JP2006041577A - Wireless communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定の通信対象との間で無線にて情報の送受信を行う無線通信装置に関し、特に、受信側における送信側からの影響を解消するための技術に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that wirelessly transmits / receives information to / from a predetermined communication target, and more particularly to a technique for eliminating an influence from a transmission side on a reception side.
所定の通信対象に向けて送信信号を送信すると共に、その通信対象から返信される返信信号を受信してその通信対象との間で情報の通信を行う無線通信装置が様々な情報通信の分野で利用されている。斯かる無線通信装置の一態様として、所定の情報が記憶された小型の無線タグ(応答器)との間で無線にて情報の通信を行う無線タグ通信装置(質問器)が知られている。この無線タグ及び無線タグ通信装置は、電波を介して非接触で情報の読み出しや書き込みを行うことでその無線タグが取り付けられた対象物を識別する所謂RFID(Radio Frequency Identification)システムを構成するものであり、通信対象である無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であっても無線タグ通信装置との通信によりその無線タグに記憶された情報を読み出すことが可能であることから、商品管理や検査工程等の様々な分野において実用が期待されている。 A wireless communication apparatus that transmits a transmission signal toward a predetermined communication target, receives a return signal returned from the communication target, and communicates information with the communication target is used in various information communication fields. It's being used. As one aspect of such a wireless communication device, there is known a wireless tag communication device (interrogator) that wirelessly communicates information with a small wireless tag (responder) in which predetermined information is stored. . The wireless tag and the wireless tag communication device constitute a so-called RFID (Radio Frequency Identification) system that identifies an object to which the wireless tag is attached by reading and writing information without contact via radio waves. Even when the RFID tag to be communicated is dirty or disposed at an invisible position, it is possible to read information stored in the RFID tag by communication with the RFID tag communication device. Therefore, practical use is expected in various fields such as merchandise management and inspection processes.
ところで、通常、前記無線タグ通信装置は、前記無線タグに向けて所定の送信信号をアンテナから送信すると共に、その送信信号を受信した無線タグから返信される返信信号をアンテナにより受信することでその無線タグとの間で情報の通信を行うが、その受信された返信信号に送信側からの強い回り込み信号が混入して全体の受信信号強度が増大する。この送信側からの回り込み信号は質問器においては強度の強い雑音信号であり、無線タグからの返信信号の強度は非常に弱いため、信号対雑音比が低下するという不具合があった。そこで、斯かる送信側からの直接波成分を除去する技術が提案されている。例えば、特許文献1に記載された中継局用アンテナ装置の回り込み除去方法がそれである。この技術によれば、受信信号を受け取る親局アンテナの方向に受信アンテナを指向させると共に、送信アンテナの方向に補助アンテナを指向させ、その送信アンテナから受信アンテナへ回り込む回り込み信号が小さくなるように前記補助アンテナにより受信される信号の励振振幅及び励振位相を制御することにより、受信側における送信側からの影響を解消することができる。
By the way, normally, the wireless tag communication device transmits a predetermined transmission signal from the antenna toward the wireless tag, and receives a return signal returned from the wireless tag that has received the transmission signal by the antenna. Although information is communicated with the wireless tag, a strong sneak signal from the transmission side is mixed in the received reply signal, and the overall received signal strength increases. This sneak signal from the transmission side is a strong noise signal in the interrogator, and the strength of the reply signal from the wireless tag is very weak, so that the signal-to-noise ratio is lowered. Thus, a technique for removing the direct wave component from the transmission side has been proposed. For example, the wraparound removal method of the relay station antenna device described in
しかし、前記従来の技術では、前記補助アンテナをはじめとする回り込み信号の除去専用の要素を設ける必要があり、装置の構成が複雑且つ小型化が困難になるという弊害があった。すなわち、可及的に簡単な構成により受信側における送信側からの影響を解消する無線通信装置の開発が求められていた。 However, in the conventional technique, it is necessary to provide a dedicated element for removing the sneak signal such as the auxiliary antenna, which has a disadvantage that the configuration of the apparatus is complicated and it is difficult to reduce the size. That is, there has been a demand for the development of a wireless communication apparatus that eliminates the influence from the transmission side on the reception side with the simplest possible configuration.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、可及的に簡単な構成により受信側における送信側からの影響を解消する無線通信装置を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above circumstances, and its object is to provide a wireless communication apparatus that eliminates the influence from the transmission side on the reception side with the simplest possible configuration. It is in.
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、所定の通信対象に向けて送信アンテナから送信信号を送信すると共に、その通信対象から返信される返信信号を複数の受信アンテナにより受信してその通信対象との間で情報の通信を行う無線通信装置であって、前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも2つの受信アンテナによりそれぞれ受信される受信信号を演算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されていることを特徴とするものである。 In order to achieve such an object, the gist of the present invention is that a transmission signal is transmitted from a transmission antenna toward a predetermined communication target, and a reply signal returned from the communication target is transmitted by a plurality of reception antennas. A wireless communication apparatus that receives and communicates information with a communication target, wherein the plurality of reception antennas calculate reception signals respectively received by at least two reception antennas among the plurality of reception antennas. Thus, the direct wave component from the transmission side included in the received signal is arranged to be reduced.
このようにすれば、前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも2つの受信アンテナによりそれぞれ受信される受信信号を演算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されていることから、前記送信側からの直接波成分を除去するために専用の要素を設ける必要がない。すなわち、可及的に簡単な構成により受信側における送信側からの影響を解消する無線通信装置を提供することができる。 In this way, the plurality of receiving antennas calculate the received signals respectively received by at least two receiving antennas out of the plurality of receiving antennas, so that direct wave components from the transmitting side included in the received signals are obtained. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated element for removing the direct wave component from the transmission side. That is, it is possible to provide a wireless communication apparatus that eliminates the influence from the transmission side on the reception side with the simplest possible configuration.
ここで、好適には、前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも2つの受信アンテナによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに逆位相である受信信号を加算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。 Here, it is preferable that the plurality of reception antennas add reception signals whose direct wave components from the transmission side received by at least two reception antennas among the plurality of reception antennas are in opposite phases to each other. The direct wave component from the transmission side included in the received signal is arranged to be reduced. In this way, the influence from the transmission side on the reception side can be preferably eliminated.
また、好適には、前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも2つの受信アンテナによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに同位相である受信信号を引算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。 Preferably, the plurality of reception antennas subtract reception signals whose direct wave components from the transmission side received by at least two of the plurality of reception antennas are in phase with each other. The direct wave component from the transmission side included in the received signal is arranged to be reduced. In this way, the influence from the transmission side on the reception side can be preferably eliminated.
また、好適には、前記複数の受信アンテナそれぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように少なくとも1つの受信アンテナにより受信される受信信号を増幅又は減衰させるレベル調整部を備えたものである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を更に好適に解消することができる。 Preferably, a level adjustment unit is provided that amplifies or attenuates a reception signal received by at least one reception antenna so that reception signal levels of the plurality of reception antennas are equal to each other. In this way, the influence from the transmission side on the reception side can be more preferably eliminated.
また、好適には、前記複数の受信アンテナのうち少なくとも2対の受信アンテナによりそれぞれ受信される受信信号を各対毎に合成することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させる複数の合成部と、それら複数の合成部により合成された合成信号それぞれに与えるウェイトを制御するウェイト制御部と、そのウェイト制御部によりウェイトを与えられた合成信号を合成する第2の合成部とを、備えたものである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができることに加え、受信感度を高めることができる。 Preferably, the reception signals received by at least two pairs of reception antennas of the plurality of reception antennas are combined for each pair to reduce the direct wave component from the transmission side included in the reception signals. A plurality of combining units, a weight control unit that controls weights to be given to each of the combined signals combined by the plurality of combining units, and a second combining unit that combines the combined signals given weights by the weight control unit Are provided. In this way, in addition to being able to suitably eliminate the influence from the transmission side on the reception side, it is possible to increase reception sensitivity.
また、好適には、前記送信アンテナ及び複数の受信アンテナは、互いに平行を成すように配設された棒状アンテナ素子である。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を解消する実用的な無線通信装置を提供することができる。 Preferably, the transmitting antenna and the plurality of receiving antennas are rod-shaped antenna elements arranged so as to be parallel to each other. In this way, it is possible to provide a practical wireless communication device that eliminates the influence from the transmission side on the reception side.
また、好適には、前記送信アンテナ及び複数の受信アンテナは、その送信アンテナと各受信アンテナとの距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波の波長と等しくなるように、又はその波長の2分の1倍となるように配設されたものである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。 Preferably, the transmission antenna and the plurality of reception antennas are configured such that a difference in distance between the transmission antenna and each reception antenna is equal to a wavelength of a carrier wave of the transmission signal, or a half of the wavelength. It is arranged to be 1 time. In this way, the influence from the transmission side on the reception side can be preferably eliminated.
また、好適には、前記通信対象は、前記送信アンテナから送信される送信信号に応じて所定の情報を含む返信信号を返信する無線タグである。このようにすれば、受信側における送信側からの影響を解消する無線タグ通信装置を提供することができる。 Preferably, the communication target is a wireless tag that returns a reply signal including predetermined information according to a transmission signal transmitted from the transmission antenna. In this way, it is possible to provide a wireless tag communication device that eliminates the influence from the transmission side on the reception side.
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の無線通信装置が好適に用いられる通信システム10を説明する図である。この通信システム10は、本発明の無線通信装置の一実施例である無線タグ通信装置12と、その無線タグ通信装置12の通信対象である単数乃至は複数(図1では単数)の無線タグ14とから構成される所謂RFID(Radio Frequency Identification)システムであり、上記無線タグ通信装置12はそのRFIDシステムの質問器として、上記無線タグ14は応答器としてそれぞれ機能する。すなわち、上記無線タグ通信装置12から質問波Fc(送信信号)が上記無線タグ14に向けて送信されると、その質問波Fcを受信した上記無線タグ14において所定の情報信号(データ)によりその質問波Fcが変調され、応答波Fr(返信信号)として上記無線タグ通信装置12に向けて返信されることで、その無線タグ通信装置12と無線タグ14との間で情報の通信が行われる。
FIG. 1 is a diagram illustrating a
図2は、上記無線タグ通信装置12の構成を説明する図である。この図2に示すように、本実施例の無線タグ通信装置12は、上記無線タグ14に対する情報の読み出し及び書き込みの少なくとも一方を実行するためにその無線タグ14との間で情報の通信を行うものであり、送信信号をディジタル信号として出力したり、上記無線タグ14からの返信信号を復調する等のディジタル信号処理を実行するDSP(Digital Signal Processor)16と、そのDSP16により出力された送信信号をアナログ信号に変換する送信信号D/A変換部18と、所定の周波数変換信号を出力する周波数変換信号出力部20と、上記送信信号D/A変換部18によりアナログ信号に変換された送信信号の周波数をその周波数変換信号出力部20から出力される周波数変換信号の周波数だけ高くするアップコンバータ22と、そのアップコンバータ22によりアップコンバートされた送信信号を質問波Fcとして上記無線タグ14に向けて送信するための送信アンテナ24と、その質問波Fcに応じて上記無線タグ14から返信される応答波Frを受信するための複数(図2では2つ)の受信アンテナ26a、26b(以下、特に区別しない場合には単に受信アンテナ26と称する)と、それら受信アンテナ26により受信される受信信号それぞれの周波数を上記周波数変換信号出力部20から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くする複数(図2では2つ)のダウンコンバータ28a、28b(以下、特に区別しない場合には単にダウンコンバータ28と称する)と、それらダウンコンバータ28のうち少なくとも1つに対応して設けられ、上記複数の受信アンテナ26それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように少なくとも1つの受信アンテナ26(図2では受信アンテナ26a)により受信される受信信号レベルを調整するために所定のゲイン(例えば、受信アンテナ26a、26bと送信アンテナ24との距離差に相当する自由空間基本伝搬損失の差)が設定されたレベル調整部30と、上記ダウンコンバータ28及びレベル調整部30から出力されるダウンコンバートされた受信信号をディジタル信号に変換して上記DSP16に供給する複数(図2では2つ)の受信信号A/D変換部32a、32b(以下、特に区別しない場合には単に受信信号A/D変換部32と称する)とを、備えて構成されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the wireless
上記DSP16は、CPU、ROM、及びRAM等から成り、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータシステムであり、前記無線タグ14への送信信号に対応するコマンドビット列を生成する送信ビット列生成部34と、その送信ビット列生成部34から出力されたディジタル信号をFSK方式で符号化するFSK符号化部36と、そのFSK符号化部36により符号化された信号をAM方式で変調して上記送信信号D/A変換部18に供給するAM変調部38と、上記受信信号A/D変換部32によりディジタル信号に変換された受信信号を記憶する一時記憶装置として機能するメモリ部40と、そのメモリ部40から読み出される前記複数の受信アンテナ26によりそれぞれ受信された受信信号X0、X1を合成する合成部42と、その合成部42により合成された合成信号をAM方式で復調してAM復調波を検出するAM復調部44と、そのAM復調部44により復調されたAM復調波をFSK方式で復号化するFSK復号化部46と、そのFSK復号化部46により復号化された復号信号を解釈して前記無線タグ14の変調に関する情報信号を読み出す返答ビット列解釈部48とを、機能的に備えている。
The DSP 16 is a so-called microcomputer system that includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and performs signal processing according to a program stored in advance in the ROM while using a temporary storage function of the RAM. A transmission bit
図3は、前記無線タグ14の構成を説明する図である。この図3に示すように、前記無線タグ14は、前記無線タグ通信装置12との間で信号の送受信を行うためのアンテナ部50と、そのアンテナ部50により受信された信号を処理するためのIC回路部52とを、備えて構成されている。そのIC回路部52は、上記アンテナ部50により受信された前記無線タグ通信装置12からの質問波Fcを整流する整流部54と、その整流部54により整流された質問波Fcのエネルギを蓄積するための電源部56と、上記アンテナ部50により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部64に供給するクロック抽出部58と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部60と、上記アンテナ部50に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部62と、上記整流部54、クロック抽出部58、及び変復調部62等を介して上記無線タグ14の作動を制御するための制御部64とを、機能的に含んでいる。この制御部64は、前記無線タグ通信装置12と通信を行うことにより上記メモリ部60に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部50により受信された質問波Fcを上記変復調部62において上記メモリ部60に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波Frとして上記アンテナ部50から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the
図4は、前記無線タグ通信装置12に備えられた送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26について説明する図である。この図4に示すように、好適には、前記送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26は、ダイポールアンテナをはじめとする棒状アンテナ素子であり、同一平面内に互いに平行を成すように立設されている。また、好適には、前記複数の受信アンテナ26相互間の距離は、前記送信アンテナ24から送信される質問波Fcの主搬送波の波長をλとしてその半波長すなわちλ/2とされている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the
図5は、図4のように配設された前記複数の受信アンテナ26により受信される前記無線タグ14からの応答波Fr及び送信アンテナ24からの質問波Fcについて説明する図である。この図5に示すように、前記複数の受信アンテナ26によって張られる平面の法線に対して角度θを成す方向から応答波Frが送られてきた場合には、前記受信アンテナ26a、26bに到達するまでの応答波Frの伝搬路差Δは、次の数式1で表される。また、この伝搬路差Δを位相差に換算すると次の数式2で表される。例えば、λ=32.8[cm](915[MHz])、θ=15[°]である場合には、φ=46.6[°]とされ、前記受信アンテナ26aにより受信される応答波Frの位相は、前記受信アンテナ26bにより受信される応答波Frよりも46.6[°]進んだ値とされる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the response wave F r from the
[数式1]
Δ=(λ/2)×sinθ
[数式2]
φ=(Δ/λ)×2π
[Formula 1]
Δ = (λ / 2) × sin θ
[Formula 2]
φ = (Δ / λ) × 2π
図6は、前記複数の受信アンテナ26により受信される前記送信アンテナ24からの質問波Fcのキャンセルについて説明する図である。前記受信アンテナ26a、26bにより受信される送信アンテナ24からの直接波すなわち質問波Fcに関する位相差は、前記無線タグ14からの応答波Frの方向によらず一定であり、前記受信アンテナ26a、26b相互間の距離がλ/2であることから、それら受信アンテナ26a、26bによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分は互いに逆位相となる。従って、前記受信アンテナ26aにより受信された受信信号X0と、受信アンテナ26bにより受信された受信信号X1とが前記合成部42により加算されることでそれら受信信号X0、X1に含まれる送信側からの直接波成分が低減乃至は消去させられる。ここで、前記受信アンテナ26a、26b相互間の距離に対応して前記質問波Fcが減衰するため、それら受信アンテナ26a、26bそれぞれにより受信される受信信号レベルは必ずしも等しくないが、前記レベル調整部30により前記受信アンテナ26aにより受信された受信信号が増幅又は減衰させられることで、前記受信アンテナ26bにより受信された受信信号とのレベルが互いに等しくなり、それら受信信号に含まれる直接波成分が好適にキャンセルされる。
FIG. 6 is a diagram for explaining cancellation of the interrogation wave F c from the
図7は、前記無線タグ通信装置12のDSP16による前記無線タグ14との間の通信制御について説明するフローチャートであり、タグの読み取り動作毎に実行されるものである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining communication control with the
先ず、ステップ(以下、ステップを省略する)SA1において、前記コマンドビット列生成部34から出力されたディジタル信号が前記FSK符号化部36によりFSK方式で符号化される。次に、SA2において、SA1にて符号化された信号が前記AM変調部38においてAM方式で変調される。次に、SA3において、SA2にて変調された信号が前記送信信号D/A変換部18及びアップコンバータ22を介して前記送信アンテナ24から前記無線タグ14へ向けて質問波Fcとして送信される。次に、SA4において、SA3にて送信された質問波Fcに応じて前記無線タグ14から返信される返信信号が前記複数の受信アンテナ26により受信され、前記ダウンコンバータ28、レベル調整部30、及び受信信号A/D変換部32等を介して前記メモリ部40に記憶される。次に、SA5において、SA4にて前記メモリ部40に記憶された前記受信アンテナ26aに対応する受信信号X0及び受信アンテナ26bに対応する受信信号X1が読み出されて前記合成部42により合成(加算)され、それら受信信号X0、X1に含まれる直接波成分がキャンセルされる。次に、SA6において、SA5にて合成された合成信号が前記AM復調部44によりAM方式で復調される。次に、SA7において、SA6にて復調された信号が前記FSK復号部46によりFSK方式で復号され、前記返答ビット列解釈部48において前記無線タグ14の変調に関する情報信号が読み出された後、本ルーチンが終了させられる。
First, in step (hereinafter, step is omitted) SA1, the digital signal output from the command bit
このように、本実施例によれば、前記複数の受信アンテナ26は、それら複数の受信アンテナ26のうち少なくとも2つの受信アンテナ26によりそれぞれ受信される受信信号を演算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されていることから、前記送信側からの直接波成分を除去するために専用の要素を設ける必要がない。すなわち、可及的に簡単な構成により受信側における送信側からの影響を解消する無線通信装置を提供することができる。 Thus, according to the present embodiment, the plurality of reception antennas 26 are included in the reception signals by calculating the reception signals respectively received by at least two reception antennas 26 among the plurality of reception antennas 26. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated element to remove the direct wave component from the transmission side. That is, it is possible to provide a wireless communication apparatus that eliminates the influence from the transmission side on the reception side with the simplest possible configuration.
また、前記複数の受信アンテナ26は、それら複数の受信アンテナ26のうち少なくとも2つの受信アンテナ26によりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに逆位相である受信信号を加算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものであるため、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。 The plurality of receiving antennas 26 add received signals whose direct wave components from the transmitting side received by at least two receiving antennas 26 of the plurality of receiving antennas 26 are opposite in phase to each other. Since it is arranged so as to reduce the direct wave component from the transmission side included in the reception signal, the influence from the transmission side on the reception side can be preferably eliminated.
また、前記複数の受信アンテナ26それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように少なくとも1つの受信アンテナ26により受信される受信信号を所定のゲインで調整させるレベル調整部30を備えたものであるため、受信側における送信側からの影響を更に好適に解消することができる。
In addition, since it includes a
また、前記送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26は、同一平面内に互いに平行を成すように配設された棒状アンテナ素子であるため、受信側における送信側からの影響を解消する実用的な無線通信装置を提供することができる。
In addition, since the transmitting
また、前記送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26は、その送信アンテナ24と各受信アンテナ26との距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波λの2分の1倍となるように配設されたものであるため、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。
The transmitting
また、前記通信対象は、前記送信アンテナ24から送信される送信信号に応じて所定の情報を含む返信信号を返信する無線タグ14であるため、受信側における送信側からの影響を解消する無線タグ通信装置12を提供することができる。
Further, since the communication target is the
続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図面において、前述の実施例と共通する部分に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, another preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the same reference numerals are given to portions common to the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.
図8は、本発明の第2実施例である無線タグ通信装置66の構成を説明する図である。この図8に示すように、本実施例の無線タグ通信装置66のDSP16には、前記レベル調整部30のゲインを制御するゲイン制御部68が機能的に備えられている。このゲイン制御部68は、前記複数の受信アンテナ26それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部30における増幅率を定める。すなわち、前記メモリ部40に一時記憶されて出力される前記受信アンテナ26aに対応する受信信号X0と、前記受信アンテナ26bに対応する受信信号X1とのレベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部30のゲインを制御する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the configuration of the wireless
図9は、上記無線タグ通信装置66のDSP16による前記無線タグ14との間の通信制御について説明するフローチャートであり、タグの読み取り動作毎に繰り返し実行されるものである。このフローチャートにおいて、前述した図7の制御と共通するステップに関しては同一の符号を付してその説明を省略する。この図8に示すRFID通信制御では、SA8において、SA4にて前記メモリ部40に記憶された前記受信アンテナ26aに対応する受信信号X0及び受信アンテナ26bに対応する受信信号X1が読み出されてそれらのレベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部30のゲインが調整された後、SA5以下の処理が実行される。
FIG. 9 is a flowchart for explaining communication control with the
このように、本実施例によれば、前記複数の受信アンテナ26それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように少なくとも1つの受信アンテナ26により受信される受信信号を増幅又は減衰させるレベル調整部30のゲインを制御するゲイン制御部68を含むものであるため、受信側における送信側からの影響を更に好適に解消することができる。
Thus, according to the present embodiment, the
図10は、本発明の第3実施例である無線タグ通信装置70の構成を説明する図である。この図10に示すように、本実施例の無線タグ通信装置70は、前記送信アンテナ24から送信される質問波Fcに応じて前記無線タグ14から返信される応答波Frを受信するための複数(図10では3つ)の受信アンテナ26a、26b、26c(以下、特に区別しない場合には単に受信アンテナ26と称する)と、それら受信アンテナ26により受信される受信信号それぞれの周波数を前記周波数変換信号出力部20から出力される周波数変換信号の周波数だけ低くする複数(図10では3つ)のダウンコンバータ28a、28b、28c(以下、特に区別しない場合には単にダウンコンバータ28と称する)と、それらダウンコンバータ28a、28cに対応して設けられ、上記複数の受信アンテナ26それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように上記受信アンテナ26a、26cによりそれぞれ受信される受信信号レベルを調整するために所定のゲイン(例えば、受信アンテナ26a、26b、26cと送信アンテナ24との距離差に相当する自由空間基本伝搬損失の差)が設定されたレベル調整部30a、30b(以下、特に区別しない場合には単にレベル調整部30と称する)と、上記ダウンコンバータ28及びレベル調整部30から出力されるダウンコンバートされた受信信号をディジタル信号に変換して上記DSP16に供給する複数(図10では3つ)の受信信号A/D変換部32a、32b、32c(以下、特に区別しない場合には単に受信信号A/D変換部32と称する)とを、備えて構成されている。
FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of a wireless
上記無線タグ通信装置70のDSP16には、上記受信信号A/D変換部32によりディジタル信号に変換された受信信号を記憶する一時記憶装置として機能するメモリ部40と、そのメモリ部40から読み出される前記複数の受信アンテナ26のうち少なくとも2対の受信アンテナ26によりそれぞれ受信される受信信号を各対毎に合成することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させる複数(図10では2つ)の第1合成部72a、72b(以下、特に区別しない場合には単に第1合成部72と称する)と、それら第1合成部72により合成された合成信号をアダプティブ処理して前記AM復調部44へ供給するアダプティブ処理部74とを、機能的に備えている。このアダプティブ処理部74は、上記第1合成部72により合成される合成信号それぞれに所定のウェイトW01、W12を掛け合わせる第2合成部76a、76b(以下、特に区別しない場合には単に第2合成部76と称する)と、それら第2合成部76によりそれぞれウェイトW01、W12が掛け合わされた信号を合成して前記AM復調部44へ供給する第3合成部78と、所定の参照信号を生成する参照信号生成部80と、その参照信号生成部80により生成される参照信号及び前記AM復調部44の出力に基づいて上記第1合成部72により合成される合成信号それぞれに与えるウェイトW01、W12を制御するウェイト制御部82とを、備えている。ここで、上記第3合成部78が前記ウェイト制御部82によりウェイトを与えられた合成信号を合成(加算)する第2の合成部として機能する。
The
図11は、前記無線タグ通信装置70に備えられた送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26について説明する図である。この図11に示すように、好適には、前記送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26は、ダイポールアンテナをはじめとする棒状アンテナ素子であり、同一平面内に互いに平行を成すように立設されている。また、好適には、互いに隣接する前記複数の受信アンテナ26相互間の距離は、前記送信アンテナ24から送信される質問波Fcの主搬送波の波長をλとしてその半波長すなわちλ/2とされている。
FIG. 11 is a diagram for explaining the
前記受信アンテナ26a、26b、26cにより受信される送信アンテナ24からの直接波すなわち質問波Fcに関する位相差は、前記無線タグ14からの応答波Frの方向によらず一定であり、前記受信アンテナ26a、26b相互間の距離がλ/2であることから、それら受信アンテナ26a、26bによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分は互いに逆位相となる。また、受信アンテナ26b、26cによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分も互いに逆位相となる。従って、前記受信アンテナ26aにより受信された受信信号X0と、受信アンテナ26bにより受信された受信信号X1とが前記第1合成部72aにより加算されることでそれら受信信号X0、X1に含まれる送信側からの直接波成分が低減乃至は消去させられる。また、前記受信アンテナ26bにより受信された受信信号X1と、受信アンテナ26cにより受信された受信信号X2とが前記第1合成部72bにより加算されることでそれら受信信号X1、X2に含まれる送信側からの直接波成分が低減乃至は消去させられる。ここで、前記受信アンテナ26a、26b、26c相互間の距離に対応して前記質問波Fcが減衰するため、それら受信アンテナ26a、26b、26cそれぞれにより受信される受信信号レベルは必ずしも等しくないが、前記レベル調整部30aにより前記受信アンテナ26aにより受信された受信信号が、前記レベル調整部30bにより前記受信アンテナ26cにより受信された受信信号がそれぞれ所定のゲインで調整されることで、前記受信アンテナ26a、26b、26cによりそれぞれ受信された受信信号のレベルが互いに等しくなり、それら受信信号に含まれる直接波成分が好適にキャンセルされる。
The receiving
図12は、前記無線タグ通信装置70のDSP16による前記無線タグ14との間の通信制御について説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。このフローチャートにおいて、前述した図7の制御と共通するステップに関しては同一の符号を付してその説明を省略する。この図12に示すRFID通信制御では、SA9において、SA4にて前記メモリ部40に記憶された前記受信アンテナ26a、26b、26cにそれぞれ対応する受信信号X0、X1、X2が読み出されて前記第1合成部72aにより受信信号X0とX1とが合成(加算)され、それら受信信号X0、X1に含まれる直接波成分がキャンセルされると共に、前記第1合成部72bにより受信信号X1とX2とが合成(加算)され、それら受信信号X1、X2に含まれる直接波成分がキャンセルされる。そして、図13に示すAAA処理が実行された後、本ルーチンが終了させられる。
FIG. 12 is a flowchart for explaining communication control with the
図13に示すAAA処理では、先ず、SB1において、SA9にて合成されることで直接波成分がキャンセルされた合成信号に前記第2合成部76にて所定のウェイトW01、W12が掛け合わされる。次に、SB2において、SB1にてウェイトW01、W12が掛け合わされた信号が前記第3合成部78において合成(加算)された後、前記AM復調部44によりAM方式で復調される。次に、SB3において、誤差信号すなわち前記AM復調部44の出力と前記参照信号生成部80により生成される参照信号との誤差が算出される。次に、SB4において、SB3にて算出された誤差信号等がウェイト更新のための所定(例えばRLSアルゴリズム)の漸化式に代入され、前記第2合成部76において掛け合わされるウェイトの値W01’、W12’が更新される。次に、SB5において、ウェイトの値が収束したか否かが判断される。このSB5の判断が否定される場合には、SB1以下の処理が再び実行されるが、SB5の判断が肯定される場合には、SB6において、SB2にて復調された信号が前記FSK復号部46によりFSK方式で復号され、前記返答ビット列解釈部48において前記無線タグ14の変調に関する情報信号が読み出された後、図12に示す制御に戻る。
In the AAA processing shown in FIG. 13, first, in SB1, a predetermined weight W 01 , W 12 is multiplied by the second combining unit 76 to the combined signal in which the direct wave component is canceled by combining in SA9. The Next, in SB2, the signal obtained by multiplying the weights W 01 and W 12 in SB1 is combined (added) in the third combining
このように、本実施例によれば、前記複数の受信アンテナ26のうち少なくとも2対の受信アンテナ26によりそれぞれ受信される受信信号を各対毎に合成することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させる複数の第1合成部72と、それら複数の第1合成部72により合成された合成信号それぞれに与えるウェイトを制御するウェイト制御部82とを、備えたものであるため、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができることに加え、受信感度を高めることができる。
Thus, according to the present embodiment, the transmission side included in the reception signal by combining the reception signals respectively received by at least two pairs of reception antennas 26 among the plurality of reception antennas 26 for each pair. Are provided with a plurality of first synthesis units 72 that reduce the direct wave component from and a
図14は、本発明の第4実施例である無線タグ通信装置84の構成を説明する図である。この図14に示すように、本実施例の無線タグ通信装置84のDSP16には、前記レベル調整部30のゲインを制御するゲイン制御部68が機能的に備えられている。このゲイン制御部68は、前記複数の受信アンテナ26それぞれの受信信号レベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部30における増幅率を定める。すなわち、前記メモリ部40に一時記憶されて出力される前記受信アンテナ26aに対応する受信信号X0、前記受信アンテナ26bに対応する受信信号X1、及び前記受信アンテナ26cに対応する受信信号X2のレベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部30a、30bのゲインを制御する。
FIG. 14 is a diagram for explaining the configuration of a wireless
図15は、上記無線タグ通信装置84のDSP16による前記無線タグ14との間の通信制御について説明するフローチャートであり、タグの読み取り動作毎に繰り返し実行されるものである。このフローチャートにおいて、前述した図7及び図12の制御と共通するステップに関しては同一の符号を付してその説明を省略する。この図15に示すRFID通信制御では、SA8において、SA4にて前記メモリ部40に記憶された前記受信アンテナ26aに対応する受信信号X0、受信アンテナ26bに対応する受信信号X1、及び受信アンテナ26cに対応する受信信号X2が読み出されてそれらのレベルが互いに等しくなるように前記レベル調整部30a、30bのゲインが調整された後、SA9以下の処理が実行される。
FIG. 15 is a flowchart for explaining the communication control with the
図16は、前記無線タグ通信装置84のDSP16による前記無線タグ14との間の他の通信制御について説明するフローチャートであり、タグの読み取り動作毎に繰り返し実行されるものである。このフローチャートにおいて、前述した図7、図12、及び図15の制御と共通するステップに関しては同一の符号を付してその説明を省略する。この図16に示すRFID通信制御では、SA10において、前記第2合成部76におけるウェイトは初期値のままに前記第3合成部78から出力される信号が前記AM復調部44においてAM方式で復調される。次に、SA11において、SA10にて復調された信号が前記FSK復号化部46によりFSK方式で復号化される。次に、SA12において、SA11の復号処理が良好に完了したか否かが判断される。このSA12の判断が肯定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、SA12の判断が否定される場合には、図13に示すAAA処理が実行された後、本ルーチンが終了させられる。
FIG. 16 is a flowchart for explaining another communication control with the
図17は、本発明の第5実施例である無線タグ通信装置86に備えられた送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26について説明する図である。この図17に示すように、本実施例の無線タグ通信装置86には、棒状アンテナ素子である前記送信アンテナ24及び複数(図17では3本)の受信アンテナ素子26が同一の平面内に互いに平行を成すように立設されており、それら複数の受信アンテナ26相互間の距離は、前記送信アンテナ24から送信される質問波Fcの主搬送波の波長をλとしてその3分の1すなわちλ/3とされている。前記受信アンテナ26a、26b、26cにより受信される送信アンテナ24からの直接波すなわち質問波Fcに関する位相差は、前記無線タグ14からの応答波Frの方向によらず一定であり、前記受信アンテナ26aによりにより受信される送信アンテナ24からの直接波と受信アンテナ26bによりにより受信される送信アンテナ24からの直接波との位相差、前記受信アンテナ26bによりにより受信される送信アンテナ24からの直接波と受信アンテナ26cによりにより受信される送信アンテナ24からの直接波との位相差は何れも120[°]となる。
FIG. 17 is a diagram illustrating the
図18は、図17のように配設された複数の受信アンテナ26により受信される前記送信アンテナ24からの質問波Fcのキャンセルについて説明する図である。この図18に示すように、前記受信アンテナ26aにより受信される送信アンテナ24からの直接波成分0、受信アンテナ26bにより受信される送信アンテナ24からの直接波成分1、及び受信アンテナ26cにより受信される送信アンテナ24からの直接波成分2は、それら3つの受信信号が合成(加算)されることにより相殺されて低減乃至は消去させられ、それぞれの応答波(反射波)成分のみが出力される。例えば、前述した図5に示す到来角θが15[°]である場合には、位相が31.0[°]ずつずれた3つの信号の合成信号が出力される。このようにして、前記受信信号に含まれる直接波成分が好適にキャンセルされる。
Figure 18 is a diagram for explaining cancellation of interrogating wave F c from the transmitting
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in other modes.
図19は、前記無線タグ通信装置12に備えられた送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26の他の配設例について説明する図である。この図19に示すように、前記複数の受信アンテナ26は、前記送信アンテナ24に関して互いに対向する側に配設されたものであってもよい。ここで、前記送信アンテナ24と受信アンテナ26aとの距離l1と、その送信アンテナ24と受信アンテナ26bとの距離l2との差は零すなわちl1=12である。この2つの受信アンテナ26a、26bによりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分は互いに同位相とされ、それらを互いに引算することにより送信側からの直接波成分を低減させることができる。
FIG. 19 is a diagram for explaining another arrangement example of the
また、図20は、前記無線タグ通信装置12に備えられた送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26の配設例を総括的に説明する図であり、1Rは前述した図4の配設例を、2Rは上述した図19の配設例をそれぞれ示している。この図20の3Rの配設例では、前記送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26は、それら全てが同一平面内には配設されておらず、その送信アンテナ24と各受信アンテナ26との距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波の波長λの2分の1倍となるように配設されている。このように、前記送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26は、必ずしも同一平面内に直線状に配設されなくともよく、その送信アンテナ24と各受信アンテナ26との距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波の波長λと等しくなるように、又はその波長λの2分の1倍となるように配設されたものであれば、受信側における送信側からの直接波成分を好適に低減させることができる。すなわち、前記送信アンテナ24と各受信アンテナ26との距離の差Δlは、次の数式3又は数式4を満たすものであれば本発明の効果を奏する。なお、この数式3及び数式4において、nは0以上の整数すなわちn=0、1、2、・・・である。
FIG. 20 is a diagram for explaining the overall arrangement example of the
[数式3]
Δl=λ/2+nλ
[数式4]
Δl=nλ
[Formula 3]
Δl = λ / 2 + nλ
[Formula 4]
Δl = nλ
また、前述の実施例において、前記複数の受信アンテナ26は、それら複数の受信アンテナ26のうち少なくとも2つの受信アンテナ26によりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに逆位相である受信信号を加算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものであったが、前記複数の受信アンテナ26は、例えば、図20の4Rに示すように、前記送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26は、その送信アンテナ24と各受信アンテナ26との距離の差がそれぞれ前記送信信号の搬送波の波長λと等しくなるように配設されたものであってもよい。すなわち、前記複数の受信アンテナ26のうち少なくとも2つの受信アンテナ26によりそれぞれ受信される送信側からの直接波成分が互いに同位相である受信信号を引算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されたものであってもよい。このようにしても、受信側における送信側からの影響を好適に解消することができる。
In the above-described embodiment, the plurality of receiving antennas 26 are received signals in which direct wave components from the transmitting side received by at least two receiving antennas 26 among the plurality of receiving antennas 26 are in opposite phases to each other. 20 is arranged so as to reduce the direct wave component from the transmission side included in the received signal, the plurality of receiving antennas 26 are, for example, as shown in 4R of FIG. In addition, the
また、前述の実施例では、2本乃至は3本の受信アンテナ26を備えた無線タグ通信装置12等について説明したが、4本以上の受信アンテナ26を備えた無線タグ通信装置にも本発明は好適に適用される。例えば、棒状アンテナ素子である送信アンテナ24及びm本の受信アンテナ26が同一平面内に互いに平行を成すように立設されている場合には、それら受信アンテナ26の相互間隔をλ/mとすることで受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を好適にキャンセルできる。この態様では、互いに隣接する受信アンテナ26相互間の位相差は360/m[°]となる。
In the above-described embodiment, the wireless
また、前述の実施例では、専ら前記送信アンテナ24及び複数の受信アンテナ26を所定の相対位置関係とすることでそれら受信アンテナ26により受信される受信信号に含まれる送信側からの直接波成分をキャンセルする態様について説明したが、例えば、所定の受信アンテナ26に対応してディレイ回路を設けることで、それら複数の受信アンテナ26のうち少なくとも2つの受信アンテナ26によりそれぞれ受信される受信信号を演算することでその受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように伝送路の長さを等価的に定めてもよい。すなわち、前記受信アンテナ26相互間の距離は前述した実施例の値には限られない。また、平面状のアンテナ素子を備えた無線タグ通信装置に本発明が適用されても構わない。
Further, in the above-described embodiment, the direct wave component from the transmission side included in the reception signal received by the reception antenna 26 is obtained by exclusively setting the
また、前述の実施例において、前記メモリ部40、合成部42、ゲイン制御部68、及びアダプティブ処理部74等は、前記DSP16に機能的に備えられたものであったが、これらはそれぞれ個別の制御装置として設けられるものであってもよい。また、前記レベル調整部30は、前記DSP16に機能的に備えられるものであっても構わない。
In the above-described embodiment, the
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
12、66、70、84、86:無線タグ通信装置(無線通信装置)
14:無線タグ(通信対象)
24:送信アンテナ
26:受信アンテナ
30:レベル調整部
72:第1合成部
78:第3合成部(第2の合成部)
82:ウェイト制御部
12, 66, 70, 84, 86: RFID tag communication device (wireless communication device)
14: Wireless tag (communication target)
24: transmitting antenna 26: receiving antenna 30: level adjusting unit 72: first combining unit 78: third combining unit (second combining unit)
82: Weight control unit
Claims (8)
前記複数の受信アンテナは、それら複数の受信アンテナのうち少なくとも2つの受信アンテナによりそれぞれ受信される受信信号を演算することで該受信信号に含まれる送信側からの直接波成分を低減させるように配設されていることを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication apparatus that transmits a transmission signal from a transmission antenna toward a predetermined communication target, and receives return signals returned from the communication target by a plurality of reception antennas, and communicates information with the communication target Because
The plurality of reception antennas are arranged so as to reduce a direct wave component from the transmission side included in the reception signals by calculating reception signals respectively received by at least two reception antennas among the plurality of reception antennas. A wireless communication apparatus characterized by being provided.
それら複数の合成部により合成された合成信号それぞれに与えるウェイトを制御するウェイト制御部と、
該ウェイト制御部によりウェイトを与えられた合成信号を合成する第2の合成部と
を、備えたものである請求項1から4の何れかの無線通信装置。 A plurality of combining units for reducing the direct wave component from the transmission side included in the received signal by combining the received signals respectively received by at least two pairs of receiving antennas among the plurality of receiving antennas for each pair; ,
A weight control unit for controlling weights to be given to each of the synthesized signals synthesized by the plurality of synthesis units;
The wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising: a second synthesis unit that synthesizes a synthesized signal given a weight by the weight control unit.
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