(57)【要約】【課題】アンテナ上の残存電流の位相を不揃いにし、これにより残存電流の影響を小さくし、パルス信号の時間間隔を短縮する。【解決手段】パルス信号を送信又は受信する線状アンテナにおいて、複数の線状素子（１−１、１−２、１−３）と、前記複数の線状素子の間を導通又は遮断する少なくとも１つのスイッチ（２−１、２−２、２−３）と、前記スイッチを導通状態又は遮断状態に切り換える切換信号を前記スイッチに出力する出力手段５を備えている。【選択図】    図１
2004194082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス信号を送信又は受信する線状アンテナにおいて、
複数の線状素子と、
前記複数の線状素子の間を導通又は遮断する少なくとも１つのスイッチと、
前記スイッチを導通状態又は遮断状態に切り換える切換信号を前記スイッチに出力する出力手段を具備する線状アンテナ。
【請求項２】
前記複数の線状素子のうち、少なくとも１つの線状素子の長さは、他の線状素子の長さと異なることを特徴とする請求項１に記載の線状アンテナ。
【請求項３】
さらに前記切換信号を出力する時刻を制御する制御部を具備する請求項１又は請求項２に記載の線状アンテナ。
【請求項４】
パルス信号を送信又は受信して無線通信を実行するパルス無線装置において、
複数の線状素子と、
前記複数の線状素子の間を導通又は遮断する少なくとも１つのスイッチと、
前記スイッチを導通状態又は遮断状態に切り換える切換信号を前記パルス信号に同期させて前記スイッチに出力するパルス同期回路を具備するパルス無線装置。
【請求項５】
前記パルス同期回路と前記スイッチは前記切換信号を伝送するための接続線で接続され、複数の該接続線のうち少なくとも１つの接続線の電気的長さは他の接続線の電気的長さと異なる請求項４記載のパルス無線装置。
【請求項６】
パルス信号を送信又は受信して無線通信を実行するパルス無線装置において、
複数の線状素子と、
前記複数の線状素子の間を導通又は遮断する少なくとも１つのスイッチと、
受信信号及び送信信号の入出力を検出する検出手段と、
検出された入出力に同期して、前記スイッチを導通状態又は遮断状態に切り換える切換信号を前記スイッチに出力する出力手段を具備するパルス無線装置。
【請求項７】
前記複数の線状素子のうち、少なくとも１つの線状素子の長さは、他の線状素子の長さと異なる請求項４から請求項６のいずれかに記載のパルス無線装置。
【請求項８】
前記スイッチは、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタにより構成される請求項１から請求項７のいずれかに記載のパルス無線装置。
【請求項９】
複数の線状素子を備えるアンテナを介してパルス信号を送信又は受信して無線通信を実行するパルス無線方法において、
前記複数の線状素子の間を導通状態又は遮断状態に切り換える切換信号を出力し、
前記切換信号を入力し、前記複数の線状素子の間を導通又は遮断するパルス無線方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信を実行する際の線状アンテナ、そのアンテナを制御するパルス無線装置及びパルス無線方法に関し、特に、パルス信号を送受信する線状アンテナ、パルス無線通信を実行するパルス無線装置及びパルス無線方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速パルス信号を受信する場合、ある信号を受信してから次の信号を受信するまでの時間間隔が非常に短いため、アンテナ上に発生する電流の過渡特性が重要となる。一つのパルス信号入力によってアンテナ上に発生した電流は、時間と共に減衰し、やがて消滅して定常状態となるが、この残存電流が十分に減衰する前に次のパルス信号が入力した場合、二つの信号が干渉して通信に支障をきたす恐れがある。そのため従来のパルス通信ではパルス信号の入力時間間隔を十分に長く確保する必要がある。同様に、高速パルス信号を送信する場合もパルス信号のアンテナへの出力時間間隔を十分に長く確保する必要がある。
【０００３】
この残存電流をなくすため、アンテナ線路上に適当な抵抗成分を装荷した進行波ダイポールアンテナをパルス無線装置に搭載することが検討されている。この場合、アンテナ上には反射電流がほとんど存在しないため、残存電流は非常に小さい。ただし、抵抗を装荷することによりアンテナ効率は著しく劣化する（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００４】
また、残存電流をなくすため、線状素子の長さを所望の信号波長の４分の１より十分に短くしたパルス無線装置が検討されている。この場合、信号振幅そのものが小さくなるため残存電流も小さくなるが、アンテナ効率は著しく劣化する（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
電子情報通信学会編「アンテナ工学ハンドブック」オーム社、昭和５５年１０月３０日、Ｐ.４６-４８
【０００６】
【非特許文献２】
Stanley Wang、Prof. Robert W. Brodersen、"Ultra-Wideband AntennaSimulations"、［online］、２００２年１月８日、BWRC Winter Retreat、［２００２年８月６日検索］、インターネット＜URL : http://bwrc.eecs.berkeley.edu/Research/UWB/publications/sbtw_poster_1_02.pdf＞
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、パルス無線通信で高速パルスを受信する場合、一つの入力パルス信号によってアンテナ上に発生した電流は時間と共に減衰し、やがて消滅して定常状態となるが、この残存電流が十分に減衰する前に次のパルス信号が入力した場合、前後の信号が干渉して通信に支障をきたす恐れがあるため、パルス信号の入力時間間隔を十分に長く確保する必要があった。また、送信時についても同様に、パルス信号の出力時間間隔を十分長く確保する必要があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためのもので、アンテナ上の残存電流の位相を不揃いにし、これにより残存電流の影響を小さくし、パルス信号の時間間隔を短縮することができるパルス無線装置及びパルス無線方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の線状アンテナは、パルス信号を送信又は受信する線状アンテナにおいて、複数の線状素子と、前記複数の線状素子の間を導通又は遮断する少なくとも１つのスイッチと、前記スイッチを導通状態又は遮断状態に切り換える切換信号を前記スイッチに出力する出力手段を備えている。
【００１０】
また、本発明のパルス無線装置は、パルス信号を送信又は受信して無線通信を実行するパルス無線装置において、複数の線状素子と、前記複数の線状素子の間を導通又は遮断する少なくとも１つのスイッチと、前記スイッチを導通状態又は遮断状態に切り換える切換信号を前記パルス信号に同期させて前記スイッチに出力するパルス同期回路を備えている。
【００１１】
さらに、本発明のパルス無線装置は、パルス信号を送信又は受信して無線通信を実行するパルス無線装置において、複数の線状素子と、前記複数の線状素子の間を導通又は遮断する少なくとも１つのスイッチと、受信信号及び送信信号の入出力を検出する検出手段と、検出された入出力に同期して、前記スイッチを導通状態又は遮断状態に切り換える切換信号を前記スイッチに出力する出力手段を備えている。
【００１２】
一方、本発明のパルス無線方法は、複数の線状素子を備えるアンテナを介してパルス信号を送信又は受信して無線通信を実行するパルス無線方法において、前記複数の線状素子の間を導通状態又は遮断状態に切り換える切換信号を出力し、前記切換信号を入力し、前記複数の線状素子の間を導通又は遮断する。
【００１３】
以上のような構成により、パルス信号を受信あるいは送信する際にはスイッチが導通状態となって、複数の線状素子が接続され所望の周波数で共振するアンテナとして動作する。パルス信号受信後若しくは送信後はスイッチが遮断状態となり、線状素子同士が断絶され、各線状素子が使用周波数帯域の最も高い周波数における波長の２分の１より短くなることで残存電流の位相が不揃いになり、残存電流の影響が小さくなる。そして、次のパルス信号を受信あるいは送信する際にはスイッチが再び導通状態となり、複数の線状素子が接続され所望の周波数で共振するアンテナとして残存電流の干渉を受けることなく動作する。
【００１４】
また、パルス同期回路又は出力手段が受信あるいは送信するパルス信号のタイミングにあわせてスイッチを導通又は遮断する切換信号を各スイッチに出力することにより、スイッチ動作の制御を容易にすることができる。
【００１５】
さらに、信号の入出力を検出手段によって検出し、検出された入出力に同期して出力手段が切換信号を各スイッチに出力し複数のアンテナを順次切り換えて使用することで、各アンテナ間の相互結合を最小限に抑えながら高速に通信を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図である。
【００１８】
本実施形態のパルス無線装置は、アンテナ装置３、パルス無線機４、及びスイッチ切換部５を備えている。アンテナ装置３は、線状素子１−１、１−２、及び１−３と、スイッチ２−１、２−２、及び２−３とから成る。各線状素子１−１、１−２、及び１−３の長さは、使用周波数帯域の最も高い周波数における波長の２分の１より短く設定されている。アンテナ装置３は、給電点６を介してパルス無線機４に接続されており、パルス無線機４に受信信号を供給したり、パルス無線機４から送信信号を受取る。なお、本実施形態では、給電点６とスイッチ２−３の間を線状素子として特段説明しないが、この給電点６とスイッチ２−３の間は線状素子として扱うことができ、その効果は他の線状素子と同様である。
【００１９】
パルス無線機４は、超広帯域無線通信（Ultra Wide Band：ＵＷＢ）で使用されるパルスの受信信号を受信したり、ＵＷＢで使用されるパルスの送信信号を送信したりする。ＵＷＢは、従来の無線通信と違い、信号を乗せる搬送波という概念が無く、広帯域インパルスのスペクトラムをそのまま放射するパルス無線通信の一種である。高速パルスなのでデータレートが高く、キャリアが無いので低消費電力、データは時間の情報として送受されるので位置検出も可能であるという特徴がある。応用としては、地中探査や壁越しでも対象を検知できるレーダ、自動車の衝突防止用装置、家電機器や携帯型機器間での無線データ通信などが有力である。
【００２０】
スイッチ切換部５は、制御部からの制御信号に基づいて、スイッチ２−１、２−２、及び２−３をそれぞれ導通状態又は遮断状態に切り換える。したがって、スイッチ切換部５によって、線状素子１−１、１−２、及び１−３が接続されたり、断絶されたりする。制御部は、スイッチ切換部５からスイッチ２−１、２−２、及び２−３に出力される切換信号を出力する時刻を制御する。
【００２１】
本実施形態のパルス無線装置がパルス信号を送信又は受信する場合、制御部からの制御信号に基づきスイッチ切換部５がスイッチ２−１、２−２、２−３を導通状態に設定する。すると、線状素子１−１、１−２、１−３が接続される。この結果、アンテナ装置３が所望の周波数で共振し、パルス無線装置のアンテナとして機能することが可能になる。このように、スイッチ２−１、２−２、２−３が導通状態であるときは使用周波数帯域で整合のとれた線状アンテナとして機能するため、アンテナ効率の劣化が少ない。
【００２２】
パルス無線装置がパルス信号を受信した後又は送信した後では、制御部からの制御信号に基づきスイッチ切換部５がスイッチ２−１、２−２、２−３を遮断状態に設定する。すると、線状素子１−１、１−２、１−３が断絶され、使用周波数帯域の最も高い周波数における波長の２分の１より短い各線状素子１−１、１−２、１−３間で、残存電流の位相が不揃いになる。この結果、各線状素子１−１、１−２、１−３が接続されている場合に比較して、各線状素子１−１、１−２、１−３による残存電流による影響が短時間で消失する。
【００２３】
そして、パルス無線装置が次のパルス信号を受信又は送信する際には、再び、スイッチ切換部５がスイッチ２−１、２−２、２−３を導通状態に設定する。各線状素子１−１、１−２、１−３では残存電流が激減しているため、線状素子１−１、１−２、１−３が所望の周波数で共振するアンテナとして残存電流の干渉を受けることなく機能することができる。また、通信速度を一定とした場合信号対雑音比が向上し、より安定した通信が行えるようになる。
【００２４】
図２は、本発明の実施形態に係るパルス無線装置のスイッチ２−１、２−２、又は２−３の構成を示す図である。図２では、それらを総称してスイッチ２と記載してある。
【００２５】
図２に示されるスイッチ２は、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタである。ＭＯＳトランジスタは、高速なスイッチング素子として知られている。ＭＯＳトランジスタのゲートに高電圧が加わったときのみ、トランジスタは導通状態になり、一方、ＭＯＳトランジスタのゲート電圧（ＶＧ）が低くなるとトランジスタは遮断状態になる。したがって、スイッチ切換部５は、スイッチ２を導通状態にする場合は、スイッチ２に接続する接続線を高電圧状態に設定し、一方、スイッチ２を遮断状態にする場合は、スイッチ２に接続する接続線を低電圧状態に設定する。どの電圧レベルを高電圧又は低電圧とするかは、スイッチ２として使用するＭＯＳトランジスタの特性に依存する。したがって、使用するＭＯＳトランジスタに依存して低電圧及び高電圧の電圧値は予め設定される。
【００２６】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、図１のパルス無線装置の動作を説明するための図である。
【００２７】
ｔ＝０（図３（ａ））では、スイッチ２−１、２−２、及び２−３は導通状態である。このとき、線状素子１−１、１−２、及び１−３が接続されて所望の周波数のパルス信号を受信又は送信することができる。
【００２８】
パルス信号を受信若しくは送信した後、ｔ＝１（図３（ｂ））では、制御部からの信号に基づいてスイッチ切換部５が接続線に低電圧を印加し、スイッチ２−１、２−２、及び２−３は遮断状態に設定される。この結果、各線状素子が断絶状態になる。そのため各線状素子１−１、１−２、及び１−３上に残存していた電流は位相が不揃いになり、その残存電流によるアンテナ装置３への影響が小さくなる。
【００２９】
残存電流によるアンテナ装置３への影響が少なくなると、再び、ｔ＝２（図３（ｃ））で、全てのスイッチ２−１、２−２、及び２−３が導通状態になり、パルス信号の受信若しくは送信に備えて待機する。
【００３０】
以上の動作をまとめると、図３（ｄ）に示す通りになる。ここで、ｏｎは対応するスイッチが導通状態であることを示し、ｏｆｆは対応するスイッチが遮断状態であることを示す。また、ＳＷはスイッチを示す。
【００３１】
本実施形態のパルス無線装置によれば、従来のパルス無線装置に較べ、アンテナ装置３に残る残存電流の影響を短時間で小さくすることができる。残存電流の影響が小さい場合、残存電流と所望の信号とがほとんど干渉しなくなるので、従来のパルス無線装置に較べ、パルス無線装置のパルス信号間隔を短くすることが可能になる。すなわち、従来よりも高速な通信を行うことが可能となる。
【００３２】
スイッチ２−１、２−２、及び２−３が導通状態となった場合のアンテナ装置３は、例えばダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ループアンテナ、ヘリカルアンテナ、逆Fアンテナなどがあるが、本実施形態はそのアンテナ種類に依存することはない。また、アンテナ装置３の形状は、一直線状に限らず線状であればよい。直線状ではあるが一直線上ではない場合の例として、図４に示したパルス無線装置がある。図４のパルス無線装置は、他の図面のように線状素子は常に一直線上に配置されていないが、各線状素子は接続して全体として線状に形成されている。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図である。図１のパルス無線装置の装置部分又は回路等と同一なものは同一符号を付し、説明は省略する。本実施形態のパルス無線装置は、第１の実施形態のパルス無線装置とは、各線状素子１−４、１−５、及び１−６の長さが異なっていることのみ異なる。
【００３４】
本実施形態では、線状素子１−４、１−５、及び１−６のそれぞれの長さは、Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３である（Ｌ１≠Ｌ２≠Ｌ３及びＬ１≠Ｌ３）。この場合、各線状素子１−４、１−５、及び１−６の長さが異なるので、残存電流の位相変化も各線状素子で異なる。この結果、従来の各線状素子１−４、１−５、１−６が接続されている場合に比較して、各線状素子１−４、１−５、１−６による残存電流による影響が短時間で消失する。
【００３５】
上記では、全ての線状素子の長さが異なる場合を示したが、全ての線状素子の長さが異なっていなくても、少なくともどれか１つの線状素子の長さが他の線状素子の長さと比較して異なるだけでも、残存電流の位相変化が他の線状素子と異なるものが存在することになる。残存電流の位相変化が他の線状素子と異なるものが存在すれば、各線状素子が同一の長さである場合に比較して、各線状素子による残存電流による影響をより小さくすることができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図である。上述した実施形態のパルス無線装置の装置部分又は回路等と同一なものは同一符号を付し、説明は省略する。本実施形態のパルス無線装置は、第１の実施形態のパルス無線装置に、パルス同期回路７を付加したものである。
【００３７】
パルス同期回路７は、スイッチ切換部５及びパルス無線機４に接続している。パルス同期回路７は、制御部からの指示に基づいて受信若しくは送信するパルス信号の周波数に同期した同期信号をスイッチ切換部５及びパルス無線機４に出力する。制御部は、同期させるためのタイミングであるトリガをパルス同期回路７に出力する。
【００３８】
パルス同期回路７は、受信若しくは送信するパルス信号のタイミングに合わせてスイッチ２−１、２−２、及び２−３を導通状態又は遮断状態にするので、スイッチ動作の制御を容易にすることができる。
【００３９】
このパルス同期回路７の同期信号は、送信機と受信機で同期して設定されている。このような同期している送信機と受信機を使用する例としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）がある。
【００４０】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図である。上述した実施形態のパルス無線装置の装置部分又は回路等と同一なものは同一符号を付し、説明は省略する。本実施形態のパルス無線装置は、第３の実施形態のパルス無線装置からスイッチ切換部５を取り除き、パルス同期回路７が直接スイッチを制御するものである。
【００４１】
パルス同期回路７は、スイッチ２−１、２−２、及び２−３と接続線を介して接続されている。パルス同期回路７は、同期信号を各スイッチに出力して、各スイッチを受信若しくは送信するパルス信号の周波数に同期して導通状態若しくは遮断状態に設定する。
【００４２】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）は、図７のパルス無線装置の動作を説明するための図である。
ｔ＝０（図８（ａ））では、スイッチ２−１、２−２、及び２−３は導通状態である。このとき、線状素子１−１、１−２、及び１−３が接続されて所望の周波数のパルス信号を受信又は送信することができる。
【００４３】
パルス信号を受信若しくは送信した後、ｔ＝１（図８（ｂ））では、制御部からの信号に基づいてパルス同期回路７がスイッチ２−２に接続する接続線のみに低電圧を印加し、スイッチ２−２のみが遮断状態に設定される。このとき、線状素子１−１及び線状素子１−２が接続され、線状素子１−２と線状素子１−３とは断絶されている。各線状素子の長さが同一な長さＬであるとすると、アンテナ装置３内は、２Ｌの長さの線状素子とＬの長さの線状素子に分断されることになる。このように第２の実施形態のように線状素子の長さを異ならせることにより、残存電流の位相変化は２Ｌの長さの線状素子とＬの長さの線状素子とでは異なる。
【００４４】
その後ｔ＝２（図８（ｃ））では、さらに、制御部からの信号に基づいてパルス同期回路７がスイッチ２−１及び２−３にも低電圧を印可し、スイッチ２−１及び２−３も遮断状態に設定され、全てのスイッチが遮断状態になる。するとアンテナ装置３内は、Ｌの長さの線状素子ごとに分断される。
【００４５】
さらにその後ｔ＝３（図８（ｄ））では、制御部からの信号に基づいてパルス同期回路７がスイッチ２−２にのみ高電圧を印可し、スイッチ２−２のみ導通状態に設定する。すると、アンテナ装置３内は、Ｌの長さの線状素子と２Ｌの長さの線状素子に分断される。この場合は、ｔ＝１の場合とは分断される位置が異なる。
【００４６】
そしてｔ＝４（図８（ｅ））では、再び、全てのスイッチ２−１、２−２、及び２−３が導通状態になり、パルス信号の受信若しくは送信に備えて待機する。以上の動作はまとめると、図８（ｆ）に示したようになる。ここで、ｏｎは対応するスイッチが導通状態であることを示し、ｏｆｆは対応するスイッチが遮断状態であることを示す。また、ＳＷはスイッチを示す。
【００４７】
この結果、従来の各線状素子１−１、１−２、１−３が接続されている場合に比較して、各線状素子１−１、１−２、１−３による残存電流による影響が短時間で消失する。
【００４８】
本実施形態のパルス無線装置によれば、以上示したｔ＝１からｔ＝３までのように、接続されている線状素子の長さを様々に変えることで、各線状素子上の残存電流の位相変化も様々に異なるようになり、第１の実施形態のパルス無線装置に比較して残存電流の影響をより小さくすることができる。
【００４９】
（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図である。上述した実施形態のパルス無線装置の装置部分又は回路等と同一なものは同一符号を付し、説明は省略する。本実施形態のパルス無線装置は、第４の実施形態のパルス無線装置のパルス同期回路７から各スイッチ２−１、２−２、及び２−３への接続線の電気的長さをそれぞれ異なるように設定したものである。
【００５０】
接続線１１（長さ：Ｌ11）、１２（長さ：Ｌ12）、及び１３（長さ：Ｌ13）はそれぞれ、互いに電気的長さが異なり、接続線１１、１２、１３の順で短く設定されている。各接続線の電気的長さが異なることにより、各接続線を介して各スイッチに到来するまでの到来時間が接続線ごとに異なることになる。すなわち、接続線１１、１２、及び１３が信号遅延回路として動作することになる。この電気的長さを変えることで遅延量を調節することができ、スイッチ２−１、２−２、及び２−３を導通状態又は遮断状態に設定するタイミングを調節する（ずらす）ことができる。
【００５１】
（第６の実施形態）
図１０は、本発明の第６の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図である。
【００５２】
本実施形態では、第１の実施形態のアンテナ装置３及びスイッチ切換部５を複数設け、各アンテナ装置及びスイッチ切換部５を信号検出回路８を介してパルス無線機４に接続している。図１０は、アンテナ装置及びスイッチ切換部がそれぞれ３つずつ設けられている場合の例である。
【００５３】
信号検出回路８は、アンテナ装置３−１、３−２、及び３−３のうちの少なくとも１つが受信した受信信号を検出したり、パルス無線機４が発生した送信信号を検出する。信号検出回路８は、これらの検出された受信信号又は送信信号に基づいて、スイッチ切換部５−１、５−２、及び５−３に制御信号を出力し、各アンテナ装置３−１、３−２、及び３−３の各スイッチ２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６、２−７、２−８、２−９をそれぞれ導通状態又は遮断状態に設定する。
【００５４】
本実施形態のパルス無線装置は、複数のアンテナ装置３−１、３−２、及び３−３を切り換えて使用する。ここで、各アンテナ装置について、アンテナ装置内の３つのスイッチの全てが導通状態である状態を「アンテナ装置が機能している」、アンテナ装置内の３つのスイッチの全てが遮断状態である状態を「アンテナ装置が機能していない（アンテナ装置が停止している）」と便宜上呼ぶことにする。
【００５５】
あるアンテナ装置が機能しており、他のアンテナ装置は機能していない場合、機能していないアンテナ装置の線状素子は使用周波数帯域の最も高い周波数における波長の２分の１より短くなる。その結果、機能していないアンテナ装置と機能しているアンテナ装置との相互結合は極めて小さくなる。したがって、それぞれのアンテナ装置間の相互結合を考慮してアンテナ装置の設計をする必要がほとんどなく、各アンテナ装置の設計が簡単になる。また、複数のアンテナ装置を順次使用するため、あるアンテナ装置の残留電流が十分に減衰する前に、他のアンテナを機能させることができる。したがって、本実施形態よれば、複数のアンテナ装置を交互に使用することにより、より高速な通信を行うことが可能となる。
【００５６】
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）は、図１０のパルス無線装置の動作を説明するための図である。図１１（ａ）から図１１（ｄ）は、それぞれ図１０のパルス無線装置を象徴的に描いたものである。図１１（ａ）から図１１（ｄ）のアンテナ装置でスイッチが閉じているものは、そのアンテナ装置内の３つのスイッチ全てが導通状態であることを示し、アンテナ装置でスイッチが開いているものは、そのアンテナ装置内の少なくとも１つのスイッチが遮断状態であることを示す。例えば、図１１（ａ）は、スイッチ２−１、２−２、２−３の全てが導通状態であり、スイッチ２−４、２−５、２−６のうちの少なくとも１つ、２−７、２−８、２−９のうちの少なくとも１つが遮断状態であることを示している。
【００５７】
また、Ａｎｔ０、Ａｎｔ１、及びＡｎｔ２はそれぞれアンテナ装置３−１、アンテナ装置３−２、及びアンテナ装置３−３を示す。
【００５８】
ｔ＝０（図１１（ａ））では、スイッチ２−１、２−２、及び２−３は導通状態であり、アンテナ装置３−１は機能状態にある。このとき、線状素子１−１、１−２、及び１−３が接続されて所望の周波数のパルス信号を受信又は送信することができる。一方、他のアンテナ装置３−２及び３−３内は、それぞれ少なくとも１つのスイッチが遮断状態にあり、停止状態にある。
【００５９】
この状態で、アンテナ装置３−１が所望の周波数信号を受信若しくは送信した後に、その受信信号若しくは送信信号を信号検出回路８が検出して、アンテナ装置３−１を停止し、アンテナ装置３−２を機能させる。この状態がｔ＝１（図１１（ｂ））に対応する。ｔ＝２（図１１（ｃ））では、ｔ＝１と同様な動作により、アンテナ装置３−３が機能され、その他のアンテナ装置３−１及び３−２が停止されている。その後、ｔ＝３で、元のｔ＝０の状態に戻る。この動作を繰り返すことで、高速な通信を行うことができる。
【００６０】
以上の動作をまとめると、図１１（ｅ）に示す通りになる。ここで、ｏｎは対応するアンテナ装置内の全てのスイッチが導通状態であることを示し、ｏｆｆは対応するアンテナ装置内の少なくとも１つのスイッチが遮断状態であることを示す。
【００６１】
以上示したように、本実施形態のパルス無線装置によれば、複数のアンテナ装置を搭載することにより、ビーム制御による空間分割や干渉抑圧、到来方向推定といった高い機能を有するアンテナを構成することが容易になる。
【００６２】
この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において種々変形して実施することができる。
【００６３】
例えば、上記の全ての実施形態では、アンテナ装置内のスイッチ数が３つの場合のみ示したが、スイッチ数は複数であればよく、いくつでも構わない。その際、スイッチで接続又は断絶される線状素子の数もスイッチ数に対応して増減する。
また、上述した実施形態のいくつかを合わせた形態も本発明の実施形態に含まれる。例えば、図９の第５の実施形態で、各線状素子の長さが異なっていてもよい。各線状素子の長さが異なっている形態は、第２の実施形態の特徴である。
【００６４】
本発明によれば、パルス無線通信において問題となるアンテナ装置上の残留電流を、アンテナ装置を構成する線状素子同士を高速なスイッチにより接続又は断絶することで、線状素子間の影響を小さくすることが可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、再びアンテナ装置が受信若しくは送信可能状態となるまでの待ち時間を短縮することができるため、より高速な通信が行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図。
【図２】本発明の実施形態に係るパルス無線装置のスイッチの構成を示す図。
【図３】図１のパルス無線装置の動作を説明するための図。
【図４】線状素子が一直線上に配置されていない一例としてのパルス無線装置の構成を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図。
【図８】図７のパルス無線装置の動作を説明するための図。
【図９】本発明の第５の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係るパルス無線装置の構成を説明するためのブロック図。
【図１１】図１０のパルス無線装置の動作を説明するための図。
【符号の説明】
１−１、１−２、１−３、１−４、１−５、１−６、１−７、１−８、１−９、１−１０、１−１１、１−１２、１−１５、１−１６、１−１７、１−１８、１−１９…線状素子、２、２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６、２−７、２−８、２−９…スイッチ、３、３−１、３−２、３−３…アンテナ装置、４…パルス無線機、５…スイッチ切換部、５−１、５−２、５−３…スイッチ切換部、６、６−１、６−２、６−３…給電点、７…パルス同期回路、８…信号検出回路、１１、１２、１３…接続線。
【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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