JP6888495B2

JP6888495B2 - Wireless communication system

Info

Publication number: JP6888495B2
Application number: JP2017177046A
Authority: JP
Inventors: 哲志八瀬; 哲也野坂
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2037-09-14
Also published as: JP2019054398A

Description

本発明は、ＲＦタグとリーダライタとを含む無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system including an RF tag and a reader / writer.

近年、ＲＦタグの発展は目覚ましく、本来の個体識別用途以外にも無線電力伝送機能を応用してワイヤレス電子部品の実装に用いられている。このような応用においてワイヤレス電子部品にはＣＰＵやセンサなどの電気的負荷が含まれており、これら負荷の動作には、安定的に電力が供給されるよう、ＲＦタグにおいて受け取る電力をより大きくすることが好ましい。上記効果を実現するＲＦタグとして、インピーダンスが可変なマッチング回路（可変インピーダンス回路）を整流回路の前段に設けたものが知られている。 In recent years, the development of RF tags has been remarkable, and they are used for mounting wireless electronic components by applying a wireless power transmission function in addition to the original individual identification application. In such applications, wireless electronic components include electrical loads such as CPUs and sensors, and the operation of these loads requires more power to be received by the RF tag so that power is supplied in a stable manner. Is preferable. As an RF tag that realizes the above effect, a matching circuit (variable impedance circuit) having a variable impedance is provided in front of the rectifier circuit.

そのようなＲＦタグは、マッチング回路のインピーダンスの最適値からのずれが大きいと、環境変動により、整流回路の出力電圧（以下、電源電圧とも表記する）がＲＦタグ内の各回路の動作下限電圧以下になり易くなる。具体的には、マッチング回路のインピーダンスが最適値に調整されているため、７ｄＢの給電余裕度があるＲＦタグを考える。なお、給電余裕度とは、電源電圧（整流回路の出力電圧）が動作下限電圧まで下がる、入力電力のｄＢ単位での低下量のことである。 In such an RF tag, if the deviation from the optimum value of the impedance of the matching circuit is large, the output voltage of the rectifier circuit (hereinafter, also referred to as the power supply voltage) due to environmental fluctuations becomes the operating lower limit voltage of each circuit in the RF tag. It tends to be as follows. Specifically, since the impedance of the matching circuit is adjusted to the optimum value, consider an RF tag having a power supply margin of 7 dB. The power supply margin is the amount of decrease in the input power in dB when the power supply voltage (output voltage of the rectifier circuit) drops to the lower limit voltage of operation.

上記ＲＦタグへの入力電力が、環境変動（障害物の出現・アンテナへの水付着等）により、６ｄＢ低下した場合、図１Ａに示したように、電源電圧は、低下するが、動作下限電圧までは下がらない。従って、ＲＦタグは、動作し続ける。 When the input power to the RF tag drops by 6 dB due to environmental fluctuations (appearance of obstacles, water adhesion to the antenna, etc.), the power supply voltage drops, but the operating lower limit voltage, as shown in FIG. 1A. Does not go down. Therefore, the RF tag continues to work.

一方、マッチング回路のインピーダンスが最適値に調整されていないが故に、ＲＦタグの給電余裕度が４ｄＢしかなかった場合には、図１Ｂに示したように、入力電力が６ｄＢ低下すると電源電圧が動作下限電圧以下となる。その結果、ＲＦタグは動作しなくなる。 On the other hand, since the impedance of the matching circuit is not adjusted to the optimum value, when the power supply margin of the RF tag is only 4 dB, the power supply voltage operates when the input power drops by 6 dB, as shown in FIG. 1B. It becomes below the lower limit voltage. As a result, the RF tag will not work.

このように、マッチング回路のインピーダンスの最適値からのずれが大きいと、環境変動により、電源電圧がＲＦタグ内の各回路の動作下限電圧以下となり易くなる。そのため、ＲＦタグ内のマッチング回路のインピーダンスを良好に調整できることが望まれる。 As described above, when the deviation from the optimum value of the impedance of the matching circuit is large, the power supply voltage tends to be equal to or less than the operating lower limit voltage of each circuit in the RF tag due to environmental fluctuation. Therefore, it is desired that the impedance of the matching circuit in the RF tag can be satisfactorily adjusted.

さて、ＲＦタグ内のマッチング回路のインピーダンスは、通常、整流回路の出力電圧が最大となるように調整されている（例えば、特許文献１参照）。整流回路の出力電圧をそのまま検出できる場合には、上記調整処理により、マッチング回路のインピーダンスを最適値に調整することができる。ただし、図２に示したように、各回路への過電圧の印加防止等のためのリミッタを備えたＲＦタグでは、電源電圧がリミッタにより制限される。そのため、上記調整処理では、このＲＦタグのマッチング回路のインピーダンスを最適値に調整することができなかった。 By the way, the impedance of the matching circuit in the RF tag is usually adjusted so that the output voltage of the rectifier circuit is maximized (see, for example, Patent Document 1). When the output voltage of the rectifier circuit can be detected as it is, the impedance of the matching circuit can be adjusted to the optimum value by the above adjustment process. However, as shown in FIG. 2, in the RF tag provided with a limiter for preventing the application of an overvoltage to each circuit, the power supply voltage is limited by the limiter. Therefore, in the above adjustment process, the impedance of the matching circuit of this RF tag could not be adjusted to the optimum value.

具体的には、マッチング回路としては、通常、２つのインダクタと可変容量コンデンサとを組み合わせた回路（図５Ａ参照）が採用されている。また、調整処理としては、通常、マッチング回路内の可変容量コンデンサの容量Ｃを、或る値Ｃ_０まで下げてから、電源電圧が変化しなくなるまで容量Ｃを増加させるという処理が行われている。従って、リミッタを備えたＲＦタグのマッチング回路のインピーダンスを当該調整処理にて調整した場合、図３に模式的に示してあるように、電源電圧が飽和電圧（リミッタ電圧）まで上昇した段階で、マッチング回路のインピーダンス（可変容量コンデンサの容量Ｃ）の調整が終了してしまうため、マッチング回路のインピーダンスを最適値に調整することができなかった。 Specifically, as the matching circuit, a circuit in which two inductors and a variable capacitance capacitor are combined (see FIG. 5A) is usually adopted. Further, as the adjustment process, usually, the capacitance C of the variable capacitor in the matching circuit is _{lowered to a certain value C 0,} and then the capacitance C is increased until the power supply voltage does not change. .. Therefore, when the impedance of the matching circuit of the RF tag equipped with the limiter is adjusted by the adjustment process, as is schematically shown in FIG. 3, when the power supply voltage rises to the saturation voltage (limiter voltage), Since the adjustment of the impedance of the matching circuit (capacity C of the variable capacitance capacitor) is completed, the impedance of the matching circuit cannot be adjusted to the optimum value.

特開平７−１１１４７０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-11470

本発明は、上記現状に鑑みなされたものであり、リミッタを備えたＲＦタグのマッチング回路のインピーダンスをより良好に調整できる無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a wireless communication system capable of better adjusting the impedance of a matching circuit of an RF tag provided with a limiter.

上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、第１アンテナからの交流信号を整流して直流電圧を出力する整流回路と、前記整流回路の出力電圧を所定電圧以下に制限するリミッタと、前記第１アンテナと前記整流回路との間に配置された、インピーダンスが可変なマッチング回路と、前記第１アンテナからの交流信号を復調する復調回路と、前記第１アンテナからの交流信号を変調して前記リーダライタに通知すべき情報を含む無線信号を前記第１アンテナに送信させる変調回路と、前記復調回路による前記交流信号の復調結果が入力される制御部であって、当該復調結果が所定の第１コマンドであった場合に、前記整流回路の出力電圧が大きくなるように前記マッチング回路のインピーダンスを調整するインピーダンス調整処理を行う制御部と、を備えるＲＦタグと、前記ＲＦタグへのワイヤレス給電を行うリーダライタであって、第２アンテナから所定強度の電波を放射させることにより前記ＲＦタグと通信を行う通信手段と、前記第２アンテナから放射される電波の強度を前記通信手段による通信時の電波強度よりも低く制御して前記第１コマンドを送信することにより前記ＲＦタグの前記制御部に前記インピーダンス調整処理を行わせるＲＦタグ調整手段と、を備えるリーダライタと、を含む。 In order to achieve the above object, the wireless communication system of the present invention includes a rectifying circuit that rectifies an AC signal from the first antenna and outputs a DC voltage, and a limiter that limits the output voltage of the rectifying circuit to a predetermined voltage or less. A matching circuit with variable impedance, a demodulator circuit that demolishes the AC signal from the first antenna, and an AC signal from the first antenna, which are arranged between the first antenna and the rectifier circuit. A modulation circuit that modulates and transmits a radio signal including information to be notified to the reader / writer to the first antenna, and a control unit that inputs the demodulation result of the AC signal by the demodulator, and the demodulation result. To the RF tag and the RF tag including a control unit that adjusts the impedance of the matching circuit so that the output voltage of the rectifying circuit becomes large when is a predetermined first command. A reader / writer that wirelessly supplies power to the RF tag, and a communication means that communicates with the RF tag by radiating a radio wave of a predetermined intensity from the second antenna, and the communication means that determines the strength of the radio wave radiated from the second antenna. Includes a reader / writer including an RF tag adjusting means for causing the control unit of the RF tag to perform the impedance adjusting process by controlling the antenna strength to be lower than the radio field strength at the time of communication by the antenna and transmitting the first command. ..

すなわち、ＲＦタグ側で行われる“前記整流回路の出力電圧が大きくなるように前記マッチング回路のインピーダンスを調整するインピーダンス調整処理”は、入力電力が小さくなるほど、インピーダンスの調整結果が最適値に近づく処理である。そして、本発明の無線通信システムのリーダライタは、『第２アンテナから放射される電波の強度を前記通信手段による通信時（つまり、通常の通信時）の電波強度よりも低く制御して前記第１コマンドを送信することにより前記ＲＦタグの前記制御部に前記インピーダンス調整処理を行わせるＲＦタグ調整手段』を備えている。従って、本発明によれば、リミッタを備えたＲＦタグのマッチング回路のインピーダンスを、従来よりも良好に（インピーダンスの調整結果が従来よりも最適値に近づく形で）、調整することができる。 That is, in the "impedance adjustment process for adjusting the impedance of the matching circuit so that the output voltage of the rectifier circuit becomes large" performed on the RF tag side, the impedance adjustment result approaches the optimum value as the input power becomes smaller. Is. Then, the reader / writer of the wireless communication system of the present invention controls the intensity of the radio wave radiated from the second antenna to be lower than the radio wave intensity during communication by the communication means (that is, during normal communication). The RF tag adjusting means for causing the control unit of the RF tag to perform the impedance adjusting process by transmitting one command is provided. Therefore, according to the present invention, the impedance of the matching circuit of the RF tag provided with the limiter can be adjusted better than before (in a form in which the impedance adjustment result is closer to the optimum value than before).

本発明の無線通信システムに、前記ＲＦタグの制御部は、前記復調回路による前記交流信号の復調結果が所定の第２コマンドであった場合には、前記変調回路を制御することにより前記整流回路の出力電圧を前記リーダライタに通知し、前記リーダライタの前記ＲＦタグ調整手段は、前記第２アンテナから放射される電波の強度を低下させてから前記第１コマンドを送信し、当該第１コマンドの送信により開始された前記インピーダンス調整処理の完了後の前記整流回路の出力電圧を前記第２コマンドの送信により取得するＲＦタグ調整処理を、前記所定電圧以下の出力電圧が取得されるまで繰り返す構成を採用しておいてもよい。なお、この構成を採用した本発明の無線通信システムによれば、ＲＦタグのマッチング回路のインピーダンスを最適値に調整することが可能となる。 In the wireless communication system of the present invention, the control unit of the RF tag controls the modulation circuit when the demodulation result of the AC signal by the demodulator circuit is a predetermined second command, thereby performing the rectifying circuit. The output voltage of the reader / writer is notified to the reader / writer, and the RF tag adjusting means of the reader / writer reduces the intensity of the radio wave radiated from the second antenna, and then transmits the first command, and the first command is transmitted. The RF tag adjustment process of acquiring the output voltage of the rectifying circuit after the completion of the impedance adjustment process started by the transmission of the second command is repeated until an output voltage equal to or lower than the predetermined voltage is acquired. May be adopted. According to the wireless communication system of the present invention adopting this configuration, it is possible to adjust the impedance of the matching circuit of the RF tag to the optimum value.

本発明の無線通信システムに、『前記ＲＦタグの制御部は、前記復調回路による前記交流信号の復調結果が所定の第２コマンドであった場合には、前記変調回路を制御することにより前記整流回路の出力電圧を前記リーダライタに通知し、前記リーダライタの前記Ｒ
Ｆタグ調整手段は、前記第２アンテナから放射される電波の強度を低下させてから前記第１コマンドを送信し、当該第１コマンドの送信により開始された前記インピーダンス調整処理の完了後の前記整流回路の出力電圧を前記第２コマンドの送信により取得するＲＦタグ調整処理を、前記第２アンテナから放射される電波の強度が所定強度を下回るまで繰り返す』構成を採用しても良い。また、本発明の無線通信システムに、『前記ＲＦタグの制御部は、前記復調回路による前記交流信号の復調結果が所定の第２コマンドであった場合には、前記変調回路を制御することにより前記整流回路の出力電圧を前記リーダライタに通知し、前記リーダライタの前記ＲＦタグ調整手段は、前記第２アンテナから放射される電波の強度を低下させてから前記第１コマンドを送信し、当該第１コマンドの送信により開始された前記インピーダンス調整処理の完了後の前記整流回路の出力電圧を前記第２コマンドの送信により取得するＲＦタグ調整処理を、所定回数、又は所定時間が経過するまで繰り返す』構成を採用しても良い。このような構成を採用しておいても、ＲＦタグのマッチング回路のインピーダンスを従来よりも良好に調整できる無線通信システムを得ることができる。 In the wireless communication system of the present invention, "The control unit of the RF tag controls the modulation circuit to rectify the AC signal when the demodulation result of the AC signal by the demodulation circuit is a predetermined second command. The output voltage of the circuit is notified to the reader / writer, and the R of the reader / writer.
The F tag adjusting means transmits the first command after reducing the intensity of the radio wave radiated from the second antenna, and the rectification after the completion of the impedance adjusting process started by the transmission of the first command. The RF tag adjustment process of acquiring the output voltage of the circuit by transmitting the second command may be repeated until the intensity of the radio wave radiated from the second antenna falls below a predetermined intensity. ” Further, in the wireless communication system of the present invention, "The control unit of the RF tag controls the modulation circuit when the demodulation result of the AC signal by the demodulation circuit is a predetermined second command. The output voltage of the rectifier circuit is notified to the reader / writer, and the RF tag adjusting means of the reader / writer reduces the intensity of the radio wave radiated from the second antenna and then transmits the first command. The RF tag adjustment process of acquiring the output voltage of the rectifying circuit after the completion of the impedance adjustment process started by the transmission of the first command by the transmission of the second command is repeated a predetermined number of times or until a predetermined time elapses. ] The configuration may be adopted. Even if such a configuration is adopted, it is possible to obtain a wireless communication system in which the impedance of the matching circuit of the RF tag can be adjusted better than before.

また、ＲＦタグ調整手段が実行するＲＦタグ調整処理を、『前記第２コマンドの送信により取得される前記整流回路の出力電圧が前記所定電圧未満の電圧となるまで前記第２アンテナから放射される電波の強度を低下させてから前記第１コマンドを送信し、当該第１コマンドの送信により開始された前記インピーダンス調整処理の完了後の前記整流回路の出力電圧を前記第２コマンドの送信により取得する処理』としておいてもよい。ＲＦタグ調整処理を、そのような処理としておけば、マッチング回路のインピーダンス調整に要する時間を短縮することができる。 Further, the RF tag adjustment process executed by the RF tag adjustment means is radiated from the second antenna until the output voltage of the rectifier circuit acquired by the transmission of the second command becomes a voltage lower than the predetermined voltage. The first command is transmitted after reducing the strength of the radio wave, and the output voltage of the rectifier circuit after the completion of the impedance adjustment process started by the transmission of the first command is acquired by the transmission of the second command. It may be set as "processing". If the RF tag adjustment process is performed as such a process, the time required for impedance adjustment of the matching circuit can be shortened.

本発明によれば、リミッタを備えたＲＦタグのマッチング回路のインピーダンスをより良好に調整できる無線通信システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wireless communication system capable of better adjusting the impedance of a matching circuit of an RF tag provided with a limiter.

図１Ａは、マッチング回路のインピーダンスが最適値に調整されているＲＦタグの電源電圧の環境変動時における時間変化パターンの説明図である。FIG. 1A is an explanatory diagram of a time change pattern when the power supply voltage of the RF tag whose impedance of the matching circuit is adjusted to the optimum value changes in the environment. 図１Ｂは、マッチング回路のインピーダンスが最適値に調整されていないＲＦタグの電源電圧の環境変動時における時間変化パターンの説明図である。FIG. 1B is an explanatory diagram of a time change pattern when the power supply voltage of the RF tag whose impedance of the matching circuit is not adjusted to the optimum value changes in the environment. 図２は、リミッタを備えたＲＦタグの構成図である。FIG. 2 is a block diagram of an RF tag provided with a limiter. 図３は、従来の調整処理の問題点を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a problem of the conventional adjustment process. 図４は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 図５Ａは、実施形態に係るＲＦタグが備えるマッチング回路の構成の説明図である。FIG. 5A is an explanatory diagram of a configuration of a matching circuit included in the RF tag according to the embodiment. 図５Ｂは、マッチング回路内の可変容量コンデンサの構成の説明図である。FIG. 5B is an explanatory diagram of the configuration of the variable capacitance capacitor in the matching circuit. 図６は、実施形態に係るＲＦタグが備える整流回路の構成の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration of a rectifier circuit included in the RF tag according to the embodiment. 図７は、ＲＦタグが備えるインピーダンス調整制御回路の構成の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of the configuration of the impedance adjustment control circuit included in the RF tag. 図８は、ＲＦタグ内の制御部が実行する調整処理の流れ図である。FIG. 8 is a flow chart of an adjustment process executed by the control unit in the RF tag. 図９は、実施形態に係るリーダライタのハードウェア構成の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of the hardware configuration of the reader / writer according to the embodiment. 図１０は、リーダライタ内の制御部が実行するＲＦタグ調整処理の流れ図である。FIG. 10 is a flow chart of the RF tag adjustment process executed by the control unit in the reader / writer. 図１１は、ＲＦタグ調整処理の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of the RF tag adjustment process. 図１２は、ＲＦタグ調整処理によりマッチング回路のインピーダンスを最適値に調整できる理由を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the reason why the impedance of the matching circuit can be adjusted to the optimum value by the RF tag adjustment process.

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図４に、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を示す。
図示してあるように、本実施形態に係る無線通信システムは、ＲＦタグ１０と、ＲＦタグ１０へのワイヤレス給電を行うリーダライタ（Ｒ／Ｗ）１００とを含むシステムである。 FIG. 4 shows a configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the wireless communication system according to the present embodiment is a system including an RF tag 10 and a reader / writer (R / W) 100 that wirelessly supplies power to the RF tag 10.

まず、ＲＦタグ１０の構成及び機能を説明する。
ＲＦタグ１０は、マッチング回路１１、復調回路１２、整流回路１３、変調回路１４、インピーダンス調整制御回路１５、リミッタ１６、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１７、制御部１８及び負荷２５を備える。 First, the configuration and function of the RF tag 10 will be described.
The RF tag 10 includes a matching circuit 11, a demodulation circuit 12, a rectifier circuit 13, a modulation circuit 14, an impedance adjustment control circuit 15, a limiter 16, an ADC (Analog to Digital Converter) 17, a control unit 18, and a load 25.

マッチング回路１１は、アンテナ２０とＲＦタグ１０内の回路とのインピーダンスを整合させるための可変インピーダンス回路である。本実施形態に係るＲＦタグ１０が備えるマッチング回路１１は、図５Ａに示したように、２つのインダクタ５１及び５２と、外部からの制御信号により容量を変更可能な可変容量コンデンサ５３とで構成された回路である。また、マッチング回路１１は、可変容量コンデンサ５３として、互いに容量の異なるコンデンサＣ_１〜Ｃ_５とスイッチＳ_Ｃ１〜Ｓ_Ｃ５とを図５Ｂに示したように組み合わせた回路を使用したものとなっている。ただし、マッチング回路１１は、外部からの制御信号によりインピーダンスを可変な回路であれば、他の回路構成を有する回路（例えば、インダクタの容量を変更可能なように構成された回路）であっても良い。 The matching circuit 11 is a variable impedance circuit for matching the impedances of the antenna 20 and the circuit in the RF tag 10. As shown in FIG. 5A, the matching circuit 11 included in the RF tag 10 according to the present embodiment includes two inductors 51 and 52 and a variable capacitance capacitor 53 whose capacitance can be changed by an external control signal. It is a circuit. Further, the matching circuit 11, a variable capacitor 53, and is obtained by using a circuit that combines as shown in FIG. 5B different and a capacitor _C 1 -C ₅ and the switch _S C1 _{to S C5} capacity to each other .. However, the matching circuit 11 may be a circuit having another circuit configuration (for example, a circuit configured so that the capacitance of the inductor can be changed) as long as the impedance is variable by a control signal from the outside. good.

復調回路１２（図４）は、マッチング回路１１を介して入力されるアンテナ２０の出力を復調することにより、アンテナ２０が受信した電波からリーダライタ１００（上位装置９０）が送信したコマンドを取り出す回路である。変調回路１４は、リーダライタ１００から送信される搬送波の反射波にリーダライタ１００に通知すべき情報に応じた変調を施すことにより、リーダライタ１００に情報を伝送するための回路である。 The demodulation circuit 12 (FIG. 4) is a circuit that retrieves a command transmitted by the reader / writer 100 (upper device 90) from the radio wave received by the antenna 20 by demodulating the output of the antenna 20 input via the matching circuit 11. Is. The modulation circuit 14 is a circuit for transmitting information to the reader / writer 100 by modulating the reflected wave of the carrier wave transmitted from the reader / writer 100 according to the information to be notified to the reader / writer 100.

整流回路１３は、電波を受信したアンテナ２０が出力する交流電力を整流することにより、負荷２５（センサ、ＬＥＤ、ＩＣ、マイコン等）及びＲＦタグ１０内の各部（復調回路１２、変調回路１４等）を動作させるための直流電力を生成する回路である。この整流回路１３としては、例えば、図６に示した構成を有する回路、すなわち、２つのダイオードＤ（Ｄ_１とＤ_２等）とコンデンサＣ（Ｃ_１とＣ_２等）とにより構成された単位整流回路５５をＮ段接続したダイオードチャージポンプが使用される。なお、整流回路１３は、負荷２５用の電圧と、負荷２５以外の回路用の電圧とを出力できる回路であってもよい。 The rectifier circuit 13 rectifies the AC power output by the antenna 20 that has received the radio frequency, thereby rectifying the load 25 (sensor, LED, IC, microcomputer, etc.) and each part (demodulation circuit 12, modulation circuit 14, etc.) in the RF tag 10. ) Is a circuit that generates DC power to operate. The rectifier circuit 13 is, for example, a circuit having the configuration shown in FIG. 6, that is, a unit composed of two diodes D (D ₁ and D _2, etc.) and a capacitor C (C ₁ , C _2, etc.). A diode charge pump in which the rectifier circuit 55 is connected in N stages is used. The rectifier circuit 13 may be a circuit capable of outputting a voltage for the load 25 and a voltage for a circuit other than the load 25.

リミッタ１６（図４）は、整流回路１３の出力電圧を、所定電圧（以下、リミッタ電圧ＶＬＩＭとも、飽和電圧とも表記する）以下に制限する回路である。ＡＤＣ１７は、整流回路１３の出力電圧をデジタル化するＡＤコンバータである。 The limiter 16 (FIG. 4) is a circuit that limits the output voltage of the rectifier circuit 13 to a predetermined voltage (hereinafter, also referred to as a limiter voltage VLIM or a saturation voltage) or less. The ADC 17 is an AD converter that digitizes the output voltage of the rectifier circuit 13.

インピーダンス調整制御回路１５は、マッチング回路１１のインピーダンスを指定する制御信号（本実施形態では、可変容量コンデンサ５３（図４Ｂ）の容量を指定する制御信号）を出力する回路である。本実施形態に係るＲＦタグ１０には、図６に示した構成を有するインピーダンス調整制御回路１５が使用されている。 The impedance adjustment control circuit 15 is a circuit that outputs a control signal that specifies the impedance of the matching circuit 11 (in this embodiment, a control signal that specifies the capacitance of the variable capacitor 53 (FIG. 4B)). An impedance adjustment control circuit 15 having the configuration shown in FIG. 6 is used for the RF tag 10 according to the present embodiment.

このインピーダンス調整制御回路１５の全体的な動作については後述するが、アップカウンタ６１は、Ｒｅｓｅｔパルスが入力されたときに、カウント値を“０”クリアし、ＵＰパルスが入力されたときに、カウントアップするカウンタである。このアップカウンタ
６１のカウンタ値は、マッチング回路１１のインピーダンス（可変容量コンデンサ５３（図４Ｂ）の容量）を指定する制御信号として使用されている。 The overall operation of the impedance adjustment control circuit 15 will be described later, but the up counter 61 clears the count value to “0” when the Reset pulse is input, and counts when the UP pulse is input. It is a counter that goes up. The counter value of the up counter 61 is used as a control signal for designating the impedance of the matching circuit 11 (the capacitance of the variable capacitance capacitor 53 (FIG. 4B)).

比較器６２は、電源電圧（整流回路１３の出力電圧）ＶＯＵＴとコンデンサ６３の電圧との比較結果を出力する回路である。この比較器６２の出力は、ＣＭＰ＿ＯＵＴ信号線により制御部１８に入力されている。スイッチ６４は、Ｃｔｒｌ信号線を介して制御部１８によってＯＮ／ＯＦＦ制御されるスイッチである。 The comparator 62 is a circuit that outputs a comparison result between the power supply voltage (output voltage of the rectifier circuit 13) VOUT and the voltage of the capacitor 63. The output of the comparator 62 is input to the control unit 18 by the CMP_OUT signal line. The switch 64 is a switch that is ON / OFF controlled by the control unit 18 via the Ctrl signal line.

制御部１８は、プロセッサ（ＣＰＵ等）から構成された、復調回路１２により取り出されたコマンドに、変調回路１４等を制御することにより応答するユニットである。この制御部１８は、以下の機能を有している。 The control unit 18 is a unit composed of a processor (CPU or the like) that responds to a command taken out by the demodulation circuit 12 by controlling the modulation circuit 14 or the like. The control unit 18 has the following functions.

制御部１８は、復調回路１２により取り出されたコマンドが、所定の電源電圧確認コマンドであった場合には、変調回路１４を制御することにより、電源電圧（正確には、電源電圧のＡＤＣ１７によるデジタル化結果）をリーダライタ１００に伝送する。また、制御部１８は、復調回路１２により取り出されたコマンドが、インピーダンス調整コマンドであった場合には、図８に示した手順のインピーダンス調整処理を実行する。 When the command taken out by the demodulation circuit 12 is a predetermined power supply voltage confirmation command, the control unit 18 controls the modulation circuit 14 to digitalize the power supply voltage (to be exact, the power supply voltage by the ADC 17 digitally). The conversion result) is transmitted to the reader / writer 100. Further, when the command taken out by the demodulation circuit 12 is an impedance adjustment command, the control unit 18 executes the impedance adjustment process according to the procedure shown in FIG.

すなわち、インピーダンス調整コマンドが送られてきた場合、制御部１８は、まず、Ｒｅｓｅｔパルスを出力する（ステップＳ１０１）。これにより、インピーダンス調整制御回路１５（図７参照）内のアップカウンタ６１のカウント値が“０”にリセットされ、マッチング回路１１内の可変容量コンデンサ５３（図５Ａ）の容量が最低容量Ｃ_０に調整される。 That is, when the impedance adjustment command is sent, the control unit 18 first outputs the Reset pulse (step S101). Thus, the count value of the up counter 61 in the impedance adjustment control circuit 15 (see FIG. 7) is reset to "0", the minimum capacity C ₀ capacity of the variable capacitor 53 (FIG. 5A) of the matching circuit 11 It will be adjusted.

次いで、制御部１８は、Ｃｔｒｌパルスを出力する（ステップＳ１０２）。すなわち、制御部１８は、スイッチ６４をＯＮとすることにより、コンデンサ６３の電圧（比較器６２の−端子への入力電圧）を、その時点における電源電圧ＶＯＵＴと一致させてから、スイッチ６４をＯＦＦとすることにより、コンデンサ６３の電圧をホールドする。 Next, the control unit 18 outputs a Ctrl pulse (step S102). That is, the control unit 18 turns on the switch 64 to match the voltage of the capacitor 63 (the input voltage to the − terminal of the comparator 62) with the power supply voltage VOUT at that time, and then turns off the switch 64. By doing so, the voltage of the capacitor 63 is held.

その後、制御部１８は、ＵＰパルスを出力（ステップＳ１０３）してから、比較器６２の出力ＣＭＰ＿ＯＵＴがローであるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。 After that, the control unit 18 outputs the UP pulse (step S103), and then determines whether or not the output CMP_OUT of the comparator 62 is low (step S104).

ＵＰパルスが入力されると、アップカウンタ６１のカウント値がカウントアップされるため、マッチング回路１１内の可変容量コンデンサ５３の容量が増加する。可変容量コンデンサ５３の容量が増加すると、マッチング回路１１のインピーダンスが適正値とはなっておらず、且つ、リミッタ１６により電源電圧が制限されていない場合には、電源電圧が上昇する。一方、マッチング回路１１のインピーダンスが適正値となっていた場合及びリミッタ１６により電源電圧が制限されている場合には、可変容量コンデンサ５３の容量が増加しても、電源電圧は殆ど変化しない。従って、ＣＭＰ＿ＯＵＴが、ローである場合には、マッチング回路１１のインピーダンスの調整が完了していることになり、ＣＭＰ＿ＯＵＴが、ハイである場合には、マッチング回路のインピーダンスの調整が完了していないことになる。 When the UP pulse is input, the count value of the up counter 61 is counted up, so that the capacitance of the variable capacitor 53 in the matching circuit 11 increases. When the capacitance of the variable capacitance capacitor 53 increases, the power supply voltage rises when the impedance of the matching circuit 11 is not an appropriate value and the power supply voltage is not limited by the limiter 16. On the other hand, when the impedance of the matching circuit 11 is an appropriate value or when the power supply voltage is limited by the limiter 16, the power supply voltage hardly changes even if the capacity of the variable capacitance capacitor 53 increases. Therefore, when CMP_OUT is low, the impedance adjustment of the matching circuit 11 is completed, and when CMP_OUT is high, the impedance adjustment of the matching circuit is not completed. become.

そのため、制御部１８は、比較器６２の出力ＣＭＰ＿ＯＵＴがハイであった場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）には、ステップＳ１０３以降の処理を再び開始する。そして、制御部１８は、比較器６２の出力ＣＭＰ＿ＯＵＴがローとなったとき（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）に、このインピーダンス調整処理（図８の処理）を終了する。 Therefore, when the output CMP_OUT of the comparator 62 is high (step S104; NO), the control unit 18 restarts the processing after step S103. Then, when the output CMP_OUT of the comparator 62 becomes low (step S104; YES), the control unit 18 ends this impedance adjustment process (process of FIG. 8).

次に、リーダライタ１００の構成及び機能を説明する。 Next, the configuration and function of the reader / writer 100 will be described.

図９に、リーダライタ１００のハードウェア構成を示す。図示してあるように、リーダライタ１００は、制御部１０２、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１０４、記憶部１０６、計時部１０８、表示部１１０及び発振器１１２を備える。また、リーダライタ１００は、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１２１、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１２２、ミキサ１２３，Ｚ変換回路１２４、可変ゲインパワーアンプ１２５及びＺ変換回路１２６、分離回路１２７を備える。さらに、リーダライタ１００は、ＢＰＦ（Band Pass Filter）１４１、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１４２、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１４３、ミキサ１４４及びＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１４５を備える。 FIG. 9 shows the hardware configuration of the reader / writer 100. As shown, the reader / writer 100 includes a control unit 102, a communication interface (I / F) 104, a storage unit 106, a timekeeping unit 108, a display unit 110, and an oscillator 112. Further, the reader / writer 100 includes a DAC (Digital to Analog Converter) 121, a PLL (Phase Locked Loop) 122, a mixer 123, a Z conversion circuit 124, a variable gain power amplifier 125 and a Z conversion circuit 126, and a separation circuit 127. Further, the reader / writer 100 includes a BPF (Band Pass Filter) 141, an LNA (Low Noise Amplifier) 142, an LPF (Low Pass Filter) 143, a mixer 144, and an ADC (Analog to Digital Converter) 145.

通信インターフェイス１０４は、上位装置９０との間でデータを授受するためのインターフェイス回路である。この通信インターフェイス１０４は、どのような通信プロトコルにより通信を行うものであってもよい。 The communication interface 104 is an interface circuit for exchanging data with and from the host device 90. The communication interface 104 may communicate using any communication protocol.

記憶部１０６は、制御部１０２が実行するプログラムを記憶した記憶装置である。記憶部１０６は、ＲＦタグ１０から収集されたデータ等を記憶しておくためにも使用される。計時部１０８は、現在時刻を制御部１０２に知らせるユニット（いわゆるリアルタイムクロック）である。表示部１１０は、制御部１０２からの指示に従って各種情報を表示するユニットであり、発振器１１２は、所定周波数の信号を制御部１０２に供給するユニットである。 The storage unit 106 is a storage device that stores a program executed by the control unit 102. The storage unit 106 is also used to store data and the like collected from the RF tag 10. The timekeeping unit 108 is a unit (so-called real-time clock) that informs the control unit 102 of the current time. The display unit 110 is a unit that displays various information according to instructions from the control unit 102, and the oscillator 112 is a unit that supplies a signal of a predetermined frequency to the control unit 102.

ＰＬＬ１２２は、搬送波の元となる高周波パルス（以下、“キャリア信号”とも表記する）を出力する回路である。ＰＬＬ１２２からのキャリア信号は、ミキサ１２３およびミキサ１４４へ供給される。 The PLL 122 is a circuit that outputs a high-frequency pulse (hereinafter, also referred to as a “carrier signal”) that is the source of a carrier wave. The carrier signal from the PLL 122 is supplied to the mixer 123 and the mixer 144.

ＤＡＣ１２１は、制御部１０２からのコマンド（デジタル信号）をアナログのコマンド信号に変換する回路である。ミキサ１２３は、ＤＡＣ１２１からのコマンド信号を、ＰＬＬ１２２からのキャリア信号により無線信号の周波数帯域に周波数変換（アップコンバート）する回路である。Ｚ変換回路１２４及び１２６は、インピーダンス整合処理を行うための回路である。可変ゲインパワーアンプ１２５は、Ｚ変換回路１２６及び分離回路１２７を介してアンテナ８０に供給される信号を増幅するための、ゲインが調整可能なパワーアンプである。 The DAC 121 is a circuit that converts a command (digital signal) from the control unit 102 into an analog command signal. The mixer 123 is a circuit that frequency-converts (up-converts) the command signal from the DAC 121 into the frequency band of the radio signal by the carrier signal from the PLL 122. The Z-transform circuits 124 and 126 are circuits for performing impedance matching processing. The variable gain power amplifier 125 is a power amplifier having an adjustable gain for amplifying a signal supplied to the antenna 80 via the Z conversion circuit 126 and the separation circuit 127.

分離回路１２７は、Ｚ変換回路１２６からの信号をアンテナ８０に供給し、アンテナ８０からの信号をＢＰＦ１４１に供給する回路である。ＢＰＦ１４１は、受信信号中に含まれるノイズを除去するためのフィルタである。ＬＮＡ１４２は、ノイズが除去された受信信号を増幅するためのアンプであり、ＬＰＦ１４３は、ＬＮＡ１４２の出力から高周波成分が除去するためのフィルタである。ミキサ１４４は、受信信号を、ＰＬＬ１２２からのキャリア信号によりベースバンド信号の周波数帯域に周波数変換（ダウンコンバート）するための回路である。ＡＤＣ１４５は、ミキサ１４４の出力をデジタル信号に変換する回路である。 The separation circuit 127 is a circuit that supplies the signal from the Z conversion circuit 126 to the antenna 80 and supplies the signal from the antenna 80 to the BPF 141. The BPF 141 is a filter for removing noise contained in a received signal. The LNA 142 is an amplifier for amplifying a received signal from which noise has been removed, and the LPF143 is a filter for removing high frequency components from the output of the LNA 142. The mixer 144 is a circuit for frequency-converting (down-converting) the received signal into the frequency band of the baseband signal by the carrier signal from the PLL 122. The ADC 145 is a circuit that converts the output of the mixer 144 into a digital signal.

制御部１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサとその周辺機器
とを組み合わせたユニットである。ＲＦタグ１０内のマッチング回路１１のインピーダンスを最適値に調整できるようにするために、この制御部１０２は、図１０に示した手順のＲＦタグ調整処理を実行可能なように構成（プログラミング）されている。 The control unit 102 is a unit that combines a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and its peripheral devices. In order to adjust the impedance of the matching circuit 11 in the RF tag 10 to the optimum value, the control unit 102 is configured (programmed) so that the RF tag adjustment process of the procedure shown in FIG. 10 can be executed. ing.

なお、図１０及び以下の説明において、Ｒ／Ｗ電力とは、アンテナ８０から電波として出力される電力のことであり、基準電力とは、ＲＦタグ調整処理を行っていない場合におけるＲ／Ｗ電力のことである。また、このＲＦタグ調整処理（図１０）の実行タイミングは、特に限定されない。従って、例えば、受信信号強度が既定強度以下となったときにＲ
Ｆタグ調整処理を実行するように制御部１０２を構成しておいても、上位装置９０からＲＦタグ調整処理の実行指示が入力されたときにＲＦタグ調整処理を実行するように制御部１０２を構成しておいてもよい。 In FIG. 10 and the following description, the R / W power is the power output as radio waves from the antenna 80, and the reference power is the R / W power when the RF tag adjustment process is not performed. That is. Further, the execution timing of the RF tag adjustment process (FIG. 10) is not particularly limited. Therefore, for example, when the received signal strength becomes equal to or lower than the predetermined strength, R
Even if the control unit 102 is configured to execute the F tag adjustment process, the control unit 102 is configured to execute the RF tag adjustment process when an execution instruction for the RF tag adjustment process is input from the host device 90. It may be configured.

図１０に示してあるように、ＲＦタグ調整処理を開始した制御部１０２は、まず、インピーダンス調整コマンドを送信（ステップＳ２０１）してから、所定時間の経過を待機する（ステップＳ２０２）。 As shown in FIG. 10, the control unit 102 that has started the RF tag adjustment process first transmits an impedance adjustment command (step S201), and then waits for the elapse of a predetermined time (step S202).

既に説明したように、ＲＦタグ１０内の制御部１８は、インピーダンス調整コマンドを受信すると、インピーダンス調整処理（図８）を開始する。ステップＳ２０２の処理及び後述するステップＳ２０７の処理は、インピーダンス調整処理の完了を待機するための処理である。従って、各処理における“所定時間”としては、インピーダンス調整処理の完了に要する最大時間以上の時間が使用される。 As described above, the control unit 18 in the RF tag 10 starts the impedance adjustment process (FIG. 8) when it receives the impedance adjustment command. The process of step S202 and the process of step S207 described later are processes for waiting for the completion of the impedance adjustment process. Therefore, as the "predetermined time" in each process, a time equal to or longer than the maximum time required to complete the impedance adjustment process is used.

ステップＳ２０２の処理を終えた制御部１０２は、電源電圧確認コマンドを送信することにより、ＲＦタグから電源電圧ＶＯＵＴを取得する（ステップＳ２０３）。次いで、制御部１０２は、取得した電源電圧ＶＯＵＴが電圧ＶＲＥＦ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。ここで、電圧ＶＲＥＦとは、予め設定されている、リミッタ電圧ＶＬＩＭ未満の電圧のことである。 The control unit 102 that has completed the process of step S202 acquires the power supply voltage VOUT from the RF tag by transmitting the power supply voltage confirmation command (step S203). Next, the control unit 102 determines whether or not the acquired power supply voltage VOUT is equal to or lower than the voltage VREF (step S204). Here, the voltage VREF is a preset voltage less than the limiter voltage VLIM.

電源電圧ＶＯＵＴが電圧ＶＲＥＦ以下ではなかった場合（ステップＳ２０４；ＮＯ）、制御部１０２は、Ｒ／Ｗ電力を所定量減少させるための処理（ステップＳ２０５）を行う。より具体的には、制御部１０２は、可変ゲインパワーアンプ１２５のゲインを所定量低下させる処理を行う、そして、制御部１０２は、ステップＳ２０３以降の処理を再び実行する。 When the power supply voltage VOUT is not equal to or lower than the voltage VREF (step S204; NO), the control unit 102 performs a process (step S205) for reducing the R / W power by a predetermined amount. More specifically, the control unit 102 performs a process of reducing the gain of the variable gain power amplifier 125 by a predetermined amount, and the control unit 102 re-executes the processes after step S203.

制御部１０２は、電源電圧ＶＯＵＴが電圧ＶＲＥＦ以下となった場合（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）には、インピーダンス調整コマンドを送信（ステップＳ２０６）してから、所定時間の経過（インピーダンス調整処理の終了）を待機する（ステップＳ２０７）。 When the power supply voltage VOUT becomes equal to or lower than the voltage VREF (step S204; YES), the control unit 102 transmits an impedance adjustment command (step S206), and then waits for a predetermined time (end of impedance adjustment processing). Wait (step S207).

その後、制御部１０２は、電源電圧確認コマンドを送信することにより、ＲＦタグから電源電圧ＶＯＵＴを取得する（ステップＳ２０８）。そして、制御部１０２は、取得した電源電圧ＶＯＵＴがリミッタ電圧ＶＬＩＭ未満であるか否かを判断する（ステップＳ２０９）。 After that, the control unit 102 acquires the power supply voltage VOUT from the RF tag by transmitting the power supply voltage confirmation command (step S208). Then, the control unit 102 determines whether or not the acquired power supply voltage VOUT is less than the limiter voltage VLIM (step S209).

電源電圧ＶＯＵＴがリミッタ電圧ＶＬＩＭ未満ではなかった場合（ステップＳ２０９；ＮＯ）、制御部１０２は、ステップＳ２０５以降の処理を再び実行する。 When the power supply voltage VOUT is not less than the limiter voltage VLIM (step S209; NO), the control unit 102 executes the processes after step S205 again.

そして、制御部１０２は、以上のような処理を繰り返した結果として、電源電圧ＶＯＵＴがリミッタ電圧ＶＬＩＭ未満となったとき（ステップＳ２０９；ＹＥＳ）に、Ｒ／Ｗ電力を、基準電力に戻す処理（ステップＳ２１０）を行ってから、ＲＦタグ調整処理（図１０の処理）を終了する。 Then, when the power supply voltage VOUT becomes less than the limiter voltage VLIM (step S209; YES) as a result of repeating the above processing, the control unit 102 returns the R / W power to the reference power (step S209; YES). After performing step S210), the RF tag adjustment process (process of FIG. 10) is completed.

制御部１０２が実行可能なＲＦタグ調整処理は、上記手順の処理となっている。従って、電源電圧がリミッタ電圧ＶＬＩＭ未満となっている状態でＲＦタグ調整処理が開始された場合には、図１１に示したように、まず、リーダライタ１００からＲＦタグ１０へインピーダンス調整コマンドが送信される。インピーダンス調整コマンドを受信すると、ＲＦタグ１０内の制御部１８は、調整処理を実行するため、電源電圧が上昇する。 The RF tag adjustment process that can be executed by the control unit 102 is the process of the above procedure. Therefore, when the RF tag adjustment process is started in a state where the power supply voltage is less than the limiter voltage VLIM, an impedance adjustment command is first transmitted from the reader / writer 100 to the RF tag 10 as shown in FIG. Will be done. When the impedance adjustment command is received, the control unit 18 in the RF tag 10 executes the adjustment process, so that the power supply voltage rises.

調整処理が完了すると（インピーダンス調整コマンドの送信後、所定時間が経過すると
）、リーダライタ１００（制御部１０２）は、電源電圧確認コマンドの送信により電源電圧を確認しながら、Ｒ／Ｗ電力を基準電力Ｐ１から低下させていく。そして、リーダライタ１００（制御部１０２）は、Ｒ／Ｗ電力をＰ２まで低下させたときに電源電圧がＶＲＥＦ以下となった場合には、Ｒ／Ｗ電力をＰ２に維持した状態で、インピーダンス調整コマンドを再度送信する。 When the adjustment process is completed (when a predetermined time elapses after the impedance adjustment command is transmitted), the reader / writer 100 (control unit 102) refers to the R / W power while confirming the power supply voltage by transmitting the power supply voltage confirmation command. The power is reduced from P1. Then, when the power supply voltage becomes VREF or less when the R / W power is lowered to P2, the reader / writer 100 (control unit 102) adjusts the impedance while maintaining the R / W power at P2. Send the command again.

その後、リーダライタ１００（制御部１０２）は、電源電圧確認コマンドを送信することにより、ＲＦタグ１０から調整処理完了後の電源電圧を取得する。そして、リーダライタ１００（制御部１０２）は、電源電圧がリミッタ電圧ＶＬＩＭ未満であった場合には、Ｒ／Ｗ電力を基準電力Ｐ１に戻してＲＦタグ調整処理を終了する。 After that, the reader / writer 100 (control unit 102) acquires the power supply voltage after the adjustment process is completed from the RF tag 10 by transmitting the power supply voltage confirmation command. Then, when the power supply voltage is less than the limiter voltage VLIM, the reader / writer 100 (control unit 102) returns the R / W power to the reference power P1 and ends the RF tag adjustment process.

調整処理完了後の電源電圧が、リミッタ電圧ＶＬＩＭ未満となっているということは、マッチング回路１１のインピーダンスが最適値となっているということである。具体的には、図１２に示してあるように、リミッタ１６が設けられていない場合における電源電圧・容量カーブ（破線）は、Ｒ／Ｗ電力の低下に伴い、頂点電圧がより低いものへと変化していく。調整処理は、電源電圧が最大となる容量に可変容量コンデンサ５３の容量を調整する処理である。従って、調整処理完了後の電源電圧がリミッタ電圧ＶＬＩＭ未満となるようにＲＦタグ１０が制御される本実施形態に係る無線通信システムによれば、ＲＦタグ１０のマッチング回路１１のインピーダンスを最適値に調整することができる。 The fact that the power supply voltage after the adjustment process is completed is less than the limiter voltage VLIM means that the impedance of the matching circuit 11 is the optimum value. Specifically, as shown in FIG. 12, the power supply voltage / capacitance curve (broken line) when the limiter 16 is not provided has a lower apex voltage as the R / W power decreases. It will change. The adjustment process is a process of adjusting the capacitance of the variable capacitance capacitor 53 to the capacitance that maximizes the power supply voltage. Therefore, according to the wireless communication system according to the present embodiment in which the RF tag 10 is controlled so that the power supply voltage after the adjustment process is completed becomes less than the limiter voltage VLIM, the impedance of the matching circuit 11 of the RF tag 10 is set to the optimum value. Can be adjusted.

《変形形態》
上記した実施形態に係る無線通信システムは、各種の変形を行えるものである。例えば、ＲＦタグ調整処理（図１０）を、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理が行われず、ＶＯＵＴがＶＬＩＭ未満ではなかった場合（ステップＳ２０９；ＮＯ）に、Ｒ／Ｗ電力を所定量減少させるための処理が行われてから、ステップＳ２０６以降の処理が行われる処理に変形してもよい。また、ＲＦタグ調整処理のステップＳ２０９の判断を、Ｒ／Ｗ電力が既定電力を下回っている（アンテナ８０から放射される電波の強度が所定強度を下回っている）か否か、ステップＳ２０９の実行回数が所定回数となっているか否か、ＲＦタグ調整処理の開始後、所定時間が経過しているか否かの判断に変更しても良い。ＲＦタグ調整処理のステップＳ２０９にて、ＶＯＵＴ＜ＶＬＩＭの判断に加えて、上記判断のいずれか又は全てが行われるようにしておいても良い。《Transformation form》
The wireless communication system according to the above-described embodiment can be modified in various ways. For example, in the RF tag adjustment process (FIG. 10), when the processes of steps S201 to S205 are not performed and the VOUT is not less than VLIM (step S209; NO), the process for reducing the R / W power by a predetermined amount. May be transformed into a process in which the processes in and after step S206 are performed after the above is performed. Further, the determination in step S209 of the RF tag adjustment process is determined by whether or not the R / W power is lower than the predetermined power (the intensity of the radio wave radiated from the antenna 80 is lower than the predetermined strength), and the execution of step S209 is executed. It may be changed to determine whether or not the number of times is a predetermined number of times, and whether or not a predetermined time has elapsed after the start of the RF tag adjustment process. In step S209 of the RF tag adjustment process, in addition to the determination of VOUT <VLIM, any or all of the above determinations may be performed.

また、無線通信システムを、ＲＦタグ１０が、電源電圧がリミッタにより制限されているか否かを示す情報をリーダライタ１００に通知する機能を有し、リーダライタ１００（制御部１０２）が、ＲＦタグ１０から通知された当該情報に基づき、マッチング回路１１のインピーダンス調整が完了したか否かを判断するシステムに変形してもよい。なお、無線通信システムのそのようなシステムへの変形は、例えば、以下のようにすることにより実現できる。（１）リミッタ１６として、電源電圧を制限しているか否かを示す情報を出力可能なものを用いて、当該情報が制御部１８に入力されるようにする。（２）ＲＦタグ調整処理を、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理の代わりに、Ｒ／Ｗ電力を所定電力まで低下させる処理が行われ、ステップＳ２０８にて上記情報が取得され、ステップＳ２０９にて、取得された当該情報に基づきインピーダンスの調整が完了したか否かが判断され、インピーダンスの調整が完了していなかった場合（ステップＳ２０９；ＮＯ）には、Ｒ／Ｗ電力を所定量減少させるための処理が行われてからステップＳ２０６以降の処理が行われる処理に変形する。 Further, the RF tag 10 of the wireless communication system has a function of notifying the reader / writer 100 of information indicating whether or not the power supply voltage is limited by the limiter, and the reader / writer 100 (control unit 102) has the RF tag. Based on the information notified from No. 10, the system may be modified to determine whether or not the impedance adjustment of the matching circuit 11 is completed. The transformation of the wireless communication system into such a system can be realized by, for example, as follows. (1) As the limiter 16, a limiter 16 capable of outputting information indicating whether or not the power supply voltage is limited is used so that the information is input to the control unit 18. (2) Instead of the processes of steps S201 to S205, the RF tag adjustment process is performed to reduce the R / W power to a predetermined power, and the above information is acquired in step S208 and acquired in step S209. It is determined whether or not the impedance adjustment is completed based on the information, and if the impedance adjustment is not completed (step S209; NO), a process for reducing the R / W power by a predetermined amount. Is performed, and then the process is transformed into a process in which the processes after step S206 are performed.

また、ＲＦタグ１０に、マッチング回路１１のインピーダンスの調整をその時点におけるインピーダンスから開始する第２調整処理（ステップＳ１０１の処理が行われない調整処理）を実行する機能を付与しておくと共に、ＲＦ制御処理を、ステップＳ２０６にて第２調整処理の実行を指示するコマンドが送信される処理に変形しても良い。 Further, the RF tag 10 is provided with a function of executing a second adjustment process (adjustment process in which the process of step S101 is not performed) that starts the impedance adjustment of the matching circuit 11 from the impedance at that time, and also RF. The control process may be transformed into a process in which a command instructing execution of the second adjustment process is transmitted in step S206.

また、無線通信システムのリーダライタ１００を、ＲＦタグ調整処理の代わりに、Ｒ／Ｗ電力を基準電力よりも下げてインピーダンス調整コマンドを送信する処理を行う装置に変形してもよい。リーダライタ１００を、そのような装置に変形すると、マッチング回路１１のインピーダンスを最適値に調整できない場合が生じ得る。ただし、リーダライタ１００を、そのような装置に変形しても、単にインピーダンス調整コマンドを送信することで制御部１８にマッチング回路１１のインピーダンスを調整させる場合よりも、マッチング回路１１のインピーダンスを良好に（インピーダンスの調整結果が従来よりも最適値に近づく形で）、調整することができる。 Further, the reader / writer 100 of the wireless communication system may be transformed into a device that performs a process of transmitting an impedance adjustment command by lowering the R / W power below the reference power instead of the RF tag adjustment process. If the reader / writer 100 is transformed into such a device, the impedance of the matching circuit 11 may not be adjusted to an optimum value. However, even if the reader / writer 100 is transformed into such a device, the impedance of the matching circuit 11 is better than that in the case where the control unit 18 is made to adjust the impedance of the matching circuit 11 by simply transmitting an impedance adjustment command. It can be adjusted (in a way that the impedance adjustment result is closer to the optimum value than before).

また、上記したインピーダンス調整処理は、可変容量コンデンサ５３（図５Ａ）の容量を単調増加させる線形探索により、マッチング回路１１のインピーダンスが最適値となる可変容量コンデンサ５３の容量（以下、最適容量と表記する）を探索する処理であったが、インピーダンス調整処理は、可変容量コンデンサ５３の容量を単調減少させる線形探索で、可変容量コンデンサ５３の最適容量を探索する処理であってもよい。また、インピーダンス調整処理は、二分探索、木探索等の他の探索アルゴリズムで可変容量コンデンサ５３の最適容量を探索する処理であってもよい。マッチング回路１１が、インダクタの容量変更によりインピーダンスを調整可能な回路であるＲＦタグ１０におけるインピーダンス調整処理としても、同様に、様々な探索アルゴリズムを用いた処理を採用することができる。 Further, in the impedance adjustment process described above, the capacitance of the variable capacitor 53 (hereinafter referred to as the optimum capacitance) in which the impedance of the matching circuit 11 becomes the optimum value by a linear search that monotonically increases the capacitance of the variable capacitor 53 (FIG. 5A). The impedance adjustment process may be a process of searching for the optimum capacitance of the variable capacitor 53 by a linear search that monotonically reduces the capacitance of the variable capacitor 53. Further, the impedance adjustment process may be a process of searching for the optimum capacitance of the variable capacitor 53 by another search algorithm such as a binary search or a tree search. Similarly, as the impedance adjustment process in the RF tag 10, which is a circuit in which the matching circuit 11 can adjust the impedance by changing the capacitance of the inductor, processing using various search algorithms can be adopted.

１０ＲＦタグ
１１マッチング回路
１２復調回路
１３整流回路
１４変調回路
１５インピーダンス調整制御回路
１６リミッタ
１７、１４５ＡＤＣ
１８、１０２制御部
２０、８０アンテナ
２５負荷
５１、５２インダクタ
５３可変容量コンデンサ
５５単位整流回路
６１アップカウンタ
６２比較器
６３コンデンサ
６４スイッチ
９０上位装置
１００リーダライタ
１０４通信インターフェイス
１０６記憶部
１０８計時部
１１０表示部
１１２発振器
１２１ＤＡＣ
１２２ＰＬＬ
１２３、１４４ミキサ
１２４、１２６Ｚ変換回路
１２５可変ゲインパワーアンプ
１２７分離回路
１４１ＢＰＦ
１４２ＬＮＡ
１４３ＬＰＦ 10 RF tag 11 Matching circuit 12 Demodulation circuit 13 Rectifier circuit 14 Modulation circuit 15 Impedance adjustment control circuit 16 Limiter 17, 145 ADC
18, 102 Control unit 20, 80 Antenna 25 Load 51, 52 Inductor 53 Variable capacitance capacitor 55 Unit rectifier circuit 61 Up counter 62 Comparator 63 Condenser 64 Switch 90 Upper device 100 Leader / writer 104 Communication interface 106 Storage unit 108 Time unit 110 Display Part 112 Oscillator 121 DAC
122 PLL
123, 144 Mixer 124, 126 Z-transform circuit 125 Variable gain power amplifier 127 Separation circuit 141 BPF
142 LNA
143 LPF

Claims

A wireless communication system including an RF tag and a reader / writer that wirelessly supplies power to the RF tag.
The RF tag is
A rectifier circuit that rectifies the AC signal from the first antenna and outputs a DC voltage,
A limiter that limits the output voltage of the rectifier circuit to a predetermined voltage or less,
A matching circuit with variable impedance, which is arranged between the first antenna and the rectifier circuit,
A demodulation circuit that demodulates the AC signal from the first antenna,
A modulation circuit that modulates an AC signal from the first antenna and transmits a radio signal including information to be notified to the reader / writer to the first antenna.
A control unit that inputs the demodulation result of the AC signal by the demodulation circuit, and when the demodulation result is a predetermined first command, the matching circuit is provided so that the output voltage of the rectifier circuit becomes large. A control unit that performs impedance adjustment processing to adjust impedance,
With
The reader / writer
A communication means that communicates with the RF tag by radiating a radio wave of a predetermined intensity from the second antenna,
By controlling the intensity of the radio wave radiated from the second antenna to be lower than the radio wave intensity at the time of communication by the communication means and transmitting the first command, the impedance adjustment process is performed on the control unit of the RF tag. RF tag adjustment means and
To prepare
A wireless communication system characterized by the fact that.

When the demodulation result of the AC signal by the demodulation circuit is a predetermined second command, the control unit of the RF tag controls the modulation circuit to control the output voltage of the rectifier circuit to the reader / writer. Notify to
The RF tag adjusting means of the reader / writer transmits the first command after reducing the intensity of the radio wave radiated from the second antenna, and the impedance adjustment process started by the transmission of the first command. The RF tag adjustment process of acquiring the output voltage of the rectifier circuit after completion by transmitting the second command is repeated until an output voltage equal to or lower than the predetermined voltage is acquired.
The wireless communication system according to claim 1.

When the demodulation result of the AC signal by the demodulation circuit is a predetermined second command, the control unit of the RF tag controls the modulation circuit to control the output voltage of the rectifier circuit to the reader / writer. Notify to
The RF tag adjusting means of the reader / writer transmits the first command after reducing the intensity of the radio wave radiated from the second antenna, and the impedance adjustment process started by the transmission of the first command. The RF tag adjustment process of acquiring the output voltage of the rectifying circuit after completion by transmitting the second command is repeated until the intensity of the radio wave radiated from the second antenna falls below a predetermined intensity.
The wireless communication system according to claim 1.

When the demodulation result of the AC signal by the demodulation circuit is a predetermined second command, the control unit of the RF tag controls the modulation circuit to control the output voltage of the rectifier circuit to the reader / writer. Notify to
The RF tag adjusting means of the reader / writer transmits the first command after reducing the intensity of the radio wave radiated from the second antenna, and the impedance adjustment process started by the transmission of the first command. The RF tag adjustment process of acquiring the output voltage of the rectifier circuit after completion by transmitting the second command is repeated a predetermined number of times or until a predetermined time elapses.
The wireless communication system according to claim 1.

Intensity of the radio wave which the RF tag adjustment process is emitted from the second antenna to the output voltage of the rectifier circuit obtained by the transmission of the second command is preset voltage be less than the predetermined voltage Is a process of transmitting the first command after reducing the voltage, and acquiring the output voltage of the rectifier circuit after the completion of the impedance adjustment process started by the transmission of the first command by transmitting the second command. ,
The wireless communication system according to any one of claims 2 to 4, wherein the wireless communication system is characterized by the above.