JP2013243566A - アンテナ装置および通信端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ特性のばらつきを抑制可能なアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】アンテナ装置は、基準面Ｆ１１および該基準面のＦ１１対向面に巻回される第一コイル導体１３３を含むコイルアンテナ１３と、主面上で巻回される第二コイル導体１５２，１５３を含むブースターアンテナと、を備える。前記コイルアンテナ１３および前記ブースターアンテナ１５は、前記第一コイル導体１３３における前記基準面Ｆ１１上の部分が前記第二コイル導体１５２，１５３と対向し、かつ、該対向部分を該基準面Ｆ１１の法線方向から平面視した時、該第二コイル導体１５２，１５３の電流方向と、前記第一コイル導体１３３において該基準面Ｆ１１上の部分を流れる電流方向とが平行もしくは垂直にならないよう配置される。
【選択図】図８

Description

本発明は、非接触通信に用いられ、少なくともコイルアンテナおよびブースターアンテナを含むアンテナ装置、およびこれを備えた通信端末装置に関する。

以下、従来のアンテナ装置として、下記の特許文献１，２に記載のものを、図１６を参照して説明する。図１６において、アンテナ装置５１は、例えば１３．５６ＭＨｚ帯の非接触通信（ＮＦＣ（Near Field Communication）やＦｅｌｉＣａ）に用いられ、コイルアンテナ５２と、その上方に設けられたブースターアンテナ５３とを備える。コイルアンテナ５２は、図示しないコンデンサと共に集積回路に並列接続され、少なくとも、磁性体コア５４と、第一コイル導体５５とを含む。また、ブースターアンテナ５３は、少なくとも、第二コイル導体５６を含む。

コイルアンテナ５２において、磁性体コア５４は、略直方体形状を有し、第一巻回軸Ａ６１に平行な周面Ｆ７５を有する。第一コイル導体５５は、第一巻回軸Ａ６１の周りを螺旋状に巻回するように、周面Ｆ７５に形成される。

ブースターアンテナ５３において、第二コイル導体５６は、第二巻回軸Ａ６２の周りを渦巻状に巻回するよう、例えば絶縁シート材上に設けられた平面コイル導体である。このような第二コイル導体５６は、図示しないコンデンサと並列共振回路を構成する。

コイルアンテナ５２は、第二コイル導体５６の下方に、第一および第二巻回軸Ａ６１，Ａ６２が互いに略直交するように配置される。データ通信時、コイルアンテナ５２には、集積回路から高周波信号（送信データで変調された１３．５６ＭＨｚ帯搬送波）が与えられ、高周波電流が流れる。その結果、コイルアンテナ５２の近傍には、第二コイル導体５６と鎖交する磁界が発生する。この磁界結合により、第二コイル導体５６には誘導電流が流れ、第二コイル導体５６もまた磁界を誘起する。この第二コイル導体５６の磁界が通信相手のアンテナと磁界結合し、これによってデータ通信が行われる。

特開２００８−３０６６８９号公報 特許４３２５６２１号公報

しかしながら、両アンテナ５２，５３は、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、上方から平面視するとオーバーラップする。このオーバーラップ部分に発生する浮遊容量（寄生容量）により、両アンテナ５２，５３は容量結合する。この容量結合の影響により、両アンテナ５２，５３の共振周波数がずれ、それらのアンテナ特性が低下する。

また、近年の携帯電話の薄型化により、両アンテナ５２，５３が近接配置されるので、大きな浮遊容量が発生しやすくなっている。したがって、もし、例えばコイルアンテナ５２の実装精度により、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、両アンテナ５２，５３の位置関係が変わると、アンテナ装置５１毎で大きく異なる浮遊容量が発生する場合がある。

上記から分かるように、従来のアンテナ装置には、浮遊容量の影響によりアンテナ特性が大きくばらつくおそれがある。なお、この問題点は、携帯電話に限らず、上記アンテナ装置を備えた通信端末装置（例えばタブレット端末）であれば起こりうる。

それゆえに、本発明の目的は、アンテナ特性のばらつきを抑制可能なアンテナ装置、およびこれを備えた通信端末装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一局面は、アンテナ装置であって、基準面および該基準面の対向面に巻回される第一コイル導体を含むコイルアンテナと、主面上で巻回される第二コイル導体を含むブースターアンテナと、を備える。

前記コイルアンテナおよび前記ブースターアンテナは、前記第一コイル導体における前記基準面上の部分が前記第二コイル導体と空間を介して対向し、かつ、該対向部分を該基準面の法線方向から平面視した時、該第二コイル導体の電流方向と、前記第一コイル導体において該基準面上の部分を流れる電流方向とが平行もしくは垂直にならないよう配置される。

また、上記アンテナ装置は、例えば通信端末装置に搭載される。

上記局面によれば、コイルアンテナまたはブースターアンテナの実装精度がばらついたとしても、上記平面視で第一コイル導体と第二コイル導体とのオーバーラップ部分の面積のばらつきを抑えることが可能となる。これにより、アンテナ装置毎の特性ばらつきを抑制できる。

本発明の一実施形態に係る通信端末装置の構成を示す模式図である。 給電回路およびブースターアンテナの等価回路図である。 図１のコイルアンテナの斜視図である。 図３のコイルアンテナの分解図である。 複数の磁性体層からなるコアを示す斜視図である。 図１のブースターアンテナの詳細な構成を示す模式図である。 （ａ），（ｂ）は、図６のブースターアンテナの磁性体シート材の有無による効果を示す模式図である。 （ａ）は、図１のアンテナ装置の上面図であり、（ｂ）は、コイルアンテナの実装位置がずれた時の同アンテナ装置の上面図である。 図１のアンテナ装置の側面図である。 （ａ），（ｂ）は、アンテナ装置における偶モードおよび奇モードを示す模式図である。 図１のアンテナ装置の第一変形例を示す上面図である。 （ａ）は図１のアンテナ装置の第二変形例の斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）の側面図であり、（ｃ）は図１のアンテナ装置の第三変形例の側面図である。 コイルアンテナの変形例を示す斜視図である。 図１１のコイルアンテナの分解図である。 （ａ）〜（ｃ）はブースターアンテナの他の変形例を示す図である。 従来のアンテナ装置の構成を示す模式図である。 図１６のアンテナ装置の問題点を示す上面図である。

（実施形態）
本発明の一実施形態に係るアンテナ装置および通信端末装置の説明に先立ち、まず、図１〜図１０に示すＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を、次の通り定義する。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は、図３等に示すコイルアンテナの左右方向（横方向）、前後方向（縦方向）および上下方向（高さ方向または厚さ方向）を示す。

（通信端末装置の構成）
まず、本実施形態に係る通信端末装置１の構成について説明する。図１は、通信端末装置１の筐体カバー３を開けた時の筐体５の内部構成を示す。通信端末装置１は、携帯電話等であり、筐体カバー３および筐体５に加え、少なくとも、プリント配線板７と、ＮＦＣ等による非接触通信のためにアンテナ装置９および集積回路１１と、を備える。また、アンテナ装置９は、少なくとも、コイルアンテナ１３と、ブースターアンテナ１５とを含む。なお、通信端末装置１には、上記以外にも、音声通話用の集積回路や電子部品、バッテリーパック等が高密度に実装されるが、これらは本発明の要部では無いので、それぞれの説明を省略する。

プリント配線板７は筐体５の内部に設けられ、該プリント配線板７上には、少なくとも集積回路１１およびコイルアンテナ１３が実装される。プリント配線板７において、Ｘ軸方向のサイズは例えば約１１０ｍｍで、Ｙ軸方向のサイズは例えば約５０ｍｍである。

集積回路１１には、図２に示すように、コイルアンテナ１３およびコンデンサ１７（図１では図示省略）が並列接続される。集積回路１１、コイルアンテナ１３およびコンデンサ１７は給電回路１９を構成する。ここで、コイルアンテナ１３のインダクタンス値をＬ１とし、コンデンサ１７の容量値をＣ１とすると、この並列共振回路の共振周波数は、実質的にＬ１、Ｃ１により決まる。なお、図２には、コイルアンテナ１３の容量成分も示される。また、必要に応じて、コイルアンテナ１３と集積回路１１の間には整合回路が接続される場合もある。

ここで、図３および図４を参照する。コイルアンテナ１３は、磁性体コア１３１と、第一コイル導体１３３と、絶縁体層１３５と、第一外部電極１３７ａと、第二外部電極１３７ｂと、第一ビア電極１３９ａと、第二ビア電極１３９ｂと、を備えている。

磁性体コア１３１は、例えば、所定の透磁率μａ（例えば、約１００）を有する磁性材料からなる。この磁性体コア１３１は、略直方体形状を有し、より具体的には、Ｙ軸に平行な第一巻回軸Ａ１に略平行な周面Ｆｓと、該第一巻回軸Ａ１と直交する前端面および後端面とからなる。周面Ｆｓは、基準面Ｆ１１、対向面Ｆ１２、左側面Ｆ１３および右側面Ｆ１４からなる。本実施形態では、基準面Ｆ１１は上面であり、対向面Ｆ１２は下面であり、これらは上下方向に対向する。また、磁性体コア１３１は、Ｘ軸方向に約２．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、Ｙ軸方向に約３．２ｍｍ〜６．０ｍｍ、Ｚ軸方向に約０．７ｍｍ〜１．０ｍｍのサイズを有する。

上記磁性体コア１３１は、積層することなく最初から上記サイズを有するブロック体として作製されても構わないが、図５に示すように、複数の磁性体層１３１ａを積層することで作製されても構わない。なお、図５では、便宜上、二個の磁性体層にのみ、参照符号１３１ａが付けられている。また、各磁性体層１３１ａの厚さは互いに同一でも良いし、そうでなくとも構わない。このように複数の磁性体層１３１ａで構成することにより、磁性体コア１３１の高さを簡単に調整でき、さらには、脆さを抑えることが出来る。

再度、図３および図４を参照する。第一コイル導体１３３は、導電材料（例えば銀）からなり、ヘリカルコイルを構成する。具体的には、第一コイル導体１３３は、第一巻回軸Ａ１の周りを巻回するように周面Ｆｓ上に形成される。このターン数は例えば４である。第一コイル導体１３３は、より詳細には、ターン毎に、第一〜第四導体パターン１３３ａ〜１３３ｄからなる。第一導体パターン１３３ａは対向面Ｆ１２に、第三導体パターン１３３ｃは基準面Ｆ１１に形成される。第二および第四導体パターン１３３ｂ，１３３ｄは、右側面Ｆ１４および左側面Ｆ１３に形成される。なお、図示の都合上、参照符号１３３ａ〜１３３ｄは、１ターン分の第一〜第四導体パターンにのみ付けられている。

各ターンの第一導体パターン１３３ａは、基準面Ｆ１１の法線方向からの平面視で、第一巻回軸Ａ１と略直交するように、また、各ターンの第三導体パターン１３３ｃは、同平面視で第一巻回軸Ａ１と直交しないように形成される。換言すると、各第一導体パターン１３３ａは、同平面視で、各第三導体パターン１３３ｃと非平行な位置関係を有する。また、各第三導体パターン１３３ｃは、自身と隣り合うターンの第三導体パターン１３３ｃと平行な位置関係を有する。

また、絶縁体層１３５は、絶縁材料からなり、少なくとも、接合面Ｆ２１と、背面Ｆ２２とを有する。接合面Ｆ２１には、第一コイル導体１３３が形成された磁性体コア１３１が積層される。背面Ｆ２２は接合面Ｆ２１と上下方向に対向する。背面Ｆ２２の前端部分および後端部分には、第一外部電極１３７ａおよび第二外部電極１３７ｂが形成される。この第一および第二外部電極１３７ａ，１３７ｂを用いて、コイルアンテナ１３および集積回路１１（図１等を参照）は電気的に接続される。

また、絶縁体層１３５において第一外部電極１３７ａの上方には、背面Ｆ２２から接合面Ｆ２１へと貫くスルーホールが形成され、該スルーホールには第一ビア電極１３９ａが形成される。同様にして、絶縁体層１３５において第二外部電極１３７ｂの直上には第二ビア電極１３９ｂが形成される。第一および第二ビア電極１３９ａ，１３９ｂには第一コイル導体１３３の一方端および他方端が接続される。

再度、図１を参照する。ブースターアンテナ１５は、例えば筐体カバー３の内側に取り付けられる。ブースターアンテナ１５は、図６に示すように、絶縁材料からなる絶縁シート材１５１と、二個の第二コイル導体１５２，１５３と、磁性体シート材１５４とを含んでいる。

第二コイル導体１５２，１５３はそれぞれ、導電材料（例えば銀）からなり、いわゆる平面渦巻コイルを形成する。第二コイル導体１５２，１５３は、Ｘ軸方向に約３８ｍｍで、Ｙ軸方向に約４０ｍｍで、Ｚ軸方向に約０．０５ｍｍのサイズを有する。また、線幅は約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであり、線間距離は１．０ｍｍである。また、第二コイル導体１５２，１５３のターン数は３である。

本実施形態では、第二コイル導体１５２は絶縁シート材１５１の第一主面（表面）に、第二コイル導体１５３は、絶縁シート材１５１の別の第一主面（裏面）に形成される。第二コイル導体１５２，１５３は、互いに逆方向に巻回するよう形成される。より具体的には、第二コイル導体１５２，１５３は、Ｚ軸に平行な第二巻回軸Ａ２の周りに巻回される。また、第二コイル導体１５３は、縦中心面Ｆｖを基準として、第二コイル導体１５２と対称な形状をする。縦中心面Ｆｖは、第二巻回軸Ａ２を含み、ＺＸ平面に平行な面である。

磁性体シート材１５４は、所定の透磁率μｂ（例えば、約１３０）を有する磁性材料からなり、絶縁シート材１５１の裏面に貼り付けられる。このＸ軸方向およびＹ軸方向のサイズは例えば約４０ｍｍであり、Ｚ軸方向のサイズ（厚さ）は例えば約０．１ｍｍである。

この磁性体シート材１５４が無い場合、図７（ａ）に示すように、通信相手からの磁束（点線の矢印）がプリント配線板７にぶつかる。その結果、プリント配線板７において渦電流が発生したり、プリント配線板７に実装された電子部品に磁束が不要結合したりする。それによって、通信端末装置１の通信特性が劣化してしまう。それに対し、磁性体シート材１５４があると、図７（ｂ）に示すように、磁束が磁性体シート材１５４の内部を通過し、プリント配線板７には至らない。これによって、上記のような通信端末装置１の通信特性の劣化を防止することができる。

また、第二コイル導体１５２，１５３の間には線間容量が生じる。それゆえ、図２の等価回路図に示すように、第二コイル導体１５２，１５３は、等価的に、コンデンサ１５５，１５６を介して接続されることになる。ここで、第二コイル導体１５２，１５３のインダクタンス値をＬ２，Ｌ３とし、コンデンサ１５５，１５６の容量値をＣ２，Ｃ３とすると、ブースターアンテナ１５の共振周波数は、実質的にＬ２、Ｌ３、Ｃ２，Ｃ３により決まる。

（コイルアンテナとブースターアンテナの詳細な配置関係）
コイルアンテナ１３およびブースターアンテナ１５は、少なくとも、以下の条件（１）〜（３）を満足するように配置される。
条件（１）：データ通信時に、図８（ａ）に示すように、基準面Ｆ１１の法線方向からの平面視で、第三導体パターン１３３ｃを流れる電流の方向と、第二コイル導体１５２，１５３を流れる電流の方向が直交しない、もしくは平行にならないこと。
条件（２）：図９に示すように、第二コイル導体１５２，１５３と第三導体パターン１３３ｃとが空間を介して対向すること。
条件（３）：図９に示すように、対向面Ｆ１２がプリント配線板７に近接するよう、コイルアンテナ１３をプリント配線板７上に実装すること。

（通信端末装置の非接触通信時の動作）
まず、通信相手へのデータ送信時について説明する。集積回路１１（図２参照）は、送信すべきデータ（ベースバンド信号）で１３．５６ＭＨｚ帯の搬送波を変調して、高周波信号を生成する。給電回路１９の並列共振回路の共振周波数は１３．５６ＭＨｚに設定されており、集積回路１１は、生成した高周波信号（高周波電流）をコイルアンテナ１３およびコンデンサ１７に与えて共振させる。コイルアンテナ１３は、データ送信時、集積回路１１からの高周波電流により、自身の近傍に磁界（図９に一点鎖線で示す）を誘起する。コイルアンテナ１３からの磁界は、ブースターアンテナ１５を鎖交する。これによって、コイルアンテナ１３とブースターアンテナ１５とは磁界結合して、第二コイル導体１５２，１５３には誘導電流が流れる。この誘導電流により、ブースターアンテナ１５は磁界（図９に二点鎖線で示す）を発生する。ここで、ブースターアンテナ１５のサイズは、コイルアンテナ１３のそれよりも大きいので、ブースターアンテナ１５で発生した磁界は大きな強度を有しており、これにより、アンテナ装置９として通信距離を確保している。

次に、通信相手からのデータ受信時について説明する。通信相手側で発生した磁界がブースターアンテナ１５を鎖交すると、第二コイル導体１５２，１５３には誘導電流が流れる。この誘導電流により、ブースターアンテナ１５は磁界を発生する。ブースターアンテナ１５の磁界が第一コイル導体１３３を鎖交する。これによって、コイルアンテナ１３とブースターアンテナ１５とは磁界結合し、コイルアンテナ１３の第一および第二外部電極１３７ａ，１３７ｂ（図３参照）の間には誘導起電力が発生して、集積回路１１には高周波電流（高周波信号）が流れる。集積回路１１は、受信高周波信号を復調してデータ再生を行う。

（実施形態の作用・効果）
従来、つまり図１７（ａ）および図１７（ｂ）の場合、コイルアンテナ５２の実装位置が変わると、上方からの平面視で、第一コイル導体５５において第二コイル導体５６と近接する導体部分が該第二コイル導体５６の線間に入ったり、第二コイル導体５６と重なったりする。それゆえ、両コイル導体５５，５６のオーバーラップ部分の面積変化が相対的に大きくなる。

それに対し、本実施形態では、データ通信時、図８（ａ）および図８（ｂ）中、格子状ハッチングで示すように、コイルアンテナ１３をプリント配線板７上で平行移動させても、各ターンの第三導体パターン１３３ｃが第二コイル導体１５２，１５３の線間に完全に入ることが無くなる。それゆえ、第三導体パターン１３３ｃと第二コイル導体１５２，１５３のオーバーラップ部分の面積の変化を従来よりも小さくできる。換言すると、コイルアンテナ１３の実装精度により、両アンテナ１３，１５の位置関係にばらつきが生じても、オーバーラップ部分の面積変化のばらつきは小さくなる。したがって、アンテナ装置９毎でデータ通信時に生じる浮遊容量に大きな差は発生しない。これにより、アンテナ特性のばらつきを抑制可能となる。

また、データ通信時、アンテナ装置９には偶モードまたは奇モードが発生する。より具体的には、偶モードでは、図１０（ａ）に示すように、浮遊容量（つまり、容量結合部分）Ｃｓを基準として、コイルアンテナ１３の流れる電流Ｉ１と、ブースターアンテナ１５を流れる電流Ｉ２とが対称関係を保つ。この場合、浮遊容量Ｃｓ間に電位差は生じないので、給電回路１９の共振周波数やブースターアンテナ１５の共振周波数に浮遊容量Ｃｓは影響を実質的に与えない。

それに対し、奇モードでは、図１０（ｂ）に示すように、浮遊容量Ｃｓを基準として、コイルアンテナ１３の流れる電流Ｉ１と、ブースターアンテナ１５を流れる電流Ｉ２とが互いに非対称となる。この場合、浮遊容量Ｃｓ間に電位差が生じるため、給電回路１９の共振周波数やブースターアンテナ１５の共振周波数に大きな影響を与える。また、奇モードは、給電回路１９、ブースターアンテナ１５および通信相手側の共振周波数等、複合的な要因で発生する。つまり、いつ奇モードが発生するか分からない。それゆえ、本実施形態のようにして、浮遊容量のばらつきを抑制することで、奇モード時に浮遊容量が各共振周波数に与える影響を極力抑えることができる。

なお、第一導体パターン１３３ａに関しては、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、斜線のハッチングで示すように、第二コイル導体１５２，１５３とのオーバーラップ部分の面積の変化は相対的に大きくなる。しかしながら、第一導体パターン１３３ａからの磁界は、非透磁率が大きなプリント配線板７の影響で、第三導体パターン１３３ｃからの磁界と比較して空間に放射しない。また、第一導体パターン１３３ａと第二コイル導体１５２，１５３の間の距離は相対的に大きい。また、第一導体パターン１３３ａがグランドと近接している。以上のことから、第二コイル導体１５２，１５３と第一導体パターン１３３ａとの間で発生しうる浮遊容量の影響は相対的に小さくなる。

また、上記の通り、近年、コイルアンテナ１３およびブースターアンテナ１５は近接配置される。それにより、第一コイル導体１３３と第二コイル導体１５２，１５３コイル導体は強く誘導結合する。誘導結合によっても、コイルアンテナ１３の実装精度により、給電回路１９またはブースターアンテナ１５の共振周波数の変動が大きくなる。しかし、上記条件（１）のように、コイルアンテナ１３およびブースターアンテナ１５を配置することで、これらの誘導結合のばらつきも抑制できる。

（アンテナ装置の第一変形例）
上記実施形態では、アンテナ装置９において、コイルアンテナ１３側の第三導体パターン１３３ｃが第一巻回軸Ａ１と直交していなかった。しかし、これに限らず、図１１に示すように、基準面Ｆ１１上の第三導体パターン１３３ｃが第一巻回軸Ａ１と直交していても構わない。この場合、ブースターアンテナ１５は、Ｚ軸方向からの平面視で、第二コイル導体１５２，１５３が第三導体パターン１３３ｃと平行または直交しないように配置される。

（アンテナ装置の第二変形例）
上記実施形態では、アンテナ装置９において、第二コイル導体１５２，１５３は絶縁シート材１５１の第一主面の一方および他方に、平面渦巻コイルとして形成されていた。しかし、これに限らず、例えば、第二コイル導体１５２は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、第一主面Ｆ４１および第二主面Ｆ４２に形成されても構わない。ここで、第二主面Ｆ４２は、第一主面Ｆ４１と少なくとも一辺を共有し交差する。第二コイル導体１５３も同様である。図１２（ａ）および（ｂ）の例では、第二主面Ｆ４２は、第一主面Ｆ４１を基準としてプリント配線板７の方向に９０°屈曲する。この場合、コイルアンテナ１３は、図１２（ｂ）に示すように、基準面Ｆ１１が第二主面Ｆ４２に対向するように配置されても構わない。ただし、上記実施形態と同様、基準面Ｆ１１の法線方向からの平面視で、第三導体パターン１３３ｃと、第二主面Ｆ４２上の第二コイル導体１５２，１５３とが平行もしくは垂直にならないように、コイルアンテナ１３およびブースターアンテナ１５は配置される。

また、図１２（ｃ）に示すように、第二主面Ｆ４２は、第一主面Ｆ４１を基準としてプリント配線板７の方向に９０°以外の角度で屈曲していても構わない。また、絶縁シート材１５１は湾曲していても構わない。

（コイルアンテナの第一変形例）
また、コイルアンテナ１３は、図１３および図１４のような構成でも構わない。図１３および図１４において、コイルアンテナ１３は、上記実施形態と比較すると、磁性体コア１３１および第一コイル導体１３３に代えて、磁性体コア２３１、第一コイル導体２３３、基材層２３５、および、第三コイル導体２３７を備えている点で相違する。それ以外に相違点は無いので、図１３および図１４において、図３および図４の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。

磁性体コア２３１は、相対的に高い透磁率μｃ（例えば、約１３０）を有する磁性材料からなる。このような磁性材料としては、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトがある。また、磁性体コア２３１は、磁性体コア１３１と同様、基準面Ｆ５１、対向面Ｆ５２、左側面Ｆ５３および右側面Ｆ５４からなる周面Ｆｓを有する。また、磁性体コア２３１のＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向のサイズは、磁性体コア１３１のそれぞれと同様で構わないし、異なる値でも構わない。

第一コイル導体２３３は、第一コイル導体１３３と同様に、ターンごとに、第一〜第四導体パターン２３３ａ〜２３３ｄを有する。

基材層２３５は、例えば絶縁材料からなる。絶縁体の透磁率μｄは、真空または大気中の透磁率μ₀ に近く、上記磁性体コア２３１の透磁率μｃよりも小さい。この基材層２３５は、第一コイル導体２３３が形成された基準面Ｆ３１上に積層され、上下方向に所定の厚さを有する。この厚さは、磁性体コア２３１の高さに対し十分小さく、例えば１００μｍ〜１０００μｍである。なお、基材層２３５のＸ軸方向およびＹ軸方向のサイズは磁性体コア１３１のものと実質的に同じ値である。

基材層２３５は、図１４に明示されるように、接合面Ｆ６１と、上面Ｆ６２と、左側面Ｆ６３と、右側面Ｆ６４と、を有する。接合面Ｆ６１および上面Ｆ６２はＸＹ平面と略平行である。接合面Ｆ６１は基準面Ｆ５１と当接し、上面Ｆ６２は接合面Ｆ６１と上下方向に対向する。左側面Ｆ６３および右側面Ｆ６４は、ＹＺ平面に略平行で、接合面Ｆ６１および上面Ｆ６２を繋ぐ面である。

なお、基材層２３５は、絶縁材料に限らず、誘電体材料や、上記透磁率μｃよりも低い透磁率を有する磁性材料からなっていても構わない。また、基材層２３５は、使用温度（例えば２５℃）において比透磁率が上記磁性体コア２３１のそれよりも小さい材料からなっても構わない。ここで、基材層２３５が磁性材料からなる場合、磁性体コア２３１と同様に、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトが用いられる。この場合、透磁率を小さくするために、基材層２３５の作製時に所定の添加物が混合される。

第三コイル導体２３７は、例えば銀のような導電材料からなり、第一コイル導体２３３のターン数に相当する分の第一〜第三導体パターン２３７ａ〜２３７ｃからなる。第一導体パターン２３７ａは、第一コイル導体２３３の第三導体パターン２３３ｃと略平行で、基準面Ｆ５１の法線方向からの平面視で第三導体パターン２３３ｃと重なり合うように上面Ｆ６２に形成される。

第二および第三導体パターン２３７ｂ，２３７ｃは、第一導体パターン２３７ａの一方端および他方端を第三導体パターン２３３ｃの一方端および他方端と接続するように、左側面Ｆ６３および右側面Ｆ６４上に形成される。

（本変形例の製法）
次に、上記コイルアンテナの製法の一例について説明する。この製法は、下記（１）〜（６）の工程からなる。
（１）例えば、焼結後に所望の透磁率μが得られるように、フェライト仮焼粉がバインダや可塑剤等と共にボールミルで混合される。これにより得られたスラリーは、ドクターブレード法等により、焼結時に所定サイズになるように成形加工され、磁性体コア２３１を基礎となる第一シート材が得られる。

（２）上記（１）で得られた第一シート材には、レーザや打ち抜きプレスを利用して、導体パターン２３３ｂ，２３３ｄ用のスルーホールが形成され、それらスルーホール内に例えば銀からなる電極ペーストが充填される。さらに、第一シート材の表面には電極ペーストがスクリーン印刷等され、その結果、導体パターン２３３ａ，２３３ｃが形成される。このような第一シート材は、所望枚数積層される。

（３）また、基材層２３５および絶縁体層１３５を作製するために、フェライト仮焼粉が、バインダや可塑剤等と共にボールミルで混合される。その結果得られたスラリーは、ドクターブレード法等により成形加工され、その結果、基材層２３５および絶縁体層１３５の基礎となる第二シート材が得られる。

（４）上記（３）で得られた第二シート材には、上記第一および第二ビア電極１３９ａ，１３９ｂ用のスルーホールが形成される。このスルーホールには電極ペーストが充填され、上記第一および第二ビア電極１３９ａ，１３９ｂが形成される。また、焼結後に所望の厚さとなるように、第一および第二ビア電極１３９ａ，１３９ｂが形成された第二シート材は逐次圧着される。これにより、絶縁体層１３５が作製される。

（５）また、上記（３）で得られた第二シート材には、第二および第三導体パターン２３７ｂ，２３７ｃ用のスルーホールが形成され、スルーホールには電極ペーストが充填される。さらに、第二シート材において、上面Ｆ３２を形成するものには、電極ペーストをスクリーン印刷等することで、第一導体パターン２３７ａが形成される。このような第二シート材は逐次圧着される。これにより、基材層２３５が作製される。

（６）以上の絶縁体層１３５、磁性体コア２３１および基材層２３５は、まとめて加圧接着させて、例えば９００℃、２時間の条件で焼成された後、ダイシングされる。その結果、上記変形例に係るコイルアンテナ１３が得られる。

なお、本変形例では、コイルアンテナ１３は二重のコイル導体を有するとして説明したが、これに限らず、三重以上のコイル導体を有していても構わない。

（付記）
上記実施形態において、ブースターアンテナ１５は、二個の第二コイル導体１５２，１５３と、これらの線間容量とを用いて共振するように構成されていた。しかし、これに限らず、ブースターアンテナ１５は、以下に示すものでも構わない。

（ブースターアンテナの各種変形例）
まず、ブースターアンテナ１５は、図１５（ａ）に示すように、一個の第二コイル導体２５１の両端にコンデンサ素子２５３を接続したものでも構わない。また、図１５（ｂ）のように、ブースターアンテナ１５は、第二コイル導体１５２上に、第二絶縁シート材２５５を貼り付け、その上に三個目の第二コイル導体２５７を形成したものでも構わない。なお、第二コイル導体２５７の個数はいくつであっても構わない。また、図１５（ｃ）のように、ブースターアンテナ１５を筐体カバー３の内側に設けるのではなく、ＭＩＤ法等を用いて、筐体カバー３の表面および裏面に第二コイル導体２５９，２６１を一つずつ描画して、ブースターアンテナ１５を実現しても構わない。

本発明に係るアンテナ装置および通信端末装置は、周囲の電子部品の特性劣化を低減可能であり、非接触通信システムが搭載される通信端末装置、または小型ラジオ等、主にＶＨＦ帯以下の周波数で用いられる小型ラジオに好適である。

１ 通信端末装置
９ アンテナ装置
１１ 集積回路
１３ コイルアンテナ
１３１，２３１ 磁性体コア
１３１ａ 磁性体層
１３３，２３３ 第一コイル導体
２３５ 基材層
２３７ 第三コイル導体
１５ ブースターアンテナ
１５１ 絶縁シート材
１５２，１５３，２５１，２５７，２５９ 第二コイル導体
１５４ 磁性体シート材
２５５ 第二絶縁シート材
１９ 給電回路
Ａ１ 第一巻回軸
Ａ２ 第二巻回軸
Ｆｓ 周面
Ｆ１１,Ｆ５１ 基準面
Ｆ１２，Ｆ５２ 対向面

Claims (5)

1. 基準面および該基準面の対向面に巻回される第一コイル導体を含むコイルアンテナと、
   主面上で巻回される第二コイル導体を含むブースターアンテナと、を備え、
   前記第一コイル導体における前記基準面上の部分が前記第二コイル導体と空間を介して対向し、かつ、該対向部分を該基準面の法線方向から平面視した時、該第二コイル導体の電流方向と、前記第一コイル導体において該基準面上の部分を流れる電流方向とが平行もしくは垂直にならないよう、前記コイルアンテナおよび前記ブースターアンテナは配置される、アンテナ装置。
2. 前記第一コイル導体は、前記法線方向から平面視した時、前記基準面上の部分と前記対向面上の部分とが平行とならないように巻回されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記コイルアンテナは、前記基準面および前記対向面を有する磁性体コアをさらに含む、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記磁性体コアは、複数の磁性体層を積層することで形成される、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 送信データで変調した高周波信号を生成し、または受信高周波信号からデータを再生する集積回路と、
   前記集積回路で生成された高周波信号が与えられ、または空間からの受信高周波信号を該集積回路の出力するコイルアンテナと、
   前記コイルアンテナの近傍に設けられるブースターアンテナと、を備え、
   前記コイルアンテナは、基準面および該基準面の対向面に巻回される第一コイル導体を含み、
   前記ブースターアンテナは、主面上で巻回される第二コイル導体を含み、
   前記コイルアンテナおよび前記ブースターアンテナは、前記第一コイル導体における前記基準面上の部分が前記第二コイル導体と空間を介して対向し、かつ、該対向部分を該基準面の法線方向から平面視した時、該第二コイル導体の電流方向と、前記第一コイル導体において該基準面上の部分を流れる電流方向とが平行もしくは垂直にならないよう配置される、通信端末装置。

Images