JP4305120B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、質問器と複数の応答器とからなる通信システムにおいて、質問器として使用される通信装置に関する。

従来より、質問器と複数の応答器とからなる通信システムとして、質問器が所定周波数の主搬送波を送信し、この主搬送波を受信した応答器が、所定周波数の副搬送波を送信情報で変調した応答信号を生成すると共に、生成した応答信号にて受信した主搬送波を変調し、変調した信号を反射波として質問器に送信するよう構成された通信システムが知られている。（特許文献１参照）。
特開２０００−４９６５６号公報

この種の通信システムにおいて、各応答器にて生成される応答信号の１つ（以下特定の応答信号と言う。）に高調波信号成分が含まれ、目的の応答信号の周波数と、特定の応答信号の高調波信号成分の周波数領域が重なる場合、質問器にて復調された応答信号の混合信号の中から、目的の応答信号を分離手段にて分離すると、分離した応答信号には、特定の応答信号の高調波信号成分が含まれる。このようになると、分離手段にて分離された信号を取り込んで送信情報を復元する復元手段にて、目的の応答信号と特定の応答信号の高調波信号成分との区別がつかず、正しい送信情報を復元できなくなる問題が発生することがある。

特に、各応答器で応答信号を生成するのに用いられる副搬送波が矩形波である場合、矩形波は、副搬送波周波数の奇数倍の高調波である複数の正弦波により構成されるため、応答信号には、高調波信号成分が多く含まれることにより、上記問題が発生し易い。

つまり、矩形波からなる副搬送波を用いて生成された応答信号には、例えば、図９に示すような高調波信号成分が含まれる。図９は、矩形波の副搬送波を用いた応答器から送信される反射波の信号レベルを周波数毎に計測した結果であり、横軸が計測周波数で、縦軸が信号レベルを表す。この図から明らかなように、１つの応答器からの反射波Ｆｓ１には、主搬送波Ｆｃ１を応答信号ｆｓ１で変調した信号Ｆｃ１＋ｆｓ１（本来の反射波）に加えて、主搬送波Ｆｃ１に応答信号ｆｓ１の３次の高調波信号成分３ｆｓ１が重畳した信号Ｆｃ１＋３ｆｓ１が含まれている。

尚、計測結果には表れていないが、応答信号ｆｓ１の５次の高調波信号成分５ｆｓ１以降の高次の高調波信号成分による信号レベルも、信号レベルが順に低くなって生じている。

そして、このような反射波Ｆｓ１が送信されている状況で、副搬送波の高調波信号成分３ｆｓ１の周波数３ｆｓ１ｆに主搬送波Ｆｃ１の周波数Ｆｃ１ｆを加えた周波数（Ｆｃ１ｆ＋３ｆｓ１ｆ）と、目的の応答器からの反射波Ｆｓ２（応答信号ｆｓ２を主搬送波Ｆｃ１で変調したもの）の周波数とが略一致する（つまり、３ｆｓ１ｆ≒ｆｓ２ｆ）場合、質問器にて主搬送波Ｆｃ１で復調された応答信号の混合信号の中から、分離手段にて目的の応答器からの応答信号ｆｓ２を分離すると、この応答信号ｆｓ２に応答信号ｆｓ１の高調波信号成分３ｆｓ１が含まれて分離され、復元手段にて、高調波信号成分３ｆｓ１と応答信号ｆｓ２との区別がつかず、正しい送信情報を復元できなくなる問題が発生する。

この問題を改善するために、応答器にて情報信号を変調する副搬送波の周波数を、目的の応答信号の高調波信号成分と重ならない周波数にすることが考えられる。しかし、通信システムとして使用できる周波数の範囲は、電波法などにより限られ、その限られた範囲の中で、各応答器で用いる副搬送波の周波数と、各応答信号の高調波信号成分とが重ならないようにするには、副搬送波の周波数の数を少なくせねばならない。また、各副搬送波の周波数範囲を広くとろうとすると、副搬送波を発生する部品や、副搬送波を検波するための部品が複雑になるなどの問題が発生する。

本発明は、こうした問題点に鑑みなされたものであって、主搬送波を個別の応答信号で変調した信号を複数の応答器が送信し、これを受ける質問器で構成された通信システムの質問器である通信装置において、受信し、復調した信号から分離した応答信号に、目的の応答器の応答信号の高調波信号成分が含まれる場合にも、分離した応答信号から正確に送信情報を取り出せるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の通信装置は、質問器と複数の応答器とからなり、質問器が所定周波数の主搬送波を送信し、主搬送波を受信した応答器が、所定周波数の副搬送波を送信情報で変調した応答信号を生成すると共に、この生成した応答信号にて受信した主搬送波を変調し、この変調した信号を反射波として質問器に送信するよう構成された通信システムにおいて質問器として使用される。

この通信装置は、送信手段が、主搬送波を送信し、受信手段が、主搬送波を受信した応答器から送信されてくる反射波を受信し、復調手段が、受信手段からの受信信号を復調することにより、主搬送波を受信した各応答器からの応答信号の混合信号を抽出し、分離手段が、復調手段にて抽出された混合信号を、各応答器毎の副搬送波の所定周波数で分離することにより、主搬送波を受信した応答器からの応答信号を個々に分離し、復元手段が、分離手段にて分離された応答信号を個々に取り込み、各応答器からの送信情報を復元する。

そして、この分離手段にて応答信号を分離し、復元手段がこれを取り込む際に、除去手段が、分離手段から復元手段に入力される応答信号の中から、高調波信号成分が他の応答信号に影響を与えるとして予め設定された第１応答信号を分岐して取り込み、この取り込んだ応答信号に基づき、他の応答信号の一つである第２応答信号に影響を与える高調波信号成分を生成して、この生成した高調波信号成分を、分離手段から復元手段に入力される第２応答信号から除去する。

この結果、本発明の通信装置によれば、分離手段にて分離された応答信号に、他の応答信号の高調波信号成分が含まれる場合に、分離手段から復元手段に入力される応答信号が、分離手段からの応答信号に含まれている高調波信号成分が除去されたものとなるため、復元手段にて情報を正確に取り出すことができる。

また、本通信システムのように、１つの通信装置と複数の応答器との間で通信を行うシステムの場合、限られた周波数範囲で、できるだけ容易に製造できるように副搬送波の周波数を設定しようとすると、各応答器が使用する副搬送波の周波数が、他の応答器の応答信号の高調波信号成分の周波数と重り易くなるため、本発明が特に有効となる。

そして、本発明により、応答器にて情報信号を変調する副搬送波の周波数が、他の応答信号の高調波信号成分の周波数と重なっても良いため、副搬送波の周波数の選定方法を容易にできる。また、各副搬送波の周波数関係を揃えて、副搬送波を発生する部品や、副搬送波を検波のための部品を制作し易くできる。

ところで、高調波信号成分が他の応答信号に影響を与えるとして予め設定された第１応答信号にも、他の応答信号の高調波信号成分が重畳している場合が考えられる。このように、他の応答信号の高調波信号成分が重畳した第１応答信号を基に第２応答信号から除去すべき高調波信号成分を生成する際、他の応答信号の高調波信号成分を除去する前の第１応答信号をそのまま用いて、第２応答信号から除去すべき高調波信号成分を生成すると、その高調波成分に、本来第２応答信号に重畳されていない他の応答信号の高調波信号成分が含まれてしまい、第２応答信号には含まれていない高調波信号成分を除去しようとして、かえって信号品質を劣化させてしまう恐れがあった。

そこで、このような場合に、請求項１に記載の通信装置は、請求項２に記載のように、除去手段を複数備えて、複数の除去手段の内の少なくとも１つが、他の除去手段により他の応答信号の高調波信号成分が除去された応答信号を取り込み、この取り込んだ応答信号に基づき、第２応答信号に影響を与える高調波信号成分を生成するようにすると良い。

つまり、このようにすると、生成される高調波信号成分に、本来第２応答信号に重畳されていない他の応答器の高調波信号成分が含まれることなく、第２応答信号から正しく高調波信号成分を除去できる。

また、応答信号の高調波信号成分は、その次数が増える程レベルが低くなり、又、偶数次の高調波信号成分は、互いに打ち消し合ってレベルが低くなるため、応答信号の高調波信号成分のうち、他の応答信号に最も影響し易いのは、３次の高調波信号成分である。

このため、請求項１又は請求項２に記載の通信装置は、請求項３に記載のように、除去手段が、取り込んだ応答信号の３次の高調波信号成分を、第２応答信号に影響を与える高調波信号成分として生成するよう構成すると良い。

つまり、このように構成すれば、応答信号が影響を及ぼす高調波信号成分の中でも、一番影響が大きい３次の高調波信号成分を除去することにより、除去手段の効率を良くできる。

また、請求項１〜請求項３に記載の通信装置における除去手段の具体的構成は、請求項４に記載のように、除去信号生成手段が、取り込んだ応答信号の周波数を所定の倍率で逓倍し、該逓倍された信号の振幅及び位相を調整して第２応答信号に影響を与える高調波信号成分を生成し、減算手段が、除去信号生成手段にて生成された高調波信号成分を、分離手段から復元手段に入力される第２応答信号から減じるよう構成すると良い。

つまり、このように構成すれば、逓倍器や、乗算器や、減算器などの機器を用いて容易に構成することができ、通信装置全体の構成を簡易にできる。
また、各応答器による応答信号の高調波信号成分のレベルは、奇数次の高調波信号成分にて基となった副搬送波の略１／Ｎ倍となり（例えば、３次の高調波の場合、その出力レベルは、元となった搬送波の略１／３）、高調波信号成分の基となる応答信号のレベルから推測できる。しかし、各応答器と送信装置との位置関係や、各応答器が移動している場合など、各応答器と信号を送受信する状態によって、分離手段で分離した応答信号に含まれる高調波信号成分のレベルは変動する。

このため、請求項４に記載の通信装置の除去手段は、請求項５に記載のように、減算手段にて除去信号生成手段により生成された高調波信号成分が減じられた第２応答信号を検知して、この検知した第２応答信号中の第１応答信号の影響が小さくなるように、除去信号生成手段における振幅を調整する際の倍率、あるいは、位相を調整する際の遅れ量を逐次設定するフィードバック手段を備えると良い。

つまり、このような構成よれば、第１応答信号に対する第２応答信号に含まれる高調波信号成分の振幅倍率及び位相差の関係に変化が生じても、フィードバック手段により、その変化分が補正されるため、より正確に第２応答信号に含まれる高調波信号成分を除去できる。

また、請求項４に記載の通信装置は、第１応答信号に対する第２応答信号に含まれる高調波信号成分の振幅倍率及び位相差の関係に変化に対する補正として、請求項６のようにしても良い。

即ち、請求項６に記載の通信装置は、除去手段が、取り込んだ応答信号を基に、第２応答信号において重畳されている第１応答信号による高調波信号成分を推定して、除去信号生成手段における振幅を調整する際の倍率、あるいは、位相を調整する際の遅れ量を逐次設定するフィードフォアード手段を備えると良い。

つまり、このようにすれば、第１応答信号の出力レベルに応じて、第２応答信号に重畳される高調波信号成分の割合が推測されるため、より簡易な構成で第１応答信号による高調波信号成分を第２応答信号から除去できる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、通信システム１の構成を示す図である。
図１に示すように、通信システム１は、質問器１０と、３つの応答器２０，２１，２２とから構成されている。尚、応答器は、２つ以下や、４つ以上の場合もあるが、本説明では、説明しやすくするため応答器が３つの場合について説明する。

通信システム１は、質問器１０から、質問波たる主搬送波Ｆｃ１が各応答器２０〜２２に向けて送信されて、各応答器２０〜２２がこれを受信する。すると、応答器２０から、反射波Ｆｓ１が返信され、応答器２１から、反射波Ｆｓ２が返信され、応答器２２から、反射波Ｆｓ３が返信されて、質問器１０がこれらを受信して、各応答器２０〜２２からの反射波に含まれる情報を得るためのシステムである。

次に、図２を参照して、応答器２０〜２２の構造を説明する。
尚、下記においては応答器２０について説明するが、応答器２１、２２は応答器２０と同様の構成になっている。

応答器２０は、図２に示すように、アンテナ７０に接続された変復調器７１とデジタル回路部８０とから構成されている。
そして、デジタル回路部８０には、応答器２０の制御を行うコントローラ８１と、副搬送波を生成する発振器８２と、所定の情報信号を出力する情報信号器８３と、コントローラ８１を介して入力する情報信号器８３から出力される情報信号で、発振器８２で生成された副搬送波を変調する副搬送波変調器８４とが設けられている。

尚、変復調器７１は、アンテナ７０により受信した質問器１０からの主搬送波を、副搬送波変調器８４で変調された副搬送波で変調し、この変調された主搬送波を反射波Ｆｓ１としてアンテナ７０から返信する。

また、発振器８２は、予め設定された複数の周波数から１つを所定の時間毎にランダムに選択して切り替えられる周波数（いわゆる周波数ホッピング）で、矩形波を生成する。本実施例では、各応答器２０〜２２の発振器８２で生成される副搬送波の周波数（チャンネル）は、図３に示すように１０ｋＨｚ毎に１０箇所設定された副搬送波１（ＳＣ１）〜副搬送波１０（ＳＣ１０）である。

また、副搬送波変調器８４における情報信号器８３からの情報信号による変調は、位相変調（ＰＳＫ）で行う。但し、質問器１０での復調方式に応じて、位相変調以外に、周波数変調（ＦＳＫ）としてもよい。

このように、各応答器２０〜２２は、副搬送波１〜副搬送波１０の何れかが情報信号（データ）で１次変調された応答信号ｆｓ１〜ｆｓ３により、質問器１０からの主搬送波Ｆｃ１を２次変調した反射波Ｆｓ１〜Ｆｓ３を生成し、質問器１０へ向けて返信する。

そして、応答器２０〜２２からの反射波Ｆｓ１〜Ｆｓ３は、応答信号ｆｓ１〜ｆｓ３が周波数ホッピングされているので、各応答器２０〜２２の応答信号ｆｓ１〜ｆｓ３の周波数は、タイミング毎に異なる。即ち、図４に示すように、各応答器２０〜２２からの反射波Ｆｓ１〜Ｆｓ３は、タイミングＴ１では、副搬送波周波数の低い方からＦｓ３（Ｆｃ１±ｆｓ３）、Ｆｓ２（Ｆｃ１±ｆｓ２）、Ｆｓ１（Ｆｃ１±ｆｓ１）の順だったものが、タイミングＴ２、タイミングＴ３、タイミングＴ４と時間が変化するごとに、ランダムに位置が入れ替わる。尚、図４では下側測波帯は記載していない。

このため、あるタイミングでは、反射波Ｆｓ１〜Ｆｓ３の内の２つ以上が同じ周波数となり混信する場合があるが、周波数ホッピングを数回繰り返すうちに、反射波Ｆｓ１〜Ｆｓ３の周波数が重ならないタイミングが生じる。このため、このタイミングで情報信号を質問器１０に伝達することができる。これにより、応答器２０〜２２毎に、応答信号の周波数を指定する必要が無く、応答器２０〜２２の数が増えた場合でも、同じ周波数帯域で質問器１０への情報信号の伝達ができる。

次に、図５を参照して、本発明の第１実施例である質問器１０につき説明する。
質問器１０は、図５に示すように、信号処理回路部３０と高周波回路部４０とから構成されている。そして、高周波回路部４０は、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ等の周波数の主搬送波Ｆｃ１を生成する発振器４１と、発振器４１で生成された主搬送波Ｆｃ１を変調する変調器４２と、当該変調器４２で変調された主搬送波Ｆｃ１を電力増幅する電力増幅器４３と、当該電力増幅器４３からの出力をアンテナ４７に伝え、また、当該アンテナ４７が受信した電波を後述する低雑音増幅器（以下、ＬＮＡと称す。）４５に伝えるように出力と入力の分離を行うサーキュレータ４４と、アンテナ４７が受信した各応答器２０〜２２からの受信信号を増幅するＬＮＡ４５と、ＬＮＡ４５で増幅された受信信号を発振器４１からの信号とミキシングしてホモダイン検波して、主搬送波Ｆｃ１を復調する主搬送波復調器４６とから構成されている。

また、信号処理回路部３０は、主搬送波復調器４６からの主搬送波Ｆｃ１が復調された受信信号をフィルタ処理によりホッピング周波数帯域に対応したチャンネルに分離する帯域分割フィルタ３２と、帯域分割フィルタ３２で分離された応答信号に含まれる情報信号を復元する副搬送波復調器３３と、副搬送波復調器３３で復元された情報信号をフレーム毎に分割するフレーム分割器３４と、フレーム分割器３４でフレーム毎に分割された情報信号を仕分けするフレーム仕分け器３５と、当該フレーム仕分け器３５で仕分けられた応答器毎の情報信号（フレーム）を時系列に並べ替えて連結するフレーム連結器３６と、質問器１０全体の制御を行うコントローラ３１とから構成されている。尚、後述するように、帯域分離フィルタ３２はアナログ回路で構成されているが、副搬送波変調器３３〜フレーム連結器３６は、いずれもデジタル回路によって構成されている。

そして、質問器１０は、このような構成により、発振器４１にて生成された周波数での主搬送波Ｆｃ１をアンテナ４７から送信する。また、アンテナ４７で受けた応答器２０〜２２からの反射波Ｆｓ１〜Ｆｓ３を復調して、それぞれに含まれた情報信号を取り出し、この情報信号に応じた動作をコントローラ３１にて行うものである。

ここで、本発明の特徴となる帯域分割フィルタ３２について、詳細を次に説明する。
帯域分割フィルタ３２は、応答器２０〜２２からの反射波Ｆｓ１〜Ｆｓ３から主搬送波Ｆｃ１で復調された応答信号ｆｓ１〜ｆｓ３が、周波数ホッピングにより取り得る周波数である副搬送波１（ＳＣ１）〜副搬送波１０（ＳＣ１０）の１０チャンネルに対して、この副搬送波１〜副搬送波１０各々を通過させる帯域フィルタをそれぞれ有し、これらの帯域フィルタを通過した信号が副搬送波復調器３３へ出力されている。

尚、今回特に、応答器２０〜２２の間で、高調波信号成分による混信の影響が顕著となる状態として、応答器２０からの反射波Ｆｓ１が、周波数ホッピングするチャンネルの一番低い周波数の副搬送波１（ＳＣ１）を用いた応答信号ｆｓ１で２次変調されたもので、応答器２１からの反射波Ｆｓ２が、応答信号ｆｓ１の３倍の周波数となる副搬送波３（ＳＣ３）を用いた応答信号ｆｓ３で２次変調されたもので、応答器２２の反射波Ｆｓ３が、応答信号ｆｓ３の３倍の周波数となる副搬送波９（ＳＣ９）を用いた応答信号ｆｓ３で２次変調されたものの場合について考察する。

このため、副搬送波１の周波数の信号を通過する帯域フィルタ（ＢＰＦ１）５２、副搬送波３の周波数の信号を通過する帯域フィルタ（ＢＰＦ３）５３、副搬送波９の周波数の信号を通過する帯域フィルタ（ＢＰＦ９）５４に着目して説明する。

このとき、主搬送波復調器４６により復調された信号には、図３に示すように、帯域フィルタ５２が通過する副搬送波１（ＳＣ１）の帯域に、応答信号ｆｓ１が有り、帯域フィルタ５３が通過する副搬送波３（ＳＣ３）の帯域に、応答信号ｆｓ３と、応答信号ｆｓ１の３次の高調波信号成分３ｆｓ１とが有り、帯域フィルタ５４が通過する副搬送波９（ＳＣ９）の帯域に、応答信号ｆｓ９と、応答信号ｆｓ３の３次の高調波信号成分３ｆｓ３とが有る。

まず、帯域分割フィルタ３２の帯域フィルタ５２は、副搬送波１〜１０のうち、最低周波数の副搬送波１の周波数の信号を通過して、副搬送波復調器３３へ送る。そして、帯域フィルタ５３は、副搬送波３の周波数の信号を通過して、副搬送波復調器３３へ送る。また、帯域フィルタ５４は、副搬送波９の周波数の信号を通過して、副搬送波復調器３３へ送る。

そして、帯域分割フィルタ３２には、帯域フィルタ５２が通過した信号である副搬送波１信号を取り込んで、副搬送波１信号の周波数を逓倍する逓倍回路５５と、逓倍回路５５からの出力に対して位相及び振幅の変更を行う振幅位相調整回路５６と、振幅位相調整回路５６からの出力を、帯域フィルタ５３が通過した信号である副搬送波３信号から減算する減算器５７と、減算器５７により減算された副搬送波３信号を取り込み、振幅位相調整回路５６へ振幅の変更倍率を指示する振幅検出器５８とが設けられている。

また、帯域分割フィルタ３２には、減算器５７により減算された副搬送波３信号を取り込んで、その信号の周波数を逓倍する逓倍回路５９と、逓倍回路５９からの出力に対して位相及び振幅の変更を行う振幅位相調整回路６０と、振幅位相調整回路６０からの出力を、帯域フィルタ５４が通過した信号である副搬送波９信号から減算する減算器６１と、減算器６１により減算された副搬送波９信号を取り込み、振幅位相調整回路６０へ振幅の変更倍率を指示する振幅検出器６２とが設けられている。

尚、逓倍回路５５は、取り込んだ信号の周波数を３倍に逓倍する。
また、振幅位相調整回路５６は、振幅検出器５８からの指示に基づき設定される振幅倍率、及び、予め設定された位相遅れ量にて逓倍回路５５からの信号を変更する。

例えば、振幅位相調整回路５６は、図７（ａ）に示すように、逓倍回路５５からの入力Ｖｉｎと、位相調整回路５６２への出力Ｖｏとの間に、一端を接地ＧＮＤとして抵抗ＲとＭＯＳＦＥＴ５６１とが直列に配設され、ＭＯＳＦＥＴ５６１のゲート端子に、振幅検出器５８からの信号電圧が入力される。これにより、位相調整回路５６２に入力される電圧Ｖｏは、Ｖｏ＝Ｖｉｎ×（Ｒ＋ｒ）／（２Ｒ＋ｒ）の関係となり（ｒは、ＭＯＳＦＥＴ５６１のドレイン−ソース間抵抗）、ＭＯＳＦＥＴ５６１へのゲート電圧（つまり、振幅検出器５８からの信号電圧）を変えることにより、ＭＯＳＦＥＴ５６１の抵抗ｒの値が変わり、位相調整回路５６２への出力Ｖｏの振幅倍率が変わる。

そして、位相調整回路５６２では、例えば、数珠繋ぎになったバケツで水を運ぶような原理で、非常に短い遅れの集合でディレイタイムを決定するＢＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ Ｂｒｉｇａｄｅ Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｌａｙ Ｃｈｉｐｓ）素子を使用した回路により位相遅れ量を変更する。

尚、振幅位相調整回路５６での振幅の変更倍率は、逓倍回路５５が取り込んだ副搬送波１信号の振幅の倍率「１／３」が、変更される振幅倍率の中央値となっている。
また、減算器５７は、周知の演算増幅器などにより構成され、振幅位相調整回路５６からの信号を、その極性を反転して帯域フィルタ５３の出力（副搬送波３信号）と加算する（つまり、減じる。）。

また、振幅検出器５８は、図６（ｂ）に示すように、減算器５７により減算された副搬送波３信号を入力に対して直列に繋がれたダイオードＤ１と、並列に繋がれたコンデンサＣ１と、抵抗器Ｒ１と、その後に直列に繋がれる積分器５８４と、制御部５８５とで構成されている。そして、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１及び抵抗器Ｒ１は、減算器５７により減算された副搬送波３信号を、半波整流して副搬送波３の周波数成分を除去したＡＭ検波を行う。また、積分器５８４は、周知の演算増幅器により構成され、ＡＭ検波された信号を積分して平均信号を出力する。そして、制御部５８５は、ＩＣ回路などにより構成され、積分器５８４からの平均信号に応じて予め設定された振幅倍率を指示する指令信号を、振幅位相調整回路５６へ出力する。

つまり、副搬送波３信号の中の応答信号ｆｓ１の３次高調波信号成分によるビート成分をＡＭ検波で抽出し、その平均振幅を積分器５８４で求めて、この平均振幅が小さくなる信号電圧を振幅位相調整回路５６へ出力する。

また、逓倍回路５９は、逓倍回路５５と、振幅位相調整回路６０は、振幅位相調整回路５６と、振幅検出器５８は、振幅検出器６２と、入出力先が違うだけで、構成は同じである。

このような帯域分割フィルタ３２によれば、逓倍回路５５及び振幅位相調整回路５６により、帯域フィルタ５２を通過した副搬送波１信号の周波数を３倍にして、振幅を１／３にした信号（つまり、帯域フィルタ５３を通過した副搬送波３信号に含まれる応答信号ｆｓ１による３次高調波信号成分３ｆｓ１を模擬した信号）が生成され、この信号が減算器５７により、帯域フィルタ５３を通過した副搬送波３信号から減算される。これにより、副搬送波３信号には、応答信号ｆｓ３だけが残る。

また、同様に、逓倍回路５９、振幅位相調整回路６０、及び、減算器６１により、帯域フィルタ５４を通過した副搬送波９信号に含まれる応答信号ｆｓ３による３次高調波信号成分３ｆｓ３を模擬した信号が生成され、帯域フィルタ５４を通過した副搬送波９信号から減算される。これにより、副搬送波９信号には、応答信号ｆｓ９だけが残る。

以上のように、質問器１０は、副搬送波復調器３３にて、副搬送波３信号から応答信号ｆｓ１による３次の高調波信号成分３ｆｓ１が除去された信号（つまり、応答信号ｆｓ３だけ）、及び、副搬送波９信号から応答信号ｆｓ３による３次の高調波信号成分３ｆｓ３が除去された信号（つまり、応答信号ｆｓ９だけ）が入力されるので、応答信号ｆｓ３，応答信号ｆｓ９に含まれる情報信号を正確に取り出せる。尚、副搬送波１信号は、各応答器２０〜２１により生成される中でも一番低い周波数のため、他の応答信号からの高調波信号成分が含まれず、もともと応答信号ｆｓ１だけが入力される。

また、副搬送波３信号及び副搬送波９信号に含まれる高調波信号成分のレベルは、各応答器２０〜２２間の位置関係などにより変わるが、そのような場合でも、各振幅検出器５８，６２により、振幅位相調整回路５６，６０で変更する振幅の倍率を設定することで、副搬送波３信号及び副搬送波９信号に含まれる高調波信号成分を確実に除去することができる。

また、減算器５７により副搬送波３信号から応答信号ｆｓ１の３次の高調波信号成分３ｆｓ１が除去された信号を取り込んで、副搬送波９信号から減算器６１により減算する信号を生成しているため、応答信号ｆｓ１の３次の高調波信号成分３ｆｓ１が減算器６１で減算する信号に影響を及ぼすことなく、副搬送波９信号に含まれている応答信号ｆｓ３の３次高調波信号成分を正しく除去することができる。

以上、本発明の第１実施例及び第２実施例について説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されず、この他にも様々な形態で実施することができる。
本実施例では、応答信号ｆｓ１の３倍の周波数である副搬送波３信号から３次の高調波３ｆｓ１を除去するように構成されているが、例えば、逓倍回路５５の周波数倍率を２倍として、応答信号ｆｓ１の２倍の周波数の副搬送波２信号から２次の高調波を除去するものや、同様に５次の高調波を除去するものなど、各応答信号の他の次数の高調波に対して除去するよう構成されたものであっても良い。

また、応答信号ｆｓ１の周波数に対して副搬送波３信号の周波数が、３倍の周波数からずれたものなど、高調波信号成分を除去する対象の周波数が、高調波信号成分を発生する応答信号の整数倍の関係に無い場合であっても、先の図９に示したように、高調波信号成分はある程度の幅の周波数に対して影響するため、逓倍回路５５の周波数倍率を応答信号ｆｓ１と副搬送波３信号との周波数倍率に合わせたものとすることにより、本発明の効果は得られる。

また、上記実施例において、帯域分割フィルタ３２は、アナログ回路によって構成したが、デジタル回路による信号処理回路により構成しても良い。
また、上記した本発明の実施例における質問器１０においては、振幅検出器５８、６２にて検出した振幅を基に、それぞれ振幅位相調整回路５６，６０にフィードバックして振幅を調整するフィードバック方式につき説明したが、振幅検出器５８、６２からの信号により振幅位相調整回路５６，６０の位相調整回路５６２における位相の調整量を変更するよう構成されたものであっても良い。このように構成すれば、より高い精度で高調波信号成分を除去することができる。

また、このフィードバック方式に代えて、フィードフォアード方式を用いた質問器１０であってもよい。つまり、振幅位相調整回路５６での振幅の変更倍率を設定していた振幅検出器５８，６２の変わりに、図８に示すように、フォアード回路６４，６５が、振幅倍率を設定するための信号電圧を振幅位相調整回路５６，６０へ入力するように構成したものである。

尚、フォアード回路６４，６５は、帯域フィルタ５２，５３からの副搬送波１信号及び副搬送波３信号を入力して、その振幅を検出して、振幅の変動率を基に振幅位相調整回路５６，６０での振幅倍率を設定する信号電圧を出力する。

このような構成によれば、フォアード回路６４，６５は、副搬送波１信号及び副搬送波３信号の振幅を検知するため、副搬送波３信号及び副搬送波９信号に残った高調波信号成分検知する振幅検出器５８，６２よりはノイズに対して強く、簡易な構成で、正しく副搬送波３から高調波信号成分を除去できる。但し、振幅検出器５８，６２を用いたフィードバック方式の方が、高調波信号成分の除去精度として高いものにしやすい。

また、振幅位相調整回路５６，６０の振幅倍率は、振幅検出器５８，６２や、フォアード回路６４，６５にて変更されるようになっているが、振幅検出器５８，６２や、フォアード回路６４，６５が無く、倍率を略１／３で固定としたものであっても良い。

本発明の実施形態を示す通信システムの構成図である。 応答器２０の電気構成ブロック図である。 各応答器２０〜２２から出力される反射波の周波数変位を表す図である。 通信システム１で使用される主搬送波と反射波の関係を示す図である。 質問器１０の構成を表すブロック図である。 本実施例の帯域分割フィルタ３２のブロック図である。 振幅位相調整回路５６及び振幅検出器５８の回路図である。 帯域分割フィルタ３２の変形例のブロック図である。 従来の応答器の高調波信号成分を含む出力波形のスペクトル図である。

符号の説明

１…通信システム、１０…質問器、２０，２１，２２…応答器、３０…信号処理回路部、３１…コントローラ、３２…帯域分割フィルタ、３３…副搬送波復調器、３４…フレーム分割器、３５…フレーム仕分け器、３６…フレーム連結器、４０…高周波回路部、４１…発振器、４２…変調器、４３…電力増幅器、４４…サーキュレータ、４６…主搬送波復調器、４７…アンテナ、５２，５３，５４…帯域フィルタ、５５，５９…逓倍回路、５６，６０…振幅位相調整回路、５７，６１…減算器、５８，６２…振幅検出器、６４，６５…フォアード回路、７０…アンテナ、７１…変復調器、８０…デジタル回路部、８１…コントローラ、８２…発振器、８３…情報信号器、８４…副搬送波変調器、５６２…位相調整回路、５８４…積分器、５８５…制御部。

Claims (6)

1. 質問器と複数の応答器とからなり、質問器が所定周波数の主搬送波を送信し、該主搬送波を受信した応答器が、所定周波数の副搬送波を送信情報で変調した応答信号を生成すると共に、該生成した応答信号にて前記受信した主搬送波を変調し、該変調した信号を反射波として前記質問器に送信するよう構成された通信システムにおいて、前記質問器として使用される通信装置であって、
   前記主搬送波を送信する送信手段と、
   該主搬送波を受信した応答器から送信されてくる反射波を受信する受信手段と、
   該受信手段からの受信信号を復調することにより、前記主搬送波を受信した各応答器からの応答信号の混合信号を抽出する復調手段と、
   該復調手段にて抽出された混合信号を、前記各応答器毎の副搬送波の所定周波数で分離することにより、前記主搬送波を受信した応答器からの応答信号を個々に分離する分離手段と、
   該分離手段にて分離された応答信号を個々に取り込み、各応答器からの送信情報を復元する復元手段と、
   該分離手段から前記復元手段に入力される応答信号の中から、高調波信号成分が他の応答信号に影響を与えるとして予め設定された第１応答信号を分岐して取り込み、該取り込んだ応答信号に基づき、他の応答信号の一つである第２応答信号に影響を与える高調波信号成分を生成して、該生成した高調波信号成分を、前記分離手段から前記復元手段に入力される前記第２応答信号から除去する除去手段と、
   を備えたことを特徴とする通信装置。
2. 前記除去手段を複数備え、
   該複数の除去手段の内の少なくとも１つは、他の除去手段により他の応答信号の高調波信号成分が除去された応答信号を取り込み、該取り込んだ応答信号に基づき、前記第２応答信号に影響を与える高調波信号成分を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記除去手段は、
   前記取り込んだ応答信号の３次の高調波信号成分を、前記第２応答信号に影響を与える高調波信号成分として生成する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
4. 前記除去手段は、
   前記取り込んだ応答信号の周波数を所定の倍率で逓倍し、該逓倍された信号の振幅及び位相を調整して前記第２応答信号に影響を与える高調波信号成分を生成する除去信号生成手段と、
   該除去信号生成手段にて生成された高調波信号成分を、前記分離手段から前記復元手段に入力される前記第２応答信号から減じる減算手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３にいずれか記載の通信装置。
5. 前記除去手段は、
   前記減算手段にて前記除去信号生成手段により生成された高調波信号成分が減じられた前記第２応答信号を検知して、該検知した前記第２応答信号中の前記第１応答信号の影響が小さくなるように、前記除去信号生成手段における振幅を調整する際の倍率、あるいは、位相を調整する際の遅れ量を逐次設定するフィードバック手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 前記除去手段は、
   前記取り込んだ応答信号を基に、前記第２応答信号において重畳されている該第１応答信号による高調波信号成分を推定して、前記除去信号生成手段における振幅を調整する際の倍率、あるいは、位相を調整する際の遅れ量を逐次設定するフィードフォアード手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。

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