WO2005104142A1

WO2005104142A1 - 無線タグ通信装置

Info

Publication number: WO2005104142A1
Application number: PCT/JP2005/005498
Authority: WO
Inventors: Takuya Nagai; Yuji Kiyohara
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2006-10-22
Also published as: US20070037529A1

Abstract

　通信可能範囲が広く且つ簡単な構成の無線タグ通信装置を提供する。　複数の送受信アンテナ素子２０のうち送信信号を送信する単一の送受信アンテナ素子２０を選択する送信アンテナ選択制御部４０と、複数の送受信アンテナ素子２０によりそれぞれ受信される受信信号を合成する受信信号合成部４２とを、含むことから、簡単な構成のダイバーシチアンテナにより送信信号を送信することで、通信可能範囲を広げることができると共に、複数の送受信アンテナ素子２０によりそれぞれ受信される受信信号を合成することで、受信感度を高めることができる。すなわち、通信可能範囲が広く且つ簡単な構成の無線タグ通信装置１２を提供することができる。

Description

明細書

無線タグ通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、無線にて情報の書き込みや読み出しができる無線タグとの間で通信を行う無線タグ通信装置の改良に関し、特に、通信可能範囲を広げるための技術に関する。

背景技術

[0002] 所定の情報が記憶された小型の無線タグ (応答器)から所定の無線タグ通信装置（質問器）により非接触にて情報の読み出しを行う RFID (Radio Frequency

Identification)システムが知られている。この RFIDシステムは、無線タグが汚れている場合や見えな、位置に配置されて、る場合であっても無線タグ通信装置との通信によりその無線タグに記憶された情報を読み出すことが可能であることから、商品管理ゃ検査工程等の様々な分野にぉ、て実用が期待されて!、る。

[0003] そのような無線タグ通信装置の通信可能範囲を広げるための技術が提案されている。例えば、特許文献 1に記載されたミリ波情報読み取りシステムがそれである。この技術によれば、複数のアンテナ素子により構成される送受信共用のアレイアンテナ（ array antenna)を備え、各アンテナ素子カゝら送信される送信信号それぞれの位相を制御すると共に、各アンテナ素子により受信される受信信号それぞれの位相を制御すること、すなわち送信動作及び受信動作の何れもフェイズドアレイ（Phased Array) 処理を行うことにより、通信可能範囲を広げることができる。

[0004] 特許文献 1 :特開平 5— 128289号公報

[0005] しかし、前記従来の技術では、無線タグ通信装置の構成が複雑になり、製造コスト力 Sかさむという弊害があった。このため、通信可能範囲が広く且つ簡単な構成の無線タグ通信装置の開発が求められていた。また、前記従来の技術では、送受信の方向を一致させて比較的強い指向性の制御を行うものであるため、前記無線タグ通信装置と無線タグとが相対的に移動している場合には、通信の途中でその無線タグが無線タグ通信装置の通信範囲から外れてしま、、その通信が成立しなくなる可能性があった。また、通信対象となる無線タグではない他の無線タグからの比較的強い返信信号が同一方向に存在する場合には、その返信信号に通信対象となる無線タグからの返信信号が埋もれてしまう可能性があった。すなわち、通信対象である無線タグとの相対位置関係や通信環境によらず好適な通信を行い得る無線タグ通信装置は、未だ開発されて、な!、のが現状である。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、通信可能範囲が広く且つ簡単な構成にて通信対象である無線タグとの間で好適な通信を行い得る無線タグ通信装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007] 斯かる目的を達成するために、本第 1発明の要旨とするところは、無線タグに向けて所定の送信信号を送信する複数の送信アンテナ素子と、その送信信号に応じて無線タグから返信される返信信号を受信するための複数の受信アンテナ素子とを、備えてその無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、前記複数の送信アンテナ素子のうち前記送信信号を送信する単一の送信アンテナ素子を選択する送信アンテナ選択制御部と、前記複数の受信アンテナ素子によりそれぞれ受信される受信信号を合成する受信信号合成部とを、含むことを特徴とするものである

[0008] また、前記目的を達成するために、本第 2発明の要旨とするところは、無線タグに向けて所定の送信信号を複数の送信用アンテナ素子力も送信すると共に、その送信信号に応じて無線タグ力返信される返信信号を複数の受信用アンテナ素子により受信してその無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、前記複数の送信用アンテナ素子カゝら送信される送信信号それぞれの位相を制御することで送信指向性を制御する送信制御部と、前記複数の受信用アンテナ素子により受信された受信信号それぞれの位相を制御することで受信指向性を制御する受信制御部と、その受信制御部により制御された受信信号の品質を検出する受信品質検出部とを、含み、前記送信制御部及び Z又は受信制御部は、その受信品質検出部により検出された受信信号の品質に基づいてそれぞれ独立に前記制御を行うことを特徴とするものである。

発明の効果

[0009] このように、前記第 1発明によれば、前記複数の送信アンテナ素子のうち前記送信信号を送信する単一の送信アンテナ素子を選択する送信アンテナ選択制御部と、前記複数の受信アンテナ素子によりそれぞれ受信される受信信号を合成する受信信号合成部とを、含むことから、簡単な構成のダイバーシチアンテナにより前記送信信号を送信することで、通信可能範囲を広げることができると共に、前記複数の受信ァンテナ素子によりそれぞれ受信される受信信号を合成することで、受信感度を高めることができる。すなわち、通信可能範囲が広く且つ簡単な構成の無線タグ通信装置を提供することができる。

[0010] ここで、前記第 1発明は、好適には、前記複数の受信アンテナ素子により受信される受信信号それぞれの位相を制御することで受信指向性を定めるフェイズドアレイ制御部を含むものである。このようにすれば、前記受信信号の受信感度を更に高めることがでさる。

[0011] また、好適には、前記送信アンテナ選択制御部は、前記フェイズドアレイ制御部により定められた受信指向性に応じて前記単一の送信アンテナ素子を選択するものである。このようにすれば、前記フェイズドアレイ制御部により定められた受信指向性方向に存在する送信アンテナ素子から前記送信信号を送信することで、通信可能範囲を更に広げることができる。

[0012] また、好適には、前記複数の受信アンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを制御するァダプティブアレイ制御部を含むものである。このようにすれば、前記受信信号の受信感度を可及的に高めることができる。

[0013] また、好適には、前記ァダプティブアレイ制御部は、前記送信アンテナ選択制御部により選択された前記単一の送信アンテナ素子に応じて前記複数の受信アンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトの初期値を定めるものである。このようにすれば、前記ァダプティブアレイ制御部による制御において、ウェイトの初期値を通信可能範囲に従って決めることができるため、可及的速やかにウェイトが収束する。

[0014] また、好適には、前記受信信号合成部は、前記複数の受信アンテナ素子によりそれぞれ受信される受信信号を選択的に合成するものである。このようにすれば、前記無線タグ通信装置の構成を更に簡単にすることができる。

[0015] また、好適には、前記受信信号合成部における前記受信信号の合成量に基づいて通信対象である無線タグの位置を検出する位置検出部を含むものである。このようにすれば、通信対象である無線タグの位置を簡単に検出することができる。

[0016] また、好適には、前記無線タグに向けて前記送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて無線タグから返信される返信信号を受信するための複数の送受信アンテナ素子を備えたものである。このようにすれば、前記無線タグ通信装置を可及的に小型化できる。

[0017] また、好適には、前記受信信号合成部は、前記送信アンテナ選択制御部により選択された単一の送受信アンテナ素子及びその送受信アンテナ素子から所定の距離範囲内に設けられた 1つ又は複数の送受信アンテナ素子によりそれぞれ受信される受信信号を合成するものである。このようにすれば、必要にして十分な送受信アンテナ素子により前記受信信号の受信感度を高めることができる。

[0018] また、好適には、前記受信信号合成部は、前記送信アンテナ選択制御部により選択された前記単一の送受信アンテナ素子を除くその送受信アンテナ素子から所定の距離範囲内に設けられた複数の送受信アンテナ素子によりそれぞれ受信される受信信号を合成するものである。このようにすれば、必要にして十分な送受信アンテナ素子により前記受信信号の受信感度を高めることができることに加え、前記送信信号と受信信号とを容易に分離できるため、前記無線タグ通信装置の構成を更に簡単にすることがでさる。

[0019] また、前記第 2発明によれば、前記複数の送信用アンテナ素子から送信される送信信号それぞれの位相を制御することで送信指向性を制御する送信制御部と、前記複数の受信用アンテナ素子により受信された受信信号それぞれの位相を制御することで受信指向性を制御する受信制御部と、その受信制御部により制御された受信信号の品質を検出する受信品質検出部とを、含み、前記送信制御部及び Z又は受信制御部は、その受信品質検出部により検出された受信信号の品質に基づいてそれぞれ独立に前記制御を行うものであることから、相対的に移動する無線タグとの間で情報の通信を行う場合や、通信対象となる無線タグではな!、他の無線タグからの比較的強!ヽ返信信号が存在する場合等であっても、送信指向性及び受信指向性をそれぞれ独立に制御することで好適な通信を実現できる。すなわち、通信対象である無線タグとの相対位置関係や通信環境によらず好適な通信を行い得る無線タグ通信装置を提供することができる。

[0020] ここで、前記第 2発明は、好適には、前記送信制御部は、前記複数の送信用アンテナ素子力送信される送信信号それぞれの振幅を制御し得るものであり、前記受信制御部は、前記複数の受信用アンテナ素子により受信された受信信号それぞれの振幅を制御し得るものである。このようにすれば、前記送信指向性及び受信指向性を更に好適に定めることができる。

[0021] また、好適には、前記複数の送信用アンテナ素子及び複数の受信用アンテナ素子は、それらのうち少なくとも 1本が送受信に共用されるものである。このようにすれば、前記無線タグ通信装置を小型化できる。

[0022] また、好適には、前記複数の送信用アンテナ素子及び複数の受信用アンテナ素子は、それら全部が送受信に共用されるものである。このようにすれば、前記無線タグ通信装置を可及的に小型化できる。

[0023] また、好適には、前記受信品質検出部は、前記受信信号の品質としてその受信信号のエラー率を検出するものである。このようにすれば、通信環境における妨害波や壁面反射波の存在等を反映する受信信号のエラー率に基づいて送信指向性及び

Z又は受信指向性を制御することができる。

[0024] また、好適には、前記受信品質検出部は、前記受信信号の品質としてその受信信号の信号強度を検出するものである。このようにすれば、通信対象である無線タグとの相対位置関係等を反映する受信信号の信号強度に基づいて送信指向性及び Z 又は受信指向性を制御することができる。

[0025] また、好適には、前記送信制御部は、前記受信品質検出部により検出された受信信号のエラー率が所定値以上であり且つ信号強度が所定値未満である場合には、前記送信指向性がより広角になるように前記制御を行うものである。このようにすれば、通信対象である無線タグが相対的に移動した場合等に送信指向性をより広角として送信範囲を広くすることで、好適な通信を成立させることができる。

[0026] また、好適には、前記送信制御部は、前記受信品質検出部により検出された受信信号のエラー率が所定値以上であり且つ信号強度が所定値以上である場合には、前記送信指向性がより狭角になるように前記制御を行うものである。このようにすれば、前記送信信号に起因する壁面反射波が存在する場合等に送信指向性をより狭角として送信範囲を狭くすることで、好適な通信を成立させることができる。

[0027] また、好適には、前記受信制御部は、前記受信品質検出部により検出された受信信号のエラー率が所定値以下である場合には、前記送信制御部により制御された送信指向性と等しくなるように前記受信指向性を制御するものである。このようすれば、前記送信制御部により好適化された指向性を受信側においても利用することができ、更に好適な通信を成立させることができる。

図面の簡単な説明

[0028] [図 1]本発明の無線タグ通信装置が好適に適用される通信システムの構成を説明する図である。

[図 2]図 1の無線タグ通信装置の電気的構成を説明する図である。

[図 3]図 1の無線タグに含まれる無線タグ回路を説明するブロック線図である。

[図 4]図 2の無線タグ通信装置に備えられた複数の送受信アンテナ素子それぞれによる送信信号の送信範囲を説明する図である。

[図 5]図 4のように配設された送受信アンテナ素子による送信パターン及び受信バターンについて説明する図であり、送信アンテナ選択制御部により選択された単一の送受信アンテナ素子による送信パターンを太い一点鎖線で、受信指向性制御部により定められる受信パターンを太、実線でそれぞれ示して、る。

[図 6]図 2の無線タグ通信装置の制御部による無線タグとの間の RFID通信処理を説明するフローチャートである。

[図 7]本発明の第 2実施例として、複数の送受信アンテナ素子が互いに平行を成すように、且つ同一平面内に配設された例を示している。 [図 8]図 7のように配設された送受信アンテナ素子による送信パターン及び受信バターンについて説明する図であり、送信アンテナ選択制御部により選択された単一の送受信アンテナ素子による送信パターンを太い一点鎖線で、受信指向性制御部により定められる受信パターンを太、実線でそれぞれ示して、る。

[図 9]本発明の第 3実施例である無線タグ通信装置の電気的構成を説明する図である。

[図 10]図 9の無線タグ通信装置に備えられた複数の送受信アンテナ素子それぞれによる送信信号の送信範囲を説明する図である。

[図 11]図 10のように配設された送受信アンテナ素子による送信パターン及び受信パターンについて説明する図であり、送信アンテナ選択制御部により選択された単一の送受信アンテナ素子による送信パターンを太い一点鎖線で、受信指向性制御部により定められる受信パターンを太、実線でそれぞれ示して、る。

[図 12]本発明の第 4実施例である無線タグ通信装置の電気的構成を説明する図である。

[図 13]図 12の無線タグ通信装置の制御部に含まれる送信制御部や受信制御部により形成される指向性パターンについて説明する図である。

[図 14]図 12の無線タグ通信装置の複数の送受信アンテナに対して通信対象である無線タグが移動している場合における好適な指向性パターンについて説明する図である。

[図 15]図 12の無線タグ通信装置の通信対象である無線タグの近傍に送信信号や返信信号を反射し得る反射物が存在する場合における好適な指向性パターンについて説明する図である。

[図 16]図 12の無線タグ通信装置の制御部による無線タグとの間の通信における送受信指向性制御について説明するフローチャートである。

符号の説明

10 :通信システム、 12、 66、 100 :無線タグ通信装置、 14 :無線タグ、 16 :主搬送波発生部、 18 :送信信号生成部、 20 :送受信アンテナ素子、 22 :送信信号切替部、 24 ：位相 ·振幅制御部、 26 :送受信分離部、 28 :局部発振器、 30 :ダウンコンバータ、 3 2:制御部、 34:位相制御部、 36:振幅制御部、 40:ダイバーシチ制御部、 42:受信信号合成部、 44:受信信号復調部、 46:受信指向性制御部 (フェイズドアレイ制御部、ァダプティブアレイ制御部）、 48:位置検出部、 50:無線タグ回路、 52:アンテナ、 5 4:ディジタル回路部、 56:整流部、 58:変復調部、 60:制御部、 62:副搬送波発生部、 64:副搬送波変調部、 68:送信アンテナ素子選択部、 70:受信アンテナ素子選択部、 102:指向性制御部、 104:送信信号位相制御部、 106:送信信号振幅制御部、 108:送信データ生成部、 110:送信制御部、 112:受信制御部、 114:受信エラ一率検出部 (受信品質検出部)、 116:受信信号強度検出部 (受信品質検出部)、 11 8:壁

発明を実施するための最良の形態

[0030] 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

実施例 1

[0031] 図 1は、本発明が好適に適用される通信システム 10の構成を説明する図である。この通信システム 10は、本発明の一実施例である無線タグ通信装置 12と、単数乃至は複数（図 1では単数）の無線タグ 14とから構成される所謂 RFID (Radio Frequency Identification)システムであり、上記無線タグ通信装置 12はその RFIDシステムの質問器として、上記無線タグ 14は応答器としてそれぞれ機能する。すなわち、上記無線タグ通信装置 12から質問波 F (送信信号)が上記無線タグ 14に向けて送信されると、その質問波 Fを受信した上記無線タグ 14において所定の情報信号 (データ）によりその質問波 Fが変調され、応答波 F (返信信号)として上記無線タグ通信装置 12 に向けて返信されることで、その無線タグ通信装置 12と無線タグ 14との間で情報の通信が行われる。

[0032] 図 2は、本実施例の無線タグ通信装置 12の電気的構成を説明する図である。この図 2に示すように、上記無線タグ通信装置 12は、上記送信信号の主搬送波を発生させるための主搬送波発生部 16と、その主搬送波発生部 16により発生させられた主搬送波に後述する送信データ生成部 108で生成した送信情報信号を合成して上記送信信号を生成する送信信号生成部 18と、その送信信号生成部 18により生成された送信信号を上記無線タグ 14に向けて送信すると共に、その送信信号に応じてその無線タグ 14から返信される返信信号を受信するための複数（図 2では 3本)の送受信アンテナ素子 20a、 20b、 20c (以下、特に区別しない場合には単に送受信アンテナ素子 20と称する）と、上記送信信号生成部 18により生成された送信信号をそれら送受信アンテナ素子 20のうち何れか単一の送受信アンテナ素子 20に供給するように回路を切り替える送信信号切替部 22と、上記複数の送受信アンテナ素子 20により受信される受信信号それぞれの位相及び振幅を制御する位相 ·振幅制御部 24と、上記送信信号切替部 22から供給される送信信号を各送受信アンテナ素子 20に供給すると共に、それら送受信アンテナ素子により受信された受信信号を上記位相 -振幅制御部 24に供給する複数（図 2では 3つ）の送受信分離部 26a、 26b、 26c (以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部 26と称する）と、所定の周波数の局発信号を発生させる局部発振器 28と、上記位相 ·振幅制御部 24により位相及び振幅が制御された受信信号それぞれにその局部発振器 28により発生させられる局発信号を掛け合わせることでダウンコンバートする複数（図 2では 3つ）のダウンコンバータ 30 a、 30b、 30c (以下、特に区別しない場合には単にダウンコンバータ 30と称する）と、それらダウンコンバータ 30によりダウンコンバートされた受信信号の処理をはじめとする上記無線タグ通信装置 12の動作を制御する制御部 32とを、備えて構成されている。ここで、上記送受信アンテナ素子 20としては、ダイポールアンテナ等の棒状アンテナ素子が好適に用いられる。また、上記送受信分離部 26としては、サーキユレータ若しくは方向性結合器等が好適に用いられる。また、上記位相 ·振幅制御部 24は、上記複数の送受信分離部 26から供給される受信信号それぞれの位相を制御する複数 (図 2では 3つ）の位相制御部 34a、 34b、 34c (以下、特に区別しない場合には単に位相制御部 34と称する）と、それぞれの振幅を制御する複数（図 2では 3つ）の振幅制御部 36a、 36b、 36c (以下、特に区別しない場合には単に振幅制御部 36と称する）とを、備えており、それら位相制御部 34及び振幅制御部 36を介して上記複数の送受信アンテナ素子 20により受信された受信信号それぞれの位相及び振幅を制御する。

上記制御部 32は、 CPU, ROM,及び RAM等を含んで構成され、 RAMの一時記憶機能を利用しつつ ROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータであり、前記無線タグ通信装置 12による前記無線タグ 14との間の RFID通信制御を実行する。この制御部 32は、送信データ生成部 108、送信ァンテナ選択制御部 40、受信信号合成部 42、受信信号復調部 44、受信指向性制御部 46、及び位置検出部 48を機能的に含んで、る。

[0034] 送信データ生成部 108は、前記送信信号を変調するための所定の送信情報信号である送信データを生成して前記送信信号変調部 18に供給する。送信アンテナ選択制御部 40は、前記複数の送受信アンテナ素子 20のうち前記送信信号を送信する単一の送受信アンテナ素子 20を選択する。すなわち、前記送信信号切替部 22による回路の切り替え動作を制御することにより前記複数の送受信アンテナ素子 20から成る送信アンテナを送信用ダイバーシチアンテナ（Diversity Antenna)として制御する。好適には、後述する受信信号合成部 42における前記受信信号の合成量が可及的に大きくなるように前記単一の送受信アンテナ素子 20を選択する。また、好適には、後述する受信指向性制御部 46により定められた受信指向性に応じて前記単一の送受信アンテナ素子 20を選択する。

[0035] 図 4は、前記複数の送受信アンテナ素子 20それぞれによる送信信号の送信範囲を説明する図である。この図 4では、それぞれ棒状を成す 3本の送受信アンテナ素子 2 0a、 20b、 20c力 S互いに平行を成すように、且つ 2本の送受信アンテナ素子 20によつて張られる平面内に残りの 1本の送受信アンテナ素子 20が含まれないように（隣接する 2本の送受信アンテナ素子 20によって張られる平面が互いに 60° を成すように）配設された例を示して!/、る。単一の棒状アンテナ素子から送信される送信信号の送信範囲は、一般に、その棒状アンテナ素子の軸心を中心とする周状の範囲内とされる。すなわち、前記送受信アンテナ素子 20aによる送信信号の送信範囲は、その送受信アンテナ素子 20aの軸心を中心とする周状の範囲 A内とされ、前記送受信アンテナ素子 20bによる送信信号の送信範囲は、その送受信アンテナ素子 20bの軸心を中心とする周状の範囲 B内とされ、前記送受信アンテナ素子 20cによる送信信号の送信範囲は、その送受信アンテナ素子 20cの軸心を中心とする周状の範囲 C内とされる。

[0036] 図 5は、図 4のように配設された送受信アンテナ素子 20による送信パターン及び受信パターンについて説明する図であり、前記送信アンテナ選択制御部 40により選択された単一の送受信アンテナ素子 20による送信パターンを太、一点鎖線で、後述する受信指向性制御部 46により定められる受信パターンを太い実線でそれぞれ示している。例えば、図 5に示す位置に通信対象である無線タグ 14が存在する場合には、前記送受信アンテナ素子 20b、 20cの送信範囲外であるため、それらにより送信される送信信号は通信対象である無線タグ 14に十分には届かないが、前記送受信ァンテナ素子 20aの送信範囲内であるため、前記送信アンテナ選択制御部 40によりその送受信アンテナ素子 20aを前記単一の送受信アンテナ素子 20として選択することで、その送受信アンテナ素子 20aから送信される送信信号を通信対象である無線タグ 14に十分な強度をもって届けることができる。

[0037] 図 2に戻って、受信信号合成部 42は、前記複数の送受信アンテナ素子 20によりそれぞれ受信される受信信号を合成する。前記位相 ·振幅制御部 24により位相が制御された受信信号がこの受信信号合成部 42により合成されることで、前記複数の送受信アンテナ素子 20から成る受信アンテナの受信指向性が定まる。

[0038] 受信信号復調部 44は、上記信号合成部 42により合成された前記複数の送受信ァンテナ素子 20からの受信信号を復調する。好適には、 AM方式により受信信号を A M復調した後、その復調信号を FM復号ィ匕して前記無線タグ 14による変調に関する情報信号を読み出す。

[0039] 受信指向性制御部 46は、前記複数の送受信アンテナ素子 20により受信される受信信号それぞれの位相を制御することで受信指向性を定める。すなわち、前記位相 •振幅制御部 24を介して各受信信号の位相を制御することにより前記複数の送受信アンテナ素子 20から成る受信アンテナを受信用フェイズドアレイアンテナ（Phased Array Antenna)として制御する。或いは、前記信号合成部 42の出力が最適な信号となるように前記複数の送受信アンテナ素子 20により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを制御する。すなわち、前記位相'振幅制御部 24を介して各受信信号の位相、振幅を制御することにより前記複数の送受信アンテナ素子 20から成る受信アンテナを受信用ァダプティブアレイアンテナ（Adaptive Array Antenna)として制御する。好適には、前記受信信号合成部 42における前記受信信号の合成量が可及的に大きくなるように受信指向性を定める。また、好適には、前記送信アンテナ選択制御部 40により選択された前記単一の送受信アンテナ素子 20に応じて前記複数の送受信アンテナ素子 20により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトの初期値を定める。例えば、図 5に示す位置に通信対象である無線タグ 14が存在する場合には、太い実線で示すような受信パターンとなるように受信指向性を制御することで、前記無線タグ 14から返信される返信信号を高感度で受信することができる。

[0040] 図 2に戻って、位置検出部 48は、前記受信信号合成部 42における前記受信信号の合成量に基づいて通信対象である無線タグ 14の位置を検出する。好適には、前記受信信号合成部 42における前記受信信号の合成量が可及的に大きくなるように前記送信アンテナ選択制御部 40により選択された単一の送受信アンテナ素子 20の位置及び受信指向性制御部 46により定められた受信指向性や、前記受信信号合成部 42により合成された受信信号の強度等に応じて通信対象である無線タグ 14の方向及び距離を検出する。この無線タグ 14の方向及び距離とは、例えば、前記複数の送受信アンテナ 20に対して所定の座標を定めた場合における無線タグ 14の相対方向及び相対距離である。前記送信アンテナ選択制御部 40及び受信指向性制御部 4 6により定められる送受信の指向性方向は通信対象である無線タグ 14の相対方向に対応するものであるため、その送受信の指向性力もその無線タグ 14の方向が推定される。また、前記受信信号合成部 42により合成された受信信号の強度は通信対象である無線タグ 14との相対距離を反映するものであるため、その受信信号強度力もその無線タグ 14との距離が推定される。

[0041] 図 3は、前記無線タグ 14に含まれる無線タグ回路 50を説明するブロック線図である。この図 3に示すように、前記無線タグ 14は、前記無線タグ通信装置 12からの送信信号を受信すると共に、その無線タグ通信装置 12に向けて返信信号を送信するためのアンテナ 52と、ディジタル信号処理を行うためのディジタル回路部 54と、上記ァンテナ 52により受信される送信信号の一部を整流してエネルギ源としてそのディジタル回路部 54に供給する整流部 56と、上記アンテナ 52に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部 58とを、備えて構成されている。上記ディジタル回路部 54は、上記無線タグ回路 50の作動を制御する制御部 60と、副搬送波（サブキャリア）を発生させる副搬送波発生部 62と、その副搬送波発生部 62により発生させられた副搬送波を上記制御部 60を介して入力される情報信号に基づ、て位相変調 (PSK)等で変調（1次変調)する副搬送波変調部 64とを、機能的に備えている。このディジタル回路部 54において上記副搬送波変調部 64により変調された副搬送波が上記変復調器 58に入力され、その変復調器 58に入力された副搬送波により前記無線タグ通信装置 12から受信された送信信号が変調 (2次変調)されて、上記アンテナ 52から返信信号として前記無線タグ通信装置 12に向けて送信される。

[0042] 図 6は、前記無線タグ通信装置 12の制御部 32による前記無線タグ 14との間の RFI D通信処理を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。以下、このフローチャートに従って前記無線タグ通信装置 12による前記無線タグ 14との間の情報通信動作について説明する。

[0043] 先ず、ステップ (以下、ステップを省略する） S1において、どの方向のタグと通信する力を定めるため送受信共通の指向性方向が設定される。次に、前記送信アンテナ選択制御部 40の動作に対応する S2において、前記複数の送受信アンテナ素子 20 のうち前記送信信号を送信する単一の送受信アンテナ素子 20が選択され、その単一の送受信アンテナ素子 20に送信信号が供給されるように前記送信信号切替部 22 により回路が切り替えられる。次に、 S3において、前記主搬送波発生部 16にて主搬送波が発生させられ、前記送信信号生成部 18にて前記送信データ生成部 108で生成された送信情報信号が合成されて前記送信信号が生成された後、 S2にて選択された単一の送受信アンテナ素子 20から前記無線タグ 14に向けて送信信号が送信される。次に、前記受信指向性制御部 46の動作に対応する S4において、前記複数の送受信アンテナ素子 20により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトが制御されて受信指向性が定められる。ここで、好適には、 S2にて選択された単一の送受信アンテナ素子 20に応じて受信信号それぞれに与えるウェイトの初期値が定められる。次に、前記受信信号合成部 42の動作に対応する S5において、前記複数の送受信アンテナ素子 20によりそれぞれ受信された受信信号が合成される。次に、 S6において、 S5にて合成される受信信号の合成量が極大をとるか否かが判断される。この S 6の判断が否定される場合には、 S1以下の処理が再び実行される力 S6の判断が肯定される場合には、前記位置検出部 48の動作に対応する S7において、前記受信指向性制御部 46により定められた受信指向性と前記受信信号合成部 42における前記受信信号の合成量とに基づいて通信対象である無線タグ 14の方向及び距離が検出される。次に、前記受信信号復調部 44の動作に対応する S8において、 S5にて合成された前記複数の送受信アンテナ素子 20からの受信信号が復調された後、本ル一チンが終了させられる。

[0044] このように、本実施例によれば、前記複数の送受信アンテナ素子 20のうち前記送信信号を送信する単一の送受信アンテナ素子 20を選択する送信アンテナ選択制御部 40 (S2)と、前記複数の送受信アンテナ素子 20によりそれぞれ受信される受信信号を合成する受信信号合成部 42 (S5)とを、含むことから、簡単な構成のダイバーシチアンテナにより前記送信信号を送信することで、通信可能範囲を広げることができると共に、前記複数の送受信アンテナ素子 20によりそれぞれ受信される受信信号を合成することで、受信感度を高めることができる。すなわち、通信可能範囲が広く且つ簡単な構成の無線タグ通信装置 12を提供することができる。

[0045] また、前記複数の送受信アンテナ素子 20により受信される受信信号それぞれの位相を制御することで受信指向性を定める受信指向性制御部 46 (S4)を含むものであるため、前記受信信号の受信感度を更に高めることができる。

[0046] また、前記送信アンテナ選択制御部 40は、前記受信指向性制御部 46により定められた受信指向性に応じて前記単一の送受信アンテナ素子 20を選択するものであるため、前記受信指向性制御部 46により定められた受信指向性方向に存在する送受信アンテナ素子 20から前記送信信号を送信することで、通信可能範囲を更に広げることができる。

[0047] また、前記受信指向性制御部 46は、前記複数の送受信アンテナ素子 20により受信される受信信号それぞれの位相を制御するフェイズドアレイ制御部であるため、前記受信信号の受信感度を好適に高めることができる。

[0048] また、前記受信指向性制御部 46は、前記複数の送受信アンテナ素子 20により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを制御するァダプティブアレイ制御部であるため、前記受信信号の受信感度を可及的に高めることができる。 [0049] また、前記受信指向性制御部 46は、前記送信アンテナ選択制御部 40により選択された前記単一の送受信アンテナ素子 20に応じて前記複数の送受信アンテナ素子 2 0により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトの初期値を定めるものであるため、前記受信指向性制御部 46による制御において可及的速やかにウェイトが収束する。

[0050] また、前記受信指向性制御部 46により定められた受信指向性と前記受信信号合成部 42における前記受信信号の合成量とに基づいて通信対象である無線タグ 14の方向及び距離を検出する位置検出部 48 (S7)を含むものであるため、通信対象である無線タグ 14の位置を簡単に検出することができる。

[0051] また、前記無線タグ 14に向けて前記送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて無線タグ 14から返信される返信信号を受信するための複数の送受信アンテナ素子 20を備えたものであるため、前記無線タグ通信装置 12を可及的に小型化できる。

実施例 2

[0052] 続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図面に関して、前述した第 1実施例と重複する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

[0053] 図 7は、本発明の第 2実施例として、前記 3本の送受信アンテナ素子 20a、 20b、 20 cが互いに平行を成すように、且つ同一平面内に配設された例を示している。斯かる送受信アンテナ素子 20aによる送信信号の送信範囲は、その送受信アンテナ素子 2 Oaの軸心を中心とする周状の範囲 A内とされ、前記送受信アンテナ素子 20bによる送信信号の送信範囲は、その送受信アンテナ素子 20bの軸心を中心とする周状の範囲 B内とされ、前記送受信アンテナ素子 20cによる送信信号の送信範囲は、その送受信アンテナ素子 20cの軸心を中心とする周状の範囲 C内とされる。

[0054] 図 8は、図 7のように配設された送受信アンテナ素子 20による送信パターン及び受信パターンについて説明する図であり、前記送信アンテナ選択制御部 40により選択された単一の送受信アンテナ素子 20による送信パターンを太い一点鎖線で、前記受信指向性制御部 46により定められる受信パターンを太い実線でそれぞれ示している。例えば、図 8に示す位置に通信対象である無線タグ 14が存在する場合には、前記送受信アンテナ素子 20aの送信範囲外であるため、その送受信アンテナ素子 2 Oaにより送信される送信信号は通信対象である無線タグ 14に十分には届かないが、前記送受信アンテナ素子 20b、 20cの送信範囲内であるため、前記送信アンテナ選択制御部 40によりそれら送受信アンテナ素子 20b、 20cのうち何れ力（図 8では送受信アンテナ素子 20c)を前記単一の送受信アンテナ素子 20として選択することで、通信対象である無線タグ 14に十分な強度の送信信号を届けることができる。また、太い実線で示すような受信パターンとなるように受信指向性を制御することで、前記無線タグ 14から返信される返信信号を高感度で受信することができる。

実施例 3

[0055] 図 9は、本発明の第 3実施例である無線タグ通信装置 66の電気的構成を説明する図である。この図 9に示すように、本第 3実施例の無線タグ通信装置 66は、ダイポールアンテナ等の棒状アンテナ素子である 12本の送受信アンテナ素子 20a、 20b、 20 c、 · · ·、 201 (以下、特に区別しない場合には単に送受信アンテナ素子 20と称する）と、前記送信信号生成部 18により生成された送信信号をそれら送受信アンテナ素子 20のうち何れか単一の送受信アンテナ素子 20に供給するように回路を切り替える送信アンテナ素子選択部 68と、それら送受信アンテナ素子 20のうち何れか複数の送受信アンテナ素子 20により受信された受信信号を前記位相，振幅制御部 24に供給するように回路を切り替える受信アンテナ素子選択部 70と、上記送信アンテナ素子選択部 68から供給される送信信号を各送受信アンテナ素子 20に供給すると共に、それら送受信アンテナ素子により受信された受信信号を上記受信アンテナ選択部 7 0に供給する 12個の送受信分離部 26a、 26b、 26c, · · ·、 261 (以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部 26と称する）とを、備えて構成されている。なお、図 9 では簡略化のため、送受信アンテナ素子 20d— 20k、送受信分離部 26d— 26kは省略して示している。

[0056] 上記無線タグ通信装置 66の制御部 32に含まれる送信アンテナ選択制御部 40は、上記送信アンテナ素子選択部 68による回路の切り替え動作を制御することにより上記複数の送受信アンテナ素子 20を送信用ダイバーシチアンテナとして制御する。また、受信指向性制御部 46は、上記受信アンテナ素子選択部 70による回路の切り替え動作を制御することにより前記複数の送受信アンテナ素子 20によりそれぞれ受信される受信信号を選択的に前記位相，振幅制御部 24に供給する。従って受信信号合成部 42は、前記複数の送受信アンテナ素子 20によりそれぞれ受信される受信信号を選択的に合成する。

[0057] 図 10は、上記無線タグ通信装置 66に備えられた複数の送受信アンテナ素子 20それぞれによる送信信号の送信範囲を説明する図である。この図 10に示すように、上記 12本の送受信アンテナ素子 20は、例えば、 2 X 3の正方格子における各格子点上に互いに平行を成すように立設されている。斯カる送受信アンテナ素子 20a、 20b 、 20c, · · ·、 201による送信信号の送信範囲は、各送受信アンテナ素子 20の軸心を中心とする周状の範囲 A、 B、 C、 · · ·、 L内とされる。

[0058] 図 11は、図 10のように配設された送受信アンテナ素子 20による送信パターン及び受信パターンについて説明する図であり、前記送信アンテナ選択制御部 40により選択された単一の送受信アンテナ素子 20による送信パターンを太い一点鎖線で、前記受信指向性制御部 46により定められる受信パターンを太い実線でそれぞれ示している。例えば、図 11に示す位置に通信対象である無線タグ 14が存在する場合には、上記送受信アンテナ素子 20a、 20c— 20e、 20g— 201の送信範囲外であるため、それらにより送信される送信信号は通信対象である無線タグ 14に十分には届かないが、前記送受信アンテナ素子 20b、 20fの送信範囲内であるため、前記送信アンテナ選択制御部 40によりそれら送受信アンテナ素子 20b、 20fのうち何れか（図 11 では送受信アンテナ素子 20b)を前記単一の送受信アンテナ素子 20として選択することで、通信対象である無線タグ 14に十分な強度の送信信号を届けることができる。

[0059] また、前記無線タグ通信装置 66の制御部 32による受信動作では、例えば、前記送信アンテナ選択制御部 40により選択された単一の送受信アンテナ素子 20b及びその送受信アンテナ素子 20bから所定の距離範囲内に設けられた 1つ又は複数（図 8 では 3本)の送受信アンテナ素子 20a、 20e、 20fが前記受信指向性制御部 46により受信アンテナ素子として選択されて前記受信アンテナ素子選択部 70により回路が切り替えられ、それら送受信アンテナ素子 20a、 20e、 20fによりそれぞれ受信される受信信号が合成されて、図 8に太い実線で示すような受信パターンが形成される。或いは、前記送信アンテナ選択制御部 40により選択された前記単一の送受信アンテナ素子 20bを除くその送受信アンテナ素子 20bから所定の距離範囲内に設けられた複数の送受信アンテナ素子 20が前記受信指向性制御部 46により受信アンテナ素子として選択されて前記受信アンテナ素子選択部 70により回路が切り替えられ、それら複数の送受信アンテナ素子 20によりそれぞれ受信される受信信号が合成されて受信パターンが形成される。

[0060] このように、本第 3実施例によれば、前記受信信号合成部 42は、前記複数の送受信アンテナ素子 20によりそれぞれ受信される受信信号を選択的に合成するものであるため、前記無線タグ通信装置 12の構成を更に簡単にすることができる。

[0061] また、前記受信信号合成部 42は、前記送信アンテナ選択制御部 40により選択された単一の送受信アンテナ素子 20及びその送受信アンテナ素子 20から所定の距離範囲内に設けられた 1つ又は複数の送受信アンテナ素子 20によりそれぞれ受信される受信信号を合成するものであるため、必要にして十分な送受信アンテナ素子 20により前記受信信号の受信感度を高めることができる。

[0062] また、前記受信信号合成部 42は、前記送信アンテナ選択制御部 40により選択された前記単一の送受信アンテナ素子 20を除くその送受信アンテナ素子 20から所定の距離範囲内に設けられた複数の送受信アンテナ素子 20によりそれぞれ受信される受信信号を合成するものであるため、必要にして十分な送受信アンテナ素子 20により前記受信信号の受信感度を高めることができることに加え、前記送信信号と受信信号とを容易に分離できる。

実施例 4

[0063] 図 12は、本発明の第 4実施例である無線タグ通信装置 100の電気的構成を説明する図である。この図 12に示すように、本第 4実施例の無線タグ通信装置 100は、前記複数の送受信用アンテナ素子 20から送信される送信信号の送信指向性を制御すると共に、それら複数の送受信用アンテナ素子 20により受信される受信信号の受信指向性を制御するための指向性制御部 102を備えて構成されている。

[0064] 上記指向性制御部 102は、前記送信信号変調部 18から供給される送信信号それぞれの位相を制御する複数（図 2では 3つ）の送信信号位相制御部 104a、 104b, 1 04c (以下、特に区別しない場合には単に送信信号位相制御部 104と称する）と、それぞれの振幅を制御する複数（図 2では 3つ）の送信信号振幅制御部 106a、 106b, 106c (以下、特に区別しない場合には単に送信信号振幅制御部 106と称する）とを、備えており、それら送信信号位相制御部 104及び送信信号振幅制御部 106を介して上記複数の送受信用アンテナ素子 20から送信される送信信号それぞれの位相及び振幅を制御することでその送信信号の送信指向性を制御する。また、上記複数の送受信分離部 26から供給される受信信号それぞれの位相を制御する複数（図 2では 3つ）の受信信号位相制御部 34a、 34b、 34c (以下、特に区別しない場合には単に受信信号位相制御部 34と称する）と、それぞれの振幅を制御する複数 (図 2では 3つ )の受信信号振幅制御部 36a、 36b、 36c (以下、特に区別しない場合には単に受信信号振幅制御部 36と称する）とを、備えており、それら受信信号位相制御部 34及び受信信号振幅制御部 36を介して上記複数の送受信用アンテナ素子 20により受信された受信信号それぞれの位相及び振幅を制御することでその受信信号の受信指向性を制御する。

[0065] 前記制御部 32は、 CPU, ROM,及び RAM等を含んで構成され、 RAMの一時記憶機能を利用しつつ ROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータであり、送信データの生成、送信信号位相制御部 104及び送信信号振幅制御部 106の制御量の決定、受信信号位相制御部 34及び受信信号振幅制御部 36の制御量の決定、前記無線タグ 14に向けて前記送信信号を送信する送信制御、その送信信号に応じて前記無線タグ 14から返信される返信信号を受信する受信制御、受信された受信信号を復調する復調制御、及びその受信信号の品質を検出する受信品質検出制御等を実行する。斯カる制御を実行するため、前述した受信信号合成部 42及び受信信号復調部 44に加えて、送信データ生成部 108、送信制御部 110、受信制御部 112、受信エラー率検出部 114、及び受信信号強度検出部 116を機能的に含んでいる。

[0066] 送信制御部 110は、前記複数の送受信用アンテナ素子 20から送信される送信信号それぞれの位相 (及び必要に応じて振幅)を制御することで送信指向性を制御する。すなわち、前記指向性制御部 102を介して各送信信号の位相を制御することにより前記複数の送受信用アンテナ素子 20から成る送信アンテナを送信用フェイズドアレイアンテナ（Phased Array Antenna)として制御する。或いは、前記指向性制御部 102を介して各送信信号の位相及び振幅を受信信号の品質が向上するように制御することにより前記複数の送受信用アンテナ素子 20から成る送信アンテナを送信用ァダプティブアレイアンテナ（Adaptive Array Antenna)として制御する。好適には、後述する受信信号合成部 42における前記受信信号の合成量が可及的に大きくなるように前記送信信号の送信指向性を定める。

[0067] 受信制御部 112は、前記複数の送受信用アンテナ素子 20により受信される受信信号それぞれの位相 (及び必要に応じて振幅)を制御することによりその受信信号の受信指向性を制御する。すなわち、前記指向性制御部 102を介して各受信信号の位相を制御することにより前記複数の送受信用アンテナ素子 20から成る受信アンテナを受信用フェイズドアレイアンテナとして制御する。或いは、前記指向性制御部 102 を介して各受信信号の位相及び振幅を受信信号の品質が向上するように制御することにより前記複数の送受信用アンテナ素子 20から成る受信アンテナを受信用ァダプティブアレイアンテナとして制御する。好適には、後述する受信信号合成部 42における前記受信信号の合成量が可及的に大きくなるように前記受信信号の受信指向性を定める。

[0068] 受信エラー率検出部 114は、前記受信制御部 112により制御された受信信号の品質を検出する受信品質検出部として機能するものであり、斯カる受信信号の品質としてその受信信号のエラー率を検出する。好適には、受信信号の BER(Bit Error Rate )又は FER (Frame Error Rate)を検出する。

[0069] 受信信号強度検出部 116は、前記受信制御部 112により制御された受信信号の品質を検出する受信品質検出部として機能するものであり、斯カる受信信号の品質としてその受信信号の信号強度すなわち RSSI (Received Signal Strength Indicator) を検出する。

[0070] 図 13は、前記送信制御部 110や受信制御部 112により形成される指向性パターンについて説明する図である。本実施例では、ダイポールアンテナ等の棒状アレイアンテナである 3本の送受信用アンテナ素子 20a、 20b、 20cが同一平面（図 13の y軸に垂直を成す平面）内に互いに平行を成すように且つ等間隔で配設された態様における指向性制御を説明する。図 13は、指向性方向（メインローブ方向）の角度 0 = 20 ° である 3種類の指向性パターンを示しており、比較的幅員が狭い狭角（ナロー)である指向性パターン Aを太い実線で、幅員が中程度である指向性パターン Bを太い破線で、比較的幅員が広い広角（ブロード)である指向性パターン Cを太い一点鎖線でそれぞれ示している。このように、指向性方向の角度が共通であっても形、メイン口ーブの広がり、サイドローブ、ヌル点等の異なる様々な指向性パターンが考えられ、前記送信制御部 110及び Z又は受信制御部 112は、前記受信品質検出部により検出された受信信号の品質に基づいてそれぞれ独立に斯カる指向性パターンを形成する制御を行う。

図 14は、前記複数の送受信用アンテナ素子 20に対して通信対象である無線タグ 1 4が移動している場合における好適な指向性パターンについて説明する図である。例えば、図 14に示すように、前記複数の送受信用アンテナ素子 20に対して通信対象である無線タグ 14力軸方向に移動している場合には、上記指向性パターン Aのように狭角の指向性にて前記送信信号を送信するうちにその無線タグ 14がパターンの外に移動し、前記返信信号を返信させるために十分な電力を供給できなくなるおそれがある。ここで、前記送信指向性及び受信指向性を共に上記指向性パターン B 又は Cのように広角に変更すると、それまで拾わずに済んで!/、た雑音 (妨害波）や通信対象となる無線タグ 14ではな、他の無線タグ 14からの比較的強、返信信号を拾うようになり、受信信号の品質が劣化することが考えられ、必ずしも適切ではない。従つて、前記受信指向性は狭角に維持したまま、前記送信指向性がより広角となるように制御するのが好ま、。前記複数の送受信用アンテナ素子 20に対して通信対象である無線タグ 14が移動して、る場合には、前記受信信号のエラー率が比較的高くなると共に、受信信号強度が比較的低くなる傾向にある。前記送信制御部 110は、好適には、前記受信エラー率検出部 114により検出された受信信号のエラー率が所定値以上であり且つ受信信号強度検出部 116により検出された信号強度が所定値未満である場合には、前記送信指向性がより広角になるように前記制御を行う。 [0072] 図 15は、通信対象である無線タグ 14の近傍に前記送信信号や返信信号を反射し得る反射物が存在する場合における好適な指向性パターンについて説明する図である。この反射物としては、図 15に示すように通信対象である無線タグ 14に対して位置固定に存在する壁 118の他、その無線タグ 14に対して移動する人間や荷物を積んだカート等、様々なものが想定される。例えば、図 15に示すように、通信対象である無線タグ 14の近傍に前記送信信号や返信信号を反射し得る反射物である壁 118 が存在する場合には、上記指向性パターン Cのように広角の指向性にて前記送信信号を送信することで、その送信信号が壁 118により反射され、図に細い一点鎖線矢印に示すように雑音となって前記複数の送受信用アンテナ素子 20により受信されるおそれがある。ここで、前記送信指向性及び受信指向性を共に上記指向性パターン A又は Bのように狭角に変更すると、図に細い実線矢印で示すそれまで好適に受信できていた前記無線タグ 14からの返信信号を受信できなくなることが考えられ、必ずしも適切ではない。従って、前記受信指向性は広角に維持したまま、前記送信指向性がより狭角となるように制御するのが好ま、。通信対象である無線タグ 14の近傍に前記送信信号や返信信号を反射し得る反射物が存在する場合には、前記受信信号のエラー率及び受信信号強度が共に比較的高くなる傾向にある。前記送信制御部 110は、好適には、前記受信エラー率検出部 114により検出された受信信号のェラー率が所定値以上であり且つ受信信号強度検出部 116により検出された信号強度が所定値以上である場合には、前記送信指向性がより狭角になるように前記制御を行う。

[0073] 図 16は、前記無線タグ通信装置 100の制御部 32による前記無線タグ 14との間の通信における送受信指向性制御について説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

[0074] 前記無線タグ通信装置 100が前記無線タグ 14との間で通信を開始する場合には、先ず、ステップ（以下、ステップを省略する） S101において、前記無線タグ 14との通信における指向性方向及び送受信共通の初期ウェイトが設定される。次に、 S102にぉ、て、前記受信信号位相制御部 34及び受信信号振幅制御部 36を介して各受信信号の位相及び振幅が制御され、受信ウェイトが設定される。次に、 S103において、前記送信信号位相制御部 104及び送信信号振幅制御部 106を介して各送信信号の位相及び振幅が制御され、送信ウェイトが設定される。次に、 S104において、前記無線タグ 14を検出するための通信動作が行われ、前記複数の送受信用アンテナ素子 20によりそれぞれ受信された受信信号が合成されて復調されると共に、斯かる受信信号のエラー率 BER及び受信信号強度 RSSIが検出される。次に、 S105において、前記無線タグ 14との間の通信が終了であるか否かが判断される。この S 105の判断が肯定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられる力 S105の判断が否定される場合には、 S106において、 S104にて検出された前記受信信号のエラー率 BERが所定値 Th より大きいか否かが判断される。この S106の判断

BER1

が否定される場合には、 S110において、 S104にて検出された前記受信信号のエラ一率 BERが所定値 Th より小さいか否かが判断される力 S 106の判断が肯定さ

BER2

れる場合には、 S107において、 S104にて算出された RSSIが所定値 Th より大き

RSSI

いか否かが判断される。この S 107の判断が肯定される場合には、 S 108において、前記送信信号位相制御部 104及び送信信号振幅制御部 106を介して各送信信号の位相及び振幅が制御され、前記送信指向性がより狭角となるように送信ウェイトが制御された後、 S103以下の処理が再び実行される力 S108の判断が否定される場合には、 S109において、前記送信信号位相制御部 104及び送信信号振幅制御部 106を介して各送信信号の位相及び振幅が制御され、前記送信指向性がより広角となるように送信ウェイトが制御された後、 S 103以下の処理が再び実行される。 S110 の判断が否定される場合、すなわち S104にて検出された前記受信信号のエラー率 BERが所定値 Th 以上であると判断される場合には、 S104以下の処理が再び実

BER2

行されるが、 S110の判断が肯定される場合、すなわち S104にて検出された前記受信信号のエラー率 BERが所定値 Th より小さいと判断される場合には、 S111に

BER2

ぉ、て、前記受信信号位相制御部 34及び受信信号振幅制御部 36を介して各受信信号の位相及び振幅が制御され、前記送信ウェイト及び受信ウェイトが等しくなるように制御された後、 S 104以下の処理が再び実行される。以上の制御において、 S101 、 S103、 S104、 S108、及び S109力 S前記送信 ffjlj御咅 l lOの動作に、 S101、 S10 2、 S104、及び Si l lが前記受信制御部 112の動作に、 S104が前記受信信号合成部 42、受信信号復調部 44、受信エラー率検出部 114、及び受信信号強度検出部 1 16の動作にそれぞれ対応する。

[0075] このように、本実施例によれば、前記複数の送受信用アンテナ素子 20から送信される送信信号それぞれの位相を制御することで送信指向性を制御する送信制御部 1 10 (S101、 S103、 S104、 S108、及び S109)と、前記複数の送受信用アンテナ素子 20により受信された受信信号それぞれの位相を制御することで受信指向性を制御する受信制御部 112 (S101、 S102、 S104、及び Si l l)と、その受信制御部 112により制御された受信信号の品質を検出する受信品質検出部である受信エラー率検出部 114及び受信信号強度検出部 116とを、含み、前記送信制御部 110及び Z又は受信制御部 112は、それら受信エラー率検出部 114及び受信信号強度検出部 11 6により検出された受信信号の品質に基づいてそれぞれ独立に前記制御を行うものであることから、相対的に移動する無線タグ 14との間で情報の通信を行う場合や、通信対象となる無線タグ 14ではな、他の無線タグ 14からの比較的強、返信信号が存在する場合等であっても、送信指向性及び受信指向性をそれぞれ独立に制御することで好適な通信を実現できる。すなわち、通信対象である無線タグ 14との相対位置関係や通信環境によらず好適な通信を行い得る無線タグ通信装置 100を提供することがでさる。

[0076] また、前記送信制御部 110は、前記複数の送受信用アンテナ素子 20から送信される送信信号それぞれの振幅を制御し得るものであり、前記受信制御部 112は、前記複数の送受信用アンテナ素子 20により受信された受信信号それぞれの振幅を制御し得るものであるため、前記送信指向性及び受信指向性を更に好適に定めることができる。

[0077] また、前記複数の送受信用アンテナ素子 20は、それら全部が送受信に共用されるものであるため、前記無線タグ通信装置 100を可及的に小型化できる。

[0078] また、前記受信品質検出部は、前記受信信号の品質としてその受信信号のエラー率を検出する受信エラー率検出部 114 (S104)であるため、通信環境における妨害波や壁面反射波の存在等を反映する受信信号のエラー率に基づいて送信指向性及び Z又は受信指向性を制御することができる。 [0079] また、前記受信品質検出部は、前記受信信号の品質としてその受信信号の信号強度を検出する受信信号強度検出部 116 (S104)であるため、通信対象である無線タグ 14との相対位置関係等を反映する受信信号の信号強度に基づいて送信指向性及び Z又は受信指向性を制御することができる。

[0080] また、前記送信制御部 110は、前記受信エラー率検出部 114により検出された受信信号のエラー率が所定値以上であり且つ受信信号強度検出部 116により検出された受信信号強度が所定値未満である場合には、前記送信指向性がより広角になるように前記制御を行うものであるため、通信対象である無線タグ 14が相対的に移動した場合等に送信指向性をより広角として送信範囲を広くすることで、好適な通信を成立させることができる。

[0081] また、前記送信制御部 110は、前記受信エラー率検出部 114により検出された受信信号のエラー率が所定値以上であり且つ受信信号強度検出部 116により検出された受信信号強度が所定値以上である場合には、前記送信指向性がより狭角になるように前記制御を行うものであるため、前記送信信号に起因する壁面反射波が存在する場合等に送信指向性をより狭角として送信範囲を狭くすることで、好適な通信を成立させることができる。

[0082] また、前記受信制御部 112は、前記受信エラー率検出部 114により検出された受信信号のエラー率が所定値以下である場合には、前記送信制御部 110により制御された送信指向性と等しくなるように前記受信指向性を制御するものであるため、前記送信制御部 110により好適化された指向性を受信側においても利用することができ、更に好適な通信を成立させることができる。

[0083] 以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明した力本発明はこれに限定されるものではなぐ更に別の態様においても実施される。

[0084] 例えば、前述の実施例にお!、て、前記送信アンテナ選択制御部 40、受信信号合成部 42、受信信号復調部 44、受信指向性制御部 46、位置検出部 48、送信制御部 110、受信制御部 112、受信エラー率検出部 114、及び受信信号強度検出部 116 等は、何れも前記制御部 32の制御機能として備えられたものであった力それぞれ個別の制御装置として備えられたものであっても構わない。また、それらの制御は、ディジタル信号処理によるものであるとアナログ信号処理によるものであるとを問わない。

[0085] また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置 12等は、前記無線タグ 14に向けて前記送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて無線タグ 14から返信される返信信号を受信するための複数の送受信用アンテナ素子 20を備えたものであつたが、前記無線タグ 14に向けて前記送信信号を送信するための複数の送信用アンテナ素子と、その送信信号に応じて無線タグ 14から返信される返信信号を受信するための複数の受信用アンテナ素子とを、それぞれ個別に備えたものであってもよい。また、送信用アンテナ素子及び受信用アンテナ素子のうち一部が送受信に共用されるものであっても構わない。このように、前記複数の送信用アンテナ素子及び複数の受信用アンテナ素子のうち少なくとも 1本が送受信に共用されることにより、前記無線タグ通信装置 12を小型化できる。

[0086] また、前述の実施例にお!、て、前記送信制御部 110は、前記複数の送受信用アンテナ素子 20から送信される各送信信号の位相及び振幅を制御することで前記送信指向性を制御するものであった力各送信信号の位相のみを制御するものであってもよい。同様に、前記受信制御部 112は、各受信信号の位相のみを制御することにより前記受信指向性を制御するものであっても構わない。

[0087] その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

Claims

請求の範囲

[1] 無線タグに向けて所定の送信信号を送信する複数の送信アンテナ素子と、該送信信号に応じて無線タグから返信される返信信号を受信するための複数の受信アンテナ素子とを、備えて該無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって前記複数の送信アンテナ素子のうち前記送信信号を送信する単一の送信アンテナ素子を選択する送信アンテナ選択制御部と、

前記複数の受信アンテナ素子によりそれぞれ受信される受信信号を合成する受信信号合成部と

を、含むことを特徴とする無線タグ通信装置。

[2] 前記複数の受信アンテナ素子により受信される受信信号それぞれの位相を制御することで受信指向性を定めるフェイズドアレイ制御部を含むものである請求項 1の無線タグ通信装置。

[3] 前記送信アンテナ選択制御部は、前記フェイズドアレイ制御部により定められた受信指向性に応じて前記単一の送信アンテナ素子を選択するものである請求項 2の無線タグ通信装置。

[4] 前記複数の受信アンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるウェイトを制御するァダプティブアレイ制御部を含むものである請求項 1の無線タグ通信装置

[5] 前記ァダプティブアレイ制御部は、前記送信アンテナ選択制御部により選択された前記単一の送信アンテナ素子に応じて前記複数の受信アンテナ素子により受信された受信信号それぞれに与えるゥヱイトの初期値を定めるものである請求項 4の無線タグ通信装置。

[6] 前記受信信号合成部は、前記複数の受信アンテナ素子によりそれぞれ受信される受信信号を選択的に合成するものである請求項 1から 5の何れかの無線タグ通信装置。

[7] 前記受信信号合成部における前記受信信号の合成量に基づいて通信対象である無線タグの位置を検出する位置検出部を含むものである請求項 1から 6の何れかの無線タグ通信装置。

[8] 前記無線タグに向けて前記送信信号を送信すると共に、該送信信号に応じて無線タグから返信される返信信号を受信するための複数の送受信アンテナ素子を備えたものである請求項 1から 7の何れかの無線タグ通信装置。

[9] 前記受信信号合成部は、前記送信アンテナ選択制御部により選択された単一の送受信アンテナ素子及び該送受信アンテナ素子力も所定の距離範囲内に設けられた 1つ又は複数の送受信アンテナ素子によりそれぞれ受信される受信信号を合成するものである請求項 8の無線タグ通信装置。

[10] 前記受信信号合成部は、前記送信アンテナ選択制御部により選択された単一の送受信アンテナ素子を除く該送受信アンテナ素子力所定の距離範囲内に設けられた複数の送受信アンテナ素子によりそれぞれ受信される受信信号を合成するものである請求項 8の無線タグ通信装置。

[11] 無線タグに向けて所定の送信信号を複数の送信用アンテナ素子力送信すると共に、該送信信号に応じて無線タグから返信される返信信号を複数の受信用アンテナ素子により受信して該無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であつて、

前記複数の送信用アンテナ素子から送信される送信信号それぞれの位相を制御することで送信指向性を制御する送信制御部と、

前記複数の受信用アンテナ素子により受信された受信信号それぞれの位相を制御することで受信指向性を制御する受信制御部と、

該受信制御部により制御された受信信号の品質を検出する受信品質検出部とを、含み、

前記送信制御部及び Z又は受信制御部は、該受信品質検出部により検出された受信信号の品質に基づいてそれぞれ独立に前記制御を行うものであることを特徴とする無線タグ通信装置。

[12] 前記送信制御部は、前記複数の送信用アンテナ素子から送信される送信信号それぞれの振幅を制御し得るものであり、前記受信制御部は、前記複数の受信用アンテナ素子により受信された受信信号それぞれの振幅を制御し得るものである請求項 11の無線タグ通信装置。

[13] 前記複数の送信用アンテナ素子及び複数の受信用アンテナ素子は、それらのうち少なくとも 1本が送受信に共用されるものである請求項 11又は 12の無線タグ通信装置。

[14] 前記複数の送信用アンテナ素子及び複数の受信用アンテナ素子は、それら全部が送受信に共用されるものである請求項 11又は 12の無線タグ通信装置。

[15] 前記受信品質検出部は、前記受信信号の品質として該受信信号のエラー率を検出するものである請求項 11から 14の何れかの無線タグ通信装置。

[16] 前記受信品質検出部は、前記受信信号の品質として該受信信号の信号強度を検出するものである請求項 11から 15の何れかの無線タグ通信装置。

[17] 前記送信制御部は、前記受信品質検出部により検出された受信信号のエラー率が所定値以上であり且つ信号強度が所定値未満である場合には、前記送信指向性がより広角になるように前記制御を行うものである請求項 16の無線タグ通信装置。

[18] 前記送信制御部は、前記受信品質検出部により検出された受信信号のエラー率が所定値以上であり且つ信号強度が所定値以上である場合には、前記送信指向性がより狭角になるように前記制御を行うものである請求項 16又は 17の無線タグ通信装置。

[19] 前記受信制御部は、前記受信品質検出部により検出された受信信号のエラー率が所定値以下である場合には、前記送信制御部により制御された送信指向性と等しくなるように前記受信指向性を制御するものである請求項 16から 18の何れかの無線タグ通信装置。