JPH07131376A - トランスポンダ - Google Patents

トランスポンダ

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JPH07131376A
JPH07131376A JP6075087A JP7508794A JPH07131376A JP H07131376 A JPH07131376 A JP H07131376A JP 6075087 A JP6075087 A JP 6075087A JP 7508794 A JP7508794 A JP 7508794A JP H07131376 A JPH07131376 A JP H07131376A
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JP
Japan
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circuit
transponder
frequency
factor
interrogator
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JP6075087A
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English (en)
Inventor
Josef H Schuermann
エッチ．シュエルマン ヨゼフ
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Texas Instruments Deutschland GmbH
Original Assignee
Texas Instruments Deutschland GmbH
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/75—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
    • G01S13/751—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal
    • G01S13/758—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal using a signal generator powered by the interrogation signal
    • G—PHYSICS
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    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率的な電力伝達と高速のＦＳＫ通信を可能
にすること。 【構成】 まず、インターロゲータ（１２）はトランス
ポンダ（１４）に給電バースト信号を送り、この間イン
ターロゲータ（１２）およびトランスポンダ（１４）は
高いＱ係数の共振回路（２８，３４）で同調される。次
にインターロゲータ（１２）はＦＳＫ変調を使用してト
ランスポンダ（１４）にＷＲＩＴＥデータを送信し始め
る。次にトランスポンダ（１２）自体はその同調回路
（３４）をダンプ（Ｑ係数を低下する）ことにより、よ
り広いバンド幅のＦＳＫ信号を受信するように適応す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、高速の読
み取り／書き込み無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システム
に関する。
【０００２】
【従来技術】トランスポンダはインターロゲータのアン
テナに高いＱ係数で同調したアンテナにより、給電信号
を受信するよう作動できる。このトランスポンダは、ア
ンテナをサイドバンドで離調させることによりインター
ロゲータからのＦＳＫ通信信号を受信するよう自動的に
適応し、よって、狭いバンドの給電信号に対して広い周
波数バンドを有するＦＳＫ通信信号の受信を容易とする
ことが好ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これまでこの分野で
は、インターロゲータ内に通信アンテナのほかに給電ア
ンテナを設けることが多かった。この給電アンテナは自
己電源を内蔵していないトランスポンダに給電するため
に設けられる。給電アンテナはトランスポンダに最大量
の電力を伝達するように、高いＱ係数のアンテナとする
ことができる。トランスポンダに電力を伝えるよう、最
適にできるインターロゲータ内に別個の給電アンテナを
設けることによって得られるフレキシビリティのため
に、インターロゲータの通信用アンテナと通信できるよ
うトランスポンダのアンテナを最適にできる。このタイ
プのシステムの一例は、ウーベル（Uebel ）に対する米
国特許第4,550,444 号およびツバルスキー（Tyburski）
外に対する米国特許第4,912,471号に記載されている。
かかるシステムではＲＦ結合は電力伝達リンクと通信リ
ンクとで別々に設計できる。かかるシステムにおける欠
点は、給電の回路と通信用の回路を２つ別々に有するト
ランスポンダでコストおよびサイズが増大するというこ
とである。給電リンクおよび通信リンクを最適化できる
別の公知の技術としては、トランスポンダ内に送信アン
テナと受信アンテナを別々に設ける技術がある。このよ
うに、電力伝達を効率的にするよう、ダウンリンク（す
なわちインターロゲータからトランスポンダへの通信リ
ンク）を設計できる。トランスポンダはコンパクトで、
かつ電力効率が良好であることが好ましいので、トラン
スポンダの送信アンテナに対してアップリンク（すなわ
ちトランスポンダからインターロゲータへの通信）を最
適化できる。インターロゲータの送信機の設計では、電
力およびコスト上の効率に対する要求はより少ないの
で、ダウンリンクでは通信を効率的に行うことができ
る。このタイプのシステムの一例はカルデュロ（Cardul
lo）外に対する米国特許第3,713,148 号に記載されてい
る。先に述べたように、かかるシステムの欠点は。送受
信用の回路を別々に２つ有するトランスポンダでコスト
およびサイズが増大することである。
【０００４】シュアマン（Schuermann）外に対する米国
特許第5,053,774 号には、別の公知の技術が記載されて
いる。この技術では、通信および電力伝達は、コストお
よびサイズを最小にし、電力効率を向上するよう、イン
ターロゲータおよびトランスポンダの各々に単一の共振
回路を設けることにより行われている。インターロゲー
タおよびトランスポンダの各々における共振回路は従来
技術では、通信および電力伝達の双方に使用されてい
る。電力伝達を最適にするため、従来技術のデバイスは
鋭く同調する高いＱ係数の共振回路を使用している。
【０００５】一般に、通信用に鋭く同調する高いＱ係数
の共振回路を使用する従来の回路での好ましい変調技術
としては、１００％振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）変
調または周波数を変調しない他の変調技術（すなわちＰ
ＳＫ、ＱＰＳＫ）がある。これら変調技術はリンクが同
調周波数内で連続して作動できるようにするものであ
り、ＡＳＫにおける変調率は搬送波振幅が最大値から減
少しているパーセントで表される。例えば、１００％Ａ
ＳＫとも称されるオンオフキーイング（ＯＯＫ）では、
一方の論理レベルが最大搬送波で表示され、一方、他方
論理レベルは搬送波がないことにより表示されることに
なる。更に説明すれば、５０％ＡＳＫは、一方の論理レ
ベルは最大搬送波で表示され、一方、他方論理レベルは
最大値の５０％の振幅を有する搬送波で表示されること
を意味する。
【０００６】２つの鋭く同調する高いＱ係数の共振回路
間の通信では、周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）を使
用することが困難となっている理由は、２つの高いＱ係
数の共振回路間の電力伝達が搬送波周波数は同調周波数
から偏位するにつれて急速に低下するからである。ＦＳ
Ｋ変調における搬送波周波数は、本来的に同調周波数か
ら偏位するものである。ＡＳＫ変調は、高いデータ伝送
スピードが主な関心事項とならず、高いＱ係数同調回路
を用いている場合に使用できる。しかしながら、高いＱ
係数回路内では、共振回路のリンギングが減衰するのに
かなり長い時間かかり、よって、データ伝達レートが制
限される。このようなリンギングは変調率またはＱ係数
を小さくすることにより減少できる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施例
は、給電信号および通信信号の双方を送受信するため、
インターロゲータおよびトランスポンダの各々におい
て、単一の組の回路を用いることを可能にすることによ
り、上記欠点を克服している。上記シュアマンに対する
米国特許第5,053,774 号におけるように、好ましい実施
例では、コスト、サイズおよび電力消費量の効率を最大
にするよう、インターロゲータおよびレスポンダの各々
で、単一の共振回路を組み込んでいる。しかしながら本
発明の好ましい実施例は、アップリンクおよびダウンリ
ンクの双方に対し他のＡＳＫまたはＰＳＫ変調を使用す
る回路および方法も提供するものである。より高いデー
タ伝送速度を可能とするには、アップリンクおよびダウ
ンリンク通信の双方に対しＦＳＫを用いることが好まし
い。本発明の好ましい実施例では効率的な電力伝達と、
高速のＦＳＫ通信に対する相反する要求が満たされてい
る。まずインターロゲータはトランスポンダに給電バー
スト信号を送り、この間インターロゲータおよびトラン
スポンダは高いＱ係数の共振回路で同調される。次にイ
ンターロゲータはＦＳＫ変調を使用してトランスポンダ
にＷＲＩＴＥデータを送信し始める。次にトランスポン
ダ自体はその同調回路をダンプ（Ｑ係数を低下する）こ
とにより、より広いバンド幅のＦＳＫ信号を受信するよ
うに適応する。トランスポンダの同調回路は、ＦＳＫ周
波数の中心に同調することが好ましい。ＦＳＫ変調を使
用して達成されるデータ伝達レートは他の変調技術を用
いた場合のデータ伝達レートよりも大きくなる。本発明
によって得られる他の利点としては、ＦＳＫ信号をデコ
ーディングする際の複雑度が増大することにより、デー
タの安全性が高くなり、かつ、共振回路のＱ係数に対す
る感受度が低下することである。
【０００８】
【実施例】図１は、インターロゲータ１２とレスポンダ
すなわちトランスポンダ１４を備えたトランスポンダ装
置１０を示す。インターロゲータ１２はインターロゲー
タの回路の作動を制御する制御回路１６を備えることが
好ましい。この制御回路１６はモジュレータ４８がパワ
ー周波数ｆ1 または第２周波数ｆ2 のいずれかを発生す
るようにさせる。図示した実施例では、第２周波数ｆ2
はＷＲＩＴＥデータのあるステートを示すのに用いら
れ、パワー周波数ｆ1 はデータ送信中にＷＲＩＴＥデー
タの他のステートを示すのに使用される。このＦＳＫキ
ーイングはスイッチ５０を開閉する制御回路１６によっ
て行われる。スイッチ５０が開の時、共振回路２８は周
波数ｆ1 で振動する。スイッチ５０が閉であり、コンデ
ンサ５２が並列に接続されている時は共振回路２８は周
波数ｆ2 で振動する。インターロゲータ１２はスタンド
アローン式ユニットでもよいし、またはこれとは異な
り、ホスト接続部２８によりホストコンピュータに接続
してもよい。制御回路１６は好ましくはメモリ２０に接
続され、メモリ２０はとりわけ制御回路１６が実行する
インストラクションのリスト、種々のトランスポンダ１
４およびアドレス指定のためのトランスポンダ群に関す
る情報を維持するよう作動できる。またメモリ２０は制
御回路１６により書き込まれた情報を受けるように作動
できる。この情報は、トランスポンダ１４によりリター
ンされたデータおよびアドレスを含むトランスポンダ１
４の照会の結果であり得る。制御回路１６の制御により
作動すことが好ましい別の部品としては、インターロゲ
ーションの結果または通信ステータス情報をユーザーに
視覚的に表示できるようになっているディスプレイ２２
がある。
【０００９】次に図２を参照する。ここには縦軸を相対
的トランスポンダ作動電圧ＶCLとし、横軸を時間にした
グラフが示されている。縦軸はボルトで表示されてお
り、好ましい作動電圧ＶCLは５Ｖである。図は単にトラ
ンスポンダ１４とインターロゲータ１２の間の通信の一
般的な作動特性に関する情報を示すためのものであるの
で、水平軸には単位は表示していない。図２のグラフに
示すように、好ましい通信プロトコルには４つのフェー
ズがある。第１フェーズはパワーフェーズすなわちフェ
ーズＡであり、これは時間ｔ0 〜ｔ1 まで続く。第２フ
ェーズはダウンリンクフェーズすなわちフェーズＢであ
り、時間ｔ1 〜ｔ2 まで続く。第３フェーズはメモリラ
イトフェーズすなわちフェーズＣであり、時間ｔ2 〜ｔ
3 まで続く。第４フェーズはアップリンクフェーズすな
わちフェーズＤであり、時間ｔ3 〜ｔ4 まで続く。フェ
ーズの数およびこれらフェーズの間に実行される動作
は、発明者が意図する最良の態様を示すためのものであ
り、本明細書の説明を参照すれば、当業者にはフェーズ
の種々の変形および組み合わせ、更に本発明の他の実施
例は明らかであろう。従って特許請求の範囲はかかる変
形例または実施例を含むものである。
【００１０】図３はトランスポンダの鋭く同調した時の
パワースペクトル（曲線Ａ）と、離調時のパワースペク
トル（曲線Ｂ）を示す周波数スペクトルである。すでに
フェーズおよび周波数スペクトルについて説明し、トラ
ンスポンダシステムの主要部品の概略を述べているの
で、他の部品および各フェーズにおけるそれらの使用に
ついて説明する。
【００１１】図２および図３を参照して、好ましい実施
例の他の部品、タイミングおよび周波数スペクトルにつ
いて説明する。Ａフェーズ中、インターロゲータ１２で
は搬送波発生器２４は基準周波数を発生するように作動
する。バッファすなわちアンプ２６は搬送波を受け、バ
ッファ化し、増幅した信号をインターロゲータの同調回
路２８へ送る。同調回路２８はｆ1 に同調することが好
ましいが、設計上必要があれば共振周波数ｆ1 の高調波
または他の周波数も使用できる。本実施例では、変調器
４８は更に、プログラマブル分周器２５を使用する変調
器４８により選択された対応する周波数に一致するよう
に、同調回路２８の共振周波数を選択するように働く。
同調回路２８の共振周波数を選択するのに変調器４８が
用いる機構は、変調器４８の出力信号に応じて開閉され
るスイッチ５０である。同調回路２８は好ましくはコイ
ル３０とコンデンサ３２との並列回路から成る。スイッ
チ５０は閉じると同調回路２８の両端に別のコンデンサ
５２を並列に接続するので、共振回路２８の共振周波数
はｆ２まで低下する。抵抗にアンプ２６が接続されてい
る場合、同調回路２８として直列共振回路を使用するこ
ともできる。この同調回路２８の発振はＲＦエネルギー
を送信し、このＲＦエネルギーはトランスポンダ１４に
よって受信される。理想的にはｆ1 に同調されているト
ランスポンダの共振回路３４はこのエネルギーを受信す
る。トランスポンダの共振回路３４は好ましくはコイル
３６とコンデンサ３８の並列回路から成る。この共振回
路３４には基準接続点４２と、信号接続点４４とでトラ
ンスポンダの制御回路４０が接続されている。この制御
回路４０は共振回路３４からのＲＦエネルギーを受信
し、受信信号を整流し、充電用コンデンサ４６にそのエ
ネルギーを蓄積する。当業者には信号を整流し、エネル
ギーを蓄積する機構については周知である。これら機能
を実行する回路の例は、本願に参考例として引用した米
国特許第5,053,774号に記載されている。
【００１２】Ｂフェーズの間、制御回路１６は変調器４
８にデータを送る。制御回路１６により制御されている
ＦＳＫ変調器４８は、プログラマブル周波数分周器２５
を制御し、第１周波数ｆ1 または第２周波数ｆ2 のいず
れかをバッファ／アンプ２６に送るように作動する。周
波数ｆ1 およびｆ2 は基準周波数の所定の約数となって
いる。搬送波発生器２４はクリスタル発振器であること
が好ましい。例として、ＷＲＩＴＥデータの一方の極性
は分周されていない基準搬送波（ｆ1 ）であり、ＷＲＩ
ＴＥデータの他の極性は基準搬送波を２の因数で割った
別の周波数（ｆ 2 ）により示される。モジュレータ４８
は同調回路２８と並列にコンデンサ５２を接続できるス
イッチ５０を制御する。
【００１３】この同調回路２８に並列にコンデンサ５２
を接続すると、新しい、より低い共振周波数ｆ2 を有す
る新しい同調回路２９が形成される。プログラマブル分
周器２５の制御と同期してスイッチ５０を開閉すること
により、共振回路２８または新しい共振回路２９は送信
周波数ｆ1 およびｆ2 で最適に同調し続ける。ある論理
レベルを示すようにｆ1 を選択し、別の論理レベルを示
すようにｆ2 を選択することにより、インターロゲータ
１２からトランスポンダ１４へ情報を送ることが可能で
ある。トランスポンダ１４ではトランスポンダの共振回
路３４によりデータが受信される。ダウンリンク信号
は、バッファ６６へ送られ、導線４４を通して復調器６
７に送られ、さらに導線６９を通して復調器６８に送ら
れ、次にこの復調器６８は受信データストリームを制御
回路４０へ送る。受信されたＷＲＩＴＥデータは、一般
に復調器６８により復調されたＦＳＫである。
【００１４】ダウンリンク信号を復調するための別回路
は、バッファ６６としてハイパスフィルタまたはローパ
スフィルタを構成する。ＦＳＫ信号（ｆ1 およびｆ2 ）
の各々がフィルタ６６のロールオフ上の異なる位置に位
置するように、ＦＳＫダウンリンク信号を同調すると、
データ信号を抽出するのに復調器６６として簡単なＡＭ
検波器を使用できる。トランスポンダの共振回路３４が
インターロゲータ１２からのＦＳＫ変調信号に正しく同
調できるようにするため、制御回路４０は共振回路３４
と並列にコンデンサ５６と抵抗器５８とを接続するスイ
ッチ５４を閉じ、新しい共振回路６０を形成する。この
効果は、共振回路の周波数をｆ1 〜ｆ3（ここでｆ3 は
２つのＦＳＫ搬送波の周波数ｆ1 とｆ2 の間の中心周波
数である）まで低下することである。コンデンサ３４、
５６およびコイル３６の並列回路である新しい共振回路
６０が、ＦＳＫ搬送波の周波数ｆ1 およびｆ2 の双方を
取り込むのに十分なバンド幅を有するようにするため、
共振回路６０は抵抗器５８でダンプされている。
【００１５】図２にこれら変化の効果を示す。曲線Ａは
共振回路２８、３４の周波数応答を示す。これら共振回
路２８、３４は、高いＱを有するので、この曲線は極め
て狭い底部と、高いピークを有する。曲線Ｂは新しい共
振回路６０を形成するよう、スイッチ５４を閉じた際の
共振回路３４に生じる効果を示す。曲線Ｂの中心はｆ 1
とｆ2 の間のｆ3 にあり、ｆ1 とｆ2 の双方で大きな周
波数応答を有する広い底部を有する。フェーズＢの間は
共振回路２８、６０はもはや密に結合されていないの
で、インターロゲータ２０からトランスポンダ１４への
エネルギーの伝達は減少する。従って充電コンデンサ４
６はトランスポンダ１４が作動し続けるようにトランス
ポンダの回路にエネルギーを供給しなければならない。
図２に示すように、充電コンデンサ４６がこのエネルギ
ーをトランスポンダの回路に供給するので、このフェー
ズ中は充電コンデンサ４６の電圧ＶCLは低下する。この
フェーズの終了時の選択案として、ビットエラーを生じ
ることなくデータ受信を照合するように短いハンドシェ
イクを追加できる。
【００１６】さらに、図１を参照すると、ダウンリンク
信号の受信および復調時にフェーズＣの間の制御回路４
０はメモリ６２に書き込みを行う。いくつかの実施例で
はフェーズＣはオプションとすることができるが、この
フェーズの間にメモリ６２に書き込みがなされなくて
も、充電コンデンサ４６にエネルギーを再蓄積するのに
このフェーズを使用することができる。フェーズＣを使
って充電コンデンサ４６に再蓄積する場合、インターロ
ゲータ１２は同調回路２８が再びｆ1 で共振するように
スイッチ５０を開放する。共振回路３４が再び高いＱに
てｆ1 で共振し、インターロゲータからレスポンダへの
パワーの最大送信が再開できるように、トランスポンダ
はスイッチ５４を開放する。充電コンデンサは完全には
放電していないと考えることができるので、充電に必要
な時間は大幅に短縮される。必要な時間は元の給電時間
の１５〜２０％の長さである。
【００１７】再び図１を参照すると、フェーズＤの間イ
ンターロゲータの同調回路２８はトランスポンダ１４に
搬送波を送信しないようにダンプされる。トランスポン
ダの応答すなわちアップリンクは、すべての場合に必要
というわけではないので、フェーズＤもオプションのフ
ェーズである。トランスポンダのレスポンスまたはアッ
プリンクを望む場合、搬送波発生器２４を不作動にし、
共振回路の両端をスイッチ−抵抗器直流回路をシャント
接続することにより、制御回路回路１６によってインタ
ーロゲータの同調回路２８をダンプできる。このような
搬送波発生器２４のダンプはシュアマン（Schuermann）
外に対する米国特許第5,053,774 号に記載されている。
一旦共振回路２８の振動がダンプされると、インターロ
ゲータ１２はトランスポンダ１４からの信号を自由に受
信する。トランスポンダ１４内で共振回路３４は内部に
蓄積されていたエネルギーがなくなるまで、振動を続け
る。トランスポンダ１４は次にスイッチ７０を使って共
振回路３４の両端に別のコンデンサ７２を接続すること
により、インターロゲータ１２に応答する。次に、トラ
ンスポンダ１４のインターロゲータ１２へのレスポンス
において、共振回路３４の共振周波数となり得る第１周
波数と、共振回路３４に並列なコンデンサ７２の共振周
波数となり得る第２周波数とにより、アップリンク信号
にＲＥＡＤデータが示される。従って第１周波数はデジ
タルの「０」のトランスポンダからインターロゲータへ
の送信を表示し、第２周波数はデジタルの「１」の送信
を示すことができる。次にこのアップリンクは、インタ
ーロゲータの復調器６４により復調され、制御回路１６
へ送られる。この制御回路はメモリ２０にデータを記憶
し、接続部１８を介してホストコンピュータにデータを
送ったり、ディスプレイ２２上でオペレータにステータ
ス情報またはデータをディスプレイできる。
【００１８】下記の表は、実施例および添付図面の概略
を示すものである。
【００１９】
【表１】
【表２】
【表３】
【００２０】以上で好ましい実施例を数例詳述した。本
発明の範囲は上記と異なるが、特許請求の範囲内に入る
実施例を含むと解すべきである。
【００２１】例えばディスプレイデバイスはＣＲＴまた
は他のラスター走査デバイス、液晶ディスプレイまたは
プラズマディスプレイにできる。マイクロコンピュータ
なる用語は、マイクロコンピュータはメモリを必要とす
るのに、マイクロプロセッサは必要としないという意味
で使用されている。、マイクロプロセッサを意味しな
い。これら用語は同義語でもあり、均等物を意味するよ
うな用法となっている。処理回路または制御回路なる用
語は、ＡＳＩＣ（特殊アプリケーション集積回路）、Ｐ
ＡＬ（プログラマブルアレイロジック）、ＰＬＡ（プロ
グラマブルロジックアレイ）、デコーダ、メモリ、非ソ
フトウェアベースプロセッサまたは他の回路、任意のア
ーキテクチュアのマイクロプロセッサおよびマイクロコ
ンピュータを含むデジタルコンピュータ、またはそれら
の組み合わせを含むものである。メモリデバイスはＳＲ
ＡＭ（スタティックランダムアクセスメモリ）、ＤＲＡ
Ｍ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）、疑似スタ
ティックＲＡＭ、ラッチ、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去
可能なプログラマブルリードオンリーメモリ）、ＥＰＲ
ＯＭ（消去可能なプログラマブルリードオンリーメモ
リ）、レジスタ、または当業者に知られている他の任意
のメモリデバイスを含む。包含される下位概念の用語は
本発明の範囲を解釈する際にはすべてが列挙されたもの
ではないと解すべきである。
【００２２】回路は、シリコン、ヒ化ガリウムまたは他
の電子材料群のみならず、光をベースにした技術または
他の技術をベースにした形態および実施例におけるディ
スクリート部品または完全な集積回路で構成される。本
発明の種々の実施例は、ハードウェア、ソフトウェアま
たはマイクロコード化されたファームウェアを使用した
り、またはこれらを使って具体化できると解すべきであ
る。
【００２３】以上で、図示した実施例を参照して本発明
について説明したが、この説明は限定的に解するように
意図するものではない。図示した実施例の種々の変形例
および組み合わせのみならず本発明の他の実施例は、当
業者が本説明を参照すれば明らかとなろう。従って、特
許請求の範囲はかかる変形例または実施例を含むもので
ある。
【００２４】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）インターロゲータユニットと通信するためのトラ
ンスポンダであって、ａ）ＲＦ給電信号を受信するため
の周波数ｆ1 の高いＱ係数の共振回路と、ｂ）前記共振
回路と電気的に通信状態になった際に、インターロゲー
タユニットからのＲＦ通信信号を受信するための周波数
ｆ3 のより低いＱ係数の共振回路を形成するように作動
できる同調回路と、ｃ）前記高いＱ係数の共振回路およ
び前記同調回路と電気的に通信でき、前記同調回路を前
記高いＱ係数の共振回路に接続し、前記より低いＱ係数
の共振回路を形成するように作動でき、更にエネルギー
を蓄積するため前記ＲＦ給電信号を直流電流に変換する
ように作動でき、更に前記の、より低いＱ係数の共振回
路により受信された信号を復調するように作動できる制
御回路と、ｄ）前記制御回路からの前記直流電流内の受
信エネルギーを蓄積するためのエネルギー蓄積デバイス
とを備えたトランスポンダ。
【００２５】（２）周波数ｆ1 は周波数ｆ3 と同一であ
る第１項記載のトランスポンダ。
【００２６】（３）前記エネルギー蓄積デバイスは充電
コンデンサである第１項記載のトランスポンダ。
【００２７】（４）前記エネルギー蓄積デバイスは再充
電可能なバッテリーである第１項記載のトランスポン
ダ。
【００２８】（５）前記高いＱ係数の共振回路はコイル
とコンデンサとの並列な組み合わせを備える第１項記載
のトランスポンダ。
【００２９】（６）前記同調回路はコンデンサを含み、
このコンデンサと前記高いＱ係数の共振回路との並列の
組み合わせは、前記共振周波数ｆ1 よりも低い前記共振
周波数ｆ3 を有する前記より低いＱ係数の共振回路を形
成する第５項記載のトランスポンダ。
【００３０】（７）前記同調回路はこの同調回路と組み
合わされて前記共振回路のＱ係数を低下するためのダン
プ抵抗器を含む第６項記載のトランスポンダ。
【００３１】（８）前記高いＱ係数の共振回路は前記Ｒ
Ｆ給電信号がない場合に振動し続ける第１項記載のトラ
ンスポンダ。
【００３２】（９）前記制御回路により前記変調器に与
えられるデータにより、前記高いＱ係数の共振回路の持
続した発振を変調するように作動できる変調器を更に含
む第８項記載のトランスポンダ。
【００３３】（１０）トランスポンダと通信するための
インターロゲータであって、ａ）第１周波数ｆ1 または
第２周波数ｆ2 の搬送波を発生できるプロブラマブル搬
送波発生器と、ｂ）前記第１周波数ｆ1 の共振周波数を
有する第１共振回路と、ｃ）前記共振回路と電気的に通
信する際に前記第２周波数ｆ2 の共振周波数を有する第
２共振回路を形成するように作動できる同調回路と、
ｄ）前記同調回路および前記プロブラマブル搬送波発生
器と電気的に通信でき、受信したデータストリームに応
答して前記搬送波発生器の周波数を切り替えると共に、
前記プロブラマブル搬送波発生器が周波数ｆ1 を発生し
ている際に、前記同調回路を不作動にし、前記第１共振
回路を前記共振周波数ｆ1 に同調させ、前記プロブラマ
ブル搬送波発生器が周波数ｆ2 を発生している際に前記
同調回路を作動可能にし、前記第２共振回路を前記共振
周波数ｆ2 に同調させるように前記同調回路を同期させ
ながら、作動可能または作動不能にさせるよう作動する
変調器とを備えたインターロゲータ。
【００３４】（１１）前記プロブラマブル搬送波発生器
は搬送波発生器とプロブラマブル分周器とを備え、前記
第１搬送波周波数および第２搬送波周波数は前記変調器
の指令により前記基準搬送波周波数の約数として発生さ
れる第１０項記載の共振周波数。
【００３５】（１２）前記同調回路はコンデンサを含
み、このコンデンサと前記第１共振回路との並列な組み
合わせは、前記第２搬送波周波数を有する前記第２共振
回路を形成する第１０項記載のトランスポンダ。
【００３６】（１３）前記コンデンサと直列な前記変調
器の制御により、スイッチを設けることにより前記同調
回路は作動可能とされ、前記スイッチと前記コンデンサ
との直列な組み合わせは、前記第１共振回路に並列であ
る第１２項記載のトランスポンダ。
【００３７】（１４）インターロゲータとトランスポン
ダとの間で通信を行うための方法であって、ａ）前記イ
ンターロゲータにより共振周波数ｆ1 を有する第１の高
いＱ係数の共振回路から給電信号を送り、ｂ）前記トラ
ンスポンダにより共振周波数ｆ1 を有する第２の高いＱ
係数共振回路で前記給電信号を受信し、ｃ）トランスポ
ンダ制御回路により前記第２の高いＱ係数共振回路から
の前記給電信号を受信し、ｄ）前記給電信号からのエネ
ルギーをエネルギー蓄積デバイスに蓄積し、ｅ）前記ト
ランスポンダ制御回路により同調回路を前記第２の高い
Ｑ係数の共振回路に接続してｆ3 の共振周波数を有する
より低いＱ係数共振回路を形成し、ｆ）ｆ3 の中心周波
数を有し、より低いＱ係数の共振回路の周波数応答内に
実質的に収まる占有周波数スペクトルを有し、前記第１
の高いＱ係数共振回路の共振周波数を変えることによっ
て発生されるＦＳＫ変調通信信号を前記インターロゲー
タユニットにより送信し、ｇ）前記トランスポンダのよ
り低いＱ係数の共振回路により前記ＦＳＫ変調された通
信信号を受信し、ｈ）前記トランスポンダの制御回路に
より前記ＦＳＫ変調された通信信号を復調し、ｉ）前記
トランスポンダの制御回路により前記同調回路の接続を
切り、再び前記第２の高いＱ係数の共振回路を形成し、
ｊ）前記第２の高いＱ係数の共振回路を変調することに
より前記トランスポンダにより前記インターロゲータに
応答する諸工程を備えた方法。
【００３８】（１５）前記応答工程前に、前記トランス
ポンダに対し別の給電信号を送る工程を更に含む第８項
記載の方法。
【００３９】（１６）前記別の給電信号を送る工程と同
時に、前記トランスポンダの制御回路によりトランスポ
ンダのメモリに書き込む工程を更に含む第９項記載の方
法。
【００４０】（１７）インターロゲータユニットと通信
するためのトランスポンダは、ＲＦ給電信号を受信する
ための周波数ｆ1 の高いＱ係数の共振回路を有する。こ
のトランスポンダは同調回路も有し、この同調回路は共
振回路と電気的に通信する際に、インターロゲータユニ
ットからのＲＦ通信信号を受けるための周波数ｆ3 のよ
り低いＱ係数の共振回路を形成するよう作動する。トラ
ンスポンダは更に制御回路を含み、この制御回路は前記
共振回路および同調回路と電気的に通信し、同調回路を
高いＱ係数の共振回路に接続し、より低いＱ係数の共振
回路を形成する。この制御回路はエネルギーを蓄積する
ためＲＦ給電信号の直流電流への変換も行う。このエネ
ルギーはエネルギー蓄積デバイス、例えば充電コンデン
サに蓄積される。制御回路は更により低いＱ係数の共振
回路により受信された信号を復調する。他のデバイス、
方法およびシステムも開示されている。
【００４１】インターロゲータ１２と通信するためのト
ランスポンダ１４はＲＦ給電信号を受信するように周波
数ｆ1 の高いＱ係数の共振回路３４を有する。また、ト
ランスポンダ１４は同調回路５６，５８を有し、この同
調回路５６，５８は、共振回路３４との間で通信すると
きに、インターロゲータ１２からのＲＦ信号を受信する
ように周波数ｆ3 の低いＱ係数の共振回路６０として動
作可能となっている。さらに、トランスポンダ１４は共
振回路３４と通信するように復調器６６を有し、このト
ランスポンダ１４は制御回路４０を含み、復調器６６か
らの復調データ信号を受信するようになっている。制御
回路４０は同調回路５６，５８に接続され、低いＱ係数
の共振回路６０を構成するように、同調回路５６，５８
から高いＱ係数の共振回路３４に接続されて動作可能と
なっている。さらに、制御回路４０はＲＦ給電信号を直
流電流に変換してエネルギを蓄積するようになってい
る。このエネルギは充電コンデンサ４６のようなエネル
ギ蓄積器に蓄積される。
【００４２】関連特許のクロスレファレンス下記の本出
願人に譲渡された米国特許出願をここに参考例として引
用する。 米国特許番号／出願番号 出願日 ＴＩケース番号 5,053,774 １９９１年 ２月１３日 ＴＩ−１２７９７Ａ 07/981635 １９９２年１１月２５日 ＴＩ−１６６８８
【図面の簡単な説明】
【図１】好ましいシステムの実施例のブロック回路図で
ある。
【図２】トランスポンダの電源電圧ＶCLと時間との関係
を示すグラフである。
【図３】トランスポンダが鋭く同調した時のパワースペ
クトル（曲線Ａ）と、トランスポンダが離調時のパワー
スペクトル（曲線Ｂ）を示す周波数スペクトル図であ
る。
【図４】 ＦＳＫ復調回路のブロック回路図である。
【図５】 図４に示すスロープ検出器のフィルタ特性を
表した周波数スペクトルである。
【符号の説明】
１０ トランスポンダ装置 １２ インターロゲータ １４ トランスポンダ １６ 制御回路 ２８ 共振回路 ３４ 共振回路 ３６ コイル ３８ コンデンサ ４６ 充電コンデンサ ５０、５４ スイッチ ５２ コンデンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インターロゲータユニットと通信するた
    めのトランスポンダであって、 ａ）ＲＦ給電信号を受信するための周波数ｆ1 の高いＱ
    係数の共振回路と、 ｂ）前記共振回路と電気的に通信状態になった際に、イ
    ンターロゲータユニットからのＲＦ通信信号を受信する
    ための周波数ｆ3 のより低いＱ係数の共振回路を形成す
    るように作動できる同調回路と、 ｃ）前記高いＱ係数の共振回路および前記同調回路と電
    気的に通信でき、前記同調回路を前記高いＱ係数の共振
    回路に接続し、前記より低いＱ係数の共振回路を形成す
    るように作動でき、更にエネルギーを蓄積するため前記
    ＲＦ給電信号を直流電流に変換するように作動でき、更
    に前記の、より低いＱ係数の共振回路により受信された
    信号を復調するように作動できる制御回路と、 ｄ）前記制御回路からの前記直流電流内の受信エネルギ
    ーを蓄積するためのエネルギー蓄積デバイスとを備えた
    トランスポンダ。
  2. 【請求項２】 インターロゲータとトランスポンダとの
    間で通信を行うための方法であって、 ａ）前記インターロゲータにより共振周波数ｆ1 を有す
    る第１の高いＱ係数の共振回路から給電信号を送り、 ｂ）前記トランスポンダにより共振周波数ｆ1 を有する
    第２の高いＱ係数共振回路で前記給電信号を受信し、 ｃ）トランスポンダ制御回路により前記第２の高いＱ係
    数共振回路からの前記給電信号を受信し、 ｄ）前記給電信号からのエネルギーをエネルギー蓄積デ
    バイスに蓄積し、 ｅ）前記トランスポンダ制御回路により同調回路を前記
    第２の高いＱ係数の共振回路に接続してｆ3 の共振周波
    数を有するより低いＱ係数共振回路を形成し、 ｆ）ｆ3 の中心周波数を有し、より低いＱ係数の共振回
    路の周波数応答内に実質的に収まる占有周波数スペクト
    ルを有し、前記第１の高いＱ係数共振回路の共振周波数
    を変えることによって発生されるＦＳＫ変調通信信号を
    前記インターロゲータユニットにより送信し、 ｇ）前記トランスポンダのより低いＱ係数の共振回路に
    より前記ＦＳＫ変調された通信信号を受信し、 ｈ）前記トランスポンダの制御回路により前記ＦＳＫ変
    調された通信信号を復調し、 ｉ）前記トランスポンダの制御回路により前記同調回路
    の接続を切り、再び前記第２の高いＱ係数の共振回路を
    形成し、 ｊ）前記第２の高いＱ係数の共振回路を変調することに
    より前記トランスポンダにより前記インターロゲータに
    応答する諸工程を備えた方法。
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