受信機
【課題】Ｉ信号とＱ信号の位相誤差や振幅誤差を正確に補正してイメージノイズを効果的に抑制できるようにする。
【解決手段】中間周波信号を発生するＩＦ信号発生部１０と、ＩＦ信号発生部１０により発生される中間周波信号がスイッチ７Ｉ，７Ｑにより選択されたときに、Ｉ信号用の第１の信号処理系統で処理された信号およびＱ信号用の第２の信号処理系統で処理された信号の振幅誤差がなくなるように振幅補正部１２のゲインを設定する振幅誤差補正処理部１５とを備え、実際の受信信号を処理して発生される中間周波信号の代わりに、ＩＦ信号発生部１０により発生される中間周波信号を用いて振幅誤差の補正を行うことにより、ミキサ４Ｉ，４Ｑや９０°移相器６自身の素子ばらつきによる位相誤差を含んでいない信号を用いて、位相誤差の影響を受けずに振幅誤差を正確に検出できるようにする。
【解決手段】中間周波信号を発生するＩＦ信号発生部１０と、ＩＦ信号発生部１０により発生される中間周波信号がスイッチ７Ｉ，７Ｑにより選択されたときに、Ｉ信号用の第１の信号処理系統で処理された信号およびＱ信号用の第２の信号処理系統で処理された信号の振幅誤差がなくなるように振幅補正部１２のゲインを設定する振幅誤差補正処理部１５とを備え、実際の受信信号を処理して発生される中間周波信号の代わりに、ＩＦ信号発生部１０により発生される中間周波信号を用いて振幅誤差の補正を行うことにより、ミキサ４Ｉ，４Ｑや９０°移相器６自身の素子ばらつきによる位相誤差を含んでいない信号を用いて、位相誤差の影響を受けずに振幅誤差を正確に検出できるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受信機に関し、特に、高周波の受信信号を２つのミキサにより同相成分と直交成分とに振り分けて周波数変換し、得られた同相信号と直交信号とを用いて直交復調を行う受信機に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、情報を無線の電波信号として送信するためには、ベースバンド信号（直流近傍成分を含む低周波信号）を無線高周波信号に変換する、いわゆる変調処理が不可欠である。変調処理により生成された高周波信号を電波として受信する受信機では、受信アンテナにて受信した高周波信号と局部発振器から出力される局部発振信号とをミキサにて周波数混合することにより、検波（復調）処理に適した周波数に変換する。
【０００３】
検波方式の１つであるスーパーヘテロダイン方式を採用する受信機では、受信した高周波信号と、その中心周波数（希望受信周波数）に対して所定の周波数だけ差を持たせた周波数（ローカル周波数）の局部発振信号とを周波数混合することにより、高周波信号を中間周波信号に変換する。直接検波方式を採用する受信機では、局部発振信号のローカル周波数として、希望受信周波数とほぼ同一の周波数を用いることにより、高周波信号を直接ベースバンド信号に変換して検波するように構成されている。
【０００４】
なお、直接検波方式においては、希望受信周波数と局部発振器のローカル周波数とが同一であるため、局部発振信号の一部がミキサの入力側から漏れて再びミキサに戻り、局部発振信号と自己ミキシングすることによりベースバンド信号のＤＣ成分にオフセットが生じる問題がある。このようなＤＣオフセットの問題を緩和するために、低ＩＦ方式が提案されている。低ＩＦ方式はＤＣ成分付近に希望信号が存在しないため、ＤＣオフセットが希望信号に干渉しない。
【０００５】
ベースバンド信号を高周波信号に変換する変調方式の１つに、ベースバンド信号をＩチャネル（同相成分）とＱチャネル（直交成分）とに振り分けて変調する直交変調（ＩＱ変調）が存在する。図４は、この直交変調方式にて変調された高周波信号を受信する受信機の従来の構成例を示す図である。なお、この図４は、スーパーヘテロダイン方式を採用した受信機の構成を示している。
【０００６】
図４に示すように、従来の受信機は、受信アンテナ１０１、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１０２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０３、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑ、局部発振器１０５、９０°移相器１０６、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０７Ｉ，１０７Ｑ、Ａ／Ｄ変換器１０８Ｉ，１０８ＱおよびＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０９を備えている。
【０００７】
ＬＮＡ１０２は、受信アンテナ１０１で受信された高周波信号を増幅してＢＰＦ１０３に供給する。ＢＰＦ１０３は、ＬＮＡ１０２より出力された高周波信号を所要の帯域にフィルタリングして希望受信周波数を含む所定の周波数帯域の信号を抽出し、抽出した信号を２つのミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑに出力する。局部発振器１０５は、所定周波数の局部発振信号を発生して出力する。９０°移相器１０６は、局部発振器１０５から出力される局部発振信号の位相を９０°ずらして出力する。
【０００８】
第１のミキサ１０４Ｉは、ＢＰＦ１０３から出力される高周波信号と、局部発振器１０５から出力される同相の局部発振信号とを周波数混合することによって、高周波信号を中間周波信号に変換する。この第１のミキサ１０４Ｉから出力される中間周波信号は、受信信号に対して位相がずれていない同相成分（Ｉチャネル）の信号（以下、Ｉ信号を称する）である。
【０００９】
第２のミキサ１０４Ｑは、ＢＰＦ１０３から出力される高周波信号と、９０°移相器１０６から出力される直交の（９０°位相がずれた）局部発振信号とを周波数混合することによって、高周波信号を中間周波信号に変換する。この第２のミキサ１０４Ｑから出力される中間周波信号は、受信信号に対して位相が９０°ずれた直交成分（Ｑチャネル）の信号（以下、Ｑ信号を称する）である。
【００１０】
ＬＰＦ１０７Ｉ，１０７Ｑは、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑより出力されるＩ信号およびＱ信号をフィルタリングして高調波を除去する。Ａ／Ｄ変換器１０８Ｉ，１０８Ｑは、ＬＰＦ１０７Ｉ，１０７Ｑにより高調波が除去されたＩ信号およびＱ信号をデジタル信号に変換し、デジタルＩ信号およびデジタルＱ信号を出力する。ＤＳＰ１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０８Ｉ，１０８Ｑより出力されるデジタルＩ信号およびデジタルＱ信号を用いてデジタル信号処理により復調処理を行い、復調信号を出力する。
【００１１】
ところで、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑによって高周波信号を中間周波信号に変換する場合、希望受信周波数と一定の周波数関係を持つ周波数チャネル（スプリアス・ポイント）において、イメージノイズなどの本来不要な成分が発生する。従来、このイメージノイズを除去するための処理構成を設けた受信機が提供されている。また、イメージノイズの除去をデジタル信号処理により行うことによって、イメージ除去比を向上する技術も提案されている。デジタル信号処理でイメージ除去を行う方法としては、例えば複素周波数変換を行う方法がある。
【００１２】
周波数変換によるイメージ除去機能が有効に働くためには、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑにより発生されイメージ除去回路に入力されるＩ信号とＱ信号の振幅が正確に一致し、かつ、Ｉ信号とＱ信号の位相が正確に９０°ずれていることが望まれる。しかしながら、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑや９０°移相器１０６はアナログ回路で構成されている。また、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑで発生されたＩ信号とＱ信号がデジタル信号とされるまでの間にも、ＬＰＦ１０７Ｉ，１０７Ｑなどのアナログ回路が存在する。そのため、アナログ素子のばらつき等により、イメージ除去回路に入力されるＩ信号とＱ信号との間に振幅誤差が生じたり、位相差が正確に９０°にならなかったりする場合がある。この場合には、イメージ除去比が充分でなくなってしまう。
【００１３】
このような問題に対して、同相成分および直交成分のデジタル信号から位相誤差を検出して補正するとともに、振幅誤差を検出して補正することにより、受信信号に含まれるイメージノイズを除去するようにした受信機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、９０°移相器の出力値を検波ミキサにて比較し、その出力から位相誤差をＣＰＵで判断し、ＣＰＵが位相補正回路を制御することにより、９０°移相器による位相誤差の補正を行う技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６６４１６号公報
【特許文献２】特開２０００−３０８６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、位相誤差および振幅誤差の双方が含まれたＩ信号とＱ信号を対象として振幅誤差を検出し、当該振幅誤差の補正を行っている。このため、振幅誤差を検出していると言っても、検出されるのは位相誤差も含んだ信号の振幅誤差であり、位相誤差がない場合の正確な振幅誤差ではない。すなわち、振幅誤差を検出して補正しても、その後で位相の補正が行われると、それに伴い振幅も変わるため、位相誤差を含んだ状態で検出した振幅誤差からは正確な振幅補正を行うことができないという問題があった。
【００１５】
また、上記特許文献１，２に記載の従来技術では、Ｉ信号とＱ信号の位相誤差そのものを検出して位相補正を行っている。そのため、位相誤差の検出精度が悪いと、Ｉ信号とＱ信号の位相差を正確に９０°にすることができない。特許文献１に記載されているように、例えばイメージ除去比を６０ｄＢ程度以上確保するためには、位相誤差を０．０５°程度以内とする必要があるが、これだけ小さい位相誤差を検出するための精度を確保するのは困難である。そのため、正確な位相補正を行うことができないという問題もあった。
【００１６】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、Ｉ信号とＱ信号の位相誤差や振幅誤差を正確に補正してイメージノイズを効果的に抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記した課題を解決するために、本発明では、ミキサで発生される中間周波信号と同じ中間周波数の信号を発生する中間周波信号発生部と、ミキサにより発生される中間周波信号または中間周波信号発生部により発生される中間周波信号の何れかを選択して出力する切替部と、ミキサで発生される同相信号および直交信号の少なくとも一方の振幅を設定されたゲインに従って補正する振幅補正部と、中間周波信号発生部により発生される中間周波信号が切替部により選択されたときに、同相信号用の第１の信号処理系統で処理された信号および直交信号用の第２の信号処理系統で処理された信号の振幅誤差がなくなるように振幅補正部のゲインを設定する振幅誤差補正処理部とを備えている。
【００１８】
本発明の他の態様では、第１の信号処理系統により処理された同相信号および第２の信号処理系統により処理された直交信号を合成する合成部と、受信周波数およびローカル周波数の関係で定まるイメージ周波数の信号を発生するイメージ信号発生部と、受信信号またはイメージ信号発生部により発生されるイメージ信号の何れかを選択してミキサに出力する第２の切替部と、イメージ信号発生部により発生されるイメージ信号が第２の切替部により選択されたときに、合成部より出力される信号のエネルギーが最小となるように同相信号と直交信号の位相誤差を補正する位相誤差補正処理部とを備えている。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように構成した本発明によれば、実際の受信信号をミキサで処理して発生される中間周波信号の代わりに、中間周波信号発生部により発生される同じ中間周波数の信号が切替部にて選択されて、当該中間周波信号を対象としてミキサ以降の信号処理が行われる。そして、その信号処理された信号を用いて振幅誤差がなくなるように振幅補正部のゲインが調整されることとなる。このとき処理される信号はミキサを通っていないものであるため、９０°移相器やミキサ自身の素子ばらつきによる位相誤差を含んでいない。これにより、ミキサ以降の信号処理系統におけるアナログ素子のばらつき等に起因する振幅誤差を、位相誤差の影響を受けずに正確に検出することができる。したがって、正確な振幅補正を行うことができ、イメージノイズの除去効果を高めることができる。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、第２の切替部での選択により、実際の受信信号をミキサに入力する代わりに、イメージ信号発生部により発生されたイメージ周波数の信号がミキサに入力されて、当該イメージ信号を対象として一連の信号処理が行われる。そして、その信号処理された同相信号と直交信号とが合成され、合成された信号のエネルギーが最小となるように同相信号と直交信号の位相誤差が補正されることとなる。イメージ信号が処理された結果として得られる信号のエネルギーが最小となるのは、同相信号と直交信号との位相差が９０°となるときであるから、エネルギーが最小となるように位相を調整することにより、結果として、同相信号と直交信号との位相差が正確に９０°となるようにすることができる。これにより、同相信号と直交信号との位相誤差そのものを検出する必要がなく、９０°移相器やミキサ等におけるアナログ素子のばらつき等に起因する位相誤差を正確に補正し、イメージノイズの除去効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明による第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態による受信機の構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態による受信機は、受信アンテナ１、ＬＮＡ２、ポリフェーズフィルタ（ＰＰＦ）３、ミキサ４Ｉ，４Ｑ、局部発振器５、９０°移相器６、スイッチ７Ｉ，７Ｑ、ＬＰＦ８Ｉ，８Ｑ、Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑ、ＩＦ信号発生部１０およびＤＳＰ１１を備えている。なお、図１に示す各構成のうち、受信アンテナ１を除くその他の構成は全て、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）プロセスで１チップに集積化されている。
【００２２】
ＬＮＡ２は、受信アンテナ１で受信された高周波信号を増幅してＰＰＦ３に供給する。ＰＰＦ３は、ＬＮＡ２より出力された高周波信号を所要の帯域にフィルタリングして希望受信周波数を含む所定の周波数帯域の信号を抽出し、抽出した信号を第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑに出力する。局部発振器５は、受信周波数に対して所定周波数のオフセットを有するローカル周波数の局部発振信号（以下、これを同相局部発振信号と称する）を発生して出力する。９０°移相器６は、局部発振器５から出力される同相局部発振信号の位相を９０°ずらした信号（以下、これを直交局部発振信号と称する）を発生して出力する。
【００２３】
第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑは、同相局部発振信号および直交局部発振信号で受信信号を中間周波信号に周波数変換し、受信信号から中間周波の同相成分から成るＩ信号および直交成分から成るＱ信号を発生する。すなわち、第１のミキサ４Ｉは、ＰＰＦ３から出力される高周波信号と、局部発振器５から出力される同相局部発振信号とを周波数混合することによって、高周波信号を中間周波信号に変換する。この第１のミキサ４Ｉから出力される中間周波信号は、受信信号に対して位相がずれていない同相成分のＩ信号である。また、第２のミキサ４Ｑは、ＰＰＦ３から出力される高周波信号と、９０°移相器６から出力される直交局部発振信号とを周波数混合することによって、高周波信号を中間周波信号に変換する。この第２のミキサ４Ｑから出力される中間周波信号は、受信信号に対して位相が９０°ずれた直交成分のＱ信号である。
【００２４】
第１のミキサ４Ｉでの周波数変換により発生されたＩ信号は、第１のスイッチ７Ｉを通り、第１のＬＰＦ８Ｉおよび第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉから成る第１の信号処理系統でアナログ信号処理される。また、第２のミキサ４Ｑでの周波数変換により発生されたＱ信号は、第２のスイッチ７Ｑを通り、第２のＬＰＦ８Ｑおよび第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑから成る第２の信号処理系統でアナログ信号処理される。ＩＦ信号発生部１０（本発明の中間周波信号発生部に相当）は、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑで発生される中間周波信号（Ｉ信号およびＱ信号）と同じ中間周波数の信号を発生する。
【００２５】
スイッチ７Ｉ，７Ｑ（本発明の切替部に相当）は、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑにより発生される中間周波信号（Ｉ信号およびＱ信号）またはＩＦ信号発生部１０により発生される中間周波信号の何れかを選択して第１の信号処理系統および第２の信号処理系統に出力する。どちらの中間周波信号を選択するかは、ＤＳＰ１１より供給される制御信号に従う。
【００２６】
ＬＰＦ８Ｉ，８Ｑは、スイッチ７Ｉ，７Ｑを通して供給される中間周波信号（すなわち、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑにより発生されたＩ信号およびＱ信号、またはＩＦ信号発生部１０により発生された中間周波信号の何れか）をフィルタリングして高調波を除去する。Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑは、ＬＰＦ８Ｉ，８Ｑにより高調波が除去された中間周波信号をデジタル信号に変換する。
【００２７】
ＤＳＰ１１は、振幅補正部１２、復調部１３、振幅誤差検出部１４、振幅誤差補正処理部１５およびテストモード設定部１６を備えている。振幅補正部１２は、第１の信号処理系統で処理された中間周波信号の振幅を、振幅誤差補正処理部１５により設定されたゲインに従って補正する。復調部１３は、スイッチ７Ｉ，７Ｑにより第１および第２のミキサ４Ｉ，４ＱからのＩ信号およびＱ信号が選択されている通常モード時に、第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉより振幅補正部１２を介して供給されるデジタルＩ信号および第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑより供給されるデジタルＱ信号を用いてデジタル信号処理により復調処理を行う。この復調部１３は、例えば複素周波数変換を行う方法にてイメージノイズを除去する機能を有している。
【００２８】
振幅誤差検出部１４は、スイッチ７Ｉ，７ＱによりＩＦ信号発生部１０からの中間周波信号が選択されているテストモード時に、第１の信号処理系統で処理された中間周波信号（振幅補正部１２の出力信号）と第２の信号処理系統で処理された中間周波信号（第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑの出力信号）との振幅誤差を検出する。振幅誤差補正処理部１５は、振幅誤差検出部１４により検出された振幅誤差がなくなるように、振幅補正部１２のゲインを設定する。
【００２９】
テストモード設定部１６は、図示しないマイコンから与えられる指示信号に従って、受信機をテストモードに設定する。テストモードが設定されたとき、テストモード設定部１６は、ＩＦ信号発生部１０を動作させるように制御するとともに、ＩＦ信号発生部１０により発生された中間周波信号を選択するようにスイッチ７Ｉ，７Ｑを制御する。また、テストモード設定部１６は、ＤＳＰ１１の振幅誤差検出部１４および振幅誤差補正処理部１５を動作させるように制御する。
【００３０】
なお、テストモードが設定されていない通常モードのときは、テストモード設定部１６は、ＩＦ信号発生部１０は非動作状態とし、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑにより発生されたＩ信号およびＱ信号を選択するようにスイッチ７Ｉ，７Ｑを制御する。また、通常モード設定時は、ＤＳＰ１１の振幅誤差検出部１４および振幅誤差補正処理部１５も非動作状態となる。
【００３１】
次に、上記のように構成した第１の実施形態による受信機の動作を説明する。図示しないマイコンからの指示に従ってテストモード設定部１６によりテストモードが設定されると、ＩＦ信号発生部１０が動作し、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑで発生されるＩ信号およびＱ信号と同じ中間周波数の信号が生成される。ＩＦ信号発生部１０により発生された中間周波信号は、各スイッチ７Ｉ，７Ｑに供給される。テストモード時にスイッチ７Ｉ，７Ｑは、ＩＦ信号発生部１０にて発生される中間周波信号を選択するように切り替えられる。これにより、第１の信号処理系統および第２の信号処理系統には、ＩＦ信号発生部１０により発生された中間周波信号が共に流れることになる。
【００３２】
第１のＬＰＦ８Ｉおよび第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉから成る第１の信号処理系統でテストモード時に処理された中間周波信号は、ＤＳＰ１１の振幅補正部１２にて振幅が補正された後、振幅誤差検出部１４に供給される。また、第２のＬＰＦ８Ｑおよび第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑから成る第２の信号処理系統でテストモード時に処理された中間周波信号は、振幅誤差検出部１４に供給される。そして、両中間周波信号の振幅誤差が振幅誤差検出部１４により検出される。
【００３３】
振幅誤差補正処理部１５は、振幅誤差検出部１４により検出された振幅誤差がなくなるように、振幅補正部１２のゲインを設定する。これにより、第１の信号処理系統で処理された中間周波信号の振幅と、第２の信号処理系統で処理された中間周波信号の振幅とが一致する。以上でテストモードの動作が終了する。このテストモード時に振幅補正部１２に設定されたゲインは、テストモード解除後も保持される。
【００３４】
テストモード解除後の通常モード設定時には、ＩＦ信号発生部１０、ＤＳＰ１１の振幅誤差検出部１４および振幅誤差補正処理部１５は非動作状態となる。また、スイッチ７Ｉ，７Ｑは、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑで発生されるＩ信号およびＱ信号を選択するように切り替えられる。これにより、第１の信号処理系統には第１のミキサ４Ｉにより発生されたＩ信号が流れ、第２の信号処理系統には第２のミキサ４Ｑにより発生されたＱ信号が流れることになる。
【００３５】
第１の信号処理系統で処理されたＩ信号は、テストモード時に振幅補正部１２に設定されたゲインに従って、当該振幅補正部１２にて振幅が補正された後、復調部１３に供給される。また、第２の信号処理系統で処理されたＱ信号は、振幅の補正を受けずに復調部１３に供給される。そして、復調部１３においてＩ信号およびＱ信号を用いて復調処理が行われる。振幅補正部１２のゲインは、第１の信号処理系統で処理される信号と第２の信号処理系統で処理される信号との振幅誤差がなくなるように調整されている。このため、復調部１３に入力されるＩ信号の振幅とＱ信号の振幅は等しくなっている。復調部１３では、この振幅が等しいＩ信号とＱ信号とを用いて、例えば複素周波数変換によりイメージノイズを除去する処理が行われる。
【００３６】
以上詳しく説明したように、第１の実施形態によれば、テストモードの設定時に、実際の受信信号をミキサ４Ｉ，４Ｑで処理して発生されるＩ信号とＱ信号の代わりに、ＩＦ信号発生部１０により発生される中間周波信号がスイッチ７Ｉ，７Ｑにより選択されて、当該中間周波信号を対象としてミキサ４Ｉ，４Ｑ以降の信号処理が行われる。そして、そのとき第１の信号処理系統で処理された信号と第２の信号処理系等で処理された信号との振幅誤差がなくなるように振幅補正部１２のゲインが調整されることとなる。
【００３７】
このテストモード時に処理される中間周波信号はミキサ４Ｉ，４Ｑを通っていないものであるため、ミキサ４Ｉ，４Ｑや９０°移相器６自身の素子ばらつきによる位相誤差を含んでいない。これにより、ＤＳＰ１１の振幅誤差検出部１４では、ミキサ４Ｉ，４Ｑ以降の信号処理系統におけるアナログ素子のばらつき等に起因する振幅誤差を、ミキサ４Ｉ，４Ｑによる位相誤差の影響を受けずに正確に検出することができる。したがって、振幅誤差補正処理部１５は正確な振幅補正を行うことができ、復調部１３が有するイメージ除去機能の効果を高めることができる。
【００３８】
なお、上記第１の実施形態では、振幅補正部１２は、第１の信号処理系統で処理される中間周波信号の振幅を補正するものとして説明したが、これに限定されない。例えば、第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉの後段ではなく、第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑの後段に振幅補正部１２を設け、第２の信号処理系統で処理される中間周波信号の振幅を補正するようにしても良い。また、各Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑの後段に振幅補正部１２をそれぞれ設け、第１および第２の信号処理系統で処理される中間周波信号の振幅を双方とも補正するようにしても良い。
【００３９】
また、上記第１の実施形態では、アナログの中間周波信号を第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉにてデジタル信号に変換した後、ＤＳＰ１１の振幅補正部１２において振幅の補正を行う例について説明したが、これに限定されない。例えば、第１のＬＰＦ８Ｉの後段に振幅補正部を設け、アナログの中間周波信号に対して振幅の補正を行うようにしても良い。また、この場合も上述の変形例と同様に、第２のＬＰＦ８Ｑより出力される中間周波信号に対して振幅の補正を行うようにしても良いし、各ＬＰＦ８Ｉ，８Ｑより出力される中間周波信号に対してそれぞれ振幅の補正を行うようにしても良い。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に、本発明による第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図２は、第２の実施形態による受信機の構成例を示す図である。なお、この図２において、図１に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
【００４１】
図２に示すように、第２の実施形態による受信機は、受信アンテナ１、ＬＮＡ２、ＰＰＦ３、ミキサ４Ｉ，４Ｑ、局部発振器５、９０°移相器６、スイッチ７、ＬＰＦ８Ｉ，８Ｑ、Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑ、イメージ信号発生部２１、位相補正部２２およびＤＳＰ２３を備えている。なお、図２に示す各構成のうち、受信アンテナ１を除くその他の構成は全て、例えばＣＭＯＳプロセスで１チップに集積化されている。
【００４２】
イメージ信号発生部２１は、受信アンテナ１およびＬＮＡ２を通して受信される信号の受信周波数と局部発振器５のローカル周波数との関係で定まるイメージ周波数の信号を発生する。すなわち、ミキサ４Ｉ，４Ｑによって高周波信号を中間周波信号に変換する場合、受信周波数と一定の周波数関係を持つ周波数チャネルにイメージノイズが発生する。イメージ信号発生部２１は、このイメージノイズと同じ周波数の信号（以下、イメージ信号と称する）を発生する。
【００４３】
スイッチ７（本発明の第２の切替部に相当）は、ＬＮＡ２より出力される受信信号またはイメージ信号発生部２１により発生されるイメージ信号の何れかを選択してＰＰＦ３に出力する。位相補正部２２は、９０°移相器６より出力される直交局部発振信号の位相を、ＤＳＰ２３により設定された補正量に従って補正する。
【００４４】
ＤＳＰ２３は、復調部１３、テストモード設定部１６、合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７を備えている。復調部１３は、スイッチ７によりＬＮＡ２からの受信信号が選択されている通常モード時に、Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑより供給されるデジタルＩ信号およびＱ信号を用いてデジタル信号処理により復調処理を行う。この復調部１３は、例えば複素周波数変換を行う方法にてイメージノイズを除去する機能を有している。
【００４５】
合成部２５は、スイッチ７によりイメージ信号発生部２１からのイメージ信号が選択されているテストモード時に、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑでの周波数変換により発生され第１および第２の信号処理系統で処理されたＩ信号およびＱ信号を合成する。この合成部２５は、具体的には、三角波発生部３１、ミキサ３２，３３および加算器３４を備えて構成されている。三角波発生器３１は、比較的低い周波数で同相のｃｏｓ波を発生し、これを各ミキサ３２，３３に供給する。この三角波発生器３１は、例えばｃｏｓテーブル情報を有しており、このテーブル情報を使ってｃｏｓ（ωｔ）の三角波を発生する。
【００４６】
ミキサ３２，３３は、三角波発生器３１より入力される同相の三角波ｃｏｓ（ωｔ）を用いて、各Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑから出力されるＩ信号とＱ信号をミキシングする。加算器３４は、ミキサ３２，３３により同相の三角波ｃｏｓ（ωｔ）でミキシングされたＩ信号とＱ信号を加算することにより、Ｉ信号とＱ信号とを合成した信号の実数成分を得る。
【００４７】
なお、ここでは三角波発生部３１が同相のｃｏｓ波を発生し、同相の三角波ｃｏｓ（ωｔ）を用いてＩ信号とＱ信号をミキシングすることにより、合成信号の実数成分を得る例について説明したが、これに限定されない。例えば、三角波発生部３１が直交のｓｉｎ波を発生し、直交の三角波ｓｉｎ（ωｔ）を用いてＩ信号とＱ信号をミキシングすることにより、合成信号の複素成分を得るようにしても良い。
【００４８】
エネルギー検出部２６は、合成部２５より出力される合成信号のエネルギー（パワー）を検出する。位相誤差補正処理部２７は、エネルギー検出部２６により検出された合成信号のエネルギーが最小となるように、位相補正部２２の補正量を設定する。
【００４９】
テストモード設定部１６は、図示しないマイコンから与えられる指示信号に従って、受信機をテストモードに設定する。テストモードが設定されたとき、テストモード設定部１６は、イメージ信号発生部２１を動作させるように制御するとともに、イメージ信号発生部２１により発生されたイメージ信号を選択するようにスイッチ７を制御する。また、テストモード設定部１６は、ＤＳＰ２３の合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７を動作させるように制御する。
【００５０】
なお、テストモードが設定されていない通常モードのときは、テストモード設定部１６は、イメージ信号発生部２１は非動作状態とし、ＬＮＡ２より出力された受信信号を選択するようにスイッチ７を制御する。また、通常モード設定時は、ＤＳＰ２３の合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７も非動作状態となる。
【００５１】
次に、上記のように構成した第２の実施形態による受信機の動作を説明する。図示しないマイコンからの指示に従ってテストモード設定部１６によりテストモードが設定されると、イメージ信号発生部２１が動作し、イメージノイズと同じ周波数のイメージ信号が発生される。イメージ信号発生部２１により発生されたイメージ信号は、スイッチ７に供給される。このときスイッチ７は、当該イメージ信号発生部２１にて発生されるイメージ信号を選択するように切り替えられる。よって、ＰＰＦ３には、イメージ信号発生部２１により発生されたイメージ信号が供給されることになる。
【００５２】
これにより、ＰＰＦ３およびその後段に接続された第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑでの処理により、イメージ信号発生部２１より出力されたイメージ信号からＩ信号とＱ信号とが発生される。そして、そのＩ信号およびＱ信号が第１の信号処理系統および第２の信号処理系統でそれぞれ処理された後、デジタルのＩ信号およびＱ信号としてＤＳＰ２３に供給される。ＤＳＰ２３では、合成部２５によってＩ信号とＱ信号とが合成され、その合成信号のエネルギーがエネルギー検出部２６により検出される。
【００５３】
位相誤差補正処理部２７は、エネルギー検出部２６により検出されたエネルギーが最小となるように、位相補正部２２の補正量を設定する。これにより、第１の信号処理系統で処理されるＩ信号と、第２の信号処理系統で処理されるＱ信号との位相差がちょうど９０°となる。以上でテストモードの動作が終了する。このテストモード時に位相補正部２２に設定された位相補正量は、テストモード解除後も保持される。
【００５４】
テストモード解除後の通常モード設定時には、イメージ信号発生部２１、ＤＳＰ２３の合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７は非動作状態となる。また、スイッチ７は、ＬＮＡ２より出力される受信信号を選択するように切り替えられる。これにより、ＰＰＦ３には、ＬＮＡ２より出力された受信信号が供給されることになる。
【００５５】
ＬＮＡ２よりスイッチ７を介して出力された受信信号は、ＰＰＦ３でフィルタ処理された後、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑで周波数変換される。これにより、当該受信信号から中間周波のＩ信号とＱ信号とが発生される。この周波数変換処理では、第２のミキサ４Ｑに供給される直交局部発振信号の位相が、テストモード時に位相補正部２２に設定された補正量に従って補正されている。
【００５６】
第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑにより発生されたＩ信号とＱ信号は、第１の信号処理系統および第２の信号処理系統でそれぞれ処理された後、デジタルのＩ信号およびＱ信号としてＤＳＰ２３に供給される。そして、復調部１３においてＩ信号およびＱ信号を用いて復調処理が行われる。この復調の際に、位相補正部２２により位相差が正確に９０°とされたＩ信号とＱ信号とを用いて、例えば複素周波数変換によりイメージノイズを除去する処理が行われる。
【００５７】
以上詳しく説明したように、第２の実施形態によれば、テストモードの設定時に、実際の受信信号をミキサ４Ｉ，４Ｑに入力する代わりに、イメージ信号発生部２１により発生されたイメージ信号がミキサ４Ｉ，４Ｑに入力されて、当該イメージ信号を対象として一連の信号処理が行われる。そして、その信号処理されたＩ信号とＱ信号とが合成され、合成された信号のエネルギーが最小となるように位相補正部２２の補正量が設定されることとなる。
【００５８】
イメージ信号が処理された結果として得られる合成信号のエネルギーが最小となるのは、Ｉ信号とＱ信号との位相差が９０°となるときであるから、エネルギーが最小となるように直交局部発振信号の位相を調整することにより、結果として、Ｉ信号とＱ信号との位相差が正確に９０°となるようにすることができる。これにより、Ｉ信号とＱ信号との位相誤差そのものを検出する必要がなく、ミキサ４Ｉ，４Ｑや９０°移相器６等におけるアナログ素子のばらつき等に起因する位相誤差を正確に補正し、イメージノイズの除去効果を高めることができる。
【００５９】
また、第２の実施形態では、受信アンテナ１で実際に受信された信号を用いて位相の補正を行うのではなく、テストモードの設定時にイメージ信号発生部２１からイメージ信号を発生してあらかじめ位相の補正を行っている。これにより、実際に受信機を使用する場面において位相の補正を行う必要がないというメリットも有する。
【００６０】
なお、上記第２の実施形態では、位相補正部２２は、９０°移相器６から第２のミキサ４Ｑに供給される直交局部発振信号の位相を補正するものとして説明したが、これに限定されない。例えば、９０°移相器６の後段ではなく、局部発振器５の後段で第１のミキサ４Ｉへのパス上に位相補正部２２を設け、局部発振器５から第１のミキサ４Ｉに供給される同相局部発振信号の位相を補正するようにしても良い。また、局部発振器５および９０°移相器６の後段に位相補正部２２をそれぞれ設け、同相局部発振信号の位相および直交局部発振信号の位相を双方とも補正するようにしても良い。
【００６１】
また、上記第２の実施形態では、局部発振信号の位相をアナログ的に補正する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ＤＳＰ２３において、第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉおよび／または第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑの後段に位相補正部を設け、第１の信号処理系統で処理されたＩ信号および第２の信号処理系統で処理されたＱ信号の何れか一方または両方に対してデジタル信号処理により位相の補正を行うようにしても良い。
【００６２】
（第３の実施形態）
次に、本発明による第３の実施形態を図面に基づいて説明する。図３は、第３の実施形態による受信機の構成例を示す図である。なお、図３において、図１および図２に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。第３の実施形態は、第１の実施形態で説明した機能と第２の実施形態で説明した機能とを合わせたものである。
【００６３】
図３に示すように、第３の実施形態による受信機では、９０°移相器６の後段に位相補正部２２を設ける代わりに、ＤＳＰ４１の処理機能として位相補正部４２を設け、第１の信号処理系統により処理されたＩ信号の位相を、位相誤差補正処理部２７により設定された補正量に従って補正するようにしている。もちろん、第２の実施形態と同様に９０°移相器６の後段に位相補正部２２を設けても良い。
【００６４】
以下に、第３の実施形態による受信機の動作を説明する。図示しないマイコンからの指示に従ってテストモード設定部１６によりテストモードが設定されると、まずはＩＦ信号発生部１０が動作し、ミキサ４Ｉ，４Ｑで発生されるＩ信号およびＱ信号と同じ中間周波数の信号が生成される。このときスイッチ７Ｉ，７Ｑは、当該ＩＦ信号発生部１０にて発生される中間周波信号を選択するように切り替えられる。これにより、第１の信号処理系統および第２の信号処理系統には、ＩＦ信号発生部１０により発生された中間周波信号が共に流れることになる。
【００６５】
このとき、ＤＳＰ４１の振幅誤差検出部１４および振幅誤差補正処理部１５が動作状態となる。振幅誤差検出部１４は、第１の信号処理系統で処理された中間周波信号と、第２の信号処理系統で処理された中間周波信号との振幅誤差を検出する。また、振幅誤差補正処理部１５は、振幅誤差検出部１４により検出された振幅誤差がなくなるように振幅補正部１２のゲインを設定する。これにより、第１の信号処理系統で処理された中間周波信号の振幅と、第２の信号処理系統で処理された中間周波信号の振幅とが一致する。
【００６６】
次に、ＩＦ信号発生部１０、ＤＳＰ４１の振幅誤差検出部１４および振幅誤差補正処理部１５が非動作状態となり、イメージ信号発生部２１、ＤＳＰ４１の合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７が動作状態となる。このときスイッチ７Ｉ，７Ｑは、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑから出力される信号を選択するように切り替えられる。また、スイッチ７は、イメージ信号発生部２１にて発生されるイメージ信号を選択するように切り替えられる。よって、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑには、イメージ信号発生部２１により発生されたイメージ信号が供給されることになる。
【００６７】
これにより、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑでの処理により、イメージ信号発生部２１より出力されたイメージ信号からＩ信号とＱ信号とが発生される。ここで発生されたＩ信号とＱ信号は、スイッチ７Ｉ，７Ｑを介して第１および第２の信号処理系統にそれぞれ出力される。そして、Ｉ信号およびＱ信号が第１の信号処理系統および第２の信号処理系統でそれぞれ処理された後、デジタルのＩ信号およびＱ信号としてＤＳＰ４１に供給される。
【００６８】
ＤＳＰ４１では、第２の実施形態で説明したのと同様の手順で、合成部２５およびエネルギー検出部２６によってＩ信号とＱ信号との合成信号のエネルギーが検出され、位相誤差補正処理部２７によってそのエネルギーが最小となるように位相補正部４２の補正量が設定される。これにより、第１の信号処理系統で処理されるＩ信号と、第２の信号処理系統で処理されるＱ信号との位相差がちょうど９０°となる。以上でテストモードの動作が終了する。このテストモード時に振幅補正部１２に設定されたゲインおよび位相補正部４２に設定された位相補正量は、テストモード解除後も保持される。
【００６９】
テストモード解除後の通常モード設定時には、ＩＦ信号発生部１０、イメージ信号発生部２１、ＤＳＰ４１の振幅誤差検出部１４、振幅誤差補正処理部１５、合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７は非動作状態となる。また、スイッチ７は、ＬＮＡ２より出力される受信信号を選択するように切り替えられ、スイッチ７Ｉ，７Ｑは、ミキサ４Ｉ，４Ｑより出力されるＩ信号とＱ信号を選択するように切り替えられる。これにより、ミキサ４Ｉ，４Ｑには、ＬＮＡ２より出力された受信信号がＰＰＦ３を介して供給されることになる。
【００７０】
ＬＮＡ２よりスイッチ７およびＰＰＦ３を介して出力された受信信号は、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑで周波数変換される。これにより、当該受信信号から中間周波のＩ信号とＱ信号とが発生される。第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑにより発生されたＩ信号とＱ信号は、スイッチ７Ｉ，７Ｑを通り、第１の信号処理系統および第２の信号処理系統でそれぞれ処理された後、デジタルのＩ信号およびＱ信号としてＤＳＰ４１に供給される。そして、デジタルＩ信号に対して振幅補正部１２により振幅の補正が行われるとともに、位相補正部２２により位相の補正が行われる。
【００７１】
復調部１３では、第１のＡ／Ｄ変換器９ＩでのＡ／Ｄ変換後に振幅補正および位相補正が施されたＩ信号と、第２のＡ／Ｄ変換器９ＱでＡ／Ｄ変換されたＱ信号とを用いて復調処理が行われる。この復調の際に、振幅補正部１２により振幅が揃えられるとともに位相補正部４２により位相差が正確に９０°とされたＩ信号とＱ信号とを用いて、例えば複素周波数変換によりイメージノイズを除去する処理が行われる。
【００７２】
以上詳しく説明したように、第３の実施形態によれば、テストモードの設定時に、Ｉ信号とＱ信号との振幅誤差を正確に検出して補正した後、Ｉ信号とＱ信号との合成信号のエネルギーをもとに位相誤差を正確に補正することができる。すなわち、アナログ素子のばらつき等に起因する振幅誤差も位相誤差も両方とも正確に検出して補正することができ、ＤＳＰ４１での周波数変換によるイメージノイズ除去効果を更に高めることができる。
【００７３】
なお、上記第１〜第３の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、高周波の受信信号を２つのミキサにより同相成分と直交成分とに振り分けて周波数変換し、得られた同相信号と直交信号とを用いて直交復調を行う受信機に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１の実施形態による受信機の構成例を示す図である。
【図２】第２の実施形態による受信機の構成例を示す図である。
【図３】第３の実施形態による受信機の構成例を示す図である。
【図４】従来の受信機の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
４Ｉ，４Ｑ ミキサ
５ 局部発振器
６ ９０°移相器
７，７Ｉ，７Ｑ スイッチ
１０ ＩＦ信号発生部
１１ ＤＳＰ
１２ 振幅補正部
１３ 復調部
１４ 振幅誤差検出部
１５ 振幅誤差補正処理部
１６ テストモード設定部
２１ イメージ信号発生部
２２ 位相補正部
２３ ＤＳＰ
２５ 合成部
２６ エネルギー検出部
２７ 位相誤差補正処理部
４１ ＤＳＰ
４２ 位相補正部
【技術分野】
【０００１】
本発明は受信機に関し、特に、高周波の受信信号を２つのミキサにより同相成分と直交成分とに振り分けて周波数変換し、得られた同相信号と直交信号とを用いて直交復調を行う受信機に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、情報を無線の電波信号として送信するためには、ベースバンド信号（直流近傍成分を含む低周波信号）を無線高周波信号に変換する、いわゆる変調処理が不可欠である。変調処理により生成された高周波信号を電波として受信する受信機では、受信アンテナにて受信した高周波信号と局部発振器から出力される局部発振信号とをミキサにて周波数混合することにより、検波（復調）処理に適した周波数に変換する。
【０００３】
検波方式の１つであるスーパーヘテロダイン方式を採用する受信機では、受信した高周波信号と、その中心周波数（希望受信周波数）に対して所定の周波数だけ差を持たせた周波数（ローカル周波数）の局部発振信号とを周波数混合することにより、高周波信号を中間周波信号に変換する。直接検波方式を採用する受信機では、局部発振信号のローカル周波数として、希望受信周波数とほぼ同一の周波数を用いることにより、高周波信号を直接ベースバンド信号に変換して検波するように構成されている。
【０００４】
なお、直接検波方式においては、希望受信周波数と局部発振器のローカル周波数とが同一であるため、局部発振信号の一部がミキサの入力側から漏れて再びミキサに戻り、局部発振信号と自己ミキシングすることによりベースバンド信号のＤＣ成分にオフセットが生じる問題がある。このようなＤＣオフセットの問題を緩和するために、低ＩＦ方式が提案されている。低ＩＦ方式はＤＣ成分付近に希望信号が存在しないため、ＤＣオフセットが希望信号に干渉しない。
【０００５】
ベースバンド信号を高周波信号に変換する変調方式の１つに、ベースバンド信号をＩチャネル（同相成分）とＱチャネル（直交成分）とに振り分けて変調する直交変調（ＩＱ変調）が存在する。図４は、この直交変調方式にて変調された高周波信号を受信する受信機の従来の構成例を示す図である。なお、この図４は、スーパーヘテロダイン方式を採用した受信機の構成を示している。
【０００６】
図４に示すように、従来の受信機は、受信アンテナ１０１、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１０２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０３、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑ、局部発振器１０５、９０°移相器１０６、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０７Ｉ，１０７Ｑ、Ａ／Ｄ変換器１０８Ｉ，１０８ＱおよびＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０９を備えている。
【０００７】
ＬＮＡ１０２は、受信アンテナ１０１で受信された高周波信号を増幅してＢＰＦ１０３に供給する。ＢＰＦ１０３は、ＬＮＡ１０２より出力された高周波信号を所要の帯域にフィルタリングして希望受信周波数を含む所定の周波数帯域の信号を抽出し、抽出した信号を２つのミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑに出力する。局部発振器１０５は、所定周波数の局部発振信号を発生して出力する。９０°移相器１０６は、局部発振器１０５から出力される局部発振信号の位相を９０°ずらして出力する。
【０００８】
第１のミキサ１０４Ｉは、ＢＰＦ１０３から出力される高周波信号と、局部発振器１０５から出力される同相の局部発振信号とを周波数混合することによって、高周波信号を中間周波信号に変換する。この第１のミキサ１０４Ｉから出力される中間周波信号は、受信信号に対して位相がずれていない同相成分（Ｉチャネル）の信号（以下、Ｉ信号を称する）である。
【０００９】
第２のミキサ１０４Ｑは、ＢＰＦ１０３から出力される高周波信号と、９０°移相器１０６から出力される直交の（９０°位相がずれた）局部発振信号とを周波数混合することによって、高周波信号を中間周波信号に変換する。この第２のミキサ１０４Ｑから出力される中間周波信号は、受信信号に対して位相が９０°ずれた直交成分（Ｑチャネル）の信号（以下、Ｑ信号を称する）である。
【００１０】
ＬＰＦ１０７Ｉ，１０７Ｑは、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑより出力されるＩ信号およびＱ信号をフィルタリングして高調波を除去する。Ａ／Ｄ変換器１０８Ｉ，１０８Ｑは、ＬＰＦ１０７Ｉ，１０７Ｑにより高調波が除去されたＩ信号およびＱ信号をデジタル信号に変換し、デジタルＩ信号およびデジタルＱ信号を出力する。ＤＳＰ１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０８Ｉ，１０８Ｑより出力されるデジタルＩ信号およびデジタルＱ信号を用いてデジタル信号処理により復調処理を行い、復調信号を出力する。
【００１１】
ところで、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑによって高周波信号を中間周波信号に変換する場合、希望受信周波数と一定の周波数関係を持つ周波数チャネル（スプリアス・ポイント）において、イメージノイズなどの本来不要な成分が発生する。従来、このイメージノイズを除去するための処理構成を設けた受信機が提供されている。また、イメージノイズの除去をデジタル信号処理により行うことによって、イメージ除去比を向上する技術も提案されている。デジタル信号処理でイメージ除去を行う方法としては、例えば複素周波数変換を行う方法がある。
【００１２】
周波数変換によるイメージ除去機能が有効に働くためには、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑにより発生されイメージ除去回路に入力されるＩ信号とＱ信号の振幅が正確に一致し、かつ、Ｉ信号とＱ信号の位相が正確に９０°ずれていることが望まれる。しかしながら、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑや９０°移相器１０６はアナログ回路で構成されている。また、ミキサ１０４Ｉ，１０４Ｑで発生されたＩ信号とＱ信号がデジタル信号とされるまでの間にも、ＬＰＦ１０７Ｉ，１０７Ｑなどのアナログ回路が存在する。そのため、アナログ素子のばらつき等により、イメージ除去回路に入力されるＩ信号とＱ信号との間に振幅誤差が生じたり、位相差が正確に９０°にならなかったりする場合がある。この場合には、イメージ除去比が充分でなくなってしまう。
【００１３】
このような問題に対して、同相成分および直交成分のデジタル信号から位相誤差を検出して補正するとともに、振幅誤差を検出して補正することにより、受信信号に含まれるイメージノイズを除去するようにした受信機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、９０°移相器の出力値を検波ミキサにて比較し、その出力から位相誤差をＣＰＵで判断し、ＣＰＵが位相補正回路を制御することにより、９０°移相器による位相誤差の補正を行う技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６６４１６号公報
【特許文献２】特開２０００−３０８６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、位相誤差および振幅誤差の双方が含まれたＩ信号とＱ信号を対象として振幅誤差を検出し、当該振幅誤差の補正を行っている。このため、振幅誤差を検出していると言っても、検出されるのは位相誤差も含んだ信号の振幅誤差であり、位相誤差がない場合の正確な振幅誤差ではない。すなわち、振幅誤差を検出して補正しても、その後で位相の補正が行われると、それに伴い振幅も変わるため、位相誤差を含んだ状態で検出した振幅誤差からは正確な振幅補正を行うことができないという問題があった。
【００１５】
また、上記特許文献１，２に記載の従来技術では、Ｉ信号とＱ信号の位相誤差そのものを検出して位相補正を行っている。そのため、位相誤差の検出精度が悪いと、Ｉ信号とＱ信号の位相差を正確に９０°にすることができない。特許文献１に記載されているように、例えばイメージ除去比を６０ｄＢ程度以上確保するためには、位相誤差を０．０５°程度以内とする必要があるが、これだけ小さい位相誤差を検出するための精度を確保するのは困難である。そのため、正確な位相補正を行うことができないという問題もあった。
【００１６】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、Ｉ信号とＱ信号の位相誤差や振幅誤差を正確に補正してイメージノイズを効果的に抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記した課題を解決するために、本発明では、ミキサで発生される中間周波信号と同じ中間周波数の信号を発生する中間周波信号発生部と、ミキサにより発生される中間周波信号または中間周波信号発生部により発生される中間周波信号の何れかを選択して出力する切替部と、ミキサで発生される同相信号および直交信号の少なくとも一方の振幅を設定されたゲインに従って補正する振幅補正部と、中間周波信号発生部により発生される中間周波信号が切替部により選択されたときに、同相信号用の第１の信号処理系統で処理された信号および直交信号用の第２の信号処理系統で処理された信号の振幅誤差がなくなるように振幅補正部のゲインを設定する振幅誤差補正処理部とを備えている。
【００１８】
本発明の他の態様では、第１の信号処理系統により処理された同相信号および第２の信号処理系統により処理された直交信号を合成する合成部と、受信周波数およびローカル周波数の関係で定まるイメージ周波数の信号を発生するイメージ信号発生部と、受信信号またはイメージ信号発生部により発生されるイメージ信号の何れかを選択してミキサに出力する第２の切替部と、イメージ信号発生部により発生されるイメージ信号が第２の切替部により選択されたときに、合成部より出力される信号のエネルギーが最小となるように同相信号と直交信号の位相誤差を補正する位相誤差補正処理部とを備えている。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように構成した本発明によれば、実際の受信信号をミキサで処理して発生される中間周波信号の代わりに、中間周波信号発生部により発生される同じ中間周波数の信号が切替部にて選択されて、当該中間周波信号を対象としてミキサ以降の信号処理が行われる。そして、その信号処理された信号を用いて振幅誤差がなくなるように振幅補正部のゲインが調整されることとなる。このとき処理される信号はミキサを通っていないものであるため、９０°移相器やミキサ自身の素子ばらつきによる位相誤差を含んでいない。これにより、ミキサ以降の信号処理系統におけるアナログ素子のばらつき等に起因する振幅誤差を、位相誤差の影響を受けずに正確に検出することができる。したがって、正確な振幅補正を行うことができ、イメージノイズの除去効果を高めることができる。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、第２の切替部での選択により、実際の受信信号をミキサに入力する代わりに、イメージ信号発生部により発生されたイメージ周波数の信号がミキサに入力されて、当該イメージ信号を対象として一連の信号処理が行われる。そして、その信号処理された同相信号と直交信号とが合成され、合成された信号のエネルギーが最小となるように同相信号と直交信号の位相誤差が補正されることとなる。イメージ信号が処理された結果として得られる信号のエネルギーが最小となるのは、同相信号と直交信号との位相差が９０°となるときであるから、エネルギーが最小となるように位相を調整することにより、結果として、同相信号と直交信号との位相差が正確に９０°となるようにすることができる。これにより、同相信号と直交信号との位相誤差そのものを検出する必要がなく、９０°移相器やミキサ等におけるアナログ素子のばらつき等に起因する位相誤差を正確に補正し、イメージノイズの除去効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明による第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態による受信機の構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態による受信機は、受信アンテナ１、ＬＮＡ２、ポリフェーズフィルタ（ＰＰＦ）３、ミキサ４Ｉ，４Ｑ、局部発振器５、９０°移相器６、スイッチ７Ｉ，７Ｑ、ＬＰＦ８Ｉ，８Ｑ、Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑ、ＩＦ信号発生部１０およびＤＳＰ１１を備えている。なお、図１に示す各構成のうち、受信アンテナ１を除くその他の構成は全て、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）プロセスで１チップに集積化されている。
【００２２】
ＬＮＡ２は、受信アンテナ１で受信された高周波信号を増幅してＰＰＦ３に供給する。ＰＰＦ３は、ＬＮＡ２より出力された高周波信号を所要の帯域にフィルタリングして希望受信周波数を含む所定の周波数帯域の信号を抽出し、抽出した信号を第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑに出力する。局部発振器５は、受信周波数に対して所定周波数のオフセットを有するローカル周波数の局部発振信号（以下、これを同相局部発振信号と称する）を発生して出力する。９０°移相器６は、局部発振器５から出力される同相局部発振信号の位相を９０°ずらした信号（以下、これを直交局部発振信号と称する）を発生して出力する。
【００２３】
第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑは、同相局部発振信号および直交局部発振信号で受信信号を中間周波信号に周波数変換し、受信信号から中間周波の同相成分から成るＩ信号および直交成分から成るＱ信号を発生する。すなわち、第１のミキサ４Ｉは、ＰＰＦ３から出力される高周波信号と、局部発振器５から出力される同相局部発振信号とを周波数混合することによって、高周波信号を中間周波信号に変換する。この第１のミキサ４Ｉから出力される中間周波信号は、受信信号に対して位相がずれていない同相成分のＩ信号である。また、第２のミキサ４Ｑは、ＰＰＦ３から出力される高周波信号と、９０°移相器６から出力される直交局部発振信号とを周波数混合することによって、高周波信号を中間周波信号に変換する。この第２のミキサ４Ｑから出力される中間周波信号は、受信信号に対して位相が９０°ずれた直交成分のＱ信号である。
【００２４】
第１のミキサ４Ｉでの周波数変換により発生されたＩ信号は、第１のスイッチ７Ｉを通り、第１のＬＰＦ８Ｉおよび第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉから成る第１の信号処理系統でアナログ信号処理される。また、第２のミキサ４Ｑでの周波数変換により発生されたＱ信号は、第２のスイッチ７Ｑを通り、第２のＬＰＦ８Ｑおよび第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑから成る第２の信号処理系統でアナログ信号処理される。ＩＦ信号発生部１０（本発明の中間周波信号発生部に相当）は、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑで発生される中間周波信号（Ｉ信号およびＱ信号）と同じ中間周波数の信号を発生する。
【００２５】
スイッチ７Ｉ，７Ｑ（本発明の切替部に相当）は、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑにより発生される中間周波信号（Ｉ信号およびＱ信号）またはＩＦ信号発生部１０により発生される中間周波信号の何れかを選択して第１の信号処理系統および第２の信号処理系統に出力する。どちらの中間周波信号を選択するかは、ＤＳＰ１１より供給される制御信号に従う。
【００２６】
ＬＰＦ８Ｉ，８Ｑは、スイッチ７Ｉ，７Ｑを通して供給される中間周波信号（すなわち、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑにより発生されたＩ信号およびＱ信号、またはＩＦ信号発生部１０により発生された中間周波信号の何れか）をフィルタリングして高調波を除去する。Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑは、ＬＰＦ８Ｉ，８Ｑにより高調波が除去された中間周波信号をデジタル信号に変換する。
【００２７】
ＤＳＰ１１は、振幅補正部１２、復調部１３、振幅誤差検出部１４、振幅誤差補正処理部１５およびテストモード設定部１６を備えている。振幅補正部１２は、第１の信号処理系統で処理された中間周波信号の振幅を、振幅誤差補正処理部１５により設定されたゲインに従って補正する。復調部１３は、スイッチ７Ｉ，７Ｑにより第１および第２のミキサ４Ｉ，４ＱからのＩ信号およびＱ信号が選択されている通常モード時に、第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉより振幅補正部１２を介して供給されるデジタルＩ信号および第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑより供給されるデジタルＱ信号を用いてデジタル信号処理により復調処理を行う。この復調部１３は、例えば複素周波数変換を行う方法にてイメージノイズを除去する機能を有している。
【００２８】
振幅誤差検出部１４は、スイッチ７Ｉ，７ＱによりＩＦ信号発生部１０からの中間周波信号が選択されているテストモード時に、第１の信号処理系統で処理された中間周波信号（振幅補正部１２の出力信号）と第２の信号処理系統で処理された中間周波信号（第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑの出力信号）との振幅誤差を検出する。振幅誤差補正処理部１５は、振幅誤差検出部１４により検出された振幅誤差がなくなるように、振幅補正部１２のゲインを設定する。
【００２９】
テストモード設定部１６は、図示しないマイコンから与えられる指示信号に従って、受信機をテストモードに設定する。テストモードが設定されたとき、テストモード設定部１６は、ＩＦ信号発生部１０を動作させるように制御するとともに、ＩＦ信号発生部１０により発生された中間周波信号を選択するようにスイッチ７Ｉ，７Ｑを制御する。また、テストモード設定部１６は、ＤＳＰ１１の振幅誤差検出部１４および振幅誤差補正処理部１５を動作させるように制御する。
【００３０】
なお、テストモードが設定されていない通常モードのときは、テストモード設定部１６は、ＩＦ信号発生部１０は非動作状態とし、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑにより発生されたＩ信号およびＱ信号を選択するようにスイッチ７Ｉ，７Ｑを制御する。また、通常モード設定時は、ＤＳＰ１１の振幅誤差検出部１４および振幅誤差補正処理部１５も非動作状態となる。
【００３１】
次に、上記のように構成した第１の実施形態による受信機の動作を説明する。図示しないマイコンからの指示に従ってテストモード設定部１６によりテストモードが設定されると、ＩＦ信号発生部１０が動作し、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑで発生されるＩ信号およびＱ信号と同じ中間周波数の信号が生成される。ＩＦ信号発生部１０により発生された中間周波信号は、各スイッチ７Ｉ，７Ｑに供給される。テストモード時にスイッチ７Ｉ，７Ｑは、ＩＦ信号発生部１０にて発生される中間周波信号を選択するように切り替えられる。これにより、第１の信号処理系統および第２の信号処理系統には、ＩＦ信号発生部１０により発生された中間周波信号が共に流れることになる。
【００３２】
第１のＬＰＦ８Ｉおよび第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉから成る第１の信号処理系統でテストモード時に処理された中間周波信号は、ＤＳＰ１１の振幅補正部１２にて振幅が補正された後、振幅誤差検出部１４に供給される。また、第２のＬＰＦ８Ｑおよび第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑから成る第２の信号処理系統でテストモード時に処理された中間周波信号は、振幅誤差検出部１４に供給される。そして、両中間周波信号の振幅誤差が振幅誤差検出部１４により検出される。
【００３３】
振幅誤差補正処理部１５は、振幅誤差検出部１４により検出された振幅誤差がなくなるように、振幅補正部１２のゲインを設定する。これにより、第１の信号処理系統で処理された中間周波信号の振幅と、第２の信号処理系統で処理された中間周波信号の振幅とが一致する。以上でテストモードの動作が終了する。このテストモード時に振幅補正部１２に設定されたゲインは、テストモード解除後も保持される。
【００３４】
テストモード解除後の通常モード設定時には、ＩＦ信号発生部１０、ＤＳＰ１１の振幅誤差検出部１４および振幅誤差補正処理部１５は非動作状態となる。また、スイッチ７Ｉ，７Ｑは、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑで発生されるＩ信号およびＱ信号を選択するように切り替えられる。これにより、第１の信号処理系統には第１のミキサ４Ｉにより発生されたＩ信号が流れ、第２の信号処理系統には第２のミキサ４Ｑにより発生されたＱ信号が流れることになる。
【００３５】
第１の信号処理系統で処理されたＩ信号は、テストモード時に振幅補正部１２に設定されたゲインに従って、当該振幅補正部１２にて振幅が補正された後、復調部１３に供給される。また、第２の信号処理系統で処理されたＱ信号は、振幅の補正を受けずに復調部１３に供給される。そして、復調部１３においてＩ信号およびＱ信号を用いて復調処理が行われる。振幅補正部１２のゲインは、第１の信号処理系統で処理される信号と第２の信号処理系統で処理される信号との振幅誤差がなくなるように調整されている。このため、復調部１３に入力されるＩ信号の振幅とＱ信号の振幅は等しくなっている。復調部１３では、この振幅が等しいＩ信号とＱ信号とを用いて、例えば複素周波数変換によりイメージノイズを除去する処理が行われる。
【００３６】
以上詳しく説明したように、第１の実施形態によれば、テストモードの設定時に、実際の受信信号をミキサ４Ｉ，４Ｑで処理して発生されるＩ信号とＱ信号の代わりに、ＩＦ信号発生部１０により発生される中間周波信号がスイッチ７Ｉ，７Ｑにより選択されて、当該中間周波信号を対象としてミキサ４Ｉ，４Ｑ以降の信号処理が行われる。そして、そのとき第１の信号処理系統で処理された信号と第２の信号処理系等で処理された信号との振幅誤差がなくなるように振幅補正部１２のゲインが調整されることとなる。
【００３７】
このテストモード時に処理される中間周波信号はミキサ４Ｉ，４Ｑを通っていないものであるため、ミキサ４Ｉ，４Ｑや９０°移相器６自身の素子ばらつきによる位相誤差を含んでいない。これにより、ＤＳＰ１１の振幅誤差検出部１４では、ミキサ４Ｉ，４Ｑ以降の信号処理系統におけるアナログ素子のばらつき等に起因する振幅誤差を、ミキサ４Ｉ，４Ｑによる位相誤差の影響を受けずに正確に検出することができる。したがって、振幅誤差補正処理部１５は正確な振幅補正を行うことができ、復調部１３が有するイメージ除去機能の効果を高めることができる。
【００３８】
なお、上記第１の実施形態では、振幅補正部１２は、第１の信号処理系統で処理される中間周波信号の振幅を補正するものとして説明したが、これに限定されない。例えば、第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉの後段ではなく、第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑの後段に振幅補正部１２を設け、第２の信号処理系統で処理される中間周波信号の振幅を補正するようにしても良い。また、各Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑの後段に振幅補正部１２をそれぞれ設け、第１および第２の信号処理系統で処理される中間周波信号の振幅を双方とも補正するようにしても良い。
【００３９】
また、上記第１の実施形態では、アナログの中間周波信号を第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉにてデジタル信号に変換した後、ＤＳＰ１１の振幅補正部１２において振幅の補正を行う例について説明したが、これに限定されない。例えば、第１のＬＰＦ８Ｉの後段に振幅補正部を設け、アナログの中間周波信号に対して振幅の補正を行うようにしても良い。また、この場合も上述の変形例と同様に、第２のＬＰＦ８Ｑより出力される中間周波信号に対して振幅の補正を行うようにしても良いし、各ＬＰＦ８Ｉ，８Ｑより出力される中間周波信号に対してそれぞれ振幅の補正を行うようにしても良い。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に、本発明による第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図２は、第２の実施形態による受信機の構成例を示す図である。なお、この図２において、図１に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
【００４１】
図２に示すように、第２の実施形態による受信機は、受信アンテナ１、ＬＮＡ２、ＰＰＦ３、ミキサ４Ｉ，４Ｑ、局部発振器５、９０°移相器６、スイッチ７、ＬＰＦ８Ｉ，８Ｑ、Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑ、イメージ信号発生部２１、位相補正部２２およびＤＳＰ２３を備えている。なお、図２に示す各構成のうち、受信アンテナ１を除くその他の構成は全て、例えばＣＭＯＳプロセスで１チップに集積化されている。
【００４２】
イメージ信号発生部２１は、受信アンテナ１およびＬＮＡ２を通して受信される信号の受信周波数と局部発振器５のローカル周波数との関係で定まるイメージ周波数の信号を発生する。すなわち、ミキサ４Ｉ，４Ｑによって高周波信号を中間周波信号に変換する場合、受信周波数と一定の周波数関係を持つ周波数チャネルにイメージノイズが発生する。イメージ信号発生部２１は、このイメージノイズと同じ周波数の信号（以下、イメージ信号と称する）を発生する。
【００４３】
スイッチ７（本発明の第２の切替部に相当）は、ＬＮＡ２より出力される受信信号またはイメージ信号発生部２１により発生されるイメージ信号の何れかを選択してＰＰＦ３に出力する。位相補正部２２は、９０°移相器６より出力される直交局部発振信号の位相を、ＤＳＰ２３により設定された補正量に従って補正する。
【００４４】
ＤＳＰ２３は、復調部１３、テストモード設定部１６、合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７を備えている。復調部１３は、スイッチ７によりＬＮＡ２からの受信信号が選択されている通常モード時に、Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑより供給されるデジタルＩ信号およびＱ信号を用いてデジタル信号処理により復調処理を行う。この復調部１３は、例えば複素周波数変換を行う方法にてイメージノイズを除去する機能を有している。
【００４５】
合成部２５は、スイッチ７によりイメージ信号発生部２１からのイメージ信号が選択されているテストモード時に、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑでの周波数変換により発生され第１および第２の信号処理系統で処理されたＩ信号およびＱ信号を合成する。この合成部２５は、具体的には、三角波発生部３１、ミキサ３２，３３および加算器３４を備えて構成されている。三角波発生器３１は、比較的低い周波数で同相のｃｏｓ波を発生し、これを各ミキサ３２，３３に供給する。この三角波発生器３１は、例えばｃｏｓテーブル情報を有しており、このテーブル情報を使ってｃｏｓ（ωｔ）の三角波を発生する。
【００４６】
ミキサ３２，３３は、三角波発生器３１より入力される同相の三角波ｃｏｓ（ωｔ）を用いて、各Ａ／Ｄ変換器９Ｉ，９Ｑから出力されるＩ信号とＱ信号をミキシングする。加算器３４は、ミキサ３２，３３により同相の三角波ｃｏｓ（ωｔ）でミキシングされたＩ信号とＱ信号を加算することにより、Ｉ信号とＱ信号とを合成した信号の実数成分を得る。
【００４７】
なお、ここでは三角波発生部３１が同相のｃｏｓ波を発生し、同相の三角波ｃｏｓ（ωｔ）を用いてＩ信号とＱ信号をミキシングすることにより、合成信号の実数成分を得る例について説明したが、これに限定されない。例えば、三角波発生部３１が直交のｓｉｎ波を発生し、直交の三角波ｓｉｎ（ωｔ）を用いてＩ信号とＱ信号をミキシングすることにより、合成信号の複素成分を得るようにしても良い。
【００４８】
エネルギー検出部２６は、合成部２５より出力される合成信号のエネルギー（パワー）を検出する。位相誤差補正処理部２７は、エネルギー検出部２６により検出された合成信号のエネルギーが最小となるように、位相補正部２２の補正量を設定する。
【００４９】
テストモード設定部１６は、図示しないマイコンから与えられる指示信号に従って、受信機をテストモードに設定する。テストモードが設定されたとき、テストモード設定部１６は、イメージ信号発生部２１を動作させるように制御するとともに、イメージ信号発生部２１により発生されたイメージ信号を選択するようにスイッチ７を制御する。また、テストモード設定部１６は、ＤＳＰ２３の合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７を動作させるように制御する。
【００５０】
なお、テストモードが設定されていない通常モードのときは、テストモード設定部１６は、イメージ信号発生部２１は非動作状態とし、ＬＮＡ２より出力された受信信号を選択するようにスイッチ７を制御する。また、通常モード設定時は、ＤＳＰ２３の合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７も非動作状態となる。
【００５１】
次に、上記のように構成した第２の実施形態による受信機の動作を説明する。図示しないマイコンからの指示に従ってテストモード設定部１６によりテストモードが設定されると、イメージ信号発生部２１が動作し、イメージノイズと同じ周波数のイメージ信号が発生される。イメージ信号発生部２１により発生されたイメージ信号は、スイッチ７に供給される。このときスイッチ７は、当該イメージ信号発生部２１にて発生されるイメージ信号を選択するように切り替えられる。よって、ＰＰＦ３には、イメージ信号発生部２１により発生されたイメージ信号が供給されることになる。
【００５２】
これにより、ＰＰＦ３およびその後段に接続された第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑでの処理により、イメージ信号発生部２１より出力されたイメージ信号からＩ信号とＱ信号とが発生される。そして、そのＩ信号およびＱ信号が第１の信号処理系統および第２の信号処理系統でそれぞれ処理された後、デジタルのＩ信号およびＱ信号としてＤＳＰ２３に供給される。ＤＳＰ２３では、合成部２５によってＩ信号とＱ信号とが合成され、その合成信号のエネルギーがエネルギー検出部２６により検出される。
【００５３】
位相誤差補正処理部２７は、エネルギー検出部２６により検出されたエネルギーが最小となるように、位相補正部２２の補正量を設定する。これにより、第１の信号処理系統で処理されるＩ信号と、第２の信号処理系統で処理されるＱ信号との位相差がちょうど９０°となる。以上でテストモードの動作が終了する。このテストモード時に位相補正部２２に設定された位相補正量は、テストモード解除後も保持される。
【００５４】
テストモード解除後の通常モード設定時には、イメージ信号発生部２１、ＤＳＰ２３の合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７は非動作状態となる。また、スイッチ７は、ＬＮＡ２より出力される受信信号を選択するように切り替えられる。これにより、ＰＰＦ３には、ＬＮＡ２より出力された受信信号が供給されることになる。
【００５５】
ＬＮＡ２よりスイッチ７を介して出力された受信信号は、ＰＰＦ３でフィルタ処理された後、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑで周波数変換される。これにより、当該受信信号から中間周波のＩ信号とＱ信号とが発生される。この周波数変換処理では、第２のミキサ４Ｑに供給される直交局部発振信号の位相が、テストモード時に位相補正部２２に設定された補正量に従って補正されている。
【００５６】
第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑにより発生されたＩ信号とＱ信号は、第１の信号処理系統および第２の信号処理系統でそれぞれ処理された後、デジタルのＩ信号およびＱ信号としてＤＳＰ２３に供給される。そして、復調部１３においてＩ信号およびＱ信号を用いて復調処理が行われる。この復調の際に、位相補正部２２により位相差が正確に９０°とされたＩ信号とＱ信号とを用いて、例えば複素周波数変換によりイメージノイズを除去する処理が行われる。
【００５７】
以上詳しく説明したように、第２の実施形態によれば、テストモードの設定時に、実際の受信信号をミキサ４Ｉ，４Ｑに入力する代わりに、イメージ信号発生部２１により発生されたイメージ信号がミキサ４Ｉ，４Ｑに入力されて、当該イメージ信号を対象として一連の信号処理が行われる。そして、その信号処理されたＩ信号とＱ信号とが合成され、合成された信号のエネルギーが最小となるように位相補正部２２の補正量が設定されることとなる。
【００５８】
イメージ信号が処理された結果として得られる合成信号のエネルギーが最小となるのは、Ｉ信号とＱ信号との位相差が９０°となるときであるから、エネルギーが最小となるように直交局部発振信号の位相を調整することにより、結果として、Ｉ信号とＱ信号との位相差が正確に９０°となるようにすることができる。これにより、Ｉ信号とＱ信号との位相誤差そのものを検出する必要がなく、ミキサ４Ｉ，４Ｑや９０°移相器６等におけるアナログ素子のばらつき等に起因する位相誤差を正確に補正し、イメージノイズの除去効果を高めることができる。
【００５９】
また、第２の実施形態では、受信アンテナ１で実際に受信された信号を用いて位相の補正を行うのではなく、テストモードの設定時にイメージ信号発生部２１からイメージ信号を発生してあらかじめ位相の補正を行っている。これにより、実際に受信機を使用する場面において位相の補正を行う必要がないというメリットも有する。
【００６０】
なお、上記第２の実施形態では、位相補正部２２は、９０°移相器６から第２のミキサ４Ｑに供給される直交局部発振信号の位相を補正するものとして説明したが、これに限定されない。例えば、９０°移相器６の後段ではなく、局部発振器５の後段で第１のミキサ４Ｉへのパス上に位相補正部２２を設け、局部発振器５から第１のミキサ４Ｉに供給される同相局部発振信号の位相を補正するようにしても良い。また、局部発振器５および９０°移相器６の後段に位相補正部２２をそれぞれ設け、同相局部発振信号の位相および直交局部発振信号の位相を双方とも補正するようにしても良い。
【００６１】
また、上記第２の実施形態では、局部発振信号の位相をアナログ的に補正する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ＤＳＰ２３において、第１のＡ／Ｄ変換器９Ｉおよび／または第２のＡ／Ｄ変換器９Ｑの後段に位相補正部を設け、第１の信号処理系統で処理されたＩ信号および第２の信号処理系統で処理されたＱ信号の何れか一方または両方に対してデジタル信号処理により位相の補正を行うようにしても良い。
【００６２】
（第３の実施形態）
次に、本発明による第３の実施形態を図面に基づいて説明する。図３は、第３の実施形態による受信機の構成例を示す図である。なお、図３において、図１および図２に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。第３の実施形態は、第１の実施形態で説明した機能と第２の実施形態で説明した機能とを合わせたものである。
【００６３】
図３に示すように、第３の実施形態による受信機では、９０°移相器６の後段に位相補正部２２を設ける代わりに、ＤＳＰ４１の処理機能として位相補正部４２を設け、第１の信号処理系統により処理されたＩ信号の位相を、位相誤差補正処理部２７により設定された補正量に従って補正するようにしている。もちろん、第２の実施形態と同様に９０°移相器６の後段に位相補正部２２を設けても良い。
【００６４】
以下に、第３の実施形態による受信機の動作を説明する。図示しないマイコンからの指示に従ってテストモード設定部１６によりテストモードが設定されると、まずはＩＦ信号発生部１０が動作し、ミキサ４Ｉ，４Ｑで発生されるＩ信号およびＱ信号と同じ中間周波数の信号が生成される。このときスイッチ７Ｉ，７Ｑは、当該ＩＦ信号発生部１０にて発生される中間周波信号を選択するように切り替えられる。これにより、第１の信号処理系統および第２の信号処理系統には、ＩＦ信号発生部１０により発生された中間周波信号が共に流れることになる。
【００６５】
このとき、ＤＳＰ４１の振幅誤差検出部１４および振幅誤差補正処理部１５が動作状態となる。振幅誤差検出部１４は、第１の信号処理系統で処理された中間周波信号と、第２の信号処理系統で処理された中間周波信号との振幅誤差を検出する。また、振幅誤差補正処理部１５は、振幅誤差検出部１４により検出された振幅誤差がなくなるように振幅補正部１２のゲインを設定する。これにより、第１の信号処理系統で処理された中間周波信号の振幅と、第２の信号処理系統で処理された中間周波信号の振幅とが一致する。
【００６６】
次に、ＩＦ信号発生部１０、ＤＳＰ４１の振幅誤差検出部１４および振幅誤差補正処理部１５が非動作状態となり、イメージ信号発生部２１、ＤＳＰ４１の合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７が動作状態となる。このときスイッチ７Ｉ，７Ｑは、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑから出力される信号を選択するように切り替えられる。また、スイッチ７は、イメージ信号発生部２１にて発生されるイメージ信号を選択するように切り替えられる。よって、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑには、イメージ信号発生部２１により発生されたイメージ信号が供給されることになる。
【００６７】
これにより、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑでの処理により、イメージ信号発生部２１より出力されたイメージ信号からＩ信号とＱ信号とが発生される。ここで発生されたＩ信号とＱ信号は、スイッチ７Ｉ，７Ｑを介して第１および第２の信号処理系統にそれぞれ出力される。そして、Ｉ信号およびＱ信号が第１の信号処理系統および第２の信号処理系統でそれぞれ処理された後、デジタルのＩ信号およびＱ信号としてＤＳＰ４１に供給される。
【００６８】
ＤＳＰ４１では、第２の実施形態で説明したのと同様の手順で、合成部２５およびエネルギー検出部２６によってＩ信号とＱ信号との合成信号のエネルギーが検出され、位相誤差補正処理部２７によってそのエネルギーが最小となるように位相補正部４２の補正量が設定される。これにより、第１の信号処理系統で処理されるＩ信号と、第２の信号処理系統で処理されるＱ信号との位相差がちょうど９０°となる。以上でテストモードの動作が終了する。このテストモード時に振幅補正部１２に設定されたゲインおよび位相補正部４２に設定された位相補正量は、テストモード解除後も保持される。
【００６９】
テストモード解除後の通常モード設定時には、ＩＦ信号発生部１０、イメージ信号発生部２１、ＤＳＰ４１の振幅誤差検出部１４、振幅誤差補正処理部１５、合成部２５、エネルギー検出部２６および位相誤差補正処理部２７は非動作状態となる。また、スイッチ７は、ＬＮＡ２より出力される受信信号を選択するように切り替えられ、スイッチ７Ｉ，７Ｑは、ミキサ４Ｉ，４Ｑより出力されるＩ信号とＱ信号を選択するように切り替えられる。これにより、ミキサ４Ｉ，４Ｑには、ＬＮＡ２より出力された受信信号がＰＰＦ３を介して供給されることになる。
【００７０】
ＬＮＡ２よりスイッチ７およびＰＰＦ３を介して出力された受信信号は、第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑで周波数変換される。これにより、当該受信信号から中間周波のＩ信号とＱ信号とが発生される。第１および第２のミキサ４Ｉ，４Ｑにより発生されたＩ信号とＱ信号は、スイッチ７Ｉ，７Ｑを通り、第１の信号処理系統および第２の信号処理系統でそれぞれ処理された後、デジタルのＩ信号およびＱ信号としてＤＳＰ４１に供給される。そして、デジタルＩ信号に対して振幅補正部１２により振幅の補正が行われるとともに、位相補正部２２により位相の補正が行われる。
【００７１】
復調部１３では、第１のＡ／Ｄ変換器９ＩでのＡ／Ｄ変換後に振幅補正および位相補正が施されたＩ信号と、第２のＡ／Ｄ変換器９ＱでＡ／Ｄ変換されたＱ信号とを用いて復調処理が行われる。この復調の際に、振幅補正部１２により振幅が揃えられるとともに位相補正部４２により位相差が正確に９０°とされたＩ信号とＱ信号とを用いて、例えば複素周波数変換によりイメージノイズを除去する処理が行われる。
【００７２】
以上詳しく説明したように、第３の実施形態によれば、テストモードの設定時に、Ｉ信号とＱ信号との振幅誤差を正確に検出して補正した後、Ｉ信号とＱ信号との合成信号のエネルギーをもとに位相誤差を正確に補正することができる。すなわち、アナログ素子のばらつき等に起因する振幅誤差も位相誤差も両方とも正確に検出して補正することができ、ＤＳＰ４１での周波数変換によるイメージノイズ除去効果を更に高めることができる。
【００７３】
なお、上記第１〜第３の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、高周波の受信信号を２つのミキサにより同相成分と直交成分とに振り分けて周波数変換し、得られた同相信号と直交信号とを用いて直交復調を行う受信機に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１の実施形態による受信機の構成例を示す図である。
【図２】第２の実施形態による受信機の構成例を示す図である。
【図３】第３の実施形態による受信機の構成例を示す図である。
【図４】従来の受信機の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
４Ｉ，４Ｑ ミキサ
５ 局部発振器
６ ９０°移相器
７，７Ｉ，７Ｑ スイッチ
１０ ＩＦ信号発生部
１１ ＤＳＰ
１２ 振幅補正部
１３ 復調部
１４ 振幅誤差検出部
１５ 振幅誤差補正処理部
１６ テストモード設定部
２１ イメージ信号発生部
２２ 位相補正部
２３ ＤＳＰ
２５ 合成部
２６ エネルギー検出部
２７ 位相誤差補正処理部
４１ ＤＳＰ
４２ 位相補正部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信周波数に対して中間周波数分のオフセットを有するローカル周波数の同相局部発振信号および当該同相局部発振信号の位相を９０°ずらした直交局部発振信号で受信信号を中間周波信号に周波数変換し、上記受信信号から中間周波の同相信号および直交信号を発生する第１のミキサおよび第２のミキサと、
上記第１のミキサでの周波数変換により発生された同相信号を処理する第１の信号処理系統と、
上記第２のミキサでの周波数変換により発生された直交信号を処理する第２の信号処理系統と、
上記第１および第２のミキサで発生される中間周波信号と同じ中間周波数の信号を発生する中間周波信号発生部と、
上記第１および第２のミキサにより発生される中間周波信号または上記中間周波信号発生部により発生される中間周波信号の何れかを選択して上記第１の信号処理系統および上記第２の信号処理系統に出力する切替部と、
上記第１の信号処理系統で処理される信号および上記第２の信号処理系統で処理される信号の少なくとも一方の振幅を、設定されたゲインに従って補正する振幅補正部と、
上記中間周波信号発生部により発生される中間周波信号が上記切替部により選択されたときに、上記第１の信号処理系統で処理された信号および上記第２の信号処理系統で処理された信号の振幅誤差がなくなるように、上記振幅補正部のゲインを設定する振幅誤差補正処理部とを備えたことを特徴とする受信機。
【請求項２】
上記第１および第２のミキサにより発生される中間周波信号が上記切替部により選択されたときに上記第１の信号処理系統により処理された同相信号および上記第２の信号処理系統により処理された直交信号を合成する合成部と、
上記受信周波数および上記ローカル周波数の関係で定まるイメージ周波数の信号を発生するイメージ信号発生部と、
上記受信信号または上記イメージ信号発生部により発生されるイメージ信号の何れかを選択して上記第１および第２のミキサに出力する第２の切替部と、
上記イメージ信号発生部により発生されるイメージ信号が上記第２の切替部により選択されたときに、上記合成部より出力される信号のエネルギーが最小となるように上記同相信号と上記直交信号の位相誤差を補正する位相誤差補正処理部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
上記第１の信号処理系統により処理された同相信号および上記第２の信号処理系統により処理された直交信号の少なくとも一方の位相を、設定された補正量に従って補正する位相補正部を備え、
上記位相誤差補正処理部は、上記合成部より出力される信号のエネルギーが最小となるように上記位相補正部の補正量を設定することを特徴とする請求項２に記載の受信機。
【請求項４】
上記同相局部発振信号を発生する局部発振器と、
上記同相局部発振信号の位相を９０°ずらして上記直交局部発振信号を発生する９０°移相器と、
上記局部発振器より出力される上記同相局部発振信号および上記９０°移相器より出力される上記直交局部発振信号の少なくとも一方の位相を、設定された補正量に従って補正する位相補正部とを備え、
上記位相誤差補正処理部は、上記合成部より出力される信号のエネルギーが最小となるように上記位相補正部の補正量を設定することを特徴とする請求項２に記載の受信機。
【請求項５】
受信周波数に対して中間周波数分のオフセットを有するローカル周波数の同相局部発振信号および当該同相局部発振信号の位相を９０°ずらした直交局部発振信号で受信信号を中間周波信号に周波数変換し、上記受信信号から中間周波の同相信号および直交信号を発生する第１のミキサおよび第２のミキサと、
上記第１のミキサでの周波数変換により発生された同相信号を処理する第１の信号処理系統と、
上記第２のミキサでの周波数変換により発生された直交信号を処理する第２の信号処理系統と、
上記第１の信号処理系統により処理された同相信号および上記第２の信号処理系統により処理された直交信号を合成する合成部と、
上記受信周波数および上記ローカル周波数の関係で定まるイメージ周波数の信号を発生するイメージ信号発生部と、
上記受信信号または上記イメージ信号発生部により発生されるイメージ信号の何れかを選択して上記第１および第２のミキサに出力する切替部と、
上記イメージ信号発生部により発生されるイメージ信号が上記切替部により選択されたときに、上記合成部より出力される信号のエネルギーが最小となるように上記同相信号と上記直交信号の位相誤差を補正する位相誤差補正処理部とを備えたことを特徴とする受信機。
【請求項１】
受信周波数に対して中間周波数分のオフセットを有するローカル周波数の同相局部発振信号および当該同相局部発振信号の位相を９０°ずらした直交局部発振信号で受信信号を中間周波信号に周波数変換し、上記受信信号から中間周波の同相信号および直交信号を発生する第１のミキサおよび第２のミキサと、
上記第１のミキサでの周波数変換により発生された同相信号を処理する第１の信号処理系統と、
上記第２のミキサでの周波数変換により発生された直交信号を処理する第２の信号処理系統と、
上記第１および第２のミキサで発生される中間周波信号と同じ中間周波数の信号を発生する中間周波信号発生部と、
上記第１および第２のミキサにより発生される中間周波信号または上記中間周波信号発生部により発生される中間周波信号の何れかを選択して上記第１の信号処理系統および上記第２の信号処理系統に出力する切替部と、
上記第１の信号処理系統で処理される信号および上記第２の信号処理系統で処理される信号の少なくとも一方の振幅を、設定されたゲインに従って補正する振幅補正部と、
上記中間周波信号発生部により発生される中間周波信号が上記切替部により選択されたときに、上記第１の信号処理系統で処理された信号および上記第２の信号処理系統で処理された信号の振幅誤差がなくなるように、上記振幅補正部のゲインを設定する振幅誤差補正処理部とを備えたことを特徴とする受信機。
【請求項２】
上記第１および第２のミキサにより発生される中間周波信号が上記切替部により選択されたときに上記第１の信号処理系統により処理された同相信号および上記第２の信号処理系統により処理された直交信号を合成する合成部と、
上記受信周波数および上記ローカル周波数の関係で定まるイメージ周波数の信号を発生するイメージ信号発生部と、
上記受信信号または上記イメージ信号発生部により発生されるイメージ信号の何れかを選択して上記第１および第２のミキサに出力する第２の切替部と、
上記イメージ信号発生部により発生されるイメージ信号が上記第２の切替部により選択されたときに、上記合成部より出力される信号のエネルギーが最小となるように上記同相信号と上記直交信号の位相誤差を補正する位相誤差補正処理部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
上記第１の信号処理系統により処理された同相信号および上記第２の信号処理系統により処理された直交信号の少なくとも一方の位相を、設定された補正量に従って補正する位相補正部を備え、
上記位相誤差補正処理部は、上記合成部より出力される信号のエネルギーが最小となるように上記位相補正部の補正量を設定することを特徴とする請求項２に記載の受信機。
【請求項４】
上記同相局部発振信号を発生する局部発振器と、
上記同相局部発振信号の位相を９０°ずらして上記直交局部発振信号を発生する９０°移相器と、
上記局部発振器より出力される上記同相局部発振信号および上記９０°移相器より出力される上記直交局部発振信号の少なくとも一方の位相を、設定された補正量に従って補正する位相補正部とを備え、
上記位相誤差補正処理部は、上記合成部より出力される信号のエネルギーが最小となるように上記位相補正部の補正量を設定することを特徴とする請求項２に記載の受信機。
【請求項５】
受信周波数に対して中間周波数分のオフセットを有するローカル周波数の同相局部発振信号および当該同相局部発振信号の位相を９０°ずらした直交局部発振信号で受信信号を中間周波信号に周波数変換し、上記受信信号から中間周波の同相信号および直交信号を発生する第１のミキサおよび第２のミキサと、
上記第１のミキサでの周波数変換により発生された同相信号を処理する第１の信号処理系統と、
上記第２のミキサでの周波数変換により発生された直交信号を処理する第２の信号処理系統と、
上記第１の信号処理系統により処理された同相信号および上記第２の信号処理系統により処理された直交信号を合成する合成部と、
上記受信周波数および上記ローカル周波数の関係で定まるイメージ周波数の信号を発生するイメージ信号発生部と、
上記受信信号または上記イメージ信号発生部により発生されるイメージ信号の何れかを選択して上記第１および第２のミキサに出力する切替部と、
上記イメージ信号発生部により発生されるイメージ信号が上記切替部により選択されたときに、上記合成部より出力される信号のエネルギーが最小となるように上記同相信号と上記直交信号の位相誤差を補正する位相誤差補正処理部とを備えたことを特徴とする受信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１１８１１４（Ｐ２００９−１１８１１４Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８８１１６（Ｐ２００７−２８８１１６）
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（５９１２２０８５０）ＮＳＣ株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（５９１２２０８５０）ＮＳＣ株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
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