JP2005072728A - 通信システムの質問器 - Google Patents

Abstract

【課題】 応答器による変調に関する信号を好適に検出できる通信システムの質問器を提供する。
【解決手段】 受信信号ＲＦに第１ローカルオシレータ２０により発生させられた第１局所信号ＬＯ１を掛け合わせて中間周波数信号ＩＦを生成する第１ミキサ２２と、その中間周波数信号ＩＦに第２ローカルオシレータ２６により発生させられた第２局所信号ＬＯ２を掛け合わせて復調信号ＤＦを生成する第２ミキサ２８と、その第２ローカルオシレータ２６により発生させられる第２局所信号ＬＯ２の位相を制御する位相制御部３０とを、備えたものであることから、第２局所信号ＬＯ２の位相を前記中間周波数信号ＩＦの主搬送波成分の位相と同相になるように制御すること等により、信号対雑音比Ｓ／Ｎの可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、質問器から主搬送波を送信して、その主搬送波を受信した応答器がその主搬送波に対して所定の変調を行った反射波をその質問器に返信する通信システムの質問器に関する。

質問器から主搬送波を送信して、その主搬送波を受信した応答器がその主搬送波に対して所定の変調を行った反射波をその質問器に返信する通信システムが知られている。例えば、特許文献１に記載された自動利得制御回路は、前記応答器による変調に関する信号を高精度に検出するために斯かる通信システムに適用される。すなわち、この自動利得制御回路は、応答器の移動や妨害波等の影響で入力受信電界が希望電界より大きくずれた場合に、その差分の利得を一度に調整した後、もう一方のレベル検出・判定回路により微調整を行うことで、高精度且つ俊敏な利得制御の実現を意図したものである。

特許第３１０５８２５号公報

しかし、前記応答器による変調に関する信号すなわち伝送される情報信号は極めて小さなものであるため、従来の技術では、通信距離が比較的長い場合や複数の前記応答器からの反射波が混在する場合等においては、前記応答器による変調に関する信号を必ずしも好適には検出できなかった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、応答器による変調に関する信号を好適に検出できる通信システムの質問器を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、質問器から主搬送波を送信して、その主搬送波を受信した応答器がその主搬送波に対して所定の変調を行った反射波をその質問器に返信する通信システムのその質問器であって、前記主搬送波を送信するための送信部と、前記反射波を受信するための受信部と、その受信部により受信された受信信号に第１ローカルオシレータにより発生させられた第１局所信号を掛け合わせて中間周波数信号を生成する第１周波数変換部と、その第１周波数変換部により生成された中間周波数信号若しくはそれから変換された信号である中間信号に第２ローカルオシレータにより発生させられた第２局所信号を掛け合わせて復調信号を生成する第２周波数変換部と、その第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の位相を制御する位相制御部とを、備えたことを特徴とするものである。

このようにすれば、前記主搬送波を送信するための送信部と、前記反射波を受信するための受信部と、その受信部により受信された受信信号に第１ローカルオシレータにより発生させられた第１局所信号を掛け合わせて中間周波数信号を生成する第１周波数変換部と、その第１周波数変換部により生成された中間周波数信号若しくはそれから変換された信号である中間信号に第２ローカルオシレータにより発生させられた第２局所信号を掛け合わせて復調信号を生成する第２周波数変換部と、その第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の位相を制御する位相制御部とを、備えたものであることから、例えば、前記第２局所信号を目的波と同相の信号に制御したり、妨害波と直交した信号となるように制御したり、それらの制御を同時に行うこと等により、主搬送波成分を小さくすることができ、信号対雑音比の大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。すなわち、応答器による変調に関する信号を好適に検出できる通信システムの質問器を提供することができる。

ここで、好適には、前記位相制御部は、前記復調信号の信号対雑音比が大きくなるように前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の位相を制御するものである。このようにすれば、前記復調信号に含まれる妨害波を除去することができ、信号対雑音比の大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

また、好適には、前記位相制御部は、前記復調信号の信号対雑音比が最大となるように前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の位相を制御するものである。このようにすれば、前記復調信号に含まれる妨害波を除去することができ、信号対雑音比の可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

また、好適には、前記第１周波数変換部と第２周波数変換部との間にアナログデジタル変換器を備え、その第２周波数変換部は、デジタル処理により前記復調信号の生成を行うものである。このようにすれば、前記位相制御部による前記第２局所信号の位相制御が容易になる。

また、好適には、前記位相制御部は、予め定められた一周期分の周期関数に基づいて前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の周波数及び位相を制御するものである。このようにすれば、前記位相制御部における負荷を軽減することができる。

また、好適には、前記位相制御部は、予め定められた周波数及び位相の少なくとも一方が異なる複数の第２局所信号のうち何れかの値となるように前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号を制御するものである。このようにすれば、前記位相制御部における負荷を可及的に軽減することができる。

また、好適には、前記位相制御部は、予め算出される一周期分の周期関数に基づいて前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の周波数及び位相を制御するものである。このようにすれば、前記位相制御部における負荷を軽減することができることに加え、予め記憶装置等に保持すべきデータが比較的小さくて済む。

また、好適には、前記位相制御部は、予め算出される周波数及び位相の少なくとも一方が異なる複数の第２局所信号のうち何れかの値となるように前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号を制御するものである。このようにすれば、前記位相制御部における負荷を可及的に軽減することができることに加え、予め記憶装置等に保持すべきデータが比較的小さくて済む。

また、好適には、複数の前記第２周波数変換部を備え、それら複数の第２周波数変換部それぞれにおいて周波数及び位相の少なくとも一方が異なる第２局所信号により前記復調信号の生成を行うものである。このようにすれば、複数の前記応答器からの反射波に対して、前記質問器とそれぞれの応答器との距離等に合わせて前記復調信号の生成を行うことができる。

また、好適には、通信チャンネル数と同数の前記第２周波数変換部を備え、それら複数の第２周波数変換部それぞれにおいて周波数及び位相の少なくとも一方が異なる第２局所信号により各通信チャンネルにおける通信に関する前記復調信号の生成を行うものである。このようにすれば、通信が成り立つ最大数であるチャンネル数と同数の前記第２周波数変換部を備えていることで、通信帯域を最大限に利用できる。

また、好適には、通信チャンネル数を最大として通信対象となる前記応答器の数に応じて前記第２周波数変換部の数を増減するものである。このようにすれば、デジタル処理により必要にして十分な数の前記第２周波数変換部を用意することで、前記質問器の負荷を低減することができる。

また、好適には、前記周期関数と同数の前記第２周波数変換部を備えたものである。このようにすれば、必要にして十分な数の前記第２周波数変換部それぞれにおいて、信号対雑音比が規定値以上とされる信号を選択することで、位相制御を簡略化できると共に復調処理を高速化できる。

また、好適には、前記第２周波数変換部は、ＩＱ直交復調により前記復調信号の生成を行うものであり、前記位相制御部は、Ｑ相の信号が最小となるように前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の位相を制御するものである。このようにすれば、例えば、前記応答器が２値の変調を行っている場合等には、ＩＱ直交復調において、主搬送波成分が含まれないことを条件として、理想的にはＩ相若しくはＱ相の何れか一方が零となったときに他方の信号が最大となることから、Ｑ相の信号が最小となるように前記第２局所信号の位相を制御することにより、信号対雑音比の可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

また、好適には、前記アナログデジタル変換器のサンプリング周波数は、前記中間周波数信号の周波数の４倍以上となるように定められるものである。このようにすれば、前記第２周波数変換部において、前記中間周波数信号若しくは中間信号の主搬送波成分をより好適に抑圧できる。

また、好適には、前記アナログデジタル変換器のサンプリング周波数は、前記中間周波数信号の主搬送波成分の周波数に応じて、例えば、その周波数の０．８倍となるように定められるものである。このようにすれば、比較的安価なアナログデジタル変換器を使用することができ、前記中間周波数信号の主搬送波成分の０．８倍の周波数でアンダーサンプリングすることで、キャリア周波数が０．２倍の周波数となるように受信した信号を発生させることができる。

また、好適には、前記送信部は、前記主搬送波を発生させる主搬送波発振部と、その主搬送波発振部により発生させられた主搬送波を送信信号とキャンセル信号とに分配する分配器と、その分配器により分配された送信信号を増幅する送信信号増幅部と、その送信信号を送信する送信アンテナとを、備え、前記受信部は、前記反射波を受信する受信アンテナと、前記分配器により分配されたキャンセル信号の振幅を調整するキャンセル信号振幅調整部と、そのキャンセル信号の位相を調整するキャンセル信号位相調整部と、前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部により振幅及び位相が調整されたキャンセル信号と前記受信アンテナにより受信された反射波とを合成して出力する合波器とを、備え、前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部は、前記合波器の出力が小さくなるように前記キャンセル信号の振幅及び位相を調整するものである。このようにすれば、前記第１周波数変換部による周波数変換に先んじて前記反射波の主搬送波成分を抑圧することで、信号対雑音比又は信号対妨害波比の可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

また、好適には、前記主搬送波を送信すると共に、前記反射波を受信する送受信アンテナを備え、前記送信部は、前記主搬送波を発生させる主搬送波発振部と、その主搬送波発振部により発生させられた主搬送波を送信信号とキャンセル信号とに分配する分配器と、その分配器により分配された送信信号を増幅する送信信号増幅部と、その送信信号増幅部により増幅された送信信号を前記送受信アンテナへ伝達させると共に、その送受信アンテナにより受信された反射波を前記受信部へ伝達させる送受分離器とを、備え、前記受信部は、前記分配器により分配されたキャンセル信号の振幅を調整するキャンセル信号振幅調整部と、そのキャンセル信号の位相を調整するキャンセル信号位相調整部と、前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部により振幅及び位相が調整されたキャンセル信号と前記送受信アンテナにより受信された反射波とを合成して出力する合波器とを、備え、前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部は、前記合波器の出力が小さくなるように前記キャンセル信号の振幅及び位相を調整するものである。このようにすれば、前記送受信アンテナにより前記主搬送波の送信及び前記反射波の受信が可能であることから、前記質問器を小型化することができる。

また、好適には、前記主搬送波を発生させる主搬送波発振部と、所定の基準周波数を発生させる基準周波数発振器とを、備え、前記主搬送波発振部及び第１ローカルオシレータは、前記基準周波数発振器により発生させられた基準周波数に基づいて前記主搬送波及び第１局所信号を発生させるものである。このようにすれば、前記主搬送波及び第１局所信号に関して基準周波数を共通化することで、中間周波数信号の周波数の変動が起こり難くなる。また、比較的高い精度を有する基準周波数発振器を用いることで、それに応じた高い周波数精度の主搬送波や中間周波数信号を得ることができ、復調処理の精度を高めることができる。

また、好適には、前記主搬送波を発生させる主搬送波発振部と、その主搬送波発振部により発生させられた主搬送波と前記第１ローカルオシレータにより発生させられた第１局所信号とを掛け合わせてキャンセル信号を合成するキャンセル信号ミキサと、そのキャンセル信号ミキサにより合成されたキャンセル信号の振幅を調整するキャンセル信号振幅調整部と、そのキャンセル信号の位相を調整するキャンセル信号位相調整部と、前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部により振幅及び位相が調整されたキャンセル信号と前記第１周波数変換部により生成された中間周波数信号とを合成して出力する合波器とを、備え、前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部は、前記合波器の出力が小さくなるように前記キャンセル信号の振幅及び位相を調整するものである。このようにすれば、前記第２周波数変換部による周波数変換に先んじて前記中間周波数信号若しくはそれから変換された中間信号の主搬送波成分を抑圧することで、信号対雑音比の可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

また、好適には、前記キャンセル信号ミキサにより合成されたキャンセル信号を０．２倍の周波数に分周して分周信号を生成する分周器と、その分周器により生成された分周信号と前記キャンセル信号ミキサにより合成されたキャンセル信号とを掛け合わせてクロック信号を生成するクロック信号ミキサとを、備え、そのクロック信号ミキサにより生成されたクロック信号を前記アナログデジタル変換器のクロックとして用いるものである。このようにすれば、前記主搬送波に基づいて前記アナログデジタル変換器のサンプリング信号を生成することで、その主搬送波とサンプリング周期とのずれによる誤差が発生し難くなる。

以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される通信システム１０の構成を説明する図である。この通信システム１０は、本発明の第１実施例である質問器１２と、複数（図１では４体）の応答器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（以下、特に区別しない場合には単に応答器１４と称する）とから構成されており、その質問器１２から主搬送波Ｆ_ｃ１が送信されると、その主搬送波Ｆ_ｃ１を受信した上記応答器１４ａから反射波Ｆ_ｒ１が、応答器１４ｂから反射波Ｆ_ｒ２が、応答器１４ｃから反射波Ｆ_ｒ３が、応答器１４ｄから反射波Ｆ_ｒ４がそれぞれ返信される。すなわち、上記応答器１４ａでは、所定の情報信号（データ）により１次変調された副搬送波（サブキャリア）信号ｆ_ｓｃ１ により上記主搬送波Ｆ_ｃ１が２次変調されて反射波Ｆ_ｒ１が生成されて前記質問器１２に返信される。また、他の応答器１４ｂ乃至１４ｄについても同様に反射波Ｆ_ｒ２、Ｆ_ｒ３、Ｆ_ｒ４（以下、特に区別しない場合には単に反射波Ｆ_ｒｆと称する）が生成されて前記質問器１２に返信される。

図２は、上記通信システム１０で使用される主搬送波と反射波との関係を示す図である。上記応答器１４における副搬送波信号の周波数は、好適には、各応答器１４毎に異なる態様で周波数ホッピングされる。例えば、上記応答器１４ａ乃至１４ｄにおいて、Ｆ_ｃ１±ｆ_ｓｃ１ 、Ｆ_ｃ１±ｆ_ｓｃ２ 、Ｆ_ｃ１±ｆ_ｓｃ３ 、Ｆ_ｃ１±ｆ_ｓｃ４ の側波帯信号が発生させられるが、図２に示すように、タイミングＴ１では周波数の低い方からＦ_ｃ１±ｆ_ｓｃ１ 、Ｆ_ｃ１±ｆ_ｓｃ２ 、Ｆ_ｃ１±ｆ_ｓｃ３ 、Ｆ_ｃ１±ｆ_ｓｃ４ の順番だったものが、タイミングＴ２、Ｔ３、Ｔ４と時間が変化するに従ってランダムに順番が入れ替わる。すなわち、上記応答器１４ａ乃至１４ｄからの反射波Ｆ_ｒ１乃至Ｆ_ｒ４は、擬似ランダム記号に基づいて周波数ホッピングしており、互いに衝突する確率が非常に小さいため、それらの反射波Ｆ_ｒ１乃至Ｆ_ｒ４に含まれる変調に関する信号をそれぞれ独立して取り出すことができる。

図３は、前記質問器１２の電気的構成を説明する図である。この図３に示すように、前記質問器１２は、前記主搬送波Ｆ_ｃ１を送信するための送信部１６と、前記反射波Ｆ_ｒ１乃至Ｆ_ｒ４を受信するための受信部として機能する受信アンテナ１８と、その受信アンテナ１８により受信された受信信号ＲＦに第１ローカルオシレータ２０により発生させられた第１局所信号ＬＯ１を掛け合わせて中間周波数信号ＩＦを生成する第１周波数変換部として機能する第１ミキサ２２と、必要に応じてその第１ミキサ２２と第２ミキサ２８との間に設けられてその第１ミキサ２２により生成されたアナログ信号である中間周波数信号ＩＦをデジタル信号である中間信号ＩＳに変換するアナログデジタル変換器２４と、上記第１ミキサ２２により生成される中間周波数信号ＩＦ若しくは上記アナログデジタル変換器２４によりそれからデジタル変換された信号である中間信号ＩＳに第２ローカルオシレータ２６により発生させられた第２局所信号ＬＯ２を掛け合わせて復調信号ＤＦを生成する第２周波数変換部として機能する第２ミキサ２８と、その第２ローカルオシレータ２６により発生させられる第２局所信号ＬＯ２の位相を制御する位相制御部３０と、前記質問器１２の作動を制御するコントローラ３２とを、備えて構成されている。また、上記送信部１６は、前記主搬送波Ｆ_ｃ１を発生させる主搬送波発振部３４と、その主搬送波発振部３４により発生させられた主搬送波Ｆ_ｃ１（送信信号）を電力増幅する送信信号増幅部として機能する増幅器３６と、その増幅器３６により増幅された主搬送波Ｆ_ｃ１を送信する送信アンテナ３８とを、備えている。

上記コントローラ３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から成り、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータであり、図４は、そのコントローラ３２の制御機能を説明する機能ブロック線図である。この図４に示す送信回路制御手段４０は、例えば、周波数９１５ＭＨｚ程度の主搬送波Ｆ_ｃ１を発生させるように前記主搬送波発振部３４の作動を制御する。受信信号処理手段４２は、例えば、第２周波数変換部すなわち前記第２ミキサ２８により生成された復調信号ＤＦを時間系列に変換して副搬送波信号を取り出した後、その副搬送波信号から前記応答器１４による変調に関する信号を検出する等の処理を行う。位相制御手段４４は、第２局所信号発振部すなわち前記第２ローカルオシレータ２６により発生させられる第２局所信号ＬＯ２の位相を、例えば、前記中間周波数信号ＩＦ若しくは中間信号ＩＳの主搬送波成分の位相と同相になるように前記位相制御部３０を介して制御する。好適には、上記コントローラ３２に入力される復調信号ＤＦの信号対雑音比Ｓ／Ｎが大きくなるように、更に好適には、その信号対雑音比Ｓ／Ｎが最大となるようにその第２局所信号ＬＯ２の位相を制御する。なお、この信号対雑音比Ｓ／Ｎは、所望の周波数信号とそれ以外の特定周波数との比の一例であり、例えば、信号対妨害波比Ｓ／Ｉを指標としてその信号対妨害波比Ｓ／Ｉが大きくなるように位相を制御してもよい。

前記第２ミキサ２８は、好適には、ＩＱ直交復調すなわち入力信号を互いに位相が９０°異なるＩ（In‐phase）相及びＱ（Quadrature‐phase）相の複素信号に変換した後、それらＩ相及びＱ相の複素信号を用いた復調処理により上記復調信号ＤＦの生成を行うものであり、上記位相制御手段４４は、そのＱ相の信号が最小乃至零となるように上記第２局所信号ＬＯ２の位相を制御するものである。前記応答器１４が２値の変調を行っている場合等には、ＩＱ直交復調において、主搬送波成分が含まれないことを条件として、理想的にはＩ相若しくはＱ相の何れか一方が零となったときに他方の信号が最大となることから、Ｑ相の信号が最小となるように前記第２局所信号ＬＯ２の位相を制御することにより、信号対雑音比Ｓ／Ｎの可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができるのである。

図５は、前記応答器１４の構成を説明するブロック線図である。この図５に示すように、前記応答器１４は、アンテナ４６に接続された変復調器４８と、デジタル回路部５０とを、備えて構成されている。そのデジタル回路部５０は、前記応答器１４の作動を制御するコントローラ５２と、副搬送波を発生させる副搬送波発振部５４と、その副搬送波発振部５４により発生させられた副搬送波を上記コントローラ５２を介して入力される情報信号に基づいて位相変調（ＰＳＫ）等で変調（１次変調）する副搬送波変調部５６とを、備えている。その副搬送波変調部５６により変調された副搬送波は、上記変復調器４８に入力される。そして、その変復調器４８に入力された副搬送波により前記質問器１２から受信された主搬送波Ｆ_ｃ１が変調（２次変調）され、反射波Ｆ_ｒｆとして上記アンテナ４６から送信される。

続いて、以上のように構成された前記通信システム１０の通信動作を説明する。図６乃至図９は、前記質問器１２及び応答器１４の各部における信号の状態を示す図である。先ず、前記質問器１２において、前記主搬送波発振部３４により周波数９１５ＭＨｚ程度の主搬送波Ｆ_ｃ１が発生させられ、前記増幅器３６により電力増幅された後、前記送信アンテナ３８から送信される。

次に、前記質問器１２からの主搬送波Ｆ_ｃ１を受信した前記応答器１４において、前記副搬送波発振部５４により副搬送波が発生させられ、その副搬送波が前記副搬送波変調部５６により例えば図６（ａ）に示す信号に基づいて位相変調され、例えば図６（ｂ）に示す副搬送波ｆ_ｓｃ２ とされた後、前記変復調器４８に印加される。或いは、前記副搬送波発振部５４により発生させられた副搬送波が前記副搬送波変調部５６により例えば図６（ｃ）に示す信号に基づいて位相変調され、例えば図６（ｄ）に示す副搬送波ｆ_ｓｃ３ とされた後、前記変復調器４８に印加される。上記副搬送波ｆ_ｓｃ２ 、ｆ_ｓｃ３ は、ある時点において例えば図６（ｅ）に示す周波数配置となっており、前記変復調器４８においてそれらの副搬送波ｆ_ｓｃ２ 、ｆ_ｓｃ３ により前記質問器１２から受信された主搬送波Ｆ_ｃ１が変調されて、例えば図６（ｆ）に示すスペクトラムを有する反射波Ｆ_ｃ１＋ｆ_ｓｃ２ 、Ｆ_ｃ１＋ｆ_ｓｃ３ が前記アンテナ４６から返信される。なお、この図６（ｆ）においてはＦ_ｃ１に対して上側の側波帯のみを示し、下側の側波帯は省略している。

次に、前記応答器１４からの反射波Ｆ_ｃ１＋ｆ_ｓｃ２ 、Ｆ_ｃ１＋ｆ_ｓｃ３ を受信した前記質問器１２において、前記第１ミキサ２２及び第２ミキサ２８によりヘテロダイン検波が行われる。図７（ｇ）は、第１周波数変換部すなわち前記第１ミキサ２２に入力される信号を、図７（ｈ）は、その第１ミキサ２２により周波数変換されて出力される信号をそれぞれ示す図である。これらの図に示すように、前記第１ミキサ２２において、前記受信アンテナ１８により受信された周波数９１５ＭＨｚ程度の受信信号ＲＦに、前記第１ローカルオシレータ２０により発生させられた周波数９０４ＭＨｚ程度の第１局所信号ＬＯ１が掛け合わされて、周波数１０．４８ＭＨｚ程度の中間周波数信号ＩＦが生成される。

次に、前記アナログデジタル変換器２４において、前記第１ミキサ２２により生成されたアナログ信号である中間周波数信号ＩＦがデジタル信号である中間信号ＩＳに変換される。図８（ｉ）は、前記アナログデジタル変換器２４から出力される中間信号ＩＳを示す図である。この図に示すように、前記アナログデジタル変換器２４のサンプリング周波数ｆｓは、好適には、前記中間周波数信号ＩＦの主搬送波成分の周波数の０．８倍すなわち周波数８．４ＭＨｚ程度となるように定められる。斯かるサンプリング周波数ｆｓでアンダーサンプリングが行われることで、図８（ｉ）に示すように、前記中間周波数信号ＩＦの主搬送波成分の周波数の０．２倍すなわち周波数２．１ＭＨｚ程度の中間信号ＩＳが発生させられる。また、好適には、上記サンプリング周波数ｆｓは、前記中間周波数信号ＩＦの周波数の４倍以上となるように定められてもよい。更に好適には、前記サンプリング周波数ｆｓを前記中間周波数信号ＩＦの整数倍とすることで、周期関数テーブルを可及的に簡単なものとすることができる。

次に、前記第２ミキサ２８において、前記アナログデジタル変換器２４によりデジタル変換された中間信号ＩＳに、前記第２ローカルオシレータ２６により発生させられた周波数２．１ＭＨｚ程度の第２局所信号ＬＯ２が掛け合わされて、復調信号ＤＦが生成される。図８（ｊ）は、第２周波数変換部すなわち前記第２ミキサ２８から出力される復調信号ＤＦを示す図である。この図に示すように、複数の応答器１４からの反射波Ｆ_ｒｆすなわち複数の副搬送波信号（通信チャンネル）が混在する復調信号ＤＦが復調される。この復調信号ＤＦは、前記コントローラ３２により、例えば、フーリエ変換によるフィルタリング処理等により各副搬送波信号毎に分離された後、その分離された信号が逆フーリエ変換により時間系列に変換されて、例えば、図６（ｂ）に対応する図９（ｋ）に示すような変調された副搬送波信号として取り出される。そして、その副搬送波信号から図６（ａ）に示すもとの信号と同じ図９（ｍ）に示すような情報信号が検出される。或いは、図６（ｄ）に対応する図９（ｌ）に示すような変調された副搬送波信号として取り出された後、その副搬送波信号から図６（ｃ）に示すもとの信号と同じ図９（ｎ）に示すような情報信号が検出される。

前記第２ミキサ２８による復調信号ＤＦの生成に際しては、前記位相制御部３０による第２局所信号ＬＯ２の位相制御が行われる。図１０は、前記コントローラ３２による第２局所信号ＬＯ２の位相制御作動の要部を説明するフローチャートであり、数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１において、第２局所信号発振部すなわち前記第２ローカルオシレータ２６により第２局所信号ＬＯ２が発生させられる。次に、ＳＡ２において、前記第２ミキサ２８から出力される復調信号ＤＦの信号レベルが測定される。次に、ＳＡ３において、ＳＡ２にて測定された復調信号ＤＦの信号レベルから信号対雑音比Ｓ／Ｎが推定される。次に、前記位相制御手段４４に対応するＳＡ４において、前記第２ローカルオシレータ２６による第２局所信号ＬＯ２の信号発生タイミングが１クロック遅らせられるように、前記位相制御部３０によりその第２局所信号ＬＯ２の位相が制御される。次に、ＳＡ５において、ＳＡ２と同様に前記第２ミキサ２８から出力される復調信号ＤＦの信号レベルが測定される。次に、ＳＡ６において、ＳＡ３と同様にＳＡ５にて測定された復調信号ＤＦの信号レベルから信号対雑音比Ｓ／Ｎが推定される。次に、ＳＡ７において、前回の推定値である信号対雑音比Ｓ／Ｎよりも今回の推定値である信号対雑音比Ｓ／Ｎの方が小さいか否かが判断される。このＳＡ７の判断が肯定される場合には、ＳＡ４以下の処理が再び実行されるが、ＳＡ７の判断が否定される場合には、ＳＡ５以下の処理が再び実行される。以上の制御において、ＳＡ２、ＳＡ３、ＳＡ５、ＳＡ６、及びＳＡ７が前記受信信号処理手段４２に対応する。

このように、本第１実施例によれば、前記主搬送波Ｆ_ｃ１を送信するための送信部１６と、前記反射波Ｆ_ｒｆを受信するための受信部として機能する受信アンテナ１８と、その受信アンテナ１８により受信された受信信号ＲＦに前記第１ローカルオシレータ２０により発生させられた第１局所信号ＬＯ１を掛け合わせて中間周波数信号ＩＦを生成する第１周波数変換部として機能する前記第１ミキサ２２と、その第１ミキサ２２により生成された中間周波数信号ＩＦ若しくはそれから変換された信号である中間信号ＩＳに前記第２ローカルオシレータ２６により発生させられた第２局所信号ＬＯ２を掛け合わせて復調信号ＤＦを生成する第２周波数変換部として機能する前記第２ミキサ２８と、その第２ローカルオシレータ２６により発生させられる第２局所信号ＬＯ２の位相を制御する位相制御部３０とを、備えたものであることから、前記第２局所信号ＬＯ２の位相を前記中間周波数信号ＩＦ若しくは中間信号ＩＳの主搬送波成分の位相と同相になるように制御することで、信号対雑音比Ｓ／Ｎの大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。すなわち、応答器１４による変調に関する信号を好適に検出できる通信システム１０の質問器１２を提供することができる。

また、前記応答器１４による変調に関する信号の検出性能が向上することにより、通信距離が比較的長い場合であってもその変調に関する信号を好適に検出できることから、前記通信システム１０の通信範囲を可及的に拡大することができる。また、前記第２局所信号ＬＯ２の位相を逐次最適値に更新することで、前記応答器１４が移動中である場合にもその応答器１４による変調に関する信号を好適に検出できる。

また、前記位相制御部３０は、前記復調信号ＤＦの信号対雑音比Ｓ／Ｎが大きくなるように前記第２ローカルオシレータ２６により発生させられる第２局所信号ＬＯ２の位相を制御するものであるため、前記復調信号ＤＦに含まれる雑音及び妨害波を除去することができ、信号対雑音比Ｓ／Ｎの大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

また、前記位相制御部３０は、前記復調信号ＤＦの信号対雑音比Ｓ／Ｎが最大となるように前記第２ローカルオシレータ２６により発生させられる第２局所信号ＬＯ２の位相を制御するものであるため、前記復調信号ＤＦに含まれる妨害波を除去することができ、信号対雑音比Ｓ／Ｎの可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

また、前記第１ミキサ２２と第２ミキサ２８との間にアナログデジタル変換器２４を備え、その第２ミキサ２８は、デジタル処理により前記復調信号ＤＦの生成を行うものであるため、前記位相制御部３０による前記第２局所信号ＬＯ２の位相制御が容易になる。

また、前記第２ミキサ２８は、ＩＱ直交復調により前記復調信号ＤＦの生成を行うものであり、前記位相制御部３０は、Ｑ相の信号が最小となるように前記第２ローカルオシレータ２６により発生させられる第２局所信号ＬＯ２の位相を制御するものであるため、信号対雑音比Ｓ／Ｎの可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

また、前記アナログデジタル変換器２４のサンプリング周波数ｆｓは、前記中間周波数信号ＩＦの周波数の４倍以上となるように定められるものであるため、前記第２ミキサ２８において、前記中間周波数信号ＩＦ若しくは中間信号ＩＳの位相を正確に把握することができ、信号対雑音比Ｓ／Ｎの可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

また、前記アナログデジタル変換器２４のサンプリング周波数ｆｓは、前記中間周波数信号ＩＦの主搬送波成分の周波数の０．８倍となるように定められるものであるため、比較的安価なアナログデジタル変換器２４を使用することができ、前記中間周波数信号ＩＦの主搬送波成分の０．８倍の周波数でアンダーサンプリングすることで、０．２倍の周波数の位置に受信した信号を発生させることができる。

続いて、本発明の第２実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明及び図面に関して、前述した実施例と重複する部分に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。

図１１は、本発明の第２実施例である質問器６０の電気的構成を説明する図である。この図１１に示すように、上記質問器６０は、前記アナログデジタル変換器２４から出力されたデジタル信号である中間信号ＩＳを通信チャンネル数分だけ用意し、それぞれにおいて周波数及び位相の少なくとも一方が異なる第２局所信号ＬＯ２により各通信チャンネルにおける通信に関する前記復調信号ＤＦの生成を行う第２周波数変換部として機能する通信チャンネル数と同数の第２ミキサ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、・・・と、予め定められた一周期分の周期関数に基づいてデジタル信号である第２局所信号ＬＯ２を発生させて各第２ミキサ２８に供給する位相制御部６４とを、備えて構成されている。すなわち、この質問器６０においては、上記位相制御部６４が第２局所信号ＬＯ２を発生させる第２ローカルオシレータとしても機能する。

上記位相変換部６４は、好適には、上記一周期分の周期関数として、図１２（ａ）に示すような余弦波テーブル６６或いは図１２（ｂ）に示すような正弦波テーブル６８を予め所定の記憶装置等に備えている。これらの図におけるθは、３６０°を一周期としてサンプリング周期を示す値であり、ｄθは、前記中間信号ＩＳの主搬送波成分との位相差に対応する値である。すなわち、上記余弦波テーブル６６及び正弦波テーブル６８は、何れもサンプリング周波数ｆｓを前記中間信号ＩＳの周波数の４倍とし、一周期の間に４回サンプリングを行い、１５°ずつ位相差ｄθをずらして比較するためのテーブルである。上記位相制御部６４は、上記周期関数テーブルにおける何れかの位相差ｄθに対応する余弦波或いは正弦波に基づいて第２局所信号ＬＯ２を発生させる。一般的に、前記主搬送波発振部３４により発生させられる主搬送波Ｆ_ｃ１もまた余弦波或いは正弦波であることから、好適な位相差ｄθを選択することにより前記中間信号ＩＳの主搬送波成分の位相と同相の第２局所信号ＬＯ２を発生させることができ、信号対雑音比Ｓ／Ｎの可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。なお、この周期関数テーブルは必ずしも予め記憶装置に記憶されたものでなくともよく、必要に応じて前記コントローラ３２等により算出されるものであっても構わない。また、図１２（ａ）及び（ｂ）は、最も単純な余弦波及び正弦波を発生させるためのテーブルを示しているが、好適には、周波数及び位相の少なくとも一方が異なる複数の第２局所信号ＬＯ２そのものを表す周期関数が用いられる。

前記質問器６０のコントローラ３２は、前述した図４に示す制御機能すなわち送信回路制御手段４０、受信信号処理処理手段４２、及び位相制御手段４４を備えている。本第２実施例において、この位相制御手段４４は、各第２ミキサ２８に関して、上記周期関数テーブルにおける何れかの位相差ｄθに対応する余弦波或いは正弦波に基づく第２局所信号ＬＯ２を、前記位相制御部６４により発生させる。好適には、位相差ｄθを逐次変化させつつそれぞれの位相差ｄθに対応する第２局所信号ＬＯ２を各第２ミキサ２８に供給し、前記復調信号ＤＦの信号対雑音比Ｓ／Ｎを可及的に大きく乃至は最大とする位相差ｄθを選択する。また、必要に応じて前記位相制御部６４により発生させられる第２局所信号ＬＯ２の周波数を制御する。

前述のように、前記通信システム１０における周波数ホッピングでは、複数の前記応答器１４により副搬送波が変化させられる周波数ホッピングが行われる。そして、そのように周波数ホッピングさせられた全帯域の反射波Ｆ_ｒｆがその質問器６０により受信されることから、通信範囲内に存在する全ての前記応答器１４からの返信信号が何れかの通信チャンネルから出力される。従って、これらの出力信号を前記応答器１４毎に時間系列に再構築することで、複数の前記応答器１４からの返信信号を同時に検出することができる。このため、好適には、周波数ホップする毎に前記応答器１４からその応答器１４を識別するためのＩＤ等が送信される。

前記通信システム１０の通信範囲内に複数の前記応答器１４が存在する場合には、それらの応答器１４がそれぞれ個別に移動していることが考えられる。本第２実施例の質問器６０は、それぞれにおいて周波数及び位相の少なくとも一方が異なる第２局所信号ＬＯ２により各通信チャンネルにおける通信に関する前記復調信号ＤＦの生成を行う通信チャンネル数と同数の第２ミキサ２８を備えており、前記位相制御部６４によりそれら複数の第２ミキサ２８に供給される第２局所信号ＬＯ２それぞれが最適となるように制御されることから、複数の前記応答器１４からの反射波Ｆ_ｒｆが混在する場合であってもそれぞれの反射波Ｆ_ｒｆについて信号対雑音比Ｓ／Ｎの可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができるのである。

図１３は、前記コントローラ３２による図１２（ｂ）の正弦波テーブル６８を用いた第２局所信号ＬＯ２の位相制御作動の要部を説明するフローチャートであり、数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

先ず、ＳＢ１において、前記正弦波テーブル６８の位相差ｄθが初期値すなわち０°に設定される。次に、ＳＢ２において、前記第２ミキサ２８から出力される復調信号ＤＦの信号レベルが測定される。次に、ＳＢ３において、ＳＢ２にて測定された復調信号ＤＦの信号レベルから信号対雑音比Ｓ／Ｎが推定される。次に、前記位相制御手段４４に対応するＳＢ４において、前記正弦波テーブル６８の位相差ｄθが＋１５°変化させられる。次に、ＳＢ５において、ＳＢ２と同様に前記第２ミキサ２８から出力される復調信号ＤＦの信号レベルが測定される。次に、ＳＢ６において、ＳＢ３と同様にＳＢ５にて測定された復調信号ＤＦの信号レベルから信号対雑音比Ｓ／Ｎが推定される。次に、ＳＢ７において、前回の推定値である信号対雑音比Ｓ／Ｎよりも今回の推定値である信号対雑音比Ｓ／Ｎの方が小さいか否かが判断される。このＳＢ７の判断が肯定される場合には、ＳＢ４以下の処理が再び実行されるが、ＳＢ７の判断が否定される場合には、ＳＢ５以下の処理が再び実行される。以上の制御において、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ５、ＳＢ６、及びＳＢ７が前記受信信号処理手段４２に対応する。

このように、本第２実施例によれば、第２周波数変換部として機能する複数の第２ミキサ２８を備え、それら複数の第２ミキサ２８それぞれにおいて周波数及び位相の少なくとも一方が異なる第２局所信号ＬＯ２により前記復調信号ＤＦの生成を行うものであるため、複数の前記応答器１４からの反射波Ｆ_ｒｆに対して、前記質問器１２とそれぞれの前記応答器１４との距離等に合わせて前記復調信号ＤＦの生成を行うことができる。とりわけ、副搬送波が周波数ホッピングさせられる前記通信システム１０において、それら各副搬送波毎の復調処理を同時に行うことができることから、複数の前記応答器１４からの反射波Ｆ_ｒｆが混在する場合であってもそれらの応答器１４による変調に関する信号を好適に検出できる。

また、通信チャンネル数と同数の前記第２ミキサ２８を備え、それら複数の第２ミキサ２８それぞれにおいて周波数及び位相の少なくとも一方が異なる第２局所信号ＬＯ２により各通信チャンネルにおける通信に関する前記復調信号ＤＦの生成を行うものであるため、通信が成り立つ最大数であるチャンネル数と同数の前記第２ミキサ２８を備えていることで、通信帯域を最大限に利用できる。

また、前記位相制御部６４は、予め定められた一周期分の周期関数に基づいて第２局所信号ＬＯ２の周波数及び位相を制御するものであるため、予め定められた周期関数を用いて第２局所信号ＬＯ２を算出することでその位相制御部６４における負荷を軽減することができる。

また、前記位相制御部６４は、予め定められた周波数及び位相の少なくとも一方が異なる複数の第２局所信号ＬＯ２のうち何れかの第２局所信号ＬＯ２を発生させるものであるため、予め定められた第２局所信号ＬＯ２を用いることでその位相制御部６４における負荷を可及的に軽減することができる。

また、前記位相制御部６４は、予め算出される一周期分の周期関数に基づいて第２局所信号ＬＯ２の周波数及び位相を制御するものであるため、予め算出された周期関数を繰り返し用いて第２局所信号ＬＯ２を算出することでその位相制御部６４における負荷を軽減することができることに加え、予め記憶装置等に保持すべきデータが比較的小さくて済む。

また、前記位相制御部６４は、予め算出される周波数及び位相の少なくとも一方が異なる複数の第２局所信号ＬＯ２のうち何れかの第２局所信号ＬＯ２を発生させるものであるため、予め算出された第２局所信号ＬＯ２を繰り返し用いることでその位相制御部６４における負荷を可及的に軽減することができることに加え、予め記憶装置等に保持すべきデータが比較的小さくて済む。

また、前記通信チャンネル数より通信対象となる応答器１４が少ない場合には、その応答器１４の数に応じて前記第２周波数変換部の数を増減させてもよい。デジタル処理を用いていることから並列処理数は容易に変更でき、通信に必要な数だけ用意することで、復調処理の効率を高めることができる。好適には、前記正弦波テーブル６８等に定められた位相数と同数だけ前記第２周波数変換部を用意し、その第２周波数変換部の各出力から信号対雑音比Ｓ／Ｎが規定の値以上のものを選ぶことで、復調処理の効率を可及的に高めることができる。

続いて、本発明の第３実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１４は、本発明の第３実施例である質問器７０の電気的構成を説明する図である。この図１４に示すように、上記質問器７０は、前記主搬送波発振部３４により発生させられた主搬送波Ｆ_ｃ１を送信信号とキャンセル信号ＣＳとに分配する分配器７２と、その分配器７２により分配されたキャンセル信号ＣＳの振幅を調整するキャンセル信号振幅調整部７４と、そのキャンセル信号ＣＳの位相を調整するキャンセル信号位相調整部７６と、上記キャンセル信号振幅調整部７４及びキャンセル信号位相調整部７６により振幅及び位相が調整されたキャンセル信号ＣＳと前記受信アンテナ１８により受信された反射波Ｆ_ｒｆとを合成して出力する合波器７８とを、備えて構成されたものである。その合波器７８から出力された合成信号は、第１周波数変換部すなわち前記第１ミキサ２２に入力される。また、前記アナログデジタル変換器２４から出力された中間信号ＩＳが第３ミキサ８４及びローパスフィルタ８６を経由して前記コントローラ３２に供給される。なお、上記質問器７０では、前記主搬送波発振部３４、分配器７２、増幅器３６、及び送信アンテナ３８から送信部８０が、前記受信アンテナ１８、キャンセル信号振幅調整部７４、キャンセル信号位相調整部７６、及び合波器７８から受信部８２がそれぞれ構成されている。

図１５は、上記質問器７０に備えられたコントローラ３２の制御機能を説明する機能ブロック線図である。この図１５に示すキャンセル回路制御手段８８は、上記合波器７８の出力が小さくなるように上記キャンセル信号振幅調整部７４及びキャンセル信号位相調整部７６を介して上記キャンセル信号ＣＳの振幅及び位相を調整する。すなわち、前記受信アンテナ１８により受信された反射波Ｆ_ｒｆの主搬送波成分を打ち消すように上記キャンセル信号ＣＳの振幅及び位相を制御することで、第１周波数変換部すなわち前記第１ミキサ２２による周波数変換に先んじてその反射波Ｆ_ｒｆの主搬送波成分を可及的に小さくする。好適には、上記第３ミキサ８４及びローパスフィルタ８６を経由して前記コントローラ３２に供給される中間信号ＩＳ若しくはその主搬送波成分が可及的に小さくなるように上記キャンセル信号ＣＳの振幅及び位相を調整する。

図１６は、前記受信アンテナ１８から前記第１ミキサ２２に直接入力される受信信号（キャンセル回路オフ）と、前記合波器７８によりキャンセル信号ＣＳを掛け合わされた後に前記第１ミキサ２２に入力される受信信号（キャンセル回路オン）とを比較して示すグラフである。この図１６に示すように、本第３実施例の構成によれば、キャンセル回路を有しない構成に比べて前記第１ミキサ２２に入力される受信信号のＳＣＲ（Signal Carrier Ratio：主搬送波成分と副搬送波成分との差）を１５ｄＢ程度小さくすることができる。すなわち、そのように主搬送波成分を抑圧することで、前記応答器１４による変調に関する副搬送波成分の相対割合をその分だけ大きくすることができ、主搬送波Ｆ_ｃ１に比べて極めて小さい前記応答器１４による変調に関する信号が取り出し易くなるのである。

図１７は、前記コントローラ３２によるキャンセル信号制御作動の要部を説明するフローチャートであり、数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

先ず、ＳＣ１において、前記キャンセル信号振幅調整部７４のゲインレベルが最小値に設定される。次に、ＳＣ２において、前記キャンセル信号位相調整部７６の位相量が０°に設定される。次に、ＳＣ３において、前記アナログデジタル変換器２４から前記第３ミキサ８４及びローパスフィルタ８６を介して供給される中間信号ＩＳの信号レベルが測定される。次に、ＳＣ４において、前記キャンセル信号振幅調整部７４のゲインレベルに＋１が加算された後、ＳＣ５において、前記中間信号ＩＳの信号レベルが再測定される。次に、ＳＣ６において、前回の測定値である信号レベルよりも今回の測定値である信号レベルの方が小さいか否かが判断される。このＳＣ６の判断が肯定される場合には、ＳＣ４以下の処理が再び実行されるが、ＳＣ６の判断が否定される場合には、ＳＣ７において、前記キャンセル信号振幅調整部７４のゲインレベルに−１が加算された後、ＳＣ８において、前記キャンセル信号位相調整部７６の位相量が１°増加させられた後、ＳＣ９において、前記中間信号ＩＳの信号レベルが再測定される。次に、ＳＣ１０において、前回の測定値である信号レベルよりも今回の測定値である信号レベルの方が小さいか否かが判断される。このＳＣ１０の判断が肯定される場合には、ＳＣ８以下の処理が再び実行されるが、ＳＣ１０の判断が否定される場合には、ＳＣ１１において、前記キャンセル信号位相調整部７６の位相量が１°減少させられた後、ＳＣ４以下の処理が再び実行される。以上の制御において、ＳＣ１乃至ＳＣ１１が前記キャンセル回路制御手段８８に対応する。

このように、本第３実施例によれば、前記送信部８０は、前記主搬送波Ｆ_ｃ１を発生させる主搬送波発振部３４と、その主搬送波発振部３４により発生させられた主搬送波Ｆ_ｃ１を送信信号とキャンセル信号ＣＳとに分配する分配器７２と、その分配器７２により分配された送信信号を増幅する送信信号増幅部として機能する増幅器３６と、その送信信号を送信する送信アンテナ３８とを、備え、前記受信部８２は、前記反射波Ｆ_ｒｆを受信する受信アンテナ１８と、前記分配器７２により分配されたキャンセル信号ＣＳの振幅を調整するキャンセル信号振幅調整部７４と、そのキャンセル信号ＣＳの位相を調整するキャンセル信号位相調整部７６と、前記キャンセル信号振幅調整部７４及びキャンセル信号位相調整部７６により振幅及び位相が調整されたキャンセル信号ＣＳと前記受信アンテナ１８により受信された反射波Ｆ_ｒｆとを合成して出力する合波器７８とを、備え、前記キャンセル信号振幅調整部７４及びキャンセル信号位相調整部７６は、前記合波器７８の出力が小さくなるように前記キャンセル信号ＣＳの振幅及び位相を調整するものであるため、第１周波数変換部として機能する前記第１ミキサ２２による周波数変換に先んじて前記反射波Ｆ_ｒｆの主搬送波成分を抑圧することで、信号対雑音比Ｓ／Ｎの可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

続いて、本発明の第４実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１８は、本発明の第４実施例である質問器９０の電気的構成を説明する図である。この図１８に示すように、上記質問器９０は、前述した第３実施例の質問器７０における受信アンテナ１８及び送信アンテナ３８の代替として、前記主搬送波Ｆ_ｃ１を送信すると共に、前記反射波Ｆ_ｒｆを受信する送受信アンテナ９２と、前記増幅器３６により増幅された送信信号をその送受信アンテナ９２へ伝達させると共に、その送受信アンテナ９２により受信された反射波Ｆ_ｒｆを前記合波器７８に供給する送受分離器９４とを、備えて構成されている。この質問器９０では、前記主搬送波発振部３４、分配器７２、増幅器３６、送受信アンテナ９２、及び送受分離器９４から送信部９６が、前記キャンセル信号振幅調整部７４、キャンセル信号位相調整部７６、合波器７８、及び送受信アンテナ９２から受信部９８がそれぞれ構成されている。

このように、本第４実施例によれば、前記主搬送波Ｆ_ｃ１を送信すると共に、前記反射波Ｆ_ｒｆを受信する送受信アンテナ９２を備え、前記送信部９６は、前記主搬送波Ｆ_ｃ１を発生させる主搬送波発振部３４と、その主搬送波発振部３４により発生させられた主搬送波Ｆ_ｃ１を送信信号とキャンセル信号ＣＳとに分配する分配器７２と、その分配器７２により分配された送信信号を増幅する送信信号増幅部として機能する増幅器３６と、その増幅器３６により増幅された送信信号を前記送受信アンテナ９２へ伝達させると共に、その送受信アンテナ９２により受信された反射波Ｆ_ｒｆを受信部９８へ伝達させる送受分離器９４とを、備え、その受信部９８は、前記分配器７２により分配されたキャンセル信号ＣＳの振幅を調整するキャンセル信号振幅調整部７４と、そのキャンセル信号ＣＳの位相を調整するキャンセル信号位相調整部７６と、前記キャンセル信号振幅調整部７４及びキャンセル信号位相調整部７６により振幅及び位相が調整されたキャンセル信号ＣＳと前記送受信アンテナ９２により受信された反射波Ｆ_ｒｆとを合成して出力する合波器７８とを、備え、前記キャンセル信号振幅調整部７４及びキャンセル信号位相調整部７６は、前記合波器７８の出力が小さくなるように前記キャンセル信号ＣＳの振幅及び位相を調整するものであるため、前記送受信アンテナ９２により前記主搬送波Ｆ_ｃ１の送信及び前記反射波Ｆ_ｒｆの受信が可能であることから、前記質問器９０を小型化することができる。

続いて、本発明の第５実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１９は、本発明の第５実施例である質問器１００の電気的構成を説明する図である。この図１９に示すように、上記質問器１００は、所定の基準周波数を発生させる基準周波数発振器１０２を備えて構成されており、その基準周波数発振器１０２により発生させられた信号は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１０４を介して前記主搬送波発振部３４に、ＰＬＬ１０６を介して前記第１ローカルオシレータ２０にそれぞれ供給され、それら主搬送波発振部３４及び第１ローカルオシレータ２０は、上記基準周波数発振器１０２により発生させられた基準周波数に基づいて前記主搬送波Ｆ_ｃ１及び第１局所信号ＬＯ１を発生させる。所定の周波数発振器により発生させられる周波数は、一般に温度等の因子により変動するが、本第５実施例によれば、前記主搬送波Ｆ_ｃ１及び第１局所信号ＬＯ１に関して基準周波数を共通化することで、周波数のずれが起こり難くなり、不要な低周波信号の発生を抑圧することができる。

続いて、本発明の第６実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図２０は、本発明の第６実施例である質問器１１０の電気的構成を説明する図である。この図２０に示すように、上記質問器１１０は、前記主搬送波発振部３４により発生させられた主搬送波Ｆ_ｃ１と前記第１ローカルオシレータ２０により発生させられた第１局所信号ＬＯ１とを掛け合わせて第２キャンセル信号ＣＳ２を合成する第２キャンセル信号ミキサ１１２と、その第２キャンセル信号ミキサ１１２により合成された第２キャンセル信号ＣＳ２の振幅を調整する第２キャンセル信号振幅調整部１１４と、その第２キャンセル信号ＣＳ２の位相を調整する第２キャンセル信号位相調整部１１６と、上記第２キャンセル信号振幅調整部１１４及び第２キャンセル信号位相調整部１１６により振幅及び位相が調整された第２キャンセル信号ＣＳ２と第１周波数変換部すなわち前記第１ミキサ２２により生成された中間周波数信号ＩＦとを合成して出力する第２合波器１１８とを、備えて構成されている。その第２合波器１１８から出力された合成信号は、前記アナログデジタル変換器２４によりデジタル信号に変換されて前記帯域分割フィルタ６２延いては第２周波数変換部に入力される。

図２１は、上記質問器１１０に備えられたコントローラ３２の制御機能を説明する機能ブロック線図である。この図２１に示す第２キャンセル回路制御手段１２０は、上記第２合波器１１８の出力が小さくなるように上記第２キャンセル信号振幅調整部１１４及び第２キャンセル信号位相調整部１１６を介して上記第２キャンセル信号ＣＳ２の振幅及び位相を調整する。すなわち、前記第１ミキサ２２により生成される中間周波数信号ＩＦの主搬送波成分を打ち消すように上記第２キャンセル信号ＣＳ２の振幅及び位相を制御することで、第２周波数変換部による周波数変換に先んじてその中間周波数信号ＩＦの主搬送波成分を可及的に小さくする。好適には、前記第３ミキサ８４及びローパスフィルタ８６を経由して前記コントローラ３２に入力される中間信号ＩＳ若しくはその主搬送波成分が可及的に小さくなるように上記第２キャンセル信号ＣＳ２の振幅及び位相を調整する。

図２２は、前記コントローラ３２による第２キャンセル信号制御作動の要部を説明するフローチャートであり、数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

先ず、ＳＤ１において、前記第２キャンセル信号振幅調整部１１４のゲインレベルが最小値に設定される。次に、ＳＤ２において、前記第２キャンセル信号位相調整部１１６の位相量が０°に設定される。次に、ＳＤ３において、前記アナログデジタル変換器２４から前記第３ミキサ８４及びローパスフィルタ８６を介して供給される中間信号ＩＳの信号レベルが測定される。次に、ＳＤ４において、前記第２キャンセル信号振幅調整部１１４のゲインレベルに＋１が加算された後、ＳＤ５において、前記中間信号ＩＳの信号レベルが再測定される。次に、ＳＤ６において、前回の測定値である信号レベルよりも今回の測定値である信号レベルの方が小さいか否かが判断される。このＳＤ６の判断が肯定される場合には、ＳＤ４以下の処理が再び実行されるが、ＳＤ６の判断が否定される場合には、ＳＤ７において、前記第２キャンセル信号振幅調整部１１４のゲインレベルに−１が加算された後、ＳＤ８において、前記第２キャンセル信号位相調整部１１６の位相量が１°増加させられた後、ＳＤ９において、前記中間信号ＩＳの信号レベルが再測定される。次に、ＳＤ１０において、前回の測定値である信号レベルよりも今回の測定値である信号レベルの方が小さいか否かが判断される。このＳＤ１０の判断が肯定される場合には、ＳＤ８以下の処理が再び実行されるが、ＳＤ１０の判断が否定される場合には、ＳＤ１１において、前記第２キャンセル信号位相調整部１１６の位相量が１°減少させられた後、ＳＤ４以下の処理が再び実行される。以上の制御において、ＳＤ１乃至ＳＤ１１が前記第２キャンセル回路制御手段１２０に対応する。

このように、本第６実施例によれば、前記主搬送波Ｆ_ｃ１を発生させる主搬送波発振部３４と、その主搬送波発振部３４により発生させられた主搬送波Ｆ_ｃ１と前記第１ローカルオシレータ２０により発生させられた第１局所信号ＬＯ１とを掛け合わせて第２キャンセル信号ＣＳ２を合成する第２キャンセル信号ミキサ１１２と、その第２キャンセル信号ミキサ１１２により合成された第２キャンセル信号ＣＳ２の振幅を調整する第２キャンセル信号振幅調整部１１４と、その第２キャンセル信号ＣＳ２の位相を調整する第２キャンセル信号位相調整部１１６と、前記第２キャンセル信号振幅調整部１１４及び第２キャンセル信号位相調整部１１６により振幅及び位相が調整された第２キャンセル信号ＣＳ２と第１周波数変換部すなわち前記第１ミキサ２２により生成された中間周波数信号ＩＦとを合成して出力する第２合波器１１８とを、備え、前記第２キャンセル信号振幅調整部１１４及び第２キャンセル信号位相調整部１１６は、前記第２合波器１１８の出力が小さくなるように前記第２キャンセル信号ＣＳ２の振幅及び位相を調整するものであるため、前記第２周波数変換部による周波数変換に先んじて中間周波数信号ＩＦ若しくはそれから変換された中間信号ＩＳの主搬送波成分を抑圧することで、信号対雑音比Ｓ／Ｎの可及的に大きな前記変調に関する信号を取り出すことができる。

続いて、本発明の第７実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図２３は、本発明の第７実施例である質問器１３０の電気的構成を説明する図である。この図２３に示すように、上記質問器１３０は、前記第２キャンセル信号ミキサ１１２により合成された第２キャンセル信号ＣＳ２を０．２倍の周波数に分周して分周信号ＳＳを生成する分周器１３２と、その分周器１３２により生成された分周信号ＳＳと前記第２キャンセル信号ミキサ１１２により合成された第２キャンセル信号ＣＳ２とを掛け合わせてクロック信号ＣＬを生成するクロック信号ミキサ１３４とを、備えて構成されており、上記クロック信号ミキサ１３４により生成されたクロック信号ＣＬを前記アナログデジタル変換器２４のクロックとして用いるものである。このように、本第７実施例によれば、前記主搬送波Ｆ_ｃ１に基づいて前記アナログデジタル変換器２４のサンプリング信号を生成することで、その主搬送波Ｆ_ｃ１とサンプリング周期とのずれによる誤差が発生し難くなる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例では、第１周波数変換部と第２周波数変換部との間にアナログデジタル変換器２４を備え、デジタル処理によりその第２周波数変換部における周波数変換を行う態様の質問器１２等について説明したが、このアナログデジタル変換器２４は必ずしも備えられていなくともよく、アナログ処理により前記第２周波数変換部における周波数変換を行うものであってもよい。また、前記受信アンテナ１８と第１周波数変換部との間にアナログデジタル変換器２４を備え、デジタル処理によりその第１周波数変換部における周波数変換を行うものであっても構わない。

また、前述の実施例では、前記第１ローカルオシレータ２０、第１ミキサ２２、第２ローカルオシレータ２６、第２ミキサ２８、位相制御部３０、主搬送波発振部３４、及び増幅器３６等の装置が備えられていたが、それらの装置のうち一部乃至は全部が前記コントローラ３２の制御機能に置き換えられても構わない。

また、前述の実施例では、前記質問器１２の送信部１６等においては主搬送波Ｆ_ｃ１の変調は行われていないが、必要に応じてその主搬送波Ｆ_ｃ１をその質問器１２のＩＤや、所定のホッピングタイミング・ホッピングパターン等の情報に基づいてＡＳＫ変調等により変調した後に前記送信アンテナ３８等から送信するものであっても構わない。

また、前述の実施例では、前記応答器１４の副搬送波変調部５６は、前記副搬送波発振部５４により発生させられた副搬送波を所定の情報信号に基づいて位相変調（ＰＳＫ）で１次変調するものであったが、例えば、周波数変調（ＦＳＫ）等により変調するものであってもよく、前記通信システム１０の態様に応じて適宜設定される。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

本発明が好適に適用される通信システムの構成を説明する図である。 図１の通信システムで使用される主搬送波と反射波との関係を示す図である。 第１実施例の質問器の電気的構成を説明する図である。 図３の質問器に備えられたコントローラの制御機能を説明する機能ブロック線図である。 図１の応答器の構成を説明するブロック線図である。 図５の応答器の各部における信号の状態を示す図であり、（ａ）及び（ｃ）は変調に関する情報信号を、（ｂ）及び（ｄ）は副搬送波を、（ｅ）はある時点における副搬送波の周波数配置を、（ｆ）はある時点における反射波の周波数配置をそれぞれ示す。 図４の質問器の各部における信号の状態を示す図であり、（ｇ）は第１周波数変換部に入力される信号を、（ｈ）は第１周波数変換部から出力される信号をそれぞれ示す。 図４の質問器の各部における信号の状態を示す図であり、（ｉ）はアナログデジタル変換器から出力される信号を、（ｊ）は第２周波数変換部から出力される信号をそれぞれ示す。 図４の質問器の各部における信号の状態を示す図であり、（ｋ）及び（ｌ）は図６（ｂ）及び（ｄ）に対応する副搬送波信号を、（ｍ）及び（ｎ）はそれらの副搬送波から取り出された変調に関する情報信号をそれぞれ示す。 図４のコントローラによる第２局所信号の位相制御作動の要部を説明するフローチャートである。 第２実施例の質問器の電気的構成を説明する図である。 図１１の質問器に備えられた周期関数テーブルを例示する図であり、（ａ）は余弦波テーブルを、（ｂ）は正弦波テーブルをそれぞれ示す。 図１１のコントローラによる第２局所信号の位相制御作動の要部を説明するフローチャートである。 第３実施例の質問器の電気的構成を説明する図である。 図１４の質問器に備えられたコントローラの制御機能を説明する機能ブロック線図である。 図１４の合波器によりキャンセル信号を掛け合わされた後に第１周波数変換部に入力される受信信号と、受信アンテナから第１周波数変換部に直接入力される受信信号とを比較して示すグラフである。 図１４のコントローラによるキャンセル信号制御作動の要部を説明するフローチャートである。 第４実施例の質問器の電気的構成を説明する図である。 第５実施例の質問器の電気的構成を説明する図である。 第６実施例の質問器の電気的構成を説明する図である。 図２０の質問器に備えられたコントローラの制御機能を説明する機能ブロック線図である。 図２１のコントローラによるキャンセル信号制御作動の要部を説明するフローチャートである。 第７実施例の質問器の電気的構成を説明する図である。

符号の説明

１２、６０、７０、９０、１００、１１０、１３０：質問器
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ：応答器
１６、８０、９６：送信部
１８：受信アンテナ（受信部）
２０：第１ローカルオシレータ
２２：第１ミキサ（第１周波数変換部）
２４：アナログデジタル変換器
２６：第２ローカルオシレータ
２８：第２ミキサ（第２周波数変換部）
３０、６４：位相制御部
３４：主搬送波発振部
３６：増幅器（送信信号増幅部）
３８：送信アンテナ
７２：分配器
７４：キャンセル信号振幅調整部
７６：キャンセル信号位相調整部
７８：合波器
８２、９８：受信部
９２：送受信アンテナ
９４：送受分離器
１０２：基準周波数発振器
１１２：第２キャンセル信号ミキサ
１１４：第２キャンセル信号振幅調整部
１１６：第２キャンセル信号位相調整部
１１８：第２合波器
１３２：分周器
１３４：クロック信号ミキサ

Claims (20)

1. 質問器から主搬送波を送信して、該主搬送波を受信した応答器が該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を該質問器に返信する通信システムの該質問器であって、
   前記主搬送波を送信するための送信部と、
   前記反射波を受信するための受信部と、
   該受信部により受信された受信信号に第１ローカルオシレータにより発生させられた第１局所信号を掛け合わせて中間周波数信号を生成する第１周波数変換部と、
   該第１周波数変換部により生成された中間周波数信号若しくはそれから変換された信号である中間信号に第２ローカルオシレータにより発生させられた第２局所信号を掛け合わせて復調信号を生成する第２周波数変換部と、
   該第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の位相を制御する位相制御部と
   を、備えたことを特徴とする通信システムの質問器。
2. 前記位相制御部は、前記復調信号の信号対雑音比が大きくなるように前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の位相を制御するものである請求項１の通信システムの質問器。
3. 前記位相制御部は、前記復調信号の信号対雑音比が最大となるように前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の位相を制御するものである請求項１の通信システムの質問器。
4. 前記第１周波数変換部と第２周波数変換部との間にアナログデジタル変換器を備え、該第２周波数変換部は、デジタル処理により前記復調信号の生成を行うものである請求項１から３の何れかの通信システムの質問器。
5. 前記位相制御部は、予め定められた一周期分の周期関数に基づいて前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の周波数及び位相を制御するものである請求項１から４の何れかの通信システムの質問器。
6. 前記位相制御部は、予め定められた周波数及び位相の少なくとも一方が異なる複数の第２局所信号のうち何れかの値となるように前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号を制御するものである請求項５の通信システムの質問器。
7. 前記位相制御部は、予め算出される一周期分の周期関数に基づいて前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の周波数及び位相を制御するものである請求項４の通信システムの質問器。
8. 前記位相制御部は、予め算出される周波数及び位相の少なくとも一方が異なる複数の第２局所信号のうち何れかの値となるように前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号を制御するものである請求項７の通信システムの質問器。
9. 複数の前記第２周波数変換部を備え、それら複数の第２周波数変換部それぞれにおいて周波数及び位相の少なくとも一方が異なる第２局所信号により前記復調信号の生成を行うものである請求項１から８の何れかの通信システムの質問器。
10. 通信チャンネル数と同数の前記第２周波数変換部を備え、それら複数の第２周波数変換部それぞれにおいて周波数及び位相の少なくとも一方が異なる第２局所信号により各通信チャンネルにおける通信に関する前記復調信号の生成を行うものである請求項１から９の何れかの通信システムの質問器。
11. 通信チャンネル数を最大として通信対象となる前記応答器の数に応じて前記第２周波数変換部の数を増減するものである請求項１から１０の何れかの通信システムの質問器。
12. 前記周期関数と同数の前記第２周波数変換部を備えたものである請求項５から１１の何れかの通信システムの質問器。
13. 前記第２周波数変換部は、ＩＱ直交復調により前記復調信号の生成を行うものであり、前記位相制御部は、Ｑ相の信号が最小となるように前記第２ローカルオシレータにより発生させられる第２局所信号の位相を制御するものである請求項１から１２の何れかの通信システムの質問器。
14. 前記アナログデジタル変換器のサンプリング周波数は、前記中間周波数信号の周波数の４倍以上となるように定められるものである請求項４から１３の何れかの通信システムの質問器。
15. 前記アナログデジタル変換器のサンプリング周波数は、前記中間周波数信号の主搬送波成分の周波数に応じて定められるものである請求項４から１３の何れかの通信システムの質問器。
16. 前記送信部は、
    前記主搬送波を発生させる主搬送波発振部と、
    該主搬送波発振部により発生させられた主搬送波を送信信号とキャンセル信号とに分配する分配器と、
    該分配器により分配された送信信号を増幅する送信信号増幅部と、
    該送信信号を送信する送信アンテナと
    を、備え、
    前記受信部は、
    前記反射波を受信する受信アンテナと、
    前記分配器により分配されたキャンセル信号の振幅を調整するキャンセル信号振幅調整部と、
    該キャンセル信号の位相を調整するキャンセル信号位相調整部と、
    前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部により振幅及び位相が調整されたキャンセル信号と前記受信アンテナにより受信された反射波とを合成して出力する合波器と
    を、備え、
    前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部は、前記合波器の出力が小さくなるように前記キャンセル信号の振幅及び位相を調整するものである請求項１から１５の何れかの通信システムの質問器。
17. 前記主搬送波を送信すると共に、前記反射波を受信する送受信アンテナを備え、
    前記送信部は、
    前記主搬送波を発生させる主搬送波発振部と、
    該主搬送波発振部により発生させられた主搬送波を送信信号とキャンセル信号とに分配する分配器と、
    該分配器により分配された送信信号を増幅する送信信号増幅部と、
    該送信信号増幅部により増幅された送信信号を前記送受信アンテナへ伝達させると共に、該送受信アンテナにより受信された反射波を前記受信部へ伝達させる送受分離器と
    を、備え、
    前記受信部は、
    前記分配器により分配されたキャンセル信号の振幅を調整するキャンセル信号振幅調整部と、
    該キャンセル信号の位相を調整するキャンセル信号位相調整部と、
    前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部により振幅及び位相が調整されたキャンセル信号と前記送受信アンテナにより受信された反射波とを合成して出力する合波器と
    を、備え、
    前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部は、前記合波器の出力が小さくなるように前記キャンセル信号の振幅及び位相を調整するものである請求項１から１５の何れかの通信システムの質問器。
18. 前記主搬送波を発生させる主搬送波発振部と、
    所定の基準周波数を発生させる基準周波数発振器と
    を、備え、
    前記主搬送波発振部及び第１ローカルオシレータは、前記基準周波数発振器により発生させられた基準周波数に基づいて前記主搬送波及び第１局所信号を発生させるものである請求項１から１７の何れかの通信システムの質問器。
19. 前記主搬送波を発生させる主搬送波発振部と、
    該主搬送波発振部により発生させられた主搬送波と前記第１ローカルオシレータにより発生させられた第１局所信号とを掛け合わせてキャンセル信号を合成するキャンセル信号ミキサと、
    該キャンセル信号ミキサにより合成されたキャンセル信号の振幅を調整するキャンセル信号振幅調整部と、
    該キャンセル信号の位相を調整するキャンセル信号位相調整部と、
    前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部により振幅及び位相が調整されたキャンセル信号と前記第１周波数変換部により生成された中間周波数信号とを合成して出力する合波器と
    を、備え、
    前記キャンセル信号振幅調整部及びキャンセル信号位相調整部は、前記合波器の出力が小さくなるように前記キャンセル信号の振幅及び位相を調整するものである請求項１から１８の何れかの通信システムの質問器。
20. 前記キャンセル信号ミキサにより合成されたキャンセル信号を０．２倍の周波数に分周して分周信号を生成する分周器と、
    該分周器により生成された分周信号と前記キャンセル信号ミキサにより合成されたキャンセル信号とを掛け合わせてクロック信号を生成するクロック信号ミキサと
    を、備え、
    該クロック信号ミキサにより生成されたクロック信号を前記アナログデジタル変換器のクロックとして用いるものである請求項１９の通信システムの質問器。

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