JP3073308B2 - 非接触ｉｃカード装置 - Google Patents
非接触ｉｃカード装置Info
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- JP3073308B2 JP3073308B2 JP9412392A JP9412392A JP3073308B2 JP 3073308 B2 JP3073308 B2 JP 3073308B2 JP 9412392 A JP9412392 A JP 9412392A JP 9412392 A JP9412392 A JP 9412392A JP 3073308 B2 JP3073308 B2 JP 3073308B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非接触ＩＣカード装置に
関し、料金機械の自動収受システムを始めとして、ＦＡ
のライン監視や入退室管理などの移動体識別用非接触Ｉ
Ｃカードシステムに適用して有用なものである。
関し、料金機械の自動収受システムを始めとして、ＦＡ
のライン監視や入退室管理などの移動体識別用非接触Ｉ
Ｃカードシステムに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】有料道路の料金収受システムでは、従
来、料金所の収受員がドライバから直接現金を収受する
か、あるいはドライバに現金を自動機に投入させ自動的
に料金を収受する方式が採用されている。このため、ド
ライバは料金所で一旦停止したり、現金を用意する必要
がある。
来、料金所の収受員がドライバから直接現金を収受する
か、あるいはドライバに現金を自動機に投入させ自動的
に料金を収受する方式が採用されている。このため、ド
ライバは料金所で一旦停止したり、現金を用意する必要
がある。
【０００３】これに対して現在、近未来の料金収受シス
テムとして、非接触ＩＣカードを利用したノンストップ
・キャッシュレス・システムが世界各国で開発されてい
る。
テムとして、非接触ＩＣカードを利用したノンストップ
・キャッシュレス・システムが世界各国で開発されてい
る。
【０００４】図４を参照して、非接触ＩＣカードを用い
た料金収受システムを説明する。図４において、車両に
は、例えばフロントガラス内側に非接触ＩＣカード（以
下、単にＩＣカードとも言う。）３２が貼り付けられて
いる。このＩＣカード３２のメモリには各車両に固有の
ＩＤ番号等の情報が格納されている。一方、料金所３５
の近傍には、アンテナ３３を有する地上局３１が配置さ
れている。地上局３１は料金所３５内の端末コンピュー
タ３４に接続されている。
た料金収受システムを説明する。図４において、車両に
は、例えばフロントガラス内側に非接触ＩＣカード（以
下、単にＩＣカードとも言う。）３２が貼り付けられて
いる。このＩＣカード３２のメモリには各車両に固有の
ＩＤ番号等の情報が格納されている。一方、料金所３５
の近傍には、アンテナ３３を有する地上局３１が配置さ
れている。地上局３１は料金所３５内の端末コンピュー
タ３４に接続されている。
【０００５】図４の構成において、ＩＣカード３２を有
した車両がアンテナ３３の前方を通過する際、アンテナ
３３を介して地上局３１とＩＣカード３２との間で、Ｉ
Ｄ番号や通行料金等の情報が自動的に無線通信される。
これらの情報は地上局３１で認識した後、端末コンピュ
ータ３４に伝送されてそこのメモリに蓄えられ、更に、
端末コンピュータ３４からホストコンピュータ３６に伝
送され、通過した車両が登録している銀行口座等から自
動的に通行料金の清算が行われる。
した車両がアンテナ３３の前方を通過する際、アンテナ
３３を介して地上局３１とＩＣカード３２との間で、Ｉ
Ｄ番号や通行料金等の情報が自動的に無線通信される。
これらの情報は地上局３１で認識した後、端末コンピュ
ータ３４に伝送されてそこのメモリに蓄えられ、更に、
端末コンピュータ３４からホストコンピュータ３６に伝
送され、通過した車両が登録している銀行口座等から自
動的に通行料金の清算が行われる。
【０００６】図５を参照して、地上局３１とＩＣカード
３２間の無線通信について詳しく説明する。図５におい
て、先ず、地上局３１の局部発振器４１からアンプ４
３、パワーディバイダ４４及び送信アンテナ３３ａを介
して無変調波（以下、ＣＷ（Continuous Wave)とい
う。）６１がＩＣカード３２へ送信される。このＣＷ６
１はＩＣカード３２に配置されている受信アンテナ４９
で受信され、ＲＡＭ（メモリ）１０２に登録されている
ＩＤ番号等の情報で変調器１０３により変調された後、
送信アンテナ１００から地上局３１へ返信される。１０
１はＣＰＵである。地上局３１ではＩＣカード３２から
の変調波６２を受信アンテナ３３ｂで受信し、ミキサ４
５によってパワーディバイダ４４からの局部発振信号を
用いたホモダイン検波が行われて、ＩＣカード３２のＩ
Ｄ番号等の情報が復調される。この復調信号は、ＢＰＦ
４６で雑音成分が除去された後、ＩＦアンプ４７で適当
な大きさに増幅され、コンパレータ４８で波形整形され
てデジタル信号として端末コンピュータ３４に送られ
る。
３２間の無線通信について詳しく説明する。図５におい
て、先ず、地上局３１の局部発振器４１からアンプ４
３、パワーディバイダ４４及び送信アンテナ３３ａを介
して無変調波（以下、ＣＷ（Continuous Wave)とい
う。）６１がＩＣカード３２へ送信される。このＣＷ６
１はＩＣカード３２に配置されている受信アンテナ４９
で受信され、ＲＡＭ（メモリ）１０２に登録されている
ＩＤ番号等の情報で変調器１０３により変調された後、
送信アンテナ１００から地上局３１へ返信される。１０
１はＣＰＵである。地上局３１ではＩＣカード３２から
の変調波６２を受信アンテナ３３ｂで受信し、ミキサ４
５によってパワーディバイダ４４からの局部発振信号を
用いたホモダイン検波が行われて、ＩＣカード３２のＩ
Ｄ番号等の情報が復調される。この復調信号は、ＢＰＦ
４６で雑音成分が除去された後、ＩＦアンプ４７で適当
な大きさに増幅され、コンパレータ４８で波形整形され
てデジタル信号として端末コンピュータ３４に送られ
る。
【０００７】上述の如く地上局３１とＩＣカード３２を
構成することにより、車両側のＩＣカード３２内の情報
を地上局３１側へ非接触で伝送して移動体を識別するこ
とが可能となる。また、このような非接触ＩＣカード３
２を用いることにより、ノンストップで且つキャッシュ
レスの料金収受システムを実現することができ、ドライ
バの利便性が著しく向上する。
構成することにより、車両側のＩＣカード３２内の情報
を地上局３１側へ非接触で伝送して移動体を識別するこ
とが可能となる。また、このような非接触ＩＣカード３
２を用いることにより、ノンストップで且つキャッシュ
レスの料金収受システムを実現することができ、ドライ
バの利便性が著しく向上する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の地上局
３１では、ホモダイン検波方式で単に変調波６２を復調
することから、ＩＣカード３２の移動に伴い、特定の場
所で復調信号レベルが低下したり、極性が反転する等の
問題点があった。このことを、図６、図７を参照して説
明する。
３１では、ホモダイン検波方式で単に変調波６２を復調
することから、ＩＣカード３２の移動に伴い、特定の場
所で復調信号レベルが低下したり、極性が反転する等の
問題点があった。このことを、図６、図７を参照して説
明する。
【０００９】図６に示すように、地上局３１の受信アン
テナ３３ｂには、ＩＣカード３２からの変調波６２だけ
ではなく、送信アンテナ３３ａからのＣＷ６１の漏洩波
即ち送信漏洩波５２と、車体等からの不要反射波５１が
入力する。この場合、変調波６２及び不要反射波５１は
車両の位置によって、ミキサ４５に入力される位相が異
なるので、局部発振器４３の位相との関係により、ミキ
サ４５の出力が変化する。即ち、局部発振波と受信波の
位相差が０°であればミキサ出力は正出力となり、位相
差が１８０°であればミキサ出力は負出力となる。ま
た、位相差が９０°あるいは２７０°の時はミキサ４５
から出力されない。
テナ３３ｂには、ＩＣカード３２からの変調波６２だけ
ではなく、送信アンテナ３３ａからのＣＷ６１の漏洩波
即ち送信漏洩波５２と、車体等からの不要反射波５１が
入力する。この場合、変調波６２及び不要反射波５１は
車両の位置によって、ミキサ４５に入力される位相が異
なるので、局部発振器４３の位相との関係により、ミキ
サ４５の出力が変化する。即ち、局部発振波と受信波の
位相差が０°であればミキサ出力は正出力となり、位相
差が１８０°であればミキサ出力は負出力となる。ま
た、位相差が９０°あるいは２７０°の時はミキサ４５
から出力されない。
【００１０】このため、ミキサ出力は車両の移動に伴
い、図７の符号６３で示す波形のように変化する。ま
た、このミキサ出力信号６３をＢＰＦ４６に通すと、図
７の符号６４で示す波形の信号となり、コンパレータ４
８によって図７の符号６５で示す波形の信号が出力され
る。このコンパレータ出力信号６５は、ＣＷ６１を変調
したＩＣカード３２側のデータ信号２０と同相である正
転領域と、逆相である反転領域と、出力が得られない無
応答領域とに分類される。
い、図７の符号６３で示す波形のように変化する。ま
た、このミキサ出力信号６３をＢＰＦ４６に通すと、図
７の符号６４で示す波形の信号となり、コンパレータ４
８によって図７の符号６５で示す波形の信号が出力され
る。このコンパレータ出力信号６５は、ＣＷ６１を変調
したＩＣカード３２側のデータ信号２０と同相である正
転領域と、逆相である反転領域と、出力が得られない無
応答領域とに分類される。
【００１１】これらの領域のうち、正転領域ではＩＤ番
号等の情報が正常に復調されているが、反転領域及び無
応答領域では誤った復調がなされることになる。このよ
うに、従来のホモダイン検波では、車両等の移動に伴
い、正常な通信可能領域が限られており、安定な無線通
信を確保することが困難であった。
号等の情報が正常に復調されているが、反転領域及び無
応答領域では誤った復調がなされることになる。このよ
うに、従来のホモダイン検波では、車両等の移動に伴
い、正常な通信可能領域が限られており、安定な無線通
信を確保することが困難であった。
【００１２】本発明は上記従来技術に鑑みてなされたも
のであり、ＩＣカードからの信号を受信する際に、この
ＩＣカードからの信号と周波数が同じ妨害波を除去し
て、ＩＣカードを備えた車両等が移動しても正常な通信
を確保することができる非接触ＩＣカード装置を提供す
ることを目的とするものである。
のであり、ＩＣカードからの信号を受信する際に、この
ＩＣカードからの信号と周波数が同じ妨害波を除去し
て、ＩＣカードを備えた車両等が移動しても正常な通信
を確保することができる非接触ＩＣカード装置を提供す
ることを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、送信手段及び受信手段を有する地上局と、
非接触ＩＣカードとを含む移動体識別に用いられる非接
触ＩＣカード装置であって、前記送信手段は前記非接触
ＩＣカードに対し、局部発振信号を増幅して送信するよ
うに構成され、前記非接触ＩＣカードは前記送信手段か
ら送信される信号を搬送波としてデータで変調して返信
するように構成され、前記受信手段は前記非接触ＩＣカ
ードからの信号を前記局部発振信号によりホモダイン検
波し、データを復調するように構成される非接触ＩＣカ
ード装置において、前記受信手段にそれぞれ設けられ、
受信信号を前記局部発振信号でホモダイン検波する第１
の検波回路と、前記受信信号を同受信信号でホモダイン
検波する第２の検波回路と、第１及び第２の検波回路の
出力を加算する加算器と、第１及び第２の検波回路のう
ち少なくとも一つの検波回路と前記加算器の間に接続さ
れる可変アンプと、第１及び第２の検波回路のうち少な
くとも一つの検波回路と前記加算器の間に接続される移
相器と、前記局部発振信号の振幅、前記送信手段からの
送信漏洩波の振幅及び前記局部発振信号と送信漏洩波間
の位相差を検出する位相差及び振幅検出回路と、検出し
た振幅及び位相差に基づいて前記可変アンプ及び移相器
を制御し、前記加算器の出力より周波数が前記非接触Ｉ
Ｃカードからの信号と同じ不要反射波及び送信漏洩波の
成分を除去させる制御器とを具備することを特徴とする
ものであり、あるいは、 上記の構成において、前記位相
差及び振幅検出回路は、前記送信漏洩波で同送信漏洩波
をホモダイン検波し同送信漏洩波の振幅情報を得る検波
回路と、前記局部発振信号で同局部発振信号をホモダイ
ン検波し同局部発振信号の振幅情報を得る検波回路と、
前記送信漏洩波で前記局部発振信号をホモダイン検波し
同送信漏洩波と局部発振信号間の位相差情報を得る検波
回路と、前記局部発振信号から９０度移相した９０度移
相信号で前記送信漏洩波をホモダイン検波し同９０度移
相信号と送信漏洩波間の位相差情報を得る検波回路を有
し、前記制御器は、前記送信漏洩波の振幅情報及び前記
局部発振信号の振幅情報に基づいて前記可変アンプを制
御し、前記送信漏洩波と局部発振信号間の位相差情報及
び前記９０度移相信 号と送信漏洩波間の位相差情報に基
づいて前記移相器を制御することを特徴とするものであ
る。
明の構成は、送信手段及び受信手段を有する地上局と、
非接触ＩＣカードとを含む移動体識別に用いられる非接
触ＩＣカード装置であって、前記送信手段は前記非接触
ＩＣカードに対し、局部発振信号を増幅して送信するよ
うに構成され、前記非接触ＩＣカードは前記送信手段か
ら送信される信号を搬送波としてデータで変調して返信
するように構成され、前記受信手段は前記非接触ＩＣカ
ードからの信号を前記局部発振信号によりホモダイン検
波し、データを復調するように構成される非接触ＩＣカ
ード装置において、前記受信手段にそれぞれ設けられ、
受信信号を前記局部発振信号でホモダイン検波する第１
の検波回路と、前記受信信号を同受信信号でホモダイン
検波する第２の検波回路と、第１及び第２の検波回路の
出力を加算する加算器と、第１及び第２の検波回路のう
ち少なくとも一つの検波回路と前記加算器の間に接続さ
れる可変アンプと、第１及び第２の検波回路のうち少な
くとも一つの検波回路と前記加算器の間に接続される移
相器と、前記局部発振信号の振幅、前記送信手段からの
送信漏洩波の振幅及び前記局部発振信号と送信漏洩波間
の位相差を検出する位相差及び振幅検出回路と、検出し
た振幅及び位相差に基づいて前記可変アンプ及び移相器
を制御し、前記加算器の出力より周波数が前記非接触Ｉ
Ｃカードからの信号と同じ不要反射波及び送信漏洩波の
成分を除去させる制御器とを具備することを特徴とする
ものであり、あるいは、 上記の構成において、前記位相
差及び振幅検出回路は、前記送信漏洩波で同送信漏洩波
をホモダイン検波し同送信漏洩波の振幅情報を得る検波
回路と、前記局部発振信号で同局部発振信号をホモダイ
ン検波し同局部発振信号の振幅情報を得る検波回路と、
前記送信漏洩波で前記局部発振信号をホモダイン検波し
同送信漏洩波と局部発振信号間の位相差情報を得る検波
回路と、前記局部発振信号から９０度移相した９０度移
相信号で前記送信漏洩波をホモダイン検波し同９０度移
相信号と送信漏洩波間の位相差情報を得る検波回路を有
し、前記制御器は、前記送信漏洩波の振幅情報及び前記
局部発振信号の振幅情報に基づいて前記可変アンプを制
御し、前記送信漏洩波と局部発振信号間の位相差情報及
び前記９０度移相信 号と送信漏洩波間の位相差情報に基
づいて前記移相器を制御することを特徴とするものであ
る。
【００１４】
【作用】受信信号には非接触ＩＣカードからの信号の他
に、これと周波数が同じ不要反射波と送信漏洩波が妨害
波として含まれる。従って、第２の検波回路にて受信信
号を同受信信号により同相でホモダイン検波して得る信
号と、これとは別系統の第１の検波回路にて受信信号を
局部発信信号によりホモダイン検波して得る信号は、上
記妨害波により非接触ＩＣカードの移動に伴う位相変化
の影響を、全く同様に受ける。そこで、局部発振信号の
振幅、送信漏洩波の振幅及び局部発振信号と送信漏洩波
間の位相差を検出して制御器に与え、可変アンプと移相
器を制御器が自動制御する。これにより検波出力間で振
幅及び位相差が調整され、加算器が２つの信号を加算す
ると、不要反射波と送信漏洩波が除去され、位相変化の
影響がキャンセルした信号が得られる。
に、これと周波数が同じ不要反射波と送信漏洩波が妨害
波として含まれる。従って、第２の検波回路にて受信信
号を同受信信号により同相でホモダイン検波して得る信
号と、これとは別系統の第１の検波回路にて受信信号を
局部発信信号によりホモダイン検波して得る信号は、上
記妨害波により非接触ＩＣカードの移動に伴う位相変化
の影響を、全く同様に受ける。そこで、局部発振信号の
振幅、送信漏洩波の振幅及び局部発振信号と送信漏洩波
間の位相差を検出して制御器に与え、可変アンプと移相
器を制御器が自動制御する。これにより検波出力間で振
幅及び位相差が調整され、加算器が２つの信号を加算す
ると、不要反射波と送信漏洩波が除去され、位相変化の
影響がキャンセルした信号が得られる。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。図１は本発明の非接触ＩＣカード装置を備えた地上
局のブロック構成を示し、図中の符号で、１は地上局、
２，３，４，６及び４４はパワーディバイダ、５及び４
５はミキサ、７及び４６はＢＰＦ（バンドパスフィル
タ）、８は可変アンプ、９は移相器、１０は加算器、１
１は位相差及び振幅検出回路、１２はＣＰＵを用いた制
御器（以下、これをＣＰＵという。）、４１は局部発振
器、４３はアンプ、４８はコンパレータである。また、
３３ａは送信アンテナ、３３ｂは受信アンテナ、３４は
端末コンピュータ、５１は不要反射波、５２は送信漏洩
波、６１はＣＷ（無変調波）、６２は変調波である。な
お、図１中で、図５または図６で説明したものと同一機
能部分には同一符号を付してある。
る。図１は本発明の非接触ＩＣカード装置を備えた地上
局のブロック構成を示し、図中の符号で、１は地上局、
２，３，４，６及び４４はパワーディバイダ、５及び４
５はミキサ、７及び４６はＢＰＦ（バンドパスフィル
タ）、８は可変アンプ、９は移相器、１０は加算器、１
１は位相差及び振幅検出回路、１２はＣＰＵを用いた制
御器（以下、これをＣＰＵという。）、４１は局部発振
器、４３はアンプ、４８はコンパレータである。また、
３３ａは送信アンテナ、３３ｂは受信アンテナ、３４は
端末コンピュータ、５１は不要反射波、５２は送信漏洩
波、６１はＣＷ（無変調波）、６２は変調波である。な
お、図１中で、図５または図６で説明したものと同一機
能部分には同一符号を付してある。
【００１６】図１に示すよう、ノンストップで且つキャ
ッシュレスの料金収受システムの地上局１では、局部発
振器４１にアンプ４３を介してパワーディバイダ４４を
接続し、このパワーディバイダ４４の各出力に送信アン
テナ３３ａと別のパワーディバイダ６とを接続してあ
る。更に、地上局１では、送信アンテナ３３ａとは別の
受信アンテナ３３ｂにパワーディバイダ２，３及び４を
順に接続し、受信信号を４つに分岐している。一方のミ
キサ４５は第１系統として受信信号を局部発振信号で検
波するものであり、パワーディバイダ４及び６の各出力
にミキサ４５を接続し、本実施例ではこのミキサ４５の
出力をＢＰＦ４６、可変アンプ８及び移相器９を順に介
して加算器１０に接続してある。他方のミキサ５は第２
系統として受信信号を同位相で検波するものであり、パ
ワーディバイダ３及び４の各出力に接続し、このミキサ
５の出力をＢＰＦ７を介して加算器１０に接続してあ
る。位相差及び振幅検出回路１１は、第１、第２両系統
の検波出力間の位相差及び両検波出力の振幅を検出する
ものであり、本実施例でパワーディバイダ２及び６の各
もう一方の出力に接続してある。更に、位相差及び振幅
検出回路１１の出力をＣＰＵ１２に接続し、ＣＰＵ１２
の２つの制御出力を可変アンプ８、移相器９にそれぞれ
接続してある。加算器１０の出力はコンパレータ４８に
接続し、ここで波形整形した復調信号を外部の端末コン
ピュータ３４へ送るようにしている。
ッシュレスの料金収受システムの地上局１では、局部発
振器４１にアンプ４３を介してパワーディバイダ４４を
接続し、このパワーディバイダ４４の各出力に送信アン
テナ３３ａと別のパワーディバイダ６とを接続してあ
る。更に、地上局１では、送信アンテナ３３ａとは別の
受信アンテナ３３ｂにパワーディバイダ２，３及び４を
順に接続し、受信信号を４つに分岐している。一方のミ
キサ４５は第１系統として受信信号を局部発振信号で検
波するものであり、パワーディバイダ４及び６の各出力
にミキサ４５を接続し、本実施例ではこのミキサ４５の
出力をＢＰＦ４６、可変アンプ８及び移相器９を順に介
して加算器１０に接続してある。他方のミキサ５は第２
系統として受信信号を同位相で検波するものであり、パ
ワーディバイダ３及び４の各出力に接続し、このミキサ
５の出力をＢＰＦ７を介して加算器１０に接続してあ
る。位相差及び振幅検出回路１１は、第１、第２両系統
の検波出力間の位相差及び両検波出力の振幅を検出する
ものであり、本実施例でパワーディバイダ２及び６の各
もう一方の出力に接続してある。更に、位相差及び振幅
検出回路１１の出力をＣＰＵ１２に接続し、ＣＰＵ１２
の２つの制御出力を可変アンプ８、移相器９にそれぞれ
接続してある。加算器１０の出力はコンパレータ４８に
接続し、ここで波形整形した復調信号を外部の端末コン
ピュータ３４へ送るようにしている。
【００１７】図１に示した構成の地上局１において、第
２検波系統では、ミキサ５には受信アンテナ３３ｂで受
信した受信信号がパワーディバイダ２，３及びパワーデ
ィバイダ４を介して同位相で入力されるため、受信信号
どうしのホモダイン検波が行われる。従って、ミキサ５
の出力ω1 は次式（１）で表わされ、図３に符号２１で
示す波形（但し、下部側帯波のみ）となる。 ω1 ＝〔Ａ1 cos ｛ωt ＋φ(x) ｝＋Ａ2 cos ｛ωt ＋φ′＋φ(x) ｝ ＋Ａ3 cos ｛ωt ＋φ｝〕2 …（１） ここで、Ａ1 ：ＩＣカードからの変調波の振幅（デー
タ情報） φ(x) ：変調波と送信波（ＣＷ）の位相差（車両距離ｘ
で変化） Ａ2 ：車体からの不要反射波の振幅 φ′ ：不要反射波と送信波の位相差 Ａ3 ：送信漏洩波の振幅 φ ：送信漏洩波と送信波の位相差
２検波系統では、ミキサ５には受信アンテナ３３ｂで受
信した受信信号がパワーディバイダ２，３及びパワーデ
ィバイダ４を介して同位相で入力されるため、受信信号
どうしのホモダイン検波が行われる。従って、ミキサ５
の出力ω1 は次式（１）で表わされ、図３に符号２１で
示す波形（但し、下部側帯波のみ）となる。 ω1 ＝〔Ａ1 cos ｛ωt ＋φ(x) ｝＋Ａ2 cos ｛ωt ＋φ′＋φ(x) ｝ ＋Ａ3 cos ｛ωt ＋φ｝〕2 …（１） ここで、Ａ1 ：ＩＣカードからの変調波の振幅（デー
タ情報） φ(x) ：変調波と送信波（ＣＷ）の位相差（車両距離ｘ
で変化） Ａ2 ：車体からの不要反射波の振幅 φ′ ：不要反射波と送信波の位相差 Ａ3 ：送信漏洩波の振幅 φ ：送信漏洩波と送信波の位相差
【００１８】この信号ω1 は、後段のＢＰＦ（バンドパ
スフィルタ）７でデータ情報のメインスペクトルのみを
通過するように帯域制限されるため、前式（１）は次式
（２）で表わされる。この信号ω1 ′は、図３に符号２
３で示す波形となる。 ω1 ′＝Ａ1 2／２＋Ａ1 Ａ3 cos ｛φ(x) −φ｝ ＋Ａ2 Ａ3 cos ｛φ(x) ＋φ′−φ｝ …（２）
スフィルタ）７でデータ情報のメインスペクトルのみを
通過するように帯域制限されるため、前式（１）は次式
（２）で表わされる。この信号ω1 ′は、図３に符号２
３で示す波形となる。 ω1 ′＝Ａ1 2／２＋Ａ1 Ａ3 cos ｛φ(x) −φ｝ ＋Ａ2 Ａ3 cos ｛φ(x) ＋φ′−φ｝ …（２）
【００１９】一方、第１検波系統では、ミキサ４５にパ
ワーディバイダ４４，６を介して局部発振信号の一部
と、パワーディバイダ４を介して受信信号とが入力され
るため、ホモダイン検波が行われてその出力ω2 は次式
（３）で表わされ、その波形は図３に符号２２で示すも
の（下部側帯波のみ）となる。 ω2 ＝〔Ａ1 cos ｛ωt ＋φ(x) ｝＋Ａ2 cos ｛ωt ＋φ′＋φ(x) ｝ ＋Ａ3 cos ｛ωt ＋φ｝〕×Ａ4 cos(ωt＋θ） …（３） ここで、Ａ4 ：パワーディバイダ６の出力（局部発振信
号）の振幅 θ ：パワーディバイダ６の出力と送信波の位相差
ワーディバイダ４４，６を介して局部発振信号の一部
と、パワーディバイダ４を介して受信信号とが入力され
るため、ホモダイン検波が行われてその出力ω2 は次式
（３）で表わされ、その波形は図３に符号２２で示すも
の（下部側帯波のみ）となる。 ω2 ＝〔Ａ1 cos ｛ωt ＋φ(x) ｝＋Ａ2 cos ｛ωt ＋φ′＋φ(x) ｝ ＋Ａ3 cos ｛ωt ＋φ｝〕×Ａ4 cos(ωt＋θ） …（３） ここで、Ａ4 ：パワーディバイダ６の出力（局部発振信
号）の振幅 θ ：パワーディバイダ６の出力と送信波の位相差
【００２０】このミキサ４５の出力信号ω2 も、同位相
検波の系統と同様、次段のＢＰＦ（バンドパスフィル
タ）４６でデータ情報のメインスペクトルのみを通過さ
せる帯域制限されるため、前式（３）は次式（４）で表
わされる。この信号ω2 ′は、図３に符号２４で示す波
形となる。 ω2 ′＝（1/2)Ａ1 Ａ4 cos ｛φ(x) −θ｝ ＋（1/2)Ａ2 Ａ4 cos ｛φ(x) ＋φ′−θ｝ …（４）
検波の系統と同様、次段のＢＰＦ（バンドパスフィル
タ）４６でデータ情報のメインスペクトルのみを通過さ
せる帯域制限されるため、前式（３）は次式（４）で表
わされる。この信号ω2 ′は、図３に符号２４で示す波
形となる。 ω2 ′＝（1/2)Ａ1 Ａ4 cos ｛φ(x) −θ｝ ＋（1/2)Ａ2 Ａ4 cos ｛φ(x) ＋φ′−θ｝ …（４）
【００２１】前式（２）及び（４）からＡ4 ＝２Ａ3 と
し、且つθとφの関係を調整すれば、ω1 ′とω2 ′の
加算で位相変化分をキャンセルできることが判かる。
し、且つθとφの関係を調整すれば、ω1 ′とω2 ′の
加算で位相変化分をキャンセルできることが判かる。
【００２２】そこで、図２を参照して、上記信号ω2 ′
に対する後段の可変アンプ８及び移相器９を、位相差及
び振幅検出回路１１とＣＰＵ１２で自動制御する方法の
一例を説明する。図２は位相差及び振幅検出回路１１の
構成例を示し、図２中の符号で、７０〜７５はパワーデ
ィバイダ、７６は移相器、７７〜８０はミキサ、８１〜
８４はＬＰＦ（ローパスフィルタ）を示す。
に対する後段の可変アンプ８及び移相器９を、位相差及
び振幅検出回路１１とＣＰＵ１２で自動制御する方法の
一例を説明する。図２は位相差及び振幅検出回路１１の
構成例を示し、図２中の符号で、７０〜７５はパワーデ
ィバイダ、７６は移相器、７７〜８０はミキサ、８１〜
８４はＬＰＦ（ローパスフィルタ）を示す。
【００２３】機器の初期較正として、送信漏洩波の振幅
Ａ3 、パワーディバイダ６の出力振幅Ａ4 、送信漏洩波
とパワーディバイダ６の出力との位相差（φ−θ）を位
相差及び振幅検出回路１１で検出する。そして、これら
の検出値をＣＰＵ１２に与えることにより、可変アンプ
８及び移相器９を制御する。
Ａ3 、パワーディバイダ６の出力振幅Ａ4 、送信漏洩波
とパワーディバイダ６の出力との位相差（φ−θ）を位
相差及び振幅検出回路１１で検出する。そして、これら
の検出値をＣＰＵ１２に与えることにより、可変アンプ
８及び移相器９を制御する。
【００２４】そのため、送信漏洩信号ω3 を、パワーデ
ィバイダ２からパワーディバイダ７０，７２を介してミ
キサ７７に入力して同位相でホモダイン検波し、ＬＰＦ
８１に通すことにより、その振幅値Ａ3 を得る。また、
パワーディバイダ６からの出力である局部発振信号ω4
をパワーディバイダ７１，７５を介してミキサ８０に入
力して同位相でホモダイン検波し、ＬＰＦ８４に通すこ
とにより、その振幅値Ａ4 を得る。即ち、送信漏洩信号
ω3 と、パワーディバイダ６からの信号ω4 は次式
（５），（６）で表わされ、従い、各ミキサ７７，８０
の出力信号ω3 ′，ω4 ′は次式（７），（８）で表わ
される。そして、各ＬＰＦ８１，８４で帯域制限すれ
ば、それぞれの出力信号ω3 ″，ω4 ″は次式（９），
（１０）で表わされ、振幅Ａ3 とＡ4 が求まる。 ω3 ＝Ａ3 cos(ωt ＋φ） …（５） ω4 ＝Ａ4 cos(ωt ＋θ） …（６） ω3 ′＝（1/2)Ａ3 2 cos ０＋ cos｛２（ωt ＋φ）｝ …（７） ω4 ′＝（1/2)Ａ4 2 cos ０＋ cos｛２ (ωt ＋θ）｝ …（８） ω3 ″＝（1/2)Ａ3 2 cos０＝（1/2)Ａ3 2 …（９） ω4 ″＝（1/2)Ａ4 2 cos０＝（1/2)Ａ4 2 … (10)
ィバイダ２からパワーディバイダ７０，７２を介してミ
キサ７７に入力して同位相でホモダイン検波し、ＬＰＦ
８１に通すことにより、その振幅値Ａ3 を得る。また、
パワーディバイダ６からの出力である局部発振信号ω4
をパワーディバイダ７１，７５を介してミキサ８０に入
力して同位相でホモダイン検波し、ＬＰＦ８４に通すこ
とにより、その振幅値Ａ4 を得る。即ち、送信漏洩信号
ω3 と、パワーディバイダ６からの信号ω4 は次式
（５），（６）で表わされ、従い、各ミキサ７７，８０
の出力信号ω3 ′，ω4 ′は次式（７），（８）で表わ
される。そして、各ＬＰＦ８１，８４で帯域制限すれ
ば、それぞれの出力信号ω3 ″，ω4 ″は次式（９），
（１０）で表わされ、振幅Ａ3 とＡ4 が求まる。 ω3 ＝Ａ3 cos(ωt ＋φ） …（５） ω4 ＝Ａ4 cos(ωt ＋θ） …（６） ω3 ′＝（1/2)Ａ3 2 cos ０＋ cos｛２（ωt ＋φ）｝ …（７） ω4 ′＝（1/2)Ａ4 2 cos ０＋ cos｛２ (ωt ＋θ）｝ …（８） ω3 ″＝（1/2)Ａ3 2 cos０＝（1/2)Ａ3 2 …（９） ω4 ″＝（1/2)Ａ4 2 cos０＝（1/2)Ａ4 2 … (10)
【００２５】一方、送信漏洩信号ω3 をパワーディバイ
ダ７０，７３を介してミキサ７８，７９に入力する。ま
た、パワーディバイダ６からの局部発振信号ω4 をパワ
ーディバイダ７１，７４を介してミキサ７８に入力し、
パワーディバイダ７４の一方の出力を移相器７６で位相
を９０°進めた後にミキサ７９に入力する。各ミキサ７
８，７９の出力ω5 ，ω6 をＬＰＦ８２，８３にそれぞ
れ通すことにより、位相を表わす出力α，βを得る。そ
して、送信漏洩信号ω3 とパワーディバイダ６の出力信
号ω4 との位相差（φ−θ）は、これらの位相出力α，
βから求めることができる。即ち、ミキサ７８，７９の
出力ω5 ，ω6 は次式（１１），（１２）で表わされ、
これらをＬＰＦ８２，８３で帯域制限した出力α，βは
次式（１３），（１４）で表わされる。従い、位相差
（φ−θ）はθ′として、次式（１５）より求まる。 ω5 ＝（1/2)Ａ3 Ａ4 ｛cos(φ−θ) ＋ cos｛２ωt ＋θ＋φ) ｝… (11) ω6 ＝（1/2)Ａ3 Ａ4 ｛sin(φ−θ) ＋ sin｛２ωt ＋θ＋φ) ｝… (12) α＝（1/2)Ａ3 Ａ4 cos(φ−θ） … (13) β＝（1/2)Ａ3 Ａ4 sin(φ−θ） … (14) φ−θ＝θ′＝ tan-1（β／α） … (15)
ダ７０，７３を介してミキサ７８，７９に入力する。ま
た、パワーディバイダ６からの局部発振信号ω4 をパワ
ーディバイダ７１，７４を介してミキサ７８に入力し、
パワーディバイダ７４の一方の出力を移相器７６で位相
を９０°進めた後にミキサ７９に入力する。各ミキサ７
８，７９の出力ω5 ，ω6 をＬＰＦ８２，８３にそれぞ
れ通すことにより、位相を表わす出力α，βを得る。そ
して、送信漏洩信号ω3 とパワーディバイダ６の出力信
号ω4 との位相差（φ−θ）は、これらの位相出力α，
βから求めることができる。即ち、ミキサ７８，７９の
出力ω5 ，ω6 は次式（１１），（１２）で表わされ、
これらをＬＰＦ８２，８３で帯域制限した出力α，βは
次式（１３），（１４）で表わされる。従い、位相差
（φ−θ）はθ′として、次式（１５）より求まる。 ω5 ＝（1/2)Ａ3 Ａ4 ｛cos(φ−θ) ＋ cos｛２ωt ＋θ＋φ) ｝… (11) ω6 ＝（1/2)Ａ3 Ａ4 ｛sin(φ−θ) ＋ sin｛２ωt ＋θ＋φ) ｝… (12) α＝（1/2)Ａ3 Ａ4 cos(φ−θ） … (13) β＝（1/2)Ａ3 Ａ4 sin(φ−θ） … (14) φ−θ＝θ′＝ tan-1（β／α） … (15)
【００２６】ＣＰＵ１２は、位相差及び振幅検出回路１
１からの振幅検出値Ａ3 ，Ａ4 を登録すると共に、同回
路１１の位相出力α，βから位相差θ′を求めて登録
し、可変アンプ８でＡ4 ＝２Ａ3 に相当するように振幅
調整を行い、更に、移相器９でθ＝φ＋θ′となるよう
に位相調整を行う。これにより、前式（４）は次式（１
６）に変形され、振幅及び位相調整後の信号ω2 ″は図
３に符号２５で示す波形となる。 ω2 ″＝−Ａ1 Ａ3 cos ｛φ(x) −φ｝−Ａ2 Ａ3 cos ｛φ(x) ＋φ′−φ｝ … (16)
１からの振幅検出値Ａ3 ，Ａ4 を登録すると共に、同回
路１１の位相出力α，βから位相差θ′を求めて登録
し、可変アンプ８でＡ4 ＝２Ａ3 に相当するように振幅
調整を行い、更に、移相器９でθ＝φ＋θ′となるよう
に位相調整を行う。これにより、前式（４）は次式（１
６）に変形され、振幅及び位相調整後の信号ω2 ″は図
３に符号２５で示す波形となる。 ω2 ″＝−Ａ1 Ａ3 cos ｛φ(x) −φ｝−Ａ2 Ａ3 cos ｛φ(x) ＋φ′−φ｝ … (16)
【００２７】かくして信号ω2 ″と信号ω1 ′とを加算
器１０で加算すると、加算器出力ω 0 は次式（１７）と
なる。 ω0 ＝ω1 ′＋ω2 ″＝Ａ1 2／２ … (17)
器１０で加算すると、加算器出力ω 0 は次式（１７）と
なる。 ω0 ＝ω1 ′＋ω2 ″＝Ａ1 2／２ … (17)
【００２８】即ち、加算器１０の出力信号ω0 はデータ
情報そのものであり、図３に符号２６で示す波形とな
る。従い、コンパレータ４８で波形整形を行うことによ
り、図３に符号２７で示す波形が得られ、ＩＣカード３
２からのデータ信号２０が正しく復調されたことにな
る。
情報そのものであり、図３に符号２６で示す波形とな
る。従い、コンパレータ４８で波形整形を行うことによ
り、図３に符号２７で示す波形が得られ、ＩＣカード３
２からのデータ信号２０が正しく復調されたことにな
る。
【００２９】上記実施例は本発明をノンストップで且つ
キャッシュレスの料金収受システムにおける非接触ＩＣ
カードシステムの地上局に適用したものであるが、これ
に限らず、本発明はＦＡのライン監視や入退室管理な
ど、各種の移動体識別用の非接触ＩＣカードシステムの
地上局に適用することができる。また、地上局とは必ず
しも大地に固定されるものである必要はなく、列車や船
舶など、それ自身移動するものにおける非接触ＩＣカー
ドシステムであっても、このシステムの識別対象の移動
体に対する無線通信の局であれば、地上局となる。
キャッシュレスの料金収受システムにおける非接触ＩＣ
カードシステムの地上局に適用したものであるが、これ
に限らず、本発明はＦＡのライン監視や入退室管理な
ど、各種の移動体識別用の非接触ＩＣカードシステムの
地上局に適用することができる。また、地上局とは必ず
しも大地に固定されるものである必要はなく、列車や船
舶など、それ自身移動するものにおける非接触ＩＣカー
ドシステムであっても、このシステムの識別対象の移動
体に対する無線通信の局であれば、地上局となる。
【００３０】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明は２系統のホモダイン検波と、検波出
力信号の振幅及び位相を自動調整するための位相差及び
振幅検出回路と制御器と可変アンプと移相器とを設け、
それぞれの出力を加算する加算器を用いることにより、
非接触ＩＣカードからの信号と周波数が同じ妨害波を除
去し、車両等の移動体の位置に基づく位相変化の影響を
排除することができる。従って、車両等の位置の基づい
て復調信号に反転領域や無応答領域が発生することな
く、安定した通信が可能となり、通信の信頼性及びシス
テムアプリケーションの自由度が大幅に改善される。
たように、本発明は２系統のホモダイン検波と、検波出
力信号の振幅及び位相を自動調整するための位相差及び
振幅検出回路と制御器と可変アンプと移相器とを設け、
それぞれの出力を加算する加算器を用いることにより、
非接触ＩＣカードからの信号と周波数が同じ妨害波を除
去し、車両等の移動体の位置に基づく位相変化の影響を
排除することができる。従って、車両等の位置の基づい
て復調信号に反転領域や無応答領域が発生することな
く、安定した通信が可能となり、通信の信頼性及びシス
テムアプリケーションの自由度が大幅に改善される。
【図１】本発明の一実施例に係る地上局の構成の概略を
示すブロック図
示すブロック図
【図２】位相差及び振幅検出回路の構成例を示すブロッ
ク図
ク図
【図３】本発明の一実施例における信号復調の過程を示
す波形図
す波形図
【図４】非接触ＩＣカードを用いた料金収受システムを
示す概念図
示す概念図
【図５】従来の地上局及び非接触ＩＣカードの概略を示
すブロック図
すブロック図
【図６】電波の伝搬を示す説明図
【図７】従来の技術における信号復調の過程を示す波形
図
図
１ 地上局 ２，３，４，６，４４ パワーディバイダ ５，４５ ミキサ ７，４６ ＢＰＦ ８ 可変アンプ ９ 移相器 １０ 加算器 １１ 位相差及び振幅検出回路 １２ 制御器 ３２ ＩＣカード ３３ａ 送信アンテナ ３３ｂ 受信アンテナ ３４ 端末コンピュータ ４１ 局部発振器 ４３ アンプ ４６ コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泰井 真之 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (72)発明者 山下 利一郎 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (72)発明者 伊藤 貞志 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番25号 高菱エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−126784（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−300633（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−226388（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−82123（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−13795（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−262744（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06K 17/00 H04B 7/26 G07B 15/00 H04B 1/10 H04B 1/30
Claims (2)
- 【請求項１】 送信手段及び受信手段を有する地上局
と、非接触ＩＣカードとを含む移動体識別に用いられる
非接触ＩＣカード装置であって、前記送信手段は前記非
接触ＩＣカードに対し、局部発振信号を増幅して送信す
るように構成され、前記非接触ＩＣカードは前記送信手
段から送信される信号を搬送波としてデータで変調して
返信するように構成され、前記受信手段は前記非接触Ｉ
Ｃカードからの信号を前記局部発振信号によりホモダイ
ン検波し、データを復調するように構成される非接触Ｉ
Ｃカード装置において、 前記受信手段 にそれぞれ設けられ、 受信信号を前記局部発振信号でホモダイン検波する第１
の検波回路と、 前記受信信号を同受信信号でホモダイン検波する第２の
検波回路と、 第１及び第２の検波回路の出力を加算する加算器と、 第１及び第２の検波回路のうち少なくとも一つの検波回
路と前記加算器の間に接続される可変アンプと、 第１及び第２の検波回路のうち少なくとも一つの検波回
路と前記加算器の間に接続される移相器と、 前記局部発振信号の振幅、前記送信手段からの送信漏洩
波の振幅及び前記局部発振信号と送信漏洩波間の位相差
を検出する位相差及び振幅 検出回路と、 検出した振幅及び位相差に基づいて前記可変アンプ及び
移相器を制御し、前記加算器の出力より周波数が前記非
接触ＩＣカードからの信号と同じ不要反射波及び送信漏
洩波の成分を除去させる制御器とを具備することを特徴
とする非接触ＩＣカード装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の非接触ＩＣカード装置
において、 前記位相差及び振幅検出回路は、前記送信漏洩波で同送
信漏洩波をホモダイン検波し同送信漏洩波の振幅情報を
得る検波回路と、前記局部発振信号で同局部発振信号を
ホモダイン検波し同局部発振信号の振幅情報を得る検波
回路と、前記送信漏洩波で前記局部発振信号をホモダイ
ン検波し同送信漏洩波と局部発振信号間の位相差情報を
得る検波回路と、前記局部発振信号から９０度移相した
９０度移相信号で前記送信漏洩波をホモダイン検波し同
９０度移相信号と送信漏洩波間の 位相差情報を得る検波
回路を有し、 前記制御器は、前記送信漏洩波の振幅情報及び前記局部
発振信号の振幅情報に基づいて前記可変アンプを制御
し、前記送信漏洩波と局部発振信号間の位相差情報及び
前記９０度移相信号と送信漏洩波間の位相差情報に基づ
いて前記移相器を制御することを特徴とする非接触ＩＣ
カード装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9412392A JP3073308B2 (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 非接触ｉｃカード装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9412392A JP3073308B2 (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 非接触ｉｃカード装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05290226A JPH05290226A (ja) | 1993-11-05 |
| JP3073308B2 true JP3073308B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=14101650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9412392A Expired - Fee Related JP3073308B2 (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 非接触ｉｃカード装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3073308B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5606574A (en) * | 1993-09-13 | 1997-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Mobile unit identifying system and method of demodulating for the same |
| CN100559730C (zh) | 2003-09-30 | 2009-11-11 | 索尼株式会社 | 信息处理装置、无线通信系统及无线通信方法 |
| US20080079547A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Sensormatic Electronics Corporation | Radio frequency identification reader having a signal canceller and method thereof |
| JP2008187227A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Denso Wave Inc | Ｒｆｉｄリーダ |
-
1992
- 1992-04-14 JP JP9412392A patent/JP3073308B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05290226A (ja) | 1993-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000509 |
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