專利名稱：頻率變換電路及通信裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)等中，采用基準振蕩器和本機振蕩器進行頻率變換的頻率變換電路及采用該頻率變換電路的通信裝置。
該無線通信裝置中進行信號發(fā)送時，首先，在信號處理電路8中生成發(fā)送用的基帶信號(I分量、Q分量)，生成的基帶信號用基準振蕩器1輸出的基準振蕩波進行正交調(diào)制。正交調(diào)制的信號經(jīng)由帶通濾波器(BPF)及放大器(AMP)輸入混頻器3，用本機振蕩器2輸出的本機振蕩波上變頻成可無線傳輸?shù)母哳l。上變頻的信號再經(jīng)由帶通濾波器、放大器、低通濾波器(LPF)及雙工器，由天線6無線發(fā)送。
接收信號時，到達天線6的信號經(jīng)由雙工器、帶通濾波器、低噪音放大器(LNA)及帶通濾波器輸入混頻器7。來自本機振蕩器2的本機振蕩波也輸入混頻器7，接收信號下變頻成基帶信號(I分量、Q分量)。下變頻的信號經(jīng)由低通濾波器、基帶放大器(BB-AMP)發(fā)送到信號處理電路8。
這樣，

圖10的無線通信裝置中，用基準振蕩器1和頻率變換電路(包含本機振蕩器2)生成無線傳輸用信號，用包含本機振蕩器2的頻率變換電路從無線電信號生成接收用基帶信號。
第一傳統(tǒng)例中，為了擴大頻率范圍，必須擴大本機振蕩器本身的頻率可變范圍。但是，本機振蕩器的頻率可變范圍與輸出信號的C/N劣化等有折衷的關系，擴大頻率可變范圍會導致信號純度的劣化。而且，如果用單個本機振蕩器擴大頻率可變范圍，用以偏移振蕩頻率的響應時間變長，特別是在從最小頻移到最大頻率時或從最大頻移到最小頻率時。從而，為了確保某種程度的信號純度和振蕩頻移的響應時間，限制了頻率的可變范圍。
圖11是構(gòu)成第二傳統(tǒng)例的頻率變換電路的方框圖。第二傳統(tǒng)例的無線通信裝置也采用與圖10大致相同的結(jié)構(gòu)，其不同點僅僅在于頻率變換電路的結(jié)構(gòu)。即，頻率變換電路包括振蕩頻率可變的本機振蕩器2a、2b；發(fā)送用混頻器3；以及切換開關4。切換開關4選擇本機振蕩器2a、2b的任何一個輸出輸出到混頻器3。第二傳統(tǒng)例中，采用基準振蕩器1和頻率變換電路(包含本機振蕩器2a、2b)生成無線傳輸用信號。
第二傳統(tǒng)例中，雖然可以通過使用兩個本機振蕩器確保各個振蕩頻移的響應時間，但是由于必須增加新的本機振蕩器，有部件增加及電路規(guī)模擴大的問題。
本發(fā)明是用本機振蕩器對由來自基準振蕩器的基準振蕩波所調(diào)制的信號進行頻率變換的頻率變換電路，其特征在于包括混合來自上述基準振蕩器的基準振蕩波及來自上述本機振蕩器的本機振蕩波的第一混頻器；選擇來自該第一混頻器的混合波及來自上述本機振蕩器的本機振蕩波中其中一個的開關；混合基準振蕩波所調(diào)制的信號和上述開關所選擇的信號的第二混頻器。
根據(jù)本發(fā)明，信號調(diào)制用的基準振蕩器被挪用于頻率變換，因而不必追加新的本機振蕩器。另外，由于用開關選擇基準振蕩器及本機振蕩器產(chǎn)生的混合波和本機振蕩器單獨的本機振蕩波來進行頻率變換，因而可以在不擴大本機振蕩器本身頻率可變范圍的情況下擴大頻帶、且不會損害信號純度。而且，由于用開關進行頻率的切換，因而不會增加頻移的響應時間。
另外，本發(fā)明的特征在于包括配置于上述第一混頻器的后級、用以消除第一混頻器產(chǎn)生的寄生信號的帶通濾波器。
根據(jù)本發(fā)明，由于可以消除第一混頻器中基準振蕩波和本機振蕩波混合時產(chǎn)生的寄生信號，因而能夠防止信號純度的降低。
另外，本發(fā)明的特征在于還包括插入于上述基準振蕩器和第一混頻器之間、對基準振蕩波分頻的分頻器。
根據(jù)本發(fā)明，通過設置對基準振蕩波分頻的分頻器，可以對應于其他的頻率可變范圍。
本發(fā)明的特征在于上述分頻器是分頻比可變的可變分頻器。
根據(jù)本發(fā)明，通過使分頻器的分頻比可變，能夠改變頻率可變范圍。
另外，本發(fā)明的特征在于還包括配置于上述分頻器的后級、用以消除分頻器產(chǎn)生的寄生信號的帶通濾波器。
根據(jù)本發(fā)明，由于可以消除分頻器中對基準振蕩波分頻時產(chǎn)生的寄生信號，因而能夠防止信號純度的降低。
另外，本發(fā)明的特征在于還包括插入于上述基準振蕩器和第一混頻器之間、用以倍增基準振蕩波的倍增器。
根據(jù)本發(fā)明，通過設置倍增基準振蕩波的倍增器，可以對應于其他的頻率可變范圍。
另外，本發(fā)明的特征在于還包括配置于上述倍增器的后級、用以消除倍增器產(chǎn)生的寄生信號的帶通濾波器。
根據(jù)本發(fā)明，由于可以消除倍增器中倍增基準振蕩波時產(chǎn)生的寄生信號，因而能夠防止信號純度的降低。
另外，本發(fā)明是包含有用本機振蕩器對由來自基準振蕩器的基準振蕩波所調(diào)制的信號進行上變頻的頻率變換電路，并將該頻率變換電路頻率變換的信號發(fā)送到外部的通信裝置，其特征在于，上述頻率變換電路包括混合來自上述基準振蕩器的基準振蕩波及來自上述本機振蕩器的本機振蕩波的第一混頻器；選擇來自該第一混頻器的混合波及來自上述本機振蕩器的本機振蕩波中其中一個的開關；混合基準振蕩波所調(diào)制的信號和上述開關所選擇的信號的第二混頻器。
根據(jù)本發(fā)明，與上述頻率變換電路一樣，不追加新的本機振蕩器，在確保信號純度和振蕩頻移的響應時間的同時，能夠擴大可變頻率的頻帶。
另外，本發(fā)明的特征在于上述頻率變換電路還包括混合從外部接收的信號和上述開關的輸出并進行下變頻的第三混頻器。
根據(jù)本發(fā)明，將用于發(fā)送信號的頻率變換的頻率變換電路與接收側(cè)共用，從而不必設置接收專用的基準振蕩器和本機振蕩器，能夠簡化通信裝置的結(jié)構(gòu)。
圖2是構(gòu)成第二實施例的頻率變換電路的方框圖。
圖3是構(gòu)成第三實施例的頻率變換電路的方框圖。
圖4是構(gòu)成第四實施例的頻率變換電路的方框圖。
圖5是構(gòu)成第五實施例的頻率變換電路的方框圖。
圖6是構(gòu)成第六實施例的頻率變換電路的方框圖。
圖7是構(gòu)成第七實施例的頻率變換電路的方框圖。
圖8是構(gòu)成第八實施例的頻率變換電路的方框圖。
圖9是構(gòu)成第九實施例的頻率變換電路的方框圖。
圖10是表示第一傳統(tǒng)例的無線通信裝置的電氣結(jié)構(gòu)方框圖。
圖11是構(gòu)成第二傳統(tǒng)例的頻率變換電路的方框圖。發(fā)明的最佳實施例以下根據(jù)圖說明本發(fā)明的實施例。
(第一實施例)圖1是第一實施例的無線通信裝置的電氣結(jié)構(gòu)方框圖。該無線通信裝置包括正交調(diào)制器10；帶通濾波器(BPF)11、13、18、20；放大器12、14；低通濾波器(LPF)15、22；天線16；雙工器17；低噪音放大器(LNA)19；基帶放大器(BB-AMP)23；信號處理電路24；以及頻率變換電路30。
正交調(diào)制器10混合基準振蕩器31的基準振蕩波和信號處理電路24送來的基帶信號(I分量、Q分量)并進行正交調(diào)制。帶通濾波器(BPF)11消除正交調(diào)制器10正交調(diào)制時產(chǎn)生的無用波。放大器12放大通過帶通濾波器11的信號。帶通濾波器13消除用混頻器33混合放大器12放大的信號和切換開關35(后述)選擇的本機振蕩波并變換成高頻信號時產(chǎn)生的無用波。放大器14放大通過帶通濾波器13的信號。低通濾波器15消除用放大器14放大信號時產(chǎn)生的高次諧波分量。
雙工器17是為了在收發(fā)時共用單個天線16的濾波器，防止其他通信路徑的信號侵入發(fā)送線路及接收線路，由只讓發(fā)送頻帶通過的發(fā)送濾波器(BPF)和只讓接收頻帶通過的接收濾波器(BPF)的組合構(gòu)成。
帶通濾波器18從來自天線16的接收信號消除接收頻帶以外的信號。低噪音放大器19放大通過帶通濾波器18的信號。帶通濾波器20消除用低噪音放大器19放大信號時產(chǎn)生的無用波(包含高次諧波)。低通濾波器22消除混頻器34中產(chǎn)生的無用高次諧波?；鶐Х糯笃?3放大通過低通濾波器22的基帶信號。
信號處理電路24是進行與基帶信號收發(fā)相關的各種信號處理的電路。
該無線通信裝置中進行信號發(fā)送時，首先，在信號處理電路24中生成發(fā)送用的基帶信號(I分量、Q分量)，生成的基帶信號用基準振蕩器31輸出的基準振蕩波進行正交調(diào)制。正交調(diào)制的信號依次通過帶通濾波器11及放大器12輸入混頻器33。來自放大器12的信號和來自本機振蕩器32的本機振蕩波在混頻器33中混合，并上變頻成可無線傳輸?shù)母哳l。上變頻的信號再依次通過帶通濾波器13、放大器14、低通濾波器15及雙工器17，由天線16無線發(fā)送。
另一方面，接收信號時，天線16接收的信號依次通過雙工器17、帶通濾波器18、低噪音放大器19及帶通濾波器20輸入混頻器34。來自帶通濾波器20的信號和來自本機振蕩器32的本機振蕩波在混頻器34中混合，下變頻成基帶信號(I分量、Q分量)。下變頻的信號依次通過低通濾波器22、基帶放大器23發(fā)送到信號處理電路24。
以下說明頻率變換電路30。頻率變換電路30是將正交調(diào)制器10調(diào)制的信號上變頻成可無線傳輸?shù)母哳l且將接收的無線電信號下變頻成基帶信號的電路，它包括基準振蕩器31；本機振蕩器32；混頻器33、34、36；切換開關35；以及分頻器37。
基準振蕩器31是輸出信號的頻率為某固定頻率的本機振蕩器，例如以fIF＝360MHz的頻率輸出信號。本機振蕩器32是振蕩頻率可變的本機振蕩器，以fLO1＝1750～1810MHz輸出信號。這些本機振蕩器用PLL(鎖相環(huán))電路構(gòu)成?；祛l器33(第二混頻器)混合來自放大器12的信號和來自切換開關35的信號?；祛l器34(第三混頻器)混合通過帶通濾波器20的接收信號和由切換開關35選擇的信號。切換開關35是選擇來自本機振蕩器32和混頻器36中的任何一個信號并輸入混頻器33及混頻器34的開關?；祛l器36(第一混頻器)混合來自基準振蕩器31并經(jīng)由分頻器37輸出的信號和來自本機振蕩器32的信號。分頻器37插入于基準振蕩器31和混頻器36之間，將基準振蕩器31的振蕩頻率分頻成固定分頻比的1/6的信號并輸出。
該頻率變換電路30中，本機振蕩器32直接輸出的振蕩波的頻率fLO1＝1750～1810MHz變成第一本機振蕩頻率。另外，基準振蕩器31的基準頻率fIF＝360MHz通過分頻器37分頻成1/6的60MHz、并與本機振蕩器32的振蕩頻率fLO1＝1750～1810MHz混合的頻率1810～1870MHz變成第二本機振蕩頻率。第一、第二本機振蕩頻率的任何一個通過切換開關35進行選擇。從而，即使本機振蕩器32的頻率可變范圍在1750～1810MHz內(nèi)，與整個頻率變換電路30對應的頻率范圍可以在1750～1870MHz內(nèi)。
這樣，在第一實施例中，信號調(diào)制用的基準振蕩器31被挪用于頻率變換，因而不必追加本機振蕩器32以外的其他新的本機振蕩器。另外，由于用切換開關35選擇基準振蕩器31及本機振蕩器32產(chǎn)生的混合波和本機振蕩器32單獨的本機振蕩波來進行頻率變換，因而可以在不擴大本機振蕩器32的頻率可變范圍的情況下擴大頻帶、且不會損害信號純度。而且，由于用切換開關35進行頻率的切換，可以迅速進行頻移。另外，由于本機振蕩器32的頻率設定和切換開關35的切換動作同時進行，因而可以更迅速地進行頻移。
另外，該實施例中設置了LPF15及BPF18，但是如果雙工器17能夠發(fā)揮充分的性能時，即，能夠從發(fā)送信號消除發(fā)送頻率以外的信號、從接收信號消除接收頻率以外的信號時，可以省略LPF15及BPF18。
以下說明第二～第九實施例，其中的任何一個實施例是除了頻率變換電路以外、具有與第一實施例相同結(jié)構(gòu)的無線通信裝置。因而僅僅說明頻率變換電路而省略其他部分的說明。另外，第二～第九實施例的任何一個都具有混合來自切換開關35的信號和接收信號的混頻器34，因而在圖2～圖9中作了省略。
(第二實施例)圖2是構(gòu)成第二實施例的頻率變換電路的方框圖。頻率變換電路42中，取代頻率變換電路30(圖1)的分頻器37而設置倍增器52。倍增器52插入基準振蕩器31和混頻器36之間，以固定倍增比M倍增基準振蕩器31的振蕩頻率。從而，可以對應于與頻率變換電路30(圖1)的頻率可變范圍1750～1870MHz不同的頻率可變范圍。
另外，由于倍增器以外的結(jié)構(gòu)與頻率變換電路30(圖1)相同，因而與第一實施例一樣，第二實施例也可以不追加新的本機振蕩器，在確保信號純度和振蕩頻移的響應時間的同時，能夠擴大可變頻率的頻帶。
(第三實施例)圖3是構(gòu)成第三實施例的頻率變換電路的方框圖。頻率變換電路43在頻率變換電路30(圖1)的分頻器37和混頻器36之間插入了帶通濾波器53。帶通濾波器53用以消除分頻器37中對基準振蕩波分頻時產(chǎn)生的寄生信號。這樣，由于分頻器37產(chǎn)生的寄生信號在其后立刻被消除，在混頻器36以后不會殘留無用的寄生信號，因而可以確保良好的信號純度。
并且，由于追加設置的帶通濾波器53以外的結(jié)構(gòu)與頻率變換電路30(圖1)相同，因而與第一實施例一樣，第三實施例也可以不追加新的本機振蕩器，在確保信號純度和振蕩頻移的響應時間的同時，能夠擴大可變頻率的頻帶。
另外，該實施例中采用了帶通濾波器53，但是在幾乎不產(chǎn)生比分頻器37分頻后的頻率低的頻率信號的情況下也可以取代帶通濾波器53而采用低通濾波器。
(第四實施例)圖4是構(gòu)成第四實施例的頻率變換電路的方框圖。頻率變換電路44在頻率變換電路30(圖1)的分頻器36和切換開關35之間插入了帶通濾波器54。帶通濾波器54用以消除來自分頻器37的信號和來自本機振蕩器32的信號在混頻器36中混合時產(chǎn)生的寄生信號。這樣，由于分頻器36產(chǎn)生的寄生信號在其后立刻被消除，在切換開關35以后不會殘留無用的寄生信號，因而可以確保良好的信號純度。
由于追加設置的帶通濾波器54以外的結(jié)構(gòu)與頻率變換電路30(圖1)相同，因而與第一實施例一樣，第四實施例也可以不追加新的本機振蕩器，在確保信號純度和振蕩頻移的響應時間的同時，能夠擴大可變頻率的頻帶。
(第五實施例)圖5是構(gòu)成第五實施例的頻率變換電路的方框圖。頻率變換電路45在頻率變換電路30(圖1)中同時設置帶通濾波器53(圖3)和帶通濾波器54(圖4)。即，通過在分頻器37和混頻器36之間插入了帶通濾波器53，消除分頻器37產(chǎn)生的寄生信號，通過在分頻器36和切換開關35之間插入帶通濾波器54，消除在混頻器36中產(chǎn)生的寄生信號。這樣，由于分頻器37產(chǎn)生的寄生信號在其后立刻被消除，在混頻器36以后不會殘留無用的寄生信號，而且由于分頻器36產(chǎn)生的寄生信號在其后立刻被消除，在切換開關35以后不會殘留無用的寄生信號，因而可以確保良好的信號純度。
并且，由于追加設置的帶通濾波器53、54以外的結(jié)構(gòu)與頻率變換電路30(圖1)相同，因而與第一實施例一樣，第五實施例也可以不追加新的本機振蕩器，在確保信號純度和振蕩頻移的響應時間的同時，能夠擴大可變頻率的頻帶。
(第六實施例)圖6是構(gòu)成第六實施例的頻率變換電路的方框圖。頻率變換電路46中，取代頻率變換電路30(圖1)的分頻器37而設置可變分頻器56。分頻器37的分頻比固定為(1/6)，而可變分頻器56的分頻比則可變。通過使該可變分頻器56的分頻比可變，可以進一步擴大頻率可變范圍。
另外，由于可變分頻器56以外的結(jié)構(gòu)與頻率變換電路30(圖1)相同，因而與第一實施例一樣，第六實施例也可以不追加新的本機振蕩器，在確保信號純度和振蕩頻移的響應時間的同時，能夠擴大可變頻率的頻帶。
(第七實施例)圖7是構(gòu)成第七實施例的頻率變換電路的方框圖。頻率變換電路47在頻率變換電路42(圖2)的倍增器52和混頻器36之間插入了帶通濾波器57。帶通濾波器57用以消除用倍增器52倍增基準振蕩波時產(chǎn)生的寄生信號。這樣，由于倍增器52產(chǎn)生的寄生信號在其后立刻被消除，在混頻器36以后不會殘留無用的寄生信號，因而可以確保良好的信號純度。
由于追加設置的帶通濾波器57以外的結(jié)構(gòu)與頻率變換電路42(圖2)相同，因而與第二實施例一樣，第七實施例也可以不追加新的本機振蕩器，在確保信號純度和振蕩頻移的響應時間的同時，能夠擴大可變頻率的頻帶。
另外，該實施例中采用了帶通濾波器57，但是在幾乎不產(chǎn)生比倍增器倍增后的頻率低的頻率信號的情況下也可以取代帶通濾波器57而采用低通濾波器。
(第八實施例)圖8是構(gòu)成第八實施例的頻率變換電路的方框圖。頻率變換電路48在頻率變換電路42(圖2)的混頻器36和切換開關35之間插入了帶通濾波器58。帶通濾波器58用以消除來自倍增器52的信號和來自本機振蕩器32的本機振蕩波在混頻器36中混合時產(chǎn)生的寄生信號。這樣，由于混頻器36產(chǎn)生的寄生信號在其后立刻被消除，在切換開關35以后不會殘留無用的寄生信號，因而可以確保良好的信號純度。
由于追加設置的帶通濾波器58以外的結(jié)構(gòu)與頻率變換電路42(圖2)相同，因而與第二實施例一樣，第八實施例也可以不追加新的本機振蕩器，在確保信號純度和振蕩頻移的響應時間的同時，能夠擴大可變頻率的頻帶。
(第九實施例)圖9是構(gòu)成第九實施例的頻率變換電路的方框圖。頻率變換電路49在頻率變換電路42(圖2)中同時設置帶通濾波器57(圖7)和帶通濾波器58(圖8)。即，通過在倍增器52和混頻器36之間插入了帶通濾波器57，消除倍增器52產(chǎn)生的寄生信號，通過在分頻器36和切換開關35之間插入帶通濾波器58，消除在混頻器36中產(chǎn)生的寄生信號。這樣，由于倍增器52產(chǎn)生的寄生信號在其后立刻被消除，在混頻器36以后不會殘留無用的寄生信號，而且由于分頻器36產(chǎn)生的寄生信號在其后立刻被消除，在切換開關35以后不會殘留無用的寄生信號，因而可以確保良好的信號純度。
另外，由于追加設置的帶通濾波器57、58以外的結(jié)構(gòu)與頻率變換電路42(圖2)相同，因而與第二實施例一樣，第九實施例也可以不追加新的本機振蕩器，在確保信號純度和振蕩頻移的響應時間的同時，能夠擴大可變頻率的頻帶。
工業(yè)上利用的可能性如上所述的本發(fā)明的頻率變換電路及通信裝置可以適用于CDMA系統(tǒng)等的無線通信系統(tǒng)、無線基站裝置以及無線終端裝置。
權(quán)利要求
1.一種頻率變換電路，它是用本機振蕩器對由來自基準振蕩器的基準振蕩波所調(diào)制的信號進行頻率變換的頻率變換電路，其特征在于包括混合來自所述基準振蕩器的基準振蕩波及來自所述本機振蕩器的本機振蕩波的第一混頻器；選擇來自該第一混頻器的混合波及來自所述本機振蕩器的本機振蕩波中其中一個的開關；混合基準振蕩波所調(diào)制的信號和所述開關所選擇的信號的第二混頻器。
2.如權(quán)利要求1所述的頻率變換電路，其特征在于包括配置于所述第一混頻器的后級、用以消除第一混頻器產(chǎn)生的寄生信號的帶通濾波器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的頻率變換電路，其特征在于還包括插入于所述基準振蕩器和第一混頻器之間、對基準振蕩波分頻的分頻器。
4.如權(quán)利要求3所述的頻率變換電路，其特征在于所述分頻器是分頻比可變的可變分頻器。
5.如權(quán)利要求3所述的頻率變換電路，其特征在于還包括配置于所述分頻器的后級、用以消除分頻器產(chǎn)生的寄生信號的帶通濾波器。
6.如權(quán)利要求1或2所述的頻率變換電路，其特征在于還包括插入于所述基準振蕩器和第一混頻器之間、用以倍增基準振蕩波的倍增器。
7.如權(quán)利要求6所述的頻率變換電路，其特征在于還包括配置于所述倍增器的后級、用以消除倍增器產(chǎn)生的寄生信號的帶通濾波器。
8.一種通信裝置，它是包含有用本機振蕩器對由來自基準振蕩器的基準振蕩波所調(diào)制的信號進行上變頻的頻率變換電路、并將該頻率變換電路頻率變換的信號發(fā)送到外部的通信裝置，其特征在于，所述頻率變換電路包括混合來自所述基準振蕩器的基準振蕩波及來自所述本機振蕩器的本機振蕩波的第一混頻器；選擇來自該第一混頻器的混合波及來自所述本機振蕩器的本機振蕩波中其中一個的開關；混合基準振蕩波所調(diào)制的信號和所述開關所選擇的信號的第二混頻器。
9.如權(quán)利要求8所述的通信裝置，其特征在于所述頻率變換電路還包括混合從外部接收的信號和所述開關的輸出并進行下變頻的第三混頻器。
全文摘要
構(gòu)成無線通信裝置的頻率變換電路30，用本機振蕩器32對由來自基準振蕩器31的基準振蕩波所調(diào)制的信號進行頻率變換，它還包括第一混頻器36；切換開關35；第二混頻器33。第一混頻器36混合來自基準振蕩器31的基準振蕩波及來自上述本機振蕩器的本機振蕩波；切換開關35選擇來自第一混頻器36的混合波及來自上述本機振蕩器32的本機振蕩波中其中一個；第二混頻器33混合基準振蕩波所調(diào)制的信號和來自切換開關35的輸出信號。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以不追加新的本機振蕩器，在確保信號純度和振蕩頻率移動的應答時間的同時，能夠擴大頻率的頻帶。
文檔編號H04B1/40GK1426632SQ01808482
公開日2003年6月25日 申請日期2001年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月26日
發(fā)明者森重秀樹 申請人:三菱電機株式會社