JP2008109200A - Communication device - Google Patents
Communication device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008109200A JP2008109200A JP2006287640A JP2006287640A JP2008109200A JP 2008109200 A JP2008109200 A JP 2008109200A JP 2006287640 A JP2006287640 A JP 2006287640A JP 2006287640 A JP2006287640 A JP 2006287640A JP 2008109200 A JP2008109200 A JP 2008109200A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- level
- signal
- writer
- antenna
- rfid tag
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
Abstract
【課題】例えば2.4GHz帯RFIDリーダライタでありながらも、UHF帯RFIDタグに対する情報の書き込み及び読出しが可能な通信装置を提供する。
【解決手段】通常、可変インピーダンス部13のインピーダンスを2.4GHz帯RFIDタグ2との通信に最適な値に維持しておき、RFIDリーダライタ1のアンテナ11がUHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aに近接配置されて、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値Pよりも大きくなると、可変インピーダンス部13のインピーダンスを調節して、RFIDリーダライタ1のアンテナ11とUHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aを容量結合させ、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25との間の通信を可能にしている。
【選択図】図1A communication device capable of writing and reading information to and from a UHF band RFID tag while being a 2.4 GHz band RFID reader / writer, for example.
In general, the impedance of a variable impedance unit 13 is maintained at an optimum value for communication with the 2.4 GHz band RFID tag 2, and the antenna 11 of the RFID reader / writer 1 is connected to the dipole antenna 25 a of the UHF band RFID tag 25. When the DC level signal Qi of the DC voltage detection circuit 32 becomes larger than the threshold value P, the impedance of the variable impedance unit 13 is adjusted, and the antenna 11 of the RFID reader / writer 1 and the dipole of the UHF band RFID tag 25 are adjusted. The antenna 25a is capacitively coupled to enable communication between the RFID reader / writer 1 and the UHF band RFID tag 25.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、タグとの間で無線通信を行うリーダライタ等の通信装置に関する。 The present invention relates to a communication device such as a reader / writer that performs wireless communication with a tag.
タグ(RFIDタグ)との間で無線通信を行うリーダライタ(RFIDリーダライタ)としては、現在主に、搬送波周波数が13MHzのもの、950MHzのもの、2.4GHzのものがある。 Currently, reader / writers (RFID reader / writers) that perform wireless communication with tags (RFID tags) mainly have carrier frequencies of 13 MHz, 950 MHz, and 2.4 GHz.
その中の950MHzのものをUHF帯RFIDリーダライタと呼んでいる。このリーダライタは、タグとの通信可能距離が例えば10m程度と長いことから、商品や物流管理用のRFID(Radio Frequency Identification)に好適であって注目されている。例えば、商品にタグを添付して、商品及びタグをメーカから消費者まで流通させ、その流通過程においてタグに対する情報の書き込み及び読出しを行いつつ商品の管理を行うことが可能である。すなわち、流通過程の上流から下流まで、同一のタグを用いて、商品を管理することができる。 Among them, the one of 950 MHz is called a UHF band RFID reader / writer. Since this reader / writer has a long communicable distance of about 10 m, for example, it is suitable for RFID (Radio Frequency Identification) for merchandise and physical distribution management and has attracted attention. For example, it is possible to attach a tag to a product, distribute the product and the tag from the manufacturer to the consumer, and manage the product while writing and reading information on the tag in the distribution process. That is, products can be managed from the upstream to the downstream of the distribution process using the same tag.
しかしながら、UHF帯での電波の使用に対する規制が厳しいことから、UHF帯RFIDリーダライタは、搬送波周波数を正確に維持して安定化させるための水晶発信器を搭載したり、スプリアスを防止するためのSAWフィルタ、誘電体フィルタ等の様々なフィルタを複数組み合わせて挿入するなど、高価な部品が必要になり、小型化や低コスト化が困難であり、一般ユーザまで普及するとは考え難い。 However, due to severe restrictions on the use of radio waves in the UHF band, UHF band RFID reader / writers are equipped with a crystal oscillator for accurately maintaining and stabilizing the carrier frequency, and for preventing spurious signals. Expensive parts are required, such as inserting a plurality of various filters such as SAW filters and dielectric filters, and it is difficult to reduce the size and cost.
また、2.4GHz近傍の周波数帯域は、通信のためだけではなく、電子レンジや医療機器などの分野でも使用され、しかも、高出力で使用されている。このため、この周波数帯域では、UHF帯と比べると、電波の使用に対する規制が厳しくなく、2.4GHz帯RFIDリーダライタを安価な部品で構成することができ、小型化や低コスト化が可能であって、一般ユーザへの普及を期待することができる。ところが、電波の使用に対する規制が緩いことから、その有効利用エリアが工場や倉庫に特定され、UHF帯の様な広範囲での商品や物流管理には適さない。 The frequency band near 2.4 GHz is used not only for communication but also in fields such as a microwave oven and medical equipment, and is used at a high output. For this reason, in this frequency band, compared to the UHF band, restrictions on the use of radio waves are not stricter, and the 2.4 GHz band RFID reader / writer can be configured with inexpensive parts, enabling downsizing and cost reduction. Therefore, it can be expected to spread to general users. However, since the restrictions on the use of radio waves are loose, the effective use area is specified for factories and warehouses, and it is not suitable for a wide range of products and logistics management like the UHF band.
一方、特許文献1には、タグ上で、複数の静電容量をアンテナに選択的に並列接続して、電源電圧を調節制御するという技術が開示されているが、ここでは本発明の様に静電容量を外部装置との通信制御を目的として用いてはいない。
この様にUHF帯RFIDリーダライタは、商品や物流管理に好適であるが、UHF帯での電波の使用に対する規制が厳しく、高価な部品が必要になり、小型化や低コスト化が困難であって、一般ユーザまで普及するとは考え難い。 In this way, UHF band RFID reader / writers are suitable for merchandise and logistics management, but regulations on the use of radio waves in the UHF band are strict, expensive parts are required, and miniaturization and cost reduction are difficult. Therefore, it is unlikely that it will spread to general users.
また、2.4GHz帯RFIDリーダライタは、安価な部品で構成することができ、小型化や低コスト化が可能であって、一般ユーザへの普及を期待することができるが、その利用エリアが特定され、UHF帯の様な広範囲での商品や物流管理には適さない。 In addition, the 2.4 GHz band RFID reader / writer can be configured with inexpensive parts, and can be reduced in size and cost, and can be expected to spread to general users. It is specified and not suitable for a wide range of goods and logistics management such as UHF band.
更に、従来の2.4GHz帯RFIDリーダライタは、UHF帯RFIDリーダライタとは全く異なる周波数帯域で用いられ、UHF帯RFIDタグに対する情報の書き込み及び読出しを行うことはできない。 Furthermore, the conventional 2.4 GHz band RFID reader / writer is used in a completely different frequency band from the UHF band RFID reader / writer, and information cannot be written to or read from the UHF band RFID tag.
そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、例えば2.4GHz帯RFIDリーダライタでありながらも、UHF帯RFIDタグに対する情報の書き込み及び読出しが可能な通信装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a communication device capable of writing and reading information to and from a UHF band RFID tag, for example, while being a 2.4 GHz band RFID reader / writer. For the purpose.
上記課題を解決するために、本発明は、外部装置に対して搬送波を送信すると共に、外部装置で反射された該搬送波を受信して、信号の送受信を行う通信装置において、搬送波送受用のアンテナ手段と、前記アンテナ手段を介して搬送波を送受信する送受信手段と、前記アンテナ手段と前記送受信手段間に挿入された可変インピーダンス手段と、前記送受信手段で受信された搬送波の受信レベルを検出し、この検出した搬送波の受信レベルに応じて前記可変インピーダンス手段のインピーダンスを調節制御する制御手段とを備えている。 In order to solve the above problems, the present invention provides a carrier transmitting / receiving antenna in a communication device that transmits and receives a carrier wave to an external device, receives the carrier wave reflected by the external device, and transmits and receives signals. Means, a transmission / reception means for transmitting / receiving a carrier wave via the antenna means, a variable impedance means inserted between the antenna means and the transmission / reception means, and a reception level of the carrier wave received by the transmission / reception means, Control means for adjusting and controlling the impedance of the variable impedance means in accordance with the detected reception level of the carrier wave.
例えば、前記制御手段は、前記検出した搬送波の受信レベルが最も低くなる様に前記可変インピーダンス手段のインピーダンスを調節制御する。 For example, the control means adjusts and controls the impedance of the variable impedance means so that the reception level of the detected carrier wave becomes the lowest.
あるいは、前記制御手段は、前記搬送波を用いて、該搬送波の周波数とは異なる他の搬送波の周波数を用いる外部装置と通信するときに、前記検出した搬送波の受信レベルが最も低くなる様に前記可変インピーダンス手段のインピーダンスを調節制御する。 Alternatively, the control means uses the carrier to change the variable so that the received level of the detected carrier becomes the lowest when communicating with an external device using a frequency of another carrier different from the frequency of the carrier. Adjust and control the impedance of the impedance means.
また、前記可変インピーダンス手段は、可変キャパシタを含み、前記制御手段は、前記可変キャパシタの静電容量を調節制御する。 The variable impedance means includes a variable capacitor, and the control means adjusts and controls the capacitance of the variable capacitor.
あるいは、前記可変インピーダンス手段は、可変インダクタを含み、前記制御手段は、前記可変インダクタのインダクタンスを調節制御する。 Alternatively, the variable impedance means includes a variable inductor, and the control means adjusts and controls the inductance of the variable inductor.
また、前記アンテナ手段は、ダイポールアンテナである。 The antenna means is a dipole antenna.
あるいは、前記アンテナ手段は、メアンダアンテナである。 Alternatively, the antenna means is a meander antenna.
この様な本発明の通信装置では、外部装置に対して搬送波を送信すると共に、外部装置で反射された該搬送波を受信して、信号の送受信を行う。この場合は、アンテナ手段と送受信手段間に挿入された可変インピーダンス手段のインピーダンスを規定値に設定すれば、外部装置との間で搬送波を送受信することができる。 In such a communication apparatus of the present invention, a carrier wave is transmitted to an external apparatus, and the carrier wave reflected by the external apparatus is received to transmit and receive signals. In this case, if the impedance of the variable impedance means inserted between the antenna means and the transmission / reception means is set to a specified value, a carrier wave can be transmitted / received to / from an external device.
また、送受信手段で受信された搬送波の受信レベルを検出して、この検出した受信レベルに応じて可変インピーダンス手段のインピーダンスを調節制御すれば、該搬送波の周波数とは異なる他の搬送波の周波数を用いる外部装置との間で通信することも可能である。従って、本来の外部装置及び他の外部装置のいずれとの間でも通信が可能である。 Also, if the reception level of the carrier wave received by the transmission / reception means is detected and the impedance of the variable impedance means is adjusted and controlled according to the detected reception level, the frequency of another carrier wave different from the frequency of the carrier wave is used. It is also possible to communicate with an external device. Therefore, communication is possible between any of the original external device and other external devices.
例えば、検出した搬送波の受信レベルが最も低くなる様に可変インピーダンス手段のインピーダンスを調節制御する。あるいは、搬送波を用いて、該搬送波の周波数とは異なる他の搬送波の周波数を用いる外部装置と通信するときに、検出した搬送波の受信レベルが最も低くなる様に可変インピーダンス手段のインピーダンスを調節制御する。ただし、通信装置と他の搬送波の周波数を用いる外部装置を近接配置した状態とする。両者の装置を近接配置した状態では、搬送波の受信レベルが最も低くなるということは、他の外部装置のアンテナからの搬送波の反射レベルが低く、この他の外部装置での搬送波の吸収レベルが高いということになり、この他の外部装置で搬送波が確実に受信されていることになる。これにより、他の外部装置との間の通信が可能になる。 For example, the impedance of the variable impedance means is adjusted and controlled so that the detected reception level of the carrier wave becomes the lowest. Alternatively, the impedance of the variable impedance means is adjusted and controlled so that the reception level of the detected carrier becomes the lowest when communicating with an external device using a frequency of another carrier different from the frequency of the carrier using the carrier. . However, it is assumed that the communication device and an external device using another carrier frequency are arranged close to each other. In the state where both devices are arranged close to each other, the reception level of the carrier wave is the lowest, the reflection level of the carrier wave from the antenna of the other external device is low, and the absorption level of the carrier wave in this other external device is high This means that the carrier wave is reliably received by the other external device. This enables communication with other external devices.
より具体的には、通信装置が2.4GHz帯RFIDリーダライタであり、外部装置が同じく2.4GHz帯RFIDタグであるとすると、このRFIDタグと通信するときには、可変インピーダンス手段のインピーダンスを規定値に設定して、RFIDリーダライタとRFIDタグ間の通信を行う。また、950MHzのUHF帯RFIDタグと通信するときには、2.4GHz帯RFIDリーダライタとUHF帯RFIDタグを近接配置した状態で、検出した搬送波の受信レベルが最も低くなる様に可変インピーダンス手段のインピーダンスを調節制御する。これにより、UHF帯RFIDタグのアンテナからの搬送波の反射レベルが低くなって、このUHF帯RFIDタグのアンテナでの搬送波の吸収レベルが高くなり、UHF帯RFIDタグとの間の通信が可能になる。2.4GHz帯RFIDリーダライタとUHF帯RFIDタグを近接配置した状態では、リーダライタ側のアンテナとタグ側のアンテナが容量結合するので、可変インピーダンス手段のインピーダンスを調節制御して、リーダライタで検出した搬送波の受信レベルを最も低くすることにより、タグでの搬送波の吸収レベルを高くすることができる。 More specifically, assuming that the communication device is a 2.4 GHz band RFID reader / writer and the external device is also a 2.4 GHz band RFID tag, when communicating with the RFID tag, the impedance of the variable impedance means is a specified value. And communication between the RFID reader / writer and the RFID tag is performed. In addition, when communicating with a 950 MHz UHF band RFID tag, the impedance of the variable impedance means is set so that the reception level of the detected carrier wave becomes the lowest with the 2.4 GHz band RFID reader / writer and the UHF band RFID tag placed close together. Adjust and control. As a result, the reflection level of the carrier wave from the antenna of the UHF band RFID tag is lowered, the absorption level of the carrier wave at the antenna of the UHF band RFID tag is increased, and communication with the UHF band RFID tag becomes possible. . When the 2.4 GHz band RFID reader / writer and UHF band RFID tag are placed close together, the antenna on the reader / writer side and the antenna on the tag side are capacitively coupled, so the impedance of the variable impedance means is adjusted and detected by the reader / writer. By making the received level of the received carrier wave the lowest, the absorption level of the carrier wave at the tag can be increased.
可変インピーダンス手段としては、可変キャパシタ、例えば可変容量ダイオードを用いることができる。あるいは、可変インピーダンス手段として可変インダクタを用いることができる。 As the variable impedance means, a variable capacitor such as a variable capacitance diode can be used. Alternatively, a variable inductor can be used as the variable impedance means.
アンテナ手段としては、RFIDリーダライタやRFIDタグで採用されているダイポールアンテナ、メアンダアンテナ等を用いることができる。他の種類のアンテナでも構わない。 As the antenna means, a dipole antenna, a meander antenna, or the like employed in an RFID reader / writer or an RFID tag can be used. Other types of antennas may be used.
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の通信装置の一実施形態を示すブロック図である。本実施形態の通信装置は、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1であり、2.4GHz帯RFIDタグ2との間で通信を行って、RFIDタグ2に対する情報の書き込み及び読出しを行う。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a communication apparatus of the present invention. The communication apparatus according to this embodiment is a 2.4 GHz band RFID reader /
RFIDリーダライタ1は、アンテナ11、送受信機12、アンテナ11と送受信機12間に挿入された可変インピーダンス部13、及び可変インピーダンス部13のインピーダンスを調節制御する制御部14を備えている。
The RFID reader /
アンテナ11は、2.4GHz帯の搬送波を送受するためのダイポールアンテナである。また、可変インピーダンス部13は、コイル13aと可変容量ダイオード13bを直列接続してなり、この直列回路の両端が送受信機12からアンテナ11の各エレメントへと至るそれぞれのラインに接続されている。
The
送受信機12は、2.4GHz帯の搬送波信号を発振出力する局部発振器21、局部発振器21からの搬送波信号を変調して、送信信号を生成しアンテナ11へと出力する送信回路22、局部発振器21からの搬送波信号を用いて、アンテナ11からの受信信号を復調する受信回路23、及び送信回路22からアンテナ11への方向に送信信号を通過させると共にアンテナ11から受信回路23への方向に受信信号を通過させる方向性結合器24を備えている。
The
送信回路22は、例えば図2(b)に示す様な局部発振器21からの搬送波信号Shを入力すると共に、図2(a)に示す様な情報信号Siを入力し、情報信号Siにより搬送波信号Shを変調して、図2(c)に示す様な送信信号Stを出力する。この送信信号Stは、方向性結合器24を介してアンテナ11に印加され、アンテナ11から電磁波となって送信され、RFIDタグ2で受信される。
The
また、送信回路22は、RFIDタグ2の応答期間に図2(b)の搬送信号Shを変調しないでそのまま送信信号Stとして出力する。
Further, the
受信回路23は、図3に示す様に混合器23a及びローパスフィルタ23bからなり、RFIDタグ2の応答期間に該RFIDタグ2からの受信信号Srをアンテナ11及び方向性結合器24を介して入力すると、混合器23aで受信信号Srと局部発振器21からの搬送波信号Shを混合して周波数選択を行い、ローパスフィルタ23bで混合器23aの出力から不要な高周波数成分を取り除いて、復調出力Skを生成出力する。
As shown in FIG. 3, the
ここで、RFIDタグ2は、ダイポールアンテナ2a及びタグIC2bを備えており、送信回路22からの電磁波の送信信号Stをダイポールアンテナ2aで受信して、受信信号Strをダイポールアンテナ2aからタグIC2bへと入力する。タグIC2bでは、この受信信号Strの一部を動作電力に変換して消費する。
Here, the
また、タグIC2bは、図4に示す様なダイオードD1と抵抗素子R1からなる包絡線検波器を有しており、図2(c)に示す様な受信信号Strを入力すると、この受信信号Strを該包絡線検波器に通して、この受信信号Strの直流成分のみを抽出し、図2(a)に示す様な情報信号Siを取得して、この情報信号Siに基づき情報の書き込みや読出し等を行う。
Further, the
更に、タグIC2bは、図5に示す様なダイオードD2と抵抗素子R2を直列接続してなる応答回路を有しており、この応答回路がダイポールアンテナ2aに接続されている。RFIDタグ2の応答期間になると、図2(b)の搬送信号Shが送信回路22からそのまま電磁波の送信信号Stとして送信されるので、タグIC2bでは、応答信号Sjを応答回路に印加し、応答信号Sjに応じてダイポールアンテナ2aのインピーダンスを変化させて、図2(c)に示す様にダイポールアンテナ2aで反射される電磁波の送信信号Stのレベルを変化させる。この図2(c)の送信信号Stは、受信信号SrとしてRFIDリーダライタ1のアンテナ11で受信されて受信回路23に入力される。
Further, the
RFIDリーダライタ1の制御部14は、通常、可変インピーダンス部13のインピーダンスを2.4GHz帯RFIDタグ2との通信に最適な値に維持している。すなわち、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1と2.4GHz帯RFIDタグ2間の通信のときには、RFIDリーダライタ1のアンテナ11による電磁波の送受信が効率的に行われる様に可変インピーダンス部13のインピーダンスを設定する。
The
また、RFIDリーダライタ1の制御部14は、UHF帯RFIDタグと通信するときに、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルを抽出し、この直流成分のレベルに基づいて、UHF帯RFIDタグとの通信が効率的に行われる様に可変インピーダンス部13のインピーダンスを調節する。この可変インピーダンス部13のインピーダンスの調節に際しては、RFIDタグ2の応答期間と同様に、図2(b)の搬送信号Shを変調しないでそのまま送信信号Stとして送信した状態で、受信信号Srを受信し、受信回路23の復調出力Skを制御部14に加える。
Further, when communicating with the UHF band RFID tag, the
図6に示す様に2.4GHz帯RFIDリーダライタ1をUHF帯RFIDタグ25に近接配置した状態では、RFIDリーダライタ1のアンテナ11とUHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aが容量結合するので、可変インピーダンス部13のインピーダンスの調節によりRFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25との通信が可能となる。UHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aは、950MHz付近で共振する様に設計されているが、RFIDリーダライタ1のアンテナ11と容量結合すると、可変インピーダンス部13のインピーダンスの影響を受けて、可変インピーダンス部13のインピーダンスの調節により2.4GHz帯で共振する様になり、RFIDリーダライタ1からの2.4GHz帯の電磁波を送受することが可能になる。
As shown in FIG. 6, in the state where the 2.4 GHz band RFID reader /
RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25の離間距離としては、3cm以下(2.4GHz波長の1/4程度)が好ましい。また、2.4GHz帯の搬送波信号を受信して応答することが可能なUHF帯RFIDタグ25としては、例えばフィリップス(Philips)社製のUCODE HSL(商品名)があり、また、多くのUHF帯RFIDタグは小型と省電力化の為に2.4GHzの搬送波信号を処理可能なICプロセスで作られているため、ほとんどのUHF帯RFIDタグで使用することが出来る。
The distance between the RFID reader /
次に、RFIDリーダライタ1の制御部14の構成及び動作を詳しく説明する。図7に示す様にRFIDリーダライタ1の制御部14は、ローパスフィルタ31、直流電圧検出回路32、遅延回路33、比較回路34、加算減算回路35、遅延回路36、及び直流電圧出力回路37を備えている。
Next, the configuration and operation of the
直流電圧検出回路32は、受信回路23の復調出力Skをローパスフィルタ31を介して入力し、この復調出力Skの直流成分を抽出し、この直流成分のレベルを示す直流レベル信号Qiを出力する。この直流レベル信号Qiは、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルを示すから、タグからの受信信号Srのレベルを示す。この受信信号Srのレベルがタグのアンテナで反射された搬送波の電磁波のレベルに対応するので、直流レベル信号Qiがタグのアンテナで反射された搬送波の電磁波のレベルを示すことになる。
The DC
この直流レベル信号Qiは、比較器34に加えられると共に、遅延回路33に加えられる。遅延回路33は、直流レベル信号Qiを一定時間遅延させてから比較回路34に加える。これにより、比較回路34には今回検出された直流レベル信号Qi1と前回検出された直流レベル信号Qi0が加えられる。比較回路34は、今回検出された直流レベル信号Qi1と前回検出された直流レベル信号Qi0を比較し、この比較結果を加算減算回路35に加える。
This DC level signal Qi is applied to the
また、遅延回路36は、加算減算回路35の出力レベル指示信号Qcを一定時間遅延させてから該加算減算回路35に加える。これにより、加算減算回路35には前回の出力レベル指示信号Qc0が加えられる。
Further, the
加算減算回路35は、前回の出力レベル指示信号Qc0によって示される出力電圧信号Qoのレベルに規定レベルを加算又は減算して、今回の出力電圧信号Qoのレベルを求め、この今回の出力電圧信号Qoのレベルを示す今回の出力レベル指示信号Qc1を直流電圧出力回路37に加える。
The addition /
直流電圧出力回路37は、今回の出力レベル指示信号Qc1を入力すると、この出力レベル指示信号Qc1によって示されるレベルに出力電圧信号Qoを調整し、この出力電圧信号Qoを可変インピーダンス部13のコイル13aと可変容量ダイオード13bからなる直列回路に印加する。この出力電圧信号Qoは、可変容量ダイオード13bの逆バイアスとなり、可変容量ダイオード13bの静電容量を変化させる。これにより、可変インピーダンス部13のインピーダンスが調節される。具体的には、出力電圧信号Qoのレベルが高くなると、可変容量ダイオード13bの静電容量が小さくなり、また出力電圧信号Qoのレベルが低くなると、可変容量ダイオード13bの静電容量が大きくなる。
When the current output level instruction signal Qc1 is input, the DC
ここで、加算減算回路35は、比較回路34の比較結果により今回の直流レベル信号Qi1が前回の直流レベル信号Qi0未満であることが示されていれば、つまりタグのアンテナで反射された搬送波の電磁波のレベルが小さくなっていれば、前回の加算又は減算を維持して、前回の出力電圧信号Qoから今回の出力電圧信号Qoのレベルを導出して、今回の出力電圧信号Qoのレベルを示す今回の出力レベル指示信号Qc1を生成出力する。例えば、加算減算回路35により前回加算が行われていると、前回の出力電圧信号Qoに規定レベルを加算した今回の出力電圧信号Qoのレベルを導出して、今回の出力電圧信号Qoのレベルを示す今回の出力レベル指示信号Qc1を出力する。また、加算減算回路35により前回減算が行われていると、前回の出力電圧信号Qoから規定レベルを減算した今回の出力電圧信号Qoのレベルを導出して、今回の出力電圧信号Qoのレベルを示す今回の出力レベル指示信号Qc1を出力する。
Here, if the comparison result of the
また、比較回路34の比較結果により今回の直流レベル信号Qi1が前回の直流レベル信号Qi0よりも大きいことが示されていれば、つまりタグのアンテナで反射された搬送波の電磁波のレベルが大きくなっていれば、前回の加算又は減算を切り替えて変更した上で、前回の出力電圧信号Qoから今回の出力電圧信号Qoのレベルを導出して、今回の出力電圧信号Qoのレベルを示す今回の出力レベル指示信号Qc1を生成出力する。例えば、加算減算回路35により前回加算が行われていると、加算から減算に切り替え、前回の出力電圧信号Qoから規定レベルを減算した今回の出力電圧信号Qoのレベルを導出して、今回の出力レベル指示信号Qc1を出力する。また、加算減算回路35により前回減算が行われていると、減算から加算に切り替え、前回の出力電圧信号Qoに規定レベルを加算した今回の出力電圧信号Qoのレベルを導出して、今回の出力レベル指示信号Qc1を出力する。
If the comparison result of the
この結果、常に、タグのアンテナで反射された搬送波の電磁波のレベルが小さくなる様に、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoのレベルが変更されて、可変インピーダンス部13のインピーダンスが調節される。
As a result, the level of the output voltage signal Qo of the DC
こうしてタグのアンテナで反射された搬送波のレベルが小さくされたときには、タグのアンテナでの搬送波の吸収レベルが高くなっており、タグのアンテナで搬送波が確実に受信されている。従って、RFIDリーダライタ1とタグとの間の通信を確実に行うことが可能である。
Thus, when the level of the carrier wave reflected by the tag antenna is reduced, the absorption level of the carrier wave at the tag antenna is high, and the carrier wave is reliably received by the tag antenna. Therefore, it is possible to reliably perform communication between the RFID reader /
図8のグラフには、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1と2.4GHz帯RFIDタグ2間の通信における可変インピーダンス部13に印加される出力電圧信号Qoと直流レベル信号Qi(復調出力Skの直流成分のレベル)との特性が点線Hで示されている。
The graph of FIG. 8 shows an output voltage signal Qo and a DC level signal Qi (DC of the demodulated output Sk) applied to the
この点線Hの特性から明らかな様に可変インピーダンス部13に印加される出力電圧信号Qoが規定レベルのときに、つまり可変インピーダンス部13のインピーダンスが規定値のときに、直流レベル信号Qi(復調出力Skの直流成分のレベル)が最低値となり、2.4GHz帯RFIDタグ2のアンテナ2aで反射された搬送波の電磁波のレベルが最も低くなっていることが分る。このとき、RFIDリーダライタ1とRFIDタグ2との間の通信を確実に行うことが可能になる。
As is apparent from the characteristics of the dotted line H, when the output voltage signal Qo applied to the
ただし、実際の2.4GHz帯RFIDリーダライタ1と2.4GHz帯RFIDタグ2間の通信に際しては、RFIDタグ2のアンテナ2aの共振周波数のバラツキや可変インピーダンス部13のインピーダンスの調節誤差等を考慮しても、可変インピーダンス部13のインピーダンスを逐一調節する必要がない。このため、制御部14では、通常、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoを規定レベルに設定して固定し、可変インピーダンス部13のインピーダンスを2.4GHz帯RFIDタグ2との通信に最適な値に固定的に維持したままで、このインピーダンス調節を行わない。
However, in the actual communication between the 2.4 GHz band RFID reader /
また、図8のグラフには、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25間の通信における可変インピーダンス部13に印加される出力電圧信号Qoと直流レベル信号Qi(復調出力Skの直流成分のレベル)との特性が実線Iで示されている。
Further, in the graph of FIG. 8, the output voltage signal Qo and the DC level signal Qi (DC of the demodulated output Sk) applied to the
この実線Iの特性から明らかな様に、UHF帯RFIDタグ25との通信に際しても、
可変インピーダンス部13に印加される出力電圧信号Qoを調節することにより、つまり可変インピーダンス部13のインピーダンスを調節することにより、直流レベル信号Qi(復調出力Skの直流成分のレベル)を最低値に調節することができる。このときにUHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aで反射された搬送波の電磁波のレベルが最も低く、ダイポールアンテナ25aでの搬送波の吸収レベルが高くなっているので、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25との間の通信を確実に行うことが可能になる。
As is clear from the characteristics of this solid line I, when communicating with the UHF
By adjusting the output voltage signal Qo applied to the
UHF帯RFIDタグ25との通信は、図6に示す様に2.4GHz帯RFIDリーダライタ1がUHF帯RFIDタグ25に近接配置された状態で、RFIDリーダライタ1のアンテナ11とUHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aが容量結合しているときに行われ、この近接配置並びに容量結合の状態が特定されない。例えば、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25の離間距離として、3cm程度が考えられるが、数mmであっても、あるいは5〜6cm程度であっても、良好な通信状態が設定されるべきである。
As shown in FIG. 6, the communication with the UHF
このため、UHF帯RFIDタグ25との通信に際しては、先に述べた様にRFIDリーダライタ1の制御部14により直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoのレベルを変更して、可変インピーダンス部13のインピーダンスを調節し、図8の実線Iの特性に示す様に直流レベル信号Qi(復調出力Skの直流成分のレベル)を最低値にして、UHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aで反射された搬送波の電磁波のレベルを最も低くし、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25との間の通信が確実に行われる様にする必要がある。
Therefore, when communicating with the UHF
そこで、本実施形態のRFIDリーダライタ1では、図8の点線H上の直流レベル信号Qiの最低値よりも高い閾値Pを予め求めて設定しておき、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値P未満のときには、2.4GHz帯RFIDタグ2との通信が行われているとみなし、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoを規定レベルに固定して、可変インピーダンス部13のインピーダンスを2.4GHz帯RFIDタグ2との通信に最適な値に維持しておき、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値Pよりも大きくなったときに、UHF帯RFIDタグ25との通信が行われているとみなし、可変インピーダンス部13のインピーダンスを調節して、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25との間の通信が確実に行われる様にしている。
Therefore, in the RFID reader /
図8のグラフから明らかな様に直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値Pよりも大きくなったときには、RFIDリーダライタ1がUHF帯RFIDタグ25に近接配置され、UHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aで反射された搬送波が受信されていると仮定することができる。逆に、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値P未満のときには、RFIDリーダライタ1近傍にUHF帯RFIDタグ25が無く、2.4GHz帯RFIDタグ2が存在すると仮定することができる。
As apparent from the graph of FIG. 8, when the DC level signal Qi of the DC
RFIDリーダライタ1の制御部14は、通常、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoを規定レベルに固定して、可変インピーダンス部13のインピーダンスを2.4GHz帯RFIDタグ2との通信に最適な値に維持しておき、この状態で、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiを監視しつつ、この直流レベル信号Qiが閾値Pよりも大きくなると、RFIDリーダライタ1がUHF帯RFIDタグ25に近接配置されたとみなし、可変インピーダンス部13のインピーダンスの調節制御を開始して、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25間の通信が可能な状態にする。
The
図9(a)及び(b)は、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25の離間距離を変化させたときの直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qi及び直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoの特性を示している。尚、図9(c)は、可変インピーダンス部13のインピーダンスを調節制御しなかったときの直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiの特性を比較例として示している。
9A and 9B show the DC level signal Qi of the DC
この図9(a)、(b)から明らかな様に時点t0〜時点t1では、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値P未満であって、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoが規定レベルに固定されて、可変インピーダンス部13のインピーダンスが2.4GHz帯RFIDタグ2との通信に最適な値に維持されている。
As is apparent from FIGS. 9A and 9B, from time t 0 to
時点t1〜時点t2の期間では、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1がUHF帯RFIDタグ25に接近しつつあり、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが上昇して行く。
During the period from time t1 to time t2, the 2.4 GHz band RFID reader /
時点t2〜時点t3の期間では、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1がUHF帯RFIDタグ25に接近配置されて、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値Pよりも大きくなることから、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoが変更されて、可変インピーダンス部13のインピーダンスが調節され、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qi(復調出力Skの直流成分)が最低値にされ保持される。このとき、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25との間の通信が行われる。
Since the 2.4 GHz band RFID reader /
仮に、この期間に可変インピーダンス部13のインピーダンスが調節されなければ、UHF帯RFIDタグ25のアンテナ25aで反射される搬送波のレベルが高くなって、図9(c)に示す様に直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが高くなる。この状態では、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25との間の通信が不可能である。
If the impedance of the
時点t3以降の期間では、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1がUHF帯RFIDタグ25から離間しつつあり、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが一旦上昇して下降して行き、直流レベル信号Qiが閾値P未満になると、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoが規定レベルに固定されて、可変インピーダンス部13のインピーダンスが2.4GHz帯RFIDタグ2との通信に最適な値に調節される。
In the period after time t3, the 2.4 GHz band RFID reader /
次に、図10のフローチャートを参照しつつ、RFIDリーダライタ1の制御部14による可変インピーダンス部13のインピーダンスの制御過程を説明する。
Next, the process of controlling the impedance of the
RFIDリーダライタ1の制御部14では、通常、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値P未満となっており、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoが規定レベルに固定されて、可変インピーダンス部13のインピーダンスが2.4GHz帯RFIDタグ2との通信に最適な値に維持されている。
In the
また、UHF帯RFIDタグ25との通信開始のときには、ユーザによりRFIDリーダライタ1のアンテナ11がUHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aに近接配置される。このため、UHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aで反射された搬送波の電磁波のレベルが高くなって、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値Pを超える。
When communication with the UHF
直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値Pよりも大きくなると、加算減算回路35の出力レベル指示信号Qcが初期設定されて(ステップS101)、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoも初期設定される(ステップS102)。
When the DC level signal Qi of the DC
更に、フラッグflagが加算を指示する「+1」に初期設定される(ステップS103)。このフラッグflagは、加算減算回路35による加算及び減算の一方を指示するためのものである。
Further, the flag flag is initialized to “+1” instructing addition (step S103). This flag flag is for instructing one of addition and subtraction by the addition /
また、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが遅延回路33及び比較回路34に取り込まれる(ステップS104)。
Further, the DC level signal Qi of the DC
こうして初期設定が行われた後に、ステップS105〜S111の処理が繰り返されて、可変インピーダンス部13のインピーダンスが調節されて行く。このステップS105〜S111の処理の開始当初は、出力レベル指示信号Qcの初期値、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoの初期値、及び直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiの初期値に応じて過渡的な制御状態になるが、次の様な制御状態に直ちに移行する。
After the initial setting is performed in this way, the processes of steps S105 to S111 are repeated, and the impedance of the
すなわち、遅延回路33は、直流レベル信号Qiを一定時間遅延させてから比較回路34に加える。これにより、比較回路34には今回検出された直流レベル信号Qi1と前回検出された直流レベル信号Qi0が加えられる。比較回路34は、今回検出された直流レベル信号Qi1と前回検出された直流レベル信号Qi0を比較し、この比較結果を加算減算回路35に加える。また、遅延回路36は、加算減算回路35の出力レベル指示信号Qcを一定時間遅延させてから該加算減算回路35に加える。これにより、加算減算回路35には前回の出力レベル指示信号Qc0が加えられる(ステップS105)。
That is, the
加算減算回路35は、フラッグflagが加算を指示する「+1」であることから、前回の出力レベル指示信号Qc0によって示される出力電圧信号Qoに一定レベルαを加算して、出力電圧信号Qoを更新し、この更新された出力電圧信号Qoのレベルを示す今回の出力レベル指示信号Qc1を直流電圧出力回路37に加える(ステップS106)。
The addition /
直流電圧出力回路37は、今回の出力レベル指示信号Qc1によって示される出力電圧信号Qoを可変インピーダンス部13の可変容量ダイオード13bに印加して、可変容量ダイオード13bの静電容量を小さくし、可変インピーダンス部13のインピーダンスを調節する(ステップS107)。
The DC
これにより、UHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aで反射された搬送波の電磁波のレベルが変化し、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルが変化する。
As a result, the level of the electromagnetic wave of the carrier wave reflected by the
この後、比較回路34は、今回検出された直流レベル信号Qi1を直流電圧検出回路32から取り込む(ステップS108)。
Thereafter, the
そして、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値P未満となっていなければ(ステップS109で「No」)、つまりRFIDリーダライタ1がUHF帯RFIDタグ25から離間されていなければ、比較回路34により今回検出された直流レベル信号Qi1と前回検出された直流レベル信号Qi0とが比較される(ステップS110)。
If the DC level signal Qi of the DC
このとき、今回検出された直流レベル信号Qi1が前回検出された直流レベル信号Qi0未満であるという比較結果であれば(ステップS110で「Qi1<Qi0」)、フラッグflagが「+1」に維持されたままで、ステップS105からの処理に戻り、前回の直流レベル信号Qi0が更新され、また出力電圧信号Qoに一定レベルαが再び加算され、この更新された出力電圧信号Qoが可変インピーダンス部13の可変容量ダイオード13bに印加されて、可変容量ダイオード13bの静電容量が小さくなり、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルが変化して、この直流レベル信号Qi1が取り込まれる。
At this time, if the comparison result indicates that the DC level signal Qi1 detected this time is less than the DC level signal Qi0 detected last time (“Qi1 <Qi0” in step S110), the flag flag remains “+1”. The process returns to the process from step S105 until the previous DC level signal Qi0 is updated, the constant level α is added again to the output voltage signal Qo, and the updated output voltage signal Qo is changed to the variable capacitance of the
従って、今回検出された直流レベル信号Qi1が前回検出された直流レベル信号Qi0未満であって、今回検出された直流レベル信号Qi1がより小さくなっている限りは、フラッグflagが「+1」に維持されて、出力電圧信号Qoに一定レベルαが繰り返し加算され、出力電圧信号Qoが徐々に増大され、この出力電圧信号Qoが可変容量ダイオード13bに印加されて、その静電容量が徐々に小さくされ、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルが変化して行く。
Therefore, as long as the DC level signal Qi1 detected this time is less than the DC level signal Qi0 detected last time and the DC level signal Qi1 detected this time is smaller, the flag flag is maintained at “+1”. Then, a constant level α is repeatedly added to the output voltage signal Qo, the output voltage signal Qo is gradually increased, and this output voltage signal Qo is applied to the
また、今回検出された直流レベル信号Qi1が前回検出された直流レベル信号Qi0よりも大きいという比較結果であれば(ステップS110で「Qi1<Qi0」)、フラッグflagが「−1」に切り替えられて(ステップS111)、ステップS105からの処理に戻る。 If the comparison result indicates that the DC level signal Qi1 detected this time is larger than the DC level signal Qi0 detected last time (“Qi1 <Qi0” in step S110), the flag flag is switched to “−1”. (Step S111), the process returns to Step S105.
この場合も、比較回路34による今回検出された直流レベル信号Qi1と前回検出された直流レベル信号Qi0との比較結果が加算減算回路35に加えられ、かつ前回の出力レベル指示信号Qc0が加算減算回路35に加えられるが(ステップS105)、加算減算回路35は、フラッグflagが減算を指示する「−1」であることから、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoから一定レベルαを減算して、この更新した出力電圧信号Qoのレベルを示す出力レベル指示信号Qcを直流電圧出力回路37に加える(ステップS106)。
Also in this case, the comparison result between the DC level signal Qi1 detected this time by the
直流電圧出力回路37は、出力電圧信号Qoを可変インピーダンス部13の可変容量ダイオード13bに印加して、可変容量ダイオード13bの静電容量を大きくし、可変インピーダンス部13のインピーダンスを調節する(ステップS107)。
The DC
これにより、UHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aで反射された搬送波の電磁波のレベルが変化し、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルが変化する。
As a result, the level of the electromagnetic wave of the carrier wave reflected by the
この後、比較回路34は、今回検出された直流レベル信号Qi1を直流電圧検出回路32から取り込む(ステップS108)。
Thereafter, the
更に、今回検出された直流レベル信号Qi1が前回検出された直流レベル信号Qi0よりも小さいという比較結果であれば(ステップS110で「Qi1<Qi0」)、フラッグflagが「−1」に維持されたままで、ステップS105からの処理に戻り、前回の直流レベル信号Qi0が更新され、また出力電圧信号Qoから一定レベルαが再び減算され、この更新された出力電圧信号Qoが可変インピーダンス部13の可変容量ダイオード13bに印加されて、可変容量ダイオード13bの静電容量が大きくなり、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルが変化して、この直流レベル信号Qi1が取り込まれる。
Further, if the comparison result indicates that the DC level signal Qi1 detected this time is smaller than the DC level signal Qi0 detected last time (“Qi1 <Qi0” in step S110), the flag flag remains “−1”. The process returns to the process from step S105 until the previous DC level signal Qi0 is updated, the constant level α is subtracted again from the output voltage signal Qo, and the updated output voltage signal Qo is changed to the variable capacitance of the
従って、今回検出された直流レベル信号Qi1がより小さくなっている限りは、フラッグflagが「−1」に維持されて、出力電圧信号Qoから一定レベルαが繰り返し減算されて、出力電圧信号Qoが徐々に減少し、この出力電圧信号Qoが可変容量ダイオード13bに印加されて、その静電容量が徐々に大きくされ、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルが逐次変化する。
Therefore, as long as the DC level signal Qi1 detected this time is smaller, the flag flag is maintained at “−1”, the constant level α is repeatedly subtracted from the output voltage signal Qo, and the output voltage signal Qo is The output voltage signal Qo is gradually decreased, and the output voltage signal Qo is applied to the variable-
この様に今回検出された直流レベル信号Qi1がより小さくなる限りは、出力電圧信号Qoが一定レベルαずつ大きくなるか又は小さくなる。また、今回検出された直流レベル信号Qi1がより大きくなったときには、出力電圧信号Qoに対する一定レベルαの加算及び減算が切り替えられて、直流レベル信号Qiがより小さくなる様にされる。従って、今回検出された直流レベル信号Qi1が最も小さくなるまで、出力電圧信号Qoが徐々に変更されて、可変容量ダイオード13bの静電容量が調節される。
Thus, as long as the DC level signal Qi1 detected this time becomes smaller, the output voltage signal Qo increases or decreases by a certain level α. When the detected DC level signal Qi1 becomes larger, the addition and subtraction of the constant level α with respect to the output voltage signal Qo is switched to make the DC level signal Qi smaller. Accordingly, the output voltage signal Qo is gradually changed until the DC level signal Qi1 detected this time is minimized, and the capacitance of the
そして、今回検出された直流レベル信号Qi1が最も小さくなったときに、出力電圧信号Qoの更新が停止されて、出力電圧信号Qoのレベルが維持され、可変容量ダイオード13bの静電容量が一定容量に維持される。これにより、UHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aで反射された搬送波の電磁波レベルが最も低くなり、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25との間の通信が確実に行われる状態が維持される。
When the DC level signal Qi1 detected this time becomes the smallest, the update of the output voltage signal Qo is stopped, the level of the output voltage signal Qo is maintained, and the capacitance of the
尚、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qi1が最も小さくなる様に出力電圧信号Qoのレベルが維持されている状態で、直流レベル信号Qiが更に低下して閾値P未満になると(ステップS109で「Yes」)、RFIDリーダライタ1がUHF帯RFIDタグ25から離間したとみなされて、図10の制御過程が終了する。また、直流レベル信号Qi1が変化しても閾値Pを超えていれば、図10の制御過程がステップS110から再開される。
When the level of the output voltage signal Qo is maintained so that the DC level signal Qi1 of the DC
次に、図11のフローチャートを参照しつつ、可変インピーダンス部13のインピーダンスの制御過程の変形例を説明する。尚、図11において、図10と同様の作用を果たすステップには同じ符号を付す。
Next, a modification of the impedance control process of the
この制御過程では、可変容量ダイオード13bの静電容量の調節時間を短縮するために、調節の開始当初は出力電圧信号Qoの更新幅を大きくして、静電容量の調節を大まかに行い、調節が進む程、出力電圧信号Qoの更新幅を小さくして、静電容量の調節を細やかに行っている。このために、図11においては、図10のステップS103の代わりに、ステップS103Aを挿入し、かつステップS112を追加している。
In this control process, in order to shorten the adjustment time of the capacitance of the variable-
さて、RFIDリーダライタ1のアンテナ11がUHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aに近接配置されて、UHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aで反射された搬送波の電磁波のレベルが高くなり、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値Pよりも大きくなると、加算減算回路35の出力レベル指示信号Qc及び直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoが初期設定される(ステップS101、S102)。
Now, when the
また、フラッグflagが加算を指示する「+100」に初期設定される(ステップS103)。このフラッグflag「+100」は、図10の制御過程におけるフラッグflag「+1」のときの一定レベルαよりも100倍大きい更新レベル(100×α)で直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiを変更することを示している。
The flag flag is initialized to “+100” instructing addition (step S103). This flag flag “+100” changes the DC level signal Qi of the DC
また、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが遅延回路33及び比較回路34に取り込まれる(ステップS104)。
Further, the DC level signal Qi of the DC
こうして初期設定が行われた後に、ステップS105〜S112の処理が繰り返されて、次の様な制御状態となる。 After the initial setting is performed in this way, the processes in steps S105 to S112 are repeated to enter the following control state.
比較回路34は、今回検出された直流レベル信号Qi1と前回検出された直流レベル信号Qi0を比較し、この比較結果を加算減算回路35に加える。また、加算減算回路35には前回の出力レベル指示信号Qc0が加えられる(ステップS105)。
The
加算減算回路35は、フラッグflagが加算を指示する「+100」であることから、直流電圧出力回路37の出力電圧信号Qoに更新レベル(100×α)を加算して、出力電圧信号Qoを大幅に更新し、この更新された出力電圧信号Qoのレベルを示す今回の出力レベル指示信号Qc1を直流電圧出力回路37に加える(ステップS106)。
The addition /
直流電圧出力回路37は、今回の出力レベル指示信号Qc1によって示される出力電圧信号Qoを可変インピーダンス部13の可変容量ダイオード13bに印加して、可変容量ダイオード13bの静電容量を大幅に小さくし、可変インピーダンス部13のインピーダンスを大幅に調節する(ステップS107)。
The DC
これにより、UHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aで反射された搬送波の電磁波のレベルが変化し、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルが変化する。
As a result, the level of the electromagnetic wave of the carrier wave reflected by the
この後、比較回路34は、今回検出された直流レベル信号Qi1を直流電圧検出回路32から取り込む(ステップS108)。
Thereafter, the
そして、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値P未満となっていなければ(ステップS109で「No」)、比較回路34により今回検出された直流レベル信号Qi1と前回検出された直流レベル信号Qi0とが比較される(ステップS110)。
If the DC level signal Qi of the DC
このとき、今回検出された直流レベル信号Qi1が前回検出された直流レベル信号Qi0未満であるという比較結果であれば(ステップS110で「Qi1<Qi0」)、フラッグflag「+100」が1/2の「+50」に更新され、つまり出力電圧信号Qoの更新レベルが(100×α)から1/2の(50×α)に更新され(ステップS112)、この後にステップS105からの処理に戻り、前回の直流レベル信号Qi0が更新され、また出力電圧信号Qoに更新レベル(50×α)が加算され、この更新された出力電圧信号Qoが可変インピーダンス部13の可変容量ダイオード13bに印加されて、可変容量ダイオード13bの静電容量が小さくなり、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルが変化して、この直流レベル信号Qi1が取り込まれる。
At this time, if the DC level signal Qi1 detected this time is less than the DC level signal Qi0 detected last time (“Qi1 <Qi0” in step S110), the flag flag “+100” is ½. It is updated to “+50”, that is, the update level of the output voltage signal Qo is updated from (100 × α) to (50 × α) which is ½ (step S112). Thereafter, the processing returns to step S105, and the previous time The DC level signal Qi0 is updated, the update level (50 × α) is added to the output voltage signal Qo, and the updated output voltage signal Qo is applied to the
以降同様に、今回検出された直流レベル信号Qi1が前回検出された直流レベル信号Qi0未満であって、今回検出された直流レベル信号Qi1がより小さくなっている限りは、その度に出力電圧信号Qoの更新レベルが1/2にされて、この1/2にされた更新レベルが出力電圧信号Qoに加算される。これにより、出力電圧信号Qoの更新幅が最初は大きく徐々に小さくなって行き、これに伴って可変容量ダイオード13bの静電容量も最初は大幅に変更されて徐々に小幅に変更され、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルが速やかに低下して行く。
Similarly, as long as the DC level signal Qi1 detected this time is less than the DC level signal Qi0 detected last time and the DC level signal Qi1 detected this time is smaller, the output voltage signal Qo is every time. The update level is halved, and the ½ update level is added to the output voltage signal Qo. As a result, the update width of the output voltage signal Qo is initially greatly increased and gradually decreased, and accordingly, the electrostatic capacitance of the
また、今回検出された直流レベル信号Qi1が前回検出された直流レベル信号Qi0よりも大きいという比較結果であれば(ステップS110で「Qi1<Qi0」)、加算減算回路35がフラッグflagの正負を切り替え変更して(ステップS111)、ステップS105からの処理に戻る。
If the comparison result indicates that the DC level signal Qi1 detected this time is larger than the DC level signal Qi0 detected last time (“Qi1 <Qi0” in step S110), the addition /
この場合も、今回検出された直流レベル信号Qi1が前回検出された直流レベル信号Qi0未満であって、今回検出された直流レベル信号Qi1がより小さくなっている限りは、その度に出力電圧信号Qoの更新レベルが1/2にされて、この1/2にされた更新レベルが出力電圧信号Qoから減算され、出力電圧信号Qoの更新幅が最初は大きく徐々に小さくなって行き、これに伴って可変容量ダイオード13bの静電容量も最初だけ大幅に変更されて徐々に小幅に変更され、受信回路23の復調出力Skの直流成分のレベルが速やかに低下して行く。
Also in this case, as long as the DC level signal Qi1 detected this time is less than the DC level signal Qi0 detected last time and the DC level signal Qi1 detected this time is smaller, the output voltage signal Qo each time. The update level is halved, and the ½ update level is subtracted from the output voltage signal Qo, so that the update width of the output voltage signal Qo initially becomes large and gradually smaller. As a result, the capacitance of the
これにより、今回検出された直流レベル信号Qi1が最も小さくなるまで、出力電圧信号Qoが速やかに変更されて、可変容量ダイオード13bの静電容量も速やかに調節される。
As a result, the output voltage signal Qo is quickly changed until the DC level signal Qi1 detected this time is minimized, and the capacitance of the
そして、今回検出された直流レベル信号Qi1が最も小さくなったときに、出力電圧信号Qoの更新が停止されて、出力電圧信号Qoのレベルが維持され、可変容量ダイオード13bの静電容量が一定容量に維持される。これにより、UHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aで反射された搬送波の電磁波のレベルが最も低くなり、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25との間の通信が確実に行われる状態が維持される。
When the DC level signal Qi1 detected this time becomes the smallest, the update of the output voltage signal Qo is stopped, the level of the output voltage signal Qo is maintained, and the capacitance of the
尚、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qi1が最も小さくなる様に出力電圧信号Qoのレベルが維持されている状態で、直流レベル信号Qiが更に低下して閾値P未満になると(ステップS109で「Yes」)、RFIDリーダライタ1がUHF帯RFIDタグ25から離間したとみなされて、図11の制御過程が終了する。また、直流レベル信号Qi1が変化しても閾値Pを超えていれば、図11の制御過程がステップS110から再開される。
When the level of the output voltage signal Qo is maintained so that the DC level signal Qi1 of the DC
この様に本実施形態では、通常、可変インピーダンス部13のインピーダンスを2.4GHz帯RFIDタグ2との通信に最適な値に維持しておき、RFIDリーダライタ1のアンテナ11がUHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aに近接配置されて、直流電圧検出回路32の直流レベル信号Qiが閾値Pよりも大きくなると、可変インピーダンス部13のインピーダンスを調節して、RFIDリーダライタ1のアンテナ11とUHF帯RFIDタグ25のダイポールアンテナ25aを容量結合させ、RFIDリーダライタ1とUHF帯RFIDタグ25との間の通信を可能にしている。
As described above, in this embodiment, the impedance of the
従って、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1でありながら、2.4GHz帯RFIDタグ2及びUHF帯RFIDタグ25のいずれとも通信が可能である。
Therefore, although it is the 2.4 GHz band RFID reader /
しかも、この2.4GHz帯RFIDリーダライタ1は、UHF帯RFIDリーダライタの様に水晶発信器、SAWフィルタ、誘電体フィルタ等の高価な部品を必要とせず、安価な部品で構成することができ、小型化や低コスト化が可能であって、一般ユーザへの普及を期待することができる。例えば、RFIDリーダライタ1を5mm〜10mm四方のチップに集積化することが可能であり、携帯電話機等へのモバイル機器への搭載も可能である。この場合は、モバイル機器のアンテナをRFIDリーダライタ1のアンテナ11として用いても構わない。
Moreover, the 2.4 GHz band RFID reader /
また、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1を2.4GHz帯の通信機能を有する電子棚札に搭載することも可能である。この場合は、商品にUHF帯RFIDタグ25を貼り付けておき、電子棚札に搭載のRFIDリーダライタ1に商品のUHF帯RFIDタグ25を接近させて、電子棚札のRFIDリーダライタ1により商品のUHF帯RFIDタグ25に対する情報の読み書きを行うことができる。例えば、顧客が不用意に商品を別の棚に移動させてしまったときに、電子棚札のRFIDリーダライタ1によりその商品のUHF帯RFIDタグ25から情報を読み出して、この情報に基づいて商品を元の棚に戻すことができる。
It is also possible to mount the 2.4 GHz band RFID reader /
あるいは、多数の電子棚札を使用する場合は、これらの電子棚札の識別や配置等の管理が容易ではない。そこで、電子棚札にUHF帯RFIDタグ25を搭載し、またハンディターミナルを別途用意して、このハンディターミナルに2.4GHz帯RFIDリーダライタ1を搭載しておき、ハンディターミナルのRFIDリーダライタ1により電子棚札のUHF帯RFIDタグ25から情報を読み出して、この情報を電子棚札の管理に役立てる。
Or when many electronic shelf labels are used, it is not easy to manage the identification and arrangement of these electronic shelf labels. Therefore, the UHF
また、UHF帯RFIDタグの生産工程で、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1をタグの検査に使用することができる。特に、海外の生産工場等においては、950MHz付近のUHF帯が他の通信システムに割り当てられて、UHF帯を使用することができないことがある。この様な状況で、2.4GHz帯RFIDリーダライタ1をUHF帯RFIDタグに近接配置して、RFIDリーダライタ1によりUHF帯RFIDタグに対する情報の読み書きを行えば、UHF帯の他の通信システムに影響を与えることなく、UHF帯RFIDタグを検査することができる。
Further, in the production process of the UHF band RFID tag, the 2.4 GHz band RFID reader /
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、RFIDリーダライタ、RFIDタグのアンテナとして、ダイポールアンテナを例示しているが、図12に示す様なメアンダアンテナ41、あるいは他の種類のアンテナを適用しても構わない。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can deform | transform variously. For example, although a dipole antenna is illustrated as an antenna for an RFID reader / writer and an RFID tag, a
また、可変インピーダンス部13としては、コイル13aと可変容量ダイオード13bの直列回路だけではなく、図13(a)〜(h)に示す様なコンデンサ13c、コイル13d等を組み合わせた回路、図13(i)に示す様なコイル13aとスイッチ13eを組み合わせた回路、図13(j)に示す様なコイル13aと高周波用PINダイオード13fを組み合わせた回路等を適用することができる。あるいは、周知の可変インダクタンス素子を用いても構わない。更に、可変容量ダイオードや可変インダクタンス素子を組み合わせて用いても良い。
As the
更に、上記実施形態では、2.4GHz帯RFIDリーダライタ、2.4GHz帯RFIDタグ、UHF帯RFIDタグを例示しているが、他の種類の通信装置、通信システム、通信方法であっても、本発明を適用することができる。 Furthermore, in the above embodiment, the 2.4 GHz band RFID reader / writer is exemplified, but the 2.4 GHz band RFID tag and the UHF band RFID tag are exemplified, but even with other types of communication devices, communication systems, and communication methods, The present invention can be applied.
1 2.4GHz帯RFIDリーダライタ
2 2.4GHz帯RFIDタグ
11 アンテナ
12 送受信機
13 可変インピーダンス部
14 制御部
21 局部発振器
22 送信回路
23 受信回路
24 方向性結合器
25 UHF帯RFIDタグ
31 ローパスフィルタ
32 直流電圧検出回路
33 遅延回路
34 比較回路
35 加算減算回路
36 遅延回路
37 直流電圧出力回路
1 2.4 GHz band RFID reader /
Claims (7)
搬送波送受用のアンテナ手段と、
前記アンテナ手段を介して搬送波を送受信する送受信手段と、
前記アンテナ手段と前記送受信手段間に挿入された可変インピーダンス手段と、
前記送受信手段で受信された搬送波の受信レベルを検出し、この検出した搬送波の受信レベルに応じて前記可変インピーダンス手段のインピーダンスを調節制御する制御手段とを備えることを特徴とする通信装置。 In a communication device that transmits a carrier wave to an external device, receives the carrier wave reflected by the external device, and transmits and receives signals.
Antenna means for carrier transmission and reception;
Transmitting and receiving means for transmitting and receiving a carrier wave via the antenna means;
Variable impedance means inserted between the antenna means and the transceiver means;
And a control unit that detects a reception level of the carrier wave received by the transmission / reception unit and adjusts and controls the impedance of the variable impedance unit according to the detected reception level of the carrier wave.
前記制御手段は、前記可変キャパシタの静電容量を調節制御することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 The variable impedance means includes a variable capacitor,
The communication apparatus according to claim 1, wherein the control unit adjusts and controls a capacitance of the variable capacitor.
前記制御手段は、前記可変インダクタのインダクタンスを調節制御することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 The variable impedance means includes a variable inductor,
The communication device according to claim 1, wherein the control unit adjusts and controls an inductance of the variable inductor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006287640A JP4850025B2 (en) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Communication device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006287640A JP4850025B2 (en) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Communication device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008109200A true JP2008109200A (en) | 2008-05-08 |
| JP4850025B2 JP4850025B2 (en) | 2012-01-11 |
Family
ID=39442236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006287640A Expired - Fee Related JP4850025B2 (en) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Communication device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4850025B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010225127A (en) * | 2009-02-26 | 2010-10-07 | Nec Tokin Corp | RFID reader / writer system |
| JP2010258731A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Denso Wave Inc | Rfid tag reading device |
| JP2011015333A (en) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Alps Electric Co Ltd | Receiver and communication system |
| US20150144694A1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-05-28 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Loop antenna and method for switching the same |
| WO2016174797A1 (en) * | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 日本電気株式会社 | Uhf band rfid system and uhf band rfid tag detection method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017105320A1 (en) * | 2017-03-14 | 2018-09-20 | Vorwerk & Co. Interholding Gmbh | System for preparing at least one food |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001238372A (en) * | 2000-02-24 | 2001-08-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Power transmission system, electromagnetic field generator and electromagnetic field receiver |
| WO2002069122A1 (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Communication card and communication device |
| JP2005073113A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Nec Corp | Non-contact ic card |
| JP2006072901A (en) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Denso Wave Inc | Ic card reader |
-
2006
- 2006-10-23 JP JP2006287640A patent/JP4850025B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001238372A (en) * | 2000-02-24 | 2001-08-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Power transmission system, electromagnetic field generator and electromagnetic field receiver |
| WO2002069122A1 (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Communication card and communication device |
| JP2005073113A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Nec Corp | Non-contact ic card |
| JP2006072901A (en) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Denso Wave Inc | Ic card reader |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010225127A (en) * | 2009-02-26 | 2010-10-07 | Nec Tokin Corp | RFID reader / writer system |
| JP2010258731A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Denso Wave Inc | Rfid tag reading device |
| JP2011015333A (en) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Alps Electric Co Ltd | Receiver and communication system |
| US20150144694A1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-05-28 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Loop antenna and method for switching the same |
| WO2016174797A1 (en) * | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 日本電気株式会社 | Uhf band rfid system and uhf band rfid tag detection method |
| JPWO2016174797A1 (en) * | 2015-04-27 | 2018-02-15 | 日本電気株式会社 | UHF band RFID system and UHF band RFID tag detection method |
| US10445539B2 (en) | 2015-04-27 | 2019-10-15 | Nec Corporation | UHF band RFID system and UHF band RFID tag detection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4850025B2 (en) | 2012-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9269038B2 (en) | Antenna device, card-type communication device, and communication terminal apparatus | |
| US8836512B2 (en) | Self tuning RFID | |
| CN102640164B (en) | Self-parameterizing RFID Antenna Extender | |
| EP3451546B1 (en) | Driving circuit for nfc antenna | |
| KR20100128063A (en) | Transmission leakage signal removal device and method | |
| EP3379734B1 (en) | Nfc reader with remote antenna | |
| Ma et al. | Harmonic-WISP: A passive broadband harmonic RFID platform | |
| US20060181395A1 (en) | Techniques to configure radio-frequency identification readers | |
| JP2018023098A (en) | Method and system for conducting high resolution tuning of phase in active load modulation in nfc system | |
| CN109428629B (en) | Frequency adjustment of NFC circuits | |
| WO2011001564A1 (en) | Antenna device and portable wireless apparatus provided with same | |
| JP2006262055A (en) | Antenna module and portable information terminal having the same | |
| JP4850025B2 (en) | Communication device | |
| JP2005073113A (en) | Non-contact ic card | |
| CN100533471C (en) | Radio communication device, radio communication method and non-contact IC card reader/writer device | |
| US8917163B2 (en) | Active electronic tag apparatus for memory card | |
| JP4336379B2 (en) | RFID carrier sense method and RFID system using the same | |
| US20130094562A1 (en) | Transmitter and transmitting method using delay locked loop | |
| JP4463715B2 (en) | Reader / Writer | |
| EP4016390B1 (en) | Dual system rfid tag | |
| KR100737855B1 (en) | Single Side Band Response Method of Wireless Identification Tag | |
| KR101720688B1 (en) | Microstrip antenna | |
| US20090109001A1 (en) | Wireless IC tag, wireless IC tag system and operation method for wireless IC tag | |
| CN216352363U (en) | Radio frequency identification tag and system | |
| KR100846737B1 (en) | Wireless communication terminal using fault ground structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091021 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20091021 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110719 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110726 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110926 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111018 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111018 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4850025 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141028 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |