JP2961749B2 - 短距離無線通信システム - Google Patents

短距離無線通信システム

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Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、一般的な近距離無線通信に関係するもので
ある。より詳しく言うと、本発明は、中央局と、独自の
UHF源を持たずかつ応答モードで動作する受動端との間
で、マイクロ波によりデータ伝送を行なう無線システム
に関係するものである。
そのような無線システムは、主点または中央局と、２
つ以上の受動端または、価格やスペース面の要求にかな
うようにきわめて簡素に設計されねばならない端末局と
の短距離間で情報を交わすのに使用することができる。
このタイプの無線システムは、例えば、 −移動無線アクセス機構付きリモコン国内カウンター
読み取りシステムといった、リモコン・データ収集シス
テム −個々のアクセス・カード又はチェッキング・カード
に記憶させたコード番号遠隔問い合わせ付きアクセス又
はチェッキング管理システム −道路又は鉄道用信号システム −自動ソート・システム（例えば、郵便小包） −非接触式チップ・カード用自動請求書作成システム −その他 （従来の技術の説明） 従来の技術においても、受動端を伴った、既知無線シ
ステムが幾つかある。通常、受動端から中央局に向けて
データを伝送するのに振幅変調が用いられている。中央
局により伝送される入射マイクロ波は、受動端により受
信され、中央局に向けて再度伝送される前に、伝送され
るデータにより、受信された入射マイクロ波、又はどれ
か１つの高調波を受動端で振幅変調する。受動端には、
入射マイクロ波が送られる。受信された入射マイクロ波
から直流電圧電源を生み出すために、整流フィルタリン
グ回路が通常設けられている。
変調され、受動端により中央局へ再伝送されたマイク
ロ波は、入射マイクロ波の受信時のエネルギー出力率が
低く、受動端に送信するためにエネルギーが低くなって
いるために、出力が低くなるので、そのような無線シス
テムの交信範囲を限定する必要がある。更に、振幅変調
は、周波数あるいは位相の変調に比べてノイズが起こり
やすく、従来の技術が体現されているシステムの交信範
囲に不都合となっている。
受動端を伴う無線システムの交信範囲を改良する一つ
の解決策として、例えば、再伝送マイクロ波の振幅変調
を、ノイズの起こりにくい二位相状態変調に交換すると
いう方法がある。ただし、この解決策は、受動端をきわ
めて単純にしなければならないので実行が困難であり、
複雑すぎる設計の既知位相変調器を使用する可能性は除
かれることになる。
（発明の目的） 本発明の目的は、従来の短所を回避することにある
が、特に、受動端−中央局間の伝送に二位相状態変調が
行なわれるような受動端を伴う、無線データ伝送システ
ムを提供することを目的としている。本発明が体現され
ている無線システムの受動端または端末局は、きわめて
単純かつ小型のままとしている。
（発明の要約） 本発明の特徴は、無線システムにおいて、当該無線シ
ステムに接続されている第１データ処理ユニット（U1）
と第２データ処理ユニット（U2）間で、第１データ信号
と第２データ信号（D12、D21）を、マイクロ波により、
交互に伝送しており、当該第１データ信号（D12）は、
前述した第１ユニット（U1）から前述した第２ユニット
（U2）への第１データ伝送時間中、前述した第２ユニッ
トに伝送されるべく、前述した第１ユニットにより発信
されており、当該第２データ信号（D21）は、前述した
第２ユニット（U2）から第１ユニット（U1）への第２デ
ータ伝送時間中、第１ユニットに伝送されるべく、前述
した第２ユニットにより発信されており、 当該システムは、前述した第１ユニットおよび第２ユ
ニットにそれぞれ接続され、前述した第１データ信号お
よび第２データ信号により変調されるマイクロ波を伝送
し、受信する、中央局（１）および端末局（２）を有
し、 前述の端末（２）は第１アクセス（HO、Ｈπ）を介し
て中央局（１）から第１及び第２データ伝送時間に伝送
される第１及び第２マイクロ波を受信する角形二次元ア
ンテナ（20）を有し、ここで第１マイクロ波は第１デー
タ信号により変調され第２マイクロ波はデータ信号によ
って変調されず、 前記中央局（１）の第１及び第２マイクロ波（PA、
Ｐ）は第１直線偏波（Ｈ）により伝送され、前記端末
（２）のマイクロ波スイッチャー（23）を有し、 該マイクロ波スイッチャー（23）は、アンテナ（20）
の第１アクセス（HO）に結合する入力（230）とアンテ
ナ（20）の第２アクセス（Ｖπ、VO）に結合する出力
（232a、232b）とを有し、第２データ信号（D21）によ
りスイッチ制御されて、マイクロ波スイッチャー（23）
の入力（230）に受信する第２マイクロ波（Ｐ、SP2）か
ら、第２データ信号（D21）により２つの位相状態
（０、π）に変調され、第２データ伝送時間にアンテナ
（20）から中央局（１）に前記第１直線偏波（Ｈ）と交
差する第２直線偏波（Ｖ）に従って伝送される第３マイ
クロ波（PP）を発生する無線通信システムにある。
第１マイクロ波からの第１データ信号の検出力を高め
る本発明の、もう１つの実施例に従い、端末局は直交検
出手段を備えている。これらの直交検出手段は、１個の
電界効果トランジスタにより構成されている。電界効果
トランジスタの第１電極は端末局の基準アースに接続さ
れ、第２電極は反射形短絡回路に接続されており、第３
電極は第１マイクロ波を受信して、第２電極で第１マイ
クロ波の二乗として表される信号を第２電極で発するよ
う、又第１データ信号を表す、前述した信号のゼロ・シ
ーケンス構成要素を検出するようになっている。
中央局は、2n角形二次元要素を伴う二次元アンテナ１
個より構成されることが望ましい。ここでｎは１に等し
いかあるいは１より大きい整数で、位相復調を意味す
る。アンテナは2n第１アクセスを持つ。2n第１アクセス
は、2n第１位相マイクロ波信号と2n位相マイクロ波信号
をそれぞれ受信し、これらの信号はそれぞれ第１マイク
ロ波および第２マイクロ波に対応して、第１および第２
データ伝送時間中にそれぞれ端末局に第１マイクロ波お
よび第２マイクロ波を送る。又、第２データ伝送時間中
に第３マイクロ波を受信し、受信された第３マイクロ波
を表す第２位相マイクロ波信号を2n第２アクセスで発す
るようになっている。
位相復調手段は、中央局のアンテナの2n角形二次元要
素に接続され、前述した2n第２位相マイクロ波信号およ
び2n第３位相マイクロ波信号を受信して、第２データ伝
送時間中に第２データ信号を復調する。
（実施例） 第１図を見るとわかるように、本発明が具体化されて
いるデータ伝送のための無線システムにより、遠距離に
設置された２台のデータ処理ユニットU1とU2間の直列型
デジタルデータ信号D12とD21を交互に伝送することがで
きるようになる。ユニットU1とU2は、システムの中央局
１と端末局２にそれぞれ接続されている。中央局１と端
末局２は、ユニットU1とU2に伴ったデータ伝送のための
無線機器より構成されている。ユニットU1と中央局１
は、例えば、非接触式支払いカードで操作する公衆電話
に含まれている。この場合、ユニット２と端末局２は、
電子チップカード式の非接触式支払いカードに含まれて
いる。
中央局１と端末局２との間で相互に交互に行われる、
データ信号D12とD21の伝送はそれぞれ、振幅変調と、中
央局により伝送される周波数Ｆの同じマイクロ波Ｐの２
つの位相状態０とπに変調する必要がある。ユニットU1
とU2間相互のデータ伝送時間は、データ処理ユニットU1
とU2に交互に帰属する。ユニットU1とU2に帰属するデー
タ伝送時間中、ユニットU1とU2は、データ信号D12とD21
をそれぞれ伝送する。データ信号D12とD21により運ばれ
る予約語XONとXOFFは、ユニットU1とU2の間で交換さ
れ、お互いにデータ伝送時間の始まりと終わりを示すよ
うになっている。
ユニット１からユニット２に向けてのデータ伝送時間
中、中央局２は、例えば、水平方向直線偏波Ｈにおい
て、データ信号D12により振幅変調される周波数Ｆのマ
イクロ波PAを伝送する。ユニット２からユニット１に向
けてのデータ伝送時間中、中央局１は、水平方向直線偏
波Ｈで非変調マイクロ波Ｐを伝送する。マイクロ波Ｐ
は、端末局２のアンテナにより検出され、データ信号D2
1により２つの位相状態０とπに変調されて、クロスし
た直線偏波（この場合は垂直方向直線偏波Ｖ）で中央局
１に向けて再伝送される周波数Ｆの位相PPに変調される
マイクロ波を発生する。変調されたマイクロ波PAとPP
は、端末局２と中央局１においてそれぞれ復調され、デ
ータ信号D12とD21を回復するようになっている。
中央局１は、局所マイクロ波発振器10、振幅変調器1
1、マイクロ波アンテナ12、４つのマイクロ波ミキサー1
3a〜13dからなる同期位相復調のための手段、位相検出
器14により構成されている。
局所発振器10は、周波数Ｆのマイクロ波信号OL（例え
ば2.45GHzに等しい）を発する。信号OLは、振幅変調器1
1の第１入力で適用される。変調器11の第２入力は、ユ
ニットU1により送られるデータ信号D12を受信する。
ユニットU2からユニットU1へのデータ伝送時間中、信
号D12はアクティブであり、変調器11は、信号D12により
振幅に変調されているマイクロ信号D12に対応する変調
マイクロ波信号OLAを、出力で発信する。変調されたマ
イクロ波信号OLAは、アンテナ12の水平方向偏波アクセ
スにかかり、アンテナ12はこれに応答して、対応する水
平方向偏波マイクロ波PAを伝送する。
ユニットU2からユニットU1へのデータ伝送時間中、信
号D12はインアクティブであり、変調器11は、マイクロ
波信号OLを、出力で発信する。信号OLは、アンテナ12の
水平方向偏波アクセスにかかり、アンテナ12はこれに応
答して、対応するマイクロ波Ｐを伝送する。
マイクロ波アンテナ12は、2n個の角形プリント・パタ
ーンを持つ、二次元アンテナである。ここでｎは１に等
しいかあるいは１より大きい整数である。第１図に示さ
れている実施例では、ｎは２に等しくなるように選択さ
れており、アンテナ12は４つのパターン12a〜12dより構
成されている。又、第２図を見るとわかるように、アン
テナ12は両面プリント回路板123により支持されてい
る。正面およびアンテナのパターン12a〜12d上でも、プ
リント回路板123はマイクロ波ミキサー13a〜13dを支持
している。プリント回路板123の伝導性の裏面は、基準
アースに接続され、反射スクリーンR1を形成している。
12a〜12dのパターンは各々、１辺の寸法がλ/2に等しい
四角形をしている。ここでλ/2は、マイクロ波信号OLの
周波数Ｆに対応する波長である。二次元マイクロ波アン
テナ12を構成するために、４つのパターン12a〜12dは、
アンテナ・パターンの各辺が平行になるように、又エリ
アdxdの各辺に垂直になるように、エリアdxdの四隅にそ
れぞれ配置されている。ここでｄは、アンテナ12の特性
寸法であり、望ましいアンテナ指向性図が得られるよう
に、よく知られた方法で決められる。アンテナ・パター
ン、例えば12aは、アンテナ・パターン12aの２本の平行
な第１辺の中心にそれぞれ位置する２つの垂直偏波アク
セスVOと、Ｖπａ、アンテナ・パターン12aの２本の平
行な第２辺の中心にそれぞれ位置する２つの垂直偏波ア
クセスHOとＨπａより構成されている。角形アンテナ・
パターンの垂直偏波あるいは水平偏波アクセスで適用さ
れるマイクロ波信号は、それぞれ垂直あるいは水平に偏
波された、対応するマイクロ波の伝送を発生させ、同様
に、アンテナ・パターンにより受信される垂直あるいは
水平に偏波されたマイクロ波は、アンテナ・パターンの
２つの垂直あるいは水平に偏波されたアクセスにそれぞ
れ対応するマイクロ波を発生させる。角形アンテナ・パ
ターンの２つの垂直あるいは水平に偏波されたアクセス
でそれぞれ検出され、同一の受信されたマイクロ波に対
応する２つのマイクロ波信号は、πだけ移相され、同様
に、２つの垂直あるいは水平に偏波されたアクセスで連
続して適用される同一のマイクロ波信号は、お互いから
πだけ移相される、２つの対応して偏波されるマイクロ
波を発する。
第２図に示すように、マイクロ波信号OLAとOLは、マ
イクロストリップ120b、120c、120d、120aを介し、アン
テナ12の水平に偏波されたアクセスＨπａ、HOb、HOcお
よびＨπｄで供給される。アクセスＨπａとＨπｄで受
信される、信号OLAまたはOLに対応するマイクロ波は、
アクセスHObとHOcで受信される、対応するマイクロ波信
号からπだけ移相され、アンテナ12は対応する水平に偏
波されたマイクロ波PAあるいはＰを、端末局２に向けて
伝送する。
第１図を見るとわかるように、端末局２は、アンテナ
20、整流フィルタリング回路21、振幅検出器22、マイク
ロ波スイッチャー23により構成されている。
アンテナ20は、中央局１のプリント・パターン12a〜1
2dと同じ角形プリント・パターン１つより構成されてい
る。
ユニットU1からU2へのデータ伝送時間中、アンテナ20
は、信号D12により振幅変調されるマイクロ波PAを受信
し、これに応答して、水平に偏波されたアクセスHOとＨ
πごとに、πだけお互いにそれぞれSA2とSA（π）２に
移相される、対応するマイクロ波信号を発信する。信号
SA2とSA（π）２は、スイッチャー23の入力230と、回路
21と22の入力でそれぞれ適用される。ユニットU2からU1
へのデータ伝送時間中、アンテナ20は、マイクロ波Ｐを
受信し、これに応答して、πだけお互いにそれぞれSP2
とSP（π）２に移相される、対応するマイクロ波信号を
発信する。信号SP2とSP（π）２は、スイッチャー23の
入力230と、回路21と22の入力でそれぞれ適用される。
整流フィルタリング回路21は従来型回路、例えばフィ
ルタリング能力付きのタイプの整流ダイオードの回路で
ある。回路21は、整流とフィルタリングにより、直流電
源電圧VAを生み出す。電圧VAはユニットU2に供給され
て、ユニット２の全部あるいは幾つかの回路、又必要に
応じて振幅検出器22に電気を供給する。又、必要に応じ
て、小型電気バッテリーＢを使い、ユニットU2に付加直
流電源電圧VAaを供給することもできる。
ユニットU1からU2へのデータ伝送時間中、検出器22
は、信号の振幅を直接検出することにより、データ信号
D12を回復する。検出器22により発信されたデータ信号1
2は、データ処理ユニットU2に送られる。
本発明が具体化されている低範囲伝送システムの、最
初に選ばれた実施例に従って、端末局２の検出器22は、
非線形型で動作する検出ダイオードという手段により、
従来の方法を用いて具体化されている。
本発明が具体化されている伝送システムの、２番目に
選ばれた、より効率的な実施例に従って、検出器22は、
データ信号D12の直交検出のための乗算装置として動作
する電界効果トランジスタ（FET）という手段により具
体化されている。この場合、電源電圧VAは、電界効果ト
ランジスタのグリッドを偏光させるように、検出器22に
供給される。
第３図を見るとわかるように、本発明が具体化されて
いる伝送システムの、前述した２番目の実施例のための
検出器22は、本質的に、トランジスタFET220により構成
されている。
マイクロ波信号SA（π）２は、結合コンデンサー221
を介して、トランジスタ220のグリッド220Gに送られ、
コイル222の第１接続端子に送られる。コイル222の第２
端子は、電源電圧VAを受取り、コンデンサー223を介し
て、端末局２の基準アースに接続される。電圧VAは、こ
の場合、トランジスター220のグリッド220Gを適格に偏
波できるように、負の極性を与えられた電圧である。ト
ランジスター220の電源220Sはアースに接続されてい
る。トランジスター220のドレーン220Dは、コイル224の
第１端子に接続されており、反射短絡回路225に接続さ
れている。コイル224の第２端子は、コンデンサー226を
介して、アースに接続されている。ユニットU1からユニ
ットU2へのデータ伝送時間中、グリッド220Gにかかる信
号SA（π）２も又、トランジスター220のドレーン220D
上に現れ、短絡回路225に向かって放射する。信号SA
（π）２は、短絡回路225により反射され、ドレーン220
Dに向かって戻る。トランジスター220は乗算機として動
作し、信号（SA（π）２）２を出す。信号（SA
（π）２）２は、信号（SA（π）２）２の振幅に比例す
るゼロ・シーケンス構成要素を持ち、データ信号D12に
より表される。このデータ信号D12により表される、ゼ
ロ・シーケンス構成要素は、コイル224の第２端子で検
出され、データ処理ユニットU2に送られる。
第３図の振幅検出器22のマイクロストリップ技術にお
ける、対応する現実的な実施例を、例として第４図に示
してある。実際、コイル222と224は、同じく222と224と
して引用され、適格な長さのマイクロストリップによ
り、具体化されている。反射短絡回路225は、適格な長
さのマイクロストリップを介して、トランジスター220
のドレーン220Dに接続されている第１端子と、アースに
接続されている第２端子を持つ、コンデンサーという手
段により具体化されている。又、トランジスター220の
電源220Sの突出部の両側には、金属被覆した穴が設けら
れている。
第１図を見るとわかるように、ユニットU2からU1への
データ伝送時間中、ユニットU2は、局２および１を介し
てユニット１に伝送されるデータ信号D21を発信する。
信号D21は、スイッチャー23の第１制御入力231aで適用
され、論理インバーターＩの入力にかかる。インバータ
ーＩは、信号D21を補足する、データ信号D21を出す。信
号D21は、スイッチャー23の第２制御入力231bで適用さ
れる。
第５図は、マイクロ波スイッチャー23の略図である。
スイッチャー23は、例えば、TACHONICS CORPORATION社
により、番号TCSW−0401で市販されているような、広帯
域マイクロ波スイッチャーといった、集積スイッチャー
であることが望ましい。スイッチャー23の第１および第
２出力232aと232bは、アンテナ20の垂直に偏波された、
第１および第２アクセスＶπとVOにそれぞれ接続され
る。データ信号D21が論理状態“0"である場合、入力230
は、スイッチャー23の出力232bに接続され、アンテナ20
のアクセスHOにより出されるマイクロ波信号SP2は、ア
ンテナ20のアクセスVOにかかり、アンテナ20はこれに応
答して、０に等しい相対位相を伴う、対応するマイクロ
波PPを伝送する。データ信号D21が論理状態“1"である
場合、入力230は、スイッチャー23の出力232aに接続さ
れ、マイクロ波信号SP2は、アンテナ20のアクセスＶπ
にかかり、アンテナ20はこれに応答して、πに等しい相
対位相を伴う、対応するマイクロ波PPを伝送する。この
ように、マイクロはPPは、信号D21により、２つの位相
状態０とπに変調される。
第６図を見るとわかるように、端末局２とデータ処理
ユニットU2は、3/4の縮尺で表されている、チップカー
ド202に含まれている。カード202の正面は、アンテナ20
や、局２とユニットU2の様々な回路を支持していいる。
局２とユニットU2の回路はチップの形をしており、突出
部はプレート202のマイクロストリップにはんだ付けさ
れている。カード202上の、局22とユニットU2の回路21
と22の位置は破線で表されている。カード202の裏側に
ある反射スクリーンR2は、端末局２の基準アースに接続
されている。チップカード202に組み込むことができる
ように、第１図、第３図、第４図に示されている振幅検
出器22は、第４図に例として示されているものよりも、
小型にできている。
第１図を見るとわかるように、アンテナ20により端末
局２に伝送されるマイクロ波PPは、中央局において、ア
ンテナ12の2n＝４パターン12a〜12dにより受信される。
2n′＝４パターン12a、12b、12c、12dはこれに応答し
て、マイクロ波PPを受信すると、アンテナ12の垂直に偏
波されたアクセスVOa、VOb、Ｖπｃ、Ｖπｄを介して、
対応するマイクロ波信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをそれぞれ発信
する。信号Ａ〜Ｄは、マイクロ波ミキサー13a〜13dの第
１入力にそれぞれかかる。信号Ａ〜Ｄは、±π/2または
±πモジューロ２πにより２つに移相される。ミキサー
13a〜13dの第２入力は、局所発信器の信号OLa〜OLdをそ
れぞれ受信する。局所発信器信号OLa、OLb、OLc、OLd
は、アンテナ12の、水平に偏波されたアクセスHOa、Ｈ
πｂ、Ｈπｃ、HOdによりそれぞれ発信される信号で、
振幅変調器11を介して局所発信器10によりアンテナ・パ
ターン12a〜12dに送られる、信号OLから派生する信号で
ある。信号OLa〜OLdは、０または±πモジューロ２πに
より、２つに移相される。信号Ａ〜ＤとOLa〜OLdは、下
記のような等式で表すことができる。
Ａ＝Ucos（ωｔ＋ψ＋θ）， Ｂ＝Ucos（ωｔ＋ψ＋θ＋３π/2）， Ｃ＝Ucos（ωｔ＋ψ＋θ＋π），および Ｄ＝Ucos（ωｔ＋ψ＋θ＋π/2），ならびに OLa＝Vcos（ωｔ）， OLb＝Vcos（ωｔ＋π）， OLc＝Vcos（ωｔ），および OLd＝Vcos（ωｔ＋π）。
ここで、ＵとＶはそれぞれ、マイクロ波信号Ａ〜Ｄお
よび局所発信器信号OLa〜OLdの振幅であり、ωとψはそ
れぞれ、信号OLの周波数Ｆに対応するインパルスと、局
１と２の間の無線伝送により導かれるランダム移相を表
している。また、θ＝０またはπは、０とπの２つの位
相状態に変調されたマイクロ波PPのデータ信号D21の位
相状態関数を表している。
ミキサー13a〜13dは、ミキサー13a〜13dにより出され
る信号A.OLa、B.OLb、C.OLc、D.OLdの積から派生する、
４つの低周波数変調信号SMa〜SMdを、出力でそれぞれ発
信する。信号SMa〜SMdは、検出器14のために位相検出器
14に出され、データ信号D21を信号SMa〜SMdから回復す
る。信号SMa〜SMdは、下記の等式によって表すことがで
きる。
SMa＝U.Vcos（ψ＋θ） SMb＝U.Vcos（ψ＋θ＋π/2） SMc＝U.Vcos（ψ＋θ＋π） SMd＝U.Vcos（ψ＋θ＋３π/2） 上記の等式は、信号SMa〜SMdは、位相状態θ＝０、ま
たはπの三角関数の正弦または余弦によって、マイクロ
波PPおよびランダム移相ψによって変わることを示して
いる。
マイクロ波ミキサー13a〜13dは同様の構造をしてお
り、動作も類似している。ミキサー13aを第７図に詳し
く示してあるが、本質的には、非線形型で動作する、電
解効果トランジスター130aにより構成されている。トラ
ンジスター130aのドレーンはコイル131aの第１端子に接
続されている。コイル131aの第２端子は、コンデンサー
132aを介して、アースに接続されている。トランジスタ
ー130aの電源は、中央局１の基準アースに接続されてい
る。トランジスター130aのグリッドは、総合コンデンサ
ー133aを介して、アンテナ・パターン12aのアクセスHOa
に接続され、レジスター134aの第１端子、およびコイル
135aに接続されている。レジスター134aの第２端子はア
ースに接続されている。コイル135aの第２端子は、コン
デンサー136aを介して、アースに接続されている。
信号ＡとOLaは、トランジスター130aのドレーンとグ
リッドにそれぞれかかる。トランジスター130aのグリッ
ドは、コイル135aの第２端子にかかる、負の偏波電圧VP
により、偏波される。信号SMaは、コイル131aの第２端
末レベルで出される。
第２図に、ミキサー13aと、ミキサー13b〜13cのマイ
クロストリップ技術における現実的な実施例が示されて
いる。マイクロストリップ131aと135aは、同じく131aと
135aと引用されており、コイルを作り上げている。マイ
クロストリップ133aは、アンテナ・パターン12aのアク
セスHOaに、トランジスター130aのグリッドを容量的に
結合させ、同じ引用の133aの連絡容量（liaison capaci
ty）を作り上げる。
第８図を見るとわかるように、移相検出器14は本質的
に、一次振幅器140、２つのアナログ減算器141aと141
b、４入力アナログ・マルチプレクサー142、２入力XOR
ゲート143、２つのモジュール検出器144aと144b、４つ
のコンパレーター145a〜145d、論理制御回路146より構
成されている。
信号SMaとSMbは、一次振幅器40を介して、減算器141a
と141bの直接入力＋にそれぞれかかる。信号SMcとSMd
は、一次振幅器140を介して、減算器141aと141bの逆数
入力−にそれぞれかかる。減算器141aと141bは、SMa−S
McおよびSMb−SMdから出てくる差異をそれぞれ表してい
る、信号ＸとＹを出力で発信する。信号ＸとＹは下記の
ような等式で表すことができる。
Ｘ＝SMa−SMc ＝U.V.［cos（ψ＋θ）−cos（ψ＋θ＋π）］ ＝2.U.V.cos（ψ＋θ），および Ｙ＝SMb−SMd ＝U.V.［cos（ψ＋θ＋π/2） −cos（ψ＋θ＋３π/2）］ ＝2.U.V.sin（ψ＋θ） 信号ＸとＹは、マルチプレクサー143の第１および第
３入力にそれぞれ送られる。SMc−SMaおよびSMd−SMbか
ら出てくる差異をそれぞれ表している信号−Ｘと−Ｙ
は、インバーター振幅器147aと147bにより信号ＸとＹか
ら出され、マルチプレクサー142の第２および第４入力
で供給される。論理回路146により出される選択語MSに
より、信号Ｘ、−Ｘ、Ｙ、−Ｙの中から信号Ｓが選択さ
れ、マルチプレクサー142の選択入力で適用される。選
択された信号Ｓは、コンパレーター145aの直接入力＋で
供給されるが、ここでは逆転入力が基準アースに接続さ
れている。コンパレーター145aは、信号Ｓの符号が正で
ある場合は論理状態“0"を、逆の場合は論理状態“1"を
出す、符号検出器により構成される。コンパレーター14
5aは、データ信号D21を出力で出す。
コンパレータ145b、145cおよびXORゲート143の目的
は、信号X,Yの積の符号を表す、信号SIG（X,Y）を発信
することにある。
コンパレーター145bと145cの直接入力＋は、信号Ｙと
Ｘをそれぞれ受信する。コンパレーター145bと145cの逆
転入力−は、基準アースに接続されている。コンパレー
ター145bは、信号Ｙを表す信号SIG（Ｙ）を出す。コン
パレーター145cは、信号Ｘを表す信号SIG（Ｘ）を出
す。信号SIG（Ｘ）または信号SIG（Ｙ）は、対応する信
号ＸまたはＹの符号が正である場合は論理状態“0"であ
り、逆の場合は論理状態“1"である。
信号SIG（Ｘ）とSIG（Ｙ）は、ゲート143の第１およ
び第２入力でそれぞれ適用され、ゲート143は、信号X,Y
の積の符号を表す、信号SIG（X,Y）を出力で発信する。
信号SIG（X,Y）は、積X,Yの符号が正である場合は論理
状態“0"であり、逆の場合、つまり積X,Yが負である場
合は、論理状態“1"である。信号SIG（X,Y）は、論理制
御回路146の第１入力に適用される。
モジュール検出器144aと144bは、信号ＸとＹを入力で
それぞれ受信し、これらの信号のモジュール［Ｘ］と
［Ｙ］を出力で発信する。検出器144aと144bは、例え
ば、倍精度交番整流回路から成っている。モジュール
［Ｘ］と［Ｙ］は、コンパレーター145dの直接入力＋と
逆数入力−でそれぞれ出される。コンパレーター145d
は、［Ｘ］［Ｙ］の結果として現れるモジュールの差異
を表す、信号SIG（［Ｘ］−［Ｙ］）を出力で出す。信
号SIG（［Ｘ］−［Ｙ］）は、論理制御回路146の第２入
力で適用される。
論理制御回路146は、データ信号D21を正しくかつ最適
に回復できるように、信号Ｘ、−Ｘ、Ｙ、−Ｙの中から
信号Ｓを動的に選択する。この動的選択は、無線伝送に
より生じる、ランダム移相の変化からは独立して行なわ
れ、データ信号D21についての判断エラーを招く可能性
がある。信号SIG（［Ｘ］−［Ｙ］）およびSIG（X,Y）
から、回路146は、信号ＸとＹのどちらが優勢なモジュ
ールを持っているか、またランダム移相の変化により生
じる信号ＸとＹの符号の変化を検出する。検出された信
号［Ｓ］のモジュールは、モジュール［Ｘ］と［Ｙ］の
大に等しいものと見なされる。選択された信号Ｓに帰属
する符号は、信号ＸとＹ、および信号SIG（X,Y）から検
出された符号の変化にしたがって変化する。
第９図に示す図では、モジュール条件［Ｘ］＞［Ｙ］
と［Ｘ］＜［Ｙ］、および信号SIG（［Ｘ］−［Ｙ］）
とSIG（X,Y）からそれぞれ検出された符号条件X,Y＞０
とX,Y＜０に従って、選択された信号Ｓ＝Ｘ、Ｓ＝−
Ｘ、またはＳ＝−Ｙが述べられている。
本図をどのように解釈するべきかを示すために、伝送
中の初期状態を例として挙げてあるが、ここで［Ｘ］＞
［Ｙ］は検出されたモジュール条件であり、信号Ｓ＝Ｘ
またはＳ＝−Ｘはこれにより選択される。条件［Ｘ］＜
［Ｙ］がその時検出されている場合、信号Ｓ＝Ｘが初期
状態で選択された信号であるなら、新しい条件［Ｘ］＜
［Ｙ］は、符号条件X,Y＞０もまた検出されている場
合、信号Ｓ＝Ｙの選択を必然的に伴い、条件X,Y＜０が
検出されるなら、信号Ｓ＝−Ｙの選択を必然的に伴う。
もしも、信号Ｓ＝−Ｘが、初期状態で選択された信号で
あるなら、新しい条件［Ｘ］＜［Ｙ］は、符号条件X,Y
＞０もまた検出されている場合、信号Ｓ＝−Ｙの選択を
必然的に伴い、条件X,Y＜０が検出されるなら、信号Ｓ
＝Ｙの選択を必然的に伴う。この分野の専門家ならば、
［Ｘ］＜［Ｙ］を検出されたモジュール条件とする、伝
送中の初期状態についての本図を容易に解釈するであろ
う。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明が具体化されている受動端でのデータ
伝送のための無線システムのブロック図である。 第２図は、本発明が具体化されている無線システムの中
央局に含まれる、アンテナとマイクロ波ミキサーについ
てのマイクロストリップ技術における実施例を示してい
る。 第３図と第４図はそれぞれ、略図と、本発明が具体化さ
れている無線システムの端末局に含まれる、二次形振幅
検出器のマイクロストリップ技術における実施例を示し
ている。 第５図は、端末局に含まれるマイクロ波スイッチャーの
略図である。 第６図は、本発明が具体化されている無線システムの端
末局を伴う、非接触式チップ・カードのマイクロルトリ
ップ技術における実施例を示している。 第７図は、中央局に含まれる、マイクロ波の略図であ
る。 第８図は、中央局に含まれる、位相検出器のブロック図
である。 第９図は、第８図の位相検出器に含まれる、論理制御回
路の動作に関する論理図で、論理制御回路は、端末局に
より伝送されたデータ信号を、使用可能な復調信号４種
類の中から１つを選択する、動的選択により回復するよ
うになっている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−81554（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−283740（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−317041（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 5/00 H04L 5/16

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】無線システムにおいて、当該無線システム
    に接続されている第１データ処理ユニット（U1）と第２
    データ処理ユニット（U2）間で、第１データ信号と第２
    データ信号（D12、D21）を、マイクロ波により、交互に
    伝送しており、当該第１データ信号（D12）は、前述し
    た第１ユニット（U1）から前述した第２ユニット（U2）
    への第１データ伝送時間中、前述した第２ユニットに伝
    送されるべく、前述した第１ユニットより発信されてお
    り、当該第２データ信号（D21）は、前述した第２ユニ
    ット（U2）から第１ユニット（U1）への第２データ伝送
    時間中、第１ユニットに伝送されるべく、前述した第２
    ユニットにより発信されており、 当該システムは、前述した第１ユニットおよび第２ユニ
    ットにそれぞれ接続され、前述した第１データ信号およ
    び第２データ信号により変調されるマイクロ波を伝送
    し、受信する、中央局（１）および端末局（２）を有
    し、 前述の端末（２）は第１アクセス（HO、Ｈπ）を介して
    中央局（１）から第１及び第２データ伝送時間に伝送さ
    れる第１及び第２マイクロ波を受信する角形二次元アン
    テナ（20）を有し、ここで第１マイクロ波は第１データ
    信号により変調され第２マイクロ波はデータ信号によっ
    て変調されず、 前記中央局（１）の第１及び第２マイクロ波（PA、Ｐ）
    は第１直線偏波（Ｈ）により伝送され、前記端末（２）
    はマイクロ波スイッチャー（23）を有し、 該マイクロ波スイッチャー（23）は、アンテナ（20）の
    第１アクセス（HO）に結合する入力（230）とアンテナ
    （20）の第２アクセス（Ｖπ、VO）に結合する出力（23
    2a、232b）とを有し、第２データ信号（D21）によりス
    イッチ制御されて、マイクロ波スイッチャー（23）の入
    力（230）に受信する第２マイクロ波（Ｐ、SP2）から第
    ２データ信号（D21）により２つの位相状態（０、π）
    に変調され、第２データ伝送時間にアンテナ（20）から
    中央局（１）に前記第１直線偏波（Ｈ）と交差する第２
    直線偏波（Ｖ）に従って伝送される第３マイクロ波（P
    P）を発生することを特徴とする無線通信システム。
  2. 【請求項２】前述した第１マイクロ波が前述した第１デ
    ータ信号により振幅変調され、前述した端末局が、前述
    した受信第１マイクロ波から前述した第１データ信号を
    検出するための直交検出手段（22）を有する、請求項１
    に記載の無線通信システム。
  3. 【請求項３】前述した直交検出手段が、前述した端末局
    の基準アースに接続されている第１電極と、反射短絡回
    路に接続されている第２電極および、前述した第２電極
    で前述した第１マイクロ波の二乗を表す信号を出せるよ
    うに、又前述した第１データ信号を表す前述した信号の
    ゼロ・シーケンス構成要素を検出できるように、前述し
    た第１マイクロ波を受信する第３電極を持つ電界効果ト
    ランジスターを有する、請求項１に記載の無線通信シス
    テム。
  4. 【請求項４】前述した端末局が、前述した受信第１マイ
    クロ波および第２マイクロ波を整流・フィルタリングす
    ることにより直流電源電圧を生み出すために、アンテナ
    の前述した第１アクセスに接続され、又前述した直流電
    源電圧が、前述した端末局の回路および／または第２デ
    ータ処理ユニットに供給されるような手段を有する、請
    求項１に記載の無線通信システム。
  5. 【請求項５】前記中央局（１）が、 ｎを１より大きい整数とする2n個の角形二次元要素（12
    a−12d）を具備するアンテナ（12）を有し、 該アンテナは、 2n第１アクセス（Ｈπａ、H0b、H0c、Ｈπｄ）により、
    第１及び第２マイクロ波（PA、Ｐ）に各々対応する2n第
    １位相マイクロ波信号及び2n第２位相マイクロ波信号
    （OLA、OL）を受信して前記第１及び第２マイクロ波（P
    A、Ｐ）を各々第１及び第２データ伝送期間中に端末局
    （２）に送信し、 前記アンテナは、第２データ伝送期間中に第３マイクロ
    波（PP）を受信して、2n第２アクセス（V0a、V0b、Ｖπ
    ｃ、Ｖπｄ）に受信された第３マイクロ波（PP）をあら
    わす2n位相マイクロ波信号（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を提供
    し、 前述した中央局（１）のアンテナ（12）の2n個の角形二
    次元要素（12a−12d）に結合し、前記の2n第２及び2n第
    ３マイクロ波信号（OLa−OLd、Ａ−Ｄ）を受信して、第
    ２データ伝送期間中に第２データ信号（D21）を復調す
    る位相復調手段（13a−13d、14）を有することを特徴と
    する請求項１記載の無線通信システム。
  6. 【請求項６】前述した位相復調手段が下記により構成さ
    れている、請求項５に記載の無線通信システム； 2n角形二次元アンテナ要素の第１アクセスおよび第２ア
    クセスにそれぞれ接続されて、各々が対応する第２マイ
    クロ波信号および第３マイクロ波信号を受信し、前述し
    た第２データ信号の関数として第３マイクロ波の位相状
    態の三角関数に従って、前述した無線伝送により導入さ
    れるランダム位相に依って変化する、2n低周波数復調信
    号をそれぞれ発信する、2nマイクロ波ミキサー、および 前述した2n復調信号の間の差異という手段により、前述
    した第２データ信号を回復するための手段。
  7. 【請求項７】前述した回復手段が下記より構成されてい
    る、請求項６に記載されている無線通信システム； 三角関数に従って、前述した第３マイクロ波の前述した
    第２データ信号の位相状態関数に依ってのみ変化するよ
    うな、2n信号の差異を計算するための手段、および 前述した第２データ信号を回復できるように、モジュー
    ルおよび前述した差異の符号に従って、前述した2n信号
    の差異をどちらか動的に選択するための論理的手段。
  8. 【請求項８】前述した端末局と、前述したデータ処理ユ
    ニットが、電子チップ・タイプの非接触式支払いカード
    に組み入れられている、請求項１に記載の無線通信シス
    テム。
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