(57)【要約】【課題】本発明により、サーキュレータを用いなくとも同時送受信が可能な、簡易な構成による位相ダイバーシティー受信検波回路を備えた通信装置９を提供する。【解決手段】同一周波数帯の送信信号と受信信号を、一つのアンテナ１で同時に送受信する通信装置であって、送信信号を第１送信信号及び第２送信信号とする第１の分配手段（ハイブリッドカプラ２ａ）を有し、第１送信信号をアンテナ回路に接続し、この第１の分配手段を通過して出力されたアンテナ１からの受信信号を受信信号同期検波回路へ入力し、第２送信信号を受信信号用同期検波回路の局部発振として使用し、受信検波回路が構成される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一周波数帯の送信信号と受信信号を、一つのアンテナで同時に送受信する通信装置であって、
前記送信信号を第１送信信号及び第２送信信号にする第１の分配手段と、
第１送信信号が前記アンテナから外部へと送信される手段と、
当該アンテナにより外部から受信された前記受信信号が、受信信号同期検波回路へ入力される手段とを有し、
前記第２送信信号が、当該受信信号用同期検波回路の局部発振として使用されることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
同一周波数帯の送信信号と受信信号を、一つのアンテナで同時に送受信する通信装置であって、
前記送信信号を第１送信信号及び第２送信信号とする第１の分配手段と、
第１送信信号が前記アンテナから外部へと送信される手段と、
当該アンテナにより外部から受信された前記受信信号を、第１受信信号及び第２受信信号にする第２の分配手段と、
第１受信信号が第１受信信号用同期検波回路へ入力される手段と、
第２受信信号が第２受信信号用同期検波回路へ入力される手段と、
第２送信信号を第３送信信号及び第４送信信号にする第３の分配手段を有し、
第３送信信号が第１受信信号用同期検波回路の局部発振として使用され、
第４送信信号が第２受信信号用同期検波回路の局部発振として使用され、
第１受信信号と第２受信信号との位相、又は第３送信信号と第４送信信号との位相を異ならせる位相シフト手段を有し、
前記第１及び第２受信信号用同期検波回路が、受信信号に対する位相ダイバーシティ受信検波回路を構成することを特徴とする通信装置。
【請求項３】
第１の分配手段が、ハイブリッドカプラであることを特徴とする請求項１又は２記載の通信装置。
【請求項４】
外部から受信された受信信号が第１の分配手段を通過し、送信信号が抑圧された受信信号出力を得ることを特徴とする請求項３記載の通信装置。
【請求項５】
第２の分配手段又は第３の分配手段が位相シフト手段を兼ねることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項６】
第２の分配手段又は第３の分配手段のいずれか一方が、９０°ハイブリッドカプラであることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）用タグの情報読み取り装置等としての通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一つのアンテナを用いて、同一周波数で同時送受信をする（以下単に「同時送受信」という）通信装置は、送信信号と受信信号を区別して取り出すためにサーキュレータを用いている（特開平８−７９１２６号公報）。
【０００３】
上記サーキュレータの持つ通過信号の方向性を利用して、送信信号を送信パワーアンプからアンテナへ、受信信号をアンテナから受信回路へ、一方向へ通過させ、受信回路へ入る送信信号電力を低減させて構成すれば、１本のアンテナで同時送受信ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらサーキュレータの使用は、その占有体積が大きいため、装置の小型化を困難にする。またサーキュレータはコスト高でもある。
【０００５】
そこで本発明が解決しようとする課題は、サーキュレータを用いなくとも同時送受信が可能な通信装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の第１の通信装置９は、同一周波数帯の送信信号と受信信号を、一つのアンテナで同時に送受信する通信装置であって、前記送信信号を第１送信信号及び第２送信信号にする第１の分配手段と、第１送信信号が前記アンテナから外部へと送信される手段と、当該アンテナにより外部から受信された前記受信信号が、受信信号同期検波回路１１へ入力される手段とを有し、前記第２送信信号が、当該受信信号用同期検波回路１１の局部発振として使用されることを特徴とする。
【０００７】
上記本発明の第１の通信装置の構成によれば、サーキュレータを用いずに同時送受信が実現されるため、上記本発明が解決しようとする課題を解決できる。更に従来必要とされていた、送信周波数に同期した受信用局部発振回路を要しないため、通信装置全体の構成を簡略化することができる利点がある。
【０００８】
ここで上記第１の分配手段は、例えば図４に示すハイブリッドカプラ等である。図１に示すようにハイブリッドカプラ２ａは、パワーアンプ３から発せられる送信信号を端子Ｂ−Ａ、及び端子Ｂ−Ｃを経由させて、分配する第１の分配手段として機能することができる。またアンテナ１により外部から受信された受信信号を同期検波回路へ入力させる際に、かかるハイブリッドカプラ２ａの端子Ａ−Ｄを経由させる構成とすることができる。従ってハイブリッドカプラ２ａの使用により、それが送信信号の分配手段及び、受信信号と同期検波回路との経由のための部材を兼ねることとなり、部品点数の低減に資する利点がある。
【０００９】
かかる利点は、本発明の第１の通信装置の構成において、外部から受信された受信信号が、送信信号が外部へ送信される経路とは異なる経路で第１の分配手段を経由することにより、一般的に得られる利点である。
【００１０】
以下、本発明の第１の通信装置９の同時送受信の動作原理の一例について、図１を参照しながら説明する。
【００１１】
パワーアンプ３からの送信信号が、ハイブリッドカプラ２ａにより第１送信信号及び第２送信信号に分配される。ここでハイブリッドカプラ２ａは、上記第１の分配手段に該当し、例えば図４に示すようなブランチド・ハイブリッドである。第１送信信号は、ハイブリッドカプラ２ａの端子Ｂ−Ａ間を経由し、公知のアンテナ回路等の、当該第１送信信号が前記アンテナから外部へと送信される手段を経由して、アンテナ１から外部へ送信される。第２送信信号については後述する。
【００１２】
かかるハイブリッドカプラ２ａは、アンテナへ接続される端子Ａおよび第２送信信号として出力される端子Ｃが整合していれば、受信信号出力端子Ｄには送信信号は現れない。
【００１３】
その後第１送信信号は、ＲＦＩＤ用タグ８のアンテナ１０にて受信される。受信された信号にはタグ８の記憶媒体に格納された、当該タグ８が付される商品等の個体についての情報が重畳される。そして当該信号が通信装置９側のアンテナ１により受信される。受信された信号はハイブリッドカプラ２ａの端子Ａ−Ｄ間及び端子Ａ−Ｂ間で分配される。この結果外部から受信された受信信号が第１の分配手段を通過し、送信信号が抑圧された受信信号出力を得ることとなる。
【００１４】
端子Ｄに出力された受信信号は同期検波回路１１を構成する乗算器５等に入力される。そして、前述の第２送信信号が、同期検波回路１１への局部発振として用いられる。ここで同期検波回路１１は受信周波数に一致した局部発振周波数を必要とするが、ここでは送信出力信号の一部を利用することにより、同期検波回路の局部発振入力として周波数が同一で位相が管理された局部発振信号を簡易に利用できる、上述した利点がある。
【００１５】
以上のように本発明の第１の通信装置９は、図１に示す送信パワーアンプ３から送信信号電力がアンテナ１に出力され、アンテナ１は、相手方の応答器（図１のタグ８）へ当該送信信号電力を送出する。そして本発明の第１の通信装置９は、前記応答器からの応答信号（例えば応答器の個別情報成分が含まれている）を通信装置のアンテナ１にて受信する。タグ８は、通信装置９のアンテナ１から出力される送信電力の１部を情報変調して再輻射している。従って、本発明の第１の通信装置９においては同時送受信が実現できている。
【００１６】
本発明の第２の通信装置９は、同一周波数帯の送信信号と受信信号を、一つのアンテナ１で同時に送受信する通信装置であって、前記送信信号を第１送信信号及び第２送信信号とする第１の分配手段と、第１送信信号が前記アンテナ１から外部へと送信される手段と、当該アンテナ１により外部から受信された前記受信信号を、第１受信信号及び第２受信信号にする第２の分配手段と、第１受信信号が第１受信信号用同期検波回路へ入力される手段と、第２受信信号が第２受信信号用同期検波回路へ入力される手段と、第２送信信号を第３送信信号及び第４送信信号にする第３の分配手段を有し、第３送信信号が第１受信信号用同期検波回路の局部発振として使用され、第４送信信号が第２受信信号用同期検波回路の局部発振として使用され、第１受信信号と第２受信信号との位相、又は第３送信信号と第４送信信号との位相を異ならせる位相シフト手段を有し、前記第１及び第２受信信号用同期検波回路が、受信信号に対する位相ダイバーシティ受信検波回路を構成することを特徴とする。
【００１７】
上記「位相シフト手段」とは、単に位相をずらす手段である。
【００１８】
かかる本発明の第２の通信装置９も上記本発明の第１の通信装置９と同様に、サーキュレータを用いずに同時送受信が実現されるため、上記本発明が解決しようとする課題を解決できること、また従来必要とされていた、送信周波数に同期した受信用局部発振回路を要しないため、通信装置全体の構成を簡略化することができる利点があることは言うまでもない。それらの利点に加え、位相ダイバーシティ受信検波回路を構成するため、通信装置９とタグ８までの距離が変化する場合における、受信入力信号の位相変化による同期検波回路１１の復調信号出力低下を防止できる利点がある。
【００１９】
以下、本発明の第２の通信装置９の動作の具体例を図２を参照しながら説明する。
【００２０】
パワーアンプ３からの信号の送信、及びタグ８からの信号が通信装置９側のアンテナ１により受信されるまでの動作は、上記本発明の第１の通信装置９の動作と同様である。
【００２１】
その後ハイブリッドカプラ２ａの端子Ｄから出力された受信信号がハイブリッドカプラ２ｂの端子Ｅ−Ｇ間、及び端子Ｅ−Ｈ間を経由して、それぞれ９０°の位相差の第１受信信号及び第２受信信号となる。ここで、ハイブリッドカプラ２ｂは、第２の分配手段及び位相シフト手段を兼ねる部材に相当する。
【００２２】
上記ハイブリッドカプラ２ｂは、例えば図４に示すような結合度が−３ｄＢの等分配器として用いられる９０°ハイブリッドカプラである。同図Ａ又はＣのいずれか一方から入力する上記加算信号が、同図Ｂ及びＤへ分配されて出力される。
各端子が入出力に対して整合していれば、Ａ又はＢに入力された信号は他方へは信号を通過させず、Ｂへの出力信号とＤへの出力信号には９０°の位相差がある。
【００２３】
第１受信信号及び第２受信信号は、それぞれ別の同期検波回路１１を構成する乗算器５等に入力される。そして、前述の第２送信信号が、抵抗器から構成される分配器４等によって、第３送信信号及び第４送信信号に分配され、それら信号が各々の同期検波回路１１への局部発振として用いられる。ここで分配器４が上記第３の分配手段に相当する。
【００２４】
前記の２つの同期検波回路１１により受信信号に対して位相ダイバーシティを構成する。受信入力信号を９０°ずらした２つの同期検波回路を持つことにより、同期検波回路１１の受信信号と局部発振信号の相対位相に起因する受信信号レベル低下を回避することができる。ここで、第２の分配手段で分配された第１受信信号と第２受信信号の位相を異ならせる手段を、前記９０°ハイブリッドカプラではなく、たとえば伝送する経路の長さを変える手段等で実現しても良い。
【００２５】
図３は本発明の第２の通信装置の構成を示す図であって、図２に示した構成において、第１受信信号と第２受信信号の分配をハイブリッドカプラ２ｂではなく、分配器４を用い、且つ第３送信信号と第４送信信号の分岐にハイブリッドカプラ２ｂを用いた構成を示している。かかる構成によっても、同時送受信が可能である。また局部発振入力信号を９０°ずらした２つの同期検波回路１１を有することにより、図２に示す構成と同様に同期検波回路１１の受信信号と局部発振信号の相対位相に起因する上記信号レベル低下を回避することができる。これらの構成（図２、図３）は、第１受信信号と第２受信信号との位相差を９０°とする位相シフト手段、又は第３送信信号と第４送信信号との位相差を９０°とする位相シフト手段のいずれか一方を有する場合の本発明の構成を、具体例として示したものである。
【００２６】
本発明の通信装置は、例えばＩＣカードやタグ状のＲＦＩＤ用データキャリヤ等と通信して、ＩＣカード等の記憶媒体部に蓄積された情報を読み取るための通信装置に用いることができる。従ってこの場合、上記個別情報は各々のＩＣカードやタグ状、片状、板状等のＲＦＩＤ用データキャリヤ等の記憶媒体に格納されている情報の全部又は一部となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、本発明の通信装置９を、タグ８状のＲＦＩＤ用データキャリヤと通信して、その記憶媒体部に蓄積された情報を読み取るための通信装置９とした場合の詳細な動作概要につき、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態の通信装置９は、いずれも実質的な同一周波数信号を一つのアンテナ１で同時送受信する通信装置である。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１に示す構成を有し、図５に示す動作をする通信装置９について説明する。
まず質問器である本発明の通信装置９がＲＦ出力を行う（Ｓ１）。その出力信号を、ハイブリッドカプラ２ａの端子Ｂ−Ａ間を経由する第１送信信号と、ハイブリッドカプラ２ａの端子Ｂ−Ｃ間を経由する第２送信信号とに分配される（Ｓ２）。当該第１送信信号は、アンテナ１から出力される。応答器としてのＲＦＩＤ用タグ８は、当該出力を受信し（Ｓ３）、その受信した電力の一部を整流して直流電力を得る（Ｓ４）ことで応答器（タグ８）を動作させるための電源とする（Ｓ５）。そして次にその電源からの電力を駆動源として、受信（Ｓ３）した信号電力にＲＦＩＤタグの記憶媒体に書き込まれた情報を変調した（Ｓ６）信号を応答器側へ再輻射する（Ｓ７）。
【００２９】
次に上記再輻射された信号を質問器側が受信（Ｓ８）した後の動作について説明する。受信（Ｓ８）された信号は、まず上記同様ハイブリッドカプラ２ａの端子Ａ−Ｄ間を経由する（Ｓ９）。その後かかる受信信号は、同期検波回路を構成する乗算器５へ入力される（Ｓ１１）。
【００３０】
一方前述の第２送信信号は、乗算器５に対する局部発振（Ｓ１３）として用いられる。
【００３１】
このようにして乗算器５により乗算され、タグ状のＲＦＩＤ用キャリヤにて情報変調された成分のみをフィルタ７（Ｓ１４）を通して、復調出力とし、さらにこれを記憶媒体に蓄積された情報として解読することにより通信装置としての動作が完了する。以上が本発明の通信装置の動作の一例の概要である。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図２に示す構成を有し、図６に示す動作をする通信装置９について説明する。
図６に示すＳ１〜Ｓ８までの過程は、上記第１の実施の形態の図５に示す過程と同様である。その後受信（Ｓ８）された信号は、９０°ハイブリッドカプラ２ａの端子Ａ−Ｄ間を経由する（Ｓ９）。その後かかる受信信号は、９０°ハイブリッドカプラ２ｂの端子Ｅ−Ｇ間を経由する第１受信信号と、ハイブリッド２ｂの端子Ｅ−Ｈ間を経由する第１受信信号とは９０°位相が異なる第２受信信号とに分配される（Ｓ１０）。これら第１受信信号及び第２受信信号は、それぞれ別の同期検波回路を構成する乗算器５へ入力される（Ｓ１１）。
【００３３】
一方図６に示す第２送信信号は、抵抗器から構成される分配器４により分配され（Ｓ１２）、各々の同期検波回路１１を構成する乗算器５に対する局部発振（Ｓ１３）として用いられる。
【００３４】
このようにして乗算器５により乗算され、タグ状のＲＦＩＤ用キャリヤにて情報変調された成分のみをフィルタ７（Ｓ１４）を通して、復調出力とし、さらにこれを記憶媒体に蓄積された情報として解読することにより通信装置９としての動作が完了する。
【００３５】
そして前記受信入力信号を９０°ずらした２つの同期検波回路１１により、受信信号に対して位相ダイバーシティを構成する。このことにより、前述のように受信信号と局部発振信号の位相関係に起因する同期検波回路の復調信号出力レベル低下を回避することができる。
【００３６】
本実施の形態では、第２の分配手段で分配された第１受信信号と第２受信信号の位相を異ならせる手段を、前記９０°ハイブリッドカプラを用いることによるものとしたが、たとえば伝送する経路の長さを変える手段等で実現しても良い。
【００３７】
（第３の実施の形態）
図３に示す構成を有し、図７に示す動作をする通信装置９について説明する。
図７は、上記第２の実施の形態の図２に示した構成において、第１受信信号と第２受信信号の分岐を９０°ハイブリッドカプラではなく、分配器４を用い、且つ第３送信信号と第４送信信号の分岐に９０°ハイブリッドカプラ２ｂを用いた構成の通信装置の動作の様子を示したものである。
【００３８】
本実施の形態は、上記第２の実施の形態に比して、再輻射された信号を質問器側が受信（Ｓ８）した後の動作に相違がある。受信（Ｓ８）された信号は、まず上記同様ハイブリッドカプラ２ａの端子Ａ−Ｄ間を経由する（Ｓ９）。その後かかる受信信号は、抵抗器から構成される分配器４により第１受信信号と第２受信信号とに分配される（Ｓ１０−２）。これら第１受信信号及び第２受信信号は、それぞれ別の同期検波回路を構成する乗算器５へ入力される（Ｓ１１）。
【００３９】
また本実施の形態は、上記第２の実施の形態に比して、前述の第２送信信号が、ハイブリッドカプラ２ｂの端子Ｅ−Ｇ間を経由する第３送信信号と、ハイブリッド２ｂの端子Ｅ−Ｈ間を経由する第４送信信号となり（Ｓ１２−２）、９０°位相が異なって各々の乗算器５に対する局部発振（Ｓ１３）として用いられる点に相違がある。かかる相違は本質的な相違ではなく、位相ダイバーシティーを実現するための手段のバリエーションとしての違いを示したに過ぎない。即ち、２つの同期検波回路１１に入力される受信信号若しくは局部発振信号のどちらかの位相を、９０°ずらす等して異ならせることにより位相ダイバーシティーが構成されることを、第２及び第３の実施の形態により示したものである。
【００４０】
本実施の形態では、第３送信信号と第４送信信号とを分配し、位相を異ならせる手段を、前記９０°ハイブリッドカプラを用いることによるものとしたが、たとえば伝送する経路の長さを変える手段等で実現しても良い。
【００４１】
第１から第３の実施の形態ではタグ状のＲＦＩＤ用キャリヤと通信して、その記憶媒体部に蓄積された情報を読み取るための通信装置について説明した。しかし本発明の通信装置は、その用途に限定されるものではなく、音声通信などの無線通信装置などの用途にも利用できることは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明により、サーキュレータを用い用いずに同時送受信できる通信装置を提供することができた。また当該通信装置は、簡易な構成によることができた。更に位相ダイバーシティー受信検波回路を備えたことにより、同期検波回路の受信信号と局部発振信号の位相関係に起因する受信信号レベル低下を回避することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通信装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の通信装置の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の通信装置の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の通信装置を構成する９０°ハイブリッドカプラの説明図である。
【図５】本発明の通信装置の実施の形態の一例を示す図である。
【図６】本発明の通信装置の実施の形態の一例を示す図である。
【図７】本発明の通信装置の実施の形態の一例を示す図である。
【符号の説明】
１．アンテナ
２ａ．ハイブリッドカプラ
２ｂ．ハイブリッドカプラ
３．パワーアンプ
４．分配器
５．乗算器
７．フィルタ
８．タグ
９．通信装置
１０．アンテナ
１１．同期検波回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004349813.tif 000006
【図５】
2004349813.tif 000007
【図６】
2004349813.tif 000008
【図７】
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