JP4623543B2 - Mobile phone equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話装置に関し、特に、ループアンテナの経路長に応じた周波数の定在波が輻射されことを抑制する携帯電話装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1または図2に示すような、互いに近距離無線通信を行う非接触ICカード1とリーダライタ4を利用した各種のシステムが構築されている。例えば、ユーザが、電車の乗車券情報が記憶された非接触ICカード1を、改札機に設けられたリーダライタ4に近接するだけで、改札口を利用することができるシステムが存在する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、非接触ICカード1とリーダライタ4の近距離無線通信は、それぞれのループアンテナ2,5を介して電磁波を送受信することで行われるが、ループアンテナ2,5は、その経路長に応じた周波数の定在波を輻射したり、経路長に応じた高周波成分を効率的に受信する特性がある。
【0004】
このことより、非接触ICカード1のループアンテナ2とリーダライタ4のループアンテナ5の経路長が等しい場合、非接触ICカード1のループアンテナ2は、リーダライタ4のループアンテナ5から輻射される高周波を効率よく受信し、非接触ICカード1のICカード回路3を構成する各素子(ICチップ)が故障する等の問題があった。
【0005】
またループアンテナは、送受信が可逆であるため、非接触ICカード1のループアンテナ2は、受信した高周波を増幅して2次輻射する。その結果、携帯電話機など好感度で信号を受信する無線通信機器(図示せず)が、非接触ICカード1の近くにある場合、2次輻射された高周波を効率よく受信するので、その高周波が、無線通信機器の通信周波数帯域の近傍のものであるとき、無線通信機器の受信性能が著しく低下するなどの問題があった。
【0006】
例えば、波長短縮率が式(1)に示すように0.5である場合において、リーダライタ4のループアンテナ5の経路長Lが180mmであるとき、式(2)に示すように、830MHzの定在波が発生する。なお、式(2)中のCは、真空中の光速 (m/s)であり、その値は、2.99792458 (m/s)である。
【数1】
【数2】
【0007】
すなわち、この定在波は、800MHz帯域を使用する無線通信機器に対する妨害波となる。
【0008】
さらに近年提案されている、リーダライタ4を搭載した携帯電話機では(特許文献参照)、搭載されたリーダライタ4のループアンテナ5から放出される定在波は、通信帯域近傍の周波数である場合、携帯電話機の妨害波となり受信性能を低下させる。
【0009】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、リーダライタ4からの高周波の輻射を抑制し、非接触ICカード1によりその高周波が受信されないようにするものである。
【0010】
なお、ループアンテナ2,5は、電磁誘導を利用して電磁波を輻射するので、その設計においては、電界を効率よく発生させるために、開口面積の確保が重要とされている。また送信キャリアが13.56MHzという無線通信の中では比較的低い周波数であり、輻射される高周波は、図3に示す電波法の規定を十分満たしている。すなわちこのような理由から、従来においては、ループアンテナ2,5から輻射される、経路長に応じた高周波を抑制することはあまり注目されておらず、上述したような問題を解決するための技術が開発されていなかった。
【0011】
【特許文献】
特開平11−213111号公報
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の携帯電話装置は、ループアンテナを介した電磁誘導を利用した通信を行う通信手段と、ループアンテナに設けられ、ループアンテナ上に発生するループアンテナの経路長に応じた周波数の定在波のうち当該携帯電話装置の通信周波数帯域の近傍の周波数の定在波を除去する、並列接続されたループコイルとコンデンサからなるフィルタ手段とを備える。
携帯電話装置の通信周波数帯域の近傍の周波数の定在波は、ループアンテナの経路長およびループアンテナの波長短縮率により定まる周波数の定在波である。
【0013】
通信手段は、非接触ICカード機能である。
【0014】
通信手段は、非接触ICカードに対してデータの読み書きを行うリーダライタ機能である。
【0015】
【発明の実施の形態】
図4は、本発明を適用した、非接触ICカード機能およびリーダライタ機能を有する携帯電話機10の構成例を示している。
【0016】
送信部12は、DSP14から供給された音声情報に対して、ディジタルアナログ変換処理および周波数変換処理等を施し、その結果得られた音声信号を、アンテナ11を介して基地局(図示せず)に送信する。
【0017】
受信部13は、例えば、アンテナ11で受信されたRF信号を増幅して周波数変換処理およびアナログディジタル変換処理等を施し、その結果得られた音声情報をDSP14に出力する。
【0018】
なお、送信部12および受信部13においては、例えば、PDC(Personal Digital Cellular)方式、またはIMT-2000 DS-CDMA Systemに準拠した通信が行われる。
【0019】
DSP(Digital Signal Processor)14は、受信部13から供給された音声情報に対して、例えば、スペクトラム逆拡散処理を施し、その結果得られたデータを音声処理部15に出力する。また、DSP14は、音声処理部15から供給された音声情報に対してスペクトラム拡散処理を施し、その結果得られたデータを送信部12に出力する。
【0020】
音声処理部15は、マイクロフォン17により集音されたユーザの音声を音声情報に変換し、それをDSP14に出力する。また、音声処理部15は、DSP14から供給された音声情報をアナログ音声信号に変換し、スピーカ16から出力する。
【0021】
表示部18は、LCD(Liquid Crystal Display)などにより構成され、CPU20から供給された情報に対応する画面を表示する。入力部19は、携帯電話機10の筐体表面に設けられているテンキー、通話ボタン、および電源ボタン等の各種のボタンに対するユーザの入力を検出し、その検出に対応する信号をCPU20に出力する。
【0022】
非接触ICカード回路32は、外部のリーダライタ(図示せず)から送出されてきた質問信号としての電磁波を、ループアンテナ31を介して受信すると、その電磁波の搬送波を整流して得られた直流電源で内部回路を駆動させる。そして非接触ICカード回路32は、受信された質問信号に応じて、自分自身とループアンテナ31との間の負荷を変化させて振幅変調を行い、応答信号を、ループアンテナ31を介して外部のリーダライタに送出する。
【0023】
リーダライタ回路33は、CPU20から供給されたデータに基づいて、発振器(図示せず)から供給される所定の周波数の搬送波をASK(Amplitude Shift Keying)変調し、その結果生成された変調波を、電磁波としてループアンテナ31から出力する。
【0024】
リーダライタ回路33は、外部の非接触ICカードからの応答信号(ASK変調波)がループアンテナ31を介して受信されたとき、それを復調し、復調されたデータに対して、さらにBPSK復調処理(マンチェスターコードのデコード)を施して、所定のデータを取得する。
【0025】
CPU(Central Processing Unit)20は、ROM(Read Only Memory)21に格納されている制御プログラムをRAM(Random Access Memory)22に展開し、その制御プログラムに従って携帯電話機10の全体の動作を制御する。
【0026】
なお、CPU20には、必要に応じてドライブ41が接続される。CPU20は、ドライブ41に適宜装着される磁気ディスク51、光ディスク52、光磁気ディスク53、或いは半導体メモリ54などからコンピュータプログラムを読み出し、図示せぬフラッシュメモリなどの記憶部にインストールする。
【0027】
図5は、非接触ICカード回路32およびリーダライタ回路33の構成例を示している。
【0028】
外部のリーダライタから輻射され、ループアンテナ31において受信された電磁波に対応する信号は、非接触ICカード回路32の整流回路41に供給される。
【0029】
整流回路41は、ダイオード51およびコンデンサ52より構成され、ループアンテナ31から供給されてきた信号を整流平滑するとともに、正のレベルの電圧を、図示せぬレギュレータとHPF42に供給する。レギュレータに供給された、整流回路41からの正のレベルの電圧は、そこで安定化されて、所定のレベルの直流電圧に変換された後、電力として各部に供給される。
【0030】
HPF(High Pass Filter)42は、コンデンサ53と抵抗54からなり、整流回路41から供給された正のレベルの電圧から、高域成分を排除して、受信データ取得部43に供給する。
【0031】
受信データ取得部43は、増幅回路や復調回路からなり、HPF42から供給された信号を復調し、その結果得られたデータ(外部のリーダライタから送信されてきたデータ)を、CPU20に出力する。
【0032】
変調回路44は、抵抗55とFET(Field Effect Transistor)56の直列回路より構成され、ループアンテナ31と並列に接続されている。FET56は、送信データ供給部45から供給された外部のリーダライタに送信されるデータに基づいてオン/オフされる。
【0033】
すなわち、外部のリーダライタに送信されるデータに基づいて、抵抗55がループアンテナ31に対して並列に挿入されたり、されなかったりするので、それに応じてループアンテナ31を介して電磁結合されている外部のリーダライタのループアンテナの負荷を変化させることができる。このように、送信するデータに応じて、外部のリーダライタのループアンテナの負荷を変化させることで、非接触ICカード回路32から外部のリーダライタにデータが送信される。
【0034】
リーダライタ回路33のアンテナ駆動回路61は、送信キャリア供給部62から入力された送信キャリア信号に対して、送信データ供給部63から入力された送信データに基づいて変調処理を施す。
【0035】
具体的には、送信キャリア供給部62からの送信キャリア信号は、アンテナ駆動回路61のインバータ71、インバータ74、およびインバータ75にそれぞれ入力され、そこで振幅の正負が反転される。インバータ71の出力信号は、インバータ72およびインバータ73に入力され、そこで振幅の正負がさらに反転される(元に戻される)。
【0036】
送信データ供給部63からの送信データ信号は、インバータ73およびインバータ75のスリーステートコントロール端子にそれぞれ入力され、インバータ73,75のイネーブル/ディセーブル状態を決定する。
【0037】
インバータ72からの出力信号(振幅の正負が反転されていない送信キャリア信号)とインバータ73からの出力信号(振幅の正負が反転されていない送信キャリア信号)は、接点aにおいて重畳されるが、このときのインバータ73の状態(イネーブルまたはディセーブル)によって、ASK(Amplitude Shift Keying)変調される。
【0038】
インバータ74からの出力信号(振幅の正負が反転された送信キャリア信号)とインバータ75からの出力信号(振幅の正負が反転された送信キャリア信号)は、接点bにおいて重畳されるが、このときのインバータ75の状態(イネーブルまたはディセーブル)によって、ASK変調される。
【0039】
接点aおよび接点bにおいて重畳された信号は、それぞれループアンテナ31に出力される。すなわち、ループアンテナ31には、接点aおよび接点bを介して、絶対値の等しい逆極性の電流(差動出力)がドライブ電流として出力される。ループアンテナ31からは、その電流に応じた電磁波が放出される。
【0040】
なお、このように差動出力によりループアンテナ31を駆動するようにしたので、伝送路中におけるノイズの影響を抑制することができる。
【0041】
受信データ取得部64は、アンテナ駆動回路61から供給された信号に基づいて、外部の非接触ICカードから出力されたデータを取得し、それをCPU20に出力する。
【0042】
次に、ループアンテナ31の構成について説明する。ループアンテナ31には、ループコイル91とコンデンサ92から構成されるフィルタ81が挿入されている。すなわちフィルタ81により、ループアンテナ31上に発生する高周波のうち、ループコイル91とコンデンサ92との間で共振する周波数の信号が除去される。
【0043】
ループアンテナ31の経路長Lが180mmであり、ループアンテナ31に、式(1)および式(2)に示したように、約830MHzの定在波が発生する場合、ループコイル91のインダクタンスを12nHとし、コンデンサ92の静電容量を3pFとする。その結果、共振周波数は、式(3)に示すように、約830MHzとなるので、830MHzの定在波をカットすることができる。
【数3】
【0044】
このようにループアンテナ31に、その経路長に応じた周波数の定在波を除去するフィルタ81を設けたので、その高周波が輻射されなくなり、またそれが受信されなくなる。その結果、非接触ICカード回路32の各部の故障を防止したり、携帯電話機10の受信性能を良好に保持することができる。
【0045】
なお、以上においては、非接触ICカード機能およびリーダライタ機能を有する携帯電話機10を例として説明したが、非接触ICカード単体またはリーダライタ単体のループアンテナについても本発明を適用することができる。
【0046】
また、ループアンテナ31の経路長が、例えば、180mmである場合、正確には、830MHzの他、そのN(2,3,・・・)倍の周波数の定在波が発生するので、それらを除去できるフィルタをさらに設けることができる。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、ループアンテナの経路長に応じた周波数の定在波を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の非接触ICカードの構成例を示すブロック図である。
【図2】従来のリーダライタの構成例を示すブロック図である。
【図3】電波法の内容を示す図である。
【図4】本発明を適用した携帯電話機の構成例を示すブロック図である。
【図5】図4の非接触ICカード回路、リーダライタ回路、およびアンテナの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
31 ループアンテナ, 32 非接触ICカード回路, 33 リーダライタ回路, 81 フィルタ, 91 ループコイル, 92 コンデンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile phone device , and more particularly to a mobile phone device that suppresses radiation of a standing wave having a frequency corresponding to a path length of a loop antenna.
[0002]
[Prior art]
Various systems using a non-contact IC card 1 and a reader /
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, short-range wireless communication between the non-contact IC card 1 and the reader /
[0004]
Thus, when the path lengths of the
[0005]
Since the loop antenna is reversible in transmission and reception, the
[0006]
For example, when the wavelength shortening rate is 0.5 as shown in equation (1) and the path length L of the
[Expression 1]
[Expression 2]
[0007]
That is, this standing wave becomes an interference wave for a wireless communication device using the 800 MHz band.
[0008]
Furthermore, in a mobile phone equipped with a reader /
[0009]
The present invention has been made in view of such a situation, and suppresses high frequency radiation from the reader /
[0010]
Since the
[0011]
[Patent Literature]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-213111
[Means for Solving the Problems]
The cellular phone device according to the present invention includes a communication means for performing communication using electromagnetic induction via a loop antenna, and a standing wave having a frequency corresponding to the path length of the loop antenna provided on the loop antenna and generated on the loop antenna. And a filter means comprising a loop coil connected in parallel and a capacitor for removing a standing wave having a frequency in the vicinity of the communication frequency band of the mobile phone device.
A standing wave having a frequency in the vicinity of the communication frequency band of the mobile phone device is a standing wave having a frequency determined by the path length of the loop antenna and the wavelength shortening rate of the loop antenna.
[0013]
The communication means is a non-contact IC card function.
[0014]
The communication means is a reader / writer function for reading / writing data from / to the non-contact IC card.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 4 shows a configuration example of a
[0016]
The
[0017]
For example, the
[0018]
In addition, in the
[0019]
The DSP (Digital Signal Processor) 14 performs, for example, spectrum despreading processing on the audio information supplied from the
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
When the contactless
[0023]
The reader /
[0024]
The reader /
[0025]
A CPU (Central Processing Unit) 20 develops a control program stored in a ROM (Read Only Memory) 21 in a RAM (Random Access Memory) 22 and controls the overall operation of the
[0026]
A
[0027]
FIG. 5 shows a configuration example of the non-contact
[0028]
A signal corresponding to the electromagnetic wave radiated from the external reader / writer and received by the
[0029]
The
[0030]
The HPF (High Pass Filter) 42 includes a
[0031]
The reception
[0032]
The
[0033]
That is, the resistor 55 is inserted or not in parallel with the
[0034]
The
[0035]
Specifically, the transmission carrier signal from the transmission
[0036]
Transmission data signals from the transmission
[0037]
The output signal from the inverter 72 (transmission carrier signal whose amplitude is not inverted) and the output signal from the inverter 73 (transmission carrier signal whose amplitude is not inverted) are superimposed at the contact point a. Depending on the state of the inverter 73 (enabled or disabled), ASK (Amplitude Shift Keying) modulation is performed.
[0038]
The output signal from the inverter 74 (transmission carrier signal with inverted amplitude) and the output signal from the inverter 75 (transmission carrier signal with inverted amplitude) are superimposed at the contact point b. ASK modulation is performed depending on the state of the inverter 75 (enabled or disabled).
[0039]
The signals superimposed at the contacts a and b are output to the
[0040]
Since the
[0041]
The reception
[0042]
Next, the configuration of the
[0043]
When the path length L of the
[Equation 3]
[0044]
As described above, since the
[0045]
In the above description, the
[0046]
Further, when the path length of the
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, a standing wave having a frequency corresponding to the path length of the loop antenna can be removed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a conventional non-contact IC card.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional reader / writer.
FIG. 3 is a diagram showing the contents of the Radio Law.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a mobile phone to which the present invention is applied.
5 is a block diagram illustrating a configuration example of a contactless IC card circuit, a reader / writer circuit, and an antenna of FIG.
[Explanation of symbols]
31 loop antenna, 32 contactless IC card circuit, 33 reader / writer circuit, 81 filter, 91 loop coil, 92 capacitor
Claims (4)
ループアンテナを介した電磁誘導を利用した通信を行う通信手段と、
前記ループアンテナに設けられ、前記ループアンテナ上に発生する前記ループアンテナの経路長に応じた周波数の定在波のうち当該携帯電話装置の通信周波数帯域の近傍の周波数の定在波を除去する、並列接続されたループコイルとコンデンサからなるフィルタ手段と
を備える携帯電話装置。In mobile phone devices,
A communication means for performing communication using electromagnetic induction via a loop antenna;
A standing wave having a frequency in the vicinity of a communication frequency band of the mobile phone device is removed from a standing wave having a frequency according to a path length of the loop antenna that is provided on the loop antenna and is generated on the loop antenna ; A mobile phone device comprising: a loop coil connected in parallel; and a filter means comprising a capacitor .
請求項1に記載の携帯電話装置。The mobile phone device according to claim 1, wherein the standing wave having a frequency in the vicinity of a communication frequency band of the mobile phone device is a standing wave having a frequency determined by a path length of the loop antenna and a wavelength shortening rate of the loop antenna. .
請求項1に記載の携帯電話装置。The mobile phone device according to claim 1, wherein the communication unit has a non-contact IC card function.
請求項1に記載の携帯電話装置。The mobile phone device according to claim 1, wherein the communication unit has a reader / writer function for reading and writing data from and to a contactless IC card.
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