(57)【要約】【課題】受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善する無線通信装置を提供する。【解決手段】搬送波を変調して送信信号を出力するための送信アンプ６８と、搬送波に基づくキャンセル信号を生成するためのキャンセル移相部５８及び送信アンプ６８と実質的に同一の特性を有するキャンセルアンプ６０を含むキャンセル信号生成部３０と、そのキャンセル信号生成部３０により生成されたキャンセル信号を受信信号に加算するキャンセル信号合成部３２とを、備えたものであることから、送信回路に用いられる送信アンプ６８と実質的に同一の特性を有するキャンセルアンプ６０をキャンセル回路に用いることで、送信側からの回り込み信号に含まれるノイズの特性とキャンセル信号に含まれるノイズの特性とを可及的に等しいものとすることができ、キャンセル信号を受信信号に足し合わせることで斯かるノイズを好適に低減することができる。【選択図】図２
2008011238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信用アンテナから送信信号を送信すると共に、該送信信号に応じて通信対象から返信される返信信号を受信用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、
所定の送信データにより搬送波を変調して前記送信信号を出力するための送信アンプと、
前記搬送波に基づくキャンセル信号の位相を制御するためのキャンセル移相部と、該キャンセル信号を増幅するための、前記送信アンプと実質的に同一の特性を有するキャンセルアンプとを、含むキャンセル信号生成部と、
該キャンセル信号生成部により生成されたキャンセル信号を前記受信用アンテナにより受信された受信信号に加算するキャンセル信号合成部と
を、備えたものであることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記送信用アンテナは、複数のアンテナ素子から成るアレイアンテナであり、各アンテナ素子に対応して前記キャンセルアンプと実質的に同一の特性を有する送信アンプを備えたものである請求項１の無線通信装置。
【請求項３】
前記送信アンプ及びキャンセルアンプは、増幅率を変更し得る可変ゲインアンプである請求項１又は２の無線通信装置。
【請求項４】
前記送信アンプと送信用アンテナとの間の信号伝達経路に送信フィルタを備えると共に、前記キャンセルアンプとキャンセル信号合成部との間の信号伝達経路に該送信フィルタと実質的に同一の特性を有するキャンセルフィルタ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】
前記キャンセル信号生成部は、前記送信用アンテナから送信される送信信号の搬送波成分の振幅を前記キャンセルアンプを介して制御することで前記キャンセル信号を生成するものである請求項３又は４の無線通信装置。
【請求項６】
前記キャンセル信号生成部は、前記キャンセルアンプを介して前記送信データにより前記送信用アンテナから送信される送信信号の搬送波成分を変調することで前記キャンセル信号を生成するものである請求項５の無線通信装置。
【請求項７】
前記送信用アンテナから送信される送信信号の位相又は前記受信用アンテナにより受信された受信信号の位相を制御するための移相部を備え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】
前記移相部は、前記キャンセル移相部と実質的に同一の特性を有するものである請求項７の無線通信装置。
【請求項９】
前記受信用アンテナにより受信される受信信号と振幅が等しく且つ逆位相となるように前記キャンセル信号生成部により生成されるキャンセル信号の位相及び／又は振幅を制御するキャンセル信号制御部を備えたものである請求項１から８の何れかの無線通信装置。
【請求項１０】
前記無線通信装置は、通信対象である無線タグに向けて所定の送信信号を送信用アンテナにより送信すると共に、該送信信号に応答して前記無線タグから返信される返信信号を前記受信用アンテナにより受信することで前記無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置である請求項１から９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、送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル回路を有する無線通信装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信用アンテナから所定の送信信号を送信する送信部と、その送信信号に応じて返信される返信信号を受信用アンテナにより受信する受信部とを、有する無線通信装置が知られている。例えば、所定の情報が記憶された小型の無線タグ（応答器）から非接触にて情報の読み出しを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムの無線タグ通信装置（質問器）がそれである。このＲＦＩＤシステムは、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、上記無線タグ通信装置は、上記無線タグに向けて所定の送信信号（質問波）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（応答波）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（直接波）が混入して全体の受信信号強度が増大する場合がある。これにより、増幅器の許容入力強度を超えてしまうことから、受信信号を十分に増幅することができず、結果として無線タグからの返信信号成分を十分増幅することができないため、ＳＮ比（signal-to-noise ratio）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回り込み信号を除去する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたキャリア位相雑音抑圧回路がそれである。この技術によれば、送信系から出力される送信信号の一部を分配し、その位相及び振幅を制御してキャンセル信号を生成して受信信号に合成することで、その受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去できるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−６２５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記受信信号やキャンセル信号等には不可避的に若干のノイズが含まれ、キャンセル信号を受信信号に合成することでその受信信号に含まれる回り込み信号は低減されるが、斯かるノイズは低減されないことから、結果としてＳＮ比の改善には限界があった。更に、前記受信信号に含まれるノイズとキャンセル信号に含まれるノイズとが足し合わされることでＳＮ比が低下するという不具合があった。すなわち、受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善する無線通信装置の開発が求められていた。
【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、受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善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、送信用アンテナから送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて通信対象から返信される返信信号を受信用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、所定の送信データにより搬送波を変調して前記送信信号を出力するための送信アンプと、前記搬送波に基づくキャンセル信号の位相を制御するためのキャンセル移相部と、そのキャンセル信号を増幅するための、前記送信アンプと実質的に同一の特性を有するキャンセルアンプとを、含むキャンセル信号生成部と、そのキャンセル信号生成部により生成されたキャンセル信号を前記受信用アンテナにより受信された受信信号に加算するキャンセル信号合成部とを、備えた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、所定の送信データにより搬送波を変調して前記送信信号を出力するための送信アンプと、前記搬送波に基づくキャンセル信号の位相を制御するためのキャンセル移相部と、そのキャンセル信号を増幅するための、前記送信アンプと実質的に同一の特性を有するキャンセルアンプとを、含むキャンセル信号生成部と、そのキャンセル信号生成部により生成されたキャンセル信号を前記受信用アンテナにより受信された受信信号に加算するキャンセル信号合成部とを、備えたものであることから、送信回路に用いられる送信アンプと実質的に同一の特性を有するキャンセルアンプをキャンセル回路に用いることで、送信側からの回り込み信号に含まれるノイズの特性とキャンセル信号に含まれるノイズの特性とを可及的に等しいものとすることができ、そのキャンセル信号を前記受信信号に足し合わせることで斯かるノイズを好適に低減することができる。すなわち、受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善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、前記送信用アンテナは、複数のアンテナ素子から成るアレイアンテナであり、各アンテナ素子に対応して前記キャンセルアンプと実質的に同一の特性を有する送信アンプを備えたものである。このようにすれば、実用的なアレイアンテナを備えた無線通信装置に関して、前記受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善することができる。
【００１０】
また、好適には、前記送信アンプ及びキャンセルアンプは、増幅率を変更し得る可変ゲインアンプである。このようにすれば、前記送信アンプ及びキャンセルアンプそれぞれの増幅率を適宜変更することで、前記受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を更に好適に除去しつつＳＮ比を可及的に改善することができる。
【００１１】
また、好適には、前記送信アンプと送信用アンテナとの間の信号伝達経路に送信フィルタを備えると共に、前記キャンセルアンプとキャンセル信号合成部との間の信号伝達経路にその送信フィルタと実質的に同一の特性を有するキャンセルフィルタを備えたものである。このようにすれば、送信回路に用いられる送信フィルタと実質的に同一の特性を有するキャンセルフィルタがキャンセル回路に設けられていることで、送信側からの回り込み信号に含まれるノイズの特性とキャンセル信号に含まれるノイズの特性とを可及的に等しいものとすることができる。
【００１２】
また、好適には、前記キャンセル信号生成部は、前記送信用アンテナから送信される送信信号の搬送波成分の振幅を前記キャンセルアンプを介して制御することで前記キャンセル信号を生成するものである。このようにすれば、前記キャンセル信号の振幅を制御するための構成として別に可変アッテネータ等を設ける必要がないという利点がある。
【００１３】
また、好適には、前記キャンセル信号生成部は、前記キャンセルアンプを介して前記送信データにより前記送信用アンテナから送信される送信信号の搬送波成分を変調することで前記キャンセル信号を生成するものである。このようにすれば、送信側からの回り込み信号に含まれるノイズの特性とキャンセル信号に含まれるノイズの特性とを可及的に等しいものとすることができる。
【００１４】
また、好適には、前記送信用アンテナから送信される送信信号の位相又は前記受信用アンテナにより受信された受信信号の位相を制御するための移相部を備えたものである。このようにすれば、フェイズドアレイ制御が可能な実用的な無線通信装置において、受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善することができる。
【００１５】
また、好適には、前記移相部は、前記キャンセル移相部と実質的に同一の特性を有するものである。このようにすれば、キャンセル回路に用いられるキャンセル移相部と実質的に同一の特性を有する移相部が設けられていることで、フェイズドアレイ制御を行う場合において、送信側からの回り込み信号に含まれるノイズの特性とキャンセル信号に含まれるノイズの特性とを可及的に等しいものとすることができる。
【００１６】
また、好適には、前記受信用アンテナにより受信される受信信号と振幅が等しく且つ逆位相となるように前記キャンセル信号の位相及び／又は振幅を制御するキャンセル信号制御部を備えたものである。このようにすれば、前記受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を可及的に除去することができる。
【００１７】
また、好適には、前記無線通信装置は、通信対象である無線タグに向けて所定の送信信号を送信用アンテナにより送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグから返信される返信信号を前記受信用アンテナにより受信することで前記無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置である。このようにすれば、送信側からの回り込み信号による影響が特に大きい無線タグ通信装置に関して、受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善することができる。
【００１８】
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。
【実施例】
【００１９】
図１は、本発明の無線通信装置が好適に用いられる無線タグ通信システム１０について説明する図である。この無線タグ通信システム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（送信データ）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。この無線タグ通信システム１０は、例えば、所定の通信領域内における物品の管理等に用いられるものであり、上記無線タグ１４は、好適には、管理対象である物品に貼られる等してその物品と一体的に設けられている。
【００２０】
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、搬送波に対応する所定の局所信号を発生させる局部発振器２０と、その局部発振器２０から出力される搬送波を増幅する搬送波増幅部２２と、その搬送波増幅部２２から供給される搬送波に基づく送信信号を対応するアンテナ素子２６から送信すると共にそのアンテナ素子２６により受信される受信信号を処理する複数（図２では３つ）の送受信モジュール２４ａ、２４ｂ、２４ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送受信モジュール２４と称する）と、各送受信モジュール２４ａ、２４ｂ、２４ｃに対応して設けられた送受信共用のアンテナ素子２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（以下、特に区別しない場合には単にアンテナ素子２６と称する）と、上記複数の送受信モジュール２４から供給される受信信号を合成（加算）する受信信号合成部２８と、上記局部発振器２０から供給される搬送波に基づいて送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部３０と、上記受信信号合成部２８から供給される合成された受信信号とキャンセル信号生成部３０から供給されるキャンセル信号とを合成（加算）するキャンセル信号合成部３２と、そのキャンセル信号合成部３２から供給される合成信号を増幅する可変増幅部３４と、その可変増幅部３４から供給される合成信号をホモダイン検波するホモダイン検波回路３６と、そのホモダイン検波回路３６から出力されるＩ相信号（同相成分）のうち直流成分を含み所定の周波数帯域の信号のみを通過させるＩ相ＬＰＦ（Low Pass Filter）３８と、そのＩ相ＬＰＦ３８から供給されるＩ相信号をディジタル変換するＩ相Ａ／Ｄ変換部４０と、そのＩ相Ａ／Ｄ変換部４０から供給されるＩ相信号を記憶するＩ相メモリ部４２と、上記ホモダイン検波回路３６から出力されるＱ相信号（直交成分）のうち直流成分を含み所定の周波数帯域の信号のみを通過させるＱ相ＬＰＦ（Low Pass Filter）４４と、そのＱ相ＬＰＦ４４から供給されるＱ相信号をディジタル変換するＱ相Ａ／Ｄ変換部４６と、そのＱ相Ａ／Ｄ変換部４６から供給されるＱ相信号を記憶するＱ相メモリ部４８と、送受信位相制御部５０と、送信データ生成部５２と、キャンセル位相制御部５４と、キャンセル振幅制御部５６とを、備えて構成されている。なお、本実施例の無線タグ通信装置１２では、上記アンテナ素子２６ａ、２６ｂ、２６ｃから送受信共用のアレイアンテナ１８が構成されており、そのアレイアンテナ１８が送信用アンテナ及び受信用アンテナとして機能する。
【００２１】
上記キャンセル信号生成部３０は、前記局部発振器２０から供給される搬送波をキャンセル信号としてその位相を制御するための可変移相器であるキャンセル移相部５８と、そのキャンセル移相部５８から出力されるキャンセル信号を増幅するための可変ゲインアンプであるキャンセルアンプ６０と、そのキャンセルアンプ６０から出力されるキャンセル信号を減衰させて上記キャンセル信号合成部３２へ供給するための可変減衰器であるキャンセルアッテネータ６２とを、備えている。上記キャンセル位相制御部５４は、上記キャンセル信号生成部３０により生成されるキャンセル信号の位相を制御するための位相制御信号を出力するものであり、上記キャンセル移相部５８は、そのキャンセル位相制御部５４から供給される位相制御信号に応じて上記搬送波の位相（移相量）を制御する。また、上記キャンセル振幅制御部５６は、上記キャンセル信号生成部３０により生成されるキャンセル信号の振幅を制御するための振幅制御信号を出力するものであり、上記キャンセルアッテネータ６２は、そのキャンセル振幅制御部５６から供給される振幅制御信号に応じて上記搬送波の振幅（減衰量）を制御する。本実施例の無線タグ通信装置１２においては、上記キャンセル位相制御部５４及びキャンセル振幅制御部５６がキャンセル信号制御部に対応し、好適には、前記受信信号合成部２８から出力される合成信号と振幅が等しく且つ逆位相となるように、前記キャンセル移相部５８及びキャンセルアッテネータ６２を介して前記キャンセル信号の位相及び／又は振幅を制御する。ここで、上記キャンセル移相部５８は、上記送受信モジュール２４に備えられた送信移相部６６と実質的に同一の特性を有し、上記キャンセルアンプ６０は、上記送受信モジュール２４に備えられた送信アンプ６８と実質的に同一の特性を有する。これについては以下に詳述する。
【００２２】
図３は、前記送受信モジュール２４の構成を詳しく説明する図である。この図３に示すように、前記送受信モジュール２４は、前記搬送波増幅部２２から供給される搬送波の位相を制御するための可変移相器である送信移相部６６と、その送信移相部６６から出力される搬送波を所定の送信データにより変調して前記送信信号を出力するための可変ゲインアンプである送信アンプ６８と、その送信アンプ６８と前記アンテナ素子２６との間の信号伝達経路に設けられた送信フィルタ７０と、上記送信アンプ６８から出力される送信信号を送信フィルタ７０を介して前記アンテナ素子２６へ供給すると共に、そのアンテナ素子２６により受信されて上記送信フィルタ７０を介して供給される受信信号を受信移相部７４へ供給する送受信分離部７２と、その送受信分離部７２から供給される受信信号の位相を制御するための可変移相器である受信移相部７４とを、備えている。前記送信データ生成部５２は、送信情報に対応するコマンド等の送信データを生成し、開閉器６４を介して上記送信アンプ６８へ供給するものであり、上記送信アンプ６８は、その送信データ生成部５２から供給される送信データにより前記搬送波を変調する。また、上記開閉器６４は、例えば前記送信データ生成部５２により開閉制御されるものであり、その送信データ生成部５２により生成された送信データにより搬送波を変調すべき場合には接続され、変調の必要がない場合（コマンドを含まない搬送波を送信する場合等）には開放される。また、前記送受信位相制御部５０は、前記アンテナ素子２６から送信される送信信号及び／又はそのアンテナ素子２６により受信された受信信号の位相を制御するための位相制御信号を出力するものであり、上記送信移相部６６は、その送受信位相制御部５０から供給される位相制御信号に応じて前記送信信号の位相（移相量）を制御する。また、上記受信移相部７４は、上記送受信位相制御部５０から供給される位相制御信号に応じて前記受信信号の位相（移相量）を制御する。
【００２３】
図４は、前記無線タグ１４に備えられた無線タグ回路素子７６の構成を説明する図である。この図４に示すように、上記無線タグ回路素子７６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７８と、そのアンテナ部７８により受信された信号を処理するためのＩＣ回路部８０とを、備えて構成されている。そのＩＣ回路部８０は、上記アンテナ部７８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８２と、その整流部８２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８４と、上記アンテナ部７８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９２に供給するクロック抽出部８６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８８と、上記アンテナ部７８に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部９０と、上記整流部８２、クロック抽出部８６、及び変復調部９０等を介して上記無線タグ回路素子７６の作動を制御するための制御部９２とを、機能的に含んでいる。この制御部９２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８８に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部７８により受信された質問波Ｆｃを上記変復調部９０において上記メモリ部８８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７８から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００２４】
本実施例の無線タグ通信装置１２において、前記キャンセル信号生成部３０に備えられたキャンセルアンプ６０と前記送受信モジュール２４に備えられた送信アンプ６８とは、実質的に同一の特性を有するものである。また、好適には、前記キャンセル信号生成部３０に備えられたキャンセル移相部５８と前記送受信モジュール２４に備えられた送信移相部６６とは、実質的に同一の特性を有するものである。また、好適には、前記送受信モジュール２４に備えられた受信移相部７４は、前記キャンセル移相部５８及び送信移相部６６と実質的に同一の特性を有するものである。ここで、実質的に同一の特性を有する装置とは、例えばメーカー及び型番が同じである同一製品の他、メーカーは異なるが規格が同じである同一規格品、互換品等を指し、好適には、移相部に関して同一の入力信号に対する出力信号の位相の誤差が±１％以下、アンプに関して同一の入力信号に対する出力信号の増幅率の誤差が±１％以下となるものである。
【００２５】
図５は、前記送受信モジュール２４の各部における信号（搬送波の中心周波数ｆ0近傍における周波数バンド）を示す図であり、前記送受信モジュール２４への入力信号すなわち搬送波増幅部２２からの出力信号を実線ａで、前記送信アンプ６８からの出力信号を一点鎖線ｂで、前記アンテナ素子２６により受信された受信信号を二点差線ｃでそれぞれ示している。この図５に示すように、前記送受信モジュール２４へ入力されたａの信号は、前記送信移相部６６により位相制御されると共に送信アンプ６８により増幅されることで、その送信アンプ６８の非線形性によ  りノイズが増大してｂのような信号としてその送信アンプ６８から出力される。また、前記アンテナ素子２６により受信された受信信号は、そのアンテナ素子２６から前記送信フィルタ７０を介して伝達されることで、その送信フィルタ７０やアンテナ素子２６により周波数特性が変化してｃのような信号となる。一方、前記キャンセル信号合成部３２におけるキャンセル信号の抑制は、図５に示すｂ及びｃの信号が合成された回り込み信号から前記キャンセル信号生成部３０により生成されるキャンセル信号を引くことにより行われるため、そのキャンセル信号は前記キャンセルアンプ６０の増幅によりｂ及びｃの信号と相関の強い信号とされるのが好ましい。ここで、前記キャンセル信号生成部３０のキャンセル移相部５８への入力信号は前記局部発振器２０から出力された搬送波であるため図５に示すａの信号と実質的に同形（振幅は異なる）となり、そのキャンセル信号生成部３０には、前記送信用モジュール２４に備えられた送信移相部６６及び送信アンプ６８と実質的に同一の特性を有するキャンセル移相部５８及びキャンセルアンプ６０が備えられているため、図５に示すｂ及びｃの信号と相関の強いキャンセル信号をそのキャンセル信号生成部３０により生成することができ、前記キャンセル信号合成部３２におけるキャンセル信号の抑制に際してのノイズの増加を好適に抑えられるのである。
【００２６】
図６は、前記無線タグ通信装置１２によるキャンセル信号制御の要部を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。
【００２７】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、各送受信モジュール２４の送信移相部６６及び／又は受信移相部７４における移相量が決定され、前記アレイアンテナ１８の送受信方向（送受信指向性）が決定される。次に、Ｓ２において、前記キャンセル信号生成部３０におけるキャンセルアンプ６０がオフにされ、或いはキャンセルアッテネータ６２の減衰量が最大とされた後、前記開閉器６４が開放すなわち送信データが伝達されない状態とされ、前記アレイアンテナ１８から変調されない搬送波すなわち無変調キャリア信号が送信される。次に、Ｓ３において、前記アレイアンテナ１８により受信された受信信号が前記ホモダイン検波回路３６により検波され、Ｉ相信号及びＱ相信号のＤＣ出力（直流成分出力）が前記Ｉ相メモリ部４２及び／又はＱ相メモリ部４８に記憶される。なお、ここで好適には、Ｉ相信号とＱ相信号との二乗和から回り込み信号の振幅が、Ｉ相信号とＱ相信号との比から回り込み信号の位相がそれぞれ検知される。次に、Ｓ４において、各送受信モジュール２４に備えられた送信アンプ６８がオフにされ、前記Ｉ相メモリ部４２及び／又はＱ相メモリ部４８に記憶された回り込み信号と振幅が等しく且つ逆位相となるように、前記キャンセル移相部５８及びキャンセルアッテネータ６２を介して前記キャンセル信号の位相及び／又は振幅が制御される。次に、Ｓ５において、各送受信モジュール２４に備えられた送信アンプ６８がオンにされると共に前記開閉器６４が接続すなわち送信データが伝達される状態とされ、前記アレイアンテナ１８から通信対象である無線タグ１４に向けて送信信号が送信された後、本ルーチンが終了させられる。
【００２８】
このように、本実施例によれば、所定の送信データにより搬送波を変調して前記送信信号を出力するための送信アンプ６８と、前記搬送波に基づくキャンセル信号の位相を制御するためのキャンセル移相部５８と、そのキャンセル信号を増幅するための、前記送信アンプ６８と実質的に同一の特性を有するキャンセルアンプ６０とを、含むキャンセル信号生成部３０と、そのキャンセル信号生成部３０により生成されたキャンセル信号を前記アレイアンテナ１８により受信された受信信号に加算するキャンセル信号合成部３２とを、備えたものであることから、送信回路に用いられる送信アンプ６８と実質的に同一の特性を有するキャンセルアンプ６０をキャンセル回路に用いることで、送信側からの回り込み信号に含まれるノイズの特性とキャンセル信号に含まれるノイズの特性とを可及的に等しいものとすることができ、そのキャンセル信号を前記受信信号に足し合わせることで斯かるノイズを好適に低減することができる。すなわち、受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善する無線タグ通信装置１２を提供することができる。
【００２９】
また、前記無線タグ通信装置１２に備えられた送信用アンテナは、複数のアンテナ素子２６から成るアレイアンテナ１８であり、各アンテナ素子２６に対応して前記キャンセルアンプ６０と実質的に同一の特性を有する送信アンプ６８を備えたものであるため、実用的なアレイアンテナ１８を備えた無線タグ通信装置１２に関して、前記受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善することができる。
【００３０】
また、前記送信アンプ６８及びキャンセルアンプ６０は、増幅率を変更し得る可変ゲインアンプであるため、それら送信アンプ６８及びキャンセルアンプ６０それぞれの増幅率を適宜変更することで、前記受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を更に好適に除去しつつＳＮ比を可及的に改善することができる。
【００３１】
また、前記アレイアンテナ１８から送信される送信信号の位相を制御するための送信移相部６６及びそのアレイアンテナ１８により受信された受信信号の位相を制御するための受信移相部７４を備えたものであるため、フェイズドアレイ制御が可能な実用的な無線タグ通信装置１２において、受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善することができる。
【００３２】
また、前記送信移相部６６及び受信移相部７４は、前記キャンセル移相部５８と実質的に同一の特性を有するものであるため、キャンセル回路に用いられるキャンセル移相部５８と実質的に同一の特性を有する送信移相部６６及び受信移相部７４が設けられていることで、フェイズドアレイ制御を行う場合において、送信側からの回り込み信号に含まれるノイズの特性とキャンセル信号に含まれるノイズの特性とを可及的に等しいものとすることができる。
【００３３】
また、前記アレイアンテナ１８により受信される受信信号と振幅が等しく且つ逆位相となるように前記キャンセル信号の位相及び／又は振幅を制御するキャンセル信号制御部として機能するキャンセル位相制御部５４及びキャンセル振幅制御部５６を備えたものであるため、前記受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を可及的に除去することができる。
【００３４】
また、本実施例の無線通信装置は、通信対象である無線タグ１４に向けて所定の送信信号をアレイアンテナ１８により送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグ１４から返信される返信信号を前記アレイアンテナ１８により受信することで前記無線タグ１４との間で情報の通信を行う無線タグ通信装置１２であるため、送信側からの回り込み信号による影響が特に大きい無線タグ通信装置１２に関して、受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を好適に除去しつつＳＮ比を改善することができる。
【００３５】
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、以下に示す実施例は、前記無線タグ通信装置１２におけるキャンセル信号生成部３０に関する変形例であり、実施例相互に共通する部分については説明を省略する。また、前述した実施例と共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
図７は、前記無線タグ通信装置１２におけるキャンセル信号生成部３０に代えて適用されるキャンセル信号生成部１００の構成を説明する図である。この図７に示すように、本実施例のキャンセル信号生成部１００は、前記キャンセルアッテネータ６２とキャンセル信号合成部３２との間の信号伝達経路にキャンセルフィルタ１０２を備えている。このキャンセルフィルタ１０２は、前記送受信モジュール２４に備えられた送信フィルタ７０と実質的に同一の特性を有するものであり、前記キャンセル移相部５８、キャンセルアンプ６０、及びキャンセルアッテネータ５６により発生させられたキャンセル信号は、斯かるキャンセルフィルタ１０２を介して前記キャンセル信号合成部３２へ入力される。このように、本実施例によれば、前記送信アンプ６８とアレイアンテナ１８との間の信号伝達経路に送信フィルタ７０を備えると共に、前記キャンセルアンプ６０とキャンセル信号合成部３２との間の信号伝達経路にその送信フィルタ７０と実質的に同一の特性を有するキャンセルフィルタ１０２を備えたものであるため、送信回路に用いられる送信フィルタ７０と実質的に同一の特性を有するキャンセルフィルタ１０２がキャンセル回路に設けられていることで、送信側からの回り込み信号に含まれるノイズの特性とキャンセル信号に含まれるノイズの特性とを可及的に等しいものとすることができる。
【００３７】
図８は、前記無線タグ通信装置１２におけるキャンセル信号生成部３０に代えて適用されるキャンセル信号生成部１０４の構成を説明する図である。この図８に示すように、本実施例のキャンセル信号生成部１０４は、前述したキャンセル信号生成部３０からキャンセルアッテネータ６２が除かれた構成とされており、前記キャンセルアンプ６０の出力が前記キャンセル信号合成部３２へ入力されるようになっている。また、本実施例のキャンセル信号生成部１０４において、可変ゲインアンプとしての前記キャンセルアンプ６０は、前記キャンセル振幅制御部５６から供給される振幅制御信号に応じて前記キャンセル信号の振幅を制御する。このように、本実施例のキャンセル信号生成部１０４は、前記アレイアンテナ１８から送信される送信信号の搬送波成分の振幅を前記キャンセルアンプ６０を介して制御することで前記キャンセル信号を生成するものであるため、前記キャンセル信号の振幅を制御するための構成として別に可変アッテネータ等を設ける必要がないという利点がある。
【００３８】
図９は、前記無線タグ通信装置１２におけるキャンセル信号生成部３０に代えて適用されるキャンセル信号生成部１０４の構成を説明する図である。この図９に示すように、本実施例のキャンセル信号生成部１０４は、前述したキャンセル信号生成部３０からキャンセルアッテネータ５６が除かれた構成とされており、前記キャンセルアンプ６０の出力が前記キャンセル信号合成部３２へ入力されるようになっている。また、本実施例では、前記キャンセル振幅制御部５６から出力される振幅制御信号と前記送信データ生成部５２から出力される送信データとが掛算部１０６により掛算されて前記キャンセルアンプ１０４に供給されるようになっており、可変ゲインアンプとしての前記キャンセルアンプ１０４は、その掛算部１０６から供給される信号に応じてキャンセル信号の振幅を制御する。これにより、前記キャンセルアンプ６０を介して前記送信データにより前記搬送波の変調が行われる。なお、上記掛算部１０６は、好適には、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等に機能的に備えられたものであり、ソフト処理により上記振幅制御信号と送信データとの掛算が行われる。このように、本実施例のキャンセル信号生成部１０４は、前記キャンセルアンプ６０を介して前記送信データにより前記搬送波を変調することで前記キャンセル信号を生成するものであるため、送信側からの回り込み信号に含まれるノイズの特性とキャンセル信号に含まれるノイズの特性とを可及的に等しいものとすることができる。
【００３９】
図１０は、前記無線タグ通信装置１２におけるキャンセル信号生成部３０に代えて適用されるキャンセル信号生成部１０８の構成を説明する図である。このキャンセル信号生成部１０８は、前記送信信号が１００％ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調の場合に好適に適用される構成であり、前記キャンセルアッテネータ６２とキャンセル信号合成部３２との間の信号伝達経路にＲＦスイッチ１１０を備えている。このＲＦスイッチ１１０は、前記送信データ生成部５２から出力される送信データに応じて開閉制御されるものであり、前記キャンセル移相部５８、キャンセルアンプ６０、及びキャンセルアッテネータ５６により発生させられたキャンセル信号は、斯かるＲＦスイッチ１１０において送信データによりＡＳＫ変調されて前記キャンセル信号合成部３２へ入力される。このように、本実施例のキャンセル信号生成部１０８は、前記ＲＦスイッチ１１０を介して前記送信データにより前記搬送波をＡＳＫ変調することで前記キャンセル信号を生成するものであるため、送信側からの回り込み信号に含まれるノイズの特性とキャンセル信号に含まれるノイズの特性とを可及的に等しいものとすることができる。
【００４０】
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。
【００４１】
例えば、前述の実施例では、ＲＦＩＤシステムの質問器である無線タグ通信装置１２に本発明が適用された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、送信用アンテナから送信される送信信号の搬送波成分に基づいて送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル回路を有する無線通信装置に広く適用され得るものである。
【００４２】
また、前述の実施例では、本発明が送受信共用のアレイアンテナ１８を有する無線タグ通信装置１２に適用された例を説明したが、送信用アンテナ及び受信用アンテナをそれぞれ個別に有する無線通信装置にも本発明は好適に適用されるものである。また、アレイアンテナではない単一のアンテナ素子から成るアンテナを備えた無線通信装置にも本発明は好適に適用される。
【００４３】
また、前述の実施例において、前記送受信位相制御部５０、送信データ生成部５２、キャンセル位相制御部５４、及びキャンセル振幅制御部５６は、それぞれ個別の制御部として独立に設けられたものであったが、これらの制御部は例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の制御機能としてソフト的に備えられたものであってもよい。
【００４４】
また、前述の実施例において、送信データに基づく変調部は送受信モジュール２４内およびキャンセル信号生成部１０８内に設けられたものであったが、例えば前記局部発振器２０の直後に設けられたものであってもよい。
【００４５】
また、前述の実施例において、前記キャンセル信号生成部１０８内のＲＦスイッチ１１０は、送信データに応じて開閉制御されるものであったが、データを受信する間だけ閉となるように制御されるものであってもよい。
【００４６】
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】
【００４７】
【図１】本発明の無線通信装置が好適に用いられる無線タグ通信システムについて説明する図である。
【図２】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に備えられた送受信モジュールの構成を詳しく説明する図である。
【図４】図２の無線タグ通信装置の通信対象である無線タグに備えられた無線タグ回路素子の構成を説明する図である。
【図５】図３の送受信モジュールの各部における信号を示す図であり、送受信モジュールへの入力信号を実線ａで、送信アンプからの出力信号を一点鎖線ｂで、アンテナ素子により受信された受信信号を二点差線ｃでそれぞれ示している。
【図６】図２の無線タグ通信装置によるキャンセル信号制御の要部を説明するフローチャートである。
【図７】図２の無線タグ通信装置におけるキャンセル信号生成部に代えて適用されるキャンセル信号生成部の構成を説明する図である。
【図８】図２の無線タグ通信装置におけるキャンセル信号生成部に代えて適用されるキャンセル信号生成部の構成を説明する図である。
【図９】図２の無線タグ通信装置におけるキャンセル信号生成部に代えて適用されるキャンセル信号生成部の構成を説明する図である。
【図１０】図２の無線タグ通信装置におけるキャンセル信号生成部に代えて適用されるキャンセル信号生成部の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１２：無線タグ通信装置（無線通信装置）
１４：無線タグ（通信対象）
１８：アレイアンテナ
２６：アンテナ素子
３０、１００、１０４、１０８：キャンセル信号生成部
３２：キャンセル信号合成部
５４：キャンセル位相制御部
５６：キャンセル振幅制御部
５８：キャンセル移相部
６０：キャンセルアンプ
６６：送信移相部
６８：送信アンプ
７０：送信フィルタ
７４：受信移相部
１０２：キャンセルフィルタ
【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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