JP2008085944A - Radio receiving device, radio tag communication device, and radio receiving device correction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナを備えた無線受信装置、無線タグ通信装置、及びそれらの補正方法に関し、特に、フェイズドアレイ処理における移相量の補正を容易にするための改良に関する。 The present invention relates to a wireless reception device including an array antenna having a plurality of antenna elements, a wireless tag communication device, and a correction method thereof, and more particularly, to an improvement for facilitating correction of a phase shift amount in phased array processing. .
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。 2. Description of the Related Art An RFID (Radio Frequency Identification) system is known in which information is read out in a non-contact manner by a predetermined wireless tag communication device (interrogator) from a small wireless tag (responder) in which predetermined information is stored. This RFID system is capable of reading information stored in a wireless tag by communication with the wireless tag communication device even when the wireless tag is dirty or disposed at an invisible position. Therefore, practical use is expected in various fields such as merchandise management and inspection processes.
上記無線タグ通信装置における受信部には、複数のアンテナ素子を有するフェイズドアレイアンテナ(Phased Array Antenna)を備えた無線受信装置が好適に用いられる。斯かるフェイズドアレイアンテナでは、各アンテナ素子に対応するケーブル、アンテナ本体、及び付属回路部分等における位相や振幅の変化量に差があると、その差によってフェイズドアレイアンテナの性能が低下することが考えられる。そこで、装置構成に応じてフェイズドアレイ処理の補正を行う技術が提案されている。例えば、特許文献1に記載されたフェイズドアレイレーダの位相補正装置がそれである。この技術によれば、送受信モジュールの個体間差と周囲環境に起因する相対的な影響を除去して精度の高いビーム形成が実現できるとされている。
A wireless receiver provided with a phased array antenna having a plurality of antenna elements is preferably used for the receiver in the RFID tag communication apparatus. In such a phased array antenna, if there is a difference in the amount of change in phase or amplitude in the cable corresponding to each antenna element, the antenna body, the attached circuit part, etc., it is considered that the performance of the phased array antenna is degraded due to the difference. It is done. Therefore, a technique for correcting phased array processing according to the device configuration has been proposed. For example, the phase correction apparatus of the phased array radar described in
しかし、前述したような従来の技術は、装置構成に応じて各アンテナ素子毎に位相や振幅の変化量を検出し、その検出結果をウェイトに反映させるものであったが、斯かる検出を行うためにはネットワークアナライザ等の比較的高価な構成が必要とされ、更には処理が複雑になるという弊害があった。このため、フェイズドアレイ処理における移相量の補正を容易に実行し得る無線受信装置の開発が求められていた。 However, the conventional technology as described above detects the amount of change in phase and amplitude for each antenna element according to the device configuration, and reflects the detection result in the weight. Such detection is performed. Therefore, a relatively expensive configuration such as a network analyzer is required, and the processing is complicated. For this reason, there has been a demand for the development of a wireless receiver that can easily execute the correction of the phase shift amount in the phased array processing.
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、フェイズドアレイ処理における移相量の補正を容易に実行し得る無線受信装置、無線タグ通信装置、及び無線受信装置の補正方法を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a wireless receiver, a wireless tag communication device, and a wireless communication device that can easily perform correction of a phase shift amount in phased array processing. It is to provide a correction method for a receiving apparatus.
斯かる目的を達成するために、本第1発明の要旨とするところは、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナと、それら複数のアンテナ素子それぞれに対応する位相を変更し得る移相部とを、備えた無線受信装置であって、前記複数のアンテナ素子により受信される受信信号を合成する合波部と、前記複数のアンテナ素子のうち一部のアンテナ素子により受信される所定の基準信号源からの信号に基づいて、前記合波部における位相が所定の位相となるように前記移相部における移相量を補正する制御を行う補正制御部とを、備えたことを特徴とするものである。 In order to achieve such an object, the gist of the first invention is that an array antenna having a plurality of antenna elements, and a phase shift unit capable of changing a phase corresponding to each of the plurality of antenna elements, A radio receiver comprising: a combining unit that combines reception signals received by the plurality of antenna elements; and a predetermined reference signal source received by some of the plurality of antenna elements. And a correction control unit that performs control to correct the phase shift amount in the phase shift unit so that the phase in the multiplexing unit becomes a predetermined phase. .
また、前記目的を達成するために、本第2発明の要旨とするところは、前記第1発明の無線受信装置を備え、無線タグに向けて送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じてその無線タグから返信される返信信号を前記無線受信装置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る。 In order to achieve the above object, the gist of the second invention includes the wireless receiver of the first invention, and transmits a transmission signal toward the wireless tag, and according to the transmission signal. The wireless tag communication device performs communication of information with the wireless tag by receiving a reply signal returned from the wireless tag by the wireless reception device.
また、前記目的を達成するために、本第3発明の要旨とするところは、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナと、それら複数のアンテナ素子それぞれに対応する位相を変更し得る移相部とを、備えた無線受信装置の補正方法であって、前記複数のアンテナ素子のうち一部のアンテナ素子により受信される所定の基準信号源からの信号に基づいて、前記複数のアンテナ素子により受信される受信信号を合成する合波部における位相が所定の位相となるように前記移相部における移相量を補正する制御を行うことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the gist of the third invention is an array antenna having a plurality of antenna elements, and a phase shift unit capable of changing a phase corresponding to each of the plurality of antenna elements. A correction method for a wireless receiving apparatus, comprising: a plurality of antenna elements that are received by a plurality of antenna elements based on a signal from a predetermined reference signal source that is received by some of the plurality of antenna elements. Control for correcting the phase shift amount in the phase shift unit is performed so that the phase in the multiplexing unit for synthesizing the received signals becomes a predetermined phase.
このように、前記第1発明によれば、前記複数のアンテナ素子により受信される受信信号を合成する合波部と、前記複数のアンテナ素子のうち一部のアンテナ素子により受信される所定の基準信号源からの信号に基づいて、前記合波部における位相が所定の位相となるように前記移相部における移相量を補正する制御を行う補正制御部を備えたものであることから、複雑な処理を行うことなく簡単な構成により各アンテナ素子に対応する移相量の補正を行うことができる。すなわち、フェイズドアレイ処理における移相量の補正を容易に実行し得る無線受信装置を提供することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the combining unit that combines the reception signals received by the plurality of antenna elements, and the predetermined reference received by some of the plurality of antenna elements. Based on the signal from the signal source, it is provided with a correction control unit that performs control to correct the phase shift amount in the phase shift unit so that the phase in the multiplexing unit becomes a predetermined phase. The amount of phase shift corresponding to each antenna element can be corrected with a simple configuration without performing any processing. That is, it is possible to provide a wireless reception device that can easily execute the correction of the phase shift amount in the phased array processing.
ここで、前記第1発明は、好適には、前記基準信号源からの信号を受信する少なくとも2つのアンテナ素子を前記複数のアンテナ素子のうちから選択するアンテナ素子選択部を備えたものである。このようにすれば、前記アンテナ素子選択部により選択される一部のアンテナ素子により受信される所定の基準信号源からの信号に基づいて、前記移相部における移相量を好適に補正することができる。 Here, the first invention preferably includes an antenna element selection unit that selects at least two antenna elements for receiving a signal from the reference signal source from the plurality of antenna elements. According to this configuration, the phase shift amount in the phase shift unit is preferably corrected based on a signal from a predetermined reference signal source received by a part of the antenna elements selected by the antenna element selection unit. Can do.
また、好適には、前記アンテナ素子選択部は、前記補正制御部による補正が行われる毎に、前記基準信号源からの信号を受信するアンテナ素子の数を増やしていくものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, the antenna element selection unit increases the number of antenna elements that receive a signal from the reference signal source each time correction is performed by the correction control unit. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、前記アンテナ素子選択部は、前記補正制御部による最初の補正においては、前記基準信号源からの信号を受信する2つのアンテナ素子を前記複数のアンテナ素子のうちから選択するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, the antenna element selection unit selects, from the plurality of antenna elements, two antenna elements that receive a signal from the reference signal source in the initial correction by the correction control unit. It is. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、前記アンテナ素子選択部は、前記補正制御部による補正が行われる毎に、前記基準信号源からの信号を受信するアンテナ素子を1つずつ増やしていくものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, the antenna element selection unit increases the antenna elements that receive a signal from the reference signal source one by one each time correction is performed by the correction control unit. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、前記アンテナ素子選択部は、前記補正制御部による最初の補正においては、前記複数のアンテナ素子のうちそれらアンテナ素子の中央部に配設された少なくとも2つのアンテナ素子を、前記基準信号源からの信号を受信するアンテナ素子として選択するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, in the initial correction by the correction control unit, the antenna element selection unit includes at least two antenna elements disposed in a central part of the antenna elements among the plurality of antenna elements. This is selected as an antenna element that receives a signal from the reference signal source. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、前記アンテナ素子選択部は、前記補正制御部による補正が行われる毎に、前記基準信号源からの信号を受信するアンテナ素子を変更していくものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, the antenna element selection unit changes an antenna element that receives a signal from the reference signal source each time correction is performed by the correction control unit. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、前記アンテナ素子選択部は、前記補正制御部による補正が行われる毎に、相互に隣接する2つずつのアンテナ素子を前記基準信号源からの信号を受信するアンテナ素子として選択するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, each time the correction control unit performs correction, the antenna element selection unit selects two antenna elements adjacent to each other as antenna elements that receive a signal from the reference signal source. To do. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、前記第2発明の無線タグ通信装置によれば、前記第1発明の無線受信装置を備え、無線タグに向けて送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じてその無線タグから返信される返信信号を前記無線受信装置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ものであることから、前記無線タグからの返信信号の受信処理に関するフェイズドアレイ処理における移相量の補正を容易に実行し得る無線タグ通信装置を提供することができる。 According to the wireless tag communication device of the second aspect of the invention, the wireless reception device of the first aspect of the invention is provided, transmits a transmission signal toward the wireless tag, and returns from the wireless tag according to the transmission signal. Of the phase shift amount in the phased array processing related to the reception processing of the return signal from the wireless tag. It is possible to provide a wireless tag communication device that can easily perform correction.
ここで、前記第2発明は、好適には、前記アンテナ素子選択部により選択されるアンテナ素子の数に応じて前記送信信号の信号強度を制御する送信信号強度制御部を備えたものである。このようにすれば、基準信号源としての前記無線タグから返信される返信信号の信号強度が、その返信信号を受信するアンテナ素子の数に応じたものとされ、より正確に前記移相量の補正を行うことができる。 Here, the second invention preferably includes a transmission signal strength control unit that controls the signal strength of the transmission signal in accordance with the number of antenna elements selected by the antenna element selection unit. In this way, the signal strength of the return signal returned from the wireless tag as the reference signal source is determined according to the number of antenna elements that receive the return signal, and the phase shift amount is more accurately determined. Correction can be performed.
また、前記第3発明によれば、前記複数のアンテナ素子のうち一部のアンテナ素子により受信される所定の基準信号源からの信号に基づいて、それらアンテナ素子により受信される受信信号を合成する合波部における位相が所定の位相となるように前記移相部における移相量を補正する制御を行うことを特徴とするものであることから、複雑な処理を行うことなく簡単な構成により各アンテナ素子に対応する移相量の補正を行うことができる。すなわち、フェイズドアレイ処理における移相量の補正を容易に実行し得る無線受信装置の補正方法を提供することができる。 According to the third aspect of the invention, based on signals from a predetermined reference signal source received by some of the plurality of antenna elements, the received signals received by the antenna elements are synthesized. Since the control for correcting the phase shift amount in the phase shift unit is performed so that the phase in the multiplexing unit becomes a predetermined phase, each configuration can be performed with a simple configuration without performing complicated processing. The amount of phase shift corresponding to the antenna element can be corrected. That is, it is possible to provide a wireless receiver correction method that can easily execute the phase shift amount correction in the phased array processing.
ここで、前記第3発明は、好適には、前記基準信号源からの信号を受信する少なくとも2つのアンテナ素子を前記複数のアンテナ素子のうちから選択するものである。このようにすれば、前記複数のアンテナ素子のうちから選択される少なくとも2つのアンテナ素子により受信される所定の基準信号源からの信号に基づいて、前記移相部における移相量を好適に補正することができる。 Here, in the third aspect of the invention, preferably, at least two antenna elements that receive a signal from the reference signal source are selected from the plurality of antenna elements. According to this configuration, the phase shift amount in the phase shift unit is preferably corrected based on signals from a predetermined reference signal source received by at least two antenna elements selected from the plurality of antenna elements. can do.
また、好適には、前記補正が行われる毎に、前記基準信号源からの信号を受信するアンテナ素子の数を増やしていくものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, each time the correction is performed, the number of antenna elements that receive the signal from the reference signal source is increased. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、最初の前記補正においては、前記基準信号源からの信号を受信する2つのアンテナ素子を前記複数のアンテナ素子のうちから選択するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, in the first correction, two antenna elements that receive a signal from the reference signal source are selected from the plurality of antenna elements. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、前記補正が行われる毎に、前記基準信号源からの信号を受信するアンテナ素子を1つずつ増やしていくものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, each time the correction is performed, the number of antenna elements that receive a signal from the reference signal source is increased by one. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、最初の前記補正においては、前記複数のアンテナ素子のうちそれらアンテナ素子の中央部に配設された少なくとも2つのアンテナ素子を、前記基準信号源からの信号を受信するアンテナ素子として選択するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, in the first correction, among the plurality of antenna elements, at least two antenna elements disposed in a central portion of the antenna elements are used to receive signals from the reference signal source. To choose as. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、前記補正が行われる毎に、前記基準信号源からの信号を受信するアンテナ素子を変更していくものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, each time the correction is performed, an antenna element that receives a signal from the reference signal source is changed. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、前記補正が行われる毎に、相互に隣接する2つずつのアンテナ素子を前記基準信号源からの信号を受信するアンテナ素子として選択するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, every time the correction is performed, two antenna elements adjacent to each other are selected as antenna elements that receive a signal from the reference signal source. In this way, the phase shift amount can be corrected in a practical manner.
また、好適には、吸収体により反射を可及的に抑制した環境又は電波暗室にて前記補正を行うものである。このようにすれば、電波反射を抑制することでより正確に前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, the correction is performed in an environment or an anechoic chamber in which reflection is suppressed as much as possible by the absorber. In this way, the phase shift amount can be corrected more accurately by suppressing radio wave reflection.
また、好適には、前記基準信号源の位置を変更しつつ前記補正を繰り返し行い、その基準信号源の位置と補正結果とを対応付けて記憶するものである。このようにすれば、前記基準信号源と対応付けられて記憶された補正結果を以降の受信処理に用いることができ、斯かる補正を毎回行わずに済む。 Preferably, the correction is repeatedly performed while changing the position of the reference signal source, and the position of the reference signal source and the correction result are stored in association with each other. In this way, the correction result stored in association with the reference signal source can be used for subsequent reception processing, and it is not necessary to perform such correction every time.
また、好適には、前記基準信号源は、前記無線受信装置に信号を伝達し得る限度においてその無線受信装置から最も離れた位置に配設されるものである。このようにすれば、より正確に前記移相量の補正を行うことができる。 Preferably, the reference signal source is disposed at a position farthest from the wireless receiving device as long as a signal can be transmitted to the wireless receiving device. In this way, the phase shift amount can be corrected more accurately.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明が好適に適用される無線タグ通信システム10について説明する図である。この無線タグ通信システム10は、本発明の一実施例である無線タグ通信装置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Fc(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Fcを受信した上記無線タグ14において所定のコマンド(送信データ)によりその質問波Fcが変調され、応答波Fr(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。この無線タグ通信システム10は、例えば、所定の通信領域内における物品の管理等に用いられるものであり、上記無線タグ14は、好適には、管理対象である物品に貼られる等してその物品と一体的に設けられている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a wireless
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、本実施例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、送信データをディ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ィジタル信号処理を実行するDSP(Digital Signal Processor)16と、上記送信信号の搬送波に対応する周波数の発振出力を行う搬送波発振部18と、その搬送波発振部18から出力される搬送波に上記DSP16から供給される送信データを乗せて出力する送信アンプ20と、その送信アンプ20から供給される信号を質問波Fcとして送信するための送信アンテナ22と、前記無線タグ14からの応答波Frを受信するための受信アンテナユニット24と、その受信アンテナユニット24により受信された受信信号からI相信号(同相成分)及びQ相信号(直交成分)を抽出するIQ変換部26と、そのIQ変換部26から供給されるI相信号に上記搬送波発振部18から出力される搬送波を掛け合わせるI相ミキサ28と、そのI相ミキサ28から出力される信号のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させるI相LPF(Law Pass Filter)30と、そのI相LPF30から出力される信号を増幅するI相増幅部32と、そのI相増幅部32から出力される信号をディジタル変換して上記DSP16へ入力するI相A/D変換部34と、上記IQ変換部26から供給されるQ相信号に上記搬送波発振部18から出力される搬送波を掛け合わせるQ相ミキサ36と、そのQ相ミキサ36から出力される信号のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させるQ相LPF38と、そのQ相LPF38から出力される信号を増幅するQ相増幅部40と、そのQ相増幅部40から出力される信号をディジタル変換して上記DSP16へ入力するQ相A/D変換部42とを、備えて構成されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the wireless
上記DSP16は、中央演算処理装置であるCPU、読出専用メモリであるROM、及び随時書込読出メモリであるRAM等を備え、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、後述する搬送波発振制御部44、送信データ生成部46、受信信号復調部48、受信信号強度検出部50、及びアンテナユニット制御部52を機能的に備えている。また、基準信号源の位置と補正結果とを対応付けて記憶するためのメモリ部53を備えている。上記構成において、上記受信アンテナユニット24、IQ変換部26、I相ミキサ28、I相LPF30、I相増幅部32、I相A/D変換部34、Q相ミキサ36、Q相LPF38、Q相増幅部40、Q相A/D変換部42、受信信号復調部48、受信信号強度検出部50、アンテナユニット制御部52、及びメモリ部53等が無線受信装置として機能する。
The
図3は、前記受信アンテナユニット24の構成の一例を説明する図である。この図3に示すように、前記受信アンテナユニット24は、複数(図3では6つ)のアンテナ素子54a、54b、54c、54d、54e、54f(以下、特に区別しない場合には単にアンテナ素子54と称する)と、それら複数のアンテナ素子54それぞれに対応する移相量を変更するための移相部56a、56b、56c、56d、56e、56f(以下、特に区別しない場合には単に移相部56と称する)と、同じく上記複数のアンテナ素子54それぞれに対応する減衰率を変更するための減衰部58a、58b、58c、58d、58e、58f(以下、特に区別しない場合には単に減衰部58と称する)と、上記複数のアンテナ素子54のうち中央部(配設幅方向中央)に配設されたアンテナ素子54c及び54dそれぞれに対応する受信信号を合成(加算)する第1合波部60と、その第1合波部60により合成された信号及び上記アンテナ素子54bに対応する受信信号を合成する第2合波部62と、その第2合波部62により合成された信号及び上記アンテナ素子54eに対応する受信信号を合成する第3合波部64と、その第3合波部64により合成された信号及び上記アンテナ素子54aに対応する受信信号を合成する第4合波部66と、その第4合波部66により合成された信号及び上記アンテナ素子54に対応する受信信号を合成して前記IQ変換部26へ供給する第5合波部68とを、備えて構成されている。この受信アンテナユニット24では、上記複数のアンテナ素子54のうち少なくとも2つのアンテナ素子54からアレイアンテナ70が構成される。また、上記複数の移相部56それぞれにおける移相量及び上記複数の減衰部58それぞれにおける減衰率は、後述するアンテナユニット制御部52により制御される。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the configuration of the receiving
図4は、前記無線タグ14に備えられた無線タグ回路素子72の構成を説明する図である。この図4に示すように、上記無線タグ回路素子72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74と、そのアンテナ部74により受信された信号を処理するためのIC回路部76とを、備えて構成されている。そのIC回路部76は、上記アンテナ部74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Fcを整流する整流部78と、その整流部78により整流された質問波Fcのエネルギを蓄積するための電源部80と、上記アンテナ部74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88に供給するクロック抽出部82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84と、上記アンテナ部74に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部86と、上記整流部78、クロック抽出部82、及び変復調部86等を介して上記無線タグ回路素子72の作動を制御するための制御部88とを、機能的に含んでいる。この制御部88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84に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部74により受信された質問波Fcを上記変復調部86において上記メモリ部84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Frとして上記アンテナ部74から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the
図2に戻って、前記搬送波発振制御部44は、前記搬送波発振部18による搬送波の発振出力を制御する。すなわち、前記搬送波発振部18により搬送波が発振される状態(オン)と、搬送波が発振されない状態(オフ)とを切り替える制御を行う。また、前記搬送波発振部18により発振される搬送波の周波数を制御する送信信号周波数制御部として機能する。前記搬送波発振部18により発振される搬送波の信号強度を変更することで前記送信信号の信号強度を制御する送信信号強度制御部としての機能も備えている。
Returning to FIG. 2, the carrier wave
前記送信データ生成部46は、前記無線タグ14への送信データを生成して前記送信アンプ20へ供給する。この送信データとは、例えば所定のコマンドビット列等であり、前記送信アンプ20は、この送信データ生成部46から供給される送信データを前記搬送波発振部18から供給される搬送波に乗せて前記送信用アンテナ22から前記無線タグ14へ向けて送信する。
The transmission
前記受信信号復調部48は、前記I相A/D変換部34から供給されるI相信号及びQ相A/D変換部42から供給されるQ相信号に基づいて、それらI相信号及びQ相信号に対応する受信信号の復調を行う。この受信信号復調部48により復調された復調信号が更に復号され、返答ビット列の解釈が行われることで前記無線タグ14からの応答波Frにおける変調信号が読み出される。
The
前記受信信号強度検出部50は、前記I相A/D変換部34から供給されるI相信号及びQ相A/D変換部42から供給されるQ相信号に基づいて、それらI相信号及びQ相信号に対応する受信信号の信号強度を検出する。例えば、前記I相信号、Q相信号それぞれの二乗の和の平方根を算出すること等により受信信号強度を検出する。
The received signal
前記アンテナユニット制御部52は、前記受信アンテナユニット24に備えられた複数の移相部56及び減衰部58の制御を行う。具体的には、前記複数の移相部56それぞれにおける移相量を個別に制御する。また、前記複数の減衰部58それぞれにおける減衰率を個別に制御する。
The
前記アンテナユニット制御部52は、好適には、前記複数のアンテナ素子54のうち一部のアンテナ素子54により受信される所定の基準信号源からの信号に基づいて、各アンテナ素子54に対応する位相が最適化されるように前記移相部56における移相量を補正する制御を行う補正制御部として機能する。具体的には、前記受信信号強度検出部50により検出される受信信号強度が最大となるように、すなわち前記第5合波部68から出力される合成信号が最大振幅となるように前記移相部56における移相量を補正する。前記第5合波部68から出力される合成信号が最大振幅となるためには、各合波部60、62、64、66、68における位相が同相となる必要があるため、前記アンテナユニット制御部52は、換言すれば、前記合波部60、62、64、66、68における位相が所定の位相となるように前記移相部56における移相量を補正する制御を行うものである。この補正は、好適には、吸収体により反射を可及的に抑制した環境又は電波暗室にて行われる。ここで、基準信号源とは、例えば所定の位置に配設された無線タグ14である。すなわち、本実施例の無線タグ通信装置12は、前記送信アンテナ22から所定の無線タグ14へ向けて質問波Fcの送信を行い、その質問波Fcに応じてその無線タグ14から返信される応答波Frを前記受信アンテナユニット52に備えられた一部のアンテナ素子54により受信し、その受信信号に基づいて各アンテナ素子54に対応する位相が最適化されるように前記移相部56における移相量を補正する制御を行う。なお、基準信号源としての前記無線タグ14は、好適には、前記無線タグ通信装置12に信号を伝達し得る限度においてその無線タグ通信装置12から最も離れた位置に配設されるものである。
The antenna
前記アンテナユニット制御部52は、好適には、基準信号源である無線タグ14からの信号を受信する少なくとも2つのアンテナ素子54を前記複数のアンテナ素子54のうちから選択するアンテナ素子選択部としても機能する。図3に示すような本実施例の受信アンテナユニット52において、このアンテナユニット制御部52によるアンテナ素子54の選択は、各アンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰率を制御することにより行われ、例えば、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰率が最小とされると共に、受信を行わないアンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰率が最大とされる。
Preferably, the antenna
前記アンテナユニット制御部52は、先ず、最初の補正においては、前記無線タグ14からの信号を受信する2つのアンテナ素子54を前記複数のアンテナ素子54のうちから選択する。好適には、前記複数のアンテナ素子54のうちそれらアンテナ素子54の中央部に配設された2つのアンテナ素子54c及び54dを、基準信号源としての無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54として選択し、それらアンテナ素子54c及び54dに対応する減衰部58c及び58dの減衰量を最小とし、他のアンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰量を最大とする。斯かる状態において、前記送信アンテナ22から前記無線タグ14へ向けて質問波Fcの送信が行われると、その質問波Fcに応じてその無線タグ14から返信される応答波Frが前記アンテナ素子54c及び54dにより受信される。そして、前記アンテナユニット制御部52により、それらアンテナ素子54c及び54dに対応する移相部56c及び56dにおける移相量が変更され、前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるようにそれら移相量が制御されることで、前記アンテナ素子54c及び54dに対応する位相が最適化されるように前記移相部56c及び56dにおける移相量が補正される。ここで、前記アンテナ素子54c及び54dにより受信された信号の位相が一致すれば、前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるため、好適には、前記移相部56c及び56dの何れか片方を変化させることで、前記アンテナ素子54c及び54dで受信した信号の位相を一致させるように補正が行われる。
First, the antenna
前記アンテナユニット制御部52は、好適には、上述した補正が行われる毎に、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54の数を増やしていく制御を行う。本実施例においては、補正が行われる毎に、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54を1つずつ増やしていく。すなわち、上述した補正に続いて、前記アンテナ素子54c及び54dに加え、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54としてアンテナ素子54bを追加する。具体的には、そのアンテナ素子54bに対応する減衰部58bの減衰量を最小とする。斯かる状態においては、前記無線タグ14からの応答波Frが前記アンテナ素子54b、54c、及び54dにより受信される。ここで既に、先に行なわれた補正において前記アンテナ素子54c及び54dにより受信される受信信号の位相が一致するように前記移相部56c及び56dが調整されているので、前記アンテナ素子54bにより受信される受信信号の位相が前記アンテナ素子54c及び54dにより受信される受信信号の合成信号の位相と一致し前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるよう、前記アンテナユニット制御部52により前記移相部56bが調整される。同様にして、次の補正においてはアンテナ素子54eが、更に次の補正においてはアンテナ素子54aが、更に次の補正においてはアンテナ素子54fがそれぞれ追加された状態で前記移相部56における移相量が補正されることで、前記複数のアンテナ素子54それぞれに対応する位相が最適化される。
The antenna
前記無線タグ通信装置12は、好適には、基準信号源としての前記無線タグ14の位置を変更しつつ前記補正を繰り返し行い、その無線タグ14の位置と補正結果とを対応付けて前記メモリ部53に記憶する。また、好適には、以降の受信処理においては、前記無線タグ14と対応付けられて記憶された補正結果を前記メモリ部53から読み出し、その補正結果に基づいて前記アンテナユニット制御部52による前記受信アンテナユニット24の制御を行う。このようにして、重複して補正を行うことなく次回以降の通信を行うことができる。
Preferably, the wireless
図5は、前記無線タグ通信装置12のDSP16による移相量補正制御の要部を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。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a main part of the phase shift amount correction control by the
先ず、ステップ(以下、ステップを省略する)S1において、測定回数を示すnが初期値である1とされる。次に、S2において、最初に選択されるアンテナ素子54c及び54d以外のアンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰量が最大に設定される。次に、補正制御部としての前記アンテナユニット制御部52の動作に対応するSSにおいて、前記移相部56における移相量が制御されて図6に示す受信最大条件検出制御が行われる。次に、S3において、n=N−1(Nはアンテナ素子54の総数)であるか否かが判断される。このS3の判断が肯定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、S3の判断が否定される場合には、S4において、nに1が加算された後、S5において、次に選択されるアンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰量が最小に設定される。そして、S6において、選択されないアンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰量が最大に設定された後、SS以下の処理が再び実行される。以上の制御において、S2、S5、及びS6がアンテナ素子選択部としての前記アンテナユニット制御部52の動作に対応する。
First, in step (hereinafter, step is omitted) S1, n indicating the number of times of measurement is set to 1 which is an initial value. Next, in S2, the attenuation amount of the attenuation unit 58 corresponding to the antenna elements 54 other than the
図6に示す受信最大条件検出制御では、先ず、SS1において、補正対象となるn番目のアンテナ素子54に対応する移相部56の移相量を示すθが零とされると共に、受信信号強度の最大値を示すVmaxが零とされる。次に、SS2において、n番目のアンテナ素子54に対応する移相部56における移相量がθに設定される。次に、前記受信信号強度検出部50の動作に対応するSS3において、前記受信アンテナユニット24により受信された受信信号の信号強度Vrが検出される。次に、SS4において、SS3にて検出された受信信号強度Vrがその時点における最大値Vmaxよりも大きいか否かが判断される。このSS4の判断が否定される場合には、SS6以下の処理が実行されるが、SS4の判断が肯定される場合には、SS5において、移相量の最適値を示すθmaxがその時点における移相量θとされると共に、受信信号強度の最大値を示すVmaxがその時点における受信信号強度Vrとされた後、SS6において、θが360°より小さいか否かが判断される。このSS6の判断が肯定される場合には、SS7において、θに所定値dθが加算された後、SS2以下の処理が再び実行されるが、SS6の判断が否定される場合には、SS8において、n番目のアンテナ素子54に対応する移相部56の移相量がθmaxとされた後、図5に示す移相量補正制御に復帰させられる。
In the reception maximum condition detection control shown in FIG. 6, first, in SS1, θ indicating the phase shift amount of the phase shift unit 56 corresponding to the n-th antenna element 54 to be corrected is set to zero, and the received signal strength is set. V max indicating the maximum value of is set to zero. Next, in SS2, the amount of phase shift in the phase shift unit 56 corresponding to the nth antenna element 54 is set to θ. Next, in SS3 corresponding to the operation of the received signal
このように、本実施例によれば、前記複数のアンテナ素子54により受信される受信信号を合成する合波部68等と、前記複数のアンテナ素子54のうち一部のアンテナ素子54により受信される基準信号源である無線タグ14からの信号に基づいて、各アンテナ素子54に対応する位相が最適化されるように前記移相部56における移相量を補正する制御を行う補正制御部としてのアンテナユニット制御部52(SS)を備えたものであることから、複雑な処理を行うことなく簡単な構成により各アンテナ素子54に対応する移相量の補正を行うことができる。すなわち、フェイズドアレイ処理における移相量の補正を容易に実行し得る無線受信装置及びその補正方法を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the multiplexing
また、前記無線タグ14からの信号を受信する少なくとも2つのアンテナ素子54を前記複数のアンテナ素子54のうちから選択するアンテナ素子選択部としてのアンテナユニット制御部52(S2、S5、及びS6)を備えたものであるため、そのアンテナユニット制御部52により選択される一部のアンテナ素子54により受信される前記無線タグ14からの信号に基づいて、前記移相部56における移相量を好適に補正することができる。
Further, an antenna unit control unit 52 (S2, S5, and S6) as an antenna element selection unit that selects at least two antenna elements 54 that receive a signal from the
また、前記アンテナユニット制御部52は、補正が行われる毎に、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54の数を増やしていくものであり、追加されるアンテナ素子54に対応する前記移相部56のみを順次補正していくことで補正が完了するため、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。
The antenna
また、前記アンテナユニット制御部52は、最初の補正においては、前記無線タグ14からの信号を受信する2つのアンテナ素子54を前記複数のアンテナ素子54のうちから選択するものであり、前記2つのアンテナ素子54に対応する前記移相部56の何れか片方のみを補正することで補正が完了するため、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。
In the first correction, the
また、前記アンテナユニット制御部52は、補正が行われる毎に、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54を1つずつ増やしていくものであり、追加されるアンテナ素子54に対応する一つの前記移相部56のみの補正を繰り返していくことで補正が完了するため、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。
The antenna
また、前記アンテナユニット制御部52は、最初の補正においては、前記複数のアンテナ素子54のうちそれらアンテナ素子54の中央部に配設された2つのアンテナ素子54c及び54dを、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54として選択するものであり、前記無線タグ14が置かれた位置が変更される場合でも、中央部に配設された二つのアンテナ素子54c及び54dが最も安定して通信できるため、個の2つのアンテナ素子54c及び54dを最初に補正することで、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。
In the first correction, the antenna
また、本実施によれば、前記無線タグ14に向けて送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じてその無線タグ14から返信される返信信号を受信することでその無線タグ14との間で情報の通信を行うものであることから、前記無線タグ14からの返信信号の受信処理に関するフェイズドアレイ処理における移相量の補正を容易に実行し得る無線タグ通信装置12を提供することができる。
Further, according to the present embodiment, a transmission signal is transmitted to the
また、吸収体により反射を可及的に抑制した環境又は電波暗室にて前記補正を行うものであるため、電波反射を抑制することでより正確に前記移相量の補正を行うことができる。 In addition, since the correction is performed in an environment or an anechoic chamber in which reflection is suppressed as much as possible by the absorber, the phase shift amount can be corrected more accurately by suppressing radio wave reflection.
また、前記無線タグ14の位置を変更しつつ前記補正を繰り返し行い、その無線タグ14の位置と補正結果とを対応付けて前記メモリ部53に記憶するものであるため、前記無線タグ通信装置12によって受信する方向を変更する場合に、前記無線タグ14の方向と対応付けられて記憶された補正結果を以降の受信処理に用いることができ、斯かる補正を毎回行わずに済む。
Further, since the correction is repeatedly performed while changing the position of the
また、基準信号源としての前記無線タグ14は、前記無線タグ通信装置12に信号を伝達し得る限度においてその無線タグ通信装置12から最も離れた位置に配設されるものであるため、前記複数の受信アンテナ54のそれぞれで受信する電力の差が小さくなり、より正確に前記移相量の補正を行うことができる。
In addition, the
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、以下の説明において、前述した実施例と共通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。 Next, another preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, portions common to the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図7は、前記無線タグ通信装置12に備えられる受信アンテナユニットの構成の他の一例を説明する図である。この図7に示すように、本実施例の受信アンテナユニット90では、前記アンテナ素子54により受信される受信信号の受信回路側(IQ変換部26側)への供給、遮断を切り替えるための複数(図7では4つ)の開閉部92a、92b、92e、92f(以下、特に区別しない場合には単に開閉部92と称する)が備えられている。これら各開閉部92は、上記開閉部92aが前記アンテナ素子54aに、上記開閉部92bが前記アンテナ素子54bに、上記開閉部92eが前記アンテナ素子54eに、上記開閉部92fが前記アンテナ素子54fに、それぞれ対応して設けられている。また、各開閉部92に対応して終端抵抗94a、94b、94e、94f(以下、特に区別しない場合には単に終端抵抗94と称する)が備えられており、各開閉器92においてアンテナ素子54が接続された端子の他方の端子に接続されると共に、他端が接地されている。
FIG. 7 is a diagram for explaining another example of the configuration of the receiving antenna unit provided in the wireless
前記アンテナユニット制御部52は、上記各開閉部92における開閉を制御することにより、上記受信アンテナユニット90において基準信号源である無線タグ14からの信号を受信する少なくとも2つのアンテナ素子54を前記複数のアンテナ素子54のうちから選択するアンテナ素子選択部として機能する。すなわち、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54に対応する開閉部92をアンテナ素子54側の端子に接続させると共に、受信を行わないアンテナ素子54に対応する開閉部92を終端抵抗94側の端子に接続させる。なお、図7に示すように、上記受信アンテナユニット90において、中央部に配設されたアンテナ素子54c、54dに対応しては開閉部92が備えられていないが、これは、前述したように最初の補正においては、前記複数のアンテナ素子54のうち中央部に配設された2つのアンテナ素子54c、54dにより基準信号源である無線タグ14からの信号を受信すると共に、補正が行われる毎に、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54の数を増やしていくものであるため、中央部に配設された2つのアンテナ素子54c、54dにおいては受信信号を遮断する必要がないことを踏まえた構成である。
The
図8は、前記無線タグ通信装置12に備えられる受信アンテナユニットの構成の更に別の一例を説明する図である。この図8に示すように、本実施例の受信アンテナユニット96は、相互に隣接する2つのアンテナ素子54a及び54bそれぞれに対応する受信信号を合成(加算)する第1合波部98と、同じく相互に隣接する2つのアンテナ素子54c及び54dそれぞれに対応する受信信号を合成する第2合波部100と、同じく相互に隣接する2つのアンテナ素子54e及び54fそれぞれに対応する受信信号を合成する第3合波部102と、上記第1合波部98により合成された信号及び上記第2合波部100により合成された信号を合成する第4合波部104と、上記第3合波部102により合成された信号及び上記第4合波部104により合成された信号を合成して前記IQ変換部26へ供給する第5合波部106とを、備えて構成されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating still another example of the configuration of the receiving antenna unit provided in the wireless
上記受信アンテナユニット96における移相量の補正において、前記アンテナユニット制御部52は、各アンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰率を制御することにより基準信号源である無線タグ14からの信号を受信する少なくとも2つのアンテナ素子54を前記複数のアンテナ素子54のうちから選択するアンテナ素子選択部として機能する。このアンテナ素子選択部としてのアンテナユニット制御部52は、補正が行われる毎に、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54を変更していくものであり、好適には、補正が行われる毎に、相互に隣接する2つずつのアンテナ素子54を前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54として選択する。
In the correction of the phase shift amount in the
すなわち、先ず、最初の補正においては、前記アンテナ素子54a及び54bを前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54として選択し、それらアンテナ素子54a及び54bに対応する減衰部58a及び58bの減衰量を最小とし、他のアンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰量を最大とする。この状態において、前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるようにそれら移相量が制御されることで、前記アンテナ素子54a、54bに対応する位相が最適化されるように前記移相部56a、56bにおける移相量が補正される。ここで、前記アンテナ素子54a及び54bにより受信される信号の位相が一致すれば、前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるため、好適には、前記移相部56a及び56bの何れか片方を変化させて、アンテナ素子54a及び54bで受信した信号の位相が一致する条件を探す制御を行う。同様にして、次の補正においてはアンテナ素子54c、54dが、更に次の補正においてはアンテナ素子54e、54fがそれぞれ前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54として選択された状態で前記移相部56における移相量が補正されることで、前記複数のアンテナ素子54それぞれに対応する位相が最適化される。
That is, first, in the first correction, the
更に次の補正においては前記アンテナ素子54a、54b、54c、及び54dを受信するアンテナ素子54として選択され、それらアンテナ素子54a、54b、54c、及び54dに対応する減衰部58a、58b、58c、及び58dの減衰量が最小とされ、他のアンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰量が最大とされる。そして、前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるようにそれらの移相量が制御される。ここで既に、アンテナ素子54a及び54bの合成受信信号と、アンテナ素子54c及び54dの合成受信信号はそれぞれ最大になるように前記移相部56a、56b、56c及び56dが調整されているため、前記移相部56a及び56bは固定しておき、前記移相部56c及び56dを双方同じ移相量だけ変更することで、前記アンテナ素子54a、54b、54c、及び54dの合成信号の前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるように調整できる。斯かる補正の後に、全ての減衰部58の減衰量を最小とし、全てのアンテナ素子54により受信される信号の前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大になるように前記移相部56を制御する。ここで既に、アンテナ素子54a、54b、54c及び54dの合成受信信号と、既にアンテナ素子54e及び54fの合成受信信号はそれぞれ最大になるように前記移相部56は調整されているため、前記移相部56a、56b、56c、及び56dは固定しておき、前記移相部56e及び56fを双方同じ移相量だけ変更することで、全てのアンテナ素子54による受信合成信号の前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるように調整できる。
Further, in the next correction, the
このように、本実施例によれば、アンテナ素子選択部としての前記アンテナユニット制御部52は、補正が行われる毎に、基準信号源である前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54を変更していくものであるため、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。
Thus, according to the present embodiment, the antenna
また、前記アンテナユニット制御部52は、補正が行われる毎に、受信信号の大きさが略等しくなる隣接する2つずつのアンテナ素子54を前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54として選択するものであるため、実用的な態様で前記移相量の補正を行うことができる。
In addition, the antenna
図9は、前記無線タグ通信装置12に備えられる受信アンテナユニットの構成の更に別の一例を説明する図である。この図9に示すように、本実施例の受信アンテナユニット108は、前記複数のアンテナ素子54の中央部から対称的(等距離)に、その中央部に最も近く配設された2つのアンテナ素子54c及び54dそれぞれに対応する受信信号を合成(加算)する第1合波部110と、同じく前記複数のアンテナ素子54の中央部から対称的に配設された2つのアンテナ素子54b及び54eそれぞれに対応する受信信号を合成する第2合波部112と、同じく前記複数のアンテナ素子54の中央部から対称的に、その中央部から最も遠く配設された2つのアンテナ素子54a及び54fそれぞれに対応する受信信号を合成する第3合波部114と、上記第1合波部110により合成された信号及び上記第2合波部112により合成された信号を合成する第4合波部116と、上記第3合波部114により合成された信号及び上記第4合波部116により合成された信号を合成して前記IQ変換部26へ供給する第5合波部118とを、備えて構成されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating still another example of the configuration of the receiving antenna unit provided in the wireless
上記受信アンテナユニット108における移相量の補正において、前記アンテナユニット制御部52は、各アンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰率を制御することにより基準信号源である無線タグ14からの信号を受信する少なくとも2つのアンテナ素子54を前記複数のアンテナ素子54のうちから選択するアンテナ素子選択部として機能する。このアンテナ素子選択部としてのアンテナユニット制御部52は、補正が行われる毎に、前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54を変更していくものであり、好適には、補正が行われる毎に、前記複数のアンテナ素子54の中央部から等距離の位置に配設された2つずつのアンテナ素子54を前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54として選択する。すなわち、先ず、最初の補正においては、前記アンテナ素子54c及び54dを前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54として選択し、それらアンテナ素子54c及び54dに対応する減衰部58c及び58dの減衰量を最小とし、他のアンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰量を最大とする。この状態において、前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるようにそれら移相量が制御されることで、前記アンテナ素子54c、54dに対応する位相が最適化されるように前記移相部56c、56dにおける移相量が補正される。ここで、アンテナ素子54c及び54dにより受信される信号の位相を一致すれば、前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるため、好適には、前記移相部56c及び56dの何れか片方を変化させて、アンテナ素子54c及び54dにより受信される信号の位相が一致する条件を探す。同様にして、次の補正においてはアンテナ素子54b、54eが、更に次の補正においてはアンテナ素子54a、54fがそれぞれ前記無線タグ14からの信号を受信するアンテナ素子54として選択された状態で前記移相部56における移相量が補正されることで、前記複数のアンテナ素子54それぞれに対応する位相が最適化される。
In the correction of the amount of phase shift in the
更に次の補正において、前記アンテナ素子54b、54c、54d、及び54eが受信するアンテナ素子54として選択され、それらアンテナ素子54a、54b、54c、及び54dに対応する減衰部58b、58c、58d及び58eの減衰量が最小とされ、他のアンテナ素子54に対応する減衰部58の減衰量が最大とされる。そして、前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるようにそれら移相量が制御される。ここで既に、アンテナ素子54c及び54dの合成受信信号と、アンテナ素子54b及び54eの合成受信信号はそれぞれ最大になるように前記移相部56b、56c、56d、及び56eが調整されているため、前記移相部56c及び56dは固定しておき、前記移相部56b及び56eを双方同じ移相量だけ変更することで、前記アンテナ素子54b、54c、54d、及び54eの合成信号の前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるように調整できる。この補正の後に、全ての減衰部58の減衰量を最小とし、全てのアンテナ素子54により受信される信号の前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大になるように前記移相部56を制御する。ここで既に、アンテナ素子54b、54c、54d、及び54eの合成受信信号と、アンテナ素子54a及び54fの合成受信信号はそれぞれ最大になるように前記移相部56は調整されているため、前記移相部56b、56c、56d、及び56eは固定しておき、前記移相部56a及び56fを双方同じ移相量だけ変更することで、全てのアンテナ素子54による受信合成信号の前記受信信号強度検出部50により検出される信号強度が最大となるように調整できる。
Further, in the next correction, the
図10は、本発明の他の実施例である無線タグ通信装置120の構成を説明する図である。この図10に示すように、本実施例の無線タグ通信装置120は、前記送信アンプ20から供給される信号を質問波Fcとして送信すると共に、前記無線タグ14からの応答波Frを受信するための送受信アンテナユニット122を備えている。
FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of an RFID
図11は、前記送受信アンテナユニット122の構成の一例を説明する図である。この図11に示すように、前記送受信アンテナユニット122は、前記送信アンプ20から供給される送信信号を対応するアンテナ素子4に供給すると共に、各アンテナ素子54により受信された受信信号を対応する合波部へ供給する複数(図11では6つ)の送受信分離部124a、124b、124c、124d、124e、124f(以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部124と称する)を備えて構成されている。また、前記複数のアンテナ素子54は、前記無線タグ14へ質問波Fcを送信すると共に、その質問波Fcに応じてその無線タグ14から返信される応答波Frを受信するための送受信共用のアンテナ素子54として機能する。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of the transmission /
本実施例の無線タグ通信装置120に備えられた搬送波発振制御部44は、好適には、アンテナ素子選択部としての前記アンテナユニット制御部52により選択されるアンテナ素子54の数に応じて前記送信信号(搬送波)の信号強度を制御する送信信号強度制御部として機能する。例えば、送信信号の送信に用いられるアンテナ素子54の数がMである場合には、各アンテナ素子54から送信される送信信号すなわち各アンテナ素子54へ供給する送信信号の強度が1/Mとなるように制御する。斯かる制御により、前記無線タグ14に向けアレイアンテナ70から送信される送信信号の合計出力が一定とされ、補正を正確に行うことができる。
The carrier wave
図12は、前記無線タグ通信装置120のDSP16による移相量補正制御の要部を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。この制御において、前述した図5の制御と共通するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。この図12に示す移相量補正制御では、前述したS6の処理に続いて、送信信号強度制御部としての前記搬送波発振制御部44の動作に対応するS7において、送信信号の送信に用いられるアンテナ素子54の数Mに応じて、各アンテナ素子54の送信信号出力が1/Mとされた後、前述した図6に示すSS以下の処理が実行される。
FIG. 12 is a flowchart for explaining a main part of the phase shift amount correction control by the
このように、本実施例によれば、アンテナ素子選択部としての前記アンテナユニット制御部52により選択されるアンテナ素子54の数に応じて前記送信信号の信号強度を制御する送信信号強度制御部としての搬送波発振制御部44(S7)を備えたものであるため、基準信号源としての前記無線タグ14から返信される返信信号の信号強度が、その返信信号を受信するアンテナ素子54の数に応じたものとされ、より正確に前記移相量の補正を行うことができる。
Thus, according to the present embodiment, the transmission signal strength control unit that controls the signal strength of the transmission signal according to the number of antenna elements 54 selected by the antenna
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。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in other modes.
例えば、前述の実施例において、前記搬送波発振制御部44、送信データ生成部46、受信信号復調部48、受信信号強度検出部50、及びアンテナユニット制御部52は、何れも戦記DSP16に機能的に備えられたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、それらの制御機能を有する制御装置がそれぞれ個別に備えられたものであってもよい。また、それら制御機能による制御はディジタル信号処理であると、アナログ信号処理であるとを問わない。
For example, in the above-described embodiment, the carrier wave
また、前述の実施例において、合波部68等は、受信アンテナ素子54を増やす組み合わせに合う形で受信アンテナ素子54を接続していたが、この合波部には種々の態様が考えられ、どのアンテナ素子54との組み合わせであってもよい。或いは、3本以上のアンテナ素子54を一つの合波器で合波する構成でも構わない。
Further, in the above-described embodiment, the multiplexing
また、前述の実施例では、前記無線タグ14に向けて送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じてその無線タグ14から返信される返信信号を受信することでその無線タグ14との間で情報の通信を行う無線タグ通信装置12に本発明の無線受信装置が適用された例を説明したが、本発明は、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナと、それら複数のアンテナ素子それぞれに対応する位相を変更し得る移相部とを、備えた無線受信装置乃至は斯かる無線受信装置を備えた機器に広く適用され得るものである。
In the above-described embodiment, a transmission signal is transmitted toward the
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得るものである。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention can be implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
12、120:無線タグ通信装置
14:無線タグ(基準信号源)
44:搬送波発振制御部(送信信号強度制御部)
52:アンテナユニット制御部(補正制御部、アンテナ素子選択部)
54:アンテナ素子
56:移相部
60、62、64、66、68、98、100、102、104、106、110、112、114、116、118:合波部
12, 120: RFID tag communication device 14: RFID tag (reference signal source)
44: Carrier wave oscillation control unit (transmission signal strength control unit)
52: Antenna unit controller (correction controller, antenna element selector)
54: Antenna element 56:
Claims (21)
前記複数のアンテナ素子により受信される受信信号を合成する合波部と、
前記複数のアンテナ素子のうち一部のアンテナ素子により受信される所定の基準信号源からの信号に基づいて、前記合波部における位相が所定の位相となるように前記移相部における移相量を補正する制御を行う補正制御部と
を、備えたものであることを特徴とする無線受信装置。 A radio receiving apparatus comprising an array antenna having a plurality of antenna elements, and a phase shift unit capable of changing a phase corresponding to each of the plurality of antenna elements,
A multiplexing unit that combines reception signals received by the plurality of antenna elements;
Based on a signal from a predetermined reference signal source received by a part of the plurality of antenna elements, the phase shift amount in the phase shift unit so that the phase in the multiplexing unit becomes a predetermined phase. A wireless reception device comprising: a correction control unit that performs control for correcting.
前記複数のアンテナ素子のうち一部のアンテナ素子により受信される所定の基準信号源からの信号に基づいて、それらアンテナ素子により受信される受信信号を合成する合波部における位相が所定の位相となるように前記移相部における移相量を補正する制御を行うことを特徴とする無線受信装置の補正方法。 A correction method for a radio reception apparatus comprising: an array antenna having a plurality of antenna elements; and a phase shift unit capable of changing a phase corresponding to each of the plurality of antenna elements,
Based on a signal from a predetermined reference signal source received by some of the plurality of antenna elements, a phase in a multiplexing unit that combines the reception signals received by the antenna elements is a predetermined phase. A correction method for a radio reception apparatus, wherein control for correcting a phase shift amount in the phase shift unit is performed.
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