WO2008018254A1

WO2008018254A1 - Dispositif de communication sans fil

Info

Publication number: WO2008018254A1
Application number: PCT/JP2007/063118
Authority: WO
Inventors: Hironori Hirata; Takuya Nagai; Hideyuki Nebiya
Original assignee: Brother Kogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2008-02-14

Description

明細書

無線通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナを備えた無線通信装置に関し、特に、通信対象との相対距離が比較的近い場合における通信特性を改善するための技術に関する。

背景技術

[0002] 送信用アンテナから所定の送信信号を送信する送信部と、その送信信号に応じて返信される返信信号を受信用アンテナにより受信する受信部とを、有する無線通信装置が知られている。例えば、所定の情報が記憶された小型の無線タグ (応答器)から非接触にて情報の読み出しを行う RFID (Radio Frequency Identification)システムの無線タグ通信装置 (質問器）がそれである。この RFIDシステムは、無線タグが汚れて、る場合や見えな、位置に配置されて、る場合であっても無線タグ通信装置との通信によりその無線タグに記憶された情報を読み出すことが可能であることから、商品管理や検査工程等の様々な分野にぉ、て実用が期待されて!、る。

[0003] 斯カる無線通信装置の一例として、複数のアンテナ素子力成るアレイアンテナを備えたものが知られている。例えば、特許文献 1に記載されたレーダ装置がそれである。このレーダ装置によれば、複数のアンテナ素子力も成りそれぞれのアンテナ素子に対応して移相器を備えたアレイアンテナを備え、それら移相器の位相制御により上記アレイアンテナに対して受信時のアンテナパターン形状を少なくとも距離に応じて受信感度が最適となるように制御することで、最大距離、最大感度を低下させることなぐ捜索すべき全覆域に対して受信感度を適合させることができるとされている。

[0004] 特許文献 1 :特開平 6— 174823号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] しかし、前述したような従来の技術にお!ヽて PAA (Phased Array Antenna)処理等により指向性を制御する際、通信対象との相対距離が比較的近い場合においてその通信対象との相対距離が変化すると、それぞれのアンテナ素子に対応する位相関係が変化してしまい、好適な方向に指向性が形成されず通信特性が低下するといぅ不具合があった。また、従来の PAA処理等により指向性を制御する際には、目的となる方向へ平面波を伝搬させるように (送信制御）或いは到来方向から平面波が伝搬してくることを前提として (受信制御)各アンテナ素子に対応する位相を制御するが、通信対象との相対距離が比較的近い場合においては、その通信対象との間の電波が平面波とならないことから、各アンテナ素子の間隔に応じて設定される位相差が実際の到来波の位相差と異なるものになってしま、、好適な指向性制御が行われず通信特性が低下するという不具合があった。このため、通信対象との相対距離が比較的近い場合における通信特性を改善する無線通信装置の開発が求められていた。

[0006] 本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、通信対象との相対距離が比較的近い場合における通信特性を改善する無線通信装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007] 斯かる目的を達成するために、本第 1発明の要旨とするところは、少なくとも 3つのアンテナ素子を有するアレイアンテナを備え、そのアレイアンテナにより信号の送信及び Z又は受信を行うことで、所定の相対通信方向に配置された通信対象との間の無線通信を行う無線通信装置であって、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行う位相制御部を備えたことを特徴とするものである。

[0008] また、前記目的を達成するために、本第 2発明の要旨とするところは、少なくとも 3つのアンテナ素子を有するアレイアンテナを備え、そのアレイアンテナにより信号の送信及び Z又は受信を行うことで通信対象との間の無線通信を行う無線通信装置であつて、前記通信対象の相対位置を推定する通信対象位置推定部と、その通信対象位置推定部による推定結果に応じて各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御する位相制御部とを、備えたことを特徴とするものである。

発明の効果

[0009] このように、前記第 1発明によれば、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子毎に、送信及び z又は受信における同一の位相制御を行う位相制御部を備えたものであることから、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子について中心位置からの位相差は等しいため、それら対となるアンテナ素子毎に同一の位相制御を行うことで、通信対象との相対距離が変化してもその距離に応じたビームを形成することができる。すなわち、通信対象との相対距離が比較的近い場合における通信特性を改善する無線通信装置を提供することができる。

[0010] また、前記第 1発明によれば、前記アレイアンテナを構成するアンテナ素子それぞれに対応して位相制御を行う従来の技術に比べて制御が簡単になるという利点がある。

[0011] ここで、前記第 1発明において、好適には、前記アンテナ素子のうち、前記通信方向を示す直線上に配設されたアンテナ素子以外のアンテナ素子は、何れもその通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子を有するものである。このようにすれば、前記通信方向を示す直線上に配設されたアンテナ素子以外の全てのアンテナ素子が対を構成し、それら対となるアンテナ素子毎に同一の位相制御を行うことで、通信対象との相対距離が変化してもその距離に応じたビームを好適に形成することができる。

[0012] また、好適には、前記位相制御部は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うためのそれぞれ単一の移相部を備えたものである。このようにすれば、前記対となるアンテナ素子毎に実用的な態様で同一の位相制御を行うことができる。

[0013] また、好適には、前記位相制御部は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子のうち、その通信方向を示す直線カゝら最も離れた位置に配設された対となるアンテナ素子以外の対となるアンテナ素子毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うためのそれぞれ単一の移相部を備えたものである。このようにすれば、前記対となるアンテナ素子毎に実用的な態様で同一の位相制御を行うことができると共に、前記通信方向を示す直線力最も離れた位置に配設された対となるアンテナ素子に対応しては移相部を設けないことで、構成を可及的に簡単なものとすることができる。

[0014] また、好適には、前記アレイアンテナは偶数のアンテナ素子を有するものであり、前記位相制御部は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された 1 対のアンテナ素子毎に、送信及び z又は受信における同一の位相制御を行うものである。このようにすれば、偶数のアンテナ素子力成るアレイアンテナを備えた無線通信装置において、前記対となるアンテナ素子毎に実用的な態様で同一の位相制御を行うことができる。

[0015] また、好適には、前記アレイアンテナは奇数のアンテナ素子を有するものであり、前記位相制御部は、それらアンテナ素子のうち前記通信方向を示す直線上に配設された 1つのアンテナ素子以外の、その通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された 1対のアンテナ素子毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うものである。このようにすれば、奇数のアンテナ素子力成るアレイアンテナを備えた無線通信装置において、前記対となるアンテナ素子毎に実用的な態様で同一の位相制御を行うことができる。

[0016] また、好適には、前記アンテナ素子は、同一平面上に配設された平面アンテナである。このようにすれば、ノツチアンテナ等の平面アンテナ力も構成されるアレイアンテナを備えた無線通信装置において、前記対となるアンテナ素子毎に実用的な態様で同一の位相制御を行うことができる。

[0017] また、好適には、予め定められた前記通信対象との相対距離を設定する距離設定部と、その距離設定部により設定された距離に応じて前記位相制御部の設定を変更する指向性制御部とを、備えたものである。このようにすれば、前記通信対象との相対距離に応じて好適なビームを形成することができる。

[0018] また、好適には、前記通信対象との相対距離を検出する距離検出部と、その距離検出部による検出結果に応じて前記位相制御部の設定を変更する指向性制御部とを、備えたものである。このようにすれば、前記通信対象との相対距離に応じて好適なビームを形成することができる。

[0019] また、好適には、前記指向性制御部は、予め定められた関係力も前記距離検出部による検出結果又は前記距離設定部に設定された距離に応じて前記位相制御部の設定を変更するものである。このようにすれば、前記通信対象との相対距離に応じて実用的な態様で好適なビームを形成することができる。

[0020] また、好適には、前記通信対象との相対距離及び前記位相制御部の設定の対応関係を示すテーブルを備え、前記指向性制御部は、そのテーブルに示される対応関係から前記距離検出部による検出結果又は前記距離設定部に設定された距離に応じて前記位相制御部の設定を変更するものである。このようにすれば、前記通信対象との相対距離に応じて実用的な態様で好適なビームを形成することができる。

[0021] また、好適には、受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部を備え、前記指向性制御部は、その信号強度検出部により検出される信号強度に応じて前記位相制御部の設定を変更するものである。このようにすれば、受信信号の信号強度に応じて実用的な態様で好適なビームを形成することができる。

[0022] また、好適には、前記アンテナ素子は、互いに隣接するアンテナ素子との距離が等間隔となるように配設されたものであり、前記位相制御部は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子毎に、その通信方向を示す直線から隔たるにつれて移相量が倍となるように送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うものである。このようにすれば、前記位相制御を可及的に簡単なものとすることができる。

[0023] また、好適には、前記距離検出部は、前記位相制御部の設定に対応する受信信号に基づいて前記通信対象との相対距離を検出するものである。このようにすれば、前記通信対象との相対距離を簡単に検出することができる。

[0024] また、好適には、受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部を備え、前記距離検出部は、その信号強度検出部により検出される信号強度に基づいて前記通信対象との相対距離を検出するものである。このようにすれば、前記通信対象との相対距離を実用的な態様で簡単に検出することができる。

[0025] また、好適には、前記距離検出部は、前記信号強度検出部により検出される信号強度が最大又は最小となる前記位相制御部の設定に基づいて前記通信対象との相対距離を検出するものである。このようにすれば、前記通信対象との相対距離を実用的な態様で簡単に検出することができる。

[0026] また、好適には、受信信号のビットエラーレートを検出するビットエラーレート検出部を備え、前記距離検出部は、そのビットエラーレート検出部により検出されるビットェラーレートに基づいて前記通信対象との相対距離を検出するものである。このようにすれば、前記通信対象との相対距離を実用的な態様で簡単に検出することができる

[0027] また、好適には、前記距離検出部は、前記ビットヱラーレート検出部により検出されるビットエラーレートが最大又は最小となる前記位相制御部の設定に基づいて前記通信対象との相対距離を検出するものである。このようにすれば、前記通信対象との相対距離を実用的な態様で簡単に検出することができる。

[0028] また、好適には、前記通信対象との相対距離を検出する距離検出部を備え、その距離検出部により検出される前記通信対象との相対距離が前記アレイアンテナの寸法の 3倍以下である場合に前記位相制御部を介しての位相制御を行うものである。このようにすれば、前記位相制御部を介しての位相制御が必要とされる場合にぉ、てその位相制御を行うことができる。

[0029] また、好適には、前記無線通信装置は、通信対象である無線タグに向けて所定の送信信号を送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグから返信される返信信号を受信することで前記無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置である。このようにすれば、無線タグとの距離が比較的近い場合における通信特性を改善する無線タグ通信装置を提供することができる。

[0030] また、前記第 2発明によれば、前記通信対象の相対位置を推定する通信対象位置推定部と、その通信対象位置推定部による推定結果に応じて各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御する位相制御部とを、備えたものであることから、前記通信対象の相対距離及び Z又は相対方向に応じて各アンテナ素子に対応する位相を制御することで、通信対象との相対距離が比較的近!ヽ場合にぉヽても位相合成を好適に行うことができ、通信精度を高めることができる。すなわち、通信対象との相対距離が比較的近い場合における通信特性を改善する無線通信装置を提供することができる。 [0031] また、前記第 2発明によるアレイアンテナの位相制御によれば、よく知られた AAA( Adapted Array Antenna)処理等に比べて簡単な制御により各アンテナ素子に対応する位相を好適な値とすることができ、通信に要する時間を短縮することができるといぅ禾 IJ点がある。

[0032] ここで、前記第 2発明において、好適には、少なくとも 1つの前記アンテナ素子により受信された受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部を備え、前記通信対象位置推定部は、その信号強度検出部による検出結果に基づ、て前記通信対象の相対位置を推定するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記通信対象の相対位置を推定することができる。

[0033] また、好適には、前記通信対象の相対位置と各アンテナ素子における送信及び Z 又は受信に関する位相との対応関係を示すテーブルを備え、前記位相制御部は、そのテーブルに示される対応関係から前記通信対象位置推定部による推定結果に基づいて各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものである。このようにすれば、実用的な態様で各アンテナ素子に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0034] また、好適には、前記テーブルは、第 1の直線座標及びその第 1の直線座標と直交する第 2の直線座標に関する前記通信対象の相対位置と各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示すものである。このようにすれば、比較的高精度且つ実用的な態様で各アンテナ素子に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0035] また、好適には、前記テーブルは、前記通信対象との相対距離及びその通信対象の相対方向と各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示すものである。このようにすれば、簡単且つ実用的な態様で各アンテナ素子に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0036] また、好適には、前記通信対象位置推定部は、各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相制御に際して前記テーブルに示される対応関係を一通り適用し、前記信号強度検出部による検出結果が最大値をとる対応関係力前記通信対象の相対距離及び相対方向を推定するものであり、前記位相制御部は、前記通信対象位置推定部により推定された相対距離及び相対方向に基づいて各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものである。このようにすれば、比較的高精度且つ実用的な態様で各アンテナ素子に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0037] また、好適には、前記通信対象位置推定部は、 1つのアンテナ素子により受信された受信信号に関する前記信号強度検出部による検出結果力前記通信対象の相対距離を推定するものであり、前記位相制御部は、前記通信対象位置推定部により推定された相対距離に対応するテーブルに示される対応関係を一通り適用し、前記信号強度検出部による検出結果が最大値をとる対応関係を各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相制御に適用するものである。このようにすれば、簡単且つ実用的な態様で各アンテナ素子に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0038] また、好適には、前記通信対象位置推定部は、 2つのアンテナ素子により順次受信された受信信号に関する前記信号強度検出部による検出結果力前記通信対象の相対距離及び相対方向を推定するものであり、前記位相制御部は、前記テーブルから前記通信対象位置推定部により推定された相対距離及び相対方向に基づいて各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものである。このようにすれば、簡単且つ実用的な態様で各アンテナ素子に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0039] また、好適には、第 1の直線座標及びその第 1の直線座標と直交する第 2の直線座標に関する前記通信対象の相対位置と各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示す第 1のテーブルと、前記通信対象との相対距離及びその通信対象の相対方向と各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示す第 2のテーブルとを、備え、前記通信対象位置推定部は、前記信号強度検出部による検出結果に基づいて前記通信対象の相対距離を推定するものであり、前記位相制御部は、前記通信対象位置推定部による推定結果が所定値未満である場合には、前記第 1のテーブルに示される対応関係から各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御すると共に、前記通信対象位置推定部による推定結果が所定値以上である場合には、前記第 2のテーブルに示される対応関係から各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものである。このようにすれば、前記通信対象がごく近距離に配置されて、る場合には精度の高、位相制御を行、、それ以外の場合には必要十分な精度で簡単な位相制御を行うことで、通信特性の改善と通信時間の短縮を共に実現することができる。

[0040] また、好適には、前記無線通信装置は、通信対象である無線タグに向けて所定の送信信号を送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグから返信される返信信号を受信することで前記無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置である。このようにすれば、無線タグとの距離が比較的近い場合における通信特性を改善する無線タグ通信装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0041] [図 1]本発明の無線通信装置が好適に用いられる無線タグ通信システムについて説明する図である。

[図 2]本第 1発明の無線通信装置の一実施例である無線タグ通信装置の構成を説明する図である。

[図 3]図 2の無線タグ通信装置の通信対象である無線タグに備えられた無線タグ回路素子の構成を説明する図である。

[図 4]複数のアンテナ素子を有する従来のアレイアンテナによる指向性制御を説明する図である。

[図 5]図 4のアレイアンテナに備えられた各アンテナ素子と通信対象との距離の差により生じる位相差について説明する図である。

[図 6]図 2の無線タグ通信装置に備えられたアレイアンテナによる指向性制御を説明する図である。

[図 7]図 2の無線タグ通信装置に備えられた他のアレイアンテナによる指向性制御を説明する図である。

[図 8]図 2の無線タグ通信装置に備えられた制御部の RAM等に記憶された、通信対象である無線タグとの相対距離及び位相制御部の設定の対応関係の一例であるテ一ブルを説明する図である。

[図 9]同一平面内に互いに平行を成すように、且つ互いに隣接するアンテナ素子との距離が何れも等間隔の λ Ζ2となるように配設された 5本の棒状アンテナ素子力成るアレイアンテナにおける、通信対象の相対距離と、無限遠を 1とする送信信号又は受信信号の振幅との関係を示すグラフである。

[図 10]図 2の無線タグ通信装置の制御部による無線タグとの通信制御の一例の要部を説明するフローチャートであり、タグ距離設定部により無線タグの相対距離が予め設定されてヽる場合に実行されるものである。

[図 11]図 2の無線タグ通信装置の制御部による無線タグとの通信制御の他の一例の要部を説明するフローチャートであり、通信に際して無線タグとの相対距離を検出する場合であって、相互に隣接するアンテナ素子の位相が同相に設定されたテーブルを用いる場合に実行されるものである。

[図 12]図 2の無線タグ通信装置の制御部による無線タグとの通信制御の他の一例の要部を説明するフローチャートであり、通信に際して無線タグとの相対距離を検出する場合であって、相互に隣接するアンテナ素子の位相が同相に設定されたテーブルを用いる場合に実行されるものである。

[図 13]図 2の無線タグ通信装置の制御部による無線タグとの通信制御の他の一例の要部を説明するフローチャートであり、通信に際して無線タグとの相対距離を検出する場合であって、相互に隣接するアンテナ素子の位相が逆相に設定されたテーブルを用いる場合に実行されるものである。

[図 14]図 2の無線タグ通信装置の制御部による無線タグとの通信制御の他の一例の要部を説明するフローチャートであり、通信に際して無線タグとの相対距離を検出する場合であって、相互に隣接するアンテナ素子の位相が逆相に設定されたテーブルを用いる場合に実行されるものである。

[図 15]本第 1発明の無線通信装置の実施例である無線タグ通信装置の構成を説明する図である。

圆 16]本第 1発明が好適に適用される二次元アレイアンテナの構成を説明する図である。 [図 17]本第 2発明の無線通信装置の一実施例である無線タグ通信装置の構成を説明する図である。

[図 18]図 17の無線タグ通信装置に備えられたアレイアンテナとその通信対象である無線タグとの相対位置関係について説明する図である。

[図 19]図 17の無線タグ通信装置に備えられた、第 1の直線座標である X座標及びその第 1の直線座標と直交する第 2の直線座標である y座標に関する無線タグの相対位置と各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示す第 1のテーブルとしての x-y座標テーブルである。

[図 20]図 17の無線タグ通信装置に備えられた、無線タグとの相対距離及びその無線タグの相対方向と各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示す第 2のテーブルとしての r- Θ座標テーブルである。

[図 21]図 17の無線タグ通信装置の制御部による受信位相制御の一例を説明するフローチャートである。

[図 22]図 17の無線タグ通信装置の制御部による受信位相制御の他の一例を説明するフローチャートである。

[図 23]図 17の無線タグ通信装置の制御部による受信位相制御の更に別の一例を説明するフローチャートである。

[図 24]図 17の無線タグ通信装置の制御部による受信位相制御の更に別の一例を説明するフローチャートである。

符号の説明

10：無線タグ通信システム、 12、 88：無線タグ通信装置 (無線通信装置）、 14：無線タグ (通信対象）、 16:アレイアンテナ、 18:主搬送波発生部、 20:送信信号変調部、 22、 90:位相制御部、 25:合波部、 24:送受信分離部、 26:局部発振器、 28:ダウンコンバータ、 30:アンテナ素子、 32:送信移相部、 34:受信移相部、 40:制御部、 42 ：送信データ生成部、 44 :PAAゥイト制御部（指向性制御部）、 46:送信制御部、 4 8:受信制御部、 50:受信信号合成部、 52:受信信号復調部、 54:信号強度検出部、 56:タグ距離設定部、 58:ビットエラーレート検出部、 60:タグ距離検出部、 62:無線タグ回路素子、 64:アンテナ部、 66:IC回路部、 68:整流部、 70:電源部、 72:クロック抽出部、 74:メモリ部、 76:変復調部、 78:制御部、 80:アレイアンテナ（従来技術）、 82：アンテナ素子 (従来技術）、 84：移相部（従来技術）、 86：テーブル、 90：二次元アレイアンテナ、 92:平面アンテナ素子、 94:移相部、 112:無線タグ通信装置（無線通信装置）、 116:アレイアンテナ、 118:主搬送波発生部、 120:送信信号変調部、 122:指向性制御部、 124:送受信分離部、 126:局部発振器、 128:ダウンコンバータ、 130:アンテナ素子、 132:送信移相部、 134:送信増幅部、 136:受信移相部、 138:受信増幅部、 140:制御部、 142:送信データ生成部、 144 :PAAウェイト制御部 (位相制御部）、 146:送信制御部、 148:受信制御部、 150:受信信号合成部、 152:受信信号復調部、 154:信号強度検出部、 156:タグ位置推定部 (通信対象位置推定部）、 178:x-y座標テーブル (第 1のテーブル）、 180:r- 0座標テープル（第 2のテーブル）

発明を実施するための最良の形態

[0043] 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

実施例

[0044] 図 1は、本第 1発明の無線通信装置が好適に用いられる無線タグ通信システム 10 について説明する図である。この無線タグ通信システム 10は、本第 1発明の無線通信装置の一実施例である無線タグ通信装置 12と、その無線タグ通信装置 12の通信対象である単数乃至は複数（図 1では単数)の無線タグ 14とから構成される所謂 RFI D (Radio Frequency Identification)システムであり、上記無線タグ通信装置 12はその RFIDシステムの質問器として、上記無線タグ 14は応答器としてそれぞれ機能する。すなわち、上記無線タグ通信装置 12から質問波 F (送信信号)が上記無線タグ 14に向けて送信されると、その質問波 Fを受信した上記無線タグ 14において所定のコマンド (送信データ）によりその質問波 Fが変調され、応答波 F (返信信号)として上記無線タグ通信装置 12に向けて返信されることで、その無線タグ通信装置 12と無線タグ 14との間で情報の通信が行われる。この無線タグ通信システム 10は、例えば、所定の通信領域内における物品の管理等に用いられるものであり、上記無線タグ 14は、好適には、管理対象である物品に貼られる等してその物品と一体的に設けられている。 [0045] 図 2は、上記無線タグ通信装置 12の構成を説明する図である。この図 2に示すように、本実施例の無線タグ通信装置 12は、上記送信信号の主搬送波を発生させるための主搬送波発生部 18と、その主搬送波発生部 18により発生させられた主搬送波を後述する送信データ生成部 42により生成される送信情報信号 (送信データ）により変調して上記送信信号を生成する送信信号変調部 20と、その送信信号変調部 20 により変調された送信信号を上記無線タグ 14に向けて送信すると共に、その送信信号に応じてその無線タグ 14から返信される返信信号を受信するための送受信共用の少なくとも 3本（図 2では 4本）のアンテナ素子 30a、 30b、 30c、 30d (以下、特に区別しない場合には単にアンテナ素子 30と称する）と、それら複数のアンテナ素子 30 から送信される送信信号の送信指向性を制御すると共に、それら複数のアンテナ素子 30により受信される受信信号の受信指向性を制御するための位相制御部 22と、その位相制御部 22から供給される送信信号をアンテナ素子 30に供給すると共に、それらアンテナ素子 30により受信された受信信号をその位相制御部 22に供給する複数（図 2では 4つ）の送受信分離部 24a、 24b、 24c、 24d (以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部 24と称する）と、上記アンテナ素子 30a、 30dによりそれぞれ受信された受信信号を足し合わせて上記位相制御部 22へ供給する合波部 25a と、上記アンテナ素子 30b、 30cによりそれぞれ受信された受信信号を足し合わせて上記位相制御部 22へ供給する合波部 25b (以下、上記合波部 25aと特に区別しない場合には単に合波部 25と称する）と、所定の周波数の局所信号を発生させる局部発振器 26と、上記位相制御部 22から供給される受信信号それぞれにその局部発振器 26により発生させられる局所信号を掛け合わせることでダウンコンバートする複数 ( 図 2では 2つ）のダウンコンバータ 28a、 28b (以下、特に区別しない場合には単にダゥンコンバータ 28と称する）と、それらダウンコンバータ 28によりダウンコンバートされた受信信号の復調処理をはじめとする上記無線タグ通信装置 12の動作を制御する制御部 40とを、備えて構成されている。ここで、上記複数のアンテナ素子 30からァレイアンテナ 16が構成されている。また、上記送受信分離部 24としては、サーキユレ一タ若しくは方向性結合器等が好適に用いられる。

[0046] 上記位相制御部 22は、上記送信信号変調部 20から供給される送信信号の位相を制御して上記アンテナ素子 30a、 30dへ供給する送信移相部 32aと、その送信信号変調部 20から供給される送信信号の位相を制御して上記アンテナ素子 30b、 30cへ供給する送信移相部 32b (以下、上記送信移相部 32aと特に区別しない場合には単に送信移相部 32と称する）とを、備えており、後述するように、通信対象である前記無線タグ 14の配設される所定の通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30a及び 30d、 30b及び 30c毎に送信における同一の位相制御を行う。また、上記合波部 25aから供給される合成信号すなわち上記アンテナ素子 30a、 30dに対応する受信信号の位相を制御して上記ダウンコンバータ 28aへ供給する受信移相部 34aと、上記合波部 25bから供給される合成信号すなわち上記アンテナ素子 30b、 30cに対応する受信信号の位相を制御して上記ダウンコンパ一タ 28bへ供給する受信移相部 34b (以下、上記受信移相部 34aと特に区別しない場合には単に受信移相部 34と称する）とを、備えており、上記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30a及び 30d、 30b及び 3 Oc毎に受信における同一の位相制御を行う。また、これら送信移相部 32及び受信移相部 34に加えて、上記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30毎に信号を増幅する送信増幅部及び受信増幅部が設けられてちよい。

[0047] 前記制御部 40は、 CPU, ROM,及び RAM等を含んで構成され、 RAMの一時記憶機能を利用しつつ ROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータであり、前記送信データの生成、上記送信移相部 32及び受信移相部 34の制御量 (移相量)の決定、前記無線タグ 14に向けて前記送信信号を送信する送信制御、その送信信号に応じて前記無線タグ 14から返信される返信信号を受信する受信制御、及び受信された受信信号を復調する復調制御等を実行する。斯カる制御を実行するため、送信データ生成部 42、 PAAウェイト制御部 44、受信信号合成部 50、受信信号復調部 52、信号強度検出部 54、タグ距離設定部 56、ビットエラーレート検出部 58 (以下、 BER検出部 58と称する）、及びタグ距離検出部 60を機能的に備えている。

[0048] 上記送信データ生成部 42は、前記主搬送波発生部 18により発生させられる搬送波に乗せて前記無線タグ 14へ送信するための送信データを生成して前記送信信号変調部 20へ供給する。その送信信号変調部 20では、上記送信データ生成部 42から供給される送信データに基づいて変調が行われて送信信号とされ、前記位相制御部 22等を介して前記アンテナ素子 30から送信される。

[0049] 前記 PAAウェイト制御部 44は、送信制御部 46及び受信制御部 48を含んでおり、前記複数のアンテナ素子 30から送信される送信信号それぞれの位相を制御することで送信指向性を制御する。また、前記複数のアンテナ素子 30により受信される受信信号それぞれの位相を制御することで受信指向性を制御する。すなわち、前記位相制御部 22の設定を変更することにより前記アレイアンテナ 16の送信指向性及び受信指向性を制御する指向性制御部として機能する。

[0050] 上記送信制御部 46は、前記位相制御部 22における送信移相部 32を介して前記アンテナ素子 30から送信される送信信号の位相を制御する。具体的には、上記送信移相部 32aを介して上記対となるアンテナ素子 30a及び 30dから送信される送信信号の位相を制御すると共に、上記送信移相部 32bを介して上記対となるアンテナ素子 30b及び 30cから送信される送信信号の位相を制御する。

[0051] 前記受信制御部 48は、前記位相制御部 22における受信移相部 34を介して前記アンテナ素子 30により受信される受信信号の位相を制御する。具体的には、上記受信移相部 34aを介して前記対となるアンテナ素子 30a及び 30dにより受信された受信信号すなわち上記合波部 25aにより合成された合成信号の位相を制御すると共に、上記受信移相部 34bを介して前記対となるアンテナ素子 30b及び 30cにより受信された受信信号すなわち上記合波部 25bにより合成された合成信号の位相を制御する。

[0052] 前記受信信号合成部 50は、前記複数のアンテナ素子 30によりそれぞれ受信される受信信号を合成 (加算)する。また、前記複数のアンテナ素子 30のうち選択される少なくとも 2つのアンテナ素子 30によりそれぞれ受信される受信信号を合成する。すなわち、本実施例の無線タグ通信装置 12では、前記複数のアンテナ素子 30のうち選択される少なくとも 2つのアンテナ素子 30によりそれぞれ受信される受信信号の位相が前記位相制御部 22にお、て制御されると共に、それら受信信号が前記受信信号合成部 50により合成され、その合成信号の信号強度が前記信号強度検出部 54 により検出され得るようになって、る。

[0053] 前記受信信号復調部 52は、上記受信信号合成部 50により合成された前記複数のアンテナ素子 30からの受信信号を復調する。好適には、 AM方式により受信信号を AM復調した後、その復調信号を FM復号することで前記無線タグ 14による変調に関する情報信号を読み出す。

[0054] 前記信号強度検出部 54は、前記複数のアンテナ素子 30のうち少なくとも 1つのァンテナ素子 30により受信された受信信号の信号強度を検出する。また、前記受信信号合成部 50により合成された合成信号の信号強度を検出する。すなわち、前記複数のアンテナ素子 30のうち選択される少なくとも 2つのアンテナ素子 30によりそれぞれ受信される受信信号の合成信号の信号強度を検出する。

[0055] 前記タグ距離設定部 56は、予め定められた前記無線タグ 14との相対距離を設定する。後述するように、本実施例の無線タグ通信装置 12は、所定の相対通信方向に配置された無線タグ 14との間の無線通信を行うものであり、前記タグ距離設定部 56 は、この無線タグ 14との相対距離が予め決まっている場合に、例えば図示しない入力装置等により入力されるその相対距離を設定する。或いは、既に行われた通信の結果としてその無線タグ 14の相対距離が検出されている場合にその検出結果としての相対距離を設定する。前記 PAAウェイト制御部 44は、このタグ距離設定部 56により設定された距離に応じて前記位相制御部 22の設定を変更する。斯かる設定の変更については後述する。

[0056] 前記 BER検出部 58は、前記複数のアンテナ素子 30のうち少なくとも 1つのアンテナ素子 30により受信された受信信号のビットエラーレート（Bit Error Rate)を検出する。すなわち、前記受信信号復調部 52により復調された受信信号に含まれる符号を構成するビットが正しく読みとれな力つた割合 (比率)を検出する。また、前記受信信号合成部 50により合成された合成信号のビットエラーレートを検出する。すなわち、前記複数のアンテナ素子 30のうち選択される少なくとも 2つのアンテナ素子 30によりそれぞれ受信される受信信号の合成信号のビットエラーレートを検出する。

[0057] 前記タグ距離検出部 60は、通信対象である前記無線タグ 14との相対距離を検出する。すなわち、前記位相制御部 22の設定に対応する受信信号に基づいて前記無線タグ 14との相対距離を検出する。好適には、前記信号強度検出部 54により検出される信号強度に基づき、その信号強度検出部 54により検出される信号強度が最大又は最小となる前記位相制御部 22の設定に基づいて前記無線タグ 14との相対距離を検出する。また、好適には、前記 BET検出部 58により検出されるビットエラーレートに基づき、そのビットエラーレートが最大又は最小となる前記位相制御部 22の設定に基づ!/ヽて前記無線タグ 14との相対距離を検出する。前記 PAAウェイト制御部 44 は、このタグ距離検出部 60により検出された距離に応じて前記位相制御部 22の設定を変更する。斯かる設定の変更については後述する。

[0058] 図 3は、前記無線タグ 14に備えられた無線タグ回路素子 62の構成を説明する図である。この図 3に示すように、上記無線タグ回路素子 62は、前記無線タグ通信装置 1 2との間で信号の送受信を行うためのアンテナ部 64と、そのアンテナ部 64により受信された信号を処理するための IC回路部 66とを、備えて構成されている。その IC回路部 66は、上記アンテナ部 64により受信された前記無線タグ通信装置 12からの質問波 Fを整流する整流部 68と、その整流部 68により整流された質問波 Fのエネルギを蓄積するための電源部 70と、上記アンテナ部 64により受信された搬送波力もクロック信号を抽出して制御部 78に供給するクロック抽出部 72と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部 74と、上記アンテナ部 64に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部 76と、上記整流部 68、クロック抽出部 72、及び変復調部 76等を介して上記無線タグ回路素子 62の作動を制御するための制御部 78とを、機能的に含んでいる。この制御部 78は、前記無線タグ通信装置 12と通信を行うことにより上記メモリ部 74に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部 64〖こより受信された質問波 Fを上記変復調部 76にお、て上記メモリ部 74に記憶された情報信号に基づ、て変調したうえで応答波 Fとして上記アンテナ部 64から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。

[0059] 図 4は、複数のアンテナ素子 82を有する従来のアレイアンテナ 80による指向性制御を説明する図である。この図 4に示すように、斯カるアレイアンテナ 80には、通信対象との間で信号の送信及び Z又は受信を行うための複数（図 4では 4つ）のアンテナ素子 82a、 82b、 82c、 82d (以下、特に区別しない場合には単にアンテナ素子 82と称する）が、互いに隣接するアンテナ素子 82との距離が等間隔となるように配設されている。また、各アンテナ素子 82に対応して移相部 84a、 84b、 84c、 84d (以下、特に区別しない場合には単に移相部 84と称する）が設けられており、それら複数の移相部 84により各アンテナ素子 82に対応する送信信号又は受信信号の位相を制御することで上記アレイアンテナ 80の指向性が定められる。このように等間隔に配設された複数のアンテナ素子 82から成るアレイアンテナ 80の指向性を、図 4に破線矢印で示す中心方向に向ける場合、従来の技術にお!、ては上記複数のアンテナ素子 82 に対応する位相が全てのアンテナ素子 82について同じ角度ずつ調整される。しかし、図 5に示すように、例えば前記無線タグ 14等の通信対象が比較的近距離に位置する場合、上記中心方向を示す直線力ゝらの距離が離れるに従ってその通信対象と各ァンテナ素子 82との相対距離に差が生じる (通信対象が近距離に位置する場合はこの差が相対的に大きくなる）ことから、上記中心方向を示す直線に比較的近い位置に配設されたアンテナ素子 82b、 82cと前記通信対象との距離 L1と、比較的遠い位置に配設されたアンテナ 82a、82dと前記通信対象との距離 L2との間に距離の差 L2 — L1が生じ、この距離の差に相当する位相差が発生することに起因して感度が悪くなるという不具合があった。

図 6は、本実施例の無線タグ通信装置 12に備えられたアレイアンテナ 16による指向性制御を説明する図である。前記アレイアンテナ 16に備えられたアンテナ素子 30 は、例えばモノポールアンテナやダイポールアンテナ等の棒状 (直線状)を成す素子であり、好適には、図 6に示すように、それら棒状のアンテナ素子 30が同一平面内に互いに平行を成すように、且つ互いに隣接するアンテナ素子 30との距離が等間隔 k となるように配設されている。すなわち、前記アンテナ素子 30a及び 30b相互間の距離、アンテナ素子 30b及び 30c相互間の距離、アンテナ素子 30c及び 30d相互間の距離が何れも等しい距離 kとされている。また、このアレイアンテナ 16の通信方向は、例えば、図 6に破線矢印で示すように、前記複数のアンテナ素子 30が配設される平面に垂直であり且つそれらアンテナ素子 30の配設幅方向の中心を通る直線で示される方向である。 [0061] また、好適には、前記アレイアンテナ 16に備えられたアンテナ素子 30のうち、前記通信方向を示す直線上に配設されたアンテナ素子以外のアンテナ素子 30は、何れもその通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30を有するものである。すなわち、図 6に示すように、前記通信方向を示す直線に関して前記アンテナ素子 30a及び 30d、前記アンテナ素子 30b及び 30cがそれぞれ対称となる位置に配設されており、それらアンテナ素子 30a及び 30d、アンテナ素子 30b及び 30cがそれぞれ対を成している。また、前述のように、それら対となるアンテナ素子 30a及び 30d、アンテナ素子 30b及び 30cそれぞれに対応して送信における位相制御を行うための送信移相部 32a、 32b、受信における位相制御を行うための受信移相部 34a、 34bを各対毎に 1つずつ備えている。前記位相制御部 22では、それら送信移相部 32a、 32b、受信移相部 34a、 34bを介して前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された 1対のアンテナ素子 30a及び 30d、 30b及び 30c毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御が行われる。好適には、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30a及び 30d、 30b及び 30c毎に、その通信方向を示す直線から隔たるにつれて移相量が倍となるように、送信及び Z又は受信における同一の位相制御が行われる。なお、前記アレイアンテナ 16では、偶数個のアンテナ素子 30が何れも対となるアンテナ素子 30を有して前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設されており、その通信方向を示す直線上にはアンテナ素子 30は配設されていないが、奇数個のアンテナ素子を備えたアレイアンテナでは、中央に位置するアンテナ素子が前記通信方向を示す直線上に配設され、そのアンテナ素子のみ対となるアンテナ素子を有しない構成とされる。

[0062] ここで、前記アレイアンテナ 16に備えられた複数のアンテナ素子 30は、必ずしも互いに隣接するアンテナ素子 30との距離が等間隔 kとなるように配設されたものでなくともよく、例えば図 7に示すように、前記アンテナ素子 30a及び 30b相互間の距離が m、アンテナ素子 30b及び 30c相互間の距離が n、アンテナ素子 30c及び 30d相互間の距離が mとされたものであってもよい。斯カゝる構成においても、前記通信方向を示す直線に関して前記アンテナ素子 30a及び 30d、前記アンテナ素子 30b及び 30c がそれぞれ対称となる位置に配設される相対位置関係となり、それら対となるアンテナ素子 30a及び 30d、アンテナ素子 30b及び 30c毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御が行われる。

[0063] 以上のように構成された本実施例のアレイアンテナ 16の送信指向性及び受信指向性は、指向性制御部としての前記 PAAウェイト制御部 44により制御される。すなわち、前記 PAAウェイト制御部 44は、好適には、予め定められた関係から前記タグ距離検出部 60による検出結果又は前記タグ距離設定部 56に設定された距離に応じて前記位相制御部 22の設定すなわち送信移相部 32及び受信移相部 34それぞれの移相量を変更する。図 8は、前記制御部 40の RAM等に記憶された、通信対象である前記無線タグ 14との相対距離 L及び前記位相制御部 22の設定の対応関係の一例であるテーブル 86を説明する図である。この図 8に示すように、斯カるテーブル 86には、前記無線タグ 14との相対距離 L[m]に対応して前記位相制御部 22における送信移相部 32a、 32b或いは受信移相部 34a、 34bそれぞれの移相量 [deg]が定められている。前記 PAAウェイト制御部 44は、好適には、上記テーブル 86に示される対応関係から前記タグ距離検出部 60による検出結果又は前記タグ距離設定部 56により設定された距離に応じて前記位相制御部 22の設定を変更する。なお、上記テープル 86では、好適には、相互に隣接するアンテナ素子 30の位相が同相又は逆相となるように設定されている。斯カる設定に応じた制御の違いについては、図 11乃至図 1 4のフローチャートを用いて後述する。

[0064] また、前記 PAAウェイト制御部 44は、好適には、前記タグ距離設定部 56により設定された前記無線タグ 14との相対距離又は前記タグ距離検出部 60により検出される前記無線タグ 14との相対距離が前記アレイアンテナ 16の寸法の 3倍以下である場合に前記位相制御部 22を介しての位相制御を行う一方、 3倍より大きヽ場合には前記位相制御部 22を介しての位相制御を行わない。ここで、前記アレイアンテナ 16の寸法とは、そのアレイアンテナ 16を構成する複数のアンテナ素子 30の配設幅方向の寸法であり、図 6に示す例では 3k、図 7に示す例では 2m+nである。図 9は、同一平面内に互いに平行を成すように、且つ互いに隣接するアンテナ素子との距離が何れも等間隔の λ Ζ2となるように配設された 5本の棒状アンテナ素子力成るアレイアンテナにおける、通信対象の相対距離 (横軸)と、無限遠を 1とする送信信号又は受信信号の振幅 (縦軸）との関係を示すグラフである。このグラフは、アレイアンテナの中心軸上の無限遠に通信対象が存在する場合に、そのアレイアンテナカゝら通信対象への送受信強度が最も大きくなるようにフェイズドアレイ制御をしたとき、通信対象が近距離になるに従って送受信強度が弱くなつてゆく様子を示している。 5本のアンテナ素子が上記相対位置関係で配設されたアレイアンテナの寸法は 2 λであり、その寸法の 3倍は 6 λとなる力図 9のグラフでは、通信対象の相対距離が 6 λより大きい場合には送受信振幅はほとんど変化しておらず、 6 λ以下である場合にその相対距離力 S小さくなるにつれて漸減していることがわかる。すなわち、通信対象との相対距離力上記アレイアンテナの寸法の 3倍である 6 λ以下である場合に前記位相制御部 2 2を介しての位相制御を行うことで、通信対象との相対距離が比較的近!ヽ場合における通信特性を改善する本第 1発明の効果が得られると共に、相対距離が 6 λより大きい場合には斯力る制御を行う必要がないのでその制御を省くことで処理を簡単にできるのである。

[0065] 図 10は、前記無線タグ通信装置 12の制御部 40による前記無線タグ 14との通信制御の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図 10に示す制御は、前記タグ距離設定部 56により前記無線タグ 14の相対距離が予め設定されている場合に実行されるものである。

[0066] 図 10の制御では、先ず、前記 ΡΑΑウェイト制御部 44の動作に対応するステップ（以下、ステップを省略する） SA1において、予め設定された前記無線タグ 14の相対距離が読み出されると共に、移相器の設定値テーブルすなわち前記テーブル 86が参照され、前記無線タグ 14の相対距離に応じた移相量が読み出されて、前記位相制御部 22における送信移相部 32及び Ζ又は受信移相部 34に適用される。次に、 S Α2において、 SA1にて設定された前記位相制御部 22を介して前記無線タグ 14との間で情報の送受信が行われた後、本ルーチンが終了させられる。

[0067] 図 11は、前記無線タグ通信装置 12の制御部 40による前記無線タグ 14との通信制御の他の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図 11に示す制御は、通信に際して前記無線タグ 14との相対距離を検出 (測定)する場合であって、相互に隣接するアンテナ素子 30の位相が同相に設定されたテーブル 86を用いる場合に実行されるものである。

[0068] 図 11の制御では、先ず、 SB1において、移相器の設定値テーブルすなわち前記テーブル 86が参照され、前記無線タグ 14の相対距離を無限遠とした場合の移相量が読み出されて、前記位相制御部 22における送信移相部 32及び Z又は受信移相部 34に適用される。次に、 SB2において、 SB1にて設定された前記位相制御部 22 を介して前記無線タグ 14との間で情報の送受信が行われる。次に、 SB3において、前記アレイアンテナ 16により受信される受信信号の信号強度が検出され、前記制御部 40の RAM等に記憶される。次に、 SB4において、前記テーブル 86が参照され、前記無線タグ 14の相対距離をその時点における設定値よりも 1段階低い値とした場合の移相量が読み出されて、前記位相制御部 22における送信移相部 32及び Z又は受信移相部 34に適用される。次に、 SB5において、 SB4にて設定された前記位相制御部 22を介して前記無線タグ 14との間で情報の送受信が行われる。次に、 SB 6において、前記アレイアンテナ 16により受信される受信信号の信号強度が検出され、その信号強度が前回の通信において検出され記憶された受信信号の信号強度よりも大きいか否かが判断される。この SB6の判断が肯定される場合には、 SB7にお V、て、 SB6の判定の対象となった新たな受信信号の信号強度が前記制御部 40の R AM等に記憶された後、 SB4以下の処理が再び実行される力 SB6の判断が否定される場合には、前記タグ距離設定部 56の動作に対応する SB8において、その時点における前記無線タグ 14の相対距離 Lが前記制御部 40の RAM等に記憶された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、 SB1及び SB4が前記 PAAゥエイト制御部 44の動作に、 SB3及び SB6が前記信号強度検出部 54の動作に、 SB1 乃至 SB7が前記タグ距離検出部 60の動作にそれぞれ対応する。

[0069] 図 12は、前記無線タグ通信装置 12の制御部 40による前記無線タグ 14との通信制御の更に別の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図 12に示す制御は、通信に際して前記無線タグ 14との相対距離を検出 (測定)する場合であって、相互に隣接するアンテナ素子 30の位相が同相に設定されたテーブル 86を用いる場合に実行されるものである。 [0070] 図 12の制御では、先ず、 SC1において、移相器の設定値テーブルすなわち前記テーブル 86が参照され、前記無線タグ 14の相対距離を無限遠とした場合の移相量が読み出されて、前記位相制御部 22における送信移相部 32及び Z又は受信移相部 34に適用される。次に、 SC2において、 SC1にて設定された前記位相制御部 22 を介して前記無線タグ 14との間で情報の送受信が行われる。次に、 SC3において、前記アレイアンテナ 16により受信される受信信号のビットエラーレートが検出され、前記制御部 40の RAM等に記憶される。次に、 SC4において、前記テーブル 86が参照され、前記無線タグ 14の相対距離をその時点における設定値よりも 1段階低い値とした場合の移相量が読み出されて、前記位相制御部 22における送信移相部 32及び Z又は受信移相部 34に適用される。次に、 SC5において、 SC4にて設定された前記位相制御部 22を介して前記無線タグ 14との間で情報の送受信が行われる。次に、 SC6において、前記アレイアンテナ 16により受信される受信信号のビットエラーレートが検出され、そのビットエラーレートが前回の通信において検出され記憶された受信信号のビットエラーレートよりも小さいか否かが判断される。この SC6の判断が肯定される場合には、 SC7において、 SC6の判定の対象となった新たな受信信号のビットエラーレートが前記制御部 40の RAM等に記憶された後、 SC4以下の処理が再び実行されるが、 SC6の判断が否定される場合には、前記タグ距離設定部 56の動作に対応する SC8において、その時点における前記無線タグ 14の相対距離しが前記制御部 40の RAM等に記憶された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、 SC1及び SC4が前記 PAAウェイト制御部 44の動作に、 SC3及び SC6 が前記 BER検出部 58の動作に、 SC1乃至 SC7が前記タグ距離検出部 60の動作にそれぞれ対応する。

[0071] 図 13は、前記無線タグ通信装置 12の制御部 40による前記無線タグ 14との通信制御の更に別の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図 13に示す制御は、通信に際して前記無線タグ 14との相対距離を検出 (測定)する場合であって、相互に隣接するアンテナ素子 30の位相が逆相に設定されたテーブル 86を用いる場合に実行されるものである。また、この図 13の制御において、前述した図 11の制御と共通するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。

[0072] 図 13の制御では、前述した SB5の処理に続く SB9において、前記アレイアンテナ 1 6により受信される受信信号の信号強度が検出され、その信号強度が前回の通信において検出され記憶された受信信号の信号強度よりも大きいか否かが判断される。この SB9の判断が否定される場合には、前述した SB7の処理が実行された後、 SB4以下の処理が再び実行されるが、 SB9の判断が肯定される場合には、前述した SB8の処理が実行された後、本ルーチンが終了させられる。

[0073] 図 14は、前記無線タグ通信装置 12の制御部 40による前記無線タグ 14との通信制御の更に別の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図 14に示す制御は、通信に際して前記無線タグ 14との相対距離を検出 (測定)する場合であって、相互に隣接するアンテナ素子 30の位相が逆相に設定されたテーブル 86を用いる場合に実行されるものである。また、この図 14の制御において、前述した図 12の制御と共通するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。

[0074] 図 14の制御では、前述した SC5の処理に続く SC9において、前記アレイアンテナ 16により受信される受信信号のビットエラーレートが検出され、そのビットエラーレートが前回の通信において検出され記憶された受信信号のビットエラーレートよりも小さいか否かが判断される。この SC9の判断が否定される場合には、前述した SC7の処理が実行された後、 SC4以下の処理が再び実行される力 SC9の判断が肯定される場合には、前述した SC8の処理が実行された後、本ルーチンが終了させられる。

[0075] このように、本実施例によれば、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行う位相制御部 22を備えたものであることから、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30について中心位置力もの位相差は等しいため、それら対となるアンテナ素子 30毎に同一の位相制御を行うことで、通信対象である無線タグ 14との相対距離が変化してもその距離に応じたビームを形成することができる。すなわち、通信対象との相対距離が比較的近い場合における通信特性を改善する無線タグ通信装置 12を提供することができる。また、本実施例によれば、前述した図 4に示すように、前記アレイアンテナ 80を構成するアンテナ素子 82それぞれに対応して移相部 84を設け、各移相部 84を介して位相制御を行う従来の技術に比べて制御が簡単になるという利点がある。

[0076] また、前記アンテナ素子 30のうち、前記通信方向を示す直線上に配設されたアンテナ素子 30以外のアンテナ素子 30は、何れもその通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30を有するものであるため、前記通信方向を示す直線上に配設されたアンテナ素子 30以外の全てのアンテナ素子 30が対を構成し、それら対となるアンテナ素子 30毎に同一の位相制御を行うことで、通信対象との相対距離が変化してもその距離に応じたビームを好適に形成することができる。

[0077] また、前記位相制御部 22は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30毎に、送信における同一の位相制御を行うためのそれぞれ単一の送信移相部 32及び受信における同一の位相制御を行うためのそれぞれ単一の受信移相部 34を備えたものであるため、前記対となるアンテナ素子 30 毎に実用的な態様で同一の位相制御を行うことができる。

[0078] また、前記アレイアンテナ 16は偶数のアンテナ素子 30を有するものであり、前記位相制御部 22は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された 1 対のアンテナ素子 30毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うものであるため、偶数のアンテナ素子 30から成るアレイアンテナ 16を備えた無線通信装置において、前記対となるアンテナ素子 30毎に実用的な態様で同一の位相制御を行うことができる。

[0079] また、予め定められた前記無線タグ 14との相対距離を設定するタグ距離設定部 56

(SB8、 SC8)と、そのタグ距離設定部 56により設定された距離に応じて前記位相制御部 22の設定を変更する指向性制御部としての PAAウェイト制御部 44 (SA1、 SB 1、 SB4、 SC1、 SC4)とを、備えたものであるため、前記無線タグ 14との相対距離に応じて好適なビームを形成することができる。

[0080] また、前記無線タグ 14との相対距離を検出するタグ距離検出部 60 (SB1乃至 SB7 、 SC1乃至 SC7)と、そのタグ距離検出部 60による検出結果に応じて前記位相制御部 22の設定を変更する指向性制御部としての PAAウェイト制御部 44とを、備えたものであるため、前記無線タグ 14との相対距離に応じて好適なビームを形成することができる。

[0081] また、前記 PAAウェイト制御部 44は、予め定められた関係から前記タグ距離検出部 60による検出結果又は前記タグ距離設定部 56に設定された距離に応じて前記位相制御部 22の設定を変更するものであるため、前記無線タグ 14との相対距離に応じて実用的な態様で好適なビームを形成することができる。

[0082] また、前記無線タグ 14との相対距離及び前記位相制御部 22の設定の対応関係を示すテーブル 86を備え、前記指向性制御部 22は、そのテーブル 86に示される対応関係から前記タグ距離検出部 60による検出結果又は前記タグ距離設定部 56に設定された距離に応じて前記位相制御部 22の設定を変更するものであるため、前記無線タグ 14との相対距離に応じて実用的な態様で好適なビームを形成することができる。

[0083] また、受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部 54 (SB3及び SB6)を備え、前記 PAAウェイト制御部 44は、その信号強度検出部 54により検出される信号強度に応じて前記位相制御部 22の設定を変更するものであるため、受信信号の信号強度に応じて実用的な態様で好適なビームを形成することができる。

[0084] また、前記アンテナ素子 30は、互いに隣接するアンテナ素子 30との距離が等間隔となるように配設されたものであり、前記位相制御部 22は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30毎に、その通信方向を示す直線から隔たるにつれて移相量が倍となるように送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うものであるため、前記位相制御を可及的に簡単なものとすることがでさる。

[0085] また、前記タグ距離検出部 60は、前記位相制御部 22の設定に対応する受信信号に基づいて前記無線タグ 14との相対距離を検出するものであるため、前記通信対象との相対距離を簡単に検出することができる。

[0086] また、受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部 54を備え、前記タグ距離検出部 60は、その信号強度検出部 54により検出される信号強度に基づいて前記無線タグ 14との相対距離を検出するものであるため、その無線タグ 14との相対距離を実用的な態様で簡単に検出することができる。

[0087] また、前記タグ距離検出部 60は、前記信号強度検出部 54により検出される信号強度が最大又は最小となる前記位相制御部 22の設定に基づいて前記無線タグ 14との相対距離を検出するものであるため、前記通信対象との相対距離を実用的な態様で簡単に検出することができる。

[0088] また、受信信号のビットエラーレートを検出する BER検出部 58 (SC3及び SC6)を備え、前記タグ距離検出部 60は、その BER検出部 58により検出されるビットエラーレートに基づいて前記無線タグ 14との相対距離を検出するものであるため、その無線タグ 14との相対距離を実用的な態様で簡単に検出することができる。

[0089] また、前記タグ距離検出部は、前記 BER検出部 58により検出されるビットエラーレートが最大又は最小となる前記位相制御部 22の設定に基づいて前記無線タグ 14との相対距離を検出するものであるため、その無線タグ 14との相対距離を実用的な態様で簡単に検出することができる。

[0090] また、前記無線タグ 14との相対距離を検出するタグ距離検出部 60を備え、そのタグ距離検出部 60により検出される前記無線タグ 14との相対距離が前記アレイアンテナ 16の寸法の 3倍以下である場合に前記位相制御部 22を介しての位相制御を行うものであるため、その位相制御部 22を介しての位相制御が必要とされる場合にぉヽてその位相制御を行うことができる。

[0091] また、前記無線通信装置は、通信対象である無線タグ 14に向けて所定の送信信号を送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグ 14から返信される返信信号を受信することでその無線タグ 14との間で情報の通信を行う無線タグ通信装置 12 であるため、無線タグ 14との距離が比較的近い場合における通信特性を改善する無線タグ通信装置 12を提供することができる。

[0092] 続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明にお、て、実施例相互に共通する部分につ!、ては同一の符号をもってその説明を省略する。

[0093] 図 15は、本第 1発明の無線通信装置の他の好適な実施例である無線タグ通信装置 88の構成を説明する図である。この図 15に示すように、本実施例の無線タグ通信装置 88は、前記送信信号変調部 20から供給される送信信号の位相を制御して上記アンテナ素子 30b、 30cへ供給する送信移相部 32b及び前記合波部 25bから供給される合成信号すなわち上記アンテナ素子 30b、 30cに対応する受信信号の位相を制御して上記ダウンコンバータ 28bへ供給する受信移相部 34bを有する位相制御部 9 0を備えており、その位相制御部 90には、前述した位相制御部 22における送信移相部 32a及び受信移相部 34aが何れも備えられていない。すなわち、上記位相制御部 90は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30のうち、その通信方向を示す直線カゝら最も離れた位置に配設された対となるアンテナ素子 30a及び 30dに対応しては移相部を備えず、それ以外の対となるアンテナ素子 30b及び 30cに対応して、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うための単一の送信移相部 32b及び受信移相部 34bを備えて、る。前記ァレイアンテナ 16の通信方向すなわち通信対象である無線タグ 14が配置されている方向が前述した図 6に示すように定まっている場合、簡単には、その通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30のうち、その通信方向を示す直線カゝら最も離れた位置に配設された対となるアンテナ素子 30a及び 30 d以外の対となるアンテナ素子 30に対応する位相を制御することで、位相差を解消して通信特性を向上させることができる。また、斯カる構成では、前述した図 2に示すような構成に比べて移相部を更に減らすことができる。

このように、本実施例によれば、上記位相制御部 90は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子 30のうち、その通信方向を示す直線カゝら最も離れた位置に配設された対となるアンテナ素子 30a及び 30d以外の対となるアンテナ素子 30b及び 30cに対応して、送信における同一の位相制御を行うための単一の送信移相部 32b及び受信における同一の位相制御を行うための単一の受信移相部 34bを備えたものであるため、前記対となるアンテナ素子 30毎に実用的な態様で同一の位相制御を行うことができると共に、前記通信方向を示す直線から最も離れた位置に配設された対となるアンテナ素子 30a及び 30dに対応しては移相部を設けないことで、構成を可及的に簡単なものとすることができる。 [0095] 以上、本第 1発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本第 1発明はこれに限定されるものではなぐ更に別の態様においても実施される。

[0096] 例えば、前述の実施例において、前記アレイアンテナ 16は、同一平面内に互いに平行を成すように配設された複数の棒状アンテナ素子 30から成るものであつたが、本第 1発明はこれに限定されるものではなぐ例えば図 16に示すように、同一平面上に配設された複数の平面アンテナ素子 92a、 92b、 92c、 92d、 92e (以下、特に区別しな、場合には単に平面アンテナ素子 92と称する）力も成る二次元アレイアンテナ 9 0に本第 1発明が適用されても構わない。この二次元アレイアンテナ 90の通信方向は、例えば図 16に矢印で示すように上記複数の平面アンテナ素子 92が配設される平面に垂直であり且つ中央に配設された平面アンテナ素子 92の中心を通る直線で示され、上記平面アンテナ素子 92a及び 92c、 92d及び 92eは、それぞれその直線に関して対称となる位置に配設されている。また、上記平面アンテナ素子 92a及び 9 2cに対応して移相部 94aが、上記平面アンテナ素子 92bに対応して移相部 94bがそれぞれ設けられている。斯カる構成によれば、パッチアンテナ等の平面アンテナ素子 92から構成される二次元アレイアンテナ 90を備えた無線通信装置において、前記対となる平面アンテナ素子 92毎に実用的な態様で同一の位相制御を行うことができる。

[0097] また、前述の実施例において、前記アレイアンテナ 16は偶数のアンテナ素子 30を有するものであつたが、奇数のアンテナ素子 30を備えたアレイアンテナにも本第 1発明は好適に適用される。斯カゝる構成において、前記位相制御部 22等は、それらアンテナ素子 30のうち前記通信方向を示す直線上に配設された 1つのアンテナ素子 30 以外の、その通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された 1対のアンテナ素子 30毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行う。このようにすれば、奇数のアンテナ素子 30から成るアレイアンテナを備えた無線通信装置において、前記対となるアンテナ素子 30毎に実用的な態様で同一の位相制御を行うことができる。

[0098] また、前述の実施例において、前記複数のアンテナ素子 30は、同一平面内に互いに平行を成すように配設されたものであった力これらアンテナ素子 30は必ずしも同一平面内に配設されたものでなくともよぐ前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子を有するアレイアンテナであれば本第 1 発明の一応の効果を奏する。

[0099] また、前述の実施例にお!、て、前記ビットエラーレート検出部は受信信号のビットェラーレートを検出するものであつたが、受信フレームのフレームエラーレート（FER)を検出してもよい。例えば受信信号がフレーム毎に CRCなどの誤り検出符号を備えている場合は好適にフレームエラーレートを検出することができる。

[0100] その他、一々例示はしないが、本第 1発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

[0101] 続いて、本第 2発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

[0102] 図 17は、本第 2発明の無線通信装置の一実施例である無線タグ通信装置 112の構成を説明する図である。この図 17に示す無線タグ通信装置 112は、前述した無線タグ 14を通信対象とする図 1の無線タグ通信システム 10等に好適に用いられるものであり、送信信号の主搬送波を発生させるための主搬送波発生部 118と、その主搬送波発生部 118により発生させられた主搬送波を後述する送信データ生成部 142により生成される送信情報信号 (送信データ）により変調して上記送信信号を生成する送信信号変調部 120と、その送信信号変調部 120により変調された送信信号を上記無線タグ 14に向けて送信すると共に、その送信信号に応じてその無線タグ 14力も返信される返信信号を受信するための送受信共用の複数 (図 17では 4本)のアンテナ素子 130a、 130b, 130c, 130d (以下、特に区別しない場合には単にアンテナ素子 130と称する）と、それら複数のアンテナ素子 130から送信される送信信号の送信指向性を制御すると共に、それら複数のアンテナ素子 130により受信される受信信号の受信指向性を制御するための指向性制御部 122と、その指向性制御部 122から供給される送信信号をアンテナ素子 130に供給すると共に、それらアンテナ素子 130 により受信された受信信号をその指向性制御部 122に供給する複数（図 17では 4つ )の送受信分離部 124a、 124b, 124c, 124d (以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部 124と称する)と、所定の周波数の局所信号を発生させる局部発振器 126と、上記指向性制御部 122から供給される受信信号それぞれにその局部発振器 126により発生させられる局所信号を掛け合わせることでダウンコンバートする複数（図 17では 4つ）のダウン =3ンノータ 128a、 128b, 128c, 128d (以下、特に区另 U しない場合には単にダウンコンバータ 128と称する）と、それらダウンコンバータ 128 によりダウンコンバートされた受信信号の復調処理をはじめとする上記無線タグ通信装置 112の動作を制御する制御部 140とを、備えて構成されている。ここで、上記複数のアンテナ素子 130からアレイアンテナ 116が構成される。また、上記送受信分離部 124としては、サーキユレータ若しくは方向性結合器等が好適に用いられる。

[0103] 上記指向性制御部 122は、上記送信信号変調部 120から供給される送信信号それぞれの位相を制御する複数（図 17では 4つ）の送信移相部 132a、 132b, 132c, 132d (以下、特に区別しない場合には単に送信移相部 132と称する）と、それぞれの振幅を制御する複数（図 17では 4つ）の送信増幅部 134a、 134b, 134c, 134d( 以下、特に区別しない場合には単に送信増幅部 134と称する）とを、備えており、それら送信移相部 132及び送信増幅部 134を介して上記複数のアンテナ素子 130から送信される送信信号それぞれの位相及び Z又は振幅を制御することでその送信信号の送信指向性を制御する。また、上記複数の送受信分離部 124から供給される受信信号それぞれの位相を制御する複数（図 17では 4つ）の受信移相部 136a、 13 6b、 136c, 136d (以下、特に区別しない場合には単に受信移相部 136と称する）と、それぞれの振幅を制御する複数（図 17では 4つ）の受信増幅部 138a、 138b, 138 c、 138d (以下、特に区別しない場合には単に受信増幅部 138と称する）とを、備えており、それら受信移相部 136及び受信増幅部 138を介して上記複数のアンテナ素子 130により受信された受信信号それぞれの位相及び Z又は振幅を制御することでその受信信号の受信指向性を制御する。

[0104] 前記制御部 140は、 CPU, ROM,及び RAM等を含んで構成され、 RAMの一時記憶機能を利用しつつ ROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータであり、前記送信データの生成、上記送信移相部 132及び送信増幅部 134の制御量の決定、上記受信移相部 136及び受信増幅部 138の制御量の決定、前記無線タグ 14に向けて前記送信信号を送信する送信制御、その送信信号に応じて前記無線タグ 14から返信される返信信号を受信する受信制御、及び受信された受信信号を復調する復調制御等を実行する。斯かる制御を実行するため、送信データ生成部 142、 PAAウェイト制御部 144、受信信号合成部 150、受信信号復調部 152、信号強度検出部 154、及びタグ位置推定部 156を機能的に備えている。

[0105] 上記送信データ生成部 142は、前記主搬送波発生部 118により発生させられる搬送波に乗せて前記無線タグ 14へ送信するための送信データを生成して前記送信信号変調部 120へ供給する。その送信信号変調部 120では、上記送信データ生成部 142から供給される送信データに基づいて変調が行われて送信信号とされ、前記指向性制御部 122等を介して前記アンテナ素子 130から送信される。

[0106] 前記 PAAウェイト制御部 144は、送信制御部 146及び受信制御部 148を含んでおり、前記複数のアンテナ素子 130から送信される送信信号それぞれの位相 (及び必要に応じて振幅)を制御することで送信指向性を制御する。また、前記複数のアンテナ素子 130により受信される受信信号それぞれの位相 (及び必要に応じて振幅)を制御することで受信指向性を制御する。すなわち、各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御する位相制御部として機能する。

[0107] 上記送信制御部 146は、前記指向性制御部 122を介して各送信信号の位相を制御することにより前記複数のアンテナ素子 130から成る送信アンテナを送信用フェイズドアレイアンテナ（Phased Array Antenna)として制御する。

[0108] 前記受信制御部 148は、前記複数のアンテナ素子 130により受信される受信信号それぞれの位相 (及び必要に応じて振幅)を制御することによりその受信信号の受信指向性を制御する。すなわち、前記指向性制御部 122を介して各受信信号の位相を制御することにより前記複数のアンテナ素子 130から成る受信アンテナを受信用フエィズドアレイアンテナとして制御する。

[0109] 前記受信信号合成部 150は、前記複数のアンテナ素子 130によりそれぞれ受信される受信信号を合成 (加算)する。また、前記複数のアンテナ素子 130のうち選択される少なくとも 2つのアンテナ素子 130によりそれぞれ受信される受信信号を合成する。すなわち、本実施例の無線タグ通信装置 112では、前記複数のアンテナ素子 13 0のうち選択される少なくとも 2つのアンテナ素子 130によりそれぞれ受信される受信信号の位相が前記指向性制御部 122において制御されると共に、それら受信信号が前記受信信号合成部 150により合成され、その合成信号の信号強度が前記信号強度検出部 154により検出され得るようになつている。

[0110] 前記受信信号復調部 152は、上記受信信号合成部 150により合成された前記複数のアンテナ素子 130からの受信信号を復調する。好適には、 AM方式により受信信号を AM復調した後、その復調信号を FM復号することで前記無線タグ 14による変調に関する情報信号を読み出す。

[0111] 前記信号強度検出部 154は、前記複数のアンテナ素子 130のうち少なくとも 1つのアンテナ素子 130により受信された受信信号の信号強度を検出する。また、前記受信信号合成部 150により合成された合成信号の信号強度を検出する。すなわち、前記複数のアンテナ素子 130のうち選択される少なくとも 2つのアンテナ素子 130によりそれぞれ受信される受信信号の合成信号の信号強度を検出する。

[0112] 前記タグ位置推定部 156は、通信対象である前記無線タグ 14の前記無線タグ通信装置 112乃至はアレイアンテナ 116に対する相対位置を推定する。この推定は、好適には、前記信号強度検出部 154による検出結果に基づいて行われる。このタグ位置推定部 156による前記無線タグ 14の相対位置の推定及びその推定結果に応じての前記 PAAウェイト制御部 144による各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相の制御については以下に詳述する。

[0113] 図 18は、本実施例の無線タグ通信装置 112に備えられたアレイアンテナ 116とその通信対象である無線タグ 14との相対位置関係について説明する図である。前記ァレイアンテナ 116は、好適には、前記無線タグ通信装置 112に対して位置固定に設けられたものであり、その無線タグ通信装置 112に対する無線タグ 14の相対位置関係は、前記アレイアンテナ 116とその無線タグ 14との相対位置関係として考えることができる。斯カゝる相対位置関係は、（1)第 1の直線座標及びその第 1の直線座標と直交する第 2の直線座標により定められる平面座標、（2)相対距離及び相対方向により定められる極座標等で表される。例えば、前記複数のアンテナ素子 130が同一平面上に等間隔で配設されている場合、それら複数のアンテナ素子 130の配設幅方向の中心 (アンテナ素子 130b及び 130c相互間の中点）に原点をとると共に、その平面に含まれるように第 1の直線座標である x軸を、その平面に垂直を成すように第 2の直線座標である y軸をとることで図 18に示すような x-y座標（平面座標）が張られ、その x-y 座標に関して前記アレイアンテナ 116に対する無線タグ 14の相対位置関係が表される。また、前記複数のアンテナ素子 130の配設幅方向の中心（図 18に x-y座標の原点で示す位置)からの相対距離、その中心を通り且つ上記平面に垂直を成す直線（図 18に y軸で示す直線）に対する相対角度湘対方向）を 0とし、その相対距離 r 及び相対方向 Θによって定められる r- Θ座標 (極座標）に関して前記アレイアンテナ 116に対する無線タグ 14の相対位置関係を表すこともできる。前記アレイアンテナ 1 16 (延いては無線タグ通信装置 112)に対する無線タグ 14の相対位置関係の表し方としては様々なものが考えられる力本実施例ではこの図 18に示す x-y座標及び!：- 0座標に関する相対位置関係について考えるものとする。

図 19は、第 1の直線座標である X座標及びその第 1の直線座標と直交する第 2の直線座標である y座標に関する前記無線タグ 14の相対位置と各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示す第 1のテーブルとしての x-y座標テーブル 78であり、図 20は、前記無線タグ 14との相対距離 r及びその無線タグ 14の相対方向 Θと各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示す第 2のテーブルとしての r- 0座標テーブル 180である。本実施例の無線タグ通信装置 112は、図 19及び図 20に示すような、前記無線タグ 14 の相対位置と各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示すテーブルを、例えば前記制御部 140の RAM等に備えており、前記 PAAウェイト制御部 144は、斯かるテーブル 178、 180に示される対応関係から前記タグ位置推定部 156による推定結果に基づ、て各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御する。なお、図 19及び図 20に示すように、本実施例の無線タグ通信装置 112に備えられた x-y座標テーブル 178及び r- Θ座標テーブル 180は、何れも前記無線タグ 14との相対距離が短いほど細力べ対応関係が定められている。すなわち、好適には、前記無線タグ 14との通信に用いられる搬送波の波長を λとして、その無線タグ 14との相対距離 rが λ未満である場合には λ /1 0間隔で、相対距離!:が λ以上 5 λ未満である場合には λ Ζ4間隔で、相対距離!:が 5 λ以上である場合には通常の平面波と同様の間隔で、前記無線タグ 14の相対位置と各アンテナ素子 130における送信及び Ζ又は受信に関する位相との対応関係が定められており、前記無線タグ 14との相対距離 rが接近しているほどその無線タグ 14 の相対位置が詳細に推定乃至検出できるようになって!/、る。

[0115] 図 19及び図 20に示すような、前記無線タグ 14の相対位置と各アンテナ素子 130 における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示すテーブルを用いた位相制御には複数の態様が考えられる。先ず、第 1の態様として、前記タグ位置推定部 156により前記無線タグ 14の相対位置を前記 x-y座標テーブル 178及び Z又は r - 0座標テーブル 180を用いて推定し、その結果に基づいて各アンテナ素子 130における位相を決定する態様が考えられる。この態様において、前記タグ位置推定部 1 56は、前記 PAAウェイト制御部 144による各アンテナ素子 130における送信及び Z 又は受信に関する位相制御に際して前記 x-y座標テーブル 178及び Z又は r- Θ座標テーブル 180に示される全ての対応関係を一通り適用し、前記信号強度検出部 1 54による検出結果が最大値をとる対応関係力も前記無線タグ 14の相対位置を推定する。そして、前記 PAAウェイト制御部 144は、前記タグ位置推定部 156により推定された相対位置に基づいて各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御する。すなわち、前記タグ位置推定部 156により推定された前記無線タグ 14の相対位置を表す x-y座標に対応して前記 x-y座標テーブル 178に定められた位相、或いは前記タグ位置推定部 156により推定された前記無線タグ 14の相対位置を表す r- Θ座標に対応して前記 r- Θ座標テーブル 180に定められた位相を各アンテナ素子 130に適用する。

[0116] また、第 2の態様として、前記タグ位置推定部 156により前記無線タグ 14の相対距離 rを推定し、その結果に基づき前記 x-y座標テーブル 178及び Z又は r- 0座標テ一ブル 180を用いて各アンテナ素子 130における位相を決定する態様が考えられる。この態様において、前記タグ位置推定部 156は、前記アレイアンテナ 116に備えられた複数のアンテナ素子 130のうち何れ力 1つのアンテナ素子 130 (好適には、配設幅方向中央に位置するアンテナ素子 130b又は 130c)により受信された受信信号に関する前記信号強度検出部 154による検出結果から前記無線タグ 14の相対距離!：を推定する。そして、前記 PAAウェイト制御部 144は、前記タグ位置推定部 156により推定された相対距離 rに対応して前記 x-y座標テーブル 178及び Z又は r- Θ座標テーブル 180に定められた全ての対応関係を一通り適用し、前記信号強度検出部 1 54による検出結果が最大値をとる対応関係を各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相制御に適用する。前記無線タグ 14の相対距離 rは、その無線タグ 14の x-y座標を用いて r= (x²+y²) ^1/2で表すことができ、前記 x-y座標テーブル 178を用いた制御では、推定結果である rを代入した際に斯カる数式を満たす X -yに対応して定められた関係が走査される。この第 2の態様では、前記 x-y座標テーブル 178及び/又は r- Θ座標テーブル 180に定められた対応関係の適用範囲が限定されるため、上記第 1の態様よりも速やかに位相制御を行うことができる。

また、第 3の態様として、前記タグ位置推定部 156により前記無線タグ 14の相対方向 Θを推定し、その結果に基づき前記 x-y座標テーブル 178及び Z又は r- Θ座標テーブル 180を用いて各アンテナ素子 130における位相を決定する態様が考えられる。この態様において、前記タグ位置推定部 156は、前記アレイアンテナ 116に備えられた複数のアンテナ素子 130のうち少なくとも 2つのアンテナ素子 130により順次受信された受信信号に関する前記信号強度検出部 154による検出結果から前記無線タグ 14の相対方向 Θを推定する。そして、前記 PAAウェイト制御部 144は、前記タグ位置推定部 156により推定された相対方向 Θに対応して前記 x-y座標テーブル 178及び Z又は r- Θ座標テーブル 180に定められた全ての対応関係を一通り適用し、前記信号強度検出部 154による検出結果が最大値をとる対応関係を各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相制御に適用する。前記無線タグ 14の相対方向 Θは、その無線タグ 14の x-y座標を用いて Θ =tan— Zxで表すことができ、前記 x-y座標テーブル 178を用いた制御では、推定結果である Θを代入した際に斯かる数式を満たす x-yに対応して定められた関係が走査される。この第 3の態様では、前記 x-y座標テーブル 178及び Z又は r- 0座標テーブル 180に定められた対応関係の適用範囲が限定されるため、上記第 1の態様よりも速やかに位相制御を行うことができる。また、上記第 2の態様と第 3の態様とを複合させ、少なくとも 2つのアンテナ素子 ₁₃₀により順次受信された受信信号に関する前記信号強度検出部ェ 54による検出結果力も前記タグ位置推定部 156により前記無線タグ 14の相対距離 r 及び相対方向 Θを推定し、前記 x-y座標テーブル 178及び Z又は r- Θ座標テープル 180から前記タグ位置推定部 156により推定された相対距離 r及び相対方向 Θに基づいて各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御してもよい。

[0118] また、第 4の態様として、前記タグ位置推定部 156により前記無線タグ 14の相対距離 rを推定し、その結果に応じて前記 x-y座標テーブル 178及び r- Θ座標テーブル 1 80を選択的に用いて各アンテナ素子 130における位相を決定する態様が考えられる。この態様において、前記タグ位置推定部 156は、前記信号強度検出部 154による検出結果に基づいて前記無線タグ 14の相対距離 rを推定する。そして、前記 PAA ウェイト制御部 144は、前記タグ位置推定部 156による推定結果すなわち推定された相対距離 rが所定値未満である場合には、第 1のテーブルである前記 x-y座標テーブル 178に示される対応関係力も各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御すると共に、前記タグ位置推定部 156により推定された相対距離 rが所定値以上である場合には、第 2のテーブルである前記 r- Θ座標テーブル 1 80に示される対応関係力も各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御する。この第 4の態様では、前記無線タグ 14が比較的近距離に配置されて、る場合には精度の高、位相制御を行、、それ以外の場合には必要十分な精度で簡単な位相制御を行うことで、通信特性の改善と通信時間の短縮を共に実現することができる。

[0119] 図 21は、前記無線タグ通信装置 112の制御部 140による受信位相制御の一例を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

[0120] 先ず、ステップ (以下、ステップを省略する） S1において、前記アレイアンテナ 116 に備えられた複数のアンテナ素子 130のうち配設幅方向中央に位置する 1つのアンテナ素子 130b又は 130cにより前記無線タグ 14からの信号が受信される。次に、前記タグ位置推定部 156の動作に対応する S2において、 S1にて受信された受信信号に関してその信号強度が検出されると共に、その検出結果力も前記無線タグ 14の相対距離 rが推定される。次に、 S3において、 S2にて推定された推定結果に応じて前記 x-y座標テーブル 178及び Z又は r- Θ座標テーブル 180における走査範囲が決定される。次に、 S4において、前記 x-y座標テーブル 178及び/又は r- Θ座標テーブル 180における走査位置を示す nが終端値である N に達したカゝ否かが判断され max

る。この S4の判断が否定される場合には、 S4aにおいて、前記 PAAウェイト制御部 1 44によって前記 x-y座標テーブル 178及び/又は r- Θ座標テーブル 180に定められた対応関係のうち走査位置 nが示すテーブル位置の位相値となるよう、各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相制御に適用された後、前記受信信号合成部 150の動作に対応する S 5にお、て、前記複数のアンテナ素子 130により受信された受信信号が合成されると共に、その合成信号の信号強度 Rが検出され、 S5aにおいて、信号強度 Rが最大信号強度 R より大きいか否かが判定される。

max

この S5aの判定が肯定される場合には、 S5bにおいて、 nがこれまで受信された信号の条件の中で最も良い条件となるため、この nを変数 Mとして記憶すると共に、最大受信強度変数 R 〖こ Rが代入された後、 S6以下の処理が行われる。 S5aが否定され max

る場合は、直ぐに S6以下が実行される。 S6では、 nに 1が加算された後、 S4以下の処理が再び実行される。 S4の判断が肯定される場合には、前記 PAAウェイト制御部 144によって送信及び/又は受信移相器の値を S7において、前記 x-y座標テープル 178及び Z又は r- Θ座標テーブル 180に定められた対応関係のうち前記合成信号の信号強度が最大値をとるテーブル位置 Mにおける位相値が各アンテナ素子 13 0における送信及び Z又は受信に関する位相制御に適用された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、 S2及び S5が前記信号強度検出部 154の動作に対応する。

[0121] 図 22は、前記無線タグ通信装置 112の制御部 140による受信位相制御の他の一例を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、以下に説明するフローチャートにおいて、相互に共通するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。

[0122] 図 22の制御では、前述した S2の処理に続く S8において、前記無線タグ 14の相対距離 rに対応する (x²+y²) ^1/2が、 S2にて推定された距離!:に対応する範囲内であるか否かが判断される。この S8の判断が否定される場合には、 S5a以下の処理が実行されるが、 S8の判断が肯定される場合には、前述した S4aから S5bまでの処理が実行された後、 S9において、前記 x-y座標テーブル 178及び/又は r- 0座標テーブル 1 80の走査が終了した力否かが判断される。この S9の判断が否定される場合には、 S 10において、前記 x-y座標テーブル 178又は r- 0座標テーブル 180における次の列の走査が行われた後、 S8以下の処理が再び実行される力 S9の判断が肯定される場合には、前述した S7の処理が実行された後、本ルーチンが終了させられる。

[0123] 図 23は、前記無線タグ通信装置 112の制御部 140による受信位相制御の更に別の一例を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである

[0124] 先ず、 S11において、前記アレイアンテナ 116の受信指向性に対応する角度 Θが — 60° とされる。次に、前記信号強度検出部 154の動作に対応する S12において、前記アレイアンテナ 116に備えられた複数のアンテナ素子 130のうち 2つのアンテナ素子 130により前記無線タグ 14からの信号が受信されると共に、その受信信号の合成信号強度が検出される。次に、 S13において、角度 Θに 10° が加算される。次に、 S14において、角度 Θ力 ½0° より大きいか否かが判断される。この S14の判断が否定される場合には、 S12以下の処理が再び実行される力 S14の判断が肯定される場合には、前記タグ位置推定部 156の動作に対応する S 15において、前記合成信号強度が最大値をとる角度 Θから前記無線タグ 14の相対距離！:、相対方向 Θが推定される。次に、 S16において、前記 x-y座標テーブル 178又は r- Θ座標テーブル 1 80に定められた対応関係から S15にて推定された相対距離！:、相対方向 Θに対応する位相が決定される。次に、前記 PAAウェイト制御部 144の動作に対応する S17において、 S 16にて決定された位相が前記複数のアンテナ素子 130に適用された後、本ルーチンが終了させられる。

[0125] 図 24は、前記無線タグ通信装置 112の制御部 140による受信位相制御の更に別の一例を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである

[0126] 先ず、 S18において、 Aアンテナ素子すなわち前記アンテナ素子 130aにより前記無線タグ 14からの信号が受信されると共に、その受信信号の信号強度が検出される。次に、 S19において、 S18にて検出された信号強度に基づいて前記アンテナ素子 130aに対する前記無線タグ 14の相対距離 raが推定される。次に、 S20において、 B アンテナ素子すなわち前記アンテナ素子 130dにより前記無線タグ 14からの信号が受信されると共に、その受信信号の信号強度が検出される。次に、 S21において、 S 20にて検出された信号強度に基づいて前記アンテナ素子 130dに対する前記無線タグ 14の相対距離 rbが推定される。次に、 S22において、 S19にて検出された距離 r a及び S21にて検出された距離 rbに基づき、それらの距離 ra及び rbを示す直線の交点が算出される。次に、 S23において、前記 x-y座標テーブル 178又は r- 0座標テ一ブル 180に定められた対応関係力も S22にて算出された交点となる関係が決定され、その関係に対応する位相が決定される。次に、前記 PAAウェイト制御部 144の動作に対応する S24において、 S 16にて決定された位相が前記複数のアンテナ素子 130に適用された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、 S19 及び S21が前記信号強度検出部 154の動作に、 S19、 S21、 S22、及び S23が前記タグ位置推定部 156の動作にそれぞれ対応する。

[0127] このように、本実施例によれば、通信対象である前記無線タグ 14の相対位置を推定する通信対象位置推定部としてのタグ位置推定部 156 (S2、 S15、 S19、 S21、 S 22、及び S23)と、そのタグ位置推定部 156による推定結果に応じて各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御する位相制御部としての PA Aウェイト制御部 144 (S7、 S17、及び S24)とを、備えたものであることから、前記無線タグ 14の相対距離 r及び Z又は相対方向 Θに応じて各アンテナ素子 130に対応する位相を制御することで、その無線タグ 14との相対距離 rが比較的近ヽ場合においても位相合成を好適に行うことができ、通信精度を高めることができる。すなわち、無線タグ 14との相対距離が比較的近い場合における通信特性を改善する無線タグ通信装置 112を提供することができる。

[0128] また、本第 2発明によるアレイアンテナ 116の位相制御によれば、よく知られた AA A (Adapted Array Antenna)処理等に比べて簡単な制御により各アンテナ素子 130 に対応する位相を好適な値とすることができ、通信に要する時間を短縮することができるという利点がある。 [0129] また、少なくとも 1つの前記アンテナ素子 130により受信された受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部 154 (Sl、 S5、 S12、 S19、及び S21)を備え、前記タグ位置推定部 156は、その信号強度検出部 154による検出結果に基づいて前記無線タグ 14の相対位置を推定するものであるため、実用的な態様で前記無線タグ 14 の相対位置を推定することができる。

[0130] また、前記無線タグ 14の相対位置と各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示すテーブル 178、 180を備え、前記 PAAウェイト制御部 144は、そのテーブル 178、 180に示される対応関係から前記タグ位置推定部 156による推定結果に基づいて各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものであるため、実用的な態様で各アンテナ素子 130 に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0131] また、前記 x-y座標テーブル 178は、第 1の直線座標である x座標及びその第 1の直線座標と直交する第 2の直線座標である y座標に関する前記無線タグ 14の相対位置と各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示すものであるため、比較的高精度且つ実用的な態様で各アンテナ素子 130に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0132] また、前記 r- Θ座標テーブル 180は、前記無線タグ 14との相対距離 r及びその無線タグ 14の相対方向 Θと各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示すものであるため、簡単且つ実用的な態様で各アンテナ素子 130に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0133] また、前記タグ位置推定部 156は、各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相制御に際して前記テーブル 178、 180に示される対応関係を一通り適用し、前記信号強度検出部 154による検出結果が最大値をとる対応関係力前記無線タグ 14の相対距離 r及び相対方向 Θを推定するものであり、前記 PAAウェイト制御部 144は、前記タグ位置推定部 156により推定された相対距離!:及び相対方向 Θに基づいて各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものであるため、比較的高精度且つ実用的な態様で各アンテナ素子 130に対応する位相を好適な値とすることができる。 [0134] また、前記タグ位置推定部 156は、 1つのアンテナ素子 130により受信された受信信号に関する前記信号強度検出部 154による検出結果力も前記無線タグ 14の相対距離 rを推定するものであり、前記 PAAウェイト制御部 144は、前記タグ位置推定部 1 56により推定された相対距離 rに対応するテーブル 178、 180に示される対応関係を一通り適用し、前記信号強度検出部 154による検出結果が最大値をとる対応関係を各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相制御に適用するものであるため、簡単且つ実用的な態様で各アンテナ素子 130に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0135] また、前記タグ位置推定部 156は、 2つのアンテナ素子 130により順次受信された受信信号に関する前記信号強度検出部 154による検出結果から前記無線タグ 14の相対距離 r及び相対方向 Θを推定するものであり、前記 PAAウェイト制御部 144は、前記テーブル 178、 180から前記タグ位置推定部 156により推定された相対距離 r及び相対方向 Θに基づいて各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものであるため、簡単且つ実用的な態様で各アンテナ素子 130に対応する位相を好適な値とすることができる。

[0136] また、第 1の直線座標としての X座標及びその第 1の直線座標と直交する第 2の直線座標としての y座標に関する前記無線タグ 14の相対位置と各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示す第 1のテーブルとしての x-y座標テーブル 178と、前記無線タグ 14との相対距離 r及びその無線タグ 14の相対方向 Θと各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示す第 2のテーブルとしての r- Θ座標テーブル 180とを、備え、前記タグ位置推定部 156は、前記信号強度検出部 154による検出結果に基づ!/、て前記無線タグ 14の相対距離 rを推定するものであり、前記 PAAウェイト制御部 144は、前記タグ位置推定部 156による推定結果が所定値未満である場合には、前記 x-y座標テーブル 178に示される対応関係力も各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御すると共に、前記タグ位置推定部 156による推定結果が所定値以上である場合には、前記 r- Θ座標テーブル 180に示される対応関係力ゝら各アンテナ素子 130における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものであるため、前記無線タグ 14がごく近距離に配置されて、る場合には精度の高、位相制御を行い、それ以外の場合には必要十分な精度で簡単な位相制御を行うことで、通信特性の改善と通信時間の短縮を共に実現することができる。

[0137] また、本実施例の無線通信装置は、通信対象である無線タグ 14に向けて所定の送信信号を送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグ 14から返信される返信信号を受信することで前記無線タグ 14との間で情報の通信を行う無線タグ通信装置 112であるため、前記無線タグ 14との距離が比較的近い場合における通信特性を改善する無線タグ通信装置 14を提供することができる。

[0138] 以上、本第 2発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本第 2発明はこれに限定されるものではなぐ更に別の態様においても実施される。

[0139] 例えば、前述の実施例において、前記 PAAウェイト制御部 144、信号強度検出部 154、及びタグ位置推定部 156等は、何れも前記制御部 140に機能的に備えられたものであつたが、本第 2発明はこれに限定されるものではなぐ例えば、前記 PAAゥエイト制御部 144、信号強度検出部 154、及びタグ位置推定部 156それぞれに対応する機能を有する制御装置が個別に設けられたものであっても構わない。また、それら制御装置による制御は、ディジタル信号処理であるとアナログ信号処理であるとを問わない。

[0140] また、前述の実施例では、前記指向性制御部 122を高周波信号で行うよう前記複数のアンテナ素子 130に近、位置に配したが、指向性制御は高周波信号ではなくベースバンド又は中間周波数 (IF)で行なっても良い。また指向性制御はアナログ信号に対して行う必要はなぐ前記制御部 140内部におけるデジタル処理にて実現しても構わない。

[0141] また、前述の実施例では、前記無線タグ 14との間の通信における送信制御及び受信制御のうち、主に受信制御に関して本第 2発明が適用された例を説明したが、本第 2発明は、前記無線タグ 14との間の通信において前記複数のアンテナ素子 130から送信される送信信号それぞれの位相制御にも好適に用いられる。斯かる態様では、例えば、前記無線タグ通信装置 112からの送信信号の信号強度を検出し得る無線タグを用い、その無線タグ側で検出される送信信号の信号強度を示すデータが応答波として前記無線タグ通信装置 112に返信され、その無線タグ通信装置 112においてその応答波に含まれる送信信号強度を示すデータに基づいて通信対象である無線タグの相対位置の推定が行われる。また、可及的に簡単には、送信アンテナとしての前記アレイアンテナ 116の送信指向性方向を振つて、き、前記無線タグ 14からの応答が得られた方向からその無線タグ 14の存在する相対方向を推定し、その推定結果に応じて各アンテナ素子 130における送信に関する位相を制御する態様も考えられる。

[0142] また、前述の実施例では、通信対象である無線タグ 14に向けて所定の送信信号を送信すると共に、その送信信号に応答して前記無線タグ 14から返信される返信信号を受信することで前記無線タグ 14との間で情報の通信を行う無線タグ通信装置 112 に本第 2発明が適用された例について説明したが、例えば携帯電話機や移動体通信装置をはじめとする他の無線通信装置にも本第 2発明は好適に適用され得る。

[0143] その他、一々例示はしないが、本第 2発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

Claims

請求の範囲

[1] 少なくとも 3つのアンテナ素子を有するアレイアンテナを備え、該アレイアンテナにより信号の送信及び Z又は受信を行うことで、所定の相対通信方向に配置された通信対象との間の無線通信を行う無線通信装置であって、

前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行う位相制御部を備えたものであることを特徴とする無線通信装置。

[2] 前記アンテナ素子のうち、前記通信方向を示す直線上に配設されたアンテナ素子以外のアンテナ素子は、何れも該通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子を有するものである請求項 1の無線通信装置。

[3] 前記位相制御部は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うためのそれぞれ単一の移相部を備えたものである請求項 1又は 2の無線通信装置。

[4] 前記位相制御部は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子のうち、該通信方向を示す直線カゝら最も離れた位置に配設された対となるアンテナ素子以外の対となるアンテナ素子毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うためのそれぞれ単一の移相部を備えたものである請求項 1又は 2の無線通信装置。

[5] 前記アレイアンテナは偶数のアンテナ素子を有するものであり、前記位相制御部は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された 1対のアンテナ素子毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うものである請求項 1から 4の何れかの無線通信装置。

[6] 前記アレイアンテナは奇数のアンテナ素子を有するものであり、前記位相制御部は、それらアンテナ素子のうち前記通信方向を示す直線上に配設された 1つのアンテナ素子以外の、該通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された 1対のアンテナ素子毎に、送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うものである請求項 1から 4の何れかの無線通信装置。

[7] 前記アンテナ素子は、同一平面上に配設された平面アンテナである請求項 1から 6 の何れかの無線通信装置。

[8] 予め定められた前記通信対象との相対距離を設定する距離設定部と、

該距離設定部により設定された距離に応じて前記位相制御部の設定を変更する指向性制御部と

を、備えたものである請求項 1から 7の何れかの無線通信装置。

[9] 前記通信対象との相対距離を検出する距離検出部と、

該距離検出部による検出結果に応じて前記位相制御部の設定を変更する指向性制御部と

[10] 前記指向性制御部は、予め定められた関係から前記距離検出部による検出結果又は前記距離設定部に設定された距離に応じて前記位相制御部の設定を変更するものである請求項 8又は 9の無線通信装置。

[11] 前記通信対象との相対距離及び前記位相制御部の設定の対応関係を示すテープルを備え、前記指向性制御部は、該テーブルに示される対応関係から前記距離検出部による検出結果又は前記距離設定部により設定された距離に応じて前記位相制御部の設定を変更するものである請求項 10の無線通信装置。

[12] 受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部を備え、前記指向性制御部は、該信号強度検出部により検出される信号強度に応じて前記位相制御部の設定を変更するものである請求項 8又は 9の無線通信装置。

[13] 前記アンテナ素子は、互いに隣接するアンテナ素子との距離が等間隔となるように配設されたものであり、前記位相制御部は、前記通信方向を示す直線に関して対称となる位置に配設された対となるアンテナ素子毎に、該通信方向を示す直線力隔たるにつれて移相量が倍となるように送信及び Z又は受信における同一の位相制御を行うものである請求項 1から 12の何れかの無線通信装置。

[14] 前記距離検出部は、前記位相制御部の設定に対応する受信信号に基づ!、て前記通信対象との相対距離を検出するものである請求項 9から 13の何れかの無線通信装置。

[15] 受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部を備え、前記距離検出部は、該信号強度検出部により検出される信号強度に基づいて前記通信対象との相対距離を検出するものである請求項 14の無線通信装置。

[16] 前記距離検出部は、前記信号強度検出部により検出される信号強度が最大又は最小となる前記位相制御部の設定に基づいて前記通信対象との相対距離を検出するものである請求項 15の無線通信装置。

[17] 受信信号のビットエラーレートを検出するビットエラーレート検出部を備え、前記距離検出部は、該ビットエラーレート検出部により検出されるビットエラーレートに基づいて前記通信対象との相対距離を検出するものである請求項 14の無線通信装置。

[18] 前記距離検出部は、前記ビットエラーレート検出部により検出されるビットエラーレートが最大又は最小となる前記位相制御部の設定に基づいて前記通信対象との相対距離を検出するものである請求項 17の無線通信装置。

[19] 前記通信対象との相対距離を検出する距離検出部を備え、該距離検出部により検出される前記通信対象との相対距離が前記アレイアンテナの寸法の 3倍以下である場合に前記位相制御部を介しての位相制御を行うものである請求項 1から 18の何れかの無線通信装置。

[20] 前記無線通信装置は、通信対象である無線タグに向けて所定の送信信号を送信すると共に、該送信信号に応答して前記無線タグから返信される返信信号を受信することで前記無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置である請求項 1から 19の何れかの無線通信装置。

[21] 少なくとも 3つのアンテナ素子を有するアレイアンテナを備え、該アレイアンテナにより信号の送信及び Z又は受信を行うことで通信対象との間の無線通信を行う無線通信装置であって、

前記通信対象の相対位置を推定する通信対象位置推定部と、

該通信対象位置推定部による推定結果に応じて各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御する位相制御部と

を、備えたものであることを特徴とする無線通信装置。

[22] 少なくとも 1つの前記アンテナ素子により受信された受信信号の信号強度を検出する信号強度検出部を備え、前記通信対象位置推定部は、該信号強度検出部による検出結果に基づいて前記通信対象の相対位置を推定するものである請求項 21の無線通信装置。

[23] 前記通信対象の相対位置と各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示すテーブルを備え、前記位相制御部は、該テーブルに示される対応関係から前記通信対象位置推定部による推定結果に基づいて各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものである請求項 21又は 22の無線通信装置。

[24] 前記テーブルは、第 1の直線座標及び該第 1の直線座標と直交する第 2の直線座標に関する前記通信対象の相対位置と各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示すものである請求項 23の無線通信装置。

[25] 前記テーブルは、前記通信対象との相対距離及び該通信対象の相対方向と各ァンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示すものである請求項 23の無線通信装置。

[26] 前記通信対象位置推定部は、各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相制御に際して前記テーブルに示される対応関係を一通り適用し、前記信号強度検出部による検出結果が最大値をとる対応関係から前記通信対象の相対距離及び相対方向を推定するものであり、前記位相制御部は、前記通信対象位置推定部により推定された相対距離及び相対方向に基づいて各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものである請求項 22から 25の何れかの無線通信装置。

[27] 前記通信対象位置推定部は、 1つのアンテナ素子により受信された受信信号に関する前記信号強度検出部による検出結果力前記通信対象の相対距離を推定するものであり、前記位相制御部は、前記通信対象位置推定部により推定された相対距離に対応するテーブルに示される対応関係を一通り適用し、前記信号強度検出部による検出結果が最大値をとる対応関係を各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相制御に適用するものである請求項 22から 25の何れかの無線通信装置。

[28] 前記通信対象位置推定部は、 2つのアンテナ素子により順次受信された受信信号に関する前記信号強度検出部による検出結果力前記通信対象の相対距離及び相対方向を推定するものであり、前記位相制御部は、前記テーブルから前記通信対象位置推定部により推定された相対距離及び相対方向に基づいて各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものである請求項 22から 25の何れかの無線通信装置。

[29] 第 1の直線座標及び該第 1の直線座標と直交する第 2の直線座標に関する前記通信対象の相対位置と各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示す第 1のテーブルと、

前記通信対象との相対距離及び該通信対象の相対方向と各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相との対応関係を示す第 2のテーブルとを、備え、

前記通信対象位置推定部は、前記信号強度検出部による検出結果に基づいて前記通信対象の相対距離を推定するものであり、前記位相制御部は、前記通信対象位置推定部による推定結果が所定値未満である場合には、前記第 1のテーブルに示される対応関係力各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御すると共に、前記通信対象位置推定部による推定結果が所定値以上である場合には、前記第 2のテーブルに示される対応関係から各アンテナ素子における送信及び Z又は受信に関する位相を制御するものである請求項 22から 28の何れかの無線通信装置。

[30] 前記無線通信装置は、通信対象である無線タグに向けて所定の送信信号を送信すると共に、該送信信号に応答して前記無線タグから返信される返信信号を受信することで前記無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置である請求項 21 力も 29の何れかの無線通信装置。