JPH06104945A - ２相位相変調回路 - Google Patents
２相位相変調回路Info
- Publication number
- JPH06104945A JPH06104945A JP25271392A JP25271392A JPH06104945A JP H06104945 A JPH06104945 A JP H06104945A JP 25271392 A JP25271392 A JP 25271392A JP 25271392 A JP25271392 A JP 25271392A JP H06104945 A JPH06104945 A JP H06104945A
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- Japan
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- diode
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- admittance
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】質問器と、これから発射されたマイクロ波に対
して応答すべき情報に則った変調を施して送り返す応答
器からなる非接触ＩＤカードシステムの応答器用変調回
路において、安価なショットキーバリアダイオード１個
で２相ＰＳＫを行える安価で簡単な構造の２相ＰＳＫ回
路を提供すること。 【構成】その一端を電気的に接地したダイオードの他端
に主線路を介してマイクロ波信号を導き、変調信号に対
応する波形の電流を該ダイオードに印加し、このダイオ
ードのＯＮ時のインピーダンスとＯＦＦ時のインピーダ
ンスの差を利用して上記のダイオードから反射される反
射波に２相位相変調を行う回路において、接続点から上
記ダイオード側を見たＯＮ時のアドミタンスＹonとＯＦ
Ｆ時のアドミタンスＹoffがＹon・Ｙoff＝１なる関係を
満足する先端接地のショートスタブまたは先端開放のオ
ープンスタブを上記主線路に並列に接続したこと。
して応答すべき情報に則った変調を施して送り返す応答
器からなる非接触ＩＤカードシステムの応答器用変調回
路において、安価なショットキーバリアダイオード１個
で２相ＰＳＫを行える安価で簡単な構造の２相ＰＳＫ回
路を提供すること。 【構成】その一端を電気的に接地したダイオードの他端
に主線路を介してマイクロ波信号を導き、変調信号に対
応する波形の電流を該ダイオードに印加し、このダイオ
ードのＯＮ時のインピーダンスとＯＦＦ時のインピーダ
ンスの差を利用して上記のダイオードから反射される反
射波に２相位相変調を行う回路において、接続点から上
記ダイオード側を見たＯＮ時のアドミタンスＹonとＯＦ
Ｆ時のアドミタンスＹoffがＹon・Ｙoff＝１なる関係を
満足する先端接地のショートスタブまたは先端開放のオ
ープンスタブを上記主線路に並列に接続したこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は質問器と、これから発射
されたマイクロ波に対して応答すべき情報に則った変調
を施して送り返す応答器からなる非接触ＩＤカードシス
テムの応答器用変調回路に関する。
されたマイクロ波に対して応答すべき情報に則った変調
を施して送り返す応答器からなる非接触ＩＤカードシス
テムの応答器用変調回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣカードシステムの応答器要変調回路
としては「トランジスタ技術」、Ｍａｙ、１９９２、Ｃ
Ｑ出版社、別冊付録ｐ２７に示されるように、ＰＩＮダ
イオードまたはＥＥＴ等で構成された二つのマイクロ波
スイッチから成る回路で２相位相変調（以下、２相ＰＳ
Ｋと称す）を行っている。
としては「トランジスタ技術」、Ｍａｙ、１９９２、Ｃ
Ｑ出版社、別冊付録ｐ２７に示されるように、ＰＩＮダ
イオードまたはＥＥＴ等で構成された二つのマイクロ波
スイッチから成る回路で２相位相変調（以下、２相ＰＳ
Ｋと称す）を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記文献に示される変
調回路は、ＰＩＮダイオードまたはＥＥＴ等比較的高価
な素子を２個使用する必要があった。本発明は安価なシ
ョットキーバリアダイオード１個で２相ＰＳＫを行える
安価で簡単な構造の２相ＰＳＫ回路を提供するものであ
る。
調回路は、ＰＩＮダイオードまたはＥＥＴ等比較的高価
な素子を２個使用する必要があった。本発明は安価なシ
ョットキーバリアダイオード１個で２相ＰＳＫを行える
安価で簡単な構造の２相ＰＳＫ回路を提供するものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の２相位相変調回
路は、その一端を電気的に接地したダイオードの他端に
主線路を介してマイクロ波信号を導き、変調信号に対応
する波形の電流を該ダイオードに印加し、このダイオー
ドのＯＮ時のインピーダンスとＯＦＦ時のインピーダン
スの差を利用して上記のダイオードから反射される反射
波に２相位相変調を行う回路において、接続点から上記
ダイオード側を見たＯＮ時のアドミタンスＹonとＯＦＦ
時のアドミタンスＹoffがＹon・Ｙoff＝１なる関係を満
足する先端接地のショートスタブまたは先端開放のオー
プンスタブを上記主線路に並列に接続したことを特徴と
する。一般に、ダイオードをマイクロ波帯のスイッチン
グ素子として使用する場合は、ダイオードにＤＣ電流を
流した時（ＯＮ時）のマイクロ波帯でみたインピーダン
スＺdonと、電流を流さない時（ＯＦＦ時）のインピー
ダンスＺdoffを利用する。この場合、合理的なＺdon
は、図５に示すＺshであり、同様に理想的なＺdoffはＺ
opである。すなわち、Ｚshは完全ショート、Ｚopは完全
オープンで両者の位相差が１８０°（スミスチャートの
中心に対して点対称）となる。このような理想的ダイオ
ードを非接触ＩＤカードシステムの応答器用２相ＰＳＫ
回路に用いることができればＯＮ時の反射波とＯＦＦ時
の反射波は位相が反転し、同時に反射損失がないため１
個のダイオードで理想的な２相ＰＳＫを得ることができ
る。しかるに、通常のダイオードではＺdonとＺdoffの
位相差は１８０°にはならず、また、反射損失が大きい
ものが一般的である。例えば、ショットキーバリアダイ
オードの２．５ＧＨｚ帯における代表的なＺdonとＺdof
fは同図に示すような値が一般的である。両者の位相差
は１８０°ではない上に、特にＺdonはかなりスミスチ
ャートの内側に入っていることから反射損失が大きいこ
とを示している。
路は、その一端を電気的に接地したダイオードの他端に
主線路を介してマイクロ波信号を導き、変調信号に対応
する波形の電流を該ダイオードに印加し、このダイオー
ドのＯＮ時のインピーダンスとＯＦＦ時のインピーダン
スの差を利用して上記のダイオードから反射される反射
波に２相位相変調を行う回路において、接続点から上記
ダイオード側を見たＯＮ時のアドミタンスＹonとＯＦＦ
時のアドミタンスＹoffがＹon・Ｙoff＝１なる関係を満
足する先端接地のショートスタブまたは先端開放のオー
プンスタブを上記主線路に並列に接続したことを特徴と
する。一般に、ダイオードをマイクロ波帯のスイッチン
グ素子として使用する場合は、ダイオードにＤＣ電流を
流した時（ＯＮ時）のマイクロ波帯でみたインピーダン
スＺdonと、電流を流さない時（ＯＦＦ時）のインピー
ダンスＺdoffを利用する。この場合、合理的なＺdon
は、図５に示すＺshであり、同様に理想的なＺdoffはＺ
opである。すなわち、Ｚshは完全ショート、Ｚopは完全
オープンで両者の位相差が１８０°（スミスチャートの
中心に対して点対称）となる。このような理想的ダイオ
ードを非接触ＩＤカードシステムの応答器用２相ＰＳＫ
回路に用いることができればＯＮ時の反射波とＯＦＦ時
の反射波は位相が反転し、同時に反射損失がないため１
個のダイオードで理想的な２相ＰＳＫを得ることができ
る。しかるに、通常のダイオードではＺdonとＺdoffの
位相差は１８０°にはならず、また、反射損失が大きい
ものが一般的である。例えば、ショットキーバリアダイ
オードの２．５ＧＨｚ帯における代表的なＺdonとＺdof
fは同図に示すような値が一般的である。両者の位相差
は１８０°ではない上に、特にＺdonはかなりスミスチ
ャートの内側に入っていることから反射損失が大きいこ
とを示している。
【０００５】このようなＺdon、Ｚdoffの値を示すダイ
オード１個で、より理想的に近い２相ＰＳＫを得るため
の手段として次のような方法を用いた。すなわち、ダイ
オード近傍の主線路にショートスタブまたはオープンス
タブを並列に付加するという簡単な方法である。ただ
し、ダイオードのＯＮ、ＯＦＦ時の位相が１８０°異な
り且つ、反射損失が等しくなるためのスタブの付加位
置、長さ及び特性インピーダンス等の条件を求めなけれ
ばならない。以下、その条件抽出方法を図６及び図７を
用いて説明する。図７はマイクロストリップ線路で構成
した２相ＰＳＫ回路の概略図である。主線路２の右端に
置かれたダイオード１は一端が接地されていて、主線路
のダイオードから距離ｌ1の位置に先端が接地された長
さｌ2のショートスタブ３が設けられている。図には示
されていないがダイオード１には直流電流が流されてＯ
Ｎ、ＯＦＦするようになっている。主線路２の特性アド
ミタンスはＹ０、ショートスタブ３の特性アドミタンス
はＹstである。
オード１個で、より理想的に近い２相ＰＳＫを得るため
の手段として次のような方法を用いた。すなわち、ダイ
オード近傍の主線路にショートスタブまたはオープンス
タブを並列に付加するという簡単な方法である。ただ
し、ダイオードのＯＮ、ＯＦＦ時の位相が１８０°異な
り且つ、反射損失が等しくなるためのスタブの付加位
置、長さ及び特性インピーダンス等の条件を求めなけれ
ばならない。以下、その条件抽出方法を図６及び図７を
用いて説明する。図７はマイクロストリップ線路で構成
した２相ＰＳＫ回路の概略図である。主線路２の右端に
置かれたダイオード１は一端が接地されていて、主線路
のダイオードから距離ｌ1の位置に先端が接地された長
さｌ2のショートスタブ３が設けられている。図には示
されていないがダイオード１には直流電流が流されてＯ
Ｎ、ＯＦＦするようになっている。主線路２の特性アド
ミタンスはＹ０、ショートスタブ３の特性アドミタンス
はＹstである。
【０００６】いま、ダイオード１のＯＮ時のアトドタン
スをＹdonとして主線路２とショートスタブ３が交わる
ａ点からダイオード側を見たアドミタンスをＹon、また
同様にＯＦＦ時のダイオードのアドミタンスをＹdoffと
してａ点から見たアドミタンスをＹoffとすると、Ｙon
とＹoffはそれぞれ次式で示される。
スをＹdonとして主線路２とショートスタブ３が交わる
ａ点からダイオード側を見たアドミタンスをＹon、また
同様にＯＦＦ時のダイオードのアドミタンスをＹdoffと
してａ点から見たアドミタンスをＹoffとすると、Ｙon
とＹoffはそれぞれ次式で示される。
【０００７】
【数１】
【０００８】
【数２】 ただし、β0は主線路の位相定数、βstbはスタブを構成
する線路の位相定数である。この結果から、ＯＮ、ＯＦ
Ｆ時で位相が１８０°異なり反射損失が等しくなる条件
は、
する線路の位相定数である。この結果から、ＯＮ、ＯＦ
Ｆ時で位相が１８０°異なり反射損失が等しくなる条件
は、
【０００９】
【数３】 Ｙon・Ｙoff＝１ （３） である。なんとなれば、位相が１８０°異なり反射損失
が等しくなる条件は、２つのインピーダンスがスミスチ
ャートの中心に対して点対称になることに他ならないか
らである。従って、（３）式を満足するｌ1、ｌ2、Ｚo
ならびにＺstbを求めれば良いこととなる。
が等しくなる条件は、２つのインピーダンスがスミスチ
ャートの中心に対して点対称になることに他ならないか
らである。従って、（３）式を満足するｌ1、ｌ2、Ｚo
ならびにＺstbを求めれば良いこととなる。
【００１０】図７は先端開放のオープンスタブを付加し
た場合である。ダイオードのＯＮ、ＯＦＦ時に主線路２
とオープンスタブ４が交わるｂ点からダイオード側を見
たアドミタンスは（１）、（２）式とほぼ同様で、第２
項のみ＋ｊＹstb・tan(βstbｌ2)に代わるだけであるか
ら、ここでは割愛する。また、位相が１８０°異なり反
射損失が等しくなる条件も（３）同じである。
た場合である。ダイオードのＯＮ、ＯＦＦ時に主線路２
とオープンスタブ４が交わるｂ点からダイオード側を見
たアドミタンスは（１）、（２）式とほぼ同様で、第２
項のみ＋ｊＹstb・tan(βstbｌ2)に代わるだけであるか
ら、ここでは割愛する。また、位相が１８０°異なり反
射損失が等しくなる条件も（３）同じである。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図１に示す。図６で述べた
ショートスタブで構成した２相ＰＳＫ回路のパターン図
である。６はダイオードの一端マイクロ波帯域で等価的
に接地するための１／４波長オープンスタブ、５はマイ
クロストリップ線路の誘電体を貫通して裏面導体と電気
的に接続されたスルーホールである。このスルーホール
によりショートスタブ３が形成されている。端子１０と
裏面導体間に印加された電圧（変調波）により電流は抵
抗９、長さ１／４波長の高インピーダンス線路７を通り
ダイオード１に流れ、主線路２、ショートスタブ３、ス
ルーホール５を経て裏面導体への流れる。この時ダイオ
ード１はＯＮとなり、電圧が印加されない時はＯＦＦと
なることは言うまでもない。オープンスタブ８と高イン
ピーダンス線路７は、端子１０と抵抗９の存在がマイク
ロ波帯域でダイオード１に影響しないために設けられて
いる。この実施例においては図５で示したＺdoとＺdoff
の値を持つダイオードを用い、（１）、（２）式を求め
て（３）式から Ｚo ＝Ｚstb＝４７Ω ｌ1＝０．０６λｇ ｌ2＝０．１０λｇ の値を選ぶことにより良い結果が得られることが解っ
た。
ショートスタブで構成した２相ＰＳＫ回路のパターン図
である。６はダイオードの一端マイクロ波帯域で等価的
に接地するための１／４波長オープンスタブ、５はマイ
クロストリップ線路の誘電体を貫通して裏面導体と電気
的に接続されたスルーホールである。このスルーホール
によりショートスタブ３が形成されている。端子１０と
裏面導体間に印加された電圧（変調波）により電流は抵
抗９、長さ１／４波長の高インピーダンス線路７を通り
ダイオード１に流れ、主線路２、ショートスタブ３、ス
ルーホール５を経て裏面導体への流れる。この時ダイオ
ード１はＯＮとなり、電圧が印加されない時はＯＦＦと
なることは言うまでもない。オープンスタブ８と高イン
ピーダンス線路７は、端子１０と抵抗９の存在がマイク
ロ波帯域でダイオード１に影響しないために設けられて
いる。この実施例においては図５で示したＺdoとＺdoff
の値を持つダイオードを用い、（１）、（２）式を求め
て（３）式から Ｚo ＝Ｚstb＝４７Ω ｌ1＝０．０６λｇ ｌ2＝０．１０λｇ の値を選ぶことにより良い結果が得られることが解っ
た。
【００１２】図２はこの結果に対して、ｌ1を変化させ
た時の反射損失Ｌｒと位相差△φである。ｌ1＝０．０
６λｇで△φは１８０°になり。ＬｒはＯＮ、ＯＦＦ時
で等しく約−１．７ｄＢであることが確認された。従っ
て、図１のアンテナ１１で受信された入射波１２は反射
波１３となってアンテナ１１から再び外部に放射される
が、ダイオード１がＯＮ時とＯＦＦ時とでは反射波１３
は位相が１８０°異なることと、反射波１３は入射波１
２よりレベルが約１．７ｄＢ低下することを示してい
る。
た時の反射損失Ｌｒと位相差△φである。ｌ1＝０．０
６λｇで△φは１８０°になり。ＬｒはＯＮ、ＯＦＦ時
で等しく約−１．７ｄＢであることが確認された。従っ
て、図１のアンテナ１１で受信された入射波１２は反射
波１３となってアンテナ１１から再び外部に放射される
が、ダイオード１がＯＮ時とＯＦＦ時とでは反射波１３
は位相が１８０°異なることと、反射波１３は入射波１
２よりレベルが約１．７ｄＢ低下することを示してい
る。
【００１３】図３は本発明の他の実施例である。図７で
述べたオープンスタブで構成した２相ＰＳＫ回路のパタ
ーン図である。ダイオード１は図１と同じダイオードを
用いたので基本的には図１と変わらないが、違いはショ
ートスタブ３ガオープンスタブ４に代わったことと、長
さ１／４波長の高インピーダンス線路１４が追加され、
その先端にスルーホール１５が設けられたことである。
スルーホール１５はダイオード１に電流を流すために設
けられている。この実施例に対する最適条件を図１の場
合と同様に求めた結果 Ｚo＝Ｚstb＝４７Ω ｌ1＝０．２２λｇ ｌ2＝０．１５λｇ であることが解った。さらに、図２と同様にｌ1の変化
に対する反射損失Ｌｒと位相差△φは図４のようにな
り、図２と同等の性能が得られた。
述べたオープンスタブで構成した２相ＰＳＫ回路のパタ
ーン図である。ダイオード１は図１と同じダイオードを
用いたので基本的には図１と変わらないが、違いはショ
ートスタブ３ガオープンスタブ４に代わったことと、長
さ１／４波長の高インピーダンス線路１４が追加され、
その先端にスルーホール１５が設けられたことである。
スルーホール１５はダイオード１に電流を流すために設
けられている。この実施例に対する最適条件を図１の場
合と同様に求めた結果 Ｚo＝Ｚstb＝４７Ω ｌ1＝０．２２λｇ ｌ2＝０．１５λｇ であることが解った。さらに、図２と同様にｌ1の変化
に対する反射損失Ｌｒと位相差△φは図４のようにな
り、図２と同等の性能が得られた。
【００１４】以上述べた実施例はいずれもマイクロスト
リップ線路で構成した場合について述べたが、本発明は
マイクロストリップ線路に限るものでなく、トリプレー
ト線路で構成しても同等の性能が得られることは言うま
でもない。
リップ線路で構成した場合について述べたが、本発明は
マイクロストリップ線路に限るものでなく、トリプレー
ト線路で構成しても同等の性能が得られることは言うま
でもない。
【００１５】
【発明の効果】以上に説明したごとく、本発明によれば
のダイオード１個による簡単な構造で安価な２相ＳＫ回
路を構成することができる。
のダイオード１個による簡単な構造で安価な２相ＳＫ回
路を構成することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例の特性を示す線図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す概略図である。
【図４】本発明の他の実施例の特性を示す線図である。
【図５】本発明の原理を説明するためのダイオードのイ
ンピーダンスを示すスミスチャート図である。
ンピーダンスを示すスミスチャート図である。
【図６】本発明の原理を示す概略図である。
【図７】本発明の原理を示す概略図である。
１．ダイオード ２．主線路 ３．ショートスタブ ４．オープンスタブ ５．スルーホール ６．１／４波長オープンスタプ １５．スルーホール
Claims (1)
- 【請求項１】その一端を電気的に接地したダイオードの
他端に主線路を介してマイクロ波信号を導き、変調信号
に対応する波形の電流を該ダイオードに印加し、このダ
イオードのＯＮ時のインピーダンスとＯＦＦ時のインピ
ーダンスの差を利用して上記のダイオードから反射され
る反射波に２相位相変調を行う回路において、接続点か
ら上記ダイオード側を見たＯＮ時のアドミタンスＹonと
ＯＦＦ時のアドミタンスＹoffがＹon・Ｙoff＝１なる関
係を満足する先端接地のショートスタブまたは先端開放
のオープンスタブを上記主線路に並列に接続したことを
特徴とする２相位相変調回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25271392A JPH06104945A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | ２相位相変調回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25271392A JPH06104945A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | ２相位相変調回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104945A true JPH06104945A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17241219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25271392A Pending JPH06104945A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | ２相位相変調回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104945A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7046957B1 (en) | 1999-06-25 | 2006-05-16 | Adrian N Farr | Reflecting modulator circuit comprising a negative impedance amplifier |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP25271392A patent/JPH06104945A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7046957B1 (en) | 1999-06-25 | 2006-05-16 | Adrian N Farr | Reflecting modulator circuit comprising a negative impedance amplifier |
| US7551903B2 (en) | 1999-06-25 | 2009-06-23 | Adrian N Farr | Reflecting modulator circuit comprising a negative impedance amplifier |
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