周波数変換回路およびそれを用いた送信機
【課題】低いＱ（クオリティファクタ）のフィルタ回路を用いることができる周波数変換回路を提供する。
【解決手段】第１周波数変換回路２３は、第１モードの選択時に入力される第１信号には第１周波数の局部発振信号を混合し、第２モードの選択時に入力される第２信号には第２周波数の局部発振信号を混合し、第１信号および第２信号を周波数変換する。第２周波数変換回路３６は、周波数変換された第１信号および第２信号に第３周波数の局部発振信号を混合し周波数変換する。第１周波数の局部発振信号および第２周波数の局部発振信号の働きで第３周波数はフィルタ回路４５、４６の通過帯域から離される。
【解決手段】第１周波数変換回路２３は、第１モードの選択時に入力される第１信号には第１周波数の局部発振信号を混合し、第２モードの選択時に入力される第２信号には第２周波数の局部発振信号を混合し、第１信号および第２信号を周波数変換する。第２周波数変換回路３６は、周波数変換された第１信号および第２信号に第３周波数の局部発振信号を混合し周波数変換する。第１周波数の局部発振信号および第２周波数の局部発振信号の働きで第３周波数はフィルタ回路４５、４６の通過帯域から離される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間周波信号（ＩＦ信号）に局部発振回路の局部発振信号（Ｌ.Ｏ.信号）を混合し、中間周波信号を周波数変換する周波数変換周波数変換回路、および、それを利用した送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば衛星通信用のブロックアップコンバータ（ＢＵＣ）といった送信機は一般に知られる。こうした送信機では例えばマイクロ波のＫａ帯が通信に利用されることができる。Ｋａ帯の送信機ではローバンド（２９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）およびハイバンド（３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚ）といった２つの周波数帯域（デュアルバンド）が利用されるものがある。例えばローバンドでは０．９５ＧＨｚ〜１．４５ＧＨｚの中間周波信号（ＩＦ信号）が２８．５５ＧＨｚの局部発振信号と混合され送信信号である高周波信号（ＲＦ信号）に変換される。ハイバンドでは０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚの中間周波信号が２９．０５ＧＨｚの局部発振信号と混合され送信信号である高周波信号に変換される。ここで、１台の送信機でローバンドおよびハイバンドを利用することができれば便利である。そこで、１つの共通の高周波（ＲＦ）回路に対して２つの局部発振器が組み込まれることが提案される。こういった場合には、一方の局部発振器が接続されると２８．５５ＧＨｚの局部発振信号が供給され、他方の局部発振器に切り替えられると２９．０５ＧＨｚの局部発振信号が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４４０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＲＦ回路にはバンドパスフィルタすなわちフィルタ回路が接続される。フィルタ回路は、ＲＦ回路から出力される信号から局部発振信号の出力を除去し局部発振器の出力の漏洩を阻止する。しかしながら、前述のように１つのＲＦ回路がハイバンドおよびローバンドで共通化されると、フィルタ回路は２つの周波数帯域に適応しなければならない。その結果、ローバンドの下限周波数（２９．５ＧＨｚ）に対してハイバンドの局部発振器の局部発振周波数（＝２９．０５ＧＨｚ）が近接してしまう。このときの高周波信号（ＲＦ信号）と局部発振信号（Ｌ.Ｏ.信号）の関係を図３に示す。こういった場合には高いＱ（クオリティファクタ）を有するフィルタ回路（例えば導波管フィルタ）が用いられなければならず、その結果、フィルタ回路の大型化および高額化が避けられない。
【０００５】
本発明のいくつかの態様によれば、低いＱ（クオリティファクタ）のフィルタ回路を用いることができる周波数変換回路は提供されることができる。そうした周波数変換回路を利用した送信機は利用されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
周波数変換回路の一形態は、第１モードの選択時に入力される第１信号、または、第２モードの選択時に入力される第２信号のいずれか一方に基づき第３信号を生成し、生成された第３信号を出力する単一の出力ポートを有する入力回路と、前記第３信号の生成にあたって、前記第１信号には第１周波数の局部発振信号を混合し、前記第２信号には第２周波数の局部発振信号を混合し、前記第１信号および前記第２信号を周波数変換する第１周波数変換回路と、前記出力ポートに接続されて、前記第３信号に第３周波数の局部発振信号を混合し、前記第３信号を周波数変換して第４信号を生成する第２周波数変換回路と、前記第２周波数変換回路に接続されて、前記第４信号の周波数帯域に通過帯域を有するとともに遮断帯域に前記第１周波数、前記第２周波数および前記第３周波数を含むフィルタ回路とを備える。
【０００７】
こうした周波数変換回路では、第１周波数の局部発振信号および第２周波数の局部発振信号の働きで第３周波数はフィルタ回路の通過帯域から離されることができる。したがって、フィルタ回路のＱ（クオリティファクタ）に応じて第１周波数が設定されれば、第３周波数は確実にフィルタ回路の遮断帯域に含まれることができる。こうして第３周波数の局部発振信号がフィルタ回路を通過することは防止されることができる。しかも、第１周波数の局部発振信号と第２周波数の局部発振信号とのそれぞれに対応する周波数変換回路に対して共通に第２周波数変換回路が組み合わせられることから、占有面積の増大や部品コストの増加は最小限に抑制されることができる。
【０００８】
前記第１周波数変換回路は、前記第１周波数の局部発振信号を出力する第１局部発振回路と、前記第２周波数の局部発振信号を出力する第２局部発振回路とを備えてもよい。これに代えて、前記第１周波数変換回路は、前記第１周波数の局部発振信号および前記第２周波数の局部発振信号を切り替えて出力する発振回路で構成されてもよい。特に、後者の第１周波数変換回路では、１つの発振回路で２つの局部発振信号が供給されることから、周波数変換回路の小型化および部品コストの低減が実現されることができる。
【０００９】
前記第１局部発振回路および前記第２局部発振回路または前記発振回路は、逓倍器を含まずに形成される位相同期回路で構成されることが望まれる。こういった構造によれば、逓倍器を含まないため位相雑音特性が向上する。
【００１０】
前記フィルタ回路はマイクロストリップラインで形成されることが望まれる。こうした構成によれば、フィルタ回路は安価に提供されることができる。マイクロストリップラインでは例えば導波管フィルタに比べてＱ（クオリティファクタ）が低いものの、第１周波数および第２周波数の働きで周波数変換回路での利用が可能となる。
【００１１】
以上のような周波数変換回路は送信機に組み込まれて使用されることができる。こういった送信機には、衛星通信用のブロックアップコンバータ（ＢＵＣ）といった送信機が挙げられることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように開示の周波数変換回路によれば、低いＱ（クオリティファクタ）のフィルタ回路を用いてデュアルバンド用の周波数変換回路を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る送信機の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る送信機の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】従来技術に従ってフィルタ回路の周波数特性と局部発振信号との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に従ってバンドパスフィルタ特性と第３周波数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１５】
図１は本発明の第１実施形態に係る送信機１１の構成を概略的に示す。送信機１１は周波数変換回路１２を備える。周波数変換回路１２の入力端子１３には中間周波信号（ＩＦ信号）の信号源（図示されず）が接続される。周波数変換回路１２は、中間周波信号を増幅し、中間周波信号に所定周波数の局部発振信号を混合し、所定周波数の高周波信号（ＲＦ信号）を生成する。周波数変換回路１２には導波管１４が接続される。生成された高周波信号は導波管１４を経由し空間に放出される。
【００１６】
この送信機１１は第１モードであるハイバンドモード（Ｈ帯モード）と第２モードであるローバンドモード（Ｌ帯モード）とで切り替えられることができる。こういった切り替えにあたって送信機１１にはモード切り替えスイッチ（図示されず）が取り付けられる。モード切り替えスイッチは、ハイバンドモードが選択されると、ハイバンドモードを特定するスイッチング信号を周波数変換回路１２に供給する。同様に、モード切り替えスイッチは、ローバンドモードが選択されると、ローバンドモードを特定するスイッチング信号を周波数変換回路１２に供給する。モード切り替えスイッチの切り替えは、例えば送信機１１の使用者のマニュアル操作で実現されてもよく、中間周波信号の信号源の接続に応じて自動的に実現されてもよい。
【００１７】
ここで、第１モードであるハイバンドモードのとき、入力端子１３には信号源から０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚの中間周波信号が周波数変換回路１２に入力される。この中間周波信号は３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚに高周波信号に変換されて導波管１４を経由し空間に放出される。第２モードであるローバンドモードのとき、入力端子１３には信号源から０．９５ＧＨｚ〜１．４５ＧＨｚの中間周波信号が周波数変換回路１２に入力される。この中間周波信号は２９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの高周波信号に変換されて導波管１４を経由し空間に放出される。この種の送信機１１は例えばブロックアップコンバータ（ＢＵＣ）といった衛星通信機用送信機その他の無線送信機で例えられることができる。
【００１８】
周波数変換回路１２は中間周波回路（ＩＦ回路）１５を備える。中間周波回路１５の入力端は入力端子１３に接続される。中間周波回路１５は入力回路として機能する。中間周波回路１５は単一の出力ポート１６を有する。中間周波回路１５は、ハイバンドモード時に入力端子１３から入力される第１中間周波信号、または、ローバンドモード時に入力端子１３から入力される第２中間周波信号のいずれか一方に基づき１次高周波信号を生成する。中間周波回路１５は出力ポート１６から１次高周波信号（第３信号）を出力する。
【００１９】
中間周波回路１５の入力端と第１周波数変換回路２３との間には第１スイッチング素子１７が、第１周波数変換回路２３と第２周波数変換回路３６との間には第２スイッチング素子１８が配置される。第１スイッチング素子１７および第２スイッチング素子１８の間にはハイバンド線路２１とローバンド線路２２とが形成される。第１スイッチング素子１７および第２スイッチング素子１８は、モード切り替えスイッチから供給されるスイッチング信号に応じて接続遮断を切り替える。ハイバンドモードが選択されると、ハイバンド線路２１経由で入力端および出力ポート１６の間に信号経路が確立される。このとき、ローバンド線路２２は入力端および出力ポート１６から切り離される。一方で、ローバンドモードが選択されると、ローバンド線路２２経由で入力端および出力ポート１６の間に信号経路が確立される。このとき、ハイバンド線路２１は入力端および出力ポート１６から切り離される。
【００２０】
中間周波回路１５には第１周波数変換回路２３が組み合わせられる。第１周波数変換回路２３は第１局部発振回路２４および第２局部発振回路２５を備える。第１局部発振回路２４は第１周波数の局部発振信号を出力する。ここでは、第１周波数は２ＧＨｚに設定される。第２局部発振回路２５は第２周波数の局部発振信号を出力する。ここでは、第２周波数は１．５ＧＨｚに設定される。第１局部発振回路２４および第２局部発振回路２５は、逓倍器を含まずに形成される位相同期回路すなわちＰＬＬ（フェーズロックループ）回路で構成される。第１局部発振回路２４および第２局部発振回路２５には入力端子１３から基準周波数信号が供給される。基準周波数信号の周波数は例えば１０ＭＨｚに設定される。第１局部発振回路２４は１０ＭＨｚの基準周波数に基づき２ＧＨｚの局部発振信号を生成する。第２局部発振回路２５は１０ＭＨｚの基準周波数に基づき１．５ＧＨｚの局部発振信号を生成する。
【００２１】
ハイバンド線路２１には第１ミキサ２６が接続される。第１ミキサ２６には第１局部発振回路２４が接続される。第１ミキサ２６には第１局部発振回路２４から第１周波数（２ＧＨｚ）の局部発振信号が供給される。第１ミキサ２６は第１中間周波信号に第１局部発振回路２４の局部発振信号を混合する。ここでは、例えば０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚの第１中間周波信号は２ＧＨｚの局部発振信号と混合されて２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号に変換される。
【００２２】
ローバンド線路２２には第２ミキサ２７が接続される。第２ミキサ２７には第２局部発振回路２５が接続される。第２ミキサ２７には第２局部発振回路２５から第２周波数（１．５ＧＨｚ）の局部発振信号が供給される。第２ミキサ２７は第２中間周波信号に第２局部発振回路２５の局部発振信号を混合する。ここでは、例えば０．９５ＧＨｚ〜１．４５ＧＨｚの第２中間周波信号は１．５ＧＨｚの局部発振信号に混合されて２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号に変換される。
【００２３】
入力端子１３および第１スイッチング素子１７の間にはバンドパスフィルタ２８および増幅器２９が接続される。バンドパスフィルタ２８はハイバンドモードの第１中間周波信号およびローバンドモードの第２中間周波信号のいずれにも対応した通過帯域を有する。すなわち、バンドパスフィルタ２８の通過帯域は０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚに設定される。増幅器２９はバンドパスフィルタ２８の出力信号を増幅する。
【００２４】
ハイバンド線路２１には第１スイッチング素子１７および第１ミキサ２６の間に増幅器３１が接続される。増幅器３１は第１スイッチング素子１７の出力信号を増幅する。ハイバンド線路２１には第１ミキサ２６および第２スイッチング素子１８の間にバンドパスフィルタ３２が接続される。バンドパスフィルタ３２はハイバンドモードの１次高周波信号に対応した通過帯域を有する。すなわち、バンドパスフィルタ３２の通過帯域は２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚに設定される。イメージ信号などの妨害信号はバンドパスフィルタ３２で除去される。
【００２５】
同様に、ローバンド線路２２には第１スイッチング素子１７および第２ミキサ２７の間に増幅器３３が接続される。増幅器３３は第１スイッチング素子１７の出力信号を増幅する。ローバンド線路２２には第２ミキサ２７および第２スイッチング素子１８の間にバンドパスフィルタ３４が接続される。バンドパスフィルタ３４はローバンドモードの１次高周波信号に対応した通過帯域を有する。すなわち、バンドパスフィルタ３４の通過帯域は２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚに設定される。イメージ信号などの妨害信号はバンドパスフィルタ３４で除去される。
【００２６】
中間周波回路１５の出力ポート１６には第２周波数変換回路３６が接続される。第２周波数変換回路３６は第３ミキサ３７を備える。第３ミキサ３７には第３周波数の局部発振信号が供給される。第３ミキサ３７は中間周波回路１５の出力に第３周波数の局部発振信号を混合する。ハイバンドモードのとき、２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号は２７．０５ＧＨｚの局部発振信号に混合されて３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚの第４信号に変換される。ローバンドモードでは、２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号は２７．０５ＧＨｚの局部発振信号に混合されて２９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの第４信号に変換される。
【００２７】
第２周波数変換回路３６は第３局部発振回路３８を備える。第３局部発振回路３８は第３ミキサ３７に接続される。接続にあたって第３局部発振回路３８は逓倍器３９に組み合わせられる。第３局部発振回路３８は第４周波数の局部発振信号を出力する。ここでは、第４周波数は１３．５２５ＧＨｚに設定される。第３局部発振回路３８は、逓倍器を利用する位相同期発振器すなわちＰＬＯ（フェーズロックオシレータ）回路で構成される。第３局部発振回路３８には入力端子１３から基準周波数信号が供給される。第３局部発振回路３８は１０ＭＨｚの基準周波数に基づき１３．５２５ＧＨｚの局部発振信号を生成する。逓倍器３９は１３．５２５ＧＨｚの局部発振信号から２倍の２７．０５ＧＨｚ（第３周波数）の局部発振信号を生成する。
【００２８】
第２周波数変換回路３６の第３ミキサ３７には高周波回路（ＲＦ回路）４１が接続される。高周波回路４１は増幅器４２、４３、４４を備える。ここでは、増幅器４２、４３、４４は複数段（３段）に構成される。個々の増幅器４２、４３、４４は第４信号を増幅する。増幅器４２、４３の後段にはバンドパスフィルタ４５、４６が接続される。バンドパスフィルタ４５、４６はハイバンドモードの第４信号およびローバンドモードの第４信号のいずれにも対応した通過帯域を有する。そして、バンドパスフィルタ４５、４６の通過帯域は２９．５ＧＨｚ〜３１ＧＨｚに設定される。バンドパスフィルタ４５、４６の遮断周波数には第１周波数（＝２ＧＨｚ）、第２周波数（＝１．５ＧＨｚ）および第３周波数（＝２７．０５ＧＨｚ）が含まれる。バンドパスフィルタ４５、４６はマイクロストリップラインで形成される。このときの第４信号（ＲＦ信号）の周波数、第３周波数（Ｌ.Ｏ.信号）およびバンドパスフィルタ特性の関係を図４に示す。
【００２９】
次に送信機１１の動作を簡単に説明する。ハイバンドモードが選択されると、ハイバンドモードを特定するスイッチング信号が第１スイッチング素子１７および第２スイッチング素子１８に供給される。第１スイッチング素子１７では、入力端子１３に通じる端子と、第１ミキサ２６に通じる端子とが接続される。第２ミキサ２７に通じる端子は、入力端子１３に通じる端子から切り離される。入力端子１３から第１局部発振回路２４および第３局部発振回路３８に基準周波数信号が供給されている。第１局部発振回路２４では２ＧＨｚの局部発振信号が生成される。第３局部発振回路３８では第３周波数の１３．５２５ＧＨｚの局部発振信号が生成される。第２局部発振回路２５の動作は休止する。動作の休止にあたっては例えば第２局部発振回路２５に供給されている電源（図示せず）を停止させればよい。
【００３０】
入力端子１３からハイバンドモードの中間周波信号がハイバンド線路２１に向かって流れ込む。第１ミキサ２６でハイバンドモードの中間周波信号には第１周波数の局部発振信号が混合される。その結果、０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚの中間周波信号は２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号に周波数変換される。続いて１次高周波信号には第３ミキサ３７で第３周波数の局部発振信号が混合される。その結果、２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号は３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚの第４信号に周波数変換される。第４信号は高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６を通過する。第４信号は導波管１４を経由し空間に放出される。
【００３１】
ローバンドモードが選択されると、ローバンドモードを特定するスイッチング信号が第１スイッチング素子１７および第２スイッチング素子１８に供給される。第１スイッチング素子１７では、入力端子１３に通じる端子と、第２ミキサ２７に通じる端子とが接続される。第１ミキサ２６に通じる端子は、入力端子１３に通じる端子から切り離される。入力端子１３から第２局部発振回路２５および第３局部発振回路３８に基準周波数信号が供給されている。第２局部発振回路２５では１．５ＧＨｚの局部発振信号が生成される。第３局部発振回路３８では１３．５２５ＧＨｚの局部発振信号が生成される。第１局部発振回路２４の動作は休止する。動作の休止にあたっては例えば第１局部発振回路２４に供給されている電源（図示せず）を停止させればよい。
【００３２】
入力端子１３からローバンドモードの中間周波信号がローバンド線路２２に向かって流れ込む。第２ミキサ２７でローバンドモードの中間周波信号には第２周波数の局部発振信号が混合される。その結果、０．９５ＧＨｚ〜１．４５ＧＨｚの中間周波信号は２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号に高周波数化される。続いて１次高周波信号には第３ミキサ３７で第３周波数の局部発振信号が混合される。その結果、２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号は２９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの第４信号に周波数変換される。第４信号は高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６を通過する。第４信号は導波管１４を経由し空間に放出される。
【００３３】
以上のような周波数変換回路１２では、第１局部発振回路２４の第１周波数の設定および第２局部発振回路２５の第２周波数の設定に応じて第３周波数は本実施例の２７．０５ＧＨｚのように高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６の通過帯域から十分離されることができる。したがって、たとえ高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６にＱの低いマイクロストリップラインが用いられても、第３周波数はバンドパスフィルタ４５、４６の遮断帯域に確実に含まれることができる。逓倍器３９から出力される第３周波数の局部発振信号がそのまま導波管１４を経由し空間に放出されることは防止されることができる。その一方で、例えばハイバンドモード時に高周波信号の生成にあたって２９．０５ＧＨｚの局部発振信号が用いられると、局部発振信号の周波数はバンドパスフィルタ４５、４６の通過帯域の下限値（＝２９．５ＧＨｚ）に近づきすぎてしまい、バンドパスフィルタ４５、４６で２９．０５ＧＨｚの局部発振信号は十分に減衰されることができない。その結果、３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚの規定の送出信号に加えて２９．０５ＧＨｚの局部発振信号が導波管１４から漏洩することが懸念される。一般に、導波管フィルタではマイクロストリップラインフィルタに比べて急峻な減衰特性が得られることが知られる。したがって、仮にマイクロストリップラインに代えて導波管フィルタがバンドパスフィルタ４５、４６に利用されれば、２９．０５ＧＨｚの局部発振信号の漏洩は阻止されることができる。その代わり、導波管フィルタはマイクロストリップラインに比べて高価であり、しかも、大きな占有面積が要求される。
【００３４】
また、周波数変換回路１２では、ハイバンド、ローバンドの２系統からなる第１周波数変換回路に対し１系統の第２周波数変換回路が組み合わせられる。したがって、デュアルバンドの周波数変換回路を構成する場合、ハイバンド、ローバンドの２系統からなる第１周波数変換回路において個別に第２周波数変換回路が組み合わせられる場合に比べて、ハードウェア構成の付加は最小限に抑えられることができる。その結果、占有面積の増大や部品コストの増加は最小限に抑制されることができる。
【００３５】
また、周波数変換回路１２では第１局部発振回路２４や第２局部発振回路２５に逓倍器を含まずに形成される位相同期回路が利用される。こういった構造によれば、逓倍器を含まないため位相雑音特性が向上し良好な発振特性が得られる。
【００３６】
図２は本発明の第２実施形態に係る送信機１１ａの構成を概略的に示す。送信機１１ａでは第１実施形態の中間周波回路１５および第１周波数変換回路２３に代えて中間周波回路５１および第１周波数変換回路５２が利用される。その他の構成は第１実施形態と変わらない。図中、第１実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付され、その詳細な説明は割愛される。
【００３７】
第１周波数変換回路５２は第１局部発振回路２４および第２局部発振回路２５に代えて単一の発振回路５３を備える。発振回路５３は、内部の電圧制御発振器（ＶＣＯ）の負荷容量を切り替えて第１周波数（＝２ＧＨｚ）および第２周波数（＝１．５ＧＨｚ）の局部発振信号を出力することができる。切り替えにあたって発振回路５３にはモード切り替えスイッチからスイッチング信号が供給されればよい。発振回路５３は、逓倍器を含まずに形成される位相同期回路すなわちＰＬＬ（フェーズロックループ）回路で構成されることができる。発振回路５３には入力端子１３から基準周波数信号が供給されている。中間周波回路５１では、単一の線路にバンドパスフィルタ２８、増幅器２９、増幅器３１、ミキサ２６、バンドパスフィルタ３２、増幅器５４が順番に接続される。発振回路５３の出力はミキサ２６に供給される。
【００３８】
ハイバンドモードが選択されると、ハイバンドモードを特定するスイッチング信号が発振回路５３に供給される。発振回路５３はスイッチング信号の受領に応じて第１周波数（＝２ＧＨｚ）の局部発振信号を出力する。入力端子１３からハイバンドモードの第１中間周波信号が中間周波回路５１に流れ込む。ミキサ２６でハイバンドモードの中間周波信号には第１周波数の局部発振信号が混合される。その結果、０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚの中間周波信号は２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号に高周波数化される。続いて１次高周波信号には第３ミキサ３７で第３周波数の局部発振信号が混合される。その結果、２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号は３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚの第４信号に高周波数化される。第４信号は高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６を通過する。第４信号は導波管１４を経由し空間に放出される。
【００３９】
ローバンドモードが選択されると、ローバンドモードを特定するスイッチング信号が発振回路５３に供給される。発振回路５３はスイッチング信号の受領に応じて第２周波数（＝１．５ＧＨｚ）の局部発振信号を出力する。入力端子１３からローバンドモードの第２中間周波信号が中間周波回路５１に流れ込む。ミキサ２６でローバンドモードの中間周波信号には第２周波数の局部発振信号が混合される。その結果、０．９５ＧＨｚ〜１．４５ＧＨｚの中間周波信号は２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号に高周波数化される。続いて１次高周波信号には第３ミキサ３７で第３周波数の局部発振信号が混合される。その結果、２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号は２９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの第４信号に周波数変換される。第４信号は高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６を通過する。第４信号は導波管１４を経由し空間に放出される。
【００４０】
こうした構造によれば、前述と同様に、逓倍器３９から出力される第３周波数の局部発振信号がそのまま導波管１４を経由し空間に放出されることは防止されることができる。その他、前述と同様な作用効果は達成される。加えて、１つの発振回路で２つの局部発振信号が提供されることから、周波数変換回路の小型化および部品コストの低減が実現されることができる。
【００４１】
以上の周波数変換回路１１、１１ａでは送出信号の周波数帯域は適宜に設定されればよい。このとき、第１局部発振回路２４、第２局部発振回路２５および第３局部発振回路３８には、送出信号の周波数帯域に応じてそれぞれＰＬＬを用いた発振回路およびＰＬＯを用いた発振回路のいずれが用いられてもよい。第３周波数の局部発振信号の生成にあたって逓倍器３９を用いずにＰＬＯ回路のみが用いられてもよい。第１周波数や第２周波数はバンドパスフィルタ４５、４６の減衰特性に応じて適宜に設定されればよい。こうした設定に応じてバンドパスフィルタ４５、４６で十分に第３周波数の局部発振信号が減衰されればよい。
【００４２】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、周波数変換回路および送信機等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１１ 送信機、１２ 周波数変換回路、１５ 入力回路としての中間周波回路（ＩＦ回路）、１６ 出力ポート、２３ 第１周波数変換回路、２４ 第１局部発振回路、２５ 第２局部発振回路、３６ 第２周波数変換回路、４５ フィルタ回路としてのバンドパスフィルタ、４６ フィルタ回路としてのバンドパスフィルタ、５１ 入力回路としての中間周波回路（ＩＦ回路）、５２ 第１周波数変換回路、５３ 発振回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間周波信号（ＩＦ信号）に局部発振回路の局部発振信号（Ｌ.Ｏ.信号）を混合し、中間周波信号を周波数変換する周波数変換周波数変換回路、および、それを利用した送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば衛星通信用のブロックアップコンバータ（ＢＵＣ）といった送信機は一般に知られる。こうした送信機では例えばマイクロ波のＫａ帯が通信に利用されることができる。Ｋａ帯の送信機ではローバンド（２９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）およびハイバンド（３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚ）といった２つの周波数帯域（デュアルバンド）が利用されるものがある。例えばローバンドでは０．９５ＧＨｚ〜１．４５ＧＨｚの中間周波信号（ＩＦ信号）が２８．５５ＧＨｚの局部発振信号と混合され送信信号である高周波信号（ＲＦ信号）に変換される。ハイバンドでは０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚの中間周波信号が２９．０５ＧＨｚの局部発振信号と混合され送信信号である高周波信号に変換される。ここで、１台の送信機でローバンドおよびハイバンドを利用することができれば便利である。そこで、１つの共通の高周波（ＲＦ）回路に対して２つの局部発振器が組み込まれることが提案される。こういった場合には、一方の局部発振器が接続されると２８．５５ＧＨｚの局部発振信号が供給され、他方の局部発振器に切り替えられると２９．０５ＧＨｚの局部発振信号が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４４０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＲＦ回路にはバンドパスフィルタすなわちフィルタ回路が接続される。フィルタ回路は、ＲＦ回路から出力される信号から局部発振信号の出力を除去し局部発振器の出力の漏洩を阻止する。しかしながら、前述のように１つのＲＦ回路がハイバンドおよびローバンドで共通化されると、フィルタ回路は２つの周波数帯域に適応しなければならない。その結果、ローバンドの下限周波数（２９．５ＧＨｚ）に対してハイバンドの局部発振器の局部発振周波数（＝２９．０５ＧＨｚ）が近接してしまう。このときの高周波信号（ＲＦ信号）と局部発振信号（Ｌ.Ｏ.信号）の関係を図３に示す。こういった場合には高いＱ（クオリティファクタ）を有するフィルタ回路（例えば導波管フィルタ）が用いられなければならず、その結果、フィルタ回路の大型化および高額化が避けられない。
【０００５】
本発明のいくつかの態様によれば、低いＱ（クオリティファクタ）のフィルタ回路を用いることができる周波数変換回路は提供されることができる。そうした周波数変換回路を利用した送信機は利用されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
周波数変換回路の一形態は、第１モードの選択時に入力される第１信号、または、第２モードの選択時に入力される第２信号のいずれか一方に基づき第３信号を生成し、生成された第３信号を出力する単一の出力ポートを有する入力回路と、前記第３信号の生成にあたって、前記第１信号には第１周波数の局部発振信号を混合し、前記第２信号には第２周波数の局部発振信号を混合し、前記第１信号および前記第２信号を周波数変換する第１周波数変換回路と、前記出力ポートに接続されて、前記第３信号に第３周波数の局部発振信号を混合し、前記第３信号を周波数変換して第４信号を生成する第２周波数変換回路と、前記第２周波数変換回路に接続されて、前記第４信号の周波数帯域に通過帯域を有するとともに遮断帯域に前記第１周波数、前記第２周波数および前記第３周波数を含むフィルタ回路とを備える。
【０００７】
こうした周波数変換回路では、第１周波数の局部発振信号および第２周波数の局部発振信号の働きで第３周波数はフィルタ回路の通過帯域から離されることができる。したがって、フィルタ回路のＱ（クオリティファクタ）に応じて第１周波数が設定されれば、第３周波数は確実にフィルタ回路の遮断帯域に含まれることができる。こうして第３周波数の局部発振信号がフィルタ回路を通過することは防止されることができる。しかも、第１周波数の局部発振信号と第２周波数の局部発振信号とのそれぞれに対応する周波数変換回路に対して共通に第２周波数変換回路が組み合わせられることから、占有面積の増大や部品コストの増加は最小限に抑制されることができる。
【０００８】
前記第１周波数変換回路は、前記第１周波数の局部発振信号を出力する第１局部発振回路と、前記第２周波数の局部発振信号を出力する第２局部発振回路とを備えてもよい。これに代えて、前記第１周波数変換回路は、前記第１周波数の局部発振信号および前記第２周波数の局部発振信号を切り替えて出力する発振回路で構成されてもよい。特に、後者の第１周波数変換回路では、１つの発振回路で２つの局部発振信号が供給されることから、周波数変換回路の小型化および部品コストの低減が実現されることができる。
【０００９】
前記第１局部発振回路および前記第２局部発振回路または前記発振回路は、逓倍器を含まずに形成される位相同期回路で構成されることが望まれる。こういった構造によれば、逓倍器を含まないため位相雑音特性が向上する。
【００１０】
前記フィルタ回路はマイクロストリップラインで形成されることが望まれる。こうした構成によれば、フィルタ回路は安価に提供されることができる。マイクロストリップラインでは例えば導波管フィルタに比べてＱ（クオリティファクタ）が低いものの、第１周波数および第２周波数の働きで周波数変換回路での利用が可能となる。
【００１１】
以上のような周波数変換回路は送信機に組み込まれて使用されることができる。こういった送信機には、衛星通信用のブロックアップコンバータ（ＢＵＣ）といった送信機が挙げられることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように開示の周波数変換回路によれば、低いＱ（クオリティファクタ）のフィルタ回路を用いてデュアルバンド用の周波数変換回路を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る送信機の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る送信機の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】従来技術に従ってフィルタ回路の周波数特性と局部発振信号との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に従ってバンドパスフィルタ特性と第３周波数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１５】
図１は本発明の第１実施形態に係る送信機１１の構成を概略的に示す。送信機１１は周波数変換回路１２を備える。周波数変換回路１２の入力端子１３には中間周波信号（ＩＦ信号）の信号源（図示されず）が接続される。周波数変換回路１２は、中間周波信号を増幅し、中間周波信号に所定周波数の局部発振信号を混合し、所定周波数の高周波信号（ＲＦ信号）を生成する。周波数変換回路１２には導波管１４が接続される。生成された高周波信号は導波管１４を経由し空間に放出される。
【００１６】
この送信機１１は第１モードであるハイバンドモード（Ｈ帯モード）と第２モードであるローバンドモード（Ｌ帯モード）とで切り替えられることができる。こういった切り替えにあたって送信機１１にはモード切り替えスイッチ（図示されず）が取り付けられる。モード切り替えスイッチは、ハイバンドモードが選択されると、ハイバンドモードを特定するスイッチング信号を周波数変換回路１２に供給する。同様に、モード切り替えスイッチは、ローバンドモードが選択されると、ローバンドモードを特定するスイッチング信号を周波数変換回路１２に供給する。モード切り替えスイッチの切り替えは、例えば送信機１１の使用者のマニュアル操作で実現されてもよく、中間周波信号の信号源の接続に応じて自動的に実現されてもよい。
【００１７】
ここで、第１モードであるハイバンドモードのとき、入力端子１３には信号源から０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚの中間周波信号が周波数変換回路１２に入力される。この中間周波信号は３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚに高周波信号に変換されて導波管１４を経由し空間に放出される。第２モードであるローバンドモードのとき、入力端子１３には信号源から０．９５ＧＨｚ〜１．４５ＧＨｚの中間周波信号が周波数変換回路１２に入力される。この中間周波信号は２９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの高周波信号に変換されて導波管１４を経由し空間に放出される。この種の送信機１１は例えばブロックアップコンバータ（ＢＵＣ）といった衛星通信機用送信機その他の無線送信機で例えられることができる。
【００１８】
周波数変換回路１２は中間周波回路（ＩＦ回路）１５を備える。中間周波回路１５の入力端は入力端子１３に接続される。中間周波回路１５は入力回路として機能する。中間周波回路１５は単一の出力ポート１６を有する。中間周波回路１５は、ハイバンドモード時に入力端子１３から入力される第１中間周波信号、または、ローバンドモード時に入力端子１３から入力される第２中間周波信号のいずれか一方に基づき１次高周波信号を生成する。中間周波回路１５は出力ポート１６から１次高周波信号（第３信号）を出力する。
【００１９】
中間周波回路１５の入力端と第１周波数変換回路２３との間には第１スイッチング素子１７が、第１周波数変換回路２３と第２周波数変換回路３６との間には第２スイッチング素子１８が配置される。第１スイッチング素子１７および第２スイッチング素子１８の間にはハイバンド線路２１とローバンド線路２２とが形成される。第１スイッチング素子１７および第２スイッチング素子１８は、モード切り替えスイッチから供給されるスイッチング信号に応じて接続遮断を切り替える。ハイバンドモードが選択されると、ハイバンド線路２１経由で入力端および出力ポート１６の間に信号経路が確立される。このとき、ローバンド線路２２は入力端および出力ポート１６から切り離される。一方で、ローバンドモードが選択されると、ローバンド線路２２経由で入力端および出力ポート１６の間に信号経路が確立される。このとき、ハイバンド線路２１は入力端および出力ポート１６から切り離される。
【００２０】
中間周波回路１５には第１周波数変換回路２３が組み合わせられる。第１周波数変換回路２３は第１局部発振回路２４および第２局部発振回路２５を備える。第１局部発振回路２４は第１周波数の局部発振信号を出力する。ここでは、第１周波数は２ＧＨｚに設定される。第２局部発振回路２５は第２周波数の局部発振信号を出力する。ここでは、第２周波数は１．５ＧＨｚに設定される。第１局部発振回路２４および第２局部発振回路２５は、逓倍器を含まずに形成される位相同期回路すなわちＰＬＬ（フェーズロックループ）回路で構成される。第１局部発振回路２４および第２局部発振回路２５には入力端子１３から基準周波数信号が供給される。基準周波数信号の周波数は例えば１０ＭＨｚに設定される。第１局部発振回路２４は１０ＭＨｚの基準周波数に基づき２ＧＨｚの局部発振信号を生成する。第２局部発振回路２５は１０ＭＨｚの基準周波数に基づき１．５ＧＨｚの局部発振信号を生成する。
【００２１】
ハイバンド線路２１には第１ミキサ２６が接続される。第１ミキサ２６には第１局部発振回路２４が接続される。第１ミキサ２６には第１局部発振回路２４から第１周波数（２ＧＨｚ）の局部発振信号が供給される。第１ミキサ２６は第１中間周波信号に第１局部発振回路２４の局部発振信号を混合する。ここでは、例えば０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚの第１中間周波信号は２ＧＨｚの局部発振信号と混合されて２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号に変換される。
【００２２】
ローバンド線路２２には第２ミキサ２７が接続される。第２ミキサ２７には第２局部発振回路２５が接続される。第２ミキサ２７には第２局部発振回路２５から第２周波数（１．５ＧＨｚ）の局部発振信号が供給される。第２ミキサ２７は第２中間周波信号に第２局部発振回路２５の局部発振信号を混合する。ここでは、例えば０．９５ＧＨｚ〜１．４５ＧＨｚの第２中間周波信号は１．５ＧＨｚの局部発振信号に混合されて２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号に変換される。
【００２３】
入力端子１３および第１スイッチング素子１７の間にはバンドパスフィルタ２８および増幅器２９が接続される。バンドパスフィルタ２８はハイバンドモードの第１中間周波信号およびローバンドモードの第２中間周波信号のいずれにも対応した通過帯域を有する。すなわち、バンドパスフィルタ２８の通過帯域は０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚに設定される。増幅器２９はバンドパスフィルタ２８の出力信号を増幅する。
【００２４】
ハイバンド線路２１には第１スイッチング素子１７および第１ミキサ２６の間に増幅器３１が接続される。増幅器３１は第１スイッチング素子１７の出力信号を増幅する。ハイバンド線路２１には第１ミキサ２６および第２スイッチング素子１８の間にバンドパスフィルタ３２が接続される。バンドパスフィルタ３２はハイバンドモードの１次高周波信号に対応した通過帯域を有する。すなわち、バンドパスフィルタ３２の通過帯域は２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚに設定される。イメージ信号などの妨害信号はバンドパスフィルタ３２で除去される。
【００２５】
同様に、ローバンド線路２２には第１スイッチング素子１７および第２ミキサ２７の間に増幅器３３が接続される。増幅器３３は第１スイッチング素子１７の出力信号を増幅する。ローバンド線路２２には第２ミキサ２７および第２スイッチング素子１８の間にバンドパスフィルタ３４が接続される。バンドパスフィルタ３４はローバンドモードの１次高周波信号に対応した通過帯域を有する。すなわち、バンドパスフィルタ３４の通過帯域は２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚに設定される。イメージ信号などの妨害信号はバンドパスフィルタ３４で除去される。
【００２６】
中間周波回路１５の出力ポート１６には第２周波数変換回路３６が接続される。第２周波数変換回路３６は第３ミキサ３７を備える。第３ミキサ３７には第３周波数の局部発振信号が供給される。第３ミキサ３７は中間周波回路１５の出力に第３周波数の局部発振信号を混合する。ハイバンドモードのとき、２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号は２７．０５ＧＨｚの局部発振信号に混合されて３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚの第４信号に変換される。ローバンドモードでは、２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号は２７．０５ＧＨｚの局部発振信号に混合されて２９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの第４信号に変換される。
【００２７】
第２周波数変換回路３６は第３局部発振回路３８を備える。第３局部発振回路３８は第３ミキサ３７に接続される。接続にあたって第３局部発振回路３８は逓倍器３９に組み合わせられる。第３局部発振回路３８は第４周波数の局部発振信号を出力する。ここでは、第４周波数は１３．５２５ＧＨｚに設定される。第３局部発振回路３８は、逓倍器を利用する位相同期発振器すなわちＰＬＯ（フェーズロックオシレータ）回路で構成される。第３局部発振回路３８には入力端子１３から基準周波数信号が供給される。第３局部発振回路３８は１０ＭＨｚの基準周波数に基づき１３．５２５ＧＨｚの局部発振信号を生成する。逓倍器３９は１３．５２５ＧＨｚの局部発振信号から２倍の２７．０５ＧＨｚ（第３周波数）の局部発振信号を生成する。
【００２８】
第２周波数変換回路３６の第３ミキサ３７には高周波回路（ＲＦ回路）４１が接続される。高周波回路４１は増幅器４２、４３、４４を備える。ここでは、増幅器４２、４３、４４は複数段（３段）に構成される。個々の増幅器４２、４３、４４は第４信号を増幅する。増幅器４２、４３の後段にはバンドパスフィルタ４５、４６が接続される。バンドパスフィルタ４５、４６はハイバンドモードの第４信号およびローバンドモードの第４信号のいずれにも対応した通過帯域を有する。そして、バンドパスフィルタ４５、４６の通過帯域は２９．５ＧＨｚ〜３１ＧＨｚに設定される。バンドパスフィルタ４５、４６の遮断周波数には第１周波数（＝２ＧＨｚ）、第２周波数（＝１．５ＧＨｚ）および第３周波数（＝２７．０５ＧＨｚ）が含まれる。バンドパスフィルタ４５、４６はマイクロストリップラインで形成される。このときの第４信号（ＲＦ信号）の周波数、第３周波数（Ｌ.Ｏ.信号）およびバンドパスフィルタ特性の関係を図４に示す。
【００２９】
次に送信機１１の動作を簡単に説明する。ハイバンドモードが選択されると、ハイバンドモードを特定するスイッチング信号が第１スイッチング素子１７および第２スイッチング素子１８に供給される。第１スイッチング素子１７では、入力端子１３に通じる端子と、第１ミキサ２６に通じる端子とが接続される。第２ミキサ２７に通じる端子は、入力端子１３に通じる端子から切り離される。入力端子１３から第１局部発振回路２４および第３局部発振回路３８に基準周波数信号が供給されている。第１局部発振回路２４では２ＧＨｚの局部発振信号が生成される。第３局部発振回路３８では第３周波数の１３．５２５ＧＨｚの局部発振信号が生成される。第２局部発振回路２５の動作は休止する。動作の休止にあたっては例えば第２局部発振回路２５に供給されている電源（図示せず）を停止させればよい。
【００３０】
入力端子１３からハイバンドモードの中間周波信号がハイバンド線路２１に向かって流れ込む。第１ミキサ２６でハイバンドモードの中間周波信号には第１周波数の局部発振信号が混合される。その結果、０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚの中間周波信号は２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号に周波数変換される。続いて１次高周波信号には第３ミキサ３７で第３周波数の局部発振信号が混合される。その結果、２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号は３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚの第４信号に周波数変換される。第４信号は高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６を通過する。第４信号は導波管１４を経由し空間に放出される。
【００３１】
ローバンドモードが選択されると、ローバンドモードを特定するスイッチング信号が第１スイッチング素子１７および第２スイッチング素子１８に供給される。第１スイッチング素子１７では、入力端子１３に通じる端子と、第２ミキサ２７に通じる端子とが接続される。第１ミキサ２６に通じる端子は、入力端子１３に通じる端子から切り離される。入力端子１３から第２局部発振回路２５および第３局部発振回路３８に基準周波数信号が供給されている。第２局部発振回路２５では１．５ＧＨｚの局部発振信号が生成される。第３局部発振回路３８では１３．５２５ＧＨｚの局部発振信号が生成される。第１局部発振回路２４の動作は休止する。動作の休止にあたっては例えば第１局部発振回路２４に供給されている電源（図示せず）を停止させればよい。
【００３２】
入力端子１３からローバンドモードの中間周波信号がローバンド線路２２に向かって流れ込む。第２ミキサ２７でローバンドモードの中間周波信号には第２周波数の局部発振信号が混合される。その結果、０．９５ＧＨｚ〜１．４５ＧＨｚの中間周波信号は２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号に高周波数化される。続いて１次高周波信号には第３ミキサ３７で第３周波数の局部発振信号が混合される。その結果、２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号は２９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの第４信号に周波数変換される。第４信号は高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６を通過する。第４信号は導波管１４を経由し空間に放出される。
【００３３】
以上のような周波数変換回路１２では、第１局部発振回路２４の第１周波数の設定および第２局部発振回路２５の第２周波数の設定に応じて第３周波数は本実施例の２７．０５ＧＨｚのように高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６の通過帯域から十分離されることができる。したがって、たとえ高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６にＱの低いマイクロストリップラインが用いられても、第３周波数はバンドパスフィルタ４５、４６の遮断帯域に確実に含まれることができる。逓倍器３９から出力される第３周波数の局部発振信号がそのまま導波管１４を経由し空間に放出されることは防止されることができる。その一方で、例えばハイバンドモード時に高周波信号の生成にあたって２９．０５ＧＨｚの局部発振信号が用いられると、局部発振信号の周波数はバンドパスフィルタ４５、４６の通過帯域の下限値（＝２９．５ＧＨｚ）に近づきすぎてしまい、バンドパスフィルタ４５、４６で２９．０５ＧＨｚの局部発振信号は十分に減衰されることができない。その結果、３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚの規定の送出信号に加えて２９．０５ＧＨｚの局部発振信号が導波管１４から漏洩することが懸念される。一般に、導波管フィルタではマイクロストリップラインフィルタに比べて急峻な減衰特性が得られることが知られる。したがって、仮にマイクロストリップラインに代えて導波管フィルタがバンドパスフィルタ４５、４６に利用されれば、２９．０５ＧＨｚの局部発振信号の漏洩は阻止されることができる。その代わり、導波管フィルタはマイクロストリップラインに比べて高価であり、しかも、大きな占有面積が要求される。
【００３４】
また、周波数変換回路１２では、ハイバンド、ローバンドの２系統からなる第１周波数変換回路に対し１系統の第２周波数変換回路が組み合わせられる。したがって、デュアルバンドの周波数変換回路を構成する場合、ハイバンド、ローバンドの２系統からなる第１周波数変換回路において個別に第２周波数変換回路が組み合わせられる場合に比べて、ハードウェア構成の付加は最小限に抑えられることができる。その結果、占有面積の増大や部品コストの増加は最小限に抑制されることができる。
【００３５】
また、周波数変換回路１２では第１局部発振回路２４や第２局部発振回路２５に逓倍器を含まずに形成される位相同期回路が利用される。こういった構造によれば、逓倍器を含まないため位相雑音特性が向上し良好な発振特性が得られる。
【００３６】
図２は本発明の第２実施形態に係る送信機１１ａの構成を概略的に示す。送信機１１ａでは第１実施形態の中間周波回路１５および第１周波数変換回路２３に代えて中間周波回路５１および第１周波数変換回路５２が利用される。その他の構成は第１実施形態と変わらない。図中、第１実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付され、その詳細な説明は割愛される。
【００３７】
第１周波数変換回路５２は第１局部発振回路２４および第２局部発振回路２５に代えて単一の発振回路５３を備える。発振回路５３は、内部の電圧制御発振器（ＶＣＯ）の負荷容量を切り替えて第１周波数（＝２ＧＨｚ）および第２周波数（＝１．５ＧＨｚ）の局部発振信号を出力することができる。切り替えにあたって発振回路５３にはモード切り替えスイッチからスイッチング信号が供給されればよい。発振回路５３は、逓倍器を含まずに形成される位相同期回路すなわちＰＬＬ（フェーズロックループ）回路で構成されることができる。発振回路５３には入力端子１３から基準周波数信号が供給されている。中間周波回路５１では、単一の線路にバンドパスフィルタ２８、増幅器２９、増幅器３１、ミキサ２６、バンドパスフィルタ３２、増幅器５４が順番に接続される。発振回路５３の出力はミキサ２６に供給される。
【００３８】
ハイバンドモードが選択されると、ハイバンドモードを特定するスイッチング信号が発振回路５３に供給される。発振回路５３はスイッチング信号の受領に応じて第１周波数（＝２ＧＨｚ）の局部発振信号を出力する。入力端子１３からハイバンドモードの第１中間周波信号が中間周波回路５１に流れ込む。ミキサ２６でハイバンドモードの中間周波信号には第１周波数の局部発振信号が混合される。その結果、０．９５ＧＨｚ〜１．９５ＧＨｚの中間周波信号は２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号に高周波数化される。続いて１次高周波信号には第３ミキサ３７で第３周波数の局部発振信号が混合される。その結果、２．９５ＧＨｚ〜３．９５ＧＨｚの１次高周波信号は３０ＧＨｚ〜３１ＧＨｚの第４信号に高周波数化される。第４信号は高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６を通過する。第４信号は導波管１４を経由し空間に放出される。
【００３９】
ローバンドモードが選択されると、ローバンドモードを特定するスイッチング信号が発振回路５３に供給される。発振回路５３はスイッチング信号の受領に応じて第２周波数（＝１．５ＧＨｚ）の局部発振信号を出力する。入力端子１３からローバンドモードの第２中間周波信号が中間周波回路５１に流れ込む。ミキサ２６でローバンドモードの中間周波信号には第２周波数の局部発振信号が混合される。その結果、０．９５ＧＨｚ〜１．４５ＧＨｚの中間周波信号は２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号に高周波数化される。続いて１次高周波信号には第３ミキサ３７で第３周波数の局部発振信号が混合される。その結果、２．４５ＧＨｚ〜２．９５ＧＨｚの１次高周波信号は２９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの第４信号に周波数変換される。第４信号は高周波回路４１のバンドパスフィルタ４５、４６を通過する。第４信号は導波管１４を経由し空間に放出される。
【００４０】
こうした構造によれば、前述と同様に、逓倍器３９から出力される第３周波数の局部発振信号がそのまま導波管１４を経由し空間に放出されることは防止されることができる。その他、前述と同様な作用効果は達成される。加えて、１つの発振回路で２つの局部発振信号が提供されることから、周波数変換回路の小型化および部品コストの低減が実現されることができる。
【００４１】
以上の周波数変換回路１１、１１ａでは送出信号の周波数帯域は適宜に設定されればよい。このとき、第１局部発振回路２４、第２局部発振回路２５および第３局部発振回路３８には、送出信号の周波数帯域に応じてそれぞれＰＬＬを用いた発振回路およびＰＬＯを用いた発振回路のいずれが用いられてもよい。第３周波数の局部発振信号の生成にあたって逓倍器３９を用いずにＰＬＯ回路のみが用いられてもよい。第１周波数や第２周波数はバンドパスフィルタ４５、４６の減衰特性に応じて適宜に設定されればよい。こうした設定に応じてバンドパスフィルタ４５、４６で十分に第３周波数の局部発振信号が減衰されればよい。
【００４２】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、周波数変換回路および送信機等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１１ 送信機、１２ 周波数変換回路、１５ 入力回路としての中間周波回路（ＩＦ回路）、１６ 出力ポート、２３ 第１周波数変換回路、２４ 第１局部発振回路、２５ 第２局部発振回路、３６ 第２周波数変換回路、４５ フィルタ回路としてのバンドパスフィルタ、４６ フィルタ回路としてのバンドパスフィルタ、５１ 入力回路としての中間周波回路（ＩＦ回路）、５２ 第１周波数変換回路、５３ 発振回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１モードの選択時に入力される第１信号、または、第２モードの選択時に入力される第１信号とは周波数の異なる第２信号のいずれか一方に基づき第３信号を生成し、生成された第３信号を出力する単一の出力ポートを有する入力回路と、
前記第３信号の生成にあたって、前記第１信号には第１周波数の局部発振信号を混合し、前記第２信号には第２周波数の局部発振信号を混合し、前記第１信号および前記第２信号を周波数変換する第１周波数変換回路と、
前記出力ポートに接続されて、前記第３信号に第３周波数の局部発振信号を混合し、前記第３信号を周波数変換して第４信号を生成する第２周波数変換回路と、
前記第２周波数変換回路に接続されて、前記第４信号の周波数帯域に通過帯域を有するとともに遮断帯域に前記第１周波数、前記第２周波数および前記第３周波数を含むフィルタ回路と
を備えることを特徴とする周波数変換回路。
【請求項２】
請求項１に記載の周波数変換回路において、前記第１周波数変換回路は、前記第１周波数の局部発振信号を出力する第１局部発振回路と、前記第２周波数の局部発振信号を出力する第２局部発振回路とを備えることを特徴とする周波数変換回路。
【請求項３】
請求項１に記載の周波数変換回路において、前記第１周波数変換回路は、前記第１周波数の局部発振信号および前記第２周波数の局部発振信号を切り替えて出力する発振回路を備えることを特徴とする周波数変換回路。
【請求項４】
請求項２または３に記載の周波数変換回路において、前記第１局部発振回路および前記第２局部発振回路または前記発振回路は、逓倍器を含まずに形成される位相同期回路で構成されることを特徴とする周波数変換回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の周波数変換回路において、前記フィルタ回路はマイクロストリップラインで形成されることを特徴とする周波数変換回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の周波数変換回路を含むことを特徴とする送信機。
【請求項１】
第１モードの選択時に入力される第１信号、または、第２モードの選択時に入力される第１信号とは周波数の異なる第２信号のいずれか一方に基づき第３信号を生成し、生成された第３信号を出力する単一の出力ポートを有する入力回路と、
前記第３信号の生成にあたって、前記第１信号には第１周波数の局部発振信号を混合し、前記第２信号には第２周波数の局部発振信号を混合し、前記第１信号および前記第２信号を周波数変換する第１周波数変換回路と、
前記出力ポートに接続されて、前記第３信号に第３周波数の局部発振信号を混合し、前記第３信号を周波数変換して第４信号を生成する第２周波数変換回路と、
前記第２周波数変換回路に接続されて、前記第４信号の周波数帯域に通過帯域を有するとともに遮断帯域に前記第１周波数、前記第２周波数および前記第３周波数を含むフィルタ回路と
を備えることを特徴とする周波数変換回路。
【請求項２】
請求項１に記載の周波数変換回路において、前記第１周波数変換回路は、前記第１周波数の局部発振信号を出力する第１局部発振回路と、前記第２周波数の局部発振信号を出力する第２局部発振回路とを備えることを特徴とする周波数変換回路。
【請求項３】
請求項１に記載の周波数変換回路において、前記第１周波数変換回路は、前記第１周波数の局部発振信号および前記第２周波数の局部発振信号を切り替えて出力する発振回路を備えることを特徴とする周波数変換回路。
【請求項４】
請求項２または３に記載の周波数変換回路において、前記第１局部発振回路および前記第２局部発振回路または前記発振回路は、逓倍器を含まずに形成される位相同期回路で構成されることを特徴とする周波数変換回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の周波数変換回路において、前記フィルタ回路はマイクロストリップラインで形成されることを特徴とする周波数変換回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の周波数変換回路を含むことを特徴とする送信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−９３７１１（Ｐ２０１３−９３７１１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４０２０（Ｐ２０１１−２３４０２０）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００６６１１）株式会社富士通ゼネラル (1,266)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００６６１１）株式会社富士通ゼネラル (1,266)
【Ｆターム（参考）】
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