(57)【要約】【課題】多値変調インパルス通信の送信信号の品質を向上させることを目的とする。【解決手段】インパルス発生部（２１）はクロック信号に応じて発生させたインパルスを出力し、フィルタ（２２）はインパルス発生部から出力されたインパルスの周波数帯域を、ミリ波帯に含まれる所定周波数帯域に制限する。パルス変調部は、データに応じた位置にフィルタから入力されたインパルスの位相をシフトさせるパルス位置変調を行うパルス位置変調部を含み、変調されたインパルスを出力する受動回路である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロック信号に応じて発生させるインパルスを出力するインパルス発生部と、
前記インパルス発生部から出力されるインパルスの周波数帯域を、ミリ波帯に含まれる所定周波数帯域に制限するフィルタと、
データに応じた位置に前記フィルタから入力されるインパルスの位相をシフトさせるパルス位置変調を行うパルス位置変調部を含み、変調されたインパルスを出力する、受動回路であるパルス変調部と、
を含む、インパルス無線送信機。
【請求項２】
前記パルス位置変調部は、入力されるインパルスの位相を異なる量シフトする位相シフト部を少なくとも１つ含む、
請求項１に記載のインパルス無線送信機。
【請求項３】
前記パルス位置変調部は、２つの位相シフト部を並列接続した並列位相シフト部を少なくとも２つ含む場合、前記パルス位置変調部に含まれる前記並列位相シフト部を直列に接続している、
請求項２に記載のインパルス無線送信機。
【請求項４】
前記パルス変調部は、入力されるインパルスの振幅を低減するパルス振幅変調部を前記パルス位置変調部と直列に接続している、
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のインパルス無線送信機。
【請求項５】
前記パルス振幅変調部は、入力されるインパルスの振幅を各々異なる量低減する複数の振幅低減部を並列接続した並列振幅低減部を少なくとも１つ含む、
請求項４に記載のインパルス無線送信機。
【請求項６】
前記パルス振幅変調部は、２つの振幅低減部を並列接続した並列振幅低減部を少なくとも２つ含む場合、前記パルス振幅変調部に含まれる前記並列振幅低減部を直列に接続している、
請求項５に記載のインパルス無線送信機。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか１項のインパルス無線送信機、
を含む、インパルス無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インパルス無線送信機及びインパルス無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インパルス無線通信では、一般的に、パルスの有無でデータの「１」、「０」を判別するオンオフ変調（ＯＯＫ：ON OFF Keying）が使用されている。また、伝送速度を向上させるために、データを多値化することが検討されている。例えば、パルス出現位置をシンボル毎に変更するパルス位置変調（ＰＰＭ: Pulse Position Modulation）を使用することで、データを多値化することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】リー（Li）ら、「集積ＶＧＡ位相誤差補償６０ＧＨｚ５ビット位相シフタ（60-GHz 5-bit PHASE SHIFTER WITH INTEGRATED VGA PHASE-ERROR COMPENSATION）」、マイクロ波理論及び技術に関するＩＥＥＥ議事録（IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES）、２０１３年３月、VOL.61、NO.3、P.1224-1235
【非特許文献２】スジョグレン（Sjogren）ら、「低位相誤差４４ＧＨｚＨＥＭＴ減衰器（A Low Phase-Error 44-GHz HEMT Attenuator）」、ＩＥＥＥマイクロ波及び導波レター（IEEE MICROWAVE AND GUIDED WAVE LETTERS）、１９９８年５月、VOL.8、NO.6、P.194-195
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０４９７４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＰＭ回路では、データに応じて異なる遅延時間でクロック信号を遅延させることで、パルス出現位置を変更するパルス位置変調を行っている。しかしながら、ＰＰＭ回路で遅延させたパルス信号にジッタ（時間軸方向での信号波形の揺らぎ）が生じるため、通信信号の適切な復調が可能なパルス位置精度を達成することが困難である、という問題がある。
【０００６】
本発明は、１つの側面として、多値変調インパルス通信の送信信号の品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様では、インパルス無線送信機は、クロック信号に応じて発生させるインパルスを出力するインパルス発生部と、インパルス発生部から出力されるインパルスの周波数帯域を、ミリ波帯に含まれる所定周波数帯域に制限するフィルタと、を有する。インパルス無線送信機は、また、データに応じた位置にフィルタから入力されるインパルスの位相をシフトさせるパルス位置変調を行うパルス位置変調部を含み、変調されたインパルスを出力する、受動回路であるパルス変調部を有する。
【発明の効果】
【０００８】
１つの側面として、多値変調インパルス通信の送信信号の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係るインパルス無線通信装置の一例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るインパルス無線送信機の一例を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係るパルス位置変調部の一例を示すブロック図である。
【図４Ａ】第１実施形態及び第２実施形態に係る位相シフト部の一例を示す回路図である。
【図４Ｂ】図４Ａの等価回路の一例を示す回路図である。
【図４Ｃ】図４Ａの等価回路の一例を示す回路図である。
【図５】第１実施形態に係るパルス位置変調部の一例を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係るインパルス無線送信機の一例を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態に係るパルス変調部の一例を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態に係る並列振幅低減部の一例を示す回路図である。
【図９】関連技術に係るインパルス無線送信機の一例を示すブロック図である。
【図１０】関連技術に係る位相がシフトされたパルス信号の一例を示す概念図である。
【図１１Ａ】関連技術に係る復調された通信信号の一例を示す概念図である。
【図１１Ｂ】第１実施形態に係る復調された通信信号の一例を示す概念図である。
【図１２Ａ】関連技術に係る復調された通信信号の一例を示す概念図である。
【図１２Ｂ】第１実施形態に係る復調された通信信号の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して第１実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１１】
図１に、インパルス無線通信装置１の要部機能を例示する。
【００１２】
インパルス無線通信装置１は、ベースバンド部１０、送信機２０、受信機３０、ダイプレクサ４０、及びアンテナ６０を含む。ベースバンド部１０は、送信データを送信機２０に出力する。また、ベースバンド部１０は、受信機３０から入力された信号から受信データを再生する。
【００１３】
受信機３０は、ダイプレクサ４０から入力された信号を増幅し、増幅した信号の包絡線を検波し、検波された信号を増幅し、ベースバンド部１０に出力する。
【００１４】
複信方式では、上り方向と下り方向とに異なる周波数を割り当てることで、各々の方向で広い周波数帯域を使用した無線通信を行うことができる。ダイプレクサ４０は、送信経路と受信経路とを電気的に分離するための機能を有し、アンテナ６０から入力された信号を受信機３０に出力し、送信機２０から出力された信号をアンテナ６０に出力する。
【００１５】
アンテナ６０は、ダイプレクサ４０から入力された送信信号を無線送信し、無線受信した受信信号をダイプレクサ４０に出力する。
【００１６】
なお、送信機２０及び受信機３０を含むインパルス無線通信装置１について説明したが、インパルス無線通信装置１は、送信機２０のみを含んでいてもよい。即ち、インパルス無線通信装置１は、受信機３０及びダイプレクサ４０を含んでいなくてもよい。また、インパルス無線通信装置１は、受信機３０のみを含んでいてもよい。即ち、インパルス無線通信装置１は、送信機２０及びダイプレクサ４０を含んでいなくてもよい。
【００１７】
図２に、送信機２０の要部機能を例示する。
【００１８】
送信機２０は、インパルス発生部２１、フィルタ２２、パルス変調部の一例であるパルス位置変調部２３（以下、ＰＰＭ部２３）及び増幅部２５を含む。インパルス発生部２１は、クロック信号ＣＬＫに応じて、インパルスを発生する。インパルスとは、時間軸上で急峻に変化するパルス幅が極めて短いパルスである。
【００１９】
フィルタ２２は、インパルス発生部２１から入力されたインパルスの周波数帯域を、ミリ波帯に含まれる所定周波数帯域に制限するバンドパスフィルタである。バンドパスフィルタの通過周波数帯域は、例えば、８１ＧＨｚ〜８６ＧＨｚであってよい。これにより、フィルタ２２から、８１ＧＨｚ〜８６ＧＨｚ帯域のインパルスが出力される。
【００２０】
ミリ波帯では周波数を広帯域に使用することができ、ミリ波帯の中でも８０ＧＨｚ帯は大気にあまり影響されない。なお、フィルタ２２を、インパルス発生部２１とＰＰＭ部２３との間に配置する例について説明しているが、本実施形態はこれに限定されず、ＰＰＭ部２３と増幅部２５との間に、フィルタ２２を配置するようにしてもよい。
【００２１】
増幅部２５は、ＰＰＭ部２３から入力されたインパルスを増幅し、ダイプレクサ４０に出力する。
【００２２】
図３に、ＰＰＭ部２３の要部機能を例示する。
【００２３】
ＰＰＭ部２３は、並列位相シフト部２３Ｐ１及び２３Ｐ２を含む。並列位相シフト部２３Ｐ１は、並列に接続された、パルスの位相を１８０度シフトする位相シフト部２３Ａ及びパルスの位相を０度シフトする位相シフト部２３Ｂを含む。並列位相シフト部２３Ｐ１は、また、信号経路を位相シフト部２３Ａまたは２３Ｂの何れかに切り替えるスイッチＳＷ１１及びＳＷ１２を含む。並列位相シフト部２３Ｐ２は、並列に接続された、パルスの位相を９０度シフトする位相シフト部２３Ｃ及びパルスの位相を０度シフトする位相シフト部２３Ｄを含む。並列位相シフト部２３Ｐ２は、また、信号経路を位相シフト部２３Ｃまたは２３Ｄの何れかに切り替えるスイッチＳＷ１３及びＳＷ１４を含む。
【００２４】
スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２が信号経路を位相シフト部２３Ｂに切り替え、スイッチＳＷ１３及びＳＷ１４が信号経路を位相シフト部２３Ｄに切り替えている場合、スイッチＳＷ１１に入力されたパルスの位相は０度シフトされ、スイッチＳＷ１４から出力される。
【００２５】
スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２が信号経路を位相シフト部２３Ｂに切り替え、スイッチＳＷ１３及びＳＷ１４が信号経路を位相シフト部２３Ｃに切り替えている場合、ＳＷ１１に入力されたパルスの位相は９０度シフトされ、スイッチＳＷ１４から出力される。
【００２６】
スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２が信号経路を位相シフト部２３Ａに切り替え、スイッチＳＷ１３及びＳＷ１４が信号経路を位相シフト部２３Ｄに切り替えている場合、ＳＷ１１に入力されたパルスの位相は１８０度シフトされ、スイッチＳＷ１４から出力される。
【００２７】
スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２が信号経路を位相シフト部２３Ａに切り替え、スイッチＳＷ１３及びＳＷ１４が信号経路を位相シフト部２３Ｃに切り替えている場合、ＳＷ１１に入力されたパルスの位相は２７０度シフトされ、スイッチＳＷ１４から出力される。
【００２８】
スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４はデータＤに応じて切り替えられる。
【００２９】
図４Ａに、並列に接続された位相シフト部ではないが、図３の並列位相シフト部２３Ｐ１及び２３Ｐ２の各々と同様の動作を行う位相シフト部を例示する。図４Ａに例示する位相シフト部は、受動素子を組み合わせた受動回路である。受動素子とは、供給された電力を消費、蓄積、放出し、増幅、整流などの能動動作を行わない素子である。
【００３０】
位相シフト部は、３つのコイルＬ１１、Ｌ１２、Ｌ２、３つのトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、及び３つの抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣを含む。トランジスタＱ１、Ｑ２、及びＱ３はＮＭＯＳ（n-Channel Metal-Oxide Semiconductor）であってよい。トランジスタＱ１のゲートには、第１端が制御端子ＶＣＰに接続されている抵抗ＲＡの第２端が接続され、ドレインにはコイルＬ１１の第１端が接続され、ソースにはコイルＬ１２の第１端が接続される。
【００３１】
トランジスタＱ１のドレイン及びコイルＬ１１の第１端には、入力端子ＩＮが接続され、トランジスタＱ１のソース及びコイルＬ１２の第１端には、出力端子ＯＵＴが接続される。コイルＬ１１のインダクタンスとコイルＬ１２のインダクタンスとは等しい。
【００３２】
２つのコイルＬ１１及びＬ１２の第２端どうしは接続される。トランジスタＱ２のゲートには、第１端が制御端子ＶＣＰに接続されている抵抗ＲＢの第２端が接続され、ソースにはコイルＬ１１及びＬ１２の第２端が接続される。トランジスタＱ２のドレインにはトランジスタＱ３のソース及びコイルＬ２の第１端が接続される。
【００３３】
トランジスタＱ３のゲートには、第１端が制御端子ＶＣＮに接続されている抵抗ＲＣの第２端が接続され、ソースにはコイルＬ２の第１端が接続され、ドレイン及びコイルＬ２の第２端は接地される。
【００３４】
図４Ｂは、図４Ａの回路において、制御端子ＶＣＰに制御電圧０［Ｖ］を印加し、制御端子ＶＣＮに制御電圧Ｖｃ［Ｖ］を印加した場合の等価回路である。即ち、トランジスタＱ１に抵抗ＲＡを介して制御電圧０［Ｖ］が印加され、トランジスタＱ２に抵抗ＲＢを介して制御電圧０［Ｖ］が印加され、トランジスタＱ３に抵抗ＲＣを介して制御電圧Ｖｃ［Ｖ］が印加される場合の等価回路である。
【００３５】
図４Ｂの等価回路では、コイルＬ１１の第２端とコイルＬ１２の第２端とがトランジスタＱ２の寄生容量Ｃ２＊の第１端に接続され、寄生容量Ｃ２＊の第２端がトランジスタＱ３のドレインソース間オン抵抗Ｒｏｎ３を介して接地される。
【００３６】
この場合、入力端子ＩＮから入力されたパルスの位相は、コイルＬ１１、Ｌ１２のインダクタンスなどに基づいて決定される量だけシフトされる。
【００３７】
図４Ｃは、図４Ａの回路において、制御端子ＶＣＰに制御電圧Ｖｃ［Ｖ］を印加し、制御端子ＶＣＮに制御電圧０［Ｖ］を印加した場合の等価回路である。即ち、トランジスタＱ１に抵抗ＲＡを介して制御電圧Ｖｃ［Ｖ］が印加され、トランジスタＱ２に抵抗ＲＢを介して制御電圧Ｖｃ［Ｖ］が印加され、トランジスタＱ３に抵抗ＲＣを介して制御電圧０［Ｖ］が印加される場合の等価回路である。図４Ｃの等価回路では、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間に、コイルＬ３（Ｌ３のインダクタンスは、Ｌ１１のインダクタンスの１／２、即ち、Ｌ１２のインダクタンスの１／２）の第１端が接続される。コイルＬ３の第２端がトランジスタＱ２のドレインソース間オン抵抗Ｒｏｎ２の第１端に接続され、抵抗Ｒｏｎ２の第２端がコイルＬ２の第１端及びトランジスタＱ３の寄生容量Ｃ３＊の第１端に接続される。コイルＬ２の第２端及び寄生容量Ｃ３＊の第２端は接地される。
【００３８】
この場合、入力端子ＩＮから入力されたパルスの位相はシフトされない。即ち、パルスの位相は０度だけシフトされる。
【００３９】
本実施形態のＰＰＭ部２３は受動素子を組み合わせた受動回路である。本実施形態では、波長の短いミリ波帯の信号を使用するため、各受動素子のサイズが小さく、受動回路が占める面積が大きくならないため、受動回路によるＰＰＭ部２３の実装が可能である。また、ＰＰＭ部２３が直流バイアス電流を印加されない受動回路であるため、電源に由来するノイズ、特に、フリッカノイズ（１／ｆノイズ）を抑制することができる。
【００４０】
なお、本実施形態の受動回路では、一般的に能動素子であるとされるトランジスタをスイッチとして使用している。しかしながら、ドレインソース間に直流バイアスを印加していないため、即ち、トランジスタを増幅素子として使用していないため、本実施形態では、トランジスタも受動素子である。
【００４１】
次に、図２を使用して、送信機２０の作用について説明する。送信機２０において、インパルス発生部２１は、クロック信号ＣＬＫに基づいてクロック毎にインパルスを発生し、フィルタ２２に出力する。フィルタ２２は、入力されたインパルスの周波数帯域を、ミリ波帯に含まれる所定周波数帯域に制限し、ＰＰＭ部２３に出力する。ＰＰＭ部２３は、入力されたインパルスに対して、データＤに応じたパルス位置変調を行い、増幅部２５に出力する。増幅部２５は、入力されたインパルスを増幅し、ダイプレクサ４０に出力する。
【００４２】
なお、図３では、２つの位相シフト部を並列に接続した並列位相シフト部を直列に２つ接続する例、即ち、４値変調の例について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。並列位相シフト部を直列に３つ以上接続するようにしてもよい。例えば、パルスの位相を４５度シフトする位相シフト部とパルスの位相を０度シフトする位相シフト部とを並列に接続した並列位相シフト部を、さらに直列に接続することで、８値変調とすることができる。このように、２つの位相シフト部を並列に接続した並列位相シフト部を直列に接続し、直列に接続する並列位相シフト部の数を増加することで、容易に多値変調を行うことが可能となる。同様に、図４Ａに例示する位相シフト部を直列に接続し、直列に接続する位相シフト部の数を増加することで、容易に多値変調を行うことが可能となる。
【００４３】
一方、図５に例示するように、位相シフト部２３Ｅ、２３Ｆ、２３Ｇ、及び、２３Ｈを全て並列に接続してもよい。位相シフト部２３Ｅはパルスの位相を０度シフトし、位相シフト部２３Ｆはパルスの位相を９０度シフトし、位相シフト部２３Ｇはパルスの位相を１８０度シフトし、位相シフト部２３Ｈはパルスの位相を２７０度シフトする。
【００４４】
スイッチＳＷ２１及びＳＷ２２が信号経路を位相シフト部２３Ｅに切り替えると、スイッチＳＷ２１に入力されたパルスは０度シフトされ、スイッチＳＷ２２から出力される。スイッチＳＷ２１及びＳＷ２２が信号経路を位相シフト部２３Ｆに切り替えると、スイッチＳＷ２１に入力されたパルスは９０度シフトされ、スイッチＳＷ２２から出力される。
【００４５】
スイッチＳＷ２１及びＳＷ２２が信号経路を位相シフト部２３Ｇに切り替えると、スイッチＳＷ２１に入力されたパルスは１８０度シフトされ、スイッチＳＷ２２から出力される。スイッチＳＷ２１及びＳＷ２２が信号経路を位相シフト部２３Ｈに切り替えると、スイッチＳＷ２１に入力されたパルスは２７０度シフトされ、スイッチＳＷ２２から出力される。
【００４６】
本実施形態のインパルス無線送信機は、上記したように、クロック信号に応じて発生させたインパルスを出力するインパルス発生部と、インパルス発生部から出力されたインパルスの周波数帯域を、ミリ波帯に含まれる所定周波数帯域に制限するフィルタと、を含む。インパルス無線送信機は、また、データに応じた位置にフィルタから入力されたインパルスの位相をシフトさせるパルス位置変調を行うパルス位置変調部を含み、変調されたインパルスを出力する、受動回路であるパルス変調部と、を含む。
【００４７】
本実施形態では、低周波帯で行うことが可能なパルス変調を、技術的に困難であると考えられているミリ波帯で行うことを特徴とする。本実施形態では、ミリ波帯でパルス変調を行うことで、受動回路であるパルス変調部の小型化が可能となり、小型化により実装可能となった受動回路により、送信信号のノイズを抑制することが可能となる。これにより、本実施形態では、多値変調インパルス通信の送信信号の品質を向上させることが可能となる。
【００４８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の一例を説明する。第１実施形態と同様の構成及び作用については、説明を省略する。
【００４９】
図６に、第２実施形態の送信機２０Ａを例示する。第１実施形態の送信機２０と第２実施形態の送信機２０Ａとの差異は、第２実施形態の送信機２０ＡがＰＰＭ部２３と増幅部２５との間にパルス振幅変調部２４（以下、ＰＡＭ部２４）を有することである。ＰＰＭ部２３及びＰＡＭ部２４はパルス変調部の一例である。
【００５０】
図７に、送信機２０ＡのＰＰＭ部２３及びＰＡＭ部２４の概要を例示する。
【００５１】
ＰＰＭ部２３は、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。ＰＡＭ部２４は、例えば、スイッチＳＷ３１、ＳＷ３２、及び、パルスの振幅を３ｄＢ減衰する、即ち、低減する振幅低減部２４Ａとパルスの振幅を０ｄＢ減衰する振幅低減部２４Ｂとを並列に接続した並列振幅低減部２４Ｐを含む。スイッチＳＷ３１及びＳＷ３２が信号経路を振幅低減部２４Ａに切り替えると、スイッチＳＷ３１に入力されたパルスは３ｄＢ減衰され、スイッチＳＷ３２から出力される。スイッチＳＷ３１及びＳＷ３２が信号経路を振幅低減部２４Ｂに切り替えると、スイッチＳＷ３１に入力されたパルスは０ｄＢ減衰され、スイッチＳＷ３２から出力される。
【００５２】
スイッチＳＷ３１及びＳＷ３２はデータＤに応じて切り替えられる。
【００５３】
ＰＡＭ部２４も、ＰＰＭ部２３と同様に、受動素子を組み合わせた受動回路である。
【００５４】
図８に、受動回路である並列振幅低減部を例示する。
【００５５】
並列振幅低減部は、スイッチＳＷ３１として機能するトランジスタＱ２１、Ｑ２２、Ｑ２５、Ｑ２６及び抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ２Ｈ、Ｒ２Ｉを含む。トランジスタＱ２１のゲートは、抵抗Ｒ２Ａを介して、制御端子ＶＣＰに接続され、ドレインは入力端子ＩＮに接続され、ソースはトランジスタＱ２２のソースに接続される。トランジスタＱ２２のゲートは、抵抗Ｒ２Ｂを介して、制御端子ＶＣＰに接続され、ドレインは接地される。
【００５６】
トランジスタＱ２５のゲートは、抵抗Ｒ２Ｈを介して、制御端子ＶＣＮに接続され、ドレインは入力端子ＩＮに接続され、ソースはトランジスタＱ２６のソースに接続される。トランジスタＱ２６のゲートは、抵抗Ｒ２Ｉを介して、制御端子ＶＣＮに接続され、ドレインは接地される。
【００５７】
並列振幅低減部は、スイッチＳＷ３２として機能するトランジスタＱ２３、Ｑ２４、Ｑ２７、Ｑ２８及び抵抗Ｒ２Ｆ、Ｒ２Ｇ、Ｒ２Ｊ、Ｒ２Ｋを含む。トランジスタＱ２４のゲートは、抵抗Ｒ２Ｇを介して、制御端子ＶＣＰに接続され、ソースは出力端子ＯＵＴに接続され、ドレインはトランジスタＱ２３のソースに接続される。トランジスタＱ２３のゲートは、抵抗Ｒ２Ｆを介して、制御端子ＶＣＰに接続され、ドレインは接地される。
【００５８】
トランジスタＱ２８のゲートは、抵抗Ｒ２Ｋを介して、制御端子ＶＣＮに接続され、ソースは出力端子ＯＵＴに接続され、ドレインはトランジスタＱ２７のソースに接続される。トランジスタＱ２７のゲートは、抵抗Ｒ２Ｊを介して、制御端子ＶＣＮに接続され、ドレインは接地される。
【００５９】
並列振幅低減部は、第１振幅低減部として機能する抵抗Ｒ２Ｃ、Ｒ２Ｄ、及びＲ２Ｅを含む。抵抗Ｒ２Ｄの第１端はトランジスタＱ２２のソース及び抵抗Ｒ２Ｃの第１端に接続され、抵抗Ｒ２Ｄの第２端はトランジスタＱ２３のソース及び抵抗Ｒ２Ｅの第１端に接続される。抵抗Ｒ２Ｃ及びＲ２Ｅの第２端は接地される。トランジスタＱ２６のソースとトランジスタＱ２７のソースとの間の信号経路は、第２振幅低減部に相当する。トランジスタＱ２１〜Ｑ２８はＮＭＯＳであってよい。
【００６０】
制御端子ＶＣＰに制御電圧Ｖｃ［Ｖ］が印加され、制御端子ＶＣＮに制御電圧０［Ｖ］が印加されると、信号経路が抵抗Ｒ２Ｃ、Ｒ２Ｄ、及びＲ２Ｅを含む第１振幅低減部に切り替えられる。入力端子ＩＮから入力されたパルスの振幅は、所定の大きさだけ低減され、出力端子ＯＵＴから出力される。この場合、入力端子ＩＮから入力されたパルスの振幅は、抵抗Ｒ２Ｄの抵抗値などに基づいて決定される量だけ低減される。
【００６１】
制御端子ＶＣＰに制御電圧０［Ｖ］が印加され、制御端子ＶＣＮに制御電圧Ｖｃ［Ｖ］が印加されると、信号経路が抵抗Ｒ２Ｃ、Ｒ２Ｄ、及びＲ２Ｅを含まない第２振幅低減部に切り替えられる。入力端子ＩＮから入力されたパルスの振幅は、低減されず、出力端子ＯＵＴから出力される。即ち、入力端子ＩＮから入力されたパルスの振幅は、０［ｄＢ］だけ低減される。
【００６２】
なお、図６は、ＰＰＭ部２３から出力されたパルスをＰＡＭ部２４でパルス振幅変調する例であるが、本実施形態はこれに限定されない。ＰＡＭ部２４から出力されたパルスをＰＰＭ部２３でパルス位置変調するように、ＰＰＭ部２３をＰＡＭ部２４の後段に配置してもよい。また、図７では、並列振幅低減部２４Ｐを１つだけパルス位置変調部２３と直列に接続しているが、本実施形態はこれに限定されない。２つの振幅低減部を並列に接続した並列振幅低減部を２つ以上パルス位置変調部２３と直列に接続してもよい。図７の例では、８値変調が行われるが、例えば、２つの並列振幅低減部を使用することで、１６値変調が可能となる。
【００６３】
また、図７では、２つの振幅低減部を並列に接続した並列振幅低減部を例示しているが、図５に例示したＰＰＭ部と同様に、３つ以上の振幅低減部を並列に接続してもよい。
【００６４】
本実施形態のインパルス無線送信機は、上記したように、クロック信号に応じて発生させたインパルスを出力するインパルス発生部と、インパルス発生部から出力されたインパルスの周波数帯域を、ミリ波帯に含まれる所定周波数帯域に制限するフィルタと、を含む。インパルス無線送信機は、また、データに応じた位置にフィルタから入力されたインパルスの位相をシフトさせるパルス位置変調を行うパルス位置変調部を含み、変調されたインパルスを出力する、受動回路であるパルス変調部と、を含む。
【００６５】
本実施形態では、低周波帯で行うことが可能なパルス変調を、技術的に困難であると考えられているミリ波帯で行うことを特徴とする。本実施形態では、ミリ波帯でパルス変調を行うことで、受動回路であるパルス変調部の小型化が可能となり、小型化により実装可能となった受動回路により、送信信号のノイズを抑制することが可能となる。これにより、本実施形態では、多値変調インパルス通信の送信信号の品質を向上させることが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態では、パルス変調部は、パルス位置変調に加えて、さらに、インパルスの振幅を低減するパルス振幅変調を行う。
【００６７】
パルス位置変調のみで多値変調を行うと信号間距離が短くなり、ジッタの影響で適切な復調が行えなくなる可能性が高まる。本実施形態では、パルス位置変調にパルス振幅変調を組み合わせることで信号間距離が短くなり過ぎることを防ぎ、ジッタに対する耐性を向上させることが可能となる。
【００６８】
［関連技術］
図９に、関連技術のインパルス無線送信機８０を例示する。送信機８０は、ＰＰＭ部８３、インパルス発生部８１、フィルタ８２、及び増幅部８５を含む。図２に例示したインパルス無線送信機２０との差異は、送信機２０では、インパルス発生部２１の後段に受動回路であるＰＰＭ部２３が配置されているのに対し、送信機８０では、ＰＰＭ部８３の後段にインパルス発生部８１が配置されている点である。送信機８０のＰＰＭ部８３は受動回路ではない。
【００６９】
ＰＰＭ部８３は、図１０に例示するように、クロック信号ＣＬＫを遅延させることでパルス位置を変調する。図１０のパルスを例示する各々の図の横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表す。遅延時間は、データＤに応じて定まる。８３．５ＧＨｚの通信信号の周期は１２ｐｓ（＝１／８３．５ＧＨｚ）であり、４値（２ビット）の変調では、位相として９０度ずつ遅延させるため、各値の間でクロック信号ＣＬＫを３ｐｓ（＝１２ｐｓ／４）ずつ遅延させる。
【００７０】
この場合、パルスの位置精度が１００ｆｓ以下、位相として３度（１００ｆｓ＝（３ｐｓ／９０度）×３度）以下でないと、通信信号の復調が困難となる。ところが、ＰＰＭ部８３でパルス位置変調を行うとパルスに５００ｆｓ以上の幅をもつジッタが生じ、パルスの位置精度を１００ｆｓ以下に抑えることは困難である。
【００７１】
図１１Ａに関連技術の復調信号のシミュレーション結果のアイパターンを例示し、図１１Ｂに第１実施形態の復調信号のシミュレーション結果のアイパターンを例示する。図１１Ａ及び図１１Ｂの横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表す。図１１Ａでは、図１１Ｂと比較して線が太く、即ち、線がずれていて、ジッタの影響が現れている。一方、図１１Ｂでは、線が細く、即ち、線が重なっていて、送信信号の品質が改善されていることが示されている。
【００７２】
図１２Ａに関連技術の復調信号のシミュレーション結果のコンスタレーションを例示し、図１２Ｂに第１実施形態の復調信号のシミュレーション結果のコンスタレーションを例示する。図１２Ａ及び図１２Ｂの縦軸は直交データの電圧値を表し、横軸は同相データの電圧値を表す。図１２Ａでは、図１２Ｂと比較して信号点が広がって存在し、ジッタの影響が現れている。一方、図１２Ｂでは、信号点が重なっていて、送信信号の品質が改善されていることが示されている。
【００７３】
本実施形態では、パルス変調部に受動回路を使用している。本実施形態では、波形の短いミリ波帯でパルス変調を行うため、各受動素子のサイズが小さく、受動回路が占める面積が大きくならないため、受動回路によるパルス変調部を実装することができる。一方、関連技術では、低周波でパルス変調を行うため、ＰＰＭ部８３に受動回路を使用すると、波長の長い信号を使用するため各受動素子のサイズが大きくなり、受動回路が占める面積が大きくなり、現実に実装することは困難である。
【００７４】
以上の各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００７５】
（付記１）
クロック信号に応じて発生させるインパルスを出力するインパルス発生部と、
前記インパルス発生部から出力されるインパルスの周波数帯域を、ミリ波帯に含まれる所定周波数帯域に制限するフィルタと、
データに応じた位置に前記フィルタから入力されたインパルスの位相をシフトさせるパルス位置変調を行うパルス位置変調部を含み、変調されたインパルスを出力する、受動回路であるパルス変調部と、
を含む、インパルス無線送信機。
（付記２）
前記パルス位置変調部は、入力されたインパルスの位相を異なる量シフトする位相シフト部を少なくとも１つ含む、
付記１のインパルス無線送信機。
（付記３）
前記パルス位置変調部は、２つの位相シフト部を並列接続した並列位相シフト部を少なくとも２つ含む場合、前記パルス位置変調部に含まれる前記並列位相シフト部を直列に接続している、
付記２のインパルス無線送信機。
（付記４）
前記パルス変調部は、入力されたインパルスの振幅を低減するパルス振幅変調部を前記パルス位置変調部と直列に接続している、
付記１〜付記３の何れかのインパルス無線送信機。
（付記５）
前記パルス振幅変調部は、入力されるインパルスの振幅を各々異なる量低減する複数の振幅低減部を並列接続した並列振幅低減部を少なくとも１つ含む、
付記４のインパルス無線送信機。
（付記６）
前記パルス振幅変調部は、２つの振幅低減部を並列接続した並列振幅低減部を少なくとも２つ含む場合、前記パルス振幅変調部に含まれる前記並列振幅低減部を直列に接続している、
付記５のインパルス無線送信機。
（付記７）
クロック信号に応じて発生させたインパルスを出力するインパルス発生部と、
前記インパルス発生部から出力されるインパルスの周波数帯域を、ミリ波帯に含まれる所定周波数帯域に制限するフィルタと、
データに応じた位置に前記フィルタから入力されるインパルスの位相をシフトさせるパルス位置変調を行うパルス位置変調部を含み、変調されたインパルスを出力する、受動回路であるパルス変調部と、
を含む、インパルス無線送信機、
を含む、インパルス無線通信装置。
（付記８）
前記パルス位置変調部は、入力されるインパルスの位相を異なる量シフトする位相シフト部を少なくとも１つ含む、
付記７のインパルス無線通信装置。
（付記９）
前記パルス位置変調部は、２つの位相シフト部を並列接続した並列位相シフト部を少なくとも２つ含む場合、前記パルス位置変調部に含まれる前記並列位相シフト部を直列に接続している、
付記８のインパルス無線通信装置。
（付記１０）
前記パルス変調部は、入力されるインパルスの振幅を低減するパルス振幅変調部を前記パルス位置変調部と直列に接続している、
付記７〜付記９の何れかのインパルス無線通信装置。
（付記１１）
前記パルス振幅変調部は、入力されるインパルスの振幅を各々異なる量低減する複数の振幅低減部を並列接続した並列振幅低減部を少なくとも１つ含む、
付記１０のインパルス無線通信装置。
（付記１２）
前記パルス振幅変調部は、２つの振幅低減部を並列接続した並列振幅低減部を少なくとも２つ含む場合、前記パルス振幅変調部に含まれる前記並列振幅低減部を直列に接続している、
付記１１のインパルス無線通信装置。
【符号の説明】
【００７６】
１  インパルス無線通信装置
２０、２０Ａ  送信機
２１  インパルス発生部
２２  フィルタ
２３  パルス位置変調部
２４  パルス振幅変調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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