。残りの一部は減衰器１７に供給され、減衰器１７で信号レベルが調節される。この場合、ｆLO1成分のみを通過させるフィルタを減衰器１７の前に設けても良い。フィルタ５の出力および減衰器１７の出力が電力合成器１８で再度合流し、第２のＩＦ信号（ＩＦ信号２）が生成される。減衰器１７は、減衰量を可変できるものであってもよい。
【００３３】
信号ＩＦ２は、第２の局部発振器８からの第２のＬＯ信号（ 周波数ｆLO2）と第２のミクサ７で乗積され、アップコンバートされ無線変調信号となる。無線信号は、フィルタ９でｆLO2成分、イメージ成分などの不要信号が除去され、増幅器１０で増幅され、アンテナ１１から送出される。
【００３４】
この発明の第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果に加え、ミクサ３から漏洩されるＬＯ信号を利用するので、ミクサ３を駆動するＬＯ信号電力を減少させることがないという利点がある。
【００３５】
図６は、この発明における第４の実施の形態を表した無線装置の受信機構成を示したものである。送信機は、例えば図１８に示した先の出願に記載の構成、または、上述した第１、第２、第３の実施の形態と同様の構成をとってもよいため、説明を省略する。第４の実施の形態における受信機２は、受信した無線信号と周波数ｆLO2の第３のＬＯ信号との乗積成分を生成することで、第１の中間周波数帯信号ＩＦ１を直接復調する第１のダウンコンバータとを備える。
【００３６】
すなわち、受信機２では、アンテナ１２で受信された無線変調信号は、フィルタ２０で帯域外妨害波等の不要波が除去され、増幅器２１で増幅され、ミクサ２２に入力される。一方、局部発振器２３から出力される第３のＬＯ信号（周波数ｆLO2）もミクサ２２に入力され、無線変調信号は第２のＩＦ信号（ＩＦ２）にダウンコンバートされる。信号ＩＦ２は、増幅器２４で増幅され、電力分配器２５で分けられ、一方がｆRF1成分のみが通過できるフィルタ２６へ入力され、他方がｆLO1成分のみが通過できるフィルタ２７へ入力される。２つのフィルタ２６および２７を通過したＩＦ２信号は、電力合成器２８で加算され、二乗器２９で第１のＩＦ信号（ＩＦ１）へ直接復調される。
【００３７】
この発明の第４の実施の形態によれば、無線変調信号の高い周波帯で動作する高価な狭帯域フィルタを用いることなく、周波数の低いＩＦ２において、帯域内の周波数ｆRF1とｆLO1の間、および帯域外に侵入する妨害波を、狭帯域なフィルタ２６、２７で抑圧することが可能となる。また、図１９に示した従来の受信機８２では、フィルタ９１の帯域内の雑音成分同士が二乗器１５で乗積され、信号ＩＦ１に対する雑音となるが、本実施の形態によれば、この雑音も狭帯域なフィルタ２６、２７で低減することができる。
【００３８】
ここで使用する高周波の局部発振器２３は、直接復調に関わらないので、送信機内の局部発振器（例えば第１の実施の形態では、第２の局部発振器８）と同様に、周波数ｆLO2のＬＯ信号の周波数および位相のランダムな揺らぎは、信号ＩＦ１への復調時にキャンセルされる。したがって、信号ＩＦ１に対する位相雑音の影響を低減できる。また、送信機内の局部発振器と、および受信機内の局部発振器２３において、発振周波数の差があったとしても、送信機に入力される信号ＩＦ１と、受信機で生成される信号ＩＦ１ とは、同じ周波数となる。したがって、高性能（ 安定性に優れ、低位相雑音性）の発振器は不要である。なお、フィルタ２６、２７ は、発振器の周波数安定度の余裕を考慮して、周波数ｆRF1と周波数ｆLO1をそれぞれ通過させるように、周波数帯域を設定することが望ましい。
【００３９】
図７は、この発明における第５の実施の形態を表した無線装置の受信機構成を示したものである。第４の実施の形態で用いられた電力合成器２８の代わりに、注入同期式発振器３０およびミクサ３１が設けられている。第５の実施の形態における受信機は、第２のＩＦ信号成分を復調する第２のダウンコンバータと、第２のＩＦ信号成分から第１の無線変調信号成分と第１の局部発振信号成分とをフィルタによって分離し、第１の無線変調信号成分と第１の局部発振信号成分との乗積成分を生成することで、第１の中間周波数帯信号ＩＦ１を復調する第１のダウンコンバータとを備えている。
【００４０】
すなわち、第５の実施の形態における受信機２では、アンテナ１２で受信された無線変調信号は、フィルタ２０で帯域外妨害波等の不要波が除去され、増幅器２１で増幅され、ミクサ２２に入力される。一方、局部発振器２３から出力される第２のＬＯ信号もミクサ２２に入力され、無線変調信号は第２のＩＦ信号（ＩＦ２）にダウンコンバートされる。
【００４１】
信号ＩＦ２は、増幅器２４で増幅され、電力分配器２５で分けられ、一方はｆRF1成分のみが通過できるフィルタ２６へ入力され、他方はｆLO1成分のみが通過できるフィルタ２７へ入力される。注入同期式発振器３０は、フィルタ２７が出力する周波数ｆLO1成分に同調し、第１のＬＯ信号として安定した電力レベルのＬＯ信号をミクサ３１へ供給する。ミクサ３１へ入力されたｆRF1成分は、ダウンコンバートされ、第１のＩＦ信号（ＩＦ１）へ復調される。
【００４２】
この発明の第５の実施の形態によれば、第４の実施の形態で得られた効果に加え、ミクサ３１には十分な電力が供給されるため、復調感度を大きくすることができる。また、注入同期式発振器３０を設けているので、発振器を同調するｆLO1成分の信号レベルに比べ、ミクサ３１を駆動するｆLO1成分の信号レベルを高くすることができる。したがって受信ＣＮ比を最適にするために、送信側でｆRF1成分の信号レベルとｆLO1成分の信号レベルを等しくする必要がなく、効率のよい無線伝送が可能となる。なお、ミクサ３１の代わりに、ｆRF1の信号と注入同期式発振器３０からのｆLO1成分を合成器で加算し、加算した信号を二乗器に供給することによって、信号ＩＦ１を復調してもよい。
【００４３】
図８は、この発明における第６の実施の形態を表した無線装置の受信機構成を示したものである。第５の実施の形態で用いられた注入同期式発振器３０の代わりに、増幅器３２が設けられている。
【００４４】
第６の実施の形態における受信機２では、アンテナ１２で受信された無線変調信号は、フィルタ２０で帯域外妨害波等の不要波が除去され、増幅器２１で増幅され、ミクサ２２に入力される。一方、局部発振器２３から出力される第２のＬＯ信号もミクサ２３に入力され、無線変調信号は第２のＩＦ信号（ＩＦ２） にダウンコンバートされる。
【００４５】
信号ＩＦ２は、増幅器２４で増幅され、電力分配器２５で分けられ、一方はｆRF1成分のみが通過できるフィルタ２６へ入力され、他方はｆLO1成分のみが通過できるフィルタ２７へ入力される。増幅器３２は、フィルタ２７で分離されたｆLO1成分を増幅し、第１のＬＯ信号として安定した電力レベルの信号をミクサ３１へ供給する。ミクサ３１へ入力されたｆRF1成分は、ダウンコンバートされ、第１のＩＦ信号（ＩＦ１）へ復調される。
【００４６】
この発明の第６の実施の形態によれば、第４および５の実施の形態で得られた効果と同様、ミクサ３１に十分な電力が供給されるため、復調感度を大きくすることができる。また、送信側でｆRF1成分の信号レベルとｆLO1成分の信号レベルを等しくする必要がなく、効率のよい無線伝送が可能となる。
【００４７】
図９は、この発明における第７の実施の形態を表した無線装置の受信機構成を示したものである。第７の実施の形態で用いられた増幅器３２の代わりに、利得可変増幅器３３が設けられている。
【００４８】
第７の実施の形態における受信機２では、アンテナ１２で受信された無線変調信号は、フィルタ２０で妨害波等の不要波が除去され、増幅器２１で増幅され、ミクサ２２に入力される。一方、局部発振器２３から出力される第２のＬＯ信号もミクサ２３に入力され、無線変調信号は第２のＩＦ信号（ＩＦ２）にダウンコンバートされる。
【００４９】
信号ＩＦ２ は、増幅器２４で増幅され、電力分配器２５で分けられ、一方はｆRF1成分のみが通過できるフィルタ２６へ入力され、他方はｆLO1成分のみが通過できるフィルタ２７へ入力される。利得可変増幅器３３は、フィルタ２７で分離されたｆLO1成分を増幅し、第１のＬＯ信号として安定した電力レベルの信号をミクサ３１へ供給する。ミクサ３１へ入力されたｆRF1成分は、ダウンコンバートされ、第１のＩＦ信号（ＩＦ１）へ復調される。
【００５０】
この発明の第７の実施の形態によれば、第４および第５の実施の形態で得られた効果と同様、ミクサ３１には十分な電力が供給されるため、復調感度を大きくすることができる。また、利得可変増幅器３３によってミクサ３１に入力されるＬＯ信号のレベルを制御できるので、送信側でｆRF1成分の信号レベルとｆLO1成分の信号レベルを等しくする必要がなく、効率のよい無線伝送が可能となる。さらに、ミクサが最適動作をするＬＯ信号の電力レベルが利得可変増幅器３３によって得られる利点がある。
【００５１】
図１０は、この発明における第８の実施の形態を表した送信機の構成を示し、図１１は、その受信機の構成を示し、図１２は、周波数配置を示したものである。送信側には、この発明の第２の実施の形態における送信機（図４参照）で用いた信号ＩＦ１から信号ＩＦ２を生成する部分の構成を備えた回路ブロック（第１のアップコンバータ）がｎ個からなるＩＦ回路４０が設けられている。ＩＦ回路４０は、互いにキャリア周波数が等しいＩＦ＿１からＩＦ＿ｎまでの信号を、互いに周波数が異なる各々のＬＯ信号（ＬＯ＿１からＬＯ＿ｎ）でそれぞれアップコンバートし、第１のＲＦ信号（ＲＦ＿１からＲＦ＿ｎ）を含む、信号ＩＦ２が生成される。ＩＦ＿１からＩＦ＿ｎまでの信号は、例えばチャンネルが異なるものである。
【００５２】
各々の信号ＩＦ２は電力合成器４１で束ねられ、すなわち、周波数多重される。電力合成器４１の出力信号が第２のアップコンバータ４２によってアップコンバートされ、無線信号が形成される。無線信号は、送信機内で増幅され、アンテナ４３より送出される。アップコンバータ４２は、第１の実施の形態等における送信機１に設けられ、信号ＩＦ２を周波数ｆLO2のＬＯ信号と乗積することによってアップコンバートする部分の構成である。すなわち、アップコンバータ４２は、ミクサ、局部発信機、フィルタおよび増幅器からなる。
【００５３】
ＩＦ＿１からＩＦ＿ｎまでの信号の周波数とＩＦ回路４０の各回路ブロック内の発振器の局部発振周波数を選ぶことにより、例えば図１２においてＩＦ２と示したように、信号ＩＦ２内に、無線変調信号ＲＦ＿１からＲＦ＿ｎおよび局部発振信号ＬＯ＿１からＬＯ＿ｎを配置することができる（図１２はｎ＝３の場合である）。なお、図１０の構成では、この発明の第２の実施の形態における送信機（図４参照）で用いた回路ブロックを採用しているが、同様に第１の実施の形態（図１参照）または第３の実施の形態（図５参照）のものを使用しても差し支えない。
【００５４】
図１１に示すように、受信機の第２のダウンコンバータ４５では、アンテナ４４で受信した無線変調信号を増幅し、ダウンコンバートし、信号ＩＦ２へ変換する。信号ＩＦ２は、電力分配器４６で分配され、すなわち、周波数分割される。ダウンコンバータ４５は、第４の実施の形態における受信機２（図６参照）に設けられ、無線変調信号を周波数ｆLO2のＬＯ信号と乗積することによって信号ＩＦ２へダウンコンバートする部分の構成である。すなわち、ダウンコンバータ４５は、フィルタ、増幅器、ミクサおよび局部発信機からなる。
【００５５】
信号ＩＦ２がＩＦ回路４７に入力される。ＩＦ回路４７は、信号ＩＦ２から信号ＩＦ１を生成する部分の構成を備えた回路ブロック（第１のダウンコンバータ）のｎ個からなるものである。ＩＦ回路４７の各回路ブロックでは、それぞれが目的とする所望のＬＯ信号および第１のＲＦ信号をフィルタの通過周波数帯の設定により選択し、各々ＩＦ＿１〜ＩＦ＿ｎまでの信号へ復調する。
【００５６】
この構成では、ＩＦ回路４７の各回路ブロックとして、この発明の第４の実施の形態における受信機２（図６参照）で用いた構成を採用しているが、同様に第５の実施の形態（図７参照）、第６の実施の形態（図８参照）、または第７の実施の形態（図９参照）の構成を使用しても差し支えない。
【００５７】
この発明の第８の実施の形態では、無線変調周波数（ｆLO2＋ｆRF1）より低い信号ＩＦ２の周波数帯で図１２で示したような周波数配置が可能であり、かつ信号ＩＦ２の周波数帯で動作する狭帯域フィルタを用いることができるので、各々の周波数間隔を小さくしても、互いの干渉を抑制することができる。この場合、複数チャンネルを狭帯域に配置できるため、複数のチャンネルを用いることによる多重化（高速化）が可能となる。またこのような送信機や受信機を持つ複数の無線装置を用いることにより、マルチポイント通信例えば一つの送信機と複数の受信機とからなる無線通信システムによる通信を行なうことが可能となる。
【００５８】
図１３は、この発明における第９の実施の形態を表した送信機の構成を示し、図１４は、その受信機の構成を示し、図１５は、（ｎ＝３）の場合の周波数配置を示したものである。互いにキャリア周波数が異なるＩＦ＿１からＩＦ＿ｎまでの複数のＩＦ信号が電力合成器５０で束ねられる。電力合成器５０の出力信号がこの発明の第２の実施の形態における送信機（図４参照）で用いた信号ＩＦ１から信号ＩＦ２を生成する部分の構成を備えた回路ブロックを含むＩＦ回路（第１のアップコンバータ）５１によりアップコンバートされ、信号ＩＦ２が形成される。信号ＩＦ２は、周波数（ｆLO2＋ｆLO1）の第１のＬＯ信号成分とキャリア周波数ｆRF 1、ｆRF 2、ｆRF 3の無線変調信号とを含む。信号ＩＦ２は、アップコンバータ５２で無線変調信号にアップコンバートされ、増幅される。無線変調信号は、アンテナ５３より送出される。
【００５９】
なお、図１４に示した受信機については、第８の実施の形態で説明したもの（図１１参照）と同じであるので、説明は省略する。
【００６０】
この発明の第９の実施の形態では、無線変調周波数より低い信号ＩＦ２の周波数帯で図１５で示したような周波数配置が可能であり、かつ信号ＩＦ２の周波数帯で動作する狭帯域フィルタを用いることができるので、各々の周波数間隔を小さくしても、お互いの干渉を抑制することができる。この場合、複数のチャンネルを狭帯域に配置できるため、複数のチャンネルを用いることによる多重化（高速化）が可能となる。第８の実施の形態と比較しても、送信側のコンポーネントの数が少なく、回路が簡素になる以外にも、第１のＬＯ信号が一つであるため、さらなる狭帯域化が可能である。またこのような送信機や受信機を持つ複数の無線装置を用いることにより、マルチポイント通信を行なうことが可能となる。
【００６１】
図１６は、この発明における第１０の実施の形態を表した送信機の構成を示し、図１７は、その受信機の構成を示す。送信機は、第９の実施の形態（図１３参照）と同様に、電力合成器６０、ＩＦ回路（第１のアップコンバータ）６１およびアップコンバータ６２を備えている。束ねられるＩＦ信号の個数が３とされている。また、第１０の実施の形態における周波数配置は、第９の実施の形態（図１５参照）と同じものである。
【００６２】
図１７に示したダウンコンバータ６５は、アンテナ６４で受信した無線変調信号を増幅し、ダウンコンバートし、信号ＩＦ２へ変換する。信号ＩＦ２は、増幅器６７で増幅され、電力分配器６８で３チャンネルに分配され、各チャンネルの信号ＩＦ２がスイッチ６９を介してフィルタ７０にそれぞれ供給される。フィルタ７０は、周波数ｆRF 1、ｆRF 2、ｆRF 3をそれぞれ 中心周波数とする３個のフィルタを含み、スイッチ６９は、一つのフィルタを選択するものである。各フィルタを通った信号ＩＦ２が電力合成器７２に供給される。すなわち、キャリア周波数ｆRF 1、ｆRF 2、ｆRF 3の内で、スイッチ６９によって選択された所望の信号のみが電力合成器７２に至る。また、電力分配器６８から分離された周波数ｆLO1 成分は、フィルタ７１を通り、電力合成器７２に至る。電力合成器からの出力は、二乗器７３で復調され、ＩＦ＿１ からＩＦ＿ｎの内の所望の信号が得られる。
【００６３】
この発明の第１０の実施の形態においても、複数のチャンネルを同時に用いたマルチポイント通信を行なうことが可能となる。上述した説明では、スイッチ６９とフィルタ７０により周波数を選択しているが、機能が等価であれば、例えば周波数を可変できるアクティブフィルタを用いるなど、他の構成をとることもできる。さらに、同様にｆLO1に対応する周波数が選択できる構成を導入すると、第８の実施の形態に記載した送信機に対応する受信機を実現することも可能となる。
【００６４】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えばＲＦ信号とＬＯ信号とを送信する場合に、互いに直交する偏波として送信するようにしても良い。また、この発明では、全てハードウエアの構成としないで、処理をソフトウェアによって行なうようにしても良い。
【００６５】
【発明の効果】
この発明においては、局部発振信号を足し合わせる処理が比較的低い周波数領域でなされる。したがって、変調に用いたＬＯ信号と、変調された信号に対応したそれぞれの成分を含む無線変調信号が同時に伝送される無線装置および無線システムにおいて、比較的低い周波数で用いる安価なフィルタを利用して、無線信号の周波数帯域を狭くすることができ、周波数利用効率を高めることが可能となる。
【００６６】
この発明によれば、変調された信号のそれぞれに対応した成分の信号レベルを調整することが容易になるので、送信電力が一定の条件で受信ＣＮ比を最適にすることができる。
【００６７】
この発明によれば、受信機に入力される妨害波を、比較的低い周波数で用いる安価なフィルタを利用して抑圧することが可能である。
【００６８】
この発明によれば、ミクサには十分な電力レベルのＬＯ信号が供給され、または最適な電力レベルのＬＯ信号が供給されるため、受信感度を高めることができる。
【００６９】
この発明によれば、複数のチャンネルを狭帯域に配置できるため、多重化（高速化） が可能となる。またこのような送信機や受信機を持つ複数の無線装置を用いることにより、マルチポイント通信を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態における送信機の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態における受信機の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の第１の実施の形態における周波数配置を示す略線図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態の送信機の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の第３の実施の形態の送信機の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の第４の実施の形態の受信機の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の第５の実施の形態の受信機の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の第６の実施の形態の受信機の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の第７の実施の形態の受信機の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の第８の実施の形態における送信機の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の第８の実施の形態における受信機の構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明の第８の実施の形態における周波数配置を示す略線図である。
【図１３】この発明の第９の実施の形態における送信機の構成を示すブロック図である。
【図１４】この発明の第９の実施の形態における受信機の構成を示すブロック図である。
【図１５】この発明の第９の実施の形態における周波数配置を示す略線図である。
【図１６】この発明の第１０の実施の形態における送信機の構成を示すブロック図である。
【図１７】この発明の第１０の実施の形態における受信機の構成を示すブロック図である。
【図１８】先に提案されている出願における送信機の構成を示すブロック図である。
【図１９】先に提案されている出願における受信機の構成を示すブロック図である。
【図２０】先に提案されている出願における周波数配置を示す略線図である。
【符号の説明】
１・・・送信機、２・・・受信機、３・・・第１のミクサ、４・・・第１の局部発振器、５・・・フィルタ、７・・・第２のミクサ、８・・・第２の局部発振器、９・・・フィルタ、１５・・・二乗器、１６・・・電力分配器、１７・・・減衰器、１８・・・電力合成器、１９・・・電力分配器、２０・・・フィルタ、２２・・・ミクサ、２３・・・局部発振器、２５・・・電力分配器、２６・・・フィルタ、２７・・・フィルタ、３０・・・注入同期式発振器、３１・・・ミクサ、３３・・・利得可変増幅器、４０・・・ＩＦ回路、４２・・・アップコンバータ、４５・・・ダウンコンバータ、４７・・・ＩＦ回路、６９・・・スイッチ７０・・・フィルタ、７１・・・フィルタ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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