(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が時間と共に変化するチャープ信号を送信する送信手段と、
前記送信手段が送信した前記チャープ信号を受信する受信アンテナ手段と、
照合すべき信号のＲＦ信号パルス列を得るＩＤ−ＴＡＧ手段と、
前記ＩＤ−ＴＡＧ手段が出力するＲＦパルス列を受信し、受信した前記ＲＦパルス列を検波復調する受信手段と、
を含むＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記ＩＤ−ＴＡＧ手段は、
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ前記チャープ信号をＲＦパルス状のＳＡＷに変換するＳＡＷ変換電極であって、前記チャープ信号の有する周波数に対する遅延時間の傾斜と逆の周波数遅延時間傾斜を有するチャープ電極で形成されたＳＡＷ変換電極と、
前記圧電基板上のＳＡＷ伝搬路上に設けられた複数の符号化電極であって、前記ＳＡＷ変換電極からそれぞれ所定の距離間隔で配置された複数の符号化電極と、
前記複数の符号化電極が生成するＲＦパルス列を送信アンテナに伝達する伝達手段と、
前記伝達手段によって前記ＲＦパルス列が供給される前記送信アンテナと、
を含むことを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置。
【請求項２】
ＲＦパルス信号を送信する送信手段と、
前記送信手段が送信した前記ＲＦパルス信号を受信する受信アンテナ手段と、
照合すべき信号のチャープ信号を得るＩＤ−ＴＡＧ手段と、
前記ＩＤ−ＴＡＧ手段が出力するチャープ信号を受信し、ＲＦパルス列に変換し、検波復調する受信手段と、
を含むＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記ＩＤ−ＴＡＧ手段は、
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ前記ＲＦ信号を、時間と共に周波数が変化するチャープ状のＳＡＷに変換するＳＡＷ変換電極であって、前記チャープ信号の有する周波数に対する遅延時間の傾斜と逆の周波数遅延時間傾斜を有するチャープ電極で形成されたＳＡＷ変換電極と、
前記圧電基板上のＳＡＷ伝搬路上に設けられた複数の符号化電極であって、前記ＳＡＷ変換電極からそれぞれ所定の距離間隔で配置された複数の符号化電極と、
前記複数の符号化電極が生成するＲＦパルス列を送信アンテナに伝達する伝達手段と、
前記伝達手段によって前記チャープ信号が供給される前記送信アンテナと、
を含み、
前記受信手段は、
前記チャープ信号に対応するマッチドフィルタであって、前記ＩＤ−ＴＡＧ手段の前記符号化電極の配置位置で規定される遅延時間で複数のパルス列に変換するマッチドフィルタ、
を含むことを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記送信アンテナと受信アンテナとは、同一のアンテナを共用していることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記符号化電極は、電極指の接続極性を変更することによって、位相変調に対応する符号化電極であることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記符号化電極は、電極指の位置をＳＡＷ伝搬方向にシフトすることによって、位相変調に対応する符号化電極であることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記符号化電極は、パルス間間隔の符号化に対応するために、電極指相互の間隔が変更されている符号化電極であることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置。
【請求項７】
請求項１又は２記載のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記符号化電極は、電気的に接続された電極指の有無によって、ＯＮ／ＯＦＦキーイングに対応する符号化電極であることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置。
【請求項８】
請求項１記載のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記ＳＡＷ変換電極には、前記変換されるＲＦパルスにタイムサイドローブを生じないようにするために、重み付けがなされていることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置。
【請求項９】
請求項８記載のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記重み付けは所定の窓関数に基づいて行われていることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置。
【請求項１０】
請求項９記載のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記所定の窓関数はハミング窓又は、Ｄｏｌｐｈ−ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ窓関数又はＴａｙｌｏｒ窓関数又はｃｏｓ2窓関数又はｃｏｓ3窓関数又はｃｏｓ4窓関数であることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置。
【請求項１１】
請求項１記載のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、
前記ＩＤ−ＴＡＧ手段の通過特性が、入力する前記チャープ信号に対するマッチドフィルタ特性を有していることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ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ＳＡＷ素子を用いたＩＤ−ＴＡＧ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術１
ＳＡＷ（（Surface Accoustic Wave）弾性表面波）素子は、ＳＡＷの伝搬速度が電波の約１０-5倍遅いことを利用して遅延線として用いられる。
【０００３】
遅延時間の異なる複数のＳＡＷ遅延線を並列接続することにより、単一のＲＦパルスを、複数のパルスの列、すなわちＲＦパルス列に変換するための素子を構成することが可能である。
【０００４】
具体的には、複数のＳＡＷ遅延線の入力端子と出力端子とをそれぞれ並列に接続して構成する。この並列接続された入力端子に単一のＲＦパルスを加えた場合、ＳＡＷ遅延線の並列接続された出力端子からは、それぞれ異なる遅延時間のＳＡＷ遅延線を経由したパルスが重畳して出力される。すなわち、それぞれのＳＡＷ遅延線の遅延時間だけ遅延された各パルスが、並列接続された出力端子から出力される。このようにしてＲＦパルス列の生成を行うことができる。
【０００５】
さて、入力端子に入力アンテナを接続し、出力端子に出力アンテナを接続すれば、外部からこの入力アンテナに向けたＲＦパルスを送信した場合、このＲＦパルス信号は入力アンテナにより受波され、並列接続された複数のＳＡＷ遅延線に入力される。その結果、それぞれのＳＡＷ遅延線の遅延時間に対応したＲＦパルス列が生成され、並列接続した出力端子からこのＲＦパルス列が出力される。そして、このＲＦパルス列は出力アンテナから空中に送信される。
【０００６】
ここで、複数のＳＡＷ遅延線の遅延時間の組合せを複数用意すれば、この組合せに従ったＲＦパルス列を得ることができる。そして、この遅延時間の組合せを照合符号として利用することが提案されている。このような構成によれば、外部送信機からは単一のＲＦパルスのみ送信するだけで、照合すべき符号のＲＦパルス列を得ることができるため、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧとして利用されている。
【０００７】
このような従来のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧの構成ブロック図が図３に示されている。この図に示されているように、まず、ＲＦパルス発生器１０は単一のパルスを発生する。この単一のパルスは、ＲＦアンプ１２において増幅されてから結合器１４に供給される。この結合器１４においては、ＲＦアンプ１２から供給されたＲＦパルスは、アンテナ１６から、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ１８に向かって放射される。
【０００８】
ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ１８は、上述したように、複数のＳＡＷ遅延線２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを並列に接続した構成をなしている。ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ１８の受信用アンテナ２２から受信された上記ＲＦパルスは、複数のＳＡＷ遅延線２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに同時に供給される。それぞれのＳＡＷ遅延線２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄからはそれぞれの遅延時間が経過した後ＲＦパルスがそれぞれの出力端子から出力される。全てのＳＡＷ遅延線２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの出力端子は並列に送信用アンテナ２４に接続されているため、送信用アンテナ２４からは、各ＳＡＷ遅延線２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから出力される時間的にずれたＲＦパルスが重畳して出力される。その結果、図３に示されている送信用アンテナ２４においては、４個のＳＡＷ遅延線２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから出力されるＲＦパルス信号が重畳し、４個のＲＦパルス列が放射される。
【０００９】
送信用アンテナ２４から放射されるＲＦパルス列は、アンテナ１６において受信される。受信されたＲＦパルス列は結合器１４において、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）に供給される。ＬＮＡ２６は、ＲＦパルス列を増幅し、増幅したＲＦパルス列を、検波回路２８に供給する。検波回路２８は、受信したＲＦパルス列から符号を復元し、この符号を符号検出器３０に供給する。符号検出器３０はこの符号が所望の符号かどうか判断する。
【００１０】
このように、図３のような構造とすれば、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ２０自体は受動素子のみで構成されるため、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ２０に関しては電池や電源等の部品、回路を必要としない。また、受信ＲＦ単一周波数のみを用いる構造であるため、ベースバンドに周波数変換して処理するためのミキサー等の周波数変換手段は必要ない。また、ミキシング時に発生する周波数スプリアスを除去するための帯域フィルタや、構成回路要素における信号の減衰を補償するための増幅器等も必要ない。したがって、きわめて簡単な構造にて、無電源で半永久的に動作するＩＤ−ＴＡＧを構成することができる。
【００１１】
従来の技術２
図４には、上記図３に示された構成をより簡素化した構成例に関する構成ブロック図が示されている。この構成は、従来から存在していたものであり、図３と同様に、ＳＡＷ素子を用いてＩＤ−ＴＡＧを構成したものである。
【００１２】
図４に示されている従来技術において特徴的なことは、入出力アンテナが、単一の共通アンテナ４０を利用していることである。さらに、図４の従来技術において特徴的なことは、上記図３において複数個用意されていたＳＡＷ遅延線が、１つのＳＡＷ遅延線４２で代用されていることである。
【００１３】
１つのＳＡＷ遅延線で、複数の遅延線と同等の働きをさせるために、図４の構成例では、ＳＡＷ遅延線の１つのＳＡＷ伝搬路上に、１つのＳＡＷ変換電極４６と、複数個の符号化電極４４と、が設けられている。このような構造により、複数のＳＡＷの符号化電極４４からそれぞれ遅延時間の異なる信号を取り出すことができるのである。このような構造とすることにより、遅延時間の異なる複数のＳＡＷ遅延線を準備せずとも、単一のＳＡＷ遅延線により複数の符号化電極４４から異なる遅延時間をもつ遅延出力が得られ、装置の小型化に貢献する。図４に示された例は、非接触で商品に付された商品コードを読みとるシステムに関するものであり、外部から照射された単一のＲＦパルスが、商品に付されたＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置によって、一定の符号に対応したＲＦパルス列に変換されてくる。このパルス列から符号を検波することにより、符号を復元し、商品コードを商品に非接触で検出することができるものである。
【００１４】
さて、図４において、共通化されたアンテナ４０からのＲＦパルスはＳＡＷ遅延線の圧電基板上に設けられたＳＡＷ変換電極側に供給される。そして、複数の符号化電極４４からそれぞれ異なった遅延時間でＲＦパルスが出力され、ＲＦパルス列が生成される。このようにして得られたＲＦパルス列は再びアンテナ４０に戻り、アンテナ４０から放射される。
【００１５】
また、アンテナ４０において受信したＲＦパルスは符号化電極４４側にも供給される。そして、複数の符号化電極４４に分配され、それぞれ異なる遅延距離を伝搬した後ＳＡＷ変換電極４６に到達する。そして、それぞれの遅延時間に対応したパルスの列であるＲＦパルス列が生成される。生成されたＲＦパルス列は共通アンテナ４０から送信される。
【００１６】
ここで、ＳＡＷ遅延線４２は、入出力端子を逆接続しても同一の特性が得られる特性を有するため、上記した共通アンテナ４０からの向きが異なる２経路のいずれの経路を通過しても、同一のＲＦパルス列が得られる。従って、２経路を通過してきた同一のＲＦパルス列は、何らその波形が変化されることなく、出力端子において重畳され、共通アンテナ４０から放射される。従って、図３の場合と全く同様のＲＦパルス列を生成することができる。ここで、図４における符号化電極４４は入力ＲＦパルスに対して位相変調等を施すため、電極指を共通電極に逆接続する等して符号位相変調を施すための電極である。
【００１７】
従来の技術３
図５には、従来のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧの別の構成を表す説明図が示されている。アンテナ５０において受信した単一のＲＦパルスは、圧電基板上のＳＡＷ電極５２にてＳＡＷ信号に変換される。変換されたＳＡＷ信号はＳＡＷ伝搬路上を伝搬していく。そして、ＳＡＷ信号は、このＳＡＷ伝搬路上に複数個存在するＳＡＷ反射構造５４により反射され、再度ＳＡＷ電極５２にて受波されて、ＲＦパルスに変換される。ＳＡＷ反射構造５４は複数個存在しており、それぞれ反射する位置が異なるので、再度ＳＡＷ電極５２に到達するまでの時間が異なる。その結果、上述した従来の技術１、２と同様に、ＲＦパルス列が生成される。このＲＦパルス列は、アンテナ５０から放射される。ここで、ＳＡＷ伝搬路上に形成されるＳＡＷ反射構造５４を、ＳＡＷ電極５２との間の往復距離が所定の伝搬遅延と成るような位置に設けることによって、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧを実現することができる。この従来の技術３においては、上記従来の技術２における位相変調とは異なり、ＳＡＷ反射構造５４の所定位置における存在の有無によるｏｎ／ｏｆｆキーイングによる符号化が行われている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来構造のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧにおいて、ＳＡＷ遅延線で、電気信号からＳＡＷへの変換及びＳＡＷから電気信号への変換損失は一般的に大きい。そのため、アンテナが受信したＲＦパルスがＳＡＷに変換され、再びＲＦパルス列としてアンテナに戻る際には、ＳＡＷ遅延線の挿入損失に対応する信号のレベルの低下が生じる。従って、ＲＦパルス列を検出する際のＳ／Ｎが劣化してしまうという問題が生じていた。
【００１９】
また、ＳＡＷに変換されたＲＦパルスは出力電極に到達する際、ＳＡＷの再励起効果により、再びＳＡＷとなり圧電基板上を伝搬していく。そして、入力電極に到達した再励起ＲＦパルスはアンテナより送信されるため、本来電極位置もしくは、反射構造により生成されるＲＦパルス列以外に、ＲＦパルスが生じてしまう。すなわち、これは、ＳＡＷの再励起効果によって、電極から再度ＳＡＷが励振されるためである。この再励起ＳＡＷが不要なＲＦパルスに変換され、余分なＲＦパルスがアンテナから放射されてしまう。
【００２０】
このように、従来の技術によれば、所望しないＲＦパルス列が所望のＲＦパルス列に追加されてしまう。そして、従来の技術においては、この追加されたパルス列は、本来のＲＦパルス列とは区別しにくいという問題があった。
【００２１】
また、この問題をさけるために、図４に示すようにＳＡＷ変換電極４６と符号化電極４４との距離を、符号化電極全体の長さより長く取ることにより、ＳＡＷの再励起によるＲＦパルス列を本来のパルス列よりもはるかに遅延させる等の工夫がされていた。しかし、図４のような構造にすると、ＳＡＷ変換電極４６と符号化電極４４以外の本来は不要なスペースを必要としてしまい、素子が大型化してしまうという問題が生じる。さらにまた、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧを製造する際、１枚の圧電基板ウェハから製造できるＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧの数が減少するため、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧの１個当たりの製造コストが上昇してしまうという問題が生じる。さらにまた、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧに設定された符号（しばしば「刻まれた符号」という表現を用いる。図３、４に示されているように、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧが検出できる符号は、その符号化電極の構造（位置など）により定められ、符号化電極の構造は製造時に決定され、後に変更できないためである）は、このＴＡＧにＲＦパルスを入力することによって不特定の第３者が容易に読み出すことができる。したがって、セキュリティ上にも問題があった。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、これらの問題を解決するため、ＳＡＷ変換電極として、チャープ電極を利用した。チャープ電極は、その場所により変換するＳＡＷの周波数が徐々に異なる電極である。このチャープ電極を用いれば、時間に対して周波数が変化するチャープ信号を利用することができる。利用するチャープ信号の時間変化は、チャープ電極の構造に対応している。
【００２３】
チャープ電極で構成したＳＡＷ変換電極にチャープ信号を印可すると、ＲＦパルス状のＳＡＷを伝搬させる。ＲＦパルス状のＳＡＷは、複数の符号化電極によって、ＲＦパルス列に変換される。変換後のＲＦパルス列はアンテナから送信される。
【００２４】
もしくは、ＲＦパルスを送信し、チャープ電極で構成したＳＡＷ変換電極によって、周波数が時間と共に変化するチャープ信号状のＳＡＷを発生しても良い。そして、符号化電極の位置に対応する遅延時間でチャープ信号を重畳した信号をアンテナから送信する。そして、受信機が、このチャープ信号に対応するＳＡＷ素子等で構成されたマッチドフィルタを用いて、ＲＦパルス列に変換することを手段とする。
【００２５】
具体的には、本発明は、以下の構成を有する。
【００２６】
第１の本発明は、周波数が時間と共に変化するチャープ信号を送信する送信手段と、前記送信手段が送信した前記チャープ信号を受信する受信アンテナ手段と、照合すべき信号のＲＦ信号パルス列を得るＩＤ−ＴＡＧ手段と、前記ＩＤ−ＴＡＧ手段が出力するＲＦパルス列を受信し、受信した前記ＲＦパルス列を検波復調する受信手段と、を含むＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、特に、前記ＩＤ−ＴＡＧ手段が以下のような事項を含むものである。
【００２７】
すなわち、前記ＩＤ−ＴＡＧ手段は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ前記チャープ信号をＲＦパルス状のＳＡＷに変換するＳＡＷ変換電極であって、前記チャープ信号の有する周波数に対する遅延時間の傾斜と逆の周波数遅延時間傾斜を有するチャープ電極で形成されたＳＡＷ変換電極と、前記圧電基板上のＳＡＷ伝搬路上に設けられた複数の符号化電極であって、前記ＳＡＷ変換電極からそれぞれ所定の距離間隔で配置された複数の符号化電極と、前記複数の符号化電極が生成するＲＦパルス列を送信アンテナに伝達する伝達手段と、前記伝達手段によって前記ＲＦパルス列が供給される前記送信アンテナと、を含むことを特徴とする。
【００２８】
第２の本発明は、ＲＦパルス信号を送信する送信手段と、前記送信手段が送信した前記ＲＦパルス信号を受信する受信アンテナ手段と、照合すべき信号のチャープ信号を得るＩＤ−ＴＡＧ手段と、前記ＩＤ−ＴＡＧ手段が出力するチャープ信号を受信し、ＲＦパルス列に変換し、検波復調する受信手段と、を含むＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置において、前記ＩＤ−ＴＡＧ手段が以下のような事項を含むことを特徴とする。
【００２９】
すなわち、前記ＩＤ−ＴＡＧ手段は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ前記ＲＦ信号を、時間と共に周波数が変化するチャープ状のＳＡＷに変換するＳＡＷ変換電極であって、前記チャープ信号の有する周波数に対する遅延時間の傾斜と逆の周波数遅延時間傾斜を有するチャープ電極で形成されたＳＡＷ変換電極と、前記圧電基板上のＳＡＷ伝搬路上に設けられた複数の符号化電極であって、前記ＳＡＷ変換電極からそれぞれ所定の距離間隔で配置された複数の符号化電極と、前記複数の符号化電極が生成するＲＦパルス列を送信アンテナに伝達する伝達手段と、前記伝達手段によって前記チャープ信号が供給される前記送信アンテナと、を含むことを特徴とする。
【００３０】
そして、さらに、前記受信手段は、前記チャープ信号に対応するマッチドフィルタであって、前記ＩＤ−ＴＡＧ手段の前記符号化電極の配置位置で規定される遅延時間で複数のパルス列に変換するマッチドフィルタ、を含むことを特徴とする。
【００３１】
第３の本発明は、前記送信アンテナと受信アンテナとは、同一のアンテナを共用していることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置である。
【００３２】
第４の本発明は、前記符号化電極は、電極指の接続極性を変更することによって、位相変調に対応する符号化電極であることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置である。
【００３３】
第５の本発明は、前記符号化電極は、電極指の位置をＳＡＷ伝搬方向にシフトすることによって、位相変調に対応する符号化電極であることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置である。
【００３４】
第６の本発明は、前記符号化電極は、パルス間間隔の符号化に対応するために、電極指相互の間隔が変更されている符号化電極であることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置である。
【００３５】
第７の本発明は、前記符号化電極は、電気的に接続された電極指の有無によって、ＯＮ／ＯＦＦキーイングに対応する符号化電極であることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置である。
【００３６】
第８の本発明は、前記ＳＡＷ変換電極には、前記変換されるＲＦパルスにタイムサイドローブを生じないようにするために、重み付けがなされていることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置である。
【００３７】
第９の本発明は、前記重み付けは所定の窓関数に基づいて行われていることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置である。
【００３８】
第１０の本発明は、前記所定の窓関数はハミング窓であることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置である。
【００３９】
第１１の本発明は、前記ＩＤ−ＴＡＧ手段の通過特性が、入力する前記チャープ信号に対するマッチドフィルタ特性を有していることを特徴とするＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ装置である。
【００４０】
このような手段を用いることにより、チャープ信号を送信した場合には、チャープ信号の分散時間（Ｔ）と分散帯域幅（Ｂ）の積（ＢＴ）に対応する圧縮利得にて圧縮されたパルス列を送信することができる。もしくは、ＲＦパルスを送信した場合には、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧから、戻される重畳されたチャープ信号をマッチドフィルタにてＲＦパルス列に変換する際、圧縮利得分のＳ／Ｎの改善をすることができる。従って、本発明によれば、一般に挿入損失の大きいＳＡＷ素子を用いるにもかかわらず、Ｓ／Ｎの良い受信が行えるという利点を持っている。
【００４１】
さらにまた、チャープ信号を送信した場合には、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ内で、符号化電極で再びＳＡＷに変換される再励起効果によるＲＦパルスの影響がない。これは、再励起のＲＦパルスが、チャープ電極から構成されるＳＡＷ変換電極において電気信号に変換されるが、この電気信号はチャープ信号である。そのため、再励起効果にてはＲＦパルス列を生じないのである。また、ＲＦパルスを入力した場合には、チャープ電極から構成されるＳＡＷ変換電極においてこのＲＦパルスはチャープ信号となる。符号化電極においては、チャープ信号のまま再励起されるため、この再励起によるチャープ信号について、２倍に時間方向に引き延ばされたチャープ信号となってアンテナより送信される。これはＳＡＷ変換電極が、チャープ電極で構成されているからである。従って、この再励起による信号を受信し、マッチドフィルタを通しても、時間方向に２倍に引き延ばされた再励起のチャープ信号は従来の長さのチャープ信号に戻るだけであり、ＲＦパルス列を生じることはない。従って、再励起の信号を本来の信号形状と異ならしめることができ、本来の信号との区別が容易になるという利点が存在する。
【００４２】
また、不特定の第３者は、チャープ信号が使用されていることを知らない限り、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧに書き込まれた符号を読み出せず、また、このチャープ信号が使用されていることを知ったとしても、同一のチャープ信号を生成するのは容易なことではないため、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧに書き込まれた符号を読み出すことは依然として困難である。したがって、本発明は、セキュリティ上も優れた点がある。
【００４３】
なお、本発明のチャープ信号を送信する構成や、及び、ＲＦパルス列を送信する例のいずれの例においても、符号化電極としては、種々の構成が利用できる。例えば、位相変調信号に対する電極指配置としてもよく、またｏｎ／ｏｆｆキーイングに対応すべく電極指の有無により構成してもよい。また、電極指の相互の距離により符号化した符号化電極を用いても同様の効果が得られる。
【００４４】
また、チャープ電極に関しては、チャープ電極の周波数変化率を場所により異ならしめることにより、チャープ電極としての周波数特性に重み付けを施し、圧縮されるＲＦパルスにタイムサイドローブが生じないような重み付け、例えばＨａｍｍｉｎｇ窓関数等の重み付けを施してもよい。また、Ｄｏｌｐｈ−ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ窓関数又はＴａｙｌｏｒ窓関数又はｃｏｓ2窓関数又はｃｏｓ3窓関数又はｃｏｓ4窓関数等の重み付けでもよい。また、チャープ信号を送信する場合におけるＳＡＷ変換電極はこの入力チャープ信号に対するマッチドフィルタ特性を有していても良い。逆に、ＳＡＷ変換電極及び各々の符号化電極間の伝送特性が、マッチドフィルタ特性であってもかまわない。
【００４５】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の実施の形態を示した説明図である。以下図面に基づき、実施の形態を詳細に説明する。
【００４６】
実施の形態１．
図１には、チャープ信号を送信する場合の本発明の実施の形態を表す説明図が示されている。ＲＦパルス発生器１０により生成されるＲＦパルスは、ＳＡＷ分散型遅延線（ＳＡＷ−ＤＤＬ）６０によって、周波数が時間と共に徐々に変化するチャープ信号に変換される。図１に示した本実施の形態１においては、ＳＡＷ−ＤＤＬ６０を用いて、チャープ信号を生成したが、デジタル・シンセサイザ等により直接生成してもよい。
【００４７】
このようにして生成されたチャープ信号は、ＲＦアンプ１２によって増幅されてから結合器１４を介してアンテナ１６から送信される。このチャープ信号はＳＡＷ−ＩＮ−ＴＡＧのアンテナ６２において受信され、この受信した入力チャープ信号の周波数と遅延時間傾斜と逆の遅延傾斜を持つチャープ電極であるＳＡＷ変換電極６４によってＲＦパルス（単一のＲＦパルスに相当するＳＡＷ）に圧縮される。このＲＦパルス（ＳＡＷ）は、圧電基板６６上を伝搬し、この圧縮されたＳＡＷが伝搬する伝搬路上に複数配置されている符号化電極６８によって、それぞれの遅延時間に対応したＲＦパルス列として再び電気信号を変換される。ここで、各符号化電極６８の遅延時間は、各符号化電極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの位置、具体的にはＳＡＷ変換電極６４との距離に応じて定まる。そして、変換された電気信号はアンテナ６２から送信される。この経路を経路１と呼ぶ。
【００４８】
経路１以外に、アンテナ６２から入力されたチャープ信号が取りうる経路には以下のような経路がある。アンテナ６２から入力されたチャープ信号は、各符号化電極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄにおいてのチャープ信号の形態を維持したままＳＡＷに変換される。複数の符号化電極６８は、チャープ信号に応じてそれぞれ別の構造を有するように形成されている。それぞれの符号化電極６８の伝搬距離に対応した遅延時間で重畳されたチャープ信号（ＳＡＷ）が圧電基板上を伝搬し、ＳＡＷ変換電極６４において圧縮されたＲＦパルス列の電気信号に変換される。このＳＡＷ変換電極６４はチャープ電極で構成されている。このように、ＳＡＷ変換電極６４においては重畳されたチャープ信号が圧縮されるのである。圧縮によって得られたＲＦパルス列は、ＳＡＷから電気信号に変換され、この電気信号がアンテナ６２から送信される。この経路を本実施の形態１においては、経路２と呼ぶ。
【００４９】
いずれの経路の場合も、アンテナ６２に再び帰る信号は同一振幅、同位相となって、送信される。上述したように、ＳＡＷ遅延線は、入出力端子を交換してもその伝達特性に差がないからである。入出力端子を交換とは、入出力関係を反対にすることを意味する。上記経路１と経路２とは、ＳＡＷ遅延線に対して反対方向に信号を伝達する経路であり、入出力関係が反対になっている。
【００５０】
これら２経路にてアンテナ６２に再び戻る信号は同一振幅、同位相であり、重畳して振幅のみが大きくなってから送信される。このＲＦパルス列は、受信機側のアンテナ１６で受信され、結合器１４を介してＬＮＡ１６に供給される。ＬＮＡ１６はＲＦパルス列を増幅し、増幅後のＲＦパルス列は検波回路２８において検波される。検波によって得られた符号が符号検出器で再生することにより、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧに記された符号が読み取られる。
【００５１】
実施の形態２．
図２には、ＲＦパルスを送信する場合の本発明の実施の形態をあらわす説明図が示されている。ＲＦパルス発生器１０が生成したＲＦパルスはＲＦアンプ１２において増幅され、結合器１４を介してアンテナ１６に供給される。アンテナ１６は供給されたＲＦパルスを送信する。
【００５２】
本実施の形態２にかかるＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧのアンテナ７０にて受信されたＲＦ信号は以下の２つの経路を通過する。
【００５３】
本実施の形態における経路１においては、アンテナ７０にて受信されたＲＦ信号は、ＳＡＷ変換電極７２によって圧電基板上のＳＡＷに変換される。このＳＡＷ変換電極７２は、本実施の形態においてはチャープ電極で構成されている。従って、このＳＡＷ変換電極７２によって得られるＳＡＷは、チャープ信号の形態をとる。このＳＡＷの伝搬路上には、複数個の符号化電極７４が備えられている。これらの符号化電極７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄと、ＳＡＷ変換電極７２との距離に応じて各符号化電極７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄがＳＡＷを受信する時刻が異なり、これによって遅延時間が定まる。その結果、各符号化電極それぞれの遅延時間に対応してチャープ信号が受信され電気信号に変換される。このようにして、ＳＡＷは重畳された電気信号となり再びアンテナ７０に戻る経路が経路１である。
【００５４】
本実施の形態における経路２においては、アンテナ７０にて受信されたれたＲＦパルス信号は複数の符号化電極７４のそれぞれにおいて、ＲＦパルスのままＳＡＷに変換される。変換されたＳＡＷは、複数の符号化電極７４とＳＡＷ変換電極７２との間の距離（ＳＡＷの伝搬距離）に応じた遅延時間を伴って、ＳＡＷ変換電極においてＲＦパルス列として受信される。
【００５５】
ここで、本実施の形態２においては、上述したように、ＳＡＷ変換電極７２がチャープ電極で構成されている。したがって、それぞれのＲＦパルスがチャープ信号に変換され、変換後の信号を重畳した信号がアンテナに戻る。このような経路を経路２と呼ぶ。
【００５６】
上記経路１及び経路２を通過してきた信号は、どちらも同一振幅、同一位相であり、重畳した信号がアンテナ７０から送信される。ここで、アンテナ７０から送信される重畳した信号は、上記符号化電極７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄに対応した遅延時間で重畳されたチャープ信号である。この重畳されたチャープ信号はアンテナ１６で受信され、結合器１４を介してＬＮＡ２６に供給される。ＬＮＡ２６は、受信した信号を増幅し、ＳＡＷマッチドフィルタ７６に供給する。ＳＡＷマッチドフィルタ７６は、このチャープ信号に対応するＳＡＷ素子等で構成されたマッチドフィルタであり、このマッチドフィルタ７６は受信したチャープ信号をＲＦパルスに圧縮する。この圧縮の結果、上記符号化電極７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄの遅延時間に対応した遅延時間のＲＦパルス列が生成される。このＲＦパルス列は、検波回路において検波され復調される。復調の結果得られた信号は、符号検出器３０で符号の値が読みとられる。
【００５７】
このようにして、本実施の形態２においては、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧに記された符号を読み取るのである。
【００５８】
なお、本実施の形態１、２におけるチャープ信号を送信する構成や、ＲＦパルス列を送信する例のいずれの例においても、符号化電極としては、種々の構成が利用できる。例えば、位相変調信号に対する電極指配置としてもよく、またｏｎ／ｏｆｆキーイングに対応すべく電極指の有無により構成してもよい。また、電極指の相互の距離により符号化した符号化電極を用いても同様の効果が得られる。
【００５９】
また、チャープ電極に関しては、チャープ電極の周波数変化率を場所により異ならしめることにより、チャープ電極としての周波数特性に重み付けを施し、圧縮されるＲＦパルスにタイムサイドローブが生じないような重み付け、例えばＨａｍｍｉｎｇ窓関数等の重み付けを施してもよい。また、Ｄｏｌｐｈ−ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ窓関数又はＴａｙｌｏｒ窓関数又はｃｏｓ2窓関数又はｃｏｓ3窓関数又はｃｏｓ4窓関数等による重み付けでもよい。また、チャープ信号を送信する場合におけるＳＡＷ変換電極はこの入力チャープ信号に対するマッチドフィルタ特性を有していても良い。逆に、ＳＡＷ変換電極及び各々の符号化電極間の伝送特性が、マッチドフィルタ特性であってもかまわない。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の構成によって、チャープ信号を送信した場合には、チャープ信号の分散時間（Ｔ）と分散帯域幅（Ｂ）の積（ＢＴ）に対応する圧縮利得にて圧縮されたパルス列を送信することが可能である。
【００６１】
また、ＲＦパルスを送信した場合には、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧより戻される重畳されたチャープ信号をマッチドフィルタにてＲＦパルス列に変換する際、圧縮利得分のＳ／Ｎの改善をすることが可能である。
【００６２】
従って、一般的に挿入損失の大きいＳＡＷ素子を用いているにもかかわらず、向上したＳ／ＮでＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧの符号を読み出すことが可能である利点を有する。
【００６３】
また、チャープ信号を送信した場合は、ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ内で、符号化電極で再びＳＡＷに変換される再励起効果によるＲＦパルスは、チャープ電極より構成されるＳＡＷ変換電極にて再び電気信号に変換される際、再励起のＲＦパルスは再びチャープ信号に変換される。したがって、再励起効果によるＲＦパルス列を生じることがなく、符号の識別が容易となる。
【００６４】
また、ＲＦパルスを入力した場合は、チャープ電極から構成されるＳＡＷ変換電極にてチャープ信号（ＳＡＷ）となり、符号化電極においては、チャープ信号のまま再励起される。したがって、この再励起によるチャープ信号について、チャープ電極で構成されるＳＡＷ変換電極において、２倍に時間方向に引き延ばされたチャープ信号となる。この引き延ばされた信号がアンテナから送信されるため、この再励起による信号を受信し、マッチドフィルタを通しても、時間方向に２倍に引き延ばされた再励起のためのチャープ信号は従来の長さのチャープ信号に戻るのみで、ＲＦパルス列を生じることはない。従って、再励起の信号は本来の信号形状と異なり、本来の信号との区別を容易にする利点を有する。この利点は、従来の技術では実現できなかった新たな効果である。
【００６５】
加えて、この構造によるＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧは入力にＲＦパルスを加えても、ＲＦパルス列を生じることはなく、重畳されたチャープ信号が送信される。
【００６６】
また、パルス列を送信するためにはＳＡＷ変換電極を構成するチャープ電極に対応するチャープ信号を必要とするため、第３者が符号を読み出すことは極めて困難である。従って、簡易な手段で符号の秘密を維持することが可能である。第３者は、発生信号を生成することも困難であり、結局本発明によればセキュリティに優れた特性を有する。
【００６７】
ここで、チャープ信号を送信する構成や、及び、ＲＦパルス列を送信する例のいずれの例においても、符号化電極としては、種々の構成が利用可能である。例えば、位相変調信号に対する電極指配置としてもよく、またｏｎ／ｏｆｆキーイングに対応すべく電極指の有無により構成してもよい。また、電極指の相互の距離により符号化した符号化電極を用いても同様の効果が得られる。
【００６８】
また、チャープ電極に関しては、チャープ電極の周波数変化率を場所により異ならしめることにより、チャープ電極としての周波数特性に重み付けを施し、圧縮されるＲＦパルスにタイムサイドローブが生じないような重み付け、例えばＨａｍｍｉｎｇ窓関数等の重み付けを施してもよい。また、チャープ信号を送信する場合におけるＳＡＷ変換電極はこの入力チャープ信号に対するマッチドフィルタ特性を有していても良い。逆に、ＳＡＷ変換電極及び各々の符号化電極間の伝送特性が、マッチドフィルタ特性であってもかまわない。
【００６９】
具体的には、本発明は、次のような効果を奏する。
【００７０】
第１、第２の本発明によれば、圧縮利得分のＳ／Ｎ比の改善を達成でき、符号の読み出しを高精度に行うことが可能である。
【００７１】
第３の本発明によれば、送受信アンテナを共用したので、より簡易な構成でＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧを構成することが可能である。
【００７２】
第４の本発明によれば、電極指の接続極性を変更することによって、位相変調に対応したので、ＳＡＷ素子の面積を広げずに位相変調された信号の符号を検出することが可能である。
【００７３】
第５の本発明によれば、電極指の位置をシフトさせて位相変調に対応したので、簡易な構成で位相変調された信号の符号を検出することが可能である。
【００７４】
第６の本発明によれば、電極指相互の間隔をシフトさせたので、パルス間隔による符号化に対応することが可能である。
【００７５】
第７の本発明によれば、電極指の有無によって符号化に対応したので、ＯＮ／ＯＦＦキーイングに対応することが可能である。
【００７６】
第８の本発明によれば、重み付けがなされているので、タイムサイドロープを効果的に防止することができる。
【００７７】
第９の本発明によれば、窓関数で重み付けがなされているので、タイムサイドロープをより効果的に防止することができる。
【００７８】
第１０の本発明によれば、ハミング窓やその他種々の窓関数で重み付けがなされているので、簡易な重み付けでタイムサイドロープをより効果的に防止することができる。
【００７９】
第１１の本発明によれば、ＩＤ−ＴＡＧの通過特性がマッチドフィルタのフィルタ特性を有しているので、より簡易な構成で簡易な構成でＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧを構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の好適な実施の形態１におけるチャープ信号を送信する場合のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧの構成を表す説明図である。
【図２】  本発明の好適な実施の形態２におけるＲＦパルスを送信する場合のＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧの構成を表す説明図である。
【図３】  従来のＳＡＷを利用したＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧの構成を表す説明図である。
【図４】  従来の入出力アンテナを共用したＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧの構成を表す説明図である。
【図５】  従来の反射器を利用したＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧの構成を表す説明図である。
【符号の説明】
１０  ＲＦパルス発生器、１２  ＲＦアンプ、１４  結合器、１６  アンテナ、１８  ＳＡＷ−ＩＤ−ＴＡＧ、２０  ＳＡＷ遅延線、２２  受信用アンテナ、２４  送信用アンテナ、２６  ＬＮＡ、２８  検波回路、３０  符号検出器、４０  共通アンテナ、４２  ＳＡＷ遅延線、４４  符号化電極、４６  ＳＡＷ変換電極、５０  アンテナ、５２  ＳＡＷ電極、５４  ＳＡＷ反射構造、６０  ＳＡＷ分散型遅延線、６２  アンテナ、６４  ＳＡＷ変換電極、６６  圧電基板、６８  符号化電極、７０  アンテナ、７２  ＳＡＷ変換電極、７４  符号化電極、７６  マッチドフィルタ。
【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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