JP5665104B1 - 電波計測器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＦＩＤシステム、特にＵＨＦ帯を用いたＲＦＩＤシステムの構築支援を行う為の電波計測器を提供することを課題とする。【解決手段】ＲＦＩＤシステムの構築支援を行う為の電波計測器であって、前記電波計測器は、電波計測器本体と、前記電波計測器本体に設けられ、電波の検出及び電波の到来方向の特定を行うための指向性アンテナと、を備え、前記電波計測器本体は、検出した電波の電波強度を算出するレベル変換部と、前記レベル変換部によって検出された電波強度が、パッシブ型ＲＦタグを作動させる起動電波強度を超える場合に通知を行う通知手段と、前記レベル変換部によって算出された電波強度を表示するレベル表示部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、特にＵＨＦ帯を用いたＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)システムの構築支援を行う為の電波計測器に関する。

パッシブ型のＲＦタグは、リーダライタから発せられる電波の一部にＩＤ情報を上乗せして反射を行うことで情報の発信を行う。ＲＦタグ及びリーダライタによって構成されるＲＦＩＤシステムは、工場や倉庫作業における物品の管理、入退室や出退勤の管理等の業務支援用途において、広く利用されている。

また、その中でもＵＨＦ帯を用いたパッシブ型のＲＦタグは、数メートルの応答範囲を有している。そのため、ＵＨＦ帯を用いたＲＦＩＤシステムを構築することによって、リーダライタにＲＦタグをかざすといった動作を必要としない、効率的な業務支援を提供することが可能となる。

特許文献１には、非接触式リーダライタから出力される電波強度を電圧に変換するプローブカード、及び前記リーダライタからの距離を計測するための定規を備えたリーダライタ用の電波強度検査機に関する技術が記載されている。
また、特許文献２には、ぎらつきを抑え見栄えをよくした、透明電波吸収体用の吸収層に関する技術が記載されている。

特開２００３−２７０２７９号公報 特許第５２９３１３４号公報

しかしながら、設置型リーダライタを有するＵＨＦ帯を用いたＲＦＩＤシステムを構築する際には、意図しない場所においてＲＦタグがリーダライタの検出を行う、誤読が起きる場合がある。誤読は、人や物、壁面等によってリーダライタからの電波が反射や回折を起こすことにより生じる。また、リーダライタから発せられる電波が反射することによってマルチパスが生じ、意図した設置点においてＲＦタグがリーダライタの検出を行うことができない場合もある。

上述の理由から、ＵＨＦ帯を用いたＲＦＩＤシステムの構築作業は高い専門性が必要となっている。誤読が生じる場合において、システム構築者は、リーダライタの移動、リーダライタの出力の低下、電波反射要因の移動、電波吸収体の設置等の作業を行い、リーダライタの検出が、意図した検出エリアにおいて行われるように修正する必要がある。

特許文献１には、リーダライタから数センチの距離で出力される電波強度を計測し、リーダライタの動作精度を安定させるための電波強度検査機が記載されている。しかしながら、近接型のＲＦＩＤシステムの構築作業において前記電波強度検査機を活用することは有効であるが、数メートルの範囲で電波が発信されるＵＨＦ帯を用いたＲＦＩＤシステムの構築作業においては、前記電波強度検査機を活用することは出来ない。

特許文献２には、ぎらつきを抑え、より美観に優れた電波吸収体に関する技術が記載されている。これにより、電波吸収体の設置場所の自由度が高まり、よりその選定がより容易なものとなるが、電波吸収体の効果的な設置場所の導出と、その設置による効果の検証とを行うことは、依然として困難性の高いままである。

ＵＨＦ帯を用いたリーダライタの設置を含むＲＦＩＤシステムの設計・構築は、誤読やマルチパスといった障害を防ぎながら、運用を行う場所とその規模に合わせて柔軟に行う必要があり、熟練した作業者の経験と勘を必要とするものであった。そのため、誰しもが容易に電波の検出及び障害要因の推定を行うことができ、ＲＦＩＤシステムの構築・設計支援、改善等を行う為の技術が待ち望まれていた。

本発明は上述するような実状に鑑みてなされたものであり、ＲＦＩＤシステム、特にＵＨＦ帯を用いたＲＦＩＤシステムの構築支援を行う為の電波計測器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、ＲＦＩＤシステムの構築支援を行う為の電波計測器であって、前記電波計測器は、電波計測器本体と、前記電波計測器に設けられ、電波の検出及び電波の到来方向の特定を行うための指向性アンテナと、を備え、前記電波計測器本体は、検出した電波の電波強度を算出するレベル変換部と、前記レベル変換部によって検出された電波強度が、パッシブ型ＲＦタグを作動させる起動電波強度を超える場合に通知を行う通知手段と、前記レベル変換部によって算出された電波強度を表示するレベル表示部と、を備えることを特徴とする。
このような構成とすることで、ＲＦＩＤシステムの構築時において、ＲＦタグに誤読等が生じてしまう個所を容易に検出することが可能である。
また、指向性アンテナを備えることによって、その電波の到来方向の推定を行うことが可能となり、障害要因の導出を容易に行うことが可能である。

本発明の好ましい形態では、前記通知手段は、音響による通知を行う為の音響発生器及び、発光による通知を行う為の発光器の少なくとも一方を備えることを特徴とする。

本発明の好ましい形態では、前記通知手段による通知は、前記電波計測器本体に備えられた音響発生器によって行われることを特徴とする。
このような構成とすることで、音による通知を受けることができ、極めて直感的かつ効率的に誤読か生じる個所の導出を行うことが可能である。

本発明の好ましい形態では、前記通知手段による通知は、前記電波計測器本体の、前記レベル表示部と同一面に備えられた発光器によって行われることを特徴とする。
このような構成とすることで、光による通知を受けることができ、極めて直感的かつ効率的に誤読か生じる個所の導出を行うことが可能である。

本発明の好ましい形態では、前記指向性アンテナは、ＵＨＦ帯の電波を検出することを特徴とする。

本発明の好ましい形態では、前記指向性アンテナは、1/2λダイポールアンテナであることを特徴とする。
このような構成とすることで、アンテナが２軸方向への指向性を持つため、電波の発信方向の推定を補助し、容易に阻害要因の導出を行うことが可能である。

本発明の好ましい形態では、前記指向性アンテナのアンテナエレメントは、電波検出器本体の表面と水平に配置されていることを特徴とする。
このような構成とすることにより、1/2λダイポールアンテナを受信アンテナとして用いる場合、計測者の側面方向からの電波が検出されないように構成することができる。

本発明の好ましい形態では、周波数帯の異なる複数の指向性アンテナを備え、前記電波計測器本体は受信する周波数帯を切り替えるための切り替え手段を有することを特徴とする。
このような構成とすることで、複数の周波数帯の信号を発信するリーダライタの検出を行うことが可能となり、より効率的に利用を行うことが可能である。

本発明の好ましい形態では、前記レベル表示部は、複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)を備えることを特徴とする。

本発明によって、ＲＦＩＤシステム、特にＵＨＦ帯を用いたＲＦＩＤシステムの構築支援を行う為の電波計測器を提供することが可能となった。

本発明の実施形態に係る電波計測装置の外観図である。 本発明の実施形態に係る電波計測装置の内部構成図である。 本発明の実施形態に係るアンテナ部の分解図である。

以下、本発明の実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。図１、本発明の電波計測器を示す外観図である。図1に示すように、電波計測器１は、電波計測器本体２と、アンテナ部３と、を備えている。

図２は、電波計測器１の内部構成図である。図２に示すように、電波計測器本体２は、検出対象となる周波数帯の切り替えを行う切り替えスイッチ４と、計測対象以外の、ノイズとなる周波数帯の除去を行うための周波数帯フィルタ５ａ及び周波数フィルタ５ｂと、信号の増幅を行う増幅器６ａ及び増幅器６ｂと、ＲＳＳＩ回路を含み信号の電波強度をレベル値に変換するレベル変換部７ａ及びレベル変換部７ｂと、レベル値を表示するためのレベルメータ８と、放音による通知を行わせる為の音響発生器９と、発光による通知を行わせる為の発光器１０と、電波計測器１を動作させるための電力を供給するバッテリー１１と、を備える。また、本実施形態では、バッテリー１１から電力の供給の入切を行う為の電源スイッチ２１と、音響発生装置９近傍に設けられた放音孔２２と、を備えている。

複数の周波数帯のＲＦタグの検出を行う場合、切り替えスイッチ４によって切替を行い、検出対象の周波数帯を検出することができる。そのため、様々な周波数帯を用いるＲＦＩＤシステムの構築に適応した電波計測器１を提供することが可能である。検出対象となる周波数帯は、例えば、ＵＨＦ帯の９２０ＭＨｚや、マイクロ波帯の２.４５ＧＨｚである。

本実施例では電波検出器本体２内に、検出対象となる９２０ＭＨｚ及び２．４５ＧＨｚに対応する、周波数帯フィルタ５、増幅器６、レベル変換部７が設けられており、切り替えスイッチ４で切り替えを行うことによって検出対象の周波数帯を変更して、レベルメータ８、音響発生器９、発光器１０に、出力を行なわせることができる。周波数フィルタのみを複数設け、増幅器及びレベル変換部は各周波数帯で共通のものを利用可能に構成しても構わない。

レベルメータ８は、周波数フィルタ５、増幅器６、レベル変換部７を介して、受信アンテナ１２で検出された電波の強度の表示を行う。受信アンテナ１２で検出した電波の電波強度は、ｄＢｍの単位でレベルメータ８に表示される。レベルメータ８は、本実施例では複数のＬＥＤによって段階的に電波強度の表示を行うように構成されているが、デジタルメータや、アナログメータによって電波強度の表示を行うように構成してもよい。

パッシブ型ＲＦタグが作動する所定の電波強度である起動電波強度がレベル変換部７において検出された場合、音響発生器９及び発光器１０の双方を用いて、計測者に対する通知が行われる。これにより計測者はＲＦタグが動作する場所を容易に発見し、ＲＦＩＤシステムの構築を効率的に行うことが可能となる。音響発生器９及び発光器１０は、必ずしも双方設けられている必要はない。

図３は、アンテナ部３の分解図である。図３に示すように、アンテナ部３は、電波を受信するための指向性を有する受信アンテナ１２と、計測器本体２と電気的に接続するための接続部１３と、を備えている。また、本実施形態では、受信アンテナ１２を保護するためのアンテナカバー３１、アンテナカバー３２を備えている。

本実施形態における受信アンテナ１２は1/2λダイポールアンテナであるが、1/4λダイポールアンテナ、1/8λダイポールアンテナ、パッチアンテナなど他の指向性を有するアンテナによって構成されていてもよい。

アンテナ部３には、周波数帯の異なる受信アンテナ１２が複数内蔵されていてもよいし、一つのアンテナ１２を備えたアンテナ部３が内蔵され、接続部１３によって取り換え可能に構成されていてもよい。

1/2λダイポールアンテナである受信アンテナ１２のエレメントは、電波検出器本体２のレベルメータ８を備える面と水平に配置されており、計測者が電波計測器1を把持して誤読等が起こる場所を探索する際に、計測者の側面方向からの電波は検出しないように構成されている。また、計測者の背面方向からの電波は計測者自身によって遮断されることとなる。そのため、計測者の前方方向から到来する電波を検出することが可能とある。

そのため、計測者はまず前方方向から到来する電波を検出し大まかな電波の到来方向を導出することができる。そして、大まかな電波の到来方向が導出された後に、アンテナ部３の上下に手をかざすなどして電波を遮断することによって、具体的な到来方向をさらに絞り込んでいくことが可能である。

このような構成とすることで、ＵＨＦ帯のＲＦタグ読み取り範囲を、簡易な計測器によって容易に検出することができる。それによって、誤読などを起こす恐れのある範囲と、その原因電波の到来方向を導出することができ、ＲＦＩＤシステムの構築を効率的に執り行うことが可能である。

ＲＦＩＤシステムの構築支援を行う為の電波検出器を提供することが可能となる。

１ 電波計測器
２ 電波計測器本体
２１ 電源スイッチ
２２ 放音孔
３ アンテナ部
３１、３２ アンテナカバー
４ 切り替えスイッチ
５、５ａ、５ｂ 周波数帯フィルタ
６、６ａ、６ｂ 増幅器
７、７ａ、７ｂ レベル変換
８ レベルメータ
９ 音響発生器
１０ 発光器
１１ バッテリー
１２ 受信アンテナ
１３ 接続部

Claims (7)

1. ＲＦＩＤシステムの構築支援を行う為の電波計測器であって、
   前記電波計測器は、電波計測器本体と、前記電波計測器本体に設けられ、電波の検出及び電波の到来方向の特定を行うための指向性アンテナと、を備え、
   前記電波計測器本体は、検出した電波の電波強度を算出するレベル変換部と、
   前記レベル変換部によって検出された電波強度が、パッシブ型ＲＦタグを作動させる起動電波強度を超える場合に通知を行う通知手段と、
   前記レベル変換部によって算出された電波強度を表示するレベル表示部と、を備えることを特徴とする電波計測器。
2. 前記通知手段は、音響による通知を行う為の音響発生器及び、発光による通知を行う為の発光器の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１に記載の電波計測器。
3. 前記指向性アンテナは、ＵＨＦ帯の電波を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電波計測器。
4. 前記指向性アンテナは、1/2λダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電波計測器。
5. 前記指向性アンテナのアンテナエレメントは、電波検出器本体の表面と水平に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電波計測器。
6. 周波数帯の異なる複数の指向性アンテナを備え、前記電波計測器本体は受信する周波数帯を切り替えるための切り替え手段を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電波計測器。
7. 前記レベル表示部は、複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)を備えることを特徴とする請求項１〜６に記載の電波計測器。