JPH05218933A - Idカードシステム用送受信回路 - Google Patents

Idカードシステム用送受信回路

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JPH05218933A
JPH05218933A JP4027518A JP2751892A JPH05218933A JP H05218933 A JPH05218933 A JP H05218933A JP 4027518 A JP4027518 A JP 4027518A JP 2751892 A JP2751892 A JP 2751892A JP H05218933 A JPH05218933 A JP H05218933A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ミリ波帯においても低消費電力であり、した
がって周波数を有効に利用でき、伝送速度を高めること
ができる簡単な構成で高感度のIDカードシステム用送
受信回路を提供することを目的とする。 【構成】 子局から親局にデータを送信するため親局搬
送波より一定の周波数にシフトした側帯波を発生させる
低周波信号を発生する発振手段と、前記低周波信号を前
記親局搬送波と混合し、シフトした側帯波を有する親局
搬送波を子局送信波として送出するミキサ手段と、受信
した親局搬送波や上記した低周波信号を子局から親局へ
の子局データで変調する変調手段と、送受信動作モード
をASK検波モードと周波数変換モードに切り換えるス
イッチ手段とを備えたことを特徴とする構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線IDカードシステ
ムにおいて、多数の子局を親局で判別し、相互の通信を
行う無線IDカードシステム用送受信回路に係り、特に
低消費電力かつ高感度を要求するミリ波帯における電池
式IDカードに有効な無線IDカードシステム用送受信
回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図9は従来の無線IDカードシステム用
送受信回路の基本構成を示すブロック図である。図9に
おいて、親局側の送信機(TX)1からアンテナ2を介
して搬送波が比較的低い周波数帯のASK(Ampli
tude Shift Keying:振幅変位方式)
変調波を子局側に送信する。子局側は、このASK変調
波を低利得アンテナ3で受信し、検波回路(DET)4
でダイオードによる包絡線検波を行ってデータを取出す
ように構成されている。一方、子局側は親局側からの搬
送波を位相変調器(PM MOD)5にデータを取り込
み、これにより位相変調して再び親局側に送信し、親局
側はこれをアンテナ2を介して受信機(RX)6に取り
込んでデータを得るように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たような従来の無線IDカードシステム用送受信回路に
は次のような問題点がある。 1)ミリ波より低い周波数帯で信号を送受信するために
人工雑音の影響を受け易く、カードの大きさでアンテナ
の指向性を鋭くして他からの干渉を軽減することが困難
であった。 2)また、低い周波数帯では信号が良好に伝搬すること
から秘匿性が要求されたり、多数の親局が必要な場合は
周波数を変えることなどをして干渉を防ぐ必要があっ
た。 3)ミリ波帯ではアンテナの利得は上げることができる
が、使用する素子の性能が低下するという問題がある。
すなわち、このような低い周波帯ではASK変調やPM
(Phase Modulation)変調に接合容量
を非常に小さくできるPINダイオードを使用している
が、寄生容量や誘導リアクタンスの影響で導通、非導通
時のインピーダンス変化が小さくなることから、オン・
オフ比特性が著しく劣化するという問題がある。 4)子局側は低消費電力化のため高安定のミリ波帯発振
器を持てず、システムの利得をできるだけ大きくしなけ
ればならないという問題点があった。 5)親局側からの送信信号による子局側での受信は、包
絡線検波が簡単で、しかも消費電力が少ないという観点
から最も優れている。しかし、検波感度が低いので、搬
送波の電力損失をできるだけ抑え、検波器に入力しなけ
ればならず、具体的には子局送信用の被変調回路に対す
る結合損をできるだけ小さくし、このために低下する送
信電力分を変調方式や親局の受信感度を高くすることで
補わなければならないという問題があった。
【0004】したがって、本発明は上記したような従来
の無線IDカードシステム用送受信回路の欠点を解消す
ることを目的とし、特にミリ波帯においても低消費電力
であり、したがって周波数の有効利用が可能であるとと
もに伝送速度を高めることができる簡単で高感度なID
カードシステム用送受信回路を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に提案された本発明によるIDカードシステム用送受信
回路は、多数の子局を親局で判別し、相互の通信を行う
ミリ波帯無線IDカードシステム用送受信回路におい
て、前記子局が、前記親局で振幅変調された親局搬送波
信号をアンテナを介して受信し、包絡線検波して親局デ
ータを取出す検波手段と、子局から親局にデータを送信
するため前記親局搬送波より一定の周波数にシフトした
側帯波を発生させる低周波信号を発生する発振手段と、
上記発振手段からの低周波信号と前記親局搬送波を混合
し、子局送信波として送出するミキサ手段と、前記側帯
波を子局から親局に送る子局データで変調する変調手段
と、送受信動作モードを振幅検波(受信)モードとシフ
ト(送信)モードに切り換えて、送信に供するスイッチ
手段と、を備えたことを特徴とする。
【0006】
【作用】上記のように構成された本発明においては、ミ
リ波の広い帯域を利用し、子局では干渉などを防ぐため
搬送波に対して周波数をシフトさせて送信し、親局では
自局の送信波を局部発振波として子局からの受信信号の
うち側帯波をスーパーヘテロダイン受信し、高感度化を
実現する。また、子局でのシフト周波数は低周波の中間
周波数帯なので位相変調や周波数変調を簡単に行うこと
ができ、親局の所要S/N(C/N)をASK方式より
小さくすることができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は本発明によるIDカードシステム用
送受信回路の基本構成を示すブロック図である。図にお
いて、7から16は親局側の構成要素を示し、17から
25は子局側の構成要素をそれぞれ示す。
【0008】図1の7は親局側の送信搬送波を発生する
送信発振器、8は後述の副搬送波変調器からの変調信号
により送信発振器7からの送信搬送波を振幅変調する振
幅変調器、9はこの振幅変調器8からの親局送信波を次
に述べるアンテナに転送するとともに、後に述べる子局
からの受信波を上記アンテナを介して以下に述べる受信
ミキサに転送する分波器、10は分波器9からの親局送
信波を子局に送信するとともに子局からの子局送信波を
受信するアンテナ、11は分波器9からの子局受信波を
親局送信波の一部と混合し、中間周波信号を与える受信
ミキサ、12はこの受信ミキサ11からの中間周波信号
を増幅する中間周波増幅器、13はこの中間周波増幅器
12の出力の中間周波信号のみをろ波する中間周波(I
F)ろ波器、14はこのIFろ波器13からの中間周波
信号から子局データを復調する復調器、15は復調され
た子局データを所定の用途に供するとともに、副搬送波
変調信号を次に示す副搬送波変調器に与える通信制御回
路、16は前記副搬送波変調器である。
【0009】また、図1の17は親局からの親局受信波
を受信するアンテナ、18は受信した親局受信波を次に
示す包絡線検波器に転送するとともに後述の送信ミキサ
からの子局送信波をアンテナ17に送出する結合器、1
9は前記受信した親局受信波に対して包絡線検波を行い
親局データを含む副搬送波を取り出す包絡線検波器、2
0はこの検波した副搬送波を増幅するベースバンド(B
B)増幅器、21は増幅された副搬送波以外の不要成分
波を除くベースバンド(BB)ろ波器、22はろ波信号
から親局データを復調する復調器、23は復調された親
局データを所定の用途に供するとともに、子局データを
次に示すシフト発振器に送出する通信制御回路、24は
前記子局データを受けるとともに、子局受信波を受信し
た親局搬送波から一定の低周波数だけシフトさせる低周
波信号を発生するシフト発振器、25はこのシフト発振
器24からの低周波信号と受信した親局搬送波とを混合
した子局受信波を結合器18に送出する送信ミキサであ
る。
【0010】上記のような基本的な構成において、親局
側においては、送信発振器7で発生された親局搬送波f
r は振幅変調器8で振幅変調され、分波器9、アンテナ
10を介して子局側に送信波ft1が送信される。子局側
では、この親局からの受信波fr をアンテナ17、結合
器18を介して受信し、包絡線検波器19で包絡線検波
し、BB増幅器20、BBろ波器21を介して副搬送波
信号を増幅するとともに帯域制限を行ない、復調器22
で親局データを復調し、通信制御回路23で所定の用途
に供する。
【0011】一方、子局から親局へ子局のデータを送信
するときは、シフト発振器24からの低周波信号fs と
親局からの受信波(但し、無変調)fr を送信ミキサ2
5で混合し、結合器18、アンテナ17を介して親局に
送信波ft2を送信する。
【0012】この場合、低周波信号fs の電力は親局搬
送波fr より大きい電力でドライブするようにする。子
局からの子局送信波ft2は、ft2=nfr ±mfs
(n,mは自然数)で与えられ、低周波信号fs をドラ
イブする場合は子局送信波ft2は親局搬送波fr のレベ
ルに比例することになる。また、親局では、子局からの
子局送信波ft2をアンテナ10、分波器9を介して受信
し、受信ミキサ11で中間周波数fi に変換し、中間周
波増幅器12で増幅し、IFろ波器13でろ波し、復調
器14で子局データを取出す。なお、上記の式におい
て、m,n=1のときはft2=fr ±fs となり、親局
の中間周波数fi はfi =fs となる。また、子局デー
タは後で示すように通信制御回路23からシフト発振器
24を変調する形で与えられる。
【0013】次に、本発明の具体的実施例について説明
する。本発明は特に子局の構成にあるので子局側につい
ての実施例を以下では説明する。図2はFSK(Fre
guency Shift Keying:周波数変移
方式)/ASK(Amplitude Shift K
eying:振幅変移方式)送信の場合の本発明の一実
施例を示す回路構成図である。図において、親局からの
子局受信波fr はアレーアンテナ26(図1のアンテナ
17に対応)、インピーダンス整合回路(MNW)2
7、結合コンデンサ28を介して電界コンデンサ(FE
T)29のゲートに入力される。図2のFET29のバ
イアス特性曲線に示したように、FET29のゲートに
は抵抗30を介してゲートバイアス電圧−Egが印加さ
れており、親局からの受信の場合は検波モードのバイア
ス位置−Egtに設定されており、この場合のFET2
9のダイオード特性から入力された親局搬送波fr は包
絡線検波され、増幅器31(図1のBB増幅器20に対
応)を通してASK検波出力として取り出され、図1の
BBろ波器21に送出される。なお、FET29は抵抗
R1を介してドレインバイアス+Edが印加されてい
る。
【0014】子局から親局に送信する場合には、FET
29のゲートは図2における送信シフトモード位置−E
gtに設定されており、FET29はドレイン・ゲート
間容量Cdg、ゲートのソース間容量Cgs、及び誘導
子(L1)32、コンデンサ(C1)33、可変容量ダ
イオード35の誘導性リアクタンスとでコルピッツ形L
C発振回路34(図1のシフト発振器24に対応)を構
成しているが、上記した発振回路は他の構成の回路を使
用してもよい。そして、この発振回路34の可変容量ダ
イオード35を抵抗(R3)36を介して周波数変調入
力端子37にパルス信号を引加して変化させることによ
りこの発振回路34の発振出力は周波数変調される。
【0015】このようにして、子局から親局へ送信する
場合は、FET29と、これを含めた発振回路34とで
図1の結合器18、送信ミキサ25、シフト発振器24
が構成され、周波数変調入力端子37に子局データを含
む周波数変調信号を印加することにより子局データで周
波数変調された子局送信波ft2が得られ、受信の場合と
逆にアレーアンテナ26を介して親局に送信される。
【0016】図3は、図2に示したFSK/ASK送信
の実施例の全体を図示したものであり、図3のBBろ波
器21、復調器22、通信制御回路23は図1のものと
同一の構成である。通信制御回路23の端子38は復調
器22からの復調された親局データを受ける端子、端子
39は子局データとしてのFM変調信号を発振回路34
に送出する端子、端子40はFET29のバイアスを切
り換える端子である。ASKで送信するときは、通信制
御回路23のバイアス切り換え端子40からFET29
のゲートにEgtとEgrを切り換えるパルス信号を送
って行われ、このときのFM変調信号端子39は無信号
となっている。尚、ASK方式の場合には、FM変調信
号端子39には信号を与えず、ゲートバイアスに送信パ
ルスを重畳させるようにしてもよい。その場合には、抵
抗器(R3)36の通信制御回路23側の端子37は接
地される。
【0017】図4はPSK(Phase Shift
Keying:位相変移方式)送信の場合の本発明の一
実施例を示す回路構成図である。図4において、親局か
らの子局受信波fr の検波は,上記FSK/ASK送信
の実施例の場合と同様になされる。すなわち、子局受信
波fr はアレーアンテナ26、インピーダンス整合回路
27を通してFET29に入力される。FET29は受
信時には図の−Egrにバイアスされて二乗検波として
作用し、コンデンサ(C1)33を介して増幅器31で
増幅され、ASK検波出力として取り出される。子局か
ら親局へ子局データを送信するときは、発振器41(図
1のシフト発振器24に対応)から低周波信号fs を位
相変調器42に印加し、さらに位相変調入力端子43か
ら子局データを含む位相変調信号を位相変調器42に加
え、その出力をFET29のドレイン(D)に印加する
ことにより、子局受信波fr と位相変調した低周波信号
fs とが混合された子局送信波ft がアレーアンテナ2
6を介して親局に送信される。このPSK方式は回路が
複雑になるという問題点がある。尚、位相変調器42を
スイッチとして振幅変調器とすることによりASK方式
が可能なことは勿論である。
【0018】図5は上記した図4に示したPSK送信の
実施例の全体を表わしたもので、通信制御回路23の端
子40は子局データとしてのPM変調信号を位相変調器
42に送出する端子、端子44はFET29のバイアス
を切り替える端子である。
【0019】図6は、送信変調方式がASK/ASKの
場合の実施例を示す回路構成図である。親局からの受信
動作は前記した実施例に示した場合と同様である。親局
への送信時には、FET29のドレインバイアスとして
通信制御回路23のASK変調信号端子45から、送信
モード時には+Edを、ASK検波モード時には発振回
路34が発振を停止するバイアス電圧以下の電圧を印加
する。また、通信制御回路23のバイアス切り換え端子
46からはFET29のゲート(G)に対してパルス信
号によりバイアス電圧をEgtとEgrで切り換えるよ
うにする。
【0020】図7は図2及び図3のFSK/ASK送信
の実施例及び図5及び図6のPSK送信の場合の各部の
動作波形を例示したタイミング図である。図7におい
て、a)は装置動作の時間基準を示すクロック信号、
b)はFET29のバイアス波形、c)はASK動作に
おけるASK受信復調波形、d)は子局からの送信信号
波形、e)はASK動作の場合のFET29のゲートバ
イアス波形、f)は2PSK送信の場合の送信周波数偏
移、g)は2PSK送信の場合の送信位相偏移を示して
いる。
【0021】図8は図6のASK/ASK送信の実施例
の場合の各部の動作波形を例示したタイミング図であ
る。図8において、a)は装置動作の時間基準を示すク
ロック信号、b)は親局からの親局搬送波の受信復調信
号、c)はFET29の子局受信、送信動作時のバイア
ス、d)はASK送信時のFET29の電源の波形であ
る。
【0022】
【発明の効果】以上で明らかな様に本発明によれば、子
局から親局にデータを送信するため受信した親局搬送波
より一定の周波数にシフトさせる低周波信号を発生する
発振手段と、前記低周波信号を前記親局搬送波と混合
し、受信した親局搬送波の側帯波を子局送信波として送
出するミキサ手段と、前記受信した親局搬送波や上記低
周波発振波を子局から親局への子局データで変調する変
調手段と、送受信動作モードをASK検波モードと周波
数変換モードとに切り換えるスイッチ手段とを設けるこ
とにより、簡単な回路構成で高感度なシステムを構築で
きると共にミリ波帯においても低消費電力のIDカード
システムを構築でき、したがって周波数の有効利用が可
能になるとともに伝送速度を高めることができる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるIDカードシステム用送受信回路
の基本構成を示すブロック図である。
【図2】FSK/ASK送信の場合の本発明の一実施例
を示す回路構成図である。
【図3】図2に示したFSK/ASK送信の場合の実施
例をまとめて示す回路構成図である。
【図4】PSK送信の場合の本発明の一実施例を示す回
路構成図である。
【図5】図4に示したPSK送信の実施例の全体を示し
た回路構成図である。
【図6】送信変調方式がASK/ASKの場合の実施例
を示す回路構成図である。
【図7】図2及び図3のFSK/ASK送信の実施例お
よび図5及び図6のPSK送信の実施例の場合の各部の
動作波形を例示したタイミング図である。
【図8】図6のASK/ASK送信の実施例の場合の各
部の動作波形を例示したタイミング図である。
【図9】従来の無線IDカードシステム用送受信回路の
基本構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
17 アンテナ 19 包絡線検波器 24 シフト発振器 25 送信ミキサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の子局を親局で判別し、相互の通信
    を行うミリ波帯無線IDカードシステム用送受信回路に
    おいて、 前記子局が、前記親局で振幅変調された親局搬送波信号
    をアンテナを介して受信し、包絡線検波して親局データ
    を取出す検波手段と、 子局から親局にデータを送信するため前記親局搬送波よ
    り一定の周波数にシフトした側帯波を発生させる低周波
    信号を発生する発振手段と、 上記発振手段からの低周波信号と前記親局搬送波を混合
    し、シフトした側帯波を有する親局搬送波を子局送信波
    として送出するミキサ手段と、 前記子局送信波のシフトした側帯波の振幅を送受信動作
    モードを振幅検波(受信)モードとシフト(送信)モー
    ドに切り換えて送信に供するスイッチ手段により子局か
    ら親局に送る子局データで変調する変調手段と、 を備えたことを特徴とするIDカードシステム用送受信
    回路。
  2. 【請求項2】 前記親局搬送波をシフトさせる低周波信
    号は周波数変調若しくは位相変調される請求項1に記載
    のIDカードシステム用送受信回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009145300A (ja) * 2007-12-18 2009-07-02 Omron Corp 距離測定方法、距離測定装置、非接触ic媒体、距離測定システム、および距離測定プログラム

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JPH01182780A (ja) * 1988-01-14 1989-07-20 Matsushita Electric Works Ltd 位置識別システム

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