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JP2002171296A - 直交変調装置 - Google Patents

直交変調装置

Info

Publication number
JP2002171296A
JP2002171296A JP2000364504A JP2000364504A JP2002171296A JP 2002171296 A JP2002171296 A JP 2002171296A JP 2000364504 A JP2000364504 A JP 2000364504A JP 2000364504 A JP2000364504 A JP 2000364504A JP 2002171296 A JP2002171296 A JP 2002171296A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
local
signal
selector
quadrature modulator
amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000364504A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Shibata
茂 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000364504A priority Critical patent/JP2002171296A/ja
Priority to US09/883,947 priority patent/US20020064237A1/en
Priority to EP01114708A priority patent/EP1217723A3/en
Publication of JP2002171296A publication Critical patent/JP2002171296A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03C—MODULATION
    • H03C3/00—Angle modulation
    • H03C3/38—Angle modulation by converting amplitude modulation to angle modulation
    • H03C3/40—Angle modulation by converting amplitude modulation to angle modulation using two signal paths the outputs of which have a predetermined phase difference and at least one output being amplitude-modulated

Landscapes

  • Transmitters (AREA)
  • Amplitude Modulation (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高調波に対する抑圧比が比較的小さく、かつ
周波数−利得特性の変化が緩やかな簡易な構成の低域通
過フィルタを用いて変調信号における高調波を十分に小
さく抑える。 【解決手段】 ９０度移相器２から出力される２つのロ
ーカル信号のそれぞれの基本波および３次波を低域通過
フィルタ５，６によりそれぞれ抑圧した上で直交変調器
３へと与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信機の送信
部にて用いられ、２系統のベースバンド信号の直交変調
を行う直交変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４は従来の直交変調装置の構成を示
す図である。
【０００３】この図において、破線で囲い、かつ符号Ｍ
ＯＤを付して示してあるものが直交変調装置であって、
ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直交変調器
３および低域通過フィルタ４を有している。直交変調器
３はさらに、乗算器３ａ，３ｂおよび加算器３ｃを有し
ている。
【０００４】ローカルシンセサイザ１は、所定周波数fi
fを基本波とするローカル信号を出力する。このローカ
ル信号は、９０度移相器２において、互いの位相差が９
０度である２つのローカル信号に２分周・２分岐され、
おのおの直交変調器３の２つの乗算器３ａ，３ｂに与え
られる。
【０００５】乗算器３ａ，３ｂには、ＩchおよびＱchの
ベースバンド変調信号が図示しないベースバンド部から
それぞれ与えられており、これらのベースバンド変調信
号にローカル信号がそれぞれ乗算される。そしてこの乗
算器３ａ，３ｂでそれぞれ得られる信号を加算器３ｃで
加算することで、両信号を合成した変調信号を発生す
る。
【０００６】このようにして得られた変調信号は、例え
ば非線形増幅器ＡＭＰにより増幅され、例えば無線送信
に利用される。しかし、直交変調器３から出力される変
調信号には高調波成分が存在する。このため、そのまま
非線形増幅器ＡＭＰでの増幅を行うと、増幅後の変調信
号には３次相互変調成分が現れる。この３次相互変調成
分が基本波との周波数離隔量が少ない場合、非線形増幅
器ＡＭＰよりも後段にフィルタを設けても抑圧すること
ができず、そのまま外部に出力されてしまって不要波と
なる。この様な不要波は出力信号の隣接チャンネルへの
漏洩電力を増加させ、また出力信号の変調精度を劣化さ
せるといった不具合を引き起こす。
【０００７】そこで、このような３次相互変調成分の原
因となる高調波成分を抑圧するべく、低域通過フィルタ
４を設けてある。
【０００８】この低域通過フィルタ４に必要とされる特
性について説明する。
【０００９】まず、直交変調器３は周知の通り、ベース
バンドＩ，Ｑ信号に互いに９０度の位相差を有するロー
カル信号をそれぞれ乗算し、加算することで所望の変調
信号を取り出す回路である。
【００１０】ここでベースバンド信号を BB_I＝VBBcosθ BB_Q＝VBBsinθ と置く。またローカル信号を Lo_I＝VLcosωLt Lo_Q＝VLcos{ωLt＋(π／2)} と置く。
【００１１】直交変調器３が理想的に動作するならば、
直交変調器３の出力は、 VQm＝BB_I×Lo_I＋BB_Q×Lo_Q ＝VBBcosθ×VLcosωLt＋VBBsinθ×VLcos{ωLt＋(π／2)} ＝VBBcosθ×VLcosωLt＋VBBsinθ×(−1)×VLsin(ωLt) ＝AQmcos(ωLt＋θ) AQm≡VBB のようにローカル信号に変調波θが位相変調された形で
出力されることになる。
【００１２】しかしながら、ローカル信号が歪んでいる
場合のように、ローカル信号の奇数次高調波成分が加算
される場合、 Lo_I＝VLcosωLt＋A3VLcos3ωLt Lo_Q＝VLcos{ωLt＋(π／2)}＋A3VLcos3{ωLt＋(π／
2)} と置くならば、直交変調器３の出力は、 VQm＝BB_I×Lo_I＋BB_Q×Lo_Q ＝VBBcosθ×(VLcosωLt＋A3VLcos3ωLt) ＋VBBsinθ×[VLcos{ωLt＋(π／2)}＋A3VLcos3{ωLt＋(π／2)}] ＝VBBcosθ×VLcosωLt＋VBBsinθ×A3VLcos3ωLt ＋VBBsinθ×VLcos{ωLt＋(π／2)} ＋VBBsinθ×A3VLcos3{ωLt＋(π／2)} ＝VBBcosθ×VLcosωLt＋VBBsinθ×A3VLcos3ωLt ＋VBBsinθ×(−1)×VLsinωLt＋VBBsinθ×(＋1)×A3VLsin3ωLt ＝VBB×VL{cosθ×cosωLt−sinθ×sinωLt} ＋VBB×A3VL{cosθ×cos3ωLt＋sinθ×sin3ωLt} ＝AQm×cos(ωLt＋θ)＋AQm3×cos(3ωLt−θ) AQm≡VBB×VL，AQm3≡VBB×A3VL のようになる。すなわち、３次の移相成分の極性は基本
波の極性に対して反転している。
【００１３】このような基本波および３次波が非線形増
幅器ＡＭＰに入力された場合の非線形増幅器ＡＭＰの出
力信号につき以下に説明する。
【００１４】まず、ここでは周波数領域で説明を行うた
めに、 2πωL＝fif，dθ／dt＝fBB とする。
【００１５】この場合、上記２信号はそれぞれ、 AQmcos(ωLt＋θ)→fif＋fBB AQmcos(3ωLt−θ)→3fif−fBB のように対応が付けられる。
【００１６】さて、周知のように一般に非線形回路に２
つの信号を入力した場合、増幅器の非線形動作のために
種々の相互変調成分が発生するが、ここでは３次相互変
調成分に着目して説明する。
【００１７】２つの入力信号の周波数をそれぞれf1，f2
と置くならば、３次相互変調成分は、 (−2)×f1＋(＋1)×f2 と表せる。そして、 f1＝fif＋fBB f2＝3fif−fBB とすると、 (−2)×f1＋(＋1)×f2＝(−2)×(fif＋fBB)＋(＋1)×(3fif−fBB) ＝fif-3fBB となり、３次相互変調成分としてfif-3fBBが発生するの
である。
【００１８】この３次相互変調成分は、相互変調成分の
発生式の3fif−fBBの係数が(＋1)であることから、非線
形増幅器ＡＭＰの入力の３次波3fif−fBBがＡ［ｄＢ］
増加するとＡ［ｄＢ］増加する。すなわち３次波に対し
て３次相互変調成分が１：１の比で増加する。従ってこ
の３次相互変調成分は、直交変調器３が出力する変調信
号における３次波レベルを抑圧すれば良いのであり、こ
れを低域通過フィルタ４により行うのである。
【００１９】ここで前記のように非線形増幅器ＡＭＰの
入力の３次波のレベルと非線形増幅器ＡＭＰの出力の３
次相互変調成分のレベルが１：１で対応するため、低域
通過フィルタ４における３次波の抑圧比と非線形増幅器
ＡＭＰの出力における３次相互変調成分（不要波）の抑
圧比との関係も図１５に示すように１：１となる。
【００２０】このことから、図１６（ａ）に示すような
スペクトルを持つ変調信号（直交変調器３の出力信号）
に関し、低域通過フィルタ４にて３次波を図１６（ｂ）
に示すようにＸ［ｄＢ］だけ抑圧することで、非線形増
幅器ＡＭＰから出力される変調信号における３次相互変
調成分が図１６（ｃ）に示すようにＸ［ｄＢ］だけ抑圧
することができる。
【００２１】従って、３次波の周波数に対する抑圧比が
大きな低域通過フィルタ４を使用するほど、３次相互変
調成分を小さく抑えることができる。ところが、基本波
をも抑圧してしまうと、そのまま信号レベルの低下とし
て現れてしまうため、基本波の周波数成分は十分に通過
させるような特性が低域通過フィルタ４の特性として要
求される。
【００２２】この結果、３次波の抑圧比Ｘ［ｄＢ］を十
分に大きくした低域通過フィルタ４には周波数−利得特
性が図１６に示すように急峻であるものが必要とされ
る。
【００２３】ところが、この図１７に示すような急峻に
変化する周波数−利得特性を持つフィルタは、構成が複
雑なものになってしまう。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の直
交変調装置では、外部へと出力する変調信号における高
調波を抑圧することとしているために、この高調波の抑
圧のための低域通過フィルタの構成が複雑になり、部品
点数の増加により、サイズの増大、重量の増大、並びに
コストの増加などを生じさせてしまうという不具合があ
った。
【００２５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、高調波に対す
る抑圧比が比較的小さく、かつ周波数−利得特性の変化
が緩やかな簡易な構成の低域通過フィルタを用いて変調
信号における高調波を十分に小さく抑えることができる
直交変調装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに本発明は、所定周波数の基本波を有し、かつ互いの
位相差が９０度である２つのローカル信号を生成する、
例えばローカルシンセサイザおよび９０度移相器よりな
るローカル信号生成手段と、このローカル信号生成手段
により生成された前記２つのローカル信号のそれぞれに
ついて前記基本波を含む高周波帯域の成分を抑圧する２
つの低域通過フィルタと、この２つの低域通過フィルタ
のそれぞれから出力される２つのローカル信号を用いて
２系統のベースバンド信号を直交変調する例えば直交変
調器などの変調手段とを備えた。
【００２７】このような手段を講じたことにより、ロー
カル信号は低域通過フィルタにより基本波および３次波
が抑圧された上で変調手段へと与えられる。変調手段の
出力における３次波は、ローカル信号における基本波と
はおよそ１：３の比で、またローカル信号における３次
波とはおよそ１：１の比で生じるので、ローカル信号に
おける基本波の抑圧と３次波の抑圧との相乗効果により
変調手段の出力における３次波が抑圧される。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態につき説明する。
【００２９】図１は本発明の一実施形態に係る直交変調
装置の要部構成を示すブロック図である。なお、図１４
と同一部分には同一符号を付してある。
【００３０】この図に示すように本実施形態の直交変調
装置は、ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直
交変調器３および低域通過フィルタ５，６を有してい
る。直交変調器３はさらに、乗算器３ａ，３ｂおよび加
算器３ｃを有している。
【００３１】ローカルシンセサイザ１は、所定周波数fi
fを基本波とするローカル信号を発生し、このローカル
信号を９０度移相器２へと与える。
【００３２】９０度移相器２は、ローカルシンセサイザ
１から与えられるローカル信号を、互いの位相差が９０
度である２つのローカル信号に２分周・２分岐する。そ
して９０度移相器２は、これらの２つのローカル信号を
低域通過フィルタ５，６にそれぞれ与える。
【００３３】低域通過フィルタ５，６は、９０度移相器
２からそれぞれ与えられるローカル信号における低域成
分を抑圧すること無しに通過させる。この低域通過フィ
ルタ５，６が抑圧すること無しに通過させる低域は、ロ
ーカル信号の基本波を含まない。すなわち低域通過フィ
ルタ５，６は、例えば図２に示すような周波数−利得特
性を有し、ローカル信号における基本波および高調波は
抑圧する。そして低域通過フィルタ５，６は、高域成分
を抑圧したローカル信号を直交変調器３に設けられた２
つの乗算器３ａ，３ｂにそれぞれ与える。
【００３４】乗算器３ａ，３ｂには、ＩchおよびＱchの
ベースバンド変調信号がそれぞれ与えられる。乗算器３
ａ，３ｂは、それぞれ与えられるベースバンド変調信号
とローカル信号とを乗算する。そして乗算器３ａ，３ｂ
は、上記乗算の結果を加算器３ｃへと与える。
【００３５】加算器３ｃは、乗算器３ａ，３ｂのそれぞ
れの出力を加算し、その結果を直交変調器３での直交変
調の結果としての変調信号として出力する。
【００３６】以上が本実施形態に係る直交変調装置の構
成であるが、以下にこの直交変調装置の使用例をいくつ
か例示し、各使用例での直交変調装置の特徴的な動作に
ついて説明する。
【００３７】（第１の使用例）図３は図１に示す直交変
調装置を適用して構成された無線送信機の要部構成を示
すブロック図である。なお、図１と同一部分には同一符
号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３８】この図に示すように本例の無線送信機は、
ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直交変調器
３、低域通過フィルタ５，６、非線形増幅器７、１／Ｒ
分周器８、位相比較器９、ループフィルタ１０、電圧制
御発振器１１、主増幅器１２、アンテナ１３、アッテネ
ータ１４、ダウンコンバートミキサ１５、ローカルシン
セサイザ１６、帯域通過フィルタ１７、非線形増幅器１
８および１／Ｎ分周器１９を有している。
【００３９】本実施形態の直交変調装置１００から出力
される変調信号は、非線形増幅器７に与えられ、その振
幅が適切な論理振幅となるように増幅する。そして非線
形増幅器７で増幅された後の変調信号は、１／Ｒ分周器
８にて周波数が１／Ｒになるように分周された上で位相
比較器９へと与えられる。
【００４０】位相比較器９へは、１／Ｒ分周器８から与
えられる信号の他に、１／Ｎ分周器１９から信号が与え
られる。そして位相比較器９では、これらの２つの信号
の移相を比較して、その位相差に対応した電圧レベルを
持つ制御信号を出力する。
【００４１】位相比較器９から出力された制御信号は、
ループフィルタ１０により不要な高調波成分や雑音が除
去された上で電圧制御発振器１１へと与えられる。
【００４２】電圧制御発振器１１は、ループフィルタ１
０から与えられる制御信号の電圧レベルに応じた周波数
を発振し、これにより得られる信号を送信信号として出
力する。なお電圧制御発振器１１は、中心周波数が所定
のシステム通信帯域に属する送信信号を発生する。
【００４３】電圧制御発振器１１から出力される送信信
号は、主増幅器１２により無線送信するのに必要な電力
レベルまで増幅された上でアンテナ１３へと供給され
る。そして送信信号は、アンテナ１３により空間へと電
波として放射される。
【００４４】さて、電圧制御発振器１１から出力される
送信信号は、アッテネータ１４にも分岐入力され、この
アッテネータ１４にて適切な振幅レベルに減衰される。
そしてアッテネータ１４により減衰された送信信号は、
ダウンコンバートミキサ１５にて、ローカルシンセサイ
ザ１６が発生するローカル信号と乗算されることでダウ
ンコンバートされる。このようにダウンコンバートされ
た送信信号は、帯域通過フィルタ１７により不要な周波
数成分が除去されたのち、非線形増幅器１８によりその
振幅が適切な論理振幅となるように増幅される。このよ
うに非線形増幅器１８で増幅された後の変調信号は、１
／Ｎ分周器１９にて周波数が１／Ｎになるように分周さ
れた上で位相比較器９へと与えられる。
【００４５】かくして、非線形増幅器７、１／Ｒ分周器
８、位相比較器９、ループフィルタ１０、電圧制御発振
器１１、アッテネータ１４、ダウンコンバートミキサ１
５、ローカルシンセサイザ１６、帯域通過フィルタ１
７、非線形増幅器１８および１／Ｎ分周器１９により位
相同期ループ（ＰＬＬ）が構成されている。
【００４６】すなわちこの無線送信機は、ローカルシン
セサイザ１、９０度移相器２、直交変調器３および低域
通過フィルタ５，６から構成される直交変調装置１００
で得られた変調信号を変調ループ方式により無線送信す
るものとなっている。
【００４７】次に以上のように構成された無線送信機の
動作につき説明する。
【００４８】まず、直交変調装置１００には低域通過フ
ィルタ５，６が設けられているが、これ以外の構成は従
来より知られている一般的なものであって、直交変調の
処理も基本的には従来よりある直交変調装置と同様にし
て行われる。そして直交変調器３により得られた変調信
号が、フィルタを介することなくそのまま直交変調装置
１００の出力として非線形増幅器７へと与えられる。
【００４９】さて、ＰＬＬが同期状態にある場合、位相
比較器９に入力される２つの信号の位相差が無くなるよ
うに電圧制御発振器８の発振周波数が制御される。すな
わち、当該ＰＬＬは、直交変調装置１００から出力され
る信号によって発生する位相偏移を打ち消すように電圧
制御発振器８を発振させることになる。この結果電圧制
御発振器８は、直交変調装置１００から出力される変調
信号に対して同一の位相偏移を有する送信信号を発生す
ることができる。
【００５０】そしてこのようにしてＰＬＬにより発生さ
れた送信信号が、主増幅器１２によって増幅された上で
アンテナ１３へと供給されて、アンテナ１３より無線送
信される。
【００５１】さて、このような変調ループ方式を用いる
場合、１／Ｒ分周器８および位相比較器９は完全な論理
回路として動作する必要があるため、１／Ｒ分周器８へ
の入力信号は論理回路を正常に動作させる論理振幅が必
要となる。このため、直交変調器３から出力される変調
信号を必要な論理振幅を有する信号に波形整形すること
が必要であり、このために非線形増幅器７が設けられて
いる。
【００５２】そして非線形増幅器７では、図１４に示し
た非線形増幅器ＡＭＰと同様にして３次相互変調成分が
発生するが、本実施形態の直交変調装置１００によると
次のようにして上記３次相互変調成分が抑圧される。
【００５３】まず、９０度移相器２から出力されるロー
カル信号において基本波（周波数＝fif）および３次波
（周波数＝3fif）のそれぞれの成分が図４（ａ）に示す
ような関係にあるとする。低域通過フィルタ５，６は図
２に示すような周波数−利得特性を有しているから、ロ
ーカル信号は低域通過フィルタ５，６を通過すること
で、図４（ｂ）に示すように基本波がＸ1［ｄＢ］だ
け、また３次波がＸ2［ｄＢ］だけそれぞれ減衰され
る。
【００５４】さて、直交変調器３に入力されるローカル
信号と直交変調器３から出力される変調信号における３
次波とは図５に示す関係がある。すなわち、直交変調器
３から出力される変調信号における３次波は、直交変調
器３に入力されるローカル信号における３次高調波とは
およそ１：１の関係にあるが、ローカル信号における基
本波とはおよそ３：１の関係にある。
【００５５】このため、上述のように基本波および３次
波がそれぞれ抑圧されたローカル信号を用いての直交変
調が直交変調器３でなされることで、変調信号における
３次波（周波数＝fif−3fBB）は図４（ｃ）に示すよう
に、９０度移相器２から出力されるローカル信号をその
まま使用して直交変調を行った場合に比べて３Ｘ1＋Ｘ2
に相当する程度の率（Ｘ3［ｄＢ］）で抑圧される。
【００５６】そしてこのように３次波が十分に抑圧され
ている変調信号を非線形増幅器７で増幅することにより
生じる３次相互変調成分（周波数＝fif−3fBB）は、図
４（ｄ）に示すように、９０度移相器２から出力される
ローカル信号をそのまま使用した場合に比べてＸ3［ｄ
Ｂ］だけ抑圧される。
【００５７】このように、非線形増幅器７で変調信号の
増幅を行っても、これにより生じる３次相互変調成分は
十分に小さく、また３次波についても十分に抑圧されて
いるのであり、不要波の少ない変調信号を１／Ｒ分周器
８へと与えることができる。この結果、アンテナ１３か
ら無線送信されるスプリアスが減少する。
【００５８】（第２の使用例）図６は図１に示す直交変
調装置を適用して構成された無線送信機の要部構成を示
すブロック図である。なお、図１および図３と同一部分
には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５９】この図に示すように本例の無線送信機は、
ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直交変調器
３、低域通過フィルタ５，６、非線形増幅器７、１／Ｒ
分周器８、位相比較器９、ループフィルタ１０、電圧制
御発振器１１、主増幅器１２、アンテナ１３、アッテネ
ータ１４、ダウンコンバートミキサ１５、ローカルシン
セサイザ１６、帯域通過フィルタ１７、非線形増幅器１
８、１／Ｎ分周器１９、電圧制御発振器２１、主増幅器
２２およびセレクタ２３を有している。
【００６０】すなわち本例の無線送信機は、前記第１使
用例における無線送信機に加えて、電圧制御発振器２
１、主増幅器２２およびセレクタ２３を備えたものとな
っている。
【００６１】電圧制御発振器２１には、ループフィルタ
１０から出力される制御信号が分岐入力される。電圧制
御発振器１１は、ループフィルタ１０から与えられる制
御信号の電圧レベルに応じた周波数を発振し、これによ
り得られる信号を送信信号として出力する。なお電圧制
御発振器２１は、中心周波数が所定のシステム通信帯域
に属する送信信号を発生するが、そのシステム通信帯域
は電圧制御発振器１１が発生する送信信号が属するのと
は異なる。
【００６２】電圧制御発振器２１から出力される送信信
号は、主増幅器２２により無線送信するのに必要な電力
レベルまで増幅される。
【００６３】主増幅器１２および主増幅器２２からそれ
ぞれ出力される送信信号は、ともにセレクタ２３に与え
られる。セレクタ２３は、これらの２つの送信信号のい
ずれか一方を選択してアンテナ１３へと供給する。そし
てセレクタ２３により選択された送信信号は、アンテナ
１３により空間へと電波として放射される。
【００６４】なお、電圧制御発振器２１から出力される
送信信号は、アッテネータ１４にも分岐入力されてい
る。
【００６５】かくして、非線形増幅器７、１／Ｒ分周器
８、位相比較器９、ループフィルタ１０、電圧制御発振
器１１、アッテネータ１４、ダウンコンバートミキサ１
５、ローカルシンセサイザ１６、帯域通過フィルタ１
７、非線形増幅器１８および１／Ｎ分周器１９により構
成されるＰＬＬの他に、非線形増幅器７、１／Ｒ分周器
８、位相比較器９、ループフィルタ１０、電圧制御発振
器２１、アッテネータ１４、ダウンコンバートミキサ１
５、ローカルシンセサイザ１６、帯域通過フィルタ１
７、非線形増幅器１８および１／Ｎ分周器１９によりＰ
ＬＬが構成される。なお、電圧制御発振器１１および電
圧制御発振器２１はいずれか一方が動作する場合には他
方が停止され、上記２つのＰＬＬのいずれか一方のみが
形成される。
【００６６】そして各ＰＬＬでは、それぞれ異なるシス
テム通信帯域に属する送信信号が生成される。これらの
送信信号は、一方は主増幅器１２で、また他方は主増幅
器２２でそれぞれ増幅された上で、セレクタ２３を介し
てアンテナ１３に供給されて無線送信される。
【００６７】すなわちこの無線送信機は、直交変調装置
１００で得られた変調信号を前記第１使用例と同様に変
調ループ方式により無線送信するものであるが、２つの
異なるシステム通信帯域のいずれをも使用することを可
能としている。
【００６８】そしてこの使用例にあっても、前記第１使
用例と同様に、非線形増幅器７で変調信号の増幅を行っ
ても、これにより生じる３次相互変調成分は十分に小さ
く、また３次波についても十分に抑圧されているのであ
り、不要波の少ない変調信号を１／Ｒ分周器８へと与え
ることができる。この結果、アンテナ１３から無線送信
されるスプリアスが減少する。
【００６９】（第３の使用例）図７は図１に示す直交変
調装置を適用して構成された無線送信機の要部構成を示
すブロック図である。なお、図１と同一部分には同一符
号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７０】この図に示すように本例の無線送信機は、
ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直交変調器
３、低域通過フィルタ５，６、主増幅器１２、アンテナ
１３、アップコンバータ３１およびローカルシンセサイ
ザ３２を有している。
【００７１】直交変調装置１００から出力される変調信
号は、アップコンバータ３１に与えられる。アップコン
バータ３１には、直交変調装置１００から与えられる変
調信号の他に、ローカルシンセサイザ３２からローカル
信号が与えられる。そしてアップコンバータ３１は、変
調信号にローカル信号を乗算することで、変調信号をロ
ーカル信号の周波数に応じた周波数帯にアップコンバー
トしてなる送信信号を生成する。なお、ローカルシンセ
サイザ３２は、所定のシステム通信帯域の中心周波数を
持つローカル信号を発振する。このため、送信信号は中
心周波数が所定のシステム通信帯域に属する。
【００７２】そしてアップコンバータ３１で生成された
送信信号が主増幅器１２へと与えられる。
【００７３】すなわちこの無線送信機は、直交変調装置
１００で得られた変調信号をアップコンバージョン方式
により無線送信するものとなっている。
【００７４】このような構成においては、アップコンバ
ータ３１は前記第１使用例における非線形増幅器７と同
様に非線形動作をするために、アップコンバータ３１の
出力である送信信号には３次相互変調成分が生じる。し
かしこの３次相互変調成分は前記第１使用例と同様な作
用により十分に小さく抑えられ、また３次波についても
十分に抑圧されているのであり、不要波の少ない変調信
号を１／Ｒ分周器８へと与えることができる。この結
果、アンテナ１３から無線送信されるスプリアスが減少
する。
【００７５】（第４の使用例）図８は図１に示す直交変
調装置を適用して構成された無線送信機の要部構成を示
すブロック図である。なお、図１および図７と同一部分
には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７６】この図に示すように本例の無線送信機は、
ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直交変調器
３、低域通過フィルタ５，６、主増幅器１２、アンテナ
１３、アップコンバータ３１、ローカルシンセサイザ３
２、セレクタ４１、アップコンバータ４２、主増幅器４
３およびセレクタ４４を有している。
【００７７】すなわち本例の無線送信機は、前記第３使
用例における無線送信機に加えて、セレクタ４１、アッ
プコンバータ４２、主増幅器４３およびセレクタ４４を
備えたものとなっている。
【００７８】直交変調装置１００から出力される変調信
号は、セレクタ４１に与えられる。セレクタ４１は、直
交変調装置１００から与えられる変調信号をアップコン
バータ３１およびアップコンバータ４２のいずれかに与
える。
【００７９】アップコンバータ４２には、セレクタ４１
を介して与えられる変調信号の他に、ローカルシンセサ
イザ３２からローカル信号が与えられる。そしてアップ
コンバータ３１は、変調信号にローカル信号を乗算する
ことで、変調信号をローカル信号の周波数に応じた周波
数帯にアップコンバートしてなる送信信号を生成する。
なお、ローカルシンセサイザ３２は、所定のシステム通
信帯域の中心周波数を持つローカル信号を発振するが、
セレクタ４１がアップコンバータ３１およびアップコン
バータ４２のいずれを選択しているかに応じてそれぞれ
異なるシステム通信帯域に関する周波数のローカル信号
を出力する。
【００８０】そしてアップコンバータ４２から出力され
る送信信号は、主増幅器４３により無線送信するのに必
要な電力レベルまで増幅された上でセレクタ４４を介し
てアンテナ１３へと供給される。
【００８１】セレクタ４４は、セレクタ４１に連動して
主増幅器１２および主増幅器４３のいずれかを選択す
る。そしてセレクタ４４は、その選択している主増幅器
が出力する送信信号をアンテナ１３へと供給する。
【００８２】すなわちこの無線送信機は、直交変調装置
１００で得られた変調信号をアップコンバージョン方式
により無線送信するものであるが、２つの異なるシステ
ム通信帯域のいずれをも使用することを可能としてい
る。
【００８３】このような構成においては、アップコンバ
ータ３１およびアップコンバータ４２は前記第１使用例
における非線形増幅器７と同様に非線形動作をするため
に、アップコンバータ３１およびアップコンバータ４２
の出力である送信信号には３次相互変調成分が生じる。
しかしこのような３次相互変調成分は前記第１使用例と
同様な作用により十分に小さく抑えられ、また３次波に
ついても十分に抑圧されているのであり、不要波の少な
い変調信号を１／Ｒ分周器８へと与えることができる。
この結果、アンテナ１３から無線送信されるスプリアス
が減少する。
【００８４】（第５の使用例）図９は図１に示す直交変
調装置を適用して構成された無線送信機の要部構成を示
すブロック図である。なお、図１と同一部分には同一符
号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８５】この図に示すように本例の無線送信機は、
ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直交変調器
３、低域通過フィルタ５，６、主増幅器１２およびアン
テナ１３を有している。
【００８６】すなわち本例の無線送信機は、前記第１使
用例における無線送信機のＰＬＬを排除し、直交変調装
置１００で得られた変調信号を直接的に主増幅器１２へ
と与えるようにしたものである。
【００８７】すなわちこの無線送信機は、直交変調装置
１００で得られた変調信号を周波数変換を行わずにその
ままダイレクトコンバージョン方式により無線送信する
ものとなっている。
【００８８】このような構成においては、主増幅器１２
は前記第１使用例における非線形増幅器７と同様に非線
形動作をすることが必要となるために、主増幅器１２の
出力である送信信号には３次相互変調成分が生じる。し
かしこの３次相互変調成分は前記第１使用例と同様な作
用により十分に小さく抑えられ、また３次波についても
十分に抑圧されているのであり、アンテナ１３から無線
送信されるスプリアスが減少する。
【００８９】（第６の使用例）図１０は図１に示す直交
変調装置を適用して構成された無線送信機の要部構成を
示すブロック図である。なお、図１と同一部分には同一
符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９０】この図に示すように本例の無線送信機は、
ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直交変調器
３、低域通過フィルタ５，６、主増幅器１２、アンテナ
１３、セレクタ６１、主増幅器６２およびセレクタ６３
を有している。
【００９１】すなわち本例の無線送信機は、前記第５使
用例における無線送信機に加えて、セレクタ６１、主増
幅器６２およびセレクタ６３を備えたものとなってい
る。
【００９２】直交変調装置１００から出力される変調信
号は、セレクタ６１に与えられる。セレクタ６１は、直
交変調装置１００から与えられる変調信号を主増幅器１
２および主増幅器６２のいずれかに与える。
【００９３】主増幅器６２は、セレクタ６１を介して与
えられる変調信号を無線送信するのに必要な電力レベル
まで増幅し、送信信号として出力する。
【００９４】セレクタ６３は、セレクタ６１に連動して
主増幅器１２および主増幅器６２のいずれかを選択す
る。そしてセレクタ６３は、その選択している主増幅器
が出力する送信信号をアンテナ１３へと供給する。
【００９５】すなわちこの無線送信機は、直交変調装置
１００で得られた変調信号をダイレクトコンバージョン
方式により無線送信するものであるが、２つの異なるシ
ステム通信帯域のいずれをも使用することを可能として
いる。
【００９６】このような構成においては、主増幅器１２
および主増幅器６２は前記第１使用例における非線形増
幅器７と同様に非線形動作をする必要があるために、主
増幅器１２および主増幅器６２の出力である送信信号に
は３次相互変調成分が生じる。しかしこのような３次相
互変調成分は前記第１使用例と同様な作用により十分に
小さく抑えられ、また３次波についても十分に抑圧され
ているのであり、アンテナ１３から無線送信されるスプ
リアスが減少する。
【００９７】（第７の使用例）図１１は図１に示す直交
変調装置を適用して構成された無線送信機の要部構成を
示すブロック図である。なお、図１および図３と同一部
分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９８】この図に示すように本例の無線送信機は、
ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直交変調器
３、低域通過フィルタ５，６、非線形増幅器７、１／Ｒ
分周器８、位相比較器９、ループフィルタ１０、電圧制
御発振器１１、主増幅器１２、アンテナ１３、アッテネ
ータ１４、ダウンコンバートミキサ１５、ローカルシン
セサイザ１６、帯域通過フィルタ１７、非線形増幅器１
８、１／Ｎ分周器１９、セレクタ７１、アップコンバー
タ７２、主増幅器７３およびセレクタ７４を有してい
る。
【００９９】すなわち本例の無線送信機は、前記第１使
用例における無線送信機に加えて、セレクタ７１、アッ
プコンバータ７２、主増幅器７３およびセレクタ７４を
備えたものとなっている。
【０１００】直交変調装置１００から出力される変調信
号は、セレクタ７１に与えられる。セレクタ７１は、直
交変調装置１００から与えられる変調信号を非線形増幅
器７およびアップコンバータ７２のいずれかに与える。
【０１０１】アップコンバータ７２には、セレクタ７１
を介して与えられる変調信号の他に、ローカルシンセサ
イザ１６からローカル信号が与えられる。そしてアップ
コンバータ７２は、変調信号にローカル信号を乗算する
ことで、変調信号をローカル信号の周波数に応じた周波
数帯にアップコンバートしてなる送信信号を生成する。
なお、ローカルシンセサイザ１６は、セレクタ７１が非
線形増幅器７およびアップコンバータ７２のいずれを選
択しているかに応じてそれぞれ異なる周波数のローカル
信号を出力する。セレクタ７１がアップコンバータ７２
を選択しているときにローカルシンセサイザ１６は、電
圧制御発振器１１が発生する送信信号の中心周波数が属
するシステム通信帯域とは異なる所定のシステム通信帯
域の中心周波数を持つローカル信号を出力する。
【０１０２】そしてアップコンバータ７２から出力され
る送信信号は、主増幅器７３により無線送信するのに必
要な電力レベルまで増幅された上でセレクタ７４を介し
てアンテナ１３へと供給される。
【０１０３】セレクタ７４は、セレクタ７１に連動して
主増幅器１２および主増幅器７３のいずれかを選択す
る。そしてセレクタ７４は、その選択している主増幅器
が出力する送信信号をアンテナ１３へと供給する。
【０１０４】すなわちこの無線送信機は、直交変調装置
１００で得られた変調信号を、それぞれ異なるシステム
通信帯域に対応した変調ループ方式およびアップコンバ
ージョン方式を選択的に使用して無線送信するものであ
る。
【０１０５】このような構成においては、変調ループ方
式を用いる場合には前記第１使用例と同様にしてアンテ
ナ１３から無線送信されるスプリアスが減少する。また
アップコンバージョン方式を用いる場合には、アップコ
ンバータ７２は非線形増幅器７と同様に非線形動作をす
るために、アップコンバータ７２の出力である送信信号
には３次相互変調成分が生じる。しかしこのような３次
相互変調成分は前記第１使用例と同様な作用により十分
に小さく抑えられ、また３次波についても十分に抑圧さ
れているのであり、アンテナ１３から無線送信されるス
プリアスが減少する。
【０１０６】（第８の使用例）図１２は図１に示す直交
変調装置を適用して構成された無線送信機の要部構成を
示すブロック図である。なお、図１および図３と同一部
分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０７】この図に示すように本例の無線送信機は、
ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直交変調器
３、低域通過フィルタ５，６、非線形増幅器７、１／Ｒ
分周器８、位相比較器９、ループフィルタ１０、電圧制
御発振器１１、主増幅器１２、アンテナ１３、アッテネ
ータ１４、ダウンコンバートミキサ１５、ローカルシン
セサイザ１６、帯域通過フィルタ１７、非線形増幅器１
８、１／Ｎ分周器１９、セレクタ８１、主増幅器８２お
よびセレクタ８３を有している。
【０１０８】すなわち本例の無線送信機は、前記第１使
用例における無線送信機に加えて、セレクタ８１、主増
幅器８２およびセレクタ８３を備えたものとなってい
る。
【０１０９】直交変調装置１００から出力される変調信
号は、セレクタ８１に与えられる。セレクタ８１は、直
交変調装置１００から与えられる変調信号を非線形増幅
器７および主増幅器８２のいずれかに与える。
【０１１０】主増幅器８２は、セレクタ８１を介して与
えられる変調信号を無線送信するのに必要な電力レベル
まで増幅し、送信信号として出力する。
【０１１１】セレクタ８３は、セレクタ８１に連動して
主増幅器１２および主増幅器８２のいずれかを選択す
る。そしてセレクタ８３は、その選択している主増幅器
が出力する送信信号をアンテナ１３へと供給する。
【０１１２】すなわちこの無線送信機は、直交変調装置
１００で得られた変調信号を、それぞれ異なるシステム
通信帯域に対応した変調ループ方式およびダイレクトコ
ンバージョン方式を選択的に使用して無線送信するもの
である。
【０１１３】このような構成においては、変調ループ方
式を用いる場合には前記第１使用例と同様にしてアンテ
ナ１３から無線送信されるスプリアスが減少する。また
ダイレクトコンバージョン方式を用いる場合には、主増
幅器８２は非線形増幅器７と同様に非線形動作をするた
めに、主増幅器８２の出力である送信信号には３次相互
変調成分が生じる。しかしこのような３次相互変調成分
は前記第１使用例と同様な作用により十分に小さく抑え
られ、また３次波についても十分に抑圧されているので
あり、アンテナ１３から無線送信されるスプリアスが減
少する。
【０１１４】（第９の使用例）図１３は図１に示す直交
変調装置を適用して構成された無線送信機の要部構成を
示すブロック図である。なお、図１、図３および図７と
同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。
【０１１５】この図に示すように本例の無線送信機は、
ローカルシンセサイザ１、９０度移相器２、直交変調器
３、低域通過フィルタ５，６、主増幅器１２、アンテナ
１３、アップコンバータ３１、ローカルシンセサイザ３
２、セレクタ９１、主増幅器９２およびセレクタ９３を
有している。
【０１１６】すなわち本例の無線送信機は、前記第３使
用例における無線送信機に加えて、セレクタ９１、主増
幅器９２およびセレクタ９３を備えたものとなってい
る。
【０１１７】直交変調装置１００から出力される変調信
号は、セレクタ９１に与えられる。セレクタ９１は、直
交変調装置１００から与えられる変調信号をアップコン
バータ３１および主増幅器９２のいずれかに与える。
【０１１８】主増幅器９２は、セレクタ９１を介して与
えられる変調信号を無線送信するのに必要な電力レベル
まで増幅し、送信信号として出力する。
【０１１９】セレクタ９３は、セレクタ９１に連動して
主増幅器１２および主増幅器９２のいずれかを選択す
る。そしてセレクタ９３は、その選択している主増幅器
が出力する送信信号をアンテナ１３へと供給する。
【０１２０】すなわちこの無線送信機は、直交変調装置
１００で得られた変調信号を、それぞれ異なるシステム
通信帯域に対応したアップコンバージョン方式およびダ
イレクトコンバージョン方式を選択的に使用して無線送
信するものである。
【０１２１】このような構成においては、アップコンバ
ージョン方式を用いる場合には前記第３使用例と同様に
してアンテナ１３から無線送信されるスプリアスが減少
する。またダイレクトコンバージョン方式を用いる場合
には、主増幅器９２は前記第１実施形態における非線形
増幅器７と同様に非線形動作をするために、主増幅器９
２の出力である送信信号には３次相互変調成分が生じ
る。しかしこのような３次相互変調成分は前記第１使用
例と同様な作用により十分に小さく抑えられ、また３次
波についても十分に抑圧されているのであり、アンテナ
１３から無線送信されるスプリアスが減少する。
【０１２２】以上のように本実施形態の直交変調装置１
００によれば、後段側に非線形動作をする回路が接続さ
れるのであれば、その回路の出力における３次相互変調
成分および３次波を十分に小さく抑圧することができ、
前記各使用例のように様々な形態の無線送信機に適用し
てスプリアスの低減を図ることが可能である。
【０１２３】そして本実施形態では、３次相互変調成分
の抑圧比Ｘ3［ｄＢ］に対して、低域通過フィルタ５，
６における抑圧比Ｘ1［ｄＢ］，Ｘ2［ｄＢ］は十分に小
さく、さらに３次波のみならず基本波についても抑圧さ
せるのであるから、低域通過フィルタ５，６の周波数−
利得特性は図２に示したように緩やかな変化の特性であ
って良い。従って、低域通過フィルタ５，６は、図１７
に示すような周波数−利得特性を持つ低域通過フィルタ
よりも非常に簡易な構成で実現することが可能である。
【０１２４】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。例えば上記実施形態では、ローカルシン
セサイザ１が直交変調装置に内蔵されるものとしている
が、ローカルシンセサイザ１を内蔵せず、外部からロー
カル信号の供給を受けるようにしても良い。
【０１２５】また上記実施形態におけるローカルシンセ
サイザ１、９０度移相器２、直交変調器３および低域通
過フィルタ５，６は、全てハードウェア回路により実現
することとしても良いし、一部または全てをディジタル
信号処理により実現することとしても良い。
【０１２６】このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形実施が可能である。
【０１２７】
【発明の効果】本発明によれば、ローカル信号を、低域
通過フィルタにより基本波および３次波が抑圧された上
で変調手段へと与えるようにしたので、ローカル信号に
おける基本波の抑圧と３次波の抑圧との相乗効果により
変調手段の出力における３次波が抑圧されることとな
り、この結果、高調波に対する抑圧比が比較的小さく、
かつ周波数−利得特性の変化が緩やかな簡易な構成の低
域通過フィルタを用いて変調信号における高調波を十分
に小さく抑えることが可能な直交変調装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る直交変調装置の要部
構成を示すブロック図。
【図２】図１中の低域通過フィルタ５，６の周波数−利
得特性を示す図。
【図３】図１に示す直交変調装置を適用して構成された
無線送信機の要部構成を示すブロック図（第１使用
例）。
【図４】図３に示す無線送信機での各部での基本波、３
次波ならびに３次相互変調成分の様子を示すスペクトル
図。
【図５】図１中の直交変調器３に入力されるローカル信
号と直交変調器３から出力される変調信号における３次
波との関係を示す図。
【図６】図１に示す直交変調装置を適用して構成された
無線送信機の要部構成を示すブロック図（第２使用
例）。
【図７】図１に示す直交変調装置を適用して構成された
無線送信機の要部構成を示すブロック図（第３使用
例）。
【図８】図１に示す直交変調装置を適用して構成された
無線送信機の要部構成を示すブロック図（第４使用
例）。
【図９】図１に示す直交変調装置を適用して構成された
無線送信機の要部構成を示すブロック図（第５使用
例）。
【図１０】図１に示す直交変調装置を適用して構成され
た無線送信機の要部構成を示すブロック図（第６使用
例）。
【図１１】図１に示す直交変調装置を適用して構成され
た無線送信機の要部構成を示すブロック図（第７使用
例）。
【図１２】図１に示す直交変調装置を適用して構成され
た無線送信機の要部構成を示すブロック図（第８使用
例）。
【図１３】図１に示す直交変調装置を適用して構成され
た無線送信機の要部構成を示すブロック図（第９使用
例）。
【図１４】従来の直交変調装置の構成を示す図。
【図１５】図１４中の非線形増幅器ＡＭＰの入力の３次
波のレベルと非線形増幅器ＡＭＰの出力の３次相互変調
成分のレベルとの関係を示す図。
【図１６】図１４に示す無線送信機での各部での基本
波、３次波ならびに３次相互変調成分の様子を示すスペ
クトル図。
【図１７】図１４中の低域通過フィルタ４の周波数−利
得特性を示す図。
【符号の説明】
１００…直交変調装置 １…ローカルシンセサイザ ２…９０度移相器 ３…直交変調器 ３ａ，３ｂ…乗算器 ３ｃ…加算器 ５，６…低域通過フィルタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定周波数の基本波を有し、かつ互いの
    位相差が９０度である２つのローカル信号を生成するロ
    ーカル信号生成手段と、 このローカル信号生成手段により生成された前記２つの
    ローカル信号のそれぞれについて前記基本波を含む高周
    波帯域の成分を抑圧する２つの低域通過フィルタと、 この２つの低域通過フィルタのそれぞれから出力される
    ２つのローカル信号を用いて２系統のベースバンド信号
    を直交変調する変調手段とを具備したことを特徴とする
    直交変調装置。
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