(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ信号と１ｓｔ．ローカル信号を入力する第一のミキサと、前記第１のミキサのＩＦ信号を４分配する分配器と、前記分配器の第１の出力と第１の２ｎｄ．ローカル信号を入力する第２のミキサと、前記分配器の第２の出力と第２の２ｎｄ．ローカル信号を入力する第３のミキサと、前記分配器の第３の出力と第３の２ｎｄ．ローカル信号を入力する第４のミキサと、前記分配器の第４の出力と第４の２ｎｄ．ローカル信号を入力する第５のミキサと、前記第２のミキサのＩＦ信号と前記第３のミキサのＩＦ信号の電圧の差を出力する第１の引き算器と、前記第４のミキサのＩＦ信号と前記第５のミキサのＩＦ信号の電圧の差を出力する第２の引き算器と、前記第１の引き算器の出力と前記第２の引き算器の出力を入力する復調器を備え、前記第２、第３および第４の２ｎｄ．ローカル信号の位相が前記第１のローカル信号の位相に対してそれぞれ１８０度、９０度および２７０度である直接変換受信機。
【請求項２】
ＲＦ信号と１ｓｔ．ローカル信号を入力し、互いに位相反転した第１および第２の１ｓｔ．ＩＦ信号を出力する第１のミキサと、前記第１の１ｓｔ．ＩＦ信号と第１の２ｎｄ．ローカル信号を入力する第２のミキサと、前記第２の１ｓｔ．ＩＦ信号と前記第１の２ｎｄ．ローカル信号を入力する第３のミキサと、前記第１の１ｓｔ．ＩＦ信号と前記第２の２ｎｄ．ローカル信号を入力する第４のミキサと、前記第２の１ｓｔ．ＩＦ信号と前記第２の２ｎｄ．ローカル信号を入力する第５のミキサと、前記第２のミキサのＩＦ信号と前記第３のミキサのＩＦ信号の電圧の差を出力する第１の引き算器と、前記第４のミキサのＩＦ信号と前記第５のミキサのＩＦ信号の電圧の差を出力する第２の引き算器と、前記第１の引き算器の出力と前記第２の引き算器の出力を入力する復調器を備え、前記第２、第３および第４の２ｎｄ．ローカル信号の位相が前記第１のローカル信号の位相に対してそれぞれ１８０度、９０度および２７０度である直接変換受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、選択呼出受信機やコードレスリモコン、コードレス電話機等の無線通信装置に係わり、特に受信復調方式として直接変換受信方式、すなわちホモダイン方式を用いた受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直接変換方式の受信機は、ヘテロダイン方式と比較して多くの利点をもっている。ヘテロダイン方式では、受信した高周波信号を中間周波数に変換してから処理するために、イメージ成分を除去するためのフィルタが必要である。このフィルターとしては通常、セラミックフィルタまたは水晶フィルタが使用されるが、これらのフィルタはコストが高く、形状も大きい。直接変換受信機は、受信した高周波信号を直接ベースバンド付近の低周波信号へ変換するため、イメージ成分の発生がない。従って上記のようなフィルタは不要である。一般的には隣接チャンネルの成分を除去するフィルタが必要であるが、処理する信号が低周波であるためローパス特性のアクティブフィルタ等を用いることができ、ＩＣ化も容易である。つまり、高価で形状の大きなフィルタが不要なために直接変換受信機では低コストかつ小型化が実現できる。
【０００３】
図７は、従来の直接変換受信機の構成を示すブロック図である。図７において、１はＲＦ信号入力端子、２はローカル信号入力端子、１１は復調器、１２はデータ出力端子、７１は移相分配器、２０１は分配器、２０２は第１のミキサ、２０３は第２のミキサ、２０４は分配器２０１の第１の出力、２０５は分配器２０１の第２の出力、２０６は第１のローカル信号、２０７は第２のローカル信号、２０８は第１のミキサのＩＦ信号、２０９は第２のミキサのＩＦ信号である。ＲＦ入力端子１に入力されたＲＦ信号は分配器２０１で２分配される。またローカル信号入力端子２に入力されたローカル信号は移相分配器７１で互いに位相差が９０度である第１のローカル信号２０６と第２のローカル信号２０７に分配される。分配器２０１の第１の出力２０４と第１のローカル信号２０６が第１のミキサ２０２に入力され、分配器２０１の第２の出力２０５と第２のローカル信号２０７が第２のミキサ２０３に入力される。ここでローカル信号の周波数がＲＦ信号の中心周波数と同じに設定されており、そのためＲＦ信号はミキサ２０２および２０３でそれぞれベースバンド周波数の第１のＩＦ信号２０８および第２のＩＦ信号２０９に周波数変換される。２つのＩＦ信号は復調器１１へ入力される。復調器１１ではチャンネル選択のために帯域制限フィルタをかけられた後に復調が行われ、復調データがデータ出力端子１２から出力される。以上が直接変換受信機の基本動作である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、直接変換受信機では、上記のようにＩＦ信号の周波数がベースバンド周波数であるために妨害に対して弱点を持っている。すなわち、ベースバンド周波数は、０Ｈｚから数十ｋＨｚ程度の範囲で設定される。ここで、入力されるＲＦ信号が振幅変調を受けている場合には、ミキサのひずみ特性により、ＩＦ信号への周波数変換時に振幅変調周波数またはその２倍の周波数の信号成分が発生し、この成分がＩＦ信号に含まれてしまう。振幅変調周波数は一般的に数ｋＨｚ程度となる場合が多く、この変調周波数成分と上記のベースバンド周波数のＩＦ信号とがほぼ同一の周波数帯に存在することになり、受信妨害の原因となる。ＲＦ信号の振幅変調は、送信時には振幅変調を受けていない場合でも、空間伝搬でのフェージングにより大きな振幅変動を受けることがある。また、希望波以外のＲＦ信号がミキサに入力されて、この信号が振幅変動を受けている場合でも同様の妨害を引き起こす。さらには、複数のＲＦ信号が同時にミキサに入力されてた場合には、振幅変調を受けていなくても妨害を生じる場合がある。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するものであり、ミキサに入力されるＲＦ信号の振幅変調成分による受信妨害を抑えて安定した受信特性が得られる直接変換受信機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を解決するために、本発明は２つのミキサに互いに位相差１８０度のローカル信号をそれぞれ入力し、それぞれのＩＦ出力信号の差をとる構成としている。
【０００７】
上記発明によればＩＦ信号の差をとることによりそれぞれのミキサで生じた振幅変調周波数成分をキャンセルするものである。このとき、必要なＩＦ信号成分（ＲＦ信号とローカル信号の差の周波数）はキャンセルされずに、上記の振幅変調周波数成分がキャンセルされる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
ＲＦ信号を４分配する分配器と、前記分配器の第１の出力と第１のローカル信号を入力する第１のミキサと、前記分配器の第２の出力と第２のローカル信号を入力する第２のミキサと、前記分配器の第３の出力と第３のローカル信号を入力する第３のミキサと、前記分配器の第４の出力と第４のローカル信号を入力する第４のミキサと、前記第１のミキサのＩＦ信号と前記第２のミキサのＩＦ信号の電圧の差を出力する第１の引き算器と、前記第３のミキサのＩＦ信号と前記第４のミキサのＩＦ信号の電圧の差を出力する第２の引き算器と、前記第１の引き算器の出力と前記第２の引き算器の出力を入力する復調器を備え、前記第２、第３および第４のローカル信号の位相が前記第１のローカル信号の位相に対してそれぞれ１８０度、９０度および２７０度である構成とするものである。
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の直接変換受信機を示すブロック図である。図１において、１はＲＦ信号入力端子、２はローカル信号入力端子、３は分配器、４は移相分配器、５は第１のミキサ、６は第２のミキサ、７は第３のミキサ、８は第４のミキサ、９は第１の引き算器、１０は第２の引き算器、１１は復調器、１２はデータ出力端子、１３は分配器３の第１の出力、１４は分配器３の第２の出力、１５は分配器３の第３の出力、１６は分配器３の第４の出力、１７は第１のローカル信号、１８は第２のローカル信号、１９は第３のローカル信号、２０は第４のローカル信号、２１は第１のＩＦ信号、２２は第２のＩＦ信号、２３は第３のＩＦ信号、２４は第４のＩＦ信号、２５は引き算器９の出力、２６は引き算器１０の出力である。
【００１０】
まず、本実施例の直接変換受信機の動作について説明する。ＲＦ入力端子１に入力されたＲＦ信号は分配器３で第１、第２、第３および第４の出力１３、１４、１５、１６に４分配される。またローカル信号入力端子２に入力されたローカル信号は移相分配器４で第１、第２、第３および第４のローカル信号１７、１８、１９、２０に４分配される。ここで、第２、第３および第４のローカル信号の位相は第１のローカル信号の位相に対してそれぞれ１８０度、９０度、２７０度の位相差を持っている。分配器３の第１の出力１３と第１のローカル信号１７が第１のミキサ５に入力され、分配器３の第２の出力１４と第２のローカル信号１８が第２のミキサ６に入力され、分配器３の第３の出力１５と第３のローカル信号１９が第３のミキサ７に入力され、分配器３の第４の出力１６と第４のローカル信号２０が第４のミキサ８に入力される。ここで、ローカル信号の周波数はＲＦ信号の中心周波数と同じに設定されており、そのためＲＦ信号はミキサでベースバンド周波数のＩＦ信号に周波数変換される。第１のＩＦ信号２１と第２のＩＦ信号２２が第１の引き算器９に入力され、第３のＩＦ信号２３と第４のＩＦ信号２４が第２の引き算器１０に入力される。
【００１１】
そして、引き算器９および１０はそれぞれ２つのＩＦ信号の電圧の差として、出力２５と２６を出力する。引き算器の出力２５および２６は復調器１１へ入力される。この復調器１１で復調が行われ、復調データがデータ出力端子１２から出力される。
【００１２】
次に、ＲＦ信号の振幅変調周波数成分による妨害が抑えられる理由を説明する。第１のミキサ５と第２のミキサ６に注目すると、両ミキサに入力されるＲＦ信号の位相は同位相であり、２つのローカル信号すなわち第１のローカル信号１７と第２のローカル信号１８の位相が１８０度の位相差となっている。このとき両ミキサから出力されるＩＦ信号２１と２２の信号成分のうち必要なＩＦ信号成分（ＲＦ信号とローカル信号の差の周波数成分）は互いに１８０度の位相差をもっている。しかし、ベースバンドに発生する振幅変調周波数成分の位相は両者で同位相となる。そこで、引き算器９で２つのＩＦ信号の電圧の差をとると、振幅変調周波数成分はキャンセルされる。このとき、必要なＩＦ成分（ＲＦ信号とローカル信号の差の周波数成分）は加算されるためキャンセルされることはない。
【００１３】
第３のミキサ７と第４のミキサ８についても、上記と同様の動作が行われている。つまり、第３のＩＦ信号２４と第４のＩＦ信号２５を引き算器１０で振幅の差をとることにより振幅変調周波数成分がキャンセルされる。
【００１４】
なお、本実施例で用いた移相分配器は、たとえば図５に示す構成により実現できる。図５において１０１は９０度移相分配器、１０２はバラン変成器である。このような構成により入力信号をそれぞれ、０度、１８０度、９０度、２７０度の位相をもった４つの信号に分配できる。
【００１５】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の直接変換受信機を示すブロック図である。図２において、３１は移相分配器、３２は移相分配器、３３は移相分配器３１の第１の出力、３４は移相分配器３１の第２の出力、３５は第１のローカル信号、３６は第２のローカル信号である。また、実施例１と同じ構成要素については同じ番号を表記している。
【００１６】
本実施例と実施例１との違いは、ＲＦ信号とローカル信号の入力の方法にある。本実施例においては、ＲＦ信号入力端子１に入力されたＲＦ信号は移相分配器３１により互いに位相差が９０度の二つの出力３３および３４に分配される。１方、ローカル信号入力端子２への入力は移相分配器３２により互いに位相差１８０度の第１のローカル信号３５および第２のローカル信号３６に分配される。移相分配器３１の第１の出力は第１のミキサ５および第２のミキサ６に入力され、移相分配器３１の第２の出力は第３のミキサ７および第４のミキサ８に入力される。また、第１のローカル信号３５は、第１のミキサ５および第３のミキサ７に入力され、第２のローカル信号３６は、第２のミキサ６および第４のミキサ８に入力される。
【００１７】
ここでも、第１のミキサ５と第２のミキサ６に入力される各ＲＦ信号とＩＦ信号の位相関係をみると、上述の実施例１の場合と同様となっていることがわかる。これにより振幅変調周波数成分をキャンセルすることができる。第３のミキサ７と第４のミキサ８についても同様に動作するにので振幅変調周波数成分がキャンセルされる。
【００１８】
本実施例の構成とする利点は、２出力の移相分配器で構成できることである。つまり、移相分配器３１は位相差９０度の２信号出力であり、移相分配器３２は位相差１８０度の２信号出力である。実施例１の場合には４出力の位相分配器が必要であったが、本実施例では、このように簡単な分配器により構成できるという利点がある。また、移相、分配の機能を２つの分配器に分けて持たせることができるので位相および振幅の精度を上げることができる。
【００１９】
なお、本実施例でＲＦ信号側の移相分配器３１を位相差１８０度の出力とし、ローカル信号側の移相分配器３２を位相差９０度の出力としても構成が可能である。この場合、移相分配器３１の第１の出力は第１のミキサ５および第３のミキサ７に入力され、移相分配器３１の第２の出力は第２のミキサ６および第４のミキサ８に入力される。そして、第１のローカル信号３５は、第１のミキサ５および第２のミキサ６に入力され、第２のローカル信号３６は、第３のミキサ７および第４のミキサ８に入力されることにより同様の効果を得ることができる。
【００２０】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３の直接変換受信機を示すブロック図である。図３において、４１は１ｓｔ．ローカル信号入力端子、４２は２ｎｄ．ローカル信号入力端子、４３は第１のミキサ、４４は第２のミキサ、４５は第３のミキサ、４６は第４のミキサ、４７は第５のミキサ、４８は分配器３の第１の出力、４９は分配器３の第２の出力、５０は分配器３の第３の出力、５１は分配器３の第４の出力、５２は第１のローカル信号、５３は第２のローカル信号、５４は第３のローカル信号、５５は第４のローカル信号、５６は第１の２ｎｄ．ＩＦ信号、５７は第２の２ｎｄ．ＩＦ信号、５８は第３の２ｎｄ．ＩＦ信号、５９は第４の２ｎｄ．ＩＦ信号、６０は１ｓｔ．ＩＦ信号である。また、実施例１と同じ構成要素については同じ番号を表記している。
【００２１】
本実施例と実施例１および実施例２との大きな違いは、第１のミキサ４３を追加したことにある。本実施例ではＲＦ信号入力端子１に入力されたＲＦ信号は、第１のミキサ４３で１ｓｔ．ローカル信号入力端子４１へ入力されたローカル信号とミキシングされる。ここで、ローカル信号の周波数はＲＦ信号より高い周波数かまたは低い周波数に設定される。第１のミキサ４３より出力される１ｓｔ．ＩＦ信号６０には、上記のＲＦ信号とＩＦ信号の周波数の差の周波数成分が含まれている。これにより希望信号の周波数を低い周波数の変換している。以降の処理は実施例１とほぼ同様である。つまり、１ｓｔ．ＩＦ信号６０が分配器３により４分配され、分配器の出力４８、４９、５０、５１はそれぞれ第２、第３、第４および第５のミキサ４４、４５、４６、４７に入力される。一方、２ｎｄ．ローカル信号入力端子４２へ入力されたローカル信号は移相分配器４で位相の異なった４つの信号つまり第１、第２、第３および第４の２ｎｄ．ローカル信号５２、５３、５４、５５に分配される。これらはそれぞれ第２、第３、第４、第５のミキサ４４、４５、４６、４７に入力される。ここで、第２、第３、第４の２ｎｄ．ローカル信号の位相は第１のローカル信号の位相に対して位相差がそれぞれ１８０度、９０度、２７０度に設定されている。そして、第１および第２の２ｎｄ．ＩＦ信号５６、５７の電圧の差が第１の引き算器９から出力され、第３および第４の２ｎｄ．ＩＦ信号５８、５９の電圧の差が第２の引き算器９から出力され、第１および第２の引き算器の出力２６および２７は復調器１１に入力される。
【００２２】
本実施例では、上記のように第１のミキサにより、予め周波数変換を行い、希望信号の周波数を低くしていることが特徴である。本実施例では、各ミキサで生じるひずみ特性が同じ場合に最大の効果を得ることができる。しかし、ＲＦ信号の周波数は、数ＧＨｚないしは数百ＭＨｚといった高周波帯であるため、各ミキサのひずみ特性にばらつきが生じてしまう。また、移相分配器の各出力の位相差および振幅も正確に設定されている必要があるが、上記のような高い周波数では誤差が大きくなってしまう。この場合、十分な振幅変調周波数成分のキャンセルが出来ないことになる。しかし、数ＭＨｚまたは数百ｋＨｚといった比較的低い周波数ではミキサの特性を揃えやすく、また移相分配器も正確に設定することが比較的容易である。そこで、本実施例のように、予め希望波を低い周波数に変換してから直接変換を行うことにより妨害となる振幅変調周波数成分のキャンセル量を大きくすることが出来る。
【００２３】
（実施例４）
図４は本発明の実施例４の直接変換受信機を示すブロック図である。図４において、７１は移相分配器、７２は第１のミキサ、７３は第１の１ｓｔ．ＩＦ信号、７４は第２の１ｓｔ．ＩＦ信号、７５は第１のローカル信号、７６は第２のローカル信号である。また、実施例１および３と同じ構成要素については同じ番号を表記している。
【００２４】
本実施例と実施例３との違いは、第１のミキサ７２がバランス型のＩＦ信号を出力することである。このため、２ｎｄ．ローカル信号の移相分配器７１は位相差９０度の２分配構成とする事が出来る。ただし、第１の１ｓｔ．ＩＦ信号７３は第２および第４のミキサ４４、４６に、また第２の１ｓｔ．ＩＦ信号７４は第３および第５のミキサ４５、４７に入力され、さらに第１のローカル信号７５は第２および第３のミキサ４４、４５に、また第２のローカル信号７６は第４および第５のミキサ４６、４７に入力されている。
【００２５】
バランス型のＩＦ信号出力を得るためには、たとえば図６に示す回路で実現出来る。つまり、トランジスタのベースにＲＦ信号とローカル信号が入力され、コレクタとエミッタから２つのＩＦ信号がそれぞれ出力される。ここで、コレクタ電源とコレクタとの間に抵抗Ｒ１が挿入され、エミッタとグランドの間に抵抗Ｒ２が挿入されている。そして、Ｒ１およびＲ２の抵抗値を適当に選ぶことにより、互いに位相が反転して同振幅の２つのＩＦ信号を得ることが出来る。このようにＩＦ信号がバランス出力型のミキサを用いることにより分配器が不要になり、移相分配器７５も２出力でよいため、回路規模を大幅に小さくすることが出来る。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の直接変換受信機によれば、次の効果が得られる。
【００２７】
２つのミキサに互いに位相差１８０度のローカル信号をそれぞれ入力し、それぞれのＩＦ出力信号の差をとることにより２つのミキサでベースバンド周波数帯に生じた振幅変調周波数成分をキャンセルできる。
【００２９】
また、ミキサをさらに１つ追加し、予めＲＦ信号の周波数変換を行い、希望信号の周波数を低してから直接変換を行い復調することにより、ミキサの特性を揃えやすく、また移相分配器も正確に構成できるので妨害となる振幅変調周波数成分のキャンセル量を大きくすることができる。
【００３０】
また、ＩＦ信号がバランス出力型のミキサを用いることにより分配器が不要になり、移相分配器も２出力構成でよいため、回路規模を大幅に小さくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の直接変換受信機を示すブロック図
【図２】本発明の実施例２の直接変換受信機を示すブロック図
【図３】本発明の実施例３の直接変換受信機を示すブロック図
【図４】本発明の実施例４の直接変換受信機を示すブロック図
【図５】同受信機の移相分５配器の回路図
【図６】同受信機のバランス型ＩＦ信号出力のミキサの回路図
【図７】従来の直接変換受信機の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１  ＲＦ信号入力端子
２  ローカル信号入力端子
３、３１  分配器
４、３２、７１  移相分配器
５、４３、７２  ミキサ
６、４４  第２のミキサ
７、４５  第３のミキサ
８、４６  第４のミキサ
９  第１の引き算器
１０  第２の引き算器
１１  復調器
１２  データ出力端子
１３、４８  分配器３の第１の出力
１４、４９  分配器３の第２の出力
１５、５０  分配器３の第３の出力
１６、５１  分配器３の第４の出力
１７、３５、５２、７５  第１のローカル信号
１８、３６、５３、７６  第２のローカル信号
１９、５４  第３のローカル信号
２０、５５  第４のローカル信号
２１  第１のＩＦ信号
２２  第２のＩＦ信号
２３  第３のＩＦ信号
２４  第４のＩＦ信号
２５  引き算器９の出力
２６  引き算器１０の出力
３３  分配器３１の第１の出力
３４  分配器３１の第２の出力
４１  １ｓｔ．ローカル信号入力端子
４２  ２ｎｄ．ローカル信号入力端子
４７  第５のミキサ
５６  第１の２ｎｄ．ＩＦ信号
５７  第２の２ｎｄ．ＩＦ信号
５８  第３の２ｎｄ．ＩＦ信号
５９  第４の２ｎｄ．ＩＦ信号
６０  １ｓｔ．ＩＦ信号
７３  第１の１ｓｔ．ＩＦ信号
７４  第２の１ｓｔ．ＩＦ信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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