JPH04307382A - 移動体識別システムのスイッチング回路 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、質問装置と応答装置
との間で非接触でデータの送受信を行なう移動体識別シ
ステムに関し、特に、単に応答装置からデータを受信す
るのみならず、応答装置のデータを書換えることも可能
な質問装置のスイッチング回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動する物体に特殊な機器を取付け、電
波を介して非接触で移動物体を識別するシステム（「移
動体識別システム」と呼ぶ）は、電子技術の進歩ととも
に急速に発達してきている。近年においては、移動体識
別システムは製造分野、物流分野のみならず、高速道路
における通行車両の管理や、人の入退室管理、行動監視
などの分野で広く利用されるようになった。

【０００３】図８を参照して、移動体識別システムは、
移動物体に取付けられる応答装置２と、固定地点に設置
される質問装置１とを含む。質問装置１は発振器１０１
と、方向性結合器１０２と、応答装置２に対して送信さ
れる信号を振幅変調するためのスイッチング回路１０３
と、スイッチング回路１０３から与えられる信号を応答
装置２に対して放射し、また応答装置２から放射された
信号を受信するための送受信アンテナ１０４と、応答装
置２から放射され送受信アンテナ１０４によって受信さ
れた信号を検波するための検波回路１０５と、応答装置
２に対して送信すべきデータをスイッチング回路１０３
に対して与えるとともに、検波回路１０５から与えられ
る、応答装置２からの応答信号を入出力端子１０７を介
して外部に出力するための制御回路１０６とを含む。

【０００４】応答装置２は、質問装置１の送受信アンテ
ナ１０４と電波により通信を行なうための送受信アンテ
ナ２０１と、送受信アンテナ２０１に接続された偏波分
離器２０２と、入力が偏波分離器２０２の出力に接続さ
れ、検波用ダイオードなどにより、質問装置１から送信
されてきた書換信号を直接検波して増幅した後出力する
ための復調器２０４と、応答装置２に固有のデータが書
込まれたメモリ２０６と、復調器２０４を介して与えら
れた書換信号に従ってメモリ２０６のデータを書換える
とともに、質問装置１からの質問信号に従ってメモリ２
０６の内容を読出し、出力するためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔ
ｒａｌ　　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　　Ｕｎｉｔ）２０５
と、ＣＰＵ２０５から出力される、メモリ２０６から読
出されたデータに応じた変調信号に従って、質問装置１
から与えられた質問信号の反射係数を変えることによっ
て変調を行ない、偏波分離器２０２に与えるための反射
型変調器２０３と、ＣＰＵ２０５とメモリ２０６とに電
源を供給するための電池２０７とを含む。

【０００５】図８に示される移動体識別システムは以下
のように動作する。このシステムは、２種類の動作モー
ドを有する。第１の動作モードは、質問装置１から単に
応答装置２のメモリ２０６内に格納されたデータを読出
すモード、第２のモードは質問装置１から書換えのため
のデータを応答装置２に対して送信し、応答装置２の側
では、受信した書換信号に従ってメモリ２０６の内容を
書換えるモードである。以下、各動作モードを順に説明
する。 ［読出し］発振器１０１は連続波（以下「キャリア信号
」と称する）を生成し、方向性結合器１０２に与える。 キャリア信号は方向性結合器１０２を介してスイッチン
グ回路１０３に与えられ、スイッチング回路１０３を素
通りして送受信アンテナ１０４から質問信号として放射
される。

【０００６】応答装置２の送受信アンテナ２０１はこの
質問信号を受信し、偏波分離器２０２に与える。偏波分
離器２０２はこの信号を反射型変調器２０３側に導く。 前述のように反射型変調器２０３は一般的にはダイオー
ドを含む回路で構成されている。ＣＰＵ２０５はメモリ
２０６からデータを読出し、読出したデータに応じた変
調信号を反射型変調器２０３のダイオードに印加する。 反射型変調器２０３は、偏波分離器２０２から入力され
た質問信号（キャリア信号）の反射係数を変えることに
よって、偏波分離器２０２に対して変調が行なわれた反
射波を与える。反射波は偏波分離器２０２を介して送受
信アンテナ２０１に与えられ、送受信アンテナ２０１か
ら質問装置１に向けて応答信号として再放射される。

【０００７】質問装置１の送受信アンテナ１０４はこの
応答信号を受信し、受信信号をスイッチング回路１０３
に与える。この信号はスイッチング回路１０３を素通り
し、方向性結合器１０２を介して検波回路１０５に導か
れる。検波回路１０５としてはダイオードによる直接検
波またはホモダイン検波が用いられる。信号対雑音比の
点で後者の方が優れているため、ほとんどの場合にはホ
モダイン検波器が用いられる。図８に示される質問装置
１はホモダイン検波器を用いた例である。

【０００８】検波回路１０５には発振器１０１からの信
号も方向性結合器１０２を介して局部発振源として供給
されている。検波回路１０５は局発信号と応答信号とを
混合し、中間周波信号（以下ＩＦ信号）成分を出力する
。制御部１０６はこのＩＦ信号成分より応答装置内のデ
ータを復調し、入出力端子１０７を介して外部機器に転
送する。外部機器は、入出力端子１０７から読出したデ
ータを表示したり記憶したりすることができ、これによ
って応答装置２の識別を行なうことができる。 ［書換え］質問装置１側から応答装置２のメモリ２０６
の内容を書換えるときには、このシステムは以下のよう
に動作する。発振器１０１から出力されるキャリア信号
は方向性結合器１０２を介して取出され、スイッチング
回路１０３に与えられる。制御部１０６はスイッチング
回路１０３に対して、応答装置２のメモリ２０６に書込
まれるべき書換えデータを与える。スイッチング回路１
０３は与えられた書換えデータに応じてキャリア信号を
素通りさせたりあるいは遮断させたりしてキャリア信号
の振幅変調を行なう。振幅変調されたキャリア信号は送
受信アンテナ１０４から書換信号として放射される。

【０００９】応答装置２の送受信アンテナ２０１はこの
書換信号を受信し、偏波分離器２０２に与える。偏波分
離器２０２は与えられる書換信号を復調器２０４側へ導
く。前述のように復調器２０４は検波用ダイオードを含
む回路で構成されている。復調器２０４は入力された書
換信号を直接検波して増幅した後、ＣＰＵ２０５に入力
する。ＣＰＵ２０５は、与えられた書換データに従って
メモリ２０６の内容を書換える。

【００１０】なお、図８に示される反射型変調器２０３
は、受信したキャリア信号に対して新たなエネルギーを
与えない種類のものである。すなわち、反射型変調器２
０３は受信したキャリア信号または反射させた後の信号
を増幅しない種類のものである。したがって応答装置２
において消費される電力は極めて小さい。これに対し、
応答装置２内に、発振器を内蔵した種類のものもある。 この場合には応答装置２の電池の寿命は短くなるが、長
距離の通信をすることが可能になる。

【００１１】一般にこの種のシステムでは、信号識別度
を向上させるために、読出動作時と書換動作時とで異な
る偏波が使用される。たとえば、読出時には水平直線偏
波が使用され、書換時には垂直直線偏波が使用される。 あるいは、読出時には右旋円偏波が用いられ、書換時に
は左旋円偏波が用いられる。このような偏波を容易に放
射することができ、かつ小型、薄型、軽量という条件を
満足するアンテナとして、マイクロストリップアンテナ
（パッチアンテナ）がある。マイクロストリップアンテ
ナは移動体識別システムの質問装置および応答装置用の
送受信アンテナとして専ら用いられている。

【００１２】図９は、直交した２つの直線偏波を放射可
能なパッチアンテナを示す。図１０は、左旋円偏波およ
び右旋円偏波の発生が可能なパッチアンテナを示す。図
１０を参照して、端子Ｐ１より給電したときには右旋円
偏波が、端子Ｐ２より給電したときには左旋円偏波がそ
れぞれ放射される。図９、図１０に示されるパッチアン
テナはともに、誘電体基板上にエッチング技術を用いて
容易に形成することができ、量産性、コストの点で極め
て優れている。

【００１３】図９、図１０に示されるパッチアンテナを
図８の質問装置１の送受信アンテナ１０４として使用す
る場合には、読出時と書換時とで使用される偏波を切換
える必要がある。このためのスイッチング回路１０３と
しては、図１１に示される構成のものが用いられる。

【００１４】図１１を参照して、スイッチング回路１０
３は、発振器１０１からのキャリア信号が入力される入
力端子３０１と、入力端子３０１から入力されるキャリ
ア信号を分岐させるための分岐点３０２と、それぞれ送
受信アンテナ１０４の端子Ｐ１、Ｐ２への接続点３０３
、３０４と、分岐点３０２と接続点３０３との間に設け
られたスイッチング用のＰｉｎダイオード３１１と、分
岐点３０２と接続点３０４との間に設けられたスイッチ
ング用のＰｉｎダイオード３１２とを含む。注意すべき
ことは、実際の回路においてはＰｉｎダイオード３１１
、３１２にバイアス電流を供給するためのバイアス回路
などが含まれるが、煩雑さを避けるために図１１におい
ては図示されていないということである。

【００１５】スイッチング用のＰｉｎダイオード３１１
、３１２は、以下のようなスイッチング特性を有する。 すなわち、順方向の直流バイアス電流が５ｍＡ〜３０ｍ
Ａ程度のときには、これらダイオードの高周波抵抗は０
に近くなり高周波信号が素通りする（これをＯＮ時と称
する）。一方、直流バイアス電流が０ｍＡのとき、これ
らダイオードの高周波に対する抵抗は極めて大きくなり
、高周波信号はこれらＰｉｎダイオードを通過できずほ
とんどが反射される（これをＯＦＦ時と称する）。

【００１６】図１０に示される左右両円偏波用パッチア
ンテナを用いて読出動作と書換動作を行なう場合を以下
に説明する。一例として、読出しは右旋円偏波、書換え
は左旋円偏波を用いて行なうものとする。 ［読出し］応答装置２のメモリ２０６（図８参照）に格
納されたデータの読出しを行なう場合、図１１のダイオ
ード３１１はＯＮ、ダイオード３１２はＯＦＦとする。 端子３０１から入力された発振器１０１からのキャリア
信号はダイオード３１１を素通りし、端子３０３からア
ンテナ１０４の端子Ｐ１に給電される。したがってこの
信号は右旋円偏波としてアンテナ１０４から空間に放射
される。

【００１７】再び図８を参照して、応答装置２のアンテ
ナ２０１と偏波分離器２０２との組合わせは、図９また
は図１０に示されるものと同等のものである。ここでは
、左右両円偏波が使用されているため図１０のアンテナ
が使用されるものとする。反射型変調器２０３は右旋円
偏波用の端子Ｐ１に、復調器２０４は左旋円偏波用の端
子Ｐ２に接続されているものとする。したがって、質問
装置１のアンテナ１０４から放射されたキャリア信号（
右旋円偏波）は、応答装置２の送受信アンテナ２０１に
よって受信され、偏波分離器２０２によって反射型変調
器２０３に導かれる。前述のようにこの信号はＣＰＵ２
０５から与えられる、メモリ２０６に格納されたデータ
（この応答装置２に固有なコード）で変調を受け、反射
された後偏波分離器２０２、アンテナ２０１を経て右旋
円偏波の応答信号として再放射される。質問装置２は再
放射された応答信号をアンテナ１０４で受信する。受信
した信号はＰｉｎダイオード３１１を素通りし、端子３
０１を通して検波回路１０５に導かれ、制御回路１０６
（図８参照）によってデータの復調が行なわれる。 ［書換え］データの書換えを行なう場合には、Ｐｉｎダ
イオード３１１は常時ＯＦＦにされる。Ｐｉｎダイオー
ド３１２は、書換データのＨ（ハイレベル）／Ｌ（ロー
レベル）に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。これにより、ア
ンテナ１０４に与えられる信号は振幅変調を受けること
になる。この場合にはアンテナ１０４の端子Ｐ２から給
電されるため、信号は左旋円偏波として放射される。こ
れを図８の応答装置２のアンテナ２０１で受信すると、
偏波分離器２０２によってこの信号は復調器２０４に導
かれる。復調器２０４によって質問装置１から送信され
てきたデータが復調される。ＣＰＵ２０５は復調器２０
４から入力される書換えデータによってメモリ２０６の
内容を書換える。

【００１８】表１には、以上説明したダイオードのＯＮ
、ＯＦＦの状態およびアンテナの端子Ｐ１、Ｐ２の状態
が、読出動作時および書換動作時に区分されて示されて
いる。

【００１９】

【表１】 　　表１を参照して、読出時にはダイオード３１１はＯ
Ｎ、ダイオード３１２はＯＦＦとなる。アンテナの端子
Ｐ１は送信状態、端子Ｐ２は開放となる。書換時には、
データのＨ／Ｌに応じてダイオードの状態が変わる。デ
ータがＨの場合はダイオード３１１はＯＦＦ、ダイオー
ド３１２はＯＮとなる。端子Ｐ１は開放、端子Ｐ２は送
信状態となる。データがＬである場合には、ダイオード
３１１、３１２はともにＯＦＦ、端子Ｐ１、Ｐ２はとも
に開放となる。

【００２０】上述のシステムにおいては、左右両円偏波
を用いた場合について説明しているが、図９に示される
ような直線偏波アンテナを使用した場合でも、上述と同
様の動作が行なわれる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１１に示さ
れるようなスイッチング回路１０３を用いると、以下の
ような問題点がある。たとえば読出動作を行なうときに
は、Ｐｉｎダイオード３１２はＯＦＦであるから、アン
テナの端子Ｐ２は表１にも示されるように開放状態とな
る。通常、図９、図１０に示されるパッチアンテナは、
非給電側の端子（現在の例においては端子Ｐ２）を、線
路の特性インピーダンス（通常５０Ω）と等しい抵抗で
終端した状態で最適化設計されるため、端子Ｐ２が開放
状態となると、設計どおりのアンテナの指向性パターン
、利得などが得られない。

【００２２】また、ダイオード３１２はＯＦＦとはいう
ものの、若干の信号の漏れがある。そのため端子Ｐ２に
この漏れた信号が給電されてアンテナの指向性などを乱
してしまうという問題点がある。さらに、書換時のデー
タがＬである場合には、ＯＦＦになっているダイオード
３１２からの漏れ信号が端子Ｐ２に給電されてしまう。 このため、書換信号のレベルＨとＬでの振幅比が劣化す
る。すなわち、図１１に示されるスイッチ回路を用いた
場合、移動体識別システムの質問装置と応答装置との間
で行なわれる通信の品質が悪くなる。

【００２３】それゆえにこの発明の目的は、従来よりも
良好な品質で通信することを可能とするための、移動体
識別システムのスイッチ回路を提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る移動体識
別システムのスイッチング回路は、移動体に設けられ内
部に固有のデータを蓄積している応答装置との間で、第
一の偏波および第二の偏波を送受信可能な送受信アンテ
ナを介して非接触でデータの送受信を行なうことによっ
て移動体を識別するための移動体識別システムの質問装
置において用いられ、第一の偏波および第２の偏波によ
る送受信を切換るための、移動体識別システムのスイッ
チング回路である。このスイッチング回路は、一端に所
定の周波数の連続波（キャリア）が入力され、かつ他端
が送受信アンテナの、第一の偏波を送受信するための第
一の端子に接続され、高周波信号を反射する第一の導通
状態（以下これを「ＯＦＦ」という）と、高周波信号を
通過させる第二の導通状態（以下これを「ＯＮ」という
）との間で導通状態を切換えるための第一の切換手段と
、一端が第一の端子に接続され、ＯＦＦとＯＮとの間で
導通状態を切換えるための第二の切換手段と、第二の切
換手段の他端に接続され、第二の切換手段から与えられ
る信号を整合終端させるための第一の整合終端手段と、
第一および第二の切換手段を相補的に切換制御するため
の第一の切換制御手段と、一端に所定の周波数の連続波
が入力され、かつ他端が送受信アンテナの第二の偏波を
送受信するための第二の端子に接続され、ＯＦＦおよび
ＯＮの２つの導通状態の間で導通状態を切換えるための
第三の切換手段と、一端が第二の端子に接続され、ＯＦ
ＦとＯＮとの間で導通状態を切換えるための第四の切換
手段と、第四の切換手段の他端に接続され、第四の切換
手段から与えられる信号を整合終端させるための第二の
整合終端手段と、応答装置に対して送信されるべき送信
信号を受けるように接続され、第一の切換制御手段によ
り第一の切換手段がＯＦＦである場合には送信信号に応
答して第三および第四の切換手段を相補的に切換制御す
るとともに、第一の切換制御手段により第一の切換手段
がＯＮである場合には第三の切換手段および第四の切換
手段をそれぞれＯＦＦとＯＮとに切換えるための第二の
切換制御手段とを含む。

【００２５】

【作用】本発明に係る移動体識別システムのスイッチン
グ回路によれば、第一の切換手段がＯＮであるときには
第二、第三の切換手段はＯＦＦ、第四の切換手段はＯＮ
となる。キャリアは、第一の切換手段を素通りして送受
信アンテナに与えられ、移動体に送信される。一方、第
一の切換手段がＯＦＦのときには第二の切換手段はＯＮ
となる。第三、第四の切換手段は、送信されるべき信号
に応じて相補的にＯＮ、ＯＦＦされる。いずれの場合で
も、アンテナの非給電側の端子は第二または第四の切換
手段を介して第一または第二の整合終端手段で終端され
る。

【００２６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係るスイッチン
グ回路を示す。図１に示されるスイッチング回路１０３
は、図８に示される質問装置１のスイッチング回路１０
３として用いることができる。また、図１においては、
各ダイオードに対する直流バイアス電流を供給するため
の回路が、図の簡略化のために図示されていないことに
注意するべきである。

【００２７】図１を参照して、本発明に係るスイッチン
グ回路１０３は、発振器１０１からのキャリア信号が入
力される入力端子３０１と、入力端子３０１から与えら
れるキャリア信号を２方向に分岐させるための分岐点３
０２と、アンテナ１０４の端子Ｐ１、Ｐ２への接続点３
０３、３０４と、接続点３０３と分岐点３０２との間に
設けられ、通信に用いられる偏波を切換えるための切換
手段としてのＰｉｎダイオード３１１と、分岐点３０２
と接続点３０４との間に設けられ、ダイオード３１１と
同様に偏波切換用の切換手段としてのＰｉｎダイオード
３１２と、一端が接続点３０３に接続されたＰｉｎダイ
オード３１３と、ダイオード３１３の他端と接地との間
に接続された、整合終端回路３２１と、一端が接続点３
０４に接続されたＰｉｎダイオード３１４と、ダイオー
ド３１４の他端と接地との間に接続された整合終端回路
３２２とを含む。

【００２８】前述のようにこのスイッチング回路１０３
は、図８に示される質問装置に適用することができる。 また応答装置は同様に図８に示されるものが使用できる
。アンテナとしては図９、図１０に示されるもののいず
れも使用できる。ここでは、図１０の左右両円偏波用ア
ンテナを用いた場合について説明を行なう。なお、デー
タの読出しは右旋円偏波、書換えは左旋円偏波で行なう
ものとする。すなわち、アンテナの端子Ｐ１が読出用端
子、端子Ｐ２が書換用端子に相当する。

【００２９】図１に示されるスイッチング回路は以下の
ように動作する。このスイッチング回路の動作モードと
しては、応答装置に格納されたデータを読出す読出動作
、応答装置に格納されたデータを書換える書換動作の２
つがある。以下、これらを順に説明する。

【００３０】［読出動作］データの読出しを行なう場合
には、ダイオード３１１、３１４がＯＮ、ダイオード３
１２、３１３はＯＦＦとする。発振器１０１から出力さ
れるキャリア信号は入力端子３０１からスイッチング回
路１０３に入力される。入力されたキャリア信号は分岐
点３０２を経てダイオード３１１に入力される。ダイオ
ード３１１は前述のようにＯＮであるから、キャリア信
号はダイオード３１１を素通りしてアンテナ１０４の端
子Ｐ１に給電される。したがって、キャリア信号は右旋
円偏波の質問信号として応答装置２に向けてアンテナ１
０４から放射される。この質問信号に対する応答装置２
の動作および質問装置２の動作は従来技術において説明
されたものと同一である。したがってここではその詳し
い説明は繰り返されない。

【００３１】この発明のスイッチング回路１０３におい
ては、読出動作時にダイオード３１２がＯＦＦ、ダイオ
ード３１４がＯＮとなっている。そのためアンテナ１０
４の非給電端子Ｐ２は、ダイオード３１４を経て整合終
端回路３２２で終端される。そのためアンテナ１０４の
指向性パターン、利得などはアンテナ設計時と同じ特性
を期待することができる。また、ＯＦＦになっているダ
イオード３１２から漏れた信号の約半分は整合終端回路
３２２により吸収される。そのためアンテナの放射特性
がより向上する。

【００３２】［書換動作］データの書換えの際にはダイ
オード３１１は常時ＯＦＦ、ダイオード３１３は常時Ｏ
Ｎとされる。さらにその上で、書換えデータに従ってダ
イオード３１２とダイオード３１４とを相補的に、すな
わち同時にＯＮにならないように交互にＯＮ、ＯＦＦす
る。たとえば、書換データがＨであるときにはキャリア
信号を送信し、データがＬのときにはキャリア信号を非
送信とするものとする。その場合、データに応じて各ダ
イオード３１２、３１４を以下のように切換える。

【００３３】データがＨのときにはダイオード３１２を
ＯＮ、ダイオード３１４をＯＦＦとする。データがＬの
ときにはダイオード３１２はＯＦＦ、第１図３１４はＯ
Ｎにする。したがって、発振器１０１から入力されるキ
ャリア信号は、データＨのときにはダイオード３１２を
素通りし、データがＬのときには遮断（反射）されてデ
ータに応じて振幅変調された信号となってアンテナ１０
４に端子Ｐ２から給電される。そして、振幅変調された
キャリアは左旋円偏波の書換信号としてアンテナ１０４
から応答装置２に向けて放射される。これ以後の応答装
置２の動作などは、図１１を参照してすでに説明された
従来例におけるものと同一である。したがって、ここで
はそれらに関する詳細な説明は繰り返されない。

【００３４】以上のように書換えの場合にダイオード３
１１をＯＦＦ、ダイオード３１３をＯＮとすることで、
書換時の非給電端子Ｐ１は常にダイオード３１３を経て
整合終端回路３２１で終端される。その結果、アンテナ
１０４の指向性パターン、利得などはアンテナ設計時と
同じ特性を期待することができる。また、ＯＦＦになっ
ているダイオード３１１から漏れた信号の約半分は整合
終端回路３２１に吸収され、書換時の送信信号の振幅比
をより大きくすることができる。したがって、書換時の
信号のＳ／Ｎ比が向上する。

【００３５】以上説明した読出動作および書換動作時の
Ｐｉｎダイオード３１１〜３１４のＯＮ／ＯＦＦの状態
をまとめたものが表２に示されている。表２を参照して
確認すると、読出動作時にはダイオード３１１、３１４
がＯＮ、ダイオード３１２、３１３がＯＦＦとなる。こ
れによりアンテナの端子Ｐ１が送信状態、端子Ｐ２が終
端状態となる。書換時、送信されるデータがＨの場合に
は、ダイオード３１１、３１４がＯＦＦ、ダイオード３
１２、３１３がＯＮとされる。これにより端子Ｐ１は終
端、端子Ｐ２は送信となる。データがＬである場合には
、ダイオード３１１、３１２はＯＦＦ、ダイオード３１
３、３１４はＯＮとされる。これにより、端子Ｐ１、Ｐ
２の双方とも終端状態になる。上述の実施例においては
、書換時の振幅変調がダイオード３１２のＯＮ／ＯＦＦ
で行なわれている。しかし、これ以外の方法を用いるシ
ステム、たとえば発振器１０１の動作のＯＮ、ＯＦＦに
よって信号の振幅変調を行なうようなシステムでは、デ
ータがＬのときにはダイオード３１３、３１４の双方と
もＯＦＦとしてもよい。

【００３６】

【表２】 　　前述のように図１においては、図面の煩雑さを避け
るために、必要最低限の構成しか示されていない。しか
し、実際にはスイッチング回路には各ダイオードに対し
て直流バイアス電流を与えるためのバイアス回路などが
含まれる。図２はスイッチング回路１０３の要部を、バ
イアス回路を含めて示したものである。この回路全体は
誘電体基板上に形成されることが多い。また、ダイオー
ドとダイオードを結ぶ線路は、主として特性インピーダ
ンス５０Ωのマイクロストリップ線路として構成される
ことが多い。

【００３７】図２を参照して、図１に示される部品と同
一の部品には同一の番号および名称が与えられている。 それらの機能も同一である。したがって、ここではそれ
らについての詳しい説明は繰り返されない。図２に示さ
れる回路には、新たにダイオード３１１とダイオード３
１２とに直流バイアス電流を供給するための直流バイア
ス電流供給用コイル３３１、３３３と、直流リターン用
コイル３３２と、信号線路上に直流電流が流れるのを阻
止するための直流阻止用コンデンサ３４１、３４２、３
４３が含まれる。コンデンサ３４１は発振器１０１と、
ダイオード３１１、３１２との間に、コンデンサ３４２
はアンテナの端子Ｐ１とダイオード３１１との間に、ダ
イオード３４３はアンテナの端子Ｐ２とダイオード３１
２との間にそれぞれ設けられている。

【００３８】直流バイアス電流供給用コイル３３１、３
３３の一端は、それぞれ電圧Ｂ１、Ｂ２に接続されてい
る。直流リターン用コイル３３２の他端は接地されてい
る。電圧Ｂ１、Ｂ２に適切な値を与えることにより、表
２に示されるようなテーブルに従って各ダイオード３１
１〜３１４を動作させることが可能である。

【００３９】図３は、表２に従って各ダイオード３１１
〜３１４を駆動させるために、電圧Ｂ１、Ｂ２を発生さ
せるための回路の回路図の一例である。図３を参照して
、この回路は、読出し／書換えを指定するための信号Ｗ
（／Ｒ）が入力される端子４０１と、値ＨとＬとをとる
送信データＳＤが入力される端子４０２とに接続されて
いる。この回路は、端子４０１に入力が接続されたイン
バータ４０３と、インバータ４０３の出力に入力が接続
され、２つの電源＋５Ｖ、−５Ｖに接続され、出力とし
て電圧Ｂ１を与えるためのスイッチング回路４０５と、
入力が端子４０１と端子４０２とに接続されたＡＮＤゲ
ート４０４と、入力がＡＮＤゲート４０４の出力に接続
され、２つの電源＋５Ｖ、−５Ｖに接続されて、出力と
して電圧Ｂ２を与えるためのスイッチング回路４０６と
を含む。

【００４０】スイッチング回路４０５は、ベースが抵抗
Ｒ１を介してインバータ４０３の出力に、エミッタが電
源＋５Ｖに、コレクタが抵抗Ｒ４を介して電源−５Ｖに
それぞれ接続されたｐｎｐトランジスタＴｒ１と、トラ
ンジスタＴｒ１のベース−エミッタ間に接続されたＲ２
と、トランジスタＴｒ１のコレクタと出力端子Ｂ１との
間に接続された抵抗Ｒ３とを含む。同様にスイッチング
回路４０６は、ベースが抵抗Ｒ６を介してＡＮＤゲート
４０４の出力に、エミッタが電源＋５Ｖに、コレクタが
抵抗Ｒ８を介して電源−５Ｖにそれぞれ接続されたｐｎ
ｐトランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ２のベース
−エミッタ間に接続された抵抗Ｒ５と、トランジスタＴ
ｒ２のコレクタと出力端子Ｂ２との間に接続された抵抗
Ｒ７とを含む。

【００４１】図３に示される回路は以下のように動作す
る。データの読出時には端子４０１に与えられる電位は
ローレベルとなる。インバータ４０３の出力はハイレベ
ルとなる。トランジスタＴｒ１はオフする。その結果ス
イッチング回路４０５の出力電圧Ｂ１は−５Ｖとなる。 すなわち、図２を参照して、ダイオード３１１には順方
向の直流バイアス電流が与えられることになり、ダイオ
ード３１１はＯＮとなる。一方、ダイオード３１３には
電流が流れず、ダイオード３１３はＯＦＦである。すな
わち、ダイオード３１１、３１３に関しては、表２の「
読出し」で示される状態が実現される。

【００４２】再び図３を参照して、読出時には、ＡＮＤ
ゲート４０４の入力の一方には、端子４０１からローレ
ベルの信号が与えられる。したがってＡＮＤゲート４０
４の出力は常にローレベルとなる。トランジスタＴｒ２
はＯＮであり、スイッチング回路４０６の出力電圧Ｂ２
は＋５Ｖとなる。その結果、図２を参照して、ダイオー
ド３１２には逆方向のバイアス電圧が加えられるため、
ダイオード３１２はＯＦＦとなる。一方、ダイオード３
１４には順方向の直流バイアス電流が与えられるため、
ダイオード３１４はＯＮとなる。すなわち、ダイオード
３１２、３１４に関しても、表２に示される「読出し」
の動作が実現される。

【００４３】応答装置のデータの書換時には、端子４０
１にはハイレベルの信号が入力される。インバータ４０
３の出力はローレベルとなる。トランジスタＴｒ１がオ
ンし、出力電圧Ｂ１は＋５Ｖとなる。図２を参照して、
この場合ダイオード３１１には逆バイアス電圧が加えら
れるためダイオード３１１はＯＦＦする。一方、ダイオ
ード３１３には順方向の直流バイアス電流が供給される
ため、ダイオード３１３はＯＮする。すなわち、表２に
示されるように、書換動作時にはデータの値にかかわら
ず、ダイオード３１１がＯＦＦ、ダイオード３１３はＯ
Ｎとなる。

【００４４】一方、ＡＮＤゲート４０４の一方端子には
、端子４０１からハイレベルの信号が与えられる。した
がってＡＮＤゲート４０４の出力には、端子４０２から
入力される送信信号ＳＤのレベルと同じレベルの信号が
現われる。すなわち、送信データＳＤがハイレベルであ
る場合には、トランジスタＴｒ２のベース電圧がハイレ
ベルとなる。トランジスタＴｒ２はＯＦＦとなり、出力
電圧Ｂ２は−５Ｖとなる。逆に送信データＳＤがローレ
ベルである場合には、トランジスタＴｒ２のベース電圧
はローレベルとなり、トランジスタＴｒ２はＯＮとなる
。出力電圧Ｂ２は＋５Ｖとなる。

【００４５】すなわち、再び図２および表２を参照して
、書換動作時に送信データがハイレベルである場合には
、電圧Ｂ２には−５Ｖが現われるため、ダイオード３１
２には順方向の直流バイアス電流が流れ、逆にダイオー
ド３１４には逆バイアス電圧がかかる。したがってダイ
オード３１２はＯＮ、ダイオード３１４はＯＦＦとなる
。すなわち、表２に示される書換動作時の、データが“
Ｈ”である場合に示されるように、ダイオード３１２、
３１４はそれぞれＯＮ、ＯＦＦとなる。このときアンテ
ナの端子Ｐ１はダイオード３１３を介して終端され、端
子Ｐ２は送信状態となる。

【００４６】データがローレベルである場合には、電圧
Ｂ２は＋５Ｖとなる。ダイオード３１２には逆バイアス
電圧がかかるためにオフし、ダイオード３１４には順方
向の直流バイアス電流が流れるためＯＮする。すなわち
、表２に示される書換時の、データが“Ｌ”である場合
に示されるように、ダイオード３１２、３１４はそれぞ
れＯＦＦ、ＯＮする。このとき、アンテナの端子Ｐ１が
終端され、端子Ｐ２も終端する。

【００４７】すなわち、書換動作時にはダイオード３１
１、３１３はそれぞれＯＦＦ、ＯＮに保たれる一方、ダ
イオード３１２、３１４はデータの値に応じて相補的に
ＯＮ、ＯＦＦされることになる。これにより、アンテナ
の非給電端子を終端させつつ書換えデータを送信するこ
とができるため、アンテナの指向性パターン、利得など
に設計時のものが得られることが期待される。図３に示
される抵抗Ｒ１〜Ｒ８の各抵抗値は、Ｐｉｎダイオード
３１１〜３１４（図２）を駆動するのに十分なバイアス
電流が流れるように選ばれる。

【００４８】図２に示されるようなスイッチング回路を
用いた場合、図３に示されるように正負の２つの電源（
たとえば±５Ｖ）が必要である。しかし、本発明はこれ
には限定されず、単電源で動作することが可能なように
構成することもできる。図４は、本発明に係る移動体の
識別システムのスイッチング回路であって、単電源動作
が可能な回路の一例の回路図である。図４に示される回
路が図２に示される回路と異なるのは、ダイオード３１
３と整合終端回路３２１との間に設けられた直流阻止用
のコンデンサ３４４と、ダイオード３１４と整合終端回
路３２２との間に設けられた直流阻止用のコンデンサ３
４５と、一端がダイオード３１３とコンデンサ３４４と
の接続点に、他端が電源＋５Ｖにそれぞれ接続された直
流バイアス用コイル３３４と、一端がダイオード３１４
とコンデンサ３４５との接続点に、他端が電源＋５Ｖに
それぞれ接続された直流バイアス用コイル３３５とを新
たに含むことと、コイル３３２の、図２において接地さ
れていた一端が電源＋５Ｖに接続されたこととである。 図２と図４とにおいて、同一の部品には同一の参照符号
および名称が与えられている。それらの機能も同一であ
る。したがって、ここではそれらについての詳しい説明
は繰り返されない。

【００４９】図４に示されるスイッチング回路の各ダイ
オード３１１〜３１４を駆動するための回路としては、
たとえば図５に示すものが使用可能である。図５を参照
して、この回路は、読出し／書込みを指定するための信
号Ｗ（／Ｒ）が入力される端子４０１と、送信データＳ
Ｄが入力される端子４０２とを有する。この回路はさら
に、入力が端子４０１に接続されたインバータ４０３と
、入力がインバータ４０３に接続され、インバータ４０
３の出力により制御されて出力電圧Ｂ１を与えるための
スイッチング回路４０７と、入力の一方が端子４０１に
、他方が端子４０２にそれぞれ接続されたＡＮＤゲート
４０４と、ＡＮＤゲート４０４の出力に接続され、ＡＮ
Ｄゲート４０４の出力によって制御されて出力電圧Ｂ２
を与えるためのスイッチング回路４０８とを含む。

【００５０】スイッチング回路４０７は、ベースが抵抗
Ｒ９を介してインバータ４０３の出力に、コレクタが抵
抗Ｒ１０を介して電源＋１０Ｖに、エミッタが接地電位
にそれぞれ接続されたｎｐｎトランジスタＴｒ３と、一
端がトランジスタＴｒ３のベースに、他端が接地電位に
それぞれ接続された抵抗Ｒ１２と、トランジスタＴｒ３
のコレクタと端子Ｂ１との間に接続された抵抗Ｒ１１と
を含む。

【００５１】スイッチング回路４０８は、ベースが抵抗
Ｒ１３を介してＡＮＤゲート４０４の出力に、コレクタ
が抵抗Ｒ１４を介して電源＋１０Ｖに、エミッタが接地
電位にそれぞれ接続されたｎｐｎトランジスタＴｒ４と
、一端がトランジスタＴｒ４のベースに、他端が接地電
位にそれぞれ接続されたＲ１６と、トランジスタＴｒ４
のコレクタと端子Ｂ２との間に接続された抵抗Ｒ１５と
を含む。

【００５２】図４および図５に示されるスイッチング回
路は以下のように動作する。データを応答装置２（図８
参照）から読出すときには、端子４０１にはローレベル
の信号が印加される。インバータ４０３の出力はハイレ
ベルとなる。トランジスタＴｒ３は、ベース電圧がハイ
レベルとなるためＯＮし、出力電圧Ｂ１としては接地電
位が現われる。一方、ＡＮＤゲート４０４の一方の入力
には常にローレベルの信号が印加される。したがって、
ＡＮＤゲート４０４の出力は常にローレベルとなる。ト
ランジスタＴｒ４のベース電圧がローレベルであるため
、トランジスタＴｒ４はＯＦＦであり、出力電圧Ｂ２と
しては電源電圧＋１０Ｖが現われる。

【００５３】図４を参照して、電圧Ｂ１が接地電位であ
るから、ダイオード３１１には順方向の直流バイアス電
流が流れＯＮし、ダイオード３１３には逆バイアス電圧
がかかってＯＦＦとなる。一方、電圧Ｂ２には＋１０Ｖ
が印加されるため、ダイオード３１２には逆バイアス電
圧がかかってＯＦＦし、ダイオード３１４には順方向の
直流バイアス電流が流れＯＮする。すなわち、表２の「
読出し」の行で示されるように各ダイオード３１１〜３
１４の導通状態が制御される。このとき、アンテナの端
子Ｐ１は送信状態、端子Ｐ２は整合終端回路３２２によ
って終端されている。

【００５４】書換動作時には端子４０１にはハイレベル
の信号が印加される。インバータ４０３の出力はローレ
ベルとなる。トランジスタＴｒ３のベース電圧がローレ
ベルとなるため、トランジスタＴｒ３がＯＦＦし、出力
電圧Ｂ１としては電源電圧＋１０Ｖが現われる。一方、
ＡＮＤゲート４０４の一方入力にはハイレベルの信号が
入力されるため、ＡＮＤゲート４０４の出力は、端子４
０２から入力される送信データＳＤと同じレベルの信号
が現われる。

【００５５】送信データＳＤがハイレベルである場合に
は、ＡＮＤゲート４０４の出力はハイレベルとなる。ト
ランジスタＴｒ４のベース電圧がハイレベルとなるため
トランジスタＴｒ４はＯＮし、出力電圧Ｂ２としては接
地電位が現われる。

【００５６】このとき、図４を参照して、電圧Ｂ１が＋
１０Ｖ、電圧Ｖ２が接地電位であるから、ダイオード３
１１には逆バイアス電圧がかかってＯＦＦし、ダイオー
ド３１３には順方向の直流バイアス電流が流れてＯＮす
る。また、ダイオード３１２には順方向の直流バイアス
電流が流れてＯＮし、ダイオード３１４には逆バイアス
電圧がかかるためＯＦＦする。すなわち、表２に示され
る書換動作時でデータが“Ｈ”で示される行で表わされ
るように、各ダイオード３１１〜３１４の導通状態が制
御される。このときアンテナの端子Ｐ１側はダイオード
３１３を介して整合終端回路３２１によって終端され、
端子Ｐ２側は送信状態となる。

【００５７】再び図５を参照して、書換動作時に送信デ
ータＳＤがローレベルであるものとする。ＡＮＤゲート
４０４の出力はローレベルとなる。トランジスタＴｒ４
のベース電圧はローレベルとなるため、トランジスタＴ
ｒ４はＯＦＦする。出力電圧Ｂ２としては電源電圧＋１
０Ｖが現われる。

【００５８】図４を参照して、トランジスタ３１１、３
１３の導通状態は送信データがハイレベルである場合と
同様で、それぞれＯＦＦ、ＯＮである。電圧Ｂ２として
＋１０Ｖが印加されるため、ダイオード３１２には逆バ
イアス電圧がかかってＯＦＦし、ダイオード３１４には
順方向の直流バイアス電圧が流れてＯＮする。すなわち
、表２の最下行で表わされるような導通状態に各ダイオ
ード３１１〜３１４が切換制御される。このとき、アン
テナの端子Ｐ１はダイオード３１３を介して整合終端回
路３２１によって終端される。一方、端子Ｐ２も、ダイ
オード３１４を介して整合終端回路３２２によって終端
される。

【００５９】上述の２つの実施例においては、読出しと
書換えとで同一の周波数を用いて通信を行なうものが示
されている。しかし、この発明は上述の実施例には限定
されず、たとえば読出しと書換えとで異なる周波数を用
いるような質問装置のスイッチング回路にも適用するこ
とができる。

【００６０】図６は、そのようなスイッチング回路の一
例の回路図である。図６においても、図を簡略化するた
めにバイアス回路は図示されていない。図６に示される
スイッチング回路が図１に示されるスイッチング回路と
異なるのは、図１における発振器１０１に変えて、異な
る周波数ｆ１、ｆ２の連続波をそれぞれ発生する発振器
１０１ａ、１０１ｂからキャリア信号が入力される端子
３０１ａ、３０１ｂを設け、それぞれをダイオード３１
１、３１２の入力に接続したことである。図６と図１と
において、同一の部品には同一の参照符号および名称が
与えられている。それらの機能も同一である。したがっ
て、ここではそれらについての詳しい説明は繰り返され
ない。

【００６１】図６に示されるスイッチング回路の場合で
も、各ダイオード３１１〜３１４を表２に示されるよう
な導通状態に制御することにより、本発明の目的を達成
することができる。各ダイオードを駆動するためのバイ
アス回路としては、図３に示されるものと同様のものを
用いることができる。

【００６２】以上の３つの本発明の実施例は、読出時の
送信回路と受信回路とを共用するような質問装置に対し
て適用されていた。しかし、本発明はこれには限定され
ず、たとえば図７に示されるように、読出用の受信回路
が別に設けられた質問装置１ａに適用することもできる
。図７に示される質問装置１ａが図８に示される質問装
置１と異なるのは、読出動作時の受信用のアンテナ１０
４ｂを新たに設け、応答装置２からの応答信号を検波回
路１０５に直接導いていることである。スイッチング回
路１０３としては、図１に示されるものがそのまま利用
できる。図７において、図８の質問装置１の各部品と同
一または相当する部品は、図８と同一の名称および符号
が与えられている。それらの機能も同一である。したが
って、ここではそれらについての詳しい説明は繰り返さ
れない。

【００６３】以上本発明の実施例が図面を参照して詳細
に述べられた。各実施例においては、Ｐｉｎダイオード
３１１〜３１４は、それぞれ一定の方向が順方向となる
ように回路内に配置されている。しかし、本発明はこれ
には限定されず、バイアス回路の複雑化を無視すること
が可能ならば、各Ｐｉｎダイオードは、任意の方向が順
方向となるように回路内に接続することができる。また
、図１、図２、図４〜図６において、各Ｐｉｎダイオー
ドは主線路に直接接続されている。しかし、本発明はこ
れには限定されず、各ダイオードに応じた入出力整合回
路が設けられてもよい。通常、整合終端回路３２１、３
２２には、５０Ω付近の抵抗が用いられるが、必要なら
ばπ型またはＴ型のアッテネータと組合わせて用いるこ
ともできる。また、ダイオード３１３、３１４の出力整
合回路を設けてもよい。

【００６４】また、本発明のスイッチング回路が用いら
れる移動体識別システムの応答装置としては、図８に示
されるような反射型変調器２０３を含むものでもよいし
、前述のように内部に発振器を含むような応答装置であ
ってもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明に係る移動体識別シ
ステムのスイッチング回路によれば、読出動作時、書換
動作時のいずれの場合でも、アンテナの非給電側の端子
は第二または第四の切換手段を介して第一または第二の
整合終端手段で終端されるため、設計時と同等の条件で
アンテナを使用することができる。また、オフとなって
いる切換手段からの漏れ信号のかなりの部分を整合終端
手段で吸収できるため、アンテナの指向性パターンの乱
れを防止しつつ、第２の端子を介して送受信アンテナか
ら送信される信号の振幅比を大きくすることができる。

【００６６】したがって、良好な品質で通信することが
できる、移動体識別システムのスイッチング回路を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスイッチング回路の一実施例の回
路図である。

【図２】図１に示される回路のより詳細な回路図である
。

【図３】図１、図２に示される各ダイオードを駆動する
ためのバイアス回路の回路図である。

【図４】本発明の第二の実施例に係るスイッチング回路
の回路図である。

【図５】図４に示されるスイッチング回路の各ダイオー
ドを駆動するためのバイアス回路の回路図である。

【図６】本発明の第三の実施例に係るスイッチング回路
の回路図である。

【図７】本発明に係るスイッチング回路が適用可能な質
問装置の他の一例を示すブロック図である。

【図８】一般的な移動体識別システムのブロック図であ
る。

【図９】直線偏波用パッチアンテナの模式図である。

【図１０】円偏波用パッチアンテナの模式図である。

【図１１】従来のスイッチング回路のブロック図である
。

【符号の説明】

１　　質問装置 ２　　応答装置 １０１　　発振器 １０２　　方向性結合器 １０３　　スイッチング回路 １０４　　送受信アンテナ １０５　　検波回路 １０６　　制御部 ２０１　　送受信アンテナ ２０２　　偏波分離器 ２０３　　反射型変調器 ２０４　　復調器 ２０５　　ＣＰＵ ２０６　　メモリ ３０１　　キャリア信号入力端子 ３１１〜３１４　　Ｐｉｎダイオード ３２１、３２２　　整合終端回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　移動体に設けられ内部に固有のデータ
   を蓄積している応答装置との間で、第一の偏波および第
   二の偏波を送受信可能な送受信アンテナを介して非接触
   でデータの送受信を行なうことによって前記移動体を識
   別するための移動体識別システムの質問装置において用
   いられ、前記第一の偏波および前記第二の偏波による送
   受信を切換えるための移動体識別システムのスイッチン
   グ回路であって、一端に所定の周波数の連続波が入力さ
   れ、かつ他端が前記送受信アンテナの、前記第一の偏波
   を送受信するための第一の端子に接続され、高周波信号
   を反射する第一の導通状態と、高周波信号を通過させる
   第二の導通状態との間で導通状態を切換えるための第一
   の切換手段と、一端が前記第一の端子に接続され、前記
   第一の導通状態と前記第二の導通状態との間で導通状態
   を切換えるための第二の切換手段と、前記第二の切換手
   段の他端に接続され、前記第二の切換手段から与えられ
   る信号を整合終端させるための第一の整合終端手段と、
   前記第一および第二の切換手段を相補的に切換制御する
   ための第一の切換制御手段と、一端に所定の周波数の連
   続波が入力され、かつ他端が前記送受信アンテナの、前
   記第二の偏波を送受信するための第二の端子に接続され
   、前記第一の導通状態と前記第二の導通状態との間で導
   通状態を切換えるための第三の切換手段と、一端が前記
   第二の端子に接続され、前記第一の導通状態と前記第二
   の導通状態との間で導通状態を切換えるための第四の切
   換手段と、前記第四の切換手段の他端に接続され、前記
   第四の切換手段から与えられる信号を整合終端させるた
   めの第二の整合終端手段と、前記応答装置に対して送信
   されるべき送信信号を受けるように接続され、前記第一
   の切換制御手段により前記第一の切換手段が前記第一の
   導通状態である時には前記送信信号に応答して前記第三
   および第四の切換手段を相補的に切換制御するとともに
   、前記第一の切換制御手段により前記第一の切換手段が
   前記第二の導通状態であるときには前記第三の切換手段
   および前記第四の切換手段をそれぞれ前記第一の導通状
   態と前記第二の導通状態とに切換えるための第二の切換
   制御手段とを含む移動体識別システムのスイッチング回
   路