(57)【要約】【課題】  可及的に簡単な構成により受信側における送信側からの影響を解消する無線通信装置を提供する。【解決手段】  複数の受信アンテナ２６は、それら複数の受信アンテナ２６のうち少なくとも２つの受信アンテナ２６によりそれぞれ受信される受信信号を演算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されていることから、送信側からの直接波成分を除去するために専用の要素を設ける必要がない。すなわち、可及的に簡単な構成により受信側における送信側からの影響を解消する無線タグ通信装置１２を提供することができる。【選択図】  図４
2006041577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の通信対象に向けて送信アンテナから送信信号を送信すると共に、該通信対象から返信される返信信号を複数の受信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、
前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも２つの受信アンテナによりそれぞれ受信される受信信号を演算することで該受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも２つの受信アンテナによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに逆位相である受信信号を加算することで該受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものである請求項１の無線通信装置。
【請求項３】
前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも２つの受信アンテナによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに同位相である受信信号を引算することで該受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものである請求項１の無線通信装置。
【請求項４】
前記複数の受信アンテナそれぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように少なくとも１つの受信アンテナにより受信される受信信号を増幅又は減衰させるレベル調整部を備えたものである請求項１から３の何れかの無線通信装置。
【請求項５】
前記複数の受信アンテナのうち少なくとも２対の受信アンテナによりそれぞれ受信される受信信号を各対毎に合成することで該受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させる複数の合成部と、
それら複数の合成部により合成された合成信号それぞれに与えるウェイトを制御するウェイト制御部と、
該ウェイト制御部によりウェイトを与えられた合成信号を合成する第２の合成部と
を、備えたものである請求項１から４の何れかの無線通信装置。
【請求項６】
前記送信アンテナ及び複数の受信アンテナは、互いに平行を成すように配設された棒状アンテナ素子である請求項１から５の何れかの無線通信装置。
【請求項７】
前記送信アンテナ及び複数の受信アンテナは、該送信アンテナと各受信アンテナとの距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波の波長と等しくなるように、又は該波長の２分の１倍となるように配設されたものである請求項１から６の何れかの無線通信装置。
【請求項８】
前記通信対象は、前記送信アンテナから送信される送信信号に応じて所定の情報を含む返信信号を返信する無線タグである請求項１から７の何れかの無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の通信対象との間で無線にて情報の送受信を行う無線通信装置に関し、特に、受信側における送信側からの影響を解消するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の通信対象に向けて送信信号を送信すると共に、その通信対象から返信される返信信号を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が様々な情報通信の分野で利用されている。斯かる無線通信装置の一態様として、所定の情報が記憶された小型の無線タグ（応答器）との間で無線にて情報の通信を行う無線タグ通信装置（質問器）が知られている。この無線タグ及び無線タグ通信装置は、電波を介して非接触で情報の読み出しや書き込みを行うことでその無線タグが取り付けられた対象物を識別する所謂ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムを構成するものであり、通信対象である無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されてい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おいて実用が期待されている。
【０００３】
ところで、通常、前記無線タグ通信装置は、前記無線タグに向けて所定の送信信号をアンテナから送信すると共に、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が混入して全体の受信信号強度が増大する。この送信側からの回り込み信号は質問器においては強度の強い雑音信号であり、無線タグからの返信信号の強度は非常に弱いため、信号対雑音比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直接波成分を除去する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された中継局用アンテナ装置の回り込み除去方法がそれである。この技術によれば、受信信号を受け取る親局アンテナの方向に受信アンテナを指向させると共に、送信アンテナの方向に補助アンテナを指向させ、その送信アンテナから受信アンテナへ回り込む回り込み信号が小さくなるように前記補助アンテナにより受信される信号の励振振幅及び励振位相を制御することにより、受信側における送信側からの影響を解消することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３６１１５号公報
【０００５】
しかし、前記従来の技術では、前記補助アンテナをはじめとする回り込み信号の除去専用の要素を設ける必要があり、装置の構成が複雑且つ小型化が困難になるという弊害があった。すなわち、可及的に簡単な構成により受信側における送信側からの影響を解消する無線通信装置の開発が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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、可及的に簡単な構成により受信側における送信側からの影響を解消す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、所定の通信対象に向けて送信アンテナから送信信号を送信すると共に、その通信対象から返信される返信信号を複数の受信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、前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも２つの受信アンテナによりそれぞれ受信される受信信号を演算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されてい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、前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも２つの受信アンテナによりそれぞれ受信される受信信号を演算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されていることから、前記送信側からの直接波成分を除去するために専用の要素を設ける必要がない。すなわち、可及的に簡単な構成により受信側における送信側からの影響を解消す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、前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも２つの受信アンテナによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに逆位相である受信信号を加算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。
【００１０】
また、好適には、前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも２つの受信アンテナによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに同位相である受信信号を引算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。
【００１１】
また、好適には、前記複数の受信アンテナそれぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように少なくとも１つの受信アンテナにより受信される受信信号を増幅又は減衰させるレベル調整部を備えたものである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を更に好適に解消することができる。
【００１２】
また、好適には、前記複数の受信アンテナのうち少なくとも２対の受信アンテナによりそれぞれ受信される受信信号を各対毎に合成することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させる複数の合成部と、それら複数の合成部により合成された合成信号それぞれに与えるウェイトを制御するウェイト制御部と、そのウェイト制御部によりウェイトを与えられた合成信号を合成する第２の合成部とを、備えたものである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができることに加え、受信感度を高めることができる。
【００１３】
また、好適には、前記送信アンテナ及び複数の受信アンテナは、互いに平行を成すように配設された棒状アンテナ素子である。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を解消する実用的な無線通信装置を提供することができる。
【００１４】
また、好適には、前記送信アンテナ及び複数の受信アンテナは、その送信アンテナと各受信アンテナとの距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波の波長と等しくなるように、又はその波長の２分の１倍となるように配設されたものである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。
【００１５】
また、好適には、前記通信対象は、前記送信アンテナから送信される送信信号に応じて所定の情報を含む返信信号を返信する無線タグである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を解消する無線タグ通信装置を提供することができる。
【実施例１】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、本発明の無線通信装置が好適に用いられる通信システム１０を説明する図である。この通信システム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Ｆｃ（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Ｆｃを受信した上記無線タグ１４において所定の情報信号（データ）によりその質問波Ｆｃが変調され、応答波Ｆｒ（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。
【００１８】
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、上記無線タグ１４に対する情報の読み出し及び書き込みの少なくとも一方を実行するためにその無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであり、送信信号をディジタル信号として出力したり、上記無線タグ１４からの返信信号を復調する等のディジタル信号処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）１６と、そのＤＳＰ１６により出力された送信信号をアナログ信号に変換する送信信号Ｄ／Ａ変換部１８と、所定の周波数変換信号を出力する周波数変換信号出力部２０と、上記送信信号Ｄ／Ａ変換部１８によりアナログ信号に変換された送信信号の周波数をその周波数変換信号出力部２０から出力される周波数変換信号の周波数だけ高くするアップコンバータ２２と、そのアップコンバータ２２によりアップコンバートされた送信信号を質問波Ｆｃとして上記無線タグ１４に向けて送信するための送信アンテナ２４と、その質問波Ｆｃに応じて上記無線タグ１４から返信される応答波Ｆｒを受信するための複数（図２では２つ）の受信アンテナ２６ａ、２６ｂ（以下、特に区別しない場合には単に受信アンテナ２６と称する）と、それら受信アンテナ２６により受信される受信信号それぞれの周波数を上記周波数変換信号出力部２０から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くする複数（図２では２つ）のダウンコンバータ２８ａ、２８ｂ（以下、特に区別しない場合には単にダウンコンバータ２８と称する）と、それらダウンコンバータ２８のうち少なくとも１つに対応して設けられ、上記複数の受信アンテナ２６それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように少なくとも１つの受信アンテナ２６（図２では受信アンテナ２６ａ）により受信される受信信号レベルを調整するために所定のゲイン(例えば、受信アンテナ２６ａ、２６ｂと送信アンテナ２４との距離差に相当する自由空間基本伝搬損失の差)が設定されたレベル調整部３０と、上記ダウンコンバータ２８及びレベル調整部３０から出力されるダウンコンバートされた受信信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１６に供給する複数（図２では２つ）の受信信号Ａ／Ｄ変換部３２ａ、３２ｂ（以下、特に区別しない場合には単に受信信号Ａ／Ｄ変換部３２と称する）とを、備えて構成されている。
【００１９】
上記ＤＳＰ１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から成り、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータシステムであり、前記無線タグ１４への送信信号に対応するコマンドビット列を生成する送信ビット列生成部３４と、その送信ビット列生成部３４から出力されたディジタル信号をＦＳＫ方式で符号化するＦＳＫ符号化部３６と、そのＦＳＫ符号化部３６により符号化された信号をＡＭ方式で変調して上記送信信号Ｄ／Ａ変換部１８に供給するＡＭ変調部３８と、上記受信信号Ａ／Ｄ変換部３２によりディジタル信号に変換された受信信号を記憶する一時記憶装置として機能するメモリ部４０と、そのメモリ部４０から読み出される前記複数の受信アンテナ２６によりそれぞれ受信された受信信号Ｘ０、Ｘ１を合成する合成部４２と、その合成部４２により合成された合成信号をＡＭ方式で復調してＡＭ復調波を検出するＡＭ復調部４４と、そのＡＭ復調部４４により復調されたＡＭ復調波をＦＳＫ方式で復号化するＦＳＫ復号化部４６と、そのＦＳＫ復号化部４６により復号化された復号信号を解釈して前記無線タグ１４の変調に関する情報信号を読み出す返答ビット列解釈部４８とを、機能的に備えている。
【００２０】
図３は、前記無線タグ１４の構成を説明する図である。この図３に示すように、前記無線タグ１４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５０と、そのアンテナ部５０により受信された信号を処理するためのＩＣ回路部５２とを、備えて構成されている。そのＩＣ回路部５２は、上記アンテナ部５０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Ｆｃを整流する整流部５４と、その整流部５４により整流された質問波Ｆｃのエネルギを蓄積するための電源部５６と、上記アンテナ部５０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６４に供給するクロック抽出部５８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６０と、上記アンテナ部５０に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部６２と、上記整流部５４、クロック抽出部５８、及び変復調部６２等を介して上記無線タグ１４の作動を制御するための制御部６４とを、機能的に含んでいる。この制御部６４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６０に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部５０により受信された質問波Ｆｃを上記変復調部６２において上記メモリ部６０に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波Ｆｒとして上記アンテナ部５０から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００２１】
図４は、前記無線タグ通信装置１２に備えられた送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６について説明する図である。この図４に示すように、好適には、前記送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６は、ダイポールアンテナをはじめとする棒状アンテナ素子であり、同一平面内に互いに平行を成すように立設されている。また、好適には、前記複数の受信アンテナ２６相互間の距離は、前記送信アンテナ２４から送信される質問波Ｆｃの主搬送波の波長をλとしてその半波長すなわちλ／２とされている。
【００２２】
図５は、図４のように配設された前記複数の受信アンテナ２６により受信される前記無線タグ１４からの応答波Ｆｒ及び送信アンテナ２４からの質問波Ｆｃについて説明する図である。この図５に示すように、前記複数の受信アンテナ２６によって張られる平面の法線に対して角度θを成す方向から応答波Ｆｒが送られてきた場合には、前記受信アンテナ２６ａ、２６ｂに到達するまでの応答波Ｆｒの伝搬路差Δは、次の数式１で表される。また、この伝搬路差Δを位相差に換算すると次の数式２で表される。例えば、λ＝３２．８［ｃｍ］（９１５［ＭＨｚ］）、θ＝１５［°］である場合には、φ＝４６．６［°］とされ、前記受信アンテナ２６ａにより受信される応答波Ｆｒの位相は、前記受信アンテナ２６ｂにより受信される応答波Ｆｒよりも４６．６［°］進んだ値とされる。
【００２３】
［数式１］
Δ＝（λ／２）×ｓｉｎθ
［数式２］
φ＝（Δ／λ）×２π
【００２４】
図６は、前記複数の受信アンテナ２６により受信される前記送信アンテナ２４からの質問波Ｆｃのキャンセルについて説明する図である。前記受信アンテナ２６ａ、２６ｂにより受信される送信アンテナ２４からの直接波すなわち質問波Ｆｃに関する位相差は、前記無線タグ１４からの応答波Ｆｒの方向によらず一定であり、前記受信アンテナ２６ａ、２６ｂ相互間の距離がλ／２であることから、それら受信アンテナ２６ａ、２６ｂによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分は互いに逆位相となる。従って、前記受信アンテナ２６ａにより受信された受信信号Ｘ０と、受信アンテナ２６ｂにより受信された受信信号Ｘ１とが前記合成部４２により加算されることでそれら受信信号Ｘ０、Ｘ１に含まれる送信側からの直接波成分が低減乃至は消去させられる。ここで、前記受信アンテナ２６ａ、２６ｂ相互間の距離に対応して前記質問波Ｆｃが減衰するため、それら受信アンテナ２６ａ、２６ｂそれぞれにより受信される受信信号レベルは必ずしも等しくないが、前記レベル調整部３０により前記受信アンテナ２６ａにより受信された受信信号が増幅又は減衰させられることで、前記受信アンテナ２６ｂにより受信された受信信号とのレベルが互いに等しくなり、それら受信信号に含まれる直接波成分が好適にキャンセルされる。
【００２５】
図７は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による前記無線タグ１４との間の通信制御について説明するフローチャートであり、タグの読み取り動作毎に実行されるものである。
【００２６】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１において、前記コマンドビット列生成部３４から出力されたディジタル信号が前記ＦＳＫ符号化部３６によりＦＳＫ方式で符号化される。次に、ＳＡ２において、ＳＡ１にて符号化された信号が前記ＡＭ変調部３８においてＡＭ方式で変調される。次に、ＳＡ３において、ＳＡ２にて変調された信号が前記送信信号Ｄ／Ａ変換部１８及びアップコンバータ２２を介して前記送信アンテナ２４から前記無線タグ１４へ向けて質問波Ｆｃとして送信される。次に、ＳＡ４において、ＳＡ３にて送信された質問波Ｆｃに応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号が前記複数の受信アンテナ２６により受信され、前記ダウンコンバータ２８、レベル調整部３０、及び受信信号Ａ／Ｄ変換部３２等を介して前記メモリ部４０に記憶される。次に、ＳＡ５において、ＳＡ４にて前記メモリ部４０に記憶された前記受信アンテナ２６ａに対応する受信信号Ｘ０及び受信アンテナ２６ｂに対応する受信信号Ｘ１が読み出されて前記合成部４２により合成（加算）され、それら受信信号Ｘ０、Ｘ１に含まれる直接波成分がキャンセルされる。次に、ＳＡ６において、ＳＡ５にて合成された合成信号が前記ＡＭ復調部４４によりＡＭ方式で復調される。次に、ＳＡ７において、ＳＡ６にて復調された信号が前記ＦＳＫ復号部４６によりＦＳＫ方式で復号され、前記返答ビット列解釈部４８において前記無線タグ１４の変調に関する情報信号が読み出された後、本ルーチンが終了させられる。
【００２７】
このように、本実施例によれば、前記複数の受信アンテナ２６は、それら複数の受信アンテナ２６のうち少なくとも２つの受信アンテナ２６によりそれぞれ受信される受信信号を演算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されていることから、前記送信側からの直接波成分を除去するために専用の要素を設ける必要がない。すなわち、可及的に簡単な構成により受信側における送信側からの影響を解消する無線通信装置を提供することができる。
【００２８】
また、前記複数の受信アンテナ２６は、それら複数の受信アンテナ２６のうち少なくとも２つの受信アンテナ２６によりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに逆位相である受信信号を加算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものであるため、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。
【００２９】
また、前記複数の受信アンテナ２６それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように少なくとも１つの受信アンテナ２６により受信される受信信号を所定のゲインで調整させるレベル調整部３０を備えたものであるため、受信側における送信側からの影響を更に好適に解消することができる。
【００３０】
また、前記送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６は、同一平面内に互いに平行を成すように配設された棒状アンテナ素子であるため、受信側における送信側からの影響を解消する実用的な無線通信装置を提供することができる。
【００３１】
また、前記送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６は、その送信アンテナ２４と各受信アンテナ２６との距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波λの２分の１倍となるように配設されたものであるため、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。
【００３２】
また、前記通信対象は、前記送信アンテナ２４から送信される送信信号に応じて所定の情報を含む返信信号を返信する無線タグ１４であるため、受信側における送信側からの影響を解消する無線タグ通信装置１２を提供することができる。
【００３３】
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、以下の説明に用いる図面において、前述の実施例と共通する部分に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
【実施例２】
【００３４】
図８は、本発明の第２実施例である無線タグ通信装置６６の構成を説明する図である。この図８に示すように、本実施例の無線タグ通信装置６６のＤＳＰ１６には、前記レベル調整部３０のゲインを制御するゲイン制御部６８が機能的に備えられている。このゲイン制御部６８は、前記複数の受信アンテナ２６それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部３０における増幅率を定める。すなわち、前記メモリ部４０に一時記憶されて出力される前記受信アンテナ２６ａに対応する受信信号Ｘ０と、前記受信アンテナ２６ｂに対応する受信信号Ｘ１とのレベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部３０のゲインを制御する。
【００３５】
図９は、上記無線タグ通信装置６６のＤＳＰ１６による前記無線タグ１４との間の通信制御について説明するフローチャートであり、タグの読み取り動作毎に繰り返し実行されるものである。このフローチャートにおいて、前述した図７の制御と共通するステップに関しては同一の符号を付してその説明を省略する。この図８に示すＲＦＩＤ通信制御では、ＳＡ８において、ＳＡ４にて前記メモリ部４０に記憶された前記受信アンテナ２６ａに対応する受信信号Ｘ０及び受信アンテナ２６ｂに対応する受信信号Ｘ１が読み出されてそれらのレベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部３０のゲインが調整された後、ＳＡ５以下の処理が実行される。
【００３６】
このように、本実施例によれば、前記複数の受信アンテナ２６それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように少なくとも１つの受信アンテナ２６により受信される受信信号を増幅又は減衰させるレベル調整部３０のゲインを制御するゲイン制御部６８を含むものであるため、受信側における送信側からの影響を更に好適に解消することができる。
【実施例３】
【００３７】
図１０は、本発明の第３実施例である無線タグ通信装置７０の構成を説明する図である。この図１０に示すように、本実施例の無線タグ通信装置７０は、前記送信アンテナ２４から送信される質問波Ｆｃに応じて前記無線タグ１４から返信される応答波Ｆｒを受信するための複数（図１０では３つ）の受信アンテナ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信アンテナ２６と称する）と、それら受信アンテナ２６により受信される受信信号それぞれの周波数を前記周波数変換信号出力部２０から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くする複数（図１０では３つ）のダウンコンバータ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ（以下、特に区別しない場合には単にダウンコンバータ２８と称する）と、それらダウンコンバータ２８ａ、２８ｃに対応して設けられ、上記複数の受信アンテナ２６それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように上記受信アンテナ２６ａ、２６ｃによりそれぞれ受信される受信信号レベルを調整するために所定のゲイン(例えば、受信アンテナ２６ａ、２６ｂ、２６ｃと送信アンテナ２４との距離差に相当する自由空間基本伝搬損失の差)が設定されたレベル調整部３０ａ、３０ｂ（以下、特に区別しない場合には単にレベル調整部３０と称する）と、上記ダウンコンバータ２８及びレベル調整部３０から出力されるダウンコンバートされた受信信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１６に供給する複数（図１０では３つ）の受信信号Ａ／Ｄ変換部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信信号Ａ／Ｄ変換部３２と称する）とを、備えて構成されている。
【００３８】
上記無線タグ通信装置７０のＤＳＰ１６には、上記受信信号Ａ／Ｄ変換部３２によりディジタル信号に変換された受信信号を記憶する一時記憶装置として機能するメモリ部４０と、そのメモリ部４０から読み出される前記複数の受信アンテナ２６のうち少なくとも２対の受信アンテナ２６によりそれぞれ受信される受信信号を各対毎に合成することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させる複数（図１０では２つ）の第１合成部７２ａ、７２ｂ（以下、特に区別しない場合には単に第１合成部７２と称する）と、それら第１合成部７２により合成された合成信号をアダプティブ処理して前記ＡＭ復調部４４へ供給するアダプティブ処理部７４とを、機能的に備えている。このアダプティブ処理部７４は、上記第１合成部７２により合成される合成信号それぞれに所定のウェイトＷ０１、Ｗ１２を掛け合わせる第２合成部７６ａ、７６ｂ（以下、特に区別しない場合には単に第２合成部７６と称する）と、それら第２合成部７６によりそれぞれウェイトＷ０１、Ｗ１２が掛け合わされた信号を合成して前記ＡＭ復調部４４へ供給する第３合成部７８と、所定の参照信号を生成する参照信号生成部８０と、その参照信号生成部８０により生成される参照信号及び前記ＡＭ復調部４４の出力に基づいて上記第１合成部７２により合成される合成信号それぞれに与えるウェイトＷ０１、Ｗ１２を制御するウェイト制御部８２とを、備えている。ここで、上記第３合成部７８が前記ウェイト制御部８２によりウェイトを与えられた合成信号を合成（加算）する第２の合成部として機能する。
【００３９】
図１１は、前記無線タグ通信装置７０に備えられた送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６について説明する図である。この図１１に示すように、好適には、前記送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６は、ダイポールアンテナをはじめとする棒状アンテナ素子であり、同一平面内に互いに平行を成すように立設されている。また、好適には、互いに隣接する前記複数の受信アンテナ２６相互間の距離は、前記送信アンテナ２４から送信される質問波Ｆｃの主搬送波の波長をλとしてその半波長すなわちλ／２とされている。
【００４０】
前記受信アンテナ２６ａ、２６ｂ、２６ｃにより受信される送信アンテナ２４からの直接波すなわち質問波Ｆｃに関する位相差は、前記無線タグ１４からの応答波Ｆｒの方向によらず一定であり、前記受信アンテナ２６ａ、２６ｂ相互間の距離がλ／２であることから、それら受信アンテナ２６ａ、２６ｂによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分は互いに逆位相となる。また、受信アンテナ２６ｂ、２６ｃによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分も互いに逆位相となる。従って、前記受信アンテナ２６ａにより受信された受信信号Ｘ０と、受信アンテナ２６ｂにより受信された受信信号Ｘ１とが前記第１合成部７２ａにより加算されることでそれら受信信号Ｘ０、Ｘ１に含まれる送信側からの直接波成分が低減乃至は消去させられる。また、前記受信アンテナ２６ｂにより受信された受信信号Ｘ１と、受信アンテナ２６ｃにより受信された受信信号Ｘ２とが前記第１合成部７２ｂにより加算されることでそれら受信信号Ｘ１、Ｘ２に含まれる送信側からの直接波成分が低減乃至は消去させられる。ここで、前記受信アンテナ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ相互間の距離に対応して前記質問波Ｆｃが減衰するため、それら受信アンテナ２６ａ、２６ｂ、２６ｃそれぞれにより受信される受信信号レベルは必ずしも等しくないが、前記レベル調整部３０ａにより前記受信アンテナ２６ａにより受信された受信信号が、前記レベル調整部３０ｂにより前記受信アンテナ２６ｃにより受信された受信信号がそれぞれ所定のゲインで調整されることで、前記受信アンテナ２６ａ、２６ｂ、２６ｃによりそれぞれ受信された受信信号のレベルが互いに等しくなり、それら受信信号に含まれる直接波成分が好適にキャンセルされる。
【００４１】
図１２は、前記無線タグ通信装置７０のＤＳＰ１６による前記無線タグ１４との間の通信制御について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。このフローチャートにおいて、前述した図７の制御と共通するステップに関しては同一の符号を付してその説明を省略する。この図１２に示すＲＦＩＤ通信制御では、ＳＡ９において、ＳＡ４にて前記メモリ部４０に記憶された前記受信アンテナ２６ａ、２６ｂ、２６ｃにそれぞれ対応する受信信号Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２が読み出されて前記第１合成部７２ａにより受信信号Ｘ０とＸ１とが合成（加算）され、それら受信信号Ｘ０、Ｘ１に含まれる直接波成分がキャンセルされると共に、前記第１合成部７２ｂにより受信信号Ｘ１とＸ２とが合成（加算）され、それら受信信号Ｘ１、Ｘ２に含まれる直接波成分がキャンセルされる。そして、図１３に示すＡＡＡ処理が実行された後、本ルーチンが終了させられる。
【００４２】
図１３に示すＡＡＡ処理では、先ず、ＳＢ１において、ＳＡ９にて合成されることで直接波成分がキャンセルされた合成信号に前記第２合成部７６にて所定のウェイトＷ０１、Ｗ１２が掛け合わされる。次に、ＳＢ２において、ＳＢ１にてウェイトＷ０１、Ｗ１２が掛け合わされた信号が前記第３合成部７８において合成（加算）された後、前記ＡＭ復調部４４によりＡＭ方式で復調される。次に、ＳＢ３において、誤差信号すなわち前記ＡＭ復調部４４の出力と前記参照信号生成部８０により生成される参照信号との誤差が算出される。次に、ＳＢ４において、ＳＢ３にて算出された誤差信号等がウェイト更新のための所定（例えばＲＬＳアルゴリズム）の漸化式に代入され、前記第２合成部７６において掛け合わされるウェイトの値Ｗ０１’、Ｗ１２’が更新される。次に、ＳＢ５において、ウェイトの値が収束したか否かが判断される。このＳＢ５の判断が否定される場合には、ＳＢ１以下の処理が再び実行されるが、ＳＢ５の判断が肯定される場合には、ＳＢ６において、ＳＢ２にて復調された信号が前記ＦＳＫ復号部４６によりＦＳＫ方式で復号され、前記返答ビット列解釈部４８において前記無線タグ１４の変調に関する情報信号が読み出された後、図１２に示す制御に戻る。
【００４３】
このように、本実施例によれば、前記複数の受信アンテナ２６のうち少なくとも２対の受信アンテナ２６によりそれぞれ受信される受信信号を各対毎に合成することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させる複数の第１合成部７２と、それら複数の第１合成部７２により合成された合成信号それぞれに与えるウェイトを制御するウェイト制御部８２とを、備えたものであるため、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができることに加え、受信感度を高めることができる。
【実施例４】
【００４４】
図１４は、本発明の第４実施例である無線タグ通信装置８４の構成を説明する図である。この図１４に示すように、本実施例の無線タグ通信装置８４のＤＳＰ１６には、前記レベル調整部３０のゲインを制御するゲイン制御部６８が機能的に備えられている。このゲイン制御部６８は、前記複数の受信アンテナ２６それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部３０における増幅率を定める。すなわち、前記メモリ部４０に一時記憶されて出力される前記受信アンテナ２６ａに対応する受信信号Ｘ０、前記受信アンテナ２６ｂに対応する受信信号Ｘ１、及び前記受信アンテナ２６ｃに対応する受信信号Ｘ２のレベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部３０ａ、３０ｂのゲインを制御する。
【００４５】
図１５は、上記無線タグ通信装置８４のＤＳＰ１６による前記無線タグ１４との間の通信制御について説明するフローチャートであり、タグの読み取り動作毎に繰り返し実行されるものである。このフローチャートにおいて、前述した図７及び図１２の制御と共通するステップに関しては同一の符号を付してその説明を省略する。この図１５に示すＲＦＩＤ通信制御では、ＳＡ８において、ＳＡ４にて前記メモリ部４０に記憶された前記受信アンテナ２６ａに対応する受信信号Ｘ０、受信アンテナ２６ｂに対応する受信信号Ｘ１、及び受信アンテナ２６ｃに対応する受信信号Ｘ２が読み出されてそれらのレベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部３０ａ、３０ｂのゲインが調整された後、ＳＡ９以下の処理が実行される。
【００４６】
図１６は、前記無線タグ通信装置８４のＤＳＰ１６による前記無線タグ１４との間の他の通信制御について説明するフローチャートであり、タグの読み取り動作毎に繰り返し実行されるものである。このフローチャートにおいて、前述した図７、図１２、及び図１５の制御と共通するステップに関しては同一の符号を付してその説明を省略する。この図１６に示すＲＦＩＤ通信制御では、ＳＡ１０において、前記第２合成部７６におけるウェイトは初期値のままに前記第３合成部７８から出力される信号が前記ＡＭ復調部４４においてＡＭ方式で復調される。次に、ＳＡ１１において、ＳＡ１０にて復調された信号が前記ＦＳＫ復号化部４６によりＦＳＫ方式で復号化される。次に、ＳＡ１２において、ＳＡ１１の復号処理が良好に完了したか否かが判断される。このＳＡ１２の判断が肯定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、ＳＡ１２の判断が否定される場合には、図１３に示すＡＡＡ処理が実行された後、本ルーチンが終了させられる。
【実施例５】
【００４７】
図１７は、本発明の第５実施例である無線タグ通信装置８６に備えられた送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６について説明する図である。この図１７に示すように、本実施例の無線タグ通信装置８６には、棒状アンテナ素子である前記送信アンテナ２４及び複数（図１７では３本）の受信アンテナ素子２６が同一の平面内に互いに平行を成すように立設されており、それら複数の受信アンテナ２６相互間の距離は、前記送信アンテナ２４から送信される質問波Ｆｃの主搬送波の波長をλとしてその３分の１すなわちλ／３とされている。前記受信アンテナ２６ａ、２６ｂ、２６ｃにより受信される送信アンテナ２４からの直接波すなわち質問波Ｆｃに関する位相差は、前記無線タグ１４からの応答波Ｆｒの方向によらず一定であり、前記受信アンテナ２６ａによりにより受信される送信アンテナ２４からの直接波と受信アンテナ２６ｂによりにより受信される送信アンテナ２４からの直接波との位相差、前記受信アンテナ２６ｂによりにより受信される送信アンテナ２４からの直接波と受信アンテナ２６ｃによりにより受信される送信アンテナ２４からの直接波との位相差は何れも１２０［°］となる。
【００４８】
図１８は、図１７のように配設された複数の受信アンテナ２６により受信される前記送信アンテナ２４からの質問波Ｆｃのキャンセルについて説明する図である。この図１８に示すように、前記受信アンテナ２６ａにより受信される送信アンテナ２４からの直接波成分０、受信アンテナ２６ｂにより受信される送信アンテナ２４からの直接波成分１、及び受信アンテナ２６ｃにより受信される送信アンテナ２４からの直接波成分２は、それら３つの受信信号が合成（加算）されることにより相殺されて低減乃至は消去させられ、それぞれの応答波（反射波）成分のみが出力される。例えば、前述した図５に示す到来角θが１５［°］である場合には、位相が３１．０［°］ずつずれた３つの信号の合成信号が出力される。このようにして、前記受信信号に含まれる直接波成分が好適にキャンセルされる。
【００４９】
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が、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００５０】
図１９は、前記無線タグ通信装置１２に備えられた送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６の他の配設例について説明する図である。この図１９に示すように、前記複数の受信アンテナ２６は、前記送信アンテナ２４に関して互いに対向する側に配設されたものであってもよい。ここで、前記送信アンテナ２４と受信アンテナ２６ａとの距離ｌ１と、その送信アンテナ２４と受信アンテナ２６ｂとの距離ｌ２との差は零すなわちｌ１＝１２である。この２つの受信アンテナ２６ａ、２６ｂによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分は互いに同位相とされ、それらを互いに引算することにより送信側からの直接波成分を低減させることができる。
【００５１】
また、図２０は、前記無線タグ通信装置１２に備えられた送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６の配設例を総括的に説明する図であり、１Ｒは前述した図４の配設例を、２Ｒは上述した図１９の配設例をそれぞれ示している。この図２０の３Ｒの配設例では、前記送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６は、それら全てが同一平面内には配設されておらず、その送信アンテナ２４と各受信アンテナ２６との距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波の波長λの２分の１倍となるように配設されている。このように、前記送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６は、必ずしも同一平面内に直線状に配設されなくともよく、その送信アンテナ２４と各受信アンテナ２６との距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波の波長λと等しくなるように、又はその波長λの２分の１倍となるように配設されたものであれば、受信側における送信側からの直接波成分を好適に低減させることができる。すなわち、前記送信アンテナ２４と各受信アンテナ２６との距離の差Δｌは、次の数式３又は数式４を満たすものであれば本発明の効果を奏する。なお、この数式３及び数式４において、ｎは０以上の整数すなわちｎ＝０、１、２、・・・である。
【００５２】
［数式３］
Δｌ＝λ／２＋ｎλ
［数式４］
Δｌ＝ｎλ
【００５３】
また、前述の実施例において、前記複数の受信アンテナ２６は、それら複数の受信アンテナ２６のうち少なくとも２つの受信アンテナ２６によりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに逆位相である受信信号を加算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものであったが、前記複数の受信アンテナ２６は、例えば、図２０の４Ｒに示すように、前記送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６は、その送信アンテナ２４と各受信アンテナ２６との距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波の波長λと等しくなるように配設されたものであってもよい。すなわち、前記複数の受信アンテナ２６のうち少なくとも２つの受信アンテナ２６によりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに同位相である受信信号を引算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものであってもよい。このようにしても、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。
【００５４】
また、前述の実施例では、２本乃至は３本の受信アンテナ２６を備えた無線タグ通信装置１２等について説明したが、４本以上の受信アンテナ２６を備えた無線タグ通信装置にも本発明は好適に適用される。例えば、棒状アンテナ素子である送信アンテナ２４及びｍ本の受信アンテナ２６が同一平面内に互いに平行を成すように立設されている場合には、それら受信アンテナ２６の相互間隔をλ／ｍとすることで受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を好適にキャンセルできる。この態様では、互いに隣接する受信アンテナ２６相互間の位相差は３６０／ｍ［°］となる。
【００５５】
また、前述の実施例では、専ら前記送信アンテナ２４及び複数の受信アンテナ２６を所定の相対位置関係とすることでそれら受信アンテナ２６により受信される受信信号に含まれる送信側からの直接波成分をキャンセルする態様について説明したが、例えば、所定の受信アンテナ２６に対応してディレイ回路を設けることで、それら複数の受信アンテナ２６のうち少なくとも２つの受信アンテナ２６によりそれぞれ受信される受信信号を演算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように伝送路の長さを等価的に定めてもよい。すなわち、前記受信アンテナ２６相互間の距離は前述した実施例の値には限られない。また、平面状のアンテナ素子を備えた無線タグ通信装置に本発明が適用されても構わない。
【００５６】
また、前述の実施例において、前記メモリ部４０、合成部４２、ゲイン制御部６８、及びアダプティブ処理部７４等は、前記ＤＳＰ１６に機能的に備えられたものであったが、これらはそれぞれ個別の制御装置として設けられるものであってもよい。また、前記レベル調整部３０は、前記ＤＳＰ１６に機能的に備えられるものであっても構わない。
【００５７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の無線通信装置が好適に用いられる通信システムを説明する図である。
【図２】本発明の第１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の通信対象である無線タグの構成を説明する図である。
【図４】図２の無線タグ通信装置に備えられた送信アンテナ及び複数の受信アンテナについて説明する図である。
【図５】図４のように配設された複数の受信アンテナにより受信される無線タグからの応答波及び送信アンテナからの質問波について説明する図である。
【図６】図４のように配設された複数の受信アンテナにより受信される送信アンテナからの質問波のキャンセルについて説明する図である。
【図７】図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる無線タグとの間の通信制御について説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２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９】図８の無線タグ通信装置のＤＳＰによる無線タグとの間の通信制御について説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第３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１１】図１０の無線タグ通信装置に備えられた送信アンテナ及び複数の受信アンテナについて説明する図である。
【図１２】図１０の無線タグ通信装置のＤＳＰによる無線タグとの間の通信制御について説明するフローチャートである。
【図１３】図１２の制御におけるＡＡＡ処理について説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の第４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１５】図１４の無線タグ通信装置のＤＳＰによる無線タグとの間の通信制御について説明するフローチャートである。
【図１６】図１４の無線タグ通信装置のＤＳＰによる無線タグとの間の他の通信制御について説明するフローチャートである。
【図１７】本発明の第５実施例である無線タグ通信装置に備えられた送信アンテナ及び複数の受信アンテナについて説明する図である。
【図１８】図１７のように配設された複数の受信アンテナにより受信される送信アンテナからの質問波のキャンセルについて説明する図である。
【図１９】図２の無線タグ通信装置に備えられた送信アンテナ及び複数の受信アンテナの他の配設例について説明する図である。
【図２０】図２の無線タグ通信装置に備えられた送信アンテナ及び複数の受信アンテナの配設例を総括的に説明する図である。
【符号の説明】
【００５９】
１２、６６、７０、８４、８６：無線タグ通信装置（無線通信装置）
１４：無線タグ（通信対象）
２４：送信アンテナ
２６：受信アンテナ
３０：レベル調整部
７２：第１合成部
７８：第３合成部（第２の合成部）
８２：ウェイト制御部
【図１】
2006041577.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006041577.tif 000006
【図５】
2006041577.tif 000007
【図６】
2006041577.tif 000008
【図７】
2006041577.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006041577.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006041577.tif 000017
【図１６】
2006041577.tif 000018
【図１７】
2006041577.tif 000019
【図１８】
2006041577.tif 000020
【図１９】
2006041577.tif 000021
【図２０】
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