(57)【要約】【課題】マルチ変換無線周波数受信器における多数の局部発振器からの不要な調波混合積による残留スプリアスを回避する。【解決手段】第１ミキサ５２は、入力端５０で受けた無線周波数信号を第１局部発振器５４からの出力信号と混合して第１中間周波数信号を発生する。第２ミキサ５８は、第１中間周波数信号を第２局部発振器６０又は６２の選択された出力信号と混合して、第２中間周波数信号を発生する。第２局部発振器の一方の出力周波数が第１中間周波数の上にオフセットされ、他方の出力周波数が第１中間周波数の下に同じだけオフセットされている。スイッチ６４が第２局部発振器の出力信号を選択して、スプリアス応答を回避する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力無線周波数信号を分析するために、直列に結合された第１局部発振器と、中間周波数フィルタと、切り替え可能な１組の第２局部発振器とを有するマルチ変換無線周波数受信器におけるスプリアスを回避する方法であって、
第１局部発振器信号を発生するステップと、
該第１局部発振器信号を無線周波数信号と混合して中間周波数信号を発生するステップと、
該中間周波数信号をバンドパス周波数にてフィルタ処理するステップと、
このフィルタ処理された中間周波数信号を第２局部発振器信号と混合して出力信号を発生するステップとを具え、
上記第２局部発振器信号の周波数が上記バンドパス周波数からオフセットされ、該オフセットが上記バンドパス周波数の上の高サイド・オフセットであるか又は上記バンドパス周波数の下の低サイド・オフセットであり、
複数の上記オフセットの間で上記第２局部発振器信号の周波数を切り替えて、上記出力信号内のスプリアス応答を回避するステップを更に具えたスプリアス回避方法。
【請求項２】
残留スプリアス応答を減らすためにコンピュータにより実行可能なプログラムを記憶した記憶媒体であって、
第１局部発振器信号を発生する手順と、
該第１局部発振器信号を無線周波数信号と混合して中間周波数信号を発生する手順と、
バンドパス周波数にて上記中間周波数信号をフィルタ処理する手順と、
このフィルタ処理された中間周波数信号を、上記バンドパス周波数からオフセットされた第１周波数の第２局部発振器信号と混合して、出力信号を発生する手順と、
上記第２局部発振器信号をオフセットされた第２周波数に切り替えて、上記オフセットされた第１周波数から発生するスプリアスを回避する手順とを実行させるためのプログラムを記録し、
上記オフセットされた第１及び第２周波数により上記コンピュータが同じ周波数の出力信号を発生することを特徴とする記録媒体。
【請求項３】
無線周波数信号を受ける入力回路と、
第１ミキサに結合された第１局部発振器とを具え、
上記第１ミキサは、上記第１局部発振器からの出力と上記無線周波数信号とを組合せて、第１中間周波数信号を発生し、
第２ミキサに結合された２個の第２局部発振器とを更に具え、
上記第２ミキサは、上記第１中間周波数信号を受け、上記第１中間周波数信号を上記第２局部発振器のいずれからの出力信号と組合せて、第２中間周波数信号を発生し、
上記第２局部発振器の一方の出力信号の周波数が上記第１中間周波数の上にオフセットされ、上記第２局部発振器の他方の出力信号の周波数が上記第１中間周波数の下に同じ大きさでオフセットされ、
上記２個の第２局部発振器及び上記第２ミキサに結合されたスイッチを更に具え、
該スイッチが上記第２ミキサに供給される上記第２局部発振器の出力信号を変更して、スプリアス応答を回避する機器用受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波数受信器、特に、マルチ変換無線周波数受信器において残留スプリアスを回避する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチ変換無線周波数受信器は、関心信号をアップ・コンバート（周波数を上げる）及びダウン・コンバート（周波数を下げる）する際に、多数の局部発振器を用いる。これら個別の局部発振器は、受信器内の種々の非線形要素、主にミキサ及び増幅器を用いるので、これら局部発振器自体の周波数の間の和及び差の調波混合積（harmonic mixing products）が発生する。これら調波混合積の大きさは、調波混合積の周波数における種々の要素の変換効率により決まる。第１局部発振器（ＬＯ）を同調して関連無線周波数（ＲＦ）の入力周波数を第１中間周波数（ＩＦ）に変換するので、第１ＬＯ周波数と第２ＬＯ周波数との関心のない調波混合積がＩＦフィルタ帯域幅内となる。この調波混合積がスペクトラム・アナライザ機器（マルチ変換無線周波数受信器を有する）内で生じると、不要なＬＯ調波混合積からのエネルギー、即ち、残留スプリアスが最終スペクトラム表示に実際のＲＦ信号として現れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５３８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マルチ変換無線周波数受信器において多数の局部発振器からの不要な調波混合積を回避する残留スプリアス回避方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、入力無線周波数信号を分析するために、直列に結合された第１局部発振器と、中間周波数フィルタと、切り替え可能な１組の第２局部発振器とを有するマルチ変換無線周波数受信器におけるスプリアスを回避する方法であって；第１局部発振器信号を発生するステップと；この第１局部発振器信号を無線周波数信号と混合して中間周波数信号を発生するステップと；この中間周波数信号をバンドパス周波数にてフィルタ処理するステップと；このフィルタ処理された中間周波数信号を第２局部発振器信号と混合して出力信号を発生するステップとを具え；第２局部発振器信号の周波数がバンドパス周波数からオフセットされ、このオフセットがバンドパス周波数の上の高サイド・オフセットであるか又はバンドパス周波数の下の低サイド・オフセットであり；複数のオフセットの間で第２局部発振器信号の周波数を切り替えて、出力信号内のスプリアス応答を回避するステップを更に具えている。
この方法では、高サイド・オフセット及び低サイド・オフセットは、２個の局部発振器から発生される。
この方法は、第１局部発振器信号及び第２局部発振器信号の間における問題周波数の組合せの表をアクセスするステップと；多数のスプリアス応答を回避するために問題周波数の表に応じて第２局部発振器信号のオフセットを切り替えるステップとを更に具えている。
この方法では、第１局部発振器信号は、入力無線周波数信号よりも高い周波数である。
【０００６】
本発明は、残留スプリアス応答を減らすためにコンピュータにより実行可能なプログラムを記憶した記憶媒体であって；第１局部発振器信号を発生する手順と；この第１局部発振器信号を無線周波数信号と混合して中間周波数信号を発生する手順と；バンドパス周波数にて中間周波数信号をフィルタ処理する手順と；このフィルタ処理された中間周波数信号を、バンドパス周波数からオフセットされた第１周波数の第２局部発振器信号と混合して、出力信号を発生する手順と；第２局部発振器信号をオフセットされた第２周波数に切り替えて、オフセットされた第１周波数から発生されるスプリアスを回避する手順とを実行させるためのプログラムを記録し；オフセットされた第１及び第２周波数によりコンピュータが同じ周波数の出力信号を発生することを特徴とする。
この記録媒体では、第１周波数オフセット及び第２周波数オフセットを２個の局部発振器により発生させる。
この記録媒体は、第１局部発振器信号及び第２局部発振器信号の間における問題周波数の組合せの表をアクセスする手順と；多数のスプリアス応答を回避するために問題周波数の表に応じて第２局部発振器信号の周波数をオフセットされた第１周波数及びオフセットされた第２周波数の間で切り替える手順とを更に具えている。
この記録媒体では、第１局部発振器信号は、入力無線周波数信号よりも高い周波数である。
【０００７】
本発明による機器用受信器は、無線周波数信号を受ける入力回路と；第１ミキサに結合された第１局部発振器とを具え；第１ミキサは、第１局部発振器からの出力と無線周波数信号とを組合せて、第１中間周波数信号を発生し；第２ミキサに結合された２個の第２局部発振器とを更に具え；第２ミキサは、第１中間周波数信号を受け、この第１中間周波数信号を第２局部発振器のいずれからの出力信号と組合せて、第２中間周波数信号を発生し；第２局部発振器の一方の出力信号の周波数が第１中間周波数の上にオフセットされ、第２局部発振器の他方の出力信号の周波数が第１中間周波数の下に同じ大きさだけオフセットされ；２個の第２局部発振器及び第２ミキサに結合されたスイッチを更に具え；このスイッチが第２ミキサに供給される第２局部発振器の出力信号の周波数を変更して、スプリアス応答を回避する。
この機器用受信器は、第１局部発振器及び第２局部発振器の間における問題周波数の組合せの表を蓄積するメモリを更に具え、多数のスプリアス応答を回避するために、問題周波数の表に応じて複数の第２局部発振器の間を切り替える。
この機器用受信器では、第１局部発振器信号は、入力無線周波数信号よりも高い周波数である。
【０００８】
よって、マルチ変換無線周波数受信器において、残留スプリアスを回避する種々の本発明の実施例については後述する。例えば、一実施例は、スーパーヘテロダイン受信器であり、同調可能な第１局部発振器と、この第１局部発振器の信号を入力ＲＦ信号と混合して（組合せて）ＩＦ信号を発生するミキサと、バンドパス周波数にてＩＦ信号をフィルタ処理（ろ波）するバンドパス・フィルタと、ＩＦ信号の上及び下に同じ周波数だけオフセットされた周波数を発生する２個で１組の第２局部発振器と、これら第２局部発振器の一方を用いてＩＦ信号をダウン・コンバートするミキサとを具えている。スプリアス応答を発生する第１及び第２局部発振器の周波数の組合せにて、スーパーヘテロダイン受信器は、他方の第２局部発振器に切り替えて、同じダウン・コンバートされたＩＦ周波数を発生すると共に、スプリアス応答を回避する。問題周波数の組合せを蓄積し、実行時にこれをアクセスして、スプリアス応答のより有効な回避を行う第２局部発振器を選択する。
【０００９】
この発明の概要では、以下に詳述する本発明の概念を簡略したものである。この概要は、本発明の要旨の重要な機能や基本的な機能を限定するものではなく、また、本発明の要旨自体を限定するものでもない。さらに、本発明は、上述の背景技術の課題を解決する実施態様のみに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】高周波数信号を中間周波数信号に変換する複数の周波数変換器を有する従来のスーパーヘテロダイン受信器のアーキテクチャを示すブロック図である。
【図２】本発明により残留スプリアスを回避するスーパーヘテロダイン受信器のアーキテクチャを示すブロック図である。
【図３】本発明により残留スプリアスを回避する方法の実施例を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本発明の理解を助けるために従来技術を説明する。図１は、従来のスーパーヘテロダイン受信器１００を示す。この受信器１００は、高周波数信号を中間周波数（ＩＦ）信号にダウン・コンバートする複数の周波数変換器を有する。その詳細は、例えば、米国特許第６７８５５２７号（特開２００２−３５３８３６号公報に対応）に記載されている。マルチ（多段）変換のある周波数の組合せで、スーパーヘテロダイン受信器は、ＩＦ周波数にてスプリアス応答を発生するかもしれない。例えば、残留スプリアス応答は、複数の変換段の間で局部発振器（ＬＯ）信号をフィルタ処理（ろ波）するＩＦフィルタの有限の分離に起因するかもしれない。
【００１２】
スーパーヘテロダイン受信器１００は、入力回路の入力端１０の入力無線周波数（ＲＦ）信号を、局部発振器１４が発生した信号とミキサ１２により混合（組合せ）して、第１ＩＦ信号を発生する。この第１ＩＦ信号は、第１ＩＦフィルタ１６によりバンドパス・フィルタ処理されて、局部発振器２０からの信号とミキサ１８により混合されて、第２ＩＦ信号にダウン・コンバートされる（周波数が下げられる）。特定例では、第１ＬＯ１４が４．２２５ＧＨｚに同調され、第２ＬＯ２０が４．１５ＧＨｚに同調されたときに、スプリアス応答が発生する。この周波数にて、第１ＬＯ１４は、８．４５ＧＨｚの第２調波を発生する。この調波が第１ＩＦフィルタ１６を通過すると、この調波は、８．３ＧＨｚとなる第２ＬＯ２０の第２調波と混合されて、出力ＩＦと同じ周波数である望ましくない１５０ＭＨｚの信号を発生する。ＬＯの複数の調波周波数の多くの組合せにて、残留スプリアスが発生する。
【００１３】
上述の米国特許第６７８５５２７号で用いるアプローチにおいて、変換スプリアスが発生するだろう場合を予測し、局部発振器の最初の１つのＩＦフィルタ帯域幅内に調波混合積が入ったときに、第２ＬＯ２０を再同調して、変換スプリアスを回避する。このアプローチは、基本的には、第１バンドパス・フィルタの形状を第２バンドパス・フィルタ２２内にシフトし、第２ＩＦ信号周波数を変化させて、スプリアス応答をフィルタのバンドパス周波数の外側に移動させる。残念なことに、ＩＦ信号のアンチエリアシングをＡ／Ｄ変換器に依然供給している期間に供給できる第２ＩＦ周波数シフトの量には限界がある。さらに、フィルタ形状を調整する毎に、このフィルタを正規化して平坦な応答とする必要がある。また、第２ＬＯを小さなステップで同調可能にする必要があり、固定周波数の第２ＬＯにわたって位相ノイズが増加する。
【００１４】
図２は、本発明により残留スプリアスを回避するスーパーヘテロダイン受信器２００の実施例を示すブロック図である。この実施例のスーパーヘテロダイン受信器２００は、切り替え可能な第２変換を提供する。この第２変換は、ＩＦ信号の上にオフセットされた周波数か、ＩＦ信号の下に同じだけオフセットされた周波数のいずれかである局部発振器の信号をＩＦ信号と混合できる。この方法において、第１及び第２変換用の複数の周波数の１つの組合せにてスプリアス応答が発生すると、第２局部発振器をＩＦ信号を逆のオフセットに切り替えることにより、複数の周波数の組合せを変更できる。他の実施例ではこのようには制限されず、例えば、本発明の原理内で、別のオフセットを用いてもよいし、別の実施例では、追加の変換器などを用いてもよい。
【００１５】
図２を詳細に説明すれば、スーパーヘテロダイン受信器２００は、ミキサ５２により、入力回路の入力端５０の入力ＲＦ信号を、局部発振器５４が発生した信号と混合して、第１ＩＦ信号を発生する。この第１ＩＦ信号は、バンドパス・フィルタ５６によりバンドパス・フィルタ処理され、ミキサ５８により、第２局部発振器６２からの信号と混合されて、第２ＩＦ信号にダウン・コンバートされる（周波数が下げられる）。第２ＩＦ信号は、バンドパス・フィルタ６６により、バンドパス・フィルタ処理されて、特定周波数の出力ＩＦ信号を提供する。
【００１６】
スーパーヘテロダイン受信器２００は、更に、スイッチ６４及び別の第２局部発振器６０も含んでいる。いくつかの実施例において、第２局部発振器６２及び別の第２局部発振器６０は、第１ＩＦ周波数から同じ量だけオフセットされている。一方の第２局部発振器がミキサ５８にて第１ＩＦ信号に、高い側（高サイド）の周波数を注入し、他方の第２局部発振器がミキサ５８にて第１ＩＦ信号に、低い側（低サイド）の周波数を注入する。よって、第１及び第２局部発振器の間の調波の組合せにて発生したスプリアス応答は、複数の第２局部発振器の間で切り替えることにより回避できる。したがって、同じ周波数にてＩＦ出力信号を発生する一方、スプリアス応答をフィルタ６６の通過帯域の外に移動させる。
【００１７】
図１を参照して説明した例においては、第１ＬＯが４．２２５ＧＨｚに同調されたときに、８．４５ＭＨｚの第２調波が発生する。図２に示す本発明による受信器アーキテクチャにおいては、第２局部発振器６０及び６２は、４．１５ＧＨｚ及び３．８５ＧＨｚに夫々設定されている。このアーキテクチャにおいて、第２局部発振器は、高サイド注入での調波が８．３ＧＨｚであり、低サイド注入での調波が７．７ＧＨｚである。したがって、高サイド注入の局部発振器の８．３ＧＨｚ調波との間で１５０ＭＨｚで発生するスプリアスを回避するために、第２局部発振器を３．８５ＧＨｚ信号に切り替えるので、スプリアス応答が７５０ＭＨｚで発生して、１５０ＭＨｚのＩＦの範囲の外側となる。
【００１８】
いくつかの実施例において、第２ＬＯは、スプリアス応答が生じる多数の周波数にて切り替えてもよい。例えば、問題周波数の組合せを表として蓄積しておき、スプリアス応答を発生する周波数組合せに対して、第２局部発振器を反対のサイドのオフセットに切り替えることができる。いくつかの組合せにおいて、両方の第２局部発振器によりスプリアス応答を発生するかもしれない。これらの状態では、小さいスプリアス応答を発生する方の第２局部発振器を選択してもよい。いくつかの実施例において、このアプローチは、後段の変換に適用してもよい。さらに他の実施例においては、スーパーヘテロダイン受信器が高サイド及び低サイドの注入の間で切り替えて第２ＩＦを発生すると共に、第２ＩＦフィルタの実効フィルタ形状を調整して、スプリアス応答を回避するために更なる制御をできるようにしてもよい。高サイド及び低サイドの注入の間で第２変換を切り替えることにより、第２ＩＦの中心周波数が同じに維持されるが、通過帯域が反転する。通過帯域をデジタル化した後に、例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を用いて、第２ＩＦ信号を更に反転できる。
【００１９】
上述の実施例は、例えば、コンピュータが読み出し可能な蓄積媒体に蓄積したプログラムの如くコンピュータが実行可能な命令（手順）又はコードによって、機器用受信器又は他の適切なコンピュータ装置が実行することにより実現できることが理解できよう。一般的に、プログラムは、手順、ルーチン、オブジェクト、コンポーネント、データ・ストラクチャ、特定のタスクを実行するものを含み、特定の抽象的データ形式を実現するものである。本願では、用語「プログラム」は、協働して動作する単一のプログラムや複数のプログラムを意味してもよいし、アプリケーション、サービス又は他のプログラム形式又はクラスを意味してもよい。同様に、本願で用いる用語「コンピュータ」及び「コンピュータ装置」は、１つ以上のプログラムを電気的に実行する任意の装置を含み、スペクトラム・アナライザに用いられるスーパーヘテロダイン受信器や、他の適切なＲＦ信号処理装置に限定されるものではない。
【００２０】
図３は、本発明により残留スプリアスを回避する方法３００の実施例を示す流れ図である。先ず、ステップ（手順）３１０に示すように、同調可能な局部発振器を用いて信号を発生する。次に、ステップ３２０に示すように、この局部発振器信号（局部発振器が発生した信号）を入力信号と混合して、ＩＦ信号を発生する。ＤＣからある周波数までの任意の周波数でよい入力信号に対して、局部発振器は、任意の入力周波数に対して同じ周波数のＩＦ信号を発生するために、対応する周波数範囲をカバーできる。これは、他の実施例を制限するものではない。例えば、マルチ変換無線周波数受信器は、異なる周波数範囲の入力信号をスーパーヘテロダイン処理するための別の回路を用いてもよい。
【００２１】
次に、この方法３００は、ステップ３３０に示すように、バンドパス周波数にて中間周波数信号をフィルタ処理（ろ波）する。次に、いくつかの実施例において、フィルタ処理された中間周波数信号を、バンドパス周波数の上及び下にオフセットされた周波数の間で切り替えられた第２局部発振器信号と混合する。この場合、複数のオフセットされた周波数の１つを用いてスプリアス応答が発生すると、第２局部発振器信号を反対側にオフセットされた周波数に切り替えて、残留スプリアス応答を回避できる。いくつかの実施例において、この第２局部発振器信号を２個１組の局部発振器により発生してもよいし、この信号を２個の局部発振器の一方から他方に切り替えて発生してもよい。
【００２２】
上述の構成及び／又はアプリケーションは例示であり、種々の変更が可能なため、これら特定の実施例又は例は、それ自体に本発明を限定するものではないことが理解できよう。上述の特定のルーチン又は方法は、多くの処理方法の内の例を示すものである。それとして、図示の順序で、他の順序で、並列に、又はいくつかの場合を削除して、図示の種々の方法を実行できる。同様に、上述の実施例の特徴及び／又は結果を達成するために、上述の処理の順序は、必ずしも必要ではないが、これは、図及び説明を簡略にするためである。本発明の要旨は、種々の処理、システム及び構成の新規及び新規でない組合せや副次的な組合せの総て、他の特徴、機能、動作及び／又は特性と共にこれらの均等を含んでいる。
【符号の説明】
【００２３】
１００  スーパーヘテロダイン受信器
１０  入力端
１２  ミキサ
１４  第１局部発振器
１６  バンドパス・フィルタ
１８  ミキサ
２０  第２局部発振器
２２  バンドパス・フィルタ
２００  スーパーヘテロダイン受信器
５０  入力端
５２  ミキサ
５４  第１局部発振器
５６  バンドパス・フィルタ
５８  ミキサ
６０、６２  第２局部発振器
６４  スイッチ
６６  バンドパス・フィルタ
【図１】
2009194907.tif 000003
【図２】
2009194907.tif 000004
【図３】
2009194907.tif 000005