CN1881969B - 直接转换无线电装置 - Google Patents

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Abstract

一种直接转换无线电装置，包括：生成与要接收的信号的频率几乎相同的高频信号的本地振荡器(7)；在载波感应中调制从本地振荡器(7)生成的高频信号的调制器(91)；混频器(5、6)，其在载波感应中通过使用调制器(91)调制的高频信号而将接收到的信号的频率转换为基带频率；限制通过混频器(5、6)的频率转换而提取的基带信号的频带的低通滤波器(11、13)；以及基带电路(10)，其控制从本地振荡器(7)生成的高频信号的频率，还通过从低通滤波器(11、13)输出的基带信号的幅度来执行载波感应。

Description

直接转换无线电装置
技术领域
本发明涉及一种直接转换无线电装置。
背景技术
这种直接转换无线电装置被公开在例如日本专利申请公开号2001-156864中。
该申请中的无线电装置通过天线接收经调制的接收信号，并将接收信号分别馈送给同相混频器和正交相位混频器。
同相混频器混频接收信号和本地振荡信号以输出同相基带信号。正交相位混频器将接收信号与通过使本地振荡信号的相位偏移90度而获得的信号混频，从而生成正交相位基带信号。
同相基带信号和正交相位基带信号分别通过放大器被提供给同一基带处理器。
然后，无线电装置将指示同相基带信号的电平的接收电场强度信号和指示正交基带信号的电平的接收电场强度信号相加，并输出接收电场强度值。
通过这种配置，无线电装置能获得减少了由基带信号的波动引起的变动的接收电场强度值。结果，即使本地振荡器的特性有变动，无线电装置也能精确地输出指示接收环境的状态的接收电场强度值。
同时，即使在直接转换无线电装置中，也有可能测量关于经解调的基带信号的幅度的接收电场强度。
另一方面，已知有一种也称为无线频率识别(RFID)标签的RF标签；然而就RF标签而言，已提出了一种通过无线电波而被提供功率供应的功率接收类型RF标签。
功率接收类型RF标签与RFID读写器进行往返的无线通信。RFID读写器接收来自RF标签的响应，同时在对其询问后发送未调制的载波以向RF标签提供功率。
直接转换无线电装置在理论上很难测量未调制无线电波的接收电场强度。因此，将直接转换系统应用到与RFID读写器的通信中，会导致无线电装置不能感应载波的问题。即，出现这样的问题：在一个RFID读写器接收来自RF标签的响应时，位于该RFID读写器附近的另一RFID读写器不能对已从该RFID读写器发送的未调制载波进行载波感应。
在其它RFID读写器中不能进行载波感应，会导致尽管一个RFID读写器已经在与RF标签进行无线通信，但是其它RFID读写器仍通过该RF标签开始无线通信的问题，并且会引起混乱。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种直接转换无线电装置，其包括：生成与要接收的信号的频率几乎相同的高频信号的本地振荡器；在载波感应中调制从本地振荡器生成的高频信号的调制器；频率转换器，其在载波感应中通过使用从本地振荡器生成的高频信号而将接收到的信号的频率转换为基带频率，还通过将接收到的信号与调制器调制的高频信号混频而将接收到的信号的频率转换为基带频率；限制通过频率转换器的频率转换而提取的基带信号的频带的低通滤波器；以及控制电路，其在载波感应中通过从频率转换器输出的基带信号的幅度来执行载波感应。
由此，即使在接收未调制的无线电波时，无线电装置仍能执行载波感应。
将在以下说明中阐述本发明另外的优点，其中的部分根据本说明将显而易见，或者可通过实施本发明来了解本发明另外的优点。本发明的优点可借助于尤其在下文中指出的手段和组合来实现或获得。
附图说明
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图，图解了本发明的实施例，并连同上面给出的一般说明和下面给出的实施例的详细说明，来说明本发明的原理。
图1是描述关于本发明的第一实施例的直接转换无线电装置的配置的示例性的框图；
图2是说明在第一实施例中执行的调制期间的载波感应和在现有技术的未调制期间的载波感应的示例性的视图；
图3是描述第一实施例中的未调制期间的基带信号的示例性的视图；
图4是描述关于本发明的第二实施例的直接转换无线电装置的配置的示例性的框图；
图5是描述在第二实施例中的未调制期间的基带信号的示例性的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来说明本发明的实施例。
(第一实施例)
图1示出了直接转换无线电装置的配置。该无线电装置经由带通滤波器(BPF)2和环形器3接收由天线1接收的高频信号。然后，无线电装置经由低噪声放大器4分别将接收到的高频信号输入到构成频率转换器的混频器5和6。
无线电装置还具有生成与要接收的高频信号的频率几乎相同的高频信号的本地振荡器7。该本地振荡器7分别将高频信号直接馈送给混频器5，以及经由提供90度相位差的π/2移相器8馈送给混频器6。本地振荡器7将高频信号馈送给调制器9。
本地振荡器7由构成控制电路的基带电路10控制。基带电路10包括中央处理单元(CPU)和存储器，并根据预先存储的程序来运行。
改变从本地振荡器7生成的高频信号的频率的时刻以及预定频率的频移Δf，被存储在存储器中。
混频器5将接收到的高频信号与从本地振荡器7生成的高频信号混频，以输出同相基带。
同相基带信号通过低通滤波器(LPF)11，由低频放大器12放大，并被提供给基带电路10。
混频器6将接收到的高频信号与在移相器8提供90度相位差的情况下从本地振荡器7生成的高频信号混频，以输出正交基带信号。
该基带信号通过LPF13以由低频放大器14放大，然后被提供给基带电路10。
基带电路10基于同相和正交基带信号来解调所提供的信号，以生成经解调的信号。
调制器9调制来自本地振荡器7的高频信号。功率放大器15放大由调制器9调制的高频信号。在这之后，环形器3和BPF2使经调制的高频信号通过，并且天线1将其发送。
在图1中，不为本说明直接所需的在混频器5和6的后级的DC截断电容器等被省略。
图2示出了基带信号，以及两组具有直接转换无线电装置(图1)的RFID读写器A和B的发送/接收时序。
两个RFID读写器A和B之间布置有例如各自的无线电波相互干扰的距离。T1、T2、T3和T4分别指示时隙。
基带信号指示RFID读写器A和B的调制方法分别是100％幅度键控(ASK)的情况。
当从功率接收类型RF标签读出信息时，RFID读写器A在图2中所示的T1时段期间通过使用频率f1来向RF标签询问。
换言之，在RFID读写器A中，调制器9用从本地振荡器7生成的频率f1来调制高频信号。调制器9调制的高频信号由功率放大器15进行功率放大，并通过环形器3和BPF2从天线1被发送。
当在同一T1时段期间通过频率读入信息时，RFID读写器B通过频率来进行载波感应。更具体而言，RFID读写器B将本地振荡器7的频率设置为频率f1，以开始接收操作。然后，RFID读写器B接收从RFID读写器A发送的频率f1的经调制的无线电波。
当接收到频率的经调制的无线电波时，RFID读写器B从低频放大器12或14输出如图2中S1所示的基带信号。
RFID读写器B通过基带电路10测量基带信号的幅度，并且如果该幅度等于或高于指定电平，则确定存在载波。
在图2中的T4时段，RFID读写器A发送频率f1的未调制的无线电波，以从RF标签接收响应无线电波，同时向RF标签提供功率。
当RFID读写器B在同一T4时段期间通过使用频率f1感应到载波时，RFID读写器B的基带电路10在指定时段(例如，5毫秒)中把从本地振荡器7生成的频率f1移到频率f1+Δf。
这里，频移Δf被设置如下。
由于基带信号的通带由LPF11和13的截止频率限制，所以必须将频移Δf设置为不大于LPF11和13的截止频率。
通常，由于RF标签做出响应的调制速度(频率)不大于LPF11和13二者的截止频率，所以可将频移Δf设置为RF标签的调制速度或小于RF标签的调制速度。
例如，如果满足＝953MHz和Δf＝40kHz，则RFID读写器B的基带电路10将频率从本地振荡器7改变为953.04MHz。953.04MHz的高频信号被提供给混频器5，还通过π/2移相器8被提供给混频器6。
当RFID读写器B从RFID读写器A接收到未调制的发送无线电波时，RFID读写器B的混频器5将接收到的953MHz的未调制的信号与953.04MHz的高频信号混频，以输出同相基带信号。该同相基带信号经由LPF11被提供给低频放大器12。
RFID读写器B的混频器6将接收到的953MHz的未调制的信号与被提供了90度的相位差的953.04MHz的高频信号混频，以输出正交基带信号。该正交基带信号经由LPF13被提供给低频放大器14。
RFID读写器B的低频放大器12或14输出大约40kHz的基带信号，如图3所示。
RFID读写器B的基带电路10测量分别来自低频放大器12和14的基带信号的幅度。如果该幅度不小于指定电平，则基带电路10确定存在载波，并且RFID读写器B不执行用于读取RF标签的发送。如果每个幅度都小于指定电平，则基带电路10确定不存在载波。在经过5毫秒后，基带电路10将频率从本地振荡器7改变回频率f1。
与此类似，当RFID读写器A将频率f1的未调制的无线电波发送给RF标签时，RFID读写器B的直接转换无线电装置将本地振荡器7的频率从f1临时移到f1+Δf，以感应载波。
由此，RFID读写器B能进行已从RFID读写器A发送的频率f1的未调制的无线电波的载波感应。
以下将说明传统的直接转换无线电装置以用于比较。
如果其上装有传统的直接转换无线电装置的RFID读写器B在RFID读写器A进行未调制的无线电波的发送的T4时段执行载波感应，则RFID读写器B仅输出如图2中S2所示的几乎直流的信号作为基带信号。
实际上，在RFID读写器A和B的本地振荡器7的频率之间存在有几个10ppm的偏差，以使两个本地振荡器7之间的频率差别作为基带信号中的拍频出现。然而，该频率偏差是如此的小，以至于RFID读写器B不能从基带信号的幅度中测量接收电场强度。
因此，其上装有传统的直接转换无线电装置的RFID读写器B，不能在RFID读写器A已经在执行未调制的无线电波的发送的T4时段执行载波感应。
第二实施例
在第二实施例中，将对与第一实施例相同的单元，给予和第一实施例相同的符号。
如图4所示，直接转换无线电装置通过调制器91调制来自本地振荡器7的高频信号，然后直接将其馈送给混频器5，还经由π/2移相器8将其馈送给混频器6。
调制器91由构成控制电路的基带电路10控制。无线电装置还将调制器91调制的信号馈送给功率放大器15。
用于由调制器91调制接收到的信号的时段、速度和调制信号，被设置在基带电路10所包括的存储器中。
其它构成单元与图1中的构成单元相同。
如图2所示，当其上装有具有这种配置的直接转换无线电装置的RFID读写器B，在RFID读写器A已经在执行未调制的无线电波的发送的T4时段期间执行载波感应时，基带电路10控制调制器91。通过该控制，在指定的时段(例如5毫秒)中，调制器91仅对来自本地振荡器7的输出进行ASK调制。
在该时刻的调制速度需要被设置为每个LPF11和13的截止频率或小于每个LPF11和13的截止频率。这里，期望将其设置为等于RF标签的发送/接收期间的调制速度。例如，如果发送/接收的调制速度为100kbps，则调制器91以100kbps的调制速度调制接收到的信号。调制信号最好是诸如“0101”的周期编码。
由调制器91进行了ASK调制的每个高频信号，分别被提供给混频器5，以及经由π/2移相器8被提供给混频器6。
当RFID读写器B接收到来自RFID读写器A的未调制的发送无线电波时，RFID读写器B的混频器5将接收到的未调制的信号与经ASK调制的高频信号混频，以输出同相基带信号。该基带信号经由LPF11被提供给低频放大器12。
RFID读写器B的混频器6将接收到的未调制的信号与经ASK调制的且被提供了90度的相位差的高频信号混频，以输出正交基带信号。该基带信号经由LPF13被提供给低频放大器14。
RFID读写器B的低频放大器12或14输出大约100kHz的基带信号，如图5所示。
RFID读写器B的基带电路10测量来自低频放大器12和14的基带信号的幅度。然后，如果该幅度不小于指定电平，则基带电路10确定存在载波，且不执行用于读取RF标签的发送。如果幅度小于指定电平，则基带电路10确定不存在载波。在经过5毫秒之后，基带电路10停止调制器91的调制。
如上所述，同样在第二实施例中，当RFID读写器A进行与无线标签的未调制通信时，RFID读写器B的直接转换无线电装置能通过临时用调制器91对本地振荡器7的频率进行ASK调制，来执行载波感应。
在该第二实施例中，已经使用了ASK调制作为用于调制本地振荡器7的频率的调制方法，但本发明不局限于这种配置，并且移频键控(FSK)调制或相移键控(PSK)调制也可适用。这种情况下的调制速度需要被设置为每个LPF12和14的截止频率或小于每个LPF12和14的截止频率。
本领域的技术人员将会很容易发现另外的优点和修改。因此，本发明最广泛的方面不局限于本文中显示和说明的具体细节和代表性实施例。因此，可在不脱离如所附权利要求及其等价物定义的一般发明概念的精神或范围的情况下，做出各种修改。

Claims (5)

1.一种直接转换无线电装置，其特征在于包括：
本地振荡器(7)，其被配置成生成与接收的信号的频率几乎相同的高频信号；
调制器(91)，其被输入来自所述本地振荡器(7)的所述高频信号，所述调制器被配置成在未调制的载波的载波感应中以幅度键控方式调制从所述本地振荡器(7)生成的所述高频信号；
频率转换器(5)，其被配置成在载波感应中，通过使用从所述本地振荡器(7)生成的所述高频信号，将接收到的信号的频率转换为基带频率，还通过使用由所述调制器(91)调制的所述高频信号，将所述接收到的信号的频率转换为所述基带频率；
低通滤波器(11)，其被配置成限制通过所述频率转换器(5)的频率转换而提取的基带信号的频带；和
基带电路(10)，其被配置成在载波感应中，通过从所述频率转换器(5)输出的所述基带信号的幅度来执行所述载波感应，
其中，所述调制器(91)将其调制从所述本地振荡器(7)生成的所述高频信号所使用的调制速度，设置为每个所述低通滤波器(11)的截止频率或小于每个所述低通滤波器(11)的截止频率。
2.如权利要求1所述的直接转换无线电装置，其特征在于，所述基带电路(10)还控制从所述本地振荡器(7)生成的所述高频信号的频率。
3.如权利要求1所述的直接转换无线电装置，其特征在于，所述调制器(91)还在所述载波感应中的预定的时间内，调制来自所述本地振荡器(7)的所述高频信号。
4.如权利要求1所述的直接转换无线电装置，其特征在于，
所述频率转换器(5、6)具有一对混频器，
一个混频器(5)在载波感应中将接收到的未调制的信号与所述调制器(91)调制的所述高频信号混频，以输出同相基带信号，并且
另一个混频器(6)在所述载波感应中将所述接收到的未调制的信号与所述调制器(91)调制的并且被提供了90度的相位差的高频信号混频，并输出正交基带信号。
5.如权利要求4所述的直接转换无线电装置，其特征在于，
所述两个混频器(5、6)将所述调制器(91)调制来自所述本地振荡器(7)的所述高频信号所使用的调制速度，设置为每个所述低通滤波器(11)的截止频率或小于每个所述低通滤波器(11)的截止频率。
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