JPH03502032A - トランスポンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 明はトランスポンダ、より詳細には受動型トランスポンダに関する。受動型トラ ンスポンダは誘導的に給電することができ、このように給電されると情報を記憶 したり電子的機能を実施することができる。本発明のトランスポンダはｌ−ラン スポンダが関連する事柄のインテロゲーション及び／もしくは識別を有利に行う ようにされた可搬型の集積された比較的廉価なＶＲｉｌに関連している。本発明 のトランスポンダは単コイル送受信方式を有利に利用している。さらに、本発明 のユニークな回路構成により単素子整流手段が提供される。本発明はそれ自体を 単チツプ形状に集積することができる。給電信号の受信に使用する手段を使用し てもう一つの信号を送信することもでき、送受信は同時に生じる。

従来の技術 出願人は認ｉ＝システムで使用する２種のトランスポンダを開示し°ている、米 国特許明細書第３，８５９．６２４号のことを知っている。そこに開示された一 種のトランスポンダはＩＩ給電磁界受信コイル及び独立共面コ−ド化情報磁界発 生器コイルを含んでいる。受電コイルは整流器、講整鼎及びエネルギ蓄積装置を 付随している。

独立情報コイルはインテロゲーション局への送信機手段として使用される。各コ イルは互いに独立作動する。

認：１票システムはさらに前記第一種の！！１票に対する誘１’ｆｆｉ力磁界発 生器と情報コード受信機を具備するインテロゲーション局を含んでいる。開示さ れたインテロゲーション局は電力磁界発生及びコード化情報発生器に対して１個 のコイルを使用している。しかしながら、インチロゲータ手段は逐次及びサイク リックに作動する。第１のモードはインテロゲータによる有限時間の交流電力（ 誘導）発生からなっている。トランスポンダへ交流（誘ＩＩ）電力が放射されな い第２のモードでは、インテロゲータはコード化された情報信号を有限時間受信 する受信機として作動する。これらのモードは連続的に逐次実施される。受電と データの送受信を同時に９行う開示は存在しない。

ビンディングの米国特許第３．２９９．４２４号に明示され実際にはブラードの 米国特許第１．７４４，０３６号で最初に詳説された原理を使用した特許がいく つかある。

米国特許第３．２９９．４２４号では、電力は送信機（すなわち、インテロゲー タ）から放射され、トランスポンダ内の同調回路により受信される。電力信号に よりトランスポンダの同調回路に１１流が誘起される。この電流によりトランス ポンダの同調回路から送信信号が放射され、それはインテロゲータにより検出さ れる。同調回路の（同調や損失等の）任意のパラメータを変えることにより、誘 起されるＮ１の位相や大きさを変えることができる。トランスポンダの同調回路 のパラメータを変調させるこのようなコード化データはインテロゲータの適切な 回路により検出及び復号することができる。

重大な点は、インテロゲータによりトランスポンダの同調回路内に誘起される信 号がインテロゲータへデータを運ぶ信号を発生することである。このデータ信号 の“キャリア”周波数はほとんど常にインテロゲータの電力信号と同じである。

いくつかの開示はトランスポンダの同調回路内に誘起される電流から適切なスイ ッチ手段により発生される分数調波電流に頼っており、それにはハリスの米国特 許第２．９７９．３２１号及びセラーズの米国特許第４，３１４．３７３号が含 まれ、それらは２個以下の同調回路では作動できない。ここでも、トランスポン ダの同調回路内の実際のＩｉ流によりデータを運ぶ送信信号が直接発生する。

明確な違いはキャリア信号がピックアップコイルへ注入されないことである。こ れにより、送信信号はインテロゲーション信号と同じ周波数もしくはその分数調 波へ限定され、トランスポンダの同調回路によるデータの同時送受信が阻まれる 。

ビンディングの米ｒ５特許第３，２９９．４２４号と本質的に同じかもしくは類 似の方法で作動する他の開示には次のものが含まれる。米国特許第４．０７５． ６３２号、第４．１９６．４１８号、第４．３３３．０７２号、第４．３６１． １５３号、第４．５４６．２４１号、第４．５８０．０４１号、第４，６５４． ６５８号。

米国特許第４．０４０．０５３号はマイクロ波システムに関する。電力は高周波 パルスとして送信される。パルス周波数はトランスポンダの内部論理のタイムベ ース基準として使用される。パルスが無いと、トランスポンダの内部論理はクロ ックすることができない。本発明は電力磁界の周期をりＯツク基準として直接使 用するか、好ましくは、内部発振器からクロックを引き出すことができる。外部 インテロゲーション信号が瞬時欠落しても、適切なりロック信号が発邊器により 発生される。米国特許第４．０４０．０５３号に対しては、応答送信はインテロ ゲータの電力位相中にしか発生できない。パルスが存在しない場合には、応答キ ャリアは発生されない。この応答キャリア周波数はインテロゲーション周波数の プリセット高調波に固定されており、自由に変えることはできない。回路はパル ス信号を使用して内部論理をクロックさせるため、データをトランスポンダへ送 信することはできない。全てのデータが予めトランスボンダヘプログラムされる 。

米国特許第４．０４０．０５３号では、トランスポンダによるデータ送信はイン テロゲータからの電力パルスと同時にしか生じないことをお判り願いたい。イン テロゲーション信号は周波数が２倍とされ、インテロゲータにおいて放射し戻さ れる。むしろ、送信応答信号はトランスポンダ電子回路により発生されてアンテ ナへ注入される。

受電と情報送信を行うには３個の同調回路を要する。

電力整流器と“周波数変換″装置があり、それらは集積不能である。

米国特許第４．７３０．１８８号に記載されたトランスポンダはインテロゲーシ ョン周波数の整数分数調波のＦＳＫデータ送信を使用している。開示された回路 は集積不能であり、データ受信の手立ては施されていない。

開示された回路は全波ブリッジ整流器を使用してＰＩＴコイルに受信される交流 電圧をトランスポンダ電子装置のための直流電圧へ変換する。全波整流器は市販 のＮＭＯ８，０ＭＯ３，もしくは所要の電力レベルにおける、バイポーラ処理回 線を使用して集積することは不可能と考えられる。これは、ダイオード、同期整 流器もしくは他の整流手段を使用しても容易に集積できる本発明の整流構造とは 対照的である。

データは画周波数が電力磁界の分数調波である２進ＦＳＫデータ流として出力さ れる。電力磁界の周波数よりも高い周波数を発生する手段は講じられていない。

これは、本発明で使用され高い周波数を発生し、送信しコヒーレントに検出する ことができる特殊位相コヒーレント周波数逓倍器と対照的である。高周波数はよ り効率的にトランスポンダからインチロゲータへ結合し戻される。

ＦＳＫ信号法の採用により、送信データのスペクトルの振りは本発明で使用する 直接変調（例えばＢＰＳＫもしくはＱＰＳＫ）よりも遥かに広くなる。２つのＦ ＳＫキャリアがそれぞれデータ及びデータ補数によりエンベロープ変調される。

データスペクトルは各ＦＳＫキャリアにからみついている。総データ流帯域幅は 任意の単キャリア方式の２倍となる。データ信号の受信に必要な余分な帯域幅に よりシステムノイズ及び干渉性能が劣化する。

データ信号は各々がその各コレクタ回路内に直列限流抵抗器を有する２つの開放 コレクタ出力段を使用してＰＩＴから送信される。これらの抵抗器はＰＩＴの両 側に接続されている。トランジスタは相補信号により駆動され“オン”にハード 駆動されて、それらはスイッチとして作用させる。抵抗器はＰＩＴからの電流を 制限するように作用する。ＰＩＴコイルに信号１１流を強制的に通すために二重 相補駆動段が設けられている。この出力駆動段の適切な作動は２つの要因、すな わちブリッジ整流器がＰＩＴ両端問に接続され、キャリア周波数が給電周波数よ りも低いことに依存する。

ブリッジ整ｉ器はＰＩＴ側とｖｓｓ側の間の電圧がゼロかもしくはゼロよりも大 きいことを保証するように作動する。各半サイクル中に、ブリッジはコイルの両 側をそれぞれｖｓｓ及び■ｄｄに接続する。■ｄｄに接続されたコイル側の電圧 は半正弦状である。４Ｒ１及び４Ｒ２から引き出される電流も同様に半正弦状で ある。ＰＩＴを流れる総ｘｉはアクティブな出力抵抗器（４Ｒ１，４Ｒ２）へ向 けられる半分正弦波パルスからなっている。

ＦＳＫにより出力が駆動されると、ＰＩＴを流れる信号電流は４Ｒ１を流れる半 正弦波電流パルスのバースト及びそれに続く４Ｒ２を流れる半正弦１ｉＲパルス のバーストから構成される。これらのバーストの周期はキー周波数の周期により 決定される。

明らかに、このシステムはＰＩＴＨ圧によるデータの振幅変調を許容することな く給Ｎ周波数よりも高い周波数を正確に送信することはできない。このような困 難な周波数変調によりデータの検出及びｖ！ｉ調は複雑で困難な工程となる。本 発明は給電磁界によりアンテナコイル内に誘起される電圧による注入ＮＦＩＬの 、振幅もしくは他の、任意の変調を行うことなく（電力磁界の周波数よりも高い かもしくは低い）電流の任意の周波数を注入することができる。インテロゲーシ ョン信号を完全に無視して送信変１（振幅、ＦＳＫ、位相等）を任意に選択して 使用することができる。

米国特許第４．７３０．１８８号の外部ブリッジ整流器及び直列接続抵抗器（４ Ｒ１，４Ｒ２）はそのトランスポンダの通信チャネルの動作にとって重要である 。これらの素子はいずれも集積された形状や容易に集積可能な形状では開示され ていない。本発明において有利に使用される整流器及びＮ流源は完全にカストマ イズされた集積回路内に集積することができる。

特に３列の２３行を参照として、トランスポンダ出力はその各直列コレクタ抵抗 器を通る電流を“弱める”トランジスタスイッチである。出力段は′Ｉａｙｔ源 ではなく、電流源はその両端間電圧とは無関係にｉｔ流を制約する素子である。

出力電流は一般的にＰＩＴ電圧により影響される、すなわち著しく振幅変調され る。直列コレクタ抵抗器が唯一の電流拘束機能を提供する。回路はデータ送信帯 域幅をエンベロープ整形して送信信号を帯域制限することはできない。

本発明では、出力トランジスタ電流源、整流器及びアンテナ構成を慎重に選定す ることにより、受電及びデータ送信に必要な要素は遥かに少くなる、すなわち従 来技術の２個のトランジスタ及び４個の整流器に対して僅か１個のトランジスタ と１１１の整流器で済む。

ＰＩＴコイルの任意部分における最大電圧は（Ｖ、、−Ｖ、、）、すなわち尖頭 ピックアップ電圧となる。それに対して、本発明のＶＲＥＦ点は尖頭電圧の２倍 の電圧を有している。これは高いプログラミング電圧を要する電気的に消去可能 なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に対するプログラミング電圧としては理想的である。

本発明の回路は所望によりこの高いプログラミング電圧を自動的に供給する。

米国特許第４．７２４．４２７号には１個のアンテナコイルを使用して電力と送 信データを受信するトランスポンダが開示されている。

この開示の中心的特徴は、（１）、整流、及び（２）、変調のタスクを同時に実 施する特殊設計ダイオードブリッジを使用していることである（４ダイオード（ Ｍ少）−５ダイオードが実際に使用されている）。ブリッジはトランスポンダの アンテナにより受信される電力を整流するように作用する。さらに、それはコー ド化データ信号を電力周波数と“混合”させることができる。この“混合”作用 により電力周波数（ｆｃ）とコード化データ周波数（ｆｄ）間の和と差の新しい 周波数が発生し、ここにｆｄ−ｆｃ−ｎ、すなわち、ｆｃ−ｆｄ及びｆｃ＋ｆｄ である。

本発明とは異なり、１個のアンテナを使用する米国特許第４．７２４．４２７号 の実施例では受電と情報送信は同時に独立的には生じない。データ搬送和及び差 周波数はダイオードブリッジ内の電力周波数及びコード化データ周波数の作用に よってのみ発生する。電力信号が存在しない限りデータは送信できない。データ 送信に利用可能な周波数はキャリア周波数付近、すなわちｆＣ（１＋　１／ｎ　 ）、ｆＣ（１−１／ｎ　）に制約される。

電力信号を変調してトランスポンダへのデータ／コマンドをプログラムすること は、トランスポンダによるデータ送信と同時には生じない。電力信号内の変調側 波帯はダイオードブリッジ内でトランスポンダのデータ側波帯と混合して、トラ ンスポンダのデータ、さらには電力変調を台なしにする。さらに、データクロッ クが電力周波数から直接引き出される。同様に、キャリアの周波数もしくは位相 変調によりデータクロックがさらに変調されて和及び左側波帯がさらに損われる 。

米国特許第４．７３０，１８８号、米国特許第４，７２４．４２７号と本発明の 主要な差違は、従来技術ではデータ送信を発生するのにキャリア信号の存在を必 要とすることである。本発明では、情報送信信号を発生するのに電力信号を必要 としないだけでなく、給電信号と共に独立して信号送信を行うことができる。

米国特許第４．７２４．４２７号にはトランスポンダアンテナ及び回路がシング ルチップ上に組み入れられている図が示されている。このような小型トランスポ ンダは用途が広いが、“オンザフライ”すなわち呼掛中に再プログラミングでき ないという欠点がある。

このような能力は正規動作とし幀繁にインフィールド再プログラミングが生じる スマートカード等の応用にとつと非常に有利である。

発明の目的 本発明の目的は誘導電力磁界の受信とコード情報送信を同時に行うようにされた 単コイルを含むトランスポンダを提供することである。

本発明のもう一つの目的は使い捨てトランスポンダ、もしくはコードタグを提供 することである。

本発明のもう一つの目的は、両トランスポンダが同時にインテロゲーション局へ 情報コードを送信する時に、他のトランスポンダとの干渉ケーパビリテイが低減 されるトランスポンダを提供することである。

本発明のもう一つの目的は、その電子回路を実質的に完全にシングルチップ（Ｉ Ｃ）形状に集積するようにしたトランスポンダを提供することである。

本発明のもう一つの目的は、ユニークな受電及び情報送信コイル構造及び／もし くは最小構成整流及びエネルギ蓄積装置を含むトランスポンダを提供することで ある。

本発明のざらにもう一つの目的は、受電及び情報送信と同時にデータ受信を行う ことができる装置を提供することである。

全体として、本発明の目的は従来技術の任意もしくは全ての欠点が軽減もしくは 解消されるトランスポンダを提供することである。

ｌ見立五Ｊ 本発明は誘導給電磁界の影響下で情報信号を発生もしくは記憶して送信する電子 回路を含む装置を提供し、該装置は誘導手段を具備し前記誘導手段の少くとも一 部は前記情報信号を送信するように構成されており且つ前記誘導手段は前記給電 磁界により同時に独立的に影響を受けて前記情報信号を送信するための電力を供 給するように構成されている。

本発明はまた、誘導給電磁界の影響下で駆動手段へ給電を行うようにされた誘導 手段を具備する装置も提供し、前記駆動手段は前記誘導手段の少くとも一部を制 御して情報信号を放射するようにされており、前記誘導手段の前記少くとも一部 は前記駆動手段への給電と前記情報信号の放射を同時に行うようにされている。

本発明は、 誘導電力磁界を受信するようにされた誘導手段と、前記誘導手段の一方側と基準 電位点との間に接続された整流器手段を具備し、 前記誘導及び！１火器手段は動作上接続されて前記誘導手段の他方側へ給電電圧 を供給し、さらに、前記誘導手段に接続され前記誘導手段の前記他方側から少く ともその一部へ電流を流して前記部分から情報信号を放射させる駆動手段を具備 し、 前記誘導手段の前記部分は前記電力磁界の受信と前記信号の送信を同時に独立し て行う、 送受信装置を提供することができる。

本発明はまた、誘導磁界受信手段、駆動手段、整流器手段及び電荷蓄積手段の組 合せも提供することができ、前記組合せは受動型トランスポンダを提供しさらに 前記駆動手段及び前記整流器手段はシングル集積チップ形状で提供される。

本発明はベース局と通信を行うトランスポンダを提供することができ、前記ベー ス局はトランスポンダのインテロゲーション及び／もしくは給電を行うようにさ れており、前記トランスポンダは、 誘導手段内へ第１の信号を伝達する誘導給電磁界を受信する誘導手段と、 前記誘導手段の一方側と基準電位点との間に接続されて前記第１の信号を整流す る整流器手段と、前記誘導手段の他方側と前記基準点間に接続されて整流された 第１の信号を電圧形式で蓄積する蓄積手段を具備し、 前記誘導手段の前記他方側は前記誘導手段が前記誘導磁界を受信する時の電圧点 であり、前記蓄積手段は前記電圧点へ電圧を供給するようにされており、さらに 、前記誘導手段の少くとも一部へ選択的に導通径路を提供する駆動手段を具備し 、前記導通径路が提供されると、前記部分内に、Ｎ流が第２の信号を放射し、前 記誘導手段は前記インテロゲーションに応答して前記給Ｉｆ磁界の受信と前記第 ２の信号の送信を同時に行うようにされている。

本発明はまた、誘導手段が同調コイル手段を具備しているトランスポンダも提供 することができる。

誘導給電磁界はさらに第３の信号で変調することができ、第３の信号は前記トラ ンスポンダ内に収納されている他の要素へデータ及び／もしくは制御信号を与え る。

本発明はさらに、ＲＦ信号、もしくは他の情報搬送信号、を供給してスイッチ手 段を選択的にイネーブルすることができる。

トランスポンダは給電磁界に向けた時のトランスポンダの方向に無関係に２個以 上のトランスポンダを同時に識別することができるシステムに有利に使用するよ うにすることができる。システムはトランスポンダ識別のための許容故障率基準 を含むことができる。

本発明のトランスポンダはＩＣチップ形状に集積することができ、誘導手段はチ ップの外部にコイル形状として設けられ電荷蓄積手段も外部にコンデンサ形状と して設けられ（その上にチップを配ｌ！スることができる２−ホールドコンデン サ及び回路組立体、１９８７年１１月２０日付、特許出願第ＰＩ３５１８号、“ コンデンサ構成に関する改善″参照）、もしくは従来のコンデンサ形状として設 けられる。

本発明のトランスポンダはさらにＩＣチップ形状に完全に集積することができ、 誘導手段は゛ＩＣチップ自体の表面上に形成される。

好ましくは、本発明は高周波ＲＦ送信キャリアを使用する。データレート及び送 信効率は共にキャリア周波数に比例する。従って、このＲＦ送信では高データレ ート及び良好な送信効率が可能である。

本発明はキャリア信号周波数に無関係に独立に変調された任意多数のデータ周波 数を同時に発生及び送信することができる。好ましい送信周波数はＨＦ無線周波 数である。高周波無線送信により常に優れた信号速度及び結合効率が得られる。

本発明は基本キャリアに固定されたＰＬＬを安定なデータクロックを保証するタ イミング基準として有利に使用する。

本発明は同時に再プログラミングしてインチＯゲーション局で読み取ることがで きる。

放射第２信号は所定範囲もしくは所定組の周波数から任意に選定された一つもし くは複数の周波数でトランスポンダ識別コード形式で送信することができ、送信 及び／もしくは選定は誘導手段がトランスポンダへ給電しなくなるまで連続的に 生じる。

次に、添付図を参照として本発明の実施例について説明し、ここに、 第１図は本発明を有利に使用できるシステムを示し、第２Ａ図は２つの従来技術 トランスポンダの一部を示し、 第２Ｂ図は本発明の電力及び／もしくはデータもしくは信号受信部を示し、 第２Ｃ図は負荷マツチングした第２Ｂ図を示し、第３Ａ図は受信及び同時送信手 段を示し、コイルの送信部はコイル全体もしくは一部からなり、第３Ｂ図、第３ Ｃ図、第３Ｄ図及び第３Ｅ図は第３Ａ図のバリエーションであり、 第４図及び第４Ａ図は本発明に従った２個のトランスポンダの実施例を示し、 第５Ａ図及び第５Ｂ図は本発明に従ったトランスポンダの別の実施例を示し、 第６Ａ図及び第６Ｂ図は本発明に従ったトランスポンダの別の実施例を示し、 第７Ａ図〜第７Ｈ図は本発明の実施例に使用するさまざまな形状の回路を示し、 第８Ａ図及び第８Ｂ図は変調検出器の２つの実施例を示し、 第９Ａ図及び第９Ｂ図は本発明に使用するｙｈｓ変調器のさまざまな実施例を示 し、 第１０Ａ図〜第１０Ｃ図は本発明に使用する誘導変調器の別の実施例を示し、 第１１図は本発明の電流源整流器及びアンテナの構成を示し、 第１２図は従来技術の構成を示し、 第１３図は第１１図のＭＯ３構成を示し、第１４図、第１５図、第１６Ａ図及び 第１６８図は第１１図の別の構成を示す。

簡単に第１図を参照として、次に本発明のトランスポンダシステムにおける応用 について説明する。

共振コイルもしくは１組のコイルによりベース局から超音波振動磁界を発生する ことができる。トランスポンダは磁界から電力及びタイミング及び／もしくは他 の情報を抽出できる同調ピックアップコイルを含むことができる。コイルから発 生する磁界の周波数、大きさ及び／もしくは位相を慎重にｅ＋ｍ＋してトランス ポンダがピックアップする電力を大概のトランスポンダ方位に対して適切にする ことができる。従来のように、トランスポンダの応用に応じて、ＲＦもしくは他 の適切な信号により、識別コード及び／もしくは特別に記憶された情報や他の情 報をトランスポンダから受信機へ送信することができる。選定トランスポンダ上 の一時もしくは永久メモリのプログラミング及び／もしくはインテロゲーション は、従来のように、例えば、給電磁界の変調により実施することができる。周波 数偏移キーイング（ＦＳＫ）が好ましい変調法である。

さらに、トランスポンダシステムにおいて、複数のトランスポンダを同時使用す る場合には、各トランスポンダは利用可能な１組のキャリア周波数から一つ以上 のキャリア周波数を発生することができる。これらのキャリア周波数は給電磁界 の周期と調波間係にあるとは限らない。各トランスポンダが利用可能な多数のキ ャリア周波数の中の任意の一つ以上の周波数を使用できるようにすれば、共干渉 により正確な識別が妨げられる状況の元でいくつかのトランスポンダを同時に識 別することができる。送信キャリア周波数及び／もしくは送信ブレークの数（以 後アイドル状態という）は特定応用に依存することができる。キャリア周波数及 び／もしくはアイドル状態の特定の混合を任意に選択できる。冗長周波数チャン ネルを含むことにより、トランスポンダ送信の外部干渉の可能性に対して保護す ることができる。改変もしくは共干渉した信号は統計的に無視することができる 。各トランスポンダは利用可能な周波数帯域から選定された（任意の）の選定周 波数で識別コードを逐次送信できる。

識別コードは選定周波数を変調するのに使用することができる。任意適切な変調 を使用することができる。

トランスポンダは人間、家畜、手荷物、梱包、製品、積荷、盗品、車輌、列車、 ワゴン、船積コンテナ、セキュリティカード、その他多くの物を識別するのに使 用することができる。さらに、それは内部識別能力を要するシステムに組み入れ ることができる。それらは、例えば、在庫管理、トークンカード、支払カード、 スマートカード及びコンピュータセキュリティである。

第２八図は受電及び識別コードの送信に使用する従来技術の構成を示す。受信部 （ＲＸ）は誘導給電磁界を受信する。ＲＸ構成は蓄積コンデンサ（Ｃ８）内に電 圧を蓄積し、この電圧は従来技術のトランスポンダの他の回路で使用される。受 信コイル及び蓄積コンデンサと相互隣接するダイオード（Ｄ）は一方向調整器と してのみ作用し、蓄積コンデンサからコイルを通って大地へ７！４流を流さない ことをお判り願いたい。従来技術のトランスポンダが給電されている間、送信機 部（ＴＸ）は所定の周波数で連続的に識別コードを送信する。複数の従来技術ト ランスポンダが同時に給電されると、全てが同じ所定の設定周波数で同時に送信 を行う。従来技術はトランスポンダの動作を多重化しないことが判る。さらに、 従来技術は呼掛可能且つ／もしくは再書込可能なトランスポンダ情報、データも しくは信号記憶ＶＲＮを含んでいない。

さらに重要なことは、従来技術は１個のコイルから同時に給電及びデータ送信を 行うようにはされていない。

第２Ｂ図は本発明の電力及び／もしくはデータ受信部を示す。外部から印加され る誘導給電磁界をコイル（Ｌ）に印加することができる。磁界はトランスポンダ が使用するタイミング、データもしくは他の情報により変調することができる。

コイルは、存在する場合に、印加磁界から電力及びタイミングもしくはデータ情 報を抽出することができる。１個もしくは数個のダイオードを使用して印加磁界 によりコイルに誘起される電圧を整流することができる。より複雑な整流構造を 付加しても直流変換効率は改善されないため、それは不要である。１個よりも多 いダイオードの両端間電圧降下は余剰エネルギ放散を表わす。整流された電圧は 蓄積手段（Ｃ）に蓄積することができる。蓄積された電圧を使用してトランスポ ンダ内部回路へ直Ｒ電圧を供給することができる。

同時に、印加磁界内にデータもしくはタイミング情報が存在する場合には、ダイ オードもしくは任意他の変調手段を使用してトランスポンダが使用するタイミン グ及び／もしくはデータ情報（タイミング信号として示す）を供給することがで きる。ダイオードはまた電荷蓄積手段と相互作用してトランスポンダの供給電圧 を設定することができる。

第２Ｂ図を修正した形式を第２Ｃ図に示す。

第２Ｃ図に則して、同調回路から負荷回路への最大電力転送について知られてい るように、負荷損失は実質的に同調回路の損失に等しくなければならない。この ような状況の元で、出力電圧は最大値に近ずく。第２Ｃ図に示す実施例は、適切 な点でピックアップコイルのタップを取ることにより、負荷整合を行うことがで きる。このようにして、コイルは単巻変圧器のように作用することができる。

第３Ａ図に本発明の基本的実施例を示す。誘導手段は上部（第１部）と下部（第 ２部）に分割することができる。衝突する誘導給電磁界（Ｐ）は（全体として） ｍｓ手段に影響を及ぼしてＶ点に電力（もしくは電圧）を供給することができる 。電力■を使用して駆動手段を駆動すなわち作動させることができる。駆動手段 は誘導手段の第１及び第２部分の接合点に接続することができる。

駆動手段は給電されると、第１部分が信号を放射するように誘導手段の第１部分 を制御Ｉすることができる。給電磁界が第１及び第２部分に影響を及ぼすのと同 時に、第１部分から放射信号を発生することができる。すなわち、本発明は受電 及び信号送信を少くともその一部から同時に実施することができる手段を提供す ることができる。

もう一つの形式の実施例では、誘導手段は第１の部分しか含んでいない。この場 合、誘導手段全体が同時に受電及び信号情報送信を行うように作動する。

第３Ｂ図に本発明のもう一つの実施例を示す。衝突する誘導輪′Ｒ１１界の影響 の元で、誘導手段は信号を供給することができる。整流器手段（Ｄ）すなわちダ イオードが受信信号を整流して蓄積手段（Ｃ８）に蓄積される電圧を供給する。

すなわち、整流器手段（Ｄ）及び蓄積手段（Ｃ３）は協働して他のトランスポン ダ回路が使用する使用可能な電圧供給を形成する。整流器手段は受信信号を整流 して蓄積手段が信号バーストを受信するようにし、それは蓄積され、蓄積された 電圧が枯渇するかもしくは他の信号バーストが蓄積手段内に蓄積された電圧を補 充して実質的に一定の電圧を継続的に供給するまで他のトランスポンダ回路に対 して実質的に定電圧を出力する。整流器手段はまた、蓄積手段が使用可能な電荷 を蓄積している限り、蓄積手段の出力を実質的に一定レベルに維持するクランプ 手段を提供することができる。トランスポンダからデータ信号が送信される場合 には、出力ドライバとして示す点に適切な信号を加えることができる。これによ り、誘導手段の全体もしくは一部（送信部）に導通径路を選択的に形成すること ができる。整流手段が基準電位点と誘導手段の間に配置されるため、誘導手段は （信号感覚において）基準電位から実質的に絶縁される。従りて、導通径路が形 成されると、電圧供給もしくは基準電位以外の他のソースから誘導手段（全体も しくは一部）へｆｉＦＲが流れ、誘導手段から信号が放射される。このようにし て、変調された無線周波数（ＲＦ）信号もしくは他種の信号を誘導手段の送信部 へ注入することができる。

本発明の特徴は１１！ｌのアンテナを使用して同時に給電及びデータ送受信を行 えることである。これら３つの動作は同じアンテナコイル内で互いに独立して生 じる。給電はアンテナコイル内に電圧及び電流を誘起して行われる。受信データ は給電誘導信号を周波数変調して送信される。ｐｓ！１界の周波数変調はトラン スポンダのアンテナコイルが受信する電力に影響を及ぼさない。データ送信信号 の絶縁は高インピーダンス源（すなわち、電流源）を使用して送信信号を注入し て行われる。電流注入は給電磁界による誘起電圧やＲＸデータ受信に影響を及ぼ さない。

いくつかの開示されたシステムは、出力ドライバに直列に、コンデンサや抵抗器 等のインピーダンスを挿入することにより送信機段をアンテナ電圧から絶縁しよ うとしている。集積可能とするには、そのために（必要サイズの）抵抗器やコン デンサの使用が妨げられる。

最も簡単な集積可能なＮｙＬ源はその限流領域（すなわち、バイポーラの直線領 域及びＦＥＴの飽和領域）内で作動するトランジスタである。バイポーラのコレ クタ、もしくはＦＥＴのドレーン、はそれぞれ電流源として機能する。Ｎ流源の 作用を維持するにはトランジスタ両端間電圧を常に飽和電圧よりも大きくする必 要がある。これは、代表的にバイポーラトランジスタに対しては０．２■であり ＦＥＴに対してはおよそ１．０■である。

第１１図にアンテナコイルから直流電位を発生する電流源出力ドライバ及び整流 器を含む基本回路図を示す。

第１２図に従来技術の基本回路図を示す。便宜上、第１２図の“Ｂ”点はトラン スポンダシステム内の基準電位として選択されている。“Ｂ″を基準として選択 することにより、Ｂと、■、。ｆを含む、アンテナコイルの任意部分間の電位は 給電磁界の各サイクル中に基準電位の上下に振動する。基準点とコイルのタップ 間に接続されたトランジスタ電流源は電圧の負領域では作動しない。また、第１ １図のＡ”を！！準として選択すると、′Ａ″とアンテナコイル上の任意の点と の間の電位は理想整流器に対して（正負にかかわらず）符号を変えない。整流器 両端間に小さな電圧降下があると、ｖｒｅｆの電圧符号は小さな変化を示す。そ の最大値は整流器間＊ｍの電圧降下に等しい。アンテナコイルのタップにはこの 符号変化はなく、トランジスタＮ＠源を接続するのに理想的な点である。

電流源トランジスタの選定に注意すれば、回路動作はダイオード整流器の方向と は無関係となる。第１３図にＮＭＯ３工程に最適な回路を示す。ＰＭＯ３を使用 する場合には、全ての点の電位が単に反対となる。重要な点は整流器及び電流源 が同じ電位点を共有しなければならないことであり、整流器の他方側は他の回路 電位点から最も遠い誘導アンテナ端に接続され、電流源の他方側は誘導手段のタ ップに接続される。第１１図に示す回路はその動作及びＢとして選択されたＤ基 準電位点を変えることなく逆さまにすることができる。任意形式の一方向電流制 御器が本回路で作動するが、１９８７年１１月１９日付仮特許出願第ＰＩ３５０ ７号“集積可能同期整流器”に詳示された同期整流器は従来のダイオードよりも 優れた性能を提供する。

整流素子を基準電位に接続すると、容易に集積可能な簡単で有効な整流構造を使 用することができる。第１３図に示す構造は従来のＮＭＯ８及び０ＭＯ８工程に より容易に集積可能である。従来の“Ｂ″基準使用すると、整流構造を集積する のは困難である。第１２図の整流器は従来のチップ製造技術で集積することはで きない。

ｔｉ源駆動のもう一つの利点は、同じトランジスタを使用して同時に１個よりも 多い信号を送出する能力である。第１４図に任意周波数及び波形のいくつかの電 流をアンテナコイルに送出することができる電流ミラ（一般的な集積構造）を示 す、電流１１．Ｉ２．・・・ＩｎはＩｏｕｔを出力するＮ流ミラーにより線型に 加算される。

これにより、異なる周波数の２つ以上のデータ信号を同時に送信することができ る。信号は任意の周波数及び波形を有することができ、しかもアンテナコイルに より独立に送信される。

また、いくつかの出力トランジスタを並列にしてその各出力電流を線型に加算す ることができる。第１５図にいくつかの出力トランジスタからの電流がアンテナ コイルへ加算される簡単な回路を示す。

誘導手段は好ましくは巻線型のコイルを具備し、従ってその送信部はコイル全体 もしくは数ターンの巻線のみを具備することができる。ここでは、オーストラリ ア国仮出願第Ｐ１５８５５号（１９８７年１２月１０日付、“アンテナ構造、電 力及び通信システム及び方法″）に詳示されたアルミニウム積層プラスチック膜 を使用する。

トランスポンダピックアップコイル内に誘起される電圧を整流するのに整流器手 段を使用することができる。好ましくは適切なサイズ及び値のコンデンサである 蓄積手段を整流電圧の蓄積に使用することができる。誘導給電磁界の許容及び／ もしくは修正電圧を与える領域のみをトランスポンダが移動することを保証する ことにより電圧調整度を高めることができる。また、調整手段を付加することも できる。さもなくば、トランスポンダはそれ以下ではトランスポンダが作動しな いような誘起電圧をカットオフ電圧として有する、所定の電圧カットオフ手段を 含んでいる。ダイオード（Ｄ）の替りにツェナーダイオードを蓄積手段と共に使 用することもでき、例えば、所要供給電圧の２倍の定格であればピックアップさ れた誘起電圧を整流してトランスポンダが給Ｎ磁界の影響を受けなくなるまで供 給レール電圧をダイオード降伏電圧のおよそ半分にクランプする。

また、アンテナコイル両端間に配置された分路調整器が直流電圧を有効に制限す る。同様に、直流給電両端間の分路調整器は直流電圧を制限するが、直流回線上 の調整器は、 （１）、蓄積コンデンサを放電させて供給電圧のリップル増大に寄与し、 （２）、大型整流器を必要とし、分路及びチップを流は整流器を介して引き出さ なければならない。

調整器の両位置共有効に機能するが、直流給電分路調整器よりもアンテナ両端間 の分路調整器の方が望ましい。

直列調整よりは分路調整の方が選択され、それは次の理由による。

（１）、：ｗ整器両端間で直列電圧降下がないため交流尖頭電圧がチップへ送出 される。

（２）、　（誘導結合が強いため）チップトランジスタを破壊させることができ る過剰な高電圧が同調回路内に発生しない。直列調整器は最大尖頭入力電圧に耐 えなけばならない。チップの電圧処理能力は工程に依存する機能であり、およそ 最大２０Ｖに制限される。分路ｍ１ｌｌ器は公称動作電圧を制約するが、充分な ｔＩｉ流を弱めてこの調整を維持できなければならない。電流処理能力はトラン ジスタサイズの関数であり、それは直接設計者の管理下にある。高電流は単に分 路トランジスタのサイズを増大させて弱めることができる。

駆動信号により作動するスイッチ手段（Ｔ）はトランジスタもしくはＦＥＴもし くはコイルを介した送信に影響を及ぼすことができる任意他の適切なスイッチ手 段とすることができる。ｌ１１！導手段を同調させるのに同調手段（ＣＴ）を使 用することができる。同調手段はコンデンサを含むことができる。同調手段は誘 導手段を使用して送受信される信号の振幅を高めることができる。好ましくは、 誘導手段は受信信号に同調される。

同調手段はコイル両端をＲＦｊ！ｉｆ波数に電気的に接続し、従って蓄積コンデ ンサを介して基準電位に接続する。実際上、同調及び蓄積コンデンサはコイル両 端の基準電位への結合を断つ、従って、整流器のインピーダンスはコイルへ注入 されるＲＦ電流の動作に影響を及ぼさない。

第３Ｃ図及び第３Ｄ図に本発明の別の実施例を示す。

第３Ｃ図において、コイルＡ、Ｂ、Ｃは印加される給電磁界を受信することがで きコイルＡ（Ｄの導通時にはＢも）はスイッチ■によりＡ（Ｄの導通時にはＢも ）及びＴを介して基準レールへ電流が引き出される場合に（直流及び／もしくは 交流を含む）信号を同時に送信することができる。第３Ｄ図において、コイルＡ 及びＢは同時に受信機手段及び送信機手段として作動することができる。

いずれの場合にも、送信機手段は同時に受信機手段として作動するようにするこ とができる。送信用及び受信用の別々のコイルを本発明に従ったトランスポンダ に使用することもできる。

第４図、第４Ａ図、第５Ａ図、第５Ｂ図、第６Ａ図及び第６Ｂ図に、一般的に、 本発明のさらに別の実施例を示す。第４図及び第４Ａ図にトランスポンダ内の２ つの実施例を示す。第４Ａ図では、誘導手段を除く全ての回路がチップ上に組み 入れられている。チップ浮遊容量は電荷蓄積に使用され、必要ならば外部蓄積コ ンデンサを使用することができる。第５Ａ図及び第５Ｂ図に第４図及び第４Ａ図 と類似の実施例を示し、ここではコード化された情報信号をトランスポンダから フィルを介してベース局へ送信することができ、送信されるコードはコード発生 器論理内に記憶される。第６Ａ図及び第６Ｂ図に第５Ａ図及び第５Ｂ図と類似の 実施例を示し、ここではトランスポンダが受信する電力磁界上に重畳することが できる−　ＨＡＧ　Ｎ０Ｄ−信号が、トランスポンダが本来の位置にある時に、 トランスポンダ内に収納された情報を変更、消去もしくは付加したりさもなくば トランスポンダを制御する手段をインテロゲーションベース局へ提供する。関連 技術の慣例もしくは本発明の各特定用途に従って、（ブロック形式で示す）任意 の要素部を個別要素、ハイブリッドもしくは集積形式、もしくはその組合せによ り実施できることをお判り願いたい。電子回路をチップ形式に集積すれば、極め て廉価でコンパクトなトランスポンダが提供される。集積コンデンサ（出願中の 特許に詳示されたＺホールドコンデンサ及びアンテナ回路組立体）を、トランス ポンダ（ＩＣ）チップ及びフィル手段を搭載した蓄積手段（Ｏ８）及びコイル手 段として使用することができる。この組合せにより、廉価で可搬型及び／もしく は使い捨て可能なトランスポンダを形成することができる。

各トランスポンダは１個もしくはそれ以上のアンテナコイルを有することができ る。任意もしくは各コイルの全て、もしくは一部、を同時に信号の送受信に使用 することができる。単コイル誘導手段についてさらに説明するが、詳細説明の繰 返しを最小限とするために誘導手段の一部のみを使用してトランスポンダへの信 号の同時送受信を行う。

トランスポンダの実施例は次のものを含むことができる。

１、　誘導給電磁界から電りを受電するアンテナコイル。

２、　アンテナコイルを実質的に誘Ｓ磁界の周波数に同調させる、好ましくは容 量（ＣＴ）である、同調手段。

３、トランスポンダ回路が使用する直流電力を蓄積する、好ましくは容量（Ｃ８ ）である、直流蓄積手段。

４、トランスポンダの電子機能を実施し、整流器手段及び送信手段を含むことが できる、好ましくは集積回路ＩＣ形式の、回路。

同時にデータを送信するのにアンテナコイルを使用することもできる。トランス ポンダの設計によりトランスポンダのほとんど全ての電気回路を容易に集積する ことができる。

トランスポンダはさらに受電電力を整流する、ダイオード形式の、整流手段（Ｄ ）を含むことができる。好ましい整流器は１９８７年１１月１９日付オーストラ リア国仮出願第ＰＩ３５０７号“集積可能な同期整流器”に開示されているよう な同期整流器である。そこに開示された整流器はトランスポンダのＩＣ内に容易 に集積することができる。実質的に直流変換効率が改善されないため、ブリッジ 整流器等のより１１雑な整流構造を付加する°必要はない。Ｄの目的は同調アン テナコイルが受信する交流信号を整流することである。整流構造はトランスポン ダ回路内に自由に配置され、市販の標準集積技術を使用して容易に集積すること ができアンテナコイルをざらにＲＦもしくは他の信号放射器として使用すること ができる。

インテロゲータ内部には、代表的に水晶発振器である、安定マスタ一時間基準源 がある。この時間基準源は給電磁界の周波数作動に使用される。前記したように 、トランスポンダのキャリア発振器はインテロゲータの給電磁界を介してインテ ロゲータ内のマスタ一時間基準に位相コヒーレントに固定される。信号キャリア のマスタ一時ＷＡＷ準への位相コヒーレント固定は非コヒーレントキャリア発生 よりも実質的に有利である。キャリア信号は公知のコヒーレント検出原理を使用 してインテロゲータにおいてコヒーレントに検出することができ、マスタ一時間 基準はコヒーレント検出回路の周波数基準として作用する。コヒーレント検出に より最適信号対ノイズ検出、優れた干渉抑制及び側波帯除波が行われる。第１図 にインテロゲータ内の“受信機及び復号器”回路へ送出されるこの時間基準信号 を示す。時間基準信号は“周波数及び位相″制御器が使用して給電磁界の周波数 を発生する。

好ましい形式の蓄積手段（Ｃ３）である蓄積コンデンサを使用して、同調回路及 びダイオードＤから周期的に供給される直流電力を蓄積することができる。Ｃ８ はこのパルス電力を蓄積し、実質的に一定のＷＸＦ＆電圧を供給レールを介して トランスポンダへ送出することができる。

変調器手段の一部とすることができ好ましくはＭＯＳトランジスタを具備するス イッチ手段（Ｔ）がトランスポンダ回路内に組み入れられている。変調信号をＴ のゲートへ駆動結合することができる。■のドレーンをピックアップコイルに接 続してピックアップコイル全体（構成によっては、その一部）から電流を引き出 すようにすることができる。Ｎ流はこの信号を受信するようにされた受信構造へ 信号やコード変調信号を放射することができるコイル内にＲＦ磁界を誘起するこ とができる。タイミング基準点（ＴＲ）は給電磁界の周期や他の信号情報を給Ｎ 磁界から得るための適切な点を与えることができ、それは任意のトランスポンダ 回路、好ましくはキャリア発振器、のタイミング基準として使用することができ る。

しかしながら、キャリア発振器はプリセットすることができ従ってタイミング基 準はトランスポンダ内で他の応用、例えば、イネ−ブリング手段やデータ手段、 〈供給電圧の２倍である）尖頭基準電位をメモリプログラミングに必要とする（ ＥＥＰＲＯＭ等の）電気的に消去可能なメモリのプログラミング、に使用するこ とができる。

（同調された）コイル回路はＲＦ局波数ではなく電力周波数に同調させることが できる。ＲＦ電流はトランスポンダ送信中に供給容量（Ｏ３）からタップのトッ プターンを介して引き出すことかできる。（タップを有する）１個のコイルが必 要なだけである。同調容１ｔ（ＣＴ）はピックアップコイル構造に接続すること ができ、それには直流蓄積容量（Ｃ８）も接続することができる。便宜上、整８ １器はダイオードＤとして示し好ましい集積可能な形式は同期整流器である。

特に、第４図に誘導ピックアップ（コイル）、同調コンデンサ（ＣＴ）　、蓄積 コンデンサ（Ｃ８）、整流器（Ｄ）、タイミング基準（ＴＲ）、スイッチ（Ｔ） 、供給レール（＋）及びいくつかのトランスポンダ回路間の関係を示す。好まし くは、トランスポンダは任意所要の電子的機能を含む集積回路（ＩＣ）を組み込 んでいる。

ＩＧは時ｒａｍ準点ＴＲ＆：Ｉｆ３いてピックアップコイル内に誘起される電圧 を監視することができる。キャリア発振器は位相固定高周波発振器とすることが でき、その出力は送信情報のデータキャリアとして使用することができる。電力 磁界により発生する調波が発振器の信号キャリアと干渉するため、発振器により 電力周波数を単に乗算するのは有利ではない。発振器は給電磁界周波数の調波間 で実質的に位相コヒーレントな周波数を発生するように設計することができる。

例えば ここに、Ｐは給電磁界周波数の調波 ｎ及びｍは整数でありｎ　＜ｍ。

第７Ａ図〜第７Ｈ図に前に機能ブロック形式で示したトランスポンダ部分の略実 施例を示す。第７Ｂ図（及び第６図）に示すＷＡＧ　ＮＯＤ　’信号は磁気変調 信号である。

この変調は給電磁界に重畳することができる。好ましい形式の磁気変調は周波数 偏移キーイング（Ｆ　Ｓ　Ｋ　）である。磁界にＦＳＫを行ってもアンテナコイ ルの受電電力は変らない。アンテナコイルが同調すると、電力変換は周波数に依 存して幾分低減する。これは、アンテナコイルの低幅差ＦＳＫ及び低Ｑ同調に対 しては非常に小さい。

電力磁界のＦＳＫ信号信号名機能を完全に独立させて同時にトランスポンダへの 給電及びデータ受信を行うのに特に有用である。

信号はトランスポンダのｍｗ及び／もしくは、とりわけ、プリセットデータや他 の信号のイネーブル１ｌｌｖ７Ａの基礎を提供し、且つ／もしくはトランスポン ダ内の回路のプログラミングや他の機能を開始させる。キャリア発振器の実施例 を第７Ａ図及び第７Ｂ図に示す。ＴＲ点はキャリア発振器の入力を提供する。第 ７Ｇ図及び第７Ｈ図に示す実施例はトランスポンダ内で使用して、１組の利用可 能なキャリア周波数から任意にキャリア周波数を選定する能力を提供することが できる。この任意選定によりトランスポンダをマルチトランスポンダシステムで 使用する場合にトランスポンダ／ベース局通信を促進させることができる。キャ リア発振器の出力は分割して（第５Ａ図、第５Ｂ図及び第６Ａ図、第６Ｂ図に示 す）論理クロック信号を与えることができる。一時的にタイミング基準を利用で きない場合でも、分割出力は論理信号を与えφことができる。キャリア発振器は タイミング基準信号の短期中断中にも実質的に安定であるように設計することが できる。タイミング基準は分割して直接クロック信号として使用することがで声 る。

第４図、第４Ａ図、第５Ａ図、第５Ｂ図、第６Ａ図及び第７Ｅ図に示すように、 論理りＯツクは１組の論理ゲートやメモリからプリセット、プリプログラムド、 再変更もしくは再選定コードを引き出すのに使用すφことができる。このコード はキャリア信号の変調に使用することができる。好ましくは、位相変調が実施さ れる。キャリアの位相変調に簡単な排他的ＯＲゲート（第７Ｆ図）を使用するこ とができるが、振幅、パルス位置、パルス幅もしくは任意他の変調も可能である 。変調されたキャリア信号を使用してＴのゲートを駆動することができ、それは その飽和領域で電流源のように作動することができ、キャリア周波数において一 定の大きさの電流を引き出すことができる。この電流はトランスポンダから放射 されるキャリア周波数で振動する磁界を発生することができる。

また、電流ミラードライブが出力トランジスタを駆動することができ、ミラー電 流を変調してエンベロープ状帯域幅制限ＲＦデータをアンテナへ送出することが できる。エンベロープ状のＲＦ変調データにより良好な側波帯抑制が行われ、そ れを発生するのに通常複雑なフィルタを必要とする。しかしながら、Ｎ流ミラー は波形合成が容易である。第ｉ６Ａ図に集積可能な基本波形合成回路図を示し、 第１６Ｂ図に帯域制限データ信号を合成可能な詳細回路を示す。電流ミラー及び ／もしくは並列出力トランジスタを介した電流加算により、（１）、多くの周波 数及びデータパターンの同時送信、（２）、送信信号の帯Ｘｔｉ制限を行う信号 のエンベロープ整形、 が可能となる。

第５Ａ図、第５Ｂ図、第６Ａ図、第６Ｂ図を参照として、ドライバはタイムベー ス入力もしくはキャリア発振器に接続できることをお判り願いたい。

トランスポンダは給電されると、そのコードもしくは他の情報を送信開始するこ とができる。送信は選択的に切り替えることができる。トランスポンダが電力磁 界を受信している時に送信は連続的とすることができる。送信は１組の周波数や 送信ブレークから好ましくは任意に選定された周波数に基いて行うことができる 。

発振器手段の出力であるキャリア周波数は誘導給電磁界の周期に固定された１個 以上の電圧１１郁発振器（■ＣＯ）により発生することができる。前記したよう に、出力キャリア周波数は実質的に誘導電力磁界の調波とは決して等しくならな い。従って、給電磁界調波は決してキャリア送信とは干渉しない。ｎを適切に設 定することにより、キャリア周波数を設定することができる。１個の発振器を使 用してｎを所望により調整するかもしくは各々が所望する一つのキャリア周波数 を発生する異なるプリセットｎを有する多くの再選定発振器を設けることにより 、さまざまなキャリア周波数を発生することができる。

キャリア周波数及び／もしくは送信ブリーフ選定のυ」御は選定回路を設けるこ とにより、さまざまな複雑度で行うことができる。一実施例において、給電磁界 の変調パルス（ＨＡＧ　ＨＯＤ　）によりトランスポンダはキャリア周波数や送 信ブレークを任意に選定することができる。トランスポンダ上の適切な検出及び 復号回路と結合された給電磁界の変調の適切なコーディングにより、より精巧な 這定法や通信法を実施することができる。例えば、トランスポンダを強制的にオ フエアとしたり特定トランスポンダのキャリア周波数を変えることができる。周 波数、位相、振幅もしくはパルス変調、もしくはそれらの任意の組合せを使用し て給Ｎ！ｉ界を変調することができる。

各キャリア周波数及び／もしくはアイドル状態に任意の確率重み付けを割り当て ることもできる。また、トランスポンダは送信ブレークやキャリア周波数を任意 に選定することができる。選定は完全なコードやデータ語の送信に続いて行うこ とができる。このようにして、各コードもしくはデータ語送信の完了後にトラン スポンダのキャリア周波数を変えることができる。また、キャリア周波数を再選 定する前に一つよりも多いコードやデータ語を送信することもできる。

さまざまな図に示す変調器は排他的ＯＲゲートを具備することができる。そうで あれば、ＲＦ比出力２進位相偏移キーデータ（ＢＰＳＫ）で構成される。他のよ り複雑な変調器の実施例は直角位相偏移キーイング（ＱＰＳＫ）を必要とする。

ＡＭもしくはＦＭ’＆調器を使用することもできる。

１．２もしくは３次元アンテナベース構造を使用してトランスポンダの給電磁界 を放射することができる。

任意に変調された振動する衝突給電磁界に対して、変調レートはトランスホンダ の帯域幅により制限することができる。これは任意所要キロビット／秒のデータ レ−トとするのに充分な大きさとすることができる。ベース局からトランスポン ダへの送電に影響を及ぼさないため、磁界は好ましくは位相もしくは周波改変ｉ することができる。振幅、パルス幅もしくはパルス位置変調も使用することがで きる。

トランスポンダにおいて、位相固定ループは位相もしくは周波数変調を抽出する ことができ、簡単なエンベロープ検出器や他の手段を使用して振幅もしくはパル ス変調を検出することができる。第８Ａ図〜第８Ｄ図。

同調コイルを有する発振器により振動する磁界を発生することができる。低入力 電圧で大きいコイル電流を供給するには同調が重要である。より効率的な動作に は高Ｑコイルを使用することができる。高０１５１　ｍコイルの固有特性により 、磁界の高速変調に対しては特別な注意が必要となる。

位相もしくは周波数変調を発生するには、コイルインダクタンスや同調容量のス テップ変化により同調コイルの瞬時作動周波数を変えることができる。好ましく は、任意のステップ状インダクタンス変化はフィル！２１ｍがゼロの時に生じ、 任意のステップ状容量変化は好ましくはコンデンサ電圧がゼロの時に生じる。任 意の回路過渡応答を軽減するスイッチング法の例を第９Ａ図及び第９Ｂ図に示す 。位相変調の場合、ステップ状周波数変化がなされると位相角は直線レートでス リップする。所要の位相角スリップに達すると、作動周波数はその公称値へ戻さ れて位相スリップが終る。

第１０Ａ図〜第１０Ｃ図を参照として、振幅もしくはパルス変調を使用すると、 コイルのＱはコイル電流の急速な変化に対して緩和することができる。適切であ れば、コイル内に余分な損失を挿入することによりコイルのＱを人偽的に低くす ることができる。これは同調コイル内に付加抵抗を直接的、誘導的もしくは容量 的に導入して行うことができる。振幅変調に対しては、付加抵抗器をスイッチ接 続することによりコイル電流の大きさ低減をスピードアップすることができる。

パルス変調に対しては、信号源を切り離した後に抵抗器を接続することができる 。抵抗器はフィルｔＲを急速に消滅させることができる。適切な時開間隔が経過 した後、信号源を再起動させてコイル電流を再確立することができる。パルス変 調の振幅に対しては、抵抗を給電で置換して磁気エネルギを熱として捨てずに給 電に戻して再使用することができる。

同じ磁界により電力転送とデータもしくはコマンド送信を同時に行うことにより 、電気機械装置及び電子回路の遠隔制御、例えばＥＥＰＲＯＭや従来のＣＭＯＳ メモリの遠隔プログラミングを公知の方法で行うことができる。

第１７図及び第１８図はアンテナを含めたトランスポンダの全回路がシングルチ ップ上に組み入れられる実施例である。これらの実施例はチップとインテロゲー タの結合がこのような小型アンテナからチップへ給電するのに充分な強さとなる ように構成される、例えばクレジット、支払い及びトークンカード等のスマート カードに理想的に適している。強い結合により同調せずに充分な電圧が保証され る。同調によりアンテナコイル内に誘起される電圧は同調コイルのＱ”倍とされ 、それはこの種のアンテナに対しては代表的に５である。蓄積コンデンサはチッ プ、すなわちリード、パッド及び金属化の浮遊容量を使用して任意のスペアチッ プエリア上にコンデンサを作成して実現される。

本発明はまさに１個の誘導手段から同時に受電、データ受信及び信号送信を行う ようにされたＨａを提供する。

本発明は実質的に完全に集積されるようにされている。

本発明はユニークな回路組合せ及び／もしくは構成を提供する。本発明は特にト ランスポンダに使用するようにされているが、本発明の一般的な応用はトランス ポンダに限定されるものではない。

浄書（内容に変更なし） 第３Ｅ図 第７Ｈ図 ろ波器、増幅器 及び比較器 第８Ａ図 ｘｙ＜ｏ−１出器　　　　第８Ｂ図 第９Ａ図 第１０Ａ図 第１０Ｂ図 手続補　正置（五） 平成３年２月１８日

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．誘導給電磁界の影響の元で情報信号を発生し記憶し送信する電子回路を含む 装置において、該装置は誘導手段を具備し前記誘導手段の少くとも一部は前記情 報信号を送信するように構成されてむりさらに前記誘導手段は前記給電磁界によ り同時に別々に影響を受けて前記情報信号を送信するための電力を供給する、前 記装置。
2. ２．誘導給電磁界の影響の元で駆動手段へ給電を行うようにされた誘導手段を具 備する装置において、前記駆動手段は情報信号を放射する前記誘導手段の少くと も一部を制御するようにされており、前記誘導手段の前記少くとも一部は前記駆 動手段への給電と前記情報信号の放射を同時に行うようにされている、前記装置 。
3. ３．誘導電力磁界を受信するようにされた誘導手段と、 前記誘導手段の一方側と基準電位点間に接続された整流器手段、 を具備し、 前記誘導及び整流器手段は動作上結合されて前記誘導手段の他方側へ給電電圧を 供給し、 さらに、 前記誘導手段に結合され前記他方側から前記誘導手段の少くとも一部へ電流を流 して前記部分から情報信号を放射するようにされた駆動手段、 を具備し、 前記誘導手段の前記部分は前記磁界の受信と前記信号の送信を同時に独立して行 う、 送受信機装置。
4. ４．請求項１，２もしくは３記載の装置において、前記情報信号は前記誘導手段 に注入されるコード変調電流から生じる、前記装置。
5. ５．請求項２もしくは３記載の装置において、駆動手段は電流ミラーもしくは並 列出力トランジスタを介した電流加算を利用している、前記装置。
6. ６．請求項１，２もしくは３記載の装置において、前記誘導手段は同時にインテ ロゲーション信号を受信するように構成されている、前記装置。
7. ７．請求項６記載の装置において、前記インテロゲーション信号はＦＳＫ変調形 式である、前記装置。
8. ８．請求項１，２もしくは３記載の装置において、誘導手段を除けば該装置は実 質的に完全に集積可能である、前記装置。
9. ９．請求項１，２もしくは３記載の装置において、該装置は実質的に完全に集積 可能である、前記装置。
10. １０．請求項１〜９のいずれか一項記載の装置において、該装置は受動型トラン スポンダである、前記装置。
11. １１．請求項８，９もしくは１０記載の装置において、トランスポンダがスマー トカードもしくは識別ラベル内に組み入れられている、前記装置。
12. １２．誘導磁界受信手段と、駆動手段と、整流器手段と電荷蓄積手段の組合せに おいて、該組合せは受動型トランスポンダを提供しさらに前記駆動手段と前記整 流器手段は１個の集積チップの形状で提供される、前記組合せ。
13. １３．請求項１２記載の組合せにおいて、電荷蓄積手段と誘導手段もシングルチ ップ形式で提供される、前記組合せ。
14. １４．ベース局と通信を行うトランスポンダにおいて、前記ベース局はトランス ポンダのインテロゲーション及び／もしくは給電を行うようにされており、該ト ランスポンダは、 誘導手段内に第１の信号を誘起する誘導給電磁界を受信する前記誘導手段と、 前記誘導手段の一方側と基準電位点間に接続されて前記第１の信号を整流する整 流器手段と、前記誘導手段の他方側と前記基準点間に接続されて整流された第１ の信号を電圧の形式で蓄積する蓄積手段、とを具備し、 前記誘導手段が前記誘導磁界を受信する時前記誘導手段の前記他方側は電圧点と なり、前記蓄積手段は前記電圧点に電圧を供給するようにされており、さらに、 前記誘導手段の少くとも一部に導通径路を与えるように選択的にイネーブルされ て、前記導通径路が与えられると前記部分において電流が放射する第２の信号を 発生するような駆動手段、 を具備し、 前記誘導手段は前記インテロゲーションに応答して前記給電磁界の受信と前記第 ２の信号の送信を同時に行うようにされている、 トランスポンダ。
15. １５．請求項１４記載のトランスポンダにおいて、第２の信号はＲＦ信号である 、トランスポンダ。
16. １６．請求項１４もしくは１５記載のトランスポンダにおいて、前記第２の信号 は前記第１の信号からコヒーレントに発生される、トランスポンダ。
17. １７．請求項１４記載のトランスポンダにおいて、前記誘導手段はまた第３の信 号を同時に独立して受信するように構成されている、トランスポンダ。
18. １８．請求項１７記載のトランスポンダにおいて、第３の信号はＦＳＫ信号であ る、トランスポンダ。
19. １９．請求項１４記載のトランスポンダにおいて、駆動手段は電流ミラーもしく は電流加算を行う並列出力トランジスタを具備する、トランスポンダ。
20. ２０．請求項１４記載のトランスポンダにおいて、第２の信号は誘導手段に注入 されるコード変調電流により形成される、トランスポンダ。
21. ２１．請求項１４記載のトランスポンダにおいて、誘導手段はコイルもしくは同 調回路である、トランスポンダ。