JPS61104279A - エンコードされた情報を搬送するトランスポンダを質問するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明ハｒノぐツシプイノメログータラベルシステムＪ
（ＰＩＬＳ）に係るものである。このノ４ツシプイ／メ
ロゲータ２ペルシステムトハ、イ／タロダーション信号
を送るイノメロゲータと、こＯイノメログージョン信号
に応答して、符号化した情報を含む応答信号をつくる１
つ又はそれ以上の「ラベル」又は／４ツシプなトランス
ポンダと、応答信号をうけそしてそれに含まれている情
報を解読する受信解読システムを備えている。

本発明に係る型式の２９ツシプなイノタロゲータラベル
システムはホルピツツジエニアヘ与えられた米Ｉｌｌ？
許３　、２７３　、　／弘６；コールとバクファンへ与
えられた米国特許３，７０６．０９’Ａ；フールとバク
ファンへ与えられた米国特許３．７Ｊｊ、♂０３そして
バク７アンとコールへ与えられた米国特許≠、Ｏｊ１，
２／７に開示されている。これらの特許に開示されたシ
ステムの最も簡単な形態は、電磁エネルギのＲＦパルス
を送ることのできる無線周波数トランスミッタを含んで
いる。これらの・そルスはパッジｆなトランスポンダの
アンテナで受けられ、そしてアンテナでうけた電気エネ
ルギをピエゾ電気材料内の音波に変えるピエゾ電気「ラ
ンチ」トランスジューサヘカΩえられる。パルスをうけ
るとピエゾ電気材料内で発生した音波は決まった音の路
を通って送られる口こＯ路に沿って決まった間隔を置い
て設置された別の「タップ」トランスジューサ又はリフ
レクタは、音波を電気エネルギーに変えるか、又は音波
をランチトランスノユーサへ戻してり／チトランスソユ
ーサにより電気エネルギーに再び変えるかのどちらかを
行なう。

音の路に沿って決められた場所にタップトランスノユー
サ又はリフレクタが存在するか否かが、イ／メロダーシ
ョンパルスに応答して応答パルスがある時間遅延で送ら
れるかどうかを決める。これがトランスポンダの応答に
含まれる情報コードを決定する。

音波パルスが電気信号に再変換されるときその電気信号
はトランスポンダのアンテナに供給され、そして無線周
波電磁エネルギとして送られる。このエネルギはインタ
ロゲータトランスミッタと同じ場所にあるのが好ましい
レシーバとデコーダで受けとられる。そしてこの応答に
含まれた情報は解読される。

ｚ！　７　シフ”　ｆｚ　イアメロゲータラベルシステ
ムのトランスポンダは「タイムドメイン」内で作動して
、無線周波電磁エネルギのバースト又は・−ルスの受信
毎に無線周波エネルギの１つ又はそれ以上のパルスを含
む応答化“号をつくる。送られてきたイ／メログーショ
７ノ４ルスに対し応答／４ルスの存在又はタイミングが
応答に含まれている情報コードを決定する。

上述の型式のノツシプなイアメロゲータラベルシステム
は多くの欠点を有している。これらのシステムのＳＮ比
は各易に改善されない。これらのシステムは広域と狭域
との両方の帯域での干渉をうけるからである。更にこれ
らのシステムは情報　　ｄコードを決定するのにトラン
スポンダの応答信号の広範な信号処理を必要とする。こ
の信号処理はレシーバ側でしなければならないのが普通
である。

情報が比較的広いバンドの信号に含まれているからであ
る。遠い信号処理部への伝送は広帯域信号の伝送を必要
としよう。

本発明の目的は低電力のインタログーショ／信号の伝送
のみ必要とするだけのイノタロゲータ・トランスポ／ダ
システムｔ−提供することである。

本発明の別の目的はＳＮ比の高いイノメロゲータ・トラ
ンスポンダシステムｔ−Ｓ供することである。

本発明の別の目的は、この種のシステムに現在使用され
ているデコーダよつも簡単で低廉な信号デコーダを有ス
るイノタロゲータ・トランスポンダシステムを提供する
ことである。

これらの目的並びに後の説明から明らかとなる別の目的
は、規定の周波数範囲内の複数の周波数の値を順次とる
第１の周波数を有する第１のイ／りσグージョン信号を
送る装置を提供することにより、本発明に従って達成さ
れる。この第１周波数は例えばりＯｊ−タ２　Ｊ　ＭＨ
ｚＯ扼囲にあり、短距離送信に世界中で自由に使用して
いる周波数帯にある。

本発明によるシステムに関連する遠隔トランスポンダは
入力として第１信号をうけ、そして出力として第２応答
信号金つくる。このトランスポンダ内の信号変換手段は
第１の信号ｔ−第２の信号に変換し、そして次のものを
含んでいる。

（１）　　第１信号をうけるよう結合した「信号コンデ
ィショニング要素Ｊ、各信号コンディショニング要素は
第７信号に対して既知の遅延量と既知の振巾変調とを有
する中間信号を与える。

（２）　　これらの中間信号を組合せて第２信号をつく
るためすべての信号コンｒイショニ／グ要素へ結合され
た「信号組合せ要素」 この信号組合せ要素と信号コ／デイショニング要素とは
第２信号に既知の情報コードを与え、このコードは識別
をし、そして特定の７４ツシグトランスポンダと関連づ
けられる。

本発明のシステムは、トランスポンダからの第２信号を
うける装置と、第１と第２信号の両方又はそれらから抽
出された信号をうけてこれらλつの信号を混合し、そし
てそれにより別の信号をつくる混合器とを更に含んでい
る。この別の信号は第１信号と第２信号との和の周波数
と差の周波数とを含んでいてもよい。

最後に、本発明によるシステムは混合器によりつくられ
た別の信号〈応答してその別の信号に含まれる周波数を
検知し、そしてそれにより／４’ツシプなトランスポン
ダと関連した情報コードを決定する信号プロセサを含ん
でいる。

本発明によるシステムは、上に述べた米国特許３．２７
３．／ｌと３　、７０６　、０９１Ａに開示された型式
ノ／４′ツノ７＃ｆＪ：、イアタロゲータ２ベルシスｆ
　Ａ　ＫＪる幾つかの利点を有している。広狭肉感の干
渉を殆んどうけないので不発明のシステムは既知のシス
テムよりもＳＮ比は改善されている。本発明は１報コー
ドを解読するための護雑な信号プロセサを必要としない
。信号の処理の主な部分は７ステムの無砿周波教（ＲＦ
）部分において行なわれるのでフーリエ分析のため晋通
のアルゴリズムを信号プロセサで用いればよい。

更に、第１の（質問している）信号と第２の（応答）信
号とを、又はそれらから抽出した信号を混合する（既述
の）混合器の出力は、周波数とその帯域とが音響波範囲
であるので通常の電話線で送れる。従って、信号プロセ
サはＲＦインタロｒ−タ／レクーバと混合器とから遠い
処にあってもよい。このことにより比較的高価なコンピ
ュータを使用して遠隔の７つ又はそれ以上のインタロゲ
ータ／レシーバのフーリエ分析を実施でき、その場合そ
の遠隔地からコンピュータまでの高価な信号伝達糸を必
要としない。

最後に１本発明のシステムに使用する無線周波技術はこ
の種の既知装置のものよりも簡単である。

無線周波信号は情報コードを搬送するのに直接使用され
るからである。更に詳しくいえば、質問信号（第１信号
）に対しトランスポンダの応答信号（第２信叶）の周波
数と位相とに含まれているか　　。

θ らである。

本発明の実施例を以下に添付図を参照して詳細に説明す
る。

次に、添付図面の第１図から第２≠図を参照して、本発
明の好ましい実施例について説明する。

各図において同一の素子は、同じ参照番号にて示してい
る。

第１図は、本発明によるイ／タロゲータ−トランスポン
ダシステムの全体構成を示している。このシステムは、
電圧制御発振器１０の如く信号源全備える◇この電圧制
御発振器１０は、制御素子１２から制御信号Ｖを受ける
。１圧Ｖは、発振器によって発生される信号の周波数を
決定する。発振器のこの出力信号は、亀力増巾器１４に
よって増幅され、トランスポンダへ送信するためのアン
テナ１６へ加えられる。送信される信号は、Ｓ工として
示されている。

信号Ｓ工は、トランスポンダ２０のアンテナ１８にて受
信され、受動信号変換素子２２に通される。この信号変
換器は、入力信号Ｓｌを出力信号Ｓ　へ変換する。その
出力信号Ｓ２は、インタ０ゲータ／レシーバ装置へ再送
信するため同じアンテナ１８又は異なるアンテナ２４へ
通される。

信号変換素子２２によって行なわれる信号変換について
は、第一図を参照して以下に詳細に説明するが、ここで
は、信号Ｓ２は、最小限、特定のトランスポンダ２０を
識別する１′ｆｔ報コードを含んでいるという説明だけ
で充分であろう。

信号Ｓ２は、送信アンテナ１６と同じアンテナでも異な
るアンテナであってもよいアンテナ２６によって受信さ
れる。この信号は、と（に、信号Ｓ２を信号Ｓ４へ変換
する回路素子２８へ通される。

同様に、■ｏＣ１０の出力は、信号Ｓ３を発生する回路
素子３０へ通される。これらの２つの信号Ｓ３およびＳ
４は、ミキサ（≠チー’ｒ４ルマルチデライヤ）３２に
加えらｎる。

回路素子３０及び２８は、各入力信号Ｓ工及びＳ２ｆ：
変更して各出力信号Ｓ３及びＳ４を発生する手段を含ん
でいてもよいし含まなくてもよい。

例えば、素子３０は、信号Ｓ３が送信信号Ｓ工の小変換
信号であるように、単なる非遮断α気回路又は配堰であ
ってもよい。同様に、回路素子２８は、信号Ｓ４が信号
Ｓ２と実質的に同一であるがそれより高い信号レベルを
有しているものとなるように、単に増巾器であってもよ
い。回路素子３０及び２８のその他の変形例については
以下に説明する。しかし、一般的には、信号Ｓ３は、信
号Ｓ工から抽出されるものであり、従って、信号Ｓ工の
周波数及び位相の１Ｍ数であり、一方、信号Ｓ　は、信
号Ｓ２から導き出されるものであり、従って、信号ｓ２
の周波数及び位相の関数である。

信号Ｓ　及びＳ４は、ミ中す３２にて混合され又はへテ
ロダインされて信号Ｓ５を発生する。この信号Ｓ５は、
信号Ｓ３及びＳ、に含まれた周波数の和の周波数および
差の周波数の両方を含む。

信号Ｓ５は、信号ゾクセサ３４に通される。この信号ｆ
−セサ３４く信号Ｓ５に含まれる周波数の少なくともあ
るものを決定し、測定し又は検出する。詳細に述べると
、信号ｆｏセサ３４は、信号Ｓ５がサンダルされデノ１
タル化された後、フーリエ分析（変改）を用いて、信号
Ｓ５における差周波数ｆ、のあるものを決定する。好ま
しくは、信号グロセサは、また、周波数成分子、の振巾
ａｉ及び各位相中φ・　を決定する。ここで、位相φ１
は、１つの周波数成分子。Ｋ関して測定されるものであ
る。

信号グロ七す３４で決定される情報は記憶装置３６及び
マイクロ７ａロセサ３８から成るマイクロコンピュータ
に送られる。このマイクロコンピュータは周波数、振幅
及び位相情報を連続的に解析し、そしてこの情報に基づ
いて決定する。例えば、コノマイクロコンピュータはト
ランスｙｆ！　ｙ　／　２０の同一性を決定することが
できる。

第２図はトランスポンダ２０の性質及び動作を説明して
いる。このトランスポンダは完全に受動素子であるか又
は電源そして一つ又はそれ以上の能動素子を含むことが
ある。理解されるように、第１図の１コツ図で示される
信号変換素子２２はＮ＋１コの信号処理素子４０及び信
号結合素子　　　〆１４２から成っている。信号処理素
子４０の各々がアンテナ１８に持続されており、そして
伝送疑問（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ　）信号Ｓ工を
受信する。理解されるように、各々の処理素子４０は出
力としてそれぞれの中間信号（。、１．、・・・、　ｌ
Ｎ１ｊ！：生ずる。

これらの中間信号は結合素子４２に伝送され、この結合
素子４２でこれらの中間信号を結合して（例えば、加法
、乗法等など）出力信号Ｓ２を生成する。

第２図に見られるように、各々の信号処理素子４０は既
知の遅れＴ・及び既知の振幅調整Ａ、（減衰か又は増幅
のいずれかである）から成っている。

その各々の遅れＴ・及び振幅Ａ整Ａ、は受信信号Ｓ工の
周波数の関数であるかもしれないし、又は周波数に独立
で、それぞれ、一定の遅れ及び一定の振幅Ａ整を与える
こともある。

この発明の実施例では、遅延素子ＴＨｓ振幅調整素子Ａ
・及び中間信号結合素子４２は厳密に受「 動索、子である、すなわち、それらは動作するのに電源
を必要とせずそして処理される信号は増幅されない。し
かし、この発明の原理及び概念は能動素子にも適用でき
る。以下に詳細に説明するように、遅延素子は表面弾性
波を発生し、伝送し、及び受信する素子によって、又は
赤外線又は光の数対を伝送する光ファイバー又は光導波
管によって実現される。振耀調整素子（往信号を減衰さ
せるために抵抗から成るそして／又はリアクタンスから
成る受動素子のいずれから構成される。第２図から明ら
かなように、遅延素子及び振［調整素子の順序は逆にし
てもよい、すなわち、振幅素子部が遅延素子Ｔ１　より
先になってもよい。

第４図に示すシグナルプロセッサ３４は、信号Ｓ５に含
まれる周波数ｆ、のいくつかを決定する。

図示のように、信号Ｓ５は、オーディオレンツの・セス
バンド（例えば／〜３ＫＨ２）′ｔ−有スるバンド・々
スフィルタ４４ｋＡ過する。このパントノやスフィルタ
は、１言号Ｓ５のうちの１信号Ｓ３．　Ｓ４　　とは異
なる周波数を有する部分を通過させ、極低周波ｆｉ／イ
ズを除去する。バンド／４スフイルタの出力は、ア／チ
ーアリアノングフィルタ４６’ｉ−して、サンプルホー
ルド回路４８へ供給される。アナログ信号は、このよう
Ｋして、クロック５０で決定されるサンプリング率でサ
ンプリングさｎる。このサンプリング率は、ノセンド・
ゼスフィルタ４４の土浦の周波数の２倍である。サンプ
ルホールド回路におけるサンプルした信号の出力期間は
、七のサンプルした信号がアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ
）コンバータ５２によってデノタル化のなされる期間で
ある。晟終的には、このｒソタル化されたテンプルは、
Ａ／Ｄコ／バータから、専用コンピュータ５４に送らｎ
ｌこのコンピュータ５４では、定められた期間に出力さ
れたサンプルを繰り返し格納して、これらの信号のフー
リエ変換を行う０コ／ピユータ５４では、このようにし
て、オリジナル信号Ｓ５に含まれる周波数ｆ、　　を規
定するデジタル出力を発生する。必要に応じて、コンピ
ュータ５４において、各周波数ｆ、におけるそれぞｎｏ
振幅ａ・および位相φｉを決定するようにしでも良い。

第４図および第５図は、シグナルグロセツサ３４の典型
的な出力を表わす周波数の図である。

これらの出力は、トランスポンダー２０の信号変圧器２
２によって与えられる情報コードを有しているので、こ
のコードに対応する特定のトランスポンダーの暗認が行
なわれる。

ここで、再び第１図の装置において、ＶＣＯＩＯを制御
して、信号Ｓ工の周波数が定められた周波数レンジ内に
おいて連続した復敗の周波数値となるようにするものと
する。例えば、制御１圧を最小および最大直圧の間で傾
斜を待たせて引き上げ、あるいは引き下げて、定められ
た４７ｔｃ数ノンノの限匿内に３いて連続して周波数を
移動させるようになす。この代’）Ｉｃ、電圧Ｖ　ｆ　
、最小および最大電圧間において、ステンデ状に１つの
値から次の値にして、信号Ｓよが定められた周波数レン
ツ内において、多数のディスクリートな周波数値となる
ようだしても良い。この周波数Ｖ７ノとしては、７０５
ないし９ｊｊｖｔ−ｔｚ　　が好適であり、周波数帯は
ショートレンジ伝送については、全叶界を通じて自由に
利用することができる。　　　　　　　　ｄ信号Ｓ工が
連続的に碗敗の周波数値をとったとした場合には、ゾグ
ナルグロセツサの出カバ、第４図および第５図に示す形
態となる。第１Ａ図に示すように、信号Ｓ５　に含まれ
る多数のｆィスク１ノートな周波＆ｆ（、、ｆ工、ｆ２
　・・・ｆ工。は、異なった振幅（大きさ）ａＯ−ａ工
・・・ａ　および位相φ。、φ、Ｏ ・・・φ　を有している（周波数ｆ工・・・ｆ工。の位
１゜ 相φ、・・・φ、。は全て周波数ｆ０の位相φ。を基準
としている）。

測定した位相φ。・・・φ、。は、送信機からトランス
ポンダーまでの距離に依存しているので、送信機および
レシーバを中心とする半径方向の内方、外方へのトラン
スポンダーの移動は、各位相の測定を繰り返し行なうこ
とで測定することができる。

第５図は、第４図の位相に対して、送信機／レシーバか
らトランスポンダーまでの距離が異なることに起因して
、位相　φ。・・・φ、。が第１ＩＬ図の各位相に対し
てどの程度回転（例えば弘５０）したのかを示している
。

信号Ｓ５　　に異なる周波数が含まれるのは、トランス
ポンダーの特性と共に、伝送された信号Ｓ工に含まれる
周波数のためである。

ＶＣＯＩＯは周波数に関して線形掃引を字えるように制
御されるもＯとする。またトランスポンダーは、信号変
換部品が第６図に示されるように遅延線フィルタとして
設計できるように構成されている。このフィルタは初期
遅延Ｔ。とこの後に続く等しい複数の遅延６丁を有する
０＠遅延部５５からの出力は位相シフトφ１（ｉ＝（７
からＮ）を受けている。位相差ψｉ−φｒ−０は中心周
波数（り／ｊＭＨｚ）において≠つの値０．±７０°あ
るいはｉｓ’ｏ０のうちの一つの値に拘束されている。

トランスノングーの；−ド情報はこれらの位相差で搬送
される。このンステムの目的は位相差の・ぞター／ｌ−
特定のトランスポンダーの独特の該別情報として検索す
ることにある。

各遅延部品からの出力信号１゜・・・ＩＮ（中間信号）
は加算されて信号Ｓ２を形成する。この信号Ｓ　はトラ
ンスポンダーの共通アンテナに供給される。

ざらに、この７ステム内の信号Ｓ３およびＳ４が、周波
数と位相（振幅ではない）に関してそれぞれ信号Ｓ　と
Ｓ２とそれそ１送信器と受信器において関係していると
すると、応答信号Ｓ４が、ミクサ３２において送信信号
Ｓ３と混合されると、トランスポンダー内の遅延によっ
てビートが発生するっ実際、各中間信号１　・・・ＩＮ
はそれ自身の独特のビート周波数を作り出す。隣接する
ビート周波数の位相を比較することＫよって、トランス
ポンダーで位相コード化された情報を元に戻すことがで
きる。

従って、１００周波数が、毎秒ｉラジア／の一定の速さ
で最小周波数ω　から最大周波数ω。＋Δωまで掃引さ
れるとすると、この掃引が行なわれる時間はτ＝Δ−／
み　である。なお、ω＝λＫｆラジア／である。

この信号Ｓ工は周波数変調されたコナイ／波で表わすこ
とができる。

ｓ　（ｔ）＝　ｃｏｓ　（ωｏｔ＋ｌ／ユ２ＩＩｔ２）
この信号の瞬時周波数はω。＋ｊａｔである。初期位相
はゼロに設定することができる。これは単に時間原点を
どこに選ぶかの任意な問題にすぎない。振幅は／にする
ことができる。掃引時間は当然有限であるが、この束縛
は今の解析では無視される。有限な掃引時間によって作
り出された「端部効果」があるが、このシステムの主要
な操作はこの端部効果を無視することにより最も明瞭に
理解される。

トランスポンダーの中間信号１１　は以下の点を除いて
送信信号Ｓ工と同じ形複数有している。

（１）　　Ｔ　ｃ　＋Ｔ　ｏ　＋　ｉΔＴ　遅延してい
る。ここでＴｏは送信器からトランスポンダーそして受
信器までのラクンドトリッグ伝達時間である。

（２）　　θｉ位相がシフトしている。そして（３）　
　振幅が（全ての中間信号に対して全て等しい）Ａに減
少されている。

従って、フンポジット応答信号Ｓ２は次式で与えられる
。

Ｓが）＝ｐＪ：ｓ、（ｔ−ｒ、−Ｔｏ−＋４Ｔ）θ、　
ｄ１＝Ｑ ＝＝ｕ　ＣＯ５（ｓｏ（ｔ−Ｔ、−Ｔｏ−ｉΔ丁）ｉ＝
０ ハ ＋６ω（ｔ　−Ｔ　ｃ−Ｔｏ−ｒΔＴ）＋θｉ）欠に、
ミキサ３２の有用な出力は次の周波数の異なる成分の積
によって表わすことができる０Ｓ５（ｔ）　＝　Ｓよ（
ｔ）　ｘ　５２（ｔ）この代数式ｔ−解くと、以下の様
に表わされる。

Ｓ５（、ｔ）＝ＡＸ　ｃｏｓ（４ｔ（ｉΔＴ十Ｔｃ十Ｔ
０）１＝Ｏ 十ｎｏ（ｉΔＴ＋Ｔ、＋Ｔ０）−４ｊａ（Ｔ、　＋　７
０”＋（＋４Ｔ）’＋２Ｔ　　Ｔ　　＋、２ｊΔ丁（Ｔ
、＋Ｔ０））−θｉ）　　Ｏ これは、振幅Ａ、瞬時周波数ω（ｉΔＴ＋Ｔ、＋７０）
　。

包含位相φ１　の周波数ラインでなる（Ｎ＋１）本のく
し状スペクトルとして、認識されるだろう。多く０周波
数２インが相互に干渉しないように信号Ｓ、（ｔ）につ
いてスペクトル分析を行なえば、各ツインについて別々
に振幅Ａ及び位相φｉを検索することができる。（実際
、フーリエ分析によって各ラインの平行座標が得られ、
極座標に変換して位相φ・を得るためには更に処理する
ことが必要である。） 第４図及び第５図は、伝搬遅延Ｔｃの変化の結果として
位相φｉがどのように変化するかを示している。そこで
、異なる時間における周波数ラインの位相φｉを計算し
てその計算によるそれぞれの結果を比較することにより
、トランスポンダが送受信システムに対して半径方向に
移動したかどうかを決定することができる。この比較は
、マイクｏ　７’　ａセツテ３８の適当な７°ログラム
による簡単な方法で行なってもよい。

第７図は、米国特許第３．７０６．０９４を号明細書に
開示された代表的なを武のトランスポンダを示しており
、このトランスポンダは受信信号Ｓｌを音波に変換し、
ダイポールアンテナ５６を介して送信するためにその音
波エネルギーを電気信号Ｓ２に再変換する。詳述すると
、トランスポンダの信号変換素子は、リチウムニオベー
ト（ＬｉＮＧＯ３）結晶のような圧電材料の基板５８か
ら成っている。

この基板の表面上には、アルミニウム等の金属の層が付
着され、第７図に示すような−４４−ンが形成されてい
る。たとえば、この・ぐターンは、ダイポールアンテナ
５６に接続された２つのバスバ−６０及び６２．送り出
しトランスデユーｔ６４並びに僕数のタップトランスデ
ユーサ６６から溝成されてもよい。バー６０及び６２は
、送つ出しトランスデユーサから発生し、実質的に直線
的に伝搬してタップトランスデユーサに順々に到達する
音波の伝送路６８を形成している。このタップトランス
デユーサは、バスバー６０及び６２によって集められ加
算された音波を環気エネルギーに再変換する。その後、
この電気エネルギーがダイボールア／テナ５６′５ｒ：
作動させて電磁放射線に変換され、信号Ｓ２　として伝
搬される。

米国特許第３．７０１．．０９１Ａ号明細−に開示され
た音波トランスデユーサでは、それぞｎの等距離のトラ
ンスデユーサ位置にεけるタップトランスデユーサの有
無が送信された応答信号における情報コードを与えてい
る。したがって、トランスポンダに送信された高周波エ
ネルギーの単／パルスすなわちバースト信号（第１信号
Ｓエ　）が、結果として音波装置のタップトランスデユ
ーサの有無に依存する１以上の応答・ぐバス（第２信号
＄２　）となるだろう。

不発明の好ましい実施例において、第７図に示すように
、音波路６８にｒｅつて等間隔にタップ・トランスツユ
−ｆ６６が設けられており、このタップ・トランスジュ
ーサの間に選定した教の１遅延・２ツド７０　’ｉ設け
ることにより情報コードが与えられる。この遅延・！ラ
ドは、第ご図にその詳細が示されており、同一の材料で
成るのが好ましく、ｔｋババスバー６０．６２及びトラ
ンスジューサ６４．６６とともに配置されるのが好まし
い。各遅延・セットは、動作周波数（約り／！ｒＭＨｚ
）において遅延していない音波に対して／／≠すなわち
９０°だけ１つのタップ・トランスジユーサ６６から欠
のトランスジューサへの音波の伝播と遅延させるのに十
分な４　ｋ有している。連続するタップ・トランスジュ
ーサの間にこれらの遅延・ンツドを配置さぜることによ
り、前のタップ・トランス　７ノ二−サ６６Ａの下方を
音波が通った時を基準とした、欠のタップ・トランスジ
ューサ６６Ｂが受取った音波の位相φは、欠の≠つの位
相状態を可能にするように制御されるのが好ましい。

Ａ　タップ・トランスジューサ６６Ａと６６８との間に
・臂ツドがないときには　φ＝−タＯ０であり、 ユ　タップ・トランスジユーサ６６Ａと６６８との間に
１つの・ぞラドが存するときにはφ＝００であつ、 ３、　タップ・トランスジューサ６６Ａと６６８との間
に２つの・々ラドが有るときには φ＝りＯｏであり、 ≠　タップ・トランスジューサ６６Ａと６６Ｂとの間に
３つの・ぐラドがあるときには φ＝／ｆ００である。

第６図を参照すると、位相情報φ。（ライン中の第１の
タップ・トランスジューサによって捨った信号）と位相
情報φ０．φ２　・・・φＮ　（後読のタップ・トラン
スジユーサによって拾った信号〕とが、第７図の実施例
ではバス・、＜−６０と６２とで成る組合せ器〔加算器
〕へ供給される。この位相情報は、アンテナ５６によっ
て信号Ｓ２とじて送られるものであり、トランスポンダ
の↑Ｉ報コードを含んでいる。

第７図は、第２図に示す一般クラスのトランスポンダの
別の例を示している。この例では、組合せすなわち結合
要素４２が加算装置７２とミキサ７４とを備えている。

また、この例では、公知の遅延ＴＮ＝０と公知の振幅修
正（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　）ＡＮ＝／とを有する
。

受取った信号Ｓｌ　を加算装置７２からの出力信号に混
合（ヘテロゲイン操作りすることの効果は、出力信号Ｓ
２の周波数を２倍にすることにあるっミキサ７４の出力
はその２つの入力の和と差の周波数を含むことになつ、
２つの入力は信号Ｓ工の周波数である。アンテナが、最
切、和の周波数であって差の周波数ではない周波数の信
号を放射するように同調してるる勘合、送られた（放射
されたン信号Ｓ２は信号Ｓ工の２倍の周波数を有する。

従って、システムの受信装置は送信装置の周波数より／
オクターブ高い周波数を受取るよう同調され、信号Ｓｌ
を送信し且つ信号Ｓ２を受取るのを可能にする。この装
置は、送った信号Ｓ工を反射する目標窃からのクラッタ
やエコーの問題を解消している。

第７０．７７図は、第り図のトランスポンダを実行する
音響波装置を示す。この装置は、圧電気基層５８上に普
通のバスパー６０及び６２を含む。

バスパー６０は、一点で縦に割られており、ダイオード
７６及びＲＦチョーク７７は、出力信号Ｓ２の周波数を
、！倍にする単一のアンバランスなミキサを与えるよう
に、ギャツｆを横切って結合されている。

この実施例において、遅延パッド７８は、音響波の位相
遅延だけでなく選択された減衰（振幅変調）をも与える
ように第１／図に示される構成をトル。この構成は、エ
ンコーディングの追加手段を提供し、すなわち、コード
は、位相情報と同様に振幅から成る。

第１１図ｔ−参照すると、タップトランスジューサ６６
間に挿入される遅延パッドは、％に設計された振幅変調
／４ツド８０ｆ：含む。パッド８０は、永続する音響波
のトラベル６８のイスに垂直な切り込まれたエツジを有
する。このように、この切り込まれたエツジは、波に、
２つのエツジ面８２及び８４を示す。エツジ８２は、長
さｌ　ａ　ｌを臀し、これに対し、エツジ８４は、長さ
Ｉ　ｂｌを有する。エツジ８２は、２つのエツジ８２及
び８４で・ぐラドにより与えられる遅延の相違がそれぞ
れ／♂Ｏ０であるように、距離Ｄｆｆｉれて、エツジ８
４に平行に伸びている。この拘束によって、エツジ８２
を横切る波の部分は、エツジ８４を横切る波の部分によ
って、位相から離れ、これにより、削除を与える。

減衰Ｗは、関連したエツジ長さａ及びｂｔ−比較するこ
とによって、計算され得る。

Ｗ＝（ａ−ｂ　）／　（ａ＋ｂ　）　。

長さｂ＝ｏの場合には、減衰はない（Ｗ＝／）。

ａ＝ｂの場合には、最大減衰である（Ｗ＝０）。　　。

第７図のトランスポンダにより伝えられる信号Ｓ　の周
波数は、信号Ｓ工の周波数の２倍なので、デコーディン
グシステムは、それに従って修正されねばならない。第
７２図においては、ｖＣＯによりつくられる信号の周波
数ずの倍＆（例えば２倍）である周波数Ｍｆｔ−宵する
信号Ｓ３を与えるように、ｖＣｏｌｏの出力に結合され
た周波数増倍器（例えば２倍器）を有する第１図に示さ
れるシステムの部分が示されている。トランス４ンダか
ら受は取られる増大信号Ｓ２によりそれから混合される
信号Ｓ３は、信号Ｓ２の周波数に近似しでいる周波数を
有する。

第１３図には、本発明によるデコーディングシステムの
更に池の変形例が示されている。この場合に・信号Ｓ　
及びＳ４は、分離されてつくられた信号Ｓ　及びＳ７に
よりヘテロダイン受信するに とにより、それぞれ、つくられる。信号Ｓ６及びＳ　は
、同期出力Ｓ　及びｓ４ｔ一つくるように、フ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　３同じ信号、あ
るいは、関連した同期信号でなければならない。

第７３図に示される形状は、信号Ｓ３及びＳ４の周波数
を低下させるように、従って、７ステム設計を促進する
ように、作用し得る。

第１＠図においては、第１図装置のｖＣｏによりつくら
れる信号の周波数ｆが、どのように、定められた周波数
Ｖ７ノ（ヂＯｊ−タ２ｊＭＨｚ）以内に、ステツブで変
化され得るかを示している。

この例において、コントロールエニット１２は、ｊａ波
数ずが、７２ｇの等しいステツブの最小の周波数り□ｊ
ＭＨｚから最大の周波数り２！；ＭＨｌ　　に上げられ
るように、ＶＣＯｌｏに、階段電圧Ｖ’ｉ与える。り２
／ＭＨ１に達した後に１この周波数は、／２１ステップ
にふたたび下げられ、ゾロ七スはくり返される。

第１ｊ図は、下記の３つの追加的％徴を有する第７図の
装置を示す。

（１）ＶＣＯＣ）周波数を変化させるための傾斜または
鋸歯信号発生器。

（２）　　りａツク発生器および送信モードと受信モー
ドとの間に前後に切換えるためのスイッチ。

（３）　　サンプリフグ時間を選択し、それによって周
波数掃引における非直線性を補償するための同期／９ル
ス発生器。

第１ｊ図の装置は、ＶＣＯ９２に鋸歯波形を供給するた
めの傾斜発生器９０を有する。ｖＣＯは、りＯｊ　ＭＨ
ｚからり２　ｊ　ＭＨｚに向って直線状に反復的に傾斜
変化する周波数での出力信号を発生する。

この信号はＲＦ増巾器９４によって増巾されて、信号を
送信電力増巾器９８、または解読混合器１００に導く送
信−受信スイッチ９６に供給される。スイッチ９６は、
クロック１０２によって発生される１００にＨｚの矩形
波信号によって制御される。電力増巾器９８からの出力
信号Ｓ工は外部循環器すなわち送信／受信（ＴＲ）スイ
ッチ１０４に供給され、アンテナ１０６によって電磁放
射として送信される。

アンテナ１０６によってトランスポンダ応答信号Ｓ２が
受信されて、循環器すなわちＴＲスイッチ１０４を通し
て受信器増巾器１０８に供給される。この場巾器の出力
Ｓ、は、スイッチ９６によって断続的に供給される信号
Ｓ３と混合される。

混合器１００の出力Ｓ、は、信号Ｓ３と信号Ｓ４との周
波数の和と差とを含んでおり、この出力Ｓ５は／にＨｚ
　　と３　ＫＨｚ　　との間の・ぐスパントを有するバ
ンドパス戸波器１１０に供給される。この戸波器の出力
は、抗偽信号戸波器１１２を通してサンプルおよび・尿
持装置１１４にｇ！−給される。

サンプルおよび保持装置１１４は、各サンプルをアナセ
グー７′ノタル（Ａ／Ｄ）ｆ換器１１６に供給する。こ
のＡ／Ｄ変換器は、各す／プルの計数値を急速７一リエ
変換手段によって信号に含まれた周波数を分桁する素子
１１８に提供する。サンプルおよび保持装置１１４とＡ
／Ｄ変換器１１６とは、ＶＣ０９２によって発生され良
信号から導出されたサンプリング信号によって作動せし
められる。このサンプリング信号は、■ＣＯ出力信号の
単調に増加する屏波数ｆの時間に対する非直線性を補償
する。

第１ｊ図に示されているように、ＶＣＯ９２によって発
生される信号は、増巾され固定信号遅延　　。

時間Ｔｓを有する遅延素子１２０を通過せしめられる。

遅延させられた信号と遅延させらｎない信号との両方が
、周波数の和と差との両方を含む信号ｓ、　ｔｌ−発生
する混合器１２２に供給される。信号Ｓ、は、この信号
の周波数差部分だけを通過させるＣＩ　−ｚ４ス戸波器
１２４に供給される。このり−ｚ４ス戸波器の出力は、
各正方同行き（または負方向行き）の零交差において・
ぐルスを発生する零交差検出器１２６に供給される。こ
れらの各・ぐルスは、サンプルおよび保持装置１１４と
Ａ／Ｄ変換器１１６とを作動させるために使用される。

第７６図ないし第１♂図は、第７５図に示した回路の作
動を示す。すなわち、第７６図はりａツク１０２からの
／　００　ＫＨｚ　の出力を示し、第１７図はＶＣＯ９
２により発生される信号の周波＆掃引を示す。そして、
第１♂図においては、実線１２８によって送信信号Ｓ工
の周波数全示し、破線１３０によってトランスポンダか
ら受信した信号Ｓ２の周波数を示している。図面から解
るように、破［１３０で示す信号は実！１２８で示す信
号の送信の間隔期間中に受信される。これらの間隔期間
は、トランスポンダに対する信号Ｓ工の送信とトランス
ポンダからの信号の受信との間の１周走行遅延時間と略
等しく選定される。多重破線によって示したように、ト
ランスポンダかもの応答信号は、異る遅延時間（Ｔｏ、
Ｔ工、・・・ＴＮ）を有する組合せ（例へは加算した）
中間信号の結果として、任意の所定時間において多数の
周波数を含んでいるであろう。

第１り図ないし第２２図は、レーデ−から発生する放射
ｍを使用する、本発明のさらに好ましい実施例を示して
いる。第１り図に示すように、レーザー１３２は励磁さ
れ、制御装置に応答して、一連の異なる周波数の（例、
えば、赤外線または可視光線スペクトルの〕放射線を発
生する。この放射線は信号Ｓｌを形成し、信号Ｓ工はト
ランスポンダ１３４に伝送される。トランスポンダ１３
４は信号５ｌｔ−受け、（１）信号Ｓ工に応答して応答
信号Ｓ２を発生し、（２）鏡１３６によって信号Ｓ工を
反射する。反射された信号Ｓ工は、応答信号ｓ２と同様
にホトセル（ｐＣ）１３８に受は容れられ、ホトセル１
３８は、これらの放射線信号を眠気信号に変換する。ホ
トセル１３８の出力は、異なる周波数の信号Ｓよ及びｓ
２を含んでおり、第１図に示される形式の信号処理装置
１４０に供給される。

第１９図に示される、呼びかけ、受信及び工／コード装
置用のトランスポンダ１３４は、第２０図、第２７図及
び第２２図に示される形態の／っをとることができる。

第２０図には、異なる長さの複数の光ファイバが示され
ており、この光ファイバは信号Ｓ工を受け、反射信号Ｓ
２を伝送する。

従って、信号Ｓ２には、すべての元ファイバから出る信
号全部が含まれる。この構成において、各党ファイバは
、信号Ｓ工を受け、一端からそれを導入し、反射して、
再び信号Ｓ工をその受信端に導く。

第２７図の実施例では、単一の光７アイパが使用されて
信号Ｓ２を発生する。この場合、光ファイバの多くのタ
ップすなわちノツチ１４２は、放射線の一部？反射し受
信端に戻す役Ｍを果たす。

第２２図はオプティカル基板にト”−グされた一体化オ
グテイクディレーラインを有するオデティカルクエープ
ガイドを示している。このウェーブガイドは受信Ｉイド
１４６　、伝送ガイド１４８及びこの受信ガイドと伝送
ガイドとの間にある複数のタップ１５０から成る。従っ
て、このオプテイ力ルヴエープガイドは、第２１図に示
されるノツチ付光ファイバと全く同様に作動する０ｍ２
３．２’Ａ図はトランスポンダＴＰに対する距離及び方
位を得るのに如何にＩ！数箇の送受システムが用いられ
るかを示す図である。第２３図に於いては２台の送信機
、受信機、及びミキサが距離りだけ離れたアンテナ１５
２と１５４と共に用いられる。アンテナ１５２．１５４
夫々から信号Ｓ２を受けるミキサー５６と１５８は送信
された信号Ｓ　から導き出される共通信号Ｓ３も受ける
。

工 これらミキサにより作られた信号Ｓ、はトランスポンダ
から受けた符号化された位相情報を含む。

一方のアンテナ１５２に受けた信号の位相φ。、を　　
を池方のアンテナ１５４で受けた信号の位相φ。２と例
えば比較器１６０で比較することにより、位相差Δφを
決める事が出来る。

第２３図に示す配置から θ冨ｔ　ａ　ｍ−１づ賃 φＬ＝２１ｆＬ／ｃ となる事が分ろう。

従ってトランスポンダへの方位θが測定出来る。

第２４４図は既知の位置に配置した第２３図示の型式の
２組の装置のこれら位置からトランスポンダヘ至る距離
Ｒ及びＲ２がどの様にして決定量来るかを示す。この場
合、第１の方位角θ、は第１装置系１６２で７１１ｉｌ
定され、方位角θ２は第２装置糸１６４で測定される。

距離Ｒ工及びＲ２はこれら角度θ２．θ２並びに距ａＬ
０、そして２つの装置糸１６２と１６４との間の角θ。

とより計算する事が出来る。

肛にパッシブなトランスポンダ質問の新規なシステムが
開示され、すべての目的及びその期待された効果をすべ
て満足するシステムが開示されたが本発明に対する変型
、変更、使用目的は本発明明細書及図面及び実施例を当
業者が研究することに依り多様になし得る事が明らかで
あろう。そしてこの様な多様な変更は特許請求の範囲に
規定した不発明要旨から離れる事なくすべて本発明に包
含されるものである。

【図面の簡単な説明】

第゛１図は本発明によるイ／タロｒ−タ・トランスポン
ダシステムのブロック図である。 第２図は第１図のシステムに使用されるトランスポンダ
のブロック図である。 第３図は第１図のシステムに用いられる信号グａセサの
ブロック図である。 第４、ｊ図は第１図のシステムの信号プロセサにより得
られる情報の周波数グ２７である。 第６図は本発明の７つの好ましい実施例のパッシブなト
ランスポンダのプロ２２図である。 第７図は第６図の実施例の実際の構成を示す図である。 第♂図は第７図の一部分の拡大図である。 第り図は本発明の別の好ましい実施例のノクツシグなト
ランスポンダのブロック図である。 第７０図は第り図の実施例の実際の僧成を示す図である
。 第１／図は第１０図のものに使用される定在音波装置の
詳細を示す図である。 第１２図は第１図のイノタロゲータ／レシーバの１つの
好ましい実施例のブロック図である。 第１３図は第１図のイ／りｅＩグーメ／し７−バの別の
好ましい実施例のブロック図である。 第７４Ｌ図は第１図のシステムにおける周波数変動の７
つの好亥しい形を示す周波数対時間のグラフである。 第１ｊ図は本発明のシステムの質問、受信及び解読部分
の１つの好ましい実施例の詳細ブロック図である。 第７６図は第７ｊ図の装置のクロック出力を表わすタイ
ミングダイアダラムである。 第１７図は第１！図の装置の伝達信号を表わす周波数対
時間のダイアグラムである。 第１ｇ図は第１ｊ図の装置における伝達信号と受信信号
との両方を表わす周波数対時間のダイアグラムである。 第１タタは赤外線又は光、線で作動する本発明のインタ
ロゲータ／トランスポンダシステムのトランスミッタと
レシーバとのブロック図である。 第２０図は第１り図のシステムと使用するパラ、　ジグ
なトランスポンダの７つの好ましい実施例を我わす。 第２１図は第１り図のシステムと使用するためのパッシ
ブなトランスポンダの別の好ましい実施例を表わす〇 第２．２図は第７６図の７ステムと使用するＩ？パッシ
ブトランスポンダの第３の好ましい実施例を示す。 第２３図は、本発明のパッシブなインタロゲータ／トラ
ンスポンダシステムｆ、使用してどのようにしてトラン
スポンダへの方角を決めるかを示す　にトポミノカルダ
イアダラムである。 第２４１！−図は、本発明のパッシブなインタロゲータ
／トランスポンダシステムを使用してどのようにしてト
ランスポンダへのし／ジをどのようにして決めるかを示
すトポｃ１ノ力ルダイアダラムであるＯ 図　　中： １０：電圧制御発振器、 １４：を力増巾器、 １６；１８：アンテナ、 ２０：トランス−ンダ、 ２８：信号ｉｆ換回路素子、 ３０：信号発生回路素子。 ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、　２ ＋、ｔｏ、ｅ、Ｉ Ａ ＦＩＧ、６ Ｊ：ＩＧ、　８ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、１１ ＦＩＧ、１２ ＦＩＧ、　１３ ＦＩＧ、１６ ＦＩＧ、１７ ＦＩＧ、　１８ ＦＩＧ、１９ ＦＩＧ、　２０ ＦＩＧ、　２１ ＦＩＧ、２３ 手続補正書（方式） １、事件の表示　　　昭和５９年特許願第２２５６４８
号３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名　称　　エックス−サイト　インコーボレーテラド４
、代理人

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンコードされた情報を搬送するトランスポンダ
   に質問するためのシステムにおいて、規定の周波数範囲
   内の複数の周波数を相続いてとる第１の周波数を有する
   第１の信号を送信するための送信手段と、前記第１の信
   号を受信しそれに応答して第２の信号を送信するための
   遠隔トランスポンダ手段とを備えており、前記トランス
   ポンダ手段は、前記第１の信号を入力として受けるよう
   に結合され前記第２の信号を出力として発生する信号変
   換手段を含んでおり、前記信号変換手段は、前記第１の
   信号を受けるように結合されており各々前記第１の信号
   に対して既知の遅延および既知の振巾変更を有する中間
   信号を与える複数の信号条件付け手段と、前記信号条件
   付け手段のすべてに結合され前記中間信号を組み合わせ
   て前記第２の信号を発生するための信号結合手段とを含
   んでおり、前記信号条件付け手段及び信号結合手段は、
   前記トランスポンダ手段に関連して前記第２の信号に既
   知の情報コードを与え、更に、前記トランスポンダ手段
   からの前記第２の信号を受ける受信手段と、前記送信手
   段に結合され前記第１の信号から導き出される第３の信
   号を発生するための第３信号発生手段と、前記受信手段
   に結合され前記第２の信号から導き出される第４の信号
   を発生するための第４信号発生手段と、前記第３の信号
   及び第４の信号を受けるように配設されていて前記第３
   の信号及び第４の信号を一緒に混合して第５の信号を発
   生する第５信号発生手段と、前記第５の信号に応答して
   前記第５の信号に含まれた周波数の少なくともあるもの
   を検出して前記トランスポンダ手段に関連した前記情報
   コードを決定する信号処理手段とを備えることを特徴と
   するシステム。
2. （２）前記信号変換手段は、音響波のための進行路を作
   り出す基体表面を有した基体と、前記表面上に配設され
   前記第１の信号を前記路に沿つて伝搬する音響波へ変換
   するための第１の発信トランスジューサと、前記路に沿
   つて間隔を置いて前記表面上に配設され前記音響波を出
   力信号へ変換する複数の第２のタップトランスジューサ
   と、前記第２のトランスジューサに結合され前記出力信
   号を結合して前記第２の信号を形成する回路手段とを含
   む特許請求の範囲第（１）項記載のシステム。
3. （３）前記信号変換手段は、光学的波のための進行路を
   作り出す少なくとも１つの光学的導波管と、該導波管の
   一端に光学的波を導入させる手段と、前記導波管の前記
   一端に導入された波が前記導波管に沿つて間隔を置いた
   各点に達する時を決定するためのタップ手段とを含む特
   許請求の範囲第（１）項記載のシステム。
4. （４）前記第５の信号はアナログ信号であり、前記信号
   処理手段は、前記第５の信号をデジタル信号に変換する
   アナログ−デジタル変換器を含む特許請求の範囲第（１
   ）項記載のシステム。
5. （５）サンプリング信号を導出するサンプリング信号導
   出手段を備え、該サンプリング信号導出手段は、前記第
   １の信号を受けて該第１の信号の遅延されたものである
   第６の信号を発生するように結合された信号遅延素子と
   、前記第１の信号及び前記第６の信号を混合して第７の
   信号を発生する第２の手段と、前記第５の信号及び前記
   第７の信号に応答して前記第７の信号の周波数に依存し
   て前記第５の信号をサンプリングする手段を含む特許請
   求の範囲第（４）項記載のシステム。
6. （６）前記第１の周波数は、異なる時間点で繰り返し前
   記複数の周波数値をとり、前記信号処理手段は、前記異
   なる時間点で検出される周波数の各々の各位相を決定す
   る手段を含んでおり、更に、前記異なる時間点で前記検
   出される周波数の各々に対して決定される各位相を記憶
   するための手段と、前記異なる時間点で記憶された前記
   位相を比較して前記位相の変化を検出して前記送信手段
   に対する前記トランスポンダ手段の放射方向の移動を検
   出する手段とを備える特許請求の範囲第（１）項記載の
   システム。