專利名稱：傳送/接收天線和使用傳送/接收天線的傳送/接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于向諸如附在物品、書籍等上的IC標(biāo)簽、用于身份認(rèn)證的非接觸IC卡等的無(wú)線電通信介質(zhì)傳送電力和傳送數(shù)據(jù)、并且從所述無(wú)線電通信介質(zhì)接收接收數(shù)據(jù)的傳送/接收天線，以及使用該傳送/接收天線的傳送/接收裝置。
背景技術(shù)：
一般地，稱為“非接觸IC卡系統(tǒng)”的系統(tǒng)使用例如13. 56MHz的頻帶。這種系統(tǒng)正向在物流(physical distribution)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、商品控制系統(tǒng)、書籍管理系統(tǒng)、身份認(rèn)證系統(tǒng)等中的實(shí)際使用而發(fā)展。具體地，從傳送/接收裝置的傳送/接收天線將電力和傳送數(shù)據(jù)提供給無(wú)線電通信介質(zhì)，如附在物品、書籍等上的IC標(biāo)簽、用于身份認(rèn)證的非接觸IC卡等。而且，經(jīng)由傳送/接收天線接收從無(wú)線電通信介質(zhì)傳送的接收數(shù)據(jù)，并且所述接收數(shù)據(jù)被傳送/接收裝置處理。而且，無(wú)線電通信介質(zhì)的使用當(dāng)前正在安全系統(tǒng)、電子貨幣、身份認(rèn)證等領(lǐng)域中發(fā)展。一個(gè)傳送/接收裝置應(yīng)該能夠處理混合使用其通信方法各不相同的多種類型的通信系統(tǒng)的情形的需求正在上升。因此，為了滿足這種需求，即，為了使一個(gè)傳送/接收裝置能夠處理混合使用其通信方法各不相同的多種類型的通信系統(tǒng)的情形，已經(jīng)提出了這樣的建議應(yīng)通過(guò)順序地切換多個(gè)電阻器(電阻值)而實(shí)現(xiàn)頻率特性的更寬頻帶，所述電阻器被插入在傳送/接收天線的傳送/接收信道中(例如，見(jiàn)專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 JP-A-2007-199871如上所述，在專利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的技術(shù)中，連接到傳送/接收天線的多個(gè)電阻器 (電阻值)被順序地切換，來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率特性的更寬頻帶。在此情況下，因?yàn)樗鲭娮杵魇冀K被插入在傳送/接收天線的傳送/接收信道中，所以，存在由于電阻器所產(chǎn)生的損耗而引起功耗增加的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型的目的在于獲得頻率特性的更寬頻帶，以及降低功耗。為了達(dá)到此目的，本實(shí)用新型的傳送/接收天線包括介電板；驅(qū)動(dòng)環(huán)天線，其被提供給所述介電板；傳送處理部分連接端子，連接到所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線；傳送/接收環(huán)天線， 以非接觸狀態(tài)安排在所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線的附近；諧振電容器，連接到所述傳送/接收環(huán)天線的兩端；以及接收處理部分連接端子，連接到所述傳送/接收環(huán)天線；其中，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的環(huán)，并且所述傳送/接收環(huán)天線被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的環(huán)。結(jié)果，可以達(dá)到以上所期望的目的。此外，本實(shí)用新型的傳送/接收裝置，包括介電板；驅(qū)動(dòng)環(huán)天線，其被提供給所述介電板；傳送/接收環(huán)天線，其被安排為以非接觸狀態(tài)與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線緊鄰；諧振電容器，其連接到所述傳送/接收環(huán)天線的兩端；傳送處理部分，其連接到傳送/接收天線的傳送處理部分連接端子；接收處理部分，其連接到所述傳送/接收天線的接收處理部分連接端子；以及控制部分，其連接到所述接收處理部分和所述傳送處理部分；其中，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的環(huán)，所述傳送/接收環(huán)天線被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的環(huán)。結(jié)果，可以達(dá)到以上所期望的目的。 本實(shí)用新型的另一目的在于使從傳送處理部分連接端子提供的傳送信號(hào)難以引起與接收處理部分連接端子側(cè)上的信號(hào)的串?dāng)_，從而提高通信的可靠性。

圖1是示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例1的非接觸IC卡系統(tǒng)的框圖。圖2是示出該系統(tǒng)的傳送/接收天線的透視圖。圖3是傳送/接收天線的主要部分的透視圖。圖4是傳送/接收天線的主要部分的平面圖。圖5是傳送/接收天線的主要部分的剖面圖(沿著圖4中的A-A線取得的剖面圖)。圖6是傳送/接收天線的等效電路圖，其通過(guò)使用變壓器電路表示。圖7是傳送/接收天線的等效電路圖，其通過(guò)使用線圈表示。圖8是傳送/接收天線的初級(jí)電流Il關(guān)于耦合系數(shù)K的頻率特性圖。圖9是傳送/接收天線的次級(jí)電流12關(guān)于耦合系數(shù)K的頻率特性圖。圖10是傳送/接收天線的傳送輸出與接收靈敏度關(guān)于耦合系數(shù)K的頻率特性圖。圖11是傳送/接收天線的傳送輸出與接收靈敏度關(guān)于耦合系統(tǒng)K的頻率特性圖。圖12是耦合系數(shù)K與通信的總評(píng)估的圖。圖13是示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例2的非接觸IC卡系統(tǒng)的傳送/接收天線的透視圖。圖14是傳送/接收天線的主要部分的透視圖。圖15是傳送/接收天線的主要部分的平面圖。圖16是傳送/接收天線的主要部分的剖面圖(沿著圖15中的A-A線取得的剖面圖)。圖17是示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例3的非接觸IC卡系統(tǒng)的傳送/接收天線的透視圖。圖18是傳送/接收天線的主要部分的透視圖。圖19是傳送/接收天線的主要部分的平面圖。圖20是傳送/接收天線的主要部分的剖面圖(沿著圖19中的A-A線取得的剖面圖)。圖21是示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例4的非接觸IC卡系統(tǒng)的傳送/接收天線的透視圖。圖22是傳送/接收天線的主要部分的透視圖。圖23是傳送/接收天線的主要部分的平面圖。圖24是傳送/接收天線的主要部分的剖面圖(沿著圖23中的A-A線取得的剖面圖)。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。(實(shí)施例1)圖1是示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例1的非接觸IC卡系統(tǒng)的框圖。非接觸IC卡使用例如13. 56MHz的頻帶，并被用于物流系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、商品控制系統(tǒng)、書籍管理系統(tǒng)、 身份認(rèn)證系統(tǒng)等中。具體地，從傳送/接收裝置2的傳送/接收天線3將電力和傳送數(shù)據(jù)提供給無(wú)線電通信介質(zhì)1，如附在物品、書籍等上的IC標(biāo)簽、用于身份認(rèn)證的非接觸IC卡等。無(wú)線電通信介質(zhì)1是公知的，因此僅對(duì)其簡(jiǎn)單地描述。無(wú)線電通信介質(zhì)1由傳送 /接收環(huán)天線(loop antenna) 4以及連接到此傳送/接收環(huán)天線4的控制IC (未示出)構(gòu)成。傳送/接收裝置2由連接到網(wǎng)線5的控制設(shè)備6、以及此控制設(shè)備6的讀寫裝置7 構(gòu)成。而且，讀寫裝置7由連接到控制設(shè)備6的控制部分8、連接到控制部分8的接收處理部分9、以及傳送處理部分10構(gòu)成。而且，傳送/接收天線3被構(gòu)造為包括介電板(dielectric board) 11、通過(guò)印刷而被提供在所述介電板11的表面上的驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12、連接到所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的傳送處理部分連接端子13、以電非接觸狀態(tài)安排在所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的附近的傳送/接收環(huán)天線 14、連接到所述傳送/接收環(huán)天線14的兩端的諧振電容器15、以及連接到所述傳送/接收環(huán)天線14的接收處理部分連接端子16。而且，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的環(huán)中心與傳送/接收環(huán)天線14的環(huán)中心一致。而且，傳送處理部分10連接到傳送處理部分連接端子13。而且，接收處理部分9 連接到接收處理部分連接端子16。S卩，來(lái)自傳送處理部分10的傳送信號(hào)經(jīng)由濾波電路IOa和傳送處理部分連接端子 13被傳送到驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12，然后以磁感應(yīng)的形式被傳送到傳送/接收環(huán)天線14，并且接著從傳送/接收環(huán)天線14被傳送到無(wú)線電通信介質(zhì)1。無(wú)線電通信介質(zhì)1通過(guò)傳送/接收環(huán)天線4接收傳送信號(hào)。結(jié)果，進(jìn)行了信號(hào)接收和供電。然后，來(lái)自無(wú)線電通信介質(zhì)1的傳送信號(hào)被提供給讀寫裝置7的傳送/接收天線3 的傳送/接收環(huán)天線14接收。然后，將所接收的信號(hào)從接收處理部分連接端子16經(jīng)由濾波電路9a傳送到就接收處理部分9，并接著將其經(jīng)由控制部分8傳送給控制設(shè)備6。如圖2至圖5所示，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的矩形環(huán)，并且， 傳送/接收環(huán)天線14被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的矩形環(huán)。更具體地，如圖2至圖5所示，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12被安排在構(gòu)成傳送/接收環(huán)天線14 的內(nèi)環(huán)天線14a與排列在此內(nèi)環(huán)天線外側(cè)的外環(huán)天線14b之間。這里，在圖3至圖5中，為了使驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線14的結(jié)構(gòu)以及它們的相互關(guān)系清楚，有意未示出介電板11。[0052]而且，在圖6中示出了如上構(gòu)造的傳送/接收天線3被變壓器電路替換的等效電路。而且，在圖7中示出了利用線圈代替變壓器電路的等效電路。如在圖6和圖7中所示，初級(jí)電感Ll指示了驅(qū)動(dòng)線圈天線12所包含的電感值。次級(jí)電感L2指示了傳送/接收環(huán)天線14所包含的電感值。而且，Vl是施加到驅(qū)動(dòng)環(huán) 天線12的電壓，rl是電阻成分。r2是傳送/接收環(huán)天線的電阻成分。Ll-M、L2-M是在未使用變壓器電路的情況下、從相應(yīng)電感Ll和L2中減去互感M的差。由于電磁耦合而產(chǎn)生的互感存在于初級(jí)電感Ll與次級(jí)電感L2之間。互感的互感系數(shù)M與初級(jí)電感Ll和次級(jí)電感L2之間具有如下給出的等式1的關(guān)系。M = KxV(L1XL2)(等式 1)其中，K表示耦合系數(shù)。此K值的范圍為0彡1。因此，互感M的值隨著耦合系數(shù)K的增加而增加。當(dāng)初級(jí)電流Il流過(guò)驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12時(shí)，通過(guò)初級(jí)電流Il經(jīng)由互感系數(shù)M所產(chǎn)生的磁通量，在傳送/接收環(huán)天線14的開(kāi)路端(open end)產(chǎn)生感應(yīng)電壓V2。這里，諧振電容器 15 (Cl)被連接到傳送/接收環(huán)天線14的開(kāi)路端。因此，次級(jí)電流12流過(guò)由次級(jí)電感L2和電容Cl組成的閉合電路。圖8中示出了流過(guò)驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的初級(jí)電流Il的頻率特性與耦合系數(shù)K之間的關(guān)系的計(jì)算結(jié)果。根據(jù)圖8可以理解當(dāng)耦合系數(shù)K的值變得更接近K = 1，即耦合系數(shù)K的值增加時(shí)，初級(jí)電流Ii的值主要圍繞諧振頻率f0降低，并且，當(dāng)耦合系數(shù)K的值增加時(shí)，頻率特性中的初級(jí)電流Ii的值在更寬的頻帶上降低。接著，圖9示出了流過(guò)傳送/接收環(huán)天線14的次級(jí)電流12的頻率特性與耦合系數(shù)K之間的關(guān)系的計(jì)算結(jié)果。根據(jù)圖9可以理解當(dāng)耦合系數(shù)K變得更接近K = 0，即耦合系數(shù)K的值降低時(shí)， 次級(jí)電流12的值降低，并且當(dāng)耦合系數(shù)K的值增加時(shí)，次級(jí)電流12的值逐漸增大，且其頻帶主要圍繞諧振頻率f0擴(kuò)展，次級(jí)電流12在耦合系數(shù)K的某個(gè)值處達(dá)到峰值(最大值)， 然后，在次級(jí)電流12的峰值逐漸降低的同時(shí)，頻帶繼續(xù)擴(kuò)展。接著，下文將解釋由驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線14分別產(chǎn)生的磁通量(磁場(chǎng)強(qiáng)度)。一般地，由流過(guò)線圈導(dǎo)體的初級(jí)電流Il產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度H由下面給出的表達(dá)式2 表達(dá)。H LXI(表達(dá)式 2)其中，L是線圈導(dǎo)體的電感。S卩，磁場(chǎng)強(qiáng)度H與電感L和流過(guò)線圈導(dǎo)體的電流I的積成比例。因此，當(dāng)由流過(guò)驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的初級(jí)電感Ll的初級(jí)電流11在諧振頻率f0處產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，此磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度Hl與初級(jí)電感Ll和流過(guò)線圈導(dǎo)體的初級(jí)電流Il的積成比例。相似地，當(dāng)由流過(guò)傳送/接收環(huán)天線14的次級(jí)電感L2的次級(jí)電流12在諧振頻率 f0處產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，此磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H2與次級(jí)電感L2和流過(guò)線圈導(dǎo)體的次級(jí)電流12的積成比例。然而，如圖4中所示，初級(jí)電流Il和次級(jí)電流12各自的流動(dòng)方向相反，并且各自的磁通量方向也變得相反。因此，磁通量的抵消現(xiàn)象發(fā)生。通過(guò)從磁場(chǎng)強(qiáng)度H2中減去磁場(chǎng)強(qiáng)度Hl而給出考慮抵消現(xiàn)象之后得到的傳送/接收天線3的磁場(chǎng)強(qiáng)度H。S卩，流過(guò)驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的電流與流過(guò)傳送/接收環(huán)天線14的電流的各自方向相反。因此，由于電流流過(guò)驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12而產(chǎn)生的磁通量起到減弱由于電流流過(guò)傳送/接收環(huán)天線14而產(chǎn)生的磁通量的作用。為了避免該情況，在實(shí)施例1中，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的環(huán)。因此，抑制了傳送/接收環(huán)天線14的磁通量被減弱的情況。因此，即使驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的傳送功率未增加，也能從傳送/接收環(huán)天線14產(chǎn)生足夠量的磁通量。因此，可以降低功耗。而且，圖10是示出實(shí)施例1中的頻率特性的圖。該頻率特性基本與通過(guò)將圖9中示出的次級(jí)電流12的特性與次級(jí)電感L2相乘而獲得的特性相同。這里，通過(guò)參考圖11，將其中通過(guò)使用電阻器R而加寬頻率特性的現(xiàn)有技術(shù)(B 線)與實(shí)施例1(A線)相互比較。可以理解，如圖11所示，傳送功率TX和接收靈敏度RX 比現(xiàn)有技術(shù)增加得更多，并且頻率特性比現(xiàn)有技術(shù)具有更寬的頻帶。S卩，在實(shí)施例1中，與現(xiàn)有技術(shù)不同，未將電阻器插入到傳送/接收天線3的傳送 /接收信道中。因此，可以獲得功耗的降低。而且，在實(shí)施例1中，可以通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線14之間的耦合系數(shù)K而在頻率特性中實(shí)現(xiàn)更寬的頻帶。接著，下文將參考圖12解釋耦合系數(shù)K的最佳值。圖12示出了這樣的曲線，其在使用耦合系數(shù)K作為參數(shù)的同時(shí)，分別指示向無(wú)線電通信介質(zhì)1的傳送信號(hào)的傳送性能、來(lái)自無(wú)線電通信介質(zhì)1的響應(yīng)信號(hào)的接收性能、以及作為這些性能的總和的總通信性能。這里，A線指示傳送性能，B線指示接收性能，C線指示總通信性能。基于圖12所給出的考慮顯示出傳送性能(A線)在K = 0.3至0.7的范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的曲線，接收性能(B線)在K = 0. 5至0. 9的范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的曲線。結(jié)果，考慮傳送/接收的總通信性能在耦合系數(shù)K = 0. 5至0. 7處最佳。在實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)中，給出大約K = O. 7，并可以提供良好的通信性能。然后，下文將參照?qǐng)D5詳細(xì)解釋驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12和傳送環(huán)天線的安排。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12位于一匝的內(nèi)側(cè)傳送/接收環(huán)天線14與多匝的外側(cè)傳送/接收環(huán)天線 14之間，所述一匝的內(nèi)側(cè)傳送/接收環(huán)天線14和所述多匝的外側(cè)傳送/接收環(huán)天線14構(gòu)成傳送/接收環(huán)天線14。這里，在本實(shí)施例中，內(nèi)側(cè)傳送/接收環(huán)天線14具有一匝，但此天線可以具有多匝。此時(shí)，在本實(shí)施例中，應(yīng)該滿足條件α>Υ與β>Υ兩者，其中，α是內(nèi)側(cè)傳送 /接收環(huán)天線14的配線圖案(線路)與驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的配線圖案之間的距離(間隔)，β 是驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的配線圖案與外側(cè)傳送/接收環(huán)天線14的配線圖案之間的距離，Y是外側(cè)傳送/接收環(huán)天線14的配線圖案與所述配線圖案之間的距離。[0086]因此，在精細(xì)地調(diào)整上述耦合系數(shù)K時(shí)，可以確保驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12向內(nèi)側(cè)傳送/接收環(huán)天線14偏移或者向外側(cè)傳送/接收環(huán)天線14偏移的空間，因此可以容易地進(jìn)行K的調(diào)整。這里，在本實(shí)施例中，雖然使用條件α > γ、β > Y，但作為精細(xì)調(diào)整的結(jié)果，不等式α >13彡^(或者0彡13>力也可以被接受。即，在本實(shí)施例中，為了使K的調(diào)整容易，應(yīng)該保持條件α+β >2 Y，使得可以進(jìn)行K的精細(xì)調(diào)整。在此情況下，為了擴(kuò)大環(huán)天線內(nèi)的面積，使得部件等可以被容易地安裝在其上，位于接收處理部分連接端子16附近的內(nèi)側(cè)傳送/接收環(huán)天線14的配線圖案與驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12 的配線圖案之間距離被設(shè)置得比其它部分處的所述距離更小(在本實(shí)施例中為Y)。如上所述，在實(shí)施例1中，根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線 14之間的耦合系數(shù)K被設(shè)置得較大、使得大電流被提供給傳送/接收環(huán)天線14，所以，可以實(shí)現(xiàn)頻率特性的更寬頻帶。而且，通過(guò)在介電板11的表面上以印刷的形式形成驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12和傳送/接收環(huán)天線14，來(lái)構(gòu)造傳送/接收天線3。因此，可以實(shí)現(xiàn)傳送/接收天線3的厚度的降低。而且，在實(shí)施例1中，接收處理部分連接端子16僅連接到傳送/接收環(huán)天線14的兩端之中的與傳送處理部分連接端子13的距離較遠(yuǎn)的一端。因此，此安排使從傳送處理部分連接端子13提供的傳送信號(hào)難以導(dǎo)致與接收處理部分連接端子16側(cè)上的信號(hào)的串?dāng)_， 因此，可以提高通信的可靠性。S卩，在實(shí)施例1中，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的兩端和傳送/接收環(huán)天線14的兩端被成形為使得這些端可以在矩形介電板11的一側(cè)被引導(dǎo)至介電板11的外部。在此條件下，傳送處理部分連接端子13被連接到驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的兩端，而接收處理連接端子16僅被連接到傳送/接收環(huán)天線14的兩端中的一端。然而，在此情況下，傳送處理部分連接端子13與接收處理部分連接端子16位于互相緊鄰。為了避免這種情況，在實(shí)施例1中，接收處理部分連接端子16僅連接到傳送/接收環(huán)天線14的兩端之中的與傳送處理部分連接端子13距離較遠(yuǎn)的一端。因此，此安排使從傳送處理部分連接端子13提供的傳送信號(hào)難以導(dǎo)致與接收處理部分連接端子16側(cè)上的信號(hào)的串?dāng)_，從而，可以提高通信的可靠性。而且，在實(shí)施例1中，將諧振電容器15沿著與傳送處理部分連接端子13垂直相交的方向裝配/連接到傳送/接收環(huán)天線14的兩端。因此，接收處理部分連接端子16被連接到諧振電容器15的兩端之中的與驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12距離較遠(yuǎn)的一端。(實(shí)施例2) 圖13至圖16示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例2。這里，在圖14至圖16中，為了使驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線14的結(jié)構(gòu)以及它們的相互關(guān)系清楚，有意未示出介電板 11。而且，在實(shí)施例2中，傳送/接收天線3被構(gòu)造為包括介電板11、通過(guò)印刷而被提供在所述介電板11的表面上的驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12、連接到所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的傳送處理部分連接端子13、被安排為以非接觸狀態(tài)與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12緊鄰的傳送/接收環(huán)天線14、連接到所述傳送/接收環(huán)天線14的兩端的諧振電容器(與圖2中的15相似，不過(guò)未示出)、以及連接到所述傳送/接收環(huán)天線14的接收處理部分連接端子16。而且，圖1中的傳送處理部分10連接到傳送處理部分連接端子13。而且，圖1中的接收處理部分9連接到接收處理部分連接端子16。而且，如圖13至圖16所示，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的環(huán)，傳送/接收環(huán)天線14被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的環(huán)。更具體地，如圖13至圖16所示，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12被安排在傳送/接收環(huán)天線14的內(nèi)側(cè)，并被傳送/接收環(huán)天線14環(huán)繞。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，耦合系數(shù)K變?yōu)閹缀鮇 = 0.5。如可以根據(jù)圖12理解的，該結(jié)構(gòu)可以給出好的通信性能。而且，在實(shí)施例2中，接收處理部分連接端子16可以僅連接到傳送/接收環(huán)天線 14的兩端之中的與傳送處理部分連接端子13距離較遠(yuǎn)的一端。因此，該結(jié)構(gòu)使從傳送處理部分連接端子13提供的傳送信號(hào)難以導(dǎo)致與接收處理部分連接端子16側(cè)上的信號(hào)的串?dāng)_，從而可以提高通信的可靠性。如上所述，在實(shí)施例2中，根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線 14之間的耦合系數(shù)K被設(shè)置得較大、使得大電流被提供給傳送/接收環(huán)天線14，所以，可以實(shí)現(xiàn)頻率特性的更寬頻帶。而且，通過(guò)在介電板11的表面上以印刷的形式形成驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12和傳送/接收環(huán)天線14，來(lái)構(gòu)造傳送/接收天線3。因此，可以實(shí)現(xiàn)傳送/接收天線3的厚度的降低。(實(shí)施例3)圖17至圖20示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例3。這里，在圖18至圖20中，為了使驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線14的結(jié)構(gòu)以及它們的相互關(guān)系清楚，有意未示出介電板 11。而且，在實(shí)施例3中，傳送/接收天線3被構(gòu)造為包括介電板11、通過(guò)印刷而被提供在所述介電板11的表面上的驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12、連接到所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的傳送處理部分連接端子13、被安排為以非接觸狀態(tài)與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12緊鄰的傳送/接收環(huán)天線14、連接到所述傳送/接收環(huán)天線14的兩端的諧振電容器(與圖2中的15相似，不過(guò)未示出)、 以及連接到所述傳送/接收環(huán)天線14的接收處理部分連接端子16。而且，圖1中的傳送處理部分10連接到傳送處理部分連接端子13。而且，圖1中的接收處理部分9連接到接收處理部分連接端子16。而且，如圖17至圖20所示，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的環(huán)，傳送/接收環(huán)天線14被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的環(huán)。更具體地，如圖17至圖20所示，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12被安排在傳送/接收環(huán)天線14的外側(cè)來(lái)環(huán)繞傳送/接收環(huán)天線14。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，耦合系數(shù)K幾乎變?yōu)镵 = 0.5。如可以根據(jù)圖12理解的，該結(jié)構(gòu)可以給出好的通信性能。而且，在實(shí)施例3中，接收處理部分連接端子16可以僅連接到傳送/接收環(huán)天線 14的兩端之中的與傳送處理部分連接端子13距離較遠(yuǎn)的一端。因此，該結(jié)構(gòu)使從傳送處理部分連接端子13提供的傳送信號(hào)難以導(dǎo)致與接收處理部分連接端子16側(cè)上的信號(hào)的串?dāng)_，從而可以提高通信的可靠性。如上所述，在實(shí)施例3中，根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線 14之間的耦合系數(shù)K被設(shè)置得較大、使得大電流被提供給傳送/接收環(huán)天線14，所以可以實(shí)現(xiàn)頻率特性的更寬頻帶。而且，通過(guò)在介電板11的表面上以印刷的形式形成驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12和傳送/接收環(huán)天線14，來(lái)構(gòu)造傳送/接收天線3。因此，可以實(shí)現(xiàn)傳送/接收天線3的厚度的降低。(實(shí)施例4)圖21至圖M示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例4。這里，在圖22至圖M中，為了使驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線14的結(jié)構(gòu)以及它們的互相關(guān)系清楚，有意未示出介電板 11。而且，在實(shí)施例4中，傳送/接收天線3被構(gòu)造為包括介電板11、通過(guò)印刷而被提供在所述介電板11的表面上的驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12、連接到所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的傳送處理部分連接端子13、被安排為以電非接觸狀態(tài)與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12緊鄰的傳送/接收環(huán)天線14、 連接到所述傳送/接收環(huán)天線14的兩端的諧振電容器15、以及連接到所述傳送/接收環(huán)天線14的接收處理部分連接端子16。而且，圖1中的傳送處理部分10連接到傳送處理部分連接端子13。而且，圖1中的接收處理部分9連接到接收處理部分連接端子16。而且，圖21至圖M所示的驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的矩形環(huán)，傳送/接收環(huán)天線14被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的矩形環(huán)。更具體地，如圖21至圖M所示，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12被提供在無(wú)線電通信介質(zhì)1的內(nèi)層上。而且，傳送/接收環(huán)天線14被提供在介電板11的表面上。如上所述，在實(shí)施例4中，根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線 14之間的耦合系數(shù)K被設(shè)置得較大、使得大電流被提供給傳送/接收環(huán)天線14，所以可以實(shí)現(xiàn)頻率特性的更寬頻帶。而且，因?yàn)橥ㄟ^(guò)在介電板11的表面上以印刷的方式形成驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12和傳送/ 接收環(huán)天線14來(lái)構(gòu)造傳送/接收天線3，所以，可以實(shí)現(xiàn)傳送/接收天線3的厚度的降低。而且，因?yàn)橥ㄟ^(guò)印刷將驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12形成在介電板11的內(nèi)層上，并且通過(guò)印刷將傳送/接收環(huán)天線14形成在介電板11的表面上，所以，可以實(shí)現(xiàn)傳送/接收天線3的厚度的降低。此外，在實(shí)施例4中，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12以及傳送/接收環(huán)天線14分別形成在介電板 11的不同表面上。所以，在對(duì)介電板11的尺寸存在限制的情況下，可以合適地設(shè)置驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12與傳送/接收環(huán)天線14各自的尺寸和形狀，使得它們之間的耦合系數(shù)K可以被充分地設(shè)置。因此，可以易于實(shí)現(xiàn)頻率特性的更寬頻率帶以及功耗的降低。在此情況下，如上所述，分別通過(guò)印刷而在介電板11的內(nèi)層上形成驅(qū)動(dòng)環(huán)天線 12、以及通過(guò)印刷而在介電板11的表面上形成傳送/接收環(huán)天線14，來(lái)構(gòu)造實(shí)施例4中的傳送/接收天線3。因此，可以通過(guò)降低無(wú)線電通信介質(zhì)1的傳送/接收環(huán)天線4與所述傳送/接收環(huán)天線14之間的距離，來(lái)提高通信效率。當(dāng)然，傳送/接收環(huán)天線14可以通過(guò)印刷而被形成在介電板11的內(nèi)層上，并且， 驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12可以通過(guò)印刷而被形成在介電板11的表面上。此外，它們中的任一個(gè)可以被形成在介電板11的后表面上。[0128]總之，重要的是，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12和傳送/接收環(huán)天線14應(yīng)該被形成在介電板11 的不同表面上。而且，在實(shí)施例4中，接收處理部分連接端子16可以僅連接到傳送/接收環(huán)天線 14的兩端之中的與傳送處理部分連接端子13距離較遠(yuǎn)的一端。因此，該安排使從傳送處理部分連接端子13提供的傳送信號(hào)難以導(dǎo)致與接收處理部分連接端子16側(cè)上的信號(hào)的串?dāng)_，從而可以提高通信的可靠性。S卩，在實(shí)施例4中，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的兩端以及傳送/接收環(huán)天線14的兩端被成形為使得這些端可以在矩形介電板11的一側(cè)上被引導(dǎo)到介電板11的外部。在此條件下，傳送處理部分連接端子13被連接到驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12的兩端，而接收處理部分連接端子16僅被連接到傳送/接收環(huán)天線14的兩端中的一端。
然而，在此情況下，傳送處理部分連接端子13與接收處理部分連接端子16位于彼此緊鄰。為了避免這種情況，在實(shí)施例4中，接收處理部分連接端子16僅連接到傳送/接收環(huán)天線14的兩端之中的與傳送處理部分連接端子13距離較遠(yuǎn)的一端。因此，此安排使從傳送處理部分連接端子13提供的傳送信號(hào)難以導(dǎo)致與接收處理部分連接端子16側(cè)上的信號(hào)的串?dāng)_，從而，可以提高通信的可靠性。在以上的實(shí)施例1至4中，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線12和傳送/接收環(huán)天線14分別被成形為矩形環(huán)天線。在此情況下，如果這些天線被成形為圓形或橢圓形天線，可以獲得類似的優(yōu)點(diǎn)。如上所述，本實(shí)用新型的傳送/接收天線被構(gòu)造為包括介電板、通過(guò)印刷而被提供在所述介電板的驅(qū)動(dòng)環(huán)天線、連接到所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線的傳送處理部分連接端子、被安排為以非接觸狀態(tài)與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線緊鄰的傳送/接收環(huán)天線、連接到所述傳送/接收環(huán)天線的兩端的諧振電容器、以及連接到所述傳送/接收環(huán)天線的接收處理部分連接端子。而且，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的矩形環(huán)，傳送/接收環(huán)天線被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的矩形環(huán)。因此，可以獲得頻率特性的更寬頻帶以及功耗的降低。而且，本實(shí)用新型的傳送/接收天線被構(gòu)造為包括介電板、提供給所述介電板的驅(qū)動(dòng)環(huán)天線、連接到所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線的傳送處理部分連接端子、被安排為以非接觸狀態(tài)與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線緊鄰的傳送/接收環(huán)天線、連接到所述傳送/接收環(huán)天線的兩端的諧振電容器、以及僅連接到所述傳送/接收環(huán)天線的兩端之中的與所述傳送處理部分連接端子距離較遠(yuǎn)的一端的接收處理部分連接端子。而且，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的矩形環(huán)，所述傳送/接收環(huán)天線被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的矩形環(huán)。因此，可以獲得頻率特性的更寬頻帶、以及功耗的降低。換句話說(shuō)，在本實(shí)用新型中，通過(guò)設(shè)置驅(qū)動(dòng)環(huán)天線與傳送/接收環(huán)天線之間的耦合系數(shù)，可以獲得頻率特性的更寬頻帶。而且，因?yàn)橛糜讷@得這樣的寬頻帶的電阻器未被插入到傳送/接收天線的傳送/接收信道中，所以，可以獲得功耗的降低。此外，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的矩形環(huán)，傳送/接收環(huán)天線被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的矩形環(huán)。因此，從此方面也可以獲得功耗的降低。更具體地，流過(guò)驅(qū)動(dòng)環(huán)天線的電流的方向與流過(guò)傳送/接收環(huán)天線的電流的方向相反。因此，由于電流流過(guò)驅(qū)動(dòng)環(huán)天線而產(chǎn)生的磁通量起到減弱由于電流流過(guò)傳送/接收環(huán)天線而產(chǎn)生的磁通量的作用。為了避免這種情況，在本實(shí)用新型中，通過(guò)將驅(qū)動(dòng)環(huán)天線構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的環(huán)路，來(lái)抑制傳送/接收環(huán)天線的磁通量被弱化的情況。因此，即使來(lái)自驅(qū)動(dòng)環(huán)天線的傳送功率未被增強(qiáng)，也從傳送/接收環(huán)天線產(chǎn)生足夠的磁通量，從而降低功耗。而且，在本實(shí)用新型中，接收處理部分連接端子僅連接到傳送/ 接收環(huán)天線的兩端之中的與傳送處理部分連接端子距離較遠(yuǎn)的一端。因此，此安排使從傳送處理部分連接端子提供的傳送電流難以導(dǎo)致與接收處理部分連接端子側(cè)上的信號(hào)的串?dāng)_，從而可以提高通信的可靠性。此外，在本實(shí)用新型中，驅(qū)動(dòng)環(huán)天線與傳送/接收環(huán)天線被分別形成在介電板的不同表面上。因此，在對(duì)介電板的尺寸存在限制的情況下，可以合適地設(shè)置驅(qū)動(dòng)環(huán)天線與傳送/接收環(huán)天線各自的尺寸和形狀，使得可以充分地設(shè)置它們之間的耦合強(qiáng)度。結(jié)果，可以易于獲得頻率特性的更寬頻帶，以及功耗的降低。而且，本實(shí)用新型的傳送/接收裝置被構(gòu)造為包括傳送/接收天線、連接到所述傳送/接收天線的傳送處理部分連接端子的傳送處理部分、連接到所述傳送/接收天線的接收處理部分連接端子的接收處理部分、以及連接到所述接收處理部分與所述傳送處理部分的控制部分。因此，因?yàn)榕c上文所述相同的原因，可以獲得頻率特性的更寬頻率帶，以及功耗的降低。本申請(qǐng)要求2010年6月4日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2010-1觀552、2009年11 月19日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2009-263737、2009年11月19日提交的日本專利申請(qǐng) No. 2009-263738,2009年11月19日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2009-263739的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用將它們?nèi)暮喜⒌竭@里。
權(quán)利要求1.一種傳送/接收天線，包括 介電板；驅(qū)動(dòng)環(huán)天線，其被提供給所述介電板；傳送處理部分連接端子，其連接到所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線；傳送/接收環(huán)天線，其被安排為以非接觸狀態(tài)與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線緊鄰；諧振電容器，其連接到所述傳送/接收環(huán)天線的兩端；以及接收處理部分連接端子，其連接到所述傳送/接收環(huán)天線；其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的環(huán)，所述傳送/接收環(huán)天線被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的傳送/接收天線，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線的環(huán)中心與所述傳送/接收環(huán)天線的環(huán)中心一致。
3.如權(quán)利要求1所述的傳送/接收天線，其特征在于，L2是Ll的10倍或更大即， L2 ^ 10XL1, Ll是所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線的電感，L2是所述傳送/接收環(huán)天線的電感。
4.如權(quán)利要求1所述的傳送/接收天線，其特征在于，由于所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線與所述傳送 /接收環(huán)天線之間的互感而產(chǎn)生的電磁耦合的耦合系數(shù)K被設(shè)置為K = 0. 5至0. 7。
5.如權(quán)利要求1所述的傳送/接收天線，其特征在于，所述傳送/接收環(huán)天線由內(nèi)環(huán)天線與安排在所述內(nèi)環(huán)天線的外側(cè)的外環(huán)天線構(gòu)成，并且，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被安排在所述內(nèi)環(huán)天線與所述外環(huán)天線之間。
6.如權(quán)利要求1所述的傳送/接收天線，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被安排在所述傳送/接收環(huán)天線的內(nèi)側(cè)。
7.如權(quán)利要求1所述的傳送/接收天線，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被安排在所述傳送/接收環(huán)天線的外側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的傳送/接收天線，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線與所述傳送/接收環(huán)天線被形成在所述介電板的同一平面上。
9.如權(quán)利要求1所述的傳送/接收天線，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線與所述傳送/接收環(huán)天線不被形成在所述介電板的同一平面上。
10.如權(quán)利要求9所述的傳送/接收天線，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線與所述傳送/ 接收環(huán)天線中的一個(gè)被形成在所述介電板的表面上，而另一個(gè)被形成在所述介電板的背面上。
11.如權(quán)利要求9所述的傳送/接收天線，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線與所述傳送/ 接收環(huán)天線中的一個(gè)被形成在所述介電板的表面上，而另一個(gè)被形成在所述介電板的內(nèi)層中。
12.如權(quán)利要求1所述的傳送/接收天線，其特征在于，所述接收處理部分連接端子僅連接到所述傳送/接收環(huán)天線的兩端之中的與所述傳送處理部分連接端子距離較遠(yuǎn)的一端。
13.如權(quán)利要求1所述的傳送/接收天線，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線具有一匝的環(huán)， 所述傳送/接收環(huán)天線具有內(nèi)環(huán)天線和多匝的外環(huán)天線，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線位于所述內(nèi)環(huán)天線與所述外環(huán)天線之間，并且所述環(huán)天線與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線的圖案間隔中的至少一個(gè)比所述外環(huán)天線的圖案間隔寬。
14. 一種傳送/接收裝置，包括 介電板；驅(qū)動(dòng)環(huán)天線，其被提供給所述介電板；傳送/接收環(huán)天線，其被安排為以非接觸狀態(tài)與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線緊鄰； 諧振電容器，其連接到所述傳送/接收環(huán)天線的兩端； 傳送處理部分，其連接到傳送/接收天線的傳送處理部分連接端子； 接收處理部分，其連接到所述傳送/接收天線的接收處理部分連接端子；以及控制部分，其連接到所述接收處理部分和所述傳送處理部分； 其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的環(huán)，所述傳送/接收環(huán)天線被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的環(huán)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種傳送/接收天線和使用傳送/接收天線的傳送/接收裝置，該傳送/接收天線包括介電板、提供給所述介電板的驅(qū)動(dòng)環(huán)天線、連接到所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線的傳送處理部分連接端子、被安排為以非接觸狀態(tài)與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線緊鄰的傳送/接收環(huán)天線、連接到所述傳送/接收環(huán)天線的兩端的諧振電容器、以及連接到所述傳送/接收環(huán)天線的接收處理部分連接端子。所述驅(qū)動(dòng)環(huán)天線被構(gòu)造為具有以單匝方式纏繞的環(huán)，所述傳送/接收環(huán)天線被構(gòu)造為具有以多匝方式纏繞的環(huán)。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以獲得頻率特性的更寬頻帶，以及功耗的降低。
文檔編號(hào)G06K19/07GK202076412SQ20102061835
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者佐野雅明, 出口太志, 本田洋一郎, 橋本芳典 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社