JP2004110854A

JP2004110854A - 無線カード

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Publication number: JP2004110854A
Application number: JP2003427541A
Authority: JP
Inventors: Hidekiyo Kushima; 九嶋　英清; Kazusuke Yanagisawa; 柳沢　和介; Ryo Horie; 堀江　涼; Takumi Yano; 矢野　工
Original assignee: Toshiba Corp; Yokowo Co Ltd; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Yokowo Co Ltd
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2015-11-09
Also published as: JP3834033B2

Abstract

【課題】本カードを通信装置に対してかざす際に、本カードを保持する手の指などで電力波用アンテナおよびデータ波用アンテナが覆われるおそれが少なく、しかも、各アンテナはほぼ同様の受信状況となり、確実な送受信が可能となる無線カードを提供する。
【解決手段】外部の通信装置から送信される第１の周波数の電力波、および、前記第１の周波数と異なる第２の周波数のデータ波をそれぞれ受信する無線カードにおいて、前記電力波を受信する電力波用アンテナを形成する第１のコイルを電波を透過する部材で形成された長方形のカード状基板の一方の面の中央部に配設するとともに、前記データ波を受信するデータ波用アンテナを形成する第２のコイルを前記基板の一方の面の中央部で前記第１のコイルと２重の輪となるように配設してなる。
【選択図】　　図７

Description

　本発明は、たとえば、携帯可能な無線通信機能を有する無電池式の無線カードと無線カードリーダ・ライタ（通信装置）との間で無線による送受信を行なうことにより、無線カードリーダ・ライタから無線カードに対して電力の送信やデータの送信および受信を行なうとともに、無線カードから無線カードリーダ・ライタに対してデータの送信および受信を行なう無線通信システムに用いられる無電池式の無線カードに関する。

　最近、ほぼ名刺サイズの長方形なカード状のＩＣカードによって構成された無線カードが開発され、この無線カードを無線カードリーダ・ライタの前にかざすことで、非接触により無線カードリーダ・ライタとの間で送受信を行なうことにより、データなどを授受する無線通信システムがある。この無線カードには、半導体メモリなどの記憶素子を含む制御手段（ＣＰＵ）が搭載されており、記憶素子に適宜なデータを記憶させておくことにより、ＩＤカード（個人識別カード）や定期券などとして用いることが可能となる。

　従来の無線カードにあっては、搭載される回路素子の動作電源となる電池を搭載するようにしたものがあるが、電池の寿命および電池交換のためのコストなどが問題となっていた。

　そこで、無線カードに電池などを搭載することなく、無線カードリーダ・ライタから送信される電波を無線カードで受信し、この受信電波を整流して動作電源用の直流電力を得る技術が提案されている。その１つの方法は、無線カードリーダ・ライタから、電力送信用の電力波をデータ信号で変調して、１つの周波数信号で電力およびデータをそれぞれ無線カードに送信するものである。他の方法は、無線カードリーダ・ライタから、電力送信用の電力波と、これとは異なる周波数でデータ送信用のデータ波との２つの周波数信号により、無線カードに対して電力およびデータをそれぞれ送信するものである。

　電力波をデータ信号で変調した１つの周波数信号を用いる方法にあっては、無線カード側でのデータ信号の復調が比較的に簡単である。しかるに、同一周波数を用いた複数の無線通信システムが近接して設けられた場合、たとえば、無線カードを定期券として、その改札を行なう複数の改札装置が並設された場合などにあっては、近接した他の改札装置からの電力波の影響を受け易く、遮蔽などの対応策が必要となるという不具合があった。

　また、電力波とデータ波を異なる周波数で送信する方法にあっては、データ波に比較して電力波が極めて大きな電力（たとえば１０の７乗倍の電力）であり、無線カード側でデータ波を受信するアンテナでは、大きな電力の電力波に微弱な電力のデータ波が重畳された信号を受信することとなる。

　ところが、電力波からデータ波を抽出する実用的技術が確立していない現状にある。データ波を抽出するために、コイル素子を用いたものが容易に考えられるが、コイル素子は形状寸法が大きく、無線カードに搭載する素子として適していない。

　また、無線カードに搭載する回路を１チップＩＣ（集積回路）化するにも、コイル素子は適していない。さらに、従来は、無線カードから無線カードリーダ・ライタへの応答波としては、電力波の第１の周波数を逓倍した高周波を用いるのが一般的であり、逓倍回路による不要輻射への対策を必要としていた。

　また、無線カードリーダ・ライタから、電力波とデータ波を異なる周波数で送信する方法にあっては、無線カードに、電力波とデータ波をそれぞれ受信するアンテナを配設するのに充分なスペースが得られないという不具合があった。

　そして、無線カードリーダ・ライタからは、データ波に比較して電力波が極めて大きな電力で送信されるが、無線カードで充分な動作電源容量を確保するには電力波を効率よく受信しなければならず、それだけで無線カードで必要となる電力波用アンテナの外径寸法が大きなものとなり、その配置が困難である。

　そこで、本発明は、本カードを通信装置に対してかざす際に、本カードを保持する手の指などで電力波用アンテナおよびデータ波用アンテナが覆われるおそれが少なく、しかも、各アンテナはほぼ同様の受信状況となり、確実な送受信が可能となる無線カードを提供することを目的とする。

　本発明の無線カードは、外部の通信装置から送信される第１の周波数の電力波、および、前記第１の周波数と異なる第２の周波数のデータ波をそれぞれ受信する無線カードであって、前記電力波を受信する電力波用アンテナを形成する第１のコイルを電波を透過する部材で形成された長方形のカード状基板の一方の面の中央部に配設するとともに、前記データ波を受信するデータ波用アンテナを形成する第２のコイルを前記基板の一方の面の中央部で前記第１のコイルと２重の輪となるように配設してなることを特徴とする。

　本発明の無線カードによれば、カードの中央部に、電力波を受信する電力波用アンテナを形成する第１のコイルと、データ波を受信するデータ波用アンテナを形成する第２のコイルとを２重の輪となるように配設することにより、通信装置にかざす際に、本カードを保持する指などで第１のコイルおよび第２のコイルが覆われる虞れが少なく、しかも、第１のコイルおよび第２のコイルはほぼ同様の受信状況となり、双方のコイルの受信状況が大幅に異なるようなことはない。

　また、本発明の無線カードによれば、第１のコイルおよび第２のコイルを偏平な長方形として、本カードの短辺で３つに区分した中央区部に配設することにより、本カードを保持する指などで第１のコイルおよび第２のコイルが覆われる虞れがない。

　また、本発明の無線カードによれば、基板の同一平面上で第１のコイルに囲まれる内側に第２のコイルを配設することにより、電力波をより効率よく受信することができ、それだけ動作電源の容量を大きなものにでき、動作を確実になし得る。

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。　
　図１は、本実施の形態に係る無線カードが適用される無線通信システムの構成を示すである。この無線通信システムは、非接触で通信を行なう通信装置としての無線カードリーダ・ライタ１０と無線カード２０とから構成される。無線カードリーダ・ライタ１０からは、連続した無変調の大きな電力で第１の周波数の電力波ｆ1 、および、データ信号によりＡＳＫ変調された微弱な電力で第１の周波数よりも低い第２の周波数のデータ波ｆ2 が、それぞれ電力波用アンテナ１１、データ波用アンテナ１２を介して無線カード２０に対して送信される。

　ここに、電力波ｆ1 の第１の周波数は、たとえば、１３．５６ＭＨｚであり、データ波ｆ2 の第２の周波数は、たとえば、第１の周波数を１／４分周した３．３９ＭＨｚである。また、電力波ｆ1 は、データ波ｆ2 に対して、たとえば、１０の７乗倍の電力で送信される。

　無線カード２０は、第１のコイルＬ１と第１のコンデンサＣ１との並列回路からなる電力波用アンテナ２１、電源生成用の整流回路２２、分周回路２３、第２のコイルＬ２と第２のコンデンサＣ２との並列回路からなるデータ波用アンテナ２４、送受信切換スイッチ２５、復調回路２６、変調回路２７、および、制御手段としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）２８によって構成されている。

　すなわち、無線カード２０において、電力波用アンテナ２１で受信された電力波ｆ1 は、整流回路２２で整流されて直流電圧となり、これが動作電源＋Ｂとして用いられる。また、電力波用アンテナ２１で受信された電力波ｆ1 の一部は、分周回路２３に送られ、ここで、たとえば、１／４分周された分周信号としての第２の周波数が生成され、変調回路２７に送られる。

　変調回路２７には、ＣＰＵ２８から無線カードリーダ・ライタ１０に対する応答信号が入力され、この応答信号でＡＳＫ変調された第２の周波数が図６に示すごとき応答波ｆ3 として送受信切換スイッチ２５に送られる。また、データ波用アンテナ２４で受信されたデータ波を含む入力信号が送受信切換スイッチ２５を介して復調回路２６に送られ、データ波が適宜に抽出されるとともに、波形整形されてデータ信号として復調され、ＣＰＵ２８に送られる。

　なお、データ波用アンテナ２４は、ＬＣ共振回路であり、その共振周波数をデータ波ｆ2 の第２の周波数に設定することで、電力波ｆ1 の受信がデータ波ｆ2 の受信に比べて抑圧されるが、アンテナのＱ特性が急峻でないために、データ波ｆ2 のみを抽出するには充分とは言い難い。

　そして、送受信切換スイッチ２５には、ＣＰＵ２８から送受信切換信号が入力されることにより、データ波用アンテナ２４からの入力を復調回路２６に伝達したり、あるいは、変調回路２７からの変調された応答波ｆ3 をデータ波用アンテナ２４から無線カードリーダ・ライタ１０に向けて送信するよう伝達すべく、適宜に切換え制御される。

　復調回路２６は、たとえば、受信したデータ波を抽出する抽出回路２６ａ、および、抽出されたデータ波信号を波形整形してデータ信号を復調出力する整形回路２６ｂによって構成されている。

　なお、無線カード２０の回路部材は、電力波用アンテナ２１を形成する第１のコイルＬ１、および、データ波用アンテナ２４を形成する第２のコイルＬ２を除いて、１チップＩＣ２９化されている。

　図２は、復調回路２６における抽出回路２６ａの構成を詳細に示している。すなわち、データ波用アンテナ２４からのデータ波信号は、入力端３１に入力される。入力端３１は、直流阻止用コンデンサＣ３を介して第１の増幅回路３２のＮＰＮ形トランジスタＴ１のベースに接続される。トランジスタＴ１のコレクタは、コレクタ抵抗Ｒ１とコレクタコンデンサＣ４との並列回路を介して動作電源＋Ｂに接続される。トランジスタＴ１のエミッタは、エミッタ抵抗Ｒ２とエミッタコンデンサＣ５の並列回路を介して接地される。トランジスタＴ１のコレクタとベースとがバイアス抵抗Ｒ３を介して接続されるとともに、トランジスタＴ１のコレクタは、直流阻止用コンデンサＣ６を介して第２の増幅回路３３のＮＰＮ形トランジスタＴ２のベースに接続される。

　トランジスタＴ２のコレクタは、コレクタ抵抗Ｒ４とコレクタコンデンサＣ７との並列回路を介して動作電源＋Ｂに接続されるとともに、トランジスタＴ２のエミッタは接地される。トランジスタＴ２のコレクタとベースとがバイアス抵抗Ｒ５を介して接続されるとともに、トランジスタＴ２のベースはバイアス抵抗Ｒ６を介して接地される。トランジスタＴ２のコレクタは、直流阻止用コンデンサＣ８を介して、第３の増幅回路３４のＮＰＮ形トランジスタＴ３のベースに接続される。

　トランジスタＴ３のコレクタは、コレクタ抵抗Ｒ７とコレクタコンデンサＣ９との並列回路を介して動作電源＋Ｂに接続されるとともに、トランジスタＴ３のエミッタは接地される。トランジスタＴ３のベースは、バイアス抵抗Ｒ８を介して動作電源＋Ｂに接続されるとともに、バイアス抵抗Ｒ９を介して接地される。トランジスタＴ３のコレクタは、直流阻止用コンデンサＣ１０を介して第４の増幅回路３５のＮＰＮ形トランジスタＴ４のベースに接続される。

　トランジスタＴ４のコレクタは、コレクタ抵抗Ｒ１０とコレクタコンデンサＣ１１との並列回路を介して動作電源＋Ｂに接続されるとともに、トランジスタＴ４のエミッタは接地される。トランジスタＴ４のコレクタとベースとがバイアス抵抗Ｒ１１を介して接続されるとともに、トランジスタＴ４のコレクタは、抵抗Ｒ１２を介して出力端３６に接続される。

　このような構成の抽出回路２９において、第１〜第４の増幅回路３２，３３，３４，３５は、Ｂ級またはＣ級として動作するようにバイアス設定がなされている。そこで、入力端３１に与えられる入力信号は、大きな電力ｂ1 の電力波ｆ1 に微弱な電力ｄ1 のデータ波ｆ2 が重畳された図３（ａ）に示すようなものであるが、第１の増幅回路３２のＢ級またはＣ級の増幅動作により、データ波ｆ2 が高い利得で増幅され、電力波ｆ1 はこれよりも小さい利得で増幅される。

　この結果、第１の増幅回路３２の増幅出力としては、図３（ｂ）に示すように、データ波ｆ2 の電力がＤ1 まで増幅され、電力波ｆ1 との電力の相対比率が改善される。そこで、第２，第３，第４の増幅回路３３，３４，３５で同様に増幅することで、よりデータ波ｆ2 の電力が増幅されて、電力波ｆ1 との相対比率が大幅に改善され得る。

　なお、第１，第４の増幅回路３２，３５において、トランジスタＴ１，Ｔ４の各ベースをバイアス抵抗を介して接地してもよい。また、第２，第３，第４の増幅回路３３，３４，３５において、トランジスタＴ２，Ｔ３，Ｔ４の各エミッタをエミッタ抵抗を介して接地し、バイアス電圧をよりＣ級動作となるように設定してもよい。

　さらに、抽出回路２６ａを構成する第１〜第４の増幅回路３２，３３，３４，３５は、いずれかの回路が省かれていてもよく、また、いずれかの回路が重複していてもよい。要は、入力される電力波ｆ1 と、それに重畳されるデータ波ｆ2 の電力の相対比率に応じて適宜に増幅回路の段数を設定すればよい。したがって、１段の増幅回路で抽出回路２６ａが構成されていてもよい。

　また、第１〜第４の増幅回路３２，３３，３４，３５の各トランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のコレクタには、コレクタコンデンサＣ４，Ｃ７，Ｃ９，Ｃ１１が設けられており、これらの増幅回路特性は、図４に示すように、所定周波数以上の周波数信号に対して、高い周波数ほど利得が低下する。そこで、データ波ｆ2 の第２の周波数を、周波数に対して利得が低下する付近に設定することで、高い周波数の電力波ｆ1 の利得を低下させて増幅を抑圧し、低い周波数のデータ波ｆ2 を高い利得で増幅し得る。このような増幅回路特性からも、電力波ｆ1 からデータ波ｆ2 を抽出し得る。

　ところで、第１の増幅回路３２にあっては、エミッタ抵抗Ｒ２が設けられており、トランジスタＴ１が導通するとエミッタ電位が上昇し、電圧負帰還が作用する。また、バイアス抵抗Ｒ３がトランジスタＴ１のベースとコレクタ間を接続しているので、トランジスタＴ１が導通するとコレクタ電位が下降し、これに伴いベース電位も下降する。よって、電流負帰還が作用する。したがって、第１の増幅回路３２は、電圧と電流負帰還がともに作用し、トランジスタＴ１の飽和が回避される。また、第２，第４の増幅回路３３，３５にあっては、バイアス抵抗Ｒ５，Ｒ１１により電流負帰還が作用し、トランジスタＴ２，Ｔ４の飽和が回避される。これにより、データ波ｆ2 が歪んだり、飽和により検出不能となるようなことがない。

　上述のごとき、第１〜第４の増幅回路３２，３３，３４，３５の各増幅動作により、抽出回路２６ａは、図５（ａ）に示すような入力信号に対して、図５（ｂ）に示すような信号が出力端３６に出力される。すなわち、電力波ｆ1 の電力ｂ1 に対してデータ波ｆ2 の電力ｄ1 であった入力が、電力波ｆ1 の電力Ｂ4 に対してデータ波ｆ2 の電力Ｄ4 となり、データ波ｆ2 の電力の相対比率が大きなものとなる。そこで、図５（ｂ）に示すような抽出回路２６ａの出力を、適宜に整形回路２６ｂで波形整形することで、容易に図５（ｃ）に示すようなデータ信号を復調できる。

　なお、上記説明では、第１〜第４の増幅回路３２，３３，３４，３５の各増幅素子としてＮＰＮ形トランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を用いているが、増幅素子として電界効果トランジスタを用いてもよい。電界効果トランジスタを用いることで、増幅回路自体による消費電力を抑制することができ、動作電源の容量に充分な余裕を与えることができるとともに、１チップＩＣ化するのにも好適である。

　次に、無線カード２０の構造について、図７を参照して詳細に説明する。無線カード２０は、図７に示すごとく、電波を透過する部材たとえば誘電体で形成された名刺大の長方形の基板４１上に組み立てられている。すなわち、基板４１の表面が短辺側で３つに短冊状に区分された中央区分Ｐ2 に、第１のコイルＬ１および第２のコイルＬ２が配置される。第１，第２のコイルＬ１，Ｌ２はともに、偏平な長方形状に形成され、第１のコイルＬ１で囲まれる内側に第２のコイルＬ２が同一平面上で２重の輪となるようにほぼ同心上に配置される。

　また、基板４１の表面で、一方の長辺側の区分Ｐ3 には、グランド箔４２が設けられ、このグランド箔４２上に１チップＩＣ２９が設置されている。１チップＩＣ２９および第１，第２のコイルＬ１，Ｌ２は、基板４１の表面と裏面に設けた接続線４３，４３，…および基板４１の表面と裏面とを電気的接続するためのスルーホール（図示せず）により適宜に接続される。

　なお、第１，第２コイルＬ１，Ｌ２およびグランド箔４２および接続線４３，４３，…は、たとえば、導電箔のエッチングや導電金属の蒸着などにより形成される。

　さらに、基板４１の表面および裏面には、図８（ａ）（ｂ）に示すように、絶縁層４４，４５がそれぞれ積層形成されて、第１，第２のコイルＬ１，Ｌ２を含む回路部材が全て密封されている。また、グランド箔４２が設けられた長辺側とは異なる他方の長辺側の区分Ｐ1 に臨んで、磁気記録層４６が一方の絶縁層４４または４５の表面に配設される。このようにして、無線カード２０は、全体として外形が名刺大の長方形のカード状に形成される。

　このような構成において、基板４１および絶縁層４４，４５は、電磁波を透過させるため、図９に示すように、無線カード２０を手３０に持って、無線カード２０の表面または裏面を無線カードリーダ・ライタ１０に向けてかざすことで、無線カードリーダ・ライタ１０からの電力波ｆ1 を中央部の第１のコイルＬ１を含む電力波用アンテナ２１で受信し、データ波ｆ2 を第２のコイルＬ２を含むデータ波用アンテナ２４で受信し、無線カード２０として機能する。

　ここで、無線カード２０を無線カードリーダ・ライタ１０にかざす際には、無線カード２０の名刺大の長方形の形状から、図９に示すように、手３０で長辺側を持って保持される場合が多い。この結果、短辺側で３つに区分した中央区分Ｐ2 に配設された第１，第２のコイルＬ１，Ｌ２が、手３０の指などで覆われる虞れが少なく、それだけ電力波ｆ1 およびデータ波ｆ2 を確実に受信し得る。

　また、第１のコイルＬ１を大きな形状としたので、それだけ電力波ｆ1 を効率よく受信でき、無線カード２０の動作電源の容量を大きなものとすることができ、無線カード２０の動作が確実になされる。

　そして、第１のコイルＬ１および第２のコイルＬ２を同一平面上で２重の輪となるように、一方のコイルで囲まれる内側に他方のコイルを配設することで、隣に並べて配設した場合の一方のコイルが指などで覆われ、他方のコイルのみが電力波ｆ1 またはデータ波ｆ2 を受信できるようなことがなく、第１および第２のコイルＬ１，Ｌ２１の各受信状況はほぼ同様となる。

　さらに、無線カード２０の回路部材が密封されるように、絶縁層４４，４５が積層形成されるので、コイルの断線や回路短絡などの電気的事故が生じにくく、また、耐久性に富む。しかも、第１，第２のコイルＬ１，Ｌ２などをエッチングや蒸着で構成すれば、安価に大量に製造するのに好適である。

　そして、無線カード２０を例えば定期券などとして用いるならば、一方の絶縁層４４または４５の表面に、通用期間および通用区間などが適宜に印刷され、また、磁気記録層４６に上記通用期間および通用区間などのデータが適宜に記録され、さらに、同様にＣＰＵ２８の記憶素子に上記通用期間および通用区間などのデータが適宜に記憶される。

　すると、駅の自動改札装置などに無線カードリーダ・ライタ１０が設置されていれば、非接触にて検札行為が実行され、また、無線カードリーダ・ライタ１０が設置されずに磁気読取装置などが設置されているならば、磁気記録層４６に記録されたデータを用いて検札行為を実行させ、かかる自動改札装置も設置されていなければ、表面に印刷された文字データにより検札行為を行なうことができる。

　なお、上記説明では、第１のコイルＬ１および第２のコイルＬ２を偏平な長方形状として中央区分に配設したが、磁気記録層４６が設けられないならば、１チップＩＣ２９が搭載される場所以外の基板４１の表面全体で中央部を囲むように第１，第２のコイルＬ１，Ｌ２を配設してもよい。

　また、第１のコイルＬ１および第２のコイルＬ２は、基板４１の短辺側で３つに均等に区分された中央区分に必ずしも設けなくてもよく、中央部に配設されればよい。さらに、第１のコイルＬ１および第２のコイルＬ２が基板４１の表面と裏面にそれぞれ設けられていてもよい。

　以上説明したように、上記実施の形態の無線通信システムによれば、無線カードからの応答波に、電力波の第１の周波数を分周した低い第２の周波数を用いているので、従来の逓倍回路などを用いるものに比べて不要輻射が少なく、不要輻射防止のための部材を必要としない。しかも、データ波と応答波は、ともに電力波の第１の周波数を分周した第２の周波数を用いるので、データ波と応答波を１つのアンテナで送受信できる。したがって、特に小形化を要望される無線カードに好適である。

　また、上記実施の形態の無線通信システムによれば、電力波に重畳されたデータ波を、周波数が高いほど利得が低下する増幅回路を用いて抽出するので、高い周波数の電力波が抑圧され、低い周波数のデータ波が高い利得で増幅され、増幅回路の段数を適宜に設けることで、データ波の電力波に対する相対比率を適宜な大きさにまで改善でき、整形回路によるデータ波からデータ信号の復調が容易である。

　また、上記実施の形態の無線通信システムによれば、電力波に重畳されたデータ波を、Ｂ級またはＣ級で動作する増幅回路を用いて抽出するので、電力の大きい電力波が抑圧され、電力波の包絡線に重畳される微弱なデータ波が高い利得で増幅され、増幅回路の段数を適宜に設けることで、データ波の電力波に対する相対比率を適宜な大きさにまで改善でき、整形回路によるデータ波からデータ信号の復調が容易である。

　さらに、上記実施の形態の無線通信システムによれば、無線カードリーダ・ライタと無線カードとの間で送受信されるデータ波と応答波で、ともにＡＳＫ変調を用いているので、信号を復調するための回路が極めて簡単なものとなる。さらに、抽出回路としての増幅回路を、コイル素子を含まずに形成するので、寸法の大きなコイル素子を必要としないだけ回路を小形化できる。しかも、ＩＣ化が容易である。

　また、上記実施の形態の無線カードによれば、カードの中央部に、電力波を受信する電力波用アンテナを形成する第１のコイル、および、データ波を受信するデータ波用アンテナを形成する第２のコイルを２重の輪となるように配設したので、無線カードリーダ・ライタにかざす際に、本カードを保持する指などで第１のコイルおよび第２のコイルが覆われる虞れが少なく、しかも、第１のコイルおよび第２のコイルはほぼ同様の受信状況となり、双方のコイルの受信状況が大幅に異なるようなことはない。さらに、電磁波を透過させる基板上に第１のコイルおよび第２のコイルが設けられているので、いずれの面を無線カードリーダ・ライにかざしても通信を行なうことができる。

　また、上記実施の形態の無線カードによれば、第１のコイルおよび第２のコイルを偏平な長方形状として、名刺大の長方形の基板の短辺側で３つに区分した中央区部に配置したので、本カードを保持する指などで第１のコイルおよび第２のコイルが覆われる虞れがない。

　また、上記実施の形態の無線カードによれば、基板の同一平面上で第１のコイルに囲まれる内側に第２のコイルを配置したので、電力波をより効率よく受信することができ、それだけ動作電源の容量を大きなものにでき、動作を確実になし得る。

　さらに、上記実施の形態の無線カードによれば、第１のコイルおよび第２のコイルを含む回路部材が絶縁層により密封されるので、コイルの断線や回路の短絡などの電気的事故が生じにくく、また、耐久性に富む。そして、ＣＰＵの記憶素子に記憶されているデータと同じ内容などを、絶縁層の表面に設けた磁気記録層に記録することで、無線通信システムの無線カードとしてのみならず、磁気読取装置との間でデータの読取りなどがなされる磁気カードとしても用いることができる。

　また、上記実施の形態の無線カードにおける復調回路の抽出回路によれば、増幅回路がＢ級またはＣ級として動作するので、電力波に重畳されるデータ波が電力波よりも高い利得で増幅され、電力波に対するデータ波の電力の相対比率が改善され、データ波を抽出し易くなる。しかも、コイル素子を回路構成要素として含んでおらず、それだけ回路を小形に構成することができるとともに、回路のＩＣ化に好適である。したがって、無線カードに搭載される回路のように、寸法的制約があるとともに１チップＩＣ化が望まれる回路を構成する抽出回路として最適である。

　また、上記実施の形態の抽出回路によれば、増幅回路が高い周波数ほど利得が低下する特性を有するので、高い周波数の電力波は低い利得となり、それよりも低い周波数のデータ波は高い利得となる。この結果、増幅出力は、電力波に対するデータ波の電力の相対比率が改善され、データ波を抽出し易くなる。

　さらに、上記実施の形態の抽出回路によれば、電力波に対してデータ波の電力の相対比率を大きくする増幅回路を複数段接続するので、最初の入力の電力波とデータ波の電力の相対比率に応じて段数を適宜に設定することで、容易にデータ波を抽出し得る相対比率となし得る。

本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図。復調回路における抽出回路の具体的な構成例を示す回路図。抽出回路による増幅動作の一例を示す波形図。抽出回路の増幅回路が有する周波数対利得の特性図。抽出回路の動作を説明するための波形図。無線カードから送信される応答波の一例を示す波形図。無線カードの構造を説明するための図で、（ａ）は表面図、（ｂ）は裏面図。無線カードを構成する基板の両面に絶縁層を積層することを説明する図で、（ａ）は積層後の縦断側面図、（ｂ）は分解斜視図。無線カードの使用状態の一例を示す斜視図。

符号の説明

　１０…無線カードリーダ・ライタ（通信装置）、１１…電力波用アンテナ、１２…データ波用アンテナ、２０…無線カード、２１…電力波用アンテナ、２２…整流回路、２３…分周回路、２４…データ波用アンテナ、２５…送受信切換スイッチ、２６…復調回路、２６ａ…抽出回路、２６ｂ…整形回路、２７…変調回路、２８…ＣＰＵ（制御手段）、２９…１チップＩＣ、３２〜３５…増幅回路、Ｌ１…第１のコイル、Ｌ２……第２のコイル、４１……基板、４３……接続線、４４，４５……絶縁層、４６……磁気記録層、ｆ1 ……電力波、ｆ2 ……データ波、ｆ3 ……応答波。

Claims

　外部の通信装置から送信される第１の周波数の電力波、および、前記第１の周波数と異なる第２の周波数のデータ波をそれぞれ受信する無線カードであって、
　前記電力波を受信する電力波用アンテナを形成する第１のコイルを電波を透過する部材で形成された長方形のカード状基板の一方の面の中央部に配設するとともに、前記データ波を受信するデータ波用アンテナを形成する第２のコイルを前記基板の一方の面の中央部で前記第１のコイルと２重の輪となるように配設してなることを特徴とする無線カード。
　前記第１のコイルおよび第２のコイルをそれぞれ偏平な長方形状に形成し、かつ、前記基板を短辺で３つに区分したときの中央区部に前記第１のコイルおよび第２のコイルをそれぞれ配設したことを特徴とする請求項１記載の無線カード。
　前記基板の同一平面上で前記第１のコイルで囲まれる内側に前記第２のコイルを配設したことを特徴とする請求項１記載の無線カード。
　前記第１のコイルおよび第２のコイルを除く回路部材を前記基板の３つに区分された一方の長辺側の区分に配設するとともに、前記第１のコイルおよび第２のコイルおよび回路部材が配設された前記基板の両面に絶縁層を積層し、前記基板の３つに区分された他方の長辺側の区分に臨んで片側の前記絶縁層の表面に磁気記録層を配設したことを特徴とする請求項２記載の無線カード。