JP7434087B2 - Cancellation control device and communication device - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、キャンセル制御装置及び通信装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a cancellation control device and a communication device.

アンテナを送信及び受信で共用する通信装置では、送信信号の一部が受信信号に重畳されて受信系に流入してしまうことがある。この受信信号に重畳された送信信号成分は、自己干渉信号となり、受信系の飽和及びノイズの増加による通信品質の低下を来す恐れがある。
そこで、自己干渉信号とは位相が逆であるキャンセル信号を送信信号から生成し、このキャンセル信号を用いて自己干渉信号を相殺する技術は知られている。
In a communication device that uses an antenna for both transmission and reception, a part of the transmitted signal may be superimposed on the received signal and flow into the receiving system. The transmitted signal component superimposed on the received signal becomes a self-interference signal, which may cause saturation of the receiving system and an increase in noise, leading to deterioration in communication quality.
Therefore, a technique is known in which a cancellation signal having a phase opposite to that of the self-interference signal is generated from the transmission signal, and this cancellation signal is used to cancel the self-interference signal.

しかしながら、適正なキャンセル信号の生成のための減衰量及び移相量の設定は、従来は移相量及び減衰量の掃引により行っており、当該設定に要する時間が長くなっていた。
このような事情から、キャンセル信号の生成のための設定に要する時間の短縮が望まれていた。
However, the setting of the attenuation amount and the phase shift amount for generating an appropriate cancellation signal has conventionally been performed by sweeping the phase shift amount and the attenuation amount, and the time required for the setting has become long.
Under these circumstances, it has been desired to shorten the time required for setting to generate a cancellation signal.

特開2010-8313号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-8313

本発明が解決しようとする課題は、キャンセル信号の生成のための設定に要する時間の短縮を図ることができるキャンセル制御装置及び通信装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a cancellation control device and a communication device that can reduce the time required for settings for generating a cancellation signal.

実施形態のキャンセル制御装置は、第1の検出部及び決定部を備える。第1の検出部は、直交検波器が出力する第1のI信号及び第1のQ信号の直流レベルをそれぞれ検出する。決定部は、直交検波器に入力される第1の直交変調信号に含まれる送信信号の成分をキャンセルするためのキャンセル信号を送信信号から生成するための減衰量及び移相量を、第1の検出部により検出された2つの直流レベルと送信信号の振幅及び位相とに基づく演算により決定する。 The cancellation control device of the embodiment includes a first detection section and a determination section. The first detection section detects the DC levels of the first I signal and the first Q signal output by the quadrature detector, respectively. The determination unit determines an attenuation amount and a phase shift amount for generating a cancellation signal from the transmission signal for canceling a component of the transmission signal included in the first orthogonal modulation signal input to the quadrature detector. It is determined by calculation based on the two DC levels detected by the detection unit and the amplitude and phase of the transmission signal.

第1の実施形態に係る読取装置の要部回路構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a main circuit configuration of a reading device according to a first embodiment. 図1中の直交検波器及び直流検出回路の構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a quadrature detector and a DC detection circuit in FIG. 1; 自己干渉信号の低減を制御するための情報処理のフローチャート。5 is a flowchart of information processing for controlling the reduction of self-interference signals. 図1に示す読取装置の動作に関するタイミング図。FIG. 2 is a timing diagram regarding the operation of the reading device shown in FIG. 1; 第2の実施形態に係る読取装置の要部回路構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a main circuit configuration of a reading device according to a second embodiment.

以下、いくつかの実施の形態について図面を用いて説明する。なお、以下においては、RFID(radio frequency identification)タグが記憶するデータを読み取る読取装置を例に説明する。この読取装置は、上記のデータ読み取りに際してRFIDタグと無線通信を行うのであり、通信装置の一例である。 Some embodiments will be described below with reference to the drawings. In the following, a reading device that reads data stored in an RFID (radio frequency identification) tag will be described as an example. This reading device performs wireless communication with the RFID tag when reading the above data, and is an example of a communication device.

[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態に係る読取装置100の要部回路構成を示すブロック図である。
読取装置100は、発振器11、移相器12、DA(digital to analog)変換器13、直交変調器14、BPF(band-pass filter)15、電力増幅器16、LPF(low-pass filter)17、アンテナ共用器18、給電線19、アンテナ20、可変減衰器21、可変移相器22、電力合成器23、低ノイズ増幅器24、直交検波器25、BPF26、ベースバンド増幅器27、AD(analog to digital)変換器28、直流検出回路29、AD変換器30、演算回路31、制御回路32、CPU33及びメモリ34を含む。なお、アンテナ20、あるいは給電線19及びアンテナ20は、読取装置100に含めず、別体の任意のデバイスを接続可能としてもよい。
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the main circuit configuration of a reading device 100 according to the first embodiment.
The reading device 100 includes an oscillator 11, a phase shifter 12, a DA (digital to analog) converter 13, a quadrature modulator 14, a BPF (band-pass filter) 15, a power amplifier 16, an LPF (low-pass filter) 17, Antenna duplexer 18, feed line 19, antenna 20, variable attenuator 21, variable phase shifter 22, power combiner 23, low noise amplifier 24, quadrature detector 25, BPF 26, baseband amplifier 27, AD (analog to digital ) Contains a converter 28, a DC detection circuit 29, an AD converter 30, an arithmetic circuit 31, a control circuit 32, a CPU 33, and a memory 34. Note that the antenna 20 or the feeder line 19 and the antenna 20 may not be included in the reading device 100 and may be connected to any separate device.

発振器11は、予め定められた周波数の正弦波を搬送波として発生する。
移相器12は、発振器11により発生された搬送波の位相を90度ずらすことで、余弦波をもう1つの搬送波として出力する。
DA変換器13は、CPU33からディジタル状態で出力される2系統の送信ベースバンド信号を、アナログ化する。なお以下においては、2系統の送信ベースバンド信号をそれぞれ、I信号及びQ信号と称する。
The oscillator 11 generates a sine wave of a predetermined frequency as a carrier wave.
The phase shifter 12 shifts the phase of the carrier wave generated by the oscillator 11 by 90 degrees, and outputs the cosine wave as another carrier wave.
The DA converter 13 converts the two transmission baseband signals output in digital form from the CPU 33 into analogs. Note that hereinafter, the two systems of transmission baseband signals are referred to as an I signal and a Q signal, respectively.

直交変調器14は、DA変換器13でアナログ化されたI信号及びQ信号を変調波として入力する。直交変調器14は、発振器11により発生された搬送波と、移相器12から出力された搬送波とを、それぞれI系統及びQ系統の搬送波として入力する。そして直交変調器14は、直交変調により送信信号を得る。DA変換器13でアナログ化されたI信号及びQ信号は、第3のI信号及び第3のQ信号に相当する。従って直交変調器14は、搬送波を第3のI信号及び第3のQ信号により直交変調する変調部の一例である。 The orthogonal modulator 14 receives the I signal and Q signal converted into analog signals by the DA converter 13 as modulated waves. The quadrature modulator 14 inputs the carrier wave generated by the oscillator 11 and the carrier wave output from the phase shifter 12 as carrier waves of the I system and the Q system, respectively. Then, the orthogonal modulator 14 obtains a transmission signal by orthogonal modulation. The I signal and Q signal converted into analog by the DA converter 13 correspond to a third I signal and a third Q signal. Therefore, the orthogonal modulator 14 is an example of a modulation unit that orthogonally modulates the carrier wave using the third I signal and the third Q signal.

BPF15は、直交変調器14で得られた送信信号から、帯域制限のために低周波成分及び高周波成分を除去する。
電力増幅器16は、BPF15を通過した送信信号を、無線送信に適するレベルまで電力増幅する。
LPF17は、電力増幅器16により増幅された送信信号から、高調波成分を除去する。
これらBPF15、電力増幅器16及びLPF17での各処理により、送信信号は無線送信のための信号となる。つまりBPF15、電力増幅器16及びLPF17により、無線送信のための送信信号を生成する第1の生成部が構成される。
The BPF 15 removes low frequency components and high frequency components from the transmission signal obtained by the quadrature modulator 14 in order to limit the band.
The power amplifier 16 amplifies the power of the transmission signal that has passed through the BPF 15 to a level suitable for wireless transmission.
The LPF 17 removes harmonic components from the transmission signal amplified by the power amplifier 16.
Through these processes in the BPF 15, power amplifier 16, and LPF 17, the transmission signal becomes a signal for wireless transmission. That is, the BPF 15, the power amplifier 16, and the LPF 17 constitute a first generation unit that generates a transmission signal for wireless transmission.

アンテナ共用器18は、入力端TI、入出力端TIO、出力端TOA及び出力端TOBを備える。LPF17を通過した送信信号は、入力端TIに入力される。アンテナ共用器18は、入力端TIに入力された送信信号を入出力端TIO及び出力端TOBより出力する。アンテナ共用器18は、入出力端TIOに入力された信号を出力端TOAより出力する。アンテナ共用器18の出力端TOAから出力される信号は、アンテナ20に生じる受信信号と後述する自己干渉信号とが合成された信号であるが、この信号を以下では単に受信信号と称する。アンテナ共用器18は、共用部の一例である。 The antenna duplexer 18 includes an input end TI, an input/output end TIO, an output end TOA, and an output end TOB. The transmission signal that has passed through the LPF 17 is input to the input terminal TI. The antenna duplexer 18 outputs the transmission signal input to the input end TI from the input/output end TIO and the output end TOB. The antenna duplexer 18 outputs the signal input to the input/output terminal TIO from the output terminal TOA. The signal output from the output terminal TOA of the antenna duplexer 18 is a signal obtained by combining a received signal generated at the antenna 20 and a self-interference signal to be described later, and this signal will be simply referred to as a received signal below. The antenna duplexer 18 is an example of a shared part.

給電線19は、アンテナ共用器18の入出力端TIOから出力される送信信号をアンテナ20に供給する。給電線19は、アンテナ20に生じた受信信号をアンテナ共用器18の入出力端TIOに伝送する。
アンテナ20は、給電線19により供給される送信信号に応じた電波を放射する。アンテナ20は、到来する電波に応じた電気信号を受信信号として生じさせる。
The feed line 19 supplies the antenna 20 with the transmission signal output from the input/output terminal TIO of the antenna duplexer 18 . The feed line 19 transmits the received signal generated at the antenna 20 to the input/output terminal TIO of the antenna duplexer 18.
The antenna 20 emits radio waves according to the transmission signal supplied by the feed line 19. The antenna 20 generates an electric signal as a received signal according to the incoming radio waves.

可変減衰器21は、アンテナ共用器18の出力端TOBから出力される送信信号を、制御回路32の制御の下に設定される減衰量で減衰させる。
可変移相器22は、可変減衰器21により減衰された後の送信信号の位相を、制御回路32の制御の下に設定される移相量で変化させる。可変移相器22で移相された後の送信信号を、以下においてキャンセル信号と称する。
かくして、可変減衰器21及び可変移相器22により、キャンセル信号を生成する第2の生成部が構成される。
電力合成器23は、アンテナ共用器18の出力端TOAから出力される受信信号に、可変移相器22から出力されるキャンセル信号を電力合成する。これにより電力合成器23は、受信信号に含まれる自己干渉信号を低減する。電力合成器23は、合成部の一例である。
The variable attenuator 21 attenuates the transmission signal output from the output terminal TOB of the antenna duplexer 18 by an attenuation amount set under the control of the control circuit 32.
The variable phase shifter 22 changes the phase of the transmission signal after being attenuated by the variable attenuator 21 by a phase shift amount set under the control of the control circuit 32. The transmission signal after being phase-shifted by the variable phase shifter 22 is hereinafter referred to as a cancellation signal.
Thus, the variable attenuator 21 and the variable phase shifter 22 constitute a second generation section that generates a cancellation signal.
The power combiner 23 power-combines the reception signal output from the output end TOA of the antenna duplexer 18 with the cancellation signal output from the variable phase shifter 22 . Thereby, the power combiner 23 reduces the self-interference signal included in the received signal. The power combiner 23 is an example of a combiner.

低ノイズ増幅器24は、電力合成器23から出力される受信信号を、ノイズ発生を小さく抑えつつ増幅する。
直交検波器25は、低ノイズ増幅器24で増幅された受信信号を、発振器11及び移相器12からそれぞれ出力される2つの搬送波を用いて直交検波する。直交検波器25は、直交検波により得られるI系統及びQ系統の2系統のアナログ状態の受信ベースバンド信号を、並列に出力する。この2系統のアナログ状態の受信ベースバンド信号は、第1のI信号及び第1のQ信号に相当する。つまり直交検波器25は、第2の検波部の一例である。
The low noise amplifier 24 amplifies the received signal output from the power combiner 23 while suppressing noise generation.
The quadrature detector 25 quadrature-detects the received signal amplified by the low-noise amplifier 24 using two carrier waves output from the oscillator 11 and the phase shifter 12, respectively. The quadrature detector 25 outputs analog received baseband signals of two systems, an I system and a Q system, obtained by the quadrature detection in parallel. These two analog reception baseband signals correspond to a first I signal and a first Q signal. In other words, the quadrature detector 25 is an example of a second detection section.

BPF26は、直交検波器25から出力された2系統の受信ベースバンド信号のそれぞれから、所要周波数帯域の成分を抽出する。
ベースバンド増幅器27は、BPF26を通過した2系統の受信ベースバンド信号のそれぞれを、AD変換器28でのディジタル化に適するレベルまで増幅する。
AD変換器28は、ベースバンド増幅器27で増幅された2系統の受信ベースバンド信号のそれぞれを、ディジタル化する。
The BPF 26 extracts components in a desired frequency band from each of the two systems of received baseband signals output from the quadrature detector 25.
The baseband amplifier 27 amplifies each of the two systems of received baseband signals that have passed through the BPF 26 to a level suitable for digitization by the AD converter 28.
The AD converter 28 digitizes each of the two systems of received baseband signals amplified by the baseband amplifier 27.

直流検出回路29は、直交検波器25から出力された2系統の受信ベースバンド信号のそれぞれに含まれる直流信号を検出する。つまり直流検出回路29は、第1の検出部の一例である。
AD変換器30は、直流検出回路29で検出された2系統の直流信号をそれぞれディジタル化する。
The DC detection circuit 29 detects DC signals included in each of the two systems of received baseband signals output from the quadrature detector 25. That is, the DC detection circuit 29 is an example of a first detection section.
The AD converter 30 digitizes the two systems of DC signals detected by the DC detection circuit 29, respectively.

演算回路31は、AD変換器30でディジタル化された直流信号に基づいて、可変減衰器21での減衰量と、可変移相器22での移相量とを算出する。演算回路31は例えば、予め定められた数式に基づく演算を実行するハードウェア回路である。演算回路31は、決定部の一例である。
制御回路32は、可変減衰器21での減衰量を演算回路31で算出された減衰量に設定する。制御回路32は、可変移相器22での移相量を演算回路31で算出された移相量に設定する。
The arithmetic circuit 31 calculates the amount of attenuation in the variable attenuator 21 and the amount of phase shift in the variable phase shifter 22 based on the DC signal digitized by the AD converter 30. The arithmetic circuit 31 is, for example, a hardware circuit that executes an arithmetic operation based on a predetermined mathematical formula. The arithmetic circuit 31 is an example of a determining section.
The control circuit 32 sets the amount of attenuation in the variable attenuator 21 to the amount of attenuation calculated by the calculation circuit 31. The control circuit 32 sets the amount of phase shift in the variable phase shifter 22 to the amount of phase shift calculated by the arithmetic circuit 31.

CPU33は、RFIDタグ200との通信時には、予め定められたシーケンスに従って、I信号及びQ信号を出力する。CPU33は、AD変換器28でディジタル化された2系統の受信信号に基づいて、RFIDタグ200から送られたデータを再構築する。CPU33は、可変減衰器21での減衰量及び可変移相器22での移相量を調整するための後述する制御処理を実行する。
メモリ34は、CPU33に実行させる情報処理について記述された情報処理プログラムを記憶する。メモリ34は、CPU33が各種の情報処理を実行する上で必要となる各種のデータを記憶する。メモリ34は、CPU33が各種の情報処理を実行する際に生成又は取得された各種のデータを記憶する。
When communicating with the RFID tag 200, the CPU 33 outputs an I signal and a Q signal according to a predetermined sequence. The CPU 33 reconstructs the data sent from the RFID tag 200 based on the two systems of received signals digitized by the AD converter 28. The CPU 33 executes a control process described later for adjusting the amount of attenuation in the variable attenuator 21 and the amount of phase shift in the variable phase shifter 22.
The memory 34 stores an information processing program that describes information processing to be executed by the CPU 33. The memory 34 stores various data necessary for the CPU 33 to perform various information processing. The memory 34 stores various data generated or acquired when the CPU 33 executes various information processing.

図2は直交検波器25及び直流検出回路29の構成例を示す図である。
直交検波器25は、電力分配器DIS及びミキサMII,MIQを含む。
電力分配器DISは、低ノイズ増幅器24から出力された受信信号を2つに分配する。ミキサMIQは、電力分配器DISで分配された受信信号の一方に、発振器11から出力された搬送波を合成することで、Q系統の受信ベースバンド信号を抽出する。ミキサMIIは、電力分配器DISで分配された受信信号の他方に、移相器12から出力された搬送波を合成することで、I系統の受信ベースバンド信号を抽出する。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the quadrature detector 25 and the DC detection circuit 29.
Quadrature detector 25 includes a power divider DIS and mixers MII and MIQ.
The power divider DIS divides the received signal output from the low noise amplifier 24 into two. The mixer MIQ extracts a Q-system received baseband signal by combining the carrier wave output from the oscillator 11 with one of the received signals distributed by the power divider DIS. The mixer MII extracts the received baseband signal of the I system by combining the carrier wave output from the phase shifter 12 with the other of the received signals distributed by the power divider DIS.

直流検出回路29は、2つの抽出回路EXI,EXQを備える。抽出回路EXIには、直交検波器25のミキサMIIから出力されるI系統の受信ベースバンド信号が入力される。抽出回路EXQには、直交検波器25のミキサMIQから出力されるQ系統の受信ベースバンド信号が入力される。 The DC detection circuit 29 includes two extraction circuits EXI and EXQ. The I-system received baseband signal output from the mixer MII of the quadrature detector 25 is input to the extraction circuit EXI. The Q-system received baseband signal output from the mixer MIQ of the quadrature detector 25 is input to the extraction circuit EXQ.

抽出回路EXI,EXQは、いずれもオペアンプOA、抵抗器RS,RAC,RDC及びコンデンサCOを含む。抵抗器RSは、一端がミキサMII,MIQの一方の出力端に接続され、他端が接合点POAに接続されている。抵抗器RDCは、一端が接合点POAに接続され、他端が接合点POBに接続されている。抵抗器RACは、一端が接合点POAに接続され、他端がコンデンサCOの一端に接続されている。コンデンサCOは、一端が抵抗器RACに接続され、他端が接合点POBに接続されている。オペアンプOAは、非反転入力端が接地され、反転入力端が接合点POAに接続され、出力端が接合点POBに接続されている。抽出回路EXIにおける接合点POBの電位は、I系統の受信ベースバンド信号に含まれる直流成分のレベルに応じて決まる。従って抽出回路EXIにおける接合点POBには、I系統の受信ベースバンド信号から抽出された直流信号が現れ、これがAD変換器30に入力される。また抽出回路EXQにおける接合点POBの電位は、Q系統の受信ベースバンド信号に含まれる直流成分のレベルに応じて決まる。従って抽出回路EXQにおける接合点POBには、Q系統の受信ベースバンド信号から抽出された直流信号が現れ、これがAD変換器30に入力される。 Both extraction circuits EXI and EXQ include an operational amplifier OA, resistors RS, RAC, RDC, and a capacitor CO. One end of the resistor RS is connected to one of the output ends of the mixers MII, MIQ, and the other end is connected to the junction point POA. One end of the resistor RDC is connected to the junction point POA, and the other end is connected to the junction point POB. One end of the resistor RAC is connected to the junction point POA, and the other end is connected to one end of the capacitor CO. Capacitor CO is connected at one end to resistor RAC and at the other end to junction POB. The operational amplifier OA has a non-inverting input terminal connected to ground, an inverting input terminal connected to a junction point POA, and an output terminal connected to a junction point POB. The potential of the junction point POB in the extraction circuit EXI is determined according to the level of the DC component included in the received baseband signal of the I system. Therefore, a DC signal extracted from the received baseband signal of the I system appears at the junction point POB in the extraction circuit EXI, and is input to the AD converter 30. Further, the potential of the junction point POB in the extraction circuit EXQ is determined according to the level of the DC component included in the received baseband signal of the Q system. Therefore, a DC signal extracted from the received baseband signal of the Q system appears at the junction point POB in the extraction circuit EXQ, and is input to the AD converter 30.

次に以上のように構成された読取装置100の動作について説明する。なお、RFIDタグ200を読み取るための動作は、例えば無線通信のための変調方式として直交変調方式を用いる他の既に知られた動作であってよい。そこで、ここではその動作の説明は省略し、可変減衰器21での減衰量及び可変移相器22での移相量を調整するための動作について説明する。 Next, the operation of the reading device 100 configured as above will be explained. Note that the operation for reading the RFID tag 200 may be any other known operation that uses, for example, an orthogonal modulation method as a modulation method for wireless communication. Therefore, the explanation of the operation will be omitted here, and the operation for adjusting the amount of attenuation in the variable attenuator 21 and the amount of phase shift in the variable phase shifter 22 will be explained.

動作の説明に先立ち、自己干渉信号について説明する。
アンテナ共用器18は、入力端TIに入力された送信信号が出力端TOAから出力されないように設計される。しかしながら実際の回路構成では、入力端TIに入力された送信信号が出力端TOAから漏れ出ることを完全に防止することが困難である。このため、入力端TIに入力された送信信号の一部がそのまま出力端TOAから出力される。またアンテナ共用器18の入出力端TIOから出力された送信信号は、その一部がアンテナ20の給電点で反射されて給電線19によりアンテナ共用器18へと伝送される。このような反射信号は、アンテナ共用器18の機能により、出力端TOAから出力される。かくしてアンテナ共用器18の出力端TOAから出力される信号には、入出力端TIOから出力されずに漏れ出た送信信号の成分と、入出力端TIOに反射信号として入力される送信信号の成分とが含まれる。このような送信信号の成分が合成された信号が自己干渉信号である。なお、アンテナ20の給電点における送信信号の反射の特性は、アンテナ20へのRFIDタグ200及びその他の物体の近接状況などのアンテナ20の周辺の環境に応じて変化する。このため、アンテナ20の給電点で反射される信号の振幅及び位相も、アンテナ20の周辺の環境に応じて変動する。この影響で、自己干渉信号の振幅及び位相も、アンテナ20の周辺の環境に応じて変動する。
Prior to explaining the operation, the self-interference signal will be explained.
The antenna duplexer 18 is designed so that the transmission signal input to the input end TI is not output from the output end TOA. However, in an actual circuit configuration, it is difficult to completely prevent the transmission signal input to the input terminal TI from leaking from the output terminal TOA. Therefore, a part of the transmission signal input to the input terminal TI is output as is from the output terminal TOA. Further, a part of the transmission signal output from the input/output terminal TIO of the antenna duplexer 18 is reflected at the feed point of the antenna 20 and transmitted to the antenna duplexer 18 via the feed line 19. Such a reflected signal is output from the output terminal TOA by the function of the antenna duplexer 18. In this way, the signal output from the output terminal TOA of the antenna duplexer 18 includes a component of the transmission signal that leaked out without being output from the input/output terminal TIO, and a component of the transmission signal that is input as a reflected signal to the input/output terminal TIO. and is included. A signal obtained by combining the components of such transmission signals is a self-interference signal. Note that the characteristics of reflection of the transmitted signal at the feeding point of the antenna 20 change depending on the environment around the antenna 20, such as the proximity of the RFID tag 200 and other objects to the antenna 20. Therefore, the amplitude and phase of the signal reflected at the feeding point of the antenna 20 also vary depending on the environment around the antenna 20. Due to this influence, the amplitude and phase of the self-interference signal also vary depending on the environment around the antenna 20.

なお、自己干渉信号は、送信信号に由来する信号である。このため、送信信号から分岐した信号の振幅及び位相を変化させることにより、自己干渉信号と周波数と振幅が同じで、位相が逆の信号を生成することが可能である。そして、このような信号をアンテナ共用器18の出力端TOAから出力される受信信号に合成することによって、受信信号に含まれる自己干渉信号を相殺することができる。読取装置100では、可変減衰器21及び可変移相器22で振幅及び位相を変化させて得られるキャンセル信号を、アンテナ共用器18の出力端TOAから出力される受信信号に電力合成器23にて合成することにより、受信信号に含まれる自己干渉信号の低減を図る。 Note that the self-interference signal is a signal derived from a transmission signal. Therefore, by changing the amplitude and phase of the signal branched from the transmission signal, it is possible to generate a signal that has the same frequency and amplitude as the self-interference signal, but has the opposite phase. By combining such a signal with the received signal output from the output end TOA of the antenna duplexer 18, the self-interference signal contained in the received signal can be canceled out. In the reading device 100, a cancellation signal obtained by varying the amplitude and phase with a variable attenuator 21 and a variable phase shifter 22 is combined with a received signal output from an output end TOA of an antenna duplexer 18 in a power combiner 23. By combining, the self-interference signal contained in the received signal is reduced.

さて、読取装置100が動作状態にあるときにCPU33は、上記のような自己干渉信号の低減を制御するための情報処理をメモリ34に記憶された情報処理プログラムに従って実行する。
図3は自己干渉信号の低減を制御するための情報処理のフローチャートである。
Now, when the reading device 100 is in an operating state, the CPU 33 executes information processing for controlling the reduction of self-interference signals as described above according to an information processing program stored in the memory 34.
FIG. 3 is a flowchart of information processing for controlling the reduction of self-interference signals.

ACT1としてCPU33は、可変減衰器21の減衰量及び可変移相器22の移相量を初期設定するよう制御回路32に指示する。減衰量及び移相量の初期値は、予め定められた規定値としてもよいし、過去の設定実績に基づいて決まる値としてもよい。規定値は、減衰量をゼロ、移相量を180度とすることが想定される。あるいは規定値は、実験又はシミュレーションの結果、あるいは経験則に基づいて、自己干渉信号を相殺し得る可能性が高くなるように定めることが想定される。規定値は、例えば読取装置100の設計者によって任意に定められてよい。過去の設定実績に基づいて初期値を決める場合は、読取装置100の前回の動作停止時に設定されていた値を初期値とすることが想定される。あるいは、読取装置100の過去の動作期間中における設定頻度の高い値を初期とすることが想定される。過去の設定実績に基づく初期値の決定は、制御回路32又はCPU33にて行うことができる。過去の設定実績に基づく初期値の決定のルールは、例えば読取装置100の設計者によって任意に定められてよい。 As ACT1, the CPU 33 instructs the control circuit 32 to initialize the attenuation amount of the variable attenuator 21 and the phase shift amount of the variable phase shifter 22. The initial values of the attenuation amount and the phase shift amount may be predetermined values, or may be values determined based on past setting results. It is assumed that the specified values are zero for the attenuation amount and 180 degrees for the phase shift amount. Alternatively, it is assumed that the predetermined value is determined based on the results of experiments or simulations, or empirical rules so as to increase the possibility of canceling out the self-interference signal. The specified value may be arbitrarily determined, for example, by the designer of the reading device 100. When determining the initial value based on past settings, it is assumed that the initial value is the value that was set when the reading device 100 stopped operating last time. Alternatively, it is assumed that a value frequently set during a past operation period of the reading device 100 is set as the initial value. The initial value can be determined based on past setting results by the control circuit 32 or the CPU 33. Rules for determining the initial value based on past setting results may be arbitrarily determined by, for example, the designer of the reading device 100.

ACT2としてCPU33は、低電力送信を開始する。低電力送信においてCPU33は、アンテナ20からの送信電力を、RFIDタグ200の読み取りを行うための通常通信時よりも十分に小さく設定する。CPU33は例えば、DA変換器13から出力されるI信号及びQ信号を予め定められた低いレベルの直流信号とするようなディジタル信号をDA変換器13へと与える。なお、低電力送信時の送信電力は、自己干渉信号によって直交検波器25の出力が飽和しないように、例えば読取装置100の設計者によって予め定められる。 In ACT2, the CPU 33 starts low power transmission. In low-power transmission, the CPU 33 sets the transmission power from the antenna 20 to be sufficiently lower than that during normal communication for reading the RFID tag 200. For example, the CPU 33 provides the DA converter 13 with a digital signal that converts the I signal and Q signal output from the DA converter 13 into DC signals of a predetermined low level. Note that the transmission power during low-power transmission is determined in advance by, for example, the designer of the reading device 100 so that the output of the quadrature detector 25 is not saturated by the self-interference signal.

図4は読取装置100の動作に関するタイミング図である。
時点TIAにおいて、可変減衰器21の減衰量及び可変移相器22の移相量がΔV-1及びΔφ-1に初期設定されるとともに、送信電力値TPAでの低電力送信が開始される。送信電力値TPAは、抑制レベルに相当する。つまりCPU33は、低電力送信のために第3のI信号及び第3のQ信号としてのI信号及びQ信号をDA変換器13から直交変調器14へと入力しているのであり、CPU33はDA変換器13との協働により入力部として機能する。
FIG. 4 is a timing diagram regarding the operation of the reading device 100.
At time TIA, the attenuation amount of the variable attenuator 21 and the phase shift amount of the variable phase shifter 22 are initialized to ΔV-1 and Δφ-1, and low-power transmission is started at the transmission power value TPA. The transmission power value TPA corresponds to a suppression level. In other words, the CPU 33 inputs the I signal and the Q signal as the third I signal and the third Q signal from the DA converter 13 to the quadrature modulator 14 for low power transmission. In cooperation with the converter 13, it functions as an input section.

低電力送信を開始すると、送信信号がアンテナ共用器18の入力端TIへと入力されるようになるので、アンテナ共用器18の出力端TOAから出力される受信信号には自己干渉信号が含まれるようになる。また、アンテナ共用器18の出力端TOBから送信信号が出力されることとなる。可変減衰器21は、アンテナ共用器18の出力端TOBから出力された送信信号を、設定されている減衰量で減衰させつつ通過させる。また可変移相器22は、可変減衰器21で減衰されたのちの送信信号を、設定されている移相量で位相を変化させつつ通過させる。これにより電力合成器23には、自己干渉信号を含んだ受信信号とキャンセル信号とがともに入力される状態となる。 When low power transmission is started, the transmission signal is input to the input terminal TI of the antenna duplexer 18, so the received signal output from the output terminal TOA of the antenna duplexer 18 includes a self-interference signal. It becomes like this. Further, a transmission signal will be output from the output end TOB of the antenna duplexer 18. The variable attenuator 21 passes the transmission signal output from the output end TOB of the antenna duplexer 18 while attenuating it by a set amount of attenuation. Further, the variable phase shifter 22 passes the transmission signal that has been attenuated by the variable attenuator 21 while changing the phase by a set phase shift amount. As a result, the power combiner 23 enters a state in which both the received signal containing the self-interference signal and the cancellation signal are input.

キャンセル信号が自己干渉信号と完全に逆相の信号になっていれば、電力合成器23で受信信号にキャンセル信号が合成されることにより自己干渉信号が相殺される。しかしながら、多くの場合は、電力合成器23から出力される受信信号に自己干渉信号の成分が残る。このように自己干渉信号が含まれた受信信号が直交検波器25に入力されると、直交検波器25から出力される2系統の受信ベースバンド信号には、各系統の自己干渉信号が直流成分として現れる。この直流成分が直流検出回路29により検出されて、AD変換器30でディジタル化された上で、演算回路31へと入力される。 If the cancellation signal has a completely opposite phase to the self-interference signal, the power combiner 23 combines the cancellation signal with the received signal, thereby canceling out the self-interference signal. However, in many cases, the self-interference signal component remains in the received signal output from the power combiner 23. When the received signal containing the self-interference signal is input to the quadrature detector 25, the self-interference signal of each system is included in the DC component of the two systems of received baseband signals output from the quadrature detector 25. Appears as. This DC component is detected by the DC detection circuit 29, digitized by the AD converter 30, and then input to the arithmetic circuit 31.

演算回路31は、直流検出回路29により検出される2つの直流レベルをVi,Vqとすると、可変減衰器21での減衰量ΔVを次の式(1)により算出するための演算を実行する。 The calculation circuit 31 executes calculation for calculating the attenuation amount ΔV in the variable attenuator 21 using the following equation (1), assuming that the two DC levels detected by the DC detection circuit 29 are Vi and Vq.

また演算回路31は、可変移相器22での移相量Δφを次の式(2)により算出するための演算を実行する。 Further, the arithmetic circuit 31 executes an arithmetic operation for calculating the phase shift amount Δφ in the variable phase shifter 22 using the following equation (2).

ここで、Gc,Δφcは、電力合成器23で受信信号に生じる減衰量及び移相量である。またGl及びΔφlは、低ノイズ増幅器24で受信信号に生じる減衰量及び移相量である。これら減衰量Gc,Gl及び移相量Δφc,Δφlは、電力合成器23及び低ノイズ増幅器24の特性により固定的である。
かくして、式(1)における中括弧内の式により、電力合成器23の入力端における自己干渉信号の振幅Vaが求まる。また式(2)における中括弧内の式により、電力合成器23の入力端における自己干渉信号の位相φaが求まる。
Here, Gc and Δφc are the attenuation amount and phase shift amount that occur in the received signal at the power combiner 23. Further, Gl and Δφl are the amount of attenuation and the amount of phase shift that occur in the received signal in the low noise amplifier 24. These attenuation amounts Gc, Gl and phase shift amounts Δφc, Δφl are fixed due to the characteristics of the power combiner 23 and the low noise amplifier 24.
Thus, the amplitude Va of the self-interference signal at the input end of the power combiner 23 is determined by the equation in the curly brackets in equation (1). Furthermore, the phase φa of the self-interference signal at the input end of the power combiner 23 is determined by the equation in the curly brackets in equation (2).

一方、Vc,φcは、可変減衰器21の入力端における送信信号の振幅及び位相である。このため式(1)により、可変減衰器21の入力端における送信信号の振幅Vcと電力合成器23の入力端における自己干渉信号の振幅Vaとの差が求まる。また式(2)により、可変減衰器21の入力端における送信信号の位相φcと電力合成器23の入力端における自己干渉信号の位相φaの逆相との差が求まる。 On the other hand, Vc and φc are the amplitude and phase of the transmission signal at the input end of the variable attenuator 21. Therefore, the difference between the amplitude Vc of the transmission signal at the input end of the variable attenuator 21 and the amplitude Va of the self-interference signal at the input end of the power combiner 23 is determined by equation (1). Also, from equation (2), the difference between the phase φc of the transmission signal at the input end of the variable attenuator 21 and the opposite phase of the phase φa of the self-interference signal at the input end of the power combiner 23 is determined.

なお、可変減衰器21の入力端に入力される送信信号は、直交変調器14で生成された送信信号が、BPF15、電力増幅器16、LPF17及びアンテナ共用器18を介して供給されたものである。この過程における送信信号の振幅及び位相の変化量は、BPF15、電力増幅器16、LPF17及びアンテナ共用器18の特性に応じてほぼ固定的である。従って、振幅Vc及び位相φcは定数として問題ない。振幅Vc及び位相φcは、例えば読取装置100の設計者により適切な値に設定されてよい。振幅Vc及び位相φcは、CPU33から演算回路31に設定されてもよいし、演算回路31の演算ロジックに組み込まれてもよい。 Note that the transmission signal input to the input end of the variable attenuator 21 is the transmission signal generated by the orthogonal modulator 14, which is supplied via the BPF 15, the power amplifier 16, the LPF 17, and the antenna duplexer 18. . The amount of change in the amplitude and phase of the transmission signal in this process is approximately fixed depending on the characteristics of the BPF 15, power amplifier 16, LPF 17, and antenna duplexer 18. Therefore, there is no problem with the amplitude Vc and the phase φc being constants. The amplitude Vc and the phase φc may be set to appropriate values, for example, by a designer of the reading device 100. The amplitude Vc and the phase φc may be set from the CPU 33 to the arithmetic circuit 31, or may be incorporated into the arithmetic logic of the arithmetic circuit 31.

図4中の期間PEAは、演算回路31による演算期間である。CPU33は、このような演算回路31による減衰量ΔV及び移相量Δφの算出が完了するのを待って、図3中のACT3へと進む。
ACT3としてCPU33は、制御回路32に対して設定変更を指示する。この指示に応じて制御回路32は、可変減衰器21の減衰量を、演算回路31により算出された減衰量ΔVに設定する。また制御回路32は、可変移相器22の移相量を、演算回路31により算出された移相量Δφに設定する。
A period PEA in FIG. 4 is a calculation period by the calculation circuit 31. The CPU 33 waits for the calculation of the attenuation amount ΔV and the phase shift amount Δφ by the arithmetic circuit 31 to be completed, and then proceeds to ACT3 in FIG. 3.
In ACT3, the CPU 33 instructs the control circuit 32 to change the settings. In response to this instruction, the control circuit 32 sets the attenuation amount of the variable attenuator 21 to the attenuation amount ΔV calculated by the calculation circuit 31. Further, the control circuit 32 sets the phase shift amount of the variable phase shifter 22 to the phase shift amount Δφ calculated by the arithmetic circuit 31.

図4においては、期間PEAの終了後の時点TIBにおいて、可変減衰器21の減衰量及び可変移相器22の移相量がΔV-2及びΔφ-2に変更設定されている。CPU33は、このような制御回路32による減衰量及び移相量の変更設定が完了するのを待って、図3中のACT4へと進む。
ACT4としてCPU33は、通常通信を開始する。通常通信時の送信電力は、低電力送信時の送信電力に比べて十分に大きい。このため、通常通信に移行することにより、図4に示すように送信電力は増大する。なお、送信電力値TPAは、例えば電力値TPBの1/10程度とされる。
このように、低電力送信を行っている期間が、減衰量ΔV及び移相量Δφを設定するための設定期間に相当する。
In FIG. 4, at time TIB after the end of period PEA, the attenuation amount of variable attenuator 21 and the phase shift amount of variable phase shifter 22 are changed to ΔV-2 and Δφ-2. The CPU 33 waits for the control circuit 32 to complete the change setting of the amount of attenuation and the amount of phase shift, and then proceeds to ACT4 in FIG. 3.
In ACT4, the CPU 33 starts normal communication. Transmission power during normal communication is sufficiently larger than transmission power during low-power transmission. Therefore, by shifting to normal communication, the transmission power increases as shown in FIG. 4. Note that the transmission power value TPA is, for example, about 1/10 of the power value TPB.
In this way, the period during which low power transmission is performed corresponds to the setting period for setting the attenuation amount ΔV and the phase shift amount Δφ.

図3中のACT5としてCPU33は、再設定が必要であるか否かを確認する。CPU33は例えば、AD変換器30の2つの出力値、すなわち直流検出回路29により検出される2つの直流レベルのいずれについても予め定められた条件が成立しないならば再設定が不要であるとしてNOと判定し、ACT5を繰り返す。つまりCPU33はACT5としては、再設定が必要になるのを待ち受ける。なおCPU33は、ACT5にてNOと判定した場合には、予め定められた待機時間が経過するのを待って、ACT5を再度実行してもよい。そしてCPU33は、いずれか一方の直流レベルについて予め定められた条件が成立するならば再設定が必要であるとしてYESと判定し、ACT2に戻ってそれ以降を前述と同様に繰り返す。 In ACT5 in FIG. 3, the CPU 33 confirms whether resetting is necessary. For example, if a predetermined condition is not satisfied for either of the two output values of the AD converter 30, that is, the two DC levels detected by the DC detection circuit 29, the CPU 33 determines that resetting is not necessary and returns NO. Make a judgment and repeat ACT5. In other words, in ACT5, the CPU 33 waits until resetting becomes necessary. Note that if the CPU 33 determines NO in ACT5, it may wait for a predetermined standby time to elapse and then execute ACT5 again. Then, if a predetermined condition is satisfied for either one of the DC levels, the CPU 33 determines YES that resetting is necessary, returns to ACT2, and repeats the subsequent steps in the same manner as described above.

さて、通常通信時においても、直交検波器25から出力される2系統の受信ベースバンド信号に含まれる直流成分は、電力合成器23で相殺しきれずに電力合成器23から出力された自己干渉信号に由来する。従って、自己干渉信号の振幅及び位相が変化し、可変減衰器21の減衰量及び可変移相器22の移相量の適切な減衰量及び移相量からのずれ量が大きくなる程に、直流検出回路29により検出される直流レベルが大きくなる。上記の条件は、自己干渉信号が許容できる範囲を超えて大きくなる場合にACT5にてYESと判定されるように定められるべきである。例えば上記の条件は、「直流レベルが閾値以上」「直流レベルが閾値よりも大きい」「閾値が直流レベル以下」、あるいは「閾値が直流レベル未満」などであり、例えば読取装置100の設計者により任意に設定される。例えば閾値は、許容できるSNR(signal to noise ratio)を考慮して、例えば読取装置100の設計者により適切に設定される。 Now, even during normal communication, the DC components included in the two systems of received baseband signals output from the quadrature detector 25 cannot be canceled out by the power combiner 23, resulting in self-interference signals output from the power combiner 23. It originates from Therefore, the amplitude and phase of the self-interference signal change, and the greater the deviation of the attenuation amount of the variable attenuator 21 and the phase shift amount of the variable phase shifter 22 from the appropriate attenuation amount and phase shift amount, the more the direct current The DC level detected by the detection circuit 29 increases. The above conditions should be set so that YES is determined in ACT5 when the self-interference signal becomes larger than an allowable range. For example, the above conditions include "the DC level is above the threshold", "the DC level is greater than the threshold", "the threshold is below the DC level", or "the threshold is less than the DC level". Set arbitrarily. For example, the threshold value is appropriately set, for example, by a designer of the reading device 100, taking into consideration an allowable SNR (signal to noise ratio).

図4では、時点TICにて2つの直流レベルのいずれかが増大したことに応じて、低電力送信に移行して送信電力が低減されている。そして期間PEBにおける演算回路31での演算の結果に応じて時点TIDにおいて、可変減衰器21の減衰量及び可変移相器22の移相量がΔV-3及びΔφ-3に変更設定されている。そしてその後に再び、通常通信に移行して送信電力が増大されている。
かくしてCPU33は、第1の検出部としての直流検出回路29により検出された2つの直流レベルが、上記のように予め定められた条件に合致する場合に、設定期間を開始させるのであり、設定制御部として機能する。
In FIG. 4, in response to an increase in either of the two DC levels at time TIC, the transmission power is reduced by shifting to low power transmission. Then, at time TID, the attenuation amount of the variable attenuator 21 and the phase shift amount of the variable phase shifter 22 are changed and set to ΔV-3 and Δφ-3 according to the result of the calculation in the calculation circuit 31 during the period PEB. . After that, the communication shifts to normal communication again and the transmission power is increased.
In this way, the CPU 33 starts the setting period when the two DC levels detected by the DC detection circuit 29 as the first detection unit match the predetermined conditions as described above, and performs the setting control. function as a department.

以上のように読取装置100は、直交変調方式を用いている場合、直交検波器の出力における直流レベルVi,Vqが電力合成器23に入力される自己干渉信号と一定の関係を有することを利用して、直流レベルVi,Vqと、可変減衰器21の入力端における送信信号の振幅Vc及び位相φcとに基づいて、演算によって減衰量及び移相量を算出する。この演算に要する時間は、可変減衰器21及び可変移相器22の減衰量及び移相量を掃引しながら適切な減衰量及び移相量を探し出す場合に比べて、大幅に短い。このため読取装置100によれば、キャンセル信号の生成のための設定に要する時間の短縮を図ることができる。 As described above, when using the orthogonal modulation method, the reading device 100 utilizes the fact that the DC levels Vi, Vq at the output of the orthogonal detector have a certain relationship with the self-interference signal input to the power combiner 23. Then, based on the DC levels Vi, Vq and the amplitude Vc and phase φc of the transmission signal at the input end of the variable attenuator 21, the amount of attenuation and the amount of phase shift are calculated by calculation. The time required for this calculation is significantly shorter than when searching for an appropriate attenuation amount and phase shift amount while sweeping the attenuation amount and phase shift amount of the variable attenuator 21 and the variable phase shifter 22. Therefore, according to the reading device 100, it is possible to reduce the time required for setting for generating a cancel signal.

また読取装置100は、上記の演算のために直流レベルVi,Vqを検出する期間には、送信電力を低減している。これにより、直交検波器25の出力が飽和することが防がれ、直流レベルVi,Vqを正しく検出可能である。 Further, the reading device 100 reduces the transmission power during the period in which the DC levels Vi and Vq are detected for the above calculation. This prevents the output of the quadrature detector 25 from becoming saturated, and allows the DC levels Vi, Vq to be detected correctly.

また読取装置100は、通常通信時には直流レベルVi,Vqを監視し、直流レベルVi,Vqが予め定められた条件を満たす場合には、可変減衰器21及び可変移相器22の減衰量及び移相量を設定するための処理を再度実行する。これにより、自己干渉信号のレベル及び移相の変化によって、可変減衰器21及び可変移相器22の減衰量及び移相量が適切ではなくなった場合に、これら減衰量及び移相量を適切な値に速やかに再設定することができる。そしてこれにより、読取装置100は、小さなSNRで読み取りを行える状態を維持できる。 Further, the reading device 100 monitors the DC levels Vi and Vq during normal communication, and when the DC levels Vi and Vq satisfy predetermined conditions, changes the attenuation amount and shift of the variable attenuator 21 and the variable phase shifter 22. Execute the process to set the phase amount again. As a result, when the attenuation amount and phase shift amount of the variable attenuator 21 and the variable phase shifter 22 become inappropriate due to changes in the level and phase shift of the self-interference signal, these attenuation amounts and phase shift amounts can be changed to appropriate values. The value can be quickly reset. Accordingly, the reading device 100 can maintain a state in which reading can be performed with a small SNR.

[第2の実施形態]
図5は第2の実施形態に係る読取装置300の要部回路構成を示すブロック図である。
なお図5においては、図1に示される要素と同一の要素には同一の符号を付している。そして以下においては、読取装置300が読取装置100と異なる点を中心に説明し、同一の構成及び動作についての説明は省略する。
[Second embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing the main circuit configuration of a reading device 300 according to the second embodiment.
In FIG. 5, the same elements as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals. In the following, the differences between the reading device 300 and the reading device 100 will be mainly explained, and descriptions of the same configurations and operations will be omitted.

読取装置300は、発振器11、移相器12、DA変換器13、直交変調器14、BPF15、電力増幅器16、LPF17、アンテナ共用器18、給電線19、アンテナ20、可変減衰器21、可変移相器22、電力合成器23、低ノイズ増幅器24、直交検波器25、BPF26、ベースバンド増幅器27、AD変換器28、直流検出回路29、AD変換器30、制御回路32、CPU33、メモリ34、直交検波器41、直流検出回路42、AD変換器43及び演算回路44を含むつまり読取装置300は、読取装置100が備える各要素のうちの演算回路31に代えて演算回路44を備えるとともに、さらにこれに加えて、直交検波器41、直流検出回路42及びAD変換器43を備える。なお図5においては、DA変換器13、直交変調器14、BPF15、電力増幅器16、LPF17、BPF26、ベースバンド増幅器27、AD変換器28、CPU33及びメモリ34の図示は省略している。 The reading device 300 includes an oscillator 11, a phase shifter 12, a DA converter 13, a quadrature modulator 14, a BPF 15, a power amplifier 16, an LPF 17, an antenna duplexer 18, a feed line 19, an antenna 20, a variable attenuator 21, and a variable shifter. Phase box 22, power combiner 23, low noise amplifier 24, quadrature detector 25, BPF 26, baseband amplifier 27, AD converter 28, DC detection circuit 29, AD converter 30, control circuit 32, CPU 33, memory 34, In other words, the reading device 300 including the quadrature detector 41, the DC detection circuit 42, the AD converter 43, and the calculation circuit 44 includes the calculation circuit 44 in place of the calculation circuit 31 among the elements included in the reading device 100, and further In addition, a quadrature detector 41, a DC detection circuit 42, and an AD converter 43 are provided. Note that in FIG. 5, illustration of the DA converter 13, quadrature modulator 14, BPF 15, power amplifier 16, LPF 17, BPF 26, baseband amplifier 27, AD converter 28, CPU 33, and memory 34 is omitted.

直交検波器41は、アンテナ共用器18の出力端TOBから出力された送信信号を、発振器11及び移相器12からそれぞれ出力される2つの搬送波を用いて直交検波する。直交検波器41は、直交検波により得られるI系統及びQ系統の2系統のアナログ状態のベースバンド信号を、並列に出力する。2系統のアナログ状態のベースバンド信号は、第2のI信号及び第2のQ信号に相当する。従って直交検波器41は、第1の検波部の一例である。
直流検出回路42は、直交検波器41から出力された2系統のベースバンド信号のそれぞれに含まれる直流信号を検出する。直流検出回路42は、第2の検出部の一例である。
The quadrature detector 41 orthogonally detects the transmission signal output from the output terminal TOB of the antenna duplexer 18 using two carrier waves output from the oscillator 11 and the phase shifter 12, respectively. The quadrature detector 41 outputs analog baseband signals of two systems, an I system and a Q system, obtained by quadrature detection in parallel. The two analog baseband signals correspond to a second I signal and a second Q signal. Therefore, the quadrature detector 41 is an example of a first detection section.
The DC detection circuit 42 detects DC signals included in each of the two baseband signals output from the quadrature detector 41. The DC detection circuit 42 is an example of a second detection section.

AD変換器43は、直流検出回路42で検出された2系統の直流信号をそれぞれディジタル化する。
演算回路44は、AD変換器30でディジタル化された直流信号と、AD変換器43でディジタル化された直流信号とに基づいて、可変減衰器21での減衰量と、可変移相器22での移相量とを算出する。演算回路44は例えば、予め定められた数式に基づく演算を実行するハードウェア回路である。
The AD converter 43 digitizes the two systems of DC signals detected by the DC detection circuit 42, respectively.
The arithmetic circuit 44 determines the amount of attenuation in the variable attenuator 21 and the amount of attenuation in the variable phase shifter 22 based on the DC signal digitized by the AD converter 30 and the DC signal digitized by the AD converter 43. The amount of phase shift is calculated. The calculation circuit 44 is, for example, a hardware circuit that executes calculations based on predetermined mathematical formulas.

アンテナ共用器18の出力端TOBから出力された送信信号を直交検波器41で直交検波することにより、送信信号の振幅Vc及び位相φcが反映された2系統の直流信号が得られる。そこでこの2系統の直流信号のそれぞれのレベルVci,Vcqを直流検出回路42で検出し、AD変換器43でディジタル化した上で、演算回路44での演算に用いる。
演算回路44は、可変減衰器21での減衰量ΔVを次の式(3)により算出するための演算を実行する。
By orthogonally detecting the transmission signal output from the output terminal TOB of the antenna duplexer 18 using the quadrature detector 41, two systems of DC signals are obtained in which the amplitude Vc and phase φc of the transmission signal are reflected. Therefore, the levels Vci and Vcq of these two systems of DC signals are detected by the DC detection circuit 42, digitized by the AD converter 43, and used for calculations by the calculation circuit 44.
The arithmetic circuit 44 executes an arithmetic operation to calculate the attenuation amount ΔV in the variable attenuator 21 using the following equation (3).

式(3)は、式(1)における振幅Vcを、レベルVciの2乗とレベルVcqの2乗との和の平方根として算出するように変更した式である。
また演算回路44は、可変移相器22での移相量Δφを次の式(4)により算出するための演算を実行する。
Equation (3) is an equation modified so that the amplitude Vc in Equation (1) is calculated as the square root of the sum of the square of the level Vci and the square of the level Vcq.
Further, the arithmetic circuit 44 executes an arithmetic operation to calculate the phase shift amount Δφ in the variable phase shifter 22 using the following equation (4).

式(4)は、式(2)における位相φcを、レベルVciとレベルVcqとの合成ベクトルがなす位相として算出するように変更した式である。
つまり読取装置300は、可変減衰器21の入力端における送信信号の振幅Vc及び位相φcを、読取装置100のように予め定めておくのではなく、演算により求めるようにしたものである。その他の読取装置300の動作については、読取装置100と同様であってよい。
そして読取装置300によっても、読取装置100と同様な効果が得られる。
Equation (4) is an equation modified so that the phase φc in Equation (2) is calculated as the phase formed by the composite vector of level Vci and level Vcq.
That is, in the reading device 300, the amplitude Vc and phase φc of the transmission signal at the input end of the variable attenuator 21 are not determined in advance as in the reading device 100, but are determined by calculation. The other operations of the reading device 300 may be the same as those of the reading device 100.
The reading device 300 also provides the same effects as the reading device 100.

この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
通常通信時の送信電力でも直交検波器25の出力の飽和が問題とならないのであれば、低電力送信を行わなくてもよい。
This embodiment can be modified in various ways as follows.
If saturation of the output of the orthogonal detector 25 does not pose a problem even with the transmission power during normal communication, low-power transmission may not be performed.

減衰量ΔV及び移相量Δφの再設定は、RFIDタグ200との通信を行っていないタイミングなどの予め定められたタイミング毎に実行してもよい。 The attenuation amount ΔV and the phase shift amount Δφ may be reset at predetermined timings such as timings when communication with the RFID tag 200 is not performed.

減衰量ΔV及び移相量Δφの算出は、ソフトウェア処理によって実行してもよい。 The attenuation amount ΔV and the phase shift amount Δφ may be calculated by software processing.

低電力送信時における電力低減は、別の任意の方法で実現してもよい。例えば、低電力送信時には、発振器11の出力の振幅を低減させるか、あるいは電力増幅器16の利得を低減させてもよい。あるいは、低電力送信時には、アンテナ共用器18の入力端TIよりも上流側の任意の箇所に介挿した減衰器により送信信号のレベルを低減させてもよい。 Power reduction during low power transmission may be achieved in any other manner. For example, during low power transmission, the amplitude of the output of the oscillator 11 may be reduced, or the gain of the power amplifier 16 may be reduced. Alternatively, during low power transmission, the level of the transmitted signal may be reduced by an attenuator inserted at an arbitrary location upstream of the input end TI of the antenna duplexer 18.

RFIDタグ200に書き込みを行うためにRFIDタグ200と通信する通信装置として実現することも可能である。またRFIDタグ200とは別の通信装置と通信するための通信装置として実現することも可能である。 It is also possible to realize it as a communication device that communicates with the RFID tag 200 in order to write to the RFID tag 200. Further, it is also possible to implement the RFID tag 200 as a communication device for communicating with a different communication device.

第1の実施形態においては、直流検出回路29、AD変換器30、演算回路31を備え、また第2の実施形態においては、直流検出回路29、AD変換器30、直交検波器41、直流検出回路42、AD変換器43及び演算回路44を備えた独立したキャンセル制御装置として構成し、減衰量ΔV及び移相量Δφの設定に別の方法を用いた通信装置に適用することとしてもよい。なお、当該のキャンセル制御装置には、制御回路32も含んでもよい。 The first embodiment includes a DC detection circuit 29, an AD converter 30, and an arithmetic circuit 31, and the second embodiment includes a DC detection circuit 29, an AD converter 30, a quadrature detector 41, and a DC detection circuit. The present invention may be configured as an independent cancellation control device including the circuit 42, the AD converter 43, and the arithmetic circuit 44, and may be applied to a communication device that uses another method for setting the attenuation amount ΔV and the phase shift amount Δφ. Note that the cancellation control device may also include a control circuit 32.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

11…発振器、12…移相器、13…DA変換器、14…直交変調器、15…BPF、16…電力増幅器、17…LPF、18…アンテナ共用器、19…給電線、20…アンテナ、21…可変減衰器、22…可変移相器、23…電力合成器、24…低ノイズ増幅器、25…直交検波器、26…BPF、27…ベースバンド増幅器、28…AD変換器、29…直流検出回路、30…AD変換器、31…演算回路、32…制御回路、33…CPU、34…メモリ、41…直交検波器、42…直流検出回路、43…AD変換器、44…演算回路、100,300…読取装置、200…RFIDタグ。 11... Oscillator, 12... Phase shifter, 13... DA converter, 14... Orthogonal modulator, 15... BPF, 16... Power amplifier, 17... LPF, 18... Antenna duplexer, 19... Feed line, 20... Antenna, 21... Variable attenuator, 22... Variable phase shifter, 23... Power combiner, 24... Low noise amplifier, 25... Quadrature detector, 26... BPF, 27... Baseband amplifier, 28... AD converter, 29... DC Detection circuit, 30... AD converter, 31... Arithmetic circuit, 32... Control circuit, 33... CPU, 34... Memory, 41... Quadrature detector, 42... DC detection circuit, 43... AD converter, 44... Arithmetic circuit, 100, 300...reader, 200...RFID tag.

Claims (6)

直交検波器が出力する第1のI信号及び第1のQ信号の直流レベルをそれぞれ検出する第1の検出部と、
前記直交検波器に入力される第1の直交変調信号に含まれる送信信号の成分をキャンセルするためのキャンセル信号を前記送信信号から生成するための減衰量及び移相量を、前記第1の検出部により検出された2つの直流レベルと前記送信信号の振幅及び位相とに基づく演算により決定する決定部と、
を具備したキャンセル制御装置。
a first detection unit that detects the DC levels of the first I signal and the first Q signal output by the quadrature detector;
the first detection of an attenuation amount and a phase shift amount for generating a cancellation signal from the transmission signal for canceling a component of the transmission signal included in the first orthogonal modulation signal input to the quadrature detector; a determining unit that determines by calculation based on the two DC levels detected by the unit and the amplitude and phase of the transmission signal;
A cancellation control device equipped with.
前記送信信号を直交検波して第2のI信号及び第2のQ信号を出力する第1の検波部と、
前記第1の検波部より出力される第2のI信号及び第2のQ信号の直流レベルをそれぞれ検出する第2の検出部と、
をさらに具備し、
前記決定部は、前記第2の検出部により検出された2つの直流レベルに基づいて前記送信信号の振幅及び位相を演算により算出する、
請求項1に記載のキャンセル制御装置。
a first detection unit that orthogonally detects the transmission signal and outputs a second I signal and a second Q signal;
a second detection unit that detects the DC levels of the second I signal and the second Q signal output from the first detection unit, respectively;
further comprising;
The determining unit calculates the amplitude and phase of the transmission signal based on the two DC levels detected by the second detecting unit.
The cancellation control device according to claim 1.
無線送信のための送信信号を生成する第1の生成部と、
前記第1の生成部により生成された前記送信信号を入力端より入力して入出力端より出力するとともに、前記入出力端から入力された信号を出力端より出力する共用部と、
前記第1の生成部により生成された前記送信信号の振幅及び位相を変化させてキャンセル信号を生成する第2の生成部と、
前記出力端から出力された信号にキャンセル信号を合成する合成部と、
前記合成部の合成出力を搬送波を用いて直交検波して第1のI信号及び第1のQ信号を出力する第2の検波部と、
前記第1のI信号及び前記第1のQ信号の直流レベルをそれぞれ検出する第1の検出部と、
減衰量及び移相量を、前記第1の検出部により検出された2つの直流レベルと前記送信信号の振幅及び位相とに基づく演算により決定する決定部と、
を具備し、
前記第2の生成部は、前記決定部により決定された減衰量及び移相量で前記送信信号の振幅及び位相を変化させて前記キャンセル信号を生成する、
通信装置。
a first generation unit that generates a transmission signal for wireless transmission;
a common unit that inputs the transmission signal generated by the first generation unit from an input end and outputs it from an input/output end, and outputs the signal input from the input/output end from an output end;
a second generation unit that generates a cancellation signal by changing the amplitude and phase of the transmission signal generated by the first generation unit;
a combining unit that combines a cancellation signal with the signal output from the output end;
a second detection unit that orthogonally detects the combined output of the combining unit using a carrier wave and outputs a first I signal and a first Q signal;
a first detection unit that detects the DC levels of the first I signal and the first Q signal, respectively;
a determining unit that determines the amount of attenuation and the amount of phase shift by calculation based on the two DC levels detected by the first detecting unit and the amplitude and phase of the transmission signal;
Equipped with
The second generation unit generates the cancellation signal by changing the amplitude and phase of the transmission signal with the attenuation amount and phase shift amount determined by the determination unit.
Communication device.
前記送信信号を直交検波して第2のI信号及び第2のQ信号を出力する第1の検波部と、
前記第1の検波部より出力される第2のI信号及び第2のQ信号の直流レベルをそれぞれ検出する第2の検出部と、
をさらに具備し、
前記決定部は、前記第2の検出部により検出された2つの直流レベルに基づいて前記送信信号の振幅及び位相を演算により算出する、
請求項3に記載の通信装置。
a first detection unit that orthogonally detects the transmission signal and outputs a second I signal and a second Q signal;
a second detection unit that detects the DC levels of the second I signal and the second Q signal output from the first detection unit, respectively;
further comprising;
The determining unit calculates the amplitude and phase of the transmission signal based on the two DC levels detected by the second detecting unit.
The communication device according to claim 3.
前記搬送波を第3のI信号及び第3のQ信号により直交変調する変調部と、
設定期間中に、前記送信信号の電力レベルを予め定められた抑制レベルとするように予め定められた前記第3のI信号及び前記第3のQ信号を前記変調部に入力する入力部と、
をさらに備え、
前記決定部は、前記設定期間中に前記減衰量及び前記移相量を決定する、
請求項3又は請求項4に記載の通信装置。
a modulation unit that orthogonally modulates the carrier wave with a third I signal and a third Q signal;
an input section that inputs the third I signal and the third Q signal, which are predetermined so as to set the power level of the transmission signal to a predetermined suppression level, to the modulation section during a setting period;
Furthermore,
The determining unit determines the attenuation amount and the phase shift amount during the setting period,
The communication device according to claim 3 or 4.
前記第1の検出部により検出された2つの直流レベルが予め定められた条件に合致する場合に、前記設定期間を開始させる設定制御部、
をさらに備える請求項5に記載の通信装置。
a setting control unit that starts the setting period when the two DC levels detected by the first detection unit meet a predetermined condition;
The communication device according to claim 5, further comprising:.
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