(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の局部信号源と、第１および第２のイメージリジェクションミキサと、復調回路と、送信アンプを備え、受信時には前記第１の局部信号源は受信信号の希望チャンネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低いまたは高い周波数に設定され、前記第１のイメージリジェクションミキサに前記受信信号と前記第１の局部信号源の出力を入力し前記受信信号成分のうち前記第１の局部信号源周波数より低いまたは高い周波数成分を抑圧し前記受信信号のうち前記第１の局部信号源周波数より高いまたは低い周波数成分を第１の中間周波数信号に変換して出力し、前記第２の局部信号源は前記チャネル周波数間隔と同じ周波数の信号を出力し、第２のイメージリジェクションミキサに前記第１の中間周波数信号と前記第２の局部信号源の出力を入力し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より高い周波数成分を抑圧し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より低い周波数成分を第２の中間周波数信号に変換し、前記復調回路に前記第２の中間周波数信号を入力して復調を行い、送信時には前記第１の局部信号源は送信チャネル周波数に設定され、前記第１の局部信号源の出力を前記送信アンプで増幅する送受信機。
【請求項２】
第１の局部信号源は基準信号源と電圧制御発振器を備えたＰＬＬ周波数シンセサイザから成り、送信時と受信時で前記基準信号源の発振負荷容量を可変することにより前記第１の局部信号源の出力周波数をチャネル周波数間隔の概ね２分の１だけ変化させる前記請求項１記載の送受信機。
【請求項３】
第１の局部信号源は基準信号源と電圧制御発振器と分周器を備えたＰＬＬ周波数シンセサイザから成り、前記分周器の分周数が分数の値をとることにより前記第１の局部信号源の出力周波数をチャネル周波数間隔の概ね２分の１だけ変化させる前記請求項１記載の送受信機。
【請求項４】
第１および第２の局部信号源と、第１、第２および第３のイメージリジェクションミキサと、復調回路と、送信アンプを備え、受信時には前記第１の局部信号源は受信信号の希望チャンネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低いまたは高い周波数に設定され、前記第１のイメージリジェクションミキサに前記受信信号と前記第１の局部信号源の出力を入力し前記受信信号成分のうち前記第１の局部信号源周波数より低いまたは高い周波数成分を抑圧し前記受信信号のうち前記第１の局部信号源周波数より高いまたは低い周波数成分を第１の中間周波数信号に変換して出力し、前記第２の局部信号源は前記チャネル周波数間隔と同じ周波数の信号を出力し、第２のイメージリジェクションミキサに前記第１の中間周波数信号と前記第２の局部信号源の出力を入力し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より高い周波数成分を抑圧し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より低い周波数成分を第２の中間周波数信号に変換し、前記復調回路に前記第２の中間周波数信号を入力して復調を行い、送信時には前記第１の局部信号源は送信チャンネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低いまたは高い周波数に設定され、前記第２の局部信号源は前記チャネル周波数間隔の２分の１の周波数の信号を出力し、前記第３のイメージリジェクションミキサに前記第１および第２の局部信号源の出力を入力し前記第１および第２の局部信号源周波数の差の周波数成分または和の周波数成分を減衰し前記第１および第２の局部信号源周波数の和の周波数成分または差の周波数成分を出力し、前記第３のイメージリジェクションミキサの出力を前記送信アンプで増幅する送受信機。
【請求項５】
第１、第２および第３の局部信号源と、第１、第２および第３のイメージリジェクションミキサと、復調回路と、送信アンプを備え、前記第１の局部信号源は受信信号の受信チャンネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低いまたは高い周波数に設定され、受信時には前記第１のイメージリジェクションミキサに前記受信信号と前記第１の局部信号源の出力を入力し前記受信信号成分のうち前記第１の局部信号源周波数より低いまたは高い周波数成分を抑圧し前記受信信号のうち前記第１の局部信号源周波数より高いまたは低い周波数成分を第１の中間周波数信号に変換して出力し、前記第２の局部信号源は前記チャネル周波数間隔と同じ周波数の信号を出力し、第２のイメージリジェクションミキサに前記第１の中間周波数信号と前記第２の局部信号源の出力を入力し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より高い周波数成分を抑圧し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より低い周波数成分を第２の中間周波数信号に変換し、前記復調回路に前記第２の中間周波数信号を入力して復調を行い、送信時には、前記第３の局部信号源が前記受信チャネル周波数と送信チャネル周波数の差の周波数に前記チャネル周波数間隔の２分の１の周波数を加えた又は差し引いた周波数の信号を出力し、前記第３のイメージリジェクションミキサに前記第１および第３の局部信号源の出力を入力し前記第１および第３の局部信号源周波数の差の周波数成分または和の周波数成分を減衰し前記第１および第３の局部信号源周波数の和の周波数成分または差の周波数成分を出力し、前記第３のイメージリジェクションミキサの出力を前記送信アンプで増幅する送受信機。
【請求項６】
第１のイメージリジェクションミキサの前段に受信信号を前記受信信号周波数より低い周波数である前置周波数信号に変換する前置ミキサを備え、前記受信信号の代りに前期前置周波数信号を前記第１のイメージリジェクションミキサに入力する前記請求項１から５のいずれか一項に記載の送受信機。
【請求項７】
第１の局部信号源は基準信号源と電圧制御発振器を備えたＰＬＬシンセサイザから成り、前記基準信号源の出力を分周して第２の局部信号源の周波数を得る前記前記請求項１から６のいずれか一項に記載の送受信機。
【請求項８】
第１の局部信号源は基準信号源と電圧制御発振器を備えたＰＬＬシンセサイザから成り、前記基準信号源の出力を第３の局部信号源として用い、前記基準信号源の出力を分周して第２の局部信号源の周波数を得る前記前記請求項５または６に記載の送受信機。
【請求項９】
前置局部信号源は基準信号源と電圧制御発振器を備えたＰＬＬシンセサイザから成り、前記基準信号源の出力を第１の局部信号源として用い、前記基準信号源の出力を分周して第２の局部信号源の周波数を得ると共に、前記前置局部信号源の出力と前記基準信号源の出力をミキシングして送信チャネル周波数信号を出力するミキサを備え、第１の局部信号源信号の替わりに前記ミキサの出力を送信アンプに入力する前記請求項６に記載の送受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてコードレスリモコン、ページャ、コードレス電話、携帯電話等の無線通信機器に用いられる送受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の送受信機について図面を参照しながら説明する。図９は、従来の送受信機の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図９において、３は第１の局部信号源、４は第２の局部信号源、６は送信アンプ、７はアンテナ、８はアンテナスイッチ、９は受信アンプ、１０は復調データ出力端子、１６は高周波フィルタ、２４はミキサ、５１は第１のミキサ、５２は第２のミキサ、５３は中間周波数フィルタ、５４はチャネル選択フィルタである。図８の送受信機の受信系はダブルスーパーヘテロダイン方式の構成である。
【０００４】
まず受信動作について説明する。アンテナに入力した受信信号は、高周波フィルタ１６に入力され不要周波数成分を除去される。ここで、第１のミキサ５１で周波数変換するときのイメージ周波数成分が除去される。高周波フィルタ１６の出力は、受信アンプ９で増幅される。受信アンプ９の出力と第１の局部信号源３の出力が第１のミキサ５１でミキシングされ、第１の中間周波数信号に変換される。第１の中間周波数信号は、中間周波数フィルタ５３で第２のミキサ５２でのミキシング時のイメージ周波数成分が除去される。中間周波数フィルタ５３の出力と第２の局部信号源４の出力が第２のミキサ５２でミキシングされ、第２の中間周波数信号に変換される。第２の中間周波数信号は、チャネル選択フィルタ５４に入力され、受信チャネル成分以外の不要な成分が除去される。ここでチャネル選択フィルタ５４には、セラミックフィルタや水晶フィルタなどの受動素子や、トランジスタなどの能動素子を用いて構成したｇ−ｍｃフィルタなどが用いられる。チャネル選択フィルタ５４の出力が復調回路５に入力され、復調出力が復調データ出力端子１０より出力される。
【０００５】
次に送信動作について説明する。第１の局部信号源３に変調が加えられる。ここでは２値ＦＳＫ信号が第１の第１の局部信号源３から出力され、送信アンプ６で増幅される。送信アンプ６の出力はアンテナスイッチ８を経由してアンテナ７から放射される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の送受信機では、小型化や省電力化に問題があった。すなわち、セラミックフィルタや水晶フィルタなど受動素子のフィルタでは、集積化が困難であるため小型化が難しかった。また、能動素子を用いてｇ―ｍｃフィルタなどを構成した場合、急峻で減衰量の大きなフィルタ特性を実現するためには消費電流が大きくなるという問題があった。また、素子数が多くなり、半導体ＩＣに集積化しても、チップサイズが大きくなり、コストが高くなる要因となっていた。
【０００７】
また、受信時と送信時で第１の局部信号源の周波数を大きく変化させる必要があり、１つの局部発振器で受信と送信に必要な周波数を得ることが困難であった。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決することで、小型で低消費電力な送受信機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の送受信機は、第１および第２の局部信号源と、第１および第２のイメージリジェクションミキサと、復調回路と、送信アンプを備え、受信時には前記第１の局部信号源は受信信号の希望チャンネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低いまたは高い周波数に設定され、前記第１のイメージリジェクションミキサに前記受信信号と前記第１の局部信号源の出力を入力し前記受信信号成分のうち前記第１の局部信号源周波数より低いまたは高い周波数成分を抑圧し前記受信信号のうち前記第１の局部信号源周波数より高いまたは低い周波数成分を第１の中間周波数信号に変換して出力し、前記第２の局部信号源は前記チャネル周波数間隔と同じ周波数の信号を出力し、第２のイメージリジェクションミキサに前記第１の中間周波数信号と前記第２の局部信号源の出力を入力し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より高い周波数成分を抑圧し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より低い周波数成分を第２の中間周波数信号に変換し、前記復調回路に前記第２の中間周波数信号を入力して復調を行い、送信時には前記第１の局部信号源は送信チャネル周波数に設定され、前記第１の局部信号源の出力を前記送信アンプで増幅するものである。
【００１０】
これによって、大幅に回路規模を低減することができ、消費電流が低減できる。また、半導体ＩＣで構成した場合にチップサイズを小さくすることができるため低コスト化を実現できる。また、第１の局部信号源の周波数変化が小さいため、１つの局部信号源で容易に実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、第１および第２の局部信号源と、第１および第２のイメージリジェクションミキサと、復調回路と、送信アンプを備え、受信時には前記第１の局部信号源は受信信号の希望チャンネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低いまたは高い周波数に設定され、前記第１のイメージリジェクションミキサに前記受信信号と前記第１の局部信号源の出力を入力し前記受信信号成分のうち前記第１の局部信号源周波数より低いまたは高い周波数成分を抑圧し前記受信信号のうち前記第１の局部信号源周波数より高いまたは低い周波数成分を第１の中間周波数信号に変換して出力し、前記第２の局部信号源は前記チャネル周波数間隔と同じ周波数の信号を出力し、第２のイメージリジェクションミキサに前記第１の中間周波数信号と前記第２の局部信号源の出力を入力し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より高い周波数成分を抑圧し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より低い周波数成分を第２の中間周波数信号に変換し、前記復調回路に前記第２の中間周波数信号を入力して復調を行い、送信時には前記第１の局部信号源は送信チャネル周波数に設定され、前記第１の局部信号源の出力を前記送信アンプで増幅する送受信機である。そして、２段に構成したイメージリジェクションミキサでそれぞれ希望チャネル周波数の低域側と高域側の信号成分を抑圧することでチャネル選択フィルタを実現しているので、大幅に回路規模を低減することができ、消費電流が低減できる。また、半導体ＩＣで構成した場合にチップサイズを小さくすることができるため低コスト化を実現できる。また、受信と送信で第１の局部信号源の周波数はほとんど変化しないため、局部信号源を容易に実現できる。
【００１２】
また請求項２記載の発明は、第１の局部信号源は基準信号源と電圧制御発振器を備えたＰＬＬ周波数シンセサイザから成り、送信時と受信時で前記基準信号源の発振負荷容量を可変することにより前記第１の局部信号源の出力周波数をチャネル周波数間隔の概ね２分の１だけ変化させる送受信機である。そして、受信と送信でチャネル周波数間隔の２分の１の周波数変化を行う操作を簡単な回路で実現できるため、小型にかつ低コストで送受信機を構成できる。
【００１３】
また請求項３記載の発明は、第１の局部信号源は基準信号源と電圧制御発振器と分周器を備えたＰＬＬ周波数シンセサイザから成り、前記分周器の分周数が分数の値をとることにより前記第１の局部信号源の出力周波数をチャネル周波数間隔の概ね２分の１だけ変化させる送受信機である。そして、分周器の分周数が分数であり、第１の局部信号源の周波数を細かく設定できるため、チャネル周波数間隔の２分の１の周波数変化を容易に実現でき、回路規模を小さくできる。
【００１４】
また請求項４記載の発明は、第１および第２の局部信号源と、第１、第２および第３のイメージリジェクションミキサと、復調回路と、送信アンプを備え、受信時には前記第１の局部信号源は受信信号の希望チャンネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低いまたは高い周波数に設定され、前記第１のイメージリジェクションミキサに前記受信信号と前記第１の局部信号源の出力を入力し前記受信信号成分のうち前記第１の局部信号源周波数より低いまたは高い周波数成分を抑圧し前記受信信号のうち前記第１の局部信号源周波数より高いまたは低い周波数成分を第１の中間周波数信号に変換して出力し、前記第２の局部信号源は前記チャネル周波数間隔と同じ周波数の信号を出力し、第２のイメージリジェクションミキサに前記第１の中間周波数信号と前記第２の局部信号源の出力を入力し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より高い周波数成分を抑圧し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より低い周波数成分を第２の中間周波数信号に変換し、前記復調回路に前記第２の中間周波数信号を入力して復調を行い、送信時には前記第１の局部信号源は送信チャンネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低いまたは高い周波数に設定され、前記第２の局部信号源は前記チャネル周波数間隔の２分の１の周波数の信号を出力し、前記第３のイメージリジェクションミキサに前記第１および第２の局部信号源の出力を入力し前記第１および第２の局部信号源周波数の差の周波数成分または和の周波数成分を減衰し前記第１および第２の局部信号源周波数の和の周波数成分または差の周波数成分を出力し、前記第３のイメージリジェクションミキサの出力を前記送信アンプで増幅する送受信機である。そして、受信と送信で第１の局部周信号源の周波数を変える必要がなく、チャネル周波数間隔の２分の１の周波数変化が不要なため第１の局部信号源の構成を簡素化できる。
【００１５】
また請求項５記載の発明は、第１、第２および第３の局部信号源と、第１、第２および第３のイメージリジェクションミキサと、復調回路と、送信アンプを備え、前記第１の局部信号源は受信信号の受信チャンネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低いまたは高い周波数に設定され、受信は前記第１のイメージリジェクションミキサに前記受信信号と前記第１の局部信号源の出力を入力し前記受信信号成分のうち前記第１の局部信号源周波数より低いまたは高い周波数成分を抑圧し前記受信信号のうち前記第１の局部信号源周波数より高いまたは低い周波数成分を第１の中間周波数信号に変換して出力し、前記第２の局部信号源は前記チャネル周波数間隔と同じ周波数の信号を出力し、第２のイメージリジェクションミキサに前記第１の中間周波数信号と前記第２の局部信号源の出力を入力し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より高い周波数成分を抑圧し前記第１の中間周波数信号のうち前記第２の局部信号源周波数より低い周波数成分を第２の中間周波数信号に変換し、前記復調回路に前記第２の中間周波数信号を入力して復調を行い、送信は、前記第３の局部信号源が前記受信チャネル周波数と送信チャネル周波数の差の周波数に前記チャネル周波数間隔の２分の１の周波数を加えた又は差し引いた周波数の信号を出力し、前記第３のイメージリジェクションミキサに前記第１および第３の局部信号源の出力を入力し前記第１および第３の局部信号源周波数の差の周波数成分または和の周波数成分を減衰し前記第１および第３の局部信号源周波数の和の周波数成分または差の周波数成分を出力し、前記第３のイメージリジェクションミキサの出力を前記送信アンプで増幅する送受信機である。そして、受信と送信で第１の局部信号源の周波数を変える必要がなく、送信用に第３の局部信号源を備えているため、受信動作と送信動作を同時に行うことができる。
【００１６】
また請求項６記載の発明は、第１のイメージリジェクションミキサの前段に受信信号を前記受信信号周波数より低い周波数である前置周波数信号に変換する前置ミキサを備え、前記受信信号の代りに前期前置周波数信号を前記第１のイメージリジェクションミキサに入力する送受信機である。そして、受信回路の前段に設けた前置ミキサで予め受信信号を低い周波数に変換しているため、イメージリジェクションミキサの精度を出しやすく、チャネル選択フィルタとしての減衰量を大きくしやすい。また、受信電流を低減することができる。
【００１７】
また請求項７記載の発明は、第１の局部信号源は水晶発振器と電圧制御発振器を備えたＰＬＬシンセサイザから成り、前記水晶発振器の出力を分周して第２の局部信号源の周波数を得る送受信機である。そして、第１の局部信号源の構成要素である水晶発振器を分周して第２の局部信号源周波数を得ているため、回路規模が小さくなり小型化と低コスト化を図ることができる。
【００１８】
また請求項８記載の発明は、第１の局部信号源は水晶発振器と電圧制御発振器を備えたＰＬＬシンセサイザから成り、前記水晶発振器の出力を第３の局部信号源として用い、前記水晶発振器の出力を分周して第２の局部信号源の周波数を得る送受信機である。第１の局部信号源の構成要素である水晶発振器の出力で第２および第３の局部信号源周波数を得ているため、回路規模が小さくなり小型化と低コスト化を図ることができる。
【００１９】
また請求項９記載の発明は、前置局部信号源は基準信号源と電圧制御発振器を備えたＰＬＬシンセサイザから成り、前記基準信号源の出力を第１の局部信号源として用い、前記基準信号源の出力を分周して第２の局部信号源の周波数を得ると共に、前記前置局部信号源の出力と前記基準信号源の出力をミキシングして送信チャネル周波数信号を出力するミキサを備え、第１の局部信号源信号の替わりに前記ミキサの出力を送信アンプに入力する送受信機である。送信と受信で第１の局部信号源の周波数を大きく変化させる必要がなく、第１の局部信号源を簡素化できるので、小型化と低コスト化が可能となる。
【００２０】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は、本発明による実施例１の送受信機の構成を示すブロック図である。また、図２は本発明の構成要素であるイメージリジェクションミキサの構成をしめすブロック図である。また、図３は、本発明の構成要素である第２のイメージリジェクションミキサの出力信号の周波数特性を示すグラフである。図１から３を用いて本実施例の送受信機について説明する。
【００２２】
図１において、１は第１のイメージリジェクションミキサ、２は第２のイメージリジェクションミキサ、３は第１の局部信号源、４は第１の局部信号源、５は復調回路、６は送信アンプ、７はアンテナ、８はアンテナスイッチ、９は受信アンプ、１０は復調データ出力端子である。
図２において、２１は受信信号入力端子、２２は中間周波数信号出力端子、２３は局部信号入力端子、２４はミキサ、２５は＋９０度移相器、２６は＋４５度移相器、２７は−４５度移相器、２８は加算器である。
【００２３】
まず、図２のイメージリジェクションミキサの動作について説明する。受信信号入力端子２１に入力された受信信号は分岐されて２つのミキサ２４に入力される。また、局部信号入力端子２３に入力された局部信号は、分岐されて前記２つのミキサ２４に入力される。ここで、局部信号入力端子２３に入力される局部信号源の周波数は、前記受信信号の希望チャンネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低く設定されている。チャネル周波数間隔は、使用する周波数帯により予め決められており、チャネルが配置される周波数間隔である。例えば、日本の４００MHz帯の小電力無線では、チャネル周波数間隔は１２．５kHzと決められている。この場合、局部信号源の周波数は、希望チャネル周波数より６．２５kHz低く設定される。以下は、この小電力無線の場合を例にして説明する。
【００２４】
２つのミキサ２４に入力される局部信号は片方の経路に＋９０度移相器２５が挿入されているため互いに９０度位相差をもっている。２つのミキサ２４でそれぞれ受信信号と局部信号がミキシングされ、変換された信号が出力される。前記変換された信号の一方は＋４５度位相器２６を経由して加算器２８に入力される。他方は−４５度位相器２７を経由して前記加算器２８に入力される。上記２信号を加算した信号が中間周波数信号出力端子２２より出力される。
【００２５】
上記の構成のイメージリジェクションミキサでは、互いに直交した局部信号が２つのミキサ２４に入力されるため、前記２つのミキサ２４の出力信号も互いに直交している。そして、＋４５度移相器２６と−４５度移相器２７により相対位相をさらに９０度回している。ここで、受信信号のうち局部信号源周波数より高い周波数の成分は、２つのミキサ２４の出力で互いに同位相となるため加算器２８で加算される。また、受信信号のうち局部信号源周波数より低い周波数の成分は、２つのミキサ２４の出力で互いに逆位相となるため加算器２８で打ち消し合い抑圧される。
【００２６】
また、上記の説明では加算器を用いたが、減算器を用いることにより抑圧する周波数を変えることができる。すなわち、減算器を用いれば、受信信号のうち局部信号源周波数より高い周波数の成分は、２つのミキサの出力で互いに同位相となるため打ち消し合い抑圧される。また、受信信号のうち局部信号源周波数より低い周波数の成分は、２つのミキサの出力で互いに逆位相となるため加算される。このように加算器または減算器を用いることで、受信信号のうち局部信号源周波数より高い周波数の成分を抑圧するか、低い周波数の成分を抑圧するかを選ぶことができる。
【００２７】
次に、図１を用いて送受信機について説明する。
【００２８】
まず受信動作について説明する。アンテナ７に入力した受信信号は、アンテナスイッチ８を経由して受信アンプ９で増幅される。受信アンプ９の出力と第１の局部信号源３の出力が第１のイメージリジェクションミキサ１に入力される。ここで、第１のイメージリジェクションミキサ１の構成は、図２に示したものである。そして、第１の局部信号源３の周波数は、希望チャネル周波数よりチャネル周波数間隔の２分の１だけ低く設定されている。そのため、第１のイメージリジェクションミキサ１の出力には、受信信号のうち第１の局部信号源周波数より高い周波数成分が第１の中間周波数信号として出力され、第１の局部信号源周波数より低い周波数成分は抑圧される。この時、第１の中間周波数信号の６．２５kHzを中心周波数として、希望チャンネルの信号成分がある。
【００２９】
そして、第１のイメージリジェクションミキサ１の出力である第１の中間周波数信号と第２の局部信号源４の出力が第２のイメージリジェクションミキサ２に入力される。ここで、第２のイメージリジェクションミキサ２は、図２に示す構成のものであるが、加算器の代わりに減算器を用いてる。第２の局部信号源４の周波数は、チャネル周波数間隔と同じ１２．５kHzに設定されている。そのため、希望チャンネルの信号成分は、再び６．２５kHzを中心とした信号である第２の中間周波数信号に変換される。そして、第１の中間周波数信号のうち第２の局部信号源周波数４より低い周波数成分が減算器で減算されて出力され、第２の局部信号源周波数４より高い周波数成分が抑圧される。
【００３０】
そして、第２のイメージリジェクションミキサ２の出力である第２の中間周波数信号が復調回路５に入力され、復調出力が復調データ出力端子１０より出力される。
【００３１】
図３に、第２のイメージリジェクションミキサ２から出力される信号振幅の周波数特性を示す。図３の横軸は周波数、縦軸は希望チャネルの出力信号振幅を基準にした各周波数の出力振幅である。図３でＡで示した帯域は、希望チャネルの帯域である。また、Ｂの帯域は、第１のイメージリジェクションミキサ１で抑圧された成分である。また、Ｃの帯域は第２のイメージリジェクションミキサ２で抑圧された成分である。このように、希望チャネル成分の両側の周波数成分が抑圧され、チャネル選択フィルタの特性となっている。
【００３２】
図３では、抑圧量は３０ｄＢとなっているが、抑圧量は、第１および第２のイメージリジェクションミキサの精度で決まる。
【００３３】
上記の実施例では、第１の局部信号源３の周波数が希望チャネル周波数より低い場合を示したが、受信周波数より高い周波数に設定する構成をとることができる。すなわち、第１の局部信号源３の周波数が、希望チャンネル周波数より、チャネル周波数間隔の２分の１だけ高く設定される。この構成では、第１のイメージリジェクションミキサ１の加算器の代わりに減算器を用いる。これにより、受信信号のうち第１の局部信号源周波数より低い周波数成分が第１の中間周波数信号として出力され、第１の局部信号源周波数より高い周波数成分は抑圧される。
【００３４】
次に送信動作について説明する。送信時は第１の局部信号源の周波数が送信チャネルの周波数に変更される。受信チャネル周波数と送信チャネル周波数が同じである無線バンドの場合について考える。受信時は第１の局部信号源３の周波数は、受信チャネル周波数より６．２５kHzだけ低く設定されていた。送信時はこれから６．２５kHz変化させて送信チャネル周波数に合わせる。
【００３５】
ここで周波数を変化させる方法を説明する。第１の局部信号源３はＰＬＬシンセサイザで構成されており、比較周波数が６．２５kHzに設定されている。そして分周数を１変更することで周波数を６．２５kHz変化させることができる。
【００３６】
第１の局部信号源３の出力は送信アンプ６で増幅され、アンテナスイッチ８を経由してアンテナ７より放射される。
【００３７】
本送受信機では以下のような特徴がある。チャネル選択フィルタを２つのイメージリジェクションミキサで構成している。ここで、従来より用いられるアクティブフィルタであるｇ−ｍｃフィルタを用いて急峻な減衰特を得るためには、高次のフィルタを構成する必要があり、回路規模が非常に大きくなる。これに対して本実施例のように、イメージリジェクションミキサを２段に構成してバンドパスフィルタの特性を得ることにより、少ない素子数で構成でき、大幅に回路規模を低減することができる。そして消費電流を低減する事が出来る。そのため、半導体ＩＣで構成した場合にチップサイズを小さくすることができるため低コスト化を実現できるというメリットがある。
【００３８】
また、受信から送信に切り替えたときに第１の局部信号源の周波数の変化が小さいことが特徴である。つまり第１の局部信号源の周波数可変範囲が小さくても良く、局部信号源の構成を簡素化できると共に、ＰＬＬシンセサイザのループゲインを下げることができるため第１の局部信号源の位相ノイズ特性を改善することができる。
【００３９】
尚、第２の局部信号源周波数はチャネルを変更しても一定である。そこで、第１の局部信号源を基準信号源である水晶発振器と電圧制御発振器を備えたＰＬＬシンセサイザで構成し、前記水晶発振器の出力を分周することにより第２の局部信号源周波数を得ることができる。このような構成をとることにより、第１の局部信号源を構成する電圧制御発振器と水晶発振器だけで本発明の送受信機を構成することができる。
【００４０】
すなわち信号源を増やすことなく送受信機が得られるので回路規模が小さくなり小型化と低コスト化を図ることができる。
【００４１】
（実施例２）
図４は、本発明の実施例２の送受信機の構成要素である第１の局部信号源の構成要素である基準信号源の構成を示すブロック図である。図４において、３１はインバータ、３２は水晶振動子、３３はダイオードスイッチ、３４は周波数可変用コンデンサ、３５はコンデンサ、３６は抵抗、３７は周波数制御端子、３８は基準信号出力端子である。
【００４２】
送受信機の全体構成は図１と同じである。本発明の特徴は、第１の局部信号源３の構成にある。すなわち、受信と送信で行う第１の局部信号源周波数の変化を周波数制御端子３７で行っている。図１の第１の基準信号源３が水晶発振器から成る基準信号源と電圧制御発振器で構成されたＰＬＬ周波数シンセサイザより構成されている。ここでＰＬＬシンセサイザの出力周波数は基準信号源の周波数で決まる。そして図４は出力周波数を変化できる基準信号源の構成を示している。
【００４３】
前記実施例１と同様に受信時には第１の局部信号源３の周波数は、希望チャネル周波数より６．２５kHzだけ低く設定される。ここで、図４の周波数制御端子３７は高電位となるように制御され、ダイオードスイッチ３３がＯＮとなる。そして周波数可変用コンデンサ３４の片方の電極が接地されるため、水晶振動子３２の負荷容量はコンデンサ３５に周波数可変用コンデンサ３４の容量を加えたものとなる。このときに第１の局部信号源３が上記の周波数すなわち希望チャネル周波数より６．２５kHzだけ低くになるように各定数が決められている。
【００４４】
そして送信時には周波数制御端子３７が低電位となるように制御され、ダイオードスイッチ３３がＯＦＦとなる。これにより周波数可変用コンデンサ３４が切り離されるため水晶振動子３２の負荷容量が小さくなり、第１の局部信号源３の周波数が６．２５kHz高くすなわち希望チャネル周波数になる。
【００４５】
このように水晶発振子３２の負荷容量をダイオードスイッチ３３により切り替えて、第１の局部信号源３の周波数を受信と送信に必要な周波数に設定する構成としているため、第１の局部信号源３の周波数変化を行う操作を簡単な回路で実現でき、小型にかつ低コストで送受信機を構成できる。
【００４６】
（実施例３）
図５は、本発明による実施例３の送受信機の構成要素である第１の局部信号源を構成するＰＬＬシンセサイザの構成を示すブロック図である。図５において、４１は水晶発振器、４２は電圧制御発振器、４３は分数分周器、４４は分周器、４５は位相比較器、４６はチャージポンプ、４７はループフィルタ、４８は電圧制御発振器出力端子である。
【００４７】
送受信機の全体構成は図１と同じである。本発明の特徴は、第１の局部信号源３を構成するＰＬＬシンセサイザにある。すなわち、図５に示すＰＬＬシンセサイザは分数分周器４３を備えている。分数分周器とは時間的に分周数を切り替えることにより、等価的に分周数が分数の値をとる分周器である。水晶発振器４１の出力を分周器４４で分周した信号と、電圧制御発振器４２の出力を分数分周器４３で分周した信号が位相比較器４５に入力され、前記２つの信号の位相差に応じた信号がチャージポンプ４６に出力される。そしてチャージポンプ４６の出力がループフィルタ４７を経由して電圧制御発振器４２の周波数制御端子に入力される。そして、位相比較器４５に入力される前記２つの信号の周波数または位相差が同じになるように帰還ループが構成される。
【００４８】
ここで、分周器４４の出力周波数が１２．５kHzに設定されている。そして、分数分周器４３の分周数がｎの時に分周分周器４３の出力周波数が１２．５kHzとすると、ｎ−（１／２）の時は第１の局部信号源３の周波数が６．２５kHz低い周波数になる。ただし、ｎ：整数である。つまり、分周数ｎが送信時の分周数、ｎ−（１／２）が受信時の分周数に対応している。
【００４９】
このように分数分周器を用いることにより、周波数を変化させる回路を追加する必要がなくなるため、回路の小型化と低コストかを実現できる。
【００５０】
尚、分数分周器を用いれば比較周波数を高く設定することが可能となる。例えば１０倍の１２５kHzとする事ができる。これによりＰＬＬシンセサイザの周波数収束時間を短縮することができる。
【００５１】
（実施例４）
図６は、本発明による実施例４の送受信機の構成を示すブロック図である。図６において、１１は第３のイメージリジェクションミキサである。また、図１と同じ構成要素に同一の番号を付けて示した。
【００５２】
本実施例と実施例１との違いは、第３のイメージリジェクションミキサ１１を設けているために、受信と送信で第１の局部信号源の周波数を変化させる必要がないことである。
【００５３】
受信時の動作は、前記実施例１と同様である。送信時の動作が異なっている。送信時には第２の局部信号源４がチャネル周波数間隔の周波数すなわち１２．５kHzに設定される。そして第１および第２の局部信号源３、４の出力が第３のイメージリジェクションミキサ１１に入力される。第３のイメージリジェクションミキサ４は第１の局部信号源周波数と第２の局部信号源周波数の和の周波数成分または差の周波数成分を出力し、前記差の成分または和の成分を抑圧する。これにより、受信チャネル周波数と送信チャネル周波数を同一にすることができる。
【００５４】
尚、第３のイメージリジェクションミキサ１１は、上記差または和の周波数成分を抑圧するのに加え、第１および第２の局部信号源周波数の信号も抑圧することによりキャリアリークを除去している。
【００５５】
このように受信と送信で第１の局部信号源３の周波数を変える必要がないため、チャネル周波数間隔の２分の１の周波数変化を行う機構が不要となり第１の局部信号源３の構成を簡素化できる。また、第１の局部信号源３の周波数を変える必要がないため、送信動作と受信動作を短時間で切り替えて通信を行うシステムにも適用でき、瞬時に動作を切り替えることができる。
【００５６】
尚、本実施例では第２の局部信号源４の周波数を切り替えて送信と受信を行ったが、送信時に周波数１２．５kHzを出力する第３の局部信号源を用いて構成しても良い。この場合には第２の局部信号源４は送受信で周波数を切り替える必要がない。
【００５７】
（実施例５）
図７は、本発明による実施例５の送受信機の構成を示すブロック図である。図７において、１２は第３の局部信号源、１３は共用器である。また、図１および図６と同じ構成要素に同一の番号を付けて示した。
【００５８】
本実施例と実施例４との違いは、受信動作と送信動作を同時に行えることである。
【００５９】
送信チャネルが受信チャネルに対して２０MHz低い周波数に設定されている無線バンドの場合を考える。
【００６０】
受信系の動作は、前記実施例１および６と同様である。第１の局部信号源３は受信チャネル周波数より６．２５kHz低い周波数に設定されている。
【００６１】
送信系の動作について説明する。第３の局部信号源１２が上記の送受信チャネル間周波数である２０MHzからチャネル周波数間隔の２分の１すなわち６．２５kHzを差し引いた周波数である１９．９９３７５MHzに設定されている。そして第１および第３の局部信号源３、１２の出力が第３のイメージリジェクションミキサ１１に入力される。第３のイメージリジェクションミキサ１１は第１の局部信号源周波数と第３の局部信号源周波数の和の周波数成分または差の周波数成分を出力し、前記差の成分または和の成分を抑圧する。これにより、第３のイメージリジェクションミキサ１１の出力周波数を送信チャネル周波数とすることができる。
【００６２】
尚、第３のイメージリジェクションミキサは、上記差または和の周波数成分を抑圧するのに加え、第１および第３の局部信号源周波数の信号も抑圧することによりキャリアリークを除去している。
【００６３】
そして、受信チャネル信号と送信チャネル信号を共用器で分離することにより受信と同時に送信を行うことができる。
【００６４】
尚、第２および第３の局部信号源周波数はチャネルを変更しても一定であるため、第１の局部信号源を基準信号源である水晶発振器と電圧制御発振器を備えたＰＬＬシンセサイザで構成し、前記水晶発振器の出力を分周することにより第２の局部信号源周波数を得ることができる。更に前記水晶発振器の出力を第３の局部信号源として用いることができる。このよう構成をとることにより、電圧制御発振器と水晶発振器という２つの信号源だけで本発明の送受信機を構成することができる。
【００６５】
すなわち信号源を増やすことなく受信と送信を同時に行う送受信機が得られる。これにより送受信機の回路規模が小さくなり小型化と低コスト化を図ることができる。
【００６６】
（実施例６）
図８は、本発明による実施例６の送受信機の構成を示すブロック図である。図８において、１４は前置ミキサ、１５は前置局部信号源、１６は高周波フィルタである。
【００６７】
また、図１と同じ構成要素に同一の番号を付けて示した。
【００６８】
本実施例と実施例１から５との違いは、前置ミキサ１４を設けたことにある。受信アンプ９と第１のイメージリジェクションミキサ１の間に前置ミキサ１４を設けて、受信信号を、例えば受信信号の周波数が４００MHz帯の場合には、２０MHzといった比較的周波数の低い前置周波数に変換している。ここで、前置ミキサ１４でのイメージ周波数成分を除去するために高周波フィルタ１６が受信アンプ９の前段に設けられている。
【００６９】
このように予め比較的低い周波数に変換してから第１のイメージリジェクションミキサ１へ入力しているのは、周波数が低い方が信号の位相および振幅の精度を上げやすいからである。そのためチャネル選択フィルタとしての減衰量を大きくしやすいという利点がある。また、高周波で動作するイメージリジェクションミキサを構成した場合、消費電流が大きくなる傾向にあるが、単純な構成の前置ミキサ１４を用いることにより、消費電流を抑えることができる。
【００７０】
また、前置局部信号源を基準信号源である水晶発振器と電圧制御発振器を備えたＰＬＬシンセサイザで構成し、前記基準信号源の出力を第１の局部信号源として用い、前記基準信号源の出力を分周して第２の局部信号源の周波数を得る構成とすることができる。更に送信時には、前記前置局部信号源の出力と前記水晶発振器の出力をミキシングして送信チャネル信号を得るためのミキサを設ける構成とすることができる。そして、第１の局部信号源信号の替わりに前記ミキサの出力を送信アンプに入力する構成とすることができる。これにより、第１の局部信号源の周波数を受信と送信で大きく変化させる必要が無くなり、第１の局部信号源の構成を簡素化できる。そして、小型化と低コスト化を実現することができる。尚、上記の構成では、送信と受信で前置局部信号源の周波数をチャネル周波数間隔の２分の１だけ変化させる必要がある。変化させる方法は、前記実施例１から５において第１の局部信号源の周波数変化の方法すなわち分周数変更、水晶発振子の負荷変更、分数分周などの方法を用いることができる。
【００７１】
なお、実施例では４００MHz帯の小電力無線で説明したが、本発明はこの周波数に限るものではないことは言うまでもない。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように本発明の送受信機によれば、イメージリジェクションミキサを２段に構成してバンドパスフィルタの特性を得るため、少ない素子数で構成でき、大幅に回路規模を低減することができると共に、消費電流を低減できるという効果がある。そのため、半導体ＩＣで構成した場合にチップサイズを小さくすることができるため低コスト化を実現できるというメリットがある。また、第１の局部信号源の周波数可変範囲が小さくても良いため、第１の局部信号源の位相ノイズ特性を改善できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における送受信機のブロック図
【図２】本発明の実施例１におけるイメージリジェクションミキサのブロック図
【図３】本発明の実施例１における第２のイメージリジェクションミキサの出力振幅の周波数特性を示す図
【図４】本発明の実施例２における送受信機の構成要素である水晶発振器の回路図
【図５】本発明の実施例３における送受信機の構成要素であるＰＬＬシンセサイザのブロック図
【図６】本発明の実施例４における送受信機のブロック図
【図７】本発明の実施例５における送受信機のブロック図
【図８】本発明の実施例６における送受信機のブロック図
【図９】従来の送受信機のブロック図
【符号の説明】
１  第１のイメージリジェクションミキサ
２  第２のイメージリジェクションミキサ
３  第１の局部信号源
４  第２の局部信号源
５  復調回路
６  送信アンプ
７  アンテナ
８  アンテナスイッチ
９  受信アンテナ
１１  第３のイメージリジェクションミキサ
１２  第３の局部信号源
１４  前置ミキサ
２４  ミキサ
２５  ＋９０度移相器
２６  ＋４５度移相器
２７  −４５度移相器
２８  加算器
３１  インバータ
３２  水晶振動子
３３  ダイオードスイッチ
３４  周波数可変用コンデンサ
３７  周波数制御端子
４１  水晶発振器（基準信号源）
４２  電圧制御発振器
４３  分数分周器
【図１】
0004385521.tif 000002
【図２】
0004385521.tif 000003
【図３】
0004385521.tif 000004
【図４】
0004385521.tif 000005
【図５】
0004385521.tif 000006
【図６】
0004385521.tif 000007
【図７】
0004385521.tif 000008
【図８】
0004385521.tif 000009
【図９】
0004385521.tif 000010