JP3243011B2 - 受信部を備えた質問装置により受動的レスポンダ装置に記憶したデータを読み出す方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は質問装置により、受動的
レスポンダ装置に記憶したデータを読み出す方法に関す
るものであり、この質問装置は受信部を備えており、読
み出しサイクルを開始させるために、高周波（ＨＦ）質
問パルスを送信し、レスポンダ装置がこのＨＦ質問パル
スを受信したときは、これを用いて供給電圧を発生し、
記憶したデータにより符号化した高周波信号の送信を開
始するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の方法はＥＰ−Ａ−００１１２７
号により知られている。この方法をレスポンダ装置とし
て実施するときは、それ自体エネルギ供給源を含まない
が、質問装置から送信されて、アンテナを介してレスポ
ンダ装置により受信されるＨＦ質問パルスから、その動
作に必要なエネルギを発生させるトランスポンダが用い
られる。レスポンダ装置として用いられるトランスポン
ダのアンテナは、共振周波数をＨＦ質問パルスの周波数
に正確に同調させた共振回路の一部である。質問装置は
ＨＦ質問パルスを正確に定められた周波数により送信す
るので、トランスポンダの共振回路は、ＨＦエネルギを
十分に受信できるように周波数に正確に同調してトラン
スポンダに供給電圧を発生させなければならない。トラ
ンスポンダの共振回路がＨＦ質問パルスの周波数から離
調しているとき、又は正しく調整されていないときは、
質問装置からトランスポンダへ不適切な転送しか発生し
ない恐れがある。その結果、トランスポンダに発生した
供給電圧は、記憶したデータについて所望する返送を実
行するのには不十分なものとなり得る。

【０００３】レスポンダ装置として利用するトランスポ
ンダに記憶したデータは、例えば識別番号からなるもの
でもよいので、例えばトランスポンダを取り付けた物品
を識別番号により識別することができる。更に、トラン
スポンダを動物に埋め込むことも可能なので、彼等の一
生にわたって識別番号により固有に識別することもでき
る。しかし、トランスポンダの直接的な環境のために、
共振回路がその所望の公称周波数を正確に保持すること
を保証できない利用が存在する。例えば、トランスポン
ダを取り付けた物品が旅行手荷物に用られるもののよう
にアルミニウム・ケースであるならば、トランスポンダ
における共振回路の共振周波数は高い周波数へシフト
し、同時に共振回路のＱも低下する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、共振回路にお
けるこのような離調は２つの欠点がある。第１に、レス
ポンダ装置における発振回路がもはや共振モードで動作
していないので、ＨＦ質問パルスにより質問装置からレ
スポンダ装置へのエネルギ転送が損なわれる。記憶した
データの返送を開始するのに送信されたエネルギがまだ
十分であれば、返送が質問装置の予め定められた周波数
に対応していない周波数で行なわれる。これは、質問装
置においてデータがもはや固有に解釈されないことにな
り得る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、質問装
置の好ましくない使用状況の下であってもレスポンダ装
置と質問装置との間で信頼性のあるデータ伝送を保証す
ると共に、レスポンダ装置の送信周波数に基づいて決定
する部品の精度及び許容誤差に対する要求を軽減すると
いう受信部を備えた質問装置により受動的レスポンダ装
置に記憶したデータを読み出す方法を提供することにあ
る。

【０００６】この目的は、送信中にレスポンダ装置の公
称周波数を含む所定範囲でＨＦ質問パルスの周波数を変
更し、かつ質問装置の受信部が受信部の周波数をレスポ
ンダ装置により送信されるＨＦ信号の周波数へ調整する
同調回路を備えたことにより、達成される。

【０００７】本発明による方法を更に有益に展開したも
のとしては、同調回路のために、受信部の受信周波数を
レスポンダ装置が送信するＨＦ信号の周波数へトラッキ
ングさせる周波数制御回路を用いることにある。

【０００８】本発明による方法を更に有益に展開したも
のとしては、レスポンダ装置が同調回路により送信され
たＨＦ信号の周波数における公称値からの偏移を判断
し、かつ偏移に従って受信部の周波数を受信周波数へ切
り換えるように構成されたことにある。本発明による方
法の実施例では、質問装置の受信部をレスポンダ装置が
送信する特定の周波数へ特に急速に調整することができ
る。

【０００９】本発明による方法を更に有益に展開したも
のとしては、ＨＦ質問パルスの周波数の変更が周波数範
囲の上限でよりも周波数範囲の下限でゆっくりと実行さ
れることにある。更に本発明による方法を展開したもの
としては、レスポンダ装置の共振回路が高い周波数へ離
調するときに、共振回路のＱも低下することを考慮して
いる。周波数変化の速度を変更することによって、質問
装置から、高いＱの回路及び対応する鋭い共振曲線と、
低いＱの回路及び対応する広幅の共振曲線とで、殆ど同
一のエネルギをレスポンダ装置へ転送することが可能で
ある。

【００１０】

【実施例】以下、図を参照して本発明を説明しよう。図
１は、質問装置及びレスポンダ装置を備え、本発明によ
る方法を実施することができる装置構成を、概要ブロッ
ク形式により示す。

【００１１】図１に示す構成には質問装置１０が含まれ
ている。この質問装置１０は送信部１２、受信部１４及
び評価部１６を有する。受信部１４は入力側に同調回路
１５を有する。この同調回路１５はアンテナ１８から供
給されるＨＦ信号の周波数に従って受信部１４の受信周
波数を調整可能にしている。アンテナ１８は送信部１２
と、受信部１４とに接続されている。更に、この構成に
はレスポンダ装置２０が含まれている。このレスポンダ
装置２０は送信部２２、受信部２４及びデータ・メモリ
２６を有する。レスポンダ装置２０の受信部２４及び送
信部２２はアンテナ２８に接続されている。

【００１２】レスポンダ装置２０は識別番号を割り付け
た物体に取り付けられてもよく、識別番号はデータ・メ
モリ２６に記憶される。データ・メモリ２６の内容は質
問装置１０に送信され、これをその評価部１６により評
価することができる。このようにして、質問装置１０が
取り付けられている物体を識別することができる。

【００１３】詳細には、識別処理において以下のステッ
プが実行される。

【００１４】質問装置１０は、オペレータが手に持つよ
うな器具であってもよく、図示していないキー・スイッ
チをオペレータが作動させた後、送信部１２において発
生したＨＦ質問パルスをアンテナ１８により送信する。
更に説明すると、ＨＦ質問パルスの周波数は、低い周波
数ｆ１から始まり、高い周波数ｆ２までの周波数範囲を
通過する。実際の使用においては、低い周波数ｆ１は１
２０ KHz であり、高い周波数ｆ２は１５０ KHz であ
る。送信したＨＦ質問パルスはレスポンダ装置２０のア
ンテナ２８によって受信される。このアンテナ２８はコ
イルからなり、コンデンサと共に周波数ｆ１と高い周波
数ｆ２との間にある所定の公称周波数ｆ０に同調する共
振回路を形成している。アンテナ２８により受信された
ＨＦ質問パルスは、受信部２４において整流され、コン
デンサを充電するために用いられる。このコンデンサ
は、エネルギ・アキュムレータとして利用されるもので
あり、ＨＦ質問パルスの終了後に、レスポンダ装置２０
のための供給エネルギが取り出される。ＨＦ質問パルス
の終了後に、エネルギを蓄積したコンデンサに存在する
電圧が十分に高い値であれば、ＨＦ信号の送信が送信部
２２によりアンテナ２８を介して開始される。このＨＦ
信号はデータ・メモリ２６の内容により符号化されたも
のである。この符号化は、例えばＨＦ信号の変調により
達成される。アンテナ２８から放射されるＨＦ信号は質
問装置１０のアンテナ１８により受信され、受信部１４
により評価部１６に供給される。評価部１６ではＨＦ信
号がデコードされる。このように質問装置１０の支援に
よりデータ・メモリ２６の内容を読み出すことができる
ので、レスポンダ装置２０が取り付けられている物体を
デコードされた情報により固有に識別することができ
る。

【００１５】質問装置１０及びレスポンダ装置２０の特
有な構造は、ここで説明する方法にとって二次的な問題
に過ぎず、これをＥＰ−Ａ−０３０１１２７号に見出す
ことができる。

【００１６】アンテナ１８から送信されたＨＦ質問パル
スは、固定した周波数を有するのではなく、以上で説明
したように、低い周波数ｆ１から高い周波数ｆ２までの
周波数範囲を通過するものである。１周波数による送信
は、アンテナ２８が正確に周波数に同調されるときにの
み、即ち、共振モードで受信を行うことができるときに
のみ、質問装置１０からレスポンダ装置２０へ適当なエ
ネルギを転送することができる。しかしながら、これ
は、アンテナ２８を接続している共振回路が時間の経過
により、又は外部的な影響により変化し得るので、確実
に保証されるものではない。レスポンダ装置２０が金属
物体、例えばアルミニウム・ケースに取り付けられてい
る場合は、深刻な外部的な影響が発生する。アルミニウ
ム・ケースは、例えば一個の旅行手荷物又は旅行手荷物
のフレームであり得る。アンテナ２８にアルミニウムが
接近すると、周波数を増加させる意味で離調を発生さ
せ、これが同時に関連する共振回路のＱを低下させる結
果となる。ＨＦ質問パルスが一周波数のみでアンテナ２
８から送信されたならば、このような同調外れは、必然
的に、アンテナ２８により受信されるエネルギをもはや
データ・メモリ２６の内容を返送するために必要とする
供給エネルギを充足し得ないものにする。しかしなが
ら、ＨＦ質問パルスはアンテナ２８に関連した共振回路
を同調させる公称周波数ｆ０を含む周波数範囲を通過す
るので、周波数変動の過程で共振回路の共振周波数も通
過し、従って適切なエネルギ転送が発生し得ることは確
実である。

【００１７】しかしながら、適切なエネルギ転送を保証
するためには、ＨＦ質問パルスの周波数が低い周波数ｆ
１から高い周波数ｆ２までの周波数範囲を一定の速度で
通過しないことがよい。実際には、アンテナ２８の離調
はＱが劣化する高い周波数に向かってほぼ常時発生し、
共振回路の共振曲線を広げる結果となるので、ＨＦ質問
パルスの周波数変化の速度が高い周波数ｆ２の領域の速
度よりも低い周波数ｆ１の領域近傍で低下するようにそ
の周波数変化を実行させる。これは、周波数の変化を低
い周波数ｆ１でゆっくりと開始させ、高い周波数ｆ２へ
向かって次第に速くすることを意味する。このようにＨ
Ｆ質問パルスの周波数変化を変えることにより、共振回
路が同調外れにならない、即ち、共振周波数の公称周波
数ｆ０を有するレスポンダ装置２０を質問することがで
き、また、共振回路が金属へ接近することによって共振
周波数をより高い周波数へ既に離調させたレスポンダ装
置２０も質問することができる。低い共振周波数では、
共振回路のＱが高く、従って鋭い共振曲線が存在するの
で、ＨＦ質問パルスの周波数は低い周波数範囲を通過す
るときの速度が速過ぎてはならない。そうでないとき
は、通過の際に、適正なエネルギをレスポンダ装置２０
に転送することはできない。しかしながら、同調外れの
共振回路を有するレスポンダ装置２０では、共振回路の
Ｑが低いので、より幅広の共振曲線が存在する。従っ
て、これはＨＦ質問パルスの周波数が速い速度で通過し
ても十分なエネルギを転送することができる。

【００１８】アンテナ２８に属する共振回路の共振外れ
は、アンテナ２８から送信され、質問装置１０の受信部
１４が期待する公称周波数ｆ０に対応しないＨＦ信号の
周波数に帰着する。これにもかかわらず、満足な受信を
保証するために、受信部１４は、受信周波数をレスポン
ダ装置２０から送信されるＨＦ信号の周波数にトラッキ
ングさせる同調回路１５を装備している。この同調回路
１５は、ＡＦＣの呼称により一般的に知られている周波
数制御ループによって形成されてもよい。このトラッキ
ング制御のために、受信部１４による受信は常に最適と
なり、従って、高い信号対雑音比が得られ、従って、こ
れが評価部１６における受信信号の評価を良好なものに
する。

【００１９】説明した方法を用いると、レスポンダ装置
２０が正確に同調周波数により送信する必要がなくなる
ので、送受信周波数を支配する共振回路の正確な較正を
省略することができ、従ってレスポンダ装置２０を製造
するためのコストを低減することができる。

【００２０】質問装置の受信周波数をトラッキングする
周波数制御回路を用いる代わりに、同調回路１５は、レ
スポンダ装置２０から送信されるＨＦ信号の周波数に従
って質問装置１０の受信周波数を直接、周波数に切り換
えるように、構築してもよい。このために、同調回路１
５は、レスポンダ装置２０により送信されたＨＦ信号の
周波数における、与えられた公称周波数からの偏移を、
例えば既知のＳ曲線復調器により検出することができ、
かつ遷移に比例した信号の支援により、受信する特定周
波数に対して共振回路を同調させるように、受信部１４
の共振回路に存在する可変容量ダイオードを共振回路に
接続したり、又はこれから切り離すことができる。この
型式の受信部１４の同調は非常に急速に実行可能なの
で、レスポンダ装置２０によるＨＦ信号の短い送信後で
あっても、受信部１４を送信周波数に正確に同調させる
ことができる。同調回路１５の実施例及び良好な情報を
用いるときは、レスポンダ装置２０における周波数を決
定するための部品を狭い許容誤差により正確に調整させ
なくとも、又は装備しなくとも、レスポンダ装置２０と
質問装置１０との間で送信を行なうことができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によるデータを読み出す方法で
は、ＨＦ質問パルスは、一定の周波数により送信されな
いが、その代わりに送信中はレスポンダ装置の公称周波
数を含む周波数範囲を通過する。その結果、レスポンダ
装置は、公称周波数を定める共振回路が共振から外れて
しまっても、ＨＦ質問パルスを受信することができる。
質問装置の受信部に含まれる同調回路は、その共振回路
の離調のために、レスポンダ装置が公称周波数により動
作しないときであっても、レスポンダ装置から送信され
るＨＦ信号を最適な方法により受信することになる。質
問装置の受信部をレスポンダ装置により送信されたＨＦ
信号の特定の周波数に同調させることは、レスポンダ装
置の共振回路が離調していても、有用な高い信号レベル
が質問装置において保持されるので、信号対雑音比の改
善が得られる。

【００２２】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１） 一つの受信周波数を有する受信部を備えた質問
装置により受動的レスポンダ装置に記憶したデータの読
み出し方法において、一つの周波数を有する高周波質問
パルスを送信して前記レスポンダ装置に読み出しサイク
ルを開始させるステップと、前記レスポンダ装置による
前記高周波質問パルスの受信に応答して供給電圧を発生
し、かつ前記記憶したデータにより符号化された、公称
周波数を有する高周波信号の送信を開始するステップ
と、前記前記質問パルスの前記周波数を前記送信中に前
記レスポンダ装置の前記公称周波数にある所定の範囲に
わたって変更させるステップと、 前記受信部の受信周
波数を同調回路によって前記レスポンダ装置により送信
される高周波信号の周波数へ調整するステップとを備え
ているデータの読み出し方法。

【００２３】（２） 前記調整するステップは、更に、
周波数制御回路を有する前記レスポンダ装置により送信
された高周波信号の周波数をトラッキングするステップ
を備えていることを特徴とする第１項記載のデータの読
み出し方法。

【００２４】（３） 前記調整するステップは、更に、
前記レスポンダ装置により送信された高周波信号の前記
周波数の偏移を公称値により判断するステップと、前記
受信部の受信周波数を前記レスポンダ装置から受信した
高周波信号の周波数に切り換えるステップとを備えてい
ることを特徴とする第１項記載のデータの読み出し方
法。

【００２５】（４） 受信部（１４）を含む質問装置
（１０）により、受動的なレスポンダ装置（２０）に記
憶されているデータを読み出す方法を開示する。読み出
しサイクルを開始するために、質問装置（１０）は高周
波質問パルスを送信し、レスポンダ装置（２０）の受信
ではこの高周波質問パルスを用いて供給電圧を発生させ
て、記憶したデータにより符号化された高周波信号の送
信を開始する。送信中は、高周波質問パルスの周波数を
レスポンダ装置（２０）の公称周波数を含む所定範囲に
わたり変化させる。質問装置（１０）の受信部（１４）
は同調回路（１５）を備え、この同調回路（１５）は受
信部（１４）の受信周波数をレスポンダ装置（２０）が
送信する高周波信号の周波数へ調整する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるデータの読み出し方法を実施する
質問装置及びレスポンダ装置の概要ブロックである。

【符号の説明】

１０ 質問装置 １２、２２ 送信部 １４、２４ 受信部 １５ 同調回路 １６ 評価部 ２０ レスポンダ装置 ２６ データ・メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−126579（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−198382（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−112186（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−176814（ＪＰ，Ｕ) 特表 平３−501554（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 H04B 1/59

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つの受信周波数を有する受信部を備え
   た質問装置により受動的レスポンダ装置に記憶したデー
   タを読み出す方法において、 一つの周波数を有する高周波質問パルスを送信して前記
   レスポンダ装置に読み出しサイクルを開始させるステッ
   プと、 前記レスポンダ装置による前記高周波質問パルスの受信
   に応答して供給電圧を発生し、かつ記憶した前記データ
   により符号化された、公称周波数を有する高周波信号の
   送信を開始するステップと、 前記質問パルスの前記周波数を送信中に前記レスポンダ
   装置の前記公称周波数にある所定の範囲にわたって変化
   させるステップと、 前記受信部の受信周波数を同調回
   路によって前記レスポンダ装置により送信される高周波
   信号の周波数へ調整するステップとを備えたデータの読
   み出し方法。