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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023167218
(43)【公開日】2023-11-24
(54)【発明の名称】リーダ装置
(51)【国際特許分類】
H04B 5/02 20060101AFI20231116BHJP
G06K 7/10 20060101ALI20231116BHJP
H04B 1/10 20060101ALI20231116BHJP
【ＦＩ】
H04B5/02
G06K7/10 104
H04B1/10 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022078224
(22)【出願日】2022-05-11
(71)【出願人】
【識別番号】000003562
【氏名又は名称】東芝テック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100075672
【弁理士】
【氏名又は名称】峰 隆司
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】松下 尚弘
(72)【発明者】
【氏名】大石 禎利
【テーマコード（参考）】
5K012
5K052
【Ｆターム（参考）】
5K012AB05
5K012AB12
5K012AC11
5K012AD04
5K012AE12
5K052BB02
5K052DD04
5K052FF32
(57)【要約】
【課題】 ２種の応答器の双方を読み取るための時間を短縮可能とする。
【解決手段】 実施形態のリーダ装置は、送信部、打ち消し部及び復号部を備える。送信部は、第１の応答器に与えるコマンドを表した変調信号により搬送波を変調して得た質問波を送信する。打ち消し部は、第１の応答器とは別の第２の応答器にてバックスキャッタ方式で送信された応答波から、変調信号に応じた変調成分を打ち消す。復号部は、打ち消し部によって変調成分が打ち消された後の応答波に表されているデータを復号する。
【選択図】 図１
【解決手段】 実施形態のリーダ装置は、送信部、打ち消し部及び復号部を備える。送信部は、第１の応答器に与えるコマンドを表した変調信号により搬送波を変調して得た質問波を送信する。打ち消し部は、第１の応答器とは別の第２の応答器にてバックスキャッタ方式で送信された応答波から、変調信号に応じた変調成分を打ち消す。復号部は、打ち消し部によって変調成分が打ち消された後の応答波に表されているデータを復号する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の応答器に与えるコマンドを表した変調信号により搬送波を変調して得た質問波を送信する送信部と、
前記第１の応答器とは別の第２の応答器にてバックスキャッタ方式で送信された応答波から、前記変調信号に応じた変調成分を打ち消す打ち消し部と、
前記打ち消し部によって変調成分が打ち消された後の応答波に表されているデータを復号する復号部と、
を具備するリーダ装置。
前記第１の応答器とは別の第２の応答器にてバックスキャッタ方式で送信された応答波から、前記変調信号に応じた変調成分を打ち消す打ち消し部と、
前記打ち消し部によって変調成分が打ち消された後の応答波に表されているデータを復号する復号部と、
を具備するリーダ装置。
【請求項2】
前記打ち消し部は、前記応答波に応じた受信信号に前記変調信号により逆変調をかけることにより変調成分を打ち消す、
請求項１に記載のリーダ装置。
請求項１に記載のリーダ装置。
【請求項3】
前記打ち消し部は、前記変調信号により前記搬送波に逆変調をかけて得たローカル信号の成分を前記応答波から除去することにより変調成分を打ち消す、
請求項１に記載のリーダ装置。
請求項１に記載のリーダ装置。
【請求項4】
前記打ち消し部は、前記質問波に含まれる前記コマンドに応じて前記第１の応答器から第１の周波数帯域で送信された第１の応答波と、前記質問波に応じて前記第２の応答器から第２の周波数帯域で送信された第２の応答波とを含んだ受信波に応じた受信信号から、前記変調信号に応じた変調成分を打ち消し、
前記打ち消し部によって変調成分が打ち消された後の受信信号から、前記第１の周波数帯域の成分の第１の信号と及び前記第２の周波数帯域の成分の第２の信号とをそれぞれ分離する分離部をさらに備え、
かつ前記復号部は、前記分離部により分離された第１の信号から前記第１の応答波に表されているデータを復号し、前記分離部により分離された第２の信号から前記第２の応答波に表されているデータを復号する、
請求項１－請求項３のいずれか一項に記載のリーダ装置。
前記打ち消し部によって変調成分が打ち消された後の受信信号から、前記第１の周波数帯域の成分の第１の信号と及び前記第２の周波数帯域の成分の第２の信号とをそれぞれ分離する分離部をさらに備え、
かつ前記復号部は、前記分離部により分離された第１の信号から前記第１の応答波に表されているデータを復号し、前記分離部により分離された第２の信号から前記第２の応答波に表されているデータを復号する、
請求項１－請求項３のいずれか一項に記載のリーダ装置。
【請求項5】
前記第２の周波数帯域は前記質問波と同じ周波数帯域であり、前記第１の周波数帯域は前記質問波の周波数帯域から規定量だけシフトした周波数帯域である、
請求項４に記載のリーダ装置。
請求項４に記載のリーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、リーダ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
無線タグは、ＲＴＦ（reader talk first）タグとＴＴＦ（tag talk first）タグとに大別される。ＲＴＦタグは、例えばEPC Global Gen2規格などの規格に従い、リーダから送信される電波の被変調部分に含まれるコマンドに応答する。ＴＴＦタグは、リーダから送信される電波を受けると、その電波の変調、無変調に拘わらず到来電波を検出するだけで、バックスキャッタ応答を行う。
このため、ＴＴＦタグに近接して存在しているＲＴＦタグを読み取るべくリーダがコマンドを送信すると、ＴＴＦタグも応答してしまうことがある。そこで、ＴＴＦタグをＦＭ０応答とし、ＲＴＦタグをミラーサブキャリア応答とすることによって、ＴＴＦタグからの応答波と、ＲＴＦタグからの応答波との周波数帯域を異ならせて、個々の応答波をフィルタにより抽出可能としている。
このため、ＴＴＦタグに近接して存在しているＲＴＦタグを読み取るべくリーダがコマンドを送信すると、ＴＴＦタグも応答してしまうことがある。そこで、ＴＴＦタグをＦＭ０応答とし、ＲＴＦタグをミラーサブキャリア応答とすることによって、ＴＴＦタグからの応答波と、ＲＴＦタグからの応答波との周波数帯域を異ならせて、個々の応答波をフィルタにより抽出可能としている。
【0003】
しかしながら、ＲＴＦタグの読取のためのコマンドの無線伝送には、ＡＳＫ（amplitude shift keying）が用いられている。このため、リーダがコマンドを送信している期間におけるＴＴＦタグからの応答波にはＡＳＫ変調波の成分が含まれており、応答データを正しく復号できる保証がない。そこでリーダは、ＲＴＦタグの読み取り中におけるＴＴＦタグからの応答は無視している。つまりリーダが、ＲＴＦタグとＴＴＦタグとの双方を読取対象とするならば、ＲＴＦタグを読み取る期間とＴＴＦタグを読み取る期間とを別々とせざるを得ず、双方の読み取りに要する時間が長くなってしまう。
このような事情から、ＲＴＦタグ及びＴＴＦタグのような２種の応答器の双方を読み取るための時間を短縮できることが望まれていた。
このような事情から、ＲＴＦタグ及びＴＴＦタグのような２種の応答器の双方を読み取るための時間を短縮できることが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００５－３０４００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、２種の応答器の双方を読み取るための時間を短縮できる通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態のリーダ装置は、送信部、打ち消し部及び復号部を備える。送信部は、第１の応答器に与えるコマンドを表した変調信号により搬送波を変調して得た質問波を送信する。打ち消し部は、第１の応答器とは別の第２の応答器にてバックスキャッタ方式で送信された応答波から、変調信号に応じた変調成分を打ち消す。復号部は、打ち消し部によって変調成分が打ち消された後の応答波に表されているデータを復号する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】一実施形態に係るリーダ装置の要部回路構成を示すブロック図。
【図3】ＲＴＦタグの読み取りに際して送受される電波の様子を表す図。
【図4】ＲＴＦタグ及びＴＴＦタグからの応答波のスペクトルを表す図。
【図6】変形実施形態としてのリーダ装置の要部回路構成を表すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、実施の形態について図面を用いて説明する。なお、以下においては、ＲＦＩＤタグが記憶するデータを読み取るリーダ装置を例に説明する。
図１は本実施形態に係るリーダ装置１００の要部回路構成を示すブロック図である。
リーダ装置１００は、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグ２０１，２０２に記憶されているデータを読み取る。
図１は本実施形態に係るリーダ装置１００の要部回路構成を示すブロック図である。
リーダ装置１００は、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグ２０１，２０２に記憶されているデータを読み取る。
【0009】
ＲＦＩＤタグ２０１は、ＲＴＦタグである。ＲＦＩＤタグ２０２は、ＴＴＦタグである。そこで以下においては、ＲＴＦタグであるか、ＴＴＦタグであるかを区別する必要がある場合には「ＲＴＦタグ２０１」「ＴＴＦタグ２０２」と記し、区別する必要がない場合には「ＲＦＩＤタグ２０１，２０２」と記すこととする。ＲＴＦタグは、第１の応答器の一例である。ＴＴＦタグ２０２は、第２の応答器の一例である。
【0010】
リーダ装置１００は、発振器１１、移相器１２、ＤＡＣ（digital to analog converter）１３、ＡＳＫ変調器１４、ＢＰＦ（band-pass filter）１５、電力増幅器１６、ＬＰＦ（low-pass filter）１７、アンテナ共用器１８、給電線１９、アンテナ２０、ベクトル変調器２１、ＤＡＣ２２、電力合成器２３、逆変調器２４、直交検波器２５、ＢＰＦ（band-pass filter）２６、ＶＧＡ（variable-gain amplifier）２７、ＡＤＣ（analog to digital converter）２８、ＬＰＦ２９、ＶＧＡ３０、ＡＤＣ３１、ＬＰＦ３２、ＡＤＣ３３、制御部３４、表示部３５及び操作部３６を含む。なお、アンテナ２０はリーダ装置１００に含めず、任意のアンテナを給電線１９に接続可能としてもよい。またアンテナ２０及び給電線１９はリーダ装置１００に含めず、任意のアンテナが接続された任意の給電線をアンテナ共用器１８に接続可能としてもよい。
【0011】
リーダ装置１００は、典型的には、上記の構成要素をいずれも備えた単体の装置として実現される。しかしながらリーダ装置１００は、上記の構成要素を分担搭載した複数の装置を有線又は無線により接続して実現されてもよい。後者の実現形態は、例えば制御部３４、表示部３５及び操作部３６を備えたモバイル情報端末を、それ以外の要素を搭載した通信ユニットに接続する形態が一例である。
【0012】
発振器１１は、予め定められた周波数の正弦波を搬送波として発生する。
移相器１２は、発振器１１により発生された搬送波の位相を９０度ずらすことで、余弦波をもう１つの搬送波として出力する。
移相器１２は、発振器１１により発生された搬送波の位相を９０度ずらすことで、余弦波をもう１つの搬送波として出力する。
【0013】
ＤＡＣ１３は、制御部３４からディジタル状態で出力される直交送信ベースバンド信号を、アナログ化する。
ＡＳＫ変調器１４は、発振器１１により発生された搬送波の振幅を変化させて、ＡＳＫされた送信信号を得る。本実施形態では、ＡＳＫ変調器１４は、直交変調回路を用いて構成する。そして、周波数シフトは生じさせず、振幅変化のみを生じさせるような直交送信ベースバンド信号を、制御部３４からＤＡＣ１３を介して直交変調回路に与えることにより、ＡＳＫされた送信信号を得る。
ＡＳＫ変調器１４は、発振器１１により発生された搬送波の振幅を変化させて、ＡＳＫされた送信信号を得る。本実施形態では、ＡＳＫ変調器１４は、直交変調回路を用いて構成する。そして、周波数シフトは生じさせず、振幅変化のみを生じさせるような直交送信ベースバンド信号を、制御部３４からＤＡＣ１３を介して直交変調回路に与えることにより、ＡＳＫされた送信信号を得る。
【0014】
ＢＰＦ１５は、ＡＳＫ変調器１４で得られた送信信号から、帯域制限のために低周波成分及び高周波成分を除去する。
電力増幅器１６は、ＢＰＦ１５を通過した送信信号を、無線送信に適するレベルまで電力増幅する。
ＬＰＦ１７は、電力増幅器１６により増幅された送信信号から、高調波成分を除去する。
電力増幅器１６は、ＢＰＦ１５を通過した送信信号を、無線送信に適するレベルまで電力増幅する。
ＬＰＦ１７は、電力増幅器１６により増幅された送信信号から、高調波成分を除去する。
【0015】
アンテナ共用器１８は、入力端ＴＩ、入出力端ＴＩＯ、出力端ＴＯＡ及び出力端ＴＯＢを備える。ＬＰＦ１７を通過した送信信号は、入力端ＴＩに入力される。アンテナ共用器１８は、入力端ＴＩに入力された送信信号を入出力端ＴＩＯ及び出力端ＴＯＢより出力する。アンテナ共用器１８は、入出力端ＴＩＯに入力された信号を出力端ＴＯＡより出力する。アンテナ共用器１８の出力端ＴＯＡから出力される信号は、アンテナ２０に生じる受信信号と自己干渉信号とが合成された信号であるが、この信号を以下では単に受信信号と称する。
【0016】
給電線１９は、アンテナ共用器１８の入出力端ＴＩＯから出力される送信信号をアンテナ２０に供給する。給電線１９は、アンテナ２０に生じた受信信号をアンテナ共用器１８の入出力端ＴＩＯに伝送する。
アンテナ２０は、給電線１９により供給される送信信号に応じた電波を放射する。アンテナ２０は、到来する電波に応じた電気信号を受信信号として生じさせる。
アンテナ２０は、給電線１９により供給される送信信号に応じた電波を放射する。アンテナ２０は、到来する電波に応じた電気信号を受信信号として生じさせる。
【0017】
ベクトル変調器２１は、アンテナ共用器１８の出力端ＴＯＢから出力される送信信号を、ＤＡＣ２２から直交制御信号（以下、Ｉ制御信号及びＱ制御信号と称する）で表されるベクトルに応じた振幅及び位相を持つ信号となるように変調する。ベクトル変調器２１で変調された後の送信信号を、以下においてキャンセル信号と称する。
ＤＡＣ２２は、制御部３４からディジタル状態で出力されるＩ制御信号及びＱ制御信号をアナログ化して、ベクトル変調器２１へと供給するＩ制御信号及びＱ制御信号を得る。
電力合成器２３は、アンテナ共用器１８の出力端ＴＯＡから出力される受信信号に、ベクトル変調器２１から出力されるキャンセル信号を電力合成する。これにより電力合成器２３は、受信信号に含まれる自己干渉信号を低減する。
ＤＡＣ２２は、制御部３４からディジタル状態で出力されるＩ制御信号及びＱ制御信号をアナログ化して、ベクトル変調器２１へと供給するＩ制御信号及びＱ制御信号を得る。
電力合成器２３は、アンテナ共用器１８の出力端ＴＯＡから出力される受信信号に、ベクトル変調器２１から出力されるキャンセル信号を電力合成する。これにより電力合成器２３は、受信信号に含まれる自己干渉信号を低減する。
【0018】
逆変調器２４は、ＡＳＫ変調器１４に入力されているＩとＱの直交ベースバンド信号をそれぞれ入力する。逆変調器２４は、電力合成器２３から出力された受信信号を、上記の変調波により逆変調する。
直交検波器２５は、逆変調器２４によって逆変調された後の受信信号を、発振器１１及び移相器１２からそれぞれ出力され９０度の位相差を持つ２つの搬送波を用いて直交検波する。直交検波器２５は、直交検波により得られるアナログ状態の受信ベースバンド信号を、並列に出力する。
直交検波器２５は、逆変調器２４によって逆変調された後の受信信号を、発振器１１及び移相器１２からそれぞれ出力され９０度の位相差を持つ２つの搬送波を用いて直交検波する。直交検波器２５は、直交検波により得られるアナログ状態の受信ベースバンド信号を、並列に出力する。
【0019】
ＢＰＦ２６は、直交検波器２５から出力された受信ベースバンド信号のそれぞれから、予め定められた周波数帯域の成分を抽出する。ＢＰＦ２６の通過帯域は、ミラーサブキャリア応答用として予め定められた周波数帯域である。つまり、ＢＰＦ２６は、受信ベースバンド信号から、ＲＴＦタグ２０１からの応答波に対応する信号を抽出する。
ＶＧＡ２７は、ＢＰＦ２６を通過した受信ベースバンド信号のそれぞれを、ＡＤＣ２８でのディジタル化に適するレベルとするべく、制御部３４により指示される利得で増幅する。
ＡＤＣ２８は、ＶＧＡ２７で増幅された受信ベースバンド信号のそれぞれをディジタル化する。
かくして、ＢＰＦ２６、ＶＧＡ２７及びＡＤＣ２８は、ＲＴＦタグ２０１からの応答波に対応する受信ベースバンド信号の処理系を構成する。
ＶＧＡ２７は、ＢＰＦ２６を通過した受信ベースバンド信号のそれぞれを、ＡＤＣ２８でのディジタル化に適するレベルとするべく、制御部３４により指示される利得で増幅する。
ＡＤＣ２８は、ＶＧＡ２７で増幅された受信ベースバンド信号のそれぞれをディジタル化する。
かくして、ＢＰＦ２６、ＶＧＡ２７及びＡＤＣ２８は、ＲＴＦタグ２０１からの応答波に対応する受信ベースバンド信号の処理系を構成する。
【0020】
ＬＰＦ２９は、直交検波器２５から出力された受信ベースバンド信号のそれぞれから、予め定められた周波数帯域の成分を抽出する。ＬＰＦ２６の通過帯域は、ＦＭ０応答用として予め定められた周波数帯域である。つまり、ＢＰＦ２６は、受信ベースバンド信号から、ＴＴＦタグ２０２からの応答波に対応する信号を抽出する。
ＶＧＡ３０は、ＬＰＦ２９を通過した受信ベースバンド信号のそれぞれを、ＡＤＣ３１でのディジタル化に適するレベルとするべく、制御部３４により指示される利得で増幅する。
ＡＤＣ３１は、ＶＧＡ３０で増幅された受信ベースバンド信号のそれぞれをディジタル化する。
かくして、ＬＰＦ２９、ＶＧＡ３０及びＡＤＣ３１は、ＴＴＦタグ２０２からの応答波に対応する受信ベースバンド信号の処理系を構成する。
ＶＧＡ３０は、ＬＰＦ２９を通過した受信ベースバンド信号のそれぞれを、ＡＤＣ３１でのディジタル化に適するレベルとするべく、制御部３４により指示される利得で増幅する。
ＡＤＣ３１は、ＶＧＡ３０で増幅された受信ベースバンド信号のそれぞれをディジタル化する。
かくして、ＬＰＦ２９、ＶＧＡ３０及びＡＤＣ３１は、ＴＴＦタグ２０２からの応答波に対応する受信ベースバンド信号の処理系を構成する。
【0021】
ＬＰＦ３２は、直交検波器２５から出力された受信ベースバンド信号のそれぞれに含まれる自己干渉信号の成分に相当する低周波帯域を抽出する。このＬＰＦ３２により抽出される信号は、電力合成器２３の出力に残留している自己干渉信号の成分を含む。そこでＬＰＦ３２で抽出された信号を、以下においてはＩ残留信号及びＱ残留信号と称する。
ＡＤＣ３３は、ＬＰＦ３２から出力されたＩ残留信号及びＱ残留信号をそれぞれディジタル化する。
かくしてＬＰＦ３２及びＡＤＣ３３は、自己干渉信号の処理系を構成する。
ＡＤＣ３３は、ＬＰＦ３２から出力されたＩ残留信号及びＱ残留信号をそれぞれディジタル化する。
かくしてＬＰＦ３２及びＡＤＣ３３は、自己干渉信号の処理系を構成する。
【0022】
制御部３４は、ＣＰＵ（central processing unit）３４１、平方加算回路３４２，３４３、２値化回路３４４，３４５、ＳＪＣ制御回路３４６及びレジスタ３４７を含む。
ＣＰＵ３４１は、ＲＴＦタグ２０１との通信時には、予め定められたシーケンスに従って、送信ベースバンド信号を出力する。ＣＰＵ３４１は、２値化回路３４４から出力される受信信号に基づいて、ＲＴＦタグ２０１から送られたデータを再構築する。ＣＰＵ３４１は、２値化回路３４５から出力される受信信号に基づいて、ＴＴＦタグ２０２から送られたデータを再構築する。
ＣＰＵ３４１は、ＲＴＦタグ２０１との通信時には、予め定められたシーケンスに従って、送信ベースバンド信号を出力する。ＣＰＵ３４１は、２値化回路３４４から出力される受信信号に基づいて、ＲＴＦタグ２０１から送られたデータを再構築する。ＣＰＵ３４１は、２値化回路３４５から出力される受信信号に基づいて、ＴＴＦタグ２０２から送られたデータを再構築する。
【0023】
平方加算回路３４２は、ＡＤＣ２８から出力される受信ベースバンド信号を個々に２乗した後に加算し、当該の加算結果を出力する。平方加算回路３４３は、ＡＤＣ３１から出力される受信ベースバンド信号を個々に２乗した後に加算し、当該の加算結果を出力する。
２値化回路３４４は、平方加算回路３４３からの出力値を予め定められた閾値で２値化する。２値化回路３４５は、平方加算回路３４３からの出力値を予め定められた閾値で２値化する。
２値化回路３４４は、平方加算回路３４３からの出力値を予め定められた閾値で２値化する。２値化回路３４５は、平方加算回路３４３からの出力値を予め定められた閾値で２値化する。
【0024】
ＳＪＣ制御回路３４６は、自己干渉信号をキャンセルするためのＳＪＣ（self-jammer cancellation）処理のために、ベクトル変調器２１を制御する。例えばＳＪＣ制御回路３４６は、ＡＤＣ３３から出力されるＩ残留信号及びＱ残留信号に基づいて、自己干渉信号を低減するためのキャンセル信号の振幅及び位相を決定し、当該振幅及び位相を持ったキャンセル信号を出力させるべくベクトル変調器２１にＩ制御信号及びＱ制御信号を与える。
【0025】
レジスタ３４７は、ＣＰＵ３４１とＳＪＣ制御回路３４６との間でＳＪＣ処理のために授受される諸データを一時的に保存する。
表示部３５は、ＣＰＵ３４１の制御の下に、ＲＦＩＤタグ２０１，２０２の読み取り結果など、利用者に通知すべき各種の情報を表示する。
操作部３６は、リーダ装置１００の動作に関わる利用者による各種の指示を入力し、指示の内容をＣＰＵ３４１に通知する。
表示部３５は、ＣＰＵ３４１の制御の下に、ＲＦＩＤタグ２０１，２０２の読み取り結果など、利用者に通知すべき各種の情報を表示する。
操作部３６は、リーダ装置１００の動作に関わる利用者による各種の指示を入力し、指示の内容をＣＰＵ３４１に通知する。
【0026】
図２は逆変調器２４の構成例を表すブロック図である。
逆変調器２４は、移相器２４１、反転増幅回路２４２，２４３、オフセット加算回路２４４，２４５、積算回路２４６，２４７及び加算回路２４８を含む。
移相器２４１には、電力合成器２３から出力された受信信号が入力される。移相器２４１は、入力された受信信号の位相を９０度ずらす。
逆変調器２４は、移相器２４１、反転増幅回路２４２，２４３、オフセット加算回路２４４，２４５、積算回路２４６，２４７及び加算回路２４８を含む。
移相器２４１には、電力合成器２３から出力された受信信号が入力される。移相器２４１は、入力された受信信号の位相を９０度ずらす。
【0027】
反転増幅回路２４２には、ＤＡＣ１３から出力されるＩ変調信号が入力される。反転増幅回路２４３には、ＤＡＣ１３から出力されるＱ変調信号が入力される。反転増幅回路２４２，２４３は、入力される各変調信号の極性を反転しつつ、その振幅を調整する。
オフセット加算回路２４４には、反転増幅回路２４２から出力されるＩ変調信号が入力される。オフセット加算回路２４５には、反転増幅回路２４３から出力されるＱ変調信号が入力される。オフセット加算回路２４４，２４５は、反転増幅回路２４２，２４３のオフセット電圧によりＩ変調信号及びＱ変調信号にそれぞれ生じるオフセット成分を相殺するように予め定められたオフセット値を、入力されるＩ変調信号及びＱ変調信号にそれぞれ加算する。
オフセット加算回路２４４には、反転増幅回路２４２から出力されるＩ変調信号が入力される。オフセット加算回路２４５には、反転増幅回路２４３から出力されるＱ変調信号が入力される。オフセット加算回路２４４，２４５は、反転増幅回路２４２，２４３のオフセット電圧によりＩ変調信号及びＱ変調信号にそれぞれ生じるオフセット成分を相殺するように予め定められたオフセット値を、入力されるＩ変調信号及びＱ変調信号にそれぞれ加算する。
【0028】
積算回路２４６には、電力合成器２３から出力された受信信号と、オフセット加算回路２４４から出力されたＩ変調信号とが入力される。積算回路２４７には、移相器２４１から出力された受信信号と、オフセット加算回路２４５から出力されたＱ変調信号とが入力される。積算回路２４６，２４７はそれぞれ、入力される受信信号に、Ｉ変調信号又はＱ変調信号を積算する。
加算回路２４８は、積算回路２４６，２４７のそれぞれの出力を加算する。加算回路２４８の出力は、逆変調器２４の出力として直交検波器２５に入力される。
加算回路２４８は、積算回路２４６，２４７のそれぞれの出力を加算する。加算回路２４８の出力は、逆変調器２４の出力として直交検波器２５に入力される。
【0029】
次に以上のように構成されたリーダ装置１００の動作について説明する。
ＣＰＵ３４１は、ＲＴＦタグ２０１を読み取るに当たっては、予め定められたシーケンスに従って送信信号を変化させるべく、ＤＡＣ１３へと出力する送信ベースバンド信号を変化させる。なお、ＲＴＦタグ２０１の読取のためのシーケンスは種々知られており、それらの何れを用いるのでも構わないが、以下ではEPC Global Gen2規格を適用する場合の具体例を説明する。
ＣＰＵ３４１は、ＲＴＦタグ２０１を読み取るに当たっては、予め定められたシーケンスに従って送信信号を変化させるべく、ＤＡＣ１３へと出力する送信ベースバンド信号を変化させる。なお、ＲＴＦタグ２０１の読取のためのシーケンスは種々知られており、それらの何れを用いるのでも構わないが、以下ではEPC Global Gen2規格を適用する場合の具体例を説明する。
【0030】
図３はＲＴＦタグ２０１の読み取りに際して送受される電波の様子を表す図である。
図３中のＱＷＡは、ＣＰＵ３４１が上記のように送信ベースバンド信号を変化させることによりアンテナ２０から放射される電波（以下、質問波と称する）の状態変化を表す。ＲＷＡは、質問波に応じてのＲＴＦタグ２０１からの応答波の状態変化を表す。ＲＷＢは、質問波に応じてのＴＴＦタグ２０２からの応答波の状態変化を表す。
図３中のＱＷＡは、ＣＰＵ３４１が上記のように送信ベースバンド信号を変化させることによりアンテナ２０から放射される電波（以下、質問波と称する）の状態変化を表す。ＲＷＡは、質問波に応じてのＲＴＦタグ２０１からの応答波の状態変化を表す。ＲＷＢは、質問波に応じてのＴＴＦタグ２０２からの応答波の状態変化を表す。
【0031】
期間ＰＡにおいて質問波は、無変調搬送波（ＣＷ）である。期間ＰＢにおいて質問波は、Ｓｅｌｅｃｔコマンドを表す変調信号によりＡＳＫされている。期間ＰＣにおいて質問波は、無変調搬送波である。期間ＰＤにおいて質問波は、Ｑｕｅｒｙコマンドを表す変調信号によりＡＳＫされている。期間ＰＥにおいて質問波は、無変調搬送波である。期間ＰＦにおいて質問波は、Ａｃｋコマンドを表す変調信号によりＡＳＫされている。期間ＰＥにおいて質問波は、無変調搬送波である。
【0032】
このような質問波は、ＣＰＵ３４１による変化される送信ベースバンド信号に対するＤＡＣ１３、ＡＳＫ変調器１４、ＢＰＦ１５、電力増幅器１６、ＬＰＦ１７及びアンテナ共用器１８での各種の処理を経て得られた送信信号が給電線１９を介してアンテナ２０に供給されることによりアンテナ２０から送信される。かくしてこれらの各部により、第１の応答器としてのＲＴＦタグ２０１に与えるコマンドを表した質問波を送信する送信部としての機能が実現される。
【0033】
ＲＴＦタグ２０１は、Ｓｅｌｅｃｔコマンドで指定されるタグに該当する場合に、Ｑｕｅｒｙコマンドに応答して、期間ＰＥにおいてＲＮ１６をバックスキャッタ送信する。ＲＮ１６は、１６ビットの乱数である。そしてＲＴＦタグ２０１は、自らが送信したＲＮ１６に関するＡｃｋコマンドを期間ＰＦにて受けたことに応じて期間ＰＧにて、自らが記憶している応答データをバックスキャッタ送信する。なお応答データには、ＲＴＦタグ２０１を識別するためのＩＤ（identifier）を含む。
【0034】
このときＴＴＦタグ２０２は、質問波として送信されている搬送波を受信すると、これに応答して、自らが記憶している応答データをバックスキャッタ送信する。なお応答データには、ＴＴＦタグ２０２を識別するためのＩＤを含む。
【0035】
図４はＲＴＦタグ２０１及びＴＴＦタグ２０２からの応答波のスペクトルを表す図である。
ｆ０は、無変調搬送波の周波数である。ＴＴＦタグ２０２は、バックスキャッタ送信に当たっては、ＦＭ０法により無変調搬送波を、周波数をそのままに反射させる。このためＴＴＦタグ２０２からの応答波は、周波数ｆ０を中心としたスペクトルＳＰＡとなる。
ＲＴＦタグ２０１は、バックスキャッタ送信に当たっては、ミラーサブキャリア法により無変調搬送波を、±２００ｋＨｚの周波数シフトを生じさせつつ反射させる。このためＲＴＦタグ２０１からの応答波は、ｆ０±２００ｋＨｚを中心としたスペクトルＳＰＢ，ＳＰＣとなる。
ｆ０は、無変調搬送波の周波数である。ＴＴＦタグ２０２は、バックスキャッタ送信に当たっては、ＦＭ０法により無変調搬送波を、周波数をそのままに反射させる。このためＴＴＦタグ２０２からの応答波は、周波数ｆ０を中心としたスペクトルＳＰＡとなる。
ＲＴＦタグ２０１は、バックスキャッタ送信に当たっては、ミラーサブキャリア法により無変調搬送波を、±２００ｋＨｚの周波数シフトを生じさせつつ反射させる。このためＲＴＦタグ２０１からの応答波は、ｆ０±２００ｋＨｚを中心としたスペクトルＳＰＢ，ＳＰＣとなる。
【0036】
ＲＴＦタグ２０１又はＴＴＦタグ２０２からの応答波によりアンテナ２０に生じた受信信号は、給電線１９及びアンテナ共用器１８を介して電力合成器２３へと入力される。そして受信信号は、ベクトル変調器２１から出力されるキャンセル信号が電力合成器２３により合成されることによって、アンテナ共用器１８及び給電線１９で生じる自己干渉信号が低減される。こののち受信信号は、逆変調器２４に入力される。
【0037】
受信信号は、逆変調器２４では、反転増幅回路２４２により反転増幅されたＩ変調信号が積算回路２４６にて積算される。また受信信号は、移相器２４１で位相が９０度ずらされた上で、反転増幅回路２４３により反転増幅されたＱ変調信号が積算回路２４７にて積算される。そして積算回路２４６，２４７のそれぞれから出力される受信信号は、加算回路２４８により互いに加算される。これにより加算回路２４８の出力としては、電力合成器２３から出力された受信信号を、ＡＳＫ変調器１４でのＡＳＫに用いたＩ変調信号及びＱ変調信号によって逆変調した信号となる。つまり逆変調器２４では、電力合成器２３から出力された受信信号にＡＳＫによる変調成分が含まれる場合に、当該の変調成分が打ち消される。かくして逆変調器２４は、打ち消し部として機能する。
【0038】
図５はリーダ装置１００での各種処理による信号状態の変化の様子を表す図である。
信号ＳＣは、信号ＳＡで表す状態にある質問波を受けて信号ＳＢで表す応答データでＴＴＦタグ２０２がバックスキャッタ送信した際の応答波を表す。図５に表す信号ＳＣは、質問波におけるＡＳＫによる振幅変化と、応答データによる反射率の変化に応じた振幅変化とが混在し、振幅が３段階で変化している。
信号ＳＣは、信号ＳＡで表す状態にある質問波を受けて信号ＳＢで表す応答データでＴＴＦタグ２０２がバックスキャッタ送信した際の応答波を表す。図５に表す信号ＳＣは、質問波におけるＡＳＫによる振幅変化と、応答データによる反射率の変化に応じた振幅変化とが混在し、振幅が３段階で変化している。
【0039】
逆変調後の受信信号は、直交検波器２５により直交検波される。直交検波器２５により得られる受信ベースバンド信号のそれぞれから、ミラーサブキャリア応答の周波数帯域の成分が、ＢＰＦ２６により抽出される。また直交検波器２５により得られる受信ベースバンド信号のそれぞれから、ＦＭ０応答の周波数帯域の成分が、ＬＰＦ２９により抽出される。かくして、ＲＴＦタグ２０１からの応答データに関する信号成分が、ＶＧＡ２７で増幅された上でＡＤＣ２８によりディジタル化されて制御部３４に与えられる。また、ＴＴＦタグ２０２からの応答データに関する信号成分が、ＶＧＡ３０で増幅された上でＡＤＣ３１よりディジタル化されて制御部３４に与えられる。このように、ＢＰＦ２６及びＬＰＦ２９は、分離部としての機能を実現する。
【0040】
ＲＴＦタグ２０１に関する受信ベースバンド信号は平方加算回路３４２により、またＴＴＦタグ２０２に関する受信ベースバンド信号は平方加算回路３４３により、それぞれ平方加算される。これらの平方加算により、応答波における振幅の大きさに応じた信号レベルを持った信号が平方加算回路３４２，３４３の出力信号となる。
【0041】
ＲＴＦタグ２０１がＲＮ１６及び応答データを送信するときは、質問波は無変調搬送波であるから、応答波は応答データのみに基づく２段階の振幅変動を含む。そしてこの期間には変調信号にレベル変動は生じないから、逆変調器２４での逆変調は行われず、受信信号はそのまま逆変調器２４を通過する。かくして直交検波器２５に入力される時点で受信信号は、ＲＴＦタグ２０１からの応答データのみに基づく２段階の振幅変動を含んだ信号である。この結果、平方加算回路３４２の出力は、ＲＴＦタグ２０１からの応答データと同様にレベルが変化する信号となる。つまり、平方加算回路３４２の出力を２値化回路３４４によって適宜の閾値で２値化することによって、ＲＴＦタグ２０１からの応答データを復号できる。このように平方加算回路３４２及び２値化回路３４４により、第１の応答器としてのＲＴＦタグ２０１が送信した応答波に表されているデータを復号する復号部としての機能が実現される。
【0042】
以上のようにＲＴＦタグ２０１を読み取るべくリーダ装置１００から送信された搬送波成分に応答してＴＴＦタグ２０２が応答データを送信するとき、図３における期間ＰＢ，ＰＤ，ＰＦに関しては、応答波にＡＳＫの変調成分が残留し、例えば図５の信号ＳＣのように３段階、または４段階の振幅変動を含むことになる。このため、平方加算回路３４３の出力は、応答データとは異なり、例えば信号ＳＤのように３段階以上でレベルが変化する信号となる。
【0043】
信号ＳＤを閾値ＴＨで２値化すると、その結果は信号ＳＥとなり、応答データである信号ＳＢとは一致しない。つまり２値化の結果は、応答データを正しく復号した信号にはなっていない。
しかしながら本実施形態では、信号ＳＣのような応答波を信号ＳＦのような逆変調信号により逆変調することにより、受信信号は信号ＳＧのような、応答データに応じた２段階の振幅変動のみを含んだ信号とされる。
しかしながら本実施形態では、信号ＳＣのような応答波を信号ＳＦのような逆変調信号により逆変調することにより、受信信号は信号ＳＧのような、応答データに応じた２段階の振幅変動のみを含んだ信号とされる。
【0044】
かくして平方加算回路３４３の出力は信号ＳＨのような２段階の振幅変動の信号となり、閾値ＴＨでの２値化を２値化回路３４５で行うことによって、信号ＳＢを精度良く復号できる。このように平方加算回路３４３及び２値化回路３４５により、第２の応答器としてのＴＴＦタグ２０２が送信した応答波に含まれるデータを復号する復号部としての機能が実現される。
【0045】
以上のようにリーダ装置１００によれば、ＲＴＦタグ２０１に関する読み取りを行いながら、同時にＴＴＦタグ２０２が応答してきた場合には、このＴＴＦタグ２０２からの応答データも誤りなく復調することができる。つまりＲＴＦタグ２０１とＴＴＦタグ２０２とを同時に読み取ることが可能となり、ＲＴＦタグ２０１及びＴＴＦタグ２０２がともに読取対象となっている状況における読み取りの効率の向上を図ることが可能である。
【0046】
この実施形態は、次のような変形実施が可能である。
図６は変形実施形態としてのリーダ装置１０１の要部回路構成を表すブロック図である。
なお図６において図１に表されるのと同一の要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
リーダ装置１０１は、リーダ装置１００と同じ構成要素を含む。ただしリーダ装置１０１は、逆変調器２４の配置がリーダ装置１００と異なる。
リーダ装置１０１では、電力合成器２３から出力された変調波をそのまま直交検波器２５に入力している。そして逆変調器２４には、発振器１１より出力された搬送波を入力している。かくして逆変調器２４は、搬送波に逆変調をかける。そして逆変調後の搬送波と、当該逆変調後の搬送波の位相を移相器１２により９０度ずらした搬送波とを、直交検波器２５に入力する。
このような構成によっても、直交検波器２５からの出力としては、リーダ装置１００の場合と同様となり、リーダ装置１００と同様の効果を得ることができる。
図６は変形実施形態としてのリーダ装置１０１の要部回路構成を表すブロック図である。
なお図６において図１に表されるのと同一の要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
リーダ装置１０１は、リーダ装置１００と同じ構成要素を含む。ただしリーダ装置１０１は、逆変調器２４の配置がリーダ装置１００と異なる。
リーダ装置１０１では、電力合成器２３から出力された変調波をそのまま直交検波器２５に入力している。そして逆変調器２４には、発振器１１より出力された搬送波を入力している。かくして逆変調器２４は、搬送波に逆変調をかける。そして逆変調後の搬送波と、当該逆変調後の搬送波の位相を移相器１２により９０度ずらした搬送波とを、直交検波器２５に入力する。
このような構成によっても、直交検波器２５からの出力としては、リーダ装置１００の場合と同様となり、リーダ装置１００と同様の効果を得ることができる。
【0047】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0048】
１１…発振器、１２…移相器、１３，２２…ＤＡＣ、１４…ＡＳＫ変調器、１５…ＢＰＦ、１６…電力増幅器、１７…ＬＰＦ、１８…アンテナ共用器、１９…給電線、２０…アンテナ、２１…ベクトル変調器、２３…電力合成器、２４…逆変調器、２５…直交検波器、２６…ＢＰＦ、２７，３０…ＶＧＡ、２８，３１，３３…ＡＤＣ、２９，３２…ＬＰＦ、３４…制御部、３５…表示部、３６…操作部、１００，１０１…リーダ装置、２０１…ＲＦＩＤタグ，ＲＴＦタグ、２０２…ＲＦＩＤタグ，ＴＴＦタグ、２４１…移相器、２４２，２４３…反転増幅回路、２４４，２４５…オフセット加算回路、２４５…オフセット加算回路、２４６，２４７…積算回路、２４８…加算回路、３４１…ＣＰＵ、３４２，３４３…平方加算回路、３４４，３４５…２値化回路、３４６…ＳＪＣ制御回路、３４７…レジスタ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
