JP2003298348A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２つの送信コイルを直交配置として回転磁界
（円偏波）を発生させるにあたって、９０゜移相器によ
ることなく簡単に回転磁界を作り出して無指向性を実現
できるようにする。 【解決手段】 コイル４２，５２とコンデンサ４１，５
１との直列共振回路からなる第１および第２アンテナ素
子４０，５０を発振器３０（もしくは受信器）に対して
並列に接続するとともに、それらの各コイル４２，５２
の中心軸（磁界発生方向）を互いに直交するように配置
し、かつ、第１アンテナ素子４０の共振周波数をｆ１，
第２アンテナ素子５０の共振周波数をｆ２として、それ
らの共振周波数ｆ１，ｆ２を各アンテナ素子４０，５０
の直列共振回路に流れる電流間に実質的に９０゜の位相
差が生ずるように設定する。
（円偏波）を発生させるにあたって、９０゜移相器によ
ることなく簡単に回転磁界を作り出して無指向性を実現
できるようにする。 【解決手段】 コイル４２，５２とコンデンサ４１，５
１との直列共振回路からなる第１および第２アンテナ素
子４０，５０を発振器３０（もしくは受信器）に対して
並列に接続するとともに、それらの各コイル４２，５２
の中心軸（磁界発生方向）を互いに直交するように配置
し、かつ、第１アンテナ素子４０の共振周波数をｆ１，
第２アンテナ素子５０の共振周波数をｆ２として、それ
らの共振周波数ｆ１，ｆ２を各アンテナ素子４０，５０
の直列共振回路に流れる電流間に実質的に９０゜の位相
差が生ずるように設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば磁気結合非
接触式個人認識カードシステムなどの送受信器に好適な
アンテナ装置に関し、さらに詳しく言えば、簡単な構成
で回転磁界を作り出すことができる無指向性のアンテナ
装置に関するものである。
接触式個人認識カードシステムなどの送受信器に好適な
アンテナ装置に関し、さらに詳しく言えば、簡単な構成
で回転磁界を作り出すことができる無指向性のアンテナ
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】個人認識システムは、例えば国際会議場
や企業の研究施設などの高い保安性や機密性が要求され
る場所に採用されている。個人認識システムには、大別
して赤外線方式と無線方式とがある。いずれの方式にお
いても、各個人に送受信機能を有するＩＤカードを付与
し、入り口に設置された監視装置との間で情報を送受す
ることにより入場者を監視する。
や企業の研究施設などの高い保安性や機密性が要求され
る場所に採用されている。個人認識システムには、大別
して赤外線方式と無線方式とがある。いずれの方式にお
いても、各個人に送受信機能を有するＩＤカードを付与
し、入り口に設置された監視装置との間で情報を送受す
ることにより入場者を監視する。
【０００３】しかしながら、赤外線の場合には、監視装
置とＩＤカードとの間に遮光物があると赤外線を検知で
きないため、例えば入場者が多く混雑が予想される場合
や入り口が広い場合には無線方式の方が好ましい。無線
方式の第１従来例の模式図を図１２に示す。
置とＩＤカードとの間に遮光物があると赤外線を検知で
きないため、例えば入場者が多く混雑が予想される場合
や入り口が広い場合には無線方式の方が好ましい。無線
方式の第１従来例の模式図を図１２に示す。
【０００４】個人認識システムは、基本的に監視装置１
０と各個人が携帯するＩＤカード２０とから構築され
る。なお、監視装置１０およびＩＤカード２０ともに、
送信系と受信系とをそれぞれ備えているが、図１２に
は、監視装置１０については送信系、ＩＤカード２０に
ついては受信系のみが示されている。
０と各個人が携帯するＩＤカード２０とから構築され
る。なお、監視装置１０およびＩＤカード２０ともに、
送信系と受信系とをそれぞれ備えているが、図１２に
は、監視装置１０については送信系、ＩＤカード２０に
ついては受信系のみが示されている。
【０００５】監視装置１０の送信系は発振器１１により
増幅器１２を介して駆動される送信アンテナ１３を備え
ている。送信アンテナ１３はコンデンサ１３１と送信コ
イル１３２の直列共振回路からなり、増幅器１２の出力
電圧が低くても十分大きな磁力線を発生させるため、発
振器１１の発振周波数は直列共振回路の共振周波数ｆ０
に合わせられている。
増幅器１２を介して駆動される送信アンテナ１３を備え
ている。送信アンテナ１３はコンデンサ１３１と送信コ
イル１３２の直列共振回路からなり、増幅器１２の出力
電圧が低くても十分大きな磁力線を発生させるため、発
振器１１の発振周波数は直列共振回路の共振周波数ｆ０
に合わせられている。
【０００６】ＩＤカード２０の受信系は受信アンテナ２
１を備えている。この例において、受信アンテナ２１は
コンデンサ２１１と受信コイル２１２の並列共振回路か
らなり、監視装置１０からの電波を受信し、その出力を
増幅器２２を介して図示しない受信部に与える。
１を備えている。この例において、受信アンテナ２１は
コンデンサ２１１と受信コイル２１２の並列共振回路か
らなり、監視装置１０からの電波を受信し、その出力を
増幅器２２を介して図示しない受信部に与える。
【０００７】すると、ＩＤカード２０の図示しない送信
系から例えばＩＤコード信号などが送信される。その送
信電波が監視装置１０の図示しない受信系にて受信さ
れ、ＩＤコード信号の照合・記録などが行われ、照合不
一致の場合には不正入場を意味する警告などが出され
る。
系から例えばＩＤコード信号などが送信される。その送
信電波が監視装置１０の図示しない受信系にて受信さ
れ、ＩＤコード信号の照合・記録などが行われ、照合不
一致の場合には不正入場を意味する警告などが出され
る。
【０００８】上記第１従来例の送信アンテナ１３は構成
が簡単であるが、送信電波が直線偏波であるため、送信
コイル１３２と受信コイル２１２の向きが一致していれ
ばよいが、送信コイル１３２に対する受信コイル２１２
の向きが異なると、極端な場合には受信できなくなる。
特にＩＤカード２０は個人に着用されるため、受信コイ
ル２１２の向きが不定であり、このような受信不良が生
じやすい。
が簡単であるが、送信電波が直線偏波であるため、送信
コイル１３２と受信コイル２１２の向きが一致していれ
ばよいが、送信コイル１３２に対する受信コイル２１２
の向きが異なると、極端な場合には受信できなくなる。
特にＩＤカード２０は個人に着用されるため、受信コイ
ル２１２の向きが不定であり、このような受信不良が生
じやすい。
【０００９】この点を解決するため、図１３に示す第２
従来例（例えば、特開２０００−９１８４１参照）が提
案されている。この第２従来例によると、監視装置１０
はその送信系に２つの送信アンテナ１４，１５を備えて
いる。
従来例（例えば、特開２０００−９１８４１参照）が提
案されている。この第２従来例によると、監視装置１０
はその送信系に２つの送信アンテナ１４，１５を備えて
いる。
【００１０】送信アンテナ１４はコンデンサ１４１と送
信コイル１４２の直列共振回路からなり、また、送信ア
ンテナ１５もコンデンサ１５１と送信コイル１５２の直
列共振回路からなる。送信コイル１４２と送信コイル１
５２は、その中心軸（磁界発生方向）が直交するように
配置されている。
信コイル１４２の直列共振回路からなり、また、送信ア
ンテナ１５もコンデンサ１５１と送信コイル１５２の直
列共振回路からなる。送信コイル１４２と送信コイル１
５２は、その中心軸（磁界発生方向）が直交するように
配置されている。
【００１１】各送信アンテナ１４，１５は増幅器１２
１，１２２を介して発振器１１に対して並列に接続され
るが、この場合、一方の例えば送信アンテナ１５と発振
器１１との間には９０゜移相器１６が介装されている。
この例において、送信アンテナ１４，１５の共振周波数
はともにｆ０で、発振器１１の発振周波数はその共振周
波数ｆ０に合わせられている。
１，１２２を介して発振器１１に対して並列に接続され
るが、この場合、一方の例えば送信アンテナ１５と発振
器１１との間には９０゜移相器１６が介装されている。
この例において、送信アンテナ１４，１５の共振周波数
はともにｆ０で、発振器１１の発振周波数はその共振周
波数ｆ０に合わせられている。
【００１２】この第２従来例によれば、一方の送信コイ
ル１４２に流れる電流と、他方の送信コイル１５２に流
れる電流との間に９０゜の位相差が生ずるため、図１３
の紙面に対する垂直軸を中心とする回転磁界（円偏波）
が発生する。したがって、送信電波が無指向性となるた
め、ＩＤカード２０の受信アンテナ２１２をどの方向に
向けても良好に電波を受信することが可能となる。
ル１４２に流れる電流と、他方の送信コイル１５２に流
れる電流との間に９０゜の位相差が生ずるため、図１３
の紙面に対する垂直軸を中心とする回転磁界（円偏波）
が発生する。したがって、送信電波が無指向性となるた
め、ＩＤカード２０の受信アンテナ２１２をどの方向に
向けても良好に電波を受信することが可能となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一方の
送信アンテナ１５側に９０゜移相器１６を必要とすると
ともに、各送信アンテナ１４，１５に専用の増幅器１２
１，１２２をそれぞれ必要とするため構成が複雑になる
ばかりでなく、コストアップにもなる。
送信アンテナ１５側に９０゜移相器１６を必要とすると
ともに、各送信アンテナ１４，１５に専用の増幅器１２
１，１２２をそれぞれ必要とするため構成が複雑になる
ばかりでなく、コストアップにもなる。
【００１４】また、すでに上記第１従来例を導入してい
る個人認識システムを円偏波対応とするため、その送信
系を上記第２従来例に代えようとする場合には、送信器
全体を交換しなければならないため経済的ではない。
る個人認識システムを円偏波対応とするため、その送信
系を上記第２従来例に代えようとする場合には、送信器
全体を交換しなければならないため経済的ではない。
【００１５】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、その目的は、２つの送信コイルを直
交配置として回転磁界（円偏波）を発生させるにあたっ
て、９０゜移相器によることなく簡単に回転磁界を作り
出して無指向性を実現できるようにしたアンテナ装置を
提供することにある。
になされたもので、その目的は、２つの送信コイルを直
交配置として回転磁界（円偏波）を発生させるにあたっ
て、９０゜移相器によることなく簡単に回転磁界を作り
出して無指向性を実現できるようにしたアンテナ装置を
提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の第１発明は、ともにコイルとコンデンサとの
直列共振回路からなる第１および第２アンテナ素子を含
み、上記第１および第２アンテナ素子を送信部もしくは
受信部の給電手段に対して並列に接続するとともに、そ
れらの各コイルの中心軸（磁界発生方向）を互いに直交
するように配置し、かつ、上記第１アンテナ素子の共振
周波数をｆ１，上記第２アンテナ素子の共振周波数をｆ
２として、それらの共振周波数ｆ１，ｆ２を上記各アン
テナ素子の直列共振回路に流れる電流間に実質的に９０
゜の位相差が生ずるように設定したことを特徴としてい
る。
め、本願の第１発明は、ともにコイルとコンデンサとの
直列共振回路からなる第１および第２アンテナ素子を含
み、上記第１および第２アンテナ素子を送信部もしくは
受信部の給電手段に対して並列に接続するとともに、そ
れらの各コイルの中心軸（磁界発生方向）を互いに直交
するように配置し、かつ、上記第１アンテナ素子の共振
周波数をｆ１，上記第２アンテナ素子の共振周波数をｆ
２として、それらの共振周波数ｆ１，ｆ２を上記各アン
テナ素子の直列共振回路に流れる電流間に実質的に９０
゜の位相差が生ずるように設定したことを特徴としてい
る。
【００１７】各アンテナ素子の共振周波数は、コンデン
サのＣ（静電容量）成分，コイルのＬ（インダクタン
ス）成分により調整できるが、アンテナ素子として、棒
状の磁性体に一対のコイルメンバーを所定の間隔を置い
て同軸的に巻回してなるバーアンテナを採用する場合に
は、その各コイルメンバーの間隔を調整することによ
り、コイルのインダクタンスを容易に可変とすることが
できる。
サのＣ（静電容量）成分，コイルのＬ（インダクタン
ス）成分により調整できるが、アンテナ素子として、棒
状の磁性体に一対のコイルメンバーを所定の間隔を置い
て同軸的に巻回してなるバーアンテナを採用する場合に
は、その各コイルメンバーの間隔を調整することによ
り、コイルのインダクタンスを容易に可変とすることが
できる。
【００１８】また、アンテナ素子として、一対のコイル
メンバーを備えたループコイルを採用する場合には、そ
の各コイルメンバーの中心軸を相対的にずらすか、各コ
イルメンバー間の距離を変えることにより、コイルのイ
ンダクタンスを容易に可変とすることができる。なお、
可変コンデンサを用いて共振周波数を調整してもよいこ
とはもちろんである。
メンバーを備えたループコイルを採用する場合には、そ
の各コイルメンバーの中心軸を相対的にずらすか、各コ
イルメンバー間の距離を変えることにより、コイルのイ
ンダクタンスを容易に可変とすることができる。なお、
可変コンデンサを用いて共振周波数を調整してもよいこ
とはもちろんである。
【００１９】また、本願の第２発明は、ともにコイルと
コンデンサとの直列共振回路からなる第１，第２および
第３アンテナ素子を含み、上記各アンテナ素子を送信部
もしくは受信部の給電手段に対してそれぞれ並列に接続
するとともに、上記各アンテナ素子の中心軸（磁界発生
方向）をそれぞれＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向とし、か
つ、上記第１アンテナ素子の共振周波数をｆ１，上記第
２アンテナ素子および上記第３アンテナ素子の共振周波
数をそれぞれｆ２として、共振周波数ｆ１，ｆ２を、上
記第１アンテナ素子の直列共振回路に流れる電流と、上
記第２アンテナ素子および上記第３アンテナ素子の各直
列共振回路に流れる電流との間に実質的に９０゜の位相
差が生ずるように設定し、上記第１アンテナ素子を上記
給電手段に対して接続した状態で、上記第２アンテナ素
子および上記第３アンテナ素子を切替スイッチを介して
上記給電手段に交代的に接続することを特徴としてい
る。
コンデンサとの直列共振回路からなる第１，第２および
第３アンテナ素子を含み、上記各アンテナ素子を送信部
もしくは受信部の給電手段に対してそれぞれ並列に接続
するとともに、上記各アンテナ素子の中心軸（磁界発生
方向）をそれぞれＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向とし、か
つ、上記第１アンテナ素子の共振周波数をｆ１，上記第
２アンテナ素子および上記第３アンテナ素子の共振周波
数をそれぞれｆ２として、共振周波数ｆ１，ｆ２を、上
記第１アンテナ素子の直列共振回路に流れる電流と、上
記第２アンテナ素子および上記第３アンテナ素子の各直
列共振回路に流れる電流との間に実質的に９０゜の位相
差が生ずるように設定し、上記第１アンテナ素子を上記
給電手段に対して接続した状態で、上記第２アンテナ素
子および上記第３アンテナ素子を切替スイッチを介して
上記給電手段に交代的に接続することを特徴としてい
る。
【００２０】この第２発明によれば、Ｘ軸，Ｙ軸および
Ｚ軸の各方向に回転磁界を発生させることができる。し
たがって、例えば受信器側の受信コイルが一つだけであ
っても、３軸どの方向に回転しとしても無指向性とな
る。なお、上記第２アンテナ素子および上記第３アンテ
ナ素子は、それらの直列共振回路を構成するコンデンサ
を共用することができる。
Ｚ軸の各方向に回転磁界を発生させることができる。し
たがって、例えば受信器側の受信コイルが一つだけであ
っても、３軸どの方向に回転しとしても無指向性とな
る。なお、上記第２アンテナ素子および上記第３アンテ
ナ素子は、それらの直列共振回路を構成するコンデンサ
を共用することができる。
【００２１】なお、本発明のアンテナ装置は、上記従来
例で説明した個人認識システムの送信系・受信系のみな
らず、例えば自動車のキーレスエントリーシステム，病
院での患者監視システム，さらには物流分野の商品仕分
けシステムなどの送信系・受信系のアンテナにも適用可
能である。
例で説明した個人認識システムの送信系・受信系のみな
らず、例えば自動車のキーレスエントリーシステム，病
院での患者監視システム，さらには物流分野の商品仕分
けシステムなどの送信系・受信系のアンテナにも適用可
能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】まず、図１に本願の第１発明の実
施形態の基本的な構成を示す。このアンテナ装置は送信
系のもので、一つの発振器３０と、２つのアンテナ素子
４０，５０とを備えている。
施形態の基本的な構成を示す。このアンテナ装置は送信
系のもので、一つの発振器３０と、２つのアンテナ素子
４０，５０とを備えている。
【００２３】アンテナ素子４０はコンデンサ４１とコイ
ル４２の直列共振回路からなり、同じくアンテナ素子５
０もコンデンサ５１とコイル５２の直列共振回路からな
る。アンテナ素子４０，５０は、発振器３０に対して並
列に接続されている。アンテナ素子４０のコイル４２
と、アンテナ素子５０のコイル５２は、それらの中心軸
（磁界発生方向）が互いに直交するように配置されてい
る。
ル４２の直列共振回路からなり、同じくアンテナ素子５
０もコンデンサ５１とコイル５２の直列共振回路からな
る。アンテナ素子４０，５０は、発振器３０に対して並
列に接続されている。アンテナ素子４０のコイル４２
と、アンテナ素子５０のコイル５２は、それらの中心軸
（磁界発生方向）が互いに直交するように配置されてい
る。
【００２４】図２を併せて参照して、発振器３０の発振
周波数をｆ０，アンテナ素子４０の共振周波数をｆ１，
アンテナ素子５０の共振周波数をｆ２とすると、例えば
一方のアンテナ素子４０の共振周波数ｆ１は、発振器３
０の発振周波数ｆ０に対して４５゜の位相遅れを持つよ
うに調整される。
周波数をｆ０，アンテナ素子４０の共振周波数をｆ１，
アンテナ素子５０の共振周波数をｆ２とすると、例えば
一方のアンテナ素子４０の共振周波数ｆ１は、発振器３
０の発振周波数ｆ０に対して４５゜の位相遅れを持つよ
うに調整される。
【００２５】これに対して、他方のアンテナ素子５０の
共振周波数ｆ２は、発振器３０の発振周波数ｆ０に対し
て４５゜の位相進みを持つように調整される。これによ
り、アンテナ素子４０に流れる電流と、アンテナ素子５
０に流れる電流との間の位相差が実質的に９０゜となる
ため、このアンテナ装置から発生される磁界は、アンテ
ナ素子４０，５０の各電波を合成してなる回転磁界（円
偏波）となる。
共振周波数ｆ２は、発振器３０の発振周波数ｆ０に対し
て４５゜の位相進みを持つように調整される。これによ
り、アンテナ素子４０に流れる電流と、アンテナ素子５
０に流れる電流との間の位相差が実質的に９０゜となる
ため、このアンテナ装置から発生される磁界は、アンテ
ナ素子４０，５０の各電波を合成してなる回転磁界（円
偏波）となる。
【００２６】図３（Ａ）に示すように、コイル４２，５
２はともにループコイルであってもよいし、図３（Ｂ）
に示すように、例えば一方のコイル４２にループコイル
を採用し、他方のコイル５２を棒状の磁性体（好適には
フェライト）に導線を巻回してなるバーアンテナとして
もよい。
２はともにループコイルであってもよいし、図３（Ｂ）
に示すように、例えば一方のコイル４２にループコイル
を採用し、他方のコイル５２を棒状の磁性体（好適には
フェライト）に導線を巻回してなるバーアンテナとして
もよい。
【００２７】さらには、図４（Ａ）に示すように、コイ
ル４２，５２をともにバーアンテナとしてもよい。その
場合には、コアとしてのフェライトバーに図４（Ｂ）に
示す十文字状のフェライトバー１０１を用いることが各
コイル４２，５２を直交配置とするうえで好ましい。
ル４２，５２をともにバーアンテナとしてもよい。その
場合には、コアとしてのフェライトバーに図４（Ｂ）に
示す十文字状のフェライトバー１０１を用いることが各
コイル４２，５２を直交配置とするうえで好ましい。
【００２８】また、図５に示すように、各コイル４２，
５２を皿状に形成された金属製のケース１０２内に収納
してもよい。図５（Ａ）は、ともにバーアンテナからな
るコイル４２，５２（図４（Ａ）参照）をケース１０２
内に収納した状態の断面図で、図５（Ｂ）はその正面図
である。
５２を皿状に形成された金属製のケース１０２内に収納
してもよい。図５（Ａ）は、ともにバーアンテナからな
るコイル４２，５２（図４（Ａ）参照）をケース１０２
内に収納した状態の断面図で、図５（Ｂ）はその正面図
である。
【００２９】これによれば、このアンテナ装置を例えば
壁に掛ける場合などにおいて、ケース１０２の裏面側の
影響が大幅に減少させることができ、また、感度を有す
るエリアをアンテナの正面方向に限定することができ
る。
壁に掛ける場合などにおいて、ケース１０２の裏面側の
影響が大幅に減少させることができ、また、感度を有す
るエリアをアンテナの正面方向に限定することができ
る。
【００３０】なお、図５（Ｃ）に示すように、ケース１
０２内に入れるコイル４２，５２のうち、例えば一方の
コイル４２をループコイルとし、他方のコイル５２をバ
ーアンテナとする場合には、ループコイルをケース底面
から浮かせる必要がある。
０２内に入れるコイル４２，５２のうち、例えば一方の
コイル４２をループコイルとし、他方のコイル５２をバ
ーアンテナとする場合には、ループコイルをケース底面
から浮かせる必要がある。
【００３１】次に、各アンテナ素子４０，５０の共振周
波数の調整方法について説明する。共振周波数はコンデ
ンサ４１，５１のＣ（静電容量）成分によっても調整で
きるが、コイル４２，５２のＬ（インダクタンス）成分
は組立時に調整できるので、インダクタンスを調整する
ことが好ましい。
波数の調整方法について説明する。共振周波数はコンデ
ンサ４１，５１のＣ（静電容量）成分によっても調整で
きるが、コイル４２，５２のＬ（インダクタンス）成分
は組立時に調整できるので、インダクタンスを調整する
ことが好ましい。
【００３２】図６はコイル４２，５２がループコイルで
ある場合の調整例で、ここでは説明の便宜上、一方のコ
イル４２を例にして説明する。インダクタンス可変とす
るため、コイル４２を一対のコイルメンバー４２１，４
２２にて構成する。なお、コイルメンバー４２１，４２
２の各導線は直列巻きである。
ある場合の調整例で、ここでは説明の便宜上、一方のコ
イル４２を例にして説明する。インダクタンス可変とす
るため、コイル４２を一対のコイルメンバー４２１，４
２２にて構成する。なお、コイルメンバー４２１，４２
２の各導線は直列巻きである。
【００３３】図６（Ａ）に示すように、コイルメンバー
４２１，４２２を相対的に横方向ずらしてコイルの重な
り量を変化させる。図６（Ｂ）に示すように、コイルメ
ンバー４２１，４２２をそれらの共通の所定点を中心と
して相対的に回転させてコイルの重なり量を変化させ
る。図６（Ｂ）に示すように、コイルメンバー４２１，
４２２間の距離を変化させる。いずれの方法によって
も、コイル４２，５２のインダクタンスを変化させるこ
とができる。
４２１，４２２を相対的に横方向ずらしてコイルの重な
り量を変化させる。図６（Ｂ）に示すように、コイルメ
ンバー４２１，４２２をそれらの共通の所定点を中心と
して相対的に回転させてコイルの重なり量を変化させ
る。図６（Ｂ）に示すように、コイルメンバー４２１，
４２２間の距離を変化させる。いずれの方法によって
も、コイル４２，５２のインダクタンスを変化させるこ
とができる。
【００３４】図７はコイル４２，５２がバーアンテナで
ある場合の調整例で、ここでも説明の便宜上、一方のコ
イル４２を例にして説明する。バーアンテナは、フェラ
イトバー４４に導線を螺旋状に巻回してなるが、インダ
クタンス可変とするため、図７（Ａ）に示すように、一
対のコイルメンバー４２３，４２４を所定の間隔Ｌ１を
置いて巻回形成する。これによれば、その間隔Ｌ１によ
ってインダクタンスを可変とすることができる。
ある場合の調整例で、ここでも説明の便宜上、一方のコ
イル４２を例にして説明する。バーアンテナは、フェラ
イトバー４４に導線を螺旋状に巻回してなるが、インダ
クタンス可変とするため、図７（Ａ）に示すように、一
対のコイルメンバー４２３，４２４を所定の間隔Ｌ１を
置いて巻回形成する。これによれば、その間隔Ｌ１によ
ってインダクタンスを可変とすることができる。
【００３５】図７（Ｂ）は別の例で、フェライトバーと
して２本のフェライトバー４４１，４４２を用い、１本
の連続した導線にてその各々にコイルメンバー４２３，
４２４を形成する。この場合には、各フェライトバー４
４１，４４２を同軸的に位置合わせした状態で相対的に
スライド可能に支持するガイドレール１０３を用いるこ
とが好ましく、フェライトバー４４１，４４２間の間隔
Ｌ２を調整することにより、コイル４２，５２のインダ
クタンスを変化させることができる。
して２本のフェライトバー４４１，４４２を用い、１本
の連続した導線にてその各々にコイルメンバー４２３，
４２４を形成する。この場合には、各フェライトバー４
４１，４４２を同軸的に位置合わせした状態で相対的に
スライド可能に支持するガイドレール１０３を用いるこ
とが好ましく、フェライトバー４４１，４４２間の間隔
Ｌ２を調整することにより、コイル４２，５２のインダ
クタンスを変化させることができる。
【００３６】次に変形例として、図８に示すように、ア
ンテナ素子４０とアンテナ素子５０とに、発振器３０の
出力を増幅する増幅器４３，５３をそれぞれ設けて、各
アンテナ素子の磁界強度を調整可能とすることもでき
る。
ンテナ素子４０とアンテナ素子５０とに、発振器３０の
出力を増幅する増幅器４３，５３をそれぞれ設けて、各
アンテナ素子の磁界強度を調整可能とすることもでき
る。
【００３７】また、図９に示すように、アンテナ素子４
０，５０の並列回路の入力側と発振器３０との間に、正
相アンプ６１を介装するとともに，アンテナ素子４０，
５０の並列回路の出力側と発振器３０との間に、逆相ア
ンプ（位相反転増幅回路）６２を介装するＨ型フルブリ
ッジ接続を採用することにより、低い電源電圧にてもよ
り強い磁界を作ることができる。
０，５０の並列回路の入力側と発振器３０との間に、正
相アンプ６１を介装するとともに，アンテナ素子４０，
５０の並列回路の出力側と発振器３０との間に、逆相ア
ンプ（位相反転増幅回路）６２を介装するＨ型フルブリ
ッジ接続を採用することにより、低い電源電圧にてもよ
り強い磁界を作ることができる。
【００３８】上記図８および図９の変形例において、各
アンプ４３，５３，６１，６２の出力波形は正弦波でも
方形波のいずれでもよい。仮に、方形波であっても、ア
ンテナ素子４０，５０は共振回路であるため、磁界は正
弦波形となる。
アンプ４３，５３，６１，６２の出力波形は正弦波でも
方形波のいずれでもよい。仮に、方形波であっても、ア
ンテナ素子４０，５０は共振回路であるため、磁界は正
弦波形となる。
【００３９】図１０に示すように、このアンテナ装置は
受信器（例えば、図１２の第１従来例で説明した個人認
識システムのＩＤカード２０）の受信アンテナにも適用
可能である。
受信器（例えば、図１２の第１従来例で説明した個人認
識システムのＩＤカード２０）の受信アンテナにも適用
可能である。
【００４０】これによれば、受信器の受信増幅回路７０
を各アンテナ素子４０，５０に共用することができると
ともに、９０゜移相器も不要となる。なお、受信増幅回
路７０は、入力インピーダンスの低い増幅回路で、例え
ばイマジナリショートのオペアンプを使用することがで
きる。
を各アンテナ素子４０，５０に共用することができると
ともに、９０゜移相器も不要となる。なお、受信増幅回
路７０は、入力インピーダンスの低い増幅回路で、例え
ばイマジナリショートのオペアンプを使用することがで
きる。
【００４１】次に、図１１により、本願の第２発明の実
施形態について説明する。この実施形態は、３つのアン
テナ素子７１，７２，７３を備えており、磁界発生方向
を３次元方向としたものである。図１１（Ａ）は各アン
テナ素子のコイルの配置を示す模式図で、図１１（Ｂ）
はその回路図である。
施形態について説明する。この実施形態は、３つのアン
テナ素子７１，７２，７３を備えており、磁界発生方向
を３次元方向としたものである。図１１（Ａ）は各アン
テナ素子のコイルの配置を示す模式図で、図１１（Ｂ）
はその回路図である。
【００４２】各アンテナ素子７１，７２，７３は、発振
器３０に対してそれぞれ並列に接続されている。第１ア
ンテナ素子７１は、直列共振回路を構成するコンデンサ
７１１とコイル７１２とを備えている。
器３０に対してそれぞれ並列に接続されている。第１ア
ンテナ素子７１は、直列共振回路を構成するコンデンサ
７１１とコイル７１２とを備えている。
【００４３】第２アンテナ素子７２および第３アンテナ
素子７３は一つのコンデンサ７２１を共用しており、第
２アンテナ素子７２および第３アンテナ素子７３の各コ
イル７２２，７３２は切替スイッチ７４を介してコンデ
ンサ７２１に交代的に接続される。
素子７３は一つのコンデンサ７２１を共用しており、第
２アンテナ素子７２および第３アンテナ素子７３の各コ
イル７２２，７３２は切替スイッチ７４を介してコンデ
ンサ７２１に交代的に接続される。
【００４４】すなわち、切替スイッチ７４をコイル７２
２側に切り替えることにより、コンデンサ７２１とコイ
ル７２２とからなる第２アンテナ素子７２の直列共振回
路が構成され、切替スイッチ７４をコイル７３２側に切
り替えることにより、コンデンサ７２１とコイル７３２
とからなる第３アンテナ素子７３の直列共振回路が構成
されるが、この場合、第２アンテナ素子７２の共振周波
数と第３アンテナ素子７３の共振周波数は同一である。
２側に切り替えることにより、コンデンサ７２１とコイ
ル７２２とからなる第２アンテナ素子７２の直列共振回
路が構成され、切替スイッチ７４をコイル７３２側に切
り替えることにより、コンデンサ７２１とコイル７３２
とからなる第３アンテナ素子７３の直列共振回路が構成
されるが、この場合、第２アンテナ素子７２の共振周波
数と第３アンテナ素子７３の共振周波数は同一である。
【００４５】第１アンテナ素子７１の共振周波数ｆ１
と、第２アンテナ素子７２および第３アンテナ素子７３
の各共振周波数ｆ２は、上記第１発明と同じく、発振器
３０の発信周波数ｆ０を中心として実質的に９０゜の位
相差を持つ。すなわち、第１アンテナ素子７１を流れる
電流と、第２アンテナ素子７２もしくは第３アンテナ素
子７３に流れる電流との間には９０゜の位相差が生ず
る。
と、第２アンテナ素子７２および第３アンテナ素子７３
の各共振周波数ｆ２は、上記第１発明と同じく、発振器
３０の発信周波数ｆ０を中心として実質的に９０゜の位
相差を持つ。すなわち、第１アンテナ素子７１を流れる
電流と、第２アンテナ素子７２もしくは第３アンテナ素
子７３に流れる電流との間には９０゜の位相差が生ず
る。
【００４６】この例において、第１アンテナ素子７１の
コイル７１２の中心軸はＸ軸方向、第２アンテナ素子７
２のコイル７２２の中心軸はＹ軸方向、第３アンテナ素
子７３のコイル７３２の中心軸はＺ軸方向にそれぞれ配
向されている。図１１（Ａ）には、各コイル７１２，７
２２，７３２がループコイルとして示されているが、バ
ーアンテナであってもよく、また、どれかをループコイ
ルとし、その他をバーアンテナとしてもよい。
コイル７１２の中心軸はＸ軸方向、第２アンテナ素子７
２のコイル７２２の中心軸はＹ軸方向、第３アンテナ素
子７３のコイル７３２の中心軸はＺ軸方向にそれぞれ配
向されている。図１１（Ａ）には、各コイル７１２，７
２２，７３２がループコイルとして示されているが、バ
ーアンテナであってもよく、また、どれかをループコイ
ルとし、その他をバーアンテナとしてもよい。
【００４７】このアンテナ装置によれば、切替スイッチ
７４を第２アンテナ素子７２側に切り替えるとＺ軸を中
心とする回転磁界が得られ、これに対して切替スイッチ
７４を第３アンテナ素子７３側に切り替えるとＹ軸を中
心とする回転磁界が得られ無指向性となる。なお、切替
スイッチ７４の切替周波数は任意に設定されてよい。
７４を第２アンテナ素子７２側に切り替えるとＺ軸を中
心とする回転磁界が得られ、これに対して切替スイッチ
７４を第３アンテナ素子７３側に切り替えるとＹ軸を中
心とする回転磁界が得られ無指向性となる。なお、切替
スイッチ７４の切替周波数は任意に設定されてよい。
【００４８】したがって、受信器に一つのコイルしか設
けられていない場合でも、その受信器の向きにかかわら
す、３軸どの方向でも良好に電波を受信することができ
る。なお、このアンテナ装置も上記第１発明の場合と同
様に、受信器側にも適用可能である。
けられていない場合でも、その受信器の向きにかかわら
す、３軸どの方向でも良好に電波を受信することができ
る。なお、このアンテナ装置も上記第１発明の場合と同
様に、受信器側にも適用可能である。
【００４９】なお、上記第２実施形態では、第２アンテ
ナ素子７２と第３アンテナ素子７３とで一つのコンデン
サ７２１を共用しているが、第２アンテナ素子７２と第
３アンテナ素子７３の各々にコンデンサを持たせ、それ
らの各ＬＣ直列共振回路を切替スイッチで交代的に切り
替えるようにしてもよい。
ナ素子７２と第３アンテナ素子７３とで一つのコンデン
サ７２１を共用しているが、第２アンテナ素子７２と第
３アンテナ素子７３の各々にコンデンサを持たせ、それ
らの各ＬＣ直列共振回路を切替スイッチで交代的に切り
替えるようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コイルとコンデンサとの直列共振回路からなる第１およ
び第２アンテナ素子を含み、第１および第２アンテナ素
子を送信部もしくは受信部の給電手段に対して並列に接
続するとともに、それらの各コイルの中心軸（磁界発生
方向）を互いに直交するように配置し、かつ、第１アン
テナ素子の共振周波数をｆ１，第２アンテナ素子の共振
周波数をｆ２として、それらの共振周波数ｆ１，ｆ２を
各アンテナ素子の直列共振回路に流れる電流間に実質的
に９０゜の位相差が生ずるように設定したことにより、
９０゜移相器によることなく簡単に回転磁界を作り出し
て無指向性を実現することができる。
コイルとコンデンサとの直列共振回路からなる第１およ
び第２アンテナ素子を含み、第１および第２アンテナ素
子を送信部もしくは受信部の給電手段に対して並列に接
続するとともに、それらの各コイルの中心軸（磁界発生
方向）を互いに直交するように配置し、かつ、第１アン
テナ素子の共振周波数をｆ１，第２アンテナ素子の共振
周波数をｆ２として、それらの共振周波数ｆ１，ｆ２を
各アンテナ素子の直列共振回路に流れる電流間に実質的
に９０゜の位相差が生ずるように設定したことにより、
９０゜移相器によることなく簡単に回転磁界を作り出し
て無指向性を実現することができる。
【００５１】また、上記第１従来例のアンテナ装置を本
発明の無指向性アンテナ装置に交換する場合、送信回路
などは既存のままであってよく、増幅器以降のアンテナ
ユニットのみを交換すればよいため経済的でもある。
発明の無指向性アンテナ装置に交換する場合、送信回路
などは既存のままであってよく、増幅器以降のアンテナ
ユニットのみを交換すればよいため経済的でもある。
【図１】本願の第１発明の基本的な構成を示す模式図。
【図２】上記第１発明における２つのアンテナ素子の共
振周波数の関係を示す波形図。
振周波数の関係を示す波形図。
【図３】上記アンテナ素子の構成例を示す模式図。
【図４】上記アンテナ素子に適用されるバーアンテナを
示す模式図。
示す模式図。
【図５】上記アンテナ素子をケース内に収納した状態を
示す模式図。
示す模式図。
【図６】上記アンテナ素子がループコイルである場合の
インダクタンス調整方法を説明するための説明図。
インダクタンス調整方法を説明するための説明図。
【図７】上記アンテナ素子がバーアンテナである場合の
インダクタンス調整方法を説明するための説明図。
インダクタンス調整方法を説明するための説明図。
【図８】上記第１発明の変形例を示す模式図。
【図９】上記第１発明の変形例を示す模式図。
【図１０】上記第１発明を受信器用とした場合の説明
図。
図。
【図１１】本願の第２発明の基本的な構成を示す模式
図。
図。
【図１２】第１従来例を示す模式図。
【図１３】第２従来例を示す模式図。
３０ 発振器
４０ 第１アンテナ素子
５０ 第１アンテナ素子
４１，５１ コンデンサ
４２，５２ コイル
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5J021 AA02 AA09 AA12 AB04 CA05
DB03 DB05 FA04 FA23 FA24
FA26 FA31 FA32 GA02 GA07
HA06 HA10 JA06 JA07
Claims (6)
- 【請求項１】 ともにコイルとコンデンサとの直列共振
回路からなる第１および第２アンテナ素子を含み、上記
第１および第２アンテナ素子を送信部もしくは受信部の
給電手段に対して並列に接続するとともに、それらの各
コイルの中心軸を互いに直交するように配置し、かつ、
上記第１アンテナ素子の共振周波数をｆ１，上記第２ア
ンテナ素子の共振周波数をｆ２として、それらの共振周
波数ｆ１，ｆ２を上記各アンテナ素子の直列共振回路に
流れる電流間に実質的に９０゜の位相差が生ずるように
設定したことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項２】 上記アンテナ素子が、棒状の磁性体に一
対のコイルメンバーを所定の間隔を置いて同軸的に巻回
してなるバーアンテナからなり、上記各コイルメンバー
の間隔を調整することにより、上記コイルのインダクタ
ンスを可変とした請求項１に記載のアンテナ装置。 - 【請求項３】 上記アンテナ素子が、一対のコイルメン
バーを備えたループコイルからなり、上記各コイルメン
バーの中心軸を相対的にずらすことにより、上記コイル
のインダクタンスを可変とした請求項１に記載のアンテ
ナ装置。 - 【請求項４】 上記アンテナ素子が、一対のコイルメン
バーを備えたループコイルからなり、上記各コイルメン
バー間の距離を変えることにより、上記コイルのインダ
クタンスを可変とした請求項１に記載のアンテナ装置。 - 【請求項５】 ともにコイルとコンデンサとの直列共振
回路からなる第１，第２および第３アンテナ素子を含
み、上記各アンテナ素子を送信部もしくは受信部の給電
手段に対してそれぞれ並列に接続するとともに、上記各
アンテナ素子の中心軸をそれぞれＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸
方向とし、かつ、上記第１アンテナ素子の共振周波数を
ｆ１，上記第２アンテナ素子および上記第３アンテナ素
子の共振周波数をそれぞれｆ２として、共振周波数ｆ
１，ｆ２を、上記第１アンテナ素子の直列共振回路に流
れる電流と、上記第２アンテナ素子および上記第３アン
テナ素子の各直列共振回路に流れる電流との間に実質的
に９０゜の位相差が生ずるように設定し、上記第１アン
テナ素子を上記給電手段に対して接続した状態で、上記
第２アンテナ素子および上記第３アンテナ素子を切替ス
イッチを介して上記給電手段に交代的に接続することを
特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項６】 上記第２アンテナ素子および上記第３ア
ンテナ素子は、それらの直列共振回路を構成するコンデ
ンサを共用している請求項５に記載のアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095055A JP2003298348A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095055A JP2003298348A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003298348A true JP2003298348A (ja) | 2003-10-17 |
Family
ID=29387127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002095055A Withdrawn JP2003298348A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003298348A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2016100671A (ja) * | 2014-11-19 | 2016-05-30 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | インプラント通信用送信アンテナおよびそれを用いたｕｗｂ通信システム |
| JP2016149807A (ja) * | 2016-05-09 | 2016-08-18 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | アンテナ装置 |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002095055A patent/JP2003298348A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPWO2007116797A1 (ja) * | 2006-04-10 | 2009-08-20 | スミダコーポレーション株式会社 | コイル部品 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |