JP2705076C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は反射型送信装置に係り、特にマイクロ波を利用した識別システムで使
用する送信装置に用いて好適なものである。 〔発明の概要〕 送信すべきデータでアンテナのインピーダンスを変えて、入射電波を変調して
反射波として再放射させることにより、低電力且つ小型化した反射型送信装置で
ある。 〔従来の技術〕 送信装置からの電波を認識装置（コミュニケータ）で受信して物品を認識した
り、或いはゲートにおける入退出者をチェックするシステムが実用化されている
。このようなシステムにおいて用いられる送信装置はタグ（付け札）状またはカ
ード状に形成されていて、反射型または能動型の送信装置が用いられている。 反射型送信装置は、送信装置本体に電波反射用のアンテナを設け、認識装置か
ら送信された電波をアンテナで反射させて認識装置に送り返すようにしたもので
ある（例えば特公昭５７−２４５９８号）。 一方、能動型の送信装置はデータの発生回路、データを伝送するための送信回
路、認識装置から送信された電波を受信するための受信回路等が設けられていて
、認識装置からの電波に呼応して認識用のデータを送ることができるようになっ
ている。 〔発明が解決しようとする課題〕 反射型送信装置は構成が簡単で小型及び安価に作ることができるが、データを
送ることができない。このため、例えば宅配便や航空貨物便などで実施されてい
る物流管理システムのように、高度な認識が必要な場合は使用することができな
かった。 これに対し、能動型送信装置はデータを伝送することができるが、送信回路や
受信回路及びこれらの回路の電源等が必要である。 本発明は上述の問題点をかんがみデータが送れる送信装置を小型化すると共に
、安価に作ることができるようにすることを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明の反射型送信装置は、入射する連続波の電波を反射させる２端子アンテ
ナ４と、送信データの発生回路９と、上記アンテナの２端子にドレインとソース
が接続され、上記送信データの発生回路の出力にゲートが接続されて、上記送信
データによりオンオフされることにより、上記アンテナの端子間インピーダンス
を変化させる無電源のＦＥＴトランジスタ８とを具備し、上記送信データの発生
回路と上記ＦＥＴトランジスタとは、一体的に組み込まれたワンチップＩＣで構
成されており、入射電波に対するアンテナインピーダンスの整合／不整合により
反射電波を上記送信データで変調するようにしたことを特徴とする。 〔作用〕 ２端子アンテナの端子間インピーダンスを変化させる無電源のＦＥＴトランジ
スタ８を用い、入射電波に対するアンテナインピーダンスの整合／不整合により
反射電波を送信データで変調することにより、スイッチング素子を駆動するバイ アス電源を使用することなく、極微電力の反射型データ送信装置を構成している
。また送信データの発生回路とＦＥＴトランジスタとをワンチップＩＣ化するこ
とにより、電力消費をより少なくし、カード状に構成する場合に極めて小型軽薄
にすることができる。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示す反射型送信装置の構成図である。この送信装
置はＩＤタグ装置として構成されている。タグ本体１は例えば合成樹脂により薄
い付け礼状に形成されていて、第２図の平面図で示すようにフレキシブル基板等
に印刷配線されたダイポールアンテナ４が表面に設けられている。またその内部
には発信データを形成する識別コード発生器２と、この識別コード発生器２の駆
動用電源である電池３とが埋設されている。 識別コード発生器２は、発振器５、アドレスカウンタ６、メモリ７、ＦＥＴト
ランジスタ８が一体的に組込まれたワンチップＩＣで構成されていて、消費量力
は極めて小さい。 メモリ７は例えば書込み可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）であり、ここにＩＤタグ装置
から送り出すデータが書込まれている。即ち、例えばＩＤタグ装置を物流システ
ムで使用する場合、荷物の種類や受付番号、受取人及び発送人の氏名、行先等の
データがコード化（ディジタル化）されて書込まれている。 識別コード発生器２に設けられている端子２ａ、２ｂに電池３のプラス電極と
マイナス電極とが夫々直結されていて、識別コード発生器２は常に動作している
。従って、発振器５、アドレスカウンタ６、メモリ７から成るデータ発生回路９
が常に動作していて、所定の周波数のクロック信号ｃｋが、発振器５からアドレ
スカウンタ６に常時導出されている。 アドレスカウンタ６がメモリ７のアドレスを指定していて、指定された番地に
書込まれているデータが読出される。アドレスカウンタ６はクロック信号ｃｋが
与えられるごとにカウントアップして次の番地を指定するので、メモリ７に書込
まれているデータが次々と読出されて行く。読出されたデータは、ディジタル信
号より成る一連の識別コードＩＤとしてＦＥＴトランジスタ８のゲート電極に与
えられる。このためゲート電極の電位が識別コードＩＤの内容（データ）に応じ て高電位及び低電位に変化するので、トランジスタ８は識別コードＩＤに応じた
オン／オフ動作を行なう。 トランジスタ８は、ソース電極に接地されていると共に、ドレイン電極が識別
コード発生器２の端子２ｃに接続されている。このため、トランジスタ８がオン
／オフ動作することにより端子２ｂと２ｃとの間のインピーダンスが変化する。
この端子２ｂ、２ｃにアンテナ４の給電点４ａ、４ｂが接続されている。 第３図のシステムブロック図に示すように、認識装置であるコミュニケータ１
２から放射されたマイクロ波帯の連続波の送信波１１を受信すると、ダイポール
アンテナ４に電圧が誘起されて、受信電流Ｉが流れる。このためダイポールアン
テナ４からは受信した電波、即ちコミュニケータ１０から放出された送信波１１
が再放射される。再放射された電波、即ちダイポールアンテナ４からの反射波１
４をコミュニケータ１０が受信アンテナ１３で受信して復調する。 トランジスタ８のオン／オフに応じて端子２ｂ、２ｃ問（給電点４２、４ｂ問
）のインピーダンスが変化する。トランジスタ８がオンしたときに、給電点４ａ
、４ｂ間のインピーダンスが例えば５０〔Ω〕となって、ダイポールアンテナ４
が２．４５ＧＨｚの送信波１１とマッチングする。またトランジスタ８がオフし
たときには給電点４ａ、４ｂのインピーダンスが例えば１００〔Ω〕となり、ダ
イポールアンテナ４のマッチングがくずれる。マッチングがとれているときと、
マッチングがとれていないときとでは、ダイポールアンテナ４の反射特性が異な
る。このため、マッチングしているときの反射波１４と、マッチングしていない
ときの反射波とでは位相や振巾に差が生じる。即ち、このＩＤタグ装置は、トラ
ンジスタ８をオン／オフして、受信した電波（コミュニケータ１０からの送信波
１１）を位相（又は振巾）変調してコミュニケータ１０に反射させていることに
なる。従って、コミュニケータ１０において反射波１４と送信波１１との合成波
を受信して位相又は振巾復調することにより、データを受信することができる。 上記したように、ダイポールアンテナ４のマッチング状態がトランジスタ８の
オン／オフに対応し、トランジスタ８のオン／オフが識別コードＩＤに対応して
いるので、コミュニケータ１０において識別コードＩＤの検出が可能となる。従
って、識別コードＩＤをコミュニケータ１０に送信するための搬送波（キャリア
） をＩＤタグ装置で作る必要が無いので、送信回路及び送信用の電源を設ける必要
が無い。またコミュニケータからの送信波１１を受信したときには反射波１４が
自動的に発生するので、コミュニケータ１０からの送信波１１に呼応して識別コ
ードＩＤを送るようにするための受信回路及び受信用電源も必要ない。従って、
電力を消費するのは識別コード発生器２だけなので、消費電力が例えば１μＡと
極めて小さい。このため１０ｍＡ／ｈ程度の小容量のボタン電池で１年間程度連
続動作させることができる。 このＩＤタグ装置は、メモリ７に書込むデータを変えることにより種々の分野
で利用することができる。例えば人物に関するデータを書込めば、ゲートにおけ
る入退出者の管理システムに適用できる。この場合、タグ本体１をカード状に形
成するのがよい。 なおダイポールアンテナ４の代りに他のアンテナ、例えばマイクロストリップ
アンテナを用いてもよい。 第４図は参考例として電源を持たない電池レスの反射型送信装置の要部回路図
である。この送信装置は、ダイポールアンテナ４の給電点４ａと４ｂとの間にダ
イオードＤとコンデンサＣ₁とから成る直列回路を接続してあり、これらの接続
点と識別コード発生器２の端子２ａとを接続してある。またコンデンサＣ₁の他
方の端子（給電点４ｂ）と端子２ｂとを接続してある。 ダイポールアンテナ４で受信されたコミュニケータ１０からの送信波１１は、
ダイオードＤの２乗特性により逓倍され、送信波１１の第２高調波が反射波２１
としてＩＤタグ装置から再放射される。この例では第２高調波に共振する送信用
ダイポールアンテナ２０を設け、このアンテナ２０の給電点２０ａ、２０ｂをダ
イポールアンテナ４の給電点４ａ、４ｂに夫々接続し、第２高調波を効率良く再
放射している。 一方、ダイポールアンテナ４で受信されたコミュニケータ１０からの送信波１
１はダイオードＤで整流され、コンデンサＣ₁に蓄えられる。従って、矢印Ａで
示すようにコンデンサＣ₁の両端に電圧が発生し、この電圧が端子２ａ、２ｂを
介して識別コード発生器２に与えられる。矢印Ａ部に発生する電圧は受信点の電
界強度により異なるが、通常は数ｍＶ〜数Ｖとなるので、識別コード発生器２を 十分動作させることができる。 この例では第５図のデータ発生回路９のブロック図に示すように、複数個のフ
リップフロップＦＦを直列に接続したシフトレジスタ２２にデータを記憶させて
ある。このシフトレジスタ２２は直列入力直列出力形として構成されていて、最
終段に設けられているフリップフロップＦＦ_nからデータ（０及び１より成る）
が１ビットずつ出力され、識別コードＩＤとして端子２ｃ（出力端子）に与えら
れる。また最終段のフリップフロップＦＦ_nからの出力を初段のフリップフロッ
プＦＦ₁、に再入力し、データを循環発生させている。 端子２ｃに与えられた識別コードＩＤは、コンデンサＣ₂及びコイルＬ₁を通し
てダイオードＤのアノードに加えられる。このため、ダイオードＤが識別コード
ＩＤに応じて給電点２０ａ（４ａ）と２０ｂ（４ｂ）との間を導通または遮断す
るので、送信用ダイポールアンテナ２０のインピーダンスが識別コードＩＤに応
じて変化する。従って、送信アンテナ２０から再放射される反射波２１の状態（
位相や振巾等）一が識別コードＩＤに応じて変化するので、コミュニケータ１０
で反射波２１を受信して復調することにより、データ発生回路９の発生データを
得ることができる。 なおコイルＬ₁は高調波チョークコイルであり、受信波１１が端子２ｃに流れ
るのを阻止している。またコンデンサＣ₂及びコイルＬ₁の接続点と接地との間に
コンデンサＣ₃を接続してデータの出力ラインを高周波的に接地し、受信波１１
が端子２ｃに流れないようにしてある。 次に第６図のブロック図は複数のＩＤタグ装置からの反射波を互いに区別して
識別できるようにしたシステムの例を示している。上述のようにコミュニケータ
から送信された電波の反射波を利用してデータ伝送を行なっているので、コミュ
ニケータに対する応答可能範囲に複数個のＩＤタグ装置があった場合には、これ
らのＩＤタグ装置からの放射がコミュニケータに同時に入射して混信が生じる。 第６図の例では、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２６に鋸歯状波の電圧を与え、周
波数がω_o＋Δω_otであるランプ状のＦＭ波を発生させて送信アンテナ１２から
送信する。ＦＭの送信波２８がＩＤタグ装置で受信され、その反射波２９がコミ
ュニケータ３１の受信アンテナ１３に戻ってくる迄の時間をΔτとすると時刻ｔ における受信周波数は、ω_o＋Δω_o（ｔ−Δτ）となる。この受信波２９と送信
波２８とを混合器２７に与え、両者の差の周波数Δω_o・Δτをもった出力信号
を得ると共に、この信号を周波数復調器３０に与える。コミュニケータ３１とＩ
Ｄタグ装置との距離に応じて、ＩＤタグ装置で反射して戻ってくる迄の時間Δτ
が変わるので、差の周波数Δω_o・Δτはコミュニケータ３１から夫々のＩＤタ
グ装置迄の距離に応じた周波数となる。従って、ＩＤタグ装置が複数個あっても
コミュニケータ３１からの距離が異なれば、各反射波ごとに差の周波数Δω_o・
Δτが異なることにより、同時に入射する反射波を分離することができ、特定の
位置（Δτが所定値）にあるＩＤタグ装置からの反射波を復調した出力が復調器
３０から得られる。従ってこの出力を例えば位相復調することにより、ＩＤタグ
装置１から送られたデータを再生することができる。 〔発明の効果〕 本発明は、２端子アンテナの端子間インピーダンスを変化させる無電源のＦＥ
Ｔトランジスタ８を用い、入射電波に対するアンテナインピーダンスの整合／不
整合により反射電波を送信データで変調することにより、スイッチング素子を駆
動するバイアス電源を一切使用することなく、極微電力の反射型データ送信装置
を構成したものであり、しかも送信データの発生回路とＦＥＴトランジスタとを
ワンチップＩＣ化しているので、電力消費をより少なくすることができ、カード
状に構成する場合に極めて小型軽薄に安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例を示す反射型送信装置のブロック図、第２図はＩＤ
タグ装置の平面図、第３図はデータ送受信システムのブロック図、第４図は無電
源型の参考例を示す反射型送信装置のブロック図、第５図はシフトレジスタを用
いたデータ発生回路のブロック図、第６図は複数の送信装置を用いる送受信シス
テムのブロック図である。 なお図面に用いた符号において、 ２……識別コード発生器 ４……ダイポールアンテナ ８……ＦＥＴトランジスタ ９……データ発生回路 １０……コミュニケータ １１……送信波 １４……反射波 ２１……反射波 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入射する連続波の電波を反射させる２端子アンテナと、 送信データの発生回路と、 上記アンテナの２端子にドレインとソースが接続され、上記送信データの発生
   回路の出力にゲートが接続されて、上記送信データによりオンオフされることに
   より、上記アンテナの端子間インピーダンスを変化させる無電源のＦＥＴトラン
   ジスタとを具備し、 上記送信データの発生回路と上記ＦＥＴトランジスタとは、一体的に組み込ま
   れたワンチップＩＣで構成されており、 入射電波に対するアンテナインピーダンスの整合／不整合により反射電波を上
   記送信データで変調するようにしたことを特徴とする反射型送信装置。