JPH09130361A - 周波数変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レベル誤差のみならず位相ずれを補正して、高
周波帯域信号の不要な周波数成分の発生を極力抑えるこ
とができる周波数変換装置を提供する。 【解決手段】基底帯域信号生成器１は、周波数設定デー
タ信号に基づいて、互いに位相が９０度ずれた同相信号
及び直交信号とからなる基底帯域信号を生成する。直交
変調器１６は、局部発振周波数信号により基底帯域信号
を高周波領域にシフトした高周波帯域信号を生成する。
この基底帯域信号生成器１と直交変調器１６とを備えた
周波数変換装置において、同相信号及び直交信号のレベ
ル値並びに位相値を検出する検出回路１１と、その検出
結果に基づいて、同相信号及び直交信号間のレベル誤差
及び位相差を算出し、そのレベル誤差及び位相差に従っ
て同相信号及び直交信号のレベル値が同一で、かつ、両
信号間の位相差が９０度の基底帯域信号が出力されるよ
うに、基底帯域信号生成器１を制御する制御回路１４と
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低周波の基底帯域
信号を高周波帯域信号に変換する周波数変換装置に係
り、詳しくは、高周波帯域信号の不要な周波数成分の発
生を極力抑えることが可能な周波数変換装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、周波数変換装置には、基底帯域信
号生成器，局部発振器及び直交変調器を使用したものが
ある。直交変調器は、局部発振器から発振される信号を
周波数変換信号とし、更に基底帯域信号生成器により生
成された同相信号と、９０°位相のずれた直交信号とを
被変換信号として加え、これらをミキシングして高周波
帯域信号を生成するものである。

【０００３】図８は、周波数ホッピングスペクトル拡散
通信の送信機に用いられる周波数変換装置（アップコン
バータ）の一例を示すブロック図である。基底帯域信号
生成器１は、移相器の機能を備えた二相直接ディジタル
周波数シンセサイザ（以下、二相ＤＤＳという）２と、
２つのＤ／Ａコンバータ３，４と、２つのローパスフィ
ルタ（以下、ＬＰＦという）５，６と、２つの増幅器
７，８を備えている。直交変調器１６は、移相器１７
と、２つの平衡変調器（ダブル・バランスド・ミキサ）
１８，１９と、加算器２０とを備えている。

【０００４】二相ＤＤＳ２は、出力周波数設定データ信
号と基準クロック信号に基づいて、時間的に離散な振幅
値を示す第１のディジタル波形信号を生成するととも
に、その第１のディジタル波形信号とレベルが等しく、
かつ位相が＋９０°ずれた第２のディジタル波形信号を
生成する。第１のディジタル波形信号は、Ｄ／Ａコンバ
ータ３に出力され、第２のディジタル波形信号は、Ｄ／
Ａコンバータ４に出力される。この二相ＤＤＳ２は、周
波数切換えを高速に行うことが可能であり、任意の周波
数帯域内において、高速に周波数偏移を行う周波数ホッ
ピングスペクトル拡散方式に対応可能である。

【０００５】Ｄ／Ａコンバータ３は、第１のディジタル
波形信号を第１のアナログ波形信号に変換する。ＬＰＦ
５は、その第１のアナログ波形信号に含まれる折り返し
雑音成分を除去し、設定周波数をもつ第１の同相信号と
して平衡変調器１８に出力する。Ｄ／Ａコンバータ４
は、第２のディジタル波形信号を第２のアナログ波形信
号に変換する。ＬＰＦ６は、その第２のアナログ波形信
号に含まれる折り返し雑音成分を除去し、設定周波数を
もつ第１の直交信号として平衡変調器１９に出力する。

【０００６】移相器２５は、局部発振器１５からの局部
発振周波数信号ＬＯと同じ位相（０°）をもつ第２の同
相信号と、その第２の同相信号とレベルが等しく、かつ
位相が−９０°ずれた第２の直交信号とを生成する。そ
して、第２の同相信号は、平衡変調器１８に出力され、
第２の直交信号は、平衡変調器１９に出力される。

【０００７】平衡変調器１８は、第１の同相信号（例え
ば、ｃｏｓω１とする）を第２の同相信号（例えば、ｃ
ｏｓω２とする）により変調し、第１の変調信号（＝ｃ
ｏｓω１・ｃｏｓω２）として加算器２０に出力する。
第２の平衡変調器１９は、第１の直交信号（＝−ｓｉｎ
ω１）を第２の直交信号（＝ｓｉｎω２）により変調
し、第２の変調信号（＝−ｓｉｎω１・ｓｉｎω２）と
して加算器２０に出力する。加算器２０は、第１及び第
２の変調信号を加算して、高周波帯域信号（＝ｃｏｓω
１・ｃｏｓω２−ｓｉｎω１・ｓｉｎω２）を生成す
る。

【０００８】この高周波帯域信号は、三角関数の加法定
理により、ｃｏｓ（ω１＋ω２）と表すことができる。
すなわち、この高周波帯域信号は、基底帯域信号生成器
１から出力された第１の同相信号及び第１の直交信号の
周波数ω１が、局部発振周波数ω２分だけ、高周波帯域
側にシフトした信号である。従って、この直交変調器１
６によれば、基底帯域信号が低周波であり、局部発振信
号が高周波であっても、単一の側波信号が容易に得られ
る。

【０００９】単一の側波信号は、平衡変調器により基底
帯域信号に局部発振周波数信号を加えて２つの側波信号
を生成し、その２つの側波信号のうち一方をフィルタに
より除去することにより得ることもできる。しかしなが
ら、このような周波数変換器では、基底帯域信号が低周
波であり、局部発振信号が高周波である場合、２つの側
波信号のスペクトル間隔が狭くなるため、フィルタリン
グにより一方の側波信号を除去するのが困難となる。

【００１０】上記した直交変調器１６では、単一の側波
信号のみを得るためには、位相差が９０°で、かつレベ
ル差が０の同相信号及び直交信号を用いることが条件と
なる。この条件が満たされない場合、単一の側波信号に
不要な周波数成分が現れることになる。そこで、特開平
６−３５０６５８号公報(H04L 27/20)に記載の直交変調
器には、同相信号及び直交信号との間の振幅のアンバラ
ンスを適応的に補償し、変調信号の歪みを抑える技術が
開示されている。

【００１１】図９に示すように、直交変調器５５は、出
力信号（側波信号）Ｓから包絡線信号Ｒを検出する包絡
線検波回路５０と、包絡線信号Ｒ，同相信号Ｉ及び直交
信号Ｑを入力し、同相信号Ｉと直交信号Ｑとの間のレベ
ル誤差に基づいて、可変利得制御増幅器５１のゲインを
制御するゲイン制御回路５２とを備えている。この制御
により、直交信号Ｑの利得が調整されて、２信号間のレ
ベル誤差が補正される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た直交変調器５５においては、同相信号Ｉと直交信号Ｑ
との間のレベル誤差の補正はできても、２信号間の位相
ずれを補正することはできないという問題がある。この
位相ずれは、基底帯域信号生成器１内のＬＰＦ５，６の
定数偏差や、増幅器７，８の群遅延特性等に起因して発
生する恐れがある。

【００１３】更に、その直交変調器５５は、包絡線検波
回路５０が単一周波数の出力信号Ｓを連続的に入力して
包絡線信号Ｒを検出する場合には、効果的にレベル誤差
の補正を行うことができる。しかしながら、包絡線検波
回路５０の信号の検出には時間がかかるため、周波数ホ
ッピングのように出力信号が高速に周波数偏移する場合
には、効果的にレベル誤差の補正を行うことができず、
直交変調の精度が低下するという問題点もある。

【００１４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、第１の目的は、レベル誤差のみなら
ず位相ずれを補正して、高周波帯域信号の不要な周波数
成分の発生を極力抑えることができる周波数変換装置を
提供することにある。

【００１５】又、第２の目的は、レベル誤差のみならず
位相ずれを補正して、高周波帯域信号の不要な周波数成
分の発生を極力抑えることができるとともに、その補正
動作を高速に行うことができる周波数変換装置を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め請求項１に記載の発明は、基底帯域信号を生成する基
底帯域信号生成手段と、前記基底帯域信号を高周波領域
にシフトした高周波帯域信号を生成する周波数変換手段
とを備えた周波数変換装置において、前記基底帯域信号
及び前記高周波帯域信号のいずれか一方に含まれる誤差
を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された
誤差に基づいて、その誤差を補正するに適切な前記基底
帯域信号が生成されるように、前記基底帯域信号生成手
段を制御する制御手段とを備えた周波数変換装置を要旨
とする。

【００１７】請求項２に記載の発明は、周波数設定デー
タ信号に基づいて、互いに位相が９０度ずれた同相信号
及び直交信号とからなる基底帯域信号を生成する基底帯
域信号生成手段と、前記同相信号及び前記直交信号に基
づいて、周波数変換信号により前記基底帯域信号を高周
波領域にシフトした高周波帯域信号を生成する周波数変
換手段とを備えた周波数変換装置において、前記同相信
号及び前記直交信号のレベル値並びに位相値を検出する
検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記
同相信号及び前記直交信号間のレベル誤差及び位相差を
算出し、そのレベル誤差及び位相差に従って前記同相信
号及び前記直交信号のレベル値が同一で、かつ、両信号
間の位相差が９０度の前記基底帯域信号が出力されるよ
うに、前記基底帯域信号生成手段を制御する制御手段と
を備えた周波数変換装置を要旨とする。

【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の周波数変換装置において、前記基底帯域信号生成手段
は、周波数設定データ信号と基準クロック信号に基づい
て、互いに位相が９０度ずれ、かつレベル値が同一の２
つのディジタル波形信号を生成する手段を備え、前記デ
ィジタル波形信号生成手段は、前記制御手段の制御に基
づいて、前記同相信号及び前記直交信号間のレベル誤差
及び位相差があるとき、そのレベル誤差及び位相差を補
正するに適切な位相及びレベル値をそれぞれもつ前記２
つのディジタル波形信号を生成することを要旨とする。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の周波数変換装置において、前記制御回路は、無補正動
作と補正動作とを選択的に切り換え、前記無補正動作に
おいて、前記制御回路は、前記ディジタル波形信号生成
手段が、互いに位相が９０度ずれ、かつレベル値が同一
の２つのディジタル波形信号を生成するように制御し
て、前記同相信号及び前記直交信号間のレベル誤差及び
位相差のデータを記憶し、前記補正動作において、前記
制御回路は、前記ディジタル波形信号生成手段が、前記
記憶されたデータに従って、前記レベル誤差及び位相差
を補正するに適切な位相及びレベル値をそれぞれもつ前
記２つのディジタル波形信号を生成するように制御する
ことを要旨とする。

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の周波数変換装置において、前記制御回路は、前記無補
正動作時において、複数ある前記周波数設定データ信号
の全てに対して生成された前記同相信号及び前記直交信
号についての複数の前記レベル誤差及び位相差のデータ
を記憶し、前記補正動作時において、複数ある前記周波
数設定データ信号の全てに対応して記憶された複数の前
記レベル誤差及び位相差のデータに従って、前記ディジ
タル波形信号生成手段が、前記２つのディジタル波形信
号を生成するように制御することを要旨とする。

【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項４に記載
の周波数変換装置において、前記制御回路は、前記無補
正動作時において、複数ある前記周波数設定データ信号
から選択された一部に対して生成された前記同相信号及
び前記直交信号についての前記レベル誤差及び位相差の
データを記憶し、前記補正動作時において、複数ある前
記周波数設定データ信号から選択された一部に対応して
記憶された前記レベル誤差及び位相差のデータに従っ
て、前記ディジタル波形信号生成手段が、前記２つのデ
ィジタル波形信号を生成するように制御することを要旨
とする。

【００２２】請求項７に記載の発明は、請求項３〜６の
いずれか１項に記載の周波数変換装置において、前記デ
ィジタル波形信号生成手段は、二相ダイレクトディジタ
ル周波数シンセサイザであり、基底帯域信号生成手段は
更に、二相ダイレクトディジタル周波数シンセサイザに
より生成された２つのディジタル波形信号を基準クロッ
ク信号に基づいて、アナログ波形信号に変換する２つの
Ｄ／Ａコンバータと、各Ｄ／Ａコンバータに対して設け
られ、アナログ波形信号に含まれる不要成分を除去する
２つのローパスフィルタとを備えたことを要旨とする。

【００２３】請求項８に記載の発明は、請求項２〜７の
いずれか１項に記載の周波数変換装置において、前記周
波数変換手段は、前記同相信号及び前記直交信号と周波
数変換信号を加えて直交変調を行い、高周波帯域信号を
生成する直交変調器であることを要旨とする。

【００２４】請求項９に記載の発明は、周波数設定デー
タ信号に基づいて、互いに位相が９０度ずれた同相信号
及び直交信号とからなる基底帯域信号を生成する基底帯
域信号生成手段と、前記同相信号及び前記直交信号に基
づいて、周波数変換信号により前記基底帯域信号を高周
波領域にシフトした高周波帯域信号を生成する第１の周
波数変換手段とを備えた周波数変換装置において、前記
高周波帯域信号を前記基底帯域信号に変換する第２の周
波数変換手段と、前記第２の周波数変換手段により変換
された前記基底帯域信号に含まれる周波数成分を検出す
る検出手段と、前記検出手段により検出された周波数成
分に基づいて、出力されるべき前記同相信号及び前記直
交信号のレベル値並びに位相値を決定して、前記周波数
設定データ信号に対応する周波数成分のみが前記高周波
帯域信号に含まれるように、前記基底帯域信号生成手段
を制御する制御手段とを備えた周波数変換装置を要旨と
する。

【００２５】請求項１に記載の発明によれば、検出手段
により基底帯域信号及び高周波帯域信号のいずれか一方
に含まれる誤差が検出され、制御手段によりその誤差を
補正するに適切な基底帯域信号が生成されるように、基
底帯域信号生成手段が制御される。

【００２６】請求項２に記載の発明によれば、検出手段
により同相信号及び直交信号のレベル値並びに位相値が
検出される。そして、制御手段により、その検出結果に
基づいて、同相信号及び直交信号間のレベル誤差及び位
相差が算出され、そのレベル誤差及び位相差に従って同
相信号及び直交信号のレベル値が同一で、かつ、両信号
間の位相差が９０度の基底帯域信号が出力されるよう
に、基底帯域信号生成手段が制御される。従って、レベ
ル誤差のみならず位相ずれが補正されて、高周波帯域信
号の不要な周波数成分の発生が極力抑えられる。

【００２７】請求項３に記載の発明によれば、ディジタ
ル波形信号生成手段により、制御手段の制御に基づい
て、同相信号及び直交信号間のレベル誤差及び位相差が
あるとき、そのレベル誤差及び位相差を補正するに適切
な位相及びレベル値をそれぞれもつ２つのディジタル波
形信号が生成される。

【００２８】請求項４に記載の発明によれば、無補正動
作において、制御回路により、ディジタル波形信号生成
手段は、互いに位相が９０度ずれ、かつレベル値が同一
の２つのディジタル波形信号を生成するように制御され
て、同相信号及び直交信号間のレベル誤差及び位相差の
データが記憶される。

【００２９】又、補正動作において、制御回路により、
ディジタル波形信号生成手段は、記憶されたデータに従
って、レベル誤差及び位相差を補正するに適切な位相及
びレベル値をそれぞれもつ２つのディジタル波形信号を
生成するように制御される。従って、レベル誤差のみな
らず位相ずれを補正して、高周波帯域信号の不要な周波
数成分の発生を極力抑えることができるとともに、その
補正動作を高速に行うことが可能となる。

【００３０】請求項５に記載の発明によれば、無補正動
作時において、複数ある周波数設定データ信号の全てに
対して生成された同相信号及び直交信号についての複数
のレベル誤差及び位相差のデータが記憶される。又、補
正動作時において、複数ある周波数設定データ信号の全
てに対応して記憶された複数のレベル誤差及び位相差の
データに従って、２つのディジタル波形信号を生成する
ようにディジタル波形信号生成手段が制御される。従っ
て、周波数設定データ信号の全てに対して生成される同
相信号及び直交信号のレベル誤差及び位相差が補正され
る。

【００３１】請求項６に記載の発明によれば、無補正動
作時において、複数ある周波数設定データ信号から選択
された一部に対して生成された同相信号及び直交信号に
ついてのレベル誤差及び位相差のデータが記憶される。
又、補正動作時において、複数ある周波数設定データ信
号から選択された一部に対応して記憶されたレベル誤差
及び位相差のデータに従って、２つのディジタル波形信
号を生成するようにディジタル波形信号生成手段が制御
される。従って、レベル誤差及び位相差のデータを記憶
するメモリ容量が少なくて済む。

【００３２】請求項７に記載の発明によれば、二相ダイ
レクトディジタル周波数シンセサイザにより、周波数設
定データ信号と基準クロック信号、更にはレベル誤差及
び位相差に基づいて、２つのディジタル波形信号が生成
される。そして、２つのＤ／Ａコンバータにより、２つ
のディジタル波形信号が基準クロック信号に基づいて、
アナログ波形信号に変換され、２つのローパスフィルタ
により、各アナログ波形信号に含まれる不要成分が除去
される。

【００３３】請求項８に記載の発明によれば、直交変調
器により、同相信号及び直交信号と周波数変換信号を加
えた直交変調が行われ、高周波帯域信号が生成される。
請求項９に記載の発明によれば、第２の周波数変換手段
により、高周波帯域信号が基底帯域信号に変換され、検
出手段により、その変換された基底帯域信号に含まれる
周波数成分が検出される。そして、制御手段により、そ
の検出された周波数成分に基づいて、出力されるべき同
相信号及び直交信号のレベル値並びに位相値が決定され
て、周波数設定データ信号に対応する周波数成分のみが
高周波帯域信号に含まれるように、基底帯域信号生成手
段が制御される。

【００３４】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明を具体化した第１の
実施の形態を図１〜図４に従って説明する。尚、本実施
形態において、図８に示した従来例と同じ構成について
は符号を等しくして、その説明を省略する。

【００３５】図１は、周波数ホッピングスペクトル拡散
通信の送信機に用いられる周波数変換装置（アップコン
バータ）を示すブロック図である。周波数変換装置は、
従来技術に記載した基底帯域信号生成器１，局部発振器
１５及び直交変調器１６の他に、２つの分配器９，１
０、２つの高速フーリエ変換器（以下、ＦＦＴという）
１２，１３を有する検出回路１１及び制御回路１４を備
えている。

【００３６】分配器９は、増幅器７から出力された同相
信号（第１の同相信号）を２つに分離し、直交変調器１
６の平衡変調器１８と第１のＦＦＴ１２にそれぞれ分配
する。分配器１０は、増幅器８から出力された直交信号
（第１の直交信号）を２つに分離し、直交変調器１６の
平衡変調器１９と第２のＦＦＴ１３にそれぞれ分配す
る。

【００３７】第１及び第２のＦＦＴ１２，１３は、制御
回路１４から出力される動作制御信号に応答して動作
し、第１のＦＦＴ１２は、同相信号のレベル情報及び位
相情報を高速演算により求めて制御回路１４に出力し、
更に、第２のＦＦＴ１３は、直交信号のレベル情報及び
位相情報を高速演算により求めて制御回路１４に出力す
る。

【００３８】同相信号のレベル情報は、所定のレベルＡ
ｄＢに対する偏差α１を含み、直交信号のレベル情報
は、所定のレベルＡｄＢに対する偏差α２を含み得る。
又、同相信号の位相情報は、位相０°に対する偏差θ１
を含み、直交信号の位相情報は、位相９０°に対する偏
差θ２を含み得る。

【００３９】制御回路１４は、外部制御装置（例えば、
ＣＰＵ）から出力される動作状態切替え信号に応答し
て、情報蓄積動作（無補正動作）と実動作（補正動作）
とを切り換える。

【００４０】情報蓄積動作において、制御回路１４は、
実操作時において外部制御装置から出力される周波数設
定データに対応する基底帯域内の周波数信号が生成され
るように、二相ＤＤＳ２を制御する。更に、制御回路１
４は、このようにして生成された周波数をもつ同相信号
及び直交信号のレベル情報及び位相情報が得られるよう
に、第１及び第２のＦＦＴ１２，１３を制御する。そし
て、制御回路１４は、二相ＤＤＳ２と第１及び第２のＦ
ＦＴ１２，１３との制御により、全ての周波数設定デー
タに対応して生成された全帯域の周波数信号についての
レベル情報及び位相情報を離散的に得る。

【００４１】又、制御回路１４は、高速フーリエ変換を
開始する時点での位相情報を得るため、各フーリエ変換
が同時に開始されるように、第１及び第２のＦＦＴ１
２，１３を制御する。そして、制御回路１４は、第１及
び第２のＦＦＴ１２，１３から得られた２つの位相情報
に基づいて、同相信号と直交信号との間の位相差データ
を求める。更に、制御回路１４は、第１及び第２のＦＦ
Ｔ１２，１３から得られた２つのレベル情報と予め定め
られた基準レベルとを比較して、同相信号及び直交信号
についてのレベル誤差データを求める。そして、制御回
路１４は、得られたレベル誤差データ及び位相差データ
を補正データとしてメモリ（図示せず）に逐次記憶す
る。

【００４２】一方、実動作において、制御回路１４は、
外部からの周波数設定データの入力に応じて、そのデー
タに対応する補正データをメモリから読み出して二相Ｄ
ＤＳ２に出力する。この周波数設定データは、周波数ホ
ッピングスペクトル拡散通信において、任意の帯域内で
高速、かつ離散的に周波数偏移する信号を発生させるた
めに、高速で変化する。

【００４３】二相ＤＤＳ２は、制御回路１４から出力さ
れた補正データと外部からの周波数設定データとに基づ
いて、同相信号と直交信号との間のレベル誤差及び位相
差の補正に適切なレベル及び位相をもつ第１及び第２の
ディジタル波形信号を出力する。又、この二相ＤＤＳ２
は、周波数切換えを高速に行うとともに、補正データと
周波数設定データとに基づいて、出力する第１及び第２
のディジタル波形信号のレベル及び位相を高速に求める
演算処理機能を有している。

【００４４】次に、上記のように構成された周波数変換
装置の作用を説明する。情報蓄積動作の動作状態切替え
信号に基づいて、制御回路１４により二相ＤＤＳ２と第
１及び第２のＦＦＴ１２，１３が制御されて、周波数設
定データに対応する同相信号及び直交信号のレベル情報
及び位相情報が制御回路１４に出力される。更に、制御
回路１４により、そのレベル情報及び位相情報に基づい
て、レベル誤差データ及び位相差データが算出される。
このレベル情報及び位相情報の出力とレベル誤差データ
及び位相差データの算出は、基底帯域内の全周波数につ
いて交互に行われる。

【００４５】図２（ａ）には、レベル補正前における同
相信号のレベル情報Ｉと直交信号のレベル情報Ｑが示さ
れている。更に、図２（ａ）には、レベル情報Ｉに基づ
くレベル誤差データα１と、レベル情報Ｑに基づくレベ
ル誤差データα２とが示されている。この各周波数毎の
レベル誤差データα１，α２は、制御回路１４のメモリ
に記憶される。

【００４６】又、図３（ａ）には、レベル補正前におけ
る同相信号の位相情報ＩＰと、直交信号の位相情報ＱＰ
とが示されている。更に、図３（ａ）には、位相情報Ｉ
Ｐ，ＱＰに基づく位相差データＤ（＝｜ＩＰ−ＱＰ｜）
が示されている。この各周波数毎の位相差データＤは、
制御回路１４のメモリに記憶される。

【００４７】次に、実動作の動作状態切替え信号に基づ
いて、制御回路１４により二相ＤＤＳ２が制御されて、
周波数設定データと、その周波数設定データに対応する
レベル誤差データα１，α２及び位相差データＤからな
る補正データに基づいて、レベル誤差及び位相差の補正
された同相信号と直交信号が基底帯域信号生成器１から
出力される。

【００４８】図２（ｂ）には、レベル補正後における同
相信号のレベル情報Ｉと、直交信号のレベル情報Ｑとが
示されている。例えば、レベル補正前に、直交信号のレ
ベル情報Ｑが基準レベルＡ未満であるか、又はそれを越
える場合、レベル誤差データα２に基づいて、その直交
信号のレベルが基準レベルＡとなるように、第２のディ
ジタル波形信号が出力される。又、レベル補正前に、同
相信号及び直交信号のレベル情報Ｉ，Ｑが基準レベルＡ
未満であるか、又はそれらを越える場合、レベル誤差デ
ータα１，α２に基づいて、その両信号のレベルがそれ
ぞれ基準レベルＡとなるように、第１及び第２のディジ
タル波形信号が出力される。

【００４９】図３（ｂ）には、レベル補正後における同
相信号の位相情報ＩＰと、直交信号の位相情報ＱＰとが
示されている。例えば、位相補正前に、同相信号の位相
情報ＩＰが０°に対して＋θ１だけずれている場合、位
相差データＤに基づいて、同相信号の位相は固定で、直
交信号の位相がそのずれ＋θ１と同じ分だけ９０°に対
してずれるように、第１及び第２のディジタル波形信号
が出力される。又、レベル補正前に、同相信号の位相情
報ＩＰが０°に対して＋θ１のずれがあり、直交信号の
レベル情報ＱＰが９０°に対して＋θ２のずれがある場
合、同相信号の位相は固定で、直交信号の位相が｜θ１
−θ２｜だけ９０°に対してずれるように、第１及び第
２のディジタル波形信号が出力される。

【００５０】図４（ａ）は、補正前において基底帯域信
号生成器１から出力された同相信号と直交信号の波形を
示し、同相信号のレベルＡＩ１と直交信号のレベルＡＱ
１が異なり、更に、両信号間の位相差が９０°でない場
合を示す。図４（ｂ）は、補正後において基底帯域信号
生成器１から出力される同相信号と直交信号の波形を示
し、同相信号のレベルＡＩ１と直交信号のレベルＡＱ１
が等しく、更に、両信号間の位相差が９０°である場合
を示す。

【００５１】上記したように、第１の実施形態は以下に
示すような効果を奏する。 （１）基底帯域信号生成器１から出力される同相信号及
び直交信号のレベル情報及び位相情報を第１及び第２の
ＦＦＴ１２，１３により求め、そのレベル情報及び位相
情報に基づいて、制御回路１４が二相ＤＤＳ２の出力を
制御するようにした。従って、基底帯域信号生成器１内
のＬＰＦ５，６の定数偏差や、増幅器７，８のゲイン等
に起因する同相信号及び直交信号のレベル誤差のみなら
ず位相誤差を補正することができる。この結果、直交変
調器１６は、レベル誤差及び位相誤差の補正された同相
信号及び直交信号により、より高精度な直交変調（周波
数変換）を行うことができ、出力信号としての高周波帯
域信号の不要な周波数成分の発生を極力抑えることがで
きる。

【００５２】（２）二相ＤＤＳ２は、レベル誤差データ
と位相差データとからなる補正データと周波数設定デー
タとに基づいて、出力すべき第１及び第２のディジタル
波形信号のレベル及び位相を高速に求める演算処理機能
を有している。従って、周波数スペクトル拡散通信にお
いて周波数設定データが高速に変化する場合でも、その
変化に追従して補正動作を高速に行うことができる。

【００５３】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一
の構成については同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００５４】図５に示すように、この第２の実施の形態
では、分配器９，１０の代わりに、スイッチ２１，２２
が設けられている。制御回路１４は、外部からの動作状
態切替え信号に基づいて、情報蓄積動作のときは、基底
帯域信号生成器１と第１及び第２のＦＦＴ１２，１３と
が接続され、実動作のときには、生成器１と直交変調１
６とが接続されるように、スイッチ２１，２２を切替え
制御する。

【００５５】この第２の実施の形態によれば、上記第１
の実施の形態と同様の効果を得ることができるととも
に、情報蓄積時と実動作時とで信号経路が分離されるの
で、実動作時に直交変調器１６に出力される同相信号及
び直交信号のレベル低下を防止することができる。

【００５６】（第３の実施の形態）次に、第３の実施の
形態について説明する。なお、第２の実施の形態と同一
の構成については同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００５７】図６に示すように、この第３の実施の形態
では、スイッチ２１，２２に加えてスイッチ２３が設け
られている。又、検出回路１１は１つのＦＦＴ２４を備
えている。制御回路１４は、情報蓄積動作において、基
準クロック信号と周波数設定データ信号とに基づいて、
基底帯域信号生成器１からの出力信号に同期して、スイ
ッチ２１を介しての生成器１とＦＦＴ２４との接続と、
スイッチ２２を介しての生成器１とＦＦＴ２４との接続
が交互に行われるように、スイッチ２３を切替え制御す
る。このように切替え制御を行うのは、ＦＦＴ２４によ
り高速フーリエ変換を開始する時点で得られる同相信号
の位相情報と直交信号の位相情報との間に検出誤差が生
じないようにするためである。従って、第１の実施の形
態と同様に、制御回路１４は、その両信号の位相情報に
基づいて、位相差データを求めることができる。なお、
上記した切替え制御の他に、制御回路１４は、基準クロ
ック信号と周波数設定データ信号とに基づいて、例え
ば、ＦＦＴ２４の同相信号の位相情報の検出タイミング
を遅らせて、直交信号の位相情報の検出タイミングに合
わせるようにしてもよい。

【００５８】このように、第３の実施の形態によれば、
第１及び第２の実施の形態と同様の効果を得ることがで
きるとともに、検出回路１１が１つのＦＦＴ１１を備え
ればよいので、低コスト化を図ることができる。

【００５９】（第４の実施の形態）次に、第４の実施の
形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一
の構成については同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００６０】図７に示すように、周波数変換装置は、基
底帯域信号生成器１，直交変調器１６，局部発振部１
５，制御回路１４，ＦＦＴ３２を有する検出回路１１，
スイッチ３０及びダウンコンバータ３１を備えている。
制御回路１４は、外部からの動作状態切替え信号に基づ
いて、情報蓄積動作のときは、直交変調器１６とダウン
コンバータ３１とが接続され、実動作のときには、直交
変調器１６の出力信号がアンテナ３３を介して出力され
るように、スイッチ３０を切替え制御する。

【００６１】ダウンコンバータ３１は、周波数ホッピン
グスペクトル拡散通信における受信機が備えているダウ
ンコンバータと同じ構成であり、図示しない局部発振器
及びミキサを備えている。そして、ダウンコンバータ３
１は、直交変調器１６からスイッチ３０を介して出力さ
れた高周波帯域信号を基底帯域信号にダウンコンバート
する。

【００６２】ＦＦＴ１１は、ダウンコンバータ３１から
出力された基底帯域信号に含まれる周波数成分を高速フ
ーリエ変換により求め、その周波数成分を示す信号を制
御回路１４に出力する。制御回路１４は、ＦＦＴ１１か
らの出力信号に基づいて、周波数設定データに対応する
周波数成分以外の不要な周波数成分がある場合、その不
要成分を除去するのに最適な第１及び第２のディジタル
波形信号のレベル及び位相を決定する。そして、制御回
路１４は、決定したレベル及び位相データを補正データ
として二相ＤＤＳ２に出力する。二相ＤＤＳ２は、その
補正データに基づいて第１及び第２のディジタル波形信
号を出力する。こうして、第１及び第２のディジタル波
形信号に基づいて、同相信号及び直交信号間のレベル誤
差及び位相ずれが補正される。

【００６３】更に、直交変調器１６から出力された出力
信号は、ダウンコンバータ３１によりダウンコンバート
され、ＦＦＴ３２により基底帯域信号の周波数成分が制
御回路１４にフィードバックされる。そして、制御回路
１４は、フィードバックされた周波数成分に基づいて、
不要成分が除去されていない場合、その不要成分を除去
するのに最適な第１及び第２のディジタル波形信号のレ
ベル及び位相を算出する。このようにフィードバックを
繰り返して、不要な周波数成分が無くなったとき、制御
回路１４は、そのときの補正データをメモリ（図示せ
ず）に記憶する。なお、実動作時については、第１の実
施の形態と同じであるためその説明を省略する。

【００６４】上記したように第４の実施の形態では、直
交変調器１６からの出力信号をダウンコンバートして、
同相信号及び直交信号間のレベル誤差と位相ずれを補正
するようにした。従って、第１の実施の形態と比較し
て、直交変調器１６の変調特性の変化も考慮して、出力
信号の不要な周波数成分の発生を極力抑えることができ
る。

【００６５】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、以下のように実施してもよい。 （１）上記第１の実施の形態では、制御回路１４が、情
報蓄積動作時において全ての周波数設定データに対応し
て二相ＤＤＳ２で生成される全ての周波数についてのレ
ベル誤差及び位相差データからなる補正データをメモリ
に記憶するようにしたが、以下のように変更してもよ
い。

【００６６】情報蓄積動作時において生成される全ての
周波数の中から所望の周波数についての補正データを選
択的にメモリに記憶する。このようにすると、メモリの
記憶容量が少なくて済む。

【００６７】又、情報蓄積動作時において生成される全
ての周波数のうち、レベル誤差及び位相ずれの大きな偏
差を示す周波数については補正データを粗に記憶し、小
さな偏差を示す周波数については密に記憶する。このよ
うにすると、補正精度を高く保持しつつ、メモリの記憶
容量を減らすことができる。

【００６８】（２）上記各実施の形態では、動作状態切
替え信号に基づいて、情報蓄積動作と実動作とを切り換
えるようにしたが、両動作を同時に行うようにしてもよ
い。上記実施形態から把握できる請求項以外の発明につ
いて、以下にその効果とともに記載する。

【００６９】請求項４に記載の周波数変換装置におい
て、前記制御回路（１４）は、前記無補正動作時におい
て、複数ある前記周波数設定データ信号に対して生成さ
れる前記同相信号及び前記直交信号のうち、前記レベル
誤差及び位相差が大きい信号については、そのレベル誤
差及び位相差のデータを粗に記憶し、前記レベル誤差及
び位相差が小さい信号については、そのレベル誤差及び
位相差のデータを密に記憶し、前記補正動作時におい
て、複数ある前記周波数設定データ信号に対応して記憶
された複数の前記レベル誤差及び位相差のデータに従っ
て、前記ディジタル波形信号生成手段（２）が、前記２
つのディジタル波形信号を生成するように制御すること
を特徴とする周波数変換装置。このようにすると、補正
精度を高く保持しつつ、メモリの記憶容量を減らすこと
ができる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１〜３，８及
び９に記載の発明によれば、レベル誤差のみならず位相
誤差を補正して、高周波帯域信号の不要な周波数成分の
発生を極力抑えることができる。

【００７１】又、請求項４〜７に記載の発明によれば、
レベル誤差のみならず位相誤差を補正して、高周波帯域
信号の不要な周波数成分の発生を極力抑えることができ
るとともに、その補正動作を高速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の周波数変換装置を示すブロ
ック図。

【図２】（ａ）はレベル補正前，（ｂ）はレベル補正後
の同相信号及び直交信号のレベル及びレベル誤差を示す
グラフ。

【図３】（ａ）は位相補正前，（ｂ）は位相補正後の同
相信号及び直交信号の位相及び位相差を示すグラフ。

【図４】（ａ）は補正前、（ｂ）は補正後の同相信号及
び直交信号を示す波形図。

【図５】第２の実施の形態の周波数変換装置を示すブロ
ック図。

【図６】第３の実施の形態の周波数変換装置を示すブロ
ック図。

【図７】第４の実施の形態の周波数変換装置を示すブロ
ック図。

【図８】従来例の周波数変換装置を示すブロック図。

【図９】従来例の直交変調器を示すブロック図。

【符号の説明】

１ 基底帯域信号生成手段としての基底帯域信号生成器 ２ ディジタル波形信号生成手段としての二相ダイレク
ト周波数シンセサイザ １１ 検出手段としての検出回路 １４ 制御手段としての制御回路 １６ （第１の）周波数変換手段としての直交変調器 ３１ 第２の周波数変換手段としてのダウンコンバータ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基底帯域信号を生成する基底帯域信号生
   成手段（１）と、前記基底帯域信号を高周波領域にシフ
   トした高周波帯域信号を生成する周波数変換手段（１
   ６）とを備えた周波数変換装置において、 前記基底帯域信号及び前記高周波帯域信号のいずれか一
   方に含まれる誤差を検出する検出手段（１１）と、 前記検出手段（１１）により検出された誤差に基づい
   て、その誤差を補正するに適切な前記基底帯域信号が生
   成されるように、前記基底帯域信号生成手段（１）を制
   御する制御手段（１４）とを備えたことを特徴とする周
   波数変換装置。
2. 【請求項２】 周波数設定データ信号に基づいて、互い
   に位相が９０度ずれた同相信号及び直交信号とからなる
   基底帯域信号を生成する基底帯域信号生成手段（１）
   と、前記同相信号及び前記直交信号に基づいて、周波数
   変換信号により前記基底帯域信号を高周波領域にシフト
   した高周波帯域信号を生成する周波数変換手段（１６）
   とを備えた周波数変換装置において、 前記同相信号及び前記直交信号のレベル値並びに位相値
   を検出する検出手段（１１）と、 前記検出手段の検出結果に基づいて、前記同相信号及び
   前記直交信号間のレベル誤差及び位相差を算出し、その
   レベル誤差及び位相差に従って前記同相信号及び前記直
   交信号のレベル値が同一で、かつ、両信号間の位相差が
   ９０度の前記基底帯域信号が出力されるように、前記基
   底帯域信号生成手段（１）を制御する制御手段（１４）
   とを備えたことを特徴とする周波数変換装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の周波数変換装置におい
   て、前記基底帯域信号生成手段（１）は、周波数設定デ
   ータ信号と基準クロック信号に基づいて、互いに位相が
   ９０度ずれ、かつレベル値が同一の２つのディジタル波
   形信号を生成する手段（２）を備え、 前記ディジタル波形信号生成手段（２）は、前記制御手
   段（１４）の制御に基づいて、前記同相信号及び前記直
   交信号間のレベル誤差及び位相差があるとき、そのレベ
   ル誤差及び位相差を補正するに適切な位相及びレベル値
   をそれぞれもつ前記２つのディジタル波形信号を生成す
   ることを特徴とする周波数変換装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の周波数変換装置におい
   て、前記制御回路（１４）は、無補正動作と補正動作と
   を選択的に切り換え、 前記無補正動作において、前記制御回路（１４）は、前
   記ディジタル波形信号生成手段（２）が、互いに位相が
   ９０度ずれ、かつレベル値が同一の２つのディジタル波
   形信号を生成するように制御して、前記同相信号及び前
   記直交信号間のレベル誤差及び位相差のデータを記憶
   し、 前記補正動作において、前記制御回路（１４）は、前記
   ディジタル波形信号生成手段（２）が、前記記憶された
   データに従って、前記レベル誤差及び位相差を補正する
   に適切な位相及びレベル値をそれぞれもつ前記２つのデ
   ィジタル波形信号を生成するように制御することを特徴
   とする周波数変換装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の周波数変換装置におい
   て、前記制御回路（１４）は、前記無補正動作時におい
   て、複数ある前記周波数設定データ信号の全てに対して
   生成された前記同相信号及び前記直交信号についての複
   数の前記レベル誤差及び位相差のデータを記憶し、 前記補正動作時において、複数ある前記周波数設定デー
   タ信号の全てに対応して記憶された複数の前記レベル誤
   差及び位相差のデータに従って、前記ディジタル波形信
   号生成手段（２）が、前記２つのディジタル波形信号を
   生成するように制御することを特徴とする周波数変換装
   置。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の周波数変換装置におい
   て、前記制御回路（１４）は、前記無補正動作時におい
   て、複数ある前記周波数設定データ信号から選択された
   一部に対して生成された前記同相信号及び前記直交信号
   についての前記レベル誤差及び位相差のデータを記憶
   し、 前記補正動作時において、複数ある前記周波数設定デー
   タ信号から選択された一部に対応して記憶された前記レ
   ベル誤差及び位相差のデータに従って、前記ディジタル
   波形信号生成手段（２）が、前記２つのディジタル波形
   信号を生成するように制御することを特徴とする周波数
   変換装置。
7. 【請求項７】 請求項３〜６のいずれか１項に記載の周
   波数変換装置において、前記ディジタル波形信号生成手
   段（２）は、二相ダイレクトディジタル周波数シンセサ
   イザであり、 前記基底帯域信号生成手段（１）は更に、前記二相ダイ
   レクトディジタル周波数シンセサイザにより生成された
   ２つのディジタル波形信号を前記基準クロック信号に基
   づいて、アナログ波形信号に変換する２つのＤ／Ａコン
   バータ（３，４）と、 前記各Ｄ／Ａコンバータ（３，４）に対して設けられ、
   前記アナログ波形信号に含まれる不要成分を除去する２
   つのローパスフィルタ（５，６）とを備えたことを特徴
   とする周波数変換装置。
8. 【請求項８】 請求項２〜７のいずれか１項に記載の周
   波数変換装置において、前記周波数変換手段（１６）
   は、前記同相信号及び前記直交信号と周波数変換信号を
   加えて直交変調を行い、高周波帯域信号を生成する直交
   変調器であることを特徴とする周波数変換装置。
9. 【請求項９】 周波数設定データ信号に基づいて、互い
   に位相が９０度ずれた同相信号及び直交信号とからなる
   基底帯域信号を生成する基底帯域信号生成手段（１）
   と、前記同相信号及び前記直交信号に基づいて、周波数
   変換信号により前記基底帯域信号を高周波領域にシフト
   した高周波帯域信号を生成する第１の周波数変換手段
   （１６）とを備えた周波数変換装置において、 前記高周波帯域信号を前記基底帯域信号に変換する第２
   の周波数変換手段（３１）と、 前記第２の周波数変換手段（３１）により変換された前
   記基底帯域信号に含まれる周波数成分を検出する検出手
   段（３２）と、 前記検出手段（３２）により検出された周波数成分に基
   づいて、出力されるべき前記同相信号及び前記直交信号
   のレベル値並びに位相値を決定して、前記周波数設定デ
   ータ信号に対応する周波数成分のみが前記高周波帯域信
   号に含まれるように、前記基底帯域信号生成手段（１）
   を制御する制御手段（１４）とを備えたことを特徴とす
   る周波数変換装置。