JP6699492B2 - Wireless communication device - Google Patents

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Description

本発明は無線通信装置に関し、より詳しくは、非接触ICカードや非接触ICチップなどと無線通信を行う無線通信装置に関する。   The present invention relates to a wireless communication device, and more particularly to a wireless communication device that wirelessly communicates with a non-contact IC card, a non-contact IC chip, or the like.

非接触ICカードや非接触ICチップなどと無線通信を行うリーダライタ装置などの無線通信装置はアンテナコイルとコンデンサとで構成される共振回路を用いて無線通信を行う。   A wireless communication device such as a reader/writer device that wirelessly communicates with a non-contact IC card or a non-contact IC chip performs wireless communication using a resonance circuit including an antenna coil and a capacitor.

このような、アンテナコイルとコンデンサとで構成される共振回路を用いて通信を行う無線通信装置においては、出荷時にそのアンテナについて最適な調整(例えば、アンテナの共振周波数を13.56MHzに調整)が実施される。このとき、アンテナ近辺には非接触ICカードや別のアンテナなどが無く、調整対象のアンテナに対して特性が変化していない環境・状態(以下、無負荷状態と言う)を条件としている。   In such a wireless communication device that performs communication using a resonance circuit composed of an antenna coil and a capacitor, the optimum adjustment (for example, the resonance frequency of the antenna is adjusted to 13.56 MHz) for the antenna at the time of shipment. Be implemented. At this time, there is no contactless IC card or another antenna in the vicinity of the antenna, and the environment/state (hereinafter referred to as a no-load state) in which the characteristics of the antenna to be adjusted is not changed is set as a condition.

しかし、無線通信装置の設置後、アンテナコイルのインダクタンスに温度変化や経時変化が生じることがある。アンテナコイルのインダクタンスが変化すると、共振回路の共振周波数が変化し、無線通信装置の通信性能が劣化する。   However, after the installation of the wireless communication device, the inductance of the antenna coil may change with temperature or with time. When the inductance of the antenna coil changes, the resonance frequency of the resonance circuit changes, and the communication performance of the wireless communication device deteriorates.

このような問題に対処した無線通信装置として、アンテナコイルとコンデンサとで構成される共振回路を用いて通信を行う無線通信装置であって、アンテナコイルと、前記アンテナコイルと共振回路を形成するコンデンサと、前記アンテナコイルのインダクタンスを検出するインダクタンス検出部と、前記インダクタンス検出部での検出結果に基づいて、コンデンサのキャパシタンスを変化させることで、前記共振回路の共振周波数を補正する共振周波数補正部とを備える無線通信装置がある(特許文献1)。   As a wireless communication device that copes with such a problem, there is provided a wireless communication device that performs communication using a resonance circuit including an antenna coil and a capacitor, the antenna coil and a capacitor forming the resonance circuit with the antenna coil. An inductance detection unit that detects the inductance of the antenna coil; and a resonance frequency correction unit that corrects the resonance frequency of the resonance circuit by changing the capacitance of the capacitor based on the detection result of the inductance detection unit. There is a wireless communication device provided with (Patent Document 1).

特開2012−114822号公報JP2012-114822A

しかしながら、特許文献1に記載された無線通信装置では、共振周波数のみ調整し、インピーダンスを調整していないため、以下の問題がある。即ち、無線通信装置に非接触ICカードや非接触ICチップなどの負荷となる物体が接近すると、互いのアンテナコイルが電磁的に結合することで、無線通信装置のアンテナの入力側(無線周波増幅部の出力側)から見たインピーダンスが無負荷状態での最適な調整による整合状態からずれた不整合状態となる。   However, the wireless communication device described in Patent Document 1 has the following problems because it adjusts only the resonance frequency and not the impedance. That is, when a load object such as a non-contact IC card or a non-contact IC chip approaches the wireless communication device, the antenna coils of the wireless communication devices are electromagnetically coupled to each other, so that the input side of the antenna of the wireless communication device (radio frequency amplification). The impedance seen from the output side of the section becomes a mismatched state that deviates from the matched state by the optimum adjustment in the no-load state.

不整合状態になると、無線通信装置の消費電流が変化し、消費電流の増加による温度上昇を招くおそれがある。また、共振周波数が変化し、通信性能が低下する。なお、非接触ICカードなどの通信相手機器だけでなく、無線通信装置の近辺に存在する金属物体も使用時の不整合状態をもたらす負荷となる。   In the mismatched state, the current consumption of the wireless communication device changes, which may lead to an increase in temperature due to an increase in the current consumption. In addition, the resonance frequency changes and the communication performance deteriorates. Not only the communication partner device such as a non-contact IC card, but also a metal object existing in the vicinity of the wireless communication device becomes a load that causes an inconsistent state during use.

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、アンテナコイルとコンデンサとで構成される共振回路を用いて無線通信を行う無線通信装置において、装置の使用時に負荷に起因する不整合状態を補正することである。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is a wireless communication device that performs wireless communication using a resonance circuit configured of an antenna coil and a capacitor, and a load when the device is used. It is to correct the inconsistent state caused by.

本発明は、アンテナコイルとコンデンサとで構成される共振回路からなるアンテナ部と、搬送波を変調する変調部と、前記変調部の出力を増幅する無線周波増幅部と、前記無線周波増幅部と前記アンテナ部とのマッチングを行う整合回路部と、無負荷状態での前記無線周波増幅部の出力の位相及び強度である無負荷時位相及び無負荷時強度を表す情報を記憶する無負荷時情報記憶手段と、使用時の前記無線周波増幅部の位相及び強度である使用時位相及び使用時強度を検出する使用時情報検出手段と、前記使用時位相、前記使用時強度が、それぞれ前記無負荷時位相、無負荷時強度と等しくなるように、前記共振回路の共振周波数、前記整合回路部のインピーダンスを調整する調整手段と、を有する無線通信装置である。   The present invention relates to an antenna section including a resonance circuit including an antenna coil and a capacitor, a modulation section for modulating a carrier wave, a radio frequency amplification section for amplifying an output of the modulation section, the radio frequency amplification section, and the A matching circuit unit for matching with the antenna unit, and a no-load information storage that stores information indicating a no-load phase and a no-load intensity that are the phase and intensity of the output of the radio frequency amplification unit in the no-load state Means, a in-use information detecting means for detecting an in-use phase and an in-use intensity which are phases and intensities of the radio frequency amplification section in use, and the in-use phase and the in-use intensity are respectively when the no load is present. A wireless communication device comprising: a resonance frequency of the resonance circuit and an adjusting unit for adjusting the impedance of the matching circuit unit so as to be equal to the phase and the strength under no load.

本発明によれば、アンテナコイルとコンデンサとで構成される共振回路を用いて無線通信を行う無線通信装置において、装置の使用時に負荷に起因する不整合状態を補正することができる。   According to the present invention, in a wireless communication device that performs wireless communication using a resonance circuit including an antenna coil and a capacitor, it is possible to correct a mismatched state caused by a load when the device is used.

本発明の実施形態に係る無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the radio|wireless communication apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1における制御部及び送受信部の要部のブロック図である。2 is a block diagram of main parts of a control unit and a transmission/reception unit in FIG. 1. FIG. 図2における整合回路部の回路構成の一例及びアンテナ部の等価回路を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a matching circuit unit in FIG. 2 and an equivalent circuit of an antenna unit. 本発明の実施形態に係る無線通信装置における製品使用時の不整合状態を補正する手順の一例を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing an example of a procedure for correcting a mismatched state when using a product in the wireless communication device according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
〈無線通信装置の概略構成〉
図1は、本発明の実施形態に係る無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。この無線通信装置は、非接触ICカードや非接触ICチップなどと無線通信を行うリーダライタ装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Schematic configuration of wireless communication device>
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention. This wireless communication device is a reader/writer device that wirelessly communicates with a non-contact IC card or a non-contact IC chip.

図示のように、このリーダライタ装置1は、制御部2、送受信部3、及びアンテナ部4を備えている。   As illustrated, the reader/writer device 1 includes a control unit 2, a transmission/reception unit 3, and an antenna unit 4.

制御部2は、CPU及び記憶装置を備えている。CPUは、記憶装置に記憶されているプログラムを実行することにより、処理を実行することに加え、リーダライタ装置1全体の動作を制御する。記憶装置は、ROM、RAM、フラッシュメモリ等の公知の記憶装置の単独又は組み合わせからなる。   The control unit 2 includes a CPU and a storage device. The CPU controls the overall operation of the reader/writer device 1 in addition to executing the processing by executing the program stored in the storage device. The storage device is composed of a known storage device such as a ROM, a RAM, or a flash memory, either alone or in combination.

送受信部3は、非接触ICカードなどと通信する際、所定の周波数(例.13.56MHz)の搬送波を制御部2で生成されるベースバンドデータにより変調し、増幅し、アンテナ部4へ送出する。また、送受信部3は、アンテナ部4で受信された非接触ICカードなどからの無線周波信号中のデータを復調して、制御部2へ送る。アンテナ部4は、アンテナコイルとコンデンサとで構成される共振回路を構成しており、共振周波数が搬送波の周波数と一致するように、アンテナコイルのインダクタンス、及びコンデンサのキャパシタンスが設定されている。   When communicating with a non-contact IC card or the like, the transmitting/receiving unit 3 modulates a carrier wave of a predetermined frequency (eg, 13.56 MHz) with the baseband data generated by the control unit 2, amplifies it, and sends it to the antenna unit 4. To do. Further, the transmission/reception unit 3 demodulates the data in the radio frequency signal received by the antenna unit 4 from the non-contact IC card or the like, and sends it to the control unit 2. The antenna unit 4 constitutes a resonance circuit including an antenna coil and a capacitor, and the inductance of the antenna coil and the capacitance of the capacitor are set so that the resonance frequency matches the frequency of the carrier wave.

このリーダライタ装置1は、装置の不整合状態を検出すると、共振回路の共振周波数及び/又は整合回路部のインピーダンスを調整することで、不整合状態を補正する機能を備えている。この機能の詳細については後述する。   When the reader/writer device 1 detects a mismatched state of the device, the reader/writer device 1 has a function of correcting the mismatched state by adjusting the resonance frequency of the resonance circuit and/or the impedance of the matching circuit section. Details of this function will be described later.

〈制御部及び送受信部の要部〉
図2は、図1における制御部2及び送受信部3の要部のブロック図である。このブロック図は、前述した不整合状態を補正する機能を実行する際に動作する部分である。
<Main parts of control unit and transmission/reception unit>
FIG. 2 is a block diagram of essential parts of the control unit 2 and the transmission/reception unit 3 in FIG. This block diagram is a portion that operates when executing the above-described function of correcting the mismatched state.

図示のように、制御部2は、第1乃至第3のバンドパスフィルタ21乃至23、及び判断・処理部24を備えている。また、送受信部3は、変調部31、無線周波増幅部32、ローパスフィルタ33、整合回路部34、及び第1乃至第3の発振部35乃至37を備えている。   As illustrated, the control unit 2 includes first to third bandpass filters 21 to 23 and a determination/processing unit 24. The transmitter/receiver 3 also includes a modulator 31, a radio frequency amplifier 32, a low-pass filter 33, a matching circuit 34, and first to third oscillators 35 to 37.

第1の発振部35は搬送波となる所定の周波数(例.13.56MHz)の正弦波を発生する。第2の発振部36、第3の発振部37は、それぞれ搬送波の2倍の周波数、3倍の周波数の正弦波を発生する。   The first oscillating unit 35 generates a sine wave having a predetermined frequency (eg, 13.56 MHz) as a carrier wave. The second oscillating unit 36 and the third oscillating unit 37 generate a sine wave having a frequency twice the carrier wave and a frequency three times the carrier wave, respectively.

変調部31は、第1の発振部35から出力される搬送波をデータにより変調して変調波とし、無線周波増幅部32へ送出する。無線周波増幅部32は、変調波を増幅し、ローパスフィルタ33へ送出する。ローパスフィルタ33は、無線周波増幅部32の出力から高調波成分などを除去する。ローパスフィルタ33の出力は、整合回路部34を通り、アンテナ部4から送信される。   The modulator 31 modulates the carrier wave output from the first oscillator 35 with data to generate a modulated wave, and sends the modulated wave to the radio frequency amplifier 32. The radio frequency amplifier 32 amplifies the modulated wave and sends it to the low pass filter 33. The low-pass filter 33 removes harmonic components and the like from the output of the radio frequency amplification unit 32. The output of the low-pass filter 33 passes through the matching circuit unit 34 and is transmitted from the antenna unit 4.

整合回路部34は、アンテナ部4とのインピーダンスマッチングを取るための回路である。アンテナ部4は、アンテナコイル及びコンデンサからなる共振回路を構成しており、非接触ICカードや非接触ICチップなどのアンテナコイルとの間で電磁誘導を利用した無線通信を行う。   The matching circuit unit 34 is a circuit for impedance matching with the antenna unit 4. The antenna unit 4 constitutes a resonance circuit including an antenna coil and a capacitor, and performs wireless communication using electromagnetic induction with an antenna coil such as a non-contact IC card or a non-contact IC chip.

図3に整合回路部34の回路構成の一例、及びアンテナ部4の等価回路を示す。ここでは、整合回路部34は、ローパスフィルタ33とアンテナ部4との間に直列接続された可変容量コンデンサからなる。また、アンテナ部4は、アンテナコイル、可変容量コンデンサ、及び抵抗成分の並列回路からなる。これらの可変容量コンデンサのキャパシタンスは制御部2内の判断・処理部24からの制御電圧により変化させることができ、そのキャパシタンスの調整により、整合回路部34のインピーダンス、アンテナ部4の共振周波数を調整することができる。   FIG. 3 shows an example of the circuit configuration of the matching circuit section 34 and an equivalent circuit of the antenna section 4. Here, the matching circuit unit 34 is composed of a variable capacitor connected in series between the low-pass filter 33 and the antenna unit 4. In addition, the antenna unit 4 includes an antenna coil, a variable capacitor, and a parallel circuit of resistance components. The capacitance of these variable capacitors can be changed by a control voltage from the judgment/processing unit 24 in the control unit 2, and the impedance of the matching circuit unit 34 and the resonance frequency of the antenna unit 4 are adjusted by adjusting the capacitance. can do.

第1のバンドパスフィルタ21、第2のバンドパスフィルタ22、第3のバンドパスフィルタ23は、それぞれ無線周波増幅部32の出力から、搬送波の周波数(以下、基本波)、搬送波の2倍の周波数(以下、2倍波)、搬送波の3倍の周波数(以下、3倍波)を抽出する。半導体素子を用いた増幅回路は非線形特性を持つため、2倍波、3倍波などの高調波成分が発生する。   The first band-pass filter 21, the second band-pass filter 22, and the third band-pass filter 23 respectively output the frequency of the carrier wave (hereinafter referred to as the fundamental wave) and twice the carrier wave from the output of the radio frequency amplifier 32. The frequency (hereinafter referred to as the second harmonic) and the frequency three times the frequency of the carrier (hereinafter referred to as the third harmonic) are extracted. Since an amplifier circuit using a semiconductor element has a non-linear characteristic, a harmonic component such as a second harmonic wave or a third harmonic wave is generated.

判断・処理部24は、製品出荷時などの無負荷状態での第1のバンドパスフィルタ21、第2のバンドパスフィルタ22、第3のバンドパスフィルタ23の出力の位相及び強度と、製品使用時の第1のバンドパスフィルタ21、第2のバンドパスフィルタ22、第3のバンドパスフィルタ23の出力の位相及び強度を比較して、無負荷状態で調整した整合状態からずれた不整合状態を検出し、整合回路部34及びアンテナ部4を調整して、無負荷状態の位相及び強度に合わせることで、不整合状態を補正する。   The determination/processing unit 24 determines the phases and intensities of the outputs of the first bandpass filter 21, the second bandpass filter 22, and the third bandpass filter 23 in an unloaded state such as at the time of product shipment, and product usage. The phase and intensity of the outputs of the first band-pass filter 21, the second band-pass filter 22, and the third band-pass filter 23 at the time are compared, and the mismatched state deviates from the matched state adjusted in the no-load state. Is detected and the matching circuit unit 34 and the antenna unit 4 are adjusted to match the phase and strength in the unloaded state, thereby correcting the mismatched state.

〈不整合状態の補正〉
図4は、本発明の実施形態に係る無線通信装置における製品使用時の不整合状態を補正する手順の一例を示すフローチャートである。以下、図2乃至図4を参照して、リーダライタ装置1が、使用時の不整合状態を補正する手順の一例について説明する。
<Correction of inconsistent state>
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a procedure for correcting an inconsistent state when using a product in the wireless communication device according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, an example of a procedure in which the reader/writer device 1 corrects a mismatched state during use will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

最初に制御部2のCPUは記憶装置から初期状態情報を読み出す(ステップS1)。初期状態情報とは、出荷時に無負荷状態で制御部2内の記憶装置に書き込まれた第1の位相情報(以下、「位相i」と記載することがある)、第2の位相情報(以下、「位相ii」と記載することがある)、第1の強度情報(以下、「信号強度i」と記載することがある)、第2の強度情報(以下、「信号強度ii」と記載することがある)である。   First, the CPU of the control unit 2 reads the initial state information from the storage device (step S1). The initial state information includes the first phase information (hereinafter, also referred to as “phase i”) and the second phase information (hereinafter, referred to as “phase i”) written in the storage device in the control unit 2 in a no-load state at the time of shipment. , May be referred to as "phase ii"), first intensity information (hereinafter may be referred to as "signal intensity i"), second intensity information (hereinafter referred to as "signal intensity ii") Sometimes).

ここで、位相i、信号強度iは、変調部31から送出させた無変調の搬送波(キャリア)を無線周波増幅部32で増幅し、第1のバンドパスフィルタ21で抽出した搬送波の位相情報、強度情報である。この位相情報は、第1のバンドパスフィルタ21で抽出された搬送波(基本波成分)を第1の発振部35の出力を基準として位相検波することで取得される。また、強度情報は、第1のバンドパスフィルタ21で抽出された搬送波を振幅検波することで取得される。   Here, the phase i and the signal intensity i are the phase information of the carrier wave which is obtained by amplifying the unmodulated carrier wave (carrier) sent from the modulating section 31 by the radio frequency amplifying section 32 and extracting by the first band pass filter 21, This is strength information. This phase information is acquired by phase-detecting the carrier wave (fundamental wave component) extracted by the first bandpass filter 21 with the output of the first oscillating unit 35 as a reference. Further, the intensity information is acquired by amplitude-detecting the carrier wave extracted by the first bandpass filter 21.

また、位相ii、信号強度iiは、変調部31から送出させた無変調の搬送波(キャリア)を無線周波増幅部32で増幅し、第2のバンドパスフィルタ22、第3のバンドパスフィルタ23で抽出した搬送波の位相情報、強度情報である。この位相情報は、第2のバンドパスフィルタ22、第3のバンドパスフィルタ23で抽出された2倍波、3倍波を、それぞれ第2の発振部36の出力、第3の発振部37の出力を基準として位相検波することで取得される。また、強度情報は、第2のバンドパスフィルタ22、第3のバンドパスフィルタ23で抽出された2倍波、3倍波を、それぞれ振幅検波することで取得される。   As for the phase ii and the signal strength ii, the unmodulated carrier wave (carrier) sent from the modulator 31 is amplified by the radio frequency amplifier 32, and the second bandpass filter 22 and the third bandpass filter 23 are used. These are phase information and intensity information of the extracted carrier wave. As the phase information, the second harmonic wave and the third harmonic wave extracted by the second bandpass filter 22 and the third bandpass filter 23 are output from the second oscillator 36 and the third oscillator 37, respectively. It is acquired by phase detection using the output as a reference. The intensity information is acquired by amplitude-detecting the second harmonic wave and the third harmonic wave extracted by the second bandpass filter 22 and the third bandpass filter 23, respectively.

次に制御部2内のCPUは、変調部31から無変調の搬送波(キャリア)を送出させる(ステップS2:R/Wスタンバイ)。次いで、判断・処理部24は、第1のバンドパスフィルタ21の出力を第1の発振部35の出力を基準として位相検波することにより、基本波の位相情報を取得し、さらに位相iと比較し、位相が一致しているか否かを判断する(ステップS3)。   Next, the CPU in the control unit 2 causes the modulation unit 31 to send out an unmodulated carrier wave (carrier) (step S2: R/W standby). Next, the determination/processing unit 24 phase-detects the output of the first bandpass filter 21 with the output of the first oscillating unit 35 as a reference to obtain the phase information of the fundamental wave, and further compares it with the phase i. Then, it is determined whether the phases match (step S3).

位相が一致していなかった場合は(ステップS3:≠位相i)、位相が一致するまで、アンテナ部4の可変容量コンデンサのキャパシタンスを調整する(ステップS4→ステップS3)。位相が一致していた場合は(ステップS3:=位相i)、第1のバンドパスフィルタ21の出力を振幅検波することにより、基本波の強度情報を取得し、さらに信号強度iと比較し、強度が一致しているか否かを判断する(ステップS5)。   If the phases do not match (step S3: ≠ phase i), the capacitance of the variable capacitor of the antenna unit 4 is adjusted until the phases match (step S4→step S3). If the phases match (step S3:=phase i), the output of the first bandpass filter 21 is amplitude-detected to acquire the intensity information of the fundamental wave, and further compared with the signal intensity i, It is determined whether the intensities match (step S5).

強度が一致していなかった場合は(ステップS5:≠信号強度i)、強度が一致するまで、整合回路部34の可変コンデンサの容量を調整する(ステップS6→S5)。強度が一致していた場合は(ステップS5:=信号強度i)、再度、第1のバンドパスフィルタ21の出力を第1の発振部35の出力を基準として位相検波することにより、基本波の位相情報を取得し、さらに位相iと比較し、位相が一致しているか否かを判断する(ステップS7)。   If the intensities do not match (step S5: ≠ signal intensity i), the capacitance of the variable capacitor of the matching circuit unit 34 is adjusted until the intensities match (steps S6→S5). If the intensities match (step S5:=signal intensity i), the output of the first bandpass filter 21 is again phase-detected with the output of the first oscillating unit 35 as a reference, so that the fundamental wave The phase information is acquired and further compared with the phase i to determine whether or not the phases match (step S7).

位相が一致していなかった場合は(ステップS7:≠位相i)、アンテナ部4の可変容量コンデンサのキャパシタンスを調整し、ステップS3に戻る。この手順を行うことで、位相調整により基本波成分の位相が一致した後に、強度調整により位相がずれてしまった場合の位相ずれを補正することができる。   If the phases do not match (step S7: ≠ phase i), the capacitance of the variable capacitor of the antenna unit 4 is adjusted, and the process returns to step S3. By performing this procedure, it is possible to correct the phase shift when the phases of the fundamental wave components are matched by the phase adjustment and then the phase is shifted by the intensity adjustment.

位相が一致していた場合は(ステップS7:=位相i)、高調波成分の調整に移行する。なお、本実施形態では、調整対象の高調波成分は2倍波、3倍波であり、順次に調整するが、便宜上、以下の手順では2倍波のみについて説明する。   If the phases match (step S7:=phase i), the process moves to the adjustment of the harmonic component. In the present embodiment, the harmonic components to be adjusted are the second harmonic wave and the third harmonic wave, and the harmonic components are sequentially adjusted. However, for convenience, only the second harmonic wave will be described in the following procedure.

判断・処理部24は、第2のバンドパスフィルタ22の出力を第2の発振部36の出力を基準として位相検波することにより、2倍波の位相情報を取得し、さらに位相iiと比較し、位相が一致しているか否かを判断する(ステップS9)。   The determination/processing unit 24 phase-detects the output of the second bandpass filter 22 with the output of the second oscillating unit 36 as a reference to obtain the phase information of the second harmonic and further compares it with the phase ii. , It is determined whether the phases match (step S9).

位相が一致していなかった場合は(ステップS9:≠位相ii)、位相が一致するまで、アンテナ部4の可変容量コンデンサのキャパシタンスを調整する(ステップS10→ステップS9)。位相が一致していた場合は(ステップS9:=位相ii)、第2のバンドパスフィルタ22の出力を振幅検波することにより、2倍波の強度情報を取得し、さらに信号強度iiと比較し、強度が一致しているか否かを判断する(ステップS11)。   If the phases do not match (step S9:≠phase ii), the capacitance of the variable capacitor of the antenna unit 4 is adjusted until the phases match (step S10→step S9). If the phases match (step S9:=phase ii), the output of the second bandpass filter 22 is amplitude-detected to obtain the intensity information of the second harmonic, and further compared with the signal intensity ii. , It is determined whether the intensities match (step S11).

強度が一致していなかった場合は(ステップS11:≠信号強度ii)、強度が一致するまで、整合回路部34の可変コンデンサの容量を調整する(ステップS12→S11)。強度が一致していた場合は(ステップS11:=信号強度i)、再度、第2のバンドパスフィルタ22の出力を第2の発振部36の出力を基準として位相検波することにより、2倍波の位相情報を取得し、さらに位相iiと比較し、位相が一致しているか否かを判断する(ステップS13)。   If the strengths do not match (step S11: ≠ signal strength ii), the capacitance of the variable capacitor of the matching circuit unit 34 is adjusted until the strengths match (steps S12→S11). If the intensities match (step S11:=signal intensity i), the output of the second bandpass filter 22 is phase-detected again with the output of the second oscillating unit 36 as the reference, and the second harmonic The phase information of is acquired and compared with the phase ii to determine whether the phases match (step S13).

位相が一致していなかった場合は(ステップS13:≠位相ii)、アンテナ部4の可変容量コンデンサのキャパシタンスを調整し(ステップS14)、ステップS3に戻る。この手順を行うことで、位相調整により2倍波の位相が一致した後に、強度調整により位相がずれてしまった場合の位相ずれを補正することができる。   If the phases do not match (step S13:≠phase ii), the capacitance of the variable capacitor of the antenna unit 4 is adjusted (step S14), and the process returns to step S3. By performing this procedure, it is possible to correct the phase shift when the phase of the second harmonic wave is matched by the phase adjustment and then the phase is shifted by the intensity adjustment.

位相が一致していた場合は(ステップS13:=位相ii)、再度、基本波の調整を行う。即ち、判断・処理部24は、第1のバンドパスフィルタ21の出力を第1の発振部35の出力を基準として位相検波することにより、基本波の位相情報を取得し、さらに位相iと比較し、位相が一致しているか否かを判断する(ステップS15)。   If the phases match (step S13:=phase ii), the fundamental wave is adjusted again. That is, the determination/processing unit 24 phase-detects the output of the first band-pass filter 21 with the output of the first oscillating unit 35 as a reference to obtain the phase information of the fundamental wave and further compare it with the phase i. Then, it is determined whether the phases match (step S15).

位相が一致していなかった場合は(ステップS15:≠位相i)、アンテナ部4の可変容量コンデンサのキャパシタンスを調整し(ステップ16)、ステップS3に戻る。位相が一致していた場合は(ステップS15:=位相i)、第1のバンドパスフィルタ21の出力を振幅検波することにより、基本波の強度情報を取得し、さらに信号強度iと比較し、強度が一致しているか否かを判断する(ステップS17)。   If the phases do not match (step S15: ≠ phase i), the capacitance of the variable capacitor of the antenna unit 4 is adjusted (step 16), and the process returns to step S3. If the phases match (step S15:=phase i), the output of the first bandpass filter 21 is amplitude-detected to acquire the intensity information of the fundamental wave, and further compared with the signal intensity i, It is determined whether the intensities match (step S17).

強度が一致していなかった場合は(ステップS17:≠信号強度i)、整合回路部34の可変容量コンデンサのキャパシタンスを調整し(ステップS18)、ステップS5に戻る。強度が一致していた場合は(ステップS17:=信号強度i)、不整合状態が解消されたので、制御部2は、変調部31にデータを送出し、搬送波を変調して通信を開始する(ステップS19:R/W通信開始)。   If the intensities do not match (step S17: ≠ signal intensity i), the capacitance of the variable capacitor of the matching circuit unit 34 is adjusted (step S18), and the process returns to step S5. If the intensities match (step S17:=signal intensity i), the inconsistent state is resolved, so the control unit 2 sends data to the modulation unit 31, modulates the carrier wave, and starts communication. (Step S19: R/W communication starts).

以上詳細に説明したように、本発明の実施形態に係る無線通信装置によれば、使用時に不整合状態が検出されたとき、無負荷状態での最適な調整状態に補正することができるので、下記(1)〜(5)の効果が得られる。
(1)共振周波数のずれが補正されるため、通信性能の低下を防ぐことができる。
(2)無線周波増幅部の出力インピーダンスの変動が補正されるため、消費電流が安定する。これにより、消費電流の増加による装置の温度上昇を防ぐことができる。
(3)高調波の強度を抑制することで、高調波ノイズの放射制限が可能となる。
(4)常時負荷あり状態となる設置環境(例えば、電子機器に取り付けられる、付近に金属物体が存在する場所に設置される、など)においても、安定した通信が可能となる。
(5)通信相手である非接触ICカードとして、無線周波増幅部の出力インピーダンスに対する影響の異なる複数種類の非接触ICカードがあっても、それぞれに対して最適な状態で通信を行うことができる。
As described in detail above, according to the wireless communication device according to the embodiment of the present invention, when an inconsistent state is detected during use, it is possible to correct to an optimum adjustment state in a no-load state, The following effects (1) to (5) can be obtained.
(1) Since the deviation of the resonance frequency is corrected, it is possible to prevent the deterioration of communication performance.
(2) Since the fluctuation of the output impedance of the radio frequency amplifier is corrected, the consumption current is stable. As a result, it is possible to prevent the temperature of the device from rising due to an increase in current consumption.
(3) The emission of harmonic noise can be limited by suppressing the intensity of harmonics.
(4) Stable communication is possible even in an installation environment in which there is always a load (for example, it is installed in an electronic device or installed in a place where a metal object is present nearby).
(5) Even if there are a plurality of types of non-contact IC cards that have different effects on the output impedance of the radio frequency amplification unit as non-contact IC cards that are communication partners, communication can be performed in an optimal state for each. ..

なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。即ち、例えば下記(1)〜(6)のような変形が可能である。
(1)基本波のみに対して、位相調整、強度調整を行う。
(2)基本波及び2倍波に対して、位相調整、強度調整を行う。
(3)整合回路部34を共振回路部とインピーダンス回路部で構成し、位相調整を共振回路部で行い、強度調整をインピーダンス回路部で行う。
(4)アンテナコイルの長さを変えるなど、インダクタンスを調整して共振周波数を調整する。
(5)第1の発振部35の出力を逓倍することで、2倍波、3倍波を生成する。
(6)第1乃至第3のバンドパスフィルタ21乃至23を送受信部3内に設ける。
The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. That is, for example, the following modifications (1) to (6) are possible.
(1) Phase adjustment and intensity adjustment are performed only on the fundamental wave.
(2) Phase adjustment and intensity adjustment are performed on the fundamental wave and the second harmonic wave.
(3) The matching circuit unit 34 is composed of a resonance circuit unit and an impedance circuit unit, phase adjustment is performed by the resonance circuit unit, and strength adjustment is performed by the impedance circuit unit.
(4) The resonance frequency is adjusted by adjusting the inductance such as changing the length of the antenna coil.
(5) By multiplying the output of the first oscillating unit 35, a second harmonic wave and a third harmonic wave are generated.
(6) The first to third bandpass filters 21 to 23 are provided in the transmitting/receiving unit 3.

1…リーダライタ装置、2…制御部、4…アンテナ部、31…変調部、32…無線周波増幅部、34…整合回路部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Reader/writer device, 2... Control part, 4... Antenna part, 31... Modulation part, 32... Radio frequency amplification part, 34... Matching circuit part.

Claims (5)

アンテナコイルとコンデンサとで構成される共振回路からなるアンテナ部と、
搬送波を変調する変調部と、
前記変調部の出力を増幅する無線周波増幅部と、
前記無線周波増幅部と前記アンテナ部とのマッチングを行う整合回路部と、
無負荷状態での前記無線周波増幅部の出力の位相及び強度である無負荷時位相及び無負荷時強度を表す情報を記憶する無負荷時情報記憶手段と、
使用時の前記無線周波増幅部の位相及び強度である使用時位相及び使用時強度を検出する使用時情報検出手段と、
前記使用時位相、前記使用時強度が、それぞれ前記無負荷時位相、無負荷時強度と等しくなるように、前記共振回路の共振周波数、前記整合回路部のインピーダンスを調整する調整手段と、
を有する無線通信装置。
An antenna section composed of a resonance circuit composed of an antenna coil and a capacitor,
A modulator for modulating a carrier wave,
A radio frequency amplifier for amplifying the output of the modulator,
A matching circuit unit for matching the radio frequency amplification unit and the antenna unit;
A no-load information storage unit that stores information indicating a no-load phase and a no-load intensity that are the phase and intensity of the output of the radio frequency amplification unit in a no-load state,
An in-use information detecting means for detecting an in-use phase and an in-use intensity, which are phases and intensities of the radio frequency amplification section during use,
The use phase, the use strength, respectively, so as to be equal to the no-load phase, the no-load strength, the resonance frequency of the resonant circuit, adjusting means for adjusting the impedance of the matching circuit unit,
Wireless communication device having.
請求項1に記載された無線通信装置において、
前記無負荷時位相、前記無負荷時強度、前記使用時位相、前記使用時強度は、前記搬送波と同じ周波数に対するものである、無線通信装置。
The wireless communication device according to claim 1,
The wireless communication device, wherein the no-load phase, the no-load intensity, the in-use phase, and the in-use intensity are for the same frequency as the carrier wave.
請求項1に記載された無線通信装置において、
前記無負荷時位相、前記無負荷時強度、前記使用時位相、前記使用時強度は、前記搬送波と同じ周波数及びその高調波に対するものである、無線通信装置。
The wireless communication device according to claim 1,
The wireless communication device, wherein the no-load phase, the no-load intensity, the in-use phase, and the in-use intensity are for the same frequency as the carrier wave and its harmonics.
請求項1乃至3のいずれかに記載された無線通信装置において、
前記整合回路部は共振回路部とインピーダンス回路部とを有し、前記共振回路部の調整で位相を合わせ、前記インピーダンス回路部の調整で強度を合わせる、無線通信装置。
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 3,
The wireless communication device, wherein the matching circuit section has a resonance circuit section and an impedance circuit section, and the phase of the resonance circuit section is adjusted by adjusting the resonance circuit section and the strength is adjusted by adjusting the impedance circuit section.
請求項1乃至4のいずれかに記載された無線通信装置において、
前記調整手段は、位相合せ、強度合せの順に調整を行い、強度合せの後、位相がずれていた場合、再度位相合せを行う、無線通信装置。
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 4,
The wireless communication device, wherein the adjusting means performs adjustment in the order of phase matching and strength matching, and again performs phase matching when the phases are shifted after the strength matching.
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