JP2014103589A - Composite antenna device and portable terminal electronic apparatus using the same - Google Patents

Composite antenna device and portable terminal electronic apparatus using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite antenna device compatible with an electromagnetic wave of a plurality of frequency bands neighboring closely to one another while securing an antenna performance corresponding to an NFC, and to provide a portable terminal electronic apparatus using the same.SOLUTION: A composite antenna device 10 includes: a coil conductor 1 connected to a first feeding part 31 through a first matching circuit 12; a conductor layer 2 connected to a second feeding part 32 through a second matching circuit 13; a conductor opening OP connected to a third feeding part 33 through a third matching circuit 14; a first slit part SL1; a second slit part SL2; an auxiliary conductor 11; and an electromagnetic wave shielding body 20.

Description

本発明は、複数の周波数帯の電波に対応できる複合アンテナ装置およびこれを用いた携帯端末電子機器に関する。   The present invention relates to a composite antenna device capable of handling radio waves in a plurality of frequency bands and a portable terminal electronic device using the same.

NFC(Near Field Communication)は、非接触通信機能による電子マネーによる支払い等に利用される。携帯電話機に代表される無線通信機器は、NFCを用いた電子マネーの支払い等の機能を有するものが普及してきている。また、近年においては、無線通信機器の多機能化が進んでいる。例えば、GPS(Global Positioning System)を利用して位置を検索する機能、WLAN(Wireless Local Area Network)を利用して他の機器との通信する機能等を有する携帯通信機器がある。このような無線通信機器は、それぞれの機能に対応した複数の周波数帯の電波を利用して、複数の通信対象と通信するので、複数の周波数帯の電波を一つの無線通信機器で取り扱う必要がある。例えば、特許文献1は、二つのNFCアンテナ導体の中央に遠方界通信用アンテナが配置され、互いのアンテナに対する相互作用を少なくし、各アンテナの通信特性の劣化を防ぐ複合アンテナが記載されている。   NFC (Near Field Communication) is used for payment by electronic money using a non-contact communication function. 2. Description of the Related Art Wireless communication devices typified by mobile phones have become widely used that have functions such as payment of electronic money using NFC. In recent years, multi-functionalization of wireless communication devices has progressed. For example, there is a mobile communication device having a function of searching for a position using a GPS (Global Positioning System) and a function of communicating with another device using a WLAN (Wireless Local Area Network). Such a wireless communication device communicates with a plurality of communication targets using radio waves of a plurality of frequency bands corresponding to the respective functions. Therefore, it is necessary to handle the radio waves of a plurality of frequency bands with a single radio communication device. is there. For example, Patent Document 1 describes a composite antenna in which a far-field communication antenna is arranged at the center of two NFC antenna conductors, reduces interaction with each other, and prevents deterioration of communication characteristics of each antenna. .

特開2011−101293JP2011-101293A

NFCを利用する場合、非接触で無線通信機器と外部の機器との間で通信が行われる。この場合、非接触かつ短時間で情報を読み取る必要があるので、NFCの通信に用いるアンテナの性能は高いことが好ましい。しかし、複数の周波数帯に対応できるマルチバンドアンテナは、複数の周波数帯の電波に対応する必要があるので、それぞれの周波数帯域で必要な性能を確保することが難しく、実装面積削減による狭隣接化においては、アンテナ素子間の相互結合が大きくなり、各アンテナの良好な特性を得ることができない問題点がある。   When NFC is used, communication is performed between a wireless communication device and an external device in a non-contact manner. In this case, since it is necessary to read information in a short time without contact, it is preferable that the performance of the antenna used for NFC communication is high. However, multiband antennas that can support multiple frequency bands need to support radio waves in multiple frequency bands, so it is difficult to ensure the required performance in each frequency band, and narrowing the adjacent area by reducing the mounting area However, the mutual coupling between the antenna elements becomes large, and there is a problem that good characteristics of each antenna cannot be obtained.

本発明は、上記に鑑みてされたものであって、NFCに対応するアンテナの性能を確保しつつ、狭隣接化された複数の周波数帯の電波に対応できる複合アンテナ装置およびこれを用いた携帯端末電子機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and has a composite antenna device that can handle radio waves in a plurality of frequency bands that are narrowly adjacent while securing the performance of an antenna that supports NFC, and a mobile phone using the same. An object is to provide a terminal electronic device.

本発明は、アンテナ基板と、アンテナ基板の一方の面に形成された巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻き状のコイル導体と、アンテナ基板の他方の面に形成された導体層とを備え、導体層は、導体開口部と、導体開口部と連接する第1のスリット部と、第1のスリット部と導体層の外縁部との間を連接する第2のスリット部を有する複合アンテナ装置であって、コイル導体は第1の給電部を有し、導体層は第2の給電部と第3の給電部とグラウンドに接続された補助導体を有し、第3の給電部と補助導体は第2のスリット部を挟んで配置され、コイル導体は、導体層における第1のスリット部と第2のスリット部以外の領域で、かつ、コイル導体のコイル開口部と導体層における導体開口部とが、アンテナ基板を介して対向に配置されていることを第1の特徴とする複合アンテナ装置である。   The present invention relates to an antenna substrate, a loop-shaped or spiral coil conductor having a coil opening at a winding center formed on one surface of the antenna substrate, and a conductor layer formed on the other surface of the antenna substrate. The conductor layer has a conductor opening, a first slit connected to the conductor opening, and a second slit connected to the outer edge of the conductor layer. In the composite antenna device, the coil conductor has a first feeding part, the conductor layer has a second feeding part, a third feeding part, and an auxiliary conductor connected to the ground, and the third feeding part And the auxiliary conductor are arranged with the second slit portion interposed therebetween, and the coil conductor is a region other than the first slit portion and the second slit portion in the conductor layer, and in the coil opening portion of the coil conductor and the conductor layer. Opposite the conductor opening through the antenna substrate It is disposed a composite antenna device according to the first aspect.

上記特徴の複合アンテナ装置は、複数の周波数帯の電波に対応できる。コイル導体のアンテナは、アンテナ基板の一方の面に形成されたコイル導体に電流が流れたとき、アンテナ基板の他方の面に形成された導体層の導体開口部の周囲に電流が流れ、この電流が第1のスリット部と第2のスリット部の周縁を通り、さらに、導体層の外縁部を周回する。これにより、導体層から磁界が生じ、磁束を大きく周回させるので、複合アンテナ装置と外部通信機器との通信可能最大距離が大きくなり、コイル導体のアンテナの性能を確保することができる。   The composite antenna device having the above characteristics can handle radio waves in a plurality of frequency bands. In the coil conductor antenna, when a current flows through the coil conductor formed on one surface of the antenna substrate, a current flows around the conductor opening of the conductor layer formed on the other surface of the antenna substrate. Passes around the periphery of the first slit portion and the second slit portion, and further circulates around the outer edge portion of the conductor layer. As a result, a magnetic field is generated from the conductor layer, and the magnetic flux is circulated greatly, so that the maximum communicable distance between the composite antenna device and the external communication device is increased, and the performance of the coil conductor antenna can be ensured.

また、導体層を利用したアンテナは、第2の給電部と接続され、コイル導体のアンテナの使用周波数よりも高い周波数で動作する。さらに、導体開口部、および第1のスリット部と第2のスリット部とで構成されたアンテナは、第3の給電部と接続され、導体層を利用したアンテナの使用周波数よりも高い周波数で動作する。そして、コイル導体のアンテナと、導体層を利用したアンテナと、導体開口部、および第1のスリット部と第2のスリット部とで構成されたアンテナとが、同一のアンテナ基板上に重なって配置されていることで、複合アンテナ装置の面積を小さくすることができる。   In addition, the antenna using the conductor layer is connected to the second power feeding unit and operates at a frequency higher than the use frequency of the coil conductor antenna. Furthermore, the antenna formed of the conductor opening, and the first slit portion and the second slit portion is connected to the third power feeding portion and operates at a frequency higher than the operating frequency of the antenna using the conductor layer. To do. The antenna of the coil conductor, the antenna using the conductor layer, the conductor opening, and the antenna constituted by the first slit portion and the second slit portion are arranged on the same antenna substrate. As a result, the area of the composite antenna device can be reduced.

さらに、本発明に係る複合アンテナ装置は、第1の給電部は、第3の給電部を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置され、第2の給電部は、第3の給電部を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置されたことを第2の特徴とする複合アンテナ装置である。   Further, in the composite antenna device according to the present invention, the first feeding unit is arranged in a region including a location where the impedance of the resonance frequency of the antenna having the third feeding unit is minimized, and the second feeding unit is A composite antenna device having a second feature is that the antenna having the third power feeding portion is disposed apart from a region including a portion where the impedance of the resonance frequency of the antenna is minimized.

上記特徴の複合アンテナ装置によれば、第3の給電部を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を基準にして、第1の給電部と第2の給電部が配置されることで、導体開口部、および第1のスリット部と第2のスリット部とで構成されたアンテナに流れる電流を制御し、アンテナの性能を確保することができる。本件では、このようにアンテナ性能を確保することができる領域を「共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域」とする。なお、アンテナ性能を確保する領域とは、後に述べる図7Cと図8Cに示すように領域Wの周波数帯域、および帯域外のアンテナの放射効率を50%以上維持できる領域である。   According to the composite antenna device having the above characteristics, the first feeding unit and the second feeding unit are arranged on the basis of the location where the impedance of the resonance frequency of the antenna having the third feeding unit is minimized. The current flowing through the antenna formed by the conductor opening and the first slit portion and the second slit portion can be controlled to ensure the performance of the antenna. In this case, the region in which the antenna performance can be ensured in this way is referred to as “a region including a portion where the impedance of the resonance frequency is minimized”. In addition, the area | region which ensures antenna performance is an area | region which can maintain 50% or more of the radiation efficiency of the frequency band of the area | region W, and the antenna outside a band, as shown to FIG.

さらに、本発明に係る複合アンテナ装置は、第1のスリット部のスリット長が、第2のスリット部のスリット長よりも長いことを第3の特徴とする請求項1に記載の複合アンテナ装置である。   The composite antenna device according to claim 1, wherein the composite antenna device according to the present invention is characterized in that the slit length of the first slit portion is longer than the slit length of the second slit portion. is there.

上記特徴の複合アンテナ装置によれば、導体開口部、および第1のスリット部と第2のスリット部とで構成されたアンテナのインピーダンス整合を合わせやすくなり、アンテナの放射効率が高くなるため、アンテナの性能を確保することができる。   According to the composite antenna device having the above characteristics, it is easy to match the impedance matching of the antenna formed by the conductor opening and the first slit portion and the second slit portion, and the radiation efficiency of the antenna is increased. Performance can be ensured.

さらに、本発明に係る複合アンテナ装置は、導体層がアンテナ基板を挟んで、導体層とグラウンドとの間に容量成分を持っている補助導体に接続されるとともに、第3の給電部に容量素子が接続されていることを第4の特徴とする複合アンテナ装置である。   Furthermore, in the composite antenna device according to the present invention, the conductor layer is connected to the auxiliary conductor having a capacitive component between the conductor layer and the ground with the antenna substrate interposed therebetween, and the capacitive element is connected to the third feeding portion. 4 is a composite antenna device characterized by being connected.

上記特徴の複合アンテナ装置によれば、導体層がアンテナ基板を挟んで導体層とグラウンドとの間に容量成分を持っている補助導体に接続されるとともに、第3の給電部に容量素子が接続されていることで、導体層を利用したアンテナの電流がグラウンドに流れにくくなり、アンテナの放射効率が高くなるため、導体層を利用したアンテナの性能低下を抑制することができる。また、容量素子は、導体開口部、および第1のスリット部と第2のスリット部とで構成されたアンテナのインピーダンス整合を合わせ、アンテナの放射効率が高くなるため、導体開口部、および第1のスリット部と第2のスリット部とで構成されたアンテナの性能を確保することができる。   According to the composite antenna device having the above characteristics, the conductor layer is connected to the auxiliary conductor having a capacitive component between the conductor layer and the ground with the antenna substrate interposed therebetween, and the capacitive element is connected to the third feeding portion. As a result, the current of the antenna using the conductor layer is less likely to flow to the ground, and the radiation efficiency of the antenna is increased, so that the performance degradation of the antenna using the conductor layer can be suppressed. In addition, since the capacitive element matches the impedance matching of the antenna formed by the conductor opening, and the first slit portion and the second slit portion, and the radiation efficiency of the antenna is increased, the conductor opening and the first The performance of the antenna composed of the slit portion and the second slit portion can be ensured.

さらに、本発明に係る複合アンテナ装置は、導体層における第1のスリット部と第2のスリット部以外の領域に電磁波遮蔽体を有することを第5の特徴とする複合アンテナ装置である。   Furthermore, the composite antenna device according to the present invention is a composite antenna device having a fifth characteristic that an electromagnetic wave shielding body is provided in a region other than the first slit portion and the second slit portion in the conductor layer.

上記特徴の複合アンテナ装置によれば、コイル導体のアンテナの性能を向上させつつ、導体開口部、および第1のスリット部と第2のスリット部とで構成されたアンテナの性能低下を抑制することができる。   According to the composite antenna device having the above characteristics, while suppressing the performance of the antenna of the coil conductor, it is possible to suppress the performance degradation of the antenna configured by the conductor opening and the first slit portion and the second slit portion. Can do.

さらに、本発明に係る携帯端末電子機器は、上記いずれかに記載の複合アンテナ装置を筐体内に備えたことを第6の特徴とする。   Furthermore, a portable terminal electronic device according to the present invention is characterized in that any one of the composite antenna devices described above is provided in a housing.

上記特徴の携帯端末電子機器によれば、NFCに対応しつつ、複数の周波数帯に付随したマルチバンド化の携帯端末電子機器を提供することができる。   According to the portable terminal electronic device having the above characteristics, it is possible to provide a multiband portable terminal electronic device associated with a plurality of frequency bands while supporting NFC.

本発明は、上記に鑑みてされたものであって、NFCに対応するアンテナの性能を確保しつつ、狭隣接化された複数の周波数帯の電波に対応できる複合アンテナ装置および携帯端末電子機器を提供することができる。   The present invention has been made in view of the above, and provides a composite antenna device and a portable terminal electronic device that can cope with radio waves in a plurality of narrowly adjacent frequency bands while ensuring the performance of an antenna corresponding to NFC. Can be provided.

実施形態に係る複合アンテナ装置の斜視図である。It is a perspective view of the compound antenna device concerning an embodiment. 図1の複合アンテナ装置の平面図である。It is a top view of the composite antenna apparatus of FIG. 図1の複合アンテナ装置の断面構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross-section of the composite antenna apparatus of FIG. 図1の複合アンテナ装置の斜視分解図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the composite antenna device of FIG. 1. 本実施形態に係る複合アンテナ装置と外部通信機器を示す平面図である。It is a top view which shows the compound antenna apparatus and external communication apparatus which concern on this embodiment. 図5Aの複合アンテナ装置と外部通信機器において、複合アンテナ装置に第1のスリット部と第2のスリット部が存在しない場合の平面図である。FIG. 5B is a plan view of the composite antenna device and the external communication device of FIG. 5A when the first slit portion and the second slit portion are not present in the composite antenna device. 図5Aの複合アンテナ装置と外部通信機器との磁界結合状態を示すA−A’断面図である。It is A-A 'sectional drawing which shows the magnetic field coupling state of the composite antenna apparatus of FIG. 5A, and an external communication apparatus. 図5Bの複合アンテナ装置と外部通信機器との磁界結合状態を示すB−B’断面図である。FIG. 5B is a B-B ′ sectional view showing a magnetic field coupling state between the composite antenna device of FIG. 5B and the external communication device. 図7Aは、第1の給電部が第3の給電部を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。FIG. 7A is a distribution diagram of an antenna current density vector when the first feeding unit is arranged in a region including a portion where the impedance of the antenna having the third feeding unit is minimized. 図7Bは、第1の給電部が第3の給電部を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。FIG. 7B is a distribution diagram of the current density vector of the antenna when the first feeding unit is arranged apart from the region including the portion where the impedance of the antenna having the third feeding unit is minimized. 図7Cは、第1の給電部の配置の違いによる第3の給電部を有するアンテナの放射特性を示す図である。FIG. 7C is a diagram illustrating a radiation characteristic of the antenna having the third power feeding unit due to a difference in arrangement of the first power feeding unit. 図8Aは、第2の給電部が第3の給電部を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。FIG. 8A is a distribution diagram of the antenna current density vector when the second feeding unit is arranged away from a region including a portion where the impedance of the antenna having the third feeding unit is minimized. 図8Bは、第2の給電部が第3の給電部を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。FIG. 8B is a distribution diagram of the current density vector of the antenna when the second feeding unit is arranged in a region including a portion where the impedance of the antenna having the third feeding unit is minimized. 図8Cは、第2の給電部の配置の違いによる第3の給電部を有するアンテナの放射特性を示す図である。FIG. 8C is a diagram illustrating a radiation characteristic of the antenna having the third power feeding unit due to a difference in arrangement of the second power feeding unit. 評価に供した複合アンテナ装置の寸法、および形状を示す平面図である。It is a top view which shows the dimension and shape of the composite antenna apparatus with which it used for evaluation. コイル導体のアンテナの伝送損失を示す図である。It is a figure which shows the transmission loss of the antenna of a coil conductor. 導体層を利用したアンテナの電気特性を示す図である。It is a figure which shows the electrical property of the antenna using a conductor layer. 導体開口部、および第1のスリット部と第2のスリット部とで構成されたアンテナの電気特性を示す図である。It is a figure which shows the electrical property of the antenna comprised by the conductor opening part and the 1st slit part and the 2nd slit part.

本発明を実施するための好適な形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。   Preferred embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are equivalent. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined. In addition, various omissions, substitutions, or changes of components can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の一実施形態に係る複合アンテナ装置10について、図1、図2、図3、図4を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る複合アンテナ装置10の斜視図を示しており、図2は、複合アンテナ装置10の平面図である。さらに、図3は、図2のA−A’の断面図である。図4は、複合アンテナ装置10の斜視分解図である。複合アンテナ装置10は、例えば、携帯電話機等の無線通信機器に搭載されて、複数の周波数帯の電波を受信又は送信する機能を備える構造としており、一例として、マルチバンドアンテナと称される。なお、複合アンテナ装置10の適用対象は、複数の無線通信機能を有する無線通信機器であればよく、携帯電話機に限定されるものではない。   A composite antenna device 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. FIG. 1 is a perspective view of the composite antenna device 10 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view of the composite antenna device 10. Further, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 2. FIG. 4 is an exploded perspective view of the composite antenna device 10. The composite antenna device 10 is mounted on a wireless communication device such as a mobile phone and has a function of receiving or transmitting radio waves in a plurality of frequency bands, and is referred to as a multiband antenna as an example. The application target of the composite antenna device 10 may be any wireless communication device having a plurality of wireless communication functions, and is not limited to a mobile phone.

本実施形態に係る複合アンテナ装置10は、図1に示すように、コイル導体1と、第1の整合回路12を介して第1の給電部31と、導体層2と、第2の整合回路13を介して第2の給電部32と、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2と、補助導体11を介してグラウンド(図示せず)と、第3の整合回路14を介して第3の給電部33と接続される。電磁波遮蔽シート20は、第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とは重ならない位置に配置される。   As shown in FIG. 1, the composite antenna device 10 according to the present embodiment includes a coil conductor 1, a first feeding unit 31, a conductor layer 2, and a second matching circuit via a first matching circuit 12. 13 through the second power feeding section 32, the conductor opening OP, the first slit section SL1 and the second slit section SL2, the ground (not shown) through the auxiliary conductor 11, and the third The third power supply unit 33 is connected via the matching circuit 14. The electromagnetic wave shielding sheet 20 is disposed at a position where the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 do not overlap.

本実施形態に係る複合アンテナ装置10は、図2に示すように、回路基板30上に配置されたコイル導体1(図示せず)のアンテナに対する端子電極34A、34Baには第1の給電線21A、21Bが接続され、導体層2を利用したアンテナに対する端子電極35には第2の給電線22が接続され、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とで構成されたアンテナに対する端子電極36Aには第3の給電線23が接続されている。さらに、第1の給電部31は、端子電極34Aと端子電極34Bbとが接続されており、第1整合回路用コンデンサ12Caは、端子電極34Aと端子電極34Baとが並列に接続され、第1整合回路用コンデンサ12Cbは、端子電極34Baと端子電極34Bbが直列に接続されている。また、第3整合回路用コンデンサ14Cは、端子電極36Aと端子電極36Bとを直列に接続されている。   As shown in FIG. 2, the composite antenna device 10 according to the present embodiment includes a first feeder line 21 </ b> A on terminal electrodes 34 </ b> A and 34 </ b> Ba for the antenna of the coil conductor 1 (not shown) disposed on the circuit board 30. , 21B are connected, and the second feeder 22 is connected to the terminal electrode 35 for the antenna using the conductor layer 2, and the conductor opening OP and the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 A third feed line 23 is connected to the terminal electrode 36A for the configured antenna. Further, the first power supply unit 31 is connected to the terminal electrode 34A and the terminal electrode 34Bb, and the first matching circuit capacitor 12Ca is connected to the terminal electrode 34A and the terminal electrode 34Ba in parallel to each other. In the circuit capacitor 12Cb, a terminal electrode 34Ba and a terminal electrode 34Bb are connected in series. Further, in the third matching circuit capacitor 14C, the terminal electrode 36A and the terminal electrode 36B are connected in series.

本実施形態に係る複合アンテナ装置10は、図3に示すように、携帯電話機の筐体100の内部に配置されている。筐体100の材質は、例えば、PC(Poly Carbonate)/ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂である。アンテナ基板10FBの一方の面にコイル導体1、アンテナ基板10FBの他方の面に導体層2と、導体開口部OP(図示せず)、および第1のスリット部SL1(図示せず)と第2のスリット部SL2(図示せず)が形成される。これらは、例えば、接着剤によって所定の導体パターン(銅又はアルミニウム等の金属の箔)が、アンテナ基板10FBの表面に接着されることにより形成される。本実施形態において、アンテナ基板10FBは、FPC(Flexible Print Circuits)であるが、アンテナ基板10FBはこれに限定されるものではなく、誘電体や磁性体のセラミックであってもよい。所望する特性に合わせて実効的な比誘電率或いは比透磁率を適宜設定する。異なる材料特性の部材が組み合わされていても良い。   As shown in FIG. 3, the composite antenna device 10 according to the present embodiment is disposed inside a housing 100 of a mobile phone. The material of the housing 100 is, for example, PC (Poly Carbonate) / ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) resin. The coil conductor 1 is provided on one surface of the antenna substrate 10FB, the conductor layer 2, the conductor opening OP (not shown), the first slit portion SL1 (not shown), and the second surface on the other surface of the antenna substrate 10FB. Slit portion SL2 (not shown) is formed. These are formed, for example, by bonding a predetermined conductor pattern (a metal foil such as copper or aluminum) to the surface of the antenna substrate 10FB with an adhesive. In this embodiment, the antenna substrate 10FB is FPC (Flexible Print Circuits), but the antenna substrate 10FB is not limited to this, and may be a dielectric or magnetic ceramic. An effective relative permittivity or relative permeability is appropriately set according to desired characteristics. Members having different material characteristics may be combined.

本実施形態に係る複合アンテナ装置10は、図4に示すように、上述した要素によって構成されており、第1の給電部を有する(図示せず)コイル導体1のアンテナを本願の基幹であるNFCアンテナと、2つ以上のアンテナを狭隣接化された複数の周波数帯の電波に対応できるアンテナとして、例えば、導体層2を利用した第2の給電部を有する(図示せず)FM帯に対応したアンテナと、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とで構成された第3の給電部を有する(図示せず)アンテナをWLAN帯(2400−2484MHz)に対応したアンテナ構造を示している。   As shown in FIG. 4, the composite antenna device 10 according to the present embodiment is configured by the above-described elements, and the antenna of the coil conductor 1 (not shown) having the first power feeding unit is the backbone of the present application. As an antenna that can handle radio waves in a plurality of frequency bands in which an NFC antenna and two or more antennas are narrowly adjacent to each other, for example, a FM feeder having a second power feeding unit using a conductor layer 2 (not shown) A WLAN antenna (2400-2484 MHz) having a corresponding antenna, a conductor opening OP, and a third feeding portion (not shown) constituted by the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2. The antenna structure corresponding to is shown.

このとき、コイル導体1のアンテナは、共振周波数f1における波長がλ1の電波を送受信し、導体層2を利用したアンテナは、共振周波数f2における波長がλ2の電波を送受信し、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とで構成されたアンテナは、共振周波数f3における波長がλ3の電波を送受信する。   At this time, the antenna of the coil conductor 1 transmits and receives radio waves with a wavelength of λ1 at the resonance frequency f1, and the antenna using the conductor layer 2 transmits and receives radio waves with a wavelength of λ2 at the resonance frequency f2, and the conductor opening OP, And the antenna comprised by 1st slit part SL1 and 2nd slit part SL2 transmits / receives the electromagnetic wave whose wavelength in the resonant frequency f3 is (lambda) 3.

なお、コイル導体1がNFCアンテナとして機能するときに、第1の整合回路12とで、第1の共振周波数f1を制御している。第1の整合回路12は、コイル導体1の所定帯域であるNFCで良好な反射損失の特性を得るために設けられる。具体的には、第1の整合回路12は、並列の第1整合回路用コンデンサ12Ca(220pF)と、直列の第1整合回路用コンデンサ12Cb(75pF)とを有している。   When the coil conductor 1 functions as an NFC antenna, the first resonance frequency f1 is controlled by the first matching circuit 12. The first matching circuit 12 is provided in order to obtain a good reflection loss characteristic in NFC which is a predetermined band of the coil conductor 1. Specifically, the first matching circuit 12 includes a parallel first matching circuit capacitor 12Ca (220 pF) and a series first matching circuit capacitor 12Cb (75 pF).

また、導体層2がFM帯のアンテナとして機能するときに、導体層2の長さと第2の整合回路13とで、第2の共振周波数f2を制御している。厚みが薄いFPCのアンテナ基板10FBを挟んで、導体層2とグラウンドとの間に補助導体11が設けられるため、アンテナの所定帯域であるFM帯の周波数(108MHz)以下の周波数で高インピーダンスとなる低周波カット容量素子の容量成分を持っている。さらに、第3整合回路用コンデンサ14Cも、導体層2を利用したアンテナの所定帯域であるFM帯の周波数(76MHz)以上の周波数で高インピーダンス(960Ω)となるコンデンサ値(1.8pF)を有している。   When the conductor layer 2 functions as an FM band antenna, the length of the conductor layer 2 and the second matching circuit 13 control the second resonance frequency f2. Since the auxiliary conductor 11 is provided between the conductor layer 2 and the ground with the FPC antenna substrate 10FB having a small thickness interposed therebetween, high impedance is obtained at a frequency equal to or lower than the frequency (108 MHz) of the FM band that is a predetermined band of the antenna. It has the capacitive component of a low-frequency cut capacitive element. Further, the third matching circuit capacitor 14C also has a capacitor value (1.8 pF) that becomes high impedance (960 Ω) at a frequency equal to or higher than the frequency (76 MHz) of the FM band, which is a predetermined band of the antenna using the conductor layer 2. doing.

また、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とがWLAN帯のアンテナとして機能するときに、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2の長さと第3の整合回路14とで、第3の共振周波数f3を制御している。第3整合回路用コンデンサ14Cは、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とで構成されたアンテナの所定帯域であるWLAN帯の共振周波数(2400MHz)以上の周波数で低インピーダンス(28Ω)となるコンデンサ値(1.8pF)を有している。   When the conductor opening OP and the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 function as a WLAN band antenna, the conductor opening OP, the first slit portion SL1, and the second slit are provided. The length of the portion SL2 and the third matching circuit 14 control the third resonance frequency f3. The capacitor 14C for the third matching circuit has a frequency equal to or higher than the resonance frequency (2400 MHz) of the WLAN band, which is a predetermined band of the antenna formed by the conductor opening OP and the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2. The capacitor value (1.8 pF) is low and low impedance (28Ω).

なお、電磁波遮蔽シート20は、金属又は磁性体等の材料のシートである。電磁波遮蔽シート20は、携帯電話機等の無線通信機の回路基板30から放射又は反射される電磁波の影響を抑制するために、コイル導体1の表面に設けられていることから、コイル導体1のアンテナの性能が向上する。   The electromagnetic wave shielding sheet 20 is a sheet of a material such as a metal or a magnetic material. The electromagnetic wave shielding sheet 20 is provided on the surface of the coil conductor 1 in order to suppress the influence of electromagnetic waves radiated or reflected from the circuit board 30 of the wireless communication device such as a mobile phone. Improved performance.

さらに、電磁波遮蔽シート20で使用される磁性体の材料損失は、WLAN帯の方が、NFC帯よりも大きくなっている。導体開口部OPに電磁波遮蔽シート20が貼り付けられている場合、貼り付けられていない場合と比較して、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とで構成されたアンテナから放射される磁界は電磁波遮蔽シート20を広く通過する。そして、電磁波遮蔽シート20に使用される材料損失のため、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とで構成されたアンテナからの放射磁界が弱まり、放射特性は劣化する。すなわち、放射磁界が電磁波遮蔽シート20を通過しない領域を狭くすることで、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とで構成されたアンテナの放射特性を改善しつつ、コイル導体1のアンテナの放射特性を向上させることができる。   Furthermore, the material loss of the magnetic material used in the electromagnetic wave shielding sheet 20 is larger in the WLAN band than in the NFC band. When the electromagnetic wave shielding sheet 20 is affixed to the conductor opening OP, the conductor opening OP and the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 are configured as compared to the case where the electromagnetic wave shielding sheet 20 is not affixed. The magnetic field radiated from the formed antenna passes through the electromagnetic wave shielding sheet 20 widely. And due to the material loss used for the electromagnetic wave shielding sheet 20, the radiation magnetic field from the antenna constituted by the conductor opening OP and the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 is weakened, and the radiation characteristics are to degrade. That is, by narrowing the region where the radiated magnetic field does not pass through the electromagnetic wave shielding sheet 20, the radiation characteristics of the antenna constituted by the conductor opening OP and the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 are improved. Meanwhile, the radiation characteristics of the antenna of the coil conductor 1 can be improved.

さらに、本実施形態に係る複合アンテナ装置10は、アンテナ基板10FBの一方の面にコイル導体1、他方の面に導体層2と、導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2を設け、第1の整合回路12と第2の整合回路13と第3の整合回路14を回路基板30に備えることにより、複合アンテナ装置10と回路基板30とのデットスペースを利用して、複合アンテナ装置10の各アンテナの放射特性を向上させることができる。   Furthermore, the composite antenna device 10 according to the present embodiment includes the coil conductor 1 on one surface of the antenna substrate 10FB, the conductor layer 2, the conductor opening OP, the first slit portion SL1, and the second surface on the other surface. By providing the slit portion SL2 and providing the first matching circuit 12, the second matching circuit 13, and the third matching circuit 14 on the circuit board 30, the dead space between the composite antenna device 10 and the circuit board 30 is utilized. Thus, the radiation characteristics of each antenna of the composite antenna device 10 can be improved.

以上、本発明の一実施形態は、コイル導体1のアンテナと導体層2を利用したアンテナと導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とで構成されたアンテナを一体化して配置されることにより、限られた基体のスペースを有効に利用して、NFCに対応したコイル導体1のアンテナの性能を確保することができる。その結果、本実施形態の複合アンテナ装置10は、複数の周波数帯の電波に対応し、筐体内部のスペースに制限のある機器、例えば、携帯無線通信機器に好適である。   As described above, in the embodiment of the present invention, an antenna including the coil conductor 1 antenna, the antenna using the conductor layer 2, the conductor opening OP, and the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 is provided. By arranging them integrally, it is possible to ensure the performance of the antenna of the coil conductor 1 corresponding to NFC by effectively utilizing the limited space of the base. As a result, the composite antenna device 10 of the present embodiment is suitable for a device that supports radio waves in a plurality of frequency bands and has a limited space inside the housing, for example, a portable wireless communication device.

次に、本実施形態に係る複合アンテナ装置10と外部通信機器40との磁界結合状態を表す平面図を図5Aに示す。図6Aに図5Aの複合アンテナ装置10と外部通信機器40との磁界結合状態を示すA−A’断面図である。また、本実施形態に係る複合アンテナ装置10に対して、導体層2の第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2が存在しない状態を表す平面図を図5Bに示す。図6Bには導体層2の第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2が存在しない状態を示すB−B’断面図である。   Next, FIG. 5A is a plan view showing a magnetic field coupling state between the composite antenna device 10 and the external communication device 40 according to the present embodiment. FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ showing a magnetic field coupling state between the composite antenna device 10 of FIG. 5A and the external communication device 40. 5B is a plan view showing a state in which the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 of the conductor layer 2 do not exist for the composite antenna device 10 according to this embodiment. FIG. 6B is a B-B ′ sectional view showing a state where the first slit portion SL <b> 1 and the second slit portion SL <b> 2 of the conductor layer 2 do not exist.

図5Aと図5Bに示す矢印付きの波線は、導体層2に流れる渦電流を示している。この波線によって示されるように、外部通信機器40に近づくと、導体層2に渦電流I1、I2、I3が流れる。渦電流I1は導体層2の縁部に沿って流れる電流であり、渦電流I2は導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2の周囲を流れる電流であり、渦電流I3は導体開口部OP周囲のみを流れる電流である。   5A and 5B indicate eddy currents flowing through the conductor layer 2. As indicated by the wavy lines, eddy currents I <b> 1, I <b> 2, and I <b> 3 flow through the conductor layer 2 when approaching the external communication device 40. The eddy current I1 is a current that flows along the edge of the conductor layer 2, and the eddy current I2 is a current that flows around the conductor opening OP and the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2. The current I3 is a current that flows only around the conductor opening OP.

図5Aと図5Bを比較すると、図5Aの渦電流I2は、第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2が存在しているため、渦電流I1は導体層2の縁部を一周することができず、第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2を迂回することになる。そして、迂回先(第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2の内側端)には導体開口部OPが設けられているため、渦電流I1とは逆回りの渦電流I2が発生する。図5Bの渦電流I3は、第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2が存在していないため、導体開口部OP周囲のみ、渦電流I1と同じ向きに流れてしまう。   Comparing FIG. 5A and FIG. 5B, the eddy current I2 in FIG. 5A has the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2, and therefore the eddy current I1 goes around the edge of the conductor layer 2. It is not possible to bypass the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2. Since the conductor opening OP is provided at the detour destination (the inner ends of the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2), an eddy current I2 that is reverse to the eddy current I1 is generated. The eddy current I3 in FIG. 5B flows in the same direction as the eddy current I1 only around the conductor opening OP because the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 do not exist.

したがって、導体層2に流れる渦電流は外部通信機器40から生ずる磁界によって生成されるものであることから、渦電流I1とI3は、この磁界を弱める磁界を発生する方向に流れてしまう。これに対し、渦電流I2は、渦電流I1とは逆方向に流れることから、外部通信機器40から生ずる磁界を強める方向の磁界を発生する電流となる。したがって、渦電流I2が流れることでむしろ磁界が強められ、導体層2に第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2を設けない場合は勿論、導体層2がない場合に比べてもカップリング特性が向上することになる。   Therefore, since the eddy current flowing in the conductor layer 2 is generated by the magnetic field generated from the external communication device 40, the eddy currents I1 and I3 flow in the direction of generating a magnetic field that weakens this magnetic field. On the other hand, since the eddy current I2 flows in a direction opposite to the eddy current I1, the eddy current I2 is a current that generates a magnetic field in a direction that strengthens the magnetic field generated from the external communication device 40. Accordingly, the magnetic field is rather strengthened by the flow of the eddy current I2, and the case where the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 are not provided in the conductor layer 2 is of course compared to the case without the conductor layer 2. Ring characteristics will be improved.

次に、導体開口部OPから外部通信機器40に向けて、磁界放射強度のシミュレーションを行った比較結果を図6Aと図6Bに示している。両図から実証されるように、第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2を備えることで強力な磁界が発生している。これは前述した渦電流I2によって生ずるもので、第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2を設けた導体層2を用いるとカップリング特性が向上するのは、この磁界が発生するためである。   Next, FIG. 6A and FIG. 6B show the comparison results obtained by simulating magnetic field radiation intensity from the conductor opening OP toward the external communication device 40. As demonstrated from both figures, a strong magnetic field is generated by providing the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2. This is caused by the eddy current I2 described above. The use of the conductor layer 2 provided with the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 improves the coupling characteristics because this magnetic field is generated. is there.

以上説明したように、導体層2に第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2を備えることで、複合アンテナ装置10と外部通信機器40との間のカップリング特性が向上するのは、この磁界が発生するためである。   As described above, by providing the conductor layer 2 with the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2, the coupling characteristics between the composite antenna device 10 and the external communication device 40 are improved. This is because this magnetic field is generated.

次に、図7Aは、第1の給電部31が第3の給電部33を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。図7Bは、第3の給電部33を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。図7Cは、第1の給電部31の配置の違いによる第3の給電部33を有するアンテナの放射特性を示す図である。図中のWの領域は、WLAN帯の周波数帯域を示す指標である。図中のNは、第1の給電部31が、第3の給電部33を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの放射効率である。図中のFは、第1の給電部31が第3の給電部33を有するアンテナのインピーダンス最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの放射効率である。   Next, FIG. 7A is a distribution diagram of the antenna current density vector when the first feeding unit 31 is arranged in a region including a portion where the impedance of the resonance frequency of the antenna having the third feeding unit 33 is minimized. It is. FIG. 7B is a distribution diagram of the current density vector of the antenna when the antenna having the third power feeding portion 33 is arranged away from the region including the portion where the impedance of the resonance frequency is minimum. FIG. 7C is a diagram illustrating the radiation characteristics of the antenna having the third power feeding unit 33 depending on the arrangement of the first power feeding unit 31. The area W in the figure is an index indicating the frequency band of the WLAN band. N in the figure is the radiation efficiency of the antenna when the first power feeding unit 31 is disposed in a region including a portion where the impedance of the antenna having the third power feeding unit 33 is minimized. F in the figure is the radiation efficiency of the antenna when the first power supply unit 31 is arranged away from the region including the portion where the impedance of the antenna having the third power supply unit 33 is minimized.

なお、第1の給電部31(第2の給電部32)は、第3の給電部33を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を基準にして配置される。この基準箇所は、第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2を挿まずに、アンテナの共振周波数が4分の1波長離れた箇所である。   In addition, the 1st electric power feeding part 31 (2nd electric power feeding part 32) is arrange | positioned on the basis of the location where the impedance of the resonant frequency of the antenna which has the 3rd electric power feeding part 33 becomes the minimum. This reference location is a location where the resonance frequency of the antenna is a quarter wavelength apart without inserting the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2.

上記を鑑み、図7Aと図7Bに示す矢印付きの線は、導体層2に流れる第3の給電部33を有するアンテナの電流を示している。この線によって示されるように、第1の給電部31が、第3の給電部33を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合には、アンテナの電流は、互いに逆向きの電流が流れている。これに対し、第1の給電部31が、第3の給電部33を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合、アンテナの電流の流れる向きが乱雑になり打ち消しあうため、アンテナの放射磁界が弱くなり、図7CのFに示すようにアンテナの放射特性が劣化してしまう。   In view of the above, the line with an arrow shown in FIGS. 7A and 7B indicates the current of the antenna having the third feeding portion 33 flowing in the conductor layer 2. As indicated by this line, when the first feeding unit 31 is arranged in a region including a portion where the impedance of the resonance frequency of the antenna having the third feeding unit 33 is minimized, the current of the antenna is Currents flowing in opposite directions are flowing. On the other hand, when the first feeding unit 31 is arranged away from the region including the portion where the impedance of the resonance frequency of the antenna having the third feeding unit 33 is minimized, the direction in which the current flows through the antenna is changed. Since they are messy and cancel each other, the radiation magnetic field of the antenna becomes weak, and the radiation characteristics of the antenna deteriorate as shown by F in FIG. 7C.

次に、図8Aは、第2の給電部32が第3の給電部33を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。図8Bは、第2の給電部32が第3の給電部33を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。図8Cは、第2の給電部32の配置の違いによる第3の給電部33を有するアンテナの放射特性を示す図である。図中のWの領域は、WLAN帯の周波数帯域を示す指標である。図中のNは、第2の給電部32が第3の給電部33を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの放射効率である。図中のFは、第2の給電部32が第3の給電部33を有するアンテナのインピーダンス最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの放射効率である。   Next, FIG. 8A is a distribution diagram of the current density vector of the antenna when the second feeding unit 32 is arranged away from the region including the portion where the impedance of the antenna having the third feeding unit 33 is minimized. It is. FIG. 8B is a distribution diagram of the current density vector of the antenna when the second power feeding unit 32 is arranged in a region including a portion where the impedance of the antenna having the third power feeding unit 33 is minimized. FIG. 8C is a diagram illustrating the radiation characteristics of the antenna having the third power feeding unit 33 due to the difference in the arrangement of the second power feeding unit 32. The area W in the figure is an index indicating the frequency band of the WLAN band. N in the figure is the radiation efficiency of the antenna when the second feeding unit 32 is arranged away from the region including the portion where the impedance of the antenna having the third feeding unit 33 is minimized. F in the figure is the radiation efficiency of the antenna when the second power feeding unit 32 is arranged in a region including a portion where the impedance of the antenna having the third power feeding unit 33 is minimized.

上記を鑑み、図8Aと図8Bに示す矢印付きの線は、導体層2流れる第3の給電部33を有するアンテナの電流を示している。この線によって示されるように、第2の給電部32が、第3の給電部33を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合には、アンテナの電流は、互いに逆向きの電流が流れている。これに対し、第2の給電部32が、第3の給電部33を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合、アンテナの電流の流れる向きが乱雑になり打ち消しあうため、アンテナの放射磁界が弱くなり、図8CのNに示すようにアンテナの放射特性が劣化してしまう。   In view of the above, the line with an arrow shown in FIGS. 8A and 8B indicates the current of the antenna having the third feeding portion 33 flowing through the conductor layer 2. As shown by this line, when the second power feeding unit 32 is arranged away from the region including the portion where the impedance of the resonance frequency of the antenna having the third power feeding unit 33 is minimized, the antenna Currents in opposite directions flow through each other. On the other hand, when the second power feeding unit 32 is arranged in a region including a portion where the impedance of the resonance frequency of the antenna having the third power feeding unit 33 is minimized, the direction of current flow of the antenna becomes messy. Since they cancel each other, the radiated magnetic field of the antenna becomes weak, and the radiation characteristics of the antenna deteriorate as shown by N in FIG. 8C.

以上説明したように、第3の給電部33を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を基準にして、第1の給電部31と第2の給電部32が配置されることで、アンテナに流れる電流を制御し、アンテナの性能を確保することができる。   As described above, the first power supply unit 31 and the second power supply unit 32 are arranged with reference to the location where the impedance of the resonance frequency of the antenna having the third power supply unit 33 is minimized. The current flowing through the antenna can be controlled to ensure the performance of the antenna.

また、導体層2を利用したアンテナは、導体層2とグラウンドとの間に容量成分を持っている補助導体11と第3整合回路用コンデンサ14Cが、共振周波数f2では高インピーダンスとなることで、アンテナに流れる電流はグラウンドに流れにくくなり、アンテナの性能低下を抑制することができる。   Further, in the antenna using the conductor layer 2, the auxiliary conductor 11 having a capacitive component between the conductor layer 2 and the ground and the third matching circuit capacitor 14C have high impedance at the resonance frequency f2, The current flowing through the antenna is less likely to flow to the ground, and the performance degradation of the antenna can be suppressed.

本発明の内容を実施例を参照してより具体的に説明するが、本発明の技術範囲が以下の実施例のみに限定されるものではない。   The contents of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following examples.

(実施例)
図9は、本実施例に係る複合アンテナ装置10Aを評価に供した複合アンテナ装置の寸法、および形状を示す平面図である。例えば、実施形態に係る複合アンテナ装置10(図1、図2等参照)をコンピュータによるシミュレーションで評価した。シミュレーションに用いたソフトウェアは、ANSYS社のHFSS。評価に供した複合アンテナ装置10Aの寸法は、L=56mm、W=19mm、S1=9mm、S2=15mm、OP1=7.3mm、OP2=11.6mm、N1A=N1B=7.5mm、N2A=N2B=6.5mm、N3=22.5mm、N4=28.5mm、N5=7.5mmである。コイル導体1の幅は0.2mm、厚みは0.033mm、材料は銅とした。第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2の幅は1mmである。図1に示す第1の整合回路12、第2の整合回路13、および第3の整合回路14の仕様は上記実施形態に記載した通りである。
(Example)
FIG. 9 is a plan view showing the dimensions and shape of a composite antenna device used for the evaluation of the composite antenna device 10A according to this example. For example, the composite antenna device 10 (see FIGS. 1 and 2) according to the embodiment was evaluated by computer simulation. The software used for the simulation is HFSS from ANSYS. The dimensions of the composite antenna device 10A used for the evaluation are L = 56 mm, W = 19 mm, S1 = 9 mm, S2 = 15 mm, OP1 = 7.3 mm, OP2 = 11.6 mm, N1A = N1B = 7.5 mm, N2A = N2B = 6.5 mm, N3 = 22.5 mm, N4 = 28.5 mm, and N5 = 7.5 mm. The width of the coil conductor 1 was 0.2 mm, the thickness was 0.033 mm, and the material was copper. The widths of the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2 are 1 mm. The specifications of the first matching circuit 12, the second matching circuit 13, and the third matching circuit 14 shown in FIG. 1 are as described in the above embodiment.

図10は、本実施例に係る複合アンテナ装置10Aのコイル導体1のNFCアンテナの伝送損失を示す図である。図中の直線Nは、NFC帯の周波数帯域を示す指標である。図中のTは伝送損失である。伝送損失は、複合アンテナ装置10と外部通信機器40とにおける信号の通過の割合で、伝送損失の値が大きい程、NFCアンテナと外部通信機器40との間の通信距離が長くなる。NFCの共振周波数は、13.56MHzである。NFCアンテナと外部通信機器40との間の伝送損失の値は−20.4dBである。この伝送損失の値は、他の無線通信機器のアンテナ特性に影響を与えず、さらに、非接触通信機能に必要な通信距離を確保できることから、NFCアンテナの特性は良好な特性となっている。   FIG. 10 is a diagram illustrating the transmission loss of the NFC antenna of the coil conductor 1 of the composite antenna device 10A according to the present embodiment. A straight line N in the figure is an index indicating the frequency band of the NFC band. T in the figure is a transmission loss. The transmission loss is the ratio of signal passing between the composite antenna device 10 and the external communication device 40. The larger the transmission loss value, the longer the communication distance between the NFC antenna and the external communication device 40. The resonance frequency of NFC is 13.56 MHz. The value of transmission loss between the NFC antenna and the external communication device 40 is −20.4 dB. The value of this transmission loss does not affect the antenna characteristics of other wireless communication devices, and further, the communication distance necessary for the non-contact communication function can be secured, so that the characteristics of the NFC antenna are good characteristics.

図11は、本実施例に係る複合アンテナ装置10Aの導体層2を利用したFM帯アンテナの電気特性を示す図である。図中のFの領域は、FM帯の周波数帯域を示す指標である。図中のGaはゲインである。ゲインは、アンテナから放射される電力をdBで示し、dBの値が大きい程、アンテナから放射される電力が強い。FM帯の周波数帯は、76MHzから108MHzの帯域幅が32MHzである。FM帯アンテナのゲインの最大値は−29.7dBであり、低雑音増幅器(LNA)を接続した場合、FM帯アンテナのゲインの最大値は−19dB前後である。FM帯アンテナの全長(56mm)は、FM帯の周波数帯の4分の1波長(694mmから987mm)と比較して短いため、FM帯アンテナのゲインの最大値は低くなるが、FM帯の信号を受信するためのゲイン特性は十分であることから、FM帯アンテナの放射特性は良好な特性となっている。   FIG. 11 is a diagram illustrating electrical characteristics of the FM band antenna using the conductor layer 2 of the composite antenna device 10A according to the present embodiment. The area F in the figure is an index indicating the frequency band of the FM band. Ga in the figure is a gain. The gain indicates the power radiated from the antenna in dB, and the larger the value of dB, the stronger the power radiated from the antenna. As for the frequency band of the FM band, the bandwidth from 76 MHz to 108 MHz is 32 MHz. The maximum value of the gain of the FM band antenna is −29.7 dB, and when the low noise amplifier (LNA) is connected, the maximum value of the gain of the FM band antenna is about −19 dB. Since the total length (56 mm) of the FM band antenna is shorter than a quarter wavelength (694 mm to 987 mm) of the frequency band of the FM band, the maximum value of the gain of the FM band antenna is low. Since the gain characteristic for receiving is sufficient, the radiation characteristic of the FM band antenna is a good characteristic.

図12は、本実施例に係る複合アンテナ装置10Aの導体開口部OP、および第1のスリット部SL1と第2のスリット部SL2とで構成されたWLAN帯アンテナの電気特性を示す図である。図中のWの領域は、WLAN帯の周波数帯域を示す指標である。図中のRは反射損失であり、Eは放射効率である。WLAN帯アンテナの反射特性の最小値は−13.3dB、放射効率の最大値は62.6%、放射効率が50%のときの放射効率の帯域幅は244.1MHzである。WLAN帯アンテナの反射損失の値が−10dB以下、放射効率の最大値が50%以上かつ帯域幅がそれ以上であることから、WLAN帯アンテナの反射特性と放射特性共に良好な特性となっている。   FIG. 12 is a diagram illustrating the electrical characteristics of the WLAN band antenna configured by the conductor opening OP of the composite antenna device 10A according to the present embodiment and the first slit portion SL1 and the second slit portion SL2. The area W in the figure is an index indicating the frequency band of the WLAN band. In the figure, R is the reflection loss, and E is the radiation efficiency. The minimum value of the reflection characteristic of the WLAN band antenna is −13.3 dB, the maximum value of the radiation efficiency is 62.6%, and the bandwidth of the radiation efficiency when the radiation efficiency is 50% is 244.1 MHz. Since the reflection loss value of the WLAN band antenna is -10 dB or less, the maximum value of the radiation efficiency is 50% or more and the bandwidth is more than that, both the reflection characteristic and the radiation characteristic of the WLAN band antenna are good characteristics. .

1…コイル導体
2…導体層
10、10A…複合アンテナ装置
10FB…アンテナ基板
11…補助導体
12…第1の整合回路
12Ca、12Cb…第1整合回路用コンデンサ
13…第2の整合回路
14…第3の整合回路
14C…第3整合回路用コンデンサ
20…電磁波遮蔽シート
21A、21B…第1の給電線
22…第2の給電線
23…第3の給電線
30…回路基板
31…第1の給電部
32…第2の給電部
33…第3の給電部
34A、34Ba、34Bb、35、36A、36B 端子電極
40…外部通信機器
100…筐体
CP…コイル開口部
OP…導体開口部
SL1…第1のスリット部
SL2…第2のスリット部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coil conductor 2 ... Conductor layer 10, 10A ... Composite antenna apparatus 10FB ... Antenna board 11 ... Auxiliary conductor 12 ... 1st matching circuit 12Ca, 12Cb ... 1st matching circuit capacitor 13 ... 2nd matching circuit 14 ... 1st 3 matching circuit 14C ... third matching circuit capacitor 20 ... electromagnetic wave shielding sheet 21A, 21B ... first feeding line 22 ... second feeding line 23 ... third feeding line 30 ... circuit board 31 ... first feeding Portion 32 ... Second feeding portion 33 ... Third feeding portion 34A, 34Ba, 34Bb, 35, 36A, 36B Terminal electrode 40 ... External communication device 100 ... Case CP ... Coil opening OP ... Conductor opening SL1 ... No. 1 slit part SL2 ... 2nd slit part

Claims (6)

アンテナ基板と、前記アンテナ基板の一方の面に形成された巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻き状のコイル導体と、前記アンテナ基板の他方の面に形成された導体層とを備え、前記導体層は、導体開口部と、前記導体開口部と連接する第1のスリット部と、前記第1のスリット部と前記導体層の外縁部との間を連接する第2のスリット部を有する複合アンテナ装置であって、前記コイル導体は第1の給電部を有し、前記導体層は第2の給電部と第3の給電部とグラウンドに接続された補助導体を有し、前記第3の給電部と補助導体は前記第2のスリット部を挟んで配置され、前記コイル導体は、前記導体層における前記第1のスリット部と前記第2のスリット部以外の領域で、かつ、前記コイル導体のコイル開口部と前記導体層における前記導体開口部とが、前記アンテナ基板を介して対向に配置されていることを特徴とする複合アンテナ装置。   An antenna substrate, a looped or spiral coil conductor having a coil opening at a winding center formed on one surface of the antenna substrate, and a conductor layer formed on the other surface of the antenna substrate The conductor layer includes a conductor opening, a first slit connected to the conductor opening, and a second slit connected to the outer edge of the conductor layer. The coil conductor has a first feeding part, the conductor layer has a second feeding part, a third feeding part, and an auxiliary conductor connected to the ground, The third power feeding portion and the auxiliary conductor are arranged with the second slit portion interposed therebetween, and the coil conductor is a region other than the first slit portion and the second slit portion in the conductor layer, and The coil opening of the coil conductor and the Said conductor openings in the body layer, a composite antenna apparatus characterized by being arranged to face each other through the antenna substrate. 前記第1の給電部は、前記第3の給電部を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置され、前記第2の給電部は、前記第3の給電部を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置されたことを特徴とする請求項1に記載の複合アンテナ装置。   The first power feeding unit is disposed in a region including a portion where the impedance of the resonance frequency of the antenna having the third power feeding unit is minimized, and the second power feeding unit includes the third power feeding unit. 2. The composite antenna device according to claim 1, wherein the composite antenna device is disposed apart from a region including a portion where the impedance of the resonance frequency of the antenna is minimized. 前記第1のスリット部のスリット長は、前記第2のスリット部のスリット長よりも長いことを特徴とする請求項1に記載の複合アンテナ装置。   The composite antenna device according to claim 1, wherein a slit length of the first slit portion is longer than a slit length of the second slit portion. 前記導体層は、前記アンテナ基板を挟んで、前記導体層とグラウンドとの間に容量成分を持っている前記補助導体に接続されるとともに、第3の給電部に容量素子が接続されている請求項1に記載の複合アンテナ装置。   The conductor layer is connected to the auxiliary conductor having a capacitive component between the conductor layer and the ground with the antenna substrate interposed therebetween, and a capacitive element is connected to a third feeding portion. Item 4. The composite antenna device according to Item 1. 前記導体層における前記第1のスリット部と前記第2のスリット部以外の領域に電磁波遮蔽体を有する請求項1に記載の複合アンテナ装置。   The composite antenna device according to claim 1, further comprising an electromagnetic wave shielding body in a region other than the first slit portion and the second slit portion in the conductor layer. 請求項1から5のいずれかの記載の複合アンテナ装置を筐体に備えた携帯端末電子機器。   A portable terminal electronic device comprising the composite antenna device according to claim 1 in a housing.
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