JPH09230037A - 反射型送信装置 - Google Patents

反射型送信装置

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JPH09230037A
JPH09230037A JP4153797A JP4153797A JPH09230037A JP H09230037 A JPH09230037 A JP H09230037A JP 4153797 A JP4153797 A JP 4153797A JP 4153797 A JP4153797 A JP 4153797A JP H09230037 A JPH09230037 A JP H09230037A
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wave
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antenna
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communicator
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Akira Iga
章 伊賀
Katsuyuki Oshiba
克幸 大芝
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池レスでメインテナンスフリーの反射型送
信装置を得る。 【解決手段】 受信電波をダイオードDで整流しコンデ
ンサC1 蓄積してて得た動作電源で送信データの発生回
路9を駆動する。発生した送信データでアンテナ4のイ
ンピーダンスをダイオードDのオンオフにより変えるこ
とにより入射電波を変調して反射波として再放射させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は反射型送信装置に係
り、特にマイクロ波を利用した識別システムで使用する
送信装置に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】送信装置からの電波を認識装置(コミュ
ニケータ)で受信して物品を認識したり、或いはゲート
における入退出者をチェックするシステムが実用化され
ている。このようなシステムにおいて用いられる送信装
置はタグ(付け札状)またはカード状に形成されてい
て、反射型または能動型の送信装置が用いられている。
反射型送信装置は、送信装置本体に電波反射用のアンテ
ナを設け、認識装置から送信された電波をアンテナで反
射させて認識装置に送り返すようにしたものである(例
えば特公昭57−24598号)。
【0003】一方、能動型の送信装置はデータの発生回
路、データを伝送するための送信回路、認識装置から送
信された電波を受信するための受信回路等が設けられて
いて、認識装置からの電波に呼応して認識用のデータを
送ることができるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】反射型送信装置は構成
が簡単で小型及び安価に作ることができるが、データを
送ることができない。このため、例えば宅配便や航空貨
物便などで実施されている物流管理システムのように、
高度な認識が必要な場合は使用することができなかっ
た。
【0005】これに対し、能動型送信装置はデータを伝
送することができるが、送信回路や受信回路及びこれら
の回路の電源等が必要である。
【0006】本発明は上述の問題点かんがみデータが送
れる送信装置を小型化すると共に、無電源で動作させる
ことことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の反射型送信装置
は、入射する連続波の電波11を反射させるアンテナ4
と、受信電波を整流して蓄える電圧供給手段(ダイオー
ドD、コンデンサC1)と、上記電圧供給手段から動作
電圧を受ける送信データの発生回路(識別コード発生回
路2)と、上記送信データに応じて上記アンテナのイン
ピーダンスを変化させるインピーダンス変化回路(ダイ
オードD)とを具備する。
【0008】
【作用】受信電波を整流して得た動作電源で送信データ
の発生回路を駆動し、送信データでアンテナのインピー
ダンスを変えることにより入射電波を変調して反射波と
して再放射させることにより、無電力で小型化が可能と
なる。
【0009】
【発明の実施の形態】まず図2に本発明の実施例と関連
して参考例としての反射型送信装置の原理を示す。この
送信装置はIDタグ装置として構成されている。タグ本
体1は例えば合成樹脂により薄い付け礼状に形成されて
いて、図3の平面図で示すようにフレキシブル基板等に
印刷配線されたダイポールアンテナ4が表面に設けられ
ている。またその内部には発信データを形成する識別コ
ード発生器2と、この識別コード発生器2の駆動用電源
である電池3とが埋設されている。
【0010】識別コード発生器2は、発振器5、アドレ
スカウンタ6、メモリ7、FETトランジスタ8が一体
的に組込まれたワンチップICで構成されていて、消費
電力は極めて小さい。
【0011】メモリ7は例えば書込み可能ROM(PR
OM)であり、ここにIDタグ装置から送り出すデータ
が書込まれている。即ち、例えばIDタグ装置を物流シ
ステムで使用する場合、荷物の種類や受付番号、受取人
及び発送人の氏名、行先等のデータがコード化(ディジ
タル化)されて書込まれている。
【0012】識別コード発生器2に設けられている端子
2a、2bに電池3のプラス電極とマイナス電極とが夫
々直結されていて、識別コード発生器2は常に動作して
いる。従って、発振器5、アドレスカウンタ6、メモリ
7から成るデータ発生回路9が常に動作していて、所定
の周波数のクロック信号ckが、発振器5からアドレス
カウンタ6に常時導出されている。
【0013】アドレスカウンタ6がメモリ7のアドレス
を指定していて、指定された番地に書込まれているデー
タが読出される。アドレスカウンタ6はクロック信号c
kが与えられるごとにカウントアップして次の番地を指
定するので、メモリ7に書込まれているデータが次々と
読出されて行く。読出されたデータは、ディジタル信号
より成る一連の識別コードIDとしてFETトランジス
タ8のゲート電極に与えられる。このためゲート電極の
電位が識別コードIDの内容(データ)に応じて高電位
及び低電位に変化するので、トランジスタ8は識別コー
ドIDに応じたオン/オフ動作を行なう。
【0014】トランジスタ8は、ソース電極が接地され
ていると共に、ドレイン電極が識別コード発生器2の端
子2cに接続されている。このため、トランジスタ8が
オン/オフ動作することにより端子2bと2cとの問の
インピーダンスが変化する。この端子2b、2cにアン
テナ4の給電点4a、4bが接続されている。
【0015】図4のシステムブロック図に示すように、
認識装置であるコミュニケータ10の送信アンテナ12
から放射されたマイクロ波帯の連続波の送信波11を受
信すると、ダイポールアンテナ4に電圧が誘起されて、
受信電流Iが流れる。このためダイポールアンテナ4か
らは受信した電波、即ちコミュニケータ10から放射さ
れた送信波11が再放射される。再放射された電波、即
ちダイポールアンテナ4からの反射波14をコミュニケ
ータ10が受信アンテナ13で受信して復調する。
【0016】トランジスタ8のオン/オフに応じて端子
2b、2c間(給電点4a、4b間)のインピーダンス
が変化する。トランジスタ8がオンしたときに、給電点
4a、4b間のインピーダンスが例えば50〔Ω〕とな
って、ダイポールアンテナ4が2.45GHzの送信波
11とマッチングする。またトランジスタ8がオフした
ときには給電点4a、4bのインピーダンスが例えば1
00〔Ω〕となり、ダイポールアンテナ4のマッチング
がくずれる。マッチングがとれているときと、マッチン
グがとれていないときとでは、ダイポールアンテナ4の
反射特性が異なる。このため、マッチングしているとき
の反射波14と、マッチングしていないときの反射波と
では位相や振巾に差が生じる。即ち、このIDタグ装置
は、トランジスタ8をオン/オフして、受信した電波
(コミュニケータ10からの送信波11)を位相(又は
振出)変調してコミュニケータ10に反射させているこ
とになる。従って、コミュニケータ10において反射波
14と送信波11との合成波を受信して位相又は振巾復
調することにより、データを受信することができる。
【0017】上記したように、ダイポールアンテナ4の
マッチング状態がトランジスタ8のオン/オフに対応
し、トランジスタ8のオン/オフが識別コードIDに対
応しているので、コミュニケータ10において識別コー
ドIDの検出が可能となる。従って識別コードIDをコ
ミュニケータ10に送信するための搬送波(キャリア)
をIDタグ装置で作る必要が無いので、送信回路及び送
信用の電源を設ける必要が無い。またコミュニケータか
らの送信波11を受信したときには反射波14が自動的
に発生するので、コミュニケータ10からの送信波11
に呼応して識別コードIDを送るようにするための受信
回路及び受信用電源も必要ない。
【0018】従って、電力を消費するのは識別コード発
生器2だけなので、消費電力が例えば1μAと極めて小
さい。このため10mA/h程度の小容量のボタン電池
で1年間程度連続動作させることができる。
【0019】このIDタグ装置は、メモリ7に書込むデ
ータを変えることにより種々の分野で利用することがで
きる。例えば人物に関するデータを書込めば、ゲートに
おける入退出者の管理システムに適用できる。この場
合、タグ本体1をカード状に形成するのがよい。
【0020】なおダイポールアンテナ4の代りに他のア
ンテナ、例えばマイクロストリップアンテナを用いても
よい。
【0021】図1は図2のIDタグ装置を無電力(電池
レス)で作動させるようにした本発明の一実施例を示す
反射型送信装置の要部回路図である。この送信装置は、
ダイポールアンテナ4の給電点4aと4bとの間にダイ
オードDとコンデンサC1 との直列回路からなる電圧供
給回路を接続してあり、ダイオードDとコンデンサCと
の接続点と図2と同様に送信すべきデータを発生するデ
ータ発生回路9を備える識別コード発生器2の端子2a
とを接続してある。またコンデンサC1 の他方の端子
(給電点4b)と端子2bとを接続してある。
【0022】ダイポールアンテナ4で受信されたコミュ
ニケータ10からの送信波11は、ダイオードDの2乗
特性により逓倍され、送信波11の第2高調波が反射波
21としてIDタグ装置から再放射される。この例では
第2高調波に共振する送信用ダイポールアンテナ20を
設け、このアンテナ20の給電点20a、20bをダイ
ポールアンテナ4の給電点4a、4bに夫々接続し、第
2高調波を効率良く再放射している。
【0023】一方、ダイポールアンテナ4で受信された
コミュニケータ10からの送信波11はダイオードDで
整流され、コンデンサC1 に蓄えられる。従って、矢印
Aで示すようにコンデンサC1 の両端に電圧が発生し、
この電圧が端子2a、2bを介して図2と同様なデータ
発生回路9を備える識別コード発生器2に与えられる。
矢印A部に発生する電圧は受信点の電界強度により異な
るが、通常は数mV〜数Vとなるので、識別コード発生
器2を十分動作させることができる。
【0024】この例では識別コード発生器2内のデータ
発生回路9として、図5のブロック図に示す、複数個の
フリップフロップFFを直列に接続したシフトレジスタ
22を使用し、各フリップフロップFFにデータを記憶
させてある。このシフトレジスタ22は直列入力直列出
力形として構成されていて、最終段に設けられているフ
リップフロップFFnからデータ(0及び1より成る)
が1ビットずつ出力され、識別コードIDとして端子2
c(出力端子)に与えられる。また最終段のフリップフ
ロップFFnからの出力を初段のフリップフロップFF
1に再入力し、データを循環発生させている。
【0025】端子2cに与えられた識別コードIDは、
コンデンサC2 及びコイルL1 を通してダイオードDの
アノードに加えられる。このため、ダイオードDが識別
コードIDに応じて給電点20a(4a)と20b(4
b)との間を導通または遮断するので、送信用ダイポー
ルアンテナ20のインピーダンスが識別コードIDに応
じて変化する。従って、送信アンテナ20から再放射さ
れる反射波21の状態(位相や振巾等)が識別コードI
Dに応じて変化するので、図4のコミュニケータ10で
反射波21を受信して復調することにより、データ発生
回路9の発生データを得ることができる。
【0026】なおコイルL1 は高周波チョークコイルで
あり、受信波11が端子2cに流れるのを阻止してい
る。またコンデンサC2 及びコイルL1 の接続点と接地
との間にコンデンサC3 を接続してデータの出力ライン
を高周波的に接地し、受信波11が端子2cに流れない
ようにしてある。
【0027】次に図6のブロック図は複数のIDタグ装
置からの反射波を互いに区別して識別できるようにした
システムの例を示している。上述のようにコミュニケー
タから送信された電波の反射波を利用してデータ伝送を
行なっているので、コミュニケ一夕に対する応答可能範
囲に複数個のIDタグ装置があった場合には、これらの
IDタグ装置からの反射がコミュニケータに同時に入射
して混信が生じる。
【0028】図6の例では、電圧制御発振器(VCO)
26に鋸歯状波の電圧を与え、周波数がωo+△ωot
であるランプ状のFM波を発生させて送信アンテナ12
から送信する。FMの送信濃28がIDタグ装置で受信
され、その反射波29がコミュニケータ31の受信アン
テナ13に戻ってくる迄の時間を△τとすると時刻tに
おける受信周波数は、ωo+△ωot(t−△τ)とな
る。この受信波29と送信波28とを混合器27に与
え、両者の差の周波数△ωo・△τをもった出力信号を
得ると共に、この信号を周波数復調器30に与える。コ
ミュニケータ31とIDタグ装置との距離に応じて、I
Dタグ装置で反射して戻ってくる迄の時間△τが変わる
ので、差の周波数△ωo・△τはコミュニケータ31か
ら夫々のIDタグ装置迄の距離に応じた周波数となる。
従って、IDタグ装置が複数個あってもコミュニケータ
31からの距離が異なれば、各反射波ごとに差の周波数
△ωo・△τが異なることにより、同時に入射する反射
波を分離することができ、特定の位置(△τが所定値)
にあるIDタグ装置からの反射波を復調した出力が復調
器30から得られる。従ってこの出力を例えば位相復調
することにより、IDタグ装置から送られたデータを再
生するこができる。
【0029】
【発明の効果】本発明は上述したように、受信電波を整
流して得た動作電源で送信データの発生回路を駆動し、
送信データでアンテナのインピーダンスを変えることに
より入射電波を変調して反射波として再放射させる構成
であるので、無電力(電池レス)で小型化が可能とな
る。特に電池が不要であるので、電池消耗に対する保守
が必要なく、メインテナンスフリーのシステムを構築す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す反射型送信装置のブロッ
ク図である。
【図2】本発明の実施例の説明に先立って示す反射型送
信装置の原理を示すブロック図である。
【図3】IDクグ装置の平面図である。
【図4】データ送受信システムのブロック図である。
【図5】シフトレジスタを用いたデータ発生回路のブロ
ック図である。
【図6】複数の送信装置を用いる送受信システムのブロ
ック図である。
【符号の説明】
1 IDタグ装置 2 識別コード発生器 3 電池 4 ダイポールアンテナ 5 発振器 6 アドレスカウンタ 7 メモリ 8 FETトランジスタ 9 データ発生回路 10 コミュニケータ 11 送信波 12 送信アンテナ 13 受信アンテナ 14 反射波 20 送信用ダイポールアンテナ 21 反射波 D ダイオード C1 コンデンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入射する連続波の電波を反射させるアンテ
    ナと、 受信電波を整流して蓄える電圧供給手段と、 上記電圧供給手段から動作電圧を受ける送信データの発
    生回路と、 上記送信データに応じて上記アンテナのインピーダンス
    を変化させるインピーダンス変化回路とを具備する反射
    型送信装置。
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