(57)【要約】【課題】主としてマイクロ波、ミリ波を用いたパルス無線通信装置に用いるパルス発生回路において、安定したパルス発生特性を有し、量産性に優れたパルス発生回路を小型かつ安価に提供することを目的とする【解決手段】アナログ波形発生回路１０１からのアナログ波形信号は分配回路１０３にて分配され、波形変換回路１０４ａ、１０４ｂに入力される。アナログ波形信号は波形変換回路１０４ａ、１０４ｂにて、発振回路１０５ａ、１０５ｂの電源信号に変換された後、発振回路１０５ａ、１０５ｂに供給される。出力波形形成回路１０６では、発振出力を単純合成し、その相加平均をとる。以上の構成とすることで、発振回路の個体差や、時間経過、温度変化によるによる発振周波数の変動を緩和することができ、簡単な構成で、安定して任意の幅を有するパルスを発生することが可能なパルス発生回路を実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ波形信号を発生させるアナログ波形信号発生回路と、
前記アナログ波形信号発生回路から出力されたアナログ波形信号を複数に分配する分配回路と、
前記分配回路により分配された複数のアナログ波形信号の各々を第一の情報領域及び第二の情報領域とを有する予め決められた信号へと変換する波形変換回路と、
前記予め決められた信号の入力によって前記第一の情報領域に応答して発振を開始し、前記第二の情報領域に応答して前記発振を終了する動作を繰り返す複数の発振回路と、
前記複数の発振回路の出力より出力パルス信号を形成する出力波形形成回路とを有するパルス発生装置。
【請求項２】
前記予め決められた信号を前記複数の発振回路の電源として入力する請求項１記載のパルス発生装置。
【請求項３】
前記分配回路から前記複数の発振回路のうちいずれか一方の発振回路へ入力される信号に対して、前記分配回路から他方の発振回路に入力される信号が所定の遅延時間で遅延される請求項１記載のパルス発生装置。
【請求項４】
前記他方の発振回路より出力される信号に対して、前記一方の発振回路より出力される信号が所定の遅延時間で遅延されることによって、前記一方の発振回路より出力される信号と前記他方の発振回路より出力される信号とが同一タイミングで前記出力波形形成回路において合成されることにより前記出力パルス信号を形成する請求項３記載のパルス発生装置。
【請求項５】
前記遅延時間を第一の情報領域時間以上第二の情報領域時間以下とする請求項４記載のパルス発生装置。
【請求項６】
前記遅延時間を前記第一の情報領域時間とする請求項４記載のパルス発生装置。
【請求項７】
前記遅延時間を前記第一の情報領域時間より大きく前記第二の情報領域時間以下とする請求項４記載のパルス発生装置。
【請求項８】
前記出力波形形成回路から少なくとも１つのフィードバック信号を出力し、前記波形変換回路のうちいずれか一方に入力し、前記フィードバック信号に応じて波形変換回路の特性を変化させる請求項１記載のパルス発生装置。
【請求項９】
前記フィードバック信号として、前記複数の発振回路の出力信号により発生させる周波数差ビート信号を用いる請求項８記載のパルス発生装置。
【請求項１０】
前記フィードバック信号として、前記複数の発振回路の出力信号をそれぞれ検波して発生させる信号を用いる請求項８記載のパルス発生装置。
【請求項１１】
前記波形変換回路は可変容量素子を有し、前記フィードバック信号を用いて容量を変化させる請求項８記載のパルス発生装置。
【請求項１２】
前記波形変換回路は可変インダクタンス素子を有し、前記フィードバック信号を用いてインダクタンスを変化させる請求項８記載のパルス発生装置。
【請求項１３】
前記分配回路は切り替え手段を有し、それぞれ特性の異なる前記複数の発振回路を前記切
り替え手段で切り替える請求項１記載のパルス発生装置。
【請求項１４】
前記複数の発振回路における特性の少なくとも一つが前記複数の発振回路における出力信号の周波数である請求項１３記載のパルス発生装置。
【請求項１５】
前記アナログ波形信号における前記第一の情報領域が予め決められた時間より長い場合に前記一方の発振回路を用い、前記第一の情報領域が前記予め決められた時間より短い場合に前記他方の発振回路を用いる請求項１３記載のパルス発生装置。
【請求項１６】
前記出力波形形成回路は切り替え手段を有する請求項１３記載のパルス発生装置。
【請求項１７】
アナログ波形信号を発生させるアナログ波形信号発生回路と、
無変調のアナログ波形信号を発生させる無変調アナログ波形信号発生回路と、
アナログ波形信号及び無変調のアナログ波形信号の各々を第一の情報領域及び第二の情報領域とを有する予め決められた信号へと変換する波形変換回路と、
前記予め決められた信号の入力によって前記第一の情報領域に応答して発振を開始し、前記第二の情報領域に応答して前記発振を終了する動作を繰り返す複数の発振回路と、
前記複数の発振回路の出力より出力パルス信号を形成する出力波形形成回路とを有するパルス発生装置。
【請求項１８】
前記無変調信号を連続動作させる請求項１７記載のパルス発生装置。
【請求項１９】
２つの発振回路を有する請求項１ないし１８のいずれか記載のパルス発生装置。
【請求項２０】
２つの波形変換回路を有する請求項１９記載のパルス発生装置。
【請求項２１】
請求項１ないし２０のいずれか記載のパルス発生装置を有する無線機。
【請求項２２】
請求項１ないし２０のいずれか記載のパルス発生装置を有する測定器。
【請求項２３】
請求項２１記載の無線機及び請求項２２記載の測定器とを有する無線システム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてマイクロ波、ミリ波を用いたパルス無線通信装置に用いるパルス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、数百ＭＨｚから数ＧＨｚ以上の非常に広い周波数帯域を用いた、超広帯域（ＵＷＢ）通信と呼ばれる通信システムの研究開発が活発になってきている。
【０００３】
超広帯域通信においては、従来の無線通信とは異なり搬送波を使わず、短パルスを用いて、数百ＭＨｚから数ＧＨｚ以上の非常に広い周波数帯域に周波数成分を拡散させて通信を行う。高速通信や精度良く距離を測定するためには、１ナノ秒以下の超短パルスの制御が必要であるが、従来このような制御は困難であった。しかし、近年の半導体技術の進歩により、このような制御が技術的に可能となってきている。超広帯域通信の利点として、短パルスを用いるため多くのユーザの通信分離することが容易となり、同時並行で通信を行うことができること、非常に広い周波数帯域に周波数成分が拡散されるため特定の周波数によるノイズや電波干渉を全体として受けにくいことが挙げられる。図１２は、特許文献１に記載されたパルス発生装置を示すものであり、かかる超短パルスの発生を可能としている。
【０００４】
図１２において、パルス発生装置は任意のアナログ波形信号を発生するアナログ波形信号発生回路１２０１、インダクタ１２０２、安定領域と不安定領域を有する負性抵抗素子からなる回路１２０３より構成されている。負性抵抗素子からなる回路１２０３はアナログ波形信号に応答して安定領域と不安定領域にその動作状態を変化させ、不安定領域で発振することによって、アナログ波形信号の１パルスを複数の短いパルスに分割する。
【特許文献１】特表２００３−５１３５０１号公報（第１５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、負性抵抗素子を用いた発振回路はいわゆる自由発振状態であるため、発振周波数が入力アナログ信号波形の違いや発振時間等によって変化し、発生したパルスの長さが一定にならないという課題を有していた。発振回路としては、ダイオードを負性抵抗素子として用いて構成した回路に限らず、トランジスタを用いて構成した回路においても同様の課題を有していた。
【０００６】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、複数の発振回路を並列に接続する構成とすることで、安定したパルス発生特性を有し、量産性に優れたパルス発生装置を小型かつ安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明のパルス発生装置はアナログ波形信号によって発振の開始、停止を制御可能な複数の発振回路を並列に接続し、アナログ波形信号を任意の遅延時間で分配する分配回路と、複数の発振回路の出力を任意の遅延時間で合成する出力波形生成回路を備える。
【０００８】
また、本発明のパルス発生装置は、同様に複数の発振回路を並列に接続する一方、分配回路又は出力波形形成回路をスイッチ回路とすることで、使用する発振回路を切り替えて異なるパルスを発生させることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明のパルス発生装置は、同様に複数の発振回路を並列に接続する一方、無変調のアナログ波形発生回路を用いることにより、一方の発振回路を安定動作させることで、他方の発振回路の発振状態が安定し、他方の発振回路が安定したパルスを発生させることを特徴とする。
【００１０】
本構成によって、例えば、安定したパルス発生特性を有し、量産性に優れたパルス発生装置を実現する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のパルス発生装置によれば、安定したパルス発生特性を有する。また、このような安定したパルス信号で送受信を行うことにより超広帯域無線における良質な通信が可能となる。これは復調の際の信号検出及び判定の誤りを抑えることが可能となるからである。さらに、ダイオードを負性抵抗素子として発振回路に用いる場合には、製造時の個体差があるため、ダイオードの選別を行う複雑な検査工程等を必要とするが、発振回路を複数有する構成とすることで負性抵抗素子の個体差が緩和される。それにより、複雑な検査工程を必要としないため、量産性に優れたパルス発生装置の実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるパルス発生装置のブロック図である。
【００１４】
図１において、１０１は任意のアナログ波形信号を発生させるアナログ波形信号発生回路、１０２はアナログ波形信号を元にパルスを発生させるパルス発生部であり、パルス発生部１０２は、アナログ波形信号を複数に分配する分配回路１０３、アナログ波形信号を発振回路１０５ａ、１０５ｂに加えるための波形に変換する波形変換回路１０４ａ、１０４ｂ、発振回路１０５ａ、１０５ｂの出力をもとに出力波形を形成する出力波形形成回路１０６から構成される。波形変換回路１０４ａ、１０４ｂにおいて、アナログ波形信号が発振回路１０５ａ、１０５ｂに加えるための波形へと変換される。波形変換回路１０４ａ、１０４ｂは、例えば、コンデンサとインダクタとを含む回路からなる微分回路若しくは積分回路、電圧調整用の抵抗、又はそれらを含むＩＣ等で構成されている。このような波形変換回路１０４ａ、１０４ｂにより、例えば、アナログ波形信号の振幅値やオフセット値の調整が行われ、アナログ波形信号に応じて発振回路１０５ａ、１０５ｂが発振の開始、終了の動作をする。
【００１５】
図２は、発振回路１０５ａ、１０５ｂとしてコルピッツ発振回路２０２の回路図を示している。コルピッツ発振回路２０２には、一般的にトランジスタ２０３、抵抗２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、コンデンサ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、インダクタ２０６ａ、２０６ｂが含まれる。図２より、アナログ波形信号は電源端子２０１に入力されコルピッツ発振回路２０２にて発振された後、電源端子２０７へと出力される。本発明では、アナログ波形信号の１パルスを複数の短いパルスに分割するために、トランジスタ２０３を用いた発振回路が使用される。以上の構成によるパルス発生装置の動作を以下に説明する。
【００１６】
アナログ波形発生回路１０１は任意の波形、任意の繰り返し周期でアナログ波形信号を発生させる。以降、簡単のためにアナログ波形信号に矩形波を用いた例で説明を行う。アナログ波形信号は、まず分配回路にて分配され、それぞれ波形変換回路１０４ａ、１０４ｂに入力される。アナログ波形信号は、波形変換回路１０４ａ、１０４ｂにて、振幅値及びオフセット値の調整をすることで電源に供給される信号に変換後、発振回路１０５ａ、
１０５ｂの電源として加えられ、例えば３Ｖ（Ｈ状態）を第一の情報領域、０Ｖ（Ｌ状態）を第二の情報領域の信号として加えられる。３Ｖ（Ｈ状態）を加えた結果、発振回路１０５ａ、１０５ｂにおいて特定の周波数で発振されるが、この特定の周波数が情報として表されることになる。一方、０Ｖ（Ｌ状態）を加えた結果、発振回路１０５ａ、１０５ｂにおいて発振されない。
【００１７】
ここで、波形変換回路１０４ａ、１０４ｂは、例えば、入力されたアナログ波形信号の振幅値を発振回路１０５ａ、１０５ｂの動作に適した振幅値へと調整するため、発振回路１０５ａ、１０５ｂの電源供給回路として働くこととなり、例えば数ｍＡ以上の電流供給能力を有することとなる。
【００１８】
同一タイミングで第一の発振回路１０５ａと第二の発振回路１０５ｂに供給することで、第一の発振回路１０５ａ、第二の発振回路１０５ｂを同時に発振させることができる。出力波形形成回路１０６では、発振出力を合成する。
【００１９】
以上の構成とし、発振回路出力の相加平均をとることで、発振回路の個体差や、時間経過、温度変化による発振周波数の変動を緩和することができ、簡単な構成で、安定して任意の幅を有するパルスを発生することが可能なパルス発生装置を実現できる。
【００２０】
なお、上記例においては、コルピッツ発振回路２０２を発振回路として使用したが、例えば、トンネルダイオード、ＭＯＳトランジスタを発振回路として使用することも可能である。
【００２１】
また、以上では発振回路を２つ用いた例について説明したが、３つ以上の発振回路を用いて、相加平均の母数を増やし、パルス幅の変動をより小さくするように実現することも可能である。以上の説明では、発振回路を増やすことで出力の相加平均をとり、安定したパルス発生が得られる効果について述べたが、これに加えて、パルスの出力電力を増やし、発振回路と発振出力端子との結合を小さくすることで、出力負荷の変動による発振回路の特性変化を軽減する効果も合わせて得られる。
【００２２】
さらに、図３（ａ）は、分配回路１０３の中に第一の遅延素子３０１を用いることで、第一の発振回路１０５ａと第二の発振回路１０５ｂの動作タイミングをずらして実現した例である。アナログ波形信号は分配回路１０３にて分配される際に、第二の発振回路１０５ｂに加えられるアナログ波形信号のみ第一の遅延素子３０１を通過するため、任意の時間だけ遅延したアナログ波形信号が第二の発振回路１０５ｂに加えられる。このため、図３（ｂ）に示すように第一の発振回路１０５ａと第二の発振回路１０５ｂは異なるタイミングで発振する。第一及び第二の発振回路１０５ａ、１０５ｂの発振出力は出力波形形成回路１０６で合成されるが、この際に、第一の発振回路１０５ａの発振出力のみが出力波形形成回路１０６の中にある第二の遅延素子３０２を通過する構成とする。この際、第一の遅延素子３０１と第二の遅延素子３０２における遅延時間を同一とすると、第一と第二の発振回路１０５ａ、１０５ｂの発振出力はともに等しい遅延時間、つまりは同一のタイミングで合成されるので、合成されたパルスの幅の広がりがなくなり、パルス発生時間の変化が起こらなくなる。これにより、安定した任意の幅を有するパルスを効率良く発生することができる。
【００２３】
ここで、第一の遅延素子３０１と第二の遅延素子３０２における遅延時間が異なる場合においても、第一と第二の発振回路１０５ａ、１０５ｂの発振出力の波形が重なり合うようにその遅延時間同士を設定することもできる。この場合、合成されたパルスの幅の広がりができるものの、安定した任意の幅を有するパルスを発生することができる。
【００２４】
また、第一の遅延素子３０１が分配回路１０３の中にある場合、第二の遅延素子３０２が出力波形形成回路１０６の中にある場合について触れたが、遅延素子が分配回路１０３、出力波形形成回路１０６の外にある場合においても同様の効果を奏するものであり、実施例に限定されるものではない。
【００２５】
遅延素子の遅延時間としては、復調に必要な時間の増大を防ぐように調整する必要があり、例えば第一の情報領域の時間と第二の情報領域時間の間における適当な時間とするとよい。
【００２６】
以上の構成とすることで、多数の発振回路を同時に動作させないため、消費電流のピーク時間を分散することができので、電源の容量を小さくすることが可能となり、簡単な構成で、消費電力が小さく、安定して任意の幅を有するパルスを発生することが可能なパルス発生装置を実現できる。
【００２７】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるパルス発生装置のブロック図である。
【００２８】
図４において、前述の実施の形態１と異なるのは、出力波形形成回路４０１でフィードバック信号を生成し、特性可変とした波形変換回路４０２ａ、４０２ｂに加えることで、発振回路１０５ａ、１０５ｂの特性を制御できるようにした点である。ここで、フィードバック信号とは特定周波数に相当する電圧のことであり、このフィードバック信号に応じて、発振回路１０５ａ、１０５ｂの発振周波数を決定する容量値を変化させる。これにより、発振回路１０５ａ、１０５ｂの発振周波数が決定される。
【００２９】
図５（ａ）、（ｂ）は、夫々、出力波形形成回路４０１におけるフィードバック信号の生成方法の例である。動作を以下に説明する。
【００３０】
図５（ａ）における出力波形形成回路４０１について、５０１は発振回路出力の周波数差を検出する周波数差検出回路、５０２は発振回路の出力のうち低域周波数成分のみを出力する低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、５０３は特定周波数に相当する電圧を発生するＦ−Ｖ変換回路、５０７は発振回路の出力を合成する合成回路から構成される。発振回路１０５ａ、１０５ｂの発振出力を出力波形形成回路４０１に入力する際に、図５（ａ）に示す周波数差検出回路５０１及び合成回路５０７に入力する。周波数差検出回路５０１は、例えばダイオードまたはトランジスタで構成された回路であって、第一の発振回路１０５ａの出力と第二の発振回路１０５ｂの出力によって、周波数差に相当する周波数成分を発生させる。低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５０２を用いることで周波数差検出回路５０１の出力より、周波数差に相当する周波数成分だけを抜き出し、例えば、Ｆ−Ｖ変換回路５０３によって周波数差に相当する電圧の信号を生成する。電圧制御型の波形変換回路であるＦ−Ｖ変換回路５０３から生成された周波数差に相当する電圧の信号がフィードバック信号として波形変換回路４０２ａ、４０２ｂに加わり、このフィードバック信号における電圧から発振回路の発振周波数を決定する容量値を変化させることによって、発振回路の周波数を制御し、同一の周波数で発振するようにする。Ｆ−Ｖ変換回路５０３としては、一般に市販されているＦ−Ｖ変換ＩＣを用いてもよい。なお、Ｆ−Ｖ変換回路５０３としては、例えば印加電圧にて容量の変化するコンデンサやインダクタンス値の変化するインダクタを用いてもよい。
【００３１】
なお、合成回路５０７に入力された発振回路１０５ａ、１０５ｂの発振出力は合成された後、出力される。
【００３２】
次に図５（ｂ）に示したフィードバック信号生成方法について説明する。
【００３３】
図５（ｂ）における出力波形形成回路４０１について、５０４ａ、５０４ｂは発振回路出力を検波する検波回路、５０５ａ、５０５ｂは検波回路５０４ａ、５０４ｂの出力のうち低域周波数成分のみを出力する低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、５０６は低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５０５ａ、５０５ｂの出力とアナログ波形信号とを比較することでフィードバック信号を形成する比較回路、５０７は発振回路の出力を合成する合成回路から構成される。図５（ａ）と異なるのは、２つの発振回路の周波数差を求めるのではなく、２つの発振出力を夫々、入力されたアナログ波形信号と比較することで、より正確に発振周波数を制御する構成としている点である。発振回路１０５ａ、１０５ｂの出力は、夫々、検波回路５０４ａ、５０４ｂに入力され、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５０５ａ、５０５ｂを通ることで、発振出力評価用のアナログ波形信号に変換される。低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５０５ａより出力された発振回路１０５ａの発振出力評価用のアナログ波形信号及び低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５０５ｂより出力された発振回路１０５ｂの発振出力評価用のアナログ波形信号は、比較回路５０６において、これらの信号とアナログ波形信号発生回路１０１からの入力アナログ信号との波形の立ち上がり及び立下り時間、Ｈ領域の時間が比較される。この比較により、発振出力評価用のアナログ波形信号の発振周波数、発振時間が判断され、この発振周波数に相当する電圧の信号としてフィードバック信号が形成された後、波形変換回路４０２ａ、４０２ｂに加わる。このフィードバック信号における電圧から発振回路１０５ａ、１０５ｂの発振周波数を決定する容量値を変化させる。これにより、発振回路１０５ａ、１０５ｂの発振周波数が決定される。発振周波数の判断は、矩形波をフーリエ変換することによる周波数スペクトラムからの発振周波数により行われる。なお、比較回路５０６は一般的にロジックＩＣを組み合わせて実現されている。また、同様に第一の発振回路１０５ａの出力と第二の発振回路１０５ｂの出力とは合成回路５０７で合成された後、出力される。
【００３４】
以上の構成とすることで、２つの発振回路出力の発振周波数を一致させることができ、簡単な構成で、安定して任意の幅を有するパルスを発生することが可能なパルス発生装置を実現できる。
【００３５】
（実施の形態３）
図６（ａ）は、本発明の実施の形態３におけるパルス発生装置のブロック図、図６（ｂ）は発振回路出力の周波数スペクトルを示している。図６（ａ）において、前述の実施の形態１と異なるのは、分配回路をスイッチ回路として、使用する発振回路を切り替えて用いる構成とした点であり、分配回路の中にスイッチ回路を有してもよい。動作を以下に説明する。
【００３６】
アナログ波形発生回路１０１で生成したアナログ波形信号は、まずスイッチ回路６０１に入力され、任意に切り替えられ、波形変換回路１０４ａ又は１０４ｂに入力される。波形変換回路１０４ａ又は１０４ｂにて発振回路１０５ａ又は１０５ｂに加える信号に変換される。発振回路１０５ａ又は１０５ｂの発振出力は、出力波形形成回路１０６を介して出力される。
【００３７】
図６（ｂ）は、発振回路１０５ａ、１０５ｂの発振周波数を変え、例えば発振回路１０５ａの発振信号の中心周波数ｆｃ＝ｆ１、発振回路１０５ｂの発振信号の中心周波数ｆｃ＝ｆ２とした場合の周波数スペクトルイメージである。
【００３８】
以上の構成とすることで、特性の異なる発振回路を組み合わせることが可能となり、入力アナログ信号の違いによる発振周波数のばらつきや、変動を緩和することができるとともに、発振周波数やパルス幅を変化させる場合に、その可変範囲を小さくすることが可能となり、簡単な構成で、安定して任意の幅を有するパルスを発生することが可能なパルス
発生装置を実現できる。
【００３９】
なお、分配回路をスイッチ回路として、使用する発振回路を切り替えて用いる構成とした場合について触れたが、この構成に加えて、図７のように、出力波形形成回路を出力波形切り替え回路７０１として、スイッチ回路６０１と出力波形切り替え回路７０１より発振回路１０５ａ又は１０５ｂの発振出力を切り替えて出力する場合においても同様の効果を奏するものである。ただし、スイッチ回路６０１と出力波形切り替え回路７０１との動作において同期をとる必要がある。具体的には、アナログ波形信号が入力される発振回路側の発振出力が出力されるように、スイッチ回路６０１と出力波形切り替え回路７０１とを切り替える。例えば、第一の発振回路１０５ａの発振出力を出力させたい場合には、スイッチ回路６０１と出力波形切り替え回路７０１との動作について、第一の発振回路側に切り替えるように同期をとればよい。
【００４０】
図８は、第一の情報領域の時間の長さによって、発振回路を切り替えた場合における発振回路の発振出力を示す図である。一般的に発振回路は発振開始までの時間を短くなるように回路定数を決定すると、長時間での発振安定度が劣化し、発振安定度を重視すると、発振開始までの時間が長くなる。そこで、基準時間を決め、第一情報領域が基準時間より長い場合は、発振安定度を重視した発振回路を選択し、基準時間より短い場合は、発振開始時間を重視した発振回路を選択するように切り替える。
【００４１】
ここで、第一の発振回路１０５ａが比較的長い時間の発振安定度を重視した発振回路であり、第二の発振回路１０５ｂが発振開始直後の発振安定度を重視した発振回路であるとする。基準時間より長い時間（時間Ａ）において発振したい場合には、比較的長い時間の発振安定度を重視した第一の発振回路１０５ａを、基準時間より短い時間（時間Ｂ）において発振したい場合には、発振開始直後の発振安定度を重視した第二の発振回路１０５ｂを選択することとなる。
【００４２】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４におけるパルス発生装置のブロック図である。
【００４３】
図９において、前述の実施の形態１と異なるのは、無変調のアナログ波形発生回路９０１を用いて第二の発振回路１０５ｂを安定動作させて、変調信号によって動作が不安定となる第一の発振回路１０５ａを安定化した点である。動作を以下に説明する。
【００４４】
前述の実施の形態３でも記載した通り、アナログ波形信号に変調信号を用いると、信号の長さ、信号間隔の変化に伴い、発振回路の動作時間が逐次変化するため、パルス幅、パルス間隔が異なる信号を出力する。そのため、本実施の形態の構成では、無変調のアナログ波形発生回路９０１を備える。無変調のアナログ波形発生回路９０１は、常時一定の周期の信号を生成し、少なくとも変調されたアナログ波形信号が第一の発振回路１０５ａに入力される際には、第二の発振回路１０５ｂに無変調アナログ波形信号が入力されるように動作する。これにより、第二の発振回路１０５ｂは常時同じ周期の信号が入力され、発振状態が変化しないため、安定して同一パルス幅、同一パルス間隔の信号を出力する。第一の発振回路１０５ａと第二の発振回路１０５ｂは出力波形形成回路１０６を介してお互いに影響しあう構成となっているため、安定した発振特性を有する第二の発振回路１０５ｂに第一の発振回路１０５ａの発振状態を引き込むことが可能となる。
【００４５】
なお、無変調アナログ波形信号を常時入力し、第二の発振回路１０５ｂを常時動作させて、発振安定度を高めるように構成しても良い。
【００４６】
以上の構成とすることで、入力アナログ信号の違いによる発振周波数のばらつきや、変
動を緩和することができ、簡単な構成で、安定して任意の幅を有するパルスを発生することが可能なパルス発生装置を実現できる。
【００４７】
なお、実施の形態２〜４では、２つの発振回路を含むパルス発生装置について触れたが、それ以外の複数の発振回路においても同様の効果を奏するものであり、適用が２つの発振回路に限定されるものではない。
【００４８】
また、実施の形態２と同様に出力波形形成回路１０６でフィードバック信号を生成し、波形変換回路１０４ａに加えることで、発振回路１０５ａの発振周波数を制御できるようにしてもよい。
【００４９】
（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５におけるパルス発生装置を搭載した無線装置のブロック図、図１１（ａ）、（ｂ）はこの無線装置を用いた通信システムのイメージ図である。
【００５０】
図１０において、１００１はアナログ波形信号発生回路、１００２はパルス発生部であり、実施の形態１〜４にてその実現例を示してきた。パルス発生装置を搭載した無線装置としては、例えば、送信信号を空間に送り出す送信アンテナ１００６、信号を受信する受信アンテナ１００７、受信した信号を後述のデータ処理部で処理可能な信号に変換するパルス信号受信回路１００５、送信する情報データにプリアンブルデータ等を付加し、通信をする上で必要となる既知データフォーマットに作り変える一方、受信したデータから情報データのみを取り出すといった処理を行う送受信データ処理部１００４によって構成される。アナログ波形信号発生回路１００１、パルス発生部１００２、送受信データ処理部１００４、パルス信号受信回路１００５とを含むパルス通信装置１００３は、パルス通信装置被装着装置１００８とデータをやり取りしている。
【００５１】
図１１（ａ）は実施の形態１〜４記載のパルス発生装置を搭載した無線装置を屋内空間１００１の無線通信ネットワークとして使用した例を示している。無線通信装置は例えば、テレビ１１０３、オーディオプレーヤー１１０４、ホームサーバー１１０２といったいったＡＶ機器、ＰＣ１１０５に代表される情報端末、更にはテレビやラジオといった放送信号用アンテナ１１０６の屋内端子１１０７に搭載される。
【００５２】
なお、ホームサーバー１１０２はビデオプレーヤーやＤＶＤプレーヤー等にその機能を搭載することが一般的に示されている。
【００５３】
例えば、アンテナ１１０６で受信されたＴＶコンテンツは屋内端子１１０７から無線にてホームサーバー１１０２に送信され、例えばテレビを含む他の端末に適宜配信される。なお、図中の端末間の折れ曲がり線は、搭載された無線装置間で通信データの授受が行われていることを示す。例えば、屋内端子１１０７よりＰＣ１１０５に直接配信することもその一つである。
【００５４】
また、それぞれの端末が有する画像、音声、文章といったコンテンツは、無線通信ネットワークにて共有されており、より容量の大きい蓄積デバイスを有する端末で蓄積し、後に任意の端末で再生することが可能となるため、例えば個々の端末の蓄積デバイスをそれぞれ大容量化する必要も無く、ユーザーは安価かつ、任意の時間、場所、端末でコンテンツを利用することが可能となる。
【００５５】
図１１（ｂ）は実施の形態１〜４記載のパルス発生装置を搭載した無線装置を店舗内での売り場１１１１における商品管理の無線通信ネットワークとして使用した例を示している。無線通信装置は、店舗内商品１１１２ａ〜ｄ及び、距離原点局１１１４に搭載される
。距離原点局１１１４はネットワーク接続系１１１５を介してセキュリティ管理局１１１６に接続されている。
【００５６】
従来の商品管理システムと異なるのは、パルス無線装置の測距機能を利用している点である。パルスを用いた無線装置では装置間の距離を測る機能を有することもあるが、これは、信号幅が短いため、送信パルスと受信パルスの時間差を正確に測ることができるからである。例えば、信号を受信した無線装置側が、送信側に指定されたタイミングで信号を返信することで、送信側は、伝搬遅延が無い場合との時間差によって、受信側までの距離を測ることが可能となる。距離原点局１１１４は、商品Ａ〜Ｄまでの距離を常に測定する。商品Ａまでの距離は３ｍで安全距離、商品Ｂまでは５ｍで要注意距離、商品Ｃは７ｍで警告距離、商品Ｄは障害物１１１３があるため、隠れ局となり無線通信ができないため警告距離といった距離による端末の切り分けが可能となる。例えば、警告距離にある端末は、端末自体に警告を表示してもよい。
【００５７】
以上の無線システムでは、前述における実施の形態１〜４のパルス発生装置を用いることで、簡単な構成で、安価にパルス発生装置を搭載した無線システムを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明にかかわるパルス発生装置は、複数の発振回路を並列に接続する構成とし、任意の関係で出力パルスを合成することで、安定したパルス発生特性を有し、量産性に優れたパルス発生装置を小型かつ安価に実現でき、パルスを用いた通信装置のパルス発生装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるパルス発生装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における発振回路の回路図
【図３】本発明の実施の形態１における遅延回路の回路図
【図４】本発明の実施の形態２におけるパルス発生装置のブロック図
【図５】本発明の実施の形態２におけるフィードバック信号生成回路のブロック図
【図６】本発明の実施の形態３におけるパルス発生装置のブロック図
【図７】本発明の実施の形態３におけるパルス発生装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態３における発振回路選択を示す図
【図９】本発明の実施の形態４におけるパルス発生装置のブロック図
【図１０】本発明の実施の形態５における無線装置のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態５における通信システムを示す図
【図１２】従来のパルス発生装置のブロック図
【符号の説明】
【００６０】
１０１  アナログ波形信号発生回路
１０２  パルス発生部
１０３  分配回路
１０４ａ，ｂ  波形変換回路
１０５ａ，ｂ  発振回路
１０６  出力波形形成回路
２０１  電源端子
２０２  コルピッツ発振回路
２０３  トランジスタ
２０４ａ，ｂ，ｃ  抵抗
２０５ａ，ｂ，ｃ  コンデンサ
２０６ａ，ｂ  インダクタ
２０７  電源端子
３０１  第一の遅延素子
３０２  第二の遅延素子
４０１  出力波形形成回路
４０２  特性可変波形変換回路
５０１  周波数差検出回路
５０２  （低域通過フィルタ）ＬＰＦ
５０３  Ｆ−Ｖ変換回路
５０４ａ，ｂ  検波回路
５０５ａ，ｂ  低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
５０６  比較回路
５０７  合成回路
６０１  スイッチ回路
７０１  出力波形切り替え回路
９０１  無変調アナログ波形信号発生回路
１００１  アナログ波形信号発生回路
１００２  パルス発生部
１００３  パルス通信装置
１００４  送受信データ処理部
１００５  パルス信号受信回路
１００６  送信アンテナ
１００７  受信アンテナ
１００８  パルス通信装置被装着装置
１１０１  屋内空間
１１０２  ホームサーバ
１１０３  ＴＶ
１１０４  オーディオプレーヤー
１１０５  ＰＣ
１１０６  ＴＶ，ラジオ等放送受信用屋外アンテナ
１１０７  屋内端子
１１１１  売り場
１１１２ａ，ｂ，ｃ，ｄ  商品
１１１３  障害物
１１１４  距離原点局
１１１５  ネットワーク接続系
１１１６  セキュリティ管理局
１２０１  アナログ波形信号発生回路
１２０２  インダクタ
１２０３  負性抵抗素子からなる回路
【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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