JP2010109806A

JP2010109806A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2010109806A
Application number: JP2008280931A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakamura; 浩一中村; Fumio Fukushima; 二三夫福島; Kuniaki Kiyosue; 邦昭清末; Makoto Kamitsuma; 誠上妻
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-05-13
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: JP5024263B2

Abstract

【課題】本発明は、アンテナ装置の許容された共振周波数の帯域を大幅に拡大することにより、許容された共振周波数帯域への調整を容易にすることを目的とする。
【解決手段】本発明は、基板上に形成した第１のコイル及び第２のコイルと、第１及び第２のコイルそれぞれに並列接続された第１のコンデンサ及び第２のコンデンサと、基板の下部に設置された磁性シートとを備え、第１のコイルと第２のコイルとを直列に接続することにより、２つの共振点を有する共振波形を得るものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＲＦ−ＩＤ、即ちＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体との通信を行う無線通信媒体処理装置、あるいは無線通信媒体そのものに用いられるアンテナ装置であり、電磁誘導方式、マイクロ波方式での通信性を向上させると共に、薄くて低コストのアンテナ装置に関するものである。

従来より、ＲＦ−ＩＤ即ち非接触型ＩＣカードやＩＣタグにおいて、アンテナ装置の共振周波数は、周辺環境により大きく変化していた。例えば、携帯電話等の通信装置に備えられる様々の回路によって影響を受けていた。このことから、アンテナ装置にトリマーコンデンサや静電容量パターンを取り付け、各種機器にアンテナ装置を組み込む際にトリマーコンデンサにより静電容量を調整したり、静電容量パターンをトリミングすることによりアンテナ装置の共振周波数の調整をおこなっていた（例えば特許文献１参照）。
特開平１１−３５３４４０号公報

様々な無線通信媒体との通信を行う無線通信処理装置や、無線通信媒体そのものにおいて通信の安定性を確保するには、アンテナ装置の共振周波数を所望の周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）近傍に合わせこむ必要がある。この値はＮＦＣ（ニア・フィールド・コミュニケーション）で定められた規格の値である。

図１１は従来のアンテナ装置を示す図であるが、従来のアンテナ装置１００では、アンテナ装置１００にトリマーコンデンサや静電容量パターン１０１を組み込むことからアンテナ装置１００のコストアップにつながっていた。図１０にＳ１１カーブを示す。図６では縦軸にＳ１１信号のデシベルを示し、横軸に周波数を示す。縦軸の１単位は０．３ｄＢであり、横軸の１単位は３００ｋＨｚである。図１０で示すようにＮＦＣで許容されている共振周波数は１３．５６ＭＨｚ±５０ｋＨｚである。このように、従来のアンテナ装置では、許容されている共振周波数の帯域が非常に狭く、この結果、規格で定められている上記近傍値にアンテナの共振周波数を合わせ込む調整が非常に困難であった。つまり、アンテナ装置１００の共振周波数の許容範囲が狭いので、この許容範囲に合致できないアンテナ装置１００が多く発生し、不良を多発させていた。

本発明は、上記の問題に鑑み、電磁誘導方式やマイクロ波方式を用いて通信を行うアンテナ装置において、許容される共振周波数を拡張することにより、共振周波数の調整を容易にしたアンテナ装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために、本発明は、基板上に形成した第１のコイル及び第２のコイルと、前記第１及び第２のコイルそれぞれに並列接続された第１のコンデンサ及び第２のコンデンサと、前記基板の下部に設置された磁性シートとを備え、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを直列に接続することにより、２つの共振点を有する共振波形を得るようにしたものである。

本発明によれば、アンテナ装置の許容された共振周波数の帯域を大幅に拡大することができることから、許容された共振周波数帯域への調整を容易にし、この結果、共振周波数が許容共振周波数帯域内に合致しないアンテナ装置の発生を大幅に防止することができる。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、基板上に形成した第１のコイル及び第２のコイルと、第１及び第２のコイルそれぞれに並列接続された第１のコンデンサ及び第２のコンデンサと、基板の下部に設置された磁性シートとを備え、第１のコイルと第２のコイルとを直列に接続することにより、２つの共振点を有する共振波形を得るようにしたものである。

この構成により、アンテナ装置の許容された共振周波数の帯域を拡大させ、アンテナ装置の共振周波数の調整を容易に行うことができる。

本発明の請求項２に記載の発明によれば、２つの共振点Ｐ１・Ｐ２が、０＜｜Ｐ１−Ｐ２｜＜５００ｋＨｚになるように第１のコンデンサの静電容量値Ｃ１と第２のコンデンサの静電容量値Ｃ２を最適化するようにしたものである。

これにより、アンテナ装置の共振周波数において２つの共振条件が重なりあい、アンテナ装置の許容された共振周波数の帯域を拡張ことができる。

本発明の請求項３に記載の発明によれば、第１のコイルと前記第２のコイルが同じインダクタンスを有する場合、第１のコンデンサの静電容量値をＣ１とした時、第２のコンデンサの静電容量値Ｃ２は、Ｃ２＝Ｃ１±αとなり、αの値は０＜α＜１０ｐＦの範囲内であるようにしたものである。

これにより、２つのコイルのインダクタンスが同じ場合でも、チップコンデンサの静電容量Ｃ２を前記のような範囲に限定することで、アンテナ装置の共振周波数において２つの共振条件が重なりあい、アンテナ装置の周波数の帯域を拡張することができる。

本発明の請求項４に記載の発明によれば、基板上に形成した少なくとも３つ以上のコイルと、３つ以上のコイルそれぞれに並列接続されたコイルの数と同数のコンデンサと、基板の下部に設置された磁性シートとを備え、３つ以上のコイルをそれぞれ直列に接続することにより、コイルの数と同数の共振点Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｎ（ｎは３以上の整数）を有する共振波形を得、それぞれのループアンテナの共振周波数の共振点Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐｎが、５００×（ｎ−２）ｋＨｚ＜｜Ｐ１−Ｐｎ｜＜５００×（ｎ−１）ｋＨｚになるように３つ以上のチップコンデンサの静電容量値Ｃ１、Ｃ２、・・・Ｃｎ（ｎは３以上の整数）を最適化するようにしたものである。

これにより、３つ以上のループアンテナの共振周波数の共振点を前記のような範囲にすることで、アンテナ装置の共振周波数において３つ以上の共振条件が重なりあい、アンテナ装置の周波数の帯域を大幅に拡張することができ、広帯域で共振周波数の調整を容易に行うことができるアンテナ装置を提供することができる。

本発明の請求項５に記載の発明によれば、基板上に３つ以上形成されたコイルが同じインダクタンスを有する場合、３つ以上のコンデンサの静電容量値をＣ１、Ｃ２、・・・Ｃｎとした時、コンデンサＣｎの静電容量値は、Ｃｎ＝Ｃ１±α×（ｎ−１）となり（ｎは３以上の整数値）、αの値は０＜α＜１０ｐＦの範囲内であるようにしたものである。

これにより、コイルが同じインダクタンスを有する場合でも、アンテナ装置の共振周波数において３つ以上の共振条件が重なりあい、アンテナ装置の周波数の帯域を拡張ことができ、広帯域で共振周波数の調整が容易なアンテナ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施例１について図面を用いて説明する。

まず、本発明のアンテナ装置１の構成、形状について説明する。図１は、本発明の実施例１におけるアンテナ装置１の構成図である。

以下に、図１を用いてアンテナ装置１を構成する各部の詳細について説明する。

２は、ループアンテナからなるアンテナ部３を形成する基板である。アンテナ部３を設けた基板２は、ポリイミド、ＰＥＴ、ガラエポ基板等で形成することが可能であり、ポリイミド、ＰＥＴ等に形成することで薄くて柔軟性を有するアンテナ部３およびループアンテナ２を形成することができる。また、ポリイミド、ＰＥＴ等のフィルムはコストが安いことから、低価格のアンテナ装置１を作製することが可能となり、本実施例では、ポリイミドからなる。

アンテナ部３は、２つのループアンテナがスパイラル状に形成される。スパイラルの構造としては、中央に開口部を備えたスパイラル形状であればよく、その形状は円形または略矩形または多角形のいずれであってもよい。スパイラル構造とすることで、十分な磁界を得て、誘導電力の発生と相互インダクタンスによる無線通信媒体と無線通信媒体処理装置との通信を可能とするものである。また、アンテナ部３は、２つ以上のループアンテナ２を組合わせたものであってもよい。

さらに、アンテナの材質としては、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等の導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材、または金属製筒材等から適宜選択することができ、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷により形成することができる。

次に、磁性シート４について説明する。

磁性材は、フェライトやパ−マロイ、センダスト、珪素合板等の金属材料で構成される。

磁性材としては、軟磁性フェライトが好ましく、フェライト粉体を乾式プレス成形し、焼成することにより焼成体、高密度のフェライト焼成体とすることができ、軟磁性フェライトの密度が３．５ｇ／ｃｍ³以上であることが好ましい。更に軟磁性フェライトの磁性体の大きさが、結晶粒界以上であることが好ましい。また磁性シート４は、０．０５ｍｍ〜３ｍｍ程度で形成されるシ−ト状（あるいは板状、膜状、層状）のものである。

軟磁性フェライトとしては、Ｎｉ―ＺｎＯ₃、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、または、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯからなっていてもよい。更にアモルファス合金、パ−マロイ、電磁鋼、珪素鉄、Ｆｅ―Ａｌ合金、センダスト合金のいずれかの磁性体の単層であってもよく、フェライト、アモルファス箔、パ−マロイ、電磁鋼、センダストの積層体であってもよく、また、様々な磁性体を組み合わせた積層体であってもよい。磁性材を積層する際には、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルムの少なくとも１つの手段により、磁性材が接着され積層構造となる。

更に本発明の磁性シート４は、フェライト、アモルファス合金、パ−マロイ、電磁鋼、珪素鉄、Ｆｅ―Ａｌ合金、センダスト合金の単体、または積層体を樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルムの少なくとも１つの手段によりコ−ティングをおこなったものでもよい。

また、フェライト、アモルファス箔、パ−マロイ、電磁鋼、センダスト単体および積層体が、磁性体固片の集合体であってもよく、整合配置することにより、磁性シート８総厚に対して磁性体を効率よく形成できる。

更に、全ての磁性体固片がその上下面を略同一面となるように配置することで、磁性シ−ト４に要求される厚み寸法や、機械的強度、その他の物理的性能の範囲において磁性体の最大限の体積を利用することができ、高い磁気性能を得ることができる。

本発明の磁性シート４は、単層、多層構造、または固片からなり、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルムの少なくとも１つの手段によりコ−ティングを行うことで、柔軟性が高くて耐久性に優れる上、表面抵抗が高く、表面にアンテナ印刷やめっきなどによる回路形成を行うことが容易である。

ここで本実施例において、磁性シート４は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトまたは、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト材を８００℃〜１０００℃で焼成したもので、焼成した磁性シート４を保護テープ、両面テープ等の保護シート５、６によりコーティングし、ローラー等で磁性シート４を粉砕することで柔軟性を有した磁性シート４を作製する。

また、保護部材５、６によりコ−ティングされた磁性シート４は、非常に優れた柔軟性を有しているので、パンチング等により、容易に打ち抜き成形加工ができるので、複雑な形状の加工も低コストで、しかも大量に成形できるという特徴も有する。

更に、磁性シート４の形状としては、略三角柱、略四角柱、略円柱、略球等の形状で構成されていてもよい。

本発明の磁性シート４は、両面テープまたは微粘着テープ等に固定されローラーにて粉砕されることにより、磁性シート４に柔軟性を与えることができる。また、ローラーにて粉砕されることで磁性シート４の加工性がよくなり、加工時の負荷も少なくなるので、製品の低コスト化も実現できる。更に、磁性シート４がローラーにより粉砕されることで、磁性シート４に隙間ができ、磁性シート４の上に樹脂を印刷した際に、樹脂が磁性シート４に滲みこみ、樹脂がバインダーの役割を果たし磁性シート４に更に柔軟性をもたせることが可能となる。

また、本発明の磁性シート４は、磁性材にスリットを設けることにより、磁性シート４を容易に分割することができ、柔軟性及び加工性に優れた磁性シート４を実現できる。

次に、保護部材５、６について説明する。

保護部材５、６は、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルムの少なくとも１つの手段がもちいられ、アンテナ装置１およびアンテナ装置１を構成する各部品の曲げやたわみ等に対する柔軟性だけではなく、耐熱性、耐湿性等の耐候性を考慮して選定をおこなってもよい。また、アンテナ装置１およびアンテナ装置１を構成する各部品の片面、両面、片側面、両側面または全面が、保護部材５、６によりコ−ティングされていてもよい。

特に磁性シート４の焼成体は、通常、曲げやたわみ等に対して破壊されてしまうのに対して、焼成体の磁性シート４の片面、両面、片側面、両側面または全面が、樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、耐熱性樹脂、合成ゴム、両面テープ、粘着層、またはフィルム等の保護部材５、６によりコ−ティングをすると優れた柔軟性を有するようになり、しかも表面抵抗が高く、表面にアンテナ印刷やめっきなどによる回路形成を行うことが容易になる。

また、保護部材５、６によりコ−ティングされた磁性シート４は、適度な柔軟性を有しているので、パンチング等により、容易に打抜き成形加工ができるので、複雑な形状の加工も低コストで、しかも大量に成形できるという特徴も有する。

また、基板２と磁性シート４の間にスペーサーを用いる場合は、磁性シート４の両面を保護部材５、６でコーティングする必要はなく、片面のみに磁性シート４のコーティングを行う。

次に、端子接続部７について説明する。

端子接続部７は、アンテナ部３の外側に形成されており、アンテナ部３の両端部と接続される。端子接続部７は、アンテナ部３を設けた基板２に形成されていてもよく、端子接続部７は携帯電話等の携帯端末の回路基板上のコネクターと接続される。

また、端子接続部７の材質としては、金、銀、銅、アルミ、ニッケル等の導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材、または金属製筒材等から適宜選択することができ、金属線、金属箔、導電性ペースト、めっき転写、スパッタ、蒸着、もしくは、スクリーン印刷により形成することができ、本実施例では、基板２と同一基板上に形成されており、スルーホールによってアンテナ部３と接続されている。

次に、チップコンデンサ８について説明する。

チップコンデンサ８はループアンテナであるアンテナ部３の終端である端子接続部７の近傍部の基板２上に実装されており、チップコンデンサ８の静電容量値を変えることでアンテナ装置１の共振周波数の共振点を変化させることができる。チップコンデンサ８は通常１００５サイズのものが用いられ、周囲環境により共振周波数が変動する可能性があるため、環境温度に対する静電容量値の変化が少ないものが選択される。

上記内容の構成によりアンテナ装置１は形成される。

また、アンテナ装置１を携帯電話等の小型端末に搭載する際には、アンテナ部３が形成された基板２に両面テープ、接着剤、粘着層、または樹脂等を塗布することで携帯端末の必要な箇所に貼り付ける。

図２は本発明の実施例１におけるアンテナ装置とこれに接続した周辺回路を示す図である。図２において、図１で説明した構成と同じ番号が付されたものは図１で説明したものと同じものを示す。９はアンテナ部３の一部を構成するコイルであり、このコイル９とチップコンデンサ８が並列に接続されている。本発明では、チップコンデンサ８を並列に接続したコイル９を互いに直列に接続することにより、許容共振周波数の帯域を拡張している。１０は整合回路であり、１１は携帯端末側のメインチップである。整合回路１０はアンテナ装置１とメインチップ１１とのインピーダンスを合わせるために、メインチップ１１は携帯端末等の送受信信号を処理するためにそれぞれ備えられている。

なお、本発明の実施例１のアンテナ装置１では、基板２上に４ターンのループアンテナ（コイル９）と２ターンのループアンテナ（コイル９）が形成されており、４ターンのループアンテナに接続されているチップコンデンサの静電容量は１３８ｐＦであり、２ターンのループアンテナに接続されているチップコンデンサの静電容量は３１０ｐＦである。

これら２つのループアンテナ（コイル９）とチップコンデンサ８は図２に示されているように接続され、それにより図４に示されるような２つの共振点が形成され、アンテナ装置１の帯域が５００ｋＨｚ（１３．５６ＭＨｚ（−１００ｋＨｚ、＋４００ｋＨｚ））にまで拡張される。この２つのループアンテナの共振点の関係は、０＜｜Ｐ１−Ｐ２｜＜５００ｋＨｚ（Ｐ１、Ｐ２はそれぞれのチップコンデンサによる共振点を示す）となっており、これ以上共振点が離れてしまうと２つの共振波形の重なりがなくなり、アンテナ装置１が広帯域化されなくなる。つまり、それぞれの共振波形が分離されてしまい、許容された共振周波数の拡張が達成できなくなる。

また、形成する２つのループアンテナ（コイル９）を同じインダクタンスにした場合では、一方のループアンテナ（コイル９）に接続するチップコンデンサ８の静電容量値をＣ１とした時、他方のループアンテナ（コイル９）に接続するチップコンデンサ８の静電容量値Ｃ２は、Ｃ２＝Ｃ１±αとなり、αの値は０＜α＜１０ｐＦの範囲内となる。

このような条件にループアンテナ（コイル９）とチップコンデンサ８を設定することで、アンテナ装置１の共振周波数の帯域を拡張することができ、アンテナ装置１の共振周波数の調整が容易となり、アンテナ装置１を組み込む際の面倒な調整作業を削減することが可能となる。

次に、３つ以上のループアンテナ（コイル９）を形成する場合について説明する。図３は実施例１における３つの共振点を有する時のアンテナ装置の簡易図であり、チップコンデンサ８が並列に接続された３つのコイル９をそれぞれ直列に接続したものである。このように、３つのコイル９（並列にチップコンデンサ８を接続したもの）を直列に接続したアンテナ装置１の許容共振周波数帯域は図５で示すように拡張される。図５から明らかなように、３つのチップコンデンサ８を備えたアンテナ装置１では、３つの共振点が形成され、アンテナ装置１の帯域が約７００ｋＨｚにまで拡張される（１３．５６ＭＨｚ−３００ｋＨｚ、＋４００ｋＨｚ）。

これら３つのループアンテナの共振点の関係は、５００×（ｎ−２）ｋＨｚ＜｜Ｐ１−Ｐｎ｜＜５００×（ｎ−１）ｋＨｚとなっており、これ以上に共振点が離れてしまうと共振波形の重なりがなくなり、アンテナ装置１が広帯域化されなくなる。なお、ループアンテナ（コイル９）が３つの場合には、ｎ＝３であるが、３以上、例えば、ループアンテナが４つ以上形成される場合にはｎ＝４になることは言うまでもない。

また、形成する３つ以上のループアンテナを同じインダクタンスにした場合、第１のループアンテナに接続するチップコンデンサの静電容量値をＣ１とした時、ｎ番目のループアンテナに接続するチップコンデンサの静電容量値Ｃｎは、Ｃｎ＝Ｃ１±α×（ｎ−１）となり、αの値は０＜α＜１０ｐＦの範囲内となる。

このような条件にループアンテナ２とチップコンデンサを設定することで、アンテナ装置１の共振周波数の帯域を拡張することができ、携帯電話等のような携帯通信端末にアンテナ装置１を組み込んだとしても、アンテナ装置１の共振周波数の調整が容易になり、狭い許容共振周波数帯域に合わせるという面倒な調整作用を行うことを防止する。この結果、非常に簡単にアンテナ装置１を各種機器に組み込めるようにすることができる。

以下、本発明の実施例２について図面を用いて説明する。図６は本発明の実施例２におけるアンテナ装置の構成図である。

図６に示されているようにコイル９とチップコンデンサ８とが接続されたアンテナ部３を形成しており、そのアンテナ部３の近傍に別のコイル９とチップコンデンサ８が接続されたアンテナ部３を近づけることにより、図７に示されているような２つの共振点が形成され、アンテナ装置１の帯域が５００ｋＨｚ（１３．５６ＭＨｚ（−１００ｋＨｚ、＋４００ｋＨｚ））にまで拡張される。

実施例２での一方のコイル９のターン数は４ターンであり、このコイルに接続されるチップコンデンサ８の静電容量は１３８ｐＦであり、もう一方のコイル９のターン数は２ターンで、チップコンデンサの静電容量は３１０ｐＦである。

実施例１と異なり実施例２ではコイル９同士が直列に接続されていないことから、コイル９同士の位置を変化させることで自由に共振波形を変化させることができ、共振周波数の帯域を任意に設定することが可能となる。

しかしながら、コイル９同士を５ｍｍ以上離してしまうと磁界結合が弱くなり、共振波形を形成しなくなることから、コイル９同士の距離は５ｍｍ以下の位置に保たれ必要がある。また、コイル９同士の位置関係は、図６に示されているように一方のコイル９の外側にもう一方のコイル９が形成されている状態でもよく、これとは逆に一方のコイル９の内側にもう一方のコイル９が形成されている状態のいずれでもよい。

このようにアンテナ装置１を設定にすることで、アンテナ装置１の共振周波数の帯域を自由に変化させることができ、アンテナ装置１の共振周波数を狭帯域に合わせこむ必要がなくなる。この結果、非常に簡単にアンテナ装置１を各種機器に組み込めるようにすることができる。

以下、本発明の実施例３について図面を用いて説明する。図８は実施例３におけるアンテナ装置の構成図である。

図８に示されているようにコイル９とチップコンデンサ８とが接続されたアンテナ部３を形成しており、そのアンテナ部３の近傍に別のコイル９とチップコンデンサ８とインピーダンス１０が接続されたアンテナ部３を近づけることにより、図９に示されているような２つの共振点が形成され、アンテナ装置１の帯域が５００ｋＨｚ（１３．５６ＭＨｚ（−１００ｋＨｚ、＋４００ｋＨｚ））にまで拡張される。

実施例３での一方のコイル９のターン数は４ターンであり、このコイルに接続されるチップコンデンサ８の静電容量は１３８ｐＦであり、もう一方のコイル９のターン数は２ターンで、チップコンデンサの静電容量は３１０ｐＦで、インピーダンス１０は任意の値に設定することができる。

実施例１と異なり実施例３ではコイル９同士が直列に接続されていないことから、コイル９同士の位置を変化させることで自由に共振波形を変化させることができ、共振周波数の帯域を任意に設定することが可能となる。

しかしながら、コイル９同士を５ｍｍ以上離してしまうと磁界結合が弱くなり、共振波形を形成しなくなることから、コイル９同士の距離は５ｍｍ以下の位置に保たれ必要がある。また、コイル９同士の位置関係は、図８に示されているように一方のコイル９の外側にもう一方のコイル９が形成されている状態でもよく、これとは逆に一方のコイル９の内側にもう一方のコイル９が形成されている状態のいずれでもよい。

また、実施例２と異なり実施例３では一方のアンテナ部３にインピーダンス１０が接続されており、このインピーダンス値を任意に設定することで自由にアンテナ装置１の共振波形を変化させることができる。しかもアンテナ装置１のＱ値を任意に変えることができることから、アンテナ特性である通信距離を自由に変更することが可能となる。

このようにアンテナ装置１を設定にすることで、アンテナ装置１の共振周波数の帯域および通信距離を自由に変化させることができ、アンテナ装置１の共振周波数を狭帯域に合わせこむ必要がなくなる。この結果、非常に簡単にアンテナ装置１を各種機器に組み込めるようにすることができ、アンテナ特性を自由に設定することが可能となる。

本発明のアンテナ装置は、商品棚などに収納される非接触ＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体に電力と送信データを供給し、無線通信媒体から受信データを負荷変動により取得する無線通信媒体処理装置であって、特に自動で商品管理、書籍管理等が可能となる収納棚、展示棚以外の医薬品管理、危険物管理、貴重品管理システム等々などの、通信範囲を拡大させることが必要な用途にも適用できる。

本発明の実施例１におけるアンテナ装置の構成図本発明の実施例１におけるアンテナ装置と周辺回路を示す図本発明の実施例１における３つの共振点を有する時のアンテナ装置の簡易図本発明の実施例１における２つの共振点を有する時の共振周波数の帯域図本発明の実施例１における３つの共振点を有する時の共振周波数の帯域図本発明の実施例２におけるアンテナ装置の構成図本発明の実施例２における２つの共振点を有する時の共振周波数の帯域図本発明の実施例３におけるアンテナ装置の構成図本発明の実施例３における２つの共振点を有する時の共振周波数の帯域図従来の技術における共振周波数の帯域図従来の技術におけるアンテナ装置の簡易図

符号の説明

１アンテナ装置
２基板
３アンテナ部
４磁性シート
５保護シート
６保護シート
７端子接続部
８チップコンデンサ
９コイル
１０整合回路
１００アンテナ装置
１０１静電容量パターン

Claims

基板上に形成した第１のコイル及び第２のコイルと、前記第１及び第２のコイルそれぞれに並列接続された第１のコンデンサ及び第２のコンデンサと、前記基板の下部に設置された磁性シートとを備え、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを直列に接続することにより、２つの共振点を有する共振波形を得ることを特徴とするアンテナ装置。
前記２つの共振点Ｐ１・Ｐ２が、０＜｜Ｐ１−Ｐ２｜＜５００ｋＨｚになるように前記第１のコンデンサの静電容量値Ｃ１と前記第２のコンデンサの静電容量値Ｃ２を最適化することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
前記第１のコイルと前記第２のコイルが同じインダクタンスを有する場合、前記第１のコンデンサの静電容量値をＣ１とした時、前記第２のコンデンサの静電容量値Ｃ２は、Ｃ２＝Ｃ１±αとなり、αの値は０＜α＜１０ｐＦの範囲内であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
基板上に形成した少なくとも３つ以上のコイルと、前記３つ以上のコイルそれぞれに並列接続された前記コイルの数と同数のコンデンサと、前記基板の下部に設置された磁性シートとを備え、前記３つ以上のコイルをそれぞれ直列に接続することにより、前記コイルの数と同数の共振点Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｎ（ｎは３以上の整数）を有する共振波形を得、前記それぞれのループアンテナの共振周波数の共振点Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐｎが、５００×（ｎ−２）ｋＨｚ＜｜Ｐ１−Ｐｎ｜＜５００×（ｎ−１）ｋＨｚになるように前記３つ以上のチップコンデンサの静電容量値Ｃ１、Ｃ２、・・・Ｃｎ（ｎは３以上の整数）を最適化することを特徴とするアンテナ装置。
前記基板上に３つ以上形成されたコイルが同じインダクタンスを有する場合、前記３つ以上のコンデンサの静電容量値をＣ１、Ｃ２、・・・Ｃｎとした時、前記コンデンサＣｎの静電容量値は、Ｃｎ＝Ｃ１±α×（ｎ−１）となり（ｎは３以上の整数値）、αの値は０＜α＜１０ｐＦの範囲内であることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。