JP2003515974A - 超広帯域データ伝送システム - Google Patents

超広帯域データ伝送システム

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Abstract

(57)【要約】 超広帯域（ＵＷＢ）パルスの、位相、周波数、バンド幅、振幅および／又は減衰を調節および／又は変調する波形適応式トランスミッタ。前記トランスミッタは、ＵＷＢ信号を、通信、測位、および／又はレーダ用途用に、スペクトル限界内に帯域制限する。一実施例は、低レベルＵＷＢ源（たとえば、インパルス発生器（１００）、又は時間ゲート発振器（１０６））と、波形アダプタ（たとえば、デジタル又はアナログフィルタ（１０２）、パルス成形器、および／又は電圧可変減衰器（１１２））と、電力増幅器と帯域制限および／又は変調ＵＷＢ信号を放射するアンテナ、とを有する。前記発振器がゼロ周波数を有してＤＣバイアスを出力する特殊な場合、低レベルインパルス発生器がバンドパスフィルタをインパルス励起して調節可能な中心周波数と、そのフィルタの特性に基く所望のバンド幅を有するＵＷＢ信号を生成する。前記ＵＷＢトランスミッタは、極めて高いパルス繰返し周波数と、毎秒数百メガビットかそれ以上のデータレートと、所望の場合には周波数ホッピングを可能にするパルス・ツー・パルスベースでの周波数アジリティと、ＨＦ以下乃至ミリメータ波の周波数の拡張性、が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、超広帯域通信システムの分野に関する。詳しくは、本発明は、超広
帯域電磁パルスの制御された伝送に関する。
【０００２】 レーダ用と通信用の両方の超広帯域（ＵＷＢ）システムは、従来、超短持続時
間のパルス（通常は、数１０ピコ秒から数ナノ秒の持続時間）が、直接、アンテ
ナに供給され、次に、アンテナが、その特性インパルスレスポンスを放射するイ
ンパルス又はショック励起トランスミッタ技術に利用されてきた。この理由に依
り、ＵＷＢシステムは、しばしば、「インパルス」レーダ又は通信と呼ばれてき
た。更に、励起パルスは波形が変調又はフィルタリングされたものではない為、
そのようなシステムは、得られるＲＦスペクトルからはっきりわかるキャリア周
波数が無いという意味で、「キャリア・フリー」とも呼称されてきた。
【０００３】 データ通信用に有用であるためには、従来のＵＷＢインパルス又はキャリア・
フリー伝送システムは、ＯＮ−ＯＦＦキーイング（２値振幅シフトキーイング：
ＡＳＫ）又はパルス位置変調（ＰＰＭ）に限定されてきた。なぜなら、その波形
の振幅および／又は位相を制御することは、実行が非常に困難もしくは不可能で
あったからである。加えて、これら従来のシステムは、バンド幅及び周波数が固
定されたものであって、周波数ホッピング又は動的バンド幅制御は出来ない。
【０００４】 ＵＷＢインパルストランスミッタの出力電力及びパルス繰返し周波数（ＰＲＦ
）も、又、超短持続時間パルスを発生するために使用されるデバイスの基本的物
理的制約によって制限されてきた。特に、高出力電力と、高ＰＲＦとは、そのよ
うなシステムの互いに排他的な特性であった。バルクアバランシェ半導体、高電
圧ブレークオーバデバイス、高電圧ガリウムひ素（ＧａＡｓ）サイリスタ、プラ
ズマダイオード、ステップリカバリダイオード（ＳＲＤ）のスタックアレイ等の
、高出力電力インパルス励起源は、適切に作動するために数百ないし数千ボルト
を必要とし、その結果、より高いＰＲＦ時に於けるデバイスの加熱の増大と熱的
絶縁破壊の為に、数十キロヘルツのＰＲＦに限定されていた。アバランシェトラ
ンジスタ、低電圧ＳＲＤ、ツェナーダイオード、等の、低電力デバイスは、数メ
ガヘルツのＰＲＦで動作可能であるが、その出力電力は桁違いに低い。更に、個
々のデバイスは通常低コストではあるが、それらは、多くの場合、特定の動作電
圧レベルに於けるアバランシェ又は故障特性を保証するために手作業で選択され
る必要がある。
【０００５】 たとえば、初期のＵＷＢインパルストランスミッタは、通常、数十〜数千ワッ
トのベースバンドインパルス励起電力を使用して約１０ｋＨｚの最大ＰＲＦで、
１ワット以下のピークマイクロ波出力電力を発生するものであった。これら高電
圧源を使用したいくつかの実験モデルが、船舶のドック入れ、自動車用の衝突事
前感知、液位感知、及び侵入検出、を含むレーダ用途用に作られた。これらの技
術は信頼性は高いものであることが判ったが、その電力効率、ＰＲＦ制限、サイ
ズ及び複雑なアンテナアセンブリによって性能と再現性が限定された。
【０００６】 そのようなインパルス式ＵＷＢ源のもう一つの大きな限界は、周波数の増加に
伴って、その電力レベルが、オクターブ当たり約１２ｄＢの率で低下することで
ある。これは、インパルス励起の二重指数関数的性質に依るものである。典型的
なインパルス源からの出力レスポンスは、次のフォームを有する、
【０００７】
【数１】 ｐ（ｔ）＝（ｔ÷α）×ｅ(1-t÷α)×ｕ-1（ｔ）
【０００８】 ここで、αはパルス立上がり時間、そしてｕ-1（ｔ）は、単位ステップ関数であ
る。図１０は、時間に対する出力レスポンスｐ（ｔ）を図示している。この波形
は、大半のインパルス源から見られる出力に非常に近似している。
【０００９】 次に、周波数に対する瞬時パルス電力を次のように計算することができる（振
幅二乗フーリエ変換）、
【００１０】
【数２】 ｐ（ｆ）＝（ｅ2÷（１６×π4））×（１÷（α2×ｆ4））
【００１１】 ここで立上がり時間を二倍にすると、所与の周波数に於ける電力は６ｄＢ低下
する。同様に、一定のピーク電圧源について、動作周波数を二倍にすれば出力電
力は１２ｄＢ減少する。
【００１２】 一例として、２．５ｋＷピーク電力サイリスタベースのインパルス発生器は、
Ｌ周波帯域（１．５ＧＨｚ帯域）に於いて約１ワットのピーク電力しか出せない
が、その理由は、そのインパルスエネルギの大半がそれよりも遥かに低い周波数
で生成されるからである。この利用されないエネルギは、熱として放散され、作
動回路を加熱、損傷させ、そのソースが確実に動作可能なＰＲＦ又はデータレー
トを制限する。図１１中の上側のトレースは、従来のサイリスタベースのインパ
ルス源からの、周波数に対する利用可能な電力に於ける急激な低下を示している
。
【００１３】 そのような技術を使用することに於けるもう一つの限界は、規制を満たすため
に放射性放出を精度良く制御することができないことにある。短パルス励起は、
アンテナのインパルスレスポンスを刺激し、又、典型的な広帯域アンテナは、数
オクターブ（周波数のオクターブとは周波数の二倍である）の周波数に渡る周波
数レスポンスを有しているので、放射スペクトルは、極めて広帯域となり、数百
メガヘルツ（ＭＨｚ）ないし数ギガヘルツ（ＧＨｚ）以上の瞬時帯域幅をカバー
する。この広域スペクトルは、米国に於いて米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）、又
は外国に於いて他の措置によって別に認可されている多くの動作周波数にオーバ
ラップするかもしれず、従って、平均電力レベルは非常に低いものではあるが、
割り当てられた周波数のオペレータ又はユーザにとって懸念材料となっている。
【００１４】 従って、従来のＵＷＢ信号生成技術には次の問題がある。
【００１５】 （ｉ）高電力動作は、デバイスの加熱により、低いＰＲＦでのみ達成可能であ
る、 （ｉｉ）周波数の増加に伴って出力インパルスエネルギがオクターブ当たり１
２ｄＢ低下する為、実用動作周波数は、５ＧＨｚよりも遥かに低い値に限定され
る、 （ｉｉｉ）アンテナのインパルス励起によって、「キャリア・フリー」信号が
発生し、これが、低エネルギ密度にも拘わらず、そのような使用が規制されてい
る周波数に制御不能にオーバラップしてしまう、そして、 （ｉｖ）変調技術はＯＮ−ＯＦＦキーイングとパルス位置変調に限られ、周波
数ホッピング又は動的バンド幅制御は出来ない。
【００１６】 長距離通信用とレーダシステム用には小さな標的の検出用に、より高い出力電
力を達成し、広帯域ビデオ及びデータの伝送のためには高いＰＲＦを引き出し、
十分制御された中心周波数と、より高い動作周波数（たとえばミリメータの波）
へ延出するバンド幅でのＵＷＢ伝送を作り出し、より新しくより効率的な変調技
術を可能とすることが求められている。
【００１７】 発明の要旨 本発明は、中心周波数および／又は調節可能なバンド幅に適応可能なまたは制
御された波形を発生することに於いて、ＵＷＢデータ伝送に於けるブレークスル
ー（障害除去）を提供するものである。これらの調節は、パルス毎に実行するこ
とが可能であり、ＵＷＢ周波数ホッピング及び適応可能なバンド幅制御を可能に
する。
【００１８】 一好適実施例は、特に、極めて高いパルス繰返し周波数で作動可能な、極めて
広いバンド幅のパルスを生成するために低レベルインパルスゲート制御発振器を
利用する（図１）。既知の安定した周波数を有する発振器を選択することによっ
て、放射周波数が高精度に制御される。前記発振器は、固定周波数型、又は、電
圧制御型発振器（ＶＣＯ）とすることができ、後者は、特に、ＵＷＢ周波数ホッ
ピング用である。別の位相変調を作り出すために発振器の位相も制御することが
できる。発振器とミキサーの適当な選択によって、近ＤＣ乃至ミリメータ波周波
数の中心周波数を有するＵＷＢ信号を作り出すことができる。信号バンド幅は、
バンドパス又はパルス成形フィルタによって制御され、これは、広帯域ミキサー
を駆動するために使用される場合には、出力波形のスペクトル特性を制御する。
出力バンドパスフィルタによって、更に、帯域エネルギが制限され、ゲート制御
電力増幅器を使用して、前記ＵＷＢ信号を所望のピーク出力レベルへ増幅する。
【００１９】 別実施例は、特に、別の発振器及びミキサーを必要とすることなく、低レベル
インパルス発生器とバンドパス又はパルス成形フィルタとを使用する（図２）。
この実施例は、別のゲート制御電力増幅器を駆動するために十分なインパルスエ
ネルギを発生することが可能な、５ＧＨｚ未満の周波数での非高速（non-agile
）動作用に特に有効である。この方法は、発振器周波数が正確にゼロに選択され
た場合、図１の方法と数学的に等価である。この場合、ＵＷＢ信号の中心周波数
とバンド幅は、前記バンドパス又はパルス成形フィルタの特性によって直接決ま
る。
【００２０】 前記インパルスゲート制御発振器の別のバリエーションは、アナログ又はデジ
タル時間ゲート制御を使用することによって導かれる（図３）。この実施例に於
いて、低レベルインパルス励起は、高速スイッチセットのレスポンスによって近
似される（図４）。これらのスイッチは、発振器出力を非常に短時間ゲートＯＮ
する（図５）。そのような時間ゲート制御は、アナログ又はデジタルパルス成形
回路を使用することによっても達成可能である（図６）。
【００２１】 本発明の例示的実施例に於いてはＬ周波帯域（１．５ＧＨｚ）及びＸ周波帯域
（１０ＧＨｚ）に於けるＶＣＯを実施したが、その他のタイプ及びその他の周波
数の発振器を使用することも同様に可能である。従来のインパルス又は「キャリ
ア・フリー」技術と異なり、本発明の一態様は、位相及び振幅の独立変調の追加
的能力を備えた、明確で制御可能なキャリア周波数及びバンド幅を有するＵＷＢ
信号を提供する。
【００２２】 これらのＵＷＢトランスミッタは、それぞれ、非常に高いデータレートで動作
することが可能であり、リアルタイムデジタルビデオ、多重同時デジタル音声チ
ャンネル、又はその他の情報、等の高速データの伝送、更に、レーダ又は測距用
途用の高ＰＲＦパルス列の伝送を可能にする。
【００２３】 これらＵＷＢ源からの出力を高電力にするために、ゲート制御電力増幅器が使
用される（図８）。このゲート制御電力増幅器は、出力効率が高いというユニー
クな特徴を有し、これは、前記電力増幅器が、およそＵＷＢパルスの持続時間に
渡ってのみＯＮされるためである。
【００２４】 本発明の一つの課題は、周波数及びバンド幅適応式ＵＷＢトランスミッタを提
供することにある。
【００２５】 本発明の別の課題は、従来のインパルス及び「ショック励起」ＵＷＢ信号発生
トランスミッタによって提供されるものよりも優れた制御可能なスペクトル特性
を備えたＵＷＢトランスミッタを提供することにある。
【００２６】 本発明の更に別の課題は、従来のシステムのパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）の
限界を除去し、毎秒数百メガビット単位の極めて高いデータレートを可能にする
ＵＷＢトランスミッタシステムを提供することにある。
【００２７】 本発明の更に別の課題は、ＲＦキャリア及び、インパルスゲート制御又は時間
ゲート制御特性の適当な選択によって、ミリメータ波周波数への周波数拡張性を
有するＵＷＢトランスミッタを提供することにある。
【００２８】 更に別の課題は、超広帯域直角振幅変調（ＱＡＭ）、直角位相シフトキーイン
グ（ＱＰＳＫ）、等の、Ｍ元通信波形の発生を可能にするためのデジタル振幅お
よび／又は位相制御を備えたＵＷＢトランスミッタを提供することにある。
【００２９】 更に別の課題は、ＲＦ発振器の中心周波数の直接デジタル制御（ＤＣＣ）によ
って、周波数アジリティ（たとえば、周波数ホッピング）を有するＵＷＢトラン
スミッタを提供することによる。
【００３０】 更に別の課題は、時間ゲート制御回路パラメータの直接デジタル制御によって
、パルス幅アジリティ、従って、バンド幅アジリティを有するＵＷＢトランスミ
ッタを提供することによる。
【００３１】 更に別の課題は、ストリップライン又はマイクロストリップハイブリッド又は
マルチチップモジュール（ＭＣＭ）回路への組込みを容易にするために、５０Ω
インピーダンスを有するＵＷＢトランスミッタを提供することにある。
【００３２】 更に別の課題は、アンテナに対し、高効率でかつ正確に制御可能な量のトラン
スミッタ電力を提供するべく、広帯域モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩ
Ｃ）電力増幅器の使用を可能にするＵＷＢトランスミッタを提供することにある
。
【００３３】 更に別の課題は、ＵＷＢパルスが発生されている短い時間を除いて最小限の電
流を取り出すため、高電力効率を達成するゲート制御電力増幅器を備えたＵＷＢ
トランスミッタを提供することにある。ＵＷＢ波形のデューティサイクルが極め
て低い為、高ＰＲＦ時であっても、前記ゲート制御電力増幅器は、バッテリ作動
式携帯ラジオ、無人センサ、等の、低電力消費を必要とする構成に於いて、前記
ＵＷＢトランスミッタにとって重要である。
【００３４】 本発明のこれら及びその他の課題は、以下の記載から容易に明らかになるであ
ろう。但し、本発明は、特に、添付の請求項によって定義される。
【００３５】 例示的実施例の詳細説明 本発明を限定することなく、本発明に依る制御可能なスペクトル特性を有する
ＵＷＢ信号を発生する二つのクラスのＵＷＢトランスミッタについて説明する。
第１クラスのＵＷＢトランスミッタは、インパルスゲート制御発振器（そして、
発振器周波数が正確にゼロである特殊ケースを含む）を有し、第２クラスは、時
間ゲート制御回路が低レベルインパルスのレスポンスを近似する時間ゲート制御
発振器を有する。
【００３６】 本発明のマイクロ波コンポーネントは、最大電力伝達を得て、容易に利用可能
なラジオ周波数（ＲＦ）コンポーネントを利用し、かつ、従来のマイクロストリ
ップ又はストリップライン回路を使用した製造容易な構成を提供するために、５
０Ωで動作するように構成することができる。
【００３７】クラスＩ：インパルスゲート制御発振器（ＩＧＯ）ＵＷＢトランスミッタ 図１は、ＵＷＢ出力を作り出すために発振器をゲート制御するのに低レベルイ
ンパルスが使用されるＵＷＢトランスミッタを図示している。
【００３８】 低レベルインパルス発生器１００は、低レベルインパルスによってオプション
としてのバンドパス又はパルス成形フィルタ１０２を励起する。低レベルインパ
ルス発生器１００は、低電圧ＳＲＤ、ツェナーダイオード、アバランシェトラン
ジスタ、ブレークオーバデバイス（ＢＯＤ）、サイリスタ、等を含む任意の数の
デバイス候補から構成することができる。一特定実施例は、駆動用電子装置と共
に、Ｍ／Ａ−ＣＯＭ社から市販されているＳＲＤ、パーツ番号ＭＡ４４７６８−
２８７を利用した。
【００３９】 もしもフィルタ１０２が利用されない場合には、低レベルインパルスを使用し
て、ミキサー１０８をスイッチングして発振器出力をバンドパスフィルタ１１０
の入力へ交互にパス、又はパスさせないようにすることによって、発振器１０６
を直接的にゲート制御する。Ｌ周波帯域、１．５ＧＨｚ構成用に使用される前記
特定のマイクロ波ミキサー１０８は、Mini-Circuits Lab社からパーツ番号ＲＭ
Ｓ−２５ＭＨとして市販されているものである。適切な動作の為に、出力ＵＷＢ
信号パルスとゲート制御信号との間の適切なＯＮ／ＯＦＦ分離を、複数のミキサ
ーを使用することによって達成することができる。約４０〜６０ｄＢの分離が適
切なセキュリティを提供すると考えられる。
【００４０】 前記低レベルインパルス発生器１００の振幅を調節して、前記ミキサー１０８
の出力に於けるＵＷＢ信号のパルス幅、その瞬時バンド幅、を変えることができ
る。振幅を増大させることによって、前記ミキサーダイオードが順方向にバイア
スされる時間が増加することにより、ミキサー１０８の出力に発振器信号が現れ
る時間が長くなる（パルス幅が増大）。反対に、低レベルインパルス発生器出力
の振幅が低くなればなる程、発振器信号がミキサー１０８の出力に現れる時間が
短くなる（パルス幅の減少）。その結果得られるＵＷＢ信号のバンド幅は、前記
ミキサーへの低レベルインパルス発生器出力の振幅をデジタル制御することによ
ってパルス・バイ・パルスベースで変化させることができる。
【００４１】 このように、ミキサー１０８は、実際には、低レベルインパルス発生器１００
からのインパルス励起によって発振器１０６からの信号出力を振幅調節する高速
スイッチとして作用する。その結果得られるパルスエンベロープは、インパルス
励起の元の時間ドメイン形状を保持している。前記ミキサー１０８のミキサーダ
イオードを飽和状態にまで駆動するのに、数ミリワットのピーク電力しか必要と
されず、従って、低電圧インパルス源を、極めて高速（毎秒数百ギガビット）の
ＵＷＢシグナリングが達成可能であるという利点とともに利用することができる
。
【００４２】 もしもフィルタ１０２が利用される場合には、前記ミキサーは、前記バンドパ
スフィルタされた又はパルス成形された低レベルインパルス信号を所望の動作中
心周波数にヘテロダイン（周波数変換）するように作用する。次に、前記ミキサ
ー１０８の出力に於ける前記ＵＷＢ信号のバンド幅が、前記バンドパス又はパル
ス成形フィルタ１０２のバンド幅によって決まる。この方法を使用することによ
り、低レベルインパルス発生器１００を、広帯域エネルギを所望の帯域に周波数
シフトさせた状態で、より低い周波数で作動させることが可能である。
【００４３】 前記ＵＷＢ信号の中心周波数、及び、その瞬時位相、は、発振器コントロール
１０４によって制御することができる。これは、単に、発振器１０６の周波数を
所望のホッピングパターンに従って変化させることによって、周波数高速（agil
e）ＵＷＢ放出を可能にする。更に、ＵＷＢパルスの瞬時位相を、パルス・バイ
・パルスベースで変化させて、様々な形態の位相変調を可能にすることができる
。
【００４４】 前記低レベルインパルス発生器１００を前記発振器１０６に対して位相ロック
することによって、パルス・ツー・パルスにコヒーレントな（パルス間に於いて
可干渉性の）波形を発生させることができる。追加の振幅変調を可能にするため
に、デジタル制御ＲＦ減衰器１１２を使用することができる。位相、周波数、及
び振幅変調の組み合わせによって、ＵＷＢ直角振幅変調（ＵＷＢ−ＱＡＭ）、Ｕ
ＷＢ Ｍ元位相変調（ＵＷＢ−ＰＳＫ）等を含む、多様なＵＷＢ波形の発生が可
能になる。バンドパスフィルタ１１０を使用して、ゲート制御電力増幅及び最終
的な伝送の前に、不要又は帯域外の周波数および／又はミキサー生成物を排除す
る。
【００４５】 伝送されるＵＷＢ波形は、従来のＵＷＢシステムに於けるような「キャリア・
フリー」なものではなく、その代りに、前記発振器１０６の周波数によって設定
された、明確に定められた制御可能な中心又はキャリア周波数を有する。
【００４６】 図２は、低レベルインパルス発生器１００を使用して、バンドパス又はパルス
成形フィルタ１０２をインパルス励起するＵＷＢトランスミッタを図示している
。図２は、発振器１０６の周波数が正確にゼロに設定された図１の特殊なケース
である。即ち、図１の発振器は、前記低レベルインパルス発生器の振幅のいかん
に拘わらずミキサー１０８を常にＯＮにするように機能するＤＣ源によって置き
換えられている。図１と異なり、図２の回路は、周波数ホッピング又は位相変調
を容易に可能にするものではない。しかしながら、その利点は、約５ＧＨｚまで
の中心周波数用として、回路の実施が単純で廉価であること、そして、図１と同
様、制御可能なスペクトルフィルタリングと成形とを備えた高速動作（高速低レ
ベルインパルス源の使用に依り）が可能である、ことにある。
【００４７】 低レベルインパルス発生器及びマイクロ波バンドパスフィルタを使用したＵＷ
Ｂトランスミッタが構成され、これは、４００ＭＨｚのバンド幅で３ｄＢの低下
を伴う、１．５ＧＨｚの中心周波数でＬ周波帯域ＵＷＢ信号を発生した。図１２
Ａは、この方法によって発生された実際の伝送ＵＷＢ信号を図示している。図１
２Ｂは、図１２Ａに図示されているＵＷＢ信号の周波数スペクトルを図示してい
る。使用した具体的なフィルタは、１．５ＧＨｚの中心周波数と、４００ＭＨｚ
の１ｄＢバンド幅、５００ＭＨｚの３ｄＢバンド幅、３０ｄＢ以上の低下１ＧＨ
ｚ以上での排除、及び３０ｄＢ以上の１．９ＧＨｚでの排除、を有するＬ周波帯
域バンドパスフィルタであった。
【００４８】 理論的には、図２に図示された回路がいかに明瞭なキャリアを含むＵＷＢ信号
を提供するかを理解するために、我々は、カールソン・エイ・ブルース(Carlson
, A. Bruce) "Communication Systems, An Introduction to Signals and Nois
e in Electrical Communication", McGraw-Hill, New York,第５．１章(1975)を
参照し、この内容をここに参考文献として組み込む。カールソン(Carlson)に依
れば、バンドパスフィルタのインパルスレスポンス：ｈBP（ｔ）は、以下のよう
に直角キャリア形式で記載することができる。
【００４９】
【数３】 ｈBP（ｔ）＝２Ｒｅ [ｈLP（ｔ）ｅjωct]
【００５０】 ここで、Ｒｅは実部、ｈLPはｈBP（ｔ）のローパス等価物のインパルスレスポ
ンス、そしてωcは、バンドパスフィルタの中心周波数である。従って、バンド
パスフィルタ１０２のインパルス励起は、ローパススペクトルの形状ＨLP（ｆ）
を中心周波数ωcにヘテロダインすることと等価である。その結果得られる信号
は、バンドパスフィルタ１０２の選択された特性形状及びバンド幅のみに依存す
る、極めて広帯域なものとすることができる。更に、前記信号は、見掛けのキャ
リア周波数がバンドパスフィルタ１０２によって決められるので、従来的な意味
に於ける「キャリア・フリー」ではない。又、従来のＵＷＢトランスミッタに於
けるようなアンテナの直接高電力インパルス励起と異なり、バンドパスフィルタ
１０２の低レベルインパルス励起は、前記ＵＷＢトランスミッタのスペクトル放
出のすべての局面に渡る完全な制御を提供する。これは、そのスペクトル放出が
、バンドパスフィルタ１０２の特性、たとえば、その中心周波数、バンド幅、帯
域外排除及びスカート（skirt）レスポンス、によって正確に決められるからで
ある。
【００５１】 所望の出力電力レベルを達成するために、ゲート制御電力増幅回路（図８）が
使用される。ゲート制御電力増幅器１６０のゲート制御は、本発明のすべての実
施例に同様に適用可能である。図８に於いて、インパルスゲート制御又は時間ゲ
ート制御ＵＷＢ源１３０の出力は、ＭＭＩＣ増幅器列１４０、１４２に供給され
る。任意の適切なＲＦ増幅器がＭＭＩＣ増幅器の代わりに使用されてよい。使用
される具体的なＭＭＩＣ増幅器は、STANFORD MICRODEVICES社からパーツ番号Ｓ
ＮＡ−５８６として市販されており、ＤＣから８ＧＨｚで作動する。ＨＦからミ
リメータ波の範囲の周波数用には、その他の増幅器を選択することができる。
【００５２】 伝送パルスロジックを備える電力ゲートコントローラ１３４は、適当にプログ
ラムされた高速フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又はプログ
ラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）によって形成される。前記電力ゲートコン
トローラ１３４は、前記低レベルインパルス発生器を伝送パルストリガ１３２を
介してトリガし、必要に応じて前記ゲート制御電力増幅器１６０に電圧（バイア
スだけでなく、一次又はそれらの両方の）を与えるために適切なタイミング信号
を発生する。前記インパルスゲート制御又は時間ゲート制御ＵＷＢ発生器１３０
は、ＭＭＩＣ増幅器列１４０、１４２を介してゲート制御電力増幅器１６０に低
レベルＵＷＢ信号を提供する。
【００５３】 スイッチ１５２、１５６、たとえば、高速電力バイポーラ又はＦＥＴスイッチ
、によって、バイアス電圧源１５０からのバイアス電圧と、一次電圧源１５４か
らの一次電圧との、それぞれの、ゲート制御電力増幅器１６０への供給を制御す
る。使用した具体的なゲートスイッチ１５２、１５６は、TEXAS INSTRUMENTS社
、パーツ番号ＩＲＦ７３０４として市販されている、電力ＦＥＴであった。ＤＣ
サプライへのＲＦフィードバックを防止するために、使用される具体的なＲＦ電
力デバイスに依っては、ゲートスイッチ１５２、１５６とゲート制御電力増幅器
１６０との間に、ＲＦチョーク１６２、１６３を挿入することが必要であるかも
しれない。
【００５４】 前記ゲート制御電力増幅器１６０に於いて、ソースインピーダンスとカップリ
ング容量とによって決まる一次電圧源１５４のＲＣ時間定数によって、ＵＷＢト
ランスミッタがその最大動作電力出力に到達する速度が決まるので、ＤＣ電力バ
イパス回路に於ける総容量は最小化された。極めて高速のＯＮ、低インピーダン
ススイッチ（たとえば、ＧａＡｓ ＭＭＩＣスイッチ）のみが使用され、図９に
図示されているようにタイミング精度が、最適効率のためにナノ秒の精度に維持
された。
【００５５】 図９は、ゲート制御電力増幅器１６０のタイミング図を示している。波形（ａ
）に於いて、ゲート制御電力増幅器１６０のＤＣ動作パラメータがＵＷＢパルス
の付与の前に安定化するように、電力ストローブ信号１３４ａ（図８）が、伝送
パルストリガに先立って、電力ゲートコントローラ１３４から出力されている。
ＵＷＢ信号パルスは、極めて持続時間が短い（即ち、僅か数ナノ秒又はサブ・ナ
ノ秒）ので、ＵＷＢ信号パルスがゲート制御電力増幅器１６０の入力端子に現れ
る時間と、ＵＷＢ信号パルスがゲート制御電力増幅器１６０を介して伝播するの
に必要な追加の時間、との間に、ゲート制御電力増幅器１６０をＯＮにバイアス
するだけでよい。更に、バイアス供給抵抗とカップリング容量とに関連する浮遊
容量及びＲＣ時間定数の為に、一旦、バイアスがスイッチＯＮされて、ゲート制
御電力増幅器１６０がそのアクティブ領域に達するまでに更に一定の時間がかか
る。従って、前記伝送パルストリガ１３２から出力されたトリガ信号１３２ａ（
図８）は、少なくとも図９の波形（ａ）に図示されているバイアスセットアップ
時間遅延され、これによって、低ベルＵＷＢ源１３０からのＵＷＢ低レベル励起
が、ゲート制御電力増幅器１６０がその最大電力を作り出すことが可能なポイン
ト、即ち、ポイント２００、に達してから始めて出力されることを可能にしてい
る。
【００５６】 図９の波形（ａ）に図示されている電力ストローブ信号は、ポイント２０２に
於いて除去され、これによって、ＵＷＢ信号パルスがゲート制御電力増幅器１６
０を介して伝播して始めて（通常は、ＵＷＢ信号パルスの幅に、ゲート制御電力
増幅器１６０内部に於ける伝播作用に依る待ち持間をプラスしたもの）、バイア
ス電圧源１５０と一次電圧源１５４とによってゲート制御電力増幅器１６０に与
えられているＤＣ電力バイアス条件が除去される。その後、ゲート制御電力増幅
器１６０中のバイアスは、ゲート制御出力増幅器１６０を、そのアクティブ、高
電力ドレイン領域から除去する状態にまで減衰する。
【００５７】 ＵＷＢ信号は、上述したように発生されるので、極めて短い持続時間（たとえ
ば、通常は数百ピコ秒〜数ナノ秒）であるので、ゲート制御電力増幅器１６０の
全電力バンド幅が、ＵＷＢ信号のパルスが大きな歪み無く通過するのに十分広い
ものである必要がある。従って、前記ゲート制御電力増幅器１６０の最大電力バ
ンド幅は、ＵＷＢ信号のパルス幅の逆数にほぼ等しくするべきである。たとえば
、１ナノ秒のＵＷＢ信号パルスの場合、ゲート制御電力増幅器１６０の最大電力
バンド幅は、少なくとも１ＧＨｚにするべきである。
【００５８】 更に、最適電力効率の為には、前記電力ストローブ信号の幅は、ゲート制御電
力増幅器１６０が定常状態に到達し、尚早にシャットダウンすることなく、ＵＷ
Ｂ信号パルスを通過させることを可能にするのに丁度の幅にすべきである。これ
よりも大きな電力ストローブ幅は、ゲート制御電力増幅器１６０によって放散さ
れる電力の量を増加させ、従って、ＵＷＢトランスミッタによって消費される電
力を増大させる。
【００５９】 高効率電力増幅器によって、本発明に依る前記ＵＷＢトランスミッタをポータ
ブルデバイスとして実施する可能性が高まる。前記電力増幅器１６０は必ずしも
ゲート制御される必要はないが、ゲート制御電力増幅器１６０への電力をゲート
制御することによって、大幅な電力減少が提供され、これは、例えば、携帯ＵＷ
Ｂトランシーバ、バッテリ作動ＵＷＢレーダセンサ、等、の一次電力消費が主要
な関心事である、バッテリ作動式ＵＷＢ用途に特に有用である。
【００６０】クラスＩＩ：時間ゲート制御発振器（ＴＧＯ）ＵＷＢトランスミッタ このクラスのＵＷＢトランスミッタの基本は、選択されたスペクトル特性を有
するＵＷＢ信号を得るために、持続時間の短い制御信号によってマイクロ波発振
器を時間ゲート制御することにある。この時間ゲート制御は、高速作動スイッチ
を利用するか、又は、インパルスを近似する低レベルアナログ又はデジタル信号
によって、マイクロ波信号をＯＮ／ＯＦＦスイッチングすることによって達成可
能である。
【００６１】 図３は、時間ゲート制御発振器源を利用したＵＷＢトランスミッタを図示して
いる。時間ゲート制御回路１２０は、マイクロ波発振器１０６の出力を制御可能
にゲート制御して、ＵＷＢ信号を提供する。次に、この信号は、帯域外エネルギ
を除去するためにバンドパスフィルタ１１０によってフィルタリングされる。伝
送されるＵＷＢ信号の電力レベルは、オプションのデジタル制御減衰器１１２に
よって制御され、その結果得られる信号は、次に、ゲート制御電力増幅器による
伝送の為に電力増幅される。もしもデジタル制御減衰器１１２が使用されない場
合には、前記ＵＷＢ信号は、ゲート制御電力増幅器に直接供給される。
【００６２】 発振器１０６は、固定周波数又は電圧制御発振器（ＶＣＯ）とすることができ
、後者は、ＵＷＢ源の中心周波数を、所望に、又は、パルス毎に、変化させるこ
とを可能にする。Ｌ周波帯域の実施例に使用される具体的な発振器は、Ｚ−ＣＯ
Ｍ社からパーツ番号Ｖ６０２ＭＣ０１として市販されている１．５ＧＨｚのＶＣ
Ｏである。前記マイクロ波発振器１０６は、この用途に於いて、非コヒーレント
な通信技術が利用される場合には、特にそれほど安定したものである必要はない
。マイクロ波発振器１０６の周波数および／又は位相は、周波数／位相制御ライ
ン１０４上の信号によって制御することができる。このようにして、変調スキー
ムの位相成分を、伝送の前にＵＷＢ信号に注入することができる。前記発振器１
０６の周波数をアクティブに制御することによって、従来のＵＷＢトランスミッ
タでは不可能であった、周波数ホッピングを実行することができる。
【００６３】 出力電力の精密な制御は、効率的で予測可能な電力伝達を提供する５０オーム
のインピーダンスを有するデジタル制御減衰器１１２によって実施される。この
実施例に使用される具体的なデジタル制御減衰器１１２は、M/A-COM社からパー
ツ番号AT-230として市販されている。
【００６４】 時間ゲート制御回路１２０は、発振器１０６からの連続波（ＣＷ）位相および
／又は周波数制御信号を厳格にゲート制御する。発振器１０６および時間ゲート
回路１２０は、ＵＷＢ信号源を構成する。従来のシステムと異なり、本発明に依
る前記ＵＷＢトランスミッタは、高電力インパルス信号によってアンテナを直接
に励起しない。むしろ、時間制御ゲートＵＷＢ源が、禁止周波数を避けるべく任
意に調節可能な、明確な出力スペクトル特性を提供する。
【００６５】 上述したように、ゲート制御電力増幅器は、広帯域アンテナからの提供及び放
射のために前記時間ゲート制御ＵＷＢ信号を増幅する。前記ＵＷＢトランスミッ
タの総所要電力を低減するために、前記ゲート制御電力増幅器に供給される電力
を、時間ゲート制御回路１２０によって行われる発振器１０６のゲート制御と同
期してゲート制御する。電力は、時間ゲート制御発振器ＵＷＢ源のゲート制御時
間と、必要なランプアップ及び呼び出し時間との間だけ、前記ゲート制御電力増
幅器に供給される。従って、前記ゲート制御電力増幅器は、ＵＷＢパルスの到着
前の特定時間（たとえば、パルス到着前の数ナノ秒）ＯＮされ、ＵＷＢ信号が通
過した後はＯＦＦにされる。このようにすることにより、高電力ＵＷＢ信号を発
生するのに必要なＤＣ電力が最小化される。この実施例に使用される具体的出力
増幅器は、STANFORD MICRODEVICES社からパーツ番号SMM-280-4として市販されて
いる。
【００６６】 前記伝送されるＵＷＢ波形は、従来のシステムのような「キャリア・フリー」
ではなく、発振器１０６の周波数によって設定される明確で制御可能な中心又は
キャリア周波数を有する。更に、時間ゲート制御回路１２０での時間ゲート制御
のパルス幅によって、放射されるＵＷＢ信号の瞬時バンド幅が制御される。時間
ゲート制御回路１２０のパルス幅の調節に対応して、伝送されるＵＷＢ信号の瞬
時バンド幅が調節される。
【００６７】 時間ゲート制御回路１２０の一実施例が図４に図示されており、これは、高速
スイッチＳ１、Ｓ２と遅延ラインとを有する。高速スイッチＳ１、Ｓ２は、Ｇａ
Ａｓ ＦＥＴスイッチである。但し、どのような適当に高速なスイッチも使用可
能である。Ｘ周波帯域、１０．０ＧＨｚに使用される具体的なＧａＡｓ ＦＥＴ
スイッチの実施例は、Daico社からパーツ番号DSW25151として市販されている。
或いは、前記ＵＷＢ信号は、それが適度に高速である限りに於いて、一つのスイ
ッチによってゲート制御することも可能である。たとえば、ＥＣＬロジックは、
一つのＧａＡｓ ＦＥＴスイッチの適度な高速制御を提供する。そのような場合
、前記遅延ライン１８０は不要となり、ＵＷＢ信号波形はその単一のスイッチの
立上り及び立ち下がり時間によって決められるものとなるであろう。
【００６８】 タップ付き遅延ライン１８０は、任意の適当に高速な遅延回路であってよい。
たとえば、一連のインバータゲートから遅延回路を構成することができる。サブ
・ナノ秒の遅延タップを有する遅延ラインが、蛇行するマイクロストリップライ
ンによって図３に図示されている時間ゲート制御回路１２０のために使用された
。この場合、回路基板の誘電定数によって、所定の長さを有する導電体を通る信
号の伝播速度が決まる。遅延ライン１８０は、又、ANALOG DEVICES社からパーツ
番号AD9501として市販されているもの、或いは、１０ピコ秒（ｐｓ）程度の精度
を有するもの、等のデジタル制御遅延デバイスによって構成することが可能であ
る。
【００６９】 使用時に於いて、トリガパルスが、図４に図示されているように、バッファ１
８６を介してタップ付き遅延ライン１８０に送られる。遅延ライン１８０は、ス
イッチＳ１を制御するために第１タップ１８０ａに於いてタップされ、スイッチ
Ｓ２を制御するために第２タップ１８０ｂに於いてタップされている。遅延され
たトリガパルスが第１タップ１８０ａに到達すると、それがバッファ１８２を駆
動し、このバッファがスイッチＳ１を開放状態から閉成する。このスイッチＳ１
の閉成によって、発振器１０６の出力が時間ゲート制御回路１２０を介して通過
することが許容される。というのは、スイッチＳ１が閉成される時点に於いてス
イッチＳ２は既に閉成されているからである。一定の遅延Δ後、スイッチＳ１が
まだ閉成されている間に、前記トリガパルスは第２タップ１８０ｂに到達し、バ
ッファ１８４を駆動し、このバッファがスイッチＳ２を閉成状態から開放するよ
うに制御する。前記トリガパルスは、それが第２ゲート１８４に到達する時、第
１ゲート１８２がＵＷＢ信号パルスが通過し終わるまで前記トリガパルスに応答
し続けるような、レベル遷移である。スイッチＳ２のこの開放によって、発振器
１０６の出力が時間ゲート制御回路１２０の出力から切り離され、従って、出力
信号は、その時点でゼロにまで低下する。
【００７０】 図５は、スイッチＳ１、Ｓ２のレスポンス波形タイミングを図示している。波
形（ａ）は、スイッチＳ１が閉成され、これによって、発振器１０６の出力が時
間ゲート制御回路１２０を通過することを許容するのを示している。波形（ｂ）
は、スイッチＳ２が開放され、これによって、発振器１０６の出力を切り離すこ
とを示している。波形（ｃ）は、スイッチＳ１、Ｓ２のレスポンスの合成結果を
図示している。
【００７１】 スイッチＳ１、Ｓ２の立上り時間が一定である（通常は、ＧａＡｓスイッチの
場合は数百ピコ秒）ことにより、前記時間ゲート制御発振器ＵＷＢ出力パルスは
、図５の波形（ｄ）に図示されているように、実質的に三角形である振幅レスポ
ンスを有する。スイッチＳ１の作動とスイッチＳ２の作動との間の前記一定遅延
時間Δを調節し、高速立上り時間と密接にマッチングした伝播遅延時間とを有す
るＧａＡｓ ＦＥＴスイッチを選択することによって、数ギガヘルツもの大きな
バンド幅を有するサブ・ナノ秒のマイクロ波のバーストを発生させることができ
る。このバーストが短ければ短いほど、バンド幅は大きくなる。
【００７２】 もしも遅延ライン１８０を形成するためにプログラマブル遅延デバイスが使用
されるならば、前記遅延Δを調節することによって、ＵＷＢ信号のバンド幅をリ
アルタイムに調節することが可能となる。更に、周波数ホッピング可能な発振器
１０６を使用することによって、放射されるＵＷＢ信号の瞬時バンド幅と中心周
波数とを、パルス毎に変化させることができる。
【００７３】 前記ＵＷＢ源から出力されるバースト周波数波形は、パルス・ツー・パルスベ
ースで非コヒーレントである。これは、瞬時信号エネルギに応答可能なＵＷＢレ
シーバ用には許容可能である。一方で、伝送パルスを、デジタルプリスケーラ及
びデバイダを介して、発振器の周波数からスイッチＳ１、Ｓ２の作動の回数を導
き出すことによってパルス・ツー・パルスでコヒーレントなものにすることがで
きる。従って、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）、又は直角振幅変調（ＱＡＭ）
の位相成分を実施することができる。パルスの存在又は不在によって、振幅シフ
トキーイング（ＡＳＫ）を実施したり、或いは、パルス位置変調（ＰＰＭ）を実
施することができる。位相および／又は振幅を使用したいかなる変調スキームも
実施可能である。
【００７４】 図７Ａは、図４に図示された実施例に依る、Ｘ周波帯域時間ゲート制御発振器
によって発生された実際の伝送ＵＷＢ信号を図示している。この特定のＵＷＢ信
号は、２．５ＧＨｚ ＶＣＯステップリカバリダイオード源を、４倍して１０Ｇ
Ｈｚ源を形成したＸ周波帯域マイクロ波発振器１０６によって発生されたもので
ある。５００ピコ秒（ｐｓ）持続時間の時間ゲート制御パルスを使用した。図７
Ａに図示されているように、時間ゲート制御回路１０２からのパルスは、ほぼ三
角形状であった。その結果得られたＸ周波帯域ＵＷＢ信号は、２ＧＨｚ以上のバ
ンド幅で３ｄＢの低下を有していた。
【００７５】 図７Ｂは、図７Ａに図示したＵＷＢ信号の周波数スペクトルを図示している。
周波数スペクトルの形状が、時間ゲート制御回路１２０に於けるレスポンスパル
スの形状によって影響されることに注意する。
【００７６】 図６は、高速プログラマブルロジック及びＤ／Ａコンバータが利用可能である
ことによって実用的とされる時間ゲート制御発振器ＵＷＢトランスミッタの実施
例を図示している。この実施例に於いて、デジタルエンベロープ発生器回路３０
０を使用して、前記時間ゲート制御回路１２０が形成されている。
【００７７】 クロッククリスタル３０２は、クロックドライバ３０４を駆動して高速読取り
専用メモリ（ＲＯＭ）３０６へ連続アドレスを出力する。前記ＲＯＭ３０６は、
理想的には、比較的低速のメモリの速度を連続的に加速するようにトリガされた
ＲＯＭのバンクとすることができる。このＲＯＭバンク３０６から出力されるデ
ータの速度は、クロッククリスタル３０２の速度に対応する。ＲＯＭ３０６から
クロック出力されるデータは、高速Ｄ／Ａコンバータ３０８によってアナログ信
号に変換され、その後、ゲート制御パルスとしてミキサー１０８に入力される。
【００７８】 ＲＯＭ３０６は、所望のＵＷＢ波形形状によってプログラムされ、従って、前
記Ｄ／Ａコンバータ３０８によってデジタルからアナログに変換されるデータを
有するルックアップテーブルを形成する。現実には、ミキサー１０８は完全にリ
ニアではなく、従って、前記Ｄ／Ａコンバータ３０８からのアナログ励起パルス
を成形することによって出力ＵＷＢ信号が成形される。ＲＯＭ３０６に格納され
る好適な波形形状は、所望のＵＷＢ出力スペクトル形状に基いて実験によって決
められる。
【００７９】 デジタルエンベロープ発生器回路３００は、ミキサー１０８のためのアナログ
変調機能を提供し、従って、前記発振器１０６からの「キャリア」信号をＡＭ変
調する。
【００８０】 以上、本発明をその例示的好適実施例を参照して記載したが、当業者は、本発
明の真の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な改変を行うことが可能であ
ろう。たとえば、本発明は、用途のために適しておればいかなる周波数の発振器
用にも適用可能である。更に、用途に適している場合には、前記アナログコンポ
ーネントをデジタルとして実施することも本発明の範囲に含まれる。たとえば、
前記発振器、低レベルインパルス発生器、フィルタ、遅延ライン、スイッチおよ
び／又は制御ロジックの代りに適当に高速のデジタル信号プロセッサを使用する
ことが可能である。参照の便宜上、バンド幅、周波数、位相、マルチレベル減衰
／増幅等の設定、調整、制御を含む、低レベルＵＷＢ信号又はインパルス源を変
更、調節、適用、フィルタリング、パルス成形、および／又は制御する前記回路
及び方法を、ここでは、波形適合又は順応と称されるか、若しくは波形アダプタ
によって実施される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＵＷＢトランスミッタがインパルスゲート制御発振器を利用する本発明の第１実
施例を図示している。
【図２】 低レベルインパルス発生器が、ゲート制御電力増幅器の前に、発振器又はミキサ
ーを使用することなく、バンドパス又はパルス成形フィルタを直接に励起する、
本発明のＵＷＢトランスミッタの第２実施例を図示している。この回路は、ゼロ
周波数発振器（即ち、ミキサーに対するＤＣバイアス）を備えた、図１のものと
等価である。
【図３】 本発明の別実施例のブロック図であり、低レベルインパルスのレスポンスを近似
する時間ゲート制御回路を利用するＵＷＢトランスミッタを図示している。
【図４】 発振器からの出力をゲート制御するために高速スイッチセットを使用する時間ゲ
ート制御回路の第１実施例を図示している。
【図５】 図４のスイッチＳ１及びＳ２のレスポンスを示している。
【図６】 デジタルパルス成形を使用する時間ゲート制御ＵＷＢトランスミッタの実施例を
図示している。
【図７Ａ】 図４に図示した時間ゲート制御ＵＷＢトランスミッタによって発生されたＸ周波
帯域ＵＷＢ信号を図示している。
【図７Ｂ】 図４に図示した時間ゲート制御ＵＷＢトランスミッタによって発生されたＸ周波
帯域ＵＷＢ信号を図示している。
【図８】 マイクロ波発振器と低レベルインパルス発生器との両方を利用するインパルスゲ
ート制御ＵＷＢトランスミッタの実施例を図示している。
【図９】 図８に図示されている回路のタイミング図を示している。
【図１０】 従来式インパルス源のＵＷＢ信号パルス振幅の時間に対する正規化プロットを示
している。
【図１１】 Ｌ周波帯域に於けるインパルス信号の電力量が小さいことを説明するために、Ｌ
周波数のフィルタ信号と重畳した、インパルスＵＷＢ信号の電力スペクトルを図
示している。
【図１２Ａ】 低レベルインパルス発生器とマイクロ波バンドパスフィルタとを使用して、４０
０ＭＨｚのバンド幅が３ｄＢ低下する、１．５ＧＨｚの中心周波数でＬ周波帯域
ＵＷＢ信号を発生する、ＵＷＢトランスミッタによって発生された実際の伝送Ｕ
ＷＢ信号を図示している。
【図１２Ｂ】 図１２Ａに図示したＵＷＢ信号の周波数スペクトルを図示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ ，ＺＷ (72)発明者 ラーリック，ジェイ，フレデリック アメリカ合衆国 メリーランド 20906 シルヴァー・スプリング アトウッド・ロ ード 1317 Ｆターム(参考） 5K060 CC04 CC11 DD06 FF06 HH06 HH11 HH16 HH22 LL11 LL16 MM00 【要約の続き】 ティと、ＨＦ以下乃至ミリメータ波の周波数の拡張性、 が可能である。

Claims (63)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超広帯域信号の表象(representations)を放射するトランス
    ミッタであって、当該トランスミッタは、 高速低レベル超広帯域パルス列を発生するスイッチトインパルス発生器と、 前記低レベル超広帯域パルスに応答する波形アダプタと、当該波形アダプタは
    、前記低レベルパルスの中心周波数を規定するフィルタを備え、そして、 前記波形アダプタに応答して前記超広帯域信号の表象を放射するアンテナと、
    を有する。
  2. 【請求項２】 請求項１のトランスミッタであって、 前記波形アダプタは、更に、前記低レベルパルスのバンド幅を規定する。
  3. 【請求項３】 選択可能な中心周波数とバンド幅とを有する超広帯域信号を
    発生する信号発生器と、前記信号発生器に応答して前記超広帯域信号の表象を放
    射するアンテナとを備える超広帯域トランスミッタであって、前記発生器は、 発振器と、 前記発振器の出力をゲート制御するための低レベルインパルス信号を発生する
    低レベルインパルス発生器と、 前記発振器の前記出力を受けるＲＦポート入力と前記低レベルインパルス発生
    器の出力を受けるＸポート入力とを備えるミキサーと、そして、 前記ミキサーから出力された信号を、伝送用の増幅レベル信号へ増幅する増幅
    器と、を有し、 前記増幅レベル信号は、前記発振器の少なくとも一つの特性に基く、中心周波
    数とバンド幅とを有する。
  4. 【請求項４】 選択可能な中心周波数を有する超広帯域信号を発生する信号
    発生器と、前記信号発生器に応答して前記超広帯域信号の表象を放射するアンテ
    ナとを備える超広帯域トランスミッタであって、前記信号発生器は選択可能なバ
    ンド幅を有する超広帯域信号を発生するとともに、 発振器と、 前記発振器の出力をゲート制御するための低レベルインパルス信号を発生する
    低レベルインパルス発生器と、 前記低レベルインパルス信号によってインパルス励起されるフィルタと、 前記フィルタから出力される信号を増幅するバッファ増幅器と、 前記発振器の前記出力を受けるＲＦポート入力と、前記バッファ増幅器の出力
    を受けるＸポート入力とを備えるミキサーと、 前記超広帯域信号の伝送の前に、前記ミキサーからの超広帯域出力をフィルタ
    リングするバンドパスフィルタと、そして、 前記バンドパスフィルタから出力された信号を、伝送用の増幅レベル信号へ増
    幅する増幅器と、を有し、 前記増幅レベル信号は、前記発振器の少なくとも一つの特性と、前記フィルタ
    の少なくとも一つの特性とに基く、中心周波数とバンド幅を有する。
  5. 【請求項５】 請求項４の超広帯域トランスミッタであって、前記フィルタ
    の前記少なくとも一つの特性は、 中心周波数と、 バンド幅と、 帯域外排除と、そして、 スカートレスポンスと、から成るグループから選択される。
  6. 【請求項６】 請求項４の超広帯域トランスミッタであって、 前記発振器は電圧制御発振器であり、そして、 前記超広帯域トランスミッタの周波数ホッピングを行うべく、前記発振器の周
    波数は複数の周波数間で選択可能である。
  7. 【請求項７】 請求項４の超広帯域トランスミッタであって、前記増幅器へ
    の電力は、前記フィルタから出力される前記信号のタイミングと同期してゲート
    制御される。
  8. 【請求項８】 請求項４の超広帯域トランスミッタであって、更に、 前記超広帯域信号にデータをエンコードするように構成、配置されたデータエ
    ンコーダを有する。
  9. 【請求項９】 請求項８の超広帯域トランスミッタであって、 前記データは、毎秒１００メガビット以上のレートでエンコードされる。
  10. 【請求項１０】 選択可能な中心周波数とバンド幅とを有する超広帯域信号
    を発生する信号発生器と、前記信号発生器に応答して前記超広帯域信号の表象を
    放射するアンテナとを備える超広帯域トランスミッタであって、前記信号発生器
    は、 発振器と、 前記発振器の出力をゲート制御するための低レベルインパルス信号を発生する
    低レベルインパルス発生器と、 前記低レベルインパルス発生器から出力される信号を増幅する電圧制御バッフ
    ァ増幅器と、 前記発振器の前記出力を受けるＲＦポート入力と、前記バッファ増幅器の出力
    を受けるＸポート入力とを備えるミキサーと、 前記超広帯域信号の伝送の前に、前記ミキサーからの超広帯域出力をフィルタ
    リングするバンドパスフィルタと、そして、 前記バンドパスフィルタから出力された信号を、伝送用の増幅レベル信号へ増
    幅する増幅器と、を有し、 前記増幅レベル信号は、前記発振器の少なくとも一つの特性に基く中心周波数
    と、前記低レベルインパルス信号と前記電圧制御バッファ増幅器への制御電圧と
    の少なくとも一つの特性に基くバンド幅と、を有する。
  11. 【請求項１１】 請求項１０の超広帯域トランスミッタであって、 前記増幅器への電力は、前記フィルタから出力される前記信号のタイミングに
    一致してゲート制御される。
  12. 【請求項１２】 請求項１０の超広帯域トランスミッタであって、 前記発振器は電圧制御発振器であり、そして、 前記超広帯域トランスミッタの周波数ホッピングを行うべく、前記発振器の前
    記周波数は複数の周波数間で選択可能である。
  13. 【請求項１３】 請求項１０の超広帯域トランスミッタであって、 前記増幅器への電力は、前記フィルタから出力される前記信号のタイミングに
    対応してゲート制御される。
  14. 【請求項１４】 請求項１０の超広帯域トランスミッタであって、更に、 前記超広帯域信号にデータをエンコードするように構成、配置されたデータエン
    コーダを有する。
  15. 【請求項１５】 請求項１４の超広帯域トランスミッタであって、 前記データは、毎秒１００メガビット以上のレートでエンコードされる。
  16. 【請求項１６】 超広帯域信号の表象を放射するトランスミッタであって、 低レベル信号を発生する発振器と、 前記発振器の出力のサブ・ナノ秒帯域時間部分をゲート制御し、これによって
    、低レベル時間ゲート制御超広帯域信号を生成する時間ゲートと、 前記時間ゲート制御超広帯域信号は、前記発振器の周波数に一致する中心周波
    数を有し、 前記時間ゲート制御超広帯域信号に応答して増幅出力を生成する増幅器と、そ
    して、 前記増幅出力に応答して前記超広帯域信号の表象を放射するアンテナと、を有
    する。
  17. 【請求項１７】 請求項１６のトランスミッタであって、前記時間ゲートは
    、 前記発振器の前記出力の前記小時間部分をゲート制御する、一対の直列に連結
    された連続ファイアドｏｎ−ｏｆｆ及びｏｆｆ−ｏｎトランジスタスイッチを有
    する。
  18. 【請求項１８】 請求項１６のトランスミッタであって、 前記時間ゲート制御超広帯域信号は、前記発振器の前記出力の前記ゲート制御
    時間部分のパルス幅に基くバンド幅を有する。
  19. 【請求項１９】 請求項１８のトランスミッタであって、 前記時間ゲート制御発振器信号の前記バンド幅は、前記発振器の前記出力の前
    記ゲート制御時間部分の前記パルス幅に反比例する。
  20. 【請求項２０】 請求項１６のトランスミッタであって、 前記発振器は電圧制御発振器から構成され、そして、 前記発振器の前記周波数は、前記超広帯域トランスミッタの周波数ホッピング
    を行うべく、複数の周波数間で変更可能である。
  21. 【請求項２１】 請求項１６のトランスミッタであって、 前記増幅器への電力は、前記時間ゲート制御発振器信号の前記ゲート制御小時
    間部分のタイミングに一致してゲート制御される。
  22. 【請求項２２】 請求項１６のトランスミッタであって、更に、 前記時間ゲート制御発振器信号にデータをエンコードするように構成、配置さ
    れたデータエンコーダを有する。
  23. 【請求項２３】 請求項２２の超広帯域トランスミッタであって、 前記データは、毎秒１００メガビット以上のレートでエンコードされる。
  24. 【請求項２４】 所望の中心周波数を有する超広帯域信号の表象を放射する
    方法であって、前記方法は、 前記超広帯域信号の所望の中心周波数に一致する周波数を有する低レベル信号
    を発生させ、 前記低レベル信号をインパルスゲート制御してディスクリート超広帯域パルス
    列を発生させ、前記インパルスゲート制御は約５ナノ秒以下であり、 前記ディスクリートパルスを波形適合して波形適合出力を生成し、そして、 前記波形適合出力をアンテナに提供して超広帯域信号の表象を放射する、工程
    を有する。
  25. 【請求項２５】 請求項２４の超広帯域信号を発生する方法であって、 前記低レベルインパルスゲート制御は、１ナノ秒以下である。
  26. 【請求項２６】 請求項２４の、中心周波数を有する超広帯域信号を発生す
    る方法であって、更に、 前記インパルスゲート制御工程後に、前記超広帯域パルスを所望の電力レベル
    へ増幅し、そして、 前記増幅パルスを前記キャリア周波数で放射する、工程を有する。
  27. 【請求項２７】 請求項２４の、中心周波数を有する超広帯域信号を発生す
    る方法であって、更に、 前記信号の前記周波数を、パルス毎に調節する、工程を有する。
  28. 【請求項２８】 中心周波数を有する超広帯域信号を発生する方法であって
    、 前記超広帯域信号の所望の中心周波数に一致する周波数を有するソース信号を
    発生させ、 前記ソース信号を時間ゲート制御してディスクリートパルス列を発生させ、前
    記時間ゲート制御は約５ナノ秒以下であり、 前記ディスクリートパルス列を波形適合して、その周波数又はバンド幅が、前
    記ソース信号のフィルタリング、ミキシング、マルチレベル減衰、パルス成形の
    内の少なくとも一つによって決められる波形適合出力を生成し、そして、 前記波形適合出力をアンテナに供給する、工程を有する。
  29. 【請求項２９】 請求項２７の、超広帯域信号を発生する方法であって、 前記時間ゲート制御は１ナノ秒以下である。
  30. 【請求項３０】 請求項２８の、中心周波数を有する超広帯域信号を発生す
    る方法であって、更に、 前記超広帯域信号を増幅して、所望の電力レベルの増幅超広帯域信号を生成し
    、そして、 前記増幅超広帯域信号を前記中心周波数で放射する、工程を有する。
  31. 【請求項３１】 請求項２７の、キャリア周波数を有する超広帯域信号を発
    生する方法であって、更に、 前記信号の前記周波数をパルス毎に調節する、工程を有する。
  32. 【請求項３２】 超広帯域トランスミッタを有する測距装置であって、当該
    測距装置は、 選択可能なキャリア周波数を有する超広帯域信号を発生する信号発生器と、 前記信号発生器に応答して、前記超広帯域信号を表わす信号を放射するアンテ
    ナと、そして、 前記放射超広帯域信号を受けるレシーバと、を有する。
  33. 【請求項３３】 超広帯域トランスミッタを利用した通信システムであって
    、前記超広帯域トランスミッタは、 選択可能なキャリア周波数を有する超広帯域信号を発生する信号発生器と、 前記信号発生器に応答して、前記超広帯域信号の表象を放射するアンテナと、
    そして、 前記放射超広帯域信号を受けるレシーバと、を有する。
  34. 【請求項３４】 トランスミッタを備えた信号通信装置であって、当該信号
    通信装置は、 ディスクリート低レベル超広帯域パルス列を発生するスイッチトインパルス発
    生器と、 前記低レベル超広帯域パルスに応答し、前記超広帯域パルスの中心周波数とバ
    ンド幅とを規定する、波形アダプタと、 前記中心周波数は、前記超広帯域信号の、周波数ミキシング及びフィルタリン
    グのいずれかによって決定され、そして、 前記波形アダプタに応答して、前記超広帯域信号の表象を放射するアンテナと
    、を有する。
  35. 【請求項３５】 超広帯域伝送技術を利用して対象物を検出する方法であっ
    て、当該方法は、 選択可能なキャリア周波数を有する超広帯域信号を発生する信号発生器と、 前記信号発生器に応答して、前記超広帯域信号を表わす信号を放射するアンテ
    ナと、そして 前記放射超広帯域信号を受けるレシーバと、を有する。
  36. 【請求項３６】 超広帯域技術を使用してデータを伝送する方法であって、
    当該方法は、 ＵＷＢインパルス発生器又はパルス励起発振器のいずれかを使用してＵＷＢ信
    号パルス列を発生させ、 前記ＵＷＢ信号パルス列を変調するためのデータエンコーダを提供し、 前記データエンコーダを用いて前記信号パルス列を変調する波形アダプタを提
    供し、ここで、前記変調は、データの表象に応じた、パルス間周波数変更、パル
    ス間位相シフト、及びマルチレベル減衰の少なくとも一つであり、前記変調は、
    位相、バンド幅、周波数、振幅、及び減衰のいずれか一つを制御し、波形を前記
    信号パルスに適合させることによって達成され、 前記変調信号パルスをアンテナに供給し、そして、 前記変調パルスを選択可能な中心周波数で伝送する、工程を有する。
  37. 【請求項３７】 超広帯域トランスミッタであって、 選択可能な中心周波数を有する超広帯域信号を発生する信号発生器と、当該信
    号発生器は、 低レベルインパルス信号を発生する低レベルインパルス発生器と、 前記低レベルインパルス信号によってインパルス励起されるフィルタと、を有
    し、そして、 前記フィルタから出力された信号を伝送用の増幅レベル［超広帯域］信号へ増
    幅する増幅器、前記増幅レベル［超広帯域］信号の中心周波数とバンド幅とは、
    前記フィルタの少なくとも一つの特性に基いて選択可能であり、そして、 前記信号発生器に応答して、前記超広帯域信号の表象を放射するアンテナと、
    を有する。
  38. 【請求項３８】 請求項３７の超広帯域トランスミッタであって、 前記増幅器への電力は、前記フィルタから出力される前記信号のタイミングに
    一致してゲート制御される。
  39. 【請求項３９】 デジタルデータを表わすＵＷＢデータ信号列を有する帯域
    制限超広帯域データ伝送の方法であって、当該方法は、 所与の振幅の低レベルインパルススイッチト超広帯域パルス列を発生させ、 前記低レベル超広帯域パルスをフィルタリングして、帯域制限スペクトル域に
    規制されたＵＷＢ信号を生成し、 デジタルデータに応じて前記低レベルＵＷＢ信号の振幅を変調し、これによっ
    て、振幅変調ＵＷＢデータ信号を生成し、そして、 前記振幅変調ＵＷＢデータ信号をアンテナに供給する、工程を有する。
  40. 【請求項４０】 請求項３９の方法であって、更に、前記供給工程の前に、
    前記振幅変調ＵＷＢデータ信号を増幅する工程を有する。
  41. 【請求項４１】 デジタルデータを表わすＵＷＢ信号列を有する超広帯域デ
    ータ伝送の方法であって、当該方法は、 低レベルインパルススイッチト超広帯域パルス列を発生させ、 前記低レベルインパルススイッチト超広帯域パルスを波形適合してスペクトル
    域に規制されたＵＷＢ信号を生成し、 デジタルデータに応じて前記スペクトル域に規制された前記低レベルインパル
    ススイッチトＵＷＢ信号を変調し、これによって、データ保有ＵＷＢ信号を生成
    し、そして、 前記データ保有ＵＷＢ信号をアンテナに供給する、工程を有する。
  42. 【請求項４２】 請求項４１の方法であって、更に、前記供給工程の前に、
    前記データ保有ＵＷＢ信号を増幅する工程を有する。
  43. 【請求項４３】 デジタルデータを表わすＵＷＢデータ信号列を有する帯域
    規制超広帯域データ伝送の方法であって、当該方法は、 低レベルインパルススイッチト超広帯域パルス列を発生させ、 前記インパルススイッチト超広帯域パルスをフィルタリングして、位相を有し
    、帯域規制スペクトル域内に規制されたＵＷＢ信号を生成し、 デジタルデータに応じて前記ＵＷＢ信号の前記位相を変調し、これによって、
    位相変調ＵＷＢデータ信号を生成し、そして、 前記位相変調ＵＷＢデータ信号をアンテナに供給する、工程を有する。
  44. 【請求項４４】 請求項４３の方法であって、更に、前記供給工程の前に、
    前記位相変調ＵＷＢデータ信号を増幅する工程を有する。
  45. 【請求項４５】 デジタルデータを表わすＱＡＭ変調ＵＷＢデータ信号を生
    成する方法であって、当該方法は、 低レベル信号を発生するマイクロ波発振器を提供し、 前記低レベル信号を数ナノ秒〜サブ・ナノ秒の間隔で時間ゲート制御して時間
    ゲート制御ＵＷＢ信号出力を発生させ、 デジタルデータに応じて前記時間ゲート制御ＵＷＢ信号出力を位相及び振幅の
    少なくとも一つに於いて変調し、これによって、データ変調出力を発生させ、そ
    して、 前記データ変調出力をアンテナに供給し、これによって、デジタルデータを表
    わすＱＡＭ変調ＵＷＢデータ信号を放射する、工程を有する。
  46. 【請求項４６】 請求項４５の方法であって、更に、前記供給工程の前に、
    前記データ変調出力を増幅する工程を有する。
  47. 【請求項４７】 デジタルデータを表わすＰＳＫ変調ＵＷＢデータ信号を生
    成する方法であって、当該方法は、 低レベル信号を発生するマイクロ波発振器を提供し、 前記低レベル信号を数ナノ秒〜サブ・ナノ秒の間隔で時間ゲート制御してＵＷ
    Ｂ信号出力を発生させ、 デジタルデータに応じて前記ＵＷＢ信号出力をＰＳＫ変調し、これによって、
    変調ＵＷＢ信号出力を発生させ、 前記変調ＵＷＢ信号出力をアンテナに供給し、これによって、デジタルデータ
    を表わすＰＳＫ変調ＵＷＢデータ信号を放射する、工程を有する。
  48. 【請求項４８】 請求項４７の方法であって、更に、前記供給工程の前に、
    前記変調ＵＷＢ信号出力を増幅する工程を有する。
  49. 【請求項４９】 デジタルデータを表わすＭ元変調ＵＷＢデータ信号を生成
    する方法であって、当該方法は、 規定中心周波数を有する低レベル信号を発生するマイクロ波発振器を提供し、 前記低レベル信号を時間ゲート制御して、数ナノ秒〜サブ・ナノ秒の持続時間
    のゲート制御出力を生成し、当該ゲート制御出力は、前記発振器の周波数に一致
    する中心周波数を有し、 デジタルデータに応じて前記ゲート制御出力を、位相、マルチレベル振幅、及
    び周波数の少なくとも一つに於いて変調し、そして、 前記変調工程の前記ゲート制御出力をアンテナに供給する、工程を有する。
  50. 【請求項５０】 請求項４９の方法であって、更に、前記供給工程の前に、
    前記ゲート制御出力を増幅する工程を有する。
  51. 【請求項５１】 デジタルデータを表わすＭ元変調ＵＷＢデータ信号を生成
    する方法であって、当該方法は、 周波数を有する低レベルミリメートル波信号を発生する電圧制御発振器を提供
    し、 前記ミリメートル波信号を時間ゲート制御して、数ナノ秒〜サブ・ナノ秒の持
    続時間のゲート制御出力を生成し、 デジタルデータに応じて前記電圧制御発振器の前記周波数を制御し、これによ
    って、時間ゲート制御、周波数変調ＵＷＢデータ信号を生成し、そして、 前記時間ゲート制御、周波数変調ＵＷＢデータ信号をアンテナに供給する、工
    程を有する。
  52. 【請求項５２】 請求項５１の方法であって、更に、前記供給工程の前に、
    前記時間ゲート制御、周波数変調ＵＷＢデータ信号を増幅する工程を有する。
  53. 【請求項５３】 デジタルデータを表わすＵＷＢ信号列を伝送する、帯域制
    限超広帯域データ伝送システムであって、当該システムは、 低レベル超広帯域信号列を発生するスイッチトインパルス発生器と、 前記低レベル超広帯域信号を帯域規制して、それぞれが所与のスペクトル域内
    に規制された複数のサイクルを有する、ミリメートル波信号列を生成するフィル
    タと、 デジタルデータに応じて前記ミリメートル波信号の振幅を変調するデータモジ
    ュレータと、そして、 前記データモジュレータに応答してデジタルデータを表わすＵＷＢ信号を放射
    するアンテナと、を有する。
  54. 【請求項５４】 請求項５３の、帯域制限超広帯域データ伝送システムであ
    って、更に、前記ミリメートル波信号を増幅する増幅器を有する。
  55. 【請求項５５】 デジタルデータを表わす信号列を伝送する、位相変調超広
    帯域伝送システムであって、当該システムは、 低レベル超広帯域信号列を発生するスイッチトインパルス発生器と、 前記低レベル超広帯域信号を帯域規制して、それぞれが所与のスペクトル域内
    に規制された複数のサイクルを有する、ミリメートル波信号列を生成するフィル
    タと、 デジタルデータに応じて前記ミリメートル波信号列の位相を変調するモジュレ
    ータと、そして、 前記モジュレータに応答してデジタルデータを表わす信号を放射するアンテナ
    と、を有する。
  56. 【請求項５６】 請求項５５の、位相変調超広帯域データ伝送システムであ
    って、更に、前記モジュレータに応答する増幅器を有する。
  57. 【請求項５７】 デジタルデータを表わすＵＷＢ信号列を伝送する、ＵＷＢ
    データ伝送システムであって、当該システムは、 低レベル超広帯域信号列を発生するスイッチトインパルス発生器と、 前記低レベル超広帯域信号を波形適合して、それぞれが所与のスペクトル域内
    に規制された複数のサイクルを有する、ミリメートル波信号列を生成する波形ア
    ダプタと、当該波形アダプタは、デジタルデータに応じて、前記ミリメートル波
    信号の、中心周波数、振幅、及び位相の内の少なくとも一つを制御し、そして、 前記データモジュレータに応答して、デジタルデータを表わすＵＷＢ信号を放
    射するアンテナと、を有する。
  58. 【請求項５８】 請求項５７のＵＷＢデータ伝送システムであって、更に、
    前記波形アダプタに応答する増幅器を有する。
  59. 【請求項５９】 デジタルデータを表わすＵＷＢ信号列を伝送する、ＵＷＢ
    データ伝送システムであって、当該システムは、 低レベル超広帯域信号列を発生するスイッチトインパルス発生器と、 前記低レベル超広帯域信号を帯域規制して、それぞれが所与のスペクトル域内
    に規制された複数のサイクルを有するミリメートル波信号列を生成する波形アダ
    プタと、 デジタルデータに応じて前記ミリメートル波信号を変調するデータモジュレー
    タと、そして、 前記データモジュレータに応答して、デジタルデータを表わすＵＷＢ信号を放
    射するアンテナと、を有する。
  60. 【請求項６０】 請求項５９のＵＷＢデータ伝送システムであって、更に、
    前記データモジュレータに応答する増幅器を有する。
  61. 【請求項６１】 デジタルデータを表わす信号列を伝送するＱＡＭ変調ＵＷ
    Ｂデータ伝送システムであって、当該システムは、 低レベル信号を発生するマイクロ波発振器と、 前記発振器の数ナノ秒〜サブ・ナノ秒出力を生成する時間ゲートと、 前記時間ゲートの前記出力を、位相、中心周波数、及び振幅の内の少なくとも
    一つに於いて変調するデータモジュレータと、 前記データモジュレータに応答して増幅出力を生成する増幅器と、そして、 前記増幅出力に応答して、デジタルデータを表わす信号を放射するアンテナと
    、を有する。
  62. 【請求項６２】 デジタルデータを表わす信号列を伝送するＰＳＫ変調ＵＷ
    Ｂデータ伝送システムであって、当該システムは、 低レベル信号を発生するマイクロ波発振器と、 前記低レベル信号からの数ナノ秒〜サブ・ナノ秒出力をゲート制御する時間ゲ
    ートと、 デジタルデータに応じて前記時間ゲートの前記出力の位相をシフトするデータ
    モジュレータと、 前記データモジュレータに応答して増幅出力を生成する増幅器と、そして、 前記増幅出力に応答して、デジタルデータを表わすＰＳＫ変調ＵＷＢ信号を放
    射するアンテナと、を有する。
  63. 【請求項６３】 デジタルデータを表わす短いデータ保持信号列を伝送する
    、Ｍ元変調ＵＷＢ信号トランスミッタであって、当該トランスミッタは、 低レベル信号を発生するマイクロ波発振器と、 前記発振器の数ナノ秒〜サブ・ナノ秒出力をゲート制御して、位相、振幅、バ
    ンド幅及び中心周波数の内の少なくとも一つを有する信号を生成する時間ゲート
    と、 デジタルデータに応じて、前記時間ゲートの前記出力を、位相、バンド幅、マ
    ルチレベル振幅、及び中心周波数の内の少なくとも一つに於いて変調するデータ
    モジュレータと、 前記データモジュレータに応答して、増幅出力を生成する増幅器と、そして、 前記増幅出力に応答して、Ｍ元変調ＵＷＢ信号を放射するアンテナと、を有す
    る。
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