专利名称：发送装置、接收装置以及通信系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及利用了微波、毫米波的脉冲无线方式中的发送装置、接收装置和利用了它们的通信系统。
背景技术：
在脉冲通信方式中，在利用矩形波进行通信时，其频谱需要非常宽的频带。该频带在将脉冲宽度设为T[ns]时，为1/T[GHz]。频率f的正弦波的宽度T的脉冲以中心频率f，频带2/T的频谱为中心，在其外侧以1/T间隔存在多个副频谱。
为了对其它的通信设备的干扰、或者确保同一系统内的频道，当然除了副频谱，还需要限制主频谱的扩大的频带。作为对策，作为利用了以往的脉冲的通信装置和被用于系统的方法，例如已知(日本)特表2003-515974号公报中记载的结构。图30表示特表2003-515974号中记载的以往的利用了脉冲的超宽频带(UWB)数据传送系统中的传送装置的结构。
在图30中，低电平脉冲发生器4000通过低电平脉冲激发作为选择的带通型或者脉冲成形型滤波器4002。低电平脉冲发生器4000可以由包含低电压阶跃恢复二极管(step-recovery diode)(SRD)、齐纳二极管、雪崩晶体管(avalanche transistor)、导通(break over)装置、半导体开关元件(thyristor)等的任意数量的设备构成。混频器4008实际上作为通过来自低电平脉冲发生器4000的脉冲激发，对来自振荡器4006的信号输出进行振幅调节的高速开关起作用。
其结果，得到的脉冲包络线保持脉冲激发的原来的时域形状。在利用滤波器4002的情况下，混频器4008使被带通滤波的或者被脉冲成形的低电平脉冲信号混合到(heterodyne)希望的动作中心频率，即进行频率变换那样起作用。
接着，混频器4008的输出中的UWB信号的频带宽度由带通型或者脉冲成形型的滤波器4002的频带宽度决定。通过使用该方法，可以在使宽频带能量进行了希望的频率移动的状态下，使低电平脉冲发生器4000以更低的频率动作。
通过以上的结构，得到实现希望的频谱的脉冲波形。
但是，在以往的结构中，在用数字电路实现对例如脉冲宽度为1ns以下的非常短的脉冲波形进行整形的脉冲整形器时，需要在1ns的数十分之一的时间内进行改变合适的特性的动作。以现有的IC制造技术很难实现。而且，在用模拟电路实现的情况下，需要再现性高地实现直流(DC)～数十GHz的宽频带的特性。模拟电路由于以信号中包含的频率分量的波长决定大小，所以难以以小型来稳定地实现。
发明内容
本发明提供一种利用具有稳定的脉冲波形产生特性，在量产方面优良的脉冲，小型并且便宜的发送装置、接收装置和通信系统。
本发明的发送装置具有包含连续脉冲产生部、调制部和输出部的结构。连续脉冲产生部以比脉冲串重复周期更短的任意的时间间隔连续地产生多个脉冲波形。调制部用发送数据对所述连续脉冲产生部产生的连续脉冲进行调制。输出部输出由所述调制部调制的调制脉冲。按照该结构，通过以任意的时间间隔连续产生多个脉冲波形并将其用作传送信号，可以使频谱的频带任意地变化，而且可以在频带内作成零(null)点。按照这些特性，可以实现对其它系统的影响少的通信。
而且，本发明的发送装置也可以是将连续脉冲产生部产生的多个脉冲波形的脉冲宽度设定为任意的时间的结构。按照该结构，可以使频谱的频带任意地变化，而且可以在频带内作成零点。按照这些特性，可以实现对其它系统的影响少的通信。
而且，本发明的发送装置也可以是连续脉冲产生部设定的脉冲宽度为一种的结构。按照该结构，通过将产生的脉冲的宽度设为一种，可以减少使用的部件的种类。
而且，本发明的发送装置也可以是连续脉冲产生部设定的脉冲宽度至少为时间不同的两种的结构。按照该结构，可以改变频带内零点的频率，脉冲宽度的种类越增加，越容易调整零点的位置。
而且，本发明的发送装置也可以是能够将连续脉冲产生部产生的多个脉冲波形的脉冲间隔设定为任意的时间的结构。按照该结构，可以使频谱的频带任意地变化，而且可以在频带内作成零点。按照这些特性，可以实现对其它系统的影响少的通信。
而且，本发明的发送装置也可以是连续脉冲产生部设定的脉冲间隔为一种的结构。按照该结构，通过使产生的脉冲的间隔设为一种，可以减少使用的部件的种类。
而且，本发明的发送装置也可以是连续脉冲产生部同等地设定脉冲间隔和脉冲宽度的结构。按照该结构，通过使产生的脉冲宽度及其间隔设为一种，可以减少使用的部件的种类。
而且，本发明的发送装置也可以是将连续脉冲产生部产生的多个脉冲波形的脉冲间隔设定得比连续脉冲产生部产生的多个脉冲波形的脉冲宽度更短的结构。按照该结构，可以使频谱的频带任意地变化。而且，由于脉冲间隔可以变窄，所以可以实现与时间性地缩短脉冲宽度等价的相同的频谱。
而且，本发明的发送装置也可以是连续脉冲产生部将脉冲间隔设定为至少两种不同的脉冲间隔的结构。按照该结构，可以使频带内的零点的频率改变。
而且，本发明的发送装置也可以是在连续脉冲产生部产生的脉冲波形中，至少具有上升延迟和下降延迟的其中一种。按照该结构，可以抑制希望的主要的频谱以外的分量。
而且，本发明的发送装置进一步包括对由调制部调制的调制脉冲的频率进行变换的频率变换部，频率变换部变换的频率可以任意地选择。而且，也可以是输出部输出由频率变换部变换的变换后的调制脉冲的结构。按照该结构，可以进一步使频谱的频带任意地变化，而且可以在频带内作成零点。
而且，本发明的发送装置可以进一步包括将由连续脉冲产生部产生的连续脉冲的频率进行变换的频率变换部，由频率变换部变换的频率可以任意地选择。而且，也可以是调制部对由频率变换部变换的变换后的连续脉冲进行调制的结构。按照该结构，可以进一步使频谱的频带任意地变化，而且可以在频带内作成零点。
而且，本发明的发送装置也可以是连续脉冲产生部产生的脉冲波形的频率为一种的结构。按照该结构，可以简化电路结构。
而且，本发明的发送装置也可以是连续脉冲产生部产生的脉冲波形的频率至少为两种的结构。按照该结构，可以使频谱的频带任意地变化，而且可以在频带内作成零点。
而且，本发明的发送装置也可以是能够任意地设定连续脉冲产生部产生的脉冲波形的功率的结构。按照该结构，可以使频谱的频带任意地变化，而且可以在频带内作成零点。
而且，本发明的发送装置也可以是连续脉冲产生部产生的脉冲波形的功率为一种的结构。按照该结构，可以简化电路结构。
而且，本发明的发送装置也可以是连续脉冲产生部产生的脉冲波形的功率至少为两种的结构。按照该结构，可以使频谱的频带任意地变化，而且可以在频带内作成零点。
而且，本发明的发送装置也可以是以下结构，即，调制部中的调制方式为将多个连续的脉冲波形成组而进行脉冲位置调制的方式。按照该结构，可以通过被调制的脉冲位置进行数据信号的通信。
而且，本发明的发送装置也可以是以下结构，即，调制部中的调制方式是将多个连续的脉冲波形成组而进行脉冲相位调制的方式。按照该结构，可以通过被调制的脉冲相位进行数据信号的通信。
而且，本发明的发送装置也可以是脉冲相位调制仅被应用在第二个以后的脉冲中的结构。按照该结构，在解调时，只要与第一个脉冲的相位进行比较就可以，所以可以进行效率良好的解调。
而且，本发明的发送装置也可以是脉冲相位调制被应用在所有脉冲中的结构。按照该结构，携带信息的脉冲与其它的结构相比增加，所以可以进行多值化，可以进一步增加通信信息量。
而且，本发明的发送装置也可以是调制部中的调制方式为将多个连续的脉冲波形成组而进行脉冲振幅调制的方式的结构。按照该结构，可以通过被调制的脉冲振幅进行数据信号的通信。
而且，本发明的发送装置也可以是脉冲振幅调制仅被应用在第二个以后的脉冲中的结构。按照该结构，在解调时，只要与第一个脉冲的振幅进行比较就可以，所以可以进行效率良好的解调。
而且，本发明的发送装置也可以是脉冲振幅调制被应用在所有脉冲中的结构。按照该结构，携带信息的脉冲与其它的结构相比增加，所以可以进行多值化，可以进一步增加通信信息量。
而且，本发明的发送装置也可以是脉冲位置调制仅被应用在第二个以后的脉冲中的结构。按照该结构，在解调时，只要与第一个脉冲的位置进行比较就可以，所以可以进行效率良好的解调。
而且，本发明的发送装置也可以是脉冲位置调制被应用在所有脉冲中的结构。按照该结构，携带信息的脉冲与其它的结构相比增加，所以可以进行多值化，可以进一步增加通信信息量。
而且，本发明的发送装置也可以是连续脉冲产生部仅在特定的发送数据信号的情况下输出多个脉冲波形的结构。按照该结构，可以通过多个脉冲波形的相关输出具有希望的频谱的信号。
而且，本发明的接收装置具有包含以下部件的结构接收从发送装置发送的调制脉冲的调制脉冲接收部，以及对由调制脉冲接收部接收的调制脉冲进行解调，获得发送数据的解调部。按照该结构，可以对利用以任意的时间间隔连续产生多个脉冲波形的连续脉冲来发送的信号进行接收解调，从而获得发送数据。
而且，本发明的接收装置包括调制脉冲接收部和解调部。调制脉冲接收部对以下脉冲进行接收，即该脉冲是发送装置以比脉冲串重复周期短的任意的时间间隔连续产生的多个脉冲波形，并将产生的连续脉冲用发送数据调制后发送的调制脉冲。解调部对由调制脉冲接收部接收的调制脉冲进行解调后获得发送数据。解调部还可以是将多个连续的脉冲波形成组而对被脉冲相位调制的信号进行解调的解调部，是将第一个脉冲作为基准来判断第二个以后的脉冲的相位的变化而进行解调的结构。按照该结构，可以准备精度良好的基准信号，可以高精度地接收数据信号。
而且，本发明的接收装置的解调部也可以是将多个连续的脉冲波形成组而对被脉冲振幅调制的信号进行解调的解调部，是将第一个脉冲作为基准来判断第二个以后的脉冲的振幅的大小而进行解调的结构。
按照该结构，可以准备精度良好的基准信号，可以高精度地接收数据信号。
而且，本发明的接收装置的解调部也可以是将多个连续的脉冲波形成组而对被脉冲位置调制的信号进行解调的解调部，是将第一个脉冲作为基准来判断第二个以后的脉冲的位置的变化而进行解调的结构。
按照该结构，可以准备精度良好的基准信号，可以高精度地接收数据信号。
而且，本发明的发送装置还包括产生单一脉冲，并用发送数据进行脉冲位置调制后输出的单一脉冲发送部。于是，连续脉冲产生部产生的连续脉冲是使多个相位不同的脉冲连续的脉冲。进而，也可以是在调制部中，不调制连续脉冲产生部产生的连续脉冲，输入到输出部的结构。按照该结构，通过作为同步信号，将相位不同的两个脉冲对分别对数据信号发送，可以实现可进行精度良好的接收判断的通信。
进而，本发明的发送装置也可以是使单一脉冲发送部输出的脉冲位置调制信号和连续脉冲一起，使其适当位置仅变化相同时间的任意的时间部分的结构。按照该结构，可以在特定的数据串中，将多个脉冲波形以比脉冲重复周期短的任意的时间间隔连续输出。由此，可以通过多个脉冲波形的相关来产生具有希望的频谱的信号。
进而，本发明的接收装置也可以是包含2信号接收部和相关判断部的结构。2信号接收部接收从单一脉冲发送部输出的脉冲位置调制信号和连续脉冲。然后，相关判断部通过将由2信号接收部接收的两个信号相乘，按照脉冲位置将相关信号变换为正、负不同的相位的信号而判断信息。按照该结构，通过由来自发送装置的除数据信号之外还被发送的相位不同的这两个脉冲对构成的同步信号，可以进行精度良好的接收判断。
图1是表示本发明的第1实施例中的发送装置的结构的方框图。
图2是表示同一实施例中的发送装置的连续脉冲产生部的结构的方框图。
图3是表示同一实施例中的发送装置的连续脉冲产生部的结构的方框图。
图4A是表示同一实施例中的发送装置的调制部的结构的方框图。
图4B是表示同一实施例的发送装置的调制部中的各信号的时间关系的图形图。
图5A是表示同一实施例中的发送装置的调制部的结构的方框图。
图5B是表示同一实施例的发送装置的调制部中的各信号的时间关系的图形图。
图6A是表示同一实施例中的发送装置的调制部的结构的方框图。
图6B是表示同一实施例的发送装置的调制部中的各信号的时间关系的图形图。
图7A是表示将同一实施例中的发送装置的连续脉冲产生部和调制部一体化的结构的方框图。
图7B是表示同一实施例的发送装置的被一体化后的连续脉冲产生部和调制部中的各信号的时间关系的图形图。
图8A是表示同一实施例中的发送装置的连续脉冲产生部和调制部一体化的结构的方框图。
图8B是表示同一实施例的发送装置的被一体化后的连续脉冲产生部和调制部中的各信号的时间关系的图形图。
图9是表示同一实施例中的发送装置的频率变换部的结构的方框图。
图10是表示同一实施例中的发送装置的频率变换部的结构的方框图。
图11是表示同一实施例中的发送装置的频率变换部的结构的方框图。
图12A是表示同一实施例的发送装置中的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的图。
图12B是表示同一脉冲波形频率轴特性的图。
图13A是表示同一实施例的发送装置中的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的图。
图13B是表示同一脉冲波形频率轴特性的图。
图14A是表示本发明第2实施例中的发送装置的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的图。
图14B是表示同一脉冲波形频率轴特性的图。
图15是表示同一实施例中的从发送装置的连续脉冲产生部到频率变换部的结构的方框图。
图16A是表示同一实施例的发送装置中的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的图。
图16B是表示同一脉冲波形频率轴特性的图。
图17A是表示同一实施例的发送装置中的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的图。
图17B是表示同一脉冲波形频率轴特性的图。
图18A是表示同一实施例的发送装置中的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的图。
图18B是表示同一脉冲波形频率轴特性的图。
图19A是表示同一实施例的发送装置中的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的图。
图19B是表示同一脉冲波形频率轴特性的图。
图20A是表示同一实施例的发送装置中的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的图。
图20B是表示同一脉冲波形频率轴特性的图。
图21A是表示本发明的第3实施例的发送装置中的调制器的结构的图。
图21B是表示同一实施例的发送装置的调制器中的波形信号的图。
图22是表示本发明的第4实施例中的接收装置的结构的方框图。
图23A是表示同一实施例中的接收装置的频率变换部的结构的方框图。
图23B是表示同一频率变换部中的信号图形的图。
图23C是表示同一频率变换部中的信号图形的图。
图24A是表示本发明的第5实施例的接收装置中的频率变换部的结构的方框图。
图24B是表示同一频率变换部中的信号图形的图。
图24C是表示同一频率变换部中的信号图形的图。
图25A是表示本发明的第6实施例的接收装置中的频率变换部的结构的方框图。
图25B是表示同一频率变换部中的信号图形的图。
图25C是表示同一频率变换部中的信号图形的图。
图26A是表示本发明的第7实施例的接收装置中的频率变换部的结构的方框图。
图26B是表示同一频率变换部中的信号图形的图。
图27A是表示本发明的第8实施例的接收装置中的频率变换部的结构的方框图。
图27B是表示同一频率变换部中的信号图形的图。
图28是表示本发明的第9实施例中的通信系统的结构的模式图。
图29A是表示本发明的第10实施例中的通信系统的结构的模式图。
图29B表示同一通信系统的接收装置的结构的方框图。
图29C是表示同一通信系统中的信号图形的图。
图29D是表示同一通信系统中的信号图形的图。
图30是表示以往的发送装置的结构的方框图。
标号说明101、1405 连续脉冲发生部102、1420 调制部103、901a、901b、901c、1406、2003、2101、2201、2301、2401、2501频率变换部104、2202 频带限制部105 功率调整部(输出部)106、2001 天线201、1407 矩形波发生部202、1408 第1延迟部203、205、1409、1411 逻辑积(AND)部204、1410 第2延迟部206 逻辑和(OR)部301 第3延迟部401、501 切换部402、2302、2403 延迟部403、503、1414 合成部502 反转部601 衰减部701 可变衰减器801 信号变换部802a、802b 可变衰减器902、1101、1412、1413 振荡器903 混频器904 连续脉冲信号输入端子905 连续脉冲余弦波形信号输出端子1001 开关
1201、1203、1301、1303、1401、1403、1501、1503、1601、1603、1701、1703、1801、1803、1901、1903 连续脉冲余弦波形信号1202、1204、1302、1304、1402、1404、1502、1504、1602、1604、1702、1704、1802、1804、1902、1904 单一脉冲余弦波形信号1415 余弦波形信号输出端子1421 第1调制部1422 第2调制部2004 解调部2102、2202、2402、2502 接收信号输入端子2103 检波部2104、2505 LPF2105、2206、2405、2506 频率变换后的接收信号输出端子2203 相关用连续脉冲余弦波形信号产生部2204、2504 相关器2205 相关判断部2404 比较器2503 相关信号输入端子3101 主服务器3102 电视(TV)3103、3104 个人计算机(PC)3201 第一移动体3202 第二移动体3203 测距区域3210 接收天线3211 接收高频部3212 飞行时间计算部3213、3215 发送脉冲波形3214、3216 接收脉冲波形3301 数据列判断器3302 脉冲位置调制器
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。
(第1实施例)图1是表示本发明的第1实施例中的发送装置的结构的方框图。
在图1中，发送装置是使用了脉冲的通信装置，具有连续脉冲发生部101、调制部102、频率变换部103、频带限制部104、功率调整部105、天线106。连续脉冲发生部101产生连续脉冲。调制部102调制连续脉冲发生部101产生的连续脉冲。频率变换部103变换调制部102调制的连续脉冲的频率。频带限制部104对频率变换部103进行频率变换的信号的频带进行限制。功率调整部105是对频带限制部104限制了频带的信号的输出功率进行调整并输出的输出部。天线106发射来自功率调整部105的输出。
连续脉冲发生部101以比单独脉冲的重复周期更短的时间间隔，产生除了单独脉冲，至少还连接了一个其它脉冲的连续脉冲信号。对于连续的脉冲各自的宽度、脉冲的间隔在后面详细叙述。调制部102通过对连续脉冲信号赋予信息，可以对通信对象的装置传递信息。
频率变换部103将被调制的连续脉冲信号频率变换到作为通信装置可进行无线通信的使用频带的信号的连续脉冲余弦波形信号。连续脉冲余弦波形信号在频带限制部104中进行了频带限制以后，在功率调整部105中进行发送功率的调整，从天线106被发送。
接着，对各功能，对具体的结构例进行说明。
图2是表示本实施例中的连续脉冲产生部的结构的方框图。在矩形波发生部201中产生的连续的矩形波被2分支，将一个通过第1延迟部202延迟任意的时间，输入逻辑积(AND)部203。进而通过第2延迟部204延迟第1延迟部202的输出并输入逻辑积(AND)部205。通过将逻辑积(AND)部203以及逻辑积(AND)部205的输出输入逻辑和(OR)部206，作为其输出，产生两个脉冲连接的连续脉冲信号。而且，连续脉冲信号各自的脉冲宽度、脉冲间隔可以通过改变第1延迟部202、第2延迟部204的延迟时间而任意地调整。
图3是表示本实施例中的与图2不同结构的连续脉冲产生部的结构的方框图。
图3所示的连续脉冲产生部在通过改变延迟电路和逻辑电路的位置而成为逻辑电路的数量较少的结构这一点与图2不同。在图3中，在矩形波发生部201中产生的连续的矩形波被2分支，将一个通过第1延迟部202延迟任意的时间，输入逻辑积(AND)部203。进而将逻辑积(AND)部203的输出2分支，通过将其中一个通过第3延迟部301仅延迟任意的时间，输入逻辑和(OR)部206，作为其输出，产生两个脉冲连接的连续脉冲信号。而且，连续脉冲信号各自的脉冲宽度、脉冲间隔可以通过改变第1延迟部202、第3延迟部301的延迟时间而任意地调整。
图4A是表示本实施例的调制部的结构的方框图。在调制部102的调制方式为脉冲位置调制(PPM调制)。为了简单，对2值的情况进行了记载，但是增加使其变换的脉冲的位置，并设为4值或者进而为多值也可以同样地实现。在图4A中，从连续脉冲发生部101输出的连续脉冲信号通过另外输入的数据信号，由切换部401切换并输出到两个端子。
数据信号的值在为“ 0”的情况下被原样输入合成部403，在数据信号的值为“1”的情况下，如用箭头表示的那样，在延迟部402进行了适当的时间延迟后，被输入合成部403。图4B是表示本实施例的调制部102中的各信号的时间关系的图形图。这里，表示将延迟部402的延迟时间设为数据信号的1符号(symbol)时间Ts的一半的情况。
而且，在图4A、图4B中说明了调制部102的调制方式为PPM调制的情况。但是，如图5A所示，切换部501通过数据信号切换连续脉冲信号，将通过反转部502反转了来自切换部501的信号的信号和来自切换部501的信号在合成部503中合成。如图5B所示，作为对脉冲的相位附加信息的二相(以下记为Biphase)调制也同样可以实施。
而且，作为如图6A所示，通过利用衰减部601改变信号的振幅，如图6B所示对脉冲的振幅附加信息的脉冲振幅调制(PAM调制)也同样可以实施。作为PAM调制，也可以如图7A所示那样，通过将连续脉冲发生部101和调制部102一体化，在连续脉冲产生过程中加入可变衰减器701的振幅调制的功能，从而如图7B所示那样仅对连续脉冲信号的一个脉冲进行振幅调制。而且，通过如图8A所示那样，以信号变换部801变换了数据信号后，利用可变衰减器802a、802b，如图8B所示那样，对连续脉冲信号的两个分别进行不同的振幅调制，也可以同样地实施。
图9是表示本实施例的频率变换部的结构的方框图。在图9中，频率变换部901a例如由振荡器902和混频器903构成。通过将从连续脉冲信号输入端子904输入的连续脉冲信号和从振荡器902输出的余弦波形信号在混频器903相乘，由混频器903产生连续脉冲余弦波形信号，并从连续脉冲余弦波形信号输出端子905输出。
图10是表示与图9结构不同的本实施例的频率变换部的方框图。在图10中，在使用开关1001而不是混频器903这一点上与图9不同。在图10中，频率变换部901b由振荡器902和开关1001构成，通过以连续脉冲信号将开关1001导通(ON)/截止(OFF)来产生连续脉冲余弦波形信号。
而且，图11是表示与图9、图10不同的本实施例的频率变换部的方框图。在不使用混频器903和开关1001，而使振荡器1101的振荡动作直接导通(ON)/截止(OFF)这一点与图9、图10的结构不同。频率变换部901c仅由可间歇地进行振荡的开始/停止动作的振荡器1101构成。通过将连续脉冲信号作为控制信号使振荡器1101的振荡开始/停止，产生连续脉冲余弦波形信号。
以下，表示连续脉冲余弦波形的特性。
图12A是表示本实施例发送装置中的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的波形图。图12B是表示这些脉冲波形频率轴特性的图。连续脉冲余弦波形信号1201和单一脉冲余弦波形信号1202都由24GHz的余弦波形信号构成，单一的脉冲宽度设为1ns。连续脉冲余弦波形信号1201表示使两个脉冲连续的例子，脉冲的间隔设为1ns。
单一脉冲余弦波形信号1204的频谱中心频率为24GHz，频带约扩展为2GHz。另一方面，连续脉冲余弦波形信号1203的频谱中心频率同为24GHz，频带缩窄为1/4的约0.5GHz。而且，在从频谱中最大值起10dB以及20dB以内的频带中，单一脉冲余弦波形信号1204的10dB频带为1.6GHz(以下记作1.6GHz@10dB)，20dB频带为1.8GHz(以下记作1.8GHz@20dB)。另一方面，连续脉冲余弦波形信号1203为1.2GHz@10dB，1.4GHz@20dB，可以将使用的频带缩窄0.4GHz。
图13A是表示本实施例的发送装置中的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的图。图13B是表示这些脉冲波形频率轴特性的图。这些特性与图12A、图12B的不同在于赋予了适当的上升/下降特性这一点。图13A所示的连续脉冲余弦波形信号1301与单一脉冲余弦波形信号1302一起，由24GHz的余弦波形信号构成。单一脉冲余弦波形信号1302的脉冲宽度设为2.1ns。
连续脉冲余弦波形信号1301表示使两个脉冲连续的例子。将脉冲宽度1.3ns的脉冲作为脉冲间隔-0.5ns，即仅重叠0.5ns的波形。单一脉冲余弦波形信号1304的主频谱中心频率为24GHz，频带约扩展为1.2GHz，与其相邻的分量的频谱的功率差约为12dB。另一方面，连续脉冲余弦波形信号1303的主频谱中心频率为24GHz，频带约扩展为1.2GHz，可使与其相邻的分量的频谱的功率差约扩大为20dB。
通过以上的结构，例如如图4B、图5B、图6B、题7B、图8B所示，将多个脉冲波形以比脉冲重复周期短的任意的时间间隔连续输出。具体来说，例如在图12A中，表示脉冲间隔为1ns的情况。通过该多个脉冲波形的相关，生成具有希望的频谱的信号。由此，可以小型并且便宜地实现利用了具有稳定的脉冲波形产生特性，并在量产性方面优良的脉冲的发送装置以及通信系统的发送装置方。
而且，如果将脉冲间隔(Pt)相对于脉冲宽度(T)设为0≤Pt≤3T，则可以使频谱的频带任意地变换。由于利用连续的脉冲具有相关关系这一点，所以只要使脉冲间隔比脉冲重复周期的一半短就可以。但是，扩大脉冲间隔导致加长脉冲重复周期，在一定时间内产生的脉冲数减少。由此可传递的信息量减少，所以实际上设为时间差0～3T左右。在时间差小于等于脉冲宽度的情况下多个脉冲重叠，但是通过改变脉冲的频率，或者重叠，例如如图13A、13B中那样降低主频带(在图中为25GHz)的功率，从而稍稍扩大频带，与此相应，得到大幅度抑制旁瓣(side lobe)(图中，22.8GHz和25.2GHz等)的效果。由此，在以平均功率和最大功率规定发送功率的通信方式中利用本实施例时，可以通过在频带内平均地扩大频谱，可以增大总发送功率。其结果，通信距离增长，或者可实现差错少的通信，同时，通过降低频带外功率，可以容易地实现用于抑制该功率而安装在设备中的滤波器。由此，可以产生设备的低成本化、小型化的新的效果。
(第2实施例)图14A是表示本发明的第2实施例中的发送装置的连续脉冲余弦波形信号和以往的单一脉冲余弦波形信号的脉冲波形时间轴特性的图。图14B是表示这些波形信号的脉冲波形频率轴特性的图。图15是表示本实施例的发送装置的连续脉冲产生部1405到频率变换部1406的方框图。
本实施例与第1实施例的不同在于，将连续脉冲余弦波形信号的连续的脉冲的余弦波形信号设为不同的频率的信号这一点。本实施例的结构与图2所示的矩形波发生部201、第1延迟部202、第2延迟部204、逻辑积(AND)部203、逻辑积(AND)部205的结构相同，分别与矩形波发生部1407、第1延迟部1408、第2延迟部1410、逻辑积(AND)部1409、逻辑积(AND)部1411对应。
本实施例与图12A、图12B不同，连续的脉冲的余弦波形信号为不同频率的信号。在图14A中，连续脉冲余弦波形信号1401由23.5GHz的余弦波形信号和24.5GHz的余弦波形信号构成。单一脉冲余弦波形信号1402由24GHz的余弦波形信号构成。表示将单一脉冲余弦波形信号1402的脉冲宽度设为2.0ns，连续脉冲余弦波形信号1401使两个脉冲连续的例子。然后，将脉冲宽度1.0ns的脉冲设为脉冲间隔0ns，即没有时间差的2.0ns的波形。
脉冲产生时间总共为2.0ns。但是，单一脉冲余弦波形信号1404的主频谱中心频率为24GHz，频带约扩大为1.0GHz@10dB。另一方面，连续脉冲余弦波形信号1403的主频谱中心频率为24GHz，频带约扩大为2GHz@10dB，每单位频率的功率也可以降低大约10dB。
其实现部件，与图2和图3、图9、图10、图11有若干不同。连续脉冲信号在连续脉冲产生部1405中不被合成为连续的脉冲。于是，在调制部1420的第1调制器1421和第2调制器1422中被分别以数据信号调制。之后，被输入频率变换部1406，被施加到各自频率不同的两个振荡器1412、1413。在合成部1414中被生成为频率不同的连续的余弦波形信号，由输出端子1415输出。
而且，在本实施例中，以在调制部1420中对由连续脉冲产生部1405产生的连续脉冲进行调制后，在频率变换部1406中变换频率的情况进行了说明。但是，本发明不限于此。将连续脉冲产生部产生的连续脉冲在频率变换部中进行频率变换以后，在调制部中调制也可以得到同样的效果。
以往，在适当的重复周期中产生单一脉冲，通过对其进行位置、振幅、相位等的调制来进行通信。另一方面，在本发明中，将脉冲设为两个而不是一个，在适当的重复周期中产生该脉冲，并将其称为连续脉冲。在以往使用单一脉冲的处理方法中，由于仅用脉冲的包络线决定频谱，所以为了控制频谱的频率特性，需要控制1ns以下的短脉冲的包络线的形状，在实现上很困难。但是，如果使用连续脉冲，则不是各个的包络线，而是可以通过改变脉冲的间隔、振幅差、相位差、频率差来控制频谱的频率特性。可以容易地控制脉冲间隔、振幅差、相位差、频率差，利用连续脉冲控制频谱的频率特性实现性高。
图16A是表示本实施例的发送装置的连续脉冲余弦波形信号1501和以往的单一脉冲余弦波形信号1502的脉冲波形时间轴特性的图。图16B是表示这些波形信号的脉冲波形频率轴特性的图，表示连续脉冲余弦波形信号1503和单一脉冲余弦波形信号1504。在图16A、图16B中表示的特性与图14A、图14B的不同之处在于，将连续的脉冲的脉冲间隔设为1.0ns这一点。这时，连续脉冲余弦波形信号1503的主频谱中心频率为24GHz，频带为2.2GHz@10dB。特长为可将24GHz的信号发射抑制为30dB以上这一点。
图17A是表示本实施例的发送装置的连续脉冲余弦波形信号1601和以往的单一脉冲余弦波形信号1602的脉冲波形时间轴特性的图，是将在2ns～3ns中存在的两个频率不同的脉冲重叠的情况的时间轴特性。两个频率不同的脉冲由于在脉冲的最初相位不同，所以其振幅虽然不完全但是被叠加。经过几个周期时相位关系变化，振幅被抵消。而经过几个周期时相位关系进一步变化，振幅被叠加。
图17B是表示这些波形信号的脉冲波形频率轴特性的图，表示连续脉冲余弦波形信号1603和单一脉冲余弦波形信号1604。图17A、图17B中表示的特性与图14A、图14B的不同之处在于，将连续的脉冲的脉冲间隔设为-1.0ns，即全部重叠这一点。这时，连续脉冲余弦波形信号1603的主频谱中心频率为24GHz，频带约为2.2GHz@10dB。特长是可以将24GHz的信号发射抑制为30dB以上。
图18A是表示本实施例的发送装置的连续脉冲余弦波形信号1701和以往的单一脉冲余弦波形信号1702的脉冲波形时间轴特性的图。图18B是表示这些波形信号的脉冲波形频率轴特性的图，表示连续脉冲余弦波形信号1703和单一脉冲余弦波形信号1704。图18A、图18B中表示的特性与图17A、图17B的不同之处在于，不使连续的脉冲的余弦波形信号为相同相位，而设为具有适当的相位差这一点。例如，图18A、图18B中表示相位差为30度的情况。
这时，单一脉冲余弦波形信号1704和连续脉冲余弦波形信号1703一起，主频谱中心频率设为24GHz，频带约设为3GHz@50dB。相对于中心频率下的功率，降低10dB功率的频带在单一脉冲余弦波形信号1704中为2GHz。另一方面，在连续脉冲余弦波形信号1703中可扩大为2.5GHz，所以可以有效地利用可使用的频带。图18A所示的波形也因为和图17A相同的理由，由于初始相位不同，所以振幅被抵消的时间不同，振幅变化。
包含通常的通信，通信中的频带的使用方法，有可以输出信号的频带(通信频带)和不能输出与其相邻的信号的频带(相邻频带)。而且，相对于在通常的通信中仅规定最大功率，作为脉冲通信独特的规定，发送功率由通信频带内的最大功率和平均功率两方面决定。即，在脉冲通信中将发送功率设为最大的方法是在通信频带内均匀地输出信号。但是，例如在通常的矩形脉冲中，如图18B的单一脉冲余弦波形信号1704所示那样，频带的两端衰减，只能发送在总功率方面降低数dB的功率。与此相反，在连续脉冲中，如连续脉冲余弦波形信号1703所示，改善两端的衰减，所以可以增大总功率。
图19A是本实施例的发送装置的连续脉冲余弦波形信号1801和以往的单一脉冲余弦波形信号1802的脉冲波形时间轴特性的图。图19B是表示这些波形信号的脉冲波形频率轴特性的图，表示连续脉冲余弦波形信号1803和单一脉冲余弦波形信号1804。图19A、图19B的特性与图18A、图18B的不同之处在于，将连续的脉冲的余弦波形信号的相位差设为不同的值这一点。通过控制初始相位，可以任意地控制脉冲的时间波形、频率频谱。这时，单一脉冲余弦波形信号1804和连续脉冲余弦波形信号1803一起，主频谱为中心频率24GHz。相对于中心频率中的功率，降低10dB的功率的频带在单一脉冲余弦波形信号1804中为1.4GHz。另一方面，该频带在连续脉冲余弦波形信号1803中可扩大为2.0GHz，所以可以对使用频带进行有效的使用。
这里，对在本发明的连续脉冲中可以仅将相邻频带抑制何种程度进行说明。例如，设在图19B中相邻频带为22.2GHz时，在以往的单一脉冲中，位于22.5GHz的山的分量由位于24GHz的山唯一地决定，但是通过设为本发明的连续脉冲，可以较低地抑制位于22GHz的山的分量。即，通过设为连续脉冲，可以降低在相邻频带中产生的分量。由于相邻频带的分量需要用滤波器抑制，所以原来产生的分量小，可以得到用简单的滤波器就可以完成的大的效果。如上所述，通过使用本发明的连续脉冲，不仅主信号分量，而且在边上产生的信号分量也可以容易地控制。
图20A是表示本实施例的发送装置的连续脉冲余弦波形信号1901和以往的单一脉冲余弦波形信号1902的脉冲波形时间轴特性的图。图20B是表示这些波形信号的脉冲波形频率轴特性的图，表示连续脉冲余弦波形信号1903和单一脉冲余弦波形信号1904。图20A、图20B的特性和图16A、图16B的不同之处在于，将连续的脉冲的余弦波形信号的相位差设为不同的值并改变了中心频率这一点。这时，单一脉冲余弦波形信号1904的主频谱为中心频率24GHz。另一方面，连续脉冲余弦波形信号1903的主频谱为中心频率23.45GHz。这样，通过任意地使相位变化，可以使中心频率变化。
如以上的结构那样，通过以比脉冲重复周期短的任意的时间间隔连续输出多个脉冲波形，可以通过该多个脉冲波形的相关产生具有希望的频谱的信号。可以小型并便宜地实现利用了具有稳定的脉冲波形产生特性，并在量产性方面优良的脉冲的发送装置以及通信系统的发送装置方。
(第3实施例)图21A是表示本发明的第3实施例的发送装置中的单一脉冲发送部的结构的图。图21B是表示同实施例的发送装置的单一脉冲发送部中的波形信号的图。在本实施例中，与第1实施例的不同之处在于，仅在特定的数据串时将脉冲间隔缩窄来构成调制连续脉冲信号这一点。在图21A中，数据信号首先被输入数据列判断器3301中。数据列判断器3301判断数据信号中的特定的数据串。作为特定的数据串，例如可以设为连续的“1”。利用图21B说明各信号的概要。数据信号为“1”或者“0”是被任意地重复的信号。脉冲信号是决定被发送的脉冲宽度的信号。作为基本的调制方式，例如以导通/截止键控(keying)(以下记为OOK)调制的情况进行说明。在OOK调制以后，在“1”中存在脉冲，在“0”中不存在脉冲。接着，在用数据列判断器判断出两个“1”并列的情况下，在连续的“1”中，两个脉冲的位置靠近。
如上所述，在连续的“1”的特定的数据串中，以比脉冲重复频率更短的任意的时间间隔连续输出多个脉冲波形。由此，可以通过多个脉冲波形的相关产生具有希望的频谱的信号。可以小型并便宜地实现利用了具有稳定的脉冲波形产生特性，并在量产性方面优良的脉冲的发送装置以及通信系统的发送装置方。
而且，在以上的说明中，表示了作为调制方式，利用了OOK调制的例子，但是在如图21B所示那样，在Biphase调制、PPM调制中也可以得到相同的效果。
而且，在以上的说明中作为特定的数据串，对于两个连续“1”的情况进行了说明。也可以在“1”为三个以上的情况下通过控制，使得脉冲位置靠近，从而增加频谱的控制参数。由此，可以进行自由度高的频谱控制，可以提供频率抑制和频带限制的功能。
(第4实施例)图22是表示本发明的第4实施例中的接收装置的结构的方框图。
对接收从前述第1实施例、第2实施例的发送装置发送的信号的接收装置进行说明。
在图22中，作为使用了脉冲的通信装置的接收装置，具有包含天线2001、频带限制部2002和频率变换部2003的调制脉冲接收部和解调部2004。天线2001接收来自发送装置的连续脉冲信号。频带限制部2002对由天线2001捕捉到的信号的频带进行限制，仅取出希望的信号。频率变换部2003将通过了频带限制部2002的信号的频率变换为可进行数字信号处理的信号。解调部2004对由频率变换部2003变换的信号进行解调并提取数据信号。
对各功能，对具体的结构例进行说明。
图23A是表示本实施例中的接收装置中包含的频率变换部的结构的方框图。图23B和图23C是表示同一频率变换部中的信号图形的图。图23A表示利用发送装置的第1实施例中的图4A、图4B所示的2值PPM作为成为频率变换部2101的对象的调制方式的情况。本结构为包络线检波，由作为发送装置的通信对象的其它装置进行2值PPM调制并发送的信号，被本装置的天线2001接收。接收信号通过作为频带限制滤波器的频带限制部2002除去通信频带外的不需要的电波，并被输入频率变换部2101的接收信号输入端子2102。
被输入到接收信号输入端子2102的接收信号通过检波部2103和LPF2104除去高频分量，通过积分处理再现脉冲状的信号。检波部2103例如可通过利用了二极管的整流电路实现。在图23B中，接收信号为两个连续的脉冲成为一组。将其由检波部2103整流。本实施例的检波输出为半波整流的信号。而且，整流方法不限于半波整流，也可以是半波倍压整流或者全部整流。检波输出通过被LPF2104积分而成为频率变换部2101的输出信号，从频率变换后的接收信号输出端子2105输出。而且，也可以如图23C所示，按照LPF2104的频率特性将连续的脉冲原样作为输出信号。
如上所述，可以用检波器那样简单的接收部对发送信号进行解调，可以以比脉冲重复周期短的任意的时间间隔连续输出多个脉冲波形。由此，可以通过该多个脉冲波形的相关产生具有希望的频谱的信号。可以小型并便宜地实现利用了具有稳定的脉冲波形产生特性，并在量产性方面优良的脉冲的接收装置以及通信系统的接收装置方。
(第5实施例)图24A是表示本发明的第5实施例中的接收装置的频率变换部的结构的方框图。图24B是表示同一接收装置的频率变换部中的信号图形的图。本实施例与第4实施例的不同之处在于，在接收解调方式中不是包络线检波方式，而利用同步检波方式这一点。
作为图24A所示的频率变换部2201的对象的调制方式，对解调图4A、图4B所示的2值PPM调制信号的情况进行说明。本结构为同步检波。与第4实施例的包络线检波不同，在频率变换部2201中具有相关用连续脉冲余弦波形信号产生部2203。通过将从接收信号输入端子2202输入的接收信号和来自相关用连续脉冲余弦波形信号产生部2203的相关信号输入相关器2204而使其相关。利用其结果进行后述的解调部中的解调处理。由此，例如可以降低脉冲不存在的部分中的噪声等造成的判断错误。
在本结构中，相关判断部2205监视通过了LPF2104的相关器2204的输出。相关判断部2205检测相关用信号和接收信号的时间定时的偏差，将相关定时调整用的信号反馈到相关用连续脉冲余弦波形信号产生部2203。相关用连续脉冲余弦波形信号产生部2203通过根据该信号变更相关信号的输出定时来进行确立同步的动作。相关判断部2205对频率变换后的接收信号输出端子2206输出频率变换后的接收信号。在图24B中，使相关信号对于PPM调制的“0”、“1”的任意一个位置，都存在两个连续的脉冲。但是，在“0”、“1”中，连续的脉冲的相位180度反转，相关器输出通过“0”、“1”的位置成为正、负相反的波形。
在以上的例子中，表示了接收信号和相关信号的定时一致的，即，同步状态的情况。但是，由于在接收信号和相关信号中与时间关系没有关联，所以需要以任意的手段使定时一致。因此，将LPF2104的输出输入相关判断部2205。然后，例如在信号的累计功率低于某一定值时判断为定时不一致，对相关用连续脉冲余弦波形信号产生部2203指示相关定时调整。由此，如图24B所示那样，成为定时一致的状态。图24C表示例如定时偏差的情况的信号。这里，只有连续的脉冲的一个相关信号不一致，与图24B相比，累计功率为一半。而且，在偏差到该值以上的情况下，在相关器2204的输出中不出现信号。
如上所述，通过以比脉冲重复周期短的任意的时间间隔连续输出多个脉冲波形，可以通过该多个脉冲波形的相关产生具有希望的频谱的信号。可以小型并便宜地实现利用了具有稳定的脉冲波形产生特性，并在量产性方面优良的脉冲的接收装置以及通信系统的接收装置方。
(第6实施例)图25A是表示本发明的第6实施例中的接收装置的频率变换部的结构的方框图。图25B和图25C是表示同一接收装置的频率变换部中的信号图形的图。
本实施例与第4实施例和第5实施例的不同之处在于，在接收解调方式中不是包络线检波方式和同步检波方式，而是利用延迟检波方式这一点。
对于作为图25A所示的频率变换部2301的对象的调制方式，解调图4A、图4B所示的2值PPM调制信号的情况进行说明。本结构为延迟检波，与前述的同步检波不同，不使用相关用连续脉冲余弦波形信号产生部。取而代之，将利用延迟部2302延迟了从接收信号输入端子2202输入的接收信号的相关信号输入相关器2204。由此，使其与接收信号相关，利用其结果进行后述的解调部中的解调处理。按照该结构，例如可以降低脉冲不存在部分的噪声等造成的判断错误。
在图25B中，在延迟检波2值PPM的情况下，考虑以下4种状态。所谓“状态”意思是延迟检波的方法。在OOK调制中，“0”以1/2的概率存在。由此，在“0”连续的情况下，如果不使用仅与其对应的延迟量部分的延迟量的不同的相关关系，则不能得到相关输出。这4种状态是(1)“0“连续，(2)“1”连续，(3)从“0”到“1”，(4)从“1”到“0”。为了判断该状态，例如将相关器2204和延迟部2302设为3系列。如前述的四个状态的(1)或(2)、(3)、(4)中所述的那样，将延迟部2302的延迟设为在3系列中相关输出存在的值。信号图形为相关信号1～3。通过使其与接收信号相关，得到相关器输出1～3。相关器输出1表示状态(4)，相关器输出2表示状态(1)或(2)，相关器输出3表示状态(3)。
而且，在以上的说明中，对图4A、图4B所示的2值PPM调制信号的频率变换部和解调部进行了叙述，但是对于图5A、图5B所示的Biphase调制、图6A、图6B所示的PAM调制，由于用延迟检波中接收Biphase调制、PAM调制的信号的技术公知，所以也同样可以实施。
如上所述，通过以比脉冲重复周期短的任意的时间间隔连续输出多个脉冲波形，可以通过该多个脉冲波形的相关产生具有希望的频谱的信号。可以小型并便宜地实现利用了具有稳定的脉冲波形产生特性，并在量产性方面优良的脉冲的接收装置以及通信系统的接收装置方。
(第7实施例)图26A是表示本发明的第7实施例中的接收装置的频率变换部的结构的方框图。图26B是表示同一接收装置的频率变换部2401中的信号图形的图。
本实施例与第4实施例和第5实施例的不同之处在于，不是连续的脉冲余弦信号间的波形相关，而是利用连续的脉冲余弦信号波形的最初的脉冲信号和第二个脉冲信号的相关这一点。
作为图26A所示的频率变换部2401的对象的调制方式，对解调图7所示的2值PAM调制信号的情况进行说明。将从接收信号输入端子2402输入的接收信号和使该接收信号通过延迟部2403延迟后的信号输入比较器2404，并进行两个信号是否为相同的振幅的判断。比较器2404对频率变换后的接收信号输出端子2405输出频率变换后的接收信号。在图26B中，在通常的PAM调制中，由于以信号的有无进行“0”、“1”的判断，所以需要通过例如信号和噪声的功率比，使判断信号有无的阈值电平变化。
但是，如果是上述结构，则比较第一个和第二个脉冲的振幅，并求振幅的差。以PAM进行差动编码是公知技术，例如，对于前面的脉冲，如果振幅大则设为“1”，如果相同则设为“0”。这样，不需要使阈值变化。由于对同时在基本相同的时刻施加的噪声，即施加了大致相等的噪声的信号间的振幅进行比较，所以可以有效地去除噪声的影响。
按照以上的结构，通过以比脉冲重复周期短的任意的时间间隔连续输出多个脉冲波形，可以通过该多个脉冲波形的相关产生具有希望的频谱的信号。由此，可以小型并便宜地实现利用了具有稳定的脉冲波形产生特性，并在量产性方面优良的脉冲的接收装置以及通信系统的接收装置方。
(第8实施例)图27A是表示本发明的第8实施例的接收装置的频率变换部的结构的方框图。图27B是表示同一接收装置的频率变换部2501中的信号图形的图。
本实施例与第4实施例～第7实施例的不同之处在于，不是将连续的脉冲余弦信号的一个用于数据的传送中，而是作为用于解调调制信号的波形相关用的信号，使用脉冲余弦信号的一个这一点。
本实施例的发送装置是图1的结构的连续脉冲发生部101具有单一脉冲发送部的功能，调制部102也具有单一脉冲调制部，频率变换部103也具有单一脉冲频率变换部的功能。连续脉冲产生部101的单一脉冲发送部产生单一脉冲。调制部102的单一脉冲调制部用发送数据对单一脉冲进行脉冲位置调制。频率变换部103的单一脉冲频率变换部对来自调制部102的被调制的单一脉冲进行频率变换。单一脉冲频率变换部的输出被输入频带限制部104。而且，本实施例的接收装置是图22的结构的频率变换部2003构成可接收两个信号的2信号接收部(未图示)。2信号接收部输出接收信号和相关信号，这些输出被输入到图27A的接收信号输入端子2502和相关信号输入端子2503。
作为图27A所示的频率变换部2501的对象的调制方式，对解调2值PPM调制信号的情况进行说明。接收装置对被PPM调制的接收信号、以及与被PPM调制的脉冲调制位置对应，多个脉冲连续构成的相关信号进行接收，并将它们分别输入频率变换部2501。这时，将接收信号从接收信号输入端子2502输入相关器2504，将相关信号从相关信号输入端子2503输入相关器2504，通过在LPF2505中进行积分来进行判断。LPF2505对频率变换后的接收信号输出端子2506输出频率变换后的接收信号。将被PPM调制的信号例如进行延迟检波时，相关信号的波形都为同一相位。“0”、“1”的判断根据有无信号、以及信号不同时存在于表示“0”和“1”的脉冲位置来进行判断。因此，信号判断的基准的阈值电压的决定电路，和由于“0” 和“1”中存在的信号和噪声等被误检测的误检测信号的批准电路变得复杂。
但是，如图27B所示的各波形那样，如果是上述结构，则由于与被PPM调制的接收信号的各脉冲位置对应发送相关用的脉冲，所以相关器2504必定可以产生相关输出。这里，由于发送侧产生相关用脉冲，所以即使调制的脉冲的位置固定，或者例如随机地变更，也可以在接收侧进行相关。进而，如果将第一个和第二个脉冲的相位设为不同相位，则如图27B所示，由于表示“0”和“1”的脉冲位置的相关波形相位不同，所以阈值电压为0V。由于仅通过维持各信号的峰值电压就可以支配希望信号的电压值，所以可以简单地抑制误检测信号的影响。
如上所述，通过以比脉冲重复周期短的任意的时间间隔连续输出多个脉冲波形，可以通过该多个脉冲波形的相关产生具有希望的频谱的信号。由此，可以小型并便宜地实现利用了具有稳定的脉冲波形产生特性，并在量产性方面优良的脉冲的接收装置以及通信系统的接收装置。
(第9实施例)图28是安装了利用本发明的第1实施例～第8实施例中的连续脉冲的发送装置和接收装置的通信系统的一例。
在图28中，主服务器3101通过脉冲通信将广播内容提供给电视(TV)3102。个人计算机(PC)3103、3104相互以窄频带的无线系统进行通信。
对于进行窄频带通信的PC3103、3104，主服务器3101和TV3102进行的脉冲通信的信号是干扰波。以图12A、图12B所示的例子进行说明。在有以23.2GHz为中心频率的窄频带通信的情况下，在利用以往的单一脉冲余弦波形时，和利用了本发明的连续脉冲余弦波形时提供给窄频带通信的功率存在约20dB的差。如果窄频带通信的中心频率为23.8GHz，则有约50dB的差。其影响有很大差别。
而且，与前述相反，PC3103、3104间窄频带通信的信号是主服务器3101和TV3102的脉冲通信的干扰波。这时，在多个连续的脉冲中，通过对与窄频带通信信号的波形相关低的脉冲提供信息，可以降低影响。
在以上的无线系统中，通过使用利用了第1实施例～第8实施例的连续脉冲的发送装置和接收装置，可以用简单的结构便宜地实现脉冲通信系统。
(第10实施例)图29A是表示本发明的第10实施例中的通信系统的结构的示意图。图29B是表示同一通信系统的接收装置的结构的方框图。图29C以及图29D是表示同一通信系统中的信号图形的图，表示发送脉冲波形3215、接收脉冲波形3216。具体来说，本实施例的通信系统是安装使用了本发明的第1实施例～第8实施例中的连续脉冲的发送装置和接收装置来进行通信，并构成测量距离的测距系统的通信系统的一例。
在图29A中，第一移动体3201和第二移动体3202一起移动。表示第1移动体通过具有发送装置(未图示)，以及接收该发送装置发射并接触其它的物体而反射的信号的接收装置(未图示)来进行通信，第一移动体3201测量到第二移动体3202的距离的系统的例子。测距区域3203是第1移动体可进行测距的范围。
利用图29A、图29B，说明本实施例的通信系统中的测距动作。从第一移动体3201的发送装置发射的脉冲信号到达第二移动体3202，反射后再次返回第一移动体3201。返回的信号被第一移动体3201的接收装置的接收天线3210接收，被接收高频部3211频率变换，得到脉冲波形。
根据得到的脉冲波形的接收时刻和发射的脉冲的发送时刻信息，由飞行时间计算部3212计算其时间差，并通过以电波的传送速度进行换算成为距离信息。但是，如图29C所示，即使将发送脉冲波形3213设为矩形波，也由于发送装置和接收装置内的IC和天线的频带限制和噪声的附加、来自第二移动体3202的反射时的散射、接收时的多路径分量、或来自其它电子设备的干扰波而成为变形的接收脉冲波形3214。
以往，由于将变形的波形的峰值附近作为判断点作为接收脉冲到达时刻，所以还加上波形变形的时间变化，时刻容易变得模糊，难以进行正确的距离测量。而且，作为解决该问题的方法，只能缩窄脉冲宽度，在电路实现上非常困难。与此相反，在利用了图29D所示的连续脉冲波形的方法中，通过将连续脉冲间设为第1判断点，将如以往那样的波形峰值附近设为第2判断点，可以将决定时刻的点设为多个。由此，可以提高测量精度，可进行更准确的距离测量。
而且，第1判断点通过缩窄连续的脉冲的间隔而成为仅在非常短的时间不存在脉冲的状况，所以可以得到与利用了短脉冲时的、将测量用脉冲短脉冲化时相同的效果。
以上，在本实施例的作为通信系统的测距系统中，通过利用了第1实施例～第8实施例的连续脉冲的发送装置和接收装置，可以用简单的结构便宜地实现作为脉冲测距系统的通信系统。
而且，在第1实施例～第10实施例中，对通信为无线的情况进行了说明，但是本发明不限于此，即使为同轴电缆、波导管、光纤等的有线也具有相同的效果。
本发明在产业上的可利用性在于，如上所述，本发明以任意的时间间隔连续产生多个脉冲波形并将其用作传送信号。由此，可以使频谱的频带任意地变化。而且，可以在频带内作成零点。通过这些特性，可以提供具有可减少对其它系统的影响的效果的发送装置。而且，可以提供具有对利用以任意的时间间隔连续产生多个脉冲的连续脉冲来发送的信号进行接收解调从而获得发送数据的效果的接收装置。进而，可以提供将它们组合的通信系统。主要作为利用了微波、毫米波的脉冲无线方式中的发送装置、接收装置以及利用了它们的通信系统等有用。
权利要求
1.一种发送装置，包括连续脉冲产生部，以比脉冲串重复周期更短的任意的时间间隔连续地产生多个脉冲波形；调制部，用发送数据对所述连续脉冲产生部产生的连续脉冲进行调制；以及输出部，输出由所述调制部调制的调制脉冲。
2.如权利要求1所述的发送装置，将所述连续脉冲产生部产生的多个脉冲波形的脉冲间隔设定得比所述连续脉冲产生部产生的多个脉冲波形的脉冲宽度短。
3.如权利要求1所述的发送装置，所述连续脉冲产生部在产生的所述脉冲波形中，具有上升延迟和下降延迟中的至少一种。
4.如权利要求1所述的发送装置，包括频率变换部，对由所述调制部调制的调制脉冲的频率进行变换，所述频率变换部变换的频率可以任意地选择，所述输出部输出由所述频率变换部变换的变换后的调制脉冲。
5.如权利要求1所述的发送装置，包括频率变换部，对由所述连续脉冲产生部产生的连续脉冲的频率进行变换；所述频率变换部变换的频率可以任意地选择，所述调制部对所述频率变换部变换的变换后的连续脉冲进行调制。
6.如权利要求1所述的发送装置，所述连续脉冲产生部产生的脉冲波形的功率可以任意地设定。
7.如权利要求1所述的发送装置，所述连续脉冲产生部仅在特定的发送数据信号的情况下，输出多个脉冲波形。
8.一种接收装置，包括调制脉冲接收部，接收从权利要求1至权利要求7的任意一项所述的发送装置发送的调制脉冲；以及解调部，对由所述调制脉冲接收部接收的调制脉冲进行解调，从而获得发送数据。
9.一种接收装置，包括调制脉冲接收部，接收调制脉冲，所述调制脉冲是发送装置以比脉冲串重复周期短的任意的时间间隔连续产生多个脉冲波形，并将产生的连续脉冲用发送数据调制并发送的调制脉冲；以及解调部，对所述调制脉冲接收部接收的调制脉冲进行解调，从而获得发送数据，所述解调部是将多个连续的脉冲波形成组，从而对被脉冲相位调制的信号进行解调的解调部，将第一个脉冲作为基准来判定第二个以后的脉冲的相位的变化而进行解调。
10.一种接收装置，包括调制脉冲接收部，接收调制脉冲，所述调制脉冲是发送装置以比脉冲串重复周期短的任意的时间间隔连续产生多个脉冲波形，并将产生的连续脉冲用发送数据调制并发送的调制脉冲；以及解调部，对所述调制脉冲接收部接收的调制脉冲进行解调，从而获得发送数据，所述解调部是将多个连续的脉冲波形成组，从而对被脉冲振幅调制的信号进行解调的解调部，将第一个脉冲作为基准来判定第二个以后的脉冲的振幅的大小而进行解调。
11.一种接收装置，包括调制脉冲接收部，接收调制脉冲，所述调制脉冲是发送装置以比脉冲串重复周期短的任意的时间间隔连续产生多个脉冲波形，并将产生的连续脉冲用发送数据调制并发送的调制脉冲；以及解调部，对所述调制脉冲接收部接收的调制脉冲进行解调，从而获得发送数据，所述解调部是将多个连续的脉冲波形成组，从而对被脉冲位置调制的信号进行解调的解调部，将第一个脉冲作为基准来判定第二个以后的脉冲的位置的变化而进行解调。
12.如权利要求1所述的发送装置，还包括单一脉冲发送部，产生单一脉冲，并用所述发送数据进行脉冲位置调制后输出，所述连续脉冲产生部产生的连续脉冲是使多个相位不同的脉冲连续的连续脉冲，在所述调制部中，不对所述连续脉冲产生部产生的连续脉冲进行调制而输入所述输出部。
13.如权利要求12所述的发送装置，将所述单一脉冲发送部输出的脉冲位置调制信号和所述连续脉冲一起，变化仅相同时间的任意的时间、适合的位置。
14.一种接收装置，对从权利要求12或者权利要求13所述的发送装置发送的信号进行接收，包括
2信号接收部，接收从所述单一脉冲发送部输出的脉冲位置调制信号和所述连续脉冲；以及相关判断部，通过将所述2信号接收部接收的两个信号相乘，按照脉冲位置将相关信号变换为正、负不同的相位的信号，从而判断信息。
15.一种通信系统，包括权利要求1至权利要求7的任意一项记载的发送装置，以及权利要求8至权利要求11的任意一项记载的接收装置。
16.一种通信系统，包括权利要求12或者权利要求13记载的发送装置，以及权利要求14记载的接收装置。
全文摘要
本发明公开了利用具有稳定的脉冲波形产生特性，在量产性方面优良的脉冲，小型并且便宜的发送装置、接收装置以及通信系统。该发送装置具有包括连续脉冲产生部、调制部、输出部的结构。连续脉冲产生部以比脉冲串重复周期短的任意的时间间隔连续产生多个脉冲波形。调制部用发送数据对由连续脉冲产生部产生的连续脉冲进行调制。输出部输出由调制部调制的调制脉冲。其接收装置具有包括接收从上述发送装置发送的调制脉冲的调制脉冲接收部、对由调制脉冲接收部接收的调制脉冲进行解调从而获得发送数据的解调部的结构。
文档编号H04L25/49GK1860709SQ200580001150
公开日2006年11月8日 申请日期2005年10月11日 优先权日2004年11月19日
发明者藤田卓, 高桥和晃, 三村政博 申请人:松下电器产业株式会社