(57)【要約】【課題】  アンテナに流れる駆動電流を低減することができる無線送信回路を提供する。【解決手段】  送信信号ＳＡをアンテナへ出力するバッファ３１と、バッファ３１をグラウンドに接続する伝送線路Ａとを備え、伝送線路Ａの長さを無線通信に用いられるパルス信号の時間幅に相当する時間において信号が往復する長さとした。【選択図】      図１
2005341172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスを用いて通信を行う無線通信用のアンテナに、送信信号に応じたアンテナ駆動用の信号を供給する無線送信回路であって、
前記送信信号を前記アンテナへ出力する出力部と、
前記出力部をグラウンドに接続する伝送線路とを備え、
前記伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が往復する長さを有することを特徴とする無線送信回路。
【請求項２】
パルスを用いて通信を行う無線通信用のアンテナに、送信信号に応じたアンテナ駆動用の信号を供給する無線送信回路であって、
前記送信信号に基づく第１の信号と、前記第１の信号を前記パルスの時間幅に応じて遅延させた第２の信号とを出力する信号前処理部と、
前記信号前処理部から出力された第１の信号と第２の信号との間の差分を、前記アンテナ駆動用の信号として前記アンテナへ供給するパルス信号生成部とを備えることを特徴とする無線送信回路。
【請求項３】
前記信号前処理部は、前記送信信号を前記第１の信号として前記パルス信号生成部へ導く第１の伝送線路と、前記送信信号を前記第２の信号として前記パルス信号生成部へ導く第２の伝送線路とを備え、
前記第２の伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が伝播する長さだけ、前記第１の伝送線路より長いことを特徴とする請求項２記載の無線送信回路。
【請求項４】
前記信号前処理部は、
前記送信信号を伝送する第３及び第４の伝送線路と、
前記第３の伝送線路により伝送された送信信号を前記第１の信号として前記パルス信号生成部へ出力する第１の出力部と、
前記第４の伝送線路により伝送された送信信号を前記第２の信号として前記パルス信号生成部へ出力する第２の出力部と、
前記第１の出力部をグラウンドに接続する第５の伝送線路と、
前記第２の出力部をグラウンドに接続する第６の伝送線路と、
を備え、
前記第４の伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が伝播する長さだけ、前記第３の伝送線路より長いものであり、
前記第５及び第６の伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が往復する長さを有するものであることを特徴とする請求項２記載の無線送信回路。
【請求項５】
前記信号前処理部は、
前記送信信号を伝送する第３及び第４の伝送線路と、
前記第３の伝送線路により伝送された送信信号を前記第１の信号として前記パルス信号生成部へ出力する第１の出力部と、
前記第４の伝送線路により伝送された送信信号を前記第２の信号として前記パルス信号生成部へ出力する第２の出力部と、
前記第１の出力部に一端部が接続され、他端部が開放された第７の伝送線路と、
前記第２の出力部に一端部が接続され、他端部が開放された第８の伝送線路と、
を備え、
前記第４の伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が伝播する長さだけ、前記第３の伝送線路より長いものであり、
前記第７及び第８の伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が往復する長さ以上の長さを有するものであることを特徴とする請求項２記載の無線送信回路。
【請求項６】
前記第４の伝送線路は、インダクタンスを増大させるべく形成されていることを特徴とする請求項４又は５記載の無線送信回路。
【請求項７】
前記信号前処理部は、
前記送信信号における立ち上がり、立ち下がり時のスルーレートを緩やかにした信号を第３の信号として出力するスルーレート調整部と、
前記第３の信号を受け付ける受付部を備え、前記受付部により受け付けられた第３の信号の電圧と予め設定された閾値電圧とを比較し、前記第３の信号の電圧が前記閾値電圧を超えている場合に前記第２の信号を立ち上げ、前記第３の信号の電圧が前記閾値電圧以下の場合に前記第２の信号を立ち下げる比較回路と、
を備えることを特徴とする請求項２記載の無線送信回路。
【請求項８】
前記スルーレート調整部は、前記第３の信号を立ち上げるべく前記受付部に並列接続された複数の第１のトランジスタと、
前記第３の信号を立ち下げるべく前記受付部に並列接続された複数の第２のトランジスタと、
前記スルーレートの設定指示を受け付ける設定部と、
前記設定部により受け付けられた設定指示に応じて、前記複数の第１及び第２のトランジスタのうち、前記送信信号に応じてオンするトランジスタを選択する選択部と、
を備えることを特徴とする請求項７記載の無線送信回路。
【請求項９】
前記各第１のトランジスタにおけるゲート長に対するゲート幅の比率は、当該比率が最も小さいトランジスタにおける当該比率を初項、公比を２とした場合に等比数列となる関係を有し、
前記各第２のトランジスタにおけるゲート長に対するゲート幅の比率は、当該比率が最も小さいトランジスタにおける当該比率を初項、公比を２とした場合に等比数列となる関係を有することを特徴とする請求項８記載の無線送信回路。
【請求項１０】
前記スルーレート調整部は、前記送信信号を前記第３の信号として前記受付部へ出力すると共に、前記受付部とグラウンドとの間に介設された第３のトランジスタとコンデンサとの直列回路を複数備え、
前記スルーレートの設定指示を受け付ける設定部と、
前記設定部により受け付けられた設定指示に応じて、前記複数の第３のトランジスタのうちいずれかをオンする選択部と、
を備えることを特徴とする請求項７記載の無線送信回路。
【請求項１１】
前記各コンデンサの容量は、当該容量が最も小さいコンデンサにおける当該容量を初項、公比を２とした場合に等比数列となる関係を有することを特徴とする請求項１０記載の無線送信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスを用いて通信を行う無線送信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速無線伝送方式の一つとして、所定の周期タイミングに同期したパルス信号からなるパルス信号列を用いて超広帯域な通信を行うウルトラワイドバンド（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）通信方式が注目されている。ＵＷＢ通信は、搬送波を用いず、例えばパルス幅が１ｎｓｅｃ以下等の極めて細かい短パルス信号からなるパルス信号列を用いて通信を行うものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、アンテナからＵＷＢ通信に用いられるパルス幅が１ｎｓｅｃ以下の無線信号を放射する場合、アンテナに駆動電流を供給するスイッチング素子を１ｎｓｅｃ以下のスピードでオン、オフさせることは、スイッチング素子の応答速度や１ｎｓｅｃ以下という極めて短い時間要素を生成する手段等の制限から困難性を伴う。
【０００４】
そこで、従来、図２３に示すような無線送信回路がＵＷＢ通信に用いられていた。図２３に示す無線送信回路は、ＬＣＲ（Large-Current Radiator）アンテナを駆動するＨブリッジ方式のアンテナ駆動回路で、電源とグラウンドとの間に、ＰＭＯＳトランジスタＰ１０１とＮＭＯＳトランジスタＮ１０１との直列回路と、ＰＭＯＳトランジスタＰ１０２とＮＭＯＳトランジスタＮ１０２との直列回路とが接続され、トランジスタＰ１０１とトランジスタＮ１０１との接続点と、トランジスタＰ１０２とトランジスタＮ１０２との接続点との間にＬＣＲアンテナ１０５が接続されている。
【０００５】
図２４は、図２３に示す無線送信回路の動作の一例を説明するための説明図である。まず、トランジスタＰ１０１及びＰ１０２がオン、トランジスタＮ１０１及びＮ１０２がオフしている状態では、ＬＣＲアンテナ１０５にはアンテナ電流Ｉantは流れない。次に、トランジスタＰ１０１及びＮ１０２がオン、トランジスタＰ１０２及びＮ１０１がオフにされると、ＬＣＲアンテナ１０５に、アンテナ電流Ｉantとして正方向の電流＋Ｉが流れ、アンテナ電流Ｉantの立ち上がり時にＬＣＲアンテナ１０５から正極性のパルス信号が放射される。
【０００６】
次に、トランジスタＮ１０１及びＮ１０２がオン、トランジスタＰ１０１及びＰ１０２がオフされるとアンテナ電流Ｉantが電流＋Ｉからゼロに変化し、アンテナ電流Ｉantの立ち下がり時にＬＣＲアンテナ１０５から負極性のパルス信号が放射される。この場合、正極性のパルス信号と、その後に放射された負極性のパルス信号との組み合わせにより、送信データにおける「１」が表されている。
【０００７】
次に、トランジスタＰ１０２及びＮ１０１がオン、トランジスタＰ１０１及びＮ１０２がオフにされると、ＬＣＲアンテナ１０５に、アンテナ電流Ｉantとして負方向の電流−Ｉが流れ、アンテナ電流Ｉantの立ち下がり時にＬＣＲアンテナ１０５から負極性のパルス信号が放射される。次に、トランジスタＰ１０１及びＰ１０２がオン、トランジスタＮ１０１及びＮ１０２がオフされるとアンテナ電流Ｉantが電流−Ｉからゼロに変化し、アンテナ電流Ｉantの立ち上がり時にＬＣＲアンテナ１０５から正極性のパルス信号が放射される。この場合、負極性のパルス信号と、その後に放射された正極性のパルス信号との組み合わせにより、送信データにおける「０」が表されている。
【０００８】
このように、ＵＷＢ通信では、例えば、送信データの「１」「０」に対応してパルス信号の極性を反転することにより、データを表現している。このとき、パルス信号の時間幅は、３００ｐｓ〜５００ｐｓ程度となる。
【特許文献１】米国特許第６，００２，７０８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述のようなＨブリッジ方式のアンテナ駆動回路においては、ＬＣＲアンテナ１０５から正極性のパルス信号を放射してから負極性のパルス信号を放射するまで、及びＬＣＲアンテナ１０５から負極性のパルス信号を放射してから正極性のパルス信号を放射するまでの間、ＬＣＲアンテナ１０５には、それぞれ＋Ｉ、及び−Ｉの直流電流が流れ続ける。そのため、ＵＷＢ通信に用いるパルス信号をアンテナから放射させるために、ＬＣＲアンテナ１０５に流れる駆動電流が増大するという不都合があった。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、パルスを用いて通信を行う無線通信において、アンテナに流れる駆動電流を低減することができる無線送信回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するために、本発明の第１の手段に係る無線送信回路は、パルスを用いて通信を行う無線通信用のアンテナに、送信信号に応じたアンテナ駆動用の信号を供給する無線送信回路であって、前記送信信号を前記アンテナへ出力する出力部と、前記出力部をグラウンドに接続する伝送線路とを備え、前記伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が往復する長さを有することを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、出力部からアンテナへ送信信号が出力されると、その送信信号が伝送線路で極性が反転して反射し、もとの送信信号に重畳され、相殺される。そのため、出力部からアンテナへ供給されるアンテナ駆動用の信号は、伝送線路を送信信号が往復する時間幅を有するパルス信号となる。
【００１３】
そして、本発明の第２の手段に係る無線送信回路は、パルスを用いて通信を行う無線通信用のアンテナに、送信信号に応じたアンテナ駆動用の信号を供給する無線送信回路であって、前記送信信号に基づく第１の信号と、前記第１の信号を前記パルスの時間幅に応じて遅延させた第２の信号とを出力する信号前処理部と、前記信号前処理部から出力された第１の信号と第２の信号との間の差分を、前記アンテナ駆動用の信号として前記アンテナへ供給するパルス信号生成部とを備えることを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、信号前処理部によって、送信信号に基づく第１の信号と第１の信号をパルスの時間幅に応じて遅延させた第２の信号とがパルス信号生成部へ出力される。そして、信号前処理部から出力された第１の信号と第２の信号との間の差分が、アンテナ駆動用の信号としてアンテナへ供給される。そのため、出力部からアンテナへ供給されるアンテナ駆動用の信号は、無線通信に用いられるパルスの時間幅を有するパルス信号となる。
【００１５】
また、上述の無線送信回路において、前記信号前処理部は、前記送信信号を前記第１の信号として前記パルス信号生成部へ導く第１の伝送線路と、前記送信信号を前記第２の信号として前記パルス信号生成部へ導く第２の伝送線路とを備え、前記第２の伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が伝播する長さだけ、前記第１の伝送線路より長いことを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、送信信号は、第１の伝送線路、及び第１の伝送線路よりパルスの時間幅に相当する時間において信号が伝播する長さだけ長い第２の伝送線路によって、それぞれ第１及び第２の信号としてパルス信号生成部へ導かれる。そのため、第２の伝送線路によってパルス信号生成部へ導かれた第２の信号は、第１の信号よりも無線通信に用いられるパルスの時間幅だけ遅延する。そして、信号前処理部から出力された第１の信号と第２の信号との間の差分が、アンテナ駆動用の信号としてアンテナへ供給される。そのため、出力部からアンテナへ供給されるアンテナ駆動用の信号は、無線通信に用いられるパルスの時間幅を有するパルス信号となる。
【００１７】
そして、上述の無線送信回路において、前記信号前処理部は、前記送信信号を伝送する第３及び第４の伝送線路と、前記第３の伝送線路により伝送された送信信号を前記第１の信号として前記パルス信号生成部へ出力する第１の出力部と、前記第４の伝送線路により伝送された送信信号を前記第２の信号として前記パルス信号生成部へ出力する第２の出力部と、前記第１の出力部をグラウンドに接続する第５の伝送線路と、前記第２の出力部をグラウンドに接続する第６の伝送線路と、を備え、前記第４の伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が伝播する長さだけ、前記第３の伝送線路より長いものであり、前記第５及び第６の伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が往復する長さを有するものであることを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、第３の伝送線路により伝送された送信信号が第１の出力部から第１の信号としてパルス信号生成部へ出力されると、その第１の信号が第５の伝送線路で極性が反転して反射し、もとの第１の信号に重畳され、相殺される。そのため、第１の出力部からパルス信号生成部へ供給される第１の信号は、第５の伝送線路を第１の信号が往復する時間幅を有するパルス信号となる。一方、無線通信に用いられるパルスの時間幅に相当する時間において信号が伝播する長さだけ、前記第３の伝送線路より長い第４の伝送線路により伝送された送信信号が第２の出力部から第２の信号としてパルス信号生成部へ出力されると、その第２の信号が第６の伝送線路で極性が反転して反射し、もとの第２の信号に重畳され、相殺される。そのため、第２の出力部からパルス信号生成部へ供給される第２の信号は、第１の信号より無線通信に用いられるパルスの時間幅に相当する時間だけ遅延し、かつ第６の伝送線路を第２の信号が往復する時間幅を有するパルス信号となる。そして、パルス信号生成部によって、信号前処理部から出力された第１の信号と第２の信号との間の差分が、アンテナ駆動用の信号としてアンテナへ供給される。そのため、パルス信号生成部から正極性のパルス信号と負極性のパルス信号とからなる信号が、アンテナ駆動用の信号としてアンテナへ供給される。
【００１９】
さらに、上述の無線送信回路において、前記信号前処理部は、前記送信信号を伝送する第３及び第４の伝送線路と、前記第３の伝送線路により伝送された送信信号を前記第１の信号として前記パルス信号生成部へ出力する第１の出力部と、前記第４の伝送線路により伝送された送信信号を前記第２の信号として前記パルス信号生成部へ出力する第２の出力部と、前記第１の出力部に一端部が接続され、他端部が開放された第７の伝送線路と、前記第２の出力部に一端部が接続され、他端部が開放された第８の伝送線路と、を備え、前記第４の伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が伝播する長さだけ、前記第３の伝送線路より長いものであり、前記第７及び第８の伝送線路は、前記パルスの時間幅に相当する時間において信号が往復する長さ以上の長さを有するものであることを特徴としている。
【００２０】
この発明によれば、第３の伝送線路により伝送された送信信号が第１の出力部から第１の信号としてパルス信号生成部へ出力されると、その第１の信号が第７の伝送線路で同極性のまま反射し、もとの第１の信号に重畳されて電圧が増大する。そのため、第１の出力部からパルス信号生成部へ供給される第１の信号は、階段状の信号波形となる。一方、無線通信に用いられるパルスの時間幅に相当する時間において信号が伝播する長さだけ、前記第３の伝送線路より長い第４の伝送線路により伝送された送信信号が第２の出力部から第２の信号としてパルス信号生成部へ出力されると、その第２の信号が第８の伝送線路で同極性のまま反射し、もとの第２の信号に重畳されて電圧が増大する。そのため、第２の出力部からパルス信号生成部へ供給される第２の信号は、第１の信号より無線通信に用いられるパルスの時間幅に相当する時間だけ遅延した階段状の信号波形となる。そして、パルス信号生成部によって、信号前処理部から出力された第１の信号と第２の信号との間の差分が、アンテナ駆動用の信号としてアンテナへ供給される。そのため、パルス信号生成部からパルス信号が２つ、アンテナ駆動用の信号としてアンテナへ供給される。
【００２１】
また、上述の無線送信回路において、前記第４の伝送線路は、インダクタンスを増大させるべく形成されている。この発明によれば、第４の伝送線路のインダクタンスが増大される。
【００２２】
そして、上述の無線送信回路において、前記信号前処理部は、前記送信信号における立ち上がり、立ち下がり時のスルーレートを緩やかにした信号を第３の信号として出力するスルーレート調整部と、前記第３の信号を受け付ける受付部を備え、前記受付部により受け付けられた第３の信号の電圧と予め設定された閾値電圧とを比較し、前記第３の信号の電圧が前記閾値電圧を超えている場合に前記第２の信号を立ち上げ、前記第３の信号の電圧が前記閾値電圧以下の場合に前記第２の信号を立ち下げる比較回路と、を備えることを特徴としている。
【００２３】
この発明によれば、スルーレート調整部によって、送信信号における立ち上がり、立ち下がり時のスルーレートを緩やかにした信号が第３の信号として受付部へ出力され、比較回路によって、受付部により受け付けられた第３の信号の電圧と予め設定された閾値電圧とが比較されて第３の信号の電圧が閾値電圧を超えている場合に第２の信号が立ち上げられ、第３の信号の電圧が閾値電圧以下の場合に第２の信号が立ち下げられるので、第２の信号における立ち上がり、立ち下がりが送信信号より遅延される。
【００２４】
さらに、上述の無線送信回路において、前記スルーレート調整部は、前記第３の信号を立ち上げるべく前記受付部に並列接続された複数の第１のトランジスタと、前記第３の信号を立ち下げるべく前記受付部に並列接続された複数の第２のトランジスタと、前記スルーレートの設定指示を受け付ける設定部と、前記設定部により受け付けられた設定指示に応じて、前記複数の第１及び第２のトランジスタのうち、前記送信信号に応じてオンするトランジスタを選択する選択部と、を備えることを特徴としている。
【００２５】
この発明によれば、設定部により受け付けられた設定指示に応じて、選択部によって、複数の第１及び第２のトランジスタのうち送信信号に応じてオンするトランジスタが選択される。そして、選択部により選択された第１のトランジスタによって第３の信号が立ち上げられ、選択部により選択された複数の第２のトランジスタによって第３の信号が立ち下げられる。これにより、スルーレートの設定指示に応じて第３の信号を立ち上げ、立ち下げするトランジスタを選択して出力インピーダンスを変化させることが可能となるので、スルーレート調整部は、第３の信号における立ち上がり、立ち下がり時のスルーレートを変化させることが可能となる。
【００２６】
また、上述の無線送信回路において、前記各第１のトランジスタにおけるゲート長に対するゲート幅の比率は、当該比率が最も小さいトランジスタにおける当該比率を初項、公比を２とした場合に等比数列となる関係を有し、前記各第２のトランジスタにおけるゲート長に対するゲート幅の比率は、当該比率が最も小さいトランジスタにおける当該比率を初項、公比を２とした場合に等比数列となる関係を有することを特徴としている。
【００２７】
この発明によれば、各第１のトランジスタにおけるゲート長に対するゲート幅の比率がそれぞれ異なるので、第１のトランジスタにおける負荷容量を充放電する出力電流はそれぞれ異なる。また、各第２のトランジスタにおけるゲート長に対するゲート幅の比率がそれぞれ異なるので、第２のトランジスタにおける負荷容量を充放電する出力電流はそれぞれ異なる。
【００２８】
そして、上述の無線送信回路において、前記スルーレート調整部は、前記送信信号を前記第３の信号として前記受付部へ出力すると共に、前記受付部とグラウンドとの間に介設された第３のトランジスタとコンデンサとの直列回路を複数備え、前記スルーレートの設定指示を受け付ける設定部と、前記設定部により受け付けられた設定指示に応じて、前記複数の第３のトランジスタのうちいずれかをオンする選択部と、を備えることを特徴としている。
【００２９】
この発明によれば、設定部により受け付けられたスルーレートの設定指示に応じて複数の第３のトランジスタのうちいずれかがオンされることにより、受付部にコンデンサの容量が付加されるので、スルーレート調整部は、受付部に受け付けられる第３の信号のスルーレートを変化させることが可能となる。
【００３０】
さらに、上述の無線送信回路において、前記各コンデンサの容量は、当該容量が最も小さいコンデンサにおける当該容量を初項、公比を２とした場合に等比数列となる関係を有することを特徴としている。この発明によれば、各第３のトランジスタがオンした場合に受付部に付加されるコンデンサの容量を異ならせることができる。
【発明の効果】
【００３１】
このような構成の無線送信回路は、出力部からアンテナへ供給されるアンテナ駆動用の信号は、伝送線路を送信信号が往復する時間幅を有するパルス信号となるので、アンテナに流れる駆動電流を低減することができる。
【００３２】
そして、このような構成の無線送信回路は、出力部からアンテナへ供給されるアンテナ駆動用の信号は、無線通信に用いられるパルスの時間幅を有するパルス信号となるので、アンテナに流れる駆動電流を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００３４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る無線送信回路を用いた無線送信装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す無線送信装置１は、制御部２と、信号前処理部３と、パルス信号生成部４と、バンドパスフィルタ５と、アンテナ６とが直列に接続されて構成されている。また、信号前処理部３とパルス信号生成部４とから、無線送信回路７が構成されている。
【００３５】
制御部２は、送信の対象となる送信データから、無線送信に適した送信信号ＳＡを生成し、信号前処理部３へ出力する。図２は、送信データ「００１０」を送信する場合に、制御部２から出力される送信信号ＳＡの一例を示す波形図である。図２（ａ）は、送信データの「１」「０」をパルス信号の有り無しに対応させた送信信号ＳＡの波形の一例である。図２（ｂ）は、送信データの「１」「０」をパルス信号の立ち上がり、立ち下がりに対応させた送信信号ＳＡの波形の一例である。
【００３６】
図３は、信号前処理部３とパルス信号生成部４との構成の一例を示す回路図である。図３に示す信号前処理部３は、制御部２からの送信信号ＳＡを受信してアンテナ６を駆動するための前処理信号ＳＢを出力する出力部であるバッファ３１と、バッファ３１の出力端子をグラウンドに接続する伝送線路Ａとを備える。
【００３７】
伝送線路Ａは、例えばマイクロストリップ線路で構成された、長さが１０ｍｍの伝送線路である。図４は、伝送線路Ａの断面の一例を示す断面図である。図３に示す伝送線路Ａは、厚さｈの誘電体基板３２の上面に形成された、幅Ｗ、厚さｔの配線パターンにより構成されている。誘電体基板３２の下面には、誘電体基板３２の下面を広く覆うように導体パターンが形成されている。例えば、図４に示す伝送線路Ａを伝播する信号の速度Ｖｐは、下記の式（１）で与えられる。
【００３８】
【数１】
2005341172.tif 000003
【００３９】
今、Ｗ＝０．１５ｍｍ、ｔ＝０．０３５ｍｍ、ｈ＝０．２ｍｍ、誘電体基板３２の比誘電率εｒ＝４．７とすると、Ｖｐ＝１．６５×１０8（ｍ／ｓ）＝１６５ｍｍ／ｎｓとなる。そして、伝送線路Ａを伝播する信号が伝送線路Ａを往復、すなわち２０ｍｍ伝播すると、２０／１６５＝１２１（ｐｓ）かかることとなる。すなわち、伝送線路Ａは、ＵＷＢ通信に用いられるパルスの時間幅１２１ｐｓにおいて信号が往復する長さにされている。
【００４０】
パルス信号生成部４は、バラントランス（コモンモードチョークコイル）Ｔ１から構成されており、信号前処理部３から出力された前処理信号ＳＢは、バラントランスＴ１の一方のコイルを介してアンテナ駆動用の信号であるアンテナ駆動信号ＳＣとしてバンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給される。また、バラントランスＴ１の他方のコイルは、両端がグラウンドに接続されている。また、パルス信号生成部４は、信号前処理部３とバンドパスフィルタ５との間におけるインピーダンスを整合する。
【００４１】
バンドパスフィルタ５は、パルス信号生成部４からのアンテナ駆動信号ＳＣに含まれる周波数成分のうち、ＵＷＢ規格に適合する周波数帯域を選択的にアンテナ６へ出力する。図５は、バンドパスフィルタ５の構成の一例を示す回路図である。図５に示すバンドパスフィルタ５は、入力端子ＩＮが、コンデンサＣ１、インダクタＬ１、及びインダクタＬ２の一端に接続されている。また、コンデンサＣ１及びインダクタＬ１の他端がグラウンドに接続され、インダクタＬ２の他端がコンデンサＣ２と出力端子ＯＵＴとを介してアンテナ６に接続されている。そして、コンデンサＣ２と出力端子ＯＵＴとの接続点が、コンデンサＣ３及びインダクタＬ３の一端に接続され、コンデンサＣ３及びインダクタＬ３の他端がグラウンドに接続されている。
【００４２】
アンテナ６は、例えばモノポールアンテナが用いられる。
【００４３】
次に、上述のように構成された無線送信回路７の動作を説明する。図６は、無線送信回路７の動作を説明するための信号波形図である。図３に戻って、制御部２から信号前処理部３におけるバッファ３１へ、図６に示す矩形波状の送信信号ＳＡが出力される。そうすると、バッファ３１からパルス信号生成部４及び伝送線路Ａへ、送信信号ＳＡに応じて前処理信号ＳＢが出力される。このとき、伝送線路Ａの他端はグラウンドに接続されているため、バッファ３１から伝送線路Ａへ出力された前処理信号ＳＢは、伝送線路Ａの他端部で極性が反転して全反射し、もとの前処理信号ＳＢの波形を打ち消す。その結果、前処理信号ＳＢは、信号の立ち上がりから信号が伝送線路Ａを往復する時間、すなわち１２１ｐｓ後に打ち消される結果、前処理信号ＳＢはパルス幅１２１ｐｓのパルス信号とされる。
【００４４】
次に、信号前処理部３から出力されたパルス幅１２１ｐｓの前処理信号ＳＢは、パルス信号生成部４により伝送線路のインピーダンスが整合されているため、信号反射を生じることなくアンテナ駆動信号ＳＣとしてバンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給される。そして、アンテナ６から、ＵＷＢ通信の無線信号としてパルス幅１２１ｐｓのパルス信号が放射される。
【００４５】
これにより、アンテナ６を駆動するアンテナ駆動信号ＳＣを、ＵＷＢ通信の無線信号と同等の短いパルス幅の信号とすることができるので、アンテナ６に流れる駆動電流を低減することができる。
【００４６】
なお、バンドパスフィルタ５を用いず、パルス信号生成部４から直接アンテナ６へアンテナ駆動信号ＳＣを供給してアンテナ６を駆動する構成としても良い。また、パルス信号生成部４として、例えば図７に示すバラントランスＴ１を用いても良い。さらに、アンテナ６は、モノポールアンテナに限られず、例えば図７に示すダイポールアンテナをアンテナ６として用いても良い。
【００４７】
これにより、例えば図２３に示す背景技術に係るＨブリッジ方式のアンテナ駆動回路を用いた無線送信回路では、直流電流を流すことができないために用いることができなかったモノポールアンテナをアンテナ６として用いることができる。
【００４８】
さらに、図２３に示す背景技術に係るＨブリッジ方式のアンテナ駆動回路を用いた無線送信回路では、図２４に示すように、アンテナ電流Ｉantの立ち上がり時と立ち下がり時の両方でアンテナからパルス信号が放射されるため、ＵＷＢ通信のために規定されたパルス信号間隔でパルス信号を放射するためにはそのパルス信号間隔の時間幅で、アンテナ電流Ｉantを流す必要があった。
【００４９】
一方、図３に示す無線送信回路７においては、図６に示すように、送信信号ＳＡの立ち上がりでのみアンテナ駆動信号ＳＣがアンテナ６に供給され、アンテナ６からパルス信号が放射されるので、ＵＷＢ通信のために規定されたパルス信号間隔に関わらず送信信号ＳＡのパルス幅を短縮することが可能となる。これにより、送信信号ＳＡによりオンされるバッファ３１のオン時間を短縮することが可能となるので、バッファ３１の出力電流を低減し、無線送信回路７における消費電流を低減することが容易となる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る無線送信回路について説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態に係る無線送信回路７ａの構成の一例を示すブロック図である。図８に示す無線送信回路７ａと図３に示す無線送信回路７とでは、下記の点で異なる。すなわち、図８に示す無線送信回路７ａにおいて、信号前処理部３ａは、制御部２からの送信信号ＳＡを、バッファ３３を介して第１の信号に相当する前処理信号ＳＢ１としてパルス信号生成部４ａへ導く第１の伝送線路に相当する伝送線路Ｂと、制御部２からの送信信号ＳＡを、バッファ３４を介して第２の信号に相当する前処理信号ＳＢ２としてパルス信号生成部４ａへ導く第２の伝送線路に相当する伝送線路Ｃと、を備えている。
【００５１】
伝送線路Ｂと伝送線路Ｃとは、上述の伝送線路Ａと同様のマイクロストリップ線路により構成されており、例えば図９（ａ）に示すように、伝送線路Ｂは長さ１００ｍｍ、伝送線路Ｃは１２０ｍｍとされ、伝送線路Ｃは伝送線路Ｂより２０ｍｍ長くされている。すなわち、伝送線路Ｃは、ＵＷＢ無線で用いられるパルス信号幅である１２１ｐｓにおいて、伝播速度Ｖｐが１６５ｍｍ／ｎｓの信号が伝播する長さである２０ｍｍだけ伝送線路Ｂより長くされている。
【００５２】
パルス信号生成部４は、バラントランスＴ１から構成されており、バッファ３３から出力された前処理信号ＳＢ１は、バラントランスＴ１の一方のコイルを介してアンテナ駆動信号ＳＣとしてバンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給される。また、前処理信号ＳＢ２を出力するバッファ３４の出力部は、バラントランスＴ１の他方のコイルを介してグラウンドに接続される。
【００５３】
そして、パルス信号生成部４ａは、パルス信号生成部４とバンドパスフィルタ５との間におけるインピーダンスを整合すると共に、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間における同相成分を除去し、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間の差分をアンテナ駆動信号ＳＣとしてバンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給する。
【００５４】
その他の構成は図１に示す無線送信装置１と同様であるのでその説明を省略し、以下、図８に示す無線送信回路７ａの動作を説明する。図１０は、無線送信回路７ａの動作を説明するための信号波形図である。まず、制御部２から図１０に示す矩形波状の送信信号ＳＡが、伝送線路Ｂを介してバッファ３３へ出力される一方、伝送線路Ｃを介してバッファ３４へ出力される。このとき、伝送線路Ｂ，Ｃにおける信号の伝播速度Ｖｐは１６５ｍｍ／ｎｓであるので、図９（ｂ）に示すように、送信信号ＳＡは、長さ１００ｍｍの伝送線路Ｂで６０６ｐｓ遅延する一方、長さ１２０ｍｍの伝送線路Ｃで７２７ｐｓ遅延する。そうすると、図１０に示すように、バッファ３３からパルス信号生成部４ａへ前処理信号ＳＢ１が出力される一方、バッファ３４からパルス信号生成部４ａへ前処理信号ＳＢ１よりも１２１ｐｓ遅延した前処理信号ＳＢ２が出力される。
【００５５】
次に、パルス信号生成部４ａによって、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間における同相成分が除去され、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間の差分、すなわちパルス幅１２１ｐｓの信号がアンテナ駆動信号ＳＣとしてバンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給される。そして、アンテナ６から、ＵＷＢ通信の無線信号として正極性のパルス幅１２１ｐｓのパルス信号が放射される。
【００５６】
同様にして、送信信号ＳＡの立ち下がり時には、パルス信号生成部４ａからパルス幅１２１ｐｓの負極性のパルス信号がアンテナ駆動信号ＳＣとしてバンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給され、アンテナ６から負極性のパルス幅１２１ｐｓのパルス信号が放射される。
【００５７】
これにより、アンテナ６を駆動するアンテナ駆動信号ＳＣを、ＵＷＢ通信の無線信号パルスと同等の短いパルス幅の信号とすることができ、図２３に示す背景技術に係るＨブリッジ方式のアンテナ駆動回路のように直流電流が流れないので、アンテナ６に流れる駆動電流を低減すると共にバッファ３３，３４の出力電流を低減し、無線送信回路７における消費電流を低減することができる。
【００５８】
なお、図１１に示す信号前処理部３ｂのように、送信信号ＳＡがバッファ３３，３４からそれぞれ伝送線路Ｂ，Ｃを経由してパルス信号生成部４ａへ出力される構成であってもよい。
【００５９】
また、伝送線路Ｃは、例えば図１２（ａ）に示すように、折り返し構造を有して形成されることが望ましい。これにより、伝送線路Ｃにおけるインダクタンスを増大させることができる。そして、伝送線路Ｃにおけるインダクタンスが増大すると、前処理信号ＳＢ２の立ち上がり、立ち下がりが急峻になる結果、パルス信号生成部４ａから出力されるアンテナ駆動信号ＳＣの高調波成分を増加させることができ、よりＵＷＢ無線に適した周波数帯域を有するパルス信号をアンテナ６から放射させることが可能となる。図１２（ｂ）は伝送線路Ｃにおけるインダクタンスを増大させた場合の前処理信号ＳＢ２及びアンテナ駆動信号ＳＣの波形を示す波形図である。破線で示す波形は伝送線路Ｃにおけるインダクタンスを増大させない場合の波形であり、実線で示す波形は伝送線路Ｃにおけるインダクタンスを増大さた場合のインダクタンスにより急峻にされた波形である。
【００６０】
なお、伝送線路Ｃは、折り返し構造を有してインダクタンスを増大させる例に限定されず、例えば渦巻き構造等、インダクタンスを増大させることができる構造を有していればよい。
【００６１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る無線送信回路について説明する。図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る無線送信回路７ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１３に示す無線送信回路７ｂと図８に示す無線送信回路７ａとでは、下記の点で異なる。すなわち、図１３に示す無線送信回路７ｂは、アンテナ６から後述する図１５（ａ）に示すガウシアンパルスを放射させるようにしたもので、無線送信回路７ｂにおいて、信号前処理部３ｃは、第１の出力部に相当するバッファ３３の出力をグラウンドに接続する第５の伝送線路に相当する伝送線路Ｄと、第２の出力部に相当するバッファ３４の出力をグラウンドに接続する第６の伝送線路に相当する伝送線路Ｅとをさらに備えている。そして、伝送線路Ｄ，Ｅは、ＵＷＢ通信に用いられるパルスの時間幅１２１ｐｓにおいて信号が往復する長さ、すなわち１０ｍｍにされている。
【００６２】
その他の構成は図１に示す無線送信装置１及び図８に示す無線送信回路７ａと同様であるのでその説明を省略し、以下、図１３に示す無線送信回路７ｂの動作を説明する。図１４は、無線送信回路７ｂの動作を説明するための信号波形図である。まず、制御部２から図１４に示す矩形波状の送信信号ＳＡが、第３の伝送線路に相当する伝送線路Ｂを介してバッファ３３へ出力される一方、第４の伝送線路に相当する伝送線路Ｃを介してバッファ３４へ出力される。そうすると、伝送線路Ｂによって送信信号ＳＡが６０６ｐｓ遅延された信号ＳＤ１としてバッファ３３へ導かれ、伝送線路Ｃによって送信信号ＳＡが７２７ｐｓ遅延された信号ＳＤ２としてバッファ３４へ導かれる結果、バッファ３３からパルス信号生成部４ａ及び伝送線路Ｄへ前処理信号ＳＢ１が出力される一方、バッファ３４からパルス信号生成部４ａ及び伝送線路Ｅへ前処理信号ＳＢ１よりも１２１ｐｓ遅延した前処理信号ＳＢ２が出力される。
【００６３】
このとき、伝送線路Ｄ，Ｅの他端はグラウンドに接続されているため、バッファ３３から伝送線路Ｄへ出力された前処理信号ＳＢ１は、伝送線路Ｄの他端部で極性が反転して全反射し、もとの前処理信号ＳＢ１の波形を打ち消す。その結果、前処理信号ＳＢ１は、信号の立ち上がりから信号が伝送線路Ｄを往復する時間、すなわち１２１ｐｓ後に打ち消される結果、前処理信号ＳＢ１はパルス幅１２１ｐｓのパルス信号とされる。同様に、バッファ３４から伝送線路Ｅへ出力された前処理信号ＳＢ２は、伝送線路Ｅの他端部で極性が反転して全反射し、もとの前処理信号ＳＢ２の波形を打ち消す結果、前処理信号ＳＢ２は、前処理信号ＳＢ１より１２１ｐｓ遅れると共にパルス幅１２１ｐｓのパルス信号とされる。
【００６４】
次に、パルス信号生成部４ａによって、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間における同相成分が除去され、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間の差分、すなわちパルス幅１２１ｐｓの正極性のパルス信号とパルス幅１２１ｐｓの負極性のパルス信号とが連続した信号波形、すなわち図１５（ａ）に示すガウシアンパルスの信号波形を有するアンテナ駆動信号ＳＣが、バンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給される。この場合、ガウシアンパルスのパルス幅ｔｗは、２４２ｐｓとなる。そして、アンテナ６から、ＵＷＢ通信の無線信号としてパルス幅２４２ｐｓのガウシアンパルスによるパルス信号が放射される。
【００６５】
これにより、アンテナ６を駆動するアンテナ駆動信号ＳＣを、ＵＷＢ通信の無線信号パルスと同等の短いパルス幅の信号とすることができ、図２３に示す背景技術に係るＨブリッジ方式のアンテナ駆動回路のように直流電流が流れないので、アンテナ６に流れる駆動電流を低減すると共にバッファ３３，３４の出力電流を低減し、無線送信回路７における消費電流を低減することができる。
【００６６】
また、アンテナ６からガウシアンパルスによるパルス信号が放射させることができるので、ＵＷＢ規格によって規定されているパルス信号の特性に近似するより良好な信号パルスを得ることができる。図１５（ｂ）は、インパルス状の信号パルスの特性と、ガウシアンパルスの特性と、ＵＷＢ規格によって規定されているパルス信号の特性とを示すグラフである。図１５（ｂ）に示すように、インパルス状の信号パルスよりもガウシアンパルスの方がＵＷＢ規格によって規定されているパルス信号の特性に近似し、良好な信号パルスを得ることができる。
【００６７】
また、伝送線路Ｅは、例えば図１２（ａ）に示すように、折り返し構造を有して形成されることが望ましい。これにより、伝送線路Ｅにおけるインダクタンスを増大させることができる。そして、伝送線路Ｅにおけるインダクタンスが増大すると、前処理信号ＳＢ２の立ち上がり、立ち下がりが急峻になる結果、パルス信号生成部４ａから出力されるアンテナ駆動信号ＳＣの高調波成分を増加させることができ、よりＵＷＢ無線に適した周波数帯域を有するパルス信号をアンテナ６から放射させることが可能となる。図１２（ｃ）は伝送線路Ｃにおけるインダクタンスを増大させた場合の前処理信号ＳＢ２及びアンテナ駆動信号ＳＣの波形を示す波形図である。破線で示す波形は伝送線路Ｃにおけるインダクタンスを増大させない場合の波形であり、実線で示す波形は伝送線路Ｃにおけるインダクタンスを増大さた場合の急峻にされた波形である。
【００６８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に係る無線送信回路について説明する。図１６は、本発明の第４の実施の形態に係る無線送信回路７ｃの構成の一例を示すブロック図である。図１６に示す無線送信回路７ｃと図１３に示す無線送信回路７ｂとでは、下記の点で異なる。すなわち、図１６に示す無線送信回路７ｃは、信号前処理部３ｄにおいて、伝送線路Ｄ，Ｅの代わりに第７の伝送線路に相当する伝送線路Ｆと、第８の伝送線路に相当する伝送線路Ｇとを備える。伝送線路Ｆ，Ｇの一端はそれぞれバッファ３３，３４に接続され、他端は開放されている。また、伝送線路Ｆ，Ｇの長さは、ＵＷＢ通信に用いられるパルスの時間幅である１２１ｐｓにおいて信号が往復する長さである１０ｍｍ以上の長さ、例えば２０ｍｍにされている。
【００６９】
その他の構成は図１に示す無線送信装置１及び図１３に示す無線送信回路７ｂと同様であるのでその説明を省略し、以下、図１６に示す無線送信回路７ｃの動作を説明する。図１７は、無線送信回路７ｃの動作を説明するための信号波形図である。まず、制御部２から矩形波状の送信信号ＳＡが、伝送線路Ｂを介してバッファ３３へ出力される一方、伝送線路Ｃを介してバッファ３４へ出力される。そうすると、伝送線路Ｂによって送信信号ＳＡが６０６ｐｓ遅延された信号ＳＤ１としてバッファ３３へ導かれ、伝送線路Ｃによって送信信号ＳＡが７２７ｐｓ遅延された信号ＳＤ２としてバッファ３４へ導かれる結果、バッファ３３からパルス信号生成部４ａ及び伝送線路Ｆへ前処理信号ＳＢ１が出力される一方、バッファ３４からパルス信号生成部４ａ及び伝送線路Ｇへ前処理信号ＳＢ１よりも１２１ｐｓ遅延した前処理信号ＳＢ２が出力される。
【００７０】
このとき、伝送線路Ｆ，Ｇの他端は開放されているため、バッファ３３から伝送線路Ｆへ出力された前処理信号ＳＢ１は、伝送線路Ｆの開放端で同極性のまま全反射し、もとの前処理信号ＳＢ１の波形に重畳される。その結果、前処理信号ＳＢ１は、信号の立ち上がりから信号が伝送線路Ｆを往復する時間、すなわち２４２ｐｓ後に反射信号が重畳されて電圧が上昇し、階段状の信号波形となる。同様に、バッファ３４から伝送線路Ｇへ出力された前処理信号ＳＢ２は、伝送線路Ｇの開放端で同極性のまま全反射し、もとの前処理信号ＳＢ２の波形に重畳される。その結果、前処理信号ＳＢ２は、信号の立ち上がりから信号が伝送線路Ｇを往復する時間、すなわち２４２ｐｓ後に反射信号が重畳されて電圧が上昇し、前処理信号ＳＢ１よりも１２１ｐｓ遅延した階段状の信号波形となる。
【００７１】
次に、パルス信号生成部４ａによって、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間における同相成分が除去され、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間の差分がアンテナ駆動信号ＳＣとしてバンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給される。この場合、送信信号ＳＡの立ち上がり時には、アンテナ駆動信号ＳＣはパルス幅１２１ｐｓの正極性のパルス信号が２つ、１２１ｐｓの間隔を空けて連続した信号波形となる一方、送信信号ＳＡの立ち下がり時には、アンテナ駆動信号ＳＣはパルス幅１２１ｐｓの負極性のパルス信号が２つ、１２１ｐｓの間隔を空けて連続した信号波形となる。
【００７２】
そして、アンテナ６から、ＵＷＢ通信の無線信号１ビット毎に、パルス幅１２１ｐｓのパルス信号が２つ、１２１ｐｓの間隔を空けて連続した信号が放射される。これにより、アンテナ６を駆動するアンテナ駆動信号ＳＣを、ＵＷＢ通信の無線信号パルスと同等の短いパルス幅の信号とすることができ、図２３に示す背景技術に係るＨブリッジ方式のアンテナ駆動回路のように直流電流が流れないので、アンテナ６に流れる駆動電流を低減すると共にバッファ３３，３４の出力電流を低減し、無線送信回路７における消費電流を低減することができる。
【００７３】
また、ＵＷＢ通信の無線信号１ビット毎にパルス信号が２つ連続した信号を放射させることができるので、１つのパルス信号によって１ビットを送信する場合よりも１ビットを表す信号のエネルギーを増大させることができ、受信装置で１ビットの信号を受信することが容易になる。
【００７４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５の実施の形態に係る無線送信回路について説明する。図１８は、本発明の第５の実施の形態に係る無線送信回路７ｄの構成の一例を示すブロック図である。図１８に示す無線送信回路７ｄと図８に示す無線送信回路７ａとでは、下記の点で異なる。すなわち、図１８に示す無線送信回路７ｄにおいて、信号前処理部３ｅは、制御部２からの送信信号ＳＡを前処理信号ＳＢ１としてパルス信号生成部４ａへ出力するバッファ３５と、送信信号ＳＡの立ち上がり、立ち下がり時のスルーレートを緩やかにした信号を第３の信号に相当する信号ＳＥとして受付部に相当するコンパレータ３７のプラス側入力端子へ出力するスルーレート調整部３６と、コンパレータ３７のマイナス側入力端子へ閾値電圧Ｖ1を供給する基準電圧源Ｖ１と、信号ＳＥと閾値電圧Ｖ1とを比較して信号ＳＥが閾値電圧Ｖ1を超えている場合に信号ＳＦをハイレベルでバッファ３８へ出力し、信号ＳＥが閾値電圧Ｖ1以下の場合に信号ＳＦをローレベルでバッファ３８へ出力するコンパレータ３７と、信号ＳＦに応じて前処理信号ＳＢ２をパルス信号生成部４ａへ出力するバッファ３８とを備える。
【００７５】
また、スルーレート調整部３６は、信号ＳＥを立ち上げるべく、並列接続された４つの第１のトランジスタに相当するＰＭＯＳトランジスタＴｒ１Ｐ，Ｔｒ２Ｐ，Ｔｒ３Ｐ，Ｔｒ４Ｐが、コンパレータ３７のプラス側入力端子に接続されている。また、トランジスタＴｒ１Ｐ，Ｔｒ２Ｐ，Ｔｒ３Ｐ，Ｔｒ４Ｐは、それぞれコンパレータ３７のプラス側入力端子と回路電源との間に介設されている。一方、スルーレート調整部３６は、信号ＳＥを立ち下げるべく、並列接続された４つの第２のトランジスタに相当するＮＭＯＳトランジスタＴｒ１Ｎ，Ｔｒ２Ｎ，Ｔｒ３Ｎ，Ｔｒ４Ｎが、コンパレータ３７のプラス側入力端子に接続されている。また、トランジスタＴｒ１Ｎ，Ｔｒ２Ｎ，Ｔｒ３Ｎ，Ｔｒ４Ｎは、それぞれコンパレータ３７のプラス側入力端子とグラウンドとの間に介設されている。
【００７６】
また、スルーレート調整部３６は、制御部２からの送信信号ＳＡをトランジスタＴｒ１Ｐ，Ｔｒ２Ｐ，Ｔｒ３Ｐ，Ｔｒ４Ｐのゲートへそれぞれ反転出力するトライステートバッファＢＦ１Ｐ，ＢＦ２Ｐ，ＢＦ３Ｐ，ＢＦ４Ｐと、送信信号ＳＡをトランジスタＴｒ１Ｎ，Ｔｒ２Ｎ，Ｔｒ３Ｎ，Ｔｒ４Ｎのゲートへそれぞれ反転出力するトライステートバッファＢＦ１Ｎ，ＢＦ２Ｎ，ＢＦ３Ｎ，ＢＦ４Ｎとを備える。さらに、スルーレート調整部３６は、選択部に相当するトライステートバッファＢＦ１Ｐ，ＢＦ２Ｐ，ＢＦ３Ｐ，ＢＦ４Ｐ，ＢＦ１Ｎ，ＢＦ２Ｎ，ＢＦ３Ｎ，ＢＦ４Ｎの、ゲートを制御するスルーレート設定部３９を備える。
【００７７】
スルーレート設定部３９は、設定部に相当し、例えばトライステートバッファＢＦ１Ｐ，ＢＦ２Ｐ，ＢＦ３Ｐ，ＢＦ４Ｐ，ＢＦ１Ｎ，ＢＦ２Ｎ，ＢＦ３Ｎ，ＢＦ４Ｎのゲート信号を出力するレジスタを備え、例えばユーザがスイッチを操作したり、外部から制御信号を与えることによって当該レジスタにスルーレートを表すビットデータを設定すると、そのビットデータに応じてアクティブにされたトライステートバッファがゲートに接続されているトランジスタが、送信信号ＳＡに応じてオンするトランジスタとして設定される。
【００７８】
トランジスタＴｒ１Ｐ，Ｔｒ２Ｐ，Ｔｒ３Ｐ，Ｔｒ４Ｐのゲート幅をそれぞれＷp1，Ｗp2，Ｗp3，Ｗp4、ゲート長をそれぞれＬp1，Ｌp2，Ｌp3，Ｌp4とすると、各トランジスタのゲート長に対するゲート幅の比率Ｗp1／Ｌp1，Ｗp2／Ｌp2，Ｗp3／Ｌp3，Ｗp4／Ｌp4は、例えばＷp1／Ｌp1＝ａとすると、初項ａ、公比２とする等比数列、すなわち、Ｗpn／Ｌpn＝ａ・２n-1＝ａ、２ａ、４ａ、８ａ・・・（ｎは整数）とされている。同様に、トランジスタＴｒ１Ｎ，Ｔｒ２Ｎ，Ｔｒ３Ｎ，Ｔｒ４Ｎのゲート幅をそれぞれＷN1，ＷN2，ＷN3，ＷN4、ゲート長をそれぞれＬN1，ＬN2，ＬN3，ＬN4とすると、各トランジスタのゲート長に対するゲート幅の比率ＷN1／ＬN1，ＷN2／ＬN2，ＷN3／ＬN3，ＷN4／ＬN4は、例えばＷN1／ＬN1＝ａとすると、初項ａ、公比２とする等比数列、すなわち、ＷNn／ＬNn＝ａ・２n-1＝ａ、２ａ、４ａ、８ａ・・・（ｎは整数）とされている。
【００７９】
その他の構成は図８に示す無線送信回路７ａと同様であるのでその説明を省略し、以下、図１８に示す無線送信回路７ｄの動作を説明する。図１９は、無線送信回路７ｄの動作を説明するための信号波形図である。まず、制御部２から図１８に示す送信信号ＳＡが、トライステートバッファＢＦ１Ｐ，ＢＦ２Ｐ，ＢＦ３Ｐ，ＢＦ４Ｐ，ＢＦ１Ｎ，ＢＦ２Ｎ，ＢＦ３Ｎ，ＢＦ４Ｎへ出力されると共に、バッファ３５を介して前処理信号ＳＢ１としてパルス信号生成部４ａへ出力される。
【００８０】
そうすると、スルーレート設定部３９によってアクティブにされたトライステートバッファ、例えばトライステートバッファＢＦ１ＰとトライステートバッファＢＦ１Ｎとによって、ハイレベルの送信信号ＳＡが反転されてトランジスタＴｒ１Ｐ，Ｔｒ１Ｎのゲートにローレベルの信号が出力される。そうすると、ＰＭＯＳトランジスタであるトランジスタＴｒ１Ｐのみオンし、ＮＭＯＳトランジスタであるトランジスタＴｒ１Ｎはオフするので、トランジスタＴｒ１Ｐによって信号ＳＥが上昇される。このとき、信号ＳＥの立ち上がりはトランジスタＴｒ１Ｐの出力インピーダンスによって緩やかとなり、図１９の破線で示す信号ＳＥのように、スルーレートが緩やかにされる。
【００８１】
そして、緩やかに上昇する信号ＳＥの電圧が閾値電圧Ｖ1を超えると、コンパレータ３７によって信号ＳＦがハイレベルでバッファ３８へ出力され、バッファ３８から前処理信号ＳＢ２がパルス信号生成部４ａへ出力される。このとき、前処理信号ＳＢ２は、バッファ３５から出力された前処理信号ＳＢ１よりも、遅延時間ｔｗだけ遅れた信号となる。遅延時間ｔｗは、信号ＳＥのスルーレートが緩やかになると増大し、信号ＳＥのスルーレートが急峻になると減少する。
【００８２】
一方、例えば、スルーレート設定部３９によってアクティブにされたトライステートバッファがトライステートバッファＢＦ２ＰとトライステートバッファＢＦ２Ｎであれば、トランジスタＴｒ２Ｐによって信号ＳＥが上昇されることとなる。このとき、トランジスタＴｒ２Ｐのゲート長に対するゲート幅の比率Ｗp2／Ｌp2は、トランジスタＴｒ１Ｐのゲート長に対するゲート幅の比率Ｗp1／Ｌp1よりも大きいので、トランジスタＴｒ２Ｐがコンパレータ３７の入力容量を充放電する電流は増大する。従って信号ＳＥのスルーレートが急峻になる結果、遅延時間ｔｗが減少する。
【００８３】
同様に、ゲート長に対するゲート幅の比率が大きいトランジスタをオンさせるほど信号ＳＥのスルーレートが急峻になり、遅延時間ｔｗを減少させることができる。また、複数のトランジスタをオンさせることによりさらにコンパレータ３７の入力容量を充放電する電流を増大させ、信号ＳＥのスルーレートを急峻にして遅延時間ｔｗを減少させることができるので、スルーレート設定部３９に設定するスルーレートを表すビットデータに応じて、遅延時間ｔｗを調節することができる。
【００８４】
また、送信信号ＳＡの立ち下がり時においても、立ち上がり時と同様にしてスルーレート設定部３９に設定するスルーレートを表すビットデータに応じて、遅延時間ｔｗを調節することができる。
【００８５】
次に、上述のようにして前処理信号ＳＢ１がバッファ３５からパルス信号生成部４ａへ出力され、前処理信号ＳＢ１より遅延時間ｔｗだけ遅延された前処理信号ＳＢ２がバッファ３８からパルス信号生成部４ａへ出力されると、図８に示す無線送信回路７ａと同様に、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間における同相成分が除去され、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間の差分、すなわち遅延時間ｔｗのパルス幅を有するアンテナ駆動信号ＳＣがバンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給される。
【００８６】
この場合、スルーレート設定部３９に設定するビットデータに応じて遅延時間ｔｗを調節することができるので、アンテナ駆動信号ＳＣのパルス幅を調節することができ、よりＵＷＢ通信に適したパルス幅を有する無線信号パルスをアンテナ６から放射させることができる。
【００８７】
また、各トランジスタのゲート長に対するゲート幅の比率が初項ａ、公比２とする等比数列の関係にされているので、ゲート長に対するゲート幅の比率が同一のトランジスタを複数用いる場合に比べて各トランジスタにより合成される出力インピーダンスの自由度を高めることができる結果、遅延時間ｔｗの調節の自由度を向上させ、アンテナ６から放射させるパルス信号の調節の自由度を向上させることができる。
【００８８】
また、図８に示す信号前処理部３ａは、伝送線路Ｂ，Ｃの長さの差によって前処理信号ＳＢ１よりも前処理信号ＳＢ２を遅延させる構成であるためＩＣ（Integrated Circuit）に集積化することが困難である一方、図１８に示す信号前処理部３ｅは、トランジスタを用いて前処理信号ＳＢ１よりも前処理信号ＳＢ２を遅延させるため伝送線路を必要とせず、ＩＣに集積化することが容易である。また、信号前処理部３ｅをＩＣに集積することにより、回路基板上の専有面積を縮小することが容易となる。
【００８９】
なお、送信信号ＳＡを、一組のスルーレート調整部３６及びコンパレータ３７を用いて遅延時間ｔｗだけ遅延させることにより、前処理信号ＳＢ１よりも前処理信号ＳＢ２を遅延時間ｔｗだけ遅延させる例を示したが、例えば図２０に示すように、スルーレート調整部３６及びコンパレータ３７を２組備え、一組のスルーレート調整部３６及びコンパレータ３７によって送信信号ＳＡを例えば遅延時間ｔ遅延させ、もう一組のスルーレート調整部３６及びコンパレータ３７によって送信信号ＳＡを例えば遅延時間ｔ＋ｔｗ遅延させることにより、前処理信号ＳＢ１よりも前処理信号ＳＢ２を遅延時間ｔｗだけ遅延させる構成としても良い。
【００９０】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６の実施の形態に係る無線送信回路について説明する。図２１は、本発明の第６の実施の形態に係る無線送信回路７ｅの構成の一例を示すブロック図である。図２１に示す無線送信回路７ｅと図１８に示す無線送信回路７ｄとでは、スルーレート調整部３６ａの構成が異なる。その他の構成は図１８に示す無線送信回路７ｄと同様であるのでその説明を省略し、以下本実施の形態の特徴的な点について説明する。
【００９１】
スルーレート調整部３６ａは、送信信号ＳＡを信号ＳＥとして受付部に相当するコンパレータ３７のプラス側入力端子へ出力するバッファ４０を備える。また、コンパレータ３７のプラス側入力端子は、トランジスタＴｒ１ＣとコンデンサＣ１との直列回路、トランジスタＴｒ２ＣとコンデンサＣ２との直列回路、トランジスタＴｒ３ＣとコンデンサＣ３との直列回路、及びトランジスタＴｒ４ＣとコンデンサＣ４との直列回路によって、グラウンドに接続されている。
【００９２】
スルーレート設定部３９ａは、設定部及び選択部に相当し、例えばトランジスタＴｒ１Ｃ，Ｔｒ２Ｃ，Ｔｒ３Ｃ，Ｔｒ４Ｃのゲート信号を出力するレジスタを備え、例えばユーザがスイッチを操作したり、外部から制御信号を与えることによって当該レジスタにスルーレートを表すビットデータを設定すると、そのビットデータに応じてトランジスタＴｒ１Ｃ，Ｔｒ２Ｃ，Ｔｒ３Ｃ，Ｔｒ４Ｃがオンされる。
【００９３】
コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の容量は、それぞれＣ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4にされている。そして、例えばＣ1＝ａとすると、初項ａ、公比２とする等比数列、すなわち、Ｃn＝ａ・２n-1＝ａ、２ａ、４ａ、８ａ・・・（ｎは整数）とされている。
【００９４】
次に、上述のように構成された無線送信回路７ｅの動作を、図１９に示す信号波形図を参照しつつ説明する。まず、制御部２から図１８に示す送信信号ＳＡが、バッファ３５を介して信号ＳＥとしてパルス信号生成部４ａへ出力されると共にバッファ４０を介してコンパレータ３７のプラス側入力端子へ出力される。
【００９５】
このとき、スルーレート設定部３９ａによって例えばトランジスタＴｒ１Ｃがオンされていると、コンデンサＣ１の容量Ｃ1がバッファ４０の出力負荷容量となるため、信号ＳＥの立ち上がりは図１９の破線で示す信号ＳＥのように、スルーレートが緩やかにされる。
【００９６】
そして、緩やかに上昇する信号ＳＥの電圧が閾値電圧Ｖ1を超えると、コンパレータ３７によって信号ＳＦがハイレベルでバッファ３８へ出力され、バッファ３８から前処理信号ＳＢ２がパルス信号生成部４ａへ出力される。このとき、前処理信号ＳＢ２は、バッファ３５から出力された前処理信号ＳＢ１よりも、遅延時間ｔｗだけ遅れた信号となる。遅延時間ｔｗは、信号ＳＥのスルーレートが緩やかになると増大し、信号ＳＥのスルーレートが急峻になると減少する。
【００９７】
一方、例えば、スルーレート設定部３９ａによってトランジスタＴｒ２Ｃがオンされていると、コンデンサＣ２の容量Ｃ2がバッファ４０の出力負荷容量となる。このとき、容量Ｃ2は、容量Ｃ1より大きいので、信号ＳＥのスルーレートがより緩やかになる結果、遅延時間ｔｗが増大する。
【００９８】
同様に、容量がより大きいコンデンサに接続されているトランジスタをオンさせるほど信号ＳＥのスルーレートが緩やかになり、遅延時間ｔｗを増大させることができる。また、複数のトランジスタをオンさせることによりさらにバッファ４０の出力負荷容量を増大させ、信号ＳＥのスルーレートを緩やかにして遅延時間ｔｗを増大させることができるので、スルーレート設定部３９ａに設定するスルーレートを表すビットデータに応じて、遅延時間ｔｗを調節することができる。
【００９９】
また、送信信号ＳＡの立ち下がり時においても、立ち上がり時と同様にしてスルーレート設定部３９ａに設定するスルーレートを表すビットデータに応じて、遅延時間ｔｗを調節することができる。
【０１００】
次に、上述のようにして前処理信号ＳＢ１がバッファ３５からパルス信号生成部４ａへ出力され、前処理信号ＳＢ１より遅延時間ｔｗだけ遅延された前処理信号ＳＢ２がバッファ３８からパルス信号生成部４ａへ出力されると、図８に示す無線送信回路７ａと同様に、パルス信号生成部４ａによって前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間における同相成分が除去され、前処理信号ＳＢ１と前処理信号ＳＢ２との間の差分、すなわち遅延時間ｔｗのパルス幅を有するアンテナ駆動信号ＳＣがバンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給される。
【０１０１】
この場合、スルーレート設定部３９ａに設定するビットデータに応じて遅延時間ｔｗを調節することができるので、アンテナ駆動信号ＳＣのパルス幅を調節することができ、よりＵＷＢ通信に適したパルス幅を有する無線信号パルスをアンテナ６から放射させることができる。
【０１０２】
また、図８に示す信号前処理部３ａは、伝送線路Ｂ，Ｃの長さの差によって前処理信号ＳＢ１よりも前処理信号ＳＢ２を遅延させる構成であるため伝送線路Ｂ，ＣをＩＣ（Integrated Circuit）に集積化することが困難である一方、図２１に示すスルーレート調整部３６ａは、トランジスタとコンデンサを用いて前処理信号ＳＢ１よりも前処理信号ＳＢ２を遅延させるため伝送線路を必要とせず、ＩＣに集積化することが容易である。また、スルーレート調整部３６ａをＩＣに集積することにより、回路基板上の専有面積を縮小することが容易となる。
【０１０３】
また、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の容量は、初項ａ、公比２とする等比数列の関係にされているので、各コンデンサの容量が同一である場合に比べてバッファ４０の出力負荷容量の自由度を高めることができる結果、遅延時間ｔｗの調節の自由度を向上させ、アンテナ６から放射させるパルス信号の調節の自由度を向上させることができる。
【０１０４】
例えば、スルーレート調整部３６ａにおいて、トランジスタＴｒ４ＣとコンデンサＣ４とを備えず、コンデンサＣ１の容量Ｃ1を１００ｐＦ、コンデンサＣ２の容量Ｃ2を２００ｐＦ、コンデンサＣ３の容量Ｃ3を４００ｐＦとすると、バッファ４０の出力負荷容量を１００ｐＦ〜７００ｐＦまで１００ｐＦ刻みで設定することが可能となる。一方、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の容量が全て１００ｐＦの場合には、バッファ４０の出力負荷容量は、１００ｐＦ、２００ｐＦ，３００ｐＦの３通りしか設定することができない。
【０１０５】
なお、図２２に示すように、信号前処理部３とパルス信号生成部４との直列回路を２組並列に接続する構成としても良い。この場合、各パルス信号生成部４から出力されたアンテナ駆動信号ＳＣが重畳された後、バンドパスフィルタ５を介してアンテナ６へ供給されるので、アンテナ駆動信号ＳＣにおける信号パルスのエネルギーを２倍にすることができる結果、アンテナ６から放射されるパルス信号のエネルギーを２倍に増幅することができる。
【０１０６】
また、本発明に係る無線送信回路をＵＷＢ通信に用いる例を示したが、ＵＷＢ通信に限らず、パルスを用いて通信を行う無線通信方式であれば、本発明に係る無線送信回路を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線送信回路を用いた無線送信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す送信信号ＳＡの一例を示す波形図である。
【図３】第１の実施形態に係る信号前処理部とパルス信号生成部との構成の一例を示す回路図である。
【図４】図３に示す伝送線路の断面の一例を示す断面図である。
【図５】図１に示すバンドパスフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図６】図３に示す無線送信回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図７】バラントランスとアンテナの一例を示す回路図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る無線送信回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図８に示す伝送線路の一例を説明する説明図である。
【図１０】図８に示す無線送信回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図１１】図８に示す無線送信回路の変形例を示すブロック図である。
【図１２】伝送線路の一例を説明する説明図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る無線送信回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示す無線送信回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図１５】（ａ）はガウシアンパルスの波形図、（ｂ）はガウシアンパルスのエネルギー分布を説明する説明図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態に係る無線送信回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】図１６に示す無線送信回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態に係る無線送信回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図１９】図１８に示す無線送信回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図２０】図１８に示す無線送信回路の変形例を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第６の実施の形態に係る無線送信回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図２２】図１に示す無線送信装置の変形例を示すブロック図である。
【図２３】背景技術に係る無線送信回路を示す回路図である。
【図２４】背景技術に係る無線送信回路の動作を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１    無線送信装置
２    制御部
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ  信号前処理部
４，４ａ  パルス信号生成部
５    バンドパスフィルタ
６    アンテナ
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ  無線送信回路
３１  バッファ
３２  誘電体基板
３３，３４，３５，３８，４０  バッファ
３６，３６ａ  スルーレート調整部
３７  コンパレータ
３９，３９ａ  スルーレート設定部
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ  伝送線路
ＢＦ１Ｎ，ＢＦ２Ｎ，ＢＦ３Ｎ，ＢＦ４Ｎ    トライステートバッファ
ＢＦ１Ｐ，ＢＦ２Ｐ，ＢＦ３Ｐ，ＢＦ４Ｐ    トライステートバッファ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  コンデンサ
ＳＡ  送信信号
ＳＢ，ＳＢ１，ＳＢ２  前処理信号
ＳＣ  アンテナ駆動信号
Ｔ１  バラントランス
Ｔｒ１Ｃ，Ｔｒ２Ｃ，Ｔｒ３Ｃ，Ｔｒ４Ｃ    トランジスタ
Ｔｒ１Ｎ，Ｔｒ２Ｎ，Ｔｒ３Ｎ，Ｔｒ４Ｎ    トランジスタ
Ｔｒ１Ｐ，Ｔｒ２Ｐ，Ｔｒ３Ｐ，Ｔｒ４Ｐ    トランジスタ
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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