JP2011217203A - Planar loop antenna - Google Patents

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Masayuki Arai
雅行 荒井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar loop antenna which can be configured in a small size and at low cost and is operated in a plurality of frequency bands as an antenna of an apparatus related to RFID for instance.SOLUTION: The planar loop antenna includes: a dielectric substrate; a first loop conductor 14 which is formed on one surface of the dielectric substrate and has a gap at a part; a second loop conductor 24 which is formed on the other surface of the dielectric substrate, has a gap at a part and is conducted with the first loop conductor; a reflector 20 which is arranged a predetermined distance away from the dielectric substrate and performs unbalanced feeding at a first frequency with the first loop conductor; and a coil-like conductor 34 which is arranged between the first loop conductor and the second loop conductor within the dielectric substrate, is operated in the frequency band different from the first frequency and performs transmission by an electromagnetic induction system.

Description

本発明は、例えばRFID関連の機器のアンテナとして、小型で安価に構成することができ、複数周波帯で動作する平面ループアンテナに関する。   The present invention relates to a planar loop antenna that can be configured in a small size and at low cost and that operates in a plurality of frequency bands, for example, as an antenna of an RFID-related device.

近年、非接触ICカードや無線ICタグなどを使用した技術が盛んに使用されるようになっており、例えば、セキュリティ応用として入退出管理やオフィスセキュリティ管理などでの使用が多くなり、据え置き型または機器組み込み型のRFIDリーダライタ機器の用途が広がってきている。   In recent years, technologies using non-contact IC cards, wireless IC tags, etc. have been actively used. For example, as security applications, they are increasingly used in entrance / exit management, office security management, etc. Applications of built-in RFID reader / writer devices are expanding.

RFIDリーダライタ機器用のアンテナとしては、13.56MHzのHF帯用プリントループコイル、950MHz帯用の共振型のダイポールアンテナ、2.45GHz用のパッチアンテナが知られている。   Known antennas for RFID reader / writer devices include a 13.56 MHz HF band print loop coil, a 950 MHz band resonant dipole antenna, and a 2.45 GHz patch antenna.

従来は、それぞれの帯域用として別個の機器として使用されていたが、これらを一体化したリーダライタ機器が必要不可欠となっており、そのため、複数周波帯域で動作することができ、小型で安価な一体型の平面アンテナの実用化が望まれている。   Conventionally, it has been used as a separate device for each band, but a reader / writer device that integrates these devices is indispensable, so it can operate in multiple frequency bands, and is small and inexpensive. The practical application of an integrated planar antenna is desired.

ところで、従来の平面ループアンテナとしては、例えば、特許文献1〜3記載のアンテナが知られている。   By the way, as a conventional planar loop antenna, for example, antennas described in Patent Documents 1 to 3 are known.

特許文献1記載のものでは、円偏波用ループアンテナにおいて、接地板とループ導体とを誘電体を挟んで対峙させて、ループ導体の所定位置からループ内に所定距離に亘って延長するL字形素子を備え、給電用同軸線路の中心導体をL字形素子に接続し、外部導体を接地板に接続している。   In the one described in Patent Document 1, in a circularly polarized loop antenna, a ground plate and a loop conductor are opposed to each other with a dielectric interposed therebetween, and an L-shape extending from a predetermined position of the loop conductor to a loop within a predetermined distance. An element is provided, the central conductor of the feeding coaxial line is connected to the L-shaped element, and the external conductor is connected to the ground plate.

特許文献2記載のものでは、円偏波用ループアンテナにおいて、接地板とループ導体とを誘電体を挟んで対峙させて、ループ導体の内側にループ導体に近接して、ループ導体に対して非接触の給電部導体パターンを設け、給電用同軸線路の中心導体を給電部導体パターンに接続し、外部導体を接地板に接続している。   In the one described in Patent Document 2, in a circularly polarized loop antenna, a grounding plate and a loop conductor are opposed to each other with a dielectric sandwiched between them, close to the loop conductor on the inner side of the loop conductor, and not to the loop conductor. A contact feeding portion conductor pattern is provided, the central conductor of the feeding coaxial line is connected to the feeding portion conductor pattern, and the external conductor is connected to the ground plate.

特許文献3記載のものでは、裏側が地導体となった第2誘電体の表側には第2直線部が装荷された第2ループ素子が形成され、第2ループ素子の上方に距離をおいて第1誘電体が配置されて、第1誘電体の表側には第1直線部が装荷された第1ループ素子が形成されて、給電用同軸線路の中心導体を第2直線部と第1直線部に接続し、給電用同軸線路の外部導体を地導体に接続しており、第1ループ素子と第2ループ素子とのループ長さを異ならせることにより、広帯域化を図っている。   In the thing of patent document 3, the 2nd loop element by which the 2nd linear part was loaded was formed in the front side of the 2nd dielectric material by which the back side became the ground conductor, and it was spaced apart above the 2nd loop element. The first dielectric is disposed, and a first loop element loaded with the first straight portion is formed on the front side of the first dielectric, and the central conductor of the feeding coaxial line is connected to the second straight portion and the first straight line. And connecting the outer conductor of the coaxial line for power feeding to the ground conductor, and by making the loop lengths of the first loop element and the second loop element different from each other, the bandwidth is increased.

特開平2−214304号公報JP-A-2-214304 特開平5−110334号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-110334 特開平7−183721号公報JP-A-7-183721

しかしながら、特許文献1及び2記載のものでは、一周波数で動作するアンテナであり、特許文献3記載のものでは、2周波数で動作するアンテナであるものの、これらのアンテナでは電磁誘導方式での伝送を行うことはできない、という問題がある。   However, the antennas described in Patent Documents 1 and 2 are antennas that operate at one frequency, and those described in Patent Document 3 are antennas that operate at two frequencies. There is a problem that it cannot be done.

本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、その目的は、小型で安価に構成することができ、電磁誘導方式での伝送も行うことができる平面ループアンテナを提供することをその目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a planar loop antenna that can be configured to be small and inexpensive, and that can also perform transmission using an electromagnetic induction method.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明による平面ループアンテナは、
誘電体基板と、
前記誘電体基板の一方の面上に形成され、一部にギャップを有する第1ループ導体と、
前記誘電体基板の他方の面上に形成され、一部にギャップを有し、第1ループ導体と導通する第2ループ導体と、
誘電体基板から所定距離離反して配置されて、前記第1ループ導体との間で第1周波数での不平衡給電がなされる反射板と、
誘電体基板内で第1ループ導体と第2ループ導体との間に配置されて、前記第1周波数と異なる周波数帯で動作し電磁誘導方式による伝送を行うコイル状導体と、
を備える、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a planar loop antenna according to the invention of claim 1 comprises:
A dielectric substrate;
A first loop conductor formed on one surface of the dielectric substrate and partially having a gap;
A second loop conductor formed on the other surface of the dielectric substrate, having a gap in part and conducting with the first loop conductor;
A reflector disposed at a predetermined distance from the dielectric substrate and being unbalanced at a first frequency with the first loop conductor;
A coiled conductor disposed between a first loop conductor and a second loop conductor in a dielectric substrate, operating in a frequency band different from the first frequency and performing transmission by an electromagnetic induction method;
It is characterized by comprising.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の平面ループアンテナにおいて、前記第1ループ導体の所定部位からループ内部に向かって第1給電用導体が延びており、前記第1給電用導体に第1給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第1給電用同軸線路の外部導体が接続される、ことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the planar loop antenna according to the first aspect, a first feeding conductor extends from a predetermined portion of the first loop conductor toward the inside of the loop. A center conductor of a first feeding coaxial line is connected, and an outer conductor of the first feeding coaxial line is connected to the reflection plate.

請求項3記載の発明は、請求項1記載の平面ループアンテナにおいて、前記第1ループ導体と平行に第1給電用導体が設けられ、第1給電用導体に第1給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第1給電用同軸線路の外部導体が接続され、電磁結合により第1給電用導体から前記第1ループ導体に給電がなされる、ことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the planar loop antenna according to the first aspect, a first power supply conductor is provided in parallel with the first loop conductor, and the first power supply conductor is a central conductor of the first power supply coaxial line. Is connected to the reflector, and an outer conductor of a first feeding coaxial line is connected to the reflector, and power is fed from the first feeding conductor to the first loop conductor by electromagnetic coupling.

請求項4記載の発明は、請求項1に記載の平面ループアンテナにおいて、前記第1ループ導体の所定部位からループ内部に向かって第1給電用導体が延び、前記第2ループ導体の所定部位からループ内部に向かって第2給電用導体が延びており、前記第1ループ導体と前記第2ループ導体とは同じ構成を成して対向しており、前記第1給電用導体と前記第2給電用導体とは、対向せずにずれて配置され、第1給電用導体と第2給電用導体のいずれか一方に第1給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第1給電用同軸線路の外部導体が接続されて、第1周波数において円偏波特性を持つことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the planar loop antenna according to the first aspect, the first feeding conductor extends from a predetermined portion of the first loop conductor toward the inside of the loop, and from the predetermined portion of the second loop conductor. A second power supply conductor extends toward the inside of the loop, and the first loop conductor and the second loop conductor are opposed to each other in the same configuration, and the first power supply conductor and the second power supply are opposed to each other. The conductor is disposed so as not to be opposed to the first conductor and the center conductor of the first feeder coaxial line is connected to one of the first feeder and the second feeder conductor, and the first feeder is connected to the reflector. The outer conductor of the coaxial line for use is connected and has a circular polarization characteristic at the first frequency.

請求項5記載の発明は、請求項1に記載の平面ループアンテナにおいて、前記第1ループ導体と前記第2ループ導体とは同じ構成を成して対向しており、前記第1ループ導体及び第2ループ導体に平行に第1給電用導体と第2給電用導体とが設けられ、第1給電用導体と第2給電用導体とが第1ループ導体及び第2ループ導体に対して異なる位置にずれて配置され、第1給電用導体と第2給電用導体のいずれか一方に第1給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第1給電用同軸線路の外部導体が接続されて、電磁結合により第1ループ導体と第2ループ導体に給電がなされて、第1周波数において円偏波特性を持つことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the planar loop antenna according to the first aspect, the first loop conductor and the second loop conductor are opposed to each other in the same configuration, and the first loop conductor and the second loop conductor A first power supply conductor and a second power supply conductor are provided in parallel to the two loop conductors, and the first power supply conductor and the second power supply conductor are located at different positions with respect to the first loop conductor and the second loop conductor. The center conductor of the first feeding coaxial line is connected to one of the first feeding conductor and the second feeding conductor, and the outer conductor of the first feeding coaxial line is connected to the reflector. The first loop conductor and the second loop conductor are fed by electromagnetic coupling and have circular polarization characteristics at the first frequency.

請求項6記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の平面ループアンテナにおいて、前記第2ループ導体と前記反射板との間で第1周波数とは異なる周波数である第2周波数での不平衡給電がなされることを特徴とする。   A sixth aspect of the present invention is the planar loop antenna according to any one of the first to third aspects, wherein the second loop conductor has a frequency different from the first frequency between the second loop conductor and the reflector. An unbalanced power supply at a frequency is performed.

請求項7記載の発明は、請求項6記載の平面ループアンテナにおいて、前記第2ループ導体の所定部位からループ内部に第2給電用導体が延びており、前記第2給電用導体に第2給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第2給電用同軸線路の外部導体が接続される、ことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the planar loop antenna according to the sixth aspect, a second feeding conductor extends from a predetermined portion of the second loop conductor into the loop, and the second feeding conductor is supplied to the second feeding conductor. A central conductor of the coaxial line for connection is connected, and an outer conductor of the second coaxial line for power feeding is connected to the reflecting plate.

請求項8記載の発明は、請求項6記載の平面ループアンテナにおいて、前記第2ループ導体と平行に第2給電用導体が設けられ、第2給電用導体に第2給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第2給電用同軸線路の外部導体が接続され、電磁結合により第2給電用導体から前記第2ループ導体に給電がなされる、ことを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the planar loop antenna according to the sixth aspect, a second feeding conductor is provided in parallel to the second loop conductor, and the central conductor of the second feeding coaxial line is provided on the second feeding conductor. Is connected, and an outer conductor of a second power feeding coaxial line is connected to the reflector, and power is fed from the second power feeding conductor to the second loop conductor by electromagnetic coupling.

本発明によれば、小型で安価に構成することができ、2周波以上の周波数で動作可能なアンテナを実現することができる。コイル状導体を第1ループ導体と第2ループ導体の間に挟むことで、第1ループ導体と第2ループ導体をグランドしたときの、電磁誘導方式のコイル状導体に対する静電シールドを行うことができる。そのため、コイル状導体の電力を大きくしたときにも、遠方の電界を減衰させることができ、コイル状導体による電界が周囲に与える影響を低減することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a small and inexpensive antenna that can operate at two or more frequencies. By sandwiching the coiled conductor between the first loop conductor and the second loop conductor, electrostatic shielding can be performed on the electromagnetic induction type coiled conductor when the first loop conductor and the second loop conductor are grounded. it can. Therefore, even when the electric power of the coiled conductor is increased, the electric field in the distance can be attenuated, and the influence of the electric field by the coiled conductor on the surroundings can be reduced.

また、本発明の平面ループアンテナは、RFID関連の機器のアンテナとして、13.56MHz、950MHzまたはその近傍のUHF帯の周波数で動作するアンテナとして使用することができる。   In addition, the planar loop antenna of the present invention can be used as an antenna for an RFID-related device as an antenna that operates at a frequency of 13.56 MHz, 950 MHz, or a nearby UHF band.

本発明の基本構成1に係る平面ループアンテナの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the planar loop antenna which concerns on the basic composition 1 of this invention. 基本構成1の平面図である。2 is a plan view of basic configuration 1. FIG. 基本構成1の側面図である。2 is a side view of the basic configuration 1. FIG. 基本構成1において第1周波数を950MHzとしたときの950MHz付近のそれぞれVSWR特性のシミュレーション結果である。It is a simulation result of the VSWR characteristic around 950 MHz when the first frequency is 950 MHz in the basic configuration 1. 基本構成1において第1周波数を950MHzとしたときの950MHzの放射特性のシミュレーション結果である。It is a simulation result of the radiation characteristic of 950 MHz when the 1st frequency is 950 MHz in basic composition 1. 本発明の基本構成2に係る平面ループアンテナの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the planar loop antenna which concerns on the basic composition 2 of this invention. 基本構成2の平面図である。5 is a plan view of a basic configuration 2. FIG. 基本構成2の側面図である。3 is a side view of a basic configuration 2. FIG. 本発明の第1実施形態に係る平面ループアンテナの分解斜視図である(誘電体基板は図示省略している)。1 is an exploded perspective view of a planar loop antenna according to a first embodiment of the present invention (a dielectric substrate is not shown). 本発明の第1実施形態に係る平面ループアンテナの誘電体基板の底面図である。It is a bottom view of the dielectric substrate of the planar loop antenna which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る平面ループアンテナの側面図である。1 is a side view of a planar loop antenna according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る平面ループアンテナのブロック図である。1 is a block diagram of a planar loop antenna according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る平面ループアンテナの変形例を表す側面図である。It is a side view showing the modification of the planar loop antenna which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る平面ループアンテナの変形例の平面図とその一部部品の平面図と側面図である。It is the top view of the modification of the planar loop antenna which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the top view and side view of the one part component. 本発明の第2実施形態に係る平面ループアンテナの分解斜視図である(誘電体基板は図示省略している)。It is a disassembled perspective view of the planar loop antenna which concerns on 2nd Embodiment of this invention (The dielectric material board is abbreviate | omitting illustration). 本発明の第2実施形態に係る平面ループアンテナの誘電体基板の平面図である。It is a top view of the dielectric substrate of the planar loop antenna which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る平面ループアンテナの側面図である。It is a side view of the planar loop antenna which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る平面ループアンテナの分解斜視図である(誘電体基板は図示省略している)。It is a disassembled perspective view of the planar loop antenna which concerns on 3rd Embodiment of this invention (The dielectric material board is abbreviate | omitting illustration). 本発明の第3実施形態に係る平面ループアンテナの誘電体基板の平面図である。It is a top view of the dielectric substrate of the planar loop antenna which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る平面ループアンテナの側面図である。It is a side view of the planar loop antenna which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 第3実施形態において、第1周波数を950MHzとしたときの950MHz付近の利得と軸比のシミュレーション結果である。In 3rd Embodiment, it is a simulation result of the gain and axial ratio of 950 MHz vicinity when a 1st frequency is 950 MHz. 第3実施形態において、第1周波数を950MHzとしたときの放射特性のシミュレーション結果である。In 3rd Embodiment, it is a simulation result of a radiation characteristic when the 1st frequency is set to 950 MHz. 本発明の第4実施形態に係る平面ループアンテナの分解斜視図である(誘電体基板は図示省略している)。It is a disassembled perspective view of the planar loop antenna which concerns on 4th Embodiment of this invention (The dielectric material board is abbreviate | omitting illustration). 本発明の第4実施形態に係る平面ループアンテナの誘電体基板の平面図である。It is a top view of the dielectric substrate of the planar loop antenna which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る平面ループアンテナの側面図である。It is a side view of the planar loop antenna which concerns on 4th Embodiment of this invention. 第4実施形態において、第1周波数を950MHzとしたときの950MHz付近の利得と軸比のシミュレーション結果である。In 4th Embodiment, it is a simulation result of the gain and axial ratio of 950 MHz vicinity when a 1st frequency is 950 MHz. 第4実施形態において、第1周波数を950MHzとしたときの放射特性のシミュレーション結果である。In 4th Embodiment, it is a simulation result of a radiation characteristic when the 1st frequency is set to 950 MHz. 本発明の第5実施形態に係る平面ループアンテナの分解斜視図である(誘電体基板は図示省略している)。It is a disassembled perspective view of the planar loop antenna which concerns on 5th Embodiment of this invention (The dielectric material board is abbreviate | omitting illustration). 本発明の第5実施形態に係る平面ループアンテナの誘電体基板の平面図である。It is a top view of the dielectric substrate of the planar loop antenna which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る平面ループアンテナの側面図である。It is a side view of the planar loop antenna which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係る平面ループアンテナの分解斜視図である(誘電体基板は図示省略している)。It is a disassembled perspective view of the planar loop antenna which concerns on 6th Embodiment of this invention (The dielectric material board is abbreviate | omitting illustration). 本発明の第6実施形態に係る平面ループアンテナの誘電体基板の平面図である。It is a top view of the dielectric substrate of the planar loop antenna which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係る平面ループアンテナの側面図である。It is a side view of the planar loop antenna which concerns on 6th Embodiment of this invention.

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(基本構成1)
図1〜図3は、本発明の基本構成1に係る平面ループアンテナを表す。図において、平面ループアンテナ10は、誘電体基板12の一方の面に形成された第1ループ導体14を有している。
(Basic configuration 1)
1 to 3 show a planar loop antenna according to the basic configuration 1 of the present invention. In the figure, the planar loop antenna 10 has a first loop conductor 14 formed on one surface of a dielectric substrate 12.

第1ループ導体14は、具体的には、第1横辺部14A(長さL1、幅W)と、第1横辺部14Aに対して直交する第1縦辺部14B(長さL2、幅W)及び第2縦辺部14C(長さL2、幅W)と、第1縦辺部14B及び第2縦辺部14Cに直交し第1横辺部14Aに平行な第2横辺部14D(長さL1、幅W)とからなる矩形ループの放射エレメントからなり、銅箔エッチングから形成される。縦横のアスペクト比は、約2.0(1.5〜2.5)程度とするとよい。   Specifically, the first loop conductor 14 includes a first horizontal side portion 14A (length L1, width W) and a first vertical side portion 14B (length L2, L2) orthogonal to the first horizontal side portion 14A. Width W) and second vertical side portion 14C (length L2, width W), and second horizontal side portion orthogonal to the first vertical side portion 14B and second vertical side portion 14C and parallel to the first horizontal side portion 14A. It consists of a rectangular loop radiating element consisting of 14D (length L1, width W), and is formed by copper foil etching. The aspect ratio of length and width is preferably about 2.0 (1.5 to 2.5).

第2横辺部14Dの中央部には、ギャップ15(距離d)が形成されており、そのため、第2横辺部14Dは、第1部分14D1(長さL3、幅W)と、第2部分14D2(長さL4、幅W)とにさらに分かれている。そして、長さL1+2L2+L3+L4は、第1周波数(例えば、950MHz)の波長λ1に対して、誘電体基板12の誘電率による波長の短縮率を考慮した波長λgの1波長分に相当している。   A gap 15 (distance d) is formed in the central portion of the second lateral side portion 14D. Therefore, the second lateral side portion 14D includes the first portion 14D1 (length L3, width W) and the second portion. It is further divided into a portion 14D2 (length L4, width W). The length L1 + 2L2 + L3 + L4 corresponds to one wavelength of the wavelength λg in consideration of the wavelength shortening rate due to the dielectric constant of the dielectric substrate 12 with respect to the wavelength λ1 of the first frequency (for example, 950 MHz).

第1横辺部14Aの中央からは、第1給電用導体16(幅a、長さb)がループ内部に向かって延びており(第1縦辺部14B及び第2縦辺部14Cからの距離c1、c2)、第1給電用導体16の遊端部は、ギャップ15の方向に向かっている。但し、ギャップ15の横方向位置と第1給電用導体16の横方向位置とは厳密に一致している必要はない。また、第1給電用導体16の基端部は、第1横辺部14Aに向かって幅狭になるテーパ部16a(長さg)となっている。   From the center of the first horizontal side portion 14A, the first power supply conductor 16 (width a, length b) extends toward the inside of the loop (from the first vertical side portion 14B and the second vertical side portion 14C). The distance c1, c2), the free end portion of the first power supply conductor 16 is directed toward the gap 15. However, the lateral position of the gap 15 and the lateral position of the first power supply conductor 16 do not have to be exactly the same. Further, the base end portion of the first power supply conductor 16 is a tapered portion 16a (length g) that becomes narrower toward the first lateral side portion 14A.

誘電体基板12から離反して金属反射板20が誘電体基板12と平行に配置されている。この距離h1は、0.1λ1程度とするとよい。   A metal reflector 20 is arranged in parallel to the dielectric substrate 12 so as to be separated from the dielectric substrate 12. This distance h1 is preferably about 0.1λ1.

そして、第1給電用同軸線路22の中心導体22aが第1給電用導体16の遊端部付近に接続され(第1横辺部14Aからの距離f)、第1給電用同軸線路22の外部導体22bが金属反射板20に接続される。   The central conductor 22a of the first power supply coaxial line 22 is connected to the vicinity of the free end of the first power supply conductor 16 (distance f from the first lateral side portion 14A), and the outside of the first power supply coaxial line 22 The conductor 22b is connected to the metal reflector 20.

以上のように構成される平面ループアンテナ10において、給電用同軸線路22から第1周波数の不平衡給電を行うことにより、第1ループ導体14がその1波長に相当することから、第1周波数の直線偏波の放射を行うことができる。このときに、第1給電用導体16によりインピーダンス整合を行うことができる。   In the planar loop antenna 10 configured as described above, since the first loop conductor 14 corresponds to one wavelength by performing unbalanced feeding at the first frequency from the feeding coaxial line 22, Linearly polarized radiation can be performed. At this time, impedance matching can be performed by the first power supply conductor 16.

図4及び図5には、第1周波数を950MHzとしたときの950MHz付近のそれぞれVSWR特性及び950MHzの放射特性のFDTD法によるシミュレーション結果を示す(Z軸方向で絶対利得3dBiである。)。このときの各種のパラメータは、L1=104mm、L2=57mm、L3=L4=48.5mm、W=8mm、ギャップ15の距離d=7mm、a=12.5mm、b=32mm、c1=c2=44mm、f=31.5mm、g=2.5、誘電体基板12の厚みh=1.6mmであり、誘電体基板12の誘電率は4.3である。   4 and 5 show simulation results by the FDTD method of the VSWR characteristic and the radiation characteristic of 950 MHz in the vicinity of 950 MHz when the first frequency is 950 MHz (the absolute gain is 3 dBi in the Z-axis direction). Various parameters at this time are as follows: L1 = 104 mm, L2 = 57 mm, L3 = L4 = 48.5 mm, W = 8 mm, gap 15 distance d = 7 mm, a = 12.5 mm, b = 32 mm, c1 = c2 = 44 mm, f = 31.5 mm, g = 2.5, the thickness h of the dielectric substrate 12 is 1.6 mm, and the dielectric constant of the dielectric substrate 12 is 4.3.

図4から950MHzにおける共振特性が得られ、VSWRの2以下となる比帯域幅は5%となることが分かる。また、各種の寸法を変化させると、共振周波数の調整を図ることができる。例えば、第1給電用導体16の位置(c1、c2)を横方向に中心からずらすことで、共振周波数が高い方へ変動し、また、第1給電用導体16の長さ(b)、給電位置(f)を短くすると、インピーダンスが変化し、共振周波数が高い方へと変動する。よって、目的とする第1周波数よりも低い周波数に対して第1ループ導体14の寸法を共振するように設定し、第1給電用導体16の位置、長さ、給電位置を調整することで、目的とする第1周波数に共振周波数を一致させることが可能になる。また、矩形ループの長手方向の長さである第1横辺部14Aの長さL1、誘電体基板12の誘電率、厚みを調整することでも、共振周波数を調整することができる。   It can be seen from FIG. 4 that the resonance characteristic at 950 MHz is obtained, and the specific bandwidth that is 2 or less of VSWR is 5%. In addition, the resonance frequency can be adjusted by changing various dimensions. For example, by shifting the position (c1, c2) of the first power supply conductor 16 from the center in the lateral direction, the resonance frequency fluctuates higher, and the length (b) of the first power supply conductor 16 and the power supply When the position (f) is shortened, the impedance changes and the resonance frequency fluctuates toward the higher side. Therefore, by setting the dimensions of the first loop conductor 14 to resonate with respect to a frequency lower than the target first frequency, and adjusting the position, length, and feeding position of the first feeding conductor 16, It becomes possible to make the resonance frequency coincide with the target first frequency. The resonance frequency can also be adjusted by adjusting the length L1 of the first lateral side portion 14A, which is the length in the longitudinal direction of the rectangular loop, and the dielectric constant and thickness of the dielectric substrate 12.

尚、この基本構成においてギャップ15が無い場合であっても特性への影響は少ない。   Even if there is no gap 15 in this basic configuration, the influence on the characteristics is small.

以上の第1ループ導体14と平行に、HF帯(13.56MHz)用のコイルを設けることで、2周波対応のアンテナとすることができる。また、低グレードの誘電体基板を利用することができ、全体として安価で且つ小型なアンテナとすることができる。   By providing a coil for the HF band (13.56 MHz) in parallel with the first loop conductor 14 described above, a two-frequency antenna can be obtained. In addition, a low-grade dielectric substrate can be used, and the antenna can be made inexpensive and small as a whole.

(基本構成2)
図6〜図8は、本発明の基本構成2に係る平面ループアンテナを表す。この例では、基本構成1の同軸給電の代わりに、電磁結合給電を行うもので、第1給電用導体16の代わりに、第1ループ導体14と平行にループ外からループ内へと延びる第1給電用導体17が設けられている。第1給電用導体17の基端部には、第1給電用同軸線路22の中心導体22aが接続され、第1給電用同軸線路22の外部導体22bが金属反射板20に接続される。
(Basic configuration 2)
6 to 8 show a planar loop antenna according to the basic configuration 2 of the present invention. In this example, instead of the coaxial power feeding of the basic configuration 1, electromagnetic coupling power feeding is performed, and instead of the first power feeding conductor 16, a first extending from the outside of the loop into the loop in parallel with the first loop conductor 14 is performed. A power supply conductor 17 is provided. A central conductor 22 a of the first power supply coaxial line 22 is connected to the proximal end portion of the first power supply conductor 17, and an outer conductor 22 b of the first power supply coaxial line 22 is connected to the metal reflector 20.

このような構成においても、基本構成1と同様に動作させることができ、第1周波数における直線偏波を放射することができる。   Such a configuration can also be operated in the same manner as the basic configuration 1 and can radiate linearly polarized waves at the first frequency.

第1給電用導体17の幅を変えることで、インピーダンスが変化する。基本構成1と同様に、第1給電用導体17の調整を行うことで、目的とする第1周波数に一致させることが可能になる。   The impedance changes by changing the width of the first power supply conductor 17. Similar to the basic configuration 1, by adjusting the first power supply conductor 17, it becomes possible to match the target first frequency.

以上の第1ループ導体14及び第1給電用導体17と平行に、HF帯(13.56MHz)用のコイルを設けることで、2周波対応のアンテナとすることができる。   By providing a coil for the HF band (13.56 MHz) in parallel with the first loop conductor 14 and the first power supply conductor 17 described above, a two-frequency antenna can be obtained.

(第1実施形態)
次に、図9〜図11は、本発明の第1実施形態による平面ループアンテナを表す。この例では、基本構成1の平面ループアンテナに加えて、誘電体基板12の他方の面に第2ループ導体24を有している。
(First embodiment)
9 to 11 show a planar loop antenna according to the first embodiment of the present invention. In this example, in addition to the planar loop antenna of the basic configuration 1, a second loop conductor 24 is provided on the other surface of the dielectric substrate 12.

第2ループ導体24も第1ループ導体14と同様に構成され、具体的には、第1横辺部24Aと、第1横辺部24Aに対して直交する第1縦辺部24B及び第2縦辺部24Cと、第1縦辺部24B及び第2縦辺部24Cに直交し第1横辺部24Aに平行な第2横辺部24Dとからなる矩形ループの放射エレメントからなり、銅箔エッチングから形成される。第2横辺部24Dの中央部には、ギャップ25が形成されて、第1部分24D1と第2部分24D2とに分かれている。各部の長さと幅は、第1ループ導体14と同じとなっているとよい。   The second loop conductor 24 is also configured in the same manner as the first loop conductor 14, and specifically, the first horizontal side 24A, the first vertical side 24B orthogonal to the first horizontal side 24A, and the second A rectangular foil radiating element comprising a vertical side portion 24C and a second horizontal side portion 24D perpendicular to the first vertical side portion 24B and the second vertical side portion 24C and parallel to the first horizontal side portion 24A. Formed from etching. A gap 25 is formed in the central portion of the second horizontal side portion 24D, and is divided into a first portion 24D1 and a second portion 24D2. The length and width of each part are preferably the same as those of the first loop conductor 14.

そして、第1ループ導体14と第2ループ導体24とは、誘電体基板12を貫通する接続導体28によって第1横辺部14Aと第1横辺部24Aとが繋がることによって、互いに導通している。   The first loop conductor 14 and the second loop conductor 24 are electrically connected to each other when the first lateral side portion 14A and the first lateral side portion 24A are connected by the connection conductor 28 that penetrates the dielectric substrate 12. Yes.

また、誘電体基板12内の第1ループ導体14と第2ループ導体24との間には、第1ループ導体14及び第2ループ導体24と平行に、HF帯(13.56MHz)のためのコイル状導体34が埋設される。   Further, between the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24 in the dielectric substrate 12, parallel to the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24, for the HF band (13.56 MHz). A coiled conductor 34 is embedded.

以上のように構成される第1実施形態においては、基本構成と同様に、第1周波数における直線偏波を放射することができる。   In the first embodiment configured as described above, linearly polarized waves at the first frequency can be radiated as in the basic configuration.

さらに、コイル状導体34に給電を行うことによって、13.56MHzにおける電磁誘導方式による伝送を行うことができる。   Furthermore, by feeding the coiled conductor 34, transmission by an electromagnetic induction method at 13.56 MHz can be performed.

コイル状導体34は、第1ループ導体14と第2ループ導体24とによって上下が挟まれており、第1ループ導体14と第2ループ導体24をグランドしたときに、コイル状導体34の静電シールドをすることができる。よって、コイル状導体34の電力を大きくしたときにも、遠方の電界を電波法規制値内に減衰させることができ、電界が周囲に与える影響を低減することができる。コイル状導体34によって発生する磁界は、第1ループ導体14及び第2ループ導体24にギャップ15、25を設けることにより減衰せずに、外部に発生させることができる。   The coiled conductor 34 is sandwiched between the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24, and when the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24 are grounded, the coiled conductor 34 is electrostatically charged. Can be shielded. Therefore, even when the electric power of the coiled conductor 34 is increased, a distant electric field can be attenuated within the radio wave regulation value, and the influence of the electric field on the surroundings can be reduced. The magnetic field generated by the coiled conductor 34 can be generated outside without being attenuated by providing the gaps 15 and 25 in the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24.

第1ループ導体14による電波方式と、コイル状導体34による電磁誘導方式の2つの方式との互いの影響に関しては、コイル状導体34は、磁界動作であるために、周囲の電波方式の電界の影響は少なく、共振周波数の変動もそれほどない。一方の電波方式は、コイル状導体34の影響を受け、共振周波数がずれ、また、放射パターンも変化するおそれがある。しかしながら、図12に示すように、第1給電用導体16に接続される第1周波数用の送受信回路36と、コイル状導体34に接続される電磁誘導方式用の送受信回路40とのグランドを別々にして、両者を絶縁することで、第1周波数における放射パターンへの影響を無くすることができる。共振周波数のずれに対しては、第1ループ導体14及び第2ループ導体24の長さ、誘電体基板12の誘電率、基板厚を調整することで、第1周波数において共振周波数となるような調整をすることができる。   Regarding the mutual influences of the radio wave system using the first loop conductor 14 and the electromagnetic induction system using the coiled conductor 34, the coiled conductor 34 operates in a magnetic field, and hence the electric field of the surrounding radio wave system. There is little influence, and there is not much fluctuation of the resonance frequency. On the other hand, the radio wave system is affected by the coiled conductor 34, and the resonance frequency may shift and the radiation pattern may also change. However, as shown in FIG. 12, the grounds of the first frequency transmission / reception circuit 36 connected to the first power supply conductor 16 and the electromagnetic induction transmission / reception circuit 40 connected to the coiled conductor 34 are separately provided. Thus, by insulating the two, it is possible to eliminate the influence on the radiation pattern at the first frequency. For the deviation of the resonance frequency, by adjusting the length of the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24, the dielectric constant of the dielectric substrate 12, and the substrate thickness, the resonance frequency becomes the resonance frequency at the first frequency. You can make adjustments.

また、図12A及び12Bに示したように、誘電体基板12と反射板20との間に13.56MHzの送信スパイラルコイル42を設けて、コイル状導体34に非接触給電することで、電波方式のアンテナに影響を与えないようにすることもできる。コイル状導体34にキャパシタCを接続し、コイル状導体によるインダクタンスLとキャパシタCとで共振状態(f=1/2π√LC=13.56MHz)にすることで、スパイラルコイル42からの13.56MHz送信誘起電力が磁界共鳴により増幅されQ倍されて電流に比例する磁界がコイル状導体34から発生する。   Further, as shown in FIGS. 12A and 12B, a transmission spiral coil 42 of 13.56 MHz is provided between the dielectric substrate 12 and the reflection plate 20, and non-contact power feeding is performed to the coiled conductor 34. It is also possible not to affect the antenna. The capacitor C is connected to the coiled conductor 34, and the resonance state (f = 1 / 2π√LC = 13.56 MHz) is established by the inductance L and the capacitor C due to the coiled conductor, whereby 13.56 MHz from the spiral coil 42 is obtained. The transmission induced power is amplified by magnetic resonance and multiplied by Q, and a magnetic field proportional to the current is generated from the coiled conductor 34.

こうして、図1〜3に示した基本構成1に加えて、コイル状導体34を設けることにより、2周波対応のアンテナとすることができる。誘電体損失による放射効率の影響が小さいため、誘電体基板12をFR−4のような低グレードで実現することができて、安価で小型のアンテナとすることができる。そして、13.56MHz近傍のHF帯、950MHzまたはその近傍のUHF帯の周波数で動作するRFID関連の機器として、例えばリーダ側アンテナとして、または、ICチップと組み合わせることによりタグ側またはカード側のアンテナとして、使用することができる。   In this way, by providing the coiled conductor 34 in addition to the basic configuration 1 shown in FIGS. Since the influence of the radiation efficiency due to the dielectric loss is small, the dielectric substrate 12 can be realized with a low grade such as FR-4, and an inexpensive and small antenna can be obtained. And as an RFID-related device that operates at a frequency in the HF band near 13.56 MHz, the frequency in the UHF band near 950 MHz, for example, as a reader side antenna or as an antenna on the tag side or card side by combining with an IC chip Can be used.

(第2実施形態)
次に、図13〜図15は、本発明の第2実施形態による平面ループアンテナを表す。この例では、基本構成2の平面ループアンテナと異なり、誘電体基板12の他方の面に第2ループ導体24を有しており、誘電体基板12に積層された誘電体基板12A(厚みh2=0.8mm〜1.6mm、誘電率は誘電体基板12と同じ)を介して第1ループ導体14及び第2ループ導体24と平行に且つループ外からループ内に向かって延びる第1給電用導体17が設けられる。
(Second Embodiment)
Next, FIGS. 13 to 15 illustrate a planar loop antenna according to a second embodiment of the present invention. In this example, unlike the planar loop antenna of the basic configuration 2, the second loop conductor 24 is provided on the other surface of the dielectric substrate 12, and the dielectric substrate 12A (thickness h2 = thickness = stacked on the dielectric substrate 12) is provided. A first power supply conductor extending in parallel to the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24 and from the outside of the loop toward the inside of the loop through a gap of 0.8 mm to 1.6 mm and a dielectric constant the same as those of the dielectric substrate 12. 17 is provided.

また、誘電体基板12内の第1ループ導体14と第2ループ導体24との間には、HF帯(13.56MHz)のためのコイル状導体34が埋設される。   A coiled conductor 34 for the HF band (13.56 MHz) is embedded between the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24 in the dielectric substrate 12.

以上のように構成される第2実施形態においては、基本構成と同様に、第1周波数における直線偏波を放射することができる。   In the second embodiment configured as described above, linearly polarized waves at the first frequency can be radiated as in the basic configuration.

さらに、コイル状導体34に給電を行うことによって、13.56MHzにおける電磁誘導方式による伝送を行うことができる。   Furthermore, by feeding the coiled conductor 34, transmission by an electromagnetic induction method at 13.56 MHz can be performed.

このとき、コイル状導体34は、第1ループ導体14と第2ループ導体24とによって上下が挟まれて静電シールドされることで、第1実施形態と同様の作用をさせることができる。   At this time, the coiled conductor 34 is electrostatically shielded by being sandwiched between the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24, so that the same action as in the first embodiment can be achieved.

こうして、図6に示した基本構成2に加えて、コイル状導体34を設けることにより、2周波対応のアンテナとすることができ、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第1給電用導体17は、コイル状導体34への給電も兼用するように使用することが可能になる。   In this way, by providing the coiled conductor 34 in addition to the basic configuration 2 shown in FIG. 6, it is possible to obtain a dual-frequency antenna, and the same effects as in the first embodiment can be obtained. Further, the first power supply conductor 17 can be used so as to also supply power to the coiled conductor 34.

(第3実施形態)
次に、図16〜図18は、本発明の第3実施形態による平面ループアンテナを表す。この例では、第1実施形態の平面ループアンテナに対して、さらに、第2ループ導体24の第1横辺部24Aから第2給電用導体26が延びており、その基端部はテーパ部26aとなっている。
(Third embodiment)
Next, FIGS. 16 to 18 illustrate a planar loop antenna according to a third embodiment of the present invention. In this example, the second feeding conductor 26 extends from the first lateral side 24A of the second loop conductor 24 to the planar loop antenna of the first embodiment, and the base end thereof is a tapered portion 26a. It has become.

第1ループ導体14及び第1給電用導体16と、第2ループ導体24及び第2給電用導体26は、図示したように、誘電体基板12の表側と裏側とでほぼ同じ形状と大きさとなっているが、第1給電用導体16と第2給電用導体26の位置は左右中心からずれており、結果として、誘電体基板12を上から透過して見たときに、第1給電用導体16と第2給電用導体26とは、互いに位置がずれている。   As shown in the figure, the first loop conductor 14 and the first power supply conductor 16, and the second loop conductor 24 and the second power supply conductor 26 have substantially the same shape and size on the front side and the back side of the dielectric substrate 12. However, the positions of the first power supply conductor 16 and the second power supply conductor 26 are shifted from the center of the left and right, and as a result, when viewed through the dielectric substrate 12 from above, the first power supply conductor 16 16 and the second feeding conductor 26 are displaced from each other.

そして、第2給電用導体26の遊端部付近に給電点が設定されて、給電用同軸線路22の中心導体22aが接続される。   A feeding point is set in the vicinity of the free end of the second feeding conductor 26, and the central conductor 22 a of the feeding coaxial line 22 is connected.

この第1給電用導体16と第2給電用導体26の位置を左右にずらし、第1ループ導体14及び第2ループ導体24にそれぞれギャップ15、25を設けることで、位相差90度の2つの共振周波数特性が現れて、第1周波数における円偏波を放射させることが可能となる。   By shifting the positions of the first power supply conductor 16 and the second power supply conductor 26 to the left and right and providing gaps 15 and 25 in the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24, respectively, two phase differences of 90 degrees can be obtained. Resonance frequency characteristics appear and circularly polarized waves at the first frequency can be radiated.

図19及び図20は、第1周波数を950MHzとしたときの950MHz付近の利得と軸比、第1周波数950MHzとしたときの放射特性のFDTD法によるシミュレーション結果を示す。このときの各種のパラメータは、L1=101mm、L2=57mm、L3=48mm、L4=48mm、W=8mm、ギャップの距離d=5mm、a=10mm、b=32mm、c1=34mm、c2=34mm、f=30.5mm、g=2.5、誘電体基板12の厚みh=1.6mmであり、誘電体基板12の誘電率は3.8である。また、h1=0.1λ1である。   19 and 20 show the simulation results by the FDTD method of the gain and axial ratio in the vicinity of 950 MHz when the first frequency is 950 MHz and the radiation characteristics when the first frequency is 950 MHz. Various parameters at this time are L1 = 101 mm, L2 = 57 mm, L3 = 48 mm, L4 = 48 mm, W = 8 mm, gap distance d = 5 mm, a = 10 mm, b = 32 mm, c1 = 34 mm, c2 = 34 mm F = 30.5 mm, g = 2.5, the thickness h of the dielectric substrate 12 is 1.6 mm, and the dielectric constant of the dielectric substrate 12 is 3.8. Further, h1 = 0.1λ1.

950MHzにおいて左旋回円偏波特性が得られた。また、軸比の3dB以下となる比帯域幅は5.8%であった。   A left-handed circular polarization characteristic was obtained at 950 MHz. Moreover, the specific bandwidth which becomes 3 dB or less of the axial ratio was 5.8%.

また、給電点を、第2給電用導体26から第1給電用導体16に変えると、右旋回円偏波特性が得られ、同等の特性を示す。   Further, when the feeding point is changed from the second feeding conductor 26 to the first feeding conductor 16, a right-handed circularly polarized wave characteristic is obtained and the same characteristic is exhibited.

こうして、第1実施形態の効果に加えて、本実施形態では、円偏波放射の電波方式と、コイル状導体34による電磁誘導方式による2周波対応のアンテナとすることができる。円偏波特性を持たせることで、平面ループアンテナ10に対して対象物(タグまたはカード)との向きを考慮する必要がなくなる。   In this way, in addition to the effects of the first embodiment, in this embodiment, a dual-frequency antenna can be obtained by a circularly polarized radiation radio wave system and an electromagnetic induction system using a coiled conductor 34. By giving the circular polarization characteristic, it is not necessary to consider the orientation of the planar loop antenna 10 with the object (tag or card).

(第4実施形態)
次に、図21〜図23は、本発明の第4実施形態による平面ループアンテナを表す。この例では、第2実施形態の平面ループアンテナに対して、さらに、誘電体基板12Aに第2給電用導体27が設けられている。
(Fourth embodiment)
Next, FIGS. 21 to 23 illustrate a planar loop antenna according to a fourth embodiment of the present invention. In this example, a second feeding conductor 27 is further provided on the dielectric substrate 12A with respect to the planar loop antenna of the second embodiment.

第1給電用導体17と第2給電用導体27の位置は左右中心からずれて左右中心に対して対称に配置されており、結果として、誘電体基板12を上から透過して見たときに、第1給電用導体16と第2給電用導体26とは、第1ループ導体14及び第2ループ導体24に対して互いに位置がずれている。   The positions of the first power supply conductor 17 and the second power supply conductor 27 are shifted from the left-right center and symmetrical with respect to the left-right center. As a result, when the dielectric substrate 12 is seen through from above, The first power supply conductor 16 and the second power supply conductor 26 are displaced from each other with respect to the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24.

そして、第1給電用導体17の基端部付近に、給電用同軸線路22の中心導体22aが接続される。   The central conductor 22 a of the power feeding coaxial line 22 is connected to the vicinity of the base end portion of the first power feeding conductor 17.

この第1給電用導体17と第2給電用導体27の位置を左右にずらし、第1ループ導体14及び第2ループ導体24にそれぞれギャップ15、25を設けることで、位相差90度の2つの共振周波数特性が現れて、第1周波数における円偏波を放射させることが可能となる。   By shifting the positions of the first feeding conductor 17 and the second feeding conductor 27 to the left and right and providing gaps 15 and 25 in the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24, respectively, two phase differences of 90 degrees can be obtained. Resonance frequency characteristics appear and circularly polarized waves at the first frequency can be radiated.

図24及び図25は、第1周波数を860MHzとしたときの860MHz付近の利得と軸比、第1周波数860MHzとしたときの放射特性のFDTD法によるシミュレーション結果を示す。このときの各種のパラメータは、L1=104mm、L2=57mm、L3=48mm、L4=48mm、W=8mm、ギャップの距離d=5mm、a=13mm、b=32mm、c1=32mm、c2=32mm、g=2.5、誘電体基板12、12Aの厚みh+h2=2.4mmであり、誘電体基板12の誘電率は3.4である。またh1=0.1λ1である。   24 and 25 show the simulation result by the FDTD method of the gain and axial ratio around 860 MHz when the first frequency is 860 MHz and the radiation characteristics when the first frequency is 860 MHz. Various parameters at this time are L1 = 104 mm, L2 = 57 mm, L3 = 48 mm, L4 = 48 mm, W = 8 mm, gap distance d = 5 mm, a = 13 mm, b = 32 mm, c1 = 32 mm, c2 = 32 mm , G = 2.5, the thickness h + h2 = 2.4 mm of the dielectric substrates 12 and 12A, and the dielectric constant of the dielectric substrate 12 is 3.4. Further, h1 = 0.1λ1.

860MHzにおいて右旋回円偏波特性が得られた。また、軸比の3dB以下となる比帯域幅は3%であった。   A right-handed circular polarization characteristic was obtained at 860 MHz. Further, the specific bandwidth that is 3 dB or less of the axial ratio was 3%.

また、給電点を、第1給電用導体17から第2給電用導体27に変えると、左旋回円偏波特性が得られ、同等の特性を示す。   Further, when the feeding point is changed from the first feeding conductor 17 to the second feeding conductor 27, a left-handed circularly polarized wave characteristic is obtained, and the same characteristic is exhibited.

こうして、第2実施形態の効果に加えて、本実施形態では、円偏波放射の電波方式と、コイル状導体34による電磁誘導方式による2周波対応のアンテナとすることができる。円偏波特性を持たせることで、平面ループアンテナ10に対して対象物(タグまたはカード)との向きを考慮する必要がなくなる。   In this way, in addition to the effects of the second embodiment, in this embodiment, a dual-frequency antenna can be provided that uses a circularly polarized radiation radio wave system and an electromagnetic induction system using a coiled conductor 34. By giving the circular polarization characteristic, it is not necessary to consider the orientation of the planar loop antenna 10 with the object (tag or card).

(第5実施形態)
図26〜図28は、本発明の第5実施形態による平面ループアンテナを表す。この例では、第1実施形態の平面ループアンテナに対して、さらに、第2ループ導体24の第1横辺部24Aから第2給電用導体26が延びている。
(Fifth embodiment)
26 to 28 show a planar loop antenna according to a fifth embodiment of the present invention. In this example, the second feeding conductor 26 extends from the first lateral side 24A of the second loop conductor 24 to the planar loop antenna of the first embodiment.

そして、第2給電用同軸線路32の中心導体32aが第2給電用導体26の遊端部付近に接続され、第2給電用同軸線路32の外部導体32bが金属反射板20に接続される。   The central conductor 32 a of the second power supply coaxial line 32 is connected to the vicinity of the free end of the second power supply conductor 26, and the outer conductor 32 b of the second power supply coaxial line 32 is connected to the metal reflector 20.

第1給電用導体16と同じように、第2給電用導体26の位置、長さ、給電位置のパラメータを調整することで、共振周波数を変化させることができるので、第2ループ導体24及び第2給電用導体26によって第2周波数(例えば、915MHz)に共振するように、第2給電用導体26のパラメータを設定する。   Similar to the first power supply conductor 16, the resonance frequency can be changed by adjusting the parameters of the position, length, and power supply position of the second power supply conductor 26. The parameters of the second power supply conductor 26 are set so that the second power supply conductor 26 resonates at a second frequency (for example, 915 MHz).

以上のように構成される平面ループアンテナ10において、第1給電用同軸線路22から第1周波数の不平衡給電を行うことにより、第1ループ導体14から、第1周波数の直線偏波の放射を行うことができると共に、第2給電用同軸線路32から第2周波数の不平衡給電を行うことにより、第2ループ導体24から第2周波数の直線偏波の放射を行うことができる。   In the planar loop antenna 10 configured as described above, by performing unbalanced feeding at the first frequency from the first feeding coaxial line 22, linearly polarized radiation at the first frequency is emitted from the first loop conductor 14. In addition, it is possible to radiate linearly polarized waves of the second frequency from the second loop conductor 24 by performing unbalanced feeding of the second frequency from the second feeding coaxial line 32.

また、誘電体基板12内の第1ループ導体14と第2ループ導体24との間には、HF帯(13.56MHz)のためのコイル状導体34が埋設されることで、第1実施形態と同様に静電シールド効果を持たせることができる。   In addition, a coiled conductor 34 for the HF band (13.56 MHz) is embedded between the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24 in the dielectric substrate 12, so that the first embodiment is implemented. It is possible to have an electrostatic shielding effect in the same manner as in FIG.

こうして、第1実施形態の効果に加えて、2周波の直線偏波放射の電波方式と、コイル状導体34による電磁誘導方式による3周波対応のアンテナとすることができる。   In this way, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to provide a three-frequency antenna using a radio frequency system of two-frequency linearly polarized radiation and an electromagnetic induction system using a coiled conductor 34.

(第6実施形態)
図29〜図31は、本発明の第6実施形態による平面ループアンテナを表す。この例では、第2実施形態の平面ループアンテナに対して、さらに、誘電体基板12Aに第2給電用導体27が設けられている。
(Sixth embodiment)
29 to 31 show a planar loop antenna according to a sixth embodiment of the present invention. In this example, a second feeding conductor 27 is further provided on the dielectric substrate 12A with respect to the planar loop antenna of the second embodiment.

また、誘電体基板12内の第1ループ導体14と第2ループ導体24との間には、HF帯(13.56MHz)のためのコイル状導体34が埋設される。   A coiled conductor 34 for the HF band (13.56 MHz) is embedded between the first loop conductor 14 and the second loop conductor 24 in the dielectric substrate 12.

以上のように構成される第6実施形態においては、第5実施形態と同様に、2周波の直線偏波放射の電波方式と、コイル状導体34による電磁誘導方式による3周波対応のアンテナとすることができ、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the sixth embodiment configured as described above, as in the fifth embodiment, a two-frequency linearly polarized radiation radio wave system and an electromagnetic induction system using a coiled conductor 34 are used for a three-frequency antenna. And the same effects as those of the fifth embodiment can be obtained.

また、第1給電用導体17または第2給電用導体27は、コイル状導体34への給電を兼用するように使用することが可能になる。   In addition, the first power supply conductor 17 or the second power supply conductor 27 can be used so as to also supply power to the coiled conductor 34.

10 平面ループアンテナ
12 誘電体基板
14 第1ループ導体
16 第1給電用導体
17 第1給電用導体
20 反射板
22 第1給電用同軸線路
22a 中心導体
22b 外部導体
24 第2ループ導体
26 第2給電用導体
27 第2給電用導体
32 第2給電用同軸線路
32a 中心導体
32b 外部導体
34 コイル状導体
10 Planar Loop Antenna 12 Dielectric Substrate 14 First Loop Conductor 16 First Feeding Conductor 17 First Feeding Conductor 20 Reflector 22 First Feeding Coaxial Line 22a Center Conductor 22b Outer Conductor 24 Second Loop Conductor 26 Second Feed Conductor 27 Second feeding conductor 32 Second feeding coaxial line 32a Center conductor 32b Outer conductor 34 Coiled conductor

Claims (8)

誘電体基板と、
前記誘電体基板の一方の面上に形成され、一部にギャップを有する第1ループ導体と、
前記誘電体基板の他方の面上に形成され、一部にギャップを有し、第1ループ導体と導通する第2ループ導体と、
誘電体基板から所定距離離反して配置されて、前記第1ループ導体との間で第1周波数での不平衡給電がなされる反射板と、
誘電体基板内で第1ループ導体と第2ループ導体との間に配置されて、前記第1周波数と異なる周波数帯で動作し電磁誘導方式による伝送を行うコイル状導体と、
を備える、ことを特徴とする平面ループアンテナ。
A dielectric substrate;
A first loop conductor formed on one surface of the dielectric substrate and partially having a gap;
A second loop conductor formed on the other surface of the dielectric substrate, having a gap in part and conducting with the first loop conductor;
A reflector disposed at a predetermined distance from the dielectric substrate and being unbalanced at a first frequency with the first loop conductor;
A coiled conductor disposed between a first loop conductor and a second loop conductor in a dielectric substrate, operating in a frequency band different from the first frequency and performing transmission by an electromagnetic induction method;
A planar loop antenna comprising:
前記第1ループ導体の所定部位からループ内部に向かって第1給電用導体が延びており、前記第1給電用導体に第1給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第1給電用同軸線路の外部導体が接続される、ことを特徴とする請求項1記載の平面ループアンテナ。   A first feeding conductor extends from a predetermined portion of the first loop conductor toward the inside of the loop, a center conductor of a first feeding coaxial line is connected to the first feeding conductor, and a first conductor is connected to the reflector. The planar loop antenna according to claim 1, wherein an outer conductor of a feeding coaxial line is connected. 前記第1ループ導体と平行に第1給電用導体が設けられ、第1給電用導体に第1給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第1給電用同軸線路の外部導体が接続され、電磁結合により第1給電用導体から前記第1ループ導体に給電がなされる、ことを特徴とする請求項1記載の平面ループアンテナ。   A first feeding conductor is provided in parallel with the first loop conductor, a central conductor of the first feeding coaxial line is connected to the first feeding conductor, and an outer conductor of the first feeding coaxial line is connected to the reflector. The planar loop antenna according to claim 1, wherein the planar loop antenna is connected and fed from the first feeding conductor to the first loop conductor by electromagnetic coupling. 前記第1ループ導体の所定部位からループ内部に向かって第1給電用導体が延び、前記第2ループ導体の所定部位からループ内部に向かって第2給電用導体が延びており、前記第1ループ導体と前記第2ループ導体とは同じ構成を成して対向しており、前記第1給電用導体と前記第2給電用導体とは、対向せずにずれて配置され、第1給電用導体と第2給電用導体のいずれか一方に第1給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第1給電用同軸線路の外部導体が接続されて、第1周波数において円偏波特性を持つことを特徴とする請求項1に記載の平面ループアンテナ。   A first power supply conductor extends from a predetermined part of the first loop conductor toward the inside of the loop, and a second power supply conductor extends from the predetermined part of the second loop conductor to the inside of the loop, and the first loop The conductor and the second loop conductor are opposed to each other in the same configuration, and the first power supply conductor and the second power supply conductor are arranged so as not to be opposed to each other, and the first power supply conductor is disposed. A central conductor of the first feeding coaxial line is connected to one of the second feeding conductor and the outer conductor of the first feeding coaxial line is connected to the reflecting plate, and a circularly polarized wave characteristic is obtained at the first frequency. The planar loop antenna according to claim 1, wherein the planar loop antenna has characteristics. 前記第1ループ導体と前記第2ループ導体とは同じ構成を成して対向しており、前記第1ループ導体及び第2ループ導体に平行に第1給電用導体と第2給電用導体とが設けられ、第1給電用導体と第2給電用導体とが第1ループ導体及び第2ループ導体に対して異なる位置にずれて配置され、第1給電用導体と第2給電用導体のいずれか一方に第1給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第1給電用同軸線路の外部導体が接続されて、電磁結合により第1ループ導体と第2ループ導体に給電がなされて、第1周波数において円偏波特性を持つことを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の平面ループアンテナ。   The first loop conductor and the second loop conductor are opposed to each other in the same configuration, and a first feeding conductor and a second feeding conductor are parallel to the first loop conductor and the second loop conductor. The first power supply conductor and the second power supply conductor are arranged at different positions with respect to the first loop conductor and the second loop conductor, and either the first power supply conductor or the second power supply conductor is provided. The central conductor of the first feeding coaxial line is connected to one side, the outer conductor of the first feeding coaxial line is connected to the reflector, and the first loop conductor and the second loop conductor are fed by electromagnetic coupling. The planar loop antenna according to claim 1, wherein the planar loop antenna has circular polarization characteristics at the first frequency. 前記第2ループ導体と前記反射板との間で第1周波数とは異なる周波数である第2周波数での不平衡給電がなされることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の平面ループアンテナ。   4. The unbalanced feeding at a second frequency, which is a frequency different from the first frequency, is performed between the second loop conductor and the reflection plate. 5. Plane loop antenna. 前記第2ループ導体の所定部位からループ内部に第2給電用導体が延びており、前記第2給電用導体に第2給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第2給電用同軸線路の外部導体が接続される、ことを特徴とする請求項6記載の平面ループアンテナ。   A second power supply conductor extends from a predetermined portion of the second loop conductor into the loop, a central conductor of a second power supply coaxial line is connected to the second power supply conductor, and the second power supply conductor is connected to the reflector. The planar loop antenna according to claim 6, wherein an outer conductor of a coaxial line is connected. 前記第2ループ導体と平行に第2給電用導体が設けられ、第2給電用導体に第2給電用同軸線路の中心導体が接続され、前記反射板に第2給電用同軸線路の外部導体が接続され、電磁結合により第2給電用導体から前記第2ループ導体に給電がなされる、ことを特徴とする請求項6記載の平面ループアンテナ。   A second feeding conductor is provided in parallel with the second loop conductor, a center conductor of the second feeding coaxial line is connected to the second feeding conductor, and an outer conductor of the second feeding coaxial line is connected to the reflector. The planar loop antenna according to claim 6, wherein the planar loop antenna is connected and fed from the second feeding conductor to the second loop conductor by electromagnetic coupling.
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