(57)【要約】【課題】  線路間結合を利用した通信において、放射電力を抑える。【解決手段】  所定の間隔Mで並行に配置されているマイクロストリップ線路１０１Aおよび１０１Bは、マイクロストリップ線路１２１Aおよび１２１Bと距離Lで対向して近付けられている。差動ドライバは、送信データに対応するRF信号の差動信号を生成し、差動信号の一方をマイクロストリップ線路１０１Aに出力するとともに、差動信号の他方をマイクロストリップ線路１０１Bに出力する。この場合、線路間結合により差動信号がマイクロストリップ線路１２１Aおよび１２１Bを伝送する。本発明は、例えば、送信装置または受信装置に適用できる。【選択図】図３
2007049422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを送信する送信装置と前記データを受信する受信装置からなる通信システムにおいて、
前記送信装置は、
所定の間隔で平行に配置された、マイクロ波帯の信号を伝送させる第１および第２の伝送線路と、
前記データに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第１の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第２の伝送線路に出力する差動信号出力手段と
を備え、
前記受信装置は、
前記所定の間隔で平行に配置され、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路と、
前記第３および第４の伝送線路のそれぞれが、前記差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路と対向して近付けられたときに、線路間結合によって前記第３および第４の伝送線路に生じる前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する変換手段と
を備える
通信システム。
【請求項２】
第１および第２の伝送線路を有する受信装置にデータを送信する送信装置において、
所定の間隔で平行に配置された、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路と、
前記データに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第３の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第４の伝送線路に出力する差動信号出力手段と
を備え、
前記差動信号が伝送されている前記第３および第４の伝送線路それぞれと対向して近付けられた前記受信装置の前記第１および第２の伝送線路との間で生じる線路間結合により、前記データが前記受信装置に送信される
送信装置。
【請求項３】
前記第３および第４の伝送線路は、マイクロストリップラインである
請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記差動信号出力手段は、コイルである
請求項２に記載の送信装置。
【請求項５】
所定の間隔で平行に配置された、マイクロ波帯の信号を伝送させる第１および第２の伝送線路と、第３および第４の伝送線路を有する受信装置に送信するデータに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第１の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第２の伝送線路に出力する差動信号出力手段とを備える送信装置の送信方法において、
前記差動信号出力手段において、前記データに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第１の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第２の伝送線路に出力し、
前記第１または第２の伝送線路において、前記データに対応する前記信号の差動信号の一方または他方をそれぞれ伝送させる
ステップを含み、
前記差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路それぞれと対向して近付けられた前記受信装置の前記第３および第４の伝送線路との間で生じる線路間結合により、前記データが前記受信装置に送信される
送信方法。
【請求項６】
第１および第２の伝送線路を有する送信装置からのデータを受信する受信装置において、
所定の間隔で平行に配置され、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路と、
前記第３および第４の伝送線路のそれぞれが、前記データに対応する前記信号の差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路と対向して近付けられたときに、線路間結合によって前記第３および第４の伝送線路に生じる前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する変換手段と
を備える受信装置。
【請求項７】
前記第３および第４の伝送線路は、マイクロストリップラインである
請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記変換手段から出力された前記信号のレベルを検出するレベル検出手段をさらに備え、
前記変換手段は、さらに、前記レベル検出手段により検出された前記レベルに応じて、前記データに対応する前記信号のレベルを調整し、出力する
請求項６に記載の受信装置。
【請求項９】
第１および第２の伝送線路を有する送信装置からのデータを受信する受信装置であって、所定の間隔で平行に配置され、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路と、前記第３および第４の伝送線路のそれぞれが、前記データに対応する前記信号の差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路と対向して近付けられたときに、線路間結合によって前記第３および第４の伝送線路に生じる前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する変換手段とを備える受信装置の受信方法において、
前記第３または第４の伝送線路において、前記差動信号の一方または他方をそれぞれ伝送させ、
前記変換手段において、前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する
ステップを含む受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、送信装置および方法、並びに、受信装置および方法に関し、特に、線路間結合を用いた通信において、放射電力を抑えることができるようにする通信システム、送信装置および方法、並びに、受信装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データを送受信する通信システムには、コネクタなどの電気的接点部を介してデータをやりとりする接触型の通信システムと、電気的接点部を必要としない非接触型の通信システムがある。
【０００３】
接触型の通信システムでは、電気的接点部に異物（ゴミ、水分、油分など）が付着したり、電気的接点部の表面に酸化膜が形成されたりすることによって信号が正確に送受信することができなくなることがある。また、電気的接点部が露出している場合には、静電気による内部回路の破壊の可能性もある。そして、それらを防止するために、電気的接点部の形状を高精度に加工することなどが行われている。
【０００４】
これに対して、非接触型の通信システムは、電気的接点部を必要としないので、上述したような問題が発生しない。
【０００５】
非接触型の通信方法には、例えば、電磁界、静電容量、マイクロ波、レーザ（光）などを媒介として通信する方法がある。但し、これらのなかで数百Mbps以上、特に１Gbpsを超える高転送レートの通信が実現可能なのは、レーザかまたはマイクロ波を媒介とする通信となる。
【０００６】
レーザを媒介とする通信は、それに必要なデバイスが現在まだ高価であり、装置の小型化（薄型化）も難しいという問題がある。また、マイクロ波を媒介とする通信では、放射電力値を、各国の電波法で定められた値以内に抑えることに配慮する必要がある。
【０００７】
ところで、非接触で高転送レートの通信を実現する方法に、マイクロストリップラインを対向して線路間結合させる（以下、マイクロストリップラインの線路間結合という）ことにより通信する方法がある。
【０００８】
マイクロストリップラインの線路間結合による通信では、特許文献１で提案されているようなアンテナ（マイクロストリップアンテナ）を用いて電波（マイクロ波）を放射する場合と比べると、放射電力値は、はるかに小さいものの、何の対策も行わなければ、法令で定められた値以下に抑えることが難しい場合がある。なお、高転送レートで通信した場合のマイクロストリップラインの線路間結合により放射される電波（電磁波）の周波数帯域である３２２MHz乃至１０GHzの帯域において、日本では、放射電力値を３５μV以下に抑える必要がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−２９７６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、線路間結合を用いた通信において、放射電力を抑えることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の側面の通信システムは、データを送信する送信装置と前記データを受信する受信装置からなる通信システムにおいて、前記送信装置は、所定の間隔で平行に配置された、マイクロ波帯の信号を伝送させる第１および第２の伝送線路と、前記データに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第１の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第２の伝送線路に出力する差動信号出力手段とを備え、前記受信装置は、前記所定の間隔で平行に配置され、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路と、前記第３および第４の伝送線路のそれぞれが、前記差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路と対向して近付けられたときに、線路間結合によって前記第３および第４の伝送線路に生じる前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する変換手段とを備える。
【００１２】
本発明の第１の側面においては、データを送信する送信装置と前記データを受信する受信装置からなる通信システムの前記送信装置において、前記受信装置に送信するデータに対応するマイクロ波帯の信号の差動信号が生成され、前記差動信号の一方が第１の伝送線路に出力されるとともに、前記差動信号の他方が前記第２の伝送線路に出力される。また、前記受信装置において、前記差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路それぞれと対向して近付けられた前記受信装置の第３および第４の伝送線路との間で生じる線路間結合により、前記差動信号の一方または他方が、前記第３または第４の伝送線路でそれぞれ伝送され、前記差動信号が、前記データに対応する前記信号に変換されて、出力される。
【００１３】
本発明の第２の側面の送信装置は、第１および第２の伝送線路を有する受信装置にデータを送信する送信装置において、所定の間隔で平行に配置された、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路と、前記データに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第３の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第４の伝送線路に出力する差動信号出力手段とを備え、前記差動信号が伝送されている前記第３および第４の伝送線路それぞれと対向して近付けられた前記受信装置の前記第１および第２の伝送線路との間で生じる線路間結合により、前記データが前記受信装置に送信される。
【００１４】
前記第３および第４の伝送線路は、マイクロストリップラインとすることができる。
【００１５】
前記差動信号出力手段は、コイルとすることができる。
【００１６】
本発明の第２の側面の送信方法は、所定の間隔で平行に配置された、マイクロ波帯の信号を伝送させる第１および第２の伝送線路と、第３および第４の伝送線路を有する受信装置に送信するデータに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第１の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第２の伝送線路に出力する差動信号出力手段とを備える送信装置の送信方法において、前記差動信号出力手段において、前記データに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第１の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第２の伝送線路に出力し、前記第１または第２の伝送線路において、前記データに対応する前記信号の差動信号の一方または他方をそれぞれ伝送させるステップを含み、前記差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路それぞれと対向して近付けられた前記受信装置の第３および第４の伝送線路との間で生じる線路間結合により、前記データが前記受信装置に送信される。
【００１７】
本発明の第２の側面においては、受信装置に送信するデータに対応するマイクロ波帯の信号の差動信号が生成され、前記差動信号の一方が第１の伝送線路に出力されるとともに、前記差動信号の他方が前記第２の伝送線路に出力され、前記差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路それぞれと対向して近付けられた前記受信装置の第３および第４の伝送線路との間で生じる線路間結合により、前記データが前記受信装置に送信される。
【００１８】
本発明の第３の側面の受信装置は、第１および第２の伝送線路を有する送信装置からのデータを受信する受信装置において、所定の間隔で平行に配置され、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路と、前記第３および第４の伝送線路のそれぞれが、前記データに対応する前記信号の差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路と対向して近付けられたときに、線路間結合によって前記第３および第４の伝送線路に生じる前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する変換手段とを備える。
【００１９】
前記第３および第４の伝送線路は、マイクロストリップラインとすることができる。
【００２０】
前記変換手段から出力された前記信号のレベルを検出するレベル検出手段をさらに備え、前記変換手段には、さらに、前記レベル検出手段により検出された前記レベルに応じて、前記データに対応する前記信号のレベルを調整し、出力させることができる。
【００２１】
本発明の第３の側面の受信方法は、第１および第２の伝送線路を有する送信装置からのデータを受信する受信装置であって、所定の間隔で平行に配置され、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路と、前記第３および第４の伝送線路のそれぞれが、前記データに対応する前記信号の差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路と対向して近付けられたときに、線路間結合によって前記第３および第４の伝送線路に生じる前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する変換手段とを備える受信装置の受信方法において、前記第３または第４の伝送線路において、前記差動信号の一方または他方をそれぞれ伝送させ、前記変換手段において、前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力するステップを含む。
【００２２】
本発明の第３の側面においては、第１および第２の伝送線路を有する送信装置からのデータに対応するマイクロ波帯の信号の差動信号の一方または他方が、第３および第４の伝送線路において、それぞれ伝送され、前記差動信号が、前記データに対応する前記信号に変換されて、出力される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、線路間結合を用いて通信することができる。また、本発明によれば、放射電力を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、発明の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、発明の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の詳細な説明中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２５】
本発明の第１の側面の通信システムは、
データを送信する送信装置と前記データを受信する受信装置からなる通信システムにおいて、
前記送信装置（例えば、図１のRF送信部２１）は、
所定の間隔で平行に配置された、マイクロ波帯の信号を伝送させる第１および第２の伝送線路と、
前記データに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第１の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第２の伝送線路に出力する差動信号出力手段（例えば、図５の差動ドライバ１５２）と
を備え、
前記受信装置（例えば、図１のRF受信部３１）は、
前記所定の間隔で平行に配置され、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路（例えば、図３のマイクロストリップ線路１２１Aおよび１２１B）と、
前記第３および第４の伝送線路のそれぞれが、前記差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路と対向して近付けられたときに、線路間結合によって前記第３および第４の伝送線路に生じる前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する変換手段（例えば、図６のLNA１７２）と
を備える。
【００２６】
本発明の第２の側面の送信装置は、
第１および第２の伝送線路を有する受信装置にデータを送信する送信装置（例えば、図１のRF送信部２１）において、
所定の間隔で平行に配置された、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路（例えば、図３のマイクロストリップ線路１０１Aおよび１０１B）と、
前記データに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第３の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第４の伝送線路に出力する差動信号出力手段（例えば、図５の差動ドライバ１５２）と
を備え、
前記差動信号が伝送されている前記第３および第４の伝送線路それぞれと対向して近付けられた前記受信装置の前記第１および第２の伝送線路との間で生じる線路間結合により、前記データが前記受信装置に送信される。
【００２７】
本発明の第２の側面の送信方法は、
所定の間隔で平行に配置された、マイクロ波帯の信号を伝送させる第１および第２の伝送線路と、第３および第４の伝送線路を有する受信装置に送信するデータに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第１の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第２の伝送線路に出力する差動信号出力手段とを備える送信装置の送信方法において、
前記差動信号出力手段において、前記データに対応する前記信号の差動信号を生成し、前記差動信号の一方を前記第１の伝送線路に出力するとともに、前記差動信号の他方を前記第２の伝送線路に出力し（例えば、図８のステップＳ１４）、
前記第１または第２の伝送線路において、前記データに対応する前記信号の差動信号の一方または他方をそれぞれ伝送させる（例えば、図８のステップＳ１５）
ステップを含み、
前記差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路それぞれと対向して近付けられた前記受信装置の前記第３および第４の伝送線路との間で生じる線路間結合により、前記データが前記受信装置に送信される。
【００２８】
本発明の第３の側面の受信装置は、
第１および第２の伝送線路を有する送信装置からのデータを受信する受信装置（例えば、図１のRF受信部３１）において、
所定の間隔で平行に配置され、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路（例えば、図３のマイクロストリップ線路１２１Aおよび１２１B）と、
前記第３および第４の伝送線路のそれぞれが、前記データに対応する前記信号の差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路と対向して近付けられたときに、線路間結合によって前記第３および第４の伝送線路に生じる前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する変換手段（例えば、図６のLNA１７２）と
を備える。
【００２９】
この受信装置には、
前記変換手段から出力された前記信号のレベルを検出するレベル検出手段（例えば、図６のレベル検出回路３０３）をさらに備え、
前記変換手段は、さらに、前記レベル検出手段により検出された前記レベルに応じて、前記データに対応する前記信号のレベルを調整し、出力することができる。
【００３０】
本発明の第３の側面の受信方法は、
第１および第２の伝送線路を有する送信装置からのデータを受信する受信装置であって、所定の間隔で平行に配置され、マイクロ波帯の信号を伝送させる第３および第４の伝送線路と、前記第３および第４の伝送線路のそれぞれが、前記データに対応する前記信号の差動信号が伝送されている前記第１および第２の伝送線路と対向して近付けられたときに、線路間結合によって前記第３および第４の伝送線路に生じる前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する変換手段とを備える受信装置の受信方法において、
前記第３または第４の伝送線路において、前記差動信号の一方または他方をそれぞれ伝送させ（例えば、図８のステップＳ１６）、
前記変換手段において、前記差動信号を、前記データに対応する前記信号に変換して、出力する（例えば、図８のステップＳ１７）
ステップを含む。
【００３１】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００３２】
図１は、本発明を適用した通信システムの一実施の形態の構成例を示している。
【００３３】
図１の通信システムは、リーダライタ１１とIC（Integrated Circuit）カード１２とにより構成されている。
【００３４】
リーダライタ１１とICカード１２とは、非接触でデータのやりとりを行う。
【００３５】
即ち、リーダライタ１１のRF送信部２１は、データに対応するRF(Radio Frequency)信号をICカード１２のRF受信部３１に送信し、RF受信部２２は、ICカード１２のRF送信部３２から送信されてくるRF信号を受信し、データに変換して記憶する。
【００３６】
ICカード１２のRF受信部３１は、リーダライタ１１のRF送信部２１から送信されてくるRF信号を受信し、データに変換して記憶し、RF送信部３２は、データに対応するRF信号をリーダライタ１１のRF受信部２２に送信する。
【００３７】
ここで、リーダライタ１１のRF送信部２１とICカード１２のRF受信部３１とは、対向する通信面２１ａと通信面３１aのそれぞれに配設されているマイクロストリップ線路に生じる線路間結合（マイクロストリップラインの線路間結合）により、データの送受信を行う。RF受信部２２の通信面２２aとRF送信部３２の通信面３２aについても同様である。
【００３８】
なお、ICカード１２のRF送信部３２の構成は、リーダライタ１１のRF送信部２１の構成と同様であり、リーダライタ１１のRF受信部２２の構成は、ICカード１２のRF受信部３１の構成と同様であるので、以下では、リーダライタ１１のRF送信部２１とICカード１２のRF受信部３１によるデータの送受信について詳細に説明することとし、ICカード１２のRF送信部３２とリーダライタ１１のRF受信部２２によるデータの送受信についての説明は省略する。
【００３９】
初めに、図２を参照して、マイクロストリップラインの線路間結合について説明する。
【００４０】
マイクロストリップラインでは、グランドプレーン５１の上に誘電体５２が形成され、誘電体５２の上にマイクロストリップ線路５３が形成される。送受信されるデータに対応する、高周波のRF信号（マイクロ波帯の信号）は、マイクロストリップ線路５３上を伝送する。
【００４１】
グランドプレーン５１およびマイクロストリップ線路５３は、例えば、金や銅などの導体で構成され、誘電体５２は、例えば、FR４などのガラスエポキシ材などで構成される。
【００４２】
マイクロストリップラインの線路間結合では、図２に示すように、送信側（例えば、下側）のマイクロストリップ線路５３と、受信側（例えば、上側）のマイクロストリップ線路５３とが対向して近付けられる。ここで、図２Aは、マイクロストリップラインを、マイクロストリップ線路５３のRF信号が流れる方向と同一方向から見た図（正面図）であり、図２Bは、マイクロストリップラインを、RF信号が流れる方向と水平かつ垂直な方向から見た図（側面図）である。
【００４３】
図２に示すように、マイクロストリップ線路５３が対向して近付けられ、一方のマイクロストリップ線路５３にRF信号が伝送された場合、他方のマイクロストリップ線路５３との間で線路間結合が生じ、マイクロストリップラインは、方向性結合器を構成する。
【００４４】
図３は、RF送信部２１の通信面２１aとRF受信部３１の通信面３１aの詳細な構成例を示す斜視図である。
【００４５】
リーダライタ１１の通信面２１aにおいては、対向するICカード１２の通信面３１aにより近い側から、マイクロストリップ線路１０１Aおよび１０１B（以下、単に線路１０１Aまたは１０１Bと称する）、誘電体１０２、およびグランドプレーン１０３が形成されている。線路１０１Aおよび１０１Bは、誘電体１０２上で、所定の間隔M（例えば、数mm）だけ離れて平行に配置されている。
【００４６】
線路１０１Aの一端には、グランドプレーン１０３を挟んで反対側（図面下方向）に設けられている送信回路（不図示）からのRF信号を線路１０１Aに入力させるポート１１１Aが接続され、ポート１１１Aが接続されている一端と反対側の線路１０１Aの他端には、ポート１１２Aが接続されている。ポート１１２Aは、抵抗（終端抵抗）１１３Aを介してグランドプレーン１０３と接続されている。
【００４７】
線路１０１Bも同様に、線路１０１Bの一端には、グランドプレーン１０３を挟んで反対側の送信回路からのRF信号を線路１０１Bに入力させるポート１１１Bが接続され、ポート１１１Bが接続されている一端と反対側の線路１０１Bの他端には、ポート１１２Bが接続されている。ポート１１２Bは、抵抗（終端抵抗）１１３Bを介してグランドプレーン１０３と接続されている。
【００４８】
また、線路１０１Aと１０１Bとの間隔M（後述する線路１２１Aと１２１Bとの間隔も同様）は、クロストークが問題にならない範囲の最も短い距離に設定される。
【００４９】
ICカード１２の通信面３１aも、基本的には、リーダライタ１１の通信面２１aと同様に構成されている。
【００５０】
即ち、ICカード１２の通信面３１ａにおいては、リーダライタ１１の通信面２１aにより近い側から、マイクロストリップ線路１２１Aおよび１２１B（以下、単に線路１２１Aまたは１２１Bと称する）、誘電体１２２、およびグランドプレーン１２３が形成されている。線路１２１Aおよび１２１Bは、誘電体１２２上で、所定の間隔M（例えば、数mm）だけ離れて平行に配置されている。
【００５１】
線路１２１Aの一端には、線路間結合により生じたRF信号を、グランドプレーン１２３を挟んで反対側（図面上方向）に設けられている受信回路（不図示）に出力させるポート１３１Aが接続され、ポート１３１Aが接続されている一端と反対側の線路１３１Aの他端には、ポート１３２Aが接続されている。ポート１３２Aは、抵抗（終端抵抗）１３３Aを介してグランドプレーン１２３と接続されている。
【００５２】
線路１２１Bも同様に、線路１２１Bの一端には、線路間結合により生じたRF信号を、グランドプレーン１２３を挟んで反対側の受信回路に出力させるポート１３１Bが接続され、ポート１３１Bが接続されている一端と反対側の線路１２１Bの他端には、ポート１３２Bが接続されている。ポート１３２Bは、抵抗（終端抵抗）１３３Bを介してグランドプレーン１２３と接続されている。
【００５３】
RF送信部２１とRF受信部３１がデータを送受信する場合、RF送信部２１の線路１０１Aおよび１０１Bと、RF受信部３１の線路１２１Aおよび１２１Bとが、図３に示すように、距離L（例えば、数mm）となるように近付けられる。
【００５４】
次に、図４を参照して、リーダライタ１１のRF送信部２１と、ICカード１２のRF受信部３１とによるデータの送受信処理の概要を説明する。なお、図４において、図３と対応する部分については同一の符号を付してある。また、図４では、理解を容易にするため、各通信面２１aまたは３１a内の２本の線路のうちの１本だけを図示している。即ち、図４のRF送信部２１においては、線路１０１Aおよび１０１Bのうちの線路１０１Bの図示が省略され、図４のRF受信部３１においては、線路１２１Aおよび１２１Bのうちの線路１２１Bの図示が省略されている。
【００５５】
RF送信部２１の送信回路１５１は、送信データに対応する高周波のRF信号を差動ドライバ１５２に出力する。差動ドライバ１５２は、入力されたRF信号から、その差動信号を生成し、差動信号の一方を線路１０１A側のアッテネータ１５３Aに出力する。また、差動ドライバ１５２は、（図中、点線で示されている）差動信号の他方を、線路１０１B側のアッテネータ（図５のアッテネータ１５３B）に出力する。
【００５６】
アッテネータ１５３Aは、入力されたRF信号を増幅または減衰させ、RF信号のレベルを最適なレベルに調整する。アッテネータ１５３Aから出力されたRF信号は、抵抗１５４Aを介して、ポート１１１Aから線路１０１Aに入力される。なお、抵抗１５４Aおよび抵抗１１３Aは、RF信号の反射を抑制するための抵抗である。
【００５７】
RF信号が線路１０１A上を伝送すると、距離Lで近付けられているRF受信部３１の線路１２１Aとの間で線路間結合が生じ、線路１２１AにおいてRF信号が受信される。
【００５８】
線路１２１Aで受信されたRF信号は、ポート１３１Aから出力され、LNA（Low Noise Amp）１７２に入力される。なお、抵抗１７１Aと１３３Aは、上述した抵抗１５４Aおよび抵抗１１３Aと同様に、RF信号の反射を抑制するための抵抗である。
【００５９】
LNA１７２には、線路１２１Aで受信されたRF信号とともに、（点線で示されている）線路１２１Bで受信されたRF信号も入力される。なお、線路１２１Aで受信されたRF信号と、線路１２１Bで受信されたRF信号の位相は、反転している。
【００６０】
LNA１７２は、２つの入力信号（位相が１８０度シフトしている２つのRF信号）を、シングルエンドのRF信号に変換し、受信回路１７３に出力する。受信回路１７３は、LNA１７２から入力されたRF信号をデータに変換し、記憶する。
【００６１】
図５は、送信回路１５１の詳細な構成を含むRF送信部２１の構成例を示している。
【００６２】
CPU（Central Processing Unit）２０１は、データコントローラ２０３にデータの送信を指令する。データコントローラ２０３は、CPU２０１からの指令に基づいて、メモリ２０２に記憶されている所定のデータ（送信データ）を、例えば、１２５メガバイト／秒（以下、M Byte/secと称する）で読み出し、P/S変換回路２０４に供給する。
【００６３】
P/S(Parallel to Serial)変換回路２０４は、パラレルデータとして供給される送信データをシリアルデータに変換し、LPF２０５に供給する。P/S変換回路２０４には、上述したように１２５メガバイト／秒で送信データが入力されるので、シリアルデータに変換された送信データは、１ギガビット／秒（以下、Gbpsと称する）で出力される。
【００６４】
LPF（Low Pass Filter）２０５は、P/S変換回路２０４からの送信データの高周波成分を除去し、ミキサ２０６に出力する。ミキサ２０６は、LPF２０５からの信号と、PLL回路２０８からの信号を乗算する。これにより、LPF２０５からの送信データがBPSK（Binary Phase Shift Keying）変調される。
【００６５】
水晶発振器２０７は、所定の周波数（発振周波数）の信号を生成し、PLL回路２０８に供給する。PLL回路２０８は、水晶発振器２０７からの発振周波数の信号に基づいて、例えば、４GHzの信号（搬送波）をミキサ２０６に出力する。
【００６６】
ミキサ２０６によってBPSK変調された送信データのRF信号は、差動ドライバ１５２に供給される。差動ドライバ１５２は、入力された送信データのRF信号から、その差動信号を生成し、差動信号の一方を線路１０１A側のアッテネータ１５３Aに出力するとともに、差動信号の他方を線路１０１B側のアッテネータ１５３Bに出力する。
【００６７】
アッテネータ１５３Aでレベル調整されたRF信号が、抵抗１５４Aを介して線路１０１Aに供給され、線路１０１A上を伝送する。同様に、アッテネータ１５３Bでレベル調整されたRF信号が、抵抗１５４Bを介して線路１０１Bに供給され、線路１０１B上を伝送する。
【００６８】
以上のように構成されるRF送信部２１では、メモリ２０２から読み出されたデータに対応する差動信号が線路１０１Aまたは１０１Bを伝送する。
【００６９】
図６は、受信回路１７３の詳細な構成を含むRF受信部３１の構成例を示している。
【００７０】
線路間結合により線路１２１Aで受信されたRF信号は、LNA１７２に入力される。また、線路１２１Aで受信されたRF信号と逆位相となっているRF信号が、線路１２１Bで受信され、LNA１７２に入力される。
【００７１】
LNA１７２は、位相が互いに逆位相となっている、線路１２１Aおよび線路１２１BからのRF信号（差動信号）をシングルエンドの信号に変換し、受信回路１７３のミキサ３０１およびPLL回路３１０に供給する。ここで変換されたシングルエンドのRF信号は、RF送信部２１からの送信データを受信した受信データの信号である。
【００７２】
また、LNA１７２は、レベル検出回路３０３から供給される検出信号に基づいて、ミキサ３０１およびPLL回路３１０に供給するRF信号のレベルを調整する（増幅または減衰させる）。即ち、LNA１７２は、RF信号のAGC（Auto Gain Control）の機能を有する。
【００７３】
ミキサ３０１は、LNA１７２からの受信データに対応するRF信号と、PLL回路３１０からの信号を乗算する。これにより、受信データがBPSK復調される。ミキサ３０１は、BPSK復調後のRF信号をLPF３０２に供給し、LPF３０２は、BPSK復調後のRF信号の高周波成分を除去し、レベル検出回路３０３およびコンパレータ３０４に供給する。
【００７４】
レベル検出回路３０３は、LPF３０２から供給されるRF信号のレベルを検出し、その検出結果をLNA１７２に供給する。コンパレータ３０４は、LPF３０２からのRF信号が所定の基準値に対して高いか低いかを判定し（比較し）、その判定結果に応じて、例えば、基準値より高い場合はHigh、および、基準値より低い場合はLowとするなどと波形整形した受信データのデジタル信号をフリップフロップ３０５に出力する。
【００７５】
DFF（Delayed Flip-Flop）３０５は、分周回路３１１から供給される１GHzのクロック信号（CLK）の立ち上がり（または立ち下がり）のタイミングにおける、コンパレータ３０４からのデジタル信号の値（D）をS/P変換回路３０６に出力する。
【００７６】
S/P(Serial to Parallel)変換回路３０６は、シリアルデータとしてDFF３０５から供給されるデジタル信号の受信データをパラレルデータに変換し、データコントローラ３０７に供給する。ここで、S/P変換回路３０６は、分周回路３１１から供給される１GHzのクロック信号に基づいて、DFF３０５から供給される受信データをレジスタに読み込み、分周回路３１２から供給される１２５MHzのクロック信号に基づいて、パラレルデータとしての受信データをデータコントローラ３０７に供給する。従って、S/P変換回路３０６は、受信データを１２５M Byte/secで出力する。
【００７７】
データコントローラ３０７は、CPU３０８からの指令に基づいて、S/P変換回路３０６から供給される受信データをメモリ３０９に書き込む（記憶させる）。ここで、データコントローラ３０７は、分周回路３１２から供給される１２５MHzのクロック信号に基づいて、受信データをメモリ３０９に書き込む。
【００７８】
CPU３０８は、データコントローラ３０７にデータの受信を指令する。メモリ３０９は、データコントローラ３０７から供給される受信データを記憶する。
【００７９】
PLL回路３１０は、LNA１７２からのRF信号に基づいて、４GHzのクロック信号（搬送波）を生成し、ミキサ３０１および分周回路３１１に供給する。分周回路３１１は、PLL回路３１０からの４GHzのクロック信号を１／４の周波数に分周し、その結果得られる１GHzのクロック信号を、DFF３０５、S/P変換回路３０６、および分周回路３１２に供給する。分周回路３１２は、分周回路３１１からの１GHzのクロック信号を１／８の周波数に分周し、その結果得られる１２５MHzのクロック信号をS/P変換回路３０６およびデータコントローラ３０７に供給する。
【００８０】
以上のように構成されるRF受信部３１では、線路間結合により受信された差動信号から受信データが復調され、メモリ３０９に記憶される。
【００８１】
なお、図７に示すように、線路１２１Aおよび１２１BとLNA１７２との間にコイル３５１を挿入することにより、マイクロストリップラインのインピーダンスを所望の値に変換することができる。
【００８２】
以上のように構成されるリーダライタ１１のRF送信部２１と、ICカード１２のRF受信部３１との間でデータを送受信する場合の送受信処理を、図８のフローチャートに従って説明する。なお、図８では、リーダライタ１１とICカード１２とが送受信可能な距離Lで近付けられている状態であるとする。
【００８３】
初めに、ステップＳ１１において、データコントローラ２０３は、メモリ２０２に記憶されている所定のデータ（送信データ）を、例えば、１２５M Byte/secで読み出し、P/S変換回路２０４に供給する。
【００８４】
ステップＳ１２において、P/S変換回路２０４は、パラレルデータとして供給される送信データをシリアルデータに変換し、LPF２０５に供給する。
【００８５】
ステップＳ１３において、ＬＰＦ２０５は、LPF２０５からの信号とPLL回路２０８からの信号を乗算することにより、LPF２０５からの送信データをBPSK変調する。
【００８６】
ステップＳ１４において、差動ドライバ１５２は、入力される送信データのRF信号から、その差動信号を生成し、差動信号の一方を線路１０１A側のアッテネータ１５３Aに出力し、差動信号の他方を線路１０１B側のアッテネータ１５３Bに出力する。
【００８７】
ステップＳ１５において、線路１０１Aまたは１０１Bは、アッテネータ１５３Aまたは１５３Bからそれぞれ入力される差動信号を伝送させる。
【００８８】
ステップＳ１６において、ICカード１２の線路１２１Aまたは１２１Bは、リーダライタ１１の線路１０１Aまたは１０１Bそれぞれとの間で線路間結合により生じた差動信号を伝送させる。
【００８９】
ステップＳ１７において、LNA１７２は、受信データに対応する、線路１２１Aおよび線路１２１Bからの差動信号（RF信号）をシングルエンドの信号に変換し、受信回路１７３のミキサ３０１およびPLL回路３１０に供給する。また、ステップＳ１７において、PLL回路３１０は、LNA１７２からのRF信号に基づいて、４GHzのクロック信号（搬送波）を生成し、ミキサ３０１および分周回路３１１に供給する。
【００９０】
ステップＳ１８において、ミキサ３０１は、LNA１７２からの受信データに対応するRF信号とPLL回路３１０からの信号を乗算することにより、受信データをBPSK復調する。
【００９１】
また、ステップＳ１８において、分周回路３１１は、PLL回路３１０からのクロック信号を１／４の周波数に分周して得られる１GHzのクロック信号を、DFF３０５、S/P変換回路３０６、および分周回路３１２に供給し、分周回路３１２は、分周回路３１１からのクロック信号を１／８の周波数に分周して得られる１２５MHzのクロック信号をS/P変換回路３０６およびデータコントローラ３０７に供給する。
【００９２】
ステップＳ１９において、S/P変換回路３０６は、シリアルデータとしてDFF３０５から供給される受信データをパラレルデータに変換し、データコントローラ３０７に供給する。
【００９３】
ステップＳ２０において、データコントローラ３０７は、S/P変換回路３０６から供給される受信データをメモリ３０９に書き込んで、処理を終了する。
【００９４】
以上のように、ＲＦ送信部２１とＲＦ受信部３１とは、非接触で、１Gbpsの高転送レートで、データを送受信することができる。また、電気的接点部を有していないので、電気的接点部が腐食するなどして、信号を正確に送受信することができなくなるなどの心配がない。
【００９５】
さらに、図３で示したように、マイクロストリップラインの線路間結合を利用しているため、簡単な構造で信号（データ）を伝送することができ、製造コストも安価に抑えることができる。
【００９６】
また、所定の間隔Mで平行に配置された線路１０１Aおよび１０１Bには、位相が互いに逆位相となっている差動信号を伝送させることにより、遠方での電磁界を打ち消すことが可能となり、ＲＦ送信部２１とＲＦ受信部３１のデータの送受信による放射電力を、電波法などで規定されている所定の範囲内に抑えることができる。
【００９７】
図９は、リーダライタ１１のRF送信部２１のその他の構成例を示している。なお、図５と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明を省略する。
【００９８】
即ち、図９のRF送信部２１においては、図５の差動ドライバ１５２に代えて、ドライバ４０１およびコイル４０２が設けられている他は、図５と同様に構成されている。
【００９９】
図５に示した実施の形態では、送信回路１５１に差動ドライバ１５２が接続され、差動ドライバ１５２が差動信号を生成するようにしたが、図９に示す実施の形態は、送信回路１５１にシングルエンドの出力を行うドライバ４０１が予め接続されている場合に、そこから差動信号を生成することができる構成例を示している。
【０１００】
即ち、図９では、送信回路１５１からの出力がドライバ４０１に入力され、送信データに対応するシングルエンドの信号が、ドライバ４０１から出力される。そして、ドライバ４０１の後段には、コイル４０２が接続されている。コイル４０２は、ドライバ４０１が出力する信号から差動信号を生成し、その一方をアッテネータ１５３Aに出力するとともに、他方をアッテネータ１５３Bに出力する。
【０１０１】
上述した例では、平行に配置させた２本のマイクロストリップ線路を送信側と受信側で対向させ、線路間結合によりデータを送受信する例について説明したが、伝送線路としては、マイクロストリップ線路に限定されず、図１０Aに示すコプレナー線路、図１０Bに示すスロット線路、図１０Cに示す並行線路などのその他の伝送線路を採用することが可能である。
【０１０２】
また、上述した例では、非接触でデータの送受信を行う装置として、ICカード１２の例を説明したが、本発明は、ICカード以外の、例えば、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)、デジタルカメラ、フラッシュメモリやハードディスクを有する携帯型のデジタルオーディオプレーヤなどのポータブルデバイスなどにも採用することができる。
【０１０３】
本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１０４】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０１０５】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明を適用した通信システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】マイクロストリップラインの線路間結合について説明する図である。
【図３】通信面２１aと通信面３１aの詳細な構成例を示す斜視図である。
【図４】データの送受信処理の概要を説明する図である。
【図５】RF送信部２１の構成例を示す図である。
【図６】RF受信部３１の構成例を示す図である。
【図７】RF受信部３１のその他の構成例を示す図である。
【図８】送受信処理を説明するフローチャートである。
【図９】RF送信部２１のその他の構成例を示す図である。
【図１０】本発明を適用可能なその他の線路を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１１  リーダライタ，  １２  ICカード，  ２１  RF送信部，  ２２  RF受信部，  ３１  RF受信部，  ３２  RF送信部，  １０１A，１０１B  マイクロストリップ線路，  １０２  誘電体，  １０３  グランドプレーン，  １２１A，１２１B  マイクロストリップ線路，  １２２  誘電体，  １２３  グランドプレーン，  １５２  差動ドライバ，  １７２  LNA（Low Noise Amp），  ３０３  レベル検出回路，  ３５１  コイル，  ４０１  ドライバ，  ４０２  コイル
【図１】
2007049422.tif 000003
【図２】
2007049422.tif 000004
【図３】
2007049422.tif 000005
【図４】
2007049422.tif 000006
【図５】
2007049422.tif 000007
【図６】
2007049422.tif 000008
【図７】
2007049422.tif 000009
【図８】
2007049422.tif 000010
【図９】
2007049422.tif 000011
【図１０】
2007049422.tif 000012