(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアの送信前に所定の周波数帯の各チャネルについてキャリア検出を行うキャリアセンス回路と、自身の送信部から出力される送信信号を自身の受信部で受信したときの干渉レベルを低減する干渉キャンセラ回路とを備えたＲＦＩＤタグ用リーダにおいて、
前記キャリアセンス回路は、受信信号を所定の増幅率で増幅し、その増幅信号を検波した検波信号のレベルに基づいてキャリア検出を行うように構成されているとともに、受信信号を減衰させまたは前記キャリア検出時の増幅率よりも低い増幅率で増幅し、その増幅信号を検波した検波信号のレベルに基づいて前記干渉レベルの検出を行うように構成されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ用リーダ。
【請求項２】
前記キャリアセンス回路は、
駆動電源が供給されると受信信号を前記所定の増幅率で増幅し、駆動電源の供給が停止されると受信信号を減衰させる増幅回路と、
前記増幅回路の出力信号を検波した検波信号を出力する検波回路と、
前記増幅回路に駆動電源を供給した状態で前記検波信号のレベルに基づいて前記キャリア検出を行い、前記増幅回路への駆動電源の供給を停止した状態で前記検波信号のレベルに基づいて前記干渉レベルの検出を行う制御回路とを備えていることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ用リーダ。
【請求項３】
前記キャリアセンス回路は、
受信信号を前記所定の増幅率で増幅する増幅回路と、
受信信号を減衰させる減衰回路と、
受信信号が前記増幅回路を通過する第１の経路および前記減衰回路を通過する第２の経路のうちいずれかの経路を通過するように切り換える切り換え手段と、
前記キャリア検出時には受信信号が前記第１の経路を通過し、前記干渉レベルの検出時には受信信号が前記第２の経路を通過するように前記切り換え手段を切り換える制御回路とを備えていることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ用リーダ。
【請求項４】
前記キャリアセンス回路は、前記第２の経路に設けられ受信信号を増幅して前記減衰回路に出力する第２の増幅回路を備えていることを特徴とする請求項３記載のＲＦＩＤタグ用リーダ。
【請求項５】
前記減衰回路は、前記制御回路によりその減衰率を変更可能な可変減衰回路であることを特徴とする請求項３または４記載のＲＦＩＤタグ用リーダ。
【請求項６】
前記制御回路は、検出された干渉レベルが第１のしきい値より大きい場合には前記可変減衰回路の減衰率を増大させ、検出された干渉レベルが前記第１のしきい値よりも小さく設定された第２のしきい値より小さい場合には前記可変減衰回路の減衰率を低減し、検出された干渉レベルが前記第１のしきい値と前記第２のしきい値との間のレベルである場合には前記可変減衰回路の減衰率を固定することを特徴とする請求項５記載のＲＦＩＤタグ用リーダ。
【請求項７】
前記制御回路は、検出された干渉レベルが所定のしきい値より大きい場合には前記可変減衰回路の減衰率を増大させ、検出された干渉レベルが前記しきい値より小さい場合には前記可変減衰回路の減衰率を低減することを特徴とする請求項５記載のＲＦＩＤタグ用リーダ。
【請求項８】
前記キャリアセンス回路は、ＲＦＩＤタグとの通信期間において、検出された干渉レベルに応じて前記可変減衰回路の減衰率を変更する干渉キャンセル動作の最適化制御を複数回行うことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ用リーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自身の送信部から出力される送信信号を自身の受信部で受信したときの干渉レベルを低減する干渉キャンセラ回路を備えたＲＦＩＤタグ用リーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＵＨＦ帯を利用したＲＦＩＤシステムにおいて、複数のＲＦＩＤタグ用リーダが互いに電波の到達可能な範囲内に設置されて使用されると、各リーダの送信電波が混信してＲＦＩＤタグとの通信ができなくなる。そこで、各リーダは、キャリアの送信前に所定の周波数帯の各チャネルについてキャリア検出を行い、許可された使用周波数帯域における電波の使用状況を確認し、空いているチャネルで通信を行う。これにより、他のリーダとの共用化を図ることが可能となっている。
【０００３】
また、上記ＲＦＩＤシステムにおいては、電池を持たないパッシブ型のＲＦＩＤタグが使用されるようになっている。従って、上記リーダは、ＲＦＩＤタグからの応答波を受信する場合にも、無変調波を送信してＲＦＩＤタグへの電力供給を行う必要がある。この無変調波の送信電力レベルは、ＲＦＩＤタグからの応答波の受信電力レベルに比べて非常に大きい。このため、自身の送信した無変調波が干渉波として自身の受信部へ回り込んだ場合、この干渉波により、応答波を受信する受信部の信号レベルが飽和してしまい、その結果、受信部のダイナミックレンジを低下させてしまう。
【０００４】
そこで、上記リーダには、自身の送信した無変調波などの送信信号を自身の受信部で受信したときの信号レベル（以下、干渉レベルと称す）を各種手法により低減させる干渉キャンセラ回路が設けられている。この干渉キャンセラ回路の動作を最適に制御するためには、干渉レベルを検出し、その大きさが最小になるように干渉キャンセラ回路を動作させる必要がある。上記事情により、この種のＲＦＩＤタグ用リーダでは、それぞれの信号レベルが大きく異なるキャリアと干渉レベルとを検出するための検出回路が必要となる。
【０００５】
特許文献１には、受信信号について自動ゲイン調整を行うＲＦ−ＡＧＣ回路と、中間周波数信号について自動ゲイン調整を行うＩＦ−ＡＧＣ回路とを設け、これら２つのＡＧＣ回路のゲインを個別に制御し、各ＡＧＣ回路の出力信号に基づいて信号レベルの大きい干渉波と信号レベルの小さい希望信号の有無およびそれらのレベルをそれぞれ独立して検出する構成の通信装置が開示されている。このような構成をＲＦＩＤタグ用リーダに適用すれば、キャリア検出および干渉レベルの検出を行うことが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−１８０１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記構成では、ＲＦ段とＩＦ段とに個別にＡＧＣ回路を設ける必要があるため、回路規模が増大してしまうという問題がある。また、それらＡＧＣ回路を独立して制御する必要があるため、制御内容が複雑化するという問題もある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路規模の増大や制御内容の複雑化を招くことなく、キャリア検出および干渉レベルの検出を行うことができるＲＦＩＤタグ用リーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の手段によれば、キャリアの送信前において、キャリアセンス回路は、受信信号を所定の増幅率で増幅し、その増幅信号を検波した検波信号のレベルに基づいて所定の周波数帯の各チャネルについてキャリア検出を行う。また、キャリアセンス回路は、受信信号を減衰させまたはキャリア検出時の増幅率よりも低い増幅率で増幅し、その増幅信号を検波した検波信号のレベルに基づいて、干渉キャンセラ回路により低減された干渉レベルの検出を行う。
【０００９】
この干渉レベルは、自身の送信部から出力される送信信号を自身の受信部で受信したときのものであり、その信号レベルはキャリアの信号レベルに比べて非常に大きい。そこで、キャリアセンス回路において、受信信号の増幅率をキャリア検出時よりも低くする（または受信信号を減衰させる）ことにより、キャリアに比べて信号レベルが非常に大きい干渉波のレベルも検出できるようにした。このようにキャリアセンス回路が、キャリア検出と干渉レベルの検出とを行うため、回路規模の増大および制御内容の複雑化を抑制できる。
【００１０】
請求項２記載の手段によれば、増幅回路は、駆動電源が供給されると受信信号を所定の増幅率で増幅し、駆動電源の供給が停止されると受信信号を減衰させる。そして、制御回路は、増幅回路に駆動電源を供給した状態で検波回路から出力される検波信号のレベルに基づいてキャリア検出を行い、増幅回路への駆動電源の供給を停止した状態で上記検波信号のレベルに基づいて干渉レベルの検出を行う。このように、増幅回路への駆動電源の供給状態を変更するだけで、互いに信号レベルの異なるキャリアおよび干渉レベルの検出を可能としたので、回路規模の増大および制御内容の複雑化を一層抑制できる。
【００１１】
請求項３記載の手段によれば、制御回路は、キャリア検出時には受信信号が増幅回路を通過する第１の経路を通過し、干渉レベルの検出時には受信信号が減衰回路を通過する第２の経路を通過するように切り換え手段を切り換える。このように、キャリアセンス回路を、キャリア検出時と干渉レベルの検出時とで受信信号が通過する経路を切り換えるように構成しても、回路規模の増大および制御内容の複雑化を抑制しつつ、キャリア検出および干渉レベルの検出を行うことができる。
【００１２】
この場合、請求項４記載の手段のように、第２の経路において受信信号を増幅して減衰回路に出力する第２の増幅回路を設けてもよい。このように構成すれば、干渉レベルの検出時、受信信号は、第２の増幅回路により増幅されてから減衰回路により減衰されるため、干渉レベルが小さい場合であっても、その干渉レベルを検出できるようになる。また、第２の経路において、受信信号をＲＦＩＤタグとの通信が可能な程度の増幅率で増幅することが可能となる。
【００１３】
さらに、この場合、請求項５記載の手段のように、減衰回路を制御回路によりその減衰率を変更可能な可変減衰回路としてもよい。このようにすれば、干渉レベルの検出時、干渉レベルの大きさに応じて検波回路から出力される検波信号のレベルを変更できる。つまり、干渉レベルの検出範囲を変更可能することができる。
【００１４】
請求項６、７記載の手段によれば、制御回路は、検出された干渉レベル（干渉レベルの検出時における検波回路が出力する検波信号のレベルのことであり、以下単に検出値と称す）の大きさに応じて可変減衰回路の減衰率を変更する。すなわち、請求項６記載の手段は、検出値が第１のしきい値より大きい場合には減衰率を増大させ、検出値が第１のしきい値より小さく設定された第２のしきい値より小さい場合には減衰率を低減し、検出値が第１のしきい値と第２のしきい値との間のレベルである場合には減衰率を固定（維持）する。また、請求項７記載の手段は、検出値が所定のしきい値より大きい場合には減衰率を増大させ、検出値が上記しきい値より小さい場合には減衰率を低減する。
【００１５】
これらの構成によれば、干渉レベルの大きさが大幅に変動する場合であっても、キャリアセンス回路は、検出値の大きさに応じて干渉レベルの検出範囲を変更するので、干渉レベルが大きすぎるために各回路において信号レベルが飽和してしまったり、干渉レベルが小さすぎるためにそのレベルを検出できなかったりすることを防止し、確実に干渉レベルを検出できる。さらに、請求項６記載の手段においては、第１のしきい値を干渉レベル検出範囲の上限値に設定し、第２のしきい値を干渉レベル検出範囲の下限値に設定すれば、干渉レベルの大きさにかかわらず、干渉レベルの検出範囲内の検出値を得ることができる。
【００１６】
請求項８記載の手段によれば、キャリアセンス回路は、ＲＦＩＤタグとの通信期間において、検出された干渉レベルに応じて可変減衰回路の減衰率を変更する干渉キャンセル動作の最適化制御を複数回行う。このように構成すれば、ＲＦＩＤタグ用リーダ近傍の反射電力などの状況に応じて干渉レベルが時々刻々と変化するような場合であっても、干渉レベルの変化に対応した最適な干渉キャンセル制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図６を参照しながら説明する。
図１は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグとの間で非接触通信を行うＲＦＩＤタグ用リーダライタの電気的構成を示すブロック図である。このＲＦＩＤタグ用リーダライタは、トラックまたはフォークリフトに積載された荷物の情報を管理するためにゲートに設けられる場合、入退室管理を行うために門に設けられる場合、ベルトコンベア上の荷物の情報を管理するためにコンベア近傍に設けられる場合などのアプリケーションへの適用が想定される。
【００１８】
図１に示すリーダライタ（ＲＦＩＤタグ用リーダに相当）１は、制御回路２、送信部３、受信部４、干渉キャンセラ回路５、送信アンテナ６および受信アンテナ７から構成されている。制御回路２は、マイクロコンピュータを主体として構成されている。制御回路２は、送信部３、受信部４などを通じてタグＴＡＧ（ＲＦＩＤタグに相当）との間で通信を行い、タグＴＡＧからのタグ識別情報の受信、タグＴＡＧに対するデータの書き込み、データの読み出しなどを行う。また、制御回路２は、干渉キャンセラ回路５による干渉キャンセル動作の制御を行うようになっている（詳細は後述する）。
【００１９】
送信部３は、制御回路２から指令された送信周波数（例えばＵＨＦ帯の周波数）に対応した搬送波信号（キャリア）を生成する発振器８と、搬送波信号を制御回路２から出力される送信データに応じて変調する変調器９と、被変調信号を増幅して干渉キャンセラ回路５および送信アンテナ６を介して電波信号として送信するパワーアンプ１０とから構成されている。
【００２０】
このように送信される電波信号を、リーダライタ１の通信可能範囲内に存在するタグＴＡＧが受信することになる。そして、タグＴＡＧは、リーダライタ１から送信される所定周波数のキャリアを介して電力の供給を受けて動作するようになっている。つまり、タグＴＡＧは電池を持たず半永久的に利用可能なパッシブ型のものである。
【００２１】
タグＴＡＧは、リーダライタ１から電波信号に重畳したコマンドデータが与えられると、その内容に基づいた処理を実行し、データの書き込みや読み出しなどを行うように構成されている。タグＴＡＧは、上記処理実行後、必要に応じてリーダライタ１に対して所定周波数の電波信号（応答波）を送信するようになっている。リーダライタ１は、タグＴＡＧからの応答波などの電波信号や干渉波などを受信アンテナ７により受信する。そして、受信した信号は、干渉キャンセラ回路５を通じて受信部４へ与えられるようになっている。
【００２２】
受信部４は、増幅部１１、周波数変換部１２、復調回路１３、ＤＣオフセット情報検出器１４および検波回路１５から構成されている。増幅部１１は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１６、１７と可変減衰回路１８（減衰回路に相当）とスイッチ回路１９、２０（切り換え手段に相当）とから構成されている。干渉キャンセラ回路５を通じて与えられる受信信号は、スイッチ回路１９の切り換えによりＬＮＡ１６およびＬＮＡ１７のいずれかに入力されるようになっている。ＬＮＡ１７の後段には可変減衰回路１８が接続されている。
【００２３】
スイッチ回路２０は、スイッチ回路１９と連動して切り換えられるようになっている。つまり、スイッチ回路２０は、受信信号がＬＮＡ１６に入力される場合にはＬＮＡ１６の出力信号を後段の周波数変換部１２に出力し、受信信号がＬＮＡ１７に入力される場合には可変減衰回路１８の出力信号を周波数変換部１２に出力するように切り換えられる。
【００２４】
ＬＮＡ１６（増幅回路に相当）およびＬＮＡ１７（第２の増幅回路に相当）は、いずれも雑音指数の小さい増幅回路であり、その駆動電源の供給が制御回路２により制御されるようになっている。ＬＮＡ１６、１７は、駆動電源が供給されると、入力された信号を所定の増幅率で増幅して出力するようになっている。本実施形態では、ＬＮＡ１６の増幅率は、ＬＮＡ１７の増幅率に比べて高く設定されており、例えば＋２０ｄＢに設定されている。これにより、後述するキャリア検出時のキャリア検出可能範囲が、−９０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍとなるようにしている。
【００２５】
可変減衰回路１８は、その減衰率を制御回路２から与えられる制御電圧に応じて変更可能な構成となっている。本実施形態では、ＬＮＡ１７および可変減衰回路１８によるトータル利得の初期値が−２０ｄＢになるように、ＬＮＡ１７の増幅率および可変減衰回路１８の減衰率の初期値が設定されている。これにより、後述する干渉レベルの検出時の干渉レベル検出可能範囲が、−５０ｄＢｍ〜＋２０ｄＢｍとなるようにしている。
【００２６】
周波数変換部１２は、発振器２１と、ミキサ２２と、バンドパスフィルタ回路２３とから構成されている。周波数変換部１２は、増幅部１１からの出力信号と発振器２１により生成される所定周波数信号とをミキサ２２により混合させて周波数変換を行うようになっている。この周波数変換された中間周波数信号は、バンドパスフィルタ回路２３により帯域制限された後、後段のスイッチ回路２４に出力されるようになっている。
【００２７】
周波数変換部１２から出力される中間周波数信号は、スイッチ回路２４の切り換えにより、復調回路１３および検波回路１５のいずれかに入力されるようになっている。このうち、復調回路１３は、中間周波数信号に重畳されている受信データを復調して制御回路２に出力する。復調回路１３に入力された中間周波数信号は、ＤＣオフセット情報検出器１４にも入力されている。ＤＣオフセット情報検出器１４は、中間周波数信号の直流成分（ＤＣオフセット値）を検出し、その値を示す直流信号を制御回路２に出力する。
【００２８】
検波回路１５は、中間周波数信号を検波した検波信号を制御回路２に出力する。この検波信号は、受信信号の振幅情報を示す信号（ＲＳＳＩ信号）であり、制御回路２は、この検波信号のレベルに基づいて後述するキャリア検出および干渉レベルの検出を行う。このような構成により、本実施形態では、制御回路２および受信部４がキャリアセンス回路として機能するようになっている。また、スイッチ回路１９、２０、２４の切り換えは、制御回路２により制御されるようになっている。
【００２９】
図２は、干渉キャンセラ回路５の詳細構成をその周辺構成とともに示している。干渉キャンセラ回路５は、結合器（方向性結合器：カップラ）３１、３２、可変減衰器３３および可変位相シフト器３４を備えている。結合器３１は、送信部３のパワーアンプ１０と送信アンテナ６との間に接続されており、パワーアンプ１０から与えられる信号を分配して可変減衰器３３に出力する。
【００３０】
可変減衰器３３は、入力された信号を制御回路２から与えられる減衰制御信号に応じた所定の減衰率で減衰させて可変位相シフト器３４に出力する。可変位相シフト器３４は、入力された信号を制御回路２から与えられる位相シフト量制御信号に応じた所定レベルだけ位相をシフト（例えば逆位相）して結合器３２に出力する。結合器３２は、受信アンテナ７と受信部４のスイッチ回路１９との間に接続されており、可変位相シフト器３４から与えられる信号を受信アンテナ７からの受信信号と合成してスイッチ回路１９に出力する。
【００３１】
上記構成の干渉キャンセラ回路５は、以下のような理由により設けられている。すなわち、リーダライタ１は、タグＴＡＧがパッシブ型であるため、タグＴＡＧからの応答波を受信するときにも送信信号（無変調のキャリア）を送信してタグＴＡＧに電力供給を行う必要がある。タグＴＡＧからの応答波の受信電力レベルは、例えば−３０ｄＢｍ以下であり小さいレベルとなっている。一方、送信部３からの送信信号の送信電力レベルは、例えば３０ｄＢｍ程度であり、タグＴＡＧからの応答波の受信電力レベルに比べて非常に大きい。
【００３２】
このため、送信部３からの送信信号が受信アンテナ７を介して受信部４の入力側に干渉してしまう。特に送信アンテナ６と受信アンテナ７との間の距離が近いとその影響も顕著となる。そこで、干渉キャンセラ回路５は、上記したとおり、送信部３からの送信信号を減衰および位相シフトさせたものを受信アンテナ７からの受信信号と合成して送信信号による干渉成分をキャンセルすることにより、送信信号による干渉の影響を極力除外するようにしている。
【００３３】
制御回路２は、検波回路１５から与えられる検波信号（受信信号の振幅情報）や、ＤＣオフセット情報検出部１４から与えられる直流信号（受信信号のＤＣオフセット値）に応じて、可変減衰器３３の減衰率および可変位相シフト器３４の位相シフト量を制御するようになっている。このようにして、制御回路２は、干渉キャンセラ回路５の動作を最適に制御するようになっている。なお、干渉キャンセラ回路５による送信信号の干渉をキャンセルする動作（干渉キャンセル制御）は、リーダライタ１が動作しているときには常に実行されている。
【００３４】
次に、本実施形態の作用について図３〜図６も参照しながら説明する。
制御回路２は、キャリア検出、干渉レベルの検出およびタグとの通信の３つの動作状態に応じて、受信部４のスイッチ回路１９、２０、２４を切り換えるようになっている。図３は受信部４およびその周辺構成を示すブロック図であり、（ａ）はキャリア検出時、（ｂ）は干渉レベルの検出時、（ｃ）はタグとの通信時におけるスイッチ回路１９、２０、２４の切り換え状態を示している。なお、図３では、ＤＣオフセット情報検出器１４の図示を省略している。
【００３５】
従来技術において説明したとおり、リーダライタ１は、他のリーダライタとの共用化を図るため、キャリア検出を行うようになっている。図４は、リーダライタ１によるキャリア検出およびタグとの通信のタイミングを示している。図４に示すように、リーダライタ１は、タグＴＡＧとの通信（キャリアの送信）を行う前に、キャリア検出を実行するようになっている。
【００３６】
キャリア検出時には、−７４ｄＢｍ（または−６４ｄＢｍ）といった小さいレベルのキャリアを検出する必要がある。そこで、制御回路２は、受信アンテナ７からの受信信号が増幅率の高いＬＮＡ１６に入力され、その増幅信号が周波数変換部１２に与えられるようにスイッチ回路１９、２０を切り換える。また、制御回路２は、周波数変換部１２から出力される中間周波数信号が検波回路１５に入力されるようにスイッチ回路２４を切り換える（図３（ａ）の状態）。このとき、増幅部１１において、受信信号が通過する経路は第１の経路に相当する。
【００３７】
これにより、受信信号は、ＬＮＡ１６により高い増幅率（＋２０ｄＢ）で増幅され、その増幅信号は、周波数変換部１２により中間周波数信号に変換される。そして、この中間周波数信号は検波回路１５により検波され、受信信号の振幅情報を示す検波信号として制御回路２に与えられる。制御回路２は、この検波信号のレベルに基づいて所定周波数帯の各チャネルについてのキャリア検出を行い、許可された使用周波数帯域における電波の使用状況を確認した後、空いているチャネルで通信を行う。なお、この場合、前述したとおり、−９０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍの範囲のキャリア検出が可能となっている。
【００３８】
また、リーダライタ１は、干渉キャンセラ回路５の動作を最適に制御するために、干渉レベル（送信部３から送信された送信信号を受信部４で受信したときの信号レベル）を検出するようになっている。前述したとおり、送信部３から送信される信号の送信電力レベルは３０ｄＢｍ程度であり、この送信信号に基づく上記干渉レベルは、干渉キャンセラ回路５の動作によりそのレベルが低減されても、キャリア検出時に検出するキャリアの信号レベルに比べて大きいレベルとなり易い。
【００３９】
そこで、制御回路２は、干渉レベルを検出する際には、受信アンテナ７からの受信信号がＬＮＡ１７に入力され、可変減衰回路１８からの減衰信号が周波数変換部１２に与えられるようにスイッチ回路１９、２０を切り換える。また、制御回路２は、周波数変換部１２から出力される中間周波数信号が検波回路１５に入力されるようにスイッチ回路２４を切り換える（図３（ｂ）の状態）。このとき、増幅部１１において、受信信号が通過する経路は第２の経路に相当する。
【００４０】
これにより、受信信号は、ＬＮＡ１７により増幅された後、可変減衰回路１８により減衰される。これらＬＮＡ１７および可変減衰回路１８によるトータル利得は−２０ｄＢである。この減衰された信号は、周波数変換部１２により中間周波数信号に変換される。そして、この中間周波数信号は検波回路１５により検波され、受信信号の振幅情報を示す検波信号として制御回路２に与えられる。
【００４１】
制御回路２は、この検波信号のレベルに基づいて干渉レベルの検出を行う。そして、制御回路２は、検出した干渉レベルに応じて、干渉キャンセラ回路５の可変減衰器３３の減衰率および可変位相シフト器３４の位相シフト量を制御し、干渉キャンセラ回路５の干渉キャンセル動作が最適となるように制御する（干渉キャンセル動作の最適化制御）。なお、この場合、前述したとおり、−５０ｄＢｍ〜＋２０ｄＢｍの範囲の干渉レベルの検出が可能となっている。
【００４２】
しかしながら、干渉レベルの大きさは、リーダライタ１近傍の反射電力の状況などにより、時々刻々と変化する。従って、リーダライタ１は、このような変化に対応した検出範囲で干渉レベルの検出を行う必要がある。そこで、制御回路２は、検出した干渉レベルの大きさに応じて可変減衰回路１８の減衰率を変更するようにしている。図５は、可変減衰回路１８の減衰率を変更する際の制御回路２の制御内容を示すフローチャートである。
【００４３】
図５に示すように、制御回路２は、干渉レベルを検出（ステップＳ１）した後、干渉レベルの検出値Ｘと、上限値（第１のしきい値に相当）Ｙ１および下限値（第２のしきい値に相当）Ｙ２との比較を行う（ステップＳ２）。その結果、検出値Ｘが上限値Ｙ１よりも大きい場合（Ｘ＞Ｙ１）には可変減衰回路１８の減衰率を増大させ（ステップＳ３）、検出値Ｘが下限値Ｙ２よりも小さい場合（Ｘ＜Ｙ２）には上記減衰率を低減し（ステップＳ４）、その後、ステップＳ１に戻り干渉レベルの検出を再度行う。
【００４４】
一方、ステップＳ２において、検出値Ｘが上限値Ｙ１と下限値Ｙ２との間の大きさである場合（Ｙ１≧Ｘ≧Ｙ２）には可変減衰回路１８の減衰率を固定（維持）し（ステップＳ５）、処理を終了する。なお、上限値Ｙ１および下限値Ｙ２は、受信部４の各回路の特性（増幅率、減衰率など）を考慮したうえで、干渉レベルの検出時、受信部４の各回路における信号レベルの飽和を抑制しつつ、小さい干渉レベルまで検出可能とするような値に設定されている。
【００４５】
上述した干渉レベルの検出を含む干渉キャンセル動作の最適化制御（以下、干渉制御と称す）は、タグＴＡＧとの通信期間に実行される。図６は、図４におけるタグとの通信期間の詳細タイミングを示している。図６に示すように、リーダライタ１は、タグＴＡＧからの応答波を受信した後で且つタグＴＡＧにコマンドを送信する前に干渉制御を実行する。リーダライタ１は、この干渉制御時にも無変調のキャリアを送信している。
【００４６】
このように、リーダライタ１は、干渉制御を実行した後、タグＴＡＧにコマンドを送信する。その後、タグＴＡＧからの応答波の受信を行うとき、制御回路２は、以下のようにスイッチ回路１９、２０、２４を切り換える。すなわち、制御回路２は、受信アンテナ７からの受信信号がＬＮＡ１７に入力され、可変減衰回路１８からの減衰信号が周波数変換部１２に与えられるようにスイッチ回路１９、２０を切り換える。また、制御回路２は、周波数変換部１２から出力される中間周波数信号が復調回路１３に入力されるようにスイッチ回路２４を切り換える（図３（ｃ）の状態）。このとき、増幅部１１において、受信信号が通過する経路は第２の経路に相当する。
【００４７】
このときの可変減衰回路１８の減衰率は、干渉レベルの検出時に設定された減衰率のままとなっている。また、受信信号は、干渉レベルの検出時と同じ第２の経路を通過した後、周波数変換部１２を介して復調回路１３に入力される。従って、リーダライタ１は、増幅部１１のトータル利得（ＬＮＡ１７による増幅＋可変減衰回路１８による減衰）を、干渉レベルにより受信部４の各回路の信号レベルが飽和しない範囲内での最大値とした状態でタグＴＡＧからの応答波を受信する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を奏する。
制御回路２は、キャリア検出時には受信信号をＬＮＡ１６に入力してその増幅信号を後段の回路に与え、干渉レベルの検出時には受信信号をＬＮＡ１７に入力して可変減衰回路１８からの減衰信号を後段の回路に与えるようにスイッチ回路１９、２０を切り換える。これにより、受信信号は増幅部１１において、キャリア検出時には＋２０ｄＢの増幅率で増幅され、干渉レベルの検出時には−２０ｄＢの減衰率で減衰される。すなわち、キャリア検出時と干渉レベルの検出時とにおける検出可能範囲が４０ｄＢｍシフトする。制御回路２は、このような増幅部１１を介して互いに信号レベルの大きく異なるキャリアおよび干渉レベルの検出を行うので、回路規模の増大および制御内容の複雑化を抑制できる。
【００４９】
干渉レベルの検出時、受信信号をＬＮＡ１７により増幅してから可変減衰回路１８により減衰させる構成とした。これにより、干渉レベルの検出可能範囲が−５０ｄＢｍ〜＋２０ｄＢｍとなり、小さい干渉レベルまで検出することが可能となる。このような構成により、受信信号をタグＴＡＧとの通信可能な程度の増幅率で増幅できるので、増幅部１１における第２の経路を使用してタグＴＡＧとの通信を行うことが可能となる。また、可変減衰回路１８は、その減衰率を制御回路２からの指令に応じて変更可能な構成としたので、干渉レベルの検出時、その検出範囲を制御回路２により変更することができる。
【００５０】
制御回路２は、干渉レベルを検出した後、干渉レベルの検出値Ｘと上限値Ｙ１および下限値Ｙ２との比較を行い、その結果に応じて可変減衰回路１８の減衰率を増大、低減または固定するようにした。すなわち、検出値Ｘが上限値Ｙ１より大きい場合には減衰率を増大させ、検出値Ｘが下限値Ｙ２より小さい場合には減衰率を低減し、その後、干渉レベルの検出を再度実行する。一方、検出値Ｘが上限値Ｙ１と下限値Ｙ２との間の大きさである場合には減衰率を固定する。
【００５１】
このように、制御回路２が可変減衰回路１８の減衰率を制御することにより、干渉レベルの検出時、受信部４の各回路における信号レベルの飽和を抑制しつつ、小さい干渉レベルの検出も可能にすることができる。また、リーダライタ１近傍の反射電力の状況などにより、干渉レベルが時々刻々と変化する場合であっても、その変化に応じて検出可能範囲を変更して干渉レベルを検出することができる。
【００５２】
リーダライタ１は、タグＴＡＧからの応答波を受信した後で且つタグＴＡＧにコマンドを送信する前に干渉レベルの検出を含む干渉制御を実行する。そして、タグＴＡＧからの応答波を受信する際、可変減衰回路１８の減衰率を干渉レベルの検出時に設定した減衰率と同じ値に設定する。これにより、リーダライタ１は、増幅部１１のトータル利得を、干渉レベルにより受信部４の各回路の信号レベルが飽和しない範囲内での最大値とした状態でタグＴＡＧからの応答波を受信することになる。従って、遠距離に存在するタグＴＡＧとの通信が可能となるように、リーダライタ１の受信感度を向上させることができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図７を参照しながら説明する。
図７は、第１の実施形態における図１相当図であり、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図７に示すリーダライタ４１（ＲＦＩＤタグ用リーダに相当）は、図１に示すリーダライタ１に対し、受信部４において増幅部１１に替えて増幅部４２を備えている点が異なっている。
【００５４】
増幅部４２は、図１に示した増幅部１１からＬＮＡ１７を省いた構成となっている。すなわち、干渉キャンセラ回路５を通じて与えられる受信信号は、スイッチ回路１９の切り換えによりＬＮＡ１６および可変減衰回路１８のいずれかに入力されるようになっている。また、本実施形態では、可変減衰回路１８の減衰率の初期値は、−２０ｄＢに設定されている。
【００５５】
上記構成のように、ＬＮＡ１７を省いた増幅部４２を用いた場合であっても、可変減衰回路１８の減衰率の初期値を−２０ｄＢに設定することにより、干渉レベルの検出時の検出可能範囲を、第１の実施形態と同様に−５０ｄＢｍ〜＋２０ｄＢｍとすることができる。すなわち、本実施形態の構成を採用した場合でも、第１の実施形態と同様の作用および効果が得られる。
【００５６】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について図８を参照しながら説明する。
図８は、第１の実施形態における図１相当図であり、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図８に示すリーダライタ５１（ＲＦＩＤタグ用リーダに相当）は、図１に示すリーダライタ１に対し、受信部４において増幅部１１に替えて増幅部５２を備えている点が異なっている。
【００５７】
増幅部５２は、ＬＮＡ５３（増幅回路に相当）により構成されている。すなわち、干渉キャンセラ回路５を通じて与えられる受信信号は、ＬＮＡ５３に入力されるようになっている。ＬＮＡ５３は、図１に示したＬＮＡ１６、１７と同様に雑音指数の小さい増幅回路であり、その駆動電源の供給が制御回路２により制御されるようになっている。
【００５８】
ＬＮＡ５３は、駆動電源が供給されると、入力された信号を＋２０ｄＢの増幅率で増幅して出力し、駆動電源の供給が停止されると、入力された信号を−２０ｄＢの減衰率で減衰させて出力するように構成されている。このＬＮＡ５３の出力信号は、後段の周波数変換部１２に出力されるようになっている。制御回路２は、キャリア検出時にはＬＮＡ５３への駆動電源の供給を行い、干渉レベルの検出時にはＬＮＡ５３への駆動電源の供給を停止するようになっている。
【００５９】
上記構成のように、ＬＮＡ５３により構成された増幅部５２を用いた場合であっても、キャリア検出時と干渉レベルの検出時とに応じてＬＮＡ５３への駆動電源の供給状態を変更することにより、キャリア検出時の検出可能範囲を第１の実施形態と同じ−９０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍとし、干渉レベルの検出時の検出可能範囲を、第１の実施形態と同様に−５０ｄＢｍ〜＋２０ｄＢｍとすることができる。すなわち、本実施形態の構成を採用した場合でも、第１の実施形態と同様に互いに信号レベルの異なるキャリアおよび干渉レベルの検出を可能としつつ、回路規模の増大および制御内容の複雑化を一層抑制できる。
【００６０】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
制御回路２は、検出した干渉レベルの大きさに応じて可変減衰回路１８の減衰率を変更する際、干渉レベルの検出値Ｘと上限値Ｙ１および下限値Ｙ２との比較を行う（図５におけるステップＳ２）ようにしたが、検出値Ｘと１つのしきい値とを比較するようにしてもよい。この場合、検出値Ｘがしきい値より大きい場合には可変減衰回路１８の減衰率を増大させ、検出値Ｘがしきい値より小さい場合には上記減衰率を低減すればよい。また、可変減衰回路１８の減衰率を変更する制御（図５参照）は、必要に応じて実行すればよい。
【００６１】
減衰回路として、その減衰率を変更可能な可変減衰回路１８を用いたが、干渉レベルの大きさに応じてその検出可能範囲を変更する必要がない場合、つまり図５の制御を実行する必要がない場合には減衰率固定の減衰回路を用いてもよい。
増幅部１１において、キャリア検出時には受信信号を＋２０ｄＢの増幅率で増幅させ、干渉レベルの検出時には受信信号を−２０ｄＢの減衰率で減衰するようにしたが、これらの増幅率および減衰率は、キャリア検出時および干渉レベルの検出時に必要とする検出可能範囲に応じて適宜変更すればよい。従って、干渉レベルの検出時、キャリア検出時の増幅率より低い増幅率で受信信号を増幅するようにしてもよい。
【００６２】
干渉キャンセラ回路５は、送信部３から出力される送信信号による受信部４に対する干渉の影響を低減するものであれば、他の構成を用いてもよい。
リーダライタ１に電源が投入された直後や、タグＴＡＧにコマンドを送信した後で且つタグＴＡＧからの応答波を受信する前などに干渉制御を実行するようにしてもよい。また、可変減衰回路１８の減衰率変更後の応答を高速化可能である場合には、干渉レベルの検出に要する時間を短縮できるので、干渉制御を行う回数を増やしてもよい。こうすれば、干渉レベルの変化に確実に対応した検出範囲でそのレベルを検出することが可能となる。
送信アンテナ６と受信アンテナ７とは共通化（一体化）してもよい。
各実施形態ではＲＦＩＤタグ用のリーダライタを例に説明したが、ＲＦＩＤタグ用のリーダについても同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すリーダライタの電気的構成図
【図２】干渉キャンセラ回路の電気的構成図
【図３】各動作状態における各スイッチの切り換え状態を示す受信部の構成図
【図４】タグとの通信およびキャリア検出のタイミングを示す図
【図５】干渉レベルの検出時における制御内容を示すフローチャート
【図６】タグとの通信期間の詳細タイミングを示す図
【図７】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図
【図８】本発明の第３の実施形態を示す図１相当図
【符号の説明】
【００６４】
図面中、１、４１、５１はリーダライタ（ＲＦＩＤタグ用リーダ）、２は制御回路（キャリアセンス回路）、３は送信部、４は受信部（キャリアセンス回路）、５は干渉キャンセラ回路、１５は検波回路、１６、５３はＬＮＡ（増幅回路）、１７はＬＮＡ（第２の増幅回路）、１８は可変減衰回路（減衰回路）、１９、２０はスイッチ回路（切り換え手段）、ＴＡＧはタグ（ＲＦＩＤタグ）を示す。
【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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