CN101296007A - 发射机以及使用了该发射机的无线系统 - Google Patents

Abstract

在以无线方式从基站对终端供给电力的情况下，当基站与终端站的距离较远时，终端不可能对该电力进行整流。为此，本发明提供一种无线通信系统，一边将基站的发射功率保持于一定以下，一边对发射功率的峰值和占空比同时进行控制，对终端站具备的整流电路的结构要素即二极管，始终施加该二极管的阈值电压以上的电压，并在限制功率以下在基站与终端站之间进行能量的交换。

Description

发射机以及使用了该发射机的无线系统

技术领域

本发明涉及发射机以及使用了该发射机的无线系统，特别是涉及基站所发射的电磁波被不特定物体或者终端站所散射并再次来到基站，基站接收此到来电磁波，对物体或者终端站固有的信息进行识别的、适合于RF-ID等无线系统的发射机以及使用了该发射机的无线系统。

背景技术

在一种无线系统即将散射波直接作为载波来使用的系统中，已知有还可以称为向分双工(Direction Divide Duplex：DDD)的现有技术。在此技术中，利用使用循环器从基站出去的电磁波与进入基站的电磁波的方向性之差异等价地使发射波和接收波双工化。关于此技术在非专利文献1中有所记述。

非专利文献1：RFID手册第2版(Klaus Finkenzellar著、软件工学研究所译、日刊工业新闻社刊、2004年5月)45页。

发明内容

伴随着物流的量的增加以及流通速度的高速化，近年来人们对于远距离地识别不特定多数的物体的技术的实用性极富期待。为了这种大量且高速地识别物体，由于这些多个物体的位置关系不能确定，所以渗透于该物体的信息传达单元的应用变得必不可少。对于这种用途，无线技术较为合适，尤其是利用电磁波的物体的检测以及该物体具有的信息的传达，例如已经作为无线标签系统以供实现。

但是，伴随物流的高速化、大容量化，使利用了电磁波的物体检测、信息传达能力即在无线系统中使电磁波到达的距离提高成为普遍的社会要求。由于电磁波与传达距离一同成与该距离的2～3次方程度比例地衰减。因此若此传达距离增加则从基站辐射的电磁波由物体反射再次来到基站时，其功率将显著减少，成为对种种扰乱因子耐受性极低的波。

在这种系统中，为了尽量没有变换损失地再次向基站辐射从基站到来的电磁波的能量，一般而言，通常的方法是将来自待识别物体的散射电磁场本身作为用于信息输送的载波来使用的方法。为了用某些单元生成新的载波，需要将电磁波的高频电力变换成用于某些单元的电源电力，此时变换损耗必定现实地发生。在使用了电磁波的无线输送中，因应赋予载波的功率而使电磁波的到达距离受到限制，所以使载波生成的电力效率最大就关系到使系统中的电磁波的到达距离、换言之使系统的应用界限最大。

例如，在RF-ID系统中，也有要求10m级的通信距离的用途。在用于这样的用途的系统中，若考虑到变换损耗则希望基站及终端站具备数10m级的通信能力。另一方面，发射功率根据各国、地区的情况可以使用的最大值通过法律等被规定为数W程度以下，这就需要将发射功率的平均值控制在这一规定值以下。以这样的规定值以下的发射功率来谋求通信距离的扩大将伴随着许多困难。

如上述那样，在非专利文献1中公开了将散射波直接用作载波的系统。图16是对非专利文献1的图8-21重新进行绘制的图，利用循环器86作为定向连接器。从基站80辐射的电磁波的发生源即载波发生器84的输出经由此循环器自天线87进行辐射。从基站80辐射的电磁波881来到终端站90。利用该终端站90具备的天线97，将该电磁波的能量取入并用整流电路94变换成直流电源。之后，使用该直流电源通过调制电路93对天线97的负载阻抗施以调制，并作为电磁波881的振幅被调制过的电磁波982而辐射。在基站80中，再次到来的电磁波自天线87被引导到循环器86，因循环器的单向性而被传达至接收电路85而不是载波发生器84。

在非专利文献1的方式中，利用通过循环器的相反方向的电磁波相互独立这一情况，基站对发射波和接收波进行区别，所以电磁波将利用辐射场。辐射场虽然与其他二个场即感应场和近场相比能够传达电力至更远，但却希望授受电磁波的能量的天线的尺寸为波长大小，这就需要较大的尺寸。

从基站送出的发射功率，在无线空间中传播而使其能量减少，并到达终端站。终端站经由天线将已到达的发射功率取入终端站内部，并通过整流电路将其变换成用于作为驱动终端站的结构要素的电气、电子电路的电源。这一整流电路的主要结构要素是二极管。二极管具有源于固有物理性质的阈值电压，仅在施加于二极管上的电压超过该阈值电压的情况下，进行整流动作。若基站与终端站的距离远离，到达终端站的来自基站的发射功率衰减，则施加于二极管上的电压的波峰值将减少，若在此二极管的阈值电压以下，则发射功率就不能被变换成电源，无法实现对作为终端站的结构要素的电气、电子电路的电源供给。其结果就是基站与终端站的通信无法进行。换言之，以往的系统的最大技术课题就是从电力发射台向其接收台的电力输送效率极低(～10％)，特别是，用电磁波输送的高频电力的整流电路的效率低(＜20％)。

这样，在现有技术的使用基站辐射的电磁波信号来输送电力的无线通信系统中，存在从基站向终端站的电力输送效率差，其通信距离即此无线通信系统的服务区受到限制之类的问题。

本发明的目的就是在发射机以及使用了该发射机的无线通信系统中，提高从基站向终端站的电力输送效率，在限制功率以下扩大基站与终端站的通信距离。

如果要展示出本发明有代表性的一例，则如以下那样。即，本发明的无线系统用发射机具有对载波施以调制，对该经过调制的载波的波峰值和占空比同时进行控制，生成具有预定值以下的平均发射功率的输出信号，进行发送的功能。

根据本发明，能够提高从基站向终端站的电力输送效率，能够在限制功率以下扩大基站与终端站的通信距离，所以具有使以该基站和该终端站作为结构要素的无线通信系统的服务区扩大的效果。

附图说明

图1A是表示成为本发明第一实施例的无线系统之结构的框图。

图1B是表示在第一实施例中，自基站天线输出的输出信号之波形的图。

图1C是表示第一实施例中的输出信号以及反射信号之频谱的图。

图1D是将第一实施例中的基站之结构作为功能块来表示的图。

图2是表示成为第一实施例的无线系统中的、基站发射功率的时间轴波形之一例的图。

图3是表示成为第一实施例的无线系统中的、基站发射功率的时间波形与频谱之关系、以及所希望的天线的频谱的例子的图。

图4A是说明第一实施例中的基站的发射功率控制之动作的图。

图4B是说明第一实施例中的基站的发射功率控制之动作的图。

图5是表示可作为第一实施例的整流元件来使用的、肖特基势垒二极管(SB)、硅二极管(Si)、锗二极管(Ge)各自的V-I特性的图。

图6是表示在整流电路上采用了上述三种二极管中的某一种的情况下的、伴随占空比变更的、通信距离与接收功率之关系的图。

图7是成为本发明其他实施例的波形均衡间歇发射无线系统之结构图。

图8是成为本发明其他实施例的波形均衡间歇发射无线系统之结构图。

图9是成为本发明其他实施例的波形均衡间歇发射无线系统之结构图。

图10是成为本发明其他实施例的波形均衡间歇发射无线系统之结构图。

图11是成为本发明其他实施例的波形均衡间歇发射无线系统之结构图。

图12是成为本发明其他实施例的波形均衡间歇发射无线系统之结构图。

图13是成为本发明其他实施例的波形均衡间歇发射无线系统之结构图。

图14是成为本发明其他实施例的具有多个终端站的波形均衡间歇发射无线系统之结构图。

图15是应用了成为本发明其他实施例的波形均衡间歇发射无线系统的商业模型之说明图。

图16现有技术的向分双工无线通信系统之结构图。

具体实施方式

根据本发明的有代表性的实施例，无线通信系统一边将基站的发射功率保持于一定以下，一边对发射功率的波峰值和占空比同时进行控制，对终端站具备的整流电路的结构要素即二极管始终施加该二极管的阈值电压以上的电压，并在限制功率以下，在基站与终端站之间进行能量的交换。

使从基站来到终端站的电磁波的波峰值增大的最简单的方法就是增大基站的发射输出。但是，一般而言无线系统的作为其传输路线的自由空间是开放性的波导，难以在本质上抑制其他系统的干涉，所以各个无线系统中所允许的最大发射输出功率被严格限制。为此，通过使发射功率为一定，在适当的周期之下(以一定的占空比)、使发射输出间歇，就可以一边使在时间平均上所规定的发射功率一定，一边使到达终端站的电磁波的波峰值增大，使终端站的整流电路的结构要素即二极管上所施加的电压超过阈值在原理上是可能的。由此，提高从基站向终端站的电力输送效率。

另外，发射功率经由天线被辐射到无线空间，但一般而言天线具有固有的频率特性。功率一定并以一定占空比间歇地发送的电力具有以某频率为中心若远离该频率(中心频率)则该电力将会衰减的频谱。为此，为了将该间歇地发送的电磁波在终端站再生其形状(时间波形)，就需要使基站天线和终端站天线为宽带天线。宽带天线需要与波长相比充分大的(一般而言3～5波长以上)尺寸。已知在天线的一部分上装载电阻来实现宽带天线的办法，但这时，由于天线自动地包含3dB的损失，所以无法实现本发明的目的即从基站向终端站的高效率的电力输送。一般而言在RF-ID系统中，由于需要将终端粘贴在多个被管理物体上，所以终端站的尺寸受到使用上小型化的限制，宽带天线的应用在事实上极其困难。

为了解决该问题，希望将如下的天线作为天线尺寸的限制缓和的基站天线，该种天线在终端站上使用可以用通常的小型天线实现的、单谐振或者多谐振的小型天线，有具对这些小型天线的频率特性进行校正的频率特性的均衡功能。

以下，就本发明的实施例详细地进行说明。

【实施例1】

利用图1(图1A～图1D)来说明本发明的第一实施例。图1A是表示作为本发明一实施例的无线系统之结构的框图。基站100由载波发生电路1、可变衰减器2、调制电路3、循环器4、边带波检测电路5、占空可变电路6以及基站天线8而构成。终端站200由开关22、匹配电路23、整流电路24、平滑电路25、微处理器21以及终端站天线28而构成。在基站与终端站之间的通信介质上使用在空间中传播的电磁波，在基站与终端站之间进行间歇发射。

在基站100中，用具有发信器的载波发生电路1生成频率fc的载波信号，该载波信号经由可变衰减器2输入到调制电路3。在调制电路3中对输入波加以预定的调制。例如，根据频率fp的调制信号施以振幅调制。该振幅调制是例如载波根据调制信号进行通(ON)/断(OFF)控制的数字调制。采用相位调制等其它的数字调制方式也无妨。调制电路3的输出与循环器4的第一端口相结合，在该循环器4的第二端口上结合基站天线8。另外，在循环器4的第三端口上结合有边带波检测电路5的输入端。此外，作为该无线系统的具体的用途有：终端站200为RFID标签，基站100为RFID标签的阅读器。另外，频率fc在300MHz～3GHz，优选地，在800MHz～900MHz。

基站100具备对载波发生电路1的输出通过可变衰减器2使其波峰值变化的功能、和通过占空可变电路6使其占空比(间歇时间幅度)变化的功能，与波峰值对应起来对输出波向循环器4的占空比施加限制，以使从调制器3输出的经过调制的载波信号的平均发射输出在预定值以下。即，在基站100中，对于经过数字调制的载波信号(通/断信号)，基于边带波检测电路5的输出，分别控制可变衰减器2所提供的衰减量和占空可变电路6所提供的占空比，并生成输出信号81。

经由循环器4从基站天线8输出的输出信号81如图1B所示那样成为载波周期是Tc，在周期Tb的时间轴上具有波峰值一定的通(ON)信号(期间＝T)与断(OFF)信号的脉冲形状的间歇波形。

另一方面，在频率轴上，如图1C的(a)所示那样，形成以中心频率fc(＝1/Tc)为中心，越远离功率越衰减的频率间隔为fb的多个边带波组成的频谱。

在终端站200中，终端站天线28上开关22与匹配电路23被并联结合起来。匹配电路23的输出经由整流电路24、平滑电路25作为微处理器21的电力被供给。整流电路24具有作为整流元件的二极管。来自基站100的输出信号81到达终端站200，自终端站天线28被取入终端站200内部，并经由匹配电路23施加给整流电路24。在施加电压超过该二极管的阈值电压的情况下，对向这一整流电路的施加电力进行整流并送到平滑电路25作为微处理器21等的电源被蓄积起来，通过这一电力来驱动微处理器。另外，输出信号81经整流电路24被送给微处理器21，在这里进行解调。在微处理器21中，为了应答输出信号81、生成包含终端站的信息的反射波，控制对从基站辐射的发射功率施以的调制。此调制是振幅调制、相位调制及其他的数字调制。例如微处理器21使终端站天线的负载阻抗变化来进行此调制。因此，微处理器21具有CPU以及程序，至少基于内部或者外部的存储器中预先所保存的信息，对终端站天线28上所结合的开关22的开闭进行控制。其结果是，作为反射波82如图1C的(b)所示那样，形成持有发射波81的中心频率fc以及频率间隔fb的多个边带波频率的谱分量的新的边带波谱。

来自终端站200的反射波82到达基站100并自基站天线8取入到基站100内部，经由循环器4被输入到用于检测由终端站新生成的边带波的检测器5。当在检测器5中未检测出这一新边带波分量的情况下，意味着处于超越基站与终端站的极限通信距离的距离。其结果，被输出到可变衰减器2以及占空可变电路6，并基于其来控制经过数字调制的载波信号的衰减量和通/断信号的占空比(τ/T)。

将基站100的结构表示为功能块的是图1D。

基站100是RFID标签的阅读器，作为终端站控制功能110具备：根据调制信号来识别终端站固有的信息的功能111、和更新终端站的信息的功能112。

另外，基站100作为输出信号生成功能120具备：用具有发信器的载波发生电路1生成频率fc的载波信号的载波发生功能121、和对于该载波信号基于终端站控制功能的信息用调制电路3加以预定的数字调制的调制功能122。进而，作为控制经过调制的载波信号即输出信号的发射功率的功能130具备：就经过数字调制的载波信号控制其波峰值的功能131和控制其占空比(τ/T)的功能132、以及检测其平均发射输出是否为预定值以下的功能133。另外，还具备经由循环器4使输出信号从基站天线8输出的输出信号发送控制功能140。

进而，还具有接收来自终端站的反射波并取入到内部进行控制的反射波信号控制功能150、反射波的输出电平检测功能160、以及反射波信号处理功能170即解调、波形均衡、解码的各处理功能。

反射波的输出电平检测功能160取入来自终端站200的反射波82，用检测器5来检测由终端站新生成的边带波分量161。在未检测出这一新边带波分量的情况下，通过平均发射功率控制功能130来控制载波信号的衰减量以及通/断信号的占空比(τ/T)。

另一方面，终端站200具有如下功能。即，将来自基站的发射功率从终端站天线取入的接收功能；通过整流电路对发射功率的实态即高频电力进行整流并作为终端站的结构要素即电子电路的电源的整流&电源电压生成功能；用微处理器21实现的功能、以及发射功能。作为用微处理器21所实现的功能有解调、波形均衡、解码的各处理功能；保持、更新终端站的固有信息的功能；反射波生成功能、以及作为存储器的功能等。

微处理器21依照内部所保有的预定信息使开关22进行开闭，并通过此开关22的开闭使终端站天线28的负载阻抗值变化。伴随于此，来自终端站天线28的反射波82的平均功率如图1C的(b)那样变化。

另一方面，在对于整流电路24的结构要素即二极管的施加电压未超过此二极管的阈值电压的情况下，不对微处理器21供给电力，对于接收到的发射功率81的调制所伴有的反射波的生成、即对于利用终端站的发射功率81的频谱的新谱的生成将不发生。

图2中表示该发射功率81在时间轴上的波形(时间波形)之一例。发射功率的最大值在各国、地区通过法律等进行了规定。为了将发射功率的平均值始终维持于规定值以下、例如1W，在(a)中设经过数字调制的接通信号(期间＝T)中的占空比(τ/T)为1，波峰值也为1，在(b)中，设占空比(τ/T)为0.5，波峰值为2，进而，在(c)中设占空比(τ/T)为0.25，波峰值为4。

接着，就电力输送与波形均衡进行叙述。图3表示时间波形(a)与频谱(b)的关系。在接通信号(期间＝T)中的占空比(τ/T)为1时，频谱仅为中心频率fc。随着占空比(τ/T)变化为0.5、进而变化为0.25，在频率轴上，形成以中心频率fc(＝1/Tc)为中心，越远离功率越衰减的频率间隔fb的多个边带波组成的频谱。

图3的(c)、(d)表示与频谱(b)对应的、基站100以及终端站200中的所希望的天线的例子。在终端站上使用可以用通常的小型天线实现的、单谐振或者多谐振的小型天线比较适合。另一方面，由于一般而言天线尺寸的限制缓和，所以基站使用有具对终端站的小型天线的频率特性进行校正的频率特性的均衡功能的天线比较适合。

特别是，若使电磁波的间歇发射中的“间歇比”(占空比)过小，则发射功率的高频分量会增加，因二极管的高频并联电容的影响而降低整流电路的效率。因此，希望将有具对终端站的小型天线的频率特性进行校正的频率特性的均衡功能的天线，作为基站用的天线来使用。通过在基站中采用这种具有“波形均衡”功能的天线，就能够进行适应于发射台与接收台的距离的动态“波形均衡间歇发射”，实现此无线系统的电力输送效率的提高。

接着，利用图4(图4A、图4B)来说明本实施例中的基站100的发射功率控制的动作。

来自终端站200的反射波82被取入基站100内部，经由循环器4被输入到边带波检测器5。当在边带波检测器5中未检测出新的边带波分量的情况下，意味着基站与终端站处于超过不间歇地送出发射功率时的基站与终端站的极限通信距离的距离。因而，将终端站具备的整流电路的结构要素即二极管上所施加的电压设为此二极管的阈值电压以上，处于能够进行基站与终端站的信息交换的状态。因此，在使从基站天线8发送的发射功率在时间轴上的波峰值上升，平均功率超过预先确定的规定值的情况下通过使发射功率在时间轴上的占空比减少，使发射功率的平均值保持于预定值以下。

在基站对于如图4A的(a)所示那样的波峰值xA的输出信号，尝试在从终端站再次辐射的电磁波的频谱之中、检测具有基站的发射功率具有的频谱fc以外的频率分量的谱，在未检测出该谱来的情况下(图4A的(b)的虚线)，如图4B的(a)所示那样，使发射功率的波峰值增大成比与终端站的整流电路中所用的二极管的阈值相当的振幅值Amth还要大的值xB。同时，在将发射功率(规定的平均功率值)维持于预定值以下的条件下，进行使间歇发射的占空比减少的控制。

反之，检测出该谱的情况下，进行使发射功率的波峰值减少并使间歇发射的占空比增大，降低波峰值的控制。即，基站使用从终端站再次辐射的电磁波的频谱之中、具有基站的发射功率具有的频谱以外的频率分量的谱，一边将发射功率(规定的平均功率值)维持于预定值以下，一边进行波峰值和占空比的控制。通过这样进行对于发射功率的反馈控制，能够一边确保通信距离，一边将发射功率的平均值保持于规定值以下。

此外，作为检测有无从通信对象的终端站再辐射的电磁波的单元，只要能够检测出是被再辐射的电磁波，也可以使用检测边带波以外的单元。

接着，就终端站的整流电路中所用的二极管进行叙述。图5是表示肖特基势垒二极管(SB)、硅二极管(Si)、锗二极管(Ge)各自的V-I特性。锗二极管的阈值是与肖特基势垒二极管(SB)同程度约为0.4V，比硅二极管(Si)的阈值(约0.7V)要低。但是，V-I特性缓和，作为整流电路的效率要差10％左右。换言之，肖特基势垒二极管的阈值也低且V-I特性陡峭故作为整流电路的效率也高。

这一肖特基势垒二极管的优良特性，在对载波施以调制并对波峰值和占空比同时进行控制的、间歇电力输送的情况下也得以维持。图6中表示间歇发射与接收功率的关系。该图表示在整流电路上采用了上述三种二极管中的某一种情况下的、伴随着占空比变更的通信距离与接收功率的关系。载波的频率为900MHz，发射功率为1W。另外，纵轴的箭头表示终端站所需的最小功率、在这里为34μW。根据图6，占空比越小，波峰值越高则通信距离就越长。可知在占空比为1.0、0.5或0.25的任一情况下，肖特基势垒二极管也可以供给直至最长距离需要的最小电力以上的电力。根据图6的例子，在设占空比为0.25的情况下，若采用肖特基势垒二极管则能够供给直至约远离40m的位置的上述最小电力。

本实施例特别适合用于无源类型的RF-ID系统。在RF-ID系统中，从环境、安全、小型化的观点来看，期待需要远距离用的无源标签系统。如在前已述那样，该系统的技术课题在于发送/接收台天线有尺寸上的制约，及从电力发射台向其接收台的电力输送效率极低(～10％)，特别是高频电力的整流电路的效率较低。根据本实施例，将从发射台所输送的电磁波设为间歇发射，一边使发射功率保持一定，一边使瞬时的高频电力的波峰值上升。由此，就能够将通过电磁波所输送的电力始终设为RF-ID具备的二极管的阈值电压以上而可进行通信，所以能够解决上述课题，提供获得高的电力输送效率，并且在尺寸上的制约下进行动作的远距离的无源标签系统。

如以上所述那样，根据本实施例，在利用基站辐射的电磁波信号来输送电力的无线系统中，能够使从电力发射台向其接收台的电力输送效率最优化。即，不超过预先规定的发射功率的限制值，即便在基站与终端站的距离比使来自基站的发射功率不进行间歇动作时该基站与终端站可以通信的距离、即极限通信距离(Lm)还大，若是本来的话通信就不可能这样远离的情况下，也能够使终端站的结构要素即整流电路进行整流动作。从而，就具有即便超过上述极限通信距离(Lm)，基站也能够使终端站的结构要素即微处理器进行动作，基站与终端站可以进行通信的效果。结果就具有扩大将基站与终端站作为结构要素的无线系统的服务区的效果。

【实施例2】

利用图7来说明本发明的另外一实施例。图7是表示本发明波形均衡间歇发射无线系统的其他实施例之结构的图。与图1的实施例不同点在于：基站100具备微处理器10和存储器11，该检测电路5的输出被输入到微处理器10，微处理器10与外部存储器11结合，可变衰减器2以及占空可变电路6由微处理器来控制。

在本实施例中，基站具备的微处理器10具有利用由检测电路5检测的、终端站新生成的边带波谱的信息，且基于外部存储器11中预先保存的信息，通过更有高度、更加复杂的控制参数来进行可变衰减器与占空可变电路的控制的功能。

根据本实施例，除实施例1的效果外，还具有可以进行发射功率的平均功率的精细控制，作为结果，使具备本实施例的基站与终端站的无线系统整体的消耗电力降低之类的效果。

【实施例3】

利用图8来说明本发明的另外一实施例。图8是表示本发明波形均衡间歇发射无线系统的其他实施例之结构的图，与图1的实施例不同点在于用开关7来实现调制电路这一点上。根据本实施例就能够用简易的电路结构来实现调制电路。

根据本实施例，除实施例1的效果外，还在无线系统的基站的小型化、制造成本降低上具有效果。

【实施例4】

利用图9来说明本发明的另外一实施例。图9是表示本发明波形均衡间歇发射无线系统的其他实施例之结构的图，与图8的实施例不同点在于：基站100具有微处理器10和存储器11，该检测电路5的输出被输入到微处理器10，微处理器10与外部存储器11结合，可变衰减器2以及占空可变电路6由微处理器来控制。调制电路用开关7来实现。本实施例的效果与实施例2的效果相同。

【实施例5】

利用图10来说明本发明的另外一实施例。图10是表示本发明波形均衡间歇发射无线系统的其他实施例之结构的图。在本实施例中，对基站天线8以及终端站天线28分别采用了基站宽带天线58以及终端站宽带天线68。其他的结构与图1的实施例相同。

从基站输送到终端站的发射功率81以及从终端站输送到基站的反射波82，有在整个频率域上具有宽幅的谱，所以根据本实施例从基站向终端站以及从终端站向基站的电力输送就可高效率地完成而不会欠缺特定的频率分量。由此，就具有降低以基站以及终端站作为结构要素的无线系统的功耗的效果，由于能够取得较大的基站与终端站的距离，所以就具有扩大该无线系统的服务区的效果。

【实施例6】

利用图11来说明本发明的另外一实施例。图11是表示本发明波形均衡间歇发射无线系统的其他实施例之结构的图。与图1的实施例不同点在于：基站天线8以及终端站天线28被分别置换成基站均衡天线78以及终端站窄带天线88。

从基站输送到终端站的发射功率81以及从终端站输送到基站的反射波82，有在整个频率域上具有宽幅的谱，所以从终端站天线输入到终端站的电磁波将在中心频率以外的频率受到畸变。

根据本实施例，从基站输送到终端站的发射波通过基站均衡天线预先施以与终端站天线发生的该畸变相反特性的畸变来进行输送。具有这种均衡功能的天线，设想适当的区域，将该区域分割成与波长相比足够细的区域(不足1/100波长)，通过遍历就能够找到在该细区域中导体存在或者不存在的所有组合。因此，作为结果从基站向终端站以及从终端站向基站的电力输送就可高效率地完成而不会欠缺特定的频率分量，所以能够实现与实施例5同样的效果。

【实施例7】

利用图12来说明本发明的另外一实施例。图12是表示本发明波形均衡间歇发射无线系统的其他实施例之结构的图。与图10的实施例不同点在于：基站宽带天线58以及终端站宽带天线68被分别置换成基站宽带圆偏振天线580以及终端站宽带圆偏振天线680。

圆偏振的电磁波每当用物体进行反射其偏振的旋转方向就变得相反。圆偏振天线在原理上仅对一旋转方向的圆偏振具有灵敏度。另一方面，若电波经多个不同的到来路径而被合成，则呈现被称为衰落的电磁波的强度不规则地变化的现象。基站与终端站之间的通信距离根据在衰落环境下电磁波的强度变得最弱的状态来决定，通过抑制此衰落就能够扩大基站与终端站之间的通信距离。

根据本实施例，由于基站以及终端站采用圆偏振天线，所以能够降低在放置了以本实施例的基站和终端站为结构要素的无线系统的环境中存在电磁波的散射体的情况下所生成的反射波对该无线系统的影响，所以能够取得较大的基站与终端站的距离，具有扩大该无线系统的服务区的效果。

【实施例8】

利用图13来说明本发明的另外一实施例。图13是表示本发明波形均衡间歇发射无线系统的其他实施例之结构的图。与图11的实施例不同点在于：基站均衡天线78以及终端站窄带天线88被分别置换成基站均衡圆偏振天线780以及终端站窄带圆偏振天线880。本实施例具有与实施例7相同的效果。

【实施例9】

利用图14来说明本发明的另外一实施例。图14是表示在本发明的波形均衡间歇发射无线系统中，存在一个基站与多个终端站时的系统结构的图。在图14中存在三个终端站，基站需要对其各自进行识别。

基站100具备天线8，中继站200、201、202分别具备天线28、38、48。三个终端站与一个基站100之间利用辐射电磁场81以及83来进行通信。各中继站依照内部所持有的存储器的内容将切换开关的开关模式以在时间序列上不同的定时进行送出。通过这样进行构成，就能够在某期间使来自天线28、38、48的散射电磁波的送出定时错开，并能够通过基站检测出该定时，来识别这三个中继站。

在图14中，用81来表示从基站辐射的电磁场的谱，将在三个终端站进行反射的电磁波之中具有固有信息的进行了调制的部分的定时在时间序列上用83来表示。

根据本实施例，基站就能够识别多个终端站，所以具有使作为波形均衡间歇发射无线系统的通信容量增大的效果。

【实施例10】

不言而喻本发明无线系统的应用对象并不限定于上述实施例中所述的RF-ID系统，还能够全面地应用于能够以无线方式来间歇输送电力的无线系统。

利用图15来说明在基站与终端站间间歇输送电力的本发明的其他实施例。图15是表示应用了本发明波形均衡间歇发射无线系统的一个商业模型的图。

基站1002被设置在电车的车内，终端站1007被设置在电车的车外。基站天线1003被粘贴在窗户玻璃1005的椅子1006的背面上部，此基站天线和被设置在顶棚1022的内部的基站1002用高频电缆1004进行结合。基站1002通过有线网络1011与车内适当地放置的服务器1001进行结合。被粘贴在车外的防护栅1009上部的终端站1007接收从该基站天线1003送出的发射功率1008，并将一些信息载置于反射波1010而传达给基站天线1003。

在终端站1007中预先记录着防护栅的ID，基站1002由终端站1007接收这一ID作为信息进行接收并送给服务器1001。服务器1001预先记录着该ID与地图信息的对应信息，服务器能够使用适当的人机接口在其显示单元上将列车的位置提供给驾驶员、列车长以及乘客等用户。

根据本实施例，就具有能够以使用了无线系统的简单结构，对用户提供可靠的位置信息的效果。

Claims (20)

1.一种发射机，其特征在于：

具有对载波施以调制，对该经过调制的载波的波峰值和占空比同时进行控制，生成具有预定值以下的平均发射功率的输出信号，并进行发送的功能。

2.按照权利要求1所述的发射机，其特征在于：

具有通过反射波来检测上述输出信号的发射输出因该发射机外的通信对象而遭受的变化，对应该变化控制上述波峰值和上述占空比的功能。

3.按照权利要求1所述的发射机，其特征在于：

上述调制为振幅调制。

4.按照权利要求3所述的发射机，其特征在于：

上述振幅调制通过载波的通/断而实现。

5.按照权利要求2所述的发射机，其特征在于：

将在空间中传播的电磁波作为通信介质，

具有采用在上述发射输出因该发射机外的通信对象而再辐射的电磁波的频谱之中、具有该基站的发射功率所具有的频谱以外的频率分量的谱，来进行上述波峰值和上述占空比的控制的功能。

6.按照权利要求2所述的发射机，其特征在于：

将在空间中传播的电磁波作为通信介质，

具有尝试检测在上述发射输出因该发射机外的通信对象而再辐射的电磁波的频谱之中、具有该基站的发射功率所具有的频谱以外的频率分量的谱，在未检测出该谱来的情况下，以上述发射功率的规定的平均功率值在预定值以下的条件，进行增大该发射功率的波峰值减少间歇发射的占空比的控制的功能。

7.按照权利要求2所述的发射机，其特征在于：

将在空间中传播的电磁波作为通信介质，

具有尝试检测在上述发射输出因该发射机外的通信对象而再辐射的电磁波的频谱之中、具有该基站的发射功率所具有的频谱以外的频率分量的谱，在检测出该谱的情况下，以发射功率的规定的平均功率值在预定值以下的条件，进行减小该发射功率的波峰值增大间歇发射的占空比的控制的功能。

8.一种无线系统，其特征在于：

具备基站和终端站，

上述基站具有对载波施以调制，对该经过调制的载波的波峰值和占空比同时进行控制，生成具有预定值以下的平均发射功率的输出信号，并进行发送的功能；和采用上述基站所发送的发射功率自上述终端站被再辐射后的反射波的功率来进行上述波峰值和上述占空比的控制的功能。

9.按照权利要求8所述的无线系统，其特征在于：

上述终端站具有对于从上述基站辐射的上述发射功率施以调制的功能。

10.按照权利要求8所述的无线系统，其特征在于：

上述基站具备以用上述终端站接收到的上述发射输出的波峰值始终超过该终端站的整流元件的阈值的方式而控制的功能，

将在空间中传播的电磁波作为通信介质，在上述基站和上述终端站之间进行波形均衡间歇发射。

11.按照权利要求8所述的无线系统，其特征在于：

上述基站具有采用在从上述终端站再辐射的电磁波的频谱之中、具有该基站的发射功率所具有的频谱以外的频率分量的谱，来进行上述波峰值和上述占空比的控制的功能。

12.按照权利要求11所述的无线系统，其特征在于：

上述基站具有尝试检测在从上述终端站再辐射的电磁波的频谱之中、具有该基站的发射功率所具有的频谱以外的频率分量的谱，在未检测出该谱的情况下，以发射功率的规定的平均功率值在预定值以下的条件，进行增大该发射功率的波峰值减少间歇发射的占空比的控制的功能。

13.按照权利要求11所述的无线系统，其特征在于：

上述基站具有尝试检测在从上述终端站再辐射的电磁波的频谱之中、具有该基站的发射功率所具有的频谱以外的频率分量的谱，在检测出该谱的情况下，以发射功率的规定的平均功率值在的预定值以下的条件，进行减少该发射功率的波峰值增大间歇发射的占空比的控制的功能。

14.按照权利要求8所述的无线系统，其特征在于：

上述终端站具备用整流元件构成的整流电路，具有通过该整流电路，从终端站天线取入来自上述基站的发射功率，通过该整流电路对该发射功率的实态即高频电力进行整流并作为该终端站的结构要素即电子电路的电源的功能。

15.按照权利要求14所述的无线系统，其特征在于：

上述整流元件是肖特基势垒二极管。

16.按照权利要求8所述的无线系统，其特征在于：

上述基站和上述终端站的天线是宽带天线。

17.按照权利要求8所述的无线系统，其特征在于：

具有上述基站的天线的馈电点中的频谱对该基站的发射功率的频谱因上述终端站的天线具有的馈电点中的频谱而受到的畸变进行补偿的功能。

18.按照权利要求16所述的无线系统，其特征在于：

上述基站以及上述终端站的天线是圆偏振天线。

19.一种无线系统，其特征在于：

具备RFID标签和该RFID标签的阅读器，

上述阅读器具有对载波施以数字调制，对该经过数字调制的载波的波峰值和占空比进行控制，生成具有预定值以下的平均发射功率的输出信号，并进行发送的功能；和

采用上述阅读器所发送的发射功率自上述RFID标签被再辐射后的反射波的功率来进行上述波峰值和上述占空比的控制的功能。

20.按照权利要求19所述的无线系统，其特征在于：

上述阅读器的天线的尺寸比上述RFID标签的天线的尺寸大。

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