(57)【要約】信号（Ｓ）を処理する装置（１）はまずアンテナ構造（５）を有し、前記アンテナ構造（５）は信号（Ｓ）を送信するよう配列され、前記アンテナ構造（５）を回路（２）に接続するための少なくとも１つのアンテナ構造端子（６、７）を有し、且つアンテナ構造端子（６、７）においてアンテナ構造インピーダンス（ＺＡ）を有しており、回路（２）は少なくとも１つの回路端子（３、４）を有し、前記回路端子において回路（２）が回路インピーダンス（ＺＳ）を有し且つ信号（Ｓ）を用いてアンテナ構造（５）と回路（２）との間で電力伝達を行うために回路（２）がアンテナ構造端子（６、７）に接続され、２つのインピーダンス（ＺＡ、ＺＳ）の少なくとも１つは、そのリアクタンス（ＹＡ、ＹＳ）に関して、アンテナ構造（５）と回路（２）との間の電力送信のために適合された公称リアクタンス値（ＹＮＯＭ）からのリアクタンス値（Ｙ）の差を有しており、また２つのインピーダンス（ＺＡ、ＺＳ）の１つは、アンテナ構造（５）と回路（２）との間の電力の送信のために適合された公称抵抗値（ＸＮＯＭ）よりも大きく、リアクタンス値（Ｙ）の差の関数である最大抵抗値（ＸＭＡＸ）よりも小さい値（Ｘ）の抵抗（ＸＡ、ＸＳ）有している。
2005538602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を処理する装置であって、前記装置はアンテナ構造を有し、前記アンテナ構造は信号を送信するよう配列され、前記アンテナ構造は前記アンテナ構造を回路に接続することを目的とした少なくとも１つのアンテナ構造端子を有しており、前記アンテナ構造は前記アンテナ構造端子においてアンテナ構造インピーダンスを有しており、前記装置は前記回路を有しており、前記回路は少なくとも１つの回路端子を有し、前記回路端子において前記回路が回路インピーダンスを有し且つ前記信号を使用することにより前記アンテナ構造と前記回路との間で電力伝達を行うために前記回路が前記アンテナ構造端子に接続され、前記２つのインピーダンスの少なくとも１つが、そのリアクタンスに関して、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力伝達のために適合されている公称リアクタンス値からのリアクタンス値の差を有しており、前記２つのインピーダンスの１つが、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力伝達から適合された公称抵抗値よりも大きく、また前記リアクタンス値の差の関数である最大抵抗値よりも小さい値の抵抗を有していることを特徴とする、装置。
【請求項２】
ΔＹを前記リアクタンス値の差、またＸＮＯＭを前記公称抵抗値とすると、前記最大抵抗値がリアクタンス値の差を示す関数依存性は、式
【数１】
2005538602.tif 000012
によって与えられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ΔＹを前記リアクタンス値の差、またＸＮＯＭを前記公称抵抗値とすると、その抵抗値が、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力伝達のために適合された前記公称抵抗値よりも大きく、また前記リアクタンス値の差の関数である前記最大抵抗値よりも小さい前記抵抗が、式
【数２】
2005538602.tif 000013
によって与えられる最適抵抗値であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記２つのインピーダンスの品質が２よりも大きい値を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記アンテナ構造インピーダンスが、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力伝達のために適合された前記公称抵抗値よりも大きく、また前記リアクタンス値の差の関数である前記最大抵抗値よりも小さい値の抵抗を有していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
信号を処理する装置のアンテナ構造であって、前記アンテナ構造が信号を送信するよう配列されており、前記アンテナ構造が前記装置の回路に接続することを目的とした少なくとも１つのアンテナ構造端子を有しており、前記回路が少なくとも１つの回路端子を有し、前記回路端子において前記回路が回路インピーダンスを有し且つ前記信号を使用することによって前記アンテナ構造と前記回路との間で電力伝達を行うために前記回路が前記アンテナ構造端子に接続可能であり、前記アンテナ構造が前記アンテナ構造端子においてアンテナ構造インピーダンスを有しており、前記２つのインピーダンスの少なくとも１つが、そのリアクタンスに関して、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力の伝達のために適合された公称リアクタンス値からのリアクタンス値の差を有している前記アンテナ構造において、前記アンテナ構造のインピーダンスが、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力の伝達から適合される公称抵抗値よりも大きく、前記リアクタンス値の差の関数である最大値よりも小さい値の抵抗を有していることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項７】
ΔＹを前記リアクタンス値の差、またＸＮＯＭを前記公称抵抗値とすると、前記最大抵抗値が前記リアクタンス値の差を示す関数依存性は、式
【数３】
2005538602.tif 000014
によって与えられることを特徴とする、請求項６に記載のアンテナ構造。
【請求項８】
ΔＹを前記リアクタンス値の差、またＸＮＯＭを前記公称抵抗値とすると、その抵抗値が、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力の伝達のために適合された前記公称抵抗値よりも大きく、前記リアクタンス値の差の関数である最大抵抗値よりも小さい抵抗が、式
【数４】
2005538602.tif 000015
によって与えられる最適抵抗値であることを特徴とする、請求項６に記載のアンテナ構造。
【請求項９】
前記アンテナ構造インピーダンスの品質が２よりも大きい値を有することを特徴とする、請求項６に記載のアンテナ構造。
【請求項１０】
信号を処理する装置の回路であって、前記回路が、前記回路が回路インピーダンスを有し且つ前記信号を使用することによってアンテナ構造と前記回路との間で電力を伝達するために前記回路がアンテナ構造端子に接続可能な少なくとも１つの回路端子を有し、前記アンテナ構造が前記信号を送信するよう配列され、前記アンテナ構造が前記アンテナ構造を前記回路に接続することを目的とした少なくとも１つのアンテナ構造端子を有し、前記アンテナ構造が前記アンテナ構造端子においてアンテナ構造インピーダンスを有し、前記２つのインピーダンスの少なくとも１つが、そのリアクタンスに関して、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力の伝達のために適合された公称リアクタンス値からのリアクタンス値の差を有している前記回路において、前記回路のインピーダンスが、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力の伝達から適合された公称抵抗値よりも大きく、前記リアクタンス値の差の関数である最大抵抗値よりも小さい値の抵抗を有していることを特徴とする回路。
【請求項１１】
ΔＹを前記リアクタンス値の差、またＸＮＯＭを前記公称抵抗値とすると、前記最大抵抗値が前記リアクタンス値の差を示す関数依存性は、式
【数５】
2005538602.tif 000016
によって与えられることを特徴とする、請求項１０に記載の回路。
【請求項１２】
ΔＹを前記リアクタンス値の差、またＸＮＯＭを前記公称抵抗値とすると、その抵抗値が、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力の伝達のために適合される前記公称抵抗値よりも大きく、前記リアクタンス値の差の関数である前記最大抵抗値よりも小さい抵抗が、式
【数６】
2005538602.tif 000017
によって与えられる最適抵抗値であることを特徴とする、請求項１０に記載の回路。
【請求項１３】
前記回路インピーダンスの品質が２よりも大きい値を有することを特徴とする、請求項１０に記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号を処理する装置に関し、前記装置はアンテナ構造を有し、前記アンテナ構造は信号を送信するよう配列され、前記アンテナ構造は前記アンテナ構造を回路に接続することを目的とした少なくとも１つのアンテナ構造端子を有しており、前記アンテナ構造は前記アンテナ構造端子においてアンテナ構造インピーダンスを有しており、前記装置は前記回路を有しており、前記回路は少なくとも１つの回路端子を有し、前記回路端子において前記回路が回路インピーダンスを有し且つ前記信号を使用することにより前記アンテナ構造と前記回路との間で電力伝達を行うために前記回路が前記アンテナ構造端子に接続されており、前記２つのインピーダンスの少なくとも１つが、そのリアクタンスに関して、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力伝達のために適合されている公称リアクタンス値からのリアクタンス値の差を有している。
【０００２】
本発明は更に信号を処理する装置のアンテナ構造に関し、前記アンテナ構造が信号を送信するよう配列されており、前記アンテナ構造が前記装置の回路に接続することを目的とした少なくとも１つのアンテナ構造端子を有しており、前記回路が少なくとも１つの回路端子を有し、前記回路端子において前記回路が回路インピーダンスを有し且つ前記信号を使用することによって前記アンテナ構造と前記回路との間で電力伝達を行うために前記回路が前記アンテナ構造端子に接続可能であり、前記アンテナ構造が前記アンテナ構造端子においてアンテナ構造インピーダンスを有しており、前記前記２つのインピーダンスの少なくとも１つが、そのリアクタンスに関して、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力の伝達のために適合された公称リアクタンス値からのリアクタンス値の差を有している。
【０００３】
本発明は更に信号を処理する装置の回路に関し、前記回路が少なくとも１つの回路端子を有し、前記回路端子において前記回路が回路インピーダンスを有し且つ前記信号を使用することによってアンテナ構造と前記回路との間で電力を伝達するために前記回路がアンテナ構造端子に接続可能であり、前記アンテナ構造が前記信号を送信するよう配列され、前記アンテナ構造が前記アンテナ構造を前記回路に接続することを目的とした少なくとも１つのアンテナ構造端子を有し、前記アンテナ構造が前記アンテナ構造端子においてアンテナ構造インピーダンスを有し、前記２つのインピーダンスの少なくとも１つが、そのリアクタンスに関して、前記アンテナ構造と前記回路との間の電力の伝達のために適合された公称リアクタンス値からのリアクタンス値の差を有している。
【背景技術】
【０００４】
第１段落に明記される種類の装置、第２段落に明記される種類のアンテナ構造、及び第３段落に明記される種類の回路は、特許ＷＯ００／６７３７３より知られている。
【０００５】
既知のアンテナ構造と既知の回路とを有する既知の装置は、通信構造との非接触通信用に配列されたデータキャリアである。既知のデータキャリアの場合、キャリア周波数であり、また通信構造によって発せられる信号は、アンテナ構造によって受信され、また回路に送信されることが可能である。回路に送信される信号を使用することにより、回路はそれ自身の動作のための供給電圧を生成するよう配列されており、また生成可能な供給電圧の値はデータキャリアと通信構造との間のその時の距離に依存し、また距離が短くなるほど増加する。供給電圧の値、またデータキャリアの動作に使用可能なデータキャリアと通信構造との間の距離も、そのときアンテナ構造から回路に送信可能な電力の影響を受ける。既知のデータキャリアの場合、従って、電力伝達を最適化するために、アンテナ構造のアンテナインピーダンスと回路の回路インピーダンスとは、互いに適合または一致するよう規定が行われ、またアンテナ構造インピーダンスの値と回路インピーダンスの値とは、キャリア周波数で、互いに複素共役の関係を有するよう選択されるので、２つのインピーダンスのリアクタンスは公称リアクタンスとなり、また２つのインピーダンスの抵抗は公称抵抗となる。
【０００６】
既知のデータキャリアにおいて、アンテナ構造と回路との間の電力の伝達に役立つよう、２つのインピーダンスを互いに適合させるのにもかかわらず、２つのインピーダンスの少なくとも１つが、そのリアクタンスに関して、アンテナ構造と回路との間の電力の伝達に対して適合される公称リアクタンス値からのそのリアクタンス値の差を有している。公称リアクタンス値の僅か数パーセントという比較的小さな差であっても、アンテナ構造から回路に電力を送信するときに、リアクタンス値の差によって反射が生じるため、リアクタンスが公称値である場合に使用できる距離の最高４０％は使用することができず、これは供給電圧を生成する回路で使用可能な電力が、反射された電力によって減少してしまうことを意味する。製造ばらつきや、アンテナ構造を回路に接続した結果としての製造に関する理由、または環境的要因やキャリア周波数の変化の結果としての使用に関する理由により、この種類のリアクタンス値の差はアンテナ構造において発生しうる。製造ばらつきの結果としての製造に関する理由や、キャリア周波数の変化の結果としての使用に関する理由により、この種類のリアクタンス値の差は回路でも発生しうる。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、第１段落で明記した種類の装置、第２段落で明記した種類のアンテナ構造、及び第３段落で明記した種類の回路における上記問題を解決し、改良した装置と改良したアンテナ構造とを提供することにある。
【０００８】
上記目的を達成するために、第１段落に明記した種類の装置において、２つのインピーダンスの１つが、アンテナ構造と回路との間の電力の伝達から適合される公称抵抗値よりも大きく、またリアクタンス値の差の関数である最大抵抗値よりも小さい値の抵抗を有するよう規定を行う。
【０００９】
上記目的を達成するために、第２段落で明記した種類のアンテナ構造において、アンテナ構造のインピーダンスが、アンテナ構造と回路との間の電力の伝達から適合される公称値よりも大きく、またリアクタンス値の差に依存する最大値よりも小さい値の抵抗を有するよう規定を行う。
【００１０】
上記目的を達成するために、第３段落に明記した種類の回路において、回路のインピーダンスが、アンテナ構造と回路との間の電力の伝達から適合される公称値よりも大きく、またリアクタンス値の差に依存する最大値よりも小さい値の抵抗を有するよう規定を行う。
【００１１】
本発明による規定を行うことにより、リアクタンス値の差にもかかわらず、アンテナ構造と回路との間で電力を伝達するときの電力伝達が、抵抗の公称値が与えられる場合よりも良くなるという利点が得られ、これは本発明による規定を行うことにより、電力の反射のレベルがより低くなるためである。回路とアンテナ構造との間の改善された電力伝達により、回路とアンテナ構造とを含む装置と、通信構造との間の通信に用いられる距離が、改善された電力伝達の関数として大きくなるという利点も得られる。
【００１２】
本発明による解決法において、請求項２、請求項７、及び請求項１１に詳述される特徴が各場合において提供されるのであれば、有利であることも確認されている。これにより、本発明の利点が得られる抵抗値の範囲を、複雑でコストのかかる測定システムを使用することなく、分析上正確な方法で定義することが可能になるという利点が得られる。
【００１３】
本発明による解決法において、請求項３、請求項８、及び請求項１２に詳述される特徴が各場合において提供されるのであれば、有利であることも確認されている。これにより、従来例での２つのインピーダンスの間で明らかに誤った適合が行われているのにもかかわらず、所定の場合に存在する誤った適合を考慮に入れた、アンテナ構造と回路との間の最適化電力伝達を行うことができるという利点が得られる。
【００１４】
本発明による解決法において、請求項４、請求項９、及び請求項１３に詳述される特徴が各場合において提供されるのであれば、有利であることも確認されている。これにより、特に高品質係数を有するインピーダンスの場合において本発明の利点が得られるという効果が得られる。
【００１５】
本発明による解決法において、請求項５に詳述される特徴が提供されるのであれば、有利であることも確認されている。これにより、アンテナメーカーが好むように、高抵抗値を有するアンテナ構造を製造することができ、適合抵抗値との抵抗値の差及び適合公称リアクタンス値とのリアクタンス値の差も存在しない改善された電力伝達、すなわちアンテナ構造と回路との間の電力伝達に関するゲインが得られる。
【００１６】
本発明の上記及び他の側面は、以下に説明する実施例から明らかとなり、これを参照して解明されるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に示すのは、信号Ｓを処理する装置１であり、この装置１は非接触通信用に配列されたデータキャリア１によって形成され、またこのデータキャリア１はトランスポンダ、または電子チケット、またはスマートラベル、またはチップカードの形を取る。
【００１８】
信号Ｓは、キャリア周波数であり、通信構造（図１には示されていない）とデータキャリア１との間の情報の通信用であるキャリア信号を用いて実現され、この場合、情報を通信するキャリア信号は前記情報の関数として振幅変調される。しかしながら、この点において、例えば位相や周波数に関する変調など、他の種類の変調も行うことができる。確定された電力で通信構造から発せられる信号Ｓはまた、データキャリア１に電力を供給することも目的としている。従って、通信目的で使用可能なデータキャリアと通信構造との間の距離は、信号Ｓによって使用可能な電力に依存しており、この電力は距離が大きくなると減少するものであり、また距離はデータキャリアが自身の動作のために引き出すことの可能な電力にも依存している。
【００１９】
データキャリア１は、信号Ｓを処理するよう配列され、また当業者に十分知られているように、この目的でアナログ信号（図１には示されていない）を処理する少なくとも１つのセクションと、デジタル信号（図１には示されていない）を処理する少なくとも１つのセクションとを有する電気回路２を有しており、また少なくとも２つの回路セクションの交流電気的性質を表す交流等価回路図を図１に示す。交流等価回路図は、回路抵抗ＸＳと、回路リアクタンスＹＳとを有しており、回路抵抗ＸＳは１１．５オームの抵抗値を有しており、また回路リアクタンスは−２８５オームのリアクタンス値を有している。回路抵抗ＸＳ及び回路リアクタンスＹＳは、回路インピーダンスＺＳを形成している。回路２はまた、回路２が回路インピーダンスＺＳを有する第１回路端子３と、第２回路端子４とを有している。回路２は、この場合、集積回路の形で製造されており、これは回路が一旦製造されると、基本的に特定の製造工程と工程が対象とする許容範囲によって設定されるインピーダンスＺＳの値が仮想的に不変となることを意味する。
【００２０】
データキャリア１はまた、そこから生じる信号Ｓを送信するよう配列され、またこの場合ダイポールアンテナの形で製造されるアンテナ構造５を有している。ちなみに、この点において、例えば四極アンテナやモノポールアンテナなど、別のタイプのアンテナも設けることができる。アンテナ構造５は、第１回路端子３への接続用の第１アンテナ構造端子６を有している。アンテナ構造５はまた、第２回路端子４への接続用の第２アンテナ構造端子７も有している。図１においてアンテナ構造５に対して示してあるのは、アンテナ構造５、または交流に関してその交流電気的特質を表す交流アンテナ等価回路図である。交流アンテナ等価回路図は、アンテナ抵抗ＸＡと、アンテナリアクタンスＹＡとを有している。アンテナ抵抗ＸＡ及びアンテナリアクタンスＹＡは、アンテナインピーダンスＺＡを形成している。アンテナ構造５は、アンテナ構造端子６及び７においてアンテナ構造インピーダンスＺＡを有している。本発明によると、関連する値は、以下に詳述するように、選択可能である。
【００２１】
アンテナ構造５と回路２との間で、電力を伝達するために、また情報を送信するために、第１回路端子３と第１アンテナ構造端子６、及び第２回路端子４と第２アンテナ構造端子７は互いに接続され、アンテナ構造５で生じる信号Ｓを使用することにより、回路２の供給電圧を生成するのに必要な電力をアンテナ構造５から回路２に送信することが可能である。
【００２２】
回路２に伝達可能な電力は、受信される信号Ｓに含まれる電力、すなわち、通信構造によって伝達される電力、及び／またはそのとき通信構造とデータキャリア１との間に存在する距離、及び／またはそのときの空間におけるデータキャリア１の向きや姿勢に依存する。これらの依存性はデータキャリア１に関しては外部のものと言ってよく、本発明には関連しないので、これらについては以下でこれ以上説明することはない。
【００２３】
回路２に伝達可能な電力も、アンテナ構造インピーダンスＺＡ、更に正確には、回路インピーダンスＺＳに対するアンテナ構造インピーダンスＺＡの適合品質に依存する。データキャリア１に関して、この依存性は、本発明に関連し、また図２を参照して明らかとなる内部依存性である。
【００２４】
図２に示すのはグラフ８であり、ここではアンテナ抵抗ＸＡの値Ｘがゼロから８０オームの範囲にわたってＸ軸に沿って示されており、またアンテナリアクタンスＹＡの値Ｙが２２８から３４２オームの範囲にわたってＹ軸に沿って示されている。値Ｘ及びＹの各対に対して、アンテナ構造５と回路２との間で電力を伝達する場合に、２つのインピーダンスＺＡ及びＺＳの間の誤った適合の関数として存在する反射電力の比率を与える反射係数
【数１】
2005538602.tif 000003
は、以下の式から従来の方法で計算することができる。
【数２】
2005538602.tif 000004
【００２５】
ここで、ＺＡ＊は、アンテナインピーダンスＺＡの共役複素アンテナ構造インピーダンスである。アンテナ構造５から回路２への電力の伝達に対し、これは関数
【数３】
2005538602.tif 000005
に依存し、これはアンテナインピーダンスＺＡの値が（１１．５＋ｉ２８５）オームである場合に、電力を反射させることなく、電力の１００パーセントをアンテナ構造５から回路２に伝達できることを意味しており、またある伝達電力に対しては、通信構造とデータキャリア１との間の最大距離をこの場合の通信を行うために使用できることを意味している。従って、これが当てはまる場合、アンテナ抵抗ＸＡは１１．５オームの公称抵抗値ＸＮＯＭを有しており、またアンテナリアクタンスＹＡは２８５オームの公称リアクタンス値ＹＮＯＭを有している。この理想的な例は、参照番号９によりグラフ８において識別される。
【００２６】
グラフ８には曲線の組も示されており、複数の曲線を表す組の内１つの曲線は参照符号Ｃで識別される。曲線の組のパラメータは反射係数
【数４】
2005538602.tif 000006
の絶対値であり、また各曲線は
【数５】
2005538602.tif 000007
の定数に対して、通信の最大値として、使用可能な通信構造とデータキャリア１との間の一定距離を表している。各曲線は関数
【数６】
2005538602.tif 000008
の関数であり、実質的に楕円の形状である。曲線Ｃの場合、伝達可能電力の平方根の関数である使用可能な最大距離は、アンテナ構造インピーダンスＺＡが点ｐにおいて存在するものである場合に可能な距離の割合として６１．９％である。従って、曲線の組を構成する曲線は、通信に利用可能な最大距離を与える距離特定線を表している。
【００２７】
製造する場合に、図１に示すアンテナ構造５はそのアンテナリアクタンスの許容範囲を前提としており、アンテナ構造５と回路２との間の電力伝達に対して適合された２８５オームの公称リアクタンス値からの約±１０％程度のリアクタンスの平均差ΔＹは、多数の完成品アンテナ構造で実際に行われた無作為抽出測定において見出せる。２８５オームの公称リアクタンス値ＹＮＯＭからのこのリアクタンス値の差ΔＹは、矢印１０及び１１によってグラフ８のＹ軸に沿って示されている。従って、１１．５オームの公称抵抗値ＸＮＯＭでは、適合例と比較して、距離の６３．５％のみを使用することができる。この好ましくない動作点はグラフ８の点１２に存在する。
【００２８】
リアクタンス値の差ΔＹを考慮に入れるために、アンテナインピーダンスＺＡは、好都合なことに、アンテナ構造５と回路２との間の電力の伝達のために適合された公称抵抗値ＸＮＯＭよりも高く、またリアクタンス値の差ΔＹの関数である最大抵抗値ＸＭＡＸよりも低い値のアンテナ抵抗ＸＡを有している。点１２を通るが、図２には示されていない楕円が、Ｘ軸に平行に延びて点９を通る第１対称軸を有し、またこの楕円がＹ軸に平行に延びて点１２の右側に位置する第２対称軸を有しているため、最大抵抗値ＷＭＡＸは公称抵抗値ＸＮＯＭの右側に位置し、この場合ほぼ７９．７オームとなる。最大抵抗値ＸＭＡＸがリアクタンス値の差ΔＹを示す関数依存性は、以下の式によって与えられる。
【数７】
2005538602.tif 000009
【００２９】
最大抵抗値ＸＭＡＸの式または関数は、点１２から生じてグラフ８のＸ軸に平行に延びる第１一点鎖線１３が、点１２を通る楕円と点１４において交わるという形によって得られる。点１４で識別される動作点に存在する電力伝達に関する条件は、点１２で識別される動作点に存在する条件と同一である。上述した楕円に影響する対称性に関する状況があるため、グラフ８には電力伝達に関して説明したことが当てはまる別の２つの点１５及び１６が存在する。これら２つの点１５及び１６は、Ｘ軸に平行に延びる第２一点鎖線１７上に存在する。線１３に沿って、点１２及び１４の場合よりも大きい通信に利用可能な距離を示す、点１２と１４との間で交差する楕円が存在する。これは線１７でも同様である。
【００３０】
従って、本発明による規定を行うと、あるリアクタンス値の差ΔＹで、１１．５オームから７９．７オームの間の抵抗値Ｘがアンテナ抵抗ＸＡに与えられる場合、アンテナ構造５と回路２との間で得られる電力伝送は、与えられる抵抗値が１１．５オームの公称値である場合よりも向上するという利点が得られる。その結果、データキャリア１と通信局との間の通信を目的として利用可能な距離も、与えられる抵抗値が公称ＸＮＯＭである場合よりも長くなる。
【００３１】
この利点を詳細に説明するために、図３に示す第２グラフ１８を以下に参照するが、ここでは通信局とデータキャリア１との間の距離Ｄを、アンテナ抵抗ＸＡの値Ｘの関数として示している。グラフ１８に点線で示す第１関数Ｆ１は、アンテナリアクタンスＹＡが公称リアクタンス値ＹＮＯＭである場合に、アンテナ抵抗ＸＡの関数として最大使用可能距離を定義している。この場合、第１関数Ｆ１は、線Ｃ１上で図２のグラフ８による区域を表すものとして示されていなければならない。グラフ１８に点線で示す第２関数Ｆ２及び第３関数Ｆ３はそれぞれ、アンテナリアクタンスＹＡが異なるリアクタンス値ΔＹである場合に、アンテナ抵抗ＸＡの関数として最大使用可能距離を定義しており、この場合、これら２つの関数Ｆ２及びＦ３は一致する。第２関数Ｆ２は線Ｃ２上でグラフ８の区域を表すものとして、また第３関数は線Ｃ３上でグラフ８の区域を表すものとして示されていなければならない。グラフ１８より、点１２、１４、１５または１６に存在する使用可能距離と比較して、グラフ８に示す一点鎖線１３及び１７に沿って、点１２と１４との間、及び点１５と１６との間で使用可能距離が増大しているのが分かる。
【００３２】
関数Ｆ２及びＦ３はそれぞれ参照番号０１及び０２で識別される点において約３０．３オームの最大値であり、この最大値は最適抵抗値ＸＯＰＴとして定義される。本発明による規定を行うことにより、アンテナ構造５のアンテナ抵抗ＸＡは最適抵抗値ＸＯＰＴとなり、この場合、最適抵抗値ＸＯＰＴは以下の式から分析的に計算することができる。
【数８】
2005538602.tif 000010
【００３３】
参照番号０１及び０２でそれぞれ識別される関数Ｆ２及びＦ３の最大値は、Ｙ軸に平行に延び、また最適抵抗値ＸＯＰＴでＸ軸に交差する線１９と線１３の交点、及び線１７と線１９との交点としてそれぞれグラフ８に示されている。これらの交点において、線１３及び１７は、誤った適合ΔＹが存在する場合に、理想的に適合された場合におけるＤ（ＸＮＯＭ，ＹＮＯＭ）＝１００％の割合として存在する通信局とデータキャリア１との間の最大使用可能距離Ｄ（ＸＯＰＴ，ΔＹ）を表す楕円の接線を形成している。これは、公称抵抗値ＸＮＯＭまたは最大抵抗値ＸＭＡＸの場合に得られるＤ（ＸＮＯＭ，ΔＹ）＝６３．５％またはＤ（ＸＭＡＸ，ΔＹ）６３．５％の最大使用可能距離に関連して考慮しなければならない。従って、本発明による好適な動作点における最大使用可能距離の損失は、（１００−６３．５％）＝３６．５％と比較して僅か（１００−７４．２）％＝２５．８％であり、これにより（７４．２−６３．５）％＝１０．７％の通信の距離に関する増大が生じる。
【００３４】
これにより、アンテナ構造５と回路２との間の電力の伝達に対する最適な条件が、仮想的に所望のリアクタンス値の差ΔＹに対して、繰り返し信頼できる方法で、仮想的に常に生成されるという利点が得られる。本発明の利点は特に、式Ｑ＝ＹＡ／ＸＡによって与えられるアンテナインピーダンスＺＡの品質が２よりも大きいときに存在するが、これは楕円の形状が、電力の伝達を促進する効果が僅かに発揮されるか、または全く発揮されないような形状であるためである。
【００３５】
上記実施例の場合に説明した２つのインピーダンスＺＡ及びＺＳに関連する状況が、アンテナリアクタンスＹＡのみがリアクタンス値の平均差ΔＹを有し、また回路インピーダンスＺＳが、本発明の説明を容易にするために回路の製造後に実質的に不変とする値であるようなものであっても、この点に関しては明白に、回路を製造する工程によって、回路インピーダンスも回路リアクタンスＹＳのリアクタンス値Ｙに関して許容誤差の影響を受け、これは回路リアクタンスＹＳもある大きさのリアクタンス値の平均差ΔＹを有することを意味する。回路リアクタンスＹＳ及びアンテナリアクタンスＹＡのリアクタンス値の差ΔＹは、互いに無関係であってよく、また同時に存在してよい。これは、例えば法定規約や技術的要因によって、周波数の段階的変化から規定を行わなければならない場合に存在する状況であり、その結果その周波数への依存性によって回路リアクタンスＹＡとアンテナリアクタンスＸＡとに変化が生じる。この種類のリアクタンス値ΔＹの差も、信号Ｓを生成する送信手段側の周波数誤差によって生じることがある。ちなみに、この点に関して、リアクタンス値の差ΔＹも、装置の製造工程によって、特にアンテナ構造５の回路２への接続によって、またはアンテナ構造５の環境条件の効果によって生じることがある。しかし、本発明による手段を講じるのであれば、このような全ての場合において有利であることが確認されており、これは２つのリアクタンスＹＳ及びＹＡを明らかに互いに誤って適合した場合でも、アンテナ構造５と回路２との間の電力の伝達に役立つからである。
【００３６】
上記実施例の場合に基本的に行われたものが、データキャリア１の回路２の供給電圧を生成するための電力の伝達であっても、本発明による規定を行うことで、電力の伝達が向上するだけでなく、アンテナ構造５と回路２との間の情報の送信も向上するが、これは反射係数
【数９】
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の絶対値が減少することにより、信号対雑音比も改善されて、この比が情報の処理において欠くことのできない役割を果たすからである。
【００３７】
ちなみに、例えば装置１が無線送信器や携帯電話を形成する場合などのように、回路２も活発に信号Ｓを生成するよう設計することができ、またこの信号Ｓは回路２からアンテナ構造５に発信可能であり、更に信号Ｓは定義された送信電力でここから発せられるので、上述した本発明の利点は、回路２からアンテナ構造５への電力及び／または情報の送信で効果を示すようになる。
【００３８】
ちなみに、この点において、抵抗またはむしろその値に関する本発明による特徴は、リアクタンス値の差ΔＹがアンテナ構造５または回路２に存在するか否かにかかわらず、アンテナ構造５と回路２の両方の場合に提供することができる。
【００３９】
また、ちなみに、アンテナ構造５も複数のアンテナを有していてよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明の一実施例による本発明の装置を図式的に示すブロック回路図である。
【図２】図２は、装置に属するアンテナ構造のアンテナ構造インピーダンスの関数として、図１の装置と通信構造との間の通信で得られる範囲の曲線の組を図式的に示すグラフである。
【図３】図３は、図２と同様に、アンテナ構造インピーダンスの抵抗の抵抗値の関数として、アンテナ構造インピーダンスによって示すあるリアクタンス値の差に対して得られる範囲の曲線を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１  データキャリア
２  回路
３  第１回路端子
４  第２回路端子
５、６、７  アンテナ構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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