JP2006041929A

JP2006041929A - 無線受信装置

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Publication number: JP2006041929A
Application number: JP2004218924A
Authority: JP
Inventors: Takuya Nagai; 拓也永井
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-27
Also published as: JP4581534B2

Abstract

【課題】可及的簡単な構成により指向性制御を行い得る無線受信装置を提供する。
【解決手段】複数の受信アンテナ素子２２のうち信号を受信する受信アンテナ素子２２を選択的に切り換えるアンテナ切換部２４と、前記受信アンテナ素子２２により受信された受信情報を記憶する受信情報記憶部４８と、その受信情報記憶部４８に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報を合成する受信情報合成部５０とを、含むことから、前記信号を受信する受信アンテナ素子２２を切り換えつつ受信動作を行うことで、設けるべき受信回路の数を少なくすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、所定の通信対象から送信される信号を受信するための複数の受信アンテナ素子を備えた無線受信装置の改良に関する。

所定の情報が記憶された小型の無線タグ（応答器）から所定の無線タグ通信装置（質問器）により非接触にて情報の読み出しを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。このＲＦＩＤシステムは、無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であっても無線タグ通信装置との通信によりその無線タグに記憶された情報を読み出すことが可能であることから、商品管理や検査工程等の様々な分野において実用が期待されている。

斯かる無線タグ通信に用いることができる無線受信装置の一態様として、通信対象である無線タグから送信される信号を受信するための複数の受信アンテナ素子を備え、その無線タグの方向に合わせて通信を行うために受信信号を合成処理し、受信指向性の制御を行うものが知られている。例えば、特許文献１に記載された無線装置がそれである。この無線装置によれば、複数のアンテナ素子を含むアレイアンテナと、それら複数のアンテナ素子により受信される受信信号それぞれにウェイトを乗算するアダプティブ処理部とを、備えていることから、上記アレイアンテナの指向性を好適に定めることができ、通信対象である無線タグから送信される信号を好適に受信することができる。

特開２００３−２８３４１１号公報

しかし、前記従来の技術では、前記複数のアンテナ素子に対応してそれらと同数の受信回路を設ける必要があった。また、受信側における送信側からの回り込み信号を除去するためのキャンセル回路も前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して設ける必要があり、構成が複雑になると共にコストがかさむという弊害があった。すなわち、可及的簡単な構成により指向性制御を行い得る無線受信装置の開発が求められていた。

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、可及的簡単な構成により指向性制御を行い得る無線受信装置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、所定の通信対象から送信される信号を受信するための複数の受信アンテナ素子を備えた無線受信装置であって、前記複数の受信アンテナ素子のうち前記信号を受信する受信アンテナ素子を選択的に切り換えるアンテナ切換部と、前記受信アンテナ素子により受信された受信情報を記憶する受信情報記憶部と、その受信情報記憶部に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報を合成する受信情報合成部とを、含むことを特徴とするものである。

このようにすれば、前記複数の受信アンテナ素子のうち前記信号を受信する受信アンテナ素子を選択的に切り換えるアンテナ切換部と、前記受信アンテナ素子により受信された受信情報を記憶する受信情報記憶部と、その受信情報記憶部に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報を合成する受信情報合成部とを、含むことから、前記信号を受信する受信アンテナ素子を切り換えつつ受信動作を行うことで、設けるべき受信回路の数を少なくすることができる。すなわち、可及的簡単な構成により受信信号の合成処理を行い指向性制御等の効果を得る無線受信装置を提供することができる。

ここで、好適には、前記アンテナ切換部は、前記複数の受信アンテナ素子のうち前記信号を受信する単一の受信アンテナ素子を選択するものである。このようにすれば、前記無線受信装置に設けるべき受信回路の数を最少とすることができる。

また、好適には、前記受信情報合成部は、前記受信情報記憶部に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報の位相を制御するための位相制御部を含み、それら複数種類の受信信号をフェイズドアレイ処理するものである。このようにすれば、前記通信対象からの受信指向性を実用的な態様で制御できる。

また、好適には、前記受信情報合成部は、前記受信情報記憶部に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報に与えるウェイトを制御するためのウェイト制御部を含み、それら複数種類の受信情報をアダプティブアレイ処理するものである。このようにすれば、前記通信対象からの受信信号を効率良く受信することができる。

また、好適には、前記アンテナ切換部は、前記通信対象から複数回送信される信号がそれぞれ異なる受信アンテナ素子により受信されるように前記複数の受信アンテナ素子を選択的に切り換えるものである。このようにすれば、前記信号を複数の受信アンテナ素子で同時に受信した場合と等価な受信結果が得られる。

また、好適には、前記受信情報記憶部は、前記受信アンテナ素子により受信される受信信号の位相情報を前記受信情報として記憶するものである。このようにすれば、フェイズドアレイ処理、或いはアダプティブアレイ処理の効果が得られる上、前記受信情報記憶部に記憶される情報が小さくて済む。

また、好適には、前記受信アンテナ素子により受信される受信信号を処理するための複数の受信回路を備え、それら受信回路の数は前記複数の受信アンテナ素子の数よりも少数である。このようにすれば、前記無線受信装置に設けるべき受信回路の数を少なくすることができる。

また、好適には、前記受信アンテナ素子により受信される受信信号を処理するための単一の受信回路を備えたものである。このようにすれば、前記無線受信装置に設けるべき受信回路の数を最少とすることができる。

また、好適には、前記通信対象は、所定の送信信号に応じて前記信号を返信し得る無線タグである。このようにすれば、前記無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置に関して、可及的簡単な構成により指向性制御を行い得る無線受信装置を適用することができる。また、無線タグとの通信は通常の通信に比べ通信データ量が少なく、同じ通信を複数回行っても通信にかかる時間は短くて済む上、通信に関するタイミング制御を全て質問器側で行うため、本システムに適している。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の無線受信装置が好適に用いられる通信システム１０を説明する図である。この通信システム１０は、本発明の一実施例である無線受信装置３５が組み込まれた無線タグ通信装置１２と、その無線タグ通信装置１２の通信対象である単数乃至は複数（図１では単数）の無線タグ１４とから構成される所謂ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムであり、上記無線タグ通信装置１２はそのＲＦＩＤシステムの質問器として、上記無線タグ１４は応答器としてそれぞれ機能する。すなわち、上記無線タグ通信装置１２から質問波Ｆ_ｃ（送信信号）が上記無線タグ１４に向けて送信されると、その質問波Ｆ_ｃを受信した上記無線タグ１４において所定の情報信号（データ）によりその質問波Ｆ_ｃが変調され、応答波Ｆ_ｒ（返信信号）として上記無線タグ通信装置１２に向けて返信され、上記無線タグ通信装置１２において複数の受信アンテナで受信することで、その無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間で情報の通信が行われる。

図２は、上記無線タグ通信装置１２の構成を説明する図である。この図２に示すように、上記無線タグ通信装置１２は、上記無線タグ１４に対する情報の読み書きや、その無線タグ１４の方向検知等を実行するためにその無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであり、上記送信信号の搬送波を発生させるための搬送波発生部１６と、その搬送波発生部１６により発生させられた搬送波に所定の送信情報信号（送信データ）を合成して上記送信信号を生成する送信信号生成部１８と、その送信信号生成部１８により生成された送信信号を質問波Ｆ_ｃとして上記無線タグ１４に向けて送信する送信アンテナ素子２０と、その質問波Ｆ_ｃに応じてその無線タグ１４から返信される応答波Ｆ_ｒを受信するための複数（図２では３つ）の受信アンテナ素子２２ａ、２２ｂ、２２ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信アンテナ素子２２と称する）と、それら受信アンテナ素子２２のうち上記無線タグ１４からの応答波Ｆ_ｒを受信する受信アンテナ素子２２を選択的に切り換えるアンテナ切換部２４と、上記送信アンテナ素子２０から送信される送信信号に起因して上記受信アンテナ素子２２に発生する回り込み信号を除去するためのキャンセル処理部（キャリアキャンセル回路）２６と、所定の局所信号を発生させる局所信号発生部２８と、上記キャンセル処理部２６によりキャンセル処理された受信信号にその局所信号発生部２８により発生させられる局所信号を掛け合わせて中間信号を生成する中間信号生成部３０と、その中間信号生成部３０により生成された中間信号をディジタル信号に変換してＤＳＰ３４に供給するＡ／Ｄコンバータ３２と、上記無線タグ通信装置１２による上記無線タグ１４との間の情報通信動作を制御するＤＳＰ（Digital Signal Processor）３４とを、備えて構成されている。ここで、上記アンテナ切換部２４は、好適には、上記複数の受信アンテナ素子２２のうち上記無線タグ２４からの返信信号を受信する単一の受信アンテナ素子２２を選択するものである。また、上記キャンセル処理部２６、中間信号生成部３０、及びＡ／Ｄコンバータ３２が上記受信アンテナ素子２２により受信される受信信号を処理するための受信回路に相当する。

上記キャンセル処理部２６は、上記搬送波発生部１６により発生させられて分配される搬送波の位相を制御するキャンセル信号位相制御部３６と、振幅を制御するキャンセル信号振幅制御部３８とを、備えており、上記送信アンテナ素子２０から送信される送信信号に起因して上記受信アンテナ素子２２に発生する回り込み信号を除去するためのキャンセル信号をそれらキャンセル信号位相制御部３６及びキャンセル信号振幅制御部３８により上記搬送波から生成する。すなわち、上記送信アンテナ素子２０から送信される送信信号に起因して上記受信アンテナ素子２２に発生する回り込み信号を除去するためのキャンセル信号を発生させるキャンセル信号発生部として機能する。上記キャンセル信号振幅制御部３８から出力されるキャンセル信号は、キャンセル信号合成部４０を介して上記受信アンテナ素子２２により受信される受信信号に掛け合わされ、それら受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号が斯かるキャンセル信号と相殺されることにより除去される。

前記ＤＳＰ３４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システムであり、送信情報生成部４２、アンテナ切換制御部４４、受信信号処理部４６、受信情報記憶部４８、受信情報合成部５０、ウェイト制御部５２、及びキャンセル制御部５４を機能的に備えており、前記送信信号生成部１８に所定の送信情報信号を供給したり、前記アンテナ切換部２４による切換動作を制御したり、前記キャンセル処理部２６を制御したり、前記Ａ／Ｄコンバータ３２から供給される前記無線タグ１４からの返信信号を復調する等のディジタル信号処理を実行する。ここで、前記受信アンテナ素子２２、アンテナ切換部２４、キャンセル処理部２６、中間信号生成部３０、Ａ／Ｄコンバータ３２、及び前記ＤＳＰ３４のアンテナ切換制御部４４、受信信号処理部４６、受信情報記憶部４８、受信情報合成部５０、及びキャンセル制御部５４等が本実施例の無線受信装置３５を構成している。

図３は、前記無線タグ１４の構成を説明する図である。この図３に示すように、前記無線タグ１４は、前記無線タグ通信装置１２との間で信号の送受信を行うためのアンテナ部５６と、そのアンテナ部５６により受信された信号を処理するためのＩＣ回路部５８とを、備えて構成されている。そのＩＣ回路部５８は、上記アンテナ部５６により受信された前記無線タグ通信装置１２からの質問波Ｆ_ｃを整流する整流部６０と、その整流部６０により整流された質問波Ｆ_ｃのエネルギを蓄積するための電源部６２と、上記アンテナ部５６により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部７０に供給するクロック抽出部６４と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部６６と、上記アンテナ部５６に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部６８と、上記整流部６０、クロック抽出部６４、及び変復調部６８等を介して上記無線タグ１４の作動を制御するための制御部７０とを、機能的に含んでいる。この制御部７０は、前記無線タグ通信装置１２と通信を行うことにより上記メモリ部６６に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部５６により受信された質問波Ｆ_ｃを上記変復調部６８において上記メモリ部６６に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波Ｆ_ｒとして上記アンテナ部５６から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。

図２に戻って、前記ＤＳＰ３４に機能的に備えられた送信情報生成部４２は、前記搬送波発生部１６により発生させられる搬送波を変調して送信信号を生成するための所定の送信データである送信情報信号を生成して前記送信信号生成部１８に供給する。その送信信号生成部１８では、前記搬送波に斯かる送信情報信号が掛け合わされて変調されることでその送信情報信号を含む送信信号とされ、前記送信アンテナ２０から質問波Ｆ_ｃとして前記無線タグ１４に向けて送信される。

アンテナ切換制御部４４は、前記複数の受信アンテナ素子２２のうち前記無線タグ１４からの応答波Ｆ_ｒを受信する受信アンテナ素子２２を前記アンテナ切換部２４を介して選択的に切り換える。すなわち、前記キャンセル処理部２６に受信信号を出力する受信アンテナ素子２２を選択的に切り換える。好適には、前記複数の受信アンテナ素子２２のうち前記無線タグ１４からの応答波Ｆ_ｒを受信する単一の受信アンテナ素子２２を選択する。また、好適には、通信対象である無線タグ１４から複数回送信（返信）される応答波Ｆ_ｒがそれぞれ異なる受信アンテナ素子２２により受信されるように前記複数の受信アンテナ素子２２を選択的に切り換える。すなわち、前記送信アンテナ素子２０から送信される質問波Ｆ_ｃの送信タイミングに応じて前記信号の受信に用いられる受信アンテナ素子２２を選択的に切り換える。

受信信号処理部４６は、前記Ａ／Ｄコンバータ３２から供給される受信信号を処理すると共に受信情報記憶部４８に記憶する。また、前記Ａ／Ｄコンバータ３２から供給される受信信号の位相情報を抽出して受信情報記憶部４８に記憶する。また、その受信情報記憶部４８から読み出される受信信号又は受信信号の位相情報を処理する。

受信情報記憶部４８は、上記受信信号処理部４６から供給される前記受信アンテナ素子２２により受信された受信信号又は受信信号の位相情報を記憶する。例えば、図４に示すように、タイミングｎに対応する受信情報、タイミングｎ＋１に対応する受信情報、タイミングｎ＋２に対応する受信情報、・・・をそれぞれ個別に記憶する。この図４において、タイミングｎに対応する受信情報は前記受信アンテナ素子２２ａにより受信されたものであり、タイミングｎ＋１に対応する受信情報は前記受信アンテナ素子２２ｂにより受信されたものであり、タイミングｎ＋２に対応する受信情報は前記受信アンテナ素子２２ｃにより受信されたものである。通信対象である無線タグ１４は、前記送信アンテナ素子２０から送信される質問波Ｆ_ｃに応じて応答波Ｆ_ｒを返信するものであることから、その送信タイミングに応じて受信用の受信アンテナ素子２２を選択的に切り換えることで、通信対象である無線タグ１４から複数回返信される応答波Ｆ_ｒがそれぞれ異なる受信アンテナ素子２２により受信される。そして、そのようにしてそれぞれ異なる受信アンテナ素子２２により受信された受信情報が、図４に示すように、上記受信情報記憶部４８にそれぞれ個別に記憶されるのである。

受信情報合成部５０は、上記受信情報記憶部４８に記憶された複数種類の受信情報を読み出して合成する。例えば、図５に示すように、タイミングｎに対応する受信情報、タイミングｎ＋１に対応する受信情報、及びタイミングｎ＋２に対応する受信情報を読み出して先頭位置（通信開始位置）合わせをした上でそれら受信情報を合成する。前記無線タグ１４のように、質問波Ｆ_ｃに応じて常に同じ応答波Ｆ_ｒを返信する通信対象に関しては、このようにタイミングｎにおいて前記受信アンテナ素子２２ａにより受信された受信情報、タイミングｎ＋１において前記受信アンテナ素子２２ｂにより受信された受信情報、タイミングｎ＋２において前記受信アンテナ素子２２ｃにより受信された受信情報が合成されることで、それらの受信情報が同時に受信されて合成された場合と等価な受信結果が得られる。上記受信情報合成部５０は、好適には、上記受信情報記憶部４８に記憶された複数種類の受信情報を読み出してウェイトを制御するためのウェイト制御部５２を含み、それら複数種類の受信情報をアダプティブアレイ処理する。このアダプティブ制御部５２により所定のウェイトが与えられてそれぞれの位相及び振幅が制御された複数種類の受信信号を合成することで、前記複数の送受信アンテナ素子２２から成る受信アンテナの受信指向性に基づいた受信信号が得られる。このようにして合成された合成信号は、例えば、ＡＭ方式によりＡＭ復調された後、その復調信号がＦＭ復号化されて前記無線タグ１４による変調に関する情報信号が読み出される。また、前記複数種類の受信信号に含まれる位相情報を合成することで、通信対象である無線タグ１４の相対的な方向が検出できる。

キャンセル制御部５４は、上記受信情報合成部５０により合成される合成信号に基づいて前記キャンセル処理部２６を制御する。好適には、上記受信情報合成部５０により合成される合成信号の復調結果にエラーが生じないように前記キャンセル信号位相制御部３６及びキャンセル信号振幅制御部３８の設定を変更する。このキャンセル制御部５４は、換言すれば、前記受信アンテナ素子２２により受信される受信信号を処理するための受信回路を制御する受信回路制御部である。従来の無線タグ通信装置では、斯かる受信回路を前記受信アンテナ素子２２それぞれに対応させてそれらと同数設ける必要があり、例えば、前記受信アンテナ素子２２と同数のキャンセル制御部５４が各受信アンテナ素子２２により受信された受信信号に含まれる送信側からの回り込み成分を除去するために備えられていた。これは、前記複数の受信アンテナ素子２２それぞれにより受信される受信信号を同期的に処理する構成によるものであり、本実施例の無線タグ通信装置１２では、前記アンテナ切換制御部４４により前記複数の受信アンテナ素子２２のうち前記無線タグ１４からの応答波Ｆ_ｒを受信する受信アンテナ素子２２を選択的に切り換え、その受信アンテナ素子２２により受信された受信情報を前記受信情報記憶部４８に一時的に記憶した後、それら複数種類の受信情報を読み出して前記受信情報合成部５０により合成する構成とすることで、前記複数の受信アンテナ２２それぞれにより受信される受信信号を個別のタイミングで処理することができる。これにより、図２に示すように、前記受信アンテナ素子２２よりも少数乃至は単数のキャンセル処理部２６を設ければ足りるのである。また、同様に、前記中間信号生成部３０及びＡ／Ｄコンバータ３２等についても前記受信アンテナ素子２２よりも少数乃至は単数とすることができる。

図６は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ３４による前記無線タグ１４との間の情報通信制御について説明するフローチャートであり、所定の周期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、変数ｉが０とされる。次に、前記キャンセル制御部５４の動作に対応するＳＡ２において、前記キャンセル処理部（キャリアキャンセル回路）２６の設定が変数ｉに対応する受信アンテナ素子２２に応じた値とされる。次に、前記アンテナ切換制御部４４の動作に対応するＳＡ３において、変数ｉに対応する受信アンテナ素子２２により受信された受信信号が前記キャンセル処理部２６に供給されるように前記アンテナ切換部２４が切り換えられる。次に、ＳＡ４において、前記送信アンテナ素子２２から質問波Ｆ_ｃが送信され、その質問波Ｆ_ｃに応じて前記無線タグ１４から返信される応答波Ｆ_ｒが変数ｉに対応する受信アンテナ素子２２により受信される。そして、キャンセル処理部２６、中間信号生成部３０、及びＡ／Ｄコンバータ３２を経て前記ＤＳＰ３４に入力される。次に、前記受信情報記憶部４８の動作に対応するＳＡ５において、前記受信信号処理部４６から供給される前記受信アンテナ素子２２により受信された受信信号又は受信信号の位相情報が記憶される。次に、ＳＡ６において、変数ｉがＮ−１未満であるか否かが判断される。このＳＡ６の判断が肯定される場合には、ＳＡ７において、変数ｉに１が加算された後、ＳＡ２以下の処理が再び実行されるが、ＳＡ６の判断が否定される場合には、全ての受信アンテナによる信号の受信がなされたとみなすことができ、図７に示す受信情報合成制御が実行された後、本ルーチンが終了させられる。

図７は、図６に示す前記無線タグ１４との間の情報通信制御の一部である前記複数の受信アンテナ素子２２により受信される受信情報の合成制御について説明するフローチャートである。

先ず、ＳＢ１において、変数ｉが０とされる。次に、ＳＢ２において、変数ｉに対応して前記受信情報記憶部４８に記憶されている受信情報が読み出される。次に、ＳＢ３において、ＳＢ２にて読み出された受信情報それぞれの通信開始位置が検出されて先頭位置合わせが行われる。次に、ＳＢ４において、変数ｉがＮ−１未満であるか否かが判断される。このＳＢ４の判断が肯定される場合には、ＳＢ５において、変数ｉに１が加算された後、ＳＢ２以下の処理が再び実行されるが、ＳＢ４の判断が否定される場合には全ての受信信号の読み出し、先頭位置あわせが終了した状態となる。すなわち、この時点で複数の受信アンテナで同時に通信したのと等しい受信信号が用意できている。次に、この受信信号を用い、前記ウェイト制御部５２の動作に対応するＳＢ６において、ＳＢ２にて読み出された複数種類の受信情報それぞれに与えられるウェイトが算出され、それら複数種類の受信信号のアダプティブアレイ処理が行われる。次に、ＳＢ７において、ＳＢ６にてアダプティブアレイ処理された複数種類の受信情報が合成される。次に、ＳＢ８において、ＳＢ７にて合成された合成信号がＡＭ方式によりＡＭ復調され、その復調信号がＦＭ復号化されて前記無線タグ１４による変調に関する情報信号が読み出された後、図６に示す制御に戻る。以上の制御において、ＳＢ６乃至ＳＢ８が前記受信情報合成部５０の動作に対応する。

このように、本実施例によれば、前記複数の受信アンテナ素子２２のうち前記信号を受信する受信アンテナ素子２２を選択的に切り換えるアンテナ切換部２４と、前記受信アンテナ素子２２により受信された受信情報を記憶する受信情報記憶部４８（ＳＡ５）と、その受信情報記憶部４８に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報を合成する受信情報合成部５０（ＳＢ６乃至ＳＢ８）とを、含むことから、前記信号を受信する受信アンテナ素子２２を切り換えつつ受信動作を行うことで、設けるべき受信回路の数を少なくすることができる。すなわち、可及的簡単な構成により受信信号の合成処理を行い指向性制御等の効果を得る無線受信装置３５を提供することができる。

また、前記アンテナ切換部２４は、前記複数の受信アンテナ素子２２のうち前記信号を受信する単一の受信アンテナ素子２２を選択するものであるため、前記無線受信装置３５に設けるべき受信回路の数を最少とすることができる。

また、前記受信情報合成部５０は、前記受信情報記憶部４８に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報に与えるウェイトを制御するためのウェイト制御部５２（ＳＢ６）を含み、それら複数種類の受信情報をアダプティブアレイ処理するものであるため、前記通信対象からの受信信号を効率良く受信することができる。

また、前記アンテナ切換部２４は、前記通信対象から複数回送信される信号がそれぞれ異なる受信アンテナ素子２２により受信されるように前記複数の受信アンテナ素子２２を選択的に切り換えるものであるため、前記信号を複数の受信アンテナ素子２２で同時に受信した場合と等価な受信結果が得られる。

また、前記受信情報記憶部４８は、前記受信アンテナ素子２２により受信される受信信号の位相情報のみを用いてもアダプティブアレイの効果を得ることができる。この場合、前記受信情報として記憶するものであるため、前記受信情報記憶部４８に記憶される情報が小さくて済む。

また、前記受信アンテナ素子２２により受信される受信信号を処理するための複数の受信回路を備え、それら受信回路の数は前記複数の受信アンテナ素子２２の数よりも少数であるため、前記無線受信装置３５に設けるべき受信回路の数を少なくすることができる。

また、前記受信アンテナ素子２２により受信される受信信号を処理するための受信回路としてそれぞれ単一のキャンセル処理部２６、中間信号生成部３０、及びＡ／Ｄコンバータ３２を備えたものであるため、前記無線受信装置３５に設けるべき受信回路の数を最少とすることができる。

また、前記通信対象は、所定の送信信号に応じて前記信号を返信し得る無線タグ１４であるため、その無線タグ１４との間で情報の通信を行う無線タグ通信装置１２に関して、可及的簡単な構成により指向性制御を行い得る無線受信装置３５を適用することができる。

続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図面に関して、前述の実施例と重複する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

図８は、本発明の第２実施例である無線受信装置７２が組み込まれた無線タグ通信装置１２の構成を説明する図である。この図８に示すように、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ３４に機能的に備えられる受信情報合成部５０は、前述したウェイト制御部５２の代替として、前記受信情報記憶部４８に記憶された複数種類の受信情報を読み出して位相を制御するための位相制御部７４を含み、それら複数種類の受信信号をフェイズドアレイ処理するものであってもよい。例えば、通信対象である無線タグ１４の方向乃至は位置を検出するための通信制御では、前記複数の受信アンテナ素子２２により受信される受信情報それぞれの位相を制御すれば足りる。斯かるフェイズドアレイ処理は、前述したアダプティブアレイ処理に比べて短時間で制御が完了するため、このようにすれば、通信対象である無線タグ１４の方向乃至は位置を可及的に速やかに検出できる。また、前記複数種類の受信信号に含まれる位相情報を合成することで、通信対象である無線タグ１４の相対的な方向が検出できるため、本実施例において、前記受信情報記憶部４８は、好適には、前記受信アンテナ素子２２により受信される受信信号の位相情報を含み前記受信情報として記憶する。

このように、本実施例において、前記受信情報合成部５０は、前記受信情報記憶部４８に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報の位相を制御するための位相制御部７４を含み、それら複数種類の受信信号をフェイズドアレイ処理するものであるため、通信対象である無線タグ１４からの受信指向性を実用的な態様で制御できる。

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、前述の実施例において、前記受信信号処理部４６、受信情報記憶部４８、受信情報合成部５０、ウェイト制御部５２、及び位相制御部７２等は、何れも前記ＤＳＰ３４の制御機能として備えられたものであったが、それぞれ個別の制御装置として備えられたものであっても構わない。また、それらの制御は、ディジタル信号処理によるものであるとアナログ信号処理によるものであるとを問わない。

また、前述の実施例において、前記受信アンテナ素子２２により受信される受信信号を処理するための受信回路としてキャンセル処理部２６、中間信号生成部３０、及びＡ／Ｄコンバータ３２が設けられた無線受信装置３５について説明したが、斯かる受信回路には様々な態様が考えられる。すなわち、従来の技術において前記受信アンテナ素子２２に応じてそれらと同数設けられていた受信回路に関して本発明の効果が得られる。

また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、前記無線タグ１４に向けて前記送信信号を送信する送信アンテナ素子２０と、その送信信号に応じて無線タグ１４から返信される返信信号を受信するための複数の受信アンテナ素子２２とを、それぞれ個別に備えたものであったが、前記無線タグ１４に向けて前記送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて無線タグ１４から返信される返信信号を受信するための複数の送受信アンテナ素子を備えるものであっても構わない。斯かる構成においても、前記信号を受信する受信アンテナ素子を切り換えつつ受信動作を行うことで、設けるべき受信回路の数を少なくすることができ、本発明の効果が得られる。

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。

本発明の一実施例である無線受信装置が好適に用いられる通信システムを説明する図である。本発明の一実施例である無線受信装置が好適に組み込まれる無線タグ通信装置の構成を説明する図である。図２の無線受信装置の通信対象である無線タグの構成を説明する図である。図２の受信情報記憶部に各タイミング毎に記憶される受信情報を例示する図である。図２の受信情報記憶部から読み出された複数種類の受信情報が合成される様子を説明する図である。図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる図３の無線タグとの間の情報通信制御について説明するフローチャートである。図６に示す無線タグとの間の情報通信制御の一部である複数の受信アンテナ素子により受信される受信情報の合成制御について説明するフローチャートである。本発明の他の実施例である無線受信装置が好適に組み込まれる無線タグ通信装置の構成を説明する図である。

符号の説明

１４：無線タグ（通信対象）
２２：受信アンテナ素子
２４：アンテナ切換部
２６：キャンセル処理部（受信回路）
３０：中間信号生成部（受信回路）
３２：Ａ／Ｄコンバータ（受信回路）
３５、７２：無線受信装置
４８：受信情報記憶部
５０：受信情報合成部
５２：ウェイト制御部
７４：位相制御部

Claims

所定の通信対象から送信される信号を受信するための複数の受信アンテナ素子を備えた無線受信装置であって、
前記複数の受信アンテナ素子のうち前記信号を受信する受信アンテナ素子を選択的に切り換えるアンテナ切換部と、
前記受信アンテナ素子により受信された受信情報を記憶する受信情報記憶部と、
該受信情報記憶部に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報を合成する受信情報合成部と
を、含むことを特徴とする無線受信装置。
前記アンテナ切換部は、前記複数の受信アンテナ素子のうち前記信号を受信する単一の受信アンテナ素子を選択するものである請求項１の無線受信装置。
前記受信情報合成部は、前記受信情報記憶部に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報の位相を制御するための位相制御部を含み、それら複数種類の受信信号をフェイズドアレイ処理するものである請求項１又は２の無線受信装置。
前記受信情報合成部は、前記受信情報記憶部に記憶された複数種類の受信情報を読み出してそれら受信情報に乗算するウェイトを制御するためのウェイト制御部を含み、それら複数種類の受信情報をアダプティブアレイ処理するものである請求項１又は２の無線受信装置。
前記アンテナ切換部は、前記通信対象から複数回送信される信号がそれぞれ異なる受信アンテナ素子により受信されるように前記複数の受信アンテナ素子を選択的に切り換えるものである請求項１から４の何れかの無線受信装置。
前記受信情報記憶部は、前記受信アンテナ素子により受信される受信信号の位相情報を前記受信情報として記憶するものである請求項１から５の何れかの無線受信装置。
前記受信アンテナ素子により受信される受信信号を処理するための複数の受信回路を備え、それら受信回路の数は前記複数の受信アンテナ素子の数よりも少数である請求項１から６の何れかの無線受信装置。
前記受信アンテナ素子により受信される受信信号を処理するための単一の受信回路を備えたものである請求項１から６の何れかの無線受信装置。
前記通信対象は、所定の送信信号に応じて応答信号を返信し得る無線タグである請求項１から８の何れかの無線受信装置。