JP4885092B2 - ブースターアンテナコイル - Google Patents
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(2) 双峰特性の2つのピークに大小の差が出るように、前記第1のアンテナコイルを含む前記第1の共振回路と前記第2のアンテナコイルを含む前記第2の共振回路とは、互いに異なる共振周波数が設定されている。
(3) 前記第1のアンテナコイルを含む前記第1の共振回路は、外部との通信用の搬送周波数が、双峰特性の2つのピークのうち、高い方のピークに設定されている。
まず、本実施形態の基本構成を、図1及び図2を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、RFIDリーダライタ1側に設けられたPコイル11及び共振用回路12、ブースターアンテナ2を構成するQコイル21及びキャパシタ22、RFIDリーダライタ1との通信を行うRFIDタグ3等によって構成されている。
M:相互インダクタンス
Np:Pコイルの巻き数
Nq:Qコイルの巻き数
a:Pコイルの半径
b:Qコイルの半径
z:中心軸上の距離
k:結合係数
Lp:Pコイルのインダクタンス
Lq:Qコイルのインダクタンス
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した複数の実施例と比較例に基づいて説明する。
比較例1〜4と、本実施形態を適用した実施例1〜4について、所定の入力電圧による出力電流について、シミュレーションを行った結果のデータを示す。ここで、シミュレーションを出力電流に着目して行ったのは、次の理由による。
Z:コイル中心からの距離(m)
a:コイルの半径
H(z):コイル中心からの距離Zでの磁界の強さ(A/m)
N:巻き数
I:コイル電流(A)
Fp:Pコイルの共振周波数
Fq:Qコイルの共振周波数
K:PコイルとQコイルの結合係数
(1)Fp=Fqの場合
双峰特性の2つのピークの高さは、殆ど同じである。
(2)Fp≠Fqの場合
Fp>Fqでは、双峰特性の2つのピークのうち、低周波側のピークが大きく なり、高周波側のピークが小さくなる。
Fp<Fqでは、双峰特性の2つのピークのうち、高周波側のピークが大きく なり、低周波側のピークが小さくなる。
比較例0,1,2と実施例1について、通信距離の測定を行った結果のデータを、表3及び図6のグラフに示す。測定対象である比較例0,1,2、実施例1は、以下の A〜Dである(搬送周波数13.56MHz)。
A:PコイルのみでQコイルがない場合
B:Qコイルを配置しただけの場合
C:Fp=Fqで、2つのピークの一方に搬送周波数を設定した場合
D:Fp>Fqで、2つのピークのうち、大きい方のピークに搬送周波数を設定し た場合
・Pコイル:半径3.5mm、巻き数7T
・Qコイル:半径10mm、巻き数3T
次に、比較例2,4と、実施例3,4,5について、次の表4の条件において、Pコイル11の電流Ip、Qコイル21の電流Iqのシミュレーションを実行した結果を、図7に示す(搬送周波数13.56MHz)。シミュレーションの入力電圧は1Vとした。実施例3,4,5はFp>Fqの場合の結合係数Kを変化させたものであり(G〜I)、比較例4は比較例2の結合係数Kを変化させたものである(J)。
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではなく、各部材の材質、大きさ、形状、数、配置等は、適宜変更可能である。例えば、Pコイル、Qコイルの大きさや形状は、図1で例示したものには限定されない。従って、円形、楕円形、方形、その他の形状であってもよい。
2…ブースターアンテナ
3…RFIDタグ
11…Pコイル
21…Qコイル
Claims (3)
- 第1のアンテナコイル、キャパシタ及び電源を含み、所定の共振周波数により共振する第1の共振回路と、第2のアンテナコイル及びキャパシタを含み、所定の共振周波数により共振する第2の共振回路とを有する結合共振回路を備え、
前記第1のアンテナコイルと前記第2のアンテナコイルは、双峰特性が生じる位置に配設され、
双峰特性の2つのピークに大小の差が出るように、前記第1のアンテナコイルを含む前記第1の共振回路と前記第2のアンテナコイルを含む前記第2の共振回路とは、互いに異なる共振周波数が設定され、
前記第1のアンテナコイルを含む前記第1の共振回路は、外部との通信用の搬送周波数が、双峰特性の2つのピークのうち、高い方のピークに設定されていることを特徴とするブースターアンテナコイル。 - 第1のアンテナコイル、キャパシタ及び電源を含み、所定の共振周波数により共振する第1の共振回路と、第2のアンテナコイル及びキャパシタを含み、所定の共振周波数により共振する第2の共振回路とを有する結合共振回路を備え、
前記第1のアンテナコイルと前記第2のアンテナコイルは、双峰特性が生じる位置に配設され、
双峰特性の2つのピークに大小の差が出るように、前記第1のアンテナコイルを含む前記第1の共振回路と前記第2のアンテナコイルを含む前記第2の共振回路とは、互いに異なる共振周波数が設定され、
前記第1のアンテナコイルを含む前記第1の共振回路は、外部との通信用の搬送周波数が、前記第1のアンテナコイルを含む前記第1の共振回路と前記第2のアンテナコイルを含む前記第2の共振回路の共振周波数が同じ場合の双峰特性のピークを超える範囲に設定されていることを特徴とするブースターアンテナコイル。 - 前記第1のアンテナコイルを含む前記第1の共振回路と前記第2のアンテナコイルを含む前記第2の共振回路との結合係数が、概ね0.004以上となるように、前記第1のアンテナコイルのインダクタンス、前記第2のアンテナコイルのインダクタンス、前記第1のアンテナコイル及び前記第2のアンテナコイルの相互インダクタンスが設定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のブースターアンテナコイル。
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