(57)【要約】【課題】環境変化により、回り込み信号の電力が変化しても、早いタイミングでキャンセル学習動作を開始する送受信機を得る。【解決手段】送信回路２から受信回路６へ回り込む回り込み信号及び基準信号の振幅と位相を各々比較して振幅・位相誤差を求め、振幅・位相誤差を積分して振幅・位相調整量を求め、振幅・位相調整量に基づき基準信号の振幅位相を調整して回り込み信号に対して同振幅でかつ逆位相のキャンセル用信号を生成し、混合器５５で、キャンセル用信号及び回り込み信号を混合して回り込み信号をキャンセルし、レベル検出器５６で、キャンセラ回路出力信号を電圧に変換する回り込みキャンセラ回路５と、アンテナ４から電力供給用の無変調信号の送信中に、レベル検出器出力電圧の変化量を監視し、前記変化量が変化判定基準量よりも大きい場合、回り込みキャンセラ回路５のキャンセル学習動作を開始させる上位制御装置７とを設けた。【選択図】図１
2009027466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を生成する送信回路と、
送受一体型のアンテナと、
前記アンテナからの受信信号を処理する受信回路と、
振幅位相比較手段において、前記送信回路から前記受信回路へ回り込む回り込み信号及び前記送信回路から取り出した基準信号の振幅と位相を各々比較して振幅・位相誤差を求め、積分手段において、前記振幅・位相誤差を積分して振幅・位相調整量を求め、振幅位相調整手段において、前記振幅・位相調整量に基づき前記基準信号の振幅位相を調整して前記回り込み信号に対して同振幅でかつ逆位相のキャンセル用信号を生成し、混合器において、前記キャンセル用信号及び前記回り込み信号を混合して前記回り込み信号をキャンセルしてキャンセラ回路出力信号として前記受信回路へ出力し、レベル検出器において、前記キャンセラ回路出力信号を電圧に変換してレベル検出器出力電圧として出力する回り込みキャンセラ回路と、
前記アンテナから電力供給用の無変調信号の送信中に、前回のレベル検出器出力電圧と今回のレベル検出器出力電圧を比較してレベル検出器出力電圧の変化量を監視し、前記変化量が予め設定された変化判定基準量よりも大きい場合には、前記回り込みキャンセラ回路のキャンセル学習動作を開始させる上位制御装置と
を備えたことを特徴とする送受信機。
【請求項２】
前記上位制御装置は、キャンセル学習動作中に、前記レベル検出器出力電圧が予め設定されたキャンセル学習動作終了判定値以下の場合には、前記回り込みキャンセラ回路のキャンセル学習動作を終了させる
ことを特徴とする請求項１記載の送受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回り込みキャンセラ回路の出力が一定値以上変化したときに、キャンセル学習動作（キャンセルトレーニング）を行う回り込みキャンセラ回路を内蔵する送受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回り込みキャンセラ回路は、送信用受信用兼用となるアンテナ、即ち１アンテナをもつ送受信機（ＲＷ装置）に内蔵されるもので、送受信機の電力送信時に送信回路からサーキュレータを介して受信回路へ伝わる回り込み信号に対して同振幅でかつ逆位相のキャンセル用信号をつくり、回り込み信号をキャンセルする機能を持つ。送信信号の一部を取り出して基準信号とし、基準信号及び回り込み信号の振幅と位相をそれぞれ比較して各々の誤差をとり、これらを積分し、この積分結果を振幅調整量と位相調整量として基準信号の振幅と位相を調整する。調整された振幅と位相の基準信号と回り込み信号の振幅と位相を改めてそれぞれ比較する動作を繰返す。そして、キャンセル用信号を用いて回り込み信号をキャンセルする。この回り込みキャンセラ回路は、これより後段の受信回路の低雑音アンプ（ＬＮＡ）の保護を目的として設置されている。
【０００３】
１回のキャンセル学習動作終了後に、送受信機が例えば電池レスタグとデータの送受信を行うには電力供給用に無変調信号送信、タグへのデータ送信用に変調信号送信、データ受信用に無変調送信を行う。従来の回り込みキャンセラ回路は、回り込み信号のキャンセル学習動作を開始するタイミングを上位制御装置で決定するが、移動物体の接近などの周辺環境変化によるアンテナの反射量変化による回り込み信号の変化のタイミングとは無関係であった。そのため、キャンセル学習動作終了後に周辺環境の変化に伴い回り込み信号電力が変化した場合には、回り込み信号の振幅及び位相が基準信号の振幅及び位相に対してずれが生じるため、回り込みキャンセラ回路の出力電力が高くなり、即ち抑圧量が低くなりデータの受信成功率を低下させ、次のキャンセル学習動作開始までの間はこの状態が続いていた。
【０００４】
従来の回り込みキャンセラ回路について図７及び図８を参照しながら説明する（例えば、非特許文献１参照）。図７は、従来の送受信機の構成を示す図である。また、図８は、従来の送受信機の動作を示すタイミングチャートである。
【０００５】
図７に示すように、送信信号の一部を基準信号として、分配器５１を通過後の回り込み信号と基準信号の振幅及び位相をそれぞれ比較して誤差をとり、各々の積分結果を振幅調整量及び位相調整量として基準信号の振幅及び位相を調整し、この動作を繰返している。しかし、送受信機１がどのタイミングでキャンセル学習動作を開始するのか不明である。従って、回り込み信号のキャンセル学習動作開始のタイミングは、図８に示すように、上位制御装置７で確定するが、回り込み信号の増大には無関係であった。
【０００６】
このような構成では、１回のキャンセル学習動作終了後に回り込み信号の変化がある場合には、回り込みキャンセラ回路５の出力電力が高くなって抑圧量が低くなり、図５に示すように、タグからの応答信号（Ｓ）の帯域において雑音レベル（Ｎ）を増大させ、ＳＮ比が低くなることによりデータの受信成功率を低下させ、次のキャンセル学習動作開始までの間はこの状態が続いていた。
【０００７】
【非特許文献１】林亮司、高山直久、下沢充弘著「ＵＨＦ帯ＲＦＩＤリーダ用適応回り込みキャンセラ（Ｂ−５−１０５）」２００５年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集、第５６５頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したような従来の送受信機では、アンテナ付替え、移動物体の接近等の周辺の環境変化によりアンテナでの反射量（送信回路と受信回路のアイソレーション）が変化しても、遠距離でタグと通信できる状態をつくり、高い送受信成功率を維持することができないという問題点があった。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、アンテナ付替え、移動物体の接近、周辺の環境変化によりアンテナでの反射量が変化し、回り込み信号の電力が変化しても、早いタイミングでキャンセル学習動作を開始し、低雑音の状態をつくることにより、より遠距離でタグと通信できる状態に早く移行し、タグと高い送受信成功率を維持することができる送受信機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る送受信機は、送信信号を生成する送信回路と、送受一体型のアンテナと、前記アンテナからの受信信号を処理する受信回路と、振幅位相比較手段において、前記送信回路から前記受信回路へ回り込む回り込み信号及び前記送信回路から取り出した基準信号の振幅と位相を各々比較して振幅・位相誤差を求め、積分手段において、前記振幅・位相誤差を積分して振幅・位相調整量を求め、振幅位相調整手段において、前記振幅・位相調整量に基づき前記基準信号の振幅位相を調整して前記回り込み信号に対して同振幅でかつ逆位相のキャンセル用信号を生成し、混合器において、前記キャンセル用信号及び前記回り込み信号を混合して前記回り込み信号をキャンセルしてキャンセラ回路出力信号として前記受信回路へ出力し、レベル検出器において、前記キャンセラ回路出力信号を電圧に変換してレベル検出器出力電圧として出力する回り込みキャンセラ回路と、前記アンテナから電力供給用の無変調信号の送信中に、前回のレベル検出器出力電圧と今回のレベル検出器出力電圧を比較してレベル検出器出力電圧の変化量を監視し、前記変化量が予め設定された変化判定基準量よりも大きい場合には、前記回り込みキャンセラ回路のキャンセル学習動作を開始させる上位制御装置とを設けたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る送受信機は、アンテナ付替え、移動物体の接近、周辺の環境変化によりアンテナでの反射量が変化し、回り込み信号の電力が変化しても、早いタイミングでキャンセル学習動作を開始し、低雑音の状態をつくることにより、より遠距離でタグと通信できる状態に早く移行し、タグと高い送受信成功率を維持することができ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】
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る送受信機について図１から図６までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る送受信機の構成を示す図である。なお、従来例も含めて、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１３】
図１において、この発明の実施の形態１に係る送受信機１は、送信回路２と、サーキュレータ３と、送受一体型のアンテナ４と、回り込みキャンセラ回路５と、受信回路６と、上位制御装置７とが設けられている。
【００１４】
また、送信回路２は、分配器２１と、アンプ２２とが設けられている。
【００１５】
さらに、回り込みキャンセラ回路５は、分配器５１と、振幅位相比較手段５２と、積分手段５３と、振幅位相調整手段（直交変調器）５４と、混合器５５と、レベル検出器５６と、メモリ５７とが設けられている。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態１に係る送受信機とその周辺の様子を示す図である。
【００１７】
図２において、荷物などに装着される電池レスタグ８に対して送受信を行うアンテナ４は、ケーブルによって送受信機１に接続されている。また、移動物体１０は、車両などである。
【００１８】
つぎに、この実施の形態１に係る送受信機の動作について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図３は、この発明の実施の形態１に係る送受信機の動作を示すタイミングチャートである。
【００２０】
図３において、１０１はキャンセル学習動作、１０２は無変調送信、１０３はデータ送受信をそれぞれ表す。また、１０４は回り込みキャンセラ回路５における回り込み信号、１０９は移動物体１０の接近等による環境変化後の回り込みキャンセラ回路５における回り込み信号をそれぞれ表す。
【００２１】
さらに、１０５は回り込みキャンセラ回路５における基準信号を表す。１０６は回り込みキャンセラ回路５のキャンセル学習動作における振幅・位相誤差、１１０は移動物体１０の接近等による環境変化直後の回り込みキャンセラ回路５における振幅・位相誤差、１１３は移動物体１０の接近等による環境変化後の回り込みキャンセラ回路５のキャンセル学習動作における振幅・位相誤差をそれぞれ表す。
【００２２】
また、１０７は回り込みキャンセラ回路５のキャンセル学習動作におけるキャンセラ回路出力信号、１１１は移動物体１０の接近等による環境変化直後の回り込みキャンセラ回路５におけるキャンセラ回路出力信号、１１４は移動物体１０の接近等による環境変化後の回り込みキャンセラ回路５のキャンセル学習動作におけるキャンセラ回路出力信号をそれぞれ表す。
【００２３】
また、１０８は回り込みキャンセラ回路５のキャンセル学習動作におけるレベル検出器出力電圧、１１２は移動物体１０の接近等による環境変化直後の回り込みキャンセラ回路５におけるレベル検出器出力電圧、１１５は移動物体１０の接近等による環境変化後の回り込みキャンセラ回路５のキャンセル学習動作におけるレベル検出器出力電圧、１１６は移動物体１０の接近等による環境変化後の回り込みキャンセラ回路５のキャンセル学習動作後におけるレベル検出器出力電圧をそれぞれ表す。
【００２４】
図４は、この発明の実施の形態１に係る送受信機の詳細動作を示すタイミングチャートである。
【００２５】
図４において、（ａ）はキャンセラ回路出力信号、（ｂ）はレベル検出器出力をそれぞれ示す。また、１２１は回り込みキャンセラ回路５の出力信号１０７のキャンセル学習動作終了判定値（ｄＢｍ）、１２２は回り込みキャンセラ回路５の出力信号１０７の環境変化に伴う増大量（ｄＢ）、１２３は回り込みキャンセラ回路５の出力信号１０７の変化判定基準量（ｄＢ）をそれぞれ表す。その他の符号は、図３と同一のため説明を省略する。
【００２６】
図５は、この発明の実施の形態１に係る送受信機の回り込みキャンセラ回路の出力信号のスペクトラムを示す図である。
【００２７】
図５（ａ）において、２０１はキャンセル学習動作終了後のキャンセラ回路出力信号のスペクトラム、２０２はキャンセル学習動作終了後におけるキャンセラ回路出力信号の雑音のスペクトラム、２０３はタグの応答信号のスペクトラムをそれぞれ表す。
【００２８】
図５（ｂ）において、２０３は移動物体の接近等による環境変化直後におけるタグの応答信号のスペクトラム、２０４は移動物体の接近等による環境変化直後におけるキャンセラ回路出力信号のスペクトラム、２０５は移動物体の接近等による環境変化直後におけるキャンセラ回路出力信号の雑音のスペクトラムをそれぞれ表す。
【００２９】
図６は、この発明の実施の形態１に係る送受信機の動作を示すフローチャートである。
【００３０】
まず、基本的な動作は、次の通りである。送受信機１から電力送信する際に、送信回路２から受信回路６へ回り込む回り込み信号に対して、送信信号の一部を基準信号として、振幅位相比較手段５２において両信号の振幅と位相を各々比較し、振幅位相調整手段５４において基準信号の振幅位相を調整することにより、回り込み信号に対して同振幅でかつ逆位相のキャンセル用信号を作り出し、混合器５５において回り込み信号をキャンセル用信号を用いてキャンセルし、回り込み信号を抑圧すると共に、レベル検出器５６においてキャンセル後の信号レベルを検出する。
【００３１】
ステップＳ１０１において、図３に示すように、中心周波数ｆ１においてキャンセル学習動作１０１を行う。即ち、上位制御装置７は、回り込みキャンセラ回路５に対してキャンセル学習動作を開始させる。送受信機１の電力送信時に、送信回路２において分配器２１を通りアンプ２２で増幅され、サーキュレータ３を介して伝わる回り込み信号１０４に対して、送信信号の一部（分配器２１の出力）を基準信号１０５として、両信号の振幅と位相をそれぞれ振幅位相比較手段５２で比較する。そして、振幅・位相誤差１０６をとり利得倍した値を積分手段５３で積分し、積分結果を振幅・位相調整量として振幅位相調整手段５４の出力信号の振幅と位相を調整し、分配器５１を通過した回り込み信号１０４と振幅位相調整手段５４の出力信号とを混合器５５において混合した上で出力信号１０７として受信回路６に出力する。さらに、回り込みキャンセラ回路５の出力信号１０７は、レベル検出器５６において電力から電圧に変換した上でレベル検出器出力電圧１０８として出力する。これらの動作を繰返す。
【００３２】
次に、ステップＳ１０２において、図４に示すように、回り込みキャンセラ回路５の出力信号１０７の電力がキャンセル学習動作終了判定値（ｄＢｍ）１２１（例えば、−２０ｄＢｍ）以下であるか、レベル検出器出力電圧１０８の値を用いて上位制御装置７で判別する。キャンセル学習動作終了判定値（ｄＢｍ）１２１よりも大きい場合（ＮＯ）には、すなわち、レベル検出器出力電圧１０８が予め設定されたキャンセル学習動作終了判定値（Ｖ）よりも高い場合（ＮＯ）には、ステップＳ１０１に戻り、キャンセル学習動作を続ける。
【００３３】
一方、キャンセル学習動作終了判定値（ｄＢｍ）１２１以下であれば（ＹＥＳ）、すなわち、レベル検出器出力電圧１０８がキャンセル学習動作終了判定値（Ｖ）以下の場合（ＹＥＳ）には、上位制御装置７は、回り込みキャンセラ回路５に対してキャンセル学習動作を終了させ、次のステップＳ１０３に進む。ここで、回り込みキャンセラ回路５の出力信号１０７の電力がキャンセル学習動作終了判定値（ｄＢｍ）１２１（例えば、−２０ｄＢｍ）以下であれば、この電力は更に低下し、一定値（例えば、−４０ｄＢｍ）に収束する。
【００３４】
次に、ステップＳ１０３において、図３に示すように、キャンセル学習動作を終了した後、中心周波数ｆ１において無変調信号を電池レスタグ８に対して送信し、タグ起動用の電力を供給する。また、回り込みキャンセラ回路５の出力信号１０７の電力値の情報、即ちレベル検出器５６の出力電圧をメモリ５７に保存する。このとき、回り込みキャンセラ回路５の出力信号１０７の電力、レベル検出器出力電圧１０８はステップＳ１０２における値を維持している。
【００３５】
次に、ステップＳ１０４において、図３に示すように、中心周波数ｆ１において電池レスタグ８に対してデータの送受信を行う。このとき、図５（ａ）に示すように、キャンセラ回路出力信号のスペクトラム２０１は低く、受信帯域におけるキャンセラ回路出力信号の雑音のスペクトラム２０２も、タグの応答信号のスペクトラム２０３に対して低いため受信感度が高い状態にある。この後、ステップＳ１０３の無変調信号の送信、このステップＳ１０４の動作を繰返す。
【００３６】
ステップＳ１０５において、図３に示すように、中心周波数ｆ１において無変調信号を電池レスタグ８に対して送信する。上位制御装置７は、電力供給用の無変調信号の送信中に、メモリ５７に保存したレベル検出器出力電圧と現在のレベル検出器出力電圧を比較してレベル検出器出力電圧の変化量（増大量）を監視する。
【００３７】
次に、ステップＳ１０６において、図２、図３に示すように、移動物体１０の送受信機１への接近により送受信機１周辺の環境が変化する。
【００３８】
次に、ステップＳ１０７において、図３に示すように、ステップＳ１０６により送受信機１のアンテナ４の反射率が変化し、回り込み信号１０４の振幅と位相が変化することで回り込み信号１０９は増大し、回り込みキャンセラ回路５における振幅・位相誤差１１０も増大し、回り込みキャンセラ回路出力信号も増大１１１（例えば、−４０ｄＢｍから−２５ｄＢｍに１５ｄＢ増大）し、レベル検出器出力１１２も増大する。このとき、図５（ｂ）に示すように、キャンセラ回路出力信号のスペクトラム２０４は増大し、受信帯域におけるキャンセラ回路出力信号の雑音のスペクトラム２０５も同時に増大し、タグの応答信号のスペクトラム２０３に対して電力の比率が高くなるため受信感度が低くなり、タグの応答データの受信成功率が低下する。
【００３９】
次に、ステップＳ１０８において、上位制御装置７でキャンセル学習動作必要と判定する。即ち、図３に示すように、上位制御装置７は、電力供給用の無変調信号の送信中に、ステップＳ１０３でメモリ５７に保存したレベル検出器出力電圧と現在のレベル検出器出力電圧を比較してレベル検出器出力電圧の変化量（増大量）を監視する。図４に示すように、キャンセラ回路出力信号の増大量（ｄＢ）１２２が変化判定基準量（ｄＢ）１２３（例えば、１０ｄＢ）よりも大きい場合には、すなわち、レベル検出器出力電圧（Ｖ）の増大量（Ｖ）が予め設定された変化判定基準量（Ｖ）よりも大きい場合には、上位制御装置７は、新たなキャンセル学習動作が必要と判定する。
【００４０】
次に、ステップＳ１０９において、中心周波数ｆ１においてキャンセル学習動作１０１を行う。即ち、図３、図４に示すように、上位制御装置７は、回り込みキャンセラ回路５に対してキャンセル学習動作を開始させる。送受信機１の電力送信時に、送信回路２において分配器２１を通りアンプ２２で増幅され、サーキュレータ３を介して伝わる回り込み信号１０９に対して、送信信号の一部（分配器２１の出力）を基準信号１０５として、両信号の振幅と位相をそれぞれ振幅位相比較手段５２で比較する。そして、振幅・位相誤差１１０をとり利得倍した値を積分手段５３で積分し、積分結果を振幅・位相調整量として振幅位相調整手段５４の出力信号の振幅と位相を調整し、分配器５１を通過した回り込み信号と振幅位相調整手段５４の出力信号とを混合器５５において混合した上で出力信号１１４として受信回路６に出力する。また、回り込みキャンセラ回路５の出力信号１１４は、レベル検出器５６において電力から電圧に変換した上でレベル検出器出力電圧１１５として出力する。これらの動作を繰返す。
【００４１】
次に、ステップＳ１１０において、図４に示すように、回り込みキャンセラ回路５の出力信号１１４の電力がキャンセル学習動作終了判定値（ｄＢｍ）１２１（例えば、−２０ｄＢｍ）以下であるかレベル検出器出力電圧１１５の値を用いて上位制御装置７で判別する。キャンセル学習動作終了判定値（ｄＢｍ）１２１より大きい場合（ＮＯ）には、すなわち、レベル検出器出力電圧１０８が予め設定されたキャンセル学習動作終了判定値（Ｖ）よりも高い場合（ＮＯ）には、ステップＳ１０１に戻り、キャンセル学習動作を続ける。
【００４２】
一方、キャンセル学習動作終了判定値（ｄＢｍ）１２１以下であれば（ＹＥＳ）、すなわち、レベル検出器出力電圧１０８がキャンセル学習動作終了判定値（Ｖ）以下の場合（ＹＥＳ）には、上位制御装置７は、回り込みキャンセラ回路５に対してキャンセル学習動作を終了させ、次のステップＳ１１１に進む。ここで、回り込みキャンセラ回路５の出力信号１１４の電力がキャンセル学習動作終了判定値（ｄＢｍ）１２１（例えば、−２０ｄＢｍ）以下であれば、この電力は更に低下し、一定値（例えば、−４０ｄＢｍ）に収束する。
【００４３】
次に、ステップＳ１１１において、キャンセル学習動作を終了した後、中心周波数ｆ１においてタグ起動用の電力を供給するために無変調信号を電池レスタグ８に対して送信する。また、回り込みキャンセラ回路５の出力信号１０７の電力値の情報、即ちレベル検出器５６の出力電圧をメモリ５７に保存する。上位制御装置７は、電力供給用の無変調信号の送信中に、メモリ５７に保存したレベル検出器出力電圧と現在のレベル検出器出力電圧を比較してレベル検出器出力電圧の変化量（増大量）を監視する。
【００４４】
次に、ステップＳ１１２において、中心周波数ｆ１において電池レスタグ８に対してデータの送受信を行う。このとき、図５（ａ）に示すように、キャンセラ回路出力信号のスペクトラム２０１は低く、受信帯域におけるキャンセラ回路出力信号の雑音のスペクトラム２０２も、タグの応答信号のスペクトラム２０３に対して低いため受信感度が高い状態にある。以後、ステップＳ１１１の無変調信号の送信、このステップＳ１１２の動作を繰返す。
【００４５】
この実施の形態１では、アンテナ付替え、移動物体の接近、周辺の環境変化などでアンテナでの反射量が変化し、回り込み信号の電力が変化しても、早いタイミングでキャンセル学習動作を開始し、低雑音の状態をつくることにより、より遠距離でタグと通信できる状態に早く移行し、タグとの高い送受信成功率を維持できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る送受信機の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る送受信機とその周辺の様子を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る送受信機の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る送受信機の詳細動作を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る送受信機の回り込みキャンセラ回路の出力信号のスペクトラムを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る送受信機の動作を示すフローチャートである。
【図７】従来の送受信機の構成を示す図である。
【図８】従来の送受信機の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１  送受信機、２  送信回路、３  サーキュレータ、４  アンテナ、５  キャンセラ回路、６  受信回路、７  上位制御装置、８  電池レスタグ、１０  移動物体、２１  分配器、２２  アンプ、５１  分配器、５２  振幅位相比較手段、５３  積分手段、５４  振幅位相調整手段、５５  混合器、５６  レベル検出器、５７  メモリ。
【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】
2009027466.tif 000008
【図７】
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【図８】
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