JP2006203466A - 情報通信装置および物品識別システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で受信信号と加算される不要信号の影響を回避することのできる、タグと通信するＲＦＩＤリーダライタなどの情報通信装置を実現する。
【解決手段】ＲＦＩＤリーダライタ１において、サーキュレータ５と受信部４との間に減衰器６を設ける。減衰器６により、受信信号ｓ２と送信回り込み信号ｓ３との加算信号の強度を減衰させて受信部４の復調部４ａに入力する。増幅部４ｂの増幅度は、減衰器６による減衰の分だけ大きくなるように設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤリーダライタなどの、タグに情報を書き込んだり、タグから情報を読み取ったりする情報通信装置に関するものである。

物品を識別するために、各物品にタグを取り付け、当該タグにＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)リーダライタから情報を書き込んだり、当該タグから情報を読み取ったりするシステムがある。このタグはＲＦＩＤタグと呼ばれるが、非接触ＩＤタグ、無線ＩＤタグ、非接触タグ、無線タグともいわれる。ＲＦＩＤリーダライタとタグとの通信方式には、電磁結合方式、電磁誘導方式、マイクロ波方式、光学方式などがある。電磁結合方式は電磁誘導方式に含まれると見なされる場合もある。

図５に、従来のＲＦＩＤリーダライタの一構成例を示す。このような構成は、例えば特許文献１に電磁結合方式の構成例として記載されている。同図のＲＦＩＤリーダライタ１０１は、制御部１０２、送信部１０３、受信部１０４、サーキュレータ１０５、および、アンテナ１０６を備えている。

制御部１０２はＲＦＩＤリーダライタ１０１の送受信を制御するものであり、制御回路１０２ａおよびアナログ−デジタルＩ／Ｆ１０２ｂを備えている。制御回路１０２ａは信号の各処理を行い、アナログ−デジタルＩ／Ｆ１０２ｂはアナログ信号とデジタル信号との相互の変換を行う。送信部１０３は図示しないタグへの書き込み用信号あるいは読み出し用信号から構成される送信信号ｓ１を送信するものであり、変調部（図中ＭＯＤ）１０３ａおよび送信電力増幅器（図中ＰＡ）１０３ｂを備えている。変調部１０３ａは、タグにプリアンブル信号や各種命令信号、あるいは書き込みデータ等を送信するために、アナログ−デジタルＩ／Ｆ１０２ｂから入力されるベースバンド信号によって搬送波を変調する。また、読み出し用搬送波をタグに送信する場合は当該搬送波を無変調とする。送信電力増幅器１０３ｂは、変調部１０３ａから入力される送信信号の電力増幅を行う。

受信部１０４はタグから送信される信号を受信信号ｓ２として受信するものであり、復調部（図中ＤＥＭ）１０４ａおよび増幅部（図中ＡＭＰ）１０４ｂを備えている。ここで例として、ＲＦＩＤリーダライタが電磁結合方式である場合の受信信号ｓ２について図１２（ａ）を用いて、また、ＲＦＩＤリーダライタがマイクロ波方式である場合の受信信号ｓ２について図１２（ｂ）を用いて、以下に説明する。電磁結合方式の場合には、受信信号ｓ２は、タグ側で負荷インピーダンスがデジタル信号の２値に応じて２通りに切り替えられることによりタグのアンテナと電磁結合されているアンテナ１０６の整合状態に変化を生じさせ、そのため送信部１０３よりアンテナ１０６へ送出された例えば短波である１３．５６ＭＨｚの搬送波の一部は、アンテナ１０６の整合状態の変化に応じて反射し、タグのデータで変調された信号として受信部１０４に送られることによって得られる。また、マイクロ波方式の場合には、受信信号ｓ２は、タグ側で負荷インピーダンスがデジタル信号の２値に応じて２通りに切り替えられることによりタグのアンテナの整合状態に変化を生じさせ、そのためＲＦＩＤリーダライタ１０１から放射された例えばマイクロ波である９００ＭＨｚ帯の搬送波の一部は、タグのアンテナの整合状態の変化に応じて反射し、タグのデータで変調された信号としてタグのアンテナから放射され、ＲＦＩＤリーダライタ１０１で受信されることにより得られる。なお、ここではタグを電源を内蔵しないパッシブ型としており、送信信号ｓ１と受信信号ｓ２との周波数は互いに一致している。

受信部１０４において、復調部１０４ａは受信信号ｓ２をベースバンド信号に復調する。増幅部１０４ｂは、復調部１０４ａから入力される復調信号を増幅する。増幅されたベースバンド信号はアナログ−デジタルＩ／Ｆ１０２ｂによってデジタル信号に変換され、制御回路１０２ａによって処理される。サーキュレータ１０５は、送信部１０３から出力される送信信号をアンテナ１０６へ導くとともに、アンテナ１０６から受信したタグからの信号を受信部１０４へ導く。なお、アンテナは特許文献１ではループアンテナとされているが、これに限らずどのようなタイプのアンテナでも使用可能である。

ＲＦＩＤリーダライタ１０１は、上述のように、アンテナ１０６を送信用と受信用とで共用しており、送信信号ｓ１と受信信号ｓ２とをサーキュレータ１０５によって分離するようにしている。しかし、サーキュレータ１０５には内部の信号漏洩があるため、上記のようなＲＦＩＤリーダライタ１０１の構成では、サーキュレータ１０５に送信部１０３から受信部１０４へ送信信号の回り込みが発生する。以下では、この回り込みの信号を図５に示したように送信回り込み信号ｓ３とする。一般にＲＦＩＤリーダライタを用いた物品識別システムではＲＦＩＤリーダライタとタグとの交信距離が短いため、タグからの受信信号ｓ２の強度は比較的大きい。例えば、マイクロ波方式では交信距離は数ｍ程度であり、類似の出力電力と周波数帯を用いる他の無線機器、例えば数ｋｍ程度の通信距離を持つ携帯電話等と比較して自由空間基本伝送損失だけをみても数十ｄＢも電波の減衰が小さいため、他の無線機器と比較して受信信号ｓ２の強度は大きい。しかし、サーキュレータ１０５を介して受信部１０４に入力される送信回り込み信号ｓ３の強度はそれよりも十分に大きい。従って、受信信号ｓ２自体は受信部１０４の復調部１０４ａに適正な強度で入力されても、送信部１０３からの送信回り込み信号ｓ３が受信信号ｓ２に加算されると、加算信号の強度が復調部１０４ａの入力ダイナミックレンジを越え、復調部１０４ａの出力が飽和してしまうという問題がある。

この復調部１０４ａの出力が飽和する現象を、図６ないし図８を用いて説明する。

復調部１０４ａには、構成が簡単である包絡線検波を用いることが可能であるが、ダイナミックレンジの確保や複数の変調方式への対応が容易であるため、ＤＢＭ（Double Balanced Mixer）等のミキサーを用いることが多い。

ミキサーや増幅器、その他非直線的な特性を持った素子は、あるレベル以上の入力が行われると、図６のようにその出力は飽和して、理想の直線性が得られなくなる。一例として、どの入力レベルまでリニアな直線性が得られるかの指標として、「１ｄＢコンプレッションレベル」がある。この指標は、直線性が１ｄＢ低下する入力レベルを示している。通常は、この「１ｄＢコンプレッションレベル」を超えないように素子を使用することで良好な直線性を得ている。前述したＲＦＩＤリーダライタ１０１では、受信信号ｓ２が受信部１０４の復調部１０４ａにまず入力される構成であったが、ＲＦＩＤリーダライタとしては、図７のように、受信信号ｓ２がまず受信部１０４の低雑音アンプ（図中ＬＮＡ）１０４ｃに入力される構成もある。低雑音アンプ１０４においても上記飽和は問題となる。受信部１０４の初段に設けられた復調部１０４ａや低雑音アンプ１０４ｃへの入力信号は「受信信号ｓ２＋送信回り込み信号ｓ３」となる。

ここで、送信回り込み信号ｓ３のレベル＞受信信号ｓ２のレベルである場合、受信信号ｓ２のレベルが飽和しない程度のレベルであっても、送信回り込み信号ｓ３のレベルが飽和レベルであれば、本来の受信信号ｓ２も飽和領域で回路を通過することになり、回路出力レベルが低下してしまう。この様子をイメージで説明したものが、図８である。同図は、受信信号ｓ２のレベルを一定とし、送信回り込み信号ｓ３のレベルを１（極小）→２（小）→３（中）→４（大）と大きくしていった場合に、受信信号ｓ２の回路出力レベル（縦の範囲）が小さくなっていくことを表現している。この図より、送信回り込み信号ｓ３のレベルが飽和領域に達すると、全受信信号（受信信号ｓ２＋送信回り込み信号ｓ３）の回路出力レベルが直線上の値からどんどん低下していくことが分かる。従って、全受信信号に占める受信信号ｓ２の分の回路出力レベルも低下していく。このように、ＲＦＩＤリーダライタでは、上記送信回り込み信号ｓ３のレベルが大きいために、飽和が起こりやすい。

この問題を解決するための第１の手段として、図９に示すＲＦＩＤリーダライタ１１１のように、サーキュレータ１０５とアンテナ１０６との間に整合回路１０７を設け、送信信号ｓ１の受信部１０４への回り込みの影響が最小になるように調整する方法が知られている。同図の構成では、整合回路１０７による送信信号ｓ１の反射信号ｓ４を生成する。この反射信号ｓ４は送信回り込み信号ｓ３と位相が１８０度異なり、同一の振幅となるように調整されており、送信回り込み信号ｓ３と互いに打ち消し合うこととなる。従って、受信部１０４に入力される送信回り込み信号ｓ３を非常に小さくすることができる。

また、上記問題を解決するための第２の手段として、例えば特許文献２に記載された構成がある。図１０にこの構成を示す。同図は無線通信機の概略構成を示すものであり、送信波Ｔ（ｆ_１）を送信する送信機２０１と、アンテナ２０２および受信波Ｒ（ｆ_２）を受信する受信機２０３との間に自動制御サーキュレータ装置２０４が配置されている。

自動制御サーキュレータ装置２０４は，送信機２０１から信号（送信波Ｔ（ｆ_１））を入力する入力端子Ｋ１、入力端子Ｋ１から入力した信号をアンテナ２０２へ出力すると共にアンテナ２０２から信号を入力する入出力端子Ｋ２および入出力端子Ｋ２から入力した信号を受信機２０３側へ出力する出力端子Ｋ３の３つの端子を有したサーキュレータ２０５と、サーキュレータ２０５の入出力端子Ｋ２とアンテナ２０２との間に配置された電圧可変整合回路２０６と、サーキュレータ２０５の出力端子Ｋ３と受信機２０３との間に配置され、送信機・アンテナ系の送信波がサーキュレータ２０５の出力端子Ｋ３から受信機２０３側に漏れてきた漏洩信号Ｓ（ｆ_１）を分岐する方向性結合器２０７と、方向性結合器２０７で分岐した漏洩信号Ｓ（ｆ_１）の強さをモニタし，漏洩信号Ｓ（ｆ_１）の強さに応じたアナログ信号を出力するモニタ受信機２０８と、モニタ受信機２０８から出力されたアナログ信号に基づいて、サーキュレータ２０５の出力端子Ｋ３から受信機２０３側に漏れてくる漏洩信号Ｓ（ｆ_１）が常に最小となるように電圧可変整合回路２０６の整合特性の可変制御を行う整合制御回路２０９とから構成される。

なお，整合制御回路２０９は，モニタ受信機２０８から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０９ａと，Ａ／Ｄ変換器２０９ａからデジタル信号を入力し，該デジタル信号が最小となるように，電圧可変整合回路２０６に印加する制御電圧値Ｖｃ１、Ｖｃ２を可変する整合制御マイクロコンピュータ２０９ｂと、整合制御マイクロコンピュータ２０９ｂから制御電圧値Ｖｃ１、Ｖｃ２をそれぞれ入力し、アナログ信号に変換して電圧可変整合回路２０６に印加する２つのＤ／Ａ変換器２０９ｃ、２０９ｄとから構成される。

上記の構成の自動制御サーキュレータ装置２０４では、周囲環境の変化に応じて電圧可変整合回路２０６を電子的に調整しており、これにより、送信波Ｔ（ｆ_１）の受信機２０３への回り込みを最小に調整することは可能である。

また、ＲＦＩＤリーダライタでは、図１１のＲＦＩＤリーダライタ１２１のように、高周波スイッチ１０８を用いて複数のアンテナ端子を設けていることが多い。この場合、高周波スイッチをどのポジションに設定した場合でも、高周波スイッチ１０８と各アンテナ１０６との間に整合回路１０７を設けることで、全てのアンテナラインでの送信回り込み信号ｓ３を最小に調整することが可能である。
特開２００４−２０６２４５号公報（２００４年（平成１６年）７月２２日公開） 特開平９−６９７９９号公報（１９９７年（平成９年）３月１１日公開） 特開平９−６９８０３号公報（１９９７年（平成９年）３月１１日公開）

しかしながら、図９に示したような第１の手段においては、送信回り込み信号ｓ３の影響を最小にするための整合回路１０７の調整は非常に微妙であり、生産時に手間がかかることが問題となる。

また、図１０に示したような第２の手段においては、整合回路は使用時に自動調整されるため、生産時の調整は不要であるが、複数のアンテナ端子を設けたＲＦＩＤリーダライタの場合には、アンテナごとに対応した整合回路が必要であるため、このような整合回路を複数挿入する必要があり、回路が大規模・複雑になり不経済である。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で受信信号と加算される受信信号以外の不要信号の影響を回避することのできる、タグと通信するＲＦＩＤリーダライタなどの情報通信装置、および物品識別システムを実現することにある。

本発明の情報通信装置は、上記課題を解決するために、タグに伝送する送信信号を送信する送信部と、前記送信信号に基づく前記タグからの受信信号を受信する受信部とを備えた情報通信装置において、前記受信部に入力される信号に対して当該入力の前に減衰を行う減衰器を備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、減衰器で受信信号と不要な信号との加算信号を減衰させる構成とすることにより、受信部へ入力される信号の強度を出力の飽和しないレベルとすることができる。タグからの受信信号は比較的大きいので、減衰器により得られる信号レベルは実用上問題のないものであり、例えばその後の増幅において減衰分だけ増幅度を大きくしておけば、減衰器のない場合に得られるべき本来の信号強度となる。

これにより、例えばサーキュレータと各アンテナとの間に、調整が微妙であったり構成が複雑であったりする整合回路を設ける必要がない。特に、アンテナが複数備えられる場合には、各アンテナに対応して精密に製造された整合回路が必要であり、アンテナの個数だけ整合回路を必要としたが、本発明ではこれらを全て省略することができるので、回路構成が非常に簡単になる。

以上により、簡単な構成で受信信号と加算される不要信号の影響を回避することのできる、タグと通信する情報通信装置を実現することができるという効果を奏する。

本発明の情報通信装置は、前記送信信号の送信と前記受信信号の受信とに共用されるアンテナと、前記送信信号を前記送信部から前記アンテナへ導くとともに、前記受信信号を前記アンテナから前記受信部へ導くサーキュレータとを備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、送信信号と受信信号とはサーキュレータにより分離されるが、サーキュレータの内部漏洩により送信部から受信部に回り込む送信回り込み信号による受信への影響を、減衰器により回避することができるという効果を奏する。

本発明の情報通信装置は、前記送信信号の周波数と前記受信信号の周波数とが等しいことを特徴としている。

上記の発明によれば、送信信号の周波数と受信信号の周波数とが等しい場合には、加算信号から受信信号と送信回り込み信号とを周波数弁別することができないが、このような場合でも、減衰器を用いることにより、送信回り込み信号の受信への影響を回避することができるという効果を奏する。

本発明の情報通信装置は、前記受信部への信号入力経路上における信号強度を検出する信号強度検出部を備え、前記減衰器は、前記信号強度検出部によって検出された前記信号強度に応じて減衰比が可変であることを特徴としている。

上記の発明によれば、信号強度検出部によって検出された信号強度に応じて、減衰比を常に最適な値、すなわち、不要信号により受信部の出力が飽和しない範囲でできるだけ小さな値に設定することができる。従って、周囲環境に合った減衰比を自動的に設定するため、平均的に復調信号のＳ／Ｎ比が向上するという効果を奏する。

本発明の情報通信装置は、前記信号強度検出部による前記信号強度の検出は、前記受信信号がない状態で行われることを特徴としている。

上記の発明によれば、タグからの受信信号がない状態で信号強度の検出を行うと、不要信号のみを検出することができるので、適切な減衰比を設定しやすいという効果を奏する。

本発明の物品識別システムは、前記情報通信装置と前記タグとを備えており、少なくとも、物品に装着された前記タグに記録された情報を前記情報通信装置によって読み取ることにより前記物品を識別することを特徴としている。

上記の発明によれば、簡単な構成でタグの情報を正確に読み取ることのできる物品識別システムを実現することができるという効果を奏する。

本発明の情報通信装置は、以上のように、前記受信部に入力される信号に対して当該入力の前に減衰を行う減衰器を備えているので、簡単な構成で受信信号と加算される不要信号の影響を回避することのできる、タグと通信する情報通信装置を実現することができるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１および図２に基づいて説明すると以下の通りである。

図１に、本実施の形態に係る情報通信システムであるＲＦＩＤリーダライタ１の構成を示す。ＲＦＩＤリーダライタ１はマイクロ波方式でタグと情報通信を行うものであり、制御部２、送信部３、受信部４、サーキュレータ５、減衰器（図中ＡＴＴ）６、高周波スイッチ７、および、アンテナ８（１）〜８（ｎ）を備えている。

制御部２はＲＦＩＤリーダライタ１の送受信を制御するものであり、制御回路２ａおよびアナログ−デジタルＩ／Ｆ２ｂを備えている。制御回路２ａは信号の各処理を行い、アナログ−デジタルＩ／Ｆ２ｂはアナログ信号とデジタル信号との相互の変換を行う。送信部３は図示しないタグへの書き込み用信号あるいは読み出し用信号から構成される送信信号ｓ１を送信するものであり、変調部（図中ＭＯＤ）３ａおよび送信電力増幅器（図中ＰＡ）３ｂを備えている。変調部３ａは、タグにプリアンブル信号や各種命令信号、あるいは書き込みデータ等を送信するために、アナログ−デジタルＩ／Ｆ２ｂから入力されるベースバンド信号によって搬送波を変調する。また、読み出し用搬送波をタグに送信する場合は当該搬送波を無変調とする。送信電力増幅器３ｂは、変調部３ａから入力される送信信号の電力増幅を行う。

受信部４はタグから送信される信号を受信信号ｓ２として受信するものであり、復調部（図中ＤＥＭ）４ａおよび増幅部（図中ＡＭＰ）４ｂを備えている。なお、ここではタグを電源を内蔵しないパッシブ型としており、送信信号ｓ１と受信信号ｓ２との周波数は互いに一致している。受信信号ｓ２はＡＳＫにより変調されている。受信部４において、復調部４ａは受信信号ｓ２をベースバンド信号に復調する。増幅部４ｂは、復調部４ａから入力される復調信号を増幅する。増幅された信号はアナログ−デジタルＩ／Ｆ２ｂによってデジタル信号に変換され、制御回路２ａによって処理される。

減衰器６はサーキュレータ５と受信部４との間に設けられており、サーキュレータ５を介して受信部４に入力される信号の減衰を行う。減衰器６としては、例えば３つの抵抗を用いたπ型やＴ型などの簡単な構成の減衰器を使用することができる。

サーキュレータ５は、送信部３から出力される送信信号をｎ個のアンテナ８（１）〜８（ｎ）のうちの選択されたものへ導くとともに、アンテナ８（１）〜８（ｎ）のうちの選択されたもので受信したタグからの信号を受信部４へ導く。アンテナ８（１）〜８（ｎ）は、それぞれ送信信号ｓ１の送信と受信信号ｓ２の受信とに共用される。なお、アンテナ８（１）〜８（ｎ）にはどのようなタイプのアンテナでも使用可能である。高周波スイッチ７は、アンテナ８（１）〜８（ｎ）のうちのいずれを使用するかを選択するスイッチであり、時分割で各アンテナをサーキュレータ５に接続する。

上記の構成のＲＦＩＤリーダライタ１においては、アンテナ８（１）〜８（ｎ）を送信用と受信用とで共用しており、送信信号ｓ１と受信信号ｓ２とをサーキュレータ５によって分離するようにしている。サーキュレータ５には内部の信号漏洩があるため、サーキュレータ５に送信部３から受信部４へ回り込む送信回り込み信号ｓ３が発生する。背景技術でＲＦＩＤリーダライタの受信信号ｓ２の強度は比較的大きいことを説明したが、本実施の形態では、この受信信号ｓ２が比較的大きいことを利用して送信回り込み信号ｓ３の影響を回避するようにしている。

サーキュレータ５から受信部４へ向けて出力される信号は受信信号ｓ２と送信回り込み信号ｓ３との加算信号となり、送信回り込み信号ｓ３の強度が大きいとそのままでは受信部４の入力段にある復調部４ａの出力が飽和しやすい。しかし、上述のように加算信号を減衰器６により所定の減衰比で減衰してから受信部４に入力されるようにすれば、送信回り込み信号ｓ３の強度は小さくなる。このとき、同時に受信信号ｓ２の強度も同じ減衰比で減衰されるが、元々受信信号ｓ２の強度は大きいため、減衰後も実用上問題のないレベルの信号強度とすることができる。

これにより、受信信号ｓ２と送信回り込み信号ｓ３との加算信号は、復調部４ａの出力が飽和しない程度の強度に減衰され、復調部４ａは入力に比例した正常な検波および出力を行うことができる。そして、加算信号の中から受信信号ｓ２の強度に応じた信号が復調部４ａから抽出されて、増幅部４ｂに入力される。増幅部４ｂは、（減衰器６を用いない場合の本来の増幅度に加えて）減衰器６で受信信号ｓ２を減衰させた分だけ増幅度が大きくなるよう設定がなされており、増幅部４ｂから出力される受信信号ｓ２の強度は、減衰器６を用いない場合に本来出力されるべき強度となる。

なお、送信回り込み信号ｓ３の強度は、回路構成部品のばらつき、周囲温度、周囲湿度、および、設置環境などによりばらつくことが考えられるため、送信回り込み信号ｓ３の強度の最大値を考慮して、常に正常な受信が行えるように減衰器６の減衰比を決定しておくのが好ましい。

また、上記ＲＦＩＤリーダライタ１はアンテナを複数備えるものであったが、図２に示すＲＦＩＤリーダライタ１１のようにアンテナが１つである場合でも、もちろん減衰器６を備える効果が得られる。この場合、図１の高周波スイッチ７は不要になる。

以上のように、本実施の形態によれば、減衰器６で送信回り込み信号ｓ３を減衰させる構成とすることにより、前述した図９ないし図１１のようにサーキュレータと各アンテナとの間に、調整が微妙であったり構成が複雑であったりする整合回路を設ける必要がない。特に、アンテナが複数備えられる場合には、各アンテナに対応して精密に製造された整合回路が必要であり、図１１のようにアンテナの個数だけ整合回路を必要としたが、本実施の形態ではこれらを全て省略することができるので、回路構成が非常に簡単になる。

また、上述のように送信回り込み信号ｓ３の強度の最大値に合わせて減衰器６の減衰比を設定しておけば、ＲＦＩＤリーダライタ１・１１の使用時には減衰の調整を行わなくても常に正常な受信を行うことができる。
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図３および図４に基づいて説明すると以下の通りである。なお、前記実施の形態１で述べた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図３に、本実施の形態に係る情報通信システムであるＲＦＩＤリーダライタ２１の構成を示す。ＲＦＩＤリーダライタ２１はマイクロ波方式でタグと情報通信を行うものであり、実施の形態１におけるＲＦＩＤリーダライタ１（図１）の構成において、減衰器６を可変減衰器（図中可変ＡＴＴ）１６に置き換えるとともに増幅器４ｂを可変増幅器４ｃに置き換え、さらに信号強度検出部９を追加した構成である。

信号強度検出部９は分配器９ａおよび受信強度検出回路９ｂを備えている。分配器９ａは、サーキュレータ５の受信部４側に設けられており、サーキュレータ５から出力される信号をある分配比で２分配する。分配された一方の信号は受信部４側へ伝達され、他方の信号は受信強度検出回路９ｂに入力される。受信強度検出回路９ｂは入力された信号の強度を検出し、これによりサーキュレータ５から出力された信号の強度を検出する。受信強度検出回路９ｂによる検出結果は制御部２に入力される。

また、可変減衰器１６は分配器９と受信部４との間に設けられた、減衰比が可変の減衰器である。この減衰比は制御部２から設定されるようになっており、制御部２は、前記受信強度検出回路９ｂから入力される信号強度の検出結果に応じて当該減衰比を制御する。このような構成により、制御部２は、送信回り込み信号ｓ３により受信部４の復調部４ａの出力が飽和しないようなレベルまで減衰を行わせるように可変減衰器１６の減衰比を調整する。また、受信部４の可変増幅器４ｃは、制御部２からの信号に基づいて増幅度を変化させることができる構成となっている。この信号は制御部２が設定する可変減衰器１６の減衰比に応じたものであり、減衰比が大きいほど増幅度を大きくする指示を可変増幅器４ｃに与える。

上記の構成のＲＦＩＤリーダライタ２１によれば、減衰比を常に最適な値、すなわち、送信回り込み信号ｓ３により復調部４ａの出力が飽和しない範囲でできるだけ小さな値に設定することができる。この構成では、周囲環境、例えば周囲温度や接続されるアンテナ８（１）〜８（ｎ）のインピーダンスマッチングの状態に合った減衰比を自動的に設定するため、平均的に復調信号のＳ／Ｎ比が実施の形態１よりも向上する。

なお、可変減衰器１６の減衰比の設定は、タグからの受信信号ｓ２がない状態、例えばプリアンブル信号の送信時やタグ未検出時の送信時などに行うと、送信回り込み信号ｓ３のみを検出することができるので、適切な減衰比を設定しやすい。また、上記のような受信信号ｓ２のない状態における信号強度の検出は、従来のＲＦＩＤリーダライタの構成でも存在する期間を利用したものであるが、その他に、減衰比を調整するための期間を設け、定期的に減衰比調整用の送信信号を出力してそのときの信号強度を検出するようにしてもよい。

なお、図４に示すように、分配器９ａの位置と、可変減衰器１６の位置とを入れ替えた構成のＲＦＩＤリーダライタ３１も可能である。この場合、信号強度検出部９は、可変減衰器１６によって減衰した信号の強度を検出することになるが、図３のＲＦＩＤリーダライタ２１と同様の効果が得られる。すなわち、信号強度検出部９は、受信部４への信号入力経路上における信号強度を検出すればよく、検出位置は任意である。

また、上記ＲＦＩＤリーダライタ２１・３１はアンテナを複数備えるものであったが、実施の形態１と同様に、アンテナが１つである場合でも、もちろん可変減衰器１６を備える効果が得られる。

以上のように、本実施の形態によれば、可変減衰器６で送信回り込み信号ｓ３を減衰させる構成とすることにより、前述した図９ないし図１１のようにサーキュレータと各アンテナとの間に、調整が微妙であったり構成が複雑であったりする整合回路を設ける必要がない。特に、アンテナが複数備えられる場合には、各アンテナに対応して精密に製造された整合回路が必要であり、図１１のようにアンテナの個数だけ整合回路を必要としたが、本実施の形態ではこれらを全て省略することができるので、回路構成が非常に簡単になる。
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について図１３に基づいて説明すると以下の通りである。なお、前記実施の形態１および２で述べた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１３に、本実施の形態に係る情報通信システムであるＲＦＩＤリーダライタ４１の構成を示す。ＲＦＩＤリーダライタ４１はマイクロ波方式でタグと情報通信を行うものであり、実施の形態１におけるＲＦＩＤリーダライタ１１（図２）の構成において、アンテナ８の代わりに送信アンテナ８ａおよび受信アンテナ８ｂを備えるようにしてアンテナを送信用と受信用とに分離し、サーキュレータ５を取り除いた構成である。

すなわち、ＲＦＩＤリーダライタ４１は、サーキュレータ５によるアイソレーションを送信アンテナ８ａと受信アンテナ８ｂとによるアイソレーションに置き換えたものである。送信アンテナ８ａと受信アンテナ８ｂとのアイソレーションが悪いと、送信アンテナ８ａから放射された送信信号ｓ１が受信アンテナ８ｂで受信され、送信回り込み信号ｓ１１となる。よって、受信部４の手前に減衰器６を挿入することで送信回り込み信号ｓ１１の影響を低減できる。

また、この部分に減衰器６を挿入することにより、受信部４から受信アンテナ８ｂ側に漏れ出る信号ｓ１２も減衰器６で減衰して信号ｓ１２’となるため、受信アンテナ８ｂから放射される不要スプリアスも低減できる効果を伴う。

以上のように、本実施の形態によれば、減衰器６で送信回り込み信号ｓ１１を減衰させる構成とすることにより、簡単な構成で、受信部４の復調部４ａの出力が飽和することを防止することができる。

なお、送信アンテナ８ａおよび受信アンテナ８ｂの組は一つであっても複数であってももよく、前述の図１、図３、図４の構成に対しても同様である。

以上、各実施の形態について述べた。

なお、各実施の形態ではマイクロ波方式による通信の例を挙げたが、電磁結合方式や電磁誘導方式など他の通信方式でも、受信部に入力される信号が送信回り込み信号によって過大になる場合があれば、本発明が有効となることは明らかである。なお、減衰の対象となる受信信号以外の不要信号としては送信回り込み信号ｓ３・ｓ１１や受信部４から漏れ出る信号ｓ１２に限らず、受信信号ｓ２と加算される任意の信号であってもよいことは容易に分かる。

また、各実施の形態で述べたＲＦＩＤリーダライタは、タグの情報の読み取りのみを行うものであってもよく、タグの情報の読み取りおよびタグへの情報の書き込みの両方を行うものであってもよい。すなわち、少なくともタグの情報の読み取りが可能なものであればよい。

また、各実施の形態では、送信信号ｓ１と受信信号ｓ２とが同一の周波数である例を挙げたが、電源を内蔵したアクティブ型のタグのように、送信信号ｓ１と受信信号ｓ２とが異なる周波数となる場合でも本発明は有効となる。その場合、受信部内でフィルタなどにより周波数の弁別を行い受信信号ｓ２のみを通過させる構成もあるが、本発明を適用するとフィルタを要しない構成にできる。逆に言えば、送信信号ｓ１の周波数と受信信号ｓ２の周波数とが等しい場合には、加算信号から受信信号ｓ２と送信回り込み信号ｓ３・ｓ１１とを周波数弁別することができないが、このような場合でも、減衰器を用いることにより、送信回り込み信号ｓ３・ｓ１１の受信への影響を回避することができることから、本発明は、送信信号ｓ１の周波数と受信信号ｓ２の周波数とが等しい場合に大きな威力を発揮する。

また、本実施の形態で述べたＲＦＩＤリーダライタとタグとを組み合わせ、ＲＦＩＤリーダライタによって各物品に取り付けたタグに情報を書き込んだり、当該タグから情報を読み取ったりする物品識別システムを構成することができる。これにより、当該物品識別システムは、簡単な構成で情報の正確な読み取りを行うことができるものとなる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、ＲＦＩＤリーダライタおよびそれを用いた物品識別システムに好適に使用することができる。

本発明の第１の実施形態を示すものであり、ＲＦＩＤリーダライタの構成を示す回路ブロック図である。 図１のＲＦＩＤリーダライタの変形例の構成を示す回路ブロック図である。 本発明の第２の実施形態を示すものであり、ＲＦＩＤリーダライタの構成を示す回路ブロック図である。 図２のＲＦＩＤリーダライタの変形例の構成を示す回路ブロック図である。 従来技術を示すものであり、第１のＲＦＩＤリーダライタの構成を示す回路ブロック図である。 出力の飽和を説明するためのグラフである。 受信部の他の構成を示す回路ブロック図である。 出力の飽和に伴って出力範囲が小さくなることを説明するためのグラフである。 従来技術を示すものであり、第２のＲＦＩＤリーダライタの構成を示す回路ブロック図である。 従来技術を示すものであり、第３のＲＦＩＤリーダライタの構成を示す回路ブロック図である。 従来技術を示すものであり、第４のＲＦＩＤリーダライタの構成を示す回路ブロック図である。 （ａ）は電磁結合方式のＲＦＩＤリーダライタの受信信号を説明する回路ブロック図であり、（ｂ）はマイクロ波方式のＲＦＩＤリーダライタの受信信号を説明する回路ブロック図である。 本発明の第３の実施形態を示すものであり、ＲＦＩＤリーダライタの構成を示す回路ブロック図である。

符号の説明

１、１１、２１、３１、４１
ＲＦＩＤリーダライタ（情報通信装置）
３ 送信部
４ 受信部
５ サーキュレータ
６ 減衰器
８（１）〜８（ｎ）
アンテナ
９ 信号強度検出部
１６ 可変減衰器
ｓ１ 送信信号
ｓ２ 受信信号
ｓ３ 送信回り込み信号
ｓ１１ 送信回り込み信号

Claims (6)

1. タグに伝送する送信信号を送信する送信部と、前記送信信号に基づく前記タグからの受信信号を受信する受信部とを備えた情報通信装置において、
   前記受信部に入力される信号に対して当該入力の前に減衰を行う減衰器を備えていることを特徴とする情報通信装置。
2. 前記送信信号の送信と前記受信信号の受信とに共用されるアンテナと、
   前記送信信号を前記送信部から前記アンテナへ導くとともに、前記受信信号を前記アンテナから前記受信部へ導くサーキュレータとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の情報通信装置。
3. 前記送信信号の周波数と前記受信信号の周波数とが等しいことを特徴とする請求項２に記載の情報通信装置。
4. 前記受信部への信号入力経路上における信号強度を検出する信号強度検出部を備え、
   前記減衰器は、前記信号強度検出部によって検出された前記信号強度に応じて減衰比が可変であることを特徴とする請求項１に記載の情報通信装置。
5. 前記信号強度検出部による前記信号強度の検出は、前記受信信号がない状態で行われることを特徴とする請求項４に記載の情報通信装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の情報通信装置と前記タグとを備えており、少なくとも、物品に装着された前記タグに記録された情報を前記情報通信装置によって読み取ることにより前記物品を識別することを特徴とする物品識別システム。

Images