JP2000349660A - ミリ波帯通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のミリ波通信装置では、周波数成分の重
なるＵＨＦ帯信号を広帯域変調器で送信することはでき
なかった。また、ミリ波帯を直接変調・復調することで
は、スプリアス成分の少なくすることができず、また、
情報成分に対する電力効率の高い通信ができなかった。 【解決手段】 本発明では、第１の変調信号波を、局部
発振周波数ｆＬｏ１を生成する第１の局部発振器と第１
の周波数混合器により周波数変換し、該周波数変換され
た第１の変調信号波と第２の変調信号波と混合して第１
の混合多重信号波を生成する手段と、局部発振周波数ｆ
Ｌｏ２を生成する第２の局部発振器と第２の周波数混合
器により、前記第1の混合多重信号波をミリ波帯へアッ
プコンバートすることにより第１のミリ波帯多重信号波
を生成する手段を有し、該第１のミリ波帯多重信号波を
送信用アンテナ部から出力する手段とを有する送信器を
有することを特徴とするミリ波帯通信装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はミリ波帯通信装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のミリ波帯領域の通信装置に関し
て、特開平５−１３６７１５号公報に示されている。従
来のミリ波帯無線通信装置の構成図を図１０（ａ）に示
し、図に基づいて説明する。従来の無線通信装置におい
ては、送信側ではデータ信号が入力データ端子２０４に
より入力され、通信装置２０１ａで、ＵＨＦ帯の変調信
号波を生成し、さらに広帯域変調器２０６ａにおいて、
ＵＨＦ帯送信波からミリ波搬送波に変調し、該変調され
た信号をミリ波送信機２０７ａによって空中線２０８ａ
により送出される。一方、受信側ではこの送出された信
号２０３を受信空中線２０８ｂによりミリ波受信器２０
７ｂにより受信し、次いで広帯域復調器２０６ｂによっ
てダウンコンバートしてＵＨＦ帯信号へ復調し、その信
号を従来の通信装置２０１ｂに入力し、ここでデータを
再生して端子２０５に出力する構成である。

【０００３】特開平５−１３６７１５号の無線通信装置
は、それ以前のＵＨＦ帯の無線装置を単純に周波数を上
昇変換する方法が、新たに通信システムを開発すること
が必要であり、ミリ波帯局部発振器からのスプリアス成
分の発生の恐れが有り、より周波数の高い周波数に容易
に変換することが困難であったことにより、発明された
ものであり、当該発明では、広帯域変調・復調器によ
り、ミリ波帯局部発振器を用いるよりは、直接ミリ波搬
送波を変復調することによって局部発振器からのスプリ
アス成分を除去しようとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平５−１
３６７１５に示すような従来例においては、ミリ波搬送
波を、ＵＨＦ帯以下の信号周波数成分ｆｕで、ミリ波搬
送波ｆｃを直接変調するために、すくなくとも、ミリ波
送信出力はキャリア（近傍）ｆｃ〜ｆｃ±ｆｕの間に送
信スペクトラムが存在する。ミリ波帯ではどのような変
調器でも、ミリ波帯でのキャリア抑圧度は高々２０ｄＢ
であり、このまま送信してしまうと、キャリアの電力成
分含み、送信すべく情報成分に対する電力効率が著しく
低下し、無線伝送距離が短くなってしまうこと、かつ、
ミリ波帯で直接変調・復調するために、スプリアス成分
の少ないミリ波搬送波成分を必要とするという問題点が
ある。さらには、ＵＨＦ帯の信号を多重化するために
は、図１０（ｂ）に示すように、ＵＨＦ帯出力を加算器
２１１に加算して、後段の広帯域変調器２０６ａに入力
しミリ波送信器２０７ａにて送信するために、周波数成
分の重なる複数のＵＨＦ帯信号波は加算できないという
問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】つまり、本発明は、特開
平５−１３６７１５号公報に示されている従来例のミリ
波局部発振器によるアップコンバート方式によってミリ
波信号を生成するよりも、ミリ波帯搬送波を直接変調す
ることによって、低スプリアスのミリ波帯無線信号を直
接生成しようとするものである。

【０００６】本発明のミリ波帯通信装置では、第１の変
調信号波を、局部発振周波数ｆＬｏ１を生成する第１の
局部発振器と第１の周波数混合器により周波数変換し、
該周波数変換された第１の変調信号波と第２の変調信号
波と混合して第１の混合多重信号波を生成する手段と、
局部発振周波数ｆＬｏ２を生成する第２の局部発振器と
第２の周波数混合器により、前記第1の混合多重信号変
調波をミリ波帯へアップコンバートすることにより第１
のミリ波帯多重信号波を生成する手段を有し、該第１の
ミリ波帯多重信号波を送信用アンテナ部から出力する手
段とを有する送信器を有することを特徴とする。

【０００７】本発明のミリ波帯通信装置では、受信用ア
ンテナ部にて、第1のミリ波帯多重信号波を受信する受
信手段と、第１のミリ波帯多重信号波を局部発振周波数
ｆＬｏ３を生成する第３の局部発振器と第３の周波数混
合器によりダウンコンバートし、該ダウンコンバートさ
れた第２の混合多重信号波を分波して第２の変調信号波
と周波数変換された第１の変調信号波を生成する手段
と、前記周波数変換された第1の変調信号波を局部発振
周波数ｆＬｏ４を生成する第４の局部発振器と第４の周
波数混合器で周波数変換することにより第1の変調信号
波を生成する手段とを有する受信器を備えることを特徴
とする。

【０００８】本発明のミリ波帯通信装置では、前記第1
の変調信号波は、第３の変調信号波と第４の変調信号波
とを混合した混合多重信号波であり、前記第３の変調信
号波と前記第４の変調信号波とを合波して、前記第１の
変調信号波を生成する手段を有する送信装置を備えたこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明のミリ波帯通信装置では、前記第1
の変調信号波は、第３の変調信号波と第４の変調信号波
とを混合した混合多重信号波であり、前記第１の変調信
号波を分波して、前記第３の変調波と前記第４の変調信
号波とを生成する手段を有する受信装置を備えたことを
特徴とする。

【００１０】本発明のミリ波帯通信装置では、前記第１
の混合多重信号波を生成する手段が、前記第１の変調信
号波を、局部発振周波数ｆＬｏ１を有した第１の周波数
変換器によりアップコンバートし、ローパスフィルター
またはバンドパスフィルターでアップコンバートされた
第１の変調信号波の下側帯波を選択して、前記選択され
た信号波と第２の変調信号波と混合する手段であること
を特徴とする。

【００１１】本発明のミリ波帯通信装置では、前記第１
の変調信号波、または第２の変調信号波または第３の変
調信号波のいずれかの変調信号波が、当該変調信号波の
一部またはすべてに、ユーザーの呼び出し符号や各個人
の情報信号が加算多重化されて構成された変調信号波で
あることを特徴とする。

【００１２】本発明のミリ波帯通信装置では、局部発振
周波数ｆＬｏ１の信号をミリ波帯に周波数変換した信号
波が含まれている前記ミリ波帯多重信号波を受信する受
信装置であって、前記ダウンコンバートされた第２の混
合多重信号波を分波することで、第２の変調信号波と周
波数変換された第１の変調信号波と、さらに、ｆＬｏ１
の信号波を生成する手段と、前記生成したｆＬｏ１を用
いて、位相同期ループにより局部発振周波数ｆＬｏ１の
発振信号を再生する第４の局部発振器とを有することを
特徴とする。

【００１３】本発明のミリ波帯通信装置では、前記第１
の周波数発振器からの第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の
信号を第２の局部発振器へ注入し、前記注入した第１の
局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を周波数逓倍または、注
入同期を行うことによって第２の局部発振周波数ｆＬｏ
２を生成する第２の局部発振器であることを特徴とす
る。

【００１４】本発明のミリ波帯通信装置では、前記第３
の周波数発振器からの第３の局部発振周波数ｆＬｏ３の
信号を第４の局部発振器へ注入し、前記注入した第３の
局部発振周波数ｆＬｏ１の信号を周波数逓倍または、注
入同期を行うことによって第４の局部発振周波数ｆＬｏ
４を生成する第４の局部発振器であることを特徴とす
る。

【００１５】本発明のミリ波帯通信装置では、前記周波
数逓倍または注入同期を行うのに、前記第２または第３
の周波数混合器に高調波ミキサを用いることを特徴とす
る。

【００１６】本発明のミリ波帯通信装置では、前記高調
波ミキサとしてアンチパラレル型のダイオードミキサを
用いたことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
のミリ波帯通信装置のブロック図である。本通信装置に
おいて、例えば、第１の変調信号波として地上波ＴＶ放
送波（ＵＨＦ帯）、第２の変調信号波として衛星ＴＶ放
送波の中間周波数信号波を例にとり説明する。ここで、
変調信号波は、ＣＡＴＶ等の伝送波や、ビデオカメラ等
の信号に変調をかけた変調波等のあらゆる変調信号波で
あってもよい。

【００１８】図1（ａ）に示す本発明のミリ波帯送信装
置は、周波数配列部１、周波数アップコンバータ部２、
送信アンテナ部３から構成される。周波数配列部１は第
２の変調信号波入力端子２１、第１の変調信号波信号入
力端子４、第１の局部発振器５、第１の周波数混合器
６、ローパスフィルタ、またはバンドパスフィルタ７、
増幅器８、信号合成器９で構成される。周波数アップコ
ンバータ部２は中間周波数帯増幅器１０及び第２の局部
発振器１１、第２の周波数混合器１２、バンドパスフィ
ルタ１３及び無線周波数帯増幅器１４で構成される。

【００１９】一方、図1（ｂ）に示すミリ波帯受信装置
は、受信アンテナ部３１、周波数ダウンコンバータ部３
２、周波数逆配列部３３で構成される。周波数ダウンコ
ンバータ部３２は、低雑音増幅器３４、バンドパスフィ
ルタ３５、第３の局部発振器３６、第３の周波数混合器
３７、中間周波数帯増幅器３８で構成される。周波数逆
配列部３３は、信号分配器３９、ローパス又はバンドパ
スフィルタ４０、第４の局部発振器４１、第４の周波数
混合器４２、増幅器（地上波放送用ブースタ）４３、及
び、第１の変調信号波出力端子（地上波放送用出力端
子）４４、増幅器（第1の衛星放送用ブースタ）５０、
第２の変調波出力端子５１（第1の衛星放送波出力端
子）で構成される。

【００２０】次に、動作について説明する。地上波放送
波が第１の変調信号波入力端子４、衛星放送波の中間周
波数波が第２の変調信号波入力端子２１に入力される。
図２（ａ）に第1の変調波入力端子４と第2の変調波入力
端子２１からそれぞれの入力信号を重ねた状態の周波数
配列で示す。

【００２１】入力された地上波放送波信号は、第１の局
部発振器５からの出力周波数ｆＬｏ１により、第１の周
波数混合器６で周波数変換され、ローパスフィルター又
はバンドパスフィルタ７により周波数選択される。ここ
で第１の局部発振周波数ｆＬｏ１は、衛星放送波の中間
周波数の最大周波数ｆＢＳＨ及び、地上放送波周波数の
最高周波数ｆＵＨＦＨを加算した周波数よりも高い周波
数ｆＬｏ１を用いる。つまり ｆＬｏ１＞ｆＢＳＨ＋ｆＵＨＦＨ――――――［１］ の関係が成立する周波数を用いる。このような関係を有
した第１の局部発振器５からの局部発振周波数ｆＬｏ１
を用いることで、図２（ｂ）に示すように、周波数変換
された地上波放送波の下側帯波（ＬＳＢ）は、衛星放送
波高域側の隣接に配列される。このような周波数変換を
行うために、本実施例では、周波数ｆＬｏ１を準マイク
ロ波帯からマイクロ波帯に設定した。

【００２２】ここで周波数変換された地上波放送波の上
側帯波（ＵＳＢ）は、不要信号なためローパスフィルタ
又はバンドパスフィルタ７で濾波され、ＬＳＢの所望波
のみを選択し、増幅器８でレベル調整され、信号合成器
９で衛星放送波と合波される。合波された混合多重信号
は、中間周波数帯増幅器１０で信号レベル調整され、第
２の周波数混合器１２及び第２の局部発振器１１からの
局部発振信号ｆＬｏ２によって、図２（ｃ）に示すごと
く、ミリ波帯へ周波数変換され、ローパスフィルタ又は
バンドパスフィルタ１３で、所望するミリ波帯多重信号
を選択し、無線周波数増幅器１４で増幅されたのち、送
信アンテナ部３によって、空中へ放射される。

【００２３】放射されたミリ波帯多重無線信号は受信ア
ンテナ部３１で受信され、低雑音増幅器３４へ導かれ、
増幅される。増幅された信号波はバンドパスフィルタ３
５によって所望波のみを選択し、第３の周波数混合器３
７と第３の局部発振器３６の局部発振信号波ｆＬｏ３に
よって、中間周波数帯に周波数変換され、中間周波数帯
増幅器３８で一旦、増幅され信号分配器３９へ導かれ
る。このときミリ波帯用の第３の局部発振器３６の発振
周波数ｆＬｏ３は、送信側のミリ波帯用の第２の局部発
振器１１の局部発振周波数ｆＬｏ２に等しい。つまり、 ｆＬｏ２＝ｆＬｏ３ ――――――――――――［２］ なる関係が成立する。

【００２４】信号分配器３９によって２分配され、一方
の信号は（衛星放送用ブスータ）増幅器５０で増幅・レ
ベル調整され、衛星放送波用の第２の変調信号波出力端
子５１へ導かれる。一方、信号分配された他方の信号は
ローパスフィルター又はバンドパスフィルタ４０で高域
側の不要波を除去し、第４の局部発振器４１と第４の周
波数混合器４２によって、地上波放送帯に周波数変換さ
れる。このとき、第４の局部発振器４１の発振周波数ｆ
Ｌｏ４はｆＬｏ１に等しい。つまり、 ｆＬｏ１＝ｆＬｏ４ ―――――――――――［３］ なる関係が成立する。このとき、ｆＢＳＨ及びｆＵＨＦ
が、ＵＨＦ帯の信号であるとき、局部発振周波数はｆＬ
ｏ１及びｆＬｏ４は式［１］の関係より、準マイクロ波
帯からマイクロ波帯の信号となる。

【００２５】上記にて説明された発明により、以下の効
果がもたらされる。とりわけ周波数の低いＵＨＦ帯の変
調信号波を、一旦、（準）マイクロ波帯の第１の局部発
振信号ｆＬｏ１を用いて、周波数の高い周波数帯へ変換
しているために、ミリ波帯へのアップ／ダウンコンバー
トする際、ローパスフィルタ又はバンドスフィルタ１
３、３５の急峻性が緩やかになり、ミリ波帯である第
２、第３の局部発振信号ｆＬｏ２、ｆＬｏ３やミリ波帯
信号をアップ／ダウンコンバート時に生ずるイメージ信
号を抑圧しやすくなり、低スプリアスで、送信効率の高
いミリ波帯通信装置が可能となる。ここでいうミリ波帯
通信装置は、本願発明の送信装置、受信装置を備えてお
ればよく、例えばミリ波帯送信器、ミリ波帯受信器、ミ
リ波帯中継器を含むものである。

【００２６】（実施の形態２）図３は、第２の実施例を
示すミリ波帯帯通信装置のブロック図である。図３
（ａ）は第２の実施例のミリ波帯送信装置を示し、図３
（ｂ）には第２の実施例のミリ波帯受信装置を示す。こ
こでは、第１の実施例とは異なった部分を重点的に説明
する。第１の実施例においては、使用する複数の変調波
としては、例えば、第１の変調信号波として地上波ＴＶ
放送波、第２の変調信号波として衛星ＴＶ放送波、を例
にとり説明した。当該実施例においては、さらに、第３
の変調信号波を取り扱い、第２の変調信号波を第１の衛
星放送波の中間周波数信号波とし、第３の変調信号波を
第２の衛星放送波の中間周波数信号波とし、第１の衛星
放送波中間周波数信号波の周波数帯域と第２の衛星放送
波中間周波数信号波の周波数帯域は、一部重なりあって
いても重なりあっていなくてもよい。本実施例では、第
1の衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯域と第２の
衛星放送波中間周波数信号波の周波数帯域は、一部重な
りあっている場合を例にとり、図４（ａ）に第1の変調
波入力端子４と第2の変調波入力端子２１、第3の変調波
入力端子２２からそれぞれの入力信号を重ねた状態の周
波数配列を示す。

【００２７】第２の変調波入力端子２１には、第１の衛
星放送波中間周波数信号波が入力される。一方、第１の
変調波入力端子４には地上波ＴＶ放送波を入力し、第３
の変調波入力端子２２には第２の衛星放送波の中間周波
数が入力され、信号合成器２３で合成される。地上ＴＶ
放送波信号と第２の衛星放送波中間周波数信号波の周波
数帯が互いに独立していること、かつ、地上放送波信号
周波数帯よりも、第２の衛星放送波の中間周波数信号帯
の方が周波数が高いために、図４（ｂ）に示すように、
周波数軸上に配列される。つまり、第１の衛星放送波、
地上放送波、第２の衛星放送波の順に周波数配列され
る。

【００２８】第1の局部発振器５からの出力周波数ｆＬ
ｏ１を用いて、第１の周波数混合器６により周波数変換
され、ローパス又はバンドパスフィルタ７により周波数
選択される。ここで第１の局部発振周波数ｆＬｏ１は、
第１の衛星放送波の中間周波数の最大周波数ｆＢＳＨ１
及び、第２の衛星放送波の中間周波数の最大周波数ｆＣ
ＳＨ１の最高周波数を加算した周波数よりも高い周波数
ｆＬｏ１を用いる。つまり ｆＬｏ１＞ｆＢＳＨ１＋ｆＣＳＨ１―――――――――［４−Ａ］ の関係が成立する周波数をｆＬｏ１として用いる。但
し、このとき、第１の変調信号の最高周波数（ｆＵＨＦ
１）よりも、第３の変調信号の最高周波数（ｆＢＳＨ
１）が高い場合（ｆＵＨＦ１＜ｆＢＳＨ１）である。こ
れが、逆の関係で、ｆＵＨＦ１＞ｆＢＳＨ１の場合は、 ｆＬｏ１＞ｆＵＨＦ１＋ｆＣＳＨ１―――――――――［４−Ｂ］ となる。このような関係を有した第１の局部発振器５か
らの周波数ｆＬｏ１を用いることで、図４（ｂ）に示す
ように、第１の周波数混合器６により周波数変換された
“地上波放送波と第２の衛星放送波“の下側帯波（ＬＳ
Ｂ）は、第１の衛星放送波の高域側の隣接に配列され
る。ここで周波数変換された”地上波放送波と第２の衛
星放送波“の上側帯波（ＵＳＢ）は、不要信号なためロ
ーパスフィルタ又はバンドパスフィルタ７で濾波され、
ＬＳＢの所望波のみを選択し、増幅器８でレベル調整さ
れ、信号合成器９で第１の衛星放送波と合波される。当
該合波された混合多重信号は、中間周波数帯増幅器１０
で信号レベル調整され、第２の周波数混合器１２及び第
２の局部発振器１１からの局部発振信号ｆＬｏ２によっ
て、図４（ｃ）に示すごとく、ミリ波帯へ周波数変換さ
れ、バンドパスフィルタ１３で、所望するミリ波帯多重
信号のみを選択し、無線周波数帯増幅器１４で増幅され
たのち、送信アンテナ部３によって、空中へ放射され
る。

【００２９】放射されたミリ波帯多重信号は受信アンテ
ナ部３１で受信され、低雑音増幅器３４へ導かれ、増幅
される。増幅された信号波はバンドパスフィルタ３５に
よって所望波のみを選択し、第３の周波数混合器３７と
第３の局部発振器３６によって、中間周波数帯に周波数
変換され、中間周波数帯アンプ３８で一旦、増幅され信
号分配器３９へ導かれる。このとき第３の局部発振器３
６の発振周波数ｆＬｏ３は、送信側の第２の局部発振器
１１の局部発振周波数ｆＬｏ２に等しい。つまり、 ＦＬｏ２＝ＦＬｏ３ ――――――――――――――［２］ なる関係が成立する。

【００３０】信号分配器３９によって２分配され、一方
の信号は（第１の衛星放送用ブスータ）増幅器５０で増
幅・レベル調整され第２の変調波出力端子５１へ導かれ
る。一方、信号分配された他方の信号はローパスバンド
パスフィルタ４０で高域側の不要波を除去し、第４の局
部発振器４１と第４の周波数混合器４２によって、第２
の衛星放送波の中間周波数信号波と地上ＴＶ波放送信号
波に周波数変換される。このとき、第４の局部発振器４
１の発振周波数ｆＬｏ４は第１の局部発振周波数ｆＬｏ
１に等しい。つまり ＦＬｏ１＝ｆＬｏ４ ――――――――――――――［３］ なる関係が成立する。このようにして周波数変換された
第２の衛星放送波と地上波ＴＶ放送波は、信号分波器５
２によって、上記２つの放送波は分波され、地上波ＴＶ
放送波は第１の変調波出力端子４４より出力され、第２
の衛星放送波は、第３の変調波出力端子５３より出力さ
れる。

【００３１】当該実施例では、第１の変調信号波として
地上波ＴＶ信号波、第２の変調信号波として第１の衛星
放送波信号の中間周波数信号波、第３の変調信号波とし
て第２の衛星放送波の中間周波数信号波として説明した
が、該第１の変調信号波、又は、第２の変調信号波又は
第３の変調信号波のいずれかの変調信号波の一部または
すべてが、ユーザのもつデータ信号やビデオカメラ等か
らの映像信号を変調した信号波、又は、ユーザの呼び出
し符号を変調した変調信号波であってもよい。

【００３２】さらに、ユーザ・個人のもつデータ信号／
ビデオカメラ等からの映像信号や、呼び出し符号等の複
数の個人情報信号波を加算・多重化することによって構
成された変調信号波であってもよい。前記のように、第
１または第２の変調信号波の一部に呼び出し符号を加算
した変調波である場合は、ミリ波受信装置で、第１又は
第２の変調信号波を再生した後、当該呼び出し符号を復
調し、当該呼び出し符号を用いて、伝送した情報を得る
ための信号処理部を駆動させるような構成にすることに
よって、各ユーザ個人情報等も、秘話製性をもって伝送
可能となる。

【００３３】また、本実施例で説明したように、２つ以
上のＵＨＦ帯変調波信号が、（準）マイクロ波帯の局部
発振信号ｆＬｏ１を用いて別のＵＨＦ周波数帯へ変換さ
れており、入力する放送波の周波数が重なっていても、
周波数軸上に配列が可能であり、この配列した信号を広
帯域性を有するミリ波帯で、一度に伝送することが可能
となる。これは従来例では、加算器を用いていた手段と
は異なり、当該発明では、乗算器（周波数変換器）をも
ちいるため、周波数が重なっていても、周波数軸上に多
重化することが可能となる。

【００３４】さらに、２つ以上のＵＨＦ帯変調波信号
は、（準）マイクロ波帯の局部発振信号ｆＬｏ１を用い
て、ＵＨＦ帯周波数帯の高域側又はマイクロ波帯へ変換
し、変換された下側波（ＬＳＢ）を採用することによ
り、（準）マイクロ波帯の局部発振信号ｆＬｏ１、ｆＬ
ｏ４を高くすることができ、これは、ミリ波帯へアップ
／ダウンコンバートした際、ミリ波帯局部発振信号ｆＬ
ｏ２、ｆＬｏ３から、周波数軸上でより離れた位置にス
プリアス信号として出現するために、ローパスフィルタ
ー又はバンドパスフィルタ１３、４０で容易に抑圧する
ことが可能となること、さらに、ＵＨＦ帯領域では広帯
域で急峻度の高いバンドパスフィルタを実現することは
部品点数多くなり大型化してしまうために、このような
フィルタを用いること無く、効率よく多重化できるとい
うメリットがある。

【００３５】（実施の形態３）第１及び２の実施例にお
いて、ミリ波帯通信装置においては、第１の局部発振器
５及び第４の局部発振器４１、さらに第２の局部発振器
１１や、第３の局部発振器３６の発振周波数の安定精度
が低いと、受信装置の出力端子４４、５１、５３から取
り出された第１、第２、第３の変調波信号は、チューナ
及び復調器で復調できなくなる。本実施例においては、
前記第１、第２及び第３の変調信号波の周波数安定確度
を高精度で取り出す手法である。

【００３６】図５に、本発明のミリ波帯通信装置のブロ
ック図を示す。第２の実施例で示した構成を例として説
明する。また、図６（ａ）に、実施例２と同様の信号を
入力し、それぞれの入力信号を重ねた状態の周波数配列
を示す。

【００３７】当該実施例においては、第１の局部発振器
５は、高い周波数精度を有する水晶発振器やルビジュウ
ム発振器を基準信号源２４とした位相同期発振器から構
成する。基準信号源２４から注入された信号は位相比較
器２５により、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２７の信号か
らの第２の周波数分周器２８により分周された信号と、
周波数及び位相比較される。これにより、周波数及び位
相に関しての誤差信号がループフィルタ２６に入力さ
れ、フィルターによって濾波された信号がＶＣＯ２７に
入力され、ＶＣＯ２７を駆動する。ＶＣＯ２７は、第１
の局部発振信号ｆＬｏ１を生成し、局部発振信号を発振
する。

【００３８】第１の局部発振器５からの発振周波数ｆＬ
ｏ１により第１の周波数混合器６を駆動させ、第１の変
調信号波（地上波ＴＶ放送波）と第３の変調信号波（第
２の衛星放送波の中間周波数信号波）とで合波された混
合多重信号波を周波数変換し、ローパス及びバンドパス
フィルタ７で、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の一部の
電力を残し、第２の変調信号波入力端子２１からの第１
の衛星放送波と信号合成器９で合成し、第２の周波数混
合器でミリ波帯へアップコンバートし、送信アンテナ部
３からミリ波帯多重信号を無線伝送する方式である。こ
のように、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の電力を残す
ことによって、ミリ波帯多重信号に周波数ｆＬｏ１の信
号をアップコンバートした成分が含まれることになる。

【００３９】図6（ｂ）に、第１の周波数混合器６によ
り周波数変換された“地上波放送波と第２の衛星放送波
“の下側帯波（ＬＳＢ）は、第１の衛星放送波の高域側
の隣接に配列され、かつ、その高域側に第1の局部周波
数ｆＬｏ１が配置されていることが示されている。ま
た、図６（ｃ）には、ミリ波帯へアップコンバートさ
れ、バンドパスフィルターで濾波された後のミリ波帯多
重信号の様子が示されている。

【００４０】一方、放射されたミリ波帯多重信号は受信
アンテナ部３１で受信され、低雑音増幅器３４へ導か
れ、増幅される。増幅された信号波はバンドパスフィル
タ３５によって所望波のみを選択し、第３の周波数混合
器３７と第３の局部発振器３６によって、中間周波数帯
に周波数変換され、中間周波数帯増幅器３８で一旦、増
幅され信号分配器３９へ導かれる。このとき、第３の局
部発振器３６の局部発振周波数ｆＬｏ３は、送信側の第
２の局部発振器１１の局部発振周波数ｆＬｏ２に等し
い。つまり、 ＦＬｏ２＝ＦＬｏ３ なる関係が成立する。

【００４１】つぎに、信号分配器３４によって３分配さ
れ、分配された１つの信号は（第１の衛星放送用ブスー
タ）増幅器５０で増幅・レベル調整され第２の変調波出
力端子５１へ導かれる。一方、信号分配された信号は、
ローパスフィルタまたはバンドパスフィルタ４０で高域
側の不要波を除去し、第４の局部発振器４１と第４の周
波数混合器４２によって、第３の変調波信号（第２の衛
星放送波の中間周波数）帯、及び第１の変調波信号波
（地上波放送波）帯に、周波数変換される。

【００４２】一方、信号分配された信号は、バンドパス
フィルタ５４で、ｆＬｏ１信号成分のみを濾波され、増
幅器５５でレベル調整され、第１の周波数分周器５６に
入力される。周波数分周された信号は位相比較器５７に
より、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５８の信号からの第２
の周波数分周器５９により分周された信号と、周波数及
び位相比較される。これにより、周波数及び位相に関し
ての誤差信号がループフィルタ６０に入力され、低周波
波成分のみがとりだされＶＣＯ５８に入力され、ＶＣＯ
５８を駆動する。ＶＣＯ５８は、送信側の第１の局部発
振器ｆＬｏ１と周波数・位相が同期するように、第４の
局部発振信号がｆＬｏ４が生成され、周波数逆配列のた
めの第４の周波数混合器４２の局部発振信号となる。

【００４３】このとき、第４の局部発振器４１の発振周
波数ｆＬｏ４は、第１の局部発振周波数ｆＬｏ１に等し
い。つまり ＦＬｏ１＝ｆＬｏ４ なる関係が成立する。このようにして第４の周波数混合
器によって変換にされた信号波は、分波器５２によって
分波され、地上波ＴＶ放送波は第１の変調信号波出力端
子４４より出力され、第２の衛星放送波は第３の変調波
出力端子５３より出力される。

【００４４】当該方式おいては、ミリ波帯通信装置、及
びミリ波帯受信装置中のミリ波アップ／ダウンコンバー
タに用いている第２の局部発振器１１及び第３の局部発
振器３６の周波数安定度が多少悪くても受信装置の第１
の変調波出力端子４４及び第３の変調波出力端子５３か
ら、出力される地上波ＴＶ信号や第２の衛星放送波の中
間周波数信号波は、ミリ波通信装置の第１の変調波信号
入力端子４及び第３の変調波信号入力端子２２へ入力さ
れた地上波ＴＶ放送波や第２の衛星放送波の中間周波数
と、ほぼ同等の周波数安定確度でとりだすことができる
ため、とくに高い周波数安定度の必要な変調信号波、例
えば、地上波ＴＶ放送波においては、安定したミリ波帯
無線伝送が可能となる。

【００４５】本実施例では、ミリ波帯通信装置は、前記
ＵＨＦ帯信号を効率よく多重化及び解重する（ＵＨＦ帯
変調信号を取り出す）と共に、ミリ波帯の局部発振信号
も同時に周波数安定性を向上させているので、安定した
ミリ波帯無線伝送が可能となる。

【００４６】（実施の形態４）前記方式においては、第
２の変調波信号波、つまり第１の衛星放送波信号におい
ては、第２の局部発振器１１、第３の局部発振器３６の
周波数安定度にともなう周波数偏差が生じるため、高い
周波数精度でとりだすことができないが、通常、衛星放
送波においては、周波数偏差±３ＭＨｚ程度は、チュー
ナ・復調器で周波数偏差を補償することができる。

【００４７】しかしながら、第２の変調波信号として、
高い周波数精度を必要とするような変調信号波を用いた
場合には、前記方式は適当ではない。以下に説明する図
７に示すような構成とすることで、第２の変調波信号も
含め、すべての変調波信号の受信出力において高い周波
数精度で取り出すことが可能である。

【００４８】当該方式においては、送信装置、及びミリ
波受信装置中の第２の周波数混合器１２や第３の周波数
混合器３７に用いている第２の局部発振器１１及び第３
の局部発振器３６に周波数逓倍器また注入同期発振器を
用いる。実施例３と同様に送信装置（中継装置）中の第
１の局部発振器５に位相同期発振器、及び、受信側の第
４の局部発振器に前記実施例で示したような送信側の局
部発振周波数ｆＬｏ１を用いて、再生型の位相同期発振
器を第４の局部発振器４１とする。さらに、ミリ波帯送
信装置側の第２の局部発振器１１とミリ波帯受信装置側
の第３の局部発振器３６を、夫々逓倍型又は注入同期型
の局部発振器として構成する。このように構成すること
によって、第１及び第４の局部発振信号周波数ｆＬｏ
１、ｆＬｏ４を信号分配器７０、７１を用いて夫々２分
配し、第２及び第３の局部発振器へ夫々注入することに
よって、当該注入信号が逓倍又は注入同期源となり第２
及び第３の局部発振器は、第１及び第４の局部発振器と
ほぼ同レベルの安定度を有した信号を発振することが可
能であり、ミリ波帯通信で安定した伝送が可能となる。

【００４９】好ましくは、第２の周波数混合器１２や第
３の周波数混合器３７にｎ次（ｎ：整数）高調波ミキ
サ、あるいは逓倍機能を有する周波数ミキサを周波数変
換器として用いることによって、第２及び第３の局部発
振器１１、３６の発振周波数ｆＬｏ２及びｆＬｏ３は、
直接ミリ波帯の局部発振信号を発振する必要はなく、発
振周波数は１／ｎとなる。これは、第２及び第３の局部
発振器１１、３６に用いられている逓倍器の逓倍次数ｐ
（ｐ：整数）や注入同期発振器の注入するサブハーモニ
ック次数ｍ（ｍ：整数）又出力信号のハーモニックの次
数ｋ（ｋ：整数）を小さくすることが可能となる。これ
は第２及び第３の局部発振器１１及び３６と、第２及び
第３の周波数混合器１２、３７との接続部分の周波数が
低くなり、接続容易になるというメリットがある。さら
に好ましくは、高調波ミキサとしてアンチパラレル型の
ダイオード型の周波数混合器を、第２の周波数混合器１
２や第３の周波数混合器３７に用いることによって、前
述のメリットがあるのみならず、第２の周波数混合器１
２や第３の周波数混合器３７から漏れる局部発振号ｆＬ
ｏ２、ｆＬｏ３の高調波スプリアス成分を抑圧できると
いうメリットがある。

【００５０】さらに第２の周波数混合器１２や第３の周
波数混合器３７に高調波ミキサを周波数変換器として用
いることによって、第２の局部発振器１１及び第３の局
部発振器３７の発振周波数ｆＬｏ２及びｆＬｏ３は、直
接ミリ波帯の局部発振信号を発振させて周波数変換する
必要がなく、逓倍器の逓倍次数や又は注入同期発振器の
注入するサブハーモニック次数又は出力信号のハーモニ
ックの次数を小さくでき、第２の局部発振器１１及び第
３の局部発振器３７と、アップコンバータ及びダウンコ
ンバータ用の第２の周波数混合器１１、第３の周波数混
合器３７との接続が容易になるというメリットがある。
これは従来例で述べたような直接変調方式で、スプリア
ス成分の小さいミリ波搬送波を生成し、これを用いて直
接変調する方法とは全く異なるものである。

【００５１】（実施の形態５）前記方式においては、ミ
リ波帯送信装置中の第１の局部発振器５からの信号ｆＬ
ｏ１を一部残して、送信信号として、受信装置中の第４
の局部発振器を局部発振信号波ｆＬｏ１の再生型の発振
器の構成とした。当該方式では、ミリ波送信装置中に、
前記ｆＬｏ１信号を入れておく必要が有り、定められた
送信出力のもとでは、送信信号電力成分を考えてみる
と、必要なデータや映像情報信号等の伝送情報の電力が
低下してしまい、無線伝送距離が短くなる問題もある。
本実施例では、図８に示すように、図２及び図３のごと
く第１の局部発振信号波ｆＬｏ１をローパスフィルタ又
はバンドパスフィルタ７で除去する構成とし、さらにミ
リ波受信装置の第４の局部発振器４１には、水晶発振器
やルビジュウム発振器を基準信号源６１を具備した位相
同期発振器の構成とする。さらに、ミリ波帯送信装置側
の第２の局部発振器１１と受信装置側の第３の局部発振
器３６を、夫々逓倍型又は注入同期型の局部発振器とし
て構成する。このように構成することによって、第１及
び第４の局部発振信号周波数ｆＬｏ１、ｆＬｏ４を信号
分配器７０、７１を用いて夫々２分配し、第２及び第３
の局部発振器へ夫々注入することによって、当該注入信
号が逓倍又は注入同期源となり第２及び第３の局部発振
器は、第１及び第４の局部発振器とほぼ同レベルの安定
度を有した信号を発振することが可能であり、当該無線
通信で安定した伝送が可能となる。

【００５２】好ましくは、前記実施例と同様に、第２の
周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７にｎ次
（ｎ：整数）高調波ミキサ、あるいは逓倍機能を有する
周波数ミキサを周波数変換器として用いることによっ
て、第２及び第３の局部発振器１１、３６の発振周波数
ｆＬｏ２、ｆＬｏ３は、直接ミリ波帯の局部発振信号を
発振する必要はなく、発振周波数は１／ｎとなる。これ
は、第２及び第３の局部発振器１１、３６に用いられて
いる逓倍器の逓倍次数ｐ（ｐ：整数）や注入同期発振器
の注入するサブハーモニック次数ｍ（ｍ：整数）又出力
信号のハーモニックの次数ｋ（ｋ：整数）を小さくする
ことが可能となる。これは第２及び第３の局部発振器１
１及び３６と、第２及び第３の周波数混合器１２、３７
との接続部分の周波数が低くなり、接続容易になるとい
うメリットがある。さらに好ましくは、高調波ミキサと
してアンチパラレル型のダイオード型の周波数混合器
を、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７
に用いることによって、前記のメリットがあるのみなら
ず、第２の周波数混合器１２や第３の周波数混合器３７
から漏れる局部発振信号ｆＬｏ２、ｆＬｏ３の高調波ス
プリアス成分を抑圧できるというメリットがある。

【００５３】

【発明の効果】本発明のミリ波帯通信装置によると、一
度、周波数配列を行ってからミリ波へアップコンバート
するので、ミリ波帯へのアップコンバート後のバンドパ
スフィルターの急峻性が緩やかものを使用でき、また、
低スプリアスで、送信効率の高いミリ波通信装置を提供
することができる。本発明では、ミリ波帯搬送波を直接
変調する構成を採用していないので、スプリアス成分が
小さく、純度が高く、かつ、送受信間で同期したミリ波
搬送波を用いる必要がなく、送受信装置においてミリ波
帯へのアップ・ダウンコンバータする機能だけでよく、
送受信装置が簡単・小型になる。さらに、前記直接変調
する構成を有するものと比較し、帯域が数ＧＨｚ以上の
より広帯域信号が扱え、複数の変調信号波の多重・解重
も可能となる。

【００５４】また、本発明のミリ波通信装置によれば、
周波数軸上で重なりのあるような複数の入力信号波で
も、効率よく多重化、混合化して送信することができ
る。

【００５５】さらに本発明のミリ波帯通信装置は、ミリ
波帯通信装置に用いる局部発振信号の周波数安定性させ
ることができ、安定したミリ波帯無線伝送が可能とな
る。

【００５６】また、本発明のミリ波帯通信装置におい
て、アップ／ダウンコンバート部の周波数混合器を高周
波ミキサ、特に、アンチパラレル型ダイオードミキサと
することによって、周波数混合器との接続を行い易く
し、かつ、局部発振器からの高調波スプリアス成分を抑
制できるので、安定したミリ波帯通信を行うことがで
き、さらに、使用する局部発振器は、ミリ波送信周波数
の１／２以下の周波数でよいため、周波数安定度の高
く、且つ、安価な局部発振器を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のミリ波帯通信装置のブロック図
である。

【図２】第１の実施例の周波数スペクトラムである。

【図３】第２の実施例のミリ波帯通信装置のブロック図
である。

【図４】第２の実施例の周波数スペクトラムである。

【図５】第３の実施例のミリ波帯通信装置のブロック図
である。

【図６】第３の実施例の周波数スペクトラムである。

【図７】第４の実施例のミリ波通信装置のブロック図で
ある。

【図８】第５の実施例のミリ波通信装置のブロック図で
ある。

【図９】従来例のミリ波帯通信装置のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 周波数配列部 ２ 周波数アップコンバータ部 ３ 送信アンテナ部 ４ 第１の変調波信号入力端子 ５ 第１の局部発振器 ６ 第１の周波数混合器 ７ ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタ ８ 増幅器 ９ 信号合成器 １０ 中間周波数帯増幅器 １１ 第２の局部発振器 １２ 第２の周波数混合器 １３ バンドパスフィルタ １４ 無線周波数帯増幅器 ２１ 第２の変調波信号入力端子 ２２ 第３の変調波入力端子 ２３ 信号合成器 ２４ 基準信号源 ２５ 位相比較器 ２６ ループフィルタ ２７ 電圧制御発振器 ２８ 分周器 ３１ 受信アンテナ部 ３２ 周波数ダウンコンバータ部 ３３ 周波数逆配列部 ３４ 低雑音増幅器 ３５ バンドパスフィルタ ３６ 第３の局部発振器 ３７ 第３の周波数混合器 ３８ 中間周波数帯増幅器 ３９ 信号分配器 ４０ バンドパスフィルタ ４１ 第４の局部発振器 ４２ 第４の周波数混合器 ４３ 増幅器（地上波放送用ブースタ） ４４ 第１の変調波出力端子（地上波放送用出力端子） ５０ 増幅器（第1の衛星放送用ブースタ） ５１ 第２の変調波出力端子（第1の衛星放送出力端
子） ５２ 信号分配器 ５３ 第３の変調波出力端子 ５４ バンドパスフィルタ ５５ 増幅器 ５６ 第1の周波数分周器 ５７ 位相比較器 ５８ 電圧制御発振器（ＶＣＯ） ５９ 第2の周波数分周器 ６０ ループフィルタ ６１ 基準信号源 ７０、７１ 信号分配器

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の変調信号波を、局部発振周波数ｆ
   Ｌｏ１を生成する第１の局部発振器と第１の周波数混合
   器により周波数変換し、該周波数変換された第１の変調
   信号波と第２の変調信号波と混合して第１の混合多重信
   号波を生成する手段と、 局部発振周波数ｆＬｏ２を生成する第２の局部発振器と
   第２の周波数混合器により、前記第1の混合多重信号波
   をミリ波帯へアップコンバートすることにより第１のミ
   リ波帯多重信号波を生成する手段を有し、 該第１のミリ波帯多重信号波を送信用アンテナ部から出
   力する手段とを有する送信器を有することを特徴とする
   ミリ波帯通信装置。
2. 【請求項２】 受信用アンテナ部にて、第1のミリ波帯
   多重信号波を受信する受信手段と、 第１のミリ波帯多重信号波を局部発振周波数ｆＬｏ３を
   生成する第３の局部発振器と第３の周波数混合器により
   ダウンコンバートし、該ダウンコンバートされた第２の
   混合多重信号波を分波して第２の変調信号波と周波数変
   換された第１の変調信号波を生成する手段と、 前記周波数変換された第1の変調信号波を局部発振周波
   数ｆＬｏ４を生成する第４の局部発振器と第４の周波数
   混合器で周波数変換することにより第1の変調信号波を
   生成する手段とを有する受信器を備えることを特徴とす
   るミリ波帯通信装置。
3. 【請求項３】 前記第1の変調信号波は、第３の変調信
   号波と第４の変調信号波とを混合した混合多重信号波で
   あり、前記第３の変調信号波と前記第４の変調信号波と
   を合波して、前記第１の変調信号波を生成する手段を有
   する送信装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載
   のミリ波帯通信装置。
4. 【請求項４】 前記第1の変調信号波は、第３の変調信
   号波と第４の変調信号波とを混合した混合多重信号波で
   あり、前記第１の変調信号波を分波して、前記第３の変
   調波と前記第４の変調信号波とを生成する手段を有する
   受信装置を備えたことを特徴とする請求項２に記載のミ
   リ波帯通信装置。
5. 【請求項５】 前記第１の混合多重信号波を生成する手
   段が、前記第１の変調信号波を、局部発振周波数ｆＬｏ
   １を有した第１の周波数変換器によりアップコンバート
   し、フィルターでアップコンバートされた第１の変調信
   号波の下側帯波を選択して、前記選択された信号波と第
   ２の変調信号波と混合する手段であることを特徴とする
   請求項１または３に記載のミリ波帯通信装置。
6. 【請求項６】 前記第１の変調信号波、または第２の変
   調信号波または第３の変調信号波のいずれかの変調信号
   波が、当該変調信号波の一部またはすべてに、ユーザー
   の呼び出し符号や各個人の情報信号が加算多重化されて
   構成された変調信号波であることを特徴とする請求項１
   乃至５のいずれかに記載のミリ波帯通信装置。
7. 【請求項７】 局部発振周波数ｆＬｏ１の信号をミリ波
   帯に周波数変換した信号波が含まれている前記ミリ波帯
   多重信号波を受信する受信装置であって、前記ダウンコ
   ンバートされた第２の混合多重信号波を分波すること
   で、第２の変調信号波と周波数変換された第１の変調信
   号波と、さらに、ｆＬｏ１の信号波を生成する手段と、 前記生成したｆＬｏ１を用いて、位相同期ループにより
   局部発振周波数ｆＬｏ１の発振信号を再生する第４の局
   部発振器とを有することを特徴とする請求項２又は４に
   記載の受信装置を備えたミリ波帯通信装置。
8. 【請求項８】 前記第１の周波数発振器からの第１の局
   部発振周波数ｆＬｏ１の信号を第２の局部発振器へ注入
   し、前記注入した第１の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号
   を周波数逓倍または、注入同期を行うことによって第２
   の局部発振周波数ｆＬｏ２を生成する第２の局部発振器
   であることを特徴とする請求項１、３、５のいずれかに
   記載のミリ波帯通信装置。
9. 【請求項９】 前記第３の周波数発振器からの第３の局
   部発振周波数ｆＬｏ３の信号を第４の局部発振器へ注入
   し、前記注入した第３の局部発振周波数ｆＬｏ１の信号
   を周波数逓倍または、注入同期を行うことによって第４
   の局部発振周波数ｆＬｏ４を生成する第４の局部発振器
   であることを特徴とする請求項２、４のいずれかに記載
   のミリ波帯通信装置。
10. 【請求項１０】 前記周波数逓倍または注入同期を行う
    のに、前記第２または第３の周波数混合器に高調波ミキ
    サあるいは逓倍機能を有した周波数ミキサを用いること
    を特徴とする請求項９に記載のミリ波帯通信装置。
11. 【請求項１１】 前記高調波ミキサとしてアンチパラレ
    ル型のダイオードミキサを用いたことを特徴とする請求
    項１０に記載のミリ波帯通信装置。