接收機的製作方法

2024-04-02 02:59:05

專利名稱：接收機的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用多個無線頻帶進行通信的接收機。本申請基於2010年I月12日在日本申請的特願2010-4325號要求優先權，並在此引用其內容。
背景技術：
由於無線通信的用途多樣化，能接收多個頻帶的信號的接收機(多頻帶接收機)需要接收頻帶的寬頻帶化。以往的多頻帶接收機存在如下情況，S卩，按多個無線頻帶的每一個將頻帶進行分 害I]，並按各個頻帶的每一個設置接收混頻器(mixer)，或限定能同時接收的無線頻帶的數量，並設置所需數量的接收電路(例如，參照非專利文獻I至2)。現有技術文獻 非專利文獻
非專利文獻I :伊藤等，「攜帯電話i^ f A Q徹底研究」，CQ出版社，RF 7 —斤
F No. 2，p 57,2008 年 4 月；
非專利文獻2 :慄原淳、鈴木博，「RF 7 ^ >夕K f用P t 乂 7卜々工7無線受信機」電子信息通信學會信學技報RCS 2004-133，2004年8月。發明要解決的課題
但是，在非專利文獻I的技術中，在根據對應的無線頻帶來設置接收電路的方式中，就會產生當對應的無線頻帶增加時，電路規模增大的問題。

發明內容
本發明是鑑於這樣的情況而完成的，提供一種即使在增加了對應的無線頻帶的情況下也能抑制電路規模的增大的接收機。用於解決課題的方案
本發明是為了解決上述課題而完成的。本發明是一種接收機，進行多個無線頻帶中包含的信號的頻率變換，具備本振信號生成部，供給多個本振信號；調整部，調整所述本振信號的功率或相對的相位；以及頻率變換部，使用所述調整後的本振信號來同時變換所述多個無線頻帶的頻率，並按順序排列在所期望的頻率區域內。在本發明的接收機中，優選所述頻率變換部根據所述本振信號的相對相位差,對所述本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域的至少任一個頻率區域中包含的所述信號的頻率進行變換。此外，在本發明的接收機中，優選所述頻率變換部基於所述本振信號進行頻率變換，並且進行鏡像抑制、或者將下邊帶(LSB)和上邊帶(USB)進行分離並輸出。此外，在本發明的接收機中，優選所述調整部基於所述本振信號生成具有正交的相位差且成對的本振信號，並且分別進行供給。
此外，在本發明的接收機中，優選所述調整部具備相對相位差設定部，對具有所述正交的相位差的本振信號的相對相位差進行切換。此外，在本發明的接收機中,優選所述頻率變換部根據所述本振信號的頻率,對所述本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域的至少任一個頻率區域中包含的所述信號的頻率進行變換。此外，在本發明的接收機中，優選所述本振信號生成部具備直接數字合成器部，供給所述本振信號。此外，在本發明的接收機中，優選具備信號處理部，對每個包含所述頻率被變換了的信號的頻帶的功率進行檢測；以及控制部，根據所述檢測出的功率，降低每個所述信號的頻帶的功率差，並以縮小所述信號的頻率軸上的間隔而進行配置的方式，調整使對應於該頻帶的所述本振信號的功率衰減的衰減量、或者該本振信號的頻率或相對相位差的至少任一個。此外，在本發明的接收機中，優選所述信號處理部配置在與所述頻率變換部不同的地方，將由所述頻率變換部進行頻率變換後的信號由傳輸單元進行傳輸並供給。進而，此外，本發明是一種接收機，接收多個無線頻帶的信號，具備調整部，與多個本振信號源分別連接，並調整信號功率或相位；合成部，對由所述調整部調整了各個信號功率或相位的多個本振信號進行合成；帶通濾波器，與接收所述多個無線頻帶的信號的天線連接，並使所期望的所述多個無線頻帶的信號通過；低噪聲放大器，與所述帶通濾波器連接；混頻器，與所述低噪聲放大器的輸出端子連接，並對由所述合成部進行合成後的所述多個本振信號進行頻率變換；濾波器，供給由所述混頻器進行頻率變換後的信號；以及可變增益放大部，與所述濾波器連接。發明效果
根據本發明，接收機同時進行多個無線頻帶中包含的信號的頻率變換。本振信號生成部供給多個本振信號。調整部調整本振信號的功率或相對的相位。頻率變換部使用本振信號來同時變換上述無線頻帶的頻率，並按順序排列在所期望的頻率區域內。由此，接收機即使在增加了對應的無線頻帶的情況下，也能抑制電路規模的增大。


圖I是表示本發明第一實施方式的接收機的框 圖2是表示本發明第一實施方式的接收機的結構細節的框 圖3A是表示本發明第一實施方式的接收機的工作的 圖3B是表示本發明第一實施方式的接收機的工作的 圖4是表示本發明第二實施方式的接收機的結構的框 圖5是表示本發明第二實施方式的混頻器的結構的框 圖6是表示本發明第三實施方式的接收機的結構的框 圖7是表示本發明第四實施方式的接收機的結構的框 圖8A是表示本發明第四實施方式的接收機的工作的圖； 圖SB是表示本發明第四實施方式的接收機的工作的 圖9A是表示本發明第五實施方式的接收機的工作的圖；圖9B是表示本發明第五實施方式的接收機的工作的 圖10是表示本發明第六實施方式的接收機的結構的框 圖IlA是表示本發明第六實施方式的接收機的工作的 圖IlB是表示本發明第六實施方式的接收機的工作的 圖12是表示本發明第七實施方式的接收機的結構的框 圖13A是表示本發明第七實施方式的接收機的工作的 圖13B是表示本發明第七實施方式的接收機的工作的圖； 圖13C是表示本發明第七實施方式的接收機的工作的 圖14是表示本發明第八實施方式的接收機的結構的框 圖15是表示本發明第九實施方式的接收機的結構的框 圖16A是表示本發明第九實施方式的混頻器的結構的框 圖16B是表示本發明第九實施方式的混頻器的另一結構的框圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的一個實施方式進行說明。(第一實施方式)
圖I是表示本發明第一實施方式的接收機的結構的框圖。當參照圖I時，接收機100具備本振信號(local oscillation signal)生成部10、功率相位調整部20、頻率變換部30、頻帶限制部40、可變增益放大部50、模數變換部60、信號處理部70、以及控制部80。本振信號生成部10生成並輸出設定的多個頻率的本機振蕩信號(本振信號)。本振信號生成部10具備輸出各自不同的多個頻率L0-1、L0-2、…、以及LO-N的多個本機振蕩器 11-1、11-2、…、以及 11-N。功率相位調整部20根據設定來控制從本振信號生成部10供給的本振信號的功率、頻率、以及相位，並輸出至頻率變換部30。頻率變換部30對通過天線接收的無線信號進行頻率變換。頻率變換部30執行由本振信號生成部10生成並經由功率相位調整部20供給的本振信號所對應的頻率變換，配置基帶或中頻(IF)頻帶中所期望的頻率。頻率變換部30通過該頻率變換，能控制基帶頻帶或IF帶中的頻率配置。此外，頻率變換部30除了進行頻率變換，還能根據輸入的本振信號的功率、頻率、以及相位來調整頻率變換的增益。頻帶限制部40限制由頻率變換部30變換後的接收信號的頻帶。可變增益放大部(VGA) 50以根據接收信號的信號功率設定的放大率來進行放大。模數變換部60進行供給的模擬信號的採樣，將其變換成與信號強度對應的數位訊號，並生成時序數據的數位訊號。信號處理部70進行在接收處理中所需的各種信號的處理。即，信號處理部70對接收信號進行錯誤控制、解碼處理、擴展處理等處理、接收信號的監視等處理。 控制部80根據來自上位控制部等的設定信號，進行接收機100的各部分的控制。此外，控制部80也可以根據由信號處理部70檢測出的信號功率，進行各部分的控制。示出本實施方式中的接收機的更具體的結構例。
圖2是表示本實施方式中的接收機的結構的框圖。對與圖I相同的結構標註相同的附圖標記。當參照圖2時，接收機IOOa具備本振信號生成部10、功率相位調整部20a、頻率變換部30a、頻帶限制部40以及可變增益放大部(VGA) 50。功率相位調整部20a具備根據設定使從本振信號生成部(LO) 10供給的各本振信號的功率衰減的可變衰減部(ATT) 21-1、21-2、-,21-N (總稱為「ATT21」)。ATT21是根據從本振信號生成部10供給的本振信號而設置的。ATT21能各自獨立地設定衰減率，並能對各個本振信號進行所需的功率設定。頻率變換部30a具備帶通濾波器31、低噪聲放大器32、合成部33、以及混頻器34。帶通濾波器(BPF)31與天線連接，從由天線接收的高頻(RF)信號中提取成為接收對象的全部範圍的頻帶的RF信號。 低噪聲放大器(LNA) 32對由BPF31濾波後的RF信號進行放大。合成部33對從本振信號生成部10經由功率相位調整部20a供給的本振信號進行合成或合波。混頻器34將由LNA32放大後的RF信號與從LOlO供給的本振信號進行混合，由此，將RF信號變換成基帶或IF帶的頻率。頻帶限制部40是具有低通特性或帶通特性的傳遞函數的濾波器。即使是具有低通特性的傳遞函數的濾波器，也由於未圖示的使直流截止的直流分量除去電容器等而導致呈帶通特性，因此在該圖中示為具有帶通特性的傳遞函數的濾波器。頻帶限制部40的傳遞特性中的低頻側的截止頻率由構成的帶通濾波器的頻帶來確定、或者通過由電路的特性阻抗和直流分量除去電容器等確定的截止頻率來確定。此外，頻帶限制部40的傳遞特性中的高頻側的截止頻率根據在後級進行的數位訊號化中所需的採樣頻率來確定。頻帶限制部40從頻率變換後的接收信號中提取所需的頻帶信號。本振信號生成部10、功率相位調整部20a、頻帶限制部40以及可變增益放大部(VGA) 50由基於控制部80 (圖I)的設定來發揮作用。接著，參照圖3A和圖3B，就本實施方式的接收機中的頻率變換進行說明。圖3A表示在由BPF31提取、由LNA32放大之後，向混頻器34供給的RF信號的信道配置以及本振信號的頻率配置。圖3A的橫軸表示RF信號頻帶的頻率範圍，縱軸表示各頻帶(頻帶)中的信號功率。在該圖中，示出了從頻率低的一側開始，按順序接收頻帶BI至B3的RF信號的狀態，並示出了頻帶B3的RF信號與其它信道相比信號功率大的狀態。此外，在該圖中一併示出從LOlO供給的本振信號的各頻率L0-1、L0-2、L0_3與RF信號的頻帶的對應關係。頻帶BI配置在相對於頻率LO-I的本振信號的上邊帶(USB)，頻帶B2配置在相對於頻率L0-2的本振信號的下邊帶(LSB)，頻帶B3是相對於頻率L0-3的本振信號的LSB，並配置在頻帶B3的頻帶上限附近。在由頻率變換部30進行頻率變換的情況下，將各信號變換成由各個頻率和本振信號的頻率之差所示出的頻率，並配置於基帶頻帶。通過對頻帶BI至B3的頻率以適當的間隔選擇本振信號的頻率LO-I至L0-3，從而能變換到基帶頻帶的所期望的頻率。為此，通過以彼此不幹擾的方式確定頻率配置，也能在頻率低的區域縮小各個頻帶間隔進而並排地配置。此時，以頻率變換後的頻帶彼此不重疊的方式，設定本振信號的頻率和頻率變換前的各頻帶的頻率的關係。圖3B表示對圖3A所示的各頻帶的信號進行頻率變換後的結果。該圖3B的橫軸表示基帶信號頻帶的頻率範圍，縱軸表示在各頻率(信道)的信號功率。該圖所示的信號是由頻率變換部30進行頻率變換，並經由頻帶限制部40和VGA50而輸出的信號。根據頻率變換的結果，從直流附近起，按照頻帶B3、頻帶BI、頻帶B2的順序配置各個頻帶。雖然在頻率高的區域會產生本振信號的洩漏(leak)、互調失真等不需要的信號，但通過頻帶限制部40的頻帶限制能抑制它們的功率。 關於頻帶B3的信號，功率衰減到與其它頻帶BI和B2的信號相同的電平。這樣，作為使頻帶B3的變換增益比頻帶BI和B2更降低的方法，有通過使ATT21-3的衰減量變大，從而使頻率L0-3的功率相對於頻率LO-I和L0-2相對地降低的方法。 此外，通過將頻帶B3的頻帶的至少一部分配置在低頻率側，能使頻帶B3的信號功率衰減，也能使其與其它頻帶的功率相匹配，其中，上述頻帶B3是與由頻帶限制部40及直流分量除去電容器確定的低頻側的截止頻率相比配置在最低頻率側的頻帶。如以上所示的那樣，控制部80通過分別設定LOlO的本振信號的功率或頻率，能抑制信號功率大的信道的信號，並且能在有限的頻率範圍內配置各個頻帶的信號。(第二實施方式)
接著，參照圖4，就本發明第二實施方式的接收機進行說明。圖4是表示本發明第二實施方式中的接收機的結構的框圖。對與圖I和圖2所示出的第一實施方式相同的結構要素標註相同的附圖標記。當參照圖4時，接收機IOOb具有相當於第一實施方式中的本振信號生成部(LO)IO的多個本機振蕩器11-1、11_2、…Il-N以及相當於第一實施方式中的功率相位調整部20a的多個可變衰減部(ATT)21-l、21-2、…21-N。接收機IOOb還具有相當於第一實施方式中的混頻器34的多個混頻器34-1、34-2、...、34_N。第一實施方式中的頻率變換部30b在本實施例中由帶通濾波器31、低噪聲放大器32、以及混頻器34-1 34-N構成。與第一實施方式同樣地，在該頻率變換部連接頻帶限制部40和可變增益放大部50。與本振信號生成部(LO)的本機振蕩器11-1 Il-N以及功率相位調整部的可變衰減部(ATT) 21-1 21-N分別對應地單獨設置混頻器34-1 34-N。各個混頻器34-1、34-2、...、34_N與LNA32的輸出端子和頻帶限制部40的輸入端子分別連接。混頻器34-1、34-2、-,34-N對從LNA32分別供給的信號，根據各個被供給的本振信號進行頻率變換，並將頻率變換到基帶頻帶的信號供給頻帶限制部40。參照圖5，就本實施方式中的混頻器的更具體的結構進行說明。圖5表示本實施方式中的混頻器34-1、34_2、…、34-N的電路結構。對與圖4相同的結構標註相同的附圖標記。該圖所示的各個混頻器34-1、34-2、…、34-N包含場效應型電晶體(FET)和匹配電路而構成。將各FET的源極接地，漏極與信號線共同連接，向柵極供給各個本振信號L0-1、L0-2、…、L0-N。根據向FET的柵極供給的本振信號，能使向FET的漏極供給的多頻帶RF信號的向基帶的變換增益分別變化，能根據各本振信號進行作為混頻器的頻率變換，並能輸出基帶信號。
通過各自獨立地控制功率相位調整部20的可變衰減部(ATT) 21-1、21_2、…、
21-N，從而能獨立地控制各混頻器11-1、11-2、-Ul-N的變換增益。(第三實施方式)
參照圖6，就本發明第三實施方式的接收機進行說明。圖6是表示本發明第三實施方式的接收機的結構的框圖。對與圖I、圖2以及圖4所示的實施方式相同的結構要素標註相同的附圖標記。 當參照圖6時，接收機IOOc具有相當於第一實施方式中的本振信號生成部10的多個本機振蕩器11-1、11-2、…11-N、以及相當於第一實施方式中的功率相位調整部20a的多個可變衰減部(ATT) 21-1、21-2…21-N。頻率變換部由帶通濾波器31、低噪聲放大器32、混頻器34-1 34_N、分波部35、以及合成部36構成。在該頻率變換部上連接頻帶限制部40和可變增益放大部50。分波部35設置在LNA32與混頻器34_1、34_2、...、34_N之間，按每個對應的頻率將從LNA32供給的多頻帶RF信號分波到各混頻器34_1、34_2、再有，分波部35也可由分配器構成。合成部36設置在混頻器34-1、34_2、->34-N與頻帶限制部40之間，對從各混頻器34-1、34-2、…、34-N供給的基帶信號進行合成。在該圖所示的結構中，能進行與圖4所示的結構同樣的工作。與圖4的結構相比，有以下優點通過使用分波部35和合成部36，從而能確保各混頻器之間的隔離(isolation)，能使變換增益增加、或降低不需要的波的發生功率。(第四實施方式)
參照圖7，就本發明第四實施方式的接收機進行說明。圖7是表示本實施方式中的接收機的結構的框圖。對與圖I、圖2、以及圖6所示的實施方式相同的結構要素標註相同的附圖標記。當參照圖7時，接收機IOOd具備本振信號生成部10、功率相位調整部20a、頻率變換部30d、頻帶限制部40、以及可變增益放大部50。頻率變換部30d具備帶通濾波器31、低噪聲放大器32、混頻器34_1、34_2、分配部35、合成部36d、以及分配合成部37。混頻器34-1、34-2通過將由LNA32放大後的RF信號與從LOlO供給的本振信號進行混合，從而將RF信號變換到基帶信號的頻率。向混頻器34-1、34-2分別供給相位差被設定成90度的本振信號。合成部36d對從混頻器34-1、34-2供給的基帶信號進行合成。合成部36d將從一個輸入端子輸入的信號的相位旋轉90度來進行合成。分配合成部37進行從功率相位調整部20b供給的多個本振信號的二分配(half-split distribution)和合成。分配合成部37對二分配後的一方的各本振信號設定90度的相位差。根據以上的結構，頻率變換部30d能通過鏡像抑制混頻器的結構來進行頻率變換。頻率變換部30d通過採用鏡像抑制混頻器的結構，從而能降低鏡像頻帶的噪聲和不需要的波。通過獨立地控制功率相位調整部21-1、21_2、…、21-N，從而能獨立地控制混頻器34-1、34-2中的各LO信號的功率，並能按每個對應的LO頻率分別獨立地控制混頻器的變換增益。參照圖8A和8B，就本實施方式所示的接收機中的頻率變換進行說明。圖8A表示在由BPF31提取、由LNA32放大之後，向混頻器34供給的RF信號的信道配置和LO信號的頻率配置。圖8A的橫軸表示RF信號頻帶的頻率範圍，縱軸表示各頻帶(頻帶)中的信號功率。在該圖中，示出了從頻率低的一側開始，按順序接收頻帶BI至B3的RF信號的狀態，並示出了頻帶B2的RF信號與其它信道相比信號功率大的狀態。
此外，在該圖中一併示出從LOlO供給的本振信號的各頻率L0-1、L0_2a (或L0-2b)、L0-3與RF信號的頻帶的對應關係。頻帶BI配置在相對於頻率LO-I的本振信號的USB，頻帶B2配置在相對於頻率L0-2a的本振信號的USB (或相對於頻率L0_2b的本振信號的LSB )，頻帶B3配置在相對於頻率L0-3的本振信號的USB。在由頻率變換部30d進行頻率變換的情況下，將各信號變換到由各個頻率與本振信號的頻率之差所示的頻率，並配置於基帶頻帶。通過對頻帶BI至B3的頻率以適當的間隔選擇本振信號的頻率LO-I至L0-3，從而能變換到基帶頻帶的所期望的頻率。由此，也能在頻率低的區域縮小各個頻帶間隔進而並排地配置。此時，以頻率變換後的頻帶彼此不重疊的方式，設定本振信號的頻率與頻率變換前的各頻帶的頻率的關係。圖8B表不對圖8A所不的各頻帶的彳目號進行頻率變換後的結果。該圖SB的橫軸表示基帶信號頻帶的頻率範圍，縱軸表示在各頻率(信道)的信號功率。該圖所示的信號是由頻率變換部30進行頻率變換，並經由頻帶限制部40和VGA50而輸出的信號。根據頻率變換的結果，從直流附近起，按頻帶B3、頻帶BI、頻帶B2的順序配置各個頻帶。在此，關於頻帶B2的頻帶，示出功率衰減到與其它頻帶BI、B3的信號相同程度的狀態。此外，雖然在頻率高的區域產生本振信號的洩漏、互調失真等不需要的信號，但通過頻帶限制部40能抑制這些不需要的信號的功率。在由合成部36進行合成時，鏡像抑制混頻器根據信號是配置在每個本振信號的LSB或USB的哪一個來選擇向輸出端子輸出的信號。未被選擇的頻帶在合成部36中成為相同振幅且相反相位，進而互相抵消。可是，由於存在振幅誤差和相位誤差，所以不能完全消除，作為洩漏信號(leak :洩漏)而截止的信號也衰減地輸出。在本實施方式中，積極地利用該洩漏引起的衰減特性，對具有大的信號功率的頻帶的信號作為洩漏來進行頻率變換，由此能降低信號功率，並能縮小與其它頻帶的信號功率的功率差。如圖8A所示那樣，能切換是將L0-2相對於頻帶B2配置在低的頻率側(L0-2a的位置)還是配置在高的頻率側(L0_2b的位置)，是成為USB還是成為LSB。如以上所示的那樣，控制部80通過分別設定LOlO的本振信號的頻率，能抑制信號功率大的信道的信號功率，並且能在有限的頻率範圍內配置各個頻帶的信號。(第五實施方式)
接著，參照圖9A和圖9B，就利用圖I所示的接收機IOOd進行的另一頻率變換進行說明。圖9A表示在由BPF31提取、由LNA32放大之後，向混頻器34供給的RF信號的信道配置。該圖9A的橫軸表示RF信號頻帶的頻率範圍，縱軸表示在各頻帶(頻帶)的信號功率。在該圖中，示出了從頻率低的一側開始，按順序接收頻帶BI至B3的RF信號的狀態，並示出了頻帶B2的RF信號與其它信道相比信號功率大的狀態。此外，在該圖中一併示出了從LOlO供給的本振信號的各頻率L0-1、L0-2、L0-3與RF信號的頻帶的對應關係。頻率L0-2的本振信號由功率相位調整部20d以與其它本振信號相比振幅即信號功率小的方式進行設定。頻帶BI是相對於頻率LO-I的本振信號的USB，配置在頻帶BI的頻帶下限附近。頻帶B2配置在相對於頻率L0-2的本振信號的LSB，頻帶B3配置在相對於頻率L0-3的本振信號的LSB。 在由頻率變換部30d進行頻率變換的情況下，將各信號變換到由各個頻率與本振信號的頻率之差所示的頻率，並配置於基帶頻帶。通過對頻帶BI至B3的頻率以適當的間隔選擇本振信號的頻率LO-I至L0-3，從而能變換到基帶頻帶的所期望的頻率，因此，也能在頻率低的區域將各個頻帶間隔靠緊且並排地配置。此時，以頻率變換後的頻帶彼此不重疊的方式，設定本振信號的頻率與頻率變換前的各頻帶的頻率的關係。圖9B表不對圖9A所不的各頻帶的彳目號進行頻率變換後的結果。該圖9B的橫軸表示基帶信號頻帶的頻率範圍，縱軸表示在各頻率(信道)的信號功率。該圖所示的信號是由頻率變換部30進行頻率變換，並經由頻帶限制部40和VGA50而輸出的信號。根據頻率變換的結果，從直流附近起，按照頻帶BI、頻帶B3、頻帶B2的順序配置各個頻帶。在此，關於頻帶B2的頻帶，示出了與其它頻帶BI、B3的信號相比功率衰減了的狀態。此外，在頻率高的區域產生本振信號的洩漏。進而，由於頻率為L0-2的本振信號與其它本振信號相比信號功率設定得小，所以在進行頻率變換時，能降低利用該本振信號進行了頻率變換的頻帶B2的信號功率，能縮小其它頻帶的信號功率之差。如以上所示的那樣，控制部80通過分別設定LOlO的本振信號的頻率和功率相位調整部20b的衰減率，能抑制信號功率大的信道的信號，並且能在有限的頻率範圍內配置各個頻帶的信號。(第六實施方式)
接著，參照圖10，就本發明第六實施方式的接收機進行說明。圖10是表示本實施方式中的接收機的結構的框圖。對與圖I、圖2所示的第一實施方式相同的結構要素標註相同的附圖標記。當參照圖10時，接收機IOOe具有由多個本機振蕩器11-1、11-2、…Il-N構成的本振信號生成部(L0)。在本機振蕩器11-1、11_2、…Il-N的前級和後級，連接相位器22-1、
22-2、…、22-N (總稱為相位器22。)以及相位器23_1、23_2、…、23-N (總稱為相位器23。)。相位器22和23構成功率相位調整部。相位器22將從LOlO供給的本振信號的相位旋轉90度輸出。相位器23根據設定將從LOlO供給的本振信號的相位透過或旋轉180度輸出。即，在將相位旋轉180度的情況下，等效於使供給的信號反轉，例如能通過設置I級增益OdB(分貝)的源極接地放大器來實現。
在相位器22和23上連接頻率變換部30e。頻率變換部30e具備帶通濾波器31、低噪聲放大器32、合成部33-1、33-2、混頻器34_1、34_2、分配部35、合成部36d以及可變增益放大器(VGA) 38。在頻率變換部30e上連接頻帶限制部40和可變增益放大部50。合成部33-1、33_2對供給的不同頻率的本振信號分別進行合成並輸出。可變增益放大器(VGA) 38放大到在頻率變換中所需的信號功率。參照圖IlA和圖11B，就利用圖10所示的接收機IOOe進行的頻率變換進行說明。圖IlA表示在由BPF31提取、由LNA32放大之後，向混頻器34供給的RF信號的信道配置和本振信號的頻率配置。該圖IlA的橫軸表示RF信號頻帶的頻率範圍，縱軸表示各頻帶(頻帶)中的信號功率。在該圖中，示出了從頻率低的一側開始，按順序接收頻帶BI至B3的RF信號的狀態，並示出了頻帶B2的RF信號與其它信道相比信號功率大的狀態。
此外，在該圖中一併示出從LOlO供給的本振信號的各頻率L0-l、L0-2、L0-3與RF信號的頻帶的對應關係。將每個本振信號設定成相同的信號功率。頻帶BI配置在相對於頻率LO-I的本振信號的LSB，頻帶B2配置在相對於頻率L0-2的本振信號的USB，頻帶B3配置在相對於頻率L0-3的本振信號的LSB。在由頻率變換部30e進行頻率變換的情況下，將各信號變換到由各個頻率與本振信號的頻率之差所示的頻率，並配置於基帶頻帶。通過對頻帶BI至B3的頻率以適當的間隔選擇本振信號的頻率LO-I至L0-3，從而能變換到基帶頻帶的所期望的頻率，因此，也能在頻率低的區域將各個頻帶間隔靠緊且並排地配置。此時，以頻率變換後的頻帶彼此不重疊的方式，設定本振信號的頻率與頻率變換前的各頻帶的頻率的關係。圖IlB表不對圖IlA所不的各頻帶的"[目號進行頻率變換後的結果。該圖IlB的橫軸表示基帶信號頻帶的頻率範圍，縱軸表示在各頻率(信道)的信號功率。該圖所示的信號是由頻率變換部30進行頻率變換，並經由頻帶限制部40和VGA50而輸出的信號。根據頻率變換的結果，從直流附近起，按照頻帶B3、頻帶BI、頻帶B2的順序配置各個頻帶。在此，關於頻帶B2的頻帶，示出與其它頻帶B1、B3的信號相比功率衰減了的狀態。此外，雖然在頻率高的區域產生本振信號的洩漏、互調失真等不需要的波，但通過頻帶限制部40能進行抑制。在相位器23中，當將與頻率L0-2的本振信號對應的相位器23-2的相位設定從0度切換成180時，將輸入至混頻器34-1和34-2的本振信號的相位從(0、90度)變更成(180度、90度)。在由分配部35、混頻器34-1、34-2、以及合成部36d構成了鏡像抑制混頻器的情況下，利用上述的相位切換，能將由合成部36選擇出的頻帶從USB切換成LSB。S卩，在原理上，由於頻帶B2是USB，所以頻率L0-2的本振信號因相同振幅相反相位而被抵消、消除。可是，由於存在振幅和相位誤差，所以不會完全消除，成為衰減了的洩漏信號。在本結構中積極地利用該衰減特性，將功率大的頻帶B2作為洩漏信號進行衰減，利用其它頻率L0-1、L0-3的本振信號將頻帶B1、B3作為通常選擇出的信號進行處理，由此能縮小全頻帶的信號功率之差。如以上所示的那樣，控制部80通過分別設定LOlO的本振信號的頻率、相位器23的相位，能抑制信號功率大的信道的信號，並且能在有限的頻率範圍內配置各個頻帶的信號。(第七實施方式)
接著，參照圖12，就本發明第七實施方式的接收機進行說明。圖12是表示本實施方式中的接收機的結構的框圖。對與圖I、圖2、圖7以及圖10所示的實施方式相同的結構要素標註相同的附圖標記。該圖12所示的接收機IOOf具備本振信號生成部(LO) IOf、功率相位調整部20f、頻率變換部30f、頻帶限制部40f以及可變增益放大部50f、模數變換部60f。
本振信號生成部(LO) IOf具備將頻率L0-1、L0-2進行輸出的多個本機振蕩器11-1、11-2。功率相位調整部20f具備可變衰減部(ATT) 21-1和21_2、選擇部24、以及相位器25。選擇部(DH)T-SW)24是雙極雙擲型(DPDT型)的切換開關。該選擇部24能選擇輸入的2個本振信號，並向一個或兩個輸出端子輸出。相位器25將輸入的2個本振信號分別變換為設有90度的相位差的信號,劃分為成為基準的相位的本振信號和90度相位的本振信號進行輸出。在此，將成為基準的相位的本振信號供給至混頻器34-1，將90度相位的本振信號供給至混頻器34-2。頻率變換部30f具備帶通濾波器31、低噪聲放大器32、混頻器34_1、34_2、分配部35、可變增益放大器(VGA) 38、以及分配合成器39。分配合成器39以±90度的相位差合成輸入的2個信號，並分成2個輸出。能利用選擇部(DroT-SW) 24的切換，將各本振信號的LSB、USB的輸出目的地切換成信號A和信號B的任一個。例如，能將頻率LO-I的LSB變更為信號A，將頻率LO-I的USB變更為信號B，將頻率L0-2的USB變更為端子A，將LSB變更為信號B等。頻帶限制部40f具備各自獨立的帶通濾波器(BPF) 41-1、41_2。雖然BPF41-l、41-2具有相同頻帶的傳遞特性，但是能根據設定來對通帶(passing band)的增益、中心頻率、以及頻帶寬度進行設定。S卩，BPF41_1、41_2在輸入過大的信號的情況下，通過降低通帶的增益，能謀求向後級輸出的信號功率的優化。可變增益放大部50f具備各自獨立並能設定放大率的可變增益放大器51-1、51-2。這樣，從頻率變換部30f輸出的信號A和B，能由頻帶限制部40f和可變增益放大部50f獨立地進行放大率的設定，因此能將模數變換部60f的輸入設定成優化的信號功率。參照圖13A 圖13C，就利用圖12所示的接收機IOOf進行的頻率變換進行說明。圖13A表示在由BPF31提取、由LNA32放大之後，向混頻器34供給的RF信號的信道配置和本振信號的頻率配置。該圖的橫軸表示RF信號頻帶的頻率範圍，縱軸表示在各頻帶(頻帶)的信號功率。在該圖中，示出了從頻率低的一側開始，按順序接收頻帶BI至B3的RF信號的狀態，並示出了頻帶B2的RF信號與其它信道相比信號功率大的狀態。此外，在該圖中一併示出從LOlO供給的本振信號的各頻率L0-1、L0-2與RF信號的頻帶的對應關係。將每個本振信號設定成相同的信號功率。頻帶BI配置在相對於頻率LO-I的本振信號的LSB，頻帶B2配置在相對於頻率LO-I的本振信號的USB。頻率LO-I的本振信號選擇頻帶BI和頻帶B2之間的頻率。頻帶B3配置在相對於頻率L0-2的本振信號的LSB。頻率L0-2的本振信號以能將頻帶B3的信號變換到比頻帶BI和頻帶B2的頻率間隔的一半的頻帶低的頻率的方式選擇頻率。在由頻率變換部30f進行頻率變換的情況下，將各信號變換到由各個頻率與本振信號的頻率之差所示的頻率，並配置於基帶頻帶。通過對頻帶BI至B3的頻率以適當的間隔選擇本振信號的頻率L0-1、L0-2,從而能變換到基帶頻帶的所期望的頻率，因此，也能在頻率低的區域將各個頻帶間隔靠緊且並排地配置。此時，以頻率變換後的頻帶彼此不重疊的方式，設定本振信號的頻率與頻率變換前的各頻帶的頻率的關係。圖13B和圖13C表示對圖13A所示的各頻帶的信號進行頻率變換後的結果，並示出了分別從頻率變換部30f輸出的信號A和信號B。該圖的橫軸表示基帶信號頻帶的頻率範圍，縱軸表示在各頻率(信道)的信號功率。該圖所示的信號是由頻率變換部30f進行頻率變換，並經由頻帶限制部40f和VGA50f而輸出的信號。 根據頻率變換的結果，對信號A從直流附近起按頻帶B3、頻帶BI的順序配置各個頻帶，對信號B配置頻帶B2的頻帶。在此，關於頻帶B2的頻帶，通過使頻帶限制部41-2和可變增益放大部51-2的衰減量變大，從而能與其它頻帶BI、B3的信號相比使信號功率衰減，能縮小與其它頻帶的信號功率的功率差。雖然上述的是僅使頻帶B2衰減的例子，但依靠可變衰減部(ATT) 21_1、21_2的衰減量、選擇部(DH)T-SW)24的設定、頻帶限制部41f以及可變增益放大部50f的衰減量的組合，能獨立地控制3個頻帶BI、B2、B3的頻帶的變換增益。如以上所示的那樣，控制部80通過分別設定LOlOf的本振信號的頻率、功率相位調整部20f的衰減率和頻率切換、以及頻帶限制部40f和可變增益放大部50f的衰減率的設定，能抑制信號功率大的信道的信號，並且能在有限的頻率範圍內配置各個頻帶的信號。(第八實施方式)
圖14是表示本發明第八實施方式的接收機的結構的框圖。對與圖I、圖2以及圖7所示的實施方式相同的結構要素標註相同的附圖標記。當參照圖14時，接收機IOOg具備本振信號生成部(L0)10g、功率相位調整部20a、頻率變換部30d、頻帶限制部40以及可變增益放大部50。LOlOg具備本機信號生成器11-1、…、Il-M (總稱為本機信號生成器11。)、直接數字合成器(DDS) 12-1、12-2、...、12-N (總稱為 DDS12。)。本機信號生成器11供給DDS12的擺動時鐘信號(an oscillating clocksignal)oDDS12使用被供給的擺動時鐘信號的頻率作為基準信號，根據設定來輸出所期望的頻率的本振信號。由此，能作為切換速度為高速的頻率可變的本振信號發生器來使用。以上所示的結構能代替上述各實施方式的LOlO而適用。由此，能削減擺動時鐘的數量，並且能提高產生的本振信號的頻率設定範圍的自由度，因此不用固定地設置多個本機振蕩發生器就能構成接收機。(第九實施方式)
圖15是表示本發明第九實施方式的接收機的結構的框圖。對與圖I以及圖2所示的實施方式相同的結構要素標註相同的附圖標記。當參照圖15時，接收機IOOh具備本振信號生成部(LO)IOf、功率相位調整部20h、頻率變換部30h、頻帶限制部40以及可變增益放大部50。功率相位調整部20h具備可變衰減部(ATT) 21_1、21_2。頻率變換部30h具備帶通濾波器31、低噪聲放大器32、混頻器34DP。混頻器34DP具備輸入2個本振信號的輸入端子，不用在外部設置合成器，根據輸入的2個頻率的本振信號來進行頻率變換。參照圖16A和圖16B，就混頻器34DP的更具體的結構進行說明。 在圖16A所示的結構中，對混頻器34DP使用雙柵電晶體Tla。在雙柵電晶體Tla中，源極接地，漏極與信號線連接，向2個柵極分別供給本振信號L0-1、L0-2。根據向雙柵電晶體Tla的柵極供給的2個本振信號，能使向漏極供給的多頻帶RF信號的放大率分別變化。此外，能根據各本振信號L0-l、L0-2來進行作為混頻器的頻率變換，並能輸出基帶信號。在圖16B所示的結構中，對混頻器34DP使用雙柵電晶體Tib。在雙柵電晶體Tlb中，源極接地，漏極被供給一個本振信號LO-I，並且與信號輸出端子連接。此外，向2個柵極供給另一個本振信號L0-2和多頻帶RF信號。根據向雙柵電晶體Tlb的漏極和一個柵極供給的2個本振信號，能使向另一個柵極供給的多頻帶RF信號的放大率分別變化。此外，能根據各本振信號L0-l、L0-2進行作為混頻器的頻率變換，並能輸出基帶信號。再有，雖然在以上的實施方式中，對RF信號變換成基帶信號進行了說明，但是代替基帶信號，向IF信號的變換也可。在該情況下，在第一、二、五以及六實施方式中，由於在DC分量附近不能進行變換，所以能在BPF41等的低頻側截止頻率側的截止頻率區域配置信號功率大的頻帶的信號。此外，除了使用直流分量除去電容器的靜電容量分量之外，還可以採用除去DC分
量的結構。在上述實施方式中，進行多個無線頻帶中包含的信號的頻率變換的接收機的本振信號生成部10，供給多個本振信號。功率相位調整部20調整本振信號的絕對功率或相對的相位。頻率變換部30使用本振信號來變換上述無線頻帶的頻率，並按順序排列在所期望的頻率區域內。由此，接收機100即使在增加了對應的無線頻帶的情況下，也能抑制電路規模的增大。此外，在上述實施方式中，頻率變換部30根據本振信號的相對相位差，對本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域的至少任一個頻率區域中包含的信號的頻率進行變換。由此，頻率變換部30能提取在本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域的至少任一個頻率區域中包含的信號。或者，頻率變換部30將本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域中包含的信號進行分離並設定放大率，因此，能一併處理多個接收頻帶。此外，在上述實施方式中，頻率變換部30基於本振信號來進行頻率變換，並且進行鏡像抑制、或將下邊帶(LSB)和上邊帶(USB)進行分離並輸出。由此，頻率變換部30能將本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域的頻率區域中包含的信號進行鏡像抑制並提取。或者，頻率變換部30將本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域中包含的信號進行分離並設定放大率，因此，能一併處理多個接收頻帶。此外，在上述實施方式中，功率相位調整部20基於本振信號生成具有正交的相位差且成對的本振信號，並且分別進行供給。由此，功率相位調整部20能基於本振信號生成具有正交的相位差且成對的本振 信號。此外，在上述實施方式中，功率相位調整部20具備相位器23，對具有正交的相位差的本振信號的相對相位差進行切換。由此，功率相位調整部20通過切換具有正交的相位差的本振信號的相對相位差，從而能將提取的信號作為本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域的信號進行切換並提取。此外，在上述實施方式中，頻率變換部30根據本振信號的頻率，對本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域的至少任一個頻率區域中包含的信號的頻率進行變換。由此，頻率變換部30能提取本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域的至少任一個頻率區域中包含的信號。或者，頻率變換部30將本振信號的下邊帶(LSB)區域或上邊帶(USB)區域中包含的信號進行分離並設定放大率，因此，能一併處理多個接收頻帶。此外，在上述實施方式中，信號處理部70對每個包含頻率被變換了的無線信號的頻帶的功率進行檢測。控制部80根據檢測出的功率，降低每個無線信號的頻帶的功率差，並以縮小無線信號的頻率軸上的間隔而進行配置的方式，調整使對應於頻帶的本振信號的功率衰減的衰減量、或者該本振信號的頻率或相對相位差的至少任一個。由此，由信號處理部70檢測出每個頻帶的功率，控制部80基於每個頻帶的信號功率的大小，能抑制過大的信號、或調製信號功率的平衡。此外，能進行頻率變換，並提高頻率配置的效率，能將配置在多個頻帶的信號變換成有限的信息量的信號。此外，在上述實施方式中，信號處理部70配置在與頻率變換部30不同的地方，將由頻率變換部30進行頻率變換後的信號由傳輸單元進行傳輸並供給。由此，接收機100能將接收無線信號的地方和配置信號處理部70的地方進行分離，通過設置必要的傳輸單元，從而能進行已接收的信號以及控制信號的傳輸，構成為一體的接收機。傳輸單元只要能傳輸從對無線信號的頻率的變換起變換到基帶信號的信號的頻帶即可，與直接接收寬頻帶的無線信號的結構相比，能容易地構成。再有，傳輸單元在模擬信號傳輸方式和數位訊號傳輸方式中選擇哪個方式都可以。在上述實施方式所示的結構中，在不改變本申請發明的特徵的範圍內，能變更數
量、組合等。此外，信號處理部70和控制部80能夠包含基於存儲的程序來進行工作的CPU等的處理裝置來構成，能基於該程序進行接收機100的各部分控制。此外，信號處理部70和控制部80利用同一 CPU來進行處理也可。產業上的利用可能性
本發明能適用於使用多個無線頻帶來進行通信的接收機，即使在增加了對應的無線頻帶的情況下，也能抑制電路規模的增大。附圖標記的說明
100接收機
10本振信號生成部 20功率相位調整部、 30頻率變換部 50可變增益放大部 60模數變換部 70信號處理部 80控制部。
權利要求
1.一種接收機，進行多個無線頻帶中包含的信號的頻率變換， 具備 本振信號生成部，供給多個本振信號； 調整部，調整所述本振信號的功率或相對的相位；以及 頻率變換部，使用所述調整後的本振信號來同時變換所述多個無線頻帶的頻率，並按順序排列在所期望的頻率區域內。
2.根據權利要求I所述的接收機，其中， 所述頻率變換部根據所述本振信號的相對相位差，對所述本振信號的下邊帶LSB區域或上邊帶USB區域的至少任一個頻率區域中包含的所述信號的頻率進行變換。
3.根據權利要求I或2所述的接收機，其中， 所述頻率變換部基於所述本振信號進行頻率變換，並且進行鏡像抑制、或者 將下邊帶LSB和上邊帶USB進行分離並輸出。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的接收機，其中， 所述調整部基於所述本振信號生成具有正交的相位差且成對的本振信號，並且分別進行供給。
5.根據權利要求1 4中任一項所述的接收機，其中， 所述調整部具備 相對相位差設定部，對具有所述正交的相位差的本振信號的相對相位差進行切換。
6.根據權利要求廣5中任一項所述的接收機，其中， 所述頻率變換部根據所述本振信號的頻率，對所述本振信號的下邊帶LSB區域或上邊帶USB區域的至少任一個頻率區域中包含的所述信號的頻率進行變換。
7.根據權利要求廣6中任一項所述的接收機，其中， 所述本振信號生成部具備 直接數字合成器部，供給所述本振信號。
8.根據權利要求廣5中任一項所述的接收機，其中， 具備 信號處理部，對每個包含所述頻率被變換了的信號的頻帶的功率進行檢測；以及控制部，根據所述檢測出的功率，降低每個所述信號的頻帶的功率差，並以縮小所述信號的頻率軸上的間隔而進行配置的方式，調整使對應於該頻帶的所述本振信號的功率衰減的衰減量、或者該本振信號的頻率或相對相位差的至少任一個。
9.根據權利要求8所述的接收機，其中， 所述信號處理部配置在與所述頻率變換部不同的地方，將由所述頻率變換部進行頻率變換後的信號由傳輸單元進行傳輸並供給。
10.一種接收機，接收多個無線頻帶的信號， 具備 調整部，與多個本振信號源分別連接，並調整信號功率或相位； 合成部，對由所述調整部調整了各個信號功率或相位的多個本振信號進行合成；帶通濾波器，與接收所述多個無線頻帶的信號的天線連接，並使所期望的所述多個無線頻帶的信號通過；低噪聲放大器，與所述帶通濾波器連接； 混頻器，與所述低噪聲放大器的輸出端子連接，並對由所述合成部進行合成後的所述多個本振信號進行頻率變換； 濾波器，供給由所述混頻器進行頻率變換後的信號；以及 可變增益放大部，與所述濾波器連接。
全文摘要
接收機具有本振信號生成部和功率相位調整部以及頻率變換部，並進行多個無線頻帶中包含的信號的頻率變換。本振信號生成部供給多個本振信號。功率相位調整部調整本振信號的功率或本振信號的相對的相位。頻率變換部使用由功率相位調整部調整後的本振信號來變換無線頻帶的頻率，並按順序排列在所期望的頻率區域內。
文檔編號H04B1/26GK102668389SQ201180005345
公開日2012年9月12日 申請日期2011年1月12日 優先權日2010年1月12日
發明者上原一浩, 加保貴奈, 山口陽, 山田貴之, 李鬥煥, 芝宏禮, 赤羽和德 申請人:日本電信電話株式會社