CN207517887U - 天线装置以及rfid系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种天线装置以及RFID系统。天线装置(14)具有基板(16)、设置在基板(16)上的天线(18)、以及设置在基板(16)上并与天线(18)相连的供电电路元件(22)。天线(18)包含线圈状的第一及第二线圈天线部(30、32)，该第一及第二线圈天线部(30、32)具备与基板(16)交叉的线圈轴(30a、32a)，且配置在基板(16)上，使得其中一方的电流(I)流动方向为顺时针，另一方为逆时针。供电电路元件(22)设置在一个线圈天线部(30)与第二线圈天线部(32)之间的区域内。

Description

天线装置以及RFID系统
技术领域
本实用新型涉及天线装置、以及具有天线装置以及与该天线装置进行无线通信的RFID标签的RFID系统。
背景技术
以往，已知一种天线装置，利用电磁感应来与IC卡、RFID标签等之间进行无线通信。
例如，专利文献1所记载的天线装置使用于向IC卡写入信息或读取IC卡的信息的读写器，为此具有环形天线。环形天线被扭曲成形成两个小环(线圈)、即“8”字形。若采用这种环形天线，则分别通过两个线圈的磁通的方向不同。因此，在线圈天线远处的位置，分别由两个线圈产生的磁通相互抵消。由此，由天线装置产生的磁通对其它无线通信装置造成的影响得以抑制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平11-282980号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的技术问题
然而，由天线装置的天线产生的磁场使得天线装置内的元件也受到影响。
例如，与天线相连来对该天线供电的供电电路元件会受到由该天线产生的磁场的影响。
为此，本实用新型的课题在于，在例如使用于RFID系统的天线装置中，降低由天线产生的磁场对与该天线相连的供电电路元件造成的影响。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一种形态，提供一种天线装置，包括：
基板；
天线，该天线设置于所述基板；以及
供电电路元件，该供电电路元件设置于所述基板并与所述天线相连，
所述天线包含第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与所述基板交叉的线圈轴，且配置在所述基板上，使得其中一方的电流流动方向为顺时针，另一方的电流流动方向为逆时针，
所述供电电路元件设置在所述第一线圈天线部与所述第二线圈天线部之间的区域内。
根据本实用新型的另一形态，提供一种天线装置，包括：
基板；
天线，该天线设置于所述基板；以及
供电电路元件，该供电电路元件设置于所述基板并与所述天线相连，
所述天线包含线圈状的第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与所述基板交叉的线圈轴，且配置在所述基板上，使得其中一方的电流流动方向为顺时针，另一方的电流流动方向为逆时针，
所述供电电路元件配置在与所述第一线圈天线部和所述第二线圈天线部各自的所述线圈轴距离相等的所述基板上的假想直线上。
根据本实用新型的另一形态，提供一种RFID系统，包括：
具备RFID标签的物品；以及
与所述物品的所述RFID标签之间进行无线通信的天线装置，
所述天线装置包括：
基板；
天线，该天线设置于所述基板；以及
供电电路元件，该供电电路元件设置于所述基板并与所述天线相连，
所述天线包含线圈状的第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与所述基板交叉的线圈轴，且配置在所述基板上，使得其中一方的电流流动方向为顺时针，另一方的电流流动方向为逆时针，
所述供电电路元件设置在所述第一线圈天线部与所述第二线圈天线部之间的区域内。
根据本实用新型的另一形态，提供一种RFID系统，包括：
具备RFID标签的物品；以及
与所述物品的所述RFID标签之间进行无线通信的天线装置，
所述天线装置包括：
基板；
天线，该天线设置于所述基板；以及
供电电路元件，该供电电路元件设置于所述基板并与所述天线相连，
所述天线包含线圈状的第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与所述基板交叉的线圈轴，且配置在所述基板上，使得其中一方的电流流动方向为顺时针，另一方的电流流动方向为逆时针，
所述供电电路元件配置在与所述第一线圈天线部和所述第二线圈天线部各自的所述线圈轴距离相等的所述基板上的假想直线上。
实用新型效果
根据本实用新型，在例如使用于RFID系统的天线装置中，能降低由天线产生的磁场对与该天线相连的供电电路元件造成的影响。
附图说明
图1是本实用新型实施方式1的RFID系统的示意立体图。
图2是实施方式1的RFID系统的分解图。
图3是实施方式1的天线装置的俯视图。
图4是实施方式1的天线装置的仰视图。
图5是实施方式1的天线装置的电路图。
图6是表示由实施方式1的天线装置产生的磁场分布的天线装置的剖视图。
图7是本实用新型实施方式2的RFID系统的天线装置的俯视图。
图8是实施方式2的天线装置的仰视图。
图9是沿图7所示的Q-Q线的天线装置的剖视图。
图10是沿图7所示的R-R线的天线装置的剖视图。
图11是表示实施方式2所涉及的天线装置的结构的框图。
图12是用于说明信号线与回流路径的图。
具体实施方式
本实用新型的一个方式的天线装置具有基板、设置在基板上的天线、以及设置在基板上并与天线相连的供电电路元件，天线包含第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与基板交叉的线圈轴并且配置在基板上，且其中一方的电流流动方向为顺时针方向，另一方的电流流动方向为逆时针方向，供电电路元件设置在第一线圈天线部与第二线圈天线部之间的区域内。
此外，本实用新型的另一个方式的天线装置具有基板、设置在基板上的天线、以及设置在基板上并与天线相连的供电电路元件，天线包含线圈状的第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与基板交叉的线圈轴并且配置在基板上，且其中一方的电流流动方向为顺时针方向，另一方的电流流动方向为逆时针方向，供电电路元件设置在与第一线圈天线部以及第二线圈天线部各自的线圈轴距离相等的基板上的假想直线上。
根据上述方式，在例如使用于RFID系统的天线装置中，能降低由天线产生的磁场对与该天线相连的供电电路元件造成的影响。
供电电路元件也可以包含经由天线对信号进行收发的RFIC元件。
供电电路元件也可以包含与天线以及RFIC元件相连的匹配元件。由此，RFIC元件能经由天线执行高品质的无线通信。
供电电路经元件也可以包含与RFIC元件相连并对该RFIC元件进行控制的控制IC元件。由此，与天线装置相连的外部装置无需具备控制RFIC元件的功能。因此，能使天线装置与不具备控制RFIC元件的功能的外部装置、例如计算机等通用的外部装置相连。
在第一线圈天线部与第二线圈天线部之间的区域包含最狭窄部的情况下，可以将RFIC元件配置在最狭窄部的一侧，将控制IC元件配置在另一侧，并使将RFIC元件与控制IC元件相连的导体通过最狭窄部。由此，能缩小第一线圈天线部与第二线圈天线部之间的距离。由此，能减小基板的尺寸，其结果，能使天线装置小型化。
供电电路元件也可以包含供信号电流流过的信号用导体、以及供信号电流所对应的回流电流流过的回流用导体，该情况下，优选信号用导体与回流用导体相互平行，且在与基板正交的方向上相对。由此，包含信号用导体以及回流用导体且供电流环绕流过的环状的电路与第一及第二线圈天线部的磁通的交链得以抑制。其结果，能够抑制噪声混入在信号用导体中流动的信号。
第一及第二线圈天线部可以是螺旋状。由此能增大线圈的开口面积。其结果，在线圈天线部的开口内配置与该线圈天线进行无线通信的例如RFID标签的情况下，能扩大其配置范围。
本实用新型的另一方式的RFID系统具有包括RFID标签的物品、以及与物品的RFID标签之间进行无线通信的天线装置，天线装置具有基板、设置在基板上的天线、以及设置在基板上并与天线相连的供电电路元件，天线包含线圈状的第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与基板交叉的线圈轴并且配置在基板上，使得其中一方的电流流动方向为顺时针，另一方为逆时针，供电电路元件设置在第一线圈天线部与第二线圈天线部之间的区域内。
本实用新型的另一不同方式的RFID系统具有包括RFID标签的物品、以及与物品的RFID标签之间进行无线通信的天线装置，天线装置具有基板、设置在基板上的天线、以及设置在基板上并与上述天线相连的供电电路元件，天线包含线圈状的第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与基板交叉的线圈轴并且配置在基板上，使得其中一方的电流流动方向为顺时针，另一方为逆时针，供电电路元件设置在与第一及第二线圈天线部各自的线圈轴距离相等的基板上的假想直线上。
根据上述方式，在例如使用于RFID系统的天线装置中，能降低由天线产生的磁场对与该天线相连的供电电路元件造成的影响。此外，能抑制无法与天线进行无线通信的RFID标签的位置、即空点的产生。
在天线装置具备放置物品的放置部的情况下，优选该放置部设置成在与基板正交的方向上观察时位于第一及第二线圈天线部的内侧。由此，物品的RFID标签与天线装置能良好地进行无线通信。
下面，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1示意性示出本实用新型实施方式1所涉及的RFID系统。图2是图1所示的RFID系统的分解图。另外，图中示出了X-Y-Z坐标系，但这是为了便于理解实用新型的实施方式，本实用新型并不限定于此。
图1所示的RFID系统10构成了以HF带的频率为载波频率的HF带RFID系统，具有安装于物品G的RFID(Radio Frequency Identification：射频识别)标签12、以及作为与RFID标签12进行无线通信的读写器(Reader/Writer)装置的天线的天线装置14。
虽然没有图示，但RFID标签12包括与天线装置14进行无线通信的天线、与天线相连的控制部、以及与控制部相连的存储器。RFID标签12的控制部例如基于由该天线所接收到的来自该天线装置14的请求信号来获取存储器内的信息(数据)，并将该获取到的信息发送给该天线(即，经由RFID标签12的天线将信息发送给天线装置14)。RFID标签12的控制部还将该天线所接收到的来自天线装置14的信息写入存储器。
与RFID标签12进行无线通信的天线装置14具有基板16、设置在基板16上的天线18、以及保护天线18并放置有物品G的盖板20。另外，盖板20上设有表示供物品G放置的盖板20的放置部位置的标记20a。
天线装置14的基板16包括主面16a以及与该主面16a相对的背面16b。基板16能使用例如由环氧树脂制成的印刷布线板。基板16的主面16a、背面16b上，以导体图案的方式形成有构成天线的线圈天线部30、32、用于安装构成供电电路元件22的电容器36、RFIC元件34的焊盘、以及用于将线圈天线部30、32与供电电路元件22相连的连接导体38、40等。这些导体图案例如通过利用蚀刻等将设置在印刷布线板的整个面上的铜箔形成为规定形状的图案来形成。该基板16的主面16a上设置有天线18、以及与天线18相连并向该天线18供电的供电电路元件22。
如图2所示，天线18包含线圈状的第一线圈天线部30以及第二线圈天线部32。第一及第二线圈天线部30、32包括与基板16的主面16a交叉、例如正交(在Z轴方向上延伸)的线圈轴(卷绕轴)30a、32a。此外，第一线圈天线部30与第二线圈天线部32串联连接。
本实施方式1的情况下，如天线装置14的俯视图、即图3所示，第一及第二线圈天线部30、32由以线圈轴30a、32a为中心的双层环状的导体构成。此外，第一及第二线圈天线部30、32相对于假想平面VP具有对称形状，该假想平面VP与通过将线圈轴30a、32a连接的连接直线JL的中点并与该连接直线JL正交。
另外，盖板20的物品G的放置部、即表示放置部的标记20a设置成在从与基板16的主面16a正交的方向(Z轴方向)观察时位于第一及第二线圈天线部30、32的内侧。更具体而言，标记20a的中心较各线圈天线部的中心向假想平面VP一侧偏移。由此，物品G的RFID标签12配置在第一及第二线圈天线部30、32内、即通过第一及第二线圈天线部30、32的磁通内。其结果，RFID标签12与天线装置14能良好地进行无线通信。
具体而言，第一线圈天线部30如图3所示，具有在一处切断的大致圆形(“C”字形)的内侧导体30b、以及在内侧导体30b外侧沿着该内侧导体30b延伸的两个半圆状的外侧导体30c、30d。两个半圆状外侧导体30c、30d配置在以线圈轴30a为中心的同一圆周上。
第一线圈天线部30的一个外侧导体30c的一端与供电电路元件22相连。该外侧导体30c的另一端与内侧导体30b的一端相连。该内侧导体30b的另一端经由桥接导体30e与另一个外侧导体30d的一端相连。该桥接导体30e如天线装置14的仰视图即图4所示，设置于基板16的背面16b。另外，基板16的主面16a上的内侧导体30b、外侧导体30c与桥接导体30e通过未图示的过孔导体、通孔导体等层间连接导体(贯穿基板16的导体)相连。另一个外侧导体30d的另一端与第二线圈天线部32相连。
第二线圈天线部32与第一线圈天线部30同样，具有在一处切断的大致圆形(“C”字形)的内侧导体32b、以及在内侧导体32b外侧沿着该内侧导体32b延伸的两个半圆状的外侧导体32c、32d。两个半圆状的外侧导体32c、32d配置在以线圈轴32a为中心的同一圆周上。
第二线圈天线部32的一个外侧导体32c的一端与第一线圈天线部32的另一个外侧导体30d的另一端相连。该一个外侧导体32c的另一端与内侧导体32b的一端相连。该内侧导体32b的另一端经由桥接导体32e与另一个外侧导体32d的一端相连。该桥接导体32e如图4所示，设置于基板16的背面16b。另一个外侧导体32d的另一端经由桥接导体32f与供电电路元件22相连。
图5是天线装置14的电路图，示出与天线18(第一线圈天线部30以及第二线圈天线部32)相连的供电电路元件22。
对于本实施方式1的情况，供电电路元件22包含RF(Radio Frequency：射频)IC元件34以及电容器36。
RFIC元件34与天线18相连。更具体而言，RFIC元件34具有两个输入输出端子，各输入输出端子分别与天线18的一端以及另一端相连。RFIC元件34还经由天线18收发信号。例如，RFIC元件34经由与RFIC标签12通信的天线18接收RFID标签12的存储器内的信息作为信号。或者，RFIC元件34经由天线18向RFID标签12发送存储在RFID标签12中的信息作为信号。
另外，RFIC元件34构成为能将从RFID标签12接收到的信息输出到天线装置14外部的外部装置(未图示)，还能输入来自外部装置的信息。由此，天线装置14能起到对RFID标签12读写信息的、RFID系统10中的读写器(Reader/Writer)装置的作用。该RFIC元件包含RFIC芯片。
电容器36与线圈状的天线18并联连接。由此构成由线圈状的天线18以及电容器36构成的谐振电路。确定电容器36的电容，使得该谐振电路的谐振频率成为规定的频率(这里为HF带的频率)。
若采用这种结构，则如图3所示，例如来自供电电路元件22的电流I以天线18的第一线圈天线部30的外侧导体30c、内侧导体30b、外侧导体30d、第二线圈天线部32的外侧导体32c、内侧导体32b、外侧导体32d的顺序流动。此外，在从天线装置14的上方观察的情况下，第一线圈天线部30中，电流I以顺时针方向流动，第二线圈天线部32中，电流I以逆时针方向流动。
因此，由第一线圈天线部30产生的磁通与由第二线圈天线部32产生的磁通的方向不同，从而产生图6所示的磁场分布。例如，图3中，通过电流I以顺时针方向流动的第一线圈天线部30的磁通方向为从上向下(朝向Z轴的负方向)。另一方面，通过电流I以逆时针方向流动的第二线圈天线部32的磁通方向为从下向上(朝向Z轴的正方向)。
像这样，由第一线圈天线部30产生的磁通与由第二线圈天线部32产生的磁通的方向不同，因此在基板16上产生磁通密度与其它部位相比相对较低的部位。
具体而言，如图3所示，在第一线圈天线部30与第二线圈天线部32之间的区域、例如以对线圈轴30a、32a进行连接的连接直线JL的中点为中心的假想圆VC内的第一及第二线圈天线部30、32外侧的区域A(交叉阴影区域)内，磁通密度比其它部位低。在该低磁通密度区域A内的任意位置，距离第一及第二线圈天线部30、32的距离的差较小，因此由第一及第二线圈天线部30、32分别产生的磁通相互抵消，结果导致磁通密度较低。
相比于此，例如在夹着第一线圈天线部30与第二线圈天线部32相对的区域(图3中为第一线圈天线部30左侧的区域)中，距离第一及第二线圈天线部30、32的距离的差较大，因此第二线圈天线部32的磁通未将第一线圈天线部30的磁通抵消，结果导致磁通密度较高。
另外，在距离第一及第二线圈天线部30、32的距离相等的假想平面VP上的位置，磁通密度最低(实质为零)。
此外，在如图1所示具备RFID标签12的一个物品G配置在第一线圈天线部30或第二线圈天线部32的某一方的上方的情况下，各线圈天线部30、32各自的磁场分布相对于假想平面VP并非对称。该情况下，低磁通密度区域A中的磁通密度也产生变化。然而，该磁通密度的变化量比低磁通密度区域A外部的区域小。
如图3所示，在这种低磁通密度区域A内设有形成在基板16上的导体图案、供电电路元件22的RFIC元件34以及电容器36。本实施方式1的情况下，在与第一及第二线圈天线部30、32(即线圈轴30a、32a)的距离相等的基板16上的假想直线VL上设有供电电路元件22。另外，假想直线VL是假想平面VP与基板16的主面16a的交线。
另外，对于本实施方式1的情况，如图3所示，天线18的第一线圈天线部30的端子与第二线圈天线部32的端子(即外侧导体30c、32d各自的一端)位于低磁通密度区域A内。因此，将第一线圈天线部30的端子与供电电路元件22连接的连接导体38与将第二线圈天线部32的端子与供电电路元件22连接的连接导体40也与供电电路元件22同样，设置在低磁通密度区域A内。即，天线18中与供电电路元件22相连的连接部分也设置在低磁通密度区域A内。
因此，供电电路元件22的RFIC元件34以及连接导体38、40与设置于低磁通密度区域A外部的情况相比，不容易受到磁通的影响。由此，来自天线18的噪声不容易混入从RFIC元件34输出的信号中。此外，输入到RFIC元件34的信号中也不容易混入来自天线18的噪声。其结果，包含天线装置14的RFID系统10在通信品质方面的可靠性较高。
根据这样的本实施方式1，在使用于RFID系统10的天线装置14中，能降低由天线18产生的磁场对与该天线18相连的供电电路元件22造成的影响。
此外，对于本实施方式1的情况，天线18包含两个线圈天线部30、32。由此，能抑制无法与天线18进行无线通信的RFID标签12的位置、即空点的产生。
在导体长度相同的情况下，一个线圈天线部的开口面积(线圈的导体内侧的面积)比两个线圈天线部各自的开口面积大。在开口面积较大的情况下，距离导体较远的线圈天线部中央的磁通密度较低，该部位会产生天线灵敏度较低的空点。
相比于此，在流过相同电流的情况下，两个线圈天线部各自的中央的磁通密度比一个线圈天线部的中央的磁通密度高。因此，若导体长度相同且流过的电流相同，则与一个线圈天线部相比，两个线圈天线部更能抑制空点的产生。
(实施方式2)
本实施方式2的RFID系统与实施方式1的RFID系统10的不同点在于天线装置。尤其是天线以及供电电路元件的结构与实施方式1不同。因此，以和实施方式1不同的天线以及供电电路元件的结构为中心对实施方式2进行说明。
图7是本实施方式2所涉及的天线装置114的俯视图。图8是天线装置114的仰视图。图9是沿着图7中的Q-Q线的剖视图。图10是沿着图7中的R-R线的剖视图。图11是表示天线装置114的结构的框图。图12是天线装置114的一部分的电路图。
本实施方式2的天线装置114的天线118如图7所示，包含第一线圈天线部130以及第二线圈天线部132，该第一线圈天线部130以及第二线圈天线部132具备与基板116的主面116a正交的线圈轴130a、132a。此外，第一线圈天线部130与第二线圈天线部132串联连接。
本实施方式2的第一及第二线圈天线部130、132分别与实施方式1的双层环状的第一线圈天线部30、32不同，为螺旋状。
具体而言，第一线圈天线部130具有设置在基板116的主面116a上的“C”字形状的主面侧导体130b、以及设置在基板116的背面116b上的、一处被切断的大致圆形(“C”字形状)的背面侧导体130c。
第一线圈天线部130的主面侧导体130b的一端与在下文详述的供电电路元件122的RFIC元件134相连。该主面侧导体130b的另一端经由过孔导体(未图示)与背面侧导体130c的一端相连。该背面侧导体130c的另一端与第二线圈天线部132相连。
另一方面，第二线圈天线部132具有设置在基板116的主面116a上的“C”字形状的主面侧导体132b、以及设置在基板116的背面116b上的、一处被切断的大致圆形(“C”字形状)的背面侧导体132c。
第二线圈天线部132的背面侧导体132c的一端经由连接导体136与第一线圈天线部130的背面侧导体130c的另一端相连。该背面侧导体132c的另一端经由过孔导体(未图示)与主面侧导体132b的一端相连。主面侧导体132b的另一端与RFIC元件134相连。
根据这种结构，来自RFIC元件134的电流例如以第一线圈天线部130的主面侧导体130b、背面侧导体130c、第二线圈天线部132的背面侧导体132c、主面侧导体132b的顺序流动。此外，在从天线装置114的上方观察的情况下，图7中，第一线圈天线部130中，电流I以顺时针方向流动，第二线圈天线部32中，电流I以逆时针方向流动。
因此，通过电流I以顺时针方向流动的第一线圈天线部130的磁通方向为从上向下(朝向Z轴的负方向)。另一方面，通过电流I以逆时针方向流动的第二线圈天线部132的磁通方向为从下向上(朝向Z轴的正方向)。其结果，在第一线圈天线部130与第二线圈天线部132之间的区域、例如以对线圈轴130a、132a进行连接的连接直线JL’的中点为中心的假想圆VC’内并且第一及第二线圈天线部130、132的外侧即低磁通密度区域A’内，磁通密度比其它部位低。
另外，在距离第一及第二线圈天线部130、132的距离相等的假想平面VP’上的位置，磁通密度最低(实质为零)。
如图7所示，在这样的低磁通密度区域A’内设置有供电电路元件122。另外，如图8所示，在与供电电路元件122相对的基板116的背面116b的部分，即背面116b上的第一线圈天线部130与第二线圈天线部132之间的区域中设置有接地图案138。此外，基板116的主面116a上也设有接地图案140，其与该接地图案138相对并且包围供电电路元件122。
本实施方式2的供电电路元件122如图7及图11所示，包含经由天线118(第一及第二线圈天线部130、132)收发信号的RFIC元件134、以及与RFIC元件134连接并控制该RFIC元件134的作为控制IC元件的MCU(Micro Controller Unit：微控制器单元)142。供电电路元件122还包含有配置并分别连接在天线118与RFIC元件134之间的RF(Radio Frequency)前端电路144。
RF前端电路144包含在天线118与RFIC元件134之间取得阻抗匹配的匹配部146、以及用于去除噪声的EMI(Electro Magnetic Interference：电磁干扰)滤波器部148。利用该RF前端电路144，使得RFIC元件134能经由天线118来与RFID标签之间进行高品质的无线通信。
MCU142与该RFIC元件134之间进行信号(信息)的交换，以控制RFIC元件134。因此，连接在MCU142与RFIC元件134之间的多个导体170设置在基板116上。
本实施方式2的情况如图7所示，RFID元件134以及MCU142设置在来自第一及第二线圈天线部130、132的磁通密度实质为零的、与第一及第二线圈天线部130、132(即线圈轴130a、132a)的距离相等的基板116上的假想直线VL’上。另外，假想直线VL’是假想平面VP’与基板116的主面116a的交线。此外，RFIC元件134配置在第一线圈天线部130与第二线圈天线部132之间的区域中的最狭窄部(即低磁通密度区域A’的颈缩部)的一侧。相比于此，MCU142配置在最狭窄部的另一侧。因此，连接RFIC元件134与MCU142的多个导体170通过最狭窄部。
根据这种布局，连接RFIC元件134与MCU142的多个导体170配置在磁通密度较低的部位，从而不容易受到磁场的影响。因此，噪声不容易混入在导体170内移动的信号。此外，由于各接地图案几乎全部设置在低磁通密度区域A’内，因此不会对天线的通信特性造成较大的影响。
此外，与RFIC元件134和MCU142双方均配置在第一线圈天线部130与第二线圈天线部132之间的区域内的最狭窄部的一侧的情况相比，能减小第一线圈天线部130与第二线圈天线部132之间的距离。由此，能减小基板116的尺寸，其结果，能使天线装置114小型化。
对于本实施方式2的情况，RFIC元件134与MCU142与设置于基板116的背面116b的接地图案138相连。此外，如图10所示，设置于基板116的主面116a并将RFIC元件134与MCU142连接的多个导体170在与基板116的主面116a正交的方向(Z轴方向)上与接地图案138相对。并且，多个导体170与接地图案138相互平行。因此，如图12所示，在导体170内流过信号电流S时，方向与该信号电流S相反的回流电流R在作为回流路径的接地图案138内流动。
即，由RFIC元件134、导体170、MCU142以及接地图案138(回流路径)构成供电流环绕流动的环L。该环L与基板116的主面116a正交。由此，第一及第二线圈天线部130、132的磁通在环L中交链的情况得以抑制。其结果，因第一及第二线圈天线部130、132的磁通导致噪声混入在导体170内流动的信号的情况得以抑制。
如图11所示，MCU142与天线装置114外部的外部装置、例如计算机200相连。MCU142从计算机200接受驱动电力的供给，并与计算机200之间交换信号(信息)。例如，MCU142从计算机200接收存储在RFID标签12的存储器中的信息。如图7所示，天线装置114包括与MCU142相连并设置在基板116的主面116a上的多个连接端子172作为用于与计算机200相连的接口。
根据这样的本实施方式2，与实施方式1同样，在使用于RFID系统的天线装置114中，能降低由天线118产生的磁场对与该天线118相连的供电电路元件122造成的影响。此外，与实施方式1同样，能抑制无法与天线118进行无线通信的RFID标签12的位置、即空点的产生。
并且，本实施方式2的情况与实施方式1不同，作为控制RFIC元件134的控制IC元件的MCU142被纳入到天线装置114中。因此，与天线装置114相连的外部装置无需具备控制RFID元件134的功能。因此，能使天线装置114与不具备控制RFIC元件134的功能的外部装置、例如计算机等通用的外部装置相连。即，本实施方式2的天线装置114与实施方式1相比通用性更高。
以上，以上述实施方式为例对本实用新型进行了说明，但本实用新型的实施方式并不限于此。
例如对于实施方式1的情况，第一及第二线圈天线部30、32如图3所示为双层环状(螺旋状)。此外，对于实施方式2的情况，第一及第二线圈天线部130、132如图7及图8所示为螺旋状。然而，本实用新型的实施方式不关心多个线圈天线部各自的形状。即，只要能通过由多个线圈天线部各自产生的磁通相互抵消从而在线圈天线部之间产生磁通密度比其它区域低的区域，则不关心线圈天线部的形状、尺寸、线圈的匝数(即环数)、层叠数(环的层叠数)。
但是，在线圈天线部如实施方式2那样为螺旋状的情况下，与实施方式1的多层环状相比，能增大线圈的开口面积(线圈的导体内侧的面积)(设置有线圈天线部的基板的大小相同的情况)。因此，如图2所示，能扩大具备设定在线圈天线部的开口内的RFID标签的物品的放置范围。此外，为了能产生强磁场，即天线的通信距离较长，优选线圈的匝数(环数)较多。此外，如各实施方式所示，使磁场分布均匀化，不容易产生空点，因此优选线圈天线部的内外径的形状为圆形。
此外，对于实施方式1和2的情况，天线的线圈天线部为2个，但也可以是2个以上。例如，可以将2个以上的线圈天线部串联或并联配置。
而且，对于上述实施方式1和2的情况，天线的第一线圈天线部与第二线圈天线部串联连接。即，由供电电路元件提供并通过一个线圈天线部的电流也通过另一个线圈天线部。也可以与此不同，将天线装置构成为，从供电电路元件分别向第一线圈天线部和第二线圈天线部提供电流。
此外，对于上述实施方式1和2的情况，天线装置能如图1所示与两个物品各自的RFID标签进行无线通信，但只要在天线的可通信范围内，当然也能与一个物品的RFID标签进行无线通信。此外，只要在天线的可通信范围内，则天线装置能在不将物品G放置于天线装置的放置部的情况下、即在与天线之间设置了间隙的状态下，与RFID标签进行无线通信。因此，具备RFID标签的物品不限于能放置于天线装置的玩具等物品，例如也可以是卡片等。
优选基板16上供物品G放置的放置面为背面16b一侧，而非搭载供电电路元件22的主面16a。即，能使物品G的放置面平坦化来提高设计性、便利性，因此优选将物品G的放置面设为供电电路元件22的搭载面的相反侧的面。
除此以外，对于上述实施方式1和2的情况，天线装置起到对RFID标签读写信息的RFID系统的读写器(Reader/Writer)装置的作用，但本实用新型的实施方式不限于此。本实用新型实施方式的天线装置例如也可以用于天线装置彼此进行无线通信的通信系统。此外，不限于HF带RFID系统用的天线装置，也可以用作UHF带RFID系统等的天线装置。
最后，本说明书中，“元件”并不限于贴片状，指构成电子电路的各个构成要素。因此，“元件”不仅包含贴片状，也包含例如由形成在基板上的图案构成的电路。对于贴片状元件的情况下，可以安装在基板的主面、背面上，也可以内置在基板中。
此外，能将上述实施方式1和2部分组合来实现新的实施方式。例如，也能将实施方式2的MCU142搭载到实施方式1的天线装置14中。
工业上的实用性
本实用新型能应用于用来收发信息的天线装置、或使用天线装置的系统、例如RFID系统、通信系统等。
标号说明
14 天线装置
16 基板
18 天线
22 供电电路元件
30 第一线圈天线部
30a 线圈轴
32 第二线圈天线部
32a 线圈轴。

Claims (11)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：基板；
天线，该天线设置于所述基板；以及
供电电路元件，该供电电路元件设置于所述基板并与所述天线相连，
所述天线包含第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与所述基板交叉的线圈轴，且配置在所述基板上，使得其中一方的电流流动方向为顺时针，另一方的电流流动方向为逆时针，
所述供电电路元件设置在所述第一线圈天线部与所述第二线圈天线部之间的区域内。
2.一种天线装置，其特征在于，包括：基板；
天线，该天线设置于所述基板；以及
供电电路元件，该供电电路元件设置于所述基板并与所述天线相连，
所述天线包含线圈状的第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与所述基板交叉的线圈轴，且配置在所述基板上，使得其中一方的电流流动方向为顺时针，另一方的电流流动方向为逆时针，
所述供电电路元件配置在与所述第一线圈天线部和所述第二线圈天线部各自的所述线圈轴距离相等的所述基板上的假想直线上。
3.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，所述供电电路元件包含经由所述天线收发信号的RFIC元件。
4.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述供电电路元件包含与所述天线以及所述RFIC元件相连的匹配元件。
5.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述供电电路元件包含与所述RFIC元件相连并控制所述RFIC元件的控制IC元件。
6.如权利要求5所述的天线装置，其特征在于，第一线圈天线部与第二线圈天线部之间的区域内包含最狭窄部，
所述RFIC元件配置于所述最狭窄部的一侧，
所述控制IC元件配置于所述最狭窄部的另一侧，
将所述RFIC元件与所述控制IC元件相连的导体通过所述最狭窄部。
7.如权利要求1或2的任一项所述的天线装置，其特征在于，所述供电电路元件包含供信号电流流动的信号用导体、以及供所述信号电流所对应的回流电流流动的回流用导体，
所述信号用导体与回流用导体相互平行，且在与所述基板正交的方向上相对。
8.如权利要求1或2的任一项所述的天线装置，其特征在于，所述第一线圈天线部和所述第二线圈天线部为螺旋状。
9.一种RFID系统，其特征在于，包括：具备RFID标签的物品；以及
与所述物品的所述RFID标签之间进行无线通信的天线装置，
所述天线装置包括：
基板；
天线，该天线设置于所述基板；以及
供电电路元件，该供电电路元件设置于所述基板并与所述天线相连，
所述天线包含线圈状的第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与所述基板交叉的线圈轴，且配置在所述基板上，使得其中一方的电流流动方向为顺时针，另一方的电流流动方向为逆时针，
所述供电电路元件设置在所述第一线圈天线部与所述第二线圈天线部之间的区域内。
10.一种RFID系统，其特征在于，包括：具备RFID标签的物品；以及
与所述物品的所述RFID标签之间进行无线通信的天线装置，
所述天线装置包括：
基板；
天线，该天线设置于所述基板；以及
供电电路元件，该供电电路元件设置于所述基板并与所述天线相连，
所述天线包含线圈状的第一线圈天线部和第二线圈天线部，该第一线圈天线部和第二线圈天线部分别具备与所述基板交叉的线圈轴，且配置在所述 基板上，使得其中一方的电流流动方向为顺时针，另一方的电流流动方向为逆时针，
所述供电电路元件配置在与所述第一线圈天线部和所述第二线圈天线部各自的所述线圈轴距离相等的所述基板上的假想直线上。
11.如权利要求9或10所述的RFID系统，其特征在于，所述天线装置包括放置有所述物品的放置部，
所述放置部设置成在与所述基板正交的方向上观察时位于所述第一线圈天线部以及所述第二线圈天线部的内侧。
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