JP4577135B2 - 無線送信回路及び無線送信装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウルトラワイドバンド通信に用いられる無線送信回路、およびこれを用いた無線送信装置に関する。

近年、高速無線伝送方式の一つとして、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）通信方式が注目されている。ウルトラワイドバンド通信とは、超広帯域無線を意味し、中心周波数の２５％以上、又は１．５ＧＨｚ以上の帯域幅を占有する無線伝送方式を指し、搬送波を用いず、例えばパルス幅が１ｎｓｅｃ以下等の極めて細かい短パルス信号からなるパルス信号列を用いて通信を行うものである（例えば、特許文献１参照。）。このような短パルスを生成する高速パルス発生回路として、ステップリカバリダイオードを用いた無線送信回路が知られている。

図１０は、背景技術に係るウルトラワイドバンド通信方式の無線送信回路の構成を示すブロック図である。図１０に示す無線送信回路１００は、送信データを変調してドライバ回路１０２へ出力する変調回路１０１と、変調回路１０１から出力された変調信号における駆動電流を増大させてステップリカバリダイオード回路１０３へ出力するドライバ回路１０２と、ドライバ回路１０２から出力された変調信号に高周波の信号成分を生じさせるステップリカバリダイオード回路１０３と、ステップリカバリダイオード回路１０３で生成された高周波の信号成分を抽出することにより短パルス信号を生成し、アンテナ１０５から無線信号として送信させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０４とを備えている。

図１１は、図１０に示す無線送信回路１００の動作を説明するための信号波形図である。図１０に示す無線送信回路１００は、ＯＯＫ（On Off Keying）により送信データＤＡＴＡ１を変調するようにされており、図１１に示すように、変調回路１０１は、送信データＤＡＴＡ１の論理値が「１」であれば変調信号ＤＡＴＡ２としてパルス信号をドライバ回路１０２へ出力し、ドライバ回路１０２によって当該パルス信号における駆動電流が増大されてステップリカバリダイオード回路１０３へ出力され、ステップリカバリダイオード回路１０３によってドライバ回路１０２から出力された変調信号に応じて高周波の信号成分が生成され、さらにバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）によってその高周波の信号成分が抽出されることにより、ウルトラワイドバンド通信方式の無線信号用パルス信号Ｐが生成され、ＤＡＴＡ３としてアンテナ１０５から無線信号として放射される。

一方、送信データＤＡＴＡ１の論理値が「０」であれば、変調回路１０１は、変調信号ＤＡＴＡ２をローレベルに固定する結果、無線信号用パルス信号ＤＡＴＡ３もパルスＰを含まない。このように、図１０に示す無線送信回路１００は、ＯＯＫによって、送信データＤＡＴＡ１が変調され、パルスＰの有無によって、送信データＤＡＴＡ１が表される。
特表２００３−５１５９７４号公報

ところで、上述のようにＯＯＫによる変調を行う場合、送信データＤＡＴＡ１が「０」の場合には、アンテナ１０５から放射される無線信号にパルスＰが含まれないため、受信機側で無線送信回路１００から送信された無線信号との間で同期を維持することが困難となり、通信の信頼性が低下するという不都合があった。

本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、ウルトラワイドバンド通信の信頼性を向上することができる無線送信回路、及びこれを用いた無線送信装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の第１の手段に係る無線送信回路は、パルスを用いた無線信号により送信データを送信する無線送信回路において、入力されたパルス信号に基づいて高周波の信号成分を生じさせた第１及び第２の変調信号をそれぞれ生成する第１及び第２のステップリカバリダイオードと、前記送信データにおける各ビットの論理値に応じて前記第１及び第２のステップリカバリダイオードのうちいずれか一方へ前記パルス信号を出力することにより、第１及び第２のステップリカバリダイオードに前記第１及び第２の変調信号をそれぞれ生成させる変調部と、前記第１及び第２のステップリカバリダイオードにより生成された第１及び第２の変調信号の差分をとって差分信号を生成する差動出力部と、前記差動出力部により生成された差分信号から前記高周波の信号成分を抽出し、当該高周波の信号成分を前記送信データを表す前記無線信号用のパルスとして出力するフィルタ部とを備えることを特徴としている。

また、上述の無線送信回路において、前記変調部は、前記送信データにおける予め設定されたビット数毎に、当該ビット数のビットパターンに応じて前記第１及び第２のステップリカバリダイオードのいずれか一方へ前記パルス信号を出力すると共に前記無線信号用のパルスの波高値を変化させることを特徴としている。

また、上述の無線送信回路において、前記変調部は、前記ステップリカバリダイオードに供給されるバイアス電圧を変化させることにより、前記無線信号用のパルスの波高値を変化させることを特徴としている。

また、上述の無線送信回路において、前記変調部と前記第１及び第２のステップリカバリダイオードとの間に介設され、前記変調部から前記第１及び第２のステップリカバリダイオードへ出力されたパルス信号における駆動電流をそれぞれ増大させる第１及び第２のドライバ部をさらに備え、前記変調部は、少なくとも前記第１及び第２のステップリカバリダイオードのうち前記パルス信号を出力する方のステップリカバリダイオードに接続されている前記ドライバ部の動作用電源電圧を変化させることにより、前記無線信号用のパルスの波高値を変化させることを特徴としている。

そして、本発明の第２の手段に係る無線送信装置は、パルスを用いた無線信号により送信データを送信する無線送信装置において、前記送信データを生成するデータ生成部と、前記データ生成部により生成された送信データに基づいて、前記送信データを表す無線信号用のパルスを出力する無線送信回路と、前記無線送信回路により出力されたパルスを放射するアンテナとを備え、前記無線送信回路は、上述のいずれかに記載の無線送信回路であることを特徴としている。

このような構成の無線送信回路及び無線送信装置は、変調部によって、送信データにおける各ビットの論理値に応じて第１及び第２のステップリカバリダイオードのうちいずれか一方へパルス信号が出力され、第１及び第２のステップリカバリダイオードのうちいずれか一方によって、当該パルス信号に基づいて高周波の信号成分を生じさせた第１及び第２の変調信号のうちいずれか一方の変調信号が生成される。そして、差動出力部によって、第１及び第２の変調信号の差分が差分信号として生成される。そうすると、差分信号は、変調部により第１のステップリカバリダイオードへパルス信号が出力されて第１の変調信号が生成された場合と、変調部により第２のステップリカバリダイオードへパルス信号が出力されて第２の変調信号が生成された場合とでは、極性が反転する。さらに、フィルタ部によって、差分信号から高周波の信号成分が抽出され、当該高周波の信号成分が送信データを表す無線信号用のパルスとして出力される。そうすると、無線信号用のパルスの位相は、差分信号の極性に応じて反転する。従って、無線信号用のパルスの位相は、送信データにおける各ビットの論理値に応じて反転されることとなり、送信データの論理値は無線信号用のパルスの位相による位相変調によって表されるので、送信データの論理値に関わらず無線信号用のパルスが送信され、受信機側で当該無線信号との間で同期を維持することが容易になる結果、通信の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線送信装置及び無線送信回路の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す無線送信装置１は、水晶発振子ＯＳＣ１と、発振回路２と、データ生成部３と、無線送信回路４と、アンテナ５とを備えている。無線送信回路４は、データ生成部３から出力された送信データＳＤ１を変調し、パルスを用いて無線通信を行う通信方式、例えばウルトラワイドバンド通信方式におけるパルスを用いた無線信号として送信する回路部で、変調回路６（変調部）と、プリドライバ回路７１，７２と、ドライバ部８１，８２と、ステップリカバリダイオード回路９１，９２と、差動出力部１０と、バンドパスフィルタ（各図においてＢＰＦと略記する）１１（フィルタ部）とを備えている。

発振回路２は、水晶発振子ＯＳＣ１を発振させて、無線送信装置１の動作の基本となる周期信号、例えば送信信号における短パルスの出力周期にされたクロック信号ＣＬＫ１をデータ生成部３と変調回路６とへ出力する。

データ生成部３は、送信しようとするデータを生成する回路部で、例えば人の在不在を検出する人感センサや温度センサ等の検出装置及び、例えば照明器具や空調装置等を制御するためのリモコン装置等の、情報や指示命令等を表すデータを生成するものであり、生成したデータに送信先の受信装置の通信アドレスを付加し、送信データＳＤ１として発振回路２から出力されたクロック信号ＣＬＫ１と同期して変調回路６へ出力する。なお、データ生成部３は、自ら送信しようとするデータを生成するものに限られず、例えば外部に接続された機器から送信しようとするデータを受信して、送信データＳＤ１として変調回路６へ出力するものであってもよい。

変調回路６は、ウルトラワイドバンド方式による変調を行う回路であり、例えばクロック信号ＣＬＫ１と送信データＳＤ１との論理積をとって得られたパルス信号を信号Ｓ１１としてプリドライバ回路７１へ出力し、クロック信号ＣＬＫ１と送信データＳＤ１を反転させた信号との論理積をとって得られたパルス信号を信号Ｓ１２としてプリドライバ回路７２へ出力する。

図２は、プリドライバ回路７１，７２及びドライバ部８１，８２の構成の一例を示す回路図である。プリドライバ回路７１とプリドライバ回路７２、及びドライバ部８１とドライバ部８２は、それぞれ同じ構成であるので、図２においては共通の回路図で示している。

プリドライバ回路７１，７２は、ドライバ部８１，８２のゲート電圧を制御するべく変調回路６から出力された信号Ｓ１１，Ｓ１２を一次増幅する増幅回路で、例えば、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１のソースが電源に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１のドレインがＮＭＯＳトランジスタＱＮ１のドレインに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１のソースがグラウンドに接続されている。そして、変調回路６から信号Ｓ１１，Ｓ１２がＰＭＯＳトランジスタＱＰ１のゲートとＮＭＯＳトランジスタＱＮ１のゲートとへ出力され、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１のドレイン電圧がプリドライバ回路７１，７２の出力電圧としてドライバ部８１，８２へ出力される。

ドライバ部８１，８２は、ステップリカバリダイオード回路９１，９２へ出力するパルス信号Ｓ２１，Ｓ２２の駆動電流を増大させる増幅回路で、例えば、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ２のソースに動作用電源電圧ＶＤＤが供給され、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ２のドレインがＮＭＯＳトランジスタＱＮ２のドレインに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ２のソースがグラウンドに接続されている。そして、プリドライバ回路７１，７２の出力電圧がＰＭＯＳトランジスタＱＰ２のゲートとＮＭＯＳトランジスタＱＮ２のゲートとに印加され、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ２のドレイン電圧が信号Ｓ２１，Ｓ２２としてステップリカバリダイオード回路９１，９２へ出力される。

ステップリカバリダイオード回路９１，９２は、ドライバ部８１，８２から出力された信号Ｓ２１，Ｓ２２それぞれに基づいて、高周波の信号成分を生じさせた変調信号Ｓ３１，Ｓ３２をそれぞれ生成し、差動出力部１０へ出力する。図３は、ステップリカバリダイオード回路９１，９２の構成の一例を示す回路図である。ステップリカバリダイオード回路９１とステップリカバリダイオード回路９２とは、同じ構成であるので、図３においては共通の回路図で示している。

図３に示すステップリカバリダイオード回路９１，９２は、ドライバ部８１，８２から出力された信号Ｓ２１，Ｓ２２がハイパスフィルタ９３に入力され、ハイパスフィルタ９３の出力がステップリカバリダイオードＳＲＤのアノードに接続され、ステップリカバリダイオードＳＲＤのカソードがグラウンドに接続されている。また、所定のバイアス電圧Ｖｂｉａｓが、電圧−電流変換素子９４を介してステップリカバリダイオードＳＲＤのアノードに供給されている。

ハイパスフィルタ９３は、例えばコンデンサを用いて構成されたハイパスフィルタで、ドライバ部８１，８２から出力された信号Ｓ２１，Ｓ２２の高周波成分を通過させる。電圧−電流変換素子９４は、バイアス電圧Ｖｂｉａｓを電流に変換する素子で、例えば抵抗やインダクタ等が用いられる。そして、ハイパスフィルタ９３を通過した信号によりステップリカバリダイオードＳＲＤのアノードに生じた電圧が、変調信号Ｓ３１，Ｓ３２として差動出力部１０へ出力される。

差動出力部１０は、ステップリカバリダイオード回路９１，９２により生成された変調信号Ｓ３１，Ｓ３２の差分をとって差分信号Ｓ４を生成し、バンドパスフィルタ１１へ出力する。図４は、差動出力部１０の構成の一例を示す回路図である。図４に示す差動出力部１０は、トランスを用いて構成されており、一次巻線の一端に変調信号Ｓ３１が入力され、他端に変調信号Ｓ３２が入力されている。そして、二次巻線の一端がバンドパスフィルタ１１に接続され、他端がグラウンドに接続されている。

バンドパスフィルタ１１は、差動出力部１０から出力された差分信号Ｓ４から高周波の信号成分を抽出する帯域フィルタであり、抽出した高周波の信号成分をウルトラワイドバンド通信用のパルス信号Ｓｏｕｔとしてアンテナ５へ出力する。アンテナ５は、パルス信号Ｓｏｕｔを無線信号として放射する。

次に、上述のように構成された無線送信装置１の動作について説明する。図５は、無線送信装置１の動作を説明するための信号波形図である。まず、発振回路２によって、水晶発振子ＯＳＣ１の発振周波数に基づきクロック信号ＣＬＫ１が生成されると共にデータ生成部３と変調回路６とへ出力される。次に、データ生成部３から、クロック信号ＣＬＫ１と同期して送信データＳＤ１が変調回路６へ出力される。そして、変調回路６によって、例えばクロック信号ＣＬＫ１と送信データＳＤ１との論理積をとって得られたパルス信号が信号Ｓ１１としてプリドライバ回路７１へ出力され、クロック信号ＣＬＫ１と送信データＳＤ１を反転させた信号との論理積をとって得られたパルス信号が信号Ｓ１２としてプリドライバ回路７２へ出力される。

そして、信号Ｓ１１，Ｓ１２は、プリドライバ回路７１，７２によってそれぞれ増幅され、さらにドライバ部８１，８２によって駆動電流が増大されて信号Ｓ２１，Ｓ２２としてステップリカバリダイオード回路９１，９２へ出力され、ステップリカバリダイオード回路９１，９２におけるステップリカバリダイオードＳＲＤによって、信号Ｓ２１，Ｓ２２の信号立ち下がり部に高周波の信号成分を生じさせることにより立ち下がりが急峻にされると共にアンダーシュートが生じた変調信号Ｓ３１，Ｓ３２が生成される。

そして、差動出力部１０によって変調信号Ｓ３１，Ｓ３２の差分が差分信号Ｓ４としてバンドパスフィルタ１１へ出力される。この場合、差分信号Ｓ４は、変調信号Ｓ３１にパルスがあるとき、すなわち送信データＳＤ１の論理値が「１」のときは正方向のパルスとなる一方、変調信号Ｓ３２にパルスがあるとき、すなわち送信データＳＤ１の論理値が「０」のときは逆方向のパルスとなる。

さらに、バンドパスフィルタ１１によって、差動出力部１０から出力された差分信号Ｓ４から高周波の信号成分が抽出され、ウルトラワイドバンド通信用のパルス信号Ｓｏｕｔとしてアンテナ５へ出力され、アンテナ５によって、パルス信号Ｓｏｕｔが無線信号として放射される。この場合、図５に拡大して示すように、送信データＳＤ１の論理値「１」を表すパルスＰ１と、送信データＳＤ１の論理値「０」を表すパルスＰ２とは位相が反転した信号波形となる。

すなわち、送信データＳＤ１の論理値を出力パルスの位相によって表すことができ、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）による変調を行うことができる。

これにより、背景技術による無線送信回路１００のように、ＯＯＫにより送信データＤＡＴＡ１を変調する場合と異なり、ＰＳＫにより変調された無線信号には、送信データＳＤ１の論理値（１／０）に関わらず一定周期でパルス信号が含まれるため、受信機側で無線送信回路１００から送信された無線信号との間で同期を維持することが容易となり、通信の信頼性を向上させることができる。

また、背景技術による無線送信回路１００のように、ＯＯＫにより送信データを変調する場合には、無線信号におけるパルスの有無によってデータを表すため、パルスが無い状態においてノイズが生じると、受信機側で誤ったデータを受信してしまうおそれがある。しかし、図１に示す無線送信装置１のように、ＰＳＫにより変調された無線信号には、送信データＳＤ１の論理値（１／０）に関わらずパルス信号が含まれ、パルス信号の位相によって無線信号の論理値を判別するためノイズの影響を低減することができ、ＳＮ比（信号対ノイズ比）を向上させて通信の信頼性を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る無線送信装置及び無線送信回路について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態に係る無線送信装置１ａの構成の一例を示すブロック図である。図６に示す無線送信装置１ａ及び無線送信回路４ａは、図３に示すステップリカバリダイオード回路９１，９２において、バイアス電圧Ｖｂｉａｓを変化させると変調信号Ｓ３１，Ｓ３２の波高値が変化し、パルス信号Ｓｏｕｔの振幅が変化することを利用して、複数ビットの情報をパルス信号Ｓｏｕｔの波高値と位相とで表すことにより多値変調を行うものである。これにより、例えば８つの短パルス信号を用いて１ビットを送信するようにした無線送信機を、同じ８つの短パルス信号を用いて複数ビットのデータを送信可能とし、送信速度を高速化しようとするものである。

図６に示す無線送信回路４ａと図１に示す無線送信回路４とでは、下記の点で異なる。すなわち、図６に示す無線送信回路４ａは、ステップリカバリダイオード回路９１，９２のバイアス電圧Ｖｂｉａｓをそれぞれ変化させるバイアス制御回路６１，６２をさらに備えている。また、変調回路６ａは、データ生成部３から出力された送信データＳＤ１を複数ビットずつ、例えば２ビットずつ一時的に記憶するレジスタ６３を備えている。

変調回路６ａは、レジスタ６３によって一時記憶された複数ビットのデータに基づいてバイアス電圧Ｖｂｉａｓを変化させるべくバイアス制御回路６１，６２へ制御信号を出力する。バイアス制御回路６１，６２は、変調回路６ａからの制御信号に応じてステップリカバリダイオード回路９１，９２へ供給するバイアス電圧Ｖｂｉａｓを変化させる電源回路である。

その他の構成及び動作は、以下の動作を除き図１に示す無線送信装置１と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な動作について説明する。以下の説明においては、２ビットを多値化する例を説明する。図７は、無線送信回路４ａの動作を説明するための信号波形図である。まず、発振回路２によって、水晶発振子ＯＳＣ１の発振周波数に基づき生成されたクロック信号ＣＬＫ１が変調回路６ａ及びデータ生成部３へ出力される。

そして、データ生成部３から、クロック信号ＣＬＫ１と同期して送信データＳＤ１がレジスタ６３へ出力され、レジスタ６３により２ビット毎にデータが保持される。図７において、送信データＳＤ１はクロック信号ＣＬＫ１の４クロックで１ビットを表すようにされており、ローレベルで「０」、ハイレベルで「１」を表すようにされている。

そして、変調回路６ａにより、レジスタ６３により保持された２ビット毎に、当該ビット数のビットパターンに応じて、プリドライバ回路７１及びプリドライバ回路７２のいずれか一方へパルス信号が出力されてパルス信号Ｓｏｕｔの位相が制御されると共に、バイアス制御回路６１，６２へ制御信号が出力されてパルス信号Ｓｏｕｔ波高値が変化される。

具体的には、変調回路６ａによって、例えば、レジスタ６３の値が「００」であった場合には、プリドライバ回路７２へ信号Ｓ１２としてパルスが出力されると共に、バイアス制御回路６２へバイアス電圧Ｖｂｉａｓを予め設定された所定の低電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Ｓｏｕｔは逆位相であって信号振幅が小さいパルス信号にされる。また、レジスタ６３の値が「０１」であった場合には、プリドライバ回路７１へ信号Ｓ１１としてパルスが出力されると共に、バイアス制御回路６１へバイアス電圧Ｖｂｉａｓを低電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Ｓｏｕｔは正位相であって信号振幅が小さいパルス信号にされる。

また、変調回路６ａによって、レジスタ６３の値が「１０」であった場合には、プリドライバ回路７２へ信号Ｓ１２としてパルスが出力されると共に、バイアス制御回路６２へバイアス電圧Ｖｂｉａｓを予め設定された所定の高電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Ｓｏｕｔは逆位相であって信号振幅が大きいパルス信号にされる。また、レジスタ６３の値が「１１」であった場合には、プリドライバ回路７１へ信号Ｓ１１としてパルスが出力されると共に、バイアス制御回路６１へバイアス電圧Ｖｂｉａｓを高電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Ｓｏｕｔは正位相であって信号振幅が大きいパルス信号にされる。

これにより、パルス信号Ｓｏｕｔを多値化して、一つのパルスで複数ビット分の情報を送信することができるので、通信速度を高速化することができる。

なお、変調回路６ａは、バイアス制御回路６１，６２によりバイアス電圧Ｖｂｉａｓを低電圧と高電圧との２段階に切り替えて、パルス信号Ｓｏｕｔの位相との組合せにより２ビットのデータについてパルス信号Ｓｏｕｔにおける一つのパルスを多値化する例を示したが、バイアス電圧Ｖｂｉａｓを３段階、あるいは４段階以上にすることにより、一つのパルスに多値化するビット数を増加させるようにしてもよい。

また、変調回路６ａは、パルスを出力しないタイミングにおいては、バイアス制御回路６１，６２へ制御信号を出力してバイアス電圧Ｖｂｉａｓをゼロにさせるようにしてもよい。これにより、パルスを出力せずバイアス電圧Ｖｂｉａｓを必要としないタイミングにおいてステップリカバリダイオード回路９１，９２におけるステップリカバリダイオードＳＲＤを流れるバイアス電流をゼロにすることができるので、無線送信回路４ａの消費電流を低減することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る無線送信装置及び無線送信回路について説明する。図８は、本発明の第３の実施形態に係る無線送信装置１ｂの構成の一例を示すブロック図である。図８に示す無線送信装置１ｂ及び無線送信回路４ｂは、図２に示すドライバ部８１，８２において、動作用電源電圧ＶＤＤを変化させると信号Ｓ２１，Ｓ２２の波高値が変化し、パルス信号Ｓｏｕｔの振幅が変化することを利用して、複数ビットの情報をパルス信号Ｓｏｕｔの波高値と位相とで表すことにより多値変調を行うものである。これにより、例えば８つの短パルス信号を用いて１ビットを送信するようにした無線送信機を、同じ８つの短パルス信号を用いて複数ビットのデータを送信可能とし、送信速度を高速化しようとするものである。

図８に示す無線送信回路４ｂと図６に示す無線送信回路４ａとでは、下記の点で異なる。すなわち、図８に示す無線送信回路４ｂは、バイアス制御回路６１，６２の代わりにＶＤＤ制御回路６４，６５を備える点で異なる。変調回路６ｂは、レジスタ６３によって一時記憶された複数ビットのデータに基づいて動作用電源電圧ＶＤＤを変化させるべくＶＤＤ制御回路６４，６５へ制御信号を出力する。ＶＤＤ制御回路６４，６５は、変調回路６ｂからの制御信号に応じてドライバ部８１，８２へ供給する動作用電源電圧ＶＤＤを変化させる電源回路である。

その他の構成及び動作は、以下の動作を除き図６に示す無線送信装置１ａと同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な動作について説明する。以下の説明においては、２ビットを多値化する例を説明する。図９は、無線送信回路４ａの動作を説明するための信号波形図である。まず、発振回路２によって、水晶発振子ＯＳＣ１の発振周波数に基づき生成されたクロック信号ＣＬＫ１が変調回路６ｂ及びデータ生成部３へ出力される。

そして、データ生成部３から、クロック信号ＣＬＫ１と同期して送信データＳＤ１がレジスタ６３へ出力され、レジスタ６３により２ビット毎にデータが保持される。図９において、送信データＳＤ１はクロック信号ＣＬＫ１の４クロックで１ビットを表すようにされており、ローレベルで「０」、ハイレベルで「１」を表すようにされている。

そして、変調回路６ｂにより、レジスタ６３により保持された２ビット毎に、当該ビット数のビットパターンに応じて、プリドライバ回路７１及びプリドライバ回路７２のいずれか一方へパルス信号が出力されてパルス信号Ｓｏｕｔの位相が制御されると共に、ＶＤＤ制御回路６４，６５へ制御信号が出力されてパルス信号Ｓｏｕｔの波高値が変化される。

具体的には、変調回路６ｂによって、例えば、レジスタ６３の値が「００」であった場合には、プリドライバ回路７２へ信号Ｓ１２としてパルスが出力されると共に、ＶＤＤ制御回路６５へ動作用電源電圧ＶＤＤを予め設定された所定の低電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Ｓｏｕｔは逆位相であって信号振幅が小さいパルス信号にされる。また、レジスタ６３の値が「０１」であった場合には、プリドライバ回路７１へ信号Ｓ１１としてパルスが出力されると共に、ＶＤＤ制御回路６４へ動作用電源電圧ＶＤＤを低電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Ｓｏｕｔは正位相であって信号振幅が小さいパルス信号にされる。

また、変調回路６ｂによって、レジスタ６３の値が「１０」であった場合には、プリドライバ回路７２へ信号Ｓ１２としてパルスが出力されると共に、ＶＤＤ制御回路６５へ動作用電源電圧ＶＤＤを予め設定された所定の高電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Ｓｏｕｔは逆位相であって信号振幅が大きいパルス信号にされる。また、レジスタ６３の値が「１１」であった場合には、プリドライバ回路７１へ信号Ｓ１１としてパルスが出力されると共に、ＶＤＤ制御回路６４へ動作用電源電圧ＶＤＤを高電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Ｓｏｕｔは正位相であって信号振幅が大きいパルス信号にされる。

これにより、パルス信号Ｓｏｕｔを多値化して、一つのパルスで複数ビット分の情報を送信することができるので、通信速度を高速化することができる。

なお、変調回路６ｂは、ＶＤＤ制御回路６４，６５により動作用電源電圧ＶＤＤを低電圧と高電圧との２段階に切り替えて、パルス信号Ｓｏｕｔの位相との組合せにより２ビットのデータについてパルス信号Ｓｏｕｔにおける一つのパルスを多値化する例を示したが、動作用電源電圧ＶＤＤを３段階、あるいは４段階以上にすることにより、一つのパルスに多値化するビット数を増加させるようにしてもよい。

また、バイアス制御回路６１，６２をさらに備え、動作用電源電圧ＶＤＤとバイアス電圧Ｖｂｉａｓとの電圧変化の組合せにより、パルス信号Ｓｏｕｔの波高値を変化させ、多値化する構成としてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る無線送信装置及び無線送信回路の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示すプリドライバ回路及びドライバ部の構成の一例を示す回路図である。 図１に示すステップリカバリダイオード回路の構成の一例を示す回路図である。 図１に示す差動出力部の構成の一例を示す回路図である。 図１に示す無線送信装置１の動作を説明するための信号波形図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線送信装置及び無線送信回路の構成の一例を示すブロック図である。 図６に示す無線送信回路の動作を説明するための説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る無線送信装置及び無線送信回路の構成の一例を示すブロック図である。 図８に示す無線送信回路の動作を説明するための説明図である。 背景技術に係るウルトラワイドバンド通信方式の無線送信回路の構成を示すブロック図である。 図１０に示す無線送信回路の動作を説明するための信号波形図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ 無線送信装置
２ 発振回路
３ データ生成部
４，４ａ，４ｂ 無線送信回路
５ アンテナ
６，６ａ，６ｂ 変調回路
１０ 差動出力部
１１ バンドパスフィルタ
６１，６２ バイアス制御回路
６４，６５ ＶＤＤ制御回路
７１，７２ プリドライバ回路
８１，８２ ドライバ部
９１，９２ ステップリカバリダイオード回路
９３ ハイパスフィルタ
９４ 電圧−電流変換素子
ＱＮ１，ＱＰ１，ＱＮ２，ＱＰ２ トランジスタ
ＳＲＤ ステップリカバリダイオード

Claims (5)

1. パルスを用いた無線信号により送信データを送信する無線送信回路において、
   入力されたパルス信号に基づいて高周波の信号成分を生じさせた第１及び第２の変調信号をそれぞれ生成する第１及び第２のステップリカバリダイオードと、
   前記送信データにおける各ビットの論理値に応じて前記第１及び第２のステップリカバリダイオードのうちいずれか一方へ前記パルス信号を出力することにより、第１及び第２のステップリカバリダイオードに前記第１及び第２の変調信号をそれぞれ生成させる変調部と、
   前記第１及び第２のステップリカバリダイオードにより生成された第１及び第２の変調信号の差分をとって差分信号を生成する差動出力部と、
   前記差動出力部により生成された差分信号から前記高周波の信号成分を抽出し、当該高周波の信号成分を前記送信データを表す前記無線信号用のパルスとして出力するフィルタ部と
   を備えることを特徴とする無線送信回路。
2. 前記変調部は、前記送信データにおける予め設定されたビット数毎に、当該ビット数のビットパターンに応じて前記第１及び第２のステップリカバリダイオードのいずれか一方へ前記パルス信号を出力すると共に前記無線信号用のパルスの波高値を変化させること
   を特徴とする請求項１記載の無線送信回路。
3. 前記変調部は、前記ステップリカバリダイオードに供給されるバイアス電圧を変化させることにより、前記無線信号用のパルスの波高値を変化させること
   を特徴とする請求項２記載の無線送信回路。
4. 前記変調部と前記第１及び第２のステップリカバリダイオードとの間に介設され、前記変調部から前記第１及び第２のステップリカバリダイオードへ出力されたパルス信号における駆動電流をそれぞれ増大させる第１及び第２のドライバ部をさらに備え、
   前記変調部は、少なくとも前記第１及び第２のステップリカバリダイオードのうち前記パルス信号を出力する方のステップリカバリダイオードに接続されている前記ドライバ部の動作用電源電圧を変化させることにより、前記無線信号用のパルスの波高値を変化させること
   を特徴とする請求項２記載の無線送信回路。
5. パルスを用いた無線信号により送信データを送信する無線送信装置において、
   前記送信データを生成するデータ生成部と、
   前記データ生成部により生成された送信データに基づいて、前記送信データを表す無線信号用のパルスを出力する無線送信回路と、
   前記無線送信回路により出力されたパルスを放射するアンテナと
   を備え、
   前記無線送信回路は、請求項１〜４のいずれかに記載の無線送信回路であることを特徴とする無線送信装置。

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