JP2021044607A - 無線装置、無線装置の自己診断方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】外部機器を用いることなく、無線装置内の異常の有無を診断することができる無線装置を提供すること。【解決手段】試験パターン信号をアンテナ８０に送信する送信回路３０と、送信回路３０から送信された試験パターン信号を送信回路３０と同一の周波数帯において受信する受信回路９０と、送信回路３０から送信された試験パターン信号と、受信回路９０で受信した試験パターン信号と、に基づいて診断を行うＣＰＵ２０と、を備え、ＣＰＵ２０は、受信回路９０に漏れこんできた試験パターン信号を判定することで、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０内の異常の有無を診断する。【選択図】図２

Description

本発明は、無線装置、無線装置の自己診断方法およびプログラムに関する。

近年、無線装置としてＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）を用いたＲＦＩＤタグリーダライタ装置等の近距離無線装置通信技術が用いられている。従来のＲＦＩＤタグリーダライタ装置は、送信回路において生成された送信信号を、アンテナから空中へ放射する。そして、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置は、放射した信号に応答してタグから返信された応答信号をアンテナで受信し、受信回路で増幅し、復調してタグの応答を受信している。

このようなＲＦＩＤタグリーダライタ装置として、直交検波回路により、タグから返信される信号を受信することができる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１３０６０４号公報

しかしながら、従来のＲＦＩＤタグリーダライタ装置では、送信回路の異常により信号がアンテナに送信できないのか、タグの異常により信号を受信できないのか、受信回路の異常により信号を受信できないのか、異常個所の診断を行うことができなかった。また、外部機器により異常個所の診断を行う場合には、回路規模が大きくなるとともに、コストが大きくなるおそれがある。

本発明の１つの側面に係わる目的は、外部機器を用いることなく、無線装置内の異常の有無を診断することができる無線装置を提供することである。

本発明の１つの態様の無線装置は、試験信号をアンテナに送信する送信回路と、前記送信回路から送信された前記試験信号を前記送信回路と同一の周波数帯において受信する受信回路と、前記送信回路から送信された前記試験信号と、前記受信回路で受信した前記試験信号と、に基づいて診断を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記受信回路に漏れこんできた前記試験信号を判定することで、無線装置内の異常の有無を診断することを特徴とする。

本発明の１つの態様の無線装置の自己診断方法は、試験信号をアンテナに送信し、前記アンテナに送信された前記試験信号と同一の周波数帯において受信し、前記アンテナに送信された前記試験信号と、前記受信した前記試験信号と、に基づいて受信回路に漏れこんできた前記試験信号を判定することで、前記無線装置内の異常の有無を診断することを特徴とする。

本発明の１つの態様のプログラムは、試験信号をアンテナに送信する処理と、前記アンテナに送信された前記試験信号と同一の周波数帯において受信する処理と、前記アンテナに送信された前記試験信号と、前記受信した前記試験信号と、に基づいて受信回路に漏れこんできた前記試験信号を判定することで、前記無線装置内の異常の有無を診断する処理と、を行うことを特徴とする。

上述の態様によれば、外部機器を用いることなく、無線装置内の異常の有無を診断することができる無線装置を提供することができる。

本実施形態のＲＦＩＤタグリーダライタシステム１の一例を示す図である。 ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０の一例を示す回路図である。 本実施形態のカップラーの構成の一例を示す図である。 本実施形態の自己診断処理の一例を示すフローチャートである。

図１は、本実施形態のＲＦＩＤタグリーダライタシステム１の一例を示す図である。ＲＦＩＤタグリーダライタシステム１は、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０と、複数の物品１００に貼付された複数のＲＦＩＤタグ１０１により構成されている。ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０は、無線装置の一例である。本実施形態においては、物品１００に貼付されたＲＦＩＤタグ１０１は、ベルトコンベア２００上を搬送方向（図１の右方）に搬送されている。

ＲＦＩＤタグ１０１は、識別・管理の対象の物品１００に貼付される識別タグであり、アンテナ１０１ａを含んでいる。アンテナ１０１ａは、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０から送信される送信信号の周波数に整合するように形成され、例えば、アルミ箔によるアンテナパターンで作られた、ダイポールアンテナ等である。ＲＦＩＤタグ１０１は、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０から送信される送信信号を受け、バックスキャッタ方式にてＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０へ応答信号を返送する。そして、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０は、ＲＦＩＤタグ１０１からの応答信号を受信し、復調することで、ＲＦＩＤタグ１０１との間で情報の通信が行われる。本実施形態に係るＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）３００からの指示に基づいて、ＲＦＩＤタグ１０１の読取動作等を行う。

図２は、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０の一例を示す回路図である。
ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０は、全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）２０、記憶部２１、送信回路３０、第１パワー検出器３７、局発部４０、第２カップラー５０、マッチング調整器５１、第３カップラー６０、第２パワー検出器６１、切替回路７０、アンテナ８０、アンテナ端８１および受信回路９０を有している。

ＣＰＵ２０は、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０全体の制御を行う。ＣＰＵ２０は、記憶部２１に記憶されたプログラムに基づいて、以下に説明する各種制御や後述の自己診断処理を行う。ＣＰＵ２０は、制御部の一例である。記憶部２１は、ＣＰＵ２０による処理に必要な各種データ、ＣＰＵ２０に実行させるプログラム、アプリケーションプログラム等が格納される。ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０は、コンピュータの機能を備えており、自己診断処理プログラムにしたがって後述する自己診断処理を実行する。ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０は、例えば、ＰＣ３００との通信を行う通信回路等、図２に示していない回路構成を備えていてもよい。なお、アンテナ８０は、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０の一部を構成する回路としているがこの限りではなく、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０とは異なる別の回路構成としてもよい。

ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０は、ＰＣ３００から読取コマンド発行の指示を受けると、ＣＰＵ２０がそのコマンドを解析し、送信回路３０に読取コマンド発行の指令である送信信号を出力する。また、ＣＰＵ２０は、自己診断処理時に所定の試験パターン信号を送信回路３０へ送信する。試験パターン信号は、任意の矩形波（方形波）の信号、タグの応答信号を模した信号、既知のパターンの信号等を採用することができる。試験パターン信号は、試験信号の一例である。

局発部４０は、所定の発振周波数の局発信号を出力する。
送信回路３０は、ＤＡＣ（Digital to analog converter：デジタルアナログ変換回路）３１、送信ベースバンド処理回路３２、送信ミキサ３３、第１送信アンプ３４、第１カップラー３５および移相器３６を有する。送信回路３０は、図２に示していない回路構成を備えていてもよい。以下、送信回路３０内の回路構成を「送信系」と呼ぶこともある。

ＤＡＣ３１は、ＣＰＵ２０で生成されたデジタルの送信信号をアナログ信号に変換して送信ベースバンド処理回路３２へ出力する。

送信ベースバンド処理回路３２は、ＤＡＣ３１から出力された送信信号から不要な周波数成分を除去する処理等の波形整形処理を行う。

送信ミキサ３３は、送信ベースバンド処理回路３２によって波形整形された送信信号に対して局発部４０から出力される局発信号を掛け合わせる。この結果、送信信号は局発部４０から出力される局発信号の周波数にアップコンバートされる。

第１送信アンプ３４は、アップコンバートされた送信信号を所定の送信電力に増幅して第１カップラー３５へ出力する。第１カップラー３５は、第１送信アンプ３４により増幅された送信信号を移相器３６へ出力するとともに、送信信号（電力）の一部を第１パワー検出器３７へ伝達する。

図３は、本実施形態のカップラーの構成の一例を示す図である。図３（１）は、第１カップラー３５の構成の一例を示す図である。第１カップラー３５は、入出力端子として、第１端子（Input）Ｐ１、第２端子（Direct）Ｐ２、第３端子（Isolated）Ｐ３および第４端子（Coupled）Ｐ４を含む。

第１カップラー３５において、第１端子Ｐ１は、第１送信アンプ３４から出力された信号を入力する。第２端子Ｐ２は、第１端子Ｐ１に入力された信号を移相器３６に出力する。第３端子Ｐ３は、第１カップラー３５においては使用しないので、終端抵抗（例えば、５０Ω）に接続される。第４端子Ｐ４は、カップリング出力端子として構成され、第１端子Ｐ１に入力された信号（電力）の一部が第１パワー検出器３７へ伝達される。第１パワー検出器３７は、第１カップラー３５から伝達された信号の電力から換算した電圧をパワーとして検出する。なお、第１パワー検出器３７は、送信回路３０とは別の回路構成として構成されているがこの限りではなく、送信回路３０を構成する一回路として構成してもよい。

以下、第１カップラー３５の第１端子Ｐ１に、第１送信アンプ３４の出力として「+30dBm」の信号が入力される場合について説明する。この場合、第２端子Ｐ２からは、送信アンプの出力「+30dBm」（第１端子Ｐ１への入力分）から第１カップラー３５の挿入損失（Insertion Loss）分減少した信号が出力される。第１カップラー３５の挿入損失は、予め各カップラーの周波数帯ごとに仕様として規定されている。本実施形態においては、第１カップラー３５の挿入損失は、920MHzで「0.2dB」であるとする。したがって、第２端子Ｐ２からは「30-0.2=29.8dBm」の信号が出力される。なお、第２端子Ｐ２から出力される信号は「(10^(30/10)-10^(29.8/10))÷10^(30/10)×100=4.5%」程度しか減衰しない。このため、第１カップラー３５を接続した場合であっても、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０の送受信性能にほとんど影響を与えずに、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０の診断を行うことができる。

第１カップラー３５のカップリング量（Coupling量）は、予め各カップラーの周波数帯ごとに仕様として規定されている。本実施形態においては、第１カップラー３５のCoupling量は、920MHzで「10dB」であるとする。したがって、第４端子Ｐ４からは「30-10=20dBm」の信号が第１パワー検出器３７へ出力される。このため、第４端子Ｐ４に接続された第１パワー検出器３７は、正常時には「20dBm」の信号のパワーを検出することができる。

正常時に第１パワー検出器３７で検出できるパワー「20dBm」を示す情報は、予め記憶部２１に記憶されている。したがって、ＣＰＵ２０は、第１パワー検出器３７で検出したパワーが正常時に検出できる期待範囲内のパワー（電力）であるか否かを判定することにより、送信系のＤＡＣ３１から第１送信アンプ３４までの範囲で異常があるか否かを診断することができる。期待範囲としては、例えば、正常時に第１パワー検出器３７で検出できるパワーの誤差範囲を設定することができる。

送信系のＤＡＣ３１から第１送信アンプ３４までの範囲で異常があると診断した場合には、ＣＰＵ２０は、上位の機器、例えば、ＰＣ３００や図示しないサーバに異常を通知する。通知の内容として、例えば、送信系のＤＡＣ３１から第１送信アンプ３４までの範囲で異常がある旨のメッセージなどをディスプレイに表示したり、スピーカで報知したりすることができる。この通知を受けたＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０の管理者は、異常がある個所をいち早く特定することができる。

ＣＰＵ２０は、第１カップラー３５から出力される送信信号（試験パターン信号）の位相制御量θを調整することにより、直交復調回路にて構成されるＩ−ｃｈまたはＱ−ｃｈでの受信信号振幅が最大となる位相に移相器３６を調整する。ＣＰＵ２０は、位相を調整した受信信号に基づき、直交復調回路を構成するＩ−ｃｈ，Ｑ−ｃｈの受信回路９０の動作を診断する方法の詳細については後述する。移相器３６は、位相が調整された送信信号を第２カップラー５０へ出力する。

図３（２）は、第２カップラー５０の構成の一例を示す図である。第２カップラー５０の構成は、図３（１）の第１カップラー３５の構成と略同一であるため、同一の符号を使用することにより重複する説明を省略する。

第２カップラー５０において、第１端子Ｐ１は、送信回路３０から出力された信号を入力する。第２端子Ｐ２は、第１端子Ｐ１に入力された信号を第３カップラー６０に出力する。また、第２端子Ｐ２は、アンテナ８０からの反射信号をアンテナ端８１、切替回路７０、第３カップラー６０を介して入力する。第３端子Ｐ３は、マッチング調整器５１に接続される。第４端子Ｐ４は、第２端子Ｐ２が入力した信号および第１端子Ｐ１を通じて送信回路３０から漏れてきた信号を受信回路９０に出力する。

マッチング調整器５１は、第２カップラー５０の第３端子Ｐ３に接続された終端回路である。マッチング調整器５１は、第２カップラー５０の第３端子Ｐ３とアース間に接続される、第２カップラー５０の終端抵抗等である。マッチング調整器５１は、ＣＰＵ２０の制御により、第１端子Ｐ１を通じて第４端子Ｐ４に流れてきた、送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみ（キャリアリーク）を調整する。マッチング調整器５１は、容量成分（Ｃ）やインダクタンス成分（Ｌ）等を調整可能に構成されている。マッチング調整器５１により送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみ（キャリアリーク）を調整する方法の詳細については、後述する。

図３（３）は、第３カップラー６０の構成の一例を示す図である。第３カップラー６０の構成は、図３（１）の第１カップラー３５の構成と略同一であるため、同一の符号を使用することにより重複する説明を省略する。

第３カップラー６０において、第１端子Ｐ１は、第２カップラー５０から出力された信号を入力する。第２端子Ｐ２は、第１端子Ｐ１に入力された信号を切替回路７０に出力する。また、第２端子Ｐ２は、アンテナ８０からの反射信号をアンテナ端８１、切替回路７０を介して入力する。第３端子Ｐ３は、第３カップラー６０においては使用しないので、終端抵抗（例えば、５０Ω）に接続される。第４端子Ｐ４は、カップリング出力端子として構成され、第１端子Ｐ１に入力された信号（電力）の一部が第２パワー検出器６１へ伝達される。第２パワー検出器６１は、第３カップラー６０から伝達された信号の電力から換算した電圧をパワーとして検出する。

正常時に第２パワー検出器６１で検出できるパワー（dBm）を示す情報は、予め記憶部２１に記憶されている。したがって、ＣＰＵ２０は、第２パワー検出器６１で検出したパワーが正常時に検出できる期待範囲内のパワー（電力）であるか否かを判定することにより、送信系の第１カップラー３５から第２カップラー５０までの範囲で異常があるか否かを診断することができる。期待範囲としては、例えば、正常時に第２パワー検出器６１で検出できるパワーの誤差範囲を設定することができる。

送信系の第１カップラー３５から第２カップラー５０までの範囲で異常があると診断した場合には、ＣＰＵ２０は、上位の機器、例えば、ＰＣ３００や図示しないサーバに異常を通知する。通知の内容として、例えば、送信系の第１カップラー３５から第２カップラー５０までの範囲で異常がある旨のメッセージなどをディスプレイに表示したり、スピーカで報知したりすることができる。この通知を受けたＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０の管理者は、異常がある個所をいち早く特定することができる。

切替回路７０は、ＣＰＵ２０の制御により、送信回路３０および受信回路９０とアンテナ８０との間の負荷状態を切り替える。切替回路７０は、送信回路３０および受信回路９０の接続先をアンテナ端８１または終端抵抗（例えば、５０Ω）に切り替えるスイッチにより構成される。

自己診断処理時には、ＣＰＵ２０は、切替回路７０の接続先をアンテナ端８１から終端抵抗（例えば、５０Ω）に切り替える。そして、ＣＰＵ２０は、切替回路７０による接続先の切り替え後に送信回路３０から送信された試験パターン信号と、受信回路９０で受信した試験パターン信号と、を比較する。

例えば、ＣＰＵ２０は、送信回路３０から送信された試験パターン信号の波形と、送信回路３０から送信された（漏れてきた）試験パターン信号の波形に対し受信回路９０で処理をし、受信回路９０から出力された試験パターン信号の波形と、を対比する。

具体的には、送信回路３０から送信された試験パターン信号の波形とは、送信回路３０から送信された試験パターン信号の、該送信回路３０により波形整形処理が行われる前（すなわち、ＤＡＣ３１に入力された）試験パターン信号の波形である。また、送信回路３０から送信された（漏れてきた）試験パターン信号の波形とは、送信回路３０から送信され第２カップラー５０を介して受信回路９０に入力され、受信回路９０のＡＤＣ（Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａ、Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂ）から出力された試験パターン信号の波形である。

そして、ＣＰＵ２０は、対比した結果、実質的に同一の信号か否かを判定する。実質的に同一でない場合には、送信回路３０または受信回路９０に異常があると診断する。これにより、ＣＰＵ２０は、アンテナ８０の先にある人や物の配置関係を含む周辺環境や、ＲＦＩＤタグ１０１の影響を除外して、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０内の異常の有無を診断することができる。

そして、通常時または自己診断処理を終了する際には、ＣＰＵ２０は、切替回路７０の接続先を終端抵抗からアンテナ端８１に切り替える。これにより、アンテナ端８１を介して、送信回路３０および受信回路９０をアンテナ８０と接続してＲＦＩＤタグ１０１との通信を行うことができる。

切替回路７０の接続先がアンテナ端８１に切り替えられている場合には、第２カップラー５０は、送信回路３０から出力された送信信号をアンテナ８０へ導き、アンテナ８０を介して送信信号が出力される。このようにして、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０からＲＦＩＤタグ１０１へ情報読み出しのための読取コマンド発行の指令である送信信号が発行される。

また、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０がＲＦＩＤタグ１０１から応答信号である反射波をアンテナ８０に受けると、第２カップラー５０は、アンテナ８０から入力されるＲＦＩＤタグ１０１からの応答信号である反射波を、受信回路９０へ出力する。また、第２カップラー５０は、送信回路３０から漏れてきた信号を受信回路９０へ出力する。

受信回路９０は、第４カップラー９１、第３パワー検出器９２、分配器９３、ハイブリッド回路９４、Ｉ−ｃｈ受信ミキサ９５ａ、Ｑ−ｃｈ受信ミキサ９５ｂ、Ｉ−ｃｈ受信ベースバンド処理回路９６ａ、Ｑ−ｃｈ受信ベースバンド処理回路９６ｂ、Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａおよびＱ−ｃｈＡＤＣ９７ｂを有する。受信回路９０は、図２に示していない回路構成を備えていてもよい。以下、受信回路９０内の回路構成を「受信系」と呼ぶこともある。

図３（４）は、第４カップラー９１の構成の一例を示す図である。第４カップラー９１の構成は、図３（１）の第１カップラー３５の構成と略同一であるため、同一の符号を使用することにより重複する説明を省略する。

第４カップラー９１において、第１端子Ｐ１は、第２カップラー５０から出力された信号を入力する。第２端子Ｐ２は、第１端子Ｐ１に入力された信号を分配器９３に出力する。第３端子Ｐ３は、第４カップラー９１においては使用しないので、終端抵抗（例えば、５０Ω）に接続される。第４端子Ｐ４は、カップリング出力端子として構成され、第１端子Ｐ１に入力された信号（電力）の一部が第３パワー検出器９２へ伝達される。第３パワー検出器９２は、第４カップラー９１から伝達された信号の電力から換算した電圧をパワーとして検出する。

正常時に第３パワー検出器９２で検出できるパワー（dBm）を示す情報は、予め記憶部２１に記憶されている。したがって、ＣＰＵ２０は、第３パワー検出器９２で検出したパワーが正常時に検出できる期待範囲内のパワー（電力）であるか否かを判定することにより、第１パワー検出器３７や第２パワー検出器６１がない場合であっても、送信回路３０に異常があるか否かを診断することができる。期待範囲としては、例えば、正常時に第３パワー検出器９２で検出できるパワーの誤差範囲を設定することができる。

送信回路３０に異常があると診断した場合には、ＣＰＵ２０は、上位の機器、例えば、ＰＣ３００や図示しないサーバに異常を通知する。通知の内容として、例えば、送信回路３０に異常がある旨のメッセージなどをディスプレイに表示したり、スピーカで報知したりすることができる。この通知を受けたＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０の管理者は、異常がある個所をいち早く特定することができる。

また、第３パワー検出器９２は、第２カップラー５０での送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみ（キャリアリーク）を検出することができる。

ここで、マッチング調整器５１により送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみ（キャリアリーク）を調整する方法について説明する。送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみ（キャリアリーク）は、ＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０のノイズ発生源であるため、可能な限り小さいことが望ましい。したがって、通常時または自己診断処理を終了する際においては、ＣＰＵ２０の制御により、送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみ（キャリアリーク）を最小化するようにマッチング調整器５１を調整する。例えば、ＣＰＵ２０は、第３パワー検出器９２で検出される送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみ（キャリアリーク）が最小化するようにマッチング調整器５１を調整する。

これに対し、自己診断処理時には、ＣＰＵ２０は、送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみを最大化するようにマッチング調整器５１を調整する。例えば、ＣＰＵ２０は、第３パワー検出器９２で検出される送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみ（キャリアリーク）が最大化するようにマッチング調整器５１を調整する。これにより、送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみ（キャリアリーク）を検出しやすくすることができ、異常の有無を診断する性能を向上することができる。

具体的には、ＣＰＵ２０は、第２カップラー５０のディレクティビティ（Directivity）を変化させることにより第２カップラー５０での送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみ（キャリアリーク）を調整することができる。ディレクティビティ（Directivity）は、予め各カップラーの周波数帯ごとに仕様として規定されている。ディレクティビティ（Directivity）は、第１端子Ｐ１から第３端子Ｐ３に漏れていく量と、第１端子Ｐ１から第４端子Ｐ４へのCoupling量との差により算出される。

第２カップラー５０のCoupling量は、予め各カップラーの周波数帯ごとに仕様として規定されている。

ＣＰＵ２０は、送信回路３０から受信回路９０へのアイソレーション量（Isolation）を増加させると、送信回路３０から受信回路９０へ流れる信号（キャリアリーク）を低減することができる。アイソレーション量（Isolation）、ディレクティビティ（Directivity）およびカップリング量（Coupling量）は、式（１）の関係となる。
Isolation = Directivity + Coupling・・・（１）

マッチング調整器５１は、容量成分（Ｃ）やインダクタンス成分（Ｌ）等を調整可能に構成されている。このため、ＣＰＵ２０は、マッチング調整器５１の容量成分（Ｃ）やインダクタンス成分（Ｌ）を調整することにより、マッチング調整器５１のインピーダンスを調整することができる。したがって、ＣＰＵ２０は、マッチング調整器５１のインピーダンスを調整することにより、第３端子Ｐ３へのアイソレーション量（Isolation）を調整することができる。その結果、ＣＰＵ２０は、マッチング調整器５１の容量成分（Ｃ）やインダクタンス成分（Ｌ）を調整することで、送信回路３０から受信回路９０へ流れる信号（キャリアリーク）を調整することができる。

このように、自己診断処理時には、送信回路３０から受信回路９０への信号の漏れこみが最大化するようにマッチング調整器５１を調整することで、試験パターン信号を受信する感度を上げることができる。

分配器９３は、切替回路７０により送信回路３０および受信回路９０がアンテナ端８１と接続されている場合には、アンテナ端８１を介してアンテナ８０から送られた信号を、第２カップラー５０を介して受信する。

また、分配器９３は、切替回路７０により送信回路３０および受信回路９０がアンテナ端８１から終端抵抗に切り替えられている場合には、第２カップラー５０において送信回路３０から漏れてきたキャリアリーク分の信号を受信する。分配器９３は、受信した信号を２つの信号に分配し、分配した信号をそれぞれＩ−ｃｈ受信ミキサ９５ａとＱ−ｃｈ受信ミキサ９５ｂに出力する。

ハイブリッド回路９４は、局発部４０から受信した信号を、互いに９０°位相のずれた信号として、それぞれ、Ｉ−ｃｈ受信ミキサ９５ａと、Ｑ−ｃｈ受信ミキサ９５ｂに出力する。Ｉ−ｃｈ受信ミキサ９５ａ、Ｑ−ｃｈ受信ミキサ９５ｂは、各々、自己に入力される分配器９３からの信号に対して、局発部４０から出力される局発信号を掛け合わせる。この結果、受信信号は局発部４０から出力される局発信号の周波数にダウンコンバートされる。Ｉ−ｃｈ受信ミキサ９５ａ、Ｑ−ｃｈ受信ミキサ９５ｂで掛け合わせる局発信号は、送信ミキサ３３で掛け合わせる局発信号と同一の周波数帯である。本実施形態において、Ｉ−ｃｈ受信ミキサ９５ａ、Ｑ−ｃｈ受信ミキサ９５ｂおよび送信ミキサ３３で掛け合わせる周波数帯は「920MHz帯」であるがこれに限られるものではない。例えば、「2.4GHz帯」、「13.56MHz帯」等であってもよい。

Ｉ−ｃｈ受信ベースバンド処理回路９６ａは、Ｉ−ｃｈ受信ミキサ９５ａでダウンコンバートされた信号から不要な周波数成分を除去し、復調して、Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａに出力する。Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａは、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ２０に出力する。

Ｑ−ｃｈ受信ベースバンド処理回路９６ｂは、Ｑ−ｃｈ受信ミキサ９５ｂでダウンコンバートされた信号から不要な周波数成分を除去し、復調して、Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂに出力する。Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂは、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ２０に出力する。

Ｉ−ｃｈ受信ミキサ９５ａ、Ｑ−ｃｈ受信ミキサ９５ｂ、Ｉ−ｃｈ受信ベースバンド処理回路９６ａ、Ｑ−ｃｈ受信ベースバンド処理回路９６ｂ、Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａおよびＱ−ｃｈＡＤＣ９７ｂは、受信回路９０の直交復調回路を構成する。以下、直交復調回路にて構成される受信回路９０の動作を診断する方法について説明する。

ＣＰＵ２０は、Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａでの受信信号振幅が最大となる位相に移相器３６を調整する。そして、ＣＰＵ２０は、Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａから出力された試験パターン信号の波形が正常波形か否かを判定する。波形が正常か否かの判定は、ＣＰＵ２０を通じて送信回路３０から送信された試験パターン信号の波形と、Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａからＣＰＵ２０に出力された試験パターン信号の波形と、が実質的に同一か否かが判定されることにより行われる。

送信系に異常がない場合において、Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａから出力された試験パターン信号の波形が異常波形であると判定した場合には、Ｉ−ｃｈの受信系に異常があると診断する。Ｉ−ｃｈの受信系に異常があると診断した場合には、ＣＰＵ２０は、上位の機器、例えば、ＰＣ３００や図示しないサーバに異常を通知する。通知の内容として、例えば、Ｉ−ｃｈの受信系に異常がある旨のメッセージなどをディスプレイに表示したり、スピーカで報知したりすることができる。この通知を受けたＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０の管理者は、異常がある個所をいち早く特定することができる。

また、ＣＰＵ２０は、Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂでの受信信号振幅が最大となる位相に移相器３６を調整する。そして、ＣＰＵ２０は、Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂから出力された試験パターン信号の波形が正常波形か否かを判定する。波形が正常か否かの判定は、ＣＰＵ２０を通じて送信回路３０から送信された試験パターン信号の波形と、Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂからＣＰＵ２０に出力された試験パターン信号の波形と、が実質的に同一か否かが判定されることにより行われる。

送信系に異常がない場合において、Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂから出力された試験パターン信号の波形が異常波形であると判定した場合には、Ｑ−ｃｈの受信系に異常があると診断する。Ｑ−ｃｈの受信系に異常があると診断した場合には、ＣＰＵ２０は、上位の機器、例えば、ＰＣ３００や図示しないサーバに異常を通知する。通知の内容として、例えば、Ｑ−ｃｈの受信系に異常がある旨のメッセージなどをディスプレイに表示したり、スピーカで報知したりすることができる。この通知を受けたＲＦＩＤタグリーダライタ装置１０の管理者は、異常がある個所をいち早く特定することができる。

図４は、本実施形態の自己診断処理の一例を示すフローチャートである。自己診断処理は、送信回路３０および受信回路９０の接続先がアンテナ端８１である状態で開始される。はじめに、ＣＰＵ２０は、ＰＣ３００から自己診断処理開始の指示を受けると、読取コマンド発行の指令である送信信号の出力を開始する（ステップＳ１１）。

ＣＰＵ２０は、第１パワー検出器３７で検出したパワーが正常時に検出できる期待範囲内のパワー（電力）であるか否かを判定する（Ｓ１２）。第１パワー検出器３７で検出したパワーが正常時に検出できる期待範囲外のパワー（電力）である場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、ＣＰＵ２０は、送信系のＤＡＣ３１から第１送信アンプ３４までの範囲で異常があると診断する（Ｓ１３）。そして、ＣＰＵ２０は、送信系のＤＡＣ３１から第１送信アンプ３４までの範囲で異常がある旨を上位のＰＣ３００等に対し通知する（Ｓ１４）。この処理が終了すると、図４では省略されているが自己診断処理は終了となる。

第１パワー検出器３７で検出したパワーが正常時に検出できる期待範囲内のパワー（電力）である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、ＣＰＵ２０は、第２パワー検出器６１で検出したパワーが正常時に検出できる期待範囲内のパワー（電力）であるか否かを判定する（Ｓ１５）。

第２パワー検出器６１で検出したパワーが正常時に検出できる期待範囲外のパワー（電力）である場合（Ｓ１５：ＮＯ）には、ＣＰＵ２０は、送信系の第１カップラー３５から第２カップラー５０までの範囲で異常があると診断する（Ｓ１６）。そして、ＣＰＵ２０は、送信系の第１カップラー３５から第２カップラー５０までの範囲で異常がある旨を上位のＰＣ３００等に対し通知する（Ｓ１７）。この処理が終了すると、図４では省略されているが自己診断処理は終了となる。

第２パワー検出器６１で検出したパワーが正常時に検出できる期待範囲内のパワー（電力）である場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）には、ＣＰＵ２０は、送信回路３０および受信回路９０の接続先をアンテナ端８１から終端抵抗に切り替える（Ｓ１８）。

ＣＰＵ２０は、第２カップラー５０において、送信系から受信系への信号の漏れこみ（キャリアリーク）が最大化するようにマッチング調整器５１を調整する（Ｓ１９）。ＣＰＵ２０は、試験パターン信号の送信を開始する（Ｓ２０）。

ＣＰＵ２０は、Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａでの受信信号振幅が最大となる位相に移相器３６を調整する（Ｓ２１）。そして、ＣＰＵ２０は、Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａから出力された試験パターン信号の波形が正常波形か否かを判定する（Ｓ２２）。Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａから出力された試験パターン信号の波形が異常波形である場合（Ｓ２２：ＮＯ）には、ＣＰＵ２０は、Ｉ−ｃｈの受信系に異常があると診断する（Ｓ２３）。そして、ＣＰＵ２０は、Ｉ−ｃｈの受信系に異常がある旨を上位であるＰＣ３００等に通知する（Ｓ２４）。この処理が終了すると、図４では省略されているが自己診断処理は終了となる。

Ｉ−ｃｈＡＤＣ９７ａから出力された試験パターン信号の波形が正常波形である場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）には、ＣＰＵ２０は、Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂでの受信信号振幅が最大となる位相に移相器３６を調整する（Ｓ２５）。そして、ＣＰＵ２０は、Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂから出力された試験パターン信号の波形が正常波形か否かを判定する（Ｓ２６）。Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂから出力された試験パターン信号の波形が異常波形である場合（Ｓ２６：ＮＯ）には、ＣＰＵ２０は、Ｑ−ｃｈの受信系に異常があると診断する（Ｓ２７）。そして、ＣＰＵ２０は、Ｑ−ｃｈの受信系に異常がある旨をＰＣ３００等の上位に通知する（Ｓ２８）。この処理が終了すると、図４では省略されているが自己診断処理は終了となる。

Ｑ−ｃｈＡＤＣ９７ｂから出力された試験パターン信号の波形が正常波形であると判定した場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）には、ＣＰＵ２０は、通常時の設定（状態）への復帰処理（Ｓ２９〜Ｓ３１）を行う。すなわち、ＣＰＵ２０は、送信系から受信系への信号の漏れこみが最小化するようにマッチング調整器５１を調整する（Ｓ２９）。そして、ＣＰＵ２０は、送信回路３０および受信回路９０の接続先を終端抵抗からアンテナ端８１へ復帰する（Ｓ３０）。また、ＣＰＵ２０は、移相器３６の位相を規定値に復帰する（Ｓ３１）。この処理が終了すると自己診断処理は終了となる。

なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。

１ ＲＦＩＤタグリーダライタシステム
１０ ＲＦＩＤタグリーダライタ装置
２０ ＣＰＵ
２１ 記憶部
３０ 送信回路
３１ ＤＡＣ
３２ 送信ベースバンド処理回路
３３ 送信ミキサ
３４ 第１送信アンプ
３５ 第１カップラー
３６ 移相器
３７ 第１パワー検出器
４０ 局発部
５０ 第２カップラー
５１ マッチング調整器
６０ 第３カップラー
６１ 第２パワー検出器
７０ 切替回路
８０ アンテナ
８１ アンテナ端
９０ 受信回路
９１ 第４カップラー
９２ 第３パワー検出器
９３ 分配器
９４ ハイブリッド回路
９５ａ Ｉ−ｃｈ受信ミキサ
９５ｂ Ｑ−ｃｈ受信ミキサ
９６ａ Ｉ−ｃｈ受信ベースバンド処理回路
９６ｂ Ｑ−ｃｈ受信ベースバンド処理回路
９７ａ Ｉ−ｃｈＡＤＣ
９７ｂ Ｑ−ｃｈＡＤＣ
１００ 物品
１０１ ＲＦＩＤタグ
１０１ａ アンテナ
２００ ベルトコンベア
３００ ＰＣ
Ｐ１ 第１端子
Ｐ２ 第２端子
Ｐ３ 第３端子
Ｐ４ 第４端子

Claims (7)

1. 試験信号をアンテナに送信する送信回路と、
   前記送信回路から送信された前記試験信号を前記送信回路と同一の周波数帯において受信する受信回路と、
   前記送信回路から送信された前記試験信号と、前記受信回路で受信した前記試験信号と、に基づいて診断を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記受信回路に漏れこんできた前記試験信号を判定することで、無線装置内の異常の有無を診断する
   ことを特徴とする無線装置。
2. 請求項１に記載の無線装置において、
   前記送信回路と前記受信回路との間に接続されたカップラーを更に備え、
   前記制御部は、前記制御部を通じて前記送信回路から送信された前記試験信号の波形と、前記送信回路から送信され前記カップラーを介して前記受信回路から前記制御部に出力された前記試験信号の波形と、が実質的に同一か否かを判定し、同一でない場合には、異常であると診断する
   ことを特徴とする無線装置。
3. 請求項１または２に記載の無線装置において、
   前記送信回路は、前記送信回路から送信される前記試験信号に基づいて前記試験信号のパワーを検出するパワー検出器を更に備え、
   前記制御部は、前記パワー検出器により検出された前記パワーに基づいて、前記送信回路に異常があるか否かを判断する
   ことを特徴とする無線装置。
4. 請求項１から３のうちいずれかに記載の無線装置において、
   前記送信回路および前記受信回路と前記アンテナとの間の負荷状態を切り替える切替回路を更に備え、
   前記制御部は、前記切替回路による切り替え後に、前記受信回路で受信した前記試験信号に基づいて診断を行う
   ことを特徴とする無線装置。
5. 請求項１から４のうちいずれかに記載の無線装置において、
   前記送信回路は、前記送信回路から送信される前記試験信号の位相を調整する移相器を更に備え、
   前記制御部は、前記移相器により前記試験信号の位相を調整することにより、直交復調回路にて構成される前記受信回路の動作を診断する
   ことを特徴とする無線装置。
6. 無線装置の異常を診断する無線装置の自己診断方法であって、
   試験信号をアンテナに送信し、
   前記アンテナに送信された前記試験信号と同一の周波数帯において受信し、
   前記アンテナに送信された前記試験信号と、前記受信した前記試験信号と、に基づいて受信回路に漏れこんできた前記試験信号を判定することで、前記無線装置内の異常の有無を診断する
   ことを特徴とする無線装置の自己診断方法。
7. 無線装置の異常を診断する無線装置のコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
   試験信号をアンテナに送信する処理と、
   前記アンテナに送信された前記試験信号と同一の周波数帯において受信する処理と、
   前記アンテナに送信された前記試験信号と、前記受信した前記試験信号と、に基づいて受信回路に漏れこんできた前記試験信号を判定することで、前記無線装置内の異常の有無を診断する処理と、
   を行うことを特徴とするプログラム。

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