JPH06347544A

JPH06347544A - 無電源データキャリアシステム

Info

Publication number: JPH06347544A
Application number: JP5138478A
Authority: JP
Inventors: Masami Yamazaki; 雅巳山崎
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】短時間で直流電力を得ると共に、通信距離を
延ばすことを可能にする無電源データキャリアシステム
を提供する。【構成】応答装置は、アンテナ部５１と、長さがλ／
４の奇数倍（λ：質問波の波長）の伝送線路５２，５
３，５４，５５と、第３伝送線路５４に接続され、質問
信号ｄの電力を直流電力に変換して蓄積する電源部５６
と、入力電圧の増加と共に容量が減少する能動素子で、
第４伝送線路５５を終端する終端部５７と、終端部５７
と同様の能動素子で第２伝送線路５３を終端すると共
に、質問信号ｄを能動素子の容量変化で変調してアンテ
ナ部５１に送り返す変調部５８と、直流電力で動作し、
記憶しているデータに基づいて変調部５８の能動素子の
容量を変化させ、電源部５６の直流電力蓄積の終了時
に、終端部５７の能動素子に電圧を加える制御とをする
制御部５９とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被探知物体の識別等
をするための無電源データキャリアシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】無電源データキャリアシステムは、電磁
波を送信する質問器と、受信した電磁波に基づいて応答
波を質問器に送信する応答器とを備える。この無電源デ
ータキャリアシステムでは、応答器は、質問器からの電
磁波を受信すると、この電磁波の電力を利用して動作を
開始し、質問器に電磁波の応答波を送信する。この無電
源データキャリアシステムの一例を特開平４ー１４７０
８２号公報に示す。

【０００３】このような無電源データキャリアシステム
を用いれば、被探知物体に取り付けられると共にデータ
が書き込まれた応答器を、たとえば地中に埋設した場合
でも、質問器から電磁波を送信することにより、このデ
ータを読み出すことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の無電
源データキャリアシステムでは、応答器は、受信した質
問波の電力を２つに分割し、一方の電力を直流電力に変
換して、あらかじめ記憶している識別情報を取り出して
変調するために用いる。また、他方の電力を応答波とし
て用いる。

【０００５】このように、従来の無電源データキャリア
システムでは、質問波を２つに分割して用いるために、
一方の電力から必要な直流電力を得るまでに時間がかか
る。また、他方の電力を応答波用として用いるために、
質問器と応答器との距離を延ばすことができない。

【０００６】この発明の目的は、このような欠点を除
き、短時間で直流電力を得ると共に、通信距離を延ばす
ことを可能にする無電源データキャリアシステムを提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、その目的を
達成するため、図５に示すように、波長λの質問波を発
生する質問装置と、質問波を受信すると応答波を発生す
る応答装置とを備え、質問装置は、受信した応答波から
データを取り出す無電源データキャリアシステムにおい
て、応答装置は、質問波を受信して質問信号ｄを出力
し、入力された応答信号ｆで応答波を送信するアンテナ
部５１と、長さがλ／４の奇数倍であり、一端がアンテ
ナ部５１に接続された第１伝送線路および第２伝送線路
５２，５３と、長さがλ／４の奇数倍であり、第１伝送
線路５２の他端５２Ｂに一端が接続された第３伝送線路
および第４伝送線路５４，５５と、第３伝送線路５４の
他端に接続され、質問信号ｄの電力を直流電力に変換し
て蓄積する電源部５６と、容量可変であって入力電圧の
増加と共にこの容量が減少する能動素子で、第４伝送線
路５５の他端５５Ｂを終端する終端部５７と、容量可変
であって入力電圧の増加と共にこの容量が減少する能動
素子で、第２伝送線路５３の他端５３Ｂを終端すると共
に、質問信号ｄを能動素子の容量変化で変調してアンテ
ナ部５１に送り返す変調部５８と、直流電力で動作し、
あらかじめ記憶しているデータに基づいて変調部５８の
能動素子の容量を変化させる制御と、電源部５６の直流
電力蓄積の終了時に、終端部５７の能動素子に電圧を加
える制御とをする制御部５９とを有する。

【０００８】

【作用】この構成により、応答装置のアンテナ部５１
は、質問装置からの質問波を受信すると、質問信号ｄを
出力する。

【０００９】このとき、電源部５６が未充電の状態にあ
るため、制御部５９は、非動作状態になっている。終端
部５７および変調部５８の能動素子には、制御部５９か
らの容量制御に係る電圧が与えられないので、終端部５
７および変調部５８の能動素子の容量が大となり、第２
伝送線路５３および第４伝送線路５５の他端５３Ｂおよ
び５５Ｂのインピーダンスがほぼゼロになる。

【００１０】第２伝送線路５３の長さがλ／４の奇数倍
であるので、第２伝送線路５３に質問信号ｄが加えられ
ると、第２伝送線路５３の一端５３Ａの電圧が最大にな
り、電流が最小になる。この結果、アンテナ部５１から
みた第２伝送線路５３のインピーダンスがほぼ無限大に
なり、第２伝送線路５３は、アンテナ部５１に対して、
非接続状態になる。

【００１１】同じように、終端部５７が第４伝送線路５
５の他端５５Ｂを、ほぼゼロのインピーダンスで終端す
るので、第４伝送線路５５の一端５５Ａからみたインピ
ーダンスがほぼ無限大になる。したがって、第４伝送線
路５５は、非接続の状態になり、直流電力の蓄積の開始
時には、アンテナ部５１からの質問信号ｄの電力は、合
計がλ／２の整数倍となる第１伝送線路５２と第３伝送
線路５４とを経由して、電源部５６に供給される。

【００１２】直流電力の蓄積の終了時には、制御部５９
が終端部５７の能動素子に電圧を加える。これにより、
第４伝送線路５５の他端５５Ｂを、ほぼ無限大のインピ
ーダンスで終端するので、第４伝送線路５５の一端５５
Ａからみたインピーダンスは、ほぼゼロになる。この結
果、第１伝送線路５２の他端５２Ｂのインピーダンスが
ほぼゼロになり、第１伝送線路５２の一端５２Ａからみ
たインピーダンスは、ほぼ無限大になる。したがって、
第１伝送線路５２は、非接続状態になり、変調部５８
は、第２伝送線路５３を介して、質問信号ｄの電力の全
部を制御可能な状態になる。

【００１３】一方、電源部５６からの直流電力により、
制御部５９は、あらかじめ記憶しているデータで変調部
５８の能動素子を制御する。これにより、能動素子の容
量が変わり、インピーダンスが変化するので、アンテナ
部５１からの質問信号ｄを変調する。

【００１４】

【実施例】次に、この発明の実施例を、図面を用いて説
明する。

【００１５】図１は、この発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。この無電源データキャリアシステムは、波
長λの電磁波である質問波ａを送信する質問装置１と、
質問波ａを受信すると、あらかじめ記憶しているデータ
で変調した応答波ｂを送信する応答装置２とを備える。
応答装置２は、被探知物体（図示を省略）に取り付けら
れると共に、この被探知物体に係るデータをあらかじめ
記憶している。質問装置１は、応答波ｂを受信すると、
この応答波ｂを復調してデータｃを出力する。このデー
タｃが被探知物体に係るデータである。

【００１６】応答装置２は、図２に示すように、アンテ
ナ２１、伝送線路２２、第２伝送線路としての伝送線路
２３、第１伝送線路としての伝送線路２４、第３伝送線
路としての伝送線路２５、第４伝送線路としての伝送線
路２６、整流回路２７、電源回路２８、終端部としての
終端回路２９、変調部としての変調回路３０、中央処理
回路（ＣＰＵ）３１および記憶回路（ＲＯＭ）３２を備
える。この実施例では、アンテナ部は、アンテナ２１と
伝送線路２２とを備え、電源部は、整流回路２７と電源
回路２８とを備える。また、制御部は、中央処理回路３
１と記憶回路３２とを備える。

【００１７】応答装置２のアンテナ２１は、質問装置１
からの質問波ａを受信して、質問信号ｄを伝送線路２２
に送る。また、アンテナ２１は、伝送線路２２から応答
信号ｆを受け取ると、応答波ｂを送信する。

【００１８】伝送線路２２は、伝送線路２３と伝送線路
２４との接続点１０１にアンテナ２１からの質問信号ｄ
を送り、接続点１０１からの応答信号ｆをアンテナ２１
に送る。

【００１９】伝送線路２３〜２６は、λ／４の奇数倍の
長さである。伝送線路２３は、接続点１０１と変調回路
３０との間に接続され、伝送線路２４は、接続点１０１
と、伝送線路２５と伝送線路２６との接続点１０２との
間に接続される。また、伝送線路２５は、接続点１０２
と整流回路２７との間に接続され、伝送線路２６は、接
続点１０２と終端回路２９との間に接続される。

【００２０】整流回路２７は、伝送線路２５からの質問
信号ｄの交流電力を整流する。この整流回路２７の一例
を図３に示す。この整流回路は、インダクタンス２７Ａ
とダイオード２７Ｂとコンデンサ２７Ｃとを備え、交流
電力をダイオード２７Ｂで整流し、直流電力を取り出
す。また、整流回路２７は、整流の効率を良くするため
に、インダクタンス２７Ａおよびコンデンサ２７Ｃによ
り、アンテナ２１側と整合している。

【００２１】電源回路２８は、コンデンサ（図示を省
略）を備え、このコンデンサに整流回路２７からの直流
電力を蓄積する。そして、蓄積した直流電力を中央処理
回路３１および記憶回路３２に供給する。

【００２２】変調回路３０は、中央処理回路３１の制御
により、伝送線路２３からの質問信号ｄを変調し、応答
信号ｆとして伝送線路２３に送り返す。変調回路３０の
一例を図４に示す。この変調回路は、コンデンサ３０Ａ
と、バリキャップダイオード（可変容量ダイオード）３
０Ｂと、インダクタンス３０Ｃとを備える。バリキャッ
プダイオード３０Ｂは、伝送線路２３を終端するもので
あり、中央処理回路３１からのバイアス電圧で容量が変
化する。このとき、ゼロバイアス電圧で、バリキャップ
ダイオード３０Ｂの容量が最大になる。

【００２３】終端回路２９は、伝送線路２６を終端する
ものであり、変調回路３０と同様の回路構成となってい
る。すなわち、中央処理回路３１からのバイアス電圧で
容量が変化するバリキャップダイオードを備える。そし
て、ゼロバイアス電圧で、容量が最大になる。

【００２４】記憶回路３２は、被探知物体（図示を省
略）に係るデータをあらかじめ記憶している。そして、
電源回路２８からの直流電力で動作する。

【００２５】中央処理回路３１は、電源回路２８からの
直流電力で動作し、記憶回路３２に記憶されているデー
タに基づくバイアス電圧を変調回路３０に加える。ま
た、電源回路２８の直流電力蓄積の終了時には、終端回
路２９にバイアス電圧を送り、バリキャップダイオード
の容量を小さくする。

【００２６】次に、この実施例の動作について説明す
る。

【００２７】応答装置２が取り付けられている被探知物
体（図示を省略）の、たとえばデータを検出する場合、
作業者は、質問装置１を操作して、質問波ａを送信す
る。

【００２８】応答装置２のアンテナ２１は、質問波ａを
受信すると、質問信号ｄを接続点１０１に送る。

【００２９】このとき、電源回路２８は、直流電力を蓄
積していないので、中央処理回路３１は、非動作の状態
にあり、変調回路３０のバリキャップダイオード３０Ｂ
のバイアス、および終端回路２９のバリキャップダイオ
ードのバイアスは、ゼロバイアスの状態になっている。
これにより、２つのバリキャップダイオードの容量は、
最大になり、伝送線路２３，２６の終端のインピーダン
スは、ほぼゼロになる。伝送線路２３の長さは、λ／
４の奇数倍のため、伝送線路２３に流れる、質問信号ｄ
の電流が最小になり、電圧が最大になる。この結果、接
続点１０１からみた伝送線路２３のインピーダンスＺ₀₁
は、ほぼ無限大になる。

【００３０】また、伝送線路２６は、終端回路２９によ
りショート状態で終端され、長さがλ／４の奇数倍のた
め、接続点１０２からみた伝送線路２６のインピーダン
スは、伝送線路２３と同様にほぼ無限大になる。この結
果、伝送線路２６は、非接続の状態すなわちオープン状
態となる。

【００３１】これらの結果により、伝送線路２２からの
質問信号ｄは、λ／２の整数倍の長さとなる伝送線路２
４，２５を経由して、すべて整流回路２７に送られる。

【００３２】整流回路２７は、質問信号ｄの交流電力を
整流し、電源回路２８は、整流回路２７からの直流電力
を蓄積する。蓄積した電力が大きくなると、中央処理回
路３１が動作し、終端回路２９にバイアス電圧を送る。
これにより、終端回路２９のバリキャップダイオードの
容量が小さくなり、伝送線路２６は、終端回路２９のバ
リキャップダイオードによりオープン状態で終端され、
接続点１０２をショート状態にする。伝送線路２４の長
さがλ／４の奇数倍であるので、接続点１０１からみた
伝送線路２４のインピーダンスＺ₀₂は、無限大になる。
この結果、電力の蓄積が進むと、質問信号ｄの電力は、
伝送線路２４に流れなくなる。

【００３３】中央処理回路３１は、記憶回路３２からデ
ータを読み出し、このデータに基づくバイアス電圧を変
調回路３０に送る。変調回路３０のバリキャップダイオ
ード３０Ｂの容量は、このバイアス電圧で変化し、伝送
線路２３からの質問信号ｄの位相をゼロまたはπの近く
まで変えて、質問信号ｄを位相変調する。このとき、伝
送線路２４のインピーダンスＺ₀₂は、無限大となってい
るので、変調回路３０は、接続点１０１の質問信号ｄの
電力をすべて利用して応答信号ｆを発生することができ
る。

【００３４】質問装置１は、応答装置２から送られて来
る応答波ｂを受信すると、応答波ｂからデータｃを取り
出す。

【００３５】このように、この実施例により、応答装置
２では、質問信号ｄを有効に利用して、直流電力の蓄積
と変調とを行うことができる。

【００３６】なお、この実施例では、整流回路２７およ
び変調回路３０にインピーダンスやコンデンサを設けた
が、特にこれに限定されない。たとえば、伝送線路２
３，２６のインピーダンス成分や容量成分を利用しても
よい。

【００３７】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によ
り、応答装置では、質問装置からの質問波を受信して、
電源部が電力の蓄積を開始すると、第２伝送線路および
第４伝送線路は、アンテナ部に対して、非接続状態とな
るので、アンテナ部からの質問信号の電力はすべて電源
部に供給される。これにより、直流電力の蓄積の開始時
には、電源部での直流電力の蓄積を急速に行うことがで
きる。

【００３８】また、直流電力の蓄積の終了時には、第１
伝送線路は、非接続状態となるので、変調部は、アンテ
ナ部からの質問信号の電力の全部を制御可能になり、質
問信号を有効に変調できる。

【００３９】この結果、短時間で直流電力を得ると共
に、通信距離を延ばすことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】応答装置の一例を示すブロック図である。

【図３】整流回路の一例を示す回路図である。

【図４】変調回路の一例を示す回路図である。

【図５】この発明を説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

５１アンテナ部５２第１伝送線路５３第２伝送線路５４第３伝送線路５５第４伝送線路５６電源部５７終端部５８変調部５９制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長λの質問波を発生する質問装置と、
前記質問波を受信すると応答波を発生する応答装置とを
備え、前記質問装置は、受信した応答波からデータを取
り出す無電源データキャリアシステムにおいて、前記応答装置は、前記質問波を受信して質問信号を出力し、入力された応
答信号で応答波を送信するアンテナ部と、長さがλ／４の奇数倍であり、一端が前記アンテナ部に
接続された第１伝送線路および第２伝送線路と、長さがλ／４の奇数倍であり、前記第１伝送線路の他端
に一端が接続された第３伝送線路および第４伝送線路
と、前記第３伝送線路の他端に接続され、前記質問信号の電
力を直流電力に変換して蓄積する電源部と、容量可変であって入力電圧の増加と共にこの容量が減少
する能動素子で、前記第４伝送線路の他端を終端する終
端部と、容量可変であって入力電圧の増加と共にこの容量が減少
する能動素子で、前記第２伝送線路の他端を終端すると
共に、前記質問信号を前記能動素子の容量変化で変調し
て前記アンテナ部に送り返す変調部と、前記直流電力で動作し、あらかじめ記憶しているデータ
に基づいて前記変調部の能動素子の容量を変化させる制
御と、前記電源部の直流電力蓄積の終了時に、前記終端
部の能動素子に電圧を加える制御とをする制御部とを有
することを特徴とする無電源データキャリアシステム。