[发明专利]脉冲无线通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及超宽带(UWB：Ultra WideBand)的脉冲式无线数据收发装置，特别是涉及在忌讳复杂电路构成的微波·毫米波段的装置中实现构成单纯化、低成本化、高性能化的技术。

背景技术

作为近些年引人注目的通信技术有UWB技术。这一技术尽管使用极宽的频带，功率频谱密度却非常小，所以就有能够共用已经被使用的频率这一优点。另外，还有通过使用数百微微秒以下的短脉冲，就能够进行高速的数据传输这一优点。

以往的微波/毫米波段UWB技术中的脉冲无线通信装置是将脉冲信号发生器、宽带滤波器及宽带天线分别用传输线路连接起来的结构(例如参照非专利文献1、非专利文献2)。

非专利文献1：Ian Gresham，“Ultra-Wideband Radar Sensors for Short-Range Vehicular Applications”，MTT VOL.52，No.9，pp.2111-2113，Sep.2004

非专利文献2：Yoichi Kawano，Yasuhiro Nakasha，Kaoru Yokoo，Satoshi Masuda，Tsuyoshi Takahashi，Tatsuya Hirose，Yasuyuki Oishi，and Kiyoshi Hamaguchi，“An RF Chipset for Impulse Radio UWB Using 0.13μm InP-HEMT Technology”，MTT-S Int.Microwave Symp.2006 Digest pp.316-319

这些非专利文献1或者非专利文献2所记载的以往的UWB技术中的脉冲无线通信装置的天线是将发送用天线和接收用天线分开进行设置，或者作为收发共用天线通过开关来进行收发切换。另外，关于这些以往UWB技术中的脉冲无线通信装置的高频脉冲信号的发生以如下方法而构成，即借助于超宽带滤波电路仅仅所带脉冲信号(依照基带信号发生的单脉冲信号或阶跃信号)的频率分量的某部分得以通过的方法；或者进行利用高速RF开关使CW信号振荡电路的输出得以通过/阻止这样调制的方法。

另一方面，还提出用天线替代传输线路及谐振电路的高频脉冲信号发生装置(例如参照专利文献1、专利文献2)。

专利文献1：日本专利公开特开2004-186726号公报

专利文献2：日本专利公开特开2007-124628号公报

这些专利文献1或者专利文献2所记载的高频脉冲信号发生装置是对作为传输线路及谐振电路的天线进行电荷充电，并利用高速开关等使该电荷急速地进行放电的方式。通过此急速的放电而发生的高频分量之中、作为谐振电路的天线的谐振频带的频率分量被放射。

但是，在上述非专利文献1或者非专利文献2所记载的发明中，由于是将脉冲信号发生器、宽带滤波器及宽带天线分别用传输线路连接起来这一构成，所以除了传输线路的传输损耗成为问题外，对忌讳复杂电路构成的微波毫米波段的装置而言并非所希望的构成。

另外，在上述非专利文献1或者非专利文献2所记载发明的装置构成中，装置内部的滤波器、放大器及RF开关等各种电路分别要求超宽带特性。例如，在用传输线路连接脉冲发生电路和滤波电路时，若各个电路的输入输出反射系数及连接部的反射系数在宽带上不足够小，就会在各个电路间产生多重反射。进而，若各个电路的群延迟特性在宽带上不平坦，就会在脉冲波形上产生失真。因而，这种超宽带电路设计与狭频带电路设计相比就很困难，个个电路全部要求超宽带特性这样的装置就会成为高成本。

而且，在上述非专利文献1或者非专利文献2所记载的发明中，由于是将高频脉冲信号发生器和超宽带天线用传输线路进行连接这一构成，所以从传输线路的阻抗(一般为50Ω)向空间阻抗进行阻抗变换就需要超宽带天线，若该天线的反射系数在超宽带上不足够小，就会在传输线路的连接部产生多重反射。作为持有这种超宽带特性的天线，虽然采用锥形构造非谐振系天线及多谐振系天线，但因锥形构造非谐振系天线的锥形部需要与波长相比较长的尺寸，故不得不变得大型而不利于装置全体的集成化，从群延迟特性的观点来看采用多谐振系天线并不理想，其构造亦易于变得复杂。

再者，如上述非专利文献1所记载的发明那样，利用高速RF开关使CW信号振荡电路的输出得以通过/阻止这样进行调制的方法，因不要的CW信号的漏泄本质上存在，故不利于UWB通信的应用。另外，因CW信号振荡电路进行动作，故从消耗电力的观点来看也不利。