脉冲无线通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可实现构造单纯化、高性能化、小型集成化、设计容易化、低耗电化、低成本化的微波／毫米波段的ＵＷＢ脉冲无线通信装置。由具备通过短时间动作而产生负阻的微波晶体管（１）和谐振腔构造的放射型振荡器基板（Ｓ１）而构成放射型振荡器，使基于通过微波晶体管（１）的短时间动作所产生的负阻和谐振腔之构造所决定的振荡频率／频率带宽的高频脉冲信号作为发送ＲＦ信号进行发生，同时向空间进行放射，在自外部无线通信装置到来的接收ＲＦ信号入射到放射型振荡器时，使放射型振荡器进行振荡动作，通过利用放射型振荡器自身进行混频而取得ＩＦ信号，由此获得接收数据信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超宽带(UWB =Ultra WideBand)的脉冲式无线数据收发装置，特别是涉及在忌讳复杂电路构成的微波·毫米波段的装置中实现构成单纯化、低成本化、高性能化的技术。
技术介绍
作为近些年引人注目的通信技术有UWB技术。这一技术尽管使用极宽的频带，功率频谱密度却非常小，所以就有能够共用已经被使用的频率这一优点。另外，还有通过使用数百微微秒以下的短脉冲，就能够进行高速的数据传输这一优点。以往的微波/毫米波段UWB技术中的脉冲无线通信装置是将脉冲信号发生器、宽带滤波器及宽带天线分别用传输线路连接起来的结构(例如参照非专利文献1、非专利文献2)。非专利文献 1 :Ian Gresham,"Ultra-Wideband Radar Sensors for Short-Range Vehicular Applications”，MTT VOL. 52，No. 9，pp.2111—2113，Sep.2004非专利文献 2 Yoichi Kawano, Yasuhiro Nakasha, Kaoru Yokoo, Satoshi Masuda,Tsuyoshi Takahashi,Tatsuya Hirose,Yasuyuki Oishi,and Kiyoshi Hamaguchi, "An RF Chipset for Impulse Radio UffB Using 0. 13ym InP-HEMT Technology", MTT-S Int. Microwave Symp. 2006 Digest pp.316-319这些非专利文献1或者非专利文献2所记载的以往的UWB技术中的脉冲无线通信装置的天线是将发送用天线和接收用天线分开进行设置，或者作为收发共用天线通过开关来进行收发切换。另外，关于这些以往UWB技术中的脉冲无线通信装置的高频脉冲信号的发生以如下方法而构成，即借助于超宽带滤波电路仅仅所带脉冲信号(依照基带信号发生的单脉冲信号或阶跃信号)的频率分量的某部分得以通过的方法；或者进行利用高速RF开关使CW信号振荡电路的输出得以通过/阻止这样调制的方法。另一方面，还提出用天线替代传输线路及谐振电路的高频脉冲信号发生装置(例如参照专利文献1、专利文献2)。专利文献1 日本专利公开特开2004-186726号公报专利文献2 日本专利公开特开2007-1M628号公报这些专利文献1或者专利文献2所记载的高频脉冲信号发生装置是对作为传输线路及谐振电路的天线进行电荷充电，并利用高速开关等使该电荷急速地进行放电的方式。 通过此急速的放电而发生的高频分量之中、作为谐振电路的天线的谐振频带的频率分量被放射。但是，在上述非专利文献1或者非专利文献2所记载的专利技术中，由于是将脉冲信号发生器、宽带滤波器及宽带天线分别用传输线路连接起来这一构成，所以除了传输线路的传输损耗成为问题外，对忌讳复杂电路构成的微波毫米波段的装置而言并非所希望的构成。另外，在上述非专利文献1或者非专利文献2所记载专利技术的装置构成中，装置内部的滤波器、放大器及RF开关等各种电路分别要求超宽带特性。例如，在用传输线路连接脉冲发生电路和滤波电路时，若各个电路的输入输出反射系数及连接部的反射系数在宽带上不足够小，就会在各个电路间产生多重反射。进而，若各个电路的群延迟特性在宽带上不平坦，就会在脉冲波形上产生失真。因而，这种超宽带电路设计与狭频带电路设计相比就很困难，个个电路全部要求超宽带特性这样的装置就会成为高成本。而且，在上述非专利文献1或者非专利文献2所记载的专利技术中，由于是将高频脉冲信号发生器和超宽带天线用传输线路进行连接这一构成，所以从传输线路的阻抗(一般为 50 Ω)向空间阻抗进行阻抗变换就需要超宽带天线，若该天线的反射系数在超宽带上不足够小，就会在传输线路的连接部产生多重反射。作为持有这种超宽带特性的天线，虽然采用锥形构造非谐振系天线及多谐振系天线，但因锥形构造非谐振系天线的锥形部需要与波长相比较长的尺寸，故不得不变得大型而不利于装置全体的集成化，从群延迟特性的观点来看采用多谐振系天线并不理想，其构造亦易于变得复杂。再者，如上述非专利文献1所记载的专利技术那样，利用高速RF开关使CW信号振荡电路的输出得以通过/阻止这样进行调制的方法，因不要的CW信号的漏泄本质上存在，故不利于UWB通信的应用。另外，因CW信号振荡电路进行动作，故从消耗电力的观点来看也不利。另外，如上述非专利文献2所记载的专利技术那样，借助于谐振器或滤波电路仅仅选出基带脉冲信号(依照基带信号而发生的单脉冲信号或阶跃信号)的频率分量的某部分并使其通过这一方法，使未通过的频率分量的能量易于成为无用的损耗，并在脉冲信号发生器上要求超高速性而易于成为高成本。另外，专利文献1或者专利文献2所记载的专利技术，为了使进行放射的高频信号分量得以发生就需要极其高速地进行动作的开关等电路，在开关的驱动器上亦要求高速性，电路易于复杂化。另外，因没有接收功能，故在进行通信时就需要另行构成接收天线、收发切换开关、接收电路等。
技术实现思路
因而，本专利技术的目的就是提供可实现构造单纯化、高性能化、小型集成化、设计容易化、低耗电化、低成本化的微波/毫米波段的UWB脉冲无线通信装置。为了解决上述课题，技术方案1所涉及的脉冲无线通信装置的特征是为了在谐振腔发生负阻使三电极高频放大元件集成化并且为了共用向空间放射电磁波的天线功能构成放射型振荡器，基于发送数据信号，通过使上述三电极高频放大元件短时间进行动作而获得短时间的负阻，发生基于该负阻和上述谐振腔之构造所决定的振荡频率/频率带宽的高频脉冲信号，并同时将其向空间放射，该向空间放射的高频脉冲信号是发送RF信号， 基于在自外部无线通信装置到来的接收RF信号入射到上述放射型振荡器时，使上述放射型振荡器进行振荡动作，通过由上述放射型振荡器自身进行的混频而取得IF信号，来获得接收数据信号。另外，技术方案2所涉及的专利技术的特征是在上述技术方案1所记载的脉冲无线通信装置中，上述放射型振荡器的三电极高频放大元件中的三电极是被控制电流流入电极、被控制电流流出电极和控制电极，对上述被控制电流流入电极或者被控制电流流出电极供给单脉冲信号，将此单脉冲信号自身的电力作为电源电力以获得短时间的负阻，在上述被控制电流流入电极和单脉冲信号的馈电路之间插入IF带负载部件，自该IF带负载部件和被控制电流流入电极之间取出上述IF信号；或者在上述被控制电流流出电极和单脉冲信号的馈电路之间插入IF带负载部件，自该IF带负载部件和被控制电流流出电极之间取出上述IF信号。 另外，技术方案3所涉及的专利技术的特征是在上述技术方案1所记载的脉冲无线通信装置中，上述放射型振荡器的三电极高频放大元件中的三电极是被控制电流流入电极、 被控制电流流出电极和控制电极，通过对上述控制电极供给单脉冲信号，以流过短时间的被控制电流并获得短时间的负阻，在上述被控制电流流入电极和直流电源的馈电路之间插入IF带负载部件，自该IF带负载部件和被控制电流流入电极之间取出上述IF信号；或者在上述被控制电流流出电极和直流电源的馈电路之间插入IF带负载部件，自该IF带负载部件和被控制电流流出电极之间取出上述IF信号。 另外，技术方案4所涉及的专利技术的特征是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种脉冲无线通信装置，其特征在于：为了在谐振腔发生负阻使三电极高频放大元件集成化并且为了共用向空间放射电磁波的天线功能构成放射型振荡器，基于发送数据信号，通过使上述三电极高频放大元件短时间进行动作而获得短时间的负阻，发生基于该负阻和上述谐振腔之构造所决定的振荡频率／频率带宽的高频脉冲信号，并同时将其向空间放射，该向空间放射的高频脉冲信号是发送ＲＦ信号，基于在自外部无线通信装置到来的接收ＲＦ信号入射到上述放射型振荡器时，使上述放射型振荡器进行振荡动作，通过由上述放射型振荡器自身进行的混频而取得ＩＦ信号，来获得接收数据信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：歌川仁史，
申请(专利权)人：独立行政法人情报通信研究机构，
类型：发明
国别省市：JP