JPH05143799A - Microwave card - Google Patents
Microwave cardInfo
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- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波を利用する
非接触識別・情報伝送システムに使用され、内部に送信
用の発振器を持たず、受信・変調・送信の機能を合わせ
持つマイクロ波カードに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in a contactless identification / information transmission system utilizing microwaves, and does not have an internal oscillator for transmission, but has a function of receiving, modulating and transmitting. It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】マイクロ波を利用した識別・情報伝送シ
ステムのうち、発振器を持つホストと、発振器を持たな
いカードを組合せたものが開特昭５８−１５１７２２で
既に提案されている。この方法は、ホストがカードへの
応答要求と返送用搬送波電力供給を行うコントロール信
号を送信し、カードは受信したコントロール信号をカー
ド内部の情報データでアンテナインピーダンスを変化さ
せて変調してホストに返送し、ホストはこの返送波から
情報データを復調してカードの識別などカードとホスト
間での情報伝送を行うというものである。2. Description of the Related Art Among identification / information transmission systems utilizing microwaves, a combination of a host having an oscillator and a card having no oscillator has been already proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-151722. In this method, the host sends a response request to the card and supplies a control signal for supplying carrier power for return, and the card modulates the received control signal by changing the antenna impedance with the information data inside the card and returns it to the host. However, the host demodulates the information data from the returned wave and performs information transmission between the card and the host such as card identification.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの従来
の方法では、アンテナインピーダンスを変化させて変調
を行なう場合、変調素子をアンテナに組み込むことが必
要となり、変調素子とアンテナの自由な素子配置が妨げ
られ、カードの小型軽量化が阻害されるという問題点が
あった。又、識別度を決定することになる返送波の変調
特性の向上に限界があるという問題点や、ホスト側から
送られてくるコントロール信号の電力をコントローラと
変調回路へ分岐する際、回路間の整合がとれていない
と、返送波の変調特性が劣化してしまうという問題点が
あった。However, in this conventional method, when the antenna impedance is changed to perform the modulation, it is necessary to incorporate the modulation element into the antenna, which hinders the free arrangement of the modulation element and the antenna. However, there is a problem that the reduction in size and weight of the card is hindered. In addition, there is a limit to the improvement of the modulation characteristic of the return wave that determines the degree of discrimination, and when the power of the control signal sent from the host side is branched to the controller and the modulation circuit, If they are not matched, there is a problem that the modulation characteristics of the return wave deteriorate.
【０００４】さらに、マイクロストリップアンテナにお
いては、その指向特性により受信および送信できる面を
常にホスト側に向くようにする必要があり、使用者にと
って不便なものであった。Further, in the microstrip antenna, it is inconvenient for the user because it is necessary to always face the surface capable of receiving and transmitting toward the host side due to its directional characteristics.
【０００５】本発明は上記の問題点を解決するもので、
より高性能マイクロ波なカードを提供することを目的と
する。The present invention solves the above problems.
The purpose is to provide a higher performance microwave card.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この目的を達成する為に
本発明のマイクロ波カードは、ホスト側から送信される
マイクロ波を受信するマイクロストリップアンテナをカ
ード状筐体の一方の面に、このマイクロストリップアン
テナに結合するスロットアンテナを他方の面に配する構
造の複合両面マイクロストリップアンテナ手段を備え、
このアンテナ手段の受信信号をマイクロ波導波路を介し
てマイクロストリップ方向性結合器に導き、そのマイク
ロストリップ方向性結合器によってマイクロ波変調器と
コントローラに分岐し、前記コントローラにおいて予め
定められた信号が検出されると、予め記憶されていた情
報データを前記マイクロ変調器に印加し、受信信号を前
記情報データに応じて変調して、前記マイクロストリッ
プ方向性結合器および前記マイクロ波導波路を介して前
記アンテナ手段より前記ホスト側に送信することを特徴
とする。In order to achieve this object, the microwave card of the present invention has a microstrip antenna for receiving microwaves transmitted from the host side, which is provided on one surface of the card-shaped casing. A composite double-sided microstrip antenna means having a structure in which a slot antenna coupled to the microstrip antenna is arranged on the other surface,
A signal received by the antenna means is guided to a microstrip directional coupler via a microwave waveguide, and branched to a microwave modulator and a controller by the microstrip directional coupler, and a predetermined signal is detected by the controller. Then, the previously stored information data is applied to the micro modulator, the received signal is modulated according to the information data, and the antenna is passed through the microstrip directional coupler and the microwave waveguide. And transmitting to the host side.
【０００７】[0007]
【作用】上記構成によれば、マイクロストリップとスロ
ットから成る複合両面マイクロストリップアンテナは、
簡単な構造でカードの両面使用可能化を実現し、アンテ
ナ、マイクロストリップ方向性結合器、マイクロ波変調
器間を接続するマイクロ波導波路は、制約されない自由
な部品配置を実現する。又、バイアスにより開放・短絡
の２つの状態をとる低損失変調素子と入力線路に整合す
る整合器とにより構成されたマイクロ波変調器は、最良
の変調特性を実現できる。According to the above structure, the composite double-sided microstrip antenna including the microstrip and the slot is
The simple structure enables double-sided use of the card, and the microwave waveguide connecting the antenna, the microstrip directional coupler, and the microwave modulator realizes unrestricted component placement. Further, the microwave modulator including a low loss modulation element that takes on two states of open / short circuit due to bias and a matching device that matches the input line can realize the best modulation characteristics.
【０００８】[0008]
【実施例】以下本発明の一実施例について、図を参照し
ながら説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【０００９】図１は本発明のマイクロ波カードのブロッ
ク図、図２は同マイクロ波カード内の複合両面マイクロ
ストリップアンテナの構成図、図３は同マイクロ波カー
ド内のマイクロ波変調器のブロック図を示す。FIG. 1 is a block diagram of a microwave card of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a composite double-sided microstrip antenna in the microwave card, and FIG. 3 is a block diagram of a microwave modulator in the microwave card. Indicates.
【００１０】図１ないし図３において、１０は板状のマ
イクロ波筐体よりなるマイクロ波カードであり、その一
方の面に面してマイクロストリップアンテナ２１が、他
方の面に面してスロットアンテナ２２がそれぞれ設けら
れており、この両アンテナ２１，２２は互いに結合され
複合両面マイクロストリップアンテナ１１を形成してい
る。In FIGS. 1 to 3, reference numeral 10 denotes a microwave card comprising a plate-shaped microwave housing. One side of the microwave card is a microstrip antenna 21, and the other side is a slot antenna. 22 are provided respectively, and the two antennas 21 and 22 are coupled to each other to form the composite double-sided microstrip antenna 11.
【００１１】この複合両面マイクロストリップアンテナ
１１はアンテナ整合器２３、マイクロ波導波路１２を介
して、マイクロストリップ方向性結合器１３に接続さ
れ、そのマイクロストリップ方向性結合器１３は、コン
トローラ１４に接続されるとともに、マイクロ波導波路
１７を介してマイクロ波変調器１８に接続されている。The composite double-sided microstrip antenna 11 is connected to a microstrip directional coupler 13 via an antenna matching device 23 and a microwave waveguide 12, and the microstrip directional coupler 13 is connected to a controller 14. In addition, it is connected to the microwave modulator 18 via the microwave waveguide 17.
【００１２】１５は、各マイクロ波カード毎に予め定め
られた情報データを蓄積した情報データメモリであり、
この情報データはコントローラ１４の指示に従って情報
バルス発生器１６を介して前記マイクロ波変調器１８に
変調信号として印加されるように構成されている。な
お、１９はカード内蔵電池である。Reference numeral 15 is an information data memory that stores predetermined information data for each microwave card,
This information data is configured to be applied as a modulation signal to the microwave modulator 18 via the information pulse generator 16 according to an instruction from the controller 14. Incidentally, 19 is a card built-in battery.
【００１３】又、図４は本マイクロ波カードを使った識
別・情報伝送システムのホスト側のブロック図であり、
その構成はマイクロ波発振器４１、マイクロ波変調器４
２、サーキュレータ４３、送受信アンテナ４４、マイク
ロ波復調器４５、受信データ処理器４６、送信データメ
モリ４７、及びシステムコントローラ４８で構成されて
いる。FIG. 4 is a block diagram of the host side of the identification / information transmission system using this microwave card.
The configuration is the microwave oscillator 41, the microwave modulator 4
2, a circulator 43, a transmission / reception antenna 44, a microwave demodulator 45, a reception data processor 46, a transmission data memory 47, and a system controller 48.
【００１４】以上の様に構成された識別・情報伝送シス
テムについてその動作を説明する。まずホスト側に於い
て、外部システムからの指示に従って発生されるシステ
ムコントローラ４８からの発振開始信号を受けたマイク
ロ波発振器４１の出力は、そのシステムコントローラ４
８からの制御信号及び送信データメモリ４７からのデー
タを受けたマイクロ波変調器４２によってコントロール
信号に変換され、サーキュレータ４３を通って送受信ア
ンテナ４４で放射される。又、マイクロ波カードから返
送されてきた返送波は同一送受信アンテナ４４で受信さ
れ、サーキュレータ４３によってマイクロ波復調器４５
に入力される。The operation of the identification / information transmission system configured as described above will be described. First, on the host side, the output of the microwave oscillator 41 receiving the oscillation start signal from the system controller 48 generated according to the instruction from the external system is
The microwave modulator 42, which has received the control signal from the control signal 8 and the data from the transmission data memory 47, converts the control signal into a control signal, which is radiated by the transmission / reception antenna 44 through the circulator 43. Further, the return wave returned from the microwave card is received by the same transmitting / receiving antenna 44, and the circulator 43 causes the microwave demodulator 45.
Entered in.
【００１５】そこでヘテロダイン検波またはホモダイン
検波により復調された情報データは受信データ処理器４
６に送られ必要な処理が行われ、システムコントローラ
４８は外部システムを制御すると共にマイクロ波発振器
４１を停止させる。Therefore, the information data demodulated by the heterodyne detection or the homodyne detection is received by the reception data processor 4.
Then, the system controller 48 controls the external system and stops the microwave oscillator 41.
【００１６】次にマイクロ波カードに於いて、図４のホ
ストから送られてきたコントロール信号は、カードのど
ちらの面がホスト側に向いていても感受する構造の複合
両面マイクロストリップアンテナ１１で受信された後、
アンテナと他の回路間の配置の制約を緩和するマイクロ
波導波路１２を通り、各ポートがマイクロ波導波路１
２、コントローラ１４、マイクロ波導波路１８にそれぞ
れ整合するマイクロストリップ方向性結合器１３によっ
て２つに分岐され、一方はコントローラ１４に入力さ
れ、他方はマイクロ波導波路１７を介してマイクロ波変
調器１８へ入力される。コントロール信号が入力される
と、コントローラ１４は予め定められた時間、情報パル
ス発生器１６を起動させ、情報データメモリ１５内のデ
ータを情報として持つ情報パルスを作成し、変調信号と
してマイクロ波変調器１８に印加する。Next, in the microwave card, the control signal sent from the host shown in FIG. 4 is received by the composite double-sided microstrip antenna 11 having a structure in which which side of the card faces the host side. After being
Each port passes through the microwave waveguide 12 that relaxes restrictions on the arrangement between the antenna and other circuits, and the microwave waveguide 1
2, the controller 14 and the microstrip directional coupler 13 which is matched with the microwave waveguide 18, respectively, split into two, one is input to the controller 14, and the other is input to the microwave modulator 18 via the microwave waveguide 17. Is entered. When the control signal is input, the controller 14 activates the information pulse generator 16 for a predetermined time, creates an information pulse having the data in the information data memory 15 as information, and uses the microwave modulator as a modulation signal. 18 is applied.
【００１７】又、マイクロ波方向性結合器１３で分岐さ
れた他方のコントロール信号はマイクロ波導波路１７を
介して、自由な位置に置かれたマイクロ波変調器１８に
入力される。マイクロ波変調器１８によって変調された
コントロール信号は返送波として、マイクロ波導波路１
７、マイクロストリップ方向性結合器１３、マイクロ波
導波路１２を介して複合両面マイクロストリップアンテ
ナ１１に導かれ、ホストに向かって送信される。The other control signal branched by the microwave directional coupler 13 is input to the microwave modulator 18 placed at a free position via the microwave waveguide 17. The control signal modulated by the microwave modulator 18 is used as a return wave and is sent to the microwave waveguide 1
7, guided to the composite double-sided microstrip antenna 11 via the microstrip directional coupler 13 and the microwave waveguide 12 and transmitted to the host.
【００１８】尚、図ではマイクロ波導波路として、マイ
クロストリップ線路を示してあるが、マイクロコプレー
ナ線路など他の平面回路で構成することも可能である。
又、マイクロストリップ方向性結合器１３として側結合
型を示してあるが、他にリング型などでも可能である。
複合両面マイクロストリップアンテナ１１の動作は次
の様なものである。カードの片側に配されたマイクロス
トリップアンテナ２１ともう一方の側に配されたスロッ
トアンテナ２２とは電界の最も強い所で結合しており、
そしてマイクロストリップアンテナ２１は図のＡの領域
に対して指向特性を有し、スロットアンテナ２２はＢの
領域に対して指向特性を有している。マイクロ波の送信
を考えた時、２つの領域に放射される電磁界は放射源が
２つの領域に対してほぼ同じ形の配置をしている為にほ
ぼ同じ指向特性となる。マイクロ波の受信を考えた時
も、送信に対して可逆等価であるのでやはりほぼ同じ指
向特性となる。In the figure, a microstrip line is shown as the microwave waveguide, but it is also possible to use other planar circuits such as a microcoplanar line.
Further, although the side coupling type is shown as the microstrip directional coupler 13, a ring type or the like may be used.
The operation of the composite double-sided microstrip antenna 11 is as follows. The microstrip antenna 21 arranged on one side of the card and the slot antenna 22 arranged on the other side are coupled at the place where the electric field is strongest,
The microstrip antenna 21 has a directional characteristic in the area A in the figure, and the slot antenna 22 has a directional characteristic in the area B. Considering the transmission of microwaves, the electromagnetic fields radiated in the two regions have almost the same directional characteristics because the radiation sources are arranged in substantially the same shape with respect to the two regions. When considering the reception of microwaves, since the signals are reversible equivalent to the transmission, the directional characteristics are almost the same.
【００１９】したがって簡単な構造で、両面にほぼ同じ
感度と指向特性を持つカードを構成することができる。
尚図では、マイクロストリップアンテナ２１、スロット
アンテナ２２として長方形タイプを示したが、他の形の
ものでも同様の効果が得られる。Therefore, a card having substantially the same sensitivity and directional characteristics on both sides can be constructed with a simple structure.
Although the rectangular type is shown as the microstrip antenna 21 and the slot antenna 22 in the drawing, similar effects can be obtained with other shapes.
【００２０】マイクロ波変調器１８内の変調動作は次の
様に行われる。図３はそのマイクロ波変調器１８の構成
を示すもので、低損失変調素子３１は例えばＰＩＮダイ
オードの様に、加えられる２値のバイアスにより、マイ
クロ波に対して開放・短絡の２つの状態をとるものが使
われ、整合器３２は入力線路の特性インピーダンスに整
合する様に作られている。又、情報パルス給電器３３は
マイクロ波に対して高インピーダンス、情報パルスに対
して低インピーダンスとなる特性を持つものである。The modulation operation in the microwave modulator 18 is performed as follows. FIG. 3 shows the configuration of the microwave modulator 18, and the low-loss modulation element 31 has two states of open and short with respect to the microwave due to a binary bias applied like a PIN diode, for example. The matching unit 32 is made to match the characteristic impedance of the input line. Further, the information pulse feeder 33 has such characteristics that it has high impedance for microwaves and low impedance for information pulses.
【００２１】したがって情報パルス給電器３３を通して
情報パルスが供給されると、低損失変調素子３１が短絡
状態にある時には、コントロール信号は低損失変調素子
３１の両端で全反射され返送波の電力は最大になり、低
損失変調素子３１が開放状態にある時には、コントロー
ル信号は整合され返送波の電力はゼロになり、その結果
コントロール信号から最良の変調特性で変調された返送
波を作ることができる。Therefore, when the information pulse is supplied through the information pulse feeder 33, the control signal is totally reflected at both ends of the low loss modulation element 31 when the low loss modulation element 31 is in the short-circuited state, and the power of the return wave is maximum. Then, when the low-loss modulation element 31 is in the open state, the control signal is matched and the power of the return wave becomes zero, and as a result, the return wave modulated with the best modulation characteristic can be produced from the control signal.
【００２２】尚、低損失変調素子３１としてＰＩＮダイ
オードを示したが、他にマイクロ波スイッチング用ダイ
オードなど、バイアスに応じて開放、短絡のスイッチン
グ動作を行うものであれば同様の効果が得られる。Although the PIN diode is shown as the low-loss modulation element 31, the same effect can be obtained as long as it is a microwave switching diode or the like that performs switching operation of open and short circuit according to bias.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、マイクロ
ストリップアンテナを一方の面に、このマイクロストリ
ップアンテナに結合するスロットアンテナを他方の面に
配する構造の複合両面マイクロストリップアンテナを採
用することにより、厚みを増すことなく簡単な構造で、
両面にほぼ同じ感度と指向特性を持つ両面使用可能なマ
イクロ波カードを実現することができる。As described above, according to the present invention, the composite double-sided microstrip antenna having the structure in which the microstrip antenna is arranged on one surface and the slot antenna coupled to this microstrip antenna is arranged on the other surface is adopted. As a result, with a simple structure without increasing the thickness,
It is possible to realize a microwave card which can be used on both sides and has substantially the same sensitivity and directional characteristics on both sides.
【００２４】また、低損失のマイクロ波導波路でアンテ
ナ、マイクロストリップ方向性結合器、マイクロ波変調
器間を接続することによりそれぞれの部品配置が自由に
選択でき設計・製造が容易になる。さらにマイクロ波変
調器に、バイアスにより短絡・開放の２つの状態をとる
低損失変調素子と、入力線路に整合する整合器を用いる
ことにより、変調の為の電力が小さく最良の変調特性を
持ち、且つシンプルな回路構成をとることができる。Further, by connecting the antenna, the microstrip directional coupler, and the microwave modulator with the low-loss microwave waveguide, the respective component arrangements can be freely selected, and the design / manufacturing becomes easy. Furthermore, by using a low-loss modulation element that takes two states of short circuit and open by bias and a matching device that matches the input line, the microwave modulator has a small power for modulation and has the best modulation characteristics. Moreover, a simple circuit configuration can be taken.
【図１】本発明の実施例に於けるマイクロ波カードのブ
ロック図FIG. 1 is a block diagram of a microwave card according to an embodiment of the present invention.
【図２】度有実施例に於けるカード内の複合両面マイク
ロストリップアンテナの構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a composite double-sided microstrip antenna in a card according to a certain embodiment.
【図３】同実施例に於けるカード内のマイクロ波変調器
のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a microwave modulator in a card according to the same embodiment.
【図４】同実施例に於けるホスト側のブロック図FIG. 4 is a block diagram of a host side in the embodiment.
１０ マイクロ波カード １１ 複合両面マイクロストリップアンテナ １２ マイクロ波導波路 １３ マイクロストリップ方向性結合器 １４ コントローラ １５ 情報データメモリ １６ 情報パルス発生器 １７ マイクロ波導波路 １８ マイクロ波変調器 ２１ マイクロストリップアンテナ ２２ スロットアンテナ ２３ アンテナ整合器 ３１ 低損失変調素子 ３２ 整合器 ３３ 情報パルス給電器 10 Microwave Card 11 Composite Double-sided Microstrip Antenna 12 Microwave Waveguide 13 Microstrip Directional Coupler 14 Controller 15 Information Data Memory 16 Information Pulse Generator 17 Microwave Waveguide 18 Microwave Modulator 21 Microstrip Antenna 22 Slot Antenna 23 Antenna Matching device 31 Low-loss modulation element 32 Matching device 33 Information pulse feeder
Claims (2)
するマイクロストリップアンテナをカード状筐体の一方
の面に、このマイクロストリップアンテナに結合するス
ロットアンテナを他方の面に配した構造の複合両面マイ
クロストリップアンテナ手段を備え、このアンテナ手段
の受信信号をマイクロ波導波路を介してマイクロストリ
ップ方向性結合器に導き、そのマイクロストリップ方向
性結合器によってマイクロ波変調器とコントローラに分
岐し、前記コントローラにおいて予め定められた信号が
検出されると、予め記憶されていた情報データを前記マ
イクロ変調器に印加し、前記受信信号を前記情報データ
に応じて変調して、前記マイクロストリップ方向性結合
器および前記マイクロ波導波路を介して前記アンテナ手
段より前記ホスト側に送信することを特徴とするマイク
ロ波カード。1. A composite double-sided structure having a structure in which a microstrip antenna for receiving microwaves transmitted from a host side is arranged on one surface of a card-like casing, and a slot antenna for coupling to this microstrip antenna is arranged on the other surface. Microstrip antenna means is provided, a reception signal of the antenna means is guided to a microstrip directional coupler via a microwave waveguide, and the microstrip directional coupler branches the microwaves to a microwave modulator and a controller, and in the controller, When a predetermined signal is detected, pre-stored information data is applied to the micro-modulator, the received signal is modulated according to the information data, and the micro-strip directional coupler and the The host from the antenna means via a microwave waveguide Microwave card and transmits to.
方のバイアス値に対して短絡、他方のバイアス値に対し
て開放の状態をとる変調素子と、変調器の入力線路に整
合する整合器を並列に接続した構成よりなり、情報デー
タに応じて前記変調素子のバイアスを変化させることを
特徴とする請求項１に記載のマイクロ波カード。2. A micro-modulator, which is short-circuited to one of the two bias values and is open to the other bias value, and a matching element that matches the input line of the modulator. The microwave card according to claim 1, wherein the microwave card has a configuration in which devices are connected in parallel, and the bias of the modulation element is changed according to information data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30300591A JPH05143799A (en) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | Microwave card |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP30300591A JPH05143799A (en) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | Microwave card |
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| JPH05143799A true JPH05143799A (en) | 1993-06-11 |
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1991
- 1991-11-19 JP JP30300591A patent/JPH05143799A/en active Pending
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