JP2022133597A - アンテナ装置及びこれを備えるアンテナモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】所要スペースが小さく部品点数の少ないアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置１は、基材２と、基材２の表面２ａに設けられたコイルパターンＣＰ１、コイルパターンＣＰ２及びキャパシタＣ２とを備える。コイルパターンＣＰ２は、コイルパターンＣＰ１よりも開口面積が小さく、且つ、コイルパターンＣＰ１の開口領域と重なる位置に配置されている。コイルパターンＣＰ２は、キャパシタＣ２と接続されて閉回路を構成している。これにより、所要スペースが小さく部品点数の少ないアンテナ装置を提供することが可能となる。【選択図】図２

Description

本開示は、アンテナ装置及びこれを備えるアンテナモジュールに関する。

近距離無線通信規格の１つにＮＦＣ（Near Field Communication）があり、アンテナコイルを介して無線で通信を行う方式が知られている。無線通信において通信距離を拡大させるため、特許文献１では、ＲＦＩＣタグとＲＦＩＣリーダライタとの間にブースターアンテナを配置することが提案されている。

特許第４３５８２４２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるブースターアンテナは、ＲＦＩＣリーダライタから６ｍｍ程度離間して配置されていることから、所要スペースが大きいという問題があった。また、特許文献１に開示されるブースターアンテナは、コイルパターンにキャパシタが接続されていることから、部品点数が増えるという問題もあった。

したがって、本開示は、所要スペースが小さく部品点数の少ないアンテナ装置及びこれを備えるアンテナモジュールを提供することを目的とする。

本開示の一実施態様によるアンテナ装置は、基材と、基材の表面に設けられた第１コイルパターン、第２コイルパターン及び第１キャパシタとを備え、第１コイルパターンは、第２コイルパターンよりも開口面積が小さく、且つ、第２コイルパターンの開口領域と重なる位置に配置されており、第１及び第２コイルパターンの一方は第１キャパシタと接続されて閉回路を構成している。

本開示によれば、所要スペースが小さく部品点数の少ないアンテナ装置及びこれを備えるアンテナモジュールを提供することが可能となる。

図１は、一実施形態によるアンテナ装置１の構造を説明するための略断面図である。 図２は、基材２の表面２ａに形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。 図３は、基材２の表面２ｂに形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。 図４は、コイルパターンＣＰ１とコイルパターンＣＰ２の結合係数ｋと通信距離の関係を示すグラフである。 図５は、共振周波数ｆ_１と通信距離の関係を示すグラフである。 図６は、共振周波数ｆ_２と通信距離の関係を示すグラフである。 図７は、第１の変形例によるアンテナ装置において、基材２の表面２ａに形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。 図８は、第１の変形例によるアンテナ装置において、基材２の表面２ｂに形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。 図９は、第２の変形例によるアンテナ装置において、基材２の表面２ａに形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。 図１０は、第２の変形例によるアンテナ装置において、基材２の表面２ｂに形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本開示の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は、一実施形態によるアンテナ装置１の構造を説明するための略断面図である。

図１に示すように、一実施形態によるアンテナ装置１は、ＰＥＴフィルムなどからなる基材２と、基材２の表面２ａに設けられたコイルパターンＣＰ１，ＣＰ２と、基材２と重なる金属部材３と、基材２と金属部材３との間に配置された磁性体４とを備えている。コイルパターンＣＰ１は、ＩＣモジュールに接続されるアンテナコイルである。コイルパターンＣＰ２は、アンテナコイルと結合することによって通信距離を拡大するためのブースターアンテナである。

図２は、基材２の表面２ａに形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。また、図３は、基材２の表面２ｂに形成された導体パターンの形状を示す略平面図であり、基材２の表面２ａ側から見た状態、つまり、基材２を透過して見た状態を示している。

図２に示すように、基材２の表面２ａには、スパイラル状に３ターン巻回された導体パターン１０と、スパイラル状に５ターン巻回された導体パターン２０が形成されている。導体パターン１０はコイルパターンＣＰ１を構成し、導体パターン２０はコイルパターンＣＰ２を構成する。すなわち、図２及び図３に示す例では、コイルパターンＣＰ２は、コイルパターンＣＰ１よりもターン数が多い。導体パターン１０，２０は、コイル軸であるｚ軸方向から見ていずれも略矩形状であり、導体パターン１０の開口領域（内径領域）に導体パターン２０が配置されている。つまり、導体パターン２０は導体パターン１０よりも開口面積が小さく、且つ、導体パターン１０の開口領域と重なる位置に配置されている。このように、導体パターン１０はコイル軸であるｚ軸方向から見て導体パターン２０の外側を周回するように構成されており、導体パターン２０が導体パターン１０の開口領域内に収まっている。図２及び図３に示す例では、コイルパターンＣＰ１は第２コイルパターンの一例であり、コイルパターンＣＰ２は第１コイルパターンの一例である。

導体パターン１０の外周端１１は、端子電極Ｅ１に接続されている。導体パターン１０の内周端１２は、基材２を貫通するスルーホール導体１３に接続されている。スルーホール導体１３は、基材２の表面２ｂに形成された接続パターン１４を介して、基材２を貫通するスルーホール導体１５に接続されている。スルーホール導体１５は、基材２の表面２ａに形成された端子電極Ｅ２に接続される。これにより、スパイラル状の導体パターン１０の一端及び他端は、それぞれ端子電極Ｅ１，Ｅ２に接続される。端子電極Ｅ１，Ｅ２は、共振周波数調整用のキャパシタＣ１に接続されるとともに、ＩＣモジュール５に接続される。これにより、本実施形態によるアンテナ装置１とＩＣモジュール５によってアンテナモジュールが構成され、ＩＣモジュール５から送受信する信号は、コイルパターンＣＰ１に供給される。コイルパターンＣＰ１とキャパシタＣ１は、共振回路を構成する。図２では、コイルパターンＣＰ１に対してキャパシタＣ１が並列に接続されているが、これに代えて或いはこれに加えて、キャパシタＣ１をコイルパターンＣＰ１に対して直列に接続しても構わない。

導体パターン２０の外周端２１は、基材２を貫通するスルーホール導体２３に接続されている。導体パターン２０の内周端２２は、キャパシタ電極パターン２４に接続されている。スルーホール導体２３は、基材２の表面２ｂに形成されたキャパシタ電極パターン２５に接続されている。キャパシタ電極パターン２４，２５は、基材２を介して対向することによりキャパシタＣ２を構成する。コイルパターンＣＰ２とキャパシタＣ２は、別の共振回路を構成する。コイルパターンＣＰ１とは異なり、コイルパターンＣＰ２は、外部に接続するための端子電極を有しておらず、キャパシタＣ２にのみ接続される。つまり、基材２の表面２ａ，２ｂに形成された導体パターンによって完結し、直流的には完全に閉じた閉回路を構成している。コイルパターンＣＰ２は、コイルパターンＣＰ１と結合することによって、通信距離を拡大するためのブースターアンテナとして機能する。図２及び図３に示す例では、キャパシタＣ２は第１キャパシタの一例である。

コイルパターンＣＰ２は、コイルパターンＣＰ１とコイル軸方向が同じであり、且つ、コイルパターンＣＰ１の開口領域に配置されていることから、コイルパターンＣＰ１と結合する。コイルパターンＣＰ１とコイルパターンＣＰ２の結合係数は、主に導体パターン１０，２０のレイアウトによって調整することができる。図２に示す例では、導体パターン１０，２０のうちｙ方向に延在する区間が互いに近接しており、両者間のｘ方向における距離が最小限となるよう設計されていることから、この区間において両者の結合度が高くなる。これに対し、導体パターン１０，２０のうちｘ方向に延在する区間については互いに離間しており、両者間のｙ方向における距離が十分に確保されていることから、この区間における両者の結合度は小さくなる。つまり、導体パターン１０は、コイル軸であるｚ軸方向から見て、導体パターン１０と導体パターン２０との間の距離が相対的に大きい区間（ｙ方向に延在する区間）と小さい区間（ｘ方向に延在する区間）を有するように配置されている。このように、導体パターン１０，２０の一部区間を近接させ、他の区間を離間させることにより、コイルパターンＣＰ１とコイルパターンＣＰ２の結合係数を調整することが可能である。

また、キャパシタＣ２は、キャパシタ電極パターン２４，２５と導体パターン２０との間の距離が導体パターン２０の隣接するパターンの間隔よりも大きくなるように配置されている。これにより、コイルパターンＣＰ２が発生する磁界がキャパシタＣ２の影響を受けることを抑制できる。

図４は、コイルパターンＣＰ１とコイルパターンＣＰ２の結合係数ｋと通信距離の関係を示すグラフであり、ＮＦＣによる無線通信周波数が１３．５６ＭＨｚである場合を示している。

図４に示すように、通信距離は、コイルパターンＣＰ１とコイルパターンＣＰ２の結合係数ｋが約０．１８である場合に最大となる。この点を考慮すれば、コイルパターンＣＰ１とコイルパターンＣＰ２の結合係数ｋは、０．１５以上、０．２２以下となるよう設計することが好ましく、０．１７以上、０．１９以下となるよう設計することがより好ましい。結合係数ｋが０．１５以上、０．２２以下であれば、大きな通信距離を確保することができ、結合係数ｋが０．１７以上、０．１９以下であれば、より大きな通信距離を確保することができる。

また、図２に示すように、外側に位置しコイルパターンＣＰ１を構成する導体パターン１０については角部１９が緩やかに湾曲している一方、内側に位置しコイルパターンＣＰ２を構成する導体パターン２０については角部２９がほぼ直角に折れ曲がっている。つまり、導体パターン２０の角部２９は、導体パターン１０の角部１９よりも曲率半径が小さい。これにより、外側に位置する導体パターン１０については、角部１９における電界集中が緩和される。また、内側に位置する導体パターン２０については、角部２９をほぼ直角とすることにより、開口領域の面積を最大限に確保することが可能となる。

さらに、コイルパターンＣＰ１はＩＣモジュール５に接続されることから、抵抗値ができるだけ低いことが望まれる。これに対し、コイルパターンＣＰ２は、外部の回路とは接続されない閉回路を構成していることから、コイルパターンＣＰ１と比べるとある程度の抵抗値は許容される。この点を考慮し、本実施形態においては、コイルパターンＣＰ１のパターン幅Ｗ１をコイルパターンＣＰ２のパターン幅Ｗ２よりも広く設計している。

また、コイルパターンＣＰ１とキャパシタＣ１からなる共振回路の共振周波数をｆ_１とし、コイルパターンＣＰ２とキャパシタＣ２からなる共振回路の共振周波数をｆ_２とした場合、共振周波数ｆ_１と共振周波数ｆ_２は互いに異なる周波数となるよう設計される。具体的には、共振周波数ｆ_１と共振周波数ｆ_２によって、ＮＦＣによる無線通信周波数を挟むよう、いずれも無線通信周波数とは異なる周波数に設計される。つまり、ＮＦＣによる無線通信周波数が１３．５６ＭＨｚであれば、共振周波数ｆ_１，ｆ_２の一方については１３．５６ＭＨｚ未満とされ、共振周波数ｆ_１，ｆ_２の他方については１３．５６ＭＨｚ超とされる。ここで、ＮＦＣによる無線通信周波数が１３．５６ＭＨｚである場合、共振周波数ｆ_１，ｆ_２の差は３ＭＨｚ以上であることが好ましい。ここで、共振周波数ｆ_１，ｆ_２とは、直下に金属部材３及び磁性体４が存在する場合の共振周波数を意味する。

図５は共振周波数ｆ_１と通信距離の関係を示すグラフであり、図６は共振周波数ｆ_２と通信距離の関係を示すグラフである。いずれも、ＮＦＣによる無線通信周波数が１３．５６ＭＨｚである場合を示している。

図５に示すように、コイルパターンＣＰ１とキャパシタＣ１からなる共振回路の共振周波数ｆ_１は、無線通信周波数である１３．５６ＭＨｚである場合よりも、やや低く設計することにより通信距離が大きくなり、共振周波数ｆ_１を１３．４３ＭＨｚとすることにより通信距離が最大となる。また、図６に示すように、コイルパターンＣＰ２とキャパシタＣ２からなる共振回路の共振周波数ｆ_２は、無線通信周波数である１３．５６ＭＨｚよりも３ＭＨｚ以上高くすることにより通信距離が大きくなる。図５及び図６に示す例では、共振周波数ｆ１，ｆ２の差が３ＭＨｚより小さくなると、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２が入れ替わる。この場合、コイルパターンＣＰ１とキャパシタＣ１からなる共振回路とコイルパターンＣＰ２とキャパシタＣ２からなる共振回路のマッチングが取れず、通信距離が著しく低下してしまう。

以上説明したように、本実施形態によるアンテナ装置１は、コイルパターンＣＰ１及びコイルパターンＣＰ２がいずれも基材２の表面２ａに設けられていることから、ｚ方向における厚みを低減することができるとともに、コイルパターンＣＰ１とコイルパターンＣＰ２がｚ方向に重ならないことから、両者間における浮遊容量を抑えることも可能となる。しかも、キャパシタＣ２を構成するキャパシタ電極パターン２４，２５についても基材２の表裏に形成されていることから、部品点数を削減することも可能となる。

＜第１の変形例＞
図７及び図８は第１の変形例によるアンテナ装置の構成を説明するための略平面図であり、図７は基材２の表面２ａに形成された導体パターンの形状を示し、図８は基材２の表面２ｂに形成された導体パターンの形状を示している。図８は、基材２の表面２ａ側から見た状態、つまり、基材２を透過して見た状態を示している。

図７に示すように、基材２の表面２ａには、スパイラル状に３ターン巻回された導体パターン３０と、スパイラル状に３ターン巻回された導体パターン４０が形成されている。導体パターン３０はコイルパターンＣＰ１を構成し、導体パターン４０はコイルパターンＣＰ２を構成する。導体パターン３０，４０は、コイル軸であるｚ軸方向から見ていずれも略矩形状であり、導体パターン４０の開口領域（内径領域）に導体パターン３０が配置されている。つまり、導体パターン３０は導体パターン４０よりも開口面積が小さく、且つ、導体パターン４０の開口領域と重なる位置に配置されている。このように、導体パターン４０はコイル軸であるｚ軸方向から見て導体パターン３０の外側を周回するように構成されており、導体パターン３０が導体パターン４０の開口領域内に収まっている。図７及び図８に示す例では、コイルパターンＣＰ１は第１コイルパターンの一例であり、コイルパターンＣＰ２は第２コイルパターンの一例である。

導体パターン３０の外周端３１は、基材２を貫通するスルーホール導体３３に接続されている。導体パターン３０の内周端３２は、基材２を貫通するスルーホール導体３４に接続されている。スルーホール導体３３は、基材２の表面２ｂに形成された接続パターン３５を介して、基材２を貫通するスルーホール導体３６に接続されている。スルーホール導体３６は、基材２の表面２ａに形成された端子電極Ｅ３に接続される。スルーホール導体３４は、基材２の表面２ｂに形成された接続パターン３７を介して、基材２を貫通するスルーホール導体３８に接続されている。スルーホール導体３８は、基材２の表面２ａに形成された端子電極Ｅ４に接続される。これにより、スパイラル状の導体パターン３０の一端及び他端は、それぞれ端子電極Ｅ３，Ｅ４に接続される。端子電極Ｅ３，Ｅ４は、共振周波数調整用のキャパシタＣ１に接続されるとともに、ＩＣモジュール５に接続される。これにより、第１の変形例によるアンテナ装置とＩＣモジュール５によってアンテナモジュールが構成される。

導体パターン４０の外周端４１は、基材２を貫通するスルーホール導体４３に接続されている。導体パターン４０の内周端４２は、キャパシタ電極パターン４４に接続されている。スルーホール導体４３は、基材２の表面２ｂに形成されたキャパシタ電極パターン４５に接続されている。キャパシタ電極パターン４４，４５は、基材２を介して対向することによりキャパシタＣ２を構成する。コイルパターンＣＰ２とキャパシタＣ２は閉回路を構成し、通信距離を拡大するためのブースターアンテナとして機能する。図７及び図８に示す例では、キャパシタＣ２は第１キャパシタの一例である。

第１の変形例が例示するように、ブースターアンテナとして機能するコイルパターンＣＰ２が外側に配置され、その開口領域に、ＩＣモジュール５と接続されアンテナコイルとして機能するコイルパターンＣＰ１を配置しても構わない。なお、第１の変形例では、コイルパターンＣＰ１のパターン幅とコイルパターンＣＰ２のパターン幅は同一となっているが、ＩＣモジュール５に接続されるコイルパターンＣＰ１のパターン幅を外部の回路とは接続されない閉回路を構成するコイルパターンＣＰ２のパターン幅よりも広くすると好ましい。これにより、ＩＣモジュール５に接続されるコイルパターンＣＰ１の抵抗値を低く抑えることができる。

＜第２の変形例＞
図９及び図１０は第２の変形例によるアンテナ装置の構成を説明するための略平面図であり、図９は基材２の表面２ａに形成された導体パターンの形状を示し、図１０は基材２の表面２ｂに形成された導体パターンの形状を示している。図１０は、基材２の表面２ａ側から見た状態、つまり、基材２を透過して見た状態を示している。

図９に示すように、基材２の表面２ａには、スパイラル状に５ターン巻回された導体パターン５０と、スパイラル状に７ターン巻回された導体パターン６０が形成されている。導体パターン５０はコイルパターンＣＰ１を構成し、導体パターン６０はコイルパターンＣＰ２を構成する。すなわち、図９及び図１０に示す例では、コイルパターンＣＰ２は、コイルパターンＣＰ１よりもターン数が多い。導体パターン５０，６０は、コイル軸であるｚ軸方向から見ていずれも略矩形状であり、導体パターン５０の開口領域（内径領域）に導体パターン６０が配置されている。つまり、導体パターン６０は導体パターン５０よりも開口面積が小さく、且つ、導体パターン５０の開口領域と重なる位置に配置されている。このように、導体パターン５０はコイル軸であるｚ軸方向から見て導体パターン６０の外側を周回するように構成されており、導体パターン６０が導体パターン５０の開口領域内に収まっている。図９及び図１０に示す例では、コイルパターンＣＰ１は第２コイルパターンの一例であり、コイルパターンＣＰ２は第１コイルパターンの一例である。

導体パターン５０の外周端５１は、基材２を貫通するスルーホール導体５３に接続されている。導体パターン５０の内周端５２は、キャパシタ電極パターン５４に接続されている。スルーホール導体５３は、基材２の表面２ｂに形成されたキャパシタ電極パターン５５に接続されている。キャパシタ電極パターン５４，５５は、基材２を介して対向することによりキャパシタＣ３を構成する。

導体パターン６０の外周端６１は、キャパシタ電極パターン６３に接続されている。導体パターン６０の内周端６２は、基材２を貫通するスルーホール導体６４に接続されている。スルーホール導体６４は、基材２の表面２ｂに形成されたキャパシタ電極パターン６５に接続されている。キャパシタ電極パターン６３，６５は、基材２を介して対向することによりキャパシタＣ２を構成する。コイルパターンＣＰ２とキャパシタＣ２は閉回路を構成し、通信距離を拡大するためのブースターアンテナとして機能する。図９及び図１０に示す例では、キャパシタＣ２は第１キャパシタの一例である。

さらに、基材２の表面２ｂには、導体パターン５０の開口領域内であって導体パターン６０の開口領域外の位置に、コイルパターンＣＰ３が設けられている。コイルパターンＣＰ３は、複数ターンに亘ってスパイラル状に巻回されており、その外周端７１は、基材２を貫通するスルーホール導体５６に接続され、その内周端７２は、基材２を貫通するスルーホール導体７３に接続されている。スルーホール導体７３は、基材２の表面２ａに形成された接続パターン７４を介して、基材２を貫通するスルーホール導体７５に接続されている。スルーホール導体７５は、基材２の表面２ｂに形成された接続パターン７６を介して、基材２を貫通するスルーホール導体５７に接続されている。

スルーホール導体５６，５７は、コイルパターンＣＰ１を構成する導体パターン５０の所定のターン（図９に示す例では内周側から２ターン目）の分断位置にそれぞれ接続される。これにより、導体パターン５０の所定のターンは、コイルパターンＣＰ３を経由することになる。コイルパターンＣＰ３は、図示しないＩＣモジュールと電磁界結合する。つまり、本例では、コイルパターンＣＰ１とＩＣモジュールが直接接続されるのではなく、コイルパターンＣＰ３を介して電磁界結合する。これにより、第２の変形例によるアンテナ装置と図示しないＩＣモジュールによってアンテナモジュールが構成される。

第２の変形例が例示するように、コイルパターンＣＰ１に接続されたコイルパターンＣＰ３を設け、コイルパターンＣＰ３を介してＩＣモジュールと電磁界結合しても構わない。また、第２の変形例が例示するように、コイルパターンＣＰ１に接続されるキャパシタＣ１を基材２に形成しても構わない。これによれば、部品点数をより削減することが可能となる。

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は、上記の実施形態に限定されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本開示の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態では、コイルパターンＣＰ１とコイルパターンＣＰ２をいずれも基材２の表面２ａに形成しているが、一方を基材２の表面２ａに形成し、他方を基材２の表面２ｂに形成しても構わない。また、コイルパターンＣＰ１とコイルパターンＣＰ２を互いに異なる基材の表面に形成しても構わない。

本開示に係る技術には、以下の構成例が含まれるが、これに限定されるものではない。

本開示によるアンテナ装置は、基材と、基材の表面に設けられた第１コイルパターン、第２コイルパターン及び第１キャパシタとを備え、第１コイルパターンは、第２コイルパターンよりも開口面積が小さく、且つ、第２コイルパターンの開口領域と重なる位置に配置されており、第１及び第２コイルパターンの一方は第１キャパシタと接続されて閉回路を構成している。

これによれば、第１コイルパターンと第２コイルパターンの距離を短縮されることから、所要スペースが縮小される。また、第１キャパシタが基材の表面に設けられていることから、部品点数も減少する。

第１及び第２コイルパターンは、いずれも基材の一方の表面に設けられていても構わない。これによれば、所要スペースがより縮小されるとともに、部品点数がより削減される。

第１コイルパターンは、第１コイルパターンのコイル軸方向から見て、第１コイルパターンと第２コイルパターンとの間の距離が相対的に大きい区間と小さい区間を有するように配置されていても構わない。これによれば、第１コイルパターンと第２コイルパターンの結合係数を調整することが可能である。

第１キャパシタは、基材を介して対向する電極パターンから構成され、電極パターンと第１及び第２コイルパターンの一方との間の距離は、第１及び第２コイルパターンの一方の隣接するパターンの間隔よりも大きくても構わない。これによれば、第１及び第２コイルパターンの一方が発生する磁界が第１キャパシタの影響を受けることを抑制できる。

第１コイルパターンと第２コイルパターンの結合係数は、０．１５以上、０．２２以下であっても構わないし、０．１７以上、０．１９以下であっても構わない。これによれば、通信距離を拡大することが可能となる。

本開示によるアンテナ装置は、第１及び第２コイルパターンの他方と接続される第２キャパシタをさらに備え、第１及び第２コイルパターンの一方と第１キャパシタは第１共振回路を構成し、第１及び第２コイルパターンの他方と第２キャパシタは第２共振回路を構成し、第１共振回路の共振周波数と第２共振回路の共振周波数との差は、３ＭＨｚ以上であっても構わない。これによれば、通信距離を拡大することが可能となる。この場合、第１共振回路の共振周波数と第２共振回路の共振周波数は、いずれも無線通信に用いられる周波数とは異なっていても構わないし、無線通信に用いられる周波数は、第１共振回路の共振周波数と第２共振回路の共振周波数との間に設定されていても構わない。これによれば、通信距離をより拡大することが可能となる。

第１及び第２コイルパターンは軸方向から見ていずれも略矩形状であり、第１コイルパターンの角部は、第２コイルパターンの角部よりも曲率半径が小さくても構わない。これによれば、第２コイルパターンの電界集中を緩和することができるとともに、第１コイルパターンの開口面積を拡大することができる。

また、本開示によるアンテナモジュールは、上記のアンテナ装置と、アンテナ装置と重なる位置に配置される金属部材と、アンテナ装置と金属部材との間に配置される磁性体と、第１及び第２コイルパターンの他方を介して送受信を行うＩＣモジュールとを備える。これによれば、小型で部品点数の少ないアンテナモジュールを提供することが可能となる。

第１及び第２コイルパターンの他方は、ＩＣモジュールに接続されていても構わない。これによれば、構成が簡素化される。この場合、第１及び第２コイルパターンの他方は、第１及び第２コイルパターンの一方よりもパターン幅が大きくても構わない。これによれば、ＩＣモジュールに接続される第１及び第２コイルパターンの他方の抵抗値が低減される。

本開示によるアンテナモジュールは、第１及び第２コイルパターンの他方と接続される第３コイルパターンをさらに備え、第３コイルパターンとＩＣモジュールは、電磁界結合していても構わない。これによれば、端子電極を排除することが可能となる。

１ アンテナ装置
２ 基材
２ａ，２ｂ 基材の表面
３ 金属部材
４ 磁性体
５ ＩＣモジュール
１０，２０，３０，４０，５０，６０ 導体パターン
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１ 外周端
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２ 内周端
１３，１５，２３，３３，３４，３６，３８，４３，５３，５６，５７，６４，７３，７５ スルーホール導体
１４，３５，３７，７４，７６ 接続パターン
１９，２９ 角部
２４，２５，４４，４５，５４，５５，６３，６５ キャパシタ電極パターン
Ｃ１～Ｃ３ キャパシタ
ＣＰ１～ＣＰ２ コイルパターン
Ｅ１～Ｅ４ 端子電極

Claims (14)

1. 基材と、
   前記基材の表面に設けられた第１コイルパターン、第２コイルパターン及び第１キャパシタと、を備え、
   前記第１コイルパターンは、前記第２コイルパターンよりも開口面積が小さく、且つ、前記第２コイルパターンの開口領域と重なる位置に配置されており、
   前記第１及び第２コイルパターンの一方は、前記第１キャパシタと接続されて閉回路を構成している、アンテナ装置。
2. 前記第１及び第２コイルパターンは、いずれも前記基材の一方の表面に設けられている、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１コイルパターンは、前記第１コイルパターンのコイル軸方向から見て、前記第１コイルパターンと前記第２コイルパターンとの間の距離が相対的に大きい区間と小さい区間を有するように配置されている、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記第１キャパシタは、前記基材を介して対向する電極パターンから構成され、
   前記電極パターンと前記第１及び第２コイルパターンの前記一方との間の距離は、前記第１及び第２コイルパターンの前記一方の隣接するパターンの間隔よりも大きい、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
5. 前記第１コイルパターンと前記第２コイルパターンの結合係数は、０．１５以上、０．２２以下である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
6. 前記第１コイルパターンと前記第２コイルパターンの結合係数は、０．１７以上、０．１９以下である、請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 前記第１及び第２コイルパターンの他方と接続される第２キャパシタをさらに備え、
   前記第１及び第２コイルパターンの前記一方と前記第１キャパシタは、第１共振回路を構成し、
   前記第１及び第２コイルパターンの前記他方と前記第２キャパシタは、第２共振回路を構成し、
   前記第１共振回路の共振周波数と前記第２共振回路の共振周波数との差は、３ＭＨｚ以上である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
8. 前記第１共振回路の共振周波数と前記第２共振回路の共振周波数は、いずれも無線通信に用いられる周波数とは異なる、請求項７に記載のアンテナ装置。
9. 前記無線通信に用いられる周波数は、前記第１共振回路の共振周波数と前記第２共振回路の共振周波数との間に設定される、請求項８に記載のアンテナ装置。
10. 前記第１及び第２コイルパターンは、軸方向から見ていずれも略矩形状であり、
    前記第１コイルパターンの角部は、前記第２コイルパターンの角部よりも曲率半径が小さい、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
    前記アンテナ装置と重なる位置に配置される金属部材と、
    前記アンテナ装置と前記金属部材との間に配置される磁性体と、
    前記第１及び第２コイルパターンの他方を介して送受信を行うＩＣモジュールと、を備えるアンテナモジュール。
12. 前記第１及び第２コイルパターンの前記他方は、前記ＩＣモジュールに接続されている、請求項１１に記載のアンテナモジュール。
13. 前記第１及び第２コイルパターンの前記他方は、前記第１及び第２コイルパターンの前記一方よりもパターン幅が大きい、請求項１２に記載のアンテナモジュール。
14. 前記第１及び第２コイルパターンの前記他方と接続される第３コイルパターンをさらに備え、
    前記第３コイルパターンと前記ＩＣモジュールは、電磁界結合する、請求項１１に記載のアンテナモジュール。

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