JP2008271443A - Radio transmitter and radio communication equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信対象に向けて所定の送信信号を送信するための無線送信装置及び所定の通信対象との間で無線により情報の通信を行う無線通信装置に関し、特に、送信信号の偏波方向を制御するための改良に関する。 The present invention relates to a wireless transmission device for transmitting a predetermined transmission signal toward a communication target and a wireless communication device for performing information communication wirelessly with a predetermined communication target, and in particular, a polarization direction of a transmission signal. The present invention relates to an improvement for controlling.
通信対象に向けて所定の送信信号を送信するための無線送信装置が各種無線通信に用いられている。斯かる無線送信装置を用いた無線通信システムの一例として、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。 A wireless transmission device for transmitting a predetermined transmission signal toward a communication target is used for various types of wireless communication. As an example of a wireless communication system using such a wireless transmission device, information is read out in a non-contact manner by a predetermined wireless tag communication device (interrogator) from a small wireless tag (responder) storing predetermined information. An RFID (Radio Frequency Identification) system to perform is known. 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.
ところで、通常、前記無線タグ通信装置は、前記無線タグに向けて所定の送信信号(質問波)を送信アンテナにより送信すると共に、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(応答波)を受信アンテナ(送信アンテナと共通の態様もある)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、その無線タグとの相対位置関係によっては通信感度が著しく低下するという不具合があった。すなわち、通信に係る電波の偏波面(電界成分の振動する面)によっては、通信対象である無線タグとの間で好適な通信を実現することができなかった。この不具合を解消するために、複数の偏波面に対応するアンテナを備えた無線通信装置が提案されている。例えば、特許文献1に記載された移動体識別装置がそれである。この技術によれば、2つの給電点が放射素子の中心に向かって延長した線が直交する位置に設けられたマクロストリップアンテナにおける2つの給電点のうち、何れか一方の給電点と発信部とを交互に接続することにより、信号の偏波面を交互に90°傾かせながら垂直偏波の信号と水平偏波の信号とを交互に発信することができるとされている。
By the way, normally, the wireless tag communication device transmits a predetermined transmission signal (question wave) toward the wireless tag by a transmission antenna, and a reply signal (response wave) returned from the wireless tag that has received the transmission signal. ) Is received by the receiving antenna (there is also a mode common to the transmitting antenna), but information is communicated with the wireless tag. However, depending on the relative positional relationship with the wireless tag, the communication sensitivity is significantly reduced. There was a bug. In other words, depending on the polarization plane of the radio wave for communication (surface on which the electric field component vibrates), it has not been possible to realize suitable communication with the wireless tag that is the communication target. In order to solve this problem, a wireless communication device having an antenna corresponding to a plurality of polarization planes has been proposed. For example, this is the mobile object identification device described in
しかし、前記従来の技術では、互いに直交する2種類の偏波方向のうち何れか一方を選択することしかできないものであることから、前記無線タグ通信装置と通信対象である無線タグとの相対位置関係によっては、電波の伝達率が、偏波方向が好適に定まっている場合の70%程度にまで落ち込み、結果として通信感度が最大値の半分程度しかとれなくなる可能性があった。すなわち、そのような構成によっては前記不具合を解消することはできず、このため、前記無線タグとの相対位置関係によらず高感度の通信を実現する無線送信装置及び無線通信装置の開発が求められていた。 However, since the conventional technology can only select one of two types of polarization directions orthogonal to each other, the relative position between the RFID tag communication apparatus and the RFID tag to be communicated with Depending on the relationship, the transmission rate of radio waves has dropped to about 70% of the case where the polarization direction is suitably determined, and as a result, there is a possibility that the communication sensitivity can be only about half of the maximum value. In other words, the above-described problem cannot be solved depending on such a configuration. Therefore, it is necessary to develop a wireless transmission device and a wireless communication device that realize high-sensitivity communication regardless of the relative positional relationship with the wireless tag. It was done.
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、通信対象との相対位置関係によらず高感度の通信を実現する無線送信装置及び無線通信装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wireless transmission device and a wireless communication device that realize high-sensitivity communication regardless of the relative positional relationship with a communication target. There is to do.
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、通信対象に向けて所定の送信信号を送信するための無線送信装置であって、複数の給電点を有する、前記送信信号を送信するためのアンテナと、そのアンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を変更するための給電割合変更部と、その給電割合変更部を介して前記アンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を制御することでそのアンテナから送信される送信信号の偏波方向を制御する送信偏波方向制御部とを、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 aspect of the present invention is a wireless transmission device for transmitting a predetermined transmission signal toward a communication target, the transmission device having a plurality of feeding points. An antenna for transmitting a signal, a feed rate changing unit for changing the ratio of power supplied to each feed point in the antenna, and a feed rate changing unit for feeding to each feed point in the antenna via the feed rate changing unit And a transmission polarization direction control unit that controls the polarization direction of the transmission signal transmitted from the antenna by controlling the ratio of the power to be transmitted.
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、上記第1発明の無線送信装置により通信対象に向けて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その通信対象から返信される返信信号を受信することでその通信対象との間で情報の通信を行うものであることを特徴とする無線通信装置である。 In order to achieve the above object, the gist of the second invention is that the wireless transmission device of the first invention transmits a predetermined transmission signal toward a communication target and according to the transmission signal. A wireless communication apparatus is characterized in that information is communicated with a communication target by receiving a reply signal returned from the communication target.
このように、前記第1発明によれば、複数の給電点を有する、前記送信信号を送信するためのアンテナと、そのアンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を変更するための給電割合変更部と、その給電割合変更部を介して前記アンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を制御することでそのアンテナから送信される送信信号の偏波方向を制御する送信偏波方向制御部とを、備えたものであることから、簡単な構成により前記アンテナから送信される送信信号の偏波方向を任意に変化させることができる。すなわち、通信対象との相対位置関係によらず高感度の通信を実現する無線送信装置を提供することができる。 Thus, according to the first aspect of the present invention, the antenna for transmitting the transmission signal, which has a plurality of feeding points, and the feeding rate for changing the proportion of power supplied to each feeding point in the antenna. Transmission polarization direction control for controlling the polarization direction of the transmission signal transmitted from the antenna by controlling the ratio of power supplied to each feeding point in the antenna via the changing unit and the feeding ratio changing unit Therefore, the polarization direction of the transmission signal transmitted from the antenna can be arbitrarily changed with a simple configuration. That is, it is possible to provide a wireless transmission device that realizes highly sensitive communication regardless of the relative positional relationship with the communication target.
ここで、前記第1発明において、好適には、前記給電割合変更部として、前記複数の給電点のうち少なくとも1つの給電点に対応して可変アッテネータを備えたものである。このようにすれば、前記アンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を実用的な態様で制御することができる。 Here, in the first aspect of the present invention, preferably, the power supply ratio changing unit includes a variable attenuator corresponding to at least one of the plurality of power supply points. If it does in this way, the ratio of the electric power supplied to each feeding point in the antenna can be controlled in a practical manner.
また、好適には、前記給電割合変更部として、前記複数の給電点のうち少なくとも1つの給電点に対応して可変ゲインアンプを備えたものである。このようにすれば、前記アンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を実用的な態様で制御することができる。 Preferably, the power supply ratio changing unit includes a variable gain amplifier corresponding to at least one of the plurality of power supply points. If it does in this way, the ratio of the electric power supplied to each feeding point in the antenna can be controlled in a practical manner.
また、好適には、前記複数の給電点のうち少なくとも1つの給電点に対応して設けられたアッテネータと、そのアッテネータを経由して前記給電点に給電を行う回路と経由せずに給電を行う回路とを切り換える回路切換部とを、前記給電割合変更部として備えたものである。このようにすれば、前記アンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を実用的な態様で制御することができる。 Preferably, the power supply is performed without passing through an attenuator provided corresponding to at least one of the plurality of power supply points and a circuit that supplies power to the power supply point via the attenuator. A circuit switching unit that switches between circuits is provided as the power supply ratio changing unit. If it does in this way, the ratio of the electric power supplied to each feeding point in the antenna can be controlled in a practical manner.
また、好適には、前記複数の給電点のうち少なくとも1つの給電点に対応して設けられたディレイラインと、そのディレイラインを経由して前記給電点に給電を行う回路と経由せずに給電を行う回路とを切り換える回路切換部とを、備えたものである。このようにすれば、前記アンテナから送信される送信信号の偏波方向を実用的な態様で制御することができる。 Preferably, power is supplied without passing through a delay line provided corresponding to at least one of the plurality of power supply points and a circuit for supplying power to the power supply point via the delay line. And a circuit switching unit that switches between circuits that perform the above. In this way, the polarization direction of the transmission signal transmitted from the antenna can be controlled in a practical manner.
また、好適には、前記ディレイラインは、そのディレイラインを経由する回路により給電される信号の位相を、そのディレイラインを経由しない回路により給電される信号の位相に比べて略180°変化させるものである。このようにすれば、前記アンテナから送信される送信信号の偏波方向を実用的な態様で制御することができる。 Preferably, the delay line changes the phase of a signal fed by a circuit passing through the delay line by approximately 180 ° compared to a phase of a signal fed by a circuit not passing through the delay line. It is. In this way, the polarization direction of the transmission signal transmitted from the antenna can be controlled in a practical manner.
また、好適には、前記アンテナは、互いに直交するように配設された2組のダイポールアンテナから成るものであり、各ダイポールアンテナにそれぞれ1つずつの給電点が設けられたものである。このようにすれば、2組のダイポールアンテナから成る実用的なアンテナから送信される送信信号の偏波方向を任意に変化させることができる。 Preferably, the antenna is composed of two sets of dipole antennas arranged so as to be orthogonal to each other, and each dipole antenna is provided with one feeding point. In this way, the polarization direction of a transmission signal transmitted from a practical antenna including two sets of dipole antennas can be arbitrarily changed.
また、好適には、前記アンテナは、2給電パッチアンテナであり、そのパッチアンテナにおける中心点以外の部分に2つの給電点が設けられたものである。このようにすれば、実用的なパッチアンテナから送信される送信信号の偏波方向を任意に変化させることができる。 Preferably, the antenna is a two-feed patch antenna, and two feed points are provided in a portion other than the center point of the patch antenna. In this way, the polarization direction of the transmission signal transmitted from a practical patch antenna can be arbitrarily changed.
また、好適には、前記送信偏波方向制御部は、前記アンテナから送信される送信信号の偏波方向が所定角度毎に変化するように前記給電割合変更部を介して前記アンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を制御するものである。このようにすれば、各偏波方向毎に所定時間継続して送信信号の送信を行うことができ、通信対象との間で好適な通信を実現することができる。 Preferably, the transmission polarization direction control unit is configured to supply each feeding point in the antenna via the feeding ratio changing unit so that the polarization direction of the transmission signal transmitted from the antenna changes every predetermined angle. The ratio of the electric power supplied to is controlled. In this way, transmission signals can be transmitted continuously for a predetermined time for each polarization direction, and suitable communication with the communication target can be realized.
また、前記第2発明によれば、前記第1発明の無線送信装置により通信対象に向けて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その通信対象から返信される返信信号を受信することでその通信対象との間で情報の通信を行うものであることから、簡単な構成により前記アンテナから送信される送信信号の偏波方向を任意に変化させることができる。すなわち、通信対象との相対位置関係によらず高感度の通信を実現する無線通信装置を提供することができる。 According to the second aspect of the invention, the wireless transmission device of the first aspect of the invention transmits a predetermined transmission signal toward the communication target and receives a reply signal returned from the communication target according to the transmission signal. As a result, information is communicated with the communication target, so that the polarization direction of the transmission signal transmitted from the antenna can be arbitrarily changed with a simple configuration. That is, it is possible to provide a wireless communication device that realizes highly sensitive communication regardless of the relative positional relationship with the communication target.
ここで、前記第2発明において、好適には、前記アンテナは、前記送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて前記通信対象から返信される返信信号を受信する送受信共用のアンテナである。このようにすれば、装置の構成を可及的に簡単なものとすることができる。 Here, in the second invention, preferably, the antenna is a transmission / reception shared antenna that transmits the transmission signal and receives a return signal returned from the communication target according to the transmission signal. In this way, the configuration of the apparatus can be made as simple as possible.
また、好適には、前記アンテナにおける各給電点に対応して受信された受信信号を合成する受信信号合成部と、その受信信号合成部により合成された受信信号を処理する受信信号処理部とを、備えたものである。このようにすれば、受信回路の構成を可及的に簡単なものとすることができる。 Preferably, a reception signal combining unit that combines the reception signals received corresponding to each feeding point in the antenna, and a reception signal processing unit that processes the reception signal combined by the reception signal combining unit. , Which is provided. In this way, the configuration of the receiving circuit can be made as simple as possible.
また、好適には、前記アンテナにおける各給電点に対応して受信された受信信号をそれぞれ個別に処理する複数の受信信号処理部を備えたものである。このようにすれば、前記アンテナにおける各給電点毎に受信信号の処理を行うことができ、例えば送信信号の偏波方向に対応して各給電点から入力された受信信号に重み付けを行う等の処理が可能となる。 Preferably, the apparatus further includes a plurality of reception signal processing units for individually processing reception signals received corresponding to the respective feeding points in the antenna. In this way, the received signal can be processed for each feeding point in the antenna. For example, the received signal input from each feeding point corresponding to the polarization direction of the transmission signal is weighted. Processing is possible.
また、好適には、前記無線通信装置は、通信対象である無線タグに向けて前記アンテナにより所定の送信信号を送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグから返信される返信信号を受信することで前記無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置である。このようにすれば、通信対象である無線タグとの相対位置関係によらず高感度の通信を実現する無線タグ通信装置を提供することができる。 Preferably, the wireless communication device transmits a predetermined transmission signal by the antenna toward a wireless tag that is a communication target, and transmits a reply signal returned from the wireless tag in response to the transmission signal. The wireless tag communication device performs communication of information with the wireless tag by receiving. In this way, it is possible to provide a wireless tag communication device that realizes highly sensitive communication regardless of the relative positional relationship with the wireless tag that is the communication target.
また、好適には、前記送信偏波方向制御部は、所定の通信処理を完了する毎に前記送信信号の偏波方向を変化させるように前記給電割合変更部を介して前記アンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を制御するものである。このようにすれば、所定の通信処理中は一定の条件で送信信号の送信を行うことができ、通信対象である無線タグとの間で好適な通信を実現することができる。 Preferably, the transmission polarization direction control unit is configured to change each polarization point of the antenna via the power supply ratio changing unit so as to change the polarization direction of the transmission signal every time a predetermined communication process is completed. The ratio of the electric power supplied to is controlled. In this way, it is possible to transmit a transmission signal under a certain condition during a predetermined communication process, and it is possible to realize suitable communication with a wireless tag that is a communication target.
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を説明する図である。この無線タグ通信システム10は、本発明の無線送信装置乃至は無線通信装置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において所定の情報信号(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 radio
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、前記無線タグ14に対する送信データに相当するコマンドビット列(送信ビット列)を生成すると共に、そのコマンドビット列をFSK方式等により符号化して出力させる送信データ出力部16と、上記質問波Fcの搬送波に相当する所定の周波数信号を発生させると共にその搬送波を上記送信データ出力部16から出力される送信データにより変調して出力させる高周波送信回路部18と、その高周波送信回路部18から出力される信号を質問波Fcとして前記無線タグ14に向けて送信するための、複数の給電点を有する送信アンテナ20と、その送信アンテナ20における各給電点に供給される電力の割合を変更するための給電割合変更部としての複数(図2では2つ)の可変アッテネータ24a、24b(以下、特に区別しない場合には単に可変アッテネータ24と称する)と、それら可変アッテネータ24を介して前記送信アンテナ20における各給電点に供給される電力の割合を制御することでその送信アンテナ20から送信される送信信号の偏波方向を制御する送信偏波方向制御部26と、上記送信アンテナ20から送信された質問波Fcに応じて前記無線タグ14から返信される応答波Frを受信するための受信アンテナ28と、その受信アンテナ28により受信された受信信号の周波数変換及び復調処理を行う高周波受信回路部29と、その高周波受信回路部29から出力される信号を用いて前記無線タグ14から返信される応答波に含まれるデータの復号処理等を行う受信信号処理部30とを、備えて構成されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the wireless
図3は、前記無線タグ14に備えられた無線タグ回路素子34の構成を説明する図である。この図3に示すように、斯かる無線タグ回路素子34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36と、そのアンテナ部36に接続されて前記無線タグ通信装置12との間の情報通信処理を行うためのIC回路部38とを、備えて構成されている。そのIC回路部38は、上記アンテナ部36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40と、その整流部40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42と、上記アンテナ部36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50に供給するクロック抽出部44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46と、上記アンテナ部36に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部48と、上記整流部40、クロック抽出部44、及び変復調部48等を介して上記無線タグ回路素子38の作動を制御するための制御部50とを、機能的に含んでいる。この制御部50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46に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部36により受信された質問波Fcを上記変復調部48において上記メモリ部46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36から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the
図4は、前記無線タグ通信装置12に備えられた無線送信装置(送信回路)について説明する図である。また、図5は、前記無線タグ通信装置12に備えられた送信アンテナ20の具体的な構成を例示する図である。この図5に示すように、前記送信アンテナ20は、好適には、互いに直交するように配設された2組のダイポールアンテナ22a、22b(以下、特に区別しない場合には単にダイポールアンテナ22と称する)から成るものであり、各ダイポールアンテナ22の中央部(長手方向中央)にそれぞれ1つずつの給電点52a、52b(以下、特に区別しない場合には単に給電点52と称する)が設けられたものである。図4及び図5に示すように、前記無線タグ通信装置12に備えられた無線送信装置においては、前記送信アンテナ20における各給電点52に供給される電力の割合を変更するための給電割合変更部として可変アッテネータ24が設けられており、前記送信偏波方向制御部26は、それら可変アッテネータ24それぞれにおける減衰量を制御することで前記送信アンテナ20における各給電点52に供給される電力の割合を制御し、それによりその送信アンテナ20から送信される質問波Fc(送信信号)の偏波方向を制御する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a wireless transmission device (transmission circuit) provided in the wireless
ここで、前記送信偏波方向制御部26は、好適には、前記送信アンテナ20から送信される送信信号の偏波方向が所定角度毎に変化するように各可変アッテネータ24における減衰量を制御する。また、好適には、前記無線タグ14のID取得やデータの読み出し等の一連の通信処理を完了する毎にその送信信号の偏波方向を変化させるように各可変アッテネータ24における減衰量を制御する。また、前記受信アンテナ28により受信される受信信号の信号強度を検出する受信信号強度検出部を設け、その受信信号強度検出部により検出される信号強度が最大となるように各可変アッテネータ24における減衰量を制御するといった態様も考えられる。前記送信偏波方向制御部26は以上のようにして前記送信アンテナ20から送信される質問波Fc(送信信号)の偏波方向を制御する。斯かる制御は、以下に説明する本発明の他の構成に関しても同様に実行される。
Here, the transmission polarization
続いて、図4に示す無線送信装置の代替として前記無線タグ通信装置12に好適に備えられる無線送信装置の他の構成を例示する。なお、以下の説明において、実施例相互に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 configuration of the wireless transmission device suitably provided in the wireless
図6は、図4に示す無線送信装置の代替として前記無線タグ通信装置12に好適に備えられる無線送信装置の他の一例について説明する図である。この図6に示す無線送信装置は、前記複数の給電点52のうち少なくとも1つの給電点52(図6ではダイポールアンテナ22bの給電点52b)に対応して設けられたディレイライン54と、そのディレイライン54を経由して前記給電点52に給電を行う回路と経由せずに給電を行う回路とを切り換える回路切換部56とを、備えたものである。上記ディレイライン54は、好適には、そのディレイライン54を経由する回路により給電される信号の位相を、そのディレイライン54を経由しない回路により給電される信号の位相に比べて略180°変化させる180°移相器である。斯かる無線送信装置において、前記送信偏波方向制御部26は、前記複数の可変アッテネータ24それぞれにおける減衰量を制御すると共に、上記回路切換部56を介して上記ディレイライン54を経由して前記給電点52に給電を行う回路と経由せずに給電を行う回路とを切り換えることで各給電点52に供給される電力の割合を制御し、それによりその送信アンテナ20から送信される質問波Fcの偏波方向を制御する。
FIG. 6 is a diagram for explaining another example of the wireless transmission device suitably provided in the wireless
図7は、図4に示す無線送信装置の代替として前記無線タグ通信装置12に好適に備えられる無線送信装置の更に別の一例について説明する図である。この図7に示す無線送信装置は、前記複数の給電点52のうち少なくとも1つの給電点52(図7ではダイポールアンテナ22bの給電点52b)に対応して設けられた減衰量固定(例えば、−3dB)のアッテネータ58と、そのアッテネータ58を経由して前記給電点52に給電を行う回路と経由せずに給電を行う回路とを切り換える第2回路切換部60と、前記高周波送信回路部18から出力される信号を上記アッテネータ58に対応する給電部52とは別の給電部52(図7ではダイポールアンテナ22aの給電点52a)に供給する回路と供給しない回路とを切り換える第3回路切換部62と、その第3回路切換部62における前記ダイポールアンテナ22aが接続された側とは逆の端子と接地点との間に設けられた終端抵抗64とを、備えている。斯かる無線送信装置において、前記送信偏波方向制御部26は、前記回路切換部56、第2回路切換部60、及び第3回路切換部62を介して回路を切り換えることで各給電点52に供給される電力の割合を制御する。具体的には、i)回路切換部56をディレイライン54を経由しない側(以下、端子a側という)、第2回路切換部60をアッテネータ58を経由しない側(以下、端子a側という)、第3回路切換部62をダイポールアンテナ22a側(以下、端子a側という)とする回路、ii)回路切換部56を端子a側、第2回路切換部60をアッテネータ58を経由する側(以下、端子b側という)、第3回路切換部62を端子a側とする回路、iii)回路切換部56をディレイライン54を経由する側(以下、端子b側という)、第2回路切換部60を端子a側、第3回路切換部62を端子a側とする回路、iv)回路切換部56を端子b側、第2回路切換部60を端子b側、第3回路切換部62を端子a側とする回路、v)回路切換部54を端子a側、第2回路切換部60を端子a側、第3回路切換部62を終端抵抗64側とする回路等のうち何れかの回路を選択的に成立させるように、前記回路切換部56、第2回路切換部60、及び第3回路切換部62を切り換える。斯かる制御により各給電点52に供給される電力の割合を制御し、それによりその送信アンテナ20から送信される質問波Fcの偏波方向を制御する。なお、前記アッテネータ58を−3dBとする場合、前記ダイポールアンテナ22aに対して、0度、60度、120度の3種類の傾きを選択することが可能になる。
FIG. 7 is a diagram illustrating still another example of a wireless transmission device that is preferably included in the wireless
図8は、図4に示す無線送信装置の代替として前記無線タグ通信装置12に好適に備えられる無線送信装置の更に別の一例について説明する図である。この図8に示す無線送信装置は、前記複数の給電点52のうち少なくとも1つの給電点52(図8ではダイポールアンテナ22bの給電点52b)に対応して可変移相器66を備えている。斯かる無線送信装置において、前記送信偏波方向制御部26は、上記可変移相器66における移相量を制御すると共に、前記第2回路切換部60及び第3回路切換部62を介して回路を切り換えることで各給電点52に供給される電力の割合を制御し、それによりその送信アンテナ20から送信される質問波Fcの偏波方向を制御する。
FIG. 8 is a diagram illustrating still another example of a wireless transmission device that is preferably included in the wireless
図9は、図2等に示す送受信回路の代替として前記無線タグ通信装置12に好適に備えられる送受信回路の他の一例について説明する図である。この図9に示す送受信回路は、前記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14から返信される返信信号を受信する送受信共用のアンテナ68を備えている。このアンテナ68は、図5を用いて前述した送信アンテナ20と同様に、互いに直交するように配設された2組のダイポールアンテナ22から成るものであり、各ダイポールアンテナ22の中央にそれぞれ1つずつの給電点52が設けられたものである。また、図9に示す送受信回路は、前記高周波送信回路部18から第3回路切換部62を介して供給される信号を各ダイポールアンテナ22に供給すると共に、各ダイポールアンテナ22により受信された受信信号を受信信号合成部72へ供給する複数(図9では2つ)の送受信分離部70a、70b(以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部70と称する)と、前記アンテナ68における各給電点52(ダイポールアンテナ22)に対応して受信されて上記送受信分離部70を介して供給される受信信号を合成する受信信号合成部72とを、備えている。また、図9に示す送受信回路における高周波受信回路部29及び受信信号処理部30は、上記受信信号合成部72により合成(単純合成)された受信信号の復調処理及び復号処理等を行う。
FIG. 9 is a diagram for explaining another example of the transmission / reception circuit suitably provided in the RFID
図10は、図2等に示す送受信回路の代替として前記無線タグ通信装置12に好適に備えられる送受信回路の更に別の一例について説明する図である。この図10に示す送受信回路は、上記アンテナ68における各給電点52すなわち各ダイポールアンテナ22に対応して受信された受信信号をそれぞれ個別に処理する複数(図10では2つ)の高周波受信回路部29a、29b(以下、特に区別しない場合には単に高周波受信回路部29と称する)及び受信信号処理部30a、30b(以下、特に区別しない場合には単に受信信号処理部30と称する)を備えたものである。斯かる送受信回路においては、各給電点52に対応してそれぞれ個別の高周波受信回路部29及び受信信号処理部30を備えていることで、各給電点52毎に受信信号の処理を行うことができ、図10では図示しない受信ウェイト処理部等の構成を設けることで、送信信号の偏波方向に対応して各給電点52から入力された受信信号に重み付けを行う等の処理が可能となる。
FIG. 10 is a diagram for explaining still another example of the transmission / reception circuit suitably provided in the RFID
図11は、図2等に示す送受信回路の代替として前記無線タグ通信装置12に好適に備えられる送受信回路の更に別の一例について説明する図である。この図11に示す送受信回路は、前記ダイポールアンテナ22aに対応して設けられた増幅率固定(例えば、+3dB)のアンプ74と、前記ダイポールアンテナ22bに対応して設けられた増幅率固定(例えば、+3dB)のアンプ76と、そのアンプ76を経由して前記給電点52bに給電を行う回路と経由せずに給電を行う回路とを切り換える第4回路切換部78とを、備えている。斯かる送受信回路において、前記送信偏波方向制御部26は、前記可変移相器66における移相量を制御すると共に、前記第3回路切換部62及び第4回路切換部78を介して回路を切り換えることで各給電点52に供給される電力の割合を制御し、それによりその送信アンテナ20から送信される質問波Fcの偏波方向を制御する。
FIG. 11 is a diagram for explaining still another example of the transmission / reception circuit suitably provided in the RFID
図12は、前記無線タグ通信装置12による無線タグ通信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. 12 is a flowchart for explaining a main part of the RFID tag communication control by the RFID
先ず、ステップ(以下、ステップを省略する)S1において、前記送信アンテナ20(アンテナ68)の送信偏波面方向に対応するθが初期値θ0とされ、斯かる送信偏波面方向となるように前記可変アッテネータ24における減衰量、回路切換部56、第2回路切換部60、第3回路切換部62、及び第4回路切換部78の接続、可変移相器66における移相量等が制御される。次に、S2において、送信信号の送信データに相当するコマンドを設定し、そのコマンドに対応するコマンドビット列(送信ビット列)が生成される。次に、S3において、S2にて生成されたコマンドビット列が符号化されて出力される。次に、S4において、S3にて出力された送信データにより搬送波が変調され、送信信号として前記送信アンテナ20(アンテナ68)から出力される。次に、S5において、S4にて送信された送信信号に応じて無線タグ14からの応答(返信信号の返信)があったか否かが判断される。このS5の判断が否定される場合には、S7以下の処理が実行されるが、S5の判断が肯定される場合には、前記受信信号処理部30の動作に対応するS6において、前記受信アンテナ28(アンテナ68)により受信された受信信号の復調及び復号等の処理が行われる。次に、S6′において、一連の通信処理が完了したか否かが判断される。このS6′の判断が否定される場合には、S2において次に送信するコマンドを設定し、そのコマンドに対応するコマンドビット列が生成されるが、S6′の判断が肯定される場合には、S7において、送信偏波面方向に対応するθが最大値θmaxであるか否かが判断される。このS7の判断が否定される場合には、S8において、送信偏波面方向に対応するθに所定値dθが加算され、斯かる送信偏波面方向となるように前記可変アッテネータ24における減衰量、回路切換部56、第2回路切換部60、第3回路切換部62、及び第4回路切換部78の接続、可変移相器66における移相量等が制御された後、S2以下の処理が再び実行されるが、S7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。以上の制御において、S2及びS3が前記送信データ出力部16の動作に、S1及びS7乃至S6′が前記送信偏波方向制御部26の動作にそれぞれ対応する。
First, in step (hereinafter, step is omitted) S1, θ corresponding to the transmission polarization plane direction of the transmission antenna 20 (antenna 68) is set to an initial value θ 0 , so that the transmission polarization plane direction is the same. The amount of attenuation in the variable attenuator 24, the connection of the
このように、本実施例によれば、複数の給電点52を有する、前記送信信号を送信するための送信アンテナ20と、その送信アンテナ20における各給電点52に供給される電力の割合を変更するための給電割合変更部と、その給電割合変更部を介して前記送信アンテナ20における各給電点52に供給される電力の割合を制御することでその送信アンテナ20から送信される送信信号の偏波方向を制御する送信偏波方向制御部26(S1及びS7乃至S9)とを、備えたものであることから、簡単な構成により前記送信アンテナ20から送信される送信信号の偏波方向を任意に変化させることができる。すなわち、通信対象との相対位置関係によらず高感度の通信を実現する無線送信装置を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、前記可変アッテネータ24を用いず、前記送信アンテナ20a若しくは送信アンテナ20bの何れかを最大出力で動作させる場合、前記送信アンテナ20a又は送信アンテナ20bに対応する偏波面となる送信信号となるため、それら送信アンテナ20a、20bそれぞれと45°の角度となる位置関係に配置された通信対象は、前記送信アンテナ20a若しくは送信アンテナ20bに平行な位置関係に配置された通信対象の略70%の強さとなる送信信号しか受けることができない。また、前記送信アンテナ20a、20bそれぞれと45°の角度となる位置関係に配置された通信対象に対し、前記送信アンテナ20a、20bの双方に同じ電力を与えることで、それら送信アンテナ20a又は送信アンテナ20bに平行な位置関係に配置された通信対象と同じ強さとなる送信信号を与えることができるが、この場合、前記送信アンテナ20a又は20bのどちらかを利用した場合に対して2倍の電力を放射することになり、法規制値以上を超える電力が必要になる場合がある。これに対し、本実施例の方法では、送信信号の偏波方向を任意に変化させることができ、通信対象の傾きに対応した通信が可能になる。すなわち、放射電力を強めることなく、高感度の通信を実現する無線送信装置を提供することができる。 Further, when either the transmission antenna 20a or the transmission antenna 20b is operated at the maximum output without using the variable attenuator 24, the transmission signal becomes a polarization plane corresponding to the transmission antenna 20a or the transmission antenna 20b. The communication object arranged in a 45 ° angle relationship with each of the transmission antennas 20a and 20b is approximately 70% stronger than the communication object arranged in the positional relationship parallel to the transmission antenna 20a or the transmission antenna 20b. Can only receive the transmitted signal. Further, by applying the same power to both the transmission antennas 20a and 20b to the communication objects arranged in a positional relationship of 45 ° with each of the transmission antennas 20a and 20b, the transmission antenna 20a or the transmission antenna A transmission signal having the same strength as that of a communication object arranged in a positional relationship parallel to 20b can be given. In this case, however, the power twice as much as that in the case of using either the transmission antenna 20a or 20b is used. It may radiate, and there may be cases where electric power exceeding the legal regulation value is required. On the other hand, in the method of the present embodiment, the polarization direction of the transmission signal can be arbitrarily changed, and communication corresponding to the inclination of the communication target becomes possible. That is, it is possible to provide a wireless transmission device that realizes highly sensitive communication without increasing radiated power.
また、前記給電割合変更部として、前記複数の給電点52のうち少なくとも1つの給電点52に対応して可変アッテネータ24を備えたものであるため、前記送信アンテナ20における各給電点52に供給される電力の割合を実用的な態様で制御することができる。
In addition, since the variable attenuator 24 is provided corresponding to at least one of the plurality of feeding points 52 as the feeding ratio changing unit, the feeding rate changing unit is supplied to each feeding point 52 in the
また、前記複数の給電点52のうち少なくとも1つの給電点52に対応して設けられたアッテネータ58と、そのアッテネータ58を経由して前記給電点52に給電を行う回路と経由せずに給電を行う回路とを切り換える第2回路切換部60とを、前記給電割合変更部として備えたものであるため、前記送信アンテナ20における各給電点52に供給される電力の割合を実用的な態様で制御することができる。
Further, an
また、前記複数の給電点52のうち少なくとも1つの給電点52に対応して設けられたディレイライン54と、そのディレイライン54を経由して前記給電点52に給電を行う回路と経由せずに給電を行う回路とを切り換える回路切換部56とを、備えたものであるため、前記送信アンテナ20から送信される送信信号の偏波方向を3方向以上選択することが可能な上、実用的な態様で制御することができる。
In addition, a
また、前記ディレイライン54は、そのディレイライン54を経由する回路により給電される信号の位相を、そのディレイライン54を経由しない回路により給電される信号の位相に比べて180°変化させる180°移相器であるため、前記送信アンテナ20から送信される送信信号の偏波方向を実用的な態様で制御することができる。
Further, the
また、前記送信アンテナ20は、互いに直交するように配設された2組のダイポールアンテナ22から成るものであり、各ダイポールアンテナ22にそれぞれ1つずつの給電点52が設けられたものであるため、2組のダイポールアンテナ22から成る実用的な送信アンテナ20から送信される送信信号の偏波方向を任意に変化させることができる。
The
また、前記送信偏波方向制御部26は、前記送信アンテナ20から送信される送信信号の偏波方向が所定角度毎に変化するように前記給電割合変更部を介して前記送信アンテナ20における各給電点52に供給される電力の割合を制御するものであるため、各偏波方向毎に所定時間継続して送信信号の送信を行うことができ、通信対象との間で好適な通信を実現することができる。
In addition, the transmission polarization
また、図4等に示す無線送信装置により通信対象に向けて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その通信対象から返信される返信信号を受信することでその通信対象との間で情報の通信を行うものであることから、簡単な構成により前記送信アンテナ20から送信される送信信号の偏波方向を任意に変化させることができる。すなわち、通信対象との相対位置関係によらず高感度の通信を実現する無線通信装置を提供することができる。
In addition, the wireless transmission device shown in FIG. 4 or the like transmits a predetermined transmission signal toward the communication target, and receives a reply signal returned from the communication target in response to the transmission signal. Since information is communicated between them, the polarization direction of the transmission signal transmitted from the
また、前記アンテナ68は、前記送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて前記通信対象から返信される返信信号を受信する送受信共用のアンテナであるため、装置の構成を可及的に簡単なものとすることができる。
In addition, the
また、前記アンテナ68における各給電点52に対応して受信された受信信号を合成する受信信号合成部72と、その受信信号合成部72により合成された受信信号を処理する受信信号処理部30とを、備えたものであるため、受信回路の構成を可及的に簡単なものとすることができる。
In addition, a reception
また、前記アンテナ68における各給電点52に対応して受信された受信信号をそれぞれ個別に処理する複数の受信信号処理部30a、30bを備えたものであるため、前記アンテナ68における各給電点52毎に受信信号の処理を行うことができ、例えば送信信号の偏波方向に対応して各給電点52から入力された受信信号に重み付けを行う等の処理が可能となる。
In addition, since the
また、前記無線通信装置は、通信対象である無線タグ14に向けて前記送信アンテナ20により所定の送信信号を送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグ14から返信される返信信号を受信することで前記無線タグ14との間で情報の通信を行う無線タグ通信装置12であるため、通信対象である無線タグ14との相対位置関係によらず高感度の通信を実現する無線タグ通信装置12を提供することができる。
In addition, the wireless communication device transmits a predetermined transmission signal by the
また、前記送信偏波方向制御部26は、前記送信信号に含まれるコマンドが変更される毎にその送信信号の偏波方向を変化させるように前記給電割合変更部を介して前記送信アンテナ20における各給電点52に供給される電力の割合を制御するものであるため、一連の通信処理の間同じ偏波方向で通信できる上、斯かる一連の通信処理毎に偏波を方向を切り替えて送信信号の送信を行うことができ、通信対象である無線タグ14との間で好適な通信を実現することができる。
In addition, the transmission polarization
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、前記無線タグ通信装置12は、互いに直交するように配設された2組のダイポールアンテナ22から成る送信アンテナ20(アンテナ68)を備えたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図13に示すような正方形(矩形状)の方形パッチアンテナ80や、図14に示すような円形パッチアンテナ82を備えたものであってもよい。上記方形パッチアンテナ80においては、図13に示すように、その方形パッチアンテナ80の向かい合う二辺の中心点を結ぶ線上で方形パッチアンテナ80の中心点以外の部分に2つの給電点84a、84bが設けられ、前述した実施例と同様に、前記送信偏波方向制御部26により各給電点84a、84bに供給される電力の割合が制御されることで上記方形パッチアンテナ80から送信される送信信号の偏波方向が制御される。また、上記円形パッチアンテナ82においては、図14に示すように、その円形パッチアンテナ82の直交する二本の径上で円形パッチアンテナ82の中心点以外の部分に2つの給電点84a、84bが設けられ、前記送信偏波方向制御部26により各給電点84a、84bに供給される電力の割合が制御されることで上記円形パッチアンテナ82から送信される送信信号の偏波方向が制御される。このように、平面アンテナにおける中心点以外の部分に2つの給電点84a、84bが設けられたパッチアンテナ80、82が備えられた無線送信装置においても、本発明が適用されることにより、そのパッチアンテナ80、82から送信される送信信号の偏波方向を任意に変化させることができる。
For example, in the above-described embodiment, the RFID
また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置12は、前記給電割合変更部として可変アッテネータ24を備えたものであったが、斯かる給電割合変更部として、前記複数の給電点52のうち少なくとも1つの給電点52に対応して可変ゲインアンプを備えたものであってもよい。斯かる構成によっても、前記送信アンテナ20等における各給電点52に供給される電力の割合を実用的な態様で制御することができる。
In the above-described embodiment, the RFID
また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置12は、前記送信データ出力部16、送信偏波方向制御部26、及び受信信号処理部30等をそれぞれ個別の制御装置として備えたものであったが、これらの制御装置と等価な機能が所定の制御装置に機能的に備えられたものであってもよい。また、前述した前記送信データ出力部16、送信偏波方向制御部26、及び受信信号処理部30等による制御は、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。
In the above-described embodiment, the RFID
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.
12:無線タグ通信装置(無線送信装置、無線通信装置)
14:無線タグ(通信対象)
20:送信アンテナ
22:ダイポールアンテナ
24:可変アッテネータ(給電割合変更部)
26:送信偏波方向制御部
30:受信信号処理部
52、84:給電点
54:ディレイライン
56:回路切換部
58:アッテネータ
60:第2回路切換部
62:第3回路切換部
66:可変移相器
68:アンテナ
70:送受信分離部
72:受信信号合成部
78:第4回路切換部
80:方形パッチアンテナ
82:円形パッチアンテナ
12: Wireless tag communication device (wireless transmission device, wireless communication device)
14: Wireless tag (communication target)
20: Transmitting antenna 22: Dipole antenna 24: Variable attenuator (feed rate changing unit)
26: transmission polarization direction control unit 30: reception signal processing unit 52, 84: feeding point 54: delay line 56: circuit switching unit 58: attenuator 60: second circuit switching unit 62: third circuit switching unit 66: variable shift Phaser 68: Antenna 70: Transmission / reception separating unit 72: Received signal combining unit 78: Fourth circuit switching unit 80: Square patch antenna 82: Circular patch antenna
Claims (15)
複数の給電点を有する、前記送信信号を送信するためのアンテナと、
該アンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を変更するための給電割合変更部と、
該給電割合変更部を介して前記アンテナにおける各給電点に供給される電力の割合を制御することで該アンテナから送信される送信信号の偏波方向を制御する送信偏波方向制御部と
を、備えたものであることを特徴とする無線送信装置。 A wireless transmission device for transmitting a predetermined transmission signal toward a communication target,
An antenna for transmitting the transmission signal having a plurality of feeding points;
A feed rate changing unit for changing the rate of power supplied to each feed point in the antenna;
A transmission polarization direction control unit that controls a polarization direction of a transmission signal transmitted from the antenna by controlling a ratio of power supplied to each feeding point in the antenna via the feeding ratio changing unit; A wireless transmission device comprising: a wireless transmission device;
該アッテネータを経由して前記給電点に給電を行う回路と経由せずに給電を行う回路とを切り換える回路切換部と
を、前記給電割合変更部として備えたものである請求項1から3の何れかの無線送信装置。 An attenuator provided corresponding to at least one of the plurality of feeding points;
A circuit switching unit that switches between a circuit that supplies power to the power supply point via the attenuator and a circuit that supplies power without going through the attenuator is provided as the power supply ratio changing unit. Wireless transmitter.
該ディレイラインを経由して前記給電点に給電を行う回路と経由せずに給電を行う回路とを切り換える回路切換部と
を、備えたものである請求項1から4の何れかの無線送信装置。 A delay line provided corresponding to at least one of the plurality of feeding points;
5. The wireless transmission device according to claim 1, further comprising: a circuit switching unit that switches between a circuit that supplies power to the power supply point via the delay line and a circuit that supplies power without using the delay line. .
該受信信号合成部により合成された受信信号を処理する受信信号処理部と
を、備えたものである請求項11の無線通信装置。 A received signal synthesizer that synthesizes received signals corresponding to each feeding point in the antenna;
The wireless communication apparatus according to claim 11, further comprising: a reception signal processing unit that processes the reception signal combined by the reception signal combining unit.
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