JP2001156527A - ３次元アンテナ - Google Patents
３次元アンテナInfo
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- JP2001156527A JP2001156527A JP33516599A JP33516599A JP2001156527A JP 2001156527 A JP2001156527 A JP 2001156527A JP 33516599 A JP33516599 A JP 33516599A JP 33516599 A JP33516599 A JP 33516599A JP 2001156527 A JP2001156527 A JP 2001156527A
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- coils
- coil
- dimensional antenna
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電波の送受信方向の制約をなくする。
【解決手段】 Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に配置す
る第１、第２、第３のコイルＬx 、Ｌy 、Ｌz をアンテ
ナエレメントとする。第１、第２、第３のコイルＬx 、
Ｌy 、Ｌz は、それぞれの指向特性を合成することによ
り、全体として、３次元空間の全方向において良好な無
指向特性を実現することができる。
る第１、第２、第３のコイルＬx 、Ｌy 、Ｌz をアンテ
ナエレメントとする。第１、第２、第３のコイルＬx 、
Ｌy 、Ｌz は、それぞれの指向特性を合成することによ
り、全体として、３次元空間の全方向において良好な無
指向特性を実現することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、物品に付けるタ
グ等の無接触形のＩＣカードや、小形の携帯用通信端末
等に特に好適に使用することができる３次元アンテナに
関する。
グ等の無接触形のＩＣカードや、小形の携帯用通信端末
等に特に好適に使用することができる３次元アンテナに
関する。
【０００２】
【従来の技術】物流システムや在庫管理システム等にお
いて、物品の種類や送り先等を識別するために物品に付
けて使用する無接触形のＩＣカード式のタグや、小形の
携帯用通信端末等には、使用周波数に適合するアンテナ
が組み込まれている。
いて、物品の種類や送り先等を識別するために物品に付
けて使用する無接触形のＩＣカード式のタグや、小形の
携帯用通信端末等には、使用周波数に適合するアンテナ
が組み込まれている。
【０００３】従来のアンテナは、２次元のコイル状に形
成され、ループアンテナとして機能し、通信用のＩＣモ
ジュールと組み合わせることにより、外部からの到来電
波を受信してＩＣモジュールに作動用の電力を供給した
り、外部機器との間において情報伝達用の電波を送受信
したりすることができる。
成され、ループアンテナとして機能し、通信用のＩＣモ
ジュールと組み合わせることにより、外部からの到来電
波を受信してＩＣモジュールに作動用の電力を供給した
り、外部機器との間において情報伝達用の電波を送受信
したりすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、アンテナは、ループアンテナとして機能してい
るから、指向特性が鋭く、電波の送受信方向が狭く限定
され、通信の安定性に欠けることがあるという問題があ
った。
ときは、アンテナは、ループアンテナとして機能してい
るから、指向特性が鋭く、電波の送受信方向が狭く限定
され、通信の安定性に欠けることがあるという問題があ
った。
【０００５】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に配置
する第１、第２、第３のコイルを組み合わせることによ
って、３次元空間の全方向に対して良好な無指向特性を
簡単に実現することができる３次元アンテナを提供する
ことにある。
術の問題に鑑み、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に配置
する第１、第２、第３のコイルを組み合わせることによ
って、３次元空間の全方向に対して良好な無指向特性を
簡単に実現することができる３次元アンテナを提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向
に向けて配置する第１、第２、第３のコイルをそれぞれ
アンテナエレメントとすることをその要旨とする。
めのこの発明の構成は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向
に向けて配置する第１、第２、第３のコイルをそれぞれ
アンテナエレメントとすることをその要旨とする。
【０００７】なお、第１、第２、第３のコイルは、直列
接続することができ、コア入りのコイルとすることがで
きる。
接続することができ、コア入りのコイルとすることがで
きる。
【０００８】また、第１、第２、第３のコイルは、共通
の基板に搭載してもよく、第３のコイルは、軸方向の長
さを第１、第２のコイルの径相当に設定してもよい。
の基板に搭載してもよく、第３のコイルは、軸方向の長
さを第１、第２のコイルの径相当に設定してもよい。
【０００９】
【作用】かかる発明の構成によるときは、第１、第２、
第３のコイルは、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方
向に向けて配置され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に
指向特性を有するアンテナエレメントとして作動するか
ら、それらを組み合わせることによりそれぞれの指向特
性を合成し、全体として、３次元空間の全方向に対して
良好な無指向特性を実現することができる。
第３のコイルは、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方
向に向けて配置され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に
指向特性を有するアンテナエレメントとして作動するか
ら、それらを組み合わせることによりそれぞれの指向特
性を合成し、全体として、３次元空間の全方向に対して
良好な無指向特性を実現することができる。
【００１０】第１、第２、第３のコイルは、直列接続す
ることにより、全体のインダクタンスを大きくし、使用
周波数に対して容易に共振させ、外部回路に対して容易
に整合させることができる。なお、第１、第２、第３の
コイルは、順不同に直列接続してよいものとする。
ることにより、全体のインダクタンスを大きくし、使用
周波数に対して容易に共振させ、外部回路に対して容易
に整合させることができる。なお、第１、第２、第３の
コイルは、順不同に直列接続してよいものとする。
【００１１】第１、第２、第３のコイルは、コア入りの
コイルとしてそれぞれのインダクタンスを一層大きくす
ることができる。なお、このときのコアは、フェライト
を含む低損失の高磁性材料によって形成することが好ま
しい。
コイルとしてそれぞれのインダクタンスを一層大きくす
ることができる。なお、このときのコアは、フェライト
を含む低損失の高磁性材料によって形成することが好ま
しい。
【００１２】共通の基板に搭載する第１、第２、第３の
コイルは、基板を介して相対位置を正しく位置決めし、
基板上のパターンを介して簡単に接続することができ
る。ただし、基板は、絶縁性のプリント基板を使用する
ことができる。
コイルは、基板を介して相対位置を正しく位置決めし、
基板上のパターンを介して簡単に接続することができ
る。ただし、基板は、絶縁性のプリント基板を使用する
ことができる。
【００１３】第３のコイルの軸方向の長さを第１、第２
のコイルの径相当に設定すれば、第３のコイルは、第
１、第２のコイルを含むＸ−Ｙ平面に設置するとき、上
下に過大に突出することがなく、全体厚さを最小にする
ことができる。
のコイルの径相当に設定すれば、第３のコイルは、第
１、第２のコイルを含むＸ−Ｙ平面に設置するとき、上
下に過大に突出することがなく、全体厚さを最小にする
ことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。
形態を説明する。
【００１５】３次元アンテナＡＴは、第１、第２、第３
のコイルＬx 、Ｌy 、Ｌz をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸
方向に向けて配置してなる（図１、図２）。ただし、Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、適当な３次元空間における仮想軸で
ある。また、第１、第２、第３のコイルＬx 、Ｌy 、Ｌ
z は、共通の基板１１上に搭載されている。
のコイルＬx 、Ｌy 、Ｌz をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸
方向に向けて配置してなる（図１、図２）。ただし、Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、適当な３次元空間における仮想軸で
ある。また、第１、第２、第３のコイルＬx 、Ｌy 、Ｌ
z は、共通の基板１１上に搭載されている。
【００１６】基板１１は、適当な絶縁性のプリント基板
から形成され、線状のパターン１１ａ、１１ｂ、ランド
１１ｃが形成されている。第１、第２のコイルＬx 、Ｌ
y は、それぞれコアＣＡx 、ＣＡy が挿入されており、
径Ｄx ＝Ｄy のコア入りのコイルに形成されている。ま
た、第３のコイルＬz は、ボビン状のコアＣＡz に保持
されている。ボビン状のコアＣＡz は、軸方向の長さＨ
z ≒Ｄx ＝Ｄy に設定されており、コアＣＡz の一方の
フランジには、通信用のＩＣモジュールＭが搭載されて
いる。
から形成され、線状のパターン１１ａ、１１ｂ、ランド
１１ｃが形成されている。第１、第２のコイルＬx 、Ｌ
y は、それぞれコアＣＡx 、ＣＡy が挿入されており、
径Ｄx ＝Ｄy のコア入りのコイルに形成されている。ま
た、第３のコイルＬz は、ボビン状のコアＣＡz に保持
されている。ボビン状のコアＣＡz は、軸方向の長さＨ
z ≒Ｄx ＝Ｄy に設定されており、コアＣＡz の一方の
フランジには、通信用のＩＣモジュールＭが搭載されて
いる。
【００１７】ＩＣモジュールＭには、共振用、インピー
ダンス整合用のコンデンサＣ1 、Ｃ2 と、通信用ＩＣチ
ップＭ1 とが一体に組み込まれている（図１、図３）。
ＩＣモジュールＭは、第３のコイルＬz の一端に直接接
続され、基板１１上のパターン１１ｂを介して第２のコ
イルＬy の一端に接続されている。第３のコイルＬzの
他端は、基板１１上のパターン１１ａを介して第１のコ
イルＬx の一端に接続され、第１のコイルＬx の他端
は、基板１１上のランド１１ｃを介して第２のコイルＬ
y の他端に接続されている。すなわち、第１、第２、第
３のコイルＬx 、Ｌy 、Ｌz は、パターン１１ａ、１１
ｂ、ランド１１ｃを介して直列接続されている。なお、
第１、第２、第３のコイルＬx 、Ｌy 、Ｌz は、それぞ
れのインダクタンスがほぼ同一に設定されており、ＩＣ
モジュールＭとともに、適当なシール材ＳＬを介して基
板１１上に固定されている（図２）。
ダンス整合用のコンデンサＣ1 、Ｃ2 と、通信用ＩＣチ
ップＭ1 とが一体に組み込まれている（図１、図３）。
ＩＣモジュールＭは、第３のコイルＬz の一端に直接接
続され、基板１１上のパターン１１ｂを介して第２のコ
イルＬy の一端に接続されている。第３のコイルＬzの
他端は、基板１１上のパターン１１ａを介して第１のコ
イルＬx の一端に接続され、第１のコイルＬx の他端
は、基板１１上のランド１１ｃを介して第２のコイルＬ
y の他端に接続されている。すなわち、第１、第２、第
３のコイルＬx 、Ｌy 、Ｌz は、パターン１１ａ、１１
ｂ、ランド１１ｃを介して直列接続されている。なお、
第１、第２、第３のコイルＬx 、Ｌy 、Ｌz は、それぞ
れのインダクタンスがほぼ同一に設定されており、ＩＣ
モジュールＭとともに、適当なシール材ＳＬを介して基
板１１上に固定されている（図２）。
【００１８】３次元アンテナＡＴの送受信感度試験デー
タの一例を図４に示す。ただし、図４（Ａ）は、同図
（Ｂ）のように、３次元アンテナＡＴと、周波数１２５
kHz の電波Ｓを送受信するリードライタＴとを横方向に
相対移動させるとき、両者間の安定の通信可能範囲を水
平距離Ｌh 、垂直距離Ｌv により図示している。なお、
図４（Ａ）の一点鎖線は、第３のコイルＬz だけによる
比較データである。
タの一例を図４に示す。ただし、図４（Ａ）は、同図
（Ｂ）のように、３次元アンテナＡＴと、周波数１２５
kHz の電波Ｓを送受信するリードライタＴとを横方向に
相対移動させるとき、両者間の安定の通信可能範囲を水
平距離Ｌh 、垂直距離Ｌv により図示している。なお、
図４（Ａ）の一点鎖線は、第３のコイルＬz だけによる
比較データである。
【００１９】すなわち、図４（Ａ）によれば、３次元ア
ンテナＡＴは、第３のコイルＬz だけの場合（同図の一
点鎖線）に比して、垂直方向の送受信感度がやや劣るも
のの、水平方向に約３０％増の範囲にまで安定な通信可
能範囲を拡大することができ、垂直距離Ｌv を過大にし
ない限り、水平距離Ｌh の広い範囲に対して良好な通信
性能を維持し得ることがわかる。
ンテナＡＴは、第３のコイルＬz だけの場合（同図の一
点鎖線）に比して、垂直方向の送受信感度がやや劣るも
のの、水平方向に約３０％増の範囲にまで安定な通信可
能範囲を拡大することができ、垂直距離Ｌv を過大にし
ない限り、水平距離Ｌh の広い範囲に対して良好な通信
性能を維持し得ることがわかる。
【００２０】また、図５は、他の送受信感度試験データ
である。図５（Ａ）は、同図（Ｂ）のように、３次元ア
ンテナＡＴとの相対角度θ方向に図４と同様のリードラ
イタＴを移動させ、両者間の安定な通信可能範囲を送受
信距離Ｌs 、水平距離Ｌh 、垂直距離Ｌv として図示し
ている。図５（Ａ）によれば、３次元アンテナＡＴは、
第３のコイルＬz だけの場合（同図の一点鎖線）に比し
て、相対角度θ＝９０°において送受信距離Ｌs が約１
０％減となるが、相対角度θ＝６０°において送受信距
離Ｌs がほぼ同一となり、相対角度θ＝４５°、θ＝３
０°において、それぞれ約５０％増、約７５％増の送受
信距離Ｌs が得られ、相対角度θ＝０°において、約２
００％増の送受信距離Ｌs が得られることがわかる。
である。図５（Ａ）は、同図（Ｂ）のように、３次元ア
ンテナＡＴとの相対角度θ方向に図４と同様のリードラ
イタＴを移動させ、両者間の安定な通信可能範囲を送受
信距離Ｌs 、水平距離Ｌh 、垂直距離Ｌv として図示し
ている。図５（Ａ）によれば、３次元アンテナＡＴは、
第３のコイルＬz だけの場合（同図の一点鎖線）に比し
て、相対角度θ＝９０°において送受信距離Ｌs が約１
０％減となるが、相対角度θ＝６０°において送受信距
離Ｌs がほぼ同一となり、相対角度θ＝４５°、θ＝３
０°において、それぞれ約５０％増、約７５％増の送受
信距離Ｌs が得られ、相対角度θ＝０°において、約２
００％増の送受信距離Ｌs が得られることがわかる。
【００２１】すなわち、３次元アンテナＡＴは、Ｘ軸方
向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向を含む３次元空間の全方向に対
し、良好な無指向特性を実現することができる。
向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向を含む３次元空間の全方向に対
し、良好な無指向特性を実現することができる。
【００２２】この発明に係る３次元アンテナＡＴは、通
勤、通学用の定期券や、携帯者の身分を証明するための
身分証明カード、物品に付けるタグ等に通信用のＩＣモ
ジュールＭとともに組み込んで無接触形のＩＣカードと
し、その移動方向や姿勢等に拘らず、対応するリードラ
イタＴとの間に良好な通信性能を確保することができ
る。外部機器と交信する携帯用通信端末等についても、
全く同様である。
勤、通学用の定期券や、携帯者の身分を証明するための
身分証明カード、物品に付けるタグ等に通信用のＩＣモ
ジュールＭとともに組み込んで無接触形のＩＣカードと
し、その移動方向や姿勢等に拘らず、対応するリードラ
イタＴとの間に良好な通信性能を確保することができ
る。外部機器と交信する携帯用通信端末等についても、
全く同様である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に向けて配置する第
１、第２、第３のコイルをアンテナエレメントとするこ
とにより、第１、第２、第３のコイルは、それぞれの指
向特性を合成し、全体として、３次元空間の全方向に対
して良好な無指向特性を実現することができるから、無
接触形のＩＣカードや小形の携帯用通信端末等に応用す
るとき、電波の送受信方向に制約がなく、通信の安定性
を大きく向上させることができるという優れた効果があ
る。
ば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に向けて配置する第
１、第２、第３のコイルをアンテナエレメントとするこ
とにより、第１、第２、第３のコイルは、それぞれの指
向特性を合成し、全体として、３次元空間の全方向に対
して良好な無指向特性を実現することができるから、無
接触形のＩＣカードや小形の携帯用通信端末等に応用す
るとき、電波の送受信方向に制約がなく、通信の安定性
を大きく向上させることができるという優れた効果があ
る。
【図１】 全体構成分解斜視説明図
【図２】 図１のＡ−Ａ線矢視相当拡大断面図
【図３】 等価回路図
【図４】 指向特性説明線図（１）
【図５】 指向特性説明線図（２）
Ｄx 、Ｄy …径 Ｈz …長さ Ｌx …第１のコイル Ｌy …第２のコイル Ｌz …第３のコイル ＣＡx 、ＣＡy 、ＣＡz …コア １１…基板
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に向けて
配置する第１、第２、第３のコイルをそれぞれアンテナ
エレメントとしてなる３次元アンテナ。 - 【請求項２】 前記第１、第２、第３のコイルは、直列
接続することを特徴とする請求項１記載の３次元アンテ
ナ。 - 【請求項３】 前記第１、第２、第３のコイルは、それ
ぞれコア入りのコイルとすることを特徴とする請求項１
または請求項２記載の３次元アンテナ。 - 【請求項４】 前記第１、第２、第３のコイルは、共通
の基板に搭載することを特徴とする請求項１ないし請求
項３のいずれか記載の３次元アンテナ。 - 【請求項５】 前記第３のコイルは、軸方向の長さを前
記第１、第２のコイルの径相当に設定することを特徴と
する請求項４記載の３次元アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33516599A JP4218044B2 (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | ３次元アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33516599A JP4218044B2 (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | ３次元アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001156527A true JP2001156527A (ja) | 2001-06-08 |
| JP4218044B2 JP4218044B2 (ja) | 2009-02-04 |
Family
ID=18285499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33516599A Expired - Fee Related JP4218044B2 (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | ３次元アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4218044B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2200652A1 (es) * | 2001-11-07 | 2004-03-01 | Predan S A | Antena monolitica con sensibilidad en los tres ejes para aplicaciones en transpondedores para automocion. |
| JP2006217265A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Tokai Rika Co Ltd | アンテナ装置及びそれを備えた携帯機 |
| JP2006217264A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Tokai Rika Co Ltd | アンテナ装置及びそれを備えた携帯機 |
| WO2007100092A1 (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-07 | Smart Co., Ltd. | 偏心磁性体コイルシステム |
| JP2010500820A (ja) * | 2006-08-08 | 2010-01-07 | センサーマティック・エレクトロニクス・コーポレーション | 薄いフィルムでできたｅａｓ，ｒｆｉｄアンテナ |
| ES2459892A1 (es) * | 2012-11-12 | 2014-05-12 | Premo, S.L. | Antena tridimensional |
| EP2851995A1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-25 | Alps Electric Co., Ltd. | Antenna device |
| WO2018193875A1 (ja) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | 日本発條株式会社 | 携帯型無線通信装置、および携帯型無線通信装置を用いる情報識別装置 |
-
1999
- 1999-11-25 JP JP33516599A patent/JP4218044B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2200652A1 (es) * | 2001-11-07 | 2004-03-01 | Predan S A | Antena monolitica con sensibilidad en los tres ejes para aplicaciones en transpondedores para automocion. |
| JP2006217265A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Tokai Rika Co Ltd | アンテナ装置及びそれを備えた携帯機 |
| JP2006217264A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Tokai Rika Co Ltd | アンテナ装置及びそれを備えた携帯機 |
| JP4634166B2 (ja) * | 2005-02-03 | 2011-02-16 | 株式会社東海理化電機製作所 | アンテナ装置及びそれを備えた携帯機 |
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| JP2010500820A (ja) * | 2006-08-08 | 2010-01-07 | センサーマティック・エレクトロニクス・コーポレーション | 薄いフィルムでできたｅａｓ，ｒｆｉｄアンテナ |
| ES2459892A1 (es) * | 2012-11-12 | 2014-05-12 | Premo, S.L. | Antena tridimensional |
| WO2014072075A1 (en) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | Premo, Sl | Three-dimensional antenna |
| EP2851995A1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-25 | Alps Electric Co., Ltd. | Antenna device |
| WO2018193875A1 (ja) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | 日本発條株式会社 | 携帯型無線通信装置、および携帯型無線通信装置を用いる情報識別装置 |
| JP2018182686A (ja) * | 2017-04-21 | 2018-11-15 | 日本発條株式会社 | 携帯型無線通信装置、および携帯型無線通信装置を用いる情報識別装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4218044B2 (ja) | 2009-02-04 |
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Legal Events
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