JPH045354B2 - - Google Patents

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JPH045354B2
JPH045354B2 JP59225648A JP22564884A JPH045354B2 JP H045354 B2 JPH045354 B2 JP H045354B2 JP 59225648 A JP59225648 A JP 59225648A JP 22564884 A JP22564884 A JP 22564884A JP H045354 B2 JPH045354 B2 JP H045354B2
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    • G01S13/343Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は「パツシブインタロゲータラベルシス
テム」(PILS)に係るものである。このパツシブ
インタロゲータラベルシステムとは、インタロゲ
ーシヨン信号を送るインタロゲータと、このイン
タロゲーシヨン信号に応答して、符号化した情報
を含む応答信号をつくる1つ又はそれ以上の「ラ
ベル」又はパツシブなトランスポンダと、応答信
号をうけそしてそれに含まれている情報を解読す
る受信解読システムを備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a "Passive Interrogator Label System" (PILS). The passive interrogator label system includes an interrogator that sends an interrogation signal and one or more "labels" or It includes a passive transponder and a receiving and decoding system that receives the response signal and decodes the information contained therein.

本発明に係る型式のパツシブなインタロゲータ
ラベルシステムはホルビツツジユニアへ与えられ
た米国特許3273146;コールとバウフアンへ与え
られた米国特許3706094;コールとバウフアンへ
与えられた米国特許3755803そしてバウフアンと
コールへ与えられた米国特許4058217に開示され
ている。これらの特許に開示されたシステムの最
も簡単な形態は、電磁エネルギのRFパルスを送
ることのできる無線周波数トランスミツタを含ん
でいる。これらのパルスはパツシブなトランスポ
ンダのアンテナで受けられ、そしてアンテナでう
けた電気エネルギをピエゾ電気材料内の音波に変
えるピエゾ電気「ランチ」トランスジユーサへ加
えられる。パルスをうけるとピエゾ電気材料内で
発生した音波は決まつた音の路を通つて送られ
る。この路に沿つて決まつた間隔を置いて配置さ
れた別の「タツプ」トランスジユーサ又はリフレ
クタは、音波を電気エネルギーに変えるか、又は
音波をランチトランスジユーサへ戻してランチト
ランスジユーサにより電気エネルギーに再び変え
るかのどちらかを行なう。音の路に沿つて決めら
れた場所にタツプトランスジユーサ又はリフレク
タが存在するか否かが、インタロゲーシヨンパル
スに応答して応答パスルがある時間遅延で送られ
るかどうかを決める。これがトランスポンダの応
答に含まれる情報コードを決定する。
A passive interrogator label system of the type of the present invention is disclosed in U.S. Pat. No. 4,058,217 to Cole. The simplest forms of the systems disclosed in these patents include a radio frequency transmitter capable of sending RF pulses of electromagnetic energy. These pulses are received by the passive transponder's antenna and applied to a piezoelectric "launch" transducer that converts the electrical energy received at the antenna into sound waves within the piezoelectric material. When pulsed, the sound waves generated within the piezoelectric material are sent along a defined sound path. Other "tap" transducers or reflectors placed at regular intervals along this path convert the sound waves into electrical energy or direct the sound waves back to the launch transducer. Either convert it back into electrical energy. The presence of a tap transducer or reflector at a determined location along the sound path determines whether a response pulse is sent with a certain time delay in response to the interrogation pulse. This determines the information code contained in the transponder's response.

音波パルスが電気信号に再変換されるときその
電気信号はトランスポンダのアンテナに供給さ
れ、そして無線周波電磁エネルギとして送られ
る。このエネルギはインタロゲータトランスミツ
タと同じ場所にあるのが好ましいレシーバとデコ
ーダで受けとられる。そしてこの応答に含まれた
情報は解読される。
When the acoustic pulses are reconverted into electrical signals, the electrical signals are fed to the transponder's antenna and transmitted as radio frequency electromagnetic energy. This energy is received by a receiver and decoder, preferably co-located with the interrogator transmitter. The information contained in this response is then decoded.

パツシブなインタロゲータラベルシステムのト
ランスポンダは「タイムドメイン」内で作動し
て、無線周波電磁エネルギのバースト又はパルス
の受信毎に無線周波エネルギの1つ又はそれ以上
のパルスを含む応答信号をつくる。送られてきた
インタロゲーシヨンパルスに対し応答パルスの存
在又はタイミングが応答に含まれている情報コー
ドを決定する。
The transponder of a passive interrogator label system operates in the "time domain" and produces a response signal containing one or more pulses of radio frequency energy upon receipt of each burst or pulse of radio frequency electromagnetic energy. The presence or timing of a response pulse to a sent interrogation pulse determines the information code contained in the response.

上述の型式のパツシブなインタロゲータラベル
システムは多くの欠点を有している。これらのシ
ステムのSN比は容易に改善されない。これらの
システムは広域と狭域との両方の帯域での干渉を
うけるからである。更にこれらのシステムは情報
コードを決定するのにトランスポンダの応答信号
の広範な信号処理を必要とする。この信号処理は
レシーバ側でしなければならないのが普通であ
る。情報が比較的広いバンドの信号に含まれてい
るからである。遠い信号処理部への伝送は広帯域
信号の伝送を必要としよう。
Passive interrogator label systems of the type described above have a number of drawbacks. The signal-to-noise ratio of these systems is not easily improved. This is because these systems are subject to interference in both wide and narrow bands. Furthermore, these systems require extensive signal processing of the transponder response signals to determine the information code. Normally, this signal processing must be performed on the receiver side. This is because the information is contained in a relatively wide band signal. Transmission to a distant signal processing unit may require transmission of wideband signals.

本発明の目的は低電力のインタロゲーシヨン信
号の伝送のみ必要とするだけのインタロゲータ・
トランスポンダシステムを提供することである。
It is an object of the present invention to provide an interrogator which only requires the transmission of low power interrogation signals.
To provide a transponder system.

本発明の別の目的はSN比の高いインタロゲー
シヨン・トランスポンダシステムを提供すること
である。
Another object of the present invention is to provide an interrogation transponder system with a high signal-to-noise ratio.

本発明の別の目的は、この種のシステムに現在
使用されているデコーダよりも簡単で低廉な信号
デコーダを有するインタロゲータ・トランスポン
ダシステムを提供することである。
Another object of the invention is to provide an interrogator-transponder system having a signal decoder that is simpler and less expensive than decoders currently used in systems of this type.

これらの目的並びに後の説明から明らかとなる
別の目的は、規定の周波数範囲内の複数の周波数
の値を順次とる第1の周波数を有する第1のイン
タロゲーシヨン信号を送る装置を提供することに
より、本発明に従つて達成される。この第1周波
数は例えば905−925MHzの範囲にあり、短距離送
信に世界中で自由に使用している周波数帯にあ
る。
These objects, as well as further objects that will become apparent from the description below, are to provide a device for sending a first interrogation signal having a first frequency that sequentially takes on the values of a plurality of frequencies within a defined frequency range. This is achieved according to the present invention. This first frequency is, for example, in the range 905-925 MHz, in a frequency band freely used throughout the world for short-range transmissions.

本発明によるシステムに関連する遠隔トランス
ポンダは入力として第1信号をうけ、そして出力
として第2応答信号をつくる。このトランスポン
ダ内の信号変換手段は第1の信号を第2の信号に
変換し、そして次のものを含んでいる。
A remote transponder associated with a system according to the invention receives as input the first signal and produces as output a second response signal. Signal conversion means within the transponder convert the first signal into a second signal and include:

(1) 第1信号をうけるよう結合した「信号コンデ
イシヨニング要素」。各信号コンデイシヨニン
グ要素は第1信号に対して既知の遅延量と既知
の振巾変調とを有する中間信号を与える。
(1) A "signal conditioning element" coupled to receive the first signal. Each signal conditioning element provides an intermediate signal having a known amount of delay and a known amplitude modulation relative to the first signal.

(2) これらの中間信号を組合せて第2信号をつく
るためすべての信号コンデイシヨニング要素へ
結合された「信号組合せ要素」 この信号組合せ要素と信号コンデイシヨニング
要素とは第2信号に既知の情報コードを与え、こ
のコードは識別をし、そして特定のパツシブトラ
ンスポンダと関連づけられる。
(2) A "signal combining element" coupled to all signal conditioning elements to combine these intermediate signals to create a second signal. A known information code is provided, which code identifies and is associated with a particular passive transponder.

本発明のシステムは、トランポンダからの第2
信号をうける装置と、第1と第2信号の両方又は
それらから抽出された信号をうけてこれら2つの
信号を混合し、そしてそれにより別の信号をつく
る混合器とを更に含んでいる。この別の信号は第
1信号と第2信号との和の周波数と差の周波数と
を含んでいてもよい。
The system of the present invention provides a second
The apparatus further includes an apparatus for receiving the signal and a mixer for receiving both the first and second signals or a signal extracted therefrom, mixing the two signals, and thereby producing another signal. This further signal may include a sum frequency and a difference frequency of the first signal and the second signal.

最後に、本発明によるシステムは混合器により
つくられた別の信号に応答してその別の信号に含
まれる周波数を検知し、そしてそれによりパツシ
ブなトランスポンダと関連した情報コードを決定
する信号プロセサを含んでいる。
Finally, the system according to the invention includes a signal processor that responds to the further signal produced by the mixer, detects the frequencies contained in that further signal, and thereby determines the information code associated with the passive transponder. Contains.

本発明によるシステムは、上に述べた米国特許
3273146と3706094に開示された型式のパツシブな
インタロゲータラベルシステムに優る幾つかの利
点を有している。広狭両域の干渉を殆んどうけな
いので本発明のシステムは既知のシステムよりも
SN比は改善されている。本発明は情報コードを
解読するための複雑な信号プロセサを必要としな
い。信号の処理の主な部分はシステムの無線周波
数(RF)部分において行なわれるのでフーリエ
分析のため普通のアルゴリズムを信号プロセサで
用いればよい。
A system according to the invention is disclosed in the above-mentioned US patent
It has several advantages over passive interrogator label systems of the type disclosed in 3273146 and 3706094. Because there is little interference in both wide and narrow areas, the system of the present invention is more effective than known systems.
The signal-to-noise ratio has been improved. The present invention does not require a complex signal processor to decipher the information code. Since the main part of the processing of the signal takes place in the radio frequency (RF) part of the system, conventional algorithms for Fourier analysis can be used in the signal processor.

更に、第1の(質問している)信号と第2の
(応答)信号とを、又はそれらから抽出した信号
を混合する(既述の)混合器の出力は、周波数と
その帯域とが音響波範囲であるので通常の電話線
で送れる。従つて、信号プロセサはRFインタロ
ゲータ/レシーバと混合器とから遠い処にあつて
もよい。このことにより比較的高価なコンピユー
タを使用して遠隔の1つ又はそれ以上のインタロ
ゲータ/レシーバのフーリエ分析を実施でき、そ
の場合その遠隔地からコンピユータまでの高価な
信号伝達系を必要としない。
Furthermore, the output of the mixer (as described above) which mixes the first (interrogating) signal and the second (response) signal, or the signals extracted therefrom, is such that the frequency and its band are acoustically Because it is within the wave range, it can be sent over regular telephone lines. Therefore, the signal processor may be located far from the RF interrogator/receiver and mixer. This allows a relatively expensive computer to be used to perform Fourier analysis of one or more remote interrogators/receivers without requiring an expensive signal transmission chain from the remote location to the computer.

最後に、本発明のシステムに使用する無線周波
技術はこの種の既知装置のものよりも簡単であ
る。無線周波信号は情報コードを搬送するのに直
接使用されるからである。更に詳しくいえば、質
問信号(第1信号)に対しトランスポンダの応答
信号(第2信号)の周波数と位相とに含まれてい
るからである。
Finally, the radio frequency technology used in the system of the invention is simpler than that of known devices of this type. This is because radio frequency signals are used directly to carry information codes. More specifically, this is because it is included in the frequency and phase of the transponder's response signal (second signal) with respect to the interrogation signal (first signal).

本発明の実施例を以下に添付図を参照して詳細
に説明する。
Embodiments of the invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

次に、添付図面の第1図から第24図を参照し
て、本発明の好ましい実施例について説明する。
各図において同一の素子は、同じ参照番号にて示
している。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 24 of the accompanying drawings.
Identical elements in each figure are designated by the same reference numerals.

第1図は、本発明によるインタロゲータ−トラ
ンスポンダシステムの全体構成を示している。こ
のシステムは、電圧制御発振器10の如く信号源
を備える。この電圧制御発振器10は、制御素子
12から制御信号Vを受ける。電圧Vは、発振器
によつて発生される信号の周波数を決定する。発
振器のこの出力信号は、電力増巾器14によつて
増幅され、トランスポンダへ送信するためのアン
テナ16へ加えられる。送信される信号は、S1
して示されている。
FIG. 1 shows the overall configuration of an interrogator-transponder system according to the present invention. The system includes a signal source such as a voltage controlled oscillator 10. This voltage controlled oscillator 10 receives a control signal V from a control element 12 . The voltage V determines the frequency of the signal generated by the oscillator. This output signal of the oscillator is amplified by a power amplifier 14 and applied to an antenna 16 for transmission to a transponder. The transmitted signal is designated as S 1 .

信号S1は、トランスポンダ20のアンテナ18
にて受信され、受動信号変換素子22に通され
る。この信号変換器は、入力信号S1を出力信号S2
へ変換する。その出力信号S2は、インタロゲー
タ/レシーバ装置へ再送信するため同じアンテナ
18又は異なるアンテナ24へ通される。
The signal S 1 is transmitted to the antenna 18 of the transponder 20
The signal is received by the passive signal converting element 22 and passed through the passive signal converting element 22. This signal converter converts input signal S 1 into output signal S 2
Convert to The output signal S 2 is passed to the same antenna 18 or to a different antenna 24 for retransmission to the interrogator/receiver device.

信号変換素子22によつて行なわれる信号変換
については、第2図を参照して以下に詳細に説明
するが、ここでは、信号S2は、最少限、特定のト
ランスポンダ20を識別する情報コードを含んで
いるという説明だけで充分であろう。
The signal conversion carried out by the signal conversion element 22 will be explained in detail below with reference to FIG . It would be sufficient to simply explain that it is included.

信号S2は、送信アンテナ16と同じアンテナで
も異なるアンテナであつてもよいアンテナ26に
よつて受信される。この信号は、次に、信号S2
信号S4へ変換する回路素子28へ通される。
Signal S 2 is received by antenna 26, which may be the same antenna as transmitting antenna 16 or a different antenna. This signal is then passed to circuit element 28 which converts signal S 2 to signal S 4 .

同様に、VOC10の出力は、信号S3を発生す
る回路素子30へ通される。これらの2つの信号
S3およびS4は、ミキサ(4チヤネルマルチプライ
ヤ)32に加えられる。
Similarly, the output of VOC 10 is passed to circuit element 30 which generates signal S3 . These two signals
S 3 and S 4 are added to a mixer (4 channel multiplier) 32.

回路素子30及び28は、各入力信号S1及びS2
を変更して各出力信号S3及びS4を発生する手段を
含んでいてもよいし含まなくてもよい。例えば、
素子30は、信号S3から送信信号S1の小変換信号
であるように、単なる非遮断電気回路又は配線で
あつてもよい。同様に、回路素子28は、信号S4
が信号S2と実質的に同一であるがそれより高い信
号レベルを有しているものとなるように、単に増
巾器であつてもよい。回路素子30及び28のそ
の他の変形例については以下に説明する。しか
し、一般的には、信号S3は、信号S1から抽出され
るものであり、従つて、信号S1の周波数及び位相
の関数であり、一方、信号S4は、信号S2から導き
出されるものであり、従つて、信号S2の周波数及
び位相の関数である。
Circuit elements 30 and 28 receive respective input signals S 1 and S 2
may or may not include means for generating the respective output signals S 3 and S 4 by changing the output signals S 3 and S 4 . for example,
The element 30 may be simply a non-blocking electrical circuit or wire, such as a small conversion signal of the transmitted signal S 1 from the signal S 3 . Similarly, circuit element 28 receives signal S 4
It may simply be an amplifier, such that S 2 is substantially the same as signal S 2 but has a higher signal level. Other variations of circuit elements 30 and 28 are discussed below. However, in general, signal S 3 is extracted from signal S 1 and is therefore a function of the frequency and phase of signal S 1 , whereas signal S 4 is derived from signal S 2 . It is therefore a function of the frequency and phase of the signal S2 .

信号S3及びS4は、ミキサ32にて混合され又は
ヘテロダインされて信号S5を発生する。この信号
S5は、信号S3及びS4に含まれた周波数の和の周波
数および差の周波数の両方を含む。信号S5は、信
号プロセサ34に通される。この信号プロセサ3
4は、信号S5に含まれる周波数の少なくともある
ものを決定し、測定し又は検出する。詳細に述べ
ると、信号プロセサ34は、信号S5がサンプルさ
れデジタル化された後、フーリエ分析(変換)を
用いて、信号S5における差周波数fiのあるものを
決定する。好ましくは、信号プロセサは、また、
周波数成分fiの振巾ai及び各位相中φiを決定する。
ここで、位相φiは、1つの周波数成分fpに関して
測定されるものである。
Signals S 3 and S 4 are mixed or heterodyned in mixer 32 to generate signal S 5 . this signal
S 5 includes both the sum frequency and the difference frequency of the frequencies included in signals S 3 and S 4 . Signal S 5 is passed to signal processor 34 . This signal processor 3
4 determines, measures or detects at least some of the frequencies contained in the signal S 5 . In particular, signal processor 34 uses Fourier analysis (transform) to determine some of the difference frequencies fi in signal S 5 after signal S 5 is sampled and digitized. Preferably, the signal processor also includes:
Determine the amplitude a i of frequency component f i and φ i in each phase.
Here, the phase φ i is measured with respect to one frequency component f p .

信号プロセサ34で決定される情報は記憶装置
36及びマイクロプロセサ38から成るマイクロ
コンピユータに送られる。このマイクロコンピユ
ータは周波数、振幅及び位相情報を連続的に解析
し、そしてこの情報に基づいて決定する。例え
ば、このマイクロコンピユータはトランスポンダ
20の同一性を決定することができる。
The information determined by the signal processor 34 is sent to a microcomputer consisting of a storage device 36 and a microprocessor 38. This microcomputer continuously analyzes frequency, amplitude and phase information and makes decisions based on this information. For example, this microcomputer can determine the identity of transponder 20.

第2図はトランスポンダ20の性質及び動作を
説明している。このトランスポンダは完全に受動
素子であるか又は電源そして一つ又はそれ以上の
能動素子を含むことがある。理解されるように、
第1図のブロツ図で示される信号変換素子22は
N+1コの信号処理素子40及び信号結合素子4
2から成つている。信号処理素子40の各々がア
ンテナ18に持続されており、そして伝送疑問
(interrogation)信号S1を受信する。理解される
ように、各々の処理素子40は出力としてそれぞ
れの中間信号I0,I1,……,INを生ずる。これら
の中間信号は結合素子42に伝送され、この結合
素子42でこれらの中間信号を結合して(例え
ば、加法、乗法等など)出力信号S2を生成する。
FIG. 2 explains the nature and operation of transponder 20. This transponder may be a completely passive component or may include a power source and one or more active components. As understood,
The signal conversion element 22 shown in the block diagram of FIG. 1 includes N+1 signal processing elements 40 and signal coupling elements 4.
It consists of 2. Each of the signal processing elements 40 is coupled to the antenna 18 and receives a transmission interrogation signal S 1 . As will be appreciated, each processing element 40 produces as output a respective intermediate signal I 0 , I 1 , . . . , I N . These intermediate signals are transmitted to a combining element 42 which combines (eg, additive, multiplicative, etc.) these intermediate signals to produce an output signal S2 .

第2図に見られるように、各々の信号処理素子
40は既知の遅れTi及び既知の振幅調整Ai(減衰
か又は増幅のいずれかである)から成つている。
その各々の遅れTi及び振幅調整Aiは受信信号S1
周波数の関数であるかもしれうないし、又は周波
数に独立で、それぞれ、一定の遅れ及び一定の振
幅調整を与えることもある。
As seen in FIG. 2, each signal processing element 40 consists of a known delay T i and a known amplitude adjustment A i (either attenuation or amplification).
The respective delay T i and amplitude adjustment A i may be a function of the frequency of the received signal S 1 or may be independent of frequency, providing a constant delay and a constant amplitude adjustment, respectively.

この発明の実施例では、遅延素子Ti、振幅調整
素子Ai及び中間信号結合素子42は厳密に受動素
子である、すなわち、それらは動作するのに電源
を必要とせずそして処理される信号は増幅されな
い。しかし、この発明の原理及び概念は能動素子
にも適用できる。以下に詳細に説明するように、
遅延素子は表面弾性波を発生し、伝送し、及び受
信する素子によつて、又は赤外線又は光の放射を
伝送する光フアイバー又は光導波管によつて実現
される。振幅調整素子は信号を減衰させるために
抵抗から成るそして/又はリアクタンスから成る
受動素子のいずれから構成される。第2図から明
らかなように、遅延素子及び振幅調整素子の順序
は逆にしてもよい、すなわち、振幅素子Aiが遅延
素子Tiより先になつてもよい。
In this embodiment of the invention, the delay element T i , the amplitude adjustment element A i and the intermediate signal coupling element 42 are strictly passive elements, i.e. they do not require a power supply to operate and the signals being processed are Not amplified. However, the principles and concepts of the invention are also applicable to active devices. As detailed below,
The delay elements are realized by elements that generate, transmit and receive surface acoustic waves, or by optical fibers or optical waveguides that transmit infrared or optical radiation. The amplitude adjustment element may be either a passive element consisting of a resistor and/or a reactance in order to attenuate the signal. As is clear from FIG. 2, the order of the delay elements and amplitude adjustment elements may be reversed, ie, the amplitude element A i may come before the delay element T i .

第3図に示すシグナルプロセツサ34は、信号
S5に含まれる周波数fiのいくつかを決定する。図
示のように、信号S5は、オーデイオレンジのパス
バンド(例えば1〜3KHz)を有するバンドパス
フイルタ44を通過する。このバンドパスフイル
タは、信号S5のうちの、信号S3,S4とは異なる周
波数を有する部分を通過させ、極低周波数ノイズ
を除去する。バンドパスフイルタの出力は、アン
チ−アリアジングフイルタ46を介して、サンプ
ルホールド回路48へ供給される。アナログ信号
は、このようにして、クロツク50で決定される
サンプリング率でサンプリングされる。このサン
プリング率は、パンドパスフイルタ44の上側の
周波数の2倍である。サンプルホールド回路にお
けるサンプルした信号の出力期間は、そのサンプ
ルした信号がアナログ・デジダル(A/D)コン
バータ52によつてデジタル化のなされる期間で
ある。最終的には、このデジタル化されたサンプ
ルは、A/Dコンバータから、専用コンピユータ
54に送られ、このコンピユータ54では、定め
られた期間に出力されたサンプルを繰り返し格納
して、これらの信号のフーリエ変換を行う。コン
ピユータ54では、このようにして、オリジナル
信号S5に含まれる周波数fiを規定するデジタル出
力を発生する。必要に応じて、コンピユータ54
において、各周波数fiにおけるそれぞれの振幅ai
および位相φiを決定するようにしても良い。
The signal processor 34 shown in FIG.
Determine some of the frequencies f i included in S 5 . As shown, signal S 5 passes through a bandpass filter 44 having an audio orange passband (eg, 1-3 KHz). This bandpass filter passes a portion of the signal S 5 having a frequency different from that of the signals S 3 and S 4 and removes extremely low frequency noise. The output of the bandpass filter is provided to a sample and hold circuit 48 via an anti-aliasing filter 46. The analog signal is thus sampled at a sampling rate determined by clock 50. This sampling rate is twice the upper frequency of the breadth pass filter 44. The output period of the sampled signal in the sample and hold circuit is the period during which the sampled signal is digitized by the analog/digital (A/D) converter 52. Ultimately, this digitized sample is sent from the A/D converter to a dedicated computer 54, which repeatedly stores the samples output during a defined period of time and analyzes these signals. Perform a Fourier transform. The computer 54 thus generates a digital output defining the frequency f i contained in the original signal S 5 . If necessary, the computer 54
, each amplitude a i at each frequency f i
and the phase φ i may be determined.

第4図および第5図は、シグナルプロセツサ3
4の典型的な出力を表わす周波数の図である。こ
れらの出力は、トランスポンダー20の信号変圧
器22によつて与えられる情報コードを有してい
るので、このコードに対応する特定のトランスポ
ンダーの確認が行なわれる。
4 and 5 show the signal processor 3
FIG. 4 is a frequency diagram representing a typical output of 4; These outputs carry an information code provided by the signal transformer 22 of the transponder 20, so that the identification of the particular transponder corresponding to this code is carried out.

ここで、再び第1図の装置において、VCO10
を制御して、信号S1の周波数が定められた周波数
レンジ内において連続した複数の周波数値となる
ようにするものとする。例えば、制御電圧を最小
および最大電圧の間で傾斜を持たせて引き上げ、
あるいは引き下げて、定められた周波数レンジの
限度内において連続して周波数を移動させるよう
になす。この代りに、電圧Vを、最小および最大
電圧間において、ステツプ状に1つの値から次の
値にして、信号S1が定められた周波数レンジ内に
おいて、多数のデイスクリートな周波数値となる
ようにしても良い。この周波数レンジとしては、
905ないし925MHzが好適であり、周波数帯はシヨ
ートレンジ伝送については、全世界を通じて自由
に利用することができる。
Here, in the device shown in Figure 1 again, VCO10
shall be controlled so that the frequency of the signal S1 becomes a plurality of consecutive frequency values within a defined frequency range. For example, ramping up the control voltage between the minimum and maximum voltages,
Alternatively, it may be lowered to move the frequency continuously within the limits of a defined frequency range. Alternatively, the voltage V may be stepped from one value to the next between a minimum and maximum voltage such that the signal S 1 has a number of discrete frequency values within a defined frequency range. You can also do it. This frequency range is
905 to 925 MHz is preferred and the frequency band is freely available throughout the world for short range transmission.

信号S1が連続的に複数の周波数値をとつたとし
た場合には、シグナルプロセツサの出力は、第4
図および第5図に示す形態となる。第4図に示す
ように、信号S5に含まれる多数のデイスクリート
な周波数f0,f1,f2……f10は、異なつた振幅(大
きさ)a0,a1……a10および位相φ0,φ1……φ10
有している(周波数f1……f10の位相φ1……φ10
全て周波数f0の位相φ0を基準としている)。
If the signal S1 successively takes on a plurality of frequency values, the output of the signal processor is
The configuration shown in the figure and FIG. 5 is obtained. As shown in FIG. 4, a large number of discrete frequencies f 0 , f 1 , f 2 ... f 10 included in the signal S 5 have different amplitudes (magnitudes) a 0 , a 1 ... a 10 and phases φ 0 , φ 1 ... φ 10 (the phases φ 1 ... φ 10 of the frequencies f 1 ... f 10 are all based on the phase φ 0 of the frequency f 0 ).

測定した位相φ0……φ10は、送信機からトラン
スポンダーまでの距離に依存しているので、送信
機およびレシーバを中心とする半径方向の内方、
外方へのトランスポンダーの移動は、各位相の測
定を繰り返し行なうことで測定することができ
る。第5図は、第4図の位相に対して、送信機/
レシーバからトランスポンダーまでの距離が異な
ることに起因して、位相φ0……φ10が第4図の各
位相に対してどの程度回転(例えば45゜)したの
かを示している。
The measured phase φ 0 ... φ 10 depends on the distance from the transmitter to the transponder, so radially inward about the transmitter and receiver,
The outward movement of the transponder can be measured by repeatedly measuring each phase. FIG. 5 shows that the transmitter/
It shows how much the phases φ 0 ...φ 10 are rotated (for example, 45°) with respect to each phase in FIG. 4 due to the different distances from the receiver to the transponder.

信号S5に異なる周波数が含まれるのは、トラン
スポンダーの特性と共に、伝送された信号S1に含
まれる周波数のためである。
The different frequencies contained in the signal S 5 are due to the characteristics of the transponder as well as the frequencies contained in the transmitted signal S 1 .

VCO10は周波数に関して線形掃引を与えるよ
うに制御されるものとする。またトランスポンダ
ーは、信号変換部品が第6図に示されるように遅
延線フイルタとして設計できるように構成されて
いる。このフイルタは初期遅延T0とこの後に続
く等しい複数の遅延△Tを有する。各遅延部55
からの出力は位相シフトφi(i=0からN)を受
けている。位相左φi−φi-1は中心周波数(915M
Hz)において4つの値0、±90゜あるいは180゜のう
ちの一つの値に拘束されている。トランスポンダ
ーのコード情報はこれらの位相差で搬送される。
このシステムの目的は位相差のパターンを特定の
トランスポンダーの独特の識別情報として検索す
ることにある。
It is assumed that VCO 10 is controlled to give a linear sweep in frequency. The transponder is also configured such that the signal conversion component can be designed as a delay line filter as shown in FIG. This filter has an initial delay T 0 followed by equal delays ΔT. Each delay section 55
The output from has undergone a phase shift φ i (i=0 to N). The phase left φ i −φ i-1 is the center frequency (915M
Hz) to one of four values: 0, ±90° or 180°. The transponder code information is carried by these phase differences.
The purpose of this system is to search for patterns of phase differences as unique identification information for a particular transponder.

各遅延部品からの出力信号I0……IN(中間信号)
は加算されて信号S2を形成する。この信号S2はト
ランスポンダーの共通アンテナに供給される。
Output signal from each delay component I 0 ...I N (intermediate signal)
are summed to form signal S2 . This signal S 2 is fed to the common antenna of the transponders.

さらに、このシステム内の信号S3およびS4が、
周波数と位相(振幅ではない)に関してそれぞれ
信号S1とS2とそれぞれ送信機と受信器において関
係しているとすると、応答信号S4が、ミクサ32
において送信信号S3と混合されると、トランスポ
ンダー内の遅延によつてビートが発生する。実
際、各中間信号I0……INはそれ自身の独特のビー
ト周波数を作り出す。隣接するビート周波数の位
相を比較することによつて、トランスポンダーで
位相コード化された情報を元に戻すことができ
る。
Furthermore, the signals S 3 and S 4 in this system are
Assuming that signals S 1 and S 2 are related in terms of frequency and phase (but not amplitude) at the transmitter and receiver, respectively, the response signal S 4 is
When mixed with the transmitted signal S 3 at , a beat is generated due to the delay in the transponder. In fact, each intermediate signal I 0 ... IN creates its own unique beat frequency. By comparing the phases of adjacent beat frequencies, the information phase encoded in the transponder can be recovered.

従つて、VCO周波数が、毎秒ω〓ラジアンの一
定の速さで最小周波数ω0から最大周波数ω0+△
ωまで掃引されるとすると、この掃引が行なわれ
る時間はτ=△ω/ω〓である。なお、ω=2πfラ
ジアンである。
Therefore, the VCO frequency changes from the minimum frequency ω 0 to the maximum frequency ω 0 +△ at a constant rate of ω = radians per second.
Assuming that it is swept up to ω, the time during which this sweep is performed is τ=Δω/ω〓. Note that ω=2πf radians.

この信号S1は周波数変調されたコサイン波で表
わすことができる。
This signal S 1 can be expressed as a frequency modulated cosine wave.

S1(t)=COS(ω0t+1/2ω〓t2) この信号の瞬時周波数はω0+ω〓tである。初期
位相はゼロに設定することができる。これは単に
時間原点をどこに選ぶかの任意な問題にすぎな
い。振幅は1にすることができる。掃引時間は当
然有限であるが、この束縛は今の解析では無視さ
れる。有限な掃引時間によつて作り出された「端
部効果」があるが、このシステムの主要な操作は
この端部効果を無視することにより最も明瞭に理
解される。
S 1 (t)=COS(ω 0 t+1/2ω〓t 2 ) The instantaneous frequency of this signal is ω 0 +ω〓t. The initial phase can be set to zero. This is simply an arbitrary question of where to choose the time origin. The amplitude can be 1. Although the sweep time is naturally finite, this constraint is ignored in the present analysis. Although there is an "edge effect" created by the finite sweep time, the primary operation of the system is most clearly understood by ignoring this edge effect.

トランスポンダーの中間信号Iiは以下の点を除
いて送信信号S1と同じ形態を有している。
The transponder intermediate signal I i has the same form as the transmitted signal S 1 with the following exceptions.

(1) Tc+T0+i△T遅延している。ここでTc
送信器からトランスポンダーそして受信器まで
のラウンドトリツプ伝達時間である。
(1) T c +T 0 +i△T delayed. where T c is the round trip transmission time from transmitter to transponder to receiver.

(2) θi位相がシフトしている。そして (3) 振幅が(全ての中間信号に対して全て等し
い)Aに減少されている。
(2) θ i phase is shifted. and (3) the amplitude is reduced to A (all equal for all intermediate signals).

従つて、コンポジツト応答信号S2は次式で与え
られる。
Therefore, the composite response signal S2 is given by the following equation.

S2(t)=ANi=0 S1(t−Tc−T0−i△T)θi =ANi=0 cos{ω0(t−Tc−T0−i△T) +1/2ω〓(t−Tc−T0 −i△T)2+θi} 次に、ミキサ32の有用な出力は次の周波数の
異なる成分の積によつて表わすことができる。
S 2 (t)=A Ni=0 S 1 (t-T c -T 0 -i△T)θ i =A Ni=0 cos{ω 0 (t-T c -T 0 -i ΔT) +1/2ω〓(t−T c −T 0 −iΔT) 2i } The useful output of the mixer 32 can then be represented by the product of different components of the following frequencies:

S5(t)=S1(t)×S2(t) この代数式を解くと、以下の様に表わされる。 S 5 (t)=S 1 (t)×S 2 (t) When this algebraic expression is solved, it is expressed as follows.

S5(t)=AN 〓 〓i=0 cos{ω〓t(i△T+Tc+Tp)+ω0(i△T+Tc
Tp) −1/2ω〓(Tc 2+Tp 2+(i△T)2+2TcTp+2i
△T(Tc+Tp))−θi} これは、振幅A、瞬時周波数ω(i△T+Tc
Tp)、包含位相φiの周波数ラインでなる(N+1)
本のくし状スペクトルとして認識されるだろう。
多くの周波数ラインが相互に干渉しないように信
号S5(t)についてスペクトル分析を行なえば、
各ラインについて別々に振幅A及び位相φiを検索
することができる。(実際、フーリエ分析によつ
て各ラインの平行座標が得られ、極座標に変換し
て位相φiを得るためには更に処理することが必要
である。) 第4図及び第5図は、伝搬遅延Tcの変化の結
果として位相φiがどのように変化するかを示して
いる。そこで、異なる時間における周波数ライン
の位相φiを計算してその計算によるそれぞれの結
果を比較することにより、トランスポンダが送受
信システムに対して半径方向に移動したかどうか
を決定することができる。この比較は、マイクロ
プロセツサ38の適当なプログラムによる簡単な
方法で行なつてもよい。
S 5 (t)=A N 〓 〓 i=0 cos{ω〓t(i△T+T c +T p )+ω 0 (i△T+T c +
T p ) −1/2ω〓(T c 2 +T p 2 +(i△T) 2 +2T c T p +2i
△T (T c + T p )) − θ i } This is the amplitude A, the instantaneous frequency ω (i△T + T c +
T p ), consisting of frequency lines with inclusive phase φ i (N+1)
It will be recognized as a book comb spectrum.
If we perform spectrum analysis on the signal S 5 (t) so that many frequency lines do not interfere with each other, we get
The amplitude A and phase φ i can be retrieved for each line separately. (In fact, Fourier analysis yields parallel coordinates for each line, which requires further processing to convert to polar coordinates and obtain the phase φ i .) Figures 4 and 5 show the propagation It shows how the phase φ i changes as a result of a change in the delay T c . By calculating the phase φ i of the frequency line at different times and comparing the results of each calculation, it is then possible to determine whether the transponder has moved radially with respect to the transmitting and receiving system. This comparison may be performed in a simple manner by appropriate programming of the microprocessor 38.

第7図は、米国特許第3706094号明細書に開示
された代表的な型式のトランスポンダを示してお
り、このトランスポンダは受信信号S1を音波に変
換し、ダイポールアンテナ56を介して送信する
ためにその音波エネルギーを電気信号S2に再変換
する。詳述すると、トランスポンダの信号変換素
子は、リチウムニオベート(LiNGO3)結晶のよ
うは圧電材料の基板58から成つている。この基
板の表面上には、アルミニウム等の金属の層が付
着され、第7図に示すようなパターンが形成され
ている。たとえば、このパターンは、ダイポール
アンテナ56に接続された2つのバスバー60及
び62、送り出しトランスデユーサ64並びに複
数のタツプトランスデユーサ66から構成されて
もよい。バー60及び62は、送り出しトランス
デユーサから発生し、実質的に直線的に伝搬して
タツプトランスデユーサに順々に到達する音波の
伝送路68を形成している。このタツプトランス
デユーサは、バスバー60及び62によつて集め
られ加算された音波を電気エネルギーに再変換す
る。その後、この電気エネルギーがダイポールア
ンテナ56を作動させて電磁放射線に変換され、
信号S2として伝搬される。
FIG. 7 shows a typical type of transponder disclosed in U.S. Pat. It converts that sound wave energy back into an electrical signal S2 . In particular, the signal transducing element of the transponder consists of a substrate 58 of piezoelectric material, such as a lithium niobate (LiNGO 3 ) crystal. A layer of metal such as aluminum is deposited on the surface of this substrate, forming a pattern as shown in FIG. For example, the pattern may consist of two bus bars 60 and 62 connected to dipole antenna 56, a delivery transducer 64, and a plurality of tap transducers 66. Bars 60 and 62 form a transmission path 68 for sound waves originating from the delivery transducer and propagating substantially linearly to the tap transducers in turn. This tap transducer reconverts the sound waves collected and summed by busbars 60 and 62 into electrical energy. This electrical energy is then converted into electromagnetic radiation by activating the dipole antenna 56.
It is propagated as signal S2 .

米国特許第3706094号明細書に開示された音波
トランスデユーサでは、それぞれの等距離のトラ
ンスデユーサ位置におけるタツプトランスデユー
サの有無が送信された応答信号における情報コー
ドを与えている。したがつて、トランスポンダに
送信された高周波エネルギーの単1パルスすなわ
ちバースト信号(第1信号S1)が、結果として音
波装置のタツプトランスデユーサの有無に依存す
る1以上の応答パルス(第2信号S2)となるだろ
う。
In the acoustic transducer disclosed in U.S. Pat. No. 3,706,094, the presence or absence of a tap transducer at each equidistant transducer location provides an information code in the transmitted response signal. Thus, a single pulse or burst signal of radio frequency energy (first signal S 1 ) transmitted to the transponder results in one or more response pulses (second signal S 1 ) depending on the presence or absence of the tap transducer of the sonic device. signal S 2 ).

本発明の好ましい実施例において、第7図に示
すように、音波路68に沿つて等間隔にタツプ・
トランスジユーサ66が設けられており、このタ
ツプ・トランスジユーサの間に選定した数の“遅
延パツド70”を設けることにより情報コードが
与えられる。この遅延パツドは、第8図にその詳
細が示されており、同一の材料で成るのが好まし
く、またバス・バー60,62及びトランスジユ
ーサ64,66とともに配置されるのが好まし
い。各遅延パツドは、動作周波数(約915MHz)
において遅延していない音波に対して1/4すなわ
ち90゜だけ1つのタツプ・トランスジユーサ66
から次のトランスジユーサへの音波の伝播を遅延
させるのに十分な幅を有している。連続するタツ
プ・トランスジユーサの間にこれらの遅延パツド
を配置させることにより、前のタツプ・トランス
ジユーサ66Aの下方を音波が通つた時を基準と
した、次のタツプ・トランジユーサ66Bが受取
つた音波の位相φは、次の4つの位相状態を可能
にするように制御されるのが好ましい。
In a preferred embodiment of the invention, taps are placed at equal intervals along the acoustic wave path 68, as shown in FIG.
A transducer 66 is provided and the information code is applied by providing a selected number of "delay pads 70" between the tap transducers. This delay pad, shown in more detail in FIG. 8, is preferably made of the same material and is preferably co-located with bus bars 60, 62 and transducers 64, 66. Each delay pad has an operating frequency (approximately 915MHz)
One tap transducer 66 by 1/4 or 90° for a sound wave that is not delayed at
is wide enough to delay the propagation of sound waves from one transducer to the next. By placing these delay pads between successive tap transducers, the delay received by the next tap transducer 66B is determined relative to when the sound wave passes below the previous tap transducer 66A. Preferably, the phase φ of the sound wave is controlled to allow the following four phase states:

1 タツプ・トランスジユーサ66Aと66Bと
の間にパツドがないときにはφ=−90゜であり、 2 タツプ・トランスジユーサ66Aと66Bと
の間に1つのパツドが有するときにはφ=0゜で
あり、 3 タツプ・トランスジユーサ66Aと66Bと
の間に2つのパツドが有るときにはφ=90゜で
あり、 4 タツプ・トランスジユーサ66Aと66Bと
の間に3つのパツドがあるときにはφ=180゜で
ある。
1. When there is no pad between tap transducers 66A and 66B, φ=-90°; 2. When there is one pad between tap transducers 66A and 66B, φ=0°. , 3 When there are two pads between tap transducers 66A and 66B, φ=90°; 4 When there are three pads between tap transducers 66A and 66B, φ=180° It is.

第6図を参照すると、位相情報φ0(ライン中の
第1のタツプ・トランスジユーサによつて捨つた
信号)と位相情報φ1,φ2……φN(後続のタツプ・
トランスジユーサによつて拾つた信号)とが、第
7図の実施例ではバス・バー60と62とで成る
組合せ器(加算器)へ供給される。この位置情報
は、アンテナ56によつて信号S2として送られる
ものであり、トランスポンダの情報コードを含ん
でいる。
Referring to FIG. 6, phase information φ 0 (the signal discarded by the first tap transducer in the line) and phase information φ 1 , φ 2 .
The signal picked up by the transducer) is fed to a combiner (adder), which in the embodiment of FIG. 7 comprises bus bars 60 and 62. This location information is sent as signal S2 by antenna 56 and contains the information code of the transponder.

第9図は、第2図に示す一般クラスのトランス
ポンダの別の例を示している。この例では、組合
せすなわち結合要素42が加算装置72とミキサ7
4とを備えている。また、この例では、公知の遅
延TN=0と公知の振幅修正(modification)AN
=1とを有する。
FIG. 9 shows another example of the general class of transponders shown in FIG. In this example, combination or combination element 42 includes adder 72 and mixer 7.
4. This example also uses a known delay T N =0 and a known amplitude modification A N
=1.

受取つた信号S1を加算装置72からの出力信号
に混合(ヘテロダイン操作)することの効果は、
出力信号S2の周波数を2倍にすることにある。ミ
キサ74の出力はその2つの入力の和と差の周波
数を含むことになり、2つの入力は信号S1の周波
数である。アンテナが、最初、和の周波数であつ
て差の周波数ではない周波数の信号を放射するよ
うに同調してある場合、送られた(放射された)
信号S2は信号S1の2倍の周波数を有する。従つ
て、システムの受信装置は送信装置の周波数より
1オクターブ高い周波数を受取るよう同調され、
信号S1を送信し且つ信号S2を受取るのを可能にす
る。この装置は、送つた信号S1を反射する目標物
からのクラツタやエコーの問題を解消している。
The effect of mixing (heterodyning) the received signal S 1 with the output signal from the summing device 72 is:
The purpose is to double the frequency of the output signal S2 . The output of mixer 74 will contain the sum and difference frequencies of its two inputs, the two inputs being the frequencies of signal S 1 . transmitted (radiated) if the antenna is initially tuned to radiate a signal at the sum frequency and not the difference frequency
Signal S 2 has twice the frequency of signal S 1 . Therefore, the receiving device of the system is tuned to receive a frequency one octave higher than the frequency of the transmitting device;
It makes it possible to transmit the signal S 1 and receive the signal S 2 . This device eliminates the problem of clutter and echoes from targets reflecting the transmitted signal S1 .

第10,11図は、第9図のトランスポンダを
実行する音響波装置を示す。この装置は、圧電気
基層58上に普通のバスバー60及び62を含
む。バスバー60は、一点で縦に割られており、
ダイオード76及びRFチヨーク77は、出力信
号S2の周波数を2倍にする単一のアンバランスな
ミキサを与えるように、ギヤツプを横切つて結合
されている。
Figures 10 and 11 show acoustic wave devices implementing the transponder of Figure 9. The device includes conventional busbars 60 and 62 on a piezoelectric substrate 58. The bus bar 60 is split vertically at one point,
Diode 76 and RF choke 77 are coupled across the gap to provide a single unbalanced mixer that doubles the frequency of output signal S2 .

この実施例において、遅延パツド78は、音響
波の位相遅延だけでなく選択された減衰(振幅変
調)をも与えるように第11図に示される構成を
とる。この構成は、エンコーデイングの追加手段
を提供し、すなわち、コードは、位相情報と同様
に振幅から成る。
In this embodiment, delay pad 78 takes the configuration shown in FIG. 11 to provide not only a phase delay of the acoustic wave, but also a selected attenuation (amplitude modulation). This configuration provides an additional means of encoding, ie the code consists of amplitude as well as phase information.

第11図を参照すると、タツプトランスジユー
サ66間に挿入される遅延パツドは、特に設計さ
れた振幅変調パツド80を含む。パツド80は、
永続する音響波のトラベル68のパスに垂直な切
り込まれたエツジを有する。このように、この切
り込まれたエツジは、波に、2つのエツジ面82
及び84を示す。エツジ82は、長さ“a”を有
し、これに対し、エツジ84は、長さ“b”を有
する。エツジ82は、2つのエツジ82及び84
でパツドにより与えられる遅延の相違がそれぞれ
180゜であるように、距離D離れて、エツジ84に
平行に伸びている。この拘束によつて、エツジ8
2を横切る波の部分は、エツジ84を横切る波の
部分によつて、位相から離れ、これにより、削除
を与える。
Referring to FIG. 11, the delay pad inserted between tap transducers 66 includes a specially designed amplitude modulation pad 80. Patsudo 80 is
It has a cut edge perpendicular to the path of the persistent acoustic wave travel 68. Thus, this cut edge has two edge surfaces 82 in the wave.
and 84 are shown. Edge 82 has a length "a" while edge 84 has a length "b". Edge 82 has two edges 82 and 84
The difference in delay given by pads in
180°, extending parallel to edge 84 at a distance D apart. With this constraint, Edge 8
The portion of the wave that crosses edge 84 is moved out of phase by the portion of the wave that crosses edge 84, thereby providing cancellation.

減衰Wは、関連したエツジ長さa及びbを比較
することによつて、計算され得る。
Attenuation W can be calculated by comparing the associated edge lengths a and b.

W=(a−b)/(a+b) 長さb=0の場合には、減衰はない(W=1)。
a=bの場合には、最大減衰である(W=0)。
W=(a-b)/(a+b) If length b=0, there is no attenuation (W=1).
When a=b, there is maximum attenuation (W=0).

第9図のトランスポンダにより伝えられる信号
S2の周波数は、信号S1の周波数の2倍なので、デ
コーデイングシステムは、それに従つて修正され
ねばならない。第12図においては、VCOによ
りつくられる信号の周波数fの倍数(例えば2
倍)である周波数Mfを有する信号S3を与えるよ
うに、VCO10の出力に結合された周波数増倍器
(例えば2倍器)を有する第1図に示されるシス
テムの部分が示されている。トランスポンダから
受け取られる増大信号S2によりそれから混合され
る信号S3は、信号S2の周波数に近似している周波
数を有する。
Signals conveyed by the transponder of Figure 9
Since the frequency of S 2 is twice the frequency of signal S 1 , the decoding system must be modified accordingly. In Figure 12, a multiple of the frequency f of the signal generated by the VCO (for example, 2
The portion of the system shown in FIG. 1 is shown having a frequency multiplier (e.g., a doubler) coupled to the output of VCO 10 to provide a signal S 3 having a frequency Mf that is . The signal S 3 , which is then mixed with the augmented signal S 2 received from the transponder, has a frequency that approximates the frequency of the signal S 2 .

第13図には、本発明によるデコーデイングシ
ステムの更に他の変形例が示されている。この場
合に、信号S3及びS4は、分離されてつくられた信
号S6及びS7によりヘテロダイン受信することによ
り、それぞれ、つくられる。信号S6及びS7は、同
期出力S3及びS4をつくるように、同じ信号、ある
いは、関連した同期信号でなければならない。
FIG. 13 shows yet another modification of the decoding system according to the invention. In this case, the signals S 3 and S 4 are created by heterodyne reception with the separately created signals S 6 and S 7 , respectively. Signals S 6 and S 7 must be the same or related synchronization signals to produce synchronization outputs S 3 and S 4 .

第13図に示される形状は、信号S3及びS4の周
波数を低下させるように、従つて、システム設計
を促進するように、作用し得る。
The shape shown in FIG. 13 may serve to reduce the frequency of signals S 3 and S 4 , thus facilitating system design.

第14図においては、第1図装置のVCOによ
りつくられる信号の周波数fが、どのように、定
められた周波数レンジ(905−925MHz)以内に、
ステツプで変化され得るかを示している。この例
において、コントロールユニツト12は、周波数
fが、128の等しいステツプの最小の周波数905M
Hzから最大の周波数925MHzに上げられるように、
VCO10に、階段電圧Vを与える。925MHzに達し
た後に、この周波数は、128ステツプにふたたび
下げられ、プロセスはくり返される。
In Fig. 14, how does the frequency f of the signal generated by the VCO of the device shown in Fig. 1 fall within the specified frequency range (905-925MHz)?
It shows what can be changed in steps. In this example, the control unit 12 is configured such that the frequency f is the lowest frequency 905M of 128 equal steps.
Hz to the maximum frequency of 925MHz,
Apply step voltage V to VCO10. After reaching 925MHz, the frequency is lowered again to 128 steps and the process is repeated.

第15図は、下記の3つの追加的特徴を有する
第1図の装置を示す。
FIG. 15 shows the device of FIG. 1 with three additional features:

(1) VCOの周波数を変化させるための傾斜また
は鋸歯信号発生器。
(1) A ramp or sawtooth signal generator to vary the frequency of the VCO.

(2) クロツク発生器および送信モードと受信モー
ドとの間に前後に切換えるためのスイツチ。
(2) A clock generator and a switch to toggle back and forth between transmit and receive modes.

(3) サンプリング時間を選択し、それによつて周
波数掃引における非直線性を補償するための同
期パルス発生器。
(3) A synchronous pulse generator to select the sampling time and thereby compensate for nonlinearities in the frequency sweep.

第15図の装置は、VCO92に鋸歯波形を供給
するための傾斜発生器90を有する。VCOは、
905MHzから925MHzに向つて直線状に反復的に傾
斜変化する周波数fの出力信号を発生する。この
信号はRF増巾器94によつて増巾されて、信号
を送信電力増巾器98、または解読混合器100
に導く送信−受信スイツチ96に供給される。ス
イツチ96は、クロツク102によつて発生され
る100KHzの矩形波信号によつて制御される。電
力増巾器98からの出力信号S1は外部循環器すな
わち送信/受信(TR)スイツチ104に供給さ
れ、アンテナ106によつて電磁放射として送信
される。
The apparatus of FIG. 15 includes a ramp generator 90 for providing a sawtooth waveform to the VCO 92. The VCO is
An output signal with a frequency f whose slope changes linearly and repeatedly from 905 MHz to 925 MHz is generated. This signal is amplified by an RF amplifier 94 to transmit the signal to a transmit power amplifier 98 or a decoding mixer 100.
is supplied to a transmit-receive switch 96 which leads to a transmitter-receive switch 96. Switch 96 is controlled by a 100 KHz square wave signal generated by clock 102. The output signal S 1 from power amplifier 98 is provided to an external circuit or transmit/receive (TR) switch 104 and transmitted as electromagnetic radiation by antenna 106.

アンテナ106によつてトランスポンダ応答信
号S2が受信されて、循環器すなわちTRスイツチ
104を通して受信器増巾器108に供給され
る。この増巾器の出力S4は、スイツチ96によつ
て断続的に供給される信号S3と混合される。
A transponder response signal S 2 is received by antenna 106 and provided through a circulator or TR switch 104 to a receiver amplifier 108 . The output of this amplifier S 4 is mixed with the signal S 3 provided intermittently by switch 96.

混合器100の出力S5は、信号S3と信号S4との
周波数の和と差とを含んでおり、この出力S5
1KHzと3KHzとの間のパスバンドを有するバンド
パス波器110に供給される。この波器の出
力は、抗偽信号波器112を通してサンプルお
よび保持装置114に供給される。
The output S 5 of the mixer 100 includes the sum and difference of frequencies of the signal S 3 and the signal S 4 , and this output S 5 is
It is fed to a bandpass waver 110 having a passband between 1KHz and 3KHz. The output of this waver is provided through an anti-aliasing waver 112 to a sample and hold device 114 .

サンプルおよび保持装置114は、各サンプル
をアナログ−デジタル(A/D)変換器116に
供給する。このA/D変換器は、各サンプルの計
数値を急速フーリエ変換手段によつて信号に含ま
れた周波数を分析する素子118に提供する。サ
ンプルおよび保持装置114とA/D変換器11
6とは、VCO92によつて発生された信号から導
出されたサンプリング信号によつて作動せしめら
れる。このサンプリング信号は、VCO出力信号
の単調に増加する周波数fの時間に対する非直線
性を補償する。
A sample and holding device 114 provides each sample to an analog-to-digital (A/D) converter 116. This A/D converter provides the count value of each sample to an element 118 which analyzes the frequencies contained in the signal by means of fast Fourier transform. Sample and holding device 114 and A/D converter 11
6 is activated by a sampling signal derived from the signal generated by VCO 92. This sampling signal compensates for the non-linearity with respect to time of the monotonically increasing frequency f of the VCO output signal.

第15図に示されているように、VCO92によ
つて発生される信号は、増巾され固定信号遅延時
間Tsを有する遅延素子120を通過せしめられ
る。遅延させられた信号と遅延させられない信号
との両方が、周波数の和と差との両方を含む信号
S7を発生する混合器122に供給される。信号S7
は、この信号の周波数差部分だけを通過させるロ
ーパス波器124に供給される。このローパス
波器の出力は、各正方向行き(または負方向行
き)の零交差においてパルスを発生する零交差検
出器126に供給される。これらの各パルスは、
サンプルおよび保持装置114とA/D変換器1
16とを作動させるために使用される。
As shown in FIG. 15, the signal generated by VCO 92 is amplified and passed through a delay element 120 having a fixed signal delay time Ts. A signal in which both the delayed and undelayed signals contain both sums and differences of frequencies
It is fed to a mixer 122 which generates S 7 . Signal S 7
is supplied to a low-pass waver 124 that passes only the frequency difference portion of this signal. The output of this low pass waver is provided to a zero crossing detector 126 which generates a pulse at each positive going (or negative going) zero crossing. Each of these pulses is
Sample and holding device 114 and A/D converter 1
16.

第16図ないし第18図は、第15図に示した
回路の作動を示す。すなわち、第16図はクロツ
ク102からの100KHzの出力を示し、第17図
はVCO92により発生される信号の周波数掃引を
示す。そして、第18図においては、実線128
によつて送信信号S1の周波数を示し、破線130
によつてトランスポンダから受信した信号S2の周
波数を示している。図面から解るように、破線1
30で示す信号は実線128で示す信号の送信の
間隔期間中に受信される。これらの間隔期間は、
トランスポンダに対する信号S1の送信とトランス
ポンダからの信号の受信との間の1周走行遅延時
間と略等しく選定される。多重破線によつて示し
たように、トランスポンダからの応答信号は、異
る遅延時間(T0,T1,……TN)を有する組合せ
(例へは加算した)中間信号の結果として、任意
の所定時間において多数の周波数を含んでいるで
あろう。
16-18 illustrate the operation of the circuit shown in FIG. 15. 16 shows the 100 KHz output from clock 102, and FIG. 17 shows the frequency sweep of the signal generated by VCO 92. In FIG. 18, the solid line 128
indicates the frequency of the transmitted signal S 1 by the dashed line 130
shows the frequency of the signal S 2 received from the transponder by. As you can see from the drawing, dashed line 1
The signal indicated at 30 is received during the interval of transmission of the signal indicated by solid line 128. These interval periods are
It is chosen to be approximately equal to the one-round travel delay time between the transmission of the signal S 1 to the transponder and the reception of the signal from the transponder. As shown by the multiple dashed lines, the response signal from the transponder can be arbitrarily generated as a result of the combined (in the example summed) intermediate signals with different delay times (T 0 , T 1 , ...T N ). may contain a large number of frequencies in a given period of time.

第19図ないし第22図は、レーザーから発生
する放射線を使用する、本発明のさらに好ましい
実施例を示している。第19図に示すように、レ
ーザー132は励磁され、制御装置に応答して、
一連の異なる周波数の(例えば、赤外線または可
視光線スペクトルの)放射線を発生する。この放
射線は信号S1を形成し、信号S1はトランスポンダ
134に伝送される。トランスポンダ134は信
号S1を受け、(1)信号S1に応答して応答信号S2を発
生し、(2)鏡136によつて信号S1を反射する。反
射された信号S1は、応答信号S2と同様にホトセル
(PC)138に受け容れられ、ホトセル138
は、これらの放射線信号を電気信号に変換する。
ホトセル138の出力は、異なる周波数の信号S1
及びS2を含んでおり、第1図に示される形式の信
号処理装置140に供給される。
Figures 19-22 illustrate a further preferred embodiment of the invention, which uses radiation generated from a laser. As shown in FIG. 19, laser 132 is energized and, in response to the controller,
Generate radiation at a series of different frequencies (eg, in the infrared or visible light spectrum). This radiation forms signal S 1 , which is transmitted to transponder 134 . Transponder 134 receives signal S 1 , (1) generates a response signal S 2 in response to signal S 1 , and (2) reflects signal S 1 by mirror 136 . The reflected signal S 1 is received by the photocell (PC) 138 in the same manner as the response signal S 2 and is sent to the photocell 138.
converts these radiation signals into electrical signals.
The output of the photocell 138 is a signal S 1 of a different frequency.
and S2 , and is supplied to a signal processing device 140 of the type shown in FIG.

第19図に示される、呼びかけ、受信及びエン
コード装置用のトランスポンダ134は、第20
図、第21図及び第22図に示される形態の1つ
をとることができる。第20図には、異なる長さ
の複数の光フアイバが示されており、この光フア
イバは信号S1を受け、反射信号S2を伝送する。従
つて、信号S2には、すべての光フアイバから出る
信号全部が含まれる。この構成において、各光フ
アイバは、信号S1を受け、一端からそれを導入
し、反射して、再び信号S1をその受信端に導く。
The transponder 134 for the interrogation, reception and encoding device shown in FIG.
It is possible to take one of the forms shown in FIGS. 21 and 22. FIG. 20 shows a plurality of optical fibers of different lengths, which receive the signal S 1 and transmit the reflected signal S 2 . Signal S 2 therefore includes all signals coming out of all optical fibers. In this configuration, each optical fiber receives the signal S 1 , introduces it from one end, reflects, and directs the signal S 1 again to its receiving end.

第21図の実施例では、単一の光フアイバが使
用されて信号S2を発生する。この場合、光フアイ
バの多くのタツプすなわちノツチ142は、放射
線の一部を反射し受信端に戻す役割を果たす。
In the embodiment of FIG. 21, a single optical fiber is used to generate signal S2 . In this case, the many taps or notches 142 in the optical fiber serve to reflect some of the radiation back to the receiving end.

第22図はオプテイカル基板にドープされた一
体化オプテイクデイレーラインを有するオプテイ
カルウエーブガイドを示している。このウエーブ
ガイドは受信ガイド146、伝送ガイド148及
びこの受信ガイドと伝送ガイドとの間にある複数
のタツプ150から成る。従つて、このオプテイ
カルウエーブガイドは、第21図に示されるノツ
チ付光フアイバと全く同様に作動する。
FIG. 22 shows an optical waveguide with an integrated optic delay line doped into the optical substrate. The waveguide consists of a receiving guide 146, a transmitting guide 148, and a plurality of taps 150 between the receiving and transmitting guides. Therefore, this optical waveguide operates in exactly the same manner as the notched optical fiber shown in FIG.

第23,24図はトランスポンダTPに対する
距離及び方位を得るのに如何に複数箇の送受シス
テムが用いられるかを示す図である。第23図に
於いては2台の送信機、受信機、及びミキサが距
離Lだけ離れたアンテナ152と154と共に用
いられる。アンテナ152,154夫々から信号
S2を受けるミキサ156と158は送信された信
号S1から導き出される共通信号S3も受ける。これ
らミキサにより作られた信号S5はトランスポンダ
から受けた符号化された位相情報を含む。一方の
アンテナ152に受けた信号の位相φ01を他方の
アンテナ154で受けた信号の位相φ02と例えば
比較器160で比較することにより、位相差△φ
を決める事が出来る。
Figures 23 and 24 show how multiple transceiver systems are used to obtain range and bearing to the transponder TP. In FIG. 23, two transmitters, receivers, and mixers are used with antennas 152 and 154 separated by a distance L. Signals from antennas 152 and 154 respectively
Mixers 156 and 158 receiving S 2 also receive a common signal S 3 derived from the transmitted signal S 1 . The signal S 5 produced by these mixers contains the encoded phase information received from the transponder. By comparing the phase φ 01 of the signal received by one antenna 152 with the phase φ 02 of the signal received by the other antenna 154 using, for example, a comparator 160, the phase difference Δφ is determined.
can be decided.

第23図に示す配置から θ=tam-1△φ/φL φL=KL=2πL/λ φL=2πfL/c となる事が分ろう。 From the arrangement shown in FIG. 23, it can be seen that θ=tam -1 △φ/φL φ L =KL=2πL/λ φ L =2πfL/c.

従つてトラスポンダへの方位θが測定出来る。 Therefore, the orientation θ to the transponder can be measured.

第24図は既知の位置に配置した第23図示の
型式の2組の装置のこれら位置からトランスポン
ダへ至る距離R1及びR2がどの様にして決定出来
るかを示す。この場合、第1の方位角θ1は第1装
置系162で測定され、方位角θ2は第2装置系1
64で測定される。距離R1及びR2はこれら角度
θ1,θ2並びに距離L0、そして2つの装置系162
と164との間の角θ0とより計算する事が出来
る。
FIG. 24 shows how the distances R 1 and R 2 of two sets of devices of the type shown in FIG. 23 placed at known locations and from these locations to the transponder can be determined. In this case, the first azimuth angle θ 1 is measured by the first instrument system 162 and the azimuth angle θ 2 is measured by the second instrument system 1
Measured at 64. The distances R 1 and R 2 are the angles θ 1 , θ 2 and the distance L 0 , and the two equipment systems 162
It can be calculated from the angle θ 0 between and 164.

茲にパツシブなトランスポンダ質問の新規なシ
ステムが開示され、すべての目的及びその期待さ
れた効果をすべて満足するシステムが開示された
が本発明に対する変型、変更、使用目的は本発明
明細書及図面及び実施例を当業者が研究すること
に依り多様になし得る事が明らかであろう。そし
てこの様な多様な変更は特許請求の範囲に規定し
た本発明要旨から離れる事なくすべて本発明に包
含されるものである。
Although a novel system for passive transponder interrogation has been disclosed, and a system has been disclosed which satisfies all of the objects and desired effects thereof, variations, modifications, and uses of the present invention are contemplated by the present specification, drawings, and the like. It will be apparent that many variations can be made upon study of the embodiments by those skilled in the art. All such various modifications are included in the present invention without departing from the gist of the present invention as defined in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明によるインタロゲータ・トラン
スポンダシステムのブロツク図である。第2図は
第1図のシステムに使用されるトランスポンダの
ブロツク図である。第3図は第1図のシステムに
用いられる信号プロセサのブロツク図である。第
4,5図は第1図のシステムの信号プロセサによ
り得られる情報の周波数グラフである。第6図は
本発明の1つの好ましい実施例のパツシブなトラ
ンスポンダのブロツク図である。第7図は第6図
の実施例の実際の構成を示す図である。第8図は
第7図の一部分の拡大図である。第9図は本発明
の別の好ましい実施例のパツシブなトランスポン
ダのブロツク図である。第10図は第9図の実施
例の実際の構成を示す図である。第11図は第1
0図のものに使用される定在音波装置の詳細を示
す図である。第12図は第1図のインタロゲー
タ/レシーバの1つの好ましい実施例のブロツク
図である。第13図は第1図のインタロゲータ/
レシーバの別の好ましい実施例のブロツク図であ
る。第14図は第1図のシステムにおける周波数
変動の1つの好ましい形を示す周波数対時間のグ
ラフである。第15図は本発明のシステムの質
問、受信及び解読部分の1つの好ましい実施例の
詳細ブロツク図である。第16図は第15図の装
置のクロツク出力を表わすタイミングダイアグラ
ムである。第17図は第15図の装置の伝達信号
を表わす周波数対時間のダイアグラムである。第
18図は第15図の装置における伝達信号と受信
信号との両方を表わす周波数対時間のダイアグラ
ムである。第19図は赤外線又は光線で作動する
本発明のインタロゲータ/トランスポンダシステ
ムのトランスミツタとレシーバとのブロツク図で
ある。第20図は第19図のシステムと使用する
パツシブなトランスポンダの1つの好ましい実施
例を表わす。第21図は第19図のシステムと使
用するためのパツシブなトランスポンダの別の好
ましい実施例を表わす。第22図は第16図のシ
ステムと使用するパツシブなトランスポンダの第
3の好ましい実施例を示す。第23図は、本発明
のパツシブなインタロゲータ/トランスポンダシ
ステムを使用してどのようにしてトランスポンダ
への方角を決めるかを示すトポロジカルダイアグ
ラムである。第24図は、本発明のパツシブなイ
ンタロゲータ/トランスポンダシステムを使用し
てどのようにしてトランスポンダへのレンジをど
のようにして決めるかを示すトポロジカルダイア
グラムである。 図中:10:電圧制御発振器、14:電力増巾
器、16;18:アンテナ、20:トランスポン
ダ、28:信号変換回路素子、30:信号発生回
路素子。
FIG. 1 is a block diagram of an interrogator transponder system according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a transponder used in the system of FIG. FIG. 3 is a block diagram of a signal processor used in the system of FIG. 4 and 5 are frequency graphs of information obtained by the signal processor of the system of FIG. FIG. 6 is a block diagram of a passive transponder in accordance with one preferred embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the actual configuration of the embodiment of FIG. 6. FIG. 8 is an enlarged view of a portion of FIG. 7. FIG. 9 is a block diagram of a passive transponder in accordance with another preferred embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing the actual configuration of the embodiment of FIG. 9. Figure 11 is the first
FIG. 2 is a diagram showing details of the standing acoustic wave device used in the one shown in FIG. FIG. 12 is a block diagram of one preferred embodiment of the interrogator/receiver of FIG. Figure 13 shows the interrogator shown in Figure 1/
FIG. 3 is a block diagram of another preferred embodiment of the receiver. FIG. 14 is a frequency versus time graph illustrating one preferred form of frequency variation in the system of FIG. FIG. 15 is a detailed block diagram of one preferred embodiment of the interrogation, reception and decoding portions of the system of the present invention. FIG. 16 is a timing diagram representing the clock output of the device of FIG. 15. FIG. 17 is a frequency versus time diagram representing the transmitted signal of the device of FIG. 15. FIG. 18 is a frequency versus time diagram representing both the transmitted and received signals in the apparatus of FIG. 15. FIG. 19 is a block diagram of the transmitter and receiver of the infrared or optical interrogator/transponder system of the present invention. FIG. 20 represents one preferred embodiment of a passive transponder for use with the system of FIG. 19. FIG. 21 represents another preferred embodiment of a passive transponder for use with the system of FIG. 19. FIG. 22 shows a third preferred embodiment of a passive transponder for use with the system of FIG. 16. FIG. 23 is a topological diagram illustrating how to orient to a transponder using the passive interrogator/transponder system of the present invention. FIG. 24 is a topological diagram illustrating how to range a transponder using the passive interrogator/transponder system of the present invention. In the figure: 10: voltage controlled oscillator, 14: power amplifier, 16; 18: antenna, 20: transponder, 28: signal conversion circuit element, 30: signal generation circuit element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 エンコードされた情報を搬送するトランスポ
ンダを質問するための装置において、以下のa,
b,c,d,e,f,及びgの構成要素を備える
ことを特徴とする装置。 (a) 第1の信号を受信し、そしてそれに応答して
第2の信号を送信する少なくとも一個のトラン
スポンダ手段。この手段は信号変換手段を含
み、この信号変換手段は前記の第1の信号を入
力として受けそして前記の第2の信号を出力と
して発生し、(1)前記の第1の信号を既知量だけ
遅延させ、そして既知量だけ振幅を変えた中間
信号をそれぞれが発生する複数の信号条件付け
手段と、(2)すべての信号条件付け手段に接続さ
れていて、前記の中間信号を組み合わせて前記
の第2の信号をつくる信号結合手段とを含み、
前記の信号条件付け手段と信号結合手段とは前
記のトランスポンダ手段に関連した前記の第2
の信号へ既知の情報コードを与える。 (b) 第1の周波数を有する前記の第1の信号を送
信する送信手段。前記の第1の周波数は前記の
複数の信号条件付け手段のそれぞれの既知の遅
延量を時間的に区別できるだけの広さの所定の
周波数範囲内の複数の周波数の値を順次にと
る。 (c) 前記のトランスポンダ手段からの前記の第2
の信号を受ける受信手段。 (d) 前記の送信手段へ接続され、前記の第1の信
号から取り出された第3の信号を発生する手
段。 (e) 前記の受信手段へ接続され、前記の第2の信
号から取り出された第4の信号を発生する手
段。 (f) 前記の第3の信号と前記の第4の信号を受
け、これらの信号を混合して第5の信号を発生
する混合手段。 (g) この第5の信号に応答し、第5の信号に含ま
れる周波数の少なくともいくつかの周波数を検
出し、それにより前記のトランスポンダ手段に
関連する前記の情報コードを決定する信号処理
手段。 2 前記の発信手段が前記の所定の周波数の範囲
内の複数の個々の周波数の値として前記の第1の
周波数を発生する手段を備えている請求項1に記
載の装置。 3 前記の発信手段が前記の所定の周波数の範囲
内の複数の個々の周波数の値として前記の第1の
周波数を発生する手段を備えている請求項1に記
載の装置。 4 発信手段は前記の第1の信号を電磁波として
発生する手段を備えている請求項1に記載の装
置。 5 発信手段は無線送信機であり、そして周波数
範囲は無線周波数スペクトル内にある請求項4に
記載の装置。 6 発信手段はコヒーレントな光輻射源である請
求項4に記載の装置。 7 周波数範囲は赤外線域にある請求項6に記載
の装置。 8 発信手段と受信手段は一つのアンテナを共有
している請求項1に記載の装置。 9 発信手段は第1の信号の伝送を間歇的に遮断
するスイツチ手段を含み、それにより第2信号を
受けるための反復期間をつくるようにした請求項
1に記載の装置。 10 スイツチ手段はクロツク信号発生器と、こ
のクロツク信号に応答してクロツク信号率で第1
の信号を遮断する電子スイツチを含むようにした
請求項9に記載の装置。 11 スイツチ手段は、第1の信号から取り出さ
れた第3の信号を発生する手段へ第1の信号を、
その信号が発信手段によつて送信されないとき
に、交互に送るようにしている請求項9に記載の
装置。 12 前記の信号交換手段は音波の複数の進行路
を表面上で決めている基板と、表面音波をそれぞ
れ長さの異なる進行路の始端から終端へ伝送する
電気回路手段とを含む請求項1に記載の装置。 13 前記の電気回路手段は、進行路に沿つて伝
播する表面音波に第1の信号を交換するため基板
表面に配置した少なくとも一個のランチ・トラン
スジユーサと、音波を出力信号に変換するため進
行路に沿つて間隔を置いて基板表面に配置した複
数のタツプ・トランスジユーサと、これらのタツ
プ・トランスジユーサに結合され、出力信号を組
み合わせて第2の信号を形成する電気回路とを含
む請求項12に記載の装置。 14 進行路に沿つて複数のトランスジユーサ位
置を等間隔に決め、タツプトランスジユーサをこ
れらのトランスジユーサ位置の少なくともいくつ
かの位置に配し、タツプ・トランスジユーサのこ
れらの位置における有無が第2の信号における情
報コードをつくつている請求項13に記載の装
置。 15 基板表面上に進行路に沿つて複数の音波遅
延パツドを配し、進行路に沿つての音波伝播時間
を調整するようにした請求項12に記載の装置。 16 すべての遅延パツドは音波の進行方向に同
じ巾を有し、それによりパツドの有無が所定量だ
け音波の伝播時間を変えるようにした請求項15
に記載の装置。 17 遅延パツドは所定量だけ音波の振幅を変え
る形状であり、音波の振幅は少なくとも情報コー
ドの一部分となつている請求項15に記載の装
置。 18 基板はニオブ酸リウチム(LiNbO3)結晶
である請求項12に記載の装置。 19 信号変換手段は、光波の進行路を決める少
なくとも一つの光学的ウエーブガイドと、このウ
エーブガイドの一端に光波を注入する手段と、ウ
エーブガイドのこの一端に注入した光波がウエー
ブガイドに沿つて間隔を置いた点に到達するとき
を決定するタツプ手段とを備えている請求項1に
記載の装置。 20 光学的ウエーブガイドを少なくとも一本の
光フアイバーを備えている請求項19に記載の装
置。 21 光学的ウエーブガイドが集積光ウエーブガ
イドを備えている請求項19に記載の装置。 22 タツプ手段は第2の信号をつくる手段を含
んでいる請求項19に記載の装置。 23 送信手段は第1の信号を光ビームとして伝
播する請求項22に記載の装置。 24 タツプ手段は光輻射として第2の信号を伝
播する手段を含む請求項23に記載の装置。 25 タツプ手段は無線周波数電磁輻射として第
2の信号を伝播する手段を含む請求項23に記載
の装置。 26 混合手段は、(1)第3と第4の信号を受け、
そして第3の信号の周波数と第4の信号の周波数
の和と差とに等しい周波数の出力信号をつくるヘ
テロダインと、(2)差の周波数を含む前記の出力信
号の部分だけを通して第5の信号を形成する周波
数フイルタとを含む請求項1に記載の装置。 27 第5の信号がアナログ信号であり、信号処
理手段が第5の信号をデジタル信号に変化するア
ナログ・デジタル変換器を含んでいる請求項1に
記載の装置。 28 信号処理手段は、アナログ・デジタル変換
器に結合され、デジタル信号に対して急速フーリ
エ変換を実施する手段を含んでいる請求項27に
記載の装置。
[Scope of Claims] 1. A device for interrogating a transponder carrying encoded information, comprising: a.
A device comprising the following components: b, c, d, e, f, and g. (a) at least one transponder means for receiving a first signal and transmitting a second signal in response; The means includes signal converting means that receives the first signal as an input and generates the second signal as an output, the means for: (1) converting the first signal by a known amount; (2) a plurality of signal conditioning means, each of which generates an intermediate signal that is delayed and whose amplitude is varied by a known amount; a signal combining means for producing a signal of
Said signal conditioning means and signal combining means are associated with said second transponder means.
give a known information code to the signal. (b) transmitting means for transmitting said first signal having a first frequency; The first frequency sequentially takes values of a plurality of frequencies within a predetermined frequency range wide enough to temporally distinguish the known delay amounts of each of the plurality of signal conditioning means. (c) said second from said transponder means;
receiving means for receiving signals. (d) means connected to said transmitting means for generating a third signal derived from said first signal; (e) means connected to said receiving means for generating a fourth signal derived from said second signal; (f) Mixing means for receiving the third signal and the fourth signal and mixing these signals to generate a fifth signal. (g) signal processing means responsive to said fifth signal for detecting at least some of the frequencies contained in said fifth signal and thereby determining said information code associated with said transponder means; 2. The apparatus of claim 1, wherein said emitting means comprises means for generating said first frequency as a plurality of individual frequency values within said predetermined frequency range. 3. The apparatus of claim 1, wherein said emitting means comprises means for generating said first frequency as a plurality of individual frequency values within said predetermined frequency range. 4. The device according to claim 1, wherein the transmitting means comprises means for generating the first signal as an electromagnetic wave. 5. Apparatus according to claim 4, wherein the transmitting means is a radio transmitter and the frequency range is within the radio frequency spectrum. 6. Apparatus according to claim 4, wherein the transmitting means is a coherent optical radiation source. 7. The device according to claim 6, wherein the frequency range is in the infrared range. 8. The apparatus of claim 1, wherein the transmitting means and the receiving means share one antenna. 9. The apparatus of claim 1, wherein the transmitting means includes switch means for intermittently interrupting transmission of the first signal, thereby creating repeat periods for receiving the second signal. 10 The switching means includes a clock signal generator and, responsive to the clock signal, a first clock signal at a clock signal rate.
10. The apparatus of claim 9, further comprising an electronic switch for blocking the signal. 11 The switching means transmits the first signal to the means for generating a third signal derived from the first signal.
10. The apparatus of claim 9, wherein the signal is sent alternately when not being transmitted by the transmitting means. 12. The signal exchange means according to claim 1, comprising a substrate that determines a plurality of travel paths for sound waves on its surface, and electric circuit means that transmits the surface sound waves from the start end to the end end of the travel paths each having a different length. The device described. 13. Said electrical circuit means includes at least one launch transducer disposed on the substrate surface for exchanging a first signal with a surface acoustic wave propagating along the travel path and a launch transducer disposed on the surface of the substrate for converting the acoustic wave into an output signal. a plurality of tap transducers spaced along the substrate surface and an electrical circuit coupled to the tap transducers for combining the output signals to form a second signal; 13. Apparatus according to claim 12. 14 determining a plurality of transducer locations equidistantly along the travel path, disposing tap transducers at at least some of these transducer locations, and disposing the tap transducer at these locations; 14. The apparatus of claim 13, wherein the presence or absence creates an information code in the second signal. 15. The apparatus of claim 12, wherein a plurality of sound wave delay pads are disposed on the substrate surface along the travel path to adjust the propagation time of the sound wave along the travel path. 16. Claim 15: All delay pads have the same width in the direction of propagation of the sound wave, so that the presence or absence of the pads changes the propagation time of the sound wave by a predetermined amount.
The device described in. 17. The apparatus of claim 15, wherein the delay pad is shaped to vary the amplitude of the sound wave by a predetermined amount, the amplitude of the sound wave being at least part of the information code. 18. The device of claim 12, wherein the substrate is a lithium niobate ( LiNbO3 ) crystal. 19 The signal converting means includes at least one optical waveguide that determines the traveling path of the light wave, a means for injecting the light wave into one end of the waveguide, and a means for injecting the light wave into the one end of the waveguide at a distance along the waveguide. 2. Apparatus as claimed in claim 1, further comprising tapping means for determining when the point at which the point has been placed is reached. 20. The apparatus of claim 19, wherein the optical waveguide comprises at least one optical fiber. 21. The apparatus of claim 19, wherein the optical waveguide comprises an integrated optical waveguide. 22. The apparatus of claim 19, wherein the tapping means includes means for producing a second signal. 23. The apparatus of claim 22, wherein the transmitting means propagates the first signal as a beam of light. 24. The apparatus of claim 23, wherein the tapping means includes means for propagating the second signal as optical radiation. 25. The apparatus of claim 23, wherein the tapping means includes means for propagating the second signal as radio frequency electromagnetic radiation. 26 The mixing means (1) receives the third and fourth signals;
and (2) producing a fifth signal through only the portion of said output signal that includes the difference frequency. and a frequency filter forming a frequency filter. 27. The apparatus of claim 1, wherein the fifth signal is an analog signal and the signal processing means includes an analog-to-digital converter for converting the fifth signal into a digital signal. 28. The apparatus of claim 27, wherein the signal processing means includes means coupled to the analog-to-digital converter to perform a fast Fourier transform on the digital signal.
JP59225648A 1984-10-09 1984-10-26 Questioning system to passive transponder carried of phase-encoded information Granted JPS61104279A (en)

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