JP2014168308A - アンテナ装置および通信端末装置 - Google Patents
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- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
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Abstract
【解決手段】RFIC素子14の内部にはキャパシタンスを含んでいて、このキャパシタンスとループ状導体11のインダクタンスとによってLC共振回路が構成される。RFIC素子14からループ状導体11にUHF帯の高周波電力が供給されたとき、ループ状導体11に流れる電流ILにより、このループ状導体11と平面導体12は電磁界結合し、平面導体12に誘導電流IAが流れる。誘導電流IAが平面導体12を伝搬することにより、平面導体12が放射素子として作用する。平面導体12の長手方向の寸法は使用周波数帯の半波長であることが好ましい。そのことにより平面導体12は半波長の放射素子として作用する。
【選択図】図7
Description
給電回路が接続または結合されるループ状導体と、前記ループ状導体に対して並設された磁性体シートと、前記ループ状導体の外形寸法より面積が大きく、前記ループ状導体に対向配置された平面導体と、を備え、
前記ループ状導体は、前記磁性体シートを介して前記平面導体に対向する第1部分と、前記磁性体シートを介さずに前記平面導体に対向する第2部分とを有し、
前記ループ状導体の前記第2部分は、前記平面導体の縁端部に近接配置されていて、
前記ループ状導体の前記第2部分と前記平面導体の前記縁端部とを直接導通または電磁界結合させることによって、前記平面導体の前記縁端部に電流を導き、前記平面導体を放射素子として動作させている、ことを特徴とする。
本発明の第1の実施形態のアンテナモジュール、アンテナ装置、RFIDタグおよび通信端末装置について各図を参照して順に説明する。
図2(A)は第1の実施形態に係るアンテナモジュール101の外観斜視図、図2(B)はその分解斜視図である。
第2の実施形態ではループ状導体の第1部分と第2部分の大きさに違いによる特性の違いについて示す。
図8(A)は磁性体シート13を介さずに平面導体に対向する第2部分SPをループ状導体11の形状である矩形のほぼ一辺のみとした例、図8(B)は第2部分SPをさらに狭めて、矩形の一辺の両側まで第1部分FPとした例である。また、図8(C)は図8(A)とは逆に、ループ状導体11の形状である矩形のほぼ一辺のみに対して磁性体シートを介在させ(覆い)、残りの三辺を第2部分SPとした例である。図8(C)の状態では、ループ状導体11の電位差がある(電圧の高い)ところが平面導体12に対向する。図8(B)の状態では、ループ状導体11の電位差がある(電圧の高い)ところは平面導体12にほとんど対向しないことになる。
図10は第3の実施形態の通信端末装置403の斜視図である。図11(A)はRFIDタグ303の搭載部の拡大図、図11(B)はその左側面図である。この通信端末装置403は平面導体12とRFIDタグ303を備えている。RFIDタグ303の構造が第1・第2の実施形態で示したRFIDタグ301とは異なる。RFIDタグ303は矩形ループ状のループ状導体11がパターン形成された基材シート10の一部が磁性体シート13の第1主面(上面)から第2主面(下面)に折り返されている。RFIDタグ303は接着層15で平面導体12に貼着されている。
図12は第4の実施形態の通信端末装置404の斜視図である。ループ状導体は第1補助導体11Aおよび第2補助導体11Bで構成されている。第1補助導体11Aと第2補助導体11Bは容量C1,C2で結合する。但し、図中の容量C1,C2は集中定数回路的に記号で表しているだけであり、実際には分布容量である。この二つの補助導体11A,11Bで構成されるループ状導体のうち、第2部分SPは磁性体シート13が介在していないので平面導体12から見えるが、第1部分FPは磁性体シート13の介在によって、平面導体12からは等価的に見えない。
f2=1/〔2π√{(C1+C2)(L1+L2+L3+L4+L5+L6)}〕
第1補助導体11Aのインダクタンス(L1,L2,L3)と第2補助導体11Bのインダクタンス(L4,L5,L6)との間に相互インダクタンスがあるので、上記第1のLC共振回路と第2のLC共振回路は互いに結合する。
図15(A)は第5の実施形態の通信端末装置405の平面図、図15(B)は図15(A)のB−B’部分の断面図である。この例では、基材シート10の下面にループ状導体11がパターン化されている。ループ状導体11は、磁性体シート13を介して平面導体に対向する第1部分FPと、磁性体シート13を介さずに平面導体12に直接導通する第2部分SPとを有する。
第6の実施形態では、複数のシートを積層して構成されたRFIDタグの例を示す。
図17は第6の実施形態のRFIDタグ306Aの分解斜視図である。フェライトシート13Aの上面にループ状導体の一部(三辺)11−1が形成されていて、フェライトシート13Bの下面にループ状導体の一部(一辺)11−2が形成されている。そして、ループ状導体11−1と11−2はフェライトシート13A,13B,13Cに形成されたビア導体を介して接続されている。これらのフェライトシート13A,13Bは低透磁率(例えば比透磁率μr=1)のフェライトであり、フェライトシート13Cは高透磁率(例えば比透磁率μr=100)のフェライトである。ループ状導体の一部11−1にはRFIC素子14が接続されている。通常は、3つのフェライトシート13A,13B,13Cによる積層体が構成された後に、その積層体にRFIC素子14が搭載される。
以上の各実施形態で示したRFIC素子は、メモリー回路やロジック回路を含んだ回路であるが、高周波回路のみを備えたIC素子であってもよい。また、RFICチップとこのチップに接続された共振回路等の整合回路を有していてもよい。そして、この整合回路にループ状導体が電磁界結合するように構成してもよい。
SP…第2部分
L1,L2,L3…インダクタ
L4,L5,L6…インダクタ
OE…エッジ部
10…基材シート
11…ループ状導体
11A…第1補助導体
11B…第2補助導体
12…平面導体
13…磁性体シート
13A,13B,13C…フェライトシート
14…RFIC素子
15…接着層
16A,16B…誘電体シート
17…実装用電極
101…アンテナモジュール
201…アンテナ装置
301,303…RFIDタグ
306A,306B…RFIDタグ
401,403,404,405…通信端末装置
Claims (11)
- 給電回路が接続または結合されるループ状導体と、前記ループ状導体に対して並設された磁性体シートと、前記ループ状導体の外形寸法より面積が大きく、前記ループ状導体に対向配置された平面導体と、
を有するアンテナ装置であって、
前記ループ状導体は、前記磁性体シートを介して前記平面導体に対向する第1部分と、前記磁性体シートを介さずに前記平面導体に対向する第2部分とを有し、
前記ループ状導体の前記第2部分は、前記平面導体の縁端部に近接配置されていて、
前記ループ状導体の前記第2部分と前記平面導体の前記縁端部とを直接導通または電磁界結合させることによって、前記平面導体の前記縁端部に電流を導き、前記平面導体を放射素子として動作させている、
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 前記第2部分は、前記ループ状導体のうち、前記平面導体の前記縁端部に沿う部分であり、前記第1部分はその他の部分である、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記磁性体シートは互いに対向する第1主面および第2主面を有し、前記第2主面は前記平面導体に対面し、
前記ループ状導体の前記第1部分は、前記磁性体シートの前記第1主面に設けられていて、前記ループ状導体の前記第2部分は前記磁性体シートの前記第2主面に設けられている、請求項1または2に記載のアンテナ装置。 - 前記ループ状導体は、少なくとも二箇所で容量を介して結合する第1補助導体および第2補助導体で構成されている、請求項1〜3のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記ループ状導体の前記第2部分は直線状であり、前記ループ状導体は前記平面導体の直線状の縁端部に対して平行になるように配置されている、請求項1〜4のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記平面導体は、プリント配線板に形成されたグランド導体である、請求項1〜5のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記平面導体は、金属筐体である、請求項1〜5のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のアンテナ装置と、このアンテナ装置の前記ループ状導体に直接接続または電磁界結合されたRFIC素子とを備えた通信端末装置。
- 前記平面導体はプリント配線板に形成されたグランド導体である、請求項8に記載の通信端末装置。
- 前記平面導体は金属筐体である、請求項8に記載の通信端末装置。
- 前記RFIC素子は前記ループ状導体にUHF帯で整合する、UHF帯のRFIDシステムに用いられる、請求項8〜10のいずれかに記載の通信端末装置。
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