直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法
【課題】直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法を提供する。
【解決手段】信号発生装置１０は、直交変調器２０を備え、直交変調器２０は、直交変調する直交変調部２２と、直交変調部２２が出力する直交変調信号の電力に基づいて直交変調誤差を算出する直交変調誤差算出器４０と、直交変調誤差算出器４０が算出した直交変調誤差を打ち消すようにベースバンド信号に対して補正をする誤差補正部３０とを備え、直交変調誤差算出器４０は、直交変調信号の電力を計測する電力計測部４１と、ゲインバランス誤差を算出するゲインバランス誤差算出部４２と、原点オフセット誤差を算出する原点オフセット誤差算出部４３と、直交誤差を算出する直交度誤差算出部４４とを備える。
【解決手段】信号発生装置１０は、直交変調器２０を備え、直交変調器２０は、直交変調する直交変調部２２と、直交変調部２２が出力する直交変調信号の電力に基づいて直交変調誤差を算出する直交変調誤差算出器４０と、直交変調誤差算出器４０が算出した直交変調誤差を打ち消すようにベースバンド信号に対して補正をする誤差補正部３０とを備え、直交変調誤差算出器４０は、直交変調信号の電力を計測する電力計測部４１と、ゲインバランス誤差を算出するゲインバランス誤差算出部４２と、原点オフセット誤差を算出する原点オフセット誤差算出部４３と、直交誤差を算出する直交度誤差算出部４４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交変調時に発生する直交変調誤差を補正する直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタル通信の変調器としては、一般に、図８に示すような直交変調器が用いられている。図８に示した直交変調器１は、乗算器２及び３、９０度移相器４、加算器５を備えている。
【０００３】
乗算器２及び３は、それぞれ、Ｉ相成分（同相成分）及びＱ相成分（直交成分）と呼ばれる２つの信号を入力するようになっている。乗算器２は、Ｉ相成分と、局部発振器６からの搬送波信号Ｓｃとを乗算するようになっている。乗算器３は、Ｑ相成分と、９０度移相器４によって９０度移相された搬送波信号Ｓｃとを乗算するようになっている。加算器５は、乗算器２及び３の出力信号を加算して直交変調信号Ｓを出力するようになっている。
【０００４】
この直交変調器１において、９０度移相器４の設定不良や誤差等に起因して、出力する直交変調信号Ｓに含まれるＩ相成分とＱ相成分とが正確に直交しないことによる変調誤差が発生することが知られている。この変調誤差は直交度誤差と呼ばれる。直交度誤差を検出する装置としては、例えば、特許文献１に記載された直交変調装置が知られている。
【０００５】
特許文献１記載のものは、直交変調器に入力するＩ相成分、Ｑ相成分にそれぞれ加算するための一対の直流電圧を生成する一対の可変電圧源と、一対の可変電圧源によって生成される一対の直流電圧を変化させて、Ｉ相成分、Ｑ相成分に加算した状態で、変調信号の信号レベルが基準レベルとなるような複数の一対の直流電圧の組合せを検索する直流電圧組合せ検索手段とを備えている。この構成により、特許文献１記載のものは、検索した複数の一対の直流電圧の組合せの各値に基づいて直交変調信号の直交度誤差を算出し、直交度誤差を補正できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７３７８１９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記載のものでは、直交度誤差を補正できるものではあったが、直交変調時に発生するその他の誤差であるゲインバランス誤差や原点オフセット誤差については補正できず、その改善が望まれていた。
【０００８】
本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたものであり、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る直交変調器は、同相成分及び直交成分を含むベースバンド信号を受けて、当該ベースバンド信号により互いに直交する２つの搬送波信号を変調して得られる直交変調信号を出力する直交変調部（２２）を含み、前記直交変調信号に含まれる直交変調誤差を補正する直交変調器（２０）において、前記直交変調誤差は、前記同相成分及び前記直交成分の各ゲインが互いに異なることを表すゲインバランス誤差と、前記直交変調信号の同相成分を示す同相成分軸と前記直交変調信号の直交成分を示す直交成分軸との原点のオフセットを表す原点オフセット誤差と、前記同相成分軸と前記直交成分軸との直交度のずれを表す直交度誤差とを含み、前記同相成分及び前記直交成分が所定の直流電圧であるベースバンド信号を受けたときに前記直交変調部が出力する前記直交変調信号の電力に基づいて、前記直交変調誤差である前記ゲインバランス誤差と前記原点オフセット誤差と前記直交度誤差とをそれぞれ算出する直交変調誤差算出器（４０）と、前記直交変調誤差算出器が算出した前記直交変調誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号に対して補正をする誤差補正部（３０）と、を備えた構成を有している。
【００１０】
この構成により、本発明の請求項１に係る直交変調器は、直交変調誤差算出器が、直交変調部が出力する直交変調信号の電力に基づいて、ゲインバランス誤差と、原点オフセット誤差と、直交度誤差とをそれぞれ算出するので、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる。
【００１１】
本発明の請求項２に係る直交変調器は、前記誤差補正部は、入力するベースバンド信号の同相成分と、前記同相成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第１乗算器（３１）と、入力するベースバンド信号の直交成分と、前記直交成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第２乗算器（３２）と、前記第２乗算器の乗算結果と、前記直交度誤差を打ち消す直交度補正値とを乗算する第３乗算器（３３）と、前記第１乗算器の乗算結果と、前記直交度補正値とを乗算する第４乗算器（３４）と、前記第１乗算器の乗算結果と、前記第３乗算器の乗算結果とを加算する第１加算器（３５）と、前記第２乗算器の乗算結果と、前記第４乗算器の乗算結果とを加算する第２加算器（３６）と、前記第１加算器の加算結果と、前記同相成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算し、前記直交変調部に出力する第３加算器（３７）と、前記第２加算器の加算結果と、前記直交成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算し、前記直交変調部に出力する第４加算器（３８）と、を備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明の請求項２に係る直交変調器は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる。
【００１３】
本発明の請求項３に係る直交変調器は、前記直交変調誤差算出器は、前記直交変調部が出力する前記直交変調信号の電力を計測する電力計測部（４１）と、前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記ゲインバランス誤差を算出するゲインバランス誤差算出部（４２）と、前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記原点オフセット誤差を算出する原点オフセット誤差算出部（４３）と、前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記直交度誤差を算出する直交度誤差算出部（４４）と、を備えた構成を有している。
【００１４】
この構成により、本発明の請求項３に係る直交変調器は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を算出して補正することができる。
【００１５】
本発明の請求項４に係る信号発生装置は、請求項３に記載の電力計測部が、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、前記ベースバンド信号の前記同相成分及び前記直交成分を互いに異なる所定の直流電圧としたときの前記直交変調信号の電力値と、を計測するものであることが好ましい。
【００１６】
本発明の請求項５に係る信号発生装置は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の直交変調器と、前記ベースバンド信号を前記誤差補正部に供給するベースバンド信号供給手段（１１）と、前記搬送波信号を生成して前記直交変調部に出力する搬送波信号生成手段（１３）と、前記直交変調誤差算出器が前記直交変調誤差を算出するモードを示す誤差算出モードと、前記直交変調器が前記直交変調誤差を打ち消した直交変調信号を出力するモードを示す信号出力モードとを切り替えるモード切替部（１４）と、を備えた構成を有している。
【００１７】
この構成により、本発明の請求項５に係る信号発生装置は、誤差算出モードにおいて算出した直交変調誤差に基づいて、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正した直交変調信号を信号出力モードにおいて出力することができる。
【００１８】
本発明の請求項６に係る直交変調方法は、同相成分及び直交成分を含むベースバンド信号に応じて互いに直交する２つの搬送波信号を変調して得られる直交変調信号に含まれる直交変調誤差を補正して前記直交変調信号を出力する直交変調方法において、前記直交変調誤差は、前記同相成分及び前記直交成分の各ゲインが互いに異なることを表すゲインバランス誤差と、前記直交変調信号の同相成分を示す同相成分軸と前記直交変調信号の直交成分を示す直交成分軸との原点のオフセットを表す原点オフセット誤差と、前記同相成分軸と前記直交成分軸との直交度のずれを表す直交度誤差とを含み、前記同相成分及び前記直交成分が所定の直流電圧であるベースバンド信号を受けたときの前記直交変調信号の電力に基づいて、前記直交変調誤差である前記ゲインバランス誤差と前記原点オフセット誤差と前記直交度誤差とをそれぞれ算出する直交変調誤差算出ステップ（Ｓ２４）と、前記直交変調誤差算出ステップにおいて算出した前記直交変調誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号に対して補正をする誤差補正ステップ（Ｓ４０）と、前記直交変調誤差を打ち消すように補正されたベースバンド信号を入力して直交変調信号を出力する直交変調信号出力ステップ（Ｓ３５）と、を含む構成を有している。
【００１９】
この構成により、本発明の請求項６に係る直交変調方法は、直交変調誤差算出ステップにおいて直交変調信号の電力に基づいて、ゲインバランス誤差と、原点オフセット誤差と、直交度誤差とをそれぞれ算出するので、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる。
【００２０】
本発明の請求項７に係る直交変調方法は、前記誤差補正ステップは、入力するベースバンド信号の同相成分と、前記同相成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第１乗算ステップ（Ｓ４１）と、入力するベースバンド信号の直交成分と、前記直交成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第２乗算ステップ（Ｓ４２）と、前記第２乗算ステップの乗算結果と、前記直交度誤差を打ち消す直交度補正値とを乗算する第３乗算ステップ（Ｓ４３）と、前記第１乗算ステップの乗算結果と、前記直交度補正値とを乗算する第４乗算ステップ（Ｓ４４）と、前記第１乗算ステップの乗算結果と、前記第３乗算ステップの乗算結果とを加算する第１加算ステップ（Ｓ４５）と、前記第２乗算ステップの乗算結果と、前記第４乗算ステップの乗算結果とを加算する第２加算ステップ（Ｓ４６）と、前記第１加算ステップの加算結果と、前記同相成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算する第３加算ステップ（Ｓ４７）と、前記第２加算ステップの加算結果と、前記直交成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算する第４加算ステップ（Ｓ４８）と、を含む構成を有している。
【００２１】
この構成により、本発明の請求項７に係る直交変調方法は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる。
【００２２】
本発明の請求項８に係る直交変調方法は、前記直交変調誤差算出ステップは、前記直交変調信号の電力を計測する電力計測ステップ（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３）を含み、当該計測した電力に基づいて、前記ゲインバランス誤差と、前記原点オフセット誤差と、前記直交度誤差とを算出する構成を有している。
【００２３】
この構成により、本発明の請求項８に係る直交変調方法は、電力計測ステップにおいて計測した電力に基づいて、ゲインバランス誤差と、原点オフセット誤差と、直交度誤差とを算出することができる。
【００２４】
本発明の請求項９に係る直交変調方法は、請求項８に記載の電力計測ステップは、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、前記ベースバンド信号の前記同相成分及び前記直交成分を互いに異なる所定の直流電圧としたときの前記直交変調信号の電力値と、を計測することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができるという効果を有する直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る信号発生装置の一実施形態における構成ブロック図である。
【図２】本発明に係る信号発生装置の一実施形態における直交変調誤差についての説明図である。
【図３】本発明に係る信号発生装置の一実施形態における誤差補正部の構成ブロック図である。
【図４】本発明に係る信号発生装置の一実施形態において、全体的な動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る信号発生装置の一実施形態において、誤差算出モードでの動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る信号発生装置の一実施形態において、信号出力モードでの動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る信号発生装置の一実施形態において、直交変調誤差を打ち消す補正の動作を示すフローチャートである。
【図８】従来の直交変調器の構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２８】
まず、本発明に係る信号発生装置の一実施形態における構成について説明する。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態における信号発生装置１０は、波形データ記憶部１１、直交変調器２０、増幅器１２、局部発振器１３、モード切替部１４、制御部１５、レベル調整器５０を備えている。
【００３０】
直交変調器２０は、誤差補正部３０、デジタルアナログ変換器（以下「ＤＡＣ」という。）２１、直交変調部２２、補正値出力部２３、直交変調誤差算出器４０を備えている。
【００３１】
レベル調整器５０は、可変アッテネータ５１、検波器５２、アナログデジタル変換器（以下「ＡＤＣ」という。）５３、基準値出力部５４、比較器５５を備えている。
【００３２】
波形データ記憶部１１は、デジタル値の波形データを記憶するものであって、被試験装置（図示せず）を試験するために用意されたＩ相成分及びＱ相成分のベースバンドの波形データ（以下、単に「試験波形データ」という。）を予め記憶するようになっている。この試験波形データは、例えば、図示しないＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって生成される。なお、波形データ記憶部１１は、本発明に係るベースバンド信号供給手段を構成する。
【００３３】
誤差補正部３０は、補正値出力部２３が出力する補正値に基づいて、波形データ記憶部１１から入力したＩ相成分及びＱ相成分の試験波形データを補正するようになっている。
【００３４】
ＤＡＣ２１は、誤差補正部３０が出力するデジタル値の試験波形データをアナログ値の試験波形データに変換し、アナログ値に変換した試験波形データを直交変調部２２に出力するようになっている。
【００３５】
局部発振器１３は、制御部１５が出力する局発制御信号に基づいて、所定周波数の搬送波信号を生成し、直交変調部２２に出力するようになっている。この局部発振器１３は、本発明に係る搬送波信号生成手段を構成する。
【００３６】
直交変調部２２は、局部発振器１３からの搬送波信号を、Ｉ相成分及びＱ相成分の試験波形データにより直交変調し、直交変調信号を増幅器１２に出力するようになっている。この直交変調部２２は、図８に示した直交変調器１と同様な構成を有する。
【００３７】
増幅器１２は、直交変調部２２が出力する直交変調信号を増幅し、レベル調整器５０の可変アッテネータ５１に出力するようになっている。
【００３８】
可変アッテネータ５１は、比較器５５からの減衰量設定信号に従って、増幅器１２の出力信号の電力レベルを減衰するための減衰量が設定されるようになっている。所定の電力レベルに減衰された信号は、検波器５２及び被試験装置に出力される。
【００３９】
検波器５２は、可変アッテネータ５１の出力信号を検波し、ＡＤＣ５３に出力するようになっている。
【００４０】
ＡＤＣ５３は、検波器５２が検波したアナログ値の信号をデジタル値の信号に変換し、モード切替部１４及び比較器５５に出力するようになっている。
【００４１】
基準値出力部５４は、予め定められた基準レベルの信号を生成し、比較器５５に出力するようになっている。
【００４２】
比較器５５は、ＡＤＣ５３の出力信号レベルと、基準値出力部５４の出力信号レベルとを比較して、可変アッテネータ５１の出力信号の電力値が例えば−１０ｄＢｍの電力値となるよう、減衰量設定信号を可変アッテネータ５１に出力するようになっている。
【００４３】
モード切替部１４は、可変アッテネータ５１と被試験装置との間に設けられたスイッチ１４ａと、ＡＤＣ５３と直交変調誤差算出器４０との間に設けられたスイッチ１４ｂとを有する。スイッチ１４ａ及び１４ｂは、制御部１５からのモード切替信号に基づいて、いずれか一方がオンし、他方がオフするよう設定されるようになっている。ここで、制御部１５が指示するモードには、直交変調誤差算出器４０によって直交変調誤差を算出するモードを示す誤差算出モードと、直交変調誤差が補正された試験信号を被試験装置に出力するモードを示す信号出力モードとがある。図示したモード切替部１４の状態は、スイッチ１４ａがオフ、スイッチ１４ｂがオンであり、誤差算出モードである。なお、図１では、モード切替部１４が物理的なスイッチ１４ａ、１４ｂで構成されるイメージを示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。モード切替部１４は、上述の誤差算出モードと信号出力モードとを切り替え可能とする構成であればよい。
【００４４】
制御部１５は、例えば、マイクロコンピュータによって構成されており、装置全体の制御を行うようになっている。例えば、制御部１５は、波形データ記憶部１１に波形指定信号を出力し、波形データ記憶部１１から出力する波形データを決定するようになっている。
【００４５】
直交変調誤差算出器４０は、電力計測部４１、ゲインバランス誤差算出部４２、原点オフセット誤差算出部４３、直交度誤差算出部４４を備えている。
【００４６】
電力計測部４１は、レベル調整器５０が出力する直交変調信号の電力を計測するようになっている。
【００４７】
ゲインバランス誤差算出部４２は、電力計測部４１が計測した直交変調信号の電力に基づいてゲインバランス誤差を算出するようになっている。
【００４８】
原点オフセット誤差算出部４３は、電力計測部４１が計測した直交変調信号の電力に基づいて原点オフセット誤差を算出するようになっている。
【００４９】
直交度誤差算出部４４は、電力計測部４１が計測した変調信号の電力に基づいて直交度誤差を算出するようになっている。
【００５０】
補正値出力部２３は、直交変調誤差算出器４０が算出したゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差のデータを入力し、これらの直交変調誤差を打ち消すための補正値を算出し、誤差補正部に出力するようになっている。
【００５１】
前述のように、直交変調誤差は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を含む。以下、図８に示した直交変調器１の構成図と、図２とを参照しながら、直交変調誤差について説明する。
【００５２】
ゲインバランス誤差は、図２（ａ）に示すように、直交変調器１が入力した信号Ｐ１が信号Ｐ２として出力される場合の誤差である。具体的には、信号Ｐ１のＩ相成分のレベルをＶＩ、Ｑ相成分のレベルをＶＱとした場合に、信号Ｐ２のＩ相成分のレベルがＶＩ・ｄＩ、Ｑ相成分のレベルがＶＱ・ｄＱ（ｄＩ≠ｄＱ）となったとき、ｄＩ及びｄＱをゲインバランス誤差という。なお、ｄＩ＝ｄＱの場合、すなわちＩ相成分とＱ相成分とでレベルのバランスがとれている場合は、後段の回路でレベル調整が可能であるため特に問題とならない。
【００５３】
原点オフセット誤差は、図２（ｂ）に示すように、Ｉ相軸及びＱ相軸の各原点が直流成分によりオフセットすることに起因する誤差であり、Ｉ相軸及びＱ相軸の原点オフセット誤差をそれぞれδＩ及びδＱと表す。
【００５４】
直交度誤差は、図２（ｃ）に示すように、Ｉ相軸とＱ相軸との交差角度がπ／２［ｒａｄ］からずれていることを示す誤差であり、例えば、Ｉ相軸を基準としてＱ相軸の傾きが（π／２＋φ）［ｒａｄ］のとき、このφを直交度誤差という。
【００５５】
次に、直交変調誤差を算出する手法について説明する。ここで、図８に示した直交変調器１において、乗算器２はベースバンド信号のＩ相成分ＶＩ［ｍＶ］を入力し、乗算器３はベースバンド信号のＱ相成分ＶＱ［ｍＶ］を入力するものとする（具体的には、前述の誤差算出モードのとき、各部は以下のように動作する。波形データ記憶部１１は、所定の直流電圧又は０Ｖ（ゼロボルト）の直流電圧の波形データを出力する。そして、誤差補正部３０は、この波形データを補正せずに出力する。そして、ＤＡＣ２１は、この波形データをアナログ値に変換して出力する。つまり、ＤＡＣ２１は、所定の直流電圧又は０Ｖの直流電圧であるＩ相成分ＶＩ及びＱ相成分ＶＱを、直交変調部２２に出力する。）。局部発振器６は乗算器２及び９０度移相器４に搬送波信号ＳＣを出力し、９０度移相器４は、搬送波信号ＳＣを９０度移相して乗算器３に出力するものとする。加算器５は、乗算器２及び３の出力信号を加算し、出力信号Ｓを出力するものとする。
【００５６】
直交変調器１が理想的な特性を有する場合、搬送波信号ＳＣの角周波数をωＣとすると、出力信号Ｓは［数１］で表される。
【００５７】
【数１】
【００５８】
実際には、直交変調器１が出力する変調信号には、ゲインバランス誤差、原点オフセット誤差、直交度誤差が含まれるので、出力信号Ｓは［数２］で表される。ここで、φＣ［ｒａｄ］は初期位相である。
【００５９】
【数２】
【００６０】
［数２］を書き換えると［数３］が得られる。
【００６１】
【数３】
【００６２】
ただし、［数３］において、ＡＴｏｔａｌ及びΦは、それぞれ、［数４］及び［数５］で与えられる。ここで、ＡＴｏｔａｌは出力信号Ｓの振幅成分を示している。
【００６３】
【数４】
【００６４】
【数５】
【００６５】
次に、Ｉ相のゲインバランス誤差ｄＩ及びＱ相のゲインバランス誤差ｄＱを求める。
【００６６】
最初に、Ｉ相のゲインバランス誤差ｄＩは、振幅成分ＡＴｏｔａｌを２乗した電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌに基づいて以下のように求めることができる。まず、［数４］において、ＶＱ＝０としたときの電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌは［数６］で示される。
【００６７】
【数６】
【００６８】
ただし、［数６］において、ＤＩ、ΔＩ及びΛは、それぞれ、［数７］〜［数９］で与えられる。
【００６９】
【数７】
【００７０】
【数８】
【００７１】
【数９】
【００７２】
ＤＩ、ΔＩ及びΛは、それぞれ、ＶＱ＝０として３種類のＶＩを設定し、各ＶＩに対する電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌの実測値から算出することができる。ＤＩの算出結果から、［数１０］によりＩ相のゲインバランス誤差ｄＩが求まる。
【００７３】
【数１０】
【００７４】
前述と同様に、Ｑ相のゲインバランス誤差ｄＱは以下のように求めることができる。まず、［数４］において、ＶＩ＝０としたときの電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌは［数１１］で示される。
【００７５】
【数１１】
【００７６】
ただし、［数１１］において、ＤＱ及びΔＱは、それぞれ、［数１２］、［数１３］で与えられる。なお、Λは、前述の［数９］で与えられる。
【００７７】
【数１２】
【００７８】
【数１３】
【００７９】
ＤＱ、ΔＱは、それぞれ、ＶＩ＝０として３種類のＶＱを設定し、各ＶＱに対する電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌの実測値から算出することができる。ＤＱの算出結果から、［数１４］によりＱ相のゲインバランス誤差ｄＱが求まる。
【００８０】
【数１４】
【００８１】
次に、直交度誤差φを求める。まず、［数４］において、ＶＱ＝０のときの電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌの実測値をＡ０で表すと［数１５］が得られる。
【００８２】
【数１５】
【００８３】
また、［数４］において、ＶＩ＝０のときの電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌの実測値をＡ１で表すと［数１６］が得られる。
【００８４】
【数１６】
【００８５】
また、ＶＩ≠０、ＶＱ≠０のときの電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌの実測値をＡ２で表すと［数４］から［数１７］が得られる。
【００８６】
【数１７】
【００８７】
［数１７］から［数１５］及び［数１６］を減算すると［数１８］が得られる。
【００８８】
【数１８】
【００８９】
［数１８］に［数９］を代入すると［数１９］が得られる。
【００９０】
【数１９】
【００９１】
［数１９］より［数２０］、［数２１］が得られ、直角度誤差φが求まる。
【００９２】
【数２０】
【００９３】
【数２１】
【００９４】
次に、原点オフセットδＩ及びδＱを求める。［数８］及び［数１３］より［数２２］及び［数２３］が得られ、原点オフセットδＩ及びδＱが求まる。
【００９５】
【数２２】
【００９６】
【数２３】
【００９７】
以上のように、直交変調器１の出力信号Ｓの電力成分に基づいて、Ｉ相のゲインバランス誤差ｄＩ及びＱ相のゲインバランス誤差ｄＱ、直交度誤差φ、原点オフセット誤差δＩ及びδＱを求めることができる。したがって、本実施形態において、直交変調誤差算出器４０は、レベル調整器５０が出力する直交変調信号の電力を電力計測部４１によって計測することにより、直交変調誤差を算出することができる。そして、補正値出力部２３において、直交変調誤差を打ち消す補正値を生成し、この補正値を誤差補正部３０に供給すればよい。
【００９８】
次に、誤差補正部３０の構成について図３に基づき説明する。なお、補正出力部２２が生成する、直交変調誤差を打ち消す補正値を次のように表す。すなわち、Ｉ相のゲインバランス誤差ｄＩの補正値をｄＩ＿ＣＯＲ、Ｑ相のゲインバランス誤差ｄＱの補正値をｄＱ＿ＣＯＲと表す。また、直交度誤差φの補正値をφＣＯＲ、Ｉ相の原点オフセット誤差δＩの補正値をδＩ＿ＣＯＲ、Ｑ相の原点オフセット誤差δＱの補正値をδＱ＿ＣＯＲと表す。
【００９９】
図３に示すように、誤差補正部３０は、乗算器３１〜３４、加算器３５〜３８を備えている。なお、乗算器３１〜３４は、それぞれ、本発明に係る第１乗算器〜第４乗算器を構成する。また、加算器３５〜３８は、それぞれ、本発明に係る第１加算器〜第４加算器を構成する。
【０１００】
乗算器３１は、波形データ記憶部１１が出力するＩ相成分と、Ｉ相のゲインバランス補正値ｄＩ＿ＣＯＲとを乗算するようになっている。乗算器３２は、波形データ記憶部１１が出力するＱ相成分と、Ｑ相のゲインバランス補正値ｄＱ＿ＣＯＲとを乗算するようになっている。
【０１０１】
乗算器３３は、乗算器３２の乗算結果と、直交度補正値φＣＯＲとを乗算するようになっている。乗算器３４は、乗算器３１の乗算結果と、直交度補正値φＣＯＲとを乗算するようになっている。
【０１０２】
加算器３５は、乗算器３１の乗算結果と、乗算器３３の乗算結果とを加算するようになっている。加算器３６は、乗算器３２の乗算結果と、乗算器３４の乗算結果とを加算するようになっている。
【０１０３】
加算器３７は、加算器３５の加算結果と、Ｉ相の原点オフセット補正値δＩ＿ＣＯＲとを加算するようになっている。加算器３８は、加算器３６の加算結果と、Ｑ相の原点オフセット補正値δＱ＿ＣＯＲとを加算するようになっている。
【０１０４】
前述の構成により、誤差補正部３０は、波形データ記憶部１１からＩ相成分及びＱ相成分を入力し、直交変調誤差を打ち消したＩ相成分ＩＣＯＲ及びＱ相成分ＱＣＯＲをＤＡＣ２１に出力することができる。
【０１０５】
次に、本実施形態における信号発生装置１０の動作について、図１に示したブロック構成図を適宜参照しながら説明する。
【０１０６】
最初に、信号発生装置１０の全体的な動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１０７】
制御部１５は、補正値出力部２３が出力する補正値を初期化して（ステップＳ１１）、誤差補正部３０が補正を行わない状態とする。
【０１０８】
制御部１５は、モード切替部１４を動作させて誤差算出モードに設定する（ステップＳ１２）。その結果、モード切替部１４において、スイッチ１４ａはオフ、スイッチ１４ｂはオンにされる。
【０１０９】
次に、制御部１５は、誤差算出モードでの動作を行う（ステップＳ２０）。
【０１１０】
誤差算出モードでの動作が終了すると、制御部１５は、モード切替部１４を動作させて信号出力モードに設定する（ステップＳ１３）。その結果、モード切替部１４において、スイッチ１４ａはオン、スイッチ１４ｂはオフにされる。
【０１１１】
そして、制御部１５は、信号出力モードでの動作を行う（ステップＳ３０）。
【０１１２】
次に、図４に示したステップＳ２０における誤差算出モードでの動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１１３】
制御部１５は、Ｑ相成分ＶＱ＝０として３種類のＩ相成分ＶＩにより、電力計測部４１に電力成分Ａ０を計測させる（ステップＳ２１）。
【０１１４】
ここで、３種類のＩ相成分ＶＩをＶＩ１、ＶＩ２、ＶＩ３とすると、制御部１５は、ＶＩ１及びＶＱ＝０、ＶＩ2及びＶＱ＝０、ＶＩ3及びＶＱ＝０の３つの組合せの信号を波形データ記憶部１１に順次出力させ、レベル調整器５０が出力する変調信号の電力成分Ａ０を電力計測部４１に計測させる。ただし、ＶＩ１、ＶＩ２、ＶＩ３は、０Ｖ（ゼロボルト）でないとともに互いに異なる直流電圧である。
【０１１５】
続いて、制御部１５は、Ｉ相成分ＶＩ＝０として３種類のＱ相成分ＶＱにより、電力計測部４１に電力成分Ａ１を計測させる（ステップＳ２２）。
【０１１６】
ここで、３種類のＱ相成分ＶＱをＶＱ１、ＶＱ２、ＶＱ３とすると、制御部１５は、ＶＩ＝０及びＶＱ１、ＶＩ＝０及びＶＱ１、ＶＩ＝０及びＶＱ１の３つの組合せの信号を波形データ記憶部１１に順次出力させ、レベル調整器５０が出力する変調信号の電力成分Ａ１を電力計測部４１に計測させる。ただし、ＶＱ１、ＶＱ２、ＶＱ３は、０Ｖ（ゼロボルト）でないとともに互いに異なる直流電圧である。
【０１１７】
さらに、制御部１５は、例えば、ＶＩ＝ＶＩ１及びＶＱ＝ＶＱ１の組合せの信号を波形データ記憶部１１に出力させ、レベル調整器５０が出力する変調信号の電力成分Ａ２を電力計測部４１に計測させる（ステップＳ２３）。ここで、電力成分Ａ２を計測する場合に、ＶＩは、電力成分Ａ０を計測するときに用いたＶＩ１、ＶＩ２、ＶＩ３のいずれかが用いられ、ＶＱは、電力成分Ａ１を計測するときに用いたＶＱ１、ＶＱ２、ＶＱ３のいずれかが用いられる。
【０１１８】
以上の計測結果より、直交変調誤差算出器４０は、直交変調誤差を算出する（ステップＳ２４）。
【０１１９】
具体的には、ゲインバランス誤差算出部４２は、ステップＳ２１の結果に基づき、［数６］〜［数９］によりＤＩ、ΔＩ、Λを算出し、［数１０］によりＩ相のゲインバランス誤差ｄＩを算出する。また、ゲインバランス誤差算出部４２は、ステップＳ２２の結果に基づき、［数１１］〜［数１３］によりＤＱ、ΔＱを算出し、［数１４］によりＱ相のゲインバランス誤差ｄＱを算出する。
【０１２０】
原点オフセット誤差算出部４３は、ステップＳ２１〜Ｓ２３で求めた電力成分Ａ０、Ａ１及びＡ２に基づき、［数２２］及び［数２３］により、Ｉ相の原点オフセット誤差δＩ及びＱ相の原点オフセット誤差δＱを算出する。
【０１２１】
直交度誤差算出部４４は、ステップＳ２１〜Ｓ２３で求めた電力成分Ａ０、Ａ１及びＡ２に基づき、［数２１］により、直交度誤差φを算出する。
【０１２２】
そして、制御部１５は、直交変調誤差を打ち消す補正値、すなわち、Ｉ相のゲインバランス補正値ｄＩ＿ＣＯＲ、Ｑ相のゲインバランス補正値ｄＱ＿ＣＯＲ、直交度補正値φＣＯＲ、Ｉ相の原点オフセット補正値δＩ＿ＣＯＲ及びＱ相の原点オフセット補正値δＱ＿ＣＯＲを補正値出力部２３に生成させて誤差補正部３０に向けて出力させる（ステップＳ２５）。
【０１２３】
次に、図４に示したステップＳ３０における信号出力モードでの動作を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１２４】
まず、制御部１５は、波形指定信号を波形データ記憶部１１に出力し、波形データ記憶部１１が記憶している波形データ（デジタル値）のうち所定の試験波形データを出力させる（ステップＳ３１）。
【０１２５】
次に、誤差補正部３０は、試験波形データに対して直交変調誤差を打ち消す補正を行って（ステップＳ４０）ＤＡＣ２１に出力する。具体的には、誤差補正部３０（図３参照）は、図７のフローチャートに示すように直交変調誤差を打ち消す補正を行う。
【０１２６】
乗算器３１は、波形データ記憶部１１が出力するＩ相成分と、Ｉ相のゲインバランス補正値ｄＩ＿ＣＯＲとを乗算する（ステップＳ４１）。
【０１２７】
乗算器３２は、波形データ記憶部１１が出力するＱ相成分と、Ｑ相のゲインバランス補正値ｄＱ＿ＣＯＲとを乗算する（ステップＳ４２）。
【０１２８】
乗算器３３は、乗算器３２の乗算結果と、直交度補正値φＣＯＲとを乗算する（ステップＳ４３）。
【０１２９】
乗算器３４は、乗算器３１の乗算結果と、直交度補正値φＣＯＲとを乗算する（ステップＳ４４）。
【０１３０】
加算器３５は、乗算器３１の乗算結果と、乗算器３３の乗算結果とを加算する（ステップＳ４５）。
【０１３１】
加算器３６は、乗算器３２の乗算結果と、乗算器３４の乗算結果とを加算する（ステップＳ４６）。
【０１３２】
加算器３７は、加算器３５の加算結果と、Ｉ相の原点オフセット補正値δＩ＿ＣＯＲとを加算する（ステップＳ４７）。
【０１３３】
加算器３８は、加算器３６の加算結果と、Ｑ相の原点オフセット補正値δＱ＿ＣＯＲとを加算する（ステップＳ４８）。
【０１３４】
図６に戻り、ＤＡＣ２１は、補正されたデジタル値の試験波形データをアナログ値に変換し（ステップＳ３２）、直交変調部２２に出力する。
【０１３５】
直交変調部２２は、局部発振器１３が出力する局部発周波数の搬送波信号に基づいて、試験波形データの直交変調を行って（ステップＳ３３）、直交変調信号を増幅器１２に出力する。なお、局部発振器１３の周波数は、予め制御部１５によって設定されている。
【０１３６】
増幅器１２は、直交変調信号を所定の増幅率で増幅し、レベル調整器５０に出力する。レベル調整器５０は、直交変調信号の電力レベルが例えば−１０ｄＢｍとなるよう、可変アッテネータ５１の減衰量を可変して電力レベルを調整し（ステップＳ３４）、所定の電力レベルに調整した直交変調信号を被試験装置に出力する（ステップＳ３５）。
【０１３７】
具体的には、レベル調整器５０において、可変アッテネータ５１は、増幅器１２の出力信号のレベルを、比較器５５からの減衰量設定信号に基づいて所定値に減衰し、検波器５２に出力する。検波器５２は、入力信号を検波してＡＤＣ５３に出力する。ＡＤＣ５３は、入力したアナログ値の信号をデジタル値の信号に変換して、比較器５５に出力する。比較器５５は、入力信号のレベルと、基準値出力部５４からの基準信号レベルとを比較して、可変アッテネータ５１の出力信号の電力レベルが例えば−１０ｄＢｍとなるよう減衰量設定信号を可変アッテネータ５１に出力する。また、実際には、可変アッテネータ５１の出力は、ステップアッテネータ（不図示）によって所望のレベルに減衰され、ＲＦ信号として信号発生装置１０から出力される。
【０１３８】
以上のように、本実施形態における信号発生装置１０は、直交変調誤差算出器４０が、直交変調信号の電力を計測する電力計測部４１と、計測した電力に基づいて、ゲインバランス誤差を算出するゲインバランス誤差算出部４２と、原点オフセット誤差を算出する原点オフセット誤差算出部４３と、直交誤差を算出する直交度誤差算出部４４とを備える構成としたので、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
以上のように、本発明に係る直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができるという効果を有し、直交変調時に発生する直交変調誤差を補正する直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法として有用である。
【符号の説明】
【０１４０】
１０ 信号発生装置
１１ 波形データ記憶部（ベースバンド信号供給手段）
１２ 増幅器
１３ 局部発振器（搬送波信号生成手段）
１４ モード切替部
１４ａ、１４ｂ スイッチ
１５ 制御部
２０ 直交変調器
２１ ＤＡＣ
２２ 直交変調部
２３ 補正値出力部
３０ 誤差補正部
３１〜３４ 乗算器（第１乗算器〜第４乗算器）
３５〜３８ 加算器（第１加算器〜第４加算器）
４０ 直交変調誤差算出器
４１ 電力計測部
４２ ゲインバランス誤差算出部
４３ 原点オフセット誤差算出部
４４ 直交度誤差算出部
５０ レベル調整器
５１ 可変アッテネータ
５２ 検波器
５３ ＡＤＣ
５４ 基準値出力部
５５ 比較器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交変調時に発生する直交変調誤差を補正する直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタル通信の変調器としては、一般に、図８に示すような直交変調器が用いられている。図８に示した直交変調器１は、乗算器２及び３、９０度移相器４、加算器５を備えている。
【０００３】
乗算器２及び３は、それぞれ、Ｉ相成分（同相成分）及びＱ相成分（直交成分）と呼ばれる２つの信号を入力するようになっている。乗算器２は、Ｉ相成分と、局部発振器６からの搬送波信号Ｓｃとを乗算するようになっている。乗算器３は、Ｑ相成分と、９０度移相器４によって９０度移相された搬送波信号Ｓｃとを乗算するようになっている。加算器５は、乗算器２及び３の出力信号を加算して直交変調信号Ｓを出力するようになっている。
【０００４】
この直交変調器１において、９０度移相器４の設定不良や誤差等に起因して、出力する直交変調信号Ｓに含まれるＩ相成分とＱ相成分とが正確に直交しないことによる変調誤差が発生することが知られている。この変調誤差は直交度誤差と呼ばれる。直交度誤差を検出する装置としては、例えば、特許文献１に記載された直交変調装置が知られている。
【０００５】
特許文献１記載のものは、直交変調器に入力するＩ相成分、Ｑ相成分にそれぞれ加算するための一対の直流電圧を生成する一対の可変電圧源と、一対の可変電圧源によって生成される一対の直流電圧を変化させて、Ｉ相成分、Ｑ相成分に加算した状態で、変調信号の信号レベルが基準レベルとなるような複数の一対の直流電圧の組合せを検索する直流電圧組合せ検索手段とを備えている。この構成により、特許文献１記載のものは、検索した複数の一対の直流電圧の組合せの各値に基づいて直交変調信号の直交度誤差を算出し、直交度誤差を補正できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７３７８１９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記載のものでは、直交度誤差を補正できるものではあったが、直交変調時に発生するその他の誤差であるゲインバランス誤差や原点オフセット誤差については補正できず、その改善が望まれていた。
【０００８】
本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたものであり、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る直交変調器は、同相成分及び直交成分を含むベースバンド信号を受けて、当該ベースバンド信号により互いに直交する２つの搬送波信号を変調して得られる直交変調信号を出力する直交変調部（２２）を含み、前記直交変調信号に含まれる直交変調誤差を補正する直交変調器（２０）において、前記直交変調誤差は、前記同相成分及び前記直交成分の各ゲインが互いに異なることを表すゲインバランス誤差と、前記直交変調信号の同相成分を示す同相成分軸と前記直交変調信号の直交成分を示す直交成分軸との原点のオフセットを表す原点オフセット誤差と、前記同相成分軸と前記直交成分軸との直交度のずれを表す直交度誤差とを含み、前記同相成分及び前記直交成分が所定の直流電圧であるベースバンド信号を受けたときに前記直交変調部が出力する前記直交変調信号の電力に基づいて、前記直交変調誤差である前記ゲインバランス誤差と前記原点オフセット誤差と前記直交度誤差とをそれぞれ算出する直交変調誤差算出器（４０）と、前記直交変調誤差算出器が算出した前記直交変調誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号に対して補正をする誤差補正部（３０）と、を備えた構成を有している。
【００１０】
この構成により、本発明の請求項１に係る直交変調器は、直交変調誤差算出器が、直交変調部が出力する直交変調信号の電力に基づいて、ゲインバランス誤差と、原点オフセット誤差と、直交度誤差とをそれぞれ算出するので、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる。
【００１１】
本発明の請求項２に係る直交変調器は、前記誤差補正部は、入力するベースバンド信号の同相成分と、前記同相成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第１乗算器（３１）と、入力するベースバンド信号の直交成分と、前記直交成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第２乗算器（３２）と、前記第２乗算器の乗算結果と、前記直交度誤差を打ち消す直交度補正値とを乗算する第３乗算器（３３）と、前記第１乗算器の乗算結果と、前記直交度補正値とを乗算する第４乗算器（３４）と、前記第１乗算器の乗算結果と、前記第３乗算器の乗算結果とを加算する第１加算器（３５）と、前記第２乗算器の乗算結果と、前記第４乗算器の乗算結果とを加算する第２加算器（３６）と、前記第１加算器の加算結果と、前記同相成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算し、前記直交変調部に出力する第３加算器（３７）と、前記第２加算器の加算結果と、前記直交成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算し、前記直交変調部に出力する第４加算器（３８）と、を備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明の請求項２に係る直交変調器は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる。
【００１３】
本発明の請求項３に係る直交変調器は、前記直交変調誤差算出器は、前記直交変調部が出力する前記直交変調信号の電力を計測する電力計測部（４１）と、前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記ゲインバランス誤差を算出するゲインバランス誤差算出部（４２）と、前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記原点オフセット誤差を算出する原点オフセット誤差算出部（４３）と、前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記直交度誤差を算出する直交度誤差算出部（４４）と、を備えた構成を有している。
【００１４】
この構成により、本発明の請求項３に係る直交変調器は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を算出して補正することができる。
【００１５】
本発明の請求項４に係る信号発生装置は、請求項３に記載の電力計測部が、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、前記ベースバンド信号の前記同相成分及び前記直交成分を互いに異なる所定の直流電圧としたときの前記直交変調信号の電力値と、を計測するものであることが好ましい。
【００１６】
本発明の請求項５に係る信号発生装置は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の直交変調器と、前記ベースバンド信号を前記誤差補正部に供給するベースバンド信号供給手段（１１）と、前記搬送波信号を生成して前記直交変調部に出力する搬送波信号生成手段（１３）と、前記直交変調誤差算出器が前記直交変調誤差を算出するモードを示す誤差算出モードと、前記直交変調器が前記直交変調誤差を打ち消した直交変調信号を出力するモードを示す信号出力モードとを切り替えるモード切替部（１４）と、を備えた構成を有している。
【００１７】
この構成により、本発明の請求項５に係る信号発生装置は、誤差算出モードにおいて算出した直交変調誤差に基づいて、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正した直交変調信号を信号出力モードにおいて出力することができる。
【００１８】
本発明の請求項６に係る直交変調方法は、同相成分及び直交成分を含むベースバンド信号に応じて互いに直交する２つの搬送波信号を変調して得られる直交変調信号に含まれる直交変調誤差を補正して前記直交変調信号を出力する直交変調方法において、前記直交変調誤差は、前記同相成分及び前記直交成分の各ゲインが互いに異なることを表すゲインバランス誤差と、前記直交変調信号の同相成分を示す同相成分軸と前記直交変調信号の直交成分を示す直交成分軸との原点のオフセットを表す原点オフセット誤差と、前記同相成分軸と前記直交成分軸との直交度のずれを表す直交度誤差とを含み、前記同相成分及び前記直交成分が所定の直流電圧であるベースバンド信号を受けたときの前記直交変調信号の電力に基づいて、前記直交変調誤差である前記ゲインバランス誤差と前記原点オフセット誤差と前記直交度誤差とをそれぞれ算出する直交変調誤差算出ステップ（Ｓ２４）と、前記直交変調誤差算出ステップにおいて算出した前記直交変調誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号に対して補正をする誤差補正ステップ（Ｓ４０）と、前記直交変調誤差を打ち消すように補正されたベースバンド信号を入力して直交変調信号を出力する直交変調信号出力ステップ（Ｓ３５）と、を含む構成を有している。
【００１９】
この構成により、本発明の請求項６に係る直交変調方法は、直交変調誤差算出ステップにおいて直交変調信号の電力に基づいて、ゲインバランス誤差と、原点オフセット誤差と、直交度誤差とをそれぞれ算出するので、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる。
【００２０】
本発明の請求項７に係る直交変調方法は、前記誤差補正ステップは、入力するベースバンド信号の同相成分と、前記同相成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第１乗算ステップ（Ｓ４１）と、入力するベースバンド信号の直交成分と、前記直交成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第２乗算ステップ（Ｓ４２）と、前記第２乗算ステップの乗算結果と、前記直交度誤差を打ち消す直交度補正値とを乗算する第３乗算ステップ（Ｓ４３）と、前記第１乗算ステップの乗算結果と、前記直交度補正値とを乗算する第４乗算ステップ（Ｓ４４）と、前記第１乗算ステップの乗算結果と、前記第３乗算ステップの乗算結果とを加算する第１加算ステップ（Ｓ４５）と、前記第２乗算ステップの乗算結果と、前記第４乗算ステップの乗算結果とを加算する第２加算ステップ（Ｓ４６）と、前記第１加算ステップの加算結果と、前記同相成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算する第３加算ステップ（Ｓ４７）と、前記第２加算ステップの加算結果と、前記直交成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算する第４加算ステップ（Ｓ４８）と、を含む構成を有している。
【００２１】
この構成により、本発明の請求項７に係る直交変調方法は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる。
【００２２】
本発明の請求項８に係る直交変調方法は、前記直交変調誤差算出ステップは、前記直交変調信号の電力を計測する電力計測ステップ（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３）を含み、当該計測した電力に基づいて、前記ゲインバランス誤差と、前記原点オフセット誤差と、前記直交度誤差とを算出する構成を有している。
【００２３】
この構成により、本発明の請求項８に係る直交変調方法は、電力計測ステップにおいて計測した電力に基づいて、ゲインバランス誤差と、原点オフセット誤差と、直交度誤差とを算出することができる。
【００２４】
本発明の請求項９に係る直交変調方法は、請求項８に記載の電力計測ステップは、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、前記ベースバンド信号の前記同相成分及び前記直交成分を互いに異なる所定の直流電圧としたときの前記直交変調信号の電力値と、を計測することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができるという効果を有する直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る信号発生装置の一実施形態における構成ブロック図である。
【図２】本発明に係る信号発生装置の一実施形態における直交変調誤差についての説明図である。
【図３】本発明に係る信号発生装置の一実施形態における誤差補正部の構成ブロック図である。
【図４】本発明に係る信号発生装置の一実施形態において、全体的な動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る信号発生装置の一実施形態において、誤差算出モードでの動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る信号発生装置の一実施形態において、信号出力モードでの動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る信号発生装置の一実施形態において、直交変調誤差を打ち消す補正の動作を示すフローチャートである。
【図８】従来の直交変調器の構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２８】
まず、本発明に係る信号発生装置の一実施形態における構成について説明する。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態における信号発生装置１０は、波形データ記憶部１１、直交変調器２０、増幅器１２、局部発振器１３、モード切替部１４、制御部１５、レベル調整器５０を備えている。
【００３０】
直交変調器２０は、誤差補正部３０、デジタルアナログ変換器（以下「ＤＡＣ」という。）２１、直交変調部２２、補正値出力部２３、直交変調誤差算出器４０を備えている。
【００３１】
レベル調整器５０は、可変アッテネータ５１、検波器５２、アナログデジタル変換器（以下「ＡＤＣ」という。）５３、基準値出力部５４、比較器５５を備えている。
【００３２】
波形データ記憶部１１は、デジタル値の波形データを記憶するものであって、被試験装置（図示せず）を試験するために用意されたＩ相成分及びＱ相成分のベースバンドの波形データ（以下、単に「試験波形データ」という。）を予め記憶するようになっている。この試験波形データは、例えば、図示しないＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって生成される。なお、波形データ記憶部１１は、本発明に係るベースバンド信号供給手段を構成する。
【００３３】
誤差補正部３０は、補正値出力部２３が出力する補正値に基づいて、波形データ記憶部１１から入力したＩ相成分及びＱ相成分の試験波形データを補正するようになっている。
【００３４】
ＤＡＣ２１は、誤差補正部３０が出力するデジタル値の試験波形データをアナログ値の試験波形データに変換し、アナログ値に変換した試験波形データを直交変調部２２に出力するようになっている。
【００３５】
局部発振器１３は、制御部１５が出力する局発制御信号に基づいて、所定周波数の搬送波信号を生成し、直交変調部２２に出力するようになっている。この局部発振器１３は、本発明に係る搬送波信号生成手段を構成する。
【００３６】
直交変調部２２は、局部発振器１３からの搬送波信号を、Ｉ相成分及びＱ相成分の試験波形データにより直交変調し、直交変調信号を増幅器１２に出力するようになっている。この直交変調部２２は、図８に示した直交変調器１と同様な構成を有する。
【００３７】
増幅器１２は、直交変調部２２が出力する直交変調信号を増幅し、レベル調整器５０の可変アッテネータ５１に出力するようになっている。
【００３８】
可変アッテネータ５１は、比較器５５からの減衰量設定信号に従って、増幅器１２の出力信号の電力レベルを減衰するための減衰量が設定されるようになっている。所定の電力レベルに減衰された信号は、検波器５２及び被試験装置に出力される。
【００３９】
検波器５２は、可変アッテネータ５１の出力信号を検波し、ＡＤＣ５３に出力するようになっている。
【００４０】
ＡＤＣ５３は、検波器５２が検波したアナログ値の信号をデジタル値の信号に変換し、モード切替部１４及び比較器５５に出力するようになっている。
【００４１】
基準値出力部５４は、予め定められた基準レベルの信号を生成し、比較器５５に出力するようになっている。
【００４２】
比較器５５は、ＡＤＣ５３の出力信号レベルと、基準値出力部５４の出力信号レベルとを比較して、可変アッテネータ５１の出力信号の電力値が例えば−１０ｄＢｍの電力値となるよう、減衰量設定信号を可変アッテネータ５１に出力するようになっている。
【００４３】
モード切替部１４は、可変アッテネータ５１と被試験装置との間に設けられたスイッチ１４ａと、ＡＤＣ５３と直交変調誤差算出器４０との間に設けられたスイッチ１４ｂとを有する。スイッチ１４ａ及び１４ｂは、制御部１５からのモード切替信号に基づいて、いずれか一方がオンし、他方がオフするよう設定されるようになっている。ここで、制御部１５が指示するモードには、直交変調誤差算出器４０によって直交変調誤差を算出するモードを示す誤差算出モードと、直交変調誤差が補正された試験信号を被試験装置に出力するモードを示す信号出力モードとがある。図示したモード切替部１４の状態は、スイッチ１４ａがオフ、スイッチ１４ｂがオンであり、誤差算出モードである。なお、図１では、モード切替部１４が物理的なスイッチ１４ａ、１４ｂで構成されるイメージを示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。モード切替部１４は、上述の誤差算出モードと信号出力モードとを切り替え可能とする構成であればよい。
【００４４】
制御部１５は、例えば、マイクロコンピュータによって構成されており、装置全体の制御を行うようになっている。例えば、制御部１５は、波形データ記憶部１１に波形指定信号を出力し、波形データ記憶部１１から出力する波形データを決定するようになっている。
【００４５】
直交変調誤差算出器４０は、電力計測部４１、ゲインバランス誤差算出部４２、原点オフセット誤差算出部４３、直交度誤差算出部４４を備えている。
【００４６】
電力計測部４１は、レベル調整器５０が出力する直交変調信号の電力を計測するようになっている。
【００４７】
ゲインバランス誤差算出部４２は、電力計測部４１が計測した直交変調信号の電力に基づいてゲインバランス誤差を算出するようになっている。
【００４８】
原点オフセット誤差算出部４３は、電力計測部４１が計測した直交変調信号の電力に基づいて原点オフセット誤差を算出するようになっている。
【００４９】
直交度誤差算出部４４は、電力計測部４１が計測した変調信号の電力に基づいて直交度誤差を算出するようになっている。
【００５０】
補正値出力部２３は、直交変調誤差算出器４０が算出したゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差のデータを入力し、これらの直交変調誤差を打ち消すための補正値を算出し、誤差補正部に出力するようになっている。
【００５１】
前述のように、直交変調誤差は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を含む。以下、図８に示した直交変調器１の構成図と、図２とを参照しながら、直交変調誤差について説明する。
【００５２】
ゲインバランス誤差は、図２（ａ）に示すように、直交変調器１が入力した信号Ｐ１が信号Ｐ２として出力される場合の誤差である。具体的には、信号Ｐ１のＩ相成分のレベルをＶＩ、Ｑ相成分のレベルをＶＱとした場合に、信号Ｐ２のＩ相成分のレベルがＶＩ・ｄＩ、Ｑ相成分のレベルがＶＱ・ｄＱ（ｄＩ≠ｄＱ）となったとき、ｄＩ及びｄＱをゲインバランス誤差という。なお、ｄＩ＝ｄＱの場合、すなわちＩ相成分とＱ相成分とでレベルのバランスがとれている場合は、後段の回路でレベル調整が可能であるため特に問題とならない。
【００５３】
原点オフセット誤差は、図２（ｂ）に示すように、Ｉ相軸及びＱ相軸の各原点が直流成分によりオフセットすることに起因する誤差であり、Ｉ相軸及びＱ相軸の原点オフセット誤差をそれぞれδＩ及びδＱと表す。
【００５４】
直交度誤差は、図２（ｃ）に示すように、Ｉ相軸とＱ相軸との交差角度がπ／２［ｒａｄ］からずれていることを示す誤差であり、例えば、Ｉ相軸を基準としてＱ相軸の傾きが（π／２＋φ）［ｒａｄ］のとき、このφを直交度誤差という。
【００５５】
次に、直交変調誤差を算出する手法について説明する。ここで、図８に示した直交変調器１において、乗算器２はベースバンド信号のＩ相成分ＶＩ［ｍＶ］を入力し、乗算器３はベースバンド信号のＱ相成分ＶＱ［ｍＶ］を入力するものとする（具体的には、前述の誤差算出モードのとき、各部は以下のように動作する。波形データ記憶部１１は、所定の直流電圧又は０Ｖ（ゼロボルト）の直流電圧の波形データを出力する。そして、誤差補正部３０は、この波形データを補正せずに出力する。そして、ＤＡＣ２１は、この波形データをアナログ値に変換して出力する。つまり、ＤＡＣ２１は、所定の直流電圧又は０Ｖの直流電圧であるＩ相成分ＶＩ及びＱ相成分ＶＱを、直交変調部２２に出力する。）。局部発振器６は乗算器２及び９０度移相器４に搬送波信号ＳＣを出力し、９０度移相器４は、搬送波信号ＳＣを９０度移相して乗算器３に出力するものとする。加算器５は、乗算器２及び３の出力信号を加算し、出力信号Ｓを出力するものとする。
【００５６】
直交変調器１が理想的な特性を有する場合、搬送波信号ＳＣの角周波数をωＣとすると、出力信号Ｓは［数１］で表される。
【００５７】
【数１】
【００５８】
実際には、直交変調器１が出力する変調信号には、ゲインバランス誤差、原点オフセット誤差、直交度誤差が含まれるので、出力信号Ｓは［数２］で表される。ここで、φＣ［ｒａｄ］は初期位相である。
【００５９】
【数２】
【００６０】
［数２］を書き換えると［数３］が得られる。
【００６１】
【数３】
【００６２】
ただし、［数３］において、ＡＴｏｔａｌ及びΦは、それぞれ、［数４］及び［数５］で与えられる。ここで、ＡＴｏｔａｌは出力信号Ｓの振幅成分を示している。
【００６３】
【数４】
【００６４】
【数５】
【００６５】
次に、Ｉ相のゲインバランス誤差ｄＩ及びＱ相のゲインバランス誤差ｄＱを求める。
【００６６】
最初に、Ｉ相のゲインバランス誤差ｄＩは、振幅成分ＡＴｏｔａｌを２乗した電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌに基づいて以下のように求めることができる。まず、［数４］において、ＶＱ＝０としたときの電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌは［数６］で示される。
【００６７】
【数６】
【００６８】
ただし、［数６］において、ＤＩ、ΔＩ及びΛは、それぞれ、［数７］〜［数９］で与えられる。
【００６９】
【数７】
【００７０】
【数８】
【００７１】
【数９】
【００７２】
ＤＩ、ΔＩ及びΛは、それぞれ、ＶＱ＝０として３種類のＶＩを設定し、各ＶＩに対する電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌの実測値から算出することができる。ＤＩの算出結果から、［数１０］によりＩ相のゲインバランス誤差ｄＩが求まる。
【００７３】
【数１０】
【００７４】
前述と同様に、Ｑ相のゲインバランス誤差ｄＱは以下のように求めることができる。まず、［数４］において、ＶＩ＝０としたときの電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌは［数１１］で示される。
【００７５】
【数１１】
【００７６】
ただし、［数１１］において、ＤＱ及びΔＱは、それぞれ、［数１２］、［数１３］で与えられる。なお、Λは、前述の［数９］で与えられる。
【００７７】
【数１２】
【００７８】
【数１３】
【００７９】
ＤＱ、ΔＱは、それぞれ、ＶＩ＝０として３種類のＶＱを設定し、各ＶＱに対する電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌの実測値から算出することができる。ＤＱの算出結果から、［数１４］によりＱ相のゲインバランス誤差ｄＱが求まる。
【００８０】
【数１４】
【００８１】
次に、直交度誤差φを求める。まず、［数４］において、ＶＱ＝０のときの電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌの実測値をＡ０で表すと［数１５］が得られる。
【００８２】
【数１５】
【００８３】
また、［数４］において、ＶＩ＝０のときの電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌの実測値をＡ１で表すと［数１６］が得られる。
【００８４】
【数１６】
【００８５】
また、ＶＩ≠０、ＶＱ≠０のときの電力成分Ａ２Ｔｏｔａｌの実測値をＡ２で表すと［数４］から［数１７］が得られる。
【００８６】
【数１７】
【００８７】
［数１７］から［数１５］及び［数１６］を減算すると［数１８］が得られる。
【００８８】
【数１８】
【００８９】
［数１８］に［数９］を代入すると［数１９］が得られる。
【００９０】
【数１９】
【００９１】
［数１９］より［数２０］、［数２１］が得られ、直角度誤差φが求まる。
【００９２】
【数２０】
【００９３】
【数２１】
【００９４】
次に、原点オフセットδＩ及びδＱを求める。［数８］及び［数１３］より［数２２］及び［数２３］が得られ、原点オフセットδＩ及びδＱが求まる。
【００９５】
【数２２】
【００９６】
【数２３】
【００９７】
以上のように、直交変調器１の出力信号Ｓの電力成分に基づいて、Ｉ相のゲインバランス誤差ｄＩ及びＱ相のゲインバランス誤差ｄＱ、直交度誤差φ、原点オフセット誤差δＩ及びδＱを求めることができる。したがって、本実施形態において、直交変調誤差算出器４０は、レベル調整器５０が出力する直交変調信号の電力を電力計測部４１によって計測することにより、直交変調誤差を算出することができる。そして、補正値出力部２３において、直交変調誤差を打ち消す補正値を生成し、この補正値を誤差補正部３０に供給すればよい。
【００９８】
次に、誤差補正部３０の構成について図３に基づき説明する。なお、補正出力部２２が生成する、直交変調誤差を打ち消す補正値を次のように表す。すなわち、Ｉ相のゲインバランス誤差ｄＩの補正値をｄＩ＿ＣＯＲ、Ｑ相のゲインバランス誤差ｄＱの補正値をｄＱ＿ＣＯＲと表す。また、直交度誤差φの補正値をφＣＯＲ、Ｉ相の原点オフセット誤差δＩの補正値をδＩ＿ＣＯＲ、Ｑ相の原点オフセット誤差δＱの補正値をδＱ＿ＣＯＲと表す。
【００９９】
図３に示すように、誤差補正部３０は、乗算器３１〜３４、加算器３５〜３８を備えている。なお、乗算器３１〜３４は、それぞれ、本発明に係る第１乗算器〜第４乗算器を構成する。また、加算器３５〜３８は、それぞれ、本発明に係る第１加算器〜第４加算器を構成する。
【０１００】
乗算器３１は、波形データ記憶部１１が出力するＩ相成分と、Ｉ相のゲインバランス補正値ｄＩ＿ＣＯＲとを乗算するようになっている。乗算器３２は、波形データ記憶部１１が出力するＱ相成分と、Ｑ相のゲインバランス補正値ｄＱ＿ＣＯＲとを乗算するようになっている。
【０１０１】
乗算器３３は、乗算器３２の乗算結果と、直交度補正値φＣＯＲとを乗算するようになっている。乗算器３４は、乗算器３１の乗算結果と、直交度補正値φＣＯＲとを乗算するようになっている。
【０１０２】
加算器３５は、乗算器３１の乗算結果と、乗算器３３の乗算結果とを加算するようになっている。加算器３６は、乗算器３２の乗算結果と、乗算器３４の乗算結果とを加算するようになっている。
【０１０３】
加算器３７は、加算器３５の加算結果と、Ｉ相の原点オフセット補正値δＩ＿ＣＯＲとを加算するようになっている。加算器３８は、加算器３６の加算結果と、Ｑ相の原点オフセット補正値δＱ＿ＣＯＲとを加算するようになっている。
【０１０４】
前述の構成により、誤差補正部３０は、波形データ記憶部１１からＩ相成分及びＱ相成分を入力し、直交変調誤差を打ち消したＩ相成分ＩＣＯＲ及びＱ相成分ＱＣＯＲをＤＡＣ２１に出力することができる。
【０１０５】
次に、本実施形態における信号発生装置１０の動作について、図１に示したブロック構成図を適宜参照しながら説明する。
【０１０６】
最初に、信号発生装置１０の全体的な動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１０７】
制御部１５は、補正値出力部２３が出力する補正値を初期化して（ステップＳ１１）、誤差補正部３０が補正を行わない状態とする。
【０１０８】
制御部１５は、モード切替部１４を動作させて誤差算出モードに設定する（ステップＳ１２）。その結果、モード切替部１４において、スイッチ１４ａはオフ、スイッチ１４ｂはオンにされる。
【０１０９】
次に、制御部１５は、誤差算出モードでの動作を行う（ステップＳ２０）。
【０１１０】
誤差算出モードでの動作が終了すると、制御部１５は、モード切替部１４を動作させて信号出力モードに設定する（ステップＳ１３）。その結果、モード切替部１４において、スイッチ１４ａはオン、スイッチ１４ｂはオフにされる。
【０１１１】
そして、制御部１５は、信号出力モードでの動作を行う（ステップＳ３０）。
【０１１２】
次に、図４に示したステップＳ２０における誤差算出モードでの動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１１３】
制御部１５は、Ｑ相成分ＶＱ＝０として３種類のＩ相成分ＶＩにより、電力計測部４１に電力成分Ａ０を計測させる（ステップＳ２１）。
【０１１４】
ここで、３種類のＩ相成分ＶＩをＶＩ１、ＶＩ２、ＶＩ３とすると、制御部１５は、ＶＩ１及びＶＱ＝０、ＶＩ2及びＶＱ＝０、ＶＩ3及びＶＱ＝０の３つの組合せの信号を波形データ記憶部１１に順次出力させ、レベル調整器５０が出力する変調信号の電力成分Ａ０を電力計測部４１に計測させる。ただし、ＶＩ１、ＶＩ２、ＶＩ３は、０Ｖ（ゼロボルト）でないとともに互いに異なる直流電圧である。
【０１１５】
続いて、制御部１５は、Ｉ相成分ＶＩ＝０として３種類のＱ相成分ＶＱにより、電力計測部４１に電力成分Ａ１を計測させる（ステップＳ２２）。
【０１１６】
ここで、３種類のＱ相成分ＶＱをＶＱ１、ＶＱ２、ＶＱ３とすると、制御部１５は、ＶＩ＝０及びＶＱ１、ＶＩ＝０及びＶＱ１、ＶＩ＝０及びＶＱ１の３つの組合せの信号を波形データ記憶部１１に順次出力させ、レベル調整器５０が出力する変調信号の電力成分Ａ１を電力計測部４１に計測させる。ただし、ＶＱ１、ＶＱ２、ＶＱ３は、０Ｖ（ゼロボルト）でないとともに互いに異なる直流電圧である。
【０１１７】
さらに、制御部１５は、例えば、ＶＩ＝ＶＩ１及びＶＱ＝ＶＱ１の組合せの信号を波形データ記憶部１１に出力させ、レベル調整器５０が出力する変調信号の電力成分Ａ２を電力計測部４１に計測させる（ステップＳ２３）。ここで、電力成分Ａ２を計測する場合に、ＶＩは、電力成分Ａ０を計測するときに用いたＶＩ１、ＶＩ２、ＶＩ３のいずれかが用いられ、ＶＱは、電力成分Ａ１を計測するときに用いたＶＱ１、ＶＱ２、ＶＱ３のいずれかが用いられる。
【０１１８】
以上の計測結果より、直交変調誤差算出器４０は、直交変調誤差を算出する（ステップＳ２４）。
【０１１９】
具体的には、ゲインバランス誤差算出部４２は、ステップＳ２１の結果に基づき、［数６］〜［数９］によりＤＩ、ΔＩ、Λを算出し、［数１０］によりＩ相のゲインバランス誤差ｄＩを算出する。また、ゲインバランス誤差算出部４２は、ステップＳ２２の結果に基づき、［数１１］〜［数１３］によりＤＱ、ΔＱを算出し、［数１４］によりＱ相のゲインバランス誤差ｄＱを算出する。
【０１２０】
原点オフセット誤差算出部４３は、ステップＳ２１〜Ｓ２３で求めた電力成分Ａ０、Ａ１及びＡ２に基づき、［数２２］及び［数２３］により、Ｉ相の原点オフセット誤差δＩ及びＱ相の原点オフセット誤差δＱを算出する。
【０１２１】
直交度誤差算出部４４は、ステップＳ２１〜Ｓ２３で求めた電力成分Ａ０、Ａ１及びＡ２に基づき、［数２１］により、直交度誤差φを算出する。
【０１２２】
そして、制御部１５は、直交変調誤差を打ち消す補正値、すなわち、Ｉ相のゲインバランス補正値ｄＩ＿ＣＯＲ、Ｑ相のゲインバランス補正値ｄＱ＿ＣＯＲ、直交度補正値φＣＯＲ、Ｉ相の原点オフセット補正値δＩ＿ＣＯＲ及びＱ相の原点オフセット補正値δＱ＿ＣＯＲを補正値出力部２３に生成させて誤差補正部３０に向けて出力させる（ステップＳ２５）。
【０１２３】
次に、図４に示したステップＳ３０における信号出力モードでの動作を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１２４】
まず、制御部１５は、波形指定信号を波形データ記憶部１１に出力し、波形データ記憶部１１が記憶している波形データ（デジタル値）のうち所定の試験波形データを出力させる（ステップＳ３１）。
【０１２５】
次に、誤差補正部３０は、試験波形データに対して直交変調誤差を打ち消す補正を行って（ステップＳ４０）ＤＡＣ２１に出力する。具体的には、誤差補正部３０（図３参照）は、図７のフローチャートに示すように直交変調誤差を打ち消す補正を行う。
【０１２６】
乗算器３１は、波形データ記憶部１１が出力するＩ相成分と、Ｉ相のゲインバランス補正値ｄＩ＿ＣＯＲとを乗算する（ステップＳ４１）。
【０１２７】
乗算器３２は、波形データ記憶部１１が出力するＱ相成分と、Ｑ相のゲインバランス補正値ｄＱ＿ＣＯＲとを乗算する（ステップＳ４２）。
【０１２８】
乗算器３３は、乗算器３２の乗算結果と、直交度補正値φＣＯＲとを乗算する（ステップＳ４３）。
【０１２９】
乗算器３４は、乗算器３１の乗算結果と、直交度補正値φＣＯＲとを乗算する（ステップＳ４４）。
【０１３０】
加算器３５は、乗算器３１の乗算結果と、乗算器３３の乗算結果とを加算する（ステップＳ４５）。
【０１３１】
加算器３６は、乗算器３２の乗算結果と、乗算器３４の乗算結果とを加算する（ステップＳ４６）。
【０１３２】
加算器３７は、加算器３５の加算結果と、Ｉ相の原点オフセット補正値δＩ＿ＣＯＲとを加算する（ステップＳ４７）。
【０１３３】
加算器３８は、加算器３６の加算結果と、Ｑ相の原点オフセット補正値δＱ＿ＣＯＲとを加算する（ステップＳ４８）。
【０１３４】
図６に戻り、ＤＡＣ２１は、補正されたデジタル値の試験波形データをアナログ値に変換し（ステップＳ３２）、直交変調部２２に出力する。
【０１３５】
直交変調部２２は、局部発振器１３が出力する局部発周波数の搬送波信号に基づいて、試験波形データの直交変調を行って（ステップＳ３３）、直交変調信号を増幅器１２に出力する。なお、局部発振器１３の周波数は、予め制御部１５によって設定されている。
【０１３６】
増幅器１２は、直交変調信号を所定の増幅率で増幅し、レベル調整器５０に出力する。レベル調整器５０は、直交変調信号の電力レベルが例えば−１０ｄＢｍとなるよう、可変アッテネータ５１の減衰量を可変して電力レベルを調整し（ステップＳ３４）、所定の電力レベルに調整した直交変調信号を被試験装置に出力する（ステップＳ３５）。
【０１３７】
具体的には、レベル調整器５０において、可変アッテネータ５１は、増幅器１２の出力信号のレベルを、比較器５５からの減衰量設定信号に基づいて所定値に減衰し、検波器５２に出力する。検波器５２は、入力信号を検波してＡＤＣ５３に出力する。ＡＤＣ５３は、入力したアナログ値の信号をデジタル値の信号に変換して、比較器５５に出力する。比較器５５は、入力信号のレベルと、基準値出力部５４からの基準信号レベルとを比較して、可変アッテネータ５１の出力信号の電力レベルが例えば−１０ｄＢｍとなるよう減衰量設定信号を可変アッテネータ５１に出力する。また、実際には、可変アッテネータ５１の出力は、ステップアッテネータ（不図示）によって所望のレベルに減衰され、ＲＦ信号として信号発生装置１０から出力される。
【０１３８】
以上のように、本実施形態における信号発生装置１０は、直交変調誤差算出器４０が、直交変調信号の電力を計測する電力計測部４１と、計測した電力に基づいて、ゲインバランス誤差を算出するゲインバランス誤差算出部４２と、原点オフセット誤差を算出する原点オフセット誤差算出部４３と、直交誤差を算出する直交度誤差算出部４４とを備える構成としたので、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
以上のように、本発明に係る直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法は、直交変調時に発生するゲインバランス誤差、原点オフセット誤差及び直交度誤差を補正することができるという効果を有し、直交変調時に発生する直交変調誤差を補正する直交変調器及び信号発生装置並びに直交変調方法として有用である。
【符号の説明】
【０１４０】
１０ 信号発生装置
１１ 波形データ記憶部（ベースバンド信号供給手段）
１２ 増幅器
１３ 局部発振器（搬送波信号生成手段）
１４ モード切替部
１４ａ、１４ｂ スイッチ
１５ 制御部
２０ 直交変調器
２１ ＤＡＣ
２２ 直交変調部
２３ 補正値出力部
３０ 誤差補正部
３１〜３４ 乗算器（第１乗算器〜第４乗算器）
３５〜３８ 加算器（第１加算器〜第４加算器）
４０ 直交変調誤差算出器
４１ 電力計測部
４２ ゲインバランス誤差算出部
４３ 原点オフセット誤差算出部
４４ 直交度誤差算出部
５０ レベル調整器
５１ 可変アッテネータ
５２ 検波器
５３ ＡＤＣ
５４ 基準値出力部
５５ 比較器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同相成分及び直交成分を含むベースバンド信号を受けて、当該ベースバンド信号により互いに直交する２つの搬送波信号を変調して得られる直交変調信号を出力する直交変調部（２２）を含み、前記直交変調信号に含まれる直交変調誤差を補正する直交変調器（２０）において、
前記直交変調誤差は、前記同相成分及び前記直交成分の各ゲインが互いに異なることを表すゲインバランス誤差と、前記直交変調信号の同相成分を示す同相成分軸と前記直交変調信号の直交成分を示す直交成分軸との原点のオフセットを表す原点オフセット誤差と、前記同相成分軸と前記直交成分軸との直交度のずれを表す直交度誤差とを含み、
前記同相成分及び前記直交成分が所定の直流電圧であるベースバンド信号を受けたときに前記直交変調部が出力する前記直交変調信号の電力に基づいて、前記直交変調誤差である前記ゲインバランス誤差と前記原点オフセット誤差と前記直交度誤差とをそれぞれ算出する直交変調誤差算出器（４０）と、
前記直交変調誤差算出器が算出した前記直交変調誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号に対して補正をする誤差補正部（３０）と、
を備えたことを特徴とする直交変調器。
【請求項２】
前記誤差補正部は、
入力するベースバンド信号の同相成分と、前記同相成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第１乗算器（３１）と、
入力するベースバンド信号の直交成分と、前記直交成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第２乗算器（３２）と、
前記第２乗算器の乗算結果と、前記直交度誤差を打ち消す直交度補正値とを乗算する第３乗算器（３３）と、
前記第１乗算器の乗算結果と、前記直交度補正値とを乗算する第４乗算器（３４）と、
前記第１乗算器の乗算結果と、前記第３乗算器の乗算結果とを加算する第１加算器（３５）と、
前記第２乗算器の乗算結果と、前記第４乗算器の乗算結果とを加算する第２加算器（３６）と、
前記第１加算器の加算結果と、前記同相成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算し、前記直交変調部に出力する第３加算器（３７）と、
前記第２加算器の加算結果と、前記直交成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算し、前記直交変調部に出力する第４加算器（３８）と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の直交変調器。
【請求項３】
前記直交変調誤差算出器は、
前記直交変調部が出力する前記直交変調信号の電力を計測する電力計測部（４１）と、
前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記ゲインバランス誤差を算出するゲインバランス誤差算出部（４２）と、
前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記原点オフセット誤差を算出する原点オフセット誤差算出部（４３）と、
前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記直交度誤差を算出する直交度誤差算出部（４４）と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の直交変調器。
【請求項４】
前記電力計測部は、
前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、
前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、
前記ベースバンド信号の前記同相成分及び前記直交成分を互いに異なる所定の直流電圧としたときの前記直交変調信号の電力値と、
を計測するものであることを特徴とする請求項３に記載の直交変調器。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の直交変調器と、
前記ベースバンド信号を前記誤差補正部に供給するベースバンド信号供給手段（１１）と、
前記搬送波信号を生成して前記直交変調部に出力する搬送波信号生成手段（１３）と、
前記直交変調誤差算出器が前記直交変調誤差を算出するモードを示す誤差算出モードと、前記直交変調器が前記直交変調誤差を打ち消した直交変調信号を出力するモードを示す信号出力モードとを切り替えるモード切替部（１４）と、
を備えたことを特徴とする信号発生装置。
【請求項６】
同相成分及び直交成分を含むベースバンド信号に応じて互いに直交する２つの搬送波信号を変調して得られる直交変調信号に含まれる直交変調誤差を補正して前記直交変調信号を出力する直交変調方法において、
前記直交変調誤差は、前記同相成分及び前記直交成分の各ゲインが互いに異なることを表すゲインバランス誤差と、前記直交変調信号の同相成分を示す同相成分軸と前記直交変調信号の直交成分を示す直交成分軸との原点のオフセットを表す原点オフセット誤差と、前記同相成分軸と前記直交成分軸との直交度のずれを表す直交度誤差とを含み、
前記同相成分及び前記直交成分が所定の直流電圧であるベースバンド信号を受けたときの前記直交変調信号の電力に基づいて、前記直交変調誤差である前記ゲインバランス誤差と前記原点オフセット誤差と前記直交度誤差とをそれぞれ算出する直交変調誤差算出ステップ（Ｓ２４）と、
前記直交変調誤差算出ステップにおいて算出した前記直交変調誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号に対して補正をする誤差補正ステップ（Ｓ４０）と、
前記直交変調誤差を打ち消すように補正されたベースバンド信号を入力して直交変調信号を出力する直交変調信号出力ステップ（Ｓ３５）と、
を含むことを特徴とする直交変調方法。
【請求項７】
前記誤差補正ステップは、
入力するベースバンド信号の同相成分と、前記同相成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第１乗算ステップ（Ｓ４１）と、
入力するベースバンド信号の直交成分と、前記直交成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第２乗算ステップ（Ｓ４２）と、
前記第２乗算ステップの乗算結果と、前記直交度誤差を打ち消す直交度補正値とを乗算する第３乗算ステップ（Ｓ４３）と、
前記第１乗算ステップの乗算結果と、前記直交度補正値とを乗算する第４乗算ステップ（Ｓ４４）と、
前記第１乗算ステップの乗算結果と、前記第３乗算ステップの乗算結果とを加算する第１加算ステップ（Ｓ４５）と、
前記第２乗算ステップの乗算結果と、前記第４乗算ステップの乗算結果とを加算する第２加算ステップ（Ｓ４６）と、
前記第１加算ステップの加算結果と、前記同相成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算する第３加算ステップ（Ｓ４７）と、
前記第２加算ステップの加算結果と、前記直交成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算する第４加算ステップ（Ｓ４８）と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の直交変調方法。
【請求項８】
前記直交変調誤差算出ステップは、
前記直交変調信号の電力を計測する電力計測ステップ（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３）を含み、
当該計測した電力に基づいて、前記ゲインバランス誤差と、前記原点オフセット誤差と、前記直交度誤差とを算出することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の直交変調方法。
【請求項９】
前記電力計測ステップは、
前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、
前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、
前記ベースバンド信号の前記同相成分及び前記直交成分を互いに異なる所定の直流電圧としたときの前記直交変調信号の電力値と、
を計測することを特徴とする請求項８に記載の直交変調方法。
【請求項１】
同相成分及び直交成分を含むベースバンド信号を受けて、当該ベースバンド信号により互いに直交する２つの搬送波信号を変調して得られる直交変調信号を出力する直交変調部（２２）を含み、前記直交変調信号に含まれる直交変調誤差を補正する直交変調器（２０）において、
前記直交変調誤差は、前記同相成分及び前記直交成分の各ゲインが互いに異なることを表すゲインバランス誤差と、前記直交変調信号の同相成分を示す同相成分軸と前記直交変調信号の直交成分を示す直交成分軸との原点のオフセットを表す原点オフセット誤差と、前記同相成分軸と前記直交成分軸との直交度のずれを表す直交度誤差とを含み、
前記同相成分及び前記直交成分が所定の直流電圧であるベースバンド信号を受けたときに前記直交変調部が出力する前記直交変調信号の電力に基づいて、前記直交変調誤差である前記ゲインバランス誤差と前記原点オフセット誤差と前記直交度誤差とをそれぞれ算出する直交変調誤差算出器（４０）と、
前記直交変調誤差算出器が算出した前記直交変調誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号に対して補正をする誤差補正部（３０）と、
を備えたことを特徴とする直交変調器。
【請求項２】
前記誤差補正部は、
入力するベースバンド信号の同相成分と、前記同相成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第１乗算器（３１）と、
入力するベースバンド信号の直交成分と、前記直交成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第２乗算器（３２）と、
前記第２乗算器の乗算結果と、前記直交度誤差を打ち消す直交度補正値とを乗算する第３乗算器（３３）と、
前記第１乗算器の乗算結果と、前記直交度補正値とを乗算する第４乗算器（３４）と、
前記第１乗算器の乗算結果と、前記第３乗算器の乗算結果とを加算する第１加算器（３５）と、
前記第２乗算器の乗算結果と、前記第４乗算器の乗算結果とを加算する第２加算器（３６）と、
前記第１加算器の加算結果と、前記同相成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算し、前記直交変調部に出力する第３加算器（３７）と、
前記第２加算器の加算結果と、前記直交成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算し、前記直交変調部に出力する第４加算器（３８）と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の直交変調器。
【請求項３】
前記直交変調誤差算出器は、
前記直交変調部が出力する前記直交変調信号の電力を計測する電力計測部（４１）と、
前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記ゲインバランス誤差を算出するゲインバランス誤差算出部（４２）と、
前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記原点オフセット誤差を算出する原点オフセット誤差算出部（４３）と、
前記電力計測部が計測した電力に基づいて、前記直交度誤差を算出する直交度誤差算出部（４４）と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の直交変調器。
【請求項４】
前記電力計測部は、
前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、
前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、
前記ベースバンド信号の前記同相成分及び前記直交成分を互いに異なる所定の直流電圧としたときの前記直交変調信号の電力値と、
を計測するものであることを特徴とする請求項３に記載の直交変調器。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の直交変調器と、
前記ベースバンド信号を前記誤差補正部に供給するベースバンド信号供給手段（１１）と、
前記搬送波信号を生成して前記直交変調部に出力する搬送波信号生成手段（１３）と、
前記直交変調誤差算出器が前記直交変調誤差を算出するモードを示す誤差算出モードと、前記直交変調器が前記直交変調誤差を打ち消した直交変調信号を出力するモードを示す信号出力モードとを切り替えるモード切替部（１４）と、
を備えたことを特徴とする信号発生装置。
【請求項６】
同相成分及び直交成分を含むベースバンド信号に応じて互いに直交する２つの搬送波信号を変調して得られる直交変調信号に含まれる直交変調誤差を補正して前記直交変調信号を出力する直交変調方法において、
前記直交変調誤差は、前記同相成分及び前記直交成分の各ゲインが互いに異なることを表すゲインバランス誤差と、前記直交変調信号の同相成分を示す同相成分軸と前記直交変調信号の直交成分を示す直交成分軸との原点のオフセットを表す原点オフセット誤差と、前記同相成分軸と前記直交成分軸との直交度のずれを表す直交度誤差とを含み、
前記同相成分及び前記直交成分が所定の直流電圧であるベースバンド信号を受けたときの前記直交変調信号の電力に基づいて、前記直交変調誤差である前記ゲインバランス誤差と前記原点オフセット誤差と前記直交度誤差とをそれぞれ算出する直交変調誤差算出ステップ（Ｓ２４）と、
前記直交変調誤差算出ステップにおいて算出した前記直交変調誤差を打ち消すように前記ベースバンド信号に対して補正をする誤差補正ステップ（Ｓ４０）と、
前記直交変調誤差を打ち消すように補正されたベースバンド信号を入力して直交変調信号を出力する直交変調信号出力ステップ（Ｓ３５）と、
を含むことを特徴とする直交変調方法。
【請求項７】
前記誤差補正ステップは、
入力するベースバンド信号の同相成分と、前記同相成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第１乗算ステップ（Ｓ４１）と、
入力するベースバンド信号の直交成分と、前記直交成分のゲインバランス誤差を打ち消すゲインバランス補正値とを乗算する第２乗算ステップ（Ｓ４２）と、
前記第２乗算ステップの乗算結果と、前記直交度誤差を打ち消す直交度補正値とを乗算する第３乗算ステップ（Ｓ４３）と、
前記第１乗算ステップの乗算結果と、前記直交度補正値とを乗算する第４乗算ステップ（Ｓ４４）と、
前記第１乗算ステップの乗算結果と、前記第３乗算ステップの乗算結果とを加算する第１加算ステップ（Ｓ４５）と、
前記第２乗算ステップの乗算結果と、前記第４乗算ステップの乗算結果とを加算する第２加算ステップ（Ｓ４６）と、
前記第１加算ステップの加算結果と、前記同相成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算する第３加算ステップ（Ｓ４７）と、
前記第２加算ステップの加算結果と、前記直交成分の原点オフセット誤差を打ち消す原点オフセット補正値とを加算する第４加算ステップ（Ｓ４８）と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の直交変調方法。
【請求項８】
前記直交変調誤差算出ステップは、
前記直交変調信号の電力を計測する電力計測ステップ（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３）を含み、
当該計測した電力に基づいて、前記ゲインバランス誤差と、前記原点オフセット誤差と、前記直交度誤差とを算出することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の直交変調方法。
【請求項９】
前記電力計測ステップは、
前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、
前記ベースバンド信号の前記直交成分をゼロボルトではない３種類の異なる所定の直流電圧とし、かつ、前記ベースバンド信号の前記同相成分をゼロボルトの直流電圧としたときの、それぞれの前記直交変調信号の電力値と、
前記ベースバンド信号の前記同相成分及び前記直交成分を互いに異なる所定の直流電圧としたときの前記直交変調信号の電力値と、
を計測することを特徴とする請求項８に記載の直交変調方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９３０７（Ｐ２０１３−９３０７Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９９７５９（Ｐ２０１２−９９７５９）
【出願日】平成２４年４月２５日（２０１２．４．２５）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２５日（２０１２．４．２５）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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