JP2002252521A - ループアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要な電波放射を抑制して、電波に乗せたデ
ータの通信速度を高速化できるループアンテナ装置を提
供する。 【解決手段】 第１ループアンテナ１４はコイルＬ１１
と共振容量Ｃ１を備え、これら部品Ｌ１１，Ｃ１に対し
て発振器１０が直列接続されることで直列共振回路を構
成している。第２ループアンテナ１５はコイルＬ２と共
振容量Ｃ２を備え、これら部品Ｌ２，Ｃ２が並列接続さ
れることで並列共振回路を構成している。第２ループア
ンテナ１５は、第１ループアンテナ１５とリンクコイル
Ｌ１２を介して磁気的に接続されている。第１及び第２
ループアンテナ１４，１５にはスイッチング素子１８，
１９が接続され、コントローラ９からの制御信号により
このスイッチング素子１８，１９がオフされたとき、各
アンテナ１４，１５の共振回路にダンピングがかかる構
成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ループアンテナ装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アンテナ装置として、独国ＤＥ
４１０５８２６号公報や、特開２０００−２６１２４５
号公報に示すものが開示されている。前者のアンテナ装
置を、図８（ａ），（ｂ）に示す。同図に示すように、
ループアンテナ装置５１は、フェライトロッド５２に巻
回されたコイル５３と、そのコイル５３に接続された共
振容量５４とにより並列共振回路を構成する第１アンテ
ナ５５を備えている。またループアンテナ装置５１は、
第１アンテナ５５のコイル５３と磁気的に結合状態とな
る円形コイル５６と、その円形コイル５６に接続された
共振容量５７とにより並列共振回路を構成する第２アン
テナ５８を備えている。

【０００３】フェライトロッド５２に巻回されたコイル
５９に電源６０から高周波が供給されたとき、第１アン
テナ５５によってｙ軸方向に磁界成分が発生され、第２
アンテナ５８によってｚ軸方向に磁界成分が発生され
る。これにより、ｙ−ｚ軸方向で合成磁界が生成され、
第１アンテナ５５および第２アンテナ５８の各共振回路
が共振したとき、この合成磁界に応じた所定の電波がル
ープアンテナ装置５１から放射される。

【０００４】また、後者のアンテナ装置を、図９に示
す。同図に示すように、アンテナ６１の送信機を構成す
るリクエスト信号出力回路６２は、水晶発振器６３、発
振回路６４、Ｄ型フリップフロップ６５、２つの増幅回
路６６，６７、変調回路６８を備える。２つの増幅回路
６６，６７の出力端子には、互いに９０度傾けて配置さ
れた磁界発生部（コイル）６９，７０がそれぞれ接続さ
れている。コイル６９，７０には共振容量７１，７２が
それぞれ接続され、このコイル６９，７０と共振容量７
１，７２の各組によって共振回路が構成されている。

【０００５】磁界発生部６９には発振回路６４の出力端
子Ｑ１から出力される所定のパルス信号が供給され、も
う１つの磁界発生部７０にはフリップフロップ６５によ
ってＱ１からのパルス信号に対して９０度位相がずれた
パルス信号が供給される。これにより、３６０度の指向
性を有する合成磁界（回転磁界）が磁気発生部６９、７
０によって生成され、マイコン７３から出力される制御
信号のタイミングに応じて、この合成磁界に応じた所定
の電波がアンテナ６１から放射される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図８に示す
ループアンテナ装置５１では、円形コイル５６の内部に
第１アンテナ５５を配置しているものの、空間部分が多
く存在しているため、装置として小型でない問題があっ
た。また図９に示すアンテナ６１では、共振容量７１，
７２の放電現象によって、パルス信号の出力が終了して
も電波が放射され続ける問題があった。つまり、アンテ
ナ出力の波形を示した図１０のように、パルス信号の出
力が終了した後のＴ区間の間、共振容量７１，７２に蓄
えられたエネルギーが放電されて、アンテナ６１から電
波が放射され続けてしまう。よって、あるデータを電波
に乗せて送信した後、次データを送信する場合、共振容
量７１，７２の放電が終了するまでのマージン時間を設
定する必要があり、データ送信速度を高速にできない問
題が生じていた。

【０００７】このデータ通信速度の問題を解消するため
には、例えば、ただ単に共振回路にダンピング抵抗を接
続することが考えられる。しかし、ダンピング抵抗を用
いてダンピングをかけただけでは、電波放射の有無に関
係なく共振回路に絶えずダンピングがかかり、余分なエ
ネルギーが消費されてしまう。つまり、ダンピング抵抗
によって、共振回路上のエネルギーが絶えず消費される
ことになる。このため、電波の送受信感度に影響するア
ンテナ利得や放射効率が低下し、この利得低下や放射効
率低下を抑えるために、共振回路に高入力を与えなけれ
ばならない問題が生じる。

【０００８】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、第１の目的は、不要な電波放射を抑制し
て、電波に乗せたデータの通信速度を高速化できるルー
プアンテナ装置を提供することにある。第２の目的は、
第１の目的を達成するとともに、アンテナ利得や放射効
率にさほど影響を与えずに、ループアンテナを構成する
共振回路にダンピングをかけることができる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、コイルと共振容量に
より共振回路を構成し、発振手段により間欠的に出力さ
れる共振周波数の高周波信号を基に共振する１次側ルー
プアンテナと、コイルと共振容量により共振回路を構成
し、前記１次側ループアンテナの共振時に、リンクコイ
ルを介して相互誘導作用によって誘導起電力が誘起され
て共振する２次側ループアンテナとを備えたループアン
テナ装置であって、前記１次側ループアンテナ及び２次
側ループアンテナのうち少なくとも一方には、電波放射
を終了するときに前記共振容量の放電現象を強制的に消
去するダンピング手段が接続されていることを要旨とす
る。

【００１０】この発明によれば、共振周波数の高周波信
号によって１次側ループアンテナの共振回路が共振した
とき、リンクコイルを介して相互誘導作用により２次側
ループアンテナも共振することで、ループアンテナ装置
から電波が放射される。そして、電波放射を終了すると
き、共振回路の共振容量に蓄えられた電荷が放電されて
共振容量の放電現象が生じることになるが、この蓄えら
れたエネルギーがダンピング手段によって熱エネルギー
として消費され、放電現象が強制的に消去されることか
ら、不要な電波の放射が抑制される。これにより、不要
な電波放射が終了するまでのマージン時間を設定する必
要がなくなり、電波に乗せる送信データの高速通信化が
図れる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記ダンピング手段は、制御手段か
ら出力されるデジタル式の制御信号によりオンオフが切
換えられるスイッチング手段であり、前記制御信号に基
づいて当該スイッチング手段がオン状態となるとき、前
記共振回路が閉回路を構成し、制御信号のレベル状態が
変化して前記スイッチング手段がオフ状態となるとき、
該スイッチング手段によって前記共振容量の放電現象が
強制的に消去されることを要旨とする。

【００１２】この発明によれば、請求項１に記載の発明
の作用に加え、制御手段から出力される制御信号に基づ
いて、スイッチング手段がオン状態となるとき、共振回
路が閉回路を構成して共振回路が共振する。そして、制
御信号のレベル状態が変化して電波放射が終了されると
き、スイッチング手段がオフ状態となることでこのスイ
ッチング手段に内部抵抗が生じ、共振容量に蓄えられた
電荷がこの内部抵抗によって瞬時に熱エネルギーとして
消費される。これにより、不要な電波の放射が抑制され
る。

【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明において、前記スイッチング手段は、前記第１
ループアンテナ及び第２ループアンテナの両方に設けら
れ、この両方のスイッチング手段は、同一の制御信号に
よりオンオフが切換えられることを要旨とする。

【００１４】この発明によれば、請求項２に記載の発明
の作用に加え、第１ループアンテナと第２ループアンテ
ナの両方の共振容量に生じる放電現象が強制的に消去さ
れ、装置として信頼性が高いものとなる。

【００１５】請求項４に記載の発明では、コイルと共振
容量により共振回路を構成し、発振手段により間欠的に
出力される共振周波数の高周波信号を基に共振する１次
側ループアンテナと、コイルと共振容量により共振回路
を構成し、前記１次側ループアンテナの共振時に、リン
クコイルを介して相互誘導作用によって誘導起電力が誘
起されて共振する２次側ループアンテナとを備えたルー
プアンテナ装置であって、前記２次側ループアンテナに
は、ダンピング手段が接続され、当該ダンピング手段
は、前記１次側ループアンテナに接続された発振手段か
ら出力される高周波信号のタイミングに応じて接続状態
が切換えられるとともに、前記高周波信号が出力状態と
なるときに、当該２次側ループアンテナの共振回路を接
続状態にし、当該高周波信号が非出力状態となるとき
に、当該共振容量の放電現象を強制的に消去することを
要旨とする。

【００１６】この発明によれば、発振手段から共振周波
数の高周波信号が出力されると、この高周波信号がダン
ピング手段に出力されて、２次側ループアンテナの共振
回路が接続状態となる。この状態において、高周波信号
によって１次側ループアンテナの共振回路が共振する
と、リンクコイルを介して相互誘導作用により２次側ル
ープアンテナが共振して、ループアンテナ装置から電波
が放射される。そして、高周波信号が非出力状態となっ
て電波放射を終了するとき、２次側ループアンテナの共
振容量に蓄えられた電荷が放電されて共振容量の放電現
象が生じることになるが、この蓄えられたエネルギーが
ダンピング手段によって熱エネルギーとして消費され、
放電現象が強制的に消去されることから、不要な電波の
放射が抑制される。これにより、不要な電波放射が終了
するまでのマージン時間を設定する必要がなくなり、電
波に乗せる送信データの高速通信化が図れる。

【００１７】請求項５に記載の発明では、請求項４に記
載の発明において、前記発振手段は、電源電圧と接地の
間で直列接続された２つのスイッチング手段を備え、当
該スイッチング手段のオンオフが制御手段によって順次
切換えられることで前記高周波信号を出力し、２つの前
記スイッチング手段のうち、接地側に接続されたスイッ
チング手段が、前記第１ループアンテナのダンピング手
段を兼ねていることを要旨とする。

【００１８】この発明によれば、請求項４に記載の発明
の作用に加え、電波放射を終了するとき、１次側ループ
アンテナの共振容量に蓄えられた電荷が放電されて共振
容量の放電現象が生じることになるが、この蓄えられた
エネルギーがダンピング手段によって熱エネルギーとし
て消費され、放電現象が強制的に消去されることから、
不要な電波の放射が抑制される。これにより、１次側及
び２次側ループアンテナの両方で共振容量の放電現象が
強制的に消去するので、装置としての信頼性が高まる。
また、発振手段のスイッチング手段が、第１ループアン
テナの共振容量の放電現象を強制的に解消するダンピン
グ手段を兼ねるので、ループアンテナ装置の部品点数の
削減も図れる。

【００１９】請求項６に記載の発明では、請求項４又は
５に記載の発明において、前記ダンピング手段を兼ねた
前記第１ループアンテナのスイッチング手段は、オン状
態となるときに当該第１ループアンテナの共振回路を閉
回路にし、当該スイッチング手段がオフ状態となると
き、当該共振容量の放電現象を強制的に消去することを
要旨とする。

【００２０】この発明によれば、請求項４又は５に記載
の発明の作用に加え、電波放射が終了されるとき、スイ
ッチング手段がオフ状態となることでこのスイッチング
手段に内部抵抗が生じ、１次側ループアンテナの共振容
量に蓄えられた電荷がこの内部抵抗によって瞬時に熱エ
ネルギーとして消費される。これにより、不要な電波の
放射が抑制される。

【００２１】請求項７に記載の発明では、請求項４〜６
のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第２ル
ープアンテナのダンピング手段は、前記高周波信号が変
換処理された制御信号によって、オンオフが切換えられ
るスイッチング手段であり、前記制御信号に基づいて当
該スイッチング手段がオン状態となるとき、前記２次側
ループアンテナの共振回路が閉回路を構成し、制御信号
のレベル状態が変化して前記スイッチング手段がオフ状
態となるとき、該スイッチング手段によって前記共振容
量の放電現象が強制的に消去されることを要旨とする。

【００２２】この発明によれば、請求項４〜６のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、高周波信号出力
時に、制御信号に基づきスイッチング素子がオン状態と
なるとき、２次側ループアンテナの共振回路が閉回路を
構成して共振する。そして、制御信号のレベル状態が変
化して電波放射が終了されるとき、スイッチング手段が
オフ状態となることでこのスイッチング手段に内部抵抗
が生じ、２次側ループアンテナの共振容量に蓄えられた
電荷がこの内部抵抗によって瞬時に熱エネルギーとして
消費される。これにより、不要な電波の放射が抑制され
る。

【００２３】請求項８に記載の発明では、請求項４〜７
のうちいずれか一項に記載の発明において、前記２次側
ループアンテナのダンピング手段と１次側ループアンテ
ナの間に接続され、前記発振手段から出力された高周波
信号を、前記２次側ループアンテナのダンピング手段の
作動状態を切換えるデジタル式の制御信号に変換処理す
る信号変換手段を備えたことを要旨とする。

【００２４】この発明によれば、請求項４〜７のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、信号変換手段に
より変換処理された制御信号によって、２次側ループア
ンテナのダンピング手段の接続状態が切換えられる。

【００２５】請求項９に記載の発明では、請求項８に記
載の発明において、前記信号変換手段は、前記発振手段
から出力された前記高周波信号を平滑化する平滑手段
と、当該平滑手段により平滑された変換信号を、前記２
次側ループアンテナのダンピング手段の接続状態を切換
えるための制御信号に変換する検波手段とから構成され
ることを要旨とする。

【００２６】この発明によれば、請求項８に記載の発明
の作用に加え、発振手段から出力された高周波信号が平
滑手段によって平滑化される。そして平滑手段により平
滑化された変換信号が、検波手段によって２次側ループ
アンテナのダンピング手段の接続状態を切換える制御信
号に変換される。

【００２７】請求項１０に記載の発明では、請求項１〜
９のうちいずれか一項に記載のループアンテナ装置にお
いて、前記１次側ループアンテナの共振回路、および前
記２次側ループアンテナの共振回路は、直列共振回路お
よび並列共振回路のうち一方により構成されていること
を要旨とする。

【００２８】この発明によれば、請求項１〜９のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、１次側ループア
ンテナの共振回路、および２次側ループアンテナの共振
回路は、直列共振回路および並列共振回路のうち一方に
より構成される。

【００２９】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
自動車等の車両に搭載されるループアンテナ装置に具体
化した第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。

【００３０】図２は、ループアンテナ装置の概略構成図
である。車両１のドア２には、運転者等が所持する図示
しない受信機（例えば携帯機など）へ電波の送信が可能
なループアンテナ装置３が搭載されている。例えば本例
のループアンテナ装置３は、携帯機保持者が車両周辺に
近づいたり離れたりしたときに、ドア２の解錠・施錠が
自動で行われるキーレスエントリー装置に採用される。
ループアンテナ装置３は、ドアノブ２ａの内部に内蔵さ
れたアンテナ回路４と、ドア本体２ｂに内蔵されたオシ
レータ５とから構成されている。

【００３１】ループアンテナ装置３は３本の信号線（ハ
ーネス）６〜８を有し、そのうちの２本がオシレータ５
に接続され、残りの１本が車体側に車載されたメイン制
御を司るコントローラ９に接続されている。オシレータ
５は発振器１０と共振容量Ｃ１を備え、所定の波形形状
の高周波信号をアンテナ回路４に出力する。アンテナ回
路４は、第１コイルＬ１１、リンクコイルＬ１２，第２
コイルＬ２および共振容量Ｃ２などを備え、これら部品
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２，Ｃ２は回路基板１１上に実装さ
れている。なお、コントローラ９が制御手段に、発振器
１０が発振手段に相当する。

【００３２】図３は、コイルの巻き方を説明するための
説明図である。図２および図３に示すように、第１コイ
ルＬ１１は図２のｙ軸方向を中心として、図３に示すボ
ビン１２に支持された状態でフェライトバー１３の外周
に沿って巻回されている。第２コイルＬ２は図２のｘ軸
方向を中心として、第１コイルＬ１１の内部に位置した
状態でフェライトバー１３の外周に沿って巻回されてい
る。フェライトバー１３には、第１コイルＬ１１の一端
から延びるリンクコイルＬ１２が図２のｘ軸方向を中心
に巻回され、このリンクコイルＬ１２によって第２コイ
ルＬ２が第１コイルＬ１１と電磁的に結合される。つま
り、第１コイルＬ１１に電流が流れたとき、このリンク
コイルＬ１２によって相互誘導作用が生じ、第２コイル
Ｌ２に誘導起電力が誘起されて電流が流れる。

【００３３】図１は、ループアンテナ装置の等価回路図
である。第１ループアンテナ１４は、第１コイルＬ１
１、リンクコイルＬ１２、共振容量Ｃ１および発振器１
０を備え、これら部品Ｌ１１，Ｌ１２，Ｃ１，発振器１
０が直列に接続されることによって直列共振回路を構成
している。ループアンテナ装置３の電波放射時におい
て、発振器１０はコントローラ９によって変調がかけら
れた図１に示す高周波信号を出力し、このとき第１ルー
プアンテナ１４は直列共振する。なお、第１ループアン
テナ１４が１次側ループアンテナに、第２ループアンテ
ナ１５が２次側ループアンテナに相当する。

【００３４】一方、第２ループアンテナ１５は、第２コ
イルＬ２および共振容量Ｃ２を備え、これら部品Ｌ２，
Ｃ２が並列に接続されることによって並列共振回路を構
成している。つまり、高周波信号が供給されてリンクコ
イルＬ１２に電流が流れたとき、相互誘導によって第２
コイルＬ２に誘導起電力が生じ、第２ループアンテナ１
５は並列共振する。このように、第１ループアンテナ１
４が直列共振したとき、図２に示すｙ軸方向に磁界成分
が発生し、第２ループアンテナ１５が共振したとき、図
２に示すｘ軸方向に磁界成分が発生する。これにより、
ｘ軸方向とｙ軸方向で合成された磁界成分に応じた所定
の電波がループアンテナ装置３から放射される。

【００３５】ここで共振容量Ｃ１は、発振器１０の使用
周波数で第１ループアンテナ１４が直列共振するような
値に設定されている。同じく共振容量Ｃ２も、第２ルー
プアンテナ１５が並列共振するような値に設定されてい
る。また、第１コイルＬ１１と第２コイルＬ２の結合度
は、リンクコイルＬ１２の巻数を変えることによって、
第２ループアンテナ１５の電波放射時に必要な値となる
ように設定されている。よって、発振器１０が出力する
高周波信号の周波数は共振周波数となる。

【００３６】リンクコイルＬ１２と共振容量Ｃ１の間に
は、第１ループアンテナ１４により構成された直列共振
回路のオン・オフを切換えるためのスイッチング素子１
６が接続されている。このスイッチング素子１６は、そ
のドレイン端子が共振容量Ｃ１に接続され、ソース端子
がリンクコイルＬ１２に接続されている。一方、第２コ
イルＬ２と共振容量Ｃ２の間にも、第２ループアンテナ
１５により構成された並列共振回路のオン・オフを切換
えるためのスイッチング素子１７が接続されている。こ
のスイッチング素子１７は、そのドレイン端子が第２コ
イルＬ２に接続され、ソース端子が共振容量Ｃ２に接続
されている。これらスイッチング素子１６，１７には、
ＦＥＴ、ＴＲ、リレー等が用いられる。なお、スイッチ
ング素子１６，１７がダンピング手段及びスイッチング
手段に相当する。

【００３７】これら２つのスイッチング素子１６，１７
のゲート端子にはコントローラ９が接続され、コントロ
ーラ９からの制御信号によりスイッチング素子１６，１
７のオン・オフ切換えが行われる。これにより、両ルー
プアンテナ１４，１５は、制御信号がＨレベルのときに
スイッチング素子１６，１７がオン状態となって、直列
共振回路および並列共振回路がともに接続状態となり、
ループアンテナ装置３からアンテナ出力として電波が放
射される。また、制御信号がＬレベルのときには、スイ
ッチング素子１６，１７がオフ状態となって、両回路が
ともに切断状態となり、ループアンテナ装置３からの電
波放射が終了される。ループアンテナ装置３から出力さ
れる電波には、携帯機との照合を行うためのコードなど
がデータとして乗せられている。なお、各スイッチング
素子１６，１７には、バイアス抵抗１８，１９がそれぞ
れ並列に接続されている。

【００３８】次に、前記のように構成されたループアン
テナ装置３の作用を図４を用いて説明する。コントロー
ラ９から出力される制御信号が、ＬレベルからＨレベル
に立上がると、スイッチング素子１６，１７がオン状態
となって、第１ループアンテナ１４の直列共振回路と第
２ループアンテナ１５の並列共振回路がともに接続状態
となる。このとき、第１ループアンテナ１４が直列共振
するとともに第２ループアンテナ１５が並列共振して、
ループアンテナ装置３から電波が放射される。このＨレ
ベルの状態からＬレベルに制御信号が立下がると、スイ
ッチング素子１６，１７がオフ状態となって、第１ルー
プアンテナ１４の直列共振回路と第２ループアンテナ１
５の並列共振回路がともに非接続状態となる。

【００３９】この回路切断時、各ループアンテナ１４，
１５には各スイッチング素子１６，１７によってダンピ
ングがかかって、共振容量Ｃ１，Ｃ２に蓄えられたエネ
ルギーがスイッチング素子１６，１７により瞬時に熱エ
ネルギーとして消費される。詳しくは、スイッチング素
子１６，１７がオフされると、このオフ時に一時的に生
じるインピーダンスによって、共振容量Ｃ１，Ｃ２に蓄
えられたエネルギーが熱エネルギーとして消費される。
これにより、図４に示すように制御信号のレベル状態が
立下がるとほぼ同時に、アンテナ出力の波形形状（レベ
ル）も安定して、ループアンテナ装置３からの電波放射
が終了される。よって、アンテナ出力のレベルが安定す
るまでのマージン時間を設定する必要がなくなり、制御
信号の１パルス間の電波を送信した後、直ちに次の電波
を送信できるようになるので、電波に乗せた送信データ
の高速通信化が図れる。

【００４０】ここで、従来技術でも述べたように、ただ
単にダンピング抵抗を挿入することでダンピングをかけ
ただけでは、電波放射の有無に関係なく共振回路に絶え
ずダンピングがかかり、余分なエネルギーが消費されて
しまう。この場合、電波の送受信感度に影響するアンテ
ナ利得や放射効率が低下するため、共振回路に高入力を
与える必要が生じる。ところが、スイッチング素子１
６，１７はオフする瞬時にのみダンピングをかけ、その
後は共振回路の接続を切断するオフされたスイッチとし
てのみ機能する。よって、第１ループアンテナ１４およ
び第２ループアンテナ１５の各共振回路には、スイッチ
ング素子１６，１７がオフする瞬時にのみダンピングが
かかる構成となるので、絶えずダンピングをかけること
に起因するアンテナ利得や放射効率の低下などの問題は
生じない。

【００４１】従って、この第１実施形態では以下の効果
を得ることができる。 （１） 制御信号がＨレベルからＬレベルに立下がると
きに、ほぼ同時にループアンテナ装置３は電波放射を終
了するので、アンテナ出力のレベルが安定するまでのマ
ージン時間を設定する必要がなくなり、ループアンテナ
装置３の電波に乗せた送信データを高速通信することが
できる。

【００４２】（２） 第１ループアンテナ１４および第
２ループアンテナ１５の各共振回路をダンピングさせる
ために、スイッチング素子１６，１７を用いている。こ
れにより、スイッチング素子１６，１７がオフする瞬時
にのみ各共振回路にダンピングがかかる構成になるの
で、電波放射の有無に関係なく絶えずダンピングをかけ
ることに起因するアンテナ利得や放射効率の低下などの
問題が生じない。

【００４３】（第２実施形態）次に、第２実施形態を図
５〜図７に従って説明する。本例では、ループアンテナ
装置の回路構成が第１実施形態のものと異っている点が
特徴であり、第１実施形態と同様の部分については同一
符号を付して詳しい説明は省略し、異なる部分について
のみ詳細に説明する。

【００４４】図６は、ループアンテナ装置の概略構成図
である。車両１のドア２には、運転者等が所持する図示
しない受信機（例えば携帯機など）へ電波の送信が可能
なループアンテナ装置３が搭載されている。本例のルー
プアンテナ装置３も、ドア２の解錠・施錠が自動で行わ
れるキーレスエントリー装置に採用される。ループアン
テナ装置３は、ドアノブ２ａの内部に内蔵されたアンテ
ナ回路４と、ドア本体２ｂに内蔵された発振装置２０と
から構成されている。

【００４５】ループアンテナ装置３は２本の信号線（ハ
ーネス）２１，２２を有し、これら信号線２１，２２は
発振装置２０に接続されている。発振装置２０は発振回
路２３と共振容量Ｃ１を備え、車載されたコントローラ
９により発振回路２３が制御されることによって、変調
がかけられた所定の波形形状の高周波信号をアンテナ回
路４に出力する。アンテナ回路４は、第１コイルＬ１
１、リンクコイルＬ１２，第２コイルＬ２および共振容
量Ｃ２などを備え、これら部品Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２，
Ｃ２は回路基板１１上に実装されている。

【００４６】図５は、ループアンテナ装置の等価回路図
である。第１ループアンテナ１４は、第１コイルＬ１
１、リンクコイルＬ１２、共振容量Ｃ１および発振回路
２３を備え、これら部品Ｌ１１，Ｌ１２，Ｃ１，２３が
直列に接続されることによって直列共振回路を構成して
いる。発振回路２３は、直列接続された２つのスイッチ
ング素子２４，２５を備え、図中で上に位置するスイッ
チング素子２４のソース端子と、図中で下に位置するス
イッチング素子２５のドレイン端子とが互いに接続され
ている。スイッチング素子２４のドレイン端子には電源
電圧Ｖｃｃが接続されるとともに、スイッチング素子２
５のソース端子にはＧＮＤが接続されている。これらス
イッチング素子２４，２５には、ＦＥＴ、ＴＲ、リレー
などが用いられる。なお、スイッチング素子２４，２５
がスイッチング手段に相当し、スイッチング手段２５が
ダンピング手段も兼ねる。また、発振回路２３が発振手
段に相当する。

【００４７】２つのスイッチング素子２４，２５の中間
点２６には、共振容量Ｃ１が接続されている。リンクコ
イルＬ１２の一端は、ＧＮＤに接続されている。２つの
スイッチング素子２４，２５のゲート端子にはコントロ
ーラ９が接続され、このコントローラ９により所定のタ
イミングでスイッチング素子２４，２５のオン・オフ切
換えが行われる。これにより、発振回路２３は図５に示
すような変調がかけられた所定の高周波信号をある一定
の間隔で断続的に出力し、このとき第１ループアンテナ
１４は直列共振する。また、２つのスイッチング素子２
４，２５は、第１ループアンテナの直列共振回路をオン
オフするスイッチとしても機能し、両スイッチング素子
２４，２５がオフされたときに、この直列共振回路は非
接続状態となる。

【００４８】一方、第２ループアンテナ１５は、第２コ
イルＬ２および共振容量Ｃ２を備え、これら部品Ｌ２，
Ｃ２が並列に接続されることによって並列共振回路を構
成している。つまり、発振回路２３が駆動してリンクコ
イルＬ１２に電流が流れたとき、相互誘導によって第２
コイルＬ２に誘導起電力が生じ、第２ループアンテナ１
５は並列共振する。このように、第１ループアンテナ１
４が直列共振したとき、図５に示すｙ軸方向に磁界成分
が発生し、第２ループアンテナ１５が共振したとき、図
５に示すｘ軸方向に磁界成分が発生する。これにより、
ｘ軸方向とｙ軸方向で合成された磁界成分に応じた所定
の電波がループアンテナ装置３から出力される。

【００４９】第２コイルＬ２と共振容量Ｃ２の間には、
第２ループアンテナ１５の並列共振回路の接続状態を切
換えるためのスイッチング素子１７が接続されている。
共振容量Ｃ１および第１コイルＬ１１の中間点２７とス
イッチング素子１７との間には、共振容量Ｃ１側から順
に平滑回路２８と検波回路２９が接続されている。平滑
回路２８はコンデンサ３０と抵抗３１からなり、発振回
路２３から出力される高周波信号を平滑化することによ
って、図５に示す両側にパルス波を有する変換信号に変
換する。なお、平滑回路２８が信号号変換手段及び平滑
手段に相当し、検波回路２９が信号変換手段及び検波手
段に相当する。

【００５０】また、検波回路２９はダイオードから構成
され、カソード端子がスイッチング素子１７のゲート端
子に、アノード端子が平滑回路２８に接続されている。
この検波回路２９は、平滑回路２８から出力される変換
信号において、片側のパルス波を削り取った図５に示す
制御信号をスイッチング素子１７に出力する。これによ
り、第２ループアンテナ１５は、制御信号がＨレベルの
ときにスイッチング素子１７がオン状態となって共振回
路が接続状態となり、制御信号がＬレベルのときにオフ
状態となって共振回路が非接続状態となる。以上の構成
によって、ループアンテナ装置３は、発振回路２３から
高周波信号が出力されているときにアンテナ出力として
電波を放射し、高周波信号が出力されていないときに電
波放射を終了する。

【００５１】次に、前記のように構成されたループアン
テナ装置３の作用を図７を用いて説明する。発振回路２
３の２つのスイッチング素子２４，２５のオンオフがコ
ントローラ９により切換えられて、図５に示す高周波信
号が断続的に出力される。高周波信号が出力されている
ときは、第１ループアンテナ１４の直列共振回路および
第２ループアンテナ１５の並列共振回路はともに接続状
態となる。このとき、第１ループアンテナ１４が直列共
振するとともに、リンクコイルＬ１２によって誘導起電
力が誘起されることで第２ループアンテナ１５が並列共
振して、ループアンテナ装置３から電波が放射される。

【００５２】この回路接続時において、図７に示すよう
に制御信号がＨレベルからＬレベルに立上がった後のＲ
区間で過渡現象が生じ、この過渡現象発生時のアンテナ
出力には所定の傾きΔｘが生じている。つまり、スイッ
チング素子１７，２５は、この過渡現象発生時の傾きΔ
ｘに追従してハイインピーダンスからローインピーダン
スに徐々に変化することから、各共振回路にも徐々に信
号が供給されることになる。これにより、アンテナ出力
の波形立上がり後のレベルが安定するまでの波形変動で
あるオーバシュートが小さくなり、電波に乗せられる送
信データにビットエラーが生じ難くなって、ループアン
テナ装置３から誤データが出力され難くなる。

【００５３】一方、高周波信号の出力が途切れるとき、
発振回路２３のスイッチング素子２４，２５がオフされ
て、第１ループアンテナ１４の直列共振回路が非接続状
態となる。このとき、第２ループアンテナ１５のスイッ
チング素子１７にＬレベルの制御信号が供給されて、ス
イッチング素子１７がオフ状態となって、第２ループア
ンテナ装置１５の並列共振回路が非接続状態となる。こ
の回路切断時において、図７に示すように制御信号がＨ
レベルからＬレベルに立下がった後のＳ区間で過渡現象
が生じ、この過渡現象発生時のアンテナ出力には所定の
傾きΔｙが生じている。

【００５４】つまり、この過渡現象発生時の傾きΔｙに
追従したハイからローに変動する各スイッチング素子１
７，２５の内部インピーダンスによってダンピングがか
かり、共振容量Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ蓄えられたエネル
ギーが各スイッチング素子１７，２５により瞬時に熱エ
ネルギーとして消費される。これにより、図７に示すよ
うに制御信号がＨレベルからＬレベルに立下がるとほぼ
同時に、アンテナ出力のレベルも安定して、ループアン
テナ装置３からの電波放射が終了される。よって、アン
テナ出力のレベルが安定するまでのマージン時間を設定
する必要がなくなり、制御信号の１パルス間の電波を送
信した後、直ちに次の電波を送信できるようになるの
で、電波に乗せる送信データの高速通信化が図れる。

【００５５】また、本例のループアンテナ装置３では、
発振回路２３が備えるスイッチング素子２５を、第１ル
ープアンテナ１４の直列共振回路をダンピングさせるス
イッチング素子として共有している。よって、アンテナ
回路４上のスイッチング素子は、第２ループアンテナ１
５の並列共振回路のスイッチング素子１７のみが必要な
構成となり、部品の削減が図れる。

【００５６】さらに、発振回路２３により断続的に出力
される高周波信号を、平滑回路２８および検波回路２９
によって変換処理することで、第２ループアンテナ１５
のスイッチング素子１７をオンオフする制御信号に変換
している。この構成を採用することにより、第１実施形
態においてコントローラ９から制御信号を受け取るとき
に必要であった信号線が１本不要になり、アンテナ回路
４と発振装置２０は２本の信号線２１，２２で接続され
ることになる。よって、例えば、配線を通すためにドア
ノブ２ａに形成された連通孔２ｃ（図６参照）の径が比
較的小さくても、アンテナ回路４と発振装置２０を配線
接続することが可能になる。

【００５７】この構成においても、第１実施形態に記載
の効果と同様に、（１）送信データの高速通信化、
（２）アンテナ効率および放射効率の損失抑制効果が得
られる他に、次の効果が得られる。

【００５８】（３）制御信号がＨレベルからＬレベルに
立上がった後、過渡現象時の傾きΔｘに追従して各スイ
ッチング素子１７，２５のインピーダンスがハイからロ
ーへ徐々に変化する。これにより、アンテナ出力のオー
バシュートが小さくなるので、電波に乗せられる送信デ
ータにビットエラーが生じ難くなって、ループアンテナ
装置３から誤データを出力させ難くできる。

【００５９】（４）本例のループアンテナ装置３では、
発振回路２３に備えられたスイッチング素子２５を用い
て、第１ループアンテナ１４の直列共振回路にダンピン
グをかける構成である。よって、アンテナ回路４上のス
イッチング素子は、第２ループアンテナ１５のスイッチ
ング素子１７の１つで済むことから、スイッチング素子
が２つ必要であった第１実施形態に比べ部品点数を削減
できる。

【００６０】（５）発振回路２３から断続的に出力され
る高周波信号を、平滑回路２８および検波回路２９によ
って変換処理し、その変換処理された後の制御信号を基
にして第２ループアンテナ１５のスイッチング素子１７
をオンオフする構成である。よって、アンテナ回路４と
発振装置２０は２本の信号線２１，２２で接続されるこ
とになり、配線を通すためにドアノブ２ａに形成された
連通孔２ｃの径が比較的小さくても、アンテナ回路４と
発振装置２０を配線接続できる。

【００６１】なお、実施形態は前記に限定されるず、例
えば次の態様に変更してもよい。 ・ 第１および第２実施形態において、ループアンテナ
装置３は、コイルにより発生される磁界成分が２軸方向
である２軸対応に限定されない。例えば、第１ループア
ンテナ１４と第２ループアンテナ１５の両方に直交する
向きの磁界成分を発生する第３ループアンテナを、２次
側ループアンテナとして設けることによって、ループア
ンテナ装置３を３軸対応にしてもよい。この場合、ルー
プアンテナ装置３により放射される電波強度を向上でき
る。

【００６２】・ 第１実施形態において、第１ループア
ンテナと第２ループアンテナの両方をダンピングさせる
ことに限定されない。例えば、第１ループアンテナ１４
側のスイッチング素子１６を省略した構成を採用しても
よい。

【００６３】・ 第１および第２実施形態において、ダ
ンピング手段はデジタル式の制御信号に基づきオンオフ
が切換えられるスイッチング手段に限定されない。例え
ば、ループアンテナ装置３のアンテナ利得や放射効率は
低下するものの、ダンピング抵抗を用いた構成を採用し
てもよい。

【００６４】・ 第１および第２実施形態において、ス
イッチング手段はＦＥＴやＴＲなどのスイッチング素子
に限定されず、要するにデジタル式の制御信号によりオ
ンオフが切換えられるものであればよい。

【００６５】・ 第２実施形態において、スイッチング
素子１７は、平滑回路２８および検波回路２９によって
高周波信号を変換処理することにより生じる制御信号に
基づき、オンオフの接続状態が切換えられることに限定
されない。例えば、スイッチング素子１７がコントロー
ラ９に接続され、コントローラ９から出力される制御信
号に基づいてオンオフ切換えが行われてもよい。

【００６６】・ 前記第１および第２実施形態におい
て、ループアンテナ装置３は車載用に限定されず、車載
以外の例えば家庭用機器に採用することもできる。ま
た、家庭用機器にも限定されず、他の機器や装置に採用
することもできる。

【００６７】前記実施形態及び別例から把握できる請求
項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに
記載する。 （１）請求項１〜１０において、前記１次側ループアン
テナのコイルと、前記２次側ループアンテナのコイルと
は、互いに発生する磁界成分が略９０度に直交する向き
となるように配置されていることを特徴とするループア
ンテナ装置。

【００６８】（２）請求項１〜１０において、前記２次
側ループアンテナ装置は、１組のコイルと共振容量とを
備え、前記１次側ループアンテナのコイルと前記２次側
ループアンテナのコイルとによって２軸方向の磁界成分
が発生されることを特徴とするループアンテナ装置。

【００６９】（３）請求項１〜１０において、前記ルー
プアンテナ装置は車載用であって、当該ループアンテナ
装置はドアに配設されることを特徴とするループアンテ
ナ装置。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ダ
ンピング手段によって共振作用による前記共振容量の放
電現象が強制的に消去されるので、不要な電波放射が抑
制されて、電波に乗せたデータの通信速度を高速化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態におけるループアンテナ装置の
等価回路図。

【図２】 ループアンテナ装置の概略構成図。

【図３】 コイルの巻き方を説明するための説明図。

【図４】 アンテナ出力の波形図。

【図５】 第２実施形態におけるループアンテナ装置の
等価回路図。

【図６】 ループアンテナ装置の概略構成図。

【図７】 アンテナ出力の波形図。

【図８】 従来のアンテナ装置であって、（ａ）はコイ
ルの巻き方の説明図、（ｂ）は等価回路図。

【図９】 他の従来技術のアンテナのブロック図。

【図１０】 アンテナ出力の波形図。

【符号の説明】

３…ループアンテナ装置、９…制御手段としてのコント
ローラ、１０…発振手段としての発振器、１４…１次側
ループアンテナとしての第１ループアンテナ、１５…２
次側ループアンテナとしての第２ループアンテナ、１
６，１７，２５…ダンピング手段及びスイッチング手段
を構成するスイッチング素子、２３…発振手段としての
発振回路、２４…スイッチング手段としてのスイッチン
グ素子、２８…信号変換手段を構成するとともに平滑手
段としての平滑回路、２９…信号変換手段を構成すると
ともに検波手段としての検波回路、Ｌ１１，Ｌ２…コイ
ル、Ｌ１２…リンクコイル、Ｃ１，Ｃ２…共振容量、Ｖ
ｃｃ…電源電圧。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波多野 陸生 愛知県刈谷市昭和町２丁目３番地 アイシ ン・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 虫明 栄司 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA02 AA06 AA13 AB04 DB04 FA01 FA11 FA13 FA24 FA25 FA28 FA31 GA07 HA06 HA10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルと共振容量により共振回路を構成
   し、発振手段により間欠的に出力される共振周波数の高
   周波信号を基に共振する１次側ループアンテナと、 コイルと共振容量により共振回路を構成し、前記１次側
   ループアンテナの共振時に、リンクコイルを介して相互
   誘導作用によって誘導起電力が誘起されて共振する２次
   側ループアンテナとを備えたループアンテナ装置であっ
   て、 前記１次側ループアンテナ及び２次側ループアンテナの
   うち少なくとも一方には、電波放射を終了するときに前
   記共振容量の放電現象を強制的に消去するダンピング手
   段が接続されていることを特徴とするループアンテナ装
   置。
2. 【請求項２】 前記ダンピング手段は、制御手段から出
   力されるデジタル式の制御信号によりオンオフが切換え
   られるスイッチング手段であり、 前記制御信号に基づいて当該スイッチング手段がオン状
   態となるとき、前記共振回路が閉回路を構成し、制御信
   号のレベル状態が変化して前記スイッチング手段がオフ
   状態となるとき、該スイッチング手段によって前記共振
   容量の放電現象が強制的に消去されることを特徴とする
   請求項１に記載のループアンテナ装置。
3. 【請求項３】 前記スイッチング手段は、前記第１ルー
   プアンテナ及び第２ループアンテナの両方に設けられ、
   この両方のスイッチング手段は、同一の制御信号により
   オンオフが切換えられることを特徴とする請求項２に記
   載のループアンテナ装置。
4. 【請求項４】 コイルと共振容量により共振回路を構成
   し、発振手段により間欠的に出力される共振周波数の高
   周波信号を基に共振する１次側ループアンテナと、 コイルと共振容量により共振回路を構成し、前記１次側
   ループアンテナの共振時に、リンクコイルを介して相互
   誘導作用によって誘導起電力が誘起されて共振する２次
   側ループアンテナとを備えたループアンテナ装置であっ
   て、 前記２次側ループアンテナには、ダンピング手段が接続
   され、 当該ダンピング手段は、前記１次側ループアンテナに接
   続された発振手段から出力される高周波信号のタイミン
   グに応じて接続状態が切換えられるとともに、前記高周
   波信号が出力状態となるときに、当該２次側ループアン
   テナの共振回路を接続状態にし、当該高周波信号が非出
   力状態となるときに、当該共振容量の放電現象を強制的
   に消去することを特徴とするループアンテナ装置。
5. 【請求項５】 前記発振手段は、電源電圧と接地の間で
   直列接続された２つのスイッチング手段を備え、当該ス
   イッチング手段のオンオフが制御手段によって順次切換
   えられることで前記高周波信号を出力し、 ２つの前記スイッチング手段のうち、接地側に接続され
   たスイッチング手段が、前記第１ループアンテナのダン
   ピング手段を兼ねていることを特徴とする請求項４に記
   載のループアンテナ装置。
6. 【請求項６】 前記ダンピング手段を兼ねた前記第１ル
   ープアンテナのスイッチング手段は、オン状態となると
   きに当該第１ループアンテナの共振回路を閉回路にし、
   当該スイッチング手段がオフ状態となるとき、当該共振
   容量の放電現象を強制的に消去することを特徴とする請
   求項４又は５に記載のループアンテナ装置。
7. 【請求項７】 前記第２ループアンテナのダンピング手
   段は、前記高周波信号が変換処理された制御信号によっ
   て、オンオフが切換えられるスイッチング手段であり、 前記制御信号に基づいて当該スイッチング手段がオン状
   態となるとき、前記２次側ループアンテナの共振回路が
   閉回路を構成し、制御信号のレベル状態が変化して前記
   スイッチング手段がオフ状態となるとき、該スイッチン
   グ手段によって前記共振容量の放電現象が強制的に消去
   されることを特徴とする請求項４〜６のうちいずれか一
   項に記載のループアンテナ装置。
8. 【請求項８】 前記２次側ループアンテナのダンピング
   手段と１次側ループアンテナの間に接続され、前記発振
   手段から出力された高周波信号を、前記２次側ループア
   ンテナのダンピング手段の作動状態を切換えるデジタル
   式の制御信号に変換処理する信号変換手段を備えたこと
   を特徴とする請求項４〜７のうちいずれか一項に記載の
   ループアンテナ装置。
9. 【請求項９】 前記信号変換手段は、 前記発振手段から出力された前記高周波信号を平滑化す
   る平滑手段と、 当該平滑手段により平滑された変換信号を、前記２次側
   ループアンテナのダンピング手段の接続状態を切換える
   ための制御信号に変換する検波手段とから構成されるこ
   とを特徴とする請求項８に記載のループアンテナ装置。
10. 【請求項１０】 前記１次側ループアンテナの共振回
    路、および前記２次側ループアンテナの共振回路は、直
    列共振回路および並列共振回路のうち一方により構成さ
    れていることを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか
    一項に記載のループアンテナ装置。