無線装置
【課題】 単側波帯変調方式に限らず、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できる無線装置を提供する。
【解決手段】 単側波帯変調方式の無線装置であって、受信信号を中間周波数に変換する周波数変換器１０３と、周波数変換器１０３に局部発振信号を供給する局部発振器１０５と、中間周波数の信号に搬送波を付加する搬送波付加回路１０９と、搬送波が付加された中間周波数の信号を単側波帯変調方式による復調を行う復調器１０７とを備え、受信信号の変調方式に応じて局部発振器１０５の発振周波数を変更とすると共に、付加する搬送波の周波数を可変にする可変発振器１１０と、当該搬送波のレベルを調整する可変増幅器１１１を設けたものである。
【解決手段】 単側波帯変調方式の無線装置であって、受信信号を中間周波数に変換する周波数変換器１０３と、周波数変換器１０３に局部発振信号を供給する局部発振器１０５と、中間周波数の信号に搬送波を付加する搬送波付加回路１０９と、搬送波が付加された中間周波数の信号を単側波帯変調方式による復調を行う復調器１０７とを備え、受信信号の変調方式に応じて局部発振器１０５の発振周波数を変更とすると共に、付加する搬送波の周波数を可変にする可変発振器１１０と、当該搬送波のレベルを調整する可変増幅器１１１を設けたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単側波帯変調方式の無線装置に係り、特に、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できる無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の無線装置：図６］
従来の単側波帯変調方式の無線装置について図６を参照しながら説明する。図６は、従来の無線装置の構成図である。尚、図６では、単側波帯変調方式において、一例として、実数零点単側波帯変調（ＲＺ ＳＳＢ：Real Zero Single Sideband Modulation）方式の無線装置を示している。
【０００３】
図６の無線装置は、送信装置３０１と受信装置３０７とを備えている。
送信装置３０１は、マイクロホン３０２と、ヒルベルト変換器（HILBERT）３０３と、直交変調器（QUAD MOD）３０６と、局部発振器３１１とを有している。
受信装置３０７は、周波数変換器３０８と、ＲＺ ＳＳＢ 復調器（RZ DEMOD）３０９と、スピーカ３１０とを有している。
【０００４】
［従来の無線装置の動作］
送信装置３０１は、マイクロホン３０２に入力された音声信号をヒルベルト変換器３０３でヒルベルト変換し、互いに位相が９０度異なる信号Ｉ３０４と信号Ｑ３０５を生成する。
この信号Ｉ３０４と信号Ｑ３０５と無線周波数に設定した局部発振器３１１からの局部発振信号とを直交変調器３０６で振幅変調することによって、ベクトル合成法により低域搬送波付の上単側波帯変調信号を任意の無線周波数にて送出する。
【０００５】
受信装置３０７は、低域搬送波付の上単側波帯変調信号により変調された無線信号を周波数変換器３０８で中間周波数に変換した後に、ＲＺ ＳＳＢ 復調器３０９により復調し、音声信号をスピーカ３１０で音圧に変換し、音声信号を取り出す。
このように、従来のＲＺ ＳＳＢ方式の無線装置では、低域搬送波付の上単側波帯変調信号のみを復調できるようになっていた。
【０００６】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００７−３１２２６３号公報「無線基地局装置」（出願人：株式会社日立国際電気）［特許文献１］がある。
特許文献１には、無線基地局装置において、デジタル直交変調を行う場合に、Ｉ相、Ｑ相のデジタル信号の符号を制御し、ＳＳＢ変調による上側波帯又は下側波帯のいずれかを選択可能とし、選択された側波帯に基づいて上側ローカル信号又は下側ローカル信号のいずれかが特定され、ミキサで混合されることが示されている。
つまり、特許文献１は、ＳＳＢ変調における上側波帯、下側波帯両方への適用を考慮した装置の一例となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３１２２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常、送信機は、電波法等の規制があり、例えば、搬送波付上側単側波帯を使用することを定めたシステムでは、それ以外の方式で送信することはできない。従って、同じシステムの受信機も、受信側には規制はないにもかかわらず、それ以外の方式の送信波を受信するようには構成されていないのが実情であった。
しかしながら、使用者の利便性や無線機の汎用性を考慮した場合、各種方式の送信波を受信できることが望ましい。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、搬送波付単側波帯変調方式に限らず、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できる無線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、単側波帯変調方式の無線装置であって、受信信号を中間周波数に変換する周波数変換器と、周波数変換器に局部発振信号を供給する局部発振器と、中間周波数の信号に搬送波を付加する搬送波付加手段と、搬送波が付加された中間周波数の信号を単側波帯変調方式による復調を行う復調器とを備え、受信信号の変調方式に応じて局部発振器の発振周波数を変更可能とすると共に、付加する搬送波の周波数と当該搬送波のレベルを調整可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、受信信号を中間周波数に変換する周波数変換器と、周波数変換器に局部発振信号を供給する局部発振器と、中間周波数の信号に搬送波を付加する搬送波付加手段と、搬送波が付加された中間周波数の信号を単側波帯変調方式による復調を行う復調器とを備え、受信信号の変調方式に応じて局部発振器の発振周波数を変更可能とすると共に、付加する搬送波の周波数と当該搬送波のレベルを調整可能とした、単側波帯変調方式の無線装置としているので、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線装置における受信装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る無線装置における送信装置の構成図である。
【図３】直交変調器の詳細構成図である。
【図４】パラメータの条件と変調信号のスペクトラムの状態を示す模式図である。
【図５】送出変調波の凡例を示す図である。
【図６】従来の無線装置の構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
搬送波付上単側波帯変調方式の受信装置で振幅変調信号及び周波数変調信号により情報を復調するためには２つの条件が必要である。第１の条件は、基準となる搬送波信号が存在すること、第２の条件は、搬送波より高い周波数領域に変調情報が含まれていることである。
【００１４】
本発明の実施の形態では、第１の条件について、基準となる搬送波信号が付加されていない信号を受信する場合には、受信装置の内部で周波数及び信号レベルの調整が可能な搬送波信号を付加させることで復調を可能にするものである。
【００１５】
また、本発明の実施の形態では、第２の条件について、音声等の変調された信号成分が搬送波よりも低い周波数領域に変調情報が含まれている場合には、受信装置の内部で周波数変調を行う際に、受信信号の位相を反転させることにより、復調を可能とするものである。
このように、受信装置の内部で、受信している変調信号に合わせて上記処理を行うことで、異なる変調方式の信号を受信できる。
【００１６】
また、本発明の実施の形態では、送信装置において、直交変調を行う際に、直交変調器に入力される音声信号の直流成分の値、直交変調器のＩチャネルとＱチャネルの信号間の位相差を可変パラメータとして、当該パラメータを選択することにより、任意の振幅変調信号を送出できるものである。
【００１７】
本発明の実施の形態では、送信装置において、周波数変調を行う際に、直交変調器に入力していた音声信号を電圧制御発振器の入力にスイッチで切り替えることにより、直接周波数変調を行うことができるものである。
【００１８】
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る無線装置は、受信信号を中間周波数に変換する周波数変換器と、周波数変換器に局部発振信号を供給する局部発振器と、中間周波数信号に搬送波を付加する搬送波付加手段とを備え、受信信号の変調方式に応じて局部発振器の発振周波数を変更すると共に、搬送波の付加と、付加する搬送波のレベルを調整するものであり、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できるものである。
【００１９】
また、本発明の実施の形態に係る無線装置は、受信信号を中間周波数に変換する少なくとも１つの周波数変換器と、少なくとも１つの周波数が固定された中間周波数帯域幅で周波数変換器からの中間周波数信号を濾波する少なくとも１つの中間周波数フィルタと、周波数変換器に周波数が可変の局部発振信号を供給する第１の局部発振器と、中間周波数フィルタからの中間周波数信号に搬送波を付加する手段とを有し、搬送波を付加する手段に周波数が可変の搬送波信号を供給する第２の局部発振器と当該第２の局部発振器からの局部発振信号の振幅を大小させる増幅量可変の増幅器を備え、周波数変換器に供給する局部発振信号の周波数を、振幅変調方式及び周波数変調方式の搬送波の周波数が単側波帯変調復調器で復調可能な搬送波の周波数に変換して復調するものである。
【００２０】
また、上記無線装置において、下単側波帯方式による変調波を受信する場合、周波数変換器に入力する局部発振信号の周波数を受信波の搬送波周波数より高い周波数にし、中間周波数に変換された際に搬送波より高い周波数に変調波の情報を含めるようにし、上単側波帯方式による変調波を受信した場合に、周波数変換器に入力する局部発振信号の周波数を受信波の搬送波周波数より低い周波数にし、中間周波数に変換された際に搬送波より高い周波数に変調波の情報を含めるようにすることで単側波帯変調方式の復調器により変調波を復調し、情報を取り出すことができるものである。
【００２１】
また、上記無線装置において、両側波帯及び周波数変調された信号を受信する場合は、中間周波数に変換する際の局部発振信号の周波数を変調波の搬送波周波数より高くするか、または、低くするか、のいずれかを選択することによって、搬送波より高い周波数成分に含まれる情報を復調するか、搬送波より低い周波数成分に含まれる情報を復調するかを選択できるものである。
【００２２】
また、上記無線装置において、両側波帯、下単側波帯、上単側波帯の各種振幅変調方式それぞれにおいて、全搬送波、または、低減搬送波が付加される各種振幅変調若しくは周波数変調された信号、または、搬送波が付加されない各種振幅変調若しくは周波数変調された信号を受信し、搬送波が付加されない振幅変調であった場合に、または、搬送波電力が小さい変調信号が受信された場合に、中間周波数フィルタからの中間周波数に搬送波付加手段で搬送波を付加し、単側波帯変調方式の復調器により変調波を復調し、情報を取り出すことができる。
【００２３】
また、上記無線装置において、周波数フィルタからの中間周波数信号に搬送波を付加する際に、周波数が可変の搬送波信号を供給する第２の局部発振器により、付加する搬送波の周波数を調整することによって、復調される音声信号の周波数を可変にするものである。
【００２４】
また、上記無線装置において、周波数フィルタからの中間周波数信号に搬送波を付加する際に、搬送波信号を供給する第２の局部発振器からの搬送波信号の振幅を大小させる振幅量を可変にする増幅器により、付加する搬送波のレベルを調整することによって、復調される音声レベルを可変にするものである。
【００２５】
また、上記無線装置において、送信装置が、ヒルベルト変換器と、ヒルベルト変換器から出力される信号Ｉ及び信号Ｑについてそれぞれの振幅を可変にする増幅器と、直流成分を付加する重畳器と、直交変調器と、直交変調器の位相を制御する位相器とを備え、増幅器における信号Ｉ及び信号Ｑの振幅増幅値、重畳器における直流成分を重畳する量、位相器における位相差を適切に選択することにより、両側波帯、下単側波帯、上単側波帯の各種振幅変調方式それぞれにおいて、全搬送波、または、低減搬送波が付加される各種振幅変調信号、または、搬送波が付加されない全ての組み合わせの振幅変調信号を送出するものである。
【００２６】
また、上記無線装置において、少なくとも１つの電圧制御発振器を備え、周波数変調方式による変調波送出を行う場合に、振幅変調方式時に直交復調器に入力し、振幅変調を行っている音声信号を直接電圧制御発振器に入力することで、直接周波数変調ができるものである。
【００２７】
［無線装置の受信装置：図１］
本発明の実施の形態に係る無線装置の受信装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線装置における受信装置の構成図である。
本発明の実施の形態に係る無線装置（本装置）の受信装置は、図１に示すように、受信アンテナ１０１と、周波数変換器１０３と、局部発振器１０５と、中間周波数フィルタ１０６と、ＲＺ ＳＳＢ復調器１０７と、スピーカ１０８と、搬送波付加回路１０９と、可変発振器１１０と、可変増幅器１１１とを基本的に有している。
復調器は、ＲＺ ＳＳＢ方式としているが、これは一例に過ぎず、搬送波付単側波帯変調の復調器であればよい。
【００２８】
［受信装置の各部］
本装置における受信装置の各部について具体的に説明する。
受信アンテナ１０１は、搬送波周波数ｆ１を持つ受信信号１０２を取り込み、周波数変換器１０３に出力する。
周波数変換器１０３は、受信アンテナ１０１からの周波数ｆ１の受信信号を局部発振器１０５からの周波数ｆ３の局部発振信号で乗算して搬送波周波数ｆ２を持つ中間周波数信号１０４に周波数変換を行う。
局部発振器１０５は、周波数ｆ３の局部発振信号を発振して、周波数変換器１０３に出力する。
【００２９】
中間周波数フィルタ１０６は、周波数変換器１０３からの中間周波数信号１０４について不要な信号成分を除去して搬送波付加回路１０９に出力する。
ＲＺ ＳＳＢ復調器１０７は、搬送波付加回路１０９から出力された信号についてＲＺ ＳＳＢ方式による復調を行い、スピーカ１０８に出力する。
スピーカ１０８は、ＲＺ ＳＳＢ復調器１０７からの信号を音声に変換して出力する。
【００３０】
搬送波付加回路１０９は、中間周波数フィルタ１０６からの信号と可変増幅器１１１からの信号を加算してＲＺ ＳＳＢ復調器１０７に出力する加算器である。
可変発振器１１０は、発振周波数を可変にできる発振器であり、調整可能な周波数ｆ４を可変増幅器１１１に出力する。
可変増幅器１１１は、可変発振器１１０からの発振信号のレベルの大小を調整して搬送波付加回路１０９に出力する。
【００３１】
［受信装置の動作］
次ぎに、本装置の受信装置の動作について説明する。
受信アンテナ１０１より給電された搬送波周波数ｆ１を持つ受信信号１０２は、周波数変換器１０３によって搬送波周波数ｆ２を持つ中間周波数信号１０４に変換される。
【００３２】
中間周波数信号１０４は、受信アンテナ１０１より給電される様々な搬送波周波数ｆ１を持つ受信信号１０２に比較して、固有の周波数である。
このため、周波数変換器１０３に入力される局部発振器１０５からの局部発振信号の周波数を受信信号１０２の搬送波周波数に応じて変化させ、中間周波数信号１０４の搬送波周波数ｆ２が一定となるように制御する。
【００３３】
本装置の受信装置では、上単側波帯方式の信号を受信する場合、または、両側波帯方式の上単側波帯を用いる場合は、周波数変換器１０３に入力する局部発振器１０５からの局部発振信号の周波数ｆ３を以下の式１−１により設定する。
ｆ３＝ｆ１−ｆ２ （式１−１）
【００３４】
また、下単側波帯方式の信号を受信する場合、または、両側波帯方式の下単側波帯を用いる場合は、周波数変換器１０３に入力する局部発振器１０５からの局部発振信号の周波数ｆ３を以下の式１−２により設定する。
ｆ３＝ｆ１＋ｆ２ （式１−２）
【００３５】
以上のように、周波数ｆ３を設定することにより、上単側波帯方式の信号を受信する場合、または、両側波帯方式の上単側波帯を用いる場合に、変調信号の情報は周波数軸上で反転せず、下単側波帯方式の信号を受信する場合、または、両側波帯方式の下単側波帯を用いる場合に、変調信号の情報は周波数軸上で反転する。
【００３６】
従って、下単側波帯方式の信号を受信する場合、または、両側波帯方式の下単側波帯を用いる場合と同様に、搬送波よりも高い周波数成分に変調情報を持った信号として一意に受信信号を処理することができる。
【００３７】
両側波帯方式、または、周波数変調方式を受信する場合は、原理的に搬送波よりも周波数が低い領域（成分）に含まれる変調信号と搬送波よりも周波数が高い領域（成分）に含まれる変調信号に対称性があり、ＲＺ ＳＳＢ復調では、片側の変調信号のみで信号を復調できるため、いずれを用いてもよい。
従って、干渉の影響がない良好な通信ができる変調信号をユーザが任意に選択できる。
【００３８】
周波数変換器１０３により搬送波周波数ｆ２に周波数変換された信号１０４は、必要な信号成分のみを分別する少なくとも１つの中間周波数フィルタ１０６によって不要な信号成分が除去され、搬送波付加回路１０９を通過してＲＺ ＳＳＢ方式による復調器１０７に入力され、音声信号としてスピーカ１０８から出力される。
【００３９】
搬送波付加回路１０９は、周波数の調整が可能な周波数ｆ４を発振する可変発振器１１０からの発振信号のレベルの大小を調整できる可変増幅器１１１から出力される信号と受信信号とを加算する。
搬送波付加回路１０９は、抑圧搬送波両側波帯、抑圧搬送波上単側波帯、または、抑圧搬送波下単側波帯方式による受信波が入力された場合、または、搬送波電力が小さい変調信号が受信された場合に、受信装置内部で受信信号の抑圧搬送波周波数ｆ２に等しい周波数ｆ４を持つ搬送波を加えることで、ＲＺ ＳＳＢ復調が可能となる。
【００４０】
本装置の受信装置内で搬送波を付加する場合、ＲＺ ＳＳＢの復調音声は搬送波付加回路１０９で付加される搬送波信号で決定され、搬送波信号の周波数を大きくすると、復調音声の周波数は小さくなり、搬送波信号の周波数を小さくすると、復調音声の周波数は大きくなる。
また、搬送波信号のレベルを大きくすると、復調音声の音量は小さくなり、搬送波信号のレベルを小さくすると、復調音声の音量は大きくなるという性質がある。
【００４１】
すなわち、受信装置に加えられる搬送波は、無線装置のユーザにより細かく調整できる必要があり、付加する搬送波の周波数及び振幅の値を調整できるようにしたのが本装置の特徴の一つである。
【００４２】
尚、ＲＺ ＳＳＢ復調器１０７は、変調波の実数零点から伝送情報を復調する方式であり、原理的に周波数変調信号も復調できるが、変調指数が高い周波数変調の場合、線形歪みが大きく、伝送品質は振幅変調方式に劣るものである。
【００４３】
［無線装置の送信装置：図２］
本発明の実施の形態に係る無線装置の送信装置について図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る無線装置における送信装置の構成図である。
本発明の実施の形態に係る無線装置（本装置）の送信装置は、図２に示すように、マイクロホン２０１と、ヒルベルト変換器２０２と、直交変調器２０５と、位相同期回路（ＰＬＬ：Phase Locked Loop）２０６と、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）２０７と、送信アンテナ２０８と、スイッチ回路２０９とを基本的に有している。
【００４４】
［送信装置の各部］
本装置における送信装置の各部について具体的に説明する。
マイクロホン２０１は、音声を入力して音声信号としてスイッチ回路２０９に出力する。
ヒルベルト変換器２０２は、スイッチ回路２０９から入力された音声信号をヒルベルト変換して、位相差が９０度異なる信号Ｉ２０３と信号Ｑ２０４を直交変調器２０５に出力する。
【００４５】
直交変調器２０５は、振幅変調の場合、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０７からの周波数ｆ５の発振信号を信号Ｉ２０３と信号Ｑ２０４によって振幅変調して、周波数ｆ６を持つ振幅変調信号を送信アンテナ２０８に送出する。
また、直交変調器２０５は、周波数変調の場合、スイッチ回路２０９が音声信号をＶＣＯ２０７に出力するため、信号Ｉ及び信号Ｑは入力されず、ＶＣＯ２０７からの信号を送信アンテナ２０８に送出する。
【００４６】
位相同期回路（ＰＬＬ）２０６は、ＶＣＯ２０７における搬送波周波数を任意の周波数に設定するための制御を行う。
電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０７は、ＰＬＬ２０６からの信号により発振周波数が制御され、周波数ｆ５を持つ局部発振信号を直交変換器２０５に出力する。
また、ＶＣＯ２０７は、スイッチ回路２０９からの音声信号により発振信号を増幅し、直交変調器２０５に出力する。
【００４７】
送信アンテナ２０８は、直交変調器２０５からの出力信号を送出する。
スイッチ回路２０９は、振幅変調を行う場合は、マイクロホン２０１からの音声信号をヒルベルト変換器２０２に出力するよう切り替わり、周波数変調を行う場合は、マイクロホン２０１からの音声信号をＶＣＯ２０７に出力するよう切り替わる。スイッチ回路２０９の切り替え動作は、ユーザによって為されるものである。
【００４８】
［送信装置の動作］
送信装置では、マイクロホン２０１などにより得られた音声信号をヒルベルト変換器２０２でヒルベルト変換し、互いに位相差が９０度である信号Ｉ２０３と信号Ｑ２０４にした後に、直交変調器２０５によって振幅変調されて送信アンテナ２０８から送出される。
直交変調器２０５では、周波数ｆ５を持った送信装置内部（ＶＣＯ２０７）で発生させた局部発振信号が信号Ｉ２０３と信号Ｑ２０４により振幅変調され、搬送波周波数ｆ６を持つ振幅変調波となる。
【００４９】
搬送波周波数は、位相同期回路２０６によって制御され、任意の搬送波周波数に設定できる。
また、周波数変調を行う場合、音声信号を電圧制御発振器２０７に入力されるようスイッチ回路２０９で切り替えることで直接周波数変調を行うものである。
【００５０】
［直交変調器：図３］
次に、送信装置における直交変調器２０５について図３を参照しながら説明する。図３は、直交変調器の詳細構成図である。
直交変調器は、図３に示すように、可変増幅器（Ａ）４０３と、可変増幅器（Ｂ）４０４と、可変直流重畳回路（ａ）４０５と、可変直流重畳回路（ｂ）４０６と、周波数変換器（Ｉ）４０７と、周波数変換器（Ｑ）４０８と、加算器４０９と、局部発振器４１０と、位相器（δ）４１１と、位相器（π）４１２とを基本的に有している。
【００５１】
［直交変調器の各部］
可変増幅器（Ａ）４０３は、ヒルベルト変換された信号Ｉ［Ｉ（ｔ）］４０１を入力し、増幅率Ａ倍で増幅して可変直流重畳回路（ａ）４０５に出力する。ここで、入力信号の角周波数をＷｍとすると、信号Ｉ（ｔ）は、その余弦単振動［ｃｏｓ（Ｗｍ）］となる。尚、ｔは、時間のパラメータである。
可変増幅器（Ｂ）４０４は、ヒルベルト変換された信号Ｑ［Ｑ（ｔ）］４０２を入力し、増幅率Ｂ倍で増幅して可変直流重畳回路（ｂ）４０６に出力する。ここで、信号Ｑ（ｔ）は、角周波数Ｗｍの正弦単振動［ｓｉｎ（Ｗｍ）］となる。
【００５２】
可変直流重畳回路（ａ）４０５は、可変増幅器（Ａ）４０３で増幅された信号に直流電圧値ａを重畳して周波数変換器（Ｉ）４０７に出力する。
可変直流重畳回路（ｂ）４０６は、可変増幅器（Ｂ）４０４で増幅された信号に直流電圧値ｂを重畳して周波数変換器（Ｑ）４０８に出力する。
【００５３】
周波数変換器（Ｉ）４０７は、可変直流重畳回路（ａ）４０５からの信号と位相器（δ）４１１で位相偏差δを生じさせた発振信号とを乗算（混合）して周波数変換を行い、周波数変換された変調波を加算器４０９に出力する。
周波数変換器（Ｑ）４０８は、可変直流重畳回路（ｂ）４０６からの信号と位相器（π）４１２で位相偏差πを生じさせた発振信号とを乗算（混合）して周波数変換を行い、周波数変換された変調波を加算器４０９に出力する。
【００５４】
加算器４０９は、周波数変換器（Ｉ）４０７で周波数変換された変調波と周波数変換器（Ｑ）４０８で周波数変換された変調波とを加算し、変調波出力ｘ（ｔ）を出力する。
局部発振器４１０は、局部（Local）発振信号を位相器（δ）４１１及び位相器（π）４１２に出力する。局部発振信号の角周波数をＷｃとすると、その信号は、余弦単振動［ｃｏｓ（Ｗｃ）］となる。
【００５５】
位相器（δ）４１１は、周波数変換器４０７に局部発振器４１０から供給される局部発振信号の位相にδ偏差を生じさせるものである。つまり、ｃｏｓ（Ｗｃ＋δ）の発振信号を周波数変換器４０７に出力する。
位相器（π）４１２は、周波数変換器４０８に局部発振器４１０から供給される局部発振信号の位相を９０度進め、９０度の偏差πを生じさせるものである。つまり、−ｓｉｎ（Ｗｃ）の発振信号を周波数変換器４０８に出力する。
【００５６】
［直交変調器の動作］
ヒルベルト変換器２０２でヒルベルト変換された信号Ｉ４０１は、増幅率がＡ倍の増幅値を持つ可変増幅器４０３で増幅され、その後、直流電圧値ａを加算する可変直流重畳回路４０５で直流電圧が重畳される。
そして、周波数変換器４０７において、局部発振器４１０で発振された局部発振信号と混合され、搬送波周波数を中心とした変調波を形成する。
【００５７】
同様に、ヒルベルト変換器２０２でヒルベルト変換された信号Ｑ４０２は、増幅率がＢ倍の増幅値を持つ可変増幅器４０４で増幅され、その後、直流電圧値ｂを加算する可変直流重畳回路４０６で直流電圧が重畳される。
そして、周波数変換器４０８において、局部発振器４１０で発振された局部発振信号の位相を９０度進めた信号と混合され、搬送波周波数を中心とした変調波を形成する。
更に、加算器４０９で周波数変換器４０７からの変調波と周波数変換器４０８からの変調波とが加算され、変調波出力ｘ（ｔ）として出力される。
【００５８】
直交変調器では、周波数変換器４０７に供給される局部発振信号の位相と周波数変換器４０８に供給される局部発振信号の位相に、位相器４１１と位相器４１２により９０度の偏差が生じるように設定されている。
特に、周波数変換器４０７に供給される局部発振信号の位相にδ偏差を生じさせるため、位相器４１１を設けていることを特徴としている。
【００５９】
直交変調器により出力される信号は、以下の数式で表される。
以下の数式で、式２−１は、搬送波成分ｃ（ｔ）を表し、式２−２は、上単側波帯の成分ｕ（ｔ）を表し、式２−３は、下単側波帯の成分ｌ（ｔ）を表わすものである。
【００６０】
【数１】
【００６１】
【数２】
【００６２】
【数３】
【００６３】
但し、簡単にするために、信号Ｉ４０１を角周波数Ｗｍである余弦単振動で表記し、信号Ｑ４０２を角周波数Ｗｍである正弦単振動で表記する。局部発振信号は、角周波数Ｗｃである余弦単振動であり、ｔは、時間を示すパラメータである。
【００６４】
式２−１、式２−２、式２−３によると、増幅率がＡ倍の増幅値を持つ可変増幅器４０３と、直流電圧値ａを加算する可変直流重畳回路４０５と、増幅率がＢ倍の増幅値を持つ可変増幅器４０４と、直流電圧値ｂを加算する可変直流重畳回路４０６と、周波数変換器４０７に供給される局部発振信号の位相にδ偏差を生じさせるための位相器４１１を設定することにより、両側波帯、上単側波帯、下単側波帯の各方式において、全搬送波付き、低減搬送波付き、搬送波なしの全ての振幅変調方式の送出が可能になる。
【００６５】
［パラメータの条件と変調信号のスペクトラム：図４］
各方式において全ての振幅変調方式の信号を送出するための各パラメータの条件と各送出変調信号のスペクトラムの状態について図４を参照しながら説明する。図４は、パラメータの条件と変調信号のスペクトラムの状態を示す模式図である。
【００６６】
具体的には、両側波帯、上単側波帯、下単側波帯の各方式において、全搬送波付き、低減搬送波付き、搬送波なしの全ての振幅変調方式の信号を送出するための各パラメータの条件と、各送出変調信号のスペクトラムの状態を示したものである。
図４の条件において、特に指定がない場合には、Ａ，Ｂ，ａ，ｂはゼロではないものとする。
【００６７】
［凡例：図５］
図４の具体的説明の前に、凡例として図５を示す。図５は、送出変調波の凡例を示す図である。図５の横軸が周波数であり、左に行くほど周波数が低く、右に行くほど周波数が高くなっており、縦軸は信号レベルを示している。
図５に示すように、凡例のスペクトラムは、搬送波５０１を中心に低い周波数領域に下単側波帯５０２、高い周波数領域に上単側波帯５０３が表れる。
【００６８】
図４に戻ると、上単側波帯の方式において、全搬送波、低減搬送波、抑圧搬送波（搬送波なし）の振幅変調方式の信号を送出するためには、偏差δ、増幅値Ａ、増幅値Ｂについて、δ＝０かつＡ＝Ｂを選択すればよい。また、直流電圧値ａ，ｂについては、ａ＝ｂ＝０で搬送波なし、ａ及びｂが大きいほど搬送波のレベルが大きくなる。
【００６９】
下単側波帯の方式において、全搬送波、低減搬送波、抑圧搬送波（搬送波なし）の振幅変調方式の信号を送出するためには、δ＝πかつＡ＝Ｂを選択すればよい。また、ａ＝ｂ＝０で搬送波なし、ａ及びｂが大きいほど搬送波のレベルが大きくなる。
【００７０】
両側波帯の方式において、抑圧搬送波（搬送波なし）の振幅変調方式の信号を送出するためには、δ＝−π／２かつａ＝ｂ（ａ＝ｂ＝０）であればよい。それ以外の条件、例えば、δ＝π／２などでは、全搬送波、低減搬送波の振幅変調方式の信号が得られる。
【００７１】
［実施の形態の効果］
本装置によれば、搬送波付上単側波帯変調方式の受信装置において、基準となる搬送波信号が付加されていない信号を受信する場合には、搬送波信号を付加して復調可能とし、搬送波より低い周波数領域に変調情報が含まれている場合には、受信信号の位相を反転させることにより搬送波より高い周波数領域に変調情報を含めるようにして復調を可能とし、異なる変調方式の信号を受信できる効果がある。
【００７２】
また、本装置によれば、送信装置において、直交変調を行う際に、音声信号の直流成分の値、直交変調器のＩチャネルとＱチャネルの信号間の位相差を調整することにより任意の振幅変調信号を送出でき、周波数変調を行う際は、直交変調器に入力していた音声信号を電圧制御発振器の入力にスイッチで切り替え、直接周波数変調を行うもので、各種の振幅変調方式及び周波数変調方式に対応できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、単側波帯変調方式に限らず、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できる無線装置に好適である。
【符号の説明】
【００７４】
１０１…受信アンテナ、 １０２…受信信号、 １０３…周波数変換器、 １０４…中間周波数信号、 １０５…局部発振器、 １０６…中間周波数フィルタ、 １０７…ＲＺ ＳＳＢ復調器、 １０８…スピーカ、 １０９…搬送波加算器、 １１０…可変発振器、 １１１…可変増幅器、 ２０１…マイクロホン、 ２０２…ヒルベルト変換器、 ２０３…信号Ｉ、 ２０４…信号Ｑ、 ２０５…直交変調器、 ２０６…位相同期回路（ＰＬＬ）、 ２０７…電圧制御発振器（ＶＣＯ）、 ２０８…送信アンテナ、 ２０９…スイッチ回路、 ３０１…送信装置、 ３０２…マイクロホン、 ３０３…ヒルベルト変換器（HILBERT）、 ３０６…直交変調器（QUAD MOD）、 ３０７…受信装置、 ３０８…周波数変換器、 ３０９…ＲＺ ＳＳＢ 復調器（RZ DEMOD）、 ３１０…スピーカ、 ３１１…局部発振器、 ４０１…信号Ｉ、 ４０２…信号Ｑ、 ４０３…可変増幅器（Ａ）、 ４０４…可変増幅器（Ｂ）、 ４０５…可変直流重畳回路（ａ）、 ４０６…可変直流重畳回路（ｂ）、 ４０７…周波数変換器（Ｉ）、 ４０８…周波数変換器（Ｑ）、 ４０９…加算器、 ４１０…局部発振器、 ４１１…位相器（δ）、 ４１２…位相器（π）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単側波帯変調方式の無線装置に係り、特に、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できる無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の無線装置：図６］
従来の単側波帯変調方式の無線装置について図６を参照しながら説明する。図６は、従来の無線装置の構成図である。尚、図６では、単側波帯変調方式において、一例として、実数零点単側波帯変調（ＲＺ ＳＳＢ：Real Zero Single Sideband Modulation）方式の無線装置を示している。
【０００３】
図６の無線装置は、送信装置３０１と受信装置３０７とを備えている。
送信装置３０１は、マイクロホン３０２と、ヒルベルト変換器（HILBERT）３０３と、直交変調器（QUAD MOD）３０６と、局部発振器３１１とを有している。
受信装置３０７は、周波数変換器３０８と、ＲＺ ＳＳＢ 復調器（RZ DEMOD）３０９と、スピーカ３１０とを有している。
【０００４】
［従来の無線装置の動作］
送信装置３０１は、マイクロホン３０２に入力された音声信号をヒルベルト変換器３０３でヒルベルト変換し、互いに位相が９０度異なる信号Ｉ３０４と信号Ｑ３０５を生成する。
この信号Ｉ３０４と信号Ｑ３０５と無線周波数に設定した局部発振器３１１からの局部発振信号とを直交変調器３０６で振幅変調することによって、ベクトル合成法により低域搬送波付の上単側波帯変調信号を任意の無線周波数にて送出する。
【０００５】
受信装置３０７は、低域搬送波付の上単側波帯変調信号により変調された無線信号を周波数変換器３０８で中間周波数に変換した後に、ＲＺ ＳＳＢ 復調器３０９により復調し、音声信号をスピーカ３１０で音圧に変換し、音声信号を取り出す。
このように、従来のＲＺ ＳＳＢ方式の無線装置では、低域搬送波付の上単側波帯変調信号のみを復調できるようになっていた。
【０００６】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００７−３１２２６３号公報「無線基地局装置」（出願人：株式会社日立国際電気）［特許文献１］がある。
特許文献１には、無線基地局装置において、デジタル直交変調を行う場合に、Ｉ相、Ｑ相のデジタル信号の符号を制御し、ＳＳＢ変調による上側波帯又は下側波帯のいずれかを選択可能とし、選択された側波帯に基づいて上側ローカル信号又は下側ローカル信号のいずれかが特定され、ミキサで混合されることが示されている。
つまり、特許文献１は、ＳＳＢ変調における上側波帯、下側波帯両方への適用を考慮した装置の一例となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３１２２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常、送信機は、電波法等の規制があり、例えば、搬送波付上側単側波帯を使用することを定めたシステムでは、それ以外の方式で送信することはできない。従って、同じシステムの受信機も、受信側には規制はないにもかかわらず、それ以外の方式の送信波を受信するようには構成されていないのが実情であった。
しかしながら、使用者の利便性や無線機の汎用性を考慮した場合、各種方式の送信波を受信できることが望ましい。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、搬送波付単側波帯変調方式に限らず、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できる無線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、単側波帯変調方式の無線装置であって、受信信号を中間周波数に変換する周波数変換器と、周波数変換器に局部発振信号を供給する局部発振器と、中間周波数の信号に搬送波を付加する搬送波付加手段と、搬送波が付加された中間周波数の信号を単側波帯変調方式による復調を行う復調器とを備え、受信信号の変調方式に応じて局部発振器の発振周波数を変更可能とすると共に、付加する搬送波の周波数と当該搬送波のレベルを調整可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、受信信号を中間周波数に変換する周波数変換器と、周波数変換器に局部発振信号を供給する局部発振器と、中間周波数の信号に搬送波を付加する搬送波付加手段と、搬送波が付加された中間周波数の信号を単側波帯変調方式による復調を行う復調器とを備え、受信信号の変調方式に応じて局部発振器の発振周波数を変更可能とすると共に、付加する搬送波の周波数と当該搬送波のレベルを調整可能とした、単側波帯変調方式の無線装置としているので、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線装置における受信装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る無線装置における送信装置の構成図である。
【図３】直交変調器の詳細構成図である。
【図４】パラメータの条件と変調信号のスペクトラムの状態を示す模式図である。
【図５】送出変調波の凡例を示す図である。
【図６】従来の無線装置の構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
搬送波付上単側波帯変調方式の受信装置で振幅変調信号及び周波数変調信号により情報を復調するためには２つの条件が必要である。第１の条件は、基準となる搬送波信号が存在すること、第２の条件は、搬送波より高い周波数領域に変調情報が含まれていることである。
【００１４】
本発明の実施の形態では、第１の条件について、基準となる搬送波信号が付加されていない信号を受信する場合には、受信装置の内部で周波数及び信号レベルの調整が可能な搬送波信号を付加させることで復調を可能にするものである。
【００１５】
また、本発明の実施の形態では、第２の条件について、音声等の変調された信号成分が搬送波よりも低い周波数領域に変調情報が含まれている場合には、受信装置の内部で周波数変調を行う際に、受信信号の位相を反転させることにより、復調を可能とするものである。
このように、受信装置の内部で、受信している変調信号に合わせて上記処理を行うことで、異なる変調方式の信号を受信できる。
【００１６】
また、本発明の実施の形態では、送信装置において、直交変調を行う際に、直交変調器に入力される音声信号の直流成分の値、直交変調器のＩチャネルとＱチャネルの信号間の位相差を可変パラメータとして、当該パラメータを選択することにより、任意の振幅変調信号を送出できるものである。
【００１７】
本発明の実施の形態では、送信装置において、周波数変調を行う際に、直交変調器に入力していた音声信号を電圧制御発振器の入力にスイッチで切り替えることにより、直接周波数変調を行うことができるものである。
【００１８】
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る無線装置は、受信信号を中間周波数に変換する周波数変換器と、周波数変換器に局部発振信号を供給する局部発振器と、中間周波数信号に搬送波を付加する搬送波付加手段とを備え、受信信号の変調方式に応じて局部発振器の発振周波数を変更すると共に、搬送波の付加と、付加する搬送波のレベルを調整するものであり、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できるものである。
【００１９】
また、本発明の実施の形態に係る無線装置は、受信信号を中間周波数に変換する少なくとも１つの周波数変換器と、少なくとも１つの周波数が固定された中間周波数帯域幅で周波数変換器からの中間周波数信号を濾波する少なくとも１つの中間周波数フィルタと、周波数変換器に周波数が可変の局部発振信号を供給する第１の局部発振器と、中間周波数フィルタからの中間周波数信号に搬送波を付加する手段とを有し、搬送波を付加する手段に周波数が可変の搬送波信号を供給する第２の局部発振器と当該第２の局部発振器からの局部発振信号の振幅を大小させる増幅量可変の増幅器を備え、周波数変換器に供給する局部発振信号の周波数を、振幅変調方式及び周波数変調方式の搬送波の周波数が単側波帯変調復調器で復調可能な搬送波の周波数に変換して復調するものである。
【００２０】
また、上記無線装置において、下単側波帯方式による変調波を受信する場合、周波数変換器に入力する局部発振信号の周波数を受信波の搬送波周波数より高い周波数にし、中間周波数に変換された際に搬送波より高い周波数に変調波の情報を含めるようにし、上単側波帯方式による変調波を受信した場合に、周波数変換器に入力する局部発振信号の周波数を受信波の搬送波周波数より低い周波数にし、中間周波数に変換された際に搬送波より高い周波数に変調波の情報を含めるようにすることで単側波帯変調方式の復調器により変調波を復調し、情報を取り出すことができるものである。
【００２１】
また、上記無線装置において、両側波帯及び周波数変調された信号を受信する場合は、中間周波数に変換する際の局部発振信号の周波数を変調波の搬送波周波数より高くするか、または、低くするか、のいずれかを選択することによって、搬送波より高い周波数成分に含まれる情報を復調するか、搬送波より低い周波数成分に含まれる情報を復調するかを選択できるものである。
【００２２】
また、上記無線装置において、両側波帯、下単側波帯、上単側波帯の各種振幅変調方式それぞれにおいて、全搬送波、または、低減搬送波が付加される各種振幅変調若しくは周波数変調された信号、または、搬送波が付加されない各種振幅変調若しくは周波数変調された信号を受信し、搬送波が付加されない振幅変調であった場合に、または、搬送波電力が小さい変調信号が受信された場合に、中間周波数フィルタからの中間周波数に搬送波付加手段で搬送波を付加し、単側波帯変調方式の復調器により変調波を復調し、情報を取り出すことができる。
【００２３】
また、上記無線装置において、周波数フィルタからの中間周波数信号に搬送波を付加する際に、周波数が可変の搬送波信号を供給する第２の局部発振器により、付加する搬送波の周波数を調整することによって、復調される音声信号の周波数を可変にするものである。
【００２４】
また、上記無線装置において、周波数フィルタからの中間周波数信号に搬送波を付加する際に、搬送波信号を供給する第２の局部発振器からの搬送波信号の振幅を大小させる振幅量を可変にする増幅器により、付加する搬送波のレベルを調整することによって、復調される音声レベルを可変にするものである。
【００２５】
また、上記無線装置において、送信装置が、ヒルベルト変換器と、ヒルベルト変換器から出力される信号Ｉ及び信号Ｑについてそれぞれの振幅を可変にする増幅器と、直流成分を付加する重畳器と、直交変調器と、直交変調器の位相を制御する位相器とを備え、増幅器における信号Ｉ及び信号Ｑの振幅増幅値、重畳器における直流成分を重畳する量、位相器における位相差を適切に選択することにより、両側波帯、下単側波帯、上単側波帯の各種振幅変調方式それぞれにおいて、全搬送波、または、低減搬送波が付加される各種振幅変調信号、または、搬送波が付加されない全ての組み合わせの振幅変調信号を送出するものである。
【００２６】
また、上記無線装置において、少なくとも１つの電圧制御発振器を備え、周波数変調方式による変調波送出を行う場合に、振幅変調方式時に直交復調器に入力し、振幅変調を行っている音声信号を直接電圧制御発振器に入力することで、直接周波数変調ができるものである。
【００２７】
［無線装置の受信装置：図１］
本発明の実施の形態に係る無線装置の受信装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線装置における受信装置の構成図である。
本発明の実施の形態に係る無線装置（本装置）の受信装置は、図１に示すように、受信アンテナ１０１と、周波数変換器１０３と、局部発振器１０５と、中間周波数フィルタ１０６と、ＲＺ ＳＳＢ復調器１０７と、スピーカ１０８と、搬送波付加回路１０９と、可変発振器１１０と、可変増幅器１１１とを基本的に有している。
復調器は、ＲＺ ＳＳＢ方式としているが、これは一例に過ぎず、搬送波付単側波帯変調の復調器であればよい。
【００２８】
［受信装置の各部］
本装置における受信装置の各部について具体的に説明する。
受信アンテナ１０１は、搬送波周波数ｆ１を持つ受信信号１０２を取り込み、周波数変換器１０３に出力する。
周波数変換器１０３は、受信アンテナ１０１からの周波数ｆ１の受信信号を局部発振器１０５からの周波数ｆ３の局部発振信号で乗算して搬送波周波数ｆ２を持つ中間周波数信号１０４に周波数変換を行う。
局部発振器１０５は、周波数ｆ３の局部発振信号を発振して、周波数変換器１０３に出力する。
【００２９】
中間周波数フィルタ１０６は、周波数変換器１０３からの中間周波数信号１０４について不要な信号成分を除去して搬送波付加回路１０９に出力する。
ＲＺ ＳＳＢ復調器１０７は、搬送波付加回路１０９から出力された信号についてＲＺ ＳＳＢ方式による復調を行い、スピーカ１０８に出力する。
スピーカ１０８は、ＲＺ ＳＳＢ復調器１０７からの信号を音声に変換して出力する。
【００３０】
搬送波付加回路１０９は、中間周波数フィルタ１０６からの信号と可変増幅器１１１からの信号を加算してＲＺ ＳＳＢ復調器１０７に出力する加算器である。
可変発振器１１０は、発振周波数を可変にできる発振器であり、調整可能な周波数ｆ４を可変増幅器１１１に出力する。
可変増幅器１１１は、可変発振器１１０からの発振信号のレベルの大小を調整して搬送波付加回路１０９に出力する。
【００３１】
［受信装置の動作］
次ぎに、本装置の受信装置の動作について説明する。
受信アンテナ１０１より給電された搬送波周波数ｆ１を持つ受信信号１０２は、周波数変換器１０３によって搬送波周波数ｆ２を持つ中間周波数信号１０４に変換される。
【００３２】
中間周波数信号１０４は、受信アンテナ１０１より給電される様々な搬送波周波数ｆ１を持つ受信信号１０２に比較して、固有の周波数である。
このため、周波数変換器１０３に入力される局部発振器１０５からの局部発振信号の周波数を受信信号１０２の搬送波周波数に応じて変化させ、中間周波数信号１０４の搬送波周波数ｆ２が一定となるように制御する。
【００３３】
本装置の受信装置では、上単側波帯方式の信号を受信する場合、または、両側波帯方式の上単側波帯を用いる場合は、周波数変換器１０３に入力する局部発振器１０５からの局部発振信号の周波数ｆ３を以下の式１−１により設定する。
ｆ３＝ｆ１−ｆ２ （式１−１）
【００３４】
また、下単側波帯方式の信号を受信する場合、または、両側波帯方式の下単側波帯を用いる場合は、周波数変換器１０３に入力する局部発振器１０５からの局部発振信号の周波数ｆ３を以下の式１−２により設定する。
ｆ３＝ｆ１＋ｆ２ （式１−２）
【００３５】
以上のように、周波数ｆ３を設定することにより、上単側波帯方式の信号を受信する場合、または、両側波帯方式の上単側波帯を用いる場合に、変調信号の情報は周波数軸上で反転せず、下単側波帯方式の信号を受信する場合、または、両側波帯方式の下単側波帯を用いる場合に、変調信号の情報は周波数軸上で反転する。
【００３６】
従って、下単側波帯方式の信号を受信する場合、または、両側波帯方式の下単側波帯を用いる場合と同様に、搬送波よりも高い周波数成分に変調情報を持った信号として一意に受信信号を処理することができる。
【００３７】
両側波帯方式、または、周波数変調方式を受信する場合は、原理的に搬送波よりも周波数が低い領域（成分）に含まれる変調信号と搬送波よりも周波数が高い領域（成分）に含まれる変調信号に対称性があり、ＲＺ ＳＳＢ復調では、片側の変調信号のみで信号を復調できるため、いずれを用いてもよい。
従って、干渉の影響がない良好な通信ができる変調信号をユーザが任意に選択できる。
【００３８】
周波数変換器１０３により搬送波周波数ｆ２に周波数変換された信号１０４は、必要な信号成分のみを分別する少なくとも１つの中間周波数フィルタ１０６によって不要な信号成分が除去され、搬送波付加回路１０９を通過してＲＺ ＳＳＢ方式による復調器１０７に入力され、音声信号としてスピーカ１０８から出力される。
【００３９】
搬送波付加回路１０９は、周波数の調整が可能な周波数ｆ４を発振する可変発振器１１０からの発振信号のレベルの大小を調整できる可変増幅器１１１から出力される信号と受信信号とを加算する。
搬送波付加回路１０９は、抑圧搬送波両側波帯、抑圧搬送波上単側波帯、または、抑圧搬送波下単側波帯方式による受信波が入力された場合、または、搬送波電力が小さい変調信号が受信された場合に、受信装置内部で受信信号の抑圧搬送波周波数ｆ２に等しい周波数ｆ４を持つ搬送波を加えることで、ＲＺ ＳＳＢ復調が可能となる。
【００４０】
本装置の受信装置内で搬送波を付加する場合、ＲＺ ＳＳＢの復調音声は搬送波付加回路１０９で付加される搬送波信号で決定され、搬送波信号の周波数を大きくすると、復調音声の周波数は小さくなり、搬送波信号の周波数を小さくすると、復調音声の周波数は大きくなる。
また、搬送波信号のレベルを大きくすると、復調音声の音量は小さくなり、搬送波信号のレベルを小さくすると、復調音声の音量は大きくなるという性質がある。
【００４１】
すなわち、受信装置に加えられる搬送波は、無線装置のユーザにより細かく調整できる必要があり、付加する搬送波の周波数及び振幅の値を調整できるようにしたのが本装置の特徴の一つである。
【００４２】
尚、ＲＺ ＳＳＢ復調器１０７は、変調波の実数零点から伝送情報を復調する方式であり、原理的に周波数変調信号も復調できるが、変調指数が高い周波数変調の場合、線形歪みが大きく、伝送品質は振幅変調方式に劣るものである。
【００４３】
［無線装置の送信装置：図２］
本発明の実施の形態に係る無線装置の送信装置について図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る無線装置における送信装置の構成図である。
本発明の実施の形態に係る無線装置（本装置）の送信装置は、図２に示すように、マイクロホン２０１と、ヒルベルト変換器２０２と、直交変調器２０５と、位相同期回路（ＰＬＬ：Phase Locked Loop）２０６と、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）２０７と、送信アンテナ２０８と、スイッチ回路２０９とを基本的に有している。
【００４４】
［送信装置の各部］
本装置における送信装置の各部について具体的に説明する。
マイクロホン２０１は、音声を入力して音声信号としてスイッチ回路２０９に出力する。
ヒルベルト変換器２０２は、スイッチ回路２０９から入力された音声信号をヒルベルト変換して、位相差が９０度異なる信号Ｉ２０３と信号Ｑ２０４を直交変調器２０５に出力する。
【００４５】
直交変調器２０５は、振幅変調の場合、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０７からの周波数ｆ５の発振信号を信号Ｉ２０３と信号Ｑ２０４によって振幅変調して、周波数ｆ６を持つ振幅変調信号を送信アンテナ２０８に送出する。
また、直交変調器２０５は、周波数変調の場合、スイッチ回路２０９が音声信号をＶＣＯ２０７に出力するため、信号Ｉ及び信号Ｑは入力されず、ＶＣＯ２０７からの信号を送信アンテナ２０８に送出する。
【００４６】
位相同期回路（ＰＬＬ）２０６は、ＶＣＯ２０７における搬送波周波数を任意の周波数に設定するための制御を行う。
電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０７は、ＰＬＬ２０６からの信号により発振周波数が制御され、周波数ｆ５を持つ局部発振信号を直交変換器２０５に出力する。
また、ＶＣＯ２０７は、スイッチ回路２０９からの音声信号により発振信号を増幅し、直交変調器２０５に出力する。
【００４７】
送信アンテナ２０８は、直交変調器２０５からの出力信号を送出する。
スイッチ回路２０９は、振幅変調を行う場合は、マイクロホン２０１からの音声信号をヒルベルト変換器２０２に出力するよう切り替わり、周波数変調を行う場合は、マイクロホン２０１からの音声信号をＶＣＯ２０７に出力するよう切り替わる。スイッチ回路２０９の切り替え動作は、ユーザによって為されるものである。
【００４８】
［送信装置の動作］
送信装置では、マイクロホン２０１などにより得られた音声信号をヒルベルト変換器２０２でヒルベルト変換し、互いに位相差が９０度である信号Ｉ２０３と信号Ｑ２０４にした後に、直交変調器２０５によって振幅変調されて送信アンテナ２０８から送出される。
直交変調器２０５では、周波数ｆ５を持った送信装置内部（ＶＣＯ２０７）で発生させた局部発振信号が信号Ｉ２０３と信号Ｑ２０４により振幅変調され、搬送波周波数ｆ６を持つ振幅変調波となる。
【００４９】
搬送波周波数は、位相同期回路２０６によって制御され、任意の搬送波周波数に設定できる。
また、周波数変調を行う場合、音声信号を電圧制御発振器２０７に入力されるようスイッチ回路２０９で切り替えることで直接周波数変調を行うものである。
【００５０】
［直交変調器：図３］
次に、送信装置における直交変調器２０５について図３を参照しながら説明する。図３は、直交変調器の詳細構成図である。
直交変調器は、図３に示すように、可変増幅器（Ａ）４０３と、可変増幅器（Ｂ）４０４と、可変直流重畳回路（ａ）４０５と、可変直流重畳回路（ｂ）４０６と、周波数変換器（Ｉ）４０７と、周波数変換器（Ｑ）４０８と、加算器４０９と、局部発振器４１０と、位相器（δ）４１１と、位相器（π）４１２とを基本的に有している。
【００５１】
［直交変調器の各部］
可変増幅器（Ａ）４０３は、ヒルベルト変換された信号Ｉ［Ｉ（ｔ）］４０１を入力し、増幅率Ａ倍で増幅して可変直流重畳回路（ａ）４０５に出力する。ここで、入力信号の角周波数をＷｍとすると、信号Ｉ（ｔ）は、その余弦単振動［ｃｏｓ（Ｗｍ）］となる。尚、ｔは、時間のパラメータである。
可変増幅器（Ｂ）４０４は、ヒルベルト変換された信号Ｑ［Ｑ（ｔ）］４０２を入力し、増幅率Ｂ倍で増幅して可変直流重畳回路（ｂ）４０６に出力する。ここで、信号Ｑ（ｔ）は、角周波数Ｗｍの正弦単振動［ｓｉｎ（Ｗｍ）］となる。
【００５２】
可変直流重畳回路（ａ）４０５は、可変増幅器（Ａ）４０３で増幅された信号に直流電圧値ａを重畳して周波数変換器（Ｉ）４０７に出力する。
可変直流重畳回路（ｂ）４０６は、可変増幅器（Ｂ）４０４で増幅された信号に直流電圧値ｂを重畳して周波数変換器（Ｑ）４０８に出力する。
【００５３】
周波数変換器（Ｉ）４０７は、可変直流重畳回路（ａ）４０５からの信号と位相器（δ）４１１で位相偏差δを生じさせた発振信号とを乗算（混合）して周波数変換を行い、周波数変換された変調波を加算器４０９に出力する。
周波数変換器（Ｑ）４０８は、可変直流重畳回路（ｂ）４０６からの信号と位相器（π）４１２で位相偏差πを生じさせた発振信号とを乗算（混合）して周波数変換を行い、周波数変換された変調波を加算器４０９に出力する。
【００５４】
加算器４０９は、周波数変換器（Ｉ）４０７で周波数変換された変調波と周波数変換器（Ｑ）４０８で周波数変換された変調波とを加算し、変調波出力ｘ（ｔ）を出力する。
局部発振器４１０は、局部（Local）発振信号を位相器（δ）４１１及び位相器（π）４１２に出力する。局部発振信号の角周波数をＷｃとすると、その信号は、余弦単振動［ｃｏｓ（Ｗｃ）］となる。
【００５５】
位相器（δ）４１１は、周波数変換器４０７に局部発振器４１０から供給される局部発振信号の位相にδ偏差を生じさせるものである。つまり、ｃｏｓ（Ｗｃ＋δ）の発振信号を周波数変換器４０７に出力する。
位相器（π）４１２は、周波数変換器４０８に局部発振器４１０から供給される局部発振信号の位相を９０度進め、９０度の偏差πを生じさせるものである。つまり、−ｓｉｎ（Ｗｃ）の発振信号を周波数変換器４０８に出力する。
【００５６】
［直交変調器の動作］
ヒルベルト変換器２０２でヒルベルト変換された信号Ｉ４０１は、増幅率がＡ倍の増幅値を持つ可変増幅器４０３で増幅され、その後、直流電圧値ａを加算する可変直流重畳回路４０５で直流電圧が重畳される。
そして、周波数変換器４０７において、局部発振器４１０で発振された局部発振信号と混合され、搬送波周波数を中心とした変調波を形成する。
【００５７】
同様に、ヒルベルト変換器２０２でヒルベルト変換された信号Ｑ４０２は、増幅率がＢ倍の増幅値を持つ可変増幅器４０４で増幅され、その後、直流電圧値ｂを加算する可変直流重畳回路４０６で直流電圧が重畳される。
そして、周波数変換器４０８において、局部発振器４１０で発振された局部発振信号の位相を９０度進めた信号と混合され、搬送波周波数を中心とした変調波を形成する。
更に、加算器４０９で周波数変換器４０７からの変調波と周波数変換器４０８からの変調波とが加算され、変調波出力ｘ（ｔ）として出力される。
【００５８】
直交変調器では、周波数変換器４０７に供給される局部発振信号の位相と周波数変換器４０８に供給される局部発振信号の位相に、位相器４１１と位相器４１２により９０度の偏差が生じるように設定されている。
特に、周波数変換器４０７に供給される局部発振信号の位相にδ偏差を生じさせるため、位相器４１１を設けていることを特徴としている。
【００５９】
直交変調器により出力される信号は、以下の数式で表される。
以下の数式で、式２−１は、搬送波成分ｃ（ｔ）を表し、式２−２は、上単側波帯の成分ｕ（ｔ）を表し、式２−３は、下単側波帯の成分ｌ（ｔ）を表わすものである。
【００６０】
【数１】
【００６１】
【数２】
【００６２】
【数３】
【００６３】
但し、簡単にするために、信号Ｉ４０１を角周波数Ｗｍである余弦単振動で表記し、信号Ｑ４０２を角周波数Ｗｍである正弦単振動で表記する。局部発振信号は、角周波数Ｗｃである余弦単振動であり、ｔは、時間を示すパラメータである。
【００６４】
式２−１、式２−２、式２−３によると、増幅率がＡ倍の増幅値を持つ可変増幅器４０３と、直流電圧値ａを加算する可変直流重畳回路４０５と、増幅率がＢ倍の増幅値を持つ可変増幅器４０４と、直流電圧値ｂを加算する可変直流重畳回路４０６と、周波数変換器４０７に供給される局部発振信号の位相にδ偏差を生じさせるための位相器４１１を設定することにより、両側波帯、上単側波帯、下単側波帯の各方式において、全搬送波付き、低減搬送波付き、搬送波なしの全ての振幅変調方式の送出が可能になる。
【００６５】
［パラメータの条件と変調信号のスペクトラム：図４］
各方式において全ての振幅変調方式の信号を送出するための各パラメータの条件と各送出変調信号のスペクトラムの状態について図４を参照しながら説明する。図４は、パラメータの条件と変調信号のスペクトラムの状態を示す模式図である。
【００６６】
具体的には、両側波帯、上単側波帯、下単側波帯の各方式において、全搬送波付き、低減搬送波付き、搬送波なしの全ての振幅変調方式の信号を送出するための各パラメータの条件と、各送出変調信号のスペクトラムの状態を示したものである。
図４の条件において、特に指定がない場合には、Ａ，Ｂ，ａ，ｂはゼロではないものとする。
【００６７】
［凡例：図５］
図４の具体的説明の前に、凡例として図５を示す。図５は、送出変調波の凡例を示す図である。図５の横軸が周波数であり、左に行くほど周波数が低く、右に行くほど周波数が高くなっており、縦軸は信号レベルを示している。
図５に示すように、凡例のスペクトラムは、搬送波５０１を中心に低い周波数領域に下単側波帯５０２、高い周波数領域に上単側波帯５０３が表れる。
【００６８】
図４に戻ると、上単側波帯の方式において、全搬送波、低減搬送波、抑圧搬送波（搬送波なし）の振幅変調方式の信号を送出するためには、偏差δ、増幅値Ａ、増幅値Ｂについて、δ＝０かつＡ＝Ｂを選択すればよい。また、直流電圧値ａ，ｂについては、ａ＝ｂ＝０で搬送波なし、ａ及びｂが大きいほど搬送波のレベルが大きくなる。
【００６９】
下単側波帯の方式において、全搬送波、低減搬送波、抑圧搬送波（搬送波なし）の振幅変調方式の信号を送出するためには、δ＝πかつＡ＝Ｂを選択すればよい。また、ａ＝ｂ＝０で搬送波なし、ａ及びｂが大きいほど搬送波のレベルが大きくなる。
【００７０】
両側波帯の方式において、抑圧搬送波（搬送波なし）の振幅変調方式の信号を送出するためには、δ＝−π／２かつａ＝ｂ（ａ＝ｂ＝０）であればよい。それ以外の条件、例えば、δ＝π／２などでは、全搬送波、低減搬送波の振幅変調方式の信号が得られる。
【００７１】
［実施の形態の効果］
本装置によれば、搬送波付上単側波帯変調方式の受信装置において、基準となる搬送波信号が付加されていない信号を受信する場合には、搬送波信号を付加して復調可能とし、搬送波より低い周波数領域に変調情報が含まれている場合には、受信信号の位相を反転させることにより搬送波より高い周波数領域に変調情報を含めるようにして復調を可能とし、異なる変調方式の信号を受信できる効果がある。
【００７２】
また、本装置によれば、送信装置において、直交変調を行う際に、音声信号の直流成分の値、直交変調器のＩチャネルとＱチャネルの信号間の位相差を調整することにより任意の振幅変調信号を送出でき、周波数変調を行う際は、直交変調器に入力していた音声信号を電圧制御発振器の入力にスイッチで切り替え、直接周波数変調を行うもので、各種の振幅変調方式及び周波数変調方式に対応できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、単側波帯変調方式に限らず、各種振幅変調方式及び周波数変調方式を用いた無線装置とも相互通信できる無線装置に好適である。
【符号の説明】
【００７４】
１０１…受信アンテナ、 １０２…受信信号、 １０３…周波数変換器、 １０４…中間周波数信号、 １０５…局部発振器、 １０６…中間周波数フィルタ、 １０７…ＲＺ ＳＳＢ復調器、 １０８…スピーカ、 １０９…搬送波加算器、 １１０…可変発振器、 １１１…可変増幅器、 ２０１…マイクロホン、 ２０２…ヒルベルト変換器、 ２０３…信号Ｉ、 ２０４…信号Ｑ、 ２０５…直交変調器、 ２０６…位相同期回路（ＰＬＬ）、 ２０７…電圧制御発振器（ＶＣＯ）、 ２０８…送信アンテナ、 ２０９…スイッチ回路、 ３０１…送信装置、 ３０２…マイクロホン、 ３０３…ヒルベルト変換器（HILBERT）、 ３０６…直交変調器（QUAD MOD）、 ３０７…受信装置、 ３０８…周波数変換器、 ３０９…ＲＺ ＳＳＢ 復調器（RZ DEMOD）、 ３１０…スピーカ、 ３１１…局部発振器、 ４０１…信号Ｉ、 ４０２…信号Ｑ、 ４０３…可変増幅器（Ａ）、 ４０４…可変増幅器（Ｂ）、 ４０５…可変直流重畳回路（ａ）、 ４０６…可変直流重畳回路（ｂ）、 ４０７…周波数変換器（Ｉ）、 ４０８…周波数変換器（Ｑ）、 ４０９…加算器、 ４１０…局部発振器、 ４１１…位相器（δ）、 ４１２…位相器（π）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単側波帯変調方式の無線装置であって、
受信信号を中間周波数に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器に局部発振信号を供給する局部発振器と、
前記中間周波数の信号に搬送波を付加する搬送波付加手段と、
前記搬送波が付加された中間周波数の信号を単側波帯変調方式による復調を行う復調器とを備え、
受信信号の変調方式に応じて前記局部発振器の発振周波数を変更可能とすると共に、付加する搬送波の周波数と当該搬送波のレベルを調整可能としたことを特徴とする無線装置。
【請求項１】
単側波帯変調方式の無線装置であって、
受信信号を中間周波数に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器に局部発振信号を供給する局部発振器と、
前記中間周波数の信号に搬送波を付加する搬送波付加手段と、
前記搬送波が付加された中間周波数の信号を単側波帯変調方式による復調を行う復調器とを備え、
受信信号の変調方式に応じて前記局部発振器の発振周波数を変更可能とすると共に、付加する搬送波の周波数と当該搬送波のレベルを調整可能としたことを特徴とする無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１９０２７（Ｐ２０１１−１９０２７Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６１４６２（Ｐ２００９−１６１４６２）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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