CN101529449B - 通信装置和使用该通信装置的便携式通信终端 - Google Patents

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Abstract

当共同使用具有相反特性的接收天线和发送天线时，本发明使得在不降低两种天线的特性的情况下共同使用该天线成为可能。在既包含执行与外部读取器/写入器设备的非接触式通信的RF‑ID功能电路1，也包含执行与外部RF‑ID的非接触式通信的读取器/写入器功能电路2的通信装置中，设置了在二者之间共享的共用天线10。而且将发送和接收谐振频率切换电路11并联至共用天线10；当选择每个功能时，该发送和接收谐振频率切换电路11自动改变谐振频率。

Description

通信装置和使用该通信装置的便携式通信终端
技术领域
本发明涉及一种通信装置和一种使用该通信装置的便携式通信终端，具体而言，涉及包括具有非接触式通信功能的RF-ID标签(IC卡)功能和读取器/写入器功能的通信装置，以及使用该通信装置的便携式通信终端。
背景技术
现已存在包括IC卡功能和读取器/写入器功能的射频识别(RF-ID)设备；图1示出了该设备的总体功能框图。参考图1，RF-ID设备100包括IC卡功能电路1、读取器/写入器功能电路2、控制这些电路1和2的控制器电路3、将电路1至3彼此连接的控制线路4、接收天线5、发送天线6、接收谐振频率调整器电路7、以及发送谐振频率调整器电路8。
将接收天线5并联至接收谐振频率调整器电路7；将接收天线5和接收谐振频率调整器电路7调整成在IC卡功能操作中具有最佳通信距离特性。而且，将发送天线6串联至发送谐振频率调整器电路8；将天线6和发送谐振频率调整器电路8调整成在读取器/写入器功能的操作中具有最佳通信距离特性。
将描述在用于IC卡(RF-ID标签)功能的操作中的数据通信。与安装在例如运输设施的检票口中的外部读取器/写入器设备(未示出)的通信中，以预定调制方案调制并且从外部读取器/写入器输出的接收数据通过接收天线5被接收，并且被输入至IC卡功能电路1，以被解调，以便通过控制线路4将要求的数据提供至控制电路3。使用负载调制(loadmodulation)，执行从IC卡功能电路1对外部读取器/写入器设备的响应，负载调制与上述调制方案不同，并且功耗较少。
接下来，将描述在用于读取器/写入器功能的操作中的数据通信。在与外部非接触IC卡(未示出)通信中，将以上述预定调制方案调制的调制数据从读取器/写入器功能电路2输出，以便将数据通过发送天线6传输至IC卡。在从外部非接触IC卡的使用负载调制的响应操作中，IC卡功能电路1通过接收天线5接收数据。
在这种RF-ID设备100中，为了改善IC卡功能中的通信特性，需要增加接收天线5的面积和转动次数。另一方面，为了改善读取器/写入器中的通信特性，需要减少发送天线6的面积和转动次数。因此，在设备100中独立地并且个别地安装这些天线中的每一个是必要的。具体而言，参考图2，图2是RF-ID设备100的安装平面视图，使用了一个轮廓，其中，将发送天线6以环形安装在接收天线5的环的内侧。
以这种方式，用于IC卡功能的天线，与用于读取器/写入器功能的天线，在特性上是相反的；如图2所示，天线安装区域变更大；这从而不可避免地导致在具有小型化趋势的新便携式通信装置中使用非常不利的安装方案。
现在参考专利文献1，公开了一种技术，在该技术中，在包括IC卡功能和读取器/写入器功能的通信装置中，天线由两个功能共同使用。根据该技术，在两个功能共用天线过程中，如果一个功能正在执行，系统禁止另一功能的执行，以抑制在它们之间传送的无线电波的干扰。
专利文献：日本专利特开公开序列号：2006-067448
发明内容
本发明要解决的问题
根据上述的专利文献1的技术，虽然公开了将天线共用于IC卡功能和读取器/写入器功能的结构，但尚未公开用于该天线共用的任何具体构造。如上所述，两种功能的天线在特性上是相反的；因此，仅通过简单地使用共用，不能获取要求的Rf特性；因此，期望在不降低两种天线的特性的条件下，共同用天线的具体实现装置。
本发明的示例性目标是提供一种便携式通信装置，在该装置中，当共同使用具有相反的特性的接收天线和发送天线时，能够在不降低两种天线的特性的条件下，共同使用这些天线。
解决该问题的装置
根据本发明的一个示例性方面的通信装置包括：用于执行与外部第一非接触式通信设备的非接触式通信的第一通信功能模块；第二通信功能模块，其包括相当于第一通信功能模块的通信功能，用于执行与外部第二非接触式通信设备的非接触式通信，外部第二非接触式通信设备包括相当于第一非接触式通信设备的通信功能的通信功能；在第一和第二通信功能模块之间共享的共用天线；以及谐振频率切换装置，用于改变用于第一和第二通信功能模块的每个的共用天线的谐振频率。
而且，谐振频率切换装置可以自动改变在第一和第二通信功能模块的每个的操作中的谐振频率。此外，第一通信模块可以是RF-ID标签，并且第二通信模块可以是与该RF-ID标签通信的读取器/写入器设备。
此外，共用天线可以是环状，并且电路部件可以安装在该共用天线的环中。而且，可以将该共用天线安装在其间具有磁性材料的印刷板上。
而且，根据本发明的一个示例性方面的便携式通信终端包括如上所述构造的通信装置。
本发明的优势
根据本发明的第一个优势是通过设置发送和接收谐振频率切换功能，共同使用发送和接收天线，从而，在不降低两个天线的各自特性的条件下，可以实现共用，并且节省安装面积是可能的。
根据本发明的第二个优势是由于共同使用该发送和接收天线，其他电路部件可以安装在环状天线的开放部分中，从而能够进一步提高安装空间的节省。
附图说明
图1是示出了相关技术的总体功能框图；
图2是示出了图1的天线5和6的安装示例的平面视图；
图3是示出了本发明的示例性实施例的总体功能框图；
图4是示出了发送和接收谐振频率切换电路的示例的图；
图5是示出了在本发明的示例性实施例中的共用天线10的安装示例的透视图；
图6是示出了在本发明的示例性实施例中的共用天线10的安装示例的剖视图；
图7是示出了在本发明的示例性实施例中的共用天线10的另一安装示例的透视图；
图8是示出了在本发明的示例性实施例中的共用天线10的另一安装示例的剖视图。
参考标记描述
1 IC卡(RF-ID标签)功能电路
2 读取器/写入器功能电路
3 控制电路
4 控制线路
8 发送谐振频率调整器电路
10 共用(共享)天线
11 发送和接收谐振频率切换电路
12 控制信号
20 印刷板
21 磁片
100 RF-ID设备
SW 开关
C1，C2 电容器
具体实施方式
下面将参考附图，描述本发明的示例性实施例。图3是示例性实施例的总体功能结构图，并且与图1的那些组件等效的组件被分配了相同的参考标记。该示例性实施例的RF-IF设备100包括IC卡功能电路1、读取器/写入器功能电路2、控制各个电路1和2的控制电路3、将这些电路1至3的每个彼此连接的控制线路4、发送谐振频率调整器电路8、共用天线10、以及发送和接收谐振频率切换电路11。
将发送谐振频率调整器电路8串联至共用天线10，以降低从读取器/写入器功能电路2来看的阻抗。将发送和接收谐振频率切换电路11并联至共用天线10，以基于来自控制电路3的控制信号12，改变发送和接收谐振频率。该发送和接收谐振频率切换电路11的具体示例在图4中示出。
在图4中，开关SW由来自控制电路3的控制信号12所控制，用于切换操作，并且选择电容器C1和C2的任意一个，以将选择的一个并联至共用天线10。电容器C1是用于IC卡功能的电容器，并且电容器C2是用于读取器/写入器功能的电容器。
电容器C1和共用天线10的并行谐振频率取决于RF-ID设备100与外部读取器/写入器设备的通信特性；因此，确定值fic，以使该通信特性良好。基于该值fic，确定用于IC卡功能的电容器C1。另一方面，当用于读取器/写入器功能的电容器C2具由相对小的容量时，获取在RF-ID设备100和外部IC卡(未示出)之间的通信距离特性；因此，在通信距离良好的点，确定电容器C2的容量值。
将描述在用于IC卡(RF-ID标签)功能的操作中的数据通信。在该操作中，共用天线10自动并联至发送和接收谐振频率切换电路11的电容器C1。例如，在与例如运输设施的售票窗口中所采用的外部读取器/写入器设备的通信过程中，以预定调制方案调制的数据通过共用天线10被接收，以由IC卡功能电路1进行解调，以便通过控制线路4将要求的数据发送至控制电路3。通过使用与上述调制方案不同的负载调制，执行从IC卡功能电路1至外部读取器/写入器设备的响应。
接下来，将描述在用于读取器/写入器功能的操作中的数据通信。在该操作中，共用天线10自动并联至发送和接收谐振频率切换电路11的电容器C2。在与一般非接触IC卡(RF-ID标签)的通信过程中，从读取器/写入器功能电路2输出使用预定调制方案被调制的调制数据，以便通过共用天线10将数据传输至IC卡。当使用负载调制执行来自IC卡的响应时，IC卡功能电路1通过共用天线10接收该响应。
图5和图6是解释安装共用天线10的方法，其中，图5是其透视图，并且图6是其剖视图。如在这些图中所示的，可以使用柔性印刷电路(FPC)、印刷板、铜线等生成共用天线10。如在图5中所示的，共用天线10形成为环状。
在将RF-ID设备100安装在诸如便携式通信终端的具有严格安装条件的通信装置中的情形下，由于共用天线10和在其上安装电路的印刷板20之间的距离非常小，共用天线10的电感受印刷板20的接地配线的影响；因此，将磁片21设置在共用天线10的下面。顺便提及，在该示例中，虽然将共用天线10设置在印刷板20上，但也可以将共用天线10设置在诸如电池组的金属上。
图7和8是示出了安装共用天线10的另一方法的图；图7是其透视图，并且图8是其剖视图。在两幅图中，等效组件被分配了相同参考标记。在该示例中，将开口设置在共用天线10和磁片21的中央部分，并且将电路部件22安装在该开口区域中。结果，能够有效地使用天线10的环的内部，这非常适合于小型通信装置。
在将开口设置在共用天线10和磁片21中时，在比较未如图5和图6所示的设置开口的情形时，在读取器/写入器功能中的通信距离下降。可以通过调整用于该读取器/写入器的功能的电容器C2的容量使得通信距离良好来补偿该下降。
本发明应用于一种通信装置，该通信装置包括实现与外部读取器/写入器设备非接触信息通信的IC卡(RF-ID标签)功能和执行与外部IC卡的非接触信息通信的读取器/写入器功能，并且该通信装置可以另外应用于包括通信装置的便携式通信终端(蜂窝电话、便携式数码相机、便携式数字音响设备、个人数字助理(PDA)等)。
本发明是基于2006年10月25所提交的日本专利申请No.2006-289335，并且要求其优先权益，其公开全文通过引用在此并入。

Claims (7)

1.一种通信装置，包括：
第一通信功能模块，用于执行与外部第一非接触式通信设备的非接触式通信；
第二通信功能模块，包括相当于所述第一通信功能模块的通信功能的通信功能，用于执行与外部第二非接触式通信设备的非接触式通信，所述外部第二非接触式通信设备包括相当于所述第一非接触式通信设备的通信功能的通信功能；
共用天线，在所述第一和第二通信功能模块之间共享；
谐振频率切换模块，对于所述第一和第二通信功能模块中的每个，该谐振频率切换模块用于改变所述共用天线的谐振频率，所述谐振频率切换模块与所述共用天线并联连接；以及
发送谐振频率调整器模块，其连接在所述第二通信功能模块和连接所述共用天线与所述谐振频率切换模块的一个节点之间，并且与所述共用天线和所述第二通信功能模块串联连接。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述谐振频率切换模块在所述第一和第二通信功能模块的操作中自动地改变谐振频率。
3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述第一通信功能模块是RF-ID标签，并且所述第二通信功能模块是与所述RF-ID标签通信的读取器/写入器设备。
4.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述共用天线是环状。
5.根据权利要求4所述的通信装置，其中，
电路部件被安装在所述共用天线的环中。
6.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述共用天线被安装在其间具有磁性材料的印刷板上。
7.一种便携式通信终端，包括根据权利要求1所述的通信装置。
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