(57)【要約】【課題】無線通信装置において、シンセサイザ発信器で発生するスプリアスを効果的に除去する技術が求められている。【解決手段】ＭＰＵ５１は、所望の送信周波数ｆＴＸになるように、第１及び第２のシンセサイザ３１、３２の周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ２とを設定し、比較器４３が出力するスプリアス含有レベルをメモリ５２に記憶する。次に、ＭＰＵ５１は、第１及び第２のシンセサイザ３１、３２の周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ２を、同時に同一周波数だけずらし、比較器４３が出力するスプリアス含有レベルをメモリ５２に記憶する。そして所定回数終了したら、ＭＰＵ５１は、メモリ５２に記憶されているスプリアス含有レベルを参照して、最もスプリアス含有レベルが少ない周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ２を特定し、その特定した周波数に、第１のシンセサイザ３１及び第２のシンセサイザ３２の出力周波数を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間周波数信号を、送信する任意の送信周波数に周波数変換を行う無線送信機におけるスプリアス除去装置であって、
出力する信号の出力周波数を任意に変更できる二つのシンセサイザと、
それぞれの前記二つのシンセサイザからの信号をもとに、前記中間周波数信号の周波数を変換する二つのミキサと、
前記送信周波数に同調する周波数フィルタと、
スプリアス信号を含む信号を検波する二つの検波器と、
前記二つの検波器における検波結果を比較する比較器と、
前記二つのシンセサイザの出力周波数の変更を制御する制御部と、
を備え、
前記周波数フィルタは、前記中間周波数信号の出力周波数を前記二つのシンセサイザにより２段階で変換した後の信号のうち、前記送信周波数の帯域の信号を選択的に出力し、
前記二つの検波器は、前記周波数フィルタの入力前後の前記中間周波数信号を検波し、
前記制御部は、前記比較器で検出された検波電圧から判別される前記スプリアス信号が減少するように、前記シンセサイザの出力周波数を制御する
ことを特徴とするスプリアス除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリアス除去装置に係り、特に、無線送信機におけるスプリアス除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線送信機は、出力周波数を可変なシンセサイザを備えて、変調された中間周波数信号を、送信する任意の送信周波数に周波数変換した上で送信する。
【０００３】
図１は、そのような従来技術の構成例を示した無線送信機１１０の機能ブロック図である。無線送信機１１０に入力された周波数ｆｉｆ（Ｈｚ）の中間周波数信号Ｓ１１は、まず、ミキサ１１１に入力される。ここで、周波数ｆｉｆ（Ｈｚ）の中間周波数信号Ｓ１１と周波数可変シンセサイザ１１４から出力される周波数ｆＬｏ（Ｈｚ）の信号Ｓ１５とが合成され、周波数ｆｉｆ＋ｆＬｏ（Ｈｚ）と周波数ｆｉｆ−ｆＬｏ（Ｈｚ）の二つの周波数の信号Ｓ１２が生成され、ＢＰＦ１１２に出力される。ＢＰＦ１１２は濾波を行い、二つの周波数の信号Ｓ１２のうちいずれか一方の信号Ｓ１３を抽出しアンプ１１３へ出力する。アンプ１１３で所定の信号強度に増幅された信号Ｓ１４は送信アンテナ１１５から送信される。
【０００４】
上述のように、ＢＰＦ１１２で除去される信号はスプリアス（又はスプリアス信号）とよばれ、このスプリアスを適正に除去することが、無線送信機の送信品位を確保する上で重要となる。
【０００５】
そこで、スプリアス除去のために、様々な技術が提案されている。例えば、位相累算器や波形メモリ等の論理回路の動作周波数に対し、適合する周波数のクロックを用いることで、スプリアスを除去しやすい信号を発生させ、さらに、その信号からスプリアスを除去するに最適なフィルタによって濾波する技術が提案されている。この技術により、スプリアスを効率よく除去して、所望の品位の発信出力信号を得ることができる。
【特許文献１】特開平１０−２４２７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示の技術は、スプリアスを効率よく除去して所望の品位の発信出力信号を得ることができるが、さらなる品位の発信出力信号の要望が高まっている。特に、近年は、無線通信に対して大容量の伝送速度が求められるようになり、従来許容されていた品位では、上記の伝送速度を実現するには不足する可能性が出てきており、さらなる高品位の発信出力信号が必要になってきた。コストを度外視すれば高性能のシンセサイザ等を利用できるので、比較的高品位の発信出力信号を実現できるが、昨今のコスト競争の状況下では現実的ではなく、例えばＤＤＳ（ダイレクト・デジタル・シンセサイザ）−ＩＣ（集積回路）などの安価なチップを採用したいという要望が強かった。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、無線通信装置において、シンセサイザ発信器で発生するスプリアスを効果的に除去す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】
【０００８】
本発明に係る装置は、中間周波数信号を、送信する任意の送信周波数に周波数変換を行う無線送信機におけるスプリアス除去装置に関する。このスプリアス除去装置は、出力する信号の出力周波数を任意に変更できる二つのシンセサイザと、それぞれの前記二つのシンセサイザからの信号をもとに、前記中間周波数信号の周波数を変換する二つのミキサと、前記送信周波数に同調する周波数フィルタと、スプリアス信号を含む信号を検波する二つの検波器と、前記二つの検波器における検波結果を比較する比較器と、前記二つのシンセサイザの出力周波数の変更を制御する制御部と、を備え、前記周波数フィルタは、前記中間周波数信号の出力周波数を前記二つのシンセサイザにより２段階で変換した後の信号のうち、前記送信周波数の帯域の信号を選択的に出力し、前記二つの検波器は、前記周波数フィルタの入力前後の前記中間周波数信号を検波し、前記制御部は、前記比較器で検出された検波電圧から判別される前記スプリアス信号が減少するように、前記シンセサイザの出力周波数を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によると、シンセサイザ発信器で発生するスプリアスを効果的に除去する技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。図２は、本実施形態に係る無線送信機１０の構成を模式的に示した機能ブロック図である。
【００１１】
無線送信機１０は、入力（上流）側から出力（下流）側に向かって、第１のミキサ１２と、第１のＢＰＦ（Band-Pass Filter）１４と、第２のミキサ１６と、第２のＢＰＦ１８と、第３のＢＰＦ２０と、アンプ２２と、送信アンテナ２４とを備える。つまり、入力した中間周波数信号は、上記の構成要素の配列順に、適宜周波数変換及びフィルタリング処理等されて送信される。更に、無線送信機１０は、シンセサイザ群３０と、信号検証部４０と、発信制御部５０とを備える。そして、第１のミキサ１２と、第１のＢＰＦ１４と、第２のミキサ１６と、第２のＢＰＦ１８と、第３のＢＰＦ２０と、シンセサイザ群３０と、信号検証部４０と、発信制御部５０とは、以下に説明する機能及び動作によって、スプリアス除去装置として動作する。
【００１２】
シンセサイザ群３０は、第１のミキサ１２に所望の周波数ｆＬｏ１（Ｈｚ）の信号Ｓ８を発振して出力する第１のシンセサイザ３１と、第２のミキサ１６に所望の周波数ｆＬｏ２（Ｈｚ）の信号Ｓ９を発振して出力する第２のシンセサイザ３２とを備える。第１のシンセサイザ３１と第２のシンセサイザ３２とは、いずれも任意の周波数を可変にして出力することができる。したがって、第１のミキサ１２と第１のシンセサイザ３１とは第１の周波数変換器として機能し、第２のミキサ１６と第２のシンセサイザ３２とは第２の周波数変換器として機能する。
【００１３】
発信制御部５０は、ＭＰＵ５１と、メモリ５２とを備える。ＭＰＵ５１は、第１のシンセサイザ３１及び第２のシンセサイザ３２の出力を制御するとともに、第３のＢＰＦ２０に送信信号Ｓ７の送信周波数に応じた同調電圧（Ｓ１０）を出力する。また、メモリ５２は、後述する比較器４３における比較結果と、第１のシンセサイザ３１及び第２のシンセサイザ３２の各発信された信号Ｓ８、Ｓ９の周波数を記憶する。
【００１４】
第１のミキサ１２は、周波数ｆｉｆ（Ｈｚ）の中間周波数信号Ｓ１と第１のシンセサイザ３１から出力される周波数ｆＬｏ１（Ｈｚ）の信号Ｓ８とを合成して、周波数ｆＬｏ１−ｆｉｆ（Ｈｚ）の第１の第１次合成信号Ｓ２ａと、周波数ｆＬｏ１＋ｆｉｆ（Ｈｚ）の第２の第１次合成信号Ｓ２ｂとを生成する。
【００１５】
第１のＢＰＦ１４は、第１のミキサ１２で生成された第１及び第２の第１次合成信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂから、所望のひとつの周波数成分の信号Ｓ３となるように濾波する。以下では、所望の周波数成分の信号Ｓ３として、周波数ｆＬｏ１−ｆｉｆ（Ｈｚ）の第１の第１次合成信号Ｓ２ａが選択されて第２のミキサ１６へ出力されるものとして説明する。
【００１６】
第２のミキサ１６は、第１のＢＰＦ１４で抽出された信号Ｓ３、つまり、周波数ｆＬｏ１−ｆｉｆ（Ｈｚ）の第１の第１次合成信号Ｓ２ａと、第２のシンセサイザ３２から出力される周波数ｆＬｏ２（Ｈｚ）の信号Ｓ９とを合成して、周波数ｆＬｏ２＋ｆＬｏ１−ｆｉｆ（Ｈｚ）の第１の第２次合成信号Ｓ４ａと、周波数ｆＬｏ２−ｆＬｏ１＋ｆｉｆ（Ｈｚ）の第２の第２次合成信号Ｓ４ｂとを生成する。
【００１７】
第２のＢＰＦ１８は、第２のミキサ１６で生成された第１の第２次合成信号Ｓ４ａと、第２の第２次合成信号Ｓ４ｂとから所望のひとつの周波数成分の信号Ｓ５となるように濾波する。以下では、所望の周波数の信号Ｓ５として、周波数ｆＬｏ２−ｆＬｏ１＋ｆｉｆ（Ｈｚ）の第２の第２次合成信号Ｓ４ｂが選択されて第３のＢＰＦ２０へ出力されるものとして説明する。なお、一般に、第２のＢＰＦ１８は、スプリアスを完全に除去することができないことがあるので、出力される信号には、一部除去されないスプリアスが含まれている。
【００１８】
第３のＢＰＦ２０は、送信アンテナ２４から出力される送信信号Ｓ７の周波数（送信周波数）に同調する可変周波数フィルタである。この第３のＢＰＦ２０は、上述の通り発信制御部５０に備わるＭＰＵ５１から出力される制御信号（同調電圧）により通過する信号の周波数帯域が設定される。したがって、一般に送信周波数は固定されるので、その送信周波数に応じた同調電圧が第３のＢＰＦ２０に印加される。また、第２のＢＰＦ１８同様に、第３のＢＰＦ２０はスプリアスを完全に除去することができないことがあるので、出力される信号には、一部除去されないスプリアスが含まれる。また、第１のＢＰＦ１４で除去されずに残った信号に由来するスプリアスも含まれる。
【００１９】
アンプ２２は、第３のＢＰＦ２０から出力された信号Ｓ６を所定のレベルに増幅した信号Ｓ７にして送信アンテナ２４に出力する。
【００２０】
信号検証部４０は、第１の検波器４１と、第２の検波器４２と、比較器４３とを備える。
【００２１】
第１の検波器４１は、第２のＢＰＦ１８から出力された信号Ｓ５（Ｓ４ｂ）の一部を取得して検波する。同様に、第２の検波器４２は、第３のＢＰＦ２０から出力された信号Ｓ６の一部を取得して検波する。ここでは、第１及び第２の検波器４１、４２は、各信号Ｓ５、Ｓ６の電圧を検波対象として取得する。
【００２２】
比較器４３は、第１の検波器４１と第２の検波器４２のそれぞれの出力電圧を比較して、スプリアス含有レベルに比例した電圧を出力する。
【００２３】
以上の構成によるスプリアス除去の原理及びその動作について説明する。
ここで、無線送信機１０に入力する中間周波数信号Ｓ１の周波数が上述の通りｆｉｆ（Ｈｚ）で、送信アンテナ２４から送信する送信信号Ｓ７の送信周波数ｆＴＸ（Ｈｚ）と仮定する。
【００２４】
図１に示した従来技術の場合、周波数可変シンセサイザ１１４を用いた場合の周波数の設定値は、ｆｉｆ＋ｆＬｏ（Ｈｚ）（またはｆｉｆ−ｆＬｏ（Ｈｚ））に一意的に決まってしまう。
【００２５】
一方、本実施形態の無線送信機１０の場合、上述の条件では、送信周波数ｆＴＸ（Ｈｚ）は周波数ｆＬｏ２−ｆＬｏ１＋ｆｉｆ（Ｈｚ）となる。したがって、第１のシンセサイザ３１の周波数ｆＬｏ１と第２のシンセサイザ３２の周波数ｆＬｏ２とは、ｆＴＸ（Ｈｚ）がｆＬｏ２−ｆＬｏ１＝ｆＴＸ−ｆｉｆの関係式を満たせばよい。つまり、前記の関係式を満たすように、第１のシンセサイザ３１と第２のシンセサイザ３２の各出力周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ２は任意に設定可能である。
【００２６】
ここで図３に、第１のシンセサイザ３１や第２のシンセサイザ３２のような、出力周波数が可変のシンセサイザの出力スペクトラム特性の４つの例を示す。上述のように、ＤＤＳ−ＩＣ等を使用した安価な出力周波数可変シンセサイザでは、出力周波数よっては、出力指示された周波数成分以外に、出力に不要な周波数成分の信号が含まれてしまう。
【００２７】
図３（ａ）は、ＤＤＳ−ＩＣに出力周波数ｆ０（Ｈｚ）を指示したときの出力スペクトラムを示しており、出力周波数ｆ０（Ｈｚ）のときには不要な周波数成分（スプリアス）を含まない。図３（ｂ）は、ＤＤＳ−ＩＣに出力周波数ｆ０＋ｘ１（Ｈｚ）を指示したときの出力スペクトラムを示しており、周波数ｆ０（Ｈｚ）からｘ１（Ｈｚ）だけずらしたことにより、図示のようにスプリアスが含まれてしまう。図３（ｃ）は、ＤＤＳ−ＩＣに出力周波数ｆ０＋ｘ２（Ｈｚ）を指示したときの出力スペクトラムを示しており、図３（ｂ）とは含まれるスプリアスが異なっている。そして図３（ｄ）は、ＤＤＳ−ＩＣに出力周波数ｆ０＋ｘ３（Ｈｚ）を指示したときの出力スペクトラムを示しており、図３（ａ）と同様に、スプリアスが含まれない出力スペクトラムとなっている。
【００２８】
図示のように、第１のシンセサイザ３１や第２のシンセサイザ３２に使用されるＤＤＳ−ＩＣは、出力周波数ｆ０（Ｈｚ）からｘ１（Ｈｚ）やｘ２（Ｈｚ）だけずらすと、出力信号に不要な周波数成分を多く含んでしまい、一方、ｘ３（Ｈｚ）ずらすと出力に不要な周波数成分は含まれなくなる特性を示す。
【００２９】
そこで、第１のシンセサイザ３１の周波数ｆＬｏ１と第２のシンセサイザ３２の周波数ｆＬｏ２とを、図３（ｄ）のような出力信号に不要な周波数成分がない出力周波数に設定することで、送信スプリアスを除去する。また、完全に不要な周波数成分がない出力が得られない場合でも、極力少なくなるように送信スプリアスを除去する。
【００３０】
まず、発信制御部５０のＭＰＵ５１は、所望の送信周波数ｆＴＸになるように、第１のシンセサイザ３１の周波数ｆＬｏ１と第２のシンセサイザ３２の周波数ｆＬｏ２とを設定し、上述した比較器４３における第１の検波器４１と第２の検波器４２の比較結果、つまりスプリアス含有レベルを、第１のシンセサイザ３１の周波数ｆＬｏ１と第２のシンセサイザ３２の周波数ｆＬｏ２とに関連づけてメモリ５２に記憶する。
【００３１】
つづいて、ＭＰＵ５１は、第１のシンセサイザ３１の周波数ｆＬｏ１と第２のシンセサイザ３２の周波数ｆＬｏ２とを、同時に同一周波数だけずらし、比較器４３における第１の検波器４１と第２の検波器４２の比較結果を、ずらした後の周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ２と関連づけてメモリ５２に記憶する。
【００３２】
ＭＰＵ５１は、上述の動作を所定回数、例えば、所定の周波数だけずれるまで繰り返す。そして所定回数終了すると、ＭＰＵ５１は、メモリ５２に記憶されているスプリアス含有レベルを参照して、最もスプリアス含有レベルが少ない周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ２を特定し、その特定した周波数に、第１のシンセサイザ３１及び第２のシンセサイザ３２の出力周波数を制御する。
【００３３】
なお、上記の動作は、例えば、無線送信機１０のキャリブレーション時や、送信が休止しているタイミングに行えば送信サービスに影響を与えず行うことができる。また、比較器４３における比較を所期のタイミングで実行し、スプリアス含有レベルが所定の閾値を超えたときに、実行するようにしてもよい。
【００３４】
以上、本実施形態によれば、ＤＤＳ−ＩＣ等を使用した安価な出力周波数可変シンセサイザ（第１及び第２のシンセサイザ３１、３２）であっても、第１のシンセサイザ３１の周波数ｆＬｏ１と第２のシンセサイザ３２の周波数ｆＬｏ２とを、同時に同一周波数だけずらすことで、スプリアス含有レベルを効果的に低減できる。それによって、高品位の送信出力を比較的安価な構成によって実現することができる。また、第１及び第２のシンセサイザ３１、３２にＤＤＳ−ＩＣを使用した場合に、出力周波数の特性の個体バラツキを吸収することができる。
【００３５】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３６】
ここで本実施形態の概略特徴をまとめると以下の通りである。
（１）中間周波数信号を、送信する任意の送信周波数に周波数変換を行う無線送信機におけるスプリアス除去装置であって、出力する信号の出力周波数を任意に変更できる二つのシンセサイザ（３１、３２）と、それぞれの前記二つのシンセサイザ（３１、３２）からの信号をもとに、前記中間周波数信号の周波数を変換する二つのミキサ（１２、１６）と、前記送信周波数に同調する周波数フィルタ（２０）と、スプリアス信号を含む信号を検波する二つの検波器（４１、４２）と、前記二つの検波器における検波結果を比較する比較器（４３）と、前記二つの周波数変換器の出力周波数の変更を制御する制御部（５０）とを備える。
そして、前記周波数フィルタ（２０）は、前記中間周波数信号の出力周波数を前記二つのミキサ（１２、１６）により２段階で変換した後の信号のうち、前記送信周波数の帯域の信号を選択的に出力し、前記二つの検波器（４１、４２）は、前記周波数フィルタ（２０）の入力前後の前記中間周波数信号を検波し、前記制御部（５０）は、前記比較器（４３）で検出された検波電圧から判別される前記スプリアス信号が減少するように、前記シンセサイザ（３１、３２）の出力周波数を制御する。
また、前記二つの検波器（４１、４２）は、前記二つのシンセサイザ（３１、３２）により出力周波数を変更され、かつ前記周波数フィルタ（２０）への入力前後の前記中間周波数信号を検波する。
また、前記二つのシンセサイザ（３１、３２）のそれぞれの下流側に、出力周波数が変更された中間周波数信号を、それぞれ所定の周波数帯域の中間周波数信号となるように所定の周波数帯域の信号を選択的に通過させる、前記の周波数フィルタとは別の二つの周波数フィルタ（１４、１８）を備え、前記二つの周波数フィルタ（１４、１８）を通過した中間周波数信号が、前記周波数フィルタ（２０）に入力される。
前記制御部（５０）は、前記二つのシンセサイザ（３１、３２）の出力周波数を、同一周波数幅だけずらしながら、前記比較器（４３）で検出された検波電圧から判別される前記スプリアス信号が最小となるように設定する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術に係る、無線送信機の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る、無線送信機の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、第１のシンセサイザと第２のシンセサイザに使用されるＤＤＳ−ＩＣの出力スペクトラム特性の例を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  無線送信機
１２  第１のミキサ
１４  第１のＢＰＦ
１６  第２のミキサ
１８  第２のＢＰＦ
２０  第３のＢＰＦ
２２  アンプ
２４  送信アンテナ
３０  シンセサイザ群
３１  第１のシンセサイザ
３２  第２のシンセサイザ
４０  信号検証部
４１  第１の検波器
４２  第２の検波器
４３  比較器
５０  発信制御部
５１  ＭＰＵ
５２  メモリ
【図１】
2009253356.tif 000003
【図２】
2009253356.tif 000004
【図３】
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