專利名稱：通信系統、發送裝置、發送方法、接收裝置和接收方法
技術領域：
本發明涉及通信系統、發送裝置、發送方法、接收裝置和接收方法。尤其是，本發明涉及通信系統、發送裝置、發送方法、接收裝置和接收方法，其使得能夠抑制通過線到線耦合(line-to-line coupling)的、由通信產生的輻射功率。
背景技術：
用于發送和接收數據的通信系統類型包括接觸類型和非接觸類型。接觸通信系統通過諸如連接器之類的電接觸點來交換數據。相反，非接觸通信系統不需要這樣的電接觸點。
外部物質(諸如灰塵、水蒸汽和油)對電接觸點的粘附或電接觸點上氧化膜的形成可能使接觸通信系統不能正確地發送和接收信號。另外，當電接觸點暴露時，靜電可能破壞內部電路。為了避免這種情況，執行高度精密處理以形成電接觸點的外形。
另一方面，因為非接觸通信系統不需要電接觸點，所以非接觸通信系統沒有上述問題。
在非接觸通信方法中，例如通過電磁場、電容、微波或激光束來執行通信。僅僅在通過激光束或微波的通信中才能獲得高于幾百Mbps(兆比特每秒)的傳輸率(特別是超過1Gbps的傳輸率)。
但是，用于通過激光束通信的裝置仍然昂貴。小型化這些裝置也很困難。另外，在通過微波的通信中，不得不控制輻射功率以便不超過各國無線電通信法律規定的值。
以高傳輸率執行通信的非接觸通信方法之一采用通過將微波帶狀線路靠近以便它們彼此面對而產生的線到線耦合(下文中，稱為“微波傳輸帶線路的線到線耦合”)。
在通過微波傳輸帶線路的線到線耦合的通信中，如在日本未經審查的專利申請公開號07-297625中提出的一樣，輻射功率比使用天線(即，微波傳輸帶天線)輻射無線波(例如，微波)時產生的輻射功率小很多。但是，在不采取任何措施的情況下控制輻射功率以便不超出法律規定的值可能是困難的。當以高傳輸速率執行通信時，微波傳輸帶線路的線到線耦合輻射的無線波(即，電磁波)具有322MHz和10GHz之間的頻帶。在日本，必須控制在該頻帶內的輻射功率以便不超過35μV。
發明內容
鑒于上述情況，本發明的實施例使得能夠在通過線到線耦合的通信中抑制輻射功率。
根據本發明的實施例，通信系統包括被配置成發送數據的發送裝置和被配置成接收數據的接收裝置。所述發送裝置包括第一和第二傳輸線和差分信號輸出器。第一和第二傳輸線以預定的間隔并行部署，并被配置成傳播微波信號。差分信號輸出器被配置成從與數據相應的微波信號產生差分信號，并輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線。所述接收裝置包括第三和第四傳輸線和轉換器。所述第三和第四傳輸線以預定的間隔并行部署，并被配置成傳播微波信號。轉換器被配置成將通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上產生的差分信號轉換為與數據相應的微波信號，并輸出轉換的微波信號。當第三和第四傳輸線與正在傳播差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第一和第二傳輸線分別面對第三和第四傳輸線時，通過線到線的耦合在第三和第四傳輸線上產生差分信號。
在上述本發明的實施例中，通信系統包括被配置成發送數據的發送裝置和被配置成接收數據的接收裝置。所述發送裝置從與要發送到接收裝置的數據相應的微波信號產生差分信號，并輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線。差分信號通過第一和第二傳輸線與第三和第四傳輸線間分別產生的線到線耦合而發送到第三和第四傳輸線。所述線到線耦合是在第三和第四傳輸線與正在傳播差分信號的第一和第二傳輸線靠近、而分別彼此面對時是產生的。差分信號此時被轉換成與數據相應的微波信號，并輸出轉換的微波信號。
根據本發明的另一個實施例，發送裝置被配置成發送數據到具有第一和第二傳輸線的接收裝置，其包括第三和第四傳輸線和差分信號輸出器。第三和第四傳輸線以預定間隔并行部署，并被配置成傳播微波信號。差分信號輸出器被配置成從與數據相應的微波信號產生差分信號，并輸出差分信號中的一個到第三傳輸線，輸出另一差分信號到第四傳輸線。當第一和第二傳輸線與正在傳播差分信號的第三和第四傳輸線靠近、從而第一和第二傳輸線分別面對第三和第四傳輸線時，數據通過第三傳輸線和接收裝置的第一傳輸線之間以及第四傳輸線和接收裝置的第二傳輸線之間產生的線到線耦合而發送到接收裝置。
第三和第四傳輸線可以是微波傳輸帶線。
差分信號輸出器可以是線圈。
根據仍是本發明的另一個實施例，一種用于發送裝置的發送方法，發送裝置包括第一和第二傳輸線，以預定的間隔并行部署，并被配置成傳播微波信號；以及差分信號輸出器，被配置成從與要發送到包括第三和第四傳輸線的接收裝置的數據相應的微波信號產生差分信號，并輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線，該方法包括步驟，使得差分信號輸出器從與數據相應的微波信號產生差分信號，輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線，和使得第一傳輸線傳播從與數據相應的微波信號產生的差分信號中的一個，第二傳輸線傳播另一差分信號，當第三和第四傳輸線與正在傳播差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，數據通過第一傳輸線和接收裝置的第三傳輸線之間以及第二傳輸線和接收裝置的第四傳輸線之間產生的線到線耦合而發送到接收裝置。
在上述本發明的實施例中，從與發送到接收裝置的數據相應的微波信號產生差分信號。差分信號中的一個輸出到第一傳輸線，另一差分信號輸出到第二傳輸線。通過正在傳播差分信號的第一和第二傳輸線以及靠近第一和第二傳輸線以分別彼此面對的接收裝置的第三和第四傳輸線之間產生的線到線耦合將數據發送到接收裝置。
根據本發明進一步的實施例，接收裝置被配置成接收來自具有第一和第二傳輸線的發送裝置的數據，其包括第三和第四傳輸線和轉換器。第三和第四傳輸線以預定的間隔并行部署，并被配置成傳播微波信號。轉換器被配置成將通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上產生的差分信號轉換為與數據相應的微波信號，并輸出轉換的微波信號。當第三和第四傳輸線與正在傳播從與數據相應的微波信號產生的差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上產生差分信號。
第三和第四傳輸線可以是微波傳輸帶線。
接收裝置可以進一步包括被配置成檢測從轉換器輸出的信號的信號電平的電平檢測器。依照電平檢測器檢測的電平，轉換器調節與數據相應的信號的電平，并輸出信號。
根據本發明更進一步的實施例，一種用于接收裝置的接收方法，接收裝置被配置成接收來自有第一和第二傳輸線的發送裝置的數據，其包括第三和第四傳輸線，以預定的間隔并行部署，被配置成傳播微波信號；以及轉換器，被配置成將通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上產生的差分信號轉換為與數據相應的微波信號，并輸出轉換的微波信號，其中當第三和第四傳輸線與正在傳播從與數據相應的微波信號產生的差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，在第三和第四傳輸線上產生差分信號，該方法包括步驟，使得第三傳輸線傳播差分信號中的一個，第四傳輸線傳播另一差分信號，以及使得轉換器將差分信號轉換為與數據相應的微波信號，并輸出轉換的微波信號。
在上述的實施例中，與從具有第一和第二傳輸線的發送裝置發送的數據相應的微波信號中產生的差分信號沿著第三和第四傳輸線傳播。差分信號被轉換為與數據相應的微波信號，并輸出轉換的微波信號。
本發明的實施例可以通過線到線耦合實現通信。另外，本發明的實施例可以抑制輻射功率。
圖1是圖解根據本發明一個實施例的通信系統的配置示例的方框圖；圖2A和2B圖解了微波傳輸帶線路的線到線耦合；圖3是圖解通信表面的詳細配置示例的透視圖；圖4圖解了數據發送/接收操作的概要；圖5圖解了RF發射機配置的示例；圖6圖解了RF接收機配置的示例；圖7圖解了RF接收機配置的另一示例；圖8是圖解數據發送/接收操作的流程圖；圖9圖解了RF發射機配置的另一示例；圖10A，10B和10C圖解了可應用于本發明的實施例的其它傳輸線。
具體實施例方式
在描述本發明的實施例之前，本發明的特征和本發明實施例中公開的特定元素之間的一致性將在下面討論。本描述是想要保證在本說明書中描述支持所要求的發明的實施例。因此，即使下面實施例中的元素沒有被描述為涉及本發明的特定特征，這也并非必定意味著該元素不涉及權利要求的特征。相反的，即使此處元素被描述為涉及權利要求的特定特征，也并不必定意味著該元素不涉及權利要求的其它特征。
根據本發明的實施例，通信系統包括發送裝置(例如，圖1中所示的RF發射機21)，其被配置為發送數據，所述發送裝置包括第一和第二傳輸線，所述第一和第二傳輸線以預定的間隔并行部署，并且被配置為傳播微波信號；和差分信號輸出器(例如，圖5中所示的差分驅動器152)，被配置為從與數據相應的微波信號產生差分信號，并輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線。所述通信系統還包括接收裝置(例如，圖1中所示的RF接收機31)，其被配置為接收數據，所述接收裝置包括第三和第四傳輸線(例如，圖3中所示的傳導帶121A和121B)，所述第三和第四傳輸線以預定的間隔并行部署，并且被配置為傳播微波信號；和轉換器(例如，圖6中所示的LNA 172)，被配置為將通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上產生的差分信號轉換為與數據相應的微波信號，并輸出轉換的微波信號，其中當將第三和第四傳輸線與正在傳播差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上產生差分信號。
根據本發明的另一實施例，發送裝置(例如，圖1中所示的RF發射機21)，被配置為發送數據到具有第一和第二傳輸線的接收裝置，所述發送裝置包括第三和第四傳輸線(例如，圖3中所示的傳導帶101A和101B)，所述第三和第四傳輸線以預定的間隔并行部署，并且被配置為傳播微波信號；和差分信號輸出器(例如，圖5中所示的差分驅動器152)，被配置為從與數據相應的微波信號產生差分信號，并輸出差分信號中的一個到第三傳輸線，輸出另一差分信號到第四傳輸線，其中當將第一和第二傳輸線與正在傳播差分信號的第三和第四傳輸線靠近、從而第一和第二傳輸線分別面對第三和第四傳輸線時，數據通過第三傳輸線和接收裝置的第一傳輸線之間以及第四傳輸線和接收裝置的第二傳輸線之間產生的線到線耦合而被發送到接收裝置。
根據本發明的仍一實施例，一種用于發送裝置的發送方法，所述發送裝置包括第一和第二傳輸線，所述第一和第二傳輸線以預定的間隔并行部署，并且被配置為傳播微波信號；以及差分信號輸出器，被配置為從與要發送到包括第三和第四傳輸線的接收裝置的數據相應的微波信號產生差分信號，并輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線，該方法包括步驟，使得差分信號輸出器從與數據相應的微波信號產生差分信號，并且輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線(例如，圖8中所示的步驟S14)，和使得第一傳輸線傳播從與數據相應的微波信號產生的差分信號中的一個，第二傳輸線傳播差分信號的另一個(例如，圖8中所示的步驟S15)，其中當將第三和第四傳輸線與正在傳播差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，通過第一傳輸線和接收裝置的第三傳輸線之間以及第二傳輸線和接收裝置的第四傳輸線之間產生的線到線耦合而將數據發送到接收裝置。
根據本發明再一實施例，接收裝置(例如，圖1中所示的RF接收機31)，被配置為接收來自具有第一和第二傳輸線的發送裝置的數據，所述接收裝置包括第三和第四傳輸線(例如，圖3中所示的傳導帶121A和121B)，所述第三和第四傳輸線以預定的間隔并行部署，并且被配置為傳播微波信號；以及轉換器(例如，圖6中所示的LNA 172)，被配置為將通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上產生的差分信號轉換為與數據相應的微波信號，并輸出轉換的微波信號，其中當將第三和第四傳輸線與正在傳播從與數據相應的微波信號產生的差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上產生差分信號。
該接收裝置可以進一步包括被配置為檢測從轉換器輸出的信息的信號電平的電平檢測器(例如，圖6中所示的電平檢測電路303)，其中依照由電平檢測器檢測的電平，轉換器調節與數據相應的信號的電平，并輸出信號。
根據本發明更進一步的實施例，一種用于接收裝置的接收方法，所述接收裝置被配置為接收來自具有第一和第二傳輸線的發送裝置的數據，并且包括第三和第四傳輸線，所述第三和第四傳輸線以預定的間隔并行部署，并被配置為傳播微波信號；以及轉換器被配置為將通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上產生的差分信號轉換為與數據相應的微波信號，并輸出轉換的微波信號，其中當將第三和第四傳輸線與正在傳播從與數據相應的微波信號產生的差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，在第三和第四傳輸線上產生差分信號，該方法包括步驟，使得第三傳輸線傳播差分信號中的一個，第四傳輸線傳播另一差分信號(例如，圖8中所示的步驟S16)，以及使得轉換器將差分信號轉換為與數據相應的微波信號，并輸出轉換的微波信號(例如，圖8中所示的步驟S17)。
下面將參考附圖詳細描述本發明的實施例。
圖1圖解了根據本發明一個實施例的通信系統的配置示例。
參照圖1，通信系統包括閱讀器/記錄器11和IC(集成電路)卡12。
閱讀器/記錄器11和IC卡12無接觸地發送和接收數據。
更具體地，閱讀器/記錄器11包括RF(射頻)發射機21和RF接收機22。IC卡12包括RF接收機31和RF發射機32。RF發射機21發送與數據相應的RF信號到IC卡12的RF接收機31。RF接收機22接收從IC卡12的RF發射機32發送的RF信號，并存儲從RF信號所轉換的數據。
同樣地，IC卡12的RF接收機31接收從閱讀器/記錄器11的RF發射機21發送的RF信號，并存儲從RF信號所轉換的數據。RF發射機32發送與數據相應的RF信號到閱讀器/記錄器11的RF接收機22。
閱讀器/記錄器11的RF發射機21和IC卡12的RF接收機31分別具有通信表面21a和通信表面31a。通信表面21a和31a的每一個包括微波傳輸帶線。更具體地，傳導帶部署在通信表面21a和31a的每一個上。當通信表面21a和31a彼此面對，并且被彼此靠近時，部署在通信表面21a上的傳導帶和通信表面31a上的傳導帶之間產生線到線耦合(即，微波傳輸帶線的線到線耦合)。RF發射機21和RF接收機31通過微波傳輸帶線的線到線耦合執行數據發送/接收操作。同樣地，閱讀器/記錄器11的RF接收機22的通信表面22a和IC卡12的RF發射機32的通信表面32a以同樣的方式相互通信。
另外，IC卡12的RF發射機32具有和閱讀器/記錄器11的RF發射機21相同的配置。閱讀器/記錄器11的RF接收機22也具有和IC卡12的RF接收機31相同的配置。因此，下面僅給出閱讀器/記錄器11的RF發射機21和IC卡12的RF接收機31之間數據發送/接收操作的詳細說明。省略IC卡12的RF發射機32和閱讀器/記錄器11的RF接收機22之間數據發送/接收操作的說明。
現在，參照圖2A和2B，將描述微波傳輸帶線的線到線耦合。
在微波傳輸帶線中，傳導帶53在電介質襯底52上形成，該電介質襯底依次在大平面51上形成。高頻RF信號(即，微波波段信號)沿著傳導帶53傳播。RF信號相應于發送或接收的數據。
大平面51和傳導帶53由導體組成，例如金或銅。電介質襯底52由玻璃環氧樹脂(例如，RF4)組成。
如圖2A和2B中所示，在發送方的傳導帶53(例如，在圖的下方)和在接收方的傳導帶53(例如，在圖的上方)都是靠近的，彼此面對。因此，得到了微波傳輸帶線的線到線耦合。圖2A是微波傳輸帶線的橫向部分。更具體地，在圖2A中，從RF信號沿傳導帶53傳播的方向觀察微波傳輸帶線。圖2B是微波傳輸帶線的縱向部分。更具體地，在圖2B中，從平行和垂直于RF信號的傳播方向的方向觀察微波傳輸帶線。
如圖2A和2B所示，將發送和接收方的傳導帶53接近，彼此面對。RF信號此時在發送方沿著傳導帶53傳播。這導致雙方傳導帶53之間的線到線耦合。此時，微波傳輸帶線充當定向耦合器。
圖3是圖解RF發射機21的通信表面21a和RF接收機31的通信表面31a的詳細配置的透視圖。
閱讀器/記錄器11的通信表面21a在靠近IC卡12的相對通信表面31a的一側具有傳導帶(以下簡稱為“帶”)101A和101B、電介質襯底102、和大平面103。帶101A和101B并行部署在電介質襯底102上，彼此相隔預定間隔M(例如，幾個毫米)。
端口111A耦合到帶101A的一端。端口111A為帶101A提供從發送電路(未示出)饋送的RF信號。發送電路穿過大平面103而部署在帶101A的對面(即在圖中下部)。端口112A也耦合到帶101A的另一端，即111A耦合的相反的一端。端口112A也通過電阻器(即，終接電阻器)113A耦合到大平面103。
同樣，端口111B耦合到帶101B的一端。端口111B為帶101B提供從發送電路(未示出)饋送的RF信號，所述發送電路穿過大平面103與帶101B相對。端口112B耦合到帶101B的另一端，即，端口111B耦合的相反的一端。端口112B也通過電阻器(即，終接電阻器)113B耦合到大平面103。
另外，帶101A和101B(同樣，以下描述的帶121A和121B)彼此相隔間隔M，這可以避免串擾問題。
IC卡12的通信表面31a具有與閱讀器/記錄器11的通信表面21a的相同配置。
更具體的，IC卡12的通信表面31a在靠近閱讀器/記錄器11的相對通信表面21a的一側上具有傳導帶(以下簡稱為“帶”)121A和121B、電介質襯底122和大平面123。帶121A和121B并行部署在電介質襯底122上，相互間隔預定間隔M(例如，幾個毫米)。
端口131A耦合到帶121A的一端。端口131A向接收電路(未示出)提供通過線到線耦合接收的RF信號。接收電路穿過大平面123部署在帶121A的對面(即在圖中上部)。端口132A也耦合到帶121A的另一端，即，131A耦合的相反的一端。端口132A也通過電阻器(即，終接電阻器)133A耦合到大平面123。
同樣，端口131B耦合到帶121B的一端。端口131B為穿過大平面123面對帶121B的接收電路(未示出)提供通過線到線耦合接收的RF信號。端口132B耦合到帶121B的另一端，即，端口131B耦合的相反的一端。端口132B也通過電阻器(即，終接電阻器)133B耦合到大平面123。
如圖3所示，RF發射機21的帶101A和101B以及RF接收機的帶121A和121B分別足夠接近以形成間隔L(例如幾個毫米)。因此，RF發射機21和RF接收機31執行數據發送/接收操作。
現在，參考圖4，描述了閱讀器/記錄器11的RF發射機21和IC卡12的RF接收機31之間的數據發送/接收的概略。在圖4中，已在圖3中示出的相同的參考數字用于指示相應的部分。另外，為了易于理解，圖4示出部署在通信表面21a或31a的兩個帶中的一個。更具體的，圖4從部署在RF發射機21的帶101A和101B之中省略了帶101B。同樣，圖4從部署在RF接收機31的帶121A和121B之中省略了帶121B。
RF發射機21的發送電路151向差分驅動器152提供與被發送的數據相應的高頻率RF信號。差分驅動器151從提供的RF信號生成差分信號。差分驅動器152將一個差分信號提供給部署在帶101A之前的衰減器153A。差分驅動器152也將另一差分信號(在附圖中由虛線指示的)提供給部署在帶101B之前的衰減器(相應于在圖5中示出的衰減器153B)。
衰減器153A放大或衰減提供的RF信號以調整RF信號到最佳電平。來自衰減器153A的RF信號通過電阻器154A和端口111A而饋送到帶101A。電阻器154A和113A抑制RF信號的反射。
沿著帶101A的RF信號的傳播導致RF發射機21的帶101A和RF接收機31的帶121A之間的線到線耦合，其中上述兩個帶足夠接近以形成間隔L，這使得能夠進行數據發送/接收操作。帶121A通過線到線耦合接收RF信號。
由帶121A接收的RF信號通過端口131A饋送到LNA(低噪聲放大器)172。如在上述情況中，電阻器154A和113A、電阻器171A和133A抑制RF信號的反射。
LNA 172接收由帶121B接收的以及由帶121A接收的RF信號(由圖中的虛線指示的)。由帶121A和121B接收的RF信號具有相反的相位。
LNA 172將具有180度相位位移的兩個RF信號轉換成單端RF信號。LNA 172此時將單端RF信號提供給接收電路173。接收電路173將從LNA 172提供的RF信號轉換成數據，并存儲該數據。
圖5圖解了包括發送電路151的詳細配置的RF發射機21的配置示例。
中央處理單元(CPU)201指令數據控制器203發送數據。基于由CPU 201給出的指令，數據控制器203從存儲器202以速度(例如125兆字節每秒(兆字節/秒))讀出要發送的預定數據。數據控制器203然后向P/S(并行到串行)轉換電路204提供讀出數據。
P/S轉換電路204將要發送的并行數據轉換成串行數據，并將串行數據提供給LPF(低通濾波器)205。如上所述，由于P/S轉換電路204以速率125兆字節/秒接收數據，所以以每秒1吉比特(Gbps)的速率提供串行數據。
LPF 205移除包括在由P/S轉換電路204提供的要發送的數據中的高頻成分，并向混頻器206提供數據。混頻器206將從LPF 205提供的信號和從PLL(鎖相環)電路208提供的信號相乘。因此，對從LPF 205提供的數據執行BPSK(二進制相移鍵控)調制。
石英振蕩器207生成具有預定頻率(即，振蕩頻率)的信號，并將信號提供給PLL電路208。基于從石英振蕩器207提供的具有振蕩頻率的信號，PLL電路208將4GHz信號(即載波)提供給混頻器206。
此時將已經經歷由混頻器206的BPSK調制的與要發送的數據相應的RF信號提供給差分驅動器152。差分驅動器152從提供的與要發送的數據相應的RF信號生成差分信號。差分驅動器152將差分信號中的一個提供給部署在帶101A之前的衰減器153A，將另一差分信號提供給部署在帶101B之前的衰減器153B。
在經歷由衰減器153A和153B執行的電平調整后，通過電阻器154A和154B提供給帶101A和101B的RF信號分別沿著帶101A和101B傳播。
在具有上述配置的RF發射機21中，相應于從存儲器202讀出的數據的差分信號沿著帶101A和101B傳播。
圖6圖解了包括接收電路173詳細配置的RF接收機31的配置的例子。
通過線到線耦合由帶121A和121B接收的RF信號提供給LNA 172。這些RF信號的相位彼此相反。
LNA 172將從帶121A和121B提供的具有相反相位的RF差分信號轉換成單端信號。LNA 172向混頻器301和包括在接收電路173中的PLL電路310提供單端信號。轉換的單端信號是相應于接收的數據的信號，該接收的數據從RF發射機21發送。
基于來自電平檢測電路303的檢測信號，LNA 172也調整(放大和衰減)提供給混頻器301和PLL電路310的RF信號電平。也就是，LNA具有調整RF信號的AGC(自動增益控制)功能。
混頻器301相乘從LNA 172提供的與接收數據相應的RF信號和從PLL電路310提供的信號。因此，對與接收數據相應的RF信號執行BPSK解調。混頻器310向LPF 302提供解調的RF信號。LPF 302移除包括在解調的RF信號中的高頻成分，并將RF信號提供給電平檢測電路303和比較器304。
電平檢測電路303檢測從LPF 302提供的RF信號的電平，并通知LNA712該檢測結果。比較器304確定從LPF 302提供的RF信號的電平是高于還是低于預定電平，即，將RF信號的電平與預定電平比較。基于該比較，比較器304對RF信號執行波形整形。比較器304將波形整形的與接收數據相應的數字信號提供給DFF(延遲觸發器)305。更具體的，當RF信號的電平高于預定電平時，將高電平信號提供給DFF 305。相反，當RF信號的電平低于預定電平時，提供低電平信號。
DFF 305向S/P(串行到并行)轉換電路306提供數字信號(D)，該信號是在從頻分器311提供的1GHz時鐘信號(CLK)的上升(或下降)時間由比較器304提供的。
S/P轉換電路306將從DFF 305提供的與接收數據相應的串行數字信號轉換成并行數字信號。S/P轉換電路306然后提供并行數字信號給數據控制器307。此時，基于從頻分器311提供的1GHz的時鐘信號，S/P轉換電路在寄存器中讀取由DFF 305提供的接收數據。此時，基于從頻分器312提供的125MHz時鐘信號，S/P轉換電路306向數據控制器307提供并行數據。因此，S/P轉換電路306以125兆字節/秒的速率提供接收數據。
根據由CPU 308給出的指令，數據控制器307將從S/P轉換電路306提供的接收數據寫入(存入)存儲器309。此時，基于從頻分器312提供的125MHz時鐘信號，數據控制器307將接收數據寫入存儲器309。
CPU 308指令數據控制307接收數據。存儲器309存儲從數據控制器307提供的接收數據。
基于從LNA 172提供的RF信號，PLL電路310生成4GHz時鐘信號(即載波)，并將時鐘信號提供給混頻器301和頻分器311。頻分器311用4除從PLL電路310提供的時鐘信號的頻率(即4GHz)。頻分器311然后提供產生的1GHz時鐘信號給DFF 305、S/P轉換電路306以及頻分器312。頻分器312用8除從頻分器311提供的時鐘信號的頻率(即，1GHz)。頻分器312然后提供產生的125MHz時鐘信號給S/P轉換電路306和數據控制器307。
具有上述配置的RF接收機31解調來自通過線到線耦合接收的差分信號的接收數據，并將該接收數據存儲在存儲器309中。
如圖7所示，通過在帶121A和121B和LNA 172之間放置線圈351，可以獲得微波傳輸帶線的期望阻抗。
現在，參考圖8的流程圖，描述在閱讀器/記錄器11的RF發射機21和IC卡12的RF接收機31之間的數據發送/接收操作。RF發射機21和RF接收機31具有上述配置。在圖8中，假設閱讀器/記錄器11和IC卡12足夠接近以形成間隔L，其使得能夠進行數據發送/接收操作。
首先，在步驟S11，數據控制器203以速率(例如125兆字節/秒)讀出存儲在存儲器202中的預定數據(即要發送的數據)。數據控制器203向P/S轉換電路204提供讀出的數據。
在步驟S12，P/S轉換電路204將要發送的并行數據轉換成串行數據，并將串行數據提供給LPF 205。
在步驟S13，混頻器206相乘從LPF 205提供的信號和從PLL電路208提供的信號，從而對從LPF 205提供的將要發送的數據執行BPSK調制。
在步驟S14，差分驅動器152從提供的與要發送的數據相應的RF信號生成差分信號。差分驅動器152將差分信號中的一個提供給部署在帶101A之前的衰減器153A，并將另一差分信號提供給部署在帶101B之前的衰減器153B。
在步驟S15，從衰減器153A和153B提供的差分信號分別沿著帶101A和101B傳播。
在步驟S16，通過在其之間的線到線耦合，差分信號從閱讀器/記錄器11的帶101A和101B分別發送到IC卡12的帶121A和121B。
在步驟S17，LNA 172將從帶121A和121B提供的與將要發送的數據相應的RF差分信號轉換成單端信號。LNA 172然后提供單端信號給混頻器301和包括在接收電路173中的PLL電路310。另外，在步驟S17，基于從LNA 172提供的RF信號，PLL電路310生成4GHz時鐘信號(即載波)。PLL電路310然后提供時鐘信號給混頻器301和頻分器311。
在步驟S18，混頻器301相乘從LNA 172提供的與數據相應的RF信號和從PLL電路310提供的信號，從而對與接收數據相應的RF信號執行BPSK解調。
另外，在步驟S18，頻分器311用4除從PLL電路310提供的時鐘信號頻率。頻分器311然后向DFF 305、S/P轉換電路306、和頻分器312提供產生的1GHz時鐘信號。頻分器312用8除從頻分器311提供的時鐘信號的頻率。頻分器312然后向S/P轉換電路306和數據控制器307提供產生的125MHz時鐘信號。
在步驟S19，S/P轉換電路306將從DFF 305提供的接收串行數據轉換成并行數據。S/P轉換電路306提供并行數據給數據控制器307。
在步驟S20，數據控制器307將從S/P轉換電路306提供的接收數據寫入存儲器309，處理結束。
如上所述，RF發射機21和RF接收機31可以以高傳輸速率1Gbps而非觸點地發送和接收數據。RF發射機21和RF接收機31不包括電觸點。這就消除了由于電觸點腐蝕造成不精確信號發送/接收的可能性。
而且，如圖3所示，微波傳輸線的線到線耦合的利用使得能夠使用簡單結構的信號(數據)發送。
而且，帶101A和101B并行部署并彼此相隔預定間隔M。具有相反相位的差分信號沿著帶101A和101B傳播。因此，取消遠場(distant field)是可能的，從而保持涉及數據發送/接收操作的輻射功率，所述數據發送/接收操作由RF發射機21和RF接收機31以在無線電法規或類似物中確定的預定電平或低于預定電平完成。
圖9示出閱讀器/記錄器11的RF發射機21的配置的另一例子。如在圖5中示出的相似的參考數字用于指示相應部分，因此省略對于這些的解釋。
更具體的，除了驅動器401和線圈402外，圖9中示出的RF發射機21與在圖5中示出的具有相同配置。提供驅動器401和線圈402代替圖5中示出的差分驅動器152。
根據圖5示出的實施例，發送電路151耦合到生成差分信號的差分驅動器152。然而，在圖9示出的實施例中，發送電路151耦合到提供單端信號的驅動器401上。在這個情況下，差分信號從驅動器401的輸出信號產生。
更具體的，在圖9，發送電路151提供信號給驅動器401。驅動器401依次提供與要發送的數據相應的單端信號。在后來的階段，驅動器401耦合到線圈402。線圈402從驅動器401提供的信號生成差分信號。線圈402此時提供差分信號中的一個給衰減器153A，并提供另一差分信號給衰減器153B。
在以上描述的實施例中，已經描述了通過線到線耦合的數據發送/接收操作。通過面向部署在發送方和接收方的兩個并行帶，實現線到線耦合。然而，可應用于本發明的傳輸線不限于微波傳輸帶線。其它傳輸線(例如圖10A示出的共面波導、圖10B中示出的插槽線路、圖10C中示出的共面帶狀線)同樣可適用于本發明。
另外，在上述實施例中，IC卡12作為能夠無觸點發送和接收數據的一個例子使用。然而，本發明可以應用于不同于IC卡的便攜式裝置，例如，移動電話、PDA(個人數字助理)、數字照相機、和具有閃存或硬盤驅動器的數字音頻播放器。
更進一步，在該說明書中，在流程圖中示出的步驟可以包括在以描述的順序順序執行的處理中，和并行或單獨執行的處理中，不需要順序的。
而且，在該說明書中，術語“系統”指示包括多個裝置的整個裝置。
應該理解本發明并不限制為上述實施例，在不背離本發明精神和范圍條件下可以進行各種修改。
權利要求
1.一種通信系統，包括發送裝置，被配置成發送數據，其包含第一和第二傳輸線，以預定間隔并行部署，被配置成傳播微波信號，以及差分信號輸出器，被配置成從與數據相應的微波信號生成差分信號，并且輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線；以及接收裝置，被配置成接收數據，其包含第三和第四傳輸線，以預定間隔并行部署，被配置成傳播微波信號，以及轉換器，被配置為將通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上生成的差分信號轉換為與數據相應的微波信號，以及輸出所轉換的微波信號，其中當第三和第四傳輸線與正在傳播差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上生成差分信號。
2.一種被配置成向包括第一和第二傳輸線的接收裝置發送數據的發送裝置，該發送裝置包括第三和第四傳輸線，以預定間隔并行部署，被配置成傳播微波信號；以及差分信號輸出器，被配置為從與數據相應的微波信號生成差分信號，并輸出差分信號中的一個到第三傳輸線，輸出另一差分信號到第四傳輸線，其中當第一和第二傳輸線與正在傳播差分信號的第三和第四傳輸線靠近、從而第一和第二傳輸線分別面對第三和第四傳輸線時，通過線到線耦合將數據發送到接收裝置，所述線到線耦合是在第三傳輸線和接收裝置的第一傳輸線之間以及第四傳輸線和接收裝置的第二傳輸線之間生成的。
3.根據權利要求2的發送裝置，其中第三和第四傳輸線是微波傳輸帶線。
4.根據權利要求2的發送裝置，其中差分信號輸出器是線圈。
5.一種用于發送裝置的發送方法，該發送裝置包括第一和第二傳輸線，以預定間隔并行部署，并且被配置成傳播微波信號；和差分信號輸出器，被配置成從與要發送到接收裝置的數據相應的微波信號生成差分信號，并輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線，所述接收裝置包括第三和第四傳輸線，該方法包括步驟使得差分信號輸出器從與數據相應的微波信號生成差分信號，并輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線；以及使得第一傳輸線傳播從與數據相應的微波信號生成的差分信號中的一個，第二傳輸線傳播另一差分信號，其中當第三和第四傳輸線與正在傳播差分信號的第一和第二傳輸線接近使得第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，通過線到線耦合將數據發送到接收裝置，所述線到線耦合是在第一傳輸線和接收裝置的第三傳輸線之間以及第二傳輸線和接收裝置的第四傳輸線之間生成的。
6.一種接收裝置，被配置成從具有第一和第二傳輸線的發送裝置接收數據，該接收裝置包括第三和第四傳輸線，以預定間隔并行部署，被配置成傳播微波信號；以及轉換器，被配置將通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上生成的差分信號轉換為與數據相應的微波信號，并輸出所轉換的微波信號，其中當第三和第四傳輸線與正在傳播從與數據相應的微波信號生成的差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上生成差分信號。
7.根據權利要求6的接收裝置，其中第三和第四傳輸線是微波傳輸帶線。
8.根據權利要求6的接收裝置，還包括電平檢測器，被配置成檢測從轉換器輸出信號的電平，其中根據由所述電平檢測器檢測的電平，所述轉換器調整與數據相應的信號的電平，并輸出該信號。
9.一種接收裝置的接收方法，該接收機被配置為從具有第一和第二傳輸線的發送裝置接收數據，并且包括第三和第四傳輸線，以預定間隔并行部署，被配置成傳播微波信號；和轉換器，被配置成將通過線到線耦合在第三和第四傳輸線上生成的差分信號轉換為與數據相應的微波信號，并輸出所轉換的微波信號，其中當第三和第四傳輸線與正在傳播從與數據相應的微波信號生成的差分信號的第一和第二傳輸線靠近、從而第三和第四傳輸線分別面對第一和第二傳輸線時，在第三和第四傳輸線上生成差分信號，該方法包括步驟使得所述第三傳輸線傳播差分信號中的一個，所述第四傳輸線傳播另一差分信號；以及使得所述轉換器將差分信號轉換成與數據相應的微波信號，并輸出所轉換的微波信號。
全文摘要
一種通信系統，包括被配置成發送數據的發送裝置和被配置成接收數據的接收裝置。所述發送裝置包括第一和第二傳輸線，和差分信號輸出器，被配置成從與數據相應的微波信號生成差分信號，并輸出差分信號中的一個到第一傳輸線，輸出另一差分信號到第二傳輸線。所述接收裝置包括第三和第四傳輸線和轉換器。通過線到線耦合從第一和第二傳輸線發送差分信號到第三和第四傳輸線。轉換器然后將差分信號轉換成與數據相應的微波信號，并輸出所轉換的微波信號。
文檔編號H04M1/18GK1945982SQ20061014477
公開日2007年4月11日 申請日期2006年8月10日 優先權日2005年8月10日
發明者澤井淳, 伊藤雄二郎, 石川伸行 申請人:索尼株式會社