JPH1117575A - 広帯域無線周波受信機 - Google Patents
広帯域無線周波受信機Info
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- JPH1117575A JPH1117575A JP18589897A JP18589897A JPH1117575A JP H1117575 A JPH1117575 A JP H1117575A JP 18589897 A JP18589897 A JP 18589897A JP 18589897 A JP18589897 A JP 18589897A JP H1117575 A JPH1117575 A JP H1117575A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受信信号の特性を劣化させることなく、受信
機の広帯域特性を保ちながらＡ／Ｄ変換器のサンプリン
グ速度を低くして、小型で、且つ低消費電力な広帯域無
線周波受信機を提供する。 【解決手段】 ＩＷＦ５の複数の中間バンドパスフィル
タ５ａ〜５ｄが、中間周波信号を各々が異なる通過帯域
で濾過して出力し、レベル検出部６は、各中間バンドパ
スフィルタ５ａ〜５ｄの出力レベルを各々検出して記憶
すると共に、検出した出力レベルをＤＳＰ１０に出力
し、切替器７がＤＳＰ１０の制御により、レベル検出部
６の出力を選択して切り換え、Ａ／Ｄ変換器９がレベル
検出部６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に
変換する
機の広帯域特性を保ちながらＡ／Ｄ変換器のサンプリン
グ速度を低くして、小型で、且つ低消費電力な広帯域無
線周波受信機を提供する。 【解決手段】 ＩＷＦ５の複数の中間バンドパスフィル
タ５ａ〜５ｄが、中間周波信号を各々が異なる通過帯域
で濾過して出力し、レベル検出部６は、各中間バンドパ
スフィルタ５ａ〜５ｄの出力レベルを各々検出して記憶
すると共に、検出した出力レベルをＤＳＰ１０に出力
し、切替器７がＤＳＰ１０の制御により、レベル検出部
６の出力を選択して切り換え、Ａ／Ｄ変換器９がレベル
検出部６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に
変換する
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル携帯電
話機等で使用される広帯域無線周波受信機に関し、詳細
には、信号を広帯域のまま取り込んでチャネル分離や変
復調処理をＤＳＰ等のディジタル回線で実現するような
場合において、受信信号の性能劣化を起こすことなく受
信機の広帯域化がはかれ、小型で低消費電力な広帯域無
線周波受信機に関する。
話機等で使用される広帯域無線周波受信機に関し、詳細
には、信号を広帯域のまま取り込んでチャネル分離や変
復調処理をＤＳＰ等のディジタル回線で実現するような
場合において、受信信号の性能劣化を起こすことなく受
信機の広帯域化がはかれ、小型で低消費電力な広帯域無
線周波受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、マルチメディア化が種々の分野で
進んでおり、移動体通信もマルチメディア時代における
情報端末として、その高速化、大容量伝送への要求が高
まっている。これにより無線機も広帯域化をはかる必要
がある。また、最近では、ディジタル回路技術の発達に
より、アナログ回路で実現していた機能をディジタル回
路で実現する例が増えてきており、ディジタル携帯電話
等の通信機分野においても、ソフトウエア無線機と呼ば
れる無線機能のほとんどをソフトウエアで実現する技術
が提案されている。この技術の特徴は、従来アナログ的
に行っていたチャネル分離や変復調といった信号処理機
能を、すべてＡ／Ｄ変換後に、ソフトウエアで処理する
ことによって無線機の機能に柔軟性を持たせたことにあ
る。このため、Ａ／Ｄ変換器、ＤＳＰ等には高周波、広
帯域特性が要求され、同時に無線部の広帯域化をはかる
必要がある。
進んでおり、移動体通信もマルチメディア時代における
情報端末として、その高速化、大容量伝送への要求が高
まっている。これにより無線機も広帯域化をはかる必要
がある。また、最近では、ディジタル回路技術の発達に
より、アナログ回路で実現していた機能をディジタル回
路で実現する例が増えてきており、ディジタル携帯電話
等の通信機分野においても、ソフトウエア無線機と呼ば
れる無線機能のほとんどをソフトウエアで実現する技術
が提案されている。この技術の特徴は、従来アナログ的
に行っていたチャネル分離や変復調といった信号処理機
能を、すべてＡ／Ｄ変換後に、ソフトウエアで処理する
ことによって無線機の機能に柔軟性を持たせたことにあ
る。このため、Ａ／Ｄ変換器、ＤＳＰ等には高周波、広
帯域特性が要求され、同時に無線部の広帯域化をはかる
必要がある。
【０００３】図４は、広帯域無線周波受信機の構成の従
来例を示す図である。この図４に示す広帯域受信機は、
ディジタル携帯電話機において、無線機の機能の一部を
ＤＳＰで実現した例を示している。図４において、広帯
域無線周波受信機は、高周波信号を入力するアンテナ１
と、高周波信号の帯域外不要波を除去するための高周波
バンドパスフィルタ２と、高周波信号を低雑音で増幅す
る高周波低雑音増幅器３と、高周波信号を広帯域のまま
周波数変換するための固定周波数信号を発信する局部発
信器１２と、高周波低雑音増幅器３の出力を固定周波数
信号と混合して中間周波信号に変換するミキサ４と、周
波数変換後の中間周波信号の帯域外不要波を除去するた
めの中間周波バンドパスフィルタ１３と、中間周波信号
を増幅するＡＧＣ機能付き中間周波増幅器８と、アナロ
グ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器９と、
チャネル分離や変復調処理等の信号処理機能をディジタ
ル的に行うＤＳＰ１０で構成される。上記高周波バンド
パスフィルタ２、高周波低雑音増幅器３、局部発信器１
２、ミキサ４、中間周波バンドパスフィルタ１３、及び
中間周波増幅器８は、周波数変換部１４を構成し、この
周波数変換部１４は、アナログ回路で構成され、アナロ
グ的に信号処理を行う。
来例を示す図である。この図４に示す広帯域受信機は、
ディジタル携帯電話機において、無線機の機能の一部を
ＤＳＰで実現した例を示している。図４において、広帯
域無線周波受信機は、高周波信号を入力するアンテナ１
と、高周波信号の帯域外不要波を除去するための高周波
バンドパスフィルタ２と、高周波信号を低雑音で増幅す
る高周波低雑音増幅器３と、高周波信号を広帯域のまま
周波数変換するための固定周波数信号を発信する局部発
信器１２と、高周波低雑音増幅器３の出力を固定周波数
信号と混合して中間周波信号に変換するミキサ４と、周
波数変換後の中間周波信号の帯域外不要波を除去するた
めの中間周波バンドパスフィルタ１３と、中間周波信号
を増幅するＡＧＣ機能付き中間周波増幅器８と、アナロ
グ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器９と、
チャネル分離や変復調処理等の信号処理機能をディジタ
ル的に行うＤＳＰ１０で構成される。上記高周波バンド
パスフィルタ２、高周波低雑音増幅器３、局部発信器１
２、ミキサ４、中間周波バンドパスフィルタ１３、及び
中間周波増幅器８は、周波数変換部１４を構成し、この
周波数変換部１４は、アナログ回路で構成され、アナロ
グ的に信号処理を行う。
【０００４】次に、上記構成の広帯域無線周波受信機の
動作を説明する。図５は、図４の広帯域無線周波数受信
機における入出力信号のスペクトルをモデル化した図で
ある。先ず、アンテナ１からは、中心周波数ｆRFで帯域
幅Ｗｓの高周波信号が入力され、この高周波信号は、高
周波バンドパスフィルタ２により、所要帯域（帯域幅Ｗ
RF）外の不要波が除去される。ここで、高周波バンドパ
スフィルタ２において、無線性能を満足させるための要
求されるダイナミックレンジであって、例えば、８０ｄ
Ｂ以上を得る帯域幅をＷRFとおく。この高周波バンドパ
スフィルタ２を通過した高周波信号（中心周波数ｆRF、
帯域幅ＷRF）は、高周波低域雑音増幅器３によって増幅
される。次いで、ミキサ４により、この高周波低雑音増
幅器３の出力は、局部発信器１２から発信される単一周
波数の固定周波信号と混合されて周波数変換され、中間
周波数信号が出力される。ここで、周波数変換後の中間
周波信号の中心周波信号の中心周波数をｆIFおく。次
に、中間周波バンドフィルタ１３により、局部発信器１
２の発信周波数を含む所用帯域外の不要波が除去され
る。ここで、中間周波バンドパスフィルタ１３におい
て、無線性能を満足するために要求されるダイナミック
レンジであって、例えば、８０ｄＢ以上を得る帯域幅を
ＷIF、このときの最大周波数をｆMAX とおく。中心周波
数ｆIF、帯域幅ＷIFの中間周波信号は、中間周波増幅器
８によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器９によってディ
ジタル変換される。この時、Ａ／Ｄ変換器９に要求され
るサンプリング速度をｆS とすると、サンプリング速度
ｆS は、下式（１）を満たす必要がある。 ｆS ＞２×ｆMAX −−−（１） （Jeffery A.Wepman,"Analog-to-DigitalConverters
and Their Applicati-ons in Radio Receivers",IEEE
Communication Megazine,Vol.33,No.5,pp39-45, May 1
955）続いて、Ａ／Ｄ変換器９でディジタル変換された
信号は、ＤＳＰ１０に入力され、チャネル分離や変復調
処理等の信号処理がディジタル的に行われる。
動作を説明する。図５は、図４の広帯域無線周波数受信
機における入出力信号のスペクトルをモデル化した図で
ある。先ず、アンテナ１からは、中心周波数ｆRFで帯域
幅Ｗｓの高周波信号が入力され、この高周波信号は、高
周波バンドパスフィルタ２により、所要帯域（帯域幅Ｗ
RF）外の不要波が除去される。ここで、高周波バンドパ
スフィルタ２において、無線性能を満足させるための要
求されるダイナミックレンジであって、例えば、８０ｄ
Ｂ以上を得る帯域幅をＷRFとおく。この高周波バンドパ
スフィルタ２を通過した高周波信号（中心周波数ｆRF、
帯域幅ＷRF）は、高周波低域雑音増幅器３によって増幅
される。次いで、ミキサ４により、この高周波低雑音増
幅器３の出力は、局部発信器１２から発信される単一周
波数の固定周波信号と混合されて周波数変換され、中間
周波数信号が出力される。ここで、周波数変換後の中間
周波信号の中心周波信号の中心周波数をｆIFおく。次
に、中間周波バンドフィルタ１３により、局部発信器１
２の発信周波数を含む所用帯域外の不要波が除去され
る。ここで、中間周波バンドパスフィルタ１３におい
て、無線性能を満足するために要求されるダイナミック
レンジであって、例えば、８０ｄＢ以上を得る帯域幅を
ＷIF、このときの最大周波数をｆMAX とおく。中心周波
数ｆIF、帯域幅ＷIFの中間周波信号は、中間周波増幅器
８によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器９によってディ
ジタル変換される。この時、Ａ／Ｄ変換器９に要求され
るサンプリング速度をｆS とすると、サンプリング速度
ｆS は、下式（１）を満たす必要がある。 ｆS ＞２×ｆMAX −−−（１） （Jeffery A.Wepman,"Analog-to-DigitalConverters
and Their Applicati-ons in Radio Receivers",IEEE
Communication Megazine,Vol.33,No.5,pp39-45, May 1
955）続いて、Ａ／Ｄ変換器９でディジタル変換された
信号は、ＤＳＰ１０に入力され、チャネル分離や変復調
処理等の信号処理がディジタル的に行われる。
【０００５】図６は、図４の広帯域無線周波数受信機に
おける入出力信号のスペクトルをモデル化した他の例を
示す図である。図６に示すように、ベースバンド付近よ
り比較的高い周波数帯域でサンプリングを行っても良
い。この場合、Ａ／Ｄ変換器９に要求されるサンプリン
グ速度をｆS とすると、下式（２）を満たす必要があ
る。 ｆS ＞２×ＷIF−−−（２） （Jeffery A.Wepman,"Analog-to-Digital Converter
s and Their Applicati-ons in Radio Receivers",IEEE
Communication Megazine,Vol.33,No.5,pp39-45,May 1
955 ）
おける入出力信号のスペクトルをモデル化した他の例を
示す図である。図６に示すように、ベースバンド付近よ
り比較的高い周波数帯域でサンプリングを行っても良
い。この場合、Ａ／Ｄ変換器９に要求されるサンプリン
グ速度をｆS とすると、下式（２）を満たす必要があ
る。 ｆS ＞２×ＷIF−−−（２） （Jeffery A.Wepman,"Analog-to-Digital Converter
s and Their Applicati-ons in Radio Receivers",IEEE
Communication Megazine,Vol.33,No.5,pp39-45,May 1
955 ）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、上記式（１）、（２）のいずれの場合において
も、前記広帯域無線周波受信機の構成では、実際に、広
帯域化をはかろうとすると、以下に詳述する理由で各種
アナログデバイスやＡ／Ｄ変換器９、ＤＳＰ１０の高周
波特性や広帯域特性等に対する要求が非常に大きくなる
ため、回路規模が大きくなり、消費電力が増大するとい
う問題があった。上記図５に示すように、前記広帯域無
線周波数受信機では、高周波信号を直接ベースバンド付
近に周波数変換するので負の折り返し信号が中間周波数
帯域に入りこんでしまい、雑音となって無線性能に悪影
響を及ぼし、性能劣化を引き起こす。このため、最大周
波数ｆMAX は下式（３）の条件を満たす必要がある。 ｆMAX ＞ｆIF＋ＷIF／２−−−（３） 上記式（１）と上記式（３）からＡ／Ｄ変換器のサンプ
リング速度ｆS とアナログ回路との関係は、下式（４）
の如くなる。 ｆS ＞２ｆIF＋ＷIF−−−（４） 即ち、上記式（４）からわかるように、受信機の広帯域
化をはかろうとすると、ｆIFが大きくなるため、Ａ／Ｄ
変換器９のサンプリング速度ｆS を大としなけらばなら
ない。その結果、高価なＡ／Ｄ変換器が必要となり装置
のコストが大となる。また、中間周波数ＩIFをよりベー
スバンドに近づけると、中間周波バンドパスフィルタの
実現が困難であり、実現できても広帯域特性を確保する
ためには、挿入損失、形状が大きくなる。さらに、帯域
外の減衰特性が緩慢になり、前記と同様のダイナミック
レンジを確保するにはＷIFが大きくなり、Ａ／Ｄ変換器
への負荷を増大させるとともに帯域外の雑音に影響され
やすくなる。例えば、実際に減衰特性が良好なことで知
られている表面弾性波フィルタで考えると、中心周波数
が１００ＭＨＺで通過帯域幅ＷＳを２０ＭＨＺとした場
合にはｆMAX は１２０ＭＨＺ程度となり、Ａ／Ｄ変換器
に対して２４０Ｍｓｐｓ（MSamples/sec）以上のサンプ
リング速度でサンプリングしなければならない。かかる
Ａ／Ｄ変換器のサンプリング速度を速くしなければなら
ないという問題は、広帯域無線周波受信機の構成を、例
えば、ダブルコンバージョン方式で構成した場合や上記
図６に示すサンプリング手法を用いたとしても、同様に
発生する問題である。本発明は、上記課題を鑑てなされ
たものであり、受信信号の特性を劣化させることなく、
受信機の広帯域特性を保ちながらＡ／Ｄ変換器のサンプ
リング速度を低くして、小型で、且つ低消費電力な広帯
域無線周波受信機を提供することを目的とする。
術では、上記式（１）、（２）のいずれの場合において
も、前記広帯域無線周波受信機の構成では、実際に、広
帯域化をはかろうとすると、以下に詳述する理由で各種
アナログデバイスやＡ／Ｄ変換器９、ＤＳＰ１０の高周
波特性や広帯域特性等に対する要求が非常に大きくなる
ため、回路規模が大きくなり、消費電力が増大するとい
う問題があった。上記図５に示すように、前記広帯域無
線周波数受信機では、高周波信号を直接ベースバンド付
近に周波数変換するので負の折り返し信号が中間周波数
帯域に入りこんでしまい、雑音となって無線性能に悪影
響を及ぼし、性能劣化を引き起こす。このため、最大周
波数ｆMAX は下式（３）の条件を満たす必要がある。 ｆMAX ＞ｆIF＋ＷIF／２−−−（３） 上記式（１）と上記式（３）からＡ／Ｄ変換器のサンプ
リング速度ｆS とアナログ回路との関係は、下式（４）
の如くなる。 ｆS ＞２ｆIF＋ＷIF−−−（４） 即ち、上記式（４）からわかるように、受信機の広帯域
化をはかろうとすると、ｆIFが大きくなるため、Ａ／Ｄ
変換器９のサンプリング速度ｆS を大としなけらばなら
ない。その結果、高価なＡ／Ｄ変換器が必要となり装置
のコストが大となる。また、中間周波数ＩIFをよりベー
スバンドに近づけると、中間周波バンドパスフィルタの
実現が困難であり、実現できても広帯域特性を確保する
ためには、挿入損失、形状が大きくなる。さらに、帯域
外の減衰特性が緩慢になり、前記と同様のダイナミック
レンジを確保するにはＷIFが大きくなり、Ａ／Ｄ変換器
への負荷を増大させるとともに帯域外の雑音に影響され
やすくなる。例えば、実際に減衰特性が良好なことで知
られている表面弾性波フィルタで考えると、中心周波数
が１００ＭＨＺで通過帯域幅ＷＳを２０ＭＨＺとした場
合にはｆMAX は１２０ＭＨＺ程度となり、Ａ／Ｄ変換器
に対して２４０Ｍｓｐｓ（MSamples/sec）以上のサンプ
リング速度でサンプリングしなければならない。かかる
Ａ／Ｄ変換器のサンプリング速度を速くしなければなら
ないという問題は、広帯域無線周波受信機の構成を、例
えば、ダブルコンバージョン方式で構成した場合や上記
図６に示すサンプリング手法を用いたとしても、同様に
発生する問題である。本発明は、上記課題を鑑てなされ
たものであり、受信信号の特性を劣化させることなく、
受信機の広帯域特性を保ちながらＡ／Ｄ変換器のサンプ
リング速度を低くして、小型で、且つ低消費電力な広帯
域無線周波受信機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る広帯域無線周波受信機は、入力する
高周波信号を広帯域のまま周波数変換して中間周波信号
を生成する周波数変換部と、前記中間周波信号を各々が
異なる通過帯域で濾過して出力する複数のフィルタを備
えたフィルタ部と、前記複数のフィルタの出力レベルを
各々検出して記憶すると共に、検出した出力レベルをＤ
ＳＰに出力するレベル検出部と、前記ＤＳＰの制御によ
り、前記レベル検出部の出力を選択して切り換える切替
器と、前記レベル検出部から出力されるアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、チャネル分離
や変復調等の信号処理と前記切替器の切替を制御する前
記ＤＳＰと、を備えた構成とした。請求項１に係る広帯
域無線受信機によれば、フィルタ部の複数のフィルタ
が、中間周波信号を各々が異なる通過帯域で濾過して出
力し、レベル検出部は、前記複数のフィルタの出力レベ
ルを各々検出して記憶すると共に、検出した出力レベル
をＤＳＰに出力し、切替器がＤＳＰの制御により、レベ
ル検出部の出力を選択して切り換え、Ａ／Ｄ変換器がレ
ベル検出部から出力されるアナログ信号をデジタル信号
に変換する構成であるので、フィルタ部の複数のフィル
タの出力のレベルを検出して、目的とする通信帯域を検
出し、レベル検出部からの出力をシステムの運用形態に
あわせて選択して出力するができる。その結果、受信機
の広帯域特性を保ちながらＡ／Ｄ変換器のサンプリング
速度を従来より低くすることができるため、小型でかつ
低消費電力の広帯域無線受信器を提供することが可能と
なる。
に、請求項１に係る広帯域無線周波受信機は、入力する
高周波信号を広帯域のまま周波数変換して中間周波信号
を生成する周波数変換部と、前記中間周波信号を各々が
異なる通過帯域で濾過して出力する複数のフィルタを備
えたフィルタ部と、前記複数のフィルタの出力レベルを
各々検出して記憶すると共に、検出した出力レベルをＤ
ＳＰに出力するレベル検出部と、前記ＤＳＰの制御によ
り、前記レベル検出部の出力を選択して切り換える切替
器と、前記レベル検出部から出力されるアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、チャネル分離
や変復調等の信号処理と前記切替器の切替を制御する前
記ＤＳＰと、を備えた構成とした。請求項１に係る広帯
域無線受信機によれば、フィルタ部の複数のフィルタ
が、中間周波信号を各々が異なる通過帯域で濾過して出
力し、レベル検出部は、前記複数のフィルタの出力レベ
ルを各々検出して記憶すると共に、検出した出力レベル
をＤＳＰに出力し、切替器がＤＳＰの制御により、レベ
ル検出部の出力を選択して切り換え、Ａ／Ｄ変換器がレ
ベル検出部から出力されるアナログ信号をデジタル信号
に変換する構成であるので、フィルタ部の複数のフィル
タの出力のレベルを検出して、目的とする通信帯域を検
出し、レベル検出部からの出力をシステムの運用形態に
あわせて選択して出力するができる。その結果、受信機
の広帯域特性を保ちながらＡ／Ｄ変換器のサンプリング
速度を従来より低くすることができるため、小型でかつ
低消費電力の広帯域無線受信器を提供することが可能と
なる。
【０００８】請求項２に係る広帯域無線周波受信機は、
請求項１に係る広帯域無線周波受信機において、前記複
数のフィルタは、各々が異なる共振点を有するＳＡＷフ
ィルタからなり、多周波の信号を同時に扱うことが可能
とした。請求項２に係る広帯域無線周波受信機によれ
ば、フィルタにＳＡＷフィルタを使用した構成であるの
で、請求項１記載の発明の効果に加えて、中間周波信号
を異なる通過帯域で濾過して出力するフィルタを安価に
構成することが可能となる。請求項３に係る広帯域無線
周波受信機は、請求項１又は２記載の広帯域無線周波受
信機において、広帯域信号の周波数解析を行うためのＦ
ＦＴ機能を備えたＦＦＴ処理部を前記ＤＳＰ内部、もし
くは、外部に備えた構成とした。請求項３に係る広帯域
無線周波受信機によれば、広帯域信号の周波数解析を行
うためのＦＦＴ機能を備えたＦＦＴ処理部を前記ＤＳＰ
内部、もしくは、外部に備えた構成であるので、請求項
１又は２記載の発明の効果に加えて、電波環境の監視等
を行うことが可能となる。
請求項１に係る広帯域無線周波受信機において、前記複
数のフィルタは、各々が異なる共振点を有するＳＡＷフ
ィルタからなり、多周波の信号を同時に扱うことが可能
とした。請求項２に係る広帯域無線周波受信機によれ
ば、フィルタにＳＡＷフィルタを使用した構成であるの
で、請求項１記載の発明の効果に加えて、中間周波信号
を異なる通過帯域で濾過して出力するフィルタを安価に
構成することが可能となる。請求項３に係る広帯域無線
周波受信機は、請求項１又は２記載の広帯域無線周波受
信機において、広帯域信号の周波数解析を行うためのＦ
ＦＴ機能を備えたＦＦＴ処理部を前記ＤＳＰ内部、もし
くは、外部に備えた構成とした。請求項３に係る広帯域
無線周波受信機によれば、広帯域信号の周波数解析を行
うためのＦＦＴ機能を備えたＦＦＴ処理部を前記ＤＳＰ
内部、もしくは、外部に備えた構成であるので、請求項
１又は２記載の発明の効果に加えて、電波環境の監視等
を行うことが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る広帯域無線周
波受信機を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本
発明に係る広帯域無線周波受信機の構成を示すブロック
図である。図１において、上記図４で示した広帯域無線
周波受信機と同等機能を有する部分は同一符号を付して
ある。図１において、広帯域無線周波受信機は、高周波
信号を入力するアンテナ１と、高周波信号の帯域外不要
波を除去するための高周波バンドパスフィルタ２と、高
周波信号を低雑音で増幅を行う高周波低雑音増幅部３
と、高周波信号を広帯域のまま周波数変換するための固
定周波数信号を発生する局部発信器１２と、高周波低雑
音増幅器３の出力を固定周波数信号と混合して中間周波
信号に変換するミキサ４と、複数の中間周波バンドパス
フィルタ５ａ〜５ｄを備え、各中間周波バンドパスフィ
ルタ５ａ〜５ｄにより周波数変換後の中間周波信号の帯
域外不要波を除去するＩＷＦ（Integrated Wideband Fi
lter）５と、ＩＷＦ５の各中間周波バンドパスフィルタ
５ａ〜５ｄの出力レベルを記憶するとともに、ＤＳＰ１
０に対してこの出力レベルを出力するレベル検出部６
と、レベル検出部６の出力をＤＳＰ１０からの制御に応
じて切り替える切替器７と、切替器７からの中間周波信
号を増幅するＡＧＣ機能付き中間周波増幅器８と、増幅
されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器９と、チャネル分離や変復調処理等の信号処理機
能をディジタル的に行うためのＤＳＰ１０と、及びＡ／
Ｄ変換後のディジタル信号をＦＦＴ処理して処理データ
をＤＳＰ１０に出力し、無線環境等の環視を可能とさせ
るＦＦＴ処理部１１等により構成されている。上記中間
周波バンドパスフィルタ５ａ〜５ｄとしては、例えば、
各々が異なる共振点を有するＳＡＷフィルタを用いるこ
とができる。図２は、ＩＷＦ５の各中間周波バンドパス
フィルタ５ａ〜５ｂの周波数特性を示す図である。各中
間周波バンドパスフィルタ５ａ〜５ｂは、図２に示す如
く、中心周波数ｆ１で通過帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２
で通過帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ３で通過帯域幅Ｗ３、
中間周波数ｆ４で通過帯域幅Ｗ４の周波数特性をそれぞ
れ有している。
波受信機を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本
発明に係る広帯域無線周波受信機の構成を示すブロック
図である。図１において、上記図４で示した広帯域無線
周波受信機と同等機能を有する部分は同一符号を付して
ある。図１において、広帯域無線周波受信機は、高周波
信号を入力するアンテナ１と、高周波信号の帯域外不要
波を除去するための高周波バンドパスフィルタ２と、高
周波信号を低雑音で増幅を行う高周波低雑音増幅部３
と、高周波信号を広帯域のまま周波数変換するための固
定周波数信号を発生する局部発信器１２と、高周波低雑
音増幅器３の出力を固定周波数信号と混合して中間周波
信号に変換するミキサ４と、複数の中間周波バンドパス
フィルタ５ａ〜５ｄを備え、各中間周波バンドパスフィ
ルタ５ａ〜５ｄにより周波数変換後の中間周波信号の帯
域外不要波を除去するＩＷＦ（Integrated Wideband Fi
lter）５と、ＩＷＦ５の各中間周波バンドパスフィルタ
５ａ〜５ｄの出力レベルを記憶するとともに、ＤＳＰ１
０に対してこの出力レベルを出力するレベル検出部６
と、レベル検出部６の出力をＤＳＰ１０からの制御に応
じて切り替える切替器７と、切替器７からの中間周波信
号を増幅するＡＧＣ機能付き中間周波増幅器８と、増幅
されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器９と、チャネル分離や変復調処理等の信号処理機
能をディジタル的に行うためのＤＳＰ１０と、及びＡ／
Ｄ変換後のディジタル信号をＦＦＴ処理して処理データ
をＤＳＰ１０に出力し、無線環境等の環視を可能とさせ
るＦＦＴ処理部１１等により構成されている。上記中間
周波バンドパスフィルタ５ａ〜５ｄとしては、例えば、
各々が異なる共振点を有するＳＡＷフィルタを用いるこ
とができる。図２は、ＩＷＦ５の各中間周波バンドパス
フィルタ５ａ〜５ｂの周波数特性を示す図である。各中
間周波バンドパスフィルタ５ａ〜５ｂは、図２に示す如
く、中心周波数ｆ１で通過帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ２
で通過帯域幅Ｗ２、中心周波数ｆ３で通過帯域幅Ｗ３、
中間周波数ｆ４で通過帯域幅Ｗ４の周波数特性をそれぞ
れ有している。
【００１０】次に、上記構成の広帯域無線周波受信機の
動作を説明する。図３はＩＷＦ５で広帯域信号を処理す
る場合の入出力信号をスペクトルで示した図である。先
ず、アンテナ１からは、中心周波数ｆRF、帯域幅Ｗｓの
高周波信号が入力され、この高周波信号は、高周波バン
ドパスフィルタ２により、所要帯域（帯域幅ＷRF）外の
不要波が除去される。ここで、高周波バンドパスフィル
タ２において、無線性能を満足さえるための要求される
ダイナミックレンジであって、例えば、８０ｄＢ以上を
得る帯域幅をＷRFとおく。この高周波バンドパスフィル
タ２を通過した高周波信号（中心周波数ｆRF、帯域幅Ｗ
RF）は、高周波低域雑音増幅器３によって増幅された
後、単一周波数の固定周波数信号を出力する局部発信器
１２からの信号とミキサ４によって広帯域のままベース
バンド付近、又は、数１０ＭＨＺ帯まで周波数変換され
る。ここで、周波数変換後の中間周波信号の中心周波数
をｆIFとおく。
動作を説明する。図３はＩＷＦ５で広帯域信号を処理す
る場合の入出力信号をスペクトルで示した図である。先
ず、アンテナ１からは、中心周波数ｆRF、帯域幅Ｗｓの
高周波信号が入力され、この高周波信号は、高周波バン
ドパスフィルタ２により、所要帯域（帯域幅ＷRF）外の
不要波が除去される。ここで、高周波バンドパスフィル
タ２において、無線性能を満足さえるための要求される
ダイナミックレンジであって、例えば、８０ｄＢ以上を
得る帯域幅をＷRFとおく。この高周波バンドパスフィル
タ２を通過した高周波信号（中心周波数ｆRF、帯域幅Ｗ
RF）は、高周波低域雑音増幅器３によって増幅された
後、単一周波数の固定周波数信号を出力する局部発信器
１２からの信号とミキサ４によって広帯域のままベース
バンド付近、又は、数１０ＭＨＺ帯まで周波数変換され
る。ここで、周波数変換後の中間周波信号の中心周波数
をｆIFとおく。
【００１１】次に、周波数変換された信号はＩＷＦ５の
各中間周波バンドパスフィルタ５ａ〜５ｄにそれぞれ入
力される。ここで、高周波信号の帯域幅Ｗｓと、各中間
周波バンドパスフィルタ５a 〜５ｄの通過帯域幅Ｗ１〜
Ｗ４は、下式（５）の関係となる。 Ｗｓ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４−−−（５） そして、中間周波信号は、各中間周波バンドパスフィル
タ５ａ〜５ｄにより局部発信器１２の発信周波数を含む
所要帯域外の不要波が除去され、各帯域幅Ｗ１〜Ｗ４に
帯域分割される。ここで、ＩＷＦ５の各中間周波バンド
パスフィルタ５ａ〜５ｄにおいて、無線性能を満足する
ために要求されるダイナミックレンジであって、例え
ば、８０ｄＢ以上を得る帯域幅をＷIFとおく。
各中間周波バンドパスフィルタ５ａ〜５ｄにそれぞれ入
力される。ここで、高周波信号の帯域幅Ｗｓと、各中間
周波バンドパスフィルタ５a 〜５ｄの通過帯域幅Ｗ１〜
Ｗ４は、下式（５）の関係となる。 Ｗｓ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４−−−（５） そして、中間周波信号は、各中間周波バンドパスフィル
タ５ａ〜５ｄにより局部発信器１２の発信周波数を含む
所要帯域外の不要波が除去され、各帯域幅Ｗ１〜Ｗ４に
帯域分割される。ここで、ＩＷＦ５の各中間周波バンド
パスフィルタ５ａ〜５ｄにおいて、無線性能を満足する
ために要求されるダイナミックレンジであって、例え
ば、８０ｄＢ以上を得る帯域幅をＷIFとおく。
【００１２】レベル検出部６は、ＩＷＦ５の各出力の出
力レベルを測定し各中間周波バンドパスフィルタ５ａ〜
５ｄの出力レベルを記憶するとともに、測定した出力レ
ベルをＤＳＰ１０に出力する。切替器７は、ＤＳＰ１０
の制御により、レベル検出部６の出力を切り換えて、中
間周波増幅器８に出力する。切替器７によって選択され
た中間周波信号は、中間周波増幅器により増幅された
後、Ａ／Ｄ変換器９により、ディジタル変換される。こ
こで、Ａ／Ｄ変換器９に要求されるサンプリング速度
は、上記式（２）の条件が必要となる。ディジタル変換
された信号は、ＤＳＰ１０に入力され、チャネル分離や
変調処理等の信号処理をディジタル的に行われる。ま
た、ＤＳＰ１０は、切替器７を制御するにより、ＩＷＦ
５から出力されるすべての中間周波信号をＤＳＰ１０に
取り込むことが可能となる。例えば、ＩＷＦ５に入力す
る信号の帯域幅Ｗｓを２０ＭＨＺ、各周波数バンドパス
フィルタの通過帯域幅Ｗ１〜Ｗ４をそれぞれ５ＭＨＺと
し、実際に減衰特性が良好なことで知られている表面弾
性波フィルタで考えると、ＷIFは１５ＭＨＺ程度とな
る。これにより、通過帯域外の雑音等を十分抑圧可能で
広帯域受信時においても良好な受信性能を確保できるこ
とになる。また、１つの中間周波バンドパスフィルタの
通過帯域幅は５ＭＨＺであるので、５〜６Ｍｂｐｓの転
送が可能である。この場合、上記式（２）より、Ａ／Ｄ
変換器９は、３０Ｍｓｐｓ程度のサンプリング速度で済
むことになる。これは、従来技術の４分の１程度のサン
プリング速度となる。さらに、信号を広帯域のまま取り
込むことが容易にできるため、本実施の形態で示したよ
うに、ＦＦＴ１１の如く、電波環境の環視等の機能を持
たせることが可能になるなど新しいシステムの運用を行
うことが可能となる。
力レベルを測定し各中間周波バンドパスフィルタ５ａ〜
５ｄの出力レベルを記憶するとともに、測定した出力レ
ベルをＤＳＰ１０に出力する。切替器７は、ＤＳＰ１０
の制御により、レベル検出部６の出力を切り換えて、中
間周波増幅器８に出力する。切替器７によって選択され
た中間周波信号は、中間周波増幅器により増幅された
後、Ａ／Ｄ変換器９により、ディジタル変換される。こ
こで、Ａ／Ｄ変換器９に要求されるサンプリング速度
は、上記式（２）の条件が必要となる。ディジタル変換
された信号は、ＤＳＰ１０に入力され、チャネル分離や
変調処理等の信号処理をディジタル的に行われる。ま
た、ＤＳＰ１０は、切替器７を制御するにより、ＩＷＦ
５から出力されるすべての中間周波信号をＤＳＰ１０に
取り込むことが可能となる。例えば、ＩＷＦ５に入力す
る信号の帯域幅Ｗｓを２０ＭＨＺ、各周波数バンドパス
フィルタの通過帯域幅Ｗ１〜Ｗ４をそれぞれ５ＭＨＺと
し、実際に減衰特性が良好なことで知られている表面弾
性波フィルタで考えると、ＷIFは１５ＭＨＺ程度とな
る。これにより、通過帯域外の雑音等を十分抑圧可能で
広帯域受信時においても良好な受信性能を確保できるこ
とになる。また、１つの中間周波バンドパスフィルタの
通過帯域幅は５ＭＨＺであるので、５〜６Ｍｂｐｓの転
送が可能である。この場合、上記式（２）より、Ａ／Ｄ
変換器９は、３０Ｍｓｐｓ程度のサンプリング速度で済
むことになる。これは、従来技術の４分の１程度のサン
プリング速度となる。さらに、信号を広帯域のまま取り
込むことが容易にできるため、本実施の形態で示したよ
うに、ＦＦＴ１１の如く、電波環境の環視等の機能を持
たせることが可能になるなど新しいシステムの運用を行
うことが可能となる。
【００１３】以上説明したように、本実施の形態におい
ては、ＩＷＦ５の複数の中間バンドパスフィルタ５ａ〜
５ｄが、中間周波信号を各々が異なる通過帯域で濾過し
て出力し、レベル検出部６は、各中間バンドパスフィル
タ５ａ〜５ｄの出力レベルを各々検出して記憶すると共
に、検出した出力レベルをＤＳＰ１０に出力し、切替器
７がＤＳＰ１０の制御により、レベル検出部６の出力を
選択して切り換え、Ａ／Ｄ変換器９がレベル検出部６か
ら出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する構
成であるので、レベル検出部６は、各中間バンドパスフ
ィルタ５ａ〜５ｄのフィルタの出力のレベルを検出し
て、目的とする通信帯域を検出し、切替器７は、レベル
検出部６からの出力をシステムの運用形態にあわせて選
択してＡ／Ｄ変換器９に出力するができる。その結果、
受信機の広帯域特性を保ちながらＡ／Ｄ変換器のサンプ
リング速度を従来より低くすることができるため、小型
でかつ低消費電力の広帯域無線受信器を提供することが
可能となる。付言すると、従来方式に比べて、容易に受
信機の広帯域化ができ、しかもＡ／Ｄ変換器やＤＳＰ等
のディジタルデバイスへの負かを著しく削減することが
可能で、性能劣化を起こすことなく広帯域無線周波受信
機を構成することができる。尚、本実施の形態では、Ｄ
ＳＰ１０の負荷を軽減するために別途ＦＦＴ処理部１１
を設けたが、ＤＳＰ１０でその機能を持たせることも可
能である。また、本実施例では、ＩＷＦ５の中間周波バ
ンドパスフィルタを、ＳＡＷフィルタで構成する例を示
したが、本発明は、これに限定されるものではなく他の
フィルタを使用しても良い。また、ＩＷＦ５で４つの帯
域に分割する例を示したが、分割数はこれに限定される
ものではない。
ては、ＩＷＦ５の複数の中間バンドパスフィルタ５ａ〜
５ｄが、中間周波信号を各々が異なる通過帯域で濾過し
て出力し、レベル検出部６は、各中間バンドパスフィル
タ５ａ〜５ｄの出力レベルを各々検出して記憶すると共
に、検出した出力レベルをＤＳＰ１０に出力し、切替器
７がＤＳＰ１０の制御により、レベル検出部６の出力を
選択して切り換え、Ａ／Ｄ変換器９がレベル検出部６か
ら出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する構
成であるので、レベル検出部６は、各中間バンドパスフ
ィルタ５ａ〜５ｄのフィルタの出力のレベルを検出し
て、目的とする通信帯域を検出し、切替器７は、レベル
検出部６からの出力をシステムの運用形態にあわせて選
択してＡ／Ｄ変換器９に出力するができる。その結果、
受信機の広帯域特性を保ちながらＡ／Ｄ変換器のサンプ
リング速度を従来より低くすることができるため、小型
でかつ低消費電力の広帯域無線受信器を提供することが
可能となる。付言すると、従来方式に比べて、容易に受
信機の広帯域化ができ、しかもＡ／Ｄ変換器やＤＳＰ等
のディジタルデバイスへの負かを著しく削減することが
可能で、性能劣化を起こすことなく広帯域無線周波受信
機を構成することができる。尚、本実施の形態では、Ｄ
ＳＰ１０の負荷を軽減するために別途ＦＦＴ処理部１１
を設けたが、ＤＳＰ１０でその機能を持たせることも可
能である。また、本実施例では、ＩＷＦ５の中間周波バ
ンドパスフィルタを、ＳＡＷフィルタで構成する例を示
したが、本発明は、これに限定されるものではなく他の
フィルタを使用しても良い。また、ＩＷＦ５で４つの帯
域に分割する例を示したが、分割数はこれに限定される
ものではない。
【００１４】
【発明の効果】請求項１に係る広帯域無線受信機によれ
ば、フィルタ部の複数のフィルタが、中間周波信号を各
々が異なる通過帯域で濾過して出力し、レベル検出部
は、前記複数のフィルタの出力レベルを各々検出して記
憶すると共に、検出した出力レベルをＤＳＰに出力し、
切替器がＤＳＰの制御により、レベル検出部の出力を選
択して切り換え、Ａ／Ｄ変換器がレベル検出部から出力
されるアナログ信号をデジタル信号に変換する構成であ
るので、フィルタ部の複数のフィルタの出力のレベルを
検出して、目的とする通信帯域を検出し、レベル検出部
からの出力をシステムの運用形態にあわせて選択して出
力するができる。その結果、受信機の広帯域特性を保ち
ながらＡ／Ｄ変換器のサンプリング速度を従来より低く
することができるため、小型でかつ低消費電力の広帯域
無線受信器を提供することが可能となる。請求項２に係
る広帯域無線周波受信機によれば、フィルタにＳＡＷフ
ィルタを使用した構成であるので、請求項１記載の発明
の効果に加えて、中間周波信号を異なる通過帯域で濾過
して出力するフィルタを安価に構成することが可能とな
る。請求項３に係る広帯域無線周波受信機によれば、広
帯域信号の周波数解析を行うためのＦＦＴ機能を備えた
ＦＦＴ処理部を前記ＤＳＰ内部、もしくは、外部に備え
た構成であるので、請求項１又は２記載の発明の効果に
加えて、電波環境の監視等を行うことが可能となる。
ば、フィルタ部の複数のフィルタが、中間周波信号を各
々が異なる通過帯域で濾過して出力し、レベル検出部
は、前記複数のフィルタの出力レベルを各々検出して記
憶すると共に、検出した出力レベルをＤＳＰに出力し、
切替器がＤＳＰの制御により、レベル検出部の出力を選
択して切り換え、Ａ／Ｄ変換器がレベル検出部から出力
されるアナログ信号をデジタル信号に変換する構成であ
るので、フィルタ部の複数のフィルタの出力のレベルを
検出して、目的とする通信帯域を検出し、レベル検出部
からの出力をシステムの運用形態にあわせて選択して出
力するができる。その結果、受信機の広帯域特性を保ち
ながらＡ／Ｄ変換器のサンプリング速度を従来より低く
することができるため、小型でかつ低消費電力の広帯域
無線受信器を提供することが可能となる。請求項２に係
る広帯域無線周波受信機によれば、フィルタにＳＡＷフ
ィルタを使用した構成であるので、請求項１記載の発明
の効果に加えて、中間周波信号を異なる通過帯域で濾過
して出力するフィルタを安価に構成することが可能とな
る。請求項３に係る広帯域無線周波受信機によれば、広
帯域信号の周波数解析を行うためのＦＦＴ機能を備えた
ＦＦＴ処理部を前記ＤＳＰ内部、もしくは、外部に備え
た構成であるので、請求項１又は２記載の発明の効果に
加えて、電波環境の監視等を行うことが可能となる。
【図１】本発明に係る広帯域無線周波受信機の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】図１のＩＷＦの各中間周波バンドパスフィルタ
の周波数特性を示す図。
の周波数特性を示す図。
【図３】図１のＩＷＦで広帯域信号を処理する場合の入
出力信号をスペクトルで示した図である
出力信号をスペクトルで示した図である
【図４】従来の広帯域無線周波受信機の構成を示す図。
【図５】図４の広帯域無線周波数受信機における入出力
信号のスペクトルをモデル化した第１の例を示す図。
信号のスペクトルをモデル化した第１の例を示す図。
【図６】図４の広帯域無線周波数受信機における入出力
信号のスペクトルをモデル化した第２の例を示す図。
信号のスペクトルをモデル化した第２の例を示す図。
１ アンテナ ２ 高周波バンドパスフィルタ ３ 高周波低雑音増幅部 ４ ミキサ ５ ＩＷＦ ５ａ〜５ｂ 局部発信器 ６ レベル検出部 ７ 切替器 ８ 中間周波増幅器 ９ Ａ／Ｄ変換器 １０ ＤＳＰ １１ ＦＦＴ処理部
Claims (3)
- 【請求項１】 入力する高周波信号を広帯域のまま周波
数変換して中間周波信号を生成する周波数変換部と、 前記中間周波信号を各々が異なる通過帯域で濾過して出
力する複数のフィルタを備えたフィルタ部と、 前記複数のフィルタの出力レベルを各々検出して記憶す
ると共に、検出した出力レベルをＤＳＰに出力するレベ
ル検出部と、 前記ＤＳＰの制御により、前記レベル検出部の出力を選
択して切り換える切替器と、 前記レベル検出部から出力されるアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、 チャネル分離や変復調等の信号処理と前記切替器の切替
を制御する前記ＤＳＰと、を備えたことを特徴とする広
帯域無線周波受信機。 - 【請求項２】 前記複数のフィルタは、各々が異なる共
振点を有するＳＡＷフィルタからなり、多周波の信号を
同時に扱うことが可能であることを特徴とする請求項１
記載の広帯域無線周波数受信機。 - 【請求項３】 広帯域信号の周波数解析を行うためのＦ
ＦＴ機能を備えたＦＦＴ処理部を前記ＤＳＰ内部、もし
くは、外部に備えたことを特徴とする請求項１又は２記
載の広帯域無線周波受信機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18589897A JP3850107B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 広帯域無線周波受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18589897A JP3850107B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 広帯域無線周波受信機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117575A true JPH1117575A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3850107B2 JP3850107B2 (ja) | 2006-11-29 |
Family
ID=16178819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18589897A Expired - Lifetime JP3850107B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 広帯域無線周波受信機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3850107B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100423430C (zh) * | 2002-03-18 | 2008-10-01 | 整流器技术太平洋有限公司 | 宽带宽ac-dc功率转换器 |
-
1997
- 1997-06-26 JP JP18589897A patent/JP3850107B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100423430C (zh) * | 2002-03-18 | 2008-10-01 | 整流器技术太平洋有限公司 | 宽带宽ac-dc功率转换器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3850107B2 (ja) | 2006-11-29 |
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