JP2007221557A - Interrogator in wireless tag communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部と情報の無線通信が可能な無線タグ回路素子に対し情報の読み取りを行う無線タグ通信システムの質問器に関する。 The present invention relates to an interrogator of a wireless tag communication system that reads information from a wireless tag circuit element capable of wireless communication of information with the outside.
小型の無線タグに対し、リーダ/ライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り/書き込みを行うRFID(Radio Frequency Identification)システムが知られている。 2. Description of the Related Art An RFID (Radio Frequency Identification) system that reads / writes information of a wireless tag by transmitting and receiving an inquiry and receiving a reply from a reader / writer without contact with a small wireless tag is known.
例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するIC回路部とこのIC回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えている。質問器としてのリーダ/ライタの送信アンテナより応答器としての無線タグに対し送信波の送信を行うと、無線タグ回路素子はその送信波の電波の持つエネルギを利用して応答の送信を行う。すなわちリーダ/ライタが電波を送信するとほぼ同時に返信された無線タグからの電波をリーダ/ライタの受信アンテナが受信する。このとき、リーダ/ライタ内における送信アンテナ及び受信アンテナの間の電波の減衰量(送受信分離度)は有限であるので、必然的に送信波が受信アンテナから受信系により受信され混入するので干渉信号となって無線タグからの応答信号の受信に妨害を与えることとなる。 For example, a wireless tag circuit element included in a label-like wireless tag includes an IC circuit unit that stores predetermined wireless tag information and an antenna that is connected to the IC circuit unit and transmits / receives information. When a transmission wave is transmitted from a transmission antenna of a reader / writer as an interrogator to a wireless tag as a responder, the wireless tag circuit element transmits a response using the energy of the radio wave of the transmission wave. That is, when the reader / writer transmits radio waves, the radio wave from the wireless tag returned almost simultaneously is received by the receiving antenna of the reader / writer. At this time, since the attenuation (transmission / reception separation) of the radio wave between the transmission antenna and the reception antenna in the reader / writer is finite, the transmission signal is inevitably received and mixed by the reception system from the reception antenna. Thus, the reception of the response signal from the wireless tag is disturbed.
ここで、このような送受信の干渉を解決するため、一般的な無線通信機の従来技術として、例えば特許文献1に記載のものが既に提唱されている。この従来技術では、一方の無線通信機からある偏波方向の送信信号を発して他方の無線通信機で受信し、これに応じ他方の無線通信機から上記と異なる偏波方向の返答信号を発して一方の無線通信機で受信する。このように一方から送信→他方で受信(往信)、他方から送信→一方で受信(返信)のそれぞれにおける偏波方向を変えることにより、最初に送信を行った(一方の)無線通信機における送信信号と返答信号の偏波方向を異なるものとし、返答信号の受信への送信信号の干渉(=受信妨害)を防止するようになっている。
しかしながら、前述の無線タグを用いた通信システムに上記従来技術の構成を適用しようとした場合、以下の問題点がある。 However, when trying to apply the configuration of the above prior art to a communication system using the above-described wireless tag, there are the following problems.
すなわち、質問器としてのリーダ/ライタと応答器としての無線タグ回路素子との間の通信(往信と返信)に上記のような異なる偏波を用いようとすると、無線タグ回路素子側にそれら異なる2つの偏波方向に対応した複雑な構成(大型で特殊なアンテナ)が必要となり、限られた大きさの無線タグにおいて実際上そのような構成を実現するのは困難である。 That is, if different polarizations as described above are used for communication (outgoing and replying) between the reader / writer as the interrogator and the RFID circuit element as the responder, they differ on the RFID circuit element side. A complicated configuration (large and special antenna) corresponding to two polarization directions is required, and it is difficult to actually realize such a configuration in a limited-size wireless tag.
本発明の目的は、送信アンテナから受信アンテナへの送信波の混入による受信妨害を低減することができ、情報送受信精度を向上できる無線タグ通信システムの質問器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an interrogator for an RFID tag communication system that can reduce reception interference due to mixing of transmission waves from a transmission antenna to a reception antenna and can improve information transmission / reception accuracy.
上記目的を達成するために、第1の発明は、所定の情報を記憶するIC回路部及びこのIC回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた無線タグ回路素子に対し、少なくとも搬送波を含む信号を非接触で送信し、前記IC回路部にアクセスを行う送信アンテナと、この送信アンテナと別個に設けられ、前記送信アンテナにより送信された前記信号に応じて前記IC回路部より返信された返答信号を非接触で受信する受信アンテナとを有し、前記送信アンテナと、前記受信アンテナとを、互いに利得が略最小となる方向に位置するように配置したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention provides a signal including at least a carrier wave with respect to an RFID circuit element including an IC circuit unit for storing predetermined information and a tag-side antenna connected to the IC circuit unit. Is transmitted in a contactless manner, and a transmission antenna that accesses the IC circuit unit, and a response signal provided separately from the transmission antenna and returned from the IC circuit unit in response to the signal transmitted by the transmission antenna. The transmission antenna and the reception antenna are arranged so as to be positioned in a direction in which the gain is substantially minimum.
送信アンテナより搬送波を含む信号が無線タグ回路素子へと送信されて、非接触で当該無線タグ回路素子のIC回路部へのアクセスが行われる。そして、その信号に応じて返信された返答信号は受信アンテナで非接触で受信され、これによって無線タグ回路素子との間で情報の送受が行われる。このとき、送信アンテナと受信アンテナとの間の電波の減衰量(送受信分離度)は有限であるので、送信波が受信アンテナで受信され混入した場合、干渉信号となって無線タグ回路素子からの返答信号の受信に妨害を与える可能性がある。 A signal including a carrier wave is transmitted from the transmission antenna to the RFID circuit element, and the IC circuit portion of the RFID circuit element is accessed without contact. A response signal returned in response to the signal is received by the receiving antenna in a non-contact manner, and information is transmitted to and received from the RFID circuit element. At this time, the amount of radio wave attenuation (transmission / reception separation) between the transmission antenna and the reception antenna is finite, so if the transmission wave is received and mixed by the reception antenna, it becomes an interference signal from the RFID circuit element. There is a possibility of disturbing reception of the response signal.
本願第1発明においては、送信アンテナと受信アンテナを、互いに利得が略最小となる方向(いわゆるヌル方向)に配置している。これにより、送信アンテナ側から見ると送信波が受信アンテナへはほとんど届かないこととなり、受信アンテナ側から見ると利得がほとんどないので送信波は受信されないこととなる。この結果、上記送信アンテナから受信アンテナへの送信波の混入による受信妨害を低減することができ、情報送受信精度を向上することができる。 In the first invention of the present application, the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged in a direction (so-called null direction) in which the gain is substantially minimum. As a result, the transmission wave hardly reaches the reception antenna when viewed from the transmission antenna side, and the transmission wave is not received since there is almost no gain when viewed from the reception antenna side. As a result, reception interference due to mixing of transmission waves from the transmission antenna to the reception antenna can be reduced, and information transmission / reception accuracy can be improved.
第2発明は、上記第1発明において、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、略一直線上に延設されたダイポールアンテナであることを特徴とする。 A second invention is characterized in that, in the first invention, the transmitting antenna and the receiving antenna are dipole antennas extending substantially in a straight line.
送信アンテナ及び受信アンテナとしてダイポールアンテナを用い、例えばそれらダイポールアンテナを互いに素子の軸線同士が略一直線上になるように配置することで、互いに利得が略最小となる配置とすることができ、これによって送信アンテナから受信アンテナへの送信波の混入による受信妨害を低減することができる。 Dipole antennas are used as the transmitting antenna and the receiving antenna. For example, by arranging these dipole antennas so that the axis lines of the elements are substantially aligned with each other, it is possible to achieve an arrangement in which the gains are substantially minimized. Reception interference due to mixing of transmission waves from the transmission antenna to the reception antenna can be reduced.
第3発明は、上記第1発明において、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナであることを特徴とする。 A third invention is characterized in that, in the first invention, the transmitting antenna and the receiving antenna are array antennas comprising a plurality of antenna elements.
送信アンテナ及び受信アンテナとしてアレイアンテナを用い、例えばダイポールアンテナの場合、アレイアンテナを構成するアンテナ素子の軸線同士が、送信側と受信側とで略一直線上になるように配置することで、互いに利得が略最小となる配置とすることができ、これによって送信アンテナから受信アンテナへの送信波の混入による受信妨害を低減することができる。 For example, in the case of a dipole antenna, the antenna elements constituting the array antenna are arranged so that the axes of the antenna elements are substantially in a straight line between the transmitting side and the receiving side. Can be reduced so that reception interference due to mixing of transmission waves from the transmission antenna to the reception antenna can be reduced.
第4発明は、上記第3発明において、前記送信アンテナの前記複数のアンテナ素子間の配置間隔と、前記受信アンテナの前記複数のアンテナ素子間の配置間隔とを、異なる間隔としたことを特徴とする。 A fourth invention is characterized in that, in the third invention, the arrangement interval between the plurality of antenna elements of the transmission antenna and the arrangement interval between the plurality of antenna elements of the reception antenna are different from each other. To do.
アンテナ素子の間隔を大きくするほど分解能を向上することができることから、アンテナ素子同士の配置間隔を送信側と受信側とで異ならせることにより、送信側と受信側とで分解能を異ならせることができる。 Since the resolution can be improved as the distance between the antenna elements is increased, the resolution can be different between the transmission side and the reception side by making the arrangement interval between the antenna elements different between the transmission side and the reception side. .
第5発明は、上記第4発明において、前記受信アンテナの前記複数のアンテナ素子間の配置間隔を、前記送信アンテナの前記複数のアンテナ素子間の配置間隔より大きくしたことを特徴とする。 A fifth invention is characterized in that, in the fourth invention, the arrangement interval between the plurality of antenna elements of the receiving antenna is made larger than the arrangement interval between the plurality of antenna elements of the transmission antenna.
これにより、受信側における分解能を、送信側における分解能よりも大きくすることができる。 Thereby, the resolution on the receiving side can be made larger than the resolution on the transmitting side.
第6発明は、上記第3発明乃至第5発明のいずれかにおいて、前記送信アンテナ又は前記受信アンテナは、前記複数のアンテナ素子のそれぞれを、所定の曲率を備えた曲面に沿って配置したことを特徴とする。 According to a sixth invention, in any one of the third to fifth inventions, the transmitting antenna or the receiving antenna has each of the plurality of antenna elements arranged along a curved surface having a predetermined curvature. Features.
複数のアンテナ素子を略平面上に配置した場合、中心側に位置するアンテナ素子から両端側に位置するアンテナ素子になるほど、感度が低下する。本願第6発明においては、所定曲率の曲面に沿って各アンテナ素子を配置することにより、曲面の向き及び曲率を適宜に設定することで、上記弊害を回避し、どのアンテナ素子においても略同等の通信条件とすることが可能となる。 When a plurality of antenna elements are arranged on a substantially flat surface, the sensitivity decreases as the antenna elements are located on both ends from the antenna element located on the center side. In the sixth invention of the present application, by arranging each antenna element along a curved surface having a predetermined curvature, by appropriately setting the direction and curvature of the curved surface, the above-described adverse effects can be avoided and the antenna elements are substantially equivalent to each other. Communication conditions can be set.
第7発明は、上記第1発明において、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、平面アンテナであることを特徴とする。 In a seventh aspect based on the first aspect, the transmitting antenna and the receiving antenna are planar antennas.
送信アンテナ及び受信アンテナとして平面アンテナを用い、例えばそれら平面アンテナを互いに略同一平面上又は曲面上になるように配置することで、互いに利得が略最小となる配置とすることができ、これによって送信アンテナから受信アンテナへの送信波の混入による受信妨害を低減することができる。 A planar antenna is used as a transmitting antenna and a receiving antenna. For example, by arranging these planar antennas so that they are substantially on the same plane or curved surfaces, it is possible to achieve an arrangement in which the gain is substantially minimized. Reception interference due to mixing of transmission waves from the antenna to the reception antenna can be reduced.
第8発明は、上記第7発明において、複数の前記送信アンテナ及び複数の前記受信アンテナが略同一平面上に配置され、当該平面上において送信アンテナと受信アンテナとが交互に千鳥配列となるように配置されていることを特徴とする。 In an eighth aspect based on the seventh aspect, the plurality of transmission antennas and the plurality of reception antennas are arranged on substantially the same plane, and the transmission antennas and the reception antennas are alternately arranged in a staggered pattern on the plane. It is arranged.
送信側の複数の平面アンテナと、受信側の複数の平面アンテナを、略同一平面上で千鳥配列とすると、送信側でみた通信可能領域(送信信号が到達可能な無線タグ回路素子の存在範囲)と、受信側でみた通信可能範囲(返答信号を受信可能な無線タグ回路素子の存在範囲)との重なりをより広くすることができる。この結果、質問器全体で見た通信範囲をより大きくすることができる。 When a plurality of planar antennas on the transmission side and a plurality of planar antennas on the reception side are arranged in a staggered pattern on substantially the same plane, the communicable area seen on the transmission side (existence range of RFID circuit elements that can reach the transmission signal) And the communicable range (existing range of the RFID tag circuit element capable of receiving the response signal) viewed on the receiving side can be further widened. As a result, the communication range seen in the entire interrogator can be further increased.
第9発明は、上記第7発明において、複数の前記送信アンテナ又は複数の前記受信アンテナを、所定の曲率を備えた曲面に沿って配置したことを特徴とする。 According to a ninth aspect, in the seventh aspect, the plurality of transmitting antennas or the plurality of receiving antennas are arranged along a curved surface having a predetermined curvature.
所定曲率の曲面に沿って平面アンテナである送信又は受信アンテナを配置することにより、曲面の向き及び曲率を適宜に設定することで、曲面上の配置位置に関係なくどのアンテナにおいても略同等の通信条件とすることが可能となる。 By arranging the transmitting and receiving antennas, which are planar antennas, along a curved surface with a predetermined curvature, the direction and curvature of the curved surface are set appropriately, so that almost the same communication can be performed for any antenna regardless of the position on the curved surface. It becomes possible to make it a condition.
第10発明は、上記第6又は第8発明において、前記曲面の曲率半径を、最大通信距離に応じて設定したことを特徴とする。 A tenth invention is characterized in that, in the sixth or eighth invention, the radius of curvature of the curved surface is set according to a maximum communication distance.
曲面上に配置されたアンテナ素子又は平面アンテナから、曲率中心までは略同一距離(=曲率半径)となることから、この曲率半径を最大通信距離に対応させて設定することにより、どのアンテナ素子又は平面アンテナについても、略同等の通信条件で、確実に当該最大通信距離までの良好な通信を確保することが可能となる。 Since the antenna element or planar antenna arranged on the curved surface is substantially the same distance (= curvature radius) to the center of curvature, by setting this radius of curvature corresponding to the maximum communication distance, which antenna element or With respect to the planar antenna, good communication up to the maximum communication distance can be surely ensured under substantially equivalent communication conditions.
本発明によれば、送信アンテナから受信アンテナへの送信波の混入による受信妨害を低減することができ、情報送受信精度を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reception interference by mixing of the transmission wave from a transmitting antenna to a receiving antenna can be reduced, and information transmission / reception accuracy can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、第1の実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。 FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating an overall outline of a wireless tag communication system to which the first embodiment is applied.
図1において、この無線タグ通信システムSは、本実施形態による質問器100と、これに対応する応答器としての複数の無線タグTとから構成される。
In FIG. 1, the RFID tag communication system S includes an
無線タグTは、アンテナ151とIC回路部150とを備えた無線タグ回路素子Toを有している。
The wireless tag T includes a wireless tag circuit element To including an
質問器100は、この例では後述する6つのアンテナ素子1a〜1fで構成するアレイ型のアンテナユニット1と、このアンテナユニット1を介して無線タグ回路素子ToのIC回路部150へアクセスする(この例では読み取りを行う)ための高周波回路2と、無線タグ回路素子Toから読み出された信号を処理するための信号処理回路3と、上記アンテナ1と高周波回路2を介して無線タグ回路素子Toから読み取った情報等を表示する表示部4と、読み取った情報等を格納保持するデータベース(図中ではDBと省略)5と、上記信号処理回路3を介し無線タグ回路素子Toから読み出された信号を処理するとともに表示部4及びデータベース5にも接続され、質問器100全体を制御するための中央制御部6とを有する。
In this example, the
中央制御部6は、いわゆるマイクロコンピュータであり、詳細な図示を省略するが、中央演算処理装置であるCPU、ROM、及びRAM等から構成され、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ようになっている。 The central control unit 6 is a so-called microcomputer, and although not shown in detail, the central control unit 6 includes a central processing unit such as a CPU, a ROM, and a RAM. The central control unit 6 stores in advance in the ROM while using a temporary storage function of the RAM. The signal processing is performed according to the programmed program.
図2は、本実施形態の場合の質問器のうちアンテナユニット1の詳細構成を表す機能ブロック図である。なお、アンテナユニット1は各アンテナ素子1a〜1fを配置した同一平面の正面から見て表している。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the
各アンテナ素子1a〜1fは、後述する高周波送信部34A,34B,34C又は高周波受信部35A,35B,35Cにそれぞれ同軸フィーダ11を介して接続されたバラン12と、このバラン12に同一直線で接続されている2本のアンテナ線13とを有しており、これらが一体となって略一直線上に延設された中央給電型ダイポールアンテナを構成している(詳しくは後述する)。そしてこの例における3つのアンテナ素子(送信アンテナ)1a〜1cは、互いに第1間隔δ1で離間しつつ略平行な配置で設けられて送信アレイアンテナ部(アレイアンテナ)1Aを構成している。また、この例における他の3つのアンテナ素子(受信アンテナ)1d〜1fは、上記第1間隔δ1より大きい第2間隔δ2で互いに離間しつつ略平行な配置で設けられて受信アレイアンテナ部(アレイアンテナ)1Bを構成している。
Each
そして、送信アレイアンテナ部1A全体の長手方向D1(つまりアンテナ素子1a〜1cどうしの離間方向)と受信アレイアンテナ部1B全体の長手方向D2(つまりアンテナ素子1d〜1fどうしの離間方向)は互いに略平行な配置関係にあり、全てのアンテナ素子1a〜1fは互いに略平行かつ略同一平面上に位置する配置でアンテナユニット1に並設配置されている。
The longitudinal direction D1 of the entire transmitting
送信アレイアンテナ部1Aは、無線タグ回路素子Toの上記アンテナ151に対し無線通信により少なくとも搬送波を含む信号(=質問波)の送信を行い、受信アレイアンテナ部1Bは、上記送信アレイアンテナ部1Aから送信した信号に無線タグ回路素子Toが応答して出力する信号(=応答波)の受信を行う。そして、それぞれの場合でこの例では後述する指向性制御が行われ、アンテナユニット1全体としての放射パターン(メインローブの方向)が電子的に制御されるように構成されている。
The transmission
このような配置構成において、送信アレイアンテナ部1Aの各アンテナ素子1a〜1cからの信号放射パターン(アンテナ素子1bのみ例示して図示)について、受信アレイアンテナ部1Bのアンテナ素子1d〜1fは送信アレイアンテナ部1Aの各アンテナ素子1a〜1cのメインローブの範囲R外であってほぼヌル方向Nにあることになる。また逆に、受信アレイアンテナ部1Bの各アンテナ素子1d〜1fからの信号放射パターン(アンテナ素子1eのみ例示して図示)と送信アレイアンテナ部1Bの各アンテナ素子1a〜1cとの位置関係についても同様の関係となる。
In such an arrangement, the
図3は、アンテナ素子1a〜1fの詳細構成を表す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of the
ここで、アンテナ素子1a〜1fが備えるバラン12について説明する。バラン12は、この例のように同軸フィーダ11にダイポールアンテナを接続した場合にアンテナの効率を著しく低下させる原因となる不平衡電流の発生を抑えるための変換器である。まず、同軸フィーダ11の接地済みの外周アース線11aをゼロ点としてそこにインダクタンスが同じ2つのコイル14,15のそれぞれの一端を接続し、それらの他端にそれぞれアンテナ線13を接続する。そして一方のコイル15とアンテナ線13の接続点と、同軸フィーダ11の信号線11bとの間に上記2つのコイル14,15と同じインダクタンスのコイル16を接続する。この同軸フィーダ11と2本のアンテナ線13を結合するコイルの回路がバラン12を構成する。このバラン12を設けていることにより、ダイポールアンテナに接続する同軸フィーダ11の外周アース線11aと信号線11bのそれぞれには不平衡電流が相殺されて流れなくなり、同軸フィーダ11自体がアンテナとして動作してしまうことを防ぐことができる。
Here, the
図4は、質問器100の詳細構成を表す機能ブロック図である。この図4に示すように、信号処理回路3は、無線タグTへの送信信号に対応するコマンドビット列を生成するコマンドビット列生成部20と、そのコマンドビット列生成部20から出力されたディジタル信号をパルス幅変調等の所定の公知の手法により符号化する符号化部22と、この符号化部22により符号化された信号をAM方式で変調して送信メモリ部26に供給(記憶)するAM変調部24と、その送信メモリ部26に記憶された送信信号を随時読み出して所定の送信PAAウェイトを掛算する送信PAA(Phased Array
Antenna)処理部としての送信ウェイト掛算部28とを有している。
FIG. 4 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the
Antenna) has a transmission
高周波回路2は、所定の周波数の局発信号を出力する局部発振器32と、その局部発振器32から出力される局発信号に応じて上記送信ウェイト掛算部28から出力される送信信号をアップコンバートして所定の増幅率で増幅し上記送信アレイアンテナ部1Aの3つのアンテナ素子1a〜1cから上記質問波として送信する3つの高周波送信部34A,34B,34Cと、上記受信アレイアンテナ部1Bの3つのアンテナ素子1d〜1fによりそれぞれ受信される受信信号を所定の増幅率で増幅し上記局部発振器32から出力される局発信号に応じてダウンコンバートして受信メモリ部36に供給(記憶)する3つの高周波受信部35A,35B,35Cとを有している。
The high-
また、一方、信号処理回路3は、上記受信メモリ部36と、この受信メモリ部36に記憶された受信信号を随時読み出して所定の受信PAAウェイトを掛算する受信PAA処理部としての受信ウェイト掛算部38と、その受信ウェイト掛算部38から出力される受信信号をAM方式で復調してAM復調波を検出するAM復調部40と、送信ウェイト掛算部28において掛算される送信PAAウェイト、受信ウェイト掛算部38において掛算される受信PAAウェイト、及び、高周波送信部34A,34B,34C及び高周波受信部35A,35B,35Cにおいて送信信号及び受信信号を増幅する増幅率を個別に制御(算出)するPAAウェイト制御部(指向性制御手段)46も有している。
On the other hand, the
さらに、信号処理回路3は、上記AM復調部40により復調されたAM復調波を所定の公知の手法により復号する復号部42と、その復号部42により復号された復号信号を解釈して上記無線タグTの変調に関する情報信号を読み出す返答ビット列解釈部44も有している。
Further, the
図5は、送信ウェイト掛算部28の詳細機能を表す機能ブロック図である。この図5に示すように、送信ウェイト掛算部28は、送信メモリ部26から読み出される送信信号に上記PAAウェイト制御部46から供給される送信PAAウェイトをそれぞれ掛算して各高周波送信部34A,34B,34Cに供給する複数(図5では3つ)の掛算器48a,48b,48cを備えている。ここで、上記掛算器48aが高周波送信部34Aに、上記掛算器48bが高周波送信部34Bに、掛算器48cが高周波送信部34Cに、それぞれ対応しており、各掛算器48a,48b,48cからの出力が対応する高周波送信部34A,34B,34Cに供給されるようになっている。
FIG. 5 is a functional block diagram showing detailed functions of the transmission
図6は、高周波送信部34A,34B,34Cの詳細機能を表す機能ブロック図である。この図6に示すように、高周波送信部34A,34B,34Cは、送信ウェイト掛算部28から供給される送信信号をアナログ信号に変換する送信信号D/A変換器50と、その送信信号D/A変換器50によりアナログ変換された送信信号の周波数を上記局部発振器32から出力される局発信号の周波数だけ高くするアップコンバータ52と、そのアップコンバータ52によりアップコンバートされた送信信号を後述するPAAウェイト制御部46から設定される増幅率で増幅して上記送信アレイアンテナ部1Aの各アンテナ素子1a〜1cに供給する送信信号増幅器54とを有している。
FIG. 6 is a functional block diagram showing detailed functions of the high-
図7は、高周波受信部35A,35B,35Cの詳細機能を表す機能ブロック図である。この図7に示すように、高周波受信部35A,35B,35Cは、上記受信アレイアンテナ部の各受信アンテナ素子1d〜1fから供給される受信信号を上記同様PAAウェイト制御部46から設定される増幅率で増幅する受信信号増幅器59と、その受信信号増幅器59から出力される受信信号の周波数を局部発振器32から出力される局発信号の周波数だけ低くするダウンコンバータ61と、そのダウンコンバータ61によりダウンコンバートされた受信信号をディジタル信号に変換して上記受信メモリ部36に供給する受信信号A/D変換器63とを有している。
FIG. 7 is a functional block diagram showing detailed functions of the high-
図8は、受信ウェイト掛算部38の詳細機能を表す機能ブロック図である。この図8に示すように、受信ウェイト掛算部38は、受信メモリ部36から読み出される受信信号それぞれにPAAウェイト制御部46から供給される所定の受信PAAウェイトを掛算する複数(図8では3つ)の掛算器64a、64b、64cと、それら掛算器64a〜64cから出力される信号を合成してAM復調部40に供給する合成器66とを有している。ここで、上記掛算器64aが高周波受信部35Aに、掛算器64bが高周波受信部35Bに、掛算器64cが高周波受信部35Cに、それぞれ対応している。
FIG. 8 is a functional block diagram showing detailed functions of the reception
以上の構成の質問器100においては、中央制御部6が設定した送信PAAウェイトを順次変化させながらPAAウェイト制御部46に出力することによって送受信時における最大指向性方向(以下、メインローブ方向という)を順次対応する角度に変化させ、3つの送信用のアンテナ素子1a,1b,1cによるメインローブ方向を、上記送信PAAウェイトに対応する一つの方向のみ強くなるように保持しつつその方向を順次変化させる、いわゆるフェイズドアレイ制御を行うことができる。
In the
図9は、上記無線タグTに備えられた無線タグ回路素子Toの機能的構成の一例を表すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the RFID circuit element To provided in the RFID tag T.
図9において、無線タグ回路素子Toは、上記質問器100側の上記アンテナ素子1a〜1fとUHF帯等の高周波を用いて非接触で信号の送受信を行う上記アンテナ(タグ側アンテナ)151と、このアンテナ151に接続された上記IC回路部150とを有している。
In FIG. 9, the RFID circuit element To includes the antenna (tag antenna) 151 that performs non-contact signal transmission / reception with the
IC回路部150は、アンテナ151により受信された搬送波を整流する整流部152と、この整流部152により整流された搬送波のエネルギを蓄積し駆動電源とするための電源部153と、上記アンテナ151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157に供給するクロック抽出部154と、無線タグTの識別情報(以下、タグIDという)などの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155と、上記アンテナ151に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部156と、上記整流部152、クロック抽出部154、及び変復調部156等を介して上記無線タグ回路素子Toの作動を制御するための制御部157とを備えている。
The
変復調部156は、アンテナ151により受信された上記質問器100のアンテナ素子1a〜1cからの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部157からの返信信号に基づき、アンテナ1a〜1cから送信された搬送波を反射変調する。
The
この制御部157は、質問器100と通信を行うことにより上記メモリ部155に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ151により受信された質問波を上記変復調部156において上記メモリ部155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として上記アンテナ151から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
The
クロック抽出部154は受信した信号からクロック成分を抽出して制御部157にクロックを抽出するものであり、受信した信号のクロック成分の速度に対応したクロックを制御部157に供給する。
The
以上において、本実施形態の最も大きな特徴は、送信用のアンテナ素子1a〜c及び受信用のアンテナ素子1d〜1fを互いの方向において利得が最小となる(送信用のアンテナ素子1a〜c及び受信用のアンテナ素子1d〜1fのそれぞれ互いの方向からの信号の強度が小さくなる)いわゆるヌル領域に配置していることにある。以下、本実施形態の質問器の制御手順について説明する。
As described above, the greatest feature of the present embodiment is that the gains of the transmitting
図10は、上記構成の質問器100の中央制御部6によって実行される制御手順を表すフローチャートである。なお、このフローチャートの例では、指定した1つのタグIDに対応する無線タグTを探索対象としてその存在方向を探索する制御手順を表している。
FIG. 10 is a flowchart showing a control procedure executed by the central control unit 6 of the
この図10において、特に図示しない操作手段またはPCなどの上位の制御手段により、タグIDの指定とそれに対応する無線タグTの探索の開始が指令されるとこのフローが開始される。 In FIG. 10, this flow is started when a designation of a tag ID and a start of searching for a corresponding wireless tag T are instructed by an operating means (not shown) or an upper control means such as a PC.
まずステップS5において、探索対象の無線タグTが存在しているか否か(応答があったか否か)を示す応答フラグFを0にリセットし、次のステップS10へ移る。 First, in step S5, the response flag F indicating whether or not the search target wireless tag T exists (whether or not there is a response) is reset to 0, and the process proceeds to the next step S10.
ステップS10では、指定タグIDを含む「Scroll ID」(指定したタグの応答を求めるコマンド)などのコマンドを信号処理回路3のコマンドビット列生成部20へ出力する。これにより、信号処理回路3において、入力したコマンドに対応するコマンドビット列が生成されて符号化部22により符号化され、その符号化情報が信号処理回路3のAM変調部24によりAM変調されて送信メモリ部26に記憶される。
In step S <b> 10, a command such as “Scroll ID” (a command for obtaining a response of the designated tag) including the designated tag ID is output to the command bit
次にステップS15へ移り、送信PAAウェイトを送信開始時の初期値に設定する。この例では、送信時のフェイズドアレイ制御におけるメインローブ方向θを最初のθoの値に設定し、それに対応する送信PAAウェイトを算出し設定する。 Next, the process proceeds to step S15, where the transmission PAA weight is set to the initial value at the start of transmission. In this example, the main lobe direction θ in the phased array control at the time of transmission is set to the first θo value, and the corresponding transmission PAA weight is calculated and set.
次にステップS20へ移り、送信PAAウェイトをPAAウェイト制御部46を介し信号処理回路3の送信ウェイト掛算部28に出力する。これにより、送信ウェイト掛算部28においてメインローブ方向がθ方向になるよう各送信信号の位相を制御し、各高周波送信部34A,34B,34Cが送信メモリ26に記憶されている送信信号を所定の増幅率で増幅し、実際に送信アレイアンテナ部の各アンテナ素子1a〜1cから発信される送信信号(質問波)が合成されて、主にメインローブ方向θを中心に向けて送信される。
Next, the process proceeds to step S20, and the transmission PAA weight is output to the transmission
ここで、探索対象の無線タグTが上記発信された送信信号を受信した場合それに応答するリプライ信号(返答信号)が発信されるが、そのリプライ信号は受信アレイアンテナ部の3つのアンテナ素子1d〜1fでそれぞれ受信される。このとき、各アンテナ素子1d〜1fから受信されたリプライ信号は所定の増幅率で増幅され、受信メモリ36に記憶される。
Here, when the search target RFID tag T receives the transmitted transmission signal, a reply signal (response signal) is transmitted in response to the transmission signal, and the reply signal is transmitted from the three
そして次のステップS100の探索演算処理により、受信メモリ36に記憶されている3つのリプライ信号に基づいてフェイズドアレイ制御の演算により無線タグTの存在方向を探索する。
Then, by the search calculation process in the next step S100, the presence direction of the wireless tag T is searched by the calculation of phased array control based on the three reply signals stored in the
次にステップS30へ移り、メインローブ方向θにこの例でのきざみ角であるΔθを加算するよう送信PAAウェイトを更新し、ステップS35へ移る。 Next, the process proceeds to step S30, where the transmission PAA weight is updated so that Δθ, which is the step angle in this example, is added to the main lobe direction θ, and the process proceeds to step S35.
ステップS35では、メインローブ方向θがこの例で最後に取るべき値であるθendを超えているか否か、すなわち探索すべき全てのメインローブ方向θに対して探索が終了したか否かを判定する。なおこの判定は、送信PAAウェイトがメインローブ方向θ=θendの場合に対応する値を超えているか否かで判定してもよい。メインローブ方向θがθendを超えていない場合、判定が満たされず、すなわちその時点のメインローブ方向θでも無線タグTの探索を行う必要があるとしてステップS20に戻り同様の手順を繰り返す。一方、メインローブ方向θがθendを超えている場合、判定が満たされ、すなわち探索が終了したとして次のステップS40へ移る。 In step S35, it is determined whether or not the main lobe direction θ exceeds θend, which is the last value to be taken in this example, that is, whether or not the search has been completed for all main lobe directions θ to be searched. . This determination may be made based on whether or not the transmission PAA weight exceeds a value corresponding to the main lobe direction θ = θend. If the main lobe direction θ does not exceed θend, the determination is not satisfied, that is, it is necessary to search for the wireless tag T also in the main lobe direction θ at that time, and the process returns to step S20 and the same procedure is repeated. On the other hand, when the main lobe direction θ exceeds θend, the determination is satisfied, that is, the search is finished, and the process proceeds to the next step S40.
ステップS40では、応答フラグFが1となっているか否か、すなわち探索対象の無線タグTからのリプライ信号を受信してその存在が確認できたか否かを判定する(後述の図11におけるステップS120参照)。応答フラグFが1である場合、判定が満たされ、すなわち探索対象の無線タグTが存在していたとして次のステップS45へ移り、データベース5に記録されているリプライ信号の受信信号強度のうち最大強度に対応するメインローブ方向θ(後述の図11におけるステップS125参照)を無線タグTの存在方向として表示部4に表示させ、このフローを終了する。一方、応答フラグFが1ではない場合(=0のままの場合)、判定が満たされず、すなわち探索対象の無線タグTが探索対象範囲に存在していなかったとしてステップS50へ移り、表示部4に無線タグTが存在していなかった旨の表示を行わせ、このフローを終了する。
In step S40, it is determined whether or not the response flag F is 1, that is, whether or not the presence of the reply signal from the search target RFID tag T has been confirmed (step S120 in FIG. 11 described later). reference). When the response flag F is 1, the determination is satisfied, that is, the search target wireless tag T is present, the process proceeds to the next step S45, and the maximum received signal strength of the reply signal recorded in the
図11は、上記図10におけるステップS100の探索演算処理の詳細手順を表すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing the detailed procedure of the search calculation process in step S100 in FIG.
この図11において、まずステップS110において、その時点における送信用のメインローブ方向θをそのまま受信用のメインローブ方向θとしてそれに対応する受信PAAウェイトを設定し、PAAウェイト制御部46を介し信号処理回路3の受信ウェイト掛算部38に出力する。これにより、受信ウェイト掛算部38が受信メモリ36に記憶されている3つのリプライ信号のそれぞれの位相を制御し、メインローブ方向θを指向性方向として受信した場合の受信信号として合成することができる。そして、この受信信号がAM復調部40によりAM復調され、この復調化情報が信号処理回路3の復号部42により復号されて返答ビット列解釈部44により中央制御部6で判別可能なリプライ信号となって、中央制御部6に入力される。
In FIG. 11, first, in step S110, the transmission main lobe direction θ is set as it is as the reception main lobe direction θ as it is, and the corresponding reception PAA weight is set, and the signal processing circuit is set via the PAA
次にステップS115へ移り、入力されたリプライ信号が探索対象の無線タグTからのリプライ信号として正常な状態であるか否かを(例えばCRC符号等を用いた)公知の誤り検出の手法により判定する。入力されたリプライ信号が正常である場合、判定が満たされ、すなわち探索対象の無線タグTが検出されたとみなされて、次のステップS120へ移る。 Next, the process proceeds to step S115, and it is determined by a known error detection method (for example, using a CRC code) whether or not the input reply signal is in a normal state as a reply signal from the search target wireless tag T. To do. If the input reply signal is normal, the determination is satisfied, that is, it is considered that the search target RFID tag T has been detected, and the process proceeds to the next step S120.
ステップS120では、探索対象の無線タグTの存在が確認されたことを示すよう応答フラグFを1に更新し、次のステップS125でその時点でのメインローブ方向θとAM復調部40から得られるリプライ信号の受信信号強度をデータベース5に保存する(なお図4においてAM復調部40から中央制御部6へ受信信号強度を入力する信号線については図示省略している)。そしてこのフローを終了する。
In step S120, the response flag F is updated to 1 to indicate that the search target RFID tag T has been confirmed. In the next step S125, the response is obtained from the current main lobe direction θ and the
なお、一方、上記ステップS115の判定において、入力されたリプライ信号が正常でない場合、判定が満たされず、すなわち探索対象の無線タグTは検出されなかったとみなされて、そのままこのフローを終了する。 On the other hand, if the input reply signal is not normal in the determination in step S115, it is determined that the determination is not satisfied, that is, the search target wireless tag T has not been detected, and this flow is ended as it is.
以上のように構成した本実施形態においては、送信アレイアンテナ部1Aの各アンテナ素子1a〜1cより搬送波を含む送信信号が無線タグ回路素子Toへと送信されて、非接触で無線タグ回路素子ToのIC回路部150へのアクセスが行われる。そして、その信号に応じて返信された返答信号は受信アレイアンテナ部1Bの各アンテナ素子1d〜1fで非接触で受信され、これによって無線タグ回路素子Toとの間で情報の送受が行われる。このとき、送信側の各アンテナ素子1a〜1cと受信側の各アンテナ素子1d〜1fとの間の電波の減衰量(送受信分離度)は有限であるので、送信波が受信側の各アンテナ素子1d〜1fで受信され混入した場合、干渉信号となって無線タグ回路素子Toからの返答信号の受信に妨害を与える怖れがある。
In the present embodiment configured as described above, a transmission signal including a carrier wave is transmitted to the RFID circuit element To from each of the
本実施形態の質問器100においては、送信アレイアンテナ部1Aの各アンテナ素子1a〜1cと受信アレイアンテナ部1Bの各アンテナ素子1d〜1fを、互いに利得が略最小となる方向(いわゆるヌル方向)に配置している。これにより、送信側の各アンテナ素子1a〜1cの側から見ると送信波が受信側の各アンテナ素子1d〜1fへとほとんど届かないこととなり、受信側の各アンテナ素子1a〜1cの側から見ると受信時の利得がほとんどない方向に送信側の各アンテナ素子1a〜1cが配置されている(送信側のアンテナ素子1a〜1cと受信側のアンテナ素子1d〜1fのそれぞれ互いの方向からの信号の強度が小さくなる)状態となる。この結果、上記送信側の各アンテナ素子1a〜1cから受信側の各アンテナ素子1d〜1fへの送信波の混入による受信妨害を低減することができ、情報送受信精度を向上することができる。
In the
また、この実施形態では特に、アレイアンテナで構成される送信アレイアンテナ部1A及び受信アレイアンテナ部1Bを用い、それぞれにおいて送信用のアンテナ素子1a〜1c及び受信用のアンテナ素子1d〜1fとしてダイポールアンテナを設け、それらダイポールアンテナを互いに素子の軸線同士が略一直線上になるように配置する(図2中における送信側のアンテナ素子1bと受信側のアンテナ素子1eのように配置する)。これにより、確実に互いに利得が略最小となる配置とすることができ、これによって送信側の各アンテナ素子1a〜1cから受信側の各アンテナ素子1d〜1fへの送信波の混入による受信妨害を低減することができる。
Further, in this embodiment, in particular, a transmission
また、アンテナ素子の間隔を大きくするほど分解能を向上することができることに基づき、この実施形態では特に、送信アレイアンテナ部1Aの複数のアンテナ素子1a〜1cどうしの配置間隔δ1と、受信アレイアンテナ部1Bの複数のアンテナ素子1d〜1fどうしの配置間隔δ2とを異ならせ、δ2>δ1としている。これにより、受信側における分解能を、送信側における分解能よりも大きくすることができるので、応答波を受信した指向性方向を明確にして無線タグTの存在位置の探索を確実かつ高い精度で行うことができる。
Further, based on the fact that the resolution can be improved as the interval between the antenna elements is increased, in this embodiment, in particular, the arrangement interval δ1 between the plurality of
なお、上記第1実施形態では、送信側、受信側にかかわらず全てのアンテナ素子を同一平面上に並設配置したが、本発明はこれに限らず、各アンテナ素子を曲面に沿った配置で設けるよう構成してもよい。 In the first embodiment, all the antenna elements are arranged side by side on the same plane regardless of the transmitting side and the receiving side. However, the present invention is not limited to this, and each antenna element is arranged along a curved surface. You may comprise so that it may provide.
本変形例の構成は、上記実施形態の構成とアンテナユニットの構成のみが異なるだけであり、以下その相違する構成のみを説明し、同等の構成については同じ符号を付して適宜説明を省略する。 The configuration of this modification is different from the configuration of the above embodiment only in the configuration of the antenna unit, and only the configuration that is different will be described below. .
図12は、本変形例の場合の質問器200のうちアンテナユニット201の詳細構成を表す図である。なお、アンテナユニット201は送信アレイアンテナ部201Aと受信アレイアンテナ部201Bから構成され、互いに利得が最小の方向に配置される。
FIG. 12 is a diagram illustrating a detailed configuration of the
この図12において、送信アレイアンテナ部201Aは3本の送信用のアンテナ素子1a〜1cを有している。また受信アレイアンテナ部201Bは3本の受信用のアンテナ素子1d〜1fを備えている。3本の送信用のアンテナ素子1a〜1cが、各アンテナ素子1a〜1cの最大通信距離Lを共通の曲率半径とした曲面Fcに沿う配置で、互いに平行となるよう送信アレイアンテナ部201Aに設けられている。
In FIG. 12, a transmission
受信アレイアンテナ部201Bの各アンテナ素子1d〜1fは、それぞれ送信アレイアンテナ部201Aの各アンテナ素子1a〜1cと同一直線上に位置しており、すなわち同じ曲面Fcに沿う配置で互いに平行となるよう受信アレイアンテナ部201Bが設けられている。
The
そして図示する3本の送信用のアンテナ素子1a〜1cが本変形例における送信アレイアンテナ部201Aを構成し、3本の受信用のアンテナ素子1d〜1fが本変形例における受信アレイアンテナ部201Bを構成している。
The three transmitting
以上のように構成した本変形例においては、上記第1実施形態と同様の効果が得られるとともに、さらに加えて以下の効果を得ることができる。 In this modified example configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and in addition, the following effects can be obtained.
すなわち、例えば複数のアンテナ素子を略平面上に配置した場合(特に図示せず)、中心側に位置するアンテナ素子から両端側に位置するアンテナ素子になるほど、同一の無線タグTに対する送信性能及び受信感度が低下してしまう。 That is, for example, when a plurality of antenna elements are arranged on a substantially flat surface (not shown in particular), the transmission performance and reception with respect to the same RFID tag T are increased as the antenna elements are located at both ends from the antenna element located at the center side. Sensitivity will decrease.
そこで本変形例では、曲面Fcに沿って各アンテナ素子1a〜1fを配置し、曲率半径を共通として各アンテナ素子1aと無線タグTまでの距離を略同一とすることで、上記弊害を回避し、どのアンテナ素子1a〜1fにおいても略同等の通信条件とすることが可能となる。
Therefore, in the present modification, the
また、この変形例では特に、曲面Fcの曲率半径Lを各アンテナ素子1a〜1fの最大通信距離に対応させて設定していることにより、どのアンテナ素子1a〜1fについても、確実に良好な通信を確保することが可能となる。
In this modification, in particular, the curvature radius L of the curved surface Fc is set so as to correspond to the maximum communication distance of each of the
次に、本発明の第2の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、各アンテナ素子を平面アンテナで構成した例のものである。なお、本実施形態の構成は、上記第1実施形態の構成とアンテナユニットの構成のみが異なるだけであり(適宜、高周波送信部34、高周波受信部35の設置数も異なる)、以下その相違する構成のみを説明し、同等の構成については同じ符号を付して適宜説明を省略する(以下の変形例についても同様)。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is an example in which each antenna element is configured by a planar antenna. The configuration of the present embodiment is different from the configuration of the first embodiment only in the configuration of the antenna unit (the number of high-frequency transmitters 34 and high-frequency receivers 35 is also appropriately set). Only the configuration will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate (the same applies to the following modifications).
図13は、本実施形態の場合の質問器のうちアンテナユニットの詳細構成を表す図であり、上記図2に対応する図である。また図14は、図13中のXIV−XIV′断面による横断面図である。 FIG. 13 is a diagram illustrating a detailed configuration of the antenna unit in the interrogator in the present embodiment, and corresponds to FIG. 2 described above. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the XIV-XIV ′ section in FIG.
この図13において、アンテナユニット301は2つの送信用のアンテナ301a,301bと2つの受信用のアンテナ301d,301eを備えている。各アンテナ301a,301b,301d,301e(以下において便宜上、各アンテナ301a〜301eとする)は、同じ大きさで略四角形の平板形状に形成された平面アンテナ(マイクロストリップアンテナ)で構成されている。そして送信用の2つのアンテナ301a,301bと受信用の2つのアンテナ301d,301eとが交互に千鳥配列となる配置でアンテナユニット301に並設配置されている。
In FIG. 13, the
また、図14において、隣り合う1対のアンテナ301a,301d(送信用と受信用)は互いに近接した配置関係となっているため、図示するようにそれぞれの信号放射パターンR1,R2の一部が重複している。本実施形態の質問器200は、この信号放射パターンR1,R2の重複部分の内部で無線タグTとの信号の送受信が可能となる。そして、送信側のアンテナ301aからの信号放射パターンR1について、受信側のアンテナ301dは送信側のアンテナ301aのほぼヌル方向Nにあることになる。また逆に、受信側のアンテナ301dからの信号放射パターンR2と送信側のアンテナ301aとの位置関係についても同様の関係となる。さらに、他の組合せで隣り合う送信側と受信側のアンテナどうしについても、同様の配置関係となる。
Further, in FIG. 14, a pair of
図15(a)は、上記平面アンテナの詳細構造を表す側面図であり、図15(b)はその断面図である。これら図15(a)及び図15(b)において、平面アンテナ301a〜301dは、一方側(図中上側)にマイクロストリップアンテナ素子51を備え、他方側(図中下側)に地板52を備え、それらに挟まれるように中間に誘電体53を備えている。地板52及び誘電体53の1箇所には貫通孔54が備えられている。そして、一端が高周波送信部34又は高周波受信部35に接続された(上記の図4参照)平面アンテナ301a〜301dへの給電線としてのマイクロストリップライン55が貫通孔54を介してマイクロストリップアンテナ素子51に設けた給電点Pへと延設され、接続されている。
FIG. 15A is a side view showing the detailed structure of the planar antenna, and FIG. 15B is a cross-sectional view thereof. 15A and 15B, the
なお、中央制御部6が実施する制御手順についても、上記実施形態と同じ図10、図11のフローチャートに従って同様の制御を行うことができる。 In addition, also about the control procedure which the central control part 6 implements, according to the same flowchart as the said embodiment, the same control can be performed.
以上のように構成した第2実施形態においても、上記第1実施形態と同様に送信及び受信におけるフェイズドアレイ制御によって無線タグTの探索を行うことができる。また、送信用のアンテナ及び受信用のアンテナとして平面アンテナ301a〜301eを用い、それら平面アンテナ301a〜301eを互いに同一平面上になるように配置していることで、互いに利得が略最小となる配置とすることができ、これによって上記第1実施形態と同様に送信側のアンテナ301a,301bから受信側のアンテナ301d,301eへの送信波の混入を減少せしめて受信妨害を低減することができる。
Also in the second embodiment configured as described above, it is possible to search for the wireless tag T by phased array control in transmission and reception as in the first embodiment. In addition, the
また、この実施形態では特に、送信側の複数の平面アンテナ301a,301bと、受信側の複数の平面アンテナ301d,301eを、同一平面上で千鳥配列としていることにより、送信側でみた通信可能領域(送信信号が到達可能な無線タグ回路素子Toの存在範囲、前述の図14の信号放射パターンR1参照)と、受信側でみた通信可能範囲(返答信号を受信可能な無線タグ回路素子Toの存在範囲、前述の図14の信号放射パターンR2参照)との重複部分をより広くすることができる。この結果、質問器200全体で見た通信範囲をより大きくすることができる。
In this embodiment, in particular, the plurality of
これは、例えば送信側のアンテナどうしを隣り合わせ、受信側のアンテナどうしを隣合わせ、それらアンテナの対どうしを隣合わせる配置関係で設けた場合よりも、無線タグTと信号の送受が可能な上記重複部分を広く形成することが可能であることを意味する。 This is because, for example, the above-described overlapping portion that enables transmission / reception of signals to / from the wireless tag T than when the antennas on the transmitting side are adjacent to each other, the antennas on the receiving side are adjacent to each other, and the antenna pairs are adjacent to each other is provided. Means that it can be formed widely.
なお、この第2実施形態においても、上記第1実施形態の変形例と同様に、送信側、受信側にかかわらず全ての平面アンテナのアンテナを曲面に沿った配置で設けるよう構成してもよい。すなわち、図16に示すように、交互に配置された送信側のアンテナ401a,401bと受信側のアンテナ401dとをそれぞれ同一の無線タグの中心を共通の曲率中心とし、各アンテナ401a,401b,401dの最大通信距離を共通の曲率半径とした曲面Fcに沿う配置でアンテナユニット401に設けてもよい。また、送信側のアンテナ401cと受信側のアンテナ401e,401fが交互に千鳥配列で、紙面から見て送信側のアンテナ401a,401b及び受信側のアンテナ401dの奥側にそれぞれ重なる配置で設けられている。このように構成しても、上記第1実施形態の変形例と同様の効果が得られる。
In the second embodiment, as in the modification of the first embodiment, all the planar antennas may be arranged along the curved surface regardless of the transmitting side and the receiving side. . That is, as shown in FIG. 16, the transmission-
なお、以上で用いた「Scroll ID」信号等は、EPC globalが策定した仕様に準拠しているものとする。EPC globalは、流通コードの国際機関である国際EAN協会と、米国の流通コード機関であるUniformed Code Council(UCC)が共同で設立した非営利法人である。なお、他の規格に準拠した信号でも、同様の機能を果たすものであればよい。 It is assumed that the “Scroll ID” signal and the like used above comply with the specifications formulated by EPC global. EPC global is a non-profit corporation established jointly by the International EAN Association, which is an international organization of distribution codes, and the United Code Code Council (UCC), which is an American distribution code organization. Note that signals conforming to other standards may be used as long as they perform the same function.
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。 In addition to those already described above, the methods according to the above-described embodiments and modifications may be used in appropriate combination.
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。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
1 アンテナユニット
1A 送信アレイアンテナ部(アレイアンテナ)
1B 受信アレイアンテナ部(アレイアンテナ)
1a アンテナ素子(送信アンテナ、ダイポールアンテナ)
1b アンテナ素子(送信アンテナ、ダイポールアンテナ)
1c アンテナ素子(送信アンテナ、ダイポールアンテナ)
1d アンテナ素子(受信アンテナ、ダイポールアンテナ)
1e アンテナ素子(受信アンテナ、ダイポールアンテナ)
1f アンテナ素子(受信アンテナ、ダイポールアンテナ)
2 高周波回路
3 信号処理回路
4 表示部
5 データベース
6 中央制御部
100 質問器
300 質問器
301 アンテナユニット
301a アンテナ(送信アンテナ、平面アンテナ)
301b アンテナ(送信アンテナ、平面アンテナ)
301d アンテナ(受信アンテナ、平面アンテナ)
301e アンテナ(受信アンテナ、平面アンテナ)
T 無線タグ
To 無線タグ回路素子
1
1B receiving array antenna (array antenna)
1a Antenna element (transmitting antenna, dipole antenna)
1b Antenna element (transmitting antenna, dipole antenna)
1c Antenna element (transmitting antenna, dipole antenna)
1d Antenna element (receiving antenna, dipole antenna)
1e Antenna element (receiving antenna, dipole antenna)
1f Antenna element (receiving antenna, dipole antenna)
2
301b Antenna (transmitting antenna, planar antenna)
301d Antenna (receiving antenna, planar antenna)
301e Antenna (receiving antenna, flat antenna)
T wireless tag To wireless tag circuit element
Claims (10)
この送信アンテナと別個に設けられ、前記送信アンテナにより送信された前記信号に応じて前記IC回路部より返信された返答信号を非接触で受信する受信アンテナとを有し、
前記送信アンテナと、前記受信アンテナとを、互いに利得が略最小となる方向に位置するように配置したことを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。 A signal including at least a carrier wave is transmitted in a non-contact manner to an RFID circuit element having a tag-side antenna connected to the IC circuit unit for storing predetermined information and the IC circuit unit, and the IC circuit unit is accessed. A transmit antenna to perform,
A receiving antenna that is provided separately from the transmitting antenna and receives a response signal returned from the IC circuit unit in response to the signal transmitted by the transmitting antenna;
An interrogator for an RFID tag communication system, wherein the transmission antenna and the reception antenna are arranged so as to be positioned in a direction in which a gain is substantially minimized.
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、略一直線上に延設されたダイポールアンテナであることを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。 The interrogator of the RFID tag communication system according to claim 1,
The interrogator of the RFID tag communication system, wherein the transmitting antenna and the receiving antenna are dipole antennas extending substantially in a straight line.
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナであることを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。 The interrogator of the RFID tag communication system according to claim 1,
The interrogator of the RFID tag communication system, wherein the transmitting antenna and the receiving antenna are array antennas composed of a plurality of antenna elements.
前記送信アンテナの前記複数のアンテナ素子間の配置間隔と、前記受信アンテナの前記複数のアンテナ素子間の配置間隔とを、異なる間隔としたことを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。 The interrogator of the RFID tag communication system according to claim 3,
An interrogator for an RFID tag communication system, wherein an arrangement interval between the plurality of antenna elements of the transmission antenna is different from an arrangement interval between the plurality of antenna elements of the reception antenna.
前記受信アンテナの前記複数のアンテナ素子間の配置間隔を、前記送信アンテナの前記複数のアンテナ素子間の配置間隔より大きくしたことを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。 The interrogator of the RFID tag communication system according to claim 4,
An interrogator for an RFID tag communication system, wherein an arrangement interval between the plurality of antenna elements of the receiving antenna is larger than an arrangement interval between the plurality of antenna elements of the transmission antenna.
前記送信アンテナ又は前記受信アンテナは、前記複数のアンテナ素子のそれぞれを、所定の曲率を備えた曲面に沿って配置したことを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。 The interrogator of the RFID tag communication system according to any one of claims 3 to 5,
The interrogator of the RFID tag communication system, wherein each of the plurality of antenna elements is arranged along a curved surface having a predetermined curvature in the transmission antenna or the reception antenna.
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、平面アンテナであることを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。 The interrogator of the RFID tag communication system according to claim 1,
The interrogator of the RFID tag communication system, wherein the transmitting antenna and the receiving antenna are planar antennas.
複数の前記送信アンテナ及び複数の前記受信アンテナが略同一平面上に配置され、
当該平面上において送信アンテナと受信アンテナとが交互に千鳥配列となるように配置されていることを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。 The interrogator of the RFID tag communication system according to claim 7,
The plurality of transmitting antennas and the plurality of receiving antennas are arranged on substantially the same plane,
An interrogator for an RFID tag communication system, wherein transmission antennas and reception antennas are alternately arranged in a staggered pattern on the plane.
複数の前記送信アンテナ又は複数の前記受信アンテナを、所定の曲率を備えた曲面に沿って配置したことを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。 The interrogator of the RFID tag communication system according to claim 7,
An interrogator for an RFID tag communication system, wherein a plurality of transmitting antennas or a plurality of receiving antennas are arranged along a curved surface having a predetermined curvature.
前記曲面の曲率半径を、最大通信距離に応じて設定したことを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
The interrogator of the RFID tag communication system according to claim 6 or 8,
An interrogator for an RFID tag communication system, wherein a curvature radius of the curved surface is set according to a maximum communication distance.
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