JP2002261534A - データキャリア用送信受信組アンテナ - Google Patents

データキャリア用送信受信組アンテナ

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JP2002261534A
JP2002261534A JP2001059050A JP2001059050A JP2002261534A JP 2002261534 A JP2002261534 A JP 2002261534A JP 2001059050 A JP2001059050 A JP 2001059050A JP 2001059050 A JP2001059050 A JP 2001059050A JP 2002261534 A JP2002261534 A JP 2002261534A
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Hidekazu Ishii
英一 石井
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Yoshikawa RF Systems Co Ltd
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Yoshikawa RF Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信コイルから放射された送信信号により受
信側の回路に生じる不都合を、データキャリアの製造コ
ストをアップさせることなく防止できるようにする。 【解決手段】 複数のアンテナコイル31、38が配置
されたデータキャリアにおいて、上記複数のアンテナコ
イル31、38を互いに、他のアンテナコイルにオーバ
ーラップさせて、上記複数のアンテナコイル31,38
の何れかから放射された送信信号が他のアンテナコイル
の回路に強く飛び込まないようにようにして、送信コイ
ルから放射された送信信号により受信側の回路に生じる
不都合を最小限に抑えて、アンテナ回路に挿入するフィ
ルタの構成を簡素化できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデータキャリア用送
信受信組アンテナに関し、特に、リーダ/ライタ装置が
データキャリアに向けて交番磁界を供給し、上記リーダ
/ライタ装置から送信される交番磁界に変調をかけてコ
マンドやデータをデータキャリアに送り、上記データキ
ャリアはその内蔵するコイルに、上記リーダ/ライタ装
置から供給される交番磁界を受けて誘導される起電力を
復調して得られたコマンドやデータを基に動作するデー
タキャリアシステムに用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】従来、データキャリアには、リーダ/ラ
イタ装置から送信された情報データを受信するととも
に、上記リーダ/ライタ装置に情報データを送信するた
めのアンテナが備えられている。
【0003】上記データキャリアに配設するアンテナと
しては、送信機能及び受信機能を一つのアンテナで行う
ようにする場合もあるが、送信アンテナ及び受信アンテ
ナを独立的に設ける場合もある。
【0004】上記のように、送信アンテナ及び受信アン
テナを独立的に設ける場合は、データキャリアは上記リ
ーダ/ライタ装置から送られる送信信号を受信中に、上
記データキャリアに信号を送信するためである。
【0005】上記データキャリアに用いられるアンテナ
としては、筒型空芯コイルアンテナやコア型アンテナ等
が知られている。上記筒型空芯コイルアンテナを平面上
に配設した状態において、送信コイル38と受信コイル
とが近くに配置されると、これらの両コイルが結合して
しまうことがある。
【0006】送信コイル38と受信コイルとが結合する
と、送信コイル38から放射された送信信号が受信コイ
ルにより受信され、上記送信信号が受信回路に入力され
ることになる。この結果、強い信号が受信回路に入力さ
れることになり、受信回路の増幅回路が増幅動作可能な
範囲を超えてしまったり誤動作してしまう場合があっ
た。
【0007】このような不都合が発生しないようにする
ために、受信中は送信しなければいいが、リーダ/ライ
タ装置とデータキャリアとの通信の双方向性が落ちる問
題が生じる。このような不都合を解消するために、従来
は受信回路にフィルタやトラップ回路を挿入していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】データキャリアは低価
格化が強く要求されている。このため、製造コストをで
きるだけ安価にする必要があるが、高性能なフィルタ回
路やトラップ回路を配設すると部品コストの他に、調整
にも工数が多くかかりコスト高になってしまう問題があ
った。
【0009】本発明は上述の問題点にかんがみ、送信コ
イルから放射された送信信号により受信側の回路に生じ
る不都合を、データキャリアの製造コストをアップさせ
ることなく防止できるようにすることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のデータキャリア
用送信受信組アンテナは、複数のアンテナコイルが配設
されたデータキャリアにおいて、上記複数のアンテナコ
イルのうち、信号を送信するアンテナコイルの一部を他
のアンテナコイルにオーバーラップさせたことを特徴と
している。また、本発明の他の特徴とするところは、平
面内に周回巻きされた構造を有する第1の空芯コイル及
び第2の空芯コイルを備えたデータキャリアであって、
上記第1の空芯コイル及び第2の空芯コイルは、一部の
領域を相互にオーバーラップさせた位置に配置されてい
て、互いの電磁結合を打ち消すように構成されているこ
とを特徴としている。また、本発明のその他の特徴とす
るところは、バー状に構成された第1のコアに第1のア
ンテナコイルを巻き付けて構成された第1のバーアンテ
ナと、同じくバー状に構成された第2のコアに第2のア
ンテナコイルを巻き付けて構成された第1のバーアンテ
ナとにより構成されるデータキャリア用送信受信組アン
テナであって、上記第2のバーアンテナを送信用アンテ
ナとして用いる場合には、上記第2のアンテナコイルを
上記第1のバーアンテナ側の第1のコア上において同一
方向に所定の回数だけ所定の位置に巻き付けて、上記第
2のバーアンテナから放射される送信信号により発生す
る上記第1のバーアンテナ及び第2のバーアンテナ間の
電磁結合を打ち消すようにしたことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記相手
方のバーアンテナのコアに巻きつけるアンテナコイルの
回数は1〜5ターンであることを特徴としている。ま
た、本発明のその他の特徴とするところは、上記アンテ
ナコイルを3個以上組み合わせて構成されていることを
特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のデータキ
ャリア用送信受信組アンテナ。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照しながら本
発明のデータキャリア用送信受信組アンテナの実施形態
を説明する。図1の構成図を参照しながら本実施の形態
のデータキャリア用送信受信組アンテナの具体的な構成
例を説明する。
【0012】図1において、リーダ/ライタ装置R/W
は、搬送波の基本信号を発生する発振回路11と、発振
回路11からの基本信号をそれぞれ異なる分周比で分周
して第1及び第2の搬送波を発生する分周回路12、1
3、と第1及び第2の搬送波から1つの搬送波を選択し
て出力する選択回路15と、出力増幅器16、第1の同
調回路17及び第2の同調回路18と、送信信号を生成
する内部処理回路19と、第3の同調回路20(コイル
L3、コンデンサC4)で受信した信号を処理する復調
回路21とを備えている。
【0013】内部処理回路19で生成された送信信号
は、選択回路15において搬送波をFSK変調される。
第1の同調回路17は、アンテナコイルL1と同調コン
デンサC1とで構成されている。また、第2の同調回路
18はアンテナコイルL2と同調コンデンサC2とで構
成されている。そして、第2の同調回路18と直列に調
整用のコンデンサC3が接続され、これらの直列回路と
第1の同調回路17とが並列に接続されている。
【0014】データキャリア100は、受信コイル31
と、受信コイル31に並列に接続された同調コンデンサ
32とにより受信アンテナ回路が構成されている。ま
た、送信コイル38と、同調コンデンサ39とにより送
信用アンテナ回路が構成されている。
【0015】また、上記受信アンテナ回路及び送信用ア
ンテナ回路が接続され、上記受信アンテナ回路により誘
起された交流信号をFSK復調する復調回路34と、内
部処理回路35と、出力段回路36とを有している。
【0016】上記内部処理回路35は、一般的な信号処
理回路と同様に、命令の実行などデータキャリア100
におけるすべての処理を行うCPU、随時書き込み読み
出し可能なRAM、プログラム等を記憶したROM、電
気的に書き換え可能なEEPROM及びインタフェース
等からなるコンピュータシステムにより構成されてい
る。
【0017】上述した構成において、発振回路11は、
例えば、4MHzの基準信号を生成する。この基準信号
は第1の分周回路12及び第2の分周回路13に供給さ
れ、第1の分周回路12で1/32に分周された信号
(125KHz)が得られるとともに、第2の分周回路
13で1/34に分周された信号(117.64705
88KHz)が得られる。
【0018】内部処理回路19が論理値“H"のデータ
の送信を指示する場合には、選択回路15で第1の分周
回路12の出力を選択して125KHzの信号が出力増
幅器16を介して同調回路17、18に送られる。
【0019】一方、内部処理回路19が論理値“L"の
データの送信を指示する場合には、選択回路15で第2
の分周回路13の出力が選択されて117.64705
88KHzの信号が出力増幅器16を介して同調回路1
7、18に送られる。
【0020】データキャリア100は、ASK変調また
はPSK変調でデータ送信を行う。以下、本実施の形態
におけるデータキャリア100の動作を説明する。デー
タキャリア100で使用される電力は、受信コイル31
と同調コンデンサ32とから構成される受信アンテナ回
路で受信を復調回路34でFSK検波してリーダ/ライ
タ装置R/Wからのコマンドやデータを受け取ってい
る。
【0021】データキャリア100からリーダ/ライタ
装置R/Wへデータ送信を行う場合には、内部処理回路
35の内部のCPUで発生したデータがインタフェース
を介して出力段回路36に伝えられ、データに応じて送
信コイル38に流れる電流が変化し、送信コイル38と
アンテナコイルL3との間の電磁結合を介して情報デー
タの送信が行われる。
【0022】リーダ/ライタ装置R/Wの復調回路21
は、第3の同調回路20で受信したデータキャリア10
0から送られる情報データを復調する。実際には、バン
ドパスフィルタで、出力増幅器16から出力される12
5KHzの信号を除いて、データキャリア100より送
られて来た信号の振幅及び位相の変化をとらえて復調動
作を行う。
【0023】上述したような構成において、本実施の形
態のデータキャリア用送信受信組アンテナは、受信コイ
ル31と送信コイル38との結合に工夫を施している。
すなわち、上記送信コイル38と受信コイル31とを重
ねると強く結合する。また、その誘導起電圧の方向を正
とすると、送信コイル38と受信コイル31を横に並べ
て配置して結合させた場合の誘導起電圧の方向は負とな
る。
【0024】そこで、本実施の形態においては、図2の
コイル配置の説明図に示したように、送信コイル38及
び受信コイル31の中間の一部を重ねて配置して、両者
の結合が最小になるようにしている。
【0025】なお、2つのコイル38、31が完全に結
合しないように調整しても、周囲の環境の変化でもコイ
ル間の結合のバランスが微妙に崩れてしまう。また、こ
れらのコイル38、31はサービスエリアに向かって設
置されるので、周囲の影響を受けやすい。それでも、何
の対策もしないでコイル38及び31を並べるよりも、
容易に1/30(30dB)以下に抑えることができ
る。これにより、特性への要求が30dB緩和されるの
で、安価なフィルタを用いても必要な実用特性を十分に
実現することができる。
【0026】また、同手段で2個の送信用コイルを並べ
る場合には、送信コイル側の駆動回路が相互に干渉され
るのを防止することができる。
【0027】次に、図3を参照しながら本発明の第2の
実施の形態を説明する。本実施の形態においては、コア
型アンテナの場合を示している。図3に示したように、
本実施の形態においては、第1のバーアンテナ301、
第2のバーアンテナ302がデータキャリア本体300
に対して平行に配置されている。
【0028】上記第1のバーアンテナ301は、第1の
コア310に第1のアンテナコイル311を複数回巻い
て構成されている。また、上記第2のバーアンテナ30
2は、第2のコア320に第2のアンテナコイル321
を複数回巻いて構成されている。そして、本実施の形態
においては、上記第2のアンテナコイル321を上記第
1のコア310に、同一方向に1〜2ターン巻いてい
る。
【0029】上述のように構成された本実施の形態のデ
ータキャリア用送信受信組アンテナによれば、第2のバ
ーアンテナ302から出た磁界323により、第1のバ
ーアンテナ301に誘導される。
【0030】上記誘導される電圧を下げるためには、上
記第1のバーアンテナ301と第2のバーアンテナ30
2との距離を大きくするのが有効である。しかしなが
ら、小型のセットに実装する場合は、上記第1及び第2
のバーアンテナ301、302を十分に離せない問題が
あった
【0031】本実施の形態においては、上述したよう
に、上記第2のアンテナコイル321を上記第1のコア
310に、同一方向に1〜5ターン巻いている。これに
より、上記第1のバーアンテナ301及び第2のバーア
ンテナ302において、第2のバーアンテナ302から
出た磁界323により、第1のバーアンテナ301に誘
導される電圧の方向を基準にすると、上記第1のコア3
10に巻かれた第2のアンテナコイル321からの磁界
による第1のバーアンテナ301に誘導される電圧の方
向は反対になる。
【0032】よって、2つのバーアンテナバー301及
び302を配置する距離、及び第1のコア310に巻く
第2のアンテナコイル321の巻き数を調整すれば、上
記第1のバーアンテナ301及び第2のバーアンテナ3
02間の結合を小さくすることができる。
【0033】なお、上述した実施の形態においては、2
つのアンテナを配置する場合について説明したが、図4
に示すように、第1のアンテナコイル41、第2のアン
テナコイル42及び第3のアンテナコイル43のよう
に、3つのアンテナコイルを配置する場合、或いは4つ
以上のアンテナコイルを配置する場合にも同様に有効で
ある。また、3つ以上のバーアンテナを配置する場合に
も同様に有効である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のアンテナコイルが配置されたデータキャリアにお
いて、上記複数のアンテナコイルの何れかから放射され
た送信信号が他のアンテナコイルの回路に強く飛び込ま
ないようにすることができるので、アンテナ回路に挿入
するフィルタの構成を簡素化することが可能となり、送
信コイルから放射された送信信号により受信側の回路に
生じる不都合を防止可能なデータキャリアの製造コスト
を安価にすることができる。また、複数個の送信コイル
が設けられている場合においては、上記送信コイル側の
駆動回路が相互に干渉するのを有効に防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】データキャリアシステムの構成例を示すブロッ
ク図である。
【図2】第1の実施の形態を示し、アンテナコイルの一
部をオーバーラップさせている様子を示す図である。
【図3】第2の実施の形態を示し、一方のアンテナコイ
ルを他方のアンテナコイルのコアに巻いている様子を示
す図である。
【図4】3つのアンテナコイルをオーバーラップさせて
配置した例を示す図である。
【符号の説明】
R/W リーダ/ライタ装置 11 発振回路 12 第1の分周回路 13 第2の分周回路 15 選択回路 16 出力増幅器 17 第1の同調回路 18 第2の同調回路 19 内部処理回路 20 第3の同調回路 21 復調回路 31 受信コイル 32 同調コンデンサ 34 復調回路 35 内部処理回路 36 出力段回路 38 送信コイル 100 データキャリア 300 データキャリア本体 301 第1のバーアンテナ 302 第2のバーアンテナ 310 第1のコア 311 第1のアンテナコイル 320 第2のコア 321 第2のアンテナコイル 323 磁界
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 5/02 G06K 19/00 H Fターム(参考) 2C005 MA18 MA25 NA09 TA22 5B035 BA03 BB09 CA23 5J021 AA02 AB04 CA06 HA04 HA05 JA10 5J046 AA02 AA04 AA05 AB12 UA02 5K012 AA05 AB03 AC06 AC07 AC08 AC10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のアンテナコイルが配設されたデー
    タキャリアにおいて、 上記複数のアンテナコイルのうち、信号を送信するアン
    テナコイルの一部を他のアンテナコイルにオーバーラッ
    プさせたことを特徴とするデータキャリア用送信受信組
    アンテナ。
  2. 【請求項2】 平面内に周回巻きされた構造を有する第
    1の空芯コイル及び第2の空芯コイルを備えたデータキ
    ャリアであって、 上記第1の空芯コイル及び第2の空芯コイルは、一部の
    領域を相互にオーバーラップさせた位置に配置されてい
    て、互いの電磁結合を打ち消すように構成されているこ
    とを特徴とするデータキャリア用送信受信組アンテナ。
  3. 【請求項3】 バー状に構成された第1のコアに第1の
    アンテナコイルを巻き付けて構成された第1のバーアン
    テナと、同じくバー状に構成された第2のコアに第2の
    アンテナコイルを巻き付けて構成された第2のバーアン
    テナとにより構成されるデータキャリア用送信受信組ア
    ンテナであって、 上記第2のバーアンテナを送信用アンテナとして用いる
    場合には、上記第2のアンテナコイルを上記第1のバー
    アンテナ側の第1のコア上において同一方向に所定の回
    数だけ所定の位置に巻き付けて、上記第2のバーアンテ
    ナから放射される送信信号により発生する上記第1のバ
    ーアンテナ及び第2のバーアンテナ間の電磁結合を打ち
    消すようにしたことを特徴とするデータキャリア用送信
    受信組アンテナ。
  4. 【請求項4】 上記相手方のバーアンテナのコアに巻き
    つけるアンテナコイルの回数は1〜5ターンであること
    を特徴とする請求項3に記載のデータキャリア用送信受
    信組アンテナ。
  5. 【請求項5】 上記アンテナコイルを3個以上組み合わ
    せて構成されていることを特徴とする請求項1〜4の何
    れか1項に記載のデータキャリア用送信受信組アンテ
    ナ。
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010130227A (ja) * 2008-11-26 2010-06-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 共用アンテナ及び整合回路
JP2017518015A (ja) * 2014-04-17 2017-06-29 ボンバルディアー プリモーフ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングBombardier Primove GmbH エネルギー誘導伝送のためのシステム内の妨害体を検出するためのデバイス及び方法並びにエネルギー誘導伝送のためのシステム

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