(57)【要約】【課題】より低い処理周波数で直交変調信号の復調を行うことができる。【解決手段】無線搬送波周波数の直交変調信号に含まれるＩ信号成分及びＱ信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、無線搬送波周波数の直交変調信号をダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を表すサンプル信号を取得する取得部５と、前記サンプル値に基づいてＩ信号及びＱ信号を生成する生成部９とを備えている。【選択図】図２
2017011320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得する取得部と、
前記サンプル値に基づいて同相信号及び直交信号を生成する生成部と、を備えている
復調装置。
【請求項２】
前記サンプリング周波数は、前記直交変調信号の周波数帯域幅の４倍以上でかつ前記直交変調信号の無線搬送波の周波数未満である請求項１に記載の復調装置。
【請求項３】
前記取得部は、前記直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得する第１取得部と、前記直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得する第２取得部と、を含み、
前記第１取得部と前記第２取得部のサンプリング周波数は前記直交変調信号の周波数帯域幅の２倍に設定され、
前記第１取得部と前記第２取得部とが互いに異なる位相でサンプリングする
請求項１に記載の復調装置。
【請求項４】
前記サンプリング周波数は、前記直交変調信号の周波数帯域幅の４倍に設定されており、
前記生成部は、前記取得部が取得する前記サンプル値を交互に同相信号及び直交信号のいずれかとする請求項１に記載の復調装置。
【請求項５】
直交変調信号の復調方法であって、
直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得し、
前記サンプル値に基づいて同相信号及び直交信号を生成する
直交変調信号の復調方法。
【請求項６】
復調装置を備えた無線通信装置であって、
前記復調装置は、
直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得する取得部と、
前記サンプル値に基づいて同相信号及び直交信号を生成する生成部と、を備えている
無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復調装置、復調方法及び無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の無線通信システムに用いられる無線通信装置は、通常、受信した変調信号を復調するための復調装置を備えている。
図８は、従来の復調装置の構成を示すブロック図である。図８中、復調装置１００は、第１ミキサ１０１と、第２ミキサ１０２とを備えている。復調装置１００に与えられる直交変調信号は、電力的に２分割され、両ミキサ１０１，１０２に与えられる。
【０００３】
第１ミキサ１０１は、直交変調信号の無線搬送波の周波数と同じ周波数の第１信号（例えばｃｏｓ波）を直交変調信号に乗算する。第１ミキサ１０１の出力は、後段に接続された第１ローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１０３に与えられ、ベースバンドの同相信号（Ｉ信号）として出力される。
第２ミキサ１０２は、直交変調信号の無線搬送波の周波数と同じ周波数であって前記第１信号に対して９０度の位相差を有する第２信号（例えばｓｉｎ波）を直交変調信号に乗算する。第２ミキサ１０２の出力は、後段に接続された第２ローパスフィルタ１０４に与えられ、ベースバンドの直交信号（Ｑ信号）として出力される。
このようにして得られた同相信号及び直交信号は、その後アナログデジタル変換器等によってデジタル信号に変換された上で信号処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３０７３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の復調装置では、直交変調信号の無線搬送波の周波数に応じた周波数の信号を発振するための発振器を備える必要がある。このため、例えば、無線搬送波の周波数が例えば数ＧＨｚといったような比較的高い周波数である場合には、それと同じ周波数の信号を発振するための発振器を備えなければならず、当該装置を構成する部品等のコストを上昇させる要因になることがある。
このため、たとえ高い無線搬送波の周波数の直交変調信号を復調する場合であっても、できるだけ低い周波数で処理を行うことが望まれる。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、より低い処理周波数で直交変調信号の復調を行うことができる技術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】
【０００７】
一実施形態である復調装置は、直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得する取得部と、前記サンプル値に基づいて同相信号及び直交信号を生成する生成部と、を備えている。
【０００８】
また、一実施形態である復調方法は、直交変調信号の復調方法であって、直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得し、前記サンプル値に基づいて同相信号及び直交信号を生成する。
【０００９】
また、一実施形態である無線通信装置は、復調装置を備えた無線通信装置であって、前記復調装置は、直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得する取得部と、前記サンプル値に基づいて同相信号及び直交信号を生成する生成部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、より低い処理周波数で直交変調信号の復調を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る無線通信装置の受信部を示すブロック図である。
【図２】復調装置を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は、無線搬送波周波数に周波数変換された信号の信号波形の一例を示す図、（ｂ）は、図３（ａ）の信号のサンプリングに用いる動作クロックの信号波形を示す図、（ｃ）は、図３（ａ）の信号を図３（ｂ）の動作クロックに基づいて第１Ｓ／Ｈ回路がサンプリングしたときの出力例をシミュレーションにより求めた図である。
【図４】（ａ）は、アンテナから復調装置に与えられる無線搬送波周波数の直交変調信号の一例を模式的に示した図、（ｂ）は、図４（ａ）に示す直交変調信号に含まれるＩ信号のデータ搬送波、及び第１Ｓ／Ｈ回路の動作クロックの信号波形を示す図、（ｃ）は、図４（ａ）に示す直交変調信号に含まれるＱ信号のデータ搬送波、及び第２Ｓ／Ｈ回路の動作クロックの信号波形を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る復調装置４を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係る復調装置４の動作クロックの信号波形を示す図である。
【図７】図４中の各タイミングにおける、前段スイッチ及び後段スイッチの切替位置を示す図である。
【図８】従来の復調装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施形態の説明］
最初に実施形態の内容を列記して説明する。
（１）一実施形態に係る復調装置は、直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得する取得部と、前記サンプル値に基づいて同相信号及び直交信号を生成する生成部と、を備えている。
【００１３】
上記のように構成された復調装置によれば、同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で直交変調信号をダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得し、同相信号及び直交信号を生成するので、直交変調信号に対して無線搬送波周波数の信号を乗算する必要がなく、さらに、サンプリング周波数を高く設定する必要もない。この結果、より低い周波数領域の処理で直交変調信号の復調を行うことができる。
【００１４】
（２）上記復調装置において、前記取得部のサンプリング周波数は、前記直交変調信号の周波数帯域幅の４倍以上でかつ前記直交変調信号の無線搬送波の周波数未満であることが好ましく、この場合、直交変調信号から確実に同相信号と、直交信号とを取得することができる。
【００１５】
（３）また、上記復調装置において、前記取得部は、前記直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得する第１取得部と、前記直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得する第２取得部と、を含み、前記第１取得部と前記第２取得部のサンプリング周波数は前記直交変調信号の周波数帯域幅の２倍に設定され、前記第１取得部と前記第２取得部とが互いに異なる位相でサンプリングするものであってもよい。
この場合、第１取得部と第２取得部とが共に直交変調信号の周波数帯域幅の２倍のサンプリング周波数でかつ第１取得部と第２取得部とが互いに異なる位相でサンプリングするので、第１取得部は、同相信号のサンプル値又は直交信号のサンプル値のいずれか一方を取得し、第２取得部は、同相信号のサンプル値又は直交信号のサンプル値のいずれか他方を取得することができる。
よって、取得部は、同相信号のサンプル値と直交信号のサンプル値とを分けて生成部に与えることができる。
【００１６】
（４）また、上記復調装置において、前記サンプリング周波数は、前記直交変調信号の周波数帯域幅の４倍に設定されており、前記生成部は、前記取得部が取得する前記サンプル値を交互に同相信号及び直交信号のいずれかとすることが好ましい。
取得部は、サンプリング周波数が直交変調信号の周波数帯域幅の４倍に設定されることで、同相信号のサンプル値と、直交信号のサンプル値とを交互に取得する。よって、生成部は、取得部が取得するサンプル値を交互に分けるだけで同相信号と直交信号とを生成することができる。
【００１７】
（５）また、一実施形態に係る復調方法は、直交変調信号の復調方法であって、直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得し、前記サンプル値に基づいて同相信号及び直交信号を生成する。
【００１８】
（６）また、一実施形態に係る無線通信装置は、復調装置を備えた無線通信装置であって、前記復調装置は、直交変調信号に含まれる同相信号成分及び直交信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、前記直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得する取得部と、前記サンプル値に基づいて同相信号及び直交信号を生成する生成部と、を備えている。
【００１９】
上記構成の復調方法及び無線通信装置によれば、上述のように、より低い処理周波数で直交変調信号の復調を行うことができる。
【００２０】
［実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
〔第１実施形態について〕
図１は、第１実施形態に係る無線通信装置の受信部を示すブロック図である。
図中、無線通信装置の受信部１は、無線信号を受信するためのアンテナ２と、アンテナ２が受信した受信信号を増幅する低雑音増幅器３と、低雑音増幅器３によって増幅された受信信号が与えられる復調装置４とを備えている。
【００２１】
アンテナ２は、他の無線通信機（図示省略）から無線信号として送信される無線搬送波周波数の直交変調信号を受信信号として受信する。
他の無線通信機は、送信データを搬送するためのデータ搬送波を当該送信データによって変調した同相信号（Ｉ信号）及び直交信号（Ｑ信号）を直交変調することによって直交変調信号を生成する。次いで、他の無線通信機は、この直交変調信号を、データ搬送波の周波数よりもより高い周波数である無線搬送波の周波数にまで周波数変換し、この周波数変換した無線搬送波周波数の直交変調信号を無線信号として送信する。
【００２２】
アンテナ２は、低雑音増幅器３に接続されており、受信した直交変調信号を低雑音増幅器３に与える。
低雑音増幅器３は、直交変調信号を増幅し、増幅した直交変調信号を復調装置４に与える。
【００２３】
復調装置４は、アンテナ２から与えられる無線搬送波周波数の直交変調信号を復調し、Ｉ信号と、Ｑ信号とを生成する。
復調装置４の後段には、復調された信号に関する通信処理を行う通信処理部（図示省略）が接続されている。
復調装置４は、復調した信号を前記通信処理部に与え、前記通信処理部に通信処理を実行させる。
【００２４】
図２は、復調装置４を示すブロック図である。図２に示すように、復調装置４は、アンテナ２から与えられる直交変調信号をサンプリングすることによってサンプル値を取得する取得部５と、サンプル値に基づいてＩ信号及びＱ信号を生成する生成部９とを備えている。
取得部５は、第１サンプルアンドホールド回路６と、第２サンプルアンドホールド回路１６とを備えている。
【００２５】
第１サンプルアンドホールド回路６（以下、第１Ｓ／Ｈ回路６ともいう）は、アンテナ２から与えられる直交変調信号をサンプリングすることによってサンプル値を取得する機能を有している。
第１Ｓ／Ｈ回路６は、サンプルスイッチ１０を備えている。サンプルスイッチ１０は、アンテナ２からの直交変調信号が与えられる入力端１１と、第１増幅器７（後に説明する）とを繋ぐ線路１２に接続されており、スイッチング動作を行う。スイッチング動作とは、線路１２を切断する切断状態、及び線路１２を接続する接続状態のいずれかに切り替える動作である。サンプルスイッチ１０は、クロック供給部１９から与えられる動作クロックに基づいてスイッチング動作を行う。
クロック供給部１９は、例えば、所定の周波数（周波数ｆｓ）に設定された矩形波を動作クロックとしてサンプルスイッチ１０に与える。
サンプルスイッチ１０は、動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるときに切断状態から接続状態となり、動作クロックがＨｉレベルからＬｏレベルに立ち下がるときに切断状態となる。
【００２６】
また、第１Ｓ／Ｈ回路６は、線路１２におけるサンプルスイッチ１０の後段から分岐する分岐路１３と、分岐路１３に接続された容量素子１４とを備えている。
容量素子１４は、一端が線路１２側に接続され他端が接地されている。この容量素子１４は、サンプルスイッチ１０が接続状態から切断状態に切り替わると、切断状態に切り替わる直前の直交変調信号の値を保持する機能を有している。
【００２７】
これによって、第１Ｓ／Ｈ回路６は、サンプルスイッチ１０が接続状態から切断状態に切り替わったときの直交変調信号の値をサンプリングし、サンプルスイッチ１０が切断状態であるときにそのサンプル値をホールドして出力する。このように、第１Ｓ／Ｈ回路６は、サンプルスイッチ１０を断続することで直交変調信号に対してサンプルアンドホールドする処理を繰り返す。第１Ｓ／Ｈ回路６は、サンプルアンドホールドを繰り返すことで、直交変調信号を離散的にサンプリングしてサンプル値を取得する。
【００２８】
また、上記の場合、第１Ｓ／Ｈ回路６には、無線搬送波周波数の直交変調信号が与えられ、サンプルスイッチ１０は、この与えられた無線搬送波周波数の直交変調信号をより低い周波数に変換する等の周波数変換処理を行うことなく直接サンプリングを行うように構成されている。ここでは、上記のように、与えられた無線搬送波周波数の信号をより低い周波数に変換する等の周波数変換処理を行うことなく、与えられた信号を直接サンプリングする処理をダイレクトサンプリングという。
【００２９】
第１Ｓ／Ｈ回路６は、サンプルスイッチ１０に与えられる動作クロックの周波数ｆｓが直交変調信号をサンプリングする際のサンプリング周波数となるように構成されている。
ここで、サンプルスイッチ１０に与えられる動作クロックの周波数ｆｓは、直交変調信号の周波数帯域幅の２倍の周波数に設定されているとともに直交変調信号の無線搬送波周波数よりも低い値に設定されている。
よって、第１Ｓ／Ｈ回路６のサンプリング周波数は、直交変調信号の周波数帯域幅の２倍に設定されている。
【００３０】
第１Ｓ／Ｈ回路６は、無線搬送波周波数の直交変調信号をダイレクトサンプリングすることによって無線搬送波周波数よりも低い周波数の信号成分を表すサンプル値を離散的に取得する。
すなわち、第１Ｓ／Ｈ回路６は、無線搬送波周波数の直交変調信号を周波数変換し、無線搬送波周波数よりも低い周波数の信号成分を抽出しているといえる。
第１Ｓ／Ｈ回路６のサンプルスイッチ１０はそのスイッチング動作によって無線搬送波周波数の直交変調信号に対して矩形波を与え、無線搬送波周波数の直交変調信号に矩形波を乗算していると考えることができる。
さらに、容量素子１４は、無線搬送波周波数の直交変調信号と、サンプルスイッチ１０が与える矩形波との乗算結果をフィルタリングすることで抽出していると考えることができる。容量素子１４により抽出される乗算結果は、無線搬送波周波数よりも低い周波数の信号成分であって抽出された信号成分を表すサンプル値となる。
【００３１】
図３（ａ）は、無線搬送波周波数に周波数変換された信号の信号波形の一例を示す図である。図３（ａ）中、横軸は時間、縦軸は振幅を示している。この図３（ａ）に示す無線搬送波周波数の信号の周波数は１ＧＨｚである。また、この無線搬送波周波数の信号は、周波数１０ＭＨｚの余弦波を無線搬送波周波数に周波数変換したものであり、成分として周波数１０ＭＨｚの余弦波を含んでいる。
【００３２】
以下、例えば、図３（ａ）に示す信号を第１Ｓ／Ｈ回路６に与えた場合の第１Ｓ／Ｈ回路６の出力について考える。
【００３３】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の信号のサンプリングに用いる動作クロックの信号波形を示す図である。図３（ｂ）中、横軸は時間、縦軸は振幅を示している。サンプルスイッチ１０は、図３（ｂ）に示す動作クロックの振幅が０のときに切断状態、動作クロックの振幅が正の値のときに接続状態となるように動作する。
【００３４】
図３（ｃ）は、図３（ａ）の信号を図３（ｂ）の動作クロックに基づいて第１Ｓ／Ｈ回路６がサンプリングしたときの出力例をシミュレーションにより求めた図である。図３（ｃ）中、横軸は時間、縦軸は振幅を示している。また、図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）の横軸が示す時間は、それぞれが同じ時間を示すように対応している。
【００３５】
図３（ｃ）に示す出力は、図３（ｂ）の動作クロックの振幅が０の間ではほぼ一定の振幅値でホールドされており、図３（ｂ）の動作クロックの振幅が正の値の間では高い周波数成分を含んでいる信号波形が表れている。
つまり、図３（ｃ）に示す出力は、サンプルスイッチ１０が切断状態の間ではほぼ一定の振幅値でホールドされ、サンプルスイッチ１０が接続状態の間では図３（ａ）の無線搬送波周波数の信号がそのまま出力される。
【００３６】
図３（ｃ）中、サンプルスイッチ１０が切断状態の間でほぼ一定の振幅値となっているホールド部分は、第１Ｓ／Ｈ回路６が取得したサンプル値を示している。
図３（ｃ）中、サンプル値であるホールド部分のみを繋げて見ると、各ホールド部分は、周波数１０ＭＨｚの余弦波を離散的に表している。つまり、周波数１０ＭＨｚの余弦波が抽出されている。
【００３７】
このように、第１Ｓ／Ｈ回路６は、無線搬送波周波数に周波数変換された信号に対してダイレクトサンプリングすることによって、無線搬送波周波数の信号に所定のサンプリング周波数の矩形波を乗算し、その乗算結果を抽出することで無線搬送波周波数よりも低い周波数の成分を抽出することができる。
この結果、上述した従来例のように、無線搬送波周波数の直交変調信号に対して周波数変換のために無線搬送波周波数の信号を乗算する必要がない。さらに、第１Ｓ／Ｈ回路６のサンプリング周波数を無線搬送波周波数ほど高く設定する必要もない。
【００３８】
なお、容量素子１４の容量は、容量素子１４を含む第１Ｓ／Ｈ回路６としての時定数が無線搬送波周波数の信号に追従できる程度となるように設定される。これにより、容量素子１４の容量は、サンプルスイッチ１０の接続状態を維持する時間よりも十分に小さい値に設定される。
【００３９】
第１Ｓ／Ｈ回路６は、図３に示したシミュレーションと同様に、無線搬送波周波数の直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得し、無線搬送波周波数よりも低い周波数の信号成分を抽出する。
なお、本実施形態の第１Ｓ／Ｈ回路６は、無線搬送波周波数の直交変調信号をダイレクトサンプリングすることによって、後述するように、無線搬送波周波数よりも低い周波数であるＩ信号の信号成分を抽出するように構成されている。Ｉ信号は、無線搬送波周波数よりも低い周波数であるデータ搬送波を変調した信号である。よって、Ｉ信号の周波数は、データ搬送波の周波数であり、無線搬送波周波数よりも低い周波数である。
【００４０】
図２に戻って、第２サンプルアンドホールド回路１６（以下、第２Ｓ／Ｈ回路１６ともいう）は、サンプルスイッチ２０と、容量素子２４とを備えており、第１Ｓ／Ｈ回路６と同様の構成である。
【００４１】
よって、第２Ｓ／Ｈ回路１６は、アンテナ２から与えられる無線搬送波周波数の直交変調信号をダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得し、無線搬送波周波数よりも低い周波数の信号成分を抽出する。
なお、本実施形態の第２Ｓ／Ｈ回路１６は、無線搬送波周波数の直交変調信号をダイレクトサンプリングすることによって、後述するように、無線搬送波周波数よりも低い周波数であるＱ信号の信号成分を抽出するように構成されている。Ｑ信号も、Ｉ信号と同様、無線搬送波周波数よりも低い周波数であるデータ搬送波を変調した信号である。よって、Ｑ信号の周波数は、データ搬送波の周波数であり、無線搬送波周波数よりも低い周波数である。
【００４２】
第２Ｓ／Ｈ回路１６のサンプルスイッチ２０は、クロック供給部１９から与えられる動作クロックに基づいてスイッチング動作を行う。よって、第２Ｓ／Ｈ回路１６のサンプリング周波数は、第１Ｓ／Ｈ回路６と同様、直交変調信号の周波数帯域幅の２倍に設定されている。
【００４３】
ここで、クロック供給部１９は、移相器２５を介して、第２Ｓ／Ｈ回路１６に動作クロックを供給する。移相器２５は、クロック供給部１９が出力する動作クロックの位相を９０度ずらし、９０度の位相差が与えられた動作クロックを第２Ｓ／Ｈ回路１６に与える。
よって、第２Ｓ／Ｈ回路１６は、クロック供給部１９が出力する動作クロックがそのまま与えられる第１Ｓ／Ｈ回路６との間で、スイッチング動作に９０度の位相差が生じる。
つまり、第２Ｓ／Ｈ回路１６は、第１Ｓ／Ｈ回路６が直交変調信号に与える矩形波の位相に対して９０度の位相差を有する矩形波を直交変調信号に与える。
【００４４】
第１Ｓ／Ｈ回路６と第２Ｓ／Ｈ回路１６とに対しては、共にアンテナ２からの無線搬送波周波数の直交変調信号が与えられるので、それぞれに与えられる動作クロックの間に９０度の位相差を有している第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６は、互いに９０度の位相差でサンプリングを行う。
よって、第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６は、直交変調信号に含まれる成分の内、互いに９０度の位相差を有する信号成分を抽出する。
【００４５】
無線搬送波周波数の直交変調信号は、上述したように、データ搬送波としての余弦波をデータ信号で変調したＩ信号と、データ搬送波としての正弦波をデータ信号で変調したＱ信号とを直交変調し、その後、データ搬送波の周波数よりも高い周波数の無線搬送波周波数にまで周波数変換することで生成される。
【００４６】
例えば、本実施形態では、無線搬送波周波数の直交変調信号に含まれるＩ信号成分及びＱ信号成分の内、第１Ｓ／Ｈ回路６がＩ信号成分を抽出し、第２Ｓ／Ｈ回路１６がＩ信号に対する位相差が９０度であるＱ信号成分を抽出するように構成されている。
つまり、第１Ｓ／Ｈ回路６が取得するサンプル値はＩ信号を離散的に表しており、第２Ｓ／Ｈ回路１６が取得するサンプル値はＱ信号を離散的に表している。
【００４７】
取得部５の第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６は、取得したサンプル値を表すサンプル信号を生成部９に与える。
【００４８】
生成部９は、第１増幅器７と、第１切替スイッチ８とを備えている。
第１増幅器７には、第１Ｓ／Ｈ回路６が取得したサンプル値を表すサンプル信号が与えられる。
第１増幅器７は、第１Ｓ／Ｈ回路６から与えられたサンプル信号を増幅し、ポジティブ信号とネガティブ信号とからなる差動信号を出力する。
第１増幅器７は、ポジティブ信号とネガティブ信号とからなる差動信号を第１切替スイッチ８に与える。第１増幅器７は、増幅したサンプル信号をポジティブ信号として第１切替スイッチ８に与え、増幅しかつ反転されたサンプル信号をネガティブ信号として第１切替スイッチ８に与える。
【００４９】
第１切替スイッチ８は、第１増幅器７からポジティブ信号が与えられる第１入力端子８ａと、第１増幅器７からネガティブ信号が与えられる第２入力端子８ｂと、出力端子８ｃとを備えている。第１切替スイッチ８は、出力端子８ｃと、第１入力端子８ａとを接続する第１位置、いずれの端子にも接続しない第２位置、及び出力端子８ｃと第２入力端子８ｂとを接続する第３位置のいずれかの位置に切り替える切替動作を行う。
【００５０】
第１切替スイッチ８には、第１Ｓ／Ｈ回路６と同様、クロック供給部１９から動作クロックが与えられる。
第１切替スイッチ８は、クロック供給部１９からの動作クロックに基づいて切替動作を行う。よって、第１切替スイッチ８は、第１Ｓ／Ｈ回路６のスイッチング動作に同期して切替動作を行う。
【００５１】
第１切替スイッチ８は、切替動作を行うことで、第１増幅器７から与えられるサンプル信号又は反転されたサンプル信号のいずれかを選択的に出力端子８ｃから出力する。
つまり第１切替スイッチ８は、サンプル信号又は反転されたサンプル信号のいずれかを選択することで、サンプル信号が正符号を採るのか負符号を採るのかに応じて出力すべきサンプル信号の正負符号を調整している。
このようにサンプル信号の正負符号が調整された後、第１切替スイッチ８の出力端子８ｃから出力されるサンプル信号は、Ｉ信号を表している。つまり、復調装置４は、第１切替スイッチ８の出力端子８ｃから復調したＩ信号を出力する。
なお、第１切替スイッチ８による切替動作については後に説明する。
【００５２】
生成部９は、さらに、第２増幅器１７と、第２切替スイッチ１８とを備えている。
第２増幅器１７には、第２Ｓ／Ｈ回路１６が取得したサンプル値を表すサンプル信号が与えられる。
第２Ｓ／Ｈ回路１６からサンプル信号が与えられる第２増幅器１７は、第１増幅器７と同様の構成であり、第２Ｓ／Ｈ回路１６から与えられるサンプル信号を増幅し、ポジティブ信号とネガティブ信号とからなる差動信号を出力する。
第２増幅器１７は、増幅したサンプル信号をポジティブ信号として第２切替スイッチ１８に与え、増幅しかつ反転されたサンプル信号をネガティブ信号として第２切替スイッチ１８に与える。
【００５３】
第２切替スイッチ１８も、第１切替スイッチ８と同様の構成であり、第２増幅器１７からポジティブ信号が与えられる第１入力端子１８ａと、第２増幅器１７からネガティブ信号が与えられる第２入力端子１８ｂと、出力端子１８ｃとを備えている。第２切替スイッチ１８は、出力端子１８ｃと、第１入力端子１８ａとを接続する第１位置、いずれの端子にも接続しない第２位置、及び出力端子１８ｃと第２入力端子１８ｂとを接続する第３位置のいずれかの位置に切り替える切替動作を行う。
【００５４】
第２切替スイッチ１８にも、クロック供給部１９からの動作クロックが与えられる。第２切替スイッチ１８は、この動作クロックに基づいてスイッチング動作及び切替動作を行う。
第２切替スイッチ１８には、第２Ｓ／Ｈ回路１６と同様、移相器２５によってクロック供給部１９が出力する動作クロックに対して、９０度の位相差が与えられた動作クロックが与えられる。
よって、第２切替スイッチ１８は、第２Ｓ／Ｈ回路１６のスイッチング動作に同期して切替動作を行う。
【００５５】
第２切替スイッチ１８は、切替動作を行うことで、第２増幅器１７から与えられるサンプル信号又は反転されたサンプル信号のいずれかを選択的に出力端子１８ｃから出力する。
これにより、第２切替スイッチ１８は、第１切替スイッチ８と同様、サンプル信号又は反転されたサンプル信号のいずれかを選択することで、サンプル信号が正符号を採るのか負符号を採るのかに応じて出力すべきサンプル信号の正負符号を調整している。
このようにサンプル信号の正負符号が調整された後、第２切替スイッチ１８の出力端子１８ｃから出力されるサンプル信号は、Ｑ信号を表している。つまり、復調装置４は、第２切替スイッチ１８の出力端子１８ｃから復調したＱ信号を出力する。
【００５６】
以上のように、生成部９は、第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６から与えられるサンプル信号に基づいてＩ信号及びＱ信号を生成する。
【００５７】
〔復調する際の処理について〕
図４（ａ）は、アンテナ２から復調装置４に与えられる無線搬送波周波数の直交変調信号の一例を模式的に示した図である。
また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す直交変調信号に含まれるＩ信号のデータ搬送波、及び第１Ｓ／Ｈ回路６の動作クロックの信号波形を示す図である。
また、図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す直交変調信号に含まれるＱ信号のデータ搬送波、及び第２Ｓ／Ｈ回路１６の動作クロックの信号波形を示す図である。
図４（ａ）、図４（ｂ）、及び図４（ｃ）は、それぞれ横軸に時間を示しており、互いの時間が対応するように示している。
【００５８】
以下の説明では、本実施形態の復調装置４が、図４（ａ）に示す直交変調信号に対して、タイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、及びＴ６でサンプリングし、当該直交変調信号を復調する際の処理について説明する。
【００５９】
図４（ｂ）に示すように、タイミングＴ１及びＴ５は、Ｉ信号のデータ搬送波の極大点のタイミングあるものとし、タイミングＴ３は、Ｉ信号のデータ搬送波の極小点のタイミングであるものとする。
よって、Ｉ信号を出力する第１Ｓ／Ｈ回路６は、タイミングＴ１、Ｔ３、及びＴ５でサンプリングを行う。
また、タイミングＴ１、Ｔ３、及びＴ５で第１Ｓ／Ｈ回路６にサンプリングを行わせるために、第１Ｓ／Ｈ回路６に与えられる動作クロックは、ＨｉレベルからＬｏレベルに立ち下がるタイミングがタイミングＴ１、Ｔ３、及びＴ５となるように設定される。
なお、Ｉ信号のデータ搬送波は、余弦波で表されている。
【００６０】
図４（ｃ）に示すように、タイミングＴ２及びＴ６は、Ｑ信号のデータ搬送波の極大点のタイミングあり、タイミングＴ４は、Ｑ信号のデータ搬送波の極小点のタイミングである。
よって、Ｑ信号を出力する第２Ｓ／Ｈ回路１６は、タイミングＴ２、Ｔ４、及びＴ６でサンプリングを行う。
また、タイミングＴ２、Ｔ４、及びＴ６で第２Ｓ／Ｈ回路１６にサンプリングを行わせるために、第２Ｓ／Ｈ回路１６に与えられる動作クロックは、ＨｉレベルからＬｏレベルに立ち下がるタイミングがタイミングＴ２、Ｔ４、及びＴ６となるように設定される。
なお、Ｑ信号のデータ搬送波は、正弦波で表されている。
【００６１】
このように、第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６は、データ搬送波の１周期の間に２回サンプリングを行うように設定されている。
つまり、第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６のサンプリング周波数は、データ搬送波の周波数の２倍の周波数に設定されている。
このため、第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６は、Ｉ信号成分及びＱ信号成分を復元するために必要なサンプル数のサンプリング値を取得することができる。
【００６２】
よって、第１Ｓ／Ｈ回路６は、Ｉ信号成分を復元可能なサンプリング周波数に設定されている。また、第２Ｓ／Ｈ回路１６も、Ｑ信号成分を復元可能なサンプリング周波数に設定されている。
【００６３】
また、ここでデータ搬送波の周波数は、直交変調信号の周波数帯域幅と同じ値である。
よって、第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６のサンプリング周波数は、直交変調信号の周波数帯域幅に対して２倍となるように設定されている。
【００６４】
また、第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６の動作クロックは、図４（ｂ）、及び図４（ｃ）に示すように、９０度の位相差を有しているので、第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６は、互いに異なる位相でサンプリングしている。よって、取得部５は、直交変調信号の周波数帯域幅の４倍のサンプリング周波数で当該直交変調信号をサンプリングしている。
【００６５】
例えば、本実施形態において、図４（ａ）に示す直交変調信号の周波数（無線搬送波周波数）が１ＧＨｚ、直交変調信号の周波数帯域幅（データ搬送波の周波数）が、無線搬送波周波数よりも低い値である１０ＭＨｚであるとすると、第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６のサンプリング周波数は２０ＭＨｚに設定される。また、取得部５のサンプリング周波数は、４０ＭＨｚに設定される。
【００６６】
まず、タイミングＴ１での復調装置４によるサンプリングについて説明する。
タイミングＴ１において、Ｉ信号のデータ搬送波は極大点である。一方、タイミングＴ１において、Ｑ信号のデータ搬送波は「０」である。よって、直交変調信号におけるタイミングＴ１には、Ｉ信号が含まれており、Ｑ信号は含まれていない。このため、第１Ｓ／Ｈ回路６はサンプリングを行うが、第２Ｓ／Ｈ回路１６はサンプリングを行わない。
【００６７】
第１Ｓ／Ｈ回路６がタイミングＴ１でサンプリングしたサンプル値を表すサンプル信号Ｓ１は、第１増幅器７を通じて第１切替スイッチ８に与えられる。
タイミングＴ１において、Ｉ信号のデータ搬送波は極大点なので、タイミングＴ１でのサンプル値は正符号を採る。このため、第１切替スイッチ８は、動作クロックがＨｉレベルからＬｏレベルに立ち下がるタイミングＴ１で、出力端子８ｃと、第１入力端子８ａとを接続する第１位置に切り替えるように設定されている。
これにより、第１切替スイッチ８は、第１増幅器７から与えられる差動信号の内、ポジティブ信号を選択し、タイミングＴ１におけるサンプル信号Ｓ１をＩ信号として出力する。
【００６８】
第１Ｓ／Ｈ回路６は、タイミングＴ１から、次に動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングまでの間、サンプル信号Ｓ１を第１切替スイッチ８に与える。
よって、第１切替スイッチ８は、タイミングＴ１から、次に動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングまで第１位置を維持し、動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングで第２位置に切り替える。
【００６９】
次に、タイミングＴ２での復調装置４によるサンプリングについて説明する。
タイミングＴ２において、Ｉ信号のデータ搬送波は「０」である。一方、タイミングＴ２において、Ｑ信号のデータ搬送波は極大点である。よって、直交変調信号におけるタイミングＴ２には、Ｉ信号は含まれておらず、Ｑ信号が含まれている。このため、第１Ｓ／Ｈ回路６はサンプリングを行わないが、第２Ｓ／Ｈ回路１６はサンプリングを行う。
【００７０】
第２Ｓ／Ｈ回路１６がタイミングＴ２でサンプリングしたサンプル値を表すサンプル信号Ｓ２は、第２増幅器１７を通じて第２切替スイッチ１８に与えられる。
タイミングＴ２において、Ｑ信号のデータ搬送波は極大点なので、タイミングＴ２でのサンプル値は正符号を採る。このため、第２切替スイッチ１８は、動作クロックがＨｉレベルからＬｏレベルに立ち下がるタイミングＴ２で、出力端子１８ｃと、第１入力端子１８ａとを接続する第１位置に切り替えるように設定されている。
これにより、第２切替スイッチ１８は、第２増幅器１７から与えられる差動信号の内、ポジティブ信号を選択し、タイミングＴ２におけるサンプル信号Ｓ２をＱ信号として出力する。
【００７１】
第２Ｓ／Ｈ回路１６は、タイミングＴ２から、次に動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングまでの間、サンプル信号Ｓ２を第２切替スイッチ１８に与える。
よって、第２切替スイッチ１８は、タイミングＴ２から、次に動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングまで第１位置を維持し、動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングで第２位置に切り替える。
【００７２】
次に、タイミングＴ３での復調装置４によるサンプリングについて説明する。
タイミングＴ３において、Ｉ信号のデータ搬送波は極小点である。一方、タイミングＴ３において、Ｑ信号のデータ搬送波は「０」である。よって、直交変調信号におけるタイミングＴ３には、Ｉ信号が含まれており、Ｑ信号は含まれていない。このため、第１Ｓ／Ｈ回路６はサンプリングを行うが、第２Ｓ／Ｈ回路１６はサンプリングを行わない。
【００７３】
第１Ｓ／Ｈ回路６がタイミングＴ３でサンプリングしたサンプル値を表すサンプル信号Ｓ３は、第１増幅器７を通じて第１切替スイッチ８に与えられる。
タイミングＴ３において、Ｉ信号のデータ搬送波は極小点なので、タイミングＴ３でのサンプル値は負符号を採る。このため、第１切替スイッチ８は、動作クロックがＨｉレベルからＬｏレベルに立ち下がるタイミングＴ３で、第２位置から、出力端子８ｃと、第２入力端子８ｂとを接続する第３位置に切り替えるように設定されている。
これにより、第１切替スイッチ８は、第１増幅器７から与えられる差動信号の内、ネガティブ信号を選択し、タイミングＴ３におけるサンプル信号Ｓ３の符号を反転させた信号をＩ信号として出力する。
【００７４】
このように、第１切替スイッチ８は、データ搬送波が極大点となるときには第１位置に切り替えられ、極小点となるときには第３位置に切り替えられるように設定されている。このため、第１切替スイッチ８は、第１Ｓ／Ｈ回路６がサンプリングを行う毎に、第１位置と第３位置とを交互に切り替えるように動作する。
【００７５】
第１Ｓ／Ｈ回路６は、タイミングＴ３から、次に動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングまでの間、サンプル信号Ｓ３を第１切替スイッチ８に与える。
よって、第１切替スイッチ８は、タイミングＴ３から、次に動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングまで第３位置を維持し、動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングで第２位置に切り替える。
【００７６】
次に、タイミングＴ４での復調装置４によるサンプリングについて説明する。
タイミングＴ４において、Ｉ信号のデータ搬送波は「０」である。一方、タイミングＴ４において、Ｑ信号のデータ搬送波は極小点である。よって、直交変調信号におけるタイミングＴ４には、Ｉ信号は含まれておらず、Ｑ信号が含まれている。このため、第１Ｓ／Ｈ回路６はサンプリングを行わないが、第２Ｓ／Ｈ回路１６はサンプリングを行う。
【００７７】
第２Ｓ／Ｈ回路１６がタイミングＴ４でサンプリングしたサンプル値を表すサンプル信号Ｓ４は、第２増幅器１７を通じて第２切替スイッチ１８に与えられる。
タイミングＴ４において、Ｑ信号のデータ搬送波は極小点なので、タイミングＴ４でのサンプル値は負符号を採る。このため、第２切替スイッチ１８は、動作クロックがＨｉレベルからＬｏレベルに立ち下がるタイミングＴ４で、第２位置から、出力端子１８ｃと、第２入力端子１８ｂとを接続する第３位置に切り替えるように設定されている。
これにより、第２切替スイッチ１８は、第２増幅器１７から与えられる差動信号の内、ネガティブ信号を選択し、タイミングＴ４におけるサンプル信号Ｓ４の符号を反転させた信号をＱ信号として出力する。
【００７８】
このように、第２切替スイッチ１８は、データ搬送波が極大点となるときには第１位置に切り替えられ、極小点となるときには第３位置に切り替えられるように設定されている。このため、第２切替スイッチ１８は、第２Ｓ／Ｈ回路１６がサンプリングを行う毎に、第１位置と第３位置とを交互に切り替えるように動作する。
【００７９】
第２Ｓ／Ｈ回路１６は、タイミングＴ４から、次に動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングまでの間、サンプル信号Ｓ４を第２切替スイッチ１８に与える。
よって、第２切替スイッチ１８は、タイミングＴ４から、次に動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングまで第３位置を維持し、動作クロックがＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がるタイミングで第２位置に切り替える。
【００８０】
タイミングＴ５での復調装置４によるサンプリングは、タイミングＴ１の場合と同様であり、第１切替スイッチ８は、タイミングＴ５におけるサンプル信号Ｓ５をＩ信号として出力する。
また、タイミングＴ６での復調装置４によるサンプリングは、タイミングＴ２の場合と同様であり、第２切替スイッチ１８は、タイミングＴ６におけるサンプル信号Ｓ６をＱ信号として出力する。
【００８１】
以上のように第１切替スイッチ８は、タイミングＴ１においては、サンプル信号Ｓ１を出力し、タイミングＴ３においては、サンプル信号Ｓ３の符号を反転させた信号を出力し、タイミングＴ５においては、サンプル信号Ｓ５を出力する。これにより、第１切替スイッチ８は、Ｉ信号をタイミングＴ１、Ｔ３、及びＴ５で離散的に出力する。
また、第２切替スイッチ１８は、タイミングＴ２においては、サンプル信号Ｓ２を出力し、タイミングＴ４においては、サンプル信号Ｓ４の符号を反転させた信号を出力し、タイミングＴ６においては、サンプル信号Ｓ６を出力する。これにより、第２切替スイッチ１８は、Ｑ信号をタイミングＴ２、Ｔ４、及びＴ６で離散的に出力する。
【００８２】
各サンプル信号Ｓ１〜Ｓ６は、Ｉ信号成分及びＱ信号成分を復元可能な周波数でサンプリングされた信号である。
よって、生成部９は、サンプリングを行う各タイミングごとに、交互にＩ信号及びＱ信号を離散的に出力し、信号成分としてのＩ信号及びＱ信号を生成することができる。
これにより、復調装置４は直交変調信号を復調することができる。
【００８３】
〔効果について〕
本実施形態の復調装置４は、無線搬送波周波数の直交変調信号に含まれるＩ信号成分及びＱ信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、無線搬送波周波数の直交変調信号をダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を表すサンプル信号を取得する取得部５と、前記サンプル値に基づいてＩ信号及びＱ信号を生成する生成部９とを備えているので、無線搬送波周波数に周波数変換された直交変調信号を復調する際に無線搬送波周波数の信号を乗算する必要がない。さらに、Ｉ信号成分及びＱ信号成分を復元可能なサンプリング周波数でダイレクトサンプリングを行うので、サンプリング周波数を高く設定する必要もない。この結果、より低い周波数領域の処理で直交変調信号の復調を行うことができる。
【００８４】
このため、本実施形態の復調装置４によれば、装置としての構成を簡易にできるとともに、比較的低い周波数の処理が可能な装置を用いることで低コスト化を図ることができる。
【００８５】
また、本実施形態では、取得部５のサンプリング周波数は、直交変調信号の周波数帯域幅を示すデータ搬送波及びデータ搬送波の周波数の４倍でかつ直交変調信号の無線搬送波周波数よりも低いので、無線搬送波周波数の直交変調信号から確実にＩ信号と、Ｑ信号を取得することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、取得部５は、無線搬送波周波数の直交変調信号に含まれるＩ信号信号成分及びＱ信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、無線搬送波周波数の直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を表すサンプル信号を取得する第１Ｓ／Ｈ回路６（第１取得部）と、無線搬送波周波数の直交変調信号に含まれるＩ信号信号成分及びＱ信号成分を復元可能なサンプリング周波数で、無線搬送波周波数の直交変調信号に対してダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を表すサンプル信号を取得する第２Ｓ／Ｈ回路１６（第２取得部）と、を含み、第１Ｓ／Ｈ回路６と第２Ｓ／Ｈ回路１６のサンプリング周波数は直交変調信号の周波数帯域幅の２倍に設定され、第１Ｓ／Ｈ回路６と第２Ｓ／Ｈ回路１６とが互いに異なる位相でサンプリングするように構成されている。
【００８７】
これにより、取得部５は、直交変調信号の周波数帯域幅の４倍のサンプリング周波数でサンプリングすることができ、第１Ｓ／Ｈ回路６は、Ｉ信号のサンプル値を取得し、第２Ｓ／Ｈ回路１６は、Ｑ信号のサンプル値を取得する。
よって、取得部５は、Ｉ信号のサンプル値を表すサンプル信号と、Ｑ信号のサンプル値を表すサンプル信号とを分けて生成部９に出力することができる。
【００８８】
なお、本実施形態では、取得部５の第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６のサンプリング周波数を直交変調信号の周波数帯域幅の２倍に設定したが、直交変調信号の無線搬送波周波数よりも低い値の範囲内であれば、より高い値に設定してもよい。
【００８９】
〔第２実施形態について〕
図５は、第２実施形態に係る復調装置４を示すブロック図である。
本実施形態の復調装置４は、取得部５が一つのサンプルアンドホールド回路３０により構成されている点、生成部９が一つの増幅器３１を備えるとともに増幅器３１の後段に２つのスイッチ４１、４２を備えている点で第１実施形態と相違している。
【００９０】
本実施形態のサンプルアンドホールド回路３０（以下、Ｓ／Ｈ回路３０ともいう）は、サンプルスイッチ３５と、容量素子３６とを備えており、第１実施形態の第１Ｓ／Ｈ回路６及び第２Ｓ／Ｈ回路１６と同様の構成である。
【００９１】
よって、Ｓ／Ｈ回路３０は、アンテナ２から与えられる無線搬送波周波数の直交変調信号をダイレクトサンプリングすることによってサンプル値を取得し、無線搬送波周波数よりも低い周波数であるＩ信号成分及びＱ信号成分を抽出する。
【００９２】
Ｓ／Ｈ回路３０のサンプルスイッチ３５は、クロック供給部１９から与えられる動作クロックに基づいてスイッチング動作を行う。
ここで、本実施形態のクロック供給部１９は、Ｓ／Ｈ回路３０のサンプリング周波数が、直交変調信号の周波数帯域幅の４倍となりかつ直交変調信号の無線搬送波周波数よりも低い値となるように、動作クロックの周波数ｆｓが設定されている。
【００９３】
本実施形態のＳ／Ｈ回路３０は、サンプリング周波数が直交変調信号の周波数帯域幅の４倍に設定されている。よって、ダイレクトサンプリングによってＳ／Ｈ回路３０が取得するサンプル値には、Ｉ信号を表すサンプル値とＱ信号を表すサンプル値の両方が含まれている。
取得部５のＳ／Ｈ回路３０は、取得したサンプル値を表すサンプル信号を生成部９に与える。
【００９４】
生成部９は、上述のように、増幅器３１と、増幅器３１に接続された前段スイッチ４１と、前段スイッチ４１の後段に接続された後段スイッチ４２とを備えている。
増幅器３１は、第１実施形態の第１増幅器７や第２増幅器１７と同様、Ｓ／Ｈ回路３０から与えられたサンプル信号を増幅し、ポジティブ信号とネガティブ信号とからなる差動信号を前段スイッチ４１に与える。
【００９５】
増幅器３１は、増幅したサンプル信号をポジティブ信号として前段スイッチ４１に与え、増幅しかつ反転されたサンプル信号をネガティブ信号として前段スイッチ４１に与える。
【００９６】
前段スイッチ４１は、増幅器３１からポジティブ信号が与えられる第１入力端子４１ａと、増幅器３１からネガティブ信号が与えられる第２入力端子４１ｂと、出力端子４１ｃとを備えている。前段スイッチ４１は、出力端子４１ｃと、第１入力端子４１ａとを接続する位置、及び出力端子４１ｃと第２入力端子４１ｂとを接続する位置のいずれかの位置に切り替える切替動作を行う。なお、出力端子４１ｃと、第１入力端子４１ａとを接続する位置を「０」位置、出力端子４１ｃと第２入力端子４１ｂとを接続する位置を「１」位置ともいう。
【００９７】
よって、前段スイッチ４１は、第１実施形態の第１切替スイッチ８と同様、切替動作を行うことで、増幅器３１から与えられるサンプル信号又は反転されたサンプル信号のいずれかを選択的に出力端子４１ｃから出力する。つまり前段スイッチ４１は、サンプル信号又は反転されたサンプル信号のいずれかを選択することで、サンプル信号が正符号を採るのか負符号を採るのかに応じて出力すべきサンプル信号の正負符号を調整している。
【００９８】
前段スイッチ４１は、正負符号が調整されたサンプル信号を後段スイッチ４２に与える。
後段スイッチ４２は、前段スイッチ４１からサンプル信号が与えられる入力端子４２ｃと、第１出力端子４２ａと、第２出力端子４２ｂとを備えている。後段スイッチ４２は、入力端子４２ｃと、第１出力端子４２ａとを接続する位置、及び入力端子４２ｃと、第２出力端子４２ｂとを接続する位置のいずれかの位置に切り替える切替動作を行う。なお、入力端子４２ｃと、第１出力端子４２ａとを接続する位置を「０」位置、入力端子４２ｃと第２出力端子４２ｂとを接続する位置を「１」位置ともいう。
【００９９】
後段スイッチ４２は、第１出力端子４２ａからＩ信号、第２出力端子４２ｂからＱ信号がそれぞれ出力されるように切替動作を行う。つまり、後段スイッチ４２は、切替動作によって、前段スイッチ４１から与えられるサンプル信号をＩ信号又はＱ信号のいずれかに分けて出力する。
【０１００】
なお、前段スイッチ４１及び後段スイッチ４２には、Ｓ／Ｈ回路３０と同様、クロック供給部１９から動作クロックが与えられる。
前段スイッチ４１及び後段スイッチ４２は、クロック供給部１９からの動作クロックに基づいて切替動作を行う。よって、前段スイッチ４１及び後段スイッチ４２は、Ｓ／Ｈ回路３０のスイッチング動作に同期して切替動作を行う。
【０１０１】
以上のように、生成部９は、Ｓ／Ｈ回路３０から与えられるサンプル信号に基づいてＩ信号及びＱ信号を出力する。
【０１０２】
次に、本実施形態の復調装置４が、図４（ａ）中の無線搬送波周波数の直交変調信号に対して、タイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、及びＴ６でサンプリングし、当該直交変調信号を復調する際の処理について説明する。
【０１０３】
本実施形態の復調装置４のＳ／Ｈ回路３０は、各タイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、及びＴ６でサンプリングを行う。
このため、Ｓ／Ｈ回路３０に与えられる動作クロックは、図６に示すように、ＨｉレベルからＬｏレベルに移行するタイミングが各タイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、及びＴ６となるように設定される。
【０１０４】
よって、Ｓ／Ｈ回路３０のサンプリング周波数は、データ搬送波及びデータ搬送波の周波数である直交変調信号の周波数帯域幅に対して４倍となるように設定されている。
このため、Ｓ／Ｈ回路３０は、Ｉ信号成分及びＱ信号成分を復元するために必要なサンプル数のサンプリング値を取得することができる。
Ｓ／Ｈ回路３０は、データ搬送波を変調したＩ信号成分及びＱ信号成分の両方を復元可能なサンプリング周波数に設定されている。
【０１０５】
例えば、本実施形態において、図４（ａ）に示す直交変調信号の周波数（無線搬送波周波数）が１ＧＨｚ、直交変調信号の周波数帯域幅（データ搬送波の周波数）が、無線搬送波周波数よりも低い値である１０ＭＨｚであるとすると、Ｓ／Ｈ回路３０のサンプリング周波数は４０ＭＨｚに設定される。
【０１０６】
図７は、図４中の各タイミングにおける、前段スイッチ４１及び後段スイッチ４２の切替位置を示す図である。前段スイッチ４１及び後段スイッチ４２は、４パターンの切替位置の設定があり、タイミングＴ１からタイミングＴ４までの４パターンの設定を順次繰り返すように設定されている。
【０１０７】
まず、タイミングＴ１での復調装置４によるサンプリングについて説明する。
図４を参照して、上述のように、直交変調信号におけるタイミングＴ１には、Ｉ信号が含まれており、Ｑ信号は含まれていない。よって、Ｓ／Ｈ回路３０は、タイミングＴ１においてサンプリングすると、Ｉ信号を表すサンプル値をサンプリングすることができる。
【０１０８】
Ｓ／Ｈ回路３０がタイミングＴ１でサンプリングしたサンプル値を表すサンプル信号Ｓ１は、増幅器３１を通じて前段スイッチ４１に与えられる。
タイミングＴ１において、Ｉ信号のデータ搬送波は極大点なので、タイミングＴ１でのサンプル値は正符号を採る。このため、前段スイッチ４１は、タイミングＴ１で、第１入力端子４１ａと、出力端子４１ｃとを接続する「０」位置に切り替えるように設定されている（図７）。
これにより、前段スイッチ４１は、増幅器３１から与えられる差動信号の内、ポジティブ信号を選択し、タイミングＴ１におけるサンプル信号Ｓ１を後段スイッチ４２に与える。
【０１０９】
後段スイッチ４２は、タイミングＴ１で、入力端子４２ｃと、第１出力端子４２ａとを接続する「０」位置に切り替えるように設定されている（図７）。
よって、タイミングＴ１におけるサンプル信号Ｓ１は、後段スイッチ４２の第１出力端子４２ａから出力される。
なお、このサンプル信号Ｓ１は、上述のようにＩ信号をサンプリングしたものである。
よって、後段スイッチ４２は、タイミングＴ１におけるサンプル信号Ｓ１をＩ信号として出力する。
【０１１０】
次に、タイミングＴ２での復調装置４によるサンプリングについて説明する。
直交変調信号におけるタイミングＴ２には、Ｉ信号は含まれておらず、Ｑ信号が含まれている。よって、Ｓ／Ｈ回路３０は、タイミングＴ２においてサンプリングすると、Ｑ信号を表すサンプル値をサンプリングすることができる。
【０１１１】
Ｓ／Ｈ回路３０がタイミングＴ２でサンプリングしたサンプル値を表すサンプル信号Ｓ２は、増幅器３１を通じて前段スイッチ４１に与えられる。
タイミングＴ２において、Ｑ信号のデータ搬送波は極大点なので、タイミングＴ２でのサンプル値は正符号を採る。このため、前段スイッチ４１は、タイミングＴ２で、「０」位置に切り替えるように設定されている（図７）。
これにより、前段スイッチ４１は、増幅器３１から与えられる差動信号の内、ポジティブ信号を選択し、タイミングＴ２におけるサンプル信号Ｓ２を後段スイッチ４２に与える。
【０１１２】
後段スイッチ４２は、タイミングＴ２で、入力端子４２ｃと、第２出力端子４２ｂとを接続する「１」位置に切り替えるように設定されている（図７）。
よって、タイミングＴ２におけるサンプル信号Ｓ２は、第２出力端子４２ｂから出力される。
なお、このサンプル信号Ｓ２は、上述のようにＱ信号をサンプリングしたものである。
よって、後段スイッチ４２は、タイミングＴ２におけるサンプル信号Ｓ２をＱ信号として出力する。
【０１１３】
次に、タイミングＴ３での復調装置４によるサンプリングについて説明する。
直交変調信号におけるタイミングＴ３には、Ｉ信号が含まれており、Ｑ信号は含まれていない。よって、Ｓ／Ｈ回路３０は、タイミングＴ３においてサンプリングすると、Ｉ信号を表すサンプル値をサンプリングすることができる。
【０１１４】
Ｓ／Ｈ回路３０がタイミングＴ３でサンプリングしたサンプル値を表すサンプル信号Ｓ３は、増幅器３１を通じて前段スイッチ４１に与えられる。
タイミングＴ３において、Ｉ信号のデータ搬送波は極小点なので、タイミングＴ３でのサンプル値は負符号を採る。このため、前段スイッチ４１は、タイミングＴ３で、第２入力端子４１ｂと、出力端子４１ｃとを接続する「１」位置に切り替えるように設定されている（図７）。
これにより、前段スイッチ４１は、増幅器３１から与えられる差動信号の内、ネガティブ信号を選択し、タイミングＴ３におけるサンプル信号Ｓ３の符号を反転させた信号を後段スイッチ４２に与える。
【０１１５】
後段スイッチ４２は、タイミングＴ３で、「０」位置に切り替えるように設定されている（図７）。
よって、タイミングＴ３におけるサンプル信号Ｓ３は、後段スイッチ４２の第１出力端子４２ａから出力される。
なお、このサンプル信号Ｓ３は、上述のようにＩ信号をサンプリングしたものである。
よって、後段スイッチ４２は、タイミングＴ３におけるサンプル信号Ｓ３の符号を反転させた信号をＩ信号として出力する。
【０１１６】
次に、タイミングＴ４での復調装置４によるサンプリングについて説明する。
直交変調信号におけるタイミングＴ４には、Ｉ信号は含まれておらず、Ｑ信号が含まれている。よって、Ｓ／Ｈ回路３０は、タイミングＴ４においてサンプリングすると、Ｑ信号を表すサンプル値をサンプリングすることができる。
【０１１７】
Ｓ／Ｈ回路３０がタイミングＴ４でサンプリングしたサンプル値を表すサンプル信号Ｓ４は、増幅器３１を通じて前段スイッチ４１に与えられる。
タイミングＴ４において、Ｑ信号のデータ搬送波は極小点なので、タイミングＴ４でのサンプル値は負符号を採る。このため、前段スイッチ４１は、タイミングＴ４で、第２入力端子４１ｂと、出力端子４１ｃとを接続する「１」位置に切り替えるように設定されている（図７）。
これにより、前段スイッチ４１は、増幅器３１から与えられる差動信号の内、ネガティブ信号を選択し、タイミングＴ４におけるサンプル信号Ｓ４の符号を反転させた信号を後段スイッチ４２に与える。
【０１１８】
後段スイッチ４２は、タイミングＴ４で、「１」位置に切り替えるように設定されている（図７）。
よって、タイミングＴ４におけるサンプル信号Ｓ４は、後段スイッチ４２の第２出力端子４２ｂから出力される。
なお、このサンプル信号Ｓ４は、上述のようにＱ信号をサンプリングしたものである。
よって、後段スイッチ４２は、タイミングＴ４におけるサンプル信号Ｓ４の符号を反転させた信号をＱ信号として出力する。
【０１１９】
タイミングＴ５での復調装置４によるサンプリングは、タイミングＴ１の場合と同様の設定で行われる。
以降、復調装置４は、タイミングＴ１からタイミングＴ４までの４パターンの設定を順次繰り返すことで処理を行う。
【０１２０】
以上のように、復調装置４の取得部５は、サンプリング周波数が、直交変調信号の周波数帯域幅の４倍に設定されているので、ダイレクトサンプリングを行う各タイミングごとに、Ｉ信号のサンプル値と、Ｑ信号のサンプル値とを交互に取得する。
【０１２１】
よって、生成部９には、取得部５がダイレクトサンプリングを行う各タイミングごとにＩ信号のサンプル値を表すサンプル信号とＱ信号のサンプル値を表すサンプル信号とが交互に与えられる。後段スイッチ４２は、取得部５がダイレクトサンプリングを行う各タイミングごとにサンプル信号を出力する端子を切り替えることで、交互に与えられるＩ信号及びＱ信号について、Ｉ信号を第１出力端子４２ａに与え、Ｑ信号を第２出力端子４２ｂに与えることができ、Ｉ信号とＱ信号とを互いに異なる出力端子に分けて出力することができる。
【０１２２】
このように、生成部９は、取得部５が取得するサンプル値を表すサンプル信号を交互にＩ信号及びＱ信号のいずれかとするように構成されている。
生成部９は、交互にＩ信号及びＱ信号を離散的に出力し、信号成分としてのＩ信号及びＱ信号を生成することができる。
これにより、復調装置４は直交変調信号を復調することができる。
【０１２３】
以上のように本実施形態の復調装置４によれば、取得部５のサンプリング周波数が、直交変調信号の周波数帯域幅の４倍に設定されているので、Ｉ信号のサンプル値と、Ｑ信号のサンプル値とを交互に取得する。よって、生成部９は、取得部５が取得するサンプル値を表すサンプル信号を、ダイレクトサンプリングを行う各タイミングごとに交互に分けるだけで同相信号と直交信号とを生成することができる。
【０１２４】
なお、本実施形態では、取得部５のＳ／Ｈ回路３０のサンプリング周波数を直交変調信号の周波数帯域幅の４倍に設定したが、直交変調信号の無線搬送波周波数よりも低い値の範囲内であれば、より高い値に設定してもよい。
【０１２５】
〔その他〕
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２６】
１  受信部
２  アンテナ
３  低雑音増幅器
４  復調装置
５  取得部
６  第１サンプルアンドホールド回路
７  第１増幅器
８  第１切替スイッチ
８ａ  第１入力端子
８ｂ  第２入力端子
８ｃ  出力端子
９  生成部
１０  サンプルスイッチ
１１  入力端
１２  線路
１３  分岐路
１４  容量素子
１６  第２サンプルアンドホールド回路
１７  第２増幅器
１８  第２切替スイッチ
１８ａ  第１入力端子
１８ｂ  第２入力端子
１８ｃ  出力端子
１９  クロック供給部
２０  サンプルスイッチ
２４  容量素子
２５  移相器
３０  サンプルアンドホールド回路
３１  増幅器
３５  サンプルスイッチ
３６  容量素子
４１  前段スイッチ
４１ａ  第１入力端子
４１ｂ  第２入力端子
４１ｃ  出力端子
４２  後段スイッチ
４２ａ  第１出力端子
４２ｂ  第２出力端子
４２ｃ  入力端子
【図１】
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【図２】
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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３】
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