JP2516140B2 - Idカ―ド送受信回路 - Google Patents

Idカ―ド送受信回路

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JP2516140B2
JP2516140B2 JP4097371A JP9737192A JP2516140B2 JP 2516140 B2 JP2516140 B2 JP 2516140B2 JP 4097371 A JP4097371 A JP 4097371A JP 9737192 A JP9737192 A JP 9737192A JP 2516140 B2 JP2516140 B2 JP 2516140B2
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
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  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は無線IDカードシステム
において多数の個局を親局で判別し、相互の通信を行う
無線IDカードのIDカード送受信回路に係り、特に低
消費電力で高感度が要求されるミリ波帯の電池式IDカ
ードに有効なIDカード送受信回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の無線IDカード送受信回路
の基本構造を示すブロック図である。図において、親局
側の送信機(TX)1からアンテナ(ANT)2を介し
て搬送波が比較的低い周波数帯のASK(Amplit
ude Shift Keying:振幅変位方式)変
調波を子局側に送信する。子局側は、送信されてきたA
SK変調波を低利得アンテナ3で受信し、検波回路(D
ET)4でダイオードによる包絡線検波を行ってデータ
を取り出す(DATA OUT)ように構成されてい
る。
【0003】一方、子局側から親局側にデータを送信す
るときは、子局側で位相変調器(PM MOD)5に送
信したいデータを取り込み(DATA IN)、このデ
ータで親局からの搬送波を位相変調してアンテナ3を介
して親局側に送信し、親局側はこれをアンテナ2を介し
て受信機(RX)6に取り込んでデータを得るように構
成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の無線IDカードシステム用送受信回路には
次のような問題点がある。
【0005】(1)ミリ波より低い周波数帯で信号を送
受信するために人工雑音の影響を受け易く、カードの大
きさでアンテナの指向性を鋭くして他からの干渉を軽減
することが困難である。 (2)また、低い周波数帯では信号が良好に伝搬する
が、秘匿性が要求されたり多数の親局が必要な場合に
は、周波数を変えるなどして干渉を防ぐ必要が生じる。 (3)ミリ波帯の通信においては、アンテナの利得を上
げることは可能であるが、変調時に使用する素子の性能
が低下してしまう。すなわち、低い周波数帯ではASK
変調やPM(Phase Modulation)変調
に接合容量を非常に小さくできるPINダイオードを使
用しているが、寄生容量や誘導リアクタンスの影響で導
通・非導通時のインピーダンス変化が小さくなることか
ら、オン・オフ比特性が著しく劣化してしまうのであ
る。 (4)そのため、ミリ波帯のように位相変調器の製作が
困難な場合、ASK方式が最も回路製作が容易な変調方
式であるが、所要C/NがPSK方式より6dB程度大
きくなるために、これを補償する必要が生ずる。さら
に、子局側は低消費電力化のため、高安定のミリ波帯発
振器を持つことができない。これらのことから、ミリ波
帯による無線通信を行うに際しては、システムの利得を
できるだけ大きくしなければならい (5)また、親局側からの送信信号を子局側で受信する
場合、包絡線検波による受信データの取り出しが簡単
で、しかも消費電力が少ないので、これらの観点から最
も優れた受信方式といえる。しかし、検波感度が低いた
めにできるだけ高感度の検波器が必要となる。
【0006】 そこで、ミリ波帯通信による高感度の受信
と高出力の送信を、可般性に優れた小型軽量かつ低消費
電力で行えるような子局用のIDカード送受信回路の開
発が望まれていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるIDカード送受信回路は、多数の子局
を親局で判別して相互の通信をミリ波帯で行うために子
局側に設けるIDカード送受信回路であって、親局で振
幅変調された親局搬送波信号を受信アンテナ(21)を
介して受信し、包絡線検波して親局データを取り出す検
波機能と、子局から親局へのデータ送信に際して親局か
ら受信した搬送波を送信データで振幅変調すると同時に
増幅し、送信アンテナ(29)を介して送信する増幅変
調機能と、ミリ波帯での高速スイッチング動作および増
幅作用を有する機能素子(たとえばFET33)により
実現した検波・増幅変調手段(例えば検波・増幅変調回
路22)と、この検波・増幅変調手段(22)の動作機
能を切り替える検波・増幅変調機能切替手段(例えばバ
イアス駆動回路27)とを備えるものとした
【0008】
【作用】上記ように構成された本発明においては、親
局とミリ波帯で送受信を行う子局に設けた検波・増幅変
調手段を、ミリ波帯での高速スイッチング動作および増
幅作用を有する機能素子により実現すると共に、該検波
・増幅変調手段の動作機能を検波・増幅変調機能切替手
段により切り替えるものとしたので、ミリ波帯における
受信波の検波と送信波の増幅変調とに必要な機能を小型
軽量かつ低消費電力で具現化できる
【0009】
【実施例】次に、本発明によるIDカード送受信回路の
実施例を図面につき説明する。
【0010】図1は本発明のIDカード送受信回路を用
いた送受信システムの基本構成を示すブロック図であ
る。図1の親局側において、11は送信搬送波を発生す
る送信発振器(OSC)、12は送信搬送波を副搬送波
で振幅変調する振幅変調器(MOD)、13は振幅変調
された搬送波を送信信号波として次のアンテナを介して
子局に送信すると共に次のアンテナから受信した子局か
らの送信信号波を受信処理のために分波する分波器(H
YB)、14はアンテナ、15は分波器13からの受信
信号を中間周波信号に変換する受信ミキサ(R MI
X)、16はこの受信ミキサ15からの中間周波信号を
中間周波増幅する中間周波増幅器(IFA)、17は中
間周波信号をろ波するIFろ波器(IF BPF)、1
8は中間周波信号から子局の送信データを取り出す復調
器(DEM)、19は復調された子局データを所定の用
途に供すると共に送信データを送出する通信制御回路
(CCU)、20は通信制御回路19からの送信データ
で副搬送波を変調し、変調副搬送波を振幅変調器12に
送出する副搬送波変調器である。
【0011】さらに、子局側において、21は受信アン
テナ、22は本発明の特徴をなす検波機能と増幅変調機
能を備えた検波・増幅変調(DET/AMP)回路であ
り、23は検波・増波変調回路22で検波された親局か
ら送信信号の映像信号を増幅するビデオ増幅器(V A
MP)、24は増幅された映像信号をろ波するベースバ
ンド(BB)ろ波器、25はその出力から親局の送信デ
ータを復調する復調器(DEM)、26は復調された親
局の送信データ(R DATA)を所定の用途に供する
と共に子局の送信データ(T DATA)を送出する通
信制御回路、27は検波・増幅変調回路22の動作機能
を切り替える検波・増幅変調機能切替手段としてのバイ
アス駆動回路、28は検波・増幅変調回路22からの子
局送信信号を親局に送信する送信アンテナである。
【0012】而して上記検波・増幅変調回路22は、
高速スイッチング動作の可能なFET等の増幅作用を持
つ機能素子を使用するものとしてあり、該検波・増幅変
調回 路22の動作機能の切替制御を行う検波・増幅変調
機能切替手段たるバイアス駆動回路27は、検波・増幅
変調手段への動作バイアスを切り替えることで、検波・
増幅変調回路22の検波機能と増幅変調機能とを適宜に
切り替えることができるのである。従って、検波・増幅
変調回路22およびバイアス駆動回路27は、ミリ波帯
通信におけるシステム感度向上のために別途増幅機能等
を付加する必要もないので、IDカード送受信回路自体
を可般性に優れた小型軽量かつ低消費電力に構成するこ
とが可能となる。
【0013】上記のような基本構成とした親局側におい
ては、送信発振器11で発生された親局搬送波は振幅変
調器12で振幅変調され、分波器13及びアンテナ14
を介して子局側に送信波ft1が送信される。子局側で
は、この親局からの受信波frを受信アンテナ21を介
して受信し、検波・増幅変調回路22で包絡線検波し、
ビデオ増幅器23、BBろ波器24を介して受信信号を
増幅すると共に帯域制限を行い、復調器25で親局デー
タを復調し、通信制御回路26で所定の用途に供する。
【0014】一方、子局から親局へ子局のデータを送信
するときは、バイアス駆動回路27で検波・増幅変調回
路22の機能を増幅変調機能に切り替えて子局の送信デ
ータを搬送波にのせ送信アンテナ28から子局送信波f
t2として親局側に送信する。
【0015】斯く構成した本発明に係るIDカード送受
信回路によれば、親局とミリ波帯で送受信を行う子局に
設けた検波・増幅変調回路22が、バイアス駆動回路2
8により動作機能を切り替えられることで、受信波の検
波と送信波の増幅変調とを兼務するので、子局を構成す
る装置を簡素化する事が可能となる。しかも、検波・増
幅変調回路22は、ミリ波帯での高速スイッチング動作
および増幅作用を有する機能素子により実現したので、
ミリ波帯通信における感度を向上するための増幅機能等
を別途付加する必要も無い。すなわち、子局は簡単な回
路構成を採ることができるので、可般性に優れた軽量小
型になると共に消費電力を低減させることを可能とな
り、ミリ波帯におけるIDカード送受信システムを実現
できるのである。
【0016】しかも、ミリ波帯を送受信に使用すること
により、信号がノイズの影響を受け難くなると共に、ア
ンテナの指向性を向上さることができるので、高感度の
受信を行うことができる。また、ミリ波帯で送受信を行
うことにより、単位時間当りに伝送可能な情報量を飛躍
的に高めることができ、伝送速度の向上をも期せるので
ある。
【0017】次に、検波・増幅変調手段と検波・増幅変
調機能切替手段を有するIDカード送受信回路を適用し
子局側の具体的実施例を図2に基づいて説明する。
【0018】図2は、本発明によるIDカード送受信回
路の一実施例のASK(Amplitule Shif
t Keying)/ASK送信の場合のブロック構成
図であり、31は親局からの送信信号を受信する受信ア
レーアンテナ、32はこの受信アレーアンテナ31と次
に示す検波・増幅変調手段としてのFETの検波感度最
大時のアンテナとのインピーダンス整合を行うインピー
ダンス整合回路(MNW1)、33は受信した信号の検
波を行う機能と共に後述する子局からの送信波の増幅変
調機能を有する機能素子としてのFET、34はこのF
ET33に接続され、検波された受信信号を増幅する映
像増幅器(VAMP)、35は増幅された受信信号をろ
波するベースバンドろ波器(BBF)、36はろ波され
た信号から親局送信データを取り出す復調器(DE
M)、37は取り出した親局送信データを適宜処理する
通信制御回路、38は前記FET33のゲート(G)と
ドレイン(D)に接続され、FET33の検波動作機能
と増幅変調動作機能を切り替える検波・増幅変調機能切
替手段としてのバイアス駆動回路、39は増幅最大時の
FET33と後述する送信アンテナとのインピーダンス
整合を行うインピーダンス整合回路(MNW2)、40
は送信時にFET33で増幅変調された送信搬送波を親
局側に送信する上記送信アレーアンテナである。
【0019】上記FET33は、例えばミリ波帯で増幅
機能を有するHEMT(HighElectron M
obility Transistor)のようなゲー
ト電圧対ドレイン電流が非直接的に変化するトランジス
タを用いるものとし、ASK受信波の検波は小信号なの
で、ピンチオフ付近の非直線性の大きなバイアスを選択
するようにする。このバイアスではミリ波の増幅機能は
ないが、検波されたデータの信号成分を増幅する機能は
残されているので、ダイオード検波より高感度である。
なお、増幅器としてミリ波の搬送波を増幅するときはピ
ンチオフより浅いゲート電圧を選ぶようにする。
【0020】上記のように構成された本実施例において
は、親局からの送信データを受信する場合、親局から送
信されて来た送信波が受信アレーアンテナ31で受信さ
れ、インピーダンス整合回路32を介してFET33の
ゲートに印加される。FET33はバイアス駆動回路3
8によりそのゲートバイアスとドレインバイアスから検
波感度が最大になるバイアスに切り替え設定され、上記
送信波を包絡線検波する。この検波出力は映像増幅器3
4で増幅され、ベースバンドろ波器35でろ波され、復
調器36で復調されて通信制御回路37に送出される。
通信制御回路37はこの親局データを適切に処理すると
共にそれに含まれる親局からの指令を取り出し、バイア
ス駆動回路38を制御する。
【0021】一方、子局から親局に子局のデータを送信
するときは、バイアス駆動回路38によりFET33が
そのゲートバイアスとドレインバイアスを増幅利得が最
大になるバイアスに切り替えられ、通信制御回路37か
らの子局データを送信搬送波にのせ、送信アレーアンテ
ナ40から親局に送信する。
【0022】図3は上記実施例の各部の動作波形を例示
する波形図である。(a)は通信制御回路37からのク
ロック波形、(b)はASK時のFET33のゲートに
印加されるバイアスEgの波形例、(c)はASK時の
FET33のドレインに印加されるバイアスEdの波形
例を夫々示したものである。図示のように、子局が親局
からの送信データを受信する状態においてはFET33
は上記のようにゲート電圧対ドレイン電流の小振幅時の
非直線性が最も大きくなるピンチオフに近いバイアスで
ASK包絡線検波を行っている。このときのFET33
の増幅利得はほとんどない。また、子局が子局データを
送信する状態においては増幅利得が大きいバイアスに選
ぶと親局からの受信搬送波を増幅して送信する(マー
ク)ことができ、一方増幅利得が最小となるバイアスに
選ぶと、受信搬送波は減衰される(スペース)ことにな
る。したがって、FET33のバイアスを通信制御回路
37からのデータパルスでドライブすれば、増幅と振幅
変調を同時に行うことができる。しかも、検波・増幅変
調手段としてのFET33動作させる際のゲートバイ
アスは電圧駆動ですむので、更に子局側の低消費電力化
を図ることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るID
カード送受信回路によれば、親局とミリ波帯で送受信を
行う子局に設け検波・増幅変調手段を、ミリ波帯での
高速スイッチング動作および増幅作用を有する機能素子
により実現すると共に、該検波・増幅変調手段の機能動
作切り替えを検波・増幅変調機能切替手段によって切り
替えるものとしたので、ミリ波帯通信における感度を向
上するための増幅機能等を別途付加する必要が無く、
局を構成する装置を簡素化して簡単な回路構成を採るこ
とができ、可般性に優れた軽量小型になると共に子局の
消費電力を低減させ得るのである。
【0024】また、子局の構成を小型軽量ならしめるこ
とと併せて消費電力を低減することにより、ミリ波帯に
おけるIDカード送受信システムを実現できるので、信
号がノイズの影響を受け難くなると共に、アンテナの指
向性を向上さることができ、高感度の受信を行うこ
とが可能となる。しかも、ミリ波帯で送受信を行うこと
により、単位時間当りに伝送可能な情報量を飛躍的に高
めることができ、伝送速度の向上をも期せるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のIDカード送受信回路の基本構造を示
すブロック図である。
【図2】本発明によるIDカード送受信回路の一実施例
のASK/ASK送信の場合のブロック構成図である。
【図3】図2の実施例の各部の動作波形を示す波形図で
ある。
【図4】従来の無線のIDカード送受信回路の基本構造
を示すブロック図である。
【符号の説明】
21 子局アンテナ 22 検波・増幅変調(DET/AMP)回路 26 通信制御回路 27 バイアス駆動回路33 FET
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−227553(JP,A) 特開 昭61−144136(JP,A) 特開 昭63−302629(JP,A) 特開 平1−182780(JP,A) 特開 昭64−84175(JP,A) 特開 昭62−294347(JP,A) 特開 昭55−114976(JP,A) 特開 昭62−283738(JP,A) 特開 昭63−121773(JP,A) 特公 昭59−31018(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の子局を親局で判別して相互の通信
    をミリ波帯で行うために子局側に設けるIDカード送受
    信回路であって、 親局で振幅変調された親局搬送波信号を受信アンテナを
    介して受信し、包絡線検波して親局データを取り出す検
    波機能と、子局から親局へのデータ送信に際して親局か
    ら受信した搬送波を送信データで振幅変調すると同時に
    増幅し、送信アンテナを介して送信する増幅変調機能と
    、ミリ波帯での高速スイッチング動作および増幅作用
    を有する機能素子により実現した検波・増幅変調手段
    と、この検波・増幅変調手段の動作機能を切り替える検
    波・増幅変調機能切替手段とを備えることを特徴とする
    IDカード送受信回路。
JP4097371A 1992-03-25 1992-03-25 Idカ―ド送受信回路 Expired - Lifetime JP2516140B2 (ja)

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