JP2561320B2 - マイクロ波通信装置及びマイクロ波通信装置を用いた通信方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第５図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作 用（第１図） 実 施 例 第１実施例の説明（第2,3図） 第２実施例の説明（第４図） 発明の効果 〔概 要〕 親機と子機とからなり、その子機が、近距離間で送受
信する小型のマイクロ波通信装置に関し、 子機を低コストかつ小型軽量であって、消費電力が僅
かなものにすることを目的とし、 親機側の搬送波を利用して子機側から親機側へデータ
送信をし子機側に搬送波発振機を不要とすると共に、検
波・変調共用ダイオード回路で、アンテナで受信した親
機からの信号を検波すると共に親機から送られてきた変
調波または無変調波のうちの少なくとも無変調波を子機
側の中間周波信号で変調してアンテナ側に出力するよう
に構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、親機と子機とからなり近距離間で送受信す
る小型のマイクロ波通信装置に関し、特に、その子機
が、例えば生産ライン上の自動車等の移動体に容易に着
脱できるように小型・軽量であるとともに、その移動体
の種別等のデータを親機に伝送して移動体を識別させう
る、マイクロ波通信装置及びこのマイクロ波通信装置を
用いた通信方法に関する。

なお、この種のマイクロ波通信装置では、子機からの
送信データを受信してデータ処理をする親機が通常固定
されているのに対して、子機は、識別の対象となる自動
車等の移動体に取り付けられて移動するので、この子機
には、小型軽量であること、低コストであること、低消
費電力であって特に電池で長時間動作できること等が強
く望まれているほか、移動体への取り付け取り外しが容
易であることも望まれている。

〔従来の技術〕

第５図は従来のこの種のマイクロ波通信装置の構成を
示すブロック図であるが、この第５図において、100
は、親機であって、自動車等の生産ラインの所要部に固
定されており、200は、子機であって、自動車等の生産
ライン上を移動し識別の対象となる移動体に取り付けら
れている。

このうち親機100は、データ処理部101と、マイクロ波
の搬送波CW1を発生する搬送波発生器102と、搬送波発生
器102からの搬送波CW1をデータ処理部101からの送信デ
ータDR1で変調し変調波P1を出力する変調器103と、この
変調器103からの変調波P1に基づく送信波ω１を後述す
る子機200からの受信波ω２と分離する分波器104と、こ
の分波器104からの送信波ω１を子機200側に送信するア
ンテナ105と、分波器104で分離された受信波ω２に基づ
く変調波P2を復調し受信データDW1としてデータ処理部1
01に出力する復調器106とから構成される。

また、子機200も、親機100とほぼ同様に、データ処理
部201と、マイクロ波の搬送波CW2を発生する搬送波発生
器202と、搬送波発生器202からの搬送波CW2をデータ処
理部201からの送信データDR2で変調し変調波P2を出力す
る変調器203と、この変調器203からの変調波P2に基づく
送信波ω２を親機100から受信波ω１と分離する分波器2
04と、この分波器204からの送信波ω２を親機100に送信
するアンテナ205と、分波器204で分離された受信波ω１
に基づく変調波P1を復調し受信データDW2としてデータ
処理部200に出力する復調器206とから構成される。

このような構成により、子機200では、搬送波発生器2
01からの搬送波CW2を利用して所要のデータを親機100に
送信し、親機100では、この受信したデータをデータ処
理部101に取り込んで、自動車等の移動体の種別等を認
識する。そして、生産ライン上では、この認識した種別
等に基づいて、例えば自動車等の移動体に所要の加工を
施すなどの生産管理等を行なう。

逆に、親機100から所要のデータが子機200に送信され
ると、子機200では、この受信したデータをデータ処理
部200に取り込む。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のマイクロ波通信装置
では、子機200の取り付けられ移動体の識別データが親
機100に送られて生産管理等の目的は果たせるものの、
子機200では自分で発生した搬送波CW2を利用して識別デ
ータを親機100に送信しているので、搬送波発生器201に
より子機200の回路規模が大型になり、所望の小型軽量
化が実現できないと共に、搬送波発生器201が消費する
電力によって、子機200の消費電力が増加し電池での長
時間動作に適さないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもの
で、低コストかつ小型軽量であって、消費電力が僅かな
マイクロ波通信装置及びこのマイクロ波通信装置を用い
た通信方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図を示す。

第１図において、１は親機であり、２は子機である。

親機１には、変調波AW,PWまたは無変調波CWの送信及
び受信のための送受信共用アンテナ11が設けられる。

子機２は、送受信共用アンテナ21と、検波・変調共用
ダイオード回路22と、増幅器23と、データ処理部24と、
中間周波変調器25と、ローパスフィルタ26とをそなえて
いる。

送受信共用アンテナ21は、親機１との間で、変調波A
W,PWまたは無変調波CWを送受信するようになっている。
なお、変調波AWは親機１で発生させたマイクロ波の搬送
波を子機２への送信データで振幅変調させたものであ
り、無変調波CWは、上記親機１で発生させたマイクロ波
の搬送波で、何ら変調をかけていないものである。

検波・変調共用ダイオード回路22は、アンテナ21で受
信した親機１からの信号を検波して復調すると共に、親
機１から送られてきた変調波AWまたは無変調波CWのうち
の少なくとも無変調波CWを子機２の中間周波信号FW2で
位相変調してアンテナ21に出力するものである。

増幅器23は、ダイオード回路22で検波して微小電圧と
なった信号DW2またはCWを増幅して出力するものであ
る。

データ処理部24は、増幅器23からの信号DW2またはCW
を取り込んで処理すると共に送信データDR2を出力する
ものである。

中間周波変調器25は、データ処理部24とダイオード回
路22との間に増幅器23と並列的に介装されており、デー
タ処理部24からの送信データDR2を中間周波変調して中
間周波信号FW2をダイオード回路22に供給するものであ
る。

ローパスフィルタ26は、ダイオード回路22と増幅器23
との間の信号ライン27に設けられて、中間周波変調器25
からの中間周波信号FW2が増幅器23側へ流入するのを阻
止するものである。

〔作 用〕

このような構成により、子機２が親機１へ近づいてく
ると、親機１から出ている無変調波CWを、子機２が受信
して、子機２が起動する。

そして、その後は、親機１と子機２との間で送受信を
行なう。

例えば、子機２では、親機１からの変調波AWまたは無
変調波CWを送受信共用アンテナ21で受信して、検波・変
調共用ダイオード回路22で検波し、変調波AWについては
受信データDW2に復調して出力する。

そして、この検波・変調共用ダイオード回路22で検波
された信号は、信号ライン27を通じて増幅器23に送られ
増幅された上でデータ処理部24へ取り込まれて処理され
る。

一方、このデータ処理部24では、内部に書き込まれた
送信データDR2を、中間周波変調器25に出力し、中間周
波変調器25では、この送信データDR2を中間周波変調し
て中間周波信号FW2を信号ライン27を通じてダイオード
回路22に供給する。

この時、信号ライン27に介装されたローパスフィルタ
26が、この中間周波変調器25からの中間周波信号FW2が
増幅器23側へ流入するのを阻止するため、中間周波信号
FW2は逆流せずにダイオード回路22に送給されて、この
中間周波信号FW2が上述の受信データDW2の入力されるべ
き増幅器23へ混入することはない。

中間周波信号FW2を受けたダイオード回路22では、親
機１から受信した無変調波CWをこの中間周波信号FW2で
位相変調して変調波PWとしてアンテナ21に出力する。

そして、送受信共用アンテナ21では、このダイオード
回路22からの子機２側のデータを含んだ変調波PWを親機
１に送信する。

〔実 施 例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

（ａ）第１実施例の説明 第２図は本発明の第１実施例を示すブロック図で、こ
の第２図において、１は、親機であって、自動車等の生
産ラインの所要部に固定されており、２は、子機であっ
て、自動車等の生産ライン上を移動し識別の対象となる
移動体に取り付けられている。

親機１は、送受信共用アンテナ11と、検波器12と、復
調器13と、データ処理部14と、振幅変調用発振器15とか
ら構成されている。

送受信共用アンテナ11は、親機１からの変調波（ASK
波）AWや無変調波CWの送信と、子機２からの変調波（PS
K波）PWの受信とに兼用されるものである。

検波器12は、子機２からの変調波（PSK波）PWを検波
して、中間周波信号（FSK波）FW1を出力するものであ
る。

復調器13は、検波器12から入力された中間周波信号FW
1を受信データDW1に復調するものである。

データ処理部14は、復調器13からの受信データDW1を
取り込んで適宜の処理をすると共に送信データDR1を出
力するものであって、マイクロプロセッサ,ROMおよびRA
M等から構成されており、電源16および生産用機械また
は生産管理用機械側17に接続されている。

振幅変調用発振器15は、マイクロ波の搬送波CWを発振
させるとともにデータ処理部14からの送信データDR1で
オンオフされて振幅変調器として動作するものである。
この動作により変調されない搬送波CWや振幅変調した変
調波（ASK波）AWを出力することができる。

子機２は、送受信共用アンテナ21と、検波・変調共用
ダイオード回路22と、増幅器23と、データ処理部24と、
中間周波変調器25と、ローパスフィルタ26とをそなえて
いる。

送受信共用アンテナ21は、親機１からの変調波（ASK
波）AWや無変調波CWの受信と、親機１に子機２からの変
調波の送信とに兼用されるものである。

検波・変調共用ダイオード回路22は、ダイオード22a
と、ダイオード22aの一端をマイクロ波帯で短絡するた
めのオープンスタブ22bと、チョークコイル22cとから構
成されており、ダイオード22aには、ショットキーバリ
アダイオードが用いられている。そして、このダイオー
ド回路22では、アンテナ21で受信した変調波AWを受信デ
ータDW2に復調してこの受信データDW2を出力する機能
と、親機１から送られてきた変調波AWまたは無変調波CW
のうちの少なくとも無変調波CWを子機２の中間周波信号
（FSK波）FW2で位相変調する機能とを併せ持っている。

なお、このように無変調波CWをFSK波FW2で位相変調す
る原理は、以下のとおりである。即ち、FSK波FS2をダイ
オード22aに供給すると、ダイオード22aの容量が変化
し、これによりマイクロ波帯での特性インピーダンスも
変わるため、上記無変調波CWをFSK波FS2で位相変調する
ことができるのである。

増幅器23は、ダイオード回路22で検波して微小電圧と
なった信号を増幅して出力するものである。

データ処理部24は、増幅器23からの増幅信号を取り込
んで処理すると共に送信データDR2を出力するものであ
り、このデータ処理部24は、マイクロプロセッサ,ROM,R
AMおよび電池等から構成されている。

中間周波変調器25は、データ処理部24からの送信デー
タDR2を中間周波数で周波数変調して例えば数10kHz〜10
0kHz程度の中間周波信号（FSK信号）FWをダイオード回
路22に供給するものであり、データ処理部24と、ダイオ
ード回路22および増幅器23間の信号ライン27との間に介
装され、この中間周波変調器25の下流側には、直流カッ
ト用のコンデンサＣが介装されている。

ローパスフィルタ26は、中間周波変調器25からの中間
周波信号FWが増幅器23側へ流入するのを阻止するもので
あり、ダイオード回路22と増幅器23との間の信号ライン
27に設けられ、抵抗R1,R2とコンデンサC1,C2とからなっ
ている。

上述の構成により、例えば子機２を取り付けた移動体
が親機１へ近づいてくると、親機１から出ている無変調
波CWを子機２側が受信して、子機２が起動する。その
後、子機２から親機１へのデータの送信が行なわれる。

つまり、子機２では、データ処理部24から送信データ
DR2が、中間周波変調器25に出力されて、この中間周波
変調器25により中間周波数で周波数変調された中間周波
信号FW2として出力され、信号ライン27を通じてダイオ
ード回路22に供給される。

この時、信号ライン27に介装されたローパスフィルタ
26が、この中間周波変調器25からの中間周波信号FW2が
増幅器23側へ流入するのを阻止するため、中間周波信号
FW2は逆流せずにダイオード回路22に送給されて、この
中間周波信号FW2が増幅器23側へ混入することはない。

中間周波信号FW2を受けたダイオード回路22では、そ
のダイオード22aで、親機１から受信した無変調波CWを
この中間周波信号FW2により位相変調して位相変調波PW
をアンテナ21に出力する。なお、このとき、ダイオード
回路22では、親機１から受信した変調波AWと無変調波CW
とを識別することはしていない。従って、ダイオード回
路22で、無変調波CWを変調する態様は例えば次の２通り
が考えられる。即ち、変調波AWも無変調波CWも差別する
ことなく適当なタイミングで変調をかける態様や、所要
のタイミングを合わせて無変調波CWが来ているときのみ
変調をかける態様が考えられるが、どちらの変調態様を
選択するかは、通信距離や用途により適宜決められる。

そして、送受信共用アンテナ21では、このダイオード
回路22からの子機２側のデータを含んだ変調波PWを親機
１に送信する。

親機１では、送受信共用アンテナ11で、この子機２か
らの変調波PWを受信して、この変調波PWが、検波器12で
検波されて、中間周波信号FW1として復調器13へ入力さ
れる。

この検波器12から入力された中間周波信号FW1は、復
調器13で、受信データDW1に復調されて、この受信デー
タDW1がデータ処理部14に取り込まれて処理される。

このようにして、子機２から親機１へのデータの送信
がなされるが、この送信データDR2は、子機２の取り付
けられる移動体が自動車であれば、例えば、その自動車
に装着されるべきタイヤやエンジンやハンドル等の種類
や取付位置などに関するデータである。

つまり、親機１が、自動車の生産ライン上の例えばエ
ンジン取付部に配設されていれば、ある自動車がこのエ
ンジン取付部の流れてくると、親機１からの送信データ
の指示により、この自動車に取り付けられた子機２か
ら、装着すべきエンジンの種類が、送信データDR2とし
て親機１に送られて、受信データDW1としてデータ処理
部14に取り込まれる。

データ処理部14では、この受信データDW1をエンジン
装着系の機械に送信したり、ディスプレイに表示するな
どして、データに基づく処理を行なう。

このように、親機１から送られてくる無変調波CWを利
用することで、子機２にマイクロ波の搬送波を発振する
設備を設けないで、子機２から親機１へのデータの送信
がなされるのである。そして、中間周波変調器25は、デ
ータ処理部24とともに親機１からデータが送られてきて
いない時は停止させておくことができるため、子機２全
体の小型軽量化、低コスト化および低消費電力化に寄与
しうるのである。

一方、親機１から子機２へのデータの送信は、以下の
ように行なわれる。

まず、親機１では、データ処理部14から送信データDR
1が、振幅変調用発振器15へ送られて、この送信データD
R1で搬送波CWが振幅変調されて振幅変調波AWとして、ア
ンテナ11へ送られる。そして、この変調波AWは、アンテ
ナ11から子機２側のアンテナ21へ送信される。

子機２では、この親機１からの変調波AWを送受信共用
アンテナ21で受信することが行なわれるが、この変調波
AWは、検波・変調共用ダイオード回路22で復調され、ロ
ーパスフィル26を通過した後、増幅器23へ送られて、所
要の電圧に増幅されてから、受信データDW2として、デ
ータ処理部24へ取り込まれて記憶される。

なお、この親機１から子機２へ送信されるデータに
は、例えば、子機２側の自動車に装着されたエンジンナ
ンバー等の固有の番号などがある。

このように、子機２の検波・変調共用ダイオード回路
22では、子機２から親機１へのデータ送信に用いるのと
同一の回路を使いながら、親機１から子機２へのデータ
送信を行なえるので、この点でも、子機２の小型軽量
化、低コスト化および低消費電力化に寄与しうるのであ
る。

また、親機１から子機２への無変調波CWを子機２の起
動信号とすることで、子機２が親機１へ近づいてきて起
動信号を受けるまでは子機２を停止させておけるので、
この点でも、子機２側の消費電力の低減に大きく寄与す
る。

なお、子機２を取り付けられた移動体に所定の加工が
加えられると、この移動体は生産ライン上の次のステッ
プに進む。この時、子機２もこれと共に親機１から離れ
ていくことになるので、親機１から出ている無変調波CW
を子機２側が受信しなくなって、子機２が停止する。そ
して、この移動体が次のステップに近づいて、別の親機
１に接近すると、前述と同様に、親機１から出ている無
変調波CWを子機２側が受信して、子機２が起動し、デー
タの送信が行なわれる。

さらに、送受信共用アンテナ21およびダイオード回路
22は、具体的には、第３図に示すようにプリント基板上
に一体且つコンパクトに配置することができる。

第３図において、30はプリント基板であり、この基板
30上にアンテナ21およびダイオード回路22がプリントさ
れており、第２図と同符号は同様のものを示している。

アンテナ21は、方形パッチアンテナ21aと、90゜ハイ
ブリッド21dと、これらの方形パッチアンテナ21aとハイ
ブリッド21dとの間に介装されるインピーダンス整合用
伝送路21b,21cと、無反射終端抵抗21eとをそなえ、円偏
波アンテナとして構成されている。

また、ダイオード回路22は、第２図と同様のものが、
プリント基板30上に形成されており、このダイオード回
路22からデータ処理部24側は第２図と同様に構成されて
いる。

なお、第３図中、符号21f,22eはスルーホールであ
る。

さらに、図示しないが親機１側の送受信共用アンテナ
11もこれと同様に、円偏波アンテナとして構成されてい
る。

この場合は、円偏波信号を用いることで、子機２の移
動体への取り付けに際して、アンテナ21の傾きを考慮す
る必要がなくなり、取り付け取り外しが容易なものとな
る利点がある。

（ｂ）第２実施例の説明 第４図は本発明の第２実施例を示すブロック図で、こ
の第４図において、第２図と同符号は同様なものを示し
ており、15′は、第１実施例の振幅変調用発振器15に代
えて設けられた搬送波発振器であり、親機１のデータ処
理部14から子機２側へは、データの送信は行なわれない
ようになっている。そして、親機１から子機２へは、搬
送波発振器15′からのマイクロ波の搬送波CWのみが送ら
れるようになっている。この搬送波CWは、第１実施例と
同様に、例えば子機２を取り付けた移動体が親機１へ近
づいてくると、親機１から出ている無変調波CWを子機２
側が受信して、子機２が起動するようになっている。こ
のほかの部分は第１実施例とほぼ同様に構成されている
ので、その説明を省略する。

このような構成で、この実施例でも、親機１からの無
変調波で発信された起動信号を受けると、子機２が起動
し、第１実施例と同様に、子機２から親機１へのデータ
の送信が行なわれて、第１実施例とほぼ同様の効果を得
ることができる。

なお、この第２実施例において、子機２におけるデー
タ処理部24内のデータの書き込みあるいは書き換えは、
データ書き込み端子24aを通じて行なわれる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のマイクロ波通信装置に
よれば、親機側の搬送波を利用して子機側から親機側へ
データ送信をし子機側に搬送波発振機を不要とすると共
に、検波・変調共用ダイオード回路で、アンテナで受信
した親機からの信号を検波すると共に親機から送られて
きた変調波または無変調波のうちの少なくとも無変調波
を子機側の中間周波信号で変調してアンテナ側に出力す
るように構成されているので、子機の小型軽量化、低コ
スト化および低消費電力化に寄与しうる利点があり、ま
た子機の取り付け取り外しも容易になる。

また、ダイオード回路と増幅器との間の信号ラインに
ローパスフィルタをそなえることにより、中間周波信号
の増幅器側への流が阻止されて、検波・変調共用ダイオ
ード回路を通じての親機側から子機側への送信と子機側
から親機側へのデータ送信とが、一層確実に行なわれる
ようになる利点がある。

さらに、本発明のマイクロ波通信装置を用いた通信方
法では、親機から子機への無変調波を子機の起動信号と
することで、子機が親機へ近づいてきて起動信号を受け
るまでは子機を停止させておけるので、この点でも、子
機側の消費電力の低減に大きく寄与する利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の第１実施例を示すブロック図、 第３図は本発明の第１実施例の送受信共用アンテナおよ
びダイオード回路の例を示す回路図、 第４図は本発明の第２実施例を示すブロック図、 第５図は従来例を示すブロック図である。 図において、 １……親機、 11……送受信共用アンテナ、 12……検波器、 13……復調器、 14……データ処理部、 15……振幅変調用発振器、 15′……搬送波発振器、 16……電源、 17……生産用機械または生産管理用機械、 ２……子機、 21……送受信共用アンテナ、 21a……方形パッチアンテナ、 21b,21c……インピーダンス整合用伝送路、 21d……90゜ハイブリッド、 21e……無反射終端抵抗、 22……検波・変調共用ダイオード回路、 22a……ダイオード、 22b……オープンスタブ、 22c……チョークコイル、 23……増幅器、 24……データ処理部、 24a……データ書き込み端子、 25……中間周波変調器、 26……ローパスフィルタ、 27……信号ライン、 30……プリント基板である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】親機（１）と子機（２）との間で送受信を
   するマイクロ波通信装置において、 該子機（２）が、 該親機（１）との間で変調波（AW,PW）または無変調波
   （CW）を送受信する送受信共用アンテナ（21）と、 該アンテナ（21）で受信した該親機（１）からの信号
   （AW,CW）を検波すると共に該親機（１）から送られて
   きた上記の変調波（AW）または無変調波（CW）のうちの
   少なくとも該無変調波（CW）を子機（２）側の中間周波
   信号（FW2）で変調して該アンテナ（21）側に出力する
   検波・変調共用ダイオード回路（22）と、 該ダイオード回路（22）で検波した信号（AW,CW）を増
   幅する増幅器（23）と、 該増幅器（23）からの信号（AW,CW）を取り込んで処理
   すると共に送信データ（DR2）を出力するデータ処理部
   （24）と、 該データ処理部（24）と該ダイオード回路（22）との間
   において該増幅器（23）と並列的に介装されて該データ
   処理部（24）からの送信データ（DR2）を中間周波変調
   して中間周波信号（FW2）を該ダイオード回路（22）に
   供給する中間周波変調器（25）とをそなえて構成されて
   いることを 特徴とする、マイクロ波通信装置。
2. 【請求項２】該ダイオード回路（22）と該増幅器（23）
   との間の信号ライン（27）に該中間周波信号（FW2）の
   該増幅器（23）側への流入を阻止するローパスフィルタ
   （26）をそなえていることを 特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波通信装置。
3. 【請求項３】変調波（AW,PW）または無変調波（CW）を
   送受信しうる送受信共用アンテナ（11）を有する親機
   （１）と、 該親機（１）との間で変調波（AW,PW）または無変調波
   （CW）を送受信する送受信共用アンテナ（21）と、該ア
   ンテナ（21）で受信した該親機（１）からの信号（AW,C
   W）を検波すると共に該親機（１）から送られてきた上
   記の変調波（AW），無変調波（CW）のうちの少なくとも
   該無変調波（CW）を子機（２）側の中間周波信号（FW
   2）で変調して該アンテナ（21）側に出力する検波・変
   調共用ダイオード回路（22）と、該ダイオード回路（2
   2）で検波した信号（AW,CW）を増幅する増幅器（23）
   と、該増幅器（23）からの信号（AW,CW）を取り込んで
   処理すると共に送信データ（DR2）を出力するデータ処
   理部（24）と、該データ処理部（24）と該ダイオード回
   路（22）との間において該増幅器（23）と並列的に介装
   されて該データ処理部（24）からの送信データ（DR2）
   を中間周波変調して中間周波信号（FW2）を該ダイオー
   ド回路（22）に供給する中間周波変調器（25）とをそな
   えた移動可能な子機（２）とをそなえ、 上記の親機（１）と子機（２）との間で送受信を行なう
   マイクロ波通信装置において、 該子機（２）が該親機（１）へ近づいてくると、該親機
   （１）から出ている該無変調波（CW）を、該子機（２）
   が受信して、該子機（２）が起動し、 その後は、上記の親機（１）と子機（２）との間で送受
   信を行なうことを 特徴とする、マイクロ波通信装置を用いた通信方法。