(57)【要約】【課題】比較的短い時間で高い受信感度を得ることができる無線受信装置を提供する。【解決手段】無線タグＴからの送信波を無線通信を介して受信する複数のアンテナ２Ａ〜Ｃと、これらアンテナ２Ａ〜Ｃに対し、それらの指向性を所定の方向に保持しつつその方向を順次変化させる第１制御を行うフェイズドアレイ制御部２００と、アンテナ２Ａ〜Ｃに対し、それらの指向性を無線タグＴに対する受信状態が最適となるよう変化させる第２制御を行うアダプティブアレイ制御部２５０とを有し、ＢＢ部１０が、それら２つを選択的に切り換えてアンテナ２Ａ〜Ｃの指向性の制御を行う。【選択図】  図３
2006086677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信対象からの送信波を無線通信を介して受信する複数のアンテナ素子と、
これら複数のアンテナ素子に対し、それらの指向性を所定の方向に保持しつつその方向を順次変化させる第１制御を行う第１制御手段と、
前記複数のアンテナ素子に対し、それらの指向性を前記通信対象に対する受信状態が最適となるよう変化させる第２制御を行う第２制御手段と、
前記第１制御手段と前記第２制御手段とにより前記複数のアンテナ素子の指向性の制御を行う指向性制御手段とを有することを特徴とする無線受信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線受信装置において、
前記指向性制御手段は、前記第１制御手段と前記第２制御手段とを選択的に切り換えて前記複数のアンテナ素子の指向性の制御を行うことを特徴とする無線受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の無線受信装置において、
前記指向性制御手段は、前記第１制御手段における指向性制御の結果に基づき、前記第２制御手段における受信状態最適化制御を行うことを特徴とする無線受信装置。
【請求項４】
請求項３記載の無線受信装置において、
前記指向性制御手段は、
前記第１制御手段における指向性制御の結果に応じ、復調される合成出力信号が目標信号に近づくように重み付けを決定する重み付け決定手段と、
この重み付け決定手段で決定された前記重み付けを用いて前記合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段とを有することを特徴とする無線受信装置。
【請求項５】
請求項４記載の無線受信装置において、
前記合成出力信号生成手段で生成された前記合成出力信号又はこれに基づく信号を復調処理する復調手段を有することを特徴とする無線受信装置。
【請求項６】
請求項５記載の無線受信装置において、
前記指向性制御手段は、前記復調手段の復調結果に応じて、前記複数のアンテナ素子で受信した信号が前記通信対象からの送信波であるか否かを判別する判別手段を備え、
前記重み付け決定手段は、この判別手段の判別結果に基づいて前記重み付けを決定することを特徴とする無線受信装置。
【請求項７】
請求項６記載の無線受信装置において、
前記重み付け決定手段は、前記判別手段で前記送信波であると判別された方向に前記受信感度が大きくなり、前記送信波でないと判別された方向に前記受信感度が小さくなるように、前記重み付けを決定することを特徴とする無線受信装置。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の無線受信装置において、
前記指向性制御手段は、
演算手段と、
この演算手段からの位相制御信号に基づき、前記第１制御用の第１ウェイトを決定する第１ウェイト決定手段と、
この第１ウェイト決定手段で決定された前記第１ウェイトを用いて前記第１制御用の第１合成出力信号を生成する第１合成出力信号生成手段と、
前記演算手段からの位相・振幅制御信号に基づき、前記第２制御用の第２ウェイトを決定する第２ウェイト決定手段と、
この第２ウェイト決定手段で決定された前記第２ウェイトを用いて前記第２制御用の第２合成出力信号を生成する第２合成出力信号生成手段とを有することを特徴とする無線受信装置。
【請求項９】
請求項８記載の無線受信装置において、
前記第１合成出力信号生成手段と前記第２合成出力信号生成手段を１つの合成出力信号生成手段に共通化し、
この共通化した１つの合成出力信号生成手段は、前記第１又は第２ウェイト決定手段で決定されたウェイトを用いて前記第１又は第２制御用の前記第１又は第２合成出力信号を生成することを特徴とする無線受信装置。
【請求項１０】
請求項９記載の無線受信装置において、
前記指向性制御手段は、前記共通化した１つの合成出力信号生成手段に、前記第１又は第２ウェイト決定手段で決定されたウェイトを選択的に切り替え入力する切替手段を備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の無線受信装置において、
前記指向性制御手段は、所定の微小時間単位を第１時間区分と第２時間区分に分割し、前記第１時間区分においては前記第１ウェイト決定手段で決定されたウェイトを前記共通化した１つの合成出力信号生成手段に入力し、前記第２時間区分においては前記第２ウェイト決定手段で決定されたウェイトを前記共通化した１つの合成出力信号生成手段に入力するように、前記切替手段の切り替え動作を制御する切替制御手段を備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の無線受信装置において、
前記切替制御手段は、前記第１時間区分及び第２時間区分を可変に設定可能であることを特徴とする無線受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の通信対象から無線通信にて送信された信号を受信する無線受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、応答器としての小型の無線タグに対し、質問器としてのリーダ／ライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り／書き込みを行うＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムが知られている。
【０００３】
例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するＩＣ回路部とこのＩＣ回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えている。ＩＣ回路部は、上記アンテナで受信された信号を復調して解釈するとともに、メモリに記憶された情報信号に基づいて上記受信した搬送波を反射変調しアンテナを介して質問器へ返信する。
【０００４】
一方、上記質問器を含む無線受信装置一般において、上記のような無線通信における復調処理を高感度に行うために、従来、ＡＡＡ（Adaptive  Array  Antenna）処理と称されるいわゆるアダプティブ制御の手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この手法は、受信器における受信アンテナとして複数のアンテナ素子を設け、通信対象（送信器）から送信されこれら複数のアンテナ素子により受信されたそれぞれの受信信号にウェイト（加重値）を加え、このアダプティブ処理された受信信号を復調する。そして、この復調後の信号と参照信号との誤差が可及的に小さくなるようにウェイトを変更することにより、複数のアンテナ素子による指向性を送信側への受信感度が最適となるように変化させるものである。
【０００５】
一方、上記同様、複数のアンテナ素子を介した指向性制御の他の例として、通信対象の位置を正確に知るため、複数のアンテナ素子による指向性を一つの方向のみ強くなるように保持しその方向を順次変化させることにより送信器の位置をサーチするいわゆるフェイズドアレイ制御も知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８０９４５号公報（段落番号０００２〜００３５、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術には以下の課題が存在する。
【０００８】
すなわち、実際の電波環境においては、送信器と受信器との間に種々の電波障害物や干渉物等が介在することも多々あり、例えば送信器からの送信波が直接受信器の受信アンテナに受信されるとともに、この直接波（所望波）とは別に送信器からの送信波がそれら障害物等に反射してその反射波も受信アンテナにて受信される場合がある。
【０００９】
このような場合、上記アダプティブアレイ制御においては、上記直接波と反射波との両方に分けて、複数のアンテナ素子の指向性を向けてしまう可能性があり、その分、本来高感度を得たい送信器からの直接波に対する受信感度が十分でなくなる。一方、上記フェイズドアレイ制御においては、上記直接波と反射波との受信時の振幅に大きな差がない場合には、反射波の方向を送信器の方向であると誤認し、本来の送信器の方向を迅速に決定できなくなる可能性がある。
【００１０】
いずれにしても、従来技術においては、現実には、短時間のうちに所望の高い受信感度を得ることは困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、比較的短い時間で高い受信感度を得ることができる無線受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】
【００１２】
上記目的を達成するために、第１の発明は、通信対象からの送信波を無線通信を介して受信する複数のアンテナ素子と、これら複数のアンテナ素子に対し、それらの指向性を所定の方向に保持しつつその方向を順次変化させる第１制御を行う第１制御手段と、前記複数のアンテナ素子に対し、それらの指向性を前記通信対象に対する受信状態が最適となるよう変化させる第２制御を行う第２制御手段と、前記第１制御手段と前記第２制御手段とにより前記複数のアンテナ素子の指向性の制御を行う指向性制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
本願第１発明においては、指向性制御手段が、複数のアンテナ素子の指向性を所定の方向に保持しつつその方向を順次変化させる第１制御手段（フェイズドアレイ制御）と、受信信号を参照信号に近づけることにより通信対象に対する受信状態が最適となるよう変化させる第２制御手段（アダプティブアレイ制御）とに基づき複数のアンテナ素子の指向性の制御を行う。これにより、フェイズドアレイ制御による受信方向決定性能と、アダプティブアレイ制御による受信感度向上性能とを協働させることができるので、比較的短い時間で通信対象の方向を決定するとともにその方向に対する受信感度を向上させることができる。
【００１４】
第２の発明は、上記第１発明において、前記指向性制御手段は、前記第１制御手段と前記第２制御手段とを選択的に切り換えて前記複数のアンテナ素子の指向性の制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
第１制御手段と第２制御手段とを選択的に切り換えることで、フェイズドアレイ制御による受信方向決定性能と、アダプティブアレイ制御による受信感度向上性能とを協働させることができる。
【００１６】
第３の発明は、上記第１又は第２発明において、前記指向性制御手段は、前記第１制御手段における指向性制御の結果に基づき、前記第２制御手段における受信状態最適化制御を行うことを特徴とする。
【００１７】
これにより、フェイズドアレイ制御による通信対象の方向決定に基づき、アダプティブアレイ制御でその方向の受信状態最適化制御を行うので、アダプティブアレイ制御のみの場合に比べて比較的短い時間で高い受信感度を得ることができる。
【００１８】
第４の発明は、上記第３発明において、前記指向性制御手段は、前記第１制御手段における指向性制御の結果に応じ、復調される合成出力信号が目標信号に近づくように重み付けを決定する重み付け決定手段と、この重み付け決定手段で決定された前記重み付けを用いて前記合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
フェイズドアレイ制御による指向性制御結果（＝通信対象の方向決定）に基づき重み付け決定手段が重み付けを決定し、その重み付けを用いて合成出力信号生成手段が合成出力信号を生成することで、フェイズドアレイ制御の結果を活かしたアダプティブアレイ制御を実現することができる。この結果、比較的短い時間で高い受信感度を得ることができる。
【００２０】
第５の発明は、上記第４発明において、前記合成出力信号生成手段で生成された前記合成出力信号又はこれに基づく信号を復調処理する復調手段を有することを特徴とする。
【００２１】
アダプティブアレイ制御された合成出力信号又はこれに基づく信号を復調手段で復調処理することで、信号強度を大きくして受信信号を良好に復調し、送信波に含まれる情報を正確に得ることができる。
【００２２】
第６の発明は、上記第５発明において、前記指向性制御手段は、前記復調手段の復調結果に応じて、前記複数のアンテナ素子で受信した信号が前記通信対象からの送信波であるか否かを判別する判別手段を備え、前記重み付け決定手段は、この判別手段の判別結果に基づいて前記重み付けを決定することを特徴とする。
【００２３】
これにより、通信対象からの送信波方向に対しては受信感度を大きく、送信波方向でない方向に対しては受信感度が小さくなるように重み付けを決定し、送信波に対する受信信号強度を迅速かつ確実に向上させることができる。
【００２４】
第７の発明は、上記第６発明において、前記重み付け決定手段は、前記判別手段で前記送信波であると判別された方向に前記受信感度が大きくなり、前記送信波でないと判別された方向に前記受信感度が小さくなるように、前記重み付けを決定することを特徴とする。
【００２５】
通信対象からの送信波方向に対しては受信感度を大きくして指向性が強くなり、送信波方向でない方向に対しては受信感度を小さくして指向性が弱くなるように重み付けを決定することにより、送信波に対する受信信号強度を迅速かつ確実に向上させる。この結果、比較的短い時間で通信対象からの送信波に対する高い受信信号強度を得ることができる。
【００２６】
第８の発明は、上記第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記指向性制御手段は、演算手段と、この演算手段からの位相制御信号に基づき、前記第１制御用の第１ウェイトを決定する第１ウェイト決定手段と、この第１ウェイト決定手段で決定された前記第１ウェイトを用いて前記第１制御用の第１合成出力信号を生成する第１合成出力信号生成手段と、前記演算手段からの位相・振幅制御信号に基づき、前記第２制御用の第２ウェイトを決定する第２ウェイト決定手段と、この第２ウェイト決定手段で決定された前記第２ウェイトを用いて前記第２制御用の第２合成出力信号を生成する第２合成出力信号生成手段とを有することを特徴とする。
【００２７】
演算手段の位相制御信号に基づき第１ウェイト決定手段が第１ウェイトを決定し、その第１ウェイトを用いて第１合成出力信号生成手段が第１合成出力信号を生成することで、フェイズドアレイ制御を実現することができる。同様に演算手段の位相・振幅制御信号に基づき第２ウェイト決定手段が第２ウェイトを決定し、その第２ウェイトを用いて第２合成出力信号生成手段が第２合成出力信号を生成することで、アダプティブアレイ制御を実現することができる。
【００２８】
第９の発明は、上記第８発明において、前記第１合成出力信号生成手段と前記第２合成出力信号生成手段を１つの合成出力信号生成手段に共通化し、この共通化した１つの合成出力信号生成手段は、前記第１又は第２ウェイト決定手段で決定されたウェイトを用いて前記第１又は第２制御用の前記第１又は第２合成出力信号を生成することを特徴とする。
【００２９】
合成出力信号生成手段をフェイズドアレイ制御とアダプティブアレイ制御とにおいてそれぞれ共通化して用いることにより、装置全体の構成を簡素化すると共にコスト低減を図ることができる。
【００３０】
第１０の発明は、上記第９発明において、前記指向性制御手段は、前記共通化した１つの合成出力信号生成手段に、前記第１又は第２ウェイト決定手段で決定されたウェイトを選択的に切り替え入力する切替手段を備えることを特徴とする。
【００３１】
切替手段で第１又は第２ウェイト決定手段から共通合成出力信号生成手段への信号入力を切り替えることで、位相制御信号に基づく第１ウェイト決定手段からのウェイトを入力したときにはフェイズドアレイ制御用の合成出力信号生成手段として機能させ、位相・振幅制御信号に基づく第２ウェイト決定手段からのウェイトを入力したときにはアダプティブアレイ制御用の合成出力信号生成手段として機能させることができる。
【００３２】
第１１の発明は、上記第１０発明において、前記指向性制御手段は、所定の微小時間単位を第１時間区分と第２時間区分に分割し、前記第１時間区分においては前記第１ウェイト決定手段で決定されたウェイトを前記共通化した１つの合成出力信号生成手段に入力し、前記第２時間区分においては前記第２ウェイト決定手段で決定されたウェイトを前記共通化した１つの合成出力信号生成手段に入力するように、前記切替手段の切り替え動作を制御する切替制御手段を備えることを特徴とする。
【００３３】
これにより、切替制御手段で切替手段の切り替え動作を制御し、第１時間区分には第１ウェイト決定手段からのウェイトに基づき共通の合成出力信号生成手段で第１制御用の第１合成出力信号を生成させてフェイズドアレイ制御を実現する一方、第２時間区分には第２ウェイト決定手段からのウェイトに基づき共通の合成出力信号生成手段で第２制御用の第２合成出力信号を生成させてアダプティブアレイ制御を実現することができる。
【００３４】
第１２の発明は、上記第１１発明において、前記切替制御手段は、前記第１時間区分及び第２時間区分を可変に設定可能であることを特徴とする。
【００３５】
これにより、所定の微小時間単位に占める第１時間区分と第２時間区分との割合を可変に設定し、フェイズドアレイ制御とアダプティブアレイ制御との時間配分を自在に決定することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、フェイズドアレイ制御による受信方向決定性能と、アダプティブアレイ制御による受信感度向上性能とを協働させることができるので、比較的短い時間で通信対象の方向を決定するとともにその方向に対する受信感度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３８】
図１は、本実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。
【００３９】
図１において、この無線タグ通信システムＳは、本実施形態の無線受信装置（無線通信装置）としての質問器１００（１つのみ図示しているが、複数あってもよい）と、これに対応する応答器としての無線タグＴとから構成されるいわゆるＲＦＩＤ（Radio  Frequency  Identification）通信システムである。
【００４０】
無線タグＴは、アンテナ１５１とＩＣ回路部１５０とを備えた無線タグ回路素子Ｔoを有している。
【００４１】
質問器１００は、所定の平面内に指向性を有し最大電力で送信あるいは受信できる方向を可変であるように構成され、無線タグ回路素子Ｔoの上記アンテナ１５１との間で無線通信により信号の送信・受信を行う、この例では１つの送信アンテナ１及び複数（ここでは３個。４個以上でもよい。以下同様）の受信アンテナ（アンテナ素子）２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、これらアンテナ１，２Ａ〜２Ｃを介し上記無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０へアクセスする（読み取り又は書き込みを行う）ために設けられ、送信信号（送信波Ｆｃ）をデジタル信号として出力したり、上記無線タグ回路素子Ｔoからの返信信号（反射波Ｆｒ）を復調する等のデジタル信号処理を実行するＢＢ（Base
Band）部１０と、そのＢＢ部１０により出力された送信信号をアナログ信号に変換して送信アンテナ１に出力する送信信号Ｄ／Ａ変換部１１と、受信アンテナ２Ａ〜２Ｃでの受信信号をデジタル信号に変換して上記ＢＢ部１０に供給する受信信号Ａ／Ｄ変換部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信信号Ａ／Ｄ変換部１２と称する）とを有している。
【００４２】
上記質問器１００より送信信号である送信波Ｆｃが送信されると、その送信波Ｆｃを受信した上記無線タグＴの無線タグ回路素子Ｔoにおいて所定の情報信号に基づいてその送信波Ｆｃが変調されて返信信号である反射波Ｆｒとして返信され、上記質問器１００によりその反射波Ｆｒが受信されて復調されることによって情報の送受が行われる。
【００４３】
図２は、上記無線タグＴに備えられた無線タグ回路素子Ｔoの機能的構成の一例を表すブロック図である。
【００４４】
図２において、無線タグ回路素子Ｔoは、上記質問器１００側の上記アンテナ１，２Ａ〜２ＣとＵＨＦ帯等の高周波を用いて非接触で上記送信波Ｆｃの受信及び上記反射波Ｆｒの送信を行う上記アンテナ１５１と、このアンテナ１５１に接続されデジタル信号処理を行う上記ＩＣ回路部１５０とを有している。
【００４５】
ＩＣ回路部１５０は、アンテナ１５１により受信された搬送波を整流する整流部１５２と、この整流部１５２により整流された搬送波のエネルギを蓄積し駆動電源とするための電源部１５３と、上記アンテナ１５１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１５７に供給するクロック抽出部１５４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１５５と、上記アンテナ１５１に接続された変復調部１５６と、上記電源部１５３からの電源に基づき上記整流部１５２、クロック抽出部１５４、及び変復調部１５６等を介して上記無線タグ回路素子Ｔoの作動を制御するための制御部１５７とを備えている。
【００４６】
変復調部１５６は、アンテナ１５１により受信された上記質問器１００の送信アンテナ１からの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部１５７からの返信信号に基づき、アンテナ１から受信された搬送波を反射変調する。
【００４７】
制御部１５７は、上記変復調部１５６により復調された受信信号を解釈し、上記メモリ部１５５において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、上記変復調部１５６により返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００４８】
なお、上記は副搬送波を用いないタイプの無線タグ回路素子Ｔoを例にとって説明したが、これに限られず、副搬送波発振部及び副搬送波変調部（いずれも図示せず）を備え、その副搬送波発振部により発生させられた副搬送波を、上記制御部１５７を介して入力される所定の情報信号に基づき副搬送波変調部で変調し、アンテナ１５１より返信するようにしてもよい。
【００４９】
図３は、上記質問器１００の機能的構成を表す機能ブロック図である。
【００５０】
図３において、質問器１００は、上記アンテナ１，２Ａ〜２Ｃ、ＢＢ部１０、送信信号Ｄ／Ａ変換部１１、及び受信信号Ａ／Ｄ変換部１２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１３と、上記送信信号Ｄ／Ａ変換部１１によりアナログ信号に変換されたＢＢ部１０からの送信信号の周波数をその周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ高くし上記送信アンテナ１へ出力するアップコンバータ１４と、各受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃにより受信された受信信号の周波数を上記周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くし、上記受信信号Ａ／Ｄ変換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ出力するダウンコンバータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ（以下、特に区別しない場合には単にダウンコンバータ１５と称する）とを備えている。なおバンドパスフィルタをさらに用いてもよい。
【００５１】
上記ＢＢ部１０は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ（図示せず）、及びＲＡＭ（図示せず）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る。
【００５２】
このＢＢ部１０は、上記ＣＰＵ２０と、このＣＰＵの制御信号に基づき、無線タグ回路素子Ｔoへの送信信号をデジタル信号として出力する送信デジタル信号出力部１６と、その送信デジタル信号出力部１６から出力された送信デジタル信号を所定の情報信号（送信情報）に基づいて変調して上記送信信号Ｄ／Ａ変換部１１に供給する変調部１７と、第１制御手段としてのフィズドアレイ制御部２００と、このフェイズドアレイ制御部２００で処理後の受信信号の振幅を検出し検出結果をＣＰＵ２０へ入力する振幅検出部２２０と、第２制御手段としてのアダプティブアレイ制御部２５０と、上記受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃによりそれぞれ受信され上記アダプティブアレイ制御部２５０で処理された受信信号を復調し、その受信信号に含まれる所定の情報信号（＝無線タグ回路素子Ｔoによる変調信号）を読み出しＣＰＵ２０へ入力するＡＭ復調部３０及びＦＭ復号部４０とを備えている。
【００５３】
フェイズドアレイ制御部２００は、ＣＰＵ２０により設定される、任意の方向に指向性を振る位相制御用の基本IF波テーブルであるＩＦテーブル２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃと、ＣＰＵ２０からの位相制御信号を入力し、これに応じて上記ＩＦテーブル２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの値を参照しつつ受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおける受信電波信号の位相をそれぞれ可変に設定する移相器２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃと、これら移送器２０２Ａ〜２Ｃからの出力を合算し上記振幅検出部２２０へ出力する加算部２０３とを有する。
【００５４】
アダプティブアレイ制御部２５０は、上記受信信号が供給される乗算部２５１ａ，２５１ｂ，２５１ｃと、これら乗算部２５１ａ〜ｃにおいて上記受信信号に与える重み付け（ウェイト）を決定（制御）する重み付け制御部（適応処理制御部）２５２と、上記乗算部２５１ａ〜ｃからの信号を加算し上記ＡＭ復調部３０へ出力する加算部２５３と、予め定めされた参照信号（目標出力信号）ｒを生成し重み付け制御部２５２へ出力する参照信号生成部２５４とを備えている。
【００５５】
重み付け制御部２５２は、上記加算部２５３で合算された合成出力信号に関し、アンテナ２Ａ〜２Ｃの受信感度が無線タグＴの配置されている方向に対して最適になるように（＝無線タグ回路素子Ｔoによる変調成分の振幅を可及的に高くし上記参照信号ｒに近づくように）各アンテナ２Ａ〜２Ｃにより受信された受信信号それぞれの振幅及び位相を変更し指向性を制御することで、ＡＭ復調部３０による復調処理の精度を可及的に高める。そのために、重み付け制御部２５２から乗算部２５１ａ〜ｃへの位相制御信号において各アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃごとに所定の重み付けを行い、この重み付け（加重値；ウェイト）を変動させながら送信・受信を繰り返し収束演算を行う。重み付け制御部２５２の制御信号により乗算部２５１ａ〜ｃでアダプティブ処理された受信信号は加算部２５３で合算された後、上記ＡＭ復調部３０に出力される。
【００５６】
ＡＭ復調部３０は、ＩＱ直交復調、すなわちＢＢ部１０からの入力信号を互いに位相が９０°異なるＩ相（In  phase）及びＱ相（Quadrature  phase）信号に変換した後、それらＩ相合成信号Ｙｉ及びＱ相合成信号Ｙｑを合成することにより前記受信信号の復調を行う。
【００５７】
上記構成において、送信デジタル信号出力部１６により送信デジタル信号が出力され、その信号が変調部１７により所定の送信情報に基づいて変調された後、送信信号Ｄ／Ａ変換部１１によってアナログ信号に変換される。このアナログ信号に変換された送信信号の周波数が、アップコンバータ１４によって、上記周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ高められて送信アンテナ１に供給され、送信波Ｆｃとして無線タグ回路素子Ｔoに向けて送信される。
【００５８】
前記質問器１００の送信アンテナ１からの送信波Ｆｃが無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１により受信されると、その送信波Ｆｃが前記変復調部１５６に供給されて復調される。また、送信波Ｆｃの一部は整流部１５２により整流され、電源部１５３にてエネルギ源（電源）とされる。この電源によって前記制御部１５５がメモリ部１５５の情報信号に基づき返信信号を生成し、この返信信号に基づき変復調部１５６が上記送信波Ｆｃを変調し、前記アンテナ１５１から反射波Ｆｒとして前記質問器１００に向けて返信される。
【００５９】
前記無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１からの反射波Ｆｒが質問器１００の受信アンテナ２Ａ〜２Ｃにより受信されると、その反射波Ｆｒがアンテナ２Ａ〜２Ｃからダウンコンバータ１５に供給され、各受信信号の周波数が、周波数変換信号出力部１３から出力される周波数変換信号の周波数だけ低められる。それらダウンコンバートされた受信信号は対応する受信信号Ａ／Ｄ変換部１２によりデジタル信号に変換される。
【００６０】
デジタル変換された受信信号はフェイズドアレイ制御部２００及びアダプティブアレイ制御部１５０の両方に供給され、並列的に（詳細には後述のようにそれぞれの制御を連携しつつ切り替えながら）処理される。フェイズドアレイ制御部２００では、上記受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対し、それらの指向性を所定の方向に保持しつつその方向を順次変化させるフェイズドアレイ処理が行われ、処理後の信号は振幅検出部２２０でその振幅が検出され、検出結果がＣＰＵ２０へ入力される。アダプティブアレイ制御部２５０では、上記アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対し、それらの指向性を通信対象である無線タグＴに対する受信状態が最適となるよう変化させるアダプティブアレイ処理が行われ、処理後の受信信号はＡＭ復調部３０へ導かれて復調信号が生成される。復調信号はＡＭ復調波としてＡＭ復調部３０から出力され、更にＦＭ復号部４０によって復号されたデータがＣＰＵへ入力される。
【００６１】
上記基本構成及び動作である本実施形態の要部は、図４に示すようなアンテナ２Ａ〜２Ｃに対しそれらの指向性を所定の方向に保持しつつその方向を順次変化させてスキャンするフェイズドアレイ制御と、アンテナ２Ａ〜２Ｃに対し、それらの指向性を通信対象である無線タグ回路素子Ｔoに対する受信状態が最適となるよう変化させるアダプティブアレイ制御とを並列的に用いて（選択的に切り換えて）制御を行うことにあり、特に、フェイズドアレイ制御による指向性制御結果（＝通信対象の方向決定）に基づきアダプティブアレイ用の重み付け（ウェイト）を決定し合成出力信号を生成することにある。以下、その内容を詳細に説明する。
【００６２】
図５は、上記動作の要部であるＢＢ部１０による受信信号処理動作の制御手順を表すフローチャートである。図示右側の流れがアダプティブアレイ制御部２５０で実行される手順を表し、図示左側の流れがフェイズドアレイ制御部２００にで実行される手順を表す。
【００６３】
まず、ステップＳ１５０において、ＣＰＵ２０の制御（指示）に基づき、まず、アダプティブアレイ制御部２５０の重み付け制御部２５２が、乗算部２５１ａ，２５１ｂ，２５１ｃのおける位相及び振幅の初期値を設定する。
【００６４】
その後、ステップＳ２００において、ＣＰＵ２０の制御（指示）に基づき、アダプティブアレイ制御部２５０にてアダプティブアレイ処理が開始（詳細は後述）され、アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃで生成される指向性がその受信信号強度が最大値すなわち最適感度となるように重み付け制御部２５２で重み付け（ウェイト）を変化させながら模索を開始する（詳細手順は後述の図６参照）。
【００６５】
このようにしてアダプティブアレイ制御部２５０によるアダプティブ処理が開始されたら、ＣＰＵ２０により、ステップＳ１００において、フェイズドアレイ制御部２００において用いる、受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの(受信)指向性を単一方向に保持しつつその方向を変化させるとき(詳細は後述)におけるある基準位置からの指向性の角度(以下適宜、指向角という)θの初期値が設定される。
【００６６】
その後、ステップＳ１０１において、上記指向角θの値に応じ、フェイズドアレイ制御部２００のＩＦテーブル２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃにおいて受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに係る位相を決定し、これに対応した位相制御信号を移送器２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃに出力する。具体的には該受信電波の隣接するアンテナでの受信信号の位相差は、隣接する受信アンテナ間隔をｄ、受信電波の波長をλ、指向角をθとして（２・π・ｄ・cosθ）／λであるから、これに対応する位相差がＩＦテーブル２０１ａ〜ｃより移送器２０２Ａ〜２Ｃにそれぞれ与えられる。
【００６７】
その後、ステップＳ１０２で、上記のようにアンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの位相を設定した(言いかえれば指向角θを設定した)条件のもと、アンテナ１よりサーチ対象無線タグＴに対する呼びかけ信号であるScrollＩＤ信号を出力させる。詳細には、ＣＰＵ２０からの制御信号に基づき送信デジタル信号生成部１６で送信用デジタル信号を生成して変調部１７に出力し、変調部１７で対応する上記振幅変調が行われ「Scroll
ID」信号となり、Ｄ／Ａ変換器１１でアナログ変換された後、アップコンバータ１４で高周波変換され、最終的にアンテナ１を介し送信され、サーチ対象である無線タグＴの無線タグ回路素子Ｔoからの返信を促す。
【００６８】
その後、ステップＳ１０３で、上記「Scroll ID」信号に対応してサーチ対象の無線タグＴの無線タグ回路素子Ｔoから送信された返答信号（＝リプライ信号；タグ識別情報等の無線タグ情報）をアンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃより受信し、フェイズドアレイ制御部２００の移送器２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃでその位相を制御し、加算部２０３より振幅検出部２２０へ取り込む。このとき振幅検出部２２０で受信信号の振幅が検出され、その値がＣＰＵ２０に取り込まれる。
【００６９】
その後、ステップＳ１０４に移り、上記振幅が所定のしきい値以上であるか（アンテナ２Ａ〜２Ｃの指向方向が無線タグＴの方向に近づいたか）どうかが判定される。判定が満たされたらステップＳ１０５へ移る。
【００７０】
ステップＳ１０５では、アンテナ２Ａ〜２Ｃの指向角θが無線タグＴの方向に近づいたことを受けて、アダプティブ処理における上記ウェイトをこの指向角θに対応したものに更新すべき旨の指示がＣＰＵ２０よりアダプティブアレイ制御部２５０の重み付け制御部２５２へ入力される。ステップＳ１０５が終了したら、ステップＳ１０６へ移る。なお、前述のステップＳ１０４の判定が満たされなかった場合もこのステップＳ１０６へ移る。
【００７１】
ステップＳ１０６では、θが、予め指向角θを順次変化させるときの最終値として設定されたθEND(例えばθEND＝１８０°)に等しくなったかどうかを判定する。最初はθは小さいから判定が満たされず、ステップＳ１０７で予め定められたθSTEP（例えばθSTEP＝３０°）だけ加え、ステップＳ１０１に戻り、同様の手順を繰り返す。
【００７２】
こうしてステップＳ１０１〜ステップＳ１０７を繰り返してθの値にθSTEPを小刻みに加え、全アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃによって生じる指向性を単一方向に保持しつつその指向角θを徐々に変化させながら、信号送信及び受信を繰り返しアンテナ２Ａ〜２Ｃの指向角θが無線タグＴの方向に近く比較的大きい振幅が得られた都度、ステップＳ１０５でウェイト更新指示が出力される。そしてθ＝θENDになったらステップＳ１０６の判定が満たされ、フェイズドアレイ制御部２００側でのフローを終了する。
【００７３】
一方、アダプティブアレイ制御部２５０では、前述のようにステップＳ２００において既にアダプティブ処理が開始され実行中であるが、上記ステップＳ１０５の指示を受ける都度、ウェイトを対応する新たな値に更新し収束演算を続行する（ステップＳ２００と同等のステップＳ２００Ａ）。更新されたウェイトによる収束演算が終了しステップＳ２００Ａのアダプティブアレイ処理が終了したら、ステップＳ１５１へ移る。
【００７４】
ステップＳ１５１では、上記収束結果に基づき無線タグＴの存在する方向θTを推定する。このとき、無線タグＴと同じ方向に妨害信号源がある場合など、タグ方向とアンテナの指向性にずれが生じる場合がある。また、複数の方向に極大を示す指向性となることもある。このため、タグの方向は、推定値あるいは確率値となる。以上のようにして、アンテナ２Ａ〜２Ｃにより合成される指向性を無線タグ回路素子Ｔoのアンテナ１５１に対する受信感度が最適となるよう変化させる、アダプティブアレイ制御が実行され、ＡＭ復調部３０による復調処理の精度を可及的に高めて対象とする無線タグ回路素子Ｔoを高感度で検出する。
その後、ステップＳ１５２において、アダプティブアレイ制御部２５０でアダプティブ処理された受信信号はＡＭ復調部３０で復調されさらにＦＭ復号部４０によって最終的に復号信号とされ、アンテナ２Ａ〜２Ｃの受信信号に含まれる所定の無線タグ情報（例えばタグ識別情報；タグＩＤ）が解析されデータとしてＣＰＵ２０へ入力されるとともに、適宜の記憶手段（メモリ）へ格納され（ステップＳ１５３）、アダプティブアレイ制御部２５０側でのフローを終了する。
【００７５】
図６は、上記アダプティブアレイ制御部２５０で実行するアダプティブアレイ処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【００７６】
図６において、上記図５のステップＳ１０２及びステップＳ１０３同様、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２において、アンテナ１よりScrollＩＤ信号を出力させ、サーチ対象の無線タグＴの無線タグ回路素子Ｔoから送信された返答信号をアンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃより乗算部２５１ａ，２５１ｂ，２５１ｃで受信し、加算器２５３を介し重み付け制御部２５２へ取り込む。
【００７７】
その後、ステップＳ２０３で、上記加算器２５３から入力した受信信号の信号強度の値に応じ、アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに係る重み付けを決定し、その後ステップＳ２０４でこれに対応する位相及び振幅（ゲイン）を設定しこれに応じた位相制御信号を乗算部２５１ａ，２５１ｂ，２５１ｃに出力する。
【００７８】
このときの重みの値は重み付け制御部２５２内（あるいはＣＰＵ２０）に別途設けたメモリ（図示せず）に記憶されながらそれまでに記憶されたものとその大きさが比較されており、後述するようにステップＳ２０５の判定が満たされずステップＳ２０１に戻って演算を繰り返していくときにそれまでの記憶値に比べ変化が所定値以下とみなされると演算が収束したと判定される。すなわちアンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃで生成される指向性がその受信信号強度が最大値すなわち最適感度となるように模索する。また妨害信号が検出された場合はこの妨害信号が小さくなるようにさらに指向性が最適化される。重みの値がほぼ一定となり演算が収束した場合はステップＳ２０５の判定が満たされるが、それでない場合は判定が満たされず、ステップＳ２０１に戻って同様の演算手順を繰り返す。
【００７９】
このようしてステップＳ２０１→ステップＳ２０２→ステップＳ２０３→ステップＳ２０４→ステップＳ２０５→ステップＳ２０１→…と繰り返してアンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃそれぞれについてその受信感度が最適となる指向性が見つかったら演算が終了してステップＳ２０５の判定が満たされ、このフローを終了する。
【００８０】
以上において、フェイズドアレイ制御部２００、アダプティブアレイ制御部２４０、ＣＰＵ２０等を含むＢＢ部１０が、各請求項記載の、第１制御手段と第２制御手段とを選択的に切り換えて複数のアンテナ素子の指向性の制御を行う指向性制御手段を構成し、そのうち、重み付け制御部２５２が、第１制御手段における指向性制御の結果に応じ、復調される合成出力信号が目標信号に近づくように重み付けを決定する重み付け決定手段を構成し、乗算部２５１ａ〜２５１ｃ、加算部２５３、及び図示しないフィルタ処理部が、重み付け決定手段で決定された重み付けを用いて合成出力信号を生成する合成出力信号生成手段を構成する。
【００８１】
また、ＣＰＵ２０が、演算手段を構成し、ＩＦテーブル２０１ａ〜２０１ｃが、演算手段からの位相制御信号に基づき、第１制御用の第１ウェイトを決定する第１ウェイト決定手段を構成し、移相器２０２ａ〜２０２ｃと加算部２０３とが、第１ウェイト決定手段で決定された第１ウェイトを用いて第１制御用の第１合成出力信号を生成する第１合成出力信号生成手段を構成する。また重み付け制御部２５２が、演算手段からの位相・振幅制御信号に基づき、第２制御用の第２ウェイトを決定する第２ウェイト決定手段を構成し、乗算部２５１ａ〜２５１ｃ及び加算部２５３が、第２ウェイト決定手段で決定された第２ウェイトを用いて第２制御用の第２合成出力信号を生成する第２合成出力信号生成手段を構成する。
【００８２】
また、ＡＭ復調部３０が、合成出力信号生成手段で生成された合成出力信号又はこれに基づく信号を復調処理する復調手段を構成する。
【００８３】
以上のように構成した本実施形態の質問器１００においては、ＢＢ部１００において、ＣＰＵからの制御信号に基づき、図５を用いて前述したように、フェイズドアレイ制御部２００におけるアンテナ２Ａ〜２Ｃの指向性を所定の方向に保持しつつその方向を順次変化させる第１制御（フェイズドアレイ制御）と、アダプティブアレイ制御部２５０におけるアンテナ２Ａ〜２Ｃの受信信号を参照信号ｒに近づけることにより無線タグＴに対する受信状態が最適となるよう変化させる第２制御（アダプティブアレイ制御）とを同時並行処理して選択的に切り換えながら、アンテナ指向性の制御を行う。
【００８４】
これにより、フェイズドアレイ制御による受信方向決定性能と、アダプティブアレイ制御による受信感度向上性能とを協働させることができるので、比較的短い時間で無線タグＴの方向を決定するとともにその方向に対する受信感度を向上させることができる。特に、フェイズドアレイ制御部２００における指向性制御（フェイズドアレイ制御）の結果に基づき、アダプティブアレイ制御部２５０における受信状態最適化制御（アダプティブアレイ制御）を行うことにより、フェイズドアレイ制御による無線タグＴの方向決定に基づき、アダプティブアレイ制御でその方向の受信状態最適化制御を行う。具体的には、フェイズドアレイ制御部２００における指向性制御結果（＝無線タグＴの方向決定）に基づき重み付け制御部２５２が重み付け（ウェイト）を決定し（ステップＳ２００ＡのステップＳ２０３）、その重み付けを用いて乗算部２５１ａ〜２５１ｃが合成出力信号を生成することで、フェイズドアレイ制御の結果を活かしたアダプティブアレイ制御を実現することができる。この結果、アダプティブアレイ制御のみの場合に比べて比較的短い時間で高い受信感度を得ることができる。
【００８５】
また本実施形態では、図５に示したようにフェイズドアレイ制御とアダプティブアレイ制御とを略同時進行にて実行させるが、通常、アダプティブアレイ処理は、収束するまでのループ計算は、妨害波の状況や、無線タグＴの返答波の変調度により、数万回行う必要もある。そこで本実施形態では、フェイズドアレイ処理にてθを次々と変えて無線タグＴからの返答波の到来方向を検出している時間を利用し、その間に同時にアダプティブ処理を行う（図５参照）ことにより、フェーズドアレイ処理を行うのに要する時間でアダプティブアレイ処理を十分に完了させ、時間を有効に活用し処理時間の増大を防止できる効果もある。
【００８６】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。
【００８７】
（１）フェイズドアレイ制御部とアダプティブアレイ制御部の一部共通化
上記実施形態のようにフェイズドアレイ制御部２００とアダプティブアレイ制御部２５０とを別々に設けるのではなく、回路構成を一部共通化することも可能である。図７は、そのような変形例における質問器のＢＢ部１０′の詳細構成を表す機能ブロック図である。図３と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を簡略化又は省略する。
【００８８】
前述したように、このＢＢ部１０′では、フェイズドアレイ制御部２００とアダプティブアレイ制御部２５０とで共通の構成として、受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおける受信電波信号の位相及び振幅をそれぞれ可変に設定可能であり、図３における移相器２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃの機能と乗算部２５１ａ，２５１ｂ，２５１ｃの機能とを兼ねる乗算部３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃと、上記周波数変換信号出力部１３からの周波数変換信号（クロック信号ＳＣＬＫ）に基づき、それに同期して上記乗算部３０１ａ〜３０１ｃが上記２つの機能のうちいずれを実行するかを所定の微小時間区分ごとに（後述の図８参照）選択的に切り替えるセレクタ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃと、乗算部３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃからの出力を合算する加算部３０３とを有している。また加算部３０３からの出力は、新たに設けられた切替スイッチ３０４へ供給される。切替スイッチ３０４は上記同様周波数変換信号出力部１３からの周波数変換信号（クロック信号ＳＣＬＫ）が入力されており、これに同期して所定の微小時間区分ごとに（後述の図８参照）加算部３０３からの出力をＡＭ復調部３０若しくは振幅検出部２２０へ選択的に出力する。
【００８９】
図８は、上記セレクタ３０２ａ〜３０２ｃ及び切換スイッチ３０４における上記選択切替動作を表すタイムチャートである。図８に示すように、この例では、上記所定の時間区分として周波数変換信号出力部１３からの周波数変換信号（Ａ／Ｄ変換サンプリング用のクロック信号ＳＣＬＫ）に同期したＡ／Ｄ変換器１２ａ〜１２ｃのサンプリング時間を単位としており、このサンプリング時間を２つに時分割して、前半をアダプティブアレイ制御用のスロット（第２時間区分）、後半をフェイズドアレイ制御用のスロット（第１時間区分）とし、見かけ上フェイズドアレイ制御とアダプティブアレイ制御と同時処理を実現している。
【００９０】
すなわち、周波数変換信号出力部１３からの周波数変換信号（クロック信号ＳＣＬＫ）が「ＬＯＷ」信号であるときが、上記アダプティブアレイ制御用のスロットに相当し、セレクタ３０２ａ〜３０２ｃは、重み付け制御部２５２からのウェイトを選択して乗算部３０１ａ〜３０１ｃへ導く。また切換スイッチ３０４は、加算部３０３からの信号（ＳＵＭ信号）をＡＭ復調部３０側へ導入するように切り替わる。
【００９１】
この結果、乗算部３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃはアダプティブアレイ制御部２５０の機能として図３における乗算部２５１ａ，２５１ｂ，２５１ｃと同等の機能を果たすようになる。すなわち、重み付け制御部２５２が、上記加算部３０３で合算された合成出力信号に関し、アンテナ２Ａ〜２Ｃの受信感度が無線タグＴの配置されている方向に対して最適になるように（＝無線タグ回路素子Ｔoによる変調成分の振幅を可及的に高くし上記参照信号ｒに近づくように）各アンテナ２Ａ〜２Ｃにより受信された受信信号それぞれの振幅及び位相を変更し指向性を制御する。そのために、乗算部３０１ａ〜ｃへの位相制御信号において各アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃごとに所定の重み付けを行い、この重み付け（ウェイト）を変動させながら繰り返し収束演算を行う。重み付け制御部２５２の制御信号により乗算部３０１ａ〜３０１ｃでアダプティブ処理された受信信号は加算部３０３で合算された後、切替スイッチ３０４を介して上記ＡＭ復調部３０に入力される。
【００９２】
一方、周波数変換信号出力部１３からの周波数変換信号（クロック信号ＳＣＬＫ）が「ＨＩＧＨ」信号であるときが、上記フェイズドアレイ制御用のスロットに相当し、セレクタ３０２ａ〜３０２ｃは、ＩＦテーブル２０１ａ〜２０１ｃからの制御信号（ウェイト）を選択して乗算部３０１ａ〜３０１ｃへ導く。また切換スイッチ３０４は、加算部３０３からの信号（ＳＵＭ信号）を振幅制御部２２０側へ導入するように切り替わる。
【００９３】
この結果、乗算部３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃはフェイズドアレイ制御部２００の機能として図３における移相器２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃと同等の機能を果たすようになる。すなわち、ＣＰＵ２０からの位相制御信号に応じた上記ＩＦテーブル２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃのデータ値が乗算部３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃに入力され、乗算部３０１ａ〜ｃはそのデータを参照しつつ受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおける受信電波信号の位相をそれぞれ可変に設定する。これにより、受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対し、それらの指向性を所定の方向に保持しつつその方向を順次変化させるフェイズドアレイ処理が実行され、処理後の信号が加算部３０３で合算後に切替スイッチ３０４を介し振幅検出部２２０でその振幅が検出され、検出結果がＣＰＵ２０へ入力される。
【００９４】
以上において、乗算部３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃが、各請求項記載の、第１合成出力信号生成手段と第２合成出力信号生成手段とを共通化した１つの合成出力信号生成手段を構成し、セレクタ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃが、共通化した１つの合成出力信号生成手段に、前記第１又は第２ウェイト決定手段で決定されたウェイトを選択的に切り替え入力する切替手段を構成する。
【００９５】
本変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を得る。またこれに加え、乗算部３０１ａ〜３０１ｃ及び加算部３０３等をフェイズドアレイ制御とアダプティブアレイ制御とにおいてそれぞれ共通化して用いることにより、装置全体の構成を簡素化すると共にコスト低減を図ることができる。
【００９６】
なお、上記においては、図８に示したように時間区分を固定し、各ＡＤ変換サンプリング時間の前半をアダプティブアレイ、後半をフェイズドアレイという配分としたが、これに限られず、この配分を可変としても良い。
【００９７】
図９は、そのような変形例における質問器のＢＢ部１０″の詳細構成を表す機能ブロック図である。図７と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を簡略化又は省略する。
【００９８】
このＢＢ部１０″では、新たに選択信号生成部３０５を設けている。選択信号生成部３０５は、上記周波数変換信号出力部１３からの周波数変換信号（クロック信号ＳＣＬＫ）に同期しつつアダプティブアレイ処理とフェイズドアレイ処理の選択を行う選択信号（SELCK）を生成し、セレクタ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ及び切替スイッチ３０４は、この選択信号に応じて選択切替動作が制御される。
【００９９】
図１０は、上記選択信号生成部３０５における選択信号の生成態様を表す図である。図１０において、選択信号生成部３０５は、前述の図８と同様、ＡＤ変換のサンプリング時間を単位として前半と後半の２つに時分割するが、上記選択信号を切り替えることにより、それぞれのスロットをアダプティブアレイスロットとするか、フェイズドアレイスロットとするかを自在に変更できる。
【０１００】
図１０の例では、パターンＡに示すものは既に述べたものと同じ切替態様であり、各ＡＤ変換サンプリング時間の前半はアダプティブアレイスロットで、セレクタ３０２ａ〜３０２ｃが重み付け制御部２５２からのウェイトを選択し乗算部３０１ａ〜３０１ｃへ導くとともに切換スイッチ３０４が加算部３０３からの信号をＡＭ復調部３０側へ導入するような選択信号を生成して出力する。また、各ＡＤ変換サンプリング時間の後半はフェイズドアレイスロットで、セレクタ３０２ａ〜３０２ｃがＩＦテーブル２０１ａ〜２０１ｃからの制御信号を選択して乗算部３０１ａ〜３０１ｃへ導くとともに切換スイッチ３０４が加算部３０３からの信号を振幅制御部２２０側へ導入するような選択信号を生成して出力する。この結果、図示のように、アダプティブアレイ制御及びフェイズドアレイ制御の処理の比率は、１：１となる。
【０１０１】
これに対し、一例としてパターンＢに示すものは、３つのＡＤ変換サンプリング時間を１つのサイクルとし、１番目のサンプリング時間（カウンタ値０に対応）は、上記同様、前半をアダプティブアレイスロットとして後半はフェイズドアレイスロットとするような選択信号を生成し、２番目のサンプリング時間（カウンタ値１に対応）は前半も後半もアダプティブアレイスロットとするような選択信号を生成し、３番目のサンプリング時間（カウンタ値２に対応）についても前半も後半もアダプティブアレイスロットとするような選択信号を生成し、このサイクルを繰り返す。この結果、図示のように、アダプティブアレイ制御及びフェイズドアレイ制御の処理の比率は、１：５となる。
【０１０２】
上記において、選択信号生成部３０５が、第１時間区分においては第１ウェイト決定手段で決定されたウェイトを共通化した１つの合成出力信号生成手段に入力し、第２時間区分においては第２ウェイト決定手段で決定されたウェイトを前記共通化した１つの合成出力信号生成手段に入力するように、切替手段の切り替え動作を制御する切替制御手段を構成する。
【０１０３】
本変形例においては、選択信号生成部３０５で、前述のようにしてアダプティブアレイ制御及びフェイズドアレイ制御の処理の比率を変えることができる。なお、この比率は例えばＣＰＵ２０からの指示信号により設定可能である。一般的には、アダプティブアレイ制御はフェイズドアレイ制御より処理時間がかかるのが通常であるため、アダプティブアレイ制御の比率を多くするほうが好ましい。
【０１０４】
なお、上記のようにスロット幅を固定として配分のみを変えるのではなく、スロット幅自体を可変に設定できるようにしてもよい。この場合、ＡＤ変換のサンプリング時間単位に占める前半スロットと後半スロットとの割合を可変に設定し、フェイズドアレイ制御とアダプティブアレイ制御との時間配分をさらに自由自在に決定できる。
【０１０５】
（２）フェイズドアレイ制御完了後、アダプティブアレイ制御を行う場合
上記実施形態では、図５に示したように、フェイズドアレイ制御部２００におけるフェイズドアレイ制御とアダプティブアレイ制御部２５０におけるアダプティブアレイ制御とがほぼ同時並行して行われたが、これに限られず、フェイズドアレイ制御で無線タグＴの方向を検知し制御完了した後、アダプティブアレイ制御で受信感度向上を図るようにしてもよい。
【０１０６】
図１１は、そのような変形例において、質問器のＢＢ部１０による受信信号処理動作の制御手順を表すフローチャートであり、上記図５に対応する図である。上記実施形態と同等の部分及び手順には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【０１０７】
図１１において、まず図５と同様のステップＳ１００において、ＣＰＵ２００により、フェイズドアレイ制御部２００において用いる指向角θの初期値が設定された後、ステップＳ１５０において、アダプティブアレイ制御部２５０の重み付け制御部２５２が乗算部２５１ａ，２５１ｂ，２５１ｃのおける位相及び振幅の初期値を設定する。
【０１０８】
その後ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４は図５と同様の流れであり、指向角θの値に応じＩＦテーブル２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃにおいて受信アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに係る位相を決定し対応した位相制御信号を移送器２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃに出力し、アンテナ１よりScrollＩＤ信号を出力するとともに返答信号をアンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃより受信する。フェイズドアレイ制御部２００の移送器２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃはその受信信号の位相を制御し、振幅検出部２２０で受信信号の振幅が検出され、その振幅が所定のしきい値以上であるか（アンテナ２Ａ〜２Ｃの指向方向が無線タグＴの方向に近づいたか）どうかが判定される。
【０１０９】
判定が満たされない場合は後述のステップＳ１０６へ移る。判定が満たされたらステップＳ２００（詳細手順は図６参照）へ移り、上記同様、アダプティブアレイ制御部２５０にてアダプティブアレイ処理を行い、アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃで生成される指向性がその受信信号強度が最大値すなわち最適感度となるように重み付け制御部２５２で重み付け（ウェイト）を変化させながら模索する（詳細手順は前述の図６参照）。このとき受信信号は前述したようにＡＭ復調部３０及びＦＭ復号部４０を介しＣＰＵ２０へ入力されるが、次のステップＳ１０８ではＣＰＵ２０にて、受信信号がＦＭ復号部４０にて正常に復号化できたかどうかが判定される。
【０１１０】
もし復号化できた場合はステップＳ１０８の判定が満たされ、ステップＳ１０９に移って当該復号化した受信信号の方向は、受信したい通信対象（無線タグＴ）からの本来の信号（所望波）であると推定し、以降の制御でこの方向をいわゆるタグポイントとする（その旨のフラグをたてるようにしてもよい）。復号化できなかった場合はステップＳ１０８の判定が満たされず、ステップＳ１１０に移って当該復号化した受信信号の方向は、受信したい通信対象（無線タグＴ）とは異なる妨害波方向（例えば無線タグＴまで届くことなく送信波が途中の別部材で反射して戻ってきた信号等）であると推定し、以降の制御でこの方向をいわゆるヌルポイントとする（その旨のフラグをたてるようにしてもよい）。
【０１１１】
ステップＳ１０９又はステップＳ１１０が終了すると、図５と同様のステップＳ１０６に移り、θがθENDに等しくなったかどうかが判定される。判定が満たされない場合はステップＳ１０７でθSTEPを加え、ステップＳ１０１に戻り、同様の手順を繰り返す。
【０１１２】
こうしてステップＳ１０１〜ステップＳ１０７を繰り返してθの値にθSTEPを小刻みに加え、全アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃによって生じる指向性を単一方向に保持しつつその指向角θを徐々に変化させながら、信号送信及び受信を繰り返しアンテナ２Ａ〜２Ｃの指向角θが無線タグＴの方向に近く比較的大きい振幅が得られている間は、ステップＳ２００でアダプティブアレイ処理が行われ、しかもその都度ステップＳ１０８、ステップＳ１０９、ステップＳ１１０で所望波方向と妨害波方向を識別しつつ所望波方向を画定しつつ処理を続行する。そしてθ＝θENDになったらステップＳ１０６の判定が満たされ、フェイズドアレイ制御部２００側でのフローを終了してステップＳ２００Ｂへ移る。
【０１１３】
ステップＳ２００Ｂでは、以上のようにしてあらかじめ所望波を概略画定した最適なウェイトを用い、ステップＳ２００やステップＳ２００Ａと同様、さらに確実なアダプティブアレイ処理を行い、アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃで生成される指向性がその受信信号強度が最大値すなわち最適感度となるように模索する
【０１１４】
その後は図５と同様であり、ウェイトによる収束演算が終了しステップＳ２００Ａのアダプティブアレイ処理が終了したら、ステップＳ１５１へ移る。
【０１１５】
ステップＳ１５１では、上記収束結果に基づき無線タグＴの存在方向θTを推定し、ステップＳ１５２において受信信号の復調をＡＭ復調部３０で行いさらにＦＭ復号部４０で最終的に復号信号とされ、解析された無線タグ情報がＣＰＵ２０へ入力されるとともに記憶手段へ格納され（ステップＳ１５３）、このフローを終了する。
【０１１６】
以上において、ステップＳ１０８、ステップＳ１０９、及びステップＳ１１０が、各請求項記載の、復調手段の復調結果に応じて、複数のアンテナ素子で受信した信号が前記通信対象からの送信波であるか否かを判別する判別手段を構成する。
【０１１７】
本変形例においても、上記実施形態と同様、フェイズドアレイ制御による受信方向決定性能とアダプティブアレイ制御による受信感度向上性能とを協働させ、フェイズドアレイ制御による無線タグＴの方向決定に基づきアダプティブアレイ制御でその方向の受信状態最適化制御を行うので、比較的短い時間で無線タグＴの方向を決定するとともにその方向に対する受信感度を向上させることができる。
【０１１８】
また、本変形例においては、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１０で送信波か妨害波かを予め見分けた上でその後のステップＳ２００Ｂでその結果を踏まえた最適なウェイトによって重み付けを行うので、図１２に示すように、通信対象である無線タグＴからの送信波方向に対しては受信感度を大きく、送信波方向でない方向（妨害波方向）に対しては受信感度が小さくなるように重み付けを決定し、送信波に対する受信信号強度を迅速かつ確実に向上させることができる。この結果、比較的短い時間で送信波に対する高い受信信号強度を得ることができる。
【０１１９】
なお、上記変形例において、図ＤのステップＳ１０８において、ＡＭ復調部３０及びＦＭ復号部で復調・復号化ができたかどうかを判定するのに限られない。必ずしも復号化まで行わなくても、復号化前のパルスの状態で、そのパルス幅が予め想定された所定範囲（規格内）に入るかどうかによって所望波か妨害波かを判定しても良い。範囲外の場合は無線タグＴからの信号ではないため、妨害波であるとみなすことができる。
【０１２０】
なお、以上においては、１つのＢＢ部１０中に共通のＣＰＵ２０の制御を元に動作するフェイズドアレイ制御部２００とアダプティブアレイ制御部２５０とを設け、それら制御を選択的に切り換えたり、同時並行して制御することで処理を行ったが、これに限られない。すなわち、例えばそれらフェイズドアレイ制御部２００とアダプティブアレイ制御部２５０とを独立した別々のＣＰＵあるいは別々のハード回路等で構成し、完全に並列及び同時処理を行うようにしてもよい。この場合も、同様の効果を得る。
【０１２１】
また、以上においては、ＡＭ復調部３０、ＦＭ復号部４０、アダプティブアレイ制御部２００、フェイズドアレイ制御部２６０は、ＢＢ部１０に設けられたものであったが、それらはＢＢ部１０とは別体としてそれぞれ独立の制御装置として設けられるものであっても構わない。
【０１２２】
また、以上において、質問器１００には、無線タグ回路素子Ｔoに向けて送信波Ｆｃを送信する送信アンテナ１と、その無線タグ回路素子Ｔoから返信される反射波Ｆｒを受信する受信アンテナ２Ａ〜２Ｃが別体として設けられていたが、これにも限られず、無線タグ回路素子Ｔoに向けて送信波Ｆｃを送信すると共にその無線タグ回路素子Ｔoから返信される反射波Ｆｒを受信する送受信アンテナを備えたものであっても構わない。この場合には、サーキュレータ等の送受信分離器がその送受信アンテナに対応して設けられる。
【０１２３】
さらに、以上においては、上記質問器１００は、図１の通信システムＳにおける質問器として用いられていたが、これに限られず、本発明は、無線タグ回路素子Ｔoに所定の情報を書き込み無線タグＴを作成する無線タグ作成装置や、情報の読み出し及び書き込みを行う無線タグリーダ／ライタにも好適に適用されるものである。
【０１２４】
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】
【０１２５】
【図１】本発明の一実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。
【図２】無線タグに備えられた無線タグ回路素子の機能的構成の一例を表すブロック図である。
【図３】図１に示した質問器の機能的構成を表す機能ブロック図である。
【図４】フェイズドアレイ制御の挙動を表す説明図である。
【図５】ＢＢ部による受信信号処理動作の制御手順を表すフローチャートである。
【図６】アダプティブアレイ制御部で実行するアダプティブアレイ処理の詳細手順を表すフローチャートである。
【図７】フェイズドアレイ制御部とアダプティブアレイ制御部の一部を共通化した変形例における質問器のＢＢ部の詳細構成を表す機能ブロック図である。
【図８】図７に示したセレクタ及び切換スイッチにおける選択切替動作を表すタイムチャートである。
【図９】微小時間区分の配分を可変とした変形例における質問器のＢＢ部の詳細構成を表す機能ブロック図である。
【図１０】図９に示した選択信号生成部における選択信号の生成態様を表す図である。
【図１１】フェイズドアレイ制御完了後、アダプティブアレイ制御を行う変形例において、質問器のＢＢ部による受信信号処理動作の制御手順を表すフローチャートである。
【図１２】アダプティブアレイ制御の挙動を表す説明図である。
【符号の説明】
【０１２６】
２Ａ〜Ｃ        アンテナ（アンテナ素子）
１０            ＢＢ部（指向性制御手段）
２０            ＣＰＵ（演算手段）
３０            ＡＭ復調部（復調手段）
２００          フェイズドアレイ制御部（第１制御手段）
２０１ａ〜ｃ    ＩＦテーブル（第１ウェイト決定手段）
２０２ａ〜ｃ    移相器（第１合成出力信号生成手段）
２０３          加算部（第１合成出力信号生成手段）
２５０          アダプティブアレイ制御部（第２制御手段）
２５１ａ〜ｃ    乗算部（第２合成出力信号生成手段、合成出力信号生成手段）
２５２          重み付け制御部（第２ウェイト決定手段、重み付け決定手段）
２５３          加算部（第２合成出力信号生成手段、合成出力信号生成手段）
３０１ａ〜ｃ    乗算部（共通化した１つの合成出力信号生成手段）
３０２ａ〜ｃ    セレクタ（切替手段）
３０５          選択信号生成部（切替制御手段）
Ｔ              無線タグ（通信対象）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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