WO2008010354A1

WO2008010354A1 - Wireless communication device

Info

Publication number: WO2008010354A1
Application number: PCT/JP2007/061226
Authority: WO
Inventors: Hironori Hirata; Kazunari Taki
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2009-01-18
Also published as: JP2008028450A

Description

明細書

無線通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル回路を有する無線通信装置の改良に関する。

背景技術

[0002] 送信用アンテナから所定の送信信号を送信する送信部と、その送信信号に応じて返信される返信信号を受信用アンテナにより受信する受信部とを、有する無線通信装置が知られている。例えば、所定の情報が記憶された小型の無線タグ (応答器)から非接触にて情報の読み出しを行う RFID (Radio Frequency Identification)システムの無線タグ通信装置 (質問器）がそれである。この RFIDシステムは、無線タグが汚れて、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、商品管理や検査工程等の様々な分野にぉ、て実用が期待されて!、る。

[0003] ところで、通常、上記無線タグ通信装置は、上記無線タグに向けて所定の送信信号

(質問波)をアンテナ力送信すると共に、その送信信号を受信した無線タグから返信される返信信号 (応答波）をアンテナにより受信することでその無線タグとの間で情報の通信を行うが、その受信された返信信号に送信側からの強い回り込み信号 (直接波）が混入して全体の受信信号強度が増大する場合がある。これにより、増幅器の許容入力強度を超えてしまうことから、受信信号を十分に増幅することができず、結果として無線タグからの返信信号成分を十分増幅することができないため、 SN比（si gnal-to-noise ratio)が低下するという不具合があった。そこで、斯かる送信側からの回り込み信号を除去するキャンセル回路が提案されている。例えば、特許文献 1に記載されたキャリア位相雑音抑圧回路がそれである。この技術によれば、送信系から出力される送信信号の一部を分配し、その位相及び振幅を制御してキャンセル信号を生成して受信信号に合成することで、その受信信号に含まれる送信側力の回り込み信号を好適に除去できるとされて、る。 [0004] 特許文献 1 :特開平 10— 62518号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 前記無線通信装置の一例として、複数のアンテナ素子力成るアレイアンテナを備え、 PAA (Phased Array Antenna)処理等の指向性制御を行うものが知られている。この PAA処理では、上記複数の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した後に合波器にぉ、て合成 (加算)することで受信指向性を制御することができる。ここで、前述したような従来の技術では、前記キャンセル回路は、上記合波器により合成された合成信号に含まれる送信側力の回り込み信号を除去するように設けられるのが普通であった。ところで、上記アレイアンテナを用いて PAA処理を行う場合、上記複数のアンテナ素子によりそれぞれ受信された受信信号を合成する合波器において損失が生じるという弊害があった。この損失を低減するため、受信回路に LNA (Low Noise Amplifier)等の増幅器を設けることが考えられる力前記キヤンセル回路が上記合波器の下流側に設けられる構成では、その合波器の上流側では送信側力もの回り込み信号が大きいため飽和してしまうことから増幅器を設けることができず、上記合波器における損失を十分に低減することができな力つた。すなわち、複数のアンテナ素子によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させる無線通信装置の開発が求められていた。

[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、複数のアンテナ素子によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させる無線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、本発明の要旨とするところは、送信用アンテナから送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて通信対象から返信される返信信号を受信用アンテナにより受信してその通信対象との間で情報の通信を行う無線通信装置であって、前記受信用アンテナは、複数のアンテナ素子力成るものであり、それら複数のアンテナ素子それぞれに対応して、そのアンテナ素子により受信された受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を発生させるキャンセル回路と、そのキャンセル回路により発生させられたキャンセル信号が適用された受信信号を増幅する増幅部とを、有し、それら複数の増幅部からの出力信号を合成する合波部を備えたものであることを特徴とするものである。

発明の効果

[0008] このようにすれば、前記受信用アンテナは、複数のアンテナ素子力成るものであり、それら複数のアンテナ素子それぞれに対応して、そのアンテナ素子により受信された受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を発生させるキャンセル回路と、そのキャンセル回路により発生させられたキャンセル信号が適用された受信信号を増幅する増幅部とを、有し、それら複数の増幅部からの出力信号を合成する合波部を備えたものであることから、前記複数のアンテナ素子それぞれに対応してキャンセル回路が設けられているため、各アンテナ素子に対応して増幅部を設けることができ、延いては前記合波部における損失を十分に低減することができる。すなわち、複数のアンテナ素子によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させる無線通信装置を提供することができる

[0009] ここで、好適には、前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して、前記増幅部からの出力信号の位相を制御する移相部を有し、前記合波部は、それら移相部からの出力信号を合成するものである。このようにすれば、受信指向性を制御し得るアレイァンテナにおける複数のアンテナ素子によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させることができる。

[0010] また、好適には、前記受信用アンテナにより受信される受信信号を復調するホモダイン検波回路を備えたものである。このようにすれば、送信側からの回り込み信号の影響が大きいホモダイン検波回路を備えた無線通信装置において、複数のアンテナ素子によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させることができる。

[0011] また、好適には、前記キャンセル回路は、送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を発生させるために、それぞれ特性が異なる複数組の減衰部及び移相部を有するものであり、前記送信信号の搬送波の周波数に応じてそれら複数組の減衰部及び移相部のうち何れかを選択的に用いるものである。このようにすれば、前記キャンセル回路の構成を可及的に簡単なものとすることができる。

[0012] また、好適には、前記キャンセル回路は、送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を発生させるために、減衰率を変更し得る可変減衰部及び移相量を変更し得る可変移相部を有するものであり、それら可変減衰部及び可変移相部における減衰率及び移相量を制御し得るものである。このようにすれば、前記減衰率及び移相量を適宜制御することで、各アンテナ素子に対応して送信側力ゝらの回り込み信号を可及的に抑制することができる。

[0013] また、好適には、前記送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて通信対象から返信される返信信号を受信する、前記複数のアンテナ素子から成る送受信共用アンテナを備えたものである。このようにすれば、装置の構成を可及的に簡単なものとすることができる。

[0014] また、好適には、前記送信用アンテナ及び受信用アンテナは、それぞれ個別に備えられたものである。このようにすれば、受信用アンテナのみアレイアンテナとする等といったように、装置の構成を多様なものとすることができる。

[0015] また、好適には、前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して、前記送信信号を各アンテナ素子及びキャンセル回路に分配するための分配部を有し、その分配部により分配されるキャンセル回路側への出力がアンテナ素子側への出力よりも小さいものである。このようにすれば、前記送信信号を作る際に用いる増幅器の増幅率を小さくすることがでさる。

[0016] また、好適には、前記分配部により分配される前記キャンセル回路側への出力はァンテナ素子側への出力の 1Z10以下である。このようにすれば、前記送信用アンテナカ送信される送信信号の分配部における損失が少なくなり、前記送信信号を生成する際に用いられる増幅器の増幅率を小さくすることができる。

[0017] また、好適には、前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して、前記キャンセル回路力供給されるキャンセル信号と前記アンテナ素子により受信される受信信号とをそれぞれ所定の重みで加算する加算部を有し、その加算部において加算される前記キャンセル信号の重みは受信信号の重みより小さいものである。このようにすれば、受信処理における SN比を改善させることができる。

[0018] また、好適には、前記加算部は、前記キャンセル回路力も供給されるキャンセル信号と前記アンテナ素子により受信される受信信号とを所定の割合で合波して出力する高周波結合器であり、前記受信信号入力側力出力側への伝達量は前記キャンセル信号入力側から出力側への伝達量より大きいものである。このようにすれば、受信信号の損失が小さくなる一方、キャンセル信号の損失は比較的大きくなるが、逆に大きく減衰させる必要がなくなるという利点がある。

[0019] また、好適には、前記加算部において加算される前記キャンセル信号の重みは受信信号の重みの 1Z10以下である。このようにすれば、受信処理における SN比を可及的に改善させることができる。

[0020] また、好適には、前記加算部における前記受信信号入力側から出力側への伝達量に対する前記キャンセル信号入力側から出力側への伝達量の比は lZio以下である。このようにすれば、前記受信信号の損失が 10%以下となり、その損失を非常に小さく抑免ることができる。

[0021] また、好適には、前記受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部を有し、前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して、その信号強度検出部により検出される受信信号強度が所定値以上である場合には前記増幅部を経由させることなく前記受信信号を前記移相部に入力させるように回路を切り替える回路切替部を備えたものである。このようにすれば、前記受信信号が比較的大きい場合に前記増幅部が飽和するのを好適に防止することができる。

[0022] また、好適には、前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して、前記信号強度検出部により検出される受信信号強度が所定値未満である場合には、前記キャンセル回路により発生させられるキャンセル信号を適用させることなく前記受信信号を前記移相部に入力させるように回路を切り替える第 2の回路切替部を備えたものである。このようにすれば、前記受信信号が比較的小さくキャンセル信号を適用させる必要がない場合にノイズの発生を好適に抑制することができる。

[0023] また、好適には、前記合波部からの出力信号に含まれる送信側からの回り込み信号を抑制するための第 2のキャンセル回路を備えたものである。このようにすれば、送信側からの回り込み信号を更に好適に抑制することができ、受信処理における SN比を可及的〖こ改善させることができる。

[0024] また、好適には、前記無線通信装置は、通信対象である無線タグに向けて所定の送信信号を送信用アンテナにより送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグ力返信される返信信号を前記受信用アンテナにより受信することで前記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る。このようにすれば、送信側力の回り込み信号による影響が特に大きい無線タグ通信装置に関して、複数のァンテナ素子によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させることができる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明の無線通信装置が好適に用いられる無線タグ通信システムについて説明する図である。

[図 2]本発明の無線通信装置の一実施例である無線タグ通信装置の構成を説明する図である。

[図 3]図 2の無線タグ通信装置に備えられた送受信モジュールの構成を詳しく説明する図である。

[図 4]図 3の送受信モジュールに備えられたキャンセル回路の構成を詳しく説明する図である。

[図 5]図 4のキャンセル回路におけるアツテネータ回路及び移相回路の一例を示す図である。

[図 6]図 2の無線タグ通信装置における所定のアンテナ素子に対応して設けられた送受信モジュールのキャンセル回路における指向性方向 0° 用に設けられたテーブルである。

[図 7]図 2の無線タグ通信装置における図 6のものとは別のアンテナ素子に対応して設けられた送受信モジュールのキャンセル回路における指向性方向 0° 用に設けられたテープノレである。

[図 8]図 2の無線タグ通信装置における所定のアンテナ素子に対応して設けられた送受信モジュールのキャンセル回路における指向性方向 10° 用に設けられたテープルである。

[図 9]図 2の無線タグ通信装置における図 8のものとは別のアンテナ素子に対応して設けられた送受信モジュールのキャンセル回路における指向性方向 10° 用に設けられたテーブルである。

[図 10]図 2の無線タグ通信装置の通信対象である無線タグに備えられた無線タグ回路素子の構成を説明する図である。

[図 11]受信回路において受信アンプを設ける位置によるノイズファクタの相違を対比的に説明する図であり、合波部より上流側に LNAを備えな、構成を例示する図である。

[図 12]受信回路において受信アンプを設ける位置によるノイズファクタの相違を対比的に説明する図であり、合波部より上流側に LNAを備えた構成を例示する図である圆 13]本発明の無線通信装置の他の好適な実施例である無線タグ通信装置の構成を説明する図である。

圆 14]図 13の無線タグ通信装置に備えられた送受信モジュールの構成を詳しく説明する図である。

[図 15]図 13の無線タグ通信装置に備えられた他の送受信モジュールの構成を詳しく説明する図である。

[図 16]図 13の無線タグ通信装置によるキャンセルテーブル作成制御の要部を説明するフローチャートである。

[図 17]図 13の無線タグ通信装置による無線タグ通信制御の要部を説明するフローチヤートである。

[図 18]図 2の無線タグ通信装置等に好適に備えられる、送信用アンテナ及び受信用アンテナをそれぞれ個別に備えた送受信モジュールの構成を詳しく説明する図である。

[図 19]図 2の無線タグ通信装置等に好適に備えられる、減衰率を変更し得る可変減衰部及び移相量を変更し得る可変移相部を有するキャンセル回路を備えた送受信モジュールの構成を詳しく説明する図である。符号の説明

[0026] 10：無線タグ通信システム、 12、 100：無線タグ通信装置 (無線通信装置）、 14：無線タグ (通信対象）、 18:アレイアンテナ (送受信共用アンテナ）、 20:局部発振器、 22: 搬送波増幅部、 24、 102、 120、 130:送受信モジュール、 26:アンテナ素子、 28: 受信信号合成部 (合波部）、 30:キャンセル信号生成部 (第 2のキャンセル回路）、 32 ：キャンセル信号合成部、 34:可変増幅部、 36:ホモダイン検波回路、 38:AZD変換部、 40:メモリ部、 42:返答データ解釈部、 44:送信データ生成部、 46:キャンセル制御部、 48:キャンセル移相部、 50:キャンセルアンプ、 52:キャンセルアツテネータ、 54:送信移相部、 56:送信アンプ、 58:フィルタ、 60:送受信分離部、 62:受信アンプ (増幅部）、 64:受信移相部、 66、 136:キャンセル回路、 68:アツテネータ回路 (減衰部）、 70:移相回路 (移相部）、 72:回路切替部、 76:無線タグ回路素子、 78:アンテナ部、 80:IC回路部、 82:整流部、 84:電源部、 86:クロック抽出部、 88:メモリ部、 90:変復調部、 92:制御部、 94:受信用アンテナ、 96:合波部、 98:LNA、 104:信号強度検出部、 106:第 1力ブラ (分配部）、 108:第 2力ブラ (加算部）、 110:第 1回路切替部、 112:第 2回路切替部、 114:第 3回路切替部、 116:第 4回路切替部、 11 8:第 5回路切替部、 122:送信用アンテナ素子、 124:送信フィルタ、 126:受信用ァンテナ素子、 128:受信フィルタ、 132:キャンセル移相部（可変移相部）、 134:キヤンセルアツテネータ（可変減衰部）

発明を実施するための最良の形態

[0027] 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

[0028] 図 1は、本発明の無線通信装置が好適に用いられる無線タグ通信システム 10について説明する図である。この無線タグ通信システム 10は、本発明の無線通信装置の一実施例である無線タグ通信装置 12と、その無線タグ通信装置 12の通信対象である単数乃至は複数（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_eを受信した上記無線タグ 14において所定のコマンド (送信データ）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。この無線タグ通信システム 10は、例えば、所定の通信領域内における物品の管理等に用いられるものであり、上記無線タグ 14は、好適には、管理対象である物品に貼られる等してその物品と一体的に設けられている。

図 2は、上記無線タグ通信装置 12の構成を説明する図である。この図 2に示すように、本実施例の無線タグ通信装置 12は、搬送波に対応する所定の局所信号を発生させる局部発振器 20と、その局部発振器 20から出力される搬送波を増幅する搬送波増幅部 22と、その搬送波増幅部 22から供給される搬送波に基づく送信信号を対応するアンテナ素子 26から送信すると共にそのアンテナ素子 26により受信される受信信号を処理する複数（図 2では 3つ）の送受信モジュール 24a、 24b、 24c (以下、特に区別しない場合には単に送受信モジュール 24と称する）と、各送受信モジユーノレ 24a、 24b、 24cに対応して設けられた送受信共用のアンテナ素子 26a、 26b、 26 c (以下、特に区別しない場合には単にアンテナ素子 26と称する）と、上記複数の送受信モジュール 24から供給される受信信号を合成 (加算)する合波部である受信信号合成部 28と、上記局部発振器 20から供給される搬送波に基づいて送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部 30 と、上記受信信号合成部 28から供給される合成された受信信号とキャンセル信号生成部 30から供給されるキャンセル信号とを合成 (加算）するキャンセル信号合成部 3 2と、そのキャンセル信号合成部 32から供給される合成信号を増幅する可変増幅部 34と、その可変増幅部 34から供給される合成信号をホモダイン検波するホモダイン検波回路 36と、そのホモダイン検波回路 36から出力される検波結果をディジタル変換する AZD変換部 38と、その AZD変換部 38によりディジタル変換された信号を記憶するメモリ部 40と、そのメモリ部 40に記憶された信号を読み出して前記無線タグ 1 4からの返信信号に含まれる返答データを解釈する返答データ解釈部 42と、上記送受信モジュール 24において搬送波に乗せられる送信データを生成するための送信データ生成部 44と、上記キャンセル信号生成部 30により生成されるキャンセル信号を制御するキャンセル制御部 46とを、備えて構成されている。なお、本実施例の無線タグ通信装置 12では、上記アンテナ素子 26a、 26b、 26cから送受信共用のアレイァンテナ 18が構成されており、そのアレイアンテナ 18が送信用アンテナ及び受信用ァンテナとして機能する。

[0030] 上記キャンセル信号生成部 30は、前記局部発振器 20から供給される搬送波をキヤンセル信号としてその位相を制御するための可変移相器であるキャンセル移相部 4 8と、そのキャンセル移相部 48から出力されるキャンセル信号を増幅するための可変ゲインアンプであるキャンセルアンプ 50と、そのキャンセルアンプ 50から出力されるキャンセル信号を減衰させて上記キャンセル信号合成部 32へ供給するための可変減衰器であるキャンセルアツテネータ 52とを、備えている。上記キャンセル制御部 46 は、上記キャンセル信号生成部 30により生成されるキャンセル信号の位相を制御するための位相制御信号を出力するものであり、上記キャンセル移相部 48は、そのキヤンセル制御部 46から供給される位相制御信号に応じて上記搬送波の位相（移相量）を制御する。また、上記キャンセル制御部 46は、上記キャンセル信号生成部 30により生成されるキャンセル信号の振幅を制御するための振幅制御信号を出力するものであり、上記キャンセルアツテネータ 52は、そのキャンセル制御部 46から供給される振幅制御信号に応じて上記搬送波の振幅 (減衰量)を制御する。本実施例の無線タグ通信装置 12にお、ては、上記キャンセル信号生成部 30が前記受信信号合成部 2 8からの出力信号に含まれる送信側からの回り込み信号を抑制するための第 2のキヤンセル回路として機能する。

[0031] 図 3は、前記送受信モジュール 24の構成を詳しく説明する図である。この図 3に示すように、前記送受信モジュール 24は、前記搬送波増幅部 22から供給される搬送波の位相を制御するための可変移相器である送信移相部 54と、その送信移相部 54 力出力される搬送波を所定の送信データにより変調して前記送信信号を出力するための可変ゲインアンプである送信アンプ 56と、その送信アンプ 56と前記アンテナ素子 26との間の信号伝達経路に設けられたフィルタ 58と、上記送信アンプ 56から出力される送信信号をフィルタ 58を介して前記アンテナ素子 26へ供給すると共に、そのアンテナ素子 26により受信されて上記フィルタ 58を介して供給される受信信号を受信アンプ 62へ供給する送受信分離部 60と、その送受信分離部 60から供給される受信信号を増幅するための可変ゲインアンプである受信アンプ 62と、その受信アンプ 62から出力される受信信号の位相を制御するための可変移相器である受信移相部 64と、上記送信アンプ 56と送受信分離部 60との間の信号伝達経路及びその送受信分離部 60と受信アンプ 62との間の信号伝達経路の間に接続されたキャンセル回路 66とを、備えている。

[0032] 前記送信データ生成部 44は、送信情報に対応するコマンド等の送信データを生成して上記送信アンプ 56へ供給するものであり、その送信アンプ 56は、その送信データ生成部 44から供給される送信データにより前記搬送波を変調して送信信号とし、前記アンテナ素子 26へ供給する。また、上記送信移相部 54は、図示しない位相制御部から供給される位相制御信号に応じて前記送信信号の位相 (移相量)を制御する。また、上記受信移相部 64は、図示しない位相制御部から供給される位相制御信号に応じて前記受信信号の位相 (移相量)を制御する。

[0033] 図 4は、前記送受信モジュール 24に備えられたキャンセル回路 66の構成を詳しく説明する図である。この図 4に示すように、前記キャンセル回路 66は、それぞれ減衰率の異なる複数（図 4では 4つ）の減衰部であるアツテネータ回路 68a、 68b、 68c、 6 8d (以下、特に区別しない場合には単にアツテネータ回路 68と称する）と、各アツテネータ回路 68に対応して設けられたそれぞれ移相量の異なる複数（図 4では 4つ）の移相部である移相回路 70a、 70b、 70c、 70d (以下、特に区別しない場合には単に移相回路 70と称する）と、連動して動作することで回路を切り替える 1対の回路切替部 72とを、備えている。図 5は、上記アツテネータ回路 68及び移相回路 70の一例を示す図である。この図 5に示すように、上記アツテネータ回路 68及び移相回路 70は、対応する回路 (アツテネータ回路 68a及び移相回路 70a、アツテネータ回路 68b及び移相回路 70b、アツテネータ回路 68c及び移相回路 70c、アツテネータ回路 68d及び移相回路 70dがそれぞれ対応）同士直列された、抵抗、コイル、及びコンデンサ等力構成される電気回路であり、その抵抗、コイルの卷数、コンデンサの静電容量等に応じて所定の減衰量及び移相量 (周波数特性)を有して！/ヽる。上記回路切替部 72 は、例えば前記局部発振器 20から出力される搬送波の周波数や受信指向性方向すなわち各送受信モジュール 24に備えられた受信移相部 64の移相量に応じて、上記アツテネータ回路 68a及び移相回路 70a、アツテネータ回路 68b及び移相回路 70b 、アツテネータ回路 68c及び移相回路 70c、アツテネータ回路 68d及び移相回路 70 dのうち何れかを前記送信アンプ 56と送受信分離部 60との間の信号伝達経路及びその送受信分離部 60と受信アンプ 62との間の信号伝達経路の間に接続させるように回路を切り替える。これにより、前記送信アンプ 56から出力されるキャンセル信号としての搬送波が上記アツテネータ回路 68及び移相回路 70により所定の減衰量で減衰させられると共に所定の移相量で位相制御されて受信側の回路に適用されることで、前記アンテナ素子 26により受信された受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号が好適に抑制される。

図 6及び図 7は、前記キャンセル回路 66の回路を切り替えるために設けられたキヤンセル回路設定テーブルを例示する図である。前記無線タグ通信装置 12には、好適には、各送受信モジュール 24に対応して図 6及び図 7に示すような複数のキャンセル回路設定テーブルが設けられており、前記キャンセル回路 66の回路切替部 72 は、このキャンセル回路設定テーブル力搬送波の周波数や指向性方向に基づいて回路の切り替えを行う。ここで、図 6は、前記アンテナ素子 26aに対応して設けられた送受信モジュール 24aのキャンセル回路 66における指向性方向 0° 用に設けられたテーブルであり、前記送信移相部 54及び Z又は受信移相部 64により決定される指向性方向が 0° である場合に用いられる。前記送受信モジュール 24aのキャンセル回路 66では、このテーブルに基づいて、搬送波周波数が f (1)乃至 f (m)である場合には回路 1すなわちアツテネータ回路 68a及び移相回路 70a、 f (m+ 1)乃至 f (n) である場合には回路 2すなわちアツテネータ回路 68b及び移相回路 70b、 f (n+ 1) 乃至 f (o)である場合には回路 3すなわちアツテネータ回路 68c及び移相回路 70c、f (o + 1)乃至 f (end)である場合には回路 4すなわちアツテネータ回路 68d及び移相回路 70dが接続されるように回路が切り替えられる。また、図 7は、前記アンテナ素子 26bに対応して設けられた送受信モジュール 24bのキャンセル回路 66における指向性方向 0° 用に設けられたテーブルであり、前記送信移相部 54及び Z又は受信移相部 64により決定される指向性方向が 0° である場合に用いられる。前記送受信モジュール 24bのキャンセル回路 66では、このテーブルに基づいて、搬送波周波数が f (l)乃至 f (q)である場合には回路 1すなわちアツテネータ回路 68a及び移相回路 7 Oa、 f (q+ 1)乃至 f (r)である場合には回路 2すなわちアツテネータ回路 68b及び移相回路 70b、 f (r+ 1)乃至 f (s)である場合には回路 3すなわちアツテネータ回路 68c 及び移相回路 70c、 f (s+ 1)乃至 f (end)である場合には回路 4すなわちアツテネータ回路 68d及び移相回路 70dが接続されるように回路が切り替えられる。前記アンテナ素子 26cに対応して設けられた送受信モジュール 24cのキャンセル回路 66につ!/ヽてもこれと同等のテーブルが設けられており、各送受信モジュール 24のキャンセル回路 66がそれぞれのテーブルに応じて切り替えられることで、前記アンテナ素子 26により受信された受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号が前記受信アンプ 62 の上流側にお!、て好適に抑制される。

また、前記無線タグ通信装置 12には、好適には、指向性方向に対応して複数のキヤンセル回路設定テーブルが設けられており、前記キャンセル回路 66の回路切替部 72は、それら複数のキャンセル回路設定テーブルのうち前記送信移相部 54及び Z 又は受信移相部 64により決定される指向性方向に対応するキャンセル回路設定テ一ブル力搬送波の周波数に基づいて回路の切り替えを行う。図 8は、前記アンテナ素子 26aに対応して設けられた送受信モジュール 24aのキャンセル回路 66における指向性方向 10° 用に設けられたテーブルであり、前記送信移相部 54及び Z又は受信移相部 64により決定される指向性方向が 10° である場合に用いられる。前記送受信モジュール 24aのキャンセル回路 66では、このテーブルに基づいて、搬送波周波数が f (l)乃至 f (t)である場合には回路 1すなわちアツテネータ回路 68a及び移相回路 70a、f (t+ l)乃至 f (u)である場合には回路 2すなわちアツテネータ回路 68b及び移相回路 70b、 f (u+ 1)乃至 f (V)である場合には回路 3すなわちアツテネータ回路 68c及び移相回路 70c、f (v+ l)乃至 f (end)である場合には回路 4すなわちアツテネータ回路 68d及び移相回路 70dが接続されるように回路が切り替えられる。また、図 9は、前記アンテナ素子 26bに対応して設けられた送受信モジュール 24bのキヤンセル回路 66における指向性方向 10° 用に設けられたテーブルであり、前記送信移相部 54及び Z又は受信移相部 64により決定される指向性方向が 10° である場合に用いられる。前記送受信モジュール 24bのキャンセル回路 66では、このテープルに基づいて、搬送波周波数が f (l)乃至 f (w)である場合には回路 1すなわちアツテネータ回路 68a及び移相回路 70a、 f (w+ 1)乃至 f (X)である場合には回路 2すなわちアツテネータ回路 68b及び移相回路 70b、 f (x+ 1)乃至 f (y)である場合には回路 3すなわちアツテネータ回路 68c及び移相回路 70c、f (y+ 1)乃至 f (end)である場合には回路 4すなわちアツテネータ回路 68d及び移相回路 70dが接続されるように回路が切り替えられる。前記アンテナ素子 26cに対応して設けられた送受信モジュール 24cのキャンセル回路 66についてもこれと同等のテーブルが設けられており、各送受信モジュール 24のキャンセル回路 66がそれぞれのテーブルに応じて切り替えられることで、前記アンテナ素子 26により受信された受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号が好適に抑制される。また、好適には、指向性方向 20° 用、 30° 用、 40° 用 · · ·というように、上記キャンセル回路設定テーブルが例えば指向性角度 10° 毎に設けられており、前記送信移相部 54及び Z又は受信移相部 64により決定される指向性方向に対応するキャンセル回路設定テーブルに基づいて上記回路切換が行われることで、前記アンテナ素子 26により受信された受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号が指向性方向に応じて好適に抑制される。

図 10は、前記無線タグ 14に備えられた無線タグ回路素子 76の構成を説明する図である。この図 10に示すように、上記無線タグ回路素子 76は、前記無線タグ通信装置 12との間で信号の送受信を行うためのアンテナ部 78と、そのアンテナ部 78により受信された信号を処理するための IC回路部 80とを、備えて構成されている。その IC 回路部 80は、上記アンテナ部 78により受信された前記無線タグ通信装置 12からの質問波 Fを整流する整流部 82と、その整流部 82により整流された質問波 Fのエネルギを蓄積するための電源部 84と、上記アンテナ部 78により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部 92に供給するクロック抽出部 86と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部 88と、上記アンテナ部 78に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部 90と、上記整流部 82、クロック抽出部 86、及び変復調部 90等を介して上記無線タグ回路素子 76の作動を制御するための制御部 92とを、機能的に含んでいる。この制御部 92は、前記無線タグ通信装置 12と通信を行うことにより上記メモリ部 88に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部 78により受信された質問波 Fを上記変復調部 90において上記メモリ部 88に記憶された情報信号に基づ、て変調したうえで応答波 Fとして上記アンテナ部 78から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。

[0037] 前記無線タグ通信装置 12による前記無線タグ 14との間の通信に際しては、好適には、先ず前述したような処理により各送受信モジュール 24に備えられたキャンセル回路 66や第 2のキャンセル回路であるキャンセル信号生成部 30の設定が行われ、送信側からの回り込み信号が十分抑制される状態とされた後、前述したようにコマンドを含む送信信号の送信処理や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の処理等の実質的な通信が行われる。すなわち、前記送信データ生成部 44により生成された送信データが送受信モジュール 24の送信アンプ 56において搬送波に乗せられ、その送受信モジュール 24を介して前記複数のアンテナ素子 26 から送信信号として送信される。また、その送信信号に応じて返信された返信信号がそれら複数のアンテナ素子 26により受信され、その受信信号が各送受信モジュール 24、受信信号合成部 28、キャンセル信号合成部 32、及び可変増幅部 34等により処理された後、前記ホモダイン検波回路 36によりホモダイン検波されて、前記メモリ部 4 0に記憶される。そして、そのメモリ部 40に記憶された検波結果が随時読み出されて前記返答データ解釈部 42により処理されることで、前記無線タグ 14の返答データが解釈されてその無線タグ 14との間で通信が行われる。

[0038] 図 11及び図 12は、受信回路において受信アンプを設ける位置によるノイズファクタの相違を対比的に説明する図であり、受信用アンテナ 94は前記無線タグ通信装置 1 2におけるアンテナ素子 26に、合波部 96は前記無線タグ通信装置 12における受信信号合成部 28に、 LNA98は前記無線タグ通信装置 12における受信アンプ 62にそれぞれ対応する。この図 11に示すように、受信用アンテナ 94により受信された受信信号を処理する受信回路において、合波部 96よりも上流側に LNA98が設けられておらず下流側に設けられてヽる構成では、各部におけるゲイン及びノイズファクタ (N F)は図のようになり、回路全体としてのノイズファクタ Fは、次の数式 1で示すように 11 1と算出される。この値は 20. 4 (dB)に相当し、比較的大きな値となっている力これは上記合波部 96において大きな損失があることに起因するものである。一方、図 12 に示すように、合波部 96よりも上流側に LNA98が設けられている構成では、各部におけるゲイン及びノイズファクタ（NF)は図のようになり、回路全体としてのノイズファタタ Fは、次の数式 2で示すように 93と算出される。この値は 19.7(dB)に相当し、上記合波部 96における信号の合成に先立って受信信号が LNA98により十分に増幅されて、ることで図 11に示す構成よりも回路全体のノイズファクタが低く抑えられて!/ヽる。この図 11に示すように合波部 96よりも上流側に LNA98を設ける場合、その LN A98が飽和しないように送信側からの回り込み信号を抑圧する必要がある。本実施例の無線タグ通信装置 12では、各送受信モジュール 24にキャンセル回路 66を備えていることで受信信号合成部 28の上流側に受信アンプ 62を設けることができ、結果としてノイズファクタが低減されて複数のアンテナ素子 26によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させることができるのである。

[0039] (数式 1)

F=f +(f -l)/g +(f -l)/gg +(f -l)/ggg + (f -D/gggg +···

0 1 0 2 0 1 3 0 1 2 4 0 1 2 3

= l+(l-l)/0.1+(1.2-D/O.01+(10-l)/0.1

= 111

[0040] (数式 2)

F=f +(f -l)/g +(f -l)/gg +(f -l)/ggg + (f -D/gggg +···

0 1 0 2 0 1 3 0 1 2 4 0 1 2 3

= 1+(1.2-D/O. l+(l-l)/l+(10-l)/0.1

=93

[0041] 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、以下の説明にお、て、実施例相互に共通する部分にっ、ては同一の符号を付してその説明を省略する。

[0042] 図 13は、本発明の無線通信装置の他の好適な実施例である無線タグ通信装置 10 0の構成を説明する図である。この図 13に示すように、本実施例の無線タグ通信装置 100には、前述した無線タグ通信装置 12における送受信モジュール 24の代替として後述する図 14等に示す送受信モジュール 102a、 102b, 102c (以下、特に区別しない場合には単に送受信モジュール 102と称する）が各アンテナ素子 26に対応して設けられている。また、各送受信モジュール 102から供給される受信信号の信号強度及びキャリアレベルを検出する信号強度検出部 104を備えている。

[0043] 図 14は、本実施例の無線タグ通信装置 100に備えられた送受信モジュール 102の構成を詳しく説明する図である。この図 14に示すように、上記送受信モジュール 102 は、前記送信アンプ 56から出力される送信信号を前記送受信分離部 60とキャンセル回路 66とに分配する分配部である第 1力ブラ 106と、前記送受信分離部 60から供給される受信信号とキャンセル回路 66から出力されるキャンセル信号とを加算して出力する加算部である第 2力ブラ 108と、上記送受信モジュール 102における信号伝達経路を切り替える第 1回路切替部 110と、第 2回路切替部 112と、第 3回路切替部 114と、第 4回路切替部 116と、上記送受信モジュール 102の受信出力を前記信号強度検出部 104及び合波部 28のいずれか一方に (端子 1では合波部 28に、端子 2 では信号強度検出部 104に)選択的に供給する第 5回路切替部 118とを、備えている。

[0044] 上記第 1力ブラ 106は、例えば、前記キャンセル回路 66側への出力がアンテナ素子 26側への出力よりも小さくなるように信号を分配するものであり、好適には、前記キヤンセル回路 66側への出力 1に対してアンテナ素子 26側への出力が 10乃至はそれ以上となるように信号を分配する例えば 10 : 1力ブラ等が用いられる。また、上記第 2 カプラ 108としては、例えば 3dBカプラ等が用いられる。別の構成としては、図 15に示すようなものが考えられ、上記第 1力ブラ 106として 3dB力ブラ力第 2力ブラ 108として 10 : 1力ブラが設けられてもよい。斯カる構成では、前記キャンセル回路 66から出力されるキャンセル信号と前記アンテナ素子 26により受信される受信信号とがカロ算部である第 2力ブラ 108においてそれぞれ所定の重みで加算される。ここで、加算される前記キャンセル信号の重みは受信信号の重みより小さいものとされ、好適には、その第 2力ブラ 108において加算される前記キャンセル信号の重みは受信信号の重みの 1/10乃至はそれ以下とされる。また、上記第 2力ブラ 108は、前記キャンセル回路 66から供給されるキャンセル信号と前記アンテナ素子 26により受信される受信信号とを所定の割合で合波して出力する高周波結合器であり、前記受信信号入力側から出力側への伝達量は前記キャンセル信号入力側から出力側への伝達量より大きいものである。また、好適には、上記第 2力ブラ 108における前記受信信号入力側から出力側への伝達量に対する前記キャンセル信号入力側から出力側への伝達量の比は 1Z10以下である。

[0045] また、前記第 1回路切替部 110は、前記送受信分離部 60から供給される信号を前記第 2力ブラ 108及び第 3回路切替部 114の何れか一方に (端子 1では第 2力ブラ 10 8に、端子 2では第 3回路切替部 114に)選択的に供給するように回路を切り替える。また、前記第 2回路切替部 112は、前記第 2力ブラ 108から供給される信号を前記受信アンプ 62及び第 3回路切替部 114の何れか一方に (端子 1では受信アンプ 62に、端子 2では第 3回路切替部 114に)選択的に供給するように回路を切り替える。また、前記第 3回路切替部 114は、前記第 1回路切替部 110及び第 2回路切替部 112の何れか一方から (端子 1では第 1回路切替部 110から、端子 2では第 2回路切替部 11 2から)入力される信号が選択的に前記第 4回路切替部 116に入力されるように回路を切り替える。また、前記第 4回路切替部 116は、前記受信アンプ 62及び第 3回路切替部 114の何れか一方から (端子 1では受信アンプ 62から、端子 2では第 3回路切替部 114から)入力される信号が選択的に前記受信移相部 64に入力されるように回路を切り替える。なお、通常の動作においては、前記第 1回路切替部 110が端子 1に、第 2回路切替部 112が端子 1に、第 4回路切替部 116が端子 1に、前記第 5回路切替部 118が端子 1にそれぞれ接続され、前記送受信分離部 60から出力された信号が前記第 2力ブラ 108及び受信アンプ 62を介して前記受信移相部 64へ入力される。

[0046] ここで、前記送受信モジュール 102では、前記信号強度検出部 104により検出される信号強度及びキャリアレベルに応じて前記第 1回路切替部 110、第 2回路切替部 1 12、第 3回路切替部 114、及び第 4回路切替部 116の切り替えが制御される。好適には、前記信号強度検出部 104により検出される受信信号強度が所定値以上である場合には前記受信アンプ 62を経由させることなく前記受信信号を前記受信移相部 6 4に入力させるように回路を切り替える。すなわち、前記第 1回路切替部 110を端子 1 に、第 2回路切替部 112を端子 2に、第 3回路切替部 114を端子 2に、第 4回路切替部 116を端子 2にそれぞれ接続させ、前記第 2力ブラ 108からの出力が前記受信ァンプ 62を回避して前記受信移相部 64へ供給されるようにする。このように、前記受信アンプ 62を経由させることなく前記受信信号を前記受信移相部 64に入力させることで、その受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号が比較的強い場合に前記受信アンプ 62が飽和するのを好適に防止できる。また、図 16のフローチャートを用いて後述するように、前記キャンセル回路 66におけるアツテネータ回路 68及び移相回路 70を切り替えつつ前記信号強度検出部 104により検出されるキャリアレベルを比較し、その信号強度が最も低い回路を設定することで、前記キャンセル回路 66により送信側力もの回り込み信号が可及的に抑制されるように設定することができる。また、予め斯カる処理を行い、その結果をテーブルとして記憶することで、前述した図 6 乃至図 9に示すようなキャンセルテーブルを作成することができる。

[0047] また、前記送受信モジュール 102では、好適には、前記信号強度検出部 104により検出される受信キャリアレベルが所定値未満である場合には、前記キャンセル回路 6 6により発生させられるキャンセル信号を適用させることなく前記受信信号を前記受信移相部 64に入力させるように回路を切り替える。すなわち、前記第 1回路切替部 1 10を端子 2に、第 3回路切替部 114を端子 1に、第 4回路切替部 116を端子 2にそれぞれ接続させ、前記送受信分離部 60からの出力が前記第 2力ブラ 108及び受信ァンプ 62を回避して前記受信移相部 64へ供給されるようにする。この場合、前記第 2 回路切替部 112は端子 1、 2の何れに接続されていてもよい。このように、前記キャンセル回路 66により発生させられるキャンセル信号を適用させることなく前記受信信号を前記受信移相部 64に入力させることで、前記受信信号が比較的小さくキャンセル信号を適用させる必要がない場合にノイズの発生を好適に抑制することができる。

[0048] 図 16は、前記無線タグ通信装置 100によるキャンセルテーブル作成制御の要部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。

[0049] 先ず、ステップ（以下、ステップを省略する） SA1にお!/、て、送受信モジュール 102 を指定する Xが aとされる。次に、 SA2において、前記送受信モジュール 102xの第 5 回路切替部 118 (SW5)が端子 2に、それ以外の送受信モジュール 102の第 5回路切替部 118 (SW5)が端子 1に接続される。次に、 S A3において、前記第 1回路切替部 l lO (SWl)が端子 1に、第 2回路切替部 112 (SW2)が端子 2に、第 3回路切替部 114 (SW3)が端子 2に、第 4回路切替部 116 (SW4)が端子 2にそれぞれ接続される。次に、 SA4において、送信周波数すなわち前記局部発振器 20から出力される搬送波の周波数が設定される。次に、 SA5において、前記キャンセル回路 66に備えられた複数組のアツテネータ回路 68及び移相回路 70のうち何れかが接続されるように回路切替部 72が切り替えられる。次に、 SA6において、前記局部発振器 20から所定周波数の搬送波が発生させられ、前記送受信モジュール 102を介して前記アンテナ素子 26から送信信号が送信されると共に、その送信信号に応じた受信信号がそのアンテナ素子 26により受信される。ここで、前記アンテナ素子 26から送信される送信信号には必ずしも送信データは乗せられなくともよぐコマンドを含まない搬送波が送信されてもよい。次に、前記信号強度検出部 104の動作に対応する SA7において

、前記受信信号合成部 28から出力される合成信号の受信キャリアレベルが検出され

、その検出結果が図示しないメモリ部に記憶される。次に、 SA8において、前記キヤンセル回路 66に備えられた複数組のアツテネータ回路 68及び移相回路 70全種類につ、て受信キャリアレベルが記憶されて、る力否かが判断される。この SA8の判断が否定される場合には、 SA9において、前記キャンセル回路 66に備えられた複数組のアツテネータ回路 68及び移相回路 70のうち何れか別の組が接続されるように回路切替部 72が切り替えられた後、 SA5以下の処理が再び実行される力 SA8の判断が肯定される場合には、 SA10において、記憶された受信キャリアレベルが最も低いアツテネータ回路 68及び移相回路 70の組がその時点における周波数について設定された後、 SA11において、キャンセル回路設定テーブルが全ての周波数について埋まって（完成されて）いるカゝ否かが判断される。この SA11の判断が否定される場合には、 SA12において、前記局部発振器 20から出力される搬送波の周波数が別の値に設定された後、 SA4以下の処理が再び実行される力 SA11の判断が肯定される場合には、 SA13において、 102xが 102cであるか否かが判断される。この SA13 の判断が否定される場合には、 SA14において、 102xの Xに入る文字が次のアルファベットに置き換えられた後、 SA2以降の処理が繰り返されるが、 SA13の判断が肯定される場合は、それをもって本ルーチンが終了させられる。

図 17は、前記無線タグ通信装置 100による無線タグ通信制御の要部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。 [0051] 先ず、 SB1において、前記第 5回路切替部 118 (SW5)が端子 2に切り替えられる。次に、 SB2において、前記第 1回路切替部 l lO (SWl)が端子 2に、第 2回路切替部 112 (SW2)が端子 1に、第 3回路切替部 114 (SW3)が端子 1に、第 4回路切替部 1 16 (SW4)が端子 2にそれぞれ接続される。次に、 SB3において、送信周波数すなわち前記局部発振器 20から出力される搬送波の周波数が設定されると共に、各送受信モジュール 24における送信移相部 54及び Z又は受信移相部 64の移相量 (電圧）が設定される。次に、 SB4において、各送受信モジュール 24におけるキャンセル回路 66において、 SB3にて設定された送信周波数及び指向性に応じて所定のアツテネータ回路 68及び位相回路 70の組が選択されて接続される。次に、 SB5において、前記局部発振器 20から所定周波数の搬送波が発生させられ、前記送受信モジユール 102を介して前記アンテナ素子 26からコマンドを含む送信信号が送信されると共に、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がそのアンテナ素子 26により受信される。次に、前記信号強度検出部 104の動作に対応する S B6において、前記受信信号合成部 28から出力される合成信号の信号強度 (受信信号レベル）が検出される。次に、 SB7において、 SB6にて検出された受信信号強度が所定の閾値よりも小さいか否かが判断される。この SB7の判断が否定される場合には、 SB9において、前記第 5回路切替部 118 (SW5)が端子 1に接続させられて再送信および返信信号の再受信が行われた後、本ルーチンが終了させられるが、 SB7の判断が肯定される場合には、 SB8において、前記第 1回路切替部 l lO (SWl)が端子 1に、前記第 4回路切替部 116 (SW4)が端子 1に、それぞれ接続された後、 SB9 にお、て、前記無線タグ 14に対する送信信号の再送信及び返信信号の再受信が行われた後、本ルーチンが終了させられる。

[0052] このように、本実施例によれば、前記無線タグ通信装置 12等における受信用アンテナとしてのアレイアンテナ 18は、複数のアンテナ素子 26から成るものであり、それら複数のアンテナ素子 26それぞれに対応して、そのアンテナ素子 26により受信された受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を発生させるキャンセル回路 66と、そのキャンセル回路 66により発生させられたキヤンセル信号が適用された受信信号を増幅する増幅部である受信アンプ 62とを、有し、それら複数の受信アンプ 62からの出力信号を合成する合波部である受信信号合成部 28を備えたものであることから、前記複数のアンテナ素子 26それぞれに対応してキャンセル回路 66が設けられているため、各アンテナ素子 26に対応して受信アンプ 62を設けることができ、延いては前記受信信号合成部 28における損失を十分に低減することができる。すなわち、複数のアンテナ素子 26によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させる無線タグ通信装置 12を提供することがでさる。

[0053] また、前記複数のアンテナ素子 26それぞれに対応して、前記受信アンプ 62からの出力信号の位相を制御する受信移相部 64を有し、前記受信信号合成部 28は、それら受信移相部 64からの出力信号を合成するものであるため、受信指向性を制御し得るアレイアンテナ 18における複数のアンテナ素子 26によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させることができる。

[0054] また、前記アレイアンテナ 18により受信される受信信号を復調するホモダイン検波回路 36を備えたものであるため、送信側力もの回り込み信号の影響が大きいホモダイン検波回路 36を備えた無線通信装置において、複数のアンテナ素子 26によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させることができる

[0055] また、前記キャンセル回路 66は、送信側力もの回り込み信号を抑制するためのキヤンセル信号を発生させるために、それぞれ特性が異なる複数組の減衰部であるアツテネータ回路 68及び移相部である移相回路 70を有するものであり、前記送信信号の搬送波の周波数に応じてそれら複数組のアツテネータ回路 68及び移相回路 70のうち何れかを選択的に用いるものであるため、前記キャンセル回路 66の構成を可及的に簡単なものとすることができる。

[0056] また、前記送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて通信対象から返信される返信信号を受信する、前記複数のアンテナ素子 26から成る送受信共用のァレイアンテナ 18を備えたものであるため、装置の構成を可及的に簡単なものとすることができる。

[0057] また、前記複数のアンテナ素子 26それぞれに対応して、前記送信信号を各アンテナ素子 26及びキャンセル回路 66に分配するための、そのキャンセル回路 66側への出力がアンテナ素子 26側への出力よりも小さい分配部である第 1力ブラ 106を備えたものであるため、前記送信信号を作る際に用いる送信アンプ 56の増幅率を小さくすることができる。

[0058] また、前記第 1力ブラ 106により分配される前記キャンセル回路 66側への出力はァンテナ素子 26側への出力の 1Z10以下であるため、前記アレイアンテナ 18から送信される送信信号の第 1力ブラ 106における損失が少なくなり、前記送信信号を生成する際に用いられる送信アンプ 56の増幅率を小さくすることができる。

[0059] また、前記複数のアンテナ素子 26それぞれに対応して、前記キャンセル回路から供給されるキャンセル信号と前記アンテナ素子 26により受信される受信信号とをそれぞれ所定の重みで加算する加算部である第 2力ブラ 108を有し、その第 2力ブラ 108 にお、て加算される前記キャンセル信号の重みは受信信号の重みより小さ!/、ものであるため、受信処理における SN比を改善させることができる。

[0060] また、前記第 2力ブラ 108は、前記キャンセル回路 66から供給されるキャンセル信号と前記アンテナ素子 26により受信される受信信号とを所定の割合で合波して出力する高周波結合器であり、前記受信信号入力側力出力側への伝達量は前記キヤンセル信号入力側から出力側への伝達量より大き!/、ものであるため、受信信号の損失が小さくなる一方、キャンセル信号の損失は比較的大きくなるが、逆に大きく減衰させる必要がなくなるという利点がある。

[0061] また、前記第 2力ブラ 108において加算される前記キャンセル信号の重みは受信信号の重みの 1Z10以下であるため、受信処理における SN比を可及的に改善させることができる。

[0062] また、前記第 2力ブラ 108における前記受信信号入力側から出力側への伝達量に対する前記キャンセル信号入力側から出力側への伝達量の比は 1Z10以下であるため、前記受信信号の損失が 10%以下となり、その損失を非常に小さく抑えることができる。

[0063] また、前記受信信号の信号強度及びキャリアレベルを検出する信号強度検出部 10 4 (SA7、 SB6)を有し、前記複数のアンテナ素子 26それぞれに対応して、その信号強度検出部 104により検出される受信信号強度が所定値以上である場合には前記受信アンプ 62を経由させることなく前記受信信号を前記受信移相部 64に入力させるように回路を切り替える第 2回路切替部 112及び第 4回路切替部 116を備えたものであるため、前記受信信号が比較的大きい場合に前記受信アンプ 62が飽和するのを好適に防止することができる。

[0064] また、前記複数のアンテナ素子 26それぞれに対応して、前記信号強度検出部 104 により検出される受信キャリアレベルが所定値未満である場合には、前記キャンセル回路 66により発生させられるキャンセル信号を適用させることなく前記受信信号を前記受信移相部 64に入力させるように回路を切り替える第 1回路切替部 110及び第 4 回路切替部 116を備えたものであるため、前記受信キャリアレベルが比較的小さくキヤンセル信号を適用させる必要がない場合にノイズの発生を好適に抑制することができる。

[0065] また、前記受信信号合成部 28からの出力信号に含まれる送信側からの回り込み信号を抑制するための第 2のキャンセル回路であるキャンセル信号生成部 30を備えたものであるため、送信側力もの回り込み信号を更に好適に抑制することができ、受信処理における SN比を可及的に改善させることができる。

[0066] また、本実施例の無線通信装置は、通信対象である無線タグ 14に向けて所定の送信信号を送信用アンテナとしてのアレイアンテナ 18により送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグ 14から返信される返信信号を受信用アンテナとしてのアレイアンテナ 18により受信することで前記無線タグ 14との間で情報の通信を行う無線タグ通信装置 12であるため、送信側力もの回り込み信号による影響が特に大きい無線タグ通信装置 12に関して、複数のアンテナ素子 26によりそれぞれ受信された受信信号を合成する際の損失を可及的に低減させることができる。

[0067] 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。

[0068] 例えば、前述の実施例では、前記送信信号を送信すると共に、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、前記複数のアンテナ素子 26から成る送受信共用のアレイアンテナ 18を備えた無線通信装置に本発明が適用された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなぐ例えば、図 18に示すように、前記送信信号を送信するための送信用アンテナ素子 122と、その送信信号に応じて返信される返信信号を受信するための受信用アンテナ素子 126とをそれぞれ個別に備えた送受信モジュール 120を有する無線通信装置に本発明が適用されても構わない。この図 18に示す構成では、前記送信アンプ 56から出力される送信信号が送信フィルタ 124を介して上記送信用アンテナ素子 122から送信されると共に、上記受信用アンテナ素子 126により受信された受信信号は受信フィルタ 128を介して前記受信アンプ 62に供給される。このようにすれば、送信用アンテナ 122及び受信用アンテナ 126がそれぞれ個別に備えられたものであるため、例えば受信用ァンテナのみアレイアンテナとする等と、つたように、装置の構成を多様なものとすることがでさる。

[0069] また、前述の実施例において、各送受信モジュール 24に備えられたキャンセル回路 66は、それぞれ特性が異なる複数組の減衰部であるアツテネータ回路 68及び移相部である移相回路 70を有し、前記送信信号の搬送波の周波数によってそれら複数組のアツテネータ回路 68及び移相回路 70のうち何れかを選択的に用いるものであつたが、例えば、図 19に示すように、前記送信アンプ 56から供給される搬送波に基づくキャンセル信号の移相量を変更し得る可変移相部としてのキャンセル移相部 1 32と、その減衰率を変更し得る可変減衰部としてのキャンセルアツテネータ 134とを有するキャンセル回路 136が前記キャンセル回路 66の代替として設けられた送受信モジュール 130が本発明の無線通信装置に適用されてもよい。この構成では、上記キャンセル移相部 132及びキャンセルアツテネータ 134における減衰率及び移相量を適宜制御することで、各アンテナ素子 26に対応して送信側からの回り込み信号を可及的に抑制することができる。

[0070] また、前述の実施例では、 RFIDシステムの質問器である無線タグ通信装置 12等に本発明が適用された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなぐ送信用アンテナから送信される送信信号の搬送波成分に基づいて送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル回路を有する無線通信装置に広く適用され得るものである。 [0071] 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との間の通信に先立ってキャンセル信号の制御を行うものであった力その無線タグ 1 4との通信中にリアルタイムでキャンセル信号の制御を行うものであっても構わな、。

[0072] 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] 送信用アンテナから送信信号を送信すると共に、該送信信号に応じて通信対象から返信される返信信号を受信用アンテナにより受信して該通信対象との間で情報の通信を行う無線通信装置であって、

前記受信用アンテナは、複数のアンテナ素子から成るものであり、それら複数のァンテナ素子それぞれに対応して、該アンテナ素子により受信された受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を発生させるキャンセル回路と、該キャンセル回路により発生させられたキャンセル信号が適用された受信信号を増幅する増幅部とを、有し、それら複数の増幅部からの出力信号を合成する合波部を備えたものであることを特徴とする無線通信装置。

[2] 前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して、前記増幅部からの出力信号の位相を制御する移相部を有し、前記合波部は、それら移相部からの出力信号を合成するものである請求項 1の無線通信装置。

[3] 前記受信用アンテナにより受信される受信信号を復調するホモダイン検波回路を備えたものである請求項 1又は 2の無線通信装置。

[4] 前記キャンセル回路は、送信側力もの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を発生させるために、それぞれ特性が異なる複数組の減衰部及び移相部を有するものであり、前記送信信号の搬送波の周波数に応じてそれら複数組の減衰部及び移相部のうち何れかを選択的に用いるものである請求項 1から 3の何れかの無線通信装置。

[5] 前記キャンセル回路は、送信側力もの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を発生させるために、減衰率を変更し得る可変減衰部及び移相量を変更し得る可変移相部を有するものであり、それら可変減衰部及び可変移相部における減衰率及び移相量を制御し得るものである請求項 1から 3の何れかの無線通信装置。

[6] 前記送信信号を送信すると共に、該送信信号に応じて通信対象から返信される返信信号を受信する、前記複数のアンテナ素子力も成る送受信共用アンテナを備えたものである請求項 1から 5の何れかの無線通信装置。

[7] 前記送信用アンテナ及び受信用アンテナは、それぞれ個別に備えられたものである請求項 1から 5の何れかの無線通信装置。

[8] 前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して、前記キャンセル回路力供給されるキャンセル信号と前記アンテナ素子により受信される受信信号とをそれぞれ所定の重みで加算する加算部を有し、該加算部にぉ、て加算される前記キャンセル信号の重みは受信信号の重みより小さいものである請求項 1から 7の何れかの無線通信装置。

[9] 前記加算部は、前記キャンセル回路力も供給されるキャンセル信号と前記アンテナ素子により受信される受信信号とを所定の割合で合波して出力する高周波結合器であり、前記受信信号入力側から出力側への伝達量は前記キャンセル信号入力側から出力側への伝達量より大きいものである請求項 8の無線通信装置。

[10] 前記加算部において加算される前記キャンセル信号の重みは受信信号の重みの 1 Z10以下である請求項 8又は 9の無線通信装置。

[11] 前記加算部における前記受信信号入力側から出力側への伝達量に対する前記キヤンセル信号入力側から出力側への伝達量の比は 1Z10以下である請求項 8から 1 0の何れかの無線通信装置。

[12] 前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して、前記送信信号を各アンテナ素子及びキャンセル回路に分配するための分配部を有し、該分配部により分配されるキャンセル回路側への出力がアンテナ素子側への出力よりも小さいものである請求項 6の無線通信装置。

[13] 前記分配部により分配される前記キャンセル回路側への出力はアンテナ素子側への出力の 1Z10以下である請求項 12の無線通信装置。

[14] 前記受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部を有し、前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して、該信号強度検出部により検出される受信信号強度が所定値以上である場合には前記増幅部を経由させることなく前記受信信号を前記移相部に入力させるように回路を切り替える回路切替部を備えたものである請求項 1から 13の何れかの無線通信装置。

[15] 前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して、前記信号強度検出部により検出される受信信号強度が所定値未満である場合には、前記キャンセル回路により発生させられるキャンセル信号を適用させることなく前記受信信号を前記移相部に入力させるように回路を切り替える第 2の回路切替部を備えたものである請求項 1から 14の何れかの無線通信装置。

[16] 前記合波部力の出力信号に含まれる送信側からの回り込み信号を抑制するための第 2のキャンセル回路を備えたものである請求項 1から 15の何れかの無線通信装置。

[17] 前記無線通信装置は、通信対象である無線タグに向けて所定の送信信号を送信用アンテナにより送信すると共に、該送信信号に応答して前記無線タグから返信される返信信号を前記受信用アンテナにより受信することで前記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る請求項 1から 16の何れかの無線通信装置。