(57)【要約】      （修正有）【課題】伝送線路、負荷およびポートを備える基板上に配置される超広帯域（ＵＷＢ）波形発生回路の提供。【解決手段】基板上に配置され、伝送線路（２、３）、負荷Ｒ１（４）、Ｒ２（５）、Ｒ３（６）およびＲ４（７）およびポート（８、９、１０、１１）を備える新しい超広帯域（ＵＷＢ）波形発生回路（１）であって、回路は、波形を入力として取り入れ、波形の導関数を出力として発生する。回路が２本のマイクロストリップ伝送線路（２、３）を有し、これらの線路（２、３）が結合している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置され、伝送線路、負荷およびポートを備える超広帯域波形発生回路（１）であって、
前記回路は、波形を入力として取り入れ、前記波形の導関数を出力として発生し、
前記回路が２本のマイクロストリップ伝送線路（２、３）を有し、これらの線路（２、３）が結合していることを特徴とする超広帯域波形発生回路。
【請求項２】
前記負荷は、前記マイクロストリップ伝送線路（２、３）の特性インピーダンスと整合していることを特徴とする請求項１に記載の超広帯域波形発生回路（１）。
【請求項３】
前記整合した負荷は、対応するポートで終端することを特徴とする請求項２に記載の超広帯域波形発生回路（１）。
【請求項４】
前記マイクロストリップ伝送線路（２、３）上での偶数および奇数モード伝搬から前記波形の前記導関数を発生することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超広帯域波形発生回路（１）。
【請求項５】
前記マイクロストリップ伝送線路（２、３）の長さは、前記波形の所望パルス幅に応じて設定可能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超広帯域波形発生回路（１）。
【請求項６】
超広帯域通信送受信回路、個人用無線ネットワーク（ＷＰＡＮ）およびレーダから選択される用途において使用される請求項１〜５のいずれかに記載の超広帯域波形発生回路（１）。
【請求項７】
レーダ応用における前記用途が、地中探知レーダ、壁内映像レーダにおいてであることを特徴とする請求項６に記載の超広帯域波形発生回路（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新しい超広帯域（ＵＷＢ）波形発生回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＷＢ信号は、中心周波数に対する帯域幅の比が０．２５を超える、または５００ＭＨｚ以上の帯域幅を有する信号と定義されている。過去、ＵＷＢ技術は、地中探知レーダ（ＧＰＲ）、壁内貫通レーダ、機密通信および高精度測位／追跡において軍事利用されてきたが、今日、個人用無線ネットワーク（ＷＰＡＮ）等のようにＵＷＢ技術を商業的にも用いることへの関心が高まりつつある。ＦＣＣ（米連邦通信委員会）は最近、３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数範囲をＵＷＢ通信用に割り当てた。
【０００３】
ＵＷＢ技術についてこのように関心が高まったのは、数百メガビットオーダーの非常に高いデータ転送速度への需要が高まったことによる。無線ネットワークが将来的にこのようなデータ転送速度に達するには非常に大きい送信帯域幅が必要となるからである。現在、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂ等の無線データ技術の大半は、数十メガビットまでの基底帯域信号を有し、この基底帯域信号は、ＲＦ搬送波を用いて送信されており、基本的に狭帯域通信技術である。
【０００４】
ＵＷＢ信号の発生の観点から見ると、ＵＷＢシステムは、主に２つの方式から選択される。１つのシステムは、いわゆるインパルス無線（ｉｍｐｕｌｓｅ  ｒａｄｉｏ）であり、ピコセカンド幅の極短いパルスが発生され、発生された時間パルスが数ＧＨｚの広帯域に及ぶ場合がある。もう１つのシステムは、多周波帯によるアプローチであり、複数の狭帯域信号が独立に発生され、その後組み合わせられてより大きい帯域幅のＵＷＢ信号が形成される。
【０００５】
時間領域インパルスに関して、ガウスモノパルス、ガウスダブレット、レイリー、ラプラシアン、ウェーブレットモノパルス等のＵＷＢ信号として使用可能な異なる波形が存在する。これらの波形はそれぞれ、特定の中心周波数および必要とされる帯域幅用に設計可能である。パルスの周波数領域パラメータは、パルスの時間領域パラメータによって導出可能であり、その逆もまた可能である。
【０００６】
具体的には、パルスの持続時間によって、信号が占める周波数帯域幅、パルス毎の周期が決定する。すなわち、零交差の数によってパルスの中心周波数が決まり、パルスの形によって信号エネルギーが周波数帯域幅の範囲上でどのように分布しているかと共に信号の副ローブレベルが得られる。
【０００７】
図１に４００ピコセカンド幅のＵＷＢモノパルスの時間領域波形を示す。このような理想的なガウスダブレットは、以下の式により与えられるガウス波形の導関数（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）として得られる。
【０００８】
【数１】
2007053737.tif 000003
【０００９】
τ（タウ）は、τ＝１００ピコセカンドとして選択されたパルスの持続時間である。
【００１０】
図２は、周波数領域におけるガウスモノパルス波形を示す図である。ガウスモノパルスの中心周波数ｆｃは、２．７ＧＨｚと推定できるが、この値はモノパルスτの総持続時間における零交差の数により求められる。３ｄＢ帯域幅は、約２．５ＧＨｚであり、これは、パルスの総持続時間の逆数１／τとして与えられる。このモノパルスの包絡線によって、モノパルスの全パワーがモノパルスの超広帯域周波数帯域にどのように分布するかが決まる。
【００１１】
ＵＷＢパルスは、超広帯域を有し、中心周波数付近に集中している。すなわち、単一パルスは、非常に大きい帯域幅を有する可能性がある。しかしながら、それが零周波数付近に集中しているならば、全ての周波数に関して１つのコンパクトなアンテナを設計することが非常に難しくなるであろう。なぜなら、低周波数で有効なラジエータを得るために、アンテナの大きさを波長に匹敵するものとする必要があり、低周波数では非常に大きくなるからである。
【００１２】
このような種類のパルスを得てアンテナの大きさの問題をなくすための１つの方法は、零周波数に集中したパルスをまず発生し、次にパルスの導関数を導いてパルスの定数すなわち直流部を取り除き、中心周波数を零からより高い周波数ｆｃにシフトさせることである。
【００１３】
超広域波形発生器の設計に関して様々なものが業界において公知である。
【００１４】
このようなＵＷＢ波形発生回路の例が、ブッヘガー・トーマスらによる「ガウスモノサイクル発生用ネットワークを形成する新しい低価格超広帯域マイクロストリップパルス」（２００３  超広帯域システムに関するインターナショナルワークショップ（ＩＷＵＷＢＳ））に開示されている。このパルス形成ネットワークにおいて、短絡終端部を有するマイクロストリップ線路を用いてガウスモノサイクルが得られる。ただし、この方法によると、出力に大きなリンギングが生じる。
【００１５】
ＵＷＢ波形発生回路の別の例が、ハン・ジョンウーらによる「リンギングが減少した新しい超広帯域超短モノサイクルパルス発生器」（ＩＥＥＥ  マイクロウェーブ  アンド  ワイヤレス  コンポーネント  レターズ、２００２年６月、ｖｏｌ．１２、ｎｏ．６、２０６〜２０８頁）に開示されている。ハンらは、ステップリカバリーダイオードと短絡伝送線路とを用いてパルスを得て、単純なＲＣフィルタにより導関数を導き出している。しかしながら、この方法によると、パルスの包絡線特性が悪化し、周波数領域における形状歪となったり、抵抗損失のためにパルスの振幅が低くなったりする。
【００１６】
したがって、平滑で形のよいパルスを作り出し、パルスの結果的な振幅のロスを最小限とし、リンギングとしても知られる二次反射が特に極小さくなるようなＵＷＢ波形発生回路が必要である。典型的には小さい振幅の信号であるレーダーエコーを求めるためにＵＷＢ波形発生回路が受信機で使用される場合には、このことが非常に重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、関連技術の問題に鑑みて提案されたものであり、伝送線路、負荷およびポートを備える基板上に配置されるＵＷＢ波形発生回路を提供することを目的とする。この回路は、ある波形を入力として取り入れ、その波形の導関数を出力として発生する。改良点は、回路が２本のマイクロストリップ伝送線路を有し、これらの線路が結合されることである。
【００１８】
負荷は、マイクロストリップ伝送線路の特性インピーダンスと整合している。これら整合した負荷は、対応するポートで終端する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係るＵＷＢ波形発生回路は、マイクロストリップ伝送線路上の偶数および奇数モード伝搬を用いて波形の導関数を発生する。マイクロストリップ伝送線路の長さは、波形の所望パルス幅に応じて設定可能である。
【００２０】
本発明に係るＵＷＢ波形発生回路は、ＵＷＢ通信送受信回路、個人用無線ネットワーク（ＷＰＡＮ）、レーダから選択される用途において使用可能であり、好ましくは地中探知レーダ、壁内映像レーダにおいて使用可能である。
【００２１】
本発明に係るマイクロストリップ結合線路、ＵＷＢ波形発生回路について、添付の図面を参照して、実施例を用いて以下に説明するが、以下の例に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図３（ａ）に、伝送線路（２、３）、負荷Ｒ1（４）、Ｒ2（５）、Ｒ3（６）およびＲ4（７）およびポート（８、９、１０、１１）を備えるＵＷＢ波形発生回路（１）を示す。この回路（１）は、波形を入力として取り入れ、この波形の導関数を出力として発生する。回路（１）は、２本のマイクロストリップ伝送線路（２、３）を有し、これらの線路（２、３）は結合している。
【００２３】
回路（１）のマイクロストリップは、マイクロストリップ伝送線路（２、３）を基板上に配置することにより実現する。マイクロストリップ伝送線路（２、３）の長さは、波形の所望パルス幅に応じて設定可能である。
【００２４】
負荷Ｒ1（４）、Ｒ2（５）、Ｒ3（６）およびＲ4（７）は、マイクロストリップ伝送線路（２、３）の特性インピーダンスと整合している。これら整合した負荷Ｒ1（４）、Ｒ2（５）、Ｒ3（６）およびＲ4（７）は、対応するポート（８、９、１０、１１）で終端する。
【００２５】
入力は、ポート１（８）から加えられ、マイクロストリップ結合伝送線路（２、３）の長さに応じて、出力は、ポート３（１０）か、ポート４（１１）かのいずれかからとなる。回路（１）は、有限長さの結合伝送線路（２、３）によって形成され、マイクロストリップ伝送線路（２、３）上での偶数および奇数モード伝搬から波形の導関数を生成する。
【００２６】
ＵＷＢ波形発生回路（１）の解析は、偶数、奇数モード解析を用いて得られる。結合マイクロストリップ線路には３つの導体部（２つのマイクロストリップ導体および１つの接地面）があるので、偶数モードは、これら導体と接地面との間で伝搬し、奇数モードは、２つのストリップ導体間で伝搬する。
【００２７】
図３（ｂ）および３（ｃ）の回路は、偶数および奇数モード伝搬回路を示す。偶数および奇数モード回路を解いた後、全体の解は、これらの解の合計として表せる。図３（ｂ）および３（ｃ）からわかるように、偶数モードに関して、ポート１（８）およびポート２（９）に印加される電圧の極性は同じであるが、一方奇数モード解析に関して、ポート１（８）およびポート２（９）の極性は逆になる。
【００２８】
図３（ｂ）および３（ｃ）の偶数および奇数モード電圧を合計すると、ポート１に関しては２ボルトが得られ、ポート２に関しては０ボルトが得られ、これらは図３（ａ）の電圧である。さらに、伝搬定数β0,oおよびβ0,e、特性インピーダンスＺ0,oおよびＺ0,eは、偶数および奇数モードで異なることがわかる。各ポートでの総電圧は以下のように表せる。
【００２９】
Ｖ1＝Ｖ1,e＋Ｖ1,o   (1)
Ｖ2＝Ｖ2,e＋Ｖ2,o   (2)
Ｖ3＝Ｖ3,e＋Ｖ3,o   (3)
Ｖ4＝Ｖ4,e＋Ｖ4,o   (4)
【００３０】
なお、Ｖi,eおよびＶi,oは、ポートｉでの偶数および奇数モード電圧である。本発明に係るマイクロストリップ結合線路（ＭＣＬ）回路は、回路の対称性を用いてさらに以下のような単純化が可能である。
【００３１】
Ｖ1,e＝Ｖ2,e   (5)
Ｖ3,e＝Ｖ4,e   (6)
Ｖ1,o＝−Ｖ2,o  (7)
Ｖ3,o＝−Ｖ4,o        (8)
【００３２】
図４に、偶数および奇数モードのマイクロストリップ伝送線路回路を示す。単純化した回路は、偶数および奇数モード双方に関して負荷を備えた単なる伝送線路回路であり、異なる伝送線路特性インピーダンスと伝搬定数とを有する。すると、Ｖ1,eおよびＶ1,oはおよびＶ4,eおよびＶ4,oのみにより電圧を書き換えることが可能となり、等式（３）および（４）において等式（５）〜（８）を代入すると、Ｖ2およびＶ3に関して等式は次のように変形される。
【００３３】
Ｖ2＝Ｖ1,e−Ｖ1,o    (9)
Ｖ3＝Ｖ4,e−Ｖ4,o    (10)
【００３４】
偶数および奇数モードについて特性インピーダンスおよび伝搬定数の等式は次のようになる。
【００３５】
【数２】
2007053737.tif 000004
【００３６】
【数３】
2007053737.tif 000005
【００３７】
なお、Ｒ0は、結合していないマイクロストリップ線路の特性インピーダンスであり、Ｃは、結合係数である。なお、Ｚ0,eおよびＺ0,oの相乗平均がＲ0であり、Ｃが正の値の場合、偶数モード特性インピーダンスＺ0,eは、奇数モード特性インピーダンスＺ0,oより大きい（Ｚ0,e＞Ｒ0＞Ｚ0,o）。偶数および奇数モードについての伝搬定数は、次のようになる。
【００３８】
【数４】
2007053737.tif 000006
【００３９】
【数５】
2007053737.tif 000007
【００４０】
なお、λ0は、自由空間波長であり、εeff,eおよびεeff,oはそれぞれ、偶数および奇数モード伝搬の相対的有効誘電率である。この相対的有効誘電率は、空気の誘電率（ε0）と基板の誘電率（ε1）との間で変化する。偶数モードは、マイクロストリップ線路と接地との間で伝搬するので、偶数モードの相対的有効誘電率は、奇数モードよりも大きくなる。奇数モードは、２つのマイクロストリップ導体間で伝搬する。
【００４１】
各種誘電率の関係を式１５に示す。
【００４２】
ε0＜εeff,o＜εeff,e＜ε1   (15)
【００４３】
式１５より、偶数モードは、奇数モードよりゆっくりと伝搬することが示される（βe＞βo）。
【００４４】
例えば、ＭＣＬ回路の一例について考えてみるが、これは本発明の範囲を限定するものではない。単純な伝送線路理論とＡｇｉｌｅｎｔ社のＡＤＳソフトウェアとを用いて出力零周波数モノパルスを得る。
【００４５】
ＭＣＬとして、厚さｈ＝１．５５ｍｍおよびεr＝４．６（ＦＲ４基板）が選択可能である。マイクロストリップ伝送線路の幅は、ｗ＝２．５４ｍｍであり、各線路間の距離はＳ＝０．５０８ｍｍである。これらのパラメータと、ＡＤＳ線路計算ツールを用いて、以下のような特性インピーダンスが容易に得られる。
【００４６】
Ｒ0＝５１.８Ω
Ｚ0,e＝６９.３６Ω         (16)
Ｚ0,o＝３８.７１３Ω
【００４７】
偶数モードインピーダンスが最大のインピーダンスである。相対有効誘電率は以下のように計算される。
【００４８】
εeff,o＝３.１２４＜４.６
εeff,e＝４.０２６＜４.６   (17)
【００４９】
これらの結果から、奇数モードがより速く移動し、その特性インピーダンスは、偶数の特性インピーダンスより小さいことが明白である。
【００５０】
図５（ａ）、５（ｂ）および５（ｃ）に、偶数および奇数モードのポート１およびポート２電圧を示す。図３（ｂ）および３（ｃ）の回路と等式１、２、９および１０を用いて、４つのポートでの電圧波形を計算できる。ポート１から電圧を印加し、その他全てのポートを整合した負荷で終端すれば、それらの特性インピーダンスと伝搬定数とで回路を解くことができ、その他のポートの電圧が得られる。奇数モード回路に関して、Ｒ0は、Ｚ0,oより大きく、従って、負荷と発生器側との両方から正の反射が起こる。伝送線路の両端に関するこのような電圧反射係数は次のように与えられる。
【００５１】
【数６】
2007053737.tif 000008
【００５２】
時刻ｔ＝ｔ0秒にパルスを送信すれば、図５（ａ）に示すように、より小さい振幅の第１の反射が時刻ｔ＝ｔ1秒にポート１に到着する。偶数モード回路に関して、Ｒ0は、Ｚ0,eより小さく、従って、負荷と発生器側との両方から負の反射が起こる。伝送線路の両端に関するこのような電圧反射係数は次のように与えられる。
【００５３】
【数７】
2007053737.tif 000009
【００５４】
時刻ｔ＝ｔ0秒にパルスを送信すれば、図５（ｂ）に示すように、ここでもより小さい振幅の第１の反射が時刻ｔ＝ｔ2秒にポート１に到着する。伝送線路が非分散型であると仮定すれば、ポート４に関して奇数および偶数モード電圧は、対応するポート１の電圧の時間が遅れたバージョンとなるであろう。さらに、これらの電圧は、伝送線路上での位相速度に応じて遅延するであろう。奇数電圧パルスはより速く移動するので、図５（ｃ）に示すようにより早く到達する。これらの４つの偶数および奇数電圧と等式９および１０とを用いてポート２および３での電圧が得られる。
【００５５】
図６（ａ）、６（ｂ）、６（ｃ）および６（ｄ）はそれぞれ、ポート１（８）、ポート２（９）、ポート３（１０）およびポート４（１１）のポート電圧を示す。ＵＷＢ通信の観点から、重要な出力は、ポート３からのモノパルスであり、零周波数成分を有する。初期パルスがポート１から２ボルト振幅パルスとして印加され、図６（ａ）に示すように、はるかに小さい振幅の反射パルスは、ｔ＝ｔ1およびｔ＝ｔ2秒に到着する。図６（ｂ）に示すように、ポート２だけが、ｔ＝ｔ1およびｔ＝ｔ2秒において反射を有する。
【００５６】
図６（ｃ）は、ＭＣＬポート３からのモノパルス出力を示す図である。このポートに関して、反対の極性を有する２つのパルスが異なる時間に到着し、これらのパルスは、入力パルスのまさにコピーである。導関数の定義としては、ある波形とその遅延したバージョンとの差をとれば、その波形の導関数が得られる。基本的に、この回路はまさしくこの操作を行う。これら２つのパルスの相対到着時間は、伝送線路の長さまたは基板材料の誘電率を変えることで調整可能である。最後に、ポート４での電圧は、同一の極性を有する２つのパルス波形である。４つのポート電圧全てに関して、各ポートは整合した負荷で終端しているので、時間軸を延長してもこれ以上反射は起こらない。
【００５７】
図７に、Ａｇｉｌｅｎｔ社のＡＤＳ設計ソフトウェアの２つの概略図を示す。図７ａ）に示した概略図の１つは、全てのポートが５０オームに整合したパルス発生器に接続したＭＣＬ回路を示す。２つ目に、ジェイ・ハンらによるＣ＝１ｐＦ、Ｒ＝５０オームの従来のＵＷＢ波形発生器に則した単純なＲＣ回路を図７ｂ）に示す。どちらの回路も、立ち上がりおよび立下り時間が５０ｐｓｅｃで、幅が１００ｐｓｅｃの１ボルトパルスを出力するパルス発生回路に接続されており、総パルス持続時間は、２００ｐｓｅｃに設定される。このＭＣＬ回路は、３００ｐｓｅｃパルスが回路のポート３から出力されるように設計されている。
【００５８】
マイクロストリップ伝送線路（２、３）の長さは、波形の所望パルス幅に応じて設定可能である。伝送線路長を調整することによって、所望のパルス形状が得られる。零周波数成分のない所望のモノパルスを得るには、パルス幅と伝送線路長の両方を、設計パラメータとして考慮する必要がある。基本的に、奇数モードと偶数モードとは、異なる速度で伝搬し、この速度の差が伝送線路上の特定の箇所での偶数および奇数モードパルス間の時間差をもたらす。そこで、所望のパルスにするには、パルスの持続時間だけでなく伝送線路長も設計パラメータとする必要がある。モノパルスを得るには、時間遅延の差（ｔ2(ｔ1）をパルス幅Δｔと等しくする必要がある。これは次のように表せる。
【００５９】
ｔ2−ｔ1＝Δｔ  (20)
【００６０】
伝送線路の長さをｌとすると、奇数および偶数モード電圧がポート３に到達するのにかかる時間は、次のように表せる。
【００６１】
【数８】
2007053737.tif 000010
【００６２】
【数９】
2007053737.tif 000011
【００６３】
なお、ｖe＝ｃ／√（εeff,e）およびｖo＝ｃ／√（εeff,o）は、偶数および奇数モードの速度である。
【００６４】
等式２０〜２２を用いて、伝送線路長とパルス幅との次のような関係が得られる。
【００６５】
【数１０】
2007053737.tif 000012
【００６６】
一例として、εr＝４．６の同じＦＲ４基板についての奇数および偶数モードの有効誘電率の計算値は、等式１７で表される。所望のパルス幅を２００ピコセカンドとする場合、伝送線路長は、等式２３を用いて２５．１ｃｍと算出される。なお、より高い誘電率材料に関して、蛇行軌跡線路を用いると、伝送線路回路の面積を数平方ｃｍとすることが可能であろう。
【００６７】
図８は、微分回路の零周波数出力を示す図である。図８（ａ）および８（ｂ）は、本発明に係るマイクロストリップ結合線路回路に関して、時間領域波形およびポート３電圧の周波数応答を示した図である。図８（ｃ）および８（ｄ）は、従来のＵＷＢ波形発生器に係るＲＣ回路に関して、時間領域波形およびポート３電圧の周波数応答を示した図である。本発明に係るＭＣＬ回路から得られるパルスＶ３は、形が良く平滑であり、振幅が±０．５Ｖの間で変化しており、二次反射はごく小さいことがわかる。パルス包絡線の平滑度は、副ローブレベル等の周波数領域でのスプリアス応答を決定するので重要である。比較可能な解を得るために、１ｐＦの容量をＲＣ回路で使用する。ただし実用的な動作としては非常に小さい容量（大抵の用途においてほぼ寄生容量）である。図８ｃから判るように、波形Ｖ６の振幅はおよそ±０．６ボルト間で変化するが、波形は最大値において非常に急激に変化し、これによって帯域外スプリアス放射が増加することになる。ＲＣ回路で発生したパルスは、容量値を小さくすることによってより平滑にすることが可能であろうが、容量レベルはすでに典型的な回路での寄生容量レベルであり、容量を下げることによって出力電圧レベル、ひいてはパワーレベルを下げることになるので、容量値を小さくすることにはまず実現の可能性がない。
【００６８】
先に述べたジェイ・ハンらにより開示される従来のＵＷＢ波形発生器において、最大電圧値は７Ｖで始まっており、ダイオードの端では、出力は１ボルトであった。モノパルス電圧を得るのにＭＣＬを用いた場合、入力と出力との電圧降下がほぼ理想の場合に近くなる。発生器からは３ｄＢの損失があるだけで、これは発生器から得られる最大値である。
【００６９】
本発明に係る超広帯域波形発生回路において、二次反射がより小さくなり、対応するポート（８、９、１０、１１）を終端する前記整合負荷Ｒ1（４）、Ｒ2（５）、Ｒ3（６）およびＲ4（７）によって、本発明に係る波形発生回路（１）の二次反射がゼロに減少している。典型的には小さい振幅の信号であるレーダーエコーを求めるために回路が受信機で使用される場合には、このことが非常に重要である。回路の二次反射が小さいと、回路の信号感度が上昇し、より小さい振幅の信号を検出可能である。さらに、妨害レベルと比べて高い信号となり、歪みも小さくなる。ゆえに、本発明に係るマイクロストリップ結合線路、超広帯域波形発生回路は、レーダ、好ましくは地中探知レーダにおいて有利に使用可能である。
【００７０】
本発明のマイクロストリップ結合線路、超広帯域波形発生回路は、ＵＷＢ通信送受信回路、個人用無線ネットワーク（ＷＰＡＮ）においても使用可能である。
【００７１】
本発明の別の実施態様によれば、このようなマイクロストリップ結合線路、超広帯域波形発生回路を別の回路により入力として使用可能である。この場合、負荷インピーダンスによって、ＲＣ回路出力の電圧波形が変化する。しかしながら、ＭＣＬに負荷を接続することは、整合負荷によってポート３を終端させることにより既に行っている。さらに、ＭＣＬにより発生するパルス幅は、ＲＣ回路より狭く、用途によっては望ましい場合がある。
【００７２】
本発明のさらに別の実施態様によれば、マイクロストリップ結合線路、ＵＷＢ波形発生回路の用途は、これまで述べてきたような単一パルスが与えられると極性が逆の２つのパルスを発生する用途のみに限られない。このような単一パルスのうちの１つをまさしくＭＣＬ回路によって得ることも可能である。単位ステップパルスをポート１に入力として加えると、ポート３出力は、狭時間幅のモノパルス波形となる。このような単位ステップパルスは、ステップリカバリーダイオードやトンネルダイオード回路から容易に得られる。さらに、同じ回路を用いて、モノパルスと逆の極性を有する遅延レプリカとを加えることにより、ガウスモノパルスからガウスダブレットを得ることが可能である。
【００７３】
好ましい実施態様を用いて本発明を特に説明してきたが、当業者であれば、発明の範囲から逸脱せずに本発明の原理に基づいて様々なその他の修正や変更が可能であることを理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】４００ピコセカンド幅のＵＷＢモノパルスの時間領域波形を示す図
【図２】周波数領域におけるガウスモノパルス波形を示す図
【図３】本発明に係るマイクロストリップ結合線路、ＵＷＢ波形発生器を示す図
【図４】偶数および奇数モードに関して、本発明に係るマイクロストリップ伝送線路回路を示す図
【図５】偶数および奇数モードに関して、ポート１およびポート４のパルス電圧を示す図
【図６】ポート１、ポート２、ポート３およびポート４それぞれに関してポート電圧を示す図
【図７】Ａｇｉｌｅｎｔ社製のＡＤＳ設計ソフトウェア上での本発明に係るマイクロストリップ結合線路回路と従来のＵＷＢ波形発生器に係るＲＣ回路とを示す図
【図８】本発明のマイクロストリップ結合線路回路と、従来のＵＷＢ波形発生器に係るＲＣ回路に関して、時間領域波形およびポート３電圧の周波数応答を示した図
【図１】
2007053737.tif 000013
【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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【外国語明細書】
2007053737000001.pdf