(57)【要約】【課題】送信アンテナの指向性を得る。【解決手段】送信装置１に２つの送信アンテナ１４ａ，１４ｂを備える。パルス生成部１３は、２つの送信アンテナ１４ａ，１４ｂに、２つのインパルスを、それぞれ同じタイミングで供給する。一方のインパルスは、例えば、正弦波の波形を有し、もう一方のインパルスは、一方のインパルスを反転させた波形を有する。受信装置２は、この２つのインパルスを受信する。２つの送信アンテナ１４ａ，１４ｂの間隔がインパルスの波長と等しくなるように設定されると、送信アンテナ１４ａ，１４ｂからのそれぞれの距離の差がインパルスの（１／２）波長となる受信位置では、送信アンテナ１４ａ，１４ｂからの２つのインパルスは重なり合う。そして、受信アンテナ２１が受信したインパルスのピーク値は、各インパルスのピーク値の２倍になる。【選択図】  図１
2004208147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された複数のパルスをそれぞれ送出する複数の送信アンテナと、
複数のパルスを生成し、生成した各パルスの各送信アンテナからの送信タイミング差で各パルスが各送信アンテナから送出されるように、前記生成した複数のパルスを前記複数の送信アンテナに分配するパルス生成部と、を備え、
前記複数の送信アンテナは、送出した複数のパルスが特定の受信位置で合成されるように、前記パルス生成部が設定した各パルスの送信タイミング差に基づいて間隔が設定されて設置されたものである、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記複数の送信アンテナは、２つからなり、
２つの送信アンテナの設置間隔は、前記送出する各パルスの波長に基づいて設定され、
前記パルス生成部は、複数のパルスとして、第１のパルスと前記第１のパルスを反転した第２のパルスとを生成し、ほぼ同じ送信タイミングで前記２つの送信アンテナに分配するように構成されたものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記複数の送信アンテナの設置間隔を調整する間隔調整部を備えた、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の送信装置。
【請求項４】
供給された複数のパルスをそれぞれ送出する複数の送信アンテナと、
複数のパルスを生成し、生成した各パルスの送信タイミング差を設定し、設定した送信タイミング差に従って各パルスが各送信アンテナから送出されるように、前記生成した複数のパルスを前記複数の送信アンテナに分配するパルス生成部と、を備え、
前記パルス生成部は、前記複数の送信アンテナから送出される複数のパルスが特定の受信位置で合成されるように、前記複数の送信アンテナの設置間隔に基づいて前記送信タイミング差を設定し、前記各パルスを各送信アンテナに分配するように構成されたものである、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項５】
前記複数のパルスは、超広帯域無線通信に用いられるインパルスであって、
前記パルス生成部は、複数のインパルスを生成し、生成した複数のインパルスを前記複数の送信アンテナに分配し、
前記複数の送信アンテナは、前記パルス生成部から分配された複数のインパルスを、前記パルス生成部から分配されたタイミング差に従ってそれぞれ送出し、前記複数の送信アンテナから送出された複数のインパルスが、特定の受信位置で合成されて強め合うように、前記複数の送信アンテナの設置間隔が設定され、前記パルス生成部が前記送信タイミング差を設定するように構成されたものである、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項６】
複数の送信アンテナと、前記複数の送信アンテナからそれぞれ送出されたパルス信号が受信位置に到達している期間のうちの少なくとも一部の期間が共通するように、前記複数の送信アンテナにパルス信号を供給して送信させるパルス信号供給手段と、を備えた、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項７】
複数のパルスを生成するステップと、送出される複数のパルスが特定の受信位置で合成されるように、設置された複数の送信アンテナの間隔を、前記各パルスの送信タイミング差に基づいて設定するステップと、
前記送信タイミング差に従って各パルスが各送信アンテナから送出されるように、前記生成した各パルスを各送信アンテナに分配するステップと、を備えた、ことを特徴とする送信方法。
【請求項８】
複数のパルスを生成するステップと、
複数のアンテナからそれぞれ送出される複数のパルスが特定の受信位置に応じて合成されるように、前記生成した各パルスの送信タイミング差を、設置された複数の送信アンテナの間隔に基づいて設定するステップと、
前記設定された送信タイミング差に従って各パルスが送出されるように、前記生成した複数のパルスを前記複数の送信アンテナに分配するステップと、を備えた、
ことを特徴とする送信方法。
【請求項９】
パルス信号を送信する送信装置と、
前記送信装置からのパルス信号を受信する受信装置と、
を備え、
前記送信装置は、
複数の送信アンテナと、
前記複数の送信アンテナからそれぞれ送出されたパルス信号が前記受信装置に到達している期間のうちの少なくとも一部の期間が共通するように、前記複数の送信アンテナにパルス信号を供給して送信させるパルス信号供給手段と、を備え、
前記受信装置は、
前記複数の送信アンテナからそれぞれ送出されたパルス信号を受信するように構成されたものである、
ことを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信装置、送信方法及び通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線通信の分野において、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）に代表される超広帯域を使った通信技術が注目されている。このような通信技術は、搬送波を用いずに、送信対象の情報をパルス（インパルス）に変換して直接送信することを特徴としている。
【０００３】
具体的に、このようなパルスを用いる無線通信システムでは、全長１ｎ秒に満たないパルス（インパルス）が使用されている。つまり、送信側は、送信対象のデジタルデータ（０又は１）を、順次パルスに変換して送信する。
この際、データ値（０又は１）は、適宜変調される。例えば、パルス位置変調方式では、パルスの位置により、データ値を表現する。同様に、パルス位相変調方式では、パルスの位相により、データ値を表現し、また、パルス振幅変調方式では、パルスの振幅（パルスの有無）により、データ値を表現する。
【０００４】
一方、送信されたパルスを受信する受信側では、受信したパルスに対してウィンドウ処理を行う。このウィンドウ処理とは、パルスの中心波形を取り出し、パルスの判定を行い、送信されたデータを復元する処理のことである。
つまり、受信側は、受信したパルスをウィンドウ処理し、送信側の変調方式に対応して、送信されたデータを復元する。
【０００５】
また、このようなパルスを用いた無線通信に、直交多値変換を適用した伝送方式の技術も開示されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３２５０７１号公報  （第６−９頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような無線通信システムでは、搬送波を必要としないかわりに、情報信号から生成されたインパルスは、非常に広い帯域を使用する。使用される帯域は、５００ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度となる。
【０００８】
また、帯域が数ＧＨｚ程度にも及ぶため、このシステムにおける電波は直進性を有する。このため、受信装置に送信信号が受信されるようにするためには、送信アンテナの指向性が要求される。また、指向性を有する送信アンテナには、微妙な調整も必要となってくる。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、指向性を得ることが可能な送信装置、送信方法及び通信システムを提供することを目的とする。また、本発明は、指向性の容易な調整を可能とする送信装置、送信方法及び通信システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る送信装置は、
供給された複数のパルスをそれぞれ送出する複数の送信アンテナと、
複数のパルスを生成し、生成した各パルスの各送信アンテナからの送信タイミング差で各パルスが各送信アンテナから送出されるように、前記生成した複数のパルスを前記複数の送信アンテナに分配するパルス生成部と、を備え、
前記複数の送信アンテナは、送出した複数のパルスが特定の受信位置で合成されるように、前記パルス生成部が設定した各パルスの送信タイミング差に基づいて間隔が設定されて設置されたものである。
【００１１】
前記複数の送信アンテナは、２つからなり、
２つの送信アンテナの設置間隔は、前記送出する各パルスの波長に基づいて設定され、
前記パルス生成部は、複数のパルスとして、第１のパルスと前記第１のパルスを反転した第２のパルスとを生成し、ほぼ同じ送信タイミングで前記２つの送信アンテナに分配するように構成されたものであってもよい。
【００１２】
前記複数の送信アンテナの設置間隔を調整する間隔調整部を備えたものであってもよい。
【００１３】
本発明の第２の観点に係る送信装置は、
供給された複数のパルスをそれぞれ送出する複数の送信アンテナと、
複数のパルスを生成し、生成した各パルスの送信タイミング差を設定し、設定した送信タイミング差に従って各パルスが各送信アンテナから送出されるように、前記生成した複数のパルスを前記複数の送信アンテナに分配するパルス生成部と、を備え、
前記パルス生成部は、前記複数の送信アンテナから送出される複数のパルスが特定の受信位置で合成されるように、前記複数の送信アンテナの設置間隔に基づいて前記送信タイミング差を設定し、前記各パルスを各送信アンテナに分配するように構成されたものであってもよい。
【００１４】
前記複数のパルスは、超広帯域無線通信に用いられるインパルスであって、
前記パルス生成部は、複数のインパルスを生成し、生成した複数のインパルスを前記複数の送信アンテナに分配し、
前記複数の送信アンテナは、前記パルス生成部から分配された複数のインパルスを、前記パルス生成部から分配されたタイミング差に従ってそれぞれ送出し、
前記複数の送信アンテナから送出された複数のインパルスが、特定の受信位置で合成されて強め合うように、前記複数の送信アンテナの設置間隔が設定され、前記パルス生成部が前記送信タイミング差を設定するように構成されたものであってもよい。
【００１５】
本発明の第３の観点に係る送信装置は、
複数の送信アンテナと、
前記複数の送信アンテナからそれぞれ送出されたパルス信号が受信位置に到達している期間のうちの少なくとも一部の期間が共通するように、前記複数の送信アンテナにパルス信号を供給して送信させるパルス信号供給手段と、を備えたものであってもよい。
【００１６】
本発明の第４の観点に係る送信方法は、
複数のパルスを生成するステップと、
送出される複数のパルスが特定の受信位置で合成されるように、設置された複数の送信アンテナの間隔を、前記各パルスの送信タイミング差に基づいて設定するステップと、
前記送信タイミング差に従って各パルスが各送信アンテナから送出されるように、前記生成した各パルスを各送信アンテナに分配するステップと、を備えたものである。
【００１７】
本発明の第５の観点に係る送信方法は、
複数のパルスを生成するステップと、
複数のアンテナからそれぞれ送出される複数のパルスが特定の受信位置に応じて合成されるように、前記生成した各パルスの送信タイミング差を、設置された複数の送信アンテナの間隔に基づいて設定するステップと、
前記設定された送信タイミング差に従って各パルスが送出されるように、前記生成した複数のパルスを前記複数の送信アンテナに分配するステップと、を備えたものであってもよい。
【００１８】
本発明の第６の観点に係る通信システムは、
パルス信号を送信する送信装置と、
前記送信装置からのパルス信号を受信する受信装置と、
を備え、
前記送信装置は、
複数の送信アンテナと、
前記複数の送信アンテナからそれぞれ送出されたパルス信号が前記受信装置に到達している期間のうちの少なくとも一部の期間が共通するように、前記複数の送信アンテナにパルス信号を供給して送信させるパルス信号供給手段と、を備え、
前記受信装置は、
前記複数の送信アンテナからそれぞれ送出されたパルス信号を受信するように構成されたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる無線通信システムについて、以下図面を参照して説明する。なお、以下に説明する無線通信システムは、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）の無線技術が適用され、搬送波を用いずに、パルスにより無線通信するシステムである。
【００２０】
なお、ＵＷＢとは、極めて広い周波数帯域（超広帯域）を使って通信する技術であり、搬送波を使わずに、インパルス（立ち上がりと立ち下がりの時間が極めて短い電流；例えば、１ｎ秒以下）を使用して情報を送受信することが第１の特徴として挙げられる。
このインパルスを使用することにより、単位時間当たりにより多くの情報（例えば、１ビットのデータ）を伝えられることになる。つまり、インパルスの幅が１ｎ秒だとすると、１秒間に１０億もの情報（例えば、１ギガビットのデータ）を伝えられることになる。
また、搬送波を用いずに、インパルスを用いるため、送信側の消費電力を低減できる。これは、搬送波を使う場合だと、送信側にて常に電波を発信し続けなければならないのに対し、インパルスを使うと、インパルスを発信するタイミングにだけ電圧等を印加すればよいため、送信側の消費電力の低減が図れることになる。
【００２１】
また、ＵＷＢでは、超広帯域（例えば、５００メガＨｚ〜数ギガＨｚ以上の帯域）を使用するが、これは、インパルスが多くの周波数成分で構成される波であるためである。つまり、インパルス状の信号を分解すると、幅広い周波数の正弦波の組合せとなる。
そして、インパルスの幅が狭くなるに従って、使用される帯域幅が広がる。言い換えると、帯域幅が広いほど、より多くのインパルス（幅の狭いインパルス）を送信できることになる。
このような極めて広い周波数帯域には、ノイズの影響を受けにくいという効果もある。例えば、ある周波数成分にノイズが発生したとしても、影響を受けるのは、インパルスを構成する周波数成分の一部に止まる。そして、受信側では、情報の受信（例えば、１ビットのデータ値の判別）に、ほとんど不都合がないことになる。
【００２２】
図１は、この発明の第１の実施の形態に適用される無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。このシステムは、搬送波を用いずに、パルスにより無線通信するシステムであり、送信装置１と受信装置２とから構成される。
【００２３】
図示するように、送信装置１は、送信対象のデータとなる情報源１１と、所定の変調を行う変調部１２と、全長１ｎ秒以下のパルス（インパルス）を生成するパルス生成部１３と、パルスを送信する送信アンテナ１４ａ，１４ｂとからなる。
なお、変調部１２は、例えば、上述したパルス位置変調、若しくは、パルス振幅変調を施すものとする。
【００２４】
パルス生成部１４は、変調部１２が変調したパルス信号に基づいてインパルスを生成するものであり、生成したインパルスを送信アンテナ１４ａ、１４ｂに供給する。パルス生成部１３は、変調部１２が変調したパルス信号を、図２に示すようなインパルスＳaと、インパルスＳaを反転したインパルスＳbとを、それぞれ、送信アンテナ１４ａ，１４ｂにほぼ同じタイミングで供給する。ＵＷＢの技術による無線通信システムでは、このインパルスＳa，Ｓbの波長λは１０cm（３ＧＨｚ）程度とされる。
【００２５】
送信アンテナ１４ａ，１４ｂは、パルス生成部１３が生成したインパルスＳa，Ｓbを、それぞれ、電波として送出する。送信アンテナ１４ａ、送信アンテナ１４ｂは、ともに指向性を有さないアンテナであり、それぞれ３６０°の方向に電波を送出する。
【００２６】
送信アンテナ１４ａと送信アンテナ１４ｂとは、間隔Ｌをもって配置される。第１の実施の形態では、間隔ＬはインパルスＳa，Ｓbの波長λと等しくなるように設定される。
【００２７】
尚、間隔Ｌがこのように設定され、パルス生成部１３が、これらの送信アンテナ１４ａ，１４ｂに、それぞれ、上記インパルスＳa，Ｓbをほぼ同じタイミングで供給するようにしたのは、インパルスＳa，Ｓbが特定の受信位置で合成されるようにするためである。いいかえれば、送信アンテナ１４ａ，１４ｂからそれぞれ送出されたパルス信号が受信位置に到達している期間のうちの少なくとも一部の期間が共通するようにするためである。
【００２８】
一方、受信装置２は、送信されたパルスを受信する受信アンテナ２１と、受信したパルスを復調する復調部２２と、リファレンス用のパルスを生成する基準パルス源２３とからなる。
【００２９】
具体的に復調部２２は、積分器２２ａと、判定部２２ｂとから構成される。
積分器２２ａは、受信アンテナ２１にて受信したパルス（受信波形）について、波形全体に対する電圧の積分を行う。つまり、積分器２２ａは、パルス電圧を積分し、積分結果を出力する。
【００３０】
また、判定部２２ｂは、積分器２２ａの出力結果と、閾値とを比較し、パルスの有無を判定する。例えば、判定部２２ｂは、積分器２２ａから出力される積分結果が閾値を超えている場合に、パルスありと判定する。逆に、積分結果が閾値を超えていない場合に、パルスなしと判定する。
なお、判定部２２ｂは、積分器２２ａの出力の大きさに対して適切な閾値を設定し、パルスの有無を判定する。
【００３１】
このような構成の復調部２２は、送信装置１（変調部１２）における変調方式に対応して、パルス波形に対して積分を行い、そして、パルスの有無の判定を行う。
つまり、送信装置１にて、パルス位置変調方式、若しくは、パルス振幅変調方式にて、送信するパルスに変調が施されている場合に、復調部２２は、パルスの到達が予想される範囲にて判定等を行う。
【００３２】
例えば、送信パルスにパルス位置変調が施されている場合に、復調部２２は、それぞれの範囲にて、受信波形の積分を行い、そして、パルスの有無を判定する。なお、パルス位置変調の際には、データ値「０」を表す位置と、データ値「１」を表す位置との差が、パルスの波長に対して充分に大きいものとする。
同様に、パルス振幅変調が施されている場合に、復調部２２は、受信波形の積分を行い、その値に対し閾値を設定し、比較することにより、パルスの有無を判定する。
【００３３】
そして、このようなパルスの有無の判定結果に従って、復調部２２は、送信装置１から送信されたデータを復調（復元）する。
【００３４】
次に第１の実施の形態に係る無線通信システムの動作を説明する。
まず、送信装置１は、情報源１１から送信対象データ（例えば、デジタルデータ等）を読み出す。そして、変調部１２及びパルス生成部１３にて、データ値（０又は１）が、例えば、パルス位置変調方式にて、順次パルスに変換され、変調されたパルス（インパルス）が生成される。
【００３５】
パルス生成部１４は、図２に示すような２つのインパルスＳa，Ｓbをそれぞれ生成する。そして、パルス生成部１３は、生成した各インパルスＳa，Ｓbを送信アンテナ１４ａ，１４ｂに同じタイミングで供給する。送信アンテナ１４ａ，１４ｂは、供給されたインパルスＳa，Ｓbを、それぞれ、電波として受信装置２に向けて送出する。
【００３６】
受信装置２の受信アンテナ２１は、送信アンテナ１４ａ，１４ｂから、それぞれ送出されたインパルスＳa，Ｓbを受信する。
受信アンテナ２１は、インパルスＳa，Ｓbを合成し、合成したインパルスＳa+bを復調部２２に供給する。
送信装置１は、生成したパルスを、送信アンテナ１４ａ，１４ｂを介して、受信装置２に向けて送信する。
【００３７】
一方、受信装置２は、送信装置１から送られたパルスを、受信アンテナ２１を介して、受信する。
受信装置２は、受信したパルスの電圧を、復調部２２にて積分する。すなわち、復調部２２の積分器２２ａは、受信したパルス（受信波形）について、波形全体に対する電圧の積分を行う。
そして、受信装置２は、復調部２２にて、積分結果と閾値とを比較してデータを復調する。すなわち、復調部２２の判定部２２ｂは、積分器２２ａの出力結果と、閾値とを比較し、パルスの有無を判定する。その際、判定部２２ｂは、積分器２２ａの出力の大きさに対して適切な閾値を設定し、パルスの有無を判定する。そして、パルスの有無の判定に従って、送信装置１から送られたデータを復調（復元）する。
【００３８】
尚、送信アンテナ１４ａ，１４ｂが間隔Ｌをもって配置されているため、受信アンテナ２１は、図３に示すように、インパルスＳa，Ｓbを、時間差をもって受信する（但し、送信アンテナ１４ｂよりも送信アンテナ１４ａに近い点に位置しているものとする）。
【００３９】
インパルスＳaを基準として、この時間差をインパルスＳaとの角度差φで表す。この角度差φは、受信アンテナ２１がインパルスＳa,Ｓbを受信する位置に応じて変化する。
【００４０】
また、インパルスＳaを正弦波としてインパルスＳaの最大レベルをｖmaxとすると、インパルスＳaのレベルｖは、次の数１によって表される。
【数１】
ｖ＝ｖmax×sinθ
また、インパルスＳbは、インパルスＳaを反転させた波形を有しているため、インパルスＳbのレベルｖは、次の数２によって表される。
【数２】
ｖ＝−ｖmax×sin（θ＋φ）
送出されたインパルスＳa，Ｓbは、受信アンテナ２１において、合成される。合成されたインパルスＳa+bの受信レベルｖは、次の数３によって表される。
【数３】
ｖ＝ｖmax×（sinθ−sin（θ＋φ））
【００４１】
まず、受信アンテナ２１が、図４に示すように、送信アンテナ１４ａと送信アンテナ１４ｂとを結ぶ直線Ｐ上の点ｐに位置している場合、インパルスＳaとインパルスＳbとの角度差φは、図５に示すように、３６０°となる。
【００４２】
この場合、図５（ａ）に示すように、時刻ｔ１１になると、受信アンテナ２１は送信アンテナ１４ａから送出されたインパルスＳaの受信を開始する（但し、ｔ１１＜ｔ１２＜ｔ１３）。そして、φ＝３６０°である時刻ｔ１２になると、受信アンテナ２１は、インパルスＳaの１サイクルの受信を終了する。
【００４３】
一方、受信アンテナ２１は、時刻ｔ１２になると、図５（ｂ）に示すように、送信アンテナ１４ｂから送出されたインパルスＳaの受信を開始する。そして、時刻ｔ１３になると、インパルスＳbの１サイクルの受信を終了する。このように、受信アンテナ２１は、インパルスＳaとインパルスＳbとを連続して受信し、図５（ｃ）に示すようにインパルスＳaとインパルスＳbとを合成したインパルスＳa+bを受信する。
【００４４】
次に、受信アンテナ２１が、図６に示すような点ｑに位置している場合、インパルスＳaとインパルスＳbとの角度差φは、図７に示すように、１８０°となる。尚、この点ｑは、送信アンテナ１４ａ、１４ｂからの距離を、それぞれ、ａ，ｂ（ｂ＞ａ）として、距離ａと距離ｂとの差ｘがインパルスＳa，Ｓbの波長λの１／２となる位置を示す。この点ｑは、差ｘ＝λ／２（一定）とする双曲線上の点になる。
【００４５】
この場合、図７（ａ）に示すように、受信アンテナ２１は、時刻ｔ２１になると、まず、送信アンテナ１４ａからのインパルスＳaの受信を開始する（但し、ｔ２１＜ｔ２２＜ｔ２３＜ｔ２４）。
【００４６】
また、点ｑは、距離ａと距離ｂとの差ｘがインパルスＳa，Ｓbの波長λの１／２となる点であるため、図７（ｂ）に示すように、φ＝１８０°である時刻ｔ２２になると、受信アンテナ２１は、インパルスＳbの受信を開始する。従って、受信アンテナ２１は、インパルスＳaとインパルスＳbとを同時に受信することになる。
【００４７】
時刻ｔ２３になると、受信アンテナ２１は、インパルスＳaの１サイクルの受信を終了する。また、時刻ｔ２４になると、受信アンテナ２１は、インパルスＳbの１サイクルの受信を終了する。
【００４８】
時刻ｔ２２〜ｔ２３におけるインパルスＳa+bの受信レベルｖは、次の数４によって表される。
【数４】
2004208147.tif 000003
【００４９】
この数４が示すように、インパルスＳaの正の半サイクルとインパルスＳbの正の半サイクルとが加算されると、インパルスＳa+bのピーク値は、インパルスＳa又はインパルスＳbのピーク値の２倍となる。このため、受信アンテナ２１が、図６に示す点ｑに位置している場合、受信アンテナ２１は、インパルスＳa又はインパルスＳbよりもピーク値が２倍のインパルスＳa+bを受信することになる。即ち、受信アンテナ２１は、最も高い受信レベルのインパルスＳa+bを受信する。
【００５０】
次に、図８に示すように、受信アンテナ２１が距離ａと距離ｂとの差ｘが０となる直線Ｒ上の点ｒに位置している場合、角度差は、φ＝０°になる。この直線Ｒは、点Ａ，Ｂの２等分線になる。
【００５１】
受信アンテナ２１が点ｒに位置している場合、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、受信アンテナ２１は、インパルスＳaとインパルスＳbとを同じタイミング（φ＝０°）で受信する。インパルスＳaとインパルスＳbとが同じタイミングで受信されると、図９（ｃ）に示すように、インパルスＳaとインパルスＳbとは、打ち消しあう。また、数３が示すように、インパルスＳa+bの受信レベルｖは０となる。
【００５２】
この図３〜図９に示す関係をまとめて図１０に示す。尚、直線Ｑは、ｘ＝λ／２となる双曲線の漸近線を示す。図１０に示すように、受信アンテナ２１は、受信する位置に応じて、様々な波形のインパルスＳa+bを受信する。そして、受信アンテナ２１は、直線Ｑ近傍の双曲線の上において、もっとも受信レベル（ピーク値の絶対値）が高いインパルスをＳa+bを受信する。
【００５３】
次に、送信アンテナ１４ａと送信アンテナ１４ｂとの指向特性として、距離ａと距離ｂとの差ｘと、受信アンテナ２１が受信するインパルスＳa+bのピーク値と、の関係を図１１に示す。
【００５４】
０≦ｘ＜λ／２の範囲では、受信レベルｖは、ｖmax≦ｖ＜２ｖmaxの範囲となる。ｘ＝λ／２となる範囲では、受信レベルｖは、ｖ＝２ｖmaxとなって最大となる。０≦ｘ＜λ／２の範囲では、受信レベルｖは、２ｖmax＜ｖ≦ｖmaxの範囲となる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、２つの送信アンテナ１４ａ，１４ｂをインパルスＳa，Ｓbの波長と等しい間隔Ｌをもって配置し、送信アンテナ１４ａ，１４ｂに、インパルスＳaとインパルスＳaを反転したインパルスＳbとを同じタイミングでそれぞれ供給するようにした。
【００５６】
従って、指向性は、２つの送信アンテナ１４ａ，１４ｂからの２つのインパルスＳa，Ｓbを受信する位置に応じて変化し、送信アンテナ１４ａ，１４ｂがそれぞれ指向性を有さないアンテナであっても、容易に指向性を得ることができる。
【００５７】
また、受信アンテナ２１が漸近線Ｑの近傍の双曲線上に位置している場合、計測したインパルスＳa+bの電力がインパルスＳa，Ｓbよりも２倍になるので、受信装置２がインパルスＳa+bの電力を計測することにより、インパルスＳa+bの受信を容易に判別することができ、Ｓ／Ｎ比も向上する。
【００５８】
また、２つの送信アンテナ１４ａ，１４ｂを結ぶ直線Ｐ上の位置では、インパルスＳa,Ｓbが連続したインパルスＳa+bを受信することができ、様々な波形のインパルスを作り出すことができる。
【００５９】
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態に係る送信装置は、２つのアンテナの間隔を狭くすることにより、より強い指向性を得るようにしたものである。
【００６０】
第２の実施の形態では、図１２に示すように、送信アンテナ１４ａ，１４ｂの間隔Ｌを小さくしてインパルスＳa,Ｓbの波長λの１／２とする。図１２に示すように、直線Ｐ上の点ｐに受信アンテナ２１が位置している場合、受信アンテナ２１は、送信アンテナ１４ａからのインパルスＳaと、送信アンテナ１４ｂからのインパルスＳbとを、図１３に示すタイミングで受信する。時刻ｔ３１〜ｔ３２におけるインパルスＳaとインパルスＳbとは、加算されて、ピーク値は２倍となる。
【００６１】
即ち、第２の実施の形態では、受信アンテナ２１は、第１の実施の形態の点ｑにおいて受信したのと同じような波形のインパルスＳa+bを、点ｐにおいて受信する。
【００６２】
また、直線Ｐ上以外の位置では、すべて０≦ｘ＜λ／２となるため、２つのインパルスＳa、Ｓbは互いに干渉し、合成されたインパルスＳa+bの受信レベルは、直線Ｐ上の位置よりも低下する。また、インパルスＳa+bの受信レベルは、直線Ｐ上からの距離が大きくなるに従って急速に低下する。このため、より強い指向性を得ることができる。
【００６３】
次に、第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態に係る送信装置は、２つの送信アンテナの指向性を調整できるようにしたものである。
【００６４】
第３の実施の形態に係る送信装置１の構成を図１４に示す。
第３の実施の形態に係る送信装置１は、間隔調整部１５を備える。間隔調整部１５は、指向性を調整するため、２つの送信アンテナ１４ａ，１４ｂの間隔Ｌを調整するものである。
【００６５】
インパルスＳa,Ｓbの波長を可変する場合、送信アンテナ１４ａ，１４ｂの間隔Ｌは、インパルスＳa,Ｓbの波長に応じて間隔調整部１５により調整される。また、送信アンテナ１４ａ，１４ｂの指向性を可変する場合も、間隔Ｌは、間隔調整部１５により調整される。
尚、２つの送信アンテナ１４ａ，１４ｂの間隔ＬがＬ＝λの場合の動作、Ｌ＝λ／２の場合の動作は、上記実施の形態における動作と同じである。
【００６６】
間隔ＬをＬ＞λとなるように調整することもできる。この場合、２つの送信アンテナ１４ａ，１４ｂを結ぶ直線上に受信アンテナ２１が位置している場合、受信アンテナ２１は、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、インパルスＳa，Ｓbを分離して受信することになる。
【００６７】
図１６に示すように、受信アンテナ２１がインパルスＳa，Ｓbを分離して受信する領域は、ｘ＝λである双曲線Ｑ１１，Ｑ１２よりもｘが大きい領域Ｆ１，Ｆ２となる。
【００６８】
また、図１６において、双曲線Ｑ２１，Ｑ２２は、ｘ＝λ／２である双曲線を示す。この双曲線Ｑ２１，Ｑ２２よりもｘが小さい領域Ｆ３では、インパルスＳa,Ｓbの受信レベルが弱められる領域である。即ち、インパルスＳa,Ｓbの受信レベルのピーク値をｖmaxとして、受信アンテナ２１が受信するインパルスＳa+bの受信レベルｖは、２ｖmaxに達しなくなる。
【００６９】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、送信アンテナ１４ａ，１４ｂの間隔を調整することにより、連続したインパルスが受信される領域、あるいは、重なり合うインパルスが受信される領域を形成することができる。
【００７０】
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものではない。
例えば、上記第１〜第３の実施の形態では、送信アンテナの数を２つとした。しかし、送信アンテナの数は２つには限られず、送信アンテナを、インパルスの送信方向に応じて３つ以上備えるようにすることもできる。
【００７１】
また、インパルスＳa，Ｓbを受信する位置は、送信アンテナ１４ａ，１４ｂと同じ平面上であるとは限らない。例えば、受信装置２が山の上に配置されている場合には、山の上の受信アンテナ２１の位置がｘ＝λ／２となるように送信アンテナ１４ａ，１４ｂを配置する。このようにすれば、山の上に配置された受信アンテナ２１は、インパルスＳa，Ｓbの２倍の受信レベルのインパルスＳa+bを受信することができる。
【００７２】
また、上記実施の形態では、パルス生成部１３は、インパルスＳaとインパルスＳaを反転させたインパルスＳbとを同じタイミングで送出するようにした。しかし、図１７に示すように、パルス生成部１３は、送信アンテナ１４ａ，１４ｂに、インパルスＳaと、インパルスＳaと同じ波形のインパルスＳcと、をそれぞれ、異なるタイミングで送出することもできる。そして、インパルスＳaとインパルスＳcとの位相差をφ＝１８０°とすれば、送信アンテナ１４ａ，１４ｂを結ぶ直線上に位置する受信アンテナ２１に、インパルスＳa,Ｓbの２倍の受信レベルのインパルスＳa+bを受信させることができる。
【００７３】
また、インパルスＳa，Ｓbは、正弦波に限られるものではなく、矩形波、３角波であってもよい。
【００７４】
また、第３の実施の形態では、２つの送信アンテナ１４ａ，１４ｂの間隔Ｌを調整することにより、指向特性が調整されるようにした。しかし、間隔Ｌを調整しなくても、インパルスＳa,Ｓbの波長を調整することにより、指向性を調整することもできる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る送信装置、送信方法及び通信システムによれば、指向性を得ることができる。
また、本発明に係る送信装置、送信方法及び通信システムによれば、指向性を容易に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のパルス生成部が２つの送信アンテナに供給するインパルスを示す説明図である。
【図３】図１の送信装置の２つの送信アンテナが送信するインパルスの位相関係を示す説明図である。
【図４】図１の２つの送信アンテナと受信アンテナとの位置関係を示す説明図である。
【図５】図４に示す位置関係において、受信アンテナが受信するインパルスのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】図１の２つの送信アンテナと受信アンテナとの位置関係を示す説明図である。
【図７】図６に示す位置関係において、受信アンテナが受信するインパルスのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】図１の２つの送信アンテナと受信アンテナとの位置関係を示す説明図である。
【図９】図８に示す位置関係において、受信アンテナが受信するインパルスのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１０】図１の２つの送信アンテナの指向特性を示す説明図である。
【図１１】図１の２つの送信アンテナの指向特性を示す説明図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る２つの送信アンテナと受信アンテナとの位置関係を示す説明図である。
【図１３】図１２に示す位置関係において、受信アンテナが受信するインパルスのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】２つの送信アンテナの距離の差がインパルスの波長よりも大きい場合のインパルスの位相関係を示すタイミングチャートである。
【図１６】２つの送信アンテナの距離の差がインパルスの波長よりも大きい場合に、連続したインパルスが受信される領域、あるいは、重なり合うインパルスが受信される領域を示す説明図である。
【図１７】パルス生成部の応用例を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・送信装置、２・・・受信装置、１２・・・変調部、１３・・・パルス生成部、１４ａ，１４ｂ・・・送信アンテナ、２１・・・受信アンテナ、２２・・・復調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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