JP3519520B2

JP3519520B2 - 無線通信システム

Info

Publication number: JP3519520B2
Application number: JP29106295A
Authority: JP
Inventors: 英清九嶋; 和介柳沢; 涼堀江; 工矢野
Original assignee: Toshiba Corp; Yokowo Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Yokowo Co Ltd
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 2004-04-19
Anticipated expiration: 2015-11-09
Also published as: JPH09135189A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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関する。

【０００２】

【従来の技術】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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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、そけだ
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。

【００１１】そこで、本発明は、従来の逓倍回路などを
用いた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無線通信システムを提供する
ことを目的とする。

【００１２】また、本発明は、無線カードにおいてデー
タ波および応答波を１つのアンテナで送受信できる無線
通信システムを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の無線通信システ
ムは、外部の通信装置と無線カードとの間で無線による
送受信を行なう無線通信システムであって、前記通信装
置は、前記無線カードに対して第１の周波数で大きな電
力で無変調の電力波、および、前記第１の周波数を分周
した前記第１の周波数よりも低い第２の周波数で微弱な
電力をデータ信号でＡＳＫ変調したデータ波をそれぞれ
送信するとともに、前記無線カードから送信される応答
波を受信し、前記無線カードは、前記通信装置から送信
される電力波を電力波用アンテナで受信し、この受信し
た電力波を整流回路で直流電力に変換して動作電源とす
るとともに、前記受信した電力波の一部を分周回路で分
周することにより前記第２の周波数として変調回路に与
え、かつ、前記通信装置から送信されるデータ波をデー
タ波用アンテナで受信し、この受信したデータ波を制御
手段により切換制御される送受信切換スイッチを介して
復調回路に与えてデータ信号に復調し、この復調された
データ信号を前記制御手段に与え、前記制御手段は応答
信号を前記変調回路に与えて前記分周回路から与えられ
た前記第２の周波数を応答信号でＡＳＫ変調することに
より応答波を生成し、この生成した応答波を前記送受信
切換スイッチを介して前記データ波用アンテナから前記
通信装置に対して送信するように構成し、かつ、前記復
調回路は、前記データ波用アンテナで受信される大きな
電力の電力波に重畳される微弱な電力のデータ波を抽出
する抽出回路を有し、この抽出回路をＢ級またはＣ級で
動作する増幅回路を用いて構成したことを特徴とする。

【００１４】

【００１５】本発明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の周波数を用いることにより、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の周波数を用いることにより、無線カードにおいてデ
ータ波と応答波を１つのアンテナで送受信でき、特に小
形化を要望される無線カードに好適である。

【００１６】また、本発明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ことにより、
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。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【発明の実施の形態】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】そして、送受信切換スイッチ２５には、Ｃ
ＰＵ２８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。

【００２７】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。

【００２８】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Ｌ
２を除いて、１チップＩＣ２９化されている。

【００２９】図２は、復調回路２６における抽出回路２
６ａ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Ｔ
１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Ｔ
１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。

【００３０】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Ｔ
２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３
４のＮＰＮ形トランジスタＴ３のベースに接続される。

【００３１】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Ｔ
３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Ｃ
１０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。

【００３２】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Ｒ
１２を介して出力端３６に接続される。

【００３３】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。

【００３４】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３
３，３４，３５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。

【００３５】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Ｔ
２，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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】上述のごとき、第１〜第４の増幅回路３
２，３３，３４，３５の各増幅動作により、抽出回路２
６ａ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。

【００４０】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Ｉ
Ｃ化するのにも好適である。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】さらに、基板４１の表面および裏面には、
図８（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４
５の表面に配設される。このようにして、無線カード２
０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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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ＣＰ
Ｕ２８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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】以上説明したように、上記実施形態の無線
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。

【００５５】また、上記実施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。

【００５６】また、上記実施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。

【００５７】さらに、上記実施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。

【００５８】また、上記実施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。

【００５９】また、上記実施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。

【００６０】また、上記実施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。

【００６１】さらに、上記実施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。

【００６２】また、上記実施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。

【００６３】また、上記実施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。

【００６４】さらに、上記実施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。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、従
来の逓倍回路などを用いた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無線通信
システムを提供できる。

【００６６】また、本発明によれば、無線カードにおい
てデータ波および応答波を１つのアンテナで送受信でき
る無線通信システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】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。

【図３】抽出回路による増幅動作の一例を示す波形図。

【図４】抽出回路の増幅回路が有する周波数対利得の特
性図。

【図５】抽出回路の動作を説明するための波形図。

【図６】無線カードから送信される応答波の一例を示す
波形図。

【図７】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。

【図８】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。

【図９】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、Ｔ１〜Ｔ４……トラ
ンジスタ、Ｃ１〜Ｃ１１……コンデンサ、Ｒ１〜Ｒ１２
……抵抗、４１……基板、４３……接続線、４４，４５
……絶縁層、４６……磁気記録層、ｆ1 ……電力波、ｆ
2 ……データ波、ｆ3 ……応答波。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀江涼東京都北区滝野川７丁目５番11号株式会社ヨコオ内 (72)発明者矢野工東京都北区滝野川７丁目５番11号株式会社ヨコオ内 (56)参考文献特開平７−123120（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−46178（ＪＰ，Ａ) 特開平７−239922（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−194771（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 1/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外部の通信装置と無線カードとの間で無
線による送受信を行なう無線通信システムであって、前記通信装置は、前記無線カードに対して第１の周波数
で大きな電力で無変調の電力波、および、前記第１の周
波数を分周した前記第１の周波数よりも低い第２の周波
数で微弱な電力をデータ信号でＡＳＫ変調したデータ波
をそれぞれ送信するとともに、前記無線カードから送信
される応答波を受信し、前記無線カードは、前記通信装置から送信される電力波
を電力波用アンテナで受信し、この受信した電力波を整
流回路で直流電力に変換して動作電源とするとともに、
前記受信した電力波の一部を分周回路で分周することに
より前記第２の周波数として変調回路に与え、かつ、前
記通信装置から送信されるデータ波をデータ波用アンテ
ナで受信し、この受信したデータ波を制御手段により切
換制御される送受信切換スイッチを介して復調回路に与
えてデータ信号に復調し、この復調されたデータ信号を
前記制御手段に与え、前記制御手段は応答信号を前記変
調回路に与えて前記分周回路から与えられた前記第２の
周波数を応答信号でＡＳＫ変調することにより応答波を
生成し、この生成した応答波を前記送受信切換スイッチ
を介して前記データ波用アンテナから前記通信装置に対
して送信するように構成し、かつ、前記復調回路は、前記データ波用アンテナで受信
される大きな電力の電力波に重畳される微弱な電力のデ
ータ波を抽出する抽出回路を有し、この抽出回路をＢ級
またはＣ級で動作する増幅回路を用いて構成したことを
特徴とする無線通信システム。
【請求項２】前記増幅回路をトランジスタ、抵抗およ
びコンデンサによって構成したことを特徴とする請求項
１記載の無線通信システム。