(57)【要約】【課題】通信に先立っての搬送波の検出や送信側からの回り込み信号のキャンセル制御に関する信号強度の検出を好適に行い得る無線タグ通信装置を提供する。【解決手段】質問波Ｆcの搬送波の周波数と等しい第１の周波数の発振出力を行う第１発振部１８と、その第１の周波数とは異なる第２の周波数の発振出力を行う第２発振部２０と、前記第１の周波数又は第２の周波数に基づいて検波を行うミキサ３６と、前記第１発振部１８及び第２発振部２０のうち何れか一方の発振回路からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路を切り替える回路切替部５０とを、備えたものであることから、対象となる信号に応じて前記第１の周波数に基づくホモダイン検波と、前記第２の周波数に基づく周波数変換とを使い分けることで、種々の信号乃至その信号強度を適宜好適に検出することができる。【選択図】図２
2008067318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグに向けて質問波を送信用アンテナから送信すると共に、該質問波に応じて前記無線タグから返信される応答波を受信用アンテナにより受信することで該無線タグとの間で通信を行う無線タグ通信装置であって、
前記質問波の搬送波の周波数と等しい第１の周波数の発振出力を行う第１の発振回路と、
該第１の周波数とは異なる第２の周波数の発振出力を行う第２の発振回路と、
前記第１の周波数又は第２の周波数に基づいて周波数の変換を行う周波数変換回路と、
前記第１の発振回路及び第２の発振回路のうち何れか一方の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替える回路切替部と
を、備えたものであることを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項２】
前記第１の発振回路からの出力は、前記質問波の搬送波として用いられるものである請求項１の無線タグ通信装置。
【請求項３】
前記受信用アンテナにより受信される受信信号に含まれる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出力させるキャンセル回路と、
該キャンセル回路から出力されるキャンセル信号と前記受信用アンテナにより受信される受信信号とを合成するキャンセル信号合成部と
を、備えたものである請求項１又は２の無線タグ通信装置。
【請求項４】
前記受信用アンテナと周波数変換回路との間の信号伝達経路に増幅部を備えたものである請求項１から３の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項５】
前記増幅部は、増幅率を変更し得る可変増幅部である請求項４の無線タグ通信装置。
【請求項６】
前記増幅部を経由する信号伝達経路と該増幅部を経由しない信号伝達経路とを切り替える第２の回路切替部を備えたものである請求項４又は５の無線タグ通信装置。
【請求項７】
前記無線タグからの応答波に含まれる変調信号の周波数帯域の中心周波数が前記第１の周波数と第２の周波数との差となるように該第２の周波数が設定されたものである請求項１から６の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項８】
前記第１の周波数と第２の周波数との差を中心周波数とするバンドパスフィルタを備えたものである請求項１から７の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項９】
前記バンドパスフィルタとは別に、前記無線タグからの応答波に含まれる変調信号の周波数帯域に対応する第２のバンドパスフィルタを備えたものである請求項８の無線タグ通信装置。
【請求項１０】
前記周波数変換回路から供給される信号の信号強度を検出するための信号強度検出部を備えたものである請求項１から９の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項１１】
前記回路切替部による回路の切り替えを制御する回路切替制御部を備え、該回路切替制御部は、前記無線タグからの応答波の処理に際しては前記第１の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替えるものである請求項１から１０の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項１２】
前記回路切替制御部は、前記受信用アンテナにより受信される受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号の信号強度の検出に際しては前記第２の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替えるものである請求項１１の無線タグ通信装置。
【請求項１３】
前記回路切替制御部は、前記キャンセル回路から出力されるキャンセル信号の信号強度の検出に際しては前記第２の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替えるものである請求項１１又は１２の無線タグ通信装置。
【請求項１４】
前記回路切替制御部は、前記キャンセル信号合成部から出力される受信信号及びキャンセル信号の合成信号の信号強度の検出に際しては前記第２の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替えるものである請求項１１から１３の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項１５】
前記第２の発振回路を制御する発振回路制御部を備え、該発振回路制御部は、前記無線タグからの応答波の処理に際しては前記第２の発振回路の作動を停止させるものである請求項１から１４の何れかの無線タグ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線にて情報の書き込みや読み出しができる無線タグとの間で通信を行う無線タグ通信装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の情報が記憶された小型の無線タグ（応答器）から所定の無線タグ通信装置（質問器）により非接触にて情報の読み出しを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。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】
斯かる無線タグ通信装置の一態様として、上記無線タグから返信される応答波を検波するためにホモダイン検波回路（直交検波回路）を備えたものが知られている。例えば、特許文献１に記載された無線通信装置がそれである。この技術によれば、簡単且つ実用的な周波数変換回路であるホモダイン検波回路により、上記無線タグから返信される応答波を好適に検波することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３２８３８２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、前記無線タグ通信装置による無線タグとの間の情報通信では、他の装置との混信を回避するために、その通信に先立って搬送波の検出（キャリアセンス）を行い、通信チャンネルが未使用状態であることを予め確認する必要がある。また、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が備えられている場合、その送信側からの回り込み信号やキャンセル信号の信号強度を検出することが考えられる。前述したような従来の技術では、上記搬送波の検出やキャンセル制御に関する信号強度の検出を、前記ホモダイン検波回路を用いて行っていた。しかし、前記ホモダイン検波回路を用いて上記搬送波の検出やキャンセル制御に関する信号強度の検出を行う場合、信号の直流成分を検出する必要があるが、斯かる直流成分の検出はノイズを除去し難く、信号が安定するまでに時間を要する等の問題があり、好適な検出が行われないおそれがあった。このため、通信に先立っての搬送波の検出や送信側からの回り込み信号のキャンセル制御に関する信号強度の検出を好適に行い得る無線タグ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、通信に先立っての搬送波の検出や送信側からの回り込み信号のキャンセル制御に関する信号強度の検出を好適に行い得る無線タグ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、無線タグに向けて質問波を送信用アンテナから送信すると共に、その質問波に応じて前記無線タグから返信される応答波を受信用アンテナにより受信することでその無線タグとの間で通信を行う無線タグ通信装置であって、前記質問波の搬送波の周波数と等しい第１の周波数の発振出力を行う第１の発振回路と、その第１の周波数とは異なる第２の周波数の発振出力を行う第２の発振回路と、前記第１の周波数又は第２の周波数に基づいて検波を行う周波数変換回路と、前記第１の発振回路及び第２の発振回路のうち何れか一方の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替える回路切替部とを、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、前記質問波の搬送波の周波数と等しい第１の周波数の発振出力を行う第１の発振回路と、その第１の周波数とは異なる第２の周波数の発振出力を行う第２の発振回路と、前記第１の周波数又は第２の周波数に基づいて検波を行う周波数変換回路と、前記第１の発振回路及び第２の発振回路のうち何れか一方の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替える回路切替部とを、備えたものであることから、対象となる信号に応じて前記第１の周波数に基づくホモダイン検波と、前記第２の周波数に基づく周波数変換とを使い分けることで、種々の信号乃至その信号強度を適宜好適に検出することができる。すなわち、通信に先立っての搬送波の検出や送信側からの回り込み信号のキャンセル制御に関する信号強度の検出を好適に行い得る無線タグ通信装置を提供することができる。
【０００９】
ここで、好適には、前記第１の発振回路からの出力は、前記質問波の搬送波として用いられるものである。このようにすれば、装置の構成を簡単なものとすることができる。
【００１０】
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に含まれる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出力させるキャンセル回路と、そのキャンセル回路から出力されるキャンセル信号と前記受信用アンテナにより受信される受信信号とを合成するキャンセル信号合成部とを、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抑制でき、前記無線タグとの間で好適な通信を実現することができる。
【００１１】
また、好適には、前記受信用アンテナと周波数変換回路との間の信号伝達経路に増幅部を備えたものである。このようにすれば、前記受信用アンテナにより受信される受信信号を増幅することで、前記無線タグとの間で好適な通信を実現することができる。
【００１２】
また、好適には、前記増幅部は、増幅率を変更し得る可変増幅部である。このようにすれば、前記キャンセル信号の信号強度の検出等に際しては前記可変増幅部の増幅率を１とすることで、斯かる信号強度を好適に検出することができる。
【００１３】
また、好適には、前記増幅部を経由する信号伝達経路とその増幅部を経由しない信号伝達経路とを切り替える第２の回路切替部を備えたものである。このようにすれば、前記キャンセル信号の信号強度の検出等に際しては前記増幅部を経由しない回路とすることで、斯かる信号強度を好適に検出することができる。
【００１４】
また、好適には、前記無線タグからの応答波に含まれる変調信号の周波数帯域の中心周波数が前記第１の周波数と第２の周波数との差となるようにその第２の周波数が設定されたものである。このようにすれば、前記第１の周波数に基づくホモダイン検波出力信号と、前記第２の周波数に基づいて定められる周波数変換回路の出力信号とで同一のバンドパスフィルタを使用することができる。
【００１５】
また、好適には、前記第１の周波数と第２の周波数との差を中心周波数とするバンドパスフィルタを備えたものである。このようにすれば、前記第２の周波数に基づいて定められる周波数変換回路の出力信号に対応する周波数帯域の抽出を行うことができる。また、前記無線タグからの応答波に含まれる変調信号の周波数帯域が前記第１の周波数と第２の周波数との差を中心周波数とするものである場合には、前記第１の周波数に基づくホモダイン検波に対応する周波数帯域の抽出をそのバンドパスフィルタにより併せて行うことができる。
【００１６】
また、好適には、前記バンドパスフィルタとは別に、前記無線タグからの応答波に含まれる変調信号の周波数帯域に対応する第２のバンドパスフィルタを備えたものである。このようにすれば、前記無線タグからの応答波に含まれる変調信号の周波数帯域の中心周波数が、前記第１の周波数と第２の周波数との差からずれる場合であっても、前記第１の周波数に基づくホモダイン検波及び第２の周波数に基づいて定められる周波数変換回路の出力信号に対応する周波数帯域の抽出を行うことができる。
【００１７】
また、好適には、前記周波数変換回路から供給される信号の信号強度を検出するための信号強度検出部を備えたものである。このようにすれば、送信側からの回り込み信号のキャンセル制御に関する種々の信号強度の検出を行うことができる。
【００１８】
また、好適には、前記回路切替部による回路の切り替えを制御する回路切替制御部を備え、その回路切替制御部は、前記無線タグからの応答波の処理に際しては前記第１の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替えるものである。このようにすれば、前記無線タグからの応答波の処理に際しては前記第１の周波数に基づくホモダイン検波を行うことで、その無線タグとの間で好適な通信を実現することができる。
【００１９】
また、好適には、前記回路切替制御部は、前記受信用アンテナにより受信される受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号の信号強度の検出に際しては前記第２の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替えるものである。このようにすれば、前記送信側からの回り込み信号の信号強度の検出に際しては前記第２の周波数に基づいて定められる周波数変換回路の出力信号の信号強度を測定することで、その回り込み信号の信号強度を好適に検出することができる。
【００２０】
また、好適には、前記回路切替制御部は、前記キャンセル回路から出力されるキャンセル信号の信号強度の検出に際しては前記第２の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替えるものである。このようにすれば、前記キャンセル信号の信号強度の検出に際しては前記第２の周波数に基づいて定められる周波数変換回路の出力信号の信号強度を測定することで、そのキャンセル信号の信号強度を好適に検出することができる。
【００２１】
また、好適には、前記回路切替制御部は、前記キャンセル信号合成部から出力される受信信号及びキャンセル信号の合成信号の信号強度の検出に際しては前記第２の発振回路からの出力が前記周波数変換回路に入力されるように回路を切り替えるものである。このようにすれば、前記受信信号及びキャンセル信号の合成信号の信号強度の検出に際しては前記第２の周波数に基づいて定められる周波数変換回路の出力信号の信号強度を測定することで、その合成信号の信号強度を好適に検出することができる。
【００２２】
また、好適には、前記第２の発振回路を制御する発振回路制御部を備え、その発振回路制御部は、前記無線タグからの応答波の処理に際しては前記第２の発振回路の作動を停止させるものである。このようにすれば、無線タグからの応答信号を受信する際に前記第２の発振回路の発振信号成分が雑音として回り込むことが無くなり、無線タグとの間で好適な通信を実現することができる。
【００２３】
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】
【００２４】
図１は、本発明が好適に適用さ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において所定のコマンド（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。
【００２５】
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書きや、その無線タグ１４の方向検知等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、送信データ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、上記送信信号の搬送波に対応する第１の周波数の発振出力を行う第１の発振回路である第１発振部１８と、その第１発振部１８から出力される周波数とは異なる第２の周波数の発振出力を行う第２の発振回路である第２発振部２０と、上記第１発振部１８から出力される搬送波に上記ＤＳＰ１６から供給される送信データを乗せて出力する送信アンプ２２と、その送信アンプ２２から供給される信号を質問波Ｆｃとして送信するための送信用アンテナ２４と、前記無線タグ１４からの応答波Ｆｒを受信するための受信用アンテナ２６と、その受信用アンテナ２６により受信される受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を出力させるキャンセル回路２８と、そのキャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号と上記受信用アンテナ２６により受信される受信信号とを合成するキャンセル信号合成部３０と、そのキャンセル信号合成部３０から出力される信号を増幅する可変増幅部３２と、その可変増幅部３２から出力される信号のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ（Band Pass Filter）３４と、上記第１の周波数又は第２の周波数に基づいて上記バンドパスフィルタ３４から供給される信号の検波を行う周波数変換回路としてのミキサ３６と、そのミキサ３６から出力されるＩ相信号（同相成分）のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させるＩ相バンドパスフィルタ３８と、そのＩ相バンドパスフィルタ３８から供給される信号を増幅させるＩ相増幅部４０と、そのＩ相増幅部４０から供給される信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１６へ供給するＩ相Ａ／Ｄ変換部４２と、上記ミキサ３６から出力されるＱ相信号（直交成分）のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させるＱ相バンドパスフィルタ４４と、そのＱ相バンドパスフィルタ４４から供給される信号を増幅させるＱ相増幅部４６と、そのＱ相増幅部４６から供給される信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１６へ供給するＱ相Ａ／Ｄ変換部４８と、前記第１発振部１８及び第２発振部２０のうち何れか一方の発振回路からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路を切り替える回路切替部５０とを、備えて構成されている。
【００２６】
上記キャンセル回路２８は、上記第１発振部１８から供給される搬送波の振幅を増幅する可変増幅器であるキャンセル振幅制御部５２と、そのキャンセル振幅制御部５２から供給される信号の位相を制御する可変移相器であるキャンセル位相制御部５４とを、備えており、それらキャンセル振幅制御部５２及び／又はキャンセル位相制御部５４により上記第１発振部１８から供給される搬送波の振幅及び／又は位相を制御してキャンセル信号として上記キャンセル信号合成部３０へ供給する。
【００２７】
前記ＤＳＰ１６は、中央演算処理装置であるＣＰＵ、読出専用メモリであるＲＯＭ、及び随時書込読出メモリであるＲＡＭ等を備え、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、送信データ生成部５６、発振回路制御部５８、回路切替制御部６０、キャンセル信号制御部６２、信号強度検出部６４、及び可変増幅部制御部６６を機能的に備えている。
【００２８】
上記送信データ生成部５６は、前記無線タグ１４への送信データを生成して前記送信アンプ２２へ供給する。この送信データとは、例えば所定のコマンドビット列等であり、前記送信アンプ２２は、この送信データ生成部５６から供給される送信データを前記第１発振部１８から供給される搬送波に乗せて前記送信用アンテナ２４から前記無線タグ１４へ向けて送信する。
【００２９】
前記発振回路制御部５８は、前記第１発振部１８及び第２発振部２０による周波数の発振出力を選択的に制御する。すなわち、前記第１発振部１８及び／又は第２発振部２０から前記発振出力が行われるようにそれら第１発振部１８及び第２発振部２０の作動（オン・オフ）を制御する。また、好適には、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrの処理に際しては前記第２発振部２０の作動を停止させる。
【００３０】
前記回路切替制御部６０は、前記回路切替部５０の作動を制御することで回路の切り替えを制御する。すなわち、前記第１発振部１８及び第２発振部２０のうち何れか一方の発振回路からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路の切り替えを制御する。この回路切替制御部６０により前記回路切替部５０が図２に示す端子ａ、ｂの何れかに接続されることにより、前記第１発振部１８及び第２発振部２０からの発振出力が選択的に（端子ａでは第１発振部１８からの出力が、端子ｂでは第２発振部２０からの出力が）前記ミキサ３６へ入力される。ここで、図２に示すように、前記第１発振部１８からの発振出力は、前記回路切替部５０の切替に関係なく前記送信アンプ２２へ供給され、前記質問波Ｆcの搬送波として用いられる。このため、前記第１発振部１８からの発振出力が前記ミキサ３６に入力される場合、そのミキサ３６ではホモダイン検波が行われ、前記第２発振部２０からの発振出力が前記ミキサ３６に入力される場合、そのミキサ３６では周波数変換が行なわれる。
【００３１】
前記キャンセル信号制御部６２は、前記キャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号の振幅及び／又は位相を制御する。具体的には、前記キャンセル振幅制御部５２における増幅率を制御することでキャンセル信号の振幅を制御すると共に、前記キャンセル位相制御部５４における移相量を制御することでキャンセル信号の位相を制御する。好適には、前記受信用アンテナ２６により受信される送信側からの回り込み信号と前記キャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号とが等しい信号強度で且つ逆相となるようにそのキャンセル信号の振幅及び／又は位相を制御する。また、好適には、前記信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度が可及的に小さくなるように前記キャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号の振幅及び／又は位相を制御する。
【００３２】
前記信号強度検出部６４は、前記ミキサ３６から供給される信号の信号強度を検出する。好適には、前記Ｉ相Ａ／Ｄ変換部４２から供給されるＩ相信号及び／又はＱ相Ａ／Ｄ変換部４８から供給されるＱ相信号に基づいて、例えばそれらＩ相信号、Ｑ相信号それぞれの二乗の和の平方根を算出すること等によりその信号強度を検出する。この信号強度検出部６４により、前記受信用アンテナ２６により受信された受信信号の信号強度、その受信用アンテナ２６における送信側からの回り込み信号の信号強度、前記キャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号の信号強度、前記キャンセル信号合成部３０から出力される受信信号（回り込み信号）及びキャンセル信号の合成信号の信号強度等が検出される。
【００３３】
前記可変増幅部制御部６６は、前記可変増幅部３２の増幅率を制御する。好適には、前記信号強度検出部６４による検出対象である信号の種類に応じて前記可変増幅部３２の増幅率を制御する。すなわち、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrの処理、周囲の無線タグ通信装置のキャリア検出、及び前記キャンセル信号合成部３０から出力される合成信号の信号強度検出等に際しては前記可変増幅部３２を所定の増幅率とすることで信号を増幅する一方、前記受信用アンテナ２６における送信側からの回り込み信号の信号強度検出及び前記キャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号の信号強度検出に際しては前記可変増幅部３２の増幅率を略１とすることでその可変増幅部３２による増幅が行われないようにする。また、好適には、前記可変増幅部３２のオン／オフ、すなわち動作開始／動作停止を制御する。
【００３４】
ここで、前記回路切替制御部６０は、好適には、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrの処理に際しては前記第１発振部１８からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように前記回路切替部５０を介して回路を切り替える。換言すれば、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrの処理に際しては、前記ミキサ３６においてホモダイン検波が行われるようにそのミキサ３６へ前記第１発振部１８の発振出力を供給するように回路を切り替える。
【００３５】
また、前記回路切替制御部６０は、好適には、前記信号強度検出部６４における前記受信用アンテナ２６により受信される受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号の信号強度の検出に際しては前記第２発振部２０からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路を切り替える。換言すれば、前記受信用アンテナ２６により受信される受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号の信号強度の検出に際しては、前記ミキサ３６において周波数変換が行われるようにそのミキサ３６へ前記第２発振部２０の発振出力を供給するように回路を切り替える。
【００３６】
また、前記回路切替制御部６０は、好適には、前記キャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号の信号強度の検出に際しては前記第２発振部２０からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路を切り替える。換言すれば、前記キャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号の信号強度の検出に際しては、前記ミキサ３６において周波数変換が行われるようにそのミキサ３６へ前記第２発振部２０の発振出力を供給するように回路を切り替える。
【００３７】
また、前記回路切替制御部６０は、好適には、前記キャンセル信号合成部３０から出力される受信信号（回り込み信号）及びキャンセル信号の合成信号の信号強度の検出に際しては前記第２発振部２０からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路を切り替える。換言すれば、前記受信信号及びキャンセル信号の合成信号を可及的に小さくするためにキャンセル信号を制御する際のその合成信号の信号強度検出に際しては、前記ミキサ３６において周波数変換が行われるようにそのミキサ３６へ前記第２発振部２０の発振出力を供給するように回路を切り替える。
【００３８】
図３は、前記無線タグ１４に備えられた無線タグ回路素子７２の構成を説明する図である。この図３に示すように、上記無線タグ回路素子７２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７４と、そのアンテナ部７４により受信された信号を処理するためのＩＣ回路部７６とを、備えて構成されている。そのＩＣ回路部７６は、上記アンテナ部７４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７８と、その整流部７８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８０と、上記アンテナ部７４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８８に供給するクロック抽出部８２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８４と、上記アンテナ部７４に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部８６と、上記整流部７８、クロック抽出部８２、及び変復調部８６等を介して上記無線タグ回路素子７２の作動を制御するための制御部８８とを、機能的に含んでいる。この制御部８８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８４に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部７４により受信された質問波Ｆｃを上記変復調部８６において上記メモリ部８４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７４から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００３９】
図４は、前記無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間の情報通信に用いられる信号及びその無線タグ１４による変調信号について説明する図である。この図４に示すように、上記無線タグ回路素子７２から反射返信される応答波Ｆrに含まれる変調信号すなわち上記変復調部８６における変調信号の周波数帯域は、好適には、前記第１発振部１８の発振出力に対応する第１の周波数ｆ1と第２発振部２０の発振出力に対応する第２の周波数ｆ2との差（＝ｆ1−ｆ2）を中心周波数とするものである。また、前記Ｉ相バンドパスフィルタ３８及びＱ相バンドパスフィルタ４４は、好適には、何れも前記第１の周波数と第２の周波数との差を中心周波数とする周波数帯域ｆaの信号を通過させるものであり、これにより、前記ミキサ３６における前記第１の周波数に基づくホモダイン検波と、前記第２の周波数に基づく周波数変換とで共通のバンドパスフィルタ３８、４４を使用することができる。
【００４０】
図５は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による無線タグ通信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。
【００４１】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記第２発振部２０からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように前記回路切替部５０が端子ｂに接続される。次に、Ｓ２において、前記可変増幅部３２（ＬＮＡ）の増幅率が所定の値とされてその可変増幅部３２の増幅率が大きく設定とされると共に、前記第２発振部２０による発振出力が開始させられ、周囲に置かれた他の無線タグ通信装置の出力信号を検出するキャリア検出が開始される。次に、Ｓ３において、キャリアの検出が終了したか否かが判断される。このＳ３の判断が否定されるうちは、Ｓ３の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ３の判断が肯定される場合には、Ｓ３Ａにおいて、周囲に置かれた他の無線タグ通信装置の出力が検出されたかが判断される。このＳ３Ａの判断が肯定される場合には、Ｓ３Ｂにおいて、他の無線タグ通信装置が利用を希望するチャネルを使用していると判断され、使用するチャネルを切り替えるように第１発信回路１８及び第２発信回路２０の出力周波数を変更した後、Ｓ３以下の処理が再び実行されるが、ＳＡ３の判断が否定される場合には Ｓ４において、前記第１発振部１８による発振出力が開始させられ、前記送信用アンテナ２４から搬送波の送信が開始される。次に、Ｓ５において、前記可変増幅部３２の増幅率が略１となるようにその可変増幅部３２のゲインが小さくされ、また、前記キャンセル回路の出力が小さくなるよう前記キャンセル信号振幅制御部５２が制御され、前記送信アンプ２２が起動されて前記送信アンテナ２４からキャリアが送信された状態で前記受信用アンテナ２６により受信される受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号の信号強度の検出が行われる。次に、Ｓ５Ａにおいて、前記送信アンプ２２が停止されて前記送信アンテナ２４から送信されるキャリアが小さくされた状態で、Ｓ６において、前記可変増幅部３２のゲインが小さくされたまま、前記キャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号の信号強度がＳ５にて検出された回り込み信号と信号強度が略等しく且つ位相が逆になるよう前記キャンセル回路２８の調整が行われる。次に、Ｓ６Ａにおいて、前記送信アンプ２２が起動されて前記送信アンテナ２４からキャリアが送信される状態とし、Ｓ７において、前記可変増幅部３２の増幅率が所定の値とされてその可変増幅部３２が設定され、前記キャンセル信号合成部３０から出力される受信信号（回り込み信号）及びキャンセル信号の合成信号の信号強度の検出が行われる。次に、Ｓ８において、キャンセル信号が収束したか否か、すなわち前記キャンセル信号合成部３０から出力される合成信号の信号強度が所定の値以下に収束したか否かが判断される。このＳ８の判断が否定される場合には、Ｓ８Ａにおいて、前記キャンセル回路２８の出力信号の振幅又は位相が微調整された後、Ｓ７以下の処理が再び繰り返されるが、Ｓ８の判断が肯定される場合には、Ｓ８Ｂにおいて、前記第２発振部２０による発振出力が停止させられた後、Ｓ９において、前記発振回路制御部５８によって前記第１発振部１８からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように前記回路切替部５０が端子ａに接続される。次に、Ｓ１０において、前記可変増幅部３��の増幅率が所定の値とされた状態で、前記送信データ生成部５６で生成された送信データが送信され、前記無線タグ１４との間で情報の通信が行われて前記受信用アンテナ２６により受信される受信信号のホモダイン検波（直交復調）及びデータ解釈等が行われた後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ２、Ｓ３Ｂ、及びＳ８Ｂが前記発振回路制御部５８の動作に、Ｓ１及びＳ９が前記回路切替制御部６０の動作に、Ｓ５、Ｓ８及びＳ８Ａが前記キャンセル信号制御部６２の動作に、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、及びＳ１０が前記信号強度検出部６４及び可変増幅部制御部６６の動作にそれぞれ対応する。
【００４２】
このように、本実施例によれば、前記質問波Ｆcの搬送波の周波数と等しい第１の周波数の発振出力を行う第１の発振回路である第１発振部１８と、その第１の周波数とは異なる第２の周波数の発振出力を行う第２の発振回路である第２発振部２０と、前記第１の周波数又は第２の周波数に基づいて検波を行う周波数変換回路としてのミキサ３６と、前記第１発振部１８及び第２発振部２０のうち何れか一方の発振回路からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路を切り替える回路切替部５０とを、備えたものであることから、対象となる信号に応じて前記第１の周波数に基づくホモダイン検波と、前記第２の周波数に基づく周波数変換とを使い分けることで、種々の信号乃至その信号強度を適宜好適に検出することができる。すなわち、通信に先立っての搬送波の検出や送信側からの回り込み信号のキャンセル制御に関する信号強度の検出を好適に行い得る無線タグ通信装置１２を提供することができる。
【００４３】
また、前記第１発振部１８からの出力は、前記質問波Ｆcの搬送波として用いられるものであるため、装置の構成を簡単なものとすることができる。
【００４４】
また、前記受信用アンテナ２６により受信される受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号を抑制するためのキャンセル信号を出力させるキャンセル回路２８と、そのキャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号と前記受信用アンテナ２６により受信される受信信号とを合成するキャンセル信号合成部３０とを、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抑制でき、前記無線タグ１４との間で好適な通信を実現することができる。
【００４５】
また、前記受信用アンテナ２６とミキサ３６との間の信号伝達経路に可変増幅部３２を備えたものであるため、前記受信用アンテナ２６により受信される受信信号を増幅することで、前記無線タグ１４との間で好適な通信を実現することができる。
【００４６】
また、前記可変増幅部３２は、増幅率を変更し得る可変ゲインアンプであるため、前記キャンセル信号の信号強度の検出等に際してはその可変増幅部３２の増幅率を１とすることで、斯かる信号強度を好適に検出することができる。
【００４７】
また、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrに含まれる変調信号の周波数帯域は、前記第１の周波数と第２の周波数との差を中心周波数とするものであるため、前記第１の周波数に基づくホモダイン検波と、前記第２の周波数に基づく周波数変換とで同一のバンドパスフィルタ３８、４４を使用することができる。
【００４８】
また、前記第１の周波数と第２の周波数との差を中心周波数とするバンドパスフィルタ３８、４４を備えたものであるため、前記第２の周波数に基づく周波数変換に対応する周波数帯域の抽出を行うことができることに加え、前記第１の周波数に基づくホモダイン検波に対応する周波数帯域の抽出をそのバンドパスフィルタ３８、４４により併せて行うことができる。
【００４９】
また、前記ミキサ３６から供給される信号の信号強度を検出するための信号強度検出部６４（Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、及びＳ１０）を備えたものであるため、送信側からの回り込み信号のキャンセル制御に関する種々の信号強度の検出を行うことができる。
【００５０】
また、前記回路切替部５０による回路の切り替えを制御する回路切替制御部６０（Ｓ１及びＳ９）を備え、その回路切替制御部６０は、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrの処理に際しては前記第１発振部１８からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路を切り替えるものであるため、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrの処理に際しては前記第１の周波数に基づくホモダイン検波を行うことで、その無線タグ１４との間で好適な通信を実現することができる。
【００５１】
また、前記回路切替制御部６０は、前記受信用アンテナ２６により受信される受信信号に含まれる送信側からの回り込み信号の信号強度の検出に際しては前記第２発振部２０からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路を切り替えるものであるため、前記送信側からの回り込み信号の信号強度の検出に際しては前記第２の周波数に基づく周波数変換を行うことで、その回り込み信号の信号強度を好適に検出することができる。
【００５２】
また、前記回路切替制御部６０は、前記キャンセル回路２８から出力されるキャンセル信号の信号強度の検出に際しては前記第２発振部２０からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路を切り替えるものであるため、前記キャンセル信号の信号強度の検出に際しては前記第２の周波数に基づく周波数変換を行うことで、そのキャンセル信号の信号強度を好適に検出することができる。
【００５３】
また、前記回路切替制御部６０は、前記キャンセル信号合成部３０から出力される受信信号及びキャンセル信号の合成信号の信号強度の検出に際しては前記第２発振部２０からの出力が前記ミキサ３６に入力されるように回路を切り替えるものであるため、前記受信信号及びキャンセル信号の合成信号の信号強度の検出に際しては前記第２の周波数に基づく周波数変換を行うことで、その合成信号の信号強度を好適に検出することができる。
【００５４】
また、前記発振回路制御部５８（Ｓ２、Ｓ３Ｂ、及びＳ８Ｂ）は、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrの処理に際して前記第２発振回路２０を停止するものであるため、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrの処理時に前記第２発振回路２０によるノイズの発生を好適に抑圧することができる。
【００５５】
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、以下の説明において、実施例相互に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。
【００５６】
図６は、前記無線タグ通信システム１０に好適に用いられる、本発明の他の実施例である無線タグ通信装置９０の構成を説明する図である。この図６に示すように、本実施例の無線タグ通信装置９０は、前記ミキサ３６から出力されるＩ相信号（同相成分）のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させる第２のＩ相バンドパスフィルタ３８′と、そのＩ相バンドパスフィルタ３８′から供給される信号を増幅させる第２のＩ相増幅部４０′と、そのＩ相増幅部４０′から供給される信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１６へ供給する第２のＩ相Ａ／Ｄ変換部４２′と、前記ミキサ３６から出力されるＱ相信号（直交成分）のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させる第２のＱ相バンドパスフィルタ４４′と、そのＱ相バンドパスフィルタ４４′から供給される信号を増幅させる第２のＱ相増幅部４６′と、そのＱ相増幅部４６′から供給される信号をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ１６へ供給する第２のＱ相Ａ／Ｄ変換部４８′とを、備えて構成されている。
【００５７】
上記Ｉ相バンドパスフィルタ３８′、Ｑ相バンドパスフィルタ４４′は、前述したＩ相バンドパスフィルタ３８、Ｑ相バンドパスフィルタ４４とは異なる周波数帯域に対応するフィルタであり、それらＩ相バンドパスフィルタ３８′、Ｑ相バンドパスフィルタ４４′が通過させる周波数帯域は、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrに含まれる変調信号の周波数帯域に対応する。また、斯かる構成の無線タグ通信装置９０により通信を行う無線タグ通信システム１０では、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrに含まれる変調信号の周波数帯域は、必ずしも前記第１の周波数と第２の周波数との差を中心周波数とするものでなくともよい。
【００５８】
このように、本実施例によれば、前記バンドパスフィルタ３８、４４とは別に、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrに含まれる変調信号の周波数帯域に対応する第２のバンドパスフィルタ３８′、４４′を備えたものであるため、前記無線タグ１４からの応答波Ｆrに含まれる変調信号の周波数帯域の中心周波数が、前記第１の周波数と第２の周波数との差からずれる場合であっても、前記第１の周波数に基づくホモダイン検波及び第２の周波数に基づく周波数変換に対応する周波数帯域の抽出を行うことができる。
【００５９】
図７は、前記無線タグ通信システム１０に好適に用いられる、本発明の更に別の実施例である無線タグ通信装置９２の構成を説明する図である。この図７に示すように、本実施例の無線タグ通信装置９２は、前記可変増幅部３２の代替として、増幅率が固定である増幅部９４を、前記受信用アンテナ２６とミキサ３６との間の信号伝達経路に備えている。また、その増幅部９４を経由する信号伝達経路とその増幅部を経由しない信号伝達経路とを切り替える第２の回路切替部９６を備えると共に、前記ＤＳＰ１６の制御機能としてその回路切替部９６による回路の切り替えを制御する第２回路切替制御部９８を備えている。この第２回路切替制御部９８により上記回路切替部９６が図７に示す端子ａ、ｂの何れかに接続されることにより、上記増幅部９４を経由する信号伝達経路とその増幅部を経由しない信号伝達経路とが（端子ａでは経由する経路、端子ｂでは経由しない経路に）選択的に成立させられる。
【００６０】
このように、本実施例によれば、上記増幅部９４を経由する信号伝達経路とその増幅部９４を経由しない信号伝達経路とを切り替える第２の回路切替部９６を備えたものであるため、前記キャンセル信号の信号強度の検出等に際しては前記増幅部９４を経由しない回路とすることで、斯かる信号強度を好適に検出することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
例えば、前述の実施例において、前記発振回路制御部５８、回路切替制御部６０、キャンセル信号制御部６２、及び信号強度検出部６４等は、何れも前記ＤＳＰ１６に機能的に備えられたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、それらの制御機能を有する制御装置がそれぞれ個別に備えられたものであってもよい。また、それらの制御は、ディジタル信号処理であるとアナログ信号処理であるとを問わない。
【００６３】
また、前述の実施例では、前記無線タグ１４に向けて送信信号を送信するための送信用アンテナ２４と、その送信信号に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号を受信するための受信用アンテナ２６とがそれぞれ個別に備えられた無線タグ通信装置１２等について説明したが、前記無線タグ１４に向けて送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号を受信するための送受信共用のアンテナ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。また、複数の送信アンテナ及び／又は受信アンテナを備え、それらを選択的及び／又は同時に利用する無線タグ通信装置にも本発明は好適に適用される。
【００６４】
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】
【００６５】
【図１】本発明が好適に適用さ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４】図２の無線タグ通信装置と図３の無線タグとの間の情報通信に用いられる信号及びその無線タグによる変調信号について説明する図である。
【図５】図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる無線タグ通信制御の要部を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の他の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７】本発明の更に別の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。
【符号の説明】
【００６６】
１２、９０、９２：無線タグ通信装置
１４：無線タグ
１８：第１発振部（第１の発振回路）
２０：第２発振部（第２の発振回路）
２４：送信用アンテナ
２６：受信用アンテナ
２８：キャンセル回路
３０：キャンセル信号合成部
３２：可変増幅部
３６：ミキサ（周波数変換回路）
３８：Ｉ相バンドパスフィルタ
３８′：第２のＩ相バンドパスフィルタ
４４：Ｑ相バンドパスフィルタ
４４′：第２のＱ相バンドパスフィルタ
５０：回路切替部
６０：回路切替制御部
６４：信号強度検出部
９４：増幅部
９６：第２の回路切替部
【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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【図６】
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【図７】
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