JP2007028002A - Antenna of reader/writer, and communication system - Google Patents

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宏二 寺岡
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Matsushita Electric Ind Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple and inexpensive antenna of reader/writer having a small area through which a noncontact data carrier and a reader/writer can perform broadband communication within several meters. <P>SOLUTION: The antenna 10 of a reader/writer has a ground pattern 4 laid out on one surface of a planar dielectric 1 and an antenna pattern laid out on the other surface thereof. The antenna pattern is provided with a first antenna portion 2 for performing communication through electromagnetic coupling using a frequency in a first frequency band, and a second antenna portion 3 for performing communication by electromagnetic wave using a frequency in a second frequency band of UHF or SHF band. The first antenna portion 2 and the second antenna portion 3 are fed from the same feeding point, and the first antenna portion 2 has filter characteristics for intercepting signals having a frequency in the second frequency band. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、非接触ICカードや非接触タグなどの非接触データキャリアと無線通信を行うリーダライタのアンテナ、及び該アンテナを用いた通信システムに関し、特に、広い通信領域の通信が可能なリーダライタのアンテナ、及びそのアンテナを用いた通信システムに関する。 The present invention, non-contact data carrier and the reader writer antenna for wireless communication such as a non-contact IC card and non-contact tag, and to a communication system using the antenna, in particular, the reader writer can communicate a wide communication area antenna, and a communication system using the antenna.

非接触ICカードや非接触タグなどの非接触データキャリアと、該非接触データキャリアと無線通信を行うリーダライタとで構成される通信システムには、HF(High Frequency)帯の周波数(以下、「第1周波数」と称す。)を用いた、電磁誘導結合による通信を行うものと(特許文献1参照)、UHF(Ultra High Frequency)帯、ないしSHF(Super High Frequency)帯の周波数(以下、「第2周波数」と称す。)の電磁波を用いた通信を行うものがある(特許文献2参照)。 A non-contact data carrier such as a non-contact IC card or a contactless tag, the communication system composed of a non-contact data carrier and a reader writer that performs wireless communication, HF (High Frequency) band frequency (hereinafter, "second referred to as 1 frequency ".) was used, see as the (Patent Document 1 that performs communication by electromagnetic induction coupling), UHF (Ultra High frequency) band, to SHF (Super High frequency) band frequency (hereinafter," second referred to as 2 frequency ".) is to perform communication using electromagnetic waves (see Patent Document 2).

上記第1周波数帯の周波数を用いた電磁誘導結合による通信は、20cm以下の比較的短い通信距離の通信を行うものであり、上記第2周波数帯の周波数の電磁波を用いた通信は、20cmから数メートルまでの比較的長い通信距離の通信を行うものである。 Communication by electromagnetic induction coupling with the frequency of the first frequency band, which performs communications following a relatively short communication distance 20cm, communication using an electromagnetic wave of a frequency of the second frequency band, from 20cm and it performs relatively long communication of the communication distance of up to several meters.

上記第1周波数帯の周波数を用いた通信は、上記第2周波数帯の周波数を用いた通信で通信可能な、20cmから数メートルまでの比較的長い通信距離の通信が不可能であり、一方、上記第2周波数帯の周波数を用いた通信は、上記第1周波数帯の周波数を用いた通信で通信可能な、20cm以下の比較的短い通信距離の通信を通信の不感帯となっていしまう場合が多い。 Communication using a frequency of the first frequency band, the communicable communication using the frequency of the second frequency band, it is impossible to relatively long communication of the communication distance of up to several meters from the 20 cm, whereas, communication using the frequency of the second frequency band, the communicable communication using the frequency of the first frequency band, often communications following a relatively short communication distance 20cm will have a dead band of the communication . よって、非接触データキャリアと、リーダライタとで、通信システムを構築する際には、その通信システムに用いる周波数帯域を、通信する通信距離を考慮して選択する必要があった。 Thus, a non-contact data carrier, in a reader-writer, in constructing a communication system, a frequency band used in the communication system, it is necessary to select in consideration of the communication distance to communicate.

ところで、近年、上記非接触データキャリア単体、あるいは該非接触データキャリアを搭載した製品の管理を、製品の生産から廃棄までの一連の過程(生産工程、販売工程、メンテナンス工程、廃棄工程など)を通じて一貫して行なうことが望まれている。 However, consistent in recent years, the non-contact data carrier alone, or the non-contact data carriers equipped with product management, a series of processes from production to disposal of the product (production, sales process, maintenance process, waste, etc. step) through it is desired to performed. そして、このような製品管理を行なう場合、上記非接触データキャリアと、リーダライタとが、さまざまな通信距離で通信できる必要がある。 When performing such product management, and the contactless data carrier, and a reader-writer, it must be able to communicate in a variety of communication distance. 例えば、生産工程では、製品を広い面積の工場内で管理するため、非接触データキャリアと、リーダライタ間の通信距離は、比較的長い距離であることが考えられ、一方、販売工程では、上記非接触データキャリアと、ハンディタイプのリーダライタと通信を行うなど比較的短い距離で通信をさせることが考えられる。 For example, in the production process, to manage in a large area products factory, a non-contact data carrier, the communication distance between the interrogator, it is considered a relatively long distance, whereas, in the sales process, the a non-contact data carrier, it can be considered to communicate over a relatively short distance, such as communicating with the handy-type reader-writer.

しかしながら、従来の通信システムにおいては、上述したようにそれぞれの周波数帯を用いた通信に、通信できない領域があるため、従来の通信システムを用いて、比較的短い距離から比較的長い距離までの、広い通信距離全体に渡る通信を実現することが難しかった。 However, the in the conventional communication system, a communication using a frequency band of each as described above, since there is a region not communicate using the conventional communication system, to relatively large distances from a relatively short distance, it is difficult to implement communication throughout a wide communication range.

図7は、従来の、複数のアンテナが1つの基板上に併設された通信システムの概念図である。 Figure 7 is a conventional, is a conceptual diagram of a communication system in which a plurality of antennas installed together on a single substrate. 図に示すように、質問器(「リーダライタ」に相当)300は、第1,第2の固定アンテナ312,313を備え、移動体(「製品」に相当)410は、応答器(「非接触データキャリア」に相当)400が設けられている。 As shown in FIG, 300 (corresponding to the "writer") interrogator, first, a second fixed antenna 312 and 313, mobile (corresponding to the "Products") 410, the responder ( "non equivalent) 400 is provided in the contactless data carrier ". そして、二点鎖線で示す通信エリアA1に上記移動体410が位置したとき、該移動体410に設けられた応答器400と、上記第1の固定アンテナ312間で通信がなされ、二点鎖線で示す通信エリアA2に上記移動体410が位置したとき、該移動体410に設けられた応答器400と、上記第2の固定アンテナ313間で通信がなされる。 Then, when the moving object 410 is located in the communication area A1 indicated by the two-dot chain line, the response 400 provided in the moving body 410, the communication between the first stationary antenna 312 is performed, a two-dot chain line when position above the body 410 to the communication area A2 shown, the responder 400 provided at the moving body 410, the communication between the second stationary antenna 313 is made. そして、質問器300は、制御装置350による制御により、上記応答器400に対して各固定アンテナ312,313から質問信号を送信すると共に、応答器400から受信した応答信号を制御装置350に出力するようになっている(特許文献3参照)。 Then, interrogator 300, the control of the controller 350, and outputs and transmits an interrogation signal from the stationary antenna 312 and 313 with respect to the responder 400, a response signal received from the transponder 400 to the controller 350 It has manner (see Patent Document 3).
特許第2561020号公報 Patent No. 2561020 Publication 特開平5−166018号公報 JP-5-166018 discloses 特開平6−13932号公報 JP 6-13932 discloses

しかしながら、上記特許文献3の発明は、応答器400が、質問器300に設けられた複数の固定化アンテナのうち、信号レベルの最も高いものを選択して、該選択したアンテナと通信することで、搬送ラインの高速化と、通信データの増大による通信時間の不足を補うものであって、第1,第2周波数帯それぞれの、通信距離による通信の不感帯を補うことはできない。 However, the invention of Patent Document 3, the transponder 400, among the plurality of immobilized antenna provided to the interrogator 300, to select the highest signal level, by communication with the selected antenna , and acceleration of the conveying line, there is to compensate for the lack of communication time due to the increase of communication data, first, respectively the second frequency band, it is impossible to compensate for the dead zone of the communication by the communication distance.

また、特許文献3の構成では、質問器300に、第1の固定アンテナ312と第2の固定アンテナ313とを、それぞれの通信エリアA1,A2が一部重複する程度に距離をあけて設けているため、質問器300の面積が大きくなってしまうという課題もある。 In the configuration of Patent Document 3, the interrogator 300, the first fixed antenna 312 and a second fixed antenna 313, the respective communication areas A1, A2 are provided at a distance enough to partially overlap because there is also a problem that the area of ​​the interrogator 300 is increased.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、非接触データキャリアと、数メートル以下の広い通信領域の通信を行える、小面積のリーダライタのアンテナ、及び該アンテナを用いた通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and the non-contact data carrier, can communicate the number meters or less wide communication area, the reader-writer antenna small area, and communication using the antenna an object of the present invention is to provide a system.

上記課題を解決するため、本発明のリーダライタのアンテナは、コイルアンテナとマイクロストリップアンテナとを有する、非接触データキャリアと無線通信を行うリーダライタのアンテナであって、一つの板状の誘電体上に、上記非接触データキャリアのコイルアンテナと第1周波数帯の周波数で通信を行うコイルアンテナと、上記非接触データキャリアのマイクロストリップアンテナと上記第1周波数帯より高周波帯の第2周波数帯の周波数で通信を行うマイクロストリップアンテナとが設けられているものである。 To solve the above problems, the reader-writer antenna of the present invention includes a coil antenna and a microstrip antenna, a contactless data carrier and an antenna of the reader writer that performs wireless communication, one of the plate-shaped dielectric above, the coil antenna of the contactless data carrier and a coil antenna for communicating at the frequency of the first frequency band, the second frequency band of the high frequency band than the microstrip antenna and the first frequency band of the non-contact data carrier in which a microstrip antenna that communicates with frequency are provided.

これにより、第1,第2周波数帯の周波数それぞれの、通信距離による通信不感帯を相互に補えるリーダライタのアンテナを提供できる。 Thus, first, the respective frequencies of the second frequency band, can provide an antenna of the reader writer compensate a communication dead zone by the communication distance from each other.

さらに、本発明のリーダライタのアンテナは、上記コイルアンテナ、及び上記マイクロストリップアンテナは、同じ給電点から給電が行われ、且つ、該コイルアンテナは、上記第2周波数帯の周波数の信号を遮断するフィルタ特性を有するものである。 Furthermore, the antenna of the reader-writer of the present invention, the coil antenna, and the microstrip antenna is made powered from the same feed point, and, the coil antenna, to cut off a signal of a frequency of the second frequency band and it has a filter characteristic.

これにより、上記リーダライタでは一つの給電線により第1,第2周波数帯の両周波数の信号を送受信できると共に、上記リーダライタのアンテナが第2周波数帯の周波数の信号を送受信する際に、上記コイルアンテナに対して、上記第2周波数帯の周波数の信号の送受信電力を抑制することができるので、各々のアンテナを上記2つの周波数帯で独立して使用することができ、さらに、上記リーダライタのアンテナを、フィルタ回路のような実装部品を用いることなく、アンテナパターンのみで構成することができる。 Thus, the first by one of the feed line above the reader-writer, it is possible to transmit and receive both the frequency of the signal of the second frequency band, when the antenna of the reader-writer to transmit and receive signals of the frequency of the second frequency band, the the coil antenna, it is possible to suppress the transmission and reception power of the frequency of the signal of the second frequency band, can be used each antenna independently by the two frequency bands, further the reader-writer the antenna, without using the mounting components such as filter circuits, can be constructed only with the antenna pattern.

また、本発明の通信システムは、コイルアンテナとマイクロストリップアンテナとを有する非接触データキャリアと、一枚の板状の誘電体上に、上記非接触データキャリアのコイルアンテナと第1周波数帯の周波数で通信を行うコイルアンテナと、上記非接触データキャリアのマイクロストリップアンテナと上記第1周波数帯より高周波帯の第2周波数帯の周波数で通信を行うマイクロストリップアンテナとを設けてなるリーダライタとの間で無線通信を行う通信システムであって、上記非接触データキャリアと上記リーダライタは、上記第1周波数帯の周波数による通信が通信不可能な場合は、上記第2周波数帯の周波数による通信を行い、上記第2周波数帯の周波数による通信が通信不可能な場合は、上記第1周波数帯の周波数による通 The communication system of the present invention, a contactless data carrier having a coil antenna and the microstrip antenna, the one plate-like dielectric member, the coil antenna of the contactless data carrier and the frequency of the first frequency band between in the coil antenna for communication with the microstrip antenna and the reader-writer formed by providing a microstrip antenna from the first frequency band communicating at the frequency of the second frequency band of the high frequency band of the non-contact data carrier in a communication system that performs wireless communication, the contactless data carrier and the reader-writer, when communication by the frequency of the first frequency band is incommunicable communicates by frequency of the second frequency band the case communication by the frequency of the second frequency band is not possible communication passage due to the frequency of the first frequency band を行うものである。 And it performs.

これにより、上記リーダライタと非接触データキャリア間の距離に対応できる周波数帯で通信を行うことができ、通信距離による通信の不感帯のない通信システムを提供できる。 Thus, it is possible to perform communication in a frequency band that can correspond to the distance between the reader writer and the contactless data carrier, may provide a communication system without dead zone of communication by the communication distance.

本発明のリーダライタのアンテナによれば、一枚の誘電体上に、第1周波数帯の周波数で20cm以下の比較的短い通信距離の通信を行うコイルアンテナと、該第1周波数帯より高周波帯の第2周波数帯の周波数で20cmを超え、数メートルまでの比較的長い通信距離の通信を行うマイクロストリップアンテナとを設けるようにしたので、上記第1,第2周波数帯の周波数それぞれの、通信距離によって生じる相互の通信不感帯を補うことができ、数メートル以下全域に位置するデータキャリアと通信を行うことが可能となる。 According to a reader-writer antenna of the present invention, on a single dielectric, and a coil antenna for communication following a relatively short communication distance 20cm at the frequency of the first frequency band, a high frequency band than the first frequency band second exceed 20cm in frequency of the frequency band, since the provided a microstrip antenna for a relatively long communication of the communication distance of up to several meters, the first, the respective frequencies of the second frequency band, the communication distance mutual communication dead zone can be supplemented caused by, it is possible to communicate with the data carrier that is located a few meters or less throughout.

また、本発明のリーダライタのアンテナによれば、上記コイルアンテナと上記マイクロストリップアンテナの給電点を電気的に接続して共通化し、上記コイルアンテナと上記マイクロストリップアンテナへの給電を同じ給電点より行なえるようにしたので、給電ケーブルを一本化でき、リーダライタのアンテナシステムを簡易で且つ安価にできる。 Further, according to the antenna of the reader-writer of the present invention, in common electrically connecting the feed point of the coil antenna and the microstrip antenna, from the same feed point of the power supply to the coil antenna and the microstrip antenna since the so performed, power supply cable can unify, possible antenna system of the reader writer and inexpensively by simple.

さらに、本発明のリーダライタのアンテナによれば、上記コイルアンテナが、上記第2周波数帯の周波数の信号を遮断するフィルタ特性を有するようにしたので、該コイルアンテナにおいて上記第2周波数帯の周波数の信号の送受信電力を抑制することができ、この結果、当該リーダライタの各アンテナを上記2つの周波数帯で独立して使用することができる。 Further, according to the antenna of the reader-writer of the present invention, the coil antenna, since to have a filter characteristic for blocking signals of a frequency of the second frequency band, the frequency of the second frequency band in said coil antenna it is possible to suppress the transmission and reception power of the signal, as a result, the antennas of the reader-writer can be used independently in the two frequency bands. また、これにより、本リーダライタに搭載する複合素子を、整合回路のような実装部品を用いることなく、アンテナパターンのみで構成することができるので、当該アンテナの低コスト化を実現できる。 This also allows the composite element to be mounted on the reader-writer, without using the mounting components such as the matching circuit, it is possible to configure only the antenna pattern, it can be realized cost reduction of the antenna.

また、本発明の通信システムによれば、コイルアンテナとマイクロストリップアンテナとを有する非接触データキャリアと、一つの板状の誘電体上に、上記非接触データキャリアのコイルアンテナと第1周波数帯の周波数で通信を行うコイルアンテナと、上記非接触データキャリアのマイクロストリップアンテナと上記第1周波数帯より高周波帯の第2周波数帯の周波数で通信を行うマイクロストリップアンテナとを設けてなるリーダライタとの間で無線通信を行う通信システムであって、上記リーダライタと上記データキャリア間で通信を行う際には、上記第1周波数帯の周波数による通信を行い、該通信が通信不可能な場合に上記第2周波数帯の周波数による通信を行い、あるいは上記第2周波数帯の周波数による通信を行い該通信が不 Further, according to the communication system of the present invention, a contactless data carrier having a coil antenna and a microstrip antenna, a plate-shaped on the dielectric, the coil antenna and the first frequency band of the non-contact data carrier a coil antenna for communication using the frequency, the microstrip antenna and the microstrip antenna and the reader-writer comprising providing for performing communication using the frequency of the second frequency band of the high frequency band than the first frequency band of the non-contact data carrier a communication system for performing radio communication between, when performing communication between the reader writer and the data carrier communicates with frequency of the first frequency band, the if the communication is incommunicable It performs communication by frequency of the second frequency band, or the communication communicates by frequency of the second frequency band is not 能な場合は、上記第1周波数帯の周波数による通信を行うようにしたので、上記リーダライタと非接触データキャリア間の距離に対応できる周波数帯で通信を行うことが可能となり、当該通信システムにおいて、通信距離による通信の不感帯をなくすことができる。 If capacity of, so was to perform the communication by frequency of said first frequency band, it is possible to perform communication using the frequency band that can correspond to the distance between the reader writer and the contactless data carrier, in the communication system , it can be eliminated dead zone of communication by the communication distance.

(実施の形態1) (Embodiment 1)
以下、本実施の形態1におけるリーダライタ、及び該リーダライタと無線通信を行うする非接触データキャリアについて説明する。 Hereinafter, a reader-writer in the first embodiment, and the non-contact data carrier for performing the writer and the wireless communication will be described. なお、本実施の形態1では、非接触データキャリアが、非接触ICカードであるものとする。 In the first embodiment, the non-contact data carrier is assumed to be non-contact IC card.

図1は、本実施の形態1に係るリーダライタと、非接触ICカードとからなる通信システムを示す概念図である。 Figure 1 is a conceptual diagram showing a reader-writer, the communication system comprising a contactless IC card according to the first embodiment.

図に示すように、本実施の形態1にかかる通信システムは、HF帯(以下、「第1周波数帯」と称す。)の周波数の電磁誘導結合による通信、及びUHF帯ないしSHF帯(以下、「第2周波数帯」と称す。)の周波数の電磁波による通信を行う複合素子アンテナ10が設けられたリーダライタ100と、上記第1周波数帯の周波数の電磁誘導結合による通信を行うコイルアンテナ(以下、「第1のアンテナ」と称す。)212、及び上記第2周波数帯の周波数の電磁波による通信を行うマイクロストリップアンテナ(以下、「第2のアンテナ」と称す。)213が設けられた非接触ICカード200とからなる。 As shown, the communication system according to the first embodiment, HF band (hereinafter, referred to as "first frequency band".) Communication by electromagnetic induction coupling of the frequency of, and UHF band to SHF band (hereinafter, referred to as a "second frequency band".) with the reader-writer 100 to the composite element antenna 10 is provided for performing communication by an electromagnetic wave of a frequency, a coil antenna (hereinafter performing communication by electromagnetic induction coupling of the frequency of said first frequency band referred to as "first antenna".) 212, and the microstrip antenna for communication by electromagnetic waves of a frequency of the second frequency band (hereinafter, referred to as "second antenna".) non-contact 213 is provided an IC card 200.

本通信システムでは、上記リーダライタ100の複合素子アンテナ10が、ホストコンンピュータ等の制御部50の制御の下、上記非接触ICカード200に対して、第1周波数帯あるいは第2周波数帯のいずれかの周波数帯の信号を送信すると共に、該複合素子アンテナ10が、上記非接触ICカード200からの、上記第1周波数帯あるいは第2周波数帯のいずれかの周波数帯の応答信号を受信し、上記リーダライタ100と上記非接触ICカード200間の双方向の通信を行う。 In this communication system, the composite element antenna 10 of the reader-writer 100, under the control of the control unit 50, such as a host configuration computer, with respect to the contactless IC card 200, either the first frequency band or the second frequency band along with transmitting a signal in the frequency band, the composite element antenna 10, from the non-contact IC card 200 receives the response signal of any frequency band of the first frequency band or the second frequency band, the It performs bidirectional communication between the reader writer 100 and the contactless IC card 200. なお、図中のB1は上記第1アンテナ212と複合素子アンテナ10間における、比較的短い通信距離での通信エリアを示し、B2は上記第2アンテナ213と複合素子アンテナ10間における、比較的長い通信距離での通信エリアを示している。 Incidentally, B1 in the figure between the composite element antenna 10 and the first antenna 212, shows the communication area of ​​a relatively short communication distance, B2 is between the composite element antenna 10 and the second antenna 213, a relatively long It shows a communication area of ​​the communication distance.

以下、本通信システムの各構成要素について説明する。 The following describes each component of the communication system.
図2は、本実施の形態1に係るリーダライタにおける複合素子アンテナの詳細な構成を示す図であり、図(a)はアンテナ面、図(b)はグラウンド面、図(c)はA−A断面を示す。 Figure 2 is a diagram showing the detailed structure of the composite antenna elements in the reader writer according to the first embodiment, FIG. (A) the antenna plane, (b) shows a ground plane, FIG. (C) is A- showing an a cross-section. 図2に示すように、本実施の形態1にかかるリーダライタ100の複合素子アンテナ10は、板状の誘電体1の一方の面に、金属パターンであるグラウンドパターン4を設け、もう一方の面に、金属パターンであるアンテナパターンを設けている。 As shown in FIG. 2, the composite element antenna 10 of the reader-writer 100 according to the first embodiment, on one surface of the plate-shaped dielectric 1, the provided ground pattern 4 which is a metal pattern, the other side in, it is provided an antenna pattern is a metal pattern.

そして、上記リーダライタの一方の面であるアンテナ面には、上記第1周波数帯の周波数を用いた電磁誘導結合による20cm以下の通信距離の通信を行うためのコイルアンテナ部(以下、「第1アンテナ部」と称す。)2と、上記第2周波数帯の周波数の電磁波を用いた円偏波方式による20cm以上数メートルまでの通信距離の通信を行うためのマイクロストリップアンテナ部(以下、「第2アンテナ部」と称す。)3とが設けられている。 Then, the antenna surface is one surface of the reader-writer, the coil antenna unit for performing communication following communication distance 20cm by electromagnetic induction coupling with the frequency of the first frequency band (hereinafter, "first referred to as antenna unit ".) and 2, a microstrip antenna portion for communicating the communication distance of up to several meters 20cm by circular polarization scheme using electromagnetic waves of a frequency of the second frequency band (hereinafter," second referred to as a second antenna unit ".) 3 and is provided. そして、リーダライタ100の第1アンテナ部2は、非接触ICカード200の第1アンテナ212と電磁誘導結合による通信を行い、一方、リーダライタ100の第2アンテナ部3は、非接触ICカード200の第2アンテナ213と電磁波を用いた円偏波方式による通信を行う。 The first antenna portion 2 of the reader writer 100 performs communication by the first antenna 212 and the electromagnetic induction coupling of the contactless IC card 200, while the second antenna unit 3 of the reader writer 100, the contactless IC card 200 performing communication by circular polarization method using the second antenna 213 of the electromagnetic wave.

上記第1アンテナ部2は、一方の端子が信号端子5に、もう一方の端子がグラウンド端子6に接続され、該グラウンド端子6は、スルーホール7を通して、上記グラウンドパターン4と接続されている。 The first antenna unit 2 has at one terminal the signal terminal 5 and the other terminal is connected to the ground terminal 6, the ground terminal 6 through the through hole 7, and is connected to the ground pattern 4. また、上記第2アンテナ部3は、その給電点が上記信号端子5に電気的に接続されている。 Further, the second antenna unit 3, the feed point is electrically connected to the signal terminal 5. 従って、本複合素子アンテナ10では、上記第1アンテナ部2と第2アンテナ部3とが、同じ信号端子5から電源が供給される。 Accordingly, the present composite element antenna 10, and the first antenna portion 2 and the second antenna unit 3, power is supplied from the same signal terminal 5. この結果、給電ケーブルを一本化できるとともに、当該リーダライタのアンテナ10を、部品実装のないアンテナパターンのみの誘電体の基板1で構成できる。 As a result, it is possible to unify the power supply cable, the antenna 10 of the reader-writer, can be composed of a substrate 1 of dielectric only the antenna pattern without component mounting.

ここで、上記複合素子アンテナ10の各アンテナ部について詳述する。 Here it will be described in detail for each antenna portion of the composite element antenna 10.
上記コイルアンテナである第2アンテナ部3のパターン形状は、図2に示されるように正方形の対照角にノッチが入れられた形状を有し、その正方形の一辺は、第2周波数帯の周波数の信号が上記誘電体1上のアンテナパターン上につくる電圧分布の波長λ 1に対して、λ 1 /2の長さをもつものであり、また、上記第1アンテナ部2のパターン形状は、図2に示されるように線形状を有し、そのパターン長は、実効長Leが下記の式(1)で示される長さをもつものである。 Pattern of the second antenna unit 3 is the coil antenna has a shape notch is placed in the control angle of the square as shown in FIG. 2, one side of the square, the frequency of the second frequency band signal with respect to the wavelength lambda 1 of the voltage distribution to make on the antenna pattern on the dielectric 1, are those with a length of lambda 1/2, also, the pattern shape of the first antenna unit 2, FIG. has a line shape as shown in 2, the pattern length is one having a length effective length Le is represented by the following formula (1).

Le=(1/4+n/2)λ 1 (n;自然数) …(1) Le = (1/4 + n / 2) λ 1 (n; natural number) ... (1)

この結果、第2周波数帯の周波数の信号に対して、第1アンテナ部2を経路とした信号端子5からグラウンド端子6へのインピーダンスは理論上無限大となり、結果、第1アンテナ部2は、実用上においても十分大きなインピーダンス、すなわち、本来の第2アンテナ部3による第2周波数帯の周波数の信号による通信に影響を与えないインピーダンスを確保することができる。 As a result, with respect to the frequency of the signal of the second frequency band, the impedance of the first antenna unit 2 from the signal terminal 5 which is a path to the ground terminal 6 becomes theoretically infinite, that the first antenna unit 2, sufficiently large impedance even in practical use, i.e., can be ensured impedance that does not affect the communication by the frequency of the signal of the second frequency band according to the original second antenna unit 3.

上記のように構成された複合素子アンテナ10に、非接触ICカード200より第1,第2周波数帯の周波数の各信号が送信されると、該各受信信号はともに、上記信号端子5と上記グラウンド端子6の両端に発生する。 The composite element antenna 10 configured as described above, first from the contactless IC card 200, when the signal of the frequency of the second frequency band are transmitted, each of said received signals together, the signal terminal 5 and the generated at both ends of the ground terminal 6.

本実施の形態1の複合素子アンテナ10は、第1アンテナ部2と、第2のアンテナ部3とが同じ端子で接続されているが、第1アンテナ部2が第2周波数帯の周波数における電磁誘導結合による通信に、また、第2アンテナ部3が第2周波数帯の周波数における電磁波による通信に、それぞれ影響を与えることはない。 Composite element antenna 10 of the first embodiment, the first antenna unit 2, but the second antenna unit 3 are connected to the same terminal, the first antenna portion 2 is electromagnetic in the frequency of the second frequency band the communication by inductive coupling, also, the second antenna unit 3 to the communication by electromagnetic waves in the frequency of the second frequency band, not affect, respectively. これは、第1アンテナ部2については、そのパターン長が、上記式(1)に示す実効長Leであることから、第2周波数帯の周波数の信号による通信に影響を与えない高いインピーダンスをもつので、第1アンテナ部2は第2周波数帯の周波数の信号に対して電磁誘導結合による磁界変化をおこさないものとして存在することになり、また、上記第2アンテナ部3については、上記第1周波数帯の周波数が第2周波数帯の周波数に比べて低く、該第2アンテナ部3は、第1周波数帯の周波数の信号に対して共振することはなく、該第1周波数帯の周波数の信号に対しては電磁波を放射しない開放パターンとして存在することになるからである。 This means that for the first antenna unit 2, the pattern length, because it is the effective length Le represented by the above formula (1) has a high impedance which does not influence the communication by the frequency of the signal of the second frequency band since, the first antenna portion 2 will be present as not cause a change in the magnetic field due to electromagnetic induction coupling with respect to the frequency of the signal of the second frequency band, also for the second antenna unit 3, the first frequency of the frequency band is lower than the frequency of the second frequency band, the second antenna unit 3 is not able to resonate with the frequency of the signal of the first frequency band, the frequency of the signal of the first frequency band for because will be present as an open pattern not radiate electromagnetic waves.

この結果、上記第1アンテナ部と第2アンテナ部の共通の端子の両端、すわなち信号端子5とグラウンド端子6の両端、に給電された第1周波数帯の周波数の信号は、第1アンテナ部2のみにより通信が行われ、同様に該信号端子5とグラウンド端子6の両端に給電された第2周波数帯の周波数の信号は、第2アンテナ部3のみにより通信が行われることになり、本複合素子アンテナ10は、異なる2つの周波数帯である第1周波数帯と第2周波数帯における通信を、上記2つのアンテナを使い分けて行うことができる。 As a result, the first antenna portion and the both ends of the common terminal of the second antenna portion, Nachi Suwa both ends of the signal terminal 5 and the ground terminal 6, the frequency of the signal of the first frequency band that is fed to the first antenna part 2 only by the communication is performed, the frequency of the signal of the second frequency band that is powered at both ends of the signal terminal 5 and the ground terminal 6 in the same manner will become the communication is performed by only the second antenna unit 3, this composite element antenna 10, two different first frequency band is a frequency band and the communication in the second frequency band can be performed by selectively using the two antennas. すなわち、本複合アンテナ10は、上記2つの異なる周波数帯における通信を共用して行うことを可能とする。 That is, the composite antenna 10 makes it possible to carry out sharing the communication in the two different frequency bands.

図3は、上述した複合素子アンテナ10を含む、リーダライタ100の全体構成を示す図である。 Figure 3 comprises a composite element antenna 10 described above, is a diagram illustrating an overall configuration of a reader-writer 100. 図3に示すように、本実施の形態1のリーダライタ100には、上述した複合素子アンテナ10と、第1周波数帯の周波数を用いた通信で送信する信号、及び受信した信号に対し、変調/復調処理、及び符号化/復号化処理を行う第1送受信部20と、第2周波数帯の周波数を用いた通信で送信する信号、及び受信した信号に対し、変調/復調処理、及び符号化/復号化処理を行う第2送受信部30と、該第1,第2送受信部20,30で抽出された信号のコマンド内容を読み取り、該コマンドに応じたデータ処理をして該第1,第2送受信部20,30に信号を出力するデータ処理部40とを備える。 As shown in FIG. 3, the reader-writer 100 of the first embodiment, the composite element antenna 10 described above with respect to the signal transmitted by communication using a frequency of the first frequency band, and the received signal, the modulation / demodulation processing, and a first transceiver unit 20 for encoding / decoding process, the signal transmitted by communication using a frequency of the second frequency band, and to the received signal, modulation / demodulation processing, and coding / a second transceiver 30 for performing a decoding process, first, reads the command content of the extracted signal at a second transceiver 20 and 30, first to the data processing corresponding to the command, the comprising two transceiver 20 and 30 and a data processing unit 40 for outputting a signal.

そして、上記リーダライタ100の第1送受信部20は、非接触ICカード200とリーダライタ100間の第1周波数帯の電磁誘導結合による磁界変化を効率よく受信または送信するための第1同調回路21と、該第1同調回路21で受信した第1の受信信号s21を復調する第1復調回路22と、該第1復調回路22で復調された第1の復調信号s22を第1の復号化信号s23に復号化する第1復号化回路23と、上記データ処理部40から、上記非接触ICカード200側に送信する第1の送信データ信号s24を受けて符号化する第1符号化回路24と、該第1符号化回路24で符号化された第1の符号化信号s25を変調する第1変調回路25と、該第1変調回路25で変調された第1の変調信号s26を増幅して第1の送信信 Then, the first transmitting and receiving unit 20 of the reader-writer 100, the contactless IC card 200 and the reader first tuning circuit for a magnetic field change caused by the electromagnetic induction coupling between the first frequency band efficiently receives or transmits between writer 100 21 When the first and the first demodulation circuit 22 for demodulating the received signal s21, a first demodulated signal s22 first decoded signal demodulated by the first demodulator circuit 22 received in the first tuning circuit 21 a first decoding circuit 23 for decoding the s23, from the data processing unit 40, a first encoding circuit 24 for encoding by receiving first transmission data signal s24 to be transmitted to the contactless IC card 200 a first modulation circuit 25 for modulating the first coded signal s25 that is encoded in the first encoding circuit 24 amplifies the first modulated signal s26 that is modulated by the first modulation circuit 25 the first of the transmission signal s27にする第1アンプ26とを備え、また、上記第2送受信部30は、非接触ICカード200とリーダライタ100間の第2周波数帯の電磁波を効率よく受信または送信するための第2同調回路31と、該第2同調回路31で受信した第2の受信信号s31を復調する第2復調回路32と、該第2復調回路32で復調された第2の復調信号s32を第2の復号化信号s33に復号化する第2復号化回路33と、上記データ処理部40から、上記非接触ICカード200側に送信する第2の送信データ信号s34を受けて符号化する第2符号化回路34と、該第2符号化回路34で符号化された第2の符号化信号s35を変調する第2変調回路35と、該第2変調回路35で変調された第2の変調信号s36を増幅して第2の送信信号s And a first amplifier 26 to s27, also, the second transceiver 30, the electromagnetic wave efficiently receiving or second tuning for transmitting the second frequency band between the contactless IC card 200 and the reader-writer 100 a circuit 31, and the second demodulation circuit 32 for demodulating the second received signal s31 received by the second tuning circuit 31, a second demodulated signal s32 demodulated by the second demodulation circuit 32 and the second decoding a second decoding circuit 33 for decoding the signal s33, the data from the processing unit 40, a second encoding circuit for encoding by receiving second transmission data signal s34 to be transmitted to the contactless IC card 200 34, a second modulation circuit 35 for modulating the second encoded signal s35 that is encoded in the second encoding circuit 34, the second modulated signal s36 that is modulated by the second modulation circuit 35 amplifies to the second of the transmitted signal s 7にする第2アンプ36と、を備えるものである。 A second amplifier 36 to 7, in which comprises a.

図4は、本実施の形態1に係る非接触ICカードを示す図である。 Figure 4 is a diagram showing a contactless IC card according to the first embodiment. 図に示すように、本実施の形態1の非接触ICカード200は、基板211上に、上記第1周波数帯の周波数を用いた電磁誘導結合による、20cm以下の通信距離の双方向通信を行うための、コイルアンテナである第1アンテナ212と、上記第2周波数帯の周波数の電磁波を用いた円偏波方式による、20cm以上数メートル以下の双方向通信を行うための、折り返しダイポールアンテナである第2アンテナ213と、該第1,第2アンテナ212,213と接続され、該各アンテナで受信した或いは送信する信号を処理するICチップ210とが設けられている。 As shown in the figure, the contactless IC card 200 of the first embodiment, on the substrate 211, performed by the electromagnetic induction coupling, the bidirectional communication following the communication distance 20cm using the frequency of said first frequency band a first antenna 212 is a coil antenna, in the above-mentioned by circularly polarized system using electromagnetic waves of a frequency of the second frequency band, to perform the following two-way communication several meters above 20 cm, folded dipole antenna for a second antenna 213, first, is connected to the second antenna 212 and 213, and the IC chip 210 for processing or signal to be transmitted which is received by the respective antennas are provided.

図5は、本実施の形態1の非接触ICカード200のICチップ210の構成を詳細に示す図である。 Figure 5 is a diagram showing a detailed configuration of the IC chip 210 of the non-contact IC card 200 of the first embodiment. 図5に示すように、非接触ICカード200のICチップ210には、上述した第1アンテナ212と接続され、該アンテナ212を介して第1周波数帯の周波数を用いた通信で送信する信号及び受信した信号に対し、変調/復調処理、及び符号化/復号化処理を行う第1送受信部220と、上記第2アンテナ213と接続され、該第2アンテナ213を介して第2周波数帯の周波数を用いた通信で送信する信号、及び受信した信号に対し、変調/復調処理、及び符号化/復号化処理を行う第2送受信部230と、該第1,第2送受信部220,230で抽出された信号のコマンド内容を読み取り、該コマンドに応じたデータ処理をして該第1,第2送受信部220,230に信号を出力するデータ処理部240と、不揮発性メモリ250と、 As shown in FIG. 5, the IC chip 210 of the non-contact IC card 200, is connected to the first antenna 212 described above, the signal and transmits a communication using the frequency of the first frequency band via the antenna 212 to the received signal, modulation / demodulation processing, and the first transceiver 220 for encoding / decoding process, is connected to the second antenna 213, the frequency of the second frequency band via the second antenna 213 to the signal transmitting and receiving signals in a communication using the extracted modulation / demodulation processing, and a second transceiver 230 for encoding / decoding process, first, in the second transceiver 220 and 230 read commands contents of the signal, the first and the data processing corresponding to the command, the data processing unit 240 which outputs a signal to the second transceiver 220 and 230, a nonvolatile memory 250, 上記第1アンテナ212と接続され、該アンテナ212を介して受信した第1周波数帯の周波数の信号から電源をとりだし、上記第1送受信部220、データ処理部240、及び不揮発性メモリ250に供給する第1電源回路226と、上記第2アンテナ213と接続され、該第2アンテナ213を介して受信した第2周波数帯の周波数の信号から電源を取り出し、上記第2信号処理部230、データ処理部240、及び不揮発性メモリ250に供給する第2の電源回路236とを備える。 Is connected to the first antenna 212, taken out power from the frequency of the signal of the first frequency band received via the antenna 212 is supplied to the first transmitting and receiving unit 220, the data processing unit 240 and a nonvolatile memory 250, a first power supply circuit 226, the connected to the second antenna 213, the second through the antenna 213 is taken out power from the frequency of the signal of the second frequency band received, the second signal processing unit 230, the data processing unit 240, and a second power supply circuit 236 supplies the non-volatile memory 250.

そして、上記非接触ICカード200の第1送受信部220は、リーダライタ100と非接触ICカード200間の第1周波数帯の電磁誘導結合による信号を効率よく受信または送信するための第1同調回路221と、該第1同調回路221で受信した第1の受信信号s221を復調する第1復調回路222と、該第1復調回路222で復調された第1の復調信号s222を第1の復号化信号s223に復号化する第1復号化回路223と、上記データ処理部240から、上記リーダライタ100側に送信する第1の送信データ信号s224を受けて符号化する第1符号化回路224と、該第1符号化回路224で符号化された第1の符号化信号s225を変調して第1の変調信号s226にする第1変調回路225とを備え、また、上記第 Then, the first transceiver 220 of the contactless IC card 200, first tuning circuit for a signal by electromagnetic induction coupling between the first frequency band efficiently receives or transmits between the contactless IC card 200 and the reader-writer 100 and 221, a first demodulation circuit 222 for demodulating the first received signal s221 received by the first tuning circuit 221, a first demodulated signal s222 first decoding demodulated by the first demodulation circuit 222 a first decoding circuit 223 for decoding the signal s223, from the data processing unit 240, a first encoding circuit 224 for encoding by receiving first transmission data signal s224 to be transmitted to the reader-writer 100 side, and a first modulation circuit 225 to a first modulation signal s226 modulates the first encoded signal s225 that is encoded by the first encoding circuit 224, also, the first 送受信部230は、リーダライタ100と非接触ICカード200間の第2周波数帯の電磁波を効率よく受信または送信するための第2同調回路231と、該第2同調回路231で受信した第2の受信信号s231を復調する第2復調回路232と、該第2復調回路232で復調された第2の復調信号s232を第2の復号化信号s233に復号化する第2復号化回路233と、上記データ処理部240から、上記非接触ICカード200側に送信する第2の送信データ信号s234を受けて符号化する第2符号化回路234と、該第2符号化回路234で符号化された第2の符号化信号s235を変調して第2の変調信号s236にする第2変調回路235とを備えるものである。 Transceiver unit 230 includes a second tuning circuit 231 for the electromagnetic wave of the second frequency band efficiently receive or transmit between the reader-writer 100 non-contact IC card 200, a second received by the second tuning circuit 231 a second demodulating circuit 232 for demodulating the received signal S231, the second decoding circuit 233 for decoding the second demodulated signal s232 demodulated by the second demodulation circuit 232 to the second decoded signal S233, the from the data processing unit 240, a second encoding circuit 234 for encoding by receiving second transmission data signal s234 to be transmitted to the contactless IC card 200 side, the encoded with the second encoding circuit 234 modulating the second encoded signal s235 in which and a second modulation circuit 235 to the second modulation signal S236.

次に、上記構成による作用効果について説明する。 Next, the function and effect will be described according to the above configuration.
本実施の形態1の通信システムにおいては、第1周波数帯の周波数による通信が通信不能の場合は第2周波数帯の周波数による通信を行い、逆に、第2周波数帯の周波数による通信が通信不能の場合は第1周波数帯の周波数による通信を行うことで、第1周波数帯の周波数による通信と、第2周波数帯の周波数による通信の相互の通信不感帯を補う。 In the communication system of the first embodiment, if communication by the frequency of the first frequency band is unavailable communication performs communication by frequency of the second frequency band, on the contrary, communication by the frequency of the second frequency band is incommunicable for the by performing communication by the frequency of the first frequency band, supplement the communication by the frequency of the first frequency band, the mutual communication dead zone of communication by the frequency of the second frequency band.

なお、本実施の形態1では、遠距離通信における近距離不感帯を補う意味から、まず第2周波数帯の周波数による通信を行い、その通信が不可能であった場合に第1周波数帯の周波数による通信を行うように動作させるものとする。 In the first embodiment, the means to compensate for short-range deadband in telecommunications, firstly to communicate due to the frequency of the second frequency band, according to the frequency of the first frequency band when the communication is impossible It shall be operated to communicate.

まず、リーダライタ100は、ホストコンピュータ50からネットワークを介して、リーダライタ100と非接触ICカード200間で送受信するコマンドを受信する。 First, the reader writer 100 via the network from the host computer 50 receives a command transmitted and received between the reader-writer 100 non-contact IC card 200. このコマンドは、リーダライタ100のデータ処理部40内のメモリ(図示せず)に保持する。 This command is stored in the memory (not shown) in the data processing unit 40 of the reader-writer 100.

リーダライタ100から非接触ICカード200に通信(コマンド通信)を行う場合、まず複合素子アンテナ10の第2アンテナ部3より第2周波数帯の周波数の電磁波による通信を行う。 If the reader writer 100 communicate with the contactless IC card 200 (command communication), first performs a communication by electromagnetic waves of a frequency of the second second frequency band from the antenna unit 3 of the composite element antenna 10. 上記第2アンテナ部3からの電磁波によって送信されるコマンドは、上記リーダライタ100内のデータ処理部40から第2の送信データ信号s34として出力され、該第2の送信データ信号s34を、第2送受信部30にて第2周波数帯の周波数の電磁波に応じた変調方式、符号化方式で、変調、符号化された後、第2アンプ36で増幅した後、上記第2アンテナ部3と第2同調回路35の組み合わせ回路に同調させてから、第2アンテナ部3より送信する。 The commands sent by the electromagnetic waves from the second antenna unit 3 is output from the data processing unit 40 of the reader-writer 100 as the second transmission data signals s34, the transmission data signal s34 of the second, the second modulation scheme in transmitting and receiving unit 30 according to the electromagnetic wave of the frequency of the second frequency band, the encoding scheme, modulation, after being encoded, amplified by the second amplifier 36, the second antenna unit 3 and the second after tuned to the combination circuit of the tuning circuit 35, and transmitted from the second antenna unit 3.

このとき、非接触ICカード200が、リーダライタ100から20cm以上数メートル以下の位置にあれば、非接触ICカード200の第2アンテナ213で、上記リーダライタ100からの電磁波を受信することができるが、20cm以下の位置にあれば、受信することができない。 At this time, the non-contact IC card 200, if the reader-writer 100 to a few meters below the position above 20 cm, the second antenna 213 of the contactless IC card 200 can receive electromagnetic waves from the reader-writer 100 but if the following positions 20 cm, it can not be received.

以下、リーダライタ100から非接触ICカード200に通信を行った際、非接触ICカード200が、リーダライタ100から20cm以上数メートル以下の位置にあり、非接触ICカード200が、上記リーダライタ100からの電磁波を受信できた場合について説明する。 Hereinafter, when performing the communication from the reader writer 100 to the contactless IC card 200, the contactless IC card 200, there from the reader writer 100 to a few meters below the position above 20 cm, the non-contact IC card 200, the reader-writer 100 description will be given of a case where can receive electromagnetic waves from.

上記第2アンテナ213で受信された上記電磁波は、第2周波数に同調する第2電源回路236に入力されて整流および平滑されて第2電源として出力され、ICチップ210内の第2送受信部230、データ処理部240、及び不揮発性メモリ250に入力されて、該第2送受信部230、データ処理部240、及び不揮発性メモリ250を動作させる。 Said electromagnetic wave received by the second antenna 213 is input to be rectified and smoothed to a second power supply circuit 236 tunes to the second frequency is output as a second power source, a second transceiver 230 in the IC chip 210 , is input to the data processing unit 240 and a nonvolatile memory 250, the second transceiver unit 230, to operate the data processing unit 240 and a nonvolatile memory 250,. なお、このとき、同基板211にある上記第1送受信部220は、電源が供給されないため動作しない。 At this time, the first transceiver 220 in the same substrate 211 does not operate because the power is not supplied.

上記第2アンテナ213で受信された電磁波は、上記第2送受信部230に入力され、第2同調回路231で同調されて、第2の受信信号s231となり、第2周波数帯の周波数の電磁波に応じた復調方式、復号化方式で、復調、復号化されて第2の復号化信号s233とされた後、データ処理部240に入力される。 The electromagnetic wave received by the second antenna 213 is input to the second transceiver 230, it is tuned by the second tuning circuit 231, in response to a second received signal s231, and the electromagnetic waves of the frequency of the second frequency band demodulation scheme, the decoding scheme, demodulation, thereby being made a second decoded signal s233 being decoded, is input to the data processing unit 240.

データ処理部240では、上記第2の復号化信号s233のコマンド内容を読み取り、該コマンドに応じたデータ処理、及び不揮発性メモリ250へのデータライト、あるいは該メモリ250からのデータリーダを行い、その結果をレスポンスとして第2の送信データ信号s234として出力する。 The data processing unit 240 reads the command content of the second decoded signal S233, performs data reader from the data write or the memory 250, to data processing, and non-volatile memory 250 in response to the command, the the results are output as the second transmission data signal s234 as a response.

そして、該第2の送信データ信号s234は、上記第2送受信部230に再度入力され、第2周波数帯の周波数の電磁波に応じた変調方式、符号化方式で、変調、符号化されて第2の変調信号s236となり、上記第2同調回路236にて該同調回路と第2アンテナ213との組み合わせ回路で同調され、該第2アンテナ213よりリーダライタ100へ送信される。 Then, the transmission data signal s234 of the second is input again to the second transceiver unit 230, a modulation method corresponding to the electromagnetic wave of the frequency of the second frequency band, the encoding scheme, modulation, second encoded modulated signal s236 next, tuned in combination circuit of the tuning circuit and the second antenna 213 at the second tuning circuit 236, is sent to the reader-writer 100 than the second antenna 213.

上記非接触ICカード200より送信された第2周波数帯の周波数の電磁波による通信(レスポンス通信)は、リーダライタ100の複合素子アンテナ10で受信される。 The communication by electromagnetic waves of a frequency of the second frequency band transmitted from the contactless IC card 200 (response communication) is received by the multifunction device antenna 10 of the reader-writer 100.

上述した非接触ICカード200から送信された、第2周波数帯の周波数の信号は、リーダライタ100の複合素子アンテナ10側では第2アンテナ部3で受信され、第1アンテナ部2はその通信に影響を与えない。 Transmitted from the contactless IC card 200 described above, the frequency of the signal of the second frequency band is a composite element antenna 10 side of the reader writer 100 is received by the second antenna unit 3, the first antenna unit 2 is in its communication influence not give. これは、第1アンテンナ部2の実効長Leが上記式(1)で示される長さを有するため、上記第2周波数帯の周波数の信号に対しては、第1アンテナ部2を経路とした信号端子5からグラウンド端子6へのインピーダンスが理論上無限大となるからである。 This is because the effective length of the first Anten'na portion 2 Le has a length represented by the above formula (1), with respect to the frequency of the signal of the second frequency band, and the first antenna unit 2 and a path impedance from the signal terminal 5 to the ground terminal 6 is because the theoretically infinite.

このように、リーダライタ100の第2アンテナ部3で受信された、非接触ICカード200からの電磁波は、該第2アンテナ部3と第2同期回路31の組み合わせ回路に同調して第2の受信信号s31となり、第2周波数帯の周波数の電磁波に応じた復調方式、復号化方式で、復調、復号化されて第2復号化信号s33とされた後、データ処理部240に入力される。 Thus, received by the second antenna unit 3 of the reader-writer 100, the electromagnetic wave from the contactless IC card 200, the second in phase with the second antenna unit 3 to the combinational circuit of the second synchronizing circuit 31 received signal s31, and the demodulation method corresponding to the electromagnetic wave of the frequency of the second frequency band, the decoding scheme, demodulation, thereby being made a second decoded signal s33 is decoded and inputted to the data processing unit 240.

一方、リーダライタ100から非接触ICカード200に通信を行った際、該非接触ICカード200が、リーダライタ100から20cm以下の位置にあり、非接触ICカード200が、上記リーダライタ100からの電磁波を受信できなかった場合に、上記リーダライタ100は、非接触ICカード200からの通信が一定時間内になかった場合に、該非接触ICカード200が第2周波数帯の周波数による通信が通信不能と判断し、第1周波数帯の周波数による通信を行なう。 Meanwhile, when performing the communication from the reader writer 100 to the contactless IC card 200, the non-contact IC card 200, there from the reader writer 100 at the following positions 20 cm, the non-contact IC card 200, the electromagnetic wave from the reader-writer 100 if it can not receive, the reader-writer 100, when the communication from the contactless IC card 200 was not within a predetermined time, the non-contact IC card 200 is a communication by the frequency of the second frequency band incommunicable determination, and performs communication by frequency of the first frequency band. このとき、複合素子アンテナ10の第1アンテナ部2より、上記第1周波数帯の周波数の電磁誘導結合による通信によって送信する。 At this time, from the first antenna portion 2 of the composite element antenna 10, and transmits the communication by electromagnetic induction coupling of the frequency of the first frequency band.

上記第1アンテナ部2から電磁誘導結合により送信される上記コマンドは、リーダライタ100内のデータ処理部40から第1の送信データ信号s24として出力され、該第1の送信データ信号s24は、第1送受信部20にて第1周波数帯の周波数の電磁誘導結合に応じた変調方式、符号化方式で、変調、符号化された後、上記第1アンテナ部2の周波数と同調させて、該第1アンテナ部2より送信する。 The said command transmitted from the first antenna unit 2 by electromagnetic induction coupling is output from the data processing unit 40 of the reader-writer 100 as the first transmission data signal s24, transmitted data signal s24 of said first, second modulation scheme in accordance with 1 transceiver 20 to the electromagnetic induction coupling of the frequency of the first frequency band, the encoding scheme, modulation, after being encoded, and is tuned with the first frequency of the antenna portion 2, said 1 transmits from the antenna unit 2.

上記第1アンテナ212で受信された電磁誘導結合による磁界変化は、第1周波数帯の周波数に同調する第1電源回路226に入力されて整流および平滑されて第1電源として出力され、ICチップ210内の第1送受信部220、データ処理部240、及び不揮発性メモリ250に入力されて、該第1送受信部220、データ処理部240、及び不揮発性メモリ250を動作させる。 The magnetic field change caused by the received electromagnetic induction coupling with the first antenna 212 is output to input is rectified and smoothed to a first power supply circuit 226 tuned to the frequency of the first frequency band as a first power source, IC chip 210 the first transceiver unit 220 of the inner, is input to the data processing unit 240 and a nonvolatile memory 250, the first transceiver unit 220, to operate the data processing unit 240 and a nonvolatile memory 250,.

また、上記第1アンテナ212で受信された電磁誘導結合による磁界変化は、上記第1電源により駆動された第1送受信部220で、第1アンテナ212と第1同調回路221との組み合わせ回路で同調されて第1の受信信号s221となり、第1周波数帯の周波数の電磁誘導結合の磁界変化に応じた復調方式、復号化方式で、復調、復号化されて第1の復号化信号s223とされた後、データ処理部240に入力される。 Further, the magnetic field change due to electromagnetic induction coupling received by the first antenna 212, the first transceiver 220 which is driven by the first power source, tuned combination circuit between the first antenna 212 and the first tuning circuit 221 has been first received signal s221, and the demodulation method corresponding to the magnetic field change of the electromagnetic induction coupling of the frequency of the first frequency band, the decoding scheme, demodulation is the first decoded signal s223 is decoded after, it is input to the data processing unit 240.

上記データ処理部240では、上記第1の復号化信号s223のコマンド内容を読み取り、該コマンドに応じたデータ処理、及び不揮発性メモリ250へのデータライト、あるいは該メモリ250からのデータリーダを行い、その結果を第1の送信データ信号s224として出力する。 In the data processing unit 240 reads the command content of the first decoded signal s223, performs data reader from the data write or the memory 250, to data processing, and non-volatile memory 250 in response to the command, and it outputs the result as the first transmission data signal s224.

そして、該第1の送信データ信号s224は、再度ICカード200の上記第1送受信部220に入力され、第1周波数帯の周波数の電磁誘導結合の磁界変化に応じた変調方式、符号化方式で、変調、符号化されて第1の変調信号s226とされ、第1アンテナ212と第1同調回路221との組み合わせ回路に同調させて、上記第1アンテナ212よりリーダライタ100へ送信される。 Then, the transmission data signal s224 wherein the first, is input to the first transceiver unit 220 of the IC card 200 again, the modulation method corresponding to the magnetic field change of the electromagnetic induction coupling of the frequency of the first frequency band, the encoding scheme , modulated, the first modulation signal s226 being encoded, the first antenna 212 is tuned to the combinational circuit of the first tuning circuit 221, is sent to the reader-writer 100 than the first antenna 212.

このようにして上記非接触ICカード200より送信された第1周波数帯の周波数の電磁誘導結合による通信は、リーダライタ100の複合素子アンテナ10で受信される。 In this way, the communication by electromagnetic induction coupling of the frequency of the first frequency band transmitted from the contactless IC card 200 is received by the multifunction device antenna 10 of the reader-writer 100.

上述した非接触ICカード200から送信された、第1周波数帯の周波数の信号は、リーダライタ100の複合素子アンテナ10側では第1アンテナ部2で受信され、第2アンテナ部3はその通信に影響を与えない。 Transmitted from the contactless IC card 200 described above, the frequency of the signal of the first frequency band is a composite element antenna 10 side of the reader writer 100 is received by the first antenna unit 2, the second antenna unit 3 to the communication influence not give. これは、そもそも第2アンテンナ部3が、第1周波数帯の周波数に共振せず、第1周波数帯の周波数の信号に対して電磁波を放射しない開放パターンとして存在することになるからである。 This first place the second Anten'na unit 3, does not resonate with the frequency of the first frequency band, since will be present as an open pattern not radiate electromagnetic waves with respect to the frequency of the signal of the first frequency band.

このようにして上記リーダライタ100の第1アンテナ部2で受信された、非接触ICカード200からの電磁波は、該第1アンテナ部2と第1同期回路21の組み合わせ回路に同調して第1の受信信号s21となり、第1周波数帯の周波数の電磁波に応じた復調方式、復号化方式で、復調、復号化されて第1の復号化信号s23とされた後、データ処理部240に入力される。 In this way, received by the first antenna unit 2 of the reader-writer 100, the electromagnetic wave from the contactless IC card 200, first tunes to the combinational circuit of the first antenna unit 2 and the first synchronization circuit 21 next received signal s21 demodulation method corresponding to the electromagnetic wave of the frequency of the first frequency band, the decoding scheme, demodulation, after being a first decoded signal s23 is decoded, is input to the data processing unit 240 that.

以上のように、本実施の形態1の通信システムでは、リーダライタ100と非接触ICカード200の双方に、第1周波数帯の周波数の電磁誘導結合による通信を行う第1アンテナと、第2周波数帯の周波数の電磁波による通信を行う第2アンテナとを設け、上記第1周波数帯あるいは第2周波数帯の周波数による通信それぞれの通信の不感帯を補うようにしたので、当該通信システムで、数メートル以下の通信距離全体において、該通信距離による通信の不感帯が存在しない通信を行うことができる。 As described above, in the communication system of the first embodiment, the reader writer 100 to both of the contactless IC card 200, a first antenna for communication by electromagnetic induction coupling of the frequency of the first frequency band, a second frequency It provided a second antenna for communication by electromagnetic waves in the frequency band. Thus compensate for dead zone of communication each communication by the frequency of the first frequency band or the second frequency band, in the communication system, a few meters or less in the entire communication distance, it is possible to perform communication dead zone of communication by the communication distance does not exist.

また、本複合素子アンテナ10は、第1周波数帯の周波数の電磁誘導結合による通信を行う第1アンテナ部2の一方の端子と、第2周波数帯の周波数の電磁波による通信を行う第2アンテナ部3の給電点とを電気的に接続して、該第1アンテナ部2の給電と第2アンテナ部3の給電とを同じ給電点より行い、かつ上記第1アンテナ部2のパターン長が、上記第2周波数帯の周波数の信号を遮断するフィルタ特性を有する長さLeを有するものとしたので、当該複合素子アンテナ10において、給電ケーブルを共用しながらも第1周波数帯の周波数の信号は第1アンテナ部2のみで通信が行われ、第2周波数帯の周波数の信号は第2アンテナ部3のみで通信が行われ、該複合素子アンテナ10の各アンテナ部を通信に使用する周波数帯に応じて Further, the composite element antenna 10, second antenna unit for performing one and the terminals of the first antenna unit 2 which performs communication by electromagnetic induction coupling of the frequency of the first frequency band, the communication by electromagnetic waves of a frequency of the second frequency band 3 of a feeding point electrically connected to the power supply of the first antenna unit 2 of the power supply and the second antenna unit 3 performs than the same feed point, and the pattern length of the first antenna unit 2 is, the since to have a length Le with a filter characteristic for blocking signals of a frequency of the second frequency band, in the composite element antenna 10, the frequency of the signal of the first frequency band while sharing the power supply cable first communication is performed only by the antenna unit 2, the frequency of the signal of the second frequency band communication is performed by only the second antenna unit 3, depending on the frequency band used for a communication of each antenna portion of the composite element antenna 10 立して使用することができる。 It stands to be able to use.

また、上記リーダライタ100の第1アンテナ部2を、フィルタ特性を有する長さLeを有するように構成し、第2周波数帯の周波数の信号を送受信した際に、該第1アンテナ部2に対して、上記第2周波数帯の周波数の信号の送受信電力を抑制するようにしたので、上記複合素子アンテナ10を、実装部品で構成したフィルタ回路を用いることなく、アンテナパターンのみで構成することができ、リーダライタ100のアンテナの小面積化、及び低コスト化を実現できる。 Further, the first antenna portion 2 of the reader-writer 100, when configured to have a length Le with a filter characteristic, and transmitting and receiving a signal of a frequency of the second frequency band, to the first antenna unit 2 Te. Thus to suppress the transmission and reception power of the frequency of the signal of the second frequency band, the composite element antenna 10, without using the filter circuit configured with mounted components, it can be constructed only with the antenna pattern , small area of ​​the antenna of the reader-writer 100, and a cost reduction can be realized.

なお、本実施の形態1では、まず第2周波数帯の周波数による通信を行い、その通信が不可能であった場合に、第1周波数帯の周波数による通信を行うように動作するものしたが、もちろん第1周波数帯の周波数による通信をし、その通信が不可能であった場合に第2周波数帯の周波数による通信を行うように動作するものであってよい。 In the first embodiment, firstly it performs communication by frequency of the second frequency band, if the communication is impossible, was intended to operate to perform communication by the frequency of the first frequency band, of course the communication by the frequency of the first frequency band and may be one that operates to communicate by frequency of the second frequency band when the communication is impossible.

また、本実施の形態1では、板状の誘電体1の片面に、第1アンテナ部2であるコイルアンテナ部と、第2アンテナ部3であるマイクロストリップアンテナ部が実装されているものを一例に挙げたが、コイルアンテナの実効長Leによっては、図6に示すように、第1アンテナ部2が、スルーホール8を介して上記誘電体1の両面にわたって実装されるものであってもよいし、あるいは、第1,第2アンテナ部2,3の両方が、それぞれスルーホールを介して上記誘電体1の両面にわたって実装されるものであってもよい。 In the first embodiment, on one side of the plate-shaped dielectric 1, an example and a coil antenna unit, those microstrip antenna portion is mounted a second antenna unit 3 is first antenna unit 2 Although it mentioned, depending on the effective length Le of the coil antenna, as shown in FIG. 6, the first antenna unit 2, or may be implemented over both surfaces of the dielectric 1 via the through hole 8 and, alternatively, first, both the second antenna units 2 and 3 may each be one that is mounted over both surfaces of the dielectric 1 via the through hole.

本発明の複合素子アンテナは、非接触データキャリアとリーダライタとの通信において、数メートル以下の通信距離の通信を不感帯のない状態で行うことができ、使用環境に影響されずに製品管理を一貫して行なえるものとして有用である。 Composite element antenna of the present invention, in communication with a contactless data carrier and the reader-writer can perform communication of a few meters below the communication distance in the absence of dead zone, consistent product management without being affected by the environment of use it is useful as a thing can be carried out with.

本実施の形態1に係る、リーダライタと非接触ICカードとからなる通信システムを示す概念図である。 According to the first embodiment, it is a conceptual diagram showing a communication system including a reader-writer and the contactless IC card. 本実施の形態1に係るリーダライタにおける複合素子アンテナの詳細な構成を示す図である。 It is a diagram showing a detailed structure of the composite antenna elements in the reader writer according to the first embodiment. 本実施の形態1に係るリーダライタの全体構成を示す図である。 Is a diagram illustrating an overall configuration of a reader-writer according to the first embodiment. 本実施の形態1に係る非接触ICカードの全体構成を示す図である。 Is a diagram illustrating an overall configuration of a contactless IC card according to the first embodiment. 本実施の形態1の非接触ICカードにおける、ICチップの詳細な構成を示す図である。 In the non-contact IC card of the first embodiment, it is a diagram showing the detailed structure of the IC chip. 本実施の形態1に係るリーダライタにおける複合素子アンテナの別の構成例を示す図である。 It is a diagram showing another configuration example of the composite antenna elements in the reader writer according to the first embodiment. 従来の、リーダライタと非接触ICカードとからなる通信システムを示す概念図である。 Conventional, it is a conceptual diagram illustrating a communication system including a reader-writer and the contactless IC card.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 誘電体 2 第1アンテナ部 3 第2アンテナ部 4 グラウンドパターン 5 信号端子 6 グラウンド端子 7,8 スルーホール 10 複合素子アンテナ 20,220 第1送受信部 21,221 第1同調回路 22,222 第1復調回路 23,223 第1復号化回路 24,224 第1符号化回路 25,225 第1変調回路 26 第1アンプ 30,230 第2送受信部 31,231 第2同調回路 32,232 第2復調回路 33,233 第2復号化回路 34,234 第2符号化回路 35,235 第2変調回路 36 第2アンプ 40 データ処理部 50 ホストコンピュータ 100 リーダライタ 200 非接触ICカード 210 ICチップ 211 基板 212 第1アンテナ 213 第2アンテナ 226 第1電源回路 236 第2電源回路 First dielectric 2 first antenna portion 3 second antenna unit 4 ground pattern 5 signal terminal 6 ground terminal 7, 8 through holes 10 composite element antenna 20, 220 first transceiver 21 or 221 first tuning circuit 22,222 first demodulator 23,223 first decoding circuit 24,224 first encoding circuit 25,225 first modulation circuit 26 first amplifier 30, 230 second transceiver 31 and 231 second tuning circuit 32, 232 second demodulation circuit 33 and 233 second decoding circuit 34,234 second encoding circuit 35,235 second modulation circuit 36 ​​second amplifier 40 data processing unit 50 the host computer 100 writer 200 non-contact IC card 210 IC chip 211 substrate 212 first antenna 213 second antenna 226 the first power supply circuit 236 the second power supply circuit 250 不揮発性メモリ 300 質問器 312 第1の固定アンテナ 313 第2の固定アンテナ 350 制御装置 400 応答器 410 移動体 250 non-volatile memory 300 interrogator 312 first stationary antenna 313 second fixed antenna 350 controller 400 responds 410 mobile

Claims (3)

  1. コイルアンテナとマイクロストリップアンテナとを有する、非接触データキャリアと無線通信を行うリーダライタのアンテナであって、 And a coil antenna and a microstrip antenna, a non-contact data carrier and a reader writer that performs wireless communication antenna,
    一つの板状の誘電体上に、上記非接触データキャリアのコイルアンテナと第1周波数帯の周波数で通信を行うコイルアンテナと、上記非接触データキャリアのマイクロストリップアンテナと上記第1周波数帯より高周波帯の第2周波数帯の周波数で通信を行うマイクロストリップアンテナとが設けられている、 One of the plate-like dielectric member, said coil antenna for communicating with a coil antenna and a frequency of the first frequency band of the non-contact data carrier, a high frequency than the microstrip antenna and the first frequency band of the non-contact data carrier a microstrip antenna that communicates at the frequency of the second frequency band of the band is provided,
    ことを特徴とするリーダライタのアンテナ。 The antenna of the reader-writer, characterized in that.
  2. 請求項1に記載のリーダライタのアンテナにおいて、 In the antenna of the reader-writer according to claim 1,
    上記コイルアンテナ、及び上記マイクロストリップアンテナは、同じ給電点から給電が行われ、且つ、該コイルアンテナは、上記第2周波数帯の周波数の信号を遮断するフィルタ特性を有する、 The coil antenna and the microstrip antenna is fed from the same feed point is made, and, the coil antenna has a filter characteristic for blocking signals of a frequency of the second frequency band,
    ことを特徴とするリーダライタのアンテナ。 The antenna of the reader-writer, characterized in that.
  3. コイルアンテナとマイクロストリップアンテナとを有する非接触データキャリアと、一枚の板状の誘電体上に、上記非接触データキャリアのコイルアンテナと第1周波数帯の周波数で通信を行うコイルアンテナと、上記非接触データキャリアのマイクロストリップアンテナと上記第1周波数帯より高周波帯の第2周波数帯の周波数で通信を行うマイクロストリップアンテナとを設けてなるリーダライタとの間で無線通信を行う通信システムであって、 A contactless data carrier having a coil antenna and a microstrip antenna, a coil antenna for the one plate-like dielectric member, the communication frequency of the coil antenna and the first frequency band of the non-contact data carrier, the a communication system for performing radio communication between the microstrip antenna and the reader-writer formed by providing a microstrip antenna that communicates at the frequency of the second frequency band of the high frequency band than the first frequency band of the non-contact data carrier Te,
    上記非接触データキャリアと上記リーダライタは、上記第1周波数帯の周波数による通信が通信不可能な場合は、上記第2周波数帯の周波数による通信を行い、上記第2周波数帯の周波数による通信が通信不可能な場合は、上記第1周波数帯の周波数による通信を行うものである、 The non-contact data carrier and the reader writer, the case where the communication by the frequency of the first frequency band is incommunicable communicates by frequency of the second frequency band, the communication by the frequency of the second frequency band If communication is not possible, it performs communication by frequency of said first frequency band,
    ことを特徴とする通信システム。 Communication system, characterized in that.
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