周波数変換装置及び周波数変換方法
【課題】本発明は、入力されたアナログ信号の周波数を中間周波数に変換する周波数変換装置及び周波数変換方法において、スプリアス等のノイズによる影響を低減することを目的とする。
【解決手段】本願発明の周波数変換装置は、周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生する校正用信号発生部２１と、位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部２２と、校正用信号発生部からの校正用信号に、信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部２３と、信号合成部からの合成信号を、チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部１２−１〜１２−Ｎと、周波数変換部からの中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤＣ１３−１〜１３−Ｎと、異なるＡＤＣのデジタル信号の位相差をアベレージングして算出する演算処理部１４と、を備える。
【解決手段】本願発明の周波数変換装置は、周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生する校正用信号発生部２１と、位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部２２と、校正用信号発生部からの校正用信号に、信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部２３と、信号合成部からの合成信号を、チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部１２−１〜１２−Ｎと、周波数変換部からの中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤＣ１３−１〜１３−Ｎと、異なるＡＤＣのデジタル信号の位相差をアベレージングして算出する演算処理部１４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数変換装置及び周波数変換方法に関し、特に位相測定時におけるノイズの影響を低減するための周波数変換装置及び周波数変換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
広帯域のアナログ信号を周波数変換する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の装置は、広帯域のアナログ信号を周波数帯域の異なる複数のチャンネルに分波し、チャンネルごとに周波数変換を行って中間周波数信号に変換し、中間周波数信号をデジタル信号に変換した後に、各デジタル信号の位相が合うように各チャンネルのデジタル信号を合成する。各デジタル信号の位相を合わせるために、各チャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を周波数変換して各チャンネル間の位相差を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４６９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、校正用信号のスプリアス等のノイズによる影響は考慮されていない。このため、校正用信号を用いて測定した各チャンネル間の位相差には、スプリアス等のノイズによる影響を受けている。
【０００５】
そこで、本発明は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減する周波数変換装置及び周波数変換方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本願発明の周波数変換装置及び周波数変換方法は、位相差を測定するためのアナログ信号に、位相がランダムに変動する位相変動信号を合成することを特徴とする。
【０００７】
具体的には、本願発明の周波数変換装置は、位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部（２２）と、入力されたアナログ信号に、前記位相変動信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部（２３）と、前記信号合成部からの合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部（１２）と、を備える。
【０００８】
位相変動信号発生部及び信号合成部を備えるため、入力されたアナログ信号に位相がランダムに変動する位相変動信号を合成した合成信号を用いて周波数変換を行うことができる。周波数変換部が周波数変換後の信号に平均化処理を施すことで、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。したがって、本願発明の周波数変換装置は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
【０００９】
本願発明の周波数変換装置では、前記入力されたアナログ信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変する信号強度調整部（２４）をさらに備えていてもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、信号強度調整部をさらに備えることで、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
【００１０】
具体的には、本願発明の周波数変換装置は、周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生する校正用信号発生部（２１）と、位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部（２２）と、前記校正用信号発生部からの校正用信号に、前記信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部（２３）と、前記信号合成部からの合成信号を、前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部（１２−１〜１２−Ｎ）と、前記周波数変換部からの中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）（１３−１〜１３−Ｎ）と、異なる前記ＡＤＣのデジタル信号から算出された各チャンネル間の位相差をアベレージングして算出する演算処理部（１４）と、を備える。
【００１１】
校正用信号発生部と、位相変動信号発生部と、信号合成部と、周波数変換部と、ＡＤＣと、を備えるため、校正用信号に位相変動信号を合成した合成信号を用いて、各チャンネル間のデジタル信号の位相差を測定することができる。演算処理部は、デジタル信号から算出した位相差をアベレージングして算出するため、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。したがって、本願発明の周波数変換装置は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
【００１２】
本願発明の周波数変換装置では、前記校正用信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変する信号強度調整部（２４）をさらに備えていてもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、信号強度調整部をさらに備えることで、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
【００１３】
具体的には、本願発明の周波数変換方法は、入力されたアナログ信号に、位相がランダムに変動する位相変動信号を合成する合成手順と、前記合成手順で合成後の合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換手順と、を順に有する。
【００１４】
合成手順を実行するため、入力されたアナログ信号に位相がランダムに変動する位相変動信号を合成した合成信号を用いて周波数変換を行うことができる。周波数変換後の信号に平均化処理を施すことで、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。したがって、本願発明の周波数変換方法は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
【００１５】
本願発明の周波数変換方法では、前記合成手順において、前記入力されたアナログ信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変してもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、本発明により、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
【００１６】
具体的には、本願発明の周波数変換方法は、周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号を発生して前記校正用信号及び前記位相変動信号を合成し、前記合成信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記チャンネル間での前記デジタル信号の位相差をアベレージングして算出することで、前記複数のチャンネル間の位相差を測定する位相差測定手順と、入力されたアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に分波し、分波したアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記位相差測定手順で測定した前記複数のチャンネル間の位相差を用いて前記デジタル信号の位相を補正し、位相を補正後の前記デジタル信号を前記チャンネルの周波数帯域に対応させて合成するアナログ信号周波数変換手順と、を順に有する。
【００１７】
位相差測定手順を実行するため、校正用信号に位相変動信号を合成した合成信号を用いて、各チャンネルのデジタル信号の位相差を測定することができる。ここで、デジタル信号の位相差をアベレージングして算出するため、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
アナログ信号周波数変換手順を実行するため、デジタル信号の位相を補正することができる。ここで、位相差測定手順で測定したチャンネル間の位相差を用いているため、スプリアス等のノイズによる影響を低減した補正値を用いて、デジタル信号の位相を補正することができる。したがって、本願発明の周波数変換方法は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
【００１８】
本願発明の周波数変換方法では、前記位相差測定手順において、前記校正用信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変してもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、本発明により、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減する周波数変換装置及び周波数変換方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ノイズが加わっている系の一例を示す。
【図２】実施形態１に係る周波数変換装置の構成例を示す。
【図３】合成信号ｘの一例を示す。
【図４】実施形態１に係る周波数変換装置の系の一例を示す。
【図５】出力信号ｙ２の信号ベクトルを示す。
【図６】Ｃ／Ｂに対する誤差の比較を示す。
【図７】実施形態２に係る周波数変換装置の一例を示す。
【図８】入力されるアナログ信号Ｘｍの一例を示す。
【図９】位相変動信号発生部及び合成部の第１例を示す。
【図１０】位相変動信号発生部及び合成部の第２例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２２】
（実施形態１）
図１に、ノイズが加わっている系の一例を示す。アナログ信号ｘｏ（ｔ）が入力端子から入力される。チャンネル１からは、出力信号ｙｏ１（ｔ）が出力される。チャンネル２のアナログ信号ｘｏ（ｔ）は、回路５１を介して出力信号ｙｏ２（ｔ）が出力される。ｘｏ（ｔ）がＡｃｏｓ（ω０ｔ＋θ０）で表され、回路５１での位相のずれΔθがθ２であるとする。このとき、チャンネル２に、周波数成分を含んでいるノイズｎ（ｔ）＝Ｂｃｏｓ（ω０ｔ＋θＮ）が加わると、出力信号ｙｏ１（ｔ）及び出力信号ｙｏ２（ｔ）は、次式で表される。
【００２３】
【数１】
となる。
【００２４】
出力信号ｙｏ１（ｔ）及び出力信号ｙｏ２（ｔ）を周波数分析すると、
【数２】
【００２５】
となり、θεが誤差となる。θＮに起因する誤差θεは、平均化処理を行っても減少しないため、出力信号ｙｏ２（ｔ）の位相の測定を正しく行うことができない。
【００２６】
図２に、実施形態１に係る周波数変換装置の構成例を示す。本実施形態に係る周波数変換装置は、位相変動信号発生部２２と、信号合成部２３と、周波数変換部１２と、信号強度調整部２４と、を備え、本実施形態に係る周波数変換方法を実行する。本実施形態に係る周波数変換方法は、合成手順と、周波数変換手順と、を順に有する。
る。
【００２７】
合成手順では、位相変動信号発生部２２が、位相がランダムに変動する位相変動信号γ（ｔ）を発生する。次に、信号合成部２３が、入力されたアナログ信号ｘｏ（ｔ）に、位相変動信号発生部２２からの位相変動信号γ（ｔ）を合成する。ここで、合成は、加算合成を示している。周波数変換手順では、周波数変換部１２が、信号合成部２３からの合成信号ｘ（ｔ）を、入力されたアナログ信号ｘｏ（ｔ）の周波数に応じたローカル信号Ｌで周波数変換する。これにより、周波数変換部１２は、アナログ信号ｘｏ（ｔ）の周波数に応じた中間周波数信号ＩＦ（ｔ）に変換する。
【００２８】
図３に、合成信号ｘの一例を示す。合成信号ｘは、周波数ｆａのアナログ信号ｘｏと、周波数ｆａを含みかつ周波数幅Δｆａの範囲で位相がランダムに変動している位相変動信号γが合成されている。
【００２９】
図４に、実施形態１に係る周波数変換装置の系の一例を示す。図１に示すアナログ信号ｘｏ（ｔ）に代えて合成信号ｘ（ｔ）が入力される。この場合、この合成信号ｘ（ｔ）は、次式で表される。
【数３】
【００３０】
ここで、γ（ｔ）の周波数ω０における位相はθγ（ｎ）とし、全位相領域にランダムに分布するとする。この場合、出力信号ｙ１（ｔ）及び出力信号ｙ２（ｔ）は、次式で表される。
【数４】
【００３１】
出力信号ｙ１（ｔ）及び出力信号ｙ２（ｔ）を周波数分析すると、
【数５】
となる。
【００３２】
図５に、出力信号ｙ２の信号ベクトルを示す。平均化処理をＮ回行うとすると、γ（ｔ）は位相がランダムなため、周波数ω０におけるγ（ｔ）の位相θγ（ｎ）は
【数６】
となる。
【００３３】
そのため、平均化処理をＮ回行うとすると、出力信号ｙ１（ｔ）より算出される位相ψ１は次式で表される。
【数７】
【００３４】
出力信号ｙ２（ｔ）より算出される位相ψ２は次式で表される。
【数８】
【００３５】
ここで、Ｂ＜＜Ｃと限定した場合、
【数９】
となる。
【００３６】
このため、
【数１０】
となる。このように、アベレージングを行うことで、出力信号ｙ２（ｔ）の位相ψ２におけるノイズｎ（ｔ）の影響を減少させることができる。
【００３７】
図６に、Ｃ／Ｂに対する誤差の比較を示す。横軸はＣ／Ｂを示し、縦軸は位相θ２を算出した際の位相における誤差（ｒａｄ）を示す。平均化処理の回数は１００である。Ｃ／Ｂが１０程度であれば、出力信号ｙ２（ｔ）の位相ψ２におけるノイズｎ（ｔ）の影響を減少させることができる。
【００３８】
そこで、実施形態１に係る周波数変換装置は、入力されたアナログ信号ｘｏ（ｔ）の信号強度を可変する信号強度調整部２４をさらに備えることが好ましい。これにより、Ｃ／Ｂの値を、１０以上にすることができる。したがって、実施形態１に係る周波数変換装置は、入力されたアナログ信号ｘｏ（ｔ）の周波数を中間周波数ＩＦ（ｔ）に変換する周波数変換装置において、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズｎ（ｔ）による影響を低減することができる。なお、信号強度調整部２４は、位相変動信号γ（ｔ）の信号強度を可変してもよい。
【００３９】
（実施形態２）
図７に、実施形態２に係る周波数変換装置の一例を示す。実施形態２に係る周波数変換装置は、分配部１１と、周波数変換部１２−１〜１２−Ｎと、ＡＤＣ１３−１〜１３−Ｎと、演算処理部１４と、記憶部１８と、校正用信号発生部２１と、位相変動信号発生部２２と、信号合成部２３と、信号強度調整部２４と、を備える。
【００４０】
図８に、入力されるアナログ信号Ｘｍの一例を示す。分配部１１は、入力されたアナログ信号ＸｍをＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数。）のチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯に分波する。例えば、周波数フィルタ１１−１がチャンネルＣＨ１の周波数帯を抽出し、周波数フィルタ１１−ＮがチャンネルＣＨＮの周波数帯を抽出する。
【００４１】
図７に示す周波数変換部１２−１〜１２−Ｎは、チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯に応じた中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦＮに周波数変換する。ＡＤＣ１３−１〜１３−Ｎは、中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦＮをサンプリングしてデジタル信号Ｄ１〜ＤＮに変換する。演算処理部１４は、ＡＤＣ１３−１〜１３−Ｎからのデジタル信号Ｄ１〜ＤＮを、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯域に対応させて合成する。これにより、本実施形態に係る周波数変換装置は、入力されるアナログ信号Ｘｍの周波数変換を行うことができる。
【００４２】
校正用信号発生部２１は、チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの境界の周波数ｆａ２〜ｆａＮを有する校正用信号ｘｒを発生する。位相変動信号発生部２２は、位相がランダムに変動する位相変動信号γを発生する。信号強度調整部２４は、位相変動信号γの信号強度が予め定められた値となるように、位相変動信号γの信号強度を調整する。これにより、図６で説明したように、Ｃ／Ｂの値を１０以上の一定値に保つことができる。信号合成部２３は、校正用信号発生部２１からの校正用信号ｘｒに、位相変動信号発生部２２からの位相変動信号γを合成する。これにより、校正用信号ｘｒと位相変動信号γの合成された合成信号Ｘｒを用いて、デジタル信号Ｄ１〜ＤＮ間の位相差の測定を行う。
【００４３】
実施形態２に係る周波数変換装置は、実施形態２に係る周波数変換方法を実行する。実施形態２に係る周波数変換方法は、位相差測定手順と、アナログ信号周波数変換手順と、を順に有する。
【００４４】
位相差測定手順では、チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの境界の周波数を有する校正用信号ｘｒを発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号γを発生して校正用信号ｘｒ及び位相変動信号γを合成する。例えば、チャンネルＣＨ１及びチャンネルＣＨ２の境界の周波数ｆａ２を有する校正用信号ｘｒを発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号γを発生して校正用信号ｘｒ及び位相変動信号γを合成する。これにより、図３に示す周波数ｆａとして周波数ｆａ２を有する合成信号Ｘｒが、分配部１１に入力される。合成信号Ｘｒは周波数ｆａ２を有するため、分配部１１は、チャンネルＣＨ１の周波数帯及びチャンネルＣＨ２の周波数帯を抽出して出力する。
【００４５】
次に、合成信号ＸｒをチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯に応じた中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦＮに周波数変換してデジタル信号Ｄ１〜ＤＮに変換し、チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮ間でのデジタル信号Ｄ１〜ＤＮの位相差Δφ２〜Δφｎをアベレージングして算出することで、複数のチャンネル間の位相差を測定する。例えば、周波数変換部１２−１が合成信号ＸｒをチャンネルＣＨ１の周波数帯に応じた中間周波数信号ＩＦ１に周波数変換し、ＡＤＣ１３−１が中間周波数信号ＩＦ１をデジタル信号Ｄ１に変換する。周波数変換部１２−２が合成信号ＸｒをチャンネルＣＨ２の周波数帯に応じた中間周波数信号ＩＦ２に周波数変換し、ＡＤＣ１３−２が中間周波数信号ＩＦ２をデジタル信号Ｄ２に変換する。演算処理部１４は、チャンネル間でのデジタル信号Ｄ１とデジタル信号Ｄ２の位相差Δφ２を算出する。これにより、実施形態２に係る周波数変換装置は、デジタル信号Ｄ１とデジタル信号Ｄ２の位相差Δφ２を補正するための係数を測定することができる。
【００４６】
位相差測定手順では、上記手順を繰り返し行い、デジタル信号Ｄ１及びデジタル信号Ｄ２の位相差のアベレージングを行う。これにより、デジタル信号Ｄ１とデジタル信号Ｄ２の位相差Δφ２を測定する際における、デジタル信号Ｄ１及びデジタル信号Ｄ２に含まれるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
【００４７】
デジタル信号Ｄ２とデジタル信号Ｄ３の位相差などの他の各チャンネル間のデジタル信号の位相差Δφ３〜Δφｎについても、同様にして測定することができる。そして、測定した位相差Δφ２〜Δφｎを記憶部１８に記憶する。
【００４８】
アナログ信号周波数変換手順では、入力されたアナログ信号ＸｍをチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯に分波し、分波したアナログ信号ＸｍをチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯に応じた中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦＮに周波数変換してデジタル信号Ｄ１〜ＤＮに変換する。次に、演算処理部１４は、記憶部１８から位相の補正係数を読み出し、位相差測定手順で測定した複数のチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの位相差Δφ２〜Δφｎを用いてデジタル信号Ｄ１〜ＤＮの位相差Δφ２〜Δφｎを補正する。次に、演算処理部１４は、位相を補正後のデジタル信号Ｄ１〜ＤＮをチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯域に対応させて合成する。
【００４９】
実施形態２に係る周波数変換装置は、デジタル信号Ｄ１〜ＤＮの位相差Δφ２〜Δφｎの測定に際し、校正用信号ｘｒに位相変動信号γが合成された合成信号Ｘｒを用い、デジタル信号Ｄ１〜ＤＮの位相差Δφ２〜Δφｎをそれぞれアベレージングしている。このため、測定されたデジタル信号Ｄ１〜ＤＮの位相差Δφ２〜Δφｎへの、スプリアス等のノイズｎ（ｔ）による影響を低減することができる。
【００５０】
なお、信号強度調整部２４は、校正用信号ｘｒの信号強度が予め定められた値となるように、校正用信号ｘｒの信号強度を調整してもよい。
【００５１】
位相変動信号発生部及び合成部は、例えば、図９に示す構成にしてもよい。図９に示す位相変動信号発生部及び合成部の第１例では、位相変動信号発生部２２は、ノイズ発生器３１と、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）３２と、を備える。ノイズ発生器３１は、例えばＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｂｉｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）又はＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏ ｒａｎｄｏｍ Ｎｏｉｓｅ）発振器である。ＢＰＦ３２は、ノイズ発生器３１からの信号から、校正用信号ｘｒの周波数を中心とする周波数幅Δｆａの周波数帯域を抽出する。これにより、位相変動信号発生部２２は、位相がランダムに変動する位相変動信号γを出力する。
【００５２】
周波数幅Δｆａは任意であるが、例えば、校正用信号ｘｒの周波数が９００ＭＨｚであり、校正用信号ｘｒと位相変動信号γの信号強度の差が６０ｄＢの場合には、周波数幅Δｆａはおよそ１ＭＨｚである。
【００５３】
位相変動信号発生部及び合成部は、例えば、図１０に示す構成にしてもよい。図１０に示す位相変動信号発生部及び合成部の第２例では、位相変動信号発生部２２は、２つのＰＮ発振器３３ａ及び３３ｂと、信号合成部２５ａ及び信号合成部２５ｂと、加算器３４と、を備える。ＰＮ発振器３３ａ及びＰＮ発振器３３ｂは、それぞれ、位相がランダムに変動する信号を出力する。信号合成部２５ａ及び信号合成部２５ｂは、それぞれ、互いに位相をπ／２ずらした校正用信号ｘｒを、ＰＮ発振器３３ａの出力信号及びＰＮ発振器３３ｂの出力信号で乗算合成する。加算器３４は、信号合成部２５ａ及び信号合成部２５ｂからの信号を加算合成する。これにより、加算器３４から、位相変動信号γが出力される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１１：分配部
１１−１、１１−２、１１−Ｎ：周波数フィルタ
１２−１、１２−２、１２−Ｎ：周波数変換部
１３−１、１３−２、１３−Ｎ：ＡＤＣ
１４：演算処理部
１８：記憶部
２１：校正用信号発生部
２２：位相変動信号発生部
２３：信号合成部
２４：信号強度調整部
２５ａ、２５ｂ：信号合成部
３１：ノイズ発生器
３２：ＢＰＦ
３３ａ、３３ｂ：ＰＮ発振器
３４：加算器
５１：回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数変換装置及び周波数変換方法に関し、特に位相測定時におけるノイズの影響を低減するための周波数変換装置及び周波数変換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
広帯域のアナログ信号を周波数変換する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の装置は、広帯域のアナログ信号を周波数帯域の異なる複数のチャンネルに分波し、チャンネルごとに周波数変換を行って中間周波数信号に変換し、中間周波数信号をデジタル信号に変換した後に、各デジタル信号の位相が合うように各チャンネルのデジタル信号を合成する。各デジタル信号の位相を合わせるために、各チャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を周波数変換して各チャンネル間の位相差を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４６９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、校正用信号のスプリアス等のノイズによる影響は考慮されていない。このため、校正用信号を用いて測定した各チャンネル間の位相差には、スプリアス等のノイズによる影響を受けている。
【０００５】
そこで、本発明は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減する周波数変換装置及び周波数変換方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本願発明の周波数変換装置及び周波数変換方法は、位相差を測定するためのアナログ信号に、位相がランダムに変動する位相変動信号を合成することを特徴とする。
【０００７】
具体的には、本願発明の周波数変換装置は、位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部（２２）と、入力されたアナログ信号に、前記位相変動信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部（２３）と、前記信号合成部からの合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部（１２）と、を備える。
【０００８】
位相変動信号発生部及び信号合成部を備えるため、入力されたアナログ信号に位相がランダムに変動する位相変動信号を合成した合成信号を用いて周波数変換を行うことができる。周波数変換部が周波数変換後の信号に平均化処理を施すことで、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。したがって、本願発明の周波数変換装置は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
【０００９】
本願発明の周波数変換装置では、前記入力されたアナログ信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変する信号強度調整部（２４）をさらに備えていてもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、信号強度調整部をさらに備えることで、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
【００１０】
具体的には、本願発明の周波数変換装置は、周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生する校正用信号発生部（２１）と、位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部（２２）と、前記校正用信号発生部からの校正用信号に、前記信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部（２３）と、前記信号合成部からの合成信号を、前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部（１２−１〜１２−Ｎ）と、前記周波数変換部からの中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）（１３−１〜１３−Ｎ）と、異なる前記ＡＤＣのデジタル信号から算出された各チャンネル間の位相差をアベレージングして算出する演算処理部（１４）と、を備える。
【００１１】
校正用信号発生部と、位相変動信号発生部と、信号合成部と、周波数変換部と、ＡＤＣと、を備えるため、校正用信号に位相変動信号を合成した合成信号を用いて、各チャンネル間のデジタル信号の位相差を測定することができる。演算処理部は、デジタル信号から算出した位相差をアベレージングして算出するため、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。したがって、本願発明の周波数変換装置は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
【００１２】
本願発明の周波数変換装置では、前記校正用信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変する信号強度調整部（２４）をさらに備えていてもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、信号強度調整部をさらに備えることで、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
【００１３】
具体的には、本願発明の周波数変換方法は、入力されたアナログ信号に、位相がランダムに変動する位相変動信号を合成する合成手順と、前記合成手順で合成後の合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換手順と、を順に有する。
【００１４】
合成手順を実行するため、入力されたアナログ信号に位相がランダムに変動する位相変動信号を合成した合成信号を用いて周波数変換を行うことができる。周波数変換後の信号に平均化処理を施すことで、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。したがって、本願発明の周波数変換方法は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
【００１５】
本願発明の周波数変換方法では、前記合成手順において、前記入力されたアナログ信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変してもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、本発明により、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
【００１６】
具体的には、本願発明の周波数変換方法は、周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号を発生して前記校正用信号及び前記位相変動信号を合成し、前記合成信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記チャンネル間での前記デジタル信号の位相差をアベレージングして算出することで、前記複数のチャンネル間の位相差を測定する位相差測定手順と、入力されたアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に分波し、分波したアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記位相差測定手順で測定した前記複数のチャンネル間の位相差を用いて前記デジタル信号の位相を補正し、位相を補正後の前記デジタル信号を前記チャンネルの周波数帯域に対応させて合成するアナログ信号周波数変換手順と、を順に有する。
【００１７】
位相差測定手順を実行するため、校正用信号に位相変動信号を合成した合成信号を用いて、各チャンネルのデジタル信号の位相差を測定することができる。ここで、デジタル信号の位相差をアベレージングして算出するため、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
アナログ信号周波数変換手順を実行するため、デジタル信号の位相を補正することができる。ここで、位相差測定手順で測定したチャンネル間の位相差を用いているため、スプリアス等のノイズによる影響を低減した補正値を用いて、デジタル信号の位相を補正することができる。したがって、本願発明の周波数変換方法は、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
【００１８】
本願発明の周波数変換方法では、前記位相差測定手順において、前記校正用信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変してもよい。
スプリアス等のノイズよりも位相変動信号の振幅が大きいときに、スプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。このため、本発明により、スプリアス等のノイズが大きい場合であっても、スプリアス等のノイズの影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズによる影響を低減する周波数変換装置及び周波数変換方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ノイズが加わっている系の一例を示す。
【図２】実施形態１に係る周波数変換装置の構成例を示す。
【図３】合成信号ｘの一例を示す。
【図４】実施形態１に係る周波数変換装置の系の一例を示す。
【図５】出力信号ｙ２の信号ベクトルを示す。
【図６】Ｃ／Ｂに対する誤差の比較を示す。
【図７】実施形態２に係る周波数変換装置の一例を示す。
【図８】入力されるアナログ信号Ｘｍの一例を示す。
【図９】位相変動信号発生部及び合成部の第１例を示す。
【図１０】位相変動信号発生部及び合成部の第２例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２２】
（実施形態１）
図１に、ノイズが加わっている系の一例を示す。アナログ信号ｘｏ（ｔ）が入力端子から入力される。チャンネル１からは、出力信号ｙｏ１（ｔ）が出力される。チャンネル２のアナログ信号ｘｏ（ｔ）は、回路５１を介して出力信号ｙｏ２（ｔ）が出力される。ｘｏ（ｔ）がＡｃｏｓ（ω０ｔ＋θ０）で表され、回路５１での位相のずれΔθがθ２であるとする。このとき、チャンネル２に、周波数成分を含んでいるノイズｎ（ｔ）＝Ｂｃｏｓ（ω０ｔ＋θＮ）が加わると、出力信号ｙｏ１（ｔ）及び出力信号ｙｏ２（ｔ）は、次式で表される。
【００２３】
【数１】
となる。
【００２４】
出力信号ｙｏ１（ｔ）及び出力信号ｙｏ２（ｔ）を周波数分析すると、
【数２】
【００２５】
となり、θεが誤差となる。θＮに起因する誤差θεは、平均化処理を行っても減少しないため、出力信号ｙｏ２（ｔ）の位相の測定を正しく行うことができない。
【００２６】
図２に、実施形態１に係る周波数変換装置の構成例を示す。本実施形態に係る周波数変換装置は、位相変動信号発生部２２と、信号合成部２３と、周波数変換部１２と、信号強度調整部２４と、を備え、本実施形態に係る周波数変換方法を実行する。本実施形態に係る周波数変換方法は、合成手順と、周波数変換手順と、を順に有する。
る。
【００２７】
合成手順では、位相変動信号発生部２２が、位相がランダムに変動する位相変動信号γ（ｔ）を発生する。次に、信号合成部２３が、入力されたアナログ信号ｘｏ（ｔ）に、位相変動信号発生部２２からの位相変動信号γ（ｔ）を合成する。ここで、合成は、加算合成を示している。周波数変換手順では、周波数変換部１２が、信号合成部２３からの合成信号ｘ（ｔ）を、入力されたアナログ信号ｘｏ（ｔ）の周波数に応じたローカル信号Ｌで周波数変換する。これにより、周波数変換部１２は、アナログ信号ｘｏ（ｔ）の周波数に応じた中間周波数信号ＩＦ（ｔ）に変換する。
【００２８】
図３に、合成信号ｘの一例を示す。合成信号ｘは、周波数ｆａのアナログ信号ｘｏと、周波数ｆａを含みかつ周波数幅Δｆａの範囲で位相がランダムに変動している位相変動信号γが合成されている。
【００２９】
図４に、実施形態１に係る周波数変換装置の系の一例を示す。図１に示すアナログ信号ｘｏ（ｔ）に代えて合成信号ｘ（ｔ）が入力される。この場合、この合成信号ｘ（ｔ）は、次式で表される。
【数３】
【００３０】
ここで、γ（ｔ）の周波数ω０における位相はθγ（ｎ）とし、全位相領域にランダムに分布するとする。この場合、出力信号ｙ１（ｔ）及び出力信号ｙ２（ｔ）は、次式で表される。
【数４】
【００３１】
出力信号ｙ１（ｔ）及び出力信号ｙ２（ｔ）を周波数分析すると、
【数５】
となる。
【００３２】
図５に、出力信号ｙ２の信号ベクトルを示す。平均化処理をＮ回行うとすると、γ（ｔ）は位相がランダムなため、周波数ω０におけるγ（ｔ）の位相θγ（ｎ）は
【数６】
となる。
【００３３】
そのため、平均化処理をＮ回行うとすると、出力信号ｙ１（ｔ）より算出される位相ψ１は次式で表される。
【数７】
【００３４】
出力信号ｙ２（ｔ）より算出される位相ψ２は次式で表される。
【数８】
【００３５】
ここで、Ｂ＜＜Ｃと限定した場合、
【数９】
となる。
【００３６】
このため、
【数１０】
となる。このように、アベレージングを行うことで、出力信号ｙ２（ｔ）の位相ψ２におけるノイズｎ（ｔ）の影響を減少させることができる。
【００３７】
図６に、Ｃ／Ｂに対する誤差の比較を示す。横軸はＣ／Ｂを示し、縦軸は位相θ２を算出した際の位相における誤差（ｒａｄ）を示す。平均化処理の回数は１００である。Ｃ／Ｂが１０程度であれば、出力信号ｙ２（ｔ）の位相ψ２におけるノイズｎ（ｔ）の影響を減少させることができる。
【００３８】
そこで、実施形態１に係る周波数変換装置は、入力されたアナログ信号ｘｏ（ｔ）の信号強度を可変する信号強度調整部２４をさらに備えることが好ましい。これにより、Ｃ／Ｂの値を、１０以上にすることができる。したがって、実施形態１に係る周波数変換装置は、入力されたアナログ信号ｘｏ（ｔ）の周波数を中間周波数ＩＦ（ｔ）に変換する周波数変換装置において、各チャンネル間の位相差を測定する際におけるスプリアス等のノイズｎ（ｔ）による影響を低減することができる。なお、信号強度調整部２４は、位相変動信号γ（ｔ）の信号強度を可変してもよい。
【００３９】
（実施形態２）
図７に、実施形態２に係る周波数変換装置の一例を示す。実施形態２に係る周波数変換装置は、分配部１１と、周波数変換部１２−１〜１２−Ｎと、ＡＤＣ１３−１〜１３−Ｎと、演算処理部１４と、記憶部１８と、校正用信号発生部２１と、位相変動信号発生部２２と、信号合成部２３と、信号強度調整部２４と、を備える。
【００４０】
図８に、入力されるアナログ信号Ｘｍの一例を示す。分配部１１は、入力されたアナログ信号ＸｍをＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数。）のチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯に分波する。例えば、周波数フィルタ１１−１がチャンネルＣＨ１の周波数帯を抽出し、周波数フィルタ１１−ＮがチャンネルＣＨＮの周波数帯を抽出する。
【００４１】
図７に示す周波数変換部１２−１〜１２−Ｎは、チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯に応じた中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦＮに周波数変換する。ＡＤＣ１３−１〜１３−Ｎは、中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦＮをサンプリングしてデジタル信号Ｄ１〜ＤＮに変換する。演算処理部１４は、ＡＤＣ１３−１〜１３−Ｎからのデジタル信号Ｄ１〜ＤＮを、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯域に対応させて合成する。これにより、本実施形態に係る周波数変換装置は、入力されるアナログ信号Ｘｍの周波数変換を行うことができる。
【００４２】
校正用信号発生部２１は、チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの境界の周波数ｆａ２〜ｆａＮを有する校正用信号ｘｒを発生する。位相変動信号発生部２２は、位相がランダムに変動する位相変動信号γを発生する。信号強度調整部２４は、位相変動信号γの信号強度が予め定められた値となるように、位相変動信号γの信号強度を調整する。これにより、図６で説明したように、Ｃ／Ｂの値を１０以上の一定値に保つことができる。信号合成部２３は、校正用信号発生部２１からの校正用信号ｘｒに、位相変動信号発生部２２からの位相変動信号γを合成する。これにより、校正用信号ｘｒと位相変動信号γの合成された合成信号Ｘｒを用いて、デジタル信号Ｄ１〜ＤＮ間の位相差の測定を行う。
【００４３】
実施形態２に係る周波数変換装置は、実施形態２に係る周波数変換方法を実行する。実施形態２に係る周波数変換方法は、位相差測定手順と、アナログ信号周波数変換手順と、を順に有する。
【００４４】
位相差測定手順では、チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの境界の周波数を有する校正用信号ｘｒを発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号γを発生して校正用信号ｘｒ及び位相変動信号γを合成する。例えば、チャンネルＣＨ１及びチャンネルＣＨ２の境界の周波数ｆａ２を有する校正用信号ｘｒを発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号γを発生して校正用信号ｘｒ及び位相変動信号γを合成する。これにより、図３に示す周波数ｆａとして周波数ｆａ２を有する合成信号Ｘｒが、分配部１１に入力される。合成信号Ｘｒは周波数ｆａ２を有するため、分配部１１は、チャンネルＣＨ１の周波数帯及びチャンネルＣＨ２の周波数帯を抽出して出力する。
【００４５】
次に、合成信号ＸｒをチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯に応じた中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦＮに周波数変換してデジタル信号Ｄ１〜ＤＮに変換し、チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮ間でのデジタル信号Ｄ１〜ＤＮの位相差Δφ２〜Δφｎをアベレージングして算出することで、複数のチャンネル間の位相差を測定する。例えば、周波数変換部１２−１が合成信号ＸｒをチャンネルＣＨ１の周波数帯に応じた中間周波数信号ＩＦ１に周波数変換し、ＡＤＣ１３−１が中間周波数信号ＩＦ１をデジタル信号Ｄ１に変換する。周波数変換部１２−２が合成信号ＸｒをチャンネルＣＨ２の周波数帯に応じた中間周波数信号ＩＦ２に周波数変換し、ＡＤＣ１３−２が中間周波数信号ＩＦ２をデジタル信号Ｄ２に変換する。演算処理部１４は、チャンネル間でのデジタル信号Ｄ１とデジタル信号Ｄ２の位相差Δφ２を算出する。これにより、実施形態２に係る周波数変換装置は、デジタル信号Ｄ１とデジタル信号Ｄ２の位相差Δφ２を補正するための係数を測定することができる。
【００４６】
位相差測定手順では、上記手順を繰り返し行い、デジタル信号Ｄ１及びデジタル信号Ｄ２の位相差のアベレージングを行う。これにより、デジタル信号Ｄ１とデジタル信号Ｄ２の位相差Δφ２を測定する際における、デジタル信号Ｄ１及びデジタル信号Ｄ２に含まれるスプリアス等のノイズによる影響を低減することができる。
【００４７】
デジタル信号Ｄ２とデジタル信号Ｄ３の位相差などの他の各チャンネル間のデジタル信号の位相差Δφ３〜Δφｎについても、同様にして測定することができる。そして、測定した位相差Δφ２〜Δφｎを記憶部１８に記憶する。
【００４８】
アナログ信号周波数変換手順では、入力されたアナログ信号ＸｍをチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯に分波し、分波したアナログ信号ＸｍをチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯に応じた中間周波数信号ＩＦ１〜ＩＦＮに周波数変換してデジタル信号Ｄ１〜ＤＮに変換する。次に、演算処理部１４は、記憶部１８から位相の補正係数を読み出し、位相差測定手順で測定した複数のチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの位相差Δφ２〜Δφｎを用いてデジタル信号Ｄ１〜ＤＮの位相差Δφ２〜Δφｎを補正する。次に、演算処理部１４は、位相を補正後のデジタル信号Ｄ１〜ＤＮをチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの周波数帯域に対応させて合成する。
【００４９】
実施形態２に係る周波数変換装置は、デジタル信号Ｄ１〜ＤＮの位相差Δφ２〜Δφｎの測定に際し、校正用信号ｘｒに位相変動信号γが合成された合成信号Ｘｒを用い、デジタル信号Ｄ１〜ＤＮの位相差Δφ２〜Δφｎをそれぞれアベレージングしている。このため、測定されたデジタル信号Ｄ１〜ＤＮの位相差Δφ２〜Δφｎへの、スプリアス等のノイズｎ（ｔ）による影響を低減することができる。
【００５０】
なお、信号強度調整部２４は、校正用信号ｘｒの信号強度が予め定められた値となるように、校正用信号ｘｒの信号強度を調整してもよい。
【００５１】
位相変動信号発生部及び合成部は、例えば、図９に示す構成にしてもよい。図９に示す位相変動信号発生部及び合成部の第１例では、位相変動信号発生部２２は、ノイズ発生器３１と、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）３２と、を備える。ノイズ発生器３１は、例えばＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｂｉｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）又はＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏ ｒａｎｄｏｍ Ｎｏｉｓｅ）発振器である。ＢＰＦ３２は、ノイズ発生器３１からの信号から、校正用信号ｘｒの周波数を中心とする周波数幅Δｆａの周波数帯域を抽出する。これにより、位相変動信号発生部２２は、位相がランダムに変動する位相変動信号γを出力する。
【００５２】
周波数幅Δｆａは任意であるが、例えば、校正用信号ｘｒの周波数が９００ＭＨｚであり、校正用信号ｘｒと位相変動信号γの信号強度の差が６０ｄＢの場合には、周波数幅Δｆａはおよそ１ＭＨｚである。
【００５３】
位相変動信号発生部及び合成部は、例えば、図１０に示す構成にしてもよい。図１０に示す位相変動信号発生部及び合成部の第２例では、位相変動信号発生部２２は、２つのＰＮ発振器３３ａ及び３３ｂと、信号合成部２５ａ及び信号合成部２５ｂと、加算器３４と、を備える。ＰＮ発振器３３ａ及びＰＮ発振器３３ｂは、それぞれ、位相がランダムに変動する信号を出力する。信号合成部２５ａ及び信号合成部２５ｂは、それぞれ、互いに位相をπ／２ずらした校正用信号ｘｒを、ＰＮ発振器３３ａの出力信号及びＰＮ発振器３３ｂの出力信号で乗算合成する。加算器３４は、信号合成部２５ａ及び信号合成部２５ｂからの信号を加算合成する。これにより、加算器３４から、位相変動信号γが出力される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１１：分配部
１１−１、１１−２、１１−Ｎ：周波数フィルタ
１２−１、１２−２、１２−Ｎ：周波数変換部
１３−１、１３−２、１３−Ｎ：ＡＤＣ
１４：演算処理部
１８：記憶部
２１：校正用信号発生部
２２：位相変動信号発生部
２３：信号合成部
２４：信号強度調整部
２５ａ、２５ｂ：信号合成部
３１：ノイズ発生器
３２：ＢＰＦ
３３ａ、３３ｂ：ＰＮ発振器
３４：加算器
５１：回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部（２２）と、
入力されたアナログ信号に、前記位相変動信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部（２３）と、
前記信号合成部からの合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部（１２）と、
を備える周波数変換装置。
【請求項２】
前記入力されたアナログ信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変する信号強度調整部（２４）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。
【請求項３】
周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生する校正用信号発生部（２１）と、
位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部（２２）と、
前記校正用信号発生部からの校正用信号に、前記信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部（２３）と、
前記信号合成部からの合成信号を、前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部（１２−１〜１２−Ｎ）と、
前記周波数変換部からの中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）（１３−１〜１３−Ｎ）と、
異なる前記ＡＤＣのデジタル信号から算出された各チャンネル間の位相差をアベレージングして算出する演算処理部（１４）と、
を備える周波数変換装置。
【請求項４】
前記校正用信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変する信号強度調整部（２４）をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の周波数変換装置。
【請求項５】
入力されたアナログ信号に、位相がランダムに変動する位相変動信号を合成する合成手順と、
前記合成手順で合成後の合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換手順と、
を順に有する周波数変換方法。
【請求項６】
前記合成手順において、前記入力されたアナログ信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変することを特徴とする請求項５に記載の周波数変換方法。
【請求項７】
周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号を発生して前記校正用信号及び前記位相変動信号を合成し、前記合成信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記チャンネル間での前記デジタル信号の位相差をアベレージングして算出することで、前記複数のチャンネル間の位相差を測定する位相差測定手順と、
入力されたアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に分波し、分波したアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記位相差測定手順で測定した前記複数のチャンネル間の位相差を用いて前記デジタル信号の位相を補正し、位相を補正後の前記デジタル信号を前記チャンネルの周波数帯域に対応させて合成するアナログ信号周波数変換手順と、
を順に有する周波数変換方法。
【請求項８】
前記位相差測定手順において、前記校正用信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変することを特徴とする請求項７に記載の周波数変換方法。
【請求項１】
位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部（２２）と、
入力されたアナログ信号に、前記位相変動信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部（２３）と、
前記信号合成部からの合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部（１２）と、
を備える周波数変換装置。
【請求項２】
前記入力されたアナログ信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変する信号強度調整部（２４）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。
【請求項３】
周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生する校正用信号発生部（２１）と、
位相がランダムに変動する位相変動信号を発生する位相変動信号発生部（２２）と、
前記校正用信号発生部からの校正用信号に、前記信号発生部からの位相変動信号を合成する信号合成部（２３）と、
前記信号合成部からの合成信号を、前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換部（１２−１〜１２−Ｎ）と、
前記周波数変換部からの中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）（１３−１〜１３−Ｎ）と、
異なる前記ＡＤＣのデジタル信号から算出された各チャンネル間の位相差をアベレージングして算出する演算処理部（１４）と、
を備える周波数変換装置。
【請求項４】
前記校正用信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変する信号強度調整部（２４）をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の周波数変換装置。
【請求項５】
入力されたアナログ信号に、位相がランダムに変動する位相変動信号を合成する合成手順と、
前記合成手順で合成後の合成信号を、前記入力されたアナログ信号の周波数に応じた中間周波数信号に周波数変換する周波数変換手順と、
を順に有する周波数変換方法。
【請求項６】
前記合成手順において、前記入力されたアナログ信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変することを特徴とする請求項５に記載の周波数変換方法。
【請求項７】
周波数帯域の異なる複数のチャンネルの境界の周波数を有する校正用信号を発生すると共に位相がランダムに変動する位相変動信号を発生して前記校正用信号及び前記位相変動信号を合成し、前記合成信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記チャンネル間での前記デジタル信号の位相差をアベレージングして算出することで、前記複数のチャンネル間の位相差を測定する位相差測定手順と、
入力されたアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に分波し、分波したアナログ信号を前記チャンネルの周波数帯に応じた中間周波数信号に周波数変換してデジタル信号に変換し、前記位相差測定手順で測定した前記複数のチャンネル間の位相差を用いて前記デジタル信号の位相を補正し、位相を補正後の前記デジタル信号を前記チャンネルの周波数帯域に対応させて合成するアナログ信号周波数変換手順と、
を順に有する周波数変換方法。
【請求項８】
前記位相差測定手順において、前記校正用信号又は前記位相変動信号の信号強度を可変することを特徴とする請求項７に記載の周波数変換方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２１１３９３（Ｐ２０１１−２１１３９３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５６８６（Ｐ２０１０−７５６８６）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【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２１年度、総務省、電波資源拡大のための研究開発委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【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２１年度、総務省、電波資源拡大のための研究開発委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
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