(57)【要約】【課題】送信側から受信側へ入り込む無変調信号を小さくして、応答器からの無線情報受信精度を高める。【解決手段】入力された高周波信号の位相をずらして出力する位相器１９と、送信処理部から出力される高周波信号をアンテナ部の方向と位相器１９の方向に分岐させる分岐器１６と、送信処理部から前記アンテナ部を介して入力される信号と位相器１９からの出力信号とを入力し合成して合成信号を受信処理部に出力する合成器２０とを設ける。そして、送信処理部側から受信処理部側にアンテナ部を介して入り込む搬送波と位相器１９の出力とを合成して、合成器２０が出力する搬送波成分の振幅を小さくすることにより、送信側から受信側へ入り込む無変調信号を小さくする。【選択図】      図１
2007060502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信情報によって変調された高周波信号及び無変調の高周波信号を出力する送信処理部と、この送信処理部から出力された高周波信号を電波として放射するとともに受信した電波を高周波信号に変換して出力するアンテナ部と、このアンテナ部から出力された高周波信号を入力し処理する受信処理部とを備え、前記送信処理部で処理された信号に基づき受信した電波を反射することで情報を応答する応答器からの応答情報を取り込む質問器において、
入力された高周波信号の位相をずらして出力する位相器と、
前記送信処理部から出力される高周波信号を前記アンテナ部の方向と前記位相器の方向に分岐させる分岐器と、
前記送信処理部から前記アンテナ部を介して入力される信号と前記位相器からの出力信号とを入力し合成して合成信号を前記受信処理部に出力する合成器とを具備したことを特徴とする質問器。
【請求項２】
前記位相器は、前記送信処理部から前記アンテナ部を介して前記合成器へ入力される無変調の高周波信号成分と振幅が同じで位相が反転した信号を前記合成器へ出力することを特徴とする請求項１記載の質問器。
【請求項３】
前記位相器は、入力された高周波信号の位相を線路長によりずらすものであることを特徴とする請求項１記載の質問器。
【請求項４】
前記位相器は、入力された高周波信号の振幅を異ならせて出力する機能を有したものであることを特徴とする請求項１記載の質問器。
【請求項５】
前記合成器から出力される合成信号の電力を検出する電力検出器と、
前記送信処理部から前記無変調の高周波信号が送信されているとき前記電力検出器により検出される電力が小さくなるように前記位相器を制御する制御手段と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の質問器。
【請求項６】
前記アンテナ部を介して前記合成器へ入力される信号の電力を検出する第１の電力検出器と、
前記合成器から出力される合成信号の電力を検出する第２の電力検出器と、
前記送信処理部から前記無変調の高周波信号が送信されているときに、前記第１の電力検出器により検出される電力と前記第２の電力検出器により検出される電力とに基づき前記第２の電力検出器により検出される電力が小さくなるように前記位相器を制御する制御手段と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の質問器。
【請求項７】
前記制御手段は、前記送信情報によって変調された高周波信号に引き続いて前記無変調の高周波信号が出力されるようになってから前記応答器から反射された電波を受信するまでの間に、前記第２の電力検出器により検出される電力が小さくなるように前記位相器を制御することを特徴とする請求項６記載の質問器。
【請求項８】
前記位相器は、入力された高周波信号を位相が９０度異なる２つの信号に分割し、この２つの信号の振幅をそれぞれ変化させた後合成して出力するものであることを特徴とする１のいずれかに記載の質問器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を利用して応答器からの応答情報を取り込む質問器に関し、特に、搬送波を変調した信号の送信に引き続いて搬送波のみを送信し、この搬送波をバックスキャッタ変調して情報を送り返す応答器からの変調信号を受信する質問器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線を利用した自動認識技術として、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。ＲＦＩＤシステムは、リーダ・ライタ等と呼ばれる質問器と、ＲＦＩＤタグ等と呼ばれる応答器との間で無線通信を行う。質問器は、変調無線信号を使用して応答器へ情報を伝送し、情報の伝送終了後は無変調信号を送信し続ける。応答器は、質問器からの無変調信号の反射量を変化させてバックスキャッタ変調をすることにより、応答器から質問器に情報を伝送する。質問器は、バックスキャッタ変調波を受信し復調して、応答器の情報を読み取る。
【０００３】
このような質問器の構成として、従来、送信側では変調器で情報を変調し、増幅器で増幅してアンテナから送信し、受信側では、アンテナから受信ミキサに入力し、受信ミキサで高周波信号からベースバンド信号を取り出し、復調器で復調を行い、情報を取り出すものが知られていた。さらに、受信ミキサと復調器を一体化した直交復調器を使用する構成が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−０２１７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＲＦＩＤシステムにおいて、質問器と応答器の通信距離を長くするためには、質問器からの送信電力を大きくする必要がある。そのためには、送信側の増幅器からの出力を大きくする必要がある。しかし、送信側からの出力が大きくなると、質問器の内部で送信側から受信側に入り込む信号の電力も大きくなる。送信側から受信側へ入り込む信号の電力が大きくなると、入り込んだ信号で受信側の低ノイズ増幅器や直交復調器が飽和してしまう。低ノイズ増幅器等が飽和してしまうと、応答器からのバックスキャッタ変調信号である微小信号を再生できなくなり、質問器は応答器からの情報を受信できなくなる。
【０００５】
本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、送信側から受信側へ入り込む無変調信号を小さくすることにより、応答器からの情報を精度よく受信できる質問器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、送信情報によって変調された高周波信号及び無変調の高周波信号を出力する送信処理部と、この送信処理部から出力された高周波信号を電波として放射するとともに受信した電波を高周波信号に変換して出力するアンテナ部と、このアンテナ部から出力された高周波信号を入力し処理する受信処理部とを備え、送信処理部で処理された信号に基づき受信した電波を反射することで情報を応答する応答器からの応答情報を取り込む質問器において、入力された高周波信号の位相をずらして出力する位相器と、送信処理部から出力される高周波信号をアンテナ部の方向と位相器の方向に分岐させる分岐器と、送信処理部からアンテナ部を介して入力される信号と位相器からの出力信号とを入力し合成して合成信号を受信処理部に出力する合成器とを設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
かかる手段を講じた本発明によれば、送信側から受信側へ回り込む無変調信号を小さくすることができ、応答器からの無線情報受信精度を高め得た質問器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。  
［第１の実施の形態］
はじめに、本発明に係るＲＦＩＤシステムについて説明する。
【０００９】
図２はＲＦＩＤシステムの概略構成図である。ＲＦＩＤシステムは、１つの質問器１と複数のＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃとによって構成される。質問器１は、アンテナ３を備えている。アンテナ３は、送信時に高周波信号を電波として放射し、受信時は電波を高周波信号に変換する働きをする。アンテナ３から放射された電波は、ＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃに到達し、各ＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃが受信する。各ＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれ固有の識別番号を記憶している。
【００１０】
質問器１が問い合わせのための信号を無線送信すると、各ＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃは問い合わせのための信号に対応した動作をする。例えば、問い合わせのための信号がＲＦＩＤタグ２ａに対応する識別番号宛てのデータだけ含んでいる場合は、ＲＦＩＤタグ２ａだけ応答を返し、ＲＦＩＤタグ２ｂ，２ｃは応答しない。
【００１１】
質問器１は、例えばＲＦＩＤタグ２ａに問い合わせのための信号を送信するときは、伝送する信号で変調をした高周波信号をアンテナ３から放射する。伝送する信号が終了すると、搬送波のみの無変調の高周波信号を送信し続ける。ＲＦＩＤタグ２ａは、質問器１で変調された高周波信号を受信後、応答する情報にしたがって搬送波の反射量を変化させるバックスキャッタ変調を行い、応答情報の信号を質問器１に送り返す。質問器１は、搬送波を送信しながら、バックスキャッタ変調された信号を受信し、ＲＦＩＤタグ２ａからの情報を受け取る。他のＲＦＩＤタグ２ｂ，２ｃに問合せ信号を送信したときも、質問器１及びＲＦＩＤタグ２ｂ，２ｃは同様な動作を行う。ここに、ＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃは、受信した電波を反射することで情報を応答する応答器を構成する。
【００１２】
質問器１とＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃの送受信時間について、図３を用いて説明する。横軸は時間軸であり、時間の経過とともに軸の右側に進む。質問器１からコマンド・データによって変調された電波の送信を開始すると、ＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃは受信した電波から電圧を発生させ起動してコマンドを受信する。質問器１はコマンドの送信が終了すると、無変調搬送波のみの送信を行う。ＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃは、受信したコマンドに従った動作をして、無変調搬送波をバックスキャッタ変調することにより応答を返す。質問器１は、バックスキャッタ変調された応答を受信して、無変調搬送波の送信を停止する。ＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃは、起動電圧を発生する電波が停止されると、動作を停止する。
【００１３】
次に、本発明の第１の実施の形態について説明する。  
図１は第１の実施の形態における質問器１の要部構成を示すブロック図である。この質問器１は、制御部１１，ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路１２，変調器１３，送信側ミキサ１４，送信側増幅器１５，分岐器１６，電力増幅器１７，サーキュレータ１８，位相器１９，合成器２０，低ノイズ増幅器２１，受信側ミキサ２２，ＬＰＦ（Low Pass Filter）２３及び復調器２４等で構成している。
【００１４】
制御部１１は、デジタルの送信データを送り出し、デジタルの受信データを受信する動作を行う。また、ＰＬＬ回路１２の設定を行う。制御部１１は、図示しないが、パソコン等の上位機器と有線通信をする機能を有している。ＰＬＬ回路１２は、高周波の正弦波信号を発生する。この実施の形態では、ＰＬＬ回路１２で発生する高周波信号の周波数は、無変調の搬送波信号と同じ周波数である。
【００１５】
変調器１３は、制御部１１から送られてきたデジタルデータを変調して送信側ミキサ１４に出力する。質問器１が無変調の高周波信号を送信するときは、変調器１３は動作しない。送信側ミキサ１４は、変調器１３で作られた変調信号と、ＰＬＬ回路１２で作られた高周波信号とを足し合わせた信号を送信側増幅器１５に出力する。したがって、質問器１から情報を送信するときは、変調信号と高周波信号とをたし合わした信号が送信側増幅器１５に出力される。一方、質問器１が無変調の高周波信号を送信するときは、ＰＬＬ回路１２で作られた高周波信号と同じ周波数の信号が送信側増幅器１５に出力される。送信側増幅器１５は、送信側ミキサ１４から出力された高周波信号の振幅を大きくして分岐器１６に出力する。ここに、変調器１３，送信側ミキサ１４及び送信側増幅器１５は送信処理部を構成する。
【００１６】
分岐器１６は、送信側増幅器１５から出力された高周波信号を電力増幅器１７と位相器１９に分岐して出力する。電力増幅器１７は、ＰＡ（Power Amplifier）と呼ばれ、分岐器１６を介して入力された高周波信号の振幅をさらに大きくしてサーキュレータ１８に出力する。サーキュレータ１８は、電力増幅器１７側から入力された信号はアンテナ３側に出力し、アンテナ３側から入力された信号は合成器２０側に出力する特性を有する。サーキュレータ１８の特性が理想的なものであれば、電力増幅器１７側から入力された高周波信号は合成器２０側に伝わらない。しかし実際には、電力増幅器１７側から入力された高周波信号が１０〜３０ｄＢ程度減衰されて合成器２０側に入り込む。また、サーキュレータ１８とアンテナ３との間のインピーダンス不整合による信号反射により、アンテナ３側から合成器２０側に伝達される信号もある。ここに、サーキュレータ１８は、アンテナ３とともにアンテナ部を構成する。
【００１７】
位相器１９は、分岐器１６を介して入力された高周波信号の位相をずらして合成器２０に出力する。合成器２０は、サーキュレータ１８から出力される高周波信号と位相器１９から出力される高周波信号とを足し合わせた信号を低ノイズ増幅器２１に出力する。ここで、合成器２０の位相器１９側における入力端子での高周波信号の位相は、分岐器１６からの配線の長さによって決定される。したがって位相器１９は、入力された高周波信号の位相を配線の長さつまりは線路長によりずらすだけで作成することができる。
【００１８】
低ノイズ増幅器２１は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）と呼ばれる雑音の少ない増幅器であり、合成器２０から出力された高周波信号を増幅して受信側ミキサ２２に出力する。受信側ミキサ２２は、低ノイズ増幅器２１から出力された高周波信号をＰＬＬ回路１２の高周波信号と組み合わせてベースバンド信号に変換し、ＬＰＦ２３に出力する。ＬＰＦ２３は、高い周波数を通過させず、低い周波数を通過させるフィルタであり、受信側ミキサ２２で出力されるベースバンド信号だけを通過させる。復調器２４は、ＬＰＦ２３を通過したベースバンド信号を復調して、デジタルデータに変換し、制御部１１に出力する。ここに、低ノイズ増幅器２１，受信側ミキサ２２，ＬＰＦ２３及び復調器２４は受信処理部を構成する。
【００１９】
このように、本実施の形態の質問器１は、送信情報によって変調された高周波信号及び無変調の高周波信号を出力する送信処理部と、この送信処理部から出力された高周波信号を電波として放射するとともに受信した電波を高周波信号に変換して出力するアンテナ部と、このアンテナ部から出力された高周波信号を入力し処理する受信処理部に加えて、入力された高周波信号の位相をずらして出力する位相器１９と、送信処理部から出力される高周波信号をアンテナ部の方向と位相器１９の方向に分岐させる分岐器１６と、アンテナ部から受信処理部側へ出力される信号と位相器１９からの出力信号とを入力し合成して合成信号を受信処理部に出力する合成器２０とを備えている。
【００２０】
合成器２０で行われる信号の合成について、図４の波形図を用いて説明する。波形図の横軸は時間軸であり、搬送波の一周期を示している。また、縦軸は信号の振幅を示している。信号Ｓ１はサーキュレータ１８から合成器２０に入力される信号で、信号Ｓ２は位相器１９から合成器２０に入力される信号である。合成器２０では、信号Ｓ１と信号Ｓ２を合成することによって信号Ｓ３が生成され出力される。前記位相器１９は、前記信号Ｓ２と前記アンテナ部から入力される無変調の高周波信号成分の信号Ｓ１が合成器２０において合成されるときに、前記合成器２０から出力される無変調の高周波信号成分の信号Ｓ３の振幅が、前記アンテナ部から入力される無変調の高周波信号成分の信号Ｓ１の振幅より小さくなるように設定された信号Ｓ２を、前記合成器２０へ入力する。
【００２１】
このように、サーキュレータ１８から合成器２０に入力される信号Ｓ１と、位相器１９から合成器２０に入力される信号Ｓ２とを、合成器２０で合成することにより、合成器２０から出力される高周波信号の搬送波成分の振幅を小さくすることができる。合成器２０から出力される高周波信号の搬送波成分の振幅が小さくなると、合成器２０からの出力信号を低ノイズ増幅器２１で増幅しても飽和しないようになる。
【００２２】
通常、電力増幅器１７からサーキュレータ１８を通過して合成器２０に入力される信号は、分岐器１６から位相器１９を通過して合成器２０に入力される信号と周波数が同じであり、位相と振幅成分が異なるだけである。一方、アンテナ３から放射された電波をＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃがバックスキャッタ変調を行ったことにより、アンテナ３で受信する変調信号には、搬送波以外の周波数が含まれている。ただし、この変調信号は、電力増幅器１７から合成器２０に入り込む信号に比べて非常に低いレベルである。しかし合成器２０では、位相器１９から入力される信号により、電力増幅器１７から入り込む高周波信号の周波数成分のみが除去されるので、ＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃからの変調信号は減衰しない。
【００２３】
したがって本実施の形態によれば、低ノイズ増幅器２１等の受信処理部の回路で変調信号に対する増幅率を大きくすることができるので、質問器１とＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃの距離が離れ、質問器１が受信するＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃからの応答信号の電力が低くなっても、送信側から受信側へ入り込む搬送波信号成分を小さくできるので、質問器１は応答信号を正しく復調することができる。その結果、ＲＦＩＤタグ２ａ，２ｂ，２ｃからの情報を精度よく受信できるようになる。
【００２４】
なお、電力増幅器１７からサーキュレータ１８を通過して合成器２０に入力する信号と、位相器１９から合成器２０に入力する信号の振幅を同じにし、位相を反転して合成すると、合成器２０の出力は“０”になる。しかし実際には、合成器２０の出力を“０”にすることは難しく、できるだけ“０”に近づくようにして使用すればよい。
【００２５】
ところで、前述したように、合成器２０の位相器１９側における入力端子での高周波信号の位相は分岐器１６からの配線の長さによって決定されるので、本実施の形態では、位相器１９を配線の長さだけで作成している。したがって、構成が簡単であるという効果も奏し得る。
【００２６】
なお、本実施の形態において、位相器１９は、これに限定されるものではない。位相器１９の他の構成例を図５のブロック図にて示す。この位相器１９は、３ｄＢのハイブリッドカプラ３１と、一対の固定減衰器３２，３３と、合成器３４とから構成している。
【００２７】
ハイブリッドカプラ３１は、４つの入出力端子を有し、１つの入出力端子に高周波信号を入力すると、入力した電力より３ｄＢ減衰した信号が２つの入出力端子に出力される。この場合において、両入出力端子から出力される信号の位相が９０度ずれる特性を有している。残りの１つの入出力端子は、理想的には出力電力が無い特性を有している。ＩＮと記載されている端子には、分岐器１６からの出力信号が入力される。終端に接続されている端子は、出力電力が無い端子であり、一般的には５０オームの終端抵抗で終端する。
【００２８】
ハイブリッドカプラ３１の０°と記載されている入出力端子は、一方の固定減衰器３２に接続されており、この０°と記載されている入出力端子から出力される信号より９０度位相がずれた信号が出力される９０°と記載されている入出力端子は、他方の固定減衰器３３に接続されている。一対の固定減衰器３２，３３は、それぞれ入力された高周波信号を固定の減衰量で減衰させて合成器３４へ出力する機能を有している。合成器３４は、一対の固定減衰器３２，３３から出力された高周波信号を足し合わせて合成器２０に出力する。
【００２９】
一方の固定減衰器３２の入力信号をｓｉｎθとすると、他方の固定減衰器３３の入力信号は、位相が９０度ずれているので、ｃｏｓθと表すことができる。この場合、一方の固定減衰器３２の出力信号はＡ×ｓｉｎθとなり、設定された減衰量により振幅Ａが決まる。同様に、他方の固定減衰器３３の出力信号はＢ×ｃｏｓθとなり、設定された減衰量により振幅Ｂが決まる。一方の固定減衰器３２の出力信号Ａｓｉｎθと他方の固定減衰器３３の出力信号Ｂｃｏｓθとを合成器３４で足し合わせると、その出力信号は下記［数１］で表される。
【数１】
2007060502.tif 000003
【００３０】
そこで、電力増幅器１７からサーキュレータ１８を通過して合成器２０に入力される信号と搬送波成分の振幅が同じで位相が反転した信号が合成器３４から出力されるように、各固定減衰器３２，３３の減衰量を設定することにより、本実施の形態と同様な効果を奏することができる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
前記第１の実施の形態は、位相器１９での位相のずれ量が固定であるため、電力増幅器１７から受信処理部の回路へ入り込む信号が決まっているときに有効である。しかし、接続するアンテナ等により電力増幅器１７から受信処理部の回路へ入り込む信号が異なる場合もある。そこで次に、そのような場合にも有効な第２の実施の形態について説明する。
【００３２】
図６は第２の実施の形態における質問器１の要部構成を示すブロック図であり、第１の実施の形態で用いた図１と共通する部分には同一符号を付している。すなわち、この第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、合成器２０と低ノイズ増幅器２１との間に電力検出器４１を介在させた点と、位相器を、分岐器１６を介して入力された高周波信号の位相と振幅を変化させて合成器２０に出力する位相器４２とした点と、制御部４３が、電力検出器４１の検出出力に応じて位相器４２を制御する制御手段としての機能を有した点である。
【００３３】
電力検出器４１は、合成器２０から入力された高周波信号の電力に応じた電圧を制御部４３に出力するとともに、入力された高周波信号を低ノイズ増幅器２１に伝達する。制御部４３は、電力増幅器１７から搬送波のみを出力しているときに、電力検出器４１が検出する電力を小さくするように位相器４２の制御を行う。
【００３４】
位相器４２の一構成例を図７のブロック図で示す。位相器４２は、３ｄＢのハイブリッドカプラ５１と、一対の可変減衰器５２，５３と、合成器５４とから構成している。ハイブリッドカプラ５１は、図５に示したハイブリッドカプラ３１と同一機能を有するものであり、ＩＮと記載されている入出力端子に、分岐器１６からの出力信号が入力される。
【００３５】
一対の可変減衰器５２，５３は、いずれも入力された高周波信号を減衰させて合成器５４へ出力する機能を有し、その減衰量を、制御信号ＣＮＴ１，ＣＮＴ２の変化に応じて変えられるものである。制御部４３は、制御信号ＣＮＴ１を可変減衰器５２に出力することにより、可変減衰器５２の減衰量を制御する。また、制御信号ＣＮＴ２を可変減衰器５３に出力することにより、可変減衰器５３の減衰量を制御する。
【００３６】
合成器５４は、一対の可変減衰器５２，５３から出力された高周波信号を足し合わせて合成器２０に出力する。
【００３７】
一方の可変減衰器５２の入力信号をｓｉｎθとすると、他方の可変減衰器５３の入力信号は、位相が９０度ずれているので、ｃｏｓθと表すことができる。この場合、一方の可変減衰器５２の出力信号はＡ×ｓｉｎθとなり、制御部４３により制御される減衰量によって振幅Ａが決まる。同様に、他方の可変減衰器５３の出力信号はＢ×ｃｏｓθとなり、制御部４３により制御される減衰量によって振幅Ｂが決まる。一方の可変減衰器５２の出力信号Ａｓｉｎθと他方の可変減衰器５３の出力信号Ｂｃｏｓθとを合成器５４で足し合わせると、その出力信号は前記［数１］で表される。
【００３８】
このように、一方の可変減衰器５２の減衰量を変化させることにより振幅Ａが変化し、他方の可変減衰器５３の減衰量を変化させることにより振幅Ｂが変化するので、位相器４２に入力される高周波信号の振幅と位相を制御して出力することができる。
【００３９】
このような構成の電力検出器４１，位相器４２及び制御部４３を備えた第２の実施の形態においては、電力増幅器１７から搬送波のみを出力しているときに、制御部４３は、電力検出器４１が検出する電力を小さくするように位相器４２の制御を行う。そうすることにより、電力増幅器１７からサーキュレータ１８を通過して入り込む高周波信号と位相器４２から出力される高周波信号とが合成器２０で足し合わされて、低ノイズ増幅器２１に入力される高周波信号のうち情報を含まない高周波信号の成分である搬送波が低減されるようになる。また、搬送波だけでなく、送信側ミキサ１４や送信側増幅器１５等で発生する信号歪みも、合成器２０で低減される。したがって、接続するアンテナ等により電力増幅器１７から受信処理部の回路へ入り込む信号が異なる場合でも、低ノイズ増幅器２１に入力される不要信号成分を低減することができ、受信感度を良好にできる効果を奏する。
【００４０】
なお、この第２の実施の形態において、位相器４２は図７に示すものに限定されるものではなく、可変減衰器５２，５３を可変増幅器に置き換えても、高周波信号の振幅と位相を制御することができる。因みに、電力増幅器１７の増幅率が低い場合には、位相器４２に可変減衰器を使用すればよく、電力増幅器１７の増幅率が高い場合には、位相器４２に可変増幅器を使用すればよい。
【００４１】
また、位相が９０度異なる信号を出力する３ｄＢハイブリッドカプラ５１に代えて、位相が１８０度異なる信号を出力する回路を使用することにより、可変位相量を変えることも可能である。
【００４２】
また、分岐器１６を送信側増幅器１５と電力増幅器１７の間に配置した説明を行ったが、分岐器１６を電力増幅器１７とサーキュレータ１８の間に配置しても同様な効果を奏する。
【００４３】
［第３の実施の形態］
次に、質問器１のアンテナ３の近傍にアンテナ特性に影響を与える物体が通過するような環境でも有効である第３の実施の形態について説明する。
【００４４】
図９は第３の実施の形態における質問器１の要部構成を示すブロック図であり、第２の実施の形態で用いた図６と共通する部分には同一符号を付している。すなわち、この第３の実施の形態が第２の実施の形態と異なる点は、サーキュレータ１８と合成器２０との間に第１の電力検出器６１を介在させた点と、合成器２０と低ノイズ増幅器２１との間に第２の電力検出器６２を介在させた点と、制御部６３が、第１及び第２の電力検出器６１，６２の検出出力に応じて位相器４２を制御する機能を有した点である。また、制御部６３は、位相器４２の設定値と出力値とを記憶している。
【００４５】
電力増幅器１７から出力された高周波信号は、サーキュレータ１８からアンテナ３側に出力されるが、サーキュレータ１８とアンテナ３間のインピーダンス不整合による信号反射により、一部はアンテナ３側から第１の電力検出器６１側に伝達される。この場合において、アンテナ３は近傍にある物体に影響を受けるため、近傍に影響を与える物体の有無によって、サーキュレータ１８からアンテナ３に供給された高周波信号の反射量が異なる。
【００４６】
そこで、第１の電力検出器６１は、サーキュレータ１８から入力される高周波信号の電力に応じた電圧を制御部６３に出力するとともに、入力された高周波信号を合成器２０に伝達する。合成器２０は、第１の電力検出器６１から出力される高周波信号と位相器４２から出力される高周波信号とを足し合わせて出力する。第２の電力検出器６２は、合成器２０から入力される高周波信号の電力に応じた電圧を制御部６３に出力するとともに、入力された高周波信号を低ノイズ増幅器２１に伝達する。
【００４７】
第３の実施の形態における制御部６３の概略制御動作を、図８の流れ図を用いて説明する。制御部６３は、Ｐ１にて、応答器に対してコマンド送信を行う。コマンド送信が終了すると、Ｐ２にて、搬送波のみつまりは無変調高周波信号の送信を制御する。また、Ｐ３にて、位相器４２から出力される高周波信号の位相と振幅を制御する。その後、Ｐ４にて、応答器からの応答受信を行う。応答器からの応答受信が終了すると、Ｐ５にて、搬送波の送信を停止する。
【００４８】
このように、位相器４２の設定変更は、Ｐ３の搬送波のみの送信を開始してから、Ｐ４の応答器からの応答受信を開始するまでの期間に次の如く行われる。
【００４９】
まず、第１の電力検出器６１でサーキュレータ１８から入力される搬送波の電力が検出され、検出電力に応じた信号が制御部６３に入力されるので、制御部６３は、あらかじめ記憶してある位相器４２の設定値と出力値から、第１の電力検出器６１の電力と位相器４２の出力電力が同じになるように位相器４２の設定を行う。
【００５０】
ここで、位相器４２として、図７で示したものを使用する場合、第１の可変減衰器５２と第２の可変減衰器５３の減衰量を同じにして、合成器５４の出力電力が第１の電力検出器６１で検出した電力と同じになるように、第１及び第２の可変減衰器５２、５３を設定する。
【００５１】
第１の電力検出器６１から合成器２０に入力される信号の振幅をＣとし、位相をφとし、第１の電力検出器６１から合成器２０に入力される信号を、Ｃ×ｓｉｎ(ωｔ＋φ)とする。位相器４２から合成器２０に入力される信号は、振幅がＣとなるように設定しており、周波数は第１の電力検出器６１から合成器２０入力される信号と同じであり、位相が異なるだけであるので、Ｃ×ｓｉｎ[ωｔ＋tan-1(B/A)]となり、第２の電力検出器６２に入力される信号は、次の［数２］で示される式のようになる。
【数２】
2007060502.tif 000004
【００５２】
ここで、第２の電力検出器６２に入力される信号の振幅をＤとすると、［数２］で示される式の振幅を次の［数３］で示すことができる。
【数３】
2007060502.tif 000005
【００５３】
ここで、Ａ＝Ｂと設定してあるので、［数３］で示される式を変形すると、次の［数４］で示される式となる。
【数４】
2007060502.tif 000006
【００５４】
振幅が最小となるＤ＝０にするためには、φ−tan-1(B/A)=πとすればよい。そこで制御部６３は、第１の電力検出器６１の出力と第２の電力検出器６２の出力から、第１の可変減衰器５２と第２の可変減衰器５３の出力が、それぞれ次の［数５］，［数６］で示されるように、可変減衰器５２，５３を制御すればよい。
【数５】
2007060502.tif 000007
【００５５】
【数６】
2007060502.tif 000008
【００５６】
実際には、減衰量を設定できる分解能が有限であったり、各部品のばらつきがあるため、上述の制御を行った後に、微調整として、振幅Ａと振幅Ｂの設定を少しずつ変化させ、第２の電力検出器６２の電力検出値が最小となるようにする。
【００５７】
こうすることにより、搬送波のみの送信から応答信号の受信を開始するまでの短い時間に位相器４２の設定を完了することができる。
【００５８】
かくして第３の実施の形態においても、合成器２０から出力される搬送波の電力を小さくすることができ、無線タグ２ａ，２ｂ，２ｃから受信する変調された信号を減衰させることなく低ノイズ増幅器２１に入力することができる。そして、良好な受信感度を得ることができる。
【００５９】
また、位相器４２の制御をコマンド送信Ｐ１から応答受信Ｐ４の間に行う説明をしたが、コマンド送信Ｐ１を送信するまでにＲＦＩＤタグを起動するための搬送波のみの送信を行い、コマンド送信前の搬送波のみの送信時に位相器４２の制御を行っても同様の効果を奏する。
【００６０】
なお、この発明は前記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。  
例えば、前記送信処理部及び受信処理部の構成は本実施の形態のものに限定されるものではなく、用途等に応じて適宜変形実施可能であることはいうまでもない。
【００６１】
この他、前記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態である質問器の要部構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係るＲＦＩＤシステムの概略構成を示す模式図。
【図３】同ＲＦＩＤシステムにおける質問器とＲＦＩＤタグの送受信時間の関係を示す模式図。
【図４】合成器で行われる信号の合成を説明する波形図。
【図５】第１の実施の形態における位相器の他の構成例を示すブロック図。
【図６】本発明の第２の実施の形態である質問器の要部構成を示すブロック図。
【図７】同第２の実施の形態における位相器の一構成例を示すブロック図。
【図８】本発明の第３の実施の形態である質問器の制御部が行う制御手順の概略を示す流れ図。
【図９】同第３の実施の形態である質問器の要部構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００６３】
１…質問器、２ａ，２ｂ，２ｃ…ＲＦＩＤタグ（応答器）、３…アンテナ、１１，４３，６３…制御部、１３…変調器、１６…分岐器、１８…サーキュレータ、１９，４２…位相器、２０…合成器、２４…復調器、４１，６１，６２…電力検出器。
【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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