JPH08250973A - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
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- JPH08250973A JPH08250973A JP7053939A JP5393995A JPH08250973A JP H08250973 A JPH08250973 A JP H08250973A JP 7053939 A JP7053939 A JP 7053939A JP 5393995 A JP5393995 A JP 5393995A JP H08250973 A JPH08250973 A JP H08250973A
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- JP
- Japan
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- surface acoustic
- acoustic wave
- transmitting
- receiving
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】符号化電極2と符号化電極2と互いに送受波し
うる送受波電極3からなるSAWマッチドフィルタを設
け、送受波電極3を中央電極要素とその両側に等しい励
振強度の電極要素を複数個同数設けかつ複数個の電極要
素の極性を全て中央電極要素の極性とは逆にし、それら
の電極要素の間の時間間隔を取り扱うべき符号1シンボ
ルの時間をチップ数Nで除した1チップ時間Tcとし,
両側に置く個数を各々(N−1)とした。 【効果】スペクトラム通信の相関復調、同期、フィルタ
リング、並びに情報復調に使用するSAWデバイスが、
その損失を損なうことなく時間軸上の不要信号を低減で
き、シンボルレートより短い時間間隔で情報送りやすく
高速情報が扱うことができる。
うる送受波電極3からなるSAWマッチドフィルタを設
け、送受波電極3を中央電極要素とその両側に等しい励
振強度の電極要素を複数個同数設けかつ複数個の電極要
素の極性を全て中央電極要素の極性とは逆にし、それら
の電極要素の間の時間間隔を取り扱うべき符号1シンボ
ルの時間をチップ数Nで除した1チップ時間Tcとし,
両側に置く個数を各々(N−1)とした。 【効果】スペクトラム通信の相関復調、同期、フィルタ
リング、並びに情報復調に使用するSAWデバイスが、
その損失を損なうことなく時間軸上の不要信号を低減で
き、シンボルレートより短い時間間隔で情報送りやすく
高速情報が扱うことができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスペクトラム拡散通信の
受信のための、同期、拡散の相関復調、フィルタリング
を行い、かつ情報復調を行う弾性表面波装置で、特に高
速情報に対応し得て、かつ、不要信号を低減しうる構成
と、その弾性表面波装置を用いた通信装置に関する。
受信のための、同期、拡散の相関復調、フィルタリング
を行い、かつ情報復調を行う弾性表面波装置で、特に高
速情報に対応し得て、かつ、不要信号を低減しうる構成
と、その弾性表面波装置を用いた通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、弾性表面波(SAW)装置をもち
いて、スペクトラム拡散通信装置の受信部を構成する際
には、例えば、Conference Record
Vol.2 MILCOM ’82,34.5−1〜3
4.5−3,に見られる様にSAWマッチドフィルタを
用いた相関器で逆拡散による相関復調を行なっていた。
更に、その相関復調信号とSAW遅延線を用いて情報信
号の1シンボル分だけ前記相関復調信号を遅延させた信
号とをミキサ等で互いに乗算する、いわゆるPDI方式
で情報信号を復調していた。また、取扱う拡散符号がバ
ーカ−符号の場合には、SAWマッチドフィルタに於い
て符号化電極と対になる送受波電極を通常の正規型電極
に代えて、拡散符号1チップ時間Tcの二倍の時間間隔
2Tcに対応した間隔で電極要素をチップ数N個設け、
かつN個の概電極要素群の中央電極要素以外の電極の励
振強度を中央電極の励振強度の1/(2N−2)とし、
極性を中央電極と反転した構造のタップ付きの遅延線型
の電極としている例も有る。
いて、スペクトラム拡散通信装置の受信部を構成する際
には、例えば、Conference Record
Vol.2 MILCOM ’82,34.5−1〜3
4.5−3,に見られる様にSAWマッチドフィルタを
用いた相関器で逆拡散による相関復調を行なっていた。
更に、その相関復調信号とSAW遅延線を用いて情報信
号の1シンボル分だけ前記相関復調信号を遅延させた信
号とをミキサ等で互いに乗算する、いわゆるPDI方式
で情報信号を復調していた。また、取扱う拡散符号がバ
ーカ−符号の場合には、SAWマッチドフィルタに於い
て符号化電極と対になる送受波電極を通常の正規型電極
に代えて、拡散符号1チップ時間Tcの二倍の時間間隔
2Tcに対応した間隔で電極要素をチップ数N個設け、
かつN個の概電極要素群の中央電極要素以外の電極の励
振強度を中央電極の励振強度の1/(2N−2)とし、
極性を中央電極と反転した構造のタップ付きの遅延線型
の電極としている例も有る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来前者のス
ペクトラム拡散通信用SAWマッチドフィルタにはm系
列のPN符号に対応する場合、復調されて圧縮された相
関信号パルスの他に時間軸上に不要な信号が大きく出て
いた。このため、スペクトラム通信本来の利点である筈
の妨害に対する強さが足りなくなる。さらに、伝送情報
の高速化、あるいは拡散帯域の制限が必要な場合、等へ
の対応が困難であった。一方、時間軸上の不要信号の対
策には拡散符号を工夫することが行なわれ、従来後者の
バーカ−符号がよく知られている。しかし、従来後者で
はチップの少ない割には、時間軸上に不要な信号が小さ
い利点が有るが、符号長が短く(チップ数が13までし
か見つかっておらず、少なく)なり、使用可能な符号配
列が限られ、同様のシステムの並列配置が難しく、また
充分な拡散比(SN比)が確保できない、相関ピーク損
失が大きくなる等の問題があった。または拡散比を確保
しようとすると、伝送情報の高速化に対応できない、あ
るいは拡散帯域が制限を外れる等の問題があった。
ペクトラム拡散通信用SAWマッチドフィルタにはm系
列のPN符号に対応する場合、復調されて圧縮された相
関信号パルスの他に時間軸上に不要な信号が大きく出て
いた。このため、スペクトラム通信本来の利点である筈
の妨害に対する強さが足りなくなる。さらに、伝送情報
の高速化、あるいは拡散帯域の制限が必要な場合、等へ
の対応が困難であった。一方、時間軸上の不要信号の対
策には拡散符号を工夫することが行なわれ、従来後者の
バーカ−符号がよく知られている。しかし、従来後者で
はチップの少ない割には、時間軸上に不要な信号が小さ
い利点が有るが、符号長が短く(チップ数が13までし
か見つかっておらず、少なく)なり、使用可能な符号配
列が限られ、同様のシステムの並列配置が難しく、また
充分な拡散比(SN比)が確保できない、相関ピーク損
失が大きくなる等の問題があった。または拡散比を確保
しようとすると、伝送情報の高速化に対応できない、あ
るいは拡散帯域が制限を外れる等の問題があった。
【0004】本発明の目的は、耐妨害性能、高速化、等
を阻害する要因を除き、スペクトラム通信用のSAWデ
バイスとそれを用いたスペクトラム拡散通信装置の情報
処理高速化、小型化、低価格化を達成する事に有る。
を阻害する要因を除き、スペクトラム通信用のSAWデ
バイスとそれを用いたスペクトラム拡散通信装置の情報
処理高速化、小型化、低価格化を達成する事に有る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では特定の拡散符号によらず任意の符号を
用いて、符号化電極と前記符号化電極と互いに送受波し
うる送受波電極からなるSAW(弾性表面波)マッチド
フィルタを設け、かつ前記送受波電極を中央電極要素と
その両側に等しい励振強度の電極要素を複数個同数設け
かつ前記複数個の電極要素の極性を全て中央電極要素の
極性とは逆にし、かつ、それらの電極要素の間の時間間
隔を従来後者の例とは異なり、取り扱うべき符号1シン
ボルの時間をチップ数N(自然数)で除した1チップ時
間Tcとし,両側に置く個数を各々(N−1)とした。
めに、本発明では特定の拡散符号によらず任意の符号を
用いて、符号化電極と前記符号化電極と互いに送受波し
うる送受波電極からなるSAW(弾性表面波)マッチド
フィルタを設け、かつ前記送受波電極を中央電極要素と
その両側に等しい励振強度の電極要素を複数個同数設け
かつ前記複数個の電極要素の極性を全て中央電極要素の
極性とは逆にし、かつ、それらの電極要素の間の時間間
隔を従来後者の例とは異なり、取り扱うべき符号1シン
ボルの時間をチップ数N(自然数)で除した1チップ時
間Tcとし,両側に置く個数を各々(N−1)とした。
【0006】特に、その際、中央電極要素以外の電極要
素の励振強度をその位置によらず一定でなく、拡散符号
の二値符号化係数an (=±1,n=1,2,…,N)
と符号化電極の各電極要素の極性配列bn (=aN+1-n
=±1,n=1,2,…,N)から定まる次の様な中央
電極要素に対する強度比の配列di di =cN+1+i/(N+4C) (i=1,2,…,N−1) 〔数1〕 で中央電極要素の両外側に対称に順次配置する。ここ
に、中央電極要素の励振強度d0 を1と規格化し、C,
ck は各々、次式で表される。
素の励振強度をその位置によらず一定でなく、拡散符号
の二値符号化係数an (=±1,n=1,2,…,N)
と符号化電極の各電極要素の極性配列bn (=aN+1-n
=±1,n=1,2,…,N)から定まる次の様な中央
電極要素に対する強度比の配列di di =cN+1+i/(N+4C) (i=1,2,…,N−1) 〔数1〕 で中央電極要素の両外側に対称に順次配置する。ここ
に、中央電極要素の励振強度d0 を1と規格化し、C,
ck は各々、次式で表される。
【0007】
【数4】
【0008】
【数5】
【0009】また、励振強度を規定する電極交差幅が極
端に小さくならないように構成を簡略化して、中央電極
要素以外の電極要素の励振強度をそれ等の内の最大のも
のに合わせ、その位置によらず一定としても、一定の効
果が有る。
端に小さくならないように構成を簡略化して、中央電極
要素以外の電極要素の励振強度をそれ等の内の最大のも
のに合わせ、その位置によらず一定としても、一定の効
果が有る。
【0010】
【作用】上記した様に、SAWマッチドフィルタを設
け、符号化電極と互いに送受波しうる送受波電極からな
るSAW(弾性表面波)マッチドフィルタを設け、かつ
送受波電極を中央電極要素とその両側に等しい励振強度
の電極要素を複数個同数設け、かつ、それらの電極要素
の間の時間間隔を取り扱うべき符号1シンボルの時間を
チップ数N(自然数)で除した1チップ時間Tcとし,
両側に置く個数を各々(N−1)とし、更にその配列に
当たり、強度比の重み付けを極性を含んで施したことに
より、m系列符号で拡散した信号を符号化電極に入力し
て言わば順方向に放射されるSAW(m系列符号の自己
相関関数となっている)のFourier変換における
短い周期(高周波)のサイドローブ成分の逆関数が、符
号化電極と互いに送受波しうる送受波電極において近似
的に実現出来る。そのため、送受波電極から出力される
電気的な信号波形では時間軸上の不要信号がかなり低減
される。
け、符号化電極と互いに送受波しうる送受波電極からな
るSAW(弾性表面波)マッチドフィルタを設け、かつ
送受波電極を中央電極要素とその両側に等しい励振強度
の電極要素を複数個同数設け、かつ、それらの電極要素
の間の時間間隔を取り扱うべき符号1シンボルの時間を
チップ数N(自然数)で除した1チップ時間Tcとし,
両側に置く個数を各々(N−1)とし、更にその配列に
当たり、強度比の重み付けを極性を含んで施したことに
より、m系列符号で拡散した信号を符号化電極に入力し
て言わば順方向に放射されるSAW(m系列符号の自己
相関関数となっている)のFourier変換における
短い周期(高周波)のサイドローブ成分の逆関数が、符
号化電極と互いに送受波しうる送受波電極において近似
的に実現出来る。そのため、送受波電極から出力される
電気的な信号波形では時間軸上の不要信号がかなり低減
される。
【0011】
【実施例】図1は本発明の弾性表面波装置の好適な実施
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【0012】図1において、弾性表面波基板1上に符号
化電極2と符号化電極2と互いに送受波しうる送受波電
極3からなるSAW(弾性表面波)マッチドフィルタ4
を設け、かつ送受波電極3ではその中央に若干電極対数
の多い電極要素を設け、その両側に対数0.5の電極要
素をTcの時間間隔、すなわち、距離では、V・Tc
(VはSAW音速)の中心間隔で、電極要素を各(N−
1)個、配置し、更に中央電極要素の上にのみ、圧電薄
膜を載せている。ここに、送受波電極3における中央の
電極要素の励振強度を1と規格化して数1に従った励振
強度の重み付けが極性も含み両外側の電極要素に行なわ
れている。
化電極2と符号化電極2と互いに送受波しうる送受波電
極3からなるSAW(弾性表面波)マッチドフィルタ4
を設け、かつ送受波電極3ではその中央に若干電極対数
の多い電極要素を設け、その両側に対数0.5の電極要
素をTcの時間間隔、すなわち、距離では、V・Tc
(VはSAW音速)の中心間隔で、電極要素を各(N−
1)個、配置し、更に中央電極要素の上にのみ、圧電薄
膜を載せている。ここに、送受波電極3における中央の
電極要素の励振強度を1と規格化して数1に従った励振
強度の重み付けが極性も含み両外側の電極要素に行なわ
れている。
【0013】ここでSAWマッチドフィルタ4の符号化
電極2に情報信号をDPSK変調した後、符号化電極2
と対応の符号でスペクトラム拡散変調した信号を入力
し、SAWマッチドフィルタ4で同期、拡散復調した信
号と1シンボルの時間前の拡散復調した信号をSAW遅
延線に入力して1シンボル分の時間を遅延させて得た信
号とを復調器10の各々の入力端子に入力し、情報復調
している。
電極2に情報信号をDPSK変調した後、符号化電極2
と対応の符号でスペクトラム拡散変調した信号を入力
し、SAWマッチドフィルタ4で同期、拡散復調した信
号と1シンボルの時間前の拡散復調した信号をSAW遅
延線に入力して1シンボル分の時間を遅延させて得た信
号とを復調器10の各々の入力端子に入力し、情報復調
している。
【0014】本実施例では、情報信号は速度512Kb
psの二値信号でDPSK変調している。更に260.
096MHzの微弱電波を搬送波とした上で、各1シン
ボルさらにN=31チップ(25−1)のm系列のPN
(疑似雑音)符号で周波数拡散変調した信号を入力信号
としている。ここで、電波法上、拡散の帯域は微弱電波
では周波数の上限が事実上322MHzに押さえられる
ことから、帯域幅BDSとして約120MHz,チップ速
度RC として約60MHzが上限となっている。弾性表
面波基板としては遅延時間の温度係数の小さく零温度係
数を持つSTカット水晶基板を用いており、SAWの各
電極は膜厚0.1μmのAl薄膜をホトエッチングして
形成したダブル電極指からなる中心周波数260.09
6MHzのインターディジタルトランスデューサ(ID
T)から構成される。符号化電極2は対数0.5対のI
DTを、その極性にの符号化を施して電極周期λE の8
倍毎に配置し、31チップに構成してあり、これと対と
なる送受波電極3は中央電極要素が電極対数6.5対の
いわゆる正規型電極で他の2(N−1)=60個の電極
要素は各々0.5対の二つの電極で直列構成してある。
これ等の両外側の60個の電極要素はその励振強度の最
大のものにおいて、その電極交差幅が全開口部に及び、
それ以下のものでは励振強度の最大のものに対して交差
幅の重み付けを施し、交差幅が極端に小さくなってSA
Wの回折等によって特性の劣化することを防いでいる。
また、送受波電極3の中央電極要素の上にのみ圧電薄膜
21を積層し、圧電薄膜21上にのみ更にAl薄膜を積
層しているが、この圧電薄膜21はZnOを3850Å
の厚さにスパッタ法を用いて成膜したものであり、Al
薄膜は1000Åの膜厚で成膜してあり、この部分だ
け、いわゆる層状構造のSAW送受波電極となってい
る。この部分のみ電気機械結合係数が大きく、相関出力
の時間軸上のメインローブを大きく出力し、損失を低減
している。さらに、それに留まらず、中央電極と両外側
の電極要素の励振強度に大きな比の重み付けを与える役
割の一端を担い、した両外側の電極要素の交差幅の重み
付けに於いて、交差幅が極端に小さくなってSAWの回
折等によって特性の劣化することを防いでいる。
psの二値信号でDPSK変調している。更に260.
096MHzの微弱電波を搬送波とした上で、各1シン
ボルさらにN=31チップ(25−1)のm系列のPN
(疑似雑音)符号で周波数拡散変調した信号を入力信号
としている。ここで、電波法上、拡散の帯域は微弱電波
では周波数の上限が事実上322MHzに押さえられる
ことから、帯域幅BDSとして約120MHz,チップ速
度RC として約60MHzが上限となっている。弾性表
面波基板としては遅延時間の温度係数の小さく零温度係
数を持つSTカット水晶基板を用いており、SAWの各
電極は膜厚0.1μmのAl薄膜をホトエッチングして
形成したダブル電極指からなる中心周波数260.09
6MHzのインターディジタルトランスデューサ(ID
T)から構成される。符号化電極2は対数0.5対のI
DTを、その極性にの符号化を施して電極周期λE の8
倍毎に配置し、31チップに構成してあり、これと対と
なる送受波電極3は中央電極要素が電極対数6.5対の
いわゆる正規型電極で他の2(N−1)=60個の電極
要素は各々0.5対の二つの電極で直列構成してある。
これ等の両外側の60個の電極要素はその励振強度の最
大のものにおいて、その電極交差幅が全開口部に及び、
それ以下のものでは励振強度の最大のものに対して交差
幅の重み付けを施し、交差幅が極端に小さくなってSA
Wの回折等によって特性の劣化することを防いでいる。
また、送受波電極3の中央電極要素の上にのみ圧電薄膜
21を積層し、圧電薄膜21上にのみ更にAl薄膜を積
層しているが、この圧電薄膜21はZnOを3850Å
の厚さにスパッタ法を用いて成膜したものであり、Al
薄膜は1000Åの膜厚で成膜してあり、この部分だ
け、いわゆる層状構造のSAW送受波電極となってい
る。この部分のみ電気機械結合係数が大きく、相関出力
の時間軸上のメインローブを大きく出力し、損失を低減
している。さらに、それに留まらず、中央電極と両外側
の電極要素の励振強度に大きな比の重み付けを与える役
割の一端を担い、した両外側の電極要素の交差幅の重み
付けに於いて、交差幅が極端に小さくなってSAWの回
折等によって特性の劣化することを防いでいる。
【0015】本実施例では、所定のPN符号に対するS
AWマッチドフィルタそのものの相関出力信号ピークは
N=31にとどまっているが、時間軸上の不要信号は、
0.5と従来の5に比較し20dB低減することができ
た。
AWマッチドフィルタそのものの相関出力信号ピークは
N=31にとどまっているが、時間軸上の不要信号は、
0.5と従来の5に比較し20dB低減することができ
た。
【0016】図2に本発明の弾性表面波装置の第二の実
施例を平面図として示す。本実施例は第一の実施例から
両外側電極の交差幅重み付けを省き、一定の励振強度と
した簡略構成である。
施例を平面図として示す。本実施例は第一の実施例から
両外側電極の交差幅重み付けを省き、一定の励振強度と
した簡略構成である。
【0017】本実施例では、簡略構成で所定のPN符号
に対するSAWマッチドフィルタそのものの相関出力信
号ピークはN=31にとどまっているが、時間軸上の不
要信号は、1.6と従来の5に比較し10dB低減する
ことができた。
に対するSAWマッチドフィルタそのものの相関出力信
号ピークはN=31にとどまっているが、時間軸上の不
要信号は、1.6と従来の5に比較し10dB低減する
ことができた。
【0018】
【発明の効果】本発明により、スペクトラム通信の相関
復調、同期、フィルタリング、並びに情報復調に使用す
るSAWデバイスが、その損失を損なうことなく時間軸
上の不要信号を低減出来、シンボルレートより短い時間
間隔で情報送りやすく高速情報が扱うことができるよう
になった。そのため、スペクトラム通信用のSAWデバ
イス及びそれを用いた通信装置の高速情報への対応、小
型化、低価格化が可能となった。
復調、同期、フィルタリング、並びに情報復調に使用す
るSAWデバイスが、その損失を損なうことなく時間軸
上の不要信号を低減出来、シンボルレートより短い時間
間隔で情報送りやすく高速情報が扱うことができるよう
になった。そのため、スペクトラム通信用のSAWデバ
イス及びそれを用いた通信装置の高速情報への対応、小
型化、低価格化が可能となった。
【図1】本発明の弾性表面波装置の一実施例を示す平面
図。
図。
【図2】本発明の弾性表面波装置の第二の実施例を示す
平面図。
平面図。
1…弾性表面波基板、 2…符号化電極、 3,3´…送受波電極、 4,4´…SAW マッチド フィルタ、 21…圧電薄膜。
フロントページの続き (72)発明者 山田 佳弘 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者 山田 純 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式 会社日立製作所無線事業推進本部内
Claims (2)
- 【請求項1】弾性表面波基板上に少なくとも一個の送受
波電極を設けた弾性表面波装置において、前記送受波電
極はすだれ状電極であり符号化電極と前記符号化電極と
互いに送受波しうる送受波電極からなるSAWマッチド
フィルタを設けた、弾性表面波装置において、前記送受
波電極を中央電極要素とその両側に電極要素を複数個同
数設けたものとし、それらの電極要素の間の時間間隔を
取り扱うべき符号1シンボルの時間をチップ数Nで除し
た1チップ時間Tcとし,両側に置く個数を各々(N−
1)とし、かつ、中央電極要素以外の電極要素の励振強
度をその位置によらず一定でなく、拡散符号の二値符号
化係数an (=±1,n=1,2,…,N)と符号化電
極の各電極要素の極性配列bn (=aN+1-n=±1,n
=1,2,…,N)から定まる次の様な中央電極要素に
対する強度比の配列di 【数1】 di =cN+1+i/(N+4C) (i=1,2,…,N−1) で中央電極要素の両外側に対称に順次配置したことを特
徴とする弾性表面波装置。ここに、中央電極要素の励振
強度d0 を1と規格化し、C,ck は各々、次式で表さ
れる。 【数2】 【数3】 - 【請求項2】弾性表面波基板上に少なくとも一個の送受
波電極を設けた弾性表面波装置において、前記送受波電
極はすだれ状電極であり符号化電極と前記符号化電極と
互いに送受波しうる送受波電極からなるSAWマッチド
フィルタを設けた、弾性表面波装置において前記送受波
電極を中央電極要素とその両側に等しい励振強度の電極
要素を複数個同数設け、かつ、それらの電極要素の間の
時間間隔を取り扱うべき符号1シンボルの時間をチップ
数Nで除した1チップ時間Tcとし,両側に置く個数を
各々(N−1)としたことを特徴とする弾性表面波装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053939A JPH08250973A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053939A JPH08250973A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 弾性表面波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250973A true JPH08250973A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12956709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7053939A Pending JPH08250973A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08250973A (ja) |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP7053939A patent/JPH08250973A/ja active Pending
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