(57)【要約】トランスポンダ(20)との非接触通信用リーダ装置（10、10'）のための電気回路（12、12'）が開示される。電気回路（12、12'）は、前記トランスポンダ(20)から無線信号（TRS）を受信するように設計された、前記リーダ装置（10、10'）のアンテナ(11)への接点（13a、13b）を具える。さらに、電気回路（12、12'）は、アンテナ接点（13a、13b）に接続されるとともに、前記無線信号（TRS）を表す前記アンテナ(11)からの入力電圧(VI)を処理するように構成される受信モジュール(14)を具える。受信モジュール(14)の満足な動作を与えるために、また、アンテナ回路の電気回路（12、12'）に対する悪いマッチングおよび／またはリーダ装置（10、10'）が動作する所の悪い環境状態を補償するために、電気回路は制御モジュール（15、15'）をさらに具える。前記制御モジュール（15、15'）は、前記入力電圧(VI)を基準値（VR）と比較し、前記入力電圧(VI)のレベルが所定レンジに保たれるように前記リーダ装置（10、10'）のプラントを調整するように構成される。本発明は、さらに、リーダ装置（10、10'）およびリーダ装置（10、10'）の動作方法に関するものである。
2009512054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスポンダとの非接触通信用に設計されたリーダ装置用の電気回路であって、
前記トランスポンダから無線信号を受信するように設計された前記リーダ装置のアンテナへの接点と、
前記アンテナ接点に接続され、前記無線信号を表す前記アンテナからの入力電圧を処理するように構成された受信モジュールと、
前記入力電圧を基準値と比較し、前記入力電圧のレベルが所定レンジ内に保たれるように前記リーダ装置のプラントを調整するように構成された制御モジュールと、
を具えることを特徴とする電気回路。
【請求項２】
請求項１に記載の電気回路において、
調節可能なダンピング素子が前記受信モジュールと前記アンテナ接点との間に配置され、
前記制御モジュールが、前記入力電圧を基準値と比較し、それに応じて前記ダンピング素子を調整するように構成された、
ことを特徴とする電気回路。
【請求項３】
請求項１に記載の電気回路において、
調節可能な増幅器が前記アンテナを駆動するように構成され、
前記制御モジュールが、前記入力電圧を基準値と比較し、それに応じて前記増幅器を調整するように構成される、
ことを特徴とする電気回路。
【請求項４】
請求項２および請求項３に記載の電気回路。
【請求項５】
トランスポンダとの非接触通信のために設計されたリーダ装置において、
請求項１〜４のいずれかに記載の電気回路と、前記電気回路に接続されたアンテナとを具えることを特徴とするリーダ装置。
【請求項６】
トランスポンダとの非接触通信のために設計されたリーダ装置の受信モジュールの入力電圧レンジを制御する方法であって、
前記入力電圧を基準値と比較するステップと、
前記入力電圧のレベルが所定レンジ内に保たれるように前記リーダ装置のプラントを調整するステップと、
を具えることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記入力電圧を基準値と比較するステップと、
それに応じて、前記受信モジュールと前記リーダ装置のアンテナとの間に配置されたダンピング素子を調整するステップと、
を具えることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法であって、
前記入力電圧を基準値と比較するステップと、
それに応じて、前記リーダ装置のアンテナを駆動するように構成された増幅器を調整するステップと、
を具えることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項６に記載の方法であって、
前記入力電圧を基準値と比較するステップと、
それに応じて、前記受信モジュールと前記リーダ装置のアンテナとの間に配置されたダンピング素子を調整するステップと、
それに応じて、前記リーダ装置のアンテナを駆動するように構成された増幅器を調整するステップと、
を具えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスポンダとの非接触通信用に設計されたリーダ装置用の電気回路であって、前記トランスポンダからの無線信号を受信するように設計された前記リーダ装置のアンテナへの接点を具えるとともに、前記アンテナ接点に接続され、前記無線信号を表す前記アンテナからの入力電圧を処理するように構成された受信モジュールを具える電気回路に関するものである。
【０００２】
本発明はさらに、本発明の電気回路と該回路に接続されたアンテナとを具える、トランスポンダとの非接触通信用に設計されたリーダ装置に関するものであり、また、トランスポンダとの非接触通信用に設計されたリーダ装置の受信モジュールの入力電圧レンジを制御する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
冒頭の段落で特定された非接触リーダ装置は、今日では広く、特にサービス部門、物流分野、商業分野、および工業生産分野で使われている。スマートカードに基づく例は、建物および会社の出入管理スシステム、支払いシステム、個人識別用のスマートカード（例えばパスポート）である。いわゆるＲＦＩＤタグに基づく例は、物体および製品の識別／価格決定システム、動物のタグ付けおよびＲＦＩＤタグ内蔵紙である。無論、上述した例が、多数のアプリケーションのほんの一部分であり、スマートカードおよびＲＦＩＤタグが用いられるものの単なる例示であると理解されたい。さらに、近距離無線通信規格（略してＮＦＣ）の来たる技術もまた同じ技術分野に応用される。以下、ＲＦＩＤタグ、スマートカードおよびＮＦＣデバイス（パッシブモードにある）は、概してトランスポンダと称する。
【０００４】
これらの全システムには、無線レンジ内でトランスポンダと通信するリーダ装置が必要である（ＮＦＣは装置がリーダとしても作用することができるので必須ではない）。従って、リーダ装置は、コマンドまたはデータを具えることができる無線信号を外部に送信し、その信号はトランスポンダによって受信できる。さらに、データおよびコマンドは、トランスポンダによってリーダに返送できる。トランスポンダはパッシブトランスポンダおよびアクティブトランスポンダを含む。パッシブトランスポンダの場合、トランスポンダは自分自身も給電するために電磁界のエネルギーを使用するが、一方、アクティブトランスポンダは自分自身の電源（例えば電池）を有する。さらにまた、リーダ装置とトランスポンダと間の結合は、誘導結合、電磁後方散乱結合、密結合および電気結合などの様々な種類の結合に区別できる。最後に、様々なシステムは、下は数ｋＨｚから上は数ＧＨｚまでの異なる周波数範囲で動作する。簡潔にするために、以下では、一般的なシステム特性についておよび、必要に応じて、特別なシステム特性、例えば誘導結合あるいは誘導結合システムの負荷変調の概念について言及する。しかし、容易に認められるように、本発明の目的および本発明の目的を達成するための手段は、あらゆる種類の識別システムに適用可能である。
【０００５】
リーダ装置を設計する際に解決すべき１つの課題は、システムの異なる境界条件、すなわち、リーダ装置とトランスポンダとの間の異なる距離、異なる環境状態（無線レンジ内の妨害物体）、および、最後であるが大事なこととして、開発者が特別なアンテナを有する特別な電気リーダ回路を用いなければならないという異なる設計ガイドラインをどのように扱うべきかである。
【０００６】
従来技術には、異なる方法を示す例がいくつかある。それらのうちの1つは、１９９９年８月２６日出願のＷＯ９９／４３０９６「Data communications terminal and method of adjusting a power signal generated therefrom」に開示される。これには、データ通信端末は、パワー信号を携帯用データ装置に送信するためのアンテナ回路を含む。この端末は、さらに、アンテナ回路のインピーダンス特性をモニタすることによって、携帯用データ装置からの通信フィードバックなしで、携帯用データ装置のパワーを自動的に調整する方法を含む。モニタしているインピーダンス特性の変化が検出されると、データ通信端末は携帯用データ装置に送信するパワー信号のパワーレベルを調整する。
【０００７】
ＷＯ９９／４３０９６は、被制御変数がリーダ装置のアンテナを流れる電流またはアンテナのインピーダンスであることを開示している。プラント（被制御システム）は出力増幅器を含み、設定値は出力増幅器の電源電圧である。このシステムでは、リーダ装置とトランスポンダとの間の異なる距離を補償することができるので、距離が小さいときの加熱によるトランスポンダへの損傷を回避し、距離が大きいときの送信データの消失を回避する。しかし、ＷＯ９９／４３０９６は、リーダ装置の入力段を処理することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それゆえ、本発明の目的は、リーダ装置の入力段への損傷を回避すること、および、特に前記入力段の最適動作を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、冒頭の段落で特定された電気回路であって、前記入力電圧を基準値と比較し、前記入力電圧のレベルが所定レンジに保たれるように前記リーダ装置のプラントを調整するように構成される制御モジュールをさらに具える電気回路によって達成される。
【００１０】
本発明の目的は、さらに、本発明の電気回路と該回路に接続されたアンテナとを具える、トランスポンダとの非接触通信用に設計されたリーダ装置によって達成される。
【００１１】
最後に、本発明の目的は、トランスポンダとの非接触通信用に設計されたリーダ装置の受信モジュールの入力電圧レンジを制御する方法であって、
前記入力電圧を基準値と比較するステップと、
前記入力電圧のレベルが所定レンジに保たれるように前記リーダ装置のプラントを調整するステップと、
を具える方法によって達成される。
【００１２】
上述した方法は、電気回路とアンテナ回路との間の整合およびリーダ装置の周辺環境状態が変化しうるにもかかわらず、受信モジュールが最適動作レンジで動作することができるという有利な効果を提供する。
【００１３】
本発明の有利な実施例では、調節可能なダンピング素子が前記受信モジュールと前記アンテナ接点との間に配置され、前記制御モジュールが前記入力電圧を基準値と比較し、それに応じて前記ダンピング素子を調整するように構成される。かなり頻繁に、振幅１００Ｖまで到達しうるアンテナ電圧を受信モジュールに適したレベルまで低減させる必要がある。使用される技術に応じて、入力電圧は数ボルトのレンジ内にしなければならない。原則として、ダンピング素子は現在用いられているリーダ装置に含まれているので、本発明は、既存のダンピング素子（一般的に分圧器である）を調節可能なダンピング素子（例えば（デジタル制御）ポテンシオメータ）と交換することによって比較的簡単に実現することができる。
【００１４】
本発明の更なる有利な実施例では、調節可能な増幅器が前記アンテナを駆動するように構成され、前記制御モジュールが前記入力電圧を基準値と比較し、それに応じて前記増幅器を調整するように構成される。リーダ装置は、通常、アンテナを駆動し、１００Ｖまでの信号振幅を提供するための（パワー）増幅器を具える。増幅器はすでに一般のリーダ設計に存在するので、本発明を実現するのに必要な労力は比較的少ない。本発明を実現するには、増幅器を利得調整用の追加の入力端を有する増幅器と交換する、あるいは、出力増幅器が飽和状態で動作する場合（非常によくあるケースである）には、単に増幅器の電源電圧を調整する。
【００１５】
本発明の非常に有利な実施例では、調節可能なダンピング素子が前記受信モジュールと前記アンテナ接点との間に配置され、かつ、調節可能な増幅器が前記アンテナを駆動するように構成され、前記制御モジュールが前記入力電圧を基準値と比較し、それに応じて前記ダンピング素子と前記増幅器とを調整するように構成される。この場合、上述した２つの方法が結合されるので、提供される自由度は増加する。さらにまた、多種多様の妨害パラメータ、すなわちアンテナ回路の不良整合および好適でない環境状態を、両方の調整が可能であるという追加の効果によって補償することができる。
【００１６】
さらに他の有益な実施例では、リーダ装置のプラントは初期値に設定され、前記プラントは入力電圧のレベルを段階的に増加させる方法で調整され、入力電圧が所定レベルに到達したらその調整を終了する。この例では、アンテナ電圧、ひいては入力電圧は低い側から開始して増加するので、高感度受信モジュールへの損傷を防止する。しかし、入力電圧は高い側から開始して、入力電圧のレベルを段階的に減少させる方法で前記プラントを調整することも考えられる。最適レベルに到達すると、受信モジュールの満足な動作が得られるのでシーケンスは終了する。最終的な調整は、後の使用のために、例えばリーダ装置のその後のパワーオンのために、電気回路のメモリに格納することもできる。従って、使用される制御モジュールは、マイクロプロセッサまたはステートマシンを具えることが好ましい。
【００１７】
さらに、入力電圧が特定のレベルに到達したとき、１つの調整ステップを反転させるのが有益である。ある状況下では、受信モジュールの入力電圧に関して多少余裕を持つことが有用であるかもしれない。それゆえ、入力電圧が前記所定レベルを上回る第１の調整は反転されるため、リーダ装置はその後、前記所定レベルよりわずかに下で動作する。また、入力電圧の調整を高い側から開始することも考えられる。この場合、リーダ装置はその後、上述した所定レベルのわずかに上で動作する。さらに、最終的な調整が後の使用のために格納されるということも考えられる。
【００１８】
所定レベルに到達できない場合、最後の調整を使用するのが更に有益である。この場合、ターゲットレンジに到達できないので、最良の可能な調整が、リーダ装置の後の動作のために使われる。これは、電気回路に全く整合していないアンテナ回路または全く好適でない環境状態で動作するリーダ装置に起因しうる。
【００１９】
最後に、制御モジュールが連続コントローラを具える場合もまた有益である。このような制御装置の一例は標準のＰＩＤコントローラであり、ＰＩＤコントローラにおいて、制御機構の比例／積分／微分シェアを独立して設定できる。通常、制御シーケンスの処理はタイム・クリティカルではないので、ＰコントローラまたはＰＩコントローラを用いることができる。
【００２０】
本発明のこれらおよび他の態様は、以下に記載されている実施例に関して説明することにより明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を、図面に示した実施例を非限定的実施例として参照しながら、より詳細に説明する。
【００２２】
図１は、トランスポンダアンテナ21とトランスポンダ回路22とを具えるトランスポンダ20と通信するリーダ装置10を示す。したがって、リーダ装置10はアンテナ11と電気回路12とを具える。電気回路12自体は、接点13a、13bによってアンテナ11に接続されている。電気回路12内部には、受信モジュール14、制御モジュール15、ダンピング素子16および第１および第２の増幅器17a、17bがある。第１の接点13aは、第１の増幅器17aの出力端に接続されている。したがって、第２の接点13bは、第２の増幅器17bの出力端に接続されている。さらに、第２の接点13bは、ダンピング素子16を間に介して、受信モジュール14の入力端に接続されている。受信モジュール14の入力端は、制御モジュール15の入力端にさらに接続されている。制御モジュール15の出力は破線で示される。１つの出力は増幅器に接続され、他の出力はダンピング素子16に接続されている。
【００２３】
本発明を説明するのに必要なリーダ装置の要素のみが示されている点に留意されたい。さらに、図は完全な電気回路ではなく、機能的な接続を有する機能的な構成要素の構成を示す。
【００２４】
図１に示される装置は以下のように機能する。データ信号DSは増幅器17a、17bの入力端に供給される。このデータ信号DSは（反対極性で）増幅され、接点13a、13bを介してアンテナ11に供給される。次に、アンテナは、データ信号DSに従うリーダ無線信号RRSをトランスポンダ20に送信し、このリーダ無線信号RRSはトランスポンダアンテナ21によって受信され、トランスポンダ回路20内で再びデータ信号に変換される。パッシブトランスポンダの場合、トランスポンダ20は自分自身も給電するために電磁界のエネルギーを使用するが、一方、アクティブトランスポンダは自分自身の電源（例えば電池）を有する。トランスポンダ20は、受信したデータ信号の結果として、トランスポンダ無線信号TRSをリーダ装置10に返送する。誘導結合システムに関する本実施例では、これは、リーダ装置10によって放射される電磁界を負荷変調することによってなされる。しかし、本発明は、等価な方法で他の無線システム、特に、電磁後方散乱結合システム、密結合システムおよび電気結合システムに適用できる点に注意されたい。トランスポンダ無線信号TRSはリーダ装置10で検出される。このために、トランスポンダ無線信号TRSはアンテナ11を介して受信され、アンテナ11はこの信号を受信モジュール14に送り、受信モジュール14はこの信号を受信データDRのストリームに変換する。その後、この受信データDRは、マイクロプロセッサ（図示せず）によって処理することができる。
【００２５】
受信モジュール14は、アンテナ電圧の変化を評価することによって、トランスポンダ無線信号TRS内の異なるビットを検出する。トランスポンダ20がデジタルデータを転送するとき、トランスポンダ20は電界を負荷変調する。すなわち、トランスポンダ回路22がトランスポンダアンテナ21を短絡する。これによって、リーダアンテナ11に電圧降下が生じ、この電圧降下を受信モジュール14によって検出することができる。これらの電圧降下は、比較的小さいこと、さらに、リーダ装置10とトランスポンダ20との間の距離によって異なることを容易に想像することができる。受信モジュール14の満足な動作のために、入力電圧VIのレベルを所定レンジ内に保つと有利である。言い換えると、変調された場合とされない場合におけるリーディング装置10のアンテナ電圧の振幅を所定レンジ内に保たなければならない。負荷変調によって生じる電圧降下は比較的小さいので、変調されない場合の入力電圧VIが特定の振幅を有しなければならないと単純に言うことができる。入力電圧VIは、第１に、増幅器17a、17bの出力電力に依存し、第２にアンテナ回路の設計に依存し、第３に環境状態、すなわち、リーディング装置の無線レンジ内の、電磁界に影響を与える物体、特に金属製の物体に依存する。従って、追加の手段を講じることなく、入力電圧VIを好ましいレンジ内に保つことはできない。３つの手段を以下に示す。
【００２６】
ａ）増幅器17a、17bの利得を制御すること
上述したように、リーダ装置10の出力電力は、増幅器17a、17bの出力電力に依存するが、アンテナ回路と電気回路12との整合にも依存する。両方のインピーダンスが整合しているとき、すなわち、電気回路12のインピーダンスがアンテナ回路のインピーダンスの複素共役のとき、最大電力が電気回路12からアンテナ回路（図１のアンテナ11のみから成る）に伝送される。通常、電気回路12の方がわずかに容量性の傾向があるので、アンテナ11のインダクタンスを補償するために、通常、キャパシタ（図２の18a、18b参照）を用いてこの状態を提供する。その結果、アンテナ回路はリーダ装置10の搬送波周波数で共振状態になる。しかし、電気回路12自身が種々に変化することがあり、アンテナも他の境界条件を有するので、アンテナ回路を電気回路12とマッチングさせることは簡単な作業でない。さらに、リーダ装置10の組み立ては、電気回路12の製造業者と異なる製造業者によって成されることが多い。それゆえ、電気回路12の振る舞いに対する深い洞察は、リーダの組み立て業者に利用できないことが多い。さらに、上述したように、リーダ装置10の環境状態もアンテナ11の出力電力に影響する。最悪の場合として、リーダ装置10付近の電磁シールドが考えられる。それゆえ、十分に整合されていないアンテナ11および好ましくない環境状態が入力電圧VIのレベルの減少につながるということが確かに認められるであろう。本発明によれば、受信モジュール14の満足な動作を確実にするために、増幅器17a、17bの利得が適宜に調整され、すなわち、入力電圧VIのレベルが減少すると利得が増加し、こうして、十分に整合されていないアンテナ11および／または伝送路上の電波送信のためには悪い環境状態が補償される。従って、入力電圧VIと基準電圧VRが制御モジュール15に供給され、制御モジュール15が入力電圧VIを監視し、基準電圧VRと比較された入力電圧VIのレベルに応じて、第１の制御信号C1（破線）によって増幅器17a、17bの利得を増減する。一般に、増幅器は飽和状態で動作するので、利得の増加は増幅器17a、17bの電源電圧を単に増加することによって達成できる。しかし、調節可能な利得を有する増幅器を使うことも考えられる。この場合、第１の制御信号C1は、増幅器17a、17bの対応する入力端に供給される。上述した検討のために、ダンピング素子16の調整は一定に保たれ、従って受信モジュール14の入力電圧VIに影響を与えないと仮定した点に注意されたい。したがって、第２の制御信号C2は、制御モジュール15の対応する出力と同様に省略することができる。
【００２７】
制御工学の観点から（標準の制御ループを示す図３参照）、基準電圧VRが制御ループのための基準値rとして作用し、入力電圧VIがシステムの制御変数yとして作用する。したがって、基準電圧VRと入力電圧VIとの差分はエラーeであり、このエラーeは制御装置Cに供給される。また、増幅器17a、17bは制御ループのプラントPであり、第１の制御信号C1は制御ループの設定値uとして作用する。制御モジュール15は、加算点と制御ループの制御装置Cを具える。
【００２８】
ｂ）ダンピング素子16によって減衰を制御すること
アンテナ11と受信モジュールとの間に、ダンピング素子16、本例では可変抵抗またはポテンシオメータが存在する。このダンピング素子16は、調整に応じてアンテナ電圧を多かれ少なかれ減衰させるので、受信モジュール14の入力電圧VIがアンテナ電圧およびダンピング素子16の調整に依存することが理解される。上述したように、入力電圧VIのレベルは受信モジュール14の満足な動作のために所定レンジ内に保たれなければならない。このことを確実にするために、本発明によれば、ダンピング素子16による減衰が適宜に調整され、すなわち、入力電圧VIのレベルが減少すると減衰が減少し、こうして、十分にマッチングされていないアンテナ11および／または伝送路上の電波送信のためには好ましくない環境状態が補償される。従って、入力電圧VIは基準電圧VRと同様に制御モジュール15に供給され、制御モジュール15は入力電圧VIを監視して、基準電圧VRと比較された入力電圧VIのレベルに応じて、第２の制御信号C2（破線）によってダンピング素子16による減衰を増減する。本実施例では、ダンピング素子16として調節可能な抵抗器、特にデジタル制御ポテンシオメーター（ＤＣＰとも称する）が用いられる。それゆえ、この場合、第２の制御信号C2はデジタル値であるが、他の可能性が考えられる点に留意されたい。また、上述した検討のために、増幅器17a、17bの利得は一定に保たれ、従って受信モジュール14の入力電圧VIに影響を与えないと仮定した点に注意されたい。したがって、第１の制御信号C1は、制御モジュール15の対応する出力と同様に省略することができる。
【００２９】
制御工学の観点から、基準電圧VRが再び制御ループの基準値rとして作用し、入力電圧VIがシステムの制御変数yとして作用する。したがって、基準電圧VRと入力電圧VIとの差分はエラーeであり、このエラーeは制御装置Cに供給される。実施例ａ）と異なり、ダンピング素子16が制御ループのプラントPであり、第２の制御信号C2が制御ループの設定値uとして作用する。また、制御モジュール15は、加算点と制御ループの制御装置Cを具える。
【００３０】
ｃ）ａ）およびｂ)の組合せ
この実施例では、増幅器17a、17bの利得とダンピング素子14による減衰がともに制御される。したがって、図１に示す制御信号C1およびC2が用いられ、制御モジュール15がいわゆる二次元の制御装置であることを意味する。都合のよいことに、入力電圧VIのレベルのより大きな変化は、２つの自由度のため、制御モジュール15のより複雑な設計を代償として補償することができる。いずれにせよ、システムは安定を維持するように注意するべきであり、このシステムは、両プラント、すなわち、増幅器17a、17bおよびダンピング素子16が線形特性を有するという事実のために単純化される。
【００３１】
図２は、リーダ装置10'の他の実施例のより詳細な図を示す。リーダ装置10'はアンテナ11に接続された電気回路12'を具える。図１の実施例と異なり、この実施例では、キャパシタ18a、18bがアンテナ11と外部接点13a、13bとの間にある。電気回路12'の構成は電気回路12の構成と非常に類似している。制御モジュール15'は、増幅器17a、17bと、本例ではデジタル制御ポテンシオメータであるダンピング素子16とを制御する。制御モジュール15'は、制御装置150、比較器151、デジタル−アナログ変換器152（略してＤ／Ａ変換器）、スイッチ153および３つの抵抗154〜156を具える。この例では、Ｄ／Ａ変換器152はパラレルインターフェースを有し、ダンピング素子16はシリアルインタフェースを有する。
【００３２】
制御モジュール15'の機能は以下の通りである。受信モジュールの入力電圧VIは、制御モジュール15'の入力として作用し、入力電圧VIは比較器151によって基準電圧VRと比較される。さらに、入力電圧VIは制御ループの制御変数yとして作用し、基準電圧VRは基準値rとして作用する。したがって、比較器151の出力は制御ループのエラーeを表す。このエラーeは制御装置150に供給され、第１の制御信号C1および第２の制御信号C2の対応する出力値を算出する。この実施例では、単純なステートマシンであると仮定される制御装置150は、入力電圧VIが基準電圧VRより低い場合、増幅器17a、17bの利得を段階的に増加させ、ダンピング素子16による減衰を段階的に減少させる。この場合、制御装置150は、さらに信号をスイッチ153に送り、第２のスイッチングパスに切り換えて、抵抗155と156との間に与えられる低い基準電圧VRlを供給する。入力電圧VIが基準電圧VRを超えると、増幅器17a、17bの利得は減少し、ダンピング素子16による減衰は増加する。同時に、制御装置は、信号をスイッチ153に送り、第１のスイッチングパスに切り換えて、抵抗154と155との間に与えられる高い基準電圧VRuを供給する。抵抗154〜156と組み合わせたスイッチ153は、高低の基準電圧VRu、VRlの間で切り換えられる基準電圧VRを供給することが当然理解される。それゆえ、制御モジュール15'はシステムを安定化させるヒステリシスを有する。アンテナ11およびキャパシタ18a、18bによって形成される共振回路によって生じる遷移による制御ループへの悪影響を回避するために、制御装置150は１２８μｓごとに次のステップに切り換わる。この遅延は１３．５６ＭＨｚに対して使用するのが好ましい。しかし、特に１３．５６ＭＨｚと異なる搬送波周波数を使用するときは、他の遅延を使うこともできる。
【００３３】
図２の、特に制御モジュール15'の構成要素は、実質的な物理的な構成要素を示すというよりむしろ機能的な意味を有する。それゆえ、比較器151は、（入力電圧VIの負値を処理する）デジタル加算器と同様にオペアンプとすることができる。したがって、制御装置150は、アナログコントローラまたはデジタルコントローラ（特にマイクロプロセッサ）とすることができる。スイッチ153は実スイッチまたはマルチプレクサとしてもよい。基準電圧VRは実電圧でなく、マイクロコントローラのデジタル基準値とすることさえ考えられる。この場合、スイッチ153は省略できる。その代わりに、メモリの２つのデジタル基準値によってヒステリシスを与えることができる。上述したように、Ｄ／Ａ変換器152はパラレルインターフェースを有するが、ダンピング素子16はシリアルインタフェースを有する。しかし、他のインターフェイスも同様に考えられる。さらに、アナログおよびデジタルの構成要素を混合した設計も考えられる。信号は適宜変換されることに注意さえすればよい。最後に、入力電圧VIと基準電圧VRとの比較を各種方法で行うことができる点について概説する。第１に、アンテナ電圧を整流し、従って、整流した入力電圧VIをＤＣ基準電圧と比較できる。第２に、整流電圧をローパスフィルタによってフィルタ処理すると有利である（図４の包絡線参照）。第３に、アンテナ電圧をそのまま使うこともできる、すなわち、ＡＣ入力電圧VIをＡＣ基準電圧と比較することができる。この場合、両方の電圧が同一の位相および周波数を有することが必要である。最後に、ＡＣ入力電圧VIをＤＣ基準電圧VRと比較することも可能である。この場合、比較はある時点であるいはある位相で行われる。図４を参照すると、入力電圧VIの最大点で、比較的短い時間を要するのみであるサンプル値が取られる。
【００３４】
制御は、特に初期設定時に、常時動作する、あるいは、オンデマンド動作することができる点にも注意する必要がある。この場合、リーダ装置は、リーダ装置が設置された場所で環境状態に適応することができる。そこで、例えば、建物の入口の横の壁にリーダ装置を固定した後に、技術者が「セットアップ」ボタンを押す。このセットアップ機能は、増幅器17a、17bおよび／またはダンピング素子16の最適な調整が見つからなかった場合に限り、本発明の制御機構を起動する。最適動作点が見つかるとすぐに手順は止められる。
【００３５】
図４を参照して、セットアップ・シーケンスをより詳細に説明する。このシーケンスは低い出力パワーで開始されることが望ましい。それゆえ、増幅器17a、17bの電源電圧は、セットアップ・シーケンスの開始時に減少する。図４は、第１の制御信号C1が対応する階段状の減少を有することを示す。その結果、アンテナの出力電力、従って入力電圧VI（VIの包絡線参照）のレベルが減少する。第１の時間間隔の後（従って、入力電圧VIの包絡線の遷移期間後）、本例では１２８μｓ後に、入力電圧VIは基準電圧VR（この時点では低い基準電圧VRl）と比較される。制御装置150は、入力電圧VIがターゲットレンジより低いことを検出する。従って、第１の制御信号C1および増幅器17a、17bの出力電力は、１ステップ増加する。入力電圧VIは、次の１２８μｓ後に、再びターゲットレンジより低い。最終的に、第１の制御信号C1が次に上昇すると、ターゲットレンジを上回る入力電圧VIをもたらす。したがって、最終ステップが反転されるため、最終的に、入力電圧VIのレベルは高い基準電圧VRuと低い基準電圧VRlとの間のターゲットレンジ内に維持される。
【００３６】
図４に示される手順の他に、増幅器17a、17bの利得を増加する代わりに、ダンピング素子16による減衰を段階的に減少させることもできる点に注意されたい。また、上述したように、増幅器17a、17bの利得を増加するのと同時に、ダンピング素子16による減衰を減少させることも可能である。最初に増幅器17a、17bの利得を増加し、次にダンピング素子16による減衰を減少させるシーケンスも、またその逆も考えられる。上の実施例に対しても、アンテナの整合が完全に悪いわけではなく、環境状態がそれほど好ましくないと仮定したので、入力電圧VIは時々、低い基準電圧VRlに到達する（高い基準電圧VRuを上回ることさえある）。この仮定は必須でない。それゆえ、所望の限界値に到達しないとき、単純に、入力電圧VIの最高レベルを与える調整が使用される。
【００３７】
受信モジュール14の正常動作には比較的低いレベルの入力電圧VIで充分であるとみなされる場合には、入力電圧VIのレベルが低い基準電圧VRlを上回るとき、シーケンスは中断させることさえできる。第３の可能性は、入力電圧VIが高い基準電圧Vruも上回るまで待つことである。ここで、図４で示すように１ステップを後退させる代わりに、その調整をそのまま受け入れることができる。これらの実施例が多数の可能性の一部をカバーするだけであり、本発明の範囲を逸脱することなく他のシーケンスを見つけることが可能であるということは容易によく理解されたい。
【００３８】
第１の制御信号C1および／または第２の制御信号C2の値は、後の使用のために、電気回路12のメモリに格納できるので（図４のステップ「格納」参照）、セットアップ手順は一度だけ実行しさえすればよい。これらの値がリーダ装置10を起動する度に読み出され、増幅器17a、17bおよび／またはダンピング素子16を調整するために使われる。
【００３９】
上述したように、制御機構の更に有用な用途は、異なるアンテナ回路を電気回路12、12'に適合させることである。それゆえ、本発明は、例えば、リーダ装置10、10'の組み立て業者によって、単一の電気回路12、12'を異なるアンテナ設計に簡単に適合させるために用いることもできる。この場合も、「セットアップ」シーケンスを起動させるだけでよい。
【００４０】
最後に、上述の実施例は本発明を制限するのではなく例示であり、当業者は請求の範囲に記載の本発明の範囲内において、多くの代替実施例を設計することができる点に留意されたい。「具える」という動詞は、全体として、請求項または明細書に記載されていない要素またはステップの存在を除外しない。意味が通じる限り、単数形の使用は複数の使用を除外しない（逆も同様）。いくつかの手段を列挙しているデバイス請求項において、これらの手段のいくつかは、ソフトウェアまたはハードウェアの同一部材によって具現化できる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に引用されているが、このことは、これらの手段の組合せが有利に使用できないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】トランスポンダと通信する本発明のリーダ装置を示す。
【図２】本発明のリーダ装置のより詳細な図である。
【図３】標準の制御ループである。
【図４】本発明のリーダ装置のセットアップ・シーケンスである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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