WO2010038359A1 - 無線到来方向推定装置及び無線到来方向推定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図2は、本発明の実施の形態1に係る無線到来方向推定装置の構成を示すブロック図である。この図において、タグ100は、アクティブ方式、パッシブ方式、セミパッシブ方式のいずれの方式においても、タグ100に付与されたIDをIR-UWB信号を用いてリーダに放射する。
図6は、本発明の実施の形態2に係る無線到来方向推定装置110Aの構成を示すブロック図である。図6が図2と異なる点は、アンテナ420-1~420-3、バンドパスフィルタ421-1~421-3、ダウンコンバータ422-1~422-3を追加し、AD変換部123-1~123-3をAD変換部423-1~423-3に変更した点である。
図7は、本発明の実施の形態3に係る無線到来方向推定装置110Bの構成を示すブロック図である。図7が図2と異なる点は、アンテナ素子120-4、バンドパスフィルタ121-4、ダウンコンバータ122-4、及びAD変換部123-4が追加された点である。すなわち、無線到来方向推定装置110Bは、電波の到来方向推定に用いるアレーアンテナを構成する4つのアンテナ素子を有している。また、相対振幅位相情報算出部124は、AD変換部123-1~123-4から出力されたディジタル信号を用いて、サンプル毎に各アンテナ素子の入力信号に対して、相関行列又は共分散行列を算出する。
図10は、本発明の実施の形態4に係る無線到来方向推定装置100Cの構成を示すブロック図である。図10が図7と異なる点は、UWBアンテナ111の後段に分配器800が設けられるとともに、UWBアンテナ111が、到来方向推定に用いるアレーアンテナを構成するアンテナ素子の一つとして共用されている点である。つまり、UWBアンテナ111の受信信号は、分配器800を用いて2つに分配された後、一方はUWB復調部112へ入力され、他方は到来方向推定用としてバンドパスフィルタ121-4へと入力される。また、相対振幅位相情報算出部124は、AD変換部123-1~123-4から出力されたディジタル信号を用いて、サンプル毎に各アンテナ素子の入力信号に対して、相関行列又は共分散行列を算出する。
Claims (9)
- タグから送信された信号を受信するUWBアンテナと、
前記UWBアンテナによって受信した前記信号からタグIDを検出するタグID検出手段と、
前記タグIDが検出されたタイミングと、前記タグIDのIDビット列のサンプルタイミングとを対応付けて検出するタイミング検出手段と、
前記タグから送信された信号を受信する複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナと、
前記アレーアンテナによって受信した前記信号から前記複数のアンテナ素子間の相対振幅及び位相差を示す相対振幅位相情報を算出する算出手段と、
前記IDビット列のサンプルタイミングと対応付けられたタイミングと、前記相対振幅位相情報とを用いて、前記タグから送信された信号の到来方向を推定する到来方向推定手段と、
を具備する無線到来方向推定装置。 - 前記到来方向推定手段は、
前記IDビット列のビット1に関係付けられたタイミングでサンプルされた複数のサンプルデータを用いて生成される相対振幅位相情報を加算する第1加算手段と、
前記IDビット列のビット0に関係付けられたタイミングでサンプルされた複数のサンプルデータを用いて生成される相対振幅位相情報を加算する第2加算手段と、
前記第1加算手段によって加算された相対振幅位相情報から前記第2加算手段によって加算された相対振幅位相情報を減算する演算手段と、
前記演算手段の減算結果を用いて、フーリエビームをスイープさせて角度スペクトルを算出するフーリエビームスイープ手段と、
前記角度スペクトルのピークを検出するピーク検出手段と、
を具備する請求項1に記載の無線到来方向推定装置。 - 前記複数のアンテナ素子は、前記UWBアンテナが受信する信号より狭帯域の信号を受信する請求項1に記載の無線到来方向推定装置。
- 前記算出手段は、前記受信信号から相関行列又は共分散行列を前記相対振幅位相情報として算出する請求項1に記載の無線到来方向推定装置。
- 前記アレーアンテナは、
第1中心周波数を有する第1の複数のアンテナ素子と、
前記第1中心周波数とは異なる第2中心周波数を有する第2の複数のアンテナ素子と、
を具備する請求項1に記載の無線到来方向推定装置。 - 前記第1の複数のアンテナ素子によって受信した受信信号と前記第2複数のアンテナ素子によって受信した受信信号とを切り替え又は合成する切り替え合成手段を具備する請求項5に記載の無線到来方向推定装置。
- 前記複数のアンテナ素子は、正三角形の3つの頂点に配置された第1乃至第3のアンテナ素子と、前記正三角形の重心に配置された第4のアンテナ素子とから構成される、
請求項1に記載の無線到来方向推定装置。 - 前記複数のアンテナ素子は、正三角形の3つの頂点に配置された第1乃至第3のアンテナ素子から構成され、
前記UWBアンテナは、前記正三角形の重心に配置される、
請求項1に記載の無線到来方向推定装置。 - タグから送信され、UWBアンテナによって受信した信号からタグIDを検出するタグID検出工程と、
前記タグIDが検出されたタイミングと、前記タグIDのIDビット列のサンプルタイミングとを対応付けて検出するタイミング検出工程と、
前記タグから送信され、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナによって受信した信号から前記複数のアンテナ素子間の相対振幅及び位相差を示す相対振幅位相情報を算出する算出工程と、
前記IDビット列のサンプルタイミングと対応付けられたタイミングと、前記相対振幅位相情報とを用いて、前記タグから送信された信号の到来方向を推定する到来方向推定工程と、
を具備する無線到来方向推定方法。
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