JP2014195216A - 通信システムおよび通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送受信器の低消費電力化、小型化を実現する。
【解決手段】通信システムは、波束信号を誘電体導波路６に送出する送信器と、誘電体導波路６を伝搬した波束信号を受信してデータ信号を復元する受信器とを有する。送信器は、ＲＺデータ信号の立ち上がりまたは立ち下がりに同期した短パルス信号を生成するインパルス発生器１と、短パルス信号を帯域制限することによって波束信号に変換するバンドパスフィルタ２と、波束信号を誘電体導波路６に送出する送信用アンテナ３とを備える。受信器は、誘電体導波路６を伝搬した波束信号を受信する受信用アンテナ４と、受信用アンテナ４によって取り込まれた波束信号を包絡線検波してＲＺデータ信号またはＮＲＺデータ信号に変換する検波器５とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、誘電体導波路を伝送路とする信号伝送技術に関し、特に用いる送受信器の小型化、低消費電力化、低コスト化を実現することができる通信システムおよび通信方法に関するものである。

高速な信号伝送を行う手法として、誘電体導波路を伝送媒体として用いた伝送方式が検討されている（非特許文献１）。誘電体導波路を伝送媒体とした伝送方式では、金属配線を伝送媒体とした伝送方式に比べて、伝送信号の高周波帯域成分の信号損失が小さく出来る点で優れており、光ファイバや光導波路を用いた光インターコネクション技術に必要なμｍオーダの微細な調心精度が不要の為、簡易な実装が可能な方式として期待されている。その一方で、無線通信用のシンプルな送受信器として、インパルス無線方式の送受信器構成が提案されている（非特許文献２）。

S.Fukuda et al.，"A 12.5+12.5Gb/s Full-Duplex Plastic Waveguide Interconnect"，IEEE International Solid-State Circuits Conference 2011，pp.150-151，2011 Y.Nakasha et al.，"A 12.5-Gb/s Pulse Modulator with 6.5-ps FWHM Using 0.1-μm InP HEMTs for Ultra-Wideband Impulse Radio Communications"，IEEE Compound Semiconductor IC Symposium Homepage 2008，pp.1-4，2008

非特許文献１に開示された従来技術では、図１６に示すように送信器は局部発振器（ＬＯ）１００とミキサ１０１とアンプ１０２と送受信アンテナ１０３等の構成要素が必要であり、受信器は送受信アンテナ１０４とＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１０５とＬＯ１０６と可変アンプ１０７とミキサ１０８と広帯域アンプ１０９といった多くの構成要素が必要である。このため、低消費電力化、小型化が難しいという問題があった。

一方、非特許文献２に開示された従来技術では、図１７に示すように送信器はインパルス発生器２００とバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０１とアンプ２０２と送受信アンテナ２０３とから構成され、受信器は送受信アンテナ２０４とＬＮＡ２０５とＢＰＦ２０６と検出器２０７とから構成されている。図１８はインパルス発生器２００の構成を示す回路図である。インパルス発生器２００は、トランジスタＱ１００〜Ｑ１１０と、ダイオードＤ１００，Ｄ１０１と、抵抗Ｒ１００〜Ｒ１０２とから構成される。図１８において、ＩＮとバーＩＮは入力信号、ＰＯとバーＰＯはパルス出力信号、ＣＬＫとバーＣＬＫはクロック、ｆｉｘＨはＨｉｇｈレベルの電圧、ｆｉｘＬはＬｏｗレベルの電圧を示している。

このように図１７に示す送受信器の構成は、図１６と比較して簡単な構成になっている。しかしながら、インパルス発生器２００やＢＰＦ２０１，２０６などの各要素回路のサイズが大きく、またインパルス発生器２００のコア回路が図１８に示すように多くのトランジスタ素子を用いた構成で且つ定常的に電流を流す構成になっているため、図１７、図１８に示した構成を、誘電体導波路を用いた伝送方式に適用するだけでは、消費電力が大きく、やはり低消費電力化、小型化が難しいという問題が生じる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、誘電体導波路を伝送媒体とした伝送方式において、送受信器の低消費電力化、小型化が可能な通信システムおよび通信方法を提供することを目的とする。

本発明の通信システムは、波束信号を伝送媒体である誘電体導波路に送出する送信器と、前記誘電体導波路を伝搬した波束信号を受信してデータ信号を復元する受信器とを有し、前記送信器は、入力されたＲＺデータ信号の立ち上がりまたは立ち下がりに同期した短パルス信号を生成するインパルス発生器と、このインパルス発生器によって生成された短パルス信号を帯域制限することによって波束信号に変換するバンドパスフィルタと、このバンドパスフィルタによって生成された波束信号を前記誘電体導波路に送出する送信用アンテナとを備え、前記受信器は、前記誘電体導波路を伝搬した波束信号を受信する受信用アンテナと、この受信用アンテナによって取り込まれた波束信号を包絡線検波してＲＺデータ信号またはＮＲＺデータ信号に変換する検波器とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の通信システムの１構成例において、前記送信器のインパルス発生器は、ゲート端子がインパルス発生器の信号入力端子に接続され、ソース端子が正側電源電圧に接続されたＰＭＯＳトランジスタと、ゲート端子が前記信号入力端子に接続され、ドレイン端子が前記ＰＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続され、ソース端子がインパルス発生器の信号出力端子に接続されたＮＭＯＳトランジスタとから構成され、前記信号入力端子に入力されたＲＺデータ信号の立ち下がりのタイミングで前記信号出力端子から短パルス信号を出力することを特徴とするものである。
また、本発明の通信システムの１構成例において、前記送信器のインパルス発生器は、ゲート端子がインパルス発生器の信号入力端子に接続され、ソース端子がインパルス発生器の信号出力端子に接続されたＰＭＯＳトランジスタと、ゲート端子が前記信号入力端子に接続され、ドレイン端子が前記ＰＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続され、ソース端子が負側電源電圧に接続されたＮＭＯＳトランジスタとから構成され、前記信号入力端子に入力されたＲＺデータ信号の立ち上がりのタイミングで前記信号出力端子から短パルス信号を出力することを特徴とするものである。

また、本発明の通信システムの１構成例において、前記受信器の検波器は、カソード端子が検波器の信号入力端子に接続され、アノード端子が検波器の信号出力端子に接続されたダイオードと、一端が前記ダイオードのアノード端子に接続され、他端が所定のバイアス電位の電源電圧に接続された抵抗と、一端が前記ダイオードのアノード端子に接続され、他端が前記所定のバイアス電位の電源電圧に接続された容量とから構成されることを特徴とするものである。
また、本発明の通信システムの１構成例において、前記受信器の検波器は、アノード端子が検波器の信号入力端子に接続され、カソード端子が検波器の信号出力端子に接続されたダイオードと、一端が前記ダイオードのカソード端子に接続され、他端が所定のバイアス電位の電源電圧に接続された抵抗と、一端が前記ダイオードのカソード端子に接続され、他端が前記所定のバイアス電位の電源電圧に接続された容量とから構成されることを特徴とするものである。

また、本発明の通信システムの１構成例は、さらに、前記バンドパスフィルタの信号出力端子と前記送信用アンテナとの間、前記受信用アンテナと前記検波器の信号入力端子との間のうち少なくとも一方にアンプを設けることを特徴とするものである。
また、本発明の通信システムの１構成例は、さらに、ＮＲＺデータ信号をＲＺデータ信号に変換するデータ変換器を、前記インパルス発生器の前段に設けることを特徴とするものである。

また、本発明の通信方法は、波束信号を伝送媒体である誘電体導波路に送出する送信ステップと、前記誘電体導波路を伝搬した波束信号を受信してデータ信号を復元する受信ステップとを含み、前記送信ステップは、入力されたＲＺデータ信号の立ち上がりまたは立ち下がりに同期した短パルス信号を生成するインパルス発生ステップと、このインパルス発生ステップで生成した短パルス信号を帯域制限することによって波束信号に変換するフィルタステップと、このフィルタステップで生成した波束信号を前記誘電体導波路に送出する波束信号送出ステップとを含み、前記受信ステップは、前記誘電体導波路を伝搬した波束信号を受信する波束信号取込ステップと、この波束信号取込ステップで取り込んだ波束信号を包絡線検波してＲＺデータ信号またはＮＲＺデータ信号に変換する検波ステップとを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、従来よりも小型化、低消費電力化、低コスト化が可能な送受信器を実現することができる。また、本発明では、誘電体導波路を伝送媒体としているため、金属配線を伝送媒体とする場合よりも高周波信号における信号損失を小さくすることができ、また伝送媒体（導波路）中に信号を閉じ込めて通信を行うため、無線通信のように電波法の規制に基づいた出力に制限する必要が無く、単純な変調方式でも高データレート信号を乗せた波束信号を利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの各部の信号波形の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る送信器のインパルス発生器の構成例を示す回路図である。 図３のインパルス発生器の入力信号および出力信号の波形例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る送信器のインパルス発生器の別の構成例を示す回路図である。 図５のインパルス発生器の入力信号および出力信号の波形例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る受信器の検波器の構成例を示す回路図である。 図７の検波器の入力信号および出力信号の波形例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る受信器の検波器の別の構成例を示す回路図である。 図９の検波器の入力信号および出力信号の波形例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る通信システムの各部の信号波形の例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態に係る通信システムの各部の信号波形の例を示す図である。 従来技術で提案される送受信器の構成を示すブロック図である。 従来技術で提案される別の送受信器の構成を示すブロック図である。 図１７のインパルス発生器のコア回路の構成を示す回路図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明では、伝送媒体として誘電体導波路を用いることで、無線通信よりも小型な送受信アンテナで高い指向性を実現でき、結果として伝送損失を低減することができる。かつ送受信器に簡易な構成を用いることによって、低消費電力化、低コスト化が可能となる。図１は本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態の通信システムの送信器は、入力されたＲＺ（Return to Zero）データ信号ＰＩＮの立ち上がりあるいは立ち下がりのタイミングと同期した短パルス信号ＰＯＵＴを生成するインパルス発生器１と、インパルス発生器１によって生成された短パルス信号ＰＯＵＴを波束信号ＦＯＵＴに変換するＢＰＦ２と、ＢＰＦ２によって生成された波束信号ＦＯＵＴを伝送媒体である誘電体導波路６に送出する送信用アンテナ３とから構成される。受信器は、誘電体導波路６を伝搬した波束信号を受信器に取り込むための受信用アンテナ４と、受信用アンテナ４によって取り込まれた波束信号ＲＩＮをＮＲＺ（Non-Return to Zero）データ信号ＲＯＵＴに変換する検波器５とから構成される。

図２（Ａ）〜図２（Ｅ）に、インパルス発生器１に入力されるＲＺデータ信号ＰＩＮ、インパルス発生器１によって生成される短パルス信号ＰＯＵＴ、ＢＰＦ２によって生成される波束信号ＦＯＵＴ、受信用アンテナ４で受信される波束信号ＲＩＮ、検波器５から出力されるＮＲＺデータ信号ＲＯＵＴの例を示す。図２（Ａ）〜図２（Ｅ）の縦軸は電圧である。なお、図２以降の信号波形の図においても、同様に縦軸は電圧とする。

本実施の形態の送信器のインパルス発生器１は、入力されたＲＺデータ信号ＰＩＮ中の１サイクルの矩形波を１つの短パルスに変換した短パルス信号ＰＯＵＴを生成する。そして、インパルス発生器１によって生成された短パルス信号ＰＯＵＴをＢＰＦ２にて波束信号ＦＯＵＴに変換し、この波束信号ＦＯＵＴを送信用アンテナ３を通じて誘電体導波路６に伝搬させる。こうして、送信器では、入力されたＲＺデータ信号ＰＩＮ中のデータ“１”を、持続時間が１ｂｉｔ時間に相当する１つの波束に変換した波束信号ＦＯＵＴを生成する。

インパルス発生器１によって生成される短パルス信号ＰＯＵＴは、生成したい波束信号ＦＯＵＴに必要な所望の周波数帯域成分を含んでいる必要がある。波束信号ＦＯＵＴの中心周波数をｆ₀［Ｈｚ］、データレートをＢ［ｂｐｓ］としたい時、インパルス発生器１によって生成する短パルス信号ＰＯＵＴ中の各短パルスのパルス幅は１／ｆ₀［ｓｅｃ］以下であることが必要であり、ＢＰＦ２の通過帯域は中心周波数がｆ₀、帯域幅が２Ｂ［Ｈｚ］程度（受信器でＲＺデータ信号を復調する場合、４Ｂ［Ｈｚ］程度）であることが必要である。

受信器では、誘電体導波路６を伝搬した波束信号を受信用アンテナ４によって受信する。受信器の検波器５は、受信用アンテナ４によって取り込まれた波束信号ＲＩＮをＮＲＺデータ信号ＲＯＵＴに復調して出力する。検波器５の後ろに設けられた図示しない後段回路は、送信信号に同期したクロック信号によりＮＲＺデータ信号ＲＯＵＴの論理同期を確立させる。

インパルス発生器１の構成例を図３に示し、図３のインパルス発生器１に入力されるＲＺデータ信号ＰＩＮを図４（Ａ）に示し、図３のインパルス発生器１によって生成される短パルス信号ＰＯＵＴを図４（Ｂ）に示す。
図３のインパルス発生器１は、ゲート端子がインパルス発生器１の信号入力端子に接続され、ソース端子が電源電圧ＶＤＤに接続されたＰＭＯＳトランジスタＱ１０と、ゲート端子がインパルス発生器１の信号入力端子に接続され、ドレイン端子がＰＭＯＳトランジスタＱ１０のドレイン端子に接続され、ソース端子がインパルス発生器１の信号出力端子に接続されたＮＭＯＳトランジスタＱ１１とから構成される。この時、インパルス発生器１の信号出力端子のＤＣ電位が電源電圧ＶＤＤより小さく、電源電圧ＶＳＳ（ＶＳＳ＜ＶＤＤ）より大きい値になるように設計する必要がある。

図３に示すインパルス発生器１では、入力信号ＰＩＮ中の立ち下がりに同期したタイミングで信号出力端子から短パルス信号ＰＯＵＴが出力される（図４（Ｂ））。つまり、図３に示すインパルス発生器１では、信号入力端子に図４（Ａ）に示すような立ち下がり信号が入力された時に、ＮＭＯＳトランジスタＱ１１のソース端子からＮＭＯＳトランジスタＱ１１の寄生容量Ｃ_gsを介してインパルス発生器１の信号入力端子の方向に流れる電流と、電源電圧ＶＤＤからトランジスタＱ１０，Ｑ１１を介して電源電圧ＶＳＳの方向に流れる貫通電流との総和によって、インパルス発生器１の信号出力端子に流れる瞬間的な電流を短パルス信号ＰＯＵＴとして用いる。

インパルス発生器１の別の構成例を図５に示し、図５のインパルス発生器１に入力されるＲＺデータ信号ＰＩＮを図６（Ａ）に示し、図５のインパルス発生器１によって生成される短パルス信号ＰＯＵＴを図６（Ｂ）に示す。
図５のインパルス発生器１は、ゲート端子がインパルス発生器１の信号入力端子に接続され、ソース端子がインパルス発生器１の信号出力端子に接続されたＰＭＯＳトランジスタＱ１２と、ゲート端子がインパルス発生器１の信号入力端子に接続され、ドレイン端子がＰＭＯＳトランジスタＱ１２のドレイン端子に接続され、ソース端子が電源電圧ＶＳＳに接続されたＮＭＯＳトランジスタＱ１３とから構成される。この時、インパルス発生器１の信号出力端子のＤＣ電位が電源電圧ＶＳＳより大きく、電源電圧ＶＤＤ（ＶＤＤ＞ＶＳＳ）より小さい値になるように設計する必要がある。

図５に示すインパルス発生器１では、入力信号ＰＩＮ中の立ち上がりに同期したタイミングで信号出力端子から短パルス信号ＰＯＵＴが出力される（図６（Ｂ））。つまり、図５に示すインパルス発生器１では、信号入力端子に図６（Ａ）に示すような立ち上がり信号が入力された時に、インパルス発生器１の信号入力端子からＰＭＯＳトランジスタＱ１２の寄生容量Ｃ_gsを介してＰＭＯＳトランジスタＱ１２のソース端子の方向に流れる電流と、電源電圧ＶＤＤからトランジスタＱ１２，Ｑ１３を介して電源電圧ＶＳＳの方向に流れる貫通電流との総和によって、インパルス発生器１の信号出力端子に流れる瞬間的な電流を短パルス信号ＰＯＵＴとして用いる。

図３、図５に示すインパルス発生器１で生成される短パルス信号ＰＯＵＴのパルス時間幅は入力信号ＰＩＮの立ち上がり時間あるいは立ち下がり時間と同程度となるため、入力されるＲＺデータ信号ＰＩＮの波形よりも時間的にパルス幅が小さい短パルス信号ＰＯＵＴを生成することができる。こうして、本実施の形態では、低消費電力で非常に簡易な構成のインパルス発生器１を利用することで、従来技術と比較して低消費電力かつ小型の送信器を実現することができる。

検波器５の構成例を図７に示し、図７の検波器５に入力される波束信号ＲＩＮを図８（Ａ）に示し、図７の検波器５から出力されるＮＲＺデータ信号ＲＯＵＴを図８（Ｂ）に示す。図７の検波器５は、カソード端子が検波器５の信号入力端子に接続され、アノード端子が検波器５の信号出力端子に接続されたダイオードＤ５０と、一端がダイオードＤ５０のアノード端子に接続され、他端が接地された抵抗Ｒ５０と、一端がダイオードＤ５０のアノード端子に接続され、他端が接地された容量Ｃ５０とから構成される。この検波器５は、図８（Ａ）に示す波束信号ＲＩＮの包絡線を検波する構成となっており、図８（Ｂ）に示すように波束信号ＲＩＮのボトム電位をホールドする構成となっている。

検波器５の別の構成例を図９に示し、図９の検波器５に入力される波束信号ＲＩＮを図１０（Ａ）に示し、図９の検波器５から出力されるＮＲＺデータ信号ＲＯＵＴを図１０（Ｂ）に示す。図９の検波器５は、アノード端子が検波器５の信号入力端子に接続され、カソード端子が検波器５の信号出力端子に接続されたダイオードＤ５１と、一端がダイオードＤ５１のカソード端子に接続され、他端が接地された抵抗Ｒ５１と、一端がダイオードＤ５１のカソード端子に接続され、他端が接地された容量Ｃ５１とから構成される。この検波器５は、図１０（Ａ）に示す波束信号ＲＩＮの包絡線を検波する構成となっており、図１０（Ｂ）に示すように波束信号ＲＩＮのトップ電位をホールドする構成となっている。

こうして、本実施の形態では、低消費電力で非常に簡易な構成の検波器５を利用することで、従来技術と比較して低消費電力かつ小型の受信器を実現することができる。
尚、本実施の形態では検波器５から出力されるデータ信号ＲＯＵＴをＮＲＺデータ信号としているが、ＲＺデータ信号等への復調も可能である。つまり、図７、図９に記載の検波器５では、波束信号ＲＩＮの波束継続時間に応じてデータ信号ＲＯＵＴの時間幅が決まるので、送信器側で入力される波束信号ＦＯＵＴの波束継続時間を調整する（ＢＰＦ２の帯域幅を調整する）ことにより、波束信号ＲＩＮの１波束の波束継続時間を変更することができるため、ＮＲＺデータ信号に限らず、ＲＺデータ信号等も出力可能である。

以上のようにして、本実施の形態では、従来よりも小型化、低消費電力化、低コスト化が可能な送受信器を実現することができる。また、本実施の形態は、誘電体導波路を伝送媒体としているため、金属配線を伝送媒体とする場合よりも高周波信号における信号損失を小さくすることができ、また伝送媒体（導波路）中に信号を閉じ込めて通信を行うため、無線通信のように電波法の規制に基づいた出力に制限する必要が無く、単純な変調方式でも高データレート信号を乗せた波束信号を利用することができる。

尚、図７、図９の構成では、抵抗Ｒ５０，Ｒ５１の他端および容量Ｃ５０，Ｃ５１の他端を接地（ＧＮＤ）しているが、これに限るものではない。これらの端子は、ＧＮＤレベル以上で電源電圧ＶＤＤよりも低い所定のバイアス電位の電源電圧に接続すればよい。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１１は本実施の形態に係る通信システムの構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と第１の実施の形態との違いは、送信器のＢＰＦ２の信号出力端子と送信用アンテナ３との間に送信アンプ７を挿入し、受信器の受信用アンテナ４と検波器５の信号入力端子との間に受信アンプ８を挿入している点である。

これにより、本実施の形態では、アンテナ３，４や誘電体導波路６による信号減衰が大きな場合においても、送信器から出力される波束信号ＦＯＵＴを検波器５にて検出してデータ信号ＲＯＵＴを復調することができる。第１の実施の形態で説明したとおり、検波器５からはデータ信号ＲＯＵＴとしてＮＲＺデータ信号を出力することもできるし、ＲＺデータ信号等の他の形式のデータ信号も出力可能である。
また、本実施の形態では、送信アンプ７と受信アンプ８の両方を挿入した形態について説明したが、いずれか一方のアンプのみを挿入した形態でも良い。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１２は本実施の形態に係る通信システムの構成を示すブロック図であり、図１、図１１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と第１、第２の実施の形態との違いは、ＮＲＺデータ信号ＤＩＮとクロック信号ＣＬＫとからＲＺデータ信号ＰＩＮを生成するデータ変換器９をインパルス発生器１の前段に設けている点である。

図１３（Ａ）〜図１３（Ｇ）に、データ変換器９に入力されるＮＲＺデータ信号ＤＩＮ、データ変換器９に入力されるクロック信号ＣＬＫ、データ変換器９からインパルス発生器１に入力されるＲＺデータ信号ＰＩＮ、インパルス発生器１によって生成される短パルス信号ＰＯＵＴ、ＢＰＦ２によって生成される波束信号ＦＯＵＴ、受信アンプ８から出力される波束信号ＲＩＮ、検波器５から出力されるＮＲＺデータ信号ＲＯＵＴの例を示す。

第１、第２の実施の形態では、インパルス発生器１において、データ信号ＰＩＮ中の立ち上がり部分あるいは立ち下がり部分に同期して短パルスを出力するため、送信器への入力信号がＲＺデータ信号である必要があった。これに対して、本実施の形態では、インパルス発生器１の前段にＮＲＺ→ＲＺ変換を行うデータ変換器９を挿入することで、送信器をＮＲＺデータ形式の入力信号に対応させることができる。

ＮＲＺ→ＲＺ変換を行うデータ変換器９の最も簡易な構成としては、ＮＲＺデータ信号ＤＩＮとクロック信号ＣＬＫとの論理積演算（ＡＮＤ）の結果を出力する論理積回路等が例に挙げられる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１４は本実施の形態に係る通信システムの構成を示すブロック図であり、図１、図１１、図１２と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態と第１〜第３の実施の形態との違いは、検波器５の後段にリミッティングアンプ１０を設けている点である。

図１５（Ａ）〜図１５（Ｇ）に、データ変換器９に入力されるＮＲＺデータ信号ＤＩＮ、データ変換器９に入力されるクロック信号ＣＬＫ、データ変換器９からインパルス発生器１に入力されるＲＺデータ信号ＰＩＮ、インパルス発生器１によって生成される短パルス信号ＰＯＵＴ、ＢＰＦ２によって生成される波束信号ＦＯＵＴ、受信アンプ８から出力される波束信号ＲＩＮ、リミッティングアンプ１０から出力されるＮＲＺデータ信号ＲＯＵＴの例を示す。

本実施の形態では、リミッティングアンプ１０を検波器５の後段に備えることによって、図１５（Ｆ）に示すように検波器５に入力される波束信号ＲＩＮの振幅が揃っていない場合、あるいは検波器５から出力されるＮＲＺデータ信号の振幅が揃っていない場合でも、一定振幅に揃ったＮＲＺデータ信号ＲＯＵＴを出力することができる。

本発明は、誘電体導波路を伝送路とする信号伝送技術に適用することができる。

１…インパルス発生器、２…バンドパスフィルタ、３…送信用アンテナ、４…受信用アンテナ、５…検波器、６…誘電体導波路、７…送信アンプ、８…受信アンプ、９…データ変換器、１０…リミッティングアンプ、Ｑ１０，Ｑ１２…ＰＭＯＳトランジスタ、Ｑ１１，Ｑ１３…ＮＭＯＳトランジスタ、Ｄ５０，Ｄ５１…ダイオード、Ｒ５０，Ｒ５１…抵抗、Ｃ５０，Ｃ５１…容量。

Claims (8)

1. 波束信号を伝送媒体である誘電体導波路に送出する送信器と、
   前記誘電体導波路を伝搬した波束信号を受信してデータ信号を復元する受信器とを有し、
   前記送信器は、
   入力されたＲＺデータ信号の立ち上がりまたは立ち下がりに同期した短パルス信号を生成するインパルス発生器と、
   このインパルス発生器によって生成された短パルス信号を帯域制限することによって波束信号に変換するバンドパスフィルタと、
   このバンドパスフィルタによって生成された波束信号を前記誘電体導波路に送出する送信用アンテナとを備え、
   前記受信器は、
   前記誘電体導波路を伝搬した波束信号を受信する受信用アンテナと、
   この受信用アンテナによって取り込まれた波束信号を包絡線検波してＲＺデータ信号またはＮＲＺデータ信号に変換する検波器とを備えることを特徴とする通信システム。
2. 請求項１記載の通信システムにおいて、
   前記送信器のインパルス発生器は、
   ゲート端子がインパルス発生器の信号入力端子に接続され、ソース端子が正側電源電圧に接続されたＰＭＯＳトランジスタと、
   ゲート端子が前記信号入力端子に接続され、ドレイン端子が前記ＰＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続され、ソース端子がインパルス発生器の信号出力端子に接続されたＮＭＯＳトランジスタとから構成され、
   前記信号入力端子に入力されたＲＺデータ信号の立ち下がりのタイミングで前記信号出力端子から短パルス信号を出力することを特徴とする通信システム。
3. 請求項１記載の通信システムにおいて、
   前記送信器のインパルス発生器は、
   ゲート端子がインパルス発生器の信号入力端子に接続され、ソース端子がインパルス発生器の信号出力端子に接続されたＰＭＯＳトランジスタと、
   ゲート端子が前記信号入力端子に接続され、ドレイン端子が前記ＰＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続され、ソース端子が負側電源電圧に接続されたＮＭＯＳトランジスタとから構成され、
   前記信号入力端子に入力されたＲＺデータ信号の立ち上がりのタイミングで前記信号出力端子から短パルス信号を出力することを特徴とする通信システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
   前記受信器の検波器は、
   カソード端子が検波器の信号入力端子に接続され、アノード端子が検波器の信号出力端子に接続されたダイオードと、
   一端が前記ダイオードのアノード端子に接続され、他端が所定のバイアス電位の電源電圧に接続された抵抗と、
   一端が前記ダイオードのアノード端子に接続され、他端が前記所定のバイアス電位の電源電圧に接続された容量とから構成されることを特徴とする通信システム。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
   前記受信器の検波器は、
   アノード端子が検波器の信号入力端子に接続され、カソード端子が検波器の信号出力端子に接続されたダイオードと、
   一端が前記ダイオードのカソード端子に接続され、他端が所定のバイアス電位の電源電圧に接続された抵抗と、
   一端が前記ダイオードのカソード端子に接続され、他端が前記所定のバイアス電位の電源電圧に接続された容量とから構成されることを特徴とする通信システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
   さらに、前記バンドパスフィルタの信号出力端子と前記送信用アンテナとの間、前記受信用アンテナと前記検波器の信号入力端子との間のうち少なくとも一方にアンプを設けることを特徴とする通信システム。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
   さらに、ＮＲＺデータ信号をＲＺデータ信号に変換するデータ変換器を、前記インパルス発生器の前段に設けることを特徴とする通信システム。
8. 波束信号を伝送媒体である誘電体導波路に送出する送信ステップと、
   前記誘電体導波路を伝搬した波束信号を受信してデータ信号を復元する受信ステップとを含み、
   前記送信ステップは、
   入力されたＲＺデータ信号の立ち上がりまたは立ち下がりに同期した短パルス信号を生成するインパルス発生ステップと、
   このインパルス発生ステップで生成した短パルス信号を帯域制限することによって波束信号に変換するフィルタステップと、
   このフィルタステップで生成した波束信号を前記誘電体導波路に送出する波束信号送出ステップとを含み、
   前記受信ステップは、
   前記誘電体導波路を伝搬した波束信号を受信する波束信号取込ステップと、
   この波束信号取込ステップで取り込んだ波束信号を包絡線検波してＲＺデータ信号またはＮＲＺデータ信号に変換する検波ステップとを含むことを特徴とする通信方法。

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