JPH037033A

JPH037033A - 無線受信装置

Info

Publication number: JPH037033A
Application number: JP1141826A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Haruyama; 春山　真一; Fusao Sekiguchi; 房雄関口; Giichi Kawashima; 川島　義一; Isao Ishikawa; 功石川
Original assignee: Yokowo Co Ltd; Azbil Corp; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Yokowo Co Ltd; Azbil Corp
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1991-01-14
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH0683551B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、無線送信装置から送信されるマイクロ波帯の
搬送波を受信して、これを駆動電源として動作させる無
線受信装置に関するものである。

（従来の技術）近年、応答装置を、人が所持しまたは移動物に付設し、
この応答装置に所持する人の適宜な情報または付設され
た移動物の適宜な情報等を記憶させ、定置される質問装
置よりこの２答装置にマイクロ波で質問信号を送信し、
この質問信号を受信復調した応答装置は適宜な応答信号
をマイクロ波で質問装置釘送信し、質問装置は受信復調
した復調応答信号を適宜な手段で照合することで、大ま
たは移動物を識別する等のシステムが提案されている。

この応答装置に記憶させる個人情報により、応答装置を
ＩＤカードや運転免許証として機能させることができる
。また、多品種少量生産を行なう製造工場等において、
製造ライン上にある半製品に仕様データを記憶させたこ
の応答装置を付設し、各工程において定置された質問装
置から応答装置に仕様を問い合せ、この仕様に応じて作
業を行なわせるならば、応答装置を電子的な仕様指示書
として機能させることができる。

ここで、応答装置を上述のＩＤカードや運転免許証およ
び仕様指示書等として機能させる場合に、携帯や移動に
対して商用交流電源から駆動電力を供給することは不便
であり、また内蔵する電池から駆動電力を供給するなら
ば、応答装置の小型ｆＩ量化および寿命の点で充分な満
足が得られない。

そこで、外部の質問装置から応答装置に向けて送信され
るマイクロ波の電力を駆動電源として利用するようにし
た技術が、特開昭５６−１４０４８６号公報および特開
昭６３−５４０２３号公報等に示されている。これらで
示された従来の応答装置および質問装置からなる通信シ
ステムの概要を、第４図のブロック回路図を参照して説
明する。

第４図において、質問装置１に、マイクロ波帯の第１の
周波数ｆ、（例えば２４４０ＭＨｚ）を発振するｖＪｌ
の発振回路２と、この周波数ｆ１と僅かに周波数が異な
る第２の周波数ｔ２　（例えば２４５５ＭＨ２）を発振
する第２の発振回路３とが設けられる。そして、第１の
発振回路２から出力される第１の周波数ｆ、はアンプ４
で増幅されて無変調のままでアンテナ５から例えば垂直
偏波により第１の周波数ｆ、を搬送波とするエネルギ波
として応答装置６に向けて送信される。また、第２の発
振回路３から出力される第２の周波数ｆ２は、変調回路
７で質問信号により振幅変調され、さらにアンプ８で増
幅されてアンテナ９から水平偏波により第２周波数ｆ２
を搬送波とする質問信号波として応答袋Ｍ６に向けて送
信される。

そして、質問装置１には、応答装置６から送信される第
１の周波数ｆ、の第２高調波２ｆ、を搬送波とする応答
信号波を受信するアンテナｌＯが設けられる。このアン
テナｌＯで受信された応答信号波から帯域通過フィルタ
１１およびローノイズブロックダウンコンバータ１２を
介して復調応答信号が受信復調される。なお、質問装置
！には、マイクロプロセッサ等（図示せず）が内蔵され
、復調された復調応答信号が質問信号に対して適正であ
るか否かを識別し、または復調応答信号に応じた工程等
を行なう動作信号を出力等させる。

応答装置６は、アンテナ５から送信されるエネルギ波を
受信するアンテナ】３が設けられ、このアンテナ１３で
受信されたエネルギ波が整流回路１４と低域通過フィル
タ１５を介して直流電力子Ｂに変換出力される。この直
流電力が応答装置６の駆動電源として利用される。また
、アンテナ１３で受信されたエネルギ波は、ダイオード
等による逓倍回路！６で第２高調波２ｆ、に変換され、
帯域通過フィルタ】７を介して変調回路１８に応答信号
波の搬送波として与えられる。この変調回路１８で第２
高調波２ｆ、が応答信号により振幅変調され、アンテナ
１９から応答信号波として質問装置ｌに向けて送信され
る。また、応答装置６にアンテナ９から送信される質問
信号波を受信するアンテナ２０が設けら才ｌ、このアン
テナ２０で受信された質問信号波から検波回路２１と低
域阻止フィルタ２２を介して復調質問信号が受信復調さ
れる。なお、応答装置６にはマイクロプロセッサ等（図
示せず）が内蔵され、適宜な情報が記憶されていて、受
信復調された復調質問信号に対応して適宜な応答信号が
演算出力される。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記した応答装置６にあっては、質問装置ｌ
からの距離が長くなると、応答装置６で受信し得るエネ
ルギ波の電界強度が弱くなる。そして、それだけ整流回
路１４および低域通過フィルタ１５を介して得られる直
流電力の容量が少なくなる。この結果、内蔵されるマイ
クロプロセッサ等の適正な動作電圧が得られない事態を
生じる。そこで、質問装置１のアンテナ５から放射され
るエネルギ波の強さ等により、応答装置６が適正に通信
可能な質問装置１からの距離に制限を受ける。

応答装置６を夏０カード等として機能させた場合に、通
信可能距離が長いほど便利であることは明らかである。

しかし、質問装置１から放射できるエネルギ波の強さは
、法令等により日本国内では０．３Ｗ以下に制限されて
いる。また、応答装置６を小型軽量化する観点からして
、エネルギ波を受信するためのアンテナ！３を大きなも
のとしたりアレイ状とするにも限度がある。したがつて
、応答装置６の通信可能な距離が充分に得られず、より
長い距離に改善することが要望されている。

本発明は、上記した従来の応答装置および質問装置から
なる通信システムの事情に鑑みてなされたもので、応答
装置に適用して通信可能な距離を長くすることができる
無線受信機を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）かかる目的を達成するために、本発明の無線受信装置は
、無線送信装置から、第１の周波数のマイクロ波帯の搬
送波で円偏波により送信されるエネルギ波と、前記第１
の周波数と異なる第２の周波数のマイクロ波帯の搬送波
が信号により振幅変調され前記エネルギ波と旋回方向の
逆の円偏波により送信される信号波と、を受信する無線
受信装置において、前記エネルギ波と前記信号波を受信
できる帯域の円偏波アンテナと、この円偏波アンテナの
出力を整流する整流回路と、この整流回路の出力から直
流成分を抽出して駆動電源とする低域通過フィルタと、
前記整流回路の出力から信ヰ成分を抽出する低域阻止フ
ｆルタと、を備えて構成されている。

そして、ライン状の第１のマイクロストリップ共振器を
その中央部で切り欠き、この切り欠き端部に第１の整流
素子を介装し、前記第１のマイクロストリップ共振器に
対してライン状の第２のマイクロストリップ共振器を直
交方向に配設するとともにその中央を切り欠き、この切
り欠き端部に第２の整流素子を介装し、前記第１と第２
の整流素子を電気的に並列または直列のいずれかに接続
して、葭記円偏波アンテナおよび整流回路を構成しても
良い。

さらに、前記第１のマイクロストリップ共振器を複数本
並行に配列し、複数の前記第１の整流素子を電気的に直
列接続し、前記第２のマイクロストリップ共振器を複数
本並行に配列し、複数の前記第２の整流素子を電気的に
直列接続して構成しても良い。

（作用）エネルギ波と信号波を１つの円偏波アンテナでともに受
信して整流するので、エネルギ波による直流電力と信号
波による直流電力がともに無線受信装置の駆動電源とし
て利用し得る。しかも、１つのアンテナであり、アンテ
ナを配設するためのスペースが小さくなる。さらに、信
号波の信号成分は整流回路で検波されるとともに低域阻
止フィルタによって抽出される。

そして、直交方向にライン状の第１と第２のマイクロス
トリップ共振器を配設するので１円偏波の第１と第２の
マイクロストリップ共振器方向の成分がそれぞれに共振
し、いずれの旋回方向の円偏波であっても受信し得る。

さらに、ライン状の第１と第２のマイクロストリップ共
振器を複数本並行に配列し、電気的に直列接続すれば、
配列する本数によって出力される直流電圧を適宜に設定
し得る。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図を参照して
説明する。第１図は、本発明の無線受信装置の一実施例
カミ適用された応答装置および質問装置の通信システム
の概要を示すブロック回路図であり、第２図は、第１図
における応答装置のアンテナの一例を示す平面図であり
、第３図は、第１図および第２図の各部の波形図である
。第１図において、第４図と同一および均等な回路ブロ
ックには同一符号を付けて重複する説明を省略する。

第１図において、質問装置３０は、第１の発振回路２か
ら出力される第１の周波数ｆ、がアンプ４で増幅されて
ハイブリッドリンク３１に与えられ、このハイブリッド
リンク３１で９０°位相の異なる２信号に変換される。

そして、この２信号で円偏波が生成されて円偏波アンテ
ナ３２から無変調のまま例えば左旋円偏波により、エネ
ルギ波として応答装置４０に向けて送信される。また、
第２の発振回路３から出力される第２の周波数ｆ２が、
変調回路７で質問信号により振幅変調され、さらにアン
プ８で増幅されてハイブリッドリンク３１に与えられ、
同様に９０°位相の異なる２信号に変換される。そして
、この２信号で円偏波が生成されて円偏波アンテナ３２
からＩＨ旋同円偏波より、質問信号波として応答装置４
０に向けて送信される。なお、ハイブリッドリンク３１
において、第１と第２の周波数ｆ、、ｆ２のアイソレー
ションは良好であって、相互に影響し合７たり混合され
たりすることはない。

また、質問装置３０には、応答装置４０から送信されて
第１の周波数ｆ、が応答信号で位相変調ざわた応答信号
波を受信するアンテナ３３が設けられる。このアンテナ
３３で受信された応答信号波が、帯域通過フィルタ３４
により第１の周波数ｆ、の成分のみが抽出されてホモダ
イン検波回路３５に与えられる。このホモダイン検波回
路３５には、第１の発振回路２から第１の周波数ｆ１が
検波用搬送波として与えられ、応答信号波がホモダイン
検波されて第１復調応答信号として復調される。

さらに、質問装置３０には、応答装置４０において第１
の周波数ｆ、を位相変調するさいに、応答信号であたか
も振幅変調されたごとき高調波成分が生じるが、この高
調波信号波を受信するアンテナ１０が設けられる。この
アンテナ１０で受信された高調波信号波から帯域通過フ
ィルタ１１で第２高調波成分のみが抽出され、さらにロ
ーノイズブロックダウンコンバータ１２および検波回路
３６を介して第２復調応答信号として復調される。さら
に、マイクロプロセッサ等（図示せず）により、第１と
第２復調応答信号が比較され、一致したならばフェージ
ングや！Ａ肝等の影響を受けず正確に応答信号が復調さ
れていることを確認し得る。

応答装置４Ｇは、円偏波アンテナ３２から送信されたエ
ネルギ波と質問信号波をともに受信できる帯域を有する
円偏波アンテナ４１が設けられる。そして、この円偏波
アンテナ４１で受信されたエネルギ波と質問信号波がと
もに整流回路４２で整流される。さらに、この整流出力
から低域通過フィルタ４３を介して直流成分が抽出され
、直流電力子Ｂとして応答装置４０の駆動電源として利
用される。また、整流出力から低域阻止フィルタ４４を
介して信号成分が抽出され、復調質問信号としてマイク
ロプロセッサ等（図示せず）で適宜に処理される。

また、応答装置４０には、質問装置３０の円偏波アンテ
ナ３２から送信されるエネルギ波を受信するアンテナ４
５が別に設けられている。このアンテナ４５で受信され
た応答信号波用の搬送波としてのエネルギ波が位相変調
回路４６に与えられ、マイクロプロセッサ等から出力登
れる応答信号によって位相変調され、再度アンテナ４５
から質問装置３０に向けて応答信号波として送信される
。この位相変調回路４６による変調のさいに、応答信号
であたかも振幅変調されたごとき高調波成分が生じ、こ
れがアンテナ４５から高調波信号波として同時に放射さ
れる。

かかる構成において、応答装置４０の整流回路４２の出
力電圧ａは、質問信号波とエネルギ波をともに整流した
ものであり、第３図（ａ）のごとく、直流成分に質問信
号波の振幅変調に応じた信号成分が重畳されたものとな
る。そこで、整流回路４２の出力を低域通過フィルタ４
３に通すことで、第３図（ｂ）のごとき、質問信号波に
よる直流電力とエネルギ波による直流電力とが加え合さ
れた直流電力が出力される。この電力容量は、従来のこ
の種の装置に比べて大きなものとなり、この大電力容量
を応答装置４０の駆動電源として利用するので、本発明
を用いた応答装置４０は、従来のものに比較して適正に
通信可能な距離が大幅に長くなる。

また、整流回路４２の出力を低域阻止フィルタ４４に通
すことで、第３図（Ｃ）のごとき、質問信号に応じた信
号成分が抽出されて復調質問信号が出力される。

ところで、応答装置４０の円偏波アンテナ４１は、旋回
方向の異なるエネルギ波と質問信号波をともに受信でき
るアンテナであればいかなる構造であっても良い。ここ
で、円偏波アンテナ４１と整流回路４２の一例を第２図
を参照して説明する。

第２図において、円偏波アンテナ４１は、裏面にグラン
ド板が配設された低誘電体基板５０の表面に、複数本の
ライン状の第１のマイクロストリップ共振器５１．５１
・・・が並行に配列される。また、低誘電体基板５０の
表面には、第１のマイクロストリップ共振器５３．５１
−・・と直交方向に複数本のライン状の第２のマイクロ
ストリップ共振器５２．５２−が並行に配列される。そ
して、第１のマイクロストリップ共振器５１．５１−・
・のそれぞれの中央が切り欠かれ、これらの切り欠き端
部に第１の整流素子としての第１のダイオード５３．５
３−がそれぞれに介装される。同様に、第２のマイクロ
ストリップ共振３５２．５２−のそれぞれの中央が切り
欠かれ、第２の整流素子としての第２のダイオード５４
゜５４・・・がそれぞれに介装される。また、第１のダ
イオード５３，５３−が電気的に直列接続され、アノー
ド側が接地Ｇされる。また同核に、第２のダイオード５
４．５４・−が電気的に直列接続され、アノード側が接
地Ｇされる。そして、第１と第２のダイオード５３．５
３　＋、　５４．５４−のそれぞれの直列接続体のカソ
ード側が接続されて並列接続される。さらに、このカソ
ード側の接続点が、直列に介装されたコイルと並列に介
装されたコンデンサからなる低域通過フィルタ４３と、
直列に介装されたコンデンサからなる低域阻止フィルタ
４４に接続される。

これらの第１と第２のマイクロストリップ共振器５１．
５１・−，５２，５２−のライン長は、中央に介装され
る第１と第２のダイオード５３．５３−．５４．５４−
・・のインピーダンスも考慮した実効長が、第１と第２
の周波数ｆ、、ｆ２の波長の平均の略１／２となるよう
設定される。そして、第１と第２のダイオード５：ｌ、
５３−．５４．５４−は、アノード側からみたときとカ
ソード側からみたときのインピーダンスが相違すること
から、第１と第２のダイオード５３゜５３・−，５４，
５４−・の両端にそれぞれ接続されるマイクロストリッ
プラインの長さを相違させて、整合が図られている。

かかる構成において、第１と第２のマイクロストリップ
共振器５１．５１−．５２．５２・・・および第１と第
２のダイオード５：ｌ、５３−．５４．５４−・・によ
って、円偏波アンテナ４１と整流回路４２が構成される
。そして、エネルギ波と質問信号波の円偏波の第１と第
２のマイクロストリップ共振器５１．５１−．５２．５
２・・・方向の成分がそれぞれに共振し、左旋と右旋の
いずれの円偏波でも受信し得る。さらに、その共振イル
号が、第１と第２のダイオード５３．５３−．５４゜５
４−・・で整流されるので、伝送のための減衰等を生じ
ずに、効率良く直流電力に変換される。しかも、必要に
応じて第１と第２のダイオード５３゜５３・−、５４，
５４−の直列接続する個数を増減することで、適宜な直
流電圧を得ることができる。

さらに、第２図により、応答装置４０のアンテナ４５と
位相変調器４６の一例を簡単に説明する。低誘電体基板
５０の表面に、第１の周波数ｆ、に共振するマイクロス
トリップ共振器６０が配設され、その中央が切り欠かれ
て例えば可変容量ダイオード６１が介装される。そして
、可変容量ダイオード６１のアノードが接地Ｇされ、カ
ソードに応答信号が与えられる。

かかる構成によって、アンテナ４５と位相変調器４６が
構成される。そして、応答信号によって可変容量ダイオ
ード６１の容量が変化し、マイクロストリップ共振器６
０の実効長が第１の周波数ｆ１の波長の１／２と、これ
からずれた状態に切り換えられる。そこで、実効長が第
１の周波数ｆ、の波長の１／２であれば、マイクロスト
リップ共振器６０で第１の周波数ｆ、が共振しさらに輻
射される。

また、実効長が第１の周波数ｆ１の波長の１／２でない
状態では、マイクロストリップ共振器６０で第１の周波
数ｆ１は共振せず、周囲の他の造形物で反射される。し
たがって、共振して輻射される位置と、共振せずに反射
される位置の違いにより、伝搬経路の長さが異なり位相
が変化する。そして、この位相変調された信号が応答信
号波として質問装置３０に向けて送信される。さらに、
可変容量ダイオード６１は非線形素子であり、電流が流
れると高調波成分を生ずる。そこで、可変容量ダイオー
ドｆｌｉｔの非線形により、第１の周波数ｆ１が共振し
た状態で、高調波成分が強く発生される。

したがって、応答信号によってあたかも振幅変調された
ごとき高調波成分が放射される。

（発明の効果）本発明の無線受信装置は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

請求項１記載の無線受信装置にあっては、エネルギ波と
信号波による直流電力がともに駆動電源として利用でき
、駆動電源の電力容量が大きく、適正に受信できる距離
を長くできる。そして、エネルギ波と信号波の電力受信
を１つのアンテナで行なうので、アンテナを配設するス
ペースを小さくでき、そわたけ無線受信装置を小型化し
得る。

さらに、信号成分の検波は、直流電力を得るための整流
回路で併用することとなり、回路構成が簡ｍで、この観
点からも無線受信装置の小型化が容易となる。

請求項２記載の無線受信装置にあっては、直交方向に配
設した第１と第２のマイクロストリップ共振器によって
いずれの旋回方向の円偏波であっても受信できるので、
１つのアンテナで効率良く旋回方向が逆のエネルギ波と
信号波の２つの円偏波を受信できる。

請求項３記戦の無線受信装置にあっては、マイクロスト
リップ共振器を必要な本数だけ並行に配列して電気的に
直列接続するので、駆動電源として必要な直流電圧を極
めて容易に得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の無線受信装置の一実施例が適用され
た応答装置および質問装置の通信システムの概要を示す
ブロック回路図であり、・第２図は、第１図における応
答装置のアンテナの一例を示す平面図であり、第３図は
、第１図および第２図の各部の波形図であり、第４図は
、従来の応答装置および質問装置からなる通信システム
の概要を示すブロック回路図である。４０：応答装置、　　４１：円偏波アンテナ、４２：整
流回路、　　４３：低域通過フィルタ、４４：低域阻止
フィルタ、５１．５２　　：マイクロストリップ共振器、５３．５
４　　：ダイオード。病効ぐ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）無線送信装置から、第１の周波数のマイクロ波帯
の搬送波で円偏波により送信されるエネルギ波と、前記
第１の周波数と異なる第２の周波数のマイクロ波帯の搬
送波が信号により振幅変調され前記エネルギ波と旋回方
向の逆の円偏波により送信される信号波と、を受信する
無線受信装置において、前記エネルギ波と前記信号波を
受信できる帯域の円偏波アンテナと、この円偏波アンテ
ナの出力を整流する整流回路と、この整流回路の出力か
ら直流成分を抽出して駆動電源とする低域通過フィルタ
と、前記整流回路の出力から信号成分を抽出する低域阻
止フィルタと、を備えていることを特徴とする無線受信
装置。
（２）ライン状の第１のマイクロストリップ共振器をそ
の中央部で切り欠き、この切り欠き端部に第１の整流素
子を介装し、前記第１のマイクロストリップ共振器に対
してライン状の第２のマイクロストリップ共振器を直交
方向に配設するとともにその中央を切り欠き、この切り
欠き端部に第２の整流素子を介装し、前記第１と第２の
整流素子を電気的に並列または直列のいずれかに接続し
て、前記円偏波アンテナおよび整流回路を構成したこと
を特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
（３）前記第１のマイクロストリップ共振器を複数本並
行に配列し、複数の前記第１の整流素子を電気的に直列
接続し、前記第２のマイクロストリップ共振器を複数本
並行に配列し、複数の前記第２の整流素子を電気的に直
列接続することを特徴とした請求項２記載の無線受信装
置。