JP2533800B2 - マイクロ波応答装置 - Google Patents
マイクロ波応答装置Info
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- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
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- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
- G01S13/75—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
- G01S13/751—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal
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- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
- G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
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- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
- H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、応答信号に応じてマイクロ波に共振しまた
は共振せず、この共振したマイクロ波を輻射し、さらに
共振に伴ない高調波成分を生成させて応答信号で振幅変
調されたごとき高調波信号波を放射させるマイクロ波応
答装置に関するものである。
は共振せず、この共振したマイクロ波を輻射し、さらに
共振に伴ない高調波成分を生成させて応答信号で振幅変
調されたごとき高調波信号波を放射させるマイクロ波応
答装置に関するものである。
（従来の技術） 近年、応答装置を、人が所持しまたは移動物に付設
し、この応答装置に適宜な情報を記憶させ、定置された
無線送信装置からこの応答装置に向けてマイクロ波を送
信し、このマイクロ波を応答装置で受信し、さらに応答
信号で変調した応答信号波を返送する通信システムが提
案されている。この応答装置に記憶させる情報によっ
て、応答装置をIDカードや運転免許証さらには製造ライ
ンにおける仕様指示書等として機能させることができ
る。また、上記通信システムでは、受信したマイクロ波
を応答信号波の搬送波として用いるので、応答装置自体
に発振回路を必要とせず、応答装置の消費電力を僅かな
ものとすることができる。そこで、受信したマイクロ波
の電力を直流電力に交換して駆動電源として用いれば、
応答装置自体に電池を内蔵したり、商用交流電源を外部
から電線を介して供給したりする必要がない。
し、この応答装置に適宜な情報を記憶させ、定置された
無線送信装置からこの応答装置に向けてマイクロ波を送
信し、このマイクロ波を応答装置で受信し、さらに応答
信号で変調した応答信号波を返送する通信システムが提
案されている。この応答装置に記憶させる情報によっ
て、応答装置をIDカードや運転免許証さらには製造ライ
ンにおける仕様指示書等として機能させることができ
る。また、上記通信システムでは、受信したマイクロ波
を応答信号波の搬送波として用いるので、応答装置自体
に発振回路を必要とせず、応答装置の消費電力を僅かな
ものとすることができる。そこで、受信したマイクロ波
の電力を直流電力に交換して駆動電源として用いれば、
応答装置自体に電池を内蔵したり、商用交流電源を外部
から電線を介して供給したりする必要がない。
かかる通信システムにおいて、マイクロ波を受信し、
応答信号によって位相変調して応答信号波として返送す
る従来のマイクロ波応答装置の一例を第９図に示す。
応答信号によって位相変調して応答信号波として返送す
る従来のマイクロ波応答装置の一例を第９図に示す。
第９図において、裏面にグランド板が配設された低誘
電体基板（図示せず）上に、受信すべきマイクロ波の波
長λの1/2の長さの一辺を有する矩形のマイクロストリ
ップ共振器１が配設され、その一辺中央部に1/2波長よ
り長いマイクロストリップライン２が接続される。そし
て、このマイクロストリップライン２の遊端から1/2波
長の位置に、トランジスタ３を介して短絡用スタブ４が
接続され、このトランジスタ３が応答信号よりON状態と
OFF状態に切り換えられるように構成される。
電体基板（図示せず）上に、受信すべきマイクロ波の波
長λの1/2の長さの一辺を有する矩形のマイクロストリ
ップ共振器１が配設され、その一辺中央部に1/2波長よ
り長いマイクロストリップライン２が接続される。そし
て、このマイクロストリップライン２の遊端から1/2波
長の位置に、トランジスタ３を介して短絡用スタブ４が
接続され、このトランジスタ３が応答信号よりON状態と
OFF状態に切り換えられるように構成される。
かかる構成において、マイクロストリップ共振器１で
受信されたマイクロ波は、トランジスタ３がOFF状態で
あればマイクロストリップライン２の遊端で反射され、
再度マイクロストリップ共振器１から放射される。ま
た、トランジスタ３がON状態であれば、マイクロストリ
ップライン２は実効的にトランジスタ３の接続された位
置で短絡となり、この位置でマイクロ波が反射されて再
度マイクロストリップ共振器１から90度位相がずれて放
射される。このように、受信されたマイクロ波を反射す
るマイクロストリップラインの実効長が、応答信号によ
って切り換えられ、受信されたマイクロ波が位相変調さ
れて応答信号として返送されることとなる。
受信されたマイクロ波は、トランジスタ３がOFF状態で
あればマイクロストリップライン２の遊端で反射され、
再度マイクロストリップ共振器１から放射される。ま
た、トランジスタ３がON状態であれば、マイクロストリ
ップライン２は実効的にトランジスタ３の接続された位
置で短絡となり、この位置でマイクロ波が反射されて再
度マイクロストリップ共振器１から90度位相がずれて放
射される。このように、受信されたマイクロ波を反射す
るマイクロストリップラインの実効長が、応答信号によ
って切り換えられ、受信されたマイクロ波が位相変調さ
れて応答信号として返送されることとなる。
（発明が解決しようとする課題） ところで、上記第９図に示す従来のマイクロ波応答装
置にあっては、マイクロストリップ共振器１とマイクロ
ストリップライン２が接続され、受信するマイクロ波の
１波長以上の寸法を必要とし、大きなスペースが必要で
あり、小型化が要望されていた。
置にあっては、マイクロストリップ共振器１とマイクロ
ストリップライン２が接続され、受信するマイクロ波の
１波長以上の寸法を必要とし、大きなスペースが必要で
あり、小型化が要望されていた。
また、応答装置から返送される応答信号波は、微弱な
電界強度であり、フェージングや雑音等による影響を受
け易い。そして、応答信号が正確に伝送されたか否かを
判別し得るシステムが望まれる。そこで、応答信号波と
は異なる周波数の搬送波によって同一の応答信号を伝送
し、２つの搬送波で伝送された２つの復調応答信号を比
較して一致すれば、フェージング等による影響を受けて
いないと判別し得る。この応答信号波とは異なる周波数
の搬送波として、マイクロ波を逓倍した高調波成分を用
い、この高調波成分を応答信号で振幅変調して高調波信
号波として放射することが考えられる。しかしながら、
従来のマイクロ波応答装置自体は、高調波成分の放射は
なく、別に高調波信号を生成する手段を設けなければな
らない。
電界強度であり、フェージングや雑音等による影響を受
け易い。そして、応答信号が正確に伝送されたか否かを
判別し得るシステムが望まれる。そこで、応答信号波と
は異なる周波数の搬送波によって同一の応答信号を伝送
し、２つの搬送波で伝送された２つの復調応答信号を比
較して一致すれば、フェージング等による影響を受けて
いないと判別し得る。この応答信号波とは異なる周波数
の搬送波として、マイクロ波を逓倍した高調波成分を用
い、この高調波成分を応答信号で振幅変調して高調波信
号波として放射することが考えられる。しかしながら、
従来のマイクロ波応答装置自体は、高調波成分の放射は
なく、別に高調波信号を生成する手段を設けなければな
らない。
本発明は、上記した従来のマイクロ波応答装置の事情
に鑑みてなされたもので、簡単な構成で位相変調をした
応答信号波を返送でき、さらに振幅変調された高調波成
分を高調波信号波として放射できるようにしたマイクロ
波応答装置を提供することを目的とする。
に鑑みてなされたもので、簡単な構成で位相変調をした
応答信号波を返送でき、さらに振幅変調された高調波成
分を高調波信号波として放射できるようにしたマイクロ
波応答装置を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明のマイクロ波応
答装置は、２つのマイクロストリップラインを間隔を開
けて直線状に配設するとともに前記マイクロストリップ
ラインの間隔の両端部間に前記応答信号によってON状態
とOFF状態に切り換えられるダイオードを介装し、前記
２つの直線状のマイクロストリップラインの両先端間の
寸法を前記ダイオードのON状態またはOFF状態のいずれ
か一方のインピーダンスを含んで無線送信装置から送信
されるマイクロ波の波長の1/2の実効長に構成し、前記
２つのマイクロストリップラインと前記ダイオードから
なる共振器が、前記応答信号に応じて前記マイクロ波に
共振しまたは共振せず、また共振したマイクロ波を応答
信号波として輻射するとともに、共振したマイクロ波の
高調波を輻射するようにされている。そして、前記ダイ
オードをアノード側とカソード側からみたインピーダン
スの違いに応じて、アノードとカソードが接続されるそ
れぞれのマイクロストリップラインの長さを違えて整合
させるように構成しても良い。
答装置は、２つのマイクロストリップラインを間隔を開
けて直線状に配設するとともに前記マイクロストリップ
ラインの間隔の両端部間に前記応答信号によってON状態
とOFF状態に切り換えられるダイオードを介装し、前記
２つの直線状のマイクロストリップラインの両先端間の
寸法を前記ダイオードのON状態またはOFF状態のいずれ
か一方のインピーダンスを含んで無線送信装置から送信
されるマイクロ波の波長の1/2の実効長に構成し、前記
２つのマイクロストリップラインと前記ダイオードから
なる共振器が、前記応答信号に応じて前記マイクロ波に
共振しまたは共振せず、また共振したマイクロ波を応答
信号波として輻射するとともに、共振したマイクロ波の
高調波を輻射するようにされている。そして、前記ダイ
オードをアノード側とカソード側からみたインピーダン
スの違いに応じて、アノードとカソードが接続されるそ
れぞれのマイクロストリップラインの長さを違えて整合
させるように構成しても良い。
さらに、前記ダイオードを、前記応答信号により順方
向立ち上り電圧領域にバイアスしてON状態に設定して、
前記マイクロ波に共振するよう構成することができる。
また、前記ダイオードを、前記応答信号により降伏領域
にバイアスしてON状態に設定して、前記マイクロ波に共
振するよう構成することもできる。そしてまた、前記ダ
イオードを、前記２つの直線状のマイクロストリップラ
インの両先端間の寸法の中央からずらして配置して構成
しても良い。
向立ち上り電圧領域にバイアスしてON状態に設定して、
前記マイクロ波に共振するよう構成することができる。
また、前記ダイオードを、前記応答信号により降伏領域
にバイアスしてON状態に設定して、前記マイクロ波に共
振するよう構成することもできる。そしてまた、前記ダ
イオードを、前記２つの直線状のマイクロストリップラ
インの両先端間の寸法の中央からずらして配置して構成
しても良い。
そして、前記ダイオードに代えて、前記応答信号に応
じて容量が切り換えられる可変容量ダイオードを介装し
て構成しても良い。
じて容量が切り換えられる可変容量ダイオードを介装し
て構成しても良い。
（作用） ２つのマイクロストリップラインとダイオードによっ
て、マイクロ波を受信し得るマイクロストリップ共振器
が構成される。そして、ダイオードを応答信号に応じて
ON状態とOFF状態に切り換えることで、ダイオードのイ
ンピーダンスが変化し、マイクロストリップ共振器の共
振周波数がマイクロ波とその他にずれる。そして、共振
したマイクロ波は輻射され、また共振しないマイクロ波
はマイクロストリップ共振器を透過して周囲の造形物で
反射される。そこで、この輻射波と反射波が、応答信号
により位相変調された応答信号波として返送される。そ
して、ダイオードのカソード側とアノード側のインピー
ダンスの違いに応じて接続されるマイクロストリップラ
インの長さを違えれば、ダイオードとマイクロストリッ
プラインを簡単な構造で整合させ得る。
て、マイクロ波を受信し得るマイクロストリップ共振器
が構成される。そして、ダイオードを応答信号に応じて
ON状態とOFF状態に切り換えることで、ダイオードのイ
ンピーダンスが変化し、マイクロストリップ共振器の共
振周波数がマイクロ波とその他にずれる。そして、共振
したマイクロ波は輻射され、また共振しないマイクロ波
はマイクロストリップ共振器を透過して周囲の造形物で
反射される。そこで、この輻射波と反射波が、応答信号
により位相変調された応答信号波として返送される。そ
して、ダイオードのカソード側とアノード側のインピー
ダンスの違いに応じて接続されるマイクロストリップラ
インの長さを違えれば、ダイオードとマイクロストリッ
プラインを簡単な構造で整合させ得る。
さらに、ON状態のダイオードが、順方向立ち上り電圧
領域にバイアスされるならば、共振状態となるON状態の
ダイオードの非線形により高調波成分が強く生成され
る。そこで、ON状態とOFF状態で生成される高調波成分
の強さは、応答信号で振幅変調されたようになる。ま
た、ON状態のダイオードを降伏領域とするならば、同様
に共振状態となるON状態で高調波成分を強く生成する。
そしてまた、ダイオードを２つのマイクロストリップラ
インの両先端間の寸法の中央からずらして配置するなら
ば、偶数次高調波成分の電流節部の位置からダイオード
がずれ、偶数次高調波成分の電流がダイオードに流れて
より強く高調波成分が生成される。
領域にバイアスされるならば、共振状態となるON状態の
ダイオードの非線形により高調波成分が強く生成され
る。そこで、ON状態とOFF状態で生成される高調波成分
の強さは、応答信号で振幅変調されたようになる。ま
た、ON状態のダイオードを降伏領域とするならば、同様
に共振状態となるON状態で高調波成分を強く生成する。
そしてまた、ダイオードを２つのマイクロストリップラ
インの両先端間の寸法の中央からずらして配置するなら
ば、偶数次高調波成分の電流節部の位置からダイオード
がずれ、偶数次高調波成分の電流がダイオードに流れて
より強く高調波成分が生成される。
そして、２つのマイクロストリップラインと可変容量
ダイオードによってマイクロストリップ共振器を構成す
るとともに、応答信号で可変容量ダイオードの容量を切
り換えても、共振周波数の変化により共振したマイクロ
波は輻射され、非共振では周囲の造形物で反射される。
しかも、可変容量ダイオードの容量の非線形により高調
波成分が生成される。
ダイオードによってマイクロストリップ共振器を構成す
るとともに、応答信号で可変容量ダイオードの容量を切
り換えても、共振周波数の変化により共振したマイクロ
波は輻射され、非共振では周囲の造形物で反射される。
しかも、可変容量ダイオードの容量の非線形により高調
波成分が生成される。
（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図を参照し
て説明する。第１図は、本発明のマイクロ波応答装置の
一実施例の構造を示す図であり、第２図は、第１図のダ
イオードの等価回路を示す図であり、第３図は、第１図
のダイオードのバイアスの一例を示す図であり、第４図
は、高調波成分が強く生成される動作を説明する図であ
り、第５図は、本発明のマイクロ波応答装置が適用され
て好適な通信システムの概要を示すブロック回路図であ
る。
て説明する。第１図は、本発明のマイクロ波応答装置の
一実施例の構造を示す図であり、第２図は、第１図のダ
イオードの等価回路を示す図であり、第３図は、第１図
のダイオードのバイアスの一例を示す図であり、第４図
は、高調波成分が強く生成される動作を説明する図であ
り、第５図は、本発明のマイクロ波応答装置が適用され
て好適な通信システムの概要を示すブロック回路図であ
る。
まず、第５図により本発明のマイクロ波応答装置が適
用される通信システムについて説明する。第５図におい
て、質問装置10は、第１の発振回路11から出力される第
１の周波数f1がアンプ12で増幅されてハイブリッドリン
ク13に与えられ、このハイブリッドリンク13で90°位相
の異なる２信号に変換される。そして、この２信号で円
偏波が生成されて円偏波アンテナ14から無変調のまま例
えば左旋円偏波により、エネルギ波として応答装置30に
向けて送信される。また、第２の発振回路15から出力さ
れる第２の周波数f2が、変調回路16で質問信号により振
幅変調され、さらにアンプ17で増幅されてハイブリッド
リンク13に与えられ、同様に90°位相の異なる２信号に
変換される。そして、この２信号で円偏波が生成されて
円偏波アンテナ14から左旋円偏波により、質問信号波と
して応答装置30に向けて送信される。なお、ハイブリッ
ドリンク13において、第１と第２の周波数f1，f2のアイ
ソレーションは良好であって、相互に影響し合ったり混
合されたりすることはない。
用される通信システムについて説明する。第５図におい
て、質問装置10は、第１の発振回路11から出力される第
１の周波数f1がアンプ12で増幅されてハイブリッドリン
ク13に与えられ、このハイブリッドリンク13で90°位相
の異なる２信号に変換される。そして、この２信号で円
偏波が生成されて円偏波アンテナ14から無変調のまま例
えば左旋円偏波により、エネルギ波として応答装置30に
向けて送信される。また、第２の発振回路15から出力さ
れる第２の周波数f2が、変調回路16で質問信号により振
幅変調され、さらにアンプ17で増幅されてハイブリッド
リンク13に与えられ、同様に90°位相の異なる２信号に
変換される。そして、この２信号で円偏波が生成されて
円偏波アンテナ14から左旋円偏波により、質問信号波と
して応答装置30に向けて送信される。なお、ハイブリッ
ドリンク13において、第１と第２の周波数f1，f2のアイ
ソレーションは良好であって、相互に影響し合ったり混
合されたりすることはない。
また、質問装置10には、応答装置30から送信されて第
１の周波数f1が応答信号で位相変調された応答信号波を
受信するアンテナ18が設けられる。このアンテナ18で受
信された応答信号波が、帯域通過フィルタ19により第１
の周波数f1の成分のみが抽出されてホモダイン検波回路
20に与えられる。このホモダイン検波回路20には、第１
の発振回路11から第１の周波数f1が検波用搬送波として
与えられ、応答信号波がホモダイン検波されて第１復調
応答信号として復調される。
１の周波数f1が応答信号で位相変調された応答信号波を
受信するアンテナ18が設けられる。このアンテナ18で受
信された応答信号波が、帯域通過フィルタ19により第１
の周波数f1の成分のみが抽出されてホモダイン検波回路
20に与えられる。このホモダイン検波回路20には、第１
の発振回路11から第１の周波数f1が検波用搬送波として
与えられ、応答信号波がホモダイン検波されて第１復調
応答信号として復調される。
さらに、質問装置10には、応答装置30において第１の
周波数f1を位相変調するさいに、応答信号であたかも振
幅変調されたごとき高調波成分が生成されるが、この高
調波信号波を受信するアンテナ21が設けられる。このア
ンテナ21で受信された高調波信号波が、帯域通過フィル
タ22で第２高調波成分のみが抽出され、さらにローノイ
ズブロックダウンコンバータ23および検波回路24を介し
て第２復調応答信号として復調される。さらに、マイク
ロプロセッサ等（図示せず）により、第１と第２復調応
答信号が比較され、一致したならばフェージングや雑音
等の影響を受けず正確に応答信号が復調されていること
を確認し得る。
周波数f1を位相変調するさいに、応答信号であたかも振
幅変調されたごとき高調波成分が生成されるが、この高
調波信号波を受信するアンテナ21が設けられる。このア
ンテナ21で受信された高調波信号波が、帯域通過フィル
タ22で第２高調波成分のみが抽出され、さらにローノイ
ズブロックダウンコンバータ23および検波回路24を介し
て第２復調応答信号として復調される。さらに、マイク
ロプロセッサ等（図示せず）により、第１と第２復調応
答信号が比較され、一致したならばフェージングや雑音
等の影響を受けず正確に応答信号が復調されていること
を確認し得る。
応答装置30は、円偏波アンテナ14から送信されたエネ
ルギ波と質問信号波をともに受信できる帯域を有する円
偏波アンテナ31が設けられる。そして、この円偏波アン
テナ31で受信されたエネルギ波と質問信号波がともに整
流回路32で整流される。さらに、この整流出力から低域
通過フィルタ33を介して直流成分が抽出され、直流電力
＋Ｂとして応答装置30の駆動電源として利用される。ま
た、整流出力から低域阻止フィルタ34を介して信号成分
が抽出され、復調質問信号としてマイクロプロセッサ等
（図示せず）で適宜に処理される。
ルギ波と質問信号波をともに受信できる帯域を有する円
偏波アンテナ31が設けられる。そして、この円偏波アン
テナ31で受信されたエネルギ波と質問信号波がともに整
流回路32で整流される。さらに、この整流出力から低域
通過フィルタ33を介して直流成分が抽出され、直流電力
＋Ｂとして応答装置30の駆動電源として利用される。ま
た、整流出力から低域阻止フィルタ34を介して信号成分
が抽出され、復調質問信号としてマイクロプロセッサ等
（図示せず）で適宜に処理される。
また、応答装置30には、質問装置10の円偏波アンテナ
14から送信されるエネルギ波を受信するアンテナ35が別
に設けられている。このアンテナ35で受信された応答信
号波用の搬送波としてのエネルギ波が位相変調回路36に
与えられ、マイクロプロセッサ等から出力される応答信
号によって位相変調され、再度アンテナ35から質問装置
10に向けて応答信号波として返送される。この位相変調
回路36による変調のさいに、応答信号であたかも振幅変
調されたごとき高調波成分が生成され、これがアンテナ
35から高調波信号波として同時に放射される。
14から送信されるエネルギ波を受信するアンテナ35が別
に設けられている。このアンテナ35で受信された応答信
号波用の搬送波としてのエネルギ波が位相変調回路36に
与えられ、マイクロプロセッサ等から出力される応答信
号によって位相変調され、再度アンテナ35から質問装置
10に向けて応答信号波として返送される。この位相変調
回路36による変調のさいに、応答信号であたかも振幅変
調されたごとき高調波成分が生成され、これがアンテナ
35から高調波信号波として同時に放射される。
次に、第５図のアンテナ35と位相変調回路36として適
用される本発明のマイクロ波応答装置の一実施例を第１
図ないし第４図を参照して説明する。
用される本発明のマイクロ波応答装置の一実施例を第１
図ないし第４図を参照して説明する。
第１図において、アンテナ35と位相変調回路36として
の本発明のマイクロ波応答装置は、裏面にグランド板が
配設された低誘導体基板（図示せず）上に、２本のマイ
クロストリップライン40,41が間隔を開けて直線状に配
設され、この間隔の両端部間にダイオード42が介装され
て構成される。そして、ダイオード42のアノードが接地
され、カソードに“1"と“0"からなる応答信号が与えら
れる。
の本発明のマイクロ波応答装置は、裏面にグランド板が
配設された低誘導体基板（図示せず）上に、２本のマイ
クロストリップライン40,41が間隔を開けて直線状に配
設され、この間隔の両端部間にダイオード42が介装され
て構成される。そして、ダイオード42のアノードが接地
され、カソードに“1"と“0"からなる応答信号が与えら
れる。
ここで、ダイオード42の等価回路は、第２図に示すご
とく、ジャンクション抵抗Rjとジャンクション容量Cjの
並列接続体に、リード抵抗RsとリードインダクタンスLs
が直列接続され、この直列接続体とケース容量Ccが並列
接続されたものである。そして、応答信号“0"でダイオ
ード42は、第３図のごとく順方向立ち上り電圧領域ａに
バイアスされてジャンクション抵抗Rjがほぼ零となり、
応答信号“1"でダイオード42は阻止領域ｂにバイアスさ
れてジャンクション抵抗Rjがほぼ無限大となる。
とく、ジャンクション抵抗Rjとジャンクション容量Cjの
並列接続体に、リード抵抗RsとリードインダクタンスLs
が直列接続され、この直列接続体とケース容量Ccが並列
接続されたものである。そして、応答信号“0"でダイオ
ード42は、第３図のごとく順方向立ち上り電圧領域ａに
バイアスされてジャンクション抵抗Rjがほぼ零となり、
応答信号“1"でダイオード42は阻止領域ｂにバイアスさ
れてジャンクション抵抗Rjがほぼ無限大となる。
そして、ON状態のインピーダンスのダイオード42を含
んで、２本のマイクロストリップライン40,41の両先端
間の寸法は、エネルギ波としての第１の周波数f1のマイ
クロ波の波長λ1の1/2の実効長となるように形成され
て、ダイオード42のON状態でマイクロ波に共振するマイ
クロストリップ共振器が構成される。そして、２本のマ
イクロストリップライン40,41の長さｌ1，l2は、ダイオ
ード42をアノード側からみたインピーダンスとカソード
側からみたインピーダンスの相異から、それぞれにダイ
オード42と整合する異なる長さに設定される。また、マ
イクロストリップライン40,41の長さｌ1，l2は、ダイオ
ード42が２本のマイクロストリップライン40,41の両先
端間の寸法の中央からずれるように設定される。
んで、２本のマイクロストリップライン40,41の両先端
間の寸法は、エネルギ波としての第１の周波数f1のマイ
クロ波の波長λ1の1/2の実効長となるように形成され
て、ダイオード42のON状態でマイクロ波に共振するマイ
クロストリップ共振器が構成される。そして、２本のマ
イクロストリップライン40,41の長さｌ1，l2は、ダイオ
ード42をアノード側からみたインピーダンスとカソード
側からみたインピーダンスの相異から、それぞれにダイ
オード42と整合する異なる長さに設定される。また、マ
イクロストリップライン40,41の長さｌ1，l2は、ダイオ
ード42が２本のマイクロストリップライン40,41の両先
端間の寸法の中央からずれるように設定される。
かかる構成において、応答信号が“0"であれば、マイ
クロストリップ共振器がマイクロ波を受信して共振状態
となり、共振するマイクロ波が輻射される。そして、応
答信号が“1"に切り換えられると、ダイオード42のイン
ピーダンスが変化してマイクロストリップ共振器の共振
周波数がマイクロ波からずれて共振状態からはずれる。
このために、マイクロ波はマイクロストリップ共振器を
透過し、周囲の他の造形物で反射され、応答信号が“0"
のときに対して反射波に位相変調が加わる。このように
して、応答信号によってマイクロ波が位相変調されたご
とき応答信号波が返送される。そして、このマイクロ波
応答装置は、マイクロ波の波長の1/2の寸法であり、小
型であるとともに構造が極めて簡単である。
クロストリップ共振器がマイクロ波を受信して共振状態
となり、共振するマイクロ波が輻射される。そして、応
答信号が“1"に切り換えられると、ダイオード42のイン
ピーダンスが変化してマイクロストリップ共振器の共振
周波数がマイクロ波からずれて共振状態からはずれる。
このために、マイクロ波はマイクロストリップ共振器を
透過し、周囲の他の造形物で反射され、応答信号が“0"
のときに対して反射波に位相変調が加わる。このように
して、応答信号によってマイクロ波が位相変調されたご
とき応答信号波が返送される。そして、このマイクロ波
応答装置は、マイクロ波の波長の1/2の寸法であり、小
型であるとともに構造が極めて簡単である。
さらに、マイクロ波の共振によってダイオード42に
は、第４図（ａ）のごとく電流腹部に近い大きな電流が
流れる。そして、応答信号が“0"のときには、ダイオー
ド42がON状態で、第３図に示すごとく、順方向立ち上り
電圧領域ａにバイアスされるので、ダイオード42の非線
形の度合が強く、高調波成分が強く生成される。しか
も、ダイオード42は、マイクロストリップライン40,41
の両先端間の寸法の中央からずれて配設されるので、第
４図（ｂ）のごとく、２次高調波の電流節部からずれた
位置にある。このため、２次高調波による電流（および
偶数次高調波による電流も含む）がダイオード42に流
れ、さらに高調波成分を強く生成させる。このために、
ON状態で高調波成分がより強く生成される。そして、こ
の高調波成分が輻射される。
は、第４図（ａ）のごとく電流腹部に近い大きな電流が
流れる。そして、応答信号が“0"のときには、ダイオー
ド42がON状態で、第３図に示すごとく、順方向立ち上り
電圧領域ａにバイアスされるので、ダイオード42の非線
形の度合が強く、高調波成分が強く生成される。しか
も、ダイオード42は、マイクロストリップライン40,41
の両先端間の寸法の中央からずれて配設されるので、第
４図（ｂ）のごとく、２次高調波の電流節部からずれた
位置にある。このため、２次高調波による電流（および
偶数次高調波による電流も含む）がダイオード42に流
れ、さらに高調波成分を強く生成させる。このために、
ON状態で高調波成分がより強く生成される。そして、こ
の高調波成分が輻射される。
したがって、ダイオード42がOFF状態では、共振状態
でないので、強い高調波成分が生成されないのに対し
て、ON状態で生成される高調波成分は強く、あたかも応
答信号により高調波成分が振幅変調されたごとき状態と
なり、高調波信号として輻射される。
でないので、強い高調波成分が生成されないのに対し
て、ON状態で生成される高調波成分は強く、あたかも応
答信号により高調波成分が振幅変調されたごとき状態と
なり、高調波信号として輻射される。
なお、ダイオード42として、定電圧ダイオードやトン
ネルダイオードのごとく、非破壊的な降伏現象を生じる
ダイオードを用いるならば、応答信号の“0"でダイオー
ドを降伏領域ｃにバイアスしてマイクロ波に共振するよ
うに構成しても良い。
ネルダイオードのごとく、非破壊的な降伏現象を生じる
ダイオードを用いるならば、応答信号の“0"でダイオー
ドを降伏領域ｃにバイアスしてマイクロ波に共振するよ
うに構成しても良い。
第６図ないし第８図は、本発明のマイクロ波応答装置
の他の実施例を示す図である。第６図は、本発明のマイ
クロ波応答装置の他の実施例の構造を示す図であり、第
７図は、第６図の可変容量ダイオードの等価回路を示す
図であり、第８図は、第６図の可変容量ダイオードの特
性図である。
の他の実施例を示す図である。第６図は、本発明のマイ
クロ波応答装置の他の実施例の構造を示す図であり、第
７図は、第６図の可変容量ダイオードの等価回路を示す
図であり、第８図は、第６図の可変容量ダイオードの特
性図である。
第６図に示す本発明のマイクロ波応答装置は、第１図
に示す実施例のダイオード42に代えて可変容量ダイオー
ド50が介装されている。そして、可変容量ダイオード50
の両端には、２本のマイクロストリップライン51,52が
直線状に配設されてマイクロ波を共振周波数とするマイ
クロストリップ共振器が構成される。さらに、可変容量
ダイオード50のアノードが接地され、カソードに応答信
号が与えられる。ここで、可変容量ダイオード50の等価
回路は、第７図のごとく、ジャンクション容量Cjとリー
ドインダクタンスLsおよびリード抵抗Rsの直列接続体
と、ケース容量Ccが並列接続されたものである。なお、
ジャンクション抵抗Rjは、ほぼ無限大であって図示しな
い。そして、応答信号の“0"と“1"によって可変容量ダ
イオード50の逆バイアス電圧が切り換えられ、ジャンク
ション容量Cjが、第８図のごとく大きい容量値Coと小さ
い容量Clに切り換えられる。そこで、応答信号が“0"で
マイクロストリップ共振器の共振周波数がマイクロ波と
一致するように設定すれば、共振したマイクロ波は輻射
される。そして、応答信号の“1"でマイクロストリップ
共振器の共振周波数がマイクロ波からずれ、周囲の造形
物で位相がずれてマイクロ波が反射される。しかも、応
答信号“0"の容量Coにおける非線形の度合は、第８図か
ら明らかなように、容量Clにおける非線形の度合より強
く、容量Coで高調波成分がより強く生成される。したが
って、応答信号に応じてマイクロ波が位相変調された応
答信号が返送されるとともに、高調波成分が応答信号で
振幅変調されたごとき高調波信号波が放射される。
に示す実施例のダイオード42に代えて可変容量ダイオー
ド50が介装されている。そして、可変容量ダイオード50
の両端には、２本のマイクロストリップライン51,52が
直線状に配設されてマイクロ波を共振周波数とするマイ
クロストリップ共振器が構成される。さらに、可変容量
ダイオード50のアノードが接地され、カソードに応答信
号が与えられる。ここで、可変容量ダイオード50の等価
回路は、第７図のごとく、ジャンクション容量Cjとリー
ドインダクタンスLsおよびリード抵抗Rsの直列接続体
と、ケース容量Ccが並列接続されたものである。なお、
ジャンクション抵抗Rjは、ほぼ無限大であって図示しな
い。そして、応答信号の“0"と“1"によって可変容量ダ
イオード50の逆バイアス電圧が切り換えられ、ジャンク
ション容量Cjが、第８図のごとく大きい容量値Coと小さ
い容量Clに切り換えられる。そこで、応答信号が“0"で
マイクロストリップ共振器の共振周波数がマイクロ波と
一致するように設定すれば、共振したマイクロ波は輻射
される。そして、応答信号の“1"でマイクロストリップ
共振器の共振周波数がマイクロ波からずれ、周囲の造形
物で位相がずれてマイクロ波が反射される。しかも、応
答信号“0"の容量Coにおける非線形の度合は、第８図か
ら明らかなように、容量Clにおける非線形の度合より強
く、容量Coで高調波成分がより強く生成される。したが
って、応答信号に応じてマイクロ波が位相変調された応
答信号が返送されるとともに、高調波成分が応答信号で
振幅変調されたごとき高調波信号波が放射される。
（発明の効果） 本発明のマイクロ波応答装置は、以上説明したように
構成されているので、以下に記載されるような効果を奏
する。
構成されているので、以下に記載されるような効果を奏
する。
請求項１記載のマイクロ波応答装置にあっては、マイ
クロ波が応答信号によって位相変調されて応答信号波と
して返送される。しかも、本発明のマイクロ波応答装置
は、共振するマイクロ波の波長の1/2の寸法であり、極
めて小型であるとともに構造が簡単である。
クロ波が応答信号によって位相変調されて応答信号波と
して返送される。しかも、本発明のマイクロ波応答装置
は、共振するマイクロ波の波長の1/2の寸法であり、極
めて小型であるとともに構造が簡単である。
そして、請求項２記載のマイクロ波応答装置にあって
は、２つのマイクロストリップラインの長さを違えるこ
とでダイオードとの整合が容易に得られる。
は、２つのマイクロストリップラインの長さを違えるこ
とでダイオードとの整合が容易に得られる。
さらに、請求項３記載のマイクロ波応答装置にあって
は、ON状態におけるダイオードの強い度合の非線形によ
って高調波成分が強く生成され、高調波信号波の変調度
が大きなものとなる。
は、ON状態におけるダイオードの強い度合の非線形によ
って高調波成分が強く生成され、高調波信号波の変調度
が大きなものとなる。
また、請求項４記載のマイクロ波応答装置にあって
も、定電圧ダイオードやトンネルダイオードを用いて、
請求項３記載のものと同様に、高調波信号波の変調度を
大きなものとすることができる。
も、定電圧ダイオードやトンネルダイオードを用いて、
請求項３記載のものと同様に、高調波信号波の変調度を
大きなものとすることができる。
そしてまた、請求項５記載のマイクロ波応答装置にあ
っては、ダイオードに偶数次高調波成分の電流が流れ、
この電流によりさらに高調波成分が生成されて、より一
層強く高調波成分が生成される。
っては、ダイオードに偶数次高調波成分の電流が流れ、
この電流によりさらに高調波成分が生成されて、より一
層強く高調波成分が生成される。
そして、請求項６記載のマイクロ波応答装置にあって
は、可変容量ダイオードの容量の切り換えにともない、
マイクロストリップ共振器はマイクロ波に共振しまたは
共振せず、応答信号波が返送される。しかも、可変容量
ダイオードの非線形により、高調波信号波が放射され
る。
は、可変容量ダイオードの容量の切り換えにともない、
マイクロストリップ共振器はマイクロ波に共振しまたは
共振せず、応答信号波が返送される。しかも、可変容量
ダイオードの非線形により、高調波信号波が放射され
る。
第１図は、本発明のマイクロ波応答装置の一実施例の構
造を示す図であり、第２図は、第１図のダイオードの等
価回路を示す図であり、第３図は、第１図のダイオード
のバイアスの一例を示す図であり、第４図は、高調波成
分が強く生成される動作を説明する図であり、第５図
は、本発明のマイクロ波応答装置が適用されて好適な通
信システムの概要を示すブロック回路図であり、第６図
は、本発明のマイクロ波応答装置の他の実施例の構造を
示す図であり、第７図は、第６図の可変容量ダイオード
の等価回路を示す図であり、第８図は、第６図の可変容
量ダイオードの特性図であり、第９図は、マイクロ波を
受信して応答信号によって位相変調して応答信号波とし
て返送する従来のマイクロ波応答装置の一例の構造を示
す図である。 40,41,51,52:マイクロストリップライン、42;ダイオー
ド、50:可変容量ダイオード。
造を示す図であり、第２図は、第１図のダイオードの等
価回路を示す図であり、第３図は、第１図のダイオード
のバイアスの一例を示す図であり、第４図は、高調波成
分が強く生成される動作を説明する図であり、第５図
は、本発明のマイクロ波応答装置が適用されて好適な通
信システムの概要を示すブロック回路図であり、第６図
は、本発明のマイクロ波応答装置の他の実施例の構造を
示す図であり、第７図は、第６図の可変容量ダイオード
の等価回路を示す図であり、第８図は、第６図の可変容
量ダイオードの特性図であり、第９図は、マイクロ波を
受信して応答信号によって位相変調して応答信号波とし
て返送する従来のマイクロ波応答装置の一例の構造を示
す図である。 40,41,51,52:マイクロストリップライン、42;ダイオー
ド、50:可変容量ダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 義一 神奈川県藤沢市川名１丁目12番２号 山 武ハネウエル株式会社藤沢工場内 (72)発明者 石川 功 神奈川県藤沢市川名１丁目12番２号 山 武ハネウエル株式会社藤沢工場内 (56)参考文献 特開 昭61−41983（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−277580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−129590（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−273475（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−113684（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】２つのマイクロストリップラインを間隔を
開けて直線状に配設するとともに前記マイクロストリッ
プラインの間隔の両端部間に応答信号によってON状態と
OFF状態に切り換えられるダイオードを介装し、前記２
つの直線状のマイクロストリップラインの両先端間の寸
法を前記ダイオードのON状態またはOFF状態のいずれか
一方のインピーダンスを含んで無線送信装置から送信さ
れるマイクロ波の波長の1/2の実効長に構成し、前記２
つのマイクロストリップラインと前記ダイオードからな
る共振器が、前記応答信号に応じて前記マイクロ波に共
振しまたは共振せず、また共振したマイクロ波を応答信
号波として輻射するとともに、共振したマイクロ波の高
調波を輻射するようにしたことを特徴とするマイクロ波
応答装置。 - 【請求項２】請求項１記載のマイクロ波応答装置におい
て、前記ダイオードをアノード側とカソード側からみた
インピーダンスの違いに応じて、アノードとカソードが
接続されるそれぞれのマイクロストリップラインの長さ
を違えて整合させるように構成したことを特徴とするマ
イクロ波応答装置。 - 【請求項３】請求項１記載のマイクロ波応答装置におい
て、前記ダイオードを、前記応答信号により順方向立ち
上り電圧領域にバイアスしてON状態に設定して、前記マ
イクロ波に共振するよう構成したことを特徴とするマイ
クロ波応答装置。 - 【請求項４】請求項１記載のマイクロ波応答装置におい
て、前記ダイオードを、前記応答信号により降伏領域に
バイアスしてON状態に設定して、前記マイクロ波に共振
するよう構成したことを特徴とするマイクロ波応答装
置。 - 【請求項５】請求項３または４記載のマイクロ波応答装
置において、前記ダイオードを、前記２つの直線状のマ
イクロストリップラインの両先端間の寸法の中央からず
らして配置して構成したことを特徴とするマイクロ波応
答装置。 - 【請求項６】請求項１または２記載のマイクロ波応答装
置において、前記ダイオードに代えて、前記応答信号に
応じて容量が切り換えられる可変容量ダイオードを介装
して構成したことを特徴とするマイクロ波応答装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1141830A JP2533800B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | マイクロ波応答装置 |
| US07/526,506 US5119099A (en) | 1989-06-02 | 1990-05-21 | Microwave responder |
| GB9011366A GB2234141B (en) | 1989-06-02 | 1990-05-22 | Microwave responder |
| CA002017511A CA2017511C (en) | 1989-06-02 | 1990-05-24 | Microwave responder |
| DE4017625A DE4017625C2 (de) | 1989-06-02 | 1990-05-31 | Mikrowellen-Antwortsender |
| FR909006800A FR2648644B1 (fr) | 1989-06-02 | 1990-05-31 | Repondeur micro-onde |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1141830A JP2533800B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | マイクロ波応答装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH036481A JPH036481A (ja) | 1991-01-11 |
| JP2533800B2 true JP2533800B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=15301124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1141830A Expired - Fee Related JP2533800B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | マイクロ波応答装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5119099A (ja) |
| JP (1) | JP2533800B2 (ja) |
| CA (1) | CA2017511C (ja) |
| DE (1) | DE4017625C2 (ja) |
| FR (1) | FR2648644B1 (ja) |
| GB (1) | GB2234141B (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5305008A (en) * | 1991-08-12 | 1994-04-19 | Integrated Silicon Design Pty. Ltd. | Transponder system |
| SE9002493L (sv) * | 1990-07-24 | 1991-09-02 | Staffan Gunnarsson | Anordning vid fordon foer positionsangivning vid automatisk tankning |
| JP2632078B2 (ja) * | 1990-10-01 | 1997-07-16 | シャープ株式会社 | 移動体識別システムに用いられる応答装置 |
| DE4128360A1 (de) * | 1991-08-27 | 1993-03-04 | Aeg Sensorsysteme Gmbh | Objektidentifikations-system |
| IT1253246B (it) * | 1991-09-18 | 1995-07-13 | Marconi Spa | Antenna per dispositivi rice-trasmittenti o simili. |
| DE4213882A1 (de) * | 1992-04-28 | 1993-11-04 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung eines fahrzeugs zur datenuebertragung auf eine ortsfeste bake und damit gebildetes kommunikationssystem |
| US5771021A (en) * | 1993-10-04 | 1998-06-23 | Amtech Corporation | Transponder employing modulated backscatter microstrip double patch antenna |
| EP0646983B1 (en) * | 1993-10-04 | 1998-09-02 | Amtech Corporation | Modulated backscatter microstrip patch antenna |
| GB2289602B (en) * | 1994-05-12 | 1998-02-11 | Roke Manor Research | Improvements in or relating to detection systems |
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| FR2724263B1 (fr) * | 1994-09-05 | 1996-11-08 | Valeo Electronique | Antenne utilisee pour l'emission ou la reception d'un signal radiofrequence, un emetteur et un recepteur de telecommande et un systeme de telecommande pour vehicule l'incorporant |
| JP3592767B2 (ja) * | 1994-11-09 | 2004-11-24 | 三菱電機株式会社 | エンジンの制御装置 |
| US5598169A (en) * | 1995-03-24 | 1997-01-28 | Lucent Technologies Inc. | Detector and modulator circuits for passive microwave links |
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| DE19652324A1 (de) * | 1996-12-16 | 1998-06-25 | Siemens Ag | Transponder mit einer Mikrowellen-Empfangsantenne |
| US6356535B1 (en) * | 1998-02-04 | 2002-03-12 | Micron Technology, Inc. | Communication systems and methods of communicating |
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| US7710273B2 (en) * | 1999-09-02 | 2010-05-04 | Round Rock Research, Llc | Remote communication devices, radio frequency identification devices, wireless communication systems, wireless communication methods, radio frequency identification device communication methods, and methods of forming a remote communication device |
| US7180402B2 (en) * | 2000-06-06 | 2007-02-20 | Battelle Memorial Institute K1-53 | Phase modulation in RF tag |
| JP3765388B2 (ja) * | 2000-11-17 | 2006-04-12 | 株式会社村田製作所 | ミキサ、レーダ装置および通信装置 |
| US7253717B2 (en) * | 2000-11-29 | 2007-08-07 | Mobile Technics Llc | Method and system for communicating with and tracking RFID transponders |
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