(57)【要約】  本発明は、無線タグと複数の無線周波数のいずれかを用いて通信する無線通信システム（例えば、リーダ／ライタシステム）において、無線周波数間の干渉を抑制できるようにすることを目的とする。そのため、無線タグ（１１）からの受信周波数を前記複数の無線周波数のいずれかに設定し、設定した受信周波数に応じて超伝導フィルタ（１２）の温度を制御することにより、超伝導フィルタ（１２）の通過帯域又は阻止帯域を制御する。
2008146379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグと、前記無線タグとの通信に用いられる複数の無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタと、前記超伝導フィルタの温度を制御する制御装置とをそなえた無線通信システムにおいて、
前記制御装置は、
前記無線タグからの受信周波数を前記複数の無線周波数のいずれかに設定し、
設定した受信周波数に応じて前記超伝導フィルタの温度を制御することにより、前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域を制御する、
ことを特徴とする、無線通信システムの通信周波数制御方法。
【請求項２】
前記超伝導フィルタが、帯域通過フィルタとして構成され、
前記制御装置は、
前記温度制御により前記通過帯域の中心周波数を前記受信周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、請求項１記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
【請求項３】
前記超伝導フィルタが、帯域阻止フィルタとして構成され、
前記制御装置は、
前記温度制御により前記阻止帯域の中心周波数を前記受信周波数の信号に対する干渉成分となる信号の周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、請求項１記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域の温度変化を基に予め設定された、前記各無線周波数と前記中心周波数との関係に基づいて前記温度制御を行なう、
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
【請求項５】
前記制御装置は、
周囲から受信される無線信号の受信強度を測定し、
その測定結果が最小の無線周波数を前記受信周波数として設定する、
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
【請求項６】
無線タグと、前記無線タグとの通信に用いられる複数の無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタとをそなえた無線通信システムの制御装置であって、
前記無線タグからの受信周波数を前記複数の無線周波数のいずれかに設定する受信周波数設定手段と、
前記受信周波数設定手段により設定された受信周波数に応じて前記超伝導フィルタの温度を制御することにより、前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域を制御する温度制御手段と、
をそなえたことを特徴とする、無線通信システムの制御装置。
【請求項７】
前記超伝導フィルタが、帯域通過フィルタとして構成され、
前記温度制御手段は、
前記温度制御により前記通過帯域の中心周波数を前記受信周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、請求項６記載の無線通信システムの制御装置。
【請求項８】
前記超伝導フィルタが、帯域阻止フィルタとして構成され、
前記温度制御手段は、
前記温度制御により前記阻止帯域の中心周波数を前記受信周波数の信号に対する干渉成分となる信号の周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、請求項６記載の無線通信システムの制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域の温度変化を基に予め求められた、前記各無線周波数と前記中心周波数との関係を記憶したメモリをさらにそなえ、
前記温度制御手段は、
前記メモリにおける前記関係に基づいて前記温度制御を行なう、
ことを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載の無線通信システムの制御装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、
周囲から受信される無線信号の受信強度を測定する受信強度測定手段をさらにそなえ、
前記受信周波数設定手段は、
前記受信強度測定手段による測定結果が最小の無線周波数を前記受信周波数として設定する、
ことを特徴とする、請求項６〜９のいずれか１項に記載の無線通信システムの制御装置。
【請求項１１】
前記帯域通過フィルタは、前記複数の無線周波数のうち隣接する複数の無線周波数の信号を通過しうる通過帯域幅を有することを特徴とする、請求項７記載の無線通信システムの制御装置。
【請求項１２】
前記帯域阻止フィルタは、前記複数の無線周波数のうち隣接する複数の無線周波数の信号を阻止しうる阻止帯域幅を有することを特徴とする、請求項８記載の無線通信システムの制御装置。
【請求項１３】
無線タグと複数の無線周波数のいずれかを用いて通信する無線通信システムであって、
前記無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタと、
請求項６〜１２のいずれか１項に記載の制御装置と、
をそなえたことを特徴とする、無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムの通信周波数制御方法及び同システムの制御装置並びに無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
物品等に貼り付けられた無線タグとリーダ／ライタシステムとの間で無線信号を送受し、当該無線タグに記録されている情報に対して読み書きを行なう技術に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）がある。
上記無線タグには、無線タグ自体がエネルギー源（例えば、電池など）を内蔵するアクティブタグと、リーダ／ライタシステムにそなえられたリーダ／ライタアンテナからの無線電波をエネルギー源として動作するパッシブタグとがある。以下では、無線タグが、パッシブタグである場合について説明するが、無線タグがアクティブタグである場合も概ね同様である。【０００３】
ＲＦＩＤでは、リーダ／ライタアンテナが、ＩＤ（IDentification）情報を埋め込んだ無線タグに対して制御信号を含んだ無線信号を送信する。すると、無線信号を受けた無線タグは、例えば、当該無線信号をエネルギー源として、内蔵された回路を動作させて受信した制御信号に基づいて各種処理を行なう。ここで、無線タグは、例えば、リーダ／ライタアンテナからの無線信号の一部を反射するようになっており、この反射波に所定の情報（ＩＤ情報、前記処理結果など）をのせて、リーダ／ライタアンテナ宛に当該所定の情報を送信する。【０００４】
無線タグとリーダ／ライタアンテナとの間の通信距離は、例えば、３ｍ〜５ｍ程度であり、また、日本国内では、ＲＦＩＤの無線（周波数）帯域として、例えば、９５２ＭＨｚ〜９５４ＭＨｚ帯が使用されている。
この９５２ＭＨｚ〜９５４ＭＨｚの無線帯域は、０．２ＭＨｚ間隔で複数の無線チャネル（無線周波数）に周波数分割されており、それぞれ１ｃｈ〜９ｃｈの無線チャネル（１ｃｈ＝９５２．２ＭＨｚ，２ｃｈ＝９５２．４ＭＨｚ，・・・、９ｃｈ＝９５３．８ＭＨｚ）が割り当てられている。【０００５】
これにより、複数のリーダ／ライタシステムが配置されていても、各システムに対して適切な無線チャネル設定を行なうことで、リーダ／ライタシステム間の干渉を抑制することができる。
なお、下記特許文献１には、無線信号の干渉を防止する技術として、超伝導フィルタを用いた装置が開示されている。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００２／０６７４４６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数のリーダ／ライタシステムが非常に近接して配置されている環境下では、各リーダ／ライタシステムが上記の無線チャネル設定を行なったとしても、干渉が起こる場合がある。その場合、リーダ／ライタアンテナと無線タグとの通信可能距離が短くなったり、無線タグの読み取り率が低下したりする。
そこで、例えば、リーダ／ライタシステムに所望の無線チャネル以外の周波数成分（干渉成分）を除去するために、無線チャネルごとに帯域通過フィルタを適用することが考えられる。しかしながら、ＲＦＩＤに用いられる無線チャネルは、既述のとおり０．２ＭＨｚ間隔という極めて狭い間隔で配置されるため、通常の帯域通過フィルタを適用しても所望の無線チャネルの信号が通過しない。【０００７】
例えば、図９に、銅（Ｃｕ）を用いて０．２ＭＨｚという非常に狭帯域の帯域通過フィルタ（以下、Ｃｕフィルタという）を構成した場合の通過／反射特性を示す。この図９において、符号ａは、当該Ｃｕフィルタの通過特性を示しており、符号ｂは、当該Ｃｕフィルタの反射特性を示している。ただし、Ｃｕの導電率は５×１０7（Ｓ／ｍ）としている。【０００８】
これらの符号ａ及び符号ｂに示す通過／反射特性から分かるように、上記Ｃｕフィルタは、９５２ＭＨｚ〜９５４ＭＨｚの無線帯域に対して、約−７０ｄＢの通過特性及び約０ｄＢの反射特性を有している。これはつまり、入力信号の大部分がＣｕフィルタで反射されることを意味しており、当該無線帯域において所望のフィルタ特性が実現できていないことを示している。【０００９】
つまり、ＲＦＩＤの無線チャネル毎に通常のＣｕフィルタを用いたとしても、通過帯域０．２ＭＨｚという非常に狭帯域の設計を行なったフィルタでは、通過帯域での損失が大きすぎて、入力信号が通過しない。
また、前記無線チャネル毎に上記のようなＣｕフィルタを適用すると、それぞれのフィルタを切り替えるための回路も必要となるので、リーダ／ライタシステムの装置規模が増大してしまう。【００１０】
なお、このような課題及びその解決手段に関して、前記特許文献１には、開示も示唆もない。
本発明は、以上のような課題に鑑み創案されたもので、その目的の一つは、複数のリーダ／ライタシステム間の干渉を防止することにある。
また、リーダ／ライタシステムの装置規模を抑制できるようにすることも目的の一つである。【００１１】
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明では、下記の無線通信システムの通信周波数制御方法及び同システムの制御装置並びに無線通信システムを用いることを特徴としている。即ち、
（１）本発明の無線通信システムの通信周波数制御方法は、無線タグと、前記無線タグとの通信に用いられる複数の無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタと、前記超伝導フィルタの温度を制御する制御装置とをそなえた無線通信システムにおいて、前記制御装置は、前記無線タグからの受信周波数を前記複数の無線周波数のいずれかに設定し、設定した受信周波数に応じて前記超伝導フィルタの温度を制御することにより、前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域を制御する、ことを特徴としている。【００１３】
（２）ここで、前記超伝導フィルタは、帯域通過フィルタとして構成され、前記制御装置は、前記温度制御により前記通過帯域の中心周波数を前記受信周波数にシフト制御するようにしてもよい。
（３）また、前記超伝導フィルタは、帯域阻止フィルタとして構成され、前記制御装置は、前記温度制御により前記阻止帯域の中心周波数を前記受信周波数の信号に対する干渉成分となる信号の周波数にシフト制御するようにしてもよい。【００１４】
（４）さらに、前記制御装置は、前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域の温度変化を基に予め設定された、前記各無線周波数と前記中心周波数との関係に基づいて前記温度制御を行なうようにしてもよい。
（５）ここで、前記制御装置は、周囲から受信される無線信号の受信強度を測定し、その測定結果が最小の無線周波数を前記受信周波数として設定するようにしてもよい。【００１５】
（６）また、本発明の無線通信システムの制御装置は、無線タグと、前記無線タグとの通信に用いられる複数の無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタとをそなえた無線通信システムの制御装置であって、前記無線タグからの受信周波数を前記複数の無線周波数のいずれかに設定する受信周波数設定手段と、前記受信周波数設定手段により設定された受信周波数に応じて前記超伝導フィルタの温度を制御することにより、前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域を制御する温度制御手段と、をそなえたことを特徴としている。【００１６】
（７）ここで、前記超伝導フィルタは、帯域通過フィルタとして構成され、前記温度制御手段は、前記温度制御により前記通過帯域の中心周波数を前記受信周波数にシフト制御するようにしてもよい。
（８）また、前記超伝導フィルタは、帯域阻止フィルタとして構成され、前記温度制御手段は、前記温度制御により前記阻止帯域の中心周波数を前記受信周波数の信号に対する干渉成分となる信号の周波数にシフト制御するようにしてもよい。【００１７】
（９）さらに、前記制御装置は、前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域の温度変化を基に予め求められた、前記各無線周波数と前記中心周波数との関係を記憶したメモリをさらにそなえ、前記温度制御手段は、前記メモリにおける前記関係に基づいて前記温度制御を行なうようにしてもよい。
（１０）ここで、前記制御装置は、周囲から受信される無線信号の受信強度を測定する受信強度測定手段をさらにそなえ、前記受信周波数設定手段は、前記受信強度測定手段による測定結果が最小の無線周波数を前記受信周波数として設定するようにしてもよい。【００１８】
（１１）また、前記帯域通過フィルタは、前記複数の無線周波数のうち隣接する複数の無線周波数の信号を通過しうる通過帯域幅を有していてもよい。
（１２）さらに、前記帯域阻止フィルタは、前記複数の無線周波数のうち隣接する複数の無線周波数の信号を阻止しうる阻止帯域幅を有していてもよい。
（１３）また、本発明の無線通信システムは、無線タグと複数の無線周波数のいずれかを用いて通信する無線通信システムであって、前記無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタと、前述の制御装置と、をそなえたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
上記本発明によれば、少なくとも次のいずれかの効果ないし利点が得られる。
（１）無線通信システム間の干渉を抑制することができるので、無線通信システムと無線タグとの通信可能距離の劣化を防ぐことが可能となる。また、複数の無線チャネルに対して個別にフィルタを適用する必要がないので、無線通信システムの装置規模を抑制することもできる。【００２０】
（２）また、超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域の温度変化を基に予め設定された、各無線周波数と超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域の中心周波数との関係に基づいて、超伝導フィルタの温度制御を行なうようにすれば、当該制御に関する処理を単純化することができる。
（３）さらに、無線通信システムの制御装置が、他の無線通信システムから受信される信号の受信強度を測定し、この測定結果が最小の無線周波数を受信周波数に設定するようにすれば、複数の無線通信システムが互いに近接して利用されるような環境下であっても、上記（１）と同様の効果を得ることができる。【００２１】
（４）また、前記超伝導フィルタを、複数の無線周波数のうち隣接する複数の無線周波数の信号を通過しうる通過帯域幅を有するような帯域通過フィルタとして構成すれば、所望の無線周波数の信号を受信しつつ、通過帯域での信号損失を小さくすることが可能となるので、無線通信システムと無線タグとの通信可能距離の劣化をさらに効果的に防ぐことが可能となる。【００２２】
（５）さらに、前記超伝導フィルタを、複数の無線周波数のうち隣接する複数の無線周波数の信号を阻止しうる阻止帯域幅を有するような帯域阻止フィルタとして構成すれば、受信周波数の信号に対する干渉成分となる信号を確実に阻止するとともに、前記干渉成分となる信号が複数存在するような場合であっても、上記（４）と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るリーダ／ライタシステムの要部の構成を示す図である。
【図２】図１に示すリーダ／ライタシステムに用いる超伝導フィルタの構造例を表す図である。
【図３】図２に示す超伝導フィルタの中心周波数の温度特性を示す図である。
【図４】図３に示す特性のＴ＝７０（Ｋ）付近の拡大図である。
【図５】図２に示す超伝導フィルタのＴ＝７０（Ｋ）における通過／反射特性を示す図である。
【図６】図１に示すリーダ／ライタシステムのフィルタ制御動作を説明する図である。
【図７】図２に示す超伝導フィルタの変形例を示す図である。
【図８】図７に示す超伝導フィルタの通過特性を示す図である。
【図９】Ｃｕフィルタの通過／反射特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  フィルタパッケージ
２  リーダ／ライタアンテナ
３  冷凍機
４  リーダ／ライタユニット
５  ｃｈ−Ｔ（無線チャネル情報−温度情報）データベース
６  温度制御部
７，８  ＲＦケーブル
９  ケーブル
１０  リーダ／ライタシステム
１１  無線タグ
１２，１２ａ  超伝導フィルタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
〔Ａ〕一実施形態の説明
（リーダ／ライタシステムの構成例について）
図１は本発明の一実施形態に係る無線通信システムとしてのリーダ／ライタシステムの要部の構成を示す図である。この図１に示すリーダ／ライタシステム１０は、リーダ／ライタアンテナ２と、ＲＦケーブル７，８と、フィルタパッケージ１と、超伝導フィルタ１２と、冷凍機３と、ケーブル９と、リーダ／ライタユニット４と、ｃｈ−Ｔ（無線チャネル情報−温度情報）データベース５と、温度制御部６とをそなえており、リーダ／ライタシステム１０は、例えば、無線信号を用いて無線タグ１１に対してデータの読み書きを行なうことができる。【００２６】
ここで、リーダ／ライタアンテナ２は、無線タグ１１との間で無線信号を送受信するものであり、例えば、ＩＤ情報が埋め込まれた無線タグ１１に対して制御信号を含んだ無線信号を送信する一方、当該無線タグ１１で反射された無線信号の一部を受信できるようになっている。当該リーダ／ライタアンテナ２は、ＲＦケーブル７によって、フィルタパッケージ１内に格納された超伝導フィルタ１２に接続される。【００２７】
フィルタパッケージ１は、例えば、断熱材を用いた真空容器などで構成され、超伝導フィルタ１２を収容することにより、当該超伝導フィルタ１２への外部からの熱伝導を防ぐことができるようになっている。
超伝導フィルタ１２は、リーダ／ライタアンテナ２が受信した無線信号をフィルタリングするもので、ＲＦＩＤで用いられる無線帯域（例えば、９５２ＭＨｚ〜９５４ＭＨｚ）において複数の無線チャネルのうちいずれかの信号を通過させることができるようになっている。即ち、超伝導フィルタ１２の通過帯域の中心周波数ｆ0は温度変化に応じて変化させることができるので、受信したい無線チャネルに応じて超伝導フィルタ１２を温度制御することにより所望の無線チャネルの受信信号を通過させることができる。【００２８】
そのため、当該超伝導フィルタ１２（フィルタパッケージ１）は、冷凍機３（コールドヘッド）と接触して配置され、当該冷凍機３がケーブル９にてリーダ／ライタユニット４と接続されることにより、温度制御部６から冷凍機３の温度を制御することが可能になっている。また、超伝導フィルタ１２は、ＲＦケーブル８にてリーダ／ライタユニット４と接続され、当該ＲＦケーブル８を通じて無線送受信信号の伝送が行なわれる。なお、冷凍機３に小型のものを用いれば、上記フィルタパッケージ１と冷凍機３とを合わせても、その大きさ（容積）はリーダ／ライタアンテナ２と同程度にすることができる。【００２９】
リーダ／ライタユニット（制御装置）４は、リーダ／ライタシステム１０に対する各種制御（無線チャネルの設定、冷凍機３の温度制御、無線タグ１１に対する制御信号の生成など）を行なうものである。
ｃｈ−Ｔデータベース５は、無線チャネルに関する情報と超伝導フィルタ１２に関する温度情報とを対応付けたデータベース（メモリなど）である。また、温度制御部６は、リーダ／ライタユニット４からの制御に基づき、冷凍機３の温度を制御するものである。【００３０】
リーダ／ライタユニット４は、例えば、リーダ／ライタアンテナ２により受信すべき無線チャネル（受信周波数）として、近接する他のリーダ／ライタシステムで選択された無線チャネル以外の無線チャネルを選択（設定）する無線チャネル選択（キャリアセンス）制御や、リーダ／ライタユニット４が選択した無線チャネルの信号を、超伝導フィルタ１２で通過させるべく、ｃｈ−Ｔデータベース５及び温度制御部６と協働して、冷凍機３の温度を制御して超伝導フィルタ１２の温度制御を行なう機能を具備している。【００３１】
即ち、リーダ／ライタユニット４は、無線タグ１１との無線通信に用いる無線チャネル（受信周波数）を選択（設定）する受信周波数設定手段としての機能を具備し、温度制御部６は、超伝導フィルタ１２にて選択（設定）した無線チャネルの信号を通過させるべく、ｃｈ−Ｔデータベース５から当該無線チャネルに対応する温度情報を抽出（検索）し、その温度情報に基づいて、冷凍機３の温度制御を行なって、超伝導フィルタ１２の温度制御を行なう。【００３２】
つまり、リーダ／ライタユニット４及び温度制御部６は、ＲＦＩＤの無線チャネルに対してｃｈ−Ｔデータベース５から得られる温度情報に基づき、冷凍機３の温度を制御することにより、前記超伝導フィルタ１２の通過帯域の中心周波数ｆ0をシフト制御する制御装置として機能する。
本発明の一実施形態に係るリーダ／ライタシステム１０は、上述のごとく構成されることにより、リーダ／ライタユニット４がキャリアセンス制御を行なって、無線タグ１１との通信に用いる無線チャネルを選択し、当該無線チャネルの信号を通過させるべく冷凍機３の温度を制御して超伝導フィルタ１２の中心周波数ｆ0を制御する。【００３３】
これにより、リーダ／ライタシステム１０は、リーダ／ライタユニット４が選択した前記所望の無線チャネルを受信する一方、他のリーダ／ライタシステムからの無線干渉チャネルの受信を阻止することができる。その結果、複数のリーダ／ライタシステム１０が互いに近接して利用されるような環境下であっても、他のリーダ／ライタシステム１０からの干渉を抑制することができ、リーダ／ライタシステム１０と無線タグ１１との間の通信性能劣化を防ぐことが可能となる。【００３４】
また、超伝導フィルタ１２の温度を制御することにより、超伝導フィルタ１２の通過帯域の中心周波数ｆ0を変化させるので、１つの超伝導フィルタ１２で、ＲＦＩＤにおける複数の無線チャネルのうちのいずれかの信号のみを選択的に通過させることができる。これにより、複数の無線チャネル毎にフィルタをそなえるシステムに比して、リーダ／ライタシステム１０の装置規模を小さくすることが可能となる。【００３５】
さらに、リーダ／ライタユニット４が、選択した無線チャネルに対応する温度情報をｃｈ−Ｔデータベース５から抽出し、この温度情報に基づいて、超伝導フィルタ１２の通過帯域の中心周波数ｆ0を制御するので、超伝導フィルタ１２の温度制御に関する処理を単純化することができる。
（超伝導フィルタ１２の説明）
ここで、図２を用いて超伝導フィルタ１２について説明する。図２はリーダ／ライタシステム１０に用いる超伝導フィルタ１２の構造例を表す図であり、この図２において、（１）は超伝導フィルタ１２の上面図を表し、（２）は同フィルタ１２の側面図を表している。【００３６】
図２の（２）に示すように、本実施形態における超伝導フィルタ１２は、例えば、比誘電率εr＝９．６４、厚さｄ＝０．５ｍｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）基板の一方の面に、イットリウム系酸化物（ＹＢＣＯ）のマイクロストリップラインからなるフィルタパターンが形成され、他方の面にグランド（ＧＮＤ）パターンが形成された構造を有している。ここで、ＹＢＣＯは、臨界温度Ｔｃ＝９０（Ｋ）を有する高温超伝導体である。【００３７】
また、上記フィルタパターンは、例えば図２の（１）に示すように、ヘアピン形状の共振器構造を有している。本例では、そのフィルタ段数を３として、フィルタパターンの大きさを３０ｍｍ×３０ｍｍ程度に抑えている。そのため、当該超伝導フィルタ１２を収容するフィルタパッケージ１のサイズも直径１０ｃｍ程度であれば十分である。なお、ここでは超伝導フィルタ１２のフィルタ段数を３としたが、もちろん変更して超伝導フィルタ１２を構成することもできる。例えば、フィルタ段数を多くすれば、超伝導フィルタ１２のカットオフ特性を急峻なものにすることができ、逆にフィルタ段数を少なくすれば、そのカットオフ特性をなだらかなものにすることができる。【００３８】
上述のように、超伝導フィルタ１２を、マイクロストリップラインを用いたヘアピン形状の共振器構造とすることにより、超伝導フィルタ１２の製造を容易化することができるので、リーダ／ライタシステムの製造コストを削減することが可能となる。もっとも、前記フィルタパターンは、スパイラル形状としてもよい。
次に、図３及び図４を用いて超伝導フィルタ１２の通過帯域の中心周波数ｆ0について説明する。図３は超伝導フィルタ１２の通過帯域の中心周波数ｆ0の温度特性を示す図であり、図４は図３に示す図におけるＴ＝７０（Ｋ）付近の拡大図である。【００３９】
図４に示すように、バンドパスフィルタとしての超伝導フィルタ１２の中心周波数ｆ0（ＭＨｚ）は、温度Ｔ（Ｋ）に応じて変化する。なお、ここでの中心周波数ｆ0とは、超伝導フィルタ１２が通過させることのできる無線周波数帯域の中心値のことをいう。
ＹＢＣＯは、臨海温度Ｔｃ＝９０（Ｋ）という比較的高温で超伝導状態を示すが、通常、超伝導状態が安定する７０（Ｋ）付近で使用される。Ｔ＝７０（Ｋ）では、その変化量（接線の傾き）は０．１３（ＭＨｚ／Ｋ）となっている。【００４０】
ここで、図４に示すように、Ｔ＝７０（Ｋ）付近では、リーダライタシステム１０で用いられる無線チャネル〔１ｃｈ〜９ｃｈ；９５２．２（ＭＨｚ）〜９５３．８（ＭＨｚ）〕をカバーしうるフィルタ特性がみられる。
例えば、超伝導フィルタ１２の温度Ｔを６２（Ｋ）に設定すると、その中心周波数ｆ0は９５３．８（ＭＨｚ）を示し、温度Ｔを６６．５（Ｋ）に設定すると、その中心周波数ｆ0は９５３．４（ＭＨｚ）を示す。【００４１】
つまり、例えば、リーダ／ライタユニット４が、無線タグ１１との通信に用いる無線チャネルとして７ｃｈ（９５３．４ＭＨｚ）を選択した場合、超伝導フィルタ１２の温度Ｔを６６．５（Ｋ）に設定（制御）することにより、当該無線チャネル（７ｃｈ）を通過させることのできるフィルタ（帯域通過）特性を得ることができる。
さらに、本例では、上記温度制御に関する処理を単純化するために、Ｔ＝７０（Ｋ）付近における中心周波数ｆ0と温度Ｔとの関係を予めｃｈ−Ｔデータベース５に登録しておき、リーダ／ライタユニット４が、選択した無線チャネルに対応した温度情報をｃｈ−Ｔデータベース５から抽出し、この温度情報に基づいて温度制御部６を制御することにより、冷凍機３及び超伝導フィルタ１２の温度を制御する。【００４２】
次に、超伝導フィルタ１２の通過／反射特性について図５を用いて説明する。図５は図２の構造を有する超伝導フィルタ１２のＴ＝７０（Ｋ）における通過／反射特性を示す図である。この図５において、符号ｃは、当該超伝導フィルタ１２の通過特性を示しており、符号ｄは反射特性を示している。なお、超伝導フィルタ１２の導電率σ＝７．６３×１０13（Ｓ／ｍ）とした。【００４３】
前記符号ｃに示す通過特性から分かるように、超伝導フィルタ１２の温度Ｔ＝７０（Ｋ）とした場合、その中心周波数ｆ0＝９５３（ＭＨｚ）（５ｃｈ）における損失は、−１．１８（ｄＢ）であり、極めて小さい値となっている。その一方で、その他の無線帯域における損失は大きくなっていることが分かる。
また、前記符号ｄに示す反射特性から分かるように、中心周波数ｆ0＝９５３（ＭＨｚ）（５ｃｈ）付近の無線帯域では反射波が殆どみられないが、その他の無線帯域では、超伝導フィルタ１２への入力がほぼ反射されている。【００４４】
このように、超伝導フィルタ１２は、中心周波数ｆ0付近の非常に狭い（例えば、０．２ＭＨｚ程度の）帯域通過特性を実現している。
例えば、９５３（ＭＨｚ）（５ｃｈ）に隣接する９５３．２（ＭＨｚ）（６ｃｈ）では、その損失が約７（ｄＢ）となり、さらに、９５３．４（ＭＨｚ）（７ｃｈ）では、その損失が約２６（ｄＢ）となるので、無線チャネルに５ｃｈを選択した場合の無線干渉チャネルである、６ｃｈや７ｃｈの無線信号による干渉を防ぐことが可能となっている。【００４５】
（リーダ／ライタシステム１０の動作例について）
ここで、上記の超伝導フィルタ１２を適用したリーダ／ライタシステム１０の動作例について図６を用いて説明する。図６はリーダ／ライタシステム１０のフィルタ制御動作を説明する図である。
まず、温度制御部６が、冷凍機３の温度を制御して超伝導フィルタ１２の温度を７４（Ｋ）から６２（Ｋ）まで変化させる（ステップＳ１）。この温度制御に要する時間は、約１０（ｓ）である。これにより、超伝導フィルタ１２の前記中心周波数ｆ0も前記温度変化に応じて変化し、各無線チャネルの信号が、順次、受信されることになる。【００４６】
そして、リーダ／ライタユニット４は、９５２．２（ＭＨｚ）（１ｃｈ）〜９５３．８（ＭＨｚ）（９ｃｈ）の各無線チャネルの無線信号の受信強度測定を行なう（ステップＳ２）。なお、１ｃｈ〜９ｃｈまでの受信強度測定に要する時間は、約５０（ｍｓ）である。つまり、ステップＳ１での温度制御の間〔約１０（ｓ）〕に、ステップＳ２の受信強度測定処理が繰り返し行なわれる。【００４７】
次に、リーダ／ライタユニット４は、前記受信強度測定結果に基づき、無線チャネル（１ｃｈ〜９ｃｈ）毎の受信レベルを比較判定する（ステップＳ３）。つまり、超伝導フィルタ１２の温度Ｔ＝７４のときの９５２．２（ＭＨｚ）（１ｃｈ）の受信レベル〜超伝導フィルタ１２の温度Ｔ＝６２のときの９５３．８（ＭＨｚ）（９ｃｈ）の受信レベルのそれぞれについて比較判定を行なうのである。【００４８】
リーダ／ライタユニット４は、この比較判定結果から、最小レベルとなる無線チャネルを選択し（ステップＳ４）、無線タグ１１とリーダ／ライタシステム１０との間で用いる無線チャネルを決定（固定）する（ステップＳ５）。これにより、他のリーダ／ライタシステムで使用される無線チャネルの存在を検知するとともに、受信強度が最小レベルの無線チャネルを選択することで、他のリーダ／ライタシステムで使用されていない（あるいは他のリーダ／ライタシステムからの干渉が小さい）無線チャネルを自システム１０の無線チャネルに設定し、無線タグ１１との通信を当該無線チャネルにて行なうことができる。【００４９】
最後に、リーダ／ライタユニット４は、ステップＳ５において決定した無線チャネルに応じた温度情報をｃｈ−Ｔデータベース５から抽出し、これに基づき、冷凍機３の温度を制御（固定）する（ステップＳ６）。
このように、本リーダ／ライタシステム１０は、超伝導フィルタ１２が、リーダ／ライタユニット４によるキャリアセンス制御により選択された無線チャネル通過させるように、超伝導フィルタ１２の温度を制御してその中心周波数ｆ0を制御するので、上述のように、複数のリーダ／ライタシステム１０が互いに近接して利用されるような環境下であっても、他のリーダ／ライタシステム１０からの干渉を抑制することができ、リーダ／ライタシステム１０と無線タグ１１との通信性能劣化を防ぐことが可能となる。【００５０】
〔Ｂ〕変形例の説明
上述した実施形態では、超伝導フィルタ１２をバンドパスフィルタとして構成した態様について説明したが、バンドパスフィルタの代わりに帯域阻止（バンドリジェクション）フィルタとして構成してもよい。本変形例では、その態様について、図７及び図８を用いて説明する。【００５１】
図７は超伝導フィルタ１２をバンドリジェクションフィルタ１２ａとして構成した場合の構造例を示す図である。また、図８は図７の構造を有する超伝導フィルタ１２ａの通過特性を示す図である。
図７に示すように、本変形例における超伝導フィルタ１２ａも、例えば、比誘電率εr＝９．６４、厚さｄ＝０．５ｍｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）基板の一方の面に、イットリウム系酸化物（ＹＢＣＯ）のマイクロストリップラインからなるフィルタパターンを形成し、他方の面にグランド（ＧＮＤ）パターンを形成した構造を有している。ただ、そのフィルタパターンは、特定の無線帯域を阻止しうるように形成されている。【００５２】
この超伝導フィルタ１２ａも中心周波数を有しているが、バンドパスフィルタ１２の場合と異なり、中心周波数付近の無線帯域（阻止帯域）が阻止されるようになっている。なお、超伝導フィルタ１２ａの阻止帯域の中心周波数も、バンドパスフィルタ１２の通過帯域の中心周波数と同様に、図３及び図４のような温度特性を示す。
このため、本変形例における超伝導フィルタ１２ａを適用したリーダ／ライタシステムでは、図８に示すように、超伝導フィルタ１２ａの阻止帯域の中心周波数を、温度制御により、受信周波数の信号に対する干渉成分となる、他のリーダ／ライタシステムからの信号（干渉波）の周波数（無線干渉チャネル）に合わせるようにシフト制御することにより、リーダ／ライタユニットがキャリアセンス制御等により選択した無線チャネル（所望波）を通過させるとともに、干渉波を確実に阻止することができる。【００５３】
したがって、上述した一実施形態と同様の効果が得られるとともに、超伝導フィルタを帯域阻止フィルタとして構成するので、他のリーダ／ライタシステムからの無線干渉チャネルを確実に阻止することができる。
〔Ｃ〕その他
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。【００５４】
例えば、上記実施形態及びその変形例では、リーダ／ライタユニット４がキャリアセンス制御により無線チャネルを決定したが、予め設定された所定の無線チャネルを用いるようにしてもよいし、無線タグ１１側で設定された無線チャネルを用いるようにしてもよい。
また、超伝導フィルタ（バンドパスフィルタ）１２は、通過帯域が広いほど損失が少なくなる特性をもつので、ＲＦＩＤの無線帯域において未使用の無線チャネル（以下、未使用チャネルという）が予め分かっているような場合には、当該未使用チャネルが超伝導フィルタ１２の通過帯域内に含まれていても良いから、通過帯域幅をより広くした方が好ましい。ここで、超伝導フィルタ１２の通過帯域幅は、そのフィルタパターンの配置間隔により決定される。例えば、フィルタパターンの配置間隔を狭くすれば、超伝導フィルタ１２の通過帯域幅を大きくすることができ、フィルタパターンの配置間隔を広くすれば、超伝導フィルタ１２の通過帯域幅を小さくすることができる。【００５５】
例えば、ＲＦＩＤにおける１ｃｈ〜９ｃｈの無線チャネルのうち、１，３，５，７，９ｃｈのみを用いるようなリーダ／ライタシステム１０においては、超伝導フィルタ１２のフィルタパターンの配置間隔を狭くして、その通過帯域幅を２チャネル分の０．４ＭＨｚとすれば、通過損失は約０．５倍となる。その結果、所望の無線チャネルを通過させつつ、通過帯域での損失を小さくすることが可能となるので、リーダ／ライタシステム１０と無線タグ１１との通信可能距離を拡大する、あるいは、受信感度を向上することが可能となる。【００５６】
また、１ｃｈ〜９ｃｈの無線チャネルのうち、１，５，９ｃｈのみを用いるようなリーダ／ライタシステム１０においては、上述のように、超伝導フィルタ１２のフィルタパターンの配置間隔を調整することにより、その通過帯域幅を最大３チャネル分の０．６ＭＨｚとすることができるので、超伝導フィルタ１２の通過帯域幅を０．２ＭＨｚ〜０．６ＭＨｚの範囲で任意に設定して、必要な通信可能距離、あるいは、受信感度を実現することができる。【００５７】
同様に、超伝導フィルタ（バンドリジェクションフィルタ）１２ａについても、そのフィルタパターンの配置間隔を調整することにより、その阻止（リジェクト）帯域幅を、１チャネル分の０．２ＭＨｚ，２チャネル分の０．４ＭＨｚ，３チャネル分の０．６ＭＨｚのいずれかに設定してもよい。このようにすれば、無線干渉チャネルの干渉をさらに抑制することができるので、所望の無線チャネルを通過させつつ、通過帯域での損失を小さくすることが可能となるので、リーダ／ライタシステムと無線タグとの通信可能距離の劣化をさらに効果的に防ぐことが可能となる。【００５８】
また、上記実施形態及びその変形例では、リーダ／ライタユニット４が、キャリアセンス制御の際に、超伝導フィルタ１２（１２ａ）を介して各無線チャネルの信号の受信強度測定を行なったが、超伝導フィルタ１２（１２ａ）を経由しない、リーダ／ライタアンテナ２からリーダ／ライタユニット４への経路を別途設けて、この経路により受信した各無線チャネルの信号について受信強度測定を行なうようにしてもよい。このようにすれば、超伝導フィルタ１２（１２ａ）の温度制御を待つことなく、当該受信強度測定結果に基づき、最小レベルの無線チャネル（受信周波数）の選択（設定）を行なうことができ、キャリアセンス制御の高速化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上詳述したように、本発明によれば、リーダ／ライタシステム間の干渉を抑制することができ、リーダ／ライタシステムと無線タグとの通信性能（通信可能距離や受信感度）を向上することが可能となる。したがって、無線通信技術分野、特に、ＲＦＩＤを用いた無線通信技術分野に極めて有用と考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年8月3日(2009.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグと、前記無線タグとの通信に用いられる複数の無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタと、前記超伝導フィルタの温度を制御する制御装置とをそなえた無線通信システムにおいて、
前記制御装置は、
前記無線タグからの受信周波数を前記複数の無線周波数のいずれかに設定し、
設定した受信周波数に応じて前記超伝導フィルタの温度を制御することにより、前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域を制御する、
ことを特徴とする、無線通信システムの通信周波数制御方法。
【請求項２】
前記超伝導フィルタが、帯域通過フィルタとして構成され、
前記制御装置は、
前記温度制御により前記通過帯域の中心周波数を前記受信周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、請求項１記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
【請求項３】
前記超伝導フィルタが、帯域阻止フィルタとして構成され、
前記制御装置は、
前記温度制御により前記阻止帯域の中心周波数を前記受信周波数の信号に対する干渉成分となる信号の周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、請求項１記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域の温度変化を基に予め設定された、前記各無線周波数と前記中心周波数との関係に基づいて前記温度制御を行なう、
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
【請求項５】
前記制御装置は、
周囲から受信される無線信号の受信強度を測定し、
その測定結果が最小の無線周波数を前記受信周波数として設定する、
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
【請求項６】
無線タグと、前記無線タグとの通信に用いられる複数の無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタとをそなえた無線通信システムの制御装置であって、
前記無線タグからの受信周波数を前記複数の無線周波数のいずれかに設定する受信周波数設定手段と、
前記受信周波数設定手段により設定された受信周波数に応じて前記超伝導フィルタの温度を制御することにより、前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域を制御する温度制御手段と、
をそなえたことを特徴とする、無線通信システムの制御装置。
【請求項７】
前記超伝導フィルタが、帯域通過フィルタとして構成され、
前記温度制御手段は、
前記温度制御により前記通過帯域の中心周波数を前記受信周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、請求項６記載の無線通信システムの制御装置。
【請求項８】
前記超伝導フィルタが、帯域阻止フィルタとして構成され、
前記温度制御手段は、
前記温度制御により前記阻止帯域の中心周波数を前記受信周波数の信号に対する干渉成分となる信号の周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、請求項６記載の無線通信システムの制御装置。
【請求項９】
前記帯域通過フィルタは、前記複数の無線周波数のうち隣接する複数の無線周波数の信号を通過しうる通過帯域幅を有することを特徴とする、請求項７記載の無線通信システムの制御装置。
【請求項１０】
無線タグと複数の無線周波数のいずれかを用いて通信する無線通信システムであって、
前記無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタと、
請求項６〜９のいずれか１項に記載の制御装置と、
をそなえたことを特徴とする、無線通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
また、上記実施形態及びその変形例では、リーダ／ライタユニット４が、キャリアセンス制御の際に、超伝導フィルタ１２（１２ａ）を介して各無線チャネルの信号の受信強度測定を行なったが、超伝導フィルタ１２（１２ａ）を経由しない、リーダ／ライタアンテナ２からリーダ／ライタユニット４への経路を別途設けて、この経路により受信した各無線チャネルの信号について受信強度測定を行なうようにしてもよい。このようにすれば、超伝導フィルタ１２（１２ａ）の温度制御を待つことなく、当該受信強度測定結果に基づき、最小レベルの無線チャネル（受信周波数）の選択（設定）を行なうことができ、キャリアセンス制御の高速化を図ることができる。
以上の実施形態及びその変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
〔Ｄ〕付記
（付記１）
無線タグと、前記無線タグとの通信に用いられる複数の無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタと、前記超伝導フィルタの温度を制御する制御装置とをそなえた無線通信システムにおいて、
前記制御装置は、
前記無線タグからの受信周波数を前記複数の無線周波数のいずれかに設定し、
設定した受信周波数に応じて前記超伝導フィルタの温度を制御することにより、前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域を制御する、
ことを特徴とする、無線通信システムの通信周波数制御方法。
（付記２）
前記超伝導フィルタが、帯域通過フィルタとして構成され、
前記制御装置は、
前記温度制御により前記通過帯域の中心周波数を前記受信周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、付記１記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
（付記３）
前記超伝導フィルタが、帯域阻止フィルタとして構成され、
前記制御装置は、
前記温度制御により前記阻止帯域の中心周波数を前記受信周波数の信号に対する干渉成分となる信号の周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、付記１記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
（付記４）
前記制御装置は、
前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域の温度変化を基に予め設定された、前記各無線周波数と前記中心周波数との関係に基づいて前記温度制御を行なう、
ことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
（付記５）
前記制御装置は、
周囲から受信される無線信号の受信強度を測定し、
その測定結果が最小の無線周波数を前記受信周波数として設定する、
ことを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の無線通信システムの通信周波数制御方法。
（付記６）
無線タグと、前記無線タグとの通信に用いられる複数の無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタとをそなえた無線通信システムの制御装置であって、
前記無線タグからの受信周波数を前記複数の無線周波数のいずれかに設定する受信周波数設定手段と、
前記受信周波数設定手段により設定された受信周波数に応じて前記超伝導フィルタの温度を制御することにより、前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域を制御する温度制御手段と、
をそなえたことを特徴とする、無線通信システムの制御装置。
（付記７）
前記超伝導フィルタが、帯域通過フィルタとして構成され、
前記温度制御手段は、
前記温度制御により前記通過帯域の中心周波数を前記受信周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、付記６記載の無線通信システムの制御装置。
（付記８）
前記超伝導フィルタが、帯域阻止フィルタとして構成され、
前記温度制御手段は、
前記温度制御により前記阻止帯域の中心周波数を前記受信周波数の信号に対する干渉成分となる信号の周波数にシフト制御する、
ことを特徴とする、付記６記載の無線通信システムの制御装置。
（付記９）
前記制御装置は、
前記超伝導フィルタの通過帯域又は阻止帯域の温度変化を基に予め求められた、前記各無線周波数と前記中心周波数との関係を記憶したメモリをさらにそなえ、
前記温度制御手段は、
前記メモリにおける前記関係に基づいて前記温度制御を行なう、
ことを特徴とする、付記６〜８のいずれか１項に記載の無線通信システムの制御装置。
（付記１０）
前記制御装置は、
周囲から受信される無線信号の受信強度を測定する受信強度測定手段をさらにそなえ、
前記受信周波数設定手段は、
前記受信強度測定手段による測定結果が最小の無線周波数を前記受信周波数として設定する、
ことを特徴とする、付記６〜９のいずれか１項に記載の無線通信システムの制御装置。
（付記１１）
前記帯域通過フィルタは、前記複数の無線周波数のうち隣接する複数の無線周波数の信号を通過しうる通過帯域幅を有することを特徴とする、付記７記載の無線通信システムの制御装置。
（付記１２）
前記帯域阻止フィルタは、前記複数の無線周波数のうち隣接する複数の無線周波数の信号を阻止しうる阻止帯域幅を有することを特徴とする、付記８記載の無線通信システムの制御装置。
（付記１３）
無線タグと複数の無線周波数のいずれかを用いて通信する無線通信システムであって、
前記無線周波数の信号のいずれかを通過又は阻止する超伝導フィルタと、
付記６〜１２のいずれか１項に記載の制御装置と、
をそなえたことを特徴とする、無線通信システム。
【国際調査報告】
2008146379.tif 000012
2008146379.tif 000013