JPH06347543A - 無電源データキャリアシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間で直流電力を得ると共に、通信距離を
延ばすことを可能にする無電源データキャリアシステム
を提供する。 【構成】 応答装置は、質問装置からの質問波ａで質問
信号ｄを出力し、応答信号ｆで応答波ｂを送信するアン
テナ２１、伝送線路２２と、長さがλ／２の整数倍
（λ：質問波ａの波長）の伝送線路２４と、伝送線路２
４の他端に接続され、検波器を用いて質問信号ｄを直流
電力に変換して蓄積する整流回路２５、電源回路２６
と、長さがλ／４の奇数倍の伝送線路２３と、入力電圧
の増加と共に容量が減少する能動素子で、伝送線路２３
の他端を終端すると共に、質問信号ｄを能動素子の容量
変化で変調して応答信号ｆを発生する変調回路２７と、
直流電力で動作し、あらかじめ記憶しているデータに基
づいて能動素子の容量を変化させる中央処理回路２８、
記憶回路２９とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被探知物体の識別等
をするための無電源データキャリアシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】無電源データキャリアシステムは、電磁
波を送信する質問器と、受信した電磁波に基づいて応答
波を質問器に送信する応答器とを備える。この無電源デ
ータキャリアシステムでは、応答器は、質問器からの電
磁波を受信すると、この電磁波の電力を利用して動作を
開始し、質問器に電磁波の応答波を送信する。この無電
源データキャリアシステムの一例を特開平４ー１４７０
８２号公報に示す。

【０００３】このような無電源データキャリアシステム
を用いれば、被探知物体に取り付けられると共にデータ
が書き込まれた応答器を、たとえば地中に埋設した場合
でも、質問器から電磁波を送信することにより、このデ
ータを読み出すことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の無電
源データキャリアシステムでは、応答器は、受信した質
問波の電力を２つに分割し、一方の電力を直流電力に変
換して、あらかじめ記憶している識別情報を取り出して
変調するために用いる。また、他方の電力を応答波とし
て用いる。

【０００５】このように、従来の無電源データキャリア
システムでは、質問波を２つに分割して用いるために、
一方の電力から必要な直流電力を得るまでに時間がかか
る。また、他方の電力を応答波用として用いるために、
質問器と応答器との距離を延ばすことができない。

【０００６】この発明の目的は、このような欠点を除
き、短時間で直流電力を得ると共に、通信距離を延ばす
ことを可能にする無電源データキャリアシステムを提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、その目的を
達成するため、波長λの質問波を発生する質問装置と、
質問波を受信すると応答波を発生する応答装置とを備
え、質問装置は、受信した応答波からデータを取り出す
無電源データキャリアシステムにおいて、応答装置は、
質問波を受信して質問信号を出力し、入力された応答信
号で応答波を送信するアンテナ部と、長さがλ／２の整
数倍であり、一端がアンテナ部に接続された第１伝送線
路と、第１伝送線路の他端に接続され、検波器を用いて
質問信号の電力を直流電力に変換して蓄積する電源部
と、長さがλ／４の奇数倍であり、一端がアンテナ部に
接続された第２伝送線路と、容量可変であって入力電圧
の増加と共にこの容量が減少する能動素子で第２伝送線
路の他端を終端すると共に、質問信号を能動素子の容量
変化で変調して応答信号としてアンテナ部に送り返す変
調部と、直流電力で動作し、あらかじめ記憶しているデ
ータに基づいて能動素子の容量を変化させる制御部とを
有する。

【０００８】

【作用】この構成により、応答装置のアンテナ部は、質
問装置からの質問波を受信すると、質問信号を出力す
る。

【０００９】このとき、電源部が未充電の状態にあるた
め、制御部が非動作状態になっている。変調部の能動素
子には、制御部からの容量制御に係る電圧が与えられな
いので、能動素子の容量が大となり、第２伝送線路の他
端のインピーダンスがほぼゼロになる。第２伝送線路の
長さがλ／４の奇数倍であるので、第２伝送線路に質問
信号が加えられると、第２伝送線路の一端の電圧が最大
になり、電流が最小になる。この結果、アンテナ部から
みた第２伝送線路のインピーダンスがほぼ無限大にな
り、第２伝送線路は、アンテナ部に対して、非接続状態
になる。したがって、直流電力の蓄積の開始時には、ア
ンテナ部からの質問信号の電力は、λ／２の整数倍の第
１伝送線路を経由して、電源部にほぼ供給される。

【００１０】直流電力の蓄積の終了時には、電源部の整
流器の電圧差が小さくなり、整流器に流れる電流が小さ
くなる。これにより、アンテナ部からみた第１伝送線路
のインピーダンスが大きくなり、変調部は、第２伝送線
路を介して、質問信号の電力のほぼ全部を制御可能な状
態になる。

【００１１】一方、電源部からの直流電力により、制御
部は、あらかじめ記憶しているデータで変調部の能動素
子を制御する。これにより、能動素子の容量が変わり、
インピーダンスが変化するので、アンテナ部からの質問
信号を変調して応答信号を発生する。

【００１２】

【実施例】次に、この発明の実施例を、図面を用いて説
明する。

【００１３】図１は、この発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。この無電源データキャリアシステムは、波
長λの電磁波である質問波ａを送信する質問装置１と、
質問波ａを受信すると、あらかじめ記憶しているデータ
で変調した応答波ｂを送信する応答装置２とを備える。
応答装置２は、被探知物体（図示を省略）に取り付けら
れると共に、この被探知物体に係るデータをあらかじめ
記憶している。質問装置１は、応答波ｂを受信すると、
この応答波ｂを復調してデータｃを出力する。このデー
タｃが被探知物体に係るデータである。

【００１４】応答装置２は、図２に示すように、アンテ
ナ２１、伝送線路２２、第２伝送線路としての伝送線路
２３、第１伝送線路としての伝送線路２４、整流回路２
５、電源回路２６、変調部としての変調回路２７、中央
処理回路（ＣＰＵ）２８および記憶回路（ＲＯＭ）２９
を備える。この実施例では、アンテナ部は、アンテナ２
１と伝送線路２２とを備え、電源部は、整流回路２５と
電源回路２６とを備える。また、制御部は、中央処理回
路２８と記憶回路２９とを備える。

【００１５】応答装置２のアンテナ２１は、質問装置１
からの質問波ａを受信して、質問信号ｄを伝送線路２２
に送る。また、アンテナ２１は、伝送線路２２から応答
信号ｆを受け取ると、応答波ｂを送信する。

【００１６】伝送線路２２は、伝送線路２３と伝送線路
２４との接続点１０１にアンテナ２１からの質問信号ｄ
を送り、接続点１０１からの応答信号ｆをアンテナ２１
に送る。

【００１７】伝送線路２３は、λ／４の奇数倍の長さで
あり、伝送線路２４は、λ／２の整数倍の長さである。

【００１８】整流回路２５は、伝送線路２４からの質問
信号ｄの交流電力を整流する。この整流回路２５の一例
を図３に示す。この整流回路は、インダクタンス２５Ａ
とダイオード２５Ｂとコンデンサ２５Ｃとを備え、交流
電力をダイオード２５Ｂで整流し、直流電力を取り出
す。また、整流回路２５は、整流の効率を良くするため
に、伝送線路２４および電源回路２６との整合を、イン
ダクタンス２５Ａおよびコンデンサ２５Ｃでとってい
る。

【００１９】電源回路２６は、コンデンサ（図示を省
略）を備え、このコンデンサに整流回路２５からの直流
電力を蓄積する。そして、蓄積した直流電力を中央処理
回路２８および記憶回路２９に供給する。

【００２０】変調回路２７は、中央処理回路２８の制御
により、伝送線路２３からの質問信号ｄを変調し、応答
信号ｆとして伝送線路２３に送り返す。変調回路２７の
一例を図４に示す。この変調回路は、コンデンサ２７Ａ
と、バリキャップダイオード（可変容量ダイオード）２
７Ｂと、インダクタンス２７Ｃとを備える。バリキャッ
プダイオード２７Ｂは、伝送線路２３を終端するもので
あり、中央処理回路２８からのバイアス電圧で容量が変
化する。このとき、ゼロバイアス電圧で、バリキャップ
ダイオード２７Ｂの容量が最大になる。

【００２１】記憶回路２９は、被探知物体（図示を省
略）に係るデータをあらかじめ記憶している。そして、
電源回路２６からの直流電力で動作する。

【００２２】中央処理回路２８は、電源回路２６からの
直流電力で動作し、記憶回路２９に記憶されているデー
タに基づいて、バイアス電圧を変調回路２７に加える。

【００２３】次に、この実施例の動作について説明す
る。

【００２４】応答装置２が取り付けられている被探知物
体（図示を省略）の、たとえばデータを検出する場合、
作業者は、質問装置１を操作して、質問波ａを送信す
る。

【００２５】応答装置２のアンテナ２１は、質問波ａを
受信すると、質問信号ｄを接続点１０１に送る。

【００２６】このとき、電源回路２６は、直流電力を蓄
積していないので、中央処理回路２８は、非動作の状態
にあり、変調回路２７のバリキャップダイオード２７Ｂ
のバイアスは、ゼロバイアスの状態になっている。これ
により、バリキャップダイオード２７Ｂの容量は、最大
になり、伝送線路２３の終端のインピーダンスは、ほぼ
ゼロになる。一方、伝送線路２３の長さは、λ／４の奇
数倍のため、伝送線路２３に流れる、質問信号ｄの電流
が最小になり、電圧が最大になる。この結果、接続点１
０１からみた伝送線路２３のインピーダンスＺ₀₁は、ほ
ぼ無限大になり、接続点１０１からの質問信号ｄの電力
は、λ／２の整数倍の長さの伝送線路２４にすべて送ら
れる。

【００２７】整流回路２５は、質問信号ｄの交流電力を
整流し、電源回路２６は、整流回路２５からの直流電力
を蓄積する。蓄積した電力が大きくなると、整流回路２
５のダイオード２５Ｂに流れる電流が小さくなり、イン
ピーダンスが大きくなる。これにより、伝送線路２４の
終端のインピーダンスも大きくなる。一方、伝送線路２
４の長さがλ／２の整数倍のために、伝送線路２４の終
端のインピーダンスが大きくなると、接続点１０１から
みたインピーダンスＺ₀₂は、大きくなる。この結果、電
力の蓄積が進むと、質問信号ｄの電力は、伝送線路２４
には、ほとんど流れなくなる。

【００２８】電力の蓄積が進むと、中央処理回路２８お
よび記憶回路２９は、電源回路２６からの直流電力で動
作を開始する。すなわち、中央処理回路２８は、記憶回
路２９からデータを読み出し、このデータに基づくバイ
アス電圧を変調回路２７に送る。変調回路２７のバリキ
ャップダイオード２７Ｂの容量は、このバイアス電圧で
変化し、伝送線路２３からの質問信号ｄを変調する。こ
のとき、伝送線路２４のインピーダンスＺ₀₂は、大きく
なっているので、変調回路２７は、伝送線路２２からの
質問信号ｄの電力をほぼすべて利用して応答信号ｆを発
生することができる。

【００２９】質問装置１は、応答装置２から送られて来
る応答波ｂを受信すると、応答波ｂからデータｃを取り
出す。

【００３０】このように、この実施例により、応答装置
２では、質問信号ｄを有効に利用して、直流電力の蓄積
と変調とを行うことができる。

【００３１】なお、この実施例では、整流回路２５およ
び変調回路２７にインピーダンスやコンデンサを設けた
が、特にこれに限定されない。たとえば、伝送線路２
３，２４のインピーダンス成分や容量成分を利用しても
よい。

【００３２】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によ
り、応答装置では、質問装置からの質問波を受信したと
き、電源部が電力の蓄積を開始すると、第２伝送線路
は、アンテナ部に対して、非接続状態となるので、質問
信号の電力は、すべて電源部に供給される。これによ
り、直流電力の蓄積の開始時には、電源部での直流電力
の蓄積を急速に行うことができる。

【００３３】また、直流電力の蓄積の終了時には、アン
テナ部からみた第１伝送線路のインピーダンスが大きく
なるので、変調部は、アンテナ部からの質問信号の電力
のほぼすべてを制御可能になり、質問信号を有効に変調
できる。

【００３４】この結果、短時間で直流電力を得ると共
に、通信距離を延ばすことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】応答装置の一例を示すブロック図である。

【図３】整流回路の一例を示す回路図である。

【図４】変調回路の一例を示す回路図である。

【符号の説明】

２１ アンテナ ２２ 伝送線路 ２４ 伝送線路 ２５ 整流回路 ２６ 電源回路 ２３ 伝送線路 ２７ 変調回路 ２８ 中央処理回路 ２９ 記憶回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長λの質問波を発生する質問装置と、
   前記質問波を受信すると応答波を発生する応答装置とを
   備え、前記質問装置は、受信した応答波からデータを取
   り出す無電源データキャリアシステムにおいて、 前記応答装置は、 前記質問波を受信して質問信号を出力し、入力された応
   答信号で応答波を送信するアンテナ部と、 長さがλ／２の整数倍であり、一端が前記アンテナ部に
   接続された第１伝送線路と、 前記第１伝送線路の他端に接続され、検波器を用いて前
   記質問信号の電力を直流電力に変換して蓄積する電源部
   と、 長さがλ／４の奇数倍であり、一端が前記アンテナ部に
   接続された第２伝送線路と、 容量可変であって入力電圧の増加と共にこの容量が減少
   する能動素子で前記第２伝送線路の他端を終端すると共
   に、前記質問信号を前記能動素子の容量変化で変調して
   応答信号として前記アンテナ部に送り返す変調部と、 前記直流電力で動作し、あらかじめ記憶しているデータ
   に基づいて前記能動素子の容量を変化させる制御部とを
   有することを特徴とする無電源データキャリアシステ
   ム。