JPH08335890A - 反射型通信システム - Google Patents

反射型通信システム

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JPH08335890A
JPH08335890A JP16714995A JP16714995A JPH08335890A JP H08335890 A JPH08335890 A JP H08335890A JP 16714995 A JP16714995 A JP 16714995A JP 16714995 A JP16714995 A JP 16714995A JP H08335890 A JPH08335890 A JP H08335890A
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JP
Japan
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signal
fsk
antenna
data
communication system
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JP16714995A
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English (en)
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Satoshi Nagasawa
総 長澤
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Futaba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電界強度の変動や外来雑音があっても、デー
タ誤りが発生することのない反射型通信システムを提供
する。 【構成】 親機10から子機20に信号を伝送するとき
は、親機の処理装置11からの送信データによりFSK
変調器12においてFSK信号を出力し、ASK変調器
14においてFSK信号で搬送波をASK変調し、アン
テナ16からFSK−ASK伝送信号を出力する。子機
20から信号を伝送するときは親機10から無変調の搬
送波を送出する。子機の処理回路21から出力される送
信データによりFSK変調器22においてFSK信号を
発生し、このFSK信号で検波変調ダイオード23を制
御することによりアンテナ24の整合状態を変化させ
る。これにより、親機10から放射された搬送波のアン
テナ24による反射係数が変化し、親機10において、
子機20のFSK信号により強度変調された反射波を受
信することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、IDタグや入退室管
理システムなどに使用されている反射型通信システムに
関し、特に、SHF帯の電磁波を用いた場合に適用して
好適なものである
【0002】
【従来の技術】従来より、小型のトランスポンダを使用
した反射型通信システムが、IDタグ、有料道路料金シ
ステムあるいは入退室管理システムなどにおいて利用さ
れている。このような通信システムにおいては、例え
ば、親機から子機に質問信号を送信し、該質問信号を受
信した子機はそれに関連する情報を応答信号として送信
する。これにより、親機はその子機が複数の子機のうち
のどの子機であるのか、あるいは、その子機がどの様な
状態にあるのかなどといった情報を認識することができ
るものであり、また、必要に応じて、当該子機の内部に
保持されている状態情報を変更させるための信号を送信
したりするものである。例えば有料道路における料金収
受システムを例にとれば、親機は子機からの応答により
当該子機内に記憶されているプリペイド残高を認識し、
その後、子機に対して、子機内の該残高を減額した値に
変更する指令を送信するように動作するものである。ま
た、このようなシステムは、建造物への入出に際しての
ドアの開閉や施錠の管理などにも利用されている。
【0003】このような反射型通信システムは、従来よ
り、長波帯の誘導磁界を用いた方式が知られているが、
近年の技術進歩にともない、SHF帯の放射電磁界を採
用した方式が用いられるようになってきた(「MICROWAV
E JOURNAL 」 Jan.1995 pp.64-78)。図3にこのよう
なSHF帯の放射電磁界を用いた反射型通信システムに
おける子機の構成例を示す。図3において、101はア
ンテナ、102はダイオード、103は当該子機に独特
のデジタル信号を発生するデジタル信号源である。
【0004】このように構成された子機において、図示
しない親機から質問信号として周波数fの信号が発せら
れ、この信号が子機のアンテナ101に受信される。こ
の子機においては、ダイオード102にデジタル信号源
103からのデジタル信号が印加されているので、該デ
ジタル信号に応じてダイオード102の導通・非導通状
態が切り替えられている。ダイオード102が導通状態
にあるか非導通状態にあるかに応じて、アンテナ101
の整合状態が変化させられるため、親機から受信された
周波数fの信号はアンテナ101がミスマッチング状態
となったときは多く反射され、マッチング状態のときは
少ししか反射されない。したがって、この子機のアンテ
ナ101からは当該子機に独特のデジタル信号(ID)
により振幅変調された周波数fの信号が反射されること
となる。親機側では、この反射信号を検出することによ
り、当該子機のIDを認識することができるものであ
る。
【0005】この従来例においては、親機からの質問に
対して子機からIDデータなどの回答信号を送信するも
のであるが、親機から子機へ指令データなどのデータを
送信することも可能とされる反射型通信システムも提案
されている。このような反射型通信システムの一例を図
4により説明する。この図は、このような反射型通信シ
ステムにおける子機の構成例を示す図である。この図に
おいて、111はアンテナ、112は高周波スイッチで
あり、例えば図3に示したダイオード102と同様のも
のである。113はショットキ−ダイオードなどを用い
たAM検波器、114は復号回路、115は処理回路で
あり、例えば、順序回路やマイクロコンピュータなどか
ら構成されている。116はFSK(frequency shift
keying)エンコーダ、117は高周波スイッチ112の
駆動回路である。118は、高周波スイッチ112がこ
の回路118側に切り替えられたときに、アンテナ11
1をミスマッチング状態にするためのミスマッチ回路で
あり、例えば、ただ単に解放状態にするための回路であ
る。
【0006】また、この反射型通信システムにおいて
は、図示しない親機から子機に対してデータを送信する
ときに、親機は、子機に送信すべきデータ信号によりA
SK(amplitude shift keying)変調された周波数fの
信号を送信し、一方、親機が子機からのデータを受信す
るときには、親機は子機に対して変調されていない周波
数fの搬送波のみを送信するようになされている。
【0007】このように構成された子機において、図示
しない親機から送信されるASK変調された周波数fの
信号はアンテナ111において受信され、高周波スイッ
チ112を通って、AM検波器113に導かれる。AM
検波器113において、該受信信号はAM検波され、復
号回路114において復号されて、親機から送信された
データ信号が再生される。この信号は処理回路115に
入力され、処理回路115において当該指令データに対
応する処理が実行され、あるいは、それに対する応答信
号が作成されることとなる。
【0008】一方、子機からのデータを受信するときに
は、親機は変調されていない搬送波のみを子機に対して
送信する。このとき、前記処理回路115において作成
された応答信号はFSKエンコーダ116に入力され、
該FSKエンコーダ116において、該応答信号の
「0」あるいは「1」に対応して異なる周波数のパルス
信号が発生される。FSKエンコーダ116から出力さ
れたFSK符号化された応答信号は、駆動回路117に
入力され、その出力により高周波スイッチ回路112が
駆動される。
【0009】高周波スイッチ回路112がミスマッチ回
路118側にあるときは、アンテナ111がミスマッチ
ング状態にあり、親機から送信された信号は大きな反射
率で反射される。一方、高周波スイッチ回路112がA
M検波器113側に接続されているときは、アンテナ1
11はマッチング状態にあり、親機から送信された信号
の反射率は低くなる。したがって、処理回路115にお
いて作成された応答信号の「0」、「1」に対応した異
なる周波数の駆動信号により、高周波スイッチング回路
112が駆動され、アンテナ111からは、異なる周波
数で振幅が変動する反射波が放射される。図示しない親
機において、この反射波を振幅検波し、FM復調した
後、復号化することにより、子機において作成された応
答信号を再生することができる。
【0010】上記したように、放射電磁界を利用した反
射型通信システムにおいては、子機に搬送波発振器など
を設ける必要がないので、子機の消費電力を少なくする
ことが可能であり、かつ、小型で安価なものとすること
ができるものである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】一般に、反射型通信シ
ステムの子機は、人間が携帯したり、あるいは、移動す
る物品などに設けられたりするものであり、親機とデー
タの送受信をするときに、その距離やアンテナの向きが
変化するために電界強度が大きく変化したり、外来雑音
が多い環境で使用される場合が多い。したがって、親機
からのデータの伝送にASK変調方式を採用している、
前述したような従来技術の場合にあっては、電界強度の
変動に追随するために、AM検波器113の前段にAG
C回路を付加したり、あるいは、復号回路114におい
てスレッシュホールドレベルの追従を行なうようにした
りすることが、安定した受信のために必要であった。し
かしながら、このような反射型通信システムにおいて
は、子機を、小型のものとすること、その消費電力を少
なくすること、および、安価なものとすることが求めら
れており、このような回路を付加することは問題であっ
た。しかも、このような手段を付加したとしても、AG
C回路およびスレッシュホールドレベルの追従を行なう
回路は、いずれも、フィードバック制御系であり、本質
的にその回路動作に遅延が生じるものであって、データ
誤りを完全になくすことはできないという問題点があっ
た。
【0012】したがって、本発明は、電界強度の変動や
外来雑音があっても、データ誤りが発生することのない
反射型通信システムを提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の反射型通信システムは、親機に、送信すべ
きデータにより副搬送波を角度変調する第1の変調手段
と、該第1の変調手段からの出力信号により搬送波を振
幅変調する第2の変調手段とが設けられ、該第2の変調
手段の出力を子機に対して送信するようになされている
ものである。
【0014】
【作用】角度変調を行なう第1の変調手段の出力により
振幅変調された搬送波を子機に対して送信しているの
で、受信信号の振幅ではなく、その周波数もしくは位相
に情報が乗せられている。したがって、電界強度が変動
したり、外来雑音が重畳したりして、受信信号の振幅が
変動しても、データ誤りを生じることが少なくなる。
【0015】
【実施例】図1に、本発明の反射型通信システムの、第
1の変調手段の変調方式としてFSK方式を採用した実
施例を示す。この図において、10は親機、20は子機
である。親機10において、11は当該システムにおけ
る所定のデータ処理を行うための処理装置、12はVC
O(Voltage Controlled Oscillator :電圧制御発振
器)などからなるFSK変調器であり、処理装置11か
ら子機20に対して送信されるデータに応じて発振周波
数が制御されるものである。このFSK変調器12にお
いて、送信データにより副搬送波に対してFSK変調が
行なわれる。13は搬送波発生器であり、例えば5.8
GHz帯の高周波信号を発振する発振器である。14は
搬送波発生器13において発生された搬送波信号をFS
K変調器12から出力されるFSK信号によりASK変
調するためのASK変調器である。15はサーキュレー
タであり、ASK変調器14から入力される信号をアン
テナ16に出力し、また、アンテナ16から入力される
信号をAM検波器17に出力するように動作するもので
ある。16はアンテナ、17はAM検波回路である。1
8はFM検波回路であり、増幅器、リミッタおよびFM
検波器からなり、AM検波器17の出力信号をFM検波
して、受信データ信号を再生し、処理装置11に出力す
るものである。
【0016】子機20において、21は子機に内蔵され
ている処理回路であり、例えば、記憶回路および順序回
路あるいはマイクロコンピュータなどから構成されてい
る。22は、例えば、VCOなどからなるFSK変調器
であり、処理回路11からの送信データに応じて異なる
周波数の信号を発振するものである。23は検波・変調
兼用ダイオードであり、図3におけるダイオード102
と同様にアンテナ24に接続されており、アンテナ24
から入力される受信信号をAM検波するとともに、FS
K変調器22から出力されるFSK信号に応じてアンテ
ナ24のインピーダンスを変化させるものである。25
は、FM検波回路であり、検波・変調ダイオード23に
よりAM検波された受信信号を、増幅し、振幅を制限し
た後FM検波して、親機10から送信されたデータを再
生して、処理回路21に出力するものである。
【0017】このように構成された本発明の反射型通信
システムの動作を、図2に示す各信号の波形を参照しな
がら説明する。図2において、Aは送信データの一例、
Bは該送信データAをFSK変調したFSK信号、Cは
搬送波発生器13から出力される搬送波信号、Dは親機
10と子機20との間で伝送される伝送信号である。
【0018】まず、親機10から子機20に対してデー
タを送信する場合について説明する。親機10の処理装
置11は、子機に対して送信するデータAをFSK変調
器12に出力する。FSK変調器12は、入力される送
信データAの「ハイ」、「ロー」に応じて異なる周波数
のパルス信号を出力し、例えば、図2のBに示すよう
に、Aが「ハイ」のときに高い周波数のパルス信号を、
Aが「ロー」のときに低い周波数のパルス信号を出力す
る。搬送波発生器13からは、図2のCに示すようなS
HF帯の搬送波信号が出力されている。ASK変調器1
4において、搬送波発生器13からの搬送波Cが、FS
K変調器12からのFSK信号Bにより振幅変調され、
図2のDに示すような、FSK信号Bと同一のエンベロ
ープをもつ、ASK−FSKされた伝送信号が得られ
る。この信号Dはサーキュレータ15を介してアンテナ
16に供給され、アンテナ16から子機20に対して送
信される。
【0019】このようにして親機10のアンテナ16か
ら送信された伝送信号Dは子機20のアンテナ24に受
信される。子機のアンテナ24に受信された伝送信号D
は、検波・変調兼用ダイオード23においてAM検波さ
れ、その包絡線信号がFM検波器25に出力される。こ
の包絡線信号は、図2のBに示すFSK信号と同様の波
形となっている。FM検波回路25に入力された包絡線
信号は、FM検波回路25において、増幅された後、リ
ミッタにより所定の振幅にされ、FM検波器によりFM
検波されて、もとの送信データが再生される。この送信
データは処理回路21に入力され所定の処理のために用
いられる。このように、本発明においては、親機10か
ら子機20へのデータ伝送をASK−FSK方式により
行っているので、電界強度の変動や外来雑音のために受
信信号レベルが変動しても、受信信号の振幅自体に情報
が乗せられていないので、データ誤りが発生することな
く、データの伝送を行うことができる。
【0020】次に、子機20から親機10へデータを伝
送させる場合について説明する。子機20からデータを
伝送させるとき、親機10は無変調の搬送波Cをアンテ
ナ16から子機20に対して送信する。これは、前述し
たFSK変調器12から一定レベルの信号をASK変調
器14に供給することなどにより行われる。一方、子機
20においては、処理回路21から送信すべきデータA
がFSK変調器22に出力される。FSK変調器22
は、入力された送信データAの値に応じて異なる周波数
の信号を発生し、FSK信号Bが検波・変調兼用ダイオ
ード23に供給される。検波・変調兼用ダイオード23
は、FSK変調器22から印加されるFSK信号によ
り、その導通状態が変化させられる。これにより、該ダ
イオード23に接続されているアンテナ24に接続され
ている回路の状態が変化することとなり、それに対応し
て、親機10から放射されている無変調の搬送波Cのア
ンテナ24における反射係数が変動する。すなわち、親
機10から放射されている搬送波Cは、FSK変調器2
2の出力により強度変調を受けて、アンテナ24から反
射される。この反射信号は図2のDに示すような波形と
なる。
【0021】このようにして子機20のアンテナ24か
ら反射された信号Dは、親機10のアンテナ16により
受信され、サーキュレータ15に入力され、AM検波器
17により包絡線検波される。このAM検波器17から
出力された包絡線信号は、FM検波回路18に入力さ
れ、増幅され、リミッタにおいて振幅を制限された後、
FM検波器により元にデータが再生される。この再生さ
れた受信データは、処理装置11に入力され、所定の処
理のために用いられる。このようにして、子機20から
親機10へ伝送されるデータも、ASK−FSK方式に
より伝送されるので、データ誤りを発生させることなく
伝送される。
【0022】なお、上記実施例においては、FSK変調
器12および22として、繰り返し周波数の異なるパル
ス信号を出力するものを採用した例について説明した
が、これに限られることなく、周波数の異なる正弦波信
号を出力するFSK変調器を採用しても良いことは明ら
かである。また、上記した実施例においては、送信すべ
きデータによりFSK変調を行なった後、該FSK変調
信号により搬送波をASK変調しているが、送信すべき
データにより行なわれる変調方式は、振幅変調以外であ
ればFSK変調に限られる必要がないことは明らかであ
り、PSK(phase shift keying)変調方式やQPSK
(quadrature phase shift keying )方式を用いること
ができる。これらの場合においては、FSK変調器12
および22に替えて、PSK変調器あるいはQPSK変
調器を用い、FM検波回路18および25に替えて、P
SK復調回路あるいはQPSK復調回路を用いればよ
い。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、親機と子機間のデータ
の伝送を、角度変調されたデータ信号をさらにASK変
調することにより行なっているので、電界強度の変動や
外来雑音によりデータ誤りを生じることがない。そし
て、ただ単にASK変調して伝送する場合と比較して、
スレッシュホールドレベルの追従を行なう回路やAGC
回路を設ける必要がなくなり、また、搬送波を発生する
ための回路を設ける必要もないので、子機を小型のもの
とすることができ、子機の消費電力も少なくすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の反射型通信システムの構成例を示すブ
ロック図である。
【図2】本発明の反射型通信システムにおける各信号の
波形の一例を示す図である。
【図3】従来の反射型通信システムの一構成例を示す図
である。
【図4】従来の反射型通信システムの他の構成例を示す
図である。
【符号の説明】
10 親機 11 処理装置 12、22 FSK変調器 13 搬送波発生器 14 ASK変調器 15 サーキュレータ 16、24、101、111 アンテナ 17、113 AM検波器 18、25 FM検波回路 20 子機 21、115 処理回路 23 検波変調兼用ダイオード 102 ダイオード 103 デジタル信号源 112 高周波スイッチ 114 復号回路 116 FSKエンコーダ 117 駆動回路 118 ミスマッチ回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 親機と子機とからなり、該子機は前記親
    機から放射された信号を変調して反射させることにより
    情報を伝送するようになされた反射型通信システムにお
    いて、前記親機は、 送信すべきデータにより副搬送波を角度変調する第1の
    変調手段と、 該第1の変調手段からの出力信号により搬送波を振幅変
    調する第2の変調手段とを有し、 該第2の変調手段の出力を子機に対して送信するように
    構成されていることを特徴とする反射型通信システム。
JP16714995A 1995-06-09 1995-06-09 反射型通信システム Pending JPH08335890A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006067266A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Sony Corp 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法
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Effective date: 20010410