(57)【要約】本発明によれば、信号ｓ（ｔ）に対応する波動が時間的に反転される。この時間的な反転については、該信号の中心周波数を下げて、第１の組の変換信号Ｋｉ（ｔ）を生成する第１の変換を適用し、次に、時間反転信号ｓ（−ｔ）を表す第２の組の変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）を生成し、そして、この第２の組に対して第３の変換を適用することで、時間的に反転された信号ｓ（−ｔ）を生成する。【選択図】図１
2007533228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの初期信号「ｓ（ｔ）」（ここで、ｔは時間である。）に対応する波動の時間反転のための方法であって、初期信号ｓ（ｔ）は、特定の中心周波数ｆ０を呈し、該方法において、時間反転信号「α・ｓ（−ｔ）」（ここで、αは乗法的係数であり、ｓ（−ｔ）は、ｓ（ｔ）の時間反転である。）が決定され、
前記方法は少なくとも、
信号の前記中心周波数を下げ、かつ前記初期信号に対して情報の喪失を実質的に生じさせないようにするための第１の変換を、初期信号ｓ（ｔ）に適用するステップであって、前記第１の変換が、前記初期信号よりも中心周波数の低い第１変換信号Ｋｉ（ｔ）を１つ以上有する、第１の組の変換信号を生成して、該第１の組の変換信号Ｋｉ（ｔ）が初期信号ｓ（ｔ）を表わすものとされたステップと、
前記第１変換信号と実質的に同じ中心周波数を有する第２変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）を生成する第２の変換を、前記第１変換信号Ｋｉ（ｔ）の各々に適用するステップであって、該第２の変換が、前記第１の組の変換信号Ｋｉ（ｔ）から第２の組の変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）を生成し、前記第２の組の変換信号が前記時間反転信号ｓ（−ｔ）を表すように、前記第２の変換が選択されるステップと、
前記時間反転信号α・ｓ（−ｔ）を生成する第３の変換を、前記第２の組の変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）に適用するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
通過帯域Δｆがｆ０未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第３の変換が、前記第１の変換とは逆の変換である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の変換は、初期信号ｓ（ｔ）から前記第１の組の変換信号Ｋｉ（ｔ）を抽出するために、周波数ｆ０の搬送波信号を除去するのに適した復調であり、前記第３の変換は、１つ以上の信号Ｋ’ｉ（ｔ）による、周波数ｆ０の搬送波信号の変調である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の変換は、ｓ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）ｃｏｓ（２π・ｆ０・ｔ）＋Ｑ（ｔ）ｓｉｎ（２π・ｆ０・ｔ）となるように、２つの第１変換信号Ｋ１（ｔ）＝Ｉ（ｔ）及びＫ２（ｔ）＝Ｑ（ｔ）を生成するＩＱ復調であり、前記第２の変換は、前記信号Ｋ１（ｔ）をＫ’１（ｔ）＝Ｉ（−ｔ）に変換し、かつ前記信号Ｋ２（ｔ）をＫ’２（ｔ）＝−Ｑ（−ｔ）に変換し、そして前記第３の変換は、前記復調とは逆のＩＱ変調である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の変換は、２つの第１変換信号Ｋ１（ｔ）＝Ａ（ｔ）及びＫ２（ｔ）＝φ（ｔ）を生成する振幅及び位相復調（ここで、Ａ（ｔ）は前記信号ｓ（ｔ）の振幅であり、φ（ｔ）は前記信号ｓ（ｔ）の位相である。）であり、前記第２の変換は、前記信号Ｋ１（ｔ）をＫ’１（ｔ）＝Ａ（−ｔ）に変換し、かつ前記信号Ｋ２（ｔ）をＫ’２（ｔ）＝−φ（−ｔ）に変換し、そして前記第３の変換は、前記時間反転信号ｓ（−ｔ）＝Ａ（−ｔ）ｃｏｓ［２π・ｆ０・ｔ−φ（−ｔ）］を生成する、前記復調とは逆の変調である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の変換は、１つの変換信号Ｋ１（ｔ）を生成する、サンプリング周波数が２ｆ０未満であって２Δｆ以上でのサブサンプリングであり、前記第２の変換は、前記信号Ｋ１（ｔ）をＫ’１（ｔ）＝Ｋ１（−ｔ）に変換する時間反転であり、前記第３の変換は、Ｋ’１（ｔ）をｓ（−ｔ）に変換するフィルタリングであって、通過帯域がΔｆに実質的に等しく、ｆ０を中心とするフィルタリングである、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の変換は、単一の第１変換信号Ｋ１（ｔ）を生成する、中間帯域への下方周波数シフトであり、前記第２の変換は、前記信号Ｋ１（ｔ）をＫ’１（ｔ）＝Ｋ１（−ｔ）に変換する時間反転であり、前記第３の変換は、前記下方周波数シフトとは逆の上方周波数シフトである、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の変換及び第３の変換は、アナログ信号について実行され、第１変換信号の各々がサンプリングされ、そして前記第２の変換は、第２変換信号の各々がアナログ信号に変換される前に、デジタル処理で実行される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記サンプリングが前記ｆ０未満のサンプリング周波数で実行される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記波動が電磁波である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記中心周波数ｆ０が、０．７ＧＨｚと５０ＧＨｚとの間である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記中心周波数ｆ０が、０．７ＧＨｚと１０ＧＨｚとの間である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記波動は、音波及び弾性波のうちから選択される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波動の時間反転のための方法に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、少なくとも１つの初期信号ｓ（ｔ）（但し、ｔは時間である）に対応する波動の時間反転の方法に関するものであり、この初期信号ｓ（ｔ）は特定の中心周波数ｆ０及び通過帯域Δｆを呈し、本方法において、時間反転信号α・ｓ（−ｔ）（αは、定数の又は時間的に変化する乗法の係数であり、ｓ（−ｔ）は、ｓ（ｔ）の時間反転である）、が決定される。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１は、この種の方法の一例を記載しており、この方法は、特定の信号の時間反転の近似が要求されるという欠点を有し、ある特殊な状況、詳しくは通過帯域が非常に狭い場合にしか機能しない。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８０３９９１号明細書
【特許文献２】仏国特許出願第０３０９１４０号明細書
【特許文献３】国際公開第０３／１０１３０２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、特にこの欠点を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のため、本発明によれば、この種類の本方法が、以下のステップを有することを特徴する。
−  信号の中心周波数を下げ、かつ初期信号に対して情報の喪失を実質的に生じさせないようにするのに適した第１の変換を、初期信号ｓ（ｔ）に適用するステップであって、該第１の変換は、前記初期信号よりも中心周波数の低い第１変換信号Ｋｉ（ｔ）を少なくとも１つ有する、第１の組の変換信号を生成し、該第１の組の変換信号Ｋｉ（ｔ）が、前記初期信号ｓ（ｔ）を表すものとされるステップ。
−  前記第１変換信号と実質的に同じ中心周波数を有する、第２変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）を生成する第２の変換を、前記第１変換信号Ｋｉ（ｔ）の各々に適用するステップであって、該第２の変換は、前記第１の組の変換信号Ｋｉ（ｔ）から第２の組の変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）を生成し、該第２の組の変換信号が前記時間反転信号ｓ（−ｔ）を表すように、第２の変換が選択されるステップ。
−  時間反転α・ｓ（−ｔ）を生成する第３の変換を、前記第２の組の変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）に適用するステップ。
【０００６】
これらを提供することによって、周波数ｆ０での動作を要する（このことは、デジタルモードにおいて、信号ｓ（ｔ）の最大周波数の２倍以上のサンプリング周波数で信号をサンプリングすることを要求し、このため、特に周波数ｆ０が高い場合に、比較的高価なハードウェアの使用を含むことになる）ことなく、時間的に反転された波動を生成することができる。一方、本発明によれば、情報を喪失することなく前記信号を低い周波数に下げるために、信号ｓ（ｔ）の通過帯域Δｆがｆ０未満であることを有効に利用することができ、このことは一般に、復調タイプ等の例で、簡単かつ標準的な操作によって可能となる。そして、低い周波数の信号、つまり信号Ｋｉ（ｔ）がサンプリングされて処理され、信号ｓ（−ｔ）を表す信号、つまり信号Ｋ’ｉ（ｔ）が得られ、その際には、比較的低い周波数で動作し、よって、かなり安価な電子機器が用いられる。例えば、変調タイプの標準的な操作（信号ｓ（ｔ）に対して初めに適用された操作とは逆の操作）により、引き続いて、信号を高い周波数に戻して、信号ｓ（−ｔ）を生成することができる。
【０００７】
更に、本発明の好ましい実施形態では、以下の構成のうちのあるもの及び／又は他のものを用いることができる。
−  前記通過帯域Δｆがｆ０未満である。
−  前記第３の変換は前記第１の変換の逆変換である。
−  前記第１の変換は、前記初期信号ｓ（ｔ）から第１の組の変換信号Ｋｉ（ｔ）を抽出するために、周波数ｆ０の搬送波信号を除去するのに適した復調であり、そして、前記第３の変換は、１つ以上の信号Ｋ’ｉ（ｔ）による、周波数ｆ０の搬送波信号の変調である。
−  前記第１の変換は、ｓ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）ｃｏｓ（２π・ｆ０・ｔ）＋Ｑ（ｔ）ｓｉｎ（２π・ｆ０・ｔ）となるように、２つの第１変換信号Ｋ１（ｔ）＝Ｉ（ｔ）及びＫ２（ｔ）＝Ｑ（ｔ）を生成するＩＱ復調であり、前記第２の変換は、前記信号Ｋ１（ｔ）をＫ’１（ｔ）＝Ｉ（−ｔ）に変換し、かつ前記信号Ｋ２（ｔ）をＫ’２（ｔ）＝−Ｑ（−ｔ）に変換し、前記第３の変換は、前記復調とは逆のＩＱ変調である。
−  前記第１の変換は、２つの第１変換信号Ｋ１（ｔ）＝Ａ（ｔ）及びＫ２（ｔ）＝φ（ｔ）を生成する、振幅及び位相復調であり（ここで、Ａ（ｔ）は信号ｓ（ｔ）の振幅であり、φ（ｔ）は信号ｓ（ｔ）の位相である）、前記第２の変換は、前記信号Ｋ１（ｔ）をＫ’１（ｔ）＝Ａ（−ｔ）に変換し、かつ前記信号Ｋ２（ｔ）をＫ’２（ｔ）＝−φ（−ｔ）に変換し、そして、前記第３の変換は、時間反転信号ｓ（−ｔ）＝Ａ（−ｔ）ｃｏｓ［２π・ｆ０・ｔ−φ（−ｔ）］を生成する、前記復調とは逆の変調である。
−  前記第１の変換は、１つの変換信号Ｋ１（ｔ）を生成する、サンプリング周波数が２ｆ０未満であって２Δｆ以上とされるサブサンプリングであり、前記第２の変換は、前記信号Ｋ１（ｔ）をＫ’１（ｔ）＝Ｋ１（−ｔ）に変換する時間反転であり、前記第３の変換は、通過帯域がΔｆにほぼ等しく、ｆ０を中心とするフィルタリングであって、Ｋ’１（ｔ）をｓ（−ｔ）に変換する。
−  前記第１の変換は、１つの第１変換信号Ｋ１（ｔ）を生成する、中間帯域への下方周波数シフトであり、前記第２の変換は、信号Ｋ１（ｔ）をＫ’１（ｔ）＝Ｋ１（−ｔ）に変換する時間反転であり、前記第３の変換は、前記下方周波数シフトとは逆の、上方周波数シフトである。
−  前記第１の変換及び第３の変換はアナログ信号に関して実施され、第１変換信号の各々がサンプリングされ、前記第２の変換は、第２変換信号の各々をアナログ信号に変換する前に、デジタル的に実行される。
−  前記サンプリングは、中心周波数ｆ０未満のサンプリング周波数で実行される。
−  波動が電磁波である（例えば、無線波又は光波である）。
−  前記中心周波数ｆ０は、０．７〜５０ＧＨｚである。
−  前記中心周波数ｆ０は、０．７〜１０ＧＨｚである。
−  波動が音波及び弾性波のうちから選択される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して以下に記載する、一実施形態の説明から明らかになるが、本例に限定されるものではない。
【０００９】
図１は、波動（本例では電磁的な無線波）を送信及び受信する例示的な装置を示しており、波動を検出して、それを時間的に反転させることが可能である。
【００１０】
この目的のために、図１に示す波動の送受信装置１は、例えば、以下の構成を有する。
−  電子中央ユニット２（マイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサベースの電子回路等）
−  電磁波に対応する初期信号ｓ（ｔ）（但し、ｔは時間を表す）を検出するのに適した、無線波の受信アンテナ３
−  受信アンテナ３が検出した初期信号ｓ（ｔ）を受け取り、復調信号を電子中央ユニット２に送るために電子中央ユニット２に繋がっている復調器４
−初期信号ｓ（ｔ）の時間反転ｓ（−ｔ）を表す復調信号を、電子中央ユニット２から受け取るために、この中央ユニットに繋がっている変調器５
−  変調信号α・ｓ（−ｔ）（ここで、ｓ（−ｔ）は初期信号ｓ（ｔ）の時間反転であり、αは定数の、又は時間的に変化する乗法の係数である）に対応する電磁波を送信するために、変調器５に繋がっている送信アンテナ６
これらの構成要素の全ては、必要に応じて、無線電話機、固定無線電話基地（ｆｉｘｅｄ  ｒａｄｉｏ  ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  ｂａｓｅ）等の、同一の電子装置に含めることができる。
【００１１】
初期信号ｓ（ｔ）は、特定の中心周波数ｆ０と、ｆ０未満、例えば、ｆ０／２未満の通過帯域Δｆ（一般に、Δｆはｆ０と比べて小さい）を呈する。
【００１２】
初期信号ｓ（ｔ）は、実数表記上、次のように表される。
ｓ（ｔ）＝Ａ（ｔ）ｃｏｓ［２π・ｆ０・ｔ＋φ（ｔ）］（ここで、Ａ（ｔ）は、信号ｓ（ｔ）の振幅であり、φ（ｔ）はその位相である。）
【００１３】
よって、信号ｓ（ｔ）は一般に、周波数ｆ０の搬送波に基づいて振幅及び位相が変調された信号であり、この周波数ｆ０については予め分かっている。
【００１４】
図１に示す例において、復調器４は、信号ｓ（ｔ）に第１の変換を適用して、２つの第１変換信号Ｋ１（ｔ）＝Ｉ（ｔ）及びＫ２（ｔ）＝Ｑ（ｔ）を生成するＩＱ復調器７を備え、これらの信号は、同位相での直角位相変調の信号にそれぞれ対応する。実数表記において、これらの信号Ｉ（ｔ）、Ｑ（ｔ）は以下の通りである。
ｓ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）ｃｏｓ（２π・ｆ０・ｔ）＋Ｑ（ｔ）ｓｉｎ（２π・ｆ０・ｔ）
【００１５】
これらの信号Ｉ（ｔ）、Ｑ（ｔ）は、ＩＱ復調器７によって、アナログ／デジタルコンバータ８に供給され、該コンバータ８は、該信号をサンプリングし、それらを中央ユニット２にデジタル形式で送る。
【００１６】
信号Ｉ（ｔ）、Ｑ（ｔ）を生成するために、ＩＱ復調器７は、例えば、アンプ９を備えることができ、該アンプは、アンテナ３から信号ｓ（ｔ）を受信して、以下の２つの並列回路に送出する。
−  信号ｓ（ｔ）が信号ｃｏｓ（２π・ｆ０・ｔ）で乗算され、この乗算の結果がローパスフィルタ１０に送信され、その出力においてＩ（ｔ）が取得される、第１の回路。
−  信号ｓ（ｔ）が信号ｓｉｎ（２π・ｆ０・ｔ）を用いて乗算され、この乗算の結果がローパスフィルタ１０に送信され、その出力においてＱ（ｔ）が取得される、第２の回路。
【００１７】
中央ユニット２は、サンプリング信号Ｉ（ｔ）、Ｑ（ｔ）に基づいて、これらの信号に第２の変換を適用して、第２の変換信号Ｋ’１（ｔ）＝Ｉ（−ｔ）及びＫ’２（ｔ）＝−Ｑ（−ｔ）が得られるようにする。これらの信号Ｋ’１（ｔ）、Ｋ’２（ｔ）は、リアルタイム又は非リアルタイムで、中央ユニット２によって変調器５へと、デジタル形式で送られ、当該変調器は、第３の変換、つまり、上述した第１の変換とは逆の変換をこれらの信号に適用して、信号ｓ（−ｔ）を得る。これは、実数表記で以下のように記すことができる。
ｓ（−ｔ）＝Ａ（−ｔ）ｃｏｓ［２π・ｆ０・ｔ−φ（−ｔ）］
【００１８】
図１に示す例では、変調器５が、デジタル／アナログコンバータ１１、つまり、信号Ｉ（−ｔ）、−Ｑ（−ｔ）を、サンプリングされた形式で中央ユニット２から受け取って、これらの信号をアナログ形式に変換するコンバータを備えており、該コンバータ１１は、ＩＱ変調器１２の以下の２つの並列回路に出力する。
−  信号Ｋ’１（ｔ）＝Ｉ（−ｔ）が信号ｃｏｓ（２π・ｆ０・ｔ）を用いて乗算され、この乗算の結果が任意選択でバンドパスフィルタ１３を通過する、第１の回路。
−  信号「−Ｑ（−ｔ）」が信号ｓｉｎ（２π・ｆ０・ｔ）を用いて乗算され、この乗算の結果が任意選択でバンドパスフィルタ１３を通過する、第２の回路。
【００１９】
２つのバンドパスフィルタ１３の出力が加算されて、信号ｓ（−ｔ）が再構成され、この信号が、例えばアンプ１４を介して送信アンテナ６に送られる。
【００２０】
第１、第２及び第３の変換の１つ以上の進行において、信号には、定数の係数又は定数でない係数が乗算され、その結果、最終的に得られる時間反転信号は、α・ｓ（−ｔ）と表記されるが、ここで、αは定数の係数又は定数でない係数である（全例において、αが時間的に変化する係数である場合、この係数は、好ましくはｓ（ｔ）に対してゆっくりと変化する）。
【００２１】
信号を処理する手順において、アナログ／デジタル変換及び実際の時間反転処理は、復調信号、つまりベースバンド信号に対して実行され、このため、該信号の周波数が、一般にｆ０未満の周波数において、信号ｓ（ｔ）又はｓ（−ｔ）の周波数よりも極めて小さいという点に留意されたい。従って、時間反転信号ｓ（−ｔ）を得るために、信号ｓ（ｔ）を直接時間反転させるのに必要な電子機器よりも、遙かに簡単な電子機器を用いて、これらの操作を実行することが可能となる。
【００２２】
一例として、電磁波の中心周波数ｆ０は、０．７〜５０ＧＨｚ、例えば、０．７〜１０ＧＨｚであり得る。そして、通過帯域Δｆは、例えば、１〜５００ＭＨｚ、例えば、１〜５ＭＨｚであり得る。
【００２３】
当然、これらの周波数の値は限定的なものではなく、本発明に係る方法は、あらゆる種類の電磁波を処理するのに用いることができ、これには、周波数が光波の範囲にある波動が含まれ、その際には、特にアンテナ３、６並びに復調器及び変調器４、５を、光学的に動作する等価な構成要素に置き換えれば良い。
【００２４】
上述した第１、第２及び第３の変換は、以下の条件に該当する場合、上記に明示的に記載したものと異なる場合があるという点に更に留意されたい。
−  第１の変換が、第１の組の変換信号を生成し、該信号が、初期信号ｓ（ｔ）の中心周波数よりも小さい中心周波数を有する第１変換信号Ｋ１（ｔ）を少なくとも１つ有しており、第１の組の変換信号Ｋ１（ｔ）が、初期信号ｓ（ｔ）を表している。換言すれば、第１の変換は、初期信号ｓ（ｔ）に関する情報を実質的に喪失させずに、信号の中心周波数を下げる。
−  第２の変換は、第１変換信号と実質的に同じ中心周波数を有する第２変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）を少なくとも１つ生成し、第２の組の信号Ｋ’ｉ（ｔ）が、時間反転信号ｓ（−ｔ）を表している。
−  第３の変換は、第２の組の変換信号から時間反転信号ｓ（−ｔ）を生成し、この第３の変換については、好ましくは上述した第１の変換と逆の変換とすることができる。
【００２５】
上述したように、これらの変換の１つ以上の過程で、信号には、定数の係数又は定数でない係数が乗算され、この場合、最終的な信号はα・ｓ（−ｔ）となる。
【００２６】
最も一般的な場合、第１の変換は、周波数ｆ０の搬送波信号を除去し、そこから変調信号Ｋ１（ｔ）、つまりベースバンド信号を抽出するのに適した復調タイプの変換であり、また、第３の変換は、１つ以上の信号Ｋ’ｉ（ｔ）によって周波数ｆ０の搬送波信号を変調することで得られる、逆の変調とされる。
【００２７】
以上、明示的に記載したように、これらの復調及び変調は、ＩＱ復調及びＩＱ変調であり得るが、必要に応じて、位相及び振幅の復調及び変調であっても良い。この場合、上述した第１の変換を構成している復調によって、２つの第１変換信号Ｋ１（ｔ）＝Ａ（ｔ）及びＫ２（ｔ）＝φ（ｔ）が得られ、それらは、信号ｓ（ｔ）の振幅及び位相にそれぞれ対応している。そして、第２の変換によって、信号Ｋ１（ｔ）及びＫ２（ｔ）からは、第２変換信号Ｋ’１（ｔ）＝Ａ（−ｔ）及びＫ’２（ｔ）＝−φ（−ｔ）が得られ、また、第３の変換は前記復調とは逆の変調であり、即ち、第２変換信号Ｋ’１（ｔ）及びＫ’２（ｔ）を用いた、振幅及び位相における周波数ｆ０の搬送波の変調によって、以下のような時間反転信号ｓ（−ｔ）を生成する。
ｓ（−ｔ）＝Ａ（−ｔ）ｃｏｓ［２π・ｆ０・ｔ−φ（−ｔ）］
【００２８】
更に、上述した第１及び第３の変換については、復調及び変調とは異なる変換であっても良い。
【００２９】
例えば、第１の変換は、２ｆ０未満であって、少なくとも２Δｆに等しくされたサンプリング周波数をもった、信号ｓ（ｔ）のサブサンプリングであり、１つのサンプリングされた変換信号Ｋ１（ｔ）を生成することができる。この場合に、第２の変換は、第２変換信号Ｋ’１（ｔ）＝Ｋ１（−ｔ）を生成する時間反転を構成し、第３の変換は、アナログ信号に変換した後の、信号Ｋ’１（ｔ）のフィルタリングを構成し、このフィルタリングは、周波数ｆ０と中心として幅Δｆの通過帯域を有することができる。
【００３０】
別の変形例によれば、第１の変換は、中間帯域において、下方への周波数シフトのみを構成し、Δｆ／２を超える中心周波数を有する１つの第１変換信号Ｋ１（ｔ）を生成し、この場合に、第２の変換は、信号Ｋ１（ｔ）をＫ’１（ｔ）＝Ｋ１（−ｔ）に変換する時間反転であり、そして、第３の変換は、最初に信号ｓ（ｔ）に対して適用した前記下方への周波数シフトとは逆の、上方への周波数シフトである。
【００３１】
また、時間反転信号ｓ（−ｔ）に対応する電磁波は、アンテナ３が波ｓ（ｔ）を受信した直後に、必ずしも再送信されるという訳ではない点に留意されたい。そうではなく、信号ｓ（−ｔ）、又は、この時間反転信号ｓ（−ｔ）を表す１つ以上の信号Ｋ’ｉ（ｔ）が、学習段階で決定されて、中央ユニット２のメモリに保持されるようにしても良く、その目的は、所望の空間的及び時間的なフォーカシング特性をもった電磁波を送信するために、後から再利用できるようにすることにある。
【００３２】
例えば、中央ユニット２、復調器４、及び変調器５が無線電話機に統合されており、かつ同様の構成要素が、例えばセルラー無線電話網に属する固定基地（ｆｉｘｅｄ  ｂａｓｅ）に統合されている場合に、前記学習段階で、固定基地及び／又は無線電話機が、所定の信号（例えばパルス信号）を送信し、この信号を受信した装置（無線電話機又は固定基地）が、対応する時間反転信号ｓ（−ｔ）又はこの時間反転信号を表す第２変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）を記憶するといった場合があり得る。
【００３３】
この場合、２つの装置のうちの一方が、これらの装置のもう一方に対して、メッセージｍ（ｔ）を送信する必要があり、その際に、該装置は送信信号Ｓ（ｔ）＝ｍ（ｔ）
2007533228.tif 000003
ｓ（−ｔ）を計算し（上式において、
2007533228.tif 000004
は畳み込み演算子（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｐｅｒａｔｏｒ）である）、この信号Ｓ（ｔ）に対応する電磁波を送信することができる。この場合、特に周囲媒質が、電磁波を良く反射させる場合（これは、一般的に、特に都市媒質の場合である）、送信される電磁波が、メッセージを受信する必要のある装置に高精度で集まり（ｆｏｃｕｓｅｄ）、この受信装置によって受信される信号が直接にメッセージｍ（ｔ）となる。
【００３４】
よって、２台の装置間における、極めて用意周到な双方向通信を達成することが可能となるが、その理由は、電磁波の狭いフォーカシングのために、該電磁波が２つの装置のみによって効果的に検出されることによる。そして、反射の多い媒質において、これらの装置全体を統合した無線通信網での、全体的なスループットが大幅に向上する。
【００３５】
当然ではあるが、各種装置において信号Ｋ’ｉ（ｔ）が決定される期間中での学習ステップについては、媒質の変化（気象条件、電磁波を反射する車両のような物体の移動等）及び／又は情報通信網に統合されている移動無線電話機の移動を考慮して、一定間隔又は不定の間隔をもって反復して繰り返すことができる。
【００３６】
更に、注意すべきは、例えば、通信の用途において、送信アンテナ６と受信アンテナ３が１つに統合されて、単一のアンテナで置き換えられても良いことである。
【００３７】
しかしながら、これらのアンテナは、必ずしも互いに近接して設置されるという訳ではない。更に、信号Ｋ’ｉ（ｔ）を決定できるように、受信アンテナ３が、初期の学習ステップにおいてのみ用いられることもあり、例えば、本発明に係る方法を、一方向性通信の用途のみに用いる場合、又は、通信用途以外への適用、特に、受信アンテナが当初設置されていた場所に電磁波を集めて、媒質を極めて局在化された方法で破壊し又は加熱することを目的とした用途等が挙げられる。
【００３８】
この場合、学習段階の過程において、例えば、送信アンテナ６に所定の信号Ｓ（ｔ）を送信させ、これに対応する電磁波ｓ（ｔ）を、受信アンテナ３によって、電磁波の集束を意図する位置１５（図２）にて検出して、そして、上記に記載した処理の１つによって信号Ｋ’ｉ（ｔ）を決定することができる。これにより、更にアンテナ６の位置で、時間反転信号ｓ（−ｔ）を生成することが可能となる。そして、アンテナ３を取り外した後に（図３）、この信号ｓ（−ｔ）が送信アンテナ６の位置で任意に送信される場合において、学習段階の過程で送信アンテナ６が初期に送信した所定の信号（例えば、パルス信号等）が、最初に受信アンテナ３が存在していた位置１５で非常に集中して受信される。
【００３９】
波動を、区域１５へと極めて正確に集束（ｆｏｃｕｓ）させるために、最初に所望の信号Ｓ（ｔ）を区域１５から送信して、そして、アンテナ６に統合されるか又はこのアンテナに６に対して非常に近いところにあるアンテナ３の位置において、対応する信号ｓ（ｔ）を検出することも可能である。その後、アンテナ６によって信号α・ｓ（−ｔ）を再送信することによって、好ましくは、最初に信号Ｓ（ｔ）を送信したアンテナを撤去した後で、区域１５に極めて正確に集束する波Ｓ（ｔ）を生成することが可能となる。
【００４０】
波動のフォーカシングの質を改善するためには、電磁波を反射させる空洞を用いて、波の送信及び／又は受信を行うことにより、本発明に係る方法を使用できる（あるいは、波が音響波の場合には、例えば、音波を反射する固体からなる、音響的な「空洞」を用いれば良く、これについては、例えば、２００３年７月２５日に提出された前記特許文献２に記載されている）。
【００４１】
更に、同一の中央ユニット２が、複数台のアンテナ３、６のネットワークに結合され、該アンテナのそれぞれが、復調器４や変調器５に結合されても良い点に留意されたい。例えば、装置１が、Ｊ個の受信アンテナ３及びＬ個の送信アンテナ６を有する場合、中央ユニット２は、Ｊ×Ｌの組の信号Ｋｉｊｌ（ｔ）を計算し、これにより、Ｊ×Ｌ個の初期信号ｓｊｌ（ｔ）から、Ｊ×Ｌ個の時間反転信号ｓｊｌ（−ｔ）を決定することができる。
【００４２】
更に、本発明の各種実施形態において、例えば、前記特許文献３に示すように、１つ以上のアンテナに対応する、信号Ｋ’ｉ（ｔ）及び／又は信号ｓ（−ｔ）を、好ましくは電磁波のフォーカシングの精度が最大限となるように、反復して用いても良い点に留意されたい。
【００４３】
最後に、本発明に係る方法は、電磁波のみならず、音響波又は弾性波に適用可能であり、単にアンテナ３、６を音響トランデューサに置き換えれば、音響効果（例えば、水中での通信）、あるいはまた超音波イメージング（超音波検査等、あるいは顕微鏡検査等）に基づく通信への応用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態による方法を実施できるように、波の送信／受信のための装置を例示した基本図である。
【図２】図１の装置について特定の応用を示す図である。
【図３】図１の装置について特定の応用を示す図である。
【図１】
2007533228.tif 000005
【図２】
2007533228.tif 000006
【図３】
2007533228.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月2日(2006.1.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
少なくとも１つの初期信号「ｓ（ｔ）」（ここで、ｔは時間である。）に対応する波動の時間反転のための方法であって、初期信号ｓ（ｔ）は、特定の中心周波数ｆ０及び通過帯域Δｆを呈し、該方法において、時間反転信号「α・ｓ（−ｔ）」（ここで、αは乗法的係数であり、ｓ（−ｔ）は、ｓ（ｔ）の時間反転である。）が決定され、
前記方法は少なくとも、
信号の前記中心周波数を下げ、かつ前記初期信号に対して情報の喪失を実質的に生じさせないようにするための第１の変換を、初期信号ｓ（ｔ）に適用するステップであって、前記第１の変換が、前記初期信号よりも中心周波数の低い第１変換信号Ｋｉ（ｔ）を１つ以上有する、第１の組の変換信号を生成して、該第１の組の変換信号Ｋｉ（ｔ）が初期信号ｓ（ｔ）を表わすものとされたステップと、
前記第１変換信号と実質的に同じ中心周波数を有する第２変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）を生成する第２の変換を、前記第１変換信号Ｋｉ（ｔ）の各々に適用するステップであって、該第２の変換が、前記第１の組の変換信号Ｋｉ（ｔ）から第２の組の変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）を生成し、前記第２の組の変換信号が前記時間反転信号ｓ（−ｔ）を表すように、前記第２の変換が選択されるステップと、
前記時間反転信号α・ｓ（−ｔ）を生成する第３の変換を、前記第２の組の変換信号Ｋ’ｉ（ｔ）に適用するステップと、を有することを特徴とする方法。
【国際調査報告】
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