CN103051355A - 天线电路、通信装置和通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线电路、通信装置和通信方法。一种天线电路包括：谐振电路，由至少第一和第二电容器以及天线线圈配置而成；收发机电路，具有发送端子和接收端子；和调节电路，调节谐振电路与收发机电路之间的阻抗，其中，第一和第二电容器的电容组合是在第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置的，并且来自设在第一和第二电容器之间的端子的信号被输入到接收端子。

Description

天线电路、通信装置和通信方法

技术领域

本公开涉及天线电路、通信装置和通信方法，特别地涉及能够改善通信性能的恶化的天线电路、通信装置和通信方法。

背景技术

当接收来自非接触式IC卡或移动电话的信号时，相关技术中的读写器向非接触式IC卡或移动电话输出载波信号。当非接触式IC卡或移动电话执行关于载波信号的负载调制时，其变化量被从调节阻抗的天线电路的一部分提取，并被输入到读写器的接收电路的接收端子。以这种方式，执行了对来自非接触式IC卡或移动电话的信号的接收(例如，参照公开号2004-235884的日本未经审查的专利申请)。

同时，取决于非接触式IC卡或移动电话与读写器的天线之间的位置关系，改变被输入到接收电路的信号质量。信号质量由阻抗调节的结果确定，并取决于卡类型等等而不同。读写器的接收电路执行基于信号的解码。然而，已经存在以下情况：取决于信号质量，解码是困难的，结果，读写器的通信距离缩短，或者通信性能在某一位置关系中变差。

另一方面，还可能执行天线调节以使得接收信号的质量变好，然而，当执行天线调节时，难以从读写器高效地输出磁场，结果，有一个问题，通信距离可能缩短。

发明内容

希望改善通信性能的恶化。

根据本公开的一个实施例，提供了一种天线电路，其包括：谐振电路，由至少第一和第二电容器以及天线线圈配置而成；收发机电路，包括发送端子和接收端子；以及调节电路，调节谐振电路和收发机电路之间的阻抗，其中，第一和第二电容器的电容组合是在第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置的，并且来自设在第一和第二电容器之间的端子的信号被输入到接收端子。

根据本公开的另一实施例，提供了一种通信装置，其包括天线电路，该天线电路包括：具有发送端子和接收端子的收发机电路；谐振电路，由至少第一和第二电容器以及天线线圈配置而成；调节电路，调节谐振电路和收发机电路之间的阻抗，其中第一和第二电容器的电容组合被在第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置，并且来自设在第一和第二电容器之间的端子的信号被输入到接收端子。

根据本公开的又一实施例，提供了一种使用天线电路的通信方法，该天线电路包括：具有发送端子和接收端子的收发机电路；谐振电路，由至少第一和第二电容器以及天线线圈配置而成；以及调节电路，调节谐振电路和收发机电路之间的阻抗，该方法包括在第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置第一和第二电容器的电容组合，以及将来自设在第一和第二电容器之间的端子的信号输入到接收端子。

根据本公开的实施例，在第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置谐振电路中的第一和第二电容器的电容组合。另外，来自设在第一和第二电容器之间的端子的信号被输入到接收端子。

根据本公开的实施例，可以执行通信，特别地，可以改善通信性能的恶化。

附图说明

图1是示出相关技术中的读写器的配置示例的框图。

图2是示出本公开所应用于的通信系统的配置示例的框图。

图3是示出读写器的电路配置示例的图。

图4是示出负载调制的应答信号的波形的示例的图。

图5是示出负载调制的应答信号的波形的示例的图。

图6是示出A点的应答信号的波形的示例的图。

图7是示出B点的应答信号的波形的示例的图。

图8是示出C点的应答信号的波形的示例的图。

图9是示出非接触式IC卡的通信性能的结果的图。

图10是示出负载调制的电压电平的图。

图11是示出读写器的电路配置的另一示例的图。

图12是示出读写器的电路配置的又一示例的图。

图13是示出读写器的电路配置的另一示例的图。

图14是示出相关技术中的通信系统的配置示例的框图。

图15是示出相关技术中的通信系统的载波信号的波形的图。

图16是示出本公开所应用于的通信系统的另一配置示例的框图。

图17是示出通信系统的通信性能的结果的图。

具体实施方式

下面，将说明本公开的实施例(下面称为实施例)。另外，将按照下列顺序进行说明。

1.第一实施例(读写器和非接触式IC卡的通信系统)

2.第二实施例(NFC装置的通信系统)

1.第一实施例

相关技术中的读写器的电路配置示例。

为了与本公开进行比较，将参照图1说明相关技术中的读写器的电路配置示例。图1示出了相关技术中的读写器的电路配置示例。

相关技术中的读写器1向非接触式IC卡(未示出)发送载波信号。由于非接触式IC卡使用负载调制来应答读写器1，因此读写器1通过获得由负载调制引起的变化量从非接触式IC卡接收信号。

读写器1是通过包括RFIC(射频集成电路)11、线圈L1和L2、电容器C1到C5、电阻R1到R4、天线线圈12等来配置而成的。

RFIC 11包括发送端子TX1和TX2、接地端子GND、接收端子RX和中点电位端子VMID。RFIC 11包括发送电路和接收电路(未示出)，发送端子TX1和TX2是输出来自发送电路的信号的端子。接收端子RX是将信号输入到接收电路的端子。

线圈L1和L2的一端分别连接到发送端子TX1和TX2。接地端子GND接地。电容器C1的一端和电容器C3的一端连接到线圈L1的另一端。电容器C2的一端和电容器C4的一端连接到线圈L2的另一端。接地端子GND和电容器C2的另一端连接到电容器C1的另一端。

线圈L1和L2与电容器C1和C2一起配置成LPF(低通滤波器)和执行阻抗变换的功能电路(performance circuit)。

电容器C3的另一端通过电阻R1串联连接到天线线圈12的一端。电容器C4的另一端通过电阻R2串联连接到天线线圈12的另一端。电容器C3和C4与天线线圈12一起配置成谐振电路。另外，电容器C1和C2也帮助谐振。

电阻R1和R2调节谐振电路的Q因子(质量因子)。

RFIC 11的接收端子RX通过电阻R3和电容器C5输入来自设在交点处的端子Z的信号，其中电容器C4的一端、电容器C2的一端以及线圈L2的另一端连接到该交点。

当来自端子Z的信号电平大时，电阻R3通过与电阻R4一起改变分压比来执行调节电平的处理。以直流方式，电容器C5切断来自端子Z的信号(来自发送端子TX2的信号)，并且来自中点电位端子VMID的信号的差被切断。

中点电位端子VMID通过电容器C6接地。电容器C6是用于稳定中点电位的旁路电容器。中点电位端子VMID生成中点电位，并且通过电阻R4提供该中点电位。接收电路基于中点电位端子VMID的中点电位来解码从接收端子RX输入的信号。

在如上配置的相关技术的读写器1中，输入到接收电路的信号的质量已经由阻抗调节的结果决定。

读写器1的接收电路基于从接收端子RX输入的信号执行解码，然而，存在取决于信号质量而解码困难的情况，结果，已经存在了当读写器1的通信距离下降时或在某种位置关系中通信性能变差的情况。

另一方面，当执行天线调节以提高接收信号的质量时，难以高效地从读写器1输出磁场，结果，通信距离下降。

因此，根据本公开，应答信号的信号质量被改变而不改变从读写器1到非接触式IC卡的电力供应的特性。之后，将进行详细说明。

通信系统的配置示例

图2是示意性地示出本公开所应用于的通信系统的实施例的配置的框图。

图2中所示的通信系统51是在读写器61和面对的非接触式IC卡62之间执行非接触式通信的系统。

读写器61包括生成磁场并通过生成磁场向非接触式IC卡62发送载波信号的电路。来自非接触式IC卡62的应答是以负载调制方法执行的。读写器61通过获得由负载调制引起的变化量接收来自非接触式IC卡62的信号。

读写器61是通过包括发送电路71、接收电路72、天线调节电路73以及由电容器74和天线线圈75构成的谐振电路76来配置而成的。

发送电路71执行载波信号向面对的非接触式IC卡62的发送。即，发送电路71通过使得电流经由天线调节电路73流向谐振电路76来生成电磁波以形成磁场。另外，发送电路71通过控制(调制)作为由谐振电路76输出的载波的电磁波来发送数据。

接收电路72接收来自相对侧上的非接触式IC卡62的信号。即，接收电路72通过天线调节电路73接收来自谐振电路76的电信号，并基于接收到的信号执行解码。

天线调节电路73设在发送电路71、接收电路72和谐振电路76之间，调节阻抗等，并将来自非接触式IC卡62的应答信号输入到接收电路72。

谐振电路76是电容器74和天线线圈75并行连接的谐振型天线电路。谐振电路76的谐振频率对应于载波的频率，并且谐振电路76输出载波(电磁波)。另外，谐振电路76与非接触式IC卡62的谐振电路86相组合，将组合的电磁场转换为电信号，并将电信号供应给天线调节电路73。

非接触式IC卡62例如由IC 81、电阻82、开关83以及由电容器84和天线线圈85构成的谐振电路86配置而成。

IC 81使用负载调制方法控制向相对侧上的读写器61的信号发送，在负载调制方法中，通过开关83的开-关操作改变相对于天线线圈85的阻抗负载。

谐振电路86是电容器84和天线线圈85并行连接的谐振型天线电路。谐振电路86与从读写器61的谐振电路76辐射的电磁场相组合，将组合的电磁场转换为电信号，并将其供应给IC 81等。

另外，在图2的示例中，示出了具有非接触式IC卡62的通信系统的示例，然而，其不限于非接触式IC卡，其可以是移动电话等。

读写器的配置示例

图3示出了读写器的具体电路配置示例。

图3所示的读写器61是通过包括RFIC(射频集成电路)11、线圈L1和L2以及电容器C1到C3来配置而成的。另外，读写器61是通过包括电容器Ca、Cb和C6、电阻R1到R4、天线线圈12等来配置而成的。

即，读写器61与图1的读写器1的共同之处在于：读写器61包括RFIC11、线圈L1和L2、电容器C1到C3和C6、电阻R1到R4以及天线线圈12。

另一方面，读写器61与图1的读写器1的不同之处在于：在读写器61中，电容器C4被电容器Ca和Cb替换并且电容器C5被省略。

RFIC 11包括发送端子TX1和TX2、接地端子GND、接收端子RX和中点电位端子VMID。在图3的示例中，虽然未示出，但是RFIC 11包括图2的发送电路71和接收电路72。发送端子TX1和TX2是输出来自发送电路71的信号的端子。接收端子RX是将信号输入到接收电路72的端子。

发送端子TX1和TX2分别连接于线圈L1和L2的一端。接地端子GND接地。线圈L1的另一端连接于电容器C1的一端和电容器C3的一端。线圈L2的另一端连接于电容器C2的一端和电容器Ca的一端。电容器C1的另一端连接于接地端子GND和电容器C2的另一端。

线圈L1和L2与电容器C1和C2一起是具有LPF(低通滤波器)和转换阻抗的功能的电路(即，对应于图2的天线调节电路73)。

电容器C3的另一端通过电阻R1串联连接到天线线圈12的一端。电容器Ca的另一端连接到电容器Cb的一端。电容器Cb的另一端通过电阻R2串联连接到天线线圈12的另一端。即，按照电容器Ca、Cb、电阻R2和天线线圈12的顺序进行连接。

电容器C3、Ca和Cb与天线线圈12一起配置成谐振电路(即，对应于图2中的谐振电路76)。另外，电容器C1和C2也帮助谐振。

电阻R1和R2调节谐振电路的Q因子(质量因子)。

中点电位端子VMID通过电容器C6接地。中点电位端子VMID生成中点电位，并通过电阻R4将中点电位提供到接收端子RX。

RFIC 11的接收端子RX通过电阻R3从设在电容器Ca和Cb之间所示B点处的端子(下面称为端子B)输入信号。即，在此情况中，由于来自发送端子TX2的信号未被直接输入到接收端子RX中，因此图1的电容器C5不是必要的。当来自B点的信号电平大时，电阻R3通过与电阻R4一起改变分压比来执行调节电平的处理。

接收电路72基于中点电位端子VMID的中点电位来解码从接收端子RX输入的信号。

在如上配置的读写器61中，电容器Ca和Cb的复合电容被调节为与图1的电容器C4相同的值。在此方式中，与相关技术中的读写器1相同的磁场强度被从读写器61的谐振电路76输出。

如图4和5所示，来自非接触式IC卡62的应答信号的波形根据读写器61的谐振电路76和非接触式IC卡62的谐振电路86的组合或其位置关系而被不同地改变。

图4和5示出了来自非接触式IC卡62的负载调制的应答信号的波形示例。

在图4所示的应答信号的波形中的L电平(低电平)和H电平(高电平)中都存在平坦部分。因此，图4所示的波形在读写器61的接收电路72中能够被容易地解码。

然而，图5所示的应答信号的波形是锯齿波，难以确定L电平和H电平之间的变化点。在图5所示的波形中，当在读写器61的接收电路72中执行解码时，H电平和L电平的占空比崩溃，因此，难以执行准确的解码。

如上所述，在读写器61中，为了使得来自非接触式IC卡62的应答信号的波形容易地被接收电路72接收，电容器Ca的电容和电容器Cb的电容的组合在与图1的电容器C4相同值的范围内改变。另外，电容器Ca的电容和电容器Cb的电容的组合被设置为引起最优接收波形的组合。以这种方式，可以将最优接收波形输入到接收电路72。

图6到8示出了在图3中的读写器61中所示的各个点A、B和C中的应答信号的波形示例。另外，在图3的示例中，A是线圈L2的另一端、电容器C2的一端和电容器Ca的一端的交点。B是电容器Ca的另一端和电容器Cb的一端之间的点。C是电容器Cb的另一端和电阻R2的一端之间的点。

与图5中的应答信号的波形类似，图6所示的A点的应答信号的波形是锯齿波，因此，难以确定L电平和H电平之间的变化点。

图8所示的点C的应答信号的波形具有大的过冲(overshoot)，因此，存在接收电路72可能在该部分处不执行准确解码的情况。

与此相比，图7所示的B点的应答信号的波形变成其中图6和8所示的波形的弱点被改善的波形。即，图7所示的波形与图6所示的波形相比在H电平和L电平中具有平坦部分，并且在H电平和L电平之间也存在差别。与图8所示的波形相比，图7所示的波形并未过冲太多。因此，接收电路72能够容易地执行解码。

因此，可以通过在B点处设置端子并将来自所设置的端子B的信号输入到接收端子RX，将具有更好波形的信号输入到接收端子RX。

图9是示出当电容器Ca和Cb的电容被在读写器61中改变时非接触式IC卡62的通信性能的结果的图。

在图9所示的图中，横轴表示正确率(validity)(％)，纵轴表示通信距离[mm]。电容器Ca和Cb的复合电容被设置为120到123pF，并且在图9的示例中，示出了电容器Ca和Cb的六种类型的电容组合。

即，从上面开始按顺序示出：短路时的电容器Ca和具有120pF电容的电容器Cb的电容组合，以及具有390pF电容的电容器Ca和具有180pF电容的电容器Cb的电容组合。另外，具有270pF电容的电容器Ca和具有220pF电容的电容器Cb的电容组合，以及具有220pF电容的电容器Ca和具有270pF电容的电容器Cb的电容组合被示出。具有180pF电容的电容器Ca和具有390pF电容的电容器Cb的电容组合，以及具有120pF电容的电容器Ca和短路时的电容器Cb的电容组合被示出。

在短路时的电容器Ca和具有120pF电容的电容器Cb的电容组合中，当通信距离大约30mm时，正确率下落到大约20％，并且在33mm和37mm之间变为100％，然而当通信距离大约38mm时下落到0％。另外，当电容器Ca和Cb的复合电容是120到123pF并且电容器Cb是120pF时，可能的是，相关技术中电容器C4内读写器1的通信性能的结果被使用。

当是390pF的电容器Ca的电容和180pF的电容器Cb的电容的组合时，在通信距离大约32mm时正确应答百分比下落到0％，在35mm和40mm之间百分比变为100％，然而，在通信距离大约43mm时百分比下落到0％。

当是270pF的电容器Ca的电容和220pF的电容器Cb的电容的组合时，在通信距离大约40mm时正确应答的分比下落到90％，在大约42mm时百分比变为100％，然而，在通信距离大约43mm时百分比下落到0％。

当是220pF的电容器Ca的电容和270pF的电容器Cb的电容的组合时，在通信距离大约40mm时正确应答百分比下落到0％。

当是180pF的电容器Ca的电容和390pF的电容器Cb的电容的组合时，在通信距离大约30mm时正确应答百分比下落到0％。

当是120pF的电容器Ca的电容和短路的电容器Cb的电容的组合时，在通信距离大约36mm时正确应答百分比下落到30％，在通信距离大约37mm时百分比变为90％，然而，在通信距离大约39mm时百分比下落到20％。之后，在通信距离大约41mm时正确应答百分比下落到30％，然而，在通信距离大约42mm时百分比下落到0％。

最大通信距离或正确率下降的点取决于电容组合而不同，然而，在这些结果中，当是270pF的电容器Ca的电容和220pF的电容器Cb的电容的组合时给出了最佳通信性能。

如上所述，在读写器中，配置了天线线圈和谐振电路，并且串联连接到天线线圈的多个电容器的电容被设置为在复合电容的预定范围内具有更好的组合。另外，从设置了电容的多个电容器之间的端子获得去往接收电路的信号。在此方式中，应答信号的波形接近于图4中所示的理想波形，结果，可以改善通信性能。

同时，在图2的通信系统51中，也可以任意改变由从非接触式IC卡62向读写器61进行应答的负载调制引起的应答信号的电压电平。

当读写器和非接触式IC卡的天线的位置被改变时，由负载调制引起的应答信号的电压电平被改变，电压电平在某一位置处变得非常小，结果，存在通信性能变差的位置。

图10是示出当在读写器61中改变电容器Ca和Cb的电容的情况下改变通信距离时负载调制的电压电平的图。

在图10所示的图中，纵轴表示负载调制电平[mV]，横轴表示通信距离[mm]。电容器Ca和Cb的复合电容被设置为150到165pF，并且在图10所示的示例中，示出了电容器Ca和Cb的六种类型的电容组合。

即，从上面开始按顺序示出：短路时的电容器Ca和具有162pF电容的电容器Cb的电容组合，以及具有1000pF电容的电容器Ca和具有180pF电容的电容器Cb的电容组合。另外，具有470pF电容的电容器Ca和具有220pF电容的电容器Cb的电容组合，以及具有330pF电容的电容器Ca和具有330pF电容的电容器Cb的电容组合被示出。具有220pF电容的电容器Ca和具有470pF电容的电容器Cb的电容组合，以及具有180pF电容的电容器Ca和具有1000pF电容的电容器Cb的电容组合被示出。

在短路时的电容器Ca和具有162pF电容的电容器Cb的电容组合中(即，相关技术中的读写器1的情况)，负载调制电平在通信距离是大约2mm时变为高达18mV，并逐渐变低，随后在通信距离是大约14mm时变为低至2mV。

当是1000pF的电容器Ca的电容和180pF的电容器Cb的电容的组合时，负载调制电平在通信距离大约0mm时变为高达14mV，并逐渐变低，随后在通信距离是大约10mm时变为低至2mV。另外，负载调制电平从10mm的通信距离起逐渐变高，随后在通信距离是18mm时在达到7mV后逐渐变低。

当是470pF的电容器Ca的电容和220pF的电容器Cb的电容的组合时，负载调制电平在通信距离大约0mm时是8mV，并逐渐变低，随后在通信距离是大约5mm时变为低至2mV。另外，负载调制电平从5mm的通信距离起逐渐变高，在通信距离是15mm时变为14mV，随后逐渐变低。

当是330pF的电容器Ca的电容和330pF的电容器Cb的电容的组合时，负载调制电平在通信距离大约0mm时是5mV，并逐渐变低，随后在通信距离是大约4mm时变为低至3mV。另外，负载调制电平从3mm的通信距离起逐渐变高，在通信距离是12mm时变为16mV，随后逐渐变低。

当是220pF的电容器Ca的电容和470pF的电容器Cb的电容的组合时，负载调制电平在通信距离大约0mm时是3mV，并逐渐变高，随后在通信距离是大约10mm时变为高达15mV。另外，负载调制电平从10mm的通信距离起逐渐变低。

当是180pF的电容器Ca的电容和1000pF的电容器Cb的电容的组合时，负载调制电平在通信距离大约0mm时是7mV，并逐渐变高，随后在通信距离是大约9mm时变为高达19mV。另外，负载调制电平从9mm的通信距离起逐渐变低。

如上所述，在相关技术的读写器1中，存在负载调制电平变得极小的通信距离的位置。与此相反，在读写器61中，当电容器Ca和Cb的电容改变时，负载调制电平变小的位置被改变，并且存在通信不被该位置影响太大的电容器Ca和Cb的组合。

因此，通过在电容器Ca和Cb的多个组合当中选择负载调制电平变小的位置对通信影响不大的组合，可以使得负载调制电平在希望稳定通信的距离上为高。结果，可以改善在通信系统51中的通信性能。

读写器的配置示例

图11示出了读写器的电路配置的另一示例。

图11所示的读写器101是通过包括RFIC 11、线圈L1和L2、电容器C1、Ca、Cb和C6、电阻R1、R3和R4、天线线圈12等等配置而成的。

即，将读写器101被配置为其中执行天线调节所必需的组件被尽可能减少的示例，并通过省略电容器C2和C3以及电阻R2而不同于图3的读写器61。

另一方面，读写器101与图3的读写器61共同的部件包括RFIC 11、线圈L1和L2、电容器C1、Ca、Cb和C6、电阻R1、R3和R4以及天线线圈12。另外，关于这些共同部件的重复说明将被适当省略。

发送端子TX1和TX2分别连接于线圈L1和L2的一端。接地端子GND接地。线圈L1的另一端连接于电容器C1的一端和电阻R1的一端。线圈L2的另一端连接于电容器C1的另一端和电容器Ca的一端。

线圈L1与电容器C1一起是具有LPF和执行阻抗转换的功能的电路(即，对应于图2的天线调节电路73)。

电阻R1串联连接到天线线圈12的一端。电容器Ca的另一端连接到电容器Cb的一端。电容器Cb的另一端串联连接到天线线圈12的另一端。即，按照电容器Ca、Cb和天线线圈12的顺序执行连接。

谐振电路(即，对应于图2的谐振电路76)是由电容器Ca、Cb和天线线圈12配置而成的。另外，电容器C1也帮助谐振。

RFIC 11的接收端子RX通过电阻R3输入来自设在电容器Ca和Cb之间所示D点处的端子(下面称为端子D)的信号。接收电路72基于中点电位端子VMID的中点电位来解码从接收端子RX输入的信号。

即使在如上配置的读写器101中，通过改变电容器Ca和Cb的电容，在复合电容的预定范围内设置较佳的组合，并且来自设在电容器Ca和Cb之间的端子D的信号被输入到接收端子RX。以这种方式，可以改变输入到接收端子RX的信号质量。因此，由于能够输入最优接收波形，因此可以改善通信性能。

读写器的配置示例

图12示出了读写器的电路配置的又一示例。

图12所示的读写器111是通过包括RFIC 11、线圈L1和L2、电容器C1、C2、Ca、Cb和C6、电阻R1到R4、天线线圈12等等配置而成的。

即，在读写器111中，与图3的读写器61共同的部件包括RFIC 11、线圈L1和L2、电容器C1、C2、Ca、Cb和C6、电阻R1到R4以及天线线圈12。另外，关于这些共同部件，由于说明是重复的，因此将适当省略详细说明。

另一方面，读写器111与图3的读写器61的不同之处在于：在天线线圈12中设置电容器Ca、Cb并且省略电容器C3。

发送端子TX1和TX2分别连接于线圈L1和L2的一端。接地端子GND接地。线圈L1的另一端连接于电容器C1的一端和电阻R1的一端。线圈L2的另一端连接于电容器C2的一端和电阻R2的一端。电容器C1的另一端连接于接地端子GND和电容器C2的另一端。

线圈L1和L2与电容器C1和C2一起是具有LPF和执行阻抗转换的功能的电路(即，对应于图2的天线调节电路73)。

电阻R1的另一端串联连接到天线线圈12的一端。电阻R2的另一端串联连接到天线线圈12的另一端。

另外，在读写器111中，电容器Ca和Cb设在天线线圈12中(在天线线圈12上)。谐振电路由电容器Ca和Cb以及天线线圈12配置而成(即，对应于图2的谐振电路76)。另外，电容器C1和C2也帮助谐振。

另外，在天线线圈12中，从设在电容器Ca和Cb之间所示E点处的端子(下面称为端子E)通过电阻R3将信号输入到接收端子RX。接收电路72基于中点电位端子VMID的中点电位来解码从接收端子RX输入的信号。

即使在如上配置的读写器111中，通过改变电容器Ca和Cb的电容，在复合电容的预定范围内设置较佳组合。另外，从设在电容器Ca和Cb之间的端子E向接收端子RX输入信号。以这种方式，可以改变输入到接收端子RX的信号的质量。因此，由于能够输入最优接收波形，因此可以改善通信性能。

读写器的配置示例

图13示出了读写器的电路配置的另一示例。

图13所示的读写器121是通过包括RFIC 131、线圈L1和L2、电感L3到L5、电容器C1到C6、电阻R1到R4、天线线圈12等等来配置而成的。

即，在读写器121中，与图3的读写器61共同的部件包括线圈L1和L2、电容器C1到C6、电阻R1到R4以及天线线圈12。另外，关于这些共同部件，由于说明是重复的，因此将适当省略详细说明。

另一方面，读写器121与图3的读写器61的不同之处在于：将RFIC 11替换为RFIC 131，将电容器Ca和Cb替换为可变电容二极管D1和D2，并且增加电感器L3到L5。

除了未示出的接收电路和发送电路之外，RFIC 131中还建立了微计算机141。RFIC 131包括发送端子TX1和TX2、接地端子GND、接收端子RX和中点电位端子VMID。另外，RFIC 131包括将来自微计算机141的控制信号发送到端子F到H的控制端子CTRL1到CTRL3。

微计算机141通过控制端子CTRL1到CTRL3来控制与图3的电容器Ca和Cb相对应的可变电容二极管D1和D2的电容。控制端子CTRL1到CTRL3是能够输出任意电位的端子。

发送端子TX1和TX2分别连接于线圈L1和L2的一端。接地端子GND接地。线圈L1的另一端连接于电容器C1的一端和电容器C3的一端。线圈L2的另一端连接于电容器C2的一端和电容器C4的一端。电容器C1的另一端连接于接地端子GND和电容器C2的另一端。

线圈L1和L2与电容器C1和C2一起是具有LPF和执行阻抗转换的功能的电路(即，对应于图2的天线调节电路73)。

电容器C3的另一端连接到可变电容二极管D1的一端。可变电容二极管D1的另一端连接到可变电容二极管D2的一端。可变电容二极管D2的另一端通过电阻R1串联连接到天线线圈12的一端。即，按照可变电容二极管D1和D2、电阻R1和天线线圈12的顺序执行连接。电容器C4的另一端通过电阻R2串联连接到天线线圈12的另一端。

另外，通过电感器L3连接到控制端子CTRL1的端子F设在电容器C3的另一端和可变电容二极管D1的一端之间。通过电感器L4连接到控制端子CTRL2的端子G设在可变电容二极管D1的另一端和可变电容二极管D2的一端之间。通过电感器L5连接到控制端子CTRL3的端子H设在可变电容二极管D2的另一端和电阻R1的一端之间。

可变电容二极管D1和D2是其中使用了当电压被施加到相反方向时由于二极管PN结层的厚度变化引起的静电电容(结电容)的变化的可变电容电容器。即，可变电容二极管D1和D2可以使用当施加反向偏置时两端之间的电位差来改变电容。

电容器C3是用来切断将可变电容二极管D1的电位设置为从控制端子CTRL1控制的任意电位的DC(DC(直流)分量)的电容器。

谐振电路是由电容器C3和C4、可变电容二极管D1和D2以及天线线圈12配置而成的(即，对应于图2的谐振电路76)。另外，电容器C1和C2也帮助谐振。

电感器L3到L5分别是以高频方式分开端子F到H和各个控制端子CTRL1到CTRL3的电感，并且是用来在天线被调节时抑制对天线的影响的元件。

RFIC 131的接收端子RX通过电容器C5和电阻R3输入来自设在可变电容二极管D1和D2之间的端子G的信号。接收电路72基于中点电位端子VMID的中点电位来解码从接收端子RX输入的信号。

在如上配置的读写器121中，微计算机141从控制端子CTRL1到CTRL3输出如下电位：该电位具有不改变由可变电容二极管D1和D2的元件的每一个特性引起的总电容的情况。

以这种方式，读写器121能够具有与图3的读写器61相同的功能。即，读写器121能够控制可变电容二极管D1和D2的元件的电容组合，并且在与图1的电容器C4相同值的范围(预定范围)内改变电容组合，使得来自非接触式IC卡62的应答信号的波形能够容易地被接收电路接收。

此外，微计算机141将各个电容器的电容组合的设定值存储在包括了关于可变电容二极管D1和D2的多个样式(pattern)的存储单元中。另外，微计算机141将与具有最优组合的设定值有关的信息存储在存储单元中，该最优组合对应于面对的非接触式IC卡或移动电话的特性。另外，微计算机141检测面对的非接触式IC卡或移动电话的通信特性，并且通过执行使用了未示出的RFIC 131的接收电路和发送电路的通信根据检测到的通信特性选择最优设置。微计算机141使得控制端子CTRL1到CTRL3输出具有成为来自控制端子CTRL1到CTRL3的所选最优设定值情况的电位，并且改变可变电容二极管D1和D2的元件的电容。

以这种方式，可变电容二极管D1和D2的较佳电容组合被设置，并且来自设在可变电容二极管D1和D2之间的端子G的信号被输入到接收端子RX。结果，与面对的非接触式IC卡或移动电话的通信特性相对应的最优接收波形被输入到读写器121的接收电路。因此，通过在与诸如非接触式IC卡或移动电话之类的通信特性彼此不同的装置执行通信的环境下确保通信性能，可以执行更好的通信。

如上所述，可以针对各种非接触式IC卡或移动电话来容易地改善通信性能。

2.第二实施例

相关技术中的通信系统的配置示例

为了与本公开进行比较，将参照图14说明相关技术中的通信系统。图14示出了相关技术中通信系统的示例配置。

图14所示的通信系统151是在作为NFC(近场通信)装置的启动器(initiator)161和目标162之间以无源通信模式执行非接触式通信的系统。

在图14的示例中，启动器161和目标162具有与图1的读写器1相类似地生成磁场的电路，并且能够通过生成磁场向另一方发送载波信号。另外，与未示出的非接触式IC卡类似，启动器161和目标162以负载调制方法向发送了载波信号的另一方作出应答。

即，启动器161和目标162也可以分别是图1的读写器1，并且也可以是未示出的非接触式IC卡。

基本上，启动器161和目标162具有与图1的相关技术中的读写器1相同的配置。即，启动器161和目标162分别包括线圈L1和L2、电容器C1到C6、电阻R1到R4、RFIC 11和天线线圈12。

因此，RFIC 11包括发送端子TX1和TX2、接地端子GND、接收端子RX和中点电位端子VMID。另外，即使在图1的RFIC 11的示例中省略了，但是在图14的RFIC 11中，示出了连接发送端子TX1和接地端子GND的开关S1和连接发送端子TX2和接地端子GND的开关S2。

发送端子TX1和TX2分别连接于线圈L1和L2的一端。接地端子GND接地。线圈L1的另一端连接于电容器C1的一端和电容器C3的一端。线圈L2的另一端连接于电容器C2的一端和电容器C4的一端。电容器C1的另一端连接于接地端子GND和电容器C2的另一端。

线圈L1和L2与电容器C1和C2一起配置成LPF(低通滤波器)和执行阻抗转换的功能电路。

电容器C3的另一端通过电阻R1串联连接到天线线圈12的一端。电容器C4的另一端通过电阻R2串联连接于天线线圈12的另一端。谐振电路是由电容器C3和C4以及天线线圈12配置而成的。另外，电容器C1和C2也帮助谐振。

电阻R1和R2调节谐振电路的Q因子(质量因子)。

RFIC 11的接收端子RX通过电阻R3和电容器C5输入来自在电容器C4的一端、电容器C2的一端和线圈L2的另一端连接到的交点处的端子P的信号。该输入信号跨过中点电位。接收电路基于中点电位端子VMID的中点电位来解码从接收端子RX输入的信号。

当来自端子P的信号电平大时，电阻R3通过与电阻R4一起改变分压比来执行调节电平的处理。电容器C5以DC方式切断来自端子P的信号(来自发送端子TX2的信号)和来自中点电位端子VMID的信号之间的差。

中点电位端子VMID通过电容器C6接地。电容器C6是用于稳定中点电位的旁路电容器。中点电位端子VMID生成中点电位并通过电阻R4供应中点电位。

在这样的通信系统151中，例如，当目标162对启动器161执行应答时，通过开启/关断开关S1和S2将发送端子TX1和TX2连接到接地端子GND来执行负载调制。

然而，通过开启/关断开关S1和S2，发送端子TX1和TX2的DC电平被改变，并且受此改变影响，端子P的DC电平也被改变。

结果，接收端子RX的DC电平改变，并且如图15所示，由于输入到接收端子RX的载波信号的中点电位的变化，生成载波信号不跨过中点电位的部分。在此情况中，启动器161的RFIC 11的接收电路未正确地对时钟计数。由于这个原因，在从目标162应答启动器161的时间处的分组长度变得长于原始长度，并且通信失败。

图15示出了相关技术的通信系统151中的载波信号的波形。即，在图15的示例中，在相关技术的通信系统151中，在分组的长度长于原始长度时的载波信号的波形被示出。

在图15的波形中，如附有Q的圆中所示，生成了在载波信号未跨过中点电位的部分。对于启动器161的RFIC 11的接收电路来说，难以对图15的圆Q所围绕的部分的时钟进行计数。

本公开的通信系统的配置示例

图16示出了本公开所应用于的通信系统的配置示例。

图16所示的通信系统201是在作为NFC装置的启动器211和目标212之间以无源通信模式执行非接触式通信的系统。

在图16的示例中，启动器211和目标212具有与图2的读写器61相类似地生成磁场的电路，并且能够通过生成磁场向另一方发送载波信号。另外，与图2的非接触式IC卡62类似，启动器211和目标212以负载调制方法向发送了载波信号的另一方进行应答。

即，启动器211和目标212也可以分别是图2的读写器61和图2的非接触式IC卡62。

基本上，启动器211和目标212可以具有与图3的读写器61相同的配置。即，启动器211和目标212包括线圈L1和L2、电容器C1到C3、Ca、Cb和C6、电阻R1到R4、RFIC 11和天线线圈12。

RFIC 11包括发送电路和接收电路(尽管未示出)，并且包括发送端子TX1和TX2、接地端子GND、接收端子RX和中点电位端子VMID。发送端子TX1和TX2是输出来自发送电路的信号的端子。接收端子RX是用于将信号输入到接收电路的端子。另外，在图16的RFIC 11中，用于将发送端子TX1和接地端子GND相互连接的开关S1和用于将发送端子TX2和接地端子GND相互连接的开关S2被示出，尽管在图3的RFIC 11的示例中未示出。

发送端子TX1和TX2分别连接于线圈L1和L2的一端。接地端子GND接地。线圈L1的另一端连接于电容器C1的一端和电容器C3的一端。线圈L2的另一端连接于电容器C2的一端和电容器Ca的一端。电容器C1的另一端连接于接地端子GND和电容器C2的另一端。

线圈L1和L2与电容器C1和C2一起配置成LPF和执行阻抗转换的功能电路(即，对应于图2的天线调节电路73)。

电容器C3的另一端通过电阻R1串联连接到天线线圈12的一端。电容器Ca的另一端连接于电容器Cb的另一端。电容器Cb的另一端通过电阻R2串联连接于天线线圈12的另一端。即，电容器Ca、Cb、电阻R2和天线线圈12被顺次连接。

谐振电路是由电容器C3、Ca和Cb以及天线线圈12配置而成的(对应于图2的谐振电路76)。另外，电容器C1和C2也帮助谐振。

电阻R1和R2调节谐振电路的Q因子(质量因子)。

中点电位端子VMID通过电容器C6接地。中点电位端子VMID生成中点电位，并通过电阻R4将中点电位供应到接收端子RX。

RFIC 11的接收端子RX通过电阻R3输入来自设在电容器Ca和Cb之间示出的R点处的端子(下面称为端子R)的信号。当来自端子R的信号电平大时，电阻R3通过与电阻R4一起改变分压比来执行调节电平的处理。

接收电路72基于中点电位端子VMID的中点电位来解码从接收端子RX输入的信号。

在这样的通信系统201中，例如，当目标212对启动器211进行应答时，通过开启/关断开关S1和S2将发送端子TX1和TX2连接到接地端子GND来执行负载调制。

通过开启/关断开关S1和S2，发送端子TX1和TX2的DC电平改变，并且受此改变影响，P表示的点的DC电平也改变。因此，在目标212中，通过设有电容器Ca，在端子R中降低了发送端子TX1和TX2的DC电平的变化的影响。

以这种方式，在启动器211中，可以准确地对输入到接收端子RX的载波信号的时钟进行计数，并且抑制通信中误动作的发生，如分组长度的延长。

图17是示出相关技术的通信系统中的通信性能和本公开的通信系统中的通信性能的结果的图。

在图17的示例中，横轴表示通信距离[mm]，纵轴表示正确率[％]。

当通信距离是0mm到6mm时，相关技术中的通信系统151的正确率是0％。在6mm和10mm的通信距离之间，相关技术中的通信系统151的正确率逐渐增大到100％。另外，在20mm和36mm的通信距离是之间，相关技术中的通信系统151的正确率逐渐降低到0％。

与此相比，在0mm和37mm的通信距离之间，本公开中的通信系统201的正确率是100％，然而，当通信距离是38mm时突然降低。

即，在相关技术中的通信系统151中，在靠近或处于某一距离时通信性能恶化，然而，在本公开的通信系统201中，与相关技术相比，在不降低正确率的情况下通信距离变长。

如上所述，即使在NFC装置之间的通信系统中，天线线圈和谐振电路也被配置，串联连接到天线线圈的多个电容器的复合电容被最优地设置，并且去往接收电路的信号被从多个电容器之间的端子获得。以这种方式，可以进一步改善通信性能。

另外，在上述说明中，已经例示了目标212，然而，即使在启动器211中进行应答的情况下，也能够获得相同效果。

另外，本公开的实施例不限于上述实施例，并且可以做出各种变化而不背离本公开的范围。

到目前为止，已经参照附图详细说明了本公开的优选实施例，然而，本公开不限于这些示例。对于属于本公开的技术领域的技术人员来说显而易见的是，可以在权利要求中公开的技术思想的类别中设想各种变化或修改，自然地，这些被理解为属于本公开的技术类别。

该技术也可以具有以下配置。

(1)一种天线电路包括：谐振电路，由至少第一和第二电容器以及天线线圈配置而成；收发机电路，具有发送端子和接收端子；以及调节电路，调节谐振电路和收发机电路之间的阻抗，其中，第一和第二电容器的电容组合被在第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置，并且来自设在第一和第二电容器之间的端子的信号被输入到接收端子。

(2)在(1)中公开的天线电路还包括：通信单元，以非接触方式与面对的通信装置执行通信；存储单元，存储第一和第二电容器的电容组合的设定值和与通信装置的通信特性以及该设定值有关的信息；以及控制单元，基于由通信单元检测到的面对的通信装置的通信特性来选择第一和第二电容器的电容组合的设定值。

(3)在(2)中公开的天线电路，其中控制单元基于所选择的电容组合的设定值来设置第一和第二电容器的电容。

(4)一种包括天线电路的通信装置，所述天线电路包括：收发机电路，具有发送端子和接收端子；谐振电路，由至少第一和第二电容器以及天线线圈配置而成；调节电路，调节谐振电路和收发机电路之间的阻抗，其中，第一和第二电容器的电容组合被在第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置，并且来自设在第一和第二电容器之间的端子的信号被输入到接收端子。

(5)在(4)中公开的通信装置，其中天线电路还包括：通信单元，以非接触方式与面对的通信装置执行通信；存储单元，存储第一和第二电容器的电容组合的设定值和与通信装置的通信特性以及该设定值有关的信息；以及控制单元，基于由通信单元检测到的面对的通信装置的通信特性来选择第一和第二电容器的电容组合的设定值。

(6)在(5)中公开的通信装置，其中控制单元基于所选择的电容组合的设定值来设置第一和第二电容器的电容。

(7)一种使用天线电路的通信方法，所述天线电路包括：收发机电路，具有发送端子和接收端子；谐振电路，由至少第一和第二电容器以及天线线圈配置而成；以及调节电路，调节谐振电路和收发机电路之间的阻抗，该方法包括：在第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置第一和第二电容器的电容组合；以及将来自设在第一和第二电容器之间的端子的信号输入到接收端子。

本公开包含与2011年10月14日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-226411中公开的主题相关的主题，该申请的全部内容通过引用并入本文。

本领域技术人员应当理解，可取决于设计要求和其他因素发生各种修改、组合、子组合和改变，只要他们在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (7)

1.一种天线电路，包括：

谐振电路，由至少第一和第二电容器以及天线线圈配置而成；

收发机电路，具有发送端子和接收端子；和

调节电路，调节所述谐振电路和所述收发机电路之间的阻抗，

其中所述第一和第二电容器的电容组合被在所述第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置，并且

其中来自设在所述第一和第二电容器之间的端子的信号被输入到所述接收端子。

2.根据权利要求1所述的天线电路，还包括：

通信单元，以非接触方式与面对的通信装置执行通信；

存储单元，存储所述第一和第二电容器的电容组合的设定值，和与所述通信装置的通信特性以及所述设定值有关的信息；和

控制单元，基于由所述通信单元检测到的面对的通信装置的通信特性来选择所述第一和第二电容器的电容组合的设定值。

3.根据权利要求2所述的天线电路，

其中所述控制单元基于所选择的电容组合的设定值来设置所述第一和第二电容器的电容。

4.一种通信装置，包括：

天线电路，该天线电路包括：

收发机电路，具有发送端子和接收端子；

谐振电路，由至少第一和第二电容器以及天线线圈配置而成；和

调节电路，调节所述谐振电路和所述收发机电路之间的阻抗，

其中所述第一和第二电容器的电容组合被在所述第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置，并且

其中来自设在所述第一和第二电容器之间的端子的信号被输入到所述接收端子。

5.根据权利要求4所述的通信装置，

其中所述天线电路还包括，

通信单元，以非接触方式与面对的通信装置执行通信；

存储单元，存储所述第一和第二电容器的电容组合的设定值，和与所述通信装置的通信特性以及所述设定值有关的信息；和

控制单元，基于由所述通信单元检测到的面对的通信装置的通信特性来选择所述第一和第二电容器的电容组合的设定值。

6.根据权利要求5所述的通信装置，

其中所述控制单元基于所选择的电容组合的设定值来设置所述第一和第二电容器的电容。

7.一种使用天线电路的通信方法，所述天线电路包括

收发机电路，包括发送端子和接收端子；

谐振电路，由至少第一和第二电容器以及天线线圈配置而成；和

调节电路，调节所述谐振电路和所述收发机电路之间的阻抗，

所述方法包括：

在所述第一和第二电容器的复合电容的预定范围内设置所述第一和第二电容器的电容组合；和

将来自设在所述第一和第二电容器之间的端子的信号输入到所述接收端子。

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