JP5582940B2 - Close to the power supply and communication equipment - Google Patents

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本発明は、近接給電・通信装置に関し、特に、基地局側から携帯機側へ近接給電を行うと共に、基地局と携帯機間の通信速度や通信可能エリアを向上させることができる近接給電・通信装置に関する。 The present invention relates to a proximity feed-communication device, in particular, performs a proximity power from the base station side to the mobile device side, near the feeding and communication that can improve communication speed and communicable area between the mobile device and base station apparatus on.

基地局から送信される電磁波が持つ放射磁界に基づく電磁誘導エネルギを携帯機の動作エネルギとする装置、すなわち携帯機の動作エネルギを基地局側から近接給電により得る装置が知られている。 Device for the electromagnetic induction energy based on the radiation field with the electromagnetic wave transmitted from the base station and operating energy of the portable device, i.e. a device obtained by the proximity feeding the operating energy of the portable device from the base station side is known.

このような装置として、従来、自動車用キーレスエントリ装置、RFIDタグ装置、ICカード装置などが実用化されている。 Such devices, conventional, automotive keyless entry device, RFID tag device, such as an IC card system has been put to practical use. これらの装置では、近接給電と通信に使用する周波数を同一とするのが一般的であり、基地局と携帯機は、近接給電に使用する電磁波と同一の周波数を用いて通信を行う。 In these devices, for the same frequency to be used for communication with the adjacent feed it is common, the base station and the portable device may communicate using the same frequency and the electromagnetic wave to be used to close the feed.

例えば、自動車用キーレスエントリ装置の場合、自動車側の基地局およびキー側の携帯機はそれぞれ、LF(Low Frequency)送信機とLF受信機を備え、LF信号を使用して近接給電と通信を行う。 For example, for automotive keyless entry device, respectively the base station and the key-side portable unit of a motor vehicle side, provided with a LF (Low Frequency) transmitter and LF receiver communicates with proximity feed using LF signal . この場合、基地局から携帯機へ近接給電を行うタイミングと携帯機から基地局へ応答信号を送信するタイミングを異ならせる。 In this case, to vary the timing of transmitting the response signal to the base station and the timing of performing proximity power from the base station to the mobile device from the mobile device. これは、同一の周波数では送信と受信を同時に行うことができないためである。 This is because it can not transmit and receive simultaneously at the same frequency.

同一の周波数のLF信号を使用する方式では、まず、基地局のLF送信機から近接給電用LF信号を送信する。 In the method of using the LF signals of the same frequency, first transmits a proximity feeding LF signal from the LF transmitter of the base station. 携帯機では、基地局から送信された近接給電用LF信号を受信し、その電磁波が持つ放射磁界に基づいて電力を生成し、その電力によりLF受信機とLF送信機を動作させてLF応答信号を送信する。 The portable device receives the transmitted proximity feeding LF signal from a base station, generates power based on the radiation field with its electromagnetic wave, the power to operate the LF receiver and LF transmitter by in LF response signal to send. 基地局は、近接給電用LF信号の送信が完了した後、携帯機のLF送信機から送信されるLF応答信号をLF受信機で受信する。 After the base station transmits the proximity feeding LF signal is completed, the LF response signal transmitted from the portable machine LF transmitter received by the LF receiver.

RFIDタグ装置の場合も同様であり、ICタグリーダ側の基地局およびICタグ側の携帯機はそれぞれ、RF(Radio Frequency)送信機とRF受信機を備え、RF信号を使用して近接給電と通信を行う。 The same applies to the case of the RFID tag device, the base station and the IC tag side portable device IC tag reader side, respectively, comprises an RF (Radio Frequency) transmitter and RF receiver, communicate with the adjacent powered using RF signals I do. この場合でも、同一の周波数では送信と受信を同時に行うことができないので、基地局から携帯機へ近接給電を行うタイミングと携帯機から基地局へ応答信号を送信するタイミングを異ならせる。 In this case, since the same frequency can not transmit and receive simultaneously, to vary the timing of transmitting the response signal to the base station and the timing of performing proximity power from the base station to the mobile device from the mobile device.

同一の周波数のRF信号を使用する方式では、まず、基地局のRF送信機から近接給電用RF信号を送信する。 In the method of using the RF signal of the same frequency, first transmits a proximity feeding RF signals from the RF transmitter of the base station. 携帯機では、基地局から送信された近接給電用RF信号を受信し、その電磁波が持つ放射磁界に基づいて電力を生成し、その電力によりRF受信機とRF送信機を動作させてRF応答信号を送信する。 The portable device receives the transmitted proximity feeding RF signals from the base station to generate a power based on the radiation field with its electromagnetic, RF response signal by operating the RF receiver and the RF transmitter by its power to send. 基地局は、近接給電用RF信号の送信を完了した後、携帯機のRF送信機から送信されるRF応答信号をRF受信機で受信する。 Base station, after the completion of the transmission of the proximity feeding RF signal, the RF response signal transmitted from the RF transmitter of the portable device is received by the RF receiver. RF信号を使用して近接給電と通信を行うICカード装置の場合も同様である。 The same applies to the case of the IC card system for communicating with proximity powered using RF signals.

非特許文献1には、LF信号を使用して携帯機を起動し、UHF信号を使用して携帯機から基地局へ応答信号を送信する入退室管理システムが記載されている。 Non-Patent Document 1, by using the LF signal to start the portable device, entering and leaving management system for transmitting a response signal from the portable device by using the UHF signal to the base station is described. この入退室管理システムは、タグリーダ、外部アンテナおよびアクティブタグから構成される。 The entry control system, a tag reader, and an external antenna and active tags. ここで、タグリーダは、LF送受信アンテナ、LF送受信回路、UHFアンテナ、UHF受信回路、制御回路(CPU)を備え、外部アンテナは、LFアンテナおよびLF送信回路を備え、アクティブタグは、LF送受信アンテナ、LF送受信回路、UHFアンテナ、UHF送信回路、制御回路(CPU)および電池を備える。 Here, tag reader, LF reception antenna, LF reception circuit, UHF antenna comprises a UHF receiving circuit, a control circuit (CPU), an external antenna is provided with a LF antenna and the LF transmission circuit, an active tag, LF reception antenna, comprising LF reception circuit, UHF antenna, UHF transmitting circuit, a control circuit (CPU) and a battery. アクティブタグは、電池が消耗していなければ、タグリーダからのLF信号の起動パターンにより起動され、ID番号を含むUHF応答信号をUHF送信回路を通じてタグリーダに送信する。 Active tags, unless exhausted battery, is activated by the activation pattern of the LF signal from the tag reader, transmitting a UHF response signal including the ID number to the reader through the UHF transmission circuit. しかし、電池が消耗している場合、アクティブタグは、タグリーダからのLF信号により誘起される電力により動作し、LF送信回路から2値のFSK(Frequency Shift Keying)変調したLF信号をタグリーダへ送信し、タグリーダはLF受信回路でこのLF信号を受信する。 However, if the battery is exhausted, the active tag operates with power induced by the LF signal from the tag reader sends a FSK (Frequency Shift Keying) modulated LF signal 2 values ​​from the LF transmitter circuit to the reader tag reader receives the LF signal at the LF receiver circuit.

基地局から携帯機にLF信号を送信して近接給電する装置では、携帯機は、LF信号の電磁波が持つ放射磁界に基づく電磁誘導エネルギを動作エネルギとするので、基地局側のLF送信アンテナと携帯機のLF受信アンテナ間の距離、つまりサービスエリアは、電波法で許容される電磁波の特性からみて、基地局のLF送信アンテナから半径数m以内に制限される。 In apparatus close feeding send an LF signal to the portable unit from a base station, mobile device, since the operating energy of electromagnetic induction energy based on the radiation field with the electromagnetic wave of the LF signal, the LF transmitting antennas of base station the distance between the LF reception antenna of the portable device, i.e. the service area, as viewed from the characteristics of the electromagnetic wave is allowed by the radio Law is limited within a radius of several m from the LF transmitting antennas of base station.

一方、サービスエリアを拡大するために、基地局側のLF送信回路に接続されたLF送信アンテナをケーブルで単純に延長すると、LF送信回路とLFアンテナ、ケーブル間のインピーダンスマッチングが困難になるという問題が生じる。 Meanwhile, in order to expand the service area, the connected LF transmission antenna to the LF transmission circuit of the base station A straightforward extension cable, the LF transmission circuit and the LF antenna, that the impedance matching between the cable becomes difficult problems It occurs. また、LF送信回路とLF送信アンテナ間での伝送効率が低下したり、LF送信アンテナへ外来ノイズが重畳されやすくなり、さらに、EMC発生の原因になるなど、回路構成上の問題も増大し、安定な動作を得ることが困難になるという問題も生じる。 It can also decrease transmission efficiency between the LF transmission circuit and the LF transmission antenna, likely to be superimposed external noise to the LF transmission antenna, further including causing the EMC generation, also increases the problem on the circuit configuration, a problem that it is possible to obtain a stable operation becomes difficult also occur.

また、サービスエリアを拡大するために、携帯機側にパワーアンプ回路を設けて受信感度を上げると、受信側の感度を上げることの弊害として、基地局側のLF送信回路からLF送信アンテナまでのインピーダンスマッチングのばらつきやインピーダンスマッチング不整合、基地局から送信されるLF信号の出力や周波数のばらつきなどの影響や、外来不安定性要素によるフェージング現象などの各種不安定性要素に対する利得や周波数ばらつき、位相変動、信号ノイズ比など受信特性を決める要素に対して回路が過度に敏感となり、結果として、基地局のLF送信回路および携帯機のLF受信側回路を構成する部品や素子間のばらつき範囲を厳しく制限しないと安定した動作が得られないという問題が顕在化する。 Further, in order to expand the service area, when the power amplifier circuit is provided in the portable device increases the reception sensitivity, as harmful effects of increasing the sensitivity of the receiving side, the base station side from the LF transmission circuit to the LF transmission antenna impedance matching variations and impedance matching mismatch, the influence of variations in the output and frequency of the LF signal transmitted from the base station, the gain and frequency variation for various instabilities elements such as fading due to foreign instability elements, the phase fluctuation , circuit becomes excessively sensitive to factors that determine the reception properties such as signal to noise ratio, as a result, the variation range between parts and elements constituting the LF reception circuit of the LF transmission circuit and the portable unit of the base station strictly limited problem that not the stable operation can not be obtained become obvious. 同時に、外来電磁波による電磁放射の影響を受けやすくなり、結果として基地局と携帯機間の通信がこれらの影響を受けやすくなるという意味でノイズに敏感になりやすいという問題が生じる。 At the same time, susceptible to electromagnetic radiation caused by external electromagnetic waves, a result the base station and the communication between the portable device is a problem that tends to be sensitive to noise in the sense that it becomes more susceptible to these effects occur as.

本発明の目的は、インピーダンスマッチング不整合の問題や不要輻射発生の問題など、高周波伝送および回路設計上の諸問題を生じることなしに、基地局における送信アンテナと基地局の設置面および配置上の自由度を高めることができ、サービスエリアを自由に設定できる近接給電・通信装置を提供することにある。 An object of the present invention, such as impedance matching mismatch problems and unnecessary radiation problem occurs, without causing problems on the high-frequency transmission and circuit design, installation surface and disposed on the transmission in the base station antennas and base station it is possible to increase the degree of freedom, is to provide a near power feeding and communication devices can be configured to service area freely.

上記課題を解決するため、本発明は、 基地局制御回路を備える基地局側から携帯機制御回路を備える携帯機側へ近接給電を行うと共に、基地局と携帯機間で通信を行う近接給電・通信装置において、基地局側の送信回路を基地局制御回路が送出する信号をデジタル信号にして送出する機能を有する送信回路前段部と該デジタル信号を送信信号に高周波変調して送出する機能を有する送信回路後段部に分離し、前記送信回路前段部と前記送信回路後段部の間を送信バッファ、デジタル信号伝送路および受信バッファで接続し、前記受信バッファ、前記送信回路後段部、パワーアンプおよび送信アンテナをパワーアンプ内蔵送信アンテナユニットとして構成し、前記基地局から前記携帯機にLF信号が送信され、前記携帯機から前記基地局にUHF信号 To solve the above problems, the present invention is, from the base station with a base station controller to the portable device comprising a portable device controller performs proximity feed, proximity feed-communicate between the base station and the mobile device in the communication apparatus has a function of sending out by high frequency modulation transmit circuitry front and the digital signal having the function of sending to a signal for sending the transmission circuit of the base station side base station control circuit to a digital signal to the transmission signal separating the transmitting circuit succeeding stage, said transmitting circuit front portion and the transmission buffer between the transmitting circuit succeeding stage, connected by digital signal transmission path and a receive buffer, said receive buffer, the transmitting circuit succeeding stage, a power amplifier and transmitted an antenna configured as a power amplifier built transmitting antenna unit, LF signal to the portable device from the base station is transmitted, UHF signal to the base station from the portable device 送信され、前記基地局制御回路および前記携帯機制御回路は、LF信号送信期間、LF信号受信期間、UHF信号送信期間およびUHF信号受信期間を規定するとともに、LF信号送信期間に対してLF信号受信期間が、LF信号の空間的伝播遅延分に相当する第1の時間τ1だけ遅延するようにタイミング制御し、UHF信号送信期間に対してUHF信号受信期間が、UHF信号の空間的伝播遅延分に相当する第3の時間τ3だけ遅延するようにタイミング制御し、さらに、前記携帯機制御回路は、LF信号受信期間の終了時点に対してUHF信号送信期間の開始時点が、携帯機側でUHF信号がLF信号により影響されるのを回避できる第2の時間τ2だけ遅延するようにタイミング制御し、基地局でのUHF信号受信期間の開始時点は、LF信号送信期間の終了時点より上記第1、第2および第3の時間の合 Transmitted, the base station controller and the mobile device control circuit, the LF signal transmission period, the LF signal reception period, with defining a UHF signal transmission period and UHF signal reception period, the LF signal received for the LF signal transmission period period, and timing control to delay the first time period τ1 which corresponds to the spatial propagation delay amount of the LF signal, UHF signal receiving periods for UHF signal transmission period, the spatial propagation delay amount of the UHF signal only third time τ3 the corresponding timing-controlled so as to delay further, the portable device control circuit, the starting point of the UHF signal transmission periods for the end of the LF signal reception period, UHF signal in the portable device There was a timing control so as to delay by a second time τ2 can be avoided from being influenced by the LF signal, the start point of the UHF signal reception period of the base station, the first from the end of the LF signal transmission period, the second and third time multiplexer 時間(τ1+τ2+τ3)だけ遅延していることを特徴としている。 It is characterized in that it is delayed by a time (τ1 + τ2 + τ3).

また、本発明は、前記パワーアンプ内蔵送信アンテナユニットが、さらに出力調整ボリュームまたは出力調整減衰器を有することを特徴としている。 Further, the present invention is the built-in power amplifier transmitting antenna unit, and further comprising an output adjusting volume or output adjusting attenuator.

また、本発明は、複数の前記パワーアンプ内蔵送信アンテナユニットをアレイ化してパワーアンプ内蔵送信アンテナユニット群を構成し、該パワーアンプ内蔵送信アンテナユニット群を使用して1つのサービスエリアに対してLF信号を送信することを特徴としている。 Further, the present invention, LF a plurality of said built-in power amplifier transmitting antenna unit constitutes the built-in power amplifier transmitting antenna unit group are arrayed, by using the built-in power amplifier transmitting antenna unit group for one service area It is characterized by transmitting a signal.

また、本発明は、前記パワーアンプ内蔵送信アンテナユニット群を複数使用し、複数のサービスエリアに対して信号を送信することを特徴としている。 Further, the present invention, the built-in power amplifier transmitting antenna unit group use multiple, is characterized by transmitting a signal to a plurality of service areas.

さらに 、本発明は、前記送信回路前段部が、前記基地局制御回路が送出する信号をマンチェスタ符号化しデジタル信号として送出することを特徴としている。 Furthermore, the present invention, the transmission circuit front portion, a signal the base station controller sends out to Manchester encoding, is characterized by sending a digital signal.

本発明では、基地局側の送信回路を送信回路前段部と送信回路後段部に分離し、受信バッファ、送信回路後段部、パワーアンプおよび送信アンテナをパワーアンプ内蔵送信アンテナユニットとして構成し、該パワーアンプ内蔵送信アンテナユニットにデジタル信号を伝送するので、基地局内の制御回路部分とLF送信アンテナ間の配線長によるインピーダンスマッチング不整合の問題やアナログ伝送に伴う不要輻射発生の問題など、高周波伝送および回路設計上の諸問題を解消できる。 In the present invention, the transmission circuit of the base station separates the transmission circuit succeeding stage and the transmitting circuit preceding section, the receiving buffer, transmitting circuit subsequent section, constitutes a power amplifier and transmitting antenna as a power amplifier built transmitting antenna unit, the power since transmitting the digital signal to the amplifier built transmitting antenna unit, such as the wiring length impedance matching mismatch problems and unwanted radiation generated due to the analog transmission problems due between the control circuit portion and the LF transmission antenna in the base station, the high-frequency transmission and circuit You can solve the problems on the design. これにより、送信アンテナと基地局の設置面および配置上の自由度を高めることができ、また、サービスエリア(送信信号の電磁波放射空間)を自由に設定できる。 Thus, the transmitting antenna and the mounting surface of the base stations and can increase the degree of freedom in arrangement, also, a service area (electromagnetic wave radiation space of the transmission signal) can be freely set.

また、複数のアンプ内蔵LF送信アンテナユニットをアレイ化してアンプ内蔵LF送信アンテナユニット群を構成することにより、サービスエリアを拡大し、また、複数のLF送信アンテナによりサービスエリアを自由に形成することができる。 Further, by constituting the built-in amplifier LF transmission antenna unit group by arraying a plurality of built-in amplifier LF transmission antenna unit, expanding the service area, also free to form a service area by a plurality of LF transmission antenna it can. さらに、アンプ内蔵LF送信アンテナユニット群を複数使用することにより、サービスエリアをさらに拡大することができる。 Further, by using a plurality of built-in amplifier LF transmission antenna unit group, it is possible to further expand the service area. サービスエリアの拡大やサービスエリアの形成が自由にできる結果、移動中の利用者が所持する携帯機と基地局間の通信における安定性を高めることができる。 Results Formation of expansion and service area of ​​the service area can be freely, it is possible to improve the stability in communication between the mobile station and the base station by the user in the mobile possessed.

また、基地局から携帯機にLF帯の信号を送信し、携帯機から基地局にUHF帯の信号を送信することにより、基地局から携帯機への近接給電を受ける事のできるエリアが拡大することで、実質的に給電サービスを実現できるエリアを拡げることができる。 Signals may be transmitted in the LF band from the base station to the mobile device by transmitting a signal in the UHF band to the base station from the portable device, to expand the area that can be subjected to proximity power supply to the portable device from the base station it is, it is possible to expand the area that can achieve substantially powered service.

本発明に係る近接給電・通信装置を構成する基地局の実施形態を示すブロック図である。 It is a block diagram showing an embodiment of a base station constituting a proximity feed and communication apparatus according to the present invention. 本発明に係る近接給電・通信装置を構成する携帯機の実施形態を示すブロック図である。 Is a block diagram showing an embodiment of a portable device constituting a proximity feed and communication apparatus according to the present invention. 本発明に係る近接給電・通信装置全体の実施形態を示すブロック図である。 Is a block diagram illustrating an embodiment of the entire proximity feeding and communication apparatus according to the present invention. 本発明の基地局と携帯機間の送信および受信のタイミングの一例を示すタイムチャートである。 An example of the timing of transmission and reception between the base station and the portable device of the present invention is a time chart showing. 本発明における基本的な動作を示すフローチャートである。 Is a flowchart showing the basic operation of the present invention. 本発明に係る近接給電・通信装置全体の他の実施形態を示すブロック図である。 It is a block diagram showing another embodiment of the entire proximity feeding and communication apparatus according to the present invention. 本発明に係る近接給電・通信装置全体のさらに他の実施形態を示すブロック図である。 It is a block diagram showing still another embodiment of the entire proximity feeding and communication apparatus according to the present invention.

以下、図面を参照して本発明を説明する。 The present invention will be described with reference to the drawings. 以下では、基地局から携帯機に送信される信号をLF帯とし、携帯機から基地局に送信される信号をUHF帯とするが、本発明において、基地局から携帯機へ送信される信号、携帯機から基地局へ送信される信号は、この例に限定されない。 Hereinafter, a signal transmitted to the portable device from the base station to the LF band, a signal transmitted from the portable device to the base station but the UHF band, signal in the present invention, is transmitted from the base station to the mobile device, signal transmitted from the portable device to the base station is not limited to this example. ただし、基地局から携帯機へ送信される信号は、近接給電の給電効率からLF帯とするのが好ましい。 However, the signal transmitted from the base station to the mobile device is preferably a power supply efficiency of the near power feeding to the LF band.

図1は、本発明に係る近接給電・通信装置を構成する基地局の実施形態を示すブロック図である。 Figure 1 is a block diagram showing an embodiment of a base station constituting a proximity feed and communication apparatus according to the present invention.

本実施形態の基地局は、LF送信アンテナ1、出力調整ボリューム2、パワーアンプ3、LF送信回路後段部4、受信バッファ5、デジタル信号伝送路6、送信バッファ7、LF送信回路前段部8、基地局制御回路9、UHF受信回路10およびUHF受信アンテナ11を備える。 The base station of this embodiment, LF transmission antenna 1, the output adjusting volume 2, power amplifier 3, LF transmission circuit subsequent unit 4, the receiving buffer 5, a digital signal transmission path 6, send buffer 7, LF transmission circuit front portion 8, It comprises a base station control circuit 9, UHF receiving circuit 10 and the UHF receiving antenna 11. 出力調整ボリューム2は、出力調整減衰器であってもよい。 Output adjusting volume 2 may be an output adjusting attenuator.

LF送信アンテナ1〜LF送信回路前段部8の部分は、LF信号をLFアンテナ1から送信するための構成であり、LF信号の電磁波が持つ放射磁界により携帯機に近接給電を行う近接給電用LF送信手段として機能する。 Portion of the LF transmission antenna 1~LF transmitting circuit front portion 8 has a configuration for transmitting an LF signal from the LF antenna 1, LF for Proximity feeding performing proximity power the portable device by a radiation field with the electromagnetic wave of the LF signal functions as a transmission means. LF信号には、例えば携帯機起動用信号や認証用信号などの通信用LF信号を含ませることができ、この場合には、LF送信アンテナ1〜LF送信回路前段部8の部分は、携帯機に通信用LF信号を送信する通信用LF送信手段としても機能する。 The LF signal, it is possible to include communications LF signal, such as a portable device starting signal and the authentication signal, in this case, part of the LF transmission antenna 1~LF transmitting circuit front portion 8, the portable device also functions as a communication LF transmission means for transmitting the communication LF signal. LF送信回路前段部8は、基地局制御回路9が送出する信号をデジタル信号にして送出する機能を有し、LF送信回路後段部4は、このデジタル信号を高周波変調し、LF帯の送信信号として送出する機能を有する。 LF transmission circuit front portion 8, a signal the base station control circuit 9 sends out a function for sending to a digital signal, the LF transmission circuit subsequent unit 4, the digital signal is high-frequency modulated, transmitted signal in the LF band It has the function of sending a. 出力ボリューム2は、LF送信アンテナ1から送信される出力を調整するものであるが、省略されることもある。 Output volume 2 is used for adjusting the output to be transmitted from the LF transmission antenna 1, it may be omitted.

LF送信アンテナ1、出力調整ボリューム2、パワーアンプ3、LF送信回路後段部4および受信バッファ5は、アンプ内蔵LF送信アンテナユニット100として構成される。 LF transmission antenna 1, the output adjusting volume 2, power amplifier 3, the LF transmission circuit subsequent unit 4 and the receiving buffer 5 is configured as a built-in amplifier LF transmission antenna unit 100. アンプ内蔵LF送信アンテナユニット100は、基地局制御回路9が送出する信号をLF送信回路前段部8、送信バッファ7およびデジタル信号伝送路6を介して受信する。 Amplifier LF transmission antenna unit 100 receives a signal from the base station control circuit 9 sends LF transmission circuit preceding stage 8, via the transmission buffer 7 and a digital signal transmission path 6. アンプ内蔵LF送信アンテナユニット100が受信する信号は、LF送信回路前段部8でデジタル信号に変換されている。 Signal Amplifier LF transmission antenna unit 100 receives is converted into a digital signal by the LF transmission circuit front portion 8. このデジタル信号は、例えば、マンチェスタ符号化された信号であり、送信バッファ7およびデジタル信号伝送路6を介してアンプ内蔵LF送信アンテナユニット100に伝送される。 The digital signal is, for example, a Manchester encoded signal is transmitted to the built-in amplifier LF transmission antenna unit 100 via the transmission buffer 7 and a digital signal transmission path 6. マンチェスタ符号化は、高電位から低電位への遷移で「1」が表現され、低電位から高電位への遷移で「0」が表現されるものであり、比較的簡単な回路構成で実現可能である。 Manchester encoding is "1" in transition to the low potential is expressed from a high potential, which is "0" in the transition from the low potential to the high potential is expressed, it can be realized with a relatively simple circuit configuration it is.

アンプ内蔵LF送信アンテナユニット100において、受信バッファ5は、デジタル信号伝送路6の伝送途中で寄生容量などの影響により劣化したデジタル信号の波形を整形して元の1,0のデジタル信号に補償する機能を有する。 In Amplifier LF transmission antenna unit 100, the receiving buffer 5, compensates the digital signal of the original 1,0 shapes the waveform of the digital signal that has deteriorated due to the effects of the transmission middle parasitic capacitance of the digital signal transmission path 6 It has a function. 波形の劣化が補償されたデジタル信号は、LF送信回路後段4で高周波変調され、LF帯の送信信号になる。 Digital signal deterioration of the waveform is compensated is frequency modulated by the LF transmission circuit subsequent 4, the transmission signal in the LF band. このLF信号は、さらにパワーアンプ3で増幅され、さらに出力調整ボリューム2でレベル調整された後、LF送信アンテナ1から送信される。 The LF signal is further amplified by a power amplifier 3, after being level adjustment further output adjusting volume 2, it is transmitted from the LF transmission antenna 1.

UHF受信アンテナ11とUHF受信回路10は、携帯機から送信されるUHF応答信号を受信するUHF受信手段として機能する。 UHF receiving antenna 11 and the UHF receiving circuit 10 functions as a UHF receiving means for receiving a UHF response signal transmitted from the portable device. UHF受信回路10は、携帯機から送信されるUHF応答信号が暗号化されていれば、UHF応答信号を復号する機能も有する。 UHF receiving circuit 10, UHF response signal transmitted from the portable unit if it is encrypted, it has a function of decoding the UHF response signal. UHF受信アンテナ11とUHF受信回路10で受信されたUHF応答信号は、基地局制御回路9へ送出される。 UHF response signal received by the UHF receiving antenna 11 and the UHF receiving circuit 10 is sent to the base station control circuit 9.

基地局制御回路9は、UHF受信アンテナ11とUHF受信回路10で受信されたUHF応答信号に従って必要な制御、例えば、入退室管理装置の場合には、室入口ドアのロック開閉を制御する。 The base station control circuit 9, the necessary control in accordance with UHF response signal received by the UHF receiving antenna 11 and the UHF receiving circuit 10, for example, in the case of entry and exit management apparatus controls the lock opening and closing of the chamber inlet door. このために、基地局制御回路9は、外部機器との間でデータをやり取りするインタフェースを備えている。 For this, the base station control circuit 9 includes an interface for exchanging data with external devices.

また、基地局制御回路9は、LF送信回路前段8 やLF送信回路後段4を含むLF送信回路とUHF受信回路10が動作するタイミングを制御する。 The base station control circuit 9 controls the timing of the LF transmission circuit and UHF receiving circuit 10 including the LF transmitter circuit preceding 8 and the LF transmission circuit subsequent 4 operates. このタイミングの制御については、後で詳細に説明するが、基地局がLF信号を送信するタイミングとUHF応答信号を受信するタイミングとが重ならないようにする。 Control of the timing is described in detail later, the base station do not overlap and the timing of receiving the timing and UHF response signal for transmitting a LF signal. この際、LF信号の空間的伝播遅延分も考慮する。 This time also takes into account the spatial propagation delay amount of the LF signal.

以上のように、基地局において、LF送信回路をLF送信回路前段部8とLF送信回路後段部4に分割し、その間を送信バッファ7、デジタル信号伝送路6および受信バッファ5を介して接続し、基地局制御回路9が送出する信号をデジタル信号として伝送し、アンプ内蔵LF送信アンテナユニット100において、高周波変調してLF信号し、さらに増幅してLF送信アンテナ1に送出するようにしているので、アンテナと送信回路間のインピーダンスマッチング不整合の問題や不要輻射発生の問題など、高周波伝送および回路設計上の諸問題を解消することができる。 As described above, in the base station divides the LF transmission circuit to the LF transmitter circuit front portion 8 and the LF transmission circuit subsequent unit 4, connected therebetween transmission buffer 7, a digital signal transmission line 6 and the receiving buffer 5 via the a signal the base station control circuit 9 sends out transmitted as a digital signal, the built-in amplifier LF transmission antenna unit 100, and LF signals are frequency modulated, so that so as to sent to the LF transmission antenna 1 and further amplified and impedance matching mismatch problems and unwanted radiation generation problems between the antenna and the transmitting circuit, it is possible to solve the problems on high-frequency transmission and circuit design. したがって、LF送信アンテナ1の配置の都度あるいはLF送信アンテナ1の配置変更の都度、インピーダンスマッチング不整合の問題や不要輻射の問題などを個別に考慮、対策しないで、LF信号をLF送信アンテナ1まで伝送するためのデジタル伝送路の配線長を自由に決めることができる。 Thus, each time each time or rearrangement of the LF transmission antenna 1 of the arrangement of the LF transmission antenna 1, such as individually considered impedance matching mismatch problems and unnecessary radiation problems, without countermeasures, the LF signal to the LF transmission antenna 1 the wiring length of the digital transmission path for transmitting can be determined freely. また結果として、LF送信アンテナ1の配置の自由度を高めることができるので、サービスエリア(LF信号の電磁波放射空間)を自由に設定でき、システムの設置・設定が容易になる。 As a result, it is possible to enhance the degree of freedom in arrangement of the LF transmission antenna 1, the (electromagnetic radiation space of the LF signal) service area can be set freely, installation and setting of the system is facilitated. また、アンプ内蔵型アンテナユニット100が備える出力調整ボリューム2を調整することにより、より細かいサービスエリアの環境整備が可能となる。 Further, by adjusting the output adjusting volume 2 the amplifier built-in antenna unit 100 is provided, it is possible to environmental improvement finer service area.

図2は、本発明に係る近接給電・通信装置を構成する携帯機の実施形態を示すブロック図である。 Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of a portable device constituting a proximity feed and communication apparatus according to the present invention.

本実施形態の携帯機18は、LF受信アンテナ12、LF受信回路13、携帯機制御回路14、UHF送信回路15およびUHF送信アンテナ16を備える。 Portable unit 18 according to the present embodiment includes the LF reception antenna 12, the LF reception circuit 13, the portable device control circuit 14, UHF transmission circuit 15 and the UHF transmitter antenna 16.

LF受信アンテナ12およびLF受信回路13は、基地局から送信されるLF信号を受信し、受信したLF信号を復調する機能を有する。 LF reception antenna 12 and the LF reception circuit 13 receives the LF signal transmitted from the base station has a function of demodulating the LF signal received. また、LF受信回路13は、基地局から送信されるLF信号が暗号化されていれば、その信号を復号する機能を有し、さらにLF受信アンテナ12で受信された放射磁界による電磁誘導により電力を生成する機能も有する。 Further, the LF reception circuit 13, if the LF signal transmitted from the base station is encrypted, has a function of decoding the signal, further power by electromagnetic induction by received radiation field in LF reception antenna 12 also it has the ability to generate. そのため、LF受信回路13は、LF受信アンテナ12からの電力を整流する整流回路および電力を蓄えるコンデンサを含む。 Therefore, the LF reception circuit 13 includes a capacitor for storing a rectifying circuit and power for rectifying power from the LF reception antenna 12. これにより生成された電力は、携帯機各部の動作エネルギとされる。 This power generated by is the operating energy of the portable device units.

携帯機制御回路14は、LF受信回路13とUHF送信回路15が動作するタイミングを制御し、また、LF受信アンテナ12およびLF受信回路13を介して受信されたLF信号に従って携帯機内部の回路の起動や表示部の表示などの処理を行う。 The portable device control circuit 14 controls the timing of the LF reception circuit 13 and the UHF transmission circuit 15 operates, also, the portable device inside the circuit in accordance with the LF signal received through the LF reception antenna 12 and the LF reception circuit 13 processing such as start-up and the display portion of the display is carried out. また、UHF送信回路15およびUHF送信アンテナ16を介して基地局に所定のコマンドやIDデータなどを含むUHF信号を送信する。 Also it transmits a UHF signal including predetermined commands and ID data to the base station through the UHF transmission circuit 15 and the UHF transmitter antenna 16.

LF受信回路13とUHF送信回路15が動作するタイミング制御では、基地局と同様に、UHF応答信号を送信するタイミングとLF信号を受信するタイミングとが重ならないようにする。 The timing control LF reception circuit 13 and the UHF transmission circuit 15 operates, similarly to the base station, so as not to overlap with the timing of receiving the timing and LF signals to be transmitted UHF response signal. この際、UHF応答信号の空間的伝播遅延分も考慮する。 This time also takes into account the spatial propagation delay amount of the UHF response signal. 具体的には、携帯機制御回路14によるタイミング制御を、基地局制御回路9でのタイミング制御に対応して行う。 Specifically, it carried out by the portable device control circuit 14 to the timing control, in response to the timing control in the base station control circuit 9. このタイミング制御は、基地局から送信される信号が携帯機で受信されるタイミングに基づいて、例えば、カウンタを用いて制御することで実現することができる。 The timing control based on the timing signal transmitted from the base station is received by the portable device, for example, it can be achieved by controlling by using a counter.

図3は、本発明に係る近接給電・通信装置全体の実施形態を示すブロック図である。 Figure 3 is a block diagram illustrating an embodiment of the entire proximity feeding and communication apparatus according to the present invention. 本実施形態は、図1の基地局と図2の携帯機を組み合わせて近接給電・通信装置を構成したものである。 The present embodiment is configured to close the feed-communication device by combining a portable unit of a base station and 2 of Figure 1.

本実施形態によれば、LF送信アンテナ1の配置の都度あるいはLF送信アンテナ1の配置変更の都度、インピーダンスマッチング不整合の問題や不要輻射の問題などを個別に考慮、対策しないで、基地局制御回路9〜送信バッファ7の部分とアンプ内蔵型アンテナユニット100を接続するデジタル信号伝送路6の長さを自由に決めることができる。 According to the present embodiment, each time the respective or rearrangement of the LF transmission antenna 1 of the arrangement of the LF transmission antenna 1, such as individually considered impedance matching mismatch problems and unnecessary radiation problems, without countermeasures, the base station control You can determine the length of the digital signal transmission path 6 for connecting the portions and the amplifier built-in antenna unit 100 of the circuit 9 to the transmission buffer 7 freely. これにより、LF送信アンテナ1の配置上の自由度を高めることができ、サービスエリア17(LF信号の電磁波放射空間)を自由に設定することができるので、システムの設置・設定が容易になる。 This increases the degree of freedom in arrangement of the LF transmission antenna 1, since the service area 17 (electromagnetic radiation space of the LF signal) can be freely set, installation and setting of the system is facilitated.

また、上記実施形態では、LF帯とUHF帯といった周波数が大きく異なる周波数帯を使用して基地局から携帯機への近接給電および携帯機から基地局への応答信号の送信を行っている。 In the above embodiment, it is transmitting the response signal to the base station from adjacent feeding and portable device using a frequency band in which the frequency is largely different such LF band and the UHF band to the mobile device from the base station. これによれば、基地局から携帯機への近接給電の際の給電効率を高めることができると共に、携帯機から基地局への通信の速度を高めることができる。 According to this, it is possible to increase the feed efficiency in proximity power supply from the base station to the mobile device, it is possible to increase the speed of communication to the base station from the mobile device. また、暗号化の適用も容易になり、さらに、高調波による電磁界雑音効果を下げることができる。 Further, the encryption applied easier, furthermore, it is possible to reduce the electromagnetic field noise effects due to harmonics.

さらに、後述するように、基地局において、LF信号を送信するタイミングとUHF応答信号を受信するタイミングとが重ならないようにすることにより、LF送信回路からLF送信アンテナを通して送信されるLF信号の電磁波が持つ放射磁界がUHF応答信号に入り込むことによる雑音、LF送信アンテナのアンテナループとUHF受信アンテナのアンテナループ相互間での導体パターン上に誘起する互いの電磁界によるアンテナ効果による雑音を抑制することができる。 Furthermore, as will be described later, in the base station, by not overlapping the timing of receiving the timing and UHF response signal for transmitting a LF signal, an electromagnetic wave of the LF signal to be transmitted through the LF transmission antenna from the LF transmission circuit suppressing the noise by the antenna effect radiating magnetic field due to mutual electromagnetic field induced on the conductor pattern between the antenna loops mutual be due to noise, the LF transmission antenna antenna loop and the UHF receiving antenna entering the UHF response signal has can. これにより、基地局において、LF送信アンテナから送信されるLF信号の電磁波が持つ放射磁界によりUHF受信アンテナによるUHF応答信号の受信が妨害されるのを防ぐことができ、携帯機から送信される応答信号の受信が不安定になるのを防ぐことができる。 Thus, in the base station, it is possible to prevent the reception of UHF response signal by the UHF receiving antenna by radiating a magnetic field having electromagnetic wave of the LF signal transmitted from the LF transmission antenna is interrupted, the response sent from the portable device it is possible to prevent the reception signal becomes unstable.

また、携帯機において、UHF応答信号を送信するタイミングとLF信号を受信するタイミングとが重ならないようにすることにより、LF受信アンテナが受信する放射磁界により携帯機内部に発生する電源雑音によるUHF送信回路への影響、LF信号によるUHF送信回路への影響を抑制することができる。 Further, in the portable device, by not overlapping the timing of receiving the timing and LF signals to be transmitted UHF response signal, UHF transmission by power supply noise generated inside the portable device by the radiation field LF reception antenna receives effect of the circuit, it is possible to suppress the influence of the UHF transmission circuit according to the LF signal. これにより、携帯機においては、携帯機のUHF送信アンテナから送信されるUHF応答信号によりLF受信アンテナによるLF信号の受信が妨害されるのを防ぐことができ、また、基地局のLF送信アンテナから送信されるLF信号によりUHF応答信号の送信が不安定になるのを防ぐことができる。 Thus, in the portable device can be prevented from receiving the LF signal by the LF reception antenna is disturbed by UHF response signal transmitted from the UHF transmission antenna of the portable unit, also from the LF transmitting antennas of base station can be prevented from the LF signal to be transmitted is transmitted in the UHF response signal becomes unstable.

以上のように送受信のタイミングを制御すれば、基地局と携帯機間の有効通信距離の低下を最大限抑制して通信可能距離を拡大し、安定した通信を実現することができる。 By controlling the timing of transmission and reception as described above, a reduction in the effective transmission distance between the portable device and the base station with maximum suppression increasing the communication distance, it is possible to realize stable communications. なお、このタイミング制御に際しては、LF信号やUHF応答信号の空間的伝播遅延分も考慮する。 Note that when this timing control is also spatial propagation delay amount of the LF signal and UHF response signal considered.

基地局のLF送信アンテナから送信されるLF信号の電磁波が持つ放射磁界によるUHF受信アンテナでの受信妨害は、LF送信アンテナとUHF受信アンテナを空間的に分離して形成することにより、さらに効果的に防ぐことができる。 Reception interference in UHF receiving antenna with a radiation field with the electromagnetic wave of the LF signal transmitted from the LF transmission antenna of the base station, by forming spatially separated LF transmission antenna and UHF receiving antennas, more effective it is possible to prevent in. 具体的には、LF送信アンテナとUHF受信アンテナを同一の導体パターン上に形成せずに、分離して形成すればよい。 Specifically, the LF transmission antenna and UHF receiving antenna without formed on the same conductor pattern may be formed separately.

図4は、本発明の基地局と携帯機間の送信および受信のタイミングの一例を示すタイムチャートである。 Figure 4 is a time chart showing an example of the timing of transmission and reception between the base station and the portable device of the present invention.

基地局は、LF送信タイミングと休止を繰り返す。 The base station repeats a pause and LF transmission timing. また、休止の期間内の予め設定された期間にUHF応答受信タイミングを設定する。 Also, setting the UHF response reception timing to a preset period of time within the period of rest. LF送信タイミングでは、携帯機へ近接給電用バースト信号(LF信号)と通信用信号(LF信号)を送信し、UHF応答受信タイミングでは、携帯機からのUHF応答信号を待つ。 The LF transmission timing, and transmits the proximity feeding burst signal to the mobile device (LF signal) and a communication signal (LF signal) in the UHF response reception timing, waiting for a UHF response signal from the portable device. 休止は、1つの周波数を継続して占有しないようにするために設けるものである(電波法の規定に従う)。 Pause, (subject to the provisions of the Radio Law) is provided in order to avoid occupation continues to one frequency.

LF送信タイミングの期間(TSL)は、携帯機において近接給電によりその動作エネルギが確保されるまでの時間により規定される。 LF period of the transmission timing (TSL), the operating energy by the proximity fed at the portable unit is defined by the time to be reserved. 近接給電は、近接給電用バースト信号だけでなく、LF送信データによっても行われる。 Proximity feed, not just near the feeding burst signal, is also performed by the LF transmission data. 逆に、近接給電用バースト信号を全てLF送信データで代用することも可能である。 Conversely, it is also possible to substitute all proximity feeding burst signal LF transmission data.

例えば、LF送信タイミングの期間(TSL)は、携帯機が全くの初期状態にあるとし、その状態から携帯機各部の起動に必要な動作エネルギが生成されるまでの時間を予め求めることにより得ることができる。 For example, the period of the LF transmission timing (TSL) is be obtained by the portable device is to be in a completely initial state, obtained in advance the time to operate the energy needed to run the portable device each portion from this state is generated can.

携帯機は、LF受信タイミングと休止を繰り返す。 Portable device, repeat the pause and the LF reception timing. また、休止の期間内の予め設定された期間にUHF応答送信タイミングを設定する。 Also, setting the UHF response transmission timing preset period within a period of rest. LF受信タイミング、休止、UHF応答送信タイミングはそれぞれ、基地局でのLF送信タイミング、休止、UHF応答受信タイミングに対応する。 LF reception timing, pause, each UHF response transmission timing, LF transmission timing at the base station, pause, corresponding to the UHF response reception timing.

しかし、LF受信タイミング、休止の期間は、基地局側のLF送信タイミング、休止の期間に対し遅延補正量τ1だけ遅らせ、UHF応答受信タイミングは、UHF応答送信タイミングに対し遅延補正量τ3だけ遅らせる。 However, LF reception timing, a period of rest, the LF transmission timing of the base station side, with respect to a period of rest delayed by the delay correction amount .tau.1, UHF response reception timing, with respect to UHF response transmission timing delayed by the delay correction amount .tau.3. τ1、τ3は、LF信号、UHF応答信号の空間的伝播遅延分に相当する時間に設定する。 .tau.1, .tau.3 is, LF signal, is set to a time corresponding to the spatial propagation delay amount of the UHF response signal. また、UHF応答送信タイミングの開始時点を、LF受信タイミングの終了時点より遅延補正量τ2だけ遅らせる。 Further, the starting point of the UHF response transmission timing delays from the end of the LF reception timing by the delay correction amount .tau.2. 遅延補正量τ2は、携帯機側でUHF応答信号がLF信号の受信から影響されるのを確実に回避するために、例えば、LF信号(データ)の1ビット相当分などの値に設定する。 Delay correction amount τ2 is, UHF response signal in the portable device in order to avoid reliably being affected by the reception of the LF signal, for example, set to a value such as 1-bit equivalent of the LF signal (data). さらに、基地局側は、LF送信とUHF受信を連続して動作させる際にも、携帯機からのUHF応答信号がLF送信回路側に回り込んで次のLF送信が妨害されないように、基地局側のLF送信タイミングの開始時点より前に間隔(例えば、数msec〜数十msec)をあけてUHF受信タイミングを終了できるように、携帯機側のUHF送信タイミングを設定する。 Furthermore, the base station side, even when operating continuously LF transmission and UHF reception, so that the next LF transmission is not disturbed UHF response signal from the portable device is wraps around the LF transmitting circuit side, the base station interval before the start of the LF transmission timing of the side (e.g., several msec~ tens msec) spaced to allow completion of the UHF reception timing, sets the UHF transmission timing of the portable device. このことにより、基地局においては、LF送信タイミングとUHF応答受信タイミングとの間に間隔を持つので、LF信号がUHF受信回路側に回り込むことによる妨害も生じない。 Thus, in the base station, because it has a gap between the LF transmission timing and UHF response reception timing, it does not occur interference caused by the LF signal from flowing to the UHF receiving circuit side.

携帯機は、LF受信タイミングで、基地局からLF送信タイミングで送信される近接給電用バースト信号を受信し、電磁誘導による電力を生成する。 Portable device is the LF reception timing, receiving the burst signal for Proximity feed transmitted by the LF transmission timing from the base station, generates power by electromagnetic induction. また、必要に応じてLF送信データに対する応答信号を生成する。 Also generates a response signal to the LF transmit data as needed.

LF受信を行うLF受信タイミングの期間(TRL)は、携帯機の動作エネルギが確保されるまでの時間により規定される。 Period of the LF reception timing of LF reception (TRL) is operating energy of the portable device is defined by the time to be reserved. 具体的には、LF受信タイミングの期間(TRL)は、LF送信タイミングの期間(TSL)と同一に設定される。 Specifically, the period of the LF reception timing (TRL) is set to the same as the period of the LF transmission timing (TSL).

携帯機は、基地局からの近接給電により生成された電力を動作エネルギとし、必要に応じて、UHF応答送信タイミング内にUHF応答信号を送信する。 Portable device, the power generated by the proximity power supply from the base station and operating energy, if necessary, to transmit the UHF response signal in UHF response in the transmission timing. UHF応答送信タイミングの期間(TSU)は、携帯機の動作可能時間により規定される。 UHF response period of the transmission timing (TSU) is defined by the operating time of the portable device. すなわち、UHF応答送信タイミングの期間(TSU)の期間は、基地局からの近接給電による動作エネルギにより携帯機が動作可能な時間を越えない時間内に予め設定される。 That is, the period of the UHF response period of the transmission timing (TSU), the portable device is preset within a time not exceeding the time available operation by the operation energy due to the proximity power supply from the base station.

基地局は、携帯機から送信されるUHF応答信号をUHF応答受信タイミングで待つ。 The base station waits the UHF response reception timing UHF response signal transmitted from the portable device. UHF応答受信タイミングの期間(TRU)は、携帯機の動作可能な時間により規定されるUHF応答送信タイミングの期間(TSU)を基準に規定される。 UHF response period of the reception timing (TRU) is defined based on the period (TSU) of the UHF response transmission timing defined by the operable time of the portable device. 具体的には、UHF応答受信タイミングの期間(TRU)の最大値は、携帯機側からのUHF応答信号の再送を考慮した場合のUHF応答送信タイミングの期間(TSU)の最大値と同一とされる。 Specifically, the maximum value of the duration of the UHF response reception timing (TRU) is the maximum value and the same period of UHF response transmission timing in consideration of the retransmission of the UHF response signal from the portable device (TSU) that.

図4は、基地局からLF信号を2回繰り返して送信をする場合のタイムチャートを示すが、実際には、基地局から携帯機にLF信号を送信し、該LF信号を受信して近接給電される携帯機からUHF応答信号を送信し、該UHF応答信号を基地局で受信するという動作を1回で終了させてもよいし、3回以上繰り返してもよい。 Figure 4 shows a time chart when the transmitting repeated twice an LF signal from the base station, in fact, transmits an LF signal from the base station to the portable device, close the feed to receive the LF signal sends a UHF response signal from the portable unit to be, may also be terminated in one operation of receiving the UHF response signal at the base station, it may be repeated more than 3 times.

図4のタイムチャートのように、基地局と携帯機間でのLF信号やUHF信号の送受信に際し、送受信タイミングに遅延補正量τ1、τ2、τ3を持たせることにより、基地局においては、LF送信アンテナから送信されるLF信号の電磁波が持つ放射磁界がUHF受信回路側へ回り込むことによる雑音、LF送信アンテナのアンテナループとUHF受信アンテナのアンテナループ相互間での導体パターン上に誘起する互いの電磁界によるアンテナ効果による雑音を抑制することができる。 As the time chart of FIG. 4, upon reception of the LF signal and UHF signals between the base station and the portable unit, the delay correction amount τ1 in transmission and reception timings, .tau.2, by giving .tau.3, in the base station, LF transmission noise due to the radiation field with the electromagnetic wave of the LF signal transmitted from the antenna goes around to the UHF receiving circuit side, the mutual electromagnetic induced in the conductor pattern between the antenna loops mutual antenna loop and UHF receiving antennas of the LF transmission antenna it is possible to suppress the noise caused by the antenna effect of the world. また、携帯機においては、UHF送信アンテナから送信されるUHF応答信号がLF受信回路側へ回り込むことによる雑音、LF受信アンテナのアンテナループとUHF送信アンテナのアンテナループ相互間での導体パターン上に誘起する互いの電磁界によるアンテナ効果による雑音を抑制することができる。 Further, in the portable device, the noise due to the UHF response signal transmitted from the UHF transmission antenna goes around to the LF reception circuit side, induced on the conductor pattern between the antenna loops mutual LF reception antenna of the antenna loop and the UHF transmit antenna noise by the antenna effect due to mutual electromagnetic field can be suppressed. これにより、基地局と携帯機間の有効通信距離を最大限拡大することができる。 Thus, the base station an effective communication distance between the portable device can be maximally expanded.

通信に際してのセキュリティ性を確保するために、基地局および携帯機にその機能を持たせるのが好ましい。 To ensure the security of the time of communication, it is preferable to have that function to the base station and the portable device. セキュリティ性の確保には、例えば、基地局と携帯機を個別に識別する方法と通信用LF信号を暗号化する方法の一方あるいは両方を利用することができる。 The security of secure, for example, the communication LF signal and method that uniquely identifies the portable device and the base station can utilize either or both of the methods of encryption.

基地局と携帯機を個別に識別する方法では、予め基地局と携帯機それぞれに個別のIDを付与しておき、そのIDを基にグループ内での通信を可能にする。 The base station and the mobile device methods individually identify in advance by applying a separate ID to the portable device, respectively in advance base station, enabling communication within the group based on its ID. 通信が可能なグループに属する基地局と複数の携帯機を識別するために、グループとなる基地局IDと複数の携帯機IDの組み合わせテーブルを基地局のメモリと携帯機のメモリにそれぞれ登録しておき、それらのIDを使用して基地局と携帯機を個別に識別する。 To identify the base station and a plurality of portable device belonging to the group can communicate are each registered combination table of base station ID and a plurality of the portable device ID to be group into a memory and the portable device memory of the base station Place, individually identifying the mobile device using these ID and the base station.

具体的には、近接給電時に基地局からその基地局IDを含むLF信号を送信する。 Specifically, it transmits an LF signal containing the base station ID from the base station in the close-powered. 携帯機は、受信したLF信号に含まれる基地局IDが自携帯機を含む通信可能なグループ内の基地局IDであれば、正常に起動して自携帯機IDを含むUHF応答信号を送信する。 Portable device, if the base station ID included in the received LF signal is a base station ID in the communicable group including the own mobile device, it sends a UHF response signal including the own portable device ID successfully started . 該当する基地局IDでない場合には、携帯機は応答しないので、不要なUHF電波を出力しない。 If not the base station ID applicable, since the portable device does not respond and does not output an unnecessary UHF radio. 基地局は、携帯機から送信されるUHF応答信号を受信し、それに含まれる携帯機IDが自基地局を含む通信可能なグループ内の携帯機IDであれば、正しいUHF応答信号と認識する。 The base station receives the UHF response signal transmitted from the portable device recognizes the portable device ID is included therein as long as the portable device ID in the communicable group including the own base station, the correct UHF response signal.

通信用LF信号を暗号化する方法では、一般的なM系列カウンタを用いたローリングコード方式を採用することができる。 In the method of encrypting the LF signal communication, it is possible to adopt a rolling code system using a general M-sequence counter. 送信するLF信号のデータ配列や有効データの配置・抽出において、グループに属する基地局と携帯機でユニークな対応関係と初期値を用い、単純なローリングコード方式とは異なる方法で通信用LF信号の暗号化、復合化を行なうようにしてもよい。 In the arrangement, the extraction of data sequences and the effective data of the LF signal to be transmitted, using the unique correspondence between the initial value in the base station and the mobile device belonging to the group, of a simple rolling code schemes for communication LF signals differently from encryption may be performed Fukugoka.

図5は、本発明における基本的な動作を示すフローチャートである。 Figure 5 is a flowchart showing the basic operation of the present invention. ここでは、基地局と携帯機を個別に識別する方法を採用して、セキュリティ性を確保するようにしている。 Here, a base station the portable device employs a method of identifying individually, thereby ensuring security.

まず、基地局においてトリガが与えられたか否かを判定する(S11)。 First, it is determined whether a trigger is given in the base station (S11). トリガは、基地局の電源がオンであれば、LF送信タイミング(TSL)が開始する各タイミングで与えられる。 Trigger, power of the base station if on, is given by the timing of LF transmission timing (TSL) is started. トリガが与えられなければ、トリガが与えられるまで待つ。 If the trigger is given, wait until the trigger is given. トリガが与えられれば、LF送信タイミング(TSL)となり、基地局は、自基地局IDを含むLF信号を送信する(S12)。 Given trigger, LF transmission timing (TSL), and the base station transmits an LF signal containing the own base station ID (S12). LF信号の送信は、LF送信タイミングの期間(TSL)中で継続して行われ、LF送信タイミングの期間(TSL)が経過すれば終了する。 Transmission of the LF signal is continuously performed in the period of the LF transmission timing (TSL), the period of the LF transmission timing (TSL) is terminated if elapsed.

携帯機は、基地局から送信されたLF信号の電磁波の放射磁界による電磁誘導で電力を生成する(S13)。 The portable device generates a power induced by the radio wave radiation field of the LF signal transmitted from the base station (S13). 携帯機は、これにより生成された電力を動作エネルギとし、各部(LF受信回路、携帯機側制御回路、UHF送信回路)を起動させる(S14〜S16)。 Portable device, thereby the generated power operating energy, each unit (LF reception circuit, the portable device control circuit, UHF transmission circuit) activates the (S14 to S16). この起動に起動用コード信号のような特別な信号が必要ならば、その信号もLF信号に含ませる。 If special signal such as a start code signal in the start needs, its signal is also included in the LF signal.

次に、携帯機は、基地局から送信されるIF信号に基づいて正当性認証を行う(S17)。 Next, the portable device performs legality authentication based on the IF signal transmitted from the base station (S17). ここで正当性が認証されれば、携帯機は、UHF応答信号を送信する(S18)。 If where validity is authenticated, the portable device transmits a UHF response signal (S18). 正当性認証は、具体的には、上述したように、グループを構成する基地局IDに基づいて行い、受信したLF信号に含まれる基地局IDが自携帯機を含む通信可能なグループ内の基地局IDであれば、正常に起動して自携帯機のIDを含むUHF応答信号を送信する。 Legality authentication, specifically, as described above, performed on the basis of the base station ID that constitutes a group, the base station ID included in the received LF signal is within the communicable group including the own portable unit base if a station ID, and transmits the UHF response signal including the ID of the portable device to start normally. しかし、正当性が認証されなければ、S11のステップに戻る。 However, validity to be authenticated, the flow returns to step S11.

携帯機は、UHF応答送信タイミングの期間(TSU)内においてUHF応答信号を送信する(S18)。 The portable device transmits a UHF response signal within UHF response period of the transmission timing (TSU) (S18). このUHF応答信号は、自携帯機IDを含む。 The UHF response signal including its own portable device ID. 基地局は、UHF応答受信タイミングの期間(TRU)内においてUHF応答信号を受信する(S19)。 The base station receives a UHF response signal within a period of UHF response reception timing (TRU) (S19). ここでは、UHF応答信号に含まれる基地局IDにより携帯機の正当性認証も行う。 Here, also performs validity of the portable device authentication by the base station ID contained in the UHF response signal. その後、必要に応じてS11からのステップを繰り返す。 Then, repeating the steps from S11 as necessary.

図6は、本発明に係る近接給電・通信装置全体の他の実施形態を示すブロック図である。 Figure 6 is a block diagram showing another embodiment of the entire proximity feeding and communication apparatus according to the present invention.

本実施形態では、サービスエリアを拡張するために、2つのアンプ内蔵型アンテナユニットを使用し、これらのアンプ内蔵型アンテナユニットを別々のエリアに配設したものである。 In the present embodiment, in order to extend the service area, the use of two amplifiers built-in antenna unit is these amplifiers internal antenna unit which is disposed in a separate area.

ここでは、ここでは、アンプ内蔵型アンテナユニット100-1、100-2を用い、基地局制御回路9およびLF送信回路前段部8から送信バッファ7-1、7-2およびデジタル信号伝送路6-1、6-2を介して各アンプ内蔵型アンテナユニット100-1、100-2にデジタル信号を伝送するようにしている。 Here, here, with the amplifier built-in antenna units 100-1 and 100-2, transmitted from the base station control circuit 9 and the LF transmitter circuit front portion 8 buffer 7-1, 7-2 and the digital signal transmission path 6 and so as to transmit the digital signal to each amplifier built-in antenna unit 100-1 through 1,6-2. なお、アンプ内蔵型アンテナユニット100-1、100-2へのるデジタル信号の伝送は、共通(1個)の送信バッファおよびデジタル伝送路でも可能である。 The transmission of digital signals ride to the amplifier internal antenna units 100-1 and 100-2 can be also be a transmission buffer and a digital transmission channel of the common (one). アンプ内蔵型アンテナユニット100-1、100-2はそれぞれ、サービスエリア21-1、21-2に対してLF信号を送信する。 Each amplifier internal antenna units 100-1 and 100-2 transmits an LF signal to the service area 21-1 and 21-2. より多くのアンプ内蔵型アンテナユニットを用いれば、全体としてのサービスエリアをさらに広くすることができる。 The use of more amplifier built-in antenna unit, it is possible to further widen the service area as a whole.

本実施形態によれば、互いに距離が離れているエリアにそれぞれアンプ内蔵型アンテナユニットを配設し、各アンプ内蔵型アンテナユニットから各エリアにLF信号を送信することができるので、全体としてのサービスエリアを拡大することができる。 According to this embodiment, it is possible to transmit the LF signals are disposed respectively amplifier built-in antenna unit area that is remote distance from each other, from each amplifier built-in antenna unit in each area, the service as a whole it is possible to enlarge the area. その際、各アンプ内蔵型アンテナユニットへはLF信号を良好に伝送することができ、デジタル信号伝送路の長さは、インピーダンスマッチング不整合の問題や不要輻射の問題などを個別に考慮、対策しないで設定可能であるので、LF送信アンテナの設置工事や再配置を自由に行うことができる。 At that time, to each amplifier built-in antenna unit can be satisfactorily transmit an LF signal, the length of the digital signal transmission path, such as individually considered impedance matching mismatch problems and unnecessary radiation problems, no measures since it is in configurable, it is possible to perform the installation work and relocation of the LF transmission antenna freely. このように、複数のアンプ内蔵型アンテナユニットを使用することにより、サービスエリアを拡張することができ、広いエリアを移動する携帯機18に対する通信が可能になる。 Thus, by using a plurality of integrated amplifiers antenna unit, it is possible to extend the service area, it is possible to communicate with respect to the portable unit 18 to move a large area.

図7は、本発明に係る近接給電・通信装置全体のさらに他の実施形態を示すブロック図である。 Figure 7 is a block diagram showing still another embodiment of the entire proximity feeding and communication apparatus according to the present invention.

本実施形態は、複数のアンプ内蔵型アンテナユニットをアレイ化してアンプ内蔵型アンテナユニット群を構成し、アンプ内蔵型アンテナユニット群で1つのサービスエリアに対してLF信号を送信するように構成したものである。 Those present embodiment, which constitutes the amplifier built-in antenna unit group by arraying a plurality of integrated amplifiers antenna unit, and configured to transmit the LF signals to one of the service areas in the amplifier built-in antenna unit group it is.

ここでは、アンプ内蔵型アンテナユニット100-1〜100-3、100-4〜100-6をそれぞれアレイ化して2つのアンプ内蔵型アンテナユニット群200-1、200-2を構成し、基地局制御回路9から送信バッファ7-1、7-2およびデジタル信号伝送路6-1、6-2を介して各アンプ内蔵型アンテナユニット群200-1、200-2にデジタル信号を伝送するようにしている。 Here, the amplifier built-in antenna unit 100-1~100-3,100-4~100-6 each arrayed form two amplifier built-in antenna unit group 200-1, the base station control and via the transmission buffer 7-1, 7-2 and the digital signal transmission path 6-1, 6-2 from the circuit 9 in each amplifier built-in antenna unit group 200-1 and 200-2 so as to transmit the digital signal there. なお、アンプ内蔵型アンテナユニット群200-1、200-2に対するデジタル信号の伝送は、共通(1個)の送信バッファおよびデジタル伝送路でも可能である。 The transmission of the digital signal to the amplifier built-in antenna unit group 200-1 and 200-2 is also possible in the transmission buffer and the digital transmission path of the common (one). アンプ内蔵型アンテナユニット群200-1、200-2はそれぞれ、サービスエリア21-1、21-2に対してLF信号を送信する。 Each amplifier built-in antenna unit group 200-1 and 200-2 transmits an LF signal to the service area 21-1 and 21-2. より多くのアンプ内蔵型アンテナユニット群を用いれば、全体としてのサービスエリアをさらに広くすることができる。 The use of more amplifier built-in antenna unit group, it is possible to further widen the service area as a whole.

本実施形態によれば、LF送信アンテナの指向性による制限を補う面でもサービスエリアの拡張が可能になり、移動中の携帯機に対する通信の安定性が向上する。 According to the present embodiment enables an extension of the service area in terms to compensate for limitations caused by the directivity of the LF transmission antenna, the stability of communication with the mobile device in motion is improved. また、アンプ内蔵型アンテナユニットが備える出力調整ボリュームを調整することにより、より細かいサービスエリアの環境整備が可能になる。 Further, by adjusting the output adjusting volume amplifier built-in antenna unit is provided, it is possible to environmental improvement finer service area.

以上実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々に変形されたものも含む。 Have been described above embodiments, the present invention also includes those various modifications is not limited to the above embodiment.

例えば、図1の基地局は、1組のLF送信アンテナ1とLF送信回路2を備え、これを近接給電と通信に兼用する構成であるが、近接給電用LF送信アンテナと近接給電用LF送信回路、通信用LF送信アンテナと通信用LF送信回路を備え、近接給電用送信手段と通信用送信手段を別々にした構成にすることもできる。 For example, the base station of FIG. 1, a set of provided with a LF transmitting antenna 1 and the LF transmission circuit 2, although a configuration in which also serves it to interact with neighboring feed, proximity feeding LF transmission and proximity power supply LF transmission antenna circuit, comprising a communication LF transmission circuit and communication LF transmission antenna, the communication transmission section and the near power supply transmission means may also be a configuration in which separately. この構成によれば、近接給電用LF送信アンテナとして低インピーダンスのアンテナを用いることができるので、基地局と携帯機間の近接給電の効率を高めることができ、また、通信用LF信号の周波数と近接給電用LF信号の周波数を異ならせることもできる。 According to this configuration, it is possible to use a low impedance antenna as close feeding LF transmission antenna, it is possible to increase the efficiency of the proximity feeding between the base station and the portable unit, also, the frequency of the communication LF signal it is also possible to vary the frequency of the proximity feeding LF signal.

また、図2の携帯機は、1つだけのLF受信アンテナを備え、これを近接給電と通信に兼用する構成であるが、近接給電用LF受信アンテナと通信用LF受信アンテナを別々に備えた構成にすることもできる。 Also, the portable device 2, with only one of the LF reception antenna, but a structure that serves it to interact with neighboring feeder, equipped with a communication LF reception antenna and proximity feeding LF reception antenna separately it is also possible to configure. 一般に、放射磁界による電磁誘導には低インピーダンスのアンテナが電力効率がよく、通信用信号の受信には高インピーダンスのアンテナが受信効率がよいことが知られている。 Generally, the electromagnetic induction by radiation field often antenna power efficiency of low impedance, high impedance antenna is known that good receiving efficiency in the reception of the communication signals. そこで、低インピーダンスの近接給電用LF受信アンテナと高インピーダンスの通信用LF受信アンテナを別々に備えることも好ましい。 Therefore, it is also preferable to provide a low impedance communication LF reception antenna proximity feeding LF reception antenna and a high impedance separately. この場合、通信用LF受信アンテナは、その指向性をよくするため、X軸、Y軸の2軸構成の2次元方式のアンテナあるいはX軸、Y軸、Z軸の3軸構成の3次元方式のアンテナが好ましい。 In this case, LF reception antenna for communication, in order to improve its directivity, X-axis, antenna or X-axis of the two-dimensional system of biaxial structure of the Y-axis, Y-axis, three-dimensional system of 3 axis configuration of the Z-axis of the antenna is preferred.

1,1-1〜1-6・・・LF送信アンテナ、2・・・出力ボリューム、3・・・パワーアンプ、4・・・LF送信回路後段部、5・・・受信バッファ、6,6-1,6-2・・・デジタル信号伝送路、7,7-1,7-2・・・送信バッファ、8・・・LF送信回路前段部、9・・・基地局制御回路、10・・・UHF受信回路、11・・・UHF受信アンテナ、12・・・LF受信アンテナ、13・・・LF受信回路、14・・・携帯機制御回路、15・・・UHF送信回路、16・・・UHF送信アンテナ、17,17-1,17-2・・・サービスエリア、18・・・携帯機、100,100-1〜100-6・・・アンプ内蔵LF送信アンテナユニット、200-1,200-2・・・アンプ内蔵LF送信アンテナユニット群 1,1-1~1-6 ... LF transmission antenna, 2 ... output volume, 3 ... power amplifier, 4 ... LF transmission circuit succeeding stage, 5 ... reception buffer, 6,6 -1,6-2 ... digital signal transmission path, 7,7-1,7-2 ... transmission buffer, 8 ... LF transmission circuit preceding section, 9 ... base station control circuit, 10 - · UHF receiving circuit, 11 ... UHF receiving antenna, 12 ... LF reception antenna, 13 ... LF receiver circuit, 14 ... portable device control circuit, 15 ... UHF transmission circuit, 16 ... · UHF transmitting antenna, 17,17-1,17-2 ... service area, 18 ... portable device, 100,100-1~100-6 ... with built-in amplifier LF transmission antenna unit, 200-1 and 200-2, ... built-in amplifier LF transmission antenna unit group

Claims (5)

  1. 基地局制御回路を備える基地局側から携帯機制御回路を備える携帯機側へ近接給電を行うと共に、基地局と携帯機間で通信を行う近接給電・通信装置において、 Performs proximity power the portable device comprising a portable device controller from the base station with a base station control circuit, in proximity feeding and communication apparatus for performing communication between the base station and the mobile device,
    基地局側の送信回路を前記基地局制御回路が送出する信号をデジタル信号にして送出する機能を有する送信回路前段部と該デジタル信号を送信信号に高周波変調して送出する機能を有する送信回路後段部に分離し、 Transmission circuit subsequent to the base station control circuit of the transmission circuit of the base station side has a function of sending by high frequency modulation to the transmission signal transmission circuit front and the digital signal having the function of sending to a digital signal a signal to be sent is separated into parts,
    前記送信回路前段部と前記送信回路後段部の間を送信バッファ、デジタル信号伝送路および受信バッファで接続し、 Transmission buffer between the transmitting circuit second part and the transmitting circuit first part, connected by digital signal transmission path and a receive buffer,
    前記受信バッファ、前記送信回路後段部、パワーアンプおよび送信アンテナをパワーアンプ内蔵送信アンテナユニットとして構成し、 The reception buffer, the transmitting circuit succeeding stage, to constitute a power amplifier and transmitting antenna as a power amplifier built transmitting antenna unit,
    前記基地局から前記携帯機にLF信号が送信され、前記携帯機から前記基地局にUHF信号が送信され、 Wherein the base station LF signal is transmitted to the portable device, UHF signal is transmitted from the portable device to the base station,
    前記基地局制御回路および前記携帯機制御回路は、LF信号送信期間、LF信号受信期間、UHF信号送信期間およびUHF信号受信期間を規定するとともに、LF信号送信期間に対してLF信号受信期間が、LF信号の空間的伝播遅延分に相当する第1の時間τ1だけ遅延するようにタイミング制御し、UHF信号送信期間に対してUHF信号受信期間が、UHF信号の空間的伝播遅延分に相当する第3の時間τ3だけ遅延するようにタイミング制御し、さらに、前記携帯機制御回路は、LF信号受信期間の終了時点に対してUHF信号送信期間の開始時点が、携帯機側でUHF信号がLF信号により影響されるのを回避できる第2の時間τ2だけ遅延するようにタイミング制御し、基地局でのUHF信号受信期間の開始時点は、LF信号送 Said base station controller and the mobile device control circuit, the LF signal transmission period, the LF signal reception period, with defining a UHF signal transmission period and UHF signal receiving period, the LF signal reception periods for the LF signal transmission period, and a timing control so that the delay for the first time period τ1 which corresponds to the spatial propagation delay amount of the LF signal, UHF signal receiving periods for UHF signal transmission period, the equivalent to the spatial propagation delay amount of the UHF signal only 3 of the time τ3 and the timing control so as to delay further, the portable device control circuit, the starting point of the UHF signal transmission periods for the end of the LF signal reception period, UHF signal in the portable unit side LF signal second timing-control so as to delay by a time τ2 can be avoided from being affected by the start point of the UHF signal reception period of the base station, transmission LF signal 期間の終了時点より上記第1、第2および第3の時間の合計時間(τ1+τ2+τ3)だけ遅延していることを特徴とする近接給電・通信装置。 The first than the end of the period, the sum of the second and third time period (τ1 + τ2 + τ3) only near the power feeding and communication apparatus characterized by being delayed.
  2. 前記パワーアンプ内蔵送信アンテナユニットは、さらに出力調整ボリュームまたは出力調整減衰器を有することを特徴とする請求項1に記載の近接給電・通信装置。 The built-in power amplifier transmitting antenna unit near the power feeding and communication apparatus according to claim 1, characterized by further comprising an output adjustment volume or output adjusting attenuator.
  3. 複数の前記パワーアンプ内蔵送信アンテナユニットをアレイ化してパワーアンプ内蔵送信アンテナユニット群を構成し、該パワーアンプ内蔵送信アンテナユニット群を使用して1つのサービスエリアに対してLF信号を送信することを特徴とする請求項1または2に記載の近接給電・通信装置。 Configure the built-in power amplifier transmitting antenna unit group by arraying a plurality of said built-in power amplifier transmitting antenna unit, to send an LF signal to one service area using the built-in power amplifier transmitting antenna unit group proximity feeding and communication apparatus according to claim 1 or 2, characterized.
  4. 前記パワーアンプ内蔵送信アンテナユニット群を複数使用し、複数のサービスエリアに対して信号を送信することを特徴とする請求項3に記載の近接給電・通信装置。 The power of the built-in amplifier transmitting antenna unit group use multiple, adjacent feeding and communication apparatus according to claim 3, characterized by transmitting a signal to a plurality of service areas.
  5. 前記送信回路前段部は、前記基地局制御回路が送出する信号をマンチェスタ符号化しデジタル信号として送出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の近接給電・通信装置。 The transmitting circuit front portion, a signal the base station controller is sending Manchester encoded, proximity feeding and communication apparatus according to any one of claims 1, characterized in that sending the digital signal 4.
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