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公開番号2025139205
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-26
出願番号2024038015
出願日2024-03-12
発明の名称周波数変換器
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人フィールズ国際特許事務所
主分類H04B 1/40 20150101AFI20250918BHJP(電気通信技術)
要約【課題】送信信号をアップコンバートする周波数変換および受信信号をダウンコンバートする周波数変換を行う周波数変換器の消費電力を削減する。
【解決手段】周波数変換器は、ダブルバランスドミキサを構成するトランジスタ、トランジスタのドレイン側に設けられる負荷回路、負荷回路に接続される第1の端子、トランジスタのソース側に設けられるインピーダンス回路、トランジスタのソースに接続される第2の端子、トランジスタのゲートに局発信号を与える駆動回路と、および電流制御回路を備える。電流制御回路は、負荷回路からトランジスタを介してインピーダンス回路に向かって流れる電流、または、インピーダンス回路からトランジスタを介して負荷回路に向かって流れる電流を制御する。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
ダブルバランスドミキサを構成するトランジスタと、
前記トランジスタのドレイン側に設けられる負荷回路と、
前記負荷回路に接続される第１の端子と、
前記トランジスタのソース側に設けられるインピーダンス回路と、
前記トランジスタのソースに接続される第２の端子と、
前記トランジスタのゲートに局発信号を与える駆動回路と、
前記負荷回路から前記トランジスタを介して前記インピーダンス回路に向かって流れる電流、または、前記インピーダンス回路から前記トランジスタを介して前記負荷回路に向かって流れる電流を制御する電流制御回路と、
を備える周波数変換器。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記電流制御回路は、第１の制御信号に応じて、前記負荷回路を電源またはグラウンドに接続する第１のスイッチを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の周波数変換器。
【請求項３】
前記電流制御回路は、第２の制御信号に応じて、前記インピーダンス回路を電源またはグラウンドに接続する第２のスイッチを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の周波数変換器。
【請求項４】
前記電流制御回路は、
第１の制御信号に応じて、前記負荷回路を電源またはグラウンドに接続する第１のスイッチと、
第２の制御信号に応じて、前記インピーダンス回路を前記電源またはグラウンドに接続する第２のスイッチと、を備え、
前記第１のスイッチが前記第１の制御信号に応じて前記負荷回路を前記電源に接続するときは、前記第２のスイッチは前記第２の制御信号に応じて前記インピーダンス回路をグラウンドに接続し、
前記第１のスイッチが前記第１の制御信号に応じて前記負荷回路をグラウンドに接続するときは、前記第２のスイッチは前記第２の制御信号に応じて前記インピーダンス回路を前記電源に接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の周波数変換器。
【請求項５】
前記負荷回路はトランスであり、
前記第１のスイッチは前記トランスの第１の巻線の中点に接続し、
前記第１の端子は前記トランスの第２の巻線に接続する
ことを特徴とする請求項４に記載の周波数変換器。
【請求項６】
前記インピーダンス回路の一方の端子は前記第２のスイッチに接続し、
前記インピーダンス回路の他方の端子は前記トランジスタのソースおよび前記第２の端子に接続し、
前記インピーダンス回路は、直流に対して所定の抵抗値を有し、中間周波数において高インピーダンスを有する
ことを特徴とする請求項４に記載の周波数変換器。
【請求項７】
前記ダブルバランスドミキサは、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第３のトランジスタ、および第４のトランジスタを含み、
前記第１のトランジスタおよび前記第２のトランジスタのソースは互いに接続されており、
前記第３のトランジスタおよび前記第４のトランジスタのソースは互いに接続されており、
前記第１のトランジスタおよび前記第３のトランジスタのドレインは互いに接続されており、
前記第２のトランジスタおよび前記第４のトランジスタのドレインは互いに接続されている
ことを特徴とする請求項４に記載の周波数変換器。
【請求項８】
前記負荷回路はトランスであり、
前記第１のトランジスタおよび前記第３のトランジスタのドレインは、前記トランスの第１の巻線の一方の端部に接続されており、
前記第２のトランジスタおよび前記第４のトランジスタのドレインは、前記トランスの前記第１の巻線の他方の端部に接続されており、
前記第１のスイッチは前記トランスの前記第１の巻線の中点に接続し、
前記第１の端子は前記トランスの第２の巻線に接続する
ことを特徴とする請求項７に記載の周波数変換器。
【請求項９】
前記負荷回路は、第１のインダクタおよび第２のインダクタを含み、
前記第１のトランジスタおよび前記第３のトランジスタのドレインは、前記第１のインダクタを介して前記第１のスイッチに接続し、
前記第２のトランジスタおよび前記第４のトランジスタのドレインは、前記第２のインダクタを介して前記第１のスイッチに接続する
ことを特徴とする請求項７に記載の周波数変換器。
【請求項１０】
前記トランジスタのソースの電位を制御する電圧制御回路をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の周波数変換器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信において使用される周波数変換器に係わる。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
無線通信のための基地局は、多くのケースにおいて、ベースバンド領域または中間周波数領域の送信信号を無線周波数領域にアップコンバートする機能、及び、無線周波数領域の受信信号をベースバンド領域または中間周波数領域にダウンコンバートする機能を備える。すなわち、基地局は、周波数変換器を備える。
【０００３】
第５世代移動体通信（５ＧまたはＮＲ（New Radio））またはポスト５Ｇ通信においては、超高速通信、超低遅延、および多数同時接続に対応するために、ミリ波帯周波数の活用が検討されている。例えば、国際電気通信連合（ＩＴＵ）では、２８ＧＨｚ帯、３９ＧＨｚ帯に加えて、４５．５～４８．２ＧＨｚおよび６６～７１ＧＨｚも、５Ｇ無線通信のための周波数として指定されている。そして、ミリ波を使用することで、利得が高い指向性アンテナを実現できるので、高いスループットを提供することが可能になる。
【０００４】
ただし、ミリ波帯においては、電波の直進性が高いので、ユーザエリアを拡大するためには多数の基地局を設置する必要がある。そして、無線通信システム全体のコストを抑制しながら多数の基地局を設置するためには、基地局（特に、ＲＵ（Radio Unit））の省電力化および小型化が求められる。
【０００５】
なお、無線周波数通信システムのための双方向性可変利得増幅器が提案されている（例えば、特許文献１）。また、無線周波数信号を受信するための受信機回路が提案されている（例えば、特許文献２）。さらに、移動体通信などの無線通信装置の無線部回路に用いられる、信号の周波数を変換する双方向周波数変換器が提案されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－１３８１２５号公報
特開２０２３－５４４４４５号公報
特許第４８８１５９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
無線通信装置（例えば、基地局装置）の無線回路は、送信系および受信系を備える。すなわち、無線通信装置は、送信信号をアップコンバートする周波数変換機能および受信信号をダウンコンバートする周波数変換機能を備える。また、送信系および受信系を部分的に共用化することで、無線回路の簡素化、小型化、または低コスト化を図る試みもなされている。この場合、無線通信装置は、双方向周波数変換器を備える。ただし、従来の技術においては、双方向周波数変換器を含む通信機器（ここでは、無線通信装置）の消費電力は大きい。
【０００８】
本発明の１つの側面に係わる目的は、送信信号をアップコンバートする周波数変換および受信信号をダウンコンバートする周波数変換を行う周波数変換器を含む通信機器の消費電力を削減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様に係わる周波数変換器は、ダブルバランスドミキサを構成するトランジスタと、前記トランジスタのドレイン側に設けられる負荷回路と、前記負荷回路に接続される第１の端子と、前記トランジスタのソース側に設けられるインピーダンス回路と、前記トランジスタのソースに接続される第２の端子と、前記トランジスタのゲートに局発信号を与える駆動回路と、前記負荷回路から前記トランジスタを介して前記インピーダンス回路に向かって流れる電流、または、前記インピーダンス回路から前記トランジスタを介して前記負荷回路に向かって流れる電流を制御する電流制御回路と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
上述の態様によれば、送信信号をアップコンバートする周波数変換および受信信号をダウンコンバートする周波数変換を行う周波数変換器を含む通信機器の消費電力が削減される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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