JPH09307487A - 磁場通信回路およびそれを用いた通信システム - Google Patents
磁場通信回路およびそれを用いた通信システムInfo
- Publication number
- JPH09307487A JPH09307487A JP8115089A JP11508996A JPH09307487A JP H09307487 A JPH09307487 A JP H09307487A JP 8115089 A JP8115089 A JP 8115089A JP 11508996 A JP11508996 A JP 11508996A JP H09307487 A JPH09307487 A JP H09307487A
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- JP
- Japan
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- antenna
- magnetic field
- communication circuit
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- field communication
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の電磁誘導方式の磁場通信回路において
は、電磁誘導コイルを小型にすると通信可能な位置範囲
が狭くなるとか、トランスと同様の結合であるため自己
共振周波数付近でのデータ速度において伝送する必要が
あるとか、特別なデータ処理が必要であり回路規模が大
きくなるなどの課題があった。 【解決手段】 電波を受信するアンテナ１を具備し、ア
ンテナ１にマグネットインピーダンス素子３を挿入し、
アンテナ１に外部から高周波を放射させながら、同時に
マグネットインピーダンス素子３に送信データにもとづ
いた磁界変動を与え、アンテナ１の出力振幅変動を検波
回路７で復調し、送信されたデータを再生する。
は、電磁誘導コイルを小型にすると通信可能な位置範囲
が狭くなるとか、トランスと同様の結合であるため自己
共振周波数付近でのデータ速度において伝送する必要が
あるとか、特別なデータ処理が必要であり回路規模が大
きくなるなどの課題があった。 【解決手段】 電波を受信するアンテナ１を具備し、ア
ンテナ１にマグネットインピーダンス素子３を挿入し、
アンテナ１に外部から高周波を放射させながら、同時に
マグネットインピーダンス素子３に送信データにもとづ
いた磁界変動を与え、アンテナ１の出力振幅変動を検波
回路７で復調し、送信されたデータを再生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁場の強弱によっ
て通信を行う磁場通信回路およびそれを用いた通信シス
テムに関する。
て通信を行う磁場通信回路およびそれを用いた通信シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁場の変動を利用した通信回路はあらゆ
る場所へ多く利用されている。例えば、スキー場でのリ
フトシステム、あるいはレストランにおけるウェイトレ
スの持つハンディターミナル、ＩＤ−ＴＡＧなどの電子
機器がそうである。磁場通信の多くは電磁誘導方式であ
り、これは２つのコイルを向き合わせ、ちょうどトラン
ス結合のような状態をつくり、データを伝送するという
ものである。磁場の変動を利用した通信回路は光や無線
などを利用したシステムと比較すると以下のような特徴
を持つ。 ・汚れに関係なくデータ通信ができる。 ・ある一定の範囲内においてのみ通信が可能であり、秘
匿性に優れる。 ・比較的高速の通信を行うことが可能である。 このような特徴を生かせる部分において、様々な場面で
これは利用されている。
る場所へ多く利用されている。例えば、スキー場でのリ
フトシステム、あるいはレストランにおけるウェイトレ
スの持つハンディターミナル、ＩＤ−ＴＡＧなどの電子
機器がそうである。磁場通信の多くは電磁誘導方式であ
り、これは２つのコイルを向き合わせ、ちょうどトラン
ス結合のような状態をつくり、データを伝送するという
ものである。磁場の変動を利用した通信回路は光や無線
などを利用したシステムと比較すると以下のような特徴
を持つ。 ・汚れに関係なくデータ通信ができる。 ・ある一定の範囲内においてのみ通信が可能であり、秘
匿性に優れる。 ・比較的高速の通信を行うことが可能である。 このような特徴を生かせる部分において、様々な場面で
これは利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この電磁誘導
方式の磁場通信回路においては、以下に示すような課題
を生じていた。 ・電磁誘導コイルを小型にすると通信可能な位置範囲が
狭くなる。 ・前記課題を解決しようとするとコイルが大きくなり小
型化の妨げになる。 ・トランスと同様の結合であるため自己共振周波数付近
でのデータ速度において伝送する必要がある。 ・そのため、マンチェスタなどの特別なデータ処理が必
要であり、回路規模が大きくなる。 このように小型化へ拍車がかかる現代、とくにこれらは
大きな課題であった。
方式の磁場通信回路においては、以下に示すような課題
を生じていた。 ・電磁誘導コイルを小型にすると通信可能な位置範囲が
狭くなる。 ・前記課題を解決しようとするとコイルが大きくなり小
型化の妨げになる。 ・トランスと同様の結合であるため自己共振周波数付近
でのデータ速度において伝送する必要がある。 ・そのため、マンチェスタなどの特別なデータ処理が必
要であり、回路規模が大きくなる。 このように小型化へ拍車がかかる現代、とくにこれらは
大きな課題であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の磁場通信回路は、電波を受信するアンテ
ナまたはピックアップコイルを具備し、前記アンテナま
たはピックアップコイルにマグネットインピーダンス素
子（以下ＭＩ素子）を挿入し、前記アンテナまたはピッ
クアップコイルに外部から高周波を放射させながら、同
時に前記マグネットインピーダンス素子に送信データま
たは送信信号にもとずいた磁界変動を与え、前記アンテ
ナまたはピックアップコイルの出力振幅変動を復調素子
を介し、受信データ、または受信信号を再生する構成と
した。
めに、本発明の磁場通信回路は、電波を受信するアンテ
ナまたはピックアップコイルを具備し、前記アンテナま
たはピックアップコイルにマグネットインピーダンス素
子（以下ＭＩ素子）を挿入し、前記アンテナまたはピッ
クアップコイルに外部から高周波を放射させながら、同
時に前記マグネットインピーダンス素子に送信データま
たは送信信号にもとずいた磁界変動を与え、前記アンテ
ナまたはピックアップコイルの出力振幅変動を復調素子
を介し、受信データ、または受信信号を再生する構成と
した。
【０００５】また、本発明の上記磁場通信回路を用いた
通信システムとして本発明は、高周波電波を発生する電
波発生手段と、送信すべきデータまたは信号に基づいて
変動する磁場を発生する送信信号発生手段とを具備する
送信装置と、前記高周波電波を受信するアンテナまたは
ピックアップコイルと、前記アンテナまたはピックアッ
プコイルに接続され、前記送信信号発生手段からの磁場
によりそのインピーダンスを変化させるマグネットイン
ピーダンス素子とからなるアンテナ手段と、前記アンテ
ナ手段の出力信号を復調する検波手段とを具備した受信
装置とから構成した。
通信システムとして本発明は、高周波電波を発生する電
波発生手段と、送信すべきデータまたは信号に基づいて
変動する磁場を発生する送信信号発生手段とを具備する
送信装置と、前記高周波電波を受信するアンテナまたは
ピックアップコイルと、前記アンテナまたはピックアッ
プコイルに接続され、前記送信信号発生手段からの磁場
によりそのインピーダンスを変化させるマグネットイン
ピーダンス素子とからなるアンテナ手段と、前記アンテ
ナ手段の出力信号を復調する検波手段とを具備した受信
装置とから構成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】上記の構成をした本発明の磁場通
信回路および通信システムは、一定電波をアンテナまた
はピックアップコイルに与えながら磁場をデータとして
ＭＩ素子に与えると、アンテナのインピーダンスが磁場
に応じて変化するために、この変化を取り出すことによ
り、すなわちＭＩ素子が接続されたアンテナまたはピッ
クアップコイルから出力される信号を検波し、その検波
出力信号を判別することにより、与えられたデータを検
出することができるというものである。
信回路および通信システムは、一定電波をアンテナまた
はピックアップコイルに与えながら磁場をデータとして
ＭＩ素子に与えると、アンテナのインピーダンスが磁場
に応じて変化するために、この変化を取り出すことによ
り、すなわちＭＩ素子が接続されたアンテナまたはピッ
クアップコイルから出力される信号を検波し、その検波
出力信号を判別することにより、与えられたデータを検
出することができるというものである。
【０００７】
【実施例】以下に図面にもとづいて本発明の磁場通信回
路の実施形態について説明する。図１は発明の具体例を
示す図である。１はアンテナエレメント、２は同調コン
デンサ、３はＭＩ素子、４および５はタップ、６は整合
用コンデンサ、７は検波回路、８はＡＤコンバータであ
る。
路の実施形態について説明する。図１は発明の具体例を
示す図である。１はアンテナエレメント、２は同調コン
デンサ、３はＭＩ素子、４および５はタップ、６は整合
用コンデンサ、７は検波回路、８はＡＤコンバータであ
る。
【０００８】アンテナエレメント１、同調コンデンサ
２、ＭＩ素子３、および整合用コンデンサ６によってル
ープアンテナが構成されている。なお、ループアンテナ
は共振Ｑが高いアンテナとして知られている。まずＭＩ
素子３の単体インピーダンスを測定した。ＭＩ素子３は
磁場の強度に応じてインピーダンスが変化する素子であ
り、測定したＭＩ素子３の特性を図２のスミスチャート
に示す。この測定においては、磁場がない状態の時と磁
場を近づけた状態の時のインピーダンス変化が大きい周
波数である１３１ＭＨｚでのインピーダンスがプロット
されている。外部磁場がかかるとスミスチャート上のＡ
点、磁場がかからないとＢ点を示す。この測定に用いた
周波数においては、磁場があるとＲ成分は小さくなる
が、Ｌ成分はあまり変化がないという結果が得られた。
２、ＭＩ素子３、および整合用コンデンサ６によってル
ープアンテナが構成されている。なお、ループアンテナ
は共振Ｑが高いアンテナとして知られている。まずＭＩ
素子３の単体インピーダンスを測定した。ＭＩ素子３は
磁場の強度に応じてインピーダンスが変化する素子であ
り、測定したＭＩ素子３の特性を図２のスミスチャート
に示す。この測定においては、磁場がない状態の時と磁
場を近づけた状態の時のインピーダンス変化が大きい周
波数である１３１ＭＨｚでのインピーダンスがプロット
されている。外部磁場がかかるとスミスチャート上のＡ
点、磁場がかからないとＢ点を示す。この測定に用いた
周波数においては、磁場があるとＲ成分は小さくなる
が、Ｌ成分はあまり変化がないという結果が得られた。
【０００９】この特性をもつＭＩ素子３を利用し、図１
に示すループアンテナを構成したときのアンテナの特性
を図３および図４のスミスチャートに示す。実施例にお
いてマーカー周波数は１３１ＭＨｚであり、周波数幅は
２００ＭＨｚである。図４は磁場がかけられたときの特
性であり、図３は磁場がかけられないときの特性であ
る。磁場がかけられたときの特性である図４においては
反射率ＶＳＷＲはほぼ１であり、磁場がかからないとき
の特性である図３においてはＶＳＷＲはほぼ４である。
つまり、磁場がかけられたときに効率よく次段回路へ高
周波伝送が可能となる。この測定において、磁場がある
とアンテナの損失抵抗も減少し、同時に適正マッチング
することにより変化量を多く取り出せるという結果が得
られた。
に示すループアンテナを構成したときのアンテナの特性
を図３および図４のスミスチャートに示す。実施例にお
いてマーカー周波数は１３１ＭＨｚであり、周波数幅は
２００ＭＨｚである。図４は磁場がかけられたときの特
性であり、図３は磁場がかけられないときの特性であ
る。磁場がかけられたときの特性である図４においては
反射率ＶＳＷＲはほぼ１であり、磁場がかからないとき
の特性である図３においてはＶＳＷＲはほぼ４である。
つまり、磁場がかけられたときに効率よく次段回路へ高
周波伝送が可能となる。この測定において、磁場がある
とアンテナの損失抵抗も減少し、同時に適正マッチング
することにより変化量を多く取り出せるという結果が得
られた。
【００１０】いま、このループアンテナに１３１ＭＨｚ
の高周波一定振幅のキャリアを外部からかけ、そして、
同時にＭＩ素子に磁場データまたは送信信号にもとずい
た変動磁場を加えると、タップ４および５におけるアン
テナ出力の振幅はそのデータまたは信号に応じて変化す
る。よって、検波回路７において、アンテナ出力をＡＭ
検波することにより送信データ、または送信信号を再生
することが可能である。 なお、実施例においてはＡＭ
検波に包絡線検波を利用しているが、ディジタルシグナ
ルプロセッサやＡＤ変換器によってデータや信号を処理
してもよい。
の高周波一定振幅のキャリアを外部からかけ、そして、
同時にＭＩ素子に磁場データまたは送信信号にもとずい
た変動磁場を加えると、タップ４および５におけるアン
テナ出力の振幅はそのデータまたは信号に応じて変化す
る。よって、検波回路７において、アンテナ出力をＡＭ
検波することにより送信データ、または送信信号を再生
することが可能である。 なお、実施例においてはＡＭ
検波に包絡線検波を利用しているが、ディジタルシグナ
ルプロセッサやＡＤ変換器によってデータや信号を処理
してもよい。
【００１１】また、包絡線検波したのちは実施例のよう
にＡＤコンバータ８において送信データまたは送信信号
の論理判断する。なお、論理判断は電圧コンパレータを
用いても良い。本発明の磁場通信回路および通信システ
ムの上記実施例において、磁場による送信データの発生
手段としては、ソレノイドに電流を流す／流さないを制
御するように構成して、磁場による送信データをつくっ
ている。したがって、本発明は、送信データまたは送信
信号がディジタルデータであることには限定されず、磁
気の大きさによってインピーダンスが変化するというＭ
Ｉ素子の特性を活かして、送信データまたは送信信号を
アナログ信号としても本発明の磁場通信回路および通信
システムは適用できる。この場合は、ＡＤコンバータ８
の出力を論理判断する必要がないことはいうまでもな
い。
にＡＤコンバータ８において送信データまたは送信信号
の論理判断する。なお、論理判断は電圧コンパレータを
用いても良い。本発明の磁場通信回路および通信システ
ムの上記実施例において、磁場による送信データの発生
手段としては、ソレノイドに電流を流す／流さないを制
御するように構成して、磁場による送信データをつくっ
ている。したがって、本発明は、送信データまたは送信
信号がディジタルデータであることには限定されず、磁
気の大きさによってインピーダンスが変化するというＭ
Ｉ素子の特性を活かして、送信データまたは送信信号を
アナログ信号としても本発明の磁場通信回路および通信
システムは適用できる。この場合は、ＡＤコンバータ８
の出力を論理判断する必要がないことはいうまでもな
い。
【００１２】なお、本実施例において、アンテナエレメ
ント１には幅５ｍｍ長さ１１６ｍｍの銅板を用い、同調
用コンデンサ２は１２ｐＦの容量、整合用コンデンサの
容量は１５ｐＦを用いた。
ント１には幅５ｍｍ長さ１１６ｍｍの銅板を用い、同調
用コンデンサ２は１２ｐＦの容量、整合用コンデンサの
容量は１５ｐＦを用いた。
【００１３】
【発明の効果】上記の構成とすることにより、本発明の
磁場通信回路および通信システムは、以下に示す効果を
有する。 ・比較的波長の短い周波数をキャリアとして利用するこ
とによって、電磁誘導方式より小型化をおこなうことが
可能である。 ・受信側の検波回路には部品点が少なくてすむ包絡線検
波回路を用いることができるので簡潔な回路にて磁場通
信が可能である。 ・決められた高周波周波数にのみデータや信号が反応す
るので、秘匿性を向上させることができる。 ・高周波をキャリアとするので、周波数範囲の広い周波
数特性の信号伝送が可能である。 ・トランスのもつ自己共振周波数の影響がないため、極
低速から高速なデータも共通の回路において受信でき
る。 ・受信回路は受動素子のみで構成できるためエネルギー
の無駄がない。
磁場通信回路および通信システムは、以下に示す効果を
有する。 ・比較的波長の短い周波数をキャリアとして利用するこ
とによって、電磁誘導方式より小型化をおこなうことが
可能である。 ・受信側の検波回路には部品点が少なくてすむ包絡線検
波回路を用いることができるので簡潔な回路にて磁場通
信が可能である。 ・決められた高周波周波数にのみデータや信号が反応す
るので、秘匿性を向上させることができる。 ・高周波をキャリアとするので、周波数範囲の広い周波
数特性の信号伝送が可能である。 ・トランスのもつ自己共振周波数の影響がないため、極
低速から高速なデータも共通の回路において受信でき
る。 ・受信回路は受動素子のみで構成できるためエネルギー
の無駄がない。
【００１４】このように、従来の電磁誘導方式磁場通信
回路のような欠点をなくし、小型で特性のよい磁場通信
回路および通信システムを提供できる。なお、本発明を
ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ素子と組み合わせることによ
り機器外部からプログラムやＩＤの書き込みができ、組
み込み後のあらゆる調整ずれやＩＤ変更、プログラム変
更を容易におこなうことができ、その効果は大きい。
回路のような欠点をなくし、小型で特性のよい磁場通信
回路および通信システムを提供できる。なお、本発明を
ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ素子と組み合わせることによ
り機器外部からプログラムやＩＤの書き込みができ、組
み込み後のあらゆる調整ずれやＩＤ変更、プログラム変
更を容易におこなうことができ、その効果は大きい。
【図１】本発明の磁場通信回路および通信システムの実
施例を示す説明図である。
施例を示す説明図である。
【図２】本発明の磁場通信回路および通信システムの実
施例におけるＭＩ素子３の特性を示すスミスチャートで
ある。
施例におけるＭＩ素子３の特性を示すスミスチャートで
ある。
【図３】本発明の磁場通信回路および通信システムの実
施例における磁場をかけないときのアンテナの特性を示
すスミスチャートである。
施例における磁場をかけないときのアンテナの特性を示
すスミスチャートである。
【図４】本発明の磁場通信回路および通信システムの実
施例における磁場をかけたときのアンテナの特性を示す
スミスチャートである。
施例における磁場をかけたときのアンテナの特性を示す
スミスチャートである。
１ アンテナエレメント ２ 同調コンデンサ ３ ＭＩ素子 ４ タップ ５ タップ ６ 整合用コンデンサ ７ 検波回路 ８ ＡＤコンバータ
Claims (5)
- 【請求項１】 電波をアンテナに、かつ磁場をマグネッ
トインピーダンス素子に同時にかけながらデータまたは
信号を送出する磁場通信回路。 - 【請求項２】 電波を受信するアンテナまたはピックア
ップコイルと、前記アンテナまたはピックアップコイル
に接続されたマグネットインピーダンス素子とからなる
アンテナ手段と、前記アンテナ手段の出力信号を復調す
る検波手段と、からなることを特徴とする磁場通信回
路。 - 【請求項３】 前記検波手段が包絡線検波を用いた検波
手段である請求項２記載の磁場通信回路。 - 【請求項４】 前記アンテナ手段がループアンテナであ
る請求項２または３記載の磁場通信回路。 - 【請求項５】 高周波電波を発生する電波発生手段と、
送信すべきデータまたは信号に基づいて変動する磁場を
発生する送信信号発生手段とを具備する送信装置と、 前記高周波電波を受信するアンテナまたはピックアップ
コイルと、前記アンテナまたはピックアップコイルに接
続され、前記送信信号発生手段からの磁場によりそのイ
ンピーダンスを変化させるマグネットインピーダンス素
子とからなるアンテナ手段と、前記アンテナ手段の出力
信号を復調する検波手段とを具備した受信装置と、から
構成されることを特徴とする通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8115089A JPH09307487A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 磁場通信回路およびそれを用いた通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8115089A JPH09307487A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 磁場通信回路およびそれを用いた通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09307487A true JPH09307487A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14653933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8115089A Pending JPH09307487A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 磁場通信回路およびそれを用いた通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09307487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021130972A (ja) * | 2020-02-20 | 2021-09-09 | 株式会社大林組 | 建設機械の制御システム |
-
1996
- 1996-05-09 JP JP8115089A patent/JPH09307487A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021130972A (ja) * | 2020-02-20 | 2021-09-09 | 株式会社大林組 | 建設機械の制御システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040302 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040914 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050201 |