(57)【要約】【課題】広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することが可能なイメージリジェクションミクサを得る。【解決手段】第１の経路には、第１のミクサ１０１と第１のフィルタ１０２と第１の可変利得増幅器１０３が挿入されている。第２の経路には、第２のミクサ１０５と第２のフィルタ１０６と移相器１０７と第２の可変利得増幅器１０８が挿入されている。第１のミクサ１０１の局部信号は第１の信号源１１０から与えられ、第２のミクサ１０５の局部信号は第２の信号源１１１から与えられる。制御部１１３は、第１の信号源１１０と第２の信号源１１１の位相差を制御すると共に、第１の可変利得増幅器１０３と第２の可変利得増幅器１０８の利得を制御する。【選択図】図１
2016005026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を第１の経路と第２の経路に分配する電力分配器と、
前記第１の経路と前記第２の経路の信号を合成し出力信号とする電力合成器と、
前記第１の経路に挿入された第１のミクサと、
前記第２の経路に挿入された第２のミクサと、
前記第１の経路及び前記第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した移相器と、
前記第１の経路及び前記第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した可変利得増幅器と、
前記第１のミクサの局部信号を生成する第１の信号源と、
前記第２のミクサの局部信号を生成する第２の信号源と、
前記第１の局部信号と前記第２の局部信号の位相差を制御すると共に、前記可変利得増幅器の利得を制御する制御部とを備えたことを特徴とするイメージリジェクションミクサ。
【請求項２】
前記移相器は、前記第１の経路と前記第２の経路の信号間に９０゜の位相差を与えることを特徴とする請求項１記載のイメージリジェクションミクサ。
【請求項３】
入力信号を第１の経路と第２の経路に分配する電力分配器と、
前記第１の経路と前記第２の経路の信号を合成し出力信号とする電力合成器と、
前記第１の経路に挿入された第１のミクサと、
前記第２の経路に挿入された第２のミクサと、
前記第１の経路及び前記第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した可変利得増幅器と、
前記第１のミクサの局部信号を生成する第１の信号源と、
前記第２のミクサの局部信号を生成する第２の信号源と、
前記第１の局部信号と前記第２の局部信号の位相差を制御すると共に、前記可変利得増幅器の利得を制御する制御部とを備え、
前記電力分配器及び前記電力合成器のうち、少なくともいずれか一方が前記第１の経路と前記第２の経路の信号間の移相機能を有することを特徴とするイメージリジェクションミクサ。
【請求項４】
入力信号を第１の経路と第２の経路に分配する電力分配器と、
前記第１の経路と前記第２の経路の信号を合成し出力信号とする電力合成器と、
前記第１の経路に挿入された第１のミクサと、
前記第２の経路に挿入された第２のミクサと、
前記第１の経路及び前記第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した移相器と、
前記第１の経路及び前記第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した可変利得増幅器と、
前記第１のミクサの局部信号を生成する第１の信号源と、
前記第２のミクサの局部信号を生成する第２の信号源と、
前記第１の局部信号と前記第２の局部信号の位相差を制御すると共に、前記可変利得増幅器の利得を制御する制御部とを備え、
前記電力分配器及び前記電力合成器のうち、少なくともいずれか一方が前記第１の経路と前記第２の経路の信号間の移相機能を有することを特徴とするイメージリジェクションミクサ。
【請求項５】
前記第１の経路と前記第２の経路の信号の合成点において、当該第１の経路と当該第２の経路の信号間の位相が９０゜移相されていることを特徴とする請求項３または請求項４記載のイメージリジェクションミクサ。
【請求項６】
入力信号を第１の経路と第２の経路に分配する電力分配器と、
前記第１の経路と前記第２の経路の信号を合成し出力信号とする電力合成器と、
前記第１の経路に挿入された第３のミクサ及び第５のミクサと、
前記第２の経路に挿入された第４のミクサ及び第６のミクサと、
前記第１の経路及び前記第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した可変利得増幅器と、
前記第３のミクサの局部信号を生成する第３の信号源と、
前記第４のミクサの局部信号を生成する第４の信号源と、
前記第５のミクサの局部信号を生成する第５の信号源と、
前記第６のミクサの局部信号を生成する第６の信号源と、
前記第３の局部信号と前記第４の局部信号の位相差及び前記第５の局部信号と前記第６の局部信号の位相差のうち、少なくとも一方の位相差を制御すると共に、前記可変利得増幅器の利得を制御する制御部とを備えたことを特徴とするイメージリジェクションミクサ。
【請求項７】
前記第５の信号源及び前記第６の信号源により生成される前記第５のミクサの局部信号及び前記第６のミクサの局部信号に代えて、
単一の信号源から生成される局部信号を２分配し、かつその２つの信号が直交関係にある信号を、前記第５のミクサの局部信号及び前記第６のミクサの局部信号とすることを特徴とする請求項６記載のイメージリジェクションミクサ。
【請求項８】
前記第３の信号源及び前記第４の信号源により生成される前記第３のミクサの局部信号及び前記第４のミクサの局部信号に代えて、
単一の信号源から生成される局部信号を２分配し、かつその２つの信号が直交関係にある信号を、前記第３のミクサの局部信号及び前記第４のミクサの局部信号とすることを特徴とする請求項６記載のイメージリジェクションミクサ。
【請求項９】
前記制御部は、周波数が既知の校正信号が前記入力信号であった場合に、前記出力信号の電力が設定値以下となるよう、前記第１の局部信号と前記第２の局部信号の位相差を制御すると共に、前記可変利得増幅器の利得を制御することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のイメージリジェクションミクサ。
【請求項１０】
前記制御部は、周波数が既知の校正信号が前記入力信号であった場合に、前記出力信号の電力が設定値以下となるよう、前記第３の局部信号と前記第４の局部信号の位相差及び前記第５の局部信号と前記第６の局部信号の位相差のうち、少なくとも一方の位相差を制御すると共に、前記可変利得増幅器の利得を制御することを特徴とする請求項６から請求項８のうちのいずれか１項記載のイメージリジェクションミクサ。
【請求項１１】
前記出力信号の品質を示す品質値を検出する検出回路部を備え、
前記制御部は、前記品質値に基づいて、前記出力信号の品質の高さが設定値以上となるよう、前記第１の局部信号と前記第２の局部信号の位相差を制御すると共に、前記可変利得増幅器の利得を制御することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のイメージリジェクションミクサ。
【請求項１２】
前記出力信号の品質を示す品質値を検出する検出回路部を備え、
前記制御部は、前記品質値に基づいて、前記出力信号の品質の高さが設定値以上となるよう、前記第３の局部信号と前記第４の局部信号の位相差及び前記第５の局部信号と前記第６の局部信号の位相差のうち、少なくとも一方の位相差を制御すると共に、前記可変利得増幅器の利得を制御することを特徴とする請求項６から請求項８のうちのいずれか１項記載のイメージリジェクションミクサ。
【請求項１３】
前記品質値は、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）の値であることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のイメージリジェクションミクサ。
【請求項１４】
前記品質値は、ＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）であることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のイメージリジェクションミクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、無線システムにおける送受信機に用いられるイメージリジェクションミクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージリジェクションミクサ（以下、ＩＲＭと呼ぶ）の概略構成は非特許文献１に記載されており、回路内部で発生する利得誤差、位相誤差（ＩＱ誤差）によりイメージリジェクション比（ＩＲ比）が劣化することが知られている。例えば、利得誤差をＧ、位相誤差をεとするとＩＲ比は
2016005026.tif 000003
と表される。そのためＩＱ誤差を補正することで高いＩＲ比を得る。
【０００３】
従来のイメージリジェクションミクサとしては、例えば非特許文献２に記載されているように、可変利得増幅器と可変移相器を用いてＩＱ誤差の補正を行っていた。イメージ信号となる周波数帯の校正信号を入力し、出力信号の電力を測定する。この出力電力が最小となるように可変利得増幅器および可変移相器を制御することで高いＩＲ比を実現する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Maas, S.A, “Microwave mixers,” artech publisher, pp.２８０-２８３
【非特許文献２】J. C. Rudell et al., “A １.９GHz wide-band IF double conversion CMOS receiver for cordless telephone applications,” IEEE Journal of solid-state circuits, Vol３２(１２), pp. ２０７１-２０８８ (１９９７)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来構成では可変移相器を用いているため、広帯域に高いＩＲ比を実現することは難しいという課題があった。例えば、従来の回路において、入力される信号の周波数範囲が数十ＭＨｚから数ＧＨｚと広い場合、信号源の発振周波数も広く変化する。そのため、移相器の通過位相は９０°から大きく乖離し、回路内に大きな位相誤差が発生する。一般に、可変移相器では位相の可変範囲と位相分解能の間にはトレードオフの関係がある。従って、大きな位相誤差を補正するために位相の可変範囲を広くとった場合、位相分解能が劣化し高精度なＩＱ誤差の補正を行うことができない。その結果、従来構成では広い周波数範囲に渡って高いＩＲ比を実現することが困難であった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することが可能なイメージリジェクションミクサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るイメージリジェクションミクサは、入力信号を第１の経路と第２の経路に分配する電力分配器と、第１の経路と第２の経路の信号を合成し出力信号とする電力合成器と、第１の経路に挿入された第１のミクサと、第２の経路に挿入された第２のミクサと、第１の経路及び第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した移相器と、第１の経路及び第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した可変利得増幅器と、第１のミクサの局部信号を生成する第１の信号源と、第２のミクサの局部信号を生成する第２の信号源と、第１の局部信号と第２の局部信号の位相差を制御すると共に、可変利得増幅器の利得を制御する制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のイメージリジェクションミクサは、第１の経路に挿入された第１のミクサの局部信号を生成する第１の信号源と、第２の経路に挿入された第２のミクサの局部信号を生成する第２の信号源とを備え、第１の局部信号と第２の局部信号の位相差を制御するようにしたので、広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１によるイメージリジェクションミクサを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２によるイメージリジェクションミクサを示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３によるイメージリジェクションミクサを示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４によるイメージリジェクションミクサを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるイメージリジェクションミクサを示す構成図である。
図示のイメージリジェクションミクサは、入力端子１００ａ、電力分配器１００、第１のミクサ１０１、第１のフィルタ１０２、第１の可変利得増幅器１０３、電力合成器１０４、第２のミクサ１０５、第２のフィルタ１０６、移相器１０７、第２の可変利得増幅器１０８、第１の局部発振源群１０９、出力端子１１２、制御部１１３を備えている。また、第１の局部発振源群１０９は、第１の信号源１１０と第２の信号源１１１とで構成されている。
【００１１】
入力端子１００ａはイメージリジェクションミクサとしての信号を入力するための入力端子であり、出力端子１１２は、イメージを抑圧した信号を出力するための出力端子である。電力分配器１００は、入力端子１００ａから入力された信号を第１の経路と第２の経路とに分岐させるための分配器である。第１のミクサ１０１は、電力分配器１００で分岐された第１の経路に設けられたミクサであり、その第１の入力端子が電力分配器１００の出力端子に接続されている。また、第１のミクサ１０１の第２の入力端子には第１の局部発振源群１０９の第１の信号源１１０の出力端子が接続されている。第１のフィルタ１０２の入力端子は第１のミクサ１０１の出力端子に接続され、出力端子は第１の可変利得増幅器１０３の入力端子に接続されている。電力合成器１０４は、第１の入力端子に第１の可変利得増幅器１０３の出力端子が接続され、第２の入力端子に第２の可変利得増幅器１０８の出力端子が接続され、これらの電力を合成する処理部であり、その出力は出力端子１１２に接続されている。
【００１２】
第２のミクサ１０５は、電力分配器１００で分岐された第２の経路に設けられたミクサであり、その第１の入力端子が電力分配器１００の出力端子に接続され、第２の入力端子には第１の局部発振源群１０９の第２の信号源１１１の出力端子が接続されている。第２のフィルタ１０６の入力端子は第２のミクサ１０５の出力端子に接続され、その出力端子は移相器１０７の入力端子に接続されている。移相器１０７は、第１の経路と第２の経路の信号間に９０゜の位相差を与えるもので、その出力端子は第２の可変利得増幅器１０８の入力端子に接続されている。
【００１３】
このように構成されたイメージリジェクションミクサでは、入力端子１００ａから入力された信号は、電力分配器１００を介して、第１のミクサ１０１の第１の入力端子に入力されると共に、第２のミクサ１０５の第１の入力端子に入力される。第１の信号源１１０の出力信号は第１のミクサ１０１の第２の入力端子に対して送出され、第１のミクサ１０１の出力信号は第１のフィルタ１０２の入力端子に対して送出される。一方、第２の信号源１１１の出力信号は第２のミクサ１０５の第２の入力端子に対して送出され、第２のミクサ１０５の出力信号は第２のフィルタ１０６の入力端子に対して送出される。第２のフィルタ１０６の出力信号は移相器１０７に対して送出される。
【００１４】
第１のフィルタ１０２の出力信号は第１の可変利得増幅器１０３に対して送出され、移相器１０７の出力信号は第２の可変利得増幅器１０８に対して送出される。第１の可変利得増幅器１０３の出力信号は電力合成器１０４の第１の入力端子に対して送出され、第２の可変利得増幅器１０８の出力信号は電力合成器１０４の第２の入力端子に対して送出される。電力合成器１０４の出力信号は、イメージリジェクションミクサの出力として出力端子１１２から出力される。
【００１５】
制御部１１３は、制御信号を第１の局部発振源群１０９、第１の可変利得増幅器１０３および第２の可変利得増幅器１０８に対して送出し、これら第１の局部発振源群１０９、第１の可変利得増幅器１０３及び第２の可変利得増幅器１０８は、制御信号に基づいて制御を行う。
【００１６】
以下、実施の形態１のイメージリジェクションミクサの具体的な動作について説明する。なお、以下の説明では、説明を簡略化するため、回路内では、利得誤差として、第１のフィルタ１０２及び第２のフィルタ１０６間で利得の偏差ΔＡ及び移相器１０７で移相誤差εが発生し、これ以外の誤差は発生しないものとする。
また、第１のミクサ１０１と第２のミクサ１０５に入力される信号の角周波数をωＬＯと表し、イメージリジェクションミクサから出力される信号の角周波数をω０と表す。
【００１７】
回路に入力される高周波信号ＲＦｉｎが、
2016005026.tif 000004
で表されるとする。ここで、
2016005026.tif 000005
2016005026.tif 000006
である。
【００１８】
制御部１１３から第１の局部発振源群１０９の出力信号間の位相差がπ/２+φとなるように制御信号を出力すると、第１のミクサ１０１の第２の入力端子には式（５）で表される、第１の信号源１１０から出力された信号ＬＯＩ
2016005026.tif 000007
が入力され、第２のミクサ１０５の第２の入力端子には式（６）で表される、第２の信号源１１１から出力された信号ＬＯＱ
2016005026.tif 000008
が入力される。
【００１９】
第１のミクサ１０１の出力信号Ｓ１０１は、
2016005026.tif 000009
である。ここで、
2016005026.tif 000010
2016005026.tif 000011
と表される。
【００２０】
また、第２のミクサ１０５の出力信号Ｓ１０５は、
2016005026.tif 000012
である。ここで、
2016005026.tif 000013
2016005026.tif 000014
と表される。
【００２１】
第１のミクサ１０１の出力信号は第１のフィルタ１０２に入力され、高調波成分が除去されるので第１のフィルタ１０２の出力信号Ｓ１０２は、
2016005026.tif 000015
である。ここで、
2016005026.tif 000016
2016005026.tif 000017
と表される。
【００２２】
第２のミクサ１０５の出力信号は第２のフィルタ１０６に入力され、高調波成分が除去されるので第２のフィルタ１０６の出力信号Ｓ１０６は、
2016005026.tif 000018
である。ここで、
2016005026.tif 000019
2016005026.tif 000020
と表される。なお、ΔＡはフィルタで生じる利得の偏差を表す。
【００２３】
第２のフィルタ１０６の出力は移相器１０７に入力され、移相器１０７の出力信号Ｓ１０７は、
2016005026.tif 000021
である。ここで、
2016005026.tif 000022
2016005026.tif 000023
と表され、εは移相器１０７で生じる９０°からの位相偏差を表す。
【００２４】
第１のフィルタ１０２の出力信号は第１の可変利得増幅器１０３に入力され、第１の可変利得増幅器１０３の出力信号Ｓ１０３は、
2016005026.tif 000024
である。ここで、
2016005026.tif 000025
2016005026.tif 000026
と表される。ΔＧ１は第１の可変利得増幅器１０３の利得の偏差であり正負の値をとる。
【００２５】
移相器１０７の出力信号は第２の可変利得増幅器１０８に入力され、第２の可変利得増幅器１０８の出力信号Ｓ１０８は、
2016005026.tif 000027
である。ここで、
2016005026.tif 000028
2016005026.tif 000029
と表され、ΔＧ２は第２の可変利得増幅器１０８の利得の偏差であり正負の値をとる。
【００２６】
第１の可変利得増幅器１０３および第２の可変利得増幅器１０８からの出力は電力合成器１０４により合成され、出力端子１１２から出力される。出力端子１１２からの出力信号ＲＦｏｕｔは
2016005026.tif 000030
である。ここで、
2016005026.tif 000031
2016005026.tif 000032
と表される。
【００２７】
ここで、制御部１１３より第１の可変利得増幅器１０３と第２の可変利得増幅器１０８の利得偏差の差が、
2016005026.tif 000033
となるように第１の可変利得増幅器１０３または第２の可変利得増幅器１０８を制御し、
第１の局部発振源群１０９の信号間の位相差φが、
2016005026.tif 000034
となるように信号源群を制御するとＩＲＭの出力は、
2016005026.tif 000035
となる。ここで、
2016005026.tif 000036
2016005026.tif 000037
となり、イメージ信号が抑圧され所望信号のみが出力される。
【００２８】
なお、本実施の形態では第２のフィルタ１０６の直後に移相器１０７を挿入し、第１のフィルタ１０２と第２のフィルタ１０６間の出力信号を９０°移相したが、必ずしもこの配置で行う必要はない。電力合成器１０４により合成される信号間の位相を９０°移相することができれば、電力分配点および電力合成点間の任意の場所への配置が可能である。また、９０°の移相についても、単一の移相器で行う必要はなく、複数個の移相器の使用、移相機能付き電力分配器や移相機能付き電力合成器の使用、またはそれらの組み合わせの使用も可能である。例えば、電力分配器１００と移相器１０７で９０゜の位相差を与える構成としては、電力分配器１００で４５°移相し、移相器１０７で４５°移相するという構成が考えられる。また、電力合成器１０４と移相器１０７で９０゜の位相差を与える構成としては、電力合成器１０４で４５°移相し、移相器１０７で４５°移相するという構成が考えられる。さらに、電力分配器１００と電力合成器１０４と移相器１０７で９０゜の位相差を与える構成としては、電力分配器１００で３０°、電力合成器１０４で３０°、移相器１０７で３０°移相するという構成といったことが考えられる。すなわち、第１の経路と第２の経路の信号の合成点において、第１の経路と第２の経路の信号間の位相が９０゜移相されていればどのような構成であってもよい。
【００２９】
また、本実施の形態では、第１の経路に第１の可変利得増幅器１０３を、第２の経路に第２の可変利得増幅器１０８を挿入したが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、いずれかの経路のみに挿入するようにしてもよい。
【００３０】
なお、本実施の形態では、第１のフィルタ１０２第２のフィルタ１０６の周波数特性は低域通過特性として説明を行ったが、帯域通過特性または高域通過特性を持ったフィルタを用いても良い。
【００３１】
以上説明したように、実施の形態１のイメージリジェクションミクサによれば、入力信号を第１の経路と第２の経路に分配する電力分配器と、第１の経路と第２の経路の信号を合成し出力信号とする電力合成器と、第１の経路に挿入された第１のミクサと、第２の経路に挿入された第２のミクサと、第１の経路及び第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した移相器と、第１の経路及び第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した可変利得増幅器と、第１のミクサの局部信号を生成する第１の信号源と、第２のミクサの局部信号を生成する第２の信号源と、第１の局部信号と第２の局部信号の位相差を制御すると共に、可変利得増幅器の利得を制御する制御部とを備えたので、信号源間の位相差は入力周波数とは独立に制御することが可能であるため、広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することができる。
【００３２】
また、実施の形態１のイメージリジェクションミクサによれば、移相器は、第１の経路と第２の経路の信号間に９０゜の位相差を与えるようにしたので、第１の経路と第２の経路の信号間における９０゜の位相差を確実に与えることができる。
【００３３】
また、実施の形態１のイメージリジェクションミクサによれば、入力信号を第１の経路と第２の経路に分配する電力分配器と、第１の経路と第２の経路の信号を合成し出力信号とする電力合成器と、第１の経路に挿入された第１のミクサと、第２の経路に挿入された第２のミクサと、第１の経路及び第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した可変利得増幅器と、第１のミクサの局部信号を生成する第１の信号源と、第２のミクサの局部信号を生成する第２の信号源と、第１の局部信号と第２の局部信号の位相差を制御すると共に、可変利得増幅器の利得を制御する制御部とを備え、電力分配器及び電力合成器のうち、少なくともいずれか一方が第１の経路と第２の経路の信号間の移相機能を有するようにしたので、広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することができる。
【００３４】
また、実施の形態１のイメージリジェクションミクサによれば、入力信号を第１の経路と第２の経路に分配する電力分配器と、第１の経路と第２の経路の信号を合成し出力信号とする電力合成器と、第１の経路に挿入された第１のミクサと、第２の経路に挿入された第２のミクサと、第１の経路及び第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した移相器と、第１の経路及び第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した可変利得増幅器と、第１のミクサの局部信号を生成する第１の信号源と、第２のミクサの局部信号を生成する第２の信号源と、第１の局部信号と第２の局部信号の位相差を制御すると共に、可変利得増幅器の利得を制御する制御部とを備え、電力分配器及び電力合成器のうち、少なくともいずれか一方が第１の経路と第２の経路の信号間の移相機能を有するようにしたので、広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することができる。
【００３５】
また、実施の形態１のイメージリジェクションミクサによれば、第１の経路と第２の経路の信号の合成点において、第１の経路と第２の経路の信号間の位相が９０゜移相されているようにしたので、電力分配器１００や電力合成器１０４及び移相器１０７のうち、どのような組合せであっても、第１の経路と第２の経路の信号間における９０゜の位相差を確実に与えることができる。
【００３６】
実施の形態２．
図２は、実施の形態２のイメージリジェクションミクサを示す構成図である。
図示のイメージリジェクションミクサは、入力端子２００ａ、電力分配器２００、第３のミクサ２０１、第３のフィルタ２０２、第４のミクサ２０７、第４のフィルタ２０８、第５のミクサ２０３、第５のフィルタ２０４、第６のミクサ２０９、第６のフィルタ２１０、第３の可変利得増幅器２０５、電力合成器２０６、第４の可変利得増幅器２１１、第２の局部発振源群２１２、第３の局部発振源群２１３、出力端子２１８、制御部２１９を備えている。また、第２の局部発振源群２１２は、第３の信号源２１４と第４の信号源２１５とで構成され、第３の局部発振源群２１３は、第５の信号源２１６と第６の信号源２１７とで構成されている。
【００３７】
入力端子２００ａ及び出力端子２１８は、図１に示した実施の形態１の入力端子１００ａ及び出力端子１１２に対応する端子である。第３のミクサ２０１、第３のフィルタ２０２、第５のミクサ２０３、第５のフィルタ２０４及び第３の可変利得増幅器２０５は、入力端子２００ａから電力分配器２００によって分岐された第１の経路に設けられ、第４のミクサ２０７、第４のフィルタ２０８、第６のミクサ２０９、第６のフィルタ２１０及び第４の可変利得増幅器２１１は、入力端子２００ａから電力分配器２００によって分岐された第２の経路に設けられている。電力合成器２０６は、第３の可変利得増幅器２０５からの電力と第４の可変利得増幅器２１１からの電力とを合成する電力合成器である。また、第２の局部発振源群２１２における第３の信号源２１４は第３のミクサ２０１に対して、第４の信号源２１５は第４のミクサ２０７に対して信号を出力し、第３の局部発振源群２１３における第５の信号源２１６は第５のミクサ２０３に対して、第６の信号源２１７は第６のミクサ２０９に対して信号を出力するよう構成されている。さらに、制御部２１９は、第２の局部発振源群２１２、第３の局部発振源群２１３、第３の可変利得増幅器２０５及び第４の可変利得増幅器２１１を制御するための制御部である。
【００３８】
このように構成されたイメージリジェクションミクサでは、入力端子２００ａから入力された信号は、電力分配器２００を介して、第３のミクサ２０１の第１の入力端子に入力されると共に、第４のミクサ２０７の第１の入力端子に入力される。第３の信号源２１４の出力信号は第３のミクサ２０１の第２の入力端子に対して送出され、第３のミクサ２０１の出力信号は第３のフィルタ２０２の入力端子に対して送出される。また、第４の信号源２１５の出力信号は第４のミクサ２０７の第２の入力端子に対して送出され、第４のミクサ２０７の出力信号は第４のフィルタ２０８の入力端子に対して送出される。
【００３９】
第５のミクサ２０３の第１の入力端子には第３のフィルタ２０２の出力信号が入力され、第２の入力端子には第５の信号源２１６からの出力信号が入力される。第５のミクサ２０３の出力信号は第５のフィルタ２０４の入力端子に対して送出される。第６のミクサ２０９の第１の入力端子には第４のフィルタ２０８の出力信号が入力され、第２の入力端子には第６の信号源２１７からの出力信号が入力される。第６のミクサ２０９の出力信号は第６のフィルタ２１０の入力端子に対して送出される。第５のフィルタ２０４の出力信号は第３の可変利得増幅器２０５に対して送出され、第６のフィルタ２１０の出力信号は第４の可変利得増幅器２１１に対して送出される。第３の可変利得増幅器２０５の出力信号は電力合成器２０６の第１の入力端子に対して送出され、第４の可変利得増幅器２１１の出力信号は電力合成器２０６の第２の入力端子に対して送出される。電力合成器２０６の出力信号は出力端子２１８から出力される。また、制御部２１９は、制御信号を第２の局部発振源群２１２、第３の局部発振源群２１３、第３の可変利得増幅器２０５及び第４の可変利得増幅器２１１に対して制御信号を出力する。
【００４０】
次に、実施の形態２のイメージリジェクションミクサの動作について説明する。なお、説明を簡略化するために、制御部２１９からは第３の信号源２１４と第４の信号源２１５の位相差が９０°＋εとなる制御信号が出力されているものとする。ここで、εは回路内で発生する位相誤差を模擬的に表したものである。また、第３のフィルタ２０２と第４のフィルタ２０８の間において利得誤差として偏差ΔＡが発生する。回路内ではそれ以外の利得誤差、位相誤差は生じないものとする。
【００４１】
回路に入力される高周波信号ＲＦｉｎを、
2016005026.tif 000038
とする。ここでＳＲＦは所望信号、ＳＩｍはイメージ信号であり、
2016005026.tif 000039
2016005026.tif 000040
と表す。
【００４２】
一方、第３の信号源２１４の出力信号ＬＯ１、Ｉと第４の信号源２１５の出力信号ＬＯ１、Ｑは、
2016005026.tif 000041
2016005026.tif 000042
と表される。従って、第３のミクサ２０１の出力信号Ｓ２０１は、
2016005026.tif 000043
である。ここで、
2016005026.tif 000044
2016005026.tif 000045
と表される。
【００４３】
また、第４のミクサ２０７の出力信号Ｓ２０７は、
2016005026.tif 000046
である。ここで、
2016005026.tif 000047
2016005026.tif 000048
と表される。
【００４４】
第３のミクサ２０１と第４のミクサ２０７の出力は第３のフィルタ２０２と第４のフィルタ２０８により高周波成分が除去されるが、第３のフィルタ２０２と第４のフィルタ２０８の間には利得誤差として偏差ΔＡが発生する。そのため、第３のフィルタ２０２の出力Ｓ２０２は、
2016005026.tif 000049
である。ここで、
2016005026.tif 000050
2016005026.tif 000051
と表される。
【００４５】
また、第４のフィルタ２０８の出力Ｓ２０８は、
2016005026.tif 000052
である。ここで、
2016005026.tif 000053
2016005026.tif 000054
と表される。
【００４６】
次に、第３のフィルタ２０２の出力信号Ｓ２０２は第５のミクサ２０３に入力され、第４のフィルタ２０８の出力信号Ｓ２０８は第６のミクサ２０９に入力される。
【００４７】
制御部２１９は、第３の局部発振源群２１３の出力信号間の位相差がπ／２＋φとなる制御信号を出力する。この時、第５のミクサ２０３の第２の入力端子には、第３の局部発振源群２１３から出力された信号ＬＯ２、Ｉ
2016005026.tif 000055
が入力され、第６のミクサ２０９の第２の入力端子には、第３の局部発振源群２１３から出力された信号ＬＯ２、Ｑ
2016005026.tif 000056
が入力される。
【００４８】
第５のミクサ２０３の出力信号Ｓ２０３は、
2016005026.tif 000057
である。ここで、
2016005026.tif 000058
2016005026.tif 000059
と表される。
【００４９】
また、第６のミクサ２０９の出力信号Ｓ２０９は、
2016005026.tif 000060
である。ここで、
2016005026.tif 000061
2016005026.tif 000062
と表される。
【００５０】
第５のミクサ２０３の出力信号は第５のフィルタ２０４に入力され、高調波成分が除去されるので第５のフィルタ２０４の出力信号Ｓ２０４は、
2016005026.tif 000063
である。ここで、
2016005026.tif 000064
2016005026.tif 000065
と表される。
【００５１】
第６のミクサ２０９の出力信号は第６のフィルタ２１０に入力され、高調波成分が除去されるので第６のフィルタ２１０の出力信号Ｓ２１０は、
2016005026.tif 000066
である。ここで、
2016005026.tif 000067
2016005026.tif 000068
と表される。
【００５２】
第５のフィルタ２０４の出力信号は第３の可変利得増幅器２０５に入力され、第３の可変利得増幅器２０５の出力信号Ｓ２０５は、
2016005026.tif 000069
であり、
2016005026.tif 000070
2016005026.tif 000071
と表される。
ここで、ΔＧ１は第３の可変利得増幅器２０５における利得の偏差であり正負の値をとる。
【００５３】
また、第６のフィルタ２１０の出力信号は第４の可変利得増幅器２１１に入力されるため、第４の可変利得増幅器２１１の出力信号Ｓ２１１は、
2016005026.tif 000072
である。なお、
2016005026.tif 000073
2016005026.tif 000074
と表される。
ここでΔＧ２は第４の可変利得増幅器２１１における利得の偏差であり正負の値をとる。
【００５４】
第３の可変利得増幅器２０５及び第４の可変利得増幅器２１１の出力信号は電力合成器２０６により合成され、出力端子２１８から出力される。従って、出力端子２１８からの出力信号ＲＦｏｕｔは、
2016005026.tif 000075
である。なお、
2016005026.tif 000076
2016005026.tif 000077
と表される。
【００５５】
ここで、制御部２１９より第３の可変利得増幅器２０５と第４の可変利得増幅器２１１の利得差が、
2016005026.tif 000078
となるように第３の可変利得増幅器２０５または第４の可変利得増幅器２１１を制御し、第３の局部発振源群２１３の信号間の位相差φが、
2016005026.tif 000079
となるように信号源群を制御するとＩＲＭの出力ＲＦｏｕｔは
2016005026.tif 000080
となる。ここで、
2016005026.tif 000081
2016005026.tif 000082
となり、イメージ信号が抑圧され所望信号のみが出力される。
【００５６】
以上のように、本実施の形態では、イメージリジェクションミクサ内にて発生する位相誤差を２つの局部信号間の位相差を制御することにより補正する。２つの信号源間の位相差を制御した場合、位相の可変範囲と制御精度にトレードオフの関係がないため、位相を広範囲かつ高精度に制御できる。従って、広帯域に高いＩＲ比を実現することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、ミクサの局部信号に２組の信号源群（第２の局部発振源群２１２と第３の局部発振源群２１３）を用いたが、いずれか一方は一つの信号源から出力される信号を２つに分配し、経路間の信号の位相差を９０°に移相する素子を設ける構成としても良い。
【００５８】
また、本実施の形態では、第３のフィルタ２０２、第４のフィルタ２０８、第５のフィルタ２０４及び第６のフィルタ２１０の周波数特性は低域通過特性として説明を行ったが、帯域通過特性や高域通過特性、または、その特性をもったフィルタの組み合わせを用いても良い。
【００５９】
以上説明したように、実施の形態２のイメージリジェクションミクサによれば、入力信号を第１の経路と第２の経路に分配する電力分配器と、第１の経路と第２の経路の信号を合成し出力信号とする電力合成器と、第１の経路に挿入された第３のミクサ及び第５のミクサと、第２の経路に挿入された第４のミクサ及び第６のミクサと、第１の経路及び第２の経路の少なくともいずれか一方に挿入した可変利得増幅器と、第３のミクサの局部信号を生成する第３の信号源と、第４のミクサの局部信号を生成する第４の信号源と、第５のミクサの局部信号を生成する第５の信号源と、第６のミクサの局部信号を生成する第６の信号源と、第３の局部信号と第４の局部信号の位相差及び第５の局部信号と第６の局部信号の位相差のうち、少なくとも一方の位相差を制御すると共に、可変利得増幅器の利得を制御する制御部とを備えたので、広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することができる。
【００６０】
また、実施の形態２のイメージリジェクションミクサによれば、第５の信号源及び第６の信号源により生成される第５のミクサの局部信号及び第６のミクサの局部信号に代えて、単一の信号源から生成される局部信号を２分配し、かつその２つの信号が直交関係にある信号を、第５のミクサの局部信号及び第６のミクサの局部信号とするようにしたので、信号源の構成を簡素化することができる。
【００６１】
また、実施の形態２のイメージリジェクションミクサによれば、第３の信号源及び第４の信号源により生成される第３のミクサの局部信号及び第４のミクサの局部信号に代えて、単一の信号源から生成される局部信号を２分配し、かつその２つの信号が直交関係にある信号を、第３のミクサの局部信号及び第４のミクサの局部信号とするようにしたので、信号源の構成を簡素化することができる。
【００６２】
実施の形態３．
図３は、実施の形態３のイメージリジェクションミクサを示す構成図である。図示のイメージリジェクションミクサは、図１に示した実施の形態１の構成に加えて検出回路部３０１を備え、制御部３０２がこの検出回路部３０１の出力に基づいて制御を行うようにしたものである。それ以外の構成は図１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
検出回路部３０１は、電力合成器１０４から出力された信号検出を行う回路であり、その検出信号を制御部３０２に送出するよう構成されている。制御部３０２は、検出回路部３０１からの検出信号に基づいて実施の形態１の制御部１１３と同様に第１の局部発振源群１０９と第１の可変利得増幅器１０３及び第２の可変利得増幅器１０８の制御を行うよう構成されている。
【００６４】
次に、実施の形態３のイメージリジェクションミクサの動作について説明する。
実施の形態３では、実施の形態１で説明したイメージリジェクションミクサに対して適応制御を行う。図３に示すイメージリジェクションミクサに、イメージ信号を模擬した校正信号を入力端子１００ａから入力した場合、検出回路部３０１において、出力信号の電力を検出する。その出力電力が最小となるように制御部３０２が第１の局部発振源群１０９と、第１の可変利得増幅器１０３及び第２の可変利得増幅器１０８を制御することでＩＲ比を最大化する。
【００６５】
また、イメージリジェクションミクサに対して所望信号が入力された場合は、検出回路部３０１において、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ：エラーベクトル振幅）やＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ：符号誤り率）といった信号品質を測定し、その信号品質が最良となるように制御部３０２が第１の局部発振源群１０９と、第１の可変利得増幅器１０３及び第２の可変利得増幅器１０８を制御することでＩＲ比を最大化する。
【００６６】
なお、上記例では、出力電力が最小または信号品質が最良となるよう制御部３０２が制御したが、必ずしも最小値や最良値に限定されるものではなく、出力電力が予め定めた設定値以下や信号品質の高さが設定値以上といったある程度の余裕を持った値であってもよい。
【００６７】
以上説明したように、実施の形態３のイメージリジェクションミクサによれば、制御部は、周波数が既知の校正信号が入力信号であった場合に、出力信号の電力が設定値以下となるよう、第１の局部信号と第２の局部信号の位相差を制御すると共に、可変利得増幅器の利得を制御するようにしたので、広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することができる。
【００６８】
また、実施の形態３のイメージリジェクションミクサによれば、出力信号の品質を示す品質値を検出する検出回路部を備え、制御部は、品質値に基づいて、出力信号の品質の高さが設定値以上となるよう、第１の局部信号と第２の局部信号の位相差を制御すると共に、可変利得増幅器の利得を制御するようにしたので、広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することができる。
【００６９】
また、実施の形態３のイメージリジェクションミクサによれば、品質値は、ＥＶＭの値であるようにしたので、出力信号の品質値を確実に検出することができる。
【００７０】
また、実施の形態３のイメージリジェクションミクサによれば、品質値をＢＥＲとしたので、出力信号の品質値を確実に検出することができる。
【００７１】
実施の形態４．
図４は、実施の形態４のイメージリジェクションミクサを示す構成図である。図示のイメージリジェクションミクサは、図２に示した実施の形態２の構成に加えて検出回路部４０１を備え、制御部３０２が、この検出回路部４０１の出力に基づいて第２の局部発振源群２１２及び第３の局部発振源群２１３の一方または両方と、第３の可変利得増幅器２０５及び第４の可変利得増幅器２１１を制御するようにしたものである。それ以外の構成は図２と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００７２】
次に、実施の形態４のイメージリジェクションミクサの動作について説明する。
実施の形態４では、実施の形態２で説明したイメージリジェクションミクサに対して適応制御を行う。図４に示すイメージリジェクションミクサに、イメージ信号を模擬した校正信号を入力した場合、検出回路部４０１において、出力信号の電力を検出する。その出力電力が最小となるように制御部４０２が第２の局部発振源群２１２及び第３の局部発振源群２１３の一方または両方を制御することでＩＲ比を最大化する。
【００７３】
また、イメージリジェクションミクサに対して所望信号が入力された場合は、検出回路部４０１において、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）やＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）といった信号品質を測定し、その信号品質が最良となるように制御部４０２が、第２の局部発振源群２１２及び第３の局部発振源群２１３のうち一方または両方を制御すると共に、第３の可変利得増幅器２０５と第６のフィルタ２１０を制御することでＩＲ比を最大化する。
【００７４】
なお、実施の形態４においても、出力電力や信号品質は最小値や最良値に限定されるものではなく、出力電力が予め定めた設定値以下や信号品質の高さが設定値以上といったある程度の余裕を持った値であってもよい。
【００７５】
以上説明したように、実施の形態４のイメージリジェクションミクサによれば、制御部は、周波数が既知の校正信号が入力信号であった場合に、出力信号の電力が設定値以下となるよう、第３の局部信号と第４の局部信号の位相差及び第５の局部信号と第６の局部信号の位相差のうち、少なくとも一方の位相差を制御すると共に、可変利得増幅器の利得を制御するようにしたので、広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することができる。
【００７６】
また、実施の形態４のイメージリジェクションミクサによれば、出力信号の品質を示す品質値を検出する検出回路部を備え、制御部は、品質値に基づいて、出力信号の品質の高さが設定値以上となるよう、第３の局部信号と第４の局部信号の位相差及び第５の局部信号と第６の局部信号の位相差のうち、少なくとも一方の位相差を制御すると共に、可変利得増幅器の利得を制御するようにしたので、広い周波数範囲にわたって高いイメージリジェクション比を実現することができる。
【００７７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１００，２００  電力分配器、１００ａ，２００ａ  入力端子、１０１  第１のミクサ、１０２  第１のフィルタ、１０３  第１の可変利得増幅器、１０４，２０６  電力合成器、１０５  第２のミクサ、１０６  第２のフィルタ、１０７  移相器、１０８  第２の可変利得増幅器、１０９  第１の局部発振源群、１１０  第１の信号源、１１１  第２の信号源、１１２，２１８  出力端子、１１３，２１９，３０２，４０２  制御部、２０１  第３のミクサ、２０２  第３のフィルタ、２０３  第５のミクサ、２０４  第５のフィルタ、２０５  第３の可変利得増幅器、２０７  第４のミクサ、２０８  第４のフィルタ、２０９  第６のミクサ、２１０  第６のフィルタ、２１１  第４の可変利得増幅器、２１２  第２の局部発振源群、２１３  第３の局部発振源群、２１４  第３の信号源、２１５  第４の信号源、２１６  第５の信号源、２１７  第６の信号源、３０１，４０１  検出回路部。
【図１】
2016005026.tif 000083
【図２】
2016005026.tif 000084
【図３】
2016005026.tif 000085
【図４】
2016005026.tif 000086