特許 5651824 ミリ波帯無線送受信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5651824

(24)【登録日】2014年11月28日

(45)【発行日】2015年1月14日

(54)【発明の名称】ミリ波帯無線送受信装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/40 20150101AFI20141218BHJP

【ＦＩ】

   H04B1/40

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-557732(P2012-557732)

(86)(22)【出願日】2011年2月17日

(86)【国際出願番号】JP2011053402

(87)【国際公開番号】WO2012111131

(87)【国際公開日】20120823

【審査請求日】2013年12月30日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度、総務省電波資源拡大のための研究開発、「ミリ波帯ブロードバンド通信用超高速ベースバンド・高周波混載集積回路技術の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】304021417

【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】100124257

【弁理士】

【氏名又は名称】生井 和平

(72)【発明者】

【氏名】岡田 健一

(72)【発明者】

【氏名】松澤 昭

【審査官】 石田 昌敏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０９４３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７３２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４５０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４１３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１１６３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １／３８− １／５８

Ｈ０４Ｂ １／１６

Ｈ０４Ｂ １／０４

Ｈ０４Ｌ ２７／００−２７／３０

Ｈ０３Ｂ １１／００−２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ミリ波帯の搬送波を用いるミリ波帯無線送受信装置であって、該ミリ波帯無線送受信装置は、
注入同期型発振器からなるＩ／Ｑ結合型の送信用直交発振器である送信用局部発振器と、該送信用局部発振器からのＩ成分とＱ成分の２つの信号を混合するＩ成分用とＱ成分用の２つの送信用ミキサと、を有し、送信用直交発振器から２つの送信用ミキサまでの配線長が、Ｉ／Ｑミスマッチを軽減するためにそれぞれ等しく対称に配置される、直交するＩ成分とＱ成分による変調信号を送信する送信部と、
注入同期型発振器からなるＩ／Ｑ結合型の受信用直交発振器である受信用局部発振器と、該受信用局部発振器からのＩ成分とＱ成分の２つの信号を混合し受信ベースバンド信号を出力するＩ成分用とＱ成分用の２つの受信用ミキサと、を有し、受信用直交発振器から２つの受信用ミキサまでの配線長が、Ｉ／Ｑミスマッチを軽減するためにそれぞれ等しく対称に配置される、直交するＩ成分とＱ成分による変調信号を受信する受信部と、
送信用局部発振器及び受信用局部発振器に基準周波数信号を注入する基準周波数信号発生器と、
を具備することを特徴とするミリ波帯無線送受信装置。

【請求項2】

ミリ波帯の搬送波を用いるミリ波帯無線送受信装置であって、該ミリ波帯無線送受信装置は、
注入同期型発振器からなる送信用局部発振器と、該送信用局部発振器からの信号と送信ベースバンド信号とを混合する送信用ミキサと、送信用ミキサから送信用アンテナへの信号を増幅する送信用アンプと、を有する送信部と、
受信用アンテナからの信号を増幅する受信用アンプと、注入同期型発振器からなる受信用局部発振器と、該受信用局部発振器からの信号と受信用アンプからの信号とを混合し受信ベースバンド信号を出力する受信用ミキサと、を有する受信部と、
送信用局部発振器及び受信用局部発振器に基準周波数信号を注入する基準周波数信号発生器と、
を具備し、
さらに、送信用局部発振器と受信用局部発振器とがそれぞれ基準周波数信号発生器からの基準周波数信号にロックするように、送信用局部発振器及び受信用局部発振器を個々に調整するためのキャリブレーション部を具備することを特徴とするミリ波帯無線送受信装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のミリ波帯無線送受信装置において、前記基準周波数信号発生器は、ＰＬＬを用いたものであることを特徴とするミリ波帯無線送受信装置。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３の何れかに記載のミリ波帯無線送受信装置において、前記送信部及び受信部は、ダイレクトコンバージョン方式、スーパーヘテロダイン方式、又はスライディングＩＦ方式の何れかであることを特徴とするミリ波帯無線送受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はミリ波帯無線送受信装置に関し、特に、注入同期型発振器を用いるミリ波帯無線送受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、無線送受信装置は、移動体通信等への需要が増大し、これまで以上に通信品質、信頼性の向上が望まれている。ミリ波帯（例えば６０ＧＨｚ帯）の無線送受信装置では、回路構成を簡略化及び低コスト化を図るために、６０ＧＨｚから直接ベースバンドにダウンコンバート又はアップコンバートするダイレクトコンバージョン方式の無線送受信機が提案されている。このような無線送受信装置は、一般的に高周波信号を増幅するアンプやミキサ回路、局部発振器等で構成されている。これらのうち、搬送波信号を生成する局部発振器からの信号が、無線通信装置の特性を左右するものとなる。したがって、ミリ波帯における無線通信装置の実現にあたっては、局部発振器の位相雑音の改善が課題であった。

【0003】

さらに、デジタル変調方式を用いた無線通信装置では、局部発振器は位相が互いに９０度ずれたＩ成分信号とＱ成分信号の２相の正弦波出力が用いられる。例えばそれぞれを差動信号として動作させるときには、合計４相もの正弦波出力が必要となる。従来の４相正弦波出力の局部発振器の構成は、例えば出力周波数の２倍の周波数の信号を生成し、これを分周して４相出力とするものや、２相正弦波出力の発振器を２つ用意して組み合わせるもの、ポリフェーズフィルタを用いるもの等があった。これらはＩ／Ｑ不整合の問題等、何れも技術的な難易度が高かった。

【0004】

また、発振器として、注入同期型発振器というものが存在する。例えば特許文献１には、注入された基準周波数信号に同期した整数倍の周波数で発振する注入同期型発振器が開示されている。基準周波数信号の位相雑音が低ければ、これに同期した整数倍の周波数の出力信号の位相雑音も低く抑えることが可能である。

【0005】

さらに、Ｉ成分信号とＱ成分信号の不整合に対してキャリブレーションが不要なダイレクトコンバージョン方式の無線送受信機として、例えば特許文献２に開示のものがある。これは、送信機側及び受信器側にそれぞれ局部発振器が設けられ、送信機側でパイロット信号を付加した上で発信し、受信機側でパイロット信号を抽出し、予め用意されたテンプレートデータと比較して、誤差範囲内に納まるように９０度シフト位相器のシフト調整を行って位相を調整することでＩ／Ｑ不整合を補正するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−１１７８９４号公報

【特許文献2】特開２００８−２０５８１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１のような注入同期型発振器を無線送受信機の局部発振器として用いる場合に、特にＩ／Ｑ成分信号を用いる方式に適用しようとした場合には、Ｉ／Ｑ不整合の問題は解消できなかった。即ち、局部発振器として注入同期型発振器を用いるに過ぎず、Ｉ／Ｑ不整合の問題については何ら対処されるものではなかった。

【0008】

また、特許文献２に開示のものは、送信機側でパイロット信号を付加したり受信器側でパイロット信号を抽出したりしなければならず、また、予めテンプレートデータも用意しなければいけないものであった。さらに、特許文献２では、局部発振器については特に記載が無く、ミリ波帯のような高周波帯での位相雑音の低減といった観点にも欠けていた。

【0009】

本発明は、斯かる実情に鑑み、位相雑音特性を改善でき、さらに、送信部及び受信部の各局部発振器をそれぞれ独立してキャリブレーションすることも可能なミリ波帯無線送受信装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述した本発明の目的を達成するために、本発明によるミリ波帯無線送受信装置は、注入同期型発振器からなる送信用局部発振器と、該送信用局部発振器からの信号と送信ベースバンド信号とを混合する送信用ミキサと、送信用ミキサから送信用アンテナへの信号を増幅する送信用アンプと、を有する送信部と、受信用アンテナからの信号を増幅する受信用アンプと、注入同期型発振器からなる受信用局部発振器と、該受信用局部発振器からの信号と受信用アンプからの信号とを混合し受信ベースバンド信号を出力する受信用ミキサと、を有する受信部と、送信用局部発振器及び受信用局部発振器に基準周波数信号を注入する基準周波数信号発生器と、を具備するものである。

【0011】

さらに、送信用局部発振器と受信用局部発振器とがそれぞれ基準周波数信号発生器からの基準周波数信号にロックするように、送信用局部発振器及び受信用局部発振器を個々に調整するためのキャリブレーション部を具備するものであっても良い。

【0012】

また、送信部は直交するＩ成分とＱ成分による変調信号を送信し、受信部は直交するＩ成分とＱ成分による変調信号を受信するものであっても良い。

【0013】

また送信部は、Ｉ／Ｑ結合型の送信用直交発振器と、Ｉ成分用とＱ成分用の２つの送信用ミキサを具備し、送信用直交発振器から２つの送信用ミキサまでの配線長が、Ｉ／Ｑミスマッチを軽減するためにそれぞれ等しく対称に配置され、受信部は、Ｉ／Ｑ結合型の受信用直交発振器と、Ｉ成分用とＱ成分用の２つの受信用ミキサを具備し、受信用直交発振器から２つの受信用ミキサまでの配線長が、Ｉ／Ｑミスマッチを軽減するためにそれぞれ等しく対称に配置されるものであっても良い。

【0014】

また、基準周波数信号発生器は、ＰＬＬを用いたものであっても良い。

【0015】

また、送信部及び受信部は、ダイレクトコンバージョン方式、スーパーヘテロダイン方式、又はスライディングＩＦ方式の何れかであれば良い。

【発明の効果】

【0016】

本発明のミリ波帯無線送受信装置には、位相雑音特性を改善でき、さらに、送信部及び受信部の各局部発振器をそれぞれ独立してキャリブレーションすることも可能であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明のミリ波帯無線送受信装置の概略平面図である。

【図2】図２は、本発明のミリ波帯無線送受信装置の送信用局部発振器の回路構成の一例である。

【図3】図３は、本発明のミリ波帯無線送受信装置のキャリブレーションの流れを説明するためのフロー図である。

【図4】図４は、本発明のミリ波帯無線送受信装置の送信用局部発振器の発振周波数を下限から上限までスイープしたときの、受信ベースバンド周波数の変化の一例を表すグラフである。

【図5】図５は、本発明のミリ波帯無線送受信装置の各構成要素の回路基板上での配置を説明するための概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明のミリ波帯無線送受信装置の概略平面図である。図示の通り、本発明のミリ波帯無線送受信装置は、送信部１０と、受信部２０と、基準周波数信号発生器３０とから主に構成されている。そして、基準周波数信号発生器３０による基準周波数信号は、後述の送信部１０の送信用局部発振器１１及び受信部２０の受信用局部発振器２２のそれぞれに注入されている。なお、送信部１０及び受信部２０は、基本的に同じ回路構成を用いれば良く、以下の説明でも基本的に送信部１０について詳細に説明し、受信部２０については送信部１０と異なる点を中心に説明する。また、以下の図示例では送信部１０及び受信部２０は、局部発振器の周波数と搬送波との周波数が略同一のダイレクトコンバージョン方式を用いた無線送受信装置を中心に説明するが、本発明はこれに限定されず、送信部及び受信部のそれぞれに注入同期型発振器からなる局部発振器を用いた構成であれば、中間周波数増幅段（ＩＦ段）を設けても良い。このＩＦ段の方式はスーパーヘテロダイン方式やスライディングＩＦ方式等を用いても良く、特定の方式に限定されるものでもない。さらに、図１に示されるミリ波帯無線送受信装置では、送信ベースバンド信号や受信ベースバンド信号がそれぞれ１つしか示されていないが、本発明はこれに限定されず、送信部と受信部にそれぞれ局部発振器が設けられるものであれば、送信部１０が例えば直交するＩ成分とＱ成分による変調信号を送信し、受信部２０が直交するＩ成分とＱ成分による変調信号を受信するような構成としても良い。後述の具体的な局部発振器の回路構成においては、このようなＩ／Ｑ成分信号を出力するＩ／Ｑ結合型の直交発振器を例示した。

【0019】

さて、本発明のミリ波帯無線送受信装置において、送信部１０は、送信用局部発振器１１と、送信用ミキサ１２と、送信用アンプ１３とから主に構成されている。送信用局部発振器１１は、注入同期型発振器（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｏｃｋｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）からなるものである。送信用局部発振器１１を構成する注入同期型発振器は、後述の基準周波数信号発生器３０から注入される基準周波数信号を逓倍して高周波を出力するものである。ダイレクトコンバージョン方式の場合には、送信用局部発振器１１からの出力は、ミリ波帯の信号となる。

【0020】

図２に、送信用局部発振器１１の回路構成の一例を示す。この例では、４相正弦波出力が可能な注入同期型発振器を示した。即ち、位相が互いに９０度ずれたＩ成分信号とＱ成分信号を発信するＩ／Ｑ結合型の直交発振器であり、各信号それぞれを差動信号として動作させる場合の回路構成の一例である。なお、本発明のミリ波帯無線送受信装置においては、図示例のような４相正弦波出力が可能な注入同期型発振器には限定されず、注入同期型発振器を用いてミリ波帯の信号を出力できるものであれば、いかなる構成であっても良い。また、Ｉ／Ｑ成分信号を出力する場合、Ｉ／Ｑ結合型直交発振器にも限定されず、例えばＩ成分信号発振用の局部発振器とＱ成分信号生成用の移相器とを組み合わせてＩ／Ｑ成分信号を出力するものであっても良い。

【0021】

さて、図示の通り、送信用局部発振器１１は、差動信号用にＩＮＪ_ｎとＩＮＪ_ｐの２つの注入端子を有しており、ここに基準周波数信号発生器３０の出力が入力される。図示例の注入同期型発振器は、９０度位相が異なるＩ成分信号とＱ成分信号が出力されるＩ／Ｑ結合型発振器である。このような構成の注入同期型発振器では、Ｉ成分信号とＱ成分信号の２つの信号により全体の出力周波数が決まる。例えば製造上のばらつき等により、Ｉ成分信号用の発振器とＱ成分信号用の発振器にミスマッチが生じた場合、それぞれの信号の発振周波数が変わり、Ｉ／Ｑの位相バランスにミスマッチが生じ得る。そこで、例えばＩ−Ｑ間の結合を一旦切り、個々の発振器をそれぞれ発振させた上でＩ成分信号用の発振周波数とＱ成分信号用の発振周波数を比べ、両者が等しくなるように周波数制御信号を調整することでＩ／Ｑの位相バランスのマッチングを図ることも可能である。この個々の発振周波数の調整には、例えばＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）を用い、デジタル制御信号により出力されるアナログ信号により発振器のバイアスを調整することで、発振周波数が調整されれば良い。

【0022】

このように構成される注入同期型発振器からなる送信用局部発振器１１は、基準周波数信号発生器３０からの出力を注入ロック信号として用いてＮ逓倍するものとなる。例えば基準周波数信号発生器３０が２０ＧＨｚの基準周波数信号を出力する場合、これを注入同期型発振器に注入すると、３逓倍して６０ＧＨｚの信号を生成することが可能となる。この場合、送信用局部発振器１１は、例えばアンロック状態で５７ＧＨｚ〜６６ＧＨｚの周波数の信号を出力するように調整されれば良い。このように調整することで、基準周波数信号にロックした信号を出力することが可能となる。

【0023】

ここで、図１に示されるように、送信用局部発振器１１には、基準周波数信号発生器３０からの基準周波数信号に送信用局部発振器１１がロックするように調整するキャリブレーション部１４が接続されていても良い。キャリブレーション部１４は、例えばＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）で構成され、デジタル制御信号により出力されるアナログ信号により発振器のバイアスを調整することで、発振周波数が調整されれば良い。

【0024】

そして、送信部１０の送信用ミキサ１２は、送信用局部発振器１１からの信号と送信ベースバンド信号とを混合するものである。送信用局部発振器１１からの信号、即ち搬送波に、送信ベースバンド信号、即ち、送信したい情報を重畳（搬送波＋送信情報）するために、送信用ミキサ１２が用いられる。送信用ミキサ１２は、一般的な回路構成のものであれば良く、特定のものに限定はされない。

【0025】

そして、送信用アンプ１３は、送信用ミキサ１２から送信用アンテナ１５への信号を増幅するものである。これにより、送信部１０の最終段で所定の送出電力を得るように構成している。送信用アンプ１３についても、一般的な回路構成のものであれば良く、特定のものに限定はされない。

【0026】

このように構成された送信部１０により、アップコンバージョンされた信号が送信用アンテナ１５から放射される。

【0027】

そして、再度図１を参照すると、受信部２０は、受信用アンプ２１と、受信用局部発振器２２と、受信用ミキサ２３とから主に構成されている。受信用アンプ２１は、受信用アンテナ２４からの信号を増幅するものである。受信用アンテナ２４により受信された信号が微弱な場合に特に有効なものであるが、入力信号が十分に大きい場合等には、受信部２０の初段でのアンプは省略可能である。受信用アンプ２１についても送信用アンプ１３と同様、一般的な回路構成のものであれば良く、特定のものに限定はされない。

【0028】

また、受信用局部発振器２２は、基本的に送信用局部発振器１１と同じ回路構成のものを用いれば良い。即ち、送信部１０及び受信部２０はそれぞれが対応した方式で構成されるため、送信用局部発振器１１が例えば図２に示されるような、４相正弦波出力が可能な注入同期型発振器であれば、受信用局部発振器２２も図２に示されるような、４相正弦波出力が可能な注入同期型発振器であれば良い。

【0029】

そして、受信用ミキサ２３は、受信用局部発振器２２からの信号と受信用アンプ２１からの信号とを混合し、受信ベースバンド信号を出力するものである。送信用局部発振器１１と受信用局部発振器２２は、共に同じ基準周波数信号発生器３０からの基準周波数信号が注入されているため、受信用ミキサ２３を用いて、受信用アンプ２１からの信号から、受信用局部発振器２２からの信号、即ち搬送波を差分することで、送信された情報である受信ベースバンド信号のみを抽出することができる。

【0030】

ここで、図１に示されるように、受信用局部発振器２２にも、送信用局部発振器１１と同様、基準周波数信号発生器３０からの基準周波数信号に受信用局部発振器２２がロックするように調整するキャリブレーション部２５が接続されても良い。キャリブレーション部２５は、例えばＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）で構成され、デジタル制御信号により出力されるアナログ信号により発振器のバイアスを調整することで発振周波数が調整されれば良い。

【0031】

このように構成された受信部２０により、ダウンコンバージョンされた受信ベースバンド信号が受信される。

【0032】

ここで、送信用局部発振器１１及び受信用局部発振器２２に基準周波数信号を注入する基準周波数信号発生器３０は、高安定なものが好ましい。基準周波数信号発生器３０の位相雑音を低く抑えることで、送信用局部発振器１１及び受信用局部発振器２２についても位相雑音を低く抑えることが可能となるからである。例えば、基準周波数信号発生器３０は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）から構成されれば良い。ＰＬＬについては、一般的な回路構成のものであれば良く、特定のものに限定はされない。例えば、基準周波数信号として２０ＧＨｚ帯の信号をＰＬＬから出力するために、例えば基準周波数として３６ＭＨｚの信号を水晶発振器等からＰＬＬへ入力し、これを５４０〜６００逓倍することで、２０ＧＨｚ前後の基準周波数信号を出力することが可能となる。なお、本発明では、基準周波数信号発生器はＰＬＬを用いたものに限定されるものではなく、高安定に基準周波数信号を出力可能なものであれば、いかなる構成であっても構わない。

【0033】

このように構成された本発明のミリ波帯無線送受信装置では、送信部１０と受信部２０のそれぞれに別個の注入同期型発振器（送信用局部発振器１１、受信用局部発振器２２）が設けられているため、これらの２つの注入同期型発振器をそれぞれ個々にキャリブレーションすることが可能となる。即ち、送信側と受信側で、基準周波数信号に注入同期型発振器がロックするように、それぞれの同期周波数範囲の調整が可能となる。さらに、Ｉ／Ｑ成分信号を用いる構成であれば、送信側と受信側のそれぞれの発振器において、Ｉ／Ｑの位相バランスのマッチングを個々に図ることも可能となる。

【0034】

以下、図３を用いて、本発明のミリ波帯無線送受信装置において、基準周波数信号にロックするようにキャリブレーションを行う際の流れについて説明する。図３は、本発明のミリ波帯無線送受信装置のキャリブレーションの流れを説明するためのフロー図である。なお、キャリブレーションを行う場合には、送信部の出力はアンテナを介して受信部側に漏れるため、この状態で受信ベースバンド信号を観察しても良い。さらに、送信部の出力を直接受信部に入力しても良い。これは、例えば図１に示されるような、直接接続用のスイッチ４０を用いて、直接的に信号を入力するようにすれば良い。また、キャリブレーションを行う際には、送信ベースバンド信号として所定のＤＣ成分信号を用いれば良い。これにより、送信側ミキサ１２から送信用局部発振器１１の正弦波信号が出力されるようになる。なお、Ｉ／Ｑ成分信号を用いる構成であれば、基準周波数信号にロックするようにキャリブレーションを行う前に、予めＩ／Ｑの位相バランスのマッチングを行っておけば良い。

【0035】

図示の通り、まず、一方の局部発振器の発振周波数を上限又は下限に設定する（ステップＳ１１）。具体的には、例えば受信用局部発振器２２に接続されるキャリブレーション部２５を用いて、受信用局部発振器２２の発振周波数ｆ_Ｒｘを上限に設定する。この際には、受信用局部発振器２２には基準周波数信号は注入せず、フリーランさせておいても良い。次に、他方の局部発振器の発振周波数を下限から上限までスイープし、ベースバンド周波数が一定となる発振周波数を検出する（ステップＳ１２）。具体的には、送信用局部発振器１１に基準周波数信号を注入した状態で、送信用局部発振器１１に接続されるキャリブレーション部１４を用いて、送信用局部発振器１１の発振周波数ｆ_Ｔｘを下限から上限までスイープし、ベースバンド周波数ｆ_Δ＝｜ｆ_Ｒｘ−ｆ_Ｔｘ｜を測定し、ｆ_Δが一定となる範囲の送信用局部発振器１１の発振周波数を検出する。発振周波数ｆ_Ｔｘを下限から上限までスイープするには、キャリブレーション部１４により発振周波数を制御する信号をスイープすれば良い。図４は、送信用局部発振器１１の発振周波数を下限から上限までスイープしたときの、受信ベースバンド周波数ｆ_Δの変化の一例を表すグラフである。測定されたｆ_Δは、図４に示されるように変化するが、ｆ_Δが一定となる範囲が、送信用局部発振器１１が基準周波数信号発生器３０の基準周波数信号にロックしている状態である。次に、この一定の範囲の中心付近に他方の局部発振器の発振周波数を固定する（ステップＳ１３）。具体的には、送信用局部発振器１１の発振周波数をこの一定の範囲の中心付近に設定することで、送信側の注入同期型発振器が容易にロックするようになる。そして、今度は一方の局部発振器の発振周波数を下限から上限までスイープし、ベースバンド周波数が一定となる発振周波数を検出する（ステップＳ１４）。具体的には、受信用局部発振器２２に接続されるキャリブレーション部２５を用いて、受信用局部発振器２２の発振周波数ｆ_Ｒｘを下限から上限までスイープし、同様にｆ_Δが一定となる範囲の受信用局部発振器２２の発振周波数を検出する。そして最後に、この一定の範囲の中心付近に一方の局部発振器の発振周波数を固定する（ステップＳ１５）。具体的には、送信用局部発振器１１と同様に、この一定の範囲の中心付近に受信用局部発振器２２の発振周波数を設定することで、受信側の注入同期型発振器が容易にロックするようになる。

【0036】

なお、上述の具体例では、一方の局部発振器を受信用局部発振器２２とし、他方の局部発振器を送信用局部発振器１１として説明したが、本発明のミリ波帯無線送受信装置ではこれに限定されず、逆であっても勿論良い。また、ステップＳ１４において、一方の局部発振器の発振周波数をスイープする際には、他方の局部発振器の発振周波数は上限又は下限に設定されても良いし、ステップＳ１３において固定された発振周波数としても良い。

【0037】

このように、本発明のミリ波帯無線送受信装置では、局部発振器が送信側及び受信側にそれぞれ１個ずつあるため、その発振周波数の差であるｆ_Δ（ダウンコンバータ後のベースバンド周波数）を観察してキャリブレーションできるため、高周波を扱う必要がなく、安価なカウンタ等で容易に観察可能である。また、局部発振器として例えばＩ／Ｑ結合型の直交発振器が用いられる場合にも有利となる。即ち、直交発振器では、Ｉ／Ｑの位相バランスのマッチングを図るが、この際、送信側と受信側のそれぞれの局部発振器の位相バランスを個々に調整し、その上で局部発振器がロックしやすいようにキャリブレーションできるようになるため、非常に柔軟な調整が可能となる。

【0038】

次に、本発明のミリ波帯無線送受信装置の回路基板上での配置について説明する。図５は、本発明のミリ波帯無線送受信装置の各構成要素の回路基板上での配置を説明するための概略平面図である。なお、図示例では、回路基板の種々の詳細な配線パターンは省略し、また、各構成要素はブロックで簡略化して示している。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。この例は、局部発振器としてＩ／Ｑ結合型直交発振器を用いた例であり、以下に説明する通り、配線長を揃えることで、Ｉ／Ｑの位相バランスのミスマッチの軽減を図るものである。即ち、図示例では、本発明のミリ波帯無線送受信装置は、回路基板５０上に、送信部１０が、Ｉ／Ｑ結合型の送信用直交発振器５１と、Ｉ成分用とＱ成分用の２つの送信用ミキサ５２，５３を具備している。また、受信部２０についても、Ｉ／Ｑ結合型の受信用直交発振器６１と、Ｉ成分用とＱ成分用の２つの受信用ミキサ６２，６３を具備している。そして、送信用直交発振器５１から２つの送信用ミキサ５２，５３までの配線長が、それぞれ等しく対称に配置されている。同様に、受信用直交発振器６１から２つの受信用ミキサ６２，６３までの配線長が、それぞれ等しく対称に配置されている。このように、Ｉ成分用とＱ成分用のミキサがそれぞれある場合には、配線長を揃えるように配置されることで、配線長の違いによるＩ／Ｑミスマッチを軽減することが可能となる。

【0039】

なお、本発明のミリ波帯無線送受信装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0040】

１０ 送信部
１１ 送信用局部発振器
１２ 送信用ミキサ
１３ 送信用アンプ
１４ キャリブレーション部
１５ 送信用アンテナ
２０ 受信部
２１ 受信用アンプ
２２ 受信用局部発振器
２３ 受信用ミキサ
２４ 受信用アンテナ
２５ キャリブレーション部
３０ 基準周波数信号発生器
４０ スイッチ
５０ 回路基板
５１ 送信用直交発振器
５２，５３ 送信用ミキサ
６１ 受信用直交発振器
６２，６３ 受信用ミキサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】