移动体识别装置的询问器 【技术领域】
本发明涉及与应答器一起构成移动体识别装置的询问器，特别是涉及它的收发系统的电路构成。
背景技术
现在，移动体识别装置(以下简称为“RFID”)是由询问器和多个应答器(无线标签)构成无线通信系统的装置，在日本作为电波产业界标准制定它的标准。
第8图表示RFID系统的构成例。应答器(Transponder)12通过用检波电路(DET)14对从询问器(Interrogator)1的发送电路(Tx)5经过发送天线3、天线13发送过来的微波等的高频功率(电波)进行整流取出用于使内部电路工作的直流电源功率(PS)。同时，提取包含在高频功率中的时钟信号(信息)，将该时钟信号和上述直流功率供给逻辑电路(LOGIC)15和存储电路(MEM)16，使该电路工作。
接受时钟信号开始逻辑工作的逻辑电路15从存储电路16读取相应的数据，送给检波电路14。检波电路14使用来自存储电路16的数据作为调制信号，对由天线13接收的高频功率实施振幅调制等的调制。从天线13发射受到调制的高频功率，将它地电波返送给询问器1。
由天线2接收回到询问器1的电波，在接收电路(Rx)4中提取数据。通过这样做，将应答器12存储的数据发送给询问器1。
此外，存在着通过从询问器1作为信息除了时钟信号外还发送指示读取的指令信号，逻辑电路15读取该指令信号，由逻辑电路15读取来自存储电路16的数据的情形。
又，关于从询问器1到应答器12的存储电路16写入数据的情形，也以同样的顺序进行。这时，作为信息除了时钟信号外还将指示读取/写入的指令信号发送给应答器12。在这种系统中通常根据通过通信路径7连接的上位控制器(CONT)6的控制管理，运用询问器1。
这里，询问器1通过电波将功率给予应答器12，并且为了读出数据，从询问器1发射的电波，根据标准，允许在接近型和远离型的RFID系统中输出300mW的电波，允许在紧密耦合型和接近型中输出10mW的电波。
在这种RFID系统中，当要求300mW那样的大功率的高频输出时，询问器电路整体的消耗功率接近2W。即便采用限定于只在通信时间进行工作，限制工作时间的使用方法，也需要大的电源功率，这是不言而喻的。又，因为在便携型询问器中，需要具有供给这种功率的容量的电池，所以使电池大型化，妨碍实现询问器的小型化、轻量化、低价格化。进一步，在紧密耦合型的小功率询问器的情形中，为了准备好电池电源，不可避免地要使用重量大价格高的电池。
【发明内容】
本发明的目的是提供实现了小型化、轻量化、低价格化的便携型询问器。
可是，在RFID系统中，询问器在短时间(作为一个例子最大为400mS)内结束对应答器的发送和来自应答器的数据读取。另一方面，在便携式电话和一般的便携型通信设备等的便携式无线终端中，当发送模式时在发送的电波中即便发生这种程度的短时间的变形也没有关系。又，便携式电话的发送输出功率为800mW左右成为标准。
本发明就是着眼于以上观点形成的。即，为了达到上述目的的本发明的询问器的特征是，当便携式无线终端为发送模式时，用要发送给应答器的信息对便携式无线终端的无线频率发送信号进行振幅调制，从便携式无线终端的天线发射实施了该振幅调制的信号的电波，发送给应答器，由便携式无线终端的天线接收从应答器返送回来的电波，从接收的信号读取数据。这时，询问器在内部不持有用于使内部电路工作的功率源，而依赖内装询问器的便携式无线终端的驱动功率源。根据本发明，发送给应答器的电波的信号源、内部电路的电源中的任何一个都可以从便携式无线终端供给，能够实现询问器的小型化、轻量化、低价格化。
又，本发明的别的询问器的特征是，由询问器的天线接收当从便携式无线终端的天线发射的发送模式时的无线频率发送信号，对接收信号进行整流得到电源功率，并且用要发送给应答器的信息对该接收信号进行振幅调制，从询问器的别的天线发射实施了该振幅调制的信号的电波，发送给应答器，由该别的天线接收从应答器返送回来的电波，从接收的信号读取数据。根据本发明，发送给应答器的电波的信号源、内部电路的电源中的任何一个都可以从便携式无线终端得到供给，能够实现询问器的小型化、轻量化、低价化。
又，本发明的另一个别的询问器的特征是，由询问器的天线接收从便携式无线终端的天线进行发射的发送模式时的无线频率发送信号，对接收信号进行整流得到电源功率，进一步在询问器中设置振荡器，用要发送给应答器的信息对该振荡器生成的信号进行振幅调制，从询问器的别的天线发射实施了该振幅调制的信号的电波，发送给应答器，由该别的天线接收从应答器返送回来的电波，从接收的信号读取数据。根据本发明，可以通过来自便携式无线终端的供给，供给应答器的内部电路的电源，能够实现询问器的小型化、轻量化、低价化。
【附图说明】
第1图是用于说明与本发明有关的询问器的第1实施例的构成图。
第2图是用于说明与本发明有关的询问器的第2实施例的构成图。
第3图是用于说明与本发明有关的询问器的第3实施例的构成图。
第4图是用于说明与本发明有关的询问器的第4实施例的构成图。
第5图是用于说明与本发明有关的询问器的第5实施例的构成图。
第6图是用于说明与本发明有关的询问器的第6实施例的构成图。
第7图是用于说明使用便携式电话的询问器的天线配置例的图。
第8图是用于说明已有的RFID系统的一般例的构成图。
【具体实施方式】
下面，我们参照附图所示的本发明的几个实施方式更详细地说明与本发明有关的询问器。此外，第1图～第6图中的同一标号表示同一部件或类似部件。
第1图表示本发明的第1实施方式的电路构成。在第1图中，19是生成发送给RFID系统的应答器的信息St、输入来自应答器的数据Sr的RFID系统的询问器的数据处理·控制电路(DP·CONT)，22是与询问器耦合的便携式电话。
便携式电话22备有生成无线频率发送信号Rt、输入无线频率接收信号Rr的收发电路(Tranceiver)35；将无线频率发送信号Rt进行功率放大的功率放大器(PA)28；用于除去包含在经过功率放大的无线频率发送信号Rt中的不要信号的带通型滤波器(BPF)25；和切换发送给天线23的无线频率发送信号Rt和从天线23接收的无线频率接收信号Rr的收发切换开关24。
在本实施方式中，在收发电路35和功率放大器28之间连接着用信息St对无线频率发送信号Rt实施振幅调制的ASK(AmplitudeShift Keying(幅移键控))调制电路21，在功率放大器28和带通型滤波器25之间串联连接着取出经过功率放大的无线频率发送信号Rt的一部分的耦合器(耦合电路)(CPLR)20和循环器17。进一步，配置着将来自耦合器20的无线频率发送信号Rt用作载波，对来自循环器17的信号进行同步检波的混合器18。
进一步，分别在循环器17和带通型滤波器25之间设置连接端子26，在耦合器20和功率放大器28之间设置连接端子27，在功率放大器28和ASK调制电路21之间设置连接端子29，在ASK调制电路21和收发电路35之间设置连接端子30。
循环器17将来自功率放大器28的无线频率发送信号Rt传送给带通型滤波器25，送到收发切换开关24。从天线23将送到收发切换开关24的无线频率发送信号Rt发射出去成为电波。
因为在ASK调制电路21中，用询问器的信息St，对成为电波发射的无线频率发送信号Rt，即，便携式电话22成为发送模式时发送的信号实施振幅调制，所以能够将询问器的信息St传送给应答器。同时，从天线23发射的电波能够具有成为驱动应答器的功率源的电波输出功率。
当应答器接近时，由天线23接收从应答器返送回来的电波，将接收信号从循环器17导入混合器18。由混合器18对接收信号实施同步检波，从混合器18输出从应答器发送的数据Sr。将从混合器18输出的数据Sr发送给数据处理·控制电路19。
以上，通过对便携式电话22，经过连接端子26和连接端子27，连接耦合器20、循环器17和混合器18，使ASK调制电路21与连接端子29和连接端子30连接，便携式电话22当处于发送模式时能够实现RFID系统的询问器功能。换句话说，便携式电话22的收发电路35的生成无线频率发送信号Rt的部分、功率放大器28、带通型滤波器25、收发切换开关24和天线23等诸电路，作为询问器的收发系统，成为与询问器共用的电路。
此外，收发电路35与持有操作·显示单元(KEY·DISP)33的基带(B·B)34连接。操作·显示单元33也与询问器共用，经过连接端子31、32与数据处理·控制电路19连接。
又，将来自便携式电话22的电源(图中未画出)的直流功率供给混合器18、ASK调制电路21和连接端子29和数据处理·控制电路19。
可是，在一般的询问器中，消耗功率最大的是功率放大器。在本实施方式中，因为该功率放大器与便携式电话22共用，所以能够减轻到便携式电话22的询问器的功率供给，能够容易地实现将询问器安装到便携式电话22内部。
第2图表示本发明的第2实施方式的电路构成。在第2图中，36是便携式电话22的收发电路35持有的增益控制系统(G·G)。在本实施方式中，不用ASK调制电路21，增益控制系统36直接与功率放大器28连接。
增益控制系统36能够根据控制信号改变增益。作为该控制信号，在本实施方式中，使用数据处理·控制电路19生成的信息St，经过连接端子37将信息St给予增益控制系统36。
通过这种连接，用信息St对无线频率发送信号Rt实施振幅调制，能够以与第1实施方式的情形相同的方式，将信息St传送给应答器。在本实施方式中，通过不用ASK调制电路21，能够使构成简单化。
第3图表示本发明的第3实施方式的电路构成。在第3图中，38是将循环器17、混合器18、数据处理·控制电路19、耦合器20、功率放大器28和ASK调制电路21配置在同一电路基片上实现一体化的询问器电路模块。电路模块38经过连接端子39、连接端子40、连接端子31和连接端子32与便携式电话22连接。其它构成与第1图所示的相同。
在本实施方式中，通过一体化构成电路模块38，能够容易地将询问器安装到便携式电话22内部，并且使整体小型化，进一步能够降低制造成本。此外，也可以通过IC(Integrated Circuit(集成电路))化实现一体化，通过将上述各电路配置在同一IC基片上，能够实现进一步的小型化。
第4图表示本发明的第4实施方式的电路构成。在第4图中，50是将循环器17、混合器18、数据处理·控制电路19和耦合器20配置在同一电路基片上实现一体化的询问器电路模块。电路模块50经过连接端子51、连接端子53、连接端子31和连接端子32与便携式电话22连接。其它构成与第2图所示的相同。
在本实施方式中，通过一体化构成电路模块50，能够容易地将询问器安装到便携式电话22内部，并且使整体小型化，进一步能够降低制造成本。此外，也可以通过IC(Integrated Circuit(集成电路))化实现一体化，能够实现进一步的小型化。
第5图表示本发明的第5实施方式的电路构成。本实施方式是利用由配置在天线23附近的别的天线接收的无线频率发送信号Rt得到询问器的电源功率和发送给应答器的询问器的无线频率发送信号。
在第5图中，41是本实施方式的询问器，45是上述的别的天线，43是将由天线45接收的信号分成二个方向的分配器，44是对来自分配器43的一方信号进行整流输出电源功率(PS)的整流电路，42是除去包含在振幅调制器21输出的询问器41的无线频率发送信号It中的不要信号的带通型滤波器，46是发射经过耦合器20和循环器17的无线频率发送信号It的询问器天线。无线频率发送信号It是通过在振幅调制器21中用信息St对来自分配器43的另一方的信号实施振幅调制得到的。又，将来自整流电路44的电源功率供给询问器41的全部电路，驱动这些电路。
用从询问器天线46发射的电波，与应答器之间进行通信。经过循环器17将由天线46接收的来自应答器的信号即无线频率发送信号Ir给予混合器18。混合器18用在耦合器20取出的无线频率发送信号It对无线频率发送信号Ir进行同步检波，输出从应答器发送的数据Sr。在数据处理·控制电路19中对数据Sr进行处理。
需要时经过连接端子31、连接端子32将处理结果传送给便携式电话22的操作·显示单元33，进行显示。此外，使用便携式电话22的功能，将显示出的信息传送给便携式电话22正在联系的网络和别的便携式电话等，能够进行数据的识别、存储、比较等的处理。
第6图表示本发明的第6实施方式的电路构成。与第4实施方式相同，本实施方式是利用由配置在天线23附近的天线45接收的无线频率发送信号Rt得到询问器的电源功率，但是发送给应答器的询问器的无线频率发送信号It是从在询问器中备有的局部振荡器得到它的载波的信号。
在第6图中，47是本实施方式的询问器，49是生成无线频率信号的局部振荡电路。将局部振荡电路49生成的信号作为载波，通过在振幅调制器21中用信息St对它实施振幅调制得到无线频率发送信号It。此外，可以设定局部振荡电路49生成的无线频率信号的频率，使它与便携式电话22的无线频率发送信号Rt的频率大致相同，但是不一定必须相同，也可以设定得比无线频率发送信号Rt的频率高。通过设定得高，可以实现天线小型化和电路的小型IC化。
又，将由天线45接收的无线频率发送信号Rt原封不动地给予整流电路48。将来自整流电路48的电源功率供给询问器47的包含局部振荡电路49的全部电路，驱动这些电路。
因为其它的电路工作与第4实施方式的情形相同，所以我们省略对它们的说明。此外，在数据处理·控制电路19中，可以没有问题地进行从混合器18取出的数据Sr的错误检测等的操作。
第7图表示第5实施方式的询问器41和第6实施方式的询问器47以及同一实施方式的便携式电话22的一部分概略构造。在第7图中，分别地，54是便携式电话22，55是天线23，56是询问器41，47、57是天线45，58是天线46的概略构造的例子。
在第7图(a)中表示明示出天线57、58的询问器56的概观，在第7图(b)中表示当将第7图(a)所示的询问器56嵌入便携式电话54中时的便携式电话54的概观，在第7图(c)中表示当接近地配置便携式电话54的天线55和询问器56的天线57时的构造的例子。
附件式的询问器56，在内部包含第5或第6实施方式的询问器电路，用于如幅子那样地套在包含天线55的便携式电话54的上部。将便携式电话54的棒状地收藏的线圈状的天线55密切接触地插入已经埋入了线圈状天线的圆筒构造的天线57的内侧。
天线58是用于与应答器进行通信的天线。应答器从天线58发射的电波的高频功率得到电源功率，但是也能够从便携式电话54的天线55发射的电波的高频功率得到电源功率，可以延长询问器和应答器之间的通信距离。
由询问器56得到的来自应答器的数据或从询问器56给予应答器的信息可以经过便携式电话54的有线、无线、红外线等的接口与外部进行交换。第7图表示在便携式电话54中的例子，但是用其它便携型通信设备代替便携式电话54也可以形成同样的构成。
以上的第1～第6实施方式中所述的询问器的电路构成是以便携式电话22为对象的，但是这些电路构成也可以将一般的便携型通信设备或放置不动型通信设备作为对象，能够在询问器的小型化、低价格化方面得到同样的效果。
如果根据本发明，则通过将本发明电路构成装入便携式电话、便携型通信设备、放置不动型通信设备中，能够减小询问器的电路规模，能够构筑除了低价格不用说外还可以小型化、轻量化的RFID系统的询问器。又，因为可以利用上述通信设备的高输出功率的电波，所以能够扩展询问器和应答器之间的距离。
如以上所述，本发明对于与多个应答器一起构成RFID系统的询问器是有用的，特别是能够很好地应用于要求携带搬运方便、操作性良好的低价格的询问器。