(57)【要約】 【課題】  通信周波数の異なるＩＣタグに対し、一台のＲＦＩＤリーダライタで通信が可能な、簡易な構成で、かつ低コストのＲＦＩＤリーダライタを提供する。【解決手段】  ＲＦＩＤリーダライタ１００の送信部および受信部の各々に対し、複数の送信信号経路および複数の受信信号経路を切り替えるための第一のスイッチ１０６，第二のスイッチ１０７を設け、これら複数の送信信号経路の少なくとも一つ、および複数の受信信号経路の少なくとも一つに対し、第二の局部発振器１０５が接続された第一のミキサ１１０，第二のミキサ１１１と、第一の不要波抑圧フィルタ１１２，第二の不要波抑圧フィルタ１１３を具備した構成とする。【選択図】  図１
2010026668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信周波数の異なるＩＣタグに対し、無線による電力の供給を行い、かつ少なくとも無線信号の送信を行う送信アンテナと、前記無線信号の受信を行う受信アンテナと、送信回路と、受信回路と、制御部とから構成されるＲＦＩＤリーダライタであって、
複数の前記送信アンテナに接続され、複数の送信信号経路を切り替える第一のスイッチを備え、前記送信信号経路の少なくとも一つには、第一のミキサおよび第一の不要波抑圧フィルタを具備してなり、
かつ、複数の前記受信アンテナに接続され、複数の受信信号経路を切り替える第二のスイッチを備え、前記受信信号経路の少なくとも一つには、第二のミキサおよび第二の不要波抑圧フィルタを具備するとともに、
前記送信回路に接続された第一の局部発振器と、
前記第一のミキサおよび前記第二のミキサに接続された第二の局部発振器とを具備したことを特徴とするＲＦＩＤリーダライタ。
【請求項２】
通信周波数の異なるＩＣタグに対し、無線による電力の供給を行い、かつ少なくとも無線信号の送信を行う送信アンテナと、前記無線信号の受信を行う受信アンテナと、送信回路と、受信回路と、制御部とから構成されるＲＦＩＤリーダライタであって、
単数の前記送信アンテナに接続され、複数の送信信号経路を切り替える第一のスイッチおよび第三のスイッチを備え、前記送信信号経路の少なくとも一つには、第一のミキサおよび第一の不要波抑圧フィルタを具備してなり、
かつ、単数の前記受信アンテナに接続され、複数の受信信号経路を切り替える第二のスイッチおよび第四のスイッチを備え、前記受信信号経路の少なくとも一つには、第二のミキサおよび第二の不要波抑圧フィルタを具備するとともに、
前記送信回路に接続された第一の局部発振器と、
前記第一のミキサおよび前記第二のミキサに接続された第二の局部発振器とを具備したことを特徴とするＲＦＩＤリーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣタグ等の移動情報通信体との間で無線通信を行うＲＦＩＤリーダライタに関し、特に、一台で通信周波数の異なるＩＣタグと通信を行うＲＦＩＤリーダライタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣタグと無線通信を行うＲＦＩＤリーダライタを用いた無線システムは、一般にＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムと呼ばれ、ＩＤ情報や種々のデータが書き込まれたＩＣタグ（これ以外に、ＲＦタグ、ＲＦＩＤタグ、あるいは無線タグ等と呼ばれる）と、電磁波を使用し、離れた位置から情報の読み取り、あるいは書き込みをすることができることから、流通、交通、医療等のさまざまな分野で実用化が図られている。
【０００３】
このようなＩＣタグを用いたＲＦＩＤシステムには、さまざまな利用形態があるため、目的に応じて異なった仕様のＩＣタグ、およびＲＦＩＤリーダライタが使用されている。例えば、使用される無線周波数帯域は、マイクロ波帯の２．４５ＧＨｚ、ＵＨＦ帯の９５０ＭＨｚ帯、あるいは電磁誘導方式で使用される１３．５６ＭＨｚ等、幅広く存在する。したがって、これら通信周波数の異なるＩＣタグとの通信には、各々の通信周波数に対応した複数のＲＦＩＤリーダライタが必要になる。
【０００４】
しかしながら、ＲＦＩＤシステムを導入し運用する側の立場からすると、各々の通信周波数に対応した複数のＲＦＩＤリーダライタを導入して設置することは、コスト的に大きな負担となり、ＲＦＩＤシステムの普及を阻む大きな要因となっている。
【０００５】
このような状況を鑑みて、通信周波数の異なるＩＣタグに対し、一台のＲＦＩＤリーダライタで対応可能なＲＦＩＤシステムに関する技術について、数多くの提案がなされている。
【０００６】
図３は、従来のＲＦＩＤリーダライタの構成の一例を示すブロック図である。従来のＲＦＩＤリーダライタ３００は、通信周波数の異なるＩＣタグ（図示せず）と通信を行うために、各々の通信周波数に対応した、複数の送信ユニット３０２からなる送信部３０４、および複数の受信ユニット３０３からなる受信部３０５を備えている。各々の送信ユニット３０２は発振器３０７および増幅回路３０８ならびに変調回路３０９、等で構成され、各々の受信ユニット３０３は増幅回路３０８および復調回路３１０、等で構成されている。また、各々の送信ユニット３０２および各々の受信ユニット３０３には、無線信号を送受信するための送信アンテナ３１１および受信アンテナ３１２が接続されている。
【０００７】
制御部３０１で生成されたベースバンド信号は、送受信信号切替部３０６で選択された通信周波数の送信ユニット３０２へ送られ、増幅回路３０８および変調回路３０９を経て送信アンテナ３１１から送信される。また、ＩＣタグからの応答により受信アンテナ３１２で受信した無線信号は、受信ユニット３０３へ送られ、増幅回路３０８および復調回路３１０を経て、送受信信号切替部３０６を経由し制御部３０１へ送られる。
【０００８】
また、図３では、通信周波数が二種類の場合を例示したが、三種類以上の通信周波数を使用する場合は、これに加えて、送信ユニット３０２および受信ユニット３０３の各々を、送信部３０４および受信部３０５に並列に追加して接続する必要がある。
【０００９】
このように、ＲＦＩＤリーダライタを、少なくとも送受信アンテナ、発振器および変調増幅回路からなる送信ユニット、増幅復調回路からなる受信ユニット等で構成し、送信ユニットおよび受信ユニットを通信周波数毎に各々設け、対応する通信周波数の送信ユニットおよび受信ユニットへの切り替えを行うことにより、通信周波数の異なるＩＣタグと多重交信を行う技術は、例えば特許文献１に開示されている。
【００１０】
また、より簡単な構成であって、通信周波数の異なるＩＣタグに対し、一台のＲＦＩＤリーダライタで通信が可能であるとする技術が特許文献２に開示されている。この技術によれば、異なる通信周波数を使用する場合であっても、共通の変調方式、および符号化方式を適用するような構成を備えたＲＦＩＤリーダライタを使用するため、ＲＦＩＤリーダライタを小型で、かつ低コストなものとすることができるとしている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−１５２８８号公報
【特許文献２】特開２００６−２２９４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、上述のように、通信周波数毎に対応したハードウェア構成、すなわち各々の通信周波数に対応した発振器および変復調回路等からなる送受信ユニット等を並列に備える必要があり、その結果、回路規模が増大し、構成が複雑で高価なＲＦＩＤリーダライタとなってしまうという問題がある。
【００１３】
これに対し、特許文献２では、上述のように、共通の変調方式、および符号化方式を適用した構成をＲＦＩＤリーダライタに備えることにより、より簡単な回路構成のＲＦＩＤリーダライタを実現できるとしている。
【００１４】
しかしながら、特許文献２に記載の従来技術では、ＲＦＩＤリーダライタの基本的な回路構成のみの言及に留まり、実際の設計の際に必要となる、例えば各々の通信周波数に対応した増幅回路やミキサ（混合器）等については言及されていない。
【００１５】
また、一般に、ＲＦＩＤシステムでは、電磁波を放射していることから、他の無線システムを妨害する可能性がある。これを回避するため、ＲＦＩＤシステムで使用する電磁波は、各通信周波数の電波規格に厳密に適合させる必要がある。そのためには、ＲＦＩＤリーダライタの信号処理回路において、回路の伝播路に発生する不要波、すなわち歪みや回路間の干渉によって生じる不必要な成分を抑圧するための不要波抑圧フィルタ等を追加することが不可欠であるが、特許文献２では、これについての詳細な言及はなされていない。
【００１６】
すなわち、実際のＲＦＩＤリーダライタの回路設計では、特許文献２に記載の従来の構成回路に加えて、各々の通信周波数に対応した増幅回路やミキサ、および不要波抑圧フィルタ等を備えることが必要となり、その結果、回路設計の難易度が高くなると同時に、回路規模も増大してしまうという問題がある。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信周波数の異なるＩＣタグに対し、一台のＲＦＩＤリーダライタで通信が可能な、簡易な構成で、かつ低コストのＲＦＩＤリーダライタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決すべく、本発明者等は種々の検討の結果、以下の解決手段を見出した。すなわち、異なる通信周波数で無線通信を行う、少なくともＩＣチップとアンテナを有した応答器であるＩＣタグと、質問器であるＲＦＩＤリーダライタを用いた無線システム、すなわちＲＦＩＤシステムにおいて、前記ＲＦＩＤリーダライタは、前記ＩＣタグに対し、無線による電力の供給を行い、かつ少なくとも無線信号の送信を行う送信アンテナと、前記無線信号の受信を行う受信アンテナと、送信信号の信号処理を行う送信回路と、受信信号の信号処理を行う受信回路と、少なくとも内部にＣＰＵ等を有し、前記ＲＦＩＤリーダライタ全体を制御する制御部とから構成され、一台のＲＦＩＤリーダライタで通信周波数の異なるＩＣタグと通信が可能なものである。
【００１９】
通信周波数の異なるＩＣタグと一台のＲＦＩＤリーダライタで無線通信を行うために、本発明のＲＦＩＤリーダライタは、送信部、すなわち少なくとも前記制御部、前記送信回路、および前記送信アンテナで構成される回路部の信号経路、すなわち前記制御部で生成されたベースバンド信号が前記送信回路を経て前記送信アンテナから送信されるまでの経路（以下、送信信号経路という）を複数設け、複数の前記送信信号経路の各々に対し前記送信アンテナを接続し、さらに前記送信アンテナの各々は、異なる通信周波数の無線信号を送信するのが好適である。
【００２０】
また、前記送信部には、前記送信信号経路を電気的に切り替える手段、すなわち前記制御部で選択した送信信号経路へ切り替える第一のスイッチを、前記送信回路と複数の前記送信アンテナの間に設けるのがよい。さらに、前記送信信号経路の少なくとも一つには、第一のミキサおよび第一の不要波抑圧フィルタを具備するのがよい。また、前記送信回路には第一の局部発振器が接続され、前記第一のミキサには第二の局部発振器が接続されるのがよい。
【００２１】
前記送信部で異なる通信周波数の送信信号を生成するために、例えば第一の通信周波数の送信信号は、第一の局部発振器を用いて生成されるのがよい。生成された第一の通信周波数の送信信号は、第一の送信信号経路に接続されている第一の送信アンテナから無線にて送信されるのがよい。
【００２２】
また、例えば第二の通信周波数の送信信号は、前記第一の通信周波数の送信信号を、前記第二の局部発振器と前記第一のミキサとを用いて周波数変換を行うことにより生成されるのがよい。生成された第二の通信周波数の送信信号は、不要波、すなわち送信信号の伝播路において、歪みや回路間の干渉によって生じる不必要な成分を抑圧するための、前記第一の不要波抑圧フィルタを経由して、第二の送信信号経路に接続されている第二の送信アンテナから無線にて送信されるのがよい。
【００２３】
さらに、本発明のＲＦＩＤリーダライタは、受信部、すなわち少なくとも前記制御部、前記受信回路、および前記受信アンテナで構成される回路部の信号経路、すなわち前記受信アンテナで受信した無線信号が前記受信回路を経て前記制御部に到達するまでの経路（以下、受信信号経路という）を複数設け、複数の前記受信信号経路の各々に対し前記受信アンテナを接続し、さらに前記受信アンテナの各々は、異なる通信周波数の無線信号を受信するのが好適である。
【００２４】
また、前記受信部には、前記受信信号経路を電気的に切り替える手段、すなわち前記制御部で選択した受信信号経路へ切り替える第二のスイッチを、前記受信回路と複数の前記受信アンテナの間に設けるのがよい。さらに、前記受信信号経路の少なくとも一つには、第二のミキサおよび第二の不要波抑圧フィルタを具備するのがよい。また、前記第二のミキサには前記第二の局部発振器が接続されるのがよい。
【００２５】
前記受信部で異なる通信周波数の受信信号を処理するために、例えば第一の通信周波数の無線信号は、第一の受信信号経路に接続されている第一の受信アンテナで受信されるのがよい。
【００２６】
また、例えば第二の通信周波数の無線信号は、第二の受信信号経路に接続されている第二の受信アンテナで受信され、これに接続された前記第二の不要波抑圧フィルタを経由して、前記第二のミキサと前記第二の局部発振器を用いて前記第一の通信周波数へ変換し、制御部へ送られるのがよい。
【００２７】
また、本発明のＲＦＩＤリーダライタは、上述した回路構成の他に、前記複数の送信信号経路あるいは前記複数の受信信号経路の各々に対して、前記受信アンテナあるいは前記送信アンテナを個別に接続するのではなく、前記複数の送信信号経路に対し単数の送信アンテナ、および前記複数の受信信号経路に対し単数の受信アンテナを接続する構成としてもよい。
【００２８】
すなわち、上述した前記受信部および前記送信部の構成回路に加えて、前記単数の送信アンテナの前段および前記単数の受信アンテナの後段の各々に、第三のスイッチおよび第四のスイッチを接続し、前記複数の送信信号経路および前記複数の受信信号経路を切り替える回路構成としてもよい。これにより、送信アンテナおよび受信アンテナの数量を抑えることができる。
【００２９】
すなわち本発明によれば、通信周波数の異なるＩＣタグに対し、無線による電力の供給を行い、かつ少なくとも無線信号の送信を行う送信アンテナと、前記無線信号の受信を行う受信アンテナと、送信回路と、受信回路と、制御部とから構成されるＲＦＩＤリーダライタであって、複数の前記送信アンテナに接続され、複数の送信信号経路を切り替える第一のスイッチを備え、前記送信信号経路の少なくとも一つには、第一のミキサおよび第一の不要波抑圧フィルタを具備してなり、かつ、複数の前記受信アンテナに接続され、複数の受信信号経路を切り替える第二のスイッチを備え、前記受信信号経路の少なくとも一つには、第二のミキサおよび第二の不要波抑圧フィルタを具備するとともに、前記送信回路に接続された第一の局部発振器と、前記第一のミキサおよび前記第二のミキサに接続された第二の局部発振器とを具備したＲＦＩＤリーダライタが得られる。
【００３０】
本発明によれば、通信周波数の異なるＩＣタグに対し、無線による電力の供給を行い、かつ少なくとも無線信号の送信を行う送信アンテナと、前記無線信号の受信を行う受信アンテナと、送信回路と、受信回路と、制御部とから構成されるＲＦＩＤリーダライタであって、単数の前記送信アンテナに接続され、複数の送信信号経路を切り替える第一のスイッチおよび第三のスイッチを備え、前記送信信号経路の少なくとも一つには、第一のミキサおよび第一の不要波抑圧フィルタを具備してなり、かつ、単数の前記受信アンテナに接続され、複数の受信信号経路を切り替える第二のスイッチおよび第四のスイッチを備え、前記受信信号経路の少なくとも一つには、第二のミキサおよび第二の不要波抑圧フィルタを具備するとともに、前記送信回路に接続された第一の局部発振器と、前記第一のミキサおよび前記第二のミキサに接続された第二の局部発振器とを具備したＲＦＩＤリーダライタが得られる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明では、通信周波数の異なるＩＣタグに対し、一台のＲＦＩＤリーダライタで通信する場合であっても、通信周波数毎に対応したハードウェア構成、すなわち各々の通信周波数に対応した発振器および変復調回路等からなる送受信ユニット等を並列に備える必要が無くなり、上述のように、ＲＦＩＤリーダライタの送信部および受信部の各々に対し、複数の送信信号経路および複数の受信信号経路を切り替えるためのスイッチを設け、これら複数の送信信号経路および複数の受信信号経路の少なくとも一つに対し、局部発振器が接続されたミキサと、不要波抑圧フィルタを具備することにより、ＲＦＩＤリーダライタの回路規模を縮小する効果が得られる。その結果、通信周波数の異なるＩＣタグに対し、一台のＲＦＩＤリーダライタで通信が可能であり、簡易な構成で、かつ低コストのＲＦＩＤリーダライタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明のＲＦＩＤリーダライタの第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。図１は、二種類の通信周波数、すなわち第一の通信周波数ｆ１および第二の通信周波数ｆ２に対応可能な場合を例示したものである。
【００３４】
本発明の第１の実施の形態のＲＦＩＤリーダライタ１００は、少なくとも制御部１０１、送信部、および受信部で構成され、送信部は、送信回路１０２、第一の局部発振器１０４、第一のスイッチ１０６、第一のミキサ１１０、第二の局部発振器１０５、第一の不要波抑圧フィルタ１１２、第一の送信アンテナ１１４、および第二の送信アンテナ１１５からなり、また受信部は、受信回路１０３、第二のスイッチ１０７、第二のミキサ１１１、第二の局部発振器１０５、第二の不要波抑圧フィルタ１１３、第一の受信アンテナ１１６、および第二の受信アンテナ１１７からなる。ただし第二の局部発振器１０５は、送信部の第一のミキサ１１０および受信部の第二のミキサ１１１の双方に接続され兼用される。
【００３５】
制御部１０１は、少なくとも内部にＣＰＵ等を有し、送信部および受信部と接続され、ＲＦＩＤリーダライタ１００の全体の制御を行う。
【００３６】
第一のスイッチ１０６は、第一の送信信号経路と第二の送信信号経路の切り替えを行い、第二のスイッチ１０７は、第一の受信信号経路と第二の受信信号経路の切り替えを行う。
【００３７】
第一の送信信号経路は、制御部１０１と、送信回路１０２と、第一のスイッチ１０６、および前記第一のスイッチ１０６の分岐点の一つに繋がる第一の送信アンテナ１１４を接続してなる線路であり、第二の送信信号経路は、制御部１０１と、送信回路１０２と、第一のスイッチ１０６、および第一のスイッチ１０６の分岐点の一つに繋がる第一のミキサ１１０と、第一の不要波抑圧フィルタ１１２、および第二の送信アンテナ１１５を接続してなる線路である。また、第一のミキサ１１０には第二の局部発振器１０５が接続されている。
【００３８】
第一の受信信号経路は、制御部１０１と、受信回路１０３と、第二のスイッチ１０７、および前記第二のスイッチ１０７の分岐点の一つに繋がる第一の受信アンテナ１１６を接続してなる線路であり、第二の受信信号経路は、制御部１０１と、受信回路１０３と、第二のスイッチ１０７、および第二のスイッチ１０７の分岐点の一つに繋がる第二のミキサ１１１と、第二の不要波抑圧フィルタ１１３、および第二の受信アンテナ１１７を接続してなる線路である。また、第二のミキサ１１１には第二の局部発振器１０５が接続されている。
【００３９】
第一の送信アンテナ１１４および第一の受信アンテナ１１６は、第一の通信周波数ｆ１の無線信号の送受信を担い、第二の送信アンテナ１１５および第二の受信アンテナ１１７は、第二の通信周波数ｆ２の無線信号の送受信を担う。
【００４０】
上述した構成のＲＦＩＤリーダライタ１００は、次のような信号の流れで、通信周波数の異なる二種類のＩＣタグ（図示せず）と通信を行う。
【００４１】
まず、第一の通信周波数ｆ１でＩＣタグと通信する場合について説明する。制御部１０１で生成されたベースバンド信号は、送信回路１０２に送られ、これに接続された第一の局部発振器１０４を用いて第一の通信周波数ｆ１に変調、増幅および帯域制限され、第一の通信周波数ｆ１の送信信号となる。これと同時に、第一のスイッチ１０６は、制御部１０１からのコマンド信号により、第一の送信信号経路を選択するように、すなわち第一の送信アンテナ１１４に繋がるように分岐点を切り替える。
【００４２】
第一の通信周波数ｆ１の送信信号は、第一の送信信号経路を通って第一の送信アンテナ１１４から送信される。同時に、第一の通信周波数ｆ１対応するＩＣタグに向けて、これに内設されているＩＣチップを駆動するための電力が無線にて、第一の送信アンテナ１１４から送信される。
【００４３】
また、ＲＦＩＤリーダライタ１００が第一の通信周波数ｆ１に対応したＩＣタグからの応答を受けた場合、第二のスイッチ１０７は、制御部１０１からのコマンド信号により、第一の受信信号経路を選択するように、すなわち第一の受信アンテナ１１６に繋がるように分岐点を切り替え、第一の受信アンテナ１１６はＩＣタグからの無線信号を受信する。受信した第一の通信周波数ｆ１の受信信号は、受信回路１０３を経由して、増幅および復調され、制御部１０１へ送られる。
【００４４】
上述のように、本発明のＲＦＩＤリーダライタ１００がＩＣタグと第一の通信周波数ｆ１で通信を行う場合、すなわち第一の通信周波数ｆ１の送受信信号が第一の送信信号経路および第一の受信信号経路を通る場合の信号処理は、第一のスイッチ１０６および第二のスイッチ１０７を除けば、従来のＲＦＩＤリーダライタの場合と同様の信号処理となる。
【００４５】
次に、第二の通信周波数ｆ２でＩＣタグと通信する場合について説明する。上述した第一の通信周波数ｆ１でＩＣタグと通信する場合と同様に、制御部１０１で生成されたベースバンド信号は、送信回路１０２に送られ、これに接続された第一の局部発振器１０４を用いて第一の通信周波数ｆ１に変調、増幅および帯域制限され、第一の通信周波数ｆ１の送信信号となる。これと同時に、第一のスイッチ１０６は、制御部１０１からのコマンド信号により、第二の送信信号経路を選択するように、すなわち第二の送信アンテナ１１５に繋がるように分岐点を切り替える。
【００４６】
第一の通信周波数ｆ１の送信信号は、第二の送信信号経路にある第一のミキサ１１０に送られ、前記第一のミキサ１１０に接続された第二の局部発振器１０５を用いて周波数混合し、さらに第一の不要波抑圧フィルタ１１２を通って不要成分を除去し、第二の通信周波数ｆ２の送信信号となり、第二の送信アンテナ１１５から送信される。同時に、第二の通信周波数ｆ２に対応するＩＣタグに向けて、これに内設されているＩＣチップを駆動するための電力が無線にて、第二の送信アンテナ１１５から送信される。ただし、第二の送信信号経路にある前記第一の不要波抑圧フィルタ１１２は、第二の通信周波数ｆ２の電波規格に準拠するよう設計されたものである。
【００４７】
また、ＲＦＩＤリーダライタ１００が第二の通信周波数ｆ２に対応したＩＣタグからの応答を受けた場合、第二のスイッチ１０７は、制御部１０１からのコマンド信号により、第二の受信信号経路を選択するように、すなわち第二の受信アンテナ１１７に繋がるように分岐点を切り替え、第二の受信アンテナ１１７はＩＣタグからの無線信号を受信する。受信した第二の通信周波数ｆ２の受信信号は、第二の受信信号経路にある第二の不要波抑圧フィルタ１１３を通って、第二のミキサ１１１に送られ、前記第二のミキサ１１１に接続された第二の局部発振器１０５を用いて周波数混合し、第一の通信周波数ｆ１の受信信号となる。第二の通信周波数ｆ２の受信信号から周波数変換された、前記第一の通信周波数ｆ１の受信信号は、受信回路１０３を経由して、増幅および復調され、制御部１０１へ送られる。
【００４８】
このように、本発明のＲＦＩＤリーダライタは、一種類の通信周波数、すなわち第一の通信周波数のみでＩＣタグと通信するよう設計されたＲＦＩＤリーダライタの回路構成に対し、スイッチを基点として、ミキサと局部発振器からなる周波数変換部、不要波抑圧フィルタ、および送信または受信アンテナを含む線路を新たに追加するだけで、これに対応した第二の通信周波数での通信も可能にしている。
【００４９】
すなわち、ＲＦＩＤリーダライタの第一の通信周波数に対応した送受信に係る回路の大部分をそのまま使用し、大幅な回路設計変更することなく、新たに第二の通信周波数に係る回路部分を追加するだけでよい。これにより、簡易な構成で、かつ低コストである、一台で二種類の通信周波数に対応したＲＦＩＤリーダライタを提供することができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明のＲＦＩＤリーダライタの第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。図２は、二種類の通信周波数、すなわち第一の通信周波数ｆ１および第二の通信周波数ｆ２に対応可能な場合を例示したものである。
【００５１】
本発明の第２の実施の形態のＲＦＩＤリーダライタ２００は、少なくとも制御部２０１、送信部、および受信部で構成され、送信部は、送信回路２０２、第一の局部発振器２０４、第一のスイッチ２０６、第一のミキサ２１０、第二の局部発振器２０５、第一の不要波抑圧フィルタ２１２、第三のスイッチ２０８、および第三の送信アンテナ２１４からなり、また受信部は、受信回路２０３、第二のスイッチ２０７、第二のミキサ２１１、第二の局部発振器２０５、第二の不要波抑圧フィルタ２１３、第四のスイッチ２０９、および第三の受信アンテナ２１６からなる。ただし第二の局部発振器２０５は、送信部の第一のミキサ２１０および受信部の第二のミキサ２１１の双方に接続され兼用される。
【００５２】
制御部２０１は、少なくとも内部にＣＰＵ等を有し、送信部および受信部と接続され、ＲＦＩＤリーダライタ２００の全体の制御を行う。
【００５３】
第一のスイッチ２０６および第三のスイッチ２０８は、第一の送信信号経路と第二の送信信号経路の切り替えを行い、第二のスイッチ２０７および第四のスイッチ２０９は、第一の受信信号経路と第二の受信信号経路の切り替えを行う。
【００５４】
第一の送信信号経路は、制御部２０１と、送信回路２０２と、第一のスイッチ２０６と、前記第一のスイッチ２０６の分岐点の一つに繋がる第三のスイッチ２０８、および前記第三のスイッチ２０８の分岐点の一つに繋がる第三の送信アンテナ２１４を接続してなる線路であり、第二の送信信号経路は、制御部２０１と、送信回路２０２と、第一のスイッチ２０６と、前記第一のスイッチ２０６の分岐点の一つに繋がる第一のミキサ２１０と、第一の不要波抑圧フィルタ２１２と、第三のスイッチ２０８、および前記第三のスイッチ２０８の分岐点の一つに繋がる第三の送信アンテナ２１４を接続してなる線路である。また、第一のミキサ２１０には第二の局部発振器２０５が接続されている。
【００５５】
第一の受信信号経路は、制御部２０１と、受信回路２０３と、第二のスイッチ２０７と、前記第二のスイッチ２０７の分岐点の一つに繋がる第四のスイッチ２０９、および前記第四のスイッチ２０９の分岐点の一つに繋がる第三の受信アンテナ２１６を接続してなる線路であり、第二の受信信号経路は、制御部２０１と、受信回路２０３と、第二のスイッチ２０７と、前記第二のスイッチ２０７の分岐点の一つに繋がる第二のミキサ２１１と、第二の不要波抑圧フィルタ２１３と、第四のスイッチ２０９、および前記第四のスイッチ２０９の分岐点の一つに繋がる第三の受信アンテナ２１６を接続してなる線路である。また、第二のミキサ２１１には第二の局部発振器２０５が接続されている。
【００５６】
第三の送信アンテナ２１４は、第一の通信周波数ｆ１および第二の通信周波数ｆ２の無線信号双方の送信を、また、第三の受信アンテナ２１６は、第一の通信周波数ｆ１および第二の通信周波数ｆ２の無線信号双方の受信を担う、二周波共用送信アンテナおよび二周波共用受信アンテナである。
【００５７】
上述した構成のＲＦＩＤリーダライタ２００は、次のような信号の流れで、通信周波数の異なる二種類のＩＣタグ（図示せず）と通信を行う。
【００５８】
まず、第一の通信周波数ｆ１でＩＣタグと通信する場合について説明する。制御部２０１で生成されたベースバンド信号は、送信回路２０２に送られ、これに接続された第一の局部発振器２０４を用いて第一の通信周波数ｆ１に変調、増幅および帯域制限され、第一の通信周波数ｆ１の送信信号となる。これと同時に、第一のスイッチ２０６および第三のスイッチ２０８は、制御部２０１からのコマンド信号により、第一の送信信号経路を選択するように分岐点を切り替える。
【００５９】
第一の通信周波数ｆ１の送信信号は、第一の送信信号経路を通って第三の送信アンテナ２１４から送信される。同時に、第一の通信周波数ｆ１対応するＩＣタグに向けて、これに内設されているＩＣチップを駆動するための電力が無線にて、第三の送信アンテナ２１４から送信される。
【００６０】
また、ＲＦＩＤリーダライタ２００が第一の通信周波数ｆ１に対応したＩＣタグからの応答を受けた場合、第二のスイッチ２０７および第四のスイッチ２０９は、制御部２０１からのコマンド信号により、第一の受信信号経路を選択するように分岐点を切り替え、第三の受信アンテナ２１６はＩＣタグからの無線信号を受信する。受信した第一の通信周波数ｆ１の受信信号は、受信回路２０３を経由して、増幅および復調され、制御部２０１へ送られる。
【００６１】
次に、第二の通信周波数ｆ２でＩＣタグと通信する場合について説明する。上述した第一の通信周波数ｆ１でＩＣタグと通信する場合と同様に、制御部２０１で生成されたベースバンド信号は、送信回路２０２に送られ、これに接続された第一の局部発振器２０４を用いて第一の通信周波数ｆ１に変調、増幅および帯域制限され、第一の通信周波数ｆ１の送信信号となる。これと同時に、第一のスイッチ２０６および第三のスイッチ２０８は、制御部２０１からのコマンド信号により、第二の送信信号経路を選択するように分岐点を切り替える。
【００６２】
第一の通信周波数ｆ１の送信信号は、第二の送信信号経路にある第一のミキサ２１０に送られ、前記第一のミキサ２１０に接続された第二の局部発振器２０５を用いて周波数混合し、さらに第一の不要波抑圧フィルタ２１２を通って不要成分を除去し、第二の通信周波数ｆ２の送信信号となり、第三の送信アンテナ２１４から送信される。同時に、第二の通信周波数ｆ２に対応するＩＣタグに向けて、これに内設されているＩＣチップを駆動するための電力が無線にて、第三の送信アンテナ２１４から送信される。ただし、第二の送信信号経路にある前記第一の不要波抑圧フィルタ２１２は、第二の通信周波数ｆ２の電波規格に準拠するよう設計されたものである。
【００６３】
また、ＲＦＩＤリーダライタ２００が第二の通信周波数ｆ２に対応したＩＣタグからの応答を受けた場合、第二のスイッチ２０７および第四のスイッチ２０９は、制御部２０１からのコマンド信号により、第二の受信信号経路を選択するように分岐点を切り替え、第三の受信アンテナ２１６はＩＣタグからの無線信号を受信する。受信した第二の通信周波数ｆ２の受信信号は、第二の受信信号経路にある第二の不要波抑圧フィルタ２１３を通って、第二のミキサ２１１に送られ、前記第二のミキサ２１１に接続された第二の局部発振器２０５を用いて周波数混合し、第一の通信周波数ｆ１の受信信号となる。第二の通信周波数ｆ２の受信信号から周波数変換された、前記第一の通信周波数ｆ１の受信信号は、受信回路２０３を経由して、増幅および復調され、制御部２０１へ送られる。
【００６４】
上述のように、本発明の第二の実施の形態のＲＦＩＤリーダライタは、送信アンテナおよび受信アンテナを二周波共用アンテナとすることにより、単数の送信アンテナあるいは単数の受信アンテナで、通信周波数の異なるＩＣタグとの通信を可能にしている。このアンテナ数の削減効果により、より簡易な構成のＲＦＩＤリーダライタを実現できる。
【００６５】
また、三種類以上の通信周波数に対応したＲＦＩＤシステムを運用する場合は、本発明の第一および第二の実施の形態に示したＲＦＩＤリーダライタのスイッチの分岐数を増やし、送信および受信信号経路を新たに追加して設け、さらに追加した送信および受信信号経路の各々に、ミキサと局部発振器からなる周波数変換部、不要波抑圧フィルタ、および送信または受信アンテナ等を備えるようにすることで対応可能なことは言うまでもない。
【００６６】
以下、上述した第一の実施の形態で例示したＲＦＩＤリーダライタを用いて、通信周波数の異なる二種類のＩＣタグと通信を行う場合の実施例について、図１を参照して説明する。
【００６７】
（実施例）
ＲＦＩＤリーダライタ１００は、二種類の通信周波数、すなわち第一の通信周波数ｆ１として、ＵＨＦ帯である９５０ＭＨｚ帯のｆ１＝９５３ＭＨｚ、また、第二の通信周波数ｆ２として、マイクロ波帯であるｆ２＝２．４５ＧＨｚに対応したＩＣタグ（図示せず）と無線にて通信を行うものである。
【００６８】
送信回路１０２に接続されている第一の局部発振器１０４の発振周波数ｆ０は、ｆ０＝９５３ＭＨｚである。送信回路１０２を構成する回路素子、例えば、ミキサ、増幅器、フィルタ等（いずれも図示せず）は、９５０ＭＨｚ帯に最適化されたものを使用しており、送信回路１０２は、９５０ＭＨｚ帯の電波規格の要件を満足している。また、受信回路１０３を構成する回路素子、例えば、ミキサ、増幅器、フィルタ等（いずれも図示せず）も同様に、９５０ＭＨｚ帯に最適化されたものを使用しており、受信回路１０３は、９５０ＭＨｚ帯の電波規格の要件を満足している。
【００６９】
第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚの送信信号は、制御部１０１で生成されたベースバンド信号を、第一の局部発振器１０４の発振周波数ｆ０＝９５３ＭＨｚの発振信号を用いて変調、増幅、および帯域制限され、送信回路１０２から出力される。次いで、第一のスイッチ１０６は、送信信号経路を第一の送信信号経路に切り替え、前記第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚの送信信号は、第一の送信信号経路を通って、第一の送信アンテナ１１４から無線にて送信される。
【００７０】
また、ＲＦＩＤリーダライタ１００がＩＣタグからの応答を受けた場合、ＩＣタグから発信される第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚの無線信号は、第一の受信アンテナ１１６で受信され、第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚの受信信号となる。次いで、第二のスイッチ１０７は、受信信号経路を第一の受信信号経路に切り替え、前記第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚの受信信号は、第一の受信信号経路を通って、受信回路１０３を経由して制御部１０１へ送られる。
【００７１】
一方、第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚの送信信号は、送信回路１０２から出力された第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚの送信信号と、第一のミキサ１１０に接続されている第二の局部発振器１０５の発振周波数ｆｄ＝１４８７ＭＨｚの発振信号を、前記第一のミキサ１１０にて周波数混合し、さらに前記第一のミキサ１１０から出力された送信信号を第一の不要波抑圧フィルタ１１２を通過した後、得られる。
【００７２】
すなわち、第一のスイッチ１０６は、送信信号経路を第二の送信信号経路に切り替え、前記第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚの送信信号は、第二の送信信号経路に沿って、第一のミキサ１１０に入力される。このとき、第二の局部発振器１０５の発振周波数ｆｄ＝１４８７ＭＨｚであるので、ｆ１＋ｆｄ＝９５３ＭＨｚ＋１４８７ＭＨｚ＝２４４０ＭＨｚとなり、ｆｍ＝２４４０ＭＨｚの送信信号出力を前記第一のミキサ１１０より得る。さらに、前記ｆｍ＝２４４０ＭＨｚの送信信号は、第一の不要波抑圧フィルタ１１２を通過することにより、イメージ周波数、高調波等の不要成分を抑圧し、第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚの送信信号となる。そして、前記第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚの送信信号は、第二の送信アンテナ１１５から無線にて送信される。
【００７３】
ただし、ＲＦＩＤシステムで使用される無線周波数帯域のうち、マイクロ波帯である２．４５ＧＨｚの通信周波数は、ＵＨＦ帯である９５０ＭＨｚ帯の通信周波数ほど電波規格が厳しくない。したがって、あらかじめ厳格な帯域制限をかけた第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚの送信信号を周波数変換して、第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚの送信信号としているので、周波数混合した後の第一のミキサ１１０からの出力を、第一の不要波抑圧フィルタ１１２を通過するのみ、すなわちイメージ周波数と高調波を抑圧するのみで、２．４５ＧＨｚの通信周波数の電波規格を十分満足することができる。
【００７４】
また、ＲＦＩＤリーダライタ１００がＩＣタグからの応答を受けた場合、ＩＣタグから発信される第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚの無線信号は、第二の受信アンテナ１１７で受信され、第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚの受信信号となる。次いで、第二のスイッチ１０７は、受信信号経路を第二の受信信号経路に切り替え、前記第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚの受信信号は、第二の受信信号経路に沿って、第二の不要波抑圧フィルタ１１３を通り、ｆｍ＝２４４０ＭＨｚの受信信号となり、第二のミキサ１１１に入力される。このとき、第二の局部発振器１０５の発振周波数ｆｄ＝１４８７ＭＨｚであるので、ｆｍ−ｆｄ＝２４４０ＭＨｚ−１４８７ＭＨｚ＝９５３ＭＨｚとなり、第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚから周波数変換された第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚの受信信号出力を前記第二のミキサ１１１より得る。そして、前記周波数変換された第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚの受信信号は、受信回路１０３を経由して制御部１０１へ送られる。
【００７５】
本実施例で使用したＩＣタグは、基材上に、銅箔をプリントして形成したダイポール送受信アンテナとＩＣチップを設け、基材裏面に接着性を有してなるラベルタイプのもので、これが複数個の物品（図示せず）の任意の部分に各１個ずつ貼付されている。複数個の物品のうちの半数には、第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚに対応したＩＣタグを貼付し、残りの半数には、第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚに対応したＩＣタグを貼付した。
【００７６】
ＲＦＩＤリーダライタ１００の第一の送信アンテナ１１４および第二の送信アンテナ１１５、ならびに、第一の受信アンテナ１１６および第二の受信アンテナ１１７は、物品が通過するゲート（図示せず）に配置される。任意の物品がそのゲートを通過するとき、前記任意の物品に貼付されているＩＣタグは、ＲＦＩＤリーダライタ１００の第一の送信アンテナ１１４または第二の送信アンテナ１１５から送信される無線信号を受信し、これに応答したＩＣタグが、ゲートに配置されたＲＦＩＤリーダライタ１００の第一の受信アンテナ１１６または第二の受信アンテナ１１７に対して無線信号を返信する。このとき、ＲＦＩＤリーダライタ１００の内部回路は、制御部１０１からのコマンド信号により第一のスイッチ１０６および第二のスイッチ１０７を切り替え、対応する通信周波数の信号経路を選択し、信号処理を行う。
【００７７】
上述の条件下で、ＩＣタグが貼付された複数の物品の中から任意の物品を選出し、前記ゲートの間を通過させた。このとき、ＲＦＩＤリーダライタ１００の制御部１０１は、前記ゲートを通過したＩＣタグが第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚに対応したものであることを認識した。ＲＦＩＤリーダライタ１００の内部回路は、制御部１０１からのコマンド信号により第一のスイッチ１０６および第二のスイッチ１０７を切り替え、第一の通信周波数ｆ１＝９５３ＭＨｚに対応した第一の送信信号経路および第一の受信信号経路を選択して信号処理を行った。このとき、ＲＦＩＤリーダライタ１００とＩＣタグとは問題なく通信が実行された。
【００７８】
引き続き、ＩＣタグが貼付された複数の物品の中から任意の物品を選出し、前記ゲートの間を通過させた。このとき、ＲＦＩＤリーダライタ１００の制御部１０１は、前記ゲートを通過したＩＣタグが第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚに対応したものであることを認識した。ＲＦＩＤリーダライタ１００の内部回路は、制御部１０１からのコマンド信号により第一のスイッチ１０６および第二のスイッチ１０７を切り替え、第二の通信周波数ｆ２＝２．４５ＧＨｚに対応した第二の送信信号経路および第二の受信信号経路を選択して信号処理を行った。このとき、ＲＦＩＤリーダライタ１００とＩＣタグとは問題なく通信が実行された。
【００７９】
以上、実施例を用いて、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明のＲＦＩＤリーダライタの第１の実施の形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明のＲＦＩＤリーダライタの第２の実施の形態の構成を示すブロック図。
【図３】従来のＲＦＩＤリーダライタの構成の一例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００８１】
１００，２００，３００    ＲＦＩＤリーダライタ
１０１，２０１，３０１    制御部
１０２，２０２    送信回路
１０３，２０３    受信回路
１０４，２０４    第一の局部発振器
１０５，２０５    第二の局部発振器
１０６，２０６    第一のスイッチ
１０７，２０７    第二のスイッチ
２０８    第三のスイッチ
２０９    第四のスイッチ
１１０，２１０    第一のミキサ
１１１，２１１    第二のミキサ
１１２，２１２    第一の不要波抑圧フィルタ
１１３，２１３    第二の不要波抑圧フィルタ
１１４    第一の送信アンテナ
１１５    第二の送信アンテナ
２１４    第三の送信アンテナ
１１６    第一の受信アンテナ
１１７    第二の受信アンテナ
２１６    第三の受信アンテナ
３０２    送信ユニット
３０３    受信ユニット
３０４    送信部
３０５    受信部
３０６    送受信信号切替部
３０７    発振器
３０８    増幅回路
３０９    変調回路
３１０    復調回路
３１１    送信アンテナ
３１２    受信アンテナ
ｆ１    第一の通信周波数
ｆ２    第二の通信周波数
ｆ０    第一の局部発振器の発振周波数
ｆｄ    第二の局部発振器の発振周波数
ｆｍ    周波数混合後、または周波数混合前の周波数
【図１】
2010026668.tif 000003
【図２】
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【図３】
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