(57)【要約】【課題】本発明は電波識別（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ＲＦＩＤ）リーダー（Ｒｅａｄｅｒ）及び電波識別システムを提供し、さらに詳細にはＬＢＴ（Ｌｉｓｔｅｎ  Ｂｅｆｏｒｅ  Ｔａｌｋ）方式を使用し、受信性能が向上した電波識別リーダー及び電波識別システムを提供する。【解決手段】本発明の電波識別リーダー２００は、チャネル信号の中心周波数ｆ１からオフセット周波数Δｆ分だけオフセットされた周波数ｆ２で発振信号を発生する周波数発振部２０１と、チャネル信号とオフセットされた発振信号とを混合する混合部２０２と、混合部２０２により混合された周波数信号をフィルタリングするフィルタ部２０３とを備える。【選択図】図２
2007195147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネル信号を受信する電波識別リーダーにおいて、
前記チャネル信号の中心周波数からオフセット周波数分だけオフセットされた周波数で発振信号を発生する周波数発振部と、
前記チャネル信号と前記オフセットされた発振信号とを混合する混合部と、
前記混合部により混合された周波数信号をフィルタリングするフィルタ部と
を備えることを特徴とする電波識別リーダー。
【請求項２】
前記フィルタが、前記混合された周波数信号の直流成分を遮断する直流遮断帯域、及び前記混合された周波数信号が通過される通過帯域を備えることを特徴とする請求項１に記載の電波識別リーダー。
【請求項３】
前記直流遮断帯域の遮断周波数が、前記オフセット周波数より小さいことを特徴する請求項２に記載の電波識別リーダー。
【請求項４】
前記通過帯域の遮断周波数が、前記チャネル信号帯域の１／２と前記オフセット周波数とを加算した周波数より小さいことを特徴とする請求項３に記載の電波識別リーダー。
【請求項５】
前記フィルタでフィルタリングされた周波数信号の強度を補償する補償手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電波識別リーダー。
【請求項６】
前記補償手段が、
前記フィルタのフィルタリングされた周波数信号をデジタルコードに変換するアナログ−デジタル変換器と、
前記アナログ−デジタル変換器で変換されたコードを参照して、補償されたコードにマッピングする受信信号強度表示器と
を備えることを特徴とする請求項５に記載の電波識別リーダー。
【請求項７】
前記チャネル信号が、前記電波識別リーダーがＬＢＴ（Ｌｉｓｔｅｎ  Ｂｅｆｏｒｅ  Ｔａｌｋ）動作を行うための信号であることを特徴とする請求項１に記載の電波識別リーダー。
【請求項８】
前記オフセット周波数が、１０ｋＨｚ以上前記チャネル信号帯域の１／２以下であることを特徴とする請求項１に記載の電波識別リーダー。
【請求項９】
前記電波識別リーダーの受信帯域が、９０８．５Ｍｈｚ以上９１４Ｍｈｚ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電波識別リーダー。
【請求項１０】
請求項１の電波識別リーダーと、
前記電波識別リーダーと信号を送受信する電子タグと
を備えることを特徴とする電波識別システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波識別（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ＲＦＩＤ）リーダー（Ｒｅａｄｅｒ）及び電波識別システムに関し、さらに詳細には、ＬＢＴ（Ｌｉｓｔｅｎ  Ｂｅｆｏｒｅ  Ｔａｌｋ）方式を使用し、受信性能が向上した電波識別リーダー及び電波識別システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
バーコードは、図書館資料の識別又はスーパマーケットなどでの物品識別に多く用いられている。しかしながら、バーコードは、価格が低廉であるが、読み取り距離が極めて短く、かつ再使用ができなく、読み取り時にバーコード印刷面を合せなければならないという不便、及び毀損により消された場合、読み取りが不可能であるという問題があった。かかる問題点を解決するために、電波識別システムが開発された。
【０００３】
電波識別システムは、無線でデータの読み出し／書き込みが可能なため、直接接触をするか、又は可視帯域上にスキャニングをする必要がない。また、同時に複数の資料を認識でき、どの方向に置いても認識が可能であり、電子タグの寿命は半永久的であるため、ユビキタス（Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ）において極めて注目されつつある。
【０００４】
電波識別システムは、事物などに取り付けられた電子タグのＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）情報を、無線通信を利用した非接触方式により識別する。ＩＤ情報は、無線周波数内での電磁気又は静電気カップリングを統合させた技術により識別される。最近、電波識別の標準化、生産単価の下落、読み取り距離の拡大などにより、産業界での使用が順次増加している。
【０００５】
電波識別システムは、アンテナ、トランシーバ（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）、及びトランスポンダ（ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）とも呼ばれる電子タグからなる。
【０００６】
以下、一般的は電波識別システムを図１を参照して説明する。
【０００７】
同図は、一般的な電波識別システム１００を示す図である。
【０００８】
同図に示すように、電波識別システム１００は、電波識別リーダー１２０及びアンテナ（図示せず）が内蔵された電子タグ（ｔａｇ）１１０を備える。
【０００９】
電波識別リーダー１２０は、一定の周波数の電磁波を発散する。電子タグ１１０は、電波識別リーダー１２０の周波数動作範囲に接近するようになれば、無線で電源（ｐｏｗｅｒ）の供給を受け、アクティブになる。ここで、電波識別リーダー１２０は、電子タグ１１０をアクティブにするための信号を送信し、電子タグ１１０がアクティブになれば、電子タグ１１０のデータが電波識別リーダー１２０に送信される。
【００１０】
すなわち、アクティブになった電子タグ１１０は、電波識別リーダー１２０から命令を待機した後、正しい命令が受信されれば、それに対する応答（ｄａｔａ）を電波識別リーダー１２０に再び送信する。
【００１１】
電波識別リーダー１２０の送信方式には、ＬＢＴ（ｌｉｓｔｅｎ  ｂｅｆｏｒｅ  ｔａｌｋ）方式及びＦＨＳＳ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｈｏｐｐｉｎｇ  ｓｐｒｅａｄ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）方式がある。
【００１２】
ＬＢＴ方式は、電波識別リーダー１２０の認識距離が電子タグ１１０よりはるかに大きく、各電波識別リーダー１２０が数ｋｍ離れても互いに干渉を起こす可能性があるため、これを回避するために用いられる方式である。ＬＢＴ方式では、電波識別リーダー１２０が、送信前に使用中のチャネルをスキャンして、使用しないチャネルにデータを送信することにより、干渉を最小化させる。すなわち、ＬＢＴ方式は、使用されないチャネルを感知して使用するための方法である。
【００１３】
直接変換方式は、電力消費が少なく、機器の小型化が容易であるという長所があって電波識別リーダーに用いられるが、直流−オフセット（ｄｃ−ｏｆｆｓｅｔ）が発生するという問題がある。そのため、直接変換方式を使用する場合には、直流−オフセットを除去しなければならない。
【００１４】
しかしながら、直流−オフセットを除去すれば、０Ｈｚ付近の受信パワーが大きく減少し、このような受信パワーの減少によりＣＷ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｗａｖｅ）を認識することができないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ＬＢＴ方式において、使用チャネルの占有電力測定が容易になるように、入力周波数の電力減少が最小化できる電波識別リーダー及び電波識別システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成すべく、本発明に係る電波識別リーダーによれば、チャネル信号を受信する電波識別リーダーにおいて、前記チャネル信号の中心周波数からオフセット周波数分だけオフセットされた周波数で発振信号を発生する周波数発振部と、前記チャネル信号と前記オフセットされた発振信号とを混合する混合部と、前記混合部により混合された周波数信号をフィルタリングするフィルタ部とを備える。
【００１７】
ここで、前記フィルタが、前記混合された周波数信号の直流成分を遮断する直流遮断帯域、及び前記混合された周波数信号が通過される通過帯域を備えることが好ましい。
【００１８】
ここで、前記直流遮断帯域の遮断周波数が、前記オフセット周波数より小さいことが好ましい。
【００１９】
ここで、前記通過帯域の遮断周波数が、前記チャネル信号帯域の１／２と前記オフセット周波数とを加算した周波数より小さいことが好ましい。
【００２０】
ここで、前記フィルタでフィルタリングされた周波数信号の強度を補償する補償手段をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
ここで、前記補償手段が、前記フィルタのフィルタリングされた周波数信号をデジタルコードに変換するアナログ−デジタル変換器と、前記アナログ−デジタル変換器で変換されたコードを参照して、補償されたコードにマッピングする受信信号強度表示器とを備えることが好ましい。
【００２２】
ここで、前記チャネル信号が、前記電波識別リーダーがＬＢＴ（Ｌｉｓｔｅｎ  Ｂｅｆｏｒｅ  Ｔａｌｋ）動作を行うための信号であることが好ましい。
【００２３】
ここで、前記オフセット周波数が、１０ｋＨｚ以上前記チャネル信号帯域の１／２以下であることが好ましい。
【００２４】
ここで、前記電波識別リーダーの受信帯域が、９０８．５Ｍｈｚ以上９１４Ｍｈｚ以下であることが好ましい。
【００２５】
また、本発明に係る電波識別システムは、上記電波識別リーダーと、該電波識別リーダーと信号を送受信する電子タグとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、入力信号の電力減少が最小化できる電波識別リーダーの具現が可能となり、低い電力の信号でも容易に認識できるという効果がある。
【００２７】
また、電波識別リーダーの小型化及び消費電力の低減が可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。明細書全体にわたって同一の構成要素は同一の参照番号を付してある。
【００２９】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る電波識別リーダーを示す図である。
【００３０】
同図に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る電波識別リーダー２００は、周波数発振部２０１、混合部２０２、及びフィルタ部２０３を備える。
【００３１】
周波数発振部２０１の出力端は、混合部２０２の第２入力端に接続される。混合部２０２の第１入力端にチャネル信号ＩＮが印加され、混合部２０２の出力端は、フィルタ部２０３の入力端に接続される。フィルタ部２０３の出力端からフィルタリングされた周波数ＯＵＴが出力される。
【００３２】
以下では、本発明の第１の実施の形態に係る電波識別リーダー２００の動作を順次説明する。
【００３３】
（１）電波識別リーダー２００は、電子タグ（図示せず）とデータを送受信する前に、どのチャネルで送受信するかを確認するために、使用チャネルの電力をスキャンする。すなわち、電波識別リーダー２００は、用いられないチャネルを感知するために、一定の範囲内で受信される信号を検査するＬＢＴ方式を使用する。電波識別リーダー２００の受信帯域は、９０８．５Ｍｈｚ以上９１４Ｍｈｚ以下の帯域であり、２７個のチャネルが含まれる。各チャネルの帯域幅は２００ｋＨｚであり、各チャネルを区分するための保護帯域は５０ｋＨｚである。電波識別リーダー２００は、ｆ１に中心をおいたチャネル信号ＩＮの電力を受信する。
【００３４】
（２）周波数発振部２０１は、次の式１のように発振周波数ｆ２を発振する。
ｆ２＝ｆ１＋Δｆ・・・（式１）
ここで、ｆ１はチャネル信号ＩＮの中心周波数であり、ｆ２は発振周波数であり、Δｆはオフセット周波数である。
【００３５】
周波数発振部２０１は、混合部２０２の第１入力端に印加されたチャネル信号ＩＮの入力を受け、チャネル信号ＩＮの中心周波数ｆ１からオフセット周波数Δｆ分だけオフセットされた発振周波数ｆ２を発振する。周波数発振部２０１で発振した発振周波数ｆ２は、混合部２０２でアップ変換（ｕｐ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）又はダウン変換（ｄｏｗｎ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）するために、混合部２０２の第２入力端に供給する。
【００３６】
（３）混合部２０２の出力端は、チャネル信号ＩＮの中心周波数ｆ１と発振周波数ｆ２とを混合した周波数を出力する。混合部２０２は、ダウン変換するときに式２のような混合された周波数ｆｍｉｘを出力する。
ｆｍｉｘ＝ｆ１−ｆ２・・・（式２）
ここで、ｆｍｉｘは混合部２０２で混合された周波数であり、ｆ１はチャネル信号ＩＮの中心周波数であり、ｆ２は発振周波数である。
【００３７】
しかしながら、上述した式１のように、発振周波数ｆ２はｆ１＋Δｆであるため、式２を整理すれば式３のようになる。
ｆｍｉｘ＝ｆ１−（ｆ１＋Δｆ）＝−Δｆ・・・（式３）
ここで、ｆｍｉｘは混合部２０２で混合された周波数であり、ｆ１はチャネル信号ＩＮの中心周波数であり、ｆ２は発振周波数であり、Δｆはオフセット周波数である。
【００３８】
混合部２０２で混合された周波数の信号は、中心周波数がオフセット周波数Δｆ分だけオフセットされて、フィルタ部２０３に印加される。
【００３９】
（４）フィルタ部２０３は、オフセット周波数Δｆ分だけオフセットされた混合周波数ｆｍｉｘをフィルタリングする。フィルタ部２０３は、直流−オフセットを除去する。すなわち、フィルタ部２０３は、混合周波数ｆｍｉｘの直流成分を直流−遮断帯域ｆｃｕｔ−ｏｆｆ分だけ除去し、混合周波数ｆｍｉｘの電力のみを検出するために、一定の周波数帯域ｆｐａｓｓのみが通過するようにフィルタリングする。
【００４０】
電波識別リーダー２００に印加される任意のチャネル信号ＩＮの電力を検出する間、隣接チャネルの信号が電波識別リーダー２００に同時に印加されて、隣接チャネルの電力が同時に検出され得るため、このような電力検出エラーを補正するために、フィルタ部２０３では一定の周波数帯域ｆｐａｓｓのみが通過するようにフィルタリングするのである。フィルタ部２０３を通過する周波数帯域ｆｐａｓｓは可変できる。このようにすることによって、電波識別リーダー２００は、直接変換方式を利用して小型化が可能であり、混合された周波数信号の隣接した周波数信号の電力が検出されず、検出しようとするチャネル信号の減衰が少ないため、容易に検出することができる。
【００４１】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る電波識別リーダーにおいてチャネル信号の電力が検出される過程を説明するためのスペクトルを示す図である。
【００４２】
電波識別リーダー２００（混合部２０２の第１の入力端）は、チャネル信号ＩＮを受信する（３００Ａ）。
【００４３】
電波識別リーダー２００（周波数発振部２０１、混合部２０２）は、受信されたチャネル信号ＩＮの中心周波数ｆ１をオフセット周波数Δｆ分だけオフセットする（３００Ｂ）。
【００４４】
電波識別リーダー２００（フィルタ部２０３）は、オフセット周波数Δｆにオフセットされた信号の直流成分を除去する（３００Ｃ）。電波識別リーダー２００（フィルタ部２０３）は、直流成分を除去するために、直流−遮断帯域ｆｃｕｔ−ｏｆｆを有するフィルタを利用してフィルタリングする。
【００４５】
オフセットされた信号は、中心周波数付近において電力が高く形成され、周波数変換後にオフセット周波数Δｆ分だけ中心周波数がオフセットされたため、フィルタリングにより直流成分を除去する過程において、チャネル信号ＩＮの電力を検出するのには問題がない。
【００４６】
電波識別リーダー（フィルタ部２０３）は、チャネル信号ＩＮの電力のみを検出するために、チャネル信号ＩＮの一定の帯域のみをフィルタリングする（３００Ｄ）。ここでは、直流成分を除去する段階（３００Ｃ）と、所定の帯域を通過させる段階（３００Ｄ）とを別々に説明したが、フィルタ部２０３は、直流成分を除去すると共に所定の帯域を通過させる帯域通過フィルタで構成することが可能である。なお、フィルタ部２０３は、直流成分を除去する高域通過フィルタと、所定の領域を通過させる帯域通過フィルタとから構成することも可能である。
【００４７】
電波識別リーダーは、９０８．５Ｍｈｚ以上９１４Ｍｈｚ以下の帯域に２７個のチャネルに形成されたそれぞれのチャネル信号を受信するようになるが、それぞれのチャネルは、一定の保護帯域を隔ててチャネルが構成される。それぞれのチャネル信号には、電子タグ１００からの信号又は他のリーダーから送信した信号を含むことができ、それぞれのチャネル信号の帯域幅は２００ｋＨｚになり、保護帯域は５０ｋＨｚになる。
【００４８】
電波識別リーダー２００では、入力されるチャネル信号ＩＮ（周波数ｆ１）と周波数発振器２０１から発振された周波数ｆ２の発振信号とを混合する過程において、隣接チャネルの信号が検出される可能性がある。このような隣接チャネルの信号電力が検出されれば、電波識別リーダー２００が検索しようとするチャネル信号の電力を正確に認識できない場合が発生する。このような隣接チャネルの干渉を防止するために、電波識別リーダー２００のフィルタ部２０３は、中心周波数が変更されたチャネル信号ＩＮをフィルタリングする通過帯域が決められなければならない。通過帯域は、可変的に形成されることができる。このような構成により、隣接チャネルの信号間干渉を防止できる。
【００４９】
ここで、直流遮断帯域の遮断周波数は、前記オフセット周波数Δｆより小さく、通過帯域の遮断周波数は、前記チャネル信号帯域の１／２と前記オフセット周波数Δｆとを加算した周波数より小さい。オフセット周波数は、１０ｋＨｚ以上前記チャネル信号帯域の１／２以下である。このような方法により、電波識別リーダー２００に受信されるチャネル信号の電力を正確に受信することができる。
【００５０】
図４は、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る電波識別リーダーである。
【００５１】
同図に示すように、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る電波識別リーダー４００は、受信部４１０及び補償手段４２０を備える。受信部４１０は、図２における電波識別リーダー２００の構成と同様であり既に説明したので、ここでは補償手段４２０についてのみ説明する。
【００５２】
受信部４１０の出力は、アナログ−デジタル変換器４２１の入力端に印加される。アナログ−デジタル変換器４２１の出力は、受信信号強度表示器４２２の入力端に印加される。
【００５３】
受信部４１０の出力信号は、アナログ−デジタル変換器４２１を利用してデジタルコードに変換される。
【００５４】
受信信号強度表示器４２２では、先に変換されたデジタルコードを利用して、信号の強度をマッピングする。すなわち、変換されたデジタルコードを実験的に測定された値を利用して受信信号強度表示器４２２でマッピングする。例えば、変換されたデジタルコードを既設定の値（予め設定された設定値）に対応するようにマッピングすることで、受信部４１０の出力信号の電力を補償することができる。受信信号強度表示器４２２が設定値を記憶する記憶手段を有することが可能である。また、設定値は、電波識別リーダー４００内のその他の記憶手段に記憶しても良い。
【００５５】
このような構成により、電波識別リーダー４００は、チャネル信号ＩＮをフィルタリングし、かつ減少した電力をデジタルに変換して補償するようになって、正確かつ速い検出速度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】一般的な電波識別（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ＲＦＩＤ）システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電波識別リーダーを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電波識別リーダーからチャネル信号の電力が検出される過程を説明するためのスペクトルを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る電波識別リーダーを示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
２００、４００    電波識別リーダー
２０１      周波数発振部
２０２      混合部
２０３      フィルタ部
４１０      受信部
４２０      補償手段
４２１      アナログ−デジタル変換器
４２２      受信信号強度表示器
【図１】
2007195147.tif 000003
【図２】
2007195147.tif 000004
【図３】
2007195147.tif 000005
【図４】
2007195147.tif 000006