(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信するデータである送信データを組み込んだ第１の周波数の成分を含んだ第１の信号を発信する第１の信号発信手段と、
第２の周波数の成分を含んだ第２の信号を発信する第２の信号発信手段と、
前記第１の信号発信手段から発信される前記第１の信号を位相の基点として９０度ずつ異なった４種類の位相差で同じ振幅の信号を１つずつ作成する第１の信号作成手段と、
この第１の信号作成手段によって作成された４種類の信号それぞれと前記第２の信号とを混合して、前記第１の周波数に前記第２の周波数を２倍した周波数を加算した第３の周波数の成分を含んだ４種類の信号を作成するハーモニックミキサと、
このハーモニックミキサによって作成された４種類の信号からこれら信号に対応して前記第１の信号作成手段で設けられた位相差を解消したそれぞれ対応する４種類の信号を作成する第２の信号作成手段と、
この第２の信号作成手段で作成された信号を混合して前記第３の周波数の成分を増幅した１つの信号として出力する信号出力手段
とを具備することを特徴とする送信ハーモニックミキサ回路。
【請求項２】
送信するデータである送信データを組み込んだ第１の周波数の成分を含んだ第１の信号を発信する第１の信号発信手段と、
第２の周波数の成分を含んだ第２の信号を発信する第２の信号発信手段と、
前記第１の信号発信手段から発信される前記第１の信号を位相の基点として９０度ずつ異なった４種類の位相差で同じ振幅の信号を１つずつ作成する第１の信号作成手段と、
この第１の信号作成手段によって作成された４つの信号それぞれと前記第２の信号とを混合して、前記第２の周波数を２倍した周波数に前記第１の周波数を加算した第３の周波数の成分と、前記第２の周波数を２倍した周波数から前記第１の周波数を減算した第４の周波数の成分と、前記第２の周波数を２倍した第５の周波数の成分とを含んだ４つの信号を作成するハーモニックミキサと、
このハーモニックミキサによって作成された４つの信号からこれら信号に対応して前記第１の信号作成手段で設けられた位相差を解消したそれぞれ対応する４つの信号を作成する第２の信号作成手段と、
この第２の信号作成手段で作成された信号を混合して前記第３の周波数の成分を増幅した１つの信号として出力する信号出力手段
とを具備することを特徴とする送信ハーモニックミキサ回路。
【請求項３】
前記第３の周波数は前記送信データを送信するために予め定められた無線周波数であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の送信ハーモニックミキサ回路。
【請求項４】
前記ハーモニックミキサが作成する４つの信号のうち、少なくとも１つの信号に含まれる第５の周波数成分の出力が他の３つの信号に含まれる第５の周波数成分の出力と異なることを特徴とする請求項２記載の送信ハーモニックミキサ回路。
【請求項５】
前記ハーモニックミキサは非線形素子として逆向きに並列接続されたダイオードのペアをそれぞれ備えた４つの回路で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の送信ハーモニックミキサ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は送信ハーモニックミキサ回路に係わり、特に出力信号に含まれる不要な周波数成分であるリークの出力を抑圧する送信ハーモニックミキサ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミリ波またはマイクロ波以上の無線周波数の信号で無線通信を行う通信機器の回路は、無線周波数の信号にたとえば音声などの送信データを直接組み込むようにすると、一般的に複雑になることが多い。したがって通常、無線通信を行う通信機器は、無線周波数よりも低い周波数の信号に送信データを組み込んでから周波数を無線周波数まで変調するようになっており、この変調を行うためにミキサが使用されている。ミキサは入力される送信データを組み込んだ信号である中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）信号と、局部発信周波数（ＬＯ：Local Output frequency）信号とを混合した信号を、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号として出力するようになっている。このミキサから出力される無線周波数信号が、たとえば無線通信で使用されるようになっている。ここで、ミキサに入力する中間周波数信号の周波数をｆIFとし、局部発信周波数信号の周波数をｆLOとするとき、次の（１）式で示される周波数ｆ１の成分が出力される無線周波数信号に含まれるミキサが通常、ハーモニック（Harmonic：高調波）ミキサとよばれている。
【０００３】
ｆ１＝２×ｆLO±ｆIF    ……  （１）
【０００４】
図９は、一例として実験で得られた図示しないハーモニックミキサの入出力特性値を表わしたものである。前記したハーモニックミキサでは、非線形素子として互いに逆向きに並列接続されたダイオードのペアが用いられている。図で横軸はこのハーモニックミキサに入力される中間周波数（ＩＦ）信号の入力レベルを、また縦軸は出力される無線周波数（ＲＦ）信号の出力レベルを表わしている。また、このハーモニックミキサには局部発信周波数（ＬＯ）信号が図示しないが一定の入力レベルで入力されており、その入力レベルは１０ｄＢｍ（ディ・ビィ・エム）である。ここでｄＢｍは電力の単位である。曲線１１１は中間周波数信号の入力レベルに対して無線周波数信号に含まれる次の（２）式で表わされる周波数ｆ２の周波数成分の出力レベルを表わしている。
【０００５】
ｆ２＝２×ｆLO＋ｆIF    ……  （２）
【０００６】
前記したハーモニックミキサは、この（２）式で表わされる周波数ｆ２の成分を出力することを目的としている。また、曲線１１２は中間周波数信号の入力レベルに対して無線周波数信号に含まれる次の（３）式で表わされる周波数ｆ３の周波数成分の出力レベルを表わしている。
【０００７】
ｆ３＝２×ｆLO    ……  （３）
【０００８】
この（３）式で表わされる周波数ｆ３の成分は、ハーモニックミキサに使用されているダイオードの製造のばらつきを一因として発生する不要な周波数成分であり、リークと呼ばれている。図９では、（３）式で表わされる周波数成分の出力レベルであるリーク量は、図示されていない局部発信周波数信号の入力レベルである１０ｄＢｍよりも小さく、−２５ｄＢｍ以下の値を示している。
【０００９】
しかし、（３）式で表わされる周波数成分の出力レベルと（２）式で表わされる周波数成分の出力レベルは、中間周波数信号の入力レベルが下がるにつれて接近した値となる。したがって、ハーモニックミキサを動作させるために一定の局部発信周波数信号の入力レベルが保たれている中で、中間周波数信号の入力レベルを下げて使用する場合には、（３）式で表わされる周波数成分の出力レベルも無視できない値となる。図９では、中間周波数信号の入力レベルが−１５ｄＢｍ以下である場合には、（３）式で表わされる周波数成分の出力レベルは、（２）式で表わされる周波数成分の出力レベルよりも大きくなってしまう場合が多い。また通常、中間周波数信号の周波数に対して局部発信周波数信号の周波数は一桁以上高く設定されるため、（２）式と（３）式で表わされる周波数成分は接近しやすくなっている。たとえば、中間周波数信号の周波数ｆIFが１ＭＨｚ（メガヘルツ）であり、局部発信周波数の周波数ｆLOが１０ＭＨｚであるとき、（２）式で表わされる周波数ｆ２は２１ＭＨｚとなり、（３）式で表わされる周波数ｆ３の２０ＭＨｚと接近した周波数となる。このように、これらの周波数が接近しているため、（３）式で表わされる周波数成分の出力レベルの増加は、（２）式で表わされる周波数成分に対するノイズの増加となってしまうという問題があった。
【００１０】
しかし、局部発信周波数信号の入力レベルに対して中間周波数信号の入力レベルが低い状態は、出力される無線周波数信号の波形に対する歪特性が良好な範囲である場合が多い。たとえば携帯電話の基地局間で行われる無線通信では、高速でデータを転送するために歪特性が良好な範囲での動作が求められており、中間周波数信号の入力レベルが低く設定されている。このような場合に対応するため、（３）式で表わされる周波数成分の出力レベルであるリーク量を抑圧する手法が提案されている。その１つとして、（３）式で表わされる周波数成分であるリークを除去するフィルタを用意し、出力される無線周波数信号をこのフィルタに通過させることによってリーク量を抑圧する手法がある。
【００１１】
しかしながら、フィルタには接近している（３）式または（２）式で表わされる周波数ｆ２と周波数ｆ３を区別する精度を持たせる必要があり、フィルタ作成のコストが高くなるといった問題があった。また、フィルタは除去の対象ではない（２）式で表わされる周波数成分の出力レベルも下げてしまうので、これを補うための手法を必要とするという問題があった。そこで、出力信号から（３）式で表わされる周波数成分であるリークを低減させる回路が提案されている。
【００１２】
図１０は、シングルバランス方式を採用した従来の基本波ミキサ回路の一例を表わしたものである。この基本波ミキサ回路１２１には、局部発信周波数（ＬＯ）信号入力端子１２２が備えられており、これから入力された局部発信周波数信号１２３は、ハイブリッド回路１２４の一方の入力側に入力されるようになっている。このハイブリット回路１２４の他方の入力側は絶縁されている。またハイブリッド回路１２４の一方の出力側からは、入力された局部発信周波数信号１２３の位相を１８０度進めた信号１２５が出力される。他方の出力側からは、局部発信周波数信号１２３の位相を変更しない信号１２６が出力されるようになっている。
【００１３】
第１の基本波ミキサ１２７の一方の入力側には、中間周波数（ＩＦ）信号入力端子１２９から中間周波数信号１３０が入力されるようになっている。これと同様にして、第２の基本波ミキサ１２８の一方の入力側には、中間周波数信号入力端子１２９から中間周波数信号１３０が入力されるようになっている。また、第１の基本波ミキサ１２７の他方の入力側には、ハイブリッド回路１２４の一方の出力側から出力される信号１２５が入力される。更に第２の基本波ミキサ１２８の他方の入力側には、ハイブリッド回路１２４の他方の出力側から出力される信号１２６が入力されるようになっている。第１の基本波ミキサ１２７の出力側からは中間周波数信号１３０と信号１２５を混合した信号１３１が出力される。第２の基本波ミキサ１２８の出力側からは中間周波数信号１３０と信号１２６を混合した信号１３２が出力される。混合器１３３の一方の入力側には第１の基本波ミキサ１２７から出力される信号１３１が入力される。また他方の入力側には第２の基本波ミキサ１２８から出力される信号１３２が入力される。混合器１３３の出力側からは、信号１３１と信号１３２を混合した信号１３４が出力される。無線周波数（ＲＦ）信号出力端子１３５は、混合器１３３から出力される信号１３４を基本波ミキサ回路１２１から出力するようになっている。
【００１４】
この基本波ミキサ回路１２１の第１の基本波ミキサ１２７から出力される信号１３１に含まれるリークと、第２の基本波ミキサ１２８から出力される信号１３２に含まれるリークとは、第１および第２の基本波ミキサ１２７および１２８に入力される信号１２５と１２６の位相差に従って、１８０度の位相差がある。これらリークを混合器１３３で混合することで、波形が相殺しあってキャンセルするようになっている。すなわち、基本波ミキサ回路１２１から出力される信号１３４に含まれるリーク量を低減するようになっている。
【００１５】
さて前記したハーモニックミキサから出力される信号に含まれる、（３）式で表わされるリークの周波数は局部発信周波数信号の周波数が２倍されるようになっている。したがって、この基本波ミキサ回路１２１に備えられている２つの基本波ミキサ１２７および１２８をそれぞれ前記したハーモニックミキサに置き換えた場合、それぞれから出力されるリークの波形の位相差は１８０度の倍の３６０度となる。すなわち、２つのリークの波形は一致し、これらを混合しても相殺することはできない。したがって、シングルバランス方式を採用した従来の基本波ミキサ回路１２１の２つの基本波ミキサ１２７および１２８をそれぞれ前記したハーモニックミキサと置き換えても、リークを低減することはできない。
【００１６】
また、特開２００１−３０８６４７号公報では、ハーモニックミキサに用いられているダイオードのばらつきによる電流および電圧特性の差を抑制することで、リークを低減させるミキサ回路が提案されている。このミキサ回路では、ハーモニックミキサに用いられているダイオードの電流および電圧特性を検出する検出器と、電圧をハーモニックミキサに加える電源が備えられている。この検出器は、ハーモニックミキサに用いられているダイオードの電流および電圧特性のばらつきを検出するようになっている。この検出結果を基にした電圧を電源がハーモニックミキサに加えることで、ダイオードの電流および電圧特性のばらつきを解消し、リークを発生させないようにしている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このミキサ回路では、ダイオードの電流および電圧特性を検出する前記した検出装置と、ハーモニックミキサに電圧を加えるための電源が必要となり、装置の構成が複雑になるという問題があった。
【００１８】
そこで本発明の目的は、簡易な構成で出力信号から特定の不要な周波数成分であるリークの割合を低減するハーモニックミキサ回路を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、（イ）送信するデータである送信データを組み込んだ第１の周波数の成分を含んだ第１の信号を発信する第１の信号発信手段と、（ロ）第２の周波数の成分を含んだ第２の信号を発信する第２の信号発信手段と、（ハ）第１の信号発信手段から発信される第１の信号を位相の基点として９０度ずつ異なった４種類の位相差で同じ振幅の信号を１つずつ作成する第１の信号作成手段と、（ニ）この第１の信号作成手段によって作成された４種類の信号それぞれと第２の信号とを混合して、第１の周波数に第２の周波数を２倍した周波数を加算した第３の周波数の成分を含んだ４種類の信号を作成するハーモニックミキサと、（ホ）このハーモニックミキサによって作成された４種類の信号からこれら信号に対応して第１の信号作成手段で設けられた位相差を解消したそれぞれ対応する４種類の信号を作成する第２の信号作成手段と、（ヘ）この第２の信号作成手段で作成された信号を混合して第３の周波数の成分を増幅した１つの信号として出力する信号出力手段とを送信ハーモニックミキサ回路に具備させる。
【００２０】
すなわち請求項１記載の発明では、送信ハーモニックミキサ回路の第１の信号発信手段は、たとえば音声などの送信データが組み込まれた第１の周波数の成分を含んだ第１の信号を発信するようになっている。ここで、第１の周波数は送信データを組み込みやすい周波数でよい。第２の信号発信手段は、第２の周波数の成分を含んだ第２の信号を発信するようになっている。第１の信号作成手段は、第１の信号の位相を基点として、第１の信号の位相を９０度ずつずらした等振幅の信号を１つずつ作成するようになっている。すなわち、位相差だけに注目すると、第１の信号の位相を基点として０度、９０度、１８０度および２７０度の位相差を持つ４つの信号を作成するようになっている。ハーモニックミキサは第１の信号作成手段によって作成された４つの信号それぞれと第２の信号を混合した４種類の信号を作成するようになっている。また、これら作成される信号の周波数の成分には第１の周波数に第２の周波数を２倍した周波数を加算した第３の周波数の成分が少なくとも含まれている。これは第１の信号作成手段によって作成された信号それぞれと第２の信号を混合した場合、作成される信号に複数種類の周波数の成分が含まれることを意味しており、この中に第３の周波数の成分も含まれている。ハーモニックミキサは第１の信号作成手段によって作成された４つの信号に対応して、それぞれ備えられていてもよい。第２の信号作成手段は、これらハーモニックミキサで作成された４つの信号の位相差を解消した４つの信号を作成するようになっている。たとえば、ハーモニックミキサから出力されるいずれかの信号の位相を基点として０度、９０度、１８０度あるいは２７０度の位相差がそれぞれの信号にあった場合、０度の位相を持つ信号の位相を９０度進めて、１８０度の位相を持つ信号の位相を９０度戻し、２７０度の位相を持つ信号の位相を１８０度戻すことで、９０度の位相を持つ信号に４つの信号の位相を揃えることができる。ここでは、第２の信号作成手段が受信する信号のいずれかの位相に他の信号の位相を合わせる一例を示したが、これら信号のいずれにも該当しない位相に４つの信号の位相を揃えるものであってもよい。信号出力手段は、第２の信号作成手段によって作成された信号を混合することで第３の周波数の成分を増幅した１つの信号を出力するようになっている。
【００２１】
このような送信ハーモニックミキサ回路では、第１の信号と第２の信号を混合した際に、たとえば第２の周波数を２倍した周波数の成分が、リークとしてハーモニックミキサから出力される４つの信号に含まれるようになっている。これら周波数の成分は第２の周波数のみに依存するため、４つの信号それぞれに含まれる第２の周波数を２倍した周波数の成分間では位相差は存在しない。また、これら周波数の成分の出力であるリーク量は、第３の周波数の成分に対するノイズの大きさとなる。各ハーモニックミキサから出力される４つの信号は第２の信号作成手段によって、第１の信号作成手段が第１の信号を基に作成した信号に与えた位相差を解消するように位相が変更されるようになっている。すなわち、第２の周波数を２倍した周波数の成分には第２の信号作成手段によって、９０度ずつ異なった４種類の位相差が与えられることになり、この中で１８０度の位相差がある成分同士は相殺し合うようになる。また、第３の周波数の成分は信号出力手段によって位相差のない４つの信号が混合されるため、これらは相殺し合うことなく増幅されることになる。したがって、送信ハーモニックミキサ回路から出力する信号に含まれる第２の周波数を２倍した周波数成分の出力の割合を低減して、リーク量を第３の周波数の成分に対して相対的に低減することができる。また、本発明の送信ハーモニックミキサ回路は、このリーク量を抑圧するためだけに入力される信号または使用される装置を必要としないので、装置の構成を簡素化することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明では、（イ）送信するデータである送信データを組み込んだ第１の周波数の成分を含んだ第１の信号を発信する第１の信号発信手段と、（ロ）第２の周波数の成分を含んだ第２の信号を発信する第２の信号発信手段と、（ハ）第１の信号発信手段から発信される第１の信号を位相の基点として９０度ずつ異なった４種類の位相差で同じ振幅の信号を１つずつ作成する第１の信号作成手段と、（ニ）この第１の信号作成手段によって作成された４つの信号それぞれと第２の信号とを混合して、第２の周波数を２倍した周波数に第１の周波数を加算した第３の周波数の成分と、第２の周波数を２倍した周波数から第１の周波数を減算した第４の周波数の成分と、第２の周波数を２倍した第５の周波数の成分とを含んだ４つの信号を作成するハーモニックミキサと、（ホ）このハーモニックミキサによって作成された４つの信号からこれら信号に対応して第１の信号作成手段で設けられた位相差を解消したそれぞれ対応する４つの信号を作成する第２の信号作成手段と、（ヘ）この第２の信号作成手段で作成された信号を混合して第３の周波数の成分を増幅した１つの信号として出力する信号出力手段とを送信ハーモニックミキサ回路に具備させる。
【００２３】
すなわち請求項２記載の発明では、送信ハーモニックミキサ回路の第１の信号発信手段は、たとえば音声などの送信データが組み込まれた第１の周波数の成分を含んだ第１の信号を発信するようになっている。ここで、第１の周波数は送信データを組み込みやすい周波数でよい。第２の信号発信手段は、第２の周波数の成分を含んだ第２の信号を発信するようになっている。第１の信号作成手段は、第１の信号の位相を基点として、第１の信号の位相を９０度ずつずらした等振幅の信号を１つずつ作成するようになっている。すなわち、位相差だけに注目すると、第１の信号の位相を基点として０度、９０度、１８０度および２７０度の位相差を持つ４つの信号を作成するようになっている。ハーモニックミキサは第１の信号作成手段によって作成された４つの信号それぞれと第２の信号を混合した４種類の信号を作成するようになっている。また、これら作成される信号には第２の周波数を２倍した周波数に第１の周波数を加算した第３の周波数を持つ周波数成分と、第２の周波数を２倍した周波数から第１の周波数を減算した第４の周波数を持つ周波数成分と、第２の周波数を２倍した第５の周波数を持つ周波数成分が含まれている。ハーモニックミキサは第１の信号作成手段によって作成された４つの信号に対応して、それぞれ備えられていてもよい。第２の信号作成手段は、これらハーモニックミキサで作成された４つの信号の位相差を解消した４つの信号を作成するようになっている。たとえば、ハーモニックミキサから出力されるいずれかの信号の位相を基点として０度、９０度、１８０度あるいは２７０度の位相差がそれぞれの信号にあった場合、０度の位相を持つ信号の位相を９０度進めて、１８０度の位相を持つ信号の位相を９０度戻し、２７０度の位相を持つ信号の位相を１８０度戻すことで、９０度の位相を持つ信号に４つの信号の位相を揃えることができる。ここでは、第２の信号作成手段が受信する信号のいずれかの位相に他の信号の位相を合わせる一例を示したが、これら信号のいずれにも該当しない位相に４つの信号の位相を揃えるものであってもよい。信号出力手段は、第２の信号作成手段によって作成された信号を混合することで第３の周波数の成分を含んだ１つの信号を出力するようになっている。
【００２４】
このような送信ハーモニックミキサ回路では、第４および第５の周波数の成分が各ハーモニックミキサから出力される４つの信号に含まれるようになっている。第４の周波数の成分は第２の周波数を２倍した周波数から第１の周波数を減算する際、第１の信号作成手段が第１の信号を基に作成した信号に与えた位相差がこの成分に逆向きに与えられることになる。また第２の信号作成手段によって、第１の信号作成手段が第１の信号を基に作成した信号に与えた位相差を解消するように、ハーモニックミキサから出力される４つの信号の位相が変更されると、第４の周波数の成分には第１の信号作成手段が第１の信号を基に作成した信号に与えたのと逆向きに２倍の位相差が生じることになる。すなわち、１８０度ずつ異なった４種類の位相差が与えられることになり、１８０度の位相差がある成分同士は相殺しあう。また第５の周波数の成分は第２の周波数のみに依存するため、ハーモニックミキサから出力される４つの信号それぞれに含まれるこれらの成分間では位相差は存在しない。第２の信号作成手段は、第１の信号作成手段が第１の信号を基に作成した信号に与えた位相差を解消するように、これら４つの信号の位相を変更するようになっている。すなわち、第５の周波数の成分には第２の信号作成手段によって、９０度ずつ異なった４種類の位相差が与えられることになり、この中で１８０度の位相差がある成分同士は相殺し合うようになる。また、第３の周波数の成分は信号出力手段によって位相差のない４つの信号が混合されるため、これら周波数成分は全て加算されて増幅される。したがって、送信ハーモニックミキサ回路から出力する信号に含まれる第４および第５の周波数の成分の出力の割合を、第３の周波数の成分に対して相対的に低減することができる。また、本発明の送信ハーモニックミキサ回路は、この第４および第５の周波数の成分の出力を低減するためだけに入力される信号または使用される装置を必要としないので、装置の構成を簡素化することができる。
【００２５】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の送信ハーモニックミキサ回路で、第３の周波数は送信データを送信するために予め定められた無線周波数であることを特徴としている。
【００２６】
すなわち請求項３記載の発明では、第３の周波数は送信データを送信するために予め定められた無線周波数であることを特徴としている。したがって、このような送信ハーモニックミキサ回路を、たとえば無線通信を行う基地局間に設置して、送信データを組み込んだ低い周波数の信号を予め定められた無線周波数の信号に変調して無線送信する際に使用することができる。
【００２７】
請求項４記載の発明では、請求項２記載の送信ハーモニックミキサ回路で、ハーモニックミキサが作成する４つの信号のうち、少なくとも１つの信号に含まれる第５の周波数成分の出力が他の３つの信号に含まれる第５の周波数成分の出力と異なることを特徴としている。
【００２８】
すなわち請求項４記載の発明では、ハーモニックミキサが作成する４つの信号にそれぞれ含まれる第５の周波数成分の出力は、少なくとも１つあるいは全ての信号で異なることを示している。このような場合であっても、４つの信号に含まれる第５の周波数の成分同士は、請求項３で記載した信号出力手段によって混合される際に相殺しあうため、請求項３で記載した第３の周波数の成分よりも増幅する割合を抑えることができる。
【００２９】
請求項５記載の発明では、請求項１または請求項２記載の送信ハーモニックミキサ回路で、ハーモニックミキサは非線形素子として逆向きに並列接続されたダイオードのペアをそれぞれ備えた４つの回路で構成されていることを特徴としている。
【００３０】
すなわち請求項５記載の発明では、送信ハーモニックミキサ回路に備えられたハーモニックミキサは、非線形素子として逆向きに並列接続されたダイオードのペアを備えた４つの回路で構成することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
【００３２】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００３３】
図１は本発明の一実施例におけるミキサ回路の回路構成を表わしたものである。ミキサ回路２０１には、送信データが組み込まれた中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）信号２０２をミキサ回路２０１へ入力する中間周波数信号入力端子２０３と、通信を行うために予め定められている周波数の成分を含む無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号２０４をミキサ回路２０１から出力する無線周波数信号出力端子２０５が備えられている。また、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９と、これらに共通の周波数の成分を含む局部発信周波数（ＬＯ：Local Output frequency）信号２１０を入力する局部発信周波数信号入力端子２１１が備えられている。中間周波数信号入力端子２０３から入力された中間周波数信号２０２は、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９によって周波数変調され、無線周波数信号出力端子２０５を介してミキサ回路２０１から無線周波数信号２０４として出力されるようになっている。更にミキサ回路２０１に備えられた第１の信号作成部２１２は、中間周波数信号入力端子２０３から入力された中間周波数信号２０２から作成した４つの信号２１３〜２１６を出力するようになっている。また、ミキサ回路２０１に備えられた第２の信号作成部２１７は、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９からそれぞれ出力される信号２１８〜２２１が入力され、これらの信号から無線周波数信号２０４を作成して出力するようになっている。第１の信号作成部２１２および第２の信号作成部２１７については、後で詳細な説明を行う。このミキサ回路２０１では、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９から出力する信号を混合する際に、これら信号に含まれているデータ送信に使用する周波数成分を不要な周波数成分よりも高い割合で、増幅するようになっている。
【００３４】
第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９には、それぞれ対応した第１の入力端子２２２〜２２５、第２の入力端子２２６〜２２９および出力端子２３０〜２３３の３つの端子が１つずつ備えられている。各ハーモニックミキサ２０６〜２０９に備えられたそれぞれ対応する第１の入力端子２２２〜２２５には、局部発信周波数信号入力端子２１１から局部発信周波数信号２１０がそれぞれ入力されるようになっている。第１のハーモニックミキサ２０６の第２の入力端子２２６には、第１の信号作成部２１２から出力される信号２１３が入力される。また、第１のハーモニックミキサ２０６の出力端子２３０からは、入力された局部発信周波数信号２１０と信号２１３を混合した信号２１８が出力されるようになっている。第２のハーモニックミキサ２０７の第２の入力端子２２７には、第１の信号作成部２１２から出力される信号２１４が入力される。また、第２のハーモニックミキサ２０７の出力端子２３１からは、入力された局部発信周波数信号２１０と信号２１４を混合した信号２１９が出力されるようになっている。
【００３５】
第３のハーモニックミキサ２０８の第２の入力端子２２８には、第１の信号作成部２１２から出力される信号２１５が入力される。また、第３のハーモニックミキサ２０８の出力端子２３２からは、入力された局部発信周波数信号２１０と信号２１５を混合した信号２２０が出力されるようになっている。第４のハーモニックミキサ２０９の第２の入力端子２２９には、第１の信号作成部２１２から出力される信号２１６が入力される。また、第４のハーモニックミキサ２０９の出力端子２３３からは、入力された局部発信周波数信号２１０と信号２１６を混合した信号２２１が出力されるようになっている。
【００３６】
このようなミキサ回路２０１は、たとえば携帯端末とデータの送受信を行う基地局に備えられている。このような基地局間では、中間周波数信号２０２として音声などのデータを組み込んだ信号からミキサ回路２０１を用いて無線周波数信号２０４を作成し、これを無線通信に使用するようになっている。
【００３７】
図２は、第１の信号作成部の内部を詳細に表わしたものである。第１の信号作成部２１２内部には、第１〜第３のハイブリッド回路２４１〜２４３が備えられている。第１のハイブリッド回路２４１は、２つの入力端子２４４および２４５と２つの出力端子２４６および２４７を備えている。その第１の入力端子２４４には、中間周波数信号入力端子２０３から中間周波数信号２０２が入力される。また第２の入力端子２４５は絶縁端子（isolation）となっている。第１のハイブリッド回路２４１は、入力された中間周波数信号２０２から、この信号の位相を１８０度進めた信号と位相を変更しない信号の２種類の信号を作成するようになっている。これら２種類の信号は等電力の信号として作成される。第１のハイブリッド回路２４１の第１の出力端子２４６からは位相を変更しない信号２４８が出力される。また第２の出力端子２４７からは位相を１８０度進めた信号２４９が出力されるようになっている。
【００３８】
第２のハイブリッド回路２４２は、２つの入力端子２５０および２５１と２つの出力端子２５２および２５３を備えている。第２のハイブリッド回路２４２の第１の入力端子２５０には、第１のハイブリッド回路２４１の第１の出力端子２４６から出力される信号２４８が入力される。また、第２の入力端子２５１は絶縁端子となっている。第２のハイブリッド回路２４２は、入力された信号２４８から、この信号の位相を９０度進めた信号と位相を変更しない信号の２種類の信号を作成するようになっている。これら２種類の信号は等電力の信号として作成される。第２のハイブリッド回路２４２の第１の出力端子２５２からは位相を変更しない信号２１３が出力される。また第２の出力端子２５３からは位相を９０度進めた信号２１４が出力されるようになっている。
【００３９】
第３のハイブリッド回路２４３は、２つの入力端子２５４および２５５と２つの出力端子２５６および２５７を備えている。第３のハイブリッド回路２４３の第１の入力端子２５４には、第１のハイブリッド回路２４１の第２の出力端子２４７から出力される信号２４９が入力される。また、第２の入力端子２５５は絶縁端子となっている。第３のハイブリッド回路２４３は、入力された信号２４９から、この信号の位相を９０度進めた信号と位相を変更しない信号の２種類の信号を作成するようになっている。これら２種類の信号は等電力の信号として作成される。第３のハイブリッド回路２４３の第１の出力端子２５６からは位相を変更しない信号２１５が出力される。また第２の出力端子２５７からは位相を９０度進めた信号２１６が出力されるようになっている。このように、第２および第３のハイブリッド回路２４２および２４３の４つの出力端子２５２、２５３、２５６および２５７からは、それぞれ中間周波数信号２０２に対して、０度、９０度、１８０度および２７０度の位相差を持った４つの信号２１３〜２１６が出力されるようになっている。
【００４０】
図３は、第２の信号作成部の内部を詳細に表わしたものである。第２の信号作成部２１７内部には、第４〜第６のハイブリッド回路２６１〜２６３が備えられている。第４のハイブリッド回路２６１には、２つの入力端子２６４および２６５と２つの出力端子２６６および２６７が備えられている。第４のハイブリッド回路２６１の第１の入力端子２６４には、第１のハーモニックミキサ２０６の出力端子２３０から出力される信号２１８が入力される。また第２の入力端子２６５には、第２のハーモニックミキサ２０７の出力端子２３１から出力される信号２１９が入力される。第４のハイブリッド回路２６１の第１の出力端子２６６からは、第１の入力端子２６４から入力された信号２１８の位相を９０度進めた信号と、第２の入力端子２６５から入力された信号２１９とを混合した信号２６８が出力されるようになっている。また第２の出力端子２６７は絶縁端子となっている。
【００４１】
第５のハイブリッド回路２６２には、２つの入力端子２６９および２７０と２つの出力端子２７１および２７２が備えられている。第５のハイブリッド回路２６２の第１の入力端子２６９には、第３のハーモニックミキサ２０８の出力端子２３２から出力される信号２２０が入力される。また第２の入力端子２７０には、第４のハーモニックミキサ２０９の出力端子２３３から出力される信号２２１が入力される。第５のハイブリッド回路２６２の第１の出力端子２７１からは、第１の入力端子２６９から入力された信号２２０の位相を９０度進めた信号と、第２の入力端子２７０から入力された信号２２１とを混合した信号２７３が出力されるようになっている。また第２の出力端子２７２は絶縁端子となっている。
【００４２】
第６のハイブリッド回路２６３には、２つの入力端子２７４および２７５と２つの出力端子２７６および２７７が備えられている。第６のハイブリッド回路２６３の第１の入力端子２７４は、第４のハイブリッド回路２６１の第１の出力端子２６６から出力される信号２６８が入力される。また第２の入力端子２７５には、第５のハイブリッド回路２６２の第１の出力端子２７１から出力される信号２７３が入力される。第６のハイブリッド回路２６３の第１の出力端子２７６からは、第１の入力端子２７４から入力された信号２６８と、第２の入力端子２７５から入力された信号２７３の位相を１８０度進めた信号とを混合した無線周波数信号２０４が出力されるようになっている。また第２の出力端子２７７は絶縁端子となっている。
【００４３】
次に本実施例のミキサ回路２０１内で入出力される信号について説明する。第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９へは、第１の信号作成部２１２からそれぞれ対応する信号２１３〜２１６が入力されるようになっている。中間周波数信号２０２の周波数を符号ｆIFであらわすとき、信号２１３〜２１６の波形ＩＦ１〜ＩＦ４は次の（４）式〜（７）式でそれぞれ表わされる。
【００４４】
ＩＦ１＝φｓｉｎ（２πｆIF）    ……  （４）
ＩＦ２＝φｓｉｎ（２πｆIF＋９０°）    ……  （５）
ＩＦ３＝φｓｉｎ（２πｆIF＋１８０°）    ……  （６）
ＩＦ４＝φｓｉｎ（２πｆIF＋２７０°）    ……  （７）
【００４５】
ここで、πは円周率、φは波形ＩＦ１〜ＩＦ４の振幅をそれぞれ表わしている。このように、波形ＩＦ１〜ＩＦ４は、等振幅の正弦波の位相を０度、９０度、１８０度および２７０度進めた波形になっている。また、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９には、共通の局部発信周波数信号２１０が入力されている。局部発信周波数信号２１０の周波数をｆLOであらわすとき、局部発信周波数信号２１０の波形ＬＯ１は次の（９）式で表わされる。
【００４６】
ＬＯ１＝μｓｉｎ（２πｆLO）    ……  （９）
【００４７】
ここで、μは波形ＬＯ１の振幅を表わしている。また、ハーモニックミキサの原理より、各ミキサから出力される出力信号に含まれる周波数ｆ４は次の（１０）式で表わされる。この（１０）式の導出方法については、後で詳しく説明を行う。
【００４８】
ｆ４＝ｆLO×２±ｆIF    ……  （１０）
【００４９】
これにより、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９からそれぞれ出力される信号２１８〜２２１の波形ＲＦ１〜ＲＦ４は、次の（１１）式〜（１４）式でそれぞれ表わされる。
【００５０】
ＲＦ１＝αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）｝＋αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２−ｆIF）｝    ……  （１１）
ＲＦ２＝αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）＋９０°｝＋αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２−ｆIF）−９０°｝    ……  （１２）
ＲＦ３＝αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）＋１８０°｝＋αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２−ｆIF）−１８０°｝    ……  （１３）
ＲＦ４＝αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）＋２７０°｝＋αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２−ｆIF）−２７０°｝    ……  （１４）
【００５１】
ここで、αは波形ＲＦ１〜ＲＦ４の振幅の半分を表わしている。第１および第２のハーモニックミキサから出力される信号２１８および２１９は、第２の信号作成部２１７の第４のハイブリッド回路２６１によって、９０度の位相差で結合されるようになっている。この第４のハイブリッド回路２６１から出力される信号２６８の波形ＲＦ５は、（１１）式および（１２）式より、次の（１５）式で表わされる。
【００５２】
ＲＦ５＝αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）＋９０°｝＋αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２−ｆIF）＋９０°｝＋αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）＋９０°｝＋αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２−ｆIF）−９０°｝    ……  （１５）
【００５３】
（１５）式の第１項および第２項は、（１１）式に表わされた第１のハーモニックミキサ２０６からの出力信号２１８の波形ＲＦ１の位相を９０度進めたものである。また、第３項および第４項は、（１２）式に表わされた第２のハーモニックミキサ２０７からの出力信号２１９の波形ＲＦ２そのものである。ここで、第２項と第４項の和は“０”となるので、（１５）式は、次の（１６）式で表わされる。
【００５４】
ＲＦ５＝２αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）＋９０°｝    ……  （１６）
【００５５】
同様にして、第２の信号作成部２１７の第５のハイブリッド回路２６２が、第３および第４のハーモニックミキサ２０８および２０９から入力される、信号２２０および２２１を、９０度の位相差で結合して出力する信号２７３の波形ＲＦ６は、次の（１７）式で表わされる。
【００５６】
ＲＦ６＝２αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）＋２７０°｝    ……  （１７）
【００５７】
これら信号２６８および２７３が入力される第２の信号作成部２１７の第６のハイブリッド回路２６３は、１８０度の位相差でこれらを結合し、無線周波数信号２０４として出力する。このとき無線周波数信号２０４の波形ＲＦ７は、（１６）式および（１７）式より、次の（１８）式で表わされる。
【００５８】
ＲＦ７＝２αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）＋９０°｝＋２αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）＋２７０°＋１８０°｝    ……  （１８）
【００５９】
（１８）式の第１項と第２項は振幅と周波数が等しい正弦波であり、これらは３６０度の位相差を持っているため、位相差が存在しないことと等しくなる。したがって、（１８）式は次の（１９）式で表わすこともできる。
【００６０】
ＲＦ７＝４αｓｉｎ｛２π（ｆLO×２＋ｆIF）＋９０°｝    ……  （１９）
【００６１】
以上の説明から、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９から出力される信号について、（１０）式で表わされる周波数成分から、次の（２０）式で表わされる周波数ｆ５の成分だけを結合し、４倍に増幅することがわかる。すなわち、次の（２１）式で表わされる周波数ｆ６の成分を打ち消しあうことができる。一般的に周波数ｆ６は、周波数ｆ５のイメージ周波数と呼ばれている。したがって、ミキサ回路２０１をイメージ抑圧型のミキサ回路として使用することができる。
【００６２】
ｆ５＝ｆLO×２＋ｆIF    ……  （２０）
ｆ６＝ｆLO×２−ｆIF    ……  （２１）
【００６３】
さて、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９は、理想的な計算の上では、奇数次数の周波数成分しか信号として出力しないようになっているが、実際には次の（２２）式で表わされる周波数ｆ７の成分も出力されることが知られている。
【００６４】
ｆ７＝ｆLO×２    ……  （２２）
【００６５】
この（２２）式で表わされる周波数成分を持った信号について、最終的に本実施例のミキサ回路２０１としてどのような出力があらわれるか計算してみる。まず、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９に入力される信号２１０は、同位相および同振幅の信号であるため、出力される信号にあらわれる周波数も等しく、（２２）式で表わされる。したがって、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９から出力される信号の波形ＲＦ１１は等しく次の（２３）式で表わされる。
【００６６】
ＲＦ１１＝βｓｉｎ｛２π（ｆLO×２）｝    ……  （２３）
【００６７】
ここで、出力する信号の振幅βは、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９から出力される信号で共通である。このような信号が第４のハイブリッド回路２６１に２つ入力されると、９０度の位相差で結合されて出力される。この出力される信号の波形ＲＦ１２は次の（２４）式で表わされる。
【００６８】
ＲＦ１２＝βｓｉｎ｛２π（ｆLO×２）｝＋βｓｉｎ｛２π（ｆLO×２）＋９０°｝    ……  （２４）
【００６９】
また、（２３）式で表わされる信号が第５のハイブリッド回路２６２に２つ入力されると、第４のハイブリッド回路２６１の場合と同様に、９０度の位相差で結合されて出力される。この出力される信号の波形ＲＦ１３は次の（２５）式で表わされる。
【００７０】
ＲＦ１３＝βｓｉｎ｛２π（ｆLO×２）｝＋βｓｉｎ｛２π（ｆLO×２）＋９０°｝    ……  （２５）
【００７１】
そして、これら第４のハイブリッド回路２６１および第５のハイブリッド回路２６２から出力された信号は第６のハイブリッド回路２６３に入力され、１８０度の位相差で結合されて出力される。この第６のハイブリッド回路２６３から出力される信号の波形ＲＦ１４は、次の（２６）式で表わされる。
【００７２】
ＲＦ１４＝βｓｉｎ｛２π（ｆLO×２）｝＋βｓｉｎ｛２π（ｆLO×２）＋９０°｝＋βｓｉｎ｛２π（ｆLO×２）＋１８０°｝＋βｓｉｎ｛２π（ｆLO×２）＋２７０°｝    ……  （２６）
【００７３】
（２６）式の第１項と第３項および第２項と第４項は、それぞれ１８０度の位相差を持った振幅と周波数が等しい正弦波であり、互いに相殺するようになっている。したがって、（２６）式は、次の（２７）式で表わすこともできる。
【００７４】
ＲＦ１４＝０    ……  （２７）
【００７５】
したがって、（２２）式で表わされる周波数を持った成分は打ち消しあい、本実施例のミキサ回路２０１の出力信号には成分としては現われない。
【００７６】
以上説明したように、本実施例のミキサ回路２０１を用いることで、出力信号の（２１）式で表わされるイメージ周波数の成分および（２２）式で表わされる周波数の成分であるリークを同時に抑圧するという効果を得ることができる。
【００７７】
次に、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９の出力信号として、（１０）式で表わされる周波数成分を持った信号が出力されることについて詳しく説明を行う。まず、ハーモニックミキサの構成の一例と、ハーモニックミキサの電圧Ｖと電流Ｉの特性の一例について説明を行う。
【００７８】
図４は、ミキサ回路に使用されるハーモニックミキサの構成の一例を表わしたものである。ハーモニックミキサ３１１には非線形素子として、互いに逆向きに並列接続されたダイオード３１２、３１３のペアが配置されている。このハーモニックミキサ３１１に端子３１４から２つの異なる周波数の信号を入力し、端子３１５を接地させると、ハーモニックミキサ３１１から高調波の信号が取り出せるようになっている。
【００７９】
図５は、図４に示したハーモニックミキサの電圧Ｖと電流Ｉの特性の一例を表わしたものである。ハーモニックミキサ３１１の電圧Ｖと電流Ｉの特性は、図に示した曲線３２１で示す通り非線形であり、次の（２８）式で示される点を連続させたものとなる。
【００８０】
Ｉ＝Ｉ0×｛［ｅｘｐ（Ｖｑ／ｋＴ）−１］−［ｅｘｐ（−Ｖｑ／ｋＴ）−１］｝    ……  （２８）
【００８１】
ここで、Ｉはハーモニックミキサに流れる電流、Ｉ0はダイオードの飽和電流、Ｖは電圧、ｑは電子の電荷、ｋはボルツマン定数およびＴは絶対温度をそれぞれあらわしている。この（２８）式は自然対数に対してマクローリン展開を用いて分解することで、次の（２９）式で表わすことができる。
【００８２】
Ｉ＝Ｉ0×｛（２ｑ／ｋＴ）Ｖ＋（ｑ3／３ｋ3Ｔ3）Ｖ3＋（ｑ5／６０ｋ5Ｔ5）Ｖ5＋…  ｝    ……  （２９）
【００８３】
このように、電子の電荷ｑ、ボルツマン定数ｋおよび絶対温度Ｔをそれぞれ定数とすると、ハーモニックミキサに流れる電流Ｉは電圧Ｖに依存した奇数次の項からなる多項式である（２９）式のように表わされる。この（２９）式のＶに、局部発信周波数信号の周波数ｆLOおよび中間周波数信号の周波数ｆIFで表わされる周波数に依存した電圧を代入する。ここでは、次の（３０）式で表わされる電圧Ｖｉｎを代入する。
【００８４】
Ｖｉｎ＝Ａｓｉｎ（２πｆLOｔ）＋Ｂｓｉｎ（２πｆIFｔ）    ……  （３０）
【００８５】
電圧Ｖｉｎの波形は、ハーモニックミキサに入力する局部発信周波数信号の振幅Ａおよびハーモニックミキサに入力する中間周波数信号の振幅Ｂと、時間ｔと、局部発信周波数信号の周波数ｆLOおよび中間周波数信号の周波数ｆIFに依存し、（３０）式のように表わされる。次の（３１）式は、（２９）式の３次の項に（３０）式で表わされる電圧Ｖｉｎを入力した場合に、ハーモニックミキサから出力される信号の周波数成分を表わしたものである。ここでは、結果がわかっている１次の項および係数が小さくなる５次以降の項に関しては説明を省略するものとする。また、局部発信周波数信号の振幅Ａは中間周波数信号の振幅Ｂよりも充分に大きいものとし、振幅Ｂの２乗および３乗が係数となる項は、値が小さくなるためこれを省略する。更に、（２９）式の３次の項の値Ｖ3の係数は定数として、ここではＶ3の値だけを計算する。
【００８６】
Ｖ3＝−Ａ3／４ｓｉｎ（２π３ｆLOｔ）−３Ａ2Ｂ／４ｓｉｎ｛２π（２ｆLO＋ｆIF）ｔ｝＋３ＡＢ2／４ｓｉｎ｛２π（２ｆLO−ｆIF）ｔ｝＋３Ａ3／４ｓｉｎ（２π３ｆLOｔ）＋３Ａ2Ｂ／２ｓｉｎ（２π３ｆIFｔ）    ……  （３１）
【００８７】
この（３１）式の第２項および第３項より、ハーモニックミキサの出力信号として、既に説明した（１０）式のような高調波の周波数成分が取り出されることがわかる。また、（３１）式からもわかるように、本来、ハーモニックミキサからは既に説明した（２２）式のような偶数次数の高調波の周波数成分は取り出せないことがわかる。
【００８８】
次に、ミキサ回路２０１に使用されている各ハーモニックミキサ２０６〜２０９それぞれからのリーク量に差が生じた場合についての説明を行う。
【００８９】
本実施例のミキサ回路２０１（図１）で使用している第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９（同図）から発生するリーク量は、既に説明した（２３）式で振幅βを共通させて表わしたように、同一であることを前提としていた。しかし、実際のハーモニックミキサは、既に説明したようにダイオードのばらつきを一因として電流と電圧の特性に差が生じるため、同一のミキサ回路に使用する各ハーモニックミキサの電流と電圧の特性が完全に一致するとは限らない。
【００９０】
図６は、既に説明した第１〜第４のハーモニックミキサからそれぞれ出力されるリーク量を合成する様子を表わしたものである。図ではベクトル４０１〜４０４はそれぞれ第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９から出力するリーク量に、第４〜第６のハイブリッド回路２６１〜２６３によって９０度ずつの位相差が付けられた後の様子を表わしている。ベクトル４０１とベクトル４０３は直線上に逆向きに存在しており、ベクトル４０２とベクトル４０４は直線上に逆向きに存在している。これら２本の直線は直交している。また、ベクトル４０１〜４０４の値は、（２２）式に表わされた振幅βが等しい値であるため、同じ値である。したがって、これらのベクトルは合成すると相殺しあい、図示しないが値“０”のベクトルとなるため、リーク量は存在しなくなることがわかる。
【００９１】
図７は、第１〜第４のハーモニックミキサからそれぞれ出力されるリーク量がそれぞれ異なる場合にこれらを合成する様子を表わしたものである。図では、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９から出力するリーク量が、それぞれ９０度ずつの位相差を持つそれぞれ対応したベクトル４１１〜４１４で表わされている。ここでは、（２２）式で表わされる振幅βがそれぞれ異なる値となる場合を表わしていて、ベクトル４１１〜４１４を合成すると、値“０”ではないベクトル４１５が現われる。このように、各ハーモニックミキサからのリーク量の値がそれぞれ異なる場合、リーク量は完全には相殺されず、ミキサ回路２０１から出力される信号には、ベクトル４１５の値を出力レベルとするリーク量が現われることになる。
【００９２】
図８は、第１〜第４のハーモニックミキサからそれぞれ出力されるリーク量がある特定の値であるときにこれらを合成する様子を表わしたものである。この図では、第１および第２のハーモニックミキサ２０６および２０７からのみ発生したリーク量が、９０度の位相差を持つそれぞれ対応したベクトル４２１と４２２として表わされている。ここでベクトル４２１と４２２が合成されて生じるベクトル４２３の値は、ベクトル４２１と４２２が同じ値である場合には、これらの約１．４倍の値となり、リーク量が元の値より増幅されていることになる。しかしながら、（１９）式で示したように、取り出したい周波数成分は４倍に増幅されているので、これと比較するとリーク量の出力信号に占める割合は低減することになる。したがって、ハーモニックミキサ単体のリーク量に関わらず、ミキサ回路２０１からの出力信号に含まれるリーク量の割合を低減することができる。
【００９３】
このように、リークを完全に相殺するか少なくとも低減することができるので、リークを低減するためにミキサ回路２０１に備えられるフィルタを簡便化もしくは省略することができる。
【００９４】
以上本実施例のミキサ回路２０１（図１）を使用することで、出力する無線周波数信号２０４に含まれる（２１）式で表わされるイメージ周波数の周波数成分を抑圧することができる。また、既に説明したように、（２２）式で表わされるリークの周波数成分も抑圧することができる。
【００９５】
発明の変形の可能性
【００９６】
以上説明した本実施例では、中間周波数信号２０２に位相差を与えるために第１〜第３のハイブリッド回路２４１〜２４３を用いている。しかし、既に説明したように中間周波数信号２０２にそれぞれ９０度ずつの位相差を加えた等電力の信号を第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９に入力する回路であれば、これら第１〜第３のハイブリッド回路２４１〜２４３と置き換えてもよい。なお、第１〜第４のハーモニックミキサ２０６〜２０９からそれぞれ出力される信号の位相を変更する第４〜第６のハイブリッド回路２６１〜２６３についても、同様に置き換えてもよい。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１または請求項２記載の発明によれば、ハーモニックミキサからは、第３の周波数の成分が含まれる信号が出力され、これら第３の周波数の成分は９０度ずつの位相差を持っているがこれら位相差は解消してから混合されるので増幅されるようになっている。したがって、これらの発明による送信ハーモニックミキサを、第３の周波数の成分の増幅回路として使用することができる。
【００９８】
また請求項３記載の発明によれば、第３の周波数は送信データを無線通信で送信するために予め定められた周波数である。したがって、本発明の送信ハーモニックミキサ回路は、第３の周波数とは異なる第１の周波数および第２の周波数の成分を持つ信号を混合して、第３の周波数である予め定められた無線周波数の成分を持つ信号を得ることができる。
【００９９】
更に請求項４の発明によれば、ハーモニックミキサから出力される４つの信号にそれぞれ含まれる第５の周波数の成分の出力は、少なくとも１つが他の３つと異なっている。このように第５の周波数の成分の出力が揃わない場合でも、これら４つの成分が互いに打ち消しあうことには変わりがないため、送信ハーモニックミキサ回路から出力される信号に含まれる第５の周波数の成分の割合を減らすことができる。
【０１００】
更に請求項５の発明によれば、非線形素子として逆向きに並列接続されたダイオードのペアを備えた回路を４つ用いることで、本発明のハーモニックミキサを構成することができる。このように４つの回路に分散してハーモニックミキサを構成することで、回路の配置などでハーモニックミキサを１つの回路で構成するよりも自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるミキサ回路を表わしたブロック図である。
【図２】第１の信号作成部を詳細に表わしたブロック図である。
【図３】第２の信号作成部を詳細に表わしたブロック図である。
【図４】ハーモニックミキサに用いられる非線形素子の一例を表わしたブロック図である。
【図５】図４で表わした非線形素子の電圧および電流特性の一例を説明する説明図である。
【図６】本実施例のミキサ回路に使用されているハーモニックミキサから出力されるリークの出力レベルが全て等しい場合、ミキサ回路から出力されるリークについて説明する説明図である。
【図７】本実施例のミキサ回路に使用されているハーモニックミキサから出力されるリークの出力レベルがそれぞれ異なる場合、ミキサ回路から出力されるリークについて説明する説明図である。
【図８】本実施例のミキサ回路に使用されているハーモニックミキサから出力されるリークの出力レベルがある特定の値となる場合、ミキサ回路から出力されるリークについて説明する説明図である。
【図９】ハーモニックミキサの実験値の一例として、入力される中間周波数信号の入力レベルに対して出力される無線周波数信号に含まれる一部の周波数成分の出力レベル特性について説明する説明図である。
【図１０】シングルバランス方式でリークをキャンセルする従来の基本波ミキサ回路を表わしたブロック図である。
【符号の説明】
２０１  ミキサ回路
２０２  中間周波数（ＩＦ）信号
２０３  中間周波数（ＩＦ）信号入力端子
２０４  無線周波数（ＲＦ）信号
２０５  無線周波数（ＲＦ）信号出力端子
２０６  第１のハーモニックミキサ
２０７  第２のハーモニックミキサ
２０８  第３のハーモニックミキサ
２０９  第４のハーモニックミキサ
２１０  局部発信周波数（ＬＯ）信号
２１１  局部発信周波数（ＬＯ）信号入力端子
２１２  第１の信号作成部
２１７  第２の信号作成部
２４１  第１のハイブリッド回路
２４２  第２のハイブリッド回路
２４３  第３のハイブリッド回路
２６１  第４のハイブリッド回路
２６２  第５のハイブリッド回路
２６３  第６のハイブリッド回路
【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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