(57)【要約】【課題】  パルスを用いて通信を行う無線通信において、アンテナを駆動するための消費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】  オンされることによりコンデンサＣ１を介してアンテナＡＮ１に接続された差動出力変換素子Ｌ１に過渡電流を供給するトランジスタＰ１と、オンされることによりトランジスタＰ１差動出力変換素子Ｌ１にに供給される過渡電流をバイパスするトランジスタＮ１と、送信信号ＳＤに応じてアンテナＡＮ１から正極性のパルスを放射させるべくトランジスタＰ１をオンさせ、通信に用いるパルスの時間幅に応じた遅延時間だけ遅延させてトランジスタＮ１をオンさせる遅延回路３とを備えた。【選択図】      図１
2005311861.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電流を流す無線送信回路であって、
オンされることにより第１のコンデンサを介して前記アンテナに過渡電流を供給する第１のスイッチング素子と、
オンされることにより前記第１のコンデンサから前記アンテナに供給される過渡電流をバイパスする第２のスイッチング素子と、
前記送信信号に応じて前記アンテナから正極性のパルスを放射させるべく前記第１のスイッチング素子をオンさせ、前記パルスの時間幅に応じた第１の遅延時間だけ遅延させて前記第２のスイッチング素子をオンさせる制御部とを備えたことを特徴とする無線送信回路。
【請求項２】
前記第２のスイッチング素子は、ＭＯＳトランジスタであり、
前記ＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン間電圧を上昇させる電圧印加回路をさらに備え、
前記ＭＯＳトランジスタは、ソース−ドレイン間電流によって前記過渡電流をバイパスするものであることを特徴とする請求項１記載の無線送信回路。
【請求項３】
オンされることにより前記第１のコンデンサを放電させる第３のスイッチング素子をさらに備え、
前記制御部は、前記第１のスイッチング素子をオフさせた後に前記第３のスイッチング素子をオンさせるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の無線送信回路。
【請求項４】
前記第１のスイッチング素子は、所定のアンテナ駆動用電圧を供給する電源部と前記第１のコンデンサとの間に介設され、
前記制御部は、前記送信信号に応じて前記アンテナ駆動用電圧を変化させるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無線送信回路。
【請求項５】
前記第２のスイッチング素子は、オンされることにより前記第１のコンデンサから前記アンテナに供給される過渡電流をバイパスすると共に前記アンテナに前記過渡電流とは逆方向の電流を供給するものであり、
オンされることにより第２のコンデンサを介して前記アンテナに前記過渡電流と同一方向の過渡電流を供給する第４のスイッチング素子をさらに備え、
前記制御部は、前記送信信号に応じて前記第１のスイッチング素子をオンさせ、前記第１の遅延時間だけ遅延させて前記第２のスイッチング素子をオンさせ、さらに前記パルスの時間幅に応じた第２の遅延時間だけ遅延させて前記第４のスイッチング素子をオンさせるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の無線送信回路。
【請求項６】
前記制御部は、ゲート遅延を用いて前記遅延時間を生成するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線送信回路。
【請求項７】
オンされることにより第３のコンデンサを介して前記アンテナに前記過渡電流とは逆方向の過渡電流を供給する第５のスイッチング素子と、
オンされることにより前記第３のコンデンサから前記アンテナに供給される過渡電流をバイパスする第６のスイッチング素子とを備え、
前記制御部は、前記送信信号に応じて前記アンテナから負極性のパルスを放射させるべく前記第５のスイッチング素子をオンさせ、前記第１の遅延時間だけ遅延させて前記第６のスイッチング素子をオンさせることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに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】
図１６は、背景技術に係るＵＷＢ通信に用いられる無線送信回路を示す回路図である。図１６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。
【０００４】
図１７は、図１６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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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】特開２００２−３３５１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、ＬＣＲアンテナ１０５を駆動するための消費電流が増大するという不都合があった。特に、電池によって動作する無線送信回路においては、消費電流の増大は電池寿命の低下を招くため、影響が顕著である。
【０００９】
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、アンテナを駆動するための消費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】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明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電流を流す無線送信回路であって、オンされることにより第１のコンデンサを介して前記アンテナに過渡電流を供給する第１のスイッチング素子と、オンされることにより前記第１のコンデンサから前記アンテナに供給される過渡電流をバイパスする第２のスイッチング素子と、前記送信信号に応じて前記アンテナから正極性のパルスを放射させるべく前記第１のスイッチング素子をオンさせ、前記パルスの時間幅に応じた第１の遅延時間だけ遅延させて前記第２のスイッチング素子をオンさせる制御部とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、上述の無線送信回路は、前記第２のスイッチング素子は、ＭＯＳトランジスタであり、前記ＭＯＳトランジスタのソース−ドレイン間電圧を上昇させる電圧印加回路をさらに備え、前記ＭＯＳトランジスタは、ソース−ドレイン間電流によって前記過渡電流をバイパスするものであることを特徴としている。
【００１２】
そして、上述の無線送信回路は、オンされることにより前記第１のコンデンサを放電させる第３のスイッチング素子をさらに備え、前記制御部は、前記第１のスイッチング素子をオフさせた後に前記第３のスイッチング素子をオンさせるものであることを特徴としている。
【００１３】
さらに、上述の無線送信回路は、前記第１のスイッチング素子は、所定のアンテナ駆動用電圧を供給する電源部と前記第１のコンデンサとの間に介設され、前記制御部は、前記送信信号に応じて前記アンテナ駆動用電圧を変化させるものであることを特徴としている。
【００１４】
また、上述の無線送信回路は、前記第２のスイッチング素子は、オンされることにより前記第１のコンデンサから前記アンテナに供給される過渡電流をバイパスすると共に前記アンテナに前記過渡電流とは逆方向の電流を供給するものであり、オンされることにより第２のコンデンサを介して前記アンテナに前記過渡電流と同一方向の過渡電流を供給する第４のスイッチング素子をさらに備え、前記制御部は、前記送信信号に応じて前記第１のスイッチング素子をオンさせ、前記第１の遅延時間だけ遅延させて前記第２のスイッチング素子をオンさせ、さらに前記パルスの時間幅に応じた第２の遅延時間だけ遅延させて前記第４のスイッチング素子をオンさせるものであることを特徴としている。
【００１５】
そして、上述の無線送信回路は、前記制御部は、ゲート遅延を用いて前記遅延時間を生成するものであることを特徴としている。
【００１６】
さらに、上述の無線送信回路は、オンされることにより第３のコンデンサを介して前記アンテナに前記過渡電流とは逆方向の過渡電流を供給する第５のスイッチング素子と、オンされることにより前記第３のコンデンサから前記アンテナに供給される過渡電流をバイパスする第６のスイッチング素子とを備え、前記制御部は、前記送信信号に応じて前記アンテナから負極性のパルスを放射させるべく前記第５のスイッチング素子をオンさせ、前記第１の遅延時間だけ遅延させて前記第６のスイッチング素子をオンさせることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
このような構成の無線送信回路では、送信信号に応じてアンテナに過渡電流が供給され、通信に用いるパルスの時間幅に応じた遅延時間だけ遅れてアンテナに供給される過渡電流がバイパスされることによりアンテナから正極性のパルスを放射させることができるので、過渡電流によりアンテナを駆動することができ、アンテナを駆動するための消費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】
【００１８】
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。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の.第１の実施形態に係る無線送信回路の構成の一例を示す回路図である。図１に示す無線送信回路１において、第１のスイッチング素子に相当するＰＭＯＳトランジスタＰ１の、ソースにアンテナ駆動用電圧ＶＤＤ1が供給され、ドレインが抵抗Ｒ１を介してグラウンドに接続されている。トランジスタＰ１のドレインと抵抗Ｒ１との接続点（Ａ点）は、第１のコンデンサに相当するコンデンサＣ１と、例えばトランスからなる差動出力変換素子Ｌ１の一次側とを介してグラウンドに接続され、差動出力変換素子Ｌ１の二次側にはアンテナＡＮ１が接続されている。アンテナＡＮ１としては、例えばループアンテナが用いられる。また、第２のスイッチング素子に相当するＮＭＯＳトランジスタＮ１の、ドレインがコンデンサＣ１と差動出力変換素子Ｌ１との接続点（Ｂ点）に接続され、ソースがグラウンドに接続されている。
【００２０】
さらに、アンテナＡＮ１を用いて送信しようとする送信信号ＳＤを反転してトランジスタＰ１のゲートへ出力するインバータ２と、インバータ２から出力された信号を、ＵＷＢ通信に用いられるパルス信号の時間幅ｔw、例えば３００ｐｓｅｃ〜５００ｐｓｅｃの１／２だけ遅延させてトランジスタＮ１のゲートへ出力する遅延回路３とを備える。遅延回路３は、例えばインバータ４，５，６を直列に接続して構成されたもので、制御部に相当し、インバータ４，５，６のゲート遅延によりトランジスタＮ１のゲート信号を遅延させるようにされている。
【００２１】
なお、例えば先端を短絡した伝送線路を利用したループアンテナなどでは、差動出力変換素子Ｌ１を備えず、アンテナＡＮ１が直接コンデンサＣ１とトランジスタＮ１との接続点（Ｂ点）と、グラウンドとの間に介設される構成であってもよい。
【００２２】
次に、上述のように構成された無線送信回路１の動作を説明する。図２は、インバータ２及び遅延回路３の動作を示すタイミングチャートである。まず、送信信号ＳＤがハイレベルに変化すると、インバータ２によってトランジスタＰ１のゲート信号Ｇ１がローレベルにされ、トランジスタＰ１がオンする（タイミングＴ１）。また、ゲート信号Ｇ１は、さらにインバータ４，５，６によって３回反転されると共に例えば１／２ｔwにされた遅延時間ｄだけ遅延され、トランジスタＮ１のゲート信号Ｇ４としてトランジスタＮ１のゲートへ出力され、トランジスタＮ１がトランジスタＰ１よりも時間ｄだけ遅れてオンする（タイミングＴ２）。
【００２３】
図３は、トランジスタＰ１及びＮ１のオン、オフタイミングと、アンテナＡＮ１を流れる電流Ｉantのタイミングとを示したタイミングチャートである。まず、タイミングＴ１において、トランジスタＰ１，Ｎ１が共にオフしている状態でトランジスタＰ１がオンされると、トランジスタＰ１によりＡ点に向かって電流が流し込まれ、コンデンサＣ１の充電が開始される。そうすると、コンデンサＣ１の充電に伴いＢ点の電位が上昇し、差動出力変換素子Ｌ１の一次側へと過渡電流が供給され、差動出力変換素子Ｌ１の一次側電流＋ＩＢが流れる。この電流＋ＩＢに応じて差動出力変換素子Ｌ１の二次側からアンテナＡＮ１にアンテナ電流Ｉantが供給される。
【００２４】
次に、タイミングＴ２において、トランジスタＮ１がトランジスタＰ１よりも時間ｄだけ遅れてオンすると、コンデンサＣ１から差動出力変換素子Ｌ１へ供給される過渡電流がグラウンドへバイパスされ、Ｂ点の電位は下降し、差動出力変換素子Ｌ１の一次側電流＋ＩＢは流れなくなる。これに従いアンテナＡＮ１のアンテナ電流Ｉantも流れなくなる。
【００２５】
以上のように、アンテナＡＮ１に短パルス状にアンテナ電流Ｉantを流すことができるので、アンテナＡＮ１からＵＷＢ通信に用いられるパルス状の無線信号を放射させることができる。また、ＵＷＢ通信に用いられるパルス信号の時間幅に応じた時間だけ、短パルス状にアンテナ電流Ｉantを流すことができるので、アンテナＡＮ１を駆動するための消費電流を低減することができる。
【００２６】
また、遅延回路３は、インバータ４，５，６のゲート遅延時間によりトランジスタＮ１のゲート信号を遅延させるように構成されているので、簡素な回路を用いて、トランジスタＮ１をＵＷＢ通信に用いられるパルス信号の時間幅に応じたタイミングでオン、オフさせることができる。
【００２７】
次に、送信信号ＳＤがローレベルに変化すると、トランジスタＰ１がオフし、コンデンサＣ１に充電されている電荷が抵抗Ｒ１によって放電される。これにより、新たに送信信号ＳＤがハイレベルに変化した場合、再びトランジスタＰ１によってコンデンサＣ１が充電され、上記と同様にしてアンテナＡＮ１に短パルス状にアンテナ電流Ｉantを流すことができる。
【００２８】
なお、図１に示す無線送信回路１では、トランジスタＰ１がオンしている間、抵抗Ｒ１を介して直流電流が流れ、消費電流が増大する。そこで、例えば図４に示す無線送信回路１ａのように、抵抗Ｒ１を備えず、トランジスタＰ１のドレインを、第３のスイッチング素子に相当するＮＭＯＳトランジスタＮ３を介してグラウンドに接続し、トランジスタＮ３のゲートに、トランジスタＰ１のゲート信号を例えば直列に二つ接続されたインバータで遅延させた信号を供給してトランジスタＰ１とトランジスタＮ３とを交互にオン、オフさせることにより、トランジスタＰ１をオフさせた後にトランジスタＮ３をオンさせてコンデンサＣ１に充電されている電荷を放電させる構成としてもよい。
【００２９】
これにより、トランジスタＰ１とトランジスタＮ３とが同時にオンしないようにされ、抵抗Ｒ１による電流の消費がなくなり、低消費電流化を図ることができる。
【００３０】
なお、トランジスタＮ３は、トランジスタＰ１をオフさせた後に例えばコンデンサＣ１を放電させるために必要な時間だけオンすればよく、トランジスタＰ１とトランジスタＮ３とを交互にオン、オフさせる構成に限定されない。
【００３１】
また、図４に示す無線送信回路１ａのように、差動出力変換素子Ｌ１の一次側とグラウンドとの間に、電圧印加回路に相当する電源Ｖ１を介設してトランジスタＮ１のソース−ドレイン間電圧Ｖdsを上昇させてもよい。電源Ｖ１の出力電圧Ｖ1は、例えばアンテナ駆動用電圧ＶＤＤ1の１０％程度、例えばアンテナ駆動用電圧ＶＤＤ1が３Ｖの場合に電圧Ｖ1は０．３Ｖとしてもよい。
【００３２】
図５は、電源Ｖ１の有無による電流ＩＢの変化を説明するための図である。図５（ａ）は、無線送信回路１ａにおいて、トランジスタＰ１がオンした後、トランジスタＮ１をオンさせない場合における電流ＩＢの波形を示す図である。トランジスタＰ１がオンすると、コンデンサＣ１を経由して差動出力変換素子Ｌ１の一次側に電流ＩＢが流れ、電流ＩＢのパルス幅はｔ１となる。コンデンサＣ１には直流電流は流れないため、電圧Ｖ1が固定電圧であれば、電流ＩＢは電圧Ｖ1に依存しない。
【００３３】
図５（ｂ）は、トランジスタＰ１がオンした後、トランジスタＮ１をオンさせた場合における電流ＩＢの波形を示す図である。まず、電圧Ｖ1＝０、すなわち電源Ｖ１を設けない無線送信回路１の構成でトランジスタＰ１をオンさせた後トランジスタＮ１をオンさせると、トランジスタＮ１が電流ＩＢをバイパスさせるため、図５（ａ）のトランジスタＮ１をオンさせない場合と比較して電流ＩＢのパルス幅は短くなり、ｔ２となる。
【００３４】
次に、図５（ｂ）において、電圧Ｖ1＞０、すなわち電源Ｖ１を設けた無線送信回路１ａの構成でトランジスタＰ１をオンさせた後トランジスタＮ１をオンさせると、電圧Ｖ1が差動出力変換素子Ｌ１を介してトランジスタＮ１のドレインに印加され、トランジスタＮ１のソース−ドレイン間電圧Ｖdsが上昇し、トランジスタＮ１が引き抜く電流Ｉdsが増大するため、電圧Ｖ1＝０の場合と比較して電流ＩＢのパルス幅は短くなり、ｔ３となる。従って、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３の関係となる。
【００３５】
この場合、トランジスタＮ１は、図６（ａ）に示すようなＭＯＳトランジスタであるので、図６（ｂ）に示すように、ソース−ドレイン間電圧Ｖdsが上昇するとソース−ドレイン間電流Ｉdsが増大する。従って、電源Ｖ１を設けてソース−ドレイン間電圧Ｖdsを上昇させることによりトランジスタＮ１が引き抜く電流Ｉdsを増大させ、電流ＩＢのパルス幅を短縮し、アンテナ電流Ｉantのパルス幅を短縮することにより、アンテナＡＮ１から放射されるパルス信号幅を短縮することができる。
【００３６】
これにより、アンテナＡＮ１から放射されるパルス信号幅をＵＷＢ通信で用いられるパルス信号の時間幅に適合させることが容易となり、あるいはＵＷＢ通信で用いる周波数帯域としてより高周波の帯域を用いることができる。
【００３７】
（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７は、本発明の第２の実施の形態に係る無線送信回路１ｂの構成の一例を示す回路図である。図７に示す無線送信回路１ｂと図１に示す無線送信回路１とでは、下記の点で異なる。すなわち、図７に示す無線送信回路１ｂは、アンテナＡＮ１から正極性、及び負極性の短パルス信号を放射することができるようにしたもので、図１に示す無線送信回路１に加えてさらに、第５のスイッチング素子に相当するＰＭＯＳトランジスタＰ２の、ソースにアンテナ駆動用電圧ＶＤＤ2が供給され、ドレインが抵抗Ｒ２を介してグラウンドに接続されている。
【００３８】
トランジスタＰ２のドレインと抵抗Ｒ２との接続点（Ｃ点）は、第３のコンデンサに相当するコンデンサＣ２と、差動出力変換素子Ｌ１の一次側とを介してトランジスタＮ１のドレインに接続されている。また、第６のスイッチング素子に相当するＮＭＯＳトランジスタＮ２の、ドレインがコンデンサＣ２と差動出力変換素子Ｌ１との接続点（Ｄ点）に接続され、ソースがグラウンドに接続されている。
【００３９】
そして、図１に示す無線送信回路１におけるインバータ２及び遅延回路３の代わりに、制御部７を備える。制御部７は、例えば論理回路を用いて構成されており、送信信号ＳＤに応じてトランジスタＰ１，Ｐ２，Ｎ１，Ｎ２のゲート信号を出力し、トランジスタＰ１，Ｐ２，Ｎ１，Ｎ２のオン、オフ動作を制御する。
【００４０】
その他の構成は図１に示す無線送信回路１と同様であるのでその説明を省略し、以下図７に示す無線送信回路１ｂの動作について説明する。図８は、無線送信回路１ｂの動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。まず、送信信号ＳＤがハイレベルに変化したことが制御部７によって受け付けられると、制御部７によって、トランジスタＮ２がオンされ、トランジスタＰ１がオンされ、さらに遅延時間ｄだけ遅れてトランジスタＮ１がオンされる。これにより、図１に示す無線送信回路１と同様にして、アンテナＡＮ１に、正方向のアンテナ電流Ｉantが、パルス状に流され、アンテナＡＮ１から正極性の短パルス信号が放射される。
【００４１】
次に、制御部７によって、トランジスタＮ２，Ｐ１，Ｎ１がオフされる。そして、制御部７によって、トランジスタＮ１がオンされ、トランジスタＰ２がオンされる。そうすると、トランジスタＰ２によりＣ点に向かって電流が流し込まれ、コンデンサＣ２の充電が開始され、コンデンサＣ２の充電に伴いＤ点の電位が上昇する。そうすると、オンされたトランジスタＮ１を介してＢ点がグラウンドに接続されているので、コンデンサＣ２から差動出力変換素子Ｌ１の一次側へと過渡電流が供給され、差動出力変換素子Ｌ１の一次側電流として逆方向の電流−ＩＢが流れる。この電流−ＩＢに応じて差動出力変換素子Ｌ１の二次側からアンテナＡＮ１のアンテナ電流Ｉantとして逆方向の電流が供給される。
【００４２】
次に、制御部７によって、トランジスタＮ２がトランジスタＰ２よりも遅延時間ｄだけ遅れてオンされると、コンデンサＣ２から差動出力変換素子Ｌ１へ供給される逆方向の過渡電流がグラウンドへバイパスされ、Ｄ点の電位は下降し、差動出力変換素子Ｌ１の一次側電流−ＩＢは流れなくなる。これに従いアンテナＡＮ１のアンテナ電流Ｉantも流れなくなる。
【００４３】
以上のように、差動出力変換素子Ｌ１の両側に、パルス状の過渡電流を供給するアンテナ駆動回路を設けたので、アンテナＡＮ１に、正、負方向のアンテナ電流Ｉantをパルス状に流し、アンテナＡＮ１から正極性、及び負極性の短パルス信号を放射させることができる。
【００４４】
なお、制御部７は、図４に示す無線送信回路１ａにおける遅延回路３と同様に、ゲート遅延により遅延時間ｄを生成してもよい。これにより、簡素な回路を用いて、トランジスタＮ１及びＮ２をＵＷＢ通信に用いられるパルス信号の時間幅に応じたタイミングでオン、オフさせることができる。
【００４５】
また、図４に示す無線送信回路１ａと同様に、抵抗Ｒ１，Ｒ２の代わりにトランジスタを用いてコンデンサＣ１，Ｃ２を放電させるようにしてもよい。これにより、抵抗Ｒ１，Ｒ２による電流の消費がなくなり、低消費電流化を図ることができる。
【００４６】
（第３の実施形態）
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９は、本発明の第３の実施の形態に係る無線送信回路１ｃの構成の一例を示す回路図である。図９に示す無線送信回路１ｃと図７に示す無線送信回路１ｂとでは、下記の点で異なる。すなわち、図９に示す無線送信回路１ｃは、図７に示す無線送信回路１ｂにおいてアンテナＡＮ１から放射されるパルス信号幅を短縮することができるようにしたもので、トランジスタＮ１のドレイン（Ｂ点）が、差動出力変換素子Ｌ１の一次側、スイッチＳＷ１、及び電源Ｖ１を介してグラウンドに接続され、トランジスタＮ２のドレイン（Ｄ点）が、差動出力変換素子Ｌ１の一次側、スイッチＳＷ２、及び電源Ｖ２を介してグラウンドに接続されている。
【００４７】
これにより、スイッチＳＷ１及びＳＷ２がオンされると、電源Ｖ１及びＶ２によってそれぞれトランジスタＮ１及びＮ２のソース−ドレイン間電圧が上昇されるようにされている。電源Ｖ１，Ｖ２の電圧Ｖ1，Ｖ2は、それぞれ例えばアンテナ駆動用電圧ＶＤＤ1，ＶＤＤ2が３Ｖの場合に電圧Ｖ1，Ｖ2は０．３Ｖとしてもよい。
【００４８】
その他の構成は図７に示す無線送信回路１ｂと同様であるのでその説明を省略し、以下図９に示す無線送信回路１ｃの動作について説明する。図１０は、無線送信回路１ｃの動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。まず、送信信号ＳＤがハイレベルに変化したことが制御部７ａによって受け付けられると、制御部７ａによって、スイッチＳＷ１がオンされ、トランジスタＮ１のドレイン電圧が上昇される。次に、トランジスタＰ１がオンされ、さらに遅延時間ｄだけ遅れてトランジスタＮ１がオンされる。これにより、図７に示す無線送信回路１ｂと同様にして、アンテナＡＮ１に正方向のアンテナ電流Ｉantがパルス状に流され、アンテナＡＮ１から正極性の短パルス信号が放射される。
【００４９】
この場合、トランジスタＮ１のドレイン電圧が上昇されることによりソース−ドレイン間電圧Ｖdsが上昇されているので、上述と同様にしてトランジスタＮ１のソース−ドレイン間電流Ｉdsが増大し、トランジスタＮ１が引き抜く電流Ｉdsが増大し、電流＋ＩＢのパルス幅が短縮され、アンテナ電流Ｉantのパルス幅が短縮される結果、アンテナＡＮ１から放射される正極性のパルス信号幅を短縮することができる。
【００５０】
次に、制御部７ａによって、スイッチＳＷ１、トランジスタＰ１，Ｎ１がオフされる。そして、制御部７ａによって、スイッチＳＷ２がオンされ、トランジスタＮ２のドレイン電圧が上昇される。次に、トランジスタＰ２がオンされ、さらに遅延時間ｄだけ遅れてトランジスタＮ２がオンされる。これにより、図７に示す無線送信回路１ｂと同様にして、アンテナＡＮ１に逆方向のアンテナ電流Ｉantがパルス状に流され、アンテナＡＮ１から負極性の短パルス信号が放射される。
【００５１】
この場合、トランジスタＮ２のドレイン電圧が上昇されることによりソース−ドレイン間電圧Ｖdsが上昇されているので、上述と同様にしてトランジスタＮ２のソース−ドレイン間電流Ｉdsが増大し、トランジスタＮ２が引き抜く電流Ｉdsが増大し、電流−ＩＢのパルス幅が短縮され、アンテナ電流Ｉantのパルス幅が短縮される結果、アンテナＡＮ１から放射される負極性のパルス信号幅を短縮することができる。これにより、アンテナＡＮ１から放射される正極性及び負極性のパルス信号幅をＵＷＢ通信で用いられるパルス信号の時間幅に適合させることが容易となり、あるいはＵＷＢ通信で用いる周波数帯域としてより高周波の帯域を用いることができる。
【００５２】
なお、図１１に示す無線送信回路１ｄのように、トランジスタＮ２のソースの接続先をスイッチＳＷ１によってグラウンド及び電源Ｖ１のいずれかに切替可能にし、トランジスタＮ１のドレインの接続先をスイッチＳＷ２によってグラウンド及び電源Ｖ２のいずれかに切替可能にした構成としてもよい。この場合、図１０に示すタイミングチャートでスイッチＳＷ１，ＳＷ２において括弧書きで示すように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンする代わりにそれぞれ電源Ｖ１，Ｖ２側に切り替え、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフする代わりにグラウンド側に切り替えることにより、図９に示す無線送信回路１ｃと同様の動作をさせることができる。
【００５３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る無線送信回路について説明する。第４の実施の形態に係る無線送信回路は、図７に示す無線送信回路１ｂにおいて、制御部７は、送信信号ＳＤに応じて、アンテナ駆動用電圧ＶＤＤ1，ＶＤＤ2の電圧値を例えばスイッチで切り替えることにより変化させ、アンテナＡＮ１から放射されるパルス信号を振幅変調するようにしたものである。
【００５４】
その他の構成は図７に示す無線送信回路１ｂと同様であるのでその説明を省略し、以下、本実施の形態に係る無線送信回路の動作を説明する。図１２（ａ）は、図７に示す無線送信回路１ｂにおいて、送信信号ＳＤにおける論理値に応じてアンテナＡＮ１に流されるアンテナ電流Ｉantの波形の一例を示す図である。図１２（ａ）において、論理値「０」、「１」に応じてそれぞれ正、負方向のアンテナ電流ＩantがアンテナＡＮ１にパルス状に流され、アンテナＡＮ１からそれぞれ正極性、負極性のパルス信号が放射される例を示している。
【００５５】
一方、図１２（ｂ）は、本実施の形態に係る無線送信回路において、送信信号ＳＤにおける論理値に応じてアンテナＡＮ１に流されるアンテナ電流Ｉantの波形の一例を示す図である。第４の実施形態に係る無線送信回路においては、制御部７によって、送信信号ＳＤにおける２ビット毎のビットパターンに応じてアンテナ電流Ｉantが制御される。
【００５６】
すなわち、図１２（ｂ）において、ビットパターン「００」、「０１」に対しては、無線送信回路１ｂの場合と同様に、「００」、「０１」に応じてそれぞれ正、負方向のアンテナ電流ＩantがアンテナＡＮ１にパルス状に流され、アンテナＡＮ１からそれぞれ正極性、負極性のパルス信号が放射される。さらに、ビットパターン「１０」、「１１」に対しては、制御部７によってアンテナ駆動用電圧ＶＤＤ1，ＶＤＤ2の電圧値が上昇された状態で「１０」、「１１」に応じてそれぞれ正、負方向のアンテナ電流ＩantがアンテナＡＮ１にパルス状に流され、アンテナ電流Ｉantの電流値が増大される。これにより、ビットパターン「００」、「０１」に対応するパルス信号の振幅よりもビットパターン「１０」、「１１」に対応してアンテナＡＮ１から放射されるパルス信号の振幅が増大されるので、アンテナＡＮ１から放射されるパルス信号を振幅変調することができる。これにより、同じパルス数で２倍の情報量を表すことができ、送信速度を向上させることができる。
【００５７】
（第５の実施形態）
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１３は、本発明の第５の実施の形態に係る無線送信回路１ｅの構成の一例を示す回路図である。図１３に示す無線送信回路１ｅと図４に示す無線送信回路１ａ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１ｅは、アンテナＡＮ１からパルス信号としてガウシアンパルスを放射させるようにしたもので、ソースにアンテナ駆動用電圧ＶＤＤ1が供給された第４のスイッチング素子に相当するＰＭＯＳトランジスタＰ３をさらに備え、トランジスタＰ３のドレインが第２のコンデンサに相当するコンデンサＣ３を介して差動出力変換素子Ｌ１に接続されている。
【００５８】
また、トランジスタＮ３のドレイン電圧、すなわちトランジスタＰ１のドレイン電圧（Ａ点の電圧）が、例えば差動増幅器を用いて構成される帰還回路８によってトランジスタＮ３のゲート電圧にフィードバックされ、トランジスタＰ１のドレイン電圧（Ａ点の電圧）が電圧ＶＤＤ1よりも低い電圧Ｖ３、例えば電圧電圧ＶＤＤ1の１／２である１．５Ｖで一定にされる。そして、インバータ２及び遅延回路３の代わりに、トランジスタＰ１，Ｐ３，Ｎ１のオン、オフを制御する制御部７ｃが設けられている。
【００５９】
その他の構成は図４に示す無線送信回路１ａ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１ｅの動作を説明する。図１４（ａ）は、無線送信回路１ｅの動作を説明するための図である。まず、制御部７ｃによって、トランジスタＰ１がオンされ（タイミングＴ１）、コンデンサＣ１への充電が開始されると共に差動出力変換素子Ｌ１に電流＋ＩＢが流れ、アンテナＡＮ１にアンテナ電流Ｉantが流れる。
【００６０】
次に、制御部７ｃによって、例えばアンテナＡＮ１から放射しようとするガウシアンパルスのパルス幅がｔｗである場合にタイミングＴ１から例えば１／４ｔwだけ遅延してトランジスタＮ１がオンされ、電流＋ＩＢがバイパスされ、アンテナ電流Ｉantが減少すると共にＢ点の電圧が低下する（タイミングＴ２）。そして、Ｂ点の電圧が電圧Ｖ1を下回ると、電源Ｖ１から差動出力変換素子Ｌ１に逆方向の電流が流れ、アンテナＡＮ１に負のアンテナ電流Ｉantが流れる。
【００６１】
次に、制御部７ｃによって、タイミングＴ２から例えば１／４ｔwだけ遅延してトランジスタＰ３がオンされ（タイミングＴ３）、コンデンサＣ３への充電が開始されると共に差動出力変換素子Ｌ１に流れる逆方向電流が減少し、アンテナＡＮ１に流れるアンテナ電流Ｉantがゼロに戻る。このようにして図１４（ａ）に示すガウシアンパルスをアンテナから放射することができる。
【００６２】
図１４（ｂ）は、図４に示す無線送信回路１ａにおいてアンテナＡＮ１から放射されるインパルス状の信号パルスの特性と、図１４（ａ）に示す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１４（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。
【００６３】
なお、図１５に示すように、図９に示す無線送信回路１ｃに、図１３に示す無線送信回路１ｅと同様のトランジスタＰ３，Ｐ４と、コンデンサＣ３，Ｃ４と、帰還回路８，９とを備える構成としてもよい。これにより、アンテナＡＮ１から正負の極性のガウシアンパルスを放射させることができる。
【００６４】
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】
【００６５】
【図１】本発明の.第１の実施形態に係る無線送信回路の構成の一例を示す回路図である。
【図２】図１に示すインバータ及び遅延回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】図１に示す無線送信回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の.第１の実施形態に係る無線送信回路の構成の他の一例を示す回路図である。
【図５】図４に示す無線送信回路の動作を説明するための説明図である。
【図６】図４に示す無線送信回路の動作を説明するための説明図である。
【図７】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回路図である。
【図８】図７に示す無線送信回路の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】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回路図である。
【図１０】図９に示す無線送信回路の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】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他の一例を示す回路図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る無線送信回路の動作を説明するための図である。
【図１３】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回路図である。
【図１４】図１３に示す無線送信回路の動作を説明するための図である。
【図１５】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他の一例を示す回路図である。
【図１６】背景技術に係るＵＷＢ通信に用いられる無線送信回路を示す回路図である。
【図１７】図１６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。
【符号の説明】
【００６６】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ  無線送信回路
２    インバータ
３    遅延回路
４，５，６  インバータ
７，７ａ，７ｂ，７ｃ  制御部
８，９      帰還回路
ＡＮ１      アンテナ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  コンデンサ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４  トランジスタ
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３  トランジスタ
Ｒ１，Ｒ２  抵抗
ＳＤ  送信信号
ＳＷ１，ＳＷ２    スイッチ
Ｖ１，Ｖ２  電源
【図１】
2005311861.tif 000003
【図２】
2005311861.tif 000004
【図３】
2005311861.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005311861.tif 000007
【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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