(57)【要約】【課題】通信特性の向上を図る。【解決手段】反射型送信回路１は、信号供給源（制御回路）２からの送信用信号の電圧変化に応じてインピーダンスが変化する半導体素子Ｄを有する。反射型送信回路１は、アンテナ３により受信された電波を反射すると同時に、送信用信号の電圧変化に応じた半導体素子Ｄのインピーダンス変化を利用して、その電波を変調して当該電波に送信用信号を乗せる。制御回路２から半導体素子Ｄに至る信号経路上の抵抗体Ｒ１にはコンデンサＣ１を並列接続する。コンデンサＣ１は、送信用信号の電圧変化に対する半導体素子Ｄのインピーダンス変化の応答速度を速めるスピードアップコンデンサとして機能できる。トランシット時間の大きい半導体素子Ｄを用いることで、反射型送信回路１での電波の反射損失を低減できる。前記応答速度アップと反射損失低減によって通信特性が向上する。【選択図】        図１
2004235749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナに接続し当該アンテナにより受信された電波を反射すると同時に、その電波に信号を乗せ当該電波をアンテナから外部に放射させる反射型送信回路において、信号供給源からの送信用信号を導入する信号導入部と、アンテナの受信電波を反射すると同時にその電波に信号供給源からの送信用信号を乗せる変調部とが設けられており、変調部には、信号導入部により導入された送信用信号の電圧変化に応じてインピーダンスが変化する半導体素子が設けられ、変調部は、その送信用信号に基づいた半導体素子のインピーダンス変化を利用して、アンテナの受信電波を送信用信号に応じて変調して前記送信用信号を電波に乗せてアンテナから放射させる構成を有し、また、信号導入部は、信号供給源から変調部に至る信号導通経路上に直列に介設される抵抗体を有し、この抵抗体には、送信用信号の電圧変化に対する半導体素子のインピーダンス変化の応答速度を速めるためのスピードアップコンデンサが並列接続されていることを特徴とする反射型送信回路。
【請求項２】
半導体素子は、ＰＩＮダイオードであることを特徴とする請求項１記載の反射型送信回路。
【請求項３】
半導体素子は、ＮＰＮ型トランジスタにより構成されており、そのＮＰＮ型トランジスタのコレクタとエミッタの両方が接地され、ベースに信号供給源からの送信用信号が印加されることを特徴とする請求項１記載の反射型送信回路。
【請求項４】
半導体素子は、ＰＮＰ型トランジスタにより構成されており、そのＰＮＰ型トランジスタのベースが接地され、エミッタとコレクタが短絡し当該短絡部分に信号供給源からの送信用信号が印加されることを特徴とする請求項１記載の反射型送信回路。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の反射型送信回路が設けられていることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナにより受信された電波を反射すると同時に、その電波を変調して信号を乗せてアンテナを介し外部に放射させる反射型送信回路およびそれを備えた通信装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
図８には反射型送信回路の一構成例が簡略化されて示されている。この反射型送信回路１は、信号供給源である制御回路２からアンテナ３に至る信号経路上に介設されており、当該反射型送信回路１は、コンデンサＣｓと、インダクタＬｓと、ダイオードＤと、抵抗体Ｒ１とを有して構成されている。
【０００３】
この反射型送信回路１は、アンテナ３により受信された電波を反射することができるように構成されている。つまり、反射型送信回路１は、アンテナ３から当該反射型送信回路１側を見たときのインピーダンスが、アンテナ３の受信電波を効率良く反射することができるインピーダンスとなるように設計されている。
【０００４】
また、制御回路２から出力される送信用信号は図９の電圧波形例に示されるような矩形状のパルス信号となっている。この送信用信号の電圧レベルがＨレベルであるときには反射型送信回路１のダイオードＤがオン状態となり、送信用信号の電圧レベルがＬレベルであるときには反射型送信回路１のダイオードＤがオフ状態となるように抵抗体Ｒ１の抵抗値やダイオードＤが設定されている。このため、反射型送信回路１においては、制御回路２からの送信用信号の電圧変化に応じてダイオードＤのオンとオフが切り換わって、ダイオードＤのインピーダンスが可変する。これにより、アンテナ３から反射型送信回路１側を見たときのインピーダンスが、制御回路２からの送信用信号の電圧変化に応じて変化する。反射型送信回路１のインピーダンスは、当該反射型送信回路１での電波の反射係数に関与するものであることから、制御回路２からの送信用信号の電圧変化に応じて、アンテナ３から反射型送信回路１側を見たときの受信電波に対する反射係数が変化する。よって、反射型送信回路１は、アンテナ３の受信電波を反射すると同時に、その送信用信号の電圧変化に応じた反射係数の変化によって、その電波を変調して当該電波に送信用信号を乗せることができる。
【０００５】
ところで、ダイオードＤだけで電波を変調すると、反射型送信回路１により反射・変調された反射波は、送信用信号がＨレベルの時とＬレベルの時との位相差が１８０°にはならない場合（図１０（ａ）のスミスチャート参照）があるが、この反射型送信回路１では、インピーダンス変換用（インピーダンス調整用）としてコンデンサＣｓとインダクタＬｓが設けられており、コンデンサＣｓの容量とインダクタＬｓのインダクタンス値を適切に設定することによって、反射型送信回路１による反射波において、制御回路２からの送信用信号がＨレベルの時とＬレベルの時との位相差を１８０°とすることができる（図１０（ｂ）のスミスチャート参照）。つまり、反射型送信回路１は、二相位相変調（ＢＰＳＫ変調）を行う回路構成を有している。なお、コンデンサＣｓの容量とインダクタＬｓのインダクタンス値を適切に設定することによって、前記反射係数が変化しても前記反射波の振幅をほぼ一定に安定化させることができる。
【０００６】
すなわち、この反射型送信回路１は、送信されてきた電波を搬送波として利用し、当該搬送波にＢＰＳＫ変調により信号を乗せて送信するものである。このため、この反射型送信回路１を備えた通信装置は、装置自身で搬送波を作り出す必要がないので、搬送波を作り出さなくて済む分、通信装置の消費電力を小さく抑えることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１０４９４５号公報
【特許文献２】
特開平９−２３００３７号公報
【特許文献３】
特開平９−２８５１１９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような反射型送信回路１では、次に示す要件１，２を満たすことが望ましい。
（要件１）  反射型送信回路１で電波が反射する際の損失が小さいこと。
（要件２）  ダイオードＤのインピーダンス変化が、制御回路２からの送信用信号の電圧変化に追随していること。
【０００９】
しかしながら、要件１を満たすためには、後述するトランシット時間Ｔｔが大きいダイオードＤを採用することが望ましいのに対して、要件２を満たすためには、ダイオードＤのトランシット時間Ｔｔを小さくする必要がある。このように、要件１を満たすためのダイオードＤの条件と、要件２を満たすためのダイオードＤの条件とが相反することから、要件１，２を両方共に満足に満たすことは難しかった。特に、近年、送信用信号が高周波化しているため、要件２を満たすことが難しくなってきている。
【００１０】
以下に、要件１，２と、ダイオードＤのトランシット時間Ｔｔとの関係について説明する。
【００１１】
図１１にはダイオードＤの等価回路図が示されている。この等価回路において、符号Ｒｓは直列抵抗を示し、符号Ｒｊは接合抵抗を示し、符号Ｃｄは拡散容量を示し、符号Ｃｖは空乏層容量を示している。
【００１２】
ダイオードのトランシット時間Ｔｔとは、接合の拡散領域をキャリアが通過する遷移時間のことであり、接合抵抗Ｒｊと拡散容量Ｃｄの乗算（Ｔｔ＝Ｒｊ×Ｃｄ）により計算できる。
【００１３】
反射型送信回路１での電波の反射損失には、ダイオードＤの直列抵抗Ｒｓと、ダイオードＤの両端電圧が零（Ｖ）であるときの空乏層容量Ｃｖの値（ここでは、これをゼロバイアス時接合容量Ｃｊ０という）と、トランシット時間Ｔｔとが関与している。図１３のグラフには、反射型送信回路１での反射損失が１ｄＢとなるための直列抵抗Ｒｓと、ゼロバイアス時接合容量Ｃｊ０との関係例が示されている。図１３中の実線αは、トランシット時間Ｔｔが１×１０−６（ｓｅｃ）であるときのものであり、点線βはトランシット時間Ｔｔが１×１０−１１（ｓｅｃ）であるときのものである。なお、この図１３のグラフは、シミュレーションにより得られたものであり、そのシミュレーションでは、搬送波周波数が５．８ＧＨｚであり、制御回路２からの送信用信号がＨレベルのときにダイオードＤに通電する電流が１００μＡであり、コンデンサＣｓとインダクタＬｓによって理想的なＢＰＳＫ変調が成されるという条件下で、反射型送信回路１での反射損失が１ｄＢとなるための直列抵抗Ｒｓと、ゼロバイアス時接合容量Ｃｊ０との関係例を求めた。
【００１４】
直列抵抗Ｒｓと、ゼロバイアス時接合容量Ｃｊ０とを小さくするにつれて、反射型送信回路１での反射損失を低減することができるが、図１３のグラフにも示されているように、トランシット時間Ｔｔが大きい方が、直列抵抗Ｒｓや、ゼロバイアス時接合容量Ｃｊ０を小さくしなくとも、小さい反射損失を得ることができる。
ダイオードＤの直列抵抗Ｒｓや、ゼロバイアス時接合容量Ｃｊ０を小さくすることは容易ではないので、直列抵抗Ｒｓや、ゼロバイアス時接合容量Ｃｊ０を小さくすることで反射損失の低減を図るよりも、ダイオードＤのトランシット時間Ｔｔを大きくすることで、反射損失を小さく抑制することの方が容易である。
【００１５】
すなわち、反射型送信回路１での電波の反射損失を小さくするためには（要件１を満たすためには）、トランシット時間Ｔｔの大きいダイオードＤを採用することが好ましい。
【００１６】
図１２には図８に示すＡ部分よりも制御回路２側の回路部分が図１１のダイオードＤの等価回路を用いて書き改められている。なお、ダイオードの直列抵抗Ｒｓは抵抗体Ｒ１の抵抗値よりも格段に小さく（Ｒｓ≪Ｒ１）、また、空乏層容量Ｃｖは拡散容量Ｃｄよりも格段に小さい（Ｃｖ≪Ｃｄ）ので、ここでは、ダイオードの直列抵抗Ｒｓと空乏層容量Ｃｖは無視できるものとして、図１２では、それらの図示は省略している。
【００１７】
ダイオードＤのインピーダンス変化が、制御回路２からの送信用信号の電圧変化に追随するため（要件２を満たすため）には、制御回路２からの送信用信号の電圧変化に応じて、ダイオードＤの拡散容量Ｃｄの充放電が迅速に成されることが好ましい。例えば、拡散容量Ｃｄは、送信用信号のＨレベルの電圧によって、抵抗体Ｒ１と拡散容量Ｃｄにより定まる時定数でもって充電される。このことから、制御回路２からの送信用信号の電圧変化に追随してダイオードＤのインピーダンスが変化するためには、拡散容量Ｃｄの小さいダイオードＤを採用して、拡散容量Ｃｄの充電の時定数を小さくすることが良い。その拡散容量Ｃｄの小さいダイオードＤとは、すなわち、トランシット時間Ｔｔの小さいダイオードＤのことである。
【００１８】
以上のように、要件１を満たすためにはトランシット時間Ｔｔの大きいダイオードＤを採用することが好ましく、要件２を満たすためにはトランシット時間Ｔｔの小さいダイオードＤを採用することが好ましく、要件１を満たすダイオードＤの条件と、要件２を満たすダイオードＤの条件とは相反することから、反射型送信回路１の特性を向上させることが難しかった。
【００１９】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、要件１，２を満たすことが容易な反射型送信回路およびそれを備えた通信装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明の反射型送信回路は、アンテナに接続し当該アンテナにより受信された電波を反射すると同時に、その電波に信号を乗せ当該電波をアンテナから外部に放射させる反射型送信回路において、信号供給源からの送信用信号を導入する信号導入部と、アンテナの受信電波を反射すると同時にその電波に信号供給源からの送信用信号を乗せる変調部とが設けられており、変調部には、信号導入部により導入された送信用信号の電圧変化に応じてインピーダンスが変化する半導体素子が設けられ、変調部は、その送信用信号に基づいた半導体素子のインピーダンス変化を利用して、アンテナの受信電波を送信用信号に応じて変調して前記送信用信号を電波に乗せてアンテナから放射させる構成を有し、また、信号導入部は、信号供給源から変調部に至る信号導通経路上に直列に介設される抵抗体を有し、この抵抗体には、送信用信号の電圧変化に対する半導体素子のインピーダンス変化の応答速度を速めるためのスピードアップコンデンサが並列接続されていることを特徴としている。また、この発明の通信装置は、この発明において特徴的な構成を備えた反射型送信回路が設けられていることを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態例の説明において、図８に示した反射型送信回路や、図１１のダイオードの等価回路に示されている構成部分と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００２２】
この実施形態例において特徴的な反射型送信回路は、図１に示されるような回路構成を有する。つまり、この実施形態例の反射型送信回路１は、コンデンサＣｓと、インダクタＬｓと、半導体素子であるダイオードＤと、抵抗体Ｒ１と、コンデンサＣ１と、抵抗体Ｒ２とを有して構成されている。この反射型送信回路１のコンデンサＣｓとインダクタＬｓとダイオードＤは変調部５を構成し、抵抗体Ｒ１，Ｒ２とコンデンサＣ１は信号導入部６を構成している。
【００２３】
信号導入部６は、制御回路２からの送信用信号を変調部５に導くための回路である。この実施形態例では、制御回路２から出力される送信用信号は図３（ａ）に示されるような矩形状のパルス信号であり、この送信用信号のＨレベルの電圧は例えば３（Ｖ）であり、Ｌレベルの電圧は例えば零（Ｖ）となっている。信号導入部６の抵抗体Ｒ１，Ｒ２は、その制御回路２から出力された送信用信号のＨレベルの電圧を変調部５（ダイオードＤ）に適した電圧（例えば０．７Ｖ）に降下してダイオードＤに定格以上の過剰な電流が通電するのを防止する機能を有している。
【００２４】
この実施形態例では、制御回路２からアンテナ３に至る信号経路上に直列に設けられている抵抗体Ｒ１には、コンデンサＣ１が並列接続されている。このコンデンサＣ１は、送信用信号の電圧変化に対する変調部５のダイオードＤのインピーダンス変化の応答速度を速めるためのスピードアップコンデンサとして機能するものである。このコンデンサＣ１の詳細については後述する。
【００２５】
変調部５のダイオードＤは、この実施形態例では、ＰＩＮダイオードにより構成されている。このダイオードＤは、制御回路２から信号導入部６を介して加えられる送信用信号がＨレベルのときにオン状態となり、送信用信号がＬレベルのときにはオフ状態となり、送信用信号の電圧変化に応じてインピーダンスが変化する。
【００２６】
この実施形態例では、アンテナ３から変調部５側を見たときのインピーダンスが、アンテナ３により受信された電波を反射することが可能なインピーダンスとなっている。これにより、変調部５は、アンテナ３により受信された電波を反射し、また、それと同時に、この変調部５は、送信用信号に基づいたダイオードＤのインピーダンス変化を利用して、そのアンテナ３の受信電波を送信用信号に応じて変調して送信用信号を電波に乗せる。
【００２７】
この実施形態例では、変調部５は、当該変調部５により反射する電波をＢＰＳＫ変調（二相位相変調）するものであるが、ダイオードＤだけでは、前述したように、満足のいくＢＰＳＫ変調を行うことができないので、変調部５には、当該変調部５のインピーダンスを調整するためのコンデンサＣｓとインダクタＬｓが設けられている。これらコンデンサＣｓの容量とインダクタＬｓのインダクタンス値は、変調部５により反射される電波の位相が、送信用信号がＨレベルの時と、Ｌレベルの時とで１８０°異なるように、かつ、ダイオードＤのインピーダンスが変化しても変調波の振幅が殆ど変動せず安定化するように、設定されている。これにより、変調部５は、アンテナ３の受信電波を反射すると同時に、その電波を送信用信号に応じてＢＰＳＫ変調して送信用信号を電波に乗せる。この電波はアンテナ３を介して外部に放射される。
【００２８】
この実施形態例では、前記したように、信号導入部６の抵抗体Ｒ１にコンデンサＣ１を並列接続したことを特徴としている。このコンデンサＣ１の容量を次に示すように設定することにより、コンデンサＣ１をスピードアップコンデンサとして機能させることができる。
【００２９】
図２には、図１に示すＸ部とＳ部との間の回路部分が抜き出されダイオードＤの等価回路（図１１や図１２参照）を用いて書き改められている。図２中の抵抗Ｒは、図１１や図１２の接合抵抗Ｒｊと図１の抵抗体Ｒ２から成る並列回路を一まとめにして表したものである。この回路部分に制御回路２から送信用信号が加えられると、Ｓ部の電圧Ｖｉｎは、その送信用信号の電圧変化（例えば図３（ａ）参照）に応じて、図３（ｂ）に示されるように、変化する。また、この電圧Ｖｉｎ（送信用信号）に応じて、Ｘ部の電圧（つまり、ダイオードＤの両端電圧）Ｖｄも、理想的には、図３（ｃ）に示されるように変化する。
【００３０】
ここで、送信用信号がＨレベルである時のＳ部の電圧ＶｉｎをＥ（Ｖ）とする。
また、ダイオードＤの拡散容量Ｃｄと接合抵抗Ｒｊは電圧Ｖｄの関数であるが、ここでは、説明を簡単にするために、それら拡散容量Ｃｄと接合抵抗Ｒｊは定数とする。また、接合抵抗Ｒｊと図１の抵抗体Ｒ２から成る並列回路が持つ抵抗値をＲとする。さらに、送信用信号がＬレベルからＨレベルに変化した時の時間ｔをＴｏｎとし、時間が経過して送信用信号がＨレベルからＬレベルに変化したときの時間ｔをＴｏｆｆとし、さらに時間が経過して送信用信号が再びＬレベルからＨレベルに変化した時の時間ｔをＴｏｎ’とする。さらにまた、コンデンサＣ１の容量をＣ１とし、抵抗体Ｒ１の抵抗値をＲ１とする。なお、この実施形態例では、送信用信号のＬレベルは零（Ｖ）であることから、送信用信号がＬレベルである時のＳ部の電圧Ｖｉｎは零（Ｖ）である。
【００３１】
送信用信号がＨレベルであるとき（Ｔｏｎ＜ｔ＜Ｔｏｆｆ）のＸ部の電圧Ｖｄは、コンデンサＣ１を設けたことにより、次のような数式１で表すことができる。
【００３２】
【数１】
2004235749.tif 000003
【００３３】
また、送信用信号がＬレベルであるとき（Ｔｏｆｆ＜ｔ＜Ｔｏｎ’）のＸ部分の電圧Ｖｄは、次のような数式２で表すことができる。
【００３４】
【数２】
2004235749.tif 000004
【００３５】
ダイオードＤの両端電圧Ｖｄは、送信用信号の電圧変化に追随して図３（ｃ）に示すように変化することが望ましいが、数式１，２におけるｅｘｐ項が大きいと、ダイオードＤの両端電圧Ｖｄは、そのｅｘｐ項に起因した図３（ｄ）のｅ部分に示すような波形の鈍りが大きくなる。つまり、数式１，２におけるｅｘｐ項が大きいと、送信用信号の電圧変化に対するダイオードＤの両端電圧変化（つまり、インピーダンス変化）の応答速度が遅くなる。
【００３６】
したがって、送信用信号の電圧変化に対するダイオードＤのインピーダンス変化（ダイオードＤの両端電圧Ｖｄの変化）の応答速度を速めるためには、数式１，２のｅｘｐ項の値を無くす、あるいは、非常に小さくすれば良い。このためには、ｅｘｐ項に乗算される係数を零、あるいは、非常に小さくすればよい。例えば、次に示すような数式３を満たすことができるように、コンデンサＣ１の容量Ｃ１を設定することにより（数式４参照）、ｅｘｐ項の値を無くすことができる。これにより、送信用信号の電圧変化に対するダイオードＤのインピーダンス変化（ダイオードＤの両端電圧Ｖｄの変化）の応答速度を速めることができる。
【００３７】
【数３】
2004235749.tif 000005
【００３８】
【数４】
2004235749.tif 000006
【００３９】
コンデンサＣ１の容量Ｃ１を数式４を満たすように設定すると、数式１，２のｅｘｐ項が無くなって、ダイオードＤの両端電圧Ｖｄは、送信用信号がＨレベルの時（Ｔｏｎ＜ｔ＜Ｔｏｆｆ）には数式５で表され、送信用信号がＬレベルの時（Ｔｏｆｆ＜ｔ＜Ｔｏｎ’）には数式６で表されることになる。つまり、ダイオードＤの両端電圧Ｖｄは、送信用信号の電圧変化に追随して図３（ｃ）に示されるように理想的に変化することが可能となる。ただ、実際には、拡散容量Ｃｄと接合抵抗Ｒｊは電圧Ｖｄの関数であることから、上記のように簡単にｅｘｐ項を無くすことはできないが、実験やシミュレーションによって、ｅｘｐ項を非常に小さくするためのコンデンサＣ１の容量Ｃ１を容易に求めることができる。
【００４０】
【数５】
2004235749.tif 000007
【００４１】
【数６】
2004235749.tif 000008
【００４２】
上記のようにしてコンデンサＣ１の容量Ｃ１を設定することによって、コンデンサＣ１をスピードアップコンデンサとして機能させることができる。このスピードアップコンデンサＣ１を設けることによる効果を本発明者は実験により確認している。この実験の結果では、従来のように、スピードアップコンデンサＣ１が設けられていない場合には、ダイオードＤの両端電圧Ｖｄは、図４（ｂ）の波形βに示されるように、波形が鈍って送信用信号の電圧変化に満足に追随できていないことを見ることができる。これに対して、この実施形態例で示したようにスピードアップコンデンサＣ１を設けることにより、ダイオードＤの両端電圧Ｖｄが、図４（ａ）の波形αに示されるように、実用上問題の無い状態で送信用信号の電圧変化に追随して変化することを確認できた。
【００４３】
従来では、コンデンサＣ１が設けられていなかったために数式１，２中のＣ１は零である。また、抵抗体Ｒ１の抵抗値Ｒ１と、接合抵抗Ｒｊとはほぼ固定値であると見なすことができることから、数式１，２におけるｅｘｐ項の値を小さくするためには、ダイオードＤの拡散容量Ｃｄを小さくする方向に調整する必要があった。つまり、トランシット時間Ｔｔ（Ｔｔ＝Ｃｄ×Ｒｊ）を小さくする必要があった。
これに対して、この実施形態例では、コンデンサＣ１を設けたので、このコンデンサＣ１の容量Ｃ１を適宜な値に設定することで、ダイオードＤの拡散容量Ｃｄ（トランシット時間Ｔｔ）の大小に関係無く、ｅｘｐ項の値を非常に小さくすることが可能となる。
【００４４】
したがって、この実施形態例では、トランシット時間Ｔｔの大きいダイオードＤを採用することで、反射型送信回路１での電波の反射損失を非常に小さく抑制できる（要件１を満たすことができる）。しかも、コンデンサＣ１をスピードアップコンデンサとして機能させるための容量Ｃ１をコンデンサＣ１に持たせることにより、制御回路２から信号導入部６を介して変調部５に加えられる送信用信号の電圧変化に対するダイオードＤのインピーダンス変化の応答速度を速めることができる。これにより、制御回路２からの送信用信号の周波数が低い場合にはもちろんのこと、送信用信号が高周波化しても、その送信用信号の電圧変化に追随させてダイオードＤのインピーダンスを変化させることが可能となる（要件２を満たすことができる）。
【００４５】
以上のような反射型送信回路１は、送信されてきた電波を搬送波として利用するものであることから、この反射型送信回路１を組み込んだ通信装置は、当該装置自身で搬送波を作り出す必要がない。このため、通信装置の消費電力を非常に小さく抑制することができる。これにより、この実施形態例の反射型送信回路１は、大きな電源装置を持つことが難しい小型な通信装置、例えば、非接触ＩＣカードや、ＲＦタグ等の通信機能を備えた移動体識別用応答器などに組み込むのに好適である。以下に、この実施形態例の反射型送信回路１を組み込んだ通信装置の一例を説明する。
【００４６】
この実施形態例の通信装置はＲＦ  ＩＤタグであり、このＲＦ  ＩＤタグは、図５に示されるように、送信用のアンテナ１０と、送信回路１１と、受信用のアンテナ１２と、受信回路１３と、信号供給源である制御回路１４とを有して構成されている。ここでは、送信回路として、この実施形態例において特有な構成を持つ反射型送信回路１が組み込まれている。
【００４７】
ＲＦ  ＩＤタグは、例えば輸送対象の貨物などに取り付けられるものであり、例えば、ＲＦ  ＩＤタグの記憶部（図示せず）には、貨物に関する情報（例えば貨物の発送元や送付先の情報や、貨物の内容物の情報など）が格納されている。
例えば、ＲＦ  ＩＤタグが取り付けられた貨物が、チェック用のゲートを通過すると、そのゲートに取り付けられている識別器から、貨物情報送付指令の信号がＲＦ  ＩＤタグに向けて送信される。ＲＦ  ＩＤタグでは、その信号を受信用のアンテナ１２と受信回路１３を介して制御回路１４が受け取る。
【００４８】
制御回路１４は、その貨物情報送付指令の信号を受けて、記憶部に格納されている貨物の情報を読み出し当該読み出した貨物情報を送信用信号として制御回路１４から送信回路１１（反射型送信回路１）に出力する。一方、チェック用ゲートの識別器は、貨物情報送付指令の信号を出力した後に、単一トーン信号（例えば周波数５．８ＧＨｚのトーン信号）の放射を開始する。
【００４９】
ＲＦ  ＩＤタグでは、そのチェック用ゲートの識別器からの単一トーン信号を送信用のアンテナ１０が受け、送信回路１１（反射型送信回路１）がその受信信号（受信電波）を反射すると同時に、その受信電波を制御回路１４からの貨物情報の信号（送信用信号）に応じてＢＰＳＫ変調方式でもって変調して電波に貨物情報を乗せる。この貨物情報を含んだ電波は送信用のアンテナ１０から、チェック用ゲートの識別器に向けて放射される。これにより、貨物の情報がチェック用ゲートの識別器に伝達される。
【００５０】
この実施形態例において特徴的な反射型送信回路１をＲＦ  ＩＤタグに組み込むことによって、その反射型送信回路１により、送信用のアンテナ１０により受信された電波を効率良く反射することができると同時に、その電波（搬送波）を貨物情報の信号に応じて精度良く変調することができることになるので、ＲＦ  ＩＤタグからチェック用ゲートの識別器へ貨物情報の伝達の正確さを高めることができる。
【００５１】
なお、この発明は、この実施形態例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、この実施形態例の反射型送信回路１では、ダイオードＤとしてＰＩＮダイオードを設けたが、例えば、ショットキーダイオード等の他のダイオードを設けてもよい。
【００５２】
また、この実施形態例では、反射型送信回路１の変調部５には、変調用の半導体素子としてダイオードＤが設けられたが、例えば、そのダイオードＤに代えて、図６に示されるように、ＮＰＮ型トランジスタ１６を設けてもよい。ＮＰＮ型トランジスタ１６を設ける場合には、当該ＮＰＮ型トランジスタ１６のコレクタとエミッタを両方共に接地し、ベースに制御回路２から信号導入部６を介して送信用信号が印加するように配置される。
【００５３】
また、ダイオードＤに代えて、図７に示されるように、ＰＮＰ型トランジスタ１７を設けてもよい。ＰＮＰ型トランジスタ１７を設ける場合には、ＰＮＰ型トランジスタ１７のベースを接地し、コレクタとエミッタを短絡させ当該短絡部分に制御回路２から信号導入部６を介して送信用信号が印加するように配置される。
【００５４】
上記のように、ダイオードＤに代えてトランジスタ１６，１７を設けても、信号導入部６の抵抗体Ｒ１にコンデンサＣ１を並列接続することによって、ダイオードＤが設けられている場合と同様の優れた効果を得ることができる。
【００５５】
また、この実施形態例では、信号導入部６には、抵抗体Ｒ２が設けられていたが、例えば、抵抗体Ｒ１だけで、制御回路２から出力した送信用信号のＨレベルの電圧を変調部５に適切な電圧値に降下できる場合には、抵抗体Ｒ２を省略してもよい。
【００５６】
さらに、この実施形態例では、変調部５にＢＰＳＫ変調を行わせるために、インピーダンス調整用（インピーダンス変換用）の回路として、コンデンサＣｓとインダクタＬｓから成る集中定数回路が設けられていたが、この集中定数回路に代えて、インピーダンス調整用（インピーダンス変換用）としての分布定数回路を設けてもよい。
【００５７】
さらに、この実施形態例では、反射型送信回路１が組み込まれる通信装置として、ＲＦ  ＩＤタグの例を挙げたが、もちろん、反射型送信回路１を組み込むことができる通信装置は、ＲＦ  ＩＤタグに限定されるものではなく、反射型送信回路１は、様々な通信装置に組み込むことができるものである。
【００５８】
【発明の効果】
この発明の反射型送信回路では、スピードアップコンデンサを設け、このスピードアップコンデンサによって、送信用信号の電圧変化に対する半導体素子のインピーダンス変化の応答速度を速める構成とした。これにより、半導体素子のトランシット時間が大きくとも小さくとも、送信用信号の電圧変化に対する半導体素子のインピーダンス変化の応答速度を速めることが可能となった。
【００５９】
したがって、この発明では、トランシット時間の大きい半導体素子を用いることによって、反射型送信回路での電波の反射損失の低減を容易することができる上に、スピードアップコンデンサによって、送信用信号の電圧変化に対する半導体素子のインピーダンス変化の応答速度を速めることができる。
【００６０】
従来では、半導体素子のトランシット時間は、反射型送信回路での電波の反射損失と、送信用信号の電圧変化に対する半導体素子のインピーダンス変化の応答速度との両方に関与していたために、それら反射損失と応答速度の両方が適切な状態となるように半導体素子を設計することは難しく、これに起因して、反射型送信回路の設計には多くの時間を要した。これに対して、この発明では、送信用信号の電圧変化に対する半導体素子のインピーダンス変化の応答速度はスピードアップコンデンサによって調整可能となったので、その応答速度はスピードアップコンデンサにより調整し、反射型送信回路での電波の反射損失は半導体素子により調整するというように、前記応答速度と反射損失を別々に調整することができることとなり、これにより、反射型送信回路の設計に要する時間の短縮化を図ることができる。
【００６１】
また、トランシット時間の大きい半導体素子は設計が容易であるので、設計に要する時間を短縮できる結果、反射型送信回路に組み込む半導体素子の価格を安価で入手することができる。これにより、反射型送信回路の価格を安価にすることができる。
【００６２】
従来では、信号供給源からの送信用信号の電圧変化に対する変調部の半導体素子のインピーダンス変化の応答速度を半導体素子自体で速めようとしていたために、その応答速度を速めるために、トランシット時間の小さい例えばショットキーダイオード等のダイオードが採用されており、ＰＩＮダイオードはトランシット時間が大きくすぎて採用されなかった。
【００６３】
これに対して、この発明では、送信用信号の電圧変化に対する変調部の半導体素子のインピーダンス変化の応答速度を気にすることなく、トランシット時間が大きいＰＩＮダイオードを変調部の半導体素子として用いることができる。このＰＩＮダイオードは、トランシット時間が大きく、直列抵抗（Ｒｓ）が小さいという性質を持つものであることから、変調部の半導体素子としてＰＩＮダイオードが設けられているものにあっては、ＰＩＮダイオードの大きなトランシット時間と小さい直列抵抗（Ｒｓ）によって、反射型送信回路での電波の反射損失を非常に小さく抑制することが容易となる。よって、そのようにＰＩＮダイオードを用いると共に、前記のように信号導入部にスピードアップコンデンサを設けることによって、反射型送信回路は、極めて良好な電波の反射損失を得ることができ、しかも、送信用信号の電圧変化に半導体素子のインピーダンス変化を高精度に追随させることができて、良好な通信特性を得ることができる。また、変調部の半導体素子として、ＮＰＮ型トランジスタやＰＮＰ型トランジスタが設けられる場合においても、上記同様の優れた効果を得ることができる。
【００６４】
さらに、この発明において特徴的な構成を持つ反射型送信回路が組み込まれた通信装置にあっては、その本発明の反射型送信回路によって、アンテナの受信電波を反射損失少なく反射することができると同時に、その受信電波（搬送波）を送信用信号の電圧変化に高精度に追随して変調することができるので、この発明の通信装置は、送付先への送信用信号の伝達の正確さを向上させることができて、通信装置の通信の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る反射型送信回路の一実施形態例を示す回路図である。
【図２】図１に示すＸ部とＳ部間の回路部分の等価回路図である。
【図３】図１に示す主要部分の電圧波形例を示す波形図である。
【図４】本発明者による実験の結果を示す波形図である。
【図５】通信装置の主要な構成例を示すブロック構成図である。
【図６】その他の実施形態例を示す回路図である。
【図７】さらに、別のその他の実施形態例を示す回路図である。
【図８】反射型送信回路の一例を説明するための図である。
【図９】送信用信号の一例を示す波形図である。
【図１０】反射型送信回路に設けられているインピーダンス変換部分の動作例を説明するためのスミスチャートである。
【図１１】ダイオードの等価回路図である。
【図１２】図８の回路の一部をダイオードの等価回路を利用して表した回路図である。
【図１３】予め定められた反射損失を得るためのダイオードの直列抵抗とゼロバイアス時接合容量との関係がダイオードのトランシット時間の差異によってどのように変化するかを例示したグラフである。
【符号の説明】
１  反射型送信回路
３  アンテナ
５  変調部
６  信号導入部
１６  ＮＰＮ型トランジスタ
１７  ＰＮＰ型トランジスタ
Ｃ１  スピードアップコンデンサ
Ｒ１  抵抗体
Ｄ  ダイオード
【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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【図１３】
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