JP2017147681A - 無線送信装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線送信において消費電力及び突入電流の双方を抑制する。
【解決手段】
ＣＰＵ１０１は、要求される送信電力に対応し、かつ現在の送信ステージに対応する目標制御電圧のデジタル値を、メモリ１１４が記憶する目標制御電圧テーブルを参照して取得する。ＣＰＵ１０１は、低抵抗１１２、差動アンプ１１３、及びＡＤＣ１０３（＃１）を介して取得した送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御しながら、取得した目標制御電圧のデジタル値を目標値として、制御電圧のデジタル値を漸次変化させながら算出する。このようにして算出された制御電圧が、ＤＡＣ１０２（＃２）を介して、送信アンプ１０６に供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線送信装置及び方法に関する。

無線通信の一方式として、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：無線電波による個体識別）方式が知られている。ＲＦＩＤでは、ＲＦＩＤタグと呼ばれるパッシブタイプ（電源を持たないタイプ）のＩＣ（集積回路）チップが販売商品等に貼付され、そのＲＦＩＤタグに例えば金属印刷により形成されるアンテナが接続される。ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップ内に、整流回路、コマンド復調回路、メモリ回路、及び変調回路などを備える。ＲＦＩＤタグの読取り時には、ＲＦＩＤタグリーダから、商品に貼付されたＲＦＩＤタグに対して、例えばＵＨＦ帯の無線電波（又は電磁波）が送信される。この無線電波には、無変調連続波（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）信号によるプリアンブルに続き、コマンドビット列で変調された変調波信号が含まれ、さらにＣＷ信号によるキャリアが続く。ＲＦＩＤタグ内の整流回路は、アンテナで受信したプリアンプルの無線電波を整流することにより直流電源電流を生成する。この直流電源電流により、ＲＦＩＤタグ内の復調回路、メモリ、変調回路が動作を開始する。復調回路は、プリアンプルに続いて受信した変調波信号を復調することにより、それに含まれるコマンドを解釈する。さらに、変調回路は、コマンドの解釈結果に従って、例えば続いてＣＷ信号を受信するタイミングでメモリ回路から読み出される商品等のＩＤ情報のビット列に基づいて、受信回路のインピーダンスを変化させる。この結果、ＣＷ信号の反射波に、例えばＩＤ情報を変調したＲＦＩＤタグの応答信号が重畳され、ＲＦＩＤタグリーダのアンテナで受信される。ＲＦＩＤタグリーダは、この受信した応答信号を復調することにより、ＲＦＩＤタグからのＩＤ情報を受信する。ここで、ＲＦＩＤタグの他に、非接触ＩＣカードも、同様の通信方式でアクセスされるため、本明細書の説明では、ＲＦＩＤ方式に非接触ＩＣカード方式も含むものとして説明する。

ＲＦＩＤ方式において、ＲＦＩＤタグリーダが無線電波を送信する際には、変調波又はＣＷ（無変調連続波）信号が送信アンプで増幅された後にアンテナから送信される。この送信アンプとしては通常は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）が用いられる。このＦＥＴは一般的には、送信アンプの最大出力に合わせて固定電圧のバイアス電圧によって駆動される。

この駆動方式では、最大出力時はＦＥＴの動作点が適切であるが、低出力時にはＦＥＴの動作点が必要以上に高い点となり、オーバースペックなリニアリティ領域での送信アンプの駆動となり、消費電力が大きくなってしまう。また、この駆動方式だと、送信アンプをオンした直後の突入電流も大きくなり、バッテリ駆動型のＲＦＩＤタグリーダでは致命的となりやすい。しかしながら、ＲＦＩＤ方式では、非常に微弱な電波が送受信されるため、送信アンプの歪が問題となりやすく、送信アンプはＲＦＩＤタグとの通信時には、動作点が高いところで動作させざるを得ない。

このような消費電力の課題に対して従来、統計分布に基づいて送信器が動作するのに要求される送信電力レベルのレンジを複数のサブレンジに分割し、各サブレンジ毎に例えばバイアス電圧を“高”又は“低”の間で切り替えることにより、消費電力を抑える技術が知られている（例えば特許文献１に記載の技術）。

特開２０１５−０３９１９０号公報

しかし、送信電力レベルのレンジ毎に単にバイアス電圧を切り替える従来技術では、例えばＲＦＩＤ方式で送信オフ時、変調波送信時、及びＣＷ送信時の各送信ステージで、バイアス電圧が各送信ステージに対応する目標バイアス電圧に切り替えられたような場合に、切替えが発生したタイミングでバイアス電圧の急激な変化により大きな突入電流が発生する可能性があり、ＲＦＩＤタグリーダのバッテリの駆動時間及び寿命を短くしてしまう可能性や、装置内部の電源電圧低下を引き起こす可能性があるという課題があった。

そこで、本発明は、消費電力及び突入電流の双方を抑制することを目的とする。

態様の一例では、無線電波を増幅してアンテナから送信させる送信アンプ部と、その送信アンプ部の消費電流をモニタする電流モニタ部と、無線電波の複数の送信ステージ毎に、電流モニタ部がモニタする消費電流が規定値以下となるように制御しながら、無線電波に対して設定されている送信電力に対応しその送信ステージにおいて送信アンプ部を制御すべき目標制御電圧を目標値として、送信アンプ部における何れかの制御電圧を漸次変化させて送信アンプ部を制御する送信アンプ部電圧制御部と、を備える。

本発明によれば、消費電力及び突入電流の双方を抑制することが可能となる。

無線送信装置の実施形態のブロック図である。 目標バイアス電圧テーブルのデータ構成例を示す図である。 バイアス電圧とドレイン電流の関係例を示す図である。 送信起動時に送信オフから変調波の送信ステージに移行するときの制御処理の例を示すフローチャートである。 変調波の送信が完了した後にＣＷの送信ステージに移行しＲＦＩＤタグからの応答信号の受信待ちに移行するときの制御処理の例を示すフローチャートである。 送信オフに移行するときの制御処理の例を示すフローチャートである。 本実施形態における突入電流抑制の効果の説明図である。 無線送信装置の他の実施形態のブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、例えばＲＦＩＤタグリーダ装置又はＲＦＩＤタグリーダライタ装置である無線送信装置１００の実施形態のブロック図である。ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１は、無線電波の送受信の信号処理を行うプロセッサである。

まず、ＣＰＵ１０１で生成された送信信号は、ＤＡＣ１０２（＃１）にてアナログ送信信号に変換される。送信ベースバンド処理回路１０４は、ＤＡＣ１０２（＃１）が出力するアナログ送信信号に対して、例えばスプリアス特性を改善する信号処理を実行する。送信ミキサ１０５は、送信ベースバンド処理回路１０４が出力するアナログ送信信号を、局部発振回路（以下、「局発部」と記載）１１１が出力するキャリア信号によって変調し、変調波送信信号として出力する。なお、送信ミキサ１０５は、アナログ送信信号が出力されないタイミングにおいては、局発部１１１が出力するキャリア信号をそのままＣＷ信号として出力する。送信アンプ１０６は、送信ミキサ１０５が出力する送信信号を増幅する。送信アンプ１０６が出力する送信信号は、サーキュレータ１０７によってアンテナ１０８に送られ、アンテナ１０８から特には図示しないＲＦＩＤタグに向けて送信される。

次に、ＲＦＩＤタグからの応答信号はアンテナ１０８で受信された後、サーキュレータ１０７によって受信回路系に入力させられる。この受信信号は、受信ミキサ１０９によって局発部１１１からのキャリア信号を用いて復調される。復調された受信信号は、受信ベースバンド処理回路１１０においてノイズ除去等の信号処理を受けた後、ＡＤＣ１０３（＃２）にてデジタル受信信号に変換され、ＣＰＵ１０１にて処理される。

次に、本実施形態による無線送信装置１００は、送信アンプ１０６の消費電流のモニタ機能（電流モニタ部）を備える。このモニタ機能は例えば、送信アンプ１０６に供給される電源線に対して直列に挿入される低い抵抗値を有する抵抗（以下「低抵抗」と記載）１１２と、低抵抗１１２の両端子に接続される差動アンプ１１３を備える。差動アンプ１１３の出力として得られる送信アンプ１０６への供給電流値は、Ａ／Ｄコンバータ２１２（＃１）によってデジタル値に変換され、ＣＰＵ１０１に入力される。

また、本実施形態による無線送信装置１００は、ＣＰＵ１０１が順次算出するバイアス電圧のデジタル値をアナログ値に変換するＤＡＣ１０２（＃２）と備える。ＤＡＣ１０２（＃２）が出力するアナログのバイアス電圧は、送信アンプ１０６を構成するＦＥＴのゲート・ソース間電圧として供給される。

更に、本実施形態による無線送信装置１００は、ＣＰＵ１０１に接続されるメモリ１１４が、目標バイアス電圧テーブル（目標制御電圧テーブル）を記憶する。図２は、メモリ１１４が記憶する目標バイアス電圧テーブルのデータ構成例を示す図である。図２に示されるように、目標バイアス電圧テーブルは、要求される送信電力毎に、送信時（変調波の送信ステージ）、受信時（ＣＷの送信ステージ）、及びオフ時（送受信オフの送信ステージ）の各送信ステージに対応する目標バイアス電圧のデジタル値を保持する。目標バイアス電圧は、要求される送信電力毎及び送信時、受信時、及びオフ時の各送信ステージ毎に、この目標バイアス電圧に対応するバイアス電圧で送信アンプ１０６を駆動したときに、送信アンプ１０６の消費電流が最適となるように予め決定されるパラメータである。

図３は、送信アンプ１０６のＦＥＴにおけるバイアス電圧（ゲート・ソース間電圧）とドレイン電流の関係例を示す図である。図３に例示されるように、バイアス電圧を変化させることにより送信アンプ１０６のＦＥＴにおけるドレイン電流、すなわち送信アンプ１０６の消費電流を制御することができる。特に、例えばＲＦＩＤタグからの応答信号を受信するために、無線送信装置１００がＣＷ信号を送信する送信ステージでは、変調歪を考慮する必要がないため、送信アンプ１０６におけるバイアス電圧を下げることができる。これにより、図３の関係例により、消費電流を抑制することが可能となる。

送信アンプ部電圧制御部として動作するＣＰＵ１０１は、無線電波の複数の送信ステージ毎に、ＡＤＣ１０３（＃１）から入力する送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御しながら、無線電波に対して現在設定されている送信電力に対応し現在の送信ステージにおいて送信アンプ１０６に供給すべき目標バイアス電圧を目標値として、バイアス電圧を漸次変化させながら算出する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、無線電波に対して現在設定されている送信電力に対応し、かつ現在の送信ステージに対応する目標バイアス電圧のデジタル値を、メモリ１１４が記憶する目標バイアス電圧テーブルを参照して取得する。そして、ＣＰＵ１０１は、上記送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御しながら、取得した目標バイアス電圧のデジタル値を目標値として、送信アンプ１０６に供給するバイアス電圧のデジタル値を漸次変化させながら算出する。このようにして算出されたバイアス電圧が、ＤＡＣ１０２（＃２）を介して、送信アンプ１０６に供給される。

このように、本実施形態では、送信ステージが移行する毎に、変化後の送信ステージに対応する目標バイアス電圧がいきなり送信アンプ１０６に供給されるのではなく、送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御されつつ、かつバイアス電圧が新たな送信ステージの目標バイアス電圧に到達するように漸次変化させられながら、送信アンプ１０６に供給される。これにより、送信アンプ１０６において突入電流が発生することを抑制しながら、送信アンプ１０６での消費電流を送信ステージ毎の最適値に設定することが可能となり、無線送信装置１００全体の消費電流を最適化することが可能となる。

上述のバイアス電圧制御処理の詳細例について、図４から図６の各フローチャートを用いて説明する。

図４は、送信起動時に送信オフから変調波の送信ステージに移行するときの制御処理の例を示すフローチャートである。この制御処理は、図１のＣＰＵ１０１が、特には図示しない例えばＲＯＭ（リードオンリーメモリ）に記憶された送信起動時の制御処理プログラムを実行する動作として実現される。

図４において、ＣＰＵ１０１はまず、これから無線電波を送信する送信電力に対応し、かつ「送信時」に対応した目標バイアス電圧を、メモリ１１４が記憶する目標バイアス電圧テーブルを参照することにより取得する（図４のＳ４０１）。

次に、ＣＰＵ１０１は、ＤＡＣ１０２（＃２）を介して、バイアス電圧を絞りきった状態で、送信アンプ１０６をオンする（図４のＳ４０２）。

次に、ＣＰＵ１０１は、一定の待ち時間だけ待機する（図４のＳ４０３）。
その後、ＣＰＵ１０１は、図４のＳ４０４からＳ４０７の一連の処理により、ＡＤＣ１０３（＃１）から入力する送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御しながら、図４のＳ４０１にて取得した目標バイアス電圧を目標値として、電圧値が漸次増加してゆくようにバイアス電圧を制御する。

この一連の処理において、ＣＰＵ１０１はまず、バイアス電圧値を所定値だけアップさせ、そのアップされたバイアス電圧値をＤＡＣ１０２（＃２）を介して送信アンプ１０６に供給する（図４のＳ４０４）。

次に、ＣＰＵ１０１は、ＡＤＣ１０３（＃１）から入力する送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値を取得する（図４のＳ４０５）。そして、ＣＰＵ１０１は、そのモニタ値が規定値以下であるか否かを判定する（図４のＳ４０６）。

Ｓ４０６の判定がＹＥＳならば、ＣＰＵ１０１は、バイアス電圧値がＳ４０１で取得した目標バイアス電圧値に到達したか否かを判定する（図４のＳ４０７）。

Ｓ４０７の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１０１は、図４のＳ４０４の処理に戻り、漸次バイアス電圧値を上げてゆく。

Ｓ４０６の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１０１は、バイアス電圧を上げすぎて突入電流が発生するおそれがあると判断し、バイアス電圧値を所定値だけダウンさせ、そのダウンされたバイアス電圧値をＤＡＣ１０２（＃２）を介して送信アンプ１０６に供給する（図４のＳ４０８）。その後、ＣＰＵ１０１は、Ｓ４０３の処理に戻り、一定の待ち時間だけ待機した後に、再度Ｓ４０４からＳ４０７の一連の処理を実行する。

バイアス電圧値が目標バイアス電圧値に到達してＳ４０７の判定がＹＥＳになると、ＣＰＵ１０１は、一定の待ち時間だけ待機して送信アンプ１０６の送信電力が安定したら（図４のＳ４０９）、ＤＡＣ１０２（＃１）にＲＦＩＤタグへの送信信号を出力することによって、送信処理を実行する（図４のＳ４１０）。

以上説明した制御処理により、送信アンプ１０６がオフの状態からオンされるときに、変調波の送信ステージに対応する目標バイアス電圧がいきなり送信アンプ１０６に供給されるのではなく、送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御されつつ、かつバイアス電圧が変調波の送信ステージの目標バイアス電圧に到達するように漸次変化させられながら、送信アンプ１０６に供給される。これにより、送信アンプ１０６において突入電流が発生することを抑制しながら、送信アンプ１０６での消費電流を変調波の送信ステージの最適値に設定することが可能となる。

図５は、変調波の送信が完了した後にＣＷの送信ステージに移行しＲＦＩＤタグからの応答信号の受信待ちに移行するときの制御処理の例を示すフローチャートである。この制御処理は、図４の場合と同様に、図１のＣＰＵ１０１が、特には図示しない例えばＲＯＭに記憶された受信待ちの制御処理プログラムを実行する動作として実現される。

図５において、ＣＰＵ１０１はまず、現在の送信電力に対応し、かつ「受信時」に対応した目標バイアス電圧を、メモリ１１４が記憶する目標バイアス電圧テーブルを参照することにより取得する（図５のＳ５０１）。送信完了後にＣＷの送信ステージになってＲＦＩＤタグからの応答信号待ちになると、変調歪を考慮する必要がなくなるため、目標バイアス電圧としては、送信時よりも低いバイアス電圧が設定され、これにより送信アンプ１０６の消費電力が抑えられる。

Ｓ５０１の後、ＣＰＵ１０１は、一定の待ち時間だけ待機する（図５のＳ５０２）。
その後、ＣＰＵ１０１は、図５のＳ５０３からＳ５０６の一連の処理により、ＡＤＣ１０３（＃１）から入力する送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御しながら、図５のＳ５０１にて取得した目標バイアス電圧を目標値として、電圧値が漸次減少してゆくようにバイアス電圧を制御する。

この一連の処理において、ＣＰＵ１０１はまず、バイアス電圧値を所定値だけダウンさせ、そのダウンされたバイアス電圧値をＤＡＣ１０２（＃２）を介して送信アンプ１０６に供給する（図５のＳ５０３）。

次に、ＣＰＵ１０１は、ＡＤＣ１０３（＃１）から入力する送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値を取得する（図５のＳ５０４）。そして、ＣＰＵ１０１は、そのモニタ値が規定値以下であるか否かを判定する（図５のＳ５０５）。

Ｓ５０５の判定がＹＥＳならば、ＣＰＵ１０１は、バイアス電圧値がＳ５０１で取得した目標バイアス電圧値に到達したか否かを判定する（図５のＳ５０６）。

Ｓ５０６の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１０１は、図５のＳ５０３の処理に戻り、漸次バイアス電圧値を下げてゆく。

Ｓ５０５の判定がＮＯならば、ＣＰＵ１０１は、バイアス電圧を下げすぎて突入電流が発生するおそれがあると判断し、バイアス電圧値を所定値だけアップさせ、そのアップされたバイアス電圧値をＤＡＣ１０２（＃２）を介して送信アンプ１０６に供給する（図５のＳ５０７）。その後、ＣＰＵ１０１は、Ｓ５０２の処理に戻り、一定の待ち時間だけ待機した後に、再度Ｓ５０３からＳ５０６の一連の処理を実行する。

バイアス電圧値が目標バイアス電圧値に到達してＳ５０６の判定がＹＥＳになると、ＣＰＵ１０１は、一定の待ち時間だけ待機して送信アンプ１０６の送信電力が安定したら（図５のＳ５０８）、局発部１１１から送信ミキサ１０５を介して送信アンプ１０６に無変調連続波信号のみを出力することによって、ＲＦＩＤタグからの応答信号の受信処理を実行する（図５のＳ５０９）。

以上説明した制御処理により、変調波の送信ステージから無変調連続波の送信ステージに移行するときに、無変調連続波の送信ステージに対応する目標バイアス電圧がいきなり送信アンプ１０６に供給されるのではなく、送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御されつつ、かつバイアス電圧が無変調連続波の送信ステージの目標バイアス電圧に到達するように漸次変化させられながら、送信アンプ１０６に供給される。これにより、送信アンプ１０６において突入電流が発生することを抑制しながら、送信アンプ１０６での消費電流を無変調連続波の送信ステージの最適値に設定することが可能となる。

図６は、送信オフに移行するときの制御処理の例を示すフローチャートである。この制御処理は、図４、図５の場合と同様に、図１のＣＰＵ１０１が、特には図示しない例えばＲＯＭに記憶された送信オフの制御処理プログラムを実行する動作として実現される。

図６に示される制御処理は図５で前述した受信待ちの制御処理と基本的に同じであり、図５の場合と同じステップ番号の処理は、図５の場合と同じ処理を示す。すなわち、ＣＰＵ１０１は、メモリ１１４が記憶する目標バイアス電圧テーブルを参照することによりオフ時用の目標バイアス電圧値を取得し（図６のＳ５０１）、一定時間待機した後（図６のＳ５０２）、図６のＳ５０３からＳ５０６の一連の処理により、ＡＤＣ１０３（＃１）から入力する送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御しながら、上記目標バイアス電圧を目標値として、電圧値が漸次減少してゆくようにバイアス電圧を制御する。

バイアス電圧値が送信オフ時の目標バイアス電圧値に到達して図６のＳ５０６の判定がＹＥＳになると、ＣＰＵ１０１は、一定の待ち時間だけ待機した後（図６のＳ５０８）、送信アンプ１０６をオフする処理を実行する（図６のＳ６０１）。この部分の処理のみ、図５のＳ５０９の処理と異なる。

以上説明した制御処理により、送信オフに移行するときに、オフ時に対応する目標バイアス電圧がいきなり送信アンプ１０６に供給されるのではなく、送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御されつつ、かつバイアス電圧がオフ時の目標バイアス電圧に到達するように漸次変化させられながら、送信アンプ１０６に供給される。これにより、送信アンプ１０６において突入電流が発生することを抑制しながら、送信アンプ１０６での消費電流を送信オフ時の最適値に設定することが可能となる。

図７は、本実施形態における突入電流抑制の効果の説明図である。図７において、横軸は時間を示し、縦軸は送信アンプ１０６のＦＥＴのドレイン電流（消費電流）を示す。また、実線の特性７０１は、本実施形態によるバイアス電圧の制御方式におけるドレイン電流（消費電流）の時間変化特性を示し、破線の特性７０２は、単純に送信アンプ１０６のバイアス電圧を切り替える従来技術におけるドレイン電流（消費電流）の時間変化特性を示す。また、規定値７０３は、図４のＳ４０６又は図５、図６のＳ５０５で判断されるＡＤＣ１０３（＃１）から入力する送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が消費電流が多くなる値に達したか否かを判定する閾値である。図７において、従来技術に対応する特性７０２では、送信アンプ１０６がオンされる時刻ｔ１及びオフされる時刻ｔ２等において、バイアス電圧値の急激な変化に起因して、送信アンプ１０６のＦＥＴにおいて突入電流が発生していることがわかる。これに対して、本実施形態に対応する特性７０１では、送信アンプ１０６がオンされる時刻ｔ１及びオフされる時刻ｔ２等において、ＡＤＣ１０３（＃１）から入力する送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値７０３を超えないように制御される結果、突入電流の発生が抑制されていることがわかる。また、本実施形態に対応する特性７０１では、送信時と受信時でさらにバイアス電圧が変更されることにより、受信時に対応する無変調連続波の送信ステージにおいてさらにドレイン電流（消費電流）を抑えることが可能となっている。

上述の実施形態は、送信アンプ１０６のＦＥＴはｎ（ＮＰＮ）型を想定したものであり、バイアス電圧を増加させるとドレイン電流（消費電流）が増加する特性を有している。これにより、送信アンプ１０６のＦＥＴとしてｐ（ＰＮＰ）型を想定した場合には、バイアス電圧を変化させる方向は逆になり、負のバイアス電圧を減少させる方向に制御を行えばよい。

以上説明した実施形態は、送信アンプ１０６を制御すべき目標制御電圧が、送信アンプ１０６に供給すべきバイアス電圧の目標値である目標バイアス電圧であり、送信アンプ部電圧制御部として動作するＣＰＵ１０１は、目標バイアス電圧を目標値としてバイアス電圧を漸次変化させながらＤＡＣ１０２（＃２）を介して送信アンプ１０６のバイアス端子に供給した。これに対して、目標制御電圧を、目標バイアス電圧ではなく、目標電源電圧又は目標ドレイン電圧としてもよい。この場合、送信アンプ部電圧制御部として動作するＣＰＵ１０１は、目標電源電圧又は目標ドレイン電圧を目標値として電源電圧又はドレイン電圧を直接漸次変化させながら送信アンプ１０６の電源又はドレイン端子に供給するようにしてもよい。

図８は、目標制御電圧を目標電源電圧とし、ＣＰＵ１０１が、電源８０１を制御するようにした場合の無線装置１００′の他の実施形態のブロック図である。図８において、図１の無線装置１００の場合と同じ参照番号を付した部分は、図１の場合と同じ動作をするものとする。

前述した図１では、ＣＰＵ１０１は、目標バイアス電圧を目標値としてバイアス電圧を漸次変化させながら、そのバイアス電圧をＤＡＣ１０２（＃２）を介して送信アンプ１０６のバイアス端子に供給した。これに対して、図８では、ＣＰＵ１０１は、目標電源電圧を目標値として電源８０１における電源電圧ＶＤＤを直接漸次変化させるように制御してよい。

このとき、ＣＰＵ１０１は、メモリ１１４に、目標制御電圧テーブルとして、図２で説明した目標バイアス電圧テーブルの代わりに、要求される送信電力毎に、送信時（変調波の送信ステージ）、受信時（ＣＷの送信ステージ）、及びオフ時（送受信オフの送信ステージ）の各送信ステージに対応する目標電源電圧電圧のデジタル値を保持する目標電源電圧テーブルを保持するようにしてよい。目標電源電圧は、要求される送信電力毎及び送信時、受信時、及びオフ時の各送信ステージ毎に、この目標電源電圧に対応する電源電圧で電源８０１が送信アンプ１０６を駆動したときに、送信アンプ１０６の消費電流が最適となるように予め決定されるパラメータである。

ＣＰＵ１０１は、無線電波に対して現在設定されている送信電力に対応し、かつ現在の送信ステージに対応する目標電源電圧のデジタル値を、メモリ１１４が記憶する目標電源電圧テーブルを参照して取得する。そして、ＣＰＵ１０１は、低抵抗１１２、差動アンプ１１３、及びＡＤＣ１０３（＃１）を介して取得した、上記送信アンプ１０６への供給電流のモニタ値が規定値以下となるように制御しながら、取得した目標電源電圧のデジタル値を目標値として、電源電圧ＶＤＤのデジタル値を漸次変化させながら算出し、電源８０１に設定する。

以上説明しようにして、本実施形態では、送信アンプ１０６において突入電流が発生することを抑制しながら、送信アンプ１０６での消費電流を送信ステージ毎の最適値に設定することが可能となり、無線送信装置１００全体の消費電流を最適化することが可能となり、特にバッテリ駆動型の無線送信装置の運用時間を延長させることが可能となる。

以上の実施形態では、ＲＦＩＤ方式を例として説明したが、その他の非接触ＩＤ方式に対しても、同様の実施をすることが可能である。

１００ 無線送信装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）
１０３ ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）
１０４ 送信ベースバンド処理回路
１０５ 送信ミキサ
１０６ 送信アンプ
１０７ サーキュレータ
１０８ アンテナ
１０９ 受信ミキサ
１１０ 受信ベースバンド処理回路
１１１ 局発部
１１２ 低抵抗
１１３ 差動アンプ
１１４ メモリ
８０１ 電源

Claims (13)

1. 無線電波を増幅してアンテナから送信させる送信アンプ部と、
   当該送信アンプ部の消費電流をモニタする電流モニタ部と、
   前記無線電波の複数の送信ステージ毎に、前記電流モニタ部がモニタする消費電流が規定値以下となるように制御しながら、前記無線電波に対して設定されている送信電力に対応し当該送信ステージにおいて前記送信アンプ部を制御すべき目標制御電圧を目標値として、前記送信アンプ部における何れかの制御電圧を漸次変化させて前記送信アンプ部を制御する送信アンプ部電圧制御部と、
   を備えることを特徴とする無線送信装置。
2. 前記目標制御電圧は、前記送信アンプ部に供給すべきバイアス電圧の目標値である目標バイアス電圧であり、
   前記送信アンプ部電圧制御部は、前記目標バイアス電圧を目標値として前記バイアス電圧を漸次変化させながら前記送信アンプ部のバイアス端子に供給する、
   請求項１に記載の無線送信装置。
3. 前記目標制御電圧は、前記送信アンプ部に供給すべき電源電圧の目標値である目標電源電圧であり、
   前記送信アンプ部電圧制御部は、前記目標電源電圧を目標値として前記電源電圧を漸次変化させながら前記送信アンプ部に供給する、
   請求項１に記載の無線送信装置。
4. 前記目標制御電圧は、前記送信アンプ部に供給すべきドレイン電圧の目標値である目標ドレイン電圧であり、
   前記送信アンプ部電圧制御部は、前記目標ドレイン電圧を目標値として前記ドレイン電圧を漸次変化させながら前記送信アンプ部のドレイン端子に供給する、
   請求項１に記載の無線送信装置。
5. 前記無線電波は、変調波または無変調連続波の何れかである、請求項１乃至４の何れかに記載の無線送信装置。
6. 前記送信アンプ部電圧制御部は、送受信オフの送信ステージ又は前記無変調連続波の送信ステージから前記変調波の送信ステージへの移行時には、当該変調波の送信ステージに対応する前記目標制御電圧を目標値として、前記送受信オフの送信ステージ又は前記無変調連続波の送信ステージに対して制御されている電圧値から値が漸次増加してゆくように前記制御電圧を可変させる、請求項５に記載の無線送信装置。
7. 前記送信アンプ部電圧制御部は、前記変調波の送信ステージから前記無変調連続波の送信ステージへの移行時には、当該無変調連続波の送信ステージの目標制御電圧を目標値として、前記変調波の送信ステージに対して制御されている電圧値から値が漸次減少してゆくように前記制御電圧を可変させる、請求項５に記載の無線送信装置。
8. 前記送信アンプ部電圧制御部は、前記変調波の送信ステージ又は前記無変調連続波の送信ステージから送受信オフの送信ステージへの移行時には、当該送受信オフの送信ステージの目標制御電圧を目標値として、前記変調波の送信ステージ又は前記無変調連続波の送信ステージに対して制御されている電圧値から値が漸次減少してゆくように前記制御電圧を可変させる、請求項５に記載の無線送信装置。
9. 前記無線送信装置は、ＲＦＩＤタグに対して前記変調波又は前記無変調連続波を送信するＲＦＩＤタグリーダライタ装置である、請求項２乃至８の何れかに記載の無線送信装置。
10. 前記電流モニタ部は、前記送信アンプ部に供給される電源線に対して直列に挿入される抵抗と、当該抵抗の両端子に接続される差動アンプと、当該差動アンプの出力をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、当該アナログ−デジタル変換器が出力するデジタル信号を判定するプロセッサとを含む、請求項１乃至９の何れかに記載の無線送信装置。
11. 前記送信アンプ部電圧制御部は、前記送信電力毎に前記各送信ステージに対応する前記目標制御電圧のデジタル値を保持する目標制御電圧テーブルを記憶するメモリと、前記無線電波に対して設定されている送信電力と前記無線電波の現在の送信ステージ毎に対応する目標制御電圧のデジタル値を前記目標制御電圧テーブルを参照して取得し、前記電流モニタ部がモニタする消費電流が規定値以下となるように制御しながら、前記取得した目標制御電圧のデジタル値を目標値として、前記送信アンプ部における何れかの制御電圧のデジタル値を漸次変化させながら算出するプロセッサと、当該プロセッサが算出したデジタル値をアナログ値に変換して前記送信アンプ部に供給するデジタル−アナログ変換器とを含む、請求項１乃至１０の何れかに記載の無線送信装置。
12. 前記目標制御電圧テーブルは、前記送信電力毎に、前記変調波の送信ステージに対応する前記目標制御電圧のデジタル値と、前記無変調連続波の送信ステージに対応する前記目標制御電圧のデジタル値と、及び送受信オフの送信ステージに対応する各目標制御電圧のデジタル値を保持する、請求項１１に記載の無線送信装置。
13. 無線電波を増幅してアンテナから送信させる送信アンプ部を備えた無線送信装置における無線送信方法において、
    当該送信アンプ部の消費電流をモニタし、
    前記無線電波の複数の送信ステージ毎に、前記モニタした消費電流が規定値以下となるように制御しながら、前記無線電波に対して設定されている送信電力に対応し当該送信ステージにおいて前記送信アンプ部を制御すべき目標制御電圧を目標値として、前記送信アンプ部における何れかの制御電圧を漸次変化させて前記送信アンプ部を制御する、
    ことを特徴とする無線送信方法。

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