專利名稱：中繼設(shè)備和通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用一個(gè)例如非接觸IC(集成電路)牌或非接觸IC卡的非接觸信息媒體的RFID(射頻確認(rèn))。更具體地，它涉及一種用于提供非接觸信息媒體和信息讀/寫器之間的最佳通信的中繼設(shè)備，以及涉及一種采用中繼設(shè)備的通信系統(tǒng)。
作為采用一個(gè)例如非接觸IC卡或非接觸IC牌的非接觸信息媒體的通信系統(tǒng)，RFID系統(tǒng)已經(jīng)被設(shè)計(jì)和投入實(shí)際使用。RFID系統(tǒng)允許在一個(gè)包含于非接觸信息媒體內(nèi)的IC芯片與一個(gè)讀/寫器之間進(jìn)行信息通信，并且用作鐵路車站中的自動(dòng)查票機(jī)或在出借圖書館中用于出借圖書。人們估計(jì)，在不久的將來，該系統(tǒng)將在廣大范圍內(nèi)用于交換私有信息。
非接觸IC卡是卡片形狀的非接觸信息媒體例如所謂信用卡的一個(gè)通用名稱。另一方面，非接觸IC牌是非卡片形狀的非接觸信息媒體、其標(biāo)牌尺寸小于信用卡例如為郵票尺寸或小于郵票尺寸的非接觸信息媒體或者圓形或星形的非接觸信息媒體的一個(gè)通用名稱。
在使用電磁耦合系統(tǒng)的RFID系統(tǒng)中，非接觸信息媒體接收由讀/寫器發(fā)射的電波，以便通過電磁感應(yīng)從所接收的電波中獲得運(yùn)行功率，并且通過利用所接收的電波來實(shí)現(xiàn)與讀/寫器的數(shù)據(jù)通信。非接觸信息媒體和讀/寫器中的每一個(gè)包括一個(gè)用于發(fā)射/接收電波的天線線圈。電磁耦合系統(tǒng)的讀/寫器與非接觸信息媒體之間的最佳通信距離一般是數(shù)個(gè)cm至數(shù)十個(gè)cm。
日本公開專利出版物2000-315908例如，如非接觸信息媒體是一個(gè)非接觸IC卡，則通常使用與ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)所建議的信用卡尺寸相同的卡片尺寸(長(zhǎng)度54cm、寬度85.6cm和厚度0.76cm)。
在此情況下，包含于非接觸IC卡中的天線線圈100的尺寸大致等同于非接觸IC卡的尺寸，以便允許來自讀/寫器的磁通量能最大限度地穿過線圈內(nèi)部，如圖17A中所示。如非接觸信息媒體是一個(gè)非接觸IC牌，則取決于非接觸IC牌的標(biāo)準(zhǔn)或尺寸，天線線圈所具有的形狀應(yīng)為允許磁通量最大限度地穿過線圈內(nèi)部。
以此方式，非接觸信息媒體的天線線圈的形狀或多或少地由例如有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所決定。
另一方面，讀/寫器的的天線線圈的形狀明顯地受到在其上攜帶讀/寫器的設(shè)備的結(jié)構(gòu)的影響。
當(dāng)在其上攜帶讀/寫器的器件的盒子內(nèi)部空間被緊湊安裝的元件所占據(jù)時(shí)，就沒有足夠的空間可用于合適地安裝讀/寫器。在此情況下，與盒子內(nèi)可用空間相比較，天線線圈區(qū)域被減小，或者讀/寫器可被安裝在攜帶器件盒子的背面，以便另外利用留在盒子內(nèi)的小空間。
具體地，如讀/寫器被安裝在攜帶器件盒子的背面，在盒子的一部分上必須形成一個(gè)小孔，從而讓讀/寫器的天線線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)所具有的磁通量能夠穿過而到達(dá)非接觸信息媒體的天線線圈。
一般而言，該盒子被提供為用于保護(hù)盒子中的電路免受外部沖擊，或用于屏蔽盒子內(nèi)電子電路所產(chǎn)生的電磁干擾，因此應(yīng)該盡可能地避免例如將盒子打孔的處理過程。如果必要時(shí)一定要將盒子打孔，則所產(chǎn)生的小孔必須愈小愈好。
其結(jié)果是，與包含在非接觸信息媒體內(nèi)的天線線圈尺寸比較，讀/寫器的天線線圈的尺寸十分小。例如，圖17B中所示讀/寫器的天線線圈200的尺寸比圖17A中所示非接觸IC卡內(nèi)所包含天線線圈100的尺寸小得多。
如果讀/寫器側(cè)的天線線圈的尺寸如此地小，則該天線線圈內(nèi)流動(dòng)的電流所產(chǎn)生的磁通量也將非常小，以至當(dāng)非接觸信息媒體被移動(dòng)到讀/寫器的天線線圈附近時(shí)，無法產(chǎn)生用于操作非接觸信息媒體所需的磁通量。
圖18顯示天線線圈200所產(chǎn)生的磁場(chǎng)向讀/寫器提供的磁通量穿過被包含于非接觸IC卡內(nèi)的天線線圈100內(nèi)部的方式。從圖18可以看出，由于穿過天線線圈100內(nèi)部的磁通量是由天線線圈200中心處的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的，因此天線線圈100必須移動(dòng)至一個(gè)更為靠近天線線圈200的位置，才能獲得一個(gè)合適的磁通量。
圖19顯示一個(gè)由一個(gè)具有天線線圈200的安裝在金屬框架205的背面的讀/寫器201和一個(gè)具有天線線圈100的非接觸IC卡101所組成的通信系統(tǒng)150。
讀/寫器201包括一個(gè)用作一個(gè)被安排在一片基片204上的電感器的天線線圈200，一個(gè)與天線線圈200串連的調(diào)諧電容器203，從而組成一個(gè)并行的諧振電路，還有一個(gè)用于控制與非接觸IC卡101的數(shù)據(jù)發(fā)射/接收的讀/寫器202所用的IC。一個(gè)在其上安裝有讀/寫器201的框架205在對(duì)準(zhǔn)天線線圈200的205A處打孔。
在大多數(shù)情況下，適用于在其上安裝讀/寫器201的設(shè)備框架205由金屬制成，用于獲得強(qiáng)度或用于防止由內(nèi)部電子電路所產(chǎn)生的電磁干擾泄漏至外部。然而，如果基片204被安裝在金屬框架205上，則由天線線圈200產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁通量將損失在框架205中，以至只有天線線圈200中心處所產(chǎn)生的小部分磁通量被允許穿過非接觸IC卡101的天線線圈內(nèi)部。
因此，使用圖19中所示通信系統(tǒng)150，非接觸IC卡101與讀/寫器201無法彼此通信。
也即，用于在其上安裝讀/寫器的設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)讀/寫器的天線線圈施加各類限制，以至難于按照與非接觸信息媒體的最佳通信的要求來設(shè)置天線線圈的形狀或區(qū)域。還有一個(gè)問題是，給定用于在其上安裝讀/寫器的設(shè)備內(nèi)的有限空間后，要消除金屬元件對(duì)無線通信的干擾的不良影響是非常困難的。
為克服此缺陷，讀/寫器201的天線線圈被設(shè)計(jì)為一個(gè)實(shí)際上作為非接觸IC卡的天線線圈的相互延伸的天線線圈210，并被安裝于一個(gè)裝在框架205內(nèi)的樹脂蓋220的背面上，從而用作一個(gè)中繼天線，如圖21中所示。以此方式，有可能滿足對(duì)天線區(qū)域的限制或消除來自金屬框架205的不良影響。
天線線圈210通過一個(gè)插頭212連至基片204，該插頭連至一條從天線線圈210伸出的引線211的遠(yuǎn)端，插入一個(gè)為基片202提供的插座213，該插座213通過在框架205中形成的小孔205A而暴露出來。
其結(jié)果是，天線線圈210安裝或拆卸起來不方便，尤其維護(hù)更不方便，以至在最壞情況下引線211將弄斷或讀/寫器將損壞。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上所述的現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種中繼設(shè)備和通信系統(tǒng)，其中在由一個(gè)預(yù)定頻率的載波發(fā)揮中介作用的被信息讀/寫器與非接觸信息媒體之間的電磁耦合系統(tǒng)所執(zhí)行的無線通信中，能夠消除由于信息讀/寫器的安裝位置的限制所帶來的對(duì)通信的不良影響，同時(shí)這些信息讀/寫器和非接觸信息媒體的工作配置能夠靈活地配合起來從而達(dá)到最佳通信。
在一方面，本發(fā)明提供一種中繼設(shè)備，用于中繼由一個(gè)預(yù)定頻率的載波發(fā)揮中介作用的電磁耦合系統(tǒng)的信息讀/寫器與非接觸信息媒體之間的無線通信。此中繼設(shè)備包括一個(gè)被電磁地耦合至信息讀/寫器的天線線圈的第一天線線圈，一個(gè)與第一天線線圈串聯(lián)并且被電磁地耦合至非接觸信息媒體的天線線圈的第二天線線圈，以及一個(gè)與第一天線線圈同時(shí)與第二天線線圈串連的調(diào)諧電容器。這些第一天線線圈、第二天線線圈和調(diào)諧電容器形成一個(gè)諧振電路，其諧振頻率與讀/寫器諧振電路的諧振頻率和非接觸信息媒體諧振電路的諧振頻率相同。
在另一方面，本發(fā)明提供一種用于提供非接觸信息媒體和信息讀/寫器之間的最佳通信的中繼設(shè)備以及一個(gè)采用該中繼設(shè)備的通信系統(tǒng)，其中可以消除由于信息讀/寫器的安裝尺寸限制而帶來的對(duì)通信的不良影響。該中繼設(shè)備由一個(gè)諧振電路形成，該諧振電路包括一個(gè)被電磁地耦合至信息讀/寫器的天線線圈的第一天線線圈，一個(gè)與第一天線線圈串聯(lián)并且被電磁地耦合至非接觸信息媒體的天線線圈的第二天線線圈，以及一個(gè)與第一天線線圈同時(shí)與第二天線線圈串連的調(diào)諧電容器。這些第一天線線圈、第二天線線圈和調(diào)諧電容器所形成的諧振電路的諧振頻率與讀/寫器諧振電路的諧振頻率和非接觸信息媒體諧振電路的諧振頻率相同。
在又一方面，本發(fā)明提供一種用于供由一個(gè)預(yù)定頻率的載波發(fā)揮中介作用的電磁耦合系統(tǒng)的無線通信使用的通信系統(tǒng)，其中該通信系統(tǒng)包括一個(gè)信息讀/寫器、一個(gè)非接觸信息媒體和一個(gè)中繼設(shè)備，該信息讀/寫器包括一個(gè)第一諧振電路，由一個(gè)第一天線線圈和一個(gè)與第一天線線圈串連的第一調(diào)諧電容器組成，其中該信息讀/寫器與一個(gè)電磁地耦合至第一天線線圈的電路實(shí)現(xiàn)通信，該第一諧振電路的諧振頻率用作載波頻率。該通信系統(tǒng)還包括一個(gè)非接觸信息媒體，該非接觸信息媒體包括一個(gè)第二諧振電路，由一個(gè)第二天線線圈和一個(gè)與第二天線線圈串連的第二調(diào)諧電容器組成，第二諧振電路的諧振頻率與第一諧振電路的諧振頻率相同，并且與一個(gè)電磁地耦合至第二天線線圈的電路實(shí)現(xiàn)無線通信；該中繼設(shè)備包括一個(gè)第三諧振電路，由一個(gè)電磁地耦合至信息寫器件中的第一天線線圈的第三天線線圈、一個(gè)與第三線圈串聯(lián)并且與非接觸信息媒體的天線線圈電磁地耦合的第四天線線圈及一個(gè)與第三和第四天線線圈串連的第三調(diào)諧電容器組成。該第三諧振電路的諧振頻率與第一諧振電路和第二諧振電路的諧振頻率相同。該中繼設(shè)備中繼該信息讀/寫器和非接觸信息媒體之間的無線通信。
在還有一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種供由一個(gè)預(yù)定頻率的載波發(fā)揮中介作用的電磁耦合系統(tǒng)的無線通信使用的通信系統(tǒng)，其中該通信系統(tǒng)包括一個(gè)信息讀/寫器、一個(gè)非接觸信息媒體和一個(gè)中繼設(shè)備，該信息讀/寫器包括一個(gè)第一諧振電路，由一個(gè)第一天線線圈和一個(gè)與第一天線線圈串連的第一調(diào)諧電容器組成，其中該信息讀/寫器與一個(gè)電磁地耦合至第一天線線圈的電路實(shí)現(xiàn)無線通信，該第一諧振電路的諧振頻率用作載波頻率。該通信系統(tǒng)還包括一個(gè)非接觸信息媒體，該非接觸信息媒體包括一個(gè)第二諧振電路，由一個(gè)第二天線線圈和一個(gè)與第二天線線圈串連的第二調(diào)諧電容器組成，第二諧振電路的諧振頻率與第一諧振電路的諧振頻率相同，并且與一個(gè)電磁地耦合至第二天線線圈的電路實(shí)現(xiàn)無線通信；該中繼設(shè)備包括一個(gè)第三諧振電路，由一個(gè)電磁地耦合至信息寫器件的第一天線線圈的第三天線線圈，一個(gè)與第三線圈串聯(lián)并且與非接觸信息媒體的天線線圈電磁地耦合的第四天線線圈及一個(gè)與第三和第四天線線圈串連的第三調(diào)諧電容器組成。該第三諧振電路的諧振頻率與第一諧振電路和第二諧振電路的諧振頻率相同。該中繼設(shè)備用于中繼該信息讀/寫器和非接觸信息媒體之間的無線通信。
本發(fā)明的中繼設(shè)備包括供通過信息讀/寫器與非接觸信息媒體之間的一個(gè)電磁耦合系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的無線通信使用的一個(gè)電磁地耦合至信息讀/寫器的天線線圈的第一天線線圈和一個(gè)電磁地耦合至非接觸信息媒體的天線線圈的第二天線線圈，并且即使當(dāng)該信息讀/寫器的天線線圈的形狀和尺寸與非接觸信息媒體的天線線圈差別較大時(shí)也能保證最佳無線通信。
通過簡(jiǎn)單的技術(shù)，即改變中繼設(shè)備的第一和第二天線線圈的尺寸/形狀從而使第一和第二天線線圈可以分別電磁地耦合至信息讀/寫器和非接觸信息媒體的天線線圈，就能夠使非接觸信息媒體與不同廣泛用途配置的讀/寫器之間的無線通信成為最佳。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)包括用于供通過信息讀/寫器與非接觸信息媒體之間的一個(gè)電磁耦合系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的無線通信使用的一個(gè)電磁地耦合至信息讀/寫器的第一天線線圈的第三天線線圈和一個(gè)電磁地耦合至非接觸信息媒體的第二天線線圈的第四天線線圈，并且即使當(dāng)該信息讀/寫器的天線線圈的形狀和尺寸與非接觸信息媒體的天線線圈差別較大時(shí)也能保證最佳無線通信。
此外，通過簡(jiǎn)單的技術(shù)，即改變通信系統(tǒng)的中繼設(shè)備的第三和第四天線線圈的尺寸/形狀從而使第三和第四天線線圈可以分別電磁地耦合至信息讀/寫器的第一天線線圈和非接觸信息媒體的第二天線線圈，就能夠使非接觸信息媒體與不同廣泛用途配置的讀/寫器之間的無線通信成為最佳。
當(dāng)用于安裝第一天線線圈的空間受到限制時(shí)，將第三天線線圈的形狀/尺寸加以改變以便在電氣上耦合至第一天線線圈就已足夠。當(dāng)所受限制是要將第一天線線圈安裝在一個(gè)金屬元件例如框架上時(shí)，第一天線線圈的尺寸或在框架上開的小孔可以盡可能地小，以便保證框架強(qiáng)度以及避免金屬元件的不良影響。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)的中繼設(shè)備完成電磁耦合系統(tǒng)與信息讀/寫器之間的無線通信而無需例如布線等的繁重過程，并且能夠通過將該中繼設(shè)備裝在一個(gè)可拆卸的蓋或可開閉的門上，來中繼與非接觸信息媒體的無線通信。


圖1闡述一個(gè)實(shí)施本發(fā)明最佳實(shí)施例的通信系統(tǒng)的配置。
圖2闡述一個(gè)通信系統(tǒng)的匹配調(diào)諧電路的配置。
圖3顯示通信系統(tǒng)的具體設(shè)置的一個(gè)例子。
圖4闡述一個(gè)通信系統(tǒng)的匹配調(diào)諧電路的配置。
圖5顯示流動(dòng)于通信系統(tǒng)的匹配調(diào)諧電路中的感應(yīng)電流I。
圖6顯示通信系統(tǒng)的具體設(shè)置的另一個(gè)例子。
圖7顯示被提供有并聯(lián)天線線圈的匹配調(diào)諧電路。
圖8闡述一個(gè)用于驗(yàn)證匹配調(diào)諧電路的效果而做的實(shí)驗(yàn)1。
圖9闡述實(shí)驗(yàn)1中的通信范圍XY。
圖10顯示實(shí)驗(yàn)1中對(duì)通信范圍Z的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖11顯示實(shí)驗(yàn)1中對(duì)通信范圍XY的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖12闡述一個(gè)用于驗(yàn)證匹配調(diào)諧電路的效果而做的實(shí)驗(yàn)2。
圖13闡述一個(gè)用于實(shí)驗(yàn)2的鐵板。
圖14顯示實(shí)驗(yàn)2中的通信范圍XY。
圖15顯示實(shí)驗(yàn)2中對(duì)通信范圍Z的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖16顯示實(shí)驗(yàn)2中對(duì)通信范圍Z的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖17A顯示非接觸IC卡的天線線圈的一個(gè)例子及圖17B顯示讀/寫器的天線線圈的一個(gè)例子。
圖18顯示通過非接觸IC卡的天線線圈的磁通量。
圖19顯示現(xiàn)有技術(shù)中所示通信系統(tǒng)的讀/寫器的具體設(shè)置例子。
圖20顯示當(dāng)讀/寫器的天線線圈被安裝在一個(gè)金屬架上時(shí)，通過非接觸IC卡的天線線圈的磁通量。
圖21顯示現(xiàn)有技術(shù)中將通信系統(tǒng)的讀/寫器的天線線圈作為一個(gè)中繼天線進(jìn)行安裝的一個(gè)例子。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照附圖，其中詳細(xì)地解釋本發(fā)明的一個(gè)中繼設(shè)備和通信系統(tǒng)的最佳實(shí)施例。
參照?qǐng)D1，其中解釋作為實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例的通信系統(tǒng)1。
圖1中所示通信系統(tǒng)1是一個(gè)由電磁耦合系統(tǒng)所作的RFID(射頻確認(rèn))，該系統(tǒng)被提供有一個(gè)讀/寫器10、一個(gè)非接觸IC卡20和一個(gè)匹配調(diào)諧電路30。
在此通信系統(tǒng)1中，作為一個(gè)非接觸信息媒體的非接觸IC卡20接收從讀/寫器10通過匹配調(diào)諧電路30發(fā)射的電波，從而通過電磁感應(yīng)而獲得功率，并且使用該電波、通過匹配調(diào)諧電路30與讀/寫器10進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
讀/寫器10具有一個(gè)并行諧振電路13，它包括一個(gè)作為電感器的天線線圈11和一個(gè)調(diào)諧電容器12的串聯(lián)連接。一個(gè)讀/寫器用IC 14與此并行諧振電路13并行地連接。當(dāng)在讀/寫器用IC 14的控制下一個(gè)交流電壓被加于并行諧振電路13上時(shí)，讀/寫器10被調(diào)諧至例如13.56MHz附近的頻率fc。
讀/寫器10使用電波與非接觸IC卡20進(jìn)行無線通信，該電波被調(diào)制在一個(gè)載波頻率上，其中fc用作載波頻率。雖然在以下的解釋中載波頻率是fc，但載波頻率不限于13.56MHz。
讀/寫器用IC 14被提供有一個(gè)接口電路(未示出)，以及連至一個(gè)在其上裝載了讀/寫器10的對(duì)等器件的CPU(中央處理單元)并由其進(jìn)行控制。
讀/寫器用IC 14對(duì)從讀/寫器件10發(fā)送數(shù)據(jù)至非接觸IC卡20以及接收從非接觸IC卡20發(fā)送的數(shù)據(jù)的操作進(jìn)行控制。
在數(shù)據(jù)發(fā)射中，讀/寫器用IC 14使用被發(fā)射的數(shù)據(jù)將載波頻率fc的載波進(jìn)行調(diào)制，以便生成發(fā)射信號(hào)?？梢栽跀?shù)據(jù)調(diào)制系統(tǒng)中使用例如ASK(幅移鍵控法)，PWM(脈寬調(diào)制法)或PSK(移相鍵控法)。
通過調(diào)制所生成的發(fā)射信號(hào)被送至天線線圈11以便生成一個(gè)磁場(chǎng)。在天線線圈11中生成的磁場(chǎng)發(fā)生變化以便與發(fā)射信號(hào)保持一致，從而當(dāng)磁通量變化時(shí)，將由載波所攜帶的數(shù)據(jù)與載波頻率fc一起發(fā)射至匹配調(diào)諧電路30中與天線線圈11電磁地耦合的天線線圈31。
在接收數(shù)據(jù)時(shí)，讀/寫器用IC 14把從非接觸IC卡20通過匹配調(diào)諧電路30發(fā)射的、作為天線線圈11的磁通量的變化而被接收的數(shù)據(jù)加以解調(diào)。在天線線圈11從非接觸IC卡20接收數(shù)據(jù)時(shí)，作為與天線線圈11電磁地耦合的匹配調(diào)諧電路30中天線線圈31的磁通量變化的結(jié)果，在天線線圈11中生成感應(yīng)電流。
當(dāng)在天線線圈11中生成的感應(yīng)電流隨著磁通量變化時(shí)，由載波頻率為fc的載波所攜帶的數(shù)據(jù)作為感應(yīng)電流的變化而被傳輸至天線線圈11。
讀/寫器用IC 14將磁感應(yīng)電流解調(diào)以便獲取從非接觸IC卡20發(fā)射的數(shù)據(jù)。
非接觸IC卡20包括一個(gè)并行諧振電路23，它是一個(gè)作為電感器的天線線圈21和一個(gè)調(diào)諧電容器22的串聯(lián)連接。一個(gè)卡24所用IC與此并行諧振電路23并行地連接。
天線線圈21接收從讀/寫器10通過匹配調(diào)諧電路30發(fā)射的作為磁通量變化的電波。在并行諧振電路23中，產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，它的作用方向是阻止由天線線圈11所接收的電波的磁通量發(fā)生變化。通過此感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，并行諧振電路23被調(diào)諧于頻率fc＝13.56MHz附近。
與并行諧振電路23并行連接的卡24所用IC將此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用作運(yùn)行功率。被提供有運(yùn)行功率的卡24所用IC對(duì)接收從讀/寫器10發(fā)送的數(shù)據(jù)和發(fā)射數(shù)據(jù)至讀/寫器10的操作進(jìn)行控制。
在接收數(shù)據(jù)中，卡24所用IC將從讀/寫器10通過匹配調(diào)諧電路30發(fā)射的并且作為天線線圈21中磁通量的變化而接收的電波進(jìn)行解調(diào)。
在數(shù)據(jù)發(fā)射中，卡24所用IC使用被發(fā)射的數(shù)據(jù)將載波頻率fc的載波進(jìn)行調(diào)制，以便生成發(fā)射信號(hào)。卡24所用IC響應(yīng)于準(zhǔn)備發(fā)射的數(shù)據(jù)而改變天線線圈21的負(fù)載，從而利用負(fù)載調(diào)制而將載波調(diào)制。
調(diào)制所生成的發(fā)射信號(hào)被送至天線線圈21以便生成一個(gè)磁場(chǎng)。當(dāng)在天線線圈21中生成的磁場(chǎng)隨著發(fā)射信號(hào)變化時(shí)，由載波頻率fc的載波攜帶的數(shù)據(jù)被作為磁通量的變化而被發(fā)射至與天線線圈21電磁地耦合的匹配調(diào)諧電路30中的天線線圈32。
匹配調(diào)諧電路30包括一個(gè)并行諧振電路34，它包括一個(gè)作為第一電感器的天線線圈31、一個(gè)作為第二電感器的天線線圈32和一個(gè)調(diào)諧電容器33的串聯(lián)連接。
具體地，匹配調(diào)諧電路30由安排在一片基片35上的天線線圈31、32組成，從而與調(diào)諧電容器33串聯(lián)起來。
天線線圈31以一種非接觸方式與天線線圈11進(jìn)行電磁耦合，從而形成在讀/寫器10中的并行諧振電路13，并且確定形狀以供與讀/寫器10通信。
只要天線線圈31可以與讀/寫器10通信，它可以是任何合適的形狀。例如，天線線圈31可以是橢圓或方形，更不論圖1中所示圓形。
只要天線線圈31能夠與讀/寫器10通信，它不必具有和天線線圈11相同的形狀。然而，如果天線線圈31的形狀和尺寸能夠與天線線圈11大致相同，則電磁耦合將會(huì)更強(qiáng)，因而得到穩(wěn)定的和十分有效的數(shù)據(jù)通信。
另一方面，天線線圈32以一種非接觸方式與非接觸IC卡20上的天線線圈21進(jìn)行電磁耦合，從而形成并行諧振電路23，以便與非接觸IC卡20通信。
只要天線線圈32可以與讀/寫器10通信，它可以是任何合適的形狀。例如，天線線圈可以是橢圓或圓形，更不論圖1中所示方形。
希望天線線圈32的尺寸大于非接觸IC卡20所具有的天線線圈21的尺寸，這樣一來，即使天線線圈21的中心偏離天線線圈32的中心，也能有足夠的磁通量通過天線線圈21。
例如，如果非接觸信息媒體是一個(gè)用作鐵路或公共汽車上通勤票的非接觸IC卡，用于數(shù)據(jù)通信時(shí)，該非接觸IC卡不可能總是放在一個(gè)相對(duì)于匹配調(diào)諧電路30的天線線圈32的固定不變的位置。因此在這類情況下，天線線圈32的尺寸做的大于非接觸IC卡的天線線圈，從而保證更可靠的數(shù)據(jù)通信。
例如，如果非接觸信息媒體是一個(gè)附于打印機(jī)顏色架上的非接觸IC牌，作為可消費(fèi)商品，并且與安裝在打印機(jī)盒子中的一個(gè)預(yù)設(shè)內(nèi)架上的讀/寫器10進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以便管理剩余色粉的質(zhì)量，該非接觸IC牌可以被放于一個(gè)相對(duì)于匹配調(diào)諧電路30的天線線圈32的固定位置，以便用于數(shù)據(jù)通信。因此，在這種情況下，當(dāng)天線線圈32的尺寸大致等同于非接觸IC牌的天線線圈尺寸時(shí)，能夠得到更有效的數(shù)據(jù)通信。
如果天線線圈32略小于天線線圈21的尺寸，則可以通過調(diào)整讀/寫器10的輸出而進(jìn)行通信。
如以上所討論的，只要天線線圈32能夠與非接觸IC牌20通信，天線線圈32不必具有和天線線圈21相同的尺寸和形狀。然而，如果天線線圈32的形狀和尺寸能夠與天線線圈21相同，則電磁耦合將會(huì)更強(qiáng)，因而得到更有效更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信。
也即，為實(shí)現(xiàn)有效穩(wěn)定的無線通信，匹配調(diào)諧電路30的天線線圈31、32的尺寸以及形狀或多或少地分別受到讀/寫器10的天線線圈11的形狀及非接觸IC牌20的天線線圈21的形狀的限制。
對(duì)于被示為用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的通信系統(tǒng)1，非接觸IC卡20用作非接觸信息媒體。因此在以下的解釋中，假設(shè)天線線圈32的形狀和尺寸與非接觸IC卡20的天線線圈21大致相同，同時(shí)天線線圈31的形狀和尺寸與讀/寫器10的天線線圈11大致相同。
由于天線線圈31、32彼此串聯(lián)，這些線圈按照相同方向繞制，天線線圈31、32可被認(rèn)為是一個(gè)具有組合電感L＝L1+L2的電感器，其中L1是天線線圈31的電感和L2是天線線圈32的電感。因此，并行諧振電路34可被認(rèn)為是由一個(gè)具有組合電感L的電感器和一個(gè)調(diào)諧電容器33的串聯(lián)連接組成的諧振電路。
參照?qǐng)D3，其中顯示讀/寫器10和匹配調(diào)諧電路30的具體設(shè)置例子，以及解釋根據(jù)匹配調(diào)諧電路30的運(yùn)行原理。
假設(shè)被提供于基片15上的讀/寫器10被安裝在一個(gè)金屬盒(chassis)50的背面，該金屬框架用作一個(gè)在其上安裝讀/寫器10的設(shè)備的盒子。以此方式在其上安裝讀/寫器10的金屬框架50具有一個(gè)小孔50A，其位置對(duì)準(zhǔn)讀/寫器10的天線線圈11的安裝位置。
小孔50A的開口區(qū)域被選擇為不損害金屬框架50的強(qiáng)度并且不會(huì)存在例如金屬框架50內(nèi)的電子電路所產(chǎn)生的電磁干擾的泄漏危險(xiǎn)。如此選擇讀/寫器10的天線線圈11的形狀和尺寸，以使天線線圈能夠被容納在此小孔50A內(nèi)。
由于匹配調(diào)諧電路30的天線線圈31的形狀被確定為使天線線圈31以非接觸方式與天線線圈11進(jìn)行電磁耦合，以及使天線線圈31能夠與讀/寫器10進(jìn)行通信，所以，如果一旦已經(jīng)確定天線線圈11的形狀，則天線線圈31的形狀或多或少地就確定了。
另一方面，匹配調(diào)諧電路30被安裝為面向裝在金屬框架50上的讀/寫器10，而金屬框架位于其間。此時(shí)安裝匹配調(diào)諧電路30以使天線線圈31覆蓋在金屬框架50上形成的小孔50A。以此方式，讀/寫器10的天線線圈11與匹配調(diào)諧電路30的天線線圈31可以用一種非接觸方式彼此電磁地耦合。
由于安裝在金屬框架50上的讀/寫器10能夠通過兩個(gè)用非接觸方式彼此電磁地耦合的天線線圈11、31與匹配調(diào)諧電路30進(jìn)行無線通信，在讀/寫器10與匹配調(diào)諧電路30之間不需任何物理連接，因此可以使用簡(jiǎn)單技術(shù)例如雙面膠帶直接將基片30粘至金屬框架50上，從而使匹配調(diào)諧電路30安裝定位。
安裝在金屬框架50上的匹配調(diào)諧電路30如下地通過從讀/寫器10發(fā)射的電波進(jìn)行操作。
匹配調(diào)諧電路30的并行諧振電路34的天線線圈31中穿過由讀/寫器10的天線線圈11產(chǎn)生的磁場(chǎng)所生成的磁通量A，該磁通量用于將天線線圈11和31彼此電磁地耦合。
穿過天線線圈31的磁通量A在并行諧振電路34中生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，以使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流I流過整個(gè)電路。并行諧振電路34由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在頻率fc＝13.56MHz附近進(jìn)行調(diào)諧。
當(dāng)感應(yīng)電流I流過天線線圈32時(shí)，在線圈32中生成一個(gè)磁場(chǎng)。
此時(shí)，非接觸IC卡20可以移動(dòng)至匹配調(diào)諧電路30附近。因此，如圖4中所示，天線線圈32所生成的磁場(chǎng)所生成的磁通量B穿過天線線圈21內(nèi)部。這將天線線圈32、31彼此電磁地耦合起來。
當(dāng)磁通量B以此方式穿過非接觸IC卡20的天線線圈21時(shí)，非接觸IC卡20被激勵(lì)，以使讀/寫器10和非接觸IC卡20現(xiàn)在能夠通過匹配調(diào)諧電路30彼此進(jìn)行無線通信。
參照?qǐng)D6的剖面圖，其中解釋讀/寫器10和匹配調(diào)諧電路30的另一個(gè)設(shè)置例子。
參照?qǐng)D6，讀/寫器10被安裝于一個(gè)作為器件盒子并且適用于安裝讀/寫器10的金屬框架51的背面上，以使天線線圈11對(duì)準(zhǔn)金屬框架51的小孔51A。
在其上裝有讀/寫器10的金屬框架51的前側(cè)面上，提供了一個(gè)金屬元件52例如螺絲，以至匹配調(diào)諧電路30無法直接安裝在它上面，如圖6中所示。
因此，通過將匹配調(diào)諧電路30的基片35粘在一個(gè)覆蓋金屬框架51的小孔51A的樹脂蓋53的背側(cè)面上，從而將匹配調(diào)諧電路30安裝定位。
匹配調(diào)諧電路30被粘在樹脂蓋53的背側(cè)面上，從而當(dāng)樹脂蓋53被安裝在金屬框架51上時(shí)，匹配調(diào)諧電路30的天線線圈31對(duì)準(zhǔn)讀/寫器10的天線線圈11。
在其上粘結(jié)匹配調(diào)諧電路30的蓋53用非磁性樹脂做成，以便不損失在匹配調(diào)諧電路30的天線線圈32中生成的磁場(chǎng)的磁通量。匹配調(diào)諧電路30的基片35非常薄，并且例如是一片可彎曲的基片，以便不影響在天線線圈32中生成的磁場(chǎng)。
也可以提供一塊屏蔽板54，用于防止設(shè)計(jì)為攜帶讀/寫器10的器件中所生成的電磁干擾。屏蔽板54只需安裝來覆蓋天線線圈11。此時(shí)，應(yīng)加小心以使屏蔽板54遠(yuǎn)離讀/寫器10以便防止天線線圈11的功能被破壞。
安裝于樹脂蓋53上的匹配調(diào)諧電路30也可用一種未示出的方式安裝于一個(gè)例如裝在一個(gè)載有讀/寫器10的器件盒子上的旋轉(zhuǎn)門的內(nèi)側(cè)，以節(jié)省空間。
因此，為使匹配調(diào)諧電路30能與讀/寫器10通信，不必為匹配調(diào)諧電路30提供布線，以及匹配調(diào)諧電路30可與讀/寫器10分離并且自由地安裝于電磁耦合球體內(nèi)的任何地點(diǎn)。其結(jié)果能得到具有非常高的安裝自由度的通信系統(tǒng)1。
在以上所描述的通信系統(tǒng)1的匹配調(diào)諧電路30中，天線線圈31、32彼此串聯(lián)。在通信系統(tǒng)1中，如圖7中所示，可以用一個(gè)其中所包括的并行諧振電路41由天線線圈31、32和調(diào)諧電容器33的并行連接所組成的匹配調(diào)諧電路40來替代匹配調(diào)諧電路30。沒有詳細(xì)地解釋使用匹配調(diào)諧電路40的情況，因?yàn)樵谑褂闷ヅ湔{(diào)諧電路40替代匹配調(diào)諧電路30的情況下，通信系統(tǒng)1給出完全相同的效果。
與此同時(shí)，調(diào)諧電容器33與天線線圈31、32兩者串聯(lián)，如圖7中所示。
通過一個(gè)實(shí)施例顯示一個(gè)用于測(cè)量匹配調(diào)諧電路30的效果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
在實(shí)驗(yàn)中，在讀/寫器10與非接觸IC卡20之間的無線通信中，將使用匹配調(diào)諧電路30時(shí)用于允許通信的區(qū)域和不使用匹配調(diào)諧電路30時(shí)用于允許通信的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量和彼此進(jìn)行比較。
如圖3和6中所示，相同的實(shí)驗(yàn)中，一塊具有與讀/寫器10的天線線圈11形狀相同的小孔的鐵板被放在讀/寫器10和非接觸IC卡20之間，以便驗(yàn)證在假設(shè)的匹配調(diào)諧電路30的實(shí)際使用條件下匹配調(diào)諧電路30的效果。
(實(shí)驗(yàn)1)在實(shí)驗(yàn)1中，在兩種情況下測(cè)量允許通信的區(qū)域，一種情況是讀/寫器10和非接觸IC卡20被安排在一個(gè)沒有阻礙物的自由空間內(nèi)，及讀/寫器10在此狀態(tài)下被激勵(lì)；另一種情況是在讀/寫器10和非接觸IC卡20之間放入一個(gè)匹配調(diào)諧電路30，及讀/寫器10在此狀態(tài)下被激勵(lì)，如圖8中所示。
讀/寫器10的天線線圈11的形狀是圓形的，其直徑為25mm的數(shù)量級(jí)。匹配調(diào)諧電路30的天線線圈31也是近似的相同形狀。所用非接觸IC卡20的尺寸如ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)所建議的，是長(zhǎng)度54mm，寬度85.6mm和厚度0.76mm。包含在非接觸IC卡20內(nèi)的天線線圈21被繞制成近似于非接觸IC卡20的尺寸。匹配調(diào)諧電路30的天線線圈32的形狀與天線線圈21的形狀大致相同。
現(xiàn)在解釋將要測(cè)量的允許通信的區(qū)域。將要測(cè)量的允許通信的區(qū)域被定義為用于通信的距離Z，代表當(dāng)非接觸IC卡20相對(duì)于讀/寫器10作垂直移動(dòng)時(shí)允許通信的距離，被定義為用于通信的距離XY，代表當(dāng)非接觸IC卡20相對(duì)于讀/寫器10作水平移動(dòng)時(shí)允許通信的距離，具體地，在用于通信的距離Z內(nèi)，當(dāng)水平放置的讀/寫器10的天線線圈11的中心面向非接觸IC卡20的主平面中心時(shí)，以及當(dāng)被保持平行于天線線圈11的非接觸IC卡20在垂直方向內(nèi)移動(dòng)時(shí)，仍然能夠進(jìn)行通信。
在用于通信的距離XY內(nèi)，當(dāng)水平放置并相對(duì)于讀/寫器10的天線線圈11具有一個(gè)預(yù)定距離的非接觸IC卡20可選地沿著圖9中所示的X-Y座標(biāo)內(nèi)的X軸方向和沿著Y軸方向移動(dòng)時(shí)，仍然能夠通信?？梢酝ㄟ^測(cè)量非接觸IC卡20的中心點(diǎn)的軌跡而找到用于通信的距離。
如此測(cè)量時(shí)用于通信的距離Z和用于通信的距離XY可用作匹配調(diào)諧電路30的效果的指標(biāo)。
首先，圖10顯示不用匹配調(diào)諧電路30時(shí)用于通信的距離Z的測(cè)量結(jié)果以及匹配調(diào)諧電路30放在適當(dāng)位置中時(shí)用于通信的距離Z的測(cè)量結(jié)果。與此同時(shí)，由于匹配調(diào)諧電路30被安裝在與非接觸IC卡10的天線線圈11相距10mm處，匹配調(diào)諧電路30放在適當(dāng)位置中時(shí)用于通信的距離的測(cè)量結(jié)果是從放入的匹配調(diào)諧電路30的位置進(jìn)行測(cè)量的。
不用匹配調(diào)諧電路30時(shí)用于通信的距離Z是10至25mm，如圖10中所示。具有匹配調(diào)諧電路30放在適當(dāng)位置中的同一距離Z是20至75mm。因此，可以看出，通過將匹配調(diào)諧電路30放置于讀/寫器10與非接觸IC卡20之間，用于通信的距離Z大致翻為三倍。
如果當(dāng)匹配調(diào)諧電路30放在適當(dāng)位置中時(shí)，非接觸IC卡20位于離天線線圈11為10至20mm處，通信就不可能，因?yàn)榉墙佑|IC卡20與匹配調(diào)諧電路30彼此干擾而在運(yùn)行中不穩(wěn)定。通過將非接觸IC卡20的諧振頻率與匹配調(diào)諧電路30嚴(yán)格地進(jìn)行匹配，或者通過將兩個(gè)諧振頻率彼此明顯地分開，可以克服這種不方便。
圖11顯示不用匹配調(diào)諧電路30時(shí)用于通信的距離XY的測(cè)量結(jié)果以及匹配調(diào)諧電路30放在適當(dāng)位置中時(shí)用于通信的距離XY的測(cè)量結(jié)果。
當(dāng)不用匹配調(diào)諧電路30時(shí)，用于通信的距離XY是在垂直方向內(nèi)離開讀/寫器10的天線線圈11的中心10mm處測(cè)量的。當(dāng)使用匹配調(diào)諧電路30時(shí)，用于通信的距離XY是在垂直方向內(nèi)離開匹配調(diào)諧電路30的天線線圈32的中心10mm處測(cè)量的。
與此同時(shí)，如以上所述，放入匹配調(diào)諧電路30的位置是離開讀/寫器10的距離為10mm的位置。
不用匹配調(diào)諧電路30時(shí)用于通信的距離XY是-30≤X(mm)≤30和-15≤Y(mm)≤15，如圖11中所示。也即，用于通信的距離XY被定義為在一個(gè)橢圓內(nèi)，其長(zhǎng)軸為60mm和短軸為30mm，如虛線所示。
當(dāng)匹配調(diào)諧電路30放在適當(dāng)位置中時(shí)，用于通信的距離XY是-50≤X(mm)≤50和-40≤Y(mm)≤40，如圖11中所示。也即，在圖11中，用于通信的距離XY被定義為在一個(gè)橢圓內(nèi)，其長(zhǎng)軸為100mm和短軸為80mm，如實(shí)線所示。
因此，可以看出，通過將匹配調(diào)諧電路30放置于讀/寫器10與非接觸IC卡20之間，用于通信的距離XY翻為四倍。
(實(shí)驗(yàn)2)在實(shí)驗(yàn)2中，讀/寫器10被粘至一塊鐵板60上，粘至讀/寫器10的鐵板被放置作為讀/寫器10與非接觸IC卡20之間的接近實(shí)際使用情況的阻礙物，如圖12中所示。在不用匹配調(diào)諧電路30的情況下和在使用匹配調(diào)諧電路30的情況下測(cè)量用于通信的距離Z和用于通信的距離XY。
在鐵板60中鉆了一個(gè)其尺寸與讀/寫器10的天線線圈11大致相同的小孔60A。當(dāng)讀/寫器10粘至鐵板60上時(shí)，必須注意使小孔60A與天線線圈11對(duì)準(zhǔn)。
在實(shí)驗(yàn)2中，所用讀/寫器10、非接觸IC卡20和匹配調(diào)諧電路30與實(shí)驗(yàn)1中所用完全相同。在使用匹配調(diào)諧電路30時(shí)，在鐵板60與匹配調(diào)諧電路30之間放入一個(gè)間隔器61，以及讀/寫器10的天線線圈11與匹配調(diào)諧電路30之間的間隔被設(shè)為5mm，如圖12中所示。
下面顯示圖12中所示用于通信的距離Z和圖14中所示用于通信的距離XY。首先，圖15顯示不用匹配調(diào)諧電路30時(shí)用于通信的距離Z的測(cè)量結(jié)果以及將匹配調(diào)諧電路30放在適當(dāng)位置中時(shí)用于通信的距離Z的測(cè)量結(jié)果。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)2中匹配調(diào)諧電路30被放于離讀/寫器10的天線線圈11距離5mm處，用于通信的距離Z是從匹配調(diào)諧電路30的位置處開始進(jìn)行測(cè)量的。
當(dāng)不用匹配調(diào)諧電路30時(shí)，存在無法通信的狀態(tài)，其中在鐵板60的影響下無法通信，如圖15中所示。當(dāng)匹配調(diào)諧電路30放在適當(dāng)位置中時(shí)，用于通信的距離Z是5至35mm。
因此，通過在讀/寫器10與非接觸IC卡20之間引入匹配調(diào)諧電路30，由讀/寫器10和非接觸IC卡20進(jìn)行的無線通信能夠從無法通信狀態(tài)改善為實(shí)際上滿意狀態(tài)。
圖16顯示不用匹配調(diào)諧電路30時(shí)用于通信的距離XY的測(cè)量結(jié)果以及匹配調(diào)諧電路30放在適當(dāng)位置中時(shí)用于通信的距離XY的測(cè)量結(jié)果。
當(dāng)不用匹配調(diào)諧電路30時(shí)，用于通信的距離XY是在垂直方向內(nèi)離開讀/寫器10的天線線圈11的中心5mm處測(cè)量的，當(dāng)匹配調(diào)諧電路30放在適當(dāng)位置中時(shí)，用于通信的距離XY是在離開匹配調(diào)諧電路30的天線線圈32的中心5mm處測(cè)量的。
注意到，如前所述，匹配調(diào)諧電路30被引入至離開讀/寫器10的天線線圈11距離為5mm處。
不用匹配調(diào)諧電路30時(shí)無法通信，如圖16中所示。用于通信的距離XY是-35≤X(mm)≤35和-20≤Y(mm)≤20。也即，如圖16中所示，用于通信的距離XY被定義為在一個(gè)橢圓內(nèi)，其長(zhǎng)軸為70mm和短軸為40mm，如圖16中實(shí)線所示。
因此，可以看出，通過將匹配調(diào)諧電路30放置于讀/寫器10與非接觸IC卡20之間，由讀/寫器10和非接觸IC卡20進(jìn)行的無線通信能夠從無法通信狀態(tài)改善為實(shí)際上滿意的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種中繼設(shè)備，用于中繼由一個(gè)預(yù)定頻率的載波發(fā)揮中介作用的電磁耦合系統(tǒng)的信息讀/寫器與非接觸信息媒體之間的無線通信，所述中繼設(shè)備包括一個(gè)被電磁地耦合至所述信息讀/寫器的天線線圈的第一天線線圈；一個(gè)與所述第一天線線圈串聯(lián)并且與所述非接觸信息媒體的天線線圈電磁地耦合的第二天線線圈；及一個(gè)與所述第一天線線圈以及所述第二天線線圈串連的調(diào)諧電容器；所述第一天線線圈、所述第二天線線圈和所述調(diào)諧電容器形成一個(gè)諧振電路，其諧振頻率與所述讀/寫器的諧振電路的諧振頻率和所述非接觸信息媒體的諧振電路的諧振頻率相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的中繼設(shè)備，其中所述第一天線線圈的尺寸和形狀與所述讀/寫器的天線線圈基本相同，及其中所述第二天線線圈的尺寸和形狀與所述非接觸信息媒體的天線線圈基本相同。
3.一種中繼設(shè)備，用于中繼由一個(gè)預(yù)定頻率的載波發(fā)揮中介作用的電磁耦合系統(tǒng)的信息讀/寫器與非接觸信息媒體之間的無線通信，所述中繼設(shè)備包括一個(gè)被電磁地耦合至所述信息讀/寫器的天線線圈的第一天線線圈；一個(gè)與所述第一天線線圈并聯(lián)并且被電磁地耦合至所述非接觸信息媒體的天線線圈的第二天線線圈；及一個(gè)與所述第一天線線圈以及與所述第一天線線圈并聯(lián)的所述第二天線線圈串連的調(diào)諧電容器；所述第一天線線圈、第二天線線圈和調(diào)諧電容器所形成的諧振電路的諧振頻率與所述讀/寫器的諧振電路的諧振頻率和所述非接觸信息媒體的諧振電路的諧振頻率相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的中繼設(shè)備，其中所述第一天線線圈的尺寸和形狀與所述讀/寫器的天線線圈基本相同，及其中所述第二天線線圈的尺寸和形狀與所述非接觸信息媒體的天線線圈基本相同。
5.一種用于供由一個(gè)預(yù)定頻率的載波發(fā)揮中介作用的電磁耦合系統(tǒng)的無線通信使用的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)包括一個(gè)信息讀/寫器，它包括一個(gè)第一諧振電路，該第一諧振電路由一個(gè)第一天線線圈和一個(gè)與所述第一天線線圈串連的第一調(diào)諧電容器組成，所述信息讀/寫器與一個(gè)電磁地耦合至所述第一天線線圈的電路實(shí)現(xiàn)無線通信，所述第一諧振電路的諧振頻率用作所述載波的所述頻率；一個(gè)非接觸信息媒體，它包括一個(gè)第二諧振電路，該第二諧振電路由一個(gè)第二天線線圈和一個(gè)與所述第二天線線圈串連的第二調(diào)諧電容器組成，所述第二諧振電路的諧振頻率與所述第一諧振電路的諧振頻率相同，所述第二諧振電路與一個(gè)電磁地耦合至所述第二天線線圈的電路實(shí)現(xiàn)無線通信；及一個(gè)中繼設(shè)備，它包括一個(gè)第三諧振電路，該第三諧振電路由一個(gè)電磁地耦合至所述信息寫器件中的所述第一天線線圈的第三天線線圈、一個(gè)與所述第三線圈串聯(lián)并且與所述非接觸信息媒體的天線線圈電磁地耦合的第四天線線圈及一個(gè)與所述第三和所述第四天線線圈串連的第三調(diào)諧電容器組成，所述第三諧振電路的諧振頻率與所述第一諧振電路以及所述第二諧振電路的諧振頻率相同，所述中繼設(shè)備中繼所述信息讀/寫器和所述非接觸信息媒體之間的無線通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的通信系統(tǒng)，其中所述中繼設(shè)備的所述第三天線線圈的尺寸和形狀與所述讀/寫器的所述第一天線線圈基本相同，及其中所述中繼設(shè)備的所述第二天線線圈的尺寸和形狀與所述非接觸信息媒體的所述第二天線線圈基本相同。
7.一種供由一個(gè)預(yù)定頻率的載波發(fā)揮中介作用的電磁耦合系統(tǒng)的無線通信使用的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)包括一個(gè)信息讀/寫器，它包括一個(gè)第一諧振電路，該第一諧振電路由一個(gè)第一天線線圈和一個(gè)與所述第一天線線圈串連的第一調(diào)諧電容器組成，所述信息讀/寫器與一個(gè)電磁地耦合至所述第一天線線圈的電路實(shí)現(xiàn)通信，所述第一諧振電路的諧振頻率用作所述載波所述頻率；一個(gè)非接觸信息媒體，它包括一個(gè)第二諧振電路，該第二諧振電路由一個(gè)第二天線線圈和一個(gè)與所述第二天線線圈串連的第二調(diào)諧電容器組成，所述第二諧振電路的諧振頻率與所述第一諧振電路的諧振頻率相同，并且與一個(gè)電磁地耦合至所述第二天線線圈的電路實(shí)現(xiàn)無線通信；及一個(gè)中繼設(shè)備，它包括一個(gè)第三諧振電路，該第三諧振電路由一個(gè)電磁地耦合至所述信息寫器件的所述第一天線線圈的第三天線線圈，一個(gè)與所述第三線圈串聯(lián)并且與所述非接觸信息媒體的天線線圈電磁地耦合的第四天線線圈及一個(gè)與所述第三和第四天線線圈中的每一個(gè)串連的第三調(diào)諧電容器組成，所述第三諧振電路的諧振頻率與所述第一諧振電路和所述第二諧振電路的諧振頻率相同，所述中繼設(shè)備用于中繼所述信息讀/寫器和所述非接觸信息媒體之間的無線通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的通信系統(tǒng)，其中所述中繼設(shè)備的所述第三天線線圈的尺寸和形狀與所述讀/寫器的所述第一天線線圈基本相同，及其中所述中繼設(shè)備的所述第四天線線圈的尺寸和形狀與所述非接觸信息媒體的所述第二天線線圈基本相同。
全文摘要
一種用于提供非接觸信息媒體和信息讀/寫器之間的最佳通信的中繼設(shè)備和通信系統(tǒng)，其中能夠消除由于信息讀/寫器的安裝位置的限制所帶來的對(duì)通信的不良影響。該中繼設(shè)備包括一個(gè)諧振電路(34)，它包括一個(gè)電磁地耦合至信息讀/寫器(10)的天線線圈(11)的第一天線線圈(31)、一個(gè)與第一天線線圈(31)串聯(lián)并且與所述非接觸信息媒體(20)的天線線圈(21)電磁地耦合的第二天線線圈(32)及一個(gè)與第一天線線圈(31)同時(shí)與第二天線線圈(32)串連的調(diào)諧電容器(33)。第一天線線圈(31)、第二天線線圈(32)和調(diào)諧電容器(33)形成一個(gè)諧振電路(34)，其諧振頻率與信息讀/寫器(10)的諧振電路(13)的諧振頻率和非接觸信息媒體(20)的諧振電路(23)的諧振頻率相同。
文檔編號(hào)G06K7/00GK1604117SQ20041008326
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月1日
發(fā)明者菊地章浩, 澤田淳一, 石垣正人 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社