JPS6364450A - 復調方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、受信機の復調方式に関するもので、詳しくは
二重変調、即ち伝送される２値データによってＩ；’　
Ｓ　Ｋ　（Ｐｒｅｑｅｎｃｙ　５ｈｉｒｔ　Ｋｅｙｉｎ
ｇ）変調を受＋Ｊた副搬送波で主搬送波を変調すること
で得られる信号を復調する方式に関するものである。

〈産業上の利用分野〉 本発明は例えば移動物体識別装置、つまり車や荷物ある
いは組立工場のベルトコンベアに乗せられた移動する物
体のある特定の領域内でのパ存在の有無”あるいは物体
が存在する場合はそれが“何物であるか”を識別するン
ステムに利用される。

く背景〉 近年、−Ｉ−場のＦＡ（ＦａｃｔｏｒｙΔｕｔｏｍａｔ
　１ｏｎ）化は目覚ましい進歩で行なわれており、運搬
ロホットや溶接［ｌホットあるいは視覚機能をも備えた
組立ロホットが［場の生産ラインで活躍している。また
生産ラインにおいては、時代の要求を反映して一つのラ
インで多品種の品物力＜　ｅｆｔ立てられるようになっ
た１、学なる大量生産でも良か−〕だ時代から個性豊か
な商品の奸Ｊ：れる、いわゆる゛多品極少１１１生産時
代”へと移行してきている。それに伴−）で生産ライン
にも様々な課題がかせられて、１〕す、その中の“解決
策”の一つとして出てきノこのが、＋）ｉＪ述の移動物
体識別装置である３□つまり、一つの生産ラインに多品
種の商品が流れる場合、ｌ＼ルトコンベアを囲んでいる
各種ロボットは商品の種類に応じて作業手順を変える必
要がある。その”’１１Ｕｌボッ］・は生産ラインを流
れる商品がと一′）い・）品種であるかを知る必要があ
る。予め生産４１画に合わせて生産ラインを流れる商品
の種類を各（Ｉボヅトにプログラム１．ておく方法もあ
るか、手間がかかるうえ、ラインの途中で不良品か発生
した場合など突発事故を考慮すると、この方ｉ）、（Ｊ
好ましくない。それて、生産ラインを流れる商品に対応
４′ろ情報を書き込んだ名札を取り付（Ｊておく。Ｖノ
ポットの作業範囲にその商品が移動してきたとき、その
名札を四ポットがよみとれるよ・）に４−れは、【ノボ
ットは商品の種類に応じた作業り順を選択できる。１．
かもラインの途中での不良品発生等にも柔軟に対応で八
るフレキノビリティに富んだ生産ラインを形成すること
ができる。移動物体識別装置は、ごの要求に答えるもの
である。

〈従来技術〉 この種装置（Ｊ１移動物体に取り付けられる応答器と、
適当な位置に固定された質問器で構成され、ごれまでに
種々の方式が知られている。。

第２図のブロックグイアゲラムは、特開昭５７−７ＦＮ
７６号に記載された例を示す。ｌは本体側に備えられる
質問器、２は移動物体に取り付（Ｊられる応答器である
。質問器１は発振器１０４、分岐器１０３、ザーギコー
レーク１０２、送受信アンテナ＋０１、混合器１０７、
符号の判別を行う信号処理回路１０８から構成される。

発振器１０４で発生した高周波電力（」、分岐器１０３
、ザーキコーレータ１０２を通って送受信アンテナ！０
１より放射される３、この電波は無変調連続波３であり
、応答器に向かって放射される。応答器２は送受信アン
テナ２０１と変調器２０２、固有の情報を記憶している
信号処理回路２０３から構成される。

無変調連続波３は、送受信アンテナ２０１て受（１−１
され、変調器２０２にｊ；って応答器固イ」゛の情報て
変調を受けた後、送受信アンテナ２０１から変調された
電波４として再送信される。質問’Ａ：＋　Ｉにおいて
は、この変調された電波４（」送受信アンテナ＋０１に
よって受信され、ザーギ；、　し　タ１０２を通−）で
混合器＋０７に導かれる。一方、発振器＋０４で発生さ
れた電力の−・部は分岐器　１０３で分岐されて、局部
発振信壮として混合器１（）７に注入され、受信信号と
混合される１、更に信号処理回路１０８において塩５調
され、応答器固（ｊの情報が得られる。第３図に応答器
固（ｊ−の情報、即ぢ伝送されるデータ（ａ）と、この
デ　タ（ａ）によりＦ　Ｓ　Ｋ変調された副搬送波（ｂ
）の波形を示した３゜伝送されるデータのＴ（ｉｇｈレ
ベル“１１”に対１２て周波数ｒ、の、またＬｏｗレベ
ル“Ｉ、°゛に対して周波数ｆ１の矩形波がそれぞれ対
応（７ている。このＦ　Ｓ　Ｋ変調され／コ信５まが変
調器２０２に印加されて、無変調連続波３に変調が施さ
れる。［ｉｌｌ　Ｉ″）ニ重変１１’、Ｉが行なわれる
。一方、質問器Ｉの信号処理回路１　（］　８　ｉＪ、
混合器＋０７の出力を低域濾波器を通して第３図（ｌ］
）の波形を抜き出して増幅し、周波数弁別器等のＦＭ検
波器により復調して応答型固有の情報を得る。

応答器は移動する物体に取付けられるため、小形軽量で
なくてはならない。また電源として電池を使用すること
になるので、頻繁な電池の交換あるいは充電（」手間が
かかるので好ましくない。そのため、応答器はＣ−ＭＯ
８ＩＣ等を使った簡単な構成に１７な＋−）ればならな
い。従って、変調器２０２が無変調連続波３に変調を施
すとすれば、消費電流が少なくなる方法、例えば変調器
として可変容量タイオー　ド等を用いて、位相変調、あ
るいは振幅変調４゛る方法がとられる、。

」＝た、このようなシステ１＼において（１周波数２゜
４５ＧＩ（ｚ帯のマイクロ波が用いられる。

〈従来方式の欠点〉 第２図の質問器の受信方式は同期検波方式のように見え
るが、厳密には受信信号と局部発振信号には位相差があ
るため同期検波に１．１′らない１．使用される搬送周
波数が高い場合（」復調で、きないことがある。その理
由を以下に述べる１、 移動物体識別装置において、質問器と応答器の距離は、
多くの場合、数メー用・ル以内で用いられる。第２図に
おいて、質問器Ｉから放射された電波が応答器で反射さ
れて再度質問器に１５！、る１己て５〜６メートルの空
間を伝搬する４、そのため、質問器Ｉの混合器＋０７に
注入される局部発振信１）と受信信号の間に位相差が生
じる。局部発振（ｉ’＋　’３″をｅ　１（ｔ）、受信
信号をｃ　ｒＱ）とずろと、ｅ　Ｉ（ｔ）＝ｃ　ｏ　ｓ
　（２πｆ　Ｌｌｔ　−（−０１）ｅ　　ｒＱ）−ｇ　
　Ｑ）ｃ　　ｏ　　ｓ　　（２ｙｒｆ　　ＬＬＬ　　　
（Ｏｒ）混合器の出力は、 ｅ　１（ｔ）・ｃ　ｒ（ｔ）＝ｇ　（ｔ）ｃ　ｏ　ｓ　
（２ｉｆ　ｏｔ　＋Ｏｒ）・ｃ　ｏ　ｓ　（２πｆ　ｔ
ｔｔ　４−／１１）＝Ｉ／２ｇ　（ｔ）（ｃ　ｏ　ｓ　
Ｃ２π（ｒｏ−ｒ　ｎ）ｔ−ｌ−Ｏｒ−０１）−１−ｃ
　（ｌ　Ｓ　（２π（Ｕ　ｌｌ’ｌ−ｆ　ｏ）　ｔ　（
Ｏｒ−１−０１）１ ＝１．／２ｇ　（ｔ）ｃ　ｏ　ｓ　（ｏｒ　−０１）　
＋　１．／２Ｆ！（ｔ）ｃ　ｏ　ｓ　　（２ｎ　・２ｆ
ｏｔ　−１−０ｒ＋０１）となり、低域濾波器により周
波数２ｆ、の成分を除去すると、 １／２ｇ（ｔ）ｃ　ｏ　ｓ　（Ｏｒ　−０］）が得られ
る。ここで受信信号と局部発振信号の位相差が零の場合
（Ｏｒ−Ｏ１＝Ｏ）は、１／２ｇ　（ｔ）ｃ　ｏ　ｓ　
（（Ｉｔ　ｒ−０１）＝　］／２ｇ　（ｔ）となるが、
９０″の場合（Ｏｒ　−ｅ　ｌ−π／２）は１／２ｇ　
（ｔ）ｃ　Ｏｓ　’＜ｅ　ｒ−ｏ　＋、）＝　１／２ｇ
　（ｔ、）ｃ　ｏ　ｓπ／２−０となり、混合器出力は
消滅してしまう。このような現象は質問器と応答器の距
離が１／４波長の整数倍になったとき生じる。質問器と
応答器の距離が通常の使用状態で２〜３メートルで、例
えばｆ。−］　ＯＭ　Ｉ−１７，とずろと、波長は３０
メ−）・ルであるから、３Ｇ／４＝７．５メートル毎に
４１記現象が生じることになるが、質問器と応答器の距
離が２〜３メー川・ルよりは長いので、それほど問題と
ならない。しかし、ｆｏ＝　２　、４．５　ＧＨｚとす
ると、約３１ミリメートル毎に信号のとぎれを生じ、使
用に耐えない。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 以上、述ベノコように局部発振信号と受信信シ」の位相
差によっては、混合器の出力か零になる場合があり、移
動体識別装置に一般的に使用される搬送波周波数２．４
５ＧＨｚ帯においては、実用ＩＺ大きな問題となる。

本発明はこのような欠点を克服するために考えられたも
のである。

〈実施例〉 第１図（ａ）は、本発明を移動物体識別装置に応用した
際の実施例を示すプロシタダイヤグラムである。ｌは本
体側に備えられる質問器、２ｔｊｔｖ動物体側に取付１
′Ｊら（Ｊる応答器である。質問器１は送受信アンテナ
１０１、サーキコレータ１０２、分岐器＋０３、発振器
１０４、分岐器１０５．１０６、例えばバランスドミキ
サのような混合器１０７ａ　、Ｉ　Ｏ７ｂ　、ＦＳＩ（
復調器１０１（ａ、１０８ｂ、論理和演算（ＯＲ）素子
１０９からなる３、ここで、Ｆ　Ｓ　Ｋ復調器＋０８ａ
、ｌ０８ｈは第１図（ｈ）に−例を示したように、帯域
濾波器ｌ０８１、増幅器あるいはＡＧＣ（自動利得調整
機構）付き増幅器１０８２、電圧比較器（コンパレータ
）１０８３、単安定発振器（ワンンヨットマルチバイブ
レーク）＋０８４、低域濾波器ｌ０８５、電圧比較器１
０８６で構成されるパルスカウント方式の復調器である
。この他に、例えばＰ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　１ｏｃ
ｋｅｄ　１ｏｏｐ）方式、フォスタシーレ型位相弁別器
を用いる方式、あるいはスロープ検波方式の復調器でも
良い。また分岐器１０５は出力される２信号の間に９０
°の位相差が得られるものとし、分岐器１０６は出力さ
れる２信号の間に位相差がない乙のとする。分岐器１０
５は第６図（ａ）に示すように、３ｄ１３ハイブリツド
を利用した、２つの出力信号の位相が互いに９０°異な
る分配器である。また分岐器１０６は第６図（ｂ）に示
すようにウイルギンソン型電力分配器のような２つの出
力信号の位相が同位相となるような分配器である。出力
信号の位相を９０°ずらせて出力する分配器や、同位相
で出力する分配器は他にも考えられ、９０°ずれるもの
としては３　（Ｉ　ｌ−，１分布結合型方向性結合器、
同位相のらのとしてはラットレース回路がある。第６図
中、１【；は終端抵抗、１７は吸収抵抗を表す３、 さて、発振器＋０４で発生された高周波電力は、分岐器
＋０３、ザーギュレータ１０２を通り送受信アンテナ１
０１より放射される。この電波（」無変調連続波として
応答器２に向ＩＪて放射される３、応答器２により変調
された電波は、質問器の送受信アンテナ＋０１で受信さ
れ、サ−；）−コｌノ　タ１０２、分岐器１０６、を通
って混合器１０７ａ。

１０７ｂに導かＡする。また、分岐器１０３で（」高周
波電力の一部を局部発振信号として分岐し、ざらに分岐
器１０５によって位相の９００異なる２信号に分岐され
て、混合器１０７ａ、ｌ０７ｂにそれぞれ注入されろ。

各々の混合器においては局部発振信号と受信信号が混合
される。その出力はそれぞれＦ’　Ｓ　Ｋ復調器で復調
され、論理和間’Ｃ’Ｊ（ＯＲ）素子を介して応答器固
有の情報が得られる、。

一方、応答器２は送受信アンテナ２０１．変調器２０２
、応答器固有の情報を記憶１．た信号処理回路２０３か
らなる。送受信アンテナ２０＋で受信された無変調連続
波３（Ｊ、変調器２０２にＪ−り変調され〔１ｆび送受
信アンテナ２０＋より放射される。信号処理回路２０３
は応答器固有の情報をＲＡＭ、ＲＯＭ等記憶素子に保有
していて、記憶素子より順次取り出して第３図に示した
ごと＜ＦＳ■く変調、即ち例えば２値データ（０，１あ
るいはＩ、ｏｗ、ｈｉｇｈ）の時系列をＬ　ＯＷに対し
て周波数ｒ１の、１１ｉｇｂに対しては周波数「、の矩
形波をそれぞれ対応させる周波数変調を施し、それによ
って送受信アンテナから入ってきた無変調連続波３に対
してさらに変調を施す。変調方式は位相変調や振幅変調
などいずれでも」；い。

本発明は位相の９０°異なる局発信号を受信信号とそれ
ぞれ混合させ、２系列の復調回路を用いて復調した後、
論理和演算（ＯＲ）素子を介して復調出力を得るように
したことを特徴とする。この特徴により、受信信号の途
切れがなくなる。以下に詳細な理由を述べる。

混合器１０７ａ、ｌ０７ｂの出力を＋＋　＋（［）、ｃ
　２（Ｌ）とすると、 ｅ　＋（ｔ）＝＋／２ｇ　（ｔ）ｃ　ｏ　ｓ　（Ｏｒ−
０１）ｅ　ｚ（ｔ）−１／２ｇ　（ｔ）ｓ　ｉ　ｎ　Ｃ
Ｏｒ−０１）で表される。但し、２１゛。の成分（」低
域ａ、波器に」；って除去できるので、上式では無視し
ている。

受信信号と局部発振信号の位相差０ｒ−０１と、ｅ　＋
（ｔ）、ｅ　ｔ（ｔ）の振幅の関係を第４図に示４“。

実線はｅ　＋（ｔ）の、また破線はｅ　２（ｔ）の振幅
であり、ともにπ／２周期で零になる。しかし、（！、
（ｔ）と、ｅ　ｚ（ｔ）が同時に零になることはない。

＋４　＋（１）とｅ　ｐ（ｔ）には同じ情報が含まれて
いるから、ｔ；、（Ｌ）とｅ　２（ｔ）を別々に復調し
、両者の論理和をとるようにしてお（Ｊげ、ｅ、（ｔ）
とｅ　、（Ｌ）のどららか−・方が零になっても、別の
方でカバーできる４、従って、確実に復調することがで
きる。この様子を示したのが第５図である。第５図（ａ
　）　（ｂ　）　ｉ」：ｌ；’ＳＫ復調器１０８ａまた
は１０８ｂの増幅器１０８２の出力をそれぞれ示してお
り、時間どともに受信信号と局部発振信号の位相差０ｒ
−０１が変化した一１２＝ 場合を定性的に説明した図である。また、図中破線で示
したスレッショールドレベルは電圧比較器１０８３に設
定された電圧値である。電圧比較器１０８３を通した波
形が第５図（ｃ）及び（ｄ）で、（ｃ）は（ａ）に、（
ｄ）は（ｂ）にそれぞれ対応している。第５図（ｅ）と
（ｆ）は、Ｆ’ＳＩく復調器１０８ａ及び１０８ｂの出
力を示したもので、（ｅ）は（ｃ）に、（ｆ）は（ｄ）
にそれぞれ対応している。第５図（ｇ）は論理和演算素
子（０１１ケ−１−）ｌ０９の出力を示したものである
。この図から分かるようにθ、（ｔ）あるいはｅ。

（ｔ）のどららか一方が零あるいはスレッショールドレ
ベル以下にな−）で信号が途切れても他方がカバーＪる
ため、確実に復調が行なわれる。

〈発明の効果〉 以」―述べたＪ：うに、従来方式だと使用される搬送周
波数に、１：っでは受信信号の途切れることがあるが、
本発明の復調方式によれば搬送周波数の高低にかかイっ
らず確実に復調する方式を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ　）　ｉＪ本発明の復調装置の−・実施例を
示すブロックダイヤグラ１１、第１図（１１）はＩｒＳ
　Ｋ復調器の構成の一例を示４’（ｉ４構成、第２図は
従来の移動体識別装置の復」１−ｊ方式を示したブロッ
クダイヤグラム、第３図はＦ　Ｓ　Ｋ変１制波形を示す
波形図、第４図は本発明の実施例にお（ｊる質問器受信
部の混合出力と０ｒ−０１との関係を示す波形図、第５
図（」本発明の実施例にお（ｊる各部の電圧波形と復調
方式を説明゛４゛る波形図、第６図（ａ）、（ｂ）は分
岐器の構成図である６、図中 １・・質問器　　　　　　　２・・応答器３・・無変訴
ｊ連続波　　　　４・変１凋θＵ＋０１・・・送受信ア
ンテナ、 １０２・ザーキュレータ　１０３・・分岐器＋０４　　
発振器　　　　　１０５　　・分岐？：）１０６・・分
岐器　　　１０７ａ、ｂ・・混合器１０８ａ　、ｂ−Ｆ
　ＳＫ復調器 １０９・論理和演算素子 ２０１・・送受信アンテナ　　２０２・・変調器２０３
　・信号処理回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、位相の９０°異なる２信号を発生する局部発振器と
   、第１及び第２の混合器と、第１及び第２のＦＳＫ復調
   器と、入力信号を等振幅で同相の２信号に分岐する分岐
   器と、論理和演算（ＯＲ）素子とを備え、該局部発振器
   は受信信号の搬送周波数に一致した周波数で発振し、該
   発振出力は該第１及び第２の混合器に互いに９０°の位
   相差を保持して注入され、一方受信信号は該分岐器によ
   り同相の二信号に分岐されて該第１及び第２の混合器に
   導かれて局部発振信号と混合され、該第１及び第２のＦ
   ＳＫ復調器によりディジタル信号としてそれぞれ復調さ
   れるが、第１及び第２のＦＳＫ復調器の二出力信号に論
   理和演算（ＯＲ）を施して得られる信号を復調信号とす
   ることを特徴とする副搬送波が２値データでＦＳＫ変調
   された二重変調信号の復調方式。