JP2001148606A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、ループアンテナ２を平衡駆動で
き、電波の擾乱を輻射制限パターンもなく防止でき、例
えば、３ｍ先のデータによる電界強度を理論値に抑制で
きる。そのため、法規制内の強い電波輻射が可能とな
り、結果として通信距離の確保できる。 【解決手段】 この発明は、複数巻きループアンテナ２
で駆動両端２４ａ、２４ｂから等距離にあたる１点で、
内側のループと外側のループとを交差させるようにした
ループアンテナ２と、キャリアの正相と逆相それぞれを
基に変調をかけたアンプ出力をアンテナ駆動信号として
上記ループアンテナ両端を駆動するようにした駆動回路
とによりアンテナを平衡駆動するようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば、無線
通信機能を有する携帯可能情報記憶媒体との間で無線に
よる通信を行なうアンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、無線電波を使用して通信を行な
う無線通信システムにあっては、ノイズなどの環境の影
響を受けずに安定的に通信を行なうために、強い電界強
度の電波を使用する必要がある。このため、無線通信シ
ステムにおけるアンテナ装置では、アンテナ本体から強
い電界強度の電波を放射するように駆動回路で駆動する
ことが要望されている。

【０００３】しかしながら、電波法の規定により自由に
情報処理装置から強い電界強度の電波を放射することが
不可能である。このような電波法においては、特定の周
波数について強い電波を放射することが許されている。
この電波法での特定の周波数は規定が厳しく、使用に関
しては充分な注意が必要である。

【０００４】上記特定の周波数は、波長をλとすると、
λ／２πが電波法で規定している測定距離３ｍ付近の周
波数である。このような条件を満足するアンテナを設計
するために放射電界強度を計算する場合、距離がλ／２
π付近では理論計算と実測値とを一致させることが困難
である。また、測定する環境においても大きく影響を受
ける。したがって、机上でアンテナを設計し、実際に３
ｍ付近で測定を行なうと、設計値と大きく異なり、電波
法を満足することができないことが多い。

【０００５】例えば、図１０に示すように、微小ループ
コイル１５１からの放射電界強度モデルは、設計値とし
て考える微小ループコイルを原点とした電磁気学などで
使用する極座標表示１５２で示される。

【０００６】このような微小ループアンテナからの放射
を解くと、図１１に示すように、アンテナ間距離をｒと
した場合、磁界Ｈｒ成分が特性１６１、磁界Ｈθ成分が
特性１６２、１／ｒ^３のラインが特性１６３となる。

【０００７】ここで、３ｍ付近に注目すると、Ｈｒ成
分、Ｈθ成分中の１／ｒ項と、１／ｒ ^２項と、１／ｒ^３
項が等しい領域であり、計算値と実測値とはなかなか一
致しない。このため、性能が悪い送信アンテナを使用し
て、このポイントでの電界強度を測定すると、設計値と
大幅に異なる電界強度が測定される。

【０００８】たとえば、性能の悪いアンテナを使用した
場合、図１２に示すような距離対放射電界（磁界）強度
特性が得られる。図１２では、本来、アンテナはＨｒ成
分が重要であるので、図１２のグラフにはＨｒ成分のみ
を記載した。また、図１２において、測定値は特性１７
１、１／ｒ^３のラインは特性１７２である。この図１２
から明らかなように、特性１７１は設計値を大きく外
れ、３ｍ付近でディップしているから、それ以降は大き
く成分が乱れている。つまり、上記のようなアンテナを
用いた場合、３ｍ付近で電波法が規定する値を満足でき
ないものとなってしまう。

【０００９】そこで、従来、電波法が規定する値を満足
するために、図１３（ａ）、（ｂ）に示すようなループ
アンテナがある。このループアンテナは、板状の導体と
してのグランドパターン（電波輻射制限パターン）１８
２をループアンテナ本体（アンテナパターン）１８１に
沿う形で設置したものである。

【００１０】図１３（ａ）、（ｂ）において、１８１は
所定の開口面積を持つループアンテナ本体であり、本例
では、たとえば、巻数が１ターンの矩形状のループコイ
ルとする。１８２は板状の導体としてのグランドパター
ンで、ループアンテナ本体１８１とでプリント配線基板
１８３を挟み、ループアンテナ本体１８１と反対側に、
ループアンテナ本体１８１に沿う形で形成されている。
グランドパターン１８２は、ループアンテナ本体１８１
のグランド端子（接地点）に接続される。

【００１１】しかしながら、図１３に示すようなアンテ
ナでは、電波法の規定を満足することができるが、電波
輻射制限パターンをアンテナパターンより大きくする必
要があるため、アンテナ全体の形状が電波輻射制限パタ
ーンの制約を受けて大きくなる。

【００１２】また、図１３に示すようなアンテナでは、
例えば、このアンテナを無線カードとのデータの読取お
よび書込みを行うリーダライタとして利用する場合、無
線カード内部のアンテナとほぼ同サイズのアンテナをリ
ーダライタ側に設けると、電波輻射制限パターンによ
り、アンテナに近い領域での通信が困難となる。このた
め、リーダライタ側のアンテナを無線カードのアンテナ
とほぼ同サイズで実現することができない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、電波
輻射制限パターンにより、アンテナ全体の形状が大きく
なってしまったり、アンテナに近い領域での通信が困難
になるというという欠点を除去したもので、アンテナ全
体の形状を大きくすることなく、電波法の規制内での強
い電波輻射が可能で、通信距離の確保が可能となるアン
テナ装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明のアンテナ装置
は、２つの駆動端を有する複数巻きループが、上記２つ
の駆動端から等距離の位置で内側と外側とを交差させて
なるループアンテナ本体、およびこのループアンテナ本
体の２つの駆動端に対して平衡駆動する駆動手段から構
成されている。

【００１５】この発明のアンテナ装置は、２つの駆動端
を有する複数巻きループが、上記２つの駆動端から等距
離の位置で内側と外側とを交差させてなるループアンテ
ナ本体、およびこのループアンテナ本体の２つの駆動端
に対して、一方の駆動端を正相のキャリアを基に送信す
るデータで変調した変調信号により駆動し、他方の駆動
端を逆相のキャリアを基に送信するデータで変調した変
調信号により駆動する駆動手段から構成されている。

【００１６】この発明のアンテナ装置は、印刷基板上に
印刷される印刷配線が上記印刷基板の外周に沿って２つ
の駆動端を有する複数巻きのループを形成し、上記２つ
の駆動端から等距離の位置で内側の印刷配線と外側の印
刷配線とが交差してなるループアンテナ本体、およびこ
のループアンテナ本体の２つの駆動端に対して平衡駆動
する駆動手段から構成されている。

【００１７】この発明のアンテナ装置は、印刷基板上に
印刷される印刷配線が上記印刷基板の外周に沿って２つ
の駆動端を有する複数巻きループを形成し、上記２つの
駆動端から等距離の位置で内側の印刷配線と外側の印刷
配線とが交差してなるループアンテナ本体、およびこの
ループアンテナ本体の２つの駆動端に対して、一方の駆
動端を正相のキャリアを基に送信するデータで変調した
変調信号により駆動し、他方の駆動端を逆相のキャリア
を基に送信するデータで変調した変調信号により駆動す
る駆動手段から構成されている。

【００１８】この発明のアンテナ装置は、印刷基板上に
印刷される印刷配線が上記印刷基板の外周に沿って２つ
の駆動端を有する複数巻きループを形成し、上記２つの
駆動端から等距離の位置に設けられた印刷基板の裏面へ
至る少なくとも２つのスルーホールを介して印刷配線が
印刷基板の裏面を通って表面に印刷されている印刷配線
と交差してなるループアンテナ本体、およびこのループ
アンテナ本体の２つの駆動端に対して平衡駆動する駆動
手段から構成されている。

【００１９】この発明のアンテナ装置は、印刷基板上に
印刷される印刷配線が上記印刷基板の外周に沿って２つ
の駆動端を有する複数巻きループを形成し、上記２つの
駆動端から等距離の位置に設けられた印刷基板の裏面へ
至る少なくとも２つのスルーホールを介して印刷配線が
印刷基板の裏面を通って表面に印刷されている印刷配線
と交差してなるループアンテナ本体、およびこのループ
アンテナ本体の２つの駆動端に対して、一方の駆動端を
正相のキャリアを基に送信するデータで変調した変調信
号により駆動し、他方の駆動端を逆相のキャリアを基に
送信するデータで変調した変調信号により駆動する駆動
手段から構成されている。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００２１】図１は、本実施の形態に係る無線通信シス
テムの構成を概略的に示している。図１において、１は
無線通信機能を有する情報処理装置１、２は情報処理装
置１のループアンテナ、３は情報処理装置１の上位装
置、４は無線通信機能を有する携帯可能情報記憶媒体
（無線カード）、５は携帯可能情報記憶媒体４のループ
アンテナである。上記情報処理装置１は、携帯可能情報
記憶媒体４との間で無線による送受信を行なうことによ
り、携帯可能情報記憶媒体４に対してデータの送信およ
び受信など、所定の情報処理を行なうようになってい
る。

【００２２】図２は、情報処理装置１の基本的構成の一
例を概略的に示している。図２において、１１は変調回
路・送信ドライバ、１２は復調回路・受信アンプで、こ
れらにはループアンテナ２が接続されている。１３は各
種処理を実行する制御回路で、これには変調回路・送信
ドライバ１１および復調回路・受信アンプ１２が接続さ
れている。

【００２３】以下に、動作の概略を簡単に説明する。上
位装置３で生成されるデータを制御回路１３に送り、制
御回路１３においてデータ化された信号を変調回路・送
信ドライバ１１において変調、増幅し、ループアンテナ
２に供給する。ループアンテナ２は、変調回路・送信ド
ライバ１１からの信号を電波として空間に放射する。

【００２４】一方、携帯可能情報記憶媒体４から送信さ
れる電波は、情報処理装置１のループアンテナ２で受信
され、復調回路・受信アンプ１２に送られる。復調回路
・受信アンプ１２では、受信した信号に対して増幅、復
調などの処理を行なうことにより、受信データを得る。
得られた受信データは制御回路１３に送られ、制御回路
１３において受信データに基づく所定の処理が行なわれ
る。

【００２５】図３は、携帯可能情報記憶媒体４の基本的
構成の一例を概略的に示している。図３において、１５
は復調回路・受信アンプ、１６は変調回路・送信ドライ
バで、これらにはループアンテナ５が接続されている。
１７は各種処理を実行する制御回路で、これには復調回
路・受信アンプ１５および変調回路・送信ドライバ１６
が接続されている。１８は電源部で、情報処理装置１か
ら受けた電波により電源を生成し、各回路に動作電源を
供給する。なお、電源部１８は、電池などの電源を内蔵
することにより各回路に動作電源を供給するようにして
も良い。

【００２６】以下に、動作の概略を簡単に説明する。情
報処理装置１から空間に放射された電波は、ループアン
テナ５により受信され、受信信号は復調回路・受信アン
プ１５に送られる。復調回路・受信アンプ１５では、受
信した信号に対して増幅、復調などの処理を行なうこと
により、受信データを得る。得られた受信データは制御
回路１７に送られ、制御回路１７において受信データに
基づく所定の処理が行なわれる。

【００２７】図４は、ループアンテナ２の概略構成を示
すものである。

【００２８】図４に示すように、ループアンテナ２は、
印刷配線基板２１上に印刷されたループ状の印刷配線２
２、この印刷配線２２の両端部に接続されているアンテ
ナマッチング回路２３、およびループアンテナ２を駆動
する変調回路・送信ドライバ１１としての駆動回路（後
述する）と接続するためのコネクタ２４を有している。

【００２９】上記印刷配線２２は、印刷基板２１上に印
刷され、２回巻きのループアンテナ２を形成している。
上記コネクタ２４は、後述する駆動回路と接続する２つ
の端子２４ａ、端子２４ｂを有している。これらの端子
２４ａ、２４ｂは、上記アンテナマッチング回路２３と
接続されている。

【００３０】上記印刷基板２２上の上記コネクタ２４に
対向する位置には、スルーホール２５、２６が設けられ
いる。これらのスルーホール２５、２６は、印刷基板２
１の表面と裏面とを貫通している。また、印刷基板２１
の表面においてスルーホール２５とスルーホール２６と
の間には、少なくとも１つの印刷配線２２が配置できる
ように間隔が設けられている。

【００３１】次に、ループアンテナ本体としての印刷基
板２１上の印刷配線２２の配置について説明する。ここ
では、印刷配線２２の配置をアンテナマッチング回路２
３の端部２４ａ側から端部２４ｂ側までの順に説明す
る。

【００３２】上記アンテナマッチング回路２３の２４ａ
側からの印刷配線２２は、上記印刷基板２１の外周に沿
って１巻き目のループが配置される。この１巻き目の印
刷配線２２は、上記スルーホール２５と２６との間を通
るように配置され、上記アンテナマッチング回路２３、
およびコネクタ２４がループの内側になるように配置さ
れる。

【００３３】印刷基板２１上の２巻き目のループとなる
印刷配線２２は、１巻き目のループが内側となるように
印刷基板２１の外周の沿ってスルーホール２５まで配置
される。上記スルーホール２５において、印刷配線２２
は印刷基板２１の表面から裏面に移行する。上記スルー
ホール２５で印刷基板２１の裏面に至った印刷配線２２
は、印刷基板２１の裏面でスルーホール２６に達する。
スルーホール２６において、印刷配線２２は印刷基板２
１の裏面から表面に移行する。

【００３４】ここで、上記スルーホール２５は１巻き目
のループの外側となっており、スルーホール２６は１巻
き目のループの内側になっている。このため、２巻き目
の印刷配線２２は、スルーホール２５まで１巻き目のル
ープの外側を通って、印刷基板２１の裏面で交差（クロ
ス）し、スルーホール２６から１巻き目のループの内側
を通る。

【００３５】従って、スルーホール２６で表面に至った
印刷配線２２は、１巻き目のループの内側を印刷基板２
１の外周に沿って２巻き目のループを形成し、アンテナ
マッチング回路２３の端部２４ｂ側に接続される。

【００３６】これにより、ループの半周ごとに、内側
（１巻き目）、外側（１巻き目）、外側（２巻き目）、
内側（２巻き目）となる２巻きのループアンテナ２が印
刷基板２１上に印刷され、印刷配線２２によるループア
ンテナは、一方の駆動端から印刷配線の中点までのルー
プと、他方の駆動端から印刷配線の中点までのループと
が対称となるように形成される。従って、２巻きループ
アンテナで駆動両端から等距離にあたる１点で、２巻き
の内と外とを交差させたループアンテナが形成される。

【００３７】次に、上記のように構成されるループアン
テナ２を駆動する駆動回路１１について説明する。

【００３８】図５は、情報処理装置の変調回路・送信ド
ライバ１１としての駆動回路１１の概略構成を示す図で
ある。図５に示すように、この駆動回路１１は、正相逆
相キャリア出力部３１、データ入力部３２、変調回路３
３ａ、３３ｂ、駆動アンプ３４ａ、３４ｂ、マッチング
回路３５ａ、３５ｂ、ＶＤ駆動電源部３６、コネクタ部
３７などから構成されている。

【００３９】上記キャリア出力部３１は、入力される搬
送波としてのキャリアから正相のキャリアと、逆相のキ
ャリアを生成し、それぞれ出力するものである。このキ
ャリア出力回路３１から出力された正相キャリアは、上
記変調回路３３ａへ送られる。また、上記キャリア出力
回路３１から出力された逆相キャリアは、上記変調回路
３３ｂへ送られる。

【００４０】上記データ入力部３２には、送信するデー
タが入力される。このデータ入力部３２に入力されたデ
ータは、上記変調回路３３ａおよび変調回路３３ｂへ送
られる。

【００４１】上記変調回路３３ａ、３３ｂは、キャリア
を送信するデータに基づいて変調するものである。これ
らの変調回路３３ａ、３３ｂは、振幅変調、周波数変
調、位相変調などの種々の変調方式が利用可能である
が、例えば、「１」、「０」のデータ信号でキャリアの
振幅を変調する振幅変調方式（ＡＳＫ）が用いられる。

【００４２】すなわち、上記変調回路３３ａは、キャリ
ア出力部３１からの正相キャリアをデータ入力部３２か
ら送られたデータに基づいて変調して変調信号を生成す
る。一方、上記変調回路３３ｂは、キャリア出力部３１
からの逆相キャリアをデータ入力部３２から送られたデ
ータに基づいて変調して変調信号を生成する。

【００４３】これらの変調回路３３ａ、３３ｂで生成さ
れた変調信号は、それぞれ駆動アンプ３４ａ、３４ｂに
より増幅され、マッチング回路３５ａ、３５ｂへ送られ
る。これらのマッチング回路３５ａ、３５ｂは、それぞ
れ共振回路およびインピーダンス変換回路であり、ＶＤ
駆動電源３６により駆動される。

【００４４】このマッチング回路３５ａを介した正相の
変調信号は、コネクタ部３７の端子３７ａに出力され
る。また、このマッチング回路３５ａを介した逆相の変
調信号は、コネクタ部３７の端子３７ｂに出力される。

【００４５】このように構成される駆動回路１１を上記
ループアンテナ２に接続させて駆動させると、ループア
ンテナ２が平衡駆動されるようになっている。すなわ
ち、上記駆動回路１１の端子３７ａをループアンテナ２
の端子２４ａに接続し、上記駆動回路１１の端子３７ｂ
をループアンテナ２の端子２４ｂに接続すると、ループ
アンテナ２の一端（２４ａ）には、正相の変調信号が入
力され、他端（２４ｂ）には、逆相の変調信号が入力さ
れる。

【００４６】また、上記例では、２回巻きのループアン
テナについて説明したが、これに限らず、駆動両端から
等距離にあたる１点で内側のループと外側のループを交
差させることにより、４回巻き、６回巻きなどの偶数巻
きであっても上記と同様な効果が得られるループアンテ
ナを実現できる。

【００４７】上記のように、複数巻きループアンテナで
駆動両端から等距離にあたる１点で、内側のループと外
側のループとを交差させるようにしたループアンテナ
と、キャリアの正相と逆相それぞれを基に変調をかけた
アンプ出力をアンテナ駆動信号として上記ループアンテ
ナ両端を駆動するようにした駆動回路とによりアンテナ
を平衡駆動するようにしたものである。

【００４８】これにより、ループアンテナを平衡駆動で
き、電波の擾乱を輻射制限パターンもなく防止でき、例
えば、３ｍ先のデータによる電界強度を理論値に抑制で
きる。そのため、法規制内の強い電波輻射が可能とな
り、結果として通信距離の確保が可能となる。

【００４９】次に、ループアンテナ２と駆動回路１１と
の他の構成例について説明する。図６はループアンテナ
２の概略構成を示し、図７は駆動回路１１の概略構成を
示すものである。なお、図４、および図５に示す構成と
同一箇所には、同一符号を付して説明を省略する。

【００５０】この場合、ループアンテナ２には、図６に
示すように、コネクタ部２４に端子２４ｃが設けられて
いる。この端子２４ｃは、印刷配線２２の全長の中点と
なる位置で印刷配線２２と接続されている。一方、駆動
回路１１には、図７に示すように、コネクタ部３７にア
ース端子３７ｃが設けられている。

【００５１】この駆動回路１１のアース端子３７ｃは、
上記ループアンテナ２の端子２４ｃに接続されるように
なっている。これにより、ループアンテナ２の印刷配線
２２の中点が接地され、ループアンテナ２における平衡
駆動を安定動作させることができる。

【００５２】次に、上記上位装置３としての自動改札装
置について説明する。図８は、上記携帯可能情報記憶媒
体４としての無線カードＡを処理できる入場用（出場
用）の自動改札装置４１の外観構成を概略的に示すもの
である。自動改札装置４１は、通常、２台１組として駅
の改札口などに設置され、両者の間に通行者が通行する
通路が形成される。

【００５３】自動改札装置本体４２の上面の一端部に
は、上記情報処理装置１としての無線カードリーダライ
タ４３が設けられている。この無線カードリーダライタ
４３には、通行者が携帯し、無線通信によって送受信す
る機能を備えた無線カードＡとの間で改札情報などを送
受信するために、上記ループアンテナ２が内蔵されてい
る。このループアンテナ２は、例えば、無線カードＡに
内蔵されるアンテナと同サイズで形成される。また、こ
のループアンテナ２では、上記したように、無線カード
Ａとの距離が極近距離にある場合においても通信可能と
なっており、例えば、無線カードＡがループアンテナ２
の設置位置４３で自動改札装置の筐体に接触しているよ
うな場合であっても十分な通信が可能となっている。

【００５４】また、上記無線カードＡは、例えば、定期
券、ＳＦカードとして利用される。このような無線カー
ドＡには、定期券情報、ＳＦ残額情報、前回の使用履歴
などの改札情報が記憶される。また、使用履歴として
は、入場用の自動改札装置の場合、乗車駅名、乗車日時
などを受信して記憶し、出場用の自動改札装置の場合、
降車駅名、降車日時、利用金額などを受信して記憶する
ようになっている。

【００５５】上記本体４２上には、通行者や駅員などに
対して案内を行うためのプラズマディスプレイにより構
成されている案内表示部４４が設けられている。

【００５６】また、本体４２の通路側の側面の両端部に
は、それぞれ通行者の通行を制御する開閉動作可能なド
ア４５、４５が設けられており、通行可否の判定結果に
基づき、このドア４５、４５が開閉制御されるようにな
っている。

【００５７】本体４２の各通路側の側面には、通行者検
知手段としての複数の光学的な検知器（図示しない）が
設けられている。

【００５８】図９は、上記のように構成された自動改札
装置４１の制御系統の構成を示すものである。すなわ
ち、この制御系統は、自動改札装置４１全体の制御を司
るＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）５
１、ＣＰＵ５１の制御プログラムなどを記憶しているＲ
ＯＭ（リード・オンリ・メモリ）５２、無線カードから
読取った情報の記憶、および、制御プログラムのバッフ
ァとして情報を記憶する記憶手段としてのＲＡＭ（ラン
ダム・アクセス・メモリ）５３、無線カードの使用が開
始された乗車駅（あるいは、乗車駅に対応した乗車駅コ
ード）に対応した運賃情報を記憶している運賃メモリ５
４、上記案内表示部４４を制御する表示制御回路５５、
上記ドア４５を駆動するドア開閉機構５６を制御するド
ア制御回路５７、上記検知器の各検知出力に基づき通行
者の通過状況などを検知する人間検知器制御回路５８、
上記無線カードリーダライタ４３、および、本装置を制
御する図示しないホスト装置としてのホストコンピュー
タ（本社コンピュータ）５９との間で情報の伝送を行う
伝送制御回路６０などから構成されている。

【００５９】次に、上記のような構成において、入場用
の自動改札装置４１における乗車時の動作を説明する。

【００６０】まず、無線カードリーダライタ４３は、駆
動回路１１によりループアンテナ２を平衡駆動し、通信
エリア内の無線カードＡに対する通信開始の電波を放射
している。この状態において、利用者が通信エリア内に
無線カードＡを提示すると、無線カードＡは無線カード
リーダライタ４３からの電波をアンテナ５により受信
し、この受信した電波により電源部３４で無線カードＡ
の動作に必要な電力を生成し、復調回路・受信アンプ１
５、変調回路・送信ドライバ１６、および制御回路１７
などに供給する。

【００６１】この電力の供給により、制御回路１７は図
示しないメモリ部に記録されている定期券情報としての
発駅情報、着駅情報、有効期限と前回の使用履歴（乗車
区間駅名、通用期限、前回乗車履歴等）をアンテナ５よ
り放射する。

【００６２】この放射した電波は、無線カードリーダラ
イタ４３内のループアンテナ２が受信し復調回路・受信
アンプ１２により復調して、ＣＰＵ５１に供給される。
これにより、ＣＰＵ５１は、受信した乗車区間駅名、通
用期限とこの自動改札装置４１の設置駅、稼働日時等と
を比較判定し、乗車可能か否かを判断する。

【００６３】この判断の結果、乗車可能な場合、ＣＰＵ
５１は、「乗車駅名、乗車日時等」を示すデータを無線
カードリーダライタ４３により無線カードＡへ送信す
る。この際、無線カードリーダライタ４３は、制御回路
１３により送信するデータを駆動回路（変調回路・送信
ドライバ）１１へ供給する。これにより、駆動回路１１
は、正相キャリアおよび逆相キャリアを基に送信するデ
ータで変調した変調信号を駆動アンプ３４ａ、３４ｂお
よびマッチング回路３５ａ、３５ｂを介してループアン
テナ２を平衡駆動して放射する。

【００６４】一方、無線カードＡでは、無線カードリー
ダライタ４３から放射された電波をアンテナ５を介して
受信する。これにより、無線カードＡ内の制御回路１７
は、受信した乗車駅名、乗車日時等を使用履歴情報とし
てメモリ部（図示しない）へ記録する。すなわち、乗車
駅名を入出場駅情報として記録し、乗車日時を入出場日
時として記録する。

【００６５】この結果、無線カードＡは、全ての処理を
終了すると、処理完了を示すデータをアンテナ５より放
射する。このデータを無線カードリーダライタ４３が受
信した際、ＣＰＵ５１は、ドア開閉機構５６によりドア
を開放して利用者の通行を許可する。

【００６６】次に、上記のような構成において、出場用
の自動改札装置１における出場時の動作を説明する。

【００６７】まず、無線カードリーダライタ４３は、駆
動回路１１によりループアンテナ２を平衡駆動し、通信
エリア内の無線カードＡに対する通信開始の電波を放射
している。この状態において、利用者が通信エリア内に
無線カードＡを提示すると、無線カードＡは無線カード
リーダライタ４３からの電波をアンテナ５により受信
し、この受信した電波により電源部３４で無線カードＡ
の動作に必要な電力を生成し、復調回路・受信アンプ１
５、変調回路・送信ドライバ１６、および制御回路１７
などに供給する。

【００６８】この電力の供給により、制御回路１７は図
示しないメモリ部に記録されている改札情報としての発
駅情報、着駅情報、有効期限と前回の使用履歴（乗車区
間駅名、通用期限、前回乗車履歴等）をアンテナ５より
放射する。

【００６９】この放射した電波は、無線カードリーダラ
イタ４３内のループアンテナ２が受信し復調回路・受信
アンプ１２により復調して、ＣＰＵ５１に供給される。
これにより、ＣＰＵ５１は、受信した乗車区間駅名、通
用期限とこの自動改札装置４１の設置駅、稼働日時等と
を比較判定し、出場可能か否かを判断する。

【００７０】この判断の結果、出場可能な場合、ＣＰＵ
５１は、「出場駅名、出場日時等」を示すデータを無線
カードリーダライタ４３を介して無線カードＡへ返信す
る。この際、無線カードリーダライタ４３は、制御回路
１３により送信するデータを駆動回路（変調回路・送信
ドライバ）１１へ供給する。これにより、駆動回路１１
は、正相キャリアおよび逆相キャリアを基に送信するデ
ータで変調した変調信号を駆動アンプ３４ａ、３４ｂお
よびマッチング回路３５ａ、３５ｂを介してループアン
テナ２を平衡駆動して放射する。

【００７１】一方、無線カードＡでは、無線カードリー
ダライタ４３から放射された電波をアンテナ５を介して
受信する。これにより、無線カードＡ内の制御回路１７
は、受信した出場駅名、出場日時等を使用履歴情報とし
てメモリ部（図示しない）へ記録する。すなわち、出場
駅名を入出場駅情報として記録し、出場日時を入出場日
時として記録する。

【００７２】この結果、無線カードＡは、全ての処理を
終了すると、処理完了を示すデータをアンテナ５より放
射する。このデータを無線カードリーダライタ４３が受
信した際、ＣＰＵ５１は、ドア開閉機構５６によりドア
を開放して利用者の通行を許可する。

【００７３】上記のように、無線カードを処理する自動
改札装置に上記ループアンテナと上位駆動回路とを有す
る無線カードリーダライタを設置するようにしたもので
ある。

【００７４】これにより、通信エリア内で法規制内の強
い電波を放射することができ、かつ、自動改札装置本体
に設置するループアンテナの大きさを無線カードとほぼ
同サイズで実現でき、自動改札機本体におけるループア
ンテナの設置部分の面積を小さくすることができる。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、アンテナ全体の形状を大きくすることなく、電波法
の規制内での強い電波輻射が可能で、通信距離の確保が
可能となるアンテナ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】無線通信システムの構成を概略的に示すブロッ
ク図。

【図２】情報処理装置の基本的構成の一例を概略的に示
すブロック図。

【図３】携帯可能情報記憶媒体の基本的構成の一例を概
略的に示すブロック図。

【図４】ループアンテナ本体の概略構成を示す図。

【図５】図４のループアンテナ本体を駆動する駆動回路
の概略構成を示す図。

【図６】図４の他の例としてのループアンテナ本体の概
略構成を示す図。

【図７】図６のループアンテナ本体を駆動する駆動回路
の概略構成を示す図。

【図８】無線カードを処理できる自動改札装置の外観構
成を概略的に示す図。

【図９】図８の自動改札装置の概略構成を示す図。

【図１０】従来の微小ループコイルからの放射電界強度
モデルを示す図。

【図１１】図１０の微小ループアンテナからの放射を解
いた図。

【図１２】従来の性能の悪いアンテナを使用した場合の
距離対放射電界（磁界）強度特性の一例を示す図。

【図１３】従来のループアンテナの構成を模式的に示す
もので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。

【符号の説明】

１……情報処理装置 ２……ループアンテナ本体 ３……上位装置 ４……携帯可能情報記憶媒体（無線カード） １１……変調回路・送信ドライバ（駆動回路、駆動手
段） １２……復調回路・受信アンプ １３……制御回路 ４１…自動改札装置 ４３…無線カードリーダライタ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの駆動端を有する複数巻きループ
   が、上記２つの駆動端から等距離の位置で内側と外側と
   を交差させてなるループアンテナ本体と、 このループアンテナ本体の２つの駆動端に対して平衡駆
   動する駆動手段と、 を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
2. 【請求項２】 ２つの駆動端を有する複数巻きループ
   が、上記２つの駆動端から等距離の位置で内側と外側と
   を交差させてなるループアンテナ本体と、 このループアンテナ本体の２つの駆動端に対して、一方
   の駆動端を正相のキャリアを基に送信するデータで変調
   した変調信号により駆動し、他方の駆動端を逆相のキャ
   リアを基に送信するデータで変調した変調信号により駆
   動する駆動手段と、 を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
3. 【請求項３】 上記ループアンテナ本体は、ループの全
   長に対する中点を接地したことを特徴とする上記請求項
   １に記載のアンテナ装置。
4. 【請求項４】 印刷基板上に印刷される印刷配線が上記
   印刷基板の外周に沿って２つの駆動端を有する複数巻き
   のループを形成し、上記２つの駆動端から等距離の位置
   で内側の印刷配線と外側の印刷配線とが交差してなるル
   ープアンテナ本体と、 このループアンテナ本体の２つの駆動端に対して平衡駆
   動する駆動手段と、 を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
5. 【請求項５】 印刷基板上に印刷される印刷配線が上記
   印刷基板の外周に沿って２つの駆動端を有する複数巻き
   ループを形成し、上記２つの駆動端から等距離の位置で
   内側の印刷配線と外側の印刷配線とが交差してなるルー
   プアンテナ本体と、 このループアンテナ本体の２つの駆動端に対して、一方
   の駆動端を正相のキャリアを基に送信するデータで変調
   した変調信号により駆動し、他方の駆動端を逆相のキャ
   リアを基に送信するデータで変調した変調信号により駆
   動する駆動手段と、 を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
6. 【請求項６】 印刷基板上に印刷される印刷配線が上記
   印刷基板の外周に沿って２つの駆動端を有する複数巻き
   ループを形成し、上記２つの駆動端から等距離の位置に
   設けられた印刷基板の裏面へ至る少なくとも２つのスル
   ーホールを介して印刷配線が印刷基板の裏面を通って表
   面に印刷されている印刷配線と交差してなるループアン
   テナ本体と、 このループアンテナ本体の２つの駆動端に対して平衡駆
   動する駆動手段と、 を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
7. 【請求項７】 印刷基板上に印刷される印刷配線が上記
   印刷基板の外周に沿って２つの駆動端を有する複数巻き
   ループを形成し、上記２つの駆動端から等距離の位置に
   設けられた印刷基板の裏面へ至る少なくとも２つのスル
   ーホールを介して印刷配線が印刷基板の裏面を通って表
   面に印刷されている印刷配線と交差してなるループアン
   テナ本体と、 このループアンテナ本体の２つの駆動端に対して、一方
   の駆動端を正相のキャリアを基に送信するデータで変調
   した変調信号により駆動し、他方の駆動端を逆相のキャ
   リアを基に送信するデータで変調した変調信号により駆
   動する駆動手段と、 を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
8. 【請求項８】 上記ループアンテナ本体は、上記印刷配
   線の全長に対する中点を接地したことを特徴とする上記
   請求項４に記載のアンテナ装置。