JP2001237639A - 受信アンテナ装置 - Google Patents
受信アンテナ装置Info
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Abstract
タキャリアシステムにおいて、周囲からの妨害信号の影
響を無くして、受信回路規模を大きくすること無い受信
アンテナコイルを用いて通信時間を短くできるようにす
る。 【解決手段】 同一平面内に複数のセルコイルよりなる
受信アンテナコイル対を備えている対をなす2つの受信
アンテナコイルは互いに構成するセルコイルとセルコイ
ルとの境界領域をずらして配置されている対をなす2つ
の受信アンテナコイルからの信号を相対的に90度ずら
せて位相シフトしてから加算して出力することにより、
複数のアンテナ装置を配設しても、各受信アンテナ装置
に誘導された電流を順番に受信する必要を無くして、信
号受信速度を高速化できるようにする。
Description
関し、特に、リーダ/ライタ装置がサービスエリアに交
番磁界を供給するとともに、上記リーダ/ライタ装置か
ら送信する交番磁界に変調をかけてコマンドやデータを
送り、データキャリアはその内蔵するコイルに、上記リ
ーダ/ライタ装置から供給される交番磁界を受けて誘導
される起電力を整流して動作電源に利用するとともに、
上記交番磁界にかけられてきた変調を復調してコマンド
やデータを受けとって動作するデータキャリアシステム
に用いて好適な受信アンテナ装置に関する。
配設してなるデータキャリア(子機)と、上記データキ
ャリアに無線で交番磁界を供給するリーダ/ライタ装置
(親)とからなるデータキャリアシステムが普及してき
ている。
て、広いサービスエリア内に存在するデータキャリアと
リーダ/ライタ装置とが通信を行う場合がある。例え
ば、或る製品にデータキャリアを個別に付設しておき、
複数の製品をトレー等にまとめて載せた状態で各データ
キャリアのIDやデータをリーダ/ライタ装置により読
み取ったり、或いは上記リーダ/ライタ装置から上記デ
ータキャリアにデータを書き込んだりしている。
いるデータキャリアであるが、非接触型のデータキャリ
アにおいては、自己の使用する電力を、リーダ/ライタ
装置から供給される交番磁界から得ている。
受信用アンテナを有しており、リーダ/ライタ装置から
送信される交番磁界を上記送受信用アンテナで受信し、
上記交番磁界の大きさに応じて誘導される電流を整流し
て動作電力としている。
一台のリーダ/ライタ装置がサービスエリア内に存在す
る多数のデータキャリアと通信を行う場合が多い。この
通信時に、上記リーダ/ライタ装置がサービスエリアに
交番磁界を供給するとともに、上記交番磁界に変調をか
けてコマンドやデータを送るようにしている。
イタ装置から供給される交番磁界を内蔵するコイルに受
けて、上記コイルに誘導する起電力を動作電源に利用す
るとともに、交番磁界にかけられてきた変調を検波して
コマンドやデータを受けとって動作するようにしてい
る。
えば、データキャリアを1個づつ商品につけておき、上
記複数の商品を、整列されない状態でコンテナ等に入れ
たままでデータキャリアのIDやデータを上記コンテナ
の外部から読み取ったり、管理データを書き込むように
することがある。
テナサイズが大きい場合には、製品のサイズが大きかっ
たり、製品の位置がずれたりする場合は、サービスエリ
アを広くするために大きな受信アンテナコイル用いる必
要があった。
いると、受信アンテナコイル周囲の広い範囲のノイズ源
から飛来する信号まで受信してしまうので、データキャ
リアからの受信信号が周囲からのノイズに埋もれてしま
い、妨害を受け易い問題があった。特に、同様のデータ
キャリアシステムが近傍にあると、互いに動作を妨害し
あうことにより、正常な通信を行うことが困難になって
しまう問題があった。
セルコイル1,2を組み合わせた受信アンテナコイルL
xと、同じく複数のセルコイル11,12を組み合わせ
た受信アンテナコイルLYとを用い、隣り合うセルコイ
ルを逆相にすることで、周囲からの妨害信号からの影響
を下げるようにする工夫が行われていた。
リアからかなり離れた遠方より飛来してくる磁界は、受
信アンテナコイルを構成する各セル(1,2,11,1
2)にほぼ均一に結合するので、隣り合うセルの信号出
力は逆相に加算される。これにより、各セルに誘導され
た電流は互いに打ち消し合い、結果として出力されない
か、十分に減衰させることができる。
は、受信アンテナコイルを構成するセルコイルのサイズ
相当で判定される。さらに、セルコイルとセルコイルと
の境界の領域にあるデータキャリアからの信号も打ち消
し合って受信ができなくなる問題が生じる。
題点を解消するために、図4に示した受信アンテナ装置
においては、上記第2の受信アンテナコイルLYの配設
位置を、上記第1の受信アンテナコイルLxとはずらせ
て組み合わせて配置している。
から出力される誘導電流を、選択回路30を介して交互
に取り出し、これを受信回路10に出力することで、互
いのサービスエリアを補完させるようしていた。このた
め、従来の受信アンテナ装置を用いると、複数の受信ア
ンテナコイル毎に誘導される電流を順次取り出すことと
なるので、リーダ/ライタ装置とデータキャリアとの通
信時間が長くなってしまう問題があった。
受信アンテナコイル毎に受信回路を備え、同時に動作さ
せるようにすれば解決できる。しかしながら、このよう
な構成にすると、受信回路の数が増える上に、受信結果
を判定する回路も含めて全体の回路規模が大きくなって
しまう問題があった。
/ライタ装置とデータキャリアとの通信時間を、受信回
路の規模を増大させることなく短縮することが可能な受
信アンテナ装置を提供できるようにすることを目的とす
る。
置は、誘導される電流の位相が互いに逆相となるように
配設された複数のセルコイルを直列に接続して出力を取
り出すように構成された受信アンテナコイルの対よりな
る電流誘導手段と、上記対をなす受信アンテナコイルに
よってそれぞれ誘導される誘導電流の位相を相対的に所
定の角度ずらせる位相シフト手段と、上記位相シフト手
段によって位相シフトされた後の各誘導電流を加算する
誘導電流加算手段とを具備することを特徴としている。
また、本発明の他の特徴とするところは、上記位相シフ
ト手段は、上記各受信アンテナコイルから出力される誘
導電流を相互に90度±30度以内の位相差をつけて位
相シフトすることを特徴としている。また、本発明のそ
の他の特徴とするところは、上記対をなす受信アンテナ
コイルは、同じ平面上に配設されている第1の受信アン
テナコイルと第2の受信アンテナコイルとからなること
を特徴としている。また、本発明のその他の特徴とする
ところは、上記位相シフト手段は、上記第1の受信アン
テナコイルから出力される誘導電流の位相をシフトする
第1の位相シフト回路と、上記第2の受信アンテナコイ
ルから出力される誘導電流の位相をシフトする第2の位
相シフト回路とからなり、上記第2の位相シフト回路の
位相シフト量は、上記第1の位相シフト回路の位相シフ
ト量よりも90度大きく設定されていることを特徴とし
ている。また、本発明のその他の特徴とするところは、
上記第1の受信アンテナコイル及び上記第2の受信アン
テナコイルを構成する複数のセルコイルは、互いのセル
コイルとセルコイルとの境界領域がずれて重なるように
位置をずらして配置されていることを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、誘導され
る電流の位相が互いに逆相となるように配設された複数
のセルコイルを直列に接続して出力を取り出すように構
成された受信アンテナコイルの対よりなる電流誘導手段
と、上記対をなす受信アンテナコイルによってそれぞれ
誘導される誘導電流の位相を相対的に所定の角度ずらせ
る位相シフト手段と、上記位相シフト手段によって位相
シフトされた後の各誘導電流を加算する誘導電流加算手
段とを具備する受信アンテナ装置を複数個組み合わせた
ことを特徴としている。
発明の受信アンテナ装置の実施形態を説明する。図1
に、本発明の第1の実施形態による受信アンテナ装置の
一例を示す。図1に示したように、本実施形態の受信ア
ンテナ装置は、第1の受信アンテナコイルLX、第2の
受信アンテナコイルLYより成る。
Xは、第1のセルコイル1及び第2のセルコイル2で構成
されている。また、第2の受信アンテナコイルLYは、
第3のセルコイル11及び第4のセルコイル12で構成
されている。
2、第3及び第4のセルコイル11,12は、位置が相
互にずれて配置されており、リーダ/ライタ装置Zが通
信を行うサービスエリアの全体をカバーしている。
来の受信アンテナ装置の例と同様であるが、本実施形態
の受信アンテナ装置においては、各セルコイルLX,LY
の出力を、位相シフト手段を構成する第1の位相シフト
回路P1,第2の位相シフト回路P2に供給している。
第2の位相シフト回路P2において、上記第1の受信ア
ンテナコイルLXから出力される誘導電流の位相と、上
記第2の受信アンテナコイルLYから出力される誘導電
流の位相とを異ならせるようにしている。本実施形態に
おいては、上記第2の位相シフト回路の位相シフト量
は、上記第1の位相シフト回路の位相シフト量よりも9
0度大きく設定されている。
P1,第2の位相シフト回路P2において位相シフトされ
た各誘導電流は、誘導電流加算手段を構成する加算回路
10において加算される。上記誘導電流の位相をシフト
すること、及び位相シフトした各誘導電流を加算するこ
とが、図4に示した受信アンテナ装置の例とは異なって
いる。
テナ装置は、以下に説明するように動作する。すなわ
ち、リーダ/ライタ装置からの信号は、第1の受信アン
テナコイルLXのセルコイル1,2に誘導され誘導電流
が生成されるとともに、第2の受信アンテナコイルLY
のセルコイル11,12に誘導されて誘導電流が生成さ
れる。
1のセルコイル1に誘導される信号の位相を基準にとる
と、第1の受信アンテナコイルLXのセルコイル2に誘
導される信号は位相が反転している。
成する第1のセルコイル11に誘導される信号は、上述
した基準と同じ位相であり、第2の受信アンテナコイル
LYのセルコイル12に誘導される信号は位相が反転し
ている。
受信アンテナコイルLYの出力は、第1の位相シフト回
路P1,第2の位相シフト回路P2を通して加算されてい
る。本実施形態においては、第2の位相シフト回路P2
での位相シフト量は、第1の位相シフト回路P1での位
相シフト量よりも90度大きく設定されている。
導された信号が、第1の位相シフト回路P1を通った信
号成分の位相を基準とすると、第1の受信アンテナコイ
ルLXの第2のセルコイル2に誘導された信号が位相シ
フト回路P1を通った信号成分の位相は、基準の位相に
対して反転している。
LXに誘導された信号が第1の位相シフト回路P1を通っ
た信号Ixは、 Ix=I0Sin(2πft) …(1式) と表せる。ここで、 I0:振幅 f: 受信磁界の交番周波数
導された信号が、第2の位相シフト回路P2を通った信
号は、基準の位相に対して90度遅れている。
LYに誘導された信号が第2の位相シフト回路P2を通
った信号IYは、 IY=I1Cos(2πft) …(2式) と表せる。ここで、 I1:振幅 f: 受信磁界の交番周波数
信号Ix、IYを加算している。90度の位相差のある
これらの正弦波信号は加算しても、打ち消し合ってなく
なることはなく、互いの振幅比に応じて位相が変化する
だけである。
後の信号だけを処理すればよいので、信号処理に要する
回路規模を小さくすることができる利点がある。また、
複数のアンテナ装置を配設しているが、誘導電流加算手
段を構成する加算回路A1でもって各信号を加算してい
るので、各受信アンテナ装置に誘導された電流を順番に
受信する必要がない。したがって、本実施形態の受信ア
ンテナ装置によれば、複数の受信アンテナコイルを配設
して構成しているにも係わらず、信号受信速度を高速化
することができる。
実施形態を示す。図2の例は、図1の実施形態に対し
て、送信アンテナからの駆動磁界が受信アンテナに誘導
されるときに、バランス良く打ち消されるようにした例
である。これにより、周囲からのノイズのキャンセル特
性を一層向上させることができる。
を、第1のセルコイル21、第2のセルコイル22で構
成し、第2の受信アンテナコイルLYを第1のセルコイ
ル31、第2のセルコイル32、第3のセルコイル33
で構成している。
導電流を第1の位相シフト回路P1に供給して位相シフ
トするとともに、セルコイル31,32,33で誘導さ
れた誘導電流を第2の位相シフト回路P2に供給して位
相シフトするようにしている。そして、位相シフトされ
た誘導電流を加算回路A2によって加算するようにして
いる。
えて2回に分けて受信するようにした例を示す図であ
る。図4に示したように、この受信アンテナ装置は、複
数のセルコイルを組み合わせた受信アンテナコイルを用
い、隣り合うセルコイルを逆相にすることで、周囲から
の妨害信号からの影響を下げるようにしている。
L1、第2の受信アンテナコイルL2、第3の受信アンテ
ナコイルL3、第4の受信アンテナコイルL4の4つの受
信アンテナコイルにより電流誘導手段が構成されてい
る。
は、第1のセルコイル41、第2のセルコイル42、第
3のセルコイル43、第4のセルコイル44の4つのセ
ルコイルによって構成されている。
イル42とは、図4中の左右方向に並んで設置されてお
り、これらのセルコイル41,42によって誘導される
電流は相互に逆相となるようになされている。
セルコイル43、及び第2のセルコイル42と第4のセ
ルコイル44とが、図4中において上下方向に配設され
ており、上記第1のセルコイル41に誘導された電流と
第3のセルコイル43に誘導された電流とが相互に逆相
となって打ち消し合い、上記第2のセルコイル42に誘
導された電流と第4のセルコイル44に誘導された電流
とが打ち消し合うようになされている。
信アンテナコイルL1によって誘導された電流が第1の
位相シフト回路P1に入力される。上記第1の位相シフ
ト回路P1は、上記第1の受信アンテナコイルL1によっ
て誘導された電流の位相を所定の角度だけシフトして第
1の加算回路A3に出力する。
は、第1のセルコイル51、第2のセルコイル52、第
3のセルコイル53、第4のセルコイル54の4つのセ
ルコイルによって構成されている。
イル52とは、図4中の左右方向に並んで設置されてお
り、これらのセルコイル51,52によって誘導される
電流は相互に逆相となるようになされている。
セルコイル53、及び第2のセルコイル52と第4のセ
ルコイル54とが、図4中において上下方向に配設され
ており、上記第1のセルコイル51に誘導された電流と
第3のセルコイル53に誘導された電流とが相互に逆相
となって打ち消し合い、上記第2のセルコイル52に誘
導された電流と第4のセルコイル54に誘導された電流
とが打ち消し合うようになされている。
信アンテナコイルL2によって誘導された電流が第2の
位相シフト回路P2に入力される。上記第2の位相シフ
ト回路P2は上記第1の位相シフト回路P1と同様に、上
記第2の受信アンテナコイルL2によって誘導された電
流の位相をシフトするものであるが、第1の位相シフト
回路P1での位相シフト量よりも90度大きく位相シフ
トするように設定されている。そして、上記第1及び第
2の位相シフト回路P1、P2によって位相シフトされた
誘導電流が第3の加算回路A3によって加算される。
は、第1のセルコイル61、第2のセルコイル62、第
3のセルコイル63、第4のセルコイル64の4つのセ
ルコイルによって構成されている。
イル62とは、図4中の左右方向に並んで設置されてお
り、これらのセルコイル61,62によって誘導される
電流は相互に逆相となるようになされている。
セルコイル63、及び第2のセルコイル62と第4のセ
ルコイル64とが、図4中において上下方向に配設され
ており、上記第1のセルコイル61に誘導された電流と
第3のセルコイル63に誘導された電流とが相互に逆相
となって打ち消し合い、上記第2のセルコイル62に誘
導された電流と第4のセルコイル64に誘導された電流
とが打ち消し合うようになされている。
信アンテナコイルL3によって誘導された電流が第3の
位相シフト回路P3に入力される。上記第3の位相シフ
ト回路P3は上記第1の位相シフト回路P1と同様に、上
記第3の受信アンテナコイルL3によって誘導された電
流の位相を所定の角度だけシフトして第4の加算回路A
4に出力する。
は、第1のセルコイル71、第2のセルコイル72、第
3のセルコイル73、第4のセルコイル74の4つのセ
ルコイルによって構成されている。
イル72とは、図4中の左右方向に並んで設置されてお
り、これらのセルコイル71,72によって誘導される
電流は相互に逆相となるようになされている。
セルコイル73、及び第2のセルコイル72と第4のセ
ルコイル74とが、図4中において上下方向に配設され
ており、上記第1のセルコイル71に誘導された電流と
第3のセルコイル73に誘導された電流とが相互に逆相
となって打ち消し合い、上記第2のセルコイル72に誘
導された電流と第4のセルコイル74に誘導された電流
とが打ち消し合うようになされている。
信アンテナコイルL4によって誘導された電流が第4の
位相シフト回路P4に入力される。上記第4の位相シフ
ト回路P4は、上記第4の受信アンテナコイルL4によっ
て誘導された電流の位相を第3の位相シフト回路P3で
の位相シフト量よりも90度大きく位相シフトするよう
に設定されている。
回路P1の出力及び第2の位相シフト回路P2の出力を加
算して選択回路30の一方の固定端子30aに出力す
る。また、第4の加算回路A4は、第3の位相シフト回
路P3の出力及び第4の位相シフト回路P4の出力を加算
して選択回路30の他方の固定端子30bに出力する。
固定端子30a側及び他方の固定端子30b側に切り換
えながら、第1の受信アンテナコイルL1〜第4の受信
アンテナコイルL4で誘導した信号を受信回路10に導
出する。
2組の受信アンテナ装置を組み合わせ、16個のセルコ
イルで誘導した電流を用いてリーダ/ライタ装置Zから
放射された電波を受信している。そして、加算回路A3
の出力と加算回路A4の出力のうち、大きな信号が得ら
れる受信アンテナコイルの出力をを、選択回路30によ
って選択することができるので、近距離から飛来する有
効な信号波を効率良く受信することができるとともに、
遠方から飛来するノイズを確実に打ち消すことができ、
高感度な受信アンテナ装置を構成することができる。
テナコイルによって誘導電流の位相を位相シフト手段に
よって相互に90度ずらせて加算する例を示したので、
効率の良い加算を行うことができた。しかし、各受信ア
ンテナコイルの出力を相互に位相シフトする角度は、必
ずしも90度でなくとも良く、90度±30度以内の位
相差をつけて位相シフトするようにすれば、もとの信号
以上の振幅が得られる。
相シフト回路(P1、P2、P3、P4)を設けたが、各受
信アンテナコイルの出力の位相を相互に90度ずらすこ
とができれば、位相シフト回路は、上記対をなす受信ア
ンテナコイルのどちらか一方にのみ設けるようにしても
良い。
ば、複数の受信アンテナコイルを設け、上記複数の受信
アンテナコイルによって誘導される電流を、位相シフト
手段を通して加算するようにしたので、以降の信号処理
においては、加算後の信号だけを処理すればよい。した
がって、信号処理に要する回路規模を小さくすることが
できる利点を得ることができる。また、複数のアンテナ
装置を配設したが、各受信アンテナ装置に誘導された電
流を順番に受信する必要がないので、信号受信速度を高
速化することができる。
アンテナコイルから出力される誘導電流の位相差が90
度±30度以内の位相差をつけて位相シフトするように
したので、これらの正弦波信号は加算しても、打ち消し
合ってなくなることはなく、互いの振幅比に応じて位相
が変化するだけであるので、各受信アンテナコイルによ
って誘導した信号を効率良く取り出すことができる。こ
れらにより、本発明によれば、 サービスエリアは比較
的広いが、通信距離が短い応用に適したデータキャリア
システム用として用いるのに好適な受信アンテナ装置を
構成することができる。
示す図である。
例を示す図である。
図である。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 誘導される電流の位相が互いに逆相とな
るように配設された複数のセルコイルを直列に接続して
出力を取り出すように構成された受信アンテナコイルの
対よりなる電流誘導手段と、 上記対をなす受信アンテナコイルによってそれぞれ誘導
される誘導電流の位相を相対的に所定の角度ずらせる位
相シフト手段と、 上記位相シフト手段によって位相シフトされた後の各誘
導電流を加算する誘導電流加算手段とを具備することを
特徴とする受信アンテナ装置。 - 【請求項2】 上記位相シフト手段は、上記対をなす受
信アンテナコイルから出力される誘導電流を相互に90
度±30度以内の位相差をつけて位相シフトすることを
特徴とする請求項1に記載の受信アンテナ装置。 - 【請求項3】 上記対をなす受信アンテナコイルは、同
じ平面上に配設されている第1の受信アンテナコイルと
第2の受信アンテナコイルとからなることを特徴とする
請求項1または2に記載の受信アンテナ装置。 - 【請求項4】 上記位相シフト手段は、上記第1の受信
アンテナコイルから出力される誘導電流の位相をシフト
する第1の位相シフト回路と、上記第2の受信アンテナ
コイルから出力される誘導電流の位相をシフトする第2
の位相シフト回路とからなり、上記第2の位相シフト回
路の位相シフト量は、上記第1の位相シフト回路の位相
シフト量よりも90度大きく設定されていることを特徴
とする請求項3に記載の受信アンテナ装置。 - 【請求項5】 上記第1の受信アンテナコイル及び上記
第2の受信アンテナコイルを構成する複数のセルコイル
は、互いのセルコイルとセルコイルとの境界領域がずれ
て重なるように位置をずらして配置されていることを特
徴とする請求項3または4に記載の受信アンテナ装置。 - 【請求項6】 誘導される電流の位相が互いに逆相とな
るように配設された複数のセルコイルを直列に接続して
出力を取り出すように構成された受信アンテナコイルの
対よりなる電流誘導手段と、上記対をなす受信アンテナ
コイルによってそれぞれ誘導される誘導電流の位相を相
対的に所定の角度ずらせる位相シフト手段と、上記位相
シフト手段によって位相シフトされた後の各誘導電流を
加算する誘導電流加算手段とを具備する受信アンテナ装
置を複数個組み合わせたことを特徴とする受信アンテナ
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000043247A JP4220093B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 受信アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000043247A JP4220093B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 受信アンテナ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001237639A true JP2001237639A (ja) | 2001-08-31 |
JP4220093B2 JP4220093B2 (ja) | 2009-02-04 |
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ID=18566192
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