JPH07177185A - 位相変調装置および被識別装置 - Google Patents

位相変調装置および被識別装置

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JPH07177185A
JPH07177185A JP31807293A JP31807293A JPH07177185A JP H07177185 A JPH07177185 A JP H07177185A JP 31807293 A JP31807293 A JP 31807293A JP 31807293 A JP31807293 A JP 31807293A JP H07177185 A JPH07177185 A JP H07177185A
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JP
Japan
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card
phase
waveform
circuit
transmitter
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Pending
Application number
JP31807293A
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English (en)
Inventor
Koichi Matsukawa
公一 松川
Hiroyuki Wada
博行 和田
Kenichi Konno
健一 今野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANTENNA GIKEN KK
Nippon Signal Co Ltd
Original Assignee
ANTENNA GIKEN KK
Nippon Signal Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トランスミッタ(カード読取り装置等)1に
対し相対的に移動するIDカード等の被識別装置20の
位置に関し不感帯が生じることのない、位相変調装置お
よび被識別装置を提供する。 【構成】 従来のIDカードは変調部分に波形変形回路
22がなく、そのIDカードに特有のパルス信号を、C
PU・メモリ回路21から直接変調回路17に送って搬
送波を一定量だけ位相シフト(変調)し、トランスミッ
タ1に送信している。そのため、IDカード20からト
ランスミッタ1に至るまでの距離が変化すると、その距
離での位相遅れによっては、位相シフトが検出できず不
感帯が生じる。本発明は、波形変形回路22を設けて前
記パルス信号のオン期間中、絶えず振幅値の変化する波
形を生成し、この波形の振幅値に応じて変調回路17で
オン期間中絶えず位相シフトしているので、前記位相遅
れによりIDカード20における位相シフトが検出でき
なくなることがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非接触型のID(識
別)カード等に好適な位相変調装置、およびこの位相変
調装置を用いた被識別装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、電波を利用した個体識別用のID
カードが開発されている。これはIDカードを近距離か
らトランスミッタ(カード読取り装置ともいう)に向け
ることによりトランスミッタから放射された電波をID
カード内に設けた受信回路で受け、これをIDカードの
コードにより変調して反射しトランスミッタで受信,復
調してIDカードの識別を行うものである。またこのI
Dカードを生産ラインを流れる製品に付着して、その製
品がどのような製品であるかを自動的に識別,仕分けす
る自動識別仕分けシステムも開発されている。
【0003】この種のトランスミッタ及びIDカードに
ついて、図5により説明をする。図示のように、トラン
スミッタ1は、高周波電力を発生する発振器2、高周波
電力の流れ方向を規制するサーキュレータ3、高周波電
力の一部を反射させるスタブ4、IDカードからの反射
波を復調する検波復調回路5及びアンテナ6から構成さ
れている。
【0004】また、IDカード10は、受信アンテナ1
1、送信アンテナ12、受信アンテナ11の出力を検波
する検波回路13、IDカード10内の各回路を制御し
パルス信号を出力するCPU・メモリ回路15、トラン
スミッタ1からの電波を変調回路17及び各回路に電力
を供給する電池14から構成されている。
【0005】発振器2の出力PTは最初にサーキュレー
タ3の端子Aに入力される。サーキュレータ3では電力
は矢印Dの方向にのみ流れ逆方向には流れない。発振器
2の出力PTはサーキュレータ3の端子Aから端子Bへ
と流れ、ここからアンテナ6の方向へと進む。端子Bと
アンテナ6の間に設けてあるスタブ4は発振器2の出力
PTの一部を反射する働きがある。スタブ4を通過した
発振器2の出力の一部Ptはアンテナ6から放射され
る。
【0006】スタブ4により反射されるローカル信号P
Lは再びサーキュレータ3内を端子Bから端子C方向に
向かい、ここから検波復調回路5に入力される。なお、
スタブ4を通過する発振器2の出力の一部Ptとスタブ
4により反射されるローカル信号PLは、Pt≫PLの
関係にある。
【0007】トランスミッタ1から放射された電波は、
IDカード10の受信アンテナ11から検波回路13に
入力される。検波回路13に電波が入力されると、初め
てCPU・メモリ回路15が動作を開始し、ここから変
調信号であるこのIDカード10特有のパルス信号を変
調回路17に送る。
【0008】また、送信アンテナ12にもトランスミッ
タ1からの放射された電波が受信され、変調回路17に
より、CPU・メモリ回路15からのパルス信号で位相
変調されて、同送信アンテナ12で反射され、トランス
ミッタ1に送信される。
【0009】IDカード10からの電波Prはトランス
ミッタ1のアンテナ6からスタブ4を通過し、サーキュ
レータ3の端子Bからローカル信号PLと同様の経路で
検波復調回路5に入力される。検波復調回路5にはロー
カル信号PLとIDカード10からの電波Prの両者が
入力されることとなる。
【0010】ローカル信号PLにより発生する電圧をE
L、IDカード10からの受信電波により発生する電圧
をEr(θ(t))としたときのベクトル図を図6,図
7に示す。なお、θ(t)は時間tの関数である。
【0011】検波復調回路5はELとErの合成ベクト
ル信号Eoを検波し、出力信号はこのEoの変化成分に
比例する。従って、θ(t)が変化するとEoの振幅が
変化しこの変化成分ΔEoが復調出力信号となる。図7
の(a)はθ(t)=0のとき、(b)はθ(t)=9
0°のとき、(c)はθ(t)=180°のとき、
(d)はθ(t)=270°のときのELとErおよび
Eoのベクトル図である。
【0012】これを数式で表すと、 Eo=EL+ErCOSθ(t) =EL+ΔEo 検波復調回路5で復調するのは、ΔEo=ErCOSθ
(t)である。Erの位相変化θ(t)はIDカード1
0側の位相変調成分Δθ(t)とトランスミッタ1とI
Dカード10間の電波の伝搬時間による遅れ位相成分θ
dの和である。
【0013】θ(t)=θd+Δθ(t) IDカード10側のCPU・メモリ回路15から出力さ
れる位相変調成分Δθ(t)は図8に示すようなパルス
波形である。パルス波形であるからオン,オフの2値を
示し、オン時にはθM、オフ時には0をとるものとす
る。
【0014】パルスオフ時のErの位相変化をθ1、パ
ルスオン時のErの位相変化をθ2とすると、パルスオ
フの時はCPU・メモリ回路15による位相変化成分θ
Mはないからトランスミッタ1とIDカード10間の電
波の伝搬時間による遅れ位相分θdのみとなり、θ1=
θdとなる。一方、パルスオン時にはCPU・メモリ回
路15による位相変化成分θMにトランスミッタ1とI
Dカード10間の電波の伝搬時間による遅れ位相分θd
が加わるから、θ2=θd+θMとなる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】例えばパルスオン時に
θM=180°として、トランスミッタ1とIDカード
10間の距離が変化してθdが0°,90°,180°
に変化した場合のベクトル図を図9に示す。図9の
(a)はθdが0°の場合、(b)はθdが90°の場
合、(c)はθdが180°の場合である。前述のよう
に、検波復調回路5で復調するのはEo変化成分であ
る。図9の(a)および(c)ではオン時とオフ時には
明らかにEoのベクトルの長さが異なっており、この差
が検波復調回路5から出力される。しかし(b)ではベ
クトルEoは、位相は異なっているが、長さはオン時と
オフ時で差が生じてはいない。従って、(b)に示すよ
うなθdが90°の場合には検波復調回路5で復調する
ことができない。
【0016】これらの関係を数式で示すと、θdが90
°のとき θ1:ΔEo=ErCOSθ1=ErCOS90°=0 θ2:ΔEo=ErCOSθ1=ErCOS(90+1
80)°=0 となり、検波復調回路5で復調することができないこと
になる。
【0017】即ち、トランスミッタ1とIDカード10
との間がθdが90°の距離となったときには、IDカ
ード10に関する情報がトランスミッタ1で検出できな
い不感帯となる。トランスミッタ1にIDカード10を
付した製品が徐々に近づく場合、θdが90°の場所で
ある不感帯は周期的に生じることになり、IDカード1
0に関する情報の伝達が不十分となるだけではなく、間
違った情報がトランスミッタ1に伝達される場合があ
る。とくに伝達しなければならない情報量が多くなる
と、トランスミッタ1がIDカード10を付した個体を
識別することができなくなる場合が生じる。
【0018】本発明は、この問題を解決するためなされ
たもので、トランスミッタに対し相対的に移動するID
カード等の被識別装置の位置に関し不感帯が生じること
のない、位相変調装置および被識別装置を提供すること
を目的とするものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では位相変調装置を次の(1),(2)のと
おりに、また被識別装置を次の(3)のとおりに構成す
る。
【0020】(1)デジタル変調波のハイまたはローの
期間中に絶えず振幅値の変化する波形を生成する波形生
成手段と、この波形生成手段の出力波形の値に応じて位
相シフトを行う位相変調手段とを備えた位相変調装置。
【0021】(2)波形生成手段は、積分回路を用いて
三角波形を生成するものである前記(1)記載の位相変
調装置。
【0022】(3)前記(1)または(2)記載の位相
変調装置を備えた被識別装置。
【0023】
【作用】前記(1),(2),(3)の構成により、デ
ジタル変調波のハイまたはローの期間中に、絶えず振幅
値の変化する波形が生成され、この波形の振幅値に応じ
て位相シフトが行われる。
【0024】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明す
る。
【0025】図1は実施例である“移動体識別装置”の
構成を示す図である。図1において、図5と同一符号の
部分は同一機能部分である。図示のように、IDカード
(被識別装置)20には、トランスミッタ1と電波を送
・受信するためのアンテナ12,11、トランスミッタ
1からの電波を検波する検波回路13、検波回路13が
トランスミッタ1からの電波を検出したときに、各回路
の電源をオンとし、このIDカード20特有のパルス信
号を発生するCPU・メモリ回路21、トランスミッタ
1からの電波を変調する変調回路17および各回路の電
源となる電池14が設けられている。
【0026】このIDカード20の大きな特徴は、パル
ス信号を発生するCPU・メモリ回路21と変調回路1
7の間に波形変形回路(波形生成手段)22が設けられ
ていることである。以下、この特徴部分について説明す
る。説明の都合上、まずは波形変形回路22が正確なサ
イン波形を生成するとして説明する。
【0027】CPU・メモリ回路21から出力される信
号は、図2の(a)に示すようなパルス信号であること
は従来例と何ら異なることはない。このパルス信号がI
Dカード20特有のものであるために、トランスミッタ
1は他のIDカードとこのIDカード20とを識別が可
能となる。従来例と異なるのはこのパルス信号がオン
(ハイ)の間、CPU・メモリ回路21と変調回路17
との間に設けられている波形変形回路22が、図2の
(b)に示すようなサイン波形の出力を変調回路17に
送っていることである。
【0028】変調回路17の変調方式は、バラクタダイ
オード(可変容量ダイオード)を使用し、ここに加える
逆電圧で容量が変化することを利用する位相変調方式で
ある。即ち、バラクタダイオードは加える逆電圧の値に
応じて容量が変化し、この容量変化でトランスミッタ1
からの電波を位相変調しているのである。従って、図2
の(a)に示す従来のパルス信号で変調する場合には、
パルス信号のオンの立上がりのときと、このパルス信号
のオフの立下りのときに位相シフトが行われる。しか
し、図2の(b)に示すようなサイン波形の電圧をバラ
クタダイオードに加えると、(a)に示すパルス信号が
オンの間は絶えずバラクタダイオードの容量が変化し、
この変化によりパルス信号がオンの間は常に位相シフト
が行われることになる。
【0029】従来例で説明をした通り、IDカード20
からトランスミッタ1に送られる電波により生ずる電圧
Erの位相θ(t)は、トランスミッタ1とIDカード
20との間の距離により発生するθdにIDカード20
の変調回路17で行う位相変調分Δθ(t)が加わった
ものであるから、 θ(t)=θd+Δθ(t) Δθ(t)は、図2の(b)に示すサイン波形の周波数
をP、パルス信号が加わることにより発生する位相変化
(位相シフト量)をθs(t)、パルス信号が出力され
るとき波形変形回路22が発生するサイン波形の最大値
をMとしたときには、 Δθ(t)=θs(t)・M(1−COS2πPt)/
2であるから したがってθ(t)は θ(t)=θd+θs(t)・M(1−COS2πP
t)/2 となる。
【0030】θs(t)=180°,M=1とし、θd
=0°,θd=90°,θd=180°のときのベクト
ル図を図3に示す。
【0031】ベクトルErはパルス信号がオンの間絶え
ず位相シフトが行われているために、半円周の曲線上を
周波数Pで往復する。このためにベクトルEoに変化成
分が図の矢印,,に示すように生じ、従来例では
生じなかったθd=90°の地点でもに示すように表
れ、不感帯がなくなることとなる。
【0032】ところでIDカード20における変調回路
17,波形変形回路(波形生成手段)22は具体的には
図4の(a)に示すように構成されている。図2の
(b)に示すような正確なサイン波形は、デジタル回路
で生成することが難しいので、ここではコンデンサ2
4,抵抗25のCR積分回路で矩形波を積分し三角波形
を得ている。
【0033】すなわち、アンドゲート26の入力27に
図4の(b)に示すID用のパルス信号を加え、入力2
8に、図4の(c)に示す、(b)より周波数の高い連
続するパルス信号を加えることにより、コンデンサ24
に図4の(d)に示す二等辺三角波形近似の波形を得て
いる。変調回路17では、この三角波形の電圧でバラク
タダイオード23の容量が変化し、トランスミッタ1か
らの搬送波が位相シフトされて反射される。
【0034】二等辺三角波形は、その繰返し周波数をP
としてフーリエ級数で表わすと、
【0035】
【数1】
【0036】となる。このようにサイン波形の基本波成
分(8/π2 )・COS2πPtに対し高周波成分が少
ないので、図4の構成においても前述のサイン波形の場
合と同様に動作し、同様の効果が得られる。
【0037】なお、実施例では波形変形回路22の出力
は図4の(d)に示すような三角波であるが、本発明は
これに限らず、パルス信号がオン(ハイ)のときに絶え
ず振幅値の変化する波形を用いて同様に実施することが
できる。
【0038】また、実施例ではパルス信号がオン(ハ
イ)のときに位相シフトしているが、本発明はこれに限
らず、パルス信号がオフ(ロー)のときに位相シフトす
る形で同様に実施することができる。また、実施例では
アンテナが受信アンテナ,送信アンテナの2種を使用し
ているがこれを1個のアンテナで共用することもでき
る。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トランスミッタに対し相対的に移動する被識別装置の位
置に関し不感帯が生じすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の構成を示す図
【図2】 波形変形回路22の入出力の説明図
【図3】 実施例におけるトランスミッタの受信信号例
を示す図
【図4】 回路17,22の具体的構成およびその各部
の波形を示す図
【図5】 従来例の構成を示す図
【図6】 従来例におけるトランスミッタの受信信号の
ベクトル図
【図7】 従来例におけるトランスミッタの受信信号例
を示す図
【図8】 従来例におけるトランスミッタの受信信号の
位相変化を示す図
【図9】 従来例におけるトランスミッタの受信信号例
を示す図
【符号の説明】
17 変調回路 20 IDカード 22 波形変形回路(波形生成手段)
フロントページの続き (72)発明者 今野 健一 埼玉県大宮市宮ケ谷塔4丁目72番地 アン テナ技研株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デジタル変調波のハイまたはローの期間
    中に絶えず振幅値の変化する波形を生成する波形生成手
    段と、この波形生成手段の出力波形の値に応じて位相シ
    フトを行う位相変調手段とを備えたことを特徴とする位
    相変調装置。
  2. 【請求項2】 波形生成手段は、積分回路を用いて三角
    波形を生成するものであることを特徴とする請求項1記
    載の位相変調装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の位相変調
    装置を備えたことを特徴とする被識別装置。
JP31807293A 1993-12-17 1993-12-17 位相変調装置および被識別装置 Pending JPH07177185A (ja)

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20021126