(57)【要約】【課題】表面弾性波フィルタの温度特性に依らず高感度化を図ることができるとともに、応答性を向上させることのできる受信回路を提供する。【解決手段】入力信号を増幅して出力するアンプ１と、入力信号を逆拡散変調して相関信号を出力する又は前記相関信号を拡散変調して出力する表面弾性波フィルタ２と、前記相関信号の出力値が所定の出力値を上回ると前記起動信号を受信したと判定する起動判定部３とを備え、前記アンプ１は、増幅した信号を、前記起動判定部３に出力する経路と、前記表面弾性波フィルタ２を介して自身に帰還させる経路とに分岐して出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データの送信又は受信の少なくとも何れか一方を行う通信回路を起動させるために送信される起動信号を受信する受信回路であって、入力信号を増幅して出力するアンプと、入力信号を逆拡散変調して相関信号を出力する又は前記相関信号を拡散変調して出力する表面弾性波フィルタと、前記相関信号の出力値が所定の出力値を上回ると前記起動信号を受信したと判定する起動判定部とを備え、前記アンプは、増幅した信号を、前記起動判定部に出力する経路と、前記表面弾性波フィルタを介して自身に帰還させる経路とに分岐して出力することを特徴とする受信回路。
【請求項２】
前記アンプの前段には、受信した電気信号の出力値と所定の閾値とを比較する出力判定部が設けられ、前記出力判定部は、前記電気信号の出力値が前記所定の閾値を上回ると当該電気信号を前記アンプに出力することを特徴とする請求項１記載の受信回路。
【請求項３】
前記起動判定部は、前記アンプから出力される前記相関信号の受信間隔又は受信回数の少なくとも何れか一方に基づいた受信パターンを有し、前記アンプから出力される前記相関信号が当該受信パターンと一致した場合にのみ前記起動信号を受信したと判定することを特徴とする請求項１又は２記載の受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面弾性波フィルタを用いた受信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、データの送受信を開始する前の待機状態における消費電流を低減するために、表面弾性波フィルタを用いて特定の周波数帯域で且つ特定パターンの起動信号を受信する受信回路が知られている。受信回路は、データの送受信時とは異なる起動信号を表面弾性波フィルタで受信すると、データの送信又は受信の少なくとも何れか一方を行う通信回路を起動するように構成されており、このような受信回路は、例えば特許文献１に開示されている。以下、表面弾性波フィルタを用いた受信回路の従来例１について図面を用いて説明する。
【０００３】
この従来例１は、図４に示すように、受信回路を有するＩＣカード１００を備えた無線ＩＣカードシステムであって、料金徴収装置（図示せず）とＩＣカード１００との間でデータの送受信を行うものである。ＩＣカード１００は、アンテナ１０１ａ，１０１ｂと、ＳＡＷコリレータ１０２と、蓄積回路１０３と、スレッショルド放電器１０４と、電池１０５と、リレーＳＷ１０６と、データ通信装置１０７とから主に構成される。尚、ＳＡＷはSurface Acoustic Wave（表面弾性波）の略である。
【０００４】
ＳＡＷコリレータ１０２は、アンテナ１０１ａで受信した料金徴収装置からの電気信号に含まれる特定パターン（相関ピーク）を抽出する表面弾性波フィルタである。蓄積回路１０３は、ＳＡＷコリレータ１０２から出力される相関ピーク電力成分のみを取り込み、逐次蓄積するものである。スレッショルド放電器１０４は、蓄積回路１０３の出力電圧が所定電圧値を上回ると、リレーＳＷ１０６を駆動させてデータ通信装置１０７に電池１０５の出力電圧を供給させるものである。データ通信装置１０７は、電池１０５の出力電圧が供給されることで初めて待機状態から能動状態に遷移し、ＩＣカード１００と料金徴収装置との間においてアンテナ１０１ｂを介して無線通信を行うことが可能となる。
【０００５】
ここで、上記従来例１では、蓄積回路１０３の出力電圧が所定電圧値を上回らない限りは、電池１０５と、データ通信装置１０７及びリレーＳＷ１０６との間が機械的に完全に遮断されるため、待機状態における電池１０５の電力消費をほぼ零とすることができる。しかしながら、上記従来例１では、蓄積回路１０３において出力電圧を所定電圧値まで蓄積するために要する時間が長くなる。即ち、待機状態から能動状態への遷移に時間がかかるため、料金徴収装置からの信号を受信して直ぐにデータ通信装置１０７を起動させることができず、良好な応答性を得ることができないという問題があった。
【０００６】
上記従来例１の問題点を解決する従来例２を以下に示す。この従来例２は、図５に示すように、表面弾性波フィルタ２００と、表面弾性波フィルタ２００から出力される電気信号を増幅するアンプ２０１と、アンプ２０１から出力される電気信号を所定時間遅延させる遅延線２０２とを備える。表面弾性波フィルタ２００は、前述の従来例１におけるＳＡＷコリレータ１０２に相当する。そして、遅延線２０２で遅延させた電気信号を加算器２０３を介してアンプ２０１に帰還させることで、表面弾性波フィルタ２００から出力される電気信号とアンプ２０１で増幅された電気信号との加算を繰り返す構成となっている。このアンプ２０１から出力される電気信号は起動判定部２０４にも入力され、当該電気信号の出力値が所定の出力値を上回ると、起動判定部２０４は起動信号を受信したと判定し、通信回路を起動する。而して、この従来例２では、表面弾性波フィルタ２００から出力される電気信号をアンプ２０１で増幅し、且つ帰還させることで電気信号を加算しているので、所望の出力に達するまでに要する時間が短くなる。このため、前述の従来例１と比較して応答速度を高めることができ、良好な応答性を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４９４８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記従来例２では、表面弾性波フィルタ２００から出力される電気信号の繰り返し周期Ｔｃと、遅延線２０２における遅延時間Ｔｄとが一致するように各定数を設定している。このように設定することで、表面弾性波フィルタ２００から出力される電気信号と、アンプ２０１で増幅された電気信号とが互いに打ち消しあうことなく加算され、受信回路の高感度化を図ることができるようになっている。
【０００９】
しかしながら、表面弾性波フィルタ２００は周囲温度の変化に影響を受け易く、その温度特性により、表面弾性波フィルタ２００から出力される電気信号の繰り返し周期Ｔｃと、遅延線２０２における遅延時間Ｔｄとの間に差が生じ得る。すると、加算器２０３において加算される各電気信号の間に位相差が生じるため、各電気信号が互いに打ち消しあって加算後の電気信号の出力が大幅に減少し、位相差によっては受信回路の感度が急激に低下する虞があった。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、表面弾性波フィルタの温度特性に依らず高感度化を図ることができるとともに、応答性を向上させることのできる受信回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、上記目的を達成するために、データの送信又は受信の少なくとも何れか一方を行う通信回路を起動させるために送信される起動信号を受信する受信回路であって、入力信号を増幅して出力するアンプと、入力信号を逆拡散変調して相関信号を出力する又は前記相関信号を拡散変調して出力する表面弾性波フィルタと、前記相関信号の出力値が所定の出力値を上回ると前記起動信号を受信したと判定する起動判定部とを備え、前記アンプは、増幅した信号を、前記起動判定部に出力する経路と、前記表面弾性波フィルタを介して自身に帰還させる経路とに分岐して出力することを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記アンプの前段には、受信した電気信号の出力値と所定の閾値とを比較する出力判定部が設けられ、前記出力判定部は、前記電気信号の出力値が前記所定の閾値を上回ると当該電気信号を前記アンプに出力することを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記起動判定部は、前記アンプから出力される前記相関信号の受信間隔又は受信回数の少なくとも何れか一方に基づいた受信パターンを有し、前記アンプから出力される前記相関信号が当該受信パターンと一致した場合にのみ前記起動信号を受信したと判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、受信した電気信号をアンプで増幅し、且つ増幅した電気信号を表面弾性波フィルタを介して帰還させて再度アンプで増幅する過程を繰り返すので、所定の出力値に達するまでに要する時間が短くなる。而して、起動信号を受信してから通信回路を起動するまでの応答速度を高めることができ、応答性を向上させることができる。また、受信した電気信号の増幅を繰り返す際に、他の電気信号を加算しない構成であるため、従来のように信号の加算による位相差が生じ得ないため、信号の加算によって互いに打ち消しあうこともない。而して、表面弾性波フィルタの温度特性に依らず高感度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る受信回路の実施形態を示す概略図である。
【図２】同上の表面弾性波フィルタの動作説明図で、（ａ）は多ビット信号を入力した場合を示す図で、（ｂ）は１ビット信号を入力した場合を示す図である。
【図３】同上の出力判定部を設けた場合を示す概略図である。
【図４】従来例１の受信回路を示す概略図である。
【図５】従来例２の受信回路を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る受信回路の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図１（ａ）に示すように、アンプ１と、表面弾性波フィルタ２と、起動判定部３とから構成される。
【００１７】
アンプ１は、アンテナ（図示せず）で受信した電気信号を増幅する。増幅された電気信号は、表面弾性波フィルタ２を介して自身に帰還する経路と、起動判定部３に出力する経路とに分岐して出力される。また、アンプ１は、表面弾性波フィルタ２を介してフィードバックされる（後述する）相関信号も増幅する。当該相関信号も、上記と同様に各経路に分岐して出力される。
【００１８】
表面弾性波フィルタ２は、例えば水晶基板等から成る圧電基板上に複数の櫛形電極（図示せず）を配置して構成される。ここで、本実施形態では、送信データのディジタル信号を乗せたキャリア（搬送波）をＰＮ符号（擬似ランダム雑音符号）によって拡散変調した電気信号を起動信号として受信するものである。このため、各櫛形電極は、キャリアを変調する際に用いたＰＮ符号に対応した特定のパターンに形成される。
【００１９】
以下、表面弾性波フィルタ２の動作について簡単に説明する。先ず、アンプ１で増幅された電気信号が表面弾性波フィルタ２に入力されると、当該信号が表面弾性波となって上記特定のパターンに形成された櫛形電極を通過する。そして、伝達された表面弾性波の位相が上記特定のパターンと一致すると、起動信号と相関する電気信号が出力される。即ち、表面弾性波フィルタ２は、アンプ１で増幅された電気信号を逆拡散変調して相関信号を出力する。
【００２０】
ここで、表面弾性波フィルタ２を構成する回路は、論理的には複数の遅延器Ｄと、前記ＰＮ符号に対応する重み付け乗算を行う複数の乗算器Ｗと、各乗算器Ｗからの出力を加算する加算器Ａとから成る（図２（ａ）参照）。例えば、図２（ａ）に示すように、前記ＰＮ符号で拡散変調された複数ビット（図示では４ビット）の電気信号を表面弾性波フィルタ２に入力した場合、上述のように当該電気信号が逆拡散変調されて相関信号が出力される。一方、図２（ｂ）に示すように、相関信号を表面弾性波フィルタ２に入力した場合、当該相関信号が前記ＰＮ符号によって拡散されて複数ビットの電気信号に変換される。この拡散変調及び逆拡散変調を繰り返す過程において、表面弾性波フィルタ２から出力される信号がアンプ１に帰還するため、アンプ１によって信号が増幅される。
【００２１】
起動判定部３は、例えばコンパレータから成り、アンプ１から出力される相関信号の出力が所定の出力値を上回ると起動信号を受信したと判定する。そして、起動信号を受信したと判定すると、自身に接続されてデータの送受信を行う通信回路（図示せず）を起動する。即ち、受信する起動信号自体の出力値は微弱であるため、相関信号の出力値を一定以上に高めて初めて起動信号を受信したと判定することで、受信回路の高感度化を図っている。尚、本実施形態では、通信回路はデータの送受信を行うものと定義しているが、通信回路はデータの送信又は受信の少なくとも何れか一方を行なうものであればよい。
【００２２】
以下、本実施形態の特徴について説明する。本実施形態は、受信した電気信号をアンプ１で増幅した後に、当該電気信号を表面弾性波フィルタ２を介して帰還させて再度アンプ１で増幅する過程を繰り返すことに特徴がある。即ち、図１（ｂ）に示すように、先ず受信した電気信号をアンプ１で増幅し、増幅した電気信号を表面弾性波フィルタ２に通すことで相関信号に変換する。次に、この相関信号を再度アンプ１で増幅させ、増幅した相関信号を表面弾性波フィルタ２に通すことで受信した電気信号と同じ波形の信号に分解する。そして、この分解された電気信号を再度アンプ１で増幅させた後に、表面弾性波フィルタ２を通すことで相関信号に変換する。以上の過程を繰り返すことで、受信した電気信号を増幅させる。
【００２３】
このため、相関信号が所定の出力値に達するまでに要する時間が短くなる。而して、起動信号を受信してから通信回路を起動するまでの応答速度を高めることができ、応答性を向上させることができる。また、受信した電気信号の増幅を繰り返す際に、他の電気信号を加算しない構成であるため、従来例２のように信号の加算による位相差が生じ得ないため、信号の加算によって互いに打ち消しあうこともない。而して、表面弾性波フィルタ２の温度特性に依らず高感度化を図ることができる。
【００２４】
更に、本実施形態では、上述のように電気信号を帰還させる毎に当該電気信号が表面弾性波フィルタ２を通過する。而して、電気信号が表面弾性波フィルタ２を通過する度にフィルタリングされるため、外部からのノイズ、及びシステム内部からのノイズを除去することができ、Ｓ／Ｎ比を大幅に改善することができる。
【００２５】
ところで、本実施形態では、上述のようにアンプ１から出力される相関信号が所定の出力値に達すると起動信号を受信したと起動判定部３が判定している。ここで、起動判定部３に、所定の出力値に達した相関信号の受信間隔又は受信回数に基づく受信パターンを設定してもよい。この場合、アンプ１から出力される相関信号が所定の出力値に達したとしても、受信パターンに一致しない場合には起動判定部３は起動信号を受信したと判定しない。したがって、ノイズや他のシステムからの妨害信号、或いは同じ通信方式を用いた他の系からの信号を受信したとしても、受信パターンに一致しなければ通信回路を起動しないので、誤って通信回路が起動するのを防止することができる。
【００２６】
尚、図３に示すように、アンプ１の前段に、受信した電気信号又は表面弾性波フィルタ２を介して帰還される電気信号の出力値と所定の閾値とを比較する出力判定部４を設けてもよい。出力判定部４は、例えばコンパレータから成り、入力信号の出力値が所定の閾値を上回ると当該入力信号をアンプ１に出力する。この場合、入力信号よりも低い出力のノイズがアンプ１によって増幅されるのを防ぐことができる。而して、ノイズによって誤って通信回路が起動するのを防止することができる。尚、出力判定部４における所定の閾値は、例えば周囲の環境雑音を定期的に観測し、その観測結果に基づいて適宜変更するようにしてもよい。また、通信回路が起動している状態において、通信回路との間で受信信号強度の情報を交換し、当該情報に基づいて所定の閾値を適宜変更するようにしてもよい。
【００２７】
本実施形態は、例えばカメラの映像データを通信するシステムにおける防犯カメラを備えたインターホンで、インターホンからの制御信号（起動信号）を受けて動作するカメラモジュールの無線受信装置に利用することができる。勿論、前記無線受信装置は本実施形態の利用の一例であり、他の装置に利用してもよいことは言うまでもない。尚、本実施形態は、表面弾性波フィルタ２において必要とする相関信号が得られるような十分な周波数帯域が確保できればよく、例えば２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯での利用が考えられる。また、超広帯域無線（UWB）やミリ波の周波数帯での利用も考えられる。
【符号の説明】
【００２８】
１  アンプ
２  表面弾性波フィルタ
３  起動判定部
【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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