送受信システム、受信装置、送信装置及び送受信方法
【課題】回路規模を小さくして消費電力を削減できるようにする。
【解決手段】送信装置２では、電圧制御発振器２１が、０、１のデジタル信号Ｄ１をそれぞれ異なる周波数を有する単一の変調信号Ｄ２に変調する。アンテナ２２が、変調された変調信号Ｄ２を信号伝送媒体に出力する。受信装置３では、アンテナ３１が、信号伝送媒体に出力された変調信号Ｄ２を受信する。電圧制御発振器３３が、受信された変調信号Ｄ２の周波数に基づく同期処理をして発振信号Ｄ３を生成する。これを前提にして、復調手段３０が、変調信号Ｄ２と発振信号Ｄ３とを演算して、変調信号Ｄ２を復調する。これにより、電圧制御発振器２１，３３でデジタル信号Ｄ１の変調及び復調を行うので、従来の送受信システムに設けていた変調信号源、通過帯域フィルタ等を削減できるようになる。この結果、送受信システム１の回路規模を小さくでき、送受信システム１の消費電力を削減することができる。
【解決手段】送信装置２では、電圧制御発振器２１が、０、１のデジタル信号Ｄ１をそれぞれ異なる周波数を有する単一の変調信号Ｄ２に変調する。アンテナ２２が、変調された変調信号Ｄ２を信号伝送媒体に出力する。受信装置３では、アンテナ３１が、信号伝送媒体に出力された変調信号Ｄ２を受信する。電圧制御発振器３３が、受信された変調信号Ｄ２の周波数に基づく同期処理をして発振信号Ｄ３を生成する。これを前提にして、復調手段３０が、変調信号Ｄ２と発振信号Ｄ３とを演算して、変調信号Ｄ２を復調する。これにより、電圧制御発振器２１，３３でデジタル信号Ｄ１の変調及び復調を行うので、従来の送受信システムに設けていた変調信号源、通過帯域フィルタ等を削減できるようになる。この結果、送受信システム１の回路規模を小さくでき、送受信システム１の消費電力を削減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御発振器に同期するか否かでデジタル信号の「１」、「０」を判断する送受信システム、受信装置、送信装置及び送受信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信技術の発達により、高速で通信を行う送受信システムが開発されている。この送受信システムは、ミリ波帯等の高い周波数帯を有する搬送波に所望の電気信号をのせて伝送するものである。このような送受信システムによって動画等の大容量を有するデータを高速にデータ伝送できる。
【０００３】
特許文献１には、ミリ波帯の無線信号波で無線通信を行う無線通信装置が開示されている。この無線通信装置によれば、送信側では、変調信号源が、入力信号を変調して中間周波数信号を生成する。第１の局部発振器が、所定の周波数を有する局部発振波を生成する。第１のミキサが、変調信号源で生成された中間周波数信号を第１の局部発振器で生成された局部発振波を用いて周波数変換して無線信号波を生成する。無線信号波及び局部発振波が第１の通過帯域フィルタを通過して所定の周波数を有する無線信号波及び局部発振波が抽出される。第１のアンテナが、所定の周波数が抽出された無線信号波及び局部発振波を送信する。
【０００４】
受信側では、第２のアンテナが、送信側で送信された無線信号波及び局部発振波を受信する。第２のアンテナで受信された無線信号波及び局部発振波が第２の通過帯域フィルタを通過して所定の周波数を有する無線信号波及び局部発振波が抽出される。第２の局部発振器が、所定の周波数が抽出された局部発振波に基づいて自走発振周波数に同期した送信側の局部発振波を生成する。第２のミキサが、第２のアンテナで受信された無線信号を送信側の局部発振波で周波数変換して中間周波数信号を生成する。復調部が、周波数変換された中間周波数信号を復調する。このような構成により、ミリ波帯の無線信号波を用いて入力信号を送信側から受信側へ伝送するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２９５５９４号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１によれば、送受信間の局部発振器で無線信号波の同期をとることで信号伝送が可能である。しかしながら、送信側に中間周波数変調用の変調信号源及び通過帯域フィルタ、受信側に変調された中間周波数信号を復調する復調器が必要となるために、無線通信装置の回路規模が大きくなり、その結果、無線通信装置の消費電力が大きくなってしまう。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決したものであって、回路規模を小さくして消費電力を削減できる送受信システム、送信装置、受信装置及び送受信方法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】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明に係る送受信システムは、デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する第１の発振器と、第１の発振器によって変調された変調信号を信号伝送媒体に出力する出力手段と、出力手段によって信号伝送媒体に出力された変調信号を受信する受信手段と、受信手段で受信された変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号を生成する第２の発振器と、受信手段で受信された変調信号と第２の発振器によって生成された発振信号とを演算して、デジタル信号を復調する復調手段とを備えたものである。
【０００９】
本発明に係る送受信システムによれば、第１の発振器が、デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する。出力手段が、第１の発振器によって変調された変調信号を信号伝送媒体に出力する。受信手段が、出力手段によって信号伝送媒体に出力された変調信号を受信する。第２の発振器が、受信手段で受信された変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号を生成する。これを前提にして、復調手段が、受信手段で受信された変調信号と第２の発振器によって生成された発振信号とを演算して、デジタル信号を復調する。つまり、復調手段は、デジタル信号を変調した変調信号が第２の発振器の同期処理によって生成された発振信号に同期するか否かで、デジタル信号を復調する。
【００１０】
これにより、第１及び第２の発振器によってデジタル信号の変調及び復調を行うので、従来の送受信システムに設けていた送信側における中間周波数変調用の変調信号源、周波数抽出部である通過帯域フィルタ、及び、受信側における変調された中間周波数信号を復調する復調器を削減できるようになる。
【００１１】
本発明に係る送信装置は、デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する発振器と、発振器によって変調された変調信号を信号伝送媒体に出力する出力手段とを備えたものである。
【００１２】
本発明に係る送信装置によれば、発振器が、デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する。出力手段が、発振器によって変調された変調信号を信号伝送媒体に出力する。
【００１３】
これにより、発振器によってデジタル信号の変調を行うので、従来の送信装置に設けていた中間周波数変調用の変調信号源、周波数抽出部である通過帯域フィルタを削減できるようになる。
【００１４】
本発明に係る受信装置は、デジタル信号が当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有するように変調された変調信号を受信する受信手段と、受信手段で受信された変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号を生成する発振器と、受信手段で受信された変調信号と発振器によって生成された発振信号とを演算して、デジタル信号を復調する復調手段とを備えたものである。
【００１５】
本発明に係る受信装置によれば、受信手段が、デジタル信号が当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有するように変調された変調信号を受信する。発振器が、受信手段で受信された変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号を生成する。これを前提にして、復調手段が、受信手段で受信された変調信号と発振器によって生成された発振信号とを演算して、デジタル信号を復調する。つまり、復調手段は、デジタル信号を変調した変調信号が発振器の同期処理によって生成された発振信号に同期するか否かで、デジタル信号を復調する。
【００１６】
これにより、発振器によってデジタル信号の復調を行うので、従来の受信装置に設けていた変調された中間周波数信号を復調する復調器を削減できるようになる。
【００１７】
本発明に係る送受信方法は、送受信システムが、デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じてそれぞれ異なる周波数を有する変調信号に変調し、変調された変調信号を信号伝送媒体に出力し、信号伝送媒体に出力された変調信号を受信し、受信された変調信号を注入して自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号を生成し、受信された変調信号と生成された発振信号とを演算して、デジタル信号を復調するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る送受信システム及び送受信方法によれば、従来の送受信システムに設けていた変調信号源、通過帯域フィルタ及び中間周波数信号を復調する復調器を削減できるので、当該送受信システムの回路規模を小さくすることができる。この結果、当該送受信システムの消費電力を削減することができる。
【００１９】
本発明に係る送信装置によれば、従来の送信装置に設けていた変調信号源、通過帯域フィルタを削減できるので、当該送信装置の回路規模を小さくすることができる。この結果、当該送信装置の消費電力を削減することができる。
【００２０】
本発明に係る受信装置によれば、従来の受信装置に設けていた中間周波数信号を復調する復調器を削減できるので、当該受信装置の回路規模を小さくすることができる。この結果、当該受信装置の消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係る送受信システム１の構成例を示すブロック図である。
【図２】電圧制御発振器２１の構成例を示す回路図である。
【図３】電圧制御発振器３３の構成例を示す回路図である。
【図４】ミキサ３４の構成例を示す回路図である。
【図５】Ａ，Ｂは、送信装置２の動作例を示すタイミングチャートである。
【図６】Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、受信装置３の動作例を示すタイミングチャートである。
【図７】第２の実施の形態に係る受信装置４の構成例を示すブロック図である。
【図８】電圧制御発振器３７の入出力間の位相差の特性例を示す説明図である。
【図９】ミキサ３８の出力ＤＣ変動の特性例を示す説明図である。
【図１０】電圧制御発振器３７の構成例を示す回路図である。
【図１１】ミキサ３８の構成例を示す回路図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る受信装置５の構成例を示すブロック図である。
【図１３】Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、受信装置５の動作例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序にて行う。
１．第１の実施の形態（送受信システム１、送信装置２、受信装置３：構成例、動作例）
２．第２の実施の形態（受信装置４：構成例、動作例）
３．第３の実施の形態（受信装置５：構成例、動作例）
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
［送受信システム１の構成例］
図１に示すように、本実施の形態に係る送受信システム１は、送信装置２及び受信装置３で構成される。送信装置２は、第１の発振器の一例である第１の電圧制御発振器（以下、電圧制御発振器２１という）及び出力手段の一例であるアンテナ２２を備える。受信装置３は、受信手段の一例であるアンテナ３１、第２の発振器の一例である第２の電圧制御発振器（以下、電圧制御発振器３３という）及び復調手段３０を備える。更に、受信装置３は、増幅器３２を備える。
【００２４】
送信装置２と受信装置３とは所定の距離だけ離間しており、送信装置２と受信装置３との間には図示しない信号伝送媒体が設けられる。信号伝送媒体は、送信装置２から送信された信号を伝送する媒体であり、例えば、空気のような気体でもよいし、誘電体のような固体でもよい。
【００２５】
電圧制御発振器２１には、入力端子ＩＮから入力信号である０、１のデジタル信号Ｄ１が入力される。電圧制御発振器２１は、０、１のデジタル信号Ｄ１を当該デジタル信号のレベルに応じて、異なる周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。
【００２６】
電圧制御発振器２１にはアンテナ２２が接続され、当該アンテナ２２は、電圧制御発振器２１によって変調された変調信号Ｄ２を図示しない信号伝送媒体に出力する。アンテナ２２と信号伝送媒体とは接触している。なお、電圧制御発振器２１とアンテナ２２の間に、電圧制御発振器２１の出力を変化させる為のアンプやインピーダンス整合回路等があってもよい。
【００２７】
信号伝送媒体にはアンテナ３１が接触しており、当該アンテナ３１は、アンテナ２２によって信号伝送媒体に出力された変調信号Ｄ２を受信する。アンテナ３１には増幅器３２が接続される。増幅器３２は、アンテナ３１で受信した変調信号Ｄ２を所定の増幅率で増幅して、変調信号Ｄ２ａを出力する。なお、ある基準値を元に増幅器３２の増幅率を自動で変化させる機能がついていてもよい。
【００２８】
増幅器３２には電圧制御発振器３３が接続される。電圧制御発振器３３は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａを注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号Ｄ２ａに同期して発振信号Ｄ３を生成する。なお、電圧制御発振器３３は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａではなく、アンテナ３１で受信した変調信号Ｄ２を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号Ｄ３を生成するものであってもよい。
【００２９】
増幅器３２及び電圧制御発振器３３には復調手段３０が接続される。復調手段３０は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａと電圧制御発振器３３で生成された発振信号Ｄ３とを演算して、デジタル信号Ｄ１を復調する。復調手段３０は、復調した変調信号Ｄ２ａをデジタル信号Ｄ６として出力端子ＯＵＴに出力する。なお、復調手段３０は、アンテナ３１で受信した変調信号Ｄ２と電圧制御発振器３３で生成された発振信号Ｄ３とを演算して、デジタル信号Ｄ１を復調するものであってもよい。つまり、復調手段３０は、デジタル信号Ｄ１を変調した変調信号Ｄ２ａ（又は変調信号Ｄ２）が電圧制御発振器の同期処理によって生成された発振信号Ｄ３に同期するか否かで、デジタル信号Ｄ１を復調する。
【００３０】
次に、復調手段３０の一例について説明する。図１に示すように、復調手段３０は、例えば、演算処理部の一例であるミキサ３４、周波数抽出部の一例であるローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ３５という）及び判別部の一例である比較器３６を有する。
【００３１】
ミキサ３４は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａと電圧制御発振器３３で生成された発振信号Ｄ３とを乗算して、ＤＣ動作点に対してＤＣ成分の変動を有する部分と有さない部分とを備える演算信号Ｄ４を生成する。また、ＤＣ成分の変動を有さない部分については変調信号Ｄ２ａと電圧制御発振器３３の差分の低周波信号が合わせて出力される。
【００３２】
ミキサ３４にはＬＰＦ３５が接続される。ＬＰＦ３５は、ミキサ３４で生成された演算信号Ｄ４のうち、ＤＣ動作点に対してＤＣ成分の変動を有さない部位に重畳されている変調信号Ｄ２ａと電圧制御発振器３３の差分の周波数成分を除去し、ＤＣ成分の変動を有する部分を抽出して抽出信号Ｄ５を出力する。
【００３３】
ＬＰＦ３５には比較器３６が接続される。比較器３６は、ＬＰＦ３５で抽出された抽出信号Ｄ５のうち、ＤＣ動作点に対してＤＣ成分の変動を有する部分を「１」とし、ＤＣ成分の変動を有さない部分を「０」とするデジタル信号Ｄ６を生成して出力端子ＯＵＴに出力する。なお「０」、「１」のデジタル信号のどちらにＤＣ成分の変動を対応させるかについては、電圧制御発振器３３を送信装置２０内の電圧制御発振器２１が出力するデジタル信号Ｄ１に対応させた変調信号Ｄ２のどちらに同期させるかで決定される。
【００３４】
これにより、電圧制御発振器２１，３３によってデジタル信号の変調及び復調を行うので、従来の送受信システムに設けていた送信側における中間周波数変調用の変調信号源、周波数抽出部である通過帯域フィルタ、及び、受信側における変調された中間周波数信号を復調する復調器を削減できるようになる。
【００３５】
［電圧制御発振器２１の構成例］
次に、本実施の形態に係る電圧制御発振器２１の構成例について説明する。図２に示すように、電圧制御発振器２１は、第１のインダクタ（以下、インダクタＬ１１という）、第２のインダクタ（以下、インダクタＬ１２という）、第１のＭＯＳＣＡＰ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃａｐａｃｉｔｏｒの略、以下、コンデンサＣ１１という）、第２のＭＯＳＣＡＰ（以下、コンデンサＣ１２という）、第１のトランジスタ（以下、トランジスタＱ１１という）、第２のトランジスタ（以下、トランジスタＱ１２という）及び電流源Ｉｅｅで構成される。
【００３６】
インダクタＬ１１，Ｌ１２は、その一端が電源Ｖｃｃに接続される。コンデンサＣ１１は、その一端が入力端子ＩＮに接続され、その他端がインダクタＬ１１の他端に接続される。コンデンサＣ１２は、その一端が入力端子ＩＮに接続され、その他端がインダクタＬ１２の他端及びアンテナ２２に接続される。
【００３７】
トランジスタＱ１１は、ゲートがコンデンサＣ１２の他端に接続され、ドレインがコンデンサＣ１１の他端に接続され、ソースが電流源Ｉｅｅの一端に接続される。トランジスタＱ１２は、ゲートがコンデンサＣ１１の他端に接続され、ドレインがコンデンサＣ１２の他端に接続され、ソースが電流源Ｉｅｅの一端に接続される。電流源Ｉｅｅは、他端がグランドに接続される。
【００３８】
このように構成された電圧制御発振器２１は、入力端子ＩＮから入力信号である０、１のデジタル信号Ｄ１が入力され、当該デジタル信号をそれぞれ異なる周波数を有する単一の変調信号Ｄ２に変調する。
【００３９】
電圧制御発振器２１は、ある所定の周波数調整が可能である自走発振周波数で発振する。例えば、電圧制御発振器２１は、デジタル信号Ｄ１の「１」の部分を、受信装置３内の電圧制御発振器３３で同期可能なある第１の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調し、デジタル信号の「０」の部分を、受信装置３内の電圧制御発振器３３では同期不可能な第２の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。つまり、電圧制御発振器２１は、デジタル信号の「１」の部分が受信装置３内の電圧制御発振器３３にて同期し、デジタル信号の「０」の部分が受信装置内の電圧制御発振器３３にて同期しないように変調する。電圧制御発振器２１は、このように変調されたデジタル信号を変調信号Ｄ２としてアンテナ２２に出力する。
【００４０】
なお、電圧制御発振器２１は、デジタル信号Ｄ１の「０」の部分を、受信装置３内の電圧制御発振器３３に同期可能な第１の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調し、デジタル信号の「１」の部分を、同期不可能な周波数である第２の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調するようにしても良い。つまり、電圧制御発振器２１は、デジタル信号の「０」の部分が受信装置３内の電圧制御発振器３３にて同期し、デジタル信号の「１」の部分が電圧制御発振器３３にて同期しないように変調するようにしても良い。この場合、受信装置３の出力端子ＯＵＴから出力されるデジタル信号Ｄ６は、送信装置２の入力端子ＩＮに入力されるデジタル信号Ｄ１と反転しているので、出力端子ＯＵＴにインバータ回路等を設ければ、所望のデジタル信号を受信できるようになる。
【００４１】
なお、電圧制御発振器２１の自走発振周波数の大きさは、インダクタＬ１１，Ｌ１２のインダクタンス及びコンデンサＣ１１，Ｃ１２の容量によって決定される。
【００４２】
［電圧制御発振器３３の構成例］
次に、本実施の形態に係る電圧制御発振器３３の構成例について説明する。図３に示すように、電圧制御発振器３３は、第１のインダクタ（以下、インダクタＬ２１という）、第２のインダクタ（以下、インダクタＬ２２という）、第１のＭＯＳＣＡＰ（以下、コンデンサＣ２１という）、第２のＭＯＳＣＡＰ（以下、コンデンサＣ２２という）、第１のトランジスタ（以下、トランジスタＱ２１という）、第２のトランジスタ（以下、トランジスタＱ２２という）、第３のトランジスタ（以下、トランジスタＱ２３という）、第４のトランジスタ（以下、トランジスタＱ２４という）、第１の電流源（以下、電流源Ｉｖｃｏという）及び第２の電流源（以下、電流源Ｉｉｎｊという）で構成される。
【００４３】
インダクタＬ２１，Ｌ２２は、その一端が電源Ｖｃｃに接続される。コンデンサＣ２１は、その一端が自走発振周波数調整電圧（以下、調整電圧Ｖｃｔという）が出力される端子に接続され、その他端がインダクタＬ２１の他端及びミキサ３４に接続される。コンデンサＣ２２は、その一端が調整電圧Ｖｃｔが出力される端子に接続され、その他端がインダクタＬ２２の他端及びミキサ３４に接続される。
【００４４】
トランジスタＱ２１は、ゲートがコンデンサＣ２２の他端及びミキサ３４に接続され、ドレインがコンデンサＣ２１の他端に接続され、ソースが電流源Ｉｖｃｏの一端に接続される。トランジスタＱ２２は、ゲートがコンデンサＣ２１の他端に接続され、ドレインがコンデンサＣ２２の他端に接続され、ソースが電流源Ｉｖｃｏの一端に接続される。トランジスタＱ２３は、ゲートが増幅器３２に接続され、ドレインがコンデンサＣ２１の他端、トランジスタＱ２１のドレイン及びトランジスタＱ２２のゲートに接続され、ソースが電流源Ｉｉｎｊの一端に接続される。トランジスタＱ２４は、ゲートが図示しない電圧源に接続され、ドレインがコンデンサＣ２２の他端、トランジスタＱ２２のドレイン及びトランジスタＱ２１のゲートに接続され、ソースが電流源Ｉｉｎｊの一端に接続される。電流源Ｉｖｃｏ，Ｉｉｎｊは、他端がグランドに接続される。なお、トランジスタＱ２４のゲートに接続される電圧ＶｒｅｆはトランジスタＱ２３のゲートへと入力される変調信号Ｄ２ａのＤＣ電圧と同一の電圧が入力される。
【００４５】
このように構成された電圧制御発振器３３は、トランジスタＱ２３のゲートに増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａが入力されて、この変調信号Ｄ２ａの周波数と電圧制御発振器３３の自走発振周波数に基づいて同期の有無の処理をして発振信号Ｄ３を生成する。
【００４６】
電圧制御発振器３３は、前述の電圧制御発振器２１と同じ周波数の自走発振周波数で発振する。この自走発振周波数は、コンデンサＣ２１、Ｃ２２間に接続された調整電圧Ｖｃｔと、インダクタＬ２１，Ｌ２２のインダクタンス及びコンデンサＣ２１，Ｃ２２の容量によって決定される。
【００４７】
電圧制御発振器３３は、トランジスタＱ２３のゲートに入力された変調信号Ｄ２ａの周波数のうち前述で説明した第１の周波数と同期した発振信号Ｄ３を生成する。また、電圧制御発振器３３は、トランジスタＱ２３のゲートに入力された変調信号Ｄ２ａの周波数のうち前述で説明した第２の周波数から、第２の周波数とは異なる第３の周波数を有する発振信号Ｄ３を生成する。なお電圧制御発振器３３の発振信号Ｄ３が有する第３の周波数は、変調信号Ｄ２ａの有する第２の周波数とは異なるが、第１の周波数とは同じになる場合はある。電圧制御発振器３３によって生成された発振信号Ｄ３は、コンデンサＣ２１，Ｃ２２の他端から出力される。
【００４８】
［ミキサ３４の構成例］
次に、本実施の形態に係るミキサ３４の構成例について説明する。図４に示すように、ミキサ３４は、第１の電気抵抗（以下、抵抗Ｒ１という）、第２の電気抵抗（以下、抵抗Ｒ２という）、第１のトランジスタ（以下、トランジスタＱ３１という）、第２のトランジスタ（以下、トランジスタＱ３２という）及び第３のトランジスタ（以下、トランジスタＱ３３という）で構成される。
【００４９】
抵抗Ｒ１，Ｒ２は、その一端が電源Ｖｃｃに接続される。トランジスタＱ３１は、ゲートが電圧制御発振器３３に接続され、ドレインが抵抗Ｒ１の他端に接続され、ソースがトランジスタＱ３３のソースに接続される。トランジスタＱ３２は、ゲートが電圧制御発振器３３に接続され、ドレインが抵抗Ｒ２の他端及びＬＰＦ３５に接続され、ソースがトランジスタＱ３１のソースに接続される。トランジスタＱ３３は、ゲートが増幅器３２に接続され、ドレインがトランジスタＱ３１，Ｑ３２のソースに共通に接続され、ソースがグランドに接続される。
【００５０】
このように構成されたミキサ３４は、トランジスタＱ３１，Ｑ３２のゲートに電圧制御発振器３３で生成された発振信号Ｄ３が入力され、トランジスタＱ３３のゲートに増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａが入力される。
【００５１】
ミキサ３４は、発振信号Ｄ３と変調信号Ｄ２ａとを乗算する。そして、ミキサ３４は、発振信号Ｄ３の周波数のうち第３の周波数を有する部分から、ＤＣ動作点に対してＤＣ成分の変動成分を有さない演算信号Ｄ４を生成する。また、ミキサ３４は、発振信号Ｄ３の周波数のうち変調信号Ｄ２ａの第１の周波数と同じ周波数を有する部分から、ＤＣ成分の変動成分を有する演算信号Ｄ４を生成する。ミキサ３４によって生成された演算信号Ｄ４は、抵抗Ｒ２の他端及びトランジスタＱ３２のドレインから出力される。
【００５２】
［送信装置２の動作例］
次に、送信装置２の動作例について説明する。図５Ａに示すように、送信装置２に入力される入力信号であるデジタル信号Ｄ１は、時間ｔ０から時間ｔ１まで、「１」の値をとり、時間ｔ１から時間ｔ３まで、「０」の値をとる。そして、デジタル信号Ｄ１は、時間ｔ３から時間ｔ４まで、「１」の値をとり、時間ｔ４から時間ｔ５まで、「０」の値をとり、時間ｔ５から時間ｔ６まで「１」の値をとる。つまり、デジタル信号Ｄ１は、「１、０、０、１、０、１」のような１、０のデジタル値を有する。
【００５３】
このようなデジタル信号Ｄ１が送信装置２の入力端子ＩＮに入力され、電圧制御発振器２１に入力される。図５Ｂに示すように、電圧制御発振器２１は、入力されたデジタル信号Ｄ１の「１」の部分を、第１の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調し、入力されたデジタル信号Ｄ１の「０」の部分を、第２の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。
【００５４】
つまり、図５Ｂでは、電圧制御発振器２１は、時間ｔ０から時間ｔ１までと、時間ｔ３から時間ｔ４までと、時間ｔ５から時間ｔ６までとにおいて、デジタル信号Ｄ１を、第１の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。また、電圧制御発振器２１は、時間ｔ１から時間ｔ３までと、時間ｔ４から時間ｔ５までとにおいて、デジタル信号を、第２の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。図５Ｂに示した変調信号Ｄ２がアンテナ２２によって信号伝送媒体を介して受信装置３に出力される。
【００５５】
本実施の形態に係る送信装置２によれば、電圧制御発振器２１が、デジタル信号Ｄ１を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。アンテナ２２が、電圧制御発振器２１によって変調された変調信号Ｄ２を信号伝送媒体に出力する。
【００５６】
これにより、電圧制御発振器２１によってデジタル信号Ｄ１の変調を行うので、従来の送信装置に設けていた中間周波数変調用の変調信号源、周波数抽出部である通過帯域フィルタを削減できるようになる。この結果、当該送信装置２の回路規模を小さくでき、送信装置２の消費電力を削減することができる。
【００５７】
［受信装置３の動作例］
次に、受信装置３の動作例について説明する。受信装置３は、送信装置２のアンテナ２２から出力された変調信号Ｄ２をアンテナ３１で受信する。受信装置３は、図６Ａに示すように、アンテナ３１で受信した変調信号Ｄ２を増幅器３２で増幅して変調信号Ｄ２ａを生成する。
【００５８】
図６Ｂに示すように、電圧制御発振器３３は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａのうち第２の周波数を有する部分から、第３の周波数を有する発振信号Ｄ３を生成する。また、電圧制御発振器３３は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａのうち第１の周波数を有する部分から、当該変調信号Ｄ２ａと同じ第１の周波数を有する発振信号Ｄ３を生成する。
【００５９】
つまり、図６Ｂでは、電圧制御発振器３３は、時間ｔ０から時間ｔ１までと、時間ｔ３から時間ｔ４までと、時間ｔ５から時間ｔ６までとにおいて、変調信号Ｄ２ａと同じ第１の周波数を有する発振信号Ｄ３を生成する。また、電圧制御発振器３３は、時間ｔ１から時間ｔ３までと、時間ｔ４から時間ｔ５までとにおいて、第３の周波数を有する発振信号Ｄ３を生成する。この第３の周波数を有する発振信号Ｄ３は、電圧制御発振器３３によって同期処理されたが、電圧制御発振器３３の同期範囲外のために、第２の周波数が電圧制御発振器３３にて同期されずに、電圧制御発振器３３の自走発信周波数が出力として生じたものである。
【００６０】
図６Ｃに示すように、ミキサ３４は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａ（図６Ａ）と電圧制御発振器３３で生成された発振信号Ｄ３（図６Ｂ）とを乗算する。ミキサ３４は、発振信号Ｄ３の周波数のうち第３の周波数を有する部分から、ＤＣ動作点Ｖｂｉａｓに対してＤＣ成分の変動を有さない演算信号Ｄ４を生成する。また、ミキサ３４は、発振信号Ｄ３の周波数のうち変調信号Ｄ２ａと同じ第１の周波数を有する部分から、ＤＣ成分の変動を有する演算信号Ｄ４を生成する。つまり、図６Ｃでは、ミキサ３４は、時間ｔ０から時間ｔ１までと、時間ｔ３から時間ｔ４までと、時間ｔ５から時間ｔ６までとにおいて、ＤＣ成分の変動を有する演算信号Ｄ４を生成する。また、ミキサ３４は、時間ｔ１から時間ｔ３までと、時間ｔ４から時間ｔ５までとにおいて、ＤＣ成分の変動を有さない演算信号Ｄ４を生成する。ここで、ＤＣ成分とは、信号の電圧値が時間に対して変化しない部分のことをいう。
【００６１】
図６Ｄに示すように、ＬＰＦ３５は、ミキサ３４で生成された演算信号Ｄ４のうち、ＤＣ動作点Ｖｂｉａｓに対してＤＣ成分の変動を有する信号を抽出して抽出信号Ｄ５を生成する。つまり、図６Ｄでは、ＬＰＦ３５は、時間ｔ０から時間ｔ１までと、時間ｔ３から時間ｔ４までと、時間ｔ５から時間ｔ６までとにおいて、ＤＣ成分の変動を有する演算信号Ｄ４を抽出して抽出信号Ｄ５を生成する。また、ＬＰＦ３５は、時間ｔ１から時間ｔ３までと、時間ｔ４から時間ｔ５までとにおいて、演算信号Ｄ４がＤＣ成分の変動を有さないので、抽出は行わないが変調信号Ｄ２ａが有する第２の周波数と電圧制御発振器３３が有する第３の周波数の差分の低周波信号は減衰される。
【００６２】
図６Ｅに示すように、比較器３６は、ＬＰＦ３５で、ＤＣ動作点に対するＤＣ成分の変動を抽出して生成した抽出信号Ｄ５のうちＤＣ成分の変動を有する部分を「１」とし、ＤＣ成分の変動を有さない部分を「０」とするデジタル信号Ｄ６を生成して出力端子ＯＵＴに出力する。つまり、図６Ｅでは、比較器３６は、時間ｔ０から時間ｔ１までと、時間ｔ３から時間ｔ４までと、時間ｔ５から時間ｔ６までとにおいて、デジタル信号Ｄ６を「１」とする。また、比較器３６は、時間ｔ１から時間ｔ３までと、時間ｔ４から時間ｔ５までとにおいて、デジタル信号Ｄ６を「０」とする。なお、比較器３６は、予め所定の閾値を記憶し、その閾値より大きな値の抽出信号Ｄ５を「１」のデジタル信号Ｄ６に変換し、その閾値より小さな値の抽出信号Ｄ５を「０」のデジタル信号Ｄ６に変換するようにしても構わない。
【００６３】
本実施の形態に係る受信装置３によれば、アンテナ３１が、送信装置２への入力されたデジタル信号Ｄ１に基づき、電圧制御発振器２１により生成され、アンテナ２２によって信号伝送媒体に出力された変調信号Ｄ２を受信する。電圧制御発振器３３が、アンテナ３１で受信された変調信号Ｄ２を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号Ｄ２に同期して発振信号Ｄ３を生成する。これを前提にして、復調手段３０が、アンテナ３１で受信された変調信号Ｄ２と電圧制御発振器３３によって生成された発振信号Ｄ３とを演算して、デジタル信号Ｄ１を復調する。つまり、復調手段３０は、デジタル信号Ｄ１を変調した変調信号Ｄ２が電圧制御発振器３３の同期処理によって生成された発振信号Ｄ３に同期するか否かで、デジタル信号Ｄ１を復調する。
【００６４】
これにより、電圧制御発振器３３によってデジタル信号Ｄ１の復調を行うので、従来の受信装置に設けていた変調された中間周波数信号を復調する復調器を削減できるようになる。この結果、当該受信装置３の回路規模を小さくでき、受信装置３の消費電力を削減することができる。
【００６５】
このように、本実施の形態に係る送受信システム１によれば、上述の送信装置２及び受信装置３を備えて、電圧制御発振器２１，３３によってデジタル信号Ｄ１の変調及び復調を行うので、従来の送受信システムに設けていた送信側における中間周波数変調用の変調信号源、周波数抽出部である通過帯域フィルタ、及び、受信側における変調された中間周波数信号を復調する復調器を削減できるようになる。この結果、当該送受信システム１の回路規模を小さくでき、送受信システム１の消費電力を削減することができる。
【００６６】
＜第２の実施の形態＞
前述の第１の実施の形態に係る送受信システム１は、データの送受信が可能であるが、ミキサ３４に入力される変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差によってデータの復調能力の劣化等が生じる可能性がある。そこで、本実施の形態では、この位相差を調整する位相調整部を備えた受信装置４について説明する。前述の実施の第１の形態と同じ名称及び符号のものは同じ機能を有するので、その説明を省略する。
【００６７】
［受信装置４の構成例］
図７に示すように、本実施の形態に係る受信装置４は、アンテナ３１、増幅器３２、電圧制御発振器３７、ミキサ３８、ＬＰＦ３９、比較器４０及び位相調整部５０を備える。
【００６８】
位相調整部５０は、ＬＰＦ３９と電圧制御発振器３７との間に接続される。位相調整部５０は、ＬＰＦ３９から出力された抽出信号Ｄ５ａ，Ｄ５ｂのＤＣ成分における位相を調整する。
【００６９】
図８は、横軸を電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏと電圧制御発振器３７に入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊとの差とし、縦軸を発振信号Ｄ３と変調信号Ｄ２ａとの位相差θ１としたとき、電圧制御発振器３７の入出力間の位相差の特性例を示す説明図である。
【００７０】
図８に示すように、周波数の差ωｖｃｏ−ωｉｎｊが所定値−ωｍ以下である場合、発振信号Ｄ３と変調信号Ｄ２ａとの位相差θ１は０となり、自走発振周波数ωｖｃｏは変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期しない。また、周波数の差ωｖｃｏ−ωｉｎｊが所定値ωｍ以上である場合も、発振信号Ｄ３と変調信号Ｄ２ａとの位相差θ１は０となり、自走発振周波数ωｖｃｏは変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期しない。周波数の差ωｖｃｏ−ωｉｎｊが所定値−ωｍより大きく所定値ωｍより小さい場合には、位相差θ１は曲線４１のようにπ／２から−π／２まで変化し、自走発振周波数ωｖｃｏは変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期する。なおωｍは式１にて決定される。
【００７１】
破線４３で囲まれた領域は、電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏが当該電圧制御発振器３７に入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期する状態である。破線４３で囲まれていない領域は、電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏが当該電圧制御発振器３７に入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期しない状態である。
【００７２】
図９は、ミキサ３８に入力される変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３とが同じ周波数であることを前提として、横軸をミキサ３８に入力される変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差θ２とし、縦軸をミキサ３８が出力するＤＣ動作点に対する変動の電圧値Ｖｄｉｆとしたとき、ミキサ３８の出力ＤＣ変動の特性例を示す説明図である。
【００７３】
図９に示すように、位相差θ２が−π／２及びπ／２のとき、電圧値Ｖｄｉｆは０となる。位相差θ２が−π／２とπ／２との間では、当該位相差θ２と電圧値Ｖｄｉｆとの関係は曲線４２のようになり、位相差が０のとき、電圧値Ｖｄｉｆは最大値をとる。つまり、電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏと電圧制御発振器３７に入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊとの差を０にすることで、変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差が０になり、電圧値Ｖｄｉｆは最大値となり、図６Ｃに示したような理想的な演算信号Ｄ４が得られる。つまり、電圧値Ｖｄｉｆを最大にするような制御を行えば、理想的な演算信号Ｄ４が得られることになる。
【００７４】
次に、位相調整部５０について説明する。図７に戻って、位相調整部５０は、減算器５１、Ａ／Ｄ変換器５２、位相制御部５３及びＤ／Ａ変換器５４を有する。位相調整部５０は、減算器５１、Ａ／Ｄ変換器５２、位相制御部５３及びＤ／Ａ変換器５４の順番でそれぞれ接続される。
【００７５】
位相制御部５３は、電圧制御発振器３７に入力する調整電圧Ｖｃｔを時間的に徐々に変化させる。すると、減算器５１は、ＬＰＦ３９から出力された調整電圧Ｖｃｔで時間的に変化された抽出信号Ｄ５ａと抽出信号Ｄ５ｂとの差を算出して、電圧値Ｖｄｉｆとして出力する。
【００７６】
Ａ／Ｄ変換器５２は、減算器５１から出力された電圧値Ｖｄｉｆをデジタル信号に変換する。位相制御部５３は、デジタル信号に変換されて時間的に変化された電圧値Ｖｄｉｆの値を測定する。位相制御部５３は、測定した電圧値Ｖｄｉｆが最大となるように調整電圧Ｖｃｔを調整して出力する。Ｄ／Ａ変換器５４は、位相制御部５３から出力された調整電圧Ｖｃｔをアナログ信号に変換して電圧制御発振器３７に出力する。
【００７７】
これにより、電圧値Ｖｄｉｆが最大となるように調整された調整電圧Ｖｃｔによって、電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏと電圧制御発振器３７に入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊとの差が０になり、変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差が０になる。これにより、図６Ｃに示したような理想的な演算信号Ｄ４が得られる。
【００７８】
このように、受信装置４にフィードバック制御を行う位相調整部５０を備えることで、データの復調能力の劣化や復調自体ができなくなるということを防止できる。
【００７９】
［電圧制御発振器３７の構成例、動作例］
次に、本実施の形態に係る電圧制御発振器３７の構成例について説明する。図１０に示すように、電圧制御発振器３７は、インダクタＬ２１，Ｌ２２、コンデンサＣ２１，Ｃ２２、トランジスタＱ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４及び電流源Ｉｖｃｏ，Ｉｉｎｊで構成される。
【００８０】
インダクタＬ２１，Ｌ２２は、その一端が電源Ｖｃｃに接続される。コンデンサＣ２１は、その一端が位相調整部５０に接続され、その他端がインダクタＬ２１の他端及びミキサ３８に接続される。コンデンサＣ２２は、その一端が位相調整部５０及びコンデンサＣ２１の一端に接続され、その他端がインダクタＬ２２の他端及びミキサ３８に接続される。
【００８１】
トランジスタＱ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４及び電流源Ｉｖｃｏ，Ｉｉｎｊは、前述の電圧制御発振器３３と同じであるので、その説明を省略する。
【００８２】
このように構成された電圧制御発振器３７は、コンデンサＣ２１，Ｃ２２の一端に接続された位相調整部５０から調整電圧Ｖｃｔを受信する。電圧制御発振器３７は、調整電圧Ｖｃｔで自走発振周波数ωｖｃｏと入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊとの差を０にするように調整して発振信号Ｄ３を生成し、コンデンサＣ２１，Ｃ２２の他端に接続されたミキサ３８に当該発振信号Ｄ３を出力する。
【００８３】
電圧制御発振器３７が変調信号Ｄ２ａに対して同期するか否かは、変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊ、電流源Ｉｉｎｊ、当該電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏ及び電流源Ｉｖｃｏで決定される。同期可能周波数範囲Δωｍ及び変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差φは、式１及び式２で示される。ここでＱは電圧制御発振器３７のクオリティファクタと呼ばれる性能を表す指数であり、その値はインダクタＬ２１、Ｌ２２、コンデンサＣ２１、Ｃ２２と出力Ｄ３につく寄生抵抗で決定される。
【００８４】
【数１】
【００８５】
【数２】
【００８６】
これらの式より、電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏを調整することにより、同期可能周波数範囲Δωｍ及び位相差φを同時に調整することができる。
【００８７】
［ミキサ３８の構成例］
次に、本実施の形態に係るミキサ３８の構成例について説明する。図１１に示すように、ミキサ３８は、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びトランジスタＱ３１，Ｑ３２，Ｑ３３で構成される。
【００８８】
抵抗Ｒ１，Ｒ２は、その一端が電源Ｖｃｃに接続され、その他端がＬＰＦ３９に接続される。トランジスタＱ３１は、ゲートが電圧制御発振器３７に接続され、ドレインが抵抗Ｒ１の他端及びＬＰＦ３９に接続され、ソースがトランジスタＱ３３のドレインに接続される。トランジスタＱ３２は、ゲートが電圧制御発振器３７に接続され、ドレインが抵抗Ｒ２の他端及びＬＰＦ３９に接続され、ソースがトランジスタＱ３１のソースに接続される。トランジスタＱ３３は、ゲートが増幅器３２に接続され、ドレインがトランジスタＱ３１，Ｑ３２のソースに接続され、ソースがグランドに接続される。
【００８９】
このように構成されたミキサ３８は、トランジスタＱ３１，Ｑ３２のゲートに電圧制御発振器３７で生成された発振信号Ｄ３が入力され、トランジスタＱ３３のゲートに増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａが入力される。ミキサ３８は、発振信号Ｄ３と変調信号Ｄ２ａとを乗算して演算信号Ｄ４ａ，Ｄ４ｂを生成し、ＬＰＦ３９に当該演算信号Ｄ４ａ，Ｄ４ｂを出力する。
【００９０】
電圧制御発振器３７の自走発振周波数が変調信号Ｄ２ａの周波数に同期する場合には、ミキサ３８の入力部（図１１では、トランジスタＱ３１，Ｑ３２のゲート及びトランジスタＱ３３のゲート）に同じ周波数の変調信号Ｄ２ａ及び発振信号Ｄ３が入力される。この結果、ミキサ３８の出力部（図１１では、抵抗Ｒ１，Ｒ２の他端）にＤＣ成分がＤＣ動作点Ｖｂｉａｓに対して電圧Ｖｄｃが変動する。電圧Ｖｄｃは、式３で示されるものである。ここでＶｒｆは、変調信号Ｄ２ａの入力レベルであり、Ｖｖｃｏは、発振信号Ｄ３の入力レベルであり、θは、変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差である。なお電圧の変動はＤ４ａ、Ｄ４ｂでは正負逆方向になる。
【００９１】
【数３】
【００９２】
電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏが変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期していない場合、ミキサ３８には異なる周波数を有する変調信号Ｄ２ａ及び発振信号Ｄ３が入力される。そのため、ミキサ３８は、ＤＣ動作点Ｖｂｉａｓに対する電圧Ｖｄｃを発生しない。ただし、変調信号Ｄ２ａ及び発振信号Ｄ３の差分の低周波信号（図６の時間ｔ１から時間ｔ３及び時間ｔ４から時間ｔ５の部分）が出力されるが、ＬＰＦ３９によって除去される。この結果、ＬＰＦ３９を通過後にはＤＣ成分のみ（図６の抽出信号Ｄ５）が出力される。
【００９３】
ＬＰＦ３９から出力された抽出信号Ｄ５は、比較器４０に入力される。比較器４０は、例えばＤＣ動作点Ｖｂｉａｓに対する変動が抽出された抽出信号Ｄ５をＶｂｉａｓ＋Ｖｄｃ／２を閾値として比較することで、当該抽出信号Ｄ５を復調してデジタル信号Ｄ６を生成することができる。
【００９４】
このように、本実施の形態に係る受信装置４によれば、変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差を調整する位相調整部５０を備えるので、当該受信装置４の復調能力を向上でき、送信装置２から出力された変調信号Ｄ２を確実に復調できる。
【００９５】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態では、２つの受信装置を備えた受信装置５について説明する。前述の実施の第１及び第２の形態と同じ名称及び符号のものは同じ機能を有するので、その説明を省略する。
【００９６】
図１２に示すように、本実施の形態に係る受信装置５は、第１の受信装置（以下、受信装置４ａという）、第２の受信装置（以下、受信装置４ｂという）及び減算器６０を備える。受信装置４ａは、アンテナ３１ａ、増幅器３２ａ、ミキサ３４ａ、ＬＰＦ３５ａ、比較器３６ａ、電圧制御発振器３７ａ及び位相調整部５０ａを備える。受信装置４ｂは、アンテナ３１ｂ、増幅器３２ｂ、ミキサ３４ｂ、ＬＰＦ３５ｂ、比較器３６ｂ、電圧制御発振器３７ｂ及び位相調整部５０ｂを備える。
【００９７】
アンテナ３１ａ，３１ｂ、増幅器３２ａ，３２ｂ、ミキサ３４ａ，３４ｂ、ＬＰＦ３５ａ，３５ｂ、比較器３６ａ，３６ｂ、位相調整部５０ａ，５０ｂは、前述の第１及び第２の実施の形態で説明した、アンテナ３１、増幅器３２、ミキサ３４、ＬＰＦ３５、比較器３６及び位相調整部５０とそれぞれ同一のものであるので、その説明を省略する。
【００９８】
受信装置４ａの電圧制御発振器３７ａは、デジタル信号の「０」の部分に同期しないで、デジタル信号の「１」の部分に同期するような自走発振周波数が設定される。
【００９９】
受信装置４ｂの電圧制御発振器３７ｂは、デジタル信号の「１」の部分に同期しないで、デジタル信号の「０」の部分に同期するような自走発振周波数が設定される。
【０１００】
すると、受信装置４ａは、前述の図６で説明したように、図１３Ａに示す受信装置５に送信された変調信号Ｄ２を復調して、図１３Ｂに示すデジタル信号Ｄ１０を生成する。また、受信装置４ｂは、デジタル信号の「１」の部分に同期しないで、デジタル信号の「０」の部分に同期するような自走発振周波数が設定されるので、図１３Ｃに示すように、受信装置４ａが復調したデジタル信号が反転したデジタル信号Ｄ１１を出力する。
【０１０１】
受信装置４ａ，４ｂには減算器６０が接続される。減算器６０は、受信装置４ａから出力されたデジタル信号Ｄ１０と、受信装置４ｂから出力されたデジタル信号Ｄ１１とを減算して、図１３Ｄに示すようなデジタル信号Ｄ１２を出力端子ＯＵＴに出力する。このデジタル信号Ｄ１２は、エネルギー効率的に改善されたものである。
【０１０２】
このように、本実施の形態に係る受信装置５によれば、デジタル信号の「０」で同期しないで、デジタル信号の「１」で同期する受信装置４ａと、デジタル信号の「１」で同期しないで、デジタル信号の「０」で同期する受信装置４ｂとを備えるので、当該受信装置５の受信感度を受信装置３，４より向上できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・送受信システム、２・・・送信装置、３，４，４ａ，４ｂ，５・・・受信装置、２１，３３，３７，３７ａ，３７ｂ・・・電圧制御発振器、３０・・・復調手段、３４，３４ａ，３４ｂ，３８・・・ミキサ、６０・・・減算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御発振器に同期するか否かでデジタル信号の「１」、「０」を判断する送受信システム、受信装置、送信装置及び送受信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信技術の発達により、高速で通信を行う送受信システムが開発されている。この送受信システムは、ミリ波帯等の高い周波数帯を有する搬送波に所望の電気信号をのせて伝送するものである。このような送受信システムによって動画等の大容量を有するデータを高速にデータ伝送できる。
【０００３】
特許文献１には、ミリ波帯の無線信号波で無線通信を行う無線通信装置が開示されている。この無線通信装置によれば、送信側では、変調信号源が、入力信号を変調して中間周波数信号を生成する。第１の局部発振器が、所定の周波数を有する局部発振波を生成する。第１のミキサが、変調信号源で生成された中間周波数信号を第１の局部発振器で生成された局部発振波を用いて周波数変換して無線信号波を生成する。無線信号波及び局部発振波が第１の通過帯域フィルタを通過して所定の周波数を有する無線信号波及び局部発振波が抽出される。第１のアンテナが、所定の周波数が抽出された無線信号波及び局部発振波を送信する。
【０００４】
受信側では、第２のアンテナが、送信側で送信された無線信号波及び局部発振波を受信する。第２のアンテナで受信された無線信号波及び局部発振波が第２の通過帯域フィルタを通過して所定の周波数を有する無線信号波及び局部発振波が抽出される。第２の局部発振器が、所定の周波数が抽出された局部発振波に基づいて自走発振周波数に同期した送信側の局部発振波を生成する。第２のミキサが、第２のアンテナで受信された無線信号を送信側の局部発振波で周波数変換して中間周波数信号を生成する。復調部が、周波数変換された中間周波数信号を復調する。このような構成により、ミリ波帯の無線信号波を用いて入力信号を送信側から受信側へ伝送するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２９５５９４号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１によれば、送受信間の局部発振器で無線信号波の同期をとることで信号伝送が可能である。しかしながら、送信側に中間周波数変調用の変調信号源及び通過帯域フィルタ、受信側に変調された中間周波数信号を復調する復調器が必要となるために、無線通信装置の回路規模が大きくなり、その結果、無線通信装置の消費電力が大きくなってしまう。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決したものであって、回路規模を小さくして消費電力を削減できる送受信システム、送信装置、受信装置及び送受信方法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】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明に係る送受信システムは、デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する第１の発振器と、第１の発振器によって変調された変調信号を信号伝送媒体に出力する出力手段と、出力手段によって信号伝送媒体に出力された変調信号を受信する受信手段と、受信手段で受信された変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号を生成する第２の発振器と、受信手段で受信された変調信号と第２の発振器によって生成された発振信号とを演算して、デジタル信号を復調する復調手段とを備えたものである。
【０００９】
本発明に係る送受信システムによれば、第１の発振器が、デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する。出力手段が、第１の発振器によって変調された変調信号を信号伝送媒体に出力する。受信手段が、出力手段によって信号伝送媒体に出力された変調信号を受信する。第２の発振器が、受信手段で受信された変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号を生成する。これを前提にして、復調手段が、受信手段で受信された変調信号と第２の発振器によって生成された発振信号とを演算して、デジタル信号を復調する。つまり、復調手段は、デジタル信号を変調した変調信号が第２の発振器の同期処理によって生成された発振信号に同期するか否かで、デジタル信号を復調する。
【００１０】
これにより、第１及び第２の発振器によってデジタル信号の変調及び復調を行うので、従来の送受信システムに設けていた送信側における中間周波数変調用の変調信号源、周波数抽出部である通過帯域フィルタ、及び、受信側における変調された中間周波数信号を復調する復調器を削減できるようになる。
【００１１】
本発明に係る送信装置は、デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する発振器と、発振器によって変調された変調信号を信号伝送媒体に出力する出力手段とを備えたものである。
【００１２】
本発明に係る送信装置によれば、発振器が、デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する。出力手段が、発振器によって変調された変調信号を信号伝送媒体に出力する。
【００１３】
これにより、発振器によってデジタル信号の変調を行うので、従来の送信装置に設けていた中間周波数変調用の変調信号源、周波数抽出部である通過帯域フィルタを削減できるようになる。
【００１４】
本発明に係る受信装置は、デジタル信号が当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有するように変調された変調信号を受信する受信手段と、受信手段で受信された変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号を生成する発振器と、受信手段で受信された変調信号と発振器によって生成された発振信号とを演算して、デジタル信号を復調する復調手段とを備えたものである。
【００１５】
本発明に係る受信装置によれば、受信手段が、デジタル信号が当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有するように変調された変調信号を受信する。発振器が、受信手段で受信された変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号を生成する。これを前提にして、復調手段が、受信手段で受信された変調信号と発振器によって生成された発振信号とを演算して、デジタル信号を復調する。つまり、復調手段は、デジタル信号を変調した変調信号が発振器の同期処理によって生成された発振信号に同期するか否かで、デジタル信号を復調する。
【００１６】
これにより、発振器によってデジタル信号の復調を行うので、従来の受信装置に設けていた変調された中間周波数信号を復調する復調器を削減できるようになる。
【００１７】
本発明に係る送受信方法は、送受信システムが、デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じてそれぞれ異なる周波数を有する変調信号に変調し、変調された変調信号を信号伝送媒体に出力し、信号伝送媒体に出力された変調信号を受信し、受信された変調信号を注入して自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号を生成し、受信された変調信号と生成された発振信号とを演算して、デジタル信号を復調するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る送受信システム及び送受信方法によれば、従来の送受信システムに設けていた変調信号源、通過帯域フィルタ及び中間周波数信号を復調する復調器を削減できるので、当該送受信システムの回路規模を小さくすることができる。この結果、当該送受信システムの消費電力を削減することができる。
【００１９】
本発明に係る送信装置によれば、従来の送信装置に設けていた変調信号源、通過帯域フィルタを削減できるので、当該送信装置の回路規模を小さくすることができる。この結果、当該送信装置の消費電力を削減することができる。
【００２０】
本発明に係る受信装置によれば、従来の受信装置に設けていた中間周波数信号を復調する復調器を削減できるので、当該受信装置の回路規模を小さくすることができる。この結果、当該受信装置の消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係る送受信システム１の構成例を示すブロック図である。
【図２】電圧制御発振器２１の構成例を示す回路図である。
【図３】電圧制御発振器３３の構成例を示す回路図である。
【図４】ミキサ３４の構成例を示す回路図である。
【図５】Ａ，Ｂは、送信装置２の動作例を示すタイミングチャートである。
【図６】Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、受信装置３の動作例を示すタイミングチャートである。
【図７】第２の実施の形態に係る受信装置４の構成例を示すブロック図である。
【図８】電圧制御発振器３７の入出力間の位相差の特性例を示す説明図である。
【図９】ミキサ３８の出力ＤＣ変動の特性例を示す説明図である。
【図１０】電圧制御発振器３７の構成例を示す回路図である。
【図１１】ミキサ３８の構成例を示す回路図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る受信装置５の構成例を示すブロック図である。
【図１３】Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、受信装置５の動作例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序にて行う。
１．第１の実施の形態（送受信システム１、送信装置２、受信装置３：構成例、動作例）
２．第２の実施の形態（受信装置４：構成例、動作例）
３．第３の実施の形態（受信装置５：構成例、動作例）
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
［送受信システム１の構成例］
図１に示すように、本実施の形態に係る送受信システム１は、送信装置２及び受信装置３で構成される。送信装置２は、第１の発振器の一例である第１の電圧制御発振器（以下、電圧制御発振器２１という）及び出力手段の一例であるアンテナ２２を備える。受信装置３は、受信手段の一例であるアンテナ３１、第２の発振器の一例である第２の電圧制御発振器（以下、電圧制御発振器３３という）及び復調手段３０を備える。更に、受信装置３は、増幅器３２を備える。
【００２４】
送信装置２と受信装置３とは所定の距離だけ離間しており、送信装置２と受信装置３との間には図示しない信号伝送媒体が設けられる。信号伝送媒体は、送信装置２から送信された信号を伝送する媒体であり、例えば、空気のような気体でもよいし、誘電体のような固体でもよい。
【００２５】
電圧制御発振器２１には、入力端子ＩＮから入力信号である０、１のデジタル信号Ｄ１が入力される。電圧制御発振器２１は、０、１のデジタル信号Ｄ１を当該デジタル信号のレベルに応じて、異なる周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。
【００２６】
電圧制御発振器２１にはアンテナ２２が接続され、当該アンテナ２２は、電圧制御発振器２１によって変調された変調信号Ｄ２を図示しない信号伝送媒体に出力する。アンテナ２２と信号伝送媒体とは接触している。なお、電圧制御発振器２１とアンテナ２２の間に、電圧制御発振器２１の出力を変化させる為のアンプやインピーダンス整合回路等があってもよい。
【００２７】
信号伝送媒体にはアンテナ３１が接触しており、当該アンテナ３１は、アンテナ２２によって信号伝送媒体に出力された変調信号Ｄ２を受信する。アンテナ３１には増幅器３２が接続される。増幅器３２は、アンテナ３１で受信した変調信号Ｄ２を所定の増幅率で増幅して、変調信号Ｄ２ａを出力する。なお、ある基準値を元に増幅器３２の増幅率を自動で変化させる機能がついていてもよい。
【００２８】
増幅器３２には電圧制御発振器３３が接続される。電圧制御発振器３３は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａを注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号Ｄ２ａに同期して発振信号Ｄ３を生成する。なお、電圧制御発振器３３は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａではなく、アンテナ３１で受信した変調信号Ｄ２を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号に同期して発振信号Ｄ３を生成するものであってもよい。
【００２９】
増幅器３２及び電圧制御発振器３３には復調手段３０が接続される。復調手段３０は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａと電圧制御発振器３３で生成された発振信号Ｄ３とを演算して、デジタル信号Ｄ１を復調する。復調手段３０は、復調した変調信号Ｄ２ａをデジタル信号Ｄ６として出力端子ＯＵＴに出力する。なお、復調手段３０は、アンテナ３１で受信した変調信号Ｄ２と電圧制御発振器３３で生成された発振信号Ｄ３とを演算して、デジタル信号Ｄ１を復調するものであってもよい。つまり、復調手段３０は、デジタル信号Ｄ１を変調した変調信号Ｄ２ａ（又は変調信号Ｄ２）が電圧制御発振器の同期処理によって生成された発振信号Ｄ３に同期するか否かで、デジタル信号Ｄ１を復調する。
【００３０】
次に、復調手段３０の一例について説明する。図１に示すように、復調手段３０は、例えば、演算処理部の一例であるミキサ３４、周波数抽出部の一例であるローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ３５という）及び判別部の一例である比較器３６を有する。
【００３１】
ミキサ３４は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａと電圧制御発振器３３で生成された発振信号Ｄ３とを乗算して、ＤＣ動作点に対してＤＣ成分の変動を有する部分と有さない部分とを備える演算信号Ｄ４を生成する。また、ＤＣ成分の変動を有さない部分については変調信号Ｄ２ａと電圧制御発振器３３の差分の低周波信号が合わせて出力される。
【００３２】
ミキサ３４にはＬＰＦ３５が接続される。ＬＰＦ３５は、ミキサ３４で生成された演算信号Ｄ４のうち、ＤＣ動作点に対してＤＣ成分の変動を有さない部位に重畳されている変調信号Ｄ２ａと電圧制御発振器３３の差分の周波数成分を除去し、ＤＣ成分の変動を有する部分を抽出して抽出信号Ｄ５を出力する。
【００３３】
ＬＰＦ３５には比較器３６が接続される。比較器３６は、ＬＰＦ３５で抽出された抽出信号Ｄ５のうち、ＤＣ動作点に対してＤＣ成分の変動を有する部分を「１」とし、ＤＣ成分の変動を有さない部分を「０」とするデジタル信号Ｄ６を生成して出力端子ＯＵＴに出力する。なお「０」、「１」のデジタル信号のどちらにＤＣ成分の変動を対応させるかについては、電圧制御発振器３３を送信装置２０内の電圧制御発振器２１が出力するデジタル信号Ｄ１に対応させた変調信号Ｄ２のどちらに同期させるかで決定される。
【００３４】
これにより、電圧制御発振器２１，３３によってデジタル信号の変調及び復調を行うので、従来の送受信システムに設けていた送信側における中間周波数変調用の変調信号源、周波数抽出部である通過帯域フィルタ、及び、受信側における変調された中間周波数信号を復調する復調器を削減できるようになる。
【００３５】
［電圧制御発振器２１の構成例］
次に、本実施の形態に係る電圧制御発振器２１の構成例について説明する。図２に示すように、電圧制御発振器２１は、第１のインダクタ（以下、インダクタＬ１１という）、第２のインダクタ（以下、インダクタＬ１２という）、第１のＭＯＳＣＡＰ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃａｐａｃｉｔｏｒの略、以下、コンデンサＣ１１という）、第２のＭＯＳＣＡＰ（以下、コンデンサＣ１２という）、第１のトランジスタ（以下、トランジスタＱ１１という）、第２のトランジスタ（以下、トランジスタＱ１２という）及び電流源Ｉｅｅで構成される。
【００３６】
インダクタＬ１１，Ｌ１２は、その一端が電源Ｖｃｃに接続される。コンデンサＣ１１は、その一端が入力端子ＩＮに接続され、その他端がインダクタＬ１１の他端に接続される。コンデンサＣ１２は、その一端が入力端子ＩＮに接続され、その他端がインダクタＬ１２の他端及びアンテナ２２に接続される。
【００３７】
トランジスタＱ１１は、ゲートがコンデンサＣ１２の他端に接続され、ドレインがコンデンサＣ１１の他端に接続され、ソースが電流源Ｉｅｅの一端に接続される。トランジスタＱ１２は、ゲートがコンデンサＣ１１の他端に接続され、ドレインがコンデンサＣ１２の他端に接続され、ソースが電流源Ｉｅｅの一端に接続される。電流源Ｉｅｅは、他端がグランドに接続される。
【００３８】
このように構成された電圧制御発振器２１は、入力端子ＩＮから入力信号である０、１のデジタル信号Ｄ１が入力され、当該デジタル信号をそれぞれ異なる周波数を有する単一の変調信号Ｄ２に変調する。
【００３９】
電圧制御発振器２１は、ある所定の周波数調整が可能である自走発振周波数で発振する。例えば、電圧制御発振器２１は、デジタル信号Ｄ１の「１」の部分を、受信装置３内の電圧制御発振器３３で同期可能なある第１の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調し、デジタル信号の「０」の部分を、受信装置３内の電圧制御発振器３３では同期不可能な第２の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。つまり、電圧制御発振器２１は、デジタル信号の「１」の部分が受信装置３内の電圧制御発振器３３にて同期し、デジタル信号の「０」の部分が受信装置内の電圧制御発振器３３にて同期しないように変調する。電圧制御発振器２１は、このように変調されたデジタル信号を変調信号Ｄ２としてアンテナ２２に出力する。
【００４０】
なお、電圧制御発振器２１は、デジタル信号Ｄ１の「０」の部分を、受信装置３内の電圧制御発振器３３に同期可能な第１の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調し、デジタル信号の「１」の部分を、同期不可能な周波数である第２の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調するようにしても良い。つまり、電圧制御発振器２１は、デジタル信号の「０」の部分が受信装置３内の電圧制御発振器３３にて同期し、デジタル信号の「１」の部分が電圧制御発振器３３にて同期しないように変調するようにしても良い。この場合、受信装置３の出力端子ＯＵＴから出力されるデジタル信号Ｄ６は、送信装置２の入力端子ＩＮに入力されるデジタル信号Ｄ１と反転しているので、出力端子ＯＵＴにインバータ回路等を設ければ、所望のデジタル信号を受信できるようになる。
【００４１】
なお、電圧制御発振器２１の自走発振周波数の大きさは、インダクタＬ１１，Ｌ１２のインダクタンス及びコンデンサＣ１１，Ｃ１２の容量によって決定される。
【００４２】
［電圧制御発振器３３の構成例］
次に、本実施の形態に係る電圧制御発振器３３の構成例について説明する。図３に示すように、電圧制御発振器３３は、第１のインダクタ（以下、インダクタＬ２１という）、第２のインダクタ（以下、インダクタＬ２２という）、第１のＭＯＳＣＡＰ（以下、コンデンサＣ２１という）、第２のＭＯＳＣＡＰ（以下、コンデンサＣ２２という）、第１のトランジスタ（以下、トランジスタＱ２１という）、第２のトランジスタ（以下、トランジスタＱ２２という）、第３のトランジスタ（以下、トランジスタＱ２３という）、第４のトランジスタ（以下、トランジスタＱ２４という）、第１の電流源（以下、電流源Ｉｖｃｏという）及び第２の電流源（以下、電流源Ｉｉｎｊという）で構成される。
【００４３】
インダクタＬ２１，Ｌ２２は、その一端が電源Ｖｃｃに接続される。コンデンサＣ２１は、その一端が自走発振周波数調整電圧（以下、調整電圧Ｖｃｔという）が出力される端子に接続され、その他端がインダクタＬ２１の他端及びミキサ３４に接続される。コンデンサＣ２２は、その一端が調整電圧Ｖｃｔが出力される端子に接続され、その他端がインダクタＬ２２の他端及びミキサ３４に接続される。
【００４４】
トランジスタＱ２１は、ゲートがコンデンサＣ２２の他端及びミキサ３４に接続され、ドレインがコンデンサＣ２１の他端に接続され、ソースが電流源Ｉｖｃｏの一端に接続される。トランジスタＱ２２は、ゲートがコンデンサＣ２１の他端に接続され、ドレインがコンデンサＣ２２の他端に接続され、ソースが電流源Ｉｖｃｏの一端に接続される。トランジスタＱ２３は、ゲートが増幅器３２に接続され、ドレインがコンデンサＣ２１の他端、トランジスタＱ２１のドレイン及びトランジスタＱ２２のゲートに接続され、ソースが電流源Ｉｉｎｊの一端に接続される。トランジスタＱ２４は、ゲートが図示しない電圧源に接続され、ドレインがコンデンサＣ２２の他端、トランジスタＱ２２のドレイン及びトランジスタＱ２１のゲートに接続され、ソースが電流源Ｉｉｎｊの一端に接続される。電流源Ｉｖｃｏ，Ｉｉｎｊは、他端がグランドに接続される。なお、トランジスタＱ２４のゲートに接続される電圧ＶｒｅｆはトランジスタＱ２３のゲートへと入力される変調信号Ｄ２ａのＤＣ電圧と同一の電圧が入力される。
【００４５】
このように構成された電圧制御発振器３３は、トランジスタＱ２３のゲートに増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａが入力されて、この変調信号Ｄ２ａの周波数と電圧制御発振器３３の自走発振周波数に基づいて同期の有無の処理をして発振信号Ｄ３を生成する。
【００４６】
電圧制御発振器３３は、前述の電圧制御発振器２１と同じ周波数の自走発振周波数で発振する。この自走発振周波数は、コンデンサＣ２１、Ｃ２２間に接続された調整電圧Ｖｃｔと、インダクタＬ２１，Ｌ２２のインダクタンス及びコンデンサＣ２１，Ｃ２２の容量によって決定される。
【００４７】
電圧制御発振器３３は、トランジスタＱ２３のゲートに入力された変調信号Ｄ２ａの周波数のうち前述で説明した第１の周波数と同期した発振信号Ｄ３を生成する。また、電圧制御発振器３３は、トランジスタＱ２３のゲートに入力された変調信号Ｄ２ａの周波数のうち前述で説明した第２の周波数から、第２の周波数とは異なる第３の周波数を有する発振信号Ｄ３を生成する。なお電圧制御発振器３３の発振信号Ｄ３が有する第３の周波数は、変調信号Ｄ２ａの有する第２の周波数とは異なるが、第１の周波数とは同じになる場合はある。電圧制御発振器３３によって生成された発振信号Ｄ３は、コンデンサＣ２１，Ｃ２２の他端から出力される。
【００４８】
［ミキサ３４の構成例］
次に、本実施の形態に係るミキサ３４の構成例について説明する。図４に示すように、ミキサ３４は、第１の電気抵抗（以下、抵抗Ｒ１という）、第２の電気抵抗（以下、抵抗Ｒ２という）、第１のトランジスタ（以下、トランジスタＱ３１という）、第２のトランジスタ（以下、トランジスタＱ３２という）及び第３のトランジスタ（以下、トランジスタＱ３３という）で構成される。
【００４９】
抵抗Ｒ１，Ｒ２は、その一端が電源Ｖｃｃに接続される。トランジスタＱ３１は、ゲートが電圧制御発振器３３に接続され、ドレインが抵抗Ｒ１の他端に接続され、ソースがトランジスタＱ３３のソースに接続される。トランジスタＱ３２は、ゲートが電圧制御発振器３３に接続され、ドレインが抵抗Ｒ２の他端及びＬＰＦ３５に接続され、ソースがトランジスタＱ３１のソースに接続される。トランジスタＱ３３は、ゲートが増幅器３２に接続され、ドレインがトランジスタＱ３１，Ｑ３２のソースに共通に接続され、ソースがグランドに接続される。
【００５０】
このように構成されたミキサ３４は、トランジスタＱ３１，Ｑ３２のゲートに電圧制御発振器３３で生成された発振信号Ｄ３が入力され、トランジスタＱ３３のゲートに増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａが入力される。
【００５１】
ミキサ３４は、発振信号Ｄ３と変調信号Ｄ２ａとを乗算する。そして、ミキサ３４は、発振信号Ｄ３の周波数のうち第３の周波数を有する部分から、ＤＣ動作点に対してＤＣ成分の変動成分を有さない演算信号Ｄ４を生成する。また、ミキサ３４は、発振信号Ｄ３の周波数のうち変調信号Ｄ２ａの第１の周波数と同じ周波数を有する部分から、ＤＣ成分の変動成分を有する演算信号Ｄ４を生成する。ミキサ３４によって生成された演算信号Ｄ４は、抵抗Ｒ２の他端及びトランジスタＱ３２のドレインから出力される。
【００５２】
［送信装置２の動作例］
次に、送信装置２の動作例について説明する。図５Ａに示すように、送信装置２に入力される入力信号であるデジタル信号Ｄ１は、時間ｔ０から時間ｔ１まで、「１」の値をとり、時間ｔ１から時間ｔ３まで、「０」の値をとる。そして、デジタル信号Ｄ１は、時間ｔ３から時間ｔ４まで、「１」の値をとり、時間ｔ４から時間ｔ５まで、「０」の値をとり、時間ｔ５から時間ｔ６まで「１」の値をとる。つまり、デジタル信号Ｄ１は、「１、０、０、１、０、１」のような１、０のデジタル値を有する。
【００５３】
このようなデジタル信号Ｄ１が送信装置２の入力端子ＩＮに入力され、電圧制御発振器２１に入力される。図５Ｂに示すように、電圧制御発振器２１は、入力されたデジタル信号Ｄ１の「１」の部分を、第１の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調し、入力されたデジタル信号Ｄ１の「０」の部分を、第２の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。
【００５４】
つまり、図５Ｂでは、電圧制御発振器２１は、時間ｔ０から時間ｔ１までと、時間ｔ３から時間ｔ４までと、時間ｔ５から時間ｔ６までとにおいて、デジタル信号Ｄ１を、第１の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。また、電圧制御発振器２１は、時間ｔ１から時間ｔ３までと、時間ｔ４から時間ｔ５までとにおいて、デジタル信号を、第２の周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。図５Ｂに示した変調信号Ｄ２がアンテナ２２によって信号伝送媒体を介して受信装置３に出力される。
【００５５】
本実施の形態に係る送信装置２によれば、電圧制御発振器２１が、デジタル信号Ｄ１を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号Ｄ２に変調する。アンテナ２２が、電圧制御発振器２１によって変調された変調信号Ｄ２を信号伝送媒体に出力する。
【００５６】
これにより、電圧制御発振器２１によってデジタル信号Ｄ１の変調を行うので、従来の送信装置に設けていた中間周波数変調用の変調信号源、周波数抽出部である通過帯域フィルタを削減できるようになる。この結果、当該送信装置２の回路規模を小さくでき、送信装置２の消費電力を削減することができる。
【００５７】
［受信装置３の動作例］
次に、受信装置３の動作例について説明する。受信装置３は、送信装置２のアンテナ２２から出力された変調信号Ｄ２をアンテナ３１で受信する。受信装置３は、図６Ａに示すように、アンテナ３１で受信した変調信号Ｄ２を増幅器３２で増幅して変調信号Ｄ２ａを生成する。
【００５８】
図６Ｂに示すように、電圧制御発振器３３は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａのうち第２の周波数を有する部分から、第３の周波数を有する発振信号Ｄ３を生成する。また、電圧制御発振器３３は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａのうち第１の周波数を有する部分から、当該変調信号Ｄ２ａと同じ第１の周波数を有する発振信号Ｄ３を生成する。
【００５９】
つまり、図６Ｂでは、電圧制御発振器３３は、時間ｔ０から時間ｔ１までと、時間ｔ３から時間ｔ４までと、時間ｔ５から時間ｔ６までとにおいて、変調信号Ｄ２ａと同じ第１の周波数を有する発振信号Ｄ３を生成する。また、電圧制御発振器３３は、時間ｔ１から時間ｔ３までと、時間ｔ４から時間ｔ５までとにおいて、第３の周波数を有する発振信号Ｄ３を生成する。この第３の周波数を有する発振信号Ｄ３は、電圧制御発振器３３によって同期処理されたが、電圧制御発振器３３の同期範囲外のために、第２の周波数が電圧制御発振器３３にて同期されずに、電圧制御発振器３３の自走発信周波数が出力として生じたものである。
【００６０】
図６Ｃに示すように、ミキサ３４は、増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａ（図６Ａ）と電圧制御発振器３３で生成された発振信号Ｄ３（図６Ｂ）とを乗算する。ミキサ３４は、発振信号Ｄ３の周波数のうち第３の周波数を有する部分から、ＤＣ動作点Ｖｂｉａｓに対してＤＣ成分の変動を有さない演算信号Ｄ４を生成する。また、ミキサ３４は、発振信号Ｄ３の周波数のうち変調信号Ｄ２ａと同じ第１の周波数を有する部分から、ＤＣ成分の変動を有する演算信号Ｄ４を生成する。つまり、図６Ｃでは、ミキサ３４は、時間ｔ０から時間ｔ１までと、時間ｔ３から時間ｔ４までと、時間ｔ５から時間ｔ６までとにおいて、ＤＣ成分の変動を有する演算信号Ｄ４を生成する。また、ミキサ３４は、時間ｔ１から時間ｔ３までと、時間ｔ４から時間ｔ５までとにおいて、ＤＣ成分の変動を有さない演算信号Ｄ４を生成する。ここで、ＤＣ成分とは、信号の電圧値が時間に対して変化しない部分のことをいう。
【００６１】
図６Ｄに示すように、ＬＰＦ３５は、ミキサ３４で生成された演算信号Ｄ４のうち、ＤＣ動作点Ｖｂｉａｓに対してＤＣ成分の変動を有する信号を抽出して抽出信号Ｄ５を生成する。つまり、図６Ｄでは、ＬＰＦ３５は、時間ｔ０から時間ｔ１までと、時間ｔ３から時間ｔ４までと、時間ｔ５から時間ｔ６までとにおいて、ＤＣ成分の変動を有する演算信号Ｄ４を抽出して抽出信号Ｄ５を生成する。また、ＬＰＦ３５は、時間ｔ１から時間ｔ３までと、時間ｔ４から時間ｔ５までとにおいて、演算信号Ｄ４がＤＣ成分の変動を有さないので、抽出は行わないが変調信号Ｄ２ａが有する第２の周波数と電圧制御発振器３３が有する第３の周波数の差分の低周波信号は減衰される。
【００６２】
図６Ｅに示すように、比較器３６は、ＬＰＦ３５で、ＤＣ動作点に対するＤＣ成分の変動を抽出して生成した抽出信号Ｄ５のうちＤＣ成分の変動を有する部分を「１」とし、ＤＣ成分の変動を有さない部分を「０」とするデジタル信号Ｄ６を生成して出力端子ＯＵＴに出力する。つまり、図６Ｅでは、比較器３６は、時間ｔ０から時間ｔ１までと、時間ｔ３から時間ｔ４までと、時間ｔ５から時間ｔ６までとにおいて、デジタル信号Ｄ６を「１」とする。また、比較器３６は、時間ｔ１から時間ｔ３までと、時間ｔ４から時間ｔ５までとにおいて、デジタル信号Ｄ６を「０」とする。なお、比較器３６は、予め所定の閾値を記憶し、その閾値より大きな値の抽出信号Ｄ５を「１」のデジタル信号Ｄ６に変換し、その閾値より小さな値の抽出信号Ｄ５を「０」のデジタル信号Ｄ６に変換するようにしても構わない。
【００６３】
本実施の形態に係る受信装置３によれば、アンテナ３１が、送信装置２への入力されたデジタル信号Ｄ１に基づき、電圧制御発振器２１により生成され、アンテナ２２によって信号伝送媒体に出力された変調信号Ｄ２を受信する。電圧制御発振器３３が、アンテナ３１で受信された変調信号Ｄ２を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した自走発振周波数で変調信号Ｄ２に同期して発振信号Ｄ３を生成する。これを前提にして、復調手段３０が、アンテナ３１で受信された変調信号Ｄ２と電圧制御発振器３３によって生成された発振信号Ｄ３とを演算して、デジタル信号Ｄ１を復調する。つまり、復調手段３０は、デジタル信号Ｄ１を変調した変調信号Ｄ２が電圧制御発振器３３の同期処理によって生成された発振信号Ｄ３に同期するか否かで、デジタル信号Ｄ１を復調する。
【００６４】
これにより、電圧制御発振器３３によってデジタル信号Ｄ１の復調を行うので、従来の受信装置に設けていた変調された中間周波数信号を復調する復調器を削減できるようになる。この結果、当該受信装置３の回路規模を小さくでき、受信装置３の消費電力を削減することができる。
【００６５】
このように、本実施の形態に係る送受信システム１によれば、上述の送信装置２及び受信装置３を備えて、電圧制御発振器２１，３３によってデジタル信号Ｄ１の変調及び復調を行うので、従来の送受信システムに設けていた送信側における中間周波数変調用の変調信号源、周波数抽出部である通過帯域フィルタ、及び、受信側における変調された中間周波数信号を復調する復調器を削減できるようになる。この結果、当該送受信システム１の回路規模を小さくでき、送受信システム１の消費電力を削減することができる。
【００６６】
＜第２の実施の形態＞
前述の第１の実施の形態に係る送受信システム１は、データの送受信が可能であるが、ミキサ３４に入力される変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差によってデータの復調能力の劣化等が生じる可能性がある。そこで、本実施の形態では、この位相差を調整する位相調整部を備えた受信装置４について説明する。前述の実施の第１の形態と同じ名称及び符号のものは同じ機能を有するので、その説明を省略する。
【００６７】
［受信装置４の構成例］
図７に示すように、本実施の形態に係る受信装置４は、アンテナ３１、増幅器３２、電圧制御発振器３７、ミキサ３８、ＬＰＦ３９、比較器４０及び位相調整部５０を備える。
【００６８】
位相調整部５０は、ＬＰＦ３９と電圧制御発振器３７との間に接続される。位相調整部５０は、ＬＰＦ３９から出力された抽出信号Ｄ５ａ，Ｄ５ｂのＤＣ成分における位相を調整する。
【００６９】
図８は、横軸を電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏと電圧制御発振器３７に入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊとの差とし、縦軸を発振信号Ｄ３と変調信号Ｄ２ａとの位相差θ１としたとき、電圧制御発振器３７の入出力間の位相差の特性例を示す説明図である。
【００７０】
図８に示すように、周波数の差ωｖｃｏ−ωｉｎｊが所定値−ωｍ以下である場合、発振信号Ｄ３と変調信号Ｄ２ａとの位相差θ１は０となり、自走発振周波数ωｖｃｏは変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期しない。また、周波数の差ωｖｃｏ−ωｉｎｊが所定値ωｍ以上である場合も、発振信号Ｄ３と変調信号Ｄ２ａとの位相差θ１は０となり、自走発振周波数ωｖｃｏは変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期しない。周波数の差ωｖｃｏ−ωｉｎｊが所定値−ωｍより大きく所定値ωｍより小さい場合には、位相差θ１は曲線４１のようにπ／２から−π／２まで変化し、自走発振周波数ωｖｃｏは変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期する。なおωｍは式１にて決定される。
【００７１】
破線４３で囲まれた領域は、電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏが当該電圧制御発振器３７に入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期する状態である。破線４３で囲まれていない領域は、電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏが当該電圧制御発振器３７に入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期しない状態である。
【００７２】
図９は、ミキサ３８に入力される変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３とが同じ周波数であることを前提として、横軸をミキサ３８に入力される変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差θ２とし、縦軸をミキサ３８が出力するＤＣ動作点に対する変動の電圧値Ｖｄｉｆとしたとき、ミキサ３８の出力ＤＣ変動の特性例を示す説明図である。
【００７３】
図９に示すように、位相差θ２が−π／２及びπ／２のとき、電圧値Ｖｄｉｆは０となる。位相差θ２が−π／２とπ／２との間では、当該位相差θ２と電圧値Ｖｄｉｆとの関係は曲線４２のようになり、位相差が０のとき、電圧値Ｖｄｉｆは最大値をとる。つまり、電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏと電圧制御発振器３７に入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊとの差を０にすることで、変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差が０になり、電圧値Ｖｄｉｆは最大値となり、図６Ｃに示したような理想的な演算信号Ｄ４が得られる。つまり、電圧値Ｖｄｉｆを最大にするような制御を行えば、理想的な演算信号Ｄ４が得られることになる。
【００７４】
次に、位相調整部５０について説明する。図７に戻って、位相調整部５０は、減算器５１、Ａ／Ｄ変換器５２、位相制御部５３及びＤ／Ａ変換器５４を有する。位相調整部５０は、減算器５１、Ａ／Ｄ変換器５２、位相制御部５３及びＤ／Ａ変換器５４の順番でそれぞれ接続される。
【００７５】
位相制御部５３は、電圧制御発振器３７に入力する調整電圧Ｖｃｔを時間的に徐々に変化させる。すると、減算器５１は、ＬＰＦ３９から出力された調整電圧Ｖｃｔで時間的に変化された抽出信号Ｄ５ａと抽出信号Ｄ５ｂとの差を算出して、電圧値Ｖｄｉｆとして出力する。
【００７６】
Ａ／Ｄ変換器５２は、減算器５１から出力された電圧値Ｖｄｉｆをデジタル信号に変換する。位相制御部５３は、デジタル信号に変換されて時間的に変化された電圧値Ｖｄｉｆの値を測定する。位相制御部５３は、測定した電圧値Ｖｄｉｆが最大となるように調整電圧Ｖｃｔを調整して出力する。Ｄ／Ａ変換器５４は、位相制御部５３から出力された調整電圧Ｖｃｔをアナログ信号に変換して電圧制御発振器３７に出力する。
【００７７】
これにより、電圧値Ｖｄｉｆが最大となるように調整された調整電圧Ｖｃｔによって、電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏと電圧制御発振器３７に入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊとの差が０になり、変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差が０になる。これにより、図６Ｃに示したような理想的な演算信号Ｄ４が得られる。
【００７８】
このように、受信装置４にフィードバック制御を行う位相調整部５０を備えることで、データの復調能力の劣化や復調自体ができなくなるということを防止できる。
【００７９】
［電圧制御発振器３７の構成例、動作例］
次に、本実施の形態に係る電圧制御発振器３７の構成例について説明する。図１０に示すように、電圧制御発振器３７は、インダクタＬ２１，Ｌ２２、コンデンサＣ２１，Ｃ２２、トランジスタＱ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４及び電流源Ｉｖｃｏ，Ｉｉｎｊで構成される。
【００８０】
インダクタＬ２１，Ｌ２２は、その一端が電源Ｖｃｃに接続される。コンデンサＣ２１は、その一端が位相調整部５０に接続され、その他端がインダクタＬ２１の他端及びミキサ３８に接続される。コンデンサＣ２２は、その一端が位相調整部５０及びコンデンサＣ２１の一端に接続され、その他端がインダクタＬ２２の他端及びミキサ３８に接続される。
【００８１】
トランジスタＱ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４及び電流源Ｉｖｃｏ，Ｉｉｎｊは、前述の電圧制御発振器３３と同じであるので、その説明を省略する。
【００８２】
このように構成された電圧制御発振器３７は、コンデンサＣ２１，Ｃ２２の一端に接続された位相調整部５０から調整電圧Ｖｃｔを受信する。電圧制御発振器３７は、調整電圧Ｖｃｔで自走発振周波数ωｖｃｏと入力される変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊとの差を０にするように調整して発振信号Ｄ３を生成し、コンデンサＣ２１，Ｃ２２の他端に接続されたミキサ３８に当該発振信号Ｄ３を出力する。
【００８３】
電圧制御発振器３７が変調信号Ｄ２ａに対して同期するか否かは、変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊ、電流源Ｉｉｎｊ、当該電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏ及び電流源Ｉｖｃｏで決定される。同期可能周波数範囲Δωｍ及び変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差φは、式１及び式２で示される。ここでＱは電圧制御発振器３７のクオリティファクタと呼ばれる性能を表す指数であり、その値はインダクタＬ２１、Ｌ２２、コンデンサＣ２１、Ｃ２２と出力Ｄ３につく寄生抵抗で決定される。
【００８４】
【数１】
【００８５】
【数２】
【００８６】
これらの式より、電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏを調整することにより、同期可能周波数範囲Δωｍ及び位相差φを同時に調整することができる。
【００８７】
［ミキサ３８の構成例］
次に、本実施の形態に係るミキサ３８の構成例について説明する。図１１に示すように、ミキサ３８は、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びトランジスタＱ３１，Ｑ３２，Ｑ３３で構成される。
【００８８】
抵抗Ｒ１，Ｒ２は、その一端が電源Ｖｃｃに接続され、その他端がＬＰＦ３９に接続される。トランジスタＱ３１は、ゲートが電圧制御発振器３７に接続され、ドレインが抵抗Ｒ１の他端及びＬＰＦ３９に接続され、ソースがトランジスタＱ３３のドレインに接続される。トランジスタＱ３２は、ゲートが電圧制御発振器３７に接続され、ドレインが抵抗Ｒ２の他端及びＬＰＦ３９に接続され、ソースがトランジスタＱ３１のソースに接続される。トランジスタＱ３３は、ゲートが増幅器３２に接続され、ドレインがトランジスタＱ３１，Ｑ３２のソースに接続され、ソースがグランドに接続される。
【００８９】
このように構成されたミキサ３８は、トランジスタＱ３１，Ｑ３２のゲートに電圧制御発振器３７で生成された発振信号Ｄ３が入力され、トランジスタＱ３３のゲートに増幅器３２で増幅された変調信号Ｄ２ａが入力される。ミキサ３８は、発振信号Ｄ３と変調信号Ｄ２ａとを乗算して演算信号Ｄ４ａ，Ｄ４ｂを生成し、ＬＰＦ３９に当該演算信号Ｄ４ａ，Ｄ４ｂを出力する。
【００９０】
電圧制御発振器３７の自走発振周波数が変調信号Ｄ２ａの周波数に同期する場合には、ミキサ３８の入力部（図１１では、トランジスタＱ３１，Ｑ３２のゲート及びトランジスタＱ３３のゲート）に同じ周波数の変調信号Ｄ２ａ及び発振信号Ｄ３が入力される。この結果、ミキサ３８の出力部（図１１では、抵抗Ｒ１，Ｒ２の他端）にＤＣ成分がＤＣ動作点Ｖｂｉａｓに対して電圧Ｖｄｃが変動する。電圧Ｖｄｃは、式３で示されるものである。ここでＶｒｆは、変調信号Ｄ２ａの入力レベルであり、Ｖｖｃｏは、発振信号Ｄ３の入力レベルであり、θは、変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差である。なお電圧の変動はＤ４ａ、Ｄ４ｂでは正負逆方向になる。
【００９１】
【数３】
【００９２】
電圧制御発振器３７の自走発振周波数ωｖｃｏが変調信号Ｄ２ａの周波数ωｉｎｊに同期していない場合、ミキサ３８には異なる周波数を有する変調信号Ｄ２ａ及び発振信号Ｄ３が入力される。そのため、ミキサ３８は、ＤＣ動作点Ｖｂｉａｓに対する電圧Ｖｄｃを発生しない。ただし、変調信号Ｄ２ａ及び発振信号Ｄ３の差分の低周波信号（図６の時間ｔ１から時間ｔ３及び時間ｔ４から時間ｔ５の部分）が出力されるが、ＬＰＦ３９によって除去される。この結果、ＬＰＦ３９を通過後にはＤＣ成分のみ（図６の抽出信号Ｄ５）が出力される。
【００９３】
ＬＰＦ３９から出力された抽出信号Ｄ５は、比較器４０に入力される。比較器４０は、例えばＤＣ動作点Ｖｂｉａｓに対する変動が抽出された抽出信号Ｄ５をＶｂｉａｓ＋Ｖｄｃ／２を閾値として比較することで、当該抽出信号Ｄ５を復調してデジタル信号Ｄ６を生成することができる。
【００９４】
このように、本実施の形態に係る受信装置４によれば、変調信号Ｄ２ａと発振信号Ｄ３との位相差を調整する位相調整部５０を備えるので、当該受信装置４の復調能力を向上でき、送信装置２から出力された変調信号Ｄ２を確実に復調できる。
【００９５】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態では、２つの受信装置を備えた受信装置５について説明する。前述の実施の第１及び第２の形態と同じ名称及び符号のものは同じ機能を有するので、その説明を省略する。
【００９６】
図１２に示すように、本実施の形態に係る受信装置５は、第１の受信装置（以下、受信装置４ａという）、第２の受信装置（以下、受信装置４ｂという）及び減算器６０を備える。受信装置４ａは、アンテナ３１ａ、増幅器３２ａ、ミキサ３４ａ、ＬＰＦ３５ａ、比較器３６ａ、電圧制御発振器３７ａ及び位相調整部５０ａを備える。受信装置４ｂは、アンテナ３１ｂ、増幅器３２ｂ、ミキサ３４ｂ、ＬＰＦ３５ｂ、比較器３６ｂ、電圧制御発振器３７ｂ及び位相調整部５０ｂを備える。
【００９７】
アンテナ３１ａ，３１ｂ、増幅器３２ａ，３２ｂ、ミキサ３４ａ，３４ｂ、ＬＰＦ３５ａ，３５ｂ、比較器３６ａ，３６ｂ、位相調整部５０ａ，５０ｂは、前述の第１及び第２の実施の形態で説明した、アンテナ３１、増幅器３２、ミキサ３４、ＬＰＦ３５、比較器３６及び位相調整部５０とそれぞれ同一のものであるので、その説明を省略する。
【００９８】
受信装置４ａの電圧制御発振器３７ａは、デジタル信号の「０」の部分に同期しないで、デジタル信号の「１」の部分に同期するような自走発振周波数が設定される。
【００９９】
受信装置４ｂの電圧制御発振器３７ｂは、デジタル信号の「１」の部分に同期しないで、デジタル信号の「０」の部分に同期するような自走発振周波数が設定される。
【０１００】
すると、受信装置４ａは、前述の図６で説明したように、図１３Ａに示す受信装置５に送信された変調信号Ｄ２を復調して、図１３Ｂに示すデジタル信号Ｄ１０を生成する。また、受信装置４ｂは、デジタル信号の「１」の部分に同期しないで、デジタル信号の「０」の部分に同期するような自走発振周波数が設定されるので、図１３Ｃに示すように、受信装置４ａが復調したデジタル信号が反転したデジタル信号Ｄ１１を出力する。
【０１０１】
受信装置４ａ，４ｂには減算器６０が接続される。減算器６０は、受信装置４ａから出力されたデジタル信号Ｄ１０と、受信装置４ｂから出力されたデジタル信号Ｄ１１とを減算して、図１３Ｄに示すようなデジタル信号Ｄ１２を出力端子ＯＵＴに出力する。このデジタル信号Ｄ１２は、エネルギー効率的に改善されたものである。
【０１０２】
このように、本実施の形態に係る受信装置５によれば、デジタル信号の「０」で同期しないで、デジタル信号の「１」で同期する受信装置４ａと、デジタル信号の「１」で同期しないで、デジタル信号の「０」で同期する受信装置４ｂとを備えるので、当該受信装置５の受信感度を受信装置３，４より向上できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・送受信システム、２・・・送信装置、３，４，４ａ，４ｂ，５・・・受信装置、２１，３３，３７，３７ａ，３７ｂ・・・電圧制御発振器、３０・・・復調手段、３４，３４ａ，３４ｂ，３８・・・ミキサ、６０・・・減算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する第１の発振器と、
前記第１の発振器によって変調された前記変調信号を信号伝送媒体に出力する出力手段と、
前記出力手段によって前記信号伝送媒体に出力された前記変調信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された前記変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した前記自走発振周波数で前記変調信号に同期して発振信号を生成する第２の発振器と、
前記受信手段で受信された前記変調信号と前記第２の発振器によって生成された前記発振信号とを演算して、前記デジタル信号を復調する復調手段とを備えた送受信システム。
【請求項２】
前記第１の発振器は、
所定の周波数範囲を有する自走発振周波数で発振して、
前記デジタル信号の０の部分を、第１の周波数を有する変調信号に変調し、
前記デジタル信号の１の部分を、第２の周波数を有する変調信号に変調する請求項１に記載の送受信システム。
【請求項３】
前記第１の発振器は、
所定の周波数である自走発振周波数で発振して、
前記デジタル信号の０の部分を、第１の周波数を有する変調信号に変調し、
前記デジタル信号の１の部分を、第２の周波数を有する変調信号に変調する請求項１に記載の送受信システム。
【請求項４】
前記第２の発振器は、
前記受信手段で受信された前記変調信号の周波数を前記自走発振周波数に同期させて、
前記変調信号の周波数のうち前記第２の周波数を有する部分から、前記第２の周波数とは異なる第３の周波数を有する発振信号を生成し、
前記変調信号の周波数のうち前記第１の周波数を有する部分から、当該変調信号の周波数へと同期して同じ周波数を有する発振信号を生成する１乃至３のいずれかに記載の送受信システム。
【請求項５】
前記復調手段には演算処理部が設けられ、
前記演算処理部は、
前記受信手段で受信された前記変調信号と前記第２の発振器によって生成された前記発振信号とを乗算し、
前記発振信号の周波数のうち前記第３の周波数を有する部分から、ＤＣ動作点に対する変動成分を有さない演算信号を生成し、
前記発振信号の周波数のうち前記変調信号の周波数と同じ周波数を有する部分から、ＤＣ動作点に対する変動成分を有する演算信号を生成する請求項１又は４に記載の送受信システム。
【請求項６】
前記復調手段には周波数抽出部が設けられ、
前記周波数抽出部は、
前記演算処理部で生成された信号のうちＤＣ動作点に対する変動成分を有する抽出信号を抽出する請求項１又は５に記載の送受信システム。
【請求項７】
前記復調手段には判別部が設けられ、
前記判別部は、
前記周波数抽出部で抽出されたＤＣ動作点に対する変動成分を有する抽出信号のみを外部に出力する請求項１又は６に記載の送受信システム。
【請求項８】
前記第２の発振器には位相調整部が接続され、
前記位相調整部は、
前記周波数抽出部から抽出された信号情報を用いて位相を調整して前記第２の発振器に出力する請求項１又は６に記載の送受信システム。
【請求項９】
デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する発振器と、
前記発振器によって変調された前記変調信号を信号伝送媒体に出力する出力手段とを備えた送信装置。
【請求項１０】
デジタル信号が当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有するように変調された変調信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された前記変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した前記自走発振周波数で前記変調信号に同期して発振信号を生成する発振器と、
前記受信手段で受信された前記変調信号と前記発振器によって生成された前記発振信号とを演算して、前記デジタル信号を復調する復調手段とを備えた受信装置。
【請求項１１】
前記受信装置を複数備え、
前記複数の受信装置によって復調された前記変調信号を演算処理して、出力信号を生成する請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１２】
送受信システムが、
デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じてそれぞれ異なる周波数を有する変調信号に変調し、
前記変調された前記変調信号を信号伝送媒体に出力し、
前記信号伝送媒体に出力された前記変調信号を受信し、
前記受信された前記変調信号を注入して自走発振周波数を発振し、該発振した前記自走発振周波数で前記変調信号に同期して発振信号を生成し、
前記受信された前記変調信号と前記生成された前記発振信号とを演算して、前記デジタル信号を復調する送受信方法。
【請求項１】
デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する第１の発振器と、
前記第１の発振器によって変調された前記変調信号を信号伝送媒体に出力する出力手段と、
前記出力手段によって前記信号伝送媒体に出力された前記変調信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された前記変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した前記自走発振周波数で前記変調信号に同期して発振信号を生成する第２の発振器と、
前記受信手段で受信された前記変調信号と前記第２の発振器によって生成された前記発振信号とを演算して、前記デジタル信号を復調する復調手段とを備えた送受信システム。
【請求項２】
前記第１の発振器は、
所定の周波数範囲を有する自走発振周波数で発振して、
前記デジタル信号の０の部分を、第１の周波数を有する変調信号に変調し、
前記デジタル信号の１の部分を、第２の周波数を有する変調信号に変調する請求項１に記載の送受信システム。
【請求項３】
前記第１の発振器は、
所定の周波数である自走発振周波数で発振して、
前記デジタル信号の０の部分を、第１の周波数を有する変調信号に変調し、
前記デジタル信号の１の部分を、第２の周波数を有する変調信号に変調する請求項１に記載の送受信システム。
【請求項４】
前記第２の発振器は、
前記受信手段で受信された前記変調信号の周波数を前記自走発振周波数に同期させて、
前記変調信号の周波数のうち前記第２の周波数を有する部分から、前記第２の周波数とは異なる第３の周波数を有する発振信号を生成し、
前記変調信号の周波数のうち前記第１の周波数を有する部分から、当該変調信号の周波数へと同期して同じ周波数を有する発振信号を生成する１乃至３のいずれかに記載の送受信システム。
【請求項５】
前記復調手段には演算処理部が設けられ、
前記演算処理部は、
前記受信手段で受信された前記変調信号と前記第２の発振器によって生成された前記発振信号とを乗算し、
前記発振信号の周波数のうち前記第３の周波数を有する部分から、ＤＣ動作点に対する変動成分を有さない演算信号を生成し、
前記発振信号の周波数のうち前記変調信号の周波数と同じ周波数を有する部分から、ＤＣ動作点に対する変動成分を有する演算信号を生成する請求項１又は４に記載の送受信システム。
【請求項６】
前記復調手段には周波数抽出部が設けられ、
前記周波数抽出部は、
前記演算処理部で生成された信号のうちＤＣ動作点に対する変動成分を有する抽出信号を抽出する請求項１又は５に記載の送受信システム。
【請求項７】
前記復調手段には判別部が設けられ、
前記判別部は、
前記周波数抽出部で抽出されたＤＣ動作点に対する変動成分を有する抽出信号のみを外部に出力する請求項１又は６に記載の送受信システム。
【請求項８】
前記第２の発振器には位相調整部が接続され、
前記位相調整部は、
前記周波数抽出部から抽出された信号情報を用いて位相を調整して前記第２の発振器に出力する請求項１又は６に記載の送受信システム。
【請求項９】
デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有する変調信号に変調する発振器と、
前記発振器によって変調された前記変調信号を信号伝送媒体に出力する出力手段とを備えた送信装置。
【請求項１０】
デジタル信号が当該デジタル信号のレベルに応じて異なる周波数を有するように変調された変調信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された前記変調信号を注入して所定の周波数範囲を有する自走発振周波数を発振し、該発振した前記自走発振周波数で前記変調信号に同期して発振信号を生成する発振器と、
前記受信手段で受信された前記変調信号と前記発振器によって生成された前記発振信号とを演算して、前記デジタル信号を復調する復調手段とを備えた受信装置。
【請求項１１】
前記受信装置を複数備え、
前記複数の受信装置によって復調された前記変調信号を演算処理して、出力信号を生成する請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１２】
送受信システムが、
デジタル信号を当該デジタル信号のレベルに応じてそれぞれ異なる周波数を有する変調信号に変調し、
前記変調された前記変調信号を信号伝送媒体に出力し、
前記信号伝送媒体に出力された前記変調信号を受信し、
前記受信された前記変調信号を注入して自走発振周波数を発振し、該発振した前記自走発振周波数で前記変調信号に同期して発振信号を生成し、
前記受信された前記変調信号と前記生成された前記発振信号とを演算して、前記デジタル信号を復調する送受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−９８５９（Ｐ２０１１−９８５９Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４８９５２（Ｐ２００９−１４８９５２）
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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