(57)【要約】【課題】ループアンテナの経路長の長さに応じた周波数の定在波が除去されるようにする。【解決手段】ループアンテナ３１の経路長が１８０ｍｍであり、ループアンテナ３１に、約８３０ＭＨｚの定在波が発生する場合、ループコイル９１のインダクタンスを１２ｎＨとし、コンデンサ８２の静電容量を３ｐＦとする。その結果、共振周波数は、約８３０ＭＨｚとなるので、８３０ＭＨｚの定在波を除去することができ、携帯電話機の受信性能を良好に保持することができる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループアンテナを介して電磁誘導を利用した通信を行う通信装置において、
前記ループアンテナには、前記ループアンテナ上に発生する前記ループアンテナの経路長に応じた周波数の定在波を除去するフィルタが挿入されている
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記通信装置は、非接触ＩＣカード
であることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記通信装置は、非接触ＩＣカードに対してデータの読み書きを行うリーダライタ
であることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置に関し、特に、ループアンテナの経路長に応じた周波数の定在波が輻射されことを抑制する通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１または図２に示すような、互いに近距離無線通信を行う非接触ＩＣカード１とリーダライタ４を利用した各種のシステムが構築されている。例えば、ユーザが、電車の乗車券情報が記憶された非接触ＩＣカード１を、改札機に設けられたリーダライタ４に近接するだけで、改札口を利用することができるシステムが存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、非接触ＩＣカード１とリーダライタ４の近距離無線通信は、それぞれのループアンテナ２，５を介して電磁波を送受信することで行われるが、ループアンテナ２，５は、その経路長に応じた周波数の定在波を輻射したり、経路長に応じた高周波成分を効率的に受信する特性がある。
【０００４】
このことより、非接触ＩＣカード１のループアンテナ２とリーダライタ４のループアンテナ５の経路長が等しい場合、非接触ＩＣカード１のループアンテナ２は、リーダライタ４のループアンテナ５から輻射される高周波を効率よく受信し、非接触ＩＣカード１のＩＣカード回路３を構成する各素子（ＩＣチップ）が故障する等の問題があった。
【０００５】
またループアンテナは、送受信が可逆であるため、非接触ＩＣカード１のループアンテナ２は、受信した高周波を増幅して２次輻射する。その結果、携帯電話機など好感度で信号を受信する無線通信機器（図示せず）が、非接触ＩＣカード１の近くにある場合、２次輻射された高周波を効率よく受信するので、その高周波が、無線通信機器の通信周波数帯域の近傍のものであるとき、無線通信機器の受信性能が著しく低下するなどの問題があった。
【０００６】
例えば、波長短縮率が式（１）に示すように０．５である場合において、リーダライタ４のループアンテナ５の経路長Ｌが１８０ｍｍであるとき、式（２）に示すように、８３０ＭＨｚの定在波が発生する。なお、式（２）中のＣは、真空中の光速  （ｍ／ｓ）であり、その値は、２．９９７９２４５８  （ｍ／ｓ）である。
【数１】
2004222120.tif 000003
【数２】
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【０００７】
すなわち、この定在波は、８００ＭＨｚ帯域を使用する無線通信機器に対する妨害波となる。
【０００８】
さらに近年提案されている、リーダライタ４を搭載した携帯電話機では（特許文献参照）、搭載されたリーダライタ４のループアンテナ５から放出される定在波は、通信帯域近傍の周波数である場合、携帯電話機の妨害波となり受信性能を低下させる。
【０００９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、リーダライタ４からの高周波の輻射を抑制し、非接触ＩＣカード１によりその高周波が受信されないようにするものである。
【００１０】
なお、ループアンテナ２，５は、電磁誘導を利用して電磁波を輻射するので、その設計においては、電界を効率よく発生させるために、開口面積の確保が重要とされている。また送信キャリアが１３．５６ＭＨｚという無線通信の中では比較的低い周波数であり、輻射される高周波は、図３に示す電波法の規定を十分満たしている。すなわちこのような理由から、従来においては、ループアンテナ２，５から輻射される、経路長に応じた高周波を抑制することはあまり注目されておらず、上述したような問題を解決するための技術が開発されていなかった。
【００１１】
【特許文献】
特開平１１−２１３１１１号公報
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信装置のアンテナには、ループアンテナ上に発生するループアンテナの経路長に応じた周波数の定在波を除去するフィルタが挿入されていることを特徴とする。
【００１３】
通信装置を、非接触ＩＣカードとすることができる。
【００１４】
通信装置を、非接触ＩＣカードに対してデータの読み書きを行うリーダライタとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明を適用した、非接触ＩＣカード機能およびリーダライタ機能を有する携帯電話機１０の構成例を示している。
【００１６】
送信部１２は、ＤＳＰ１４から供給された音声情報に対して、ディジタルアナログ変換処理および周波数変換処理等を施し、その結果得られた音声信号を、アンテナ１１を介して基地局（図示せず）に送信する。
【００１７】
受信部１３は、例えば、アンテナ１１で受信されたＲＦ信号を増幅して周波数変換処理およびアナログディジタル変換処理等を施し、その結果得られた音声情報をＤＳＰ１４に出力する。
【００１８】
なお、送信部１２および受信部１３においては、例えば、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）方式、またはＩＭＴ−２０００  ＤＳ−ＣＤＭＡ  Ｓｙｓｔｅｍに準拠した通信が行われる。
【００１９】
ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１４は、受信部１３から供給された音声情報に対して、例えば、スペクトラム逆拡散処理を施し、その結果得られたデータを音声処理部１５に出力する。また、ＤＳＰ１４は、音声処理部１５から供給された音声情報に対してスペクトラム拡散処理を施し、その結果得られたデータを送信部１２に出力する。
【００２０】
音声処理部１５は、マイクロフォン１７により集音されたユーザの音声を音声情報に変換し、それをＤＳＰ１４に出力する。また、音声処理部１５は、ＤＳＰ１４から供給された音声情報をアナログ音声信号に変換し、スピーカ１６から出力する。
【００２１】
表示部１８は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などにより構成され、ＣＰＵ２０から供給された情報に対応する画面を表示する。入力部１９は、携帯電話機１０の筐体表面に設けられているテンキー、通話ボタン、および電源ボタン等の各種のボタンに対するユーザの入力を検出し、その検出に対応する信号をＣＰＵ２０に出力する。
【００２２】
非接触ＩＣカード回路３２は、外部のリーダライタ（図示せず）から送出されてきた質問信号としての電磁波を、ループアンテナ３１を介して受信すると、その電磁波の搬送波を整流して得られた直流電源で内部回路を駆動させる。そして非接触ＩＣカード回路３２は、受信された質問信号に応じて、自分自身とループアンテナ３１との間の負荷を変化させて振幅変調を行い、応答信号を、ループアンテナ３１を介して外部のリーダライタに送出する。
【００２３】
リーダライタ回路３３は、ＣＰＵ２０から供給されたデータに基づいて、発振器（図示せず）から供給される所定の周波数の搬送波をＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調し、その結果生成された変調波を、電磁波としてループアンテナ３１から出力する。
【００２４】
リーダライタ回路３３は、外部の非接触ＩＣカードからの応答信号（ＡＳＫ変調波）がループアンテナ３１を介して受信されたとき、それを復調し、復調されたデータに対して、さらにＢＰＳＫ復調処理（マンチェスターコードのデコード）を施して、所定のデータを取得する。
【００２５】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２１に格納されている制御プログラムをＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２に展開し、その制御プログラムに従って携帯電話機１０の全体の動作を制御する。
【００２６】
なお、ＣＰＵ２０には、必要に応じてドライブ４１が接続される。ＣＰＵ２０は、ドライブ４１に適宜装着される磁気ディスク５１、光ディスク５２、光磁気ディスク５３、或いは半導体メモリ５４などからコンピュータプログラムを読み出し、図示せぬフラッシュメモリなどの記憶部にインストールする。
【００２７】
図５は、非接触ＩＣカード回路３２およびリーダライタ回路３３の構成例を示している。
【００２８】
外部のリーダライタから輻射され、ループアンテナ３１において受信された電磁波に対応する信号は、非接触ＩＣカード回路３２の整流回路４１に供給される。
【００２９】
整流回路４１は、ダイオード５１およびコンデンサ５２より構成され、ループアンテナ３１から供給されてきた信号を整流平滑するとともに、正のレベルの電圧を、図示せぬレギュレータとＨＰＦ４２に供給する。レギュレータに供給された、整流回路４１からの正のレベルの電圧は、そこで安定化されて、所定のレベルの直流電圧に変換された後、電力として各部に供給される。
【００３０】
ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）４２は、コンデンサ５３と抵抗５４からなり、整流回路４１から供給された正のレベルの電圧から、高域成分を排除して、受信データ取得部４３に供給する。
【００３１】
受信データ取得部４３は、増幅回路や復調回路からなり、ＨＰＦ４２から供給された信号を復調し、その結果得られたデータ（外部のリーダライタから送信されてきたデータ）を、ＣＰＵ２０に出力する。
【００３２】
変調回路４４は、抵抗５５とＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）５６の直列回路より構成され、ループアンテナ３１と並列に接続されている。ＦＥＴ５６は、送信データ供給部４５から供給された外部のリーダライタに送信されるデータに基づいてオン／オフされる。
【００３３】
すなわち、外部のリーダライタに送信されるデータに基づいて、抵抗５５がループアンテナ３１に対して並列に挿入されたり、されなかったりするので、それに応じてループアンテナ３１を介して電磁結合されている外部のリーダライタのループアンテナの負荷を変化させることができる。このように、送信するデータに応じて、外部のリーダライタのループアンテナの負荷を変化させることで、非接触ＩＣカード回路３２から外部のリーダライタにデータが送信される。
【００３４】
リーダライタ回路３３のアンテナ駆動回路６１は、送信キャリア供給部６２から入力された送信キャリア信号に対して、送信データ供給部６３から入力された送信データに基づいて変調処理を施す。
【００３５】
具体的には、送信キャリア供給部６２からの送信キャリア信号は、アンテナ駆動回路６１のインバータ７１、インバータ７４、およびインバータ７５にそれぞれ入力され、そこで振幅の正負が反転される。インバータ７１の出力信号は、インバータ７２およびインバータ７３に入力され、そこで振幅の正負がさらに反転される（元に戻される）。
【００３６】
送信データ供給部６３からの送信データ信号は、インバータ７３およびインバータ７５のスリーステートコントロール端子にそれぞれ入力され、インバータ７３，７５のイネーブル／ディセーブル状態を決定する。
【００３７】
インバータ７２からの出力信号（振幅の正負が反転されていない送信キャリア信号）とインバータ７３からの出力信号（振幅の正負が反転されていない送信キャリア信号）は、接点ａにおいて重畳されるが、このときのインバータ７３の状態（イネーブルまたはディセーブル）によって、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調される。
【００３８】
インバータ７４からの出力信号（振幅の正負が反転された送信キャリア信号）とインバータ７５からの出力信号（振幅の正負が反転された送信キャリア信号）は、接点ｂにおいて重畳されるが、このときのインバータ７５の状態（イネーブルまたはディセーブル）によって、ＡＳＫ変調される。
【００３９】
接点ａおよび接点ｂにおいて重畳された信号は、それぞれループアンテナ３１に出力される。すなわち、ループアンテナ３１には、接点ａおよび接点ｂを介して、絶対値の等しい逆極性の電流（差動出力）がドライブ電流として出力される。ループアンテナ３１からは、その電流に応じた電磁波が放出される。
【００４０】
なお、このように差動出力によりループアンテナ３１を駆動するようにしたので、伝送路中におけるノイズの影響を抑制することができる。
【００４１】
受信データ取得部６４は、アンテナ駆動回路６１から供給された信号に基づいて、外部の非接触ＩＣカードから出力されたデータを取得し、それをＣＰＵ２０に出力する。
【００４２】
次に、ループアンテナ３１の構成について説明する。ループアンテナ３１には、ループコイル９１とコンデンサ９２から構成されるフィルタ８１が挿入されている。すなわちフィルタ８１により、ループアンテナ３１上に発生する高周波のうち、ループコイル９１とコンデンサ９２との間で共振する周波数の信号が除去される。
【００４３】
ループアンテナ３１の経路長Ｌが１８０ｍｍであり、ループアンテナ３１に、式（１）および式（２）に示したように、約８３０ＭＨｚの定在波が発生する場合、ループコイル９１のインダクタンスを１２ｎＨとし、コンデンサ９２の静電容量を３ｐＦとする。その結果、共振周波数は、式（３）に示すように、約８３０ＭＨｚとなるので、８３０ＭＨｚの定在波をカットすることができる。
【数３】
2004222120.tif 000005
【００４４】
このようにループアンテナ３１に、その経路長に応じた周波数の定在波を除去するフィルタ８１を設けたので、その高周波が輻射されなくなり、またそれが受信されなくなる。その結果、非接触ＩＣカード回路３２の各部の故障を防止したり、携帯電話機１０の受信性能を良好に保持することができる。
【００４５】
なお、以上においては、非接触ＩＣカード機能およびリーダライタ機能を有する携帯電話機１０を例として説明したが、非接触ＩＣカード単体またはリーダライタ単体のループアンテナについても本発明を適用することができる。
【００４６】
また、ループアンテナ３１の経路長が、例えば、１８０ｍｍである場合、正確には、８３０ＭＨｚの他、そのＮ（２，３，・・・）倍の周波数の定在波が発生するので、それらを除去できるフィルタをさらに設けることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、ループアンテナの経路長に応じた周波数の定在波を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の非接触ＩＣカードの構成例を示すブロック図である。
【図２】従来のリーダライタの構成例を示すブロック図である。
【図３】電波法の内容を示す図である。
【図４】本発明を適用した携帯電話機の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４の非接触ＩＣカード回路、リーダライタ回路、およびアンテナの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
３１  ループアンテナ，  ３２  非接触ＩＣカード回路，  ３３  リーダライタ回路，  ８１  フィルタ，  ９１  ループコイル，  ９２  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004222120.tif 000008
【図４】
2004222120.tif 000009
【図５】
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