JP2000022578A - 送受信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信アンテナと、受信アンテナとを立体的に
配置して、無線タグと対向する面の面積を小さくし、こ
れによって狭い場所でも、送信アンテナと、受信アンテ
ナとを設置自在として、無線タグに対する質問信号の送
信と、この無線タグから送信される応答信号の受信とを
効率的に行う。 【解決手段】 質問機４から質問信号を含む高周波信号
が出力される毎に、送受信アンテナ５を構成する送信パ
ッチ１０からマイクロ波帯の無線信号を無線タグ２に向
けて送信する。この無線タグ２から応答信号を含み、前
記無線信号とは近接した周波数帯で、かつ変調方式が異
なるマイクロ波の無線信号が送信されたとき、この無線
信号を送受信アンテナ５を構成する受信パッチ９により
受信して、受信機６に検波、復調させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入退室管理用のＩ
Ｄカードなどとして使用される無線タグや、在庫管理シ
ステム、搬送ラインにおけるトラッキングなどのために
物品に貼付されて使用される無線タグなどとの間でマイ
クロ波の無線信号の送受信を行う送受信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】入退室管理用のＩＤカードなどとして使
用される無線タグや、在庫管理システム、搬送ラインに
おけるトラッキングなどのために物品に貼付されて使用
される無線タグなどとの間でマイクロ波の無線信号の送
受信を行う送受信システムとして、従来、図５に示すシ
ステムが知られている。

【０００３】この図に示す送受信システム１０１は、無
線タグ１０２が検出されたとき、またはオペレータから
質問要求指示が出力されたとき、あるいは予め設定され
ている一定周期になる毎に、これを検知して、質問デー
タを生成するホストコンピュータ装置１０３と、このホ
ストコンピュータ装置１０３から質問データが出力され
る毎に、質問信号を含む高周波信号（マイクロ波帯）を
生成する質問機１０４と、この質問機１０４から高周波
信号が出力される毎に、これを無線信号に変換して、無
線タグ１０２に送信する複数の送信アンテナ１０５と、
各送信アンテナ１０５から送信される無線信号を受信し
た無線タグ１０２から応答信号を含む無線信号（マイク
ロ波帯）が送信されたとき、これを受信する複数の受信
アンテナ１０６と、各受信アンテナ１０６の受信動作に
よって得られた受信信号を取り込んで、検波、復調し、
無線信号に含まれる応答信号を再生し、これをホストコ
ンピュータ装置１０３に供給して、解読させる受信機１
０７とを備えている。

【０００４】そして、無線タグ１０２が検出されたと
き、またはオペレータから質問要求指示が出力されたと
き、あるいは予め設定されている一定周期になる毎に、
ホストコンピュータ装置１０３によって質問データを発
生し、質問機１０４から質問信号を含む高周波信号を出
力させて、各送信アンテナ１０５から無線信号を送信さ
せ、無線タグ１０２に受信させる。

【０００５】この後、無線タグ１０２から質問信号に対
する応答信号が生成され、これが無線信号として送信さ
れたとき、各受信アンテナ１０６によって、これを受信
するとともに、受信機１０７によって各受信アンテナ１
０６の受信動作で得られた受信信号を検波、復調して応
答信号を再生し、これをホストコンピュータ装置１０３
に供給し、無線タグ１０２から出力された応答信号の内
容をデコードさせる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の送受信システム１０１では、図６に示すように、
無線タグ１０２と対向する面内に、送信アンテナ１０５
と、受信アンテナ１０６とが面一になるように、これら
送信アンテナ１０５、受信アンテナ１０６を配置してい
るので、送信アンテナ１０５と、受信アンテナ１０６と
を設置するスペースとして、広い場所が必要となり、シ
ステム全体が大型化してしまうという問題があった。

【０００７】そこで、このような問題を解決する方法と
して、１つのアンテナを一定時間だけ、送信アンテナと
して使用した後、次の一定時間だけ、受信アンテナとし
て使用する方法も提案されているが、このようにする
と、無線タグ１０２から送信される無線信号の送信タイ
ミングが早くなったとき、アンテナから送信される無線
信号と、受信した無線信号とが混信して、受信した無線
信号を正確に復調することができなくなるという問題が
ある。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑み、送信アンテナ
と、受信アンテナとを立体的に配置して、無線タグと対
向する面の面積を小さくし、これによって狭い場所で
も、送信アンテナと、受信アンテナとを設置自在とし
て、無線タグに対する質問信号の送信と、この無線タグ
から送信される応答信号の受信とを行うことができる送
受信システムを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項１では、送信波と受信波とが近接
した周波数帯で、かつ両波の変調方式が異なるマイクロ
波により送受信を行う送受信システムにおいて、送信ア
ンテナの電波送信軸と、受信アンテナの電波受信軸とが
重なるように配置された送受一体型の送受信アンテナを
用いたことを特徴としている。

【００１０】また、請求項２では、請求項１に記載の送
受信システムにおいて、前記受信アンテナは、グランド
板から所定距離だけ離れた位置に配置される金属板また
は金属箔によって構成され、前記送信アンテナは、前記
受信アンテナから所定距離だけ離れた位置に配置される
金属板または金属箔によって構成されることを特徴とし
ている。

【００１１】さらに、請求項３では、請求項１または２
に記載の送受信システムにおいて、前記送受信アンテナ
は、無線タグに対して質問信号を含むマイクロ波帯の無
線信号を送信するとともに、この無線信号に応答した無
線タグから送信され、前記無線信号とは近接した周波数
帯で、かつ変調方式が異なるマイクロ波帯の無線信号を
受信することを特徴としている。

【００１２】上記の構成により、請求項１では、送信ア
ンテナの電波送信軸と、受信アンテナの電波受信軸とが
重なるように、送信アンテナと、受信アンテナとを立体
的に配置して、無線タグと対向する面の面積を小さく
し、これによって狭い場所でも、送信アンテナと、受信
アンテナとを設置自在として、無線タグなどに対する質
問信号の送信と、この無線タグなどから送信される応答
信号の受信とを行う。

【００１３】また、請求項２では、受信アンテナは、グ
ランド板から所定距離だけ離れた位置に配置される金属
板または金属箔によって構成され、送信アンテナは、受
信アンテナから所定距離だけ離れた位置に配置される金
属板または金属箔によって構成される。これにより、送
信アンテナ、受信アンテナをパッチ形式にして、無線タ
グなどと対向する面の面積を小さくし、これによって狭
い場所でも、送信アンテナと、受信アンテナとを設置自
在として、無線タグなどに対する質問信号の送信と、こ
の無線タグから送信される応答信号の受信とを行う。

【００１４】さらに、請求項３では、送受信アンテナ
は、無線タグとの間での送受信をマイクロ波で行う送受
信システムに用いて好適である。この場合、送信信号で
ある質問信号を含む無線信号と、受信信号である無線タ
グからの応答信号を含む無線信号としては、近接した周
波数帯で、その変調方式が異なる信号を使用することが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明による送受信システ
ムの実施の形態を示すブロック図である。

【００１６】この図に示す送受信システム１は、無線タ
グ２が検出されたとき、またはオペレータから質問要求
指示が出力されたとき、あるいは予め設定されている一
定周期になる毎に、これを検知して、質問データを生成
するホストコンピュータ装置３と、このホストコンピュ
ータ装置３から質問データが出力される毎に、質問信号
を含む高周波信号（周波数が“２．４５ＧＨｚ”、変調
方式がＤＳ−ＳＳ方式で直接拡散された無線信号）を生
成する質問機４と、この質問機４から高周波信号が出力
される毎に、これを無線信号に変換して、無線タグ２に
送信するとともに、この無線信号を受信した無線タグ２
から応答信号を含む無線信号（周波数が“２．４４ＧＨ
ｚ”、変調方式がＦＨ−ＳＳ方式で、周波数ポッピング
された高周波信号）が送信されたとき、これを受信する
送受信アンテナ５と、この送受信アンテナ５の受信動作
によって得られた受信信号を取り込んで、検波、復調
し、無線信号に含まれる応答信号を再生し、これをホス
トコンピュータ装置３に供給して、解読させる受信機６
とを備えている。

【００１７】そして、無線タグ２が検出されたとき、ま
たはオペレータから質問要求指示が出力されたとき、あ
るいは予め設定されている一定周期になる毎に、ホスト
コンピュータ装置３によって質問データを発生し、質問
機４から質問信号を含む高周波信号を出力させて、送受
信アンテナ５から無線信号を送信させ、無線タグ２に受
信させるとともに、送受信アンテナ５によって、無線タ
グ２から送信される応答信号を含む無線信号を受信し、
この受信動作で得られた受信信号を受信機６で検波、復
調させて、ホストコンピュータ装置３に応答信号を解読
させる。

【００１８】この場合、送受信アンテナ５は、図２に示
すように、金属板あるいは銅箔などによって構成される
グランド板７と、円柱状に形成された金属片によって構
成され下端側がグランド板７上に固定される導体円環８
と、受信周波数に応じた直径を持つ円板状の金属板など
によって構成されその中央部分が導体円環８の上端に固
定されるとともに前記グランド板７と平行に配置される
受信パッチ９と、送信周波数に応じた直径を持つ円板状
の金属板などによって構成されその中心が受信パッチ９
の中心と同心となるように位置が調整された状態で受信
パッチ９から所定距離だけ上方に配置される送信パッチ
１０とを備えている。またこの送受信アンテナ５は、図
３に示すように、受信パッチ９の中心点から所定距離だ
け離れ、かつ受信パッチ９の中心点との角度が９０度と
なる２つの位置（給電点）にグランド板７を貫通するよ
うに形成される２つの貫通孔１１、１２と、各貫通孔１
１、１２に挿通され上端が受信パッチ９の各給電点１
３、１４に接続される２本の受信用給電線１５、１６
と、送信パッチ１０の中心点から所定距離だけ離れ、か
つ送信パッチ１０の中心点との角度が９０度となる２つ
の位置（給電点）にグランド板７および受信パッチ９を
貫通するように形成される２組の貫通孔１７、１８と、
各貫通孔１７、１８に挿通され上端が送信パッチ１０の
各給電点１９、２０に接続される２本の送信用給電線２
１、２２とを備えている。

【００１９】上記構成において、質問機４では質問信号
を含み、周波数が“２．４５ＧＨｚ”、変調方式がＤＳ
−ＳＳ方式で、かつ電気角度が“０度”の高周波信号が
生成される。生成された高周波信号は、一方の送信用給
電線２１を介して、送信パッチ１０の給電点１９に供給
される。また、これと同時に、質問機４では質問信号を
含み、周波数が“２．４５ＧＨｚ”、変調方式がＤＳ−
ＳＳ方式で、かつ電気角度が“９０度”の高周波信号が
生成される。生成された高周波信号は、他方の送信用給
電線２２を介して、送信パッチ１０の給電点２０に供給
される。これにより、送受信アンテナ５の送信パッチ１
０から円偏波された無線信号が無線タグ２側に送信され
る。

【００２０】一方、無線タグ２からは、応答信号を含
み、周波数が“２．４４ＧＨｚ”、変調方式がＦＨ−Ｓ
Ｓ方式で、かつ電気角度が“０”度、および“９０”度
の高周波信号が生成され、円偏波された無線信号が質問
機４側に送信される。

【００２１】そして、この無線タグ２から前記無線信号
が送信されたとき、受信パッチ９によって、これが受信
される。一方の給電点１４からは電気角度が“０度”の
受信信号が出力され、これが一方の受信用給電線１６を
介し、受信機６に供給される。また、他方の給電点１３
からは電気角度が“９０度”の受信信号が出力され、こ
れが他方の受信用給電線１５を介し、受信機６に供給さ
れる。受信機６では、応答信号が復調されてホストコン
ピュータ装置３に供給される。

【００２２】このように、この実施の形態では、受信パ
ッチ９と、送信パッチ１０とを重ねた送受信アンテナ５
を使用して、無線タグ２に対し、質問信号の送信、応答
信号の受信を行うようにしているので、無線タグ２と対
向する面の面積を小さくすることができ、これによって
狭い場所でも、送信アンテナ、受信アンテナの設置を可
能にして、無線タグ２に対する質問信号の送信と、この
無線タグ２から送信される応答信号の受信とを効率的に
行うことができる。

【００２３】本発明者らの実験の結果によれば、送信パ
ッチ１０から送信される無線信号の周波数を“２．４５
ＧＨｚ”、変調方式をＤＳ−ＳＳ方式設定し、受信アン
テナによって受信される無線信号の周波数を“２．４４
ＧＨｚ”、変調方式をＦＨ−ＳＳ方式に設定したとき、
図４に示すように、送受信アンテナ５の大きさをタバコ
ケースとほぼ同じ程度まで小型化することができた。

【００２４】また、上述した実施の形態では、受信パッ
チ９とグランド板７との間、受信パッチ９と送信パッチ
１０との間に満たされる空気を誘電体として使用するよ
うにしているが、受信パッチ９とグランド板７との間、
受信パッチ９と送信パッチ１０との間に、所定の誘電率
を持つ基板を介挿しても良い。

【００２５】このようにすることにより、これら送信パ
ッチ１０と、受信パッチ９と、グランド板７との間の機
械的な強度を高くすることができる。

【００２６】また、上述した実施の形態では、送信パッ
チ１０から時計方向に回転する円偏波形式の無線信号を
送信するとともに、受信アンテナ９によって時計方向に
回転する円偏波形式の無線信号を受信するようにしてい
るが、送信パッチ１０から送信される無線信号の回転方
向と、受信パッチ９によって受信される無線信号の回転
方向が互いに異なるようにしても良い。

【００２７】このようにすることにより、送信パッチ１
０から送信される無線信号と、受信パッチ９によって受
信される無線信号との分離効率をさらに高くして、これ
ら無線信号間のクロストークをさらに減少させることが
できる。

【００２８】また、上述した実施の形態では、２点給電
方式の送信パッチ１０と、２点給電方式の受信パッチ９
とを重ね合わせて、送受信アンテナ５を構成するように
しているが、１点給電方式の送信パッチと、１点給電方
式の受信パッチとを重ね合わせて、送受信アンテナ５を
構成するようにしても良い。

【００２９】このようすることにより、送信パッチから
直線偏波形式の無線信号を送信させることができるとと
もに、受信パッチによって直線偏波形式の無線信号を受
信させることができる。

【００３０】また、上述した実施の形態では、送信パッ
チ１０の形状を円形にするとともに、受信パッチ９の形
状を円形にしているが、他の形状、例えば正方形などの
形状にしても良い。

【００３１】このようにしても、上述した実施の形態と
同様に、無線タグ２と対向する面の面積を小さくするこ
とができ、これによって狭い場所でも、送信アンテナ、
受信アンテナの設置を可能にして、無線タグ２に対する
質問信号の送信と、この無線タグ２から送信される応答
信号の受信とを行うことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、送
信アンテナと、受信アンテナとを立体的に配置して、無
線タグなどと対向する面の面積を小さくし、これによっ
て狭い場所でも、送信アンテナと、受信アンテナとを設
置自在として、無線タグに対する質問信号の送信と、こ
の無線タグなどから送信される応答信号の受信と効率的
にを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による送受信システムの実施の形態を示
すブロック図である。

【図２】図１に示す送受信アンテナの詳細な構成例を示
す断面図である。

【図３】図１に示す送受信アンテナの詳細な構成例を示
す平面図である。

【図４】図１に示す送受信アンテナを実際に制作したと
きの一例を示す図である。

【図５】従来から知られている送受信システムの一例を
示すブロック図である。

【図６】図５に示す送信アンテナ、受信アンテナの実例
を示す図である。

【符号の説明】

１：送受信システム ２：無線タグ ３：ホストコンピュータ装置 ４：質問機 ５：送受信アンテナ ６：受信機 ７：グランド板 ８：導体円環 ９：受信パッチ（受信アンテナ） １０：送信パッチ（送信アンテナ） １１、１２：貫通孔 １３、１４：給電点 １５、１６：受信用給電線 １７、１８：貫通孔 １９、２０：給電点 ２１、２２：送信用給電線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 太一 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 金村 雅文 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 後藤 尚久 東京都八王子市城山手２−８−１ Ｆターム(参考） 5J045 AB05 DA10 NA00 5K011 AA06 BA03 BA04 DA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信波と受信波とが近接した周波数帯
   で、かつ両波の変調方式が異なるマイクロ波により送受
   信を行う送受信システムにおいて、 送信アンテナの電波送信軸と、受信アンテナの電波受信
   軸とが重なるように配置された送受一体型の送受信アン
   テナを用いた、 ことを特徴とする送受信システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の送受信システムにおい
   て、 前記受信アンテナは、グランド板から所定距離だけ離れ
   た位置に配置される金属板または金属箔によって構成さ
   れ、前記送信アンテナは、前記受信アンテナから所定距
   離だけ離れた位置に配置される金属板または金属箔によ
   って構成される、 ことを特徴する送受信システム。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の送受信システ
   ムにおいて、 前記送受信アンテナは、無線タグに対して質問信号を含
   むマイクロ波帯の無線信号を送信するとともに、この無
   線信号に応答した無線タグから送信され、前記無線信号
   とは近接した周波数帯で、かつ変調方式が異なるマイク
   ロ波帯の無線信号を受信する、 ことを特徴とする送受信システム。