JP5472231B2 - 携帯端末機器 - Google Patents

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Description

本発明は、携帯端末機器、特に、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)システムに用いられる、無線通信用回路と電気的に接続された給電回路を設けた携帯端末機器に関する。
近年、物品の管理システムとして、誘導電磁界を発生するリーダライタと物品に付された所定の情報を記憶したＩＣタグ（以下、無線ＩＣデバイスと称する）とを非接触方式で通信し、情報を伝達するＲＦＩＤシステムが開発されている。ＲＦＩＤシステムに使用される無線ＩＣデバイスとしては、例えば、特許文献１，２に記載のものが知られている。
即ち、図４２に示すように、プラスチックフィルム６００上にアンテナパターン６０１を設け、該アンテナパターン６０１の一端に無線ＩＣチップ６１０を取り付けたもの、図４３に示すように、プラスチックフィルム６２０上にアンテナパターン６２１と放射用電極６２２とを設け、アンテナパターン６２１の所定箇所に無線ＩＣチップ６１０を取り付けたものが提供されている。
しかしながら、従来の無線ＩＣデバイスにおいては、無線ＩＣチップ６１０をアンテナパターン６０１，６２１にＡｕバンプを用いて電気的に導通するように接続、搭載するため、大面積のフィルム６００，６２０に微小な無線ＩＣチップ６１０を位置決めする必要がある。しかし、大面積のフィルム６００，６２０に微小な無線ＩＣチップ６１０を実装することは極めて困難で、実装時に位置ずれを生じるとアンテナにおける共振周波数特性が変化するという問題点を有している。また、アンテナにおける共振周波数特性は、アンテナパターン６０１，６２１が丸められたり、誘電体に挟まれたりする（例えば、書籍のなかに挟み込まれる）ことでも変化する。
無線ＩＣデバイスの用途は無限に広がっているが、アンテナの配置状態などによって共振周波数特性が変化するので、様々な物品に取り付けることが困難であるのが現状である。
特開２００５−１３６５２８号公報 特開２００５−２４４７７８号公報
そこで、本発明の目的は、安定した周波数特性を有する給電回路を備え、様々な方式での通信が可能な携帯端末機器を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明に係る携帯端末機器は、
インダクタンス素子及びキャパシタンス素子を含む給電回路と、前記給電回路と電気的に接続された無線通信用回路と、前記給電回路のインダクタンス素子又はキャパシタンス素子と電磁界結合する放射板と、を備えた携帯端末機器であって、
前記放射板は、前記携帯端末機器の金属筺体部分であり、又は筺体に塗布された導電性塗料であり、かつ、前記給電回路の共振周波数で実質的に決まる周波数の送信信号を放射する、及び／又は、受け取った受信信号を前記電磁界結合を介して前記給電回路に供給すること、
を特徴とする。
本発明に係る携帯端末機器において、無線通信用回路は給電回路と電気的に接続され、給電回路のインダクタンス素子又はキャパシタンス素子が放射板と電磁界結合される。そして、放射板から放射する送信信号の周波数及び無線通信用回路に供給する受信信号の周波数は、給電回路の共振周波数で実質的に決まる。実質的に決まるとは、給電回路と放射板の位置関係などで周波数が微少にずれることがあることによる。つまり、無線通信用回路と接続した給電回路において送受信信号の周波数が決まるため、放射板の形状やサイズ、配置位置などによらず、例えば、放射板を丸めたり、誘電体で挟んだりしても周波数特性が変化することがなく、安定した周波数特性が得られる。従って、様々な方式での通信が可能となる。
本発明に係る携帯端末機器において、放射板は携帯端末機器そのものが本来有している金属物であってもよく、例えば、その金属製筐体を放射板とすることができる。また、放射板は放射板用に携帯端末機器に付与された金属板や導電性塗料であってもよい。
また、本発明に係る携帯端末機器において、前記給電回路はキャパシタンス素子とインダクタンス素子とで構成された集中定数型共振回路であることが好ましい。集中定数型共振回路はＬＣ直列共振回路又はＬＣ並列共振回路であってもよく、あるいは、複数のＬＣ直列共振回路又は複数のＬＣ並列共振回路を含んで構成されていてもよい。共振回路は分布定数型共振回路で構成することも可能であり、その場合共振回路のインダクタはストリップラインなどで形成することになる。しかし、キャパシタンス素子とインダクタンス素子とで形成できる集中定数型共振回路で構成すれば、小型化を容易に達成でき、放射板などの他の素子からの影響を受けにくくなる。共振回路を複数の共振回路で構成すれば、各共振回路が結合することにより、送信信号が広帯域化する。
また、前記キャパシタンス素子は、無線通信用回路と前記インダクタンス素子との間に配置すると、耐サージ性が向上する。サージは２００ＭＨｚまでの低周波電流なので、コンデンサによってカットすることができ、無線通信用回路のサージ破壊を防止することができる。
前記給電回路は複数の誘電体層又は磁性体層を積層してなる多層基板にて構成されていてもよく、この場合、キャパシタンス素子とインダクタンス素子は多層基板の表面及び／又は内部に形成される。給電回路を多層基板で構成することにより、共振回路を構成する素子（電極など）を基板の表面のみならず内部にも形成することができ、基板の小型化を図ることができる。また、共振回路素子のレイアウトの自由度が高くなり、共振回路の高性能化を図ることも可能になる。多層基板は、複数の樹脂層を積層してなる樹脂多層基板であってもよく、あるいは、複数のセラミック層を積層してなるセラミック多層基板であってもよい。また、薄膜形成技術を利用した薄膜多層基板であってもよい。セラミック多層基板である場合、セラミック層は低温焼結セラミック材料で形成することが好ましい。抵抗値の低い銀や銅を共振回路部材として用いることができるからである。
一方、前記給電回路は誘電体又は磁性体の単層基板にて構成されていてもよく、この場合、キャパシタンス素子及び／又はインダクタンス素子は単層基板の表面に形成されることになる。単層基板の材料は樹脂であってもセラミックであってもよい。キャパシタンス素子は単層基板の表裏に形成した平面形状電極の間で形成してもよく、あるいは、単層基板の一面に並置した電極の間で形成することもできる。
給電回路はリジッドな樹脂製又はセラミック製の基板にて構成されていることが好ましい。基板がリジッドであれば、該基板をどのような形状部分に貼り付けた場合でも送信信号の周波数が安定する。しかも、リジッドな基板に対しては無線通信用回路を安定して搭載することができる。
ところで、放射板は帯状の電極であって、その帯状の電極の長さは共振周波数の半波長の整数倍であることが好ましく、利得が最も大きくなる。但し、周波数は共振回路で実質的に決められているので、放射板の長さは必ずしも共振周波数の半波長の整数倍である必要はない。このことは、放射板が特定の共振周波数を有するアンテナ素子である場合に比べて、大きな利点となる。
本発明によれば、送信信号や受信信号の周波数は、給電回路にて決められているため、給電回路を種々の形態の放射板と組み合わせても周波数特性が変化することはなく、安定した周波数特性が得られる。また、給電回路基板を無線通信用回路基板上に極めて精度よく搭載することができる。従って、携帯端末機器そのものが本来有している金属物あるいは携帯端末機器に付与された金属板や導電性塗料を放射板として利用することにより、様々な方式での通信が可能となる。
（Ａ），（Ｂ）ともに本発明に係る物品を構成する給電回路及び無線通信用回路の基本構成を示すブロック図である。 無線通信用回路基板と給電回路基板の組合せ例１を示す斜視図である。 無線通信用回路基板と給電回路基板の組合せ例２を示す側面図である。 無線通信用回路基板と給電回路基板の組合せ例３を示す側面図である。 無線通信用回路基板と給電回路基板の組合せ例４を示す断面図である。 電磁結合モジュールの第１例を示す斜視図である。 前記第１例の断面図である。 前記第１例の等価回路図である。 前記第１例の給電回路基板を示す分解斜視図である。 （Ａ），（Ｂ）ともに無線通信用回路基板と給電回路基板との接続状態を示す斜視図である。 電磁結合モジュールの第２例を示す斜視図である。 電磁結合モジュールの第３例を示す斜視図である。 電磁結合モジュールの第４例を示す断面図である。 電磁結合モジュールの第５例を示す等価回路図である。 電磁結合モジュールの第６例を示す等価回路図である。 電磁結合モジュールの第７例を示す等価回路図である。 電磁結合モジュールの第８例を示す断面図である。 前記第８例の等価回路図である。 前記第８例の給電回路基板を示す分解斜視図である。 電磁結合モジュールの第９例を示す等価回路図である。 電磁結合モジュールの第１０例を示す等価回路図である。 前記第１０例の給電回路基板を示す分解斜視図である。 電磁結合モジュールの第１１例を示す斜視図である。 電磁結合モジュールの第１２例を示す断面図である。 前記第１２例の給電回路基板を示す分解斜視図である。 第１３例を示す等価回路図である。 前記第１３例の給電回路基板を示す分解斜視図である。 電磁結合モジュールの第１４例を示す等価回路図である。 前記第１４例の給電回路基板を示す分解斜視図である。 前記第１４例の反射特性を示すグラフである。 電磁結合モジュールの第１５例を示す等価回路図である。 前記第１５例の給電回路基板を示す分解斜視図である。 前記第１５例の無線通信用回路基板を示し、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は拡大断面図である。 電磁結合モジュールの第１６例を示す等価回路図である。 前記第１６例の給電回路基板を示す分解斜視図である。 電磁結合モジュールの第１７例を示す分解斜視図である。 前記第１７例において、無線通信用回路基板を搭載した給電回路基板の底面図である。 前記第１７例の側面図である。 前記第１７例の変形例を示す側面図である。 電磁結合モジュールの第１８例を示す分解斜視図である。 本発明に係る携帯端末機器の一実施例を示す斜視図である。 従来の無線ＩＣデバイスの第１例を示す平面図である。 従来の無線ＩＣデバイスの第２例を示す平面図である。
以下、本発明に係る携帯端末機器の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する各種の無線通信用回路基板、給電回路基板及び各種物品において共通する部品、部分は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
（基本回路構成、図１参照）
本発明に係る携帯端末機器における基本回路構成は、図１（Ａ）に示すように、給電回路１６が無線通信用回路（モデム）４と電気的に導通するように接続され、給電回路１６は放射板２０と電磁界結合されている。放射板２０は以下の実施例で説明する携帯端末機器が本来有している金属物あるいは物品に付与された金属板である。
無線通信用回路４は、例えば、携帯電話などに搭載されるものであり、高周波信号の送受信を行うＲＦ部と、その高周波信号をベースバンド信号に変換するＢＢ部とから構成されている。なお、ＲＦ部とＢＢ部で信号を処理するためには信号処理用のＩＣやインダクタ、コンデンサあるいはフィルタなどの部品が必要である。これらのＩＣや部品は所定の基板上に実装されたり、内蔵されることにより無線通信回路４を構成している。図１（Ｂ）に示すように、例えば、近距離無線通信システムの一つであるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信用回路では、無線通信用及び信号処理用のＩＣであるＲＦ／ＢＢ用ＩＣ４ａ、平衡−不平衡変換器であるバラン４ｂ、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）４ｃからなり、それらの部品を実装あるいは内蔵する無線通信用回路基板として構成される。また、給電回路１６は以下に説明するインダクタンス素子を含む共振回路からなり、給電回路基板として構成される。さらに、無線通信用回路４は、給電回路１６を介することによりリーダライタとの信号を送受信する機能も有している。
（無線通信用回路基板と給電回路基板との組合せ、図２〜図５参照）
図２は両者の組合せ例１を示し、給電回路１６を含む給電回路基板１０の裏面に設けた電極が無線通信用回路４と接続されるように無線通信用回路基板に形成されている電極３ａと半田付けなどで接続されている。また、給電回路１６は給電回路基板１０の表面に設けた電極２５及び導体２２を介して放射板２０と電磁界結合している。符号３ｂはグランド電極を示している。なお、電極２５と導体２２又は放射板２０と導体２２とは、導電性接着剤や半田などにより電気的に導通するように接続してもよく、あるいは、絶縁性接着剤などにより電気的に絶縁された状態で接続してもよい。
図３は組合せ例２を示し、無線通信用回路４は基板５上に設けたＩＣ４ａ、ＢＰＦ４ｃやコンデンサ４ｄとして形成されている。バラン４ｂは基板５に内蔵されている。また、基板５上には給電回路１６を設けた給電回路基板１０が半田バンプ６によって接続されている。他の構成は前記組合せ例１と同様である。
図４は組合せ例３を示し、無線通信用回路４と給電回路１６とは基板５ａに一体的に形成されている。給電回路１６は基板５ａ上に圧接するばね性を有する導体２３を介して放射板２０と電磁界結合している。他の構成は前記組合せ例２と同様である。なお、組合せ例１と同様に、放射板２０と導体２３とは導電性接着剤や半田などにより電気的に導通するように接続してもよく、あるいは、絶縁性接着剤などにより電気的に絶縁された状態で接続してもよい。
図５は組合せ例４を示し、基板５上に搭載した給電回路基板１０内に設けた給電回路１６は、基板５上に固定した放射板２０（金属ケース）と電磁界結合している。他の構成は前記組合せ例２と同様である。
（電磁結合モジュールの第１例、図６〜図１１参照）
第１例である電磁結合モジュール１ａは、モノポールタイプの放射板２０と組み合わせたものであり、図６及び図７に示すように、無線通信用回路基板５と、上面に該回路基板５を搭載した給電回路基板１０とで構成され、帯状の電極である放射板２０上に貼着されている。無線通信用回路基板５は、図１（Ｂ）に示した無線通信用回路４を含み、給電回路基板１０に内蔵された給電回路１６と電気的に導通するように接続されている。
給電回路１６は、所定の周波数を有する送信信号を放射板２０に供給するための回路、及び／又は、放射板２０で受けた信号から所定の周波数を有する受信信号を選択し、無線通信用回路基板５に供給するための回路であり、送受信信号の周波数で共振する共振回路を備えている。
給電回路基板１０には、図７及び図８に示すように、ヘリカル型のインダクタンス素子Ｌ及びキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２からなる集中定数型のＬＣ直列共振回路にて構成した給電回路１６が内蔵されている。詳しくは、分解斜視図である図９に示すように、給電回路基板１０は誘電体からなるセラミックシート１１Ａ〜１１Ｇを積層、圧着、焼成したもので、接続用電極１２とビアホール導体１３ａを形成したシート１１Ａ、キャパシタ電極１４ａを形成したシート１１Ｂ、キャパシタ電極１４ｂとビアホール導体１３ｂを形成したシート１１Ｃ、ビアホール導体１３ｃを形成したシート１１Ｄ、インダクタ電極１５ａとビアホール導体１３ｄを形成したシート１１Ｅ、ビアホール導体１３ｅを形成したシート１１Ｆ（１枚もしくは複数枚）、インダクタ電極１５ｂを形成したシート１１Ｇからなる。なお、各セラミックシート１１Ａ〜１１Ｇは磁性体のセラミック材料からなるシートであってもよく、給電回路基板１０は従来から用いられているシート積層法、厚膜印刷法などの多層基板の製作工程により容易に得ることができる。
以上のシート１１Ａ〜１１Ｇを積層することにより、ヘリカルの巻回軸が放射板２０と平行なインダクタンス素子Ｌと、該インダクタンス素子Ｌの両端にキャパシタ電極１４ｂが接続され、かつ、キャパシタ電極１４ａがビアホール導体１３ａを介して接続用電極１２に接続されたキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２が形成される。そして、無線通信用回路基板側電極である接続用電極１２が半田バンプ６を介して無線通信用回路基板５の給電回路基板側電極（図示せず）と電気的に導通するように接続される。
即ち、給電回路を構成する素子のうち、コイル状電極であるインダクタンス素子Ｌから、磁界結合により放射板２０に送信信号を給電し、また、放射板２０からの受信信号は、磁界結合によりインダクタンス素子Ｌに給電される。そのため、給電回路基板１０において、共振回路を構成するインダクタンス素子、キャパシタンス素子のうち、インダクタンス素子が放射板２０に近くなるようにレイアウトすることが望ましい。
放射板２０は、本第１例では、アルミ箔や銅箔などの非磁性体からなる長尺体、即ち、両端開放型の金属体であり、ＰＥＴなどの絶縁性のフレキシブルな樹脂フィルム２１を素体とする物品上に形成されている。前記給電回路基板１０はその下面が接着剤１８からなる絶縁性接着層を介して放射板２０上に貼着されている。
サイズ的にその一例を示すと、無線通信用回路基板５の厚さは５０〜１００μｍ、半田バンプ６の厚さは約２０μｍ、給電回路基板１０の厚さは２００〜５００μｍ、接着剤１８の厚さは０．１〜１０μｍ、放射板２０の厚さは１〜５０μｍ、フィルム２１の厚さは１０〜１００μｍである。また、無線通信用回路基板５のサイズ（面積）は、０．４ｍｍ×０．４ｍｍ、０．９ｍｍ×０．８ｍｍなど多様である。給電回路基板１０のサイズ（面積）は、無線通信用回路基板５と同じサイズから３ｍｍ×３ｍｍ程度のサイズで構成できる。
図１０に無線通信用回路基板５と給電回路基板１０との接続形態を示す。図１０（Ａ）は無線通信用回路基板５の裏面及び給電回路基板１０の表面に、それぞれ、一対のアンテナ端子７ａ，１７ａを設けたものである。図１０（Ｂ）は他の接続形態を示し、無線通信用回路基板５の裏面及び給電回路基板１０の表面に、それぞれ、一対のアンテナ端子７ａ，１７ａに加えて、グランド端子７ｂ，１７ｂを設けたものである。但し、給電回路基板１０のグランド端子１７ｂは終端しており、給電回路基板１０の他の素子に接続されているわけではない。
図８に電磁結合モジュール１ａの等価回路を示す。この電磁結合モジュール１ａは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と主として磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２からなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌから、磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。
なお、給電回路１６と放射板２０との結合は、磁界結合が主であるが、電界結合が存在していてもよい。本発明において、「電磁界結合」とは、電界及び／又は磁界を介しての結合を意味する。
第１例である電磁結合モジュール１ａにおいて、無線通信用回路基板５は給電回路１６を内蔵した給電回路基板１０上に電気的に導通するように接続されており、給電回路基板１０は無線通信用回路基板５とほぼ同じ面積であり、かつ、リジッドであるため、従来の如く広い面積のフレキシブルなフィルム上に搭載するよりも無線通信用回路基板５を極めて精度よく位置決めして搭載することが可能である。しかも、給電回路基板１０はセラミック材料からなり、耐熱性を有するため、無線通信用回路基板５を給電回路基板１０に半田付けすることができる。つまり、従来の如く超音波接合法を用いないため、安価につき、かつ、超音波接合時に加わる圧力で無線通信用回路基板５が破損するおそれはなく、半田リフローによるセルフアライメント作用を利用することもできる。
また、給電回路１６においては、インダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２で構成された共振回路にて共振周波数特性が決定される。放射板２０から放射される信号の共振周波数は、給電回路１６の自己共振周波数に実質的に相当し、信号の最大利得は、給電回路１６のサイズ、形状、給電回路１６と放射板２０との距離及び媒質の少なくともいずれか一つで実質的に決定される。具体的には、本第１例において、放射板２０の長手方向の長さは共振周波数に相当する波長λの１／２とされている。但し、放射板２０の長手方向の長さはλ／２の整数倍でなくてもよい。即ち、本発明において、放射板２０から放射される信号の周波数は、共振回路（給電回路１６）の共振周波数によって実質的に決まるので、周波数特性に関しては、放射板２０の長手方向の長さに実質的に依存しない。放射板２０の長手方向の長さがλ／２の整数倍であると、利得が最大になるので好ましい。
以上のごとく、給電回路１６の共振周波数特性は給電回路基板１０に内蔵されているインダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２で構成された共振回路にて決定されるため、電磁結合モジュール１ａを書籍の間に挟んだりしても共振周波数特性が変化することはない。また、電磁結合モジュール１ａを丸めて放射板２０の形状を変化させたり、放射板２０のサイズを変化させても、共振周波数特性が変化することはない。また、インダクタンス素子Ｌを構成するコイル状電極は、その巻回軸が放射板２０と平行に形成されているため、コイル状電極と放射板２０との間に発生する浮遊容量のコイル位置による差が小さいために中心周波数が変動しないという利点を有している。また、無線通信用回路基板５の後段に、キャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２が挿入されているため、この素子Ｃ１，Ｃ２で低周波数のサージをカットすることができ、無線通信用回路基板５をサージから保護できる。
さらに、給電回路基板１０はリジッドな多層基板であるために、無線通信用回路基板５を半田付けする際の取扱いに便利である。しかも、放射板２０はフレキシブルな金属膜によって形成されているため、例えば、包装用フィルム上に形成したり、円柱状体の表面に何ら支障なく形成することができる。
なお、本発明において、共振回路は無線通信用回路のインピーダンスと放射板のインピーダンスを整合させるための整合回路を兼ねていてもよい。あるいは、給電回路基板は、インダクタンス素子やキャパシタンス素子で構成された、共振回路とは別に設けられた整合回路をさらに備えていてもよい。共振回路に整合回路の機能をも付加しようとすると、共振回路の設計が複雑になる傾向がある。共振回路とは別に整合回路を設ければ、共振回路、整合回路をそれぞれ独立して設計できる。
（電磁結合モジュールの第２例、図１１参照）
第２例である電磁結合モジュール１ｂは、図１１に示すように、広い面積の絶縁性・可撓性を有するプラスチックフィルム２１上に広い面積のアルミ箔などで形成した放射板２０上に取り付けたもので、無線通信用回路基板５を搭載した給電回路基板１０が放射板２０の任意の位置に接着されている。
なお、電磁結合モジュール１ｂの構成、即ち、給電回路基板１０の内部構成は前記第１例と同様である。従って、本第２例の作用効果は基本的に第１例と同様であり、さらに、給電回路基板１０の接着位置にそれほど高い精度が要求されない利点を有している。
（電磁結合モジュールの第３例、図１２参照）
第３例である電磁結合モジュール１ｃは、図１２に示すように、アルミ箔などで形成した広い面積の放射板２０のメッシュ状部分に取り付けたものである。メッシュは放射板２０の全面に形成されていてもよく、あるいは、部分的に形成されていてもよい。
電磁結合モジュール１ｃの構成は前記第２例と同様であり、給電回路基板１０の接着位置に高精度が要求されない利点に加えて、コイル状電極の磁束がメッシュの開口部を抜けるので給電回路基板１０から発生する磁束の変化（減少）が少なくなり、より多くの磁束が放射板２０を通過できるようになる。従って、信号エネルギーの伝達効率を向上させることができるとともに、貼り合わせによる周波数のずれを少なくできる。
（電磁結合モジュールの第４例、図１３参照）
第４例である電磁結合モジュール１ｄは、図１３に示すように、フィルム２１上の給電回路基板１０との接合面を含めてそれ以外の面（ここでは全面）に放射板２０を介して接着剤１８が塗布されている。この接着剤１８にて、電磁結合モジュール１ｄを備えた物品を他の物品に電磁結合モジュール１ｄを内側にして接着可能である。
なお、電磁結合モジュール１ｄの構成、即ち、給電回路基板１０の内部構成は前記第１例と同様である。従って、本第４例の作用効果は基本的に第１例と同様である。
（電磁結合モジュールの第５例、図１４参照）
第５例である電磁結合モジュール１ｅは、図１４に等価回路として示すように、給電回路基板１０に給電回路１６としてコイル状電極からなるインダクタンス素子Ｌを内蔵したものである。ＬＣ並列共振回路を構成するキャパシタンス素子Ｃはインダクタンス素子Ｌのコイル状電極間の浮遊容量（分布定数型の容量）として形成される。
即ち、一つのコイル状電極であっても自己共振を持っていれば、コイル状電極自身のＬ成分と線間浮遊容量であるＣ成分とでＬＣ並列共振回路として作用し、給電回路１６を構成することができる。従って、この電磁結合モジュール１ｅは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と主として磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子ＣからなるＬＣ並列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌから、磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。
（電磁結合モジュールの第６例、図１５参照）
第６例である電磁結合モジュール１ｆは、図１５に等価回路として示すように、ダイポールタイプの放射板２０に対応した給電回路１６を備えたものであり、給電回路基板に二つのＬＣ並列共振回路からなる給電回路１６を内蔵している。インダクタンス素子Ｌ１及びキャパシタンス素子Ｃ１は無線通信用回路基板５の第１ポート側に接続され、インダクタンス素子Ｌ２及びキャパシタンス素子Ｃ２は無線通信用回路基板５の第２ポート側に接続され、それぞれ、放射板２０，２０と対向している。インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１の端部は開放端とされている。なお、第１ポートと第２ポートは差動回路のＩ／Ｏを構成している。
本第６例の作用効果は基本的に前記第１例と同様である。即ち、この電磁結合モジュール１ｆは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と主として磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１からなるＬＣ並列共振回路及びインダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２からなるＬＣ並列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２から、磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。
（電磁結合モジュールの第７例、図１６参照）
第７例である電磁結合モジュール１ｇは、図１６に等価回路として示すように、ダイポールタイプの放射板２０に対応した給電回路１６を備えたものであり、給電回路基板に二つのＬＣ直列共振回路からなる給電回路１６を内蔵している。各インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は放射板２０，２０と対向し、各キャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２はグランドに接続される。
本第７例の作用効果は基本的に前記第１例と同様である。即ち、この電磁結合モジュール１ｇは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と主として磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１からなるＬＣ直列共振回路及びインダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２からなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２から、磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。
（電磁結合モジュールの第８例、図１７〜図１９参照）
第８例である電磁結合モジュール１ｈは、図１７に示すように、モノポールタイプの放射板２０と組み合わせたものであり、給電回路基板１０に内蔵したインダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子ＣとでＬＣ直列共振回路からなる給電回路１６を構成したものである。図１８に示すように、インダクタンス素子Ｌを構成するコイル状電極は、その巻回軸が放射板２０と垂直に形成され、コイル状電極の巻回軸に平行にかつ放射板２０に垂直な方向に磁界が発生する。この磁界により放射板２０にうず電流が発生し、さらに、そのうず電流により発生した磁界が放射板２０から放射される。
給電回路基板１０は、詳しくは、図１９に示すように、誘電体からなるセラミックシート３１Ａ〜３１Ｆを積層、圧着、焼成したもので、接続用電極３２とビアホール導体３３ａを形成したシート３１Ａ、キャパシタ電極３４ａとビアホール導体３３ｂを形成したシート３１Ｂ、キャパシタ電極３４ｂとビアホール導体３３ｃ，３３ｂを形成したシート３１Ｃ、インダクタ電極３５ａとビアホール導体３３ｄ，３３ｂを形成したシート３１Ｄ（１枚もしくは複数枚）、インダクタ電極３５ｂとビアホール導体３３ｅ，３３ｂを形成したシート３１Ｅ（１枚もしくは複数枚）、インダクタ電極３５ｃを形成したシート３１Ｆからなる。
以上のシート３１Ａ〜３１Ｆを積層することにより、ヘリカルの巻回軸が放射板２０と垂直なインダクタンス素子Ｌと、該インダクタンス素子Ｌと直列にキャパシタンス素子Ｃが接続されたＬＣ直列共振回路からなる給電回路１６が得られる。キャパシタ電極３４ａはビアホール導体３３ａを介して接続用電極３２に接続され、さらに半田バンプ６を介して無線通信用回路基板５と接続され、インダクタンス素子Ｌの一端はビアホール導体３３ｂを介して接続用電極３２に接続され、さらに半田バンプ６を介して無線通信用回路基板５と接続される。
本第８例の作用効果は基本的に前記第１例と同様である。即ち、この電磁結合モジュール１ｈは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と主として磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子ＣからなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌから、磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。
特に、本第８例においては、コイル状電極はその巻回軸が放射板２０と垂直に形成されているため、放射板２０への磁束成分が増加して信号エネルギーの伝達効率が向上し、利得が大きいという利点を有している。
（電磁結合モジュールの第９例、図２０参照）
第９例である電磁結合モジュール１ｉは、図２０に等価回路として示すように、前記第８例で示したインダクタンス素子Ｌのコイル状電極の巻回幅（コイル径）を放射板２０に向かって徐々に大きく形成したものである。他の構成は前記第８例と同様である。
本第９例は前記第８例と同様の作用効果を奏し、加えて、インダクタンス素子Ｌのコイル状電極の巻回幅（コイル径）が放射板２０に向かって徐々に大きく形成されているため、信号の伝達効率が向上する。
（電磁結合モジュールの第１０例、図２１及び図２２参照）
第１０例である電磁結合モジュール１ｊは、図２１に等価回路として示すように、ダイポールタイプの放射板２０に対応したものであり、給電回路基板１０に二つのＬＣ直列共振回路からなる給電回路１６を内蔵したものである。
給電回路基板１０は、詳しくは、図２２に示すように、誘電体からなるセラミックシート４１Ａ〜４１Ｆを積層、圧着、焼成したもので、接続用電極４２とビアホール導体４３ａを形成したシート４１Ａ、キャパシタ電極４４ａを形成したシート４１Ｂ、キャパシタ電極４４ｂとビアホール導体４３ｂを形成したシート４１Ｃ、インダクタ電極４５ａとビアホール導体４３ｃを形成したシート４１Ｄ（１枚もしくは複数枚）、インダクタ電極４５ｂとビアホール導体４３ｄを形成したシート４１Ｅ（１枚もしくは複数枚）、インダクタ電極４５ｃを形成したシート４１Ｆからなる。
以上のシート４１Ａ〜４１Ｆを積層することにより、ヘリカルの巻回軸が放射板２０と垂直なインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と、該インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と直列にキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２が接続された二つのＬＣ直列共振回路からなる給電回路１６が得られる。キャパシタ電極４４ａはビアホール導体４３ａを介して接続用電極４２に接続され、さらに半田バンプを介して無線通信用回路基板５と接続される。
本第１０例の作用効果は基本的に前記第１例と同様である。即ち、この電磁結合モジュール１ｊは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と主として磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１からなるＬＣ直列共振回路及びインダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２からなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２から、磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。
また、キャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２が無線通信用回路基板５の後段であって、無線通信用回路基板５とインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２との間に配置されているため、耐サージ性が向上する。サージは２００ＭＨｚまでの低周波電流であるためにキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２によってカットすることができ、無線通信用回路基板５のサージ破壊が防止されることになる。
なお、本第１０例では、キャパシタンス素子Ｃ１とインダクタンス素子Ｌ１からなる共振回路とキャパシタンス素子Ｃ２とインダクタンス素子Ｌ２からなる共振回路は互いに結合しているわけではない。
（電磁結合モジュールの第１１例、図２３参照）
第１１例である電磁結合モジュール１ｋは、図２３に示すように、セラミックあるいは耐熱性樹脂からなるリジッドな給電回路基板５０の表面にコイル状電極、即ち、スパイラル型のインダクタンス素子からなる給電回路５６を単層の基板５０上に設けたものである。給電回路５６の両端部は無線通信用回路基板５と半田バンプを介して直接的に接続され、給電回路基板５０は放射板２０を保持するフィルム２１上に接着剤にて貼着されている。また、給電回路５６を構成する互いに交差するインダクタ電極５６ａとインダクタ電極５６ｂ，５６ｃは図示しない絶縁膜によって隔てられている。
本第１１例における給電回路５６は、スパイラルに巻かれたインダクタ電極間に形成される浮遊容量をキャパシタンス成分として利用したＬＣ並列共振回路を構成している。また、給電回路基板５０は誘電体又は磁性体からなる単層基板である。
第１１例である電磁結合モジュール１ｋにおいては、給電回路５６は放射板２０と主として磁界結合されている。従って、前記各例と同様に、発信機から放射される高周波信号を放射板２０で受信し、給電回路５６を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路５６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路５６のインダクタンス素子から、磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。
そして、無線通信用回路基板５はリジッドで小さな面積の給電回路基板５０上に設けられている点で前記第１例と同様に、位置決め精度が良好であり、給電回路基板５０と半田バンプによって接続することが可能である。
（電磁結合モジュールの第１２例、図２４及び図２５参照）
第１２例である電磁結合モジュール１ｌは、図２４に示すように、給電回路５６のコイル状電極を給電回路基板５０に内蔵したものである。給電回路基板５０は、図２５に示すように、誘電体からなるセラミックシート５１Ａ〜５１Ｄを積層、圧着、焼成したもので、接続用電極５２とビアホール導体５３ａを形成したシート５１Ａ、インダクタ電極５４ａとビアホール導体５３ｂ，５３ｃを形成したシート５１Ｂ、インダクタ電極５４ｂを形成したシート５１Ｃ、無地のシート５１Ｄ（複数枚）からなる。
以上のシート５１Ａ〜５１Ｄを積層することによりコイル状電極において、スパイラル状に巻かれたインダクタンス素子とスパイラル状電極の線間の浮遊容量で形成されたキャパシタンス成分とで構成された共振回路を含む給電回路５６を内蔵した給電回路基板５０が得られる。そして、給電回路５６の両端に位置する接続用電極５２が半田バンプ６を介して無線通信用回路基板５に接続される。本第１２例の作用効果は前記第１１例と同様である。
（電磁結合モジュールの第１３例、図２６及び図２７参照）
第１３例である電磁結合モジュール１ｍは、図２６に等価回路として示すように、給電回路基板１０と放射板２０とを容量結合したものである。給電回路基板１０には、二つのＬＣ直列共振回路からなる給電回路１６を内蔵している。インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の一端は無線通信用回路基板５に接続され、他端は基板１０の表面に設けられたキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２を構成するキャパシタ電極７２ａ，７２ｂ（図２７参照）に接続されている。また、キャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２を構成するいま一つのキャパシタ電極は放射板２０の端部２０ａ，２０ｂが担っている。
給電回路基板１０は、詳しくは、図２７に示すように、誘電体からなるセラミックシート７１Ａ〜７１Ｆを積層、圧着、焼成したもので、キャパシタ電極７２ａ，７２ｂとビアホール導体７３ａ，７３ｂを形成したシート７１Ａ、インダクタ電極７４ａ，７４ｂとビアホール導体７３ｃ，７３ｄを形成したシート７１Ｂ〜７１Ｅ、一面にインダクタ電極７４ａ，７４ｂを形成し、他面に接続用電極７５ａ，７５ｂを形成してビアホール導体７３ｅ，７３ｆで接続したシート７１Ｆからなる。
以上のシート７１Ａ〜７１Ｆを積層することにより、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と、該インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と直列にキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２が接続された二つのＬＣ直列共振回路からなる給電回路１６が得られる。給電回路基板１０が放射板２０に接着剤で貼り付けられることにより、絶縁性接着層を介して、放射板２０に対して平行に配置された平面電極であるキャパシタ電極７２ａ，７２ｂが放射板２０の端部２０ａ，２０ｂと対向して、キャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２を形成する。また、接続用電極７５ａ，７５ｂが半田バンプを介して無線通信用回路基板５と接続されることにより、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の一端が無線通信用回路基板５に接続され、無線通信用回路基板５と給電回路基板１０とは電気的に導通するように接続されることになる。
なお、接着剤が、例えば、誘電体粉末を含んでいると、接着層が誘電体としての性質を持つようになり、キャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２の容量を大きくすることができる。また、第２基板側電極であるキャパシタ電極７２ａ，７２ｂは、本第１３例では給電回路基板１０の裏面側表面に形成したが、給電回路基板１０の内部（但し、放射板２０に近い側）に形成してもよい。また、キャパシタ電極７２ａ，７２ｂは基板１０の内層に設けられていてもよい。
本第１３例の作用効果は基本的に前記第１例と同様である。即ち、この電磁結合モジュール１ｍは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と容量結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１からなるＬＣ直列共振回路及びインダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２からなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、キャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２による容量結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。
（電磁結合モジュールの第１４例、図２８〜図３０参照）
第１４例である電磁結合モジュール１ｎは、図２８に等価回路として示すように、給電回路１６は互いに磁界結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を備え、インダクタンス素子Ｌ１はキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂを介して無線通信用回路基板５と接続され、かつ、キャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂを介してインダクタンス素子Ｌ２と並列に接続されている。換言すれば、給電回路１６は、インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂとからなるＬＣ直列共振回路と、インダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂとからなるＬＣ直列共振回路を含んで構成されており、各共振回路は図２８で相互インダクタンスＭで示される磁界結合によって結合されている。そして、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の双方が放射板２０と磁界結合している。
給電回路基板１０は、詳しくは、図２９に示すように、誘電体からなるセラミックシート８１Ａ〜８１Ｈを積層、圧着、焼成したもので、無地のシート８１Ａ、インダクタ電極８２ａ，８２ｂとビアホール導体８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂを形成したシート８１Ｂ、インダクタ電極８２ａ，８２ｂとビアホール導体８３ｃ，８４ｃ，８３ｅ，８４ｅを形成したシート８１Ｃ、インダクタ電極８２ａ，８２ｂとビアホール導体８３ｄ，８４ｄ，８３ｅ，８４ｅを形成したシート８１Ｄ、キャパシタ電極８５ａ，８５ｂとビアホール導体８３ｅを形成したシート８１Ｅ、キャパシタ電極８６ａ，８６ｂを形成したシート８１Ｆ、無地のシート８１Ｇ、裏面にキャパシタ電極８７ａ，８７ｂを形成したシート８１Ｈからなる。
以上のシート８１Ａ〜８１Ｈを積層することにより、インダクタ電極８２ａがビアホール導体８３ｂ，８３ｃを介して接続されてインダクタンス素子Ｌ１が形成され、インダクタ電極８２ｂがビアホール導体８４ｂ，８４ｃを介して接続されてインダクタンス素子Ｌ２が形成される。キャパシタ電極８６ａ，８７ａにてキャパシタンス素子Ｃ１ａが形成され、キャパシタ電極８６ａはビアホール導体８３ｅを介してインダクタンス素子Ｌ１の一端に接続されている。キャパシタ電極８６ｂ，８７ｂにてキャパシタンス素子Ｃ１ｂが形成され、キャパシタ電極８６ｂはビアホール導体８３ｄを介してインダクタンス素子Ｌ１の他端に接続されている。さらに、キャパシタ電極８５ａ，８６ａにてキャパシタンス素子Ｃ２ａが形成され、キャパシタ電極８５ａはビアホール導体８４ｅを介してインダクタンス素子Ｌ２の一端に接続されている。キャパシタ電極８５ｂ，８６ｂにてキャパシタンス素子Ｃ２ｂが形成され、キャパシタ電極８５ｂはビアホール導体８４ｄを介してインダクタンス素子Ｌ２の他端に接続されている。
本第１４例の作用効果は基本的に前記第１例と同様である。即ち、この電磁結合モジュール１ｎは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と主として磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂからなるＬＣ直列共振回路及びインダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂからなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２から、磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。
特に、本第１４例では、反射特性が図３０の帯域幅Ｘとして示すように周波数帯域が広くなる。これは、給電回路１６を互いに高い結合度をもって磁界結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む複数のＬＣ共振回路にて構成したことに起因する。また、無線通信用回路基板５の後段にキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂが挿入されているため、耐サージ性能が向上する。
（電磁結合モジュールの第１５例、図３１〜図３３参照）
第１５例である電磁結合モジュール１ｏは、図３１に等価回路として示すように、給電回路１６が互いに高い結合度をもって磁界結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を備えている。インダクタンス素子Ｌ１は無線通信用回路基板５に設けたインダクタンス素子Ｌ５と磁界結合し、インダクタンス素子Ｌ２はキャパシタンス素子Ｃ２とでＬＣ直列共振回路を形成している。また、キャパシタンス素子Ｃ１は放射板２０と容量結合し、キャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２の間にいま一つのキャパシタンス素子Ｃ３が挿入されている。
給電回路基板１０は、詳しくは、図３２に示すように、誘電体からなるセラミックシート９１Ａ〜９１Ｅを積層、圧着、焼成したもので、インダクタ電極９２ａ，９２ｂとビアホール導体９３ａ，９３ｂ，９４ａ，９４ｂを形成したシート９１Ａ、キャパシタ電極９５とビアホール導体９３ｃ，９３ｄ，９４ｃを形成したシート９１Ｂ、キャパシタ電極９６とビアホール導体９３ｃ，９３ｄを形成したシート９１Ｃ、キャパシタ電極９７とビアホール導体９３ｃを形成したシート９１Ｄ、キャパシタ電極９８を形成したシート９１Ｅからなる。
これらのシート９１Ａ〜９１Ｅを積層することにより、インダクタ電極９２ａにてインダクタンス素子Ｌ１が形成され、インダクタ電極９２ｂにてインダクタンス素子Ｌ２が形成される。キャパシタ電極９７，９８にてキャパシタンス素子Ｃ１が形成され、インダクタンス素子Ｌ１の一端はビアホール導体９３ａ，９３ｃを介してキャパシタ電極９８に接続され、他端はビアホール導体９３ｂ，９３ｄを介してキャパシタ電極９７に接続されている。キャパシタ電極９５，９６にてキャパシタンス素子Ｃ２が形成され、インダクタンス素子Ｌ２の一端はビアホール導体９４ａ，９４ｃを介してキャパシタ電極９６に接続され、他端はビアホール導体９４ｂを介してキャパシタ電極９５に接続されている。さらに、キャパシタ電極９６，９７にてキャパシタンス素子Ｃ３が形成される。
また、図３３に示すように、無線通信用回路基板５の裏面側には無線通信用回路基板側電極としてのコイル状電極９９が設けられ、該コイル状電極９９にてインダクタンス素子Ｌ５が形成されている。なお、コイル状電極９９の表面には樹脂などによる保護膜が設けられている。これによって、給電回路基板側電極であるコイル状電極で形成されたインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とコイル状電極９９とが磁界結合する。
本第１５例の作用効果は基本的に前記第１例と同様である。即ち、この電磁結合モジュール１ｏは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と容量結合及び磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２からなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、容量結合及び磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。給電回路１６と無線通信用回路基板５はインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ５によって磁界結合され、電力、送受信信号が伝送される。
（電磁結合モジュールの第１６例、図３４及び図３５参照）
第１６例である電磁結合モジュール１ｐは、図３４に等価回路として示すように、給電回路１６は互いに高い結合度をもって磁界結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を備えている。インダクタンス素子Ｌ１は無線通信用回路基板５に設けたインダクタンス素子Ｌ５と磁界結合し、インダクタンス素子Ｌ２はキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂとでＬＣ直列共振回路を形成し、インダクタンス素子Ｌ３はキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂとでＬＣ直列共振回路を形成している。また、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はそれぞれ放射板２０と磁界結合している。
給電回路基板１０は、詳しくは、図３５に示すように、誘電体からなるセラミックシート１０１Ａ〜１０１Ｅを積層、圧着、焼成したもので、インダクタ電極１０２ａとビアホール導体１０３ａ，１０３ｂを形成したシート１０１Ａ、キャパシタ電極１０４ａ，１０４ｂを形成したシート１０１Ｂ、キャパシタ電極１０５ａ，１０５ｂとビアホール導体１０３ｃ，１０３ｄを形成したシート１０１Ｃ、キャパシタ電極１０６ａ，１０６ｂとビアホール導体１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅ，１０３ｆを形成したシート１０１Ｄ、インダクタ電極１０２ｂ，１０２ｃを形成したシート１０１Ｅからなる。即ち、インダクタンス素子Ｌ１による磁束がインダクタンス素子Ｌ２，Ｌ３、さらには、放射板２０に到達するように、キャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ２ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ２ｂを構成する電極１０４ａ，１０５ａ，１０６ａと電極１０４ｂ，１０５ｂ，１０６ｂとの間にスペースが空けられている。
これらのシート１０１Ａ〜１０１Ｅを積層することにより、インダクタ電極１０２ａにてインダクタンス素子Ｌ１が形成され、インダクタ電極１０２ｂにてインダクタンス素子Ｌ２が形成され、インダクタ電極１０２ｃにてインダクタンス素子Ｌ３が形成される。キャパシタ電極１０４ａ，１０５ａにてキャパシタンス素子Ｃ１ａが形成され、キャパシタ電極１０４ｂ，１０５ｂにてキャパシタンス素子Ｃ１ｂが形成される。また、キャパシタ電極１０５ａ，１０６ａにてキャパシタンス素子Ｃ２ａが形成され、キャパシタ電極１０５ｂ，１０６ｂにてキャパシタンス素子Ｃ２ｂが形成される。
インダクタンス素子Ｌ１の一端はビアホール導体１０３ａを介してキャパシタ電極１０４ａに接続され、他端はビアホール導体１０３ｂを介してキャパシタ電極１０４ｂに接続されている。インダクタンス素子Ｌ２の一端はビアホール導体１０３ｃを介してキャパシタ電極１０５ａに接続され、他端はビアホール導体１０３ｆを介してキャパシタ電極１０６ｂに接続されている。インダクタンス素子Ｌ３の一端はビアホール導体１０３ｅを介してキャパシタ電極１０６ａに接続され、他端はビアホール導体１０３ｄを介してキャパシタ電極１０５ｂに接続されている。
また、図３３に示したように、無線通信用回路基板５の裏面側には無線通信用回路基板側電極としてのコイル状電極９９が設けられ、該コイル状電極９９にてインダクタンス素子Ｌ５が形成されている。なお、コイル状電極９９の表面には樹脂などによる保護膜が設けられている。これによって、給電回路基板側電極であるコイル状電極で形成されたインダクタンス素子Ｌ１とコイル状電極９９とが磁界結合する。
本第１６例の作用効果は基本的に前記第１４例と同様である。即ち、この電磁結合モジュール１ｐは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂからなるＬＣ直列共振回路及びインダクタンス素子Ｌ３とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂからなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から、磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。給電回路１６と無線通信用回路基板５はインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ５によって磁界結合され、電力、送受信信号が伝送される。
特に、本第１６例では、給電回路１６を互いに磁界結合するインダクタンス素子Ｌ２，Ｌ３を含む複数のＬＣ共振回路にて構成したため、前記第１４例と同様に周波数帯域が広くなる。
（電磁結合モジュールの第１７例、図３６〜図３９参照）
本第１７例である電磁結合モジュール１ｑは、給電回路基板１１０を単層基板で構成したものであり、その等価回路は図８と同様である。即ち、給電回路１６はインダクタンス素子Ｌの両端にキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２が接続されたＬＣ直列共振回路にて構成されている。給電回路基板１１０は、誘電体からなるセラミック基板であり、図３６に示すように、表面にはキャパシタ電極１１１ａ，１１１ｂが形成され、裏面にはキャパシタ電極１１２ａ，１１２ｂとインダクタ電極１１３が形成されている。キャパシタ電極１１１ａ，１１２ａにてキャパシタンス素子Ｃ１が形成され、キャパシタ電極１１１ｂ，１１２ｂにてキャパシタンス素子Ｃ２が形成される。
本第１７例の作用効果は基本的に前記第１例と同様である。即ち、この電磁結合モジュール１ｑは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２０で受信し、放射板２０と磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２からなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信用回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌから、磁界結合により放射板２０に送信信号を伝え、放射板２０から外部へ送信する。
特に、本第１７例においては、図３７及び図３８に示すように、インダクタンス素子Ｌは無線通信用回路基板５に対して平面視で部分的にしか重ならないように配置されている。これにて、インダクタンス素子Ｌで発生する磁束のほとんどが無線通信用回路基板５に遮られることがなく、磁束の立ち上がりが良好になる。
なお、本第１７例においては、図３９に示すように、無線通信用回路基板５を搭載した給電回路基板１１０を放射板２０，２０にて表裏で挟み込んでもよい。給電回路１６と放射板２０，２０との磁界結合効率が向上し、利得が改善される。
（電磁結合モジュールの第１８例、図４０参照）
本第１８例である電磁結合モジュール１ｒは、インダクタンス素子Ｌをミアンダ状のライン電極で形成したものであり、その等価回路は図８と同様である。即ち、給電回路１６はインダクタンス素子Ｌの両端にキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２が接続されたＬＣ直列共振回路にて構成されている。給電回路基板１１０は、誘電体からなるセラミックの単層基板であり、図４０に示すように、表面にはキャパシタ電極１２１ａ，１２１ｂが形成され、裏面にはキャパシタ電極１２２ａ，１２２ｂとミアンダ状のインダクタ電極１２３が形成されている。キャパシタ電極１２１ａ，１２２ａにてキャパシタンス素子Ｃ１が形成され、キャパシタ電極１２１ｂ，１２２ｂにてキャパシタンス素子Ｃ２が形成される。
本第１８例の作用効果は基本的に前記第１例と同様である。即ち、この電磁結合モジュール１ｒは、図示しない発信機から放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯）を、インダクタ電極１２３に対向する放射板（図示省略）で受信し、放射板と磁界結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２からなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線通信用回路４に供給する。一方、給電回路１６は無線通信回路４からの情報信号を所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌから、磁界結合により放射板に送信信号を伝え、放射板から外部へ送信する。
特に、本第１８例においては、インダクタンス素子Ｌをミアンダ状のインダクタ電極１２３で構成しているため、高周波信号の送受信に効果的である。
なお、前記第１７例及び本第１８例においては、給電回路基板１１０を多層基板で構成することも可能である。
次に、以上説明した電磁結合モジュール１（１ａ〜１ｒ）を取り付けた携帯端末機器の実施例について説明する。
本実施例においては、図４１に示すように、携帯電話２６０の金属製筐体部分２６１（筐体部分が非金属製であれば、筐体に塗布された導電性塗料）を放射板として利用している。電磁結合モジュール１は、複数の周波数に対応しており、給電回路が筐体部分２６１あるいは導電性塗料と電磁界結合し、地上波デジタル信号、ＧＰＳ信号、ＷｉＦｉ信号、ＣＤＭＡやＧＳＭなどの通話用信号が入力される。無線通信用回路基板（モデム）はそれぞれの信号の受信回路に接続されている。
（他の実施例）
なお、本発明に係る携帯端末機器は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
特に、放射板は放射板用に携帯端末機器に付与された金属板であってもよい。また、給電回路基板の内部構成の細部、放射板の細部形状は任意であり、基板はリジッドであってもフレキシブルであってもよい。さらに、無線通信用回路基板を給電回路基板上に接続するのに、半田バンプ以外の処理を用いてもよい。
以上のように、本発明は、ＲＦＩＤシステムに用いられる携帯端末機器に有用であり、特に、安定した周波数特性を有し、様々な方式での通信が可能である点で優れている。
１ａ〜１ｒ…電磁結合モジュール
４…無線通信用回路
５…無線通信用回路基板
１０，５０，１１０…給電回路基板
１６，５６…給電回路
２０…放射板
２１…フィルム
２６０…携帯電話
２６１…金属製筐体部分
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…インダクタンス素子
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ…キャパシタンス素子

Claims (12)

  1. インダクタンス素子及びキャパシタンス素子を含む給電回路と、前記給電回路と電気的に接続された無線通信用回路と、前記給電回路のインダクタンス素子又はキャパシタンス素子と電磁界結合する放射板と、を備えた携帯端末機器であって、
    前記放射板は、前記携帯端末機器の金属筺体部分であり、又は筺体に塗布された導電性塗料であり、かつ、前記給電回路の共振周波数で実質的に決まる周波数の送信信号を放射する、及び／又は、受け取った受信信号を前記電磁界結合を介して前記給電回路に供給すること、
    を特徴とする携帯端末機器。
  2. 前記給電回路はキャパシタンス素子とインダクタンス素子とで構成された集中定数型共振回路であることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末機器。
  3. 前記集中定数型共振回路はＬＣ直列共振回路又はＬＣ並列共振回路であることを特徴とする請求項２に記載の携帯端末機器。
  4. 前記集中定数型共振回路は複数のＬＣ直列共振回路又は複数のＬＣ並列共振回路を含んで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の携帯端末機器。
  5. 前記キャパシタンス素子は、前記無線通信用回路と前記インダクタンス素子との間に配置されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の携帯端末機器。
  6. 前記給電回路は複数の誘電体層又は磁性体層を積層してなる多層基板にて構成されており、前記キャパシタンス素子と前記インダクタンス素子は前記多層基板の表面及び／又は内部に形成されていること、を特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の携帯端末機器。
  7. 前記給電回路は誘電体又は磁性体の単層基板にて構成されており、前記キャパシタンス素子及び／又はインダクタンス素子は前記単層基板の表面に形成されていること、を特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の携帯端末機器。
  8. 前記給電回路はリジッドな樹脂製又はセラミック製の基板にて構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の携帯端末機器。
  9. 前記放射板は帯状の電極であって、その帯状の電極の長さは共振周波数の半波長の整数倍であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の携帯端末機器。
  10. 前記インダクタンス素子はコイル状電極によって構成されており、前記コイル状電極の巻回軸は前記放射板と平行に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の携帯端末機器。
  11. 前記インダクタンス素子はコイル状電極によって構成されており、前記コイル状電極の巻回軸は前記放射板と垂直に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の携帯端末機器。
  12. 前記インダクタンス素子はコイル状電極によって構成されており、前記放射板には開口部が設けられており、前記コイル状電極は発生する磁束が前記開口部を抜けるように配置されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の携帯端末機器。
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