JP2006217427A - 無線タグ通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信側からの回り込み信号を信号レベルによらず好適に除去し得る簡単な構成の無線タグ通信装置を提供する。
【解決手段】 受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を除去するための第１キャンセル信号をデジタル信号として出力する第１キャンセル信号出力部２４と、その第１キャンセル信号出力部２４からの出力をアナログ変換する第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４と、前記第１キャンセル信号の振幅及び／又は位相を制御するための制御信号を出力する第１キャンセル信号制御部２６と、前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４によりアナログ変換された第１キャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させる第１キャンセル信号減衰器５５と、その第１キャンセル信号減衰器５５の出力及び受信信号を合成する第１信号合成部５８とを、含むことから、前記回り込み信号が比較的小さな場合であっても好適に除去できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無線にて情報の書き込みや読み出しができる無線タグとの間で通信を行う無線タグ通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。

ところで、通常、上記無線タグ通信装置は、上記無線タグに向けて所定の送信信号をアンテナから送信すると共に、その送信信号を受信した無線タグから返信される返信信号をアンテナにより受信することでその無線タグとの間で情報の通信を行うが、その受信された返信信号に送信側からの強い回り込み信号が混入して全体の受信信号強度が増大する場合がある。これにより、増幅器の許容入力強度を超えてしまうことから、受信信号を十分に増幅することができず、結果として返信信号成分を十分増幅することができないため、信号対雑音比が低下するという不具合があった。そこで、斯かる送信側からの回り込み信号を除去する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された移動体識別装置の干渉補償装置がそれである。

特開平８−１２２４２９号公報

しかし、前記従来の技術における送信側からの回り込み信号の除去は、その回り込み信号を除去するためのキャンセル信号（補償信号）の振幅及び位相等の制御を専らアナログ処理により行うものであり、比較的高価で大型の移相器が必要であることに加え、その制御も困難であるという弊害があった。本発明の出願人は、この弊害を解消するために上記キャンセル信号をデジタル信号として出力する無線タグ通信装置を過去に出願している。特許文献２に記載された無線タグ通信装置がそれである。

特願２００４−２８０１３号

ところで、前記キャンセル信号をデジタル信号として出力する場合、出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器が必要とされ、送信側からの回り込み信号に応じて所定の減衰を与えるには、分解能の高いＤ／Ａ変換器が求められる。だが一般に、分解能の高いＤ／Ａ変換器は速度が遅く高価であり、高速のＤ／Ａ変換器は安価ではあるが分解能が低いというように一長一短であり、送信側からの回り込み信号の信号レベルによっては十分な除去が行えなくなる可能性があった。特に、Ｄ／Ａ変換器の最大出力振幅より回り込み信号の振幅がかなり小さくなると、高分解能のＤ／Ａ変換器を用いても、その一部の出力範囲のみ使用することとなり実効的な分解能が低下してしまう。更に、実効的な分解能低下に伴い相対的にＤ／Ａ変換器の非線形歪みによる誤差が大きくなり、十分な位相、振幅制御ができなくなる。このため、送信側からの回り込み信号を信号レベルによらず好適に除去し得る簡単な構成の無線タグ通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、送信側からの回り込み信号を信号レベルによらず好適に除去し得る簡単な構成の無線タグ通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、無線タグに向けてアンテナから所定の送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて前記無線タグから返信される返信信号をアンテナにより受信することでその無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、そのアンテナ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信号を除去するためのキャンセル信号をデジタル信号として出力するキャンセル信号出力部と、そのキャンセル信号出力部から出力されるキャンセル信号をアナログ変換するキャンセル信号Ｄ／Ａ変換部と、前記キャンセル信号出力部から出力されるキャンセル信号の振幅及び／又は位相を制御するための制御信号を出力するキャンセル信号制御部と、そのキャンセル信号制御部から出力される制御信号に基づいて前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部によりアナログ変換されたキャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させる減衰部と、その減衰部により減衰させられたキャンセル信号及び前記受信信号を合成する信号合成部とを、含むことを特徴とするものである。

このようにすれば、前記アンテナ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信号を除去するためのキャンセル信号をデジタル信号として出力するキャンセル信号出力部と、そのキャンセル信号出力部から出力されるキャンセル信号をアナログ変換するキャンセル信号Ｄ／Ａ変換部と、前記キャンセル信号出力部から出力されるキャンセル信号の振幅及び／又は位相を制御するための制御信号を出力するキャンセル信号制御部と、そのキャンセル信号制御部から出力される制御信号に基づいて前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部によりアナログ変換されたキャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させる減衰部と、その減衰部により減衰させられたキャンセル信号及び前記受信信号を合成する信号合成部とを、含むことから、前記回り込み信号の信号レベルに応じて前記減衰部の設定を変更することで、その回り込み信号が比較的小さな場合であっても好適に除去できる。すなわち、送信側からの回り込み信号を信号レベルによらず好適に除去し得る簡単な構成の無線タグ通信装置を提供することができる。

ここで、好適には、前記減衰部は、所定の入力信号における前記キャンセル信号の振幅が前記送信側からの回り込み信号の振幅を超えない限度においてその振幅に最も近い値となるように減衰量を設定するものである。このようにすれば、前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部の最大出力振幅或いはその１／２に近い値となるように前記制御信号を生成できることから、前記キャンセル信号の位相及び振幅を高精度で制御でき、前記送信側からの回り込み信号を十分に除去することができる。

また、好適には、前記減衰部は、所定の入力信号における前記キャンセル信号の振幅が前記送信側からの回り込み信号の振幅を超える値であってその振幅に最も近い値となるように減衰量を設定するものである。このようにすれば、前記送信側からの回り込み信号を十分に除去することができる。

また、好適には、前記制御信号は、前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部から出力されるキャンセル信号の振幅をそのキャンセル信号Ｄ／Ａ変換部から出力可能な最大振幅の１／２近傍とする値である。このようにすれば、Ｄ／Ａ変換部の分解能を生かして精度良く前記送信側からの回り込み信号を好適に除去することができる。

また、好適には、前記受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を除去するための第２のキャンセル信号をデジタル信号として出力する第２のキャンセル信号出力部と、その第２のキャンセル信号出力部から出力される第２のキャンセル信号をアナログ変換する第２のキャンセル信号Ｄ／Ａ変換部と、前記第２のキャンセル信号出力部から出力される第２のキャンセル信号の振幅及び／又は位相を制御するための第２の制御信号を出力する第２のキャンセル信号制御部と、その第２のキャンセル信号制御部から出力される第２の制御信号に基づいて前記第２のキャンセル信号Ｄ／Ａ変換部によりアナログ変換された第２のキャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させる第２の減衰部と、その第２の減衰部により減衰させられた第２のキャンセル信号及び前記信号合成部から出力される合成信号を合成する第２の信号合成部とを、含むものである。このようにすれば、前記送信側からの回り込み信号を二重に除去することができ、信号対妨害波比を更に高められる。

また、好適には、前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部によりアナログ変換されたキャンセル信号の周波数を所定値高めるアップコンバータを備え、前記減衰部は、そのアップコンバータにより周波数が所定値高められたキャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させるものである。このようにすれば、実用的な態様で前記送信側からの回り込み信号を除去することができる。

また、好適には、前記減衰部は、前記キャンセル信号の減衰量を離散的に変化させるものである。このようにすれば、前記減衰部の構成を簡単なものとすることができる。また、減衰量を変化させたときの入力信号の制御も簡単なものにすることができる。

また、好適には、前記減衰部は、前記キャンセル信号の減衰量を１／２の整数乗とするものである。このようにすれば、前記減衰部の構成を可及的に簡単なものとすることができる。また、減衰量を変化させたときの入力信号の制御も２進数で行うのでビットシフト演算などにより簡単なものにすることができる。

また、好適には、前記減衰部は、複数の電圧分割器を構成する複数の抵抗と、それら複数の電圧分割器を選択的に作動させる複数の開閉器から成るものである。このようにすれば、前記減衰部の構成を簡単且つ安価なものとすることができる。

また、好適には、前記減衰部は、バッファ装置を有するものである。このようにすれば、前記減衰部の動作を安定したものとすることができる。

また、好適には、前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部のサンプル数は、出力周期関数の１周期あたり４サンプルである。このようにすれば、ノイズフロアを低く抑えることができ、処理を高速化できると共に、前記減衰部により信号を減衰させても十分な信号対妨害波比が得られる。

以下、本発明の好適な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、所謂ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムであり、本発明の一実施例である無線タグ通信装置１２と、複数（図１では４体）の無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（以下、特に区別しない場合には単に無線タグ１４と称する）とから構成されている。上記無線タグ通信装置１２は、上記通信システム１０の質問器として、上記無線タグ１４は、上記通信システム１０の応答器としてそれぞれ機能するものである。すなわち、上記無線タグ通信装置１２から送信信号である搬送波Ｆ_ｃ１が送信されると、その搬送波Ｆ_ｃ１を受信した上記無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにおいて所定の情報に基づいてその搬送波Ｆ_ｃ１が変調されて返信信号である反射波Ｆ_ｒ１、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）としてそれぞれ返信され、上記無線タグ通信装置１２によりその反射波_ｒｆが受信されて復調されることで上記無線タグ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の電気的構成を説明する図である。この無線タグ通信装置１２は、上記無線タグ１４に対する情報の読み出し及び書き込みの少なくとも一方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、送信信号をデジタル信号として出力したり、上記無線タグ１４からの返信信号を復調する等のデジタル信号処理を実行したり、後述する減衰器５５、６５における減衰量の制御等を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）１６と、そのＤＳＰ１６により出力された送信信号をアナログ信号に変換して搬送波Ｆ_ｃ１として送信したり、上記無線タグ１４からの反射波Ｆ_ｒｆを受信してデジタル変換して上記ＤＳＰ１６に供給する等の処理を実行する送受信回路１８とから構成されている。

上記ＤＳＰ１６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、前記無線タグ１４への送信信号をデジタル信号として出力する送信デジタル信号出力部２０と、その送信デジタル信号出力部２０から出力された送信デジタル信号を所定の情報信号（コマンド）に基づいて変調する変調部２２と、前記送信信号に基づく第１キャンセル信号をデジタル信号として出力する第１キャンセル信号出力部２４と、その第１キャンセル信号出力部２４から出力される信号を制御すると共に、後述する第１キャンセル信号減衰器５５における減衰量を制御することで上記第１キャンセル信号の振幅Ａ１及び／又は位相φＣ１を制御するための第１の制御信号を出力する第１キャンセル信号制御部２６と、前記送信信号に基づく第２キャンセル信号をデジタル信号として出力する第２キャンセル信号出力部２８と、その第２キャンセル信号出力部２８から出力される信号を制御すると共に、後述する第２キャンセル信号減衰器６５における減衰量を制御することで上記第２キャンセル信号の振幅Ａ２及び／又は位相φＣ２を制御するための第２の制御信号を出力する第２キャンセル信号制御部３０と、後述する送受信アンテナ５２により受信された受信信号を復調する復調部３２と、その復調部３２から出力される復調信号の直流成分（ＤＣ成分）を検出する直流成分検出部３４と、前記受信信号の振幅ＡＲを検出する受信信号振幅検出部３６と、後述する第１信号合成部５８から出力される第１合成信号の振幅ＡＭ１を検出する第１合成信号振幅検出部３８と、所定サンプリング点において各位相に対応するサンプリング値が予め記憶された関数テーブル４０とを機能的に備えている。ここで、好適には、前記第１キャンセル信号制御部２６から出力される制御信号は、好適には、前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４から出力される第１キャンセル信号の振幅をその第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部から出力可能な最大振幅の１／２近傍とする値である。

上記関数テーブル４０は、好適には、所定サンプリング点において各位相に対応するサンプリング値が予め記憶された正弦波又は余弦波テーブルであり、図５は、その一例である正弦波テーブルを示している。この関数テーブル４０には、初期位相「φ」に対して「sinφ」及び「sin(φ+0.5π)」の２つの値が予め記憶されており、例えば、「φ=0」に関して「sinφ=0」及び「sin(φ+0.5π)=1」が、「φ=0.2π」に関して「sinφ=0.58779」及び「sin(φ+0.5π)=0.80902」がそれぞれ記憶されている。「sin(φ+π)=-sinφ」であるので、斯かる２つの値から「sin（φ+π）」及び「sin（φ+1.5π）」も読み出すことができ、「φ=0」に関して「0,1,0,-1,0,1,0,-1,0,1,0,-1,……」の連続する値が、「φ=0.2π」に関して「0.58779, 0.80902, -0.58779, -0.80902, 0.58779, 0.80902, -0.58779, -0.80902, 0.58779, 0.80902, -0.58779, -0.80902,……」の連続する値がそれぞれ読み出される。これらの連続する値により、所定の正弦波信号が生成される。その正弦波信号の位相を変化させるためには、前記関数テーブル４０における読み出し位置を変更すればよく、振幅を変化させるためには、読み出された正弦波信号に所定の制御値を乗算すればよいため、上記送信デジタル信号出力部２０、第１キャンセル信号出力部２４、及び第２キャンセル信号出力部２８は、斯かる関数テーブル４０に基づいて任意の正弦波信号を出力することができる。

前記送受信回路１８は、上記変調部２２から出力される送信デジタル信号をアナログ信号に変換する送信信号Ｄ／Ａ変換部４２と、所定の局所発振信号を出力する局所発振信号出力部４４と、上記送信信号Ｄ／Ａ変換部４２によりアナログ信号に変換された送信信号の周波数をその局所発振信号出力部４４から出力される局所発振信号の周波数だけ高くする第１アップコンバータ４６と、その第１アップコンバータ４６から出力される送信信号を増幅してその振幅を変更する第１増幅部４８と、その第１増幅部４８から出力される送信信号を高調波成分を除去するためのフィルタ５１を介して送受信アンテナ５２に供給すると共に、その送受信アンテナ５２により受信された上記無線タグ１４からの返信信号（送信側からの回り込み信号を含む受信信号）を上記フィルタ５１を介して第１信号合成部５８及び第２ダウンコンバータ７４に供給する送受信分離器５０と、その送受信分離器５０を介して供給される送信信号を搬送波Ｆ_ｃ１として送信すると共に、前記無線タグ１４からの反射波Ｆ_ｒｆを受信して上記送受信分離器５０に供給する送受信アンテナ５２と、上記第１キャンセル信号出力部２４から出力される第１キャンセル信号をアナログ信号に変換する第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４と、前記第１キャンセル信号制御部２６から出力される第１の制御信号に基づいて上記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４によりアナログ変換された第１キャンセル信号を送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させる第１キャンセル信号減衰器５５と、その第１キャンセル信号減衰器５５により減衰させられた第１キャンセル信号の周波数を上記局所発振信号出力部４４から出力される局所発振信号の周波数だけ高くする第２アップコンバータ５６と、その第２アップコンバータ５６から出力される第１キャンセル信号及び送受信分離器５０を介して送受信アンテナ５２から供給される前記受信信号を合成する第１信号合成部５８と、その第１信号合成部５８から出力される第１合成信号を増幅してその振幅ＡＭ１を変更する第２増幅部６０と、その第２増幅部６０から出力される第１合成信号の周波数を上記局所発振信号出力部４４から出力される局所発振信号の周波数だけ低くする第１ダウンコンバータ６２と、上記第２キャンセル信号出力部２８から出力される第２キャンセル信号をアナログ信号に変換する第２キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部６４と、前記第２キャンセル信号制御部３０から出力される第２の制御信号に基づいて上記第２キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部６４によりアナログ変換された第２キャンセル信号を送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させる第２キャンセル信号減衰器６５と、その第２キャンセル信号減衰器６５により減衰させられた第２キャンセル信号及び第１ダウンコンバータ６２から出力される第１合成信号を合成する（必要に応じて増幅も行い得る）第２信号合成部６６と、上記第１ダウンコンバータ６２から出力される第１合成信号を増幅してその振幅ＡＭ１を変更する第３増幅部６８と、その第３増幅部６８から出力される第１合成信号をデジタル変換して上記第１合成信号振幅検出部３８に供給する第１合成信号Ａ／Ｄ変換部７０と、上記第２信号合成部６６から出力される第２合成信号をデジタル変換して上記復調部３２に供給する第２合成信号Ａ／Ｄ変換部７２と、上記送受信分離器５０を介して供給される前記受信信号の周波数を上記局所発振信号出力部４４から出力される局所発振信号の周波数だけ低くする第２ダウンコンバータ７４と、その第２ダウンコンバータ７４から出力される受信信号をデジタル変換して上記受信信号振幅検出部３６に供給する受信信号Ａ／Ｄ変換部７６と、所定のクロック信号を出力するクロック信号出力部７８とを備えている。このクロック信号出力部７８は、好適には、上記送信信号Ｄ／Ａ変換部４２にクロック信号を供給すると共に、上記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４、第２キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部６４、第１合成信号Ａ／Ｄ変換部７０、第２合成信号Ａ／Ｄ変換部７２、及び受信信号Ａ／Ｄ変換部７６のうち少なくとも１つ、更に好適にはそれら全てに上記送信信号Ｄ／Ａ変換部４２と共通のクロック信号を供給する。また、上記受信信号Ａ／Ｄ変換部７６には、上記第１合成信号Ａ／Ｄ変換部７０等に用いられる変換器よりもビット数の少ない変換器が好適に用いられる。そのような変換器によれば、前記無線タグ１４による変調に関する成分を無視できるという利点がある。なお、上記局所発振信号出力部４４としては、９００ＭＨｚ近傍や２．４ＧＨｚ近傍の周波数を発振する発振器が好適に用いられる。また、上記送受信分離器５０としては、サーキュレータ若しくは方向性結合器等が一般的に用いられる。

図３は、上記第１キャンセル信号減衰器５５の構成を説明する図である。なお、上記第２キャンセル信号減衰器６５もこの第１キャンセル信号減衰器５５と同じ構成を備えたものであるため、以下の説明では第１キャンセル信号減衰器５５について説明し、上記第２キャンセル信号減衰器６５の説明を省略する。図３に示すように、上記第１キャンセル信号減衰器５５は、抵抗Ｒ１及びＲ２と、複数（図３では３つ）の電圧分割器５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅを構成する複数の抵抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅと、それら複数の電圧分割器を選択的に作動させる複数の開閉器Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｅを有するアナログ開閉装置ＳＷと、バッファ機能を有する増幅器であるバッファアンプＢＡとを、備えて構成されている。ここで、上記抵抗Ｒ２は接地されているが、所定の開閉器を介して接地させる態様も考えられる。上記開閉装置ＳＷは、好適には、上記複数の抵抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅを択一的に接続させるものであり、このようにすることで、前記第１キャンセル信号減衰器５５は、入力された信号の減衰量を離散的に変化させて出力するものである。また、更に好適には、入力される信号の減衰量を１／２の整数乗とするものである。

図４は、漏れ搬送波レベルと抑圧量との関係について説明する図である。受信信号に混入する不要信号には、前記送受分離器５０からの漏れによる回り込み、送信された電波が外部の反射体によって反射されてそれが受信されることによる回り込み等が含まれる。また、送信アンテナと受信アンテナとが別個に設けられている場合には、送信アンテナから受信アンテナへの直接あるいは間接的回り込みが含まれる。ここで、図４に示すように、１４ビットのＤ／Ａ変換器を用いると最大５０ｄＢの抑圧量が得られるが、漏れ搬送波振幅が１／４となった場合、すなわち漏れ搬送波レベルがＤ／Ａ変換器入力ビット数換算値で１２ビットから１０ビット分程度にまで減少した場合には、抑圧量もまた１０ｄＢ程度劣化する。更に、漏れ搬送波レベルがＤ／Ａ変換器入力ビット数換算値で６ビット分程度となると、抑圧量は１５ｄＢ程度小さくなる。特に、高分解能のＤ／Ａ変換部は非線形歪みにより１ＬＳＢ当たりの変換誤差が大きくなるので、小さな信号を発生させるほどに誤差が増大（図５の値から振幅がずれるので、結果的に位相誤差が増大）し、十分な抑圧が行われなくなるおそれがある。本実施例の無線タグ通信装置１２では、図３を用いて上述したように、前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４の出力側に減衰量が２^−Ｎ（すなわち１／２、１／４、１／８、・・・）のように切り替えられる減衰器５５が設けられており、不要信号の大きさに応じて減衰量を適宜切替可能に構成されている。これにより、前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４から出力される第１キャンセル信号の振幅を、漏れ搬送波の信号レベルに応じて前記減衰器５５により調整することができるので、常にフルスケールビット数−２とフルスケールビット数−３との間に前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４の出力が生成される。従って、１４ビットＤ／Ａ変換器であれば漏れ搬送波レベルによらず、常に４５〜５１ｄＢ程度の抑圧量が得られ、不要信号を好適に除去することができる。前記第１キャンセル信号の位相調整及び振幅の微調整は、前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４への制御信号の入力によっても行われ得る。また、図５を用いて前述したように、前記関数テーブル４０におけるサンプル数は１周期あたり４サンプルとされており、これにより十分な位相精度が得られると共に処理の高速化が可能である。更に、量子化誤差は高調波成分となるため、前記送受信分離器５０と送受信アンテナ５２との間に設けられたフィルタ５１により除去することができ、信号対妨害波比（Ｓ／Ｎ）の高い信号を送信することができる。また、ノイズフロアの上昇を防止できることから、前記減衰器５５により信号を減衰させても十分な信号対妨害波比を確保できる。

図６（ａ）は、前記無線タグ１４に備えられた無線タグ回路１４ａの構成を説明するブロック線図である。この無線タグ回路１４ａは、前記無線タグ通信装置１２からの送信信号である搬送波Ｆ_ｃ１を受信すると共に、返信信号である反射波Ｆ_ｒｆを返信するアンテナ８０と、そのアンテナ８０に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部８２と、デジタル信号処理を行うデジタル回路部８４とを備えて構成されている。そのデジタル回路部８４は、上記アンテナ８０により受信された搬送波Ｆ_ｃ１をエネルギ源として前記無線タグ回路１４ａの作動を制御する制御部８６と、副搬送波を発生させる副搬送波発振部８８と、その副搬送波発振部８８により発生させられた副搬送波を上記制御部８６を介して入力される所定の情報信号に基づいて変調する副搬送波変調部９０とを備えている。

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。先ず、前記無線タグ通信装置１２の送信デジタル信号出力部２０により前記関数テーブル４０に基づいてデジタル信号である送信信号が出力される。この送信信号は、例えば、正弦波をサンプリングした信号となっている。次に、その送信デジタル信号出力部２０から出力された送信デジタル信号が前記変調部２２により変調される。次に、その変調部２２により変調された送信デジタル信号が前記送信信号Ｄ／Ａ変換部４２によりアナログ信号に変換される。次に、その送信信号Ｄ／Ａ変換部４２によりアナログ信号に変換された送信信号の周波数が前記第１アップコンバータ４６により前記局所発振信号出力部４４から出力される局所発振信号の周波数だけ高められる。次に、その第１アップコンバータ４６から出力された送信信号の振幅が前記第１増幅部４８において増加させられる。次に、その第１増幅部４８から出力された送信信号が前記送受信分離器５０及びフィルタ５１を介して前記送受信アンテナ５２に供給され、その送受信アンテナ５２から搬送波Ｆ_ｃ１として前記無線タグ１４に向けて送信される。

前記送受信アンテナ５２からの搬送波Ｆ_ｃ１が前記無線タグ１４のアンテナ８０により受信されると、その搬送波Ｆ_ｃ１が前記変復調部８２に供給されて復調される。また、搬送波Ｆ_ｃ１の一部は図示しない整流部により整流され、その搬送波Ｆ_ｃ１をエネルギ源として前記副搬送波発振部８８において副搬送波が出力される。次に、その副搬送波発振部８８から出力された副搬送波が前記制御部８６を介して入力される所定の情報信号に基づいて副搬送波変調部９０により１次変調される。次に、前記変復調部８２においてその副搬送波変調部９０から出力される１次変調された副搬送波により前記搬送波Ｆ_ｃ１が２次変調され、前記アンテナ８０から反射波Ｆ_ｒｆとして前記無線タグ通信装置１２に向けて返信される。なお、前記無線タグ１４は、図４（ｂ）に示すように、副搬送波を用いない無線タグ回路１４ｂの構成としてもよい。この場合、前記無線タグ１４からの返信信号として制御部８６ｂから変復調部８２ｂに渡される信号は、ＡＳＫ或いはＰＳＫで変調する必要がある。

前記無線タグ１４からの反射波Ｆ_ｒｆが前記無線タグ通信装置１２の送受信アンテナ５２により受信されると、前記フィルタ５１及び送受信分離器５０を介してその反射波Ｆ_ｒｆが受信信号として前記第１信号合成部５８及び第２ダウンコンバータ７４に供給される。このとき、前記送受信分離器５０を介して受信側に回り込んだ送信信号も受信信号と同時に前記第１信号合成部５８及び第２ダウンコンバータ７４に供給される。図７（ａ）は、前記第１信号合成部５８に供給される受信信号の波形を示している。ここでは、反射波（返信信号）よりも回り込み信号の方が非常に大きいため、この図７（ａ）では、振幅変調成分が非常に小さくなっているのが分かる。前記第２ダウンコンバータ７４に供給された受信信号は、その周波数が前記局所発振信号出力部４４から出力される局所発振信号の周波数だけ低下させられる。図７（ｂ）は、前記第２ダウンコンバータ７４から出力されるダウンコンバートされた受信信号の波形を示している。次に、その第２ダウンコンバータ７４から出力されるダウンコンバートされた受信信号が前記受信信号Ａ／Ｄ変換部７６によりデジタル変換されて前記受信信号振幅検出部３６に供給される。次に、その受信信号振幅検出部３６により前記受信信号の振幅ＡＲが検出され、その検出結果が前記第１キャンセル信号制御部２６に供給される。

前記処理と前後して、前記第１キャンセル信号制御部２６により第１キャンセル信号の位相φＣ１及び振幅Ａ１が決定され、前記第１キャンセル信号出力部２４により前記関数テーブル４０に基づいてデジタル信号である第１キャンセル信号が出力されて前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４においてアナログ信号に変換されると共に、前記第１キャンセル信号減衰器５５により減衰させられる。この減衰量は、好適には、前記受信信号振幅検出部３６から供給される前記受信信号の振幅ＡＲに基づいて決定される。例えば、所定の入力信号における前記第１キャンセル信号の振幅Ａ１が前記送信側からの回り込み信号の振幅を超えない限度においてその振幅に最も近い値となるように設定される。或いは、所定の入力信号における前記第１キャンセル信号の振幅Ａ１が前記送信側からの回り込み信号の振幅を超える値であってその振幅に最も近い値となるように設定される。次に、その第１キャンセル信号減衰器５５において減衰させられた第１キャンセル信号の周波数が前記第２アップコンバータ５６により前記局所発振信号出力部４４から出力される局所発振信号の周波数だけ高められる。図７（ｃ）は、前記第２アップコンバータ５６から出力されるアップコンバートされた第１キャンセル信号の波形を示している。次に、その第２アップコンバータ５６から出力された第１キャンセル信号及び前記フィルタ５１及び送受信分離器５０を介して供給された受信信号が前記第１信号合成部５８により合成され、その受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号が除去される。図７（ｄ）は、前記第１信号合成部５８から出力される第１合成信号の波形を示している。ただし、ここでは振幅を拡大して示している。実際には、送信側からの回り込み信号が除去された分図７（ａ）より振幅が小さくなるが、振幅変調成分は変化しないため、この信号を前記第２増幅部６０により増幅すると、図７（ｄ）の波形となる。この第１合成信号では、振幅変調成分が相対的に大きくなっており、図７（ａ）の受信信号と比較して送信側からの回り込み信号が除去されていることが分かるが、前記無線タグ１４の応答信号強度に比べて送信側からの回り込み信号の強度が大きいため、未だ無視できない大きさの回り込み信号が残存している。前記第１信号合成部５８から出力された第１合成信号は、前記第２増幅部６０において利得Ｇ１にてその振幅が変更される。前記第１キャンセル信号の振幅Ａ１及び位相φＣ１が好適に決定されると、その信号強度が相対的に低下して前記第１ダウンコンバータ６２への入力信号が小さくなるため、前記第２増幅部６０の利得Ｇ１は適宜増加させられる。ここで、前記第３増幅部６８の利得Ｇ２は予め定められた初期値とされる。次に、前記第２増幅部６０から出力された第１合成信号の周波数が前記第１ダウンコンバータ６２により前記局所発振信号出力部４４から出力される局所発振信号の周波数だけ低下させられ、前記第２信号合成部６６及び第３増幅部６８に供給される。

図８（ａ）は、前記第１ダウンコンバータ６２から出力されるダウンコンバートされた第１合成信号の波形を示している。前記クロック信号出力部７８から出力されるクロック信号の周波数は、好適には、このダウンコンバートされた第１合成信号（中間周波数信号）の周波数の４倍乃至はその整数倍とされる。前記第３増幅部６８に供給された前記第１合成信号は、その第３増幅部６８において利得Ｇ２にてその振幅が変更される。前記第１ダウンコンバータ６２から出力される第１合成信号は、前記第１信号合成部５８における送信側からの回り込み信号の除去が進行するのに従って小さくなるので、好適には、前記第３増幅部６８における利得Ｇ２はそれに伴い順次増加させられる。次に、その第３増幅部６８から出力された第１合成信号が前記第１合成信号Ａ／Ｄ変換部７０によりデジタル変換されて前記第１合成信号振幅検出部３８に供給される。次に、その第１合成信号振幅検出部３８により前記第１合成信号の振幅ＡＭ１が検出され、その検出結果が前記第１キャンセル信号制御部２６及び第２キャンセル信号制御部３０に供給される。好適には、斯かる第１合成信号の振幅ＡＭ１に基づいて、その振幅ＡＭ１が可及的に小さくなるように前記第１キャンセル信号制御部２６により前記第１キャンセル信号の位相φＣ１が制御される。また、好適には、前記第１合成信号の振幅ＡＭ１の平均値が可及的に小さくなるように決定される。

前記処理と前後して、前記第２キャンセル信号制御部３０により第２キャンセル信号の位相φＣ２及び振幅Ａ２が決定され、前記第２キャンセル信号出力部２８により前記関数テーブル４０に基づいてデジタル信号である第２キャンセル信号が出力されて前記第２キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部６４においてアナログ信号に変換されると共に、前記第２キャンセル信号減衰器６５により減衰させられる。この第２キャンセル信号の振幅Ａ２は、好適には、前記第１合成信号振幅検出部３８から供給される前記第１合成信号の振幅ＡＭ１に基づいて決定される。好適には、前記第２信号合成部６６に入力されるダウンコンバートされた第１合成信号の振幅と、第２キャンセル信号減衰器６５から出力される第２キャンセル信号の振幅とが等しくなるように決定される。図８（ｂ）は、前記第２キャンセル信号減衰器６５から出力される第２キャンセル信号の波形を示している。次に、前記第２キャンセル信号減衰部６５により減衰させられた第２キャンセル信号及び前記第１ダウンコンバータ６２から供給されたダウンコンバートされた第１合成信号が前記第２信号合成部６６により合成され、その第１合成信号に含まれる送信側からの回り込み信号が除去される。図８（ｃ）は、前記第２信号合成部６６から出力される第２合成信号の波形を示している。この第２合成信号では、図７（ａ）の受信信号や図７（ｄ）の第１合成信号と比較して振幅変調成分が相対的に大きくなっており、送信側からの回り込み信号が除去されていることが分かる。前記第２信号合成部６６から出力された第２合成信号は、前記第２合成信号Ａ／Ｄ変換部７２においてデジタル変換された後、前記第１キャンセル信号制御部２６及び復調部３２に供給される。そして、その復調部３２により前記第２合成信号が復調されて前記無線タグ１４の情報信号が読み出される。また、好適には、前記第２合成信号に基づいて前記第１キャンセル信号制御部２６により前記第１キャンセル信号の位相φＣ１が制御される。また、好適には、前記第２信号合成部６６は、差動増幅器としても機能するものであり、前記第２合成信号Ａ／Ｄ変換部７２への入力電圧が好適な値となるようにその第２信号合成部６６における利得Ｇ３が変更される。

図８（ｄ）は、前記復調部３２から出力される復調信号の波形を示している。前記直流成分検出部３４によりこの図８（ｄ）に示す復調信号の直流成分が検出され、その検出結果が前記第２キャンセル信号制御部３０に供給される。この直流成分は、送信側からの回り込み信号に対応するものであり、好適には、その直流成分の振幅Ｄ２が可及的に小さくなるように前記第２キャンセル信号制御部３０により前記第２キャンセル信号の位相φＣ２が制御される。以上の通信動作により、前記受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号が好適に除去され、高感度の通信が実現される。

図９乃至図１４は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による送信側からの回り込み信号除去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、図９のステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記第１キャンセル信号の位相φＣ１及び第２キャンセル信号の位相φＣ２が共に０に設定される。次に、Ｓ２において、前記無線タグ１４に向けてコマンド送信が行われるか否かが判断される。コマンドを送信するか否かの指示は、図示しない上位ルーチンにより適宜切り換えられる。このＳ２の判断が肯定される場合には、前記変調部２２に対応するＳ３において、前記送信信号が所定のコマンドで変調された後、Ｓ５以下の処理が実行されるが、Ｓ２の判断が否定される場合には、Ｓ４において、前記送信信号の変調は行われず、Ｓ５において、前記受信信号Ａ／Ｄ変換部７６によりデジタル変換された受信信号ＡＤ１が読み出される。次に、前記受信信号振幅検出部３６に対応するＳ６において、Ｓ５にて読み出された受信信号ＡＤ１の振幅ＡＲが検出される。次に、Ｓ７において、前記第１キャンセル信号の振幅Ａ１が決定される。次に、Ｓ８において、Ｎが０に設定される。次に、Ｓ９において、２^{−（Ｎ＋１）}がＡ１／Ａ１Ｆより小さいか否かが判断される。ここで、Ａ１Ｆは前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４のフルスケール値を入力ビット数で表したものである。このＳ９の判断が否定される場合には、Ｓ１２において、Ｎに１が加算された後、Ｓ９以下の処理が再び実行されるが、Ｓ９の判断が肯定される場合には、Ｓ１０において、前記第１キャンセル信号減衰器５５の減衰量が２^−Ｎに設定され、Ｓ１１において、Ａ１Ｄ＝２^Ｎ・Ａ１とされた後、図１０のＳ１３以下の処理が実行される。

図１０のＳ１３において、変数ｉ、ｋ、及びＸが何れも０に設定される。次に、Ｓ１４において、前記関数テーブル４０に記憶された関数値が読み出される。次に、Ｓ１５において、Ｓ１４にて読み出された関数値にＳ１１にて決定された振幅Ａ１Ｄが乗算される。次に、Ｓ１６において、前記第１合成信号Ａ／Ｄ変換部７０によりデジタル変換された第１合成信号ＡＤ２が読み出される。次に、Ｓ１７において、Ｓ１６にて読み出された第１合成信号ＡＤ２の振幅ＡＭ１が検出される。次に、Ｓ１８において、Ｓ１７にて検出された第１合成信号の振幅ＡＭ１が第１所定値以下であるか否かが判断される。このＳ１８の判断が否定される場合には、Ｓ２３以下の処理が実行されるが、Ｓ１８の判断が肯定される場合には、Ｓ１９において、前記第３増幅部６８の利得Ｇ２が最大であるか否かが判断される。Ｓ１９の判断が肯定される場合、すなわち前記第３増幅部６８の利得Ｇ２が最大であると判断される場合には、図１１のＳ２７以下の処理が実行されるが、Ｓ１９の判断が否定される場合、すなわち前記第３増幅部６８の利得Ｇ２が最大ではないと判断される場合には、Ｓ２０において、変数Ｘが前記第３増幅部６８の利得Ｇ２で除される。次に、Ｓ２１において、前記第３増幅部６８の利得Ｇ２に所定値ｄＧが加えられる。次に、Ｓ２２において、変数Ｘに前記第３増幅部６８の利得Ｇ２が掛けられた後、Ｓ１６以下の処理が再び実行される。Ｓ２３では、Ｓ１７にて検出された第１合成信号の振幅ＡＭ１が第２所定値以上であるか否かが判断される。すなわち、前記第１合成信号Ａ／Ｄ変換部７０への入力電圧が適正レベルと判定される範囲を第１所定値以上、第２所定値以下の範囲内と設定する。最初に入力電圧が小さすぎる場合には、増幅する必要があるため、Ｓ１８の判断が肯定される場合には、Ｓ１９において、前記第３増幅部６８の利得Ｇ２が最大であるか否かが判断されるが、Ｓ１８の判断が否定される場合には、Ｓ２３の判断が行われる。このＳ２３の判断が否定される場合には、前記第１合成信号Ａ／Ｄ変換部７０への入力電圧が適正レベルと判断されるので、図１１のＳ２７以下の処理が実行されるが、Ｓ２３の判断が肯定される場合、すなわち前記第１合成信号Ａ／Ｄ変換部７２への入力電圧が大きすぎる場合には、Ｓ２４において、前記第３増幅部６８の利得Ｇ２が最小であるか否かが判断される。このＳ２４の判断が肯定される場合には、図１１のＳ２７以下の処理が実行されるが、Ｓ２４の判断が否定される場合には、Ｓ２５において、変数Ｘが前記第３増幅部６８の利得Ｇ２で除される。次に、Ｓ２６において、前記第３増幅部６８の利得Ｇ２から所定値ｄＧが引かれた後、Ｓ２２以下の処理が実行される。これにより、前記第３増幅部６８の利得は、前記受信信号Ａ／Ｄ変換部７６への入力信号振幅（電圧）が常に適正値となるように制御することができ、前記第１信号合成部５８から出力される第１合成信号の振幅が回り込み信号の除去により低下しても、感度良く制御を行うことができる。

図１１のＳ２７において、変数ｉが０であるか否かが判断される。このＳ２７の判断が肯定される場合には、Ｓ２８において、変数Ｘ＝ＡＭ１、ｉ＝１とされ、Ｓ２９において、前記第１キャンセル信号の位相φＣ１に所定値ｄφが加えられた後、図１０のＳ１４以下の処理が再び実行されるが、Ｓ２７の判断が否定される場合には、Ｓ３０において、変数Ｘが第１合成信号の振幅ＡＭ１よりも大きいか否かが判断される。このＳ３０の判断が肯定される場合には、Ｓ３１において、変数Ｘ＝ＡＭ１とされた後、Ｓ２９以下の処理が実行されるが、Ｓ３０の判断が否定される場合には、Ｓ３２において、変数ｋ＝０であるか否かが判断される。このＳ３２の判断が肯定される場合には、Ｓ３３において、変数ｋ＝１、所定値ｄφ＝−ｄφとされた後、Ｓ２９以下の処理が実行されるが、Ｓ３２の判断が否定される場合には、Ｓ３４において、前記第３増幅部６８の利得Ｇ２が１とされ、Ｓ３５において、前記第１キャンセル信号の位相φＣ１が決定された後、図１２のＳ３６以下の処理が実行される。この一連の処理により、第１合成信号の振幅ＡＭ１が最小となるように第１キャンセル信号の位相φＣ１を制御することができる。

図１２のＳ３６において、前記第２増幅部６０の利得Ｇ１に所定値ｄＧが加えられる。次に、Ｓ３７において、前記第１合成信号Ａ／Ｄ変換部７０によりデジタル変換された第１合成信号が読み出される。次に、Ｓ３８において、Ｓ３１にて読み出された第１合成信号の振幅ＡＭ１が検出される。次に、Ｓ３９において、Ｓ３８にて検出された第１合成信号の振幅ＡＭ１が所定値に達したか否かが判断される。このＳ３９の判断が肯定される場合には、Ｓ４１以下の処理が実行されるが、Ｓ３９の判断が否定される場合には、Ｓ４０において、前記第２増幅部の利得Ｇ１が最大であるか否かが判断される。このＳ４０の判断が否定される場合には、Ｓ３６以下の処理が再び実行されるが、Ｓ４０の判断が肯定される場合には、Ｓ４１において、前記第２キャンセル信号の振幅Ａ２が決定される。次に、Ｓ４２において、Ｎが０に設定される。次に、Ｓ４３において、２^{−（Ｎ＋１）}がＡ２／Ａ２Ｆより小さいか否かが判断される。ここで、Ａ２Ｆは前記第２キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部６４のフルスケール値を入力ビット数に換算したものである。このＳ４３の判断が否定される場合には、Ｓ４６において、Ｎに１が加算された後、Ｓ４３以下の処理が再び実行されるが、Ｓ４３の判断が肯定される場合には、Ｓ４４において、前記第２キャンセル信号減衰器６５の減衰量が２^−Ｎに設定され、Ｓ４５において、Ａ２Ｄ＝２^Ｎ・Ａ２とされた後、図１３のＳ４７以下の処理が実行される。この一連の処理により、回り込み信号が除去されて相対的に振幅変調成分が増加した受信信号を前記第２増幅部６０により高周波増幅できるため、雑音の発生を抑えて感度の高い返信信号の検出が可能となる。

図１３のＳ４７において、変数ｉ、ｋ、及びＹが何れも０に設定される。次に、Ｓ４８において、前記関数テーブル４０に記憶された関数値が読み出される。次に、Ｓ４９において、Ｓ４８にて読み出された関数値にＳ４５にて決定された振幅Ａ２Ｄが乗算される。次に、Ｓ５０において、前記復調部３２からの復調信号の出力があるか否かが判断される。このＳ５０の判断が否定される場合には、Ｓ５１において、所定時間が経過したか否かが判断される。このＳ５１の判断が肯定される場合には、前記無線タグ１４が返信信号を送信していないと判断されるので、図９のＳ２以下の処理が再び実行されるが、Ｓ５１の判断が否定される場合には、Ｓ５０以下の処理が再び実行される。Ｓ５０の判断が肯定される場合、すなわち前記復調部３２からの復調信号の出力があると判断される場合には、前記復調部３２に対応するＳ５２において、前記第２合成信号が復調されて復調信号が読み出される。次に、前記直流成分検出部３４に対応するＳ５３において、復調信号の直流成分の振幅Ｄ２が検出される。次に、Ｓ５４において、復調信号の最大振幅ＡＢ_ｍａｘが検出された後、Ｓ５５において、Ｓ５４にて検出された復調信号の最大振幅ＡＢ_ｍａｘが第１所定値（図１０の制御において説明した第１所定値とは別の値）以下であるか否かが判断される。すなわち、前記第２合成信号Ａ／Ｄ変換部７２への入力電圧が適正レベルと判定される範囲を第１所定値以上、第２所定値以下の範囲内と設定する。最初に入力電圧が小さすぎる場合には、増幅する必要があるため、このＳ５５の判断が肯定される場合には、Ｓ５６において、前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３が最大であるか否かが判断されるが、Ｓ５５の判断が否定される場合には、Ｓ６０において、Ｓ５４にて検出された復調信号の最大振幅ＡＢ_ｍａｘが第２所定値（図１０の制御において説明した第２所定値とは別の値）以上であるか否かが判断される。このＳ６０の判断が否定される場合には、図１４のＳ６４以下の処理が実行されるが、Ｓ６０の判断が肯定される場合、すなわち前記第２合成信号Ａ／Ｄ変換部７２への入力電圧が大きすぎる場合には、Ｓ６１において、前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３が最小であるか否かが判断される。Ｓ５６の判断が肯定される場合、すなわち前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３が最大であると判断される場合には、図１４のＳ６４以下の処理が実行されるが、Ｓ５６の判断が否定される場合、すなわち前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３が最大ではないと判断される場合には、Ｓ５７において、変数Ｙが前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３で除される。次に、Ｓ５８において、前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３に所定値ｄＧが加えられて増幅率が上げられる。次に、Ｓ５９において、変数Ｙに前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３が掛けられた後、Ｓ５０以下の処理が再び実行される。Ｓ６１の判断が肯定される場合、すなわち前記第２合成信号Ａ／Ｄ変換部７２への入力電圧が適正範囲外である場合であって前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３が最小であると判断される場合には、図１４のＳ６４以下の処理が実行されるが、Ｓ６１の判断が否定される場合、すなわち前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３が最小ではないと判断される場合には、Ｓ６２において、変数Ｙが前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３で除され、Ｓ６３において、前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３から所定値ｄＧが引かれた（増幅率が下げられた）後、Ｓ５９以下の処理が実行される。

図１４のＳ６４において、変数ｉ＝０であるか否かが判断される。このＳ６４の判断が肯定される場合には、Ｓ６５において、変数Ｙ＝Ｄ２、ｉ＝１とされ、Ｓ６６において、前記第２キャンセル信号の位相φＣ２に所定値ｄφが加えられた後、図１３のＳ４８以下の処理が再び実行されるが、Ｓ６４の判断が否定される場合には、Ｓ６７において、変数Ｙが前記復調信号の直流成分の振幅Ｄ２よりも大きいか否かが判断される。このＳ６７の判断が肯定される場合には、Ｓ６８において、変数Ｙ＝Ｄ２とされた後、Ｓ６６以下の処理が実行されるが、Ｓ６７の判断が否定される場合には、Ｓ６９において、変数ｋ＝０であるか否かが判断される。このＳ６９の判断が肯定される場合には、Ｓ７０において、変数ｋ＝１、所定値ｄφ＝−ｄφとされた後、Ｓ６６以下の処理が実行されるが、Ｓ６９の判断が否定される場合には、Ｓ７１において、前記第２信号合成部６６の利得Ｇ３が１とされ、Ｓ７２において、前記第２キャンセル信号の位相φＣ２が決定された後、図９のＳ２以下の処理が再び実行される。この一連の処理により、復調信号の直流成分Ｄ２が最小となるように第２キャンセル信号の位相φＣ２を制御することができる。以上の制御において、Ｓ７、Ｓ１１、及びＳ３５が前記第１キャンセル信号制御部２６の動作に、Ｓ４１、Ｓ４５、及びＳ７２が前記第２キャンセル信号制御部３０の動作に、Ｓ１７及びＳ３８が前記第１合成信号振幅検出部３８の動作にそれぞれ対応する。

ここで、前述の構成に加えて、前記第１信号合成部５８及び第２信号合成部６６における位相変化や、増幅部の利得の影響とりわけ振幅を補正する補正手段を設けてもよい。好適には、この補正量は予め求められて前記ＤＳＰ１６の記憶装置に記憶される。また、送信側からの回り込み信号の振幅が最小となるように前記第１キャンセル信号及び第２キャンセル信号の振幅及び位相を決定した後、更にその回り込み信号の振幅が小さくなるように前記第１キャンセル信号の振幅Ａ１及び第２キャンセル信号の振幅Ａ２を補正してもよい。図１５は、前記図９乃至図１４のフローチャートに示す制御動作の一部に替えて実行される制御動作を示すフローチャートである。この制御では、図９のＳ１の処理に対応するＳ７３において、初期設定が実行される。次に、Ｓ２乃至Ｓ７の処理に対応するＳ７４において、前記第１キャンセル信号の振幅Ａ１が決定される。次に、図１０及び図１１のＳ１３乃至Ｓ３５に対応するＳ７５において、前記第１キャンセル信号の位相φＣ１が決定される。次に、Ｓ７６において、前記第１信号合成部５８における位相変化や、前記第２増幅部６０の利得Ｇ１等に基づいて変動した可能性のある前記第１キャンセル信号の振幅Ａ１が補正される。この場合、第１合成信号の振幅ＡＭ１が最小となるように補正すればよい。次に、図１２のＳ３６乃至Ｓ４１に対応するＳ７７において、前記第２キャンセル信号の振幅Ａ２が決定される。次に、図１３のＳ３７乃至Ｓ６３に対応するＳ７８において、前記第２キャンセル信号の位相φＣ２が決定される。次に、Ｓ７９において、前記第２信号合成部６６における位相変化や、その第２信号合成部６６の利得Ｇ３等に基づいて変動した可能性のある前記第２キャンセル信号の振幅Ａ２が復調信号の直流成分Ｄ２が最小となるように補正される。すなわち、前述した処理に加えて、Ｓ７６及びＳ７９の処理が新たに行われたことになる。以上の制御において、Ｓ７４乃至Ｓ７６が前記第１キャンセル信号制御部２６の動作に、Ｓ７７乃至Ｓ７９が前記第２キャンセル信号制御部３０の動作にそれぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、前記送受信アンテナ５２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信号を除去するための第１キャンセル信号をデジタル信号として出力する第１キャンセル信号出力部２４と、その第１キャンセル信号出力部２４から出力される第１キャンセル信号をアナログ変換する第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４と、前記第１キャンセル信号出力部２４から出力される第１キャンセル信号の振幅Ａ１及び／又は位相φＣ１を制御するための第１の制御信号を出力する第１キャンセル信号制御部２６と、その第１キャンセル信号制御部２６から出力される第１の制御信号に基づいて前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４によりアナログ変換された第１キャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させる第１キャンセル信号減衰器５５と、その第１キャンセル信号減衰器５５により減衰させられた第１キャンセル信号及び前記受信信号を合成する第１信号合成部５８とを、含むことから、前記回り込み信号の信号レベルに応じて前記第１キャンセル信号減衰器５５の設定を変更することで、その回り込み信号が比較的小さな場合であっても好適に除去できる。すなわち、送信側からの回り込み信号を信号レベルによらず好適に除去し得る簡単な構成の無線タグ通信装置１２を提供することができる。

また、前記第１キャンセル信号減衰器５５は、所定の入力信号における前記第１キャンセル信号の振幅Ａ１が前記送信側からの回り込み信号の振幅を超えない限度においてその振幅に最も近い値となるように減衰量を設定するものであるため、前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４の最大出力振幅或いはその１／２に近い値となるように前記制御信号を生成できることから、前記第１キャンセル信号の振幅Ａ１及び位相φＣ１を高精度で制御でき、前記送信側からの回り込み信号を十分に除去することができる。

また、前記第１キャンセル信号減衰器５５は、所定の入力信号における前記第１キャンセル信号の振幅Ａ１が前記送信側からの回り込み信号の振幅を超える値であってその振幅に最も近い値となるように減衰量を設定するものであるため、前記送信側からの回り込み信号を十分に除去することができる。

また、前記第１の制御信号は、前記第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４から出力される第１キャンセル信号の振幅をその第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４が出力可能である最大振幅の１／２近傍とする値であるため、 前記送信側からの回り込み信号を好適に除去することができる。

また、前記受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を除去するための第２キャンセル信号をデジタル信号として出力する第２キャンセル信号出力部２８と、その第２キャンセル信号出力部２８から出力される第２キャンセル信号をアナログ変換する第２キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部６４と、前記第２キャンセル信号出力部２８から出力される第２キャンセル信号の振幅Ａ２及び／又は位相φＣ２を制御するための第２の制御信号を出力する第２キャンセル信号制御部３０と、その第２キャンセル信号制御部３０から出力される第２の制御信号に基づいて前記第２キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部６４によりアナログ変換された第２キャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させる第２キャンセル信号減衰器６５と、その第２キャンセル信号減衰器６５により減衰させられた第２キャンセル信号及び前記第１信号合成部５８から出力される第１合成信号を合成する第２信号合成部６６とを、含むものであるため、前記送信側からの回り込み信号を二重に除去することができ、信号対妨害波比を更に高められる。

また、前記減衰器５５、６５は、前記キャンセル信号の減衰量を離散的に変化させるものであるため、それら減衰部５５、６５の構成を簡単なものとすることができる。また、減衰量を変化させたときの入力信号の制御も簡単なものにすることができる。

また、前記減衰器５５、６５は、前記キャンセル信号の減衰量を１／２の整数乗とするものであるため、それら減衰部５５、６５の構成を可及的に簡単なものとすることができる。また、減衰量を変化させたときの入力信号の制御も２進数で行うのでビットシフト演算などにより簡単なものにすることができる。

また、前記減衰器５５、６５は、複数の電圧分割器５５ａ乃至５５ｅを構成する複数の抵抗Ｒａ乃至Ｒｅと、それら複数の電圧分割器５５ａ乃至５５ｅを選択的に作動させる複数の開閉器Ｓａ乃至Ｓｅから成るものであるため、前記減衰部５５、６５の構成を簡単且つ安価なものとすることができる。

また、前記減衰器５５、６５は、バッファ装置として機能するバッファアンプＢＡを有するものであるため、前記減衰器５５、６５の動作を安定したものとすることができる。

また、前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４、６４のサンプル数は、出力周期関数の１周期あたり４サンプルであるため、ノイズフロアを低く抑えることができ、処理を高速化できると共に、前記減衰器５５、６５により信号を減衰させても十分な信号対妨害波比が得られる。

続いて、本発明の他の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、前述の第１実施例と共通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１６は、本発明の第２実施例である無線タグ通信装置９２の構成を説明する図である。この図１６に示すように、本実施例の無線タグ通信装置９２において、前記第１キャンセル信号減衰器５５は前記第２アップコンバータ５６の出力側に設けられており、そのアップコンバータ５６により周波数が所定値高められた第１キャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させるものである。斯かる構成によっても、前述した無線タグ通信装置１２と同様に、実用的な態様で前記送信側からの回り込み信号を除去することができる。

図１７は、本発明の第３実施例である無線タグ通信装置９４の構成を説明する図である。この図１７に示すように、本実施例の無線タグ通信装置９４では、前記ＤＳＰ１６の変調部２２と送信信号Ｄ／Ａ変換部４２との間に送信信号レジスタ９６が設けられている。また、前記ＤＳＰ１６の第１キャンセル信号出力部２４と第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４との間に第１キャンセル信号レジスタ９８が設けられている。また、前記送信信号Ｄ／Ａ変換部４２及び第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部５４にクロック信号を供給する高速クロック信号出力部１００と、その高速クロック信号出力部１００から出力されるクロック信号を前記第２キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部６４、第１合成信号Ａ／Ｄ変換部７０、第２合成信号Ａ／Ｄ変換部７２、受信信号Ａ／Ｄ変換部７６に供給するために分周する第１分周器１０２と、前記高速クロック信号出力部１００から出力されるクロック信号をＰＬＬ１１６に供給するために分周する第２分周器１０４と、その第２分周器１０４から供給されるクロック信号に基づいて所定の周波数を有する局所発振信号を発生させ、前記第１ダウンコンバータ６２及び第２ダウンコンバータ７４に供給するＰＬＬ１０６とを、備えて構成されている。前述した図４に示すように、２０ｄＢ以上の抑圧量を得るには８ビットのＤ／Ａ変換器が利用可能であるが、８ビットであれば比較的高速のＤ／Ａ変換器が利用できることから、本実施例の無線タグ通信装置９４のように前記Ｄ／Ａ変換部４２、５４において直接ＲＦ信号を発生させる態様も考えられる。また、入力データは高速アクセス可能なレジスタ９６、９８に一時記憶される態様が好ましい。このように、本実施例によれば、十分な信号対妨害波比を保証しつつ処理速度を速めることができる。

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、前記第１キャンセル信号出力部２４、第１キャンセル信号制御部２６、第２キャンセル信号出力部２８、及び第２キャンセル信号制御部３０等は、何れも前記ＤＳＰ１６に備えられた制御機能であったが、それらは前記ＤＳＰ１６とは別体として設けられる制御装置であってもよい。

また、前述の実施例では、前記第１キャンセル信号に対応する第１キャンセル信号減衰器５５及び第２キャンセル信号に対応する第２キャンセル信号減衰器６５を備えたものであったが、不要信号を十分に除去し得るのであればそれらの何れか一方のみ備えられたものであっても構わない。

また、前述の実施例において、前記第２信号合成部６６は、その第２信号合成部６６から出力される第２合成信号を増幅する増幅器としても機能するものであったが、前記第２信号合成部６６とは別体である第２合成信号増幅部がその第２信号合成部６６及び第２合成信号Ａ／Ｄ変換部７２の間に備えられたものであっても構わない。また、前記第１信号合成部５８は、その第１信号合成部５８から出力される第１合成信号を増幅する増幅器としても機能するものであってもよい。この場合、前記第２増幅部６０は不要とされる。

また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２には、前記無線タグ１４に向けて搬送波Ｆ_ｃ１を送信すると共に、その無線タグ１４から返信される反射波Ｆ_ｒｆを受信する送受信アンテナ５２が設けられていたが、前記無線タグ１４に向けて搬送波Ｆ_ｃ１を送信する送信アンテナと、その無線タグ１４から返信される反射波Ｆ_ｒｆを受信する受信アンテナとが別体として設けられていてもよい。

また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２には、前記第１合成信号をダウンコンバートして中間周波数信号とする第１ダウンコンバータ６２が設けられていたが、そのように第１合成信号をダウンコンバートしない態様も考えられる。そのようにすれば、前記第１ダウンコンバータ６２が不要となるため、前記送受信回路１８の構成が簡単になるという利点がある。

また、前述の実施例において、前記第１キャンセル信号減衰器５５は複数の抵抗と開閉器からなる構成としたが、Ｄ／Ａ変換手段とＰＩＮダイオードを用いたブッリジＴ型可変アッテネータを組み合わせた構成を用いてもよい。

また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、主に図１の通信システム１０における質問器として用いられていたが、本発明は、前記無線タグ１４に所定の情報を書き込むための無線タグ作成装置や、情報の読み出し及び書き込みを行う無線タグリーダライタにも好適に適用されるものである。

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。

本発明の無線タグ通信装置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の無線タグ通信装置の電気的構成を説明する図である。 図２の無線タグ通信装置に備えられた減衰器の構成を説明する図である。 漏れ搬送波レベルと抑圧量との関係について説明する図である。 図２の無線タグ通信装置に備えられた関数テーブルの一例である正弦波テーブルを示している。 図１の無線タグに備えられた無線タグ回路の構成を説明するブロック線図であり、（ａ）は副搬送波を用いる構成を、（ｂ）は副搬送波を用いない構成をそれぞれ示している。 図２の無線タグ通信装置における各部の信号の波形を例示する図であり、（ａ）は送受信アンテナから供給される受信信号の波形を、（ｂ）は第２ダウンコンバータから出力されるダウンコンバートされた受信信号の波形を、（ｃ）は第２アップコンバータから出力されるアップコンバートされた第１キャンセル信号の波形を、（ｄ）は第１信号合成部から出力される第１合成信号の波形をそれぞれ示している。 図２の無線タグ通信装置における各部の信号の波形を例示する図であり、（ａ）は第１ダウンコンバータから出力されるダウンコンバートされた第１合成信号の波形を、（ｂ）は第２キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部から出力される第２キャンセル信号の波形を、（ｃ）は第２信号合成部から出力される第２合成信号の波形を、（ｄ）は復調部から出力される復調信号の波形をそれぞれ示している。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる送信側からの回り込み信号除去制御作動の要部を説明するフローチャートの一部である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる送信側からの回り込み信号除去制御作動の要部を説明するフローチャートの一部である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる送信側からの回り込み信号除去制御作動の要部を説明するフローチャートの一部である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる送信側からの回り込み信号除去制御作動の要部を説明するフローチャートの一部である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる送信側からの回り込み信号除去制御作動の要部を説明するフローチャートの一部である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる送信側からの回り込み信号除去制御作動の要部を説明するフローチャートの一部である。 図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる送信側からの回り込み信号除去制御作動の要部を説明するフローチャートの一部である。 本発明の第２実施例である無線タグ通信装置の電気的構成を説明する図である。 本発明の第３実施例である無線タグ通信装置の電気的構成を説明する図である。

符号の説明

１２、９２、９４：無線タグ通信装置
１４：無線タグ
２４：第１キャンセル信号出力部
２６：第１キャンセル信号制御部
２８：第２キャンセル信号出力部
３０：第２キャンセル信号制御部
５２：送受信アンテナ
５４：第１キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部
５５：第１キャンセル信号減衰器
５６：第２アップコンバータ
５８：第１信号合成部
６４：第２キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部
６５：第２キャンセル信号減衰器
６６：第２信号合成部
Ａ１：第１キャンセル信号の振幅
Ａ２：第２キャンセル信号の振幅
ＢＡ：バッファアンプ（バッファ装置）
Ｒ１、Ｒ２、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ：抵抗
Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｅ：開閉器
φＣ１：第１キャンセル信号の移相
φＣ２：第２キャンセル信号の位相

Claims (11)

1. 無線タグに向けてアンテナから所定の送信信号を送信すると共に、該送信信号に応じて前記無線タグから返信される返信信号をアンテナにより受信することで該無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、
   該アンテナ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信号を除去するためのキャンセル信号をデジタル信号として出力するキャンセル信号出力部と、
   該キャンセル信号出力部から出力されるキャンセル信号をアナログ変換するキャンセル信号Ｄ／Ａ変換部と、
   前記キャンセル信号出力部から出力されるキャンセル信号の振幅及び／又は位相を制御するための制御信号を出力するキャンセル信号制御部と、
   該キャンセル信号制御部から出力される制御信号に基づいて前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部によりアナログ変換されたキャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させる減衰部と、
   該減衰部により減衰させられたキャンセル信号及び前記受信信号を合成する信号合成部と
   を、含むことを特徴とする無線タグ通信装置。
2. 前記減衰部は、前記キャンセル信号の減衰量を離散的に変化させるものである請求項１の何れかの無線タグ通信装置。
3. 前記減衰部は、所定の入力信号における前記キャンセル信号の振幅が前記送信側からの回り込み信号の振幅を超えない限度において該振幅に最も近い値となるように減衰量を設定するものである請求項１又は２の無線タグ通信装置。
4. 前記減衰部は、所定の入力信号における前記キャンセル信号の振幅が前記送信側からの回り込み信号の振幅を超える値であって該振幅に最も近い値となるように減衰量を設定するものである請求項１又は２の無線タグ通信装置。
5. 前記所定の制御信号は、前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部から出力されるキャンセル信号の振幅を該キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部から出力可能な最大振幅の１／２近傍とする値である請求項３又は４の無線タグ通信装置。
6. 前記受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を除去するための第２のキャンセル信号をデジタル信号として出力する第２のキャンセル信号出力部と、
   前記第２のキャンセル信号出力部から出力される第２のキャンセル信号をアナログ変換する第２のキャンセル信号Ｄ／Ａ変換部と、
   前記第２のキャンセル信号出力部から出力される第２のキャンセル信号の振幅及び／又は位相を制御するための第２の制御信号を出力する第２のキャンセル信号制御部と、
   該第２のキャンセル信号制御部から出力される第２の制御信号に基づいて前記第２のキャンセル信号Ｄ／Ａ変換部によりアナログ変換された第２のキャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させる第２の減衰部と、
   該第２の減衰部により減衰させられた第２のキャンセル信号及び前記信号合成部から出力される合成信号を合成する第２の信号合成部と
   を、含むものである請求項１から５の何れかの無線タグ通信装置。
7. 前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部によりアナログ変換されたキャンセル信号の周波数を所定値高めるアップコンバータを備え、前記減衰部は、該アップコンバータにより周波数が所定値高められたキャンセル信号を前記送信側からの回り込み信号に応じた振幅に減衰させるものである請求項１から６の何れかの無線タグ通信装置。
8. 前記減衰部は、前記キャンセル信号の減衰量を１／２の整数乗とするものである請求項７の無線タグ通信装置。
9. 前記減衰部は、複数の電圧分割器を構成する複数の抵抗と、それら複数の電圧分割器を選択的に作動させる複数の開閉器から成るものである請求項１から８の何れかの無線タグ通信装置。
10. 前記減衰部は、バッファ装置を有するものである請求項９の無線タグ通信装置。
11. 前記キャンセル信号Ｄ／Ａ変換部のサンプル数は、出力周期関数の１周期あたり４サンプルである請求項１から１０の何れかの無線タグ通信装置。

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