JPH05501154A

JPH05501154A - 時間領域無線通信システム

Info

Publication number: JPH05501154A
Application number: JP2511830A
Authority: JP
Inventors: フラートン、ラリー、ダブリュ．
Original assignee: タイム・ドメイン・コーポレイション
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: DE69029516D1; KR0171869B1; CA2053890C; EP0471799A1; EP0471799B1; CA2053890A1; EP0471799A4; RU2126163C1; WO1991013370A1; DE69029516T2; KR920701835A; JP2813689B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 □時間領域無線通信システム発明の分野この発明は一般に無線システムに関し、そこでは時間−間隔のζ　本質・的にはモノサイクル、がＤＣパルスから作られそして空間へ送信され、そこでは生じたエネルギーバーストが、スペクトル強度が１本−質的に周りのノイズに没しておりそしてしがしこれらのバーストに関連する情報が再生さ゛れ・るところの周波数にしたがって分散され無線送信は従来周波数チャンネルの観点から主に行われてきた。従って、共存する無線通信は異なる利用者には、粋に同じ地域の、異なる周波数または周波数チャンネルを指定することによって許容される。周波数が制限されないところの通信を許容するそれは本質的にこの概念とは異質であゐ。

周波数をｌ１１１限しない応答の概念は既存の周波数占有サービスに大混乱を引き起こすが、他方でそのような概念は真実でありそして、少な（とも理論的には、無線スペクトルの重複使用は可能であるということは以前に示唆されている。

一つの示唆されたモードは、非常に短い、ナノセコンド程度のまたはそれ以下の、無線パルスが広帯域のアンテナへ印加され、そのアンテナは短バースト信号を送信することによって理想的に応答し、代表的には３から４の極性ロブからな吟、そのロブは、エネルギーに似た、本質的に１ｌｌｓに利用される無ｌ５ＩＩＲ波数スペクトル１１）上ＩＩ　（１００Ｍ　Ｈｚ　）から、却ち、中１１１１ＧＨｚ領域まで、を構成する。インパルス発生無線通信の基本的議論は論文題名° 時閏領域電磁気学とその応用−Ｐｒｏ　ｅｅｄｌｎｇ　、ｏｆ　ｔｈｅ　ＩＥＥＥ。

Ｖｏｌ、６，６．Ｎｏ、３．Ｍａｒｃｈ１９７８に含まれている。この論文は特に基本帯域レーダーに対してこの技術の採用を示唆し、５から５，０００フイートのＩＩＮが示唆されている。注意されているように、この論文は１９７８年に現れ、そして１２年後の今でも、この技術の商用的な応用がほとんどなされていないと思われる。

技術の理論的そして実験的検証から成功の欠如は主に幾つかの要因によるものであることが明かとなった。一つは、送信される極めて広い帯域の周ａＩｋをアンテナに実質的に要求する。アンテナは一般に制限された周波数帯域で紋針されており、そして伝麓的には周波数の変更をしたときには、異なるアンテナまたは異なるディメンジーンのアンテナが必要になる。このことは広帯域のアンテナが、一般的に、存在しないということを言うべきではなく、出願人はビーコン、ホーン、そしてログ周期形式を含む多くの形式を検証しそしてインパルス無線おヨヒレーダー使眉が研究所を越えて広がるのｔ　Ｗ　＃！　ｌ：　するところの実用的なアンテナを誰もまだ提供していないと　い　う　こ　と　を決定　し　た。

無線に対してインパルスまたは時間領域技術の採用を悩ませる第２の問題はモノサイクルバーストが、特に周りの輻針の高いレベルの存在下で、殆ど何処でも作り出す広いスペクトラムの存在を有効に受信しそして検出するということである。理想的には、必要なアンテナは本質的に送信されたスペクトラムを再生し、そしてそれが与える受信器は打ち勝たねばならない高いノイズレベルにもかかわらず利用されることを可能にするところの特別な性質を持っている。出願人の参入以前の技術の状態は理性のない力ずくの検出の、しきい値またはタイムしきい値ゲート検出の、採用を含んでいた。しきい値検出は単に選定しきい値レベルよりも高い信号の通過を可能にするだけである。この接近の手法のｗＲＩＩＩは周りの信号を越えるに充分な振幅の４８号を発生するならば、後者を発生する既存の無線サービスは受容し難いくらいに妨害されるということであゐ。幾つかの理由のために、信号の含まれた広いスペクトラム、例えば、　５０　Ｍ　Ｈｚから５ＧＨｚ程度、によって作られたバイアスのためにたぶん、一様な検出の可能性は不可能であると考えられてきた。

従って、上記の全ての間層を解決しそして出１人の観点では、その採用への　そして、重要なことに、通信、テレメトリ、ナビゲーシ■ン、そしてレーダーを含む、無線の全ての重要な電磁モードへの採用の、実際的障壁を取り除くところの完全なインパルス時間領域通信システムを提供することがこの発明の目的である。

発明の概要アンテナ間層に関して、出願人は本質的に印加したり。

Ｃパルスをモノサイクルに変換するところの真にパルス応答のアンテナを決定した。それは普通のバット状アンテナの完全に反対であるところのグイポールでありそしてそこではグイボールの２つの三角形の素子はそれらのベースにＺ接に隣接して位置しておりそして２つの三角形素子の頂点間の線で分割されたベース上の隣接点で駆動される。この分割線は２りの三角形素子のサイドまたは高さを表示する。

更なる考察として、過去のパワー抑止は一般的には送４１７ンテナへの２から３百ボルトの印加信号電圧の適用にｔｌ＋　＠されていた。ここに間層があり、２つの金属電極間にサントイ７チされたダイヤモンドのような、普通の絶緯クリスタル１；よって形成されるところの送信器スイッチによって解決され、その金属電極はアンテナの素子へ密接に結合されている。この材料は導電的な、またはより抵抗の少ない、状態へ光の適当な波長ビーム、ダイヤモンドの場合は紫外線、でそれを励起することによってスイッチされる。このようにして、非金属のトリガー通信線は輻射′をピックアップしそして輻射するところのアンテナになり、反対にアンテナに結合する信号を生じそしてそれから輻射された信号を妨害し１両方のそれは信号のバーストの長さを引き延ばす傾向にあり、明かに反対の効果である。

無線受信器に関して、類似の受信アンテナは代表的に上述の通信のために用いられたそれに採用される。第２に、送信された信号のそれに整合した時ｌＩＩ！信号は、通信またはテレメトリにおけるように、受信信号がち検出されゐか、　または、例えば、　レーダーの場合のように、送信器から直接に受信されるかの何れかである。そのとき、整合した時間信号は、代表的に簡単な半サイクルのエネルギー、選択範囲でターゲットの変調または位置を決定するために受信信号と混合されるかまたは乗算される。

更に、送信されたバースト信号は時間で可変（通信またはテレメトリのために変調パターンに付加して）される、このことはシステムの安全性を非常に高めそして全部ではないが、はとんどの周りの信号、即ち、送信された“バースト信号と同期していない周りの信号、有効なすぐに到達しうる信号、がら信号を区別する。このことはまたより早い繰り返し率のレーダーの採用を可能にし、そのレーダーは、変化またはブザー（震え）のない、継続する送信からの反射とそれ故の範囲の閏のように範囲の曖昧さを作り出す、バースト信号は階段電圧変化が図示のようにそしてここで議論されたようにインパルス応この発明の更なゐ特徴として、バースト信号の織り返し率は、例えば、１００ＭＨｚ、またはそれ以上、と全く大きく、このことは非常に広い周波数分散を可能にし、そして与えられた全パワーレベルに対して、どの周波数のエネルギーも極めて小さく、既存の無線周波数ベースサービスの妨害の問題を取り除く。

この発明の更なる特徴として、移動しているターゲットは信号の混合と二重積分に続くバンドパスフィルタによって検出される。この後のモードのときの発明の更なる特徴として、受信の２チヤンネルが採用され、そこでは入力信号は選択範囲、または時間の、局所的に発生された信号によって乗算され、そして同じ入力信号は、僅かに遅れた、別のチャンネルの局所的に発生された信号と混合され、その遅延はモノサイクルの時間の１７２程度である。このことは分離したシリースの通信を採用することなくターゲットの区別を行う。

この発明の別の特徴として、多重輻射器または受信器は、そこではそれらの結合した効果が感知された（または送信された）出力の時間で変化しており、アンテナの面に垂直な通路を強調するためかまたは選択された信号遅延通路によって行われた垂直通路に向けられた通路相殺を生じるためにアレイ状で採用される。

この発明のまだ別の特徴として、無線アンテナ素子は反射器の前面に位置づけられ、そこでは素子と反射器の距離は素子または素子等から反射器への通信の時間に従っており、その距離は代表的には３インチで、これはほぼ９インチの素子のチップからチップの長さである。

図面の簡単な説明第１［１０は時間領域システムの結合ブロックダイヤグラムである。

第１ｂｌｌＥｌは第１ＩＩで示される送信器の出力段の別の形のダイヤグラムである。

第２００はこの発明によりて予期された時間領域受信器のブロックダイヤグラムである。

第３図は第１図と第１ｂ因に示される回路の様相を図示している一組の電気的波形である。

第４（Ｅｌは第２図に示される回路の動作の様相を図示する一組の電気的波形である。

第５図はこの発明に一致して構成された基本的なレーダーシステムを図示する電気的ブロックダイヤグラムであ　る。

第６図と第７図は発明に一致したアンテナの構成を図示している。

第６ｂ図はこの発明に一致して構成されたアンテナの別の形である。

第８図と第９図はアンテナアレイをダイヤグラム的に示す。

第９亀図は別のアンテナアレイを示す。

第１０−１５図は信号通信を行うためにアンテナのチャージとディスチャージに採用される異なるスイッチングアセンブリを図示している。

第１６図は特に監督が容易なレーダーシステムを図示している。

第１８図と第１９図はターゲットの３次元の場所に対して送信と受信のアンテナの一般的配置を図示している。

第１図を参照し、そして先ず送信Ｉ！（１０）を参照し、１００ＫＨｚの基本周波数は発振１８１２によって発生され、代表的にはクリスタル制御発振器である。その出力は、パルス信号は、　１７４分周６１４に印加され、その出力に２５ＫＨｚ、０−ＳＶ　（ボルト）の第３ＩＰ！Ｉの波形Ａで示されるパルス信号を提供する。これからは波形へのアルファベットの参照はそれらの文字の同一によってのみそれらを簡単に同定しそして更に、第３図の、図に参照しない、２５ＫＩ（ｚ出力は一般の通信信号としてそして電源、１６への入力として採用される。後者は−１０４され、それは３００ＶＤ、Ｃバイアスを送信器ｌＯの出力段１８の非−妨害バイアスに供給し、その送信器はまたｊ　５　ＫＨｚの率でキーされている。

１／４分周！５１４の出力は信号、バイアスやとして採、用されそしてパルス位置変調器２２ヘキヤパシタ２０を介して供給され４る。パルス位置度ｌｌ器２２はその１人力１’、、　１１１．　：＋４＋２４とキャパシタ２６とからなるＲ　ＣＦｉｔ路を、含んでおり、そのＲ，Ｃ回路は矩形波入力を婢形Ｂで小されるほぼ三角波に変換し、その三角波は抵抗２５を横切って比較１ｓ２８の非反転入力へ印加される。選択または参照の正電圧は、キャパシタ２７でフィルタさ−れ、キャパシタ２８の非反転入力へ印加され、その正電圧はり、Ｃバイアス電源３０の＋５ｖ端子２９から抵抗３２を介して供給される。従って、例えば、波形Ｃで図示されるように非反転入力に正にバイアスされた三角波が現れる。

比較器２８の実際の導通レベルはキャパシタ３６を介しで、抵抗３７を横切って、キャパシタ２８の反転入力へ供給された入力信号によって決定され、抵抗３８を介してそして抵抗３２を横切って電１１１３０がらバイアスされてる。結合信号入力は波形りで図示されている。信号入力は、必！ならば、増幅器３５によって増幅された、マイクロフォンからの可聴音出力である。別の例として、スイッチ３９を閉じると、可聴音出力と信号オフセットまたはブザー（震え）の合計が、信号発生Ｂ３３の出力によって提供され、信号は抵抗４１を横切って合計されている。４Ｍ号全発生器３３１例えば、サイン、パイナ１ハまたは他の信号を提供し、そして図示されるように、。

バイナリ信号Ａ゛を提供するとしてラベルされている。

かよ、うに、発生ｔ３３は零電圧と幾らかのディスクリ、−ト電・圧の間で変化する一連のディスクリート電圧パルスとしてバイナリ信号電圧を提供し、その一連の、ディスクリート電圧パルスは、文字、または数値、または単にランダムなものを表わしている。このように記述された入力結合によって、比較器２８の出力は三角波４０（波形Ｅ）が有効変調信号４２よりも高い値であるときに正の飽和レベルに上昇しそして変調信号４２が三角ａｉ４０よりも大きい値であるときに負の飽和レベルへ下降する。

比較器２８の出力信号は波形Ｆで示され、そしてその作用は情報信号とブザー信号の関数としてこの波形で示されるパルスのターンオンとターンオフとを可変することである。かように、振幅信号でパルス位置変調が行われる。ブザー信号は時間位置の付加されたディスクリートパターンが送信信号に含まれることを可能にし、それを受信しそして変調するために、ブザー信号が正確に再生されることを要求している。

比較器２８の出力信号に関して、その負に向かう後端４４の採用することで利益があや、そしてこの後端は信号変調の関数として時間位置が変化するということは注意されるべきである。°波形Ｆでの“この後端は０オン”モノ、または単安定マルチ４６をトリガーし、その単安定マルチはほぼ５０ナノセコンドの゛オン゛時間を持っており、そしてその出力は波形Ｇで示される。説明上、関連波形の前端または後端が適正に整列される一方で、　（ｇ隔が４０マイクロセコンドの、破履で示されるように）パルス幅と間隔はスケールに関係しない。よって、パルス波形Ｇの前端は時間的に後端４４（波形Ｆ）に相当しそして波形Ｇのパルス間の平均時間内のその時間位置は入力変調信号の比Ｗａへの関数として可変される。

単安定マルチ４６の出力はトリガー増幅器として作動するＮＰＮ　トランジスタのベース入力へダイオード４８を介して抵抗５０を横切って印加される。それは抵抗５４．９１１１ｆ、１．　５Ｋｔ−Ａ、Ｉ介して、　５Ｖｔｉ１３０の＋５ｖ端子２９からそのコレクタヘバイアスされている。はぼＱ、１ｍｆのキャパシタンスを持っているキャパシタ５６はトランジスタ５２のコレクタと接地との閏で接続され、全バイアスポテンシャルがトランジスタを横切ってその主要なターンオン間に、５０ナノセコンド間に、現れるのを可能にしている。トランジスタ５２の出力はトリガートランスの一次＊ａへそのエミッタと接地との間で結合されている。加えて、　トランジスタ５２はコモンエミッタ配列で接続されたアバランシェトランジスタを経由してコレクタ負荷抵抗を経由してトランス６０を駆動ｔろ。急峻な前端でトランス６０を駆動するためには、アバランシェモード作動トランジスタが理想的である。　トリガートランス６０の同一の二次巻線６２と６４はＮＰＮアバランシェ、またはアバランシェモード作動の、パワー出力段１８のトランジスタ６６と６８ヘベースーエミフタ入力な別々に供給する。２が示されているが、適正′に結合されればｌでも３以上でもよい。

アバランシェモード作動トランジスタ６６と６８では、そのようなモードは、例えば２　Ｎ　ｚ　ｚ　ｚ　ｚ、特に金属製缶を持つ、とラベルされた多数のタイプのトランジスタで可能である。参照されたアバランシェモードはときどき第二次ブレークダウンそ−ドとして参照されそしてトリガー°オン°されると、それらの抵抗値は急激に低く（内部的には光の速度に近く）なり、そしてそれらはコレクタ電流が充分に低下し導通をカットオフ（２から３マイクロアンペア）するまでこの状態に留まる。他のトランジスタ、タイプ２Ｎ４４０１のような、はまた信頼できるアバランシェ特性を示す。

図示されているように、インパルスアンテナ２００はＤＣＩＩ６Ｓによって抵抗６７と６９とを介して上で議論されたようにトランジスタ６６と６８のアバランシェ電圧の合計であるところの全電圧ヘチャージされる。抵抗６７と６９は共に上述のようにトランジスタ６６と６８がバイアスされるのを可能にするところの抵抗値を持っている。相対的に低い値の抵抗値７１と７３はアンテナのカットオフ周波数以下のエネルギーを受信するように調整されている０作動に於て、パルスがトランス６０の一次巻線へ印加されると、　トランジスタ６６と６８は、抵抗７１と７３を介して、アンテナ素子２０４と２０６を介しも　有効にシ鐙−トし、ターンオンされる。アンテナ２００は波形Ｈで示されるモノサイクルの一般波形を本質的に送信するためにパルスを微分すゐ。

第１ｂ図は送信器出力段の別の実施例を図示している。

光応答アバランシェトランジスタ６３、例えば、２Ｎ３０３３、を採用しているということで第１ａ図に示されるものと変化している＠　ＩＩＩＸ＋１）コンポーネントは類似の数値の設計で第１図に示されるそれへがしかしサフイクス゛ａ０の付加で設計される。トランジスタ６３はレーザーダイオードまたは急速ターンオンＬＥＤ　（光放出ダイオード）６１によって、第１ｙ＋１に示されるように一般に作動するアバランシェトランジスタ５２によって順に駆動されて、　トリガーされる。光活性アバランシェ京たは他のアバランシェモード作動半導体スイッチ（現在存在のまたはまもなく出現の）、または一連のそれらの結合によって、電ｆｉ６５に対する電圧は数ＫＶ範囲に上昇されるので、本質的に好ましいだけの高いパワー出力を可能にしている。この点で、そしてこの発明の特別な特徴として、光トリガーされる。ガリュウムひ素、アバランシェモード作動スイッチが採用されている。

第１図に戻って参照すると、モノサイクル作製アンテナ２００の出力は、素子２０４と２０６とを備え、代表的には離れた空間へ送信されそして代表的には類似広帯域アンテナ、例えば、第二の場所での受信器のアンテナ２００（第２図）によって受信される。

第２図は時間領域信号を受信し検出するように特に適合された無線受信器を図示している。加えて、特別なオフセットまたはブザー信号、アナログまたはデジタル、例えば第１図に示されるバイナリシーケンス＋Ａ＋発生器３３によって提供されるような信号、と混合されている情報を検出するためのシステムを図示している。第１図のスイッチ３９は閉じておりそして送信器１０によって送信された信号はマイクロフォン３４からの情報信号がバイナリシーケンス゛Ａ″発生器３３の出力と合計されているところのものであり、そして送信器１０のパルス位置出力はパルス位置が情報信号とオフセットまたはブザー信号の両方の関数であるということは説明上前提となっていゐ、かように、送信された信号はパルス位置変調信号として記述され、バイナリシーケンス＋Ａ＋の時間オフセットパターンによって行われるパルス位置の変化に従っている。

送信ａ１０からの送信された信号はアンテナ２００（第１図）によって受信され、そしてこの信号は２つの基本的回路へ、復調回路２２２とテンプレート発生器２２４へ、与えられる。このシステムに一致して、送信された信号のレプリカは、波形Ｈ（第４１１１）は、受信信号の検出に採用され、基本的検出はマルチプライヤまたはマルチプライイング混合器２２６で行われる。最大の応答のために、テンプレート信号は、第４図の波形Ｔ１のように再生されろか、更に記述されるように、入力と位相が近い混合器へ印加されねばならない。それは変調の関数として第６図の波形で感知し得ない大きさだけ異なっており、代表的には１ナノセコンドパルスに対して、はぼ２００マイクロセコンドのスイングを、生じる。

このような近い同期を行うために、テンプレート発生器２２４はクリスタル１１１Ｉａｌｔで電圧ＩＩ　＠ｌの発振器２２７を採用し、その発振器は受信信号にしたがりてその作動を同期させるところの制御電圧によって作動される０発振器２２７は送信器１０の繰り返し亭よりも高い周波数で動作し、そしてここでその出力は周波数分周器２３０によって２５ＫＨｚの動作周波数へ分周され、送信４！１０の分局器１４の出力に等しくなる。

バイナリシーケンス＋Ａ０発生ａ３３によって提供されたそれに一致しているブザーのパターンを導入するために、類似の発生器２２８はバイナリ変化電圧をプログラマブル遅延回路２３２へ供給し、そのプログラマブル遅延回路は情報変調が付加されたときに第１１！ｌのバイナリシーケンス＋Ａ°発生＃ｓ３３によって生じたものに相当する遅延パターンを分局器２３０の信号出力へ印加する、かように、例えば、このことは数４．２．６、そして８を意味する８ビツトバイナリ語であり、同じパターンはバイナリシーケンス＋Ａ＋発生８３３によって発生されそして送４１　ａｌ　１０によって送信されてきた。これは繰り返すバイナリパターンであることが前提である。従って、プログラマブル遅延２３２が先ずそれが４つのユニットによって分局器２３０から受信するパルスを遅延させる。

次に、同じことは数２そして等に対して、　４つの数字のシーケンスが完成するまで、行われる。そのとき、シーケンスはスタートする。バイナリシーケンス発生器が同期して作動させられるために、シーケンスのスタート時間は受４ｍ器に通信されねばならないが、または信号サンプリングが充分に多数の信号入力パルスに対して、記述されるように、同期化システムの作動による同期化を確立することである０ｍり返えしシーケンスが示唆される一方で、シーケンススタ、−ト信号の送信とそれを検知し採用するための手段の受信器の準備とによってのように、２つの発生器間の同期化がそんなに長くある必要がない、プログラマブル遅延２３２ｔたはその出力に接続された二次遅延デバイスは付加的にそれが作動される関連回路に固有の回路遅延を取り除くために一般的回路遅延を提供する。どんなときでも、遅延２３２の遅延出力は、それはこれらの成分であるが、テンプレート発生器２３４の入力に提供され、そして第４圓の波形Ｔ１として図示される、送（Ｉ信号のレプリカを発生するために適用されている。差動増幅器２４６は基本的に正しいまたは誤った信号を発振！！２２７へ印加す石ために必要とされるＤＣ電源を提供するために機能し、入力信号ＥＡの平均時間と正確に位相があったレプリカ信号ＴＩを混合器２２６へ提供されることができるようにしている。

最も近い信号を発生するために、入力信号ＥＡはテンプレート発生器２３４のテンプレート信号出力の２つの間隔の、時間で、レプリカによって乗算される。これらの第１は、ＴＩとして示されるが、混合器２３６で入力信号ＥＡによって乗算されそして第２のテンプレート信号ＴＩは混合器２３８で入力信号ＥＡによって乗算される。

第６＠に注記されるように、Ｔ２はテンプレート信号Ｔ１の主ロブＰの間隔の１／２の期１ＩＩＩｔ！け遅延２４０によってイ＠％Ｔ　Ｉから遅延される。

混合６２３６の出力は積分器２４２で積分され、そしてその出力はサンプルホールドユニット２４４によって遅延２３２でトリガーされるとサンプルホールドされる。

サンプルホールドユニット２４′４の出力は、入力信号ＥＡとＩＴＩの積の積分であるが、差動増幅器２４６の非反転入力へ印加され、Ｍ延２３２でトリガーされゐと、サンプルホールド回路によってサンプルホールドされ、そして入力信号Ｅ＾とテンプレート信号Ｔ２の積分出力は差動増４１１器２４６の反転入力へ印加される。　差動増幅６２４６の動作を検査するために、発振器２２の出力の位相が進んでいるならば、混合器２３６へ印加された信号ＴＩとＥｉは位相がより近くなり、そしてそれらの積は増大し、差動増幅器２４６の非反転入力への入力信号の増大を引き起こすが、これに反して入力信号Ｅｉに関するテンプレート信号Ｔ２の進相作用は、それらの一致が減少し、混合Ｍ２３８の積出力の減少を引き起こし差動増幅器２４６の反転入力への減少電圧入力を引き起こす。結果として、差動増幅器２４６の出力は正の方向にＸ！動され、そしてこの極性信号は発振器２２７が妨げるようにしている。正の方向の変化があるならば、結果は、差動増１ｌＩＩ器２４６の非反転入力へよりもより高い電圧が反転入力へ印加されればされるほど、出力が減少し反対方向に発振器２２７を駆動するようになるというようなものである。　ターム＋　ｎ　ｅ　ａ　ｒ”　は、発振器２２７への制御入力に印加されゐ前にローパスフィルタな介して差動増４＠器の出力が通されるということで用いられている。ローパスフィルタ２５３のカットオフ周波数は非常に多数のパルスが位相シフト（例えば、１０から下がってＱ、０ＯＩＨｚ）を生じるようにしているというふうにセットされてる。結果として１発振器２２７の応答は波形Ｔ１と波形ＴＡが変調作用に関して位置が不変になるようにするところの出力を提供する。この制限を忘れないで、そして入カイ１号の同期検出を獲得するため６；、テンプレート発生！２３４の出力Ｔ１は、テンプレートと入力信号の主なロブの１７４期間に等しい期間だけ遅延され、これは入力信号ＥＡと共に信号ＴＡとしてマルチブライイング混合器２２６へ印加される。

混合器２２６の信号入力で、単に如何なる信号も、またはノイズ信号もない場合に、入力信号ＥＡの間に、第４１；示されるように正確に４０．　ミリセコンド経過した時間があり、そして出力の最小時間変位が混合器２２混合ａ２２６の信号出力は積分器２５０で積分され、出力信号は増幅＠２５２によって０．０５の因子だけ乗算される。増幅器２５２のこの１／２電圧出力は比較器２５４の反転入力へ印加され、そしてこの電圧は積分器２５０のピーク出力の１７２を表す、同時に、積分ｌ１２５０の第二の出力は遅延２５６を介して比較！２５４の非反転入力へ与えられ、これらの２つのユニットの可変動作に左右されない有効な比較信号レベルを得るために増幅器２５２と比較器２５４の動作の安定化に要求される！！延である。比＠！２５４の出力は入力信号ＥＡの位置と共に変化する確かな時間マーカーを表して臀−る、ローパスフィルタ２５３の故に、入力信号間の平均間隔を表すところの遅延２３２の出力から提供されているセット入力がプリッププロップ２５８のリセット入力へ与えられ、かように、変調が時間を制御するところの参照を提供している。フリ７プフロツプ２５８へセット入力として提供される遅延２３２の出力によって関連づけられる。よって、例えば、プリッププロップ２５８の出力はローパスフィルタ２５３によって命令される平均繰り返し率に関連づけられた一定の時間で立ち上がる。かように、プリッププロップ２５８の出力は入力信号の情報変調反映される時刻に零に戻される。我々は変調と共に直接に変化するパルス幅ではなく一定振幅のパルス高さをもつ、７リツプフロフプ２６０の出力はローパスフィルタを介して与えられ、そのフィルタは信号を信号をパルス幅変調と振幅信号変調から変換し、ラウドスピーカによって再生される。

送信器１０のバイナリシーケンス発生器３３と受信器のバイナリシーケンス＋Ａ＋発生９２２Ｂとは本質的に同期して作動されると、送信器１０の発生器３３によって作用された時間位置の作用は信号に何等の変位作用を持たない。

上で示唆されるように、同期を確実にするために、バイナリシーケンス発生器、発生器３３、のスタート信号に関して送信器と受信器の間のシグナリングの形が必要である。これは補助の送信！！または解読法によって行われ、そこでは受信器のバイナリシーケンス発生器２２８の１つのに対するスタート信号が、バイナリシーケンス発生器３３の１つのシーケンスの最後に提供される。これがないと、フリーランニングモードでは、テンプレート発生Ｈ２２４による同期化が行われ、その作動は短コードの、そして比較的に低いノイズレベルでは、比較的に短く、長いコードに対して、またはノイズが問題である場合に、より長い期間が同期化に必要になる。必要なところでは、受信ステーションは同期化が達成されて ν１ゐという認知を元の送信ステーションへ逆に送信する。

前記のことから、出願人は通信に対して経済的なそして実用的な時間領域システムを提供したことは評価されるべきである。単一の短パルス、例えば、ナノセコンド、がパルス間が４０マイクロセコンドである繰り返し率で送信されるシステムが記述される一方で、より長髪−期間によって分離される一部のパルスが送られるとし１うことを発明は予期している。変調に伴う多重位置シフトを検出するためにパルス間に単に空きがある一部として、例えば、８ビツトセツトが、送信される。弧のはし１れつによりて、送信された情報信号は２５６倍にまで増大され、またはノイズから逃れることはこの技術と関連の技術によって本質的に改良される。

第５ｒＭはレンジを決定するためのこの発明のレーダーシステムを特に図示している。インパルス応答の、またはインパルス、アンテナ２００、または送信器２３９の第６ａ図に示されるアンテナ２０１は、僅かに離れた、ｏ、ｏｓｏインチ、ベースを備えた三角素子ＡとＢからなっている。ベースの長さと各素子のベースへ垂直な長さはほぼ４−１７２インチでそして第６と７国につし１て議論され図示されている０代表的には、反射器は第８図に図示されるように使用される。

別の例として、第６図に示すように、ベースは２−１７４に減少され、そこでは第６図に示されるように素子は半分である。しかしながら、重要なことは、供給点から端部への通路の長さは両方とも同じであることである。

送信器は制御３１０によって基本的に制御される。送信信号バースト、例えば、１秒間に１０．０００バーストの、タイミングを決定する送信シーケンス制御部分３１２を含んでおり、その場合送信シーケンス制御３１２はリードに１０．０ＯＯＨｚの出力を発生する０発振器３１６は高い率で、例えば、２０ＭＨｚ、作動される。

送信シーケンス制御３１２の信号出力は送信器３１８の出力と受信器機能のタイミングとの両方なＭｆＨするためのマスターパルスとして用いられる実際のパルスであるべき発振＠３１６の特別なパルス出力を選択するために採用され石。発振器３１６からの低いタイミング不確定の作動パルスを曖昧なくそして繰り返して選択するために、選択は制御３１２からの始動信号の後の発振器パルス間隔の一部である０選択はＤタイプフリップフロップ３１８．３２０、そして３２２を採用する制御シーケンスを経て行われる。これはプリッププロップ３１８のＱ出力が高い状態へ移行するにし、そしてこの出力はプリッププロップ３２０のＤ入力へ印加される。引き続いて、発振器３１６の出力はプリッププロップ３２０のクロック入力に＊＊＊を課する。そのときに、フリツプフロツブのＤ入力の高レベルはＱ出力へ移される。ｌＩ！１様に、フリッププロップ３２０のＱ出力はフリ７ブフロツプ３２２のＤ人カへ提供され、そして発振器３１６がらのパルスの次の前端はフリッププロップ３２２のＱ出力が低くなりそして送信−受信サイクルの開始を始動するようにしている。

送信モードに対して、プリップフロップ３２２の非Ｑ出力はアナログプログラマブル遅延３１３へのそしてカウンタ３１５への入力として与えられる。カウンタ３１５は、例えば、フリッププロップ３２２の非Ｑ出カへ送られて選択された数を１例えば、３５６、カウントし、そして耳びカウントを繰り返す、そのバイナリ出力はメモリユニット３１７．ＲＯＭまたはＲＡ　Ｍ、ヘアドレスとして与えられ、そのメモリは数アドレス顛が、　またはランダムに選択された順で、数を蓄積する。結果として、アドレスされると、ディスクリート出力数がＤ／Ａ変換器ユニット３２１へ与えられる。Ｄ／Ａ（換器ユニット３２１はそのとき入力数に比例したアナログ信号出力を提供する。この出力はＤ／Ａ変換＊ａＺｔがらの信号に比例した量だけブリップフロップ３２２がらのパルスの遅延に対してプログラマブル遅延ユニット３１３を＃！統的に作動させろために採用される。ｎ延のレンジは代表的にはパルス間の名目上の５タイミングであり、この場合、３００ナノセコンド、そして実際には９９ナノセコンドである。プログラマブルＮ延ユニット３１３１１’）ＮＮ、出力は受信する各パルスへ２００ナノセコンドの固定の遅延を提供する固定遅延ユニットへ与えられる。このような遅延パルスはトリガー発生器３２３へ与えられる。トリガー発生ａｓｚｓ、例えば、アバランシェモード作動トランジスタ、は１０．０ＯＯＨＳの急速に立ち上がる電気的出力または同様の応答の光出力、例えば、レーザーによる、駆動される送信器によって、を供給する。この発明の特徴と一致して、　トリガー発生８３２３は紫外線レーザーである。どの場合でも、　トリガー発生器３２３のパルスは、例えば、電気的作動のまたは光作動のスイッチ、　光ファイバ３２７を経た紫外線レーザートリｆｆ−デバイスに応答するダイヤモンドスイッチのような、スイッチ３３５に与えられターンオンする。

重要なことは、ナノセコンド以下でスイッチができなければならないということである。抵抗Ｒ１とＲ２を介して電−ａＢから、Ｎ　、ｔ　Ｉｆ、　１００Ｖｔｐら５ＯＯＯＶ、よ１）早くチャージされている、アンテナ２００をディスチャージするようにスイッチされる。

類似のインパルスアンテナｚｏｏｔたは２００Ｊｌ　（第６ａ図ンは、またはＭ統的に開方、階段上の電圧変化をアンテナへ印加するスイッチアセンブリによって、ターンまたはターンオフされる。トリガーされる時刻に短バースト信号３２９を本質的に送信することによって応答する。これらのバースト信号は第８と９図に図示のアンテナ２００の指向性または第１図のアンテナ２００または第６ａ［Ｋｌの２００ａで示される全方向性アンテナによって空間へ送信される。

送４Ｍ器３１９の近くまたは一緒に位置しており、例えば、送信アンテナのような受信アンテナ２００を経て、ターゲットからの反射信号は受信＠３２６によって受信される。受信信号は、増幅器３２８で増幅され混合器３３０へ与えられ、供にテンプレート発生器３３２からの信号であり、遅延線３３６によって駆動され、それは、代表的には半サイクル出蟻、そして選択レンジのターゲットからの信号の到着の予想時刻に一致している。

混合器３３０は２つの入力信号を乗算するために機能し、そして一致信号が在り、類似のまたは非類似の極性一致信号とともに、　レンジのターゲットを示す、意味のあるそして積分できる出力がある。混合器と続く回路は興なるレンジの後で到着する信号に対して再使用され、このレンジまたは時間間隔は受信とレンジでの積分に対して完全な処理の時間には充分である。付加的な類似の混合器そして続く回路セットは１つのセットに対して可能なその間のレンジセットを満たすために採用される。

ここでは目標は、真のターゲットが存在しないところで、積分によって与えられる多数の信号サンプリングに基づいたターゲットの存在または非存在を決定することであるから、信号の受信時刻に相当する混合！！３３０によって受信された信号の出現は振幅ばかりでなく極性もまた可変する信号を提供する。このシステムは、タイムオーバーの一様な信号（ａ　ｐｒｅｐｏｎｄｅｒｉｎｃｅ　ｏｆ　ｃｏｈｅｒｅｎｔ　ｓｉｇｎａｌｓ）、時間領域通信のファセット、に応答して、瞬時にではなく、ある時間間隔の後に、情報を決定するということは記憶されるべきである。次に、テンプレート発生器は、受信されるべき有効信号ではなくそしてそれと時間的に類似のまたは反対の極性関係を持っているテンプレート信号バーストを発生する。上で示唆されるように、テンプレート信号にこの関係を持たない受信信号は減衰させられる。１つの信号として、テンプレート信号は１つの極性バースト信号でしかない。記述された時間関係を維持すると、有効な検出を行うことができる。

説明上、送信アンテナ２００または２００ａからの信号バーストに続く予期される信号反射に対する単一の時間スロットを注視することに関心がある。従って、テンプレート発生器３３２は送信器の時間の関数として駆動される。これを行うために、コース遅延カウンタ３３５と微細な遅延をプログラムできる遅延線３３６が採用される。ダウンカウンタ３３５はリード３３８の制御入力に続いて生じる発振器２１６からのパルス出力、プログラマブル遅延ユニット３１３の出力、の数をカウントダランする０発振器３１６から受信した後の多数のパルスはダウンカウンタ３３５に於て制御１．３１０のリード３４０上のロードカウンタ３４１からの出力Ｘによってプログラムされ、そこではバイナリカウントがダウンカウンタ３３５ヘロードされる制ｇ４３１０に於て発生される。

例として、アンテナ２００＆からの信号の送信の１７・５ナノセコンド後に生じる反射を注視することが良いとすると、このことを行うためには、発振ａｓ２１６のパルス出力の７、各パルスは５０ナノセコンドの間隔、をカウントすることを意味する〔　７゛　をダウンカウンタ３３５にロードする。そこでダウンカウンタ３３５での３５０ナノセコンド遅延が達成され、がしかし遅延ユニット３３５によって注入された２００ナノセコンドを減じると、送信アンテナ２００または２００１；よるバーストの送信の後でダウンカウンタ３３５の出力は１５０ナノセコンドを生じる。１７５ナノセコンドの確かなタイミングを獲得するために、付加的な遅延がプログラマブル遅延線３３６によって行われ、そのプログラマブル遅延線はその７カウントが決められるとダウンカウンタ３３５の出力によってトリガーされる。リードＹ上の制ｍ３１０のロード遅延３４２によって普通の仕方でプログラムされ、例として記載されるように、プログラマブル遅延線３３６を２５ナノセコンドだけそれに供給された入力パルスを遅延させるようにプログラムする。このようにして、送信アンテナ２００によって送信された１７５セコンド後に、プログラマブル遅延Ｍ３’３６はテンプレート発生器３３２ヘパルス出力を供給する。例えば、゛　混合器３３０へ、正の半サイクルまたは矩形波形パルスを、またはディスクリートシーケンス。のあるいはパターンの正と負の脱線（ｅｘ　ｕｒｓｉｏｎｓ）を、供給するようにテンプレート発生器３３２は時間整合されてい７る。

混合器３３０の出力はアナログ積分器３５０へ与えられる。テンプレート信号の存在時間にテンプレート信号と受４Ｍ信号とのディスクリートネットの極性の類似性または非類似性があるとき、テンブレート４８号の期間゛を越えて有効に積分するアナログ積分器３５’Ｏは、ディスクリート電圧出力を提供する。受信信号がそれに課せられたターゲット信号と供にバイアスされないならば、タイムベース上に負の内容（ｃｏｎｔｅｎｔ）と同じくらいに多くの正の内容を包含することになり、そしてテンプレート信号で乗算されると、積はこの特徴を引継ぎ、そして同様に、積分器３５０の出力には、負の場合と同じ程度に正の多くのディスクリート積がある。他方で、ターゲット信号内容と一緒に、１つの方向または他の方向にバイアスがあり、即ち、１極性のアナログ積分器３５０の別のものよりもより多い信号出力がある。アナログ積分器３５０の信号出力は増幅６３５２で増幅されそしてそれから、乗算プロセスと同期して、アナログ積分器３５０から発するディスクリート信号はサンプルホールド３５４によって直接にサンプルホールドされる。これらのサンプルはそれから各サンプルをデジタル化するＡ／Ｄ変換器３５６に与えられ、遅延ユニットによって提供された４０マイクロセコンドの固定の遅延の後でこのデジタル化を行う。遅延はサンプルホールドユニット３５４による処理に必要な時間を考慮している。いまやディスクリートな、デジタル化された正および負の４８号値はデジタル積分器３６２へＡ／ＤＩ換器３５６から与えられ、デジタル積分器は１つの極性または別の極性のネット電圧があるか否かを決めるためにそれらを合計し、そのような場合に、ターゲットが選択レンジにあるということを指示する。多数の通信が、例えば、　ｌＯｌ　１００、または１０００もの通信、シーケンスに行われるが、そこでは受信の同じ信号の移行時間が観察され、そして類似通信の間に出現する如何なる信号もデジタル積分器３６２で積分され、そしてこのようにランダムな極性の故に、有効に積分することができない、周りの、非同期化信号、からの信号の再発見を可能にする。

レーダーユニットからの距離に従って信号反射の時間または距離位置が表示されるようにする遅延線３３６（そして遅延［３５８）からの適正な信号によって時間で同期化されたデジタル積分器３６２の出力はディスプレイ上に表示される。

第６図と第７図はアンテナ２００の側面と正面を図示している。注意されるように、アンテナ素子ＡとＢは密接に隣接したベースを備えた三角形でありそしてスイッチ２２５が示されるように素子のベースに密接に接続されている。例として、そして上記されたように、各素子のベースはほぼ４−１７２インチでありそして各素子の高さはほぼ同じであるような１ナノセコンドまたはそれ以下で生じる階段電圧変化を持っているインパルスから良質のバースト信号が輻射されるということがわかった。

別の例として、アンテナは、全ての場合に、第６ａ図に示されるそれと似ており、その図では、アンテナ２００ａは半分にスライスされ２−１７４インチのベース長さである。第６．７または６ａ図に図示されるアンテナの何れかは図のどれかのアンテナとして採用される。

第８と９国はアンテナアセンブリをダイヤグラム的に図示しており、そこでは、マルチプル（ｍｕ　ｌ　ｔ　ｌ　ｐ　１　ｅ）、この場合、　１６、セパレートアンテナ素子セット、例えば、アンテナ２００のような、が採用され、各々はほぼ３インチの距離離れた金属反射５２００ｍの方に離れており、チップからチップのアンテナ素子の長さは９インチである。アンテナは絶縁性のスタンドオフ３００ｂで指示され、そしてスイッチ３２５（送信モード）は反射器３００ａの裏面上にあるトリが一一によって与えられ、そしてこの位置を越えて送信線へ逆流する如何なる空電輻射も効果的にシールドされる。多重アンテナはユニソンで（Ｉｎ　ｕｎｉｓｏｎ＞作動され、即ち、全てのそれらはトリガーされ（送信の場合）そして（受信の場合に）類似のタイミングで、結合され、その場合にアンテナは全体としてアンテナアレイまたは反Ｉｔ器の表面に垂直なヴイユー（ｖｉｅｗ）または通路を持っている。別の例として、ビームステアリング（ｓｔｅｅｒｉｎｇ）が好ましいところでは、結合によるタイミング、またはトリガーデバイス（受信または送信）は変えられる。よって、例えば、受信の点で、役のアンテナの全ての出力はｌＩ似の時点で結合され、他の段の出方は全ての信号の最終的な結合の前にＭ延される。Ｉ！！延はリード長さによって簡単に決定され、一般に、多重効果はほとんど制限のない結合によって達成されうる。

別の例として、アンテナ素子は各素子が反射器を備えたまたは備えていないで駆動される工ンドープアイヤ形式に配列されている。４つのエンド−ファイヤユニットＹ１．　Ｙ２．　Ｙ３．　そしてＹ４が採用されそしてコモン反射器の前面に位置して第９ＪＩ［！Ｏと９ｂ図に図示され配列されている。Ｎの例として、反射器が取り除かれ、そして更に別の例として、吸収器がパック波を吸収するためにアレイの裏に置かれている。

第１０図は送信するスイッチをダイヤグラム的に図示しており、そこでは基本的なスイッチング素子はアバランシェモード作動トランジスタ４００であゆ、そのエミッタとコレクタはＪｌｌｌｌ抗抵抗４０２してアンテナｚ。

Ｏのアンテナ素子ＡとＢへ接続され、抵抗は、例えば、各２５オーム（第６１！ｌに示されるアンテナには、２倍になる）である、アバランシェトランジスタのトリが一才ンのときに、　トランジスタ４００のアバランシェ作動点に一致してい石ところの、ＤＣ電圧、例えば、　１５０Ｖにチャージされる。チャージはアンテナ素子ＡとＢへ類似抵抗４０４を介してプラスとマイナス供給端子から行われる。パルストランスの一次巻線は第ｓｍのトリガー回路３２３からのように、　トリガーパルスが供給され、そして二次４１線はトランジスタ４００のベースとエミッタ間に接続されている。代表的には、　トリガーパルスの送信線は同軸ケーブル４１０である。　トリガーオンされると、　トランジスタ４００はアンテナ素子ＡとＢを短絡しそしてアンテナ２００　（またはアンテナ２００ｍ）から信号送信を供給する。

第１１図は、この場合に、定電流源を経て、アンテナ素子ＡとＢヘチャージ電圧を印加する変更された形を示し、そしてそこではチャージ電圧はキャパシタ４０９を横切って同軸ケーブル４！２を介して供給され、そのケーブルはまたトランス４０８へ、上述のように接続されて、　トリガー電圧を供給する。例えば、プラス電圧は、遠隔地がら（示されない）、同軸ケーブル４１２の内部導体へ供給される。この電圧は、それから同軸ケーブルの内部導体からパルストランス４０８と抵抗４１４、例えば、　ＩＫオームの、を介してスイッチングトランジスタ４００（例えば、　１５０Ｖ）へ印加されるバイアス電圧を立たせる能力のあゐトランジスタ４１６のコレクタへ結合される。プラス電圧はまた抵抗４１８を、例えば、２２０にオームの、を介してトランジスタ４１６のベースへ印加される。定電流刺傷を行う制御回路は、キャパシタ４２２が横切っている、ツェナーダイオード４２０によって形成され、このツェナーダイオードはそれを横切って選択された電圧、例えば、７−１／２Ｖをセットしている。この電圧は、それから可変抵抗４２４を介してベースとエミッタ間の定電圧をセットするために、そしてそこでトランジスタ４１ｇのエミッターコレクタ回路を介して定電流をセットする、例えばアンテナへ、ために、　トランジスタ４１６へ印加される。トランジスタ４００によるスイッチディスチャージの時間の保母９０％内でアンテナ２００上の全電圧チャージを行うようにセットされている。制御されたチャージ電圧は抵抗４０６を介してアンテナ素子ＡとＢへ与えられる。この場合、チャージ、マツチング、負荷でいこう４０２はトランジスタ４００とアンテナ素子ＡとＢの間に接続されている。

第１２図はスイッチとして光応答素子、例えば、光応答アバランシェトランジスタ４２４が採用され、別な例で、バルク半導体デバイス、またはダイヤモンドのようなりリスタル材料、バルク材料を横切ってスイッチング端子がある、スイッチとして採用される。電気的トリガーシステムの代わりに、ファイバー４２６が、スイッチングを行う端子間の高い抵抗から低い抵抗へ急激な変化を供給するということを除いて、Ｎ動回路は第１０図に示されるそれに類似している。

第１３図は、光応答スイッチング素子４２４を、例えば光応答トランジスタ、備えた定電流源を採用しているという点で、第１１と１２図の同友に類似してい為。トリガー信号をもたらす同軸ケーブルはないので、バイアス電圧のために他の手段が提供されねばならない。ある応用では、これはプラスとマイナス端子に高い電圧源を提供するためにＤＣ−ＤＣ変換器を備えたバッテリーである。

第１４と第１５図は多重スイッチング素子の採用を図示しており、実際に、抵抗４０２とアンテナ素子ＡとＢに直列の、コレクタとエミッタが接続された２つのアバランシェモード作動トランジスタが各国に示されである。

注記されるように、　トリガートランス４５４のセパレートトランス二次巻線はアバランシェモードトランジスタを別々にトリガーするために採用される。トランスの二次巻線は第１θ図に図示されるように同軸ケーブルを経て与えられる。

アンテナ素子ＡとＢ（２００または２゜Ｏａ）はプラスとマイナス供給端子からディスチャージの発生の間にチャージされる。第１３図は付加的に第１Ｏと７図に示され、る実施例に対して述べているように定電流源の採用を図示している。

実際に、第９図に示される同軸ケーブルを介して定電流源を与えるシステムは同様に第１４図に示される回路と一緒に採用される。

第１６図を参照して、監視の容＆さを意図し、そして特に、移動するターゲット、特に人、の検出のための、レーダーシス、テムが図示されている。送信器５００は信号発生器５０１によって発生される１６ＭＨｚクロフク信号を含んでいる。この信号はＩＭＨｚの出力信号を提出するために１７１６分周器４０２へ与えられる。これらのｌ　Ｍ　Ｈｚ出力の一つは２５６をカウントしそして繰り返す８ビフトカウンタへ与えられる。印加したアナログＩＩＩ　１１４Ｍ号に比例した量だけ各パルスが遅延されるプログラマブルアナログ遅延ユニット５０６を介して与えられる。Ｄ／Ａ変換器５０９によってこのカウントに比例したアナログ電圧に変換されそしてアナログ遅延ユニット５０６のＷ＋　ａＸ入力に印加されるところの、カウンタ５０４からのカウントの大きさによってアナログ遅延ユニット５０６は１１１１ｇ４される。この配列によって、１／１６分周！５０２からの各々のＩ　Ｍ　Ｈｚパルスはディスクリート量遅延される。例えば、反射信号の受信器５１０による充分な処理時間を可能にするために６０ナノセコンドだけ各パルスを遅延するところの固定Ｎ延ユニット５０８ヘパルスが与えられる。

固定遅延ユニット５０８の出力は、急速な立ち上がり時間のパルスを提供するトリガー発生器５１２、例えば、アバランシェモ・−ド作動トランジスタ、に与えられる。その出力は、第１０と１１図に回示さ゛れるアバランシェモード作動トランジスタ、スイッチ５１４へ印加される。アンテナ２０゛０（２００ａ）は、プラスとマイナス端子に提供された供給電圧を保持するところのキャパシタ５０７（第１１図）から抵抗５０４を介して直接にチャージされる。

受信器５１０について考察すると、アンテナ５１２、アンテナ２００玄たは２００ｍと同じ、は信号反射を受信しそして混合５５１４へそれらを供給する。混合１ｓ５１４はアンテナ５１２からの受信信号をテンプレート発生器５１６からの局部的に発生された信号とを乗算する。

テンプレート発生器５１６はアナログＮ延ユニット５０６と調整できる遅延ユニット５１８のＭ延鎖回路を経てトリガーされ、その調整遅延ユニットは、１！定遅延５０８によって達成された遅延と経過時間と選択されたターゲットからの時間の合計に相当する時間でテンブレートイ８号の発生を達成するようにセットされている。こん二うき５１４の出力は各テンプレート信号の期間に直接に積分する短タームアナログ積分器５２０へ与えられる。

その出力は、例えば、アクチブローパスフィルタであって、そして５０ミリセコンドの程度で、または、信号送信に従って、例えば、はぼｓｏ、ｏｏｏ通信までも、積分する長ターム積分器５２２に与えられる。積分器５２２の出力は増幅器５２４で増幅されそして調整ノ１イノでスフィルタ５２６を介してアラームへ通される。この配列によって、移動するターゲットに相当するＡＣ信号のみがフィルタを介して通されそしてそのフィルタはターゲットに対するより低い速度制限を確立するノ１イフィルタ５２６とターゲットのより高い速度を決定するローパスフィルタ５２８とからなっている０例えば、バイパスフィ　ル　タ　５　２　６　は　０．　１　フ　ィ　−　ト　／　セ　コ　ン　ド　よ　リ　も　大　き　ν１速度でターゲットからの信号を通すようにセットされそして積分器−ローパスフィルタ５２２は５０マイル／時間以下で移動するターゲットを表す信号を通すようにセットされている。反射信号が同友のフィルタを通過するとすると、アラームヴイジュアルが、作動される。

第１７図は第１６図の受信器６１０のフロント−エンド部分の変更例を図示している。注記されるように、アンテナ２００の２つの出力があり、１つはセパレート混合６ａｓｏと６５２へ、混合器６５０はテンプレート発生器６１８からの出力が直接に与えられ、そして混合器６５２は０５ナノセコンド遅延ユニツト６５４によって０．５ナノセコンド遅延されるテンプレート発生ＭＩ６１８からの出力が与えられている。混合器６５０と６５２の出力は短ターム積分器６５６と６５８で別々に積分される。各々のこれらの短ターム積分器の出力はセパレート長ターム積分器４６０と４６２へ与えられ、その後でそれらの出力は差動増幅器６６４で結合される。差動増幅器６６４の出力はバイパスフィルタ６２６へ与えられ、そしてそれから、第１６図について議論されたように、アラーム６３０へ与えられる。別の例として、単一の長ターム積分器はその２つを置き換え、差動増幅９６６４の後に置かれる。

この技術によって、幅広い境界の物体、例えば、樹、そして鋭い境界の物体、例えば、人、の間の実時間の区別が達成される。よって、ある瞬間に反射成分がディスクリート信号を提供しそして後に、例えば、０，５ナノセコンド後に、何の変化もないとすると、そのとき混合！６５０と６５２の出力に一定の差があるであろう、しかしながら、人の移動のような、変化が生じたときに、２つの異なる時刻に生じる信号間の差に変化があり、モして差動増幅器５６４の出力に差があるであろう。この出力はバイパスフィルタ５２６（第１２図）へ与えられそしてバイパスフィルタ５２６とローパスフィルタ５２Ｂの要求に合致すると、アラーム５３０によって合図される信号のディスクリートな変化が現れる。

第１６図に図示されるシステムによれば、速度の境界内そして作動の範囲内、Ｉｋ百フィートまたはそれ以上、での移動物体があるとき感知して、非常に感度よく検出し識別することができる。Ｍえば、ｌＩＩ定の選択されたペリメータ（ｐｅｒｌｍｅｔｅｒ）のほぼ１７４−トノ範囲内の物体の移動は、作動の臨界でもなくそして好ましい他の距離での感度を損なわないで、検出することができる。

事実、この特徴は、誤ったアラームをする：従来技術の基本的間層を軽＃１．するとしてこのシステムの作動を一般に従来システムから区別する。このシステムはビルディングの外での通行人には感応しない、他方、ビルディングに近付く人を、または、ビルディングの内外で接近すゐ物体を、検出することが望まれるならば、レンジを関心のあるペリメータにセットすゐことのみが必要である。一般に、壁は障壁ではない。事実、あるテストでは、積み重ねられた紙の４フイートの厚さはべりメータ内でありな。このテストでは、ペリメータでのこの障壁の他の餌の人の移動が検出された。

記述された作動は単一のペリメータを含んでいるが、簡単な手動のまたは自動の調節によって、興なるレンジでのｎ１ｌｌｌＩを行うことができる。レンジは円周のペリメータに従う、また１才指向性のアンテナ（反射器を備えたアンテナ２００ａ）にまたはヤギ型アレイによれば、ディスクリートなアーク（ａｒｃ）で観測を行うことができ第１８国は、例えば、　２ｏがら３０フイートから数千フィートの半径の領域をカバーする指向性作動の出願人のレーダーの応用を図示している。この説明では、選定された中央の場所に移動アンテナ、非方向性として垂直に指向した、または全方向性の、アンテナ７００．　が位置していることが前提である。前に述べられたように、アンテナ、例えば、　２００．　はトリガースイッチ送信器７０７によってパワーされる。奉−信号バーストが移動（ｔｒａｎｓｉｔ）アンテナ２００がら送信され石とすると、３６０９にそして空間へ輻射される。ある選定された時刻では上述されたように、受信器７０８＋　７１０゜そして７１１は上述のようにテンプレート信号が与えられ、その確かなＩｌ閏に受信されている信号エコーを受信器がサンプルするようにしている。このプロセスは増加的に増大するまたは減少する回Ｉｋ（ｔ　ｉｍｅ　ｓ）に対して繰り返され、そして、移動回数のレンジを表す４１号がメモリユニット７１２，７１４．　そして７１６に蓄えられる。そのとき、各受信器に対するＳ動回数の組合せの選択によって、三角化をなすものとして、メモリユニットから空間の特定の場所を表す蓄積された信号を選択することは可能である。ｖＬ視のために、あるスキャンとの茅野スキャンから導かれた信号の結果はデジタル的に差し引かれ、そしてユニットのレンジ内のある点での物体が新しい場所に移動すると、そのときスキャン情報に差があるであろう。このことは何がが領域に入ったことを知らせるであろう。一般にこのプロセスは、メモリユニット７１２、７１４、そして７１６を劃ＩＯ４し、そして引算をするためにメモリユニット７１２．７１４、そして７１６から選択値Ｘ、Ｙ、そして２を受信する比較器７２０を制御する、齋き込み−読み取り１１ｍ７１８によって制御される。オシロスコープのような、ディスプレイは、レーダーロケイションについて物体の変化の相対的な位置を表示するために採用される。

第１９ｒＭは出願人の発明のレーダーシステムへの応用を図示し、そこでは、一つの送信アンテナ、例えば、アンテナ２００、があり、観測の方向についてディスクリートな平面位置に在り、第一の平面に平行な平面に３つのアンテナが在り、そして第４の受信アンテナは第３の平面に位置している。そこで、送信アンテナ４０４からの輻射、これはターゲットで反射されるが、通路長の差によって変化する時間に４つの受信アンテナによって受信され石。厳密にインチに分解するために採用されることができるという出願人のシステムの独特の特性の故に、反射から極端に詳細に分解することができる。送信するアンテナ８０４へ信号バーストを供給する送信器、例えば、２００．　による送信を制御８００は指令する。信号の反射はアンテナ８０６，８０８．８１０によって受信されそしてそれらのアンテナは、例えば、視界の方向に一般的には垂直な平面に位置し、移動アンテナ８０４が位置している平面がら離れている。第４の受信アンテナはｆｆ！視界の方向に！ｉｆｉである第３の平面にありそして他の受信アンテナが位置している平面から離れた平面にある。これによって、空間でのターゲットを、三角化によって、位置づけるための手段が与えられ、そして３次元情報が表示できる充分な信号情報が導かれる。受信器８１２．８１４．８１６．そして８１８がらの受信信号は信号処理器と比較器とに別々に供給され、それは受信した全てのサンプルをその受信時刻に従って蓄積するためのメそりを含んでいる。このデータから、ターゲット特性、例えば、大きさそして反射性、　と同じように適正な情報によって位置情報を計算することができる。以上のことからして、出願人があらゆる形式の通信が可能な完全なインパルスレーダーシステムを提供したということは評価されるべきで島ゐ。

特表千５−５０１１５４　（１４）ＦＩＧ、３；″°Ｌ−−−二−→−工→←几→←人→繁−−二一

Claims

【特許請求の範囲】

１．時間領域通信システムは以下の構成要素から成る。無線送信器は以下のの手段から成る。時間間隔の一連のパルスを発生するためのパルス発生手段、一対の一般的には、二次元的に見たときに、三角形の輪郭をした素子からなるインパルス応答送信アンテナそして対のベースは平行で製接している、Ｄ．Ｃ電源該パルス発生手段に応答し、そしてＤＣ電源に結合され、印加されたパワーと非印加されたパワーとの状態の間の送信アンテナへのパワーをスイッチングするための該アンテナの該隣接ベースの間にある、そしてそこで一連の時間間隔のＡＣ無搬送バーストパルスを発生し、そしてそれらを自由空間へ送信するスイッチング手段無線受信手段は以下の手段からなる空間に在る該ＡＣ無搬送バースト信号から導出されろ、信号、受信信号、を受信するための信号受信手段該受信信号について時間−極性の等質性を保持する該テンプレート信号を提供するための等質信号発生手段該テンプレート信号と受信信号とを乗算しそして積信号を提供するための信号混合手段該積信号の積分の選択された関数である積分信号を提供するために該積信号に応答する積分手段該受信信号と該テンプレート信号との間の関係を指示する出力を提供するために該積分信号に応答する出力手段。
２．請求の範囲１に記載のシステムであって、そこでは該等質信号発生手段は、該ＡＣ無搬送バースト信号の該送信の発生後に選択された時刻に該テンプレート信号を提供するために該ＡＣ無搬送バースト信号の送信の発生の時刻に応答する手段と、そして該テンプレート信号の存在の時刻に相当する有限の受信信号の存在を指示するための手段から成る該出力手段と、から成る。
３．請求の範囲１に記載のシステムであって、そこでは該パルス発生手段は以下の手段から成る：再発生電気的パルスを提供するためのパルス手段一連の時間間隔パルスを提供するために該パルス手段と情報信号の該源とに応答しそして少なくとも各パルスのディスクリートな端部は該情報信号の関数として時間位置が可変である変調手段。
４．請求の範囲３に記載のシステムであって、そこでは該等質信号発生手段は、該受信信号の受信の平均率で繰り返されるテンプレート信号を提供するために受信信号に応答する手段からなり、そして該出力手段は、観測できる場合には、該情報信号を指示するための感覚的に観測できる手段から成る。
５．請求の範囲４に記載のシステムであって、そこでは該出力手段は、可聴音の再生器から成る。
６．請求の範囲１に記載のシステムであって、そこでは該信号受信手段は、素子のペースが平行で隣接している、一封の一般的には三角形状の素子から成るモノサイクル受信アンテナを含む。
７．請求の範囲１に記載のシステムであって、そこでは該スイッチング手段は、アンテナスイッチングインビーダンスを含み、そして該スイッチング手段は、該アンテナ素子を横切って直接に結合されている。
８．請求の範囲１に記載のシステムであって、そこでは該スイッチング手段は少なくとも一つの光導通スイッチから成る。
９．時間−領域通信システムは以下の構成要素から成る広帯域アンテナ手段は、電磁気信号を送信しそして受信するための少なくとも一つのダイポールアンテナを含み、そしてそこでは一封の一般的には、平面で観察したときには、三角形の素子から類に成り、そしてその対のペースは平行で隣接している、モノサイクルアンテナから成る少なくとも一つのダイポールアンテナがある無線送信器は以下の手段からなる一連の時間間隔パルスを発生するためのパルス発生手段ＤＣ電源パルス発生手段に応答しＤＣ電源に結合されそして該送信アンテナへのパワー印加の状態とパワー非印加の状態とをパワースイッチングするために該広帯域スイッチング手段のダイポールを横切って接続されそしてそれらを自由空間へ送信するスイッチング手段無線受信手段は以下の手段からをる空間に存在する大ＡＣ無搬送バースト信号から導出された、信号、受信信号を受信するために該広帯域アンテナへ結合された信号受信手段該受信信号について時間−極性等質性を維持するテンプレート信号を提供するための等質信号発生手段該テンプレート信号と受信信号とを乗算しそして積信号を提供するための信号混合手段、そして該積信号の積分の選択された関数である積分信号を提供するために該積信号に応答する積分手段該受信信号と該テンプレート信号の相関を指示する出力を提供するために該積分信号に応答する出力手段少なくとも該スイッチング手段と該無線受信手段の群の一つは該モノサイクルアンテナに結合されている。
１０．請求の範囲９に記載のシステムであって、そこでは該パルス発生手段は希望のパターンに一致して時間的に不規則に離れた該パルスを発生するための手段を含んでいる。
１１．請求の範囲９に記載のシステムであって、そこでは該パルス発生手段は情報信号の関数としてり時間的に離れた信号を号生するための変調手段を含んでいる。
１２．請求の範囲１に記載のシステムであって、そこでは該スイッチング手段は以下の手段から成る：普通には高抵抗で光応答で低抵抗の材料の層該送信アンテナの該ベースの上のそして結合された一対の離れた電極該電極間で非導通状態から導通状態へ該材料が転移するようを特性の材料の該層へ光のデイスクリートな増加を印加するためにパルス発生手段に応答する光源から成るトリガー手段。
１３．請求の範囲２に記載のシステムであって、そこでは該スイッチング手段は該送信アンテナに隣接して位置している。
１４．請求の範囲１２に記載のシステムであって、そこでは該スイッチング手段は該送信アンテナの該ベースに隣接して位置している；そして該システムは該トリガー手段から該スイッチング手段の該材料へ光を結合するための光管手段を含む。
１５．請求の範囲１２に記載りシステムであって、そこでは該材料がダイヤモンドである。
１６．請求の範囲３に記載のシステムであって、そこでは該パルス発生手段によって発生された該パルスは時間間隔が不規則である。
１７．請求の範囲１６に記載のシステムであって、そこでは該パルスの間隔は不規則に離れた時間間隔である。
１８．請求の範囲１に記載のシステムであって、そこでは該等質信号発生手段は該パルス発生手段の該パルス列に応答する。
１９．請求の範囲２に記載のシステムであって、更に以下の手段から成る：選択された範囲の周波数に応答する信号出力を提供するために該積分手段に応答する帯域フィルタ；そして該出力手段は選択された範囲の速度内でそして選択された範囲で移動するターゲットの存在を指示するために該帯域フィルタ手段の該出力に応答する帯域フィルタ手段。