(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加される同期信号に応答して予備パルス信号を生成する信号生成部と、
前記予備パルス信号を可変して所定のパルス幅を有するパルス信号に変換するための制御信号を出力する信号制御部と、
前記制御信号に応答して前記予備パルス信号を相異なるパルス幅を有する前記パルス信号に変換する信号変調部と、を含み、
前記信号変調部は、
複数の機械的なスイッチが並列接続されたスイッチバンクと、前記各機械的なスイッチが形成されたノードとの間の伝送線路と、を含み、
前記複数の機械的なスイッチのうち前記制御信号に応答して活性化されたいずれかの機械的なスイッチと当該活性化された機械的なスイッチまでの前記伝送線路の長手差によって生じる前記予備パルス信号の入出力時間差を用いて前記パルス信号のパルス幅を可変し、
前記予備パルス信号は、前記スイッチバンクのうちの活性化された一つのスイッチを経由して１８０°位相反転され、相異なる長手を有する前記伝送線路を介して遅延出力される
ことを特徴とする信号変換装置。
【請求項２】
前記信号変調部のスイッチバンクは、ＭＥＭＳスイッチを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。
【請求項３】
前記信号変調部のスイッチバンクは、ＳＰＳＴ形態のスイッチを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。
【請求項４】
前記信号変調部のスイッチバンクは、ＳＰＤＴ形態のスイッチを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。
【請求項５】
前記信号変調部は、前記予備パルス信号が前記制御信号に応答して活性化された前記機械的なスイッチと前記伝送線路を経由することにより１８０°位相反転された反転予備パルス信号を生成し、前記予備パルス信号と前記反転予備パルス信号とを合成して１つのパルス信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。
【請求項６】
前記信号生成部は、上昇遷移区間を有する階段形状の前記予備パルス信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。
【請求項７】
前記信号制御部は、初期駆動時に予め設定されたデフォルト値で前記パルス幅を設定することを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。
【請求項８】
所定の周波数範囲の第１送信信号および第２送信信号を出力する送信部と、
前記第１および第２送信信号が所定のターゲットに達した後それぞれ反射される第１および第２受信信号の入力を受ける受信部と、
予備パルス信号を生成し、前記予備パルス信号を可変して前記第１送信信号を出力するための第１パルス信号に変換し、前記第１受信信号に基づいて前記予備パルス信号を可変し前記第２送信信号を出力するための第２パルス信号に変換する信号変換部と、
前記第１送信信号および第１受信信号に基づいて前記ターゲットの第１位置情報を判断し、前記第２送信信号および第２受信信号に基づいて前記ターゲットの第２位置情報を判断する位置判断部と、を含み、
前記信号変換部は、
前記第１位置情報に基づいて前記予備パルス信号を可変するための制御信号を生成し、前記制御信号に応答して選択的に活性化され前記第２パルス信号を生成する複数の機械的なスイッチが並列接続されたスイッチバンクと、前記各機械的なスイッチが形成されたノードとの間の伝送線路とを含み、
前記複数の機械的なスイッチのうち前記制御信号に応答して活性化されたいずれかの機械的なスイッチと当該活性化された機械的なスイッチまでの前記伝送線路の長手差によって生じる前記予備パルス信号の入出力時間差を用いて前記第２パルス信号のパルス幅を可変し、
前記予備パルス信号は、前記スイッチバンクのうちの活性化された一つのスイッチを経由して１８０°位相反転され、相異なる長手を有する前記伝送線路を介して遅延出力される
ことを特徴とする位置認識システム。
【請求項９】
前記信号変換部のスイッチバンクは、ＭＥＭＳスイッチを含むことを特徴とする請求項８に記載の位置認識システム。
【請求項１０】
前記信号変換部は、
印加される同期信号に応答して予備パルス信号を生成する信号生成部と、
前記予備パルス信号を可変して第１および第２パルス信号に変換するための制御信号を出力する信号制御部と、
前記スイッチバンクおよび伝送線路を含み、前記制御信号に応答して前記予備パルス信号を前記第１および第２パルス信号に変換する信号変調部と、
を含むことを特徴とする請求項８に記載の位置認識システム。
【請求項１１】
前記信号変換部は、前記予備パルス信号が前記制御信号に応答して活性化された前記機械的なスイッチと前記伝送線路を経由することにより１８０°位相反転された反転予備パルス信号を生成し、前記予備パルス信号と前記反転予備パルス信号とを合成して１つのパルス信号を生成することを特徴とする請求項８に記載の位置認識システム。
【請求項１２】
前記第１パルス信号は、デフォルト値で設定された制御信号によりパルス幅が決定されることを特徴とする請求項８に記載の位置認識システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号転換装置およびそれを備えた位置認識システムに関し、詳細には、機械的なスイッチを用いて別の信号補償回路を備えることなく信号変調を安定的に行なうことのできる信号変換装置およびそれを備えた位置認識システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーダー（ｒａｄａｒ）のような位置認識システムは、信号の送信部から出射される所定波長領域の電磁気波がターゲットから反射されて信号の受信部に戻る往復時間、あるいはターゲットにぶつかって変化される電磁気波を用いてシステムとターゲットとの間の距離またはターゲットの動的動き、例えば、ターゲットの速度などを測定する。
【０００３】
係る位置認識システムは、所定の波長領域の周波数を発生させるために所定のパルスを発生する信号発生装置を備えてなる。しかし、信号発生装置において、一定のパルス幅を有するパルスのみを発生させる場合、一定の範囲内または正確度内でターゲットの位置座標が判断されるだけである。
【０００４】
このような問題を防止するために、信号発生装置は、パルス幅を可変的に形成して位置認識システムに対するターゲットの位置座標を測定する時に有効な誤差範囲内で測定できるようにする。
【０００５】
図８は一般の信号発生装置を示し、図９は図８の信号変調部２０を概略的に示す回路図である。
【０００６】
同図に示すように、一般の信号発生装置１は、信号生成部１０、信号変調部２０、信号制御部３０、および信号補償部４０を含む。
【０００７】
信号生成部１０は、同期信号、即ちトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）信号が入力されることによってこれに応答し、所定の形状、例えば、上昇遷移区間を有する階段形状（ｓｔｅｐ  ｌｉｋｅ）の予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を発生させる。なお、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）は、上昇エッジ、下降エッジ、および所定のパルス幅を有する１つのパルス信号ではなく、下降エッジタイミングとパルス幅が未確定された状態の信号であると定義する。
【０００８】
信号変調部２０は、信号制御部３０から出力される制御信号（ＣＮＴ）に基づいて信号生成部１０で出力される予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を１８０°位相反転させてから、出力遅延時間を調節する方法により、第１初期パルス信号（Ｐ＿ＰＳ１）あるいは第２初期パルス信号（Ｐ＿ＰＳ２）を出力する。
【０００９】
このために、信号変調部２０は、図９に示すように、複数のスイッチ素子の並列接続されたスイッチバンクを含む。なお、スイッチバンクは制御信号（ＣＮＴ１〜ＣＮＴｎ）に応答して、選択的に１つのみ活性化される。信号制御部３０は、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を可変して所定のパルス幅を有する初期パルス信号（Ｐ＿ＰＳ１、Ｐ＿ＰＳ２）に変換させるための制御信号（ＣＮＴ）を出力して信号変調部２０のスイッチバンクに印加する。
【００１０】
例えば、信号制御部３０が論理組合「００...１」の制御信号（ＣＮＴ）を出力する場合、第ｎスイッチ素子（ＳＷｎ）のみが活性化され、論理組合「０１...０」の制御信号（ＣＮＴ）を出力する場合、第２スイッチ素子（ＳＷ２）のみが活性化される。
【００１１】
この時、信号生成部１０で出力される予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）は活性化されたスイッチ素子（ＳＷ）を経由して１８０°位相反転される。さらに、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）は、スイッチ素子（ＳＷ）の分岐されたノード（Ｎ５、Ｎ６）からの位置差、即ち、相異なる長手を有する伝送線路（ｌ１〜ｌｎ）により入出力の時間差が発生する。予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）は、反転された位相、入出力の時間差に比例して決定されるパルス幅により第１および第２初期パルス信号（Ｐ＿ＰＳ１、Ｐ＿ＰＳ２）に変換する。
【００１２】
即ち、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）および１８０°位相反転された反転予備パルス信号が合成されてパルス信号が形成され、この形成されたパルス信号は伝送線路（ｌ１〜ｌｎ）により遅延出力されることによってパルス幅が決定される。これにより所定のパルス幅を有する第１あるいは第２初期パルス信号（Ｐ＿ＰＳ１、Ｐ＿ＰＳ２）に変換されて分岐されたノード（Ｎ５，Ｎ６）を介して出力される。
【００１３】
信号補償部４０は、信号変調部２０に含まれたスイッチバンクの各スイッチ素子（ＳＷ１〜ＳＷｎ）の素子特性に応じて、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）が第１あるいは第２初期パルス信号（Ｐ＿ＰＳ１、Ｐ＿ＰＳ２）に変調される時の変調誤差を補償する。これにより、第１あるいは第２初期パルス信号（Ｐ＿ＰＳ１、Ｐ＿ＰＳ２）は、変調誤差の補償された第１あるいは第２パルス信号（ＰＳ１、ＰＳ２）に出力される。
【００１４】
なお、信号変調部２０に含まれたスイッチバンクの各スイッチは一般に集積化、高速スイッチング動作、高寿命、および低コスト化を図るために電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳＦＥＴ）あるいはピンダイオード（ＰＩＮ  Ｄｉｏｄｅ）を使用している。
【００１５】
しかしながら、前述したように信号変調部２０に含まれた各スイッチを電界効果トランジスタまたはピンダイオードなどの半導体スイッチに構成した場合、狭帯域の周波数範囲にしか適用し難い。
【００１６】
一方、広帯域周波数の範囲を使用する場合、半導体スイッチの抵抗、インダクタンスおよびキャパシタンスの合成成分による素子特性によって挿入損失が増加し、且つ電気的な絶縁特性などが低下してしまう問題点があり、このことからパルス幅が可変する時誤差の発生が生じる恐れがある。
【００１７】
かかる問題を解決するために、一般に半導体スイッチの各スイッチごとに広帯域マッチング回路網（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＢＭＮ）２１を備えると共に、変調された第１および第２パルス初期信号（Ｐ＿ＰＳ１、Ｐ＿ＰＳ２）の変調誤差を補償する、前述の信号補償部４０を更に備えなければならない。
【００１８】
このように信号変調部２０の各スイッチごとに広帯域マッチング回路網２１を備え、信号補償部４０を更に備えることにより、信号変換装置の製造コストが増加してしまい、高集積化および製品の小型化に反する問題が発生するのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、別の信号補償回路を備えることなく、信号の変調を安定的に行なうことのできる信号変換装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は信号変換装置を備えた位置認識システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前述した本発明の目的を達成するために、本発明の一実施の形態に係る信号変換装置は、印加される同期信号に応答して予備パルス信号を生成する信号生成部と、前記予備パルス信号を可変して所定のパルス幅を有するパルス信号に変換する制御信号を出力する信号制御部と、前記制御信号に応答して前記予備パルス信号を相異なるパルス幅を有する前記パルス信号に変換する信号変調部と、を含む。ここで前記信号変調部は、複数の機械的なスイッチが並列接続されたスイッチバンクと、前記各機械的なスイッチが形成されたノードとの間の伝送線路と、を含む。
【００２２】
前記信号変調部のスイッチバンクは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）スイッチを含む。
【００２３】
前記信号変調部のスイッチバンクは、ＳＰＳＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ／Ｓｉｎｇｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）形態のスイッチを含むことができ、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ／Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）形態のスイッチを含むこともできる。
【００２４】
前記信号変調部は、前記予備パルス信号が前記制御信号に応答して活性化された前記機械的なスイッチと、前記伝送線路を経由することにより１８０°位相反転された反転予備パルス信号を生成し、前記予備パルス信号と反転予備パルス信号とを合成して１つのパルス信号を生成する。
【００２５】
この時、前記信号変調部は、前記制御信号に応答して活性化された前記機械的なスイッチと前記伝送線路の長手差によって生じる前記予備パルス信号の入出力時間差を用いて形成された前記パルス信号のパルス幅を可変することが好ましい。
【００２６】
前記信号生成部は、上昇遷移区間を有する階段形状の前記予備パルス信号を出力することが好ましく、前記信号制御部は、初期駆動時に予め設定されたデフォルト値で前記パルス幅を設定することが好ましい。
【００２７】
本発明の他の目的を達成するために、本発明の一実施の形態に係る位置認識システムは、所定の周波数範囲の第１送信信号および第２送信信号を出力する送信部と、前記第１および第２送信信号が所定のターゲットに達した後それぞれ反射される第１および第２受信信号の入力を受ける受信部と、予備パルス信号を生成し、前記予備パルス信号を可変して前記第１送信信号を出力するための第１パルス信号に変換し、前記第１受信信号に基づいて前記予備パルス信号を可変し前記第２送信信号を出力するための第２パルス信号に変換する信号変換部と、前記第１送信信号および第１受信信号に基づいて前記ターゲットの第１位置情報を判断し、前記第２送信信号および第２受信信号に基づいて前記ターゲットの第２位置情報を判断する位置判断部と、を含む。前記信号変換部は、前記第１位置情報に基づいて前記予備パルス信号を可変するための制御信号を生成し、前記制御信号に応答して選択的に活性化され前記第２パルス信号を生成する機械的なスイッチを備えたスイッチバンクおよび前記各機械的なスイッチが形成されたノードとの間に伝送線路を含む。
【００２８】
前記信号変換部のスイッチバンクは、ＭＥＭＳスイッチを含む。
【００２９】
前記信号変換部は、印加される同期信号に応答して予備パルス信号を生成する信号生成部と、前記予備パルス信号を可変して第１および第２パルス信号に変換する制御信号を出力する信号制御部と、前記スイッチバンクおよび伝送線路を含み、前記制御信号に応答して前記予備パルス信号を前記第１および第２パルス信号に変換する信号変調部と、を含むことが好ましい。
【００３０】
ここで、前記信号変換部は、前記予備パルス信号が前記制御信号に応答して活性化された前記機械的なスイッチと前記伝送線路を経由することにより１８０°位相反転された反転予備パルス信号を生成し、前記予備パルス信号と反転予備パルス信号とを合成して１つのパルス信号を生成することができる。
【００３１】
この時、前記信号変換部は、前記制御信号に応答して活性化された前記機械的なスイッチと、前記伝送線路の長手差により生じる前記予備パルス信号の入出力時間差を用いて形成された前記パルス信号のパルス幅を可変する。
【００３２】
前記第１パルス信号は、デフォルト値で設定された制御信号によりパルス幅が決定される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によると、信号変換装置が機械的なスイッチを用いてパルス幅を変調し出力することによって、半導体スイッチを用いる時に生じ得る挿入損失および絶縁特性の低下といった問題が防止され、信号の安定的な変調が可能になる。
【００３４】
さらに、半導体スイッチを使用する場合に、抵抗、インダクタンス、及びキャパシタンスの合成成分による挿入損失および絶縁特性の低下を防止するため必須的に構成すべき信号補償部および広帯域マッチング回路網が省略できるので、信号変換装置の具現時に小型化および高集積化を図ることができる。従って、位置認識システムの小型化、高集積化が実現され、製造コストの節減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。
【００３６】
［実施例］
図１は、本発明の一実施の形態に係る位置認識システムを概略的に示すブロック図である。
【００３７】
同図に示すように、本発明の一実施の形態に係る位置認識システム１０００は、送信部１００、受信部２００、信号変換部３００、および位置判断部４００を含んでなる。
【００３８】
詳細に、送信部１００は、信号変換部３００から第１パルス信号（ＰＳ１）または第２パルス信号（ＰＳ２）が入力され、第１または第２パルス信号（ＰＳ１、ＰＳ２）に対応する所定の周波数範囲の第１送信信号（Ｔｘ１）または第２送信信号（Ｔｘ２）を出力する。このとき、第１および第２送信信号（Ｔｘ１、Ｔｘ２）は各周波数範囲が相違した信号である。
【００３９】
受信部２００は、第１および第２送信信号（Ｔｘ１、Ｔｘ２）が所定のターゲットに達した後、それぞれ反射される第１および第２受信信号（Ｒｘ、Ｒｘ２）が入力される。
【００４０】
信号変換部３００は、同期信号に応答して予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を生成する。
【００４１】
なお、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）は、上昇エッジ、下降エッジ、所定のパルス幅を有する１つのパルス信号ではなく、下降エッジタイミングとパルス幅が未確定された状態の信号として定義される。
【００４２】
信号変換部３００は、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を１８０°位相反転した反転予備パルス信号（図示せず）を生成し、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）と反転予備パルス信号とを合成して１つのパルス信号を生成する。さらに、信号変換部３００は、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）と反転予備パルス信号とを合成して形成された１つのパルス信号のパルス幅を決定することによって、第１および第２送信信号（Ｔｘ１、Ｔｘ２）を出力するための第１および第２パルス信号を生成する。このとき、第２パルス信号は第１受信信号（Ｒｘ１）に基づき予備パルス信号を１８０°位相反転し、パルス幅を決定することによって生成および出力される。
【００４３】
ここで、信号変換部３００は、第１受信信号（Ｔｘ１）および第１送信信号（Ｒｘ１）の入出力時間差あるいは周波数変化に応じて判断されるターゲットの第１位置情報（ＰＩ１）に基づいて予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を可変する制御信号を生成する。このとき、信号変換部３００は、生成された制御信号に応答して選択的に活性化される機械的なスイッチ、例えば、ＭＥＭＳスイッチを備えたスイッチバンクとスイッチバンクに含まれた各スイッチの形成されたノードとの間の伝送線路を含む。信号変換部３００に関する詳細事項は図２ないし図７を介して詳説することにする。
【００４４】
位置判断部４００は、第１送信信号（Ｔｘ１）および第１受信信号（Ｒｘ１）に基づいてターゲットの第１位置情報（ＰＩ１）を判断する。このとき、第１送信信号（Ｔｘ１）は、位置認識システム１０００の初期駆動時に予め設定されたデフォルト値で出力されるので、一定の範囲内でターゲットの位置座標が判断できるだけであって、正確な位置情報は判断し難い。
【００４５】
従って、位置判断部４００は、正確なターゲットの位置情報を判断するために第１位置情報（ＰＩ１）を信号変換部３００へ提供し、信号変換部３００は第１位置情報（ＰＩ１）に基づいて予備パルス信号を可変して第２パルス信号（ＰＳ２）を出力する。
【００４６】
この時、位置判断部４００は、位置認識システムとターゲットとの間の距離を測定するために送信部１００と受信部２００からそれぞれ第１送信信号（Ｔｘ１）と第１受信信号（Ｒｘ１）の出力タイミング（ＳＯＴ）と入力タイミング（ＳＩＴ）を入力することができる。さらに、ターゲットの速度を測定するために、第１送信信号（Ｔｘ１）の周波数範囲と第１受信信号（Ｒｘ１）の周波数範囲の入力を受けて、この差を比較することができる。これにより、位置判断部４００は、ターゲットの近似的な第１位置情報（ＰＩ１）を判断できる。
【００４７】
さらに、同一原理で位置判断部４００は、第２送信信号（Ｔｘ２）と第２受信信号（Ｒｘ２）に基づいてターゲットの精密な第２位置情報（ＰＩ２）を判断することにより、位置認識システム１０００とターゲットとの間の距離、あるいはターゲットの移動速度などを測定することができる。
【００４８】
上記動作をターゲットの位置座標あるいは移動速度が希望する精密度範囲内にて獲得される時まで繰り返すことにより、精密な位置認識システムの具現が可能になる。
【００４９】
図２は図１に図示された信号変換部３００を概略的に示すブロック図であり、図３は図２に図示された信号変調部３３０を概略的に示す回路図であり、図４は図３に図示された信号変調部３３０の出力パルスを説明するための図面である。
【００５０】
図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る信号変換部３００は、信号生成部３１０、信号制御部３２０、および信号変調部３３０を含んでなる。
【００５１】
詳細に、信号生成部３１０は、ターゲットの位置情報を判断するために駆動時に同期信号、即ちトリガー（Ｔｒｉｇｇｅｒ）信号が入力され、図４に示すように、上昇遷移区間を有する階段形状の予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を生成する。
【００５２】
信号制御部３２０は、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を可変して所定のパルス幅を有する第１および第２パルス信号（ＰＳ１，ＰＳ２）を生成するための制御信号（ＣＮＴ）を出力する。例えば、信号制御部３２０は、初期駆動時に一定のパルス幅を有する第１パルス信号（ＰＳ１）を生成するためにデフォルト値で保存された制御信号を出力したり、又は図１に図示された位置判断部４００で出力される第１位置情報（ＰＩ１）に応答して第２パルス信号（ＰＳ２）のパルス幅を決定するための制御信号を出力する。
【００５３】
信号変調部３３０は、信号生成部３１０で出力される予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）が入力され、制御信号（ＣＮＴ）に応答して予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を可変し、初期駆動の時にターゲットの第１位置情報（ＰＩ１）を算出する第１パルス信号（ＰＳ１）または第１位置情報（ＰＩ１）に基づいてターゲットの第２位置情報（ＰＩ２）を算出する第２パルス信号（ＰＳ２）を出力する。
【００５４】
上記動作は、ターゲットの位置座標または移動速度が希望する精密度範囲内において獲得されるときまで繰り返される。
【００５５】
かかる構成を有する信号変換部３００について、図１ないし図４に基づいて詳説する。
【００５６】
まず、位置認識システム１０００が駆動することによって、信号制御部３２０は、位置認識システム１０００に対するターゲットの第１位置情報（ＰＩ１）を判断するために、信号生成部３１０で出力される予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）が予め設定されたパルス幅の有する第１パルス信号（ＰＳ１）が可変されるよう信号変調部３３０を制御する。
【００５７】
従って、信号変調部３３０はデフォルト値で保存された制御信号に応答し、予め設定されたパルス幅を有する第１パルス信号（ＰＳ１）を出力する。
【００５８】
第１パルス信号（ＰＳ１）は、送信部１００を介してターゲットへ第１パルス信号（ＰＳ１）に対応する周波数範囲の波長を有する第１送信信号（Ｔｘ１）として出力される。
【００５９】
さらに、ターゲットへ出力される第１送信信号（Ｔｘ１）は、ターゲットから反射されて第１受信信号（Ｒｘ１）で受信部２００に入力される。
【００６０】
位置判断部４００は、第１送信信号（Ｔｘ１）と第１受信信号（Ｒｘ１）の入出力時間差あるいは信号の変化を判断してターゲットの概略的な第１位置情報（ＰＩ１）を算出し、第１位置情報（ＰＩ１）を信号制御部３２０に提供する。
【００６１】
これにより、信号制御部３２０は、信号変調部３３０を制御して予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を可変することにより第２パルス信号（ＰＳ２）を出力する。
【００６２】
即ち、ターゲットの正確な位置情報である第２位置情報（ＰＩ２）を算出するためにターゲットが遠距離に位置するほど幅の長い第２送信信号（Ｔｘ２）を出力し、ターゲットが近距離に位置するほどパルス幅の短い第２送信信号（Ｔｘ２）を出力しなければならないが、これは予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）を可変して第２パルス信号（ＰＳ２）のパルス幅を決定することによって達成される。
【００６３】
これにより、信号変換部３００は、静的または動的に位置しているターゲットの第１位置情報（ＰＩ１）に基づいて第２送信信号（Ｔｘ２）を出力するための第２パルス信号（ＰＳ２）を出力し、第２パルス信号（ＰＳ２）は送信部１００を介してターゲットに第２パルス信号（ＰＳ２）に対応する周波数範囲を有する第２送信信号（Ｔｘ２）で出力される。
【００６４】
係る第２送信信号（Ｔｘ２）と第２送信信号（Ｔｘ２）に対応して反射される第２受信信号（Ｒｘ２）に基づき、位置判断部４００がターゲットの精密した第２位置情報（ＰＩ２）を算出する。
【００６５】
判断された第２位置情報（ＰＩ２）は、位置認識システム１０００が駆動される間に無限のループを介して信号変換部３００に提供され連続的にターゲットの位置情報を判断することができる。
【００６６】
なお、信号変調部３３０は、図３に示すように、複数のスイッチ素子（ＳＷ１〜ＳＷｎ）から構成されたスイッチバンクと各スイッチ素子（ＳＷ１〜ＳＷｎ）が形成されたノードとの間の所定長さ（ｌ１〜ｌｎ）を有する伝送線路を含む。
【００６７】
特に、本発明の一実施の形態にかかるスイッチバンクは、内部に含まれたスイッチ素子が機械的なスイッチで形成される。その一例として、各スイッチ素子はＭＥＭＳスイッチで形成される。
【００６８】
信号制御部３２０で出力される制御信号（ＣＮＴ）がｎビットの論理組合「００...１」に出力される場合、スイッチバンクの第ｎスイッチ素子（ＳＷｎ）のみが活性化され、制御信号（ＣＮＴ）が論理組合「１０...０」に出力される場合にスイッチバンクの第１スイッチ素子（ＳＷ１）のみが活性化される。
【００６９】
この時、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）が活性化されたスイッチ素子（ＳＷ）と伝送線路を経由しつつ１８０°位相の反転される反転予備パルス信号が生成され、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）と反転予備パルス信号とが合成されて１つのパルス信号が形成される。
【００７０】
ここで、形成されたパルス信号は、活性化されたスイッチ素子（ＳＷ）と活性化されたスイッチ素子（ＳＷ）までの伝送線路の長さ、即ち、活性化されたスイッチ素子とスイッチバンクが分岐されたノード（Ｎ３，Ｎ４）との間の長手より遅延出力される。
【００７１】
このような遅延出力時間差に比例して、即ち、第ｎスイッチ素子（ＳＷｎ）から第１スイッチ素子（ＳＷ１）方向上で１つのスイッチ素子（ＳＷ）が活性化されるとき、形成されたパルス信号のパルス幅（ｗ）は増加する値を有するべく設定される。
【００７２】
例えば、第１スイッチ素子（ＳＷ１）が活性化された場合に形成された伝送線路の長手（ｌ１＋...ｌｎ）と第２スイッチ素子（ＳＷ２）が活性化された場合に形成された伝送線路の長手（ｌ２...ｌｎ）は伝送線路の長手（ｌ１）だけの差異があり、形成されたパルス信号は伝送線路の長手（ｌ１）を経由するだけの遅延出力時間の差が発生する。
【００７３】
従って、形成されたパルス信号は伝送線路の長手（ｌ０）を経由する時間だけ遅延出力され、これにより第２スイッチ素子（ＳＷ２）が活性化された場合に比べて第１スイッチ素子（ＳＷ１）が活性化された場合パルス信号のパルス幅（ｗ）は大きい値で形成される。
【００７４】
即ち、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）は活性化されたスイッチ素子（ＳＷ）と伝送線路を経由することによって１８０°位相反転された反転予備パルス信号と合成され１つのパルス信号に変換され、形成されたパルス信号は活性化されたスイッチ素子（ＳＷ）と活性化されたスイッチ素子（ＳＷ）までの伝送線路の長手による遅延出力時間によってパルス幅（ｗ）が可変されて第２パルス信号（ＰＳ２）で出力される。
【００７５】
この時、第１パルス信号（ＰＳ１）は第１ないし第ｎスイッチ素子のうちいずれかのスイッチ素子（ＳＷ）が活性化されて一定のパルス幅を有するよう形成してもよい。また、第１パルス信号（ＰＳ１）を生成するための制御信号（ＣＮＴ）は任意の論理組合を有するデフォルト値で形成してもよい。
【００７６】
かかる信号変調部３３０のスイッチバンクは、信号生成部３１０と送信部１００との間の伝送線路にて分路（ｓｈｕｎｔ）で形成される。
【００７７】
信号変調部３３０に含まれたスイッチ素子に対して詳説すると次の通りである。
【００７８】
図５は図３に示されたスイッチ素子の一実施の形態を示す平面図であり、図６は図５のＡ領域を拡大図示した斜視図であり、図７は図４に示すスイッチ素子のスイッチ特性を説明するためのグラフである。
【００７９】
図２ないし図６に示すように、本発明の一実施の形態に係る信号変調部３３０はＭＥＭＳスイッチを備えたスイッチバンクで形成される。
【００８０】
本発明の一実施の形態に係るＭＥＭＳスイッチ（ＳＷ）は駆動電極（ＥＤ）および接触部材（ＯＣＮ）を含んでなる。
【００８１】
詳細に、駆動電極（ＥＤ）は、第１ノード（Ｎ１）から分岐された第１信号ライン（ＳＬ１）と第２ノード（Ｎ２）から分岐された第２信号ライン（ＳＬ２）の対向する両側にて延長されて、基板（ＳＵＢ）から所定の間隔（Ｄ）だけ離隔されて、第１信号ライン（ＳＬ１）と第２信号ライン（ＳＬ２）それぞれの一端をカバーするよに形成される。さらに、駆動電極（ＥＤ）には信号制御部３２０から制御信号（ＣＮＴ）が印加される。この時、制御信号（ＣＮＴ）は論理値「０」あるいは「１」に対応する電位レベルの電圧で印加される。
【００８２】
さらに、第１信号ライン（ＳＬ１）は基板に密着形成された固定信号ラインから形成され、第２信号ライン（ＳＬ２）は基板に第２ノード（Ｎ２）と隣接している領域に形成される固定端（ＥＦＸ）と第１ノード（Ｎ１）と隣接している領域で第１信号ライン（ＳＬ１）に対して所定の高さ（ｄ）に離隔され形成された自由端（ＥＦＲ）から構成されている。尚、接触部材（ＯＣＮ）は自由端（ＥＦＲ）の下部に形成されて第１信号ライン（ＳＬ１）の一端と向かい合って配置される。
【００８３】
信号制御部３２０から制御信号（ＣＮＴ）、即ち、論理値「１」に対応する電位レベルが印加される場合、制御信号（ＣＮＴ）の電位と基板電圧、即ち、接地電圧（ＧＮＤ）との間に電場が発生する。これによって、接触部材（ＯＣＮ）と駆動電極（ＥＤ）との間に静電引力が発生して接触部材（ＯＣＮ）は基板方向に移動されるようになる。
【００８４】
これによって、接触部材（ＯＣＮ）の形成された第２信号ライン（ＳＬ２）の自由端（ＥＦＲ）も基板方向に移動されて第１信号ライン（ＳＬ１）と第２信号ライン（ＳＬ２）とが電機的に接触される。
【００８５】
即ち、第１信号ライン（ＳＬ１）と第２信号ライン（ＳＬ２）が電気的に接触することによって信号生成部３１０で出力される予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）の伝送経路が形成される。
【００８６】
係る方法に基づいて予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）が活性化されたスイッチ素子（ＳＷ）と伝送線路を経由すると、１８０°位相反転および遅延されて反転予備パルス信号が生成され、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）と反転予備パルス信号とが合成されて１つのパルス信号が生成される。さらに、活性化されたスイッチ素子（ＳＷ）とスイッチバンクが分岐されたノード（Ｎ３，Ｎ４）から活性化されたスイッチ素子（ＳＷ）の離隔距離差、即ち、伝送線路の長さ差によって形成されたパルス信号のパルス幅が決定されて、予備パルス信号（Ｏ＿ＰＳ）が第１および第２パルス信号（ＰＳ１，ＰＳ２）に変換出力される。
【００８７】
本発明の一実施の形態に係る信号変調部３３０をＭＥＭＳスイッチのような機械的なスイッチで構成した場合、図７に示すような信号特性を有することができる。
【００８８】
図７に示すように、信号変調部３３０をＭＥＭＳスイッチとして使用することによって、挿入損失は低周波から高周波にいくほど低くなり、絶縁特性は低周波から高周波にいくほど高くなることが確認できる。理想的には、スイッチ素子は、周波数の変化に係わらず挿入損失は０ｄＢ、絶縁特性は−∞の値を有する。なお、挿入損失は２ポート回路網で各スイッチ素子のオン／オフ状態に対するＳ伝達行列の所定反射係数（Ｓ２１）から導き出される反射損失がｄＢ値として定義された値である。
【００８９】
しかしながら、図８および図９に示された比較例から分かるように、電界効果トランジスタあるいはピンダイオードのような半導体スイッチの場合、挿入損失と絶縁特性が半導体スイッチの抵抗、インダクタンス、およびキャパシタンスの合成成分によりその性能が低下してしまう。
【００９０】
これにより、半導体スイッチを用いて信号変調部３３０のスイッチバンクを構成する場合、これを補償するための広帯域マッチング回路（ＢＭＮ）と信号補償部５０を更に構成しなければならない。
【００９１】
しかし、本発明では、スイッチ素子をＭＥＭＳスイッチに構成し信号変調部３３０の絶縁特性および挿入損失が周波数変化に係わらずにその許容範囲を脱皮しない限り範囲内でスイッチング動作が行なわれる。
【００９２】
これは半導体スイッチの使用のために必須的に備えるべき広帯域マッチング回路（ＢＭＮ）と信号補償部４０を備えることなくスイッチング動作が十分具現されることを意味する。
【００９３】
本発明で説明したＭＥＭＳスイッチはＭＥＭＳスイッチの一例に過ぎず、その他にも様々な種類のＭＥＭＳスイッチで信号変調部３３０のスイッチバンクを構成できることは当業者であれば自明な事項である。
【００９４】
さらに、本発明では、ＭＥＭＳスイッチをＳＰＳＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ／Ｓｉｎｇｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）形態のスイッチで構成したが、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ／Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）形態のスイッチなどの様々な形態で形成されることは当業者であれば自明な事項である。
【００９５】
以上、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る位置認識システムを概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に図示された信号変換部を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２に図示された信号変調部を概略的に示す回路図である。
【図４】図３に図示された信号変調部の出力パルスを説明するための図面である。
【図５】図３に図示されたスイッチ素子の一実施の形態を示す平面図である。
【図６】図５のＡ領域を拡大図示した斜視図である。
【図７】図４に図示されたスイッチ素子のスイッチング特性を説明するためのグラフである。
【図８】比較例による信号発生装置を概略的に示すブロック図である。
【図９】図８に図示された信号変調部を概略的に示す回路図である。
【符号の説明】
【００９７】
１００      送信部
２００      受信部
３００      信号変換部
３１０      信号生成部
３２０      信号制御部
３３０      信号変調部
４００      位置判断部
１０００    位置認識システム
ＥＤ        駆動電極
ＯＣＮ      接触部材
ＳＬ１      第１信号ライン
ＳＬ２      第２信号ライン
【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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