知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ コンチネンタル エレクトロニクス コーポレーションの特許一覧
特許7471035Ｌｏｒａｎの送信機、受信機、システム、およびこれを動作させる方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-11
(45)【発行日】2024-04-19
(54)【発明の名称】Ｌｏｒａｎの送信機、受信機、システム、およびこれを動作させる方法
(51)【国際特許分類】
G01S 5/10 20060101AFI20240412BHJP
H03H 17/02 20060101ALI20240412BHJP
H03H 17/00 20060101ALI20240412BHJP
【ＦＩ】
G01S5/10
H03H17/02 601C
H03H17/02 615E
H03H17/00 621C
H03H17/00 621E
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2023512044
(86)(22)【出願日】2021-08-18
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-19
(86)【国際出願番号】 US2021071225
(87)【国際公開番号】W WO2022040687
(87)【国際公開日】2022-02-24
【審査請求日】2023-03-22
(31)【優先権主張番号】63/067,015
(32)【優先日】2020-08-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】523055156
【氏名又は名称】コンチネンタル エレクトロニクス コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＮＴＩＮＥＮＴＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯＲＰ．
【住所又は居所原語表記】４２１２ Ｓ． Ｂｕｃｋｎｅｒ Ｂｌｖｄ． Ｄａｌｌａｓ， Ｔｅｘａｓ ７５２２７ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110001863
【氏名又は名称】弁理士法人アテンダ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】デイヴィッド エル． ハーシュバーガー
【審査官】藤田 都志行
(56)【参考文献】
【文献】特開平０５－１６４８３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５５－０００４５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第４７４２３５７（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許第５１８１０４１（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ ５／００－ ５／１４
Ｈ０３Ｈ １７／０２
Ｈ０３Ｈ １７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信機であって、Ｌｏｒａｎパルス信号を生成するように構成されたＬｏｒａｎパルス生成器と、
前記Ｌｏｒａｎパルス生成器に結合された、前記Ｌｏｒａｎパルス信号に応じた分散信号を生成するように構成された分散フィルタと、
前記分散フィルタに結合された、前記分散信号に応じた等化分散信号を生成するように構成されたイコライザと、
前記イコライザに結合された、前記等化分散信号に応じた増幅信号を生成するように構成された電力増幅器と、
前記電力増幅器に結合された、前記増幅信号に応じた同調信号を生成するように構成されたアンテナチューナと、
前記アンテナチューナに結合された、前記同調信号に応じた送信信号を放射するように構成されたアンテナと
を含む。
【請求項2】
請求項１に記載の送信機であって、前記分散フィルタは、前記Ｌｏｒａｎパルス信号を受信し、第１の信号、および前記第１の信号から位相が９０度ずれた第２の信号を生成するように構成されたヒルベルト変換デバイスと、
前記ヒルベルト変換デバイスに結合された、少なくとも第１の搬送波信号、前記第１の信号、および前記第２の信号に応じて周波数シフト信号を生成するように構成された第１の乗算器と、
前記第１の乗算器に結合された、前記周波数シフト信号に応じてダウンサンプリング信号を生成するように構成されたデシメータと、
前記デシメータに結合された、前記ダウンサンプリング信号に応じてフィルタリング済みダウンサンプリング信号を生成するように構成された第１のフィルタと、
前記第１のフィルタに結合された、前記フィルタリング済みダウンサンプリング信号に応じてアップサンプリング信号を生成するように構成された補間器と、
前記補間器に結合された、少なくとも前記アップサンプリング信号および第２の搬送波信号に応じて前記分散信号を生成するように構成された第２の乗算器であり、前記第２の搬送波信号は前記第１の搬送波信号の共役である、第２の乗算器と
を含む。
【請求項3】
請求項２に記載の送信機であって、前記デシメータは、前記第１の乗算器に結合された、前記周波数シフト信号に応じて第１のフィルタリング済み信号を生成するように構成されたローパスフィルタであり、前記第１のフィルタリング済み信号は第１のサンプル周波数を有する、ローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタに結合された、前記第１のフィルタリング済み信号のＮ個のサンプルのうちのＮ－１個のサンプルを削除することによってダウンサンプリング信号を生成するように構成された第１の回路であり、Ｎは整数であり、前記ダウンサンプリング信号は前記第１のサンプル周波数をＮ個のサンプルで割った値に等しい第２のサンプル周波数を有する、第１の回路と
を含む。
【請求項4】
請求項２に記載の送信機であって、前記補間器は、前記第１のフィルタに結合された、前記フィルタリング済みダウンサンプリング信号にＮ－１個のゼロを追加することによって第１の信号を生成するように構成された第１の回路であり、Ｎは整数であり、前記第１の信号は第１のサンプル周波数を有し、前記フィルタリング済みダウンサンプリング信号は前記第１のサンプル周波数をＮ個のサンプルで割った値に等しい第２のサンプル周波数を有する、第１の回路と、
前記第１の回路に結合された、前記第１の信号に応じて第１のフィルタリング済み信号を生成するように構成されたローパスフィルタと
を含む。
【請求項5】
請求項２に記載の送信機であって、前記第１のフィルタは、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、
無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、または
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）フィルタ
を含む。
【請求項6】
請求項５に記載の送信機であって、前記ＩＩＲフィルタは、ランダムに生成された係数を有するオールパスフィルタに対応する。
【請求項7】
請求項６に記載の送信機であって、前記ＩＩＲフィルタは、第１の受信信号に応じた第１の時間反転信号を生成するように構成された第１の時間反転回路であり、前記第１の受信信号は前記ダウンサンプリング信号に対応する、第１の時間反転回路と、
前記第１の時間反転回路に結合された、前記第１の時間反転信号に応じた前記第１の時間反転信号の共役を生成するように構成された第１の回路と、
前記第１の回路に結合された、前記第１の時間反転信号の前記共役をフィルタリングすることによってフィルタリング済みの第１の信号を生成するように構成された第１のフィルタと、
前記第１のフィルタに結合された、前記フィルタリング済みの第１の信号に応じた前記フィルタリング済みの第１の信号の共役を生成するように構成された第２の回路と、
前記第２の回路に結合された、前記フィルタリング済みの第１の信号の前記共役に応じた第２の時間反転信号を生成するように構成された第２の時間反転回路であり、前記第２の時間反転信号は前記フィルタリング済みダウンサンプリング信号に対応する、第２の時間反転回路と
を含む。
【請求項8】
請求項５に記載の送信機であって、前記ＦＩＲフィルタ、前記ＩＩＲフィルタ、または前記ＦＦＴフィルタは、Ｌｏｒａｎパルスの各セット毎に固定されたフィルタ係数を含み、前記Ｌｏｒａｎパルス信号は前記Ｌｏｒａｎパルスのセットの一部である。
【請求項9】
請求項５に記載の送信機であって、前記ＦＩＲフィルタ、前記ＩＩＲフィルタ、または前記ＦＦＴフィルタは、Ｌｏｒａｎパルスのセットにわたって時間変化している動的なフィルタ係数を含み、前記Ｌｏｒａｎパルス信号は前記Ｌｏｒａｎパルスのセットの一部である。
【請求項10】
Ｌｏｒａｎシステムであって、Ｌｏｒａｎパルス信号を生成するように構成されたＬｏｒａｎパルス生成器、
前記Ｌｏｒａｎパルス生成器に結合された、前記Ｌｏｒａｎパルス信号に応じた等化パルス信号を生成するように構成されたイコライザ、
前記イコライザに結合された、前記等化パルス信号に応じた分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するように構成された分散フィルタ、
前記分散フィルタに結合された、前記分散Ｌｏｒａｎ信号に応じた増幅信号を生成するように構成された電力増幅器、
前記電力増幅器に結合された、前記増幅信号に応じた同調信号を生成するように構成されたアンテナチューナ、および
前記アンテナチューナに結合された、前記同調信号に応じた送信信号を放射するように構成されたアンテナ
を含む送信機と、
受信信号を受信するように構成された第２のアンテナ、
前記第２のアンテナに結合された、前記受信信号に応じた分散解除パルス信号を生成するように構成された分散解除フィルタであり、前記受信信号は前記送信信号に対応する、分散解除フィルタ、および
前記分散解除フィルタに結合された、前記分散解除パルス信号に応じたＬｏｒａｎ信号を生成するように構成されたＬｏｒａｎ受信機
を含む受信機と
を含む。
【請求項11】
請求項１０に記載のＬｏｒａｎシステムであって、前記分散解除フィルタは、前記受信信号を受信し、第１の信号、および前記第１の信号から位相が９０度ずれた第２の信号を生成するように構成されたヒルベルト変換デバイスと、
前記ヒルベルト変換デバイスに結合された、少なくとも第１の搬送波信号、前記第１の信号、および前記第２の信号に応じて周波数シフト信号を生成するように構成された第１の乗算器と、
前記第１の乗算器に結合された、前記周波数シフト信号に応じてダウンサンプリング信号を生成するように構成されたデシメータと、
前記デシメータに結合された、前記ダウンサンプリング信号に応じてフィルタリング済みダウンサンプリング信号を生成するように構成された第１のフィルタと、
前記第１のフィルタに結合された、前記フィルタリング済みダウンサンプリング信号に応じてアップサンプリング信号を生成するように構成された補間器と、
前記補間器に結合された、少なくとも前記アップサンプリング信号および第２の搬送波信号に応じて前記分散解除パルス信号を生成するように構成された第２の乗算器であり、前記第２の搬送波信号は前記第１の搬送波信号の共役である、第２の乗算器と
を含む。
【請求項12】
請求項１１に記載のＬｏｒａｎシステムであって、前記デシメータは、前記第１の乗算器に結合された、前記周波数シフト信号に応じて第１のフィルタリング済み信号を生成するように構成されたローパスフィルタであり、前記第１のフィルタリング済み信号は第１のサンプル周波数を有する、ローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタに結合された、前記第１のフィルタリング済み信号のＮ個のサンプルのうちのＮ－１個のサンプルを削除することによってダウンサンプリング信号を生成するように構成された第１の回路であり、Ｎは整数であり、前記ダウンサンプリング信号は前記第１のサンプル周波数をＮ個のサンプルで割った値に等しい第２のサンプル周波数を有する、第１の回路と
を含む。
【請求項13】
請求項１１に記載のＬｏｒａｎシステムであって、前記補間器は、前記第１のフィルタに結合された、前記フィルタリング済みダウンサンプリング信号にＮ－１個のゼロを追加することによって第１の信号を生成するように構成された第１の回路であり、Ｎは整数であり、前記第１の信号は第１のサンプル周波数を有し、前記フィルタリング済みダウンサンプリング信号は前記第１のサンプル周波数をＮ個のサンプルで割った値に等しい第２のサンプル周波数を有する、第１の回路と、
前記第１の回路に結合された、前記第１の信号に応じて第１のフィルタリング済み信号を生成するように構成されたローパスフィルタと
を含む。
【請求項14】
請求項１１に記載のＬｏｒａｎシステムであって、前記第１のフィルタは、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、
無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、または
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）フィルタ
を含む。
【請求項15】
請求項１４に記載のＬｏｒａｎシステムであって、前記ＦＩＲフィルタ、前記ＩＩＲフィルタ、または前記ＦＦＴフィルタは、Ｌｏｒａｎパルスのセットにわたって時間変化している動的なフィルタ係数を含み、前記Ｌｏｒａｎパルス信号は前記Ｌｏｒａｎパルスのセットの一部である。
【請求項16】
請求項１４に記載のＬｏｒａｎシステムであって、前記ＦＩＲフィルタ、前記ＩＩＲフィルタ、または前記ＦＦＴフィルタは、Ｌｏｒａｎパルスの各セット毎に固定されたフィルタ係数を含み、前記Ｌｏｒａｎパルス信号は前記Ｌｏｒａｎパルスのセットの一部である。
【請求項17】
請求項１４に記載のＬｏｒａｎシステムであって、前記ＦＦＴフィルタは、第１の信号に対してＦＦＴを実行することによってＦＦＴ信号を生成するように構成された第１の回路であり、前記第１の信号は前記ダウンサンプリング信号に対応する、第１の回路と、
前記第１の回路に結合された、前記ＦＦＴ信号のサンプルに重み付きフィルタ係数を追加することによって重み付きＦＦＴ信号を生成するように構成された第２の回路と、
前記第２の回路に結合された、前記重み付きＦＦＴ信号に対して逆ＦＦＴを実行することによって第２の信号を生成するように構成された第３の回路であり、前記第２の信号は前記フィルタリング済みダウンサンプリング信号に対応する、第３の回路と
を含む。
【請求項18】
方法であって、Ｌｏｒａｎパルス生成器によって、Ｌｏｒａｎパルス信号を生成するステップと、
分散フィルタによって、前記Ｌｏｒａｎパルス信号に基づいて分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するステップと、
イコライザによって、
（ａ）前記イコライザが前記Ｌｏｒａｎパルス生成器と前記分散フィルタの間に結合されている場合には前記Ｌｏｒａｎパルス信号に応じて、または
（ｂ）前記イコライザが前記分散フィルタと電力増幅器の間に結合されている場合には前記分散Ｌｏｒａｎ信号に応じて、
等化信号を生成するステップと、
前記電力増幅器によって、前記分散Ｌｏｒａｎ信号に基づいて増幅信号を生成するステップと、
前記電力増幅器に結合されたアンテナチューナによって、前記増幅信号に応じた同調信号を生成するステップと、
前記アンテナチューナに結合されたアンテナによって、前記同調信号に応じた送信信号を放射するステップと
を含む。
【請求項19】
請求項１８に記載の方法であって、前記等化信号は、（ａ）前記Ｌｏｒａｎパルス信号に応じて生成され、
前記分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するステップは、
前記等化信号に応じた前記分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するステップを含み、
前記増幅信号を生成するステップは、
前記分散Ｌｏｒａｎ信号に応じた前記増幅信号を生成するステップを含む。
【請求項20】
請求項１８に記載の方法であって、前記等化信号は、（ｂ）前記分散Ｌｏｒａｎ信号に応じて生成され、
前記分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するステップは、
前記Ｌｏｒａｎパルス信号に応じた前記分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するステップを含み、
前記増幅信号を生成するステップは、
前記等化信号に応じた前記増幅信号を生成するステップを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権の主張
本出願は、参照によりその全体を本明細書に組み込む、２０２０年８月１８日出願の米国仮出願第６３／０６７０１５号の利益を主張するものである。
本出願は、参照によりその全体を本明細書に組み込む、２０２０年８月１８日出願の米国仮出願第６３／０６７０１５号の利益を主張するものである。
【背景技術】
【0002】
一部の手法のＬｏｒａｎ信号は、高振幅パルスの短バーストをいくつか含み、非常に「ピーキー」であると言われる。一部の手法のＬｏｒａｎ信号のピーク電力対平均電力比は、非常に高い。真空管送信機では、パルスサービス用に設計された真空管を使用して、高ピークパワーを生成していた。パルス幅は約２００マイクロ秒であり、これはパルスサービス用に設計された真空管の熱時定数より短い。このような真空管は、非常に高いパワーを生み出すことができるが、短い時間でしか生み出すことができない。
【0003】
いくつかの手法の現代のソリッドステート送信機は、一般に、ピークパワーが制限されている。ソリッドステートデバイスをパルスサービス用に設計することは、真空管でそれを行うよりも困難であり、効果も低い。いくつかの手法の半導体パワーデバイスの熱時定数は、パルスタイプ真空管よりはるかに短い。Ｌｏｒａｎパルス形状が保持される場合には、Ｌｏｒａｎパルス形状を生み出すために使用されるソリッドステート送信機は、生み出される平均パワー対して比較的多数のパワートランジスタを有することになる。
【図面の簡単な説明】
【0004】
本開示の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面と合わせて読んだときに最もよく理解される。業界の標準慣行によれば、様々な特徴は、正しい縮尺では描かれないことに留意されたい。実際に、様々な特徴の寸法は、説明を分かりやすくするために任意に拡大または縮小されていることがある。
【0005】
【0006】
図２は、いくつかの実施形態による受信機を示すブロック図である。
【0007】
図３は、いくつかの実施形態による分散フィルタを示すブロック図である。
【0008】
図４は、いくつかの実施形態によるデシメータを示すブロック図である。
【0009】
図５は、いくつかの実施形態による補間器を示すブロック図である。
【0010】
図６Ａは、いくつかの実施形態によるＦＩＲフィルタを示すブロック図である。
【0011】
図６Ｂは、いくつかの実施形態によるＩＩＲフィルタを示すブロック図である。
【0012】
図６Ｃは、いくつかの実施形態によるＦＦＴフィルタを示すブロック図である。
【0013】
図７Ａは、いくつかの実施形態によるＬｏｒａｎパルス群を示す波形図である。
【0014】
図７Ｂは、いくつかの実施形態によるＬｏｒａｎパルスを示す波形図である。
【0015】
図７Ｃは、いくつかの実施形態によるパルス群信号のＲＦパワー密度スペクトルを示す波形図である。
【0016】
図８Ａは、いくつかの実施形態によるヒルベルト変換デバイスの出力を示す波形図である。
【0017】
図８Ｂは、いくつかの実施形態によるゼロ周波数にダウンコンバートされた後のヒルベルト変換信号を示す波形図である。
【0018】
図９は、いくつかの実施形態による分散フィルタの振幅応答および群遅延応答を示す波形図である。
【0019】
図１０Ａは、いくつかの実施形態によるＦＩＲフィルタのインパルス応答を示す波形図である。
【0020】
【0021】
図１０Ｃは、いくつかの実施形態による分散Ｌｏｒａｎ信号の包絡線および理想的なＬｏｒａｎ信号の包絡線を示す波形図である。
【0022】
図１０Ｄは、いくつかの実施形態による分散Ｌｏｒａｎパルス群を示すＲＦ波形図である。
【0023】
図１１Ａは、いくつかの実施形態によるパルス群信号およびこのパルス群信号の包絡線を示す波形図である。
【0024】
図１１Ｂは、いくつかの実施形態による理想的な分散解除Ｌｏｒａｎ信号および回復Ｌｏｒａｎ信号のパワー密度スペクトルを示す波形図である。
【0025】
図１２は、いくつかの実施形態によるオールパスフィルタを示すブロック図である。
【0026】
図１３は、いくつかの実施形態による分散フィルタの群遅延応答を示す波形図である。
【0027】
図１４は、いくつかの実施形態によるランダムオールパス分散を有するＬｏｒａｎパルス群を示す波形図である。
【0028】
図１５は、いくつかの実施形態による時間反転フィルタを示す図である。
【0029】
【0030】
図１７は、いくつかの実施形態によるシステムを動作させる方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下の開示は、提供される主題の特徴を実装するための様々な実施形態または例を提供するものである。以下では、本開示を単純化するために、構成要素、材料、値、ステップ、または配列などの具体例を記載する。もちろん、これらは単なる例であり、限定のためのものではない。他の構成要素、材料、値、ステップ、または配列なども考えられる。例えば、以下の説明において第２の特徴の上方または上に第１の特徴が形成されるということは、第１の特徴と第２の特徴が直接接触して形成される実施形態を含み得、また第１の特徴と第２の特徴の間に追加の特徴が形成されて、第１の特徴と第２の特徴が直接接触しないこともある実施形態も含み得る。さらに、本開示は、様々な例において参照番号および／または参照文字を繰り返すことがある。この繰返しは、簡略性および明瞭性のためのものであり、それ自体は、記載される様々な実施形態および／または構成の間の関係を規定するものではない。
【0032】
さらに、本明細書では、図面に図示されているある要素または特徴と別の要素または特徴との関係を説明する際に、説明を容易にするために、「下」、「下方」、「下側」、「上方」、および「上側」などの空間的な相対的用語が使用されることがある。これらの空間的な相対的用語は、図中に示されている配向だけでなく、使用時または動作時のデバイスの異なる配向も包含するものとして意図されている。装置は、他の配向になる（９０度回転される、または他の配向になる）こともあるが、本明細書で使用される空間的な相対的用語は、それに応じて同様に解釈され得る。
【0033】
本開示の１つまたは複数の実施形態は、Ｌｏｒａｎ信号のピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ）を低減する。いくつかの手法では、パルス信号のピーク対平均比の低減は、チャープレーダを用いて実行されていた。例えば、チャープレーダは、パルス信号のピーク対平均比を低減するために開発された。非常に短い高出力レーダパルスを生成するのではなく、いくつかの手法のチャープレーダは、レーダパルスの帯域幅にわたって一定の群遅延傾き（すなわち周波数とともに変化する遅延関数）を有するネットワークを用いてパルスを線形に分散させることによって、ｓｉｎｃまたはｓｉｎ（πｘ）／（πｘ）パルスを周波数変調スイープに変換する。受信機において相補または整合フィルタを通過するときに、ＦＭスイープは高振幅の短持続時間パルスに変換される。時間遅延の変化が大きくなるほど、ＦＭスイープが長くなり、受信パルスの有効パワーが増大する。
【0034】
１９５０年代および１９６０年代には、現代のデジタル信号処理が利用できなかったため、チャープレーダに使用される整合フィルタは、複雑で高価であった。いくつかの手法における最初期のこれらのフィルタは、高次のアナログ集中素子オールパスフィルタとして組み込まれていた。フィルタリングが非常に高価であったため、レーダシステムは、１つの送信フィルタおよび１つの受信フィルタを含むことになる。１９７０年代には、このようなチャープレーダシステムは、信号分散のために表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタを使用していた。
【0035】
送信機技術はハイパワーパルス真空管からピークパワー制限ソリッドステートに変化したが、信号処理技術も変化して、数百キロワットの能力を有する大型の送信アンテナおよび送信機のコストと比較して非常に安価な方法で複雑なフィルタリングを行う技術が生まれている。いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎ信号のピークパワー要件を大幅に低減して、ソリッドステート送信機に、より良好に適合させることができる。いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎ信号のピークパワー要件を他の手法と同様に維持することができ、平均パワーを大幅に増大させることによって、他の手法と比較して信号をさらにロバストにして大気雑音を克服することができる。
【0036】
いくつかの手法のチャープレーダと異なり、本開示の１つまたは複数の実施形態は、Ｌｏｒａｎパルスの新たな形状を作ったり、または「側波帯」振幅を低減したりはしない。さらに、本開示の受信される上空波信号と地上波信号を区別する能力は、分散フィルタの使用による影響を受けない。いくつかの実施形態では、フィルタリングは伝播経路を含めて全て線形であるので、フィルタの順番は問題にならない。いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎパルスを分散させ、次いでそれらを伝播経路（別の線形フィルタ）に通し、次いで受信機においてそれらを分散解除フィルタ（すなわち逆フィルタ）に通すことは、分散フィルタ、分散解除フィルタ、および伝播経路の配列を並べ替えたものと等価である。いくつかの実施形態では、分散解除フィルタとカスケード接続された分散フィルタはＬｏｒａｎパルス形状を保存し、地上波を上空波と区別する能力を含めてＬｏｒａｎと等価である。いくつかの実施形態では、受信信号が分散解除されると、信号処理を行うＬｏｒａｎ受信機が使用され得る。本開示の１つまたは複数の実施形態は、分散フィルタおよびその逆フィルタ、または特定の信号についての送信機のピークパワー要件を最小限に抑えるフィルタ対の大きなセットを含む。いくつかの実施形態では、分散フィルタは、分散フィルタリングを実行するように構成される。いくつかの実施形態では、分散フィルタは、デジタル信号処理によって実行される。いくつかの実施形態では、デジタル信号処理は、過去のアナログ的方法と比較してはるかに安価であり、大量生産のＬｏｒａｎ受信機で実際に実施することができる。いくつかの実施形態では、ピークパワーを最小限に抑えることにより、アンテナ電圧を最小限に抑える。いくつかの実施形態では、電気的に短いアンテナでの低周波数では、所与のアンテナのパワーは、通常はアンテナ電圧によって制限される。いくつかの実施形態では、アンテナ電圧が低減された場合には、低いタワーが使用され、送信機サイトに必要とされる土地の大きさも対応して小さくなる。いくつかの実施形態では、分散信号は、Ｌｏｒａｎ信号の暗号化または選択的可用性のために使用される。いくつかの実施形態では、平均パワーを増大させることにより、十分な信号対雑音比（ＳＮＲ）の改善が得られ、Ｌｏｒａｎデータチャネル（ＬＤＣ）の通信時間が長くなる。いくつかの実施形態では、分散フィルタは、平坦な振幅応答を有する。いくつかの実施形態では、平坦な振幅応答とは、送信信号のスペクトル形状が、分散フィルタがない場合と同じであることを意味する。いくつかの実施形態では、送信信号のスペクトル形状が不変であるので、分散Ｌｏｒａｎ信号は、Ｌｏｒａｎの既存の割当と互換性があり、Ｌｏｒａｎ信号の「ヘイスタック」スペクトル形状が保持されて、送信機からのより大きな電流（または電圧）を使用するように構成されないというさらなる利点を有する。電気的に短いアンテナをＬｏｒａｎに使用することができ、その結果、アンテナ整合ネットワークにより側波帯周波数におけるリアクタンス性インピーダンスが送信機に与えられることになる。Ｌｏｒａｎ信号のスペクトルがさらに矩形に変化した場合には、より多くのパワーがチャネル中心から放射され、送信機の出力電流（または電圧）要件は、同じ放射パワーでも増大することになる。送信機の負荷インピーダンスがリアクタンス性である周波数でより多くのパワーが放射されると、放射されるパワーは増加しないが、より多くの電流（または電圧）が送信機に必要とされる。送信機がより多くの電流または電圧を生み出すかどうかは、使用されるアンテナ整合ネットワークのタイプによって決まる。いくつかの実施形態では、送信信号の同じスペクトル形状を保持することの少なくとも２つの利点は、（１）既存の割当との互換性、および（２）より大きなパワーを放射する能力である。
【0037】
図１Ａは、いくつかの実施形態による送信機１００Ａを示すブロック図である。
【0038】
送信機１００Ａは、放射または送信信号ＴＸを生成して送信するように構成される。いくつかの実施形態では、放射または送信信号ＴＸは、Ｌｏｒａｎ信号である。いくつかの実施形態では、送信機１００Ａは、分散型Ｌｏｒａｎ送信機である。
【0039】
送信機１００Ａは、Ｌｏｒａｎパルスまたは信号ＬＰＯのセットを生成するように構成されたＬｏｒａｎパルス生成器１０２を含む。
【0040】
送信機１００Ａは、Ｌｏｒａｎパルス生成器１０２に結合された、Ｌｏｒａｎ信号ＬＰＯのセットのＬｏｒａｎ信号に応じた分散信号ＤＦＯを生成するように構成された分散フィルタ１０４をさらに含む。分散信号ＤＦＯは、Ｌｏｒａｎ信号と比較して時間的に分散している。
【0041】
いくつかの実施形態では、送信機１００Ａにおいて、パルス分散は、Ｌｏｒａｎ信号を分散フィルタ１０４（例えばオールパスフィルタ）に通すことによって実施され、分散フィルタ１０４は、短パルスを分散してさらに持続時間の長い信号にし、ピークパワーを低減する効果を有する。
【0042】
送信機１００Ａは、分散フィルタ１０４に結合された、分散信号ＤＦＯに応じた等化分散信号ＤＦＯＥを生成するように構成されたイコライザ１０６をさらに含む。いくつかの実施形態では、イコライザ１０６は、リニアイコライザである。イコライザ１０６は、アンテナ１１２のシステム応答（例えば線形歪み）を補正するように構成される。等化分散信号ＤＦＯＥは、分散信号ＤＦＯを等化したものである。いくつかの実施形態では、等化分散信号ＤＦＯＥは、アンテナ１１２のアンテナ電流がＬｏｒａｎ設計要件を満たすように等化される。いくつかの実施形態では、等化分散信号ＤＦＯＥは、放射信号ＴＸがＬｏｒａｎ設計要件を満たすように等化される。
【0043】
イコライザ１０６は、分散フィルタ１０４と電力増幅器１０８の間にある。いくつかの実施形態では、イコライザ１０６は、図１Ｂに示すように、分散フィルタ１０４とＬｏｒａｎパルス生成器１０２の間にある。
【0044】
送信機１００Ａは、イコライザ１０６に結合された、等化分散信号ＤＦＯＥに応じた増幅信号ＤＦＡを生成するように構成された電力増幅器１０８をさらに含む。増幅信号ＤＦＡは、等化分散信号ＤＦＯＥを増幅したものである。電力増幅器１０８は、イコライザ１０６とアンテナチューナ１１０の間にある。
【0045】
送信機１００Ａは、電力増幅器１０８に結合された、増幅信号ＤＦＡに応じた同調信号ＰＯｕｔを生成するように構成されたアンテナチューナ１１０をさらに含む。同調信号ＰＯｕｔは、増幅信号ＤＦＡを同調したものである。
【0046】
送信機１００Ａは、アンテナチューナに結合された、同調信号ＰＯｕｔに応じた送信信号ＴＸを放射するように構成されたアンテナ１１２をさらに含む。いくつかの実施形態では、送信または放射信号ＴＸ（例えばアンテナ１１２から出力される）は、分散された理想的な波形に対応する。
【0047】
いくつかの実施形態では、送信機信号（例えば信号ＤＦＡ）または送信機出力電圧（例えば電力増幅器１０８から出力される）は、送信または放射信号ＴＸと異なる。いくつかの実施形態では、送信機信号（例えば信号ＤＦＡ）は、送信または放射信号ＴＸがアンテナシステム応答を占めるように等化を含む。いくつかの実施形態では、電力増幅器１０８の送信機出力電圧（例えば信号ＤＦＡ）は、アンテナ１１２からの放射信号ＴＸと異なる。
【0048】
図１Ｂは、いくつかの実施形態による送信機１００Ｂを示すブロック図である。
【0049】
いくつかの実施形態では、送信機１００Ｂは、分散型Ｌｏｒａｎ送信機である。
【0050】
送信機１００Ｂは、図１Ａの送信機１００Ａの変形形態であるので、同様の詳細な説明は省略する。図１Ａの送信機１００Ａと比較すると、送信機１００Ｂのイコライザ１０６は、分散フィルタ１０４とＬｏｒａｎパルス生成器１０２の間にあり、したがって、同様の詳細な説明は省略する。
【0051】
イコライザ１０６は、分散フィルタ１０４とＬｏｒａｎパルス生成器１０２の間にある。イコライザ１０６は、Ｌｏｒａｎパルス生成器１０２の出力および分散フィルタ１０４の入力に結合される。
【0052】
分散フィルタ１０４は、イコライザ１０６の出力および電力増幅器１０８の入力に結合される。
【0053】
電力増幅器１０８は、分散フィルタ１０４に結合される。電力増幅器１０８は、分散フィルタ１０４とアンテナチューナ１１０の間にある。
【0054】
イコライザ１０６は、Ｌｏｒａｎパルス信号ＬＰＯに応じた等化パルス信号ＤＦＯＥを生成するように構成される。分散フィルタ１０４は、等化パルス信号ＤＦＯＥに応じた分散Ｌｏｒａｎ信号ＤＦＯを生成するように構成される。電力増幅器１０８は、分散Ｌｏｒａｎ信号ＤＦＯに応じた増幅信号ＤＦＡを生成するように構成される。
【0055】
図２は、いくつかの実施形態による受信機２００を示すブロック図である。
【0056】
いくつかの実施形態では、受信機２００は、分散型Ｌｏｒａｎ受信機である。
【0057】
受信機２００は、受信信号ＲＸを受信して復調するように構成される。受信機２００において、受信信号ＲＸは、送信機２００からのパルス分散を除去することによってＬｏｒａｎパルス形状を復元する相補ネットワークに通される。これらの実施形態では、Ｌｏｒａｎ信号に分散を追加して除去するプロセス全体が線形である。いくつかの実施形態では、伝播も線形である。
【0058】
受信機２００は、受信信号ＲＸを受信し、信号Ｐｉｎを生成するように構成されたアンテナ２０２を含む。受信信号ＲＸは、図１の送信信号ＴＸに対応する。
【0059】
受信機２００は、アンテナ２０２に結合された分散解除フィルタ２０４をさらに含む。分散解除フィルタ２０４は、受信アンテナ２０２とＬｏｒａｎ受信機２０６の間に結合される。分散解除フィルタ２０４は、信号Ｐｉｎに応じた分散解除パルス信号ＬＰＩＮを生成するように構成される。いくつかの実施形態では、分散解除パルス信号ＬＰＩＮは、分散していないＬｏｒａｎ信号のセットに対応する。
【0060】
いくつかの実施形態では、分散解除フィルタ２０４は、分散Ｌｏｒａｎ信号（例えばＰｉｎ）のセットから分散を除去するように構成され、Ｌｏｒａｎ信号（例えばＬＰＩＮ）のセットを生成または復元する。いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎ信号（例えばＬＰＩＮ）のセットは、他の手法のＬｏｒａｎ信号と同様である。いくつかの実施形態では、分散解除フィルタ２０４は、開発およびシステム試験に使用可能であり、分散解除ＬｏｒａｎパルスＬＰＩＮによって他の手法のＬｏｒａｎ受信機を駆動するように構成される。
【0061】
いくつかの実施形態では、分散解除フィルタ２０４の出力は、復元された高振幅Ｌｏｒａｎパルスを出力するように構成される。いくつかの実施形態では、他の手法の受信機技術を再利用し、この分散解除フィルタ２０４を用いることによって最新化することができる。
【0062】
いくつかの実施形態では、送信機１００Ａ～１００Ｂの分散フィルタ１０４は、Ｌｏｒａｎ信号に分散を導入するように構成され、受信機２００の分散解除フィルタ２０４は、Ｌｏｒａｎ信号から分散（分散フィルタ１０４によって以前に追加された分散）を除去するように構成されるので、分散フィルタ１０４と分散解除フィルタ２０４とは、相補的に動作するように構成される。
【0063】
【0064】
受信機２００は、分散解除フィルタ２０４に結合されたＬｏｒａｎ受信機２０６をさらに含む。Ｌｏｒａｎ受信機２０６は、分散解除パルス信号ＬＰＩＮに応じた出力信号ＬＳを生成するように構成される。Ｌｏｒａｎ受信機２０６は、分散解除パルス信号ＬＰＩＮ（例えばＬｏｒａｎ信号）を復調するように構成される。いくつかの実施形態では、出力信号ＬＳは、他の手法のＬｏｒａｎ受信機の出力信号に対応する。
【0065】
いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎ受信機２０６は、他の手法と同様である。いくつかの実施形態では、分散型Ｌｏｒａｎ受信機２０６の下流側部分は、他の手法のＬｏｒａｎ受信機と同じであり、３０マイクロ秒などの第４のＲＦサイクルの開始時にゼロ交差を探索するように構成される。
【0066】
いくつかの実施形態では、分散解除フィルタ２０４は、Ｌｏｒａｎ受信機２０６から分離可能である。いくつかの実施形態では、分散解除フィルタ２０４とＬｏｒａｎ受信機２０６とは、互いに分離可能な構成要素である。いくつかの実施形態では、分散解除フィルタ２０４とＬｏｒａｎ受信機２０６とは、１つのデバイスに一体化される。
【0067】
いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎパルス群を（例えば分散フィルタ１０４によって）分散させ、それを送信し、それを受信し、分散を（例えば分散解除フィルタ２０４によって）除去することは、ピークパワーがはるかに低いことを除けば、他の手法のＬｏｒａｎパルス群を送信して受信することと等価である。いくつかの実施形態では、他の手法のＬｏｒａｎサービスの技術を、本開示の１つまたは複数の実施形態と共に使用可能であり、それにより、ソリッドステート送信機により受信信号ＲＸを他の手法より有意に強くすることができる。いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号のパワー密度スペクトルは、他の手法のＬｏｒａｎ信号と同様であり、それにより、他の手法と比較してスペクトル形状に変化を生じず、１００ｋＨｚでの割当構造に変化を生じないようにする。
【0068】
いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎ信号が強くなると、所望のレベルの精度を得るために必要とされるパルス平均化は少なくなる。例えば、いくつかの実施形態では、使用されるパルスが少ない場合には、より高いデータレートでのＬｏｒａｎデータチャネル（ＬＤＣ）の伝送に利用可能な通信時間が長くなり、それにより、他のリソースにより多くのチャネル利用が見込むことができる。
【0069】
Ｌｏｒａｎデータチャネル伝送は、比較的低いデータスループット（ＧＲＩ当たり５ビットなど）で他の手法と共に使用可能である。これらの他の手法は、様々な方法で、ただし通常はいくつかの異なる形態の位相変調によってＬｏｒａｎパルスのうちの１つまたは複数を変調することによって作動するシステムを有する。これらの他の手法は、様々な方式を使用してＬｏｒａｎ信号のナビゲーションおよびタイミングの側面と共存し、平均化に依拠してＬＤＣ変調を打ち消す。ただし、これらの他の手法は、ＬＤＣ容量の増大を必要とし、既存のＬＤＣ変調方法と共に利用することができない、向上させたＬｏｒａｎ精度を有していない。
【0070】
本開示の１つまたは複数の実施形態は、高められたＬｏｒａｎ精度を有する。本開示の１つまたは複数の実施形態は、効果的により高いパワーのパルスを同じアンテナ電圧で送信することを可能にし、これにより、Ｌｏｒａｎのナビゲーションおよびタイミングパルスから分離している新たなＬＤＣ信号に、より長い「通信時間」を割り当てることを可能にする。いくつかの実施形態では、別個のＬＤＣ信号を、Ｌｏｒａｎのナビゲーションおよびタイミングパルスとは異なる変調フォーマット（ＢＰＳＫなど）と共に使用することによって、本開示の１つまたは複数の実施形態がより高いデータ容量を有するようにする。
【0071】
図３は、いくつかの実施形態による分散フィルタ３００を示すブロック図である。
【0072】
【0073】
いくつかの実施形態では、分散フィルタ３００は、図１Ａ～図１Ｂの送信機１００Ａ～１００Ｂの分散フィルタ１０４として使用可能である。いくつかの実施形態では、図３の分散フィルタ３００は、図２の受信機２００内の分散解除フィルタ２０４として使用可能である。
【0074】
分散フィルタ３００は、信号ＩＮ１を受信し、信号ＯＵＴ１を生成するように構成される。
【0075】
分散フィルタ３００は、Ｌｏｒａｎパルス信号（例えばＩＮ１）を受信するように構成されたヒルベルト変換デバイス３０２を含む。図３のＬｏｒａｎパルス信号ＩＮ１は、図１ＡのＬｏｒａｎ信号ＬＰＯのセット、図１Ａの等化信号ＤＦＯＥ、あるいは図２のＬｏｒａｎ信号ＬＰＯのセットまたは信号Ｐｉｎに対応する。
【0076】
ヒルベルト変換デバイス３０２は、信号ＨＴを生成するように構成される。信号ＨＴは、信号Ｉ（図示せず）および信号Ｑ（図示せず）を含む。いくつかの実施形態では、信号Ｑは、位相９０度だけ信号Ｉからずれている。他の位相値も、本開示の範囲内である。
【0077】
いくつかの実施形態では、分散フィルタへの入力信号ＩＮ１は、実信号である。実信号は、ヒルベルト変換デバイス３０２によって複素または解析信号に変換され、それによりヒルベルト変換波形（例えば信号ＨＴ）を生成する。いくつかの実施形態では、ヒルベルト変換後は、分散フィルタ３００による後続の処理は、Ｉ／Ｑ信号対であるヒルベルト変換信号に対して実行される。
【0078】
【0079】
分散フィルタ３００は、ヒルベルト変換デバイス３０２および搬送波生成器３０６に結合された乗算器３０４をさらに含む。
【0080】
乗算器３０４は、少なくとも搬送波信号ＣＳ１および信号ＨＴに応じた周波数シフト信号ＨＴＢＢを生成するように構成される。いくつかの実施形態では、乗算器３０４は、少なくとも搬送波信号ＣＳ１、信号Ｉ、および信号Ｑに応じて周波数シフト信号ＨＴＢＢを生成するように構成される。いくつかの実施形態では、周波数シフト信号ＨＴＢＢは、ベースバンドにシフトされた、または０Ｈｚの中心周波数を有する信号ＨＴに対応する。いくつかの実施形態では、搬送波信号ＣＳ１の周波数は、１００ｋＨｚである。いくつかの実施形態では、搬送波信号ＣＳ１は、１００ｋＨｚの搬送周波数を有する複素シヌソイド（例えば正弦波および余弦波）である。搬送波信号ＣＳ１の他の搬送周波数も、本開示の範囲内である。
【0081】
いくつかの実施形態では、ヒルベルト変換後に、複素信号（例えば信号ＨＴ）は、０ヘルツの周波数にダウンコンバートされる。いくつかの実施形態では、複素信号（例えば信号ＨＴ）は、実質的に０ヘルツに等しい周波数を有する信号（例えば周波数シフト信号ＨＴＢＢ）にダウンコンバートされる。例えば、いくつかの実施形態では、複素信号（例えば信号ＨＴ）は、解析入力信号に１００ｋＨｚの複素シヌソイド（正弦波および余弦波）を乗算することによってダウンコンバートされる。いくつかの実施形態では、「実質的に」とは、基準からプラスマイナス５％変化するものを含む。
【0082】
周波数シフト信号ＨＴＢＢの例は、以下で図８Ｂに波形８００Ｂとして示す。
【0083】
搬送波生成器３０６は、乗算器３０４および回路３１６に結合される。
【0084】
搬送波生成器３０６は、搬送波信号ＣＳ１を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、搬送波信号ＣＳ１は、１００ｋＨｚのシヌソイド（例えば正弦波および余弦波）である。いくつかの実施形態では、搬送波信号ＣＳ１の実数成分および複素数成分は、同様の基本周波数を有する連続波信号である。
【0085】
分散フィルタ３００は、乗算器３０４に結合されたデシメータ３０８をさらに含む。
【0086】
デシメータ３０８は、周波数シフト信号ＨＴＢＢに応じてダウンサンプリング信号ＤＳを生成するように構成される。デシメータ３０８は、周波数シフト信号ＨＴＢＢのサンプリングレートを低減または減少させるように構成される。ダウンサンプリング信号ＤＳは、同じ持続時間について周波数シフト信号ＨＴＢＢより少ないサンプルを有する。
【0087】
いくつかの実施形態では、乗算器３０４によるダウンコンバージョンに続いて、デシメータ３０８によってＬｏｒａｎ信号のサンプリングレートはデシメートされる。いくつかの実施形態では、デシメートされるとは、Ｌｏｒａｎ信号のサンプリングレートが低減されることを意味する。いくつかの実施形態では、デシメータは、信号のサンプリングレートを低減する。
【0088】
分散フィルタ３００は、デシメータ３０８に結合されたフィルタ３１０をさらに含む。フィルタ３１０は、ダウンサンプリング信号ＤＳに応じてフィルタリング済み段サンプリング信号ＦＳを生成するように構成される。フィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳの例は、以下で図１０Ｂに波形１０００Ｂとして示す。
【0089】
いくつかの実施形態では、分散フィルタ３００は、送信機１００Ａ～１００Ｂに分散フィルタ１０４として含まれ、フィルタ３１０は、Ｌｏｒａｎ信号に分散を導入するように構成される。いくつかの実施形態では、分散フィルタ３００は、受信機２００に分散解除フィルタ２０４として含まれ、フィルタ３１０は、Ｌｏｒａｎ信号から分散（以前に分散フィルタ１０４によって追加された分散）を除去するように構成され、したがって、分散フィルタ１０４と分散解除フィルタ２０４とは、相補的に動作するように構成される。
【0090】
いくつかの実施形態では、フィルタ３１０は、オールパスフィルタを含む。いくつかの実施形態では、フィルタ３１０の振幅関数は、実質的に平坦であり、Ｌｏｒａｎ信号のスペクトル形状を乱さないようにユニティゲインを有する。いくつかの実施形態では、フィルタ３１０の群遅延および位相関数は、Ｌｏｒａｎ信号のピーク包絡線レベルを低減するように構成される。
【0091】
いくつかの実施形態では、フィルタ３１０は、複素フィルタである。いくつかの実施形態では、フィルタ３１０は、少なくとも有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）フィルタを含む。他のフィルタタイプも、本開示の範囲内である。
【0092】
分散フィルタ３００は、フィルタ３１０に結合された補間器３１２をさらに含む。補間器３１２は、フィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳに応じてアップサンプリング信号ＩＳを生成するように構成される。
【0093】
いくつかの実施形態では、フィルタリングが完了した後で、フィルタリング済み信号（例えばフィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳ）は、補間器３１２によって補間されて元のサンプリングレートに戻される。
【0094】
分散フィルタ３００は、補間器３１２および回路３１６に結合された乗算器３１４をさらに含む。乗算器３１４は、少なくともアップサンプリング信号ＩＳおよび搬送波信号ＣＳ１＊に応じて信号ＯＵＴ１を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、搬送波信号ＣＳ１＊は、搬送波信号ＣＳ１の共役である。いくつかの実施形態では、図３の信号ＯＵＴ１は、分散信号であり、図１Ａ～図１Ｂの分散信号ＤＦＯに対応する。いくつかの実施形態では、図３の信号ＯＵＴ１は、分散解除信号であり、図２の分散解除ＬｏｒａｎパルスＬＰＩＮに対応する。
【0095】
いくつかの実施形態では、補間の後で、ベースバンド信号（例えばＦＳ）に複素シヌソイドの共役（例えばＣＳ１＊）が乗算され、それにより中心周波数を元の１００ｋＨｚの周波数にシフトさせて戻す。いくつかの実施形態では、信号（例えばＯＵＴ）は、ベースバンド信号に複素シヌソイドの共役が乗算された後も複素数のままである。いくつかの実施形態では、信号の虚数成分または直交成分が破棄され、信号の実数部が、下流側で例えば他のデバイスによって使用される。いくつかの実施形態では、この信号は、以下の図１０Ｄに波形１０００Ｄとして示すように、１００ｋＨｚのＲＦに変換されて戻される。いくつかの実施形態では、他の中心周波数の値も、本開示の範囲内である。
【0096】
回路３１６は、搬送波生成器３０６および乗算器３１４に結合される。回路３１６は、搬送波信号ＣＳ１＊を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、回路３１６は、搬送波信号ＣＳ１の虚数部分の符号をシフトすることによって搬送波信号ＣＳ１の共役を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、回路３１６は、搬送波信号ＣＳ１の共役化を実行するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、回路３１６は、搬送波信号ＣＳ１の共役化を実行するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0097】
いくつかの実施形態では、図３の分散フィルタ３００は、Ｌｏｒａｎパルスの各セット毎に固定されたフィルタ係数を有する。いくつかの実施形態では、図３の分散フィルタ３００は、Ｌｏｒａｎパルスの各セット毎に時間とともに変化するフィルタ係数を有する。いくつかの実施形態では、フィルタ係数は、パルス群にわたって時間変化する。いくつかの実施形態では、この時間変化するフィルタ係数を、データを暗号化する方法または選択的可用性として使用することができる。いくつかの実施形態では、時間変化するフィルタ係数は、位相変調を含む変調ストリームであり、したがってＬｏｒａｎ信号のスペクトルを改変する。
【0098】
分散フィルタ３００の他の構成、構成要素の数、または構成要素の順序も、本開示の範囲内である。例えば、いくつかの実施形態では、分散フィルタ３００は、ヒルベルト変換デバイス３０２、乗算器３０４、搬送波生成器３０６、デシメータ３０８、補間器３１２、乗算器３１４、および回路３１６を含まない。換言すれば、これらの実施形態では、分散フィルタ３００は、信号ＩＮ１をフィルタリングするように構成され、ここで、信号ＩＮ１は、ベースバンドにダウンコンバートされ、ダウンサンプリングされ、その後にフィルタ３１０によるフィルタリングの後でさらにアップサンプリングされ、アップコンバートされていない実信号（例えば複素数でない）である。
【0099】
図４は、いくつかの実施形態によるデシメータ４００を示すブロック図である。
【0100】
デシメータ４００は、図３のデシメータ３０８の実施形態であるので、同様の詳細な説明は省略する。いくつかの実施形態では、デシメータ４００は、図３の分散フィルタ３００中のデシメータ３０８として使用可能である。
【0101】
デシメータ４００は、信号ＩＮ２を受信し、信号ＯＵＴ２を生成するように構成される。図４の信号ＩＮ２は、図２の周波数シフト信号ＨＴＢＢに対応する。図４の信号ＯＵＴ２は、図２のダウンサンプリング信号ＤＳに対応する。
【0102】
デシメータ４００は、ローパスフィルタ４０２を含む。ローパスフィルタ４０２は、図３の乗算器３０４に結合される。ローパスフィルタ４０２は、周波数シフト信号ＨＴＢＢに応じてフィルタリング済み信号ＦＩＳ１を生成するように構成される。周波数シフト信号ＨＴＢＢは、サンプル周波数ＦＳ１を有する。フィルタリング済み信号ＦＩＳ１も、このサンプル周波数ＦＳ１を有する。
【0103】
デシメータ４００は、ローパスフィルタ４０２の出力に結合された回路４０４をさらに含む。回路４０４の出力は、図３のフィルタ３１０の入力に結合される。回路４０４は、フィルタリング済み信号ＦＩＳ１のＮ個のサンプルのうちＮ－１個のサンプルを削除することによって、ダウンサンプリング信号ＤＳを生成するように構成される。いくつかの実施形態では、ダウンサンプリング信号ＤＳは、サンプル周波数ＦＳ１をＮ個のサンプルで割った値（例えば、ＦＳ１／Ｎ）に等しいサンプル周波数ＦＳ２を有する。ここで、Ｎは整数である。
【0104】
いくつかの実施形態では、サンプリングレートＦＤ２は、フィルタリング済み信号ＦＩＳ１の帯域幅より大きい。いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎ受信機２００の帯域幅は、少なくとも３０ｋＨｚであり、デシメート済み信号ＯＵＴ２は、十分なヘッドルームを提供するために、少なくとも１００ｋＨｚ帯域幅信号（５０から１５０ｋＨｚ）を有する。以下に記載するシミュレーションのうちの１つまたは複数では、１２５ｋＨｚのサンプリングレートを、ゼロ周波数シフトＬｏｒａｎ信号に使用する。いくつかの実施形態では、他のサンプリングレートも、本開示の範囲内である。
【0105】
いくつかの実施形態では、ローパスフィルタ４０２は、出力サンプリングレート（例えばＦＳ２）におけるエイリアシングを防止するように構成される。いくつかの実施形態では、回路４０４は、廃棄機能を実行するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、回路４０４は、廃棄機能を実行するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0106】
いくつかの実施形態では、廃棄機能は、未使用のサンプルを廃棄する。いくつかの実施形態では、例えば、デシメーション比が８である場合には、８個毎に１つのサンプルがデシメータ４００の出力に現れ、残りの７個のサンプルは廃棄機能（例えば回路４０４）によって廃棄される。いくつかの実施形態では、効率的なデシメータは、未使用の出力サンプルを計算しない。
【0107】
いくつかの実施形態では、デシメータ４００のサンプリングレートが低減されるにつれて、フィルタ３１０中のフィルタ項の数も比例して低減される。したがって、デシメータ４００は、分散フィルタ３００のデジタル信号処理リソースを効率的に使用するように構成される。いくつかの実施形態では、逓倍比もデシメーション比の二乗によって改善される。
【0108】
デシメータ４００の他の構成、構成要素の数、または構成要素の順序も、本開示の範囲内である。
【0109】
図５は、いくつかの実施形態による補間器５００を示すブロック図である。
【0110】
【0111】
補間器５００は、信号ＩＮ３を受信し、信号ＯＵＴ３を生成するように構成される。図５の信号ＩＮ３は、図２のフィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳに対応する。図５の信号ＯＵＴ３は、図２のアップサンプリング信号ＩＳに対応する。
【0112】
補間器５００は、回路５０２を含む。いくつかの実施形態では、回路５０２の入力は、図３のフィルタ３１０の出力に結合される。回路５０２は、フィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳにＮ－１個のゼロを追加することによって信号ＦＩＳ２を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、信号ＦＩＳ２は、サンプル周波数ＦＳ１を有する。
【0113】
いくつかの実施形態では、回路５０２は、フィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳをサンプリングレートＦＳ２で補間して元のサンプリングレートＦＳ１に戻すように構成される。いくつかの実施形態では、回路５０２は、フィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳにゼロ詰めする、またはゼロ値サンプルを挿入することによって、サンプリングレートを信号ＦＩＳ２のサンプリングレートＦＳ２に増大させるように構成される。いくつかの実施形態では、サンプリングレートを増大させるためのゼロ値サンプルの挿入は、実質上は変調プロセスである。
【0114】
いくつかの実施形態では、回路５０２は、時間領域でゼロ詰め機能を実行するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、回路５０２は、時間領域でゼロ詰め機能を実行するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0115】
補間器５００は、ローパスフィルタ５０４をさらに含む。ローパスフィルタ５０４の入力は、回路５０２の出力に結合される。ローパスフィルタ５０４の出力は、図３の乗算器３１４に結合される。ローパスフィルタ５０４は、信号ＦＩＳ２に応答しアップサンプリング信号ＩＳを生成するように構成される。
【0116】
いくつかの実施形態では、回路５０２によって実行されるゼロ挿入プロセスの後に、ＦＳ１／Ｎの高調波を中心とする望ましくない反復スペクトルを除去するローパスフィルタ５０４によって実行されるローパスフィルタリング動作が続く。
【0117】
補間器５００の他の構成、構成要素の数、または構成要素の順序も、本開示の範囲内である。
【0118】
図６Ａは、いくつかの実施形態によるＦＩＲフィルタ６００Ａを示すブロック図である。
【0119】
ＦＩＲフィルタ６００Ａは、図３のフィルタ３１０の実施形態であるので、同様の詳細な説明は省略する。いくつかの実施形態では、ＦＩＲフィルタ６００Ａは、図３の分散フィルタ３００中のフィルタ３１０として使用可能である。
【0120】
ＦＩＲフィルタ６００Ａは、ダウンサンプリング信号ＤＳ（図３に示す）のｘ［ｎ］個の値を受信し、フィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳ（図３に示す）のｙ［ｎ］個の値を生成するように構成される。ＦＩＲフィルタ６００Ａは、次数Ｎであり、ここでＮは整数である。
【0121】
ＦＩＲフィルタ６００Ａは、互いに直列に結合されたＮ個の遅延要素６０２（１）、６０２（２）、…、６０２（Ｎ）（以下「遅延要素６０２のセット」と呼ぶ）を含む。
【0122】
ＦＩＲフィルタ６００Ａは、Ｎ＋１個の乗算器要素６０４（０）、６０４（１）、６０４（２）、…、６０４（Ｎ）（以下「乗算器要素６０４のセット」と呼ぶ）をさらに含む。各乗算要素は、対応する乗算係数ｂ０、ｂ１、…、ｂＮを有する。いくつかの実施形態では、各乗算係数ｂ０、ｂ１、…、ｂＮは、別の乗算係数と同じである。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの乗算係数ｂ０、ｂ１、…、ｂＮは、別の乗算係数と異なる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つまたは複数の乗算係数ｂ０、ｂ１、…ｂＮは、時間的に変化する、または動的である。
【0123】
ＦＩＲフィルタ６００Ａは、互いに直列に結合されたＮ個の加算要素６０６（１）、６０６（２）、…、６０６（Ｎ）（以下「加算要素６０６のセット」と呼ぶ）をさらに含む。
【0124】
遅延要素６０２のセットと、乗算器要素６０４のセットと、加算要素６０６のセットとは、互いに結合されて、出力信号ｙ［ｎ］を生成する。
【0125】
いくつかの実施形態では、少なくともｘ［ｎ］の値、ｂｎの値、またはｙ［ｎ］の値は、複素数である。いくつかの実施形態では、ＦＩＲフィルタ６００Ａは、複素フィルタである。
【0126】
ＦＩＲフィルタ６００Ａの他のフィルタタイプも、本開示の範囲内である。例えば、いくつかの実施形態では、ＦＩＲフィルタ６００Ａは、少なくともＩＩＲフィルタまたはＦＦＴフィルタを含む。
【0127】
図６Ｂは、いくつかの実施形態によるＩＩＲフィルタ６００Ｂを示すブロック図である。
【0128】
ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、図３のフィルタ３１０の実施形態であるので、同様の詳細な説明は省略する。いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、図３の分散フィルタ３００中のフィルタ３１０として使用可能である。
【0129】
【0130】
ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、互いに直列に結合されたＰ個の変換要素６２０（１）、６２０（２）、…、６２０（Ｐ）（以下「変換要素６２０のセット」と呼ぶ）を含む。
【0131】
ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、Ｐ＋１個の乗算器要素６２２（０）、６２２（１）、６２２（２）、…、６２２（Ｐ）（以下「乗算器要素６２２のセット」と呼ぶ）をさらに含む。各乗算要素は、対応する乗算係数ｂ（０）、ｂ（１）、…、ｂ（Ｐ）を有する。いくつかの実施形態では、各乗算係数ｂ（０）、ｂ（１）、…、ｂ（Ｐ）は、別の乗算係数と同じである。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの乗算係数ｂ（０）、ｂ（１）、…、ｂ（Ｐ）は、別の乗算係数と異なる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つまたは複数の乗算係数ｂ（０）、ｂ（１）、…、ｂ（Ｐ）は、時間的に変化する、または動的である。
【0132】
ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、互いに直列に結合されたＰ個の加算要素６２４（１）、６２４（２）、…、６２４（Ｐ）（以下「加算要素６２４のセット」と呼ぶ）をさらに含む。
【0133】
ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、互いに直列に結合されたＱ個の加算要素６３４（１）、６３４（２）、…、６３４（Ｑ）（以下「加算要素６３４のセット」と呼ぶ）をさらに含む。いくつかの実施形態では、整数Ｐは、整数Ｑに等しい。いくつかの実施形態では、整数Ｐは、整数Ｑと異なる。
【0134】
ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、Ｑ＋１個の乗算器要素６３２（０）、６３２（１）、６３２（２）、…、６３２（Ｑ）（以下「乗算器要素６３２のセット」と呼ぶ）をさらに含む。各乗算要素は、対応する乗算係数ｂ（０）、ｂ（１）、…、ｂ（Ｑ）を有する。いくつかの実施形態では、各乗算係数ｂ（０）、ｂ（１）、…、ｂ（Ｑ）は、別の乗算係数と同じである。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの乗算係数ｂ（０）、ｂ（１）、…、ｂ（Ｑ）は、別の乗算係数と異なる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つまたは複数の乗算係数ｂ（０）、ｂ（１）、…、ｂ（Ｑ）は、時間的に変化する、または動的である。
【0135】
ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、互いに直列に結合されたＱ個の変換要素６３０（１）、６３０（２）、…、６３０（Ｑ）（以下「変換要素６３０のセット」と呼ぶ）を含む。
【0136】
変換要素６２０および６３０のセットと、乗算器要素６２２および６３２のセットと、加算要素６２４および６３４のセットとは、互いに結合されて、出力信号ｙ［ｋ］を生成する。
【0137】
いくつかの実施形態では、少なくともｘ［ｋ］の値、係数ａ、係数ｂ、またはｙ［ｋ］の値は、複素数である。いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、複素フィルタである。
【0138】
いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、実数値ではなく全て複素数値である係数、入力データ、および出力データを含む。いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタ６００Ｂの少なくとも係数、入力データ、および出力データは、複素数値である。
【0139】
ＩＩＲフィルタ６００Ｂの他のフィルタタイプも、本開示の範囲内である。例えば、ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、インパルス不変設計として示されているが、いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、少なくとも双一次変換設計またはステップ不変設計など、インパルス不変以外のフィルタ設計を含む。いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタ６００Ｂは、少なくともＦＩＲフィルタまたはＦＥＴフィルタを含む。
【0140】
図６Ｃは、いくつかの実施形態によるＦＦＴフィルタ６００Ｃを示すブロック図である。
【0141】
ＦＦＴフィルタ６００Ｃは、図３のフィルタ３１０の実施形態であるので、同様の詳細な説明は省略する。いくつかの実施形態では、ＦＦＴフィルタ６００Ｃは、図３の分散フィルタ３００中のフィルタ３１０として使用可能である。
【0142】
ＦＦＴフィルタ６００Ｃは、信号ＩＮ４を受信して、信号ＯＵＴ４を生成するように構成される。
【0143】
ＦＦＴフィルタ６００Ｃは、信号ＩＮ４に対してＦＦＴを実行することによってＦＦＴ信号Ｆ１を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、信号ＩＮ４は、ダウンサンプリング信号ＤＳに対応する。いくつかの実施形態では、回路６８０は、信号ＩＮ４に対してＦＦＴを実行するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、回路６８０は、信号ＩＮ４に対してＦＦＴを実行するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0144】
ＦＦＴフィルタ６００Ｃは、回路６８０の出力に結合された回路６８２をさらに含む。回路６８２は、ＦＦＴ信号Ｆ１のサンプルに重み付きフィルタ係数を追加することによって重み付きＦＦＴ信号Ｆ２を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、回路６８０は、ＦＦＴ信号Ｆ１のサンプルに重み付きフィルタ係数を追加するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、回路６８０は、ＦＦＴ信号Ｆ１のサンプルに重み付きフィルタ係数を追加するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0145】
ＦＦＴフィルタ６００Ｃは、回路６８２の出力に結合された回路６８４をさらに含む。回路６８４は、重み付きＦＦＴ信号Ｆ２に対して逆ＦＦＴを実行することによって信号ＯＵＴ４を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、信号ＯＵＴ４は、フィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳに対応する。いくつかの実施形態では、回路６８４は、重み付きＦＦＴ信号Ｆ２に対して逆ＦＦＴを実行するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、回路６８４は、重み付きＦＦＴ信号Ｆ２に対して逆ＦＦＴを実行するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0146】
いくつかの実施形態では、図６ＣのＦＦＴフィルタ６００Ｃの動作は、回路６８０が複素入力ベースバンド信号（例えば信号ＩＮ４）の高速フーリエ変換（または離散フーリエ変換）を決定することを含む。いくつかの実施形態では、回路６８０によって実行されるＦＦＴまたはＤＦＴのアルゴリズムは、複合アルゴリズムである。その後、所望の周波数領域応答を得るために、回路６８２が、各フーリエ係数に所望の周波数領域係数を乗算する。その後、回路６８４が、逆ＦＦＴを実行して、信号Ｆ２を変換して時間領域に戻す。いくつかの実施形態では、フーリエ係数および周波数領域応答係数は両方とも、複素数値である。いくつかの実施形態では、ＦＦＴの代わりにＤＦＴが実行される。いくつかの実施形態では、逆ＦＦＴの代わりに逆ＤＦＴが実行される。
【0147】
いくつかの実施形態では、ＦＦＴフィルタリングは、いくつかの理由から魅力的である。いくつかの実施形態では、第一に、Ｌｏｒａｎ信号は、既に時間領域で「ウィンドウ化」されており、いくつかの離散した変調パルスを含み、前後に無駄時間がある。いくつかの実施形態では、この信号は、フーリエ目的では「繰返し的」とみなされ、繰返し境界点がゼロに設定される。いくつかの実施形態では、第二に、ＦＦＴフィルタリングは、大量の群遅延変化を可能にする。いくつかの実施形態では、ＦＦＴビン間の位相シフトは、最大で１８０度に設定される。いくつかの実施形態では、時間遅延
と、したがって群遅延とは、ＦＦＴビンの隣接するセット間で大きな変化を有することがある。
【数1】
【0148】
いくつかの実施形態では、上述の図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃにおいて、ＦＩＲフィルタ６００Ａ、ＩＩＲフィルタ６００Ｂ、またはＦＦＴフィルタ６００Ｃのフィルタ係数は、パルス群の持続時間にわたって一定である。いくつかの実施形態では、少なくとも図３のフィルタ３１０、ＦＩＲフィルタ６００Ａ、ＩＩＲフィルタ６００Ｂ、またはＦＦＴフィルタ６００Ｃは時間変化し、上述の図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃの各係数は、新たな入力サンプルがあるたびに変化する。いくつかの実施形態では、新たな入力サンプル毎の係数値の変化は、サンプル間で極端な量の位相および／または振幅の変調を引き起こさないように、比較的小さい。いくつかの実施形態では、時間変化するフィルタを使用することで、Ｌｏｒａｎスペクトル形状の破壊を最小限に抑え、したがって、サンプル間での係数値の適度な変化が実施される。
【0149】
ＦＦＴフィルタ６００Ｃの他のフィルタタイプも、本開示の範囲内である。例えば、いくつかの実施形態では、ＦＦＴフィルタ６００Ｃは、少なくともＦＩＲフィルタまたはＩＩＲフィルタを含む。
【0150】
【0151】
いくつかの実施形態では、図７Ａの波形図７００Ａは、Ｌｏｒａｎパルス生成器１０２によって生成されるＬｏｒａｎパルス群であり、図１のＬｏｒａｎ信号ＬＰＯのセットまたは図３の信号ＩＮ１に対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0152】
波形図７００Ａは、ｘ軸に沿って互いに離間した一連のＬｏｒａｎパルス７０２ａ、７０２ｂ、…、７０２ｉ（「パルス群信号７０２」と総称する）を含む。波形図７００Ａのｘ軸は、秒を単位とする時間スケールに対応し、波形図７００Ａのｙ軸は、Ｌｏｒａｎパルス群の正規化振幅に対応する。
【0153】
いくつかの実施形態では、図７Ａの波形図７００Ａは、いくつかの手法のＬｏｒａｎ送信機によって放射される理想的なＬｏｒａｎ信号に対応する。いくつかの実施形態では、パルス群信号７０２は、主局によって送信される。いくつかの実施形態では、パルス群信号７０２は、Ｌｏｒａｎ送信機によって生成される。いくつかの実施形態では、パルス群信号７０２は、他の手法で生成される。いくつかの実施形態では、パルス群信号７０２は、８個の等間隔のＲＦパルス（例えば７０２ａ、７０２ｂ、…、７０２ｈ）を含み、その後に孤立した９番目のパルス（例えば７０２ｉ）が続くが、従信号は、８個のパルスのみを含む。いくつかの実施形態では、このパルス群信号のピーク電力対平均電力比は高く、パルス群７０２の各パルス間に有意な量の無駄時間があるのでさらに高くなる。
【0154】
【0155】
いくつかの実施形態では、図７Ｂの波形図７００Ｂは、Ｌｏｒａｎパルス生成器１０２によって生成されるＬｏｒａｎパルス７０９を含み、図１のＬｏｒａｎ信号ＬＰＯのセットまたは図３の信号ＩＮ１に対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0156】
Ｌｏｒａｎパルス７０９は、図７Ａのパルス群信号７０２のＬｏｒａｎパルス７０２ａ、７０２ｂ、…、７０２ｉのうちの１つに対応し、例示のために拡大したものであるので、同様の詳細な説明は省略する。
【0157】
波形図７００Ｂは、Ｌｏｒａｎパルス７０９を含む。Ｌｏｒａｎパルス７０９は、ある周波数で振動するＲＦ波形７１０と、包絡線関数７１２とを含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ波形７１０は、１００ｋＨｚの周波数で振動する。他の周波数も、本開示の範囲内である。
【0158】
いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎパルス７０９は、図１のＬｏｒａｎパルス生成器によって生成され、理想的なＬｏｒａｎパルスである。いくつかの実施形態では、図７ＢのＬｏｒａｎパルスは、理想的なＬｏｒａｎパルスである。いくつかの実施形態では、ＲＦ波形７１０および包絡線関数７１２の両方が、図７Ｂに示される。いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎパルスは、割り当てられた帯域幅内に留まりながら、可能な限り速い立ち上がり時間（包絡線の立ち上がり縁部）を有する。
【0159】
【0160】
いくつかの実施形態では、波形図７００Ｃは、波形７００Ａを周波数領域にしたものに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。いくつかの実施形態では、図７Ｃの波形図７００Ｃは、Ｌｏｒａｎパルス生成器１０２によって生成され、図１のＬｏｒａｎ信号ＬＰＯのセットまたは図３の信号ＩＮ１に対応する。
【0161】
波形図７００Ｃは、パルス群７２０のＲＦパワー密度を含む。波形図７００Ｃのｘ軸は、ヘルツを単位とする周波数スケールに対応し、波形図７００Ｃのｙ軸は、デシベルを単位とするＬｏｒａｎパルス群の振幅に対応する。
【0162】
いくつかの実施形態では、波形図７００ＣのＲＦパワー密度スペクトルの占有帯域幅は２０ｋＨｚであり、信号パワーの９９％はこの占有帯域幅内に含まれる。いくつかの実施形態では、さらなる信号パワーは、この２０ｋＨｚ帯域幅の外側に位置しており、切り捨てるべきではない。いくつかの実施形態では、送信機、アンテナ、および受信機の帯域幅の少なくとも３０ｋＨｚは、送信機１００Ａ～１００Ｂの性能を最大限に高めるために使用される。
【0163】
送信機１００Ａ～１００Ｂの他の構成、または波形７００Ａ～７００Ｃの他の波形も、本開示の範囲内である。
【0164】
【0165】
【0166】
いくつかの実施形態では、ヒルベルト変換Ｌｏｒａｎパルス８０９は、ヒルベルト変換デバイス３０２によってヒルベルト変換された後は、図７Ａのパルス群信号７０２のＬｏｒａｎパルス７０２ａ、７０２ｂ、…、７０２ｉのうちの１つに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0167】
波形図８００Ａは、ヒルベルト変換Ｌｏｒａｎパルス８０９を含む。ヒルベルト変換Ｌｏｒａｎパルス８０９は、実数部８０２ａ（例えばＩ）および虚数部８０４ａ（例えばＱ）を含む。
【0168】
いくつかの実施形態では、ヒルベルト変換デバイス３０２の出力は、理想的なＬｏｒａｎパルスの出力であり、複素信号に対応する。いくつかの実施形態では、ヒルベルト変換信号８０９の実数部８０２ａは、他の手法のＬｏｒａｎパルスと同様であり、ヒルベルト変換信号８０９の虚数部８０４ａは、理想的な包絡線に９０度だけシフトした位相を有する搬送波信号を乗算したものである。いくつかの実施形態では、搬送波信号は、９０度以外の位相シフトを有する。
【0169】
【0170】
いくつかの実施形態では、図８Ｂの波形図８００Ｂは、乗算器３０４によって生成されるベースバンドシフトＬｏｒａｎパルス８１９を含み、図３の周波数シフト信号ＨＴＢＢに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0171】
いくつかの実施形態では、ベースバンドシフトＬｏｒａｎパルス８１９は、乗算器３０４によって周波数シフトされた後の図８Ａのヒルベルト変換Ｌｏｒａｎパルス８０９に対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0172】
波形図８００Ｂは、ベースバンドシフトＬｏｒａｎパルス８１９を含む。ベースバンドシフトＬｏｒａｎパルス８１９は、実数部８０２ｂ（例えばＩ）および虚数部８０４ｂ（例えばＱ）を含む。いくつかの実施形態では、図８Ａのダウンコンバート信号の虚数部８０４ｂはゼロであり、やはりゼロである理想的なＬｏｒａｎパルスの直交ＲＦ成分に対応する。
【0173】
送信機１００Ａ～１００Ｂまたは分散フィルタ３００の他の構成、あるいは波形８００Ａ～８００Ｂの他の波形も、本開示の範囲内である。
【0174】
【0175】
いくつかの実施形態では、波形図９００は、分散フィルタ１０４、分散解除フィルタ２０４、または分散フィルタ３００の振幅周波数応答９０２および群遅延応答９０４であるので、同様の詳細な説明は省略する。
【0176】
いくつかの実施形態では、図９の分散フィルタの振幅応答９０２および群遅延応答９０４は、送信機１００Ａ～１００Ｂまたは受信機２００によってＬｏｒａｎ信号を修正するために使用される。
【0177】
波形図９００は、周波数応答振幅応答９０２および群遅延応答９０４を含む。振幅応答９０２および群遅延応答９０４は、分散フィルタの周波数応答とも呼ばれる。いくつかの実施形態では、振幅応答９０２は１００ｋＨｚにわたって平坦であり、Ｌｏｒａｎ信号より幅が広いことにより、側波帯振幅が保存されるようにし、これによりパワースペクトル密度は同じままになる。いくつかの実施形態では、振幅応答は他の周波数範囲にわたって平坦である。いくつかの実施形態では、群遅延９０４の傾きは、チャネルにわたって平坦である。いくつかの実施形態では、二乗余弦群遅延形状が適用され、下側の側波帯ではより小さな時間遅延が生じ、上側の側波帯ではより大きな遅延が生じる。いくつかの実施形態では、遅延変化は４．５ミリ秒である。いくつかの実施形態では、他の遅延変化も、本開示の範囲内である。
【0178】
いくつかの実施形態では、図９の分散フィルタの他の変形形態も、本開示の範囲内であり、これにより振幅応答９０２および群遅延応答９０４を変化させる。いくつかの実施形態では、群遅延９０４の形状は、奇対称性を有する。いくつかの実施形態では、群遅延９０４の変化は、増大し得る。いくつかの実施形態では、群遅延９０４の変化は、減少し得る。いくつかの実施形態では、群遅延９０４の形状は、異なる傾きを有し、それにより下側の側波帯で上側の側波帯よりも遅延を大きくするが、これは、図９に示すものとは逆となる。いくつかの実施形態では、二乗余弦形状の幅は、図９に示すものと異なる。いくつかの実施形態では、フィルタ応答の形状は、二乗余弦と異なり、一定の傾きを含むこともある。いくつかの実施形態では、傾きは単調でない。いくつかの実施形態では、フィルタ応答は、複数の遅延ピークを有する。
【0179】
いくつかの実施形態では、振幅関数９０２は、実質的に平坦であり、Ｌｏｒａｎ信号のスペクトル形状を乱さないようにユニティゲインを有する。いくつかの実施形態では、群遅延９０４および位相関数が改変され、それにより信号のピーク包絡線レベルを低減する。
【0180】
いくつかの実施形態では、図９の分散フィルタ応答の他の変形形態も、本開示の範囲内である。例えば、いくつかの実施形態では、図９の分散フィルタ応答は、単調増加群遅延関数を分散に使用する。これは、分散フィルタによって時間的に（また周波数対時間にわたって）分散をスミアアウトすることによって大きなパルス振幅を効果的に得るチャープレーダと同様である。換言すれば、図９は、分散フィルタ応答が非常にチャープ様であり、周波数スイープのように見えるということを示している。ただし、チャープ様フィルタ以外のフィルタタイプで、チャープ様フィルタと同様の結果を生じることもできる。例えば、図９の分散フィルタ応答に使用することができるフィルタ応答／群遅延のさらに別の例は、図１３（以下）に示してある。
【0181】
分散フィルタ１０４、分散解除フィルタ２０４、または分散フィルタ３００の他の振幅応答９０２または群遅延応答９０４、あるいは波形９００の他の波形も、本開示の範囲内である。
【0182】
【0183】
いくつかの実施形態では、波形図１０００Ａのインパルス応答１００９は、分散フィルタ１０４、分散解除フィルタ２０４、または分散フィルタ３００のインパルス応答に対応するので、同様の詳細な説明は省略する。いくつかの実施形態では、インパルス応答１００９は、分散フィルタ１０４、分散解除フィルタ２０４、または分散フィルタ３００中のＦＩＲフィルタ６００ＡなどのＦＩＲフィルタのインパルス応答に対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0184】
インパルス応答１００９は、実数部１００２ａ（例えばＩ）および虚数部１００４ａ（例えばＱ）を含む。いくつかの実施形態では、ＦＩＲフィルタ（例えばＦＩＲフィルタ６００Ａ）のインパルス応答１００９は、図９の所望の振幅応答９０２および群遅延応答９０４を有する。いくつかの実施形態では、ＦＩＲフィルタ（例えばＦＩＲフィルタ６００Ａ）は、ゼロ周波数を中心とする複素時間領域ベースバンド信号に対して動作する複素フィルタである。いくつかの実施形態では、フィルタ係数は、複素数である。いくつかの実施形態では、分散フィルタ１０４、分散解除フィルタ２０４、または分散フィルタ３００中のＦＩＲフィルタ６００ＡなどのＦＩＲフィルタのインパルス応答１００９の他の変形形態も、本開示の範囲内である。いくつかの実施形態では、群遅延または分散フィルタの位相応答が改変されるにつれて、時間領域インパルス応答（例えば１００９）は、それに応じて変化することになる。いくつかの実施形態では、ＦＩＲフィルタは、図６Ａに示すものと同様に実装される。
【0185】
分散フィルタ１０４、分散解除フィルタ２０４、または分散フィルタ３００中のＦＩＲフィルタ６００ＡなどのＦＩＲフィルタの他のインパルス応答１００９、あるいは波形１０００Ａの他の波形も、本開示の範囲内である。
【0186】
【0187】
いくつかの実施形態では、図１０Ｂの波形図１０００Ｂは、フィルタ３１０によって生成されるフィルタリング済みベースバンド信号１０１９を含み、図３のフィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0188】
波形図１０００Ｂは、フィルタリング済みベースバンド信号１０１９を含む。フィルタリング済みベースバンド信号１０１９は、実数部１０１２ａ（例えばＩ）および虚数部１０１４ａ（例えばＱ）を含む。
【0189】
波形１０００Ｂの他の波形も、本開示の範囲内である。
【0190】
【0191】
【0192】
いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号の包絡線１０２２ａは、フィルタ３１０によって生成され、図３のフィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0193】
いくつかの実施形態では、理想的なＬｏｒａｎ信号の包絡線１０２０ａは、Ｌｏｒａｎパルス生成器１０２によって生成されるＬｏｒａｎパルス群であり、図１のＬｏｒａｎ信号ＬＰＯのセットまたは図３の信号ＩＮ１に対応するので、同様の詳細な説明は省略する。いくつかの実施形態では、理想的なＬｏｒａｎ信号の包絡線１０２０ａは、波形７００Ａの正の値に対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0194】
いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号１０２２ａの包絡線は、信号が図３の分散フィルタ３００に通された後で示される。いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号１０２２ａのピーク振幅は、理想的なＬｏｒａｎ信号１０２０ａのピーク振幅よりもはるかに小さい。いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号１０２２ａのピークパワーは、理想的なＬｏｒａｎ信号１０２０ａと比較して７．３７デシベル低減されている。いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号１０２２ａのピークパワーは、理想的なＬｏｒａｎ信号１０２０ａの約１５～２０パーセントの範囲である。いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号１０２２ａと理想的なＬｏｒａｎ信号１０２０ａの平均パワーは、おおよそ同じである。いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号１０２２ａのエネルギーは、理想的なＬｏｒａｎ信号１０２０ａと比較して時間的に分散しており、これにより分散Ｌｏｒａｎ信号１０２２ａおよび理想的なＬｏｒａｎ信号１０２０ａのそれぞれの平均パワーを同じに保つが、理想的なＬｏｒａｎ信号１０２０ａと比較して分散Ｌｏｒａｎ信号１０２２ａのピークを低減する。
【0195】
波形１０００Ｃの他の波形も、本開示の範囲内である。
【0196】
【0197】
いくつかの実施形態では、波形図１０００Ｄは、分散Ｌｏｒａｎパルス群１０３０を含み、補間器３１２によって生成され、図３のフィルタリング済みアップサンプリング信号ＩＳに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0198】
いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎパルス群１０３０は、ＲＦ波形であり、図１のアンテナ１１２によって放射される信号ＲＸに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0199】
いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎパルス群１０３０は、１００ｋＨｚＲＦの中心周波数を有する。いくつかの実施形態では、他の中心周波数の値も、本開示の範囲内である。
【0200】
波形１０００Ｄの他の波形も、本開示の範囲内である。
【0201】
【0202】
いくつかの実施形態では、図１１Ａの波形図１１００Ａは、Ｌｏｒａｎパルス群１１０２ａ、およびこのパルス群信号の対応する包絡線１１０４ａであり、図２の受信機２００内の分散解除フィルタ２０４または図３の信号ＩＮ１によって生成され、図２の信号ＬＰＩＮに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0203】
波形図１１００Ａは、Ｌｏｒａｎパルス群１１０２ａおよびこのパルス群１１０２ａの対応する包絡線１１０４ａを含む。いくつかの実施形態では、波形図１１００Ａは、図７Ａの波形図７００Ａと同様であるので、同様の詳細な説明は省略する。
【0204】
いくつかの実施形態では、分散解除フィルタ２０４が、図１１Ａの波形１１００Ａを生成する。いくつかの実施形態では、図１１Ａは、図１０Ｄのパルス分散を除去した結果を示している。いくつかの実施形態では、パルス分散が相補フィルタ（例えば分散解除フィルタ２０４）によって除去されたとき、パルスは元の外見（例えば図７Ａ）に正確に復元され、Ｌｏｒａｎパルス信号は、Ｌｏｒａｎ受信機２０６によって処理される。
【0205】
受信機２００の他の構成、または波形１１００Ａの他の波形も、本開示の範囲内である。
【0206】
【0207】
波形図１１００Ｂは、理想的な分散解除Ｌｏｒａｎ信号１１１０ａのパワー密度スペクトルおよび回復Ｌｏｒａｎ信号１１１２ａのパワー密度スペクトルを含む。
【0208】
いくつかの実施形態では、理想的なＬｏｒａｎ信号１１１０ａのパワー密度スペクトルは、波形７００Ｃに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0209】
いくつかの実施形態では、回復Ｌｏｒａｎ信号１１１２ａのパワー密度スペクトルは、波形１１００Ａを周波数領域にしたものに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0210】
【0211】
いくつかの実施形態では、理想的な信号１１１０ａと回復された分散解除Ｌｏｒａｎ信号１１１２ａのパワー密度スペクトルは、非常に類似している。
【0212】
波形１１００Ｂの他の波形も、本開示の範囲内である。
【0213】
図１２は、いくつかの実施形態によるオールパスフィルタ１２００を示すブロック図である。
【0214】
いくつかの実施形態では、ＩＩＲオールパスフィルタ１２００は、ランダム生成型ＩＩＲフィルタである。
【0215】
ＩＩＲオールパスフィルタ１２００は、信号ＩＮ５を受信して、信号ＯＵＴ５を生成するように構成される。図１２の信号ＩＮ５は、図３のダウンサンプリング信号ＤＳに対応し、信号ＯＵＴ５は、図３のフィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳに対応するので、同様の詳細な説明は省略する。
【0216】
オールパスフィルタ１２００は、搬送波生成器１２０４に結合された乗算器１２０２を含む。
【0217】
乗算器１２０２は、少なくとも搬送波信号ＣＳ２および信号ＩＮ５に応じて周波数シフト信号ＦＳＩＮを生成するように構成される。いくつかの実施形態では、周波数シフト信号ＦＳＩＮは、周波数Ｆ１にシフトされた信号ＩＮ５に対応する。いくつかの実施形態では、周波数Ｆ１は、正の周波数である。いくつかの実施形態では、周波数Ｆ１は、負の周波数である。いくつかの実施形態では、Ｆ１は、１つまたは複数のオールパス関数をＬｏｒａｎ信号の帯域幅にわたって分散させるために、１００ｋＨｚの中心周波数から－１０ｋＨｚ＋１０ｋＨｚの周波数オフセットに対応する。
【0218】
搬送波生成器１２０４は、乗算器１２０２および回路１２１０に結合される。搬送波生成器１２０４は、搬送波信号ＣＳ２を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、搬送波信号ＣＳ２の周波数は、Ｆ１である。いくつかの実施形態では、搬送波信号ＣＳ２は、Ｆ１の搬送周波数を有する複素シヌソイド（例えば正弦波および余弦波）である。搬送波信号ＣＳ２の他の搬送周波数も、本開示の範囲内である。いくつかの実施形態では、搬送波信号ＣＳ２の実数成分および複素数成分は、同様の基本周波数を有する連続波信号である。
【0219】
オールパスフィルタ１２００は、乗算器１２０２の出力に結合された２次のオールパスフィルタ１２０６をさらに含む。２次のオールパスフィルタ１２０６は、信号ＦＳＩＮに応じてフィルタリング済み信号ＦＳＯＵＴを生成するように構成される。いくつかの実施形態では、２次のオールパスフィルタ１２０６は、ランダム生成型の実数係数の２次のＩＩＲオールパスフィルタに対応する。２次のオールパスフィルタ１２０６の他のフィルタタイプまたはフィルタ次数タイプも、本開示の範囲内である。
【0220】
オールパスフィルタ１２００は、２次のオールパスフィルタ１２０６の出力に結合された乗算器１２０８をさらに含む。乗算器１２０８は、少なくとも搬送波信号ＣＳ２＊および信号ＦＳＯＵＴに応じて信号ＯＵＴ５を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、信号ＯＵＴ５は、周波数Ｆ１だけシフトされてベースバンドに戻された周波数シフト信号ＦＳＯＵＴである。いくつかの実施形態では、信号ＯＵＴ５は、フィルタリングされた信号ＩＮ５に対応する。いくつかの実施形態では、周波数シフト信号ＦＳＯＵＴに複素シヌソイドの共役（例えばＣＳ２＊）を乗算することにより、中心周波数をシフトしてベースバンドに戻す。
【0221】
オールパスフィルタ１２００は、回路１２１０をさらに含む。回路１２１０は、搬送波生成器１２０４および乗算器１２０８に結合される。回路１２１０は、搬送波信号ＣＳ２＊を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、回路１２１０は、搬送波信号ＣＳ２の虚数部分の符号をシフトすることによって搬送波信号ＣＳ２の共役を生成する。いくつかの実施形態では、回路１２１０は、搬送波信号ＣＳ２の共役化を実行するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、回路１２１０は、搬送波信号ＣＳ２の共役化を実行するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0222】
オールパスフィルタ１２００の非限定的な動作は、以下を含む。すなわち、いくつかの実施形態では、実数係数の複素データのＩＩＲオールパスフィルタが２次のオールパスフィルタ１２０６に使用され、着信する複素データ（例えば信号ＩＮ５）は、乗算器１２０２によって周波数シフトされる。その後、これらの実施形態では、周波数シフトされた複素データ（信号ＦＳＩＮ）は、実数係数のオールパスフィルタ（例えば２次のオールパスフィルタ１２０６）に入力される。その後、これらの実施形態では、複素信号データ（例えば信号ＦＳＯＵＴ）の周波数を乗算器１２０８によってシフト解除して、信号（例えば信号ＯＵＴ５）を元の周波数に復元する。いくつかの実施形態では、オールパスフィルタ１２００の動作は、オールパスフィルタの周波数を上下にランダムにシフトさせることと同様である。いくつかの実施形態では、この周波数シフトはランダムであり、－１０ｋＨｚから＋１００ｋＨｚまで変化する。他の周波数範囲も、本開示の範囲内である。
【0223】
いくつかの実施形態では、オールパスフィルタ１２００と同様のいくつかのランダム生成型ＩＩＲオールパスフィルタを使用して、ロバストな暗号化システムに使用することができるいくつかのフィルタ対を生成することができる。
【0224】
オールパスフィルタ１２００の他の構成、または他の構成要素の数も、本開示の範囲内である。
【0225】
【0226】
波形図１３００は、群遅延応答１３０２を含む。いくつかの実施形態では、群遅延応答１３０２は、図１２のオールパスフィルタ１２００などのランダム生成型ＩＩＲオールパスフィルタ１３００の群遅延応答に対応する。例えば、いくつかの実施形態では、図１３の波形図１３００は、図１３の群遅延応答１３０２を有するランダム生成型ＩＩＲオールパスフィルタによって生成される。
【0227】
いくつかの実施形態では、図１３の群遅延応答１３０２は、カスケード接続された図１２のオールパスフィルタ１２００などのいくつかのランダム生成型ＩＩＲオールパスフィルタによって生成される。いくつかの実施形態では、ランダム生成型ＩＩＲオールパスフィルタの数は、４８である。他の数も、本開示の範囲内である。
【0228】
いくつかの実施形態では、図１２のオールパスフィルタ１２００などのランダム生成型ＩＩＲオールパスフィルタの周波数応答は、複素応答である。換言すれば、正の周波数と負の周波数とで異なる応答が生じる。
【0229】
いくつかの実施形態では、図１３の群遅延応答１３０２は、ランダムに選ばれた極／ゼロ位置と、４８個の異なるランダム周波数シフトとを有する、カスケード接続された４８種類の図１２のオールパスフィルタ１２００によって生成される。他の極／ゼロ位置および周波数シフトも、本開示の範囲内である。
【0230】
いくつかの実施形態では、図１２と同様のランダム生成型ＩＩＲオールパスフィルタをいくつか使用して、多数のフィルタ対を生成し、ロバストな暗号化システムを生成することができる。いくつかの実施形態では、４８個のカスケード接続されたフィルタによって、各フィルタ対毎に１４４個の異なる値（例えば２つのオールパスフィルタ値および１つの周波数シフト値）を生じ、非常に大きな「暗号化キー」を生じる。例えば、いくつかの実施形態では、オールパスフィルタ１２００などのランダム生成型ＩＩＲオールパスフィルタを、送信機１００Ａ～１００Ｂおよび受信機２００の両方で使用することができる。これらの実施形態では、ランダム生成型ＩＩＲオールパスフィルタは、送信機１００Ａ～１００Ｂおよび受信機２００の両方において、様々なパラメータに基づいて同期して変化させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ランダム生成型ＩＩＲオールパスフィルタは、送信機１００Ａ～１００Ｂおよび各受信機２００に記憶される「ライブラリ」に記憶することができる。いくつかの実施形態では、ライブラリは、事前設定される。いくつかの実施形態では、ライブラリは、更新され、ユーザによって再設定することができる。いくつかの実施形態では、システム（送信機１００Ａ～１００Ｂおよび受信機２００）を暗号化に使用する場合には、「ライブラリ」の内容は、無許可のユーザまたはエンティティには秘密にされる。いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎデータチャネル（ＬＤＣ）が、どのオールパスフィルタを使用するかを受信機２００に指示する、またはオールパスフィルタは時刻に基づいて選択され得る。
【0231】
送信機１００Ａ～１００Ｂまたは受信機２００の他の構成、あるいは波形１３００の他の波形も、本開示の範囲内である。
【0232】
【0233】
波形図１４００は、Ｌｏｒａｎパルス群１４０２を含む。いくつかの実施形態では、このパルス群１４０２は、図１２のオールパスフィルタ１２００などのＩＩＲオールパスフィルタのセットを通された後のＬｏｒａｎパルスに対応する。Ｌｏｒａｎパルス群１４０２は、図１４に示すように分散される。いくつかの実施形態では、上述のＦＩＲ分散フィルタの場合と同様に、この信号を、受信機のオールパスフィルタによって逆時間で共役化してフィルタリングすると、元のＬｏｒａｎパルスを正確に復元する。
【0234】
波形１４００の他の波形も、本開示の範囲内である。
【0235】
図１５は、いくつかの実施形態による時間反転フィルタ１５００を示す図である。
【0236】
いくつかの実施形態では、時間反転フィルタ１５００は、分散フィルタ３００のフィルタ３１０として使用可能である。
【0237】
【0238】
時間反転フィルタ１５００は、信号ＩＮ６に応じた時間反転信号ＴＩＮを生成するように構成される。いくつかの実施形態では、信号ＩＮ６は、ダウンサンプリング信号ＤＳに対応する。いくつかの実施形態では、時間反転回路１５０２は、信号ＩＮ６の時間反転を実行するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、時間反転回路１５０２は、信号ＩＮ６の時間反転を実行するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0239】
時間反転フィルタ１５００は、時間反転回路１５０２の出力に結合された回路１５０４をさらに含む。回路１５０４は、時間反転信号ＴＩＮに応じた時間反転信号ＴＩＮ＊の共役を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、回路１５０４は、時間反転信号ＴＩＮの共役化を実行するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、回路１５０４は、時間反転信号ＴＩＮの共役化を実行するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0240】
時間反転フィルタ１５００は、回路１５０４の出力に結合されたフィルタ１５０６をさらに含む。フィルタ１５０６は、時間反転信号ＴＩＮ＊の共役をフィルタリングすることによってフィルタリング済みの第１の信号ＴＩＮＦ＊を生成するように構成される。
【0241】
時間反転フィルタ１５００は、フィルタ１５０６の出力に結合された回路１５０８をさらに含む。回路１５０８は、フィルタリング済みの第１の信号ＴＩＮＦ＊に応じたフィルタリング済みの第１の信号ＴＩＮＦの共役を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、回路１５０８は、フィルタリング済みの第１の信号ＴＩＮＦ＊の共役化を実行するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、回路１５０４は、フィルタリング済みの第１の信号ＴＩＮＦ＊の共役化を実行するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0242】
時間反転フィルタ１５００は、回路１５０８の出力に結合された時間反転回路１５１０をさらに含む。時間反転回路１５１０は、フィルタリング済みの第１の信号ＴＩＮＦの共役に応じた時間反転信号ＴＯＵＴを生成するように構成される。いくつかの実施形態では、時間反転信号ＴＯＵＴは、フィルタリング済みダウンサンプリング信号ＦＳまたは信号ＯＵＴ６に対応する。いくつかの実施形態では、時間反転回路１５１０は、フィルタリング済みの第１の信号ＴＩＮＦの共役の時間反転を実行するように構成されたシステム１６００などの回路である。いくつかの実施形態では、時間反転回路１５１０は、フィルタリング済みの第１の信号ＴＩＮＦの共役の時間反転を実行するように構成された図１６のプロセッサ１６０２などのＤＳＰである。
【0243】
【0244】
いくつかの実施形態では、送信および受信用に別個の相補フィルタを生成するのではなく、同じフィルタを両方の機能に使用する。いくつかの実施形態では、送信機１００Ａ～１００Ｂまたは受信機２００において、信号は、時間的に反転され、共役化され、フィルタ１５０６に通された後で、再度共役化され時間反転されて、元の次数に復元される。例えば、時間反転は、複素時間領域信号のスペクトルを反転させるので、共役化は、このスペクトルの反転を元に戻すために実行される。いくつかの実施形態では、時間順序を反転させることにより、フィルタ１５０６に、信号分散を除去するために使用されるその群遅延特性を反転させる。
【0245】
いくつかの実施形態では、時間反転フィルタリングは、信号分散を適用または除去するために使用される。いくつかの実施形態では、信号分散は、相補または整合フィルタを用いて実現される。いくつかの実施形態では、時間反転方法では、ＩＩＲオールパスフィルタ１２００などのＩＩＲオールパスフィルタを信号分散に使用する。
【0246】
いくつかの実施形態では、この時間反転、共役化、フィルタリング、共役化、および時間復元は、送信機１００Ａ～１００Ｂで実行される。いくつかの実施形態では、送信機（例えば１００Ａ～１００Ｂ）よりも多くの受信機があるので、受信機２００は、前進時間でパルス分散解除を実行する。いくつかの実施形態では、この時間反転、共役化、フィルタリング、共役化、および時間復元は、受信機２００で実行される。
【0247】
いくつかの実施形態では、本開示の分散パルスＬｏｒａｎシステムは、所与のピーク包絡線パワーについてパワー能力の大きな増大をもたらす。いくつかの実施形態では、他の手法のＬｏｒａｎの１００ｋＷ（ＰＥＰ）の能力を有する送信機は、本開示では、パルス分散Ｌｏｒａｎの実効５００ｋｗ超の能力を有する。いくつかの実施形態では、有効パワーの増大が用いられない場合には、これらの利益は、アンテナ電圧ストレスの低減に適用され、１００ｋＷ ＰＥＰのＬｏｒａｎ信号を、２０ｋＷの実際のＰＥＰで分散形態で放射することができる。
【0248】
Ｌｏｒａｎ用のアンテナは、電気的に短い。１００ｋＨｚでの波長は、３０００メートルである。したがって、フルサイズの四分の一波長共振アンテナであれば、高さは７５０メートルとなる。Ｌｏｒａｎアンテナは、容量性頂上装荷を有する短いモノポールである。短いモノポールは、インピーダンス整合されると、フルサイズの四分の一波長モノポールより狭い帯域幅を有する。Ｌｏｒａｎ信号の占有帯域幅（パワーの９９％が存在する）は２０ｋＨｚであるが、３０ｋＨｚ帯域幅を放射することによって、より良好なシステム性能が得られるが、Ｌｏｒａｎ信号の帯域幅パーセントは３０％（３０ｋＨｚ／１００ｋＨｚ）である。このことが、アンテナと、タワーとヘリックスハウスの間のブシュ（絶縁体）とに電圧ストレスをかける。十分なシステム性能を得るために、この電圧は２５０ｋＶ未満に保たれる。いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎ信号のピーク包絡線振幅を低減することにより、電圧ストレスが低減される。いくつかの実施形態では、同じアンテナ電圧では、タワーの高さおよび土地の要件が緩和される。いくつかの実施形態では、有効パワーの増大により、有効範囲およびＳＮＲが増大する。いくつかの実施形態では、有効パワーの増大により、送信機のパワーが低くなり、アンテナタワーが短くなり、アンテナ電圧が低下し、土地の要件が緩和される。
【0249】
いくつかの実施形態では、有効パワーの増大により、Ｌｏｒａｎデータチャネル（ＬＤＣ）のペイロードを増加させることができる。信号の位置、ナビゲーション、およびタイミング（ＰＮＴ）の部分でＳＮＲが良好であると、本開示では、より多くの「通信時間」をＬＤＣに割り当てることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ＬＤＣは、ＢＰＳＫ変調デジタル信号である。いくつかの実施形態では、時間のある割合では、分散Ｌｏｒａｎパルスが送信され、残りの時間では、全く異なる高容量Ｌｏｒａｎデータチャネルが送信される。いくつかの実施形態では、電気的に短いアンテナで最高の伝送パワーを得るために、ＬＤＣのスペクトルは、例えば「ヘイスタック」形状などのＬｏｒａｎ信号のスペクトルと類似している。いくつかの実施形態では、パワーは、周波数がチャネル中心から遠ざかるにつれて低下し、それにより少なくともＢＰＳＫ、ＱＡＭ、ＭＳＫ、またはＧＭＳＫ信号などをＬＤＣに使用することを示唆する。
【0250】
いくつかの実施形態では、分散フィルタを秘密のフィルタ係数を用いて秘密のシーケンスで高速で変化させることによって選択的可用性を用い、それにより、許可されたユーザに対してサービスを提供し続けながら、信号の公共使用は拒絶する。
【0251】
いくつかの実施形態では、有効パワーの増大により、インパルス雑音干渉を軽減できる可能性が生じる。いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号を本開示の相補的な受信機の分散フィルタに通したとき、その相補的な受信機の分散フィルタは、インパルス雑音を分散させる効果を有することになる。いくつかの実施形態では、雑音のパワーは変化しないが、雑音のインパルス特性が変化する。いくつかの実施形態では、インパルス雑音が時間領域で分散されるので、インパルス雑音のピーク振幅が低減される。
【0252】
いくつかの実施形態では、パルス分散は、Ｌｏｒａｎ信号の帯域幅またはパワースペクトル密度に影響を及ぼさない。いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎ信号への１００ｋＨｚの割当は影響を受けない。いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎパルスは、Ｌｏｒａｎパルスと同じ帯域幅およびスペクトル形状を有する。いくつかの実施形態では、ＬＤＣ用の異なる変調フォーマットが使用される場合には、ＬＤＣは、Ｌｏｒａｎ信号と同様のヘイスタックスペクトル形状を有するものとする。いくつかの実施形態では、ＭＳＫ、ＧＭＳＫ、ＱＡＭ、およびＢＰＳＫを、ＬＤＣで使用することができる。
【0253】
いくつかの実施形態では、他の手法の既存の技術を使用して、Ｌｏｒａｎ信号を受信することができる。いくつかの実施形態では、上空波反射と区別する技術は、引き続き機能する。いくつかの実施形態では、受信信号が線形分散解除フィルタを通過すると直ちに、Ｌｏｒａｎパルスが再構築され、信号は、他の手法のＬｏｒａｎ信号であるかのように処理されて受信される。
【0254】
いくつかの実施形態では、パルス分散をＬｏｒａｎまたはｅＬｏｒａｎに適用することで、現在の技術を最大限に利用するようにシステムを有意に更新する。いくつかの実施形態では、ソリッドステート送信機では、それは、他の手法のＬｏｒａｎと比較して５倍超のパワーを放射し、それにより専用ＬＤＣ信号のタイムスロットの割当を可能にすることと等価である。いくつかの実施形態では、最新のパルス分散信号は、現在の安価なデジタル信号処理技術を活用し、Ｌｏｒａｎ Ｃ信号の上空波成分と地上波成分を分離する他の手法の技術と共に使用することができ、依然として有効であり、最新の受信機でも十分に活用することができる。
【0255】
【0256】
いくつかの実施形態では、制御装置１６００は、少なくとも図１の送信機１００Ａ～１００Ｂ、図２の受信機２００、図３の分散フィルタ３００、図４のデシメータ４００、補間器５００、図６ＡのＦＩＲフィルタ６００Ａ、図６ＢのＩＩＲフィルタ６００Ｂ、図６ＣのＦＦＴフィルタ６００Ｃ、図１２のオールパスフィルタ１２００，図１５の時間反転フィルタ１５００、あるいは図１Ａ～図１Ｂ、図２～図５、図６Ａ～図６Ｃ、図７Ａ～図７Ｃ、図８Ａ～図８Ｂ、図９、図１０Ａ～図１０Ｄ、図１１Ａ～図１１Ｂ、および図１２～図１６の１つまたは複数の回路または構成要素として使用可能である。
【0257】
制御装置１６００は、ハードウェアプロセッサ１６０２と、コンピュータプログラムコード１６０６すなわち実行可能命令のセットで符号化された、すなわちコンピュータプログラムコード１６０６すなわち実行可能命令のセットを記憶する、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体１６０４とを含む。コンピュータ可読記憶媒体１６０４は、図１Ａ～図１Ｂの送信機１００Ａ～１００Ｂまたは図２の受信機２００のうちの少なくとも１つまたは複数とのインタフェースを取るための命令１６０７でも符号化される。プロセッサ１６０２は、バス１６０８によってＩ／Ｏインタフェース１６１０にも電気的に結合される。ネットワークインタフェース１６１２も、バス１６０８によってプロセッサ１６０２に電気的に接続される。ネットワークインタフェース１６１２はネットワーク１６１４に接続されるので、プロセッサ１６０２およびコンピュータ可読記憶媒体１６０４は、ネットワーク１６１４を介して外部要素に接続することができる。プロセッサ１６０２は、本開示の図面の動作のうちの一部分または全てを実行するために制御装置１６００を使用可能にするために、コンピュータ可読記憶媒体１６０４に符号化されたコンピュータプログラムコード１６０６を実行するように構成される。
【0258】
いくつかの実施形態では、プロセッサ１６０２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、分散型処理システム、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／または適切な処理ユニットである。
【0259】
いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体１６０４は、電子的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外線、および／または半導体システム（あるいは装置またはデバイス）である。例えば、コンピュータ可読記憶媒体１６０４は、半導体またはソリッドステートメモリ、磁気テープ、取外し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュＲＡＭを含むフラッシュメモリ、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、固い磁気ディスク、および／あるいは光学ディスクを含む。光学ディスクを用いるいくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体１６０４は、コンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、コンパクトディスク読取り／書込み（ＣＤ－Ｒ／Ｗ）、および／またはデジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）を含む。いくつかの実施形態では、少なくともプロセッサ１６０２またはコンピュータ可読記憶媒体１６０４は、システムオンチップの一部であり、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）の一部である。
【0260】
いくつかの実施形態では、記憶媒体１６０４は、本開示の図面の１つまたは複数の動作を制御装置１６００に実行させるように構成されたコンピュータプログラムコード１６０６を記憶する。
【0261】
いくつかの実施形態では、記憶媒体１６０４は、図１Ａ～図１Ｂの送信機１００Ａ～１００Ｂまたは図２の受信機２００のうちの１つまたは複数とのインタフェースを取るための命令（例えばコンピュータプログラムコード１６０６）を記憶する。これらの命令（例えばコンピュータプログラムコード１６０６）は、図１Ａ～図１Ｂの送信機１００Ａ～１００Ｂまたは図２の受信機２００のうちの１つまたは複数によって読取り可能な命令をプロセッサ１６０２が生成することを可能にする。
【0262】
制御装置１６００は、Ｉ／Ｏインタフェース１６１０を含む。Ｉ／Ｏインタフェース１６１０は、外部回路に結合される。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏインタフェース１６１０は、情報およびコマンドをプロセッサ１６０２に通信するためのキーボード、キーパッド、マウス、トラックボール、トラックパッド、および／またはカーソル方向キーを含む。
【0263】
制御装置１６００は、プロセッサ１６０２に結合されたネットワークインタフェース１６１２も含む。ネットワークインタフェース１６１２は、制御装置１６００が、１つまたは複数の他のコンピュータシステムが接続されているネットワーク１６１４と通信することを可能にする。ネットワークインタフェース１６１２は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ、ＷＩＦＩ、ＷＩＭＡＸ、ＧＰＲＳ、またはＷＣＤＭＡなどのワイヤレスネットワークインタフェース、あるいはＥＴＨＥＲＮＥＴ、ＵＳＢ、またはＩＥＥＥ－１３１０４などの有線ネットワークインタフェースを含む。いくつかの実施形態では、本開示の図面のうちの１つまたは複数は、２つ以上のシステム１６００に実装され、フィルタ、補間器、またはデシメータなどの情報が、ネットワーク１６１４を介して異なるシステム１６００間で交換される。
【0264】
制御装置１６００は、Ｉ／Ｏインタフェース１６１０またはネットワークインタフェース１６１２を通してフィルタに関係する情報を受信するように構成される。この情報は、バス１６０８によってプロセッサ１６０２に転送されて、分散フィルタを生成する。分散フィルタは、その後、分散フィルタ１６１６としてコンピュータ可読媒体１６０４に記憶される。いくつかの実施形態では、分散フィルタ１６１６は、少なくとも分散フィルタ１０４、分散解除フィルタ２０４、または分散フィルタ３００を含む。
【0265】
制御装置１６００は、Ｉ／Ｏインタフェース１６１０またはネットワークインタフェース１６１２を通して補間器に関係する情報を受信するように構成される。この情報は、補間器１６１８としてコンピュータ可読媒体１６０４に記憶される。いくつかの実施形態では、補間器１６１８は、補間器４００を含む。
【0266】
制御装置１６００は、Ｉ／Ｏインタフェース１６１０またはネットワークインタフェース１６１２を通してデシメータに関係する情報を受信するように構成される。この情報は、デシメータ１６２０としてコンピュータ可読媒体１６０４に記憶される。いくつかの実施形態では、デシメータ１６２０は、デシメータ５００を含む。
【0267】
制御装置１６００は、Ｉ／Ｏインタフェース１６１０またはネットワークインタフェース１６１２を通してフィルタに関係する情報を受信するように構成される。この情報は、フィルタ１６２２としてコンピュータ可読媒体１６０４に記憶される。いくつかの実施形態では、フィルタ１６２２は、少なくともフィルタ３１０、ＦＩＲフィルタ６００Ａ、ＩＩＲフィルタ６００Ｂ、ＦＦＴフィルタ６００Ｃ、オールパスフィルタ１２００，時間反転フィルタ１５００を含む。
【0268】
いくつかの実施形態では、本開示の少なくとも一部分は、プロセッサによって実行される独立ソフトウェアアプリケーションとして実装される。いくつかの実施形態では、本開示の少なくとも一部分は、追加のソフトウェアアプリケーションの一部であるソフトウェアアプリケーションとして実装される。いくつかの実施形態では、本開示の少なくとも一部分は、ソフトウェアアプリケーションへのプラグインとして実装される。
【0269】
図１７は、いくつかの実施形態によるシステムを動作させる方法１７００を示す流れ図である。
【0270】
いくつかの実施形態では、図１７は、少なくとも図１Ａ～図１Ｂの送信機１００Ａ～１００Ｂ、図２の受信機２００，図３の分散フィルタ３００、図４のデシメータ４００、補間器５００、図６ＡのＦＩＲフィルタ６００Ａ、図６ＢのＩＩＲフィルタ６００Ｂ、図６ＣのＦＦＴフィルタ６００Ｃ、図１２のオールパスフィルタ１２００、図１５の時間反転フィルタ１５００、または図１６００の制御装置１６００を動作させる方法１７００を示す流れ図である。図１７に示す方法１７００の前、間、および／または後に追加の動作が実行され得ること、ならびに一部の他の動作については本明細書では簡単にしか述べていないことが理解されよう。いくつかの実施形態では、方法１７００の動作の他の順序も、本開示の範囲内である。いくつかの実施形態では、方法１７００の１つまたは複数の動作は実行されない。
【0271】
方法１７００は、例示的な動作を含んでいるが、これらの動作は、必ずしも示されている順序で実行されるとは限らない。動作は、開示する実施形態の趣旨および範囲に従って、適宜追加、置換、順序変更、および／または省略され得る。方法１７００では、図１Ａ～図１Ｂ、図２～図５、図６Ａ～図６Ｃ、図７Ａ～図７Ｃ、図８Ａ～図８Ｂ、図９、図１０Ａ～図１０Ｄ、図１１Ａ～図１１Ｂ、および図１２～図１６の１つまたは複数の特徴を利用することは理解されよう。
【0272】
方法１７００の動作１７０２で、Ｌｏｒａｎパルス信号がＬｏｒａｎパルス生成器１０２によって生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００のＬｏｒａｎパルス信号は、Ｌｏｒａｎパルスまたは信号ＬＰＯのセットを含む。
【0273】
方法１７００の動作１７０４で、分散Ｌｏｒａｎ信号が、Ｌｏｒａｎパルス信号に基づいて生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００の分散Ｌｏｒａｎ信号は、分散フィルタによって生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００の分散Ｌｏｒａｎ信号は、分散信号ＤＦＯを含む。いくつかの実施形態では、方法１７００の分散フィルタは、少なくとも分散フィルタ１０４、分散解除フィルタ２０４、または分散フィルタ３００を含む。
【0274】
方法１７００の動作１７０６で、等化信号が、Ｌｏｒａｎパルス信号または分散Ｌｏｒａｎ信号に応じて生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００の等化信号は、イコライザ１０６によって生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００の等化信号は、等化分散信号ＤＦＯＥを含む。
【0275】
いくつかの実施形態では、動作１７０６は、Ｌｏｒａｎパルス信号に応じた等化信号を生成することを含む。いくつかの実施形態では、動作１７０６は、分散Ｌｏｒａｎ信号に応じた等化信号を生成することを含む。
【0276】
方法１７００の動作１７０８で、増幅信号が、分散Ｌｏｒａｎ信号に基づいて生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００の増幅信号は、電力増幅器１０８によって生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００の増幅信号は、増幅信号ＤＦＡを含む。
【0277】
いくつかの実施形態では、イコライザ１０６は、（例えば図１Ａに示すように）分散フィルタ１０４と電力増幅器１０８の間に結合されており、したがって、動作１７０６は、分散Ｌｏｒａｎ信号に応じた等化信号を生成することを含み、動作１７０４は、Ｌｏｒａｎパルス信号に応じた分散Ｌｏｒａｎ信号を生成することを含み、動作１７０８は、等化信号に応じた増幅信号を生成することを含む。
【0278】
いくつかの実施形態では、イコライザ１０６は、（例えば図１Ｂに示すように）Ｌｏｒａｎパルス生成器１０２と分散フィルタ１０４の間に結合されており、したがって、動作１７０６は動作１７０４より前に行われ、その後、動作１７０４の後に動作１７０８が続く。イコライザ１０６が（例えば図１Ｂに示すように）Ｌｏｒａｎパルス生成器１０２と分散フィルタ１０４の間に結合されるこれらの実施形態では、動作１７０６は、Ｌｏｒａｎパルス信号に応じた等化信号を生成することを含み、動作１７０４は、等化信号に応じた分散Ｌｏｒａｎ信号を生成することを含み、動作１７０８は、分散Ｌｏｒａｎ信号に応じた増幅信号を生成することを含む。
【0279】
方法１７００の動作１７１０で、同調信号が、増幅信号に応じて生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００の同調信号は、電力増幅器に結合されたアンテナチューナ１１０によって生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００の同調信号は、同調信号Ｐｏｕｔを含む。
【0280】
方法１７００ａの動作１７１２で、送信信号が、同調信号に応じて放射される。いくつかの実施形態では、方法１７００の送信信号は、アンテナチューナに結合されたアンテナ１１２によって放射される。いくつかの実施形態では、方法１７００の送信信号は、送信信号ＴＸを含む。
【0281】
方法１７００の動作１７１４で、信号が、受信機２００によって受信される。いくつかの実施形態では、方法１７００のこの受信される信号は、受信信号ＲＸを含む。
【0282】
方法１７００の動作１７１６で、分散解除パルス信号が、受信信号に応じて生成される。いくつかの実施形態では、分散解除パルス信号は、分散解除フィルタによって生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００の分散解除フィルタは、分散解除フィルタ２０４または分散フィルタ３００を含む。いくつかの実施形態では、方法１７００の分散解除パルス信号は、分散解除パルス信号ＬＰＩＮを含む。いくつかの実施形態では、方法１７００の受信信号は、送信信号に対応する。
【0283】
方法１７００の動作１７１８で、Ｌｏｒａｎ信号が、分散解除パルス信号に応じて生成される。いくつかの実施形態では、Ｌｏｒａｎ信号は、分散解除フィルタ２０４に結合されたＬｏｒａｎ受信機によって生成される。いくつかの実施形態では、方法１７００のＬｏｒａｎ受信機２０６によって生成されるＬｏｒａｎ信号は、出力信号ＬＳを含む。
【0284】
方法１７００を運用することによって、このシステムは、図１Ａ～図１Ｂ、図２～図５、図６Ａ～図６Ｃ、図７Ａ～図７Ｃ、図８Ａ～図８Ｂ、図９、図１０Ａ～図１０Ｄ、図１１Ａ～図１１Ｂ、および図１２～図１６に関連して上述した利点を実現するように動作する。
【0285】
いくつかの実施形態について説明した。しかしながら、本開示の趣旨および範囲を逸脱することなく様々な修正が加えられ得ることは理解されよう。上記の説明で使用される様々な信号の低または高の論理値も、例示のためのものである。様々な実施形態は、信号が活動化および／または非活動化されるときに特定の論理値に限定されない。異なる論理値を選択することも、様々な実施形態の範囲内である。様々な信号は対応する回路によって生成されるが、分かりやすくするために回路は図示していない。
【0286】
様々な図面は、ＦＩＲ、ＩＩＲ、またはＦＦＴフィルタを例示のために示している。等価な回路またはフィルタが、ＦＩＲ、ＩＩＲ、またはＦＦＴフィルタに使用され得る。例えば、ＦＩＲ、ＩＩＲ、またはＦＦＴフィルタの代わりに、他のフィルタタイプを使用することもできる。上記の説明は例示的なステップを含むが、これらのステップは、必ずしも示されている順序で実行されるとは限らない。ステップは、開示する実施形態の趣旨および範囲に従って、適宜追加、置換、順序変更、および／または省略され得る。
【0287】
本開示の１つの態様は、送信機に関する。いくつかの実施形態では、この送信機は、Ｌｏｒａｎパルス信号を生成するように構成されたＬｏｒａｎパルス生成器と、Ｌｏｒａｎパルス生成器に結合された、Ｌｏｒａｎパルス信号に応じた分散信号を生成するように構成された分散フィルタと、分散フィルタに結合された、分散信号に応じた等化分散信号を生成するように構成されたイコライザと、イコライザに結合された、等化分散信号に応じた増幅信号を生成するように構成された電力増幅器と、電力増幅器に結合された、増幅信号に応じた同調信号を生成するように構成されたアンテナチューナと、アンテナチューナに結合された、同調信号に応じた送信信号を放射するように構成されたアンテナとを含む。
【0288】
いくつかの実施形態では、分散フィルタは、Ｌｏｒａｎパルス信号を受信し、第１の信号、および第１の信号から位相が９０度ずれた第２の信号を生成するように構成されたヒルベルト変換デバイスを含む。いくつかの実施形態では、分散フィルタは、ヒルベルト変換デバイスに結合された、少なくとも第１の搬送波信号、第１の信号、および第２の信号に応じて周波数シフト信号を生成するように構成された第１の乗算器をさらに含む。いくつかの実施形態では、分散フィルタは、第１の乗算器に結合された、周波数シフト信号に応じてダウンサンプリング信号を生成するように構成されたデシメータをさらに含む。いくつかの実施形態では、分散フィルタは、デシメータに結合された、ダウンサンプリング信号に応じてフィルタリング済みダウンサンプリング信号を生成するように構成された第１のフィルタをさらに含む。いくつかの実施形態では、分散フィルタは、第１のフィルタに結合された、フィルタリング済みダウンサンプリング信号に応じてアップサンプリング信号を生成するように構成された補間器をさらに含む。いくつかの実施形態では、分散フィルタは、補間器に結合された、少なくともアップサンプリング信号および第２の搬送波信号に応じて分散信号を生成するように構成された第２の乗算器であり、第２の搬送波信号は第１の搬送波信号の共役である、第２の乗算器をさらに含む。
【0289】
いくつかの実施形態では、デシメータは、第１の乗算器に結合された、周波数シフト信号に応じて第１のフィルタリング済み信号を生成するように構成されたローパスフィルタであり、第１のフィルタリング済み信号は第１のサンプル周波数を有する、ローパスフィルタを含む。いくつかの実施形態では、デシメータは、ローパスフィルタに結合された、第１のフィルタリング済み信号のＮ個のサンプルのうちのＮ－１個のサンプルを削除することによってダウンサンプリング信号を生成するように構成された第１の回路であり、Ｎは整数であり、ダウンサンプリング信号は第１のサンプル周波数をＮ個のサンプルで割った値に等しい第２のサンプル周波数を有する、第１の回路をさらに含む。
【0290】
いくつかの実施形態では、補間器は、第１のフィルタに結合された、フィルタリング済みダウンサンプリング信号にＮ－１個のゼロを追加することによって第１の信号を生成するように構成された第１の回路であり、Ｎは整数であり、第１の信号は第１のサンプル周波数を有し、フィルタリング済みダウンサンプリング信号は第１のサンプル周波数をＮ個のサンプルで割った値に等しい第２のサンプル周波数を有する、第１の回路を含む。いくつかの実施形態では、補間器は、第１の回路に結合された、第１の信号に応じて第１のフィルタリング済み信号を生成するように構成されたローパスフィルタをさらに含む。いくつかの実施形態では、第１のフィルタは、ＦＩＲフィルタ、ＩＩＲフィルタ、またはＦＦＴフィルタを含む。いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタは、ランダムに生成された係数を有するオールパスフィルタに対応する。
【0291】
いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタは、第１の受信信号に応じた第１の時間反転信号を生成するように構成された第１の時間反転回路であり、第１の受信信号はダウンサンプリング信号に対応する、第１の時間反転回路を含む。いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタは、第１の時間反転回路に結合された、第１の時間反転信号に応じた第１の時間反転信号の共役を生成するように構成された第１の回路をさらに含む。いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタは、第１の回路に結合された、第１の時間反転信号の共役をフィルタリングすることによってフィルタリング済みの第１の信号を生成するように構成された第１のフィルタをさらに含む。いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタは、第１のフィルタに結合された、フィルタリング済みの第１の信号に応じたフィルタリング済みの第１の信号の共役を生成するように構成された第２の回路をさらに含む。いくつかの実施形態では、ＩＩＲフィルタは、第２の回路に結合された、フィルタリング済みの第１の信号の共役に応じた第２の時間反転信号を生成するように構成された第２の時間反転回路であり、第２の時間反転信号はフィルタリング済みダウンサンプリング信号に対応する、第２の時間反転回路をさらに含む。
【0292】
いくつかの実施形態では、ＦＩＲフィルタ、ＩＩＲフィルタ、またはＦＦＴフィルタは、Ｌｏｒａｎパルスの各セット毎に固定されたフィルタ係数を含み、Ｌｏｒａｎパルス信号はこのＬｏｒａｎパルスのセットの一部である。いくつかの実施形態では、ＦＩＲフィルタ、ＩＩＲフィルタ、またはＦＦＴフィルタは、Ｌｏｒａｎパルスのセットにわたって時間変化している動的なフィルタ係数を含み、Ｌｏｒａｎパルス信号はこのＬｏｒａｎパルスのセットの一部である。
【0293】
本開示の別の態様は、Ｌｏｒａｎシステムに関する。いくつかの実施形態では、このＬｏｒａｎシステムは、送信機および受信機を含む。いくつかの実施形態では、送信機は、Ｌｏｒａｎパルス信号を生成するように構成されたＬｏｒａｎパルス生成器と、Ｌｏｒａｎパルス生成器に結合された、Ｌｏｒａｎパルス信号に応じた等化パルス信号を生成するように構成されたイコライザと、イコライザに結合された、等化パルス信号に応じた分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するように構成された分散フィルタと、分散フィルタに結合された、分散Ｌｏｒａｎ信号に応じた増幅信号を生成するように構成された電力増幅器と、電力増幅器に結合された、増幅信号に応じた同調信号を生成するように構成されたアンテナチューナと、アンテナチューナに結合された、同調信号に応じた送信信号を放射するように構成された第１のアンテナとを含む。いくつかの実施形態では、受信機は、受信信号を受信するように構成された第２のアンテナと、第２のアンテナに結合された、受信信号に応じた分散解除パルス信号を生成するように構成された分散解除フィルタであり、受信信号は送信信号に対応する、分散解除フィルタと、分散解除フィルタに結合された、分散解除パルス信号に応じたＬｏｒａｎ信号を生成するように構成されたＬｏｒａｎ受信機とを含む。
【0294】
いくつかの実施形態では、分散解除フィルタは、受信信号を受信し、第１の信号、および第１の信号から位相が９０度ずれた第２の信号を生成するように構成されたヒルベルト変換デバイスを含む。いくつかの実施形態では、分散解除フィルタは、ヒルベルト変換デバイスに結合された、少なくとも第１の搬送波信号、第１の信号、および第２の信号に応じて周波数シフト信号を生成するように構成された第１の乗算器をさらに含む。いくつかの実施形態では、分散解除フィルタは、第１の乗算器に結合された、周波数シフト信号に応じてダウンサンプリング信号を生成するように構成されたデシメータをさらに含む。いくつかの実施形態では、分散解除フィルタは、デシメータに結合された、ダウンサンプリング信号に応じてフィルタリング済みダウンサンプリング信号を生成するように構成された第１のフィルタをさらに含む。いくつかの実施形態では、分散解除フィルタは、第１のフィルタに結合された、フィルタリング済みダウンサンプリング信号に応じてアップサンプリング信号を生成するように構成された補間器をさらに含む。いくつかの実施形態では、分散解除フィルタは、補間器に結合された、少なくともアップサンプリング信号および第２の搬送波信号に応じて分散解除パルス信号を生成するように構成された第２の乗算器であり、第２の搬送波信号は第１の搬送波信号の共役である、第２の乗算器をさらに含む。
【0295】
いくつかの実施形態では、デシメータは、第１の乗算器に結合された、周波数シフト信号に応じて第１のフィルタリング済み信号を生成するように構成されたローパスフィルタであり、第１のフィルタリング済み信号は第１のサンプル周波数を有する、ローパスフィルタを含む。いくつかの実施形態では、デシメータは、ローパスフィルタに結合された、第１のフィルタリング済み信号のＮ個のサンプルのうちのＮ－１個のサンプルを削除することによってダウンサンプリング信号を生成するように構成された第１の回路であり、Ｎは整数であり、ダウンサンプリング信号は第１のサンプル周波数をＮ個のサンプルで割った値に等しい第２のサンプル周波数を有する、第１の回路をさらに含む。
【0296】
いくつかの実施形態では、補間器は、第１のフィルタに結合された、フィルタリング済みダウンサンプリング信号にＮ－１個のゼロを追加することによって第１の信号を生成するように構成された第１の回路であり、Ｎは整数であり、第１の信号は第１のサンプル周波数を有し、フィルタリング済みダウンサンプリング信号は第１のサンプル周波数をＮ個のサンプルで割った値に等しい第２のサンプル周波数を有する、第１の回路を含む。いくつかの実施形態では、補間器は、第１の回路に結合された、第１の信号に応じて第１のフィルタリング済み信号を生成するように構成されたローパスフィルタをさらに含む。いくつかの実施形態では、第１のフィルタは、ＦＩＲフィルタ、ＩＩＲフィルタ、またはＦＦＴフィルタを含む。
【0297】
いくつかの実施形態では、ＦＩＲフィルタ、ＩＩＲフィルタ、またはＦＦＴフィルタは、Ｌｏｒａｎパルスのセットにわたって時間変化している動的なフィルタ係数を含み、Ｌｏｒａｎパルス信号はこのＬｏｒａｎパルスのセットの一部である。いくつかの実施形態では、ＦＩＲフィルタ、ＩＩＲフィルタ、またはＦＦＴフィルタは、Ｌｏｒａｎパルスの各セット毎に固定されたフィルタ係数を含み、Ｌｏｒａｎパルス信号はこのＬｏｒａｎパルスのセットの一部である。いくつかの実施形態では、ＦＦＴフィルタは、第１の信号に対してＦＦＴを実行することによってＦＦＴ信号を生成するように構成された第１の回路であり、第１の信号はダウンサンプリング信号に対応する、第１の回路と、
第１の回路に結合された、ＦＦＴ信号のサンプルに重み付きフィルタ係数を追加することによって重み付きＦＦＴ信号を生成するように構成された第２の回路と、
第２の回路に結合された、重み付きＦＦＴ信号に対して逆ＦＦＴを実行することによって第２の信号を生成するように構成された第３の回路であり、第２の信号はフィルタリング済みダウンサンプリング信号に対応する、第３の回路とを含む。
第１の回路に結合された、ＦＦＴ信号のサンプルに重み付きフィルタ係数を追加することによって重み付きＦＦＴ信号を生成するように構成された第２の回路と、
第２の回路に結合された、重み付きＦＦＴ信号に対して逆ＦＦＴを実行することによって第２の信号を生成するように構成された第３の回路であり、第２の信号はフィルタリング済みダウンサンプリング信号に対応する、第３の回路とを含む。
【0298】
本開示のさらに別の態様は、方法に関する。この方法は、Ｌｏｒａｎパルス生成器によって、Ｌｏｒａｎパルス信号を生成するステップと、分散フィルタによって、Ｌｏｒａｎパルス信号に基づいて分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するステップと、電力増幅器によって、分散Ｌｏｒａｎ信号に基づいて増幅信号を生成するステップと、電力増幅器に結合されたアンテナチューナによって、増幅信号に応じた同調信号を生成するステップと、アンテナチューナに結合されたアンテナによって、同調信号に応じた送信信号を放射するステップとを含む。
【0299】
いくつかの実施形態では、この方法は、イコライザによって、Ｌｏｒａｎパルス信号に応じた等化信号を生成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するステップは、等化信号に応じた分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するステップであり、イコライザはＬｏｒａｎパルス生成器と分散フィルタの間に結合される、ステップを含み、増幅信号を生成するステップは、分散Ｌｏｒａｎ信号に応じた増幅信号を生成するステップを含む。
【0300】
いくつかの実施形態では、この方法は、イコライザによって、分散Ｌｏｒａｎ信号に応じた等化信号を生成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するステップは、Ｌｏｒａｎパルス信号に応じた分散Ｌｏｒａｎ信号を生成するステップを含み、増幅信号を生成するステップは、等化信号に応じた増幅信号を生成するステップであり、イコライザは分散フィルタと電力増幅器の間に結合される、ステップを含む。
【0301】
以上、当業者が本開示の態様をよりよく理解し得るようにいくつかの実施形態の特徴を概説した。当業者なら、本明細書に紹介されている実施形態と同じ目的を達成し、かつ／または同じ利点を実現するために他のプロセスおよび構造を設計または修正するための基礎として本開示を容易に利用し得ることを理解されたい。また、当業者なら、このような等価な構成は本開示の趣旨および範囲を逸脱していないこと、ならびに本開示の趣旨および範囲を逸脱することなく本明細書において様々な変更、置換、および改変を行い得ることも認識されたい。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】