JP2008109200A

JP2008109200A - 通信装置

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Publication number: JP2008109200A
Application number: JP2006287640A
Authority: JP
Inventors: Masatsune Terauchi; 真恒寺内; Hirohiko Tsuda; 裕彦津田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2026-10-23
Also published as: JP4850025B2

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。

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。

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。

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。

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。

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。
特開２００１−１６０１２２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

また、前記アンテナ手段は、ダイポールアンテナである。

あるいは、前記アンテナ手段は、メアンダアンテナである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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ＵＣＯＤＥＨＳＬ（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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）。

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。

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）。

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）。

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）。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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）。

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）。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の通信装置の一実施形態である２．４ＧＨｚ帯ＲＦＩＤリーダライタを示すブロック図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図１のＲＦＩＤリーダライタにおける送信回路に入力出力される情報信号、搬送波信号、及び送信信号を示す波形図である。図１のＲＦＩＤリーダライタにおける受信回路の構成を示すブロック図である。図１のＲＦＩＤリーダライタと通信するＲＦＩＤタグの検波器の構成を示すブロック図である。図１のＲＦＩＤリーダライタと通信するＲＦＩＤタグの応答回路の構成を示すブロック図である。図１のＲＦＩＤリーダライタに対してＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを近接配置した状態を概念的に示す図である。図１のＲＦＩＤリーダライタにおける制御部の構成を示すブロック図である。図１のＲＦＩＤリーダライタにおける可変インピーダンス部に印加される出力電圧信号Ｑｏと復調出力Ｓｋの直流成分レベルの特性を示すグラフである。（ａ）〜（ｃ）は、ＲＦＩＤリーダライタにおける可変インピーダンス部に印加される出力電圧信号Ｑｏ及び復調出力Ｓｋの直流成分レベルの変化を示すタイミングチャートである。図１のＲＦＩＤリーダライタにおける可変インピーダンス部のインピーダンスの制御過程を示すフローチャートである。図１のＲＦＩＤリーダライタにおける可変インピーダンス部のインピーダンスの制御過程の変形例を示すフローチャートである。図１のＲＦＩＤリーダライタに適用可能なメアンダアンテナを例示する図である。（ａ）〜（ｈ）は、図１のＲＦＩＤリーダライタにおける可変インピーダンス部の変形例を示す図である。（ａ）、（ｂ）は、図１のＲＦＩＤリーダライタにおける可変インピーダンス部の他の変形例を示す図である。

符号の説明

１２．４ＧＨｚ帯ＲＦＩＤリーダライタ
２２．４ＧＨｚ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
２５ＵＨＦ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

Claims

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ることを特徴とする通信装置。
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ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
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ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
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ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
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ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記アンテナ手段は、ダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記アンテナ手段は、メアンダアンテナであることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。