JP2011101086A - Portable terminal - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電波でRFIDタグと通信することにより、RFIDタグに記録されている情報を読取る機能を備えた携帯端末に関する。 The present invention relates to a portable terminal having a function of reading information recorded on an RFID tag by communicating with the RFID tag by radio waves.
図9は、従来のRFIDタグと通信を行う携帯端末の内部構造を一部省略して示す説明図である。従来の携帯端末50は、変調回路および復調回路などが搭載されたRFモジュール56と、このRFモジュール56と電気的に接続されたマイクロストリップアンテナ55とを備える。RFモジュール56には、変調回路から出力されたRF信号を増幅する増幅回路52が搭載されている。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a part of the internal structure of a portable terminal that communicates with a conventional RFID tag. A conventional
このような構造の携帯端末50では、連続使用時間が長くなると、増幅回路52が自己発熱して出力電力が低下し、RFIDタグの情報を読取ることが可能な距離(以下、情報読取可能距離という)が短くなるため、読取操作フィーリングが変わってしまうという問題があった。
そこで、増幅回路の出力をモニターして出力電力が一定になるように制御し、情報読取可能距離が変化しないようにすることにより、読取操作フィーリングが変わらないようにしようとする携帯端末が提案されている。
In the
Therefore, a portable terminal that monitors the output of the amplifier circuit and controls the output power to be constant so that the information readable distance does not change to prevent the reading operation feeling from changing is proposed. Has been.
図10は、その携帯端末の電気的構成を一部省略して示す説明図である。この携帯端末60は、送信出力を制御するRF制御回路61と、増幅回路52と、増幅回路52の出力を分配する分配器62と、増幅回路52から分配器62を通じて出力されたRF信号を電波として出力するアンテナ回路63とを備える。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a part of the electrical configuration of the mobile terminal omitted. The
増幅回路52の出力は、分配器62によって分配され、RF制御回路61にフィードバックされる。そして、RF制御回路61は、フィードバックされた出力の振幅または電力を検出し、その検出結果に基いて、増幅回路52の出力が一定になるように制御する。
The output of the
しかし、図10に示した従来の携帯端末60は、増幅回路52の出力を分配器62によって分配するため、その分配した分、増幅回路52からアンテナ回路63への出力が低下するので、送信電力効率が低下するという問題がある。
However, since the conventional
そこでこの発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、増幅回路の自己発熱によって情報読取可能距離が変化しないように制御するときに送信電力効率が低下し難い携帯端末を実現することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and realizes a portable terminal in which transmission power efficiency is unlikely to decrease when control is performed so that the information readable distance does not change due to self-heating of the amplifier circuit. For the purpose.
上記の目的を達成するため、この発明の第1の特徴は、変調回路(15)の出力を増幅する増幅回路(6)と、この増幅回路の出力を電波として送信するアンテナ(4)とを備え、前記電波でRFIDタグと通信することにより、RFIDタグに記録されている情報を読取る機能を備えた携帯端末において、前記増幅回路の温度に対応する信号を出力する温度検出素子(9)と、前記温度検出素子から出力された信号に基いて前記増幅回路の温度を測定する温度測定部(10a)と、前記温度測定部により測定された温度(T)が閾値(Tth)以上であるときに前記増幅回路の出力を上昇させる制御回路(21)と、を備えた携帯端末(1)としたことにある。 In order to achieve the above object, the first feature of the present invention is that an amplifier circuit (6) for amplifying the output of the modulation circuit (15) and an antenna (4) for transmitting the output of the amplifier circuit as a radio wave. A temperature detecting element (9) for outputting a signal corresponding to the temperature of the amplifier circuit in a portable terminal having a function of reading information recorded on the RFID tag by communicating with the RFID tag by the radio wave; A temperature measurement unit (10a) for measuring the temperature of the amplification circuit based on a signal output from the temperature detection element, and a temperature (T) measured by the temperature measurement unit is equal to or greater than a threshold value (Tth) And a control circuit (21) for increasing the output of the amplifier circuit.
この発明の第2の特徴は、前述した第1の特徴において、前記制御回路(21)は、前記増幅回路(6)の動作点を変えることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することにある。 According to a second feature of the present invention, in the first feature described above, the control circuit (21) has at least a function of increasing the output of the amplifier circuit by changing the operating point of the amplifier circuit (6). Is to have.
この発明の第3の特徴は、前述した第1または第2の特徴において、前記変調回路(15)は、振幅変調回路であり、前記制御回路は、前記変調回路に入力される変調信号を制御することにより、前記変調回路の出力レベルを大きくする機能を少なくとも有することにある。 According to a third feature of the present invention, in the first or second feature described above, the modulation circuit (15) is an amplitude modulation circuit, and the control circuit controls a modulation signal input to the modulation circuit. Thus, at least the function of increasing the output level of the modulation circuit is provided.
この発明の第4の特徴は、前述した第1ないし第3の特徴のいずれか1つにおいて、前記制御回路は、前記増幅回路(6)の入力レベルを大きくすることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することにある。 According to a fourth feature of the present invention, in any one of the first to third features described above, the control circuit increases the input level of the amplifier circuit (6), thereby increasing the output of the amplifier circuit. It is to have at least a function of raising the level.
この発明の第5の特徴は、前述した第1ないし第4の特徴のいずれか1つにおいて、前記温度測定部(10a)は、前記電波でRFIDタグと通信を開始する前に前記増幅回路(6)の温度を測定することにある。 According to a fifth feature of the present invention, in any one of the first to fourth features described above, the temperature measurement unit (10a) is configured so that the amplification circuit ( 6) To measure the temperature.
この発明の第6の特徴は、前述した第5の特徴において、前記温度測定部(10a)は、キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいて前記増幅回路(6)の温度を測定することにある。ここで、キャリアセンスとは、当該携帯端末において使用すべき周波数チャネルが未使用であるか否かを確認する処理のことである。 A sixth feature of the present invention is that, in the fifth feature described above, the temperature measuring section (10a) measures the temperature of the amplifier circuit (6) in a processing routine for performing carrier sense. Here, the carrier sense is a process for confirming whether or not a frequency channel to be used in the mobile terminal is unused.
この発明の第7の特徴は、前述した第1ないし第6の特徴のいずれか1つにおいて、前記RFIDタグから受信した電波を復調する復調回路(19,20)と、前記復調回路の出力をA/D変換するA/D変換回路(12,13)と、を備えており、前記温度測定部(10a)は、前記温度検出素子(9)から出力された信号を前記A/D変換回路を用いてA/D変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路(6)の温度を測定することにある。 According to a seventh feature of the present invention, in any one of the first to sixth features described above, a demodulation circuit (19, 20) for demodulating a radio wave received from the RFID tag, and an output of the demodulation circuit A / D conversion circuits (12, 13) for A / D conversion, and the temperature measurement unit (10a) converts the signal output from the temperature detection element (9) into the A / D conversion circuit. A / D conversion is performed, and the temperature of the amplifier circuit (6) is measured based on the converted digital value.
この発明の第8の特徴は、前述した第7の特徴において、前記復調回路(19,20)は、前記RFIDタグから受信した電波をI復調するためのI復調回路(19)と、前記RFIDタグから受信した電波をQ復調するためのQ復調回路(20)とを備えており、前記A/D変換回路(12,13)は、前記I復調回路の出力をA/D変換する第1のA/D変換回路(12)と、前記Q復調回路の出力をA/D変換する第2のA/D変換回路(13)と、を備えており、前記温度測定部(10a)は、前記温度検出素子(9)から出力された信号を前記第1および第2のA/D変換回路の一方を用いてA/D変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路(6)の温度を測定することにある。 According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect described above, the demodulation circuit (19, 20) includes an I demodulation circuit (19) for I-demodulating a radio wave received from the RFID tag, and the RFID A Q demodulation circuit (20) for Q-demodulating the radio wave received from the tag, and the A / D conversion circuit (12, 13) performs a first A / D conversion on the output of the I demodulation circuit. A / D conversion circuit (12) and a second A / D conversion circuit (13) for A / D converting the output of the Q demodulation circuit, and the temperature measurement unit (10a) The signal output from the temperature detection element (9) is A / D converted using one of the first and second A / D conversion circuits, and the amplifier circuit (6) is based on the converted digital value. ) To measure the temperature.
この発明の第9の特徴は、前述した第1ないし第8の特徴のいずれか1つにおいて、前記アンテナ(4)はマイクロストリップアンテナであり、前記増幅回路(6)から発生した熱を前記マイクロストリップアンテナに伝える構造としたことにある。 According to a ninth feature of the present invention, in any one of the first to eighth features described above, the antenna (4) is a microstrip antenna, and heat generated from the amplifier circuit (6) is transferred to the microstrip. The structure is to transmit to the strip antenna.
この発明の第10の特徴は、前述した第9の特徴において、前記マイクロストリップアンテナ(4)は、セラミックスにより形成された誘電体(4a)と、前記誘電体の表面に形成された導電パターン(4b)と、前記誘電体の裏面に一体に配置された回路基板(5)と、を備えており、前記増幅回路(6)が前記回路基板に配置されていることにある。 According to a tenth feature of the present invention, in the ninth feature described above, the microstrip antenna (4) includes a dielectric (4a) made of ceramics, and a conductive pattern ( 4b) and a circuit board (5) integrally disposed on the back surface of the dielectric, and the amplifier circuit (6) is disposed on the circuit board.
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in each said parenthesis shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
この発明の第1の特徴によれば、温度検出素子が増幅回路の温度に対応する信号を出力すると、その信号に基いて温度測定回路が増幅回路の温度を測定し、その測定された温度が閾値以上であると、制御回路が増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
According to the first feature of the present invention, when the temperature detecting element outputs a signal corresponding to the temperature of the amplifier circuit, the temperature measuring circuit measures the temperature of the amplifier circuit based on the signal, and the measured temperature is If it is equal to or greater than the threshold value, the control circuit can increase the output of the amplifier circuit and correct the output decrease due to the temperature increase.
Therefore, since the output of the amplifier circuit is not distributed, the transmission power efficiency is unlikely to decrease.
この発明の第2の特徴によれば、増幅回路の動作点を変えることにより、増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
According to the second feature of the present invention, by changing the operating point of the amplifier circuit, it is possible to increase the output of the amplifier circuit and correct the output decrease due to the temperature increase.
Therefore, since the output of the amplifier circuit is not distributed, the transmission power efficiency is unlikely to decrease.
この発明の第3の特徴によれば、変調回路に入力される変調信号を制御することにより、変調回路の出力レベルを大きくすることにより、増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
According to the third aspect of the present invention, by controlling the modulation signal input to the modulation circuit, the output level of the modulation circuit is increased, thereby increasing the output of the amplifier circuit and reducing the output due to temperature rise. It can be corrected.
Therefore, since the output of the amplifier circuit is not distributed, the transmission power efficiency is unlikely to decrease.
この発明の第4の特徴によれば、増幅回路の入力レベルを大きくすることにより、増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
According to the fourth feature of the present invention, by increasing the input level of the amplifier circuit, it is possible to increase the output of the amplifier circuit and correct the output decrease due to the temperature increase.
Therefore, since the output of the amplifier circuit is not distributed, the transmission power efficiency is unlikely to decrease.
この発明の第5の特徴によれば、温度測定回路は、電波でRFIDタグと通信を開始する前に増幅回路の温度を測定するため、送信電力が補正された状態でRFIDタグと通信を開始することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the temperature measurement circuit measures the temperature of the amplifier circuit before starting communication with the RFID tag by radio waves, and therefore starts communication with the RFID tag with the transmission power corrected. can do.
たとえば、この発明の第6の特徴のように、キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいて増幅回路の温度を測定するようにすれば、送信電力が補正された状態でRFIDタグと通信を開始することができる。
したがって、情報読取可能距離の変化を小さくすることができるため、読取操作フィーリングが変わり難い。
For example, as in the sixth aspect of the present invention, if the temperature of the amplifier circuit is measured in the processing routine for performing carrier sense, communication with the RFID tag can be started with the transmission power corrected. .
Therefore, since the change in the information readable distance can be reduced, the reading operation feeling is hardly changed.
特に、携帯端末を連続使用する場合でもキャリアセンスは一定時間毎に行うため、キャリアセンスを行う毎に増幅回路の温度を測定することができる。
したがって、携帯端末を連続使用する場合でも、増幅回路の急な温度上昇を緩和することができるため、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難い。
In particular, even when the mobile terminal is continuously used, carrier sensing is performed at regular intervals, so that the temperature of the amplifier circuit can be measured each time carrier sensing is performed.
Therefore, even when the portable terminal is continuously used, the rapid temperature rise of the amplifier circuit can be mitigated, so that the transmission power efficiency is hardly lowered and the information readable distance is hardly shortened.
この発明の第7の特徴によれば、温度検出素子から出力された信号を、復調回路の出力をA/D変換するA/D変換回路を用いてA/D変換し、その変換されたデジタル値に基づいて増幅回路の温度を測定することができるため、温度測定用の専用のA/D変換回路を設ける必要がないので、温度測定に必要な製造コストを抑えることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the signal output from the temperature detection element is A / D converted by using an A / D conversion circuit for A / D converting the output of the demodulation circuit, and the converted digital Since the temperature of the amplifier circuit can be measured based on the value, it is not necessary to provide a dedicated A / D conversion circuit for temperature measurement, so that the manufacturing cost required for temperature measurement can be suppressed.
たとえば、この発明の第8の特徴のように、I復調回路の出力をA/D変換する第1のA/D変換回路と、Q復調回路の出力をA/D変換する第2のA/D変換回路とを備える構成の場合に、第1および第2のA/D変換回路の一方を用いることができる。
特に、他の携帯端末から送信されているキャリア(搬送波)の振幅の大きさに基づいて、キャリアセンスを行う場合は、I復調回路およびQ復調回路の一方によって復調された信号の振幅の大きさを測定すれば良いため、キャリアセンスにおいて使用しない方のA/D変換回路を用いて増幅回路の温度を測定することができる。
For example, as in the eighth feature of the present invention, a first A / D conversion circuit for A / D converting the output of the I demodulation circuit, and a second A / D conversion for A / D conversion of the output of the Q demodulation circuit. In the case of a configuration including a D conversion circuit, one of the first and second A / D conversion circuits can be used.
In particular, when carrier sensing is performed based on the amplitude of a carrier (carrier wave) transmitted from another mobile terminal, the amplitude of the signal demodulated by one of the I demodulation circuit and the Q demodulation circuit Therefore, the temperature of the amplifier circuit can be measured using the A / D conversion circuit that is not used in carrier sense.
この発明の第9の特徴によれば、増幅回路から発生した熱をマイクロストリップアンテナに伝えることができるため、増幅回路の急な温度上昇を緩和することができる。
したがって、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難いため、読取操作フィーリングが変わり難い。
According to the ninth aspect of the present invention, since heat generated from the amplifier circuit can be transmitted to the microstrip antenna, a sudden temperature rise of the amplifier circuit can be mitigated.
Therefore, since the transmission power efficiency is difficult to decrease and the information readable distance is difficult to be shortened, the reading operation feeling is difficult to change.
特に、この発明の第10の特徴によれば、増幅回路から発生した熱をセラミックスにより形成された誘電体に伝えることができるため、増幅回路から発生した熱を効率良く放熱することができるので、増幅回路の急な温度上昇を効果的に緩和することができる。
したがって、送信電力効率がより一層低下し難く、情報読取可能距離がより一層変化し難いため、読取操作フィーリングがより一層変わり難い。
In particular, according to the tenth feature of the present invention, the heat generated from the amplifier circuit can be transferred to the dielectric formed of ceramics, so the heat generated from the amplifier circuit can be efficiently dissipated, A sudden temperature rise in the amplifier circuit can be effectively mitigated.
Therefore, the transmission power efficiency is less likely to be further reduced, and the information readable distance is further unlikely to be changed, so that the reading operation feeling is further unlikely to change.
この発明の一実施形態について図を参照して説明する。図1は、この実施形態に係る携帯端末の内部構造を一部省略して示す説明図である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a part of the internal structure of the mobile terminal according to this embodiment.
[携帯端末の主要構成]
図1に示すように、携帯端末1は、ケース2を備える。そのケース2の表面2aには、キー操作部、読取結果などを表示する表示部など(図示省略)が備えられており、ケース2の裏面2bには、トリガースイッチ(図示省略)などが設けられている。ケース2の内部には、RFIDタグと通信を行うためのマイクロストリップアンテナ4が内蔵されている。マイクロストリップアンテナ4の裏面には、給電回路基板5が一体に設けられており、その給電回路基板5の裏面には、RF信号を増幅するパワーアンプ6と、このパワーアンプ6の温度を検出するためのサーミスタ9と、サーキュレータ8とが設けられている。
[Main components of mobile terminals]
As shown in FIG. 1, the mobile terminal 1 includes a
このように、回路動作によって自己発熱するパワーアンプ6を給電回路基板5の裏面に設けることにより、パワーアンプ6から発生した熱を給電回路基板5からマイクロストリップアンテナ4に伝え、そのマイクロストリップアンテナ4から放熱することができる。これにより、パワーアンプ6の急な温度上昇を緩和することができるため、急な温度上昇によるパワーアンプ6の出力電力効率が低下し難くすることができる。
給電回路基板5の下方には、変調回路および復調回路などが搭載されたRFモジュール22が空間を置いて配置されている。また、ケース2の内部には、バーコードや2次元コードなどの光学的情報を読取るための光学情報読取モジュール30が内蔵されている。
In this way, by providing the
Below the
[マイクロストリップアンテナの主要構成]
図2は、マイクロストリップアンテナ4の表面を斜め上方から見た拡大斜視図であり、図3は、図2の裏面図である。
[Main configuration of microstrip antenna]
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the surface of the
図2に示すように、マイクロストリップアンテナ4は、誘電体4aと、この誘電体4aの表面に形成されたアンテナエレメント4bと、給電回路基板5の基板表面に形成されたアンテナグランド部4cとを備える。アンテナエレメント4bには、給電点7が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、給電回路基板5の裏面には、パワーアンプ6と、このパワーアンプ6から出力されたRF信号が受信回路側へ逆流しないように制御するサーキュレータ8とが設けられている。また、パワーアンプ6の近傍であって、パワーアンプ6から発生した熱が伝熱し易い領域(たとえば、パワーアンプ6の端部から10mm以内)には、サーミスタ9が設けられている。
As shown in FIG. 3, a
このように構成することにより、パワーアンプ6から発生した熱は、誘電体4aを介して周囲に放熱されるため、パワーアンプ6の急な温度上昇が緩和される。また、パワーアンプ6の温度上昇が緩やかであるため、パワーアンプ6から発生した熱は、サーミスタ9に伝熱し、サーミスタ9の抵抗値も緩やかに変化する。このため、サーミスタ9は、パワーアンプ6の温度上昇に対応した信号を出力するため、サーミスタ9の温度、つまり、パワーアンプ6の温度を略正確に測定できる。さらに、パワーアンプ6からサーキュレータ8を介して給電点7までの線路長を最短にすることができるため、パワーアンプ6の出力電力を最小の損失でアンテナエレメント4bに供給することができる。
With this configuration, the heat generated from the
この実施形態では、マイクロストリップアンテナ4は、正方形に形成されており、直線偏波を送信する。また、誘電体4aは、セラミックスや合成樹脂(たとえば、エラストマーなど)などの誘電性材料により形成されている。アンテナエレメント4bおよびアンテナグランド部4cは、それぞれ銀、アルミニウム、銅などを主成分とする導電性材料により形成されている。
In this embodiment, the
[携帯端末の電気的構成]
図4は、携帯端末1の主な電気的構成のうち光学情報の読取りに関係する部分を省略して示す説明図である。同図に示すように、携帯端末1は、ロジック処理回路10と、D/A変換回路23と、バンドパスフィルタ回路(BPF)11と、発振回路14と、変調回路15と、パワーアンプ6と、動作点調整回路21と、サーキュレータ8と、サーミスタ9と、I復調回路19と、Q復調回路20と、可変バンドパスフィルタ回路16と、バンドパスフィルタ回路18と、第1A/D変換回路12と、第2A/D変換回路13と、切替回路17とを備える。
[Electric configuration of mobile terminal]
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a main electrical configuration of the mobile terminal 1 with a portion related to reading of optical information omitted. As shown in the figure, the mobile terminal 1 includes a
ロジック処理回路10は、CPU、ROMおよびRAMなど(図示省略)から構成されており、操作部から与えられる操作信号に応じて携帯端末1の動作を制御する。また、ロジック処理回路10は、送信データを作成してD/A変換回路23へ出力する処理、第1および第2A/D変換回路12,13から入力したデータを復号化する処理、第2A/D変換回路13から入力したデータに基づいてサーミスタ9の温度を測温する処理、その測温結果に基いてパワーアンプ6の出力電力を調整する処理などを実行する。
The
D/A変換回路23は、ロジック処理回路10から出力された送信データをアナログの変調信号に変換し、その変調信号をバンドパスフィルタ回路11へ出力する。発振回路14は発振信号を搬送波(キャリア)信号として変調回路15へ供給する。変調回路15は、バンドパスフィルタ回路11から出力された変調信号により、発振回路14から供給された搬送波信号をASK(Amplitude Shift Keying)変調する。変調回路15から出力されたRF信号は、パワーアンプ6によって所定の増幅率で増幅され、サーキュレータ8を通過し、無線信号としてマイクロストリップアンテナ4から送信される。サーキュレータ8は、パワーアンプ6から出力されたRF信号が受信側へ逆流するのを阻止する。
The D /
また、マイクロストリップアンテナ4によって受信された受信信号は、I復調回路19およびQ復調回路20において、位相が互いに90度異なる搬送波信号を用いて復調される。つまり、RFIDタグへ送信した信号の搬送波信号と、RFIDタグから受信した信号の搬送波信号との位相差により、RFIDタグから受信した信号を検出できなくなるのを回避するため、搬送波信号とその位相を90°ずらした信号とを用いて受信信号をIQ検波する。
The received signal received by the
I復調回路19から出力されたI信号は、可変バンドパスフィルタ回路16を通って第1A/D変換回路12において2値化される。また、Q復調回路20から出力されたQ信号は、バンドパスフィルタ回路18を通って第2A/D変換回路13において2値化される。第1A/D変換回路12において2値化された受信データIおよび第2A/D変換回路13において2値化された受信データQは、ロジック処理回路10に入力され、ロジック処理回路10は、受信データI,Qの内、正しく復元された方のデータを採用する。
The I signal output from the
サーミスタ9は、パワーアンプ6の温度に対応して自身の抵抗値を変化させる。つまり、サーミスタ9は、パワーアンプ6の温度に対応する信号を出力する。この実施形態では、サーミスタ9は、温度が上昇すると抵抗値が小さくなるNTC(negative temperature coefficient) サーミスタである。
The
サーミスタ9と電気的に接続された切替回路17は、ロジック処理回路10からの指令により、入力をバンドパスフィルタ回路18からサーミスタ9に切替える。つまり、切替回路17は、サーミスタ9の出力が第2A/D変換回路13に入力されるように制御する。そして、第2A/D変換回路13は、サーミスタ9の出力電圧を2値化し、それをロジック処理回路10へ出力する。ロジック処理回路10に搭載される温度測定部10aは、入力した2値化電圧を予めROMなどに記憶されている閾値電圧と比較し、その比較結果に基いて、サーミスタ9の温度が閾値温度以上になったか否かを判定する。
The switching
また、キャリアセンスを行うときは、I復調された受信信号の振幅、つまり、第1A/D変換回路12から出力される受信データIの大きさに基づいてキャリアの有無を判定する。また、後で詳述するが、このキャリアセンスを行うときに、第2A/D変換回路13を用いてサーミスタ9の出力を2値化し、その2値化データに基づいてサーミスタ9の温度を測温する。
このように、受信信号の復調に用いるA/D変換回路を兼用することにより、サーミスタ9の出力電圧をA/D変換するための専用のA/D変換回路が不要となるため、サーミスタ9の温度を測温するために必要な製造コストを抑えることができる。
When performing carrier sense, the presence / absence of a carrier is determined based on the amplitude of the I-demodulated received signal, that is, the size of the received data I output from the first A /
In this way, since the A / D conversion circuit used for demodulating the received signal is also used, a dedicated A / D conversion circuit for A / D converting the output voltage of the
ロジック処理回路10は、前記の2値化電圧が閾値電圧以上、つまり、サーミスタ9の温度が閾値温度以上であると判定すると、動作点調整回路21を動作させる。動作点調整回路21は、パワーアンプ6の出力電力が上昇するようにパワーアンプ6の動作点を調整する。つまり、パワーアンプ6の温度が閾値温度以上になると、サーミスタ9の出力電圧が閾値電圧に達し、動作点調整回路21がパワーアンプ6の動作点を調整し、パワーアンプ6の出力電力が上昇する。これにより、パワーアンプ6の急な温度上昇による出力電力低下が補正され、RFIDタグの情報読取可能距離が短くならないようにすることができる。また、従来のようにパワーアンプの出力を分配してモニターする必要がないため、送信電力効率が低下し難い。
When the
(動作点調整回路)
図5は、動作点調整回路21およびパワーアンプ6の回路図である。パワーアンプ6は、増幅素子としてFETトランジスタTr2を備えており、トランジスタTr2のゲートには、変調回路15から入力端子6bを介して出力されるRF信号が与えられる。動作点調整回路21は、エミッタ接地のNPN型バイポーラトランジスタTr1と、このトランジスタTr1のコレクタ電圧を分圧する抵抗R1〜R3とを備える。抵抗R1は、トランジスタTr1のコレクタに直列接続されており、抵抗R2,R3は、電源およびグランド間に直列接続されており、抵抗R1は、抵抗R2,R3の接続点と接続されている。
(Operating point adjustment circuit)
FIG. 5 is a circuit diagram of the operating
トランジスタTr1の出力は、抵抗R1〜R3を介してバイアス端子6aに印加される。トランジスタTr2の動作点であるゲート電圧は、バイアス端子6aに印加される電圧に依存する。
パワーアンプ6の温度が閾値温度以上になり、サーミスタ9の出力電圧が閾値電圧に達すると、ロジック処理回路10が動作点調整回路21に出力している制御信号をハイレベルからローレベルに変化させる。
The output of the transistor Tr1 is applied to the
When the temperature of the
これにより、動作点調整回路21のトランジスタTr1がOFFし、バイアス端子6aの印加電圧が上昇し、パワーアンプ6の出力端子6dの出力電力が上昇する。これにより、パワーアンプ6の自己発熱による出力電力低下が補正されるため、情報読取可能距離が短くなり難い。
また、パワーアンプ6の温度が閾値温度未満であるときは、ロジック処理回路10から出力される制御信号は、ハイレベルとなるため、動作点調整回路21のトランジスタTr1はON状態を維持するので、トランジスタTr2のゲート電圧が低くなり、パワーアンプ6の出力電力が低下前の状態を維持する。
As a result, the transistor Tr1 of the operating
Further, when the temperature of the
なお、トランジスタTr1がONしたときのバイアス端子6aの設定電圧は、パワーアンプ6の出力歪が許容できる範囲で、かつ、出力電力に対してトランジスタTr2の増幅効率が良くなるレベルに設定する。
The set voltage of the
[キャリア制御処理]
ロジック処理回路10のCPUは、キャリアセンスを行うときに、パワーアンプ6の温度測定を行い、その測定結果に応じてパワーアンプ6の出力を制御する。以下、その制御の流れについて、それを示す図6の示すフローチャートを参照して説明する。
[Carrier control processing]
When performing carrier sense, the CPU of the
携帯端末1のトリガスイッチがONすると、ロジック処理回路10のCPUは、キャリアセンスを開始する(ステップ(以下、Sと略す)1)。続いて、CPUは、受信信号のキャリアレベルを計測するとともにサーミスタ9の温度Tを測温する(S2)。続いて、先のS2において検出したキャリアレベルが閾値レベル以上であるか否かに基づいて、他の携帯端末が使用しているキャリアを検出したか否かを判定する(S3)。
When the trigger switch of the portable terminal 1 is turned on, the CPU of the
ここで、他の携帯端末が使用しているキャリアを検出したと判定した場合は(S3:Yes)、周波数チャネル(ch)を変更し(S4)、再度、S2,S3を実行する。つまり、空きチャネルが見つかるまでS2,S3を実行する。そして、他の携帯端末が使用しているキャリアが検出されないと判定すると(S3:No)、先のS2において測温したサーミスタ9の温度Tが閾値温度Tth以上か否かを判定する(S5)。
If it is determined that a carrier used by another mobile terminal is detected (S3: Yes), the frequency channel (ch) is changed (S4), and S2 and S3 are executed again. That is, S2 and S3 are executed until an empty channel is found. If it is determined that the carrier used by another mobile terminal is not detected (S3: No), it is determined whether or not the temperature T of the
ここで、サーミスタ9の温度Tが閾値温度Tth以上であると判定すると(S5:Yes)、前述したように動作点調整回路21へ出力している制御信号をハイレベルからローレベルに変化させ、パワーアンプ6の出力電力を大きくなるように調整する(S6)。続いて、キャリアをONしている時間(たとえば、4秒)を計測するためのタイマtaをスタートさせ(S7)、キャリアをON、つまりマイクロストリップアンテナ4から送信信号を送信する(S8)。
If it is determined that the temperature T of the
続いて、トリガスイッチがONのままであるか否かを判定し(S9)、ONのままであると判定した場合は(S9:Yes)、タイマtaの計測時間taが閾値時間tath以上であるか否かを判定する(S10)。ここで、計測時間taが閾値時間tath以上であると判定した場合は(S10:Yes)、キャリアをOFFし(S11)、再度、キャリアセンスを開始する(S1)。また、S9において、トリガスイッチがONのままではないと判定した場合は(S9:No)、キャリアをOFFする(S12)。 Subsequently, it is determined whether or not the trigger switch remains ON (S9). If it is determined that the trigger switch remains ON (S9: Yes), the measurement time ta of the timer ta is equal to or greater than the threshold time tha. It is determined whether or not (S10). If it is determined that the measurement time ta is equal to or longer than the threshold time tas (S10: Yes), the carrier is turned off (S11), and carrier sense is started again (S1). In S9, when it is determined that the trigger switch is not kept ON (S9: No), the carrier is turned OFF (S12).
上述したように、キャリアセンスを実行する毎にサーミスタ9の温度Tを測温し、測温した温度Tが閾値温度Tth以上である場合にパワーアンプ6の出力電力を大きくなるように補正制御するため、携帯端末1を長時間使用してもパワーアンプ6の急な温度上昇による出力電力低下を抑制することができる。
したがって、操作者(オペレータ)の期待する情報読取可能距離を維持することができる。
As described above, the temperature T of the
Accordingly, the information readable distance expected by the operator (operator) can be maintained.
[実施形態の効果]
(1)以上説明したように、上述した実施形態の携帯端末1を用いれば、サーミスタ9によってパワーアンプ6の温度を測温し、その測温した温度が閾値温度以上になったときにパワーアンプ6の動作点を変えることにより、パワーアンプ6の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、パワーアンプ6の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
[Effect of the embodiment]
(1) As described above, if the portable terminal 1 according to the above-described embodiment is used, the temperature of the
Therefore, since the output of the
(2)しかも、キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいてパワーアンプ6の温度を測定するため、送信電力効率が補正された状態でRFIDタグと通信を開始することができる。
したがって、情報読取可能距離の変化を小さくすることができるため、読取操作フィーリングが変わり難い。
(2) Moreover, since the temperature of the
Therefore, since the change in the information readable distance can be reduced, the reading operation feeling is hardly changed.
特に、トリガスイッチをONしたまま携帯端末1を連続使用する場合でも、キャリアセンスを行う毎にパワーアンプ6の温度を測定することができる。
したがって、携帯端末1を連続使用する場合でも、パワーアンプ6の急な温度上昇を緩和することができるため、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難い。
In particular, even when the portable terminal 1 is continuously used with the trigger switch turned on, the temperature of the
Therefore, even when the portable terminal 1 is used continuously, the rapid temperature rise of the
(3)また、受信信号の復調に用いる第1および第2のA/D変換回路12,13のうち、キャリアセンスのときに使用しない方の第2のA/D変換回路13を用いてサーミスタ9の出力をA/D変換することができるため、パワーアンプ6の温度測定に必要な製造コストを抑えることができる。
(3) Of the first and second A /
(4)さらに、パワーアンプ6から発生した熱をマイクロストリップアンテナ4に伝えることができるため、パワーアンプ6の急な温度上昇を緩和することができる。
特に、マイクロストリップアンテナ4を構成する誘電体4aがセラミックスにより形成されているため、パワーアンプ6から発生した熱を効率良く放熱することができるので、パワーアンプ6の急な温度上昇を効果的に緩和することができる。
したがって、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難いため、読取操作フィーリングが変わり難い。
(4) Furthermore, since the heat generated from the
In particular, since the dielectric 4a constituting the
Therefore, since the transmission power efficiency is difficult to decrease and the information readable distance is difficult to be shortened, the reading operation feeling is difficult to change.
〈他の実施形態〉
(1)図7は、他の実施形態に係る携帯端末の主な電気的構成を示す説明図である。変調回路15の出力側と、パワーアンプ6の入力側との間に可変減衰器24が電気的に接続されている。また、可変減衰器24は、ロジック処理回路10と電気的に接続されている。サミースタ9の温度Tが閾値温度Tth以上になると、ロジック処理回路10が可変減衰器24へ制御信号を出力し、可変減衰器24が変調回路15の出力を上昇させ、パワーアンプ6の入力レベルが大きくなり、パワーアンプ6の出力電力が上昇する。
この構成を用いた場合も、パワーアンプ6の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。なお、この構成を用いた携帯端末が請求項4に係る発明に対応する。
<Other embodiments>
(1) FIG. 7 is an explanatory diagram showing a main electrical configuration of a mobile terminal according to another embodiment. A
Even when this configuration is used, since the output of the
(2)動作点調整回路21を設ける代わりに、バンドパスフィルタ回路11が変調回路15へ出力する変調信号のレベルを大きくすることにより、変調回路15の出力電力レベルを大きくし、パワーアンプ6の出力電力を上昇させることもできる。
この構成を用いた場合も、パワーアンプ6の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。なお、この構成を用いた携帯端末が請求項3に係る発明に対応する。
(2) Instead of providing the operating
Even when this configuration is used, since the output of the
たとえば、D/A変換回路23へ出力する送信データのレベルとして複数のレベルをロジック処理回路10が選択可能に記憶し、サーミスタ9の温度Tが閾値温度Tth以上になったときに高いレベルを選択することにより、送信データのレベルを高くする。
For example, the
あるいは、ロジック処理回路10からの指令により、D/A変換の出力レベルが高くなるようにD/A変換回路23を構成する。たとえば、D/A変換回路の出力段に切替可能な複数の負荷(たとえば、抵抗素子など)を選択可能に接続し、サーミスタ9の温度Tが閾値温度Tth以上になったときに、D/A変換回路の出力が高くなるような負荷を選択するように構成する。
Alternatively, the D /
(3)図8は、他の実施形態に係る携帯端末に備えられたマイクロストリップアンテナの説明図である。給電回路基板5の裏面に設けられたパワーアンプ6と、サーキュレータ8と、給電点7とが、シールドケース40によって覆われている。シールドケース40の外部の近傍には、サーミスタ9が設けられている。シールドケース40は、電磁シールド性能および伝熱性能を兼ね備えた材料(たとえば、銅、アルミニウムなどの金属)により形成されており、、電磁シールドの作用と、パワーアンプ6から発生した熱をサーミスタ9に伝熱させる作用とがある。この構成を用いれば、サーミスタ9を必ずしもパワーアンプ6の近傍に配置する必要がなくなるため、サーミスタ9の配置の自由度を大きくすることができる。
(3) FIG. 8 is an explanatory diagram of a microstrip antenna provided in a mobile terminal according to another embodiment. A
1・・携帯端末、4・・マイクロストリップアンテナ、5・・給電回路基板、
6・・パワーアンプ、7・・給電点、8・・サーキュレータ、9・・サーミスタ、
10a・・温度測定部、21・・動作点調整回路。
1 .. Mobile terminal, 4 .. Microstrip antenna, 5 .. Feed circuit board,
6 .... Power amplifier, 7 .... Feeding point, 8 .... Circulator, 9 .... Thermistor,
10a ... Temperature measuring unit, 21 ... Operating point adjustment circuit.
Claims (10)
前記増幅回路の温度に対応する信号を出力する温度検出素子と、
前記温度検出素子から出力された信号に基いて前記増幅回路の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部により測定された温度が閾値以上であるときに前記増幅回路の出力を上昇させる制御回路と、
を備えたことを特徴とする携帯端末。 An amplification circuit that amplifies the output of the modulation circuit, and an antenna that transmits the output of the amplification circuit as a radio wave, and has a function of reading information recorded on the RFID tag by communicating with the RFID tag using the radio wave. In the mobile terminal
A temperature detecting element that outputs a signal corresponding to the temperature of the amplifier circuit;
A temperature measurement unit that measures the temperature of the amplifier circuit based on a signal output from the temperature detection element;
A control circuit for increasing the output of the amplifier circuit when the temperature measured by the temperature measurement unit is equal to or higher than a threshold;
A portable terminal characterized by comprising:
前記増幅回路の動作点を変えることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することを特徴とする請求項1に記載の携帯端末。 The control circuit includes:
The mobile terminal according to claim 1, having at least a function of increasing an output of the amplifier circuit by changing an operating point of the amplifier circuit.
前記制御回路は、
前記変調回路に入力される変調信号を制御することにより、前記変調回路の出力レベルを大きくする機能を少なくとも有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の携帯端末。 The modulation circuit is an amplitude modulation circuit;
The control circuit includes:
The portable terminal according to claim 1, wherein the portable terminal has at least a function of increasing an output level of the modulation circuit by controlling a modulation signal input to the modulation circuit.
前記増幅回路の入力レベルを大きくすることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の携帯端末。 The control circuit includes:
The portable terminal according to any one of claims 1 to 3, which has at least a function of increasing an output of the amplifier circuit by increasing an input level of the amplifier circuit.
前記電波でRFIDタグと通信を開始する前に前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の携帯端末。 The temperature measuring unit is
The portable terminal according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature of the amplifier circuit is measured before communication with the RFID tag is started by the radio wave.
キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいて前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項5に記載の携帯端末。 The temperature measuring unit is
The portable terminal according to claim 5, wherein the temperature of the amplifier circuit is measured in a processing routine for performing carrier sense.
前記復調回路の出力をA/D変換するA/D変換回路と、を備えており、
前記温度測定部は、
前記温度検出素子から出力された信号を前記A/D変換回路を用いてA/D変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の携帯端末。 A demodulation circuit for demodulating radio waves received from the RFID tag;
An A / D conversion circuit for A / D converting the output of the demodulation circuit,
The temperature measuring unit is
2. The signal output from the temperature detection element is A / D converted using the A / D conversion circuit, and the temperature of the amplifier circuit is measured based on the converted digital value. The portable terminal as described in any one of Claim 6 thru | or 6.
前記RFIDタグから受信した電波をI復調するためのI復調回路と、前記RFIDタグから受信した電波をQ復調するためのQ復調回路とを備えており、
前記A/D変換回路は、
前記I復調回路の出力をA/D変換する第1のA/D変換回路と、
前記Q復調回路の出力をA/D変換する第2のA/D変換回路と、を備えており、
前記温度測定部は、
前記温度検出素子から出力された信号を前記第1および第2のA/D変換回路の一方を用いてA/D変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項7に記載の携帯端末。 The demodulation circuit includes:
An I demodulation circuit for I demodulating radio waves received from the RFID tag, and a Q demodulation circuit for Q demodulating radio waves received from the RFID tag;
The A / D conversion circuit includes:
A first A / D conversion circuit for A / D converting the output of the I demodulation circuit;
A second A / D conversion circuit for A / D converting the output of the Q demodulation circuit,
The temperature measuring unit is
The signal output from the temperature detection element is A / D converted using one of the first and second A / D conversion circuits, and the temperature of the amplifier circuit is measured based on the converted digital value. The mobile terminal according to claim 7.
前記増幅回路から発生した熱を前記マイクロストリップアンテナに伝える構造としたことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1つに記載の携帯端末。 The antenna is a microstrip antenna;
The portable terminal according to any one of claims 1 to 8, wherein the portable terminal is configured to transmit heat generated from the amplifier circuit to the microstrip antenna.
セラミックスにより形成された誘電体と、
前記誘電体の表面に形成された導電パターンと、
前記誘電体の裏面に一体に配置された回路基板と、を備えており、
前記増幅回路が前記回路基板に配置されていることを特徴とする請求項9に記載の携帯端末。 The microstrip antenna is
A dielectric formed of ceramics;
A conductive pattern formed on the surface of the dielectric;
A circuit board integrally disposed on the back surface of the dielectric,
The portable terminal according to claim 9, wherein the amplifier circuit is disposed on the circuit board.
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