專利名稱：接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合用于超寬帶方式的接收裝置。
背景技術(shù)：
近年來，各種傳感器的檢測信息或開關(guān)的操作信息等開始通過無線通信進行傳 輸，而且，提出了在該無線通信中采用超寬帶(Ultra Wide Band，以下簡稱為“UWB”)通信方 式的技術(shù)。該UWB通信方式規(guī)定有其使用的頻率為GHz帶域(band)(例如3. 1至10. 6GHz)， 帶寬(bandwidth)是其進行通信的中心頻率的25%以上或450MHz以上。在UWB通信方式 中，在傳輸數(shù)據(jù)時，使用由與指定的周期時間同步的脈沖信號構(gòu)成的脈沖串(pulse train) 進行超寬帶的通信，作為其一個方式，不使用載波(carrier wave)，而是例如使用由脈沖寬 度(pulse width)為Insec以下等的極短的脈沖信號(短脈沖波、超短脈沖波)構(gòu)成的脈 沖串進行通信。在這一方式中，UWB通信方式與其他通信方式的一個不同點在于有無載波。在其 他通信方式中，例如將指定頻率的正弦波用作載波，并用各種方法對該載波進行調(diào)制，由此 進行通信。另一方面，在UWB通信方式中，不使用載波，而是通過使用超寬帶的短脈沖波 來進行通信(例如，參照專利文獻1)。當在該調(diào)制方式中使用OOK(On Off Keying，通斷 鍵控)時，與ASK (Amplitude Shift Keying，幅移鍵控)時相同地，通過脈沖的有無來表 示數(shù)據(jù)的值，能夠進行在數(shù)據(jù)的值中不使用相位信息的非相干方式的通信(non-coherent communication)。如上所述，采用了利用以一定時間的發(fā)送間隔從發(fā)送裝置發(fā)送的短脈沖波，以非 相干的方式傳輸數(shù)據(jù)的UWB通信方式的接收裝置在輸入級(input stage)具有輸出對接收 信號進行頻率轉(zhuǎn)換后的中間信號的擴展器。該擴展器包括將頻率不同于接收信號的中心頻 率且波形不依賴于包含在接收信號中的短脈沖波的相位及其波形的局發(fā)信號輸出的振蕩 器；以及通過將接收信號與局發(fā)信號相乘而輸出所述中間信號的混頻器。這種結(jié)構(gòu)的擴展 器的振蕩器始終工作，因而接收裝置的功耗增大。專利文獻1 日本專利公開公報特開2006-94169號

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供一種使用UWB通信方式，能夠進一步減少 功耗的接收裝置。本發(fā)明所涉及的接收裝置具有將從振蕩器輸出的局發(fā)信號與接收信號相乘來進 行接收信號的頻率轉(zhuǎn)換，并輸出中間信號的擴展器，其中，所述局發(fā)信號的頻率不同于所述 接收信號的中心頻率，所述振蕩器與包含在所述接收信號中的短脈沖波的產(chǎn)生時機同步地 進行間歇動作。因此，本發(fā)明所涉及的接收裝置可使用UWB通信方式，進一步降低功耗。本發(fā)明的上述及其他目的、特征和優(yōu)點可通過以下詳細的記述與附圖而更加明 確。


圖1是表示第1實施方式的接收裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是用于說明圖1所示的接收裝置的各部分的信號波形的圖。圖3是用于說明圖1所示的接收裝置的擴展器的頻率轉(zhuǎn)換的圖。圖4是表示圖1所示的接收裝置的振蕩器的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是用于說明由圖4所示的振蕩器生成的局發(fā)信號的圖。圖6是表示圖4所示的振蕩器中的延遲線電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖7是用于說明由圖6所示的延遲線電路生成的時鐘信號的延遲的圖。圖8是表示能夠在圖1所示的接收裝置的振蕩器中使用的PLL電路的結(jié)構(gòu)的框 圖。圖9是表示UWB通信方式的無線信號中的幀結(jié)構(gòu)的圖。圖10是用于說明第2實施方式的接收裝置的物體檢測動作的圖。圖11是用于說明考慮了第2實施方式的接收裝置的多徑(multipath)的情況下 的物體檢測動作的圖。圖12是表示第3實施方式的接收裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖13是用于說明圖10所示的接收裝置的各部分的信號波形的圖。圖14是表示第5實施方式的接收裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖15是用于說明圖14所示的接收裝置的動作的、表示各部分的信號波形的圖。圖16是用于說明圖14所示的接收裝置的區(qū)間電平取得部的動作的、表示各部分 的信號波形的圖。圖17是表示通過圖14所示的接收裝置的修正部得到的修正信號的一例的圖。
具體實施例方式以下，基于

本發(fā)明所涉及的一實施方式。各圖中標注相同標號的結(jié)構(gòu)表 示相同結(jié)構(gòu)，適當省略其說明。另外，在本說明書中，適宜地在統(tǒng)稱的情況下使用省略了附 加文字的參考符號進行表示，在表示個別結(jié)構(gòu)的情況下使用標注附加文字的參考符號進行表不。(第1實施方式)圖1是表示第1實施方式的接收裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。為了便于說明，在圖1中還 記載了發(fā)送裝置Tx。在圖1中，接收裝置Rx是通過超寬帶通信方式(以下簡稱為“UWB通信方式”)來 接收通信信號的裝置，例如具有天線1、放大部2、脈沖提取部3、比特(bit)判定部4以及 通過指定的信號處理對發(fā)送信號信息進行處理的未圖示的發(fā)送信號信息處理部，其中，所 述UWB通信方式是使用以預先設(shè)定的一定時間的發(fā)送間隔從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的短脈沖波， 以非相干的方式傳輸數(shù)據(jù)的通信方式。天線1是接收從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的UWB通信方式的無線信號的裝置，將電波的無 線信號轉(zhuǎn)換成電信號的接收信號。放大部2是與天線1連接，按照指定的放大率對從天線 1輸出的接收信號進行放大的電路，例如具有低噪聲放大器(low noise amplifier).上述天線1以及放大部2設(shè)置在脈沖提取部3的前段(previous stage)。脈沖提取部3與放大部2連接，具有擴展器(expander) 31、濾波器(filter) 32以 及脈沖檢測器33。擴展器31是如下電路，即與放大部2連接，并對通過天線1接收從發(fā)送裝置Tx發(fā) 送的無線信號而得到的接收信號Sr的頻率進行轉(zhuǎn)換，輸出中間信號Μ。擴展器31例如具 有振蕩器(oscillator) 31a以及混頻器(mixer) 31b。振蕩器31a是輸出與接收信號Sr的 頻率fl (頻率Π為接收信號Sr的中間頻率)相比具有足夠大的頻率差的頻率f2的局發(fā)信 號So的振蕩電路，且通過脈沖檢測器33被進行頻率控制和時間控制。頻率f2是比頻率Π 低的頻率(f2 < fl)，例如與頻率fl具有幾百MHz以上，更具體而言例如IGHz以上的頻率 差。并且，更具體而言，從可易于設(shè)計的角度出發(fā)，例如將從振蕩器31a輸出的局發(fā)信號So 的頻率f2設(shè)定為使中間信號M具有與作為目標的短脈沖波(參照圖2(a))相同的帶寬、 且濾波器32的帶通區(qū)域(passband)的上限低于作為目標的短脈沖波的下限的頻率?；祛l 器31b是如下電路，即與放大部2以及振蕩器31a連接，通過將接收信號Sr和局發(fā)信號So 相乘，將兩個信號Sr、So混頻(mixing)，并輸出中間信號Μ。接收信號Sr (頻率fl)通過 擴展器31進行下變頻(down-converted)后，成為中間信號Sa (頻率fl_f2、頻率fl+f2)。濾波器32與擴展器31的混頻器31b連接，設(shè)置在擴展器31的后段(subsequent stage)。濾波器32預先設(shè)定有讓從擴展器31輸出的中間信號Μ的指定的頻率范圍通過 的帶通區(qū)域，使從擴展器31輸出的中間信號中的所述指定的頻率范圍作為中間信號Sb 而通過。濾波器32通過脈沖檢測器33被進行帶寬控制和時間控制。濾波器32例如具有 帶通濾波器(BPF)。中間信號M通過濾波器32進行濾波(filtering)后，成為中間信號 Sb (頻率 fl-f2)。脈沖檢測器33是如下電路，即與濾波器32連接，根據(jù)從濾波器32輸出的中間信 號Sb，進行脈沖的識別和脈沖的位置識別(時間軸上的脈沖位置的識別、脈沖的到來時刻 的識別)，并輸出脈沖檢測信號&。比特判定部4是如下電路，即與脈沖提取部3連接，根據(jù)從脈沖提取部3的脈沖檢 測器33輸出的脈沖檢測信號&，提取從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的無線信號的比特值，比特判定 部4的輸出被未圖示的所述發(fā)送信號信息處理部用作為從發(fā)送裝置Tx接收到的數(shù)據(jù)。該 比特判定部4設(shè)置在脈沖提取部3的后段。在這種結(jié)構(gòu)的接收裝置Rx中進行如下的動作。圖2是用于說明圖1所示的接收裝置的各部分的信號波形的圖。圖2(a)表示通 過接收從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的無線信號而得到的接收信號Sr的概略波形，圖2 (b)表示發(fā)送 窗(transmission window)Wt的時序圖，圖2(c)表示接收期間Wr的時序圖，圖2(d)表示 局發(fā)信號So的時序圖，另外圖2(e)表示中間信號Sb的概略波形。圖3是用于說明圖1所 示的接收裝置的擴展器的頻率轉(zhuǎn)換的圖。圖3(a)表示對頻率fl的接收信號Μ和頻率f2 的局發(fā)信號So進行混頻的情況，圖3 (b)表示對頻率f 1的接收信號M和并非正弦波的、基 本頻率f3的局發(fā)信號So進行混頻的情況。從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的無線信號包括Ins (納秒)以下的超短脈沖波，各個超短脈 沖波實際上為圖2(a)所示的沖擊波(burst wave)。該沖擊波的持續(xù)時間大約為2ns左右， 一個周期為Ins以下，例如為幾百ps左右，其振幅隨著時間推移而逐漸增加，迎來峰值后隨著時間推移而逐漸減小。在UWB通信方式中使用的超短脈沖波的頻率表示所述周期的倒 數(shù)。另外，超短脈沖波以預先設(shè)定為例如30ns或57ns等的一定時間的發(fā)送間隔從發(fā)送裝 置Tx發(fā)送。在發(fā)送裝置Tx，在本實施方式中不使用相位信息來區(qū)別數(shù)據(jù)的值(比特值)，而是 如圖2(b)所示那樣，將預先規(guī)定的一定時間的時隙(time slot)即發(fā)送窗(transmission window)Wt中的超短脈沖波的存在與否用作比特值。例如，當發(fā)送窗Wt中存在超短脈沖波 時，設(shè)比特值為1，當發(fā)送窗Wt中不存在超短脈沖波時，設(shè)比特值為0。另外，也可以使用所 謂的曼徹斯特碼(Manchester code)等，根據(jù)存在脈沖的區(qū)間與不存在脈沖的區(qū)間的檢測 值的幅度差(level difference)來進行比特值的判定。通過這種方式，不必使用相位信息 即可進行非相干方式的通信。并且，在脈沖提取部3中，在從放大部2輸出的接收信號Sr被輸入到脈沖檢測器 33中之前，接收信號Sr通過擴展器31和濾波器32被進行處理。設(shè)置在擴展器31中的振 蕩器31a輸出相對于接收信號Sr的頻率Π具有足夠大的頻率差、且波形不依賴于包含在 接收信號Sr中的超短脈沖波的相位和波形的局發(fā)信號So，從而擴展器31能夠在不依賴于 超短脈沖波和局發(fā)信號So的各相位的情況下輸出中間信號Sa，據(jù)此實現(xiàn)了簡單的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)假設(shè)從振蕩器31a輸出的局發(fā)信號So的頻率f2被設(shè)定為低于接收信號Sr的 頻率Π (Π > f2)。通過將局發(fā)信號So的頻率f2設(shè)定為低于接收信號Sr的頻率fl，與 將局發(fā)信號So的頻率f2設(shè)定為高于接收信號Sr的頻率Π的情況相比，具有易于設(shè)計 振蕩器31a的優(yōu)點。在以非相干的方式進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，接收信號Sr與局發(fā)信號 (station-transmitted signal) Μ之間的相位差是無關(guān)的，因此只關(guān)注頻率，如將作為目 標的超短脈沖波的頻率設(shè)為頻率Π、局發(fā)信號So的頻率設(shè)為f2，則根據(jù)以下關(guān)系，如圖 3(a)所示，從擴展器31輸出的中間信號M中包含頻率(fl+f2)和頻率(fl-f2)的各頻率 成分。a(t) = A · sin(co 1 · t)b(t) = B · sin(co2 · t)其中，a(t)為接收信號Sr，b (t)為局發(fā)信號So，A、B分別是接收信號Sr的振幅 和局發(fā)信號So的振幅，ω1 = 2Π·Π，ω2 = 2Π· 2。如上所述，將接收信號Sr與局 發(fā)信號So進行混頻的混頻器31b作為乘法器發(fā)揮功能，所以從混頻器31b輸出的中間信號可由下式表示。a (t) · b (t) = (Α · B/2) {cos (ω 1- ω 2) t_cos (ω 1+ ω 2) t}并且，通過取出這兩個頻率成分中的低頻側(cè)即頻率(fl_f2)，接收信號Sr的頻率 從頻率fl被轉(zhuǎn)換為比頻率fl小頻率f2的低頻率(fl-f2)。即，使擴展器31的混頻器31b 的輸出通過濾波器32，并且以使頻率成分(fl- )通過、而不讓頻率成分(fl+ )通過的方 式設(shè)定濾波器32的帶通區(qū)域特性，由此接收信號Sr的頻率f 1被下變頻到頻率(fl_f2)。一般情況下，為了在晶體管中增大信號振幅，隨著頻率增高，提供給晶體管的電流 相對地增大，功耗相對地增大。此處，在本實施方式中，不僅通過間歇驅(qū)動實現(xiàn)了低功耗化， 而且，如上所述通過擴展器31降低了頻率，因此即使在間歇驅(qū)動的驅(qū)動期間內(nèi)，也能夠?qū)?現(xiàn)低功耗化。特別是在接收裝置Rx例如由一次電池或二次電池等電池驅(qū)動的情況下，這種 低功耗化效果顯著，較為有利。
另外，在擴展器31中，從振蕩器31a輸出的局發(fā)信號So的信號電平以及從混 頻器31b中輸出的中間信號M的信號電平中的至少其中之一可階段性地或連續(xù)性地 變化。更具體而言，設(shè)置了對從振蕩器31a輸出的局發(fā)信號So進行放大的第2放大器 (amplifier)31d(用虛線示出)以及對從混頻器31b輸出的中間信號M進行放大的第1放 大器31c (用虛線示出)中的至少其中之一，該設(shè)置的放大器的放大率可利用由脈沖檢測器 33輸出的增益控制信號(gain control signal)來調(diào)整。并且，在設(shè)置了這兩個放大器的 情況下，這些設(shè)置的放大器的各個放大率可通過由脈沖檢測器33輸出的增益控制信號(第 1增益控制信號、第2增益控制信號)來分別調(diào)整。并且，由上式可知，通過使從振蕩器31a輸出到混頻器31b的局發(fā)信號So的振幅B 變化，使得從混頻器31b輸出的中間信號M的信號電平(Α·Β/2)變化。如此，通過采用能夠 調(diào)節(jié)從混頻器31b輸出到濾波器32的中間信號Μ的信號電平的結(jié)構(gòu)，能夠在脈沖提取部3 的動態(tài)范圍(dynamic range)的范圍內(nèi)提高SNR(signal-to_noise ratio)、或者防止飽和。 其結(jié)果，在作為目標的超短脈沖波與干擾波(interference wave)、無用波(unnecessary wave)的信號電平存在電平差的情況下，通過對放大率進行優(yōu)化，利用電平差可容易地將二 者分離。例如，通過對信號電平設(shè)定適當?shù)拈撝?，可將超短脈沖波與干擾波、無用波分離。如上所述，具有擴展器31并進行下變頻，能夠使濾波器32的帶通區(qū)域特性降低至 接收信號Sr的頻率Π以下。即，能夠降低接收信號Sr的頻率Π與局發(fā)信號So的頻率 f2之間的頻率差的程度、即頻率(fl_f2)。其結(jié)果，作為濾波器32能夠使用頻率低于接收 信號Sr的頻率Π (此處，頻率Π不是單一的頻率，而是具有相當于濾波器32的帶通區(qū)域 的帶寬)的濾波電路(filter circuit)，與不使用擴展器31的情況相比，能夠降低濾波器 32的帶通區(qū)域。例如，能夠大幅度地降低所述濾波器32的帶通區(qū)域。舉一個例子說明，當 接收信號Sr的中心頻率Π為4GHz、局發(fā)信號So的頻率f2為2. 6GHz的情況下，濾波器32 的帶通區(qū)域的中心頻率可設(shè)為1.4GHz。此處，如上所述，擴展器31的振蕩器31a輸出正弦波的局發(fā)信號So，但不限于輸出 正弦波的局發(fā)信號So的電路，局發(fā)信號So也可以不是正弦波。在使用非正弦波波形的局 發(fā)信號So的情況下，在混頻器31b的輸出中還可得到接收信號Sr與這種局發(fā)信號So的高 次諧波成分(high frequency component)之間的頻率差的中間信號。如將這種局發(fā)信號 So的基本頻率設(shè)為f3，則對于接收信號的頻率fl以及局發(fā)信號So的基本頻率f3，例如， 如圖3(b)所示，除了(fl_f3)和(fl+f3)以外，從擴展器31還輸出(fl-2f3)、(f l_3f3)、 (fl-4f3)、(fl+2f3)、(fl+3f3)等中間信號。利用濾波器32選擇性地透過這些中間信號中 的期望頻率的中間信號，由此能夠與使用正弦波的局發(fā)信號So的情況相同地提取使接收 信號下變頻后的中間信號。例如，在使用帶通區(qū)域的中心頻率為(fl_f2)的濾波電路作為 濾波器32、利用濾波器32提取從擴展器1輸出的中間信號中的、頻率為(fl-2f3)的中間信 號的情況下，由于f3 = f2/2，因此與使用正弦波的局發(fā)信號So的情況相比能夠降低振蕩器 31的頻率。即，振蕩器31a的設(shè)計和制造變得更加容易。在當前的技術(shù)水平下，如果是2GHz以下，則能夠通過采用移動電話機或無線LAN 等中使用的高頻電路技術(shù)以及電子設(shè)備構(gòu)成濾波器32，因此與不使用擴展器31而構(gòu)成中 心頻率為4GHz以上的濾波器32的情況相比，濾波器32的設(shè)計變得容易。因此，在濾波 器32的前段設(shè)有擴展器31。并且，在擴展器31和濾波器32之間也可以有其他電路。例如，濾波器32可由500MHz以上的寬帶域(wide band)的帶通濾波器(band-pass filter) 與使特定的頻率帶(frequency band)衰減的陷波濾波器(notch filter)(帶阻濾波 器(bandeliminate filter))的組合作為一個整體而構(gòu)成。因此，將有源元件(active element)組合于諧振電路(resonance circuit)來構(gòu)成濾波器32。在該諧振電路中，使用微帶線路(microstrip line)和陶瓷濾波器(ceramic filter).在構(gòu)成中心頻率為4GHz以上的濾波器的情況下，需要使用分立元件(discrete element)作為有源元件，而在本實施方式中，濾波器32的帶通區(qū)域為2GHz以下，所以能夠 使用運算放大器(operational amplifier)那樣的集成電路作為有源元件。因此，能夠?qū)?現(xiàn)濾波器32的集成電路化，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化和成本降低。另外，濾波器32能夠通過從脈沖檢測器33輸出的帶域控制信號調(diào)節(jié)帶通濾波器 的中心頻率和帶寬以及陷波濾波器的中心頻率和帶寬。即，濾波器32的帶通區(qū)域可通過帶 域控制信號來調(diào)整。該調(diào)整可采用如下結(jié)構(gòu)，即在濾波器32中設(shè)置多個指定的諧振電路， 通過從脈沖檢測器33輸出的所述帶域控制信號從這些多個諧振電路中選擇任意其中之一 諧振電路，由此使帶通區(qū)域階段性地變化?；蛘?，也可以采用如下結(jié)構(gòu)，即在濾波器32的諧 振電路中設(shè)置例如變?nèi)荻O管(variable capacity diode)等可通過外部信號調(diào)節(jié)靜電容 量(capacitance)的電子設(shè)備，利用從脈沖檢測器33輸出的所述帶域控制信號作為所述外 部信號來調(diào)節(jié)所述靜電容量，由此使頻率連續(xù)地變化。如上所述，由脈沖檢測器33控制濾波器32的帶通區(qū)域，因此，通過調(diào)整濾波器32 的帶通區(qū)域以除去與干擾波、無用波相對應的中間信號Μ的頻率，據(jù)此能夠降低干擾波、 無用波的影響。為了去除干擾波、無用波，不僅通過調(diào)節(jié)帶通濾波器的中心頻率以及帶寬來 去除，而且還能通過調(diào)節(jié)陷波濾波器的中心頻率以及帶寬來去除干擾波、無用波。通過使用 帶域控制信號調(diào)節(jié)濾波器32的帶通區(qū)域，還能夠在脈沖檢測器33中，使與作為目標的超短 脈沖波相對應的中間信號的信號電平相對地增大。在接收裝置Rx中，如圖2 (c)所示，設(shè)定與在發(fā)送裝置Tx中設(shè)定的發(fā)送窗Wt相對 應的接收期間Wr。在發(fā)送裝置Tx中，在如上述那樣規(guī)定了發(fā)送窗Wt的信號的有無與比特 值之間的關(guān)系的情況下，當在該設(shè)定的接收期間Wr接收到超短脈沖波的無線信號時，從比 特判定部4輸出比特值1，當在該設(shè)定的接收期間^ 未接收到超短脈沖波的無線信號時，從 比特判定部4輸出比特值0。通過該動作，能夠在接收裝置Rx中提取從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的 數(shù)據(jù)。接收裝置Rx中的接收期間Wr只要是超短脈沖波的一個周期以上的時間幅度即 可。接收期間Wr的時間幅度越大則越容易受到其他信號的干擾，另一方面，接收期間Wr的 時間幅度越小則使接收裝置Tx的發(fā)送窗Wt與接收裝置Rx的接收期間Wt同步的處理越花 費時間。因此，較為理想的是，在接收裝置中設(shè)定的接收期間Wr的時間幅度被設(shè)定為發(fā)送 窗Wt的2至5倍左右。并且，脈沖檢測器33具有通過控制振蕩器31a輸出時間控制信號從而控制局發(fā) 信號So的輸出時間的功能。通過脈沖檢測器33控制振蕩器31a，使得例如圖2(d)所示那 樣，僅在接收期間Wr內(nèi)從振蕩器31a輸出局發(fā)信號So (將振蕩器31a控制為與接收期間fe 同步地動作)，由此如圖2(e)所示，在作為目標的超短脈沖波通過濾波器32而產(chǎn)生的中間 信號Sb中，按照指定的周期生成接收脈沖P。該接收脈沖P例如通過由具有平方律檢波器(square-law detector)或絕對值電路(absolute value circuit)等的檢波器對中間信號 Sb實施取出包絡線(envolope)的包絡檢波(envelope detection)而生成，接收脈沖P相 當于超短脈沖波的包絡線。如此，振蕩器31a通過脈沖檢測器33的時間控制信號不會始終 動作，據(jù)此降低了接收裝置Rx的功耗。另外，濾波器32的帶通區(qū)域被設(shè)定為使中間信號M通過而不讓干擾波和無用波 (以下稱為“干擾波等”)通過，并且，如上所述，振蕩器31a被控制為僅在接收期間聽內(nèi)輸 出局發(fā)信號So。據(jù)此，即使在非接收期間Wr的期間內(nèi)接收到超短脈沖波的頻率范圍內(nèi)的干 擾波等，擴展器31也不會將接收信號Sr的頻率Π轉(zhuǎn)換為濾波器32的帶通區(qū)域，因此擴展 器31的輸出未被進行向濾波器32的帶通區(qū)域的頻率轉(zhuǎn)換，從而擴展器31的輸出不能通過 濾波器32，能夠從濾波器32的輸出中去除干擾波等。另外，在接收期間Wr接收到干擾波等、 且干擾波等的頻率包含在作為目標的超短脈沖波的頻率范圍內(nèi)的情況下，無法區(qū)分干擾波 等與作為目標的超短脈沖波。但是，通過將濾波器32的帶通區(qū)域設(shè)定為可去除已確認存在 于接收裝置Rx的使用環(huán)境中的干擾波等的頻率成分，則能夠去除這種干擾波等。并且，脈沖檢測器33具有向濾波器32輸出時間控制信號來控制濾波器32的動作 期間的功能。通過脈沖檢測器33將濾波器32控制為使其僅在接收期間Wr輸出對中間信 號M進行濾波處理后的中間信號Sb (將濾波器32控制為與接收期間Wr同步地動作)，因 此濾波器32不會始終動作，據(jù)此可降低接收裝置Rx的功耗。脈沖檢測器33具有在與接收期間Wr同步的積分期間內(nèi)對濾波器32輸出的中間 信號Sb進行積分的積分部33a ；以及比較積分值與預先設(shè)定的指定的閾值進行2值判定， 并輸出判定結(jié)果的2值判定部33b，通過進行從濾波器32輸出的中間信號Sb中包含的脈 沖P的識別和位置識別(到來時刻識別)，提取作為目標的脈沖(以下將作為目標的超短脈 沖波與干擾波等區(qū)分的情況下，稱為“目的波”)，將該提取的脈沖作為脈沖檢測信號&輸 出至比特判定部4。另外，積分部33a和2值判定部33b (或者是積分部33a和2值判定部 33b中的至少任意其中之一)僅在接收期間Wr動作，據(jù)此可降低接收裝置Rx的功耗。如上所述，在本實施方式中，脈沖檢測器33具有分別向振蕩器31a和濾波器32提 供時間控制信號來控制其動作期間的功能，振蕩器31a和濾波器32與接收期間Wr(即，接 收信號Sr中包含的短脈沖的產(chǎn)生時機)同步地進行間歇動作。并且，在本實施方式中，脈沖 檢測器33的積分部33a和2值判定部3 也與接收期間Wr同步地進行間歇動作。因此， 在接收期間Wr，接收裝置Rx的功耗得到抑制，可降低接收裝置Rx的功耗。另外，在上述實施方式中，如上所述，脈沖檢測器33除了向擴展器31輸出增益控 制信號、向濾波器32輸出帶域控制信號、向振蕩器31a和濾波器32輸出時間控制信號之 外，也還可以具有通過控制擴展器31決定接收期間Wr來輸出期間控制信號的功能以及通 過向振蕩器31a輸出頻率控制信號來調(diào)節(jié)局發(fā)信號So的頻率f2的功能。以下說明該振蕩 器31a的頻率控制。圖4是表示圖1所示的接收裝置的振蕩器的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是用于說明由圖4所 示的振蕩器生成的局發(fā)信號的圖。圖6是表示圖4所示的振蕩器中的延遲線電路(delay line circuit)的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖7是用于說明由圖6所示的延遲線電路生成的時鐘信 號的延遲的圖。在圖4中，帶有頻率控制功能的振蕩器31a包括多個雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(toggleflip-flops) 1010 至 101η、多個 XOR 元件 1021 至 102η、多個 AND 元件 1031 至 103η、多個延 遲線電路1041至104η、脈沖選擇電路105以及延遲線電路106。圖4中示出了五個雙穩(wěn)態(tài) 多諧振蕩器1010至1014、四個M)R元件1021至1024、四個AND元件1031至1034、四個延 遲線電路1041至1044以及脈沖選擇電路105。如后所述，在非相干通信中，接收裝置Rx使接收期間Wr與發(fā)送裝置Tx的發(fā)送窗 Wt同步，進行UWB通信方式的通信，延遲線電路106是為了調(diào)整接收期間Wr的開始時間而 使時鐘信號延遲，并使時鐘信號的上升時機(rise timing)延遲的電路。時鐘信號CLK從未圖示的時鐘生成器(clock generator)經(jīng)由延遲線電路106被 輸入到雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器1010，雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器1010將根據(jù)時鐘信號CLK而生成的時鐘 信號CLKO輸出至XOR元件1021。時鐘信號CLK從未圖示的所述時鐘生成器經(jīng)由延遲線電路106和延遲線電路1041 被輸入到雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器1011，雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器1011將根據(jù)該延遲線電路1041的輸 出而生成的時鐘信號CLKl分別輸出至XOR元件1021、AND元件1031以及XOR元件1022。 時鐘信號CLKO和時鐘信號CLKl被輸入至XOR元件1021，XOR元件1021將時鐘信號CLKO 與時鐘信號CLKl的“異或(exclusive OR) ”輸出至AND元件1031。時鐘信號CLKl和XOR 元件1021的輸出被輸入至AND元件1031，AND元件1031將時鐘信號CLKl與XOR元件1021 的輸出的“與(AND) ”作為信號Sl輸出至脈沖選擇電路105。時鐘信號CLK從未圖示的所述時鐘生成器經(jīng)由延遲線電路106、延遲線電路1041 和延遲線電路1042被輸入至雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器1012，雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器1012將根據(jù)該延 遲線電路1042的輸出而生成的時鐘信號CLK2分別輸出至XOR元件1022、AND元件1032以 及XOR元件1023。時鐘信號CLKl和時鐘信號CLK2被輸入至XOR元件1022，XOR元件1022 將時鐘信號CLKl與時鐘信號CLK2的“異或”輸出至AND元件1032。時鐘信號CLK2和XOR 元件1022的輸出被輸入至AND元件1032，AND元件1032將時鐘信號CLK2與XOR元件1022 的輸出的“與”作為信號S2輸出至脈沖選擇電路105。時鐘信號CLK從未圖示的所述時鐘生成器經(jīng)由延遲線電路106、延遲線電路1041、 延遲線電路1042和延遲線電路1043被輸入至雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器1013，雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器 1013將根據(jù)該延遲線電路1043的輸出而生成的時鐘信號CLK3分別輸出至XOR元件1023、 AND元件1033以及M)R元件ΙΟΜ。時鐘信號CLK2和時鐘信號CLK3被輸入至M)R元件1023， XOR元件1023將時鐘信號CLK2與時鐘信號CLK3的“異或”輸出至AND元件1033。時鐘信 號CLK3和XOR元件1023的輸出被輸入至AND元件1033，AND元件1033將時鐘信號CLK3 與XOR元件1023的輸出的“與”作為信號S3輸出至脈沖選擇電路105。并且，時鐘信號CLK從未圖示的所述時鐘生成器經(jīng)由延遲線電路106、延遲線電路 1041、延遲線電路1042、延遲線電路1043和延遲線電路1044被輸入至雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器 1014，雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器1014將根據(jù)該延遲線電路1044的輸出而生成的時鐘信號CLK4分 別輸出至XOR元件1024、AND元件10；34以及未圖示的XOR元件1025。時鐘信號CLK3和 時鐘信號CLK4被輸入至XOR元件1024，XOR元件10 將時鐘信號CLK3與時鐘信號CLK4 的“異或”輸出至AND元件10；34。時鐘信號CLK4和XOR元件10 的輸出被輸入AND元件 1034，AND元件1034將時鐘信號CLK4與XOR元件10 的輸出的“與”作為信號S4輸出至 脈沖選擇電路105。
如上所述，在振蕩器31a中，時鐘信號CLK從未圖示的所述時鐘生成器依次經(jīng)由 延遲線電路106和延遲線電路1041至延遲線電路l(Mn-l被輸入雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器101η， 雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器IOln將根據(jù)該延遲線電路10如-1的輸出而生成的時鐘信號CLKn分別 輸出至XOR元件102n、AND元件103η以及XOR元件102η+1。時鐘信號CLKn-I和時鐘信號 CLKn被輸入XOR元件102n，XOR元件102η將時鐘信號CLKn-I與時鐘信號CLKn的“異或” 輸出至AND元件103η。時鐘信號CLKn和XOR元件102η的輸出被輸入至AND元件103n，AND 元件103η將時鐘信號CLKn與XOR元件102η的輸出的“與”作為信號Sn輸出至脈沖選擇 電路105。即，在振蕩器31a，多個由雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器101、X0R元件102、AND元件103和延 遲線電路104構(gòu)成并生成信號S的信號生成電路100級聯(lián)地被連接(cascade-connected)。 在信號生成電路IOOk中，前段的信號生成電路IOOk-I中的延遲線電路IOlk-I的輸出被輸 入至該段的信號生成電路IOOk中的延遲線電路101k。延遲線電路IOlk的輸出分別被輸入 至雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器IOlk以及下段的信號生成電路100k+l中的延遲線電路104k+l。雙穩(wěn) 態(tài)多諧振蕩器IOlk根據(jù)延遲線電路IOlk的輸出生成時鐘信號CLKk，將該時鐘信號CLKk分 別輸出至XOR元件102k和下段的信號生成電路101k+l中的XOR元件102k。XOR元件102k 將前段的信號生成電路IOlk-I中的雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器IOlk-I的輸出(前段的信號生成電 路IOlk-I中的時鐘信號CLKk-I)和雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器IOlk的輸出(該段的信號生成電路 IOlk中的時鐘信號CLKk)的“異或”輸出至AND元件103k。AND元件103k將雙穩(wěn)態(tài)多諧振 蕩器IOlk的輸出與XOR元件10 的輸出的“與”作為信號Sk，輸出至脈沖選擇電路105。 另外，在第一段的信號生成電路1001，時鐘信號CLK從未圖示的時鐘生成器經(jīng)由延遲線電 路106被輸入至延遲線電路1041，并且，在雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器1010根據(jù)由所述時鐘生成器 生成、且由延遲線電路106延遲后的時鐘信號CLK，生成時鐘信號CLK0，該時鐘信號CLKO被 輸入至XOR元件1021。另外，預置(preset)信號和預置被適宜地輸入至各雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器1010至 101η。脈沖選擇電路105根據(jù)從脈沖檢測器33輸出的頻率控制信號，組合信號Sl至信 號Sn的各個波形，生成所期望的波形(或頻率)的局發(fā)信號So。圖5中從上至下依次示出 時鐘信號CLKO至時鐘信號CLK4、信號Sl至信號S4以及局發(fā)信號Sol、So2。另外，圖5所 示的時鐘信號CLKO是經(jīng)過了延遲線電路106的信號。局發(fā)信號Sol、So2是由圖4所示的 振蕩器31a生成的局發(fā)信號So的一個生成例。另外，在時鐘信號CLKO至時鐘信號CLKn之 間，通過延遲線電路1041至延遲線電路10 產(chǎn)生延遲時間τ。即，各個延遲線電路1041 至10 的延遲時間是時間τ，時鐘信號CLKn相對于前段的時鐘信號CLKn-I是延遲時鐘 信號，時鐘信號CLKn相對于前段的時鐘信號CLKn-I延遲了延遲時間τ。在圖4所示的振 蕩器31a中，如圖5所示，信號Sl至信號Sn是脈沖寬度為延遲時間τ、且依次偏移延遲時 間τ的脈沖。因此，例如，將信號Sl至信號Sn每隔兩個地使用兩個，從而生成脈沖寬度為 2Χ τ、周期為4Χ τ的脈沖狀的局發(fā)信號Sol，另外，例如信號Sl至信號Sn每隔一個地使 用一個，從而生成脈沖寬度為τ、周期為2Χτ的脈沖狀的局發(fā)信號So2。例如，如圖6所示，延遲線電路104(1041至104η)具有兩個反相(向)元件 (inverter element) INVUINV2和一個或多個由電容C和開關(guān)SW構(gòu)成的串聯(lián)電路，其中一個反相元件INVl的輸出與另一個反相元件INV2的輸入連接，在反相元件INVl的輸出與接 地電平(ground level)之間連接了一個或多個所述串聯(lián)電路。在圖6所示的例子中，連接 有四個串聯(lián)電路(電容Cl至C4、開關(guān)SWl至SW4)。各個串聯(lián)電路的開關(guān)SWl至SW4通過 從脈沖檢測器33輸出的頻率控制信號被進行接通/斷開控制。與反相元件INVl的輸出 連接的靜電容量(capacitance)根據(jù)開關(guān)SWl至開關(guān)SW4的接通/斷開控制而發(fā)生變化， 例如，如圖7(a)至(d)所示，在被輸入到延遲線電路104的時鐘信號CLKll與從延遲線電 路104輸出的時鐘信號CLK12之間，產(chǎn)生所述靜電容量引起的延遲時間τ (參照圖5)。另 外，在圖6和圖7所示的例子中，各電容Cl至C4的各個靜電容量為C、2C、4C、8C，以便得到0、C、2C、3C........15C的靜電容量。例如，對于圖7(a)所示的時鐘信號CLK11，在僅有開關(guān)SWl為接通狀態(tài)的情況下，從延遲線電路104輸出的時鐘信號CLK12是相對于時鐘信號 CLKll產(chǎn)生了圖7(b)所示的延遲時間τ 1的時鐘信號CLK121，另外，例如，在僅有開關(guān)SW2 為接通狀態(tài)的情況下，從延遲線電路104輸出的時鐘信號CLK12是相對于時鐘信號CLKll 產(chǎn)生了圖7(c)所示的延遲時間τ2( = 2Χ τ )的時鐘信號CLK122，另外，例如，在僅有開 關(guān)SW3為接通狀態(tài)的情況下，從延遲線電路104輸出的時鐘信號CLK12是相對于時鐘信號 CLKll產(chǎn)生了圖7(d)所示的延遲時間τ 3( = 4Χ τ 1)的時鐘信號CLK123。如上所述，脈沖選擇電路105根據(jù)從脈沖檢測器33輸出的頻率控制信號組合信號 Sl至信號Sn的各波形，并且局發(fā)信號So的波形和頻率f2通過控制延遲線電路104的延遲 時間τ而任意地被控制。另外，如圖4所示，振蕩器31a由相對簡單的電路構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn) 低功耗。另外，還能根據(jù)發(fā)送信號的頻率來調(diào)整局發(fā)信號So的頻率，因此能夠應對多個頻 率不同的發(fā)送信號。另外，在上述實施方式中，振蕩器31a也可以使用PLL (Phase-Looked Loop，鎖相 環(huán))電路來構(gòu)成。圖8是表示能夠在圖1所示的接收裝置的振蕩器中使用的PLL電路的結(jié) 構(gòu)的框圖。一般而言，如圖8所示，PLL電路具有相位比較器(phase comparator) 111、電 荷泵(charge pump) 112、環(huán)路濾波器(loop filter) 113 與壓控振蕩器(voltage control oscillator) 114的串聯(lián)電路、以及設(shè)置在從壓控振蕩器114的輸出到相位比較器111的反 饋路徑(feedback path)上的分頻器(frequency divider) 115。并且，在用于振蕩器31a的 情況下，將壓控振蕩器114的輸出作為局發(fā)信號So,由PLL電路的至少一部分構(gòu)成延遲線電 路104，由此在振蕩器31a中能夠使用普通的PLL電路，在成本方面較為有利。另外，除PLL 電路以外，還可使用DLL (Delay-Looked Loop，延遲鎖定環(huán))電路、FLL (Frequency-Looked Loop，鎖頻環(huán))電路來構(gòu)成振蕩器31a。如上所述，從振蕩器31a輸出的局發(fā)信號So的頻率f2是可調(diào)節(jié)的，因此能夠調(diào)節(jié) 局發(fā)信號So的頻率f2，以使干擾波等的中間信號處于濾波器32的帶通區(qū)域外，通過這種調(diào) 節(jié)，能夠使去除干擾波等的可能性提高。即，能夠降低干擾波等的影響。另外，在脈沖檢測 器33中，也能夠?qū)⒕职l(fā)信號So的頻率f2調(diào)節(jié)為使與目的波相對應的中間信號的信號電平 增大。并且，較為理想的是，聯(lián)動地控制輸出到振蕩器31a的頻率控制信號與輸出到上述的 濾波器32的帶域控制信號。特別是有必要讓使用于去除干擾波等的陷波濾波器的中心頻 率與關(guān)于干擾波的中間信號一致，因此，較為理想的是，使頻率控制信號與帶域控制信號聯(lián) 動。在此，由上述說明可知，在本實施方式的脈沖提取部3中，為了從目的波中分離干擾波等，同時使用了結(jié)合目的波來設(shè)定接收期間Wr的技術(shù)、從目的波中分離存在干擾波等 的頻率帶域的技術(shù)以及根據(jù)干擾波等與目的波之間的信號電平的電平差來分離干擾波等 的技術(shù)。即，在脈沖提取部3中，通過限制從接收信號Sr中提取目的波的時間來降低接收 裝置Rx的功耗，并且去除在與目的波不同的時刻產(chǎn)生的干擾波等，還利用頻率成分的差異 和信號電平的電平差來去除在與目的波大致相同的時刻產(chǎn)生的干擾波等。在脈沖提取部3中，物理地去除干擾波等，但未必完全去除干擾波等。為此，由比 特判定部4對脈沖提取部3的輸出進行邏輯判斷，當脈沖提取部3提取的比特值不正確的 情況下，丟棄該數(shù)據(jù)。關(guān)于比特值的正確與否，通過在從發(fā)送裝置Tx傳輸無線信號時在數(shù) 據(jù)前插入比特同步脈沖串SB(參照圖9)，并在接收裝置Rx(比特判定部4)中對照比特同步 脈沖串SB，從而進行確認即可。另外，在比特判定部4，也能通過利用所謂的校驗和(check sum)那樣的碼元差錯(code error)檢測技術(shù)來確認比特值的正確與否。在丟棄數(shù)據(jù)的情 況下，進行重發(fā)請求等公知的通信處理。由上述說明可知，接收裝置Rx需要使接收期間Wr與發(fā)送裝置Tx的發(fā)送窗Wt同 步，此處，更具體地說明在脈沖檢測器33中決定接收期間Wr的開始時間的功能。圖9(a) 和(b)是表示UWB通信方式的無線信號中的幀結(jié)構(gòu)的圖。接收期間fe例如是以發(fā)送裝置Tx產(chǎn)生目的波的時間與接收裝置Rx從振蕩器31a 產(chǎn)生局發(fā)信號So的時間一致的方式來決定的。這兩個時間一致的狀態(tài)相當于在UWB通信方 式的通信信號的收發(fā)中，發(fā)送裝置T1X與接收裝置Rx同步地動作。為了使發(fā)送裝置Tx與接 收裝置Rx同步，例如，如圖9(a)所示，從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的無線信號的一幀中包含同步用 脈沖串SY。另外，如上所述，在幀中也包含在比特判定部4使用的比特同步脈沖串SB。并 且，在該幀中，在這些同步用脈沖串SY和比特同步脈沖串SB之后包含數(shù)據(jù)脈沖串DT。另一 方面，接收裝置RX的脈沖檢測器33使用圖9(b)所示的同步用脈沖串SY設(shè)定接收期間Wr 的時間，以便與發(fā)送裝置Tx同步。如圖9(b)所示，在該同步用脈沖串SY中，與數(shù)據(jù)脈沖串DT相同地使用超短脈沖 波。另外，如上所述，在數(shù)據(jù)脈沖串DT中，利用發(fā)送窗Wt中的超短脈沖波的串有無來表示 比特值。另一方面，在同步用脈沖串SY中，按照一定周期產(chǎn)生超短脈沖波，以使超短脈沖波 的串存在于所有的發(fā)送窗Wt中。在產(chǎn)生同步用脈沖串SY的期間，脈沖檢測器33在檢索接收期間聽的開始時間的 檢索模式下動作。在該檢索模式下，設(shè)定接收期間Wr的時間間隔變化，檢測出同步用脈沖 串SY的接收時機。該時間間隔被設(shè)定為比生成發(fā)送窗Wt的時間間隔短。例如，通過每次 改變設(shè)定接收期間Wr的時間間隔，適當設(shè)定同步用脈沖串SY的個數(shù)和接收期間Wr的時間 間隔，由此在接收同步用接收脈沖串SY的期間內(nèi)的任意其中之一接收期間Wr中，進行同步 用脈沖串SY中包含的超短脈沖波的頻率轉(zhuǎn)換，從濾波器32得到與該超短脈沖波相對應的 中間信號Sb。脈沖檢測器33將從該濾波器32輸出的中間信號Sb(參照圖2(e))的積分值 與指定閾值進行比較，將信號電平未達到所述指定閾值的中間信號作為干擾波等排除。另外，在除了發(fā)送裝置Tx以外，還存在發(fā)送無線信號的系統(tǒng)(裝置)的情況下，脈 沖檢測器33還可以具有從積分值未達到所述指定閾值的中間信號檢測出由該系統(tǒng)產(chǎn)生的 干擾波等，并輸出干擾波檢測信號的干擾波檢測部，由此能夠識別作為目標的超短脈沖波 與干擾波等。
當在產(chǎn)生同步用脈沖串SY的期間內(nèi)的任意其中之一接收期間^ 中檢測到同步用 脈沖串SY中包含的超短脈沖波時，脈沖檢測器33從檢索模式轉(zhuǎn)移到用于取得數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 模式，將該接收期間Wr之后的接收期間fe的時間間隔切換為與在發(fā)送裝置Tx中生成發(fā)送 窗Wt的時間間隔大致一致的時間間隔。通過該動作，能夠使發(fā)送裝置Tx與接收裝置Rx同 步。在數(shù)據(jù)模式下，脈沖檢測器33將每個接收期間Wr的積分值與閾值進行比較，將積分值 與閾值的大小關(guān)系作為脈沖檢測信號&輸出。例如，當積分值為閾值以上的情況下輸出由 與比特值1相對應的信號構(gòu)成的脈沖檢測信號Sc，當積分值小于所述閾值的情況下輸出由 與比特值0相對應的信號構(gòu)成的脈沖檢測信號&。如上所述，脈沖檢測器33通過檢索模式進行與接收期間Wr —致的脈沖的位置識 別，即，識別發(fā)送裝置Tx生成發(fā)送窗Wt的時刻，在數(shù)據(jù)模式下識別該位置中的脈沖的有無。 另外，所述位置是時間軸上的位置(時間位置)。如上所述，脈沖檢測器33通常在使接收期間Wr的時間間隔變化的檢索模式下動 作，當在檢索模式下的任意其中之一接收期間Wr中檢測到超短脈沖波時，從發(fā)送裝置Tx發(fā) 送的無線信號的一幀結(jié)束為止，在使接收期間Wr與生成發(fā)送窗Wt的時間間隔一致的數(shù)據(jù) 模式下動作。無線信號的一幀的結(jié)束例如通過檢測表示幀結(jié)束的時序(sequence)并從比 特判定部4通知幀的結(jié)束來加以判斷?；蛘?，例如，該結(jié)束根據(jù)不生成脈沖檢測信號&的狀 態(tài)達到指定的規(guī)定時間來加以判斷。由于檢索模式和數(shù)據(jù)模式的接收期間Wr不同，因此， 通過向擴展器31提供時間控制信號，來控制振蕩器31a中的驅(qū)動期間(振蕩期間、接收期 間Wr)的時間以及所述驅(qū)動期間的時間幅度中的至少其中之一。并且，比特判定部4在檢索模式下在檢測出超短脈沖波之前停止動作，從檢測到 超短脈沖波之后起直至無線信號的一幀結(jié)束為止進行判定動作，之后再次停止其動作。如 此，比特判定部4僅在必要的情況下動作，因此，能夠降低接收裝置Rx的功耗。另外，發(fā)送裝置Tx和接收裝置Rx至少具有計測時間間隔的未圖示的計時單元，二 者的計時單元具有在傳輸一幀所需的時間內(nèi)可忽略誤差的精度。另外，在非相干方式的UWB 通信方式中，在脈沖檢測器33只要能夠提取目的波即可，無需使用通過濾波器32后的所有 中間信號Sb，因此，不對中間信號Sb的頻率要求較高的穩(wěn)定性。因此，也不對從振蕩器31a 輸出的局發(fā)信號So的頻率f2要求較高的穩(wěn)定性，由此也使設(shè)計變得容易。接下來說明另一實施方式。(第2實施方式)圖10是表示第2實施方式的接收裝置的物體檢測動作的圖。圖11是用于說明考 慮了第2實施方式的接收裝置的多徑的情況下的物體檢測動作的圖。圖Il(A)是用于說明 基于多徑的物體檢測的圖，圖Il(B)是用于說明接收裝置Rx的掃描方法的圖。第2實施方式的接收裝置Rx是如下裝置，即UWB方式的發(fā)送信號為按照一定的時 間間隔排列的短脈沖波，來代替以非相干方式傳輸數(shù)據(jù)的通信信號，通過接收從發(fā)送所述 發(fā)送信號的發(fā)送裝置Tx發(fā)送的無線信號(短脈沖波)碰到物體而反射的反射波，檢測出基 于發(fā)送波與接收波之間的時間差的距所述物體的距離以及基于接收波的時間上的強度變 動的所述物體的運動。此種第2實施方式的接收裝置Rx具有與第1實施方式的接收裝置 Rx大致相同的硬件結(jié)構(gòu)，其動作在以下方面有所不同。即，在發(fā)送裝置Tx按照所述一定的時間間隔(短脈沖波發(fā)送間隔)發(fā)送短脈沖波的情況下，如圖10所示，第2實施方式的接收裝置Rx，通過以指定的時間間隔依次錯開接 收期間Wr (積分部33a的積分開始時刻)掃描接收期間Wr，并將通過該掃描而得到的各接 收期間Wr的積分部33a的各積分值與指定的閾值(物體檢測閾值)進行比較，基于與積分 部33a的積分值為所述指定的閾值(物體檢測閾值)以上的接收期間Wr相對應的短脈沖 波的自發(fā)射時刻起的經(jīng)過時間計算出距物體的距離。例如，如圖10所示，在將短脈沖波的 發(fā)射時刻設(shè)為時刻0的情況下，當時刻t2的接收期間Wr的積分部33a的積分值達到所述 指定的閾值以上時，如果設(shè)光速為C，則距物體的距離L可利用L = C · t/2來計算。另外，第2實施方式的接收裝置Rx也可通過脈沖檢測器33在某一個接收期間Wr 多次測量積分部33a的積分值，基于每次測量的各積分值的方差值(variance value)，檢 測出所述物體的運動的有無。即，第2實施方式的接收裝置Rx還具有從所述中間信號識別 出作為目標的脈沖和到來時刻，并輸出脈沖檢測信號的脈沖檢測器33 ；以及根據(jù)從脈沖檢 測器33輸出的脈沖檢測信號，檢測出所述物體的運動的有無的未圖示的物體運動檢測部， 脈沖檢測器33在識別出作為目標的脈沖的到來時刻，多次接收來自物體的反射波，將其接 收強度作為所述脈沖檢測信號輸出，所述物體運動檢測部根據(jù)通過多次接收該反射波而得 到的各接收強度的方差值，檢測所述物體的運動的有無。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，能夠以更高 的精度檢測出物體的運動的有無。 一般而言，在對象物體完全靜止的情況下，由于從發(fā)送裝置Tx發(fā)射的短脈沖波始 終以大致相同的方式碰到所述物體和附近的靜止物體，用接收裝置Rx接收的反射波的接 收強度大致一定，因此某一個接收期間Wr的積分部33a的各積分值的方差值相對變小。在 本實施方式的情況下，檢測反射波的功率強度(power intensity)的方差(dispersion)， 該方差是由于同時接收鄰近的靜止物體的反射波以及運動的物體的具體各部位的各個反 射波而得到的合成波的振幅強度變動引起的。因此，即使是微小的運動，只要在存在運動的 物體的情況下，從發(fā)送裝置Tx發(fā)射的短脈沖波碰到所述運動物體的各具體部位的方式便 時時刻刻發(fā)生變化，因此所述接收合成波強度發(fā)生抖動，所述某一個接收期間Wr的積分部 33a的各積分值的方差值相對變大。因此，第2實施方式的接收裝置Rx可采取如下手段等， 即通過利用物體檢測閾值的上述動作首先預備性地檢測物體，進而，在檢測到該物體的接 收期間Wr，多次測量積分部33a的積分值，將每次測量的各積分值的方差值與指定閾值(物 體運動檢測閾值)進行比較，當該比較的結(jié)果是所述方差值為所述指定閾值(物體運動檢 測閾值)以上的情況下，判斷使用該物體檢測閾值檢測出的物體是正在運動的物體。另外，在上述說明中，為了集中(at once)進行物體的檢測和物體運動的檢測，接 收裝置Rx也可以采用在各接收期間Wr多次(N次)測量積分部33a的積分值的結(jié)構(gòu)。另 夕卜，雖然也取決于從發(fā)送裝置Tx發(fā)射的短脈沖波的發(fā)射強度、距物體的距離、物體的反射 特性等，但是，通常來自物體的反射波的強度較小。因此，為了得到積分部33a中的一個積 分值，接收裝置Rx也可以在發(fā)送裝置Tx發(fā)送K次短脈沖波的期間內(nèi)，用積分部33a在一個 接收期間Wr進行K次積分，以此測量積分部33a的積分值。因此，在進行所述N次的測量 和該K次的積分的情況下，發(fā)送裝置Tx將進行NXK次的短脈沖波的發(fā)送。如上所述，第2實施方式的發(fā)送裝置Tx和接收裝置Rx構(gòu)成了以動態(tài)方式檢測距 物體的距離和物體運動的物體檢測系統(tǒng)。另外，在這樣的以非相干的方式檢測物體的系統(tǒng)中，根據(jù)來自物體的反射波的強度進行檢測，因此接收裝置Rx很難區(qū)分通過直接接收反射波而得到的積分部33a的積分值 和通過多徑接收反射波而得到的積分部33a的積分值。即，接收裝置Rx很難區(qū)分從發(fā)送裝 置Tx發(fā)射的短脈沖波直接碰到物體并由物體反射，由接收裝置Rx直接接收其反射波而得 到的積分部33a的積分值，和在由接收裝置Rx接收到由從發(fā)送裝置Tx發(fā)射的短脈沖波引 起的物體的反射波的期間內(nèi)，通過碰到一個或多個其他物體進行一次或多次再反射而得到 的積分部33a的積分值。因此，在上述的物體檢測動作中，如圖Il(A)所示，根據(jù)通過直接 接收而得到的積分部33a的積分值檢測出的物體(已檢測出)通過多徑(multipaths)而 被再次檢測為重影(ghost)。因此，如圖Il(B)中(1)、(2)、(3)、(4).......所示，第2實施方式的接收裝置Rx
可朝遠離接收裝置Rx的 方向依次、即從接近接收裝置Rx的區(qū)域向遠離接收裝置Rx的區(qū)域 依次進行物體的檢測，在最初檢測到物體的情況下，測量與物體的距離和物體的運動。或
者，如圖Il(B)中.......(4)、(3)、(2)、(1)所示，第2實施方式的接收裝置Rx也可以朝
接近接收裝置Rx的方向依次、即從遠離接收裝置Rx的區(qū)域向接近接收裝置Rx的區(qū)域依次 進行物體的檢測，在最初檢測到物體的情況下，測量與物體的距離和物體的運動。根據(jù)如上 所述的結(jié)構(gòu)，接收裝置Rx能夠降低多徑的影響，以更高的精度測量與物體的距離和物體的 運動。特別是由于在屋內(nèi)存在較多的反射體，因此，將這種多徑考慮在內(nèi)的物體檢測動作是 有用的。通過以上述方式進行動作，第2實施方式O接收裝置Rx能夠檢測出基于發(fā)送波與 接收波之間的時間差的距物體的距離、基于接收波的時間上的強度變動的所述物體運動。接下來說明另一實施方式。(第3實施方式)圖12是表示第3實施方式的接收裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖13是用于說明圖12所 示的接收裝置的各部分的信號波形的圖。第3實施方式的接收裝置Rx是如下裝置，即UWB方式的發(fā)送信號為按照一定的時 間間隔排列的短脈沖波，來代替以非相干的方式傳輸數(shù)據(jù)的通信信號，通過接收從發(fā)送所 述發(fā)送信號的發(fā)送裝置Tx發(fā)送的無線信號(短脈沖波)碰到物體而反射的反射波，檢測出 基于發(fā)送波與接收波之間的時間差的距所述物體的距離以及基于接收波的時間上的強度 變動的所述物體的運動，例如具有圖12所示的結(jié)構(gòu)。即，與圖1所示的第1實施方式的接 收裝置Rx相比，圖12所示的第3實施方式的接收裝置Rx的不同之處在于，脈沖檢測器33 除了積分部33a以外還具有積分部33c。另外，對與第1實施方式相同的結(jié)構(gòu)標注相同標 號，并省略其說明。第3實施方式的接收裝置Rx也可以是與發(fā)送裝置Tx —體的結(jié)構(gòu)。第3實施方式的脈沖檢測器33具有兩個積分部33a、33c。這些積分部33a、33c在 相互不同的時間，分別被設(shè)定了例如圖13(d)和(e)所示的積分期間Wgl、Wg2，分別在積分 期間Wgl、Wg2對濾波器32輸出的中間信號Sb進行積分。然后，在兩個積分期間Wgl、Wg2分 別進行積分而得到的各積分值中的至少其中之一達到閾值以上的范圍內(nèi)，改變積分部33a、 33c的各積分期間Wgl、Wg2的時間(參照圖13(e)的箭頭)以使兩個積分值相等，將兩個 積分期間Wgl、Wg2的合成期間的中心設(shè)為接收期間Wr的中心，據(jù)此實現(xiàn)接收期間Wr與圖 13(c)所示的接收脈沖P(作為目標的超短脈沖波)之間的同步。另外，圖13(a)是通過接 收從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的無線信號而得到的接收信號Sr的波形，圖13(b)是振蕩器31a輸出的局發(fā)信號So。局發(fā)信號So僅在接收期間Wr被輸出。如上所述，通過使用兩個積分部33a、33c來實現(xiàn)接收期間Wr與接收脈沖P之間的 同步，因此，能夠高精度地檢測出與正在移動的物體之間的距離、所述物體的移動。另外， 即使在發(fā)送裝置Tx的基準頻率與接收裝置Rx的基準頻率之間產(chǎn)生了誤差的情況下，也能 實現(xiàn)接收期間Wr與接收脈沖P之間的同步。另外，一般而言，用于生成基準頻率的晶體振 子(crystal oscillator)的頻率偏差為士 IOppm( = 10 X I(Te)左右，例如，在基準頻率為 20MHz的情況下，頻率偏差為20士0. 0002MHz左右。另外，如上所述，通過使用兩個積分部33a、33c，比較積分期間Wgl的積分部33a的 積分值與積分期間Wg2的積分部33c的積分值的大小，也能夠檢測出與物體之間的距離的 遠近或所述物體的移動方向，能夠以更高的精度檢測出與物體之間的距離和所述物體的移 動。例如，在短脈沖波的發(fā)送間隔和接收期間Wr為一定、且在積分部33a開始積分之后開始 進行積分部33c的積分的情況下，當某個時刻的積分期間Wgl的積分部33a的積分值大于 積分期間Wg2的積分部33c的積分值時，可判斷為與根據(jù)積分期間Wg2的接收期間Wr而計 算出的與物體之間的距離相比，實際的物體的距離更接近接收裝置Rx，另一方面，相反地， 當某個時刻的積分期間Wgl的積分部33a的積分值小于積分期間Wg2的積分部33c的積分 值時，可判斷為與根據(jù)積分期間Wgl的接收期間Wr而計 算出的與物體之間的距離相比，實 際的物體的距離更遠離接收裝置Rx。另外，通過經(jīng)時地進行所述大小的比較，能夠檢測出所 述物體的檢測方向。例如，在短脈沖波的發(fā)送間隔和接收期間Wr為一定、且在積分部33a 開始積分之后開始進行積分部33c的積分的情況下，當某個時刻的積分期間Wgl的積分部 33a的積分值大于積分期間Wg2的積分部33c的積分值、且從所述某個時刻起經(jīng)過了指定時 間后的其他時刻的積分期間Wgl的積分部33a的積分值小于積分期間Wg2的積分部33c的 積分值時，可判斷為檢測出的物體正在向遠離接收裝置Rx的方向移動。另一方面，在與上 述情況相反的情況下，可判斷為檢測出的物體正在向接近接收裝置Rx的方向移動。如此， 接收裝置Rx具有兩個積分部33a、33c，對于某一個接收期間Wr通過使各積分部33a、33c的 積分開始時間相互錯開，從而能夠檢測出與物體的距離遠近和移動的物體的移動方向。另外，在上述第3實施方式中，也可以采用如下結(jié)構(gòu)，即接收裝置Rx具備多個脈沖 檢測器33，并且將各脈沖檢測器33的各積分部33a的積分開始時間設(shè)定為相互錯開預先設(shè) 定的指定時間。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，比較各積分部33a的各積分值的大小，可檢索出提供最大積分 值的積分部33，通過使用該提供最大積分值的積分部33的積分開始時間，能夠以更高的精 度檢測出接收信號的峰值時刻，從而能夠以更高精度檢測出距所述物體的距離等。另外，在上述第2和第3實施方式中，接收裝置Rx也可以與發(fā)送裝置Tx構(gòu)成為一 體。即，接收裝置Rx還具有將發(fā)送信號發(fā)送的發(fā)送部，擴展器31的振蕩器31a向混頻器 31b輸出局發(fā)信號So，并且向所述發(fā)送部輸出與所述發(fā)送信號相對應的頻率的信號。根據(jù) 如上所述的結(jié)構(gòu)，在發(fā)送時和接收時共用振蕩器31a，從而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化和成本降低。尤 其，即使在所述發(fā)送部的發(fā)送信號的頻率與局發(fā)信號So的頻率不同的情況下，也能夠使用 上述的頻率可變的振蕩器31a，可充分有效地利用這種振蕩器31a的性能。另外，在上述的第2和第3實施方式中，這種檢測距物體的距離等的接收裝置Rx 也可以采用如下結(jié)構(gòu)，即天線1是相互間隔指定距離的多個天線，所述接收裝置還具有切 換所述多個天線1的輸出并依次將其輸入到放大部2的開關(guān)部?；蛘撸@種檢測距物體的距離等的接收裝置Rx也可以采用如下結(jié)構(gòu)，即天線1是相互間隔指定距離的多個天線，放 大部2被設(shè)定為與所述多個天線1分別對應，所述接收裝置還具有切換所述多個放大部2 的輸出并依次將其輸入到脈沖提取部3的開關(guān)部?；蛘撸@種檢測距物體的距離等的接收 裝置Rx還可以采用如下結(jié)構(gòu)，即天線1是相互間隔指定距離的多個天線，放大部2和脈沖 提取部3被設(shè)定為與所述多個天線1分別對應。這樣，接收裝置Rx也可以具有分別與多個 天線1相對應的多個接收系統(tǒng)。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，接收裝置Rx能夠根據(jù)各天線1間的 距離及從各天線1到所述物體的距離，按照三角測量的原理，檢測出從接收裝置Rx觀察的 所述物體的方位。 另外，在上述的第2和第3實施方式中，接收裝置Rx也可以如下結(jié)構(gòu)，即具有相互 間隔指定距離的多個天線，放大部2在從這些多個天線中的任意其中之一發(fā)射了短脈沖波 的發(fā)送信號之后，在指定時間內(nèi)停止動作?；蛘撸邮昭b置Rx也可以采用如下結(jié)構(gòu)，具有相 互間隔指定距離的多個天線，并且在擴展器31的混頻器31b的后段具有對擴展器31的混 頻器31b的輸出進行放大的放大部2a，放大部2a在從這些多個天線中的任意其中之一發(fā)射 了短脈沖波的發(fā)送信號之后，在指定時間(例如IOOps)內(nèi)停止動作。在圖12中，針對第3 實施方式的接收裝置Rx的情況，用虛線示出了放大部2a。這樣，接收裝置Rx也可以采用如 下結(jié)構(gòu)，即具有相互間隔指定距離的多個天線，并且具有連接于擴展器31的混頻器31b之 前(前段)或之后(后段)的放大部2或2a，該放大部2、2a在從這些多個天線中的任意 其中之一發(fā)射了短脈沖波的發(fā)送信號之后，在指定時間(例如IOOps)內(nèi)停止動作。根據(jù)如 上所述的結(jié)構(gòu)，即使在除了發(fā)送短脈沖波的發(fā)送信號的天線以外的剩余天線不是接收到來 自所述物體的反射波，而是從發(fā)送短脈沖波的發(fā)送信號的天線直接接收到短脈沖波(直接 接收波)的情況下，連接于混頻器31b之前(前段)或之后(后的)的放大部2、2a也會在 發(fā)射短脈沖波的發(fā)送信號后，在指定時間內(nèi)停止其動作，因此，能夠避免所述直接接收波導 致的放大部2、2a的飽和，接收裝置Rx也能夠檢測出更位于接近該接收裝置Rx的位置的物 體。另外，在上述的第2和第3實施方式中，接收裝置Rx還可以具有對輸入進行半 波整流(half-wave rectification)或全波整流(full-wave rectification)的整流部 (rectifier) 34。在圖12中，針對第3實施方式的接收裝置Rx的情況，用虛線示出了整流 部34。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，輸入到脈沖檢測器33b的積分部33a、33c的信號的極性為一 個，因此，積分部33a、33c中的積分變得容易，從而能夠簡化積分部33a、33c的電路結(jié)構(gòu)。接下來說明又一實施方式。(第4實施方式)在第1實施方式中示出了在接收裝置Rx未能接收到從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的數(shù)據(jù)脈 沖串DT的情況下接收裝置Rx向發(fā)送裝置Tx進行重發(fā)請求的例子，而第4實施方式是發(fā)送 裝置Tx預先分別多次重復地發(fā)送與數(shù)據(jù)脈沖串DT相同的比特值的例子。在該情況下，接收裝置Rx將發(fā)送裝置Tx發(fā)送表示相同比特值的超短脈沖波的次 數(shù)的期間設(shè)定為接收期間Wr，脈沖檢測器33的積分部33a在與接收期間Wr同步的積分期 間內(nèi)對濾波器32輸出的中間信號Sb進行積分。然后，2值判定部33b將根據(jù)積分結(jié)果進行 2值判定而得到的結(jié)果作為脈沖檢測信號Sc輸出。更具體而言，脈沖檢測器33在數(shù)據(jù)模式下相對較多地(例如10次左右)取得積分部33a的積分次數(shù)，并且通過在2值判定部33b使用適當?shù)拈撝祵Ψe分部33a的輸出進 行2值化，從而即使干擾波等與目的波重疊(疊加)，如果重復的次數(shù)較少，則也能去除干擾 波的影響而提取目的波，以此提高接收靈敏度。積分部33a在檢索模式下不進行積分。另 夕卜，其他結(jié)構(gòu)及其動作與第1實施方式相同。另外，第4實施方式也能應用于上述第2和第 3實施方式，起到相同的效果。
接下來說明又一實施方式。( 第5實施方式)圖14是表示第5實施方式的接收裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如上所述，接收UWB通信方式的通信信號的接收裝置與所述通信信號的脈沖信號 同步地僅在指定期間、例如IOnsec的窗口(window)期間接收所述通信信號的脈沖信號，由 此去除不是如UWB通信方式的通信信號的脈沖信號那樣具有一定周期的背景噪聲，接收有 用的UWB通信方式的通信信號的脈沖信號。另一方面，UWB通信方式在一方式中，不使用載波，而是使用例如脈沖寬度 為Insec以下等的極短的脈沖信號，因此與其他無線通信方式相比，發(fā)送功率的頻譜 (spectral)密度非常低。因此，構(gòu)成接收裝置各部分的各個內(nèi)部電路以相對較高的靈敏度 構(gòu)成，接收裝置有時會將由這些內(nèi)部電路產(chǎn)生的噪聲作為信號而加以提取。特別是，由于在 這些內(nèi)部電路中使用的時鐘信號引起的噪聲具有周期性，因此，如果這種具有周期性的噪 聲與窗口期間同步，則有時會將噪聲誤認為接收脈沖，因此通信的可靠性降低。該第5實施方式的接收裝置Rx是能夠進一步提高通信可靠性的裝置，例如具有圖 14所示的結(jié)構(gòu)。即，與圖1所示的第1實施方式的接收裝置Rx相比，圖14所示的第5實施 方式的接收裝置Rx的不同之處在于，出于提高通信的可靠性的目的，脈沖檢測器33還具有 信號處理部33d、基準時鐘生成部33e和相位控制部33f。另外，對與第1實施方式相同的 結(jié)構(gòu)標注相同符號，并省略其說明。第5實施方式的脈沖檢測器33具有積分部33a、2值判定部33b、信號處理部33d、 基準時鐘生成部33e和相位控制部33f。信號處理部33d與積分部33a連接，例如具有執(zhí)行指定的運算處理的CPU (Central Processing Unit，中央處理單元)、存儲有指定的控制程序的ROM (Read Only Memory，只讀 存儲器)、臨時存儲數(shù)據(jù)的RAM (Random Access Memory,隨機存取存儲器)、以及它們的周邊 電路等。信號處理部33d通過執(zhí)行存儲在ROM中的控制程序，功能性地具備按照將脈沖信 號的周期分割為多個區(qū)間后的各區(qū)間取得積分部33a的輸出、即作為數(shù)字信號的信號電平 值A(chǔ)D，并且將在天線1未接收到無線的UWB通信方式的通信信號RF的狀態(tài)下取得的各個區(qū) 間的信號電平，按照每個區(qū)間存儲到區(qū)間電平存儲部33db中的區(qū)間電平取得部33da ；將在 天線1未接收到通信信號的狀態(tài)下由區(qū)間電平取得部33da取得的各區(qū)間的信號電平，按照 各區(qū)間進行存儲的區(qū)間電平存儲部33db ；以及根據(jù)存儲在區(qū)間電平存儲部33db中的各區(qū) 間的信號電平，分別修正由天線1接收到的各區(qū)間的信號電平的修正部33dc。基準時鐘生成部334列如使用晶體振蕩器(crystal oscillator)而構(gòu)成，生成與 UWB通信方式的通信信號中的脈沖信號的周期相同周期的時鐘信號，并將其輸出至相位控 制部33f。相位控制部33f與信號控制部33d以及基準時鐘生成部33e連接，根據(jù)從基準時鐘生成部33e輸出 的時鐘信號，向積分部33a輸出控制動作時間的門信號(gate signal) GT0更具體而言，相位控制部33f將被設(shè)為與UWB通信方式的通信信號中的脈沖信號的脈 沖寬度大致相同或者脈沖寬度稍大的例如IOnsec的脈沖信號作為表示窗口期間的信號， 以UWB通信方式的通信信號中的脈沖信號的周期、例如50nSec的周期，將其作為門信號GT 輸出到積分部33a。另外，相位控制部33f根據(jù)來自信號處理部33d的控制信號，改變門信 號GT中的表示窗口期間的脈沖信號的時間。積分部33a與門信號GT中的脈沖信號的時間同步地執(zhí)行信號的積分，而在其他時 間不進行所述積分。據(jù)此，由脈沖解調(diào)部3對在門信號GT中的脈沖信號的時間即在窗口期 間由天線1接收到的通信信號RF進行檢波，由積分部33a進行積分，再將其積分值輸出到 信號處理部33d。比特判定部4與第1實施方式相同，是如下電路，即與脈沖提取部3連接，根據(jù)從 脈沖提取部3的脈沖檢測器33輸出的脈沖檢測信號Sc，提取從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的無線信 號的比特值。此處，在第5實施方式的比特判定部4中，根據(jù)由修正部33dc修正后的各區(qū) 間的信號電平，進行通信信號RF的解調(diào)。接下來說明以上述方式構(gòu)成的無線接收裝置1的動作。圖15是用于說明圖14所 示的接收裝置的動作的、表示各部分的信號波形的圖。圖15(a)表示不受噪聲的影響的理 想環(huán)境下的信號波形的一例，圖15(b)表示周期性的電路噪聲疊加于接收信號的情況下的 信號波形的一例。圖15(a)和圖15(b)中從上至下依次示出了檢波信號Si、門信號GT和積 分部33a的輸出信號的各信號波形。圖16是用于說明圖14所示的接收裝置的區(qū)間電平取 得部的動作的、表示各部分的信號波形的圖。在圖16中從上至下依次示出了檢波信號Sl 和門信號GT的各信號波形。圖17是表示通過圖14所示的接收裝置的修正部得到的修正信號的一例的圖。圖 17的橫軸為時間，其縱軸為電平(level)。如圖15(a)所示，在不受噪聲的影響的理想環(huán)境下，在脈沖提取部3中，由天線1 接收到的無線通信信號RF被解調(diào)成脈沖，解調(diào)脈沖Pl作為檢波信號Sl被輸入到積分部 33a。然后，在從相位控制部33f輸出的門信號GT中的脈沖信號的時間即窗口期間Tl，通過 積分部33a對解調(diào)脈沖Pl進行積分。另一方面，如圖15(b)所示，在周期性的電路噪聲疊加于接收信號的情況下，除了 解調(diào)脈沖Pl以外，噪聲也周期性地疊加于所述檢波信號Si，噪聲的平均值電平上升。在該 情況下，解調(diào)脈沖Pl的波峰值(crest value)是從噪聲的平均值電平到解調(diào)脈沖Pl的峰值 之間的值，因此，由于噪聲的平均值電平上升，使得解調(diào)脈沖Pl的波峰值減小。因此，解調(diào) 脈沖Pl的能量減小，其結(jié)果，由積分部33a對解調(diào)脈沖Pl進行積分而得到的積分值降低， 信號電平值A(chǔ)D也降低。另外，如圖15(b)所示，解調(diào)脈沖Pl的波峰值與噪聲的波峰值之差變小，因此，門 信號GT中的窗口期間Tl與噪聲同步，有可能將噪聲誤認為接收脈沖。對此，在接收裝置Rx中，首先，未從發(fā)送裝置Tx發(fā)送無線通信信號RF，因此在天線 1未接收到所述通信信號RF的狀態(tài)下的信號電平值A(chǔ)D、即內(nèi)部電路中的周期噪聲引起的各 窗口期間的信號電平值A(chǔ)D由區(qū)間電平取得部33da取得。首先，在天線1未接收到無線通信信號RF的狀態(tài)下，檢波信號Sl中不包含解調(diào)脈沖P1，因此，噪聲引起的檢波信號Sl被輸入到積分部33a。而且，首先根據(jù)來自區(qū)間電平取得部33da的控制信號，從相位控制部33f以窗口 期間Tl的相位將門信號GT輸出到積分部33a，由積分部33a在窗口期間Tl的時間對檢波 信號Sl進行積分，與該積分值相對應的信號電平值A(chǔ)D被輸入到區(qū)間電平取得部33da。區(qū) 間電平取得部33da使相位控制部33f在預先設(shè)定的指定時間例如8 μ sec的期間內(nèi)，以窗 口期間Tl的相位輸出門信號GT。然后，區(qū)間電平取得部da對在8 μ sec的期間內(nèi)得到的窗 口期間Tl中的信號電平值A(chǔ)D進行平均，將其平均值作為窗口期間Tl的平均電平值A(chǔ)VTl 存儲到區(qū)間電平存儲部33db中。接著，區(qū)間電平取得部33da使相位控制部33f在相位與窗口期間Tl錯開的時間， 例如以比窗口期間Tl延遲Insec的窗口期間T2的相位，在指定時間例如8 μ sec的期間內(nèi) 輸出門信號GT。然后，區(qū)間電平取得部33da對在Sysec的期間的多個周期內(nèi)得到的窗口 期間T2的信號電平值A(chǔ)D進行平均，將該平均值作為窗口期間T2的平均電平值A(chǔ)VT2存儲 到區(qū)間電平存儲部33db中。同樣地，通過區(qū)間電平取得部33da使窗口期間依次錯開lnsec，將在解調(diào)脈沖Pl 的周期內(nèi)即50nSec內(nèi)設(shè)置的50個窗口期間分別得到的平均電平值A(chǔ)VTl至AVT50、即內(nèi)部 電路中的周期噪聲引起的各窗口期間的信號電平值存儲到區(qū)間電平存儲部33db中。 在該 情況下，窗口期間Tl至T50相當于技術(shù)方案中的多個區(qū)間的一例。另外，區(qū)間電平取得部33da也可以使各窗口期間(區(qū)間)與區(qū)間電平存儲部33db 的地址相對應，并存儲各窗口期間的平均電平值A(chǔ)VTl至AVT50，也可以將表示各窗口期間 的識別數(shù)據(jù)與平均電平值A(chǔ)VTl至AVT50相對應地存儲到區(qū)間電平存儲部33db中。接著，由天線1接收到的無線通信信號RF在脈沖提取部3中以同樣的方式被進行 解調(diào)和積分，作為信號電平值A(chǔ)D被輸入到修正部33dc。然后，由修正部33dc從各窗口期 間Tl至T50的信號電平值A(chǔ)D分別減去存儲在區(qū)間電平存儲部33db中的平均電平值A(chǔ)VTl 至AVT50、即內(nèi)部電路中的周期噪聲導致的各窗口期間的信號電平值，由此進行修正，并且 該修正后的修正信號S2通過比特判定部(解調(diào)部)4進行解調(diào)，并作為發(fā)送信號信息(數(shù) 據(jù))RD被輸出到外部。由此，即使在信號電平值A(chǔ)D中疊加有在內(nèi)部電路產(chǎn)生的具有周期性的噪聲的情 況下，由修正部33dc從信號電平值A(chǔ)D減去存儲在區(qū)間電平存儲部33db中的平均電平值 AVTl至AVT50即內(nèi)部電路中的周期噪聲導致的各窗口期間的信號電平值，以此進行修正， 降低具有周期性的噪聲的影響，因此能夠提高通信的可靠性。另外，區(qū)間電平取得部33da不限于將平均電平值A(chǔ)VTl至AVT50存儲到區(qū)間電平 存儲部33db中的例子，也可以將窗口期間Tl至T50的信號電平值A(chǔ)D直接存儲到區(qū)間電平 存儲部33db中，修正部33dc使用窗口期間Tl至T50的信號電平值A(chǔ)D進行接收信號的修 正，但是通過修正部33dc使用平均電平值A(chǔ)VTl至AVT50，內(nèi)部電路中的周期噪聲引起的各 窗口期間的信號電平值的測量精度提高，據(jù)此能夠提高通信的可靠性。另外，修正部33dc也可以采用如下結(jié)構(gòu)，即將預先設(shè)定的基準值REF與存儲在區(qū) 間電平存儲部33db中的平均電平值A(chǔ)VTl至AVT50的差值分別加于各窗口期間Tl至T50 的信號電平值A(chǔ)D，由此生成修正信號S2。更具體而言，例如，當將各窗口期間Tl至T50的 信號電平值A(chǔ)D表示為ADl至AD50時，則修正部33dc可以根據(jù)下式(1)生成修正信號S2。
S2 = ADn+(REF-AVTn)......(1)(其中，n=l、2、3、......>50)在該情況下，當將基準值REF設(shè)為例如“240”，則如圖17所示，在未接收到無線通 信信號RF的狀態(tài)下的修正信號S2與基準值REF大致相等，為“240”。于是，例如，即使在解 調(diào)脈沖Pl取負值的情況下，修正信號S2也為正值，因此，信號處理部33d無需處理負值，信 號處理變得容易。另外，區(qū)間電平取得部33da也可以如下式(2)所示那樣，將預先設(shè)定的基準值REF 與平均電平值A(chǔ)VTl至AVT50的差值作為各窗口期間Tl至T50的修正值Cl至C50，存儲在 區(qū)間電平存儲部33db中。Cn = REF-AVTn......(2)
(其中，n=l、2、3、......>50)另外，修正部33dc也可以如下式(3)所示那樣，將存儲在區(qū)間電平存儲部33db中 的各窗口期間的修正值Cl至C50分別加于各窗口期間Tl至T50的信號電平值A(chǔ)Dl至AD50， 由此生成修正信號S2。S2 = ADn+Cn......(3)(其中，n=l、2、3、......>50)據(jù)此，修正部33dc只要在修正無線信號RF時執(zhí)行式(3)的運算處理即可，因此與 執(zhí)行式(1)的運算處理的情況相比，能夠減輕無線信號RF的接收動作時的修正部33dc的 運算處理負荷。另外，雖然示出了在無線通信信號RF的脈沖周期中設(shè)置50個窗口期間(區(qū)間) 的例子，但是窗口期間的數(shù)量(相位差)只要適當設(shè)定即可。越縮小各窗口期間的相位差 來增加窗口期間數(shù)量，則修正精度越提高，因此通信的可靠性提高。另外，雖然示出了使相鄰的窗口期間重疊的例子，但也可以設(shè)定為相鄰的窗口期 間不是重疊的，而是連續(xù)的。在該情況下，能夠減少無線信號RF的脈沖周期中的窗口期間數(shù)量。另外，示出了將窗口期間設(shè)為與UWB通信中的脈沖信號的脈沖寬度相同程度、或 者脈沖寬度稍大的IOnsec的例子，但可通過增大窗口期間來減少無線信號RF的脈沖周期 中的窗口期間的數(shù)量。在該情況下，如果增大窗口期間，則噪聲成分被進行積分的時間也增 大，S/N比(信噪比(signal-to-noise ratio))降低，因此根據(jù)增大窗口期間的數(shù)量導致 的電路負載的增大、和增大窗口期間導致的S/N比的降低之間的平衡，適當設(shè)定窗口期間。另外，在上述實施方式中，接收裝置Rx對中間信號Sb的所有信號波進行積分，但 也可以通過縮短積分時間，對其一部分例如信號波的上升部分進行積分。例如，所述積分時 間被設(shè)定為UWB通信方式的通信信號的時間幅度的約1/10 (=約0. 2ns)。如上所述，本說明書揭示了各種方式的技術(shù)，其中的主要技術(shù)歸納如下。一實施方式所涉及的接收裝置用于接收超寬帶方式的發(fā)送信號，對通過接收所述 發(fā)送信號而得到的接收信號進行頻率轉(zhuǎn)換而輸出中間信號的擴展器，其中，所述發(fā)送信號 是用于以非相干方式傳輸數(shù)據(jù)的通信信號，所述擴展器具有振蕩器，以與所述接收信號的 中心頻率不同的頻率輸出局發(fā)信號，所述局發(fā)信號的波形不依賴于所述接收信號中所包含 的短脈沖的相位以及波形；以及混頻器，將所述接收信號與所述局發(fā)信號相乘并輸出所述中間信號，其中，所述振蕩器與包含在所述接收信號中的短脈沖波的產(chǎn)生時機同步地進行 間歇動作。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，振蕩器間歇動作，而不是始終動作，因此可使用UWB通信方式減少功 耗。并且，擴展器進行接收信號的頻率轉(zhuǎn)換，因此在進行下變頻的情況下，即使在間歇驅(qū)動 的驅(qū)動期間內(nèi)也能實現(xiàn)低功耗化，而且，在后段具有濾波器的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)該濾波器電 路的設(shè)計的簡單化、小型化和低成本。 另外，在另一實施方式中，所述接收裝置還包括讓所述中間信號中相當于作為目 標的短脈沖波的頻率成分通過的濾波器，其中，所述濾波器與包含在所述接收信號中的短 脈沖波的產(chǎn)生時機同步地進行間歇動作。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，濾波器能夠進行間歇動作，而不是始終動作，因此可使用UWB通信方 式減少功耗。另外，在另一實施方式中，所述各接收裝置還包括從所述中間信號識別作為目標 的脈沖以及到來時刻并輸出脈沖檢測信號的脈沖檢測器，其中，所述脈沖檢測器與包含在 所述接收信號中的短脈沖波的產(chǎn)生時機同步地進行間歇動作。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，脈沖檢測器能夠進行間歇動作，而不是始終動作，因此可使用UWB通 信方式減少功耗。另外，在另一實施方式中，所述各接收裝置還包括從所述中間信號識別作為目標 的脈沖以及到來時刻并輸出脈沖檢測信號的脈沖檢測器，其中，所述通信信號包含連續(xù)每 個預先設(shè)定的指定的多次表現(xiàn)為相同比特值的短脈沖波，所述脈沖檢測器具有在所述多次 的期間對中間信號進行積分的積分部和將根據(jù)所述積分部的積分結(jié)果進行2值判定而得 到的結(jié)果作為脈沖檢測信號而輸出的2值判定部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使干擾波等重疊于目的波，也能大致去除干擾波等的影響，提取目 的波，能夠提高接收靈敏度。另外，在另一實施方式中，在所述接收裝置中所述積分部和所述2值判定部中的 至少其中之一與包含在所述接收信號中的短脈沖波的產(chǎn)生時機同步地進行間歇動作。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，積分部和2值判定部中的至少其中之一進行間歇動作，而不是始終 動作，因此可使用UWB通信方式減少功耗。另外，在另一實施方式中，所述接收裝置還包括從所述脈沖檢測器輸出的脈沖檢 測信號中取出所述數(shù)據(jù)的比特值的比特判定部，其中，所述比特判定部在所述脈沖檢測器 識別出作為目標的脈沖后進行動作。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠降低脈沖檢測器識別出作為目標的脈沖之前的功耗。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述發(fā)送信號為無線信號，所述 脈沖檢測器還具有從中間信號檢測出除了發(fā)送所述發(fā)送信號的發(fā)送裝置以外還使用無線 的系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾波的檢測單元。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠識別出作為目標的短脈沖波和干擾波等。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述發(fā)送信號是按照一定的時間 間隔排列的短脈沖波，以代替用于以非相干方式傳輸數(shù)據(jù)的通信信號，所述接收裝置接收 從發(fā)送所述發(fā)送信號的發(fā)送裝置發(fā)送的短脈沖波碰到物體而反射的反射波。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，接收裝置構(gòu)成傳感器，能夠以更高的精度檢測出與物體之間的距離和物體的運動。另外，在另一實施方式中，所述接收裝置還包括發(fā)送所述發(fā)送信號的發(fā)送部，其 中，所述擴展器的所述振蕩器向所述混頻器輸出所述局發(fā)信號并向所述發(fā)送部發(fā)送與所述 發(fā)送信號相對應的頻率的信號。根據(jù)該的結(jié)構(gòu)，在發(fā)送時和接收時共用振蕩器31a，從而能夠?qū)崿F(xiàn)接收裝置Rx的 小型化和成本降低。另外，在另一實施方式中，在所述接收裝置中，所述發(fā)送信號是按照一定的時間間 隔排列的短脈沖波，以代替用于以非相干方式傳輸數(shù)據(jù)的通信信號，所述接收裝置接收從 發(fā)送所述發(fā)送信號的發(fā)送裝置發(fā)送的短脈沖波碰到物體而反射的反射波，所述接收裝置還 包括，從所述中間信號識別出作為目標的脈沖和到來時刻并輸出脈沖檢測信號的脈沖檢測 器；以及根據(jù)從所述脈沖檢測器輸出的脈沖檢測信號檢測出有無所述物體的運動的物體運 動檢測部，其中，所述脈沖檢測器在識別出作為目標的脈沖的到來時刻時，多次接收所述反 射波并將其接收強度作為所述脈沖檢測信號輸出，所述物體運動檢測部根據(jù)通過多次接收 所述反射波而得到的各接收強度的方差值檢測有無所述物體的運動。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在識別出作為目標的脈沖的到來時刻，根據(jù)通過多次接收來自物體 的反射波而得到的各接收強度的方差值檢測出所述物體的運動的有無，因此能夠以更高的 精度檢測出物體的運動的有無。 另外，在另一實施方式中，在所述接收裝置中，所述發(fā)送信號是按照一定的時間間 隔排列的短脈沖波，以代替用于以非相干方式傳輸數(shù)據(jù)的通信信號，所述接收裝置接收從 發(fā)送所述發(fā)送信號的發(fā)送裝置發(fā)送的短脈沖波碰到物體而反射的反射波，所述接收裝置還 包括，從所述中間信號識別出作為目標的脈沖和到來時刻并輸出脈沖檢測信號的脈沖檢測 器，其中，所述脈沖檢測器從接近該接收裝置的區(qū)域向遠離該接收裝置的區(qū)域、或從遠離該 接收裝置的區(qū)域向接近該接收裝置的區(qū)域依次掃描，以識別所述作為目標的脈沖。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從接近該接收裝置的區(qū)域向遠離該接收裝置的區(qū)域或反向地依次掃 描地進行作為目標的脈沖的識別，因此能夠降低多徑的影響，能夠以更高的精度檢測出物 體的存在，還能夠以更高的精度測量與物體之間的距離。另外，在另一實施方式中，在所述接收裝置中，所述脈沖檢測器具有分別對所述中 間信號進行積分的多個積分部；以及根據(jù)所述多個積分部的各個積分結(jié)果分別進行2值判 定，以此識別出所述作為目標的脈沖以及到來時刻并輸出脈沖檢測信號的2值判定部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于具有多個積分部，因此對于某一個接收期間Wr能夠使各積分部 的積分開始時間相互錯開，據(jù)此能夠檢測出離物體的遠近或移動的物體的移動方向。另外，在另一實施方式中，所述各接收裝置還包括接收所述發(fā)送信號的多個天線， 其中，所述多個天線相互間隔指定距離。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠按照所謂的三角測量的原理，檢測出從接收裝置Rx觀察的所述 物體的方位。另外，在另一實施方式中，所述各接收裝置還包括連接于所述混頻器之前或之后 的放大器，其中，所述放大器在所述發(fā)送信號的所述短脈沖波被發(fā)射后停止動作指定時間。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使接收所述短脈沖波的天線不是接收到所述反射波，而是從發(fā)送 所述短脈沖波的發(fā)送信號的天線直接接收到所述短脈沖波，連接于混頻器之前或之后的放大部也會在發(fā)射所述短脈沖波后，在指定時間內(nèi)停止其動作，因此，能夠避免所述直接的短 脈沖波的接收所導致的放大器的飽和，所以接收裝置也能夠檢測出位于更接近該接收裝置 的位置的物體。 另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述振蕩器通過邏輯組合延遲前 與延遲后的指定的時鐘信號來生成所述局發(fā)信號。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，振蕩器由相對簡單的電路構(gòu)成，能夠降低功耗。另外，在另一實施方式中，在所述接收裝置中，所述振蕩器具有使所述指定的時鐘 信號延遲的延遲線電路，通過控制該延遲線電路的延遲時間來控制所述局發(fā)信號的頻率。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒕职l(fā)信號So的頻率任意控制為指定的頻率。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述延遲線電路由鎖相環(huán)電路 (phase-locked loop circuit)、延遲鎖定環(huán)電路(delay-locked loop circuit)以及鎖頻 環(huán)電路(frequency-locked loop circuit)中的任意其中之一的一部分構(gòu)成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，振蕩器可采用一般電路，在成本方面較為有利。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述振蕩器具有通過邏輯與延遲 前與延遲后的指定的時鐘信號來生成產(chǎn)生時機互不相同的多個信號的信號生成電路；以及 通過組合所述多個信號來生成所述局發(fā)信號的脈沖選擇電路。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，除了局發(fā)信號So的頻率以外，還能任意控制其波形。另外，在另一實施方式中，所述接收裝置在所述擴展器的后段還包括讓所述中間 信號中的相當于作為目標的短脈沖波的頻率成分通過的濾波器，其中，所述擴展器通過對 接收所述通信信號而得到的接收信號進行頻率轉(zhuǎn)換輸出頻率比所述接收信號低的所述中 間信號，以使所述中間信號具有與所述作為目標的短脈沖波相同的帶寬、且所述濾波器的 帶通區(qū)域的上限低于所述作為目標的短脈沖波的下限的頻率。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，擴展器對接收信號的頻率進行下變頻，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗化，另 夕卜，能夠?qū)崿F(xiàn)其濾波電路的設(shè)計的簡單化、小型化和低成本。并且，中間信號具有與作為目 標的短脈沖波相同的帶寬、且濾波器的帶通區(qū)域的上限低于作為目標的短脈沖波的下限的 頻率，因此能夠使局發(fā)信號So的頻率相對于接收信號的頻率具有足夠大的頻率差，效果顯
-frh-
者O另外，在另一實施方式中，所述接收裝置還包括從所述中間信號識別出作為目標 的脈沖和位置并輸出脈沖檢測信號的脈沖檢測器，其中，所述通信信號包含用于在所述通 信信號的發(fā)送和接收中使發(fā)送裝置與該接收裝置同步的同步用脈沖串以及包含應發(fā)送的 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)脈沖串，所述脈沖檢測器具有用于檢測所述同步用脈沖串的接收時機的檢索模 式；以及用于根據(jù)在所述檢索模式下檢測到的同步用脈沖串的接收時機從所述數(shù)據(jù)脈沖串 中提取所述脈沖檢測信號的數(shù)據(jù)模式，所述脈沖檢測器向所述擴展器輸出用于調(diào)節(jié)作為進 行所述接收信號的頻率轉(zhuǎn)換的期間的接收期間的時機和所述接收期間的時間幅度的時間 控制信號，所述擴展器至少在所述脈沖檢測器處于數(shù)據(jù)模式動作期間，在每個與所述數(shù)據(jù) 脈沖串的接收時機同步的接收期間間歇動作。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，使用同步用脈沖串決定接收短脈沖波的時間，以使擴展器在該決定 的時間內(nèi)間歇地動作的方式設(shè)定接收期間，因此，僅將從發(fā)送裝置Tx發(fā)送短脈沖波的期間 作為接收期間Wr由擴展器進行頻率轉(zhuǎn)換，由此能夠根據(jù)時間來分離在發(fā)送作為目標的短脈沖波的期間以外產(chǎn)生的干擾波等。另外，在從發(fā)送裝置Tx發(fā)送的幀中設(shè)置同步用脈沖串 和數(shù)據(jù)脈沖串，在脈沖檢測器中設(shè)置檢索模式和數(shù)據(jù)模式，因此，能夠在檢索模式下根據(jù)同 步用脈沖串檢測從發(fā)送裝置Tx發(fā)送短脈沖波的時間，在之后的數(shù)據(jù)模式下，控制針對數(shù)據(jù) 脈沖串的接收期間。并且，在濾波器為有源型結(jié)構(gòu)(active configuration)的情況下，通過 使濾波器的動作與擴展器的動作同步地間歇動作，以此干擾波等的分離性能進一步提高。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述脈沖檢測器向所述振蕩器輸 出用于調(diào)節(jié)所述振蕩器的所述局發(fā)信號的頻率的頻率控制信號。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，脈沖檢測器控制局發(fā)信號So的頻率，因此例如通過以從濾波器的帶 通區(qū)域中去除中間信號的頻率的方式調(diào)整局發(fā)信號的頻率，能夠降低干擾波等的影響。另 夕卜，也能夠以使中間信號的信號電平增大的方式調(diào)整局發(fā)信號的頻率。另外，還能根據(jù)發(fā)送 信號的頻率來調(diào)整局發(fā)信號的頻率，因此能夠應對多個頻率不同的發(fā)送信號。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述脈沖檢測器向所述濾波器輸 出用于調(diào)節(jié)所述濾波器的帶通區(qū)域的帶域控制信號。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，脈沖檢測器控制濾波器的帶通區(qū)域，因此，例如通過以從濾波器的帶 通區(qū)域中除去與干擾波等相對應的中間信號的頻率的方式調(diào)整濾波器的帶通區(qū)域，能夠降 低干擾波等的影響。另外，也能夠以使中間信號的信號電平增大的方式調(diào)整濾波器的帶通 區(qū) 域。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述擴展器具有對所述中間信號 進行放大的第1放大器，所述脈沖檢測器向所述第1放大器輸出用于調(diào)節(jié)所述第1放大器 的放大率的第1增益控制信號。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠調(diào)整從擴展器輸出的中間信號的放大率，因此能夠?qū)χ虚g信號 的信號電平進行優(yōu)化以避免產(chǎn)生飽和以及降低SNR，能夠以更高的精度提取脈沖。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述擴展器具有對所述局發(fā)信號 進行放大的第2放大器，所述脈沖檢測器向所述第2放大器輸出用于調(diào)節(jié)所述第2放大器 的放大率的第2增益控制信號。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠調(diào)整輸入到混頻器的局發(fā)信號的信號電平，因此能夠調(diào)整中間 信號的信號電平，從而能夠?qū)χ虚g信號的信號電平進行優(yōu)化以避免產(chǎn)生飽和以及降低SNR， 能夠以更高的精度提取脈沖。 另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述通信信號包含連續(xù)每個預先 設(shè)定的指定的多次表現(xiàn)為相同比特值的短脈沖波，所述脈沖檢測器具有在所述多次的期間 對中間信號進行積分的積分部；以及將根據(jù)所述積分部的積分結(jié)果進行2值判定而得到的 結(jié)果作為脈沖檢測信號輸出的2值判定部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，預先從發(fā)送裝置Tx多次地發(fā)送相同的比特值，在接收裝置Rx中，利 用積分部對相同的比特值的信號進行積分，因此在作為目標的短脈沖波與干擾波等的信號 電平存在電平差的情況下，能夠通過積分使電平差進一步增大，從而更加易于分離作為目 標的短脈沖波與干擾波等。另外，在另一實施方式中，在所述接收裝置中，所述通信信號是具有指定周期的脈 沖狀的信號的無線信號，所述接收裝置還包括接收部，接收所述通信信號；區(qū)間電平取得 部，對將所述周期分割為多個區(qū)間后的各區(qū)間取得通過所述接收部得到的接收信號的信號電平；區(qū)間電平存儲部，用于按照每個所述區(qū)間存儲在所述接收部未接收到所述通信信號 的狀態(tài)下由所述區(qū)間電平取得部取得的每個所述區(qū)間的信號電平；修正部，根據(jù)存儲在所 述區(qū)間電平存儲部中的每個所述區(qū)間的信號電平，分別修正由所述接收部接收到的每個所 述區(qū)間的信號電平；以及解調(diào)部，根據(jù)由所述修正部修正的各區(qū)間的信號電平，進行所述通 信信號的解調(diào)。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由接收部接收以指定的周期具有脈沖狀的信號的無線信號，在將脈 沖的周期分割為多個區(qū)間后的各區(qū)間內(nèi)，取得由接收部得到的無線信號的信號電平。然后， 將在未接收到無線信號的狀態(tài)下取得的每個區(qū)間的信號電平，按照每個區(qū)間存儲到區(qū)間電 平存儲部中。然后，根據(jù)存儲在區(qū)間電平存儲部中的每個區(qū)間的信號電平，分別修正由接收 部接收到的每個區(qū)間的信號電平，根據(jù)修正后的各區(qū)間的信號電平，對無線信號進行解調(diào)。 因此，能夠通過修正來降低具有周期性的噪聲的影響，可提高通信的可靠性。另外，在另一實施方式中，在所述接收裝置中，所述區(qū)間電平取得部將取得所述信 號電平的區(qū)間依次錯開，并取得所述多個區(qū)間的所述信號電平。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可提供如下接收裝置，即具有將取得信號電平的區(qū)間依次錯開并取 得多個區(qū)間的信號電平的區(qū)間電平取得部，降低具有周期性的噪聲的影響，提高通信的可靠性。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述區(qū)間電平取得部，在多個所 述周期內(nèi)取得所述各區(qū)間的信號電平，按照與所述多個周期的所述各區(qū)間相對應的每個區(qū) 間，計算出該取得的信號電平的平均值，將該計算出的每個區(qū)間的平均值作為每個所述區(qū) 間的信號電平存儲到所述區(qū)間電平存儲部中。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將每個區(qū)間的平均值作為每個區(qū)間的信號電平，因此內(nèi)部電路中的 周期噪聲引起的各窗口期間的信號電平值的測量精度提高。因此，通信的可靠性提高。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述修正部從所述接收部接收到 的每個所述區(qū)間的信號電平分別減去存儲在所述區(qū)間電平存儲部中的每個所述區(qū)間的信 號電平，以此進行所述修正。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可提供如下接收裝置，即具有從接收部接收到的每個區(qū)間的信號電 平分別減去存儲在區(qū)間電平存儲部中的每個區(qū)間的信號電平，以此進行修正的修正部，可 降低具有周期性的噪聲的影響，提高通信的可靠性。另外，在另一實施方式中，在所述各接收裝置中，所述修正部將預先設(shè)定的基準值 與存儲在所述區(qū)間電平存儲部中的每個所述區(qū)間的信號電平的差值分別加到由所述接收 部接收到的每個所述區(qū)間的信號電平，以此進行所述修正。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，未接收到無線信號的狀態(tài)下的修正后的信號大致等于基準值。因此， 例如，即使在解調(diào)脈沖取負值的情況下，修正后的信號也為正值，因此，無需處理負值，信號 處理變得容易。另外，在另一實施方式中，在所述接收裝置中，所述區(qū)間電平取得部，將預先設(shè)定 的基準值與在每個所述區(qū)間取得的信號電平的差值作為每個所述區(qū)間的信號電平存儲到 所述區(qū)間電平存儲部中，所述修正部，將存儲在所述區(qū)間電平存儲部中的每個所述區(qū)間的 信號電平分別加到由所述接收部接收到的每個所述區(qū)間的信號電平，以此進行所述修正。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，區(qū)間電平取得部將預先設(shè)定的基準值與在每個區(qū)間取得的信號電平的差值作為每個區(qū)間的信號電平存儲到區(qū)間電平存儲部中，因此可減輕無線信號的接收動 作時的修正部的運算處理負荷。該申請以2008年5月27日提出的日本專利申請?zhí)卦?008-138679為基礎(chǔ)，其內(nèi)
容包含于本申請中。為了表現(xiàn)本發(fā)明，在上述內(nèi)容中，參照附圖并通過實施方式，恰當且充分地說明了 本發(fā)明，但應當認識到對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可容易地對上述實施方式進行變更及/ 或改良。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員所實施的變更方式或改良方式，只要不脫離權(quán)利要求中記載 的保護范圍，則解釋為該變更方式或該改良方式包含于本權(quán)利要求的保護范圍。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，能夠提供適合用于超寬帶方式的接收裝置。
權(quán)利要求
1.一種接收裝置，用于接收超寬帶方式的發(fā)送信號，其特征在于包括，對通過接收所述 發(fā)送信號而得到的接收信號進行頻率轉(zhuǎn)換而輸出中間信號的擴展器，其中，所述發(fā)送信號是用于以非相干方式傳輸數(shù)據(jù)的通信信號，所述擴展器具有振蕩器，以與所述接收信號的中心頻率不同的頻率輸出局發(fā)信號，所述局發(fā)信號的波 形不依賴于所述接收信號中所包含的短脈沖的相位以及波形；以及混頻器，將所述接收信號與所述局發(fā)信號相乘并輸出所述中間信號，其中，所述振蕩器與包含在所述接收信號中的短脈沖波的產(chǎn)生時機同步地進行間歇動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收裝置，其特征在于，還包括讓所述中間信號中相當于作 為目標的短脈沖波的頻率成分通過的濾波器，其中，所述濾波器與包含在所述接收信號中的短脈沖波的產(chǎn)生時機同步地進行間歇動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接收裝置，其特征在于，還包括從所述中間信號識別作為 目標的脈沖以及到來時刻并輸出脈沖檢測信號的脈沖檢測器，其中，所述脈沖檢測器與包含在所述接收信號中的短脈沖波的產(chǎn)生時機同步地進行間歇動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接收裝置，其特征在于，還包括從所述中間信號識別作為 目標的脈沖以及到來時刻并輸出脈沖檢測信號的脈沖檢測器，其中，所述通信信號包含連續(xù)每個預先設(shè)定的指定的多次表現(xiàn)為相同比特值的短脈沖波，所述脈沖檢測器具有在所述多次的期間對中間信號進行積分的積分部和將根據(jù)所述 積分部的積分結(jié)果進行2值判定而得到的結(jié)果作為脈沖檢測信號而輸出的2值判定部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接收裝置，其特征在于所述積分部和所述2值判定部中的至少其中之一與包含在所述接收信號中的短脈沖 波的產(chǎn)生時機同步地進行間歇動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收裝置，其特征在于，還包括從所述脈沖檢測器輸出的脈 沖檢測信號中取出所述數(shù)據(jù)的比特值的比特判定部，其中，所述比特判定部在所述脈沖檢測器識別出作為目標的脈沖后進行動作。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述發(fā)送信號為無線信號，所述脈沖檢測器還具有從中間信號檢測出除了發(fā)送所述發(fā)送信號的發(fā)送裝置以外還 使用無線的系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾波的檢測單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述發(fā)送信號是按照一定的時間間隔排列的短脈沖波，以代替用于以非相干方式傳輸 數(shù)據(jù)的通信信號，所述接收裝置接收從發(fā)送所述發(fā)送信號的發(fā)送裝置發(fā)送的短脈沖波碰到物體而反射 的反射波。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收裝置，其特征在于，還包括發(fā)送所述發(fā)送信號的發(fā)送部， 其中，所述擴展器的所述振蕩器向所述混頻器輸出所述局發(fā)信號并向所述發(fā)送部發(fā)送與所 述發(fā)送信號相對應的頻率的信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接收裝置，其特征在于所述發(fā)送信號是按照一定的時間間隔排列的短脈沖波，以代替用于以非相干方式傳輸 數(shù)據(jù)的通信信號，所述接收裝置接收從發(fā)送所述發(fā)送信號的發(fā)送裝置發(fā)送的短脈沖波碰到物體而反射 的反射波，所述接收裝置還包括，從所述中間信號識別出作為目標的脈沖和到來時刻并輸出脈沖 檢測信號的脈沖檢測器；以及根據(jù)從所述脈沖檢測器輸出的脈沖檢測信號檢測出有無所述 物體的運動的物體運動檢測部，其中，所述脈沖檢測器在識別出作為目標的脈沖的到來時刻時，多次接收所述反射波并將其 接收強度作為所述脈沖檢測信號輸出，所述物體運動檢測部根據(jù)通過多次接收所述反射波而得到的各接收強度的方差值檢 測有無所述物體的運動。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接收裝置，其特征在于所述發(fā)送信號是按照一定的時間間隔排列的短脈沖波，以代替用于以非相干方式傳輸 數(shù)據(jù)的通信信號，所述接收裝置接收從發(fā)送所述發(fā)送信號的發(fā)送裝置發(fā)送的短脈沖波碰到物體而反射 的反射波，所述接收裝置還包括，從所述中間信號識別出作為目標的脈沖和到來時刻并輸出脈沖 檢測信號的脈沖檢測器，其中，所述脈沖檢測器從接近該接收裝置的區(qū)域向遠離該接收裝置的區(qū)域、或從遠離該接收 裝置的區(qū)域向接近該接收裝置的區(qū)域依次掃描，以識別所述作為目標的脈沖。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述脈沖檢測器具有分別對所述中間信號進行積分的多個積分部；以及根據(jù)所述多個 積分部的各個積分結(jié)果分別進行2值判定，以此識別出所述作為目標的脈沖以及到來時刻 并輸出脈沖檢測信號的2值判定部。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項所述的接收裝置，其特征在于，還包括接收所述發(fā)送 信號的多個天線，其中，所述多個天線相互間隔指定距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項所述的接收裝置，其特征在于，還包括連接于所述混 頻器之前或之后的放大器，其中，所述放大器在所述發(fā)送信號的所述短脈沖波被發(fā)射后停止動作指定時間。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述振蕩器通過邏輯組合延遲前與延遲后的指定的時鐘信號來生成所述局發(fā)信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接收裝置，其特征在于所述振蕩器具有使所述指定的時鐘信號延遲的延遲線電路，通過控制該延遲線電路的 延遲時間來控制所述局發(fā)信號的頻率。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的接收裝置，其特征在于所述延遲線電路由鎖相環(huán)電路、延遲鎖定環(huán)電路以及鎖頻環(huán)電路中的任意其中之一的 一部分構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述振蕩器具有通過邏輯與延遲前與延遲后的指定的時鐘信號來生成產(chǎn)生時機互不 相同的多個信號的信號生成電路；以及通過組合所述多個信號來生成所述局發(fā)信號的脈沖 選擇電路。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收裝置，其特征在于，在所述擴展器的后段還包括讓所述 中間信號中的相當于作為目標的短脈沖波的頻率成分通過的濾波器，其中，所述擴展器通過對接收所述通信信號而得到的接收信號進行頻率轉(zhuǎn)換輸出頻率比所 述接收信號低的所述中間信號，以使所述中間信號具有與所述作為目標的短脈沖波相同的 帶寬、且所述濾波器的帶通區(qū)域的上限低于所述作為目標的短脈沖波的下限的頻率。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的接收裝置，其特征在于，還包括從所述中間信號識別出作 為目標的脈沖和位置并輸出脈沖檢測信號的脈沖檢測器，其中，所述通信信號包含用于在所述通信信號的發(fā)送和接收中使發(fā)送裝置與該接收裝置同 步的同步用脈沖串以及包含應發(fā)送的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)脈沖串，所述脈沖檢測器具有用于檢測所述同步用脈沖串的接收時機的檢索模式；以及用于根 據(jù)在所述檢索模式下檢測到的同步用脈沖串的接收時機從所述數(shù)據(jù)脈沖串中提取所述脈 沖檢測信號的數(shù)據(jù)模式，所述脈沖檢測器向所述擴展器輸出用于調(diào)節(jié)作為進行所述接收信號的頻率轉(zhuǎn)換的期 間的接收期間的時機和所述接收期間的時間幅度的時間控制信號，所述擴展器至少在所述脈沖檢測器處于數(shù)據(jù)模式動作期間，在每個與所述數(shù)據(jù)脈沖串 的接收時機同步的接收期間間歇動作。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的接收裝置，其特征在于所述脈沖檢測器向所述振蕩器輸出用于調(diào)節(jié)所述振蕩器的所述局發(fā)信號的頻率的頻 率控制信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述脈沖檢測器向所述濾波器輸出用于調(diào)節(jié)所述濾波器的帶通區(qū)域的帶域控制信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求19至22中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述擴展器具有對所述中間信號進行放大的第1放大器，所述脈沖檢測器向所述第1放大器輸出用于調(diào)節(jié)所述第1放大器的放大率的第1增益 控制信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求19至23中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述擴展器具有對所述局發(fā)信號進行放大的第2放大器，所述脈沖檢測器向所述第2放大器輸出用于調(diào)節(jié)所述第2放大器的放大率的第2增益 控制信號。
25.根據(jù)權(quán)利要求19至M中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述通信信號包含連續(xù)每個預先設(shè)定的指定的多次表現(xiàn)為相同比特值的短脈沖波，所述脈沖檢測器具有在所述多次的期間對中間信號進行積分的積分部；以及將根據(jù)所 述積分部的積分結(jié)果進行2值判定而得到的結(jié)果作為脈沖檢測信號輸出的2值判定部。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收裝置，其特征在于所述通信信號是具有指定周期的脈沖狀的信號的無線信號，所述接收裝置還包括接收部，接收所述通信信號；區(qū)間電平取得部，對將所述周期分割為多個區(qū)間后的各區(qū)間取得通過所述接收部得到 的接收信號的信號電平；區(qū)間電平存儲部，用于按照每個所述區(qū)間存儲在所述接收部未接收到所述通信信號的 狀態(tài)下由所述區(qū)間電平取得部取得的每個所述區(qū)間的信號電平；修正部，根據(jù)存儲在所述區(qū)間電平存儲部中的每個所述區(qū)間的信號電平，分別修正由 所述接收部接收到的每個所述區(qū)間的信號電平；以及解調(diào)部，根據(jù)由所述修正部修正的各區(qū)間的信號電平，進行所述通信信號的解調(diào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的接收裝置，其特征在于所述區(qū)間電平取得部將取得所述信號電平的區(qū)間依次錯開，并取得所述多個區(qū)間的所 述信號電平。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈或27所述的接收裝置，其特征在于所述區(qū)間電平取得部，在多個所述周期內(nèi)取得所述各區(qū)間的信號電平，按照與所述多 個周期的所述各區(qū)間相對應的每個區(qū)間，計算出該取得的信號電平的平均值，將該計算出 的每個區(qū)間的平均值作為每個所述區(qū)間的信號電平存儲到所述區(qū)間電平存儲部中。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈至觀中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述修正部從所述接收部接收到的每個所述區(qū)間的信號電平分別減去存儲在所述區(qū) 間電平存儲部中的每個所述區(qū)間的信號電平，以此進行所述修正。
30.根據(jù)權(quán)利要求沈至觀中任一項所述的接收裝置，其特征在于所述修正部將預先設(shè)定的基準值與存儲在所述區(qū)間電平存儲部中的每個所述區(qū)間的 信號電平的差值分別加到由所述接收部接收到的每個所述區(qū)間的信號電平，以此進行所述 修正。
31.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的接收裝置，其特征在于所述區(qū)間電平取得部，將預先設(shè)定的基準值與在每個所述區(qū)間取得的信號電平的差值 作為每個所述區(qū)間的信號電平存儲到所述區(qū)間電平存儲部中，所述修正部，將存儲在所述區(qū)間電平存儲部中的每個所述區(qū)間的信號電平分別加到由 所述接收部接收到的每個所述區(qū)間的信號電平，以此進行所述修正。
全文摘要
本發(fā)明提供一種接收裝置，具有將從振蕩器輸出的局發(fā)信號與接收信號相乘來進行接收信號的頻率轉(zhuǎn)換，并輸出中間信號的擴展器，其中，所述局發(fā)信號的頻率不同于所述接收信號的中心頻率，所述振蕩器與包含在所述接收信號中的短脈沖波的產(chǎn)生時機同步地進行間歇動作。因此，本發(fā)明所涉及的接收裝置可采用UWB通信方式進一步降低功耗。
文檔編號H04B1/69GK102047576SQ20098011989
公開日2011年5月4日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者沖田篤志, 末廣善文, 杉野聰, 林雅則 申請人:松下電工株式會社