JP5785007B2 - ANTENNA DEVICE AND COMMUNICATION DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、所定の通信波長により、対向する一対の電極間での電磁界結合により情報通信を行うアンテナ装置、及び、このアンテナ装置が組み込まれた通信装置に関する。 The present invention relates to an antenna device that performs information communication by electromagnetic field coupling between a pair of electrodes facing each other at a predetermined communication wavelength, and a communication device in which the antenna device is incorporated.
近年、コンピュータや小型携帯端末等の電子機器間で、音楽、画像等のデータを、ケーブルやメディアを介さずに無線伝送にて行うシステムが開発されている。このような無線伝送システムには、数cmの近距離で最大560Mbps程度の高速転送が可能なものがある。このような高速転送可能な伝送システムの中で、TransferJet(登録商標)は、通信距離が短いが盗聴される可能性が低く、伝送速度が速いという利点がある。 In recent years, a system has been developed in which data such as music and images is transmitted wirelessly between electronic devices such as computers and small portable terminals without using cables or media. Some of such wireless transmission systems are capable of high-speed transfer of up to about 560 Mbps at a short distance of several centimeters. Among such transmission systems capable of high-speed transfer, TransferJet (registered trademark) is advantageous in that the communication distance is short but the possibility of eavesdropping is low and the transmission speed is high.
TransferJet(登録商標)では、超近距離を隔てて対応する高周波結合器の電磁界結合によりなしえるもので、その信号品質が高周波結合器の性能に依存する。例えば、特許文献1に記載された高周波結合器は、図16に示すように、一方の面にグランド202を形成したプリント基板201と、プリント基板201のもう一方の面に形成したマイクロストリップ構造のスタブ203と、結合用電極208と、この結合用電極208とスタブ203を接続する金属線207とを備える。また、特許文献1に記載された高周波結合器では、プリント基板201上に、送受信回路205も形成している。また、特許文献1には、プリント基板201上に送受信回路205が形成されていない変形例として、図17に示すような、一方の面にグランド202を形成したプリント基板201と、プリント基板201のもう一方の面に形成したマイクロストリップ構造のスタブ203と、結合用電極208と、この結合用電極208とスタブ203を接続する金属線207とを備える構成が記載されている。
TransferJet (registered trademark) can be achieved by electromagnetic field coupling of corresponding high frequency couplers at very short distances, and the signal quality depends on the performance of the high frequency coupler. For example, as shown in FIG. 16, a high-frequency coupler described in Patent Document 1 has a printed
しかしながら、図16のように、特許文献1に記載された高周波結合器では、良好な通信を行うため、板状の結合用電極208の面積を大きくする必要があった。これは通信波長に依存した一定の長さが必要であるためと、結合強度を強くするためには結合用電極208を大きくしなければならないからである。また、金属線207は結合用電極208とスタブ203を所定の位置で接続する必要があるため、作製時に位置合わせ精度が要求される等、プロセス上の問題も生じる。
However, as shown in FIG. 16, the high-frequency coupler described in Patent Document 1 needs to increase the area of the plate-
これらの問題を解決すべく、非特許文献1には、アンテナ装置の端面に対して、垂直な方向に電磁界結合する構造(以下、端部放射型と呼ぶ)のアンテナ装置が公表されている。ここで、図18(A)に示すように、三次元直交座標系をXYZとして、非特許文献1より公表されたアンテナ装置300の端面をXY平面とする。この図18(A)では、XYZ軸で規定される外寸がそれぞれ、25[mm]、0.1〜0.3[mm]、10[mm]とする。この場合、アンテナ装置300は、図18(B)に示すように、誘電体基板311の面XZ上に構成されたグランド313と、グランド313から一定の間隔をあけて形成されたライン312と、ライン312の略中央にあって、グランド313との間に電力を供給する給電部314とから構成される。ライン312は、通信波長の約半波長の長さに設計すると、ライン312の両端が、給電部314から1/4波長の長さのオープンスタブとなり、ライン312の両端を中心に強い電界放射が起こる。これにより、アンテナ装置300は、ライン312と、誘電体基板311の面XYと面対称の位置に配置された電極との間で、強い電磁界結合を得ることができる。
In order to solve these problems, Non-Patent Document 1 discloses an antenna device having a structure in which electromagnetic coupling is performed in a direction perpendicular to the end face of the antenna device (hereinafter referred to as an end radiation type). . Here, as shown in FIG. 18A, the three-dimensional orthogonal coordinate system is XYZ, and the end face of the
しかしながら、上述した非特許文献1に記載されたアンテナ装置300では、図18(B)に示したように、ライン312の長さを通信波長の略半波長に設計する必要があるため、ライン312の方向に一定の長さ、図18(A)に示す例では、X軸方向で規定される中心位置から12.5[mm]の長さ、全体では25[mm]の長さが必要となり、薄型化が可能であるが、面XZの小型化、特に、ライン312が配線される方向での短縮化が困難で、このため適用できる用途が制約されるという問題があった。
However, in the
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、良好な通信特性と機械的強度との両立を実現可能にしつつ、小型化と低背化との両方に有利な構造を有するアンテナ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このアンテナ装置が組み込まれた通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and has a structure that is advantageous for both miniaturization and low profile while realizing both good communication characteristics and mechanical strength. An object is to provide an antenna device. Another object of the present invention is to provide a communication device in which this antenna device is incorporated.
上述した課題を解決するための手段として、本発明に係るアンテナ装置は、所定の通信波長により、対向する一対の電極間で電磁界結合することで情報通信を行うアンテナ装置において、誘電体基板に形成され、他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極を備え、結合用電極は、通信波長の1/2の長さからなり誘電体基板の一方の面に形成された第1の配線と、第1の配線と誘電体基板の面方向に対向するとともに第1の配線に電気的に接続された導体とを有し、第1の配線の中央部と導体とを結ぶ延長線上に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合し、導体は、第1の配線と誘電体基板の同一面上に形成されたグランドであり、第1の配線は、グランドの外側に所定距離を隔てて形成された略ループ形状からなり、その一端がグランドと電気的に接続されるとともに、他端がグランドを基準とした給電電圧の入力端として電力供給されることを特徴とする。
また、本発明に係るアンテナ装置は、所定の通信波長により、対向する一対の電極間で電磁界結合することで情報通信を行うアンテナ装置において、誘電体基板に形成され、他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極を備え、結合用電極は、通信波長の1/2の長さからなり誘電体基板の一方の面に形成された第1の配線と、第1の配線と誘電体基板の面方向に対向するとともに第1の配線に電気的に接続された導体とを有し、第1の配線の中央部と導体とを結ぶ延長線上に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合し、導体は、通信波長の1/2の長さからなる第2の配線であり、第2の配線の一端が、第1の配線の一端と電気的に接続され、結合用電極は、第1の配線の中央部と第2の配線の中央部とを結ぶ延長線上に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合することを特徴とする。
As a means for solving the above-described problems, an antenna device according to the present invention is an antenna device that performs information communication by electromagnetic coupling between a pair of electrodes facing each other at a predetermined communication wavelength. A coupling electrode that is formed and electromagnetically coupled to electrodes of other antenna devices to enable communication, and the coupling electrode is formed on one surface of the dielectric substrate and has a length that is ½ of the communication wavelength. A first wiring, a conductor facing the first wiring in the surface direction of the dielectric substrate and electrically connected to the first wiring, and a central portion of the first wiring and a conductor; Are coupled to the electrodes of other antenna devices arranged on the extension line connecting the conductors, the conductor is a ground formed on the same surface of the first wiring and the dielectric substrate, and the first wiring is a ground A substantially loop formed at a predetermined distance outside Consists Jo, with its one end is ground and electrically connected, powered as an input terminal of the supply voltage the other end relative to the ground, characterized in Rukoto.
The antenna device according to the present invention is an antenna device that performs information communication by electromagnetic field coupling between a pair of electrodes facing each other at a predetermined communication wavelength. The antenna device is formed on a dielectric substrate and is an electrode of another antenna device. And a coupling electrode that can communicate with each other by electromagnetic field coupling, and the coupling electrode has a length of ½ of a communication wavelength and a first wiring formed on one surface of the dielectric substrate; 1 and a conductor that is opposed to the surface of the dielectric substrate and electrically connected to the first wiring, and is disposed on an extension line that connects the central portion of the first wiring and the conductor. The antenna is electromagnetically coupled to the electrode of the antenna device, and the conductor is a second wiring having a length of ½ of the communication wavelength, and one end of the second wiring is electrically connected to one end of the first wiring. connected, the coupling electrode, the central portion of the first wiring and the central portion of the second wiring Characterized by coupling electrode and the electromagnetic field of another antenna device which is disposed on an extended line connecting.
また、本発明に係る通信装置は、所定の通信波長により、対向する一対の電極間で電磁界結合することで情報通信を行う通信装置において、誘電体基板に形成され、他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極と、結合用電極と電気的に接続され、信号の送受信処理を行う送受信処理部とを備え、結合用電極は、通信波長の1/2の長さからなり誘電体基板の一方の面に形成された第1の配線と、第1の配線と誘電体基板の面方向に対向するとともに第1の配線に電気的に接続された導体とを有し、第1の配線の中央部と導体とを結ぶ延長線上に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合し、導体は、第1の配線と誘電体基板の同一面上に形成されたグランドであり、第1の配線は、グランドの外側に所定距離を隔てて形成された略ループ形状からなり、その一端がグランドと電気的に接続されるとともに、他端がグランドを基準とした給電電圧の入力端として電力供給されることを特徴とする。
また、本発明に係る通信装置は、所定の通信波長により、対向する一対の電極間で電磁界結合することで情報通信を行う通信装置において、誘電体基板に形成され、他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極と、結合用電極と電気的に接続され、信号の送受信処理を行う送受信処理部とを備え、結合用電極は、通信波長の1/2の長さからなり誘電体基板の一方の面に形成された第1の配線と、第1の配線の中央部と誘電体基板の面方向に対向するとともに第1の配線に電気的に接続された導体とを有し、第1の配線の中央部と導体とを結ぶ延長線上に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合し、導体は、通信波長の1/2の長さからなる第2の配線であり、第2の配線の一端が、第1の配線の一端と電気的に接続され、結合用電極は、第1の配線の中央部と第2の配線の中央部とを結ぶ延長線上に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合することを特徴とする。
The communication device according to the present invention is a communication device that performs information communication by electromagnetic coupling between a pair of electrodes facing each other at a predetermined communication wavelength. And a coupling electrode that is electromagnetically coupled to enable communication, and a transmission / reception processing unit that is electrically connected to the coupling electrode and performs signal transmission / reception processing. A first wiring having a length and formed on one surface of the dielectric substrate, and a conductor that is opposed to the first wiring in the surface direction of the dielectric substrate and is electrically connected to the first wiring. It has an electromagnetic field coupling with an electrode of another antenna device arranged on an extension line connecting the central portion of the first wiring and the conductor, and the conductor is formed on the same surface of the first wiring and the dielectric substrate. The first wiring has a predetermined distance outside the ground. It consists substantially loop-shape formed at a, with its one end connected to ground and electrically, characterized in that it is powered as an input terminal of the supply voltage the other end relative to the ground.
The communication device according to the present invention is a communication device that performs information communication by electromagnetic coupling between a pair of electrodes facing each other at a predetermined communication wavelength. And a coupling electrode that is electromagnetically coupled to enable communication, and a transmission / reception processing unit that is electrically connected to the coupling electrode and performs signal transmission / reception processing. The first wiring formed on one surface of the dielectric substrate having a length, the central portion of the first wiring opposed to the surface direction of the dielectric substrate, and electrically connected to the first wiring And an electromagnetic field coupling with an electrode of another antenna device arranged on an extension line connecting the central portion of the first wiring and the conductor, and the conductor has a length of ½ of the communication wavelength. A second wiring, wherein one end of the second wiring is electrically connected to one end of the first wiring. Is connected, the coupling electrode is characterized in that the coupling the first central portion and the electrode and the electromagnetic field of another antenna device which is disposed on an extended line connecting the center portion of the second wiring lines .
本発明は、誘電体基板の一方の面に、第1の配線と導体とが形成されているので、機械的強度を実現することができる。 In the present invention, since the first wiring and the conductor are formed on one surface of the dielectric substrate, the mechanical strength can be realized.
また、本発明は、通信波長の1/2の長さからなる第1の配線の中央部と、第1の配線の中央部と誘電体基板の面方向に対向する導体とを結ぶ延長線上に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合することで、誘電体基板の面方向で規定される縦横比の調整の自由度が高く、アンテナ装置の小型化と低背化とを両立しながら、良好な通信特性を実現することができる。 Further, the present invention provides an extension line connecting the central portion of the first wiring having a length of ½ of the communication wavelength and the central portion of the first wiring and the conductor facing the surface direction of the dielectric substrate. By electromagnetically coupling with the electrodes of other antenna devices placed, the degree of freedom in adjusting the aspect ratio defined by the surface direction of the dielectric substrate is high, and both miniaturization and low profile of the antenna device are achieved. However, good communication characteristics can be realized.
したがって、本発明は、良好な通信特性と機械的強度との両立を実現可能にしつつ、アンテナ装置自体の小型化と低背化との両立を図ることができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to achieve both a reduction in the size and a reduction in the height of the antenna device while making it possible to achieve both good communication characteristics and mechanical strength.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
<通信システム>
本発明が適用されたアンテナ装置は、対向する一対の電極間での電磁界結合により情報通信を行う装置であって、例えば図1に示すような、560Mbps程度の高速転送を可能とする通信システム100に組み込まれて使用されるものである。
<Communication system>
An antenna device to which the present invention is applied is a device that performs information communication by electromagnetic coupling between a pair of opposed electrodes, and is a communication system that enables high-speed transfer of about 560 Mbps, for example, as shown in FIG. 100 is used by being incorporated.
通信システム100は、2つのデータ通信を行う通信装置101、105から構成される。ここで、通信装置101は、結合用電極103を有する高周波結合器102と、送受信回路部104とを備える。また、通信装置105は、結合用電極107を有する高周波結合器106と、送受信回路部108とを備える。
The
図1に示すように通信装置101、105のそれぞれが備える高周波結合器102、106を向かい合わせて配置すると、2つの結合用電極103、107が1つのコンデンサとして動作し、全体としてバンドパスフィルタのように動作することによって、2つの高周波結合器102、106の間で、例えば560Mbps程度の高速転送を実現するための4〜5GHz帯域の高周波信号を効率よく伝達することができる。
As shown in FIG. 1, when the high-
ここで、高周波結合器102、106がそれぞれ持つ送受信用の結合用電極103、107は、例えば3cm程度離間して対向して配置され、電界結合が可能である。
Here, the transmitting and receiving
通信システム100において、例えば、高周波結合器102に接続された送受信回路部104は、上位アプリケーションから送信要求が生じると、送信データに基づいて高周波送信信号を生成し、結合用電極103から結合用電極107へ信号を伝搬する。そして、受信側の高周波結合器106に接続された送受信回路部108は、受信した高周波信号を復調及び復号処理して、再現したデータを上位アプリケーションへ渡す。
In the
なお、本発明が適用されるアンテナ装置は、上述した4〜5GHz帯域の高周波信号を伝達するものに限定されず、他の周波数帯の信号伝達にも適用可能であるが、以下の具体例では、4〜5GHz帯域の高周波信号を伝達対象として説明する。 The antenna device to which the present invention is applied is not limited to the above-described one that transmits a high frequency signal in the 4 to 5 GHz band, and can be applied to signal transmission in other frequency bands. A high frequency signal in the 4 to 5 GHz band will be described as a transmission target.
<第1の実施形態>
このような通信システム100に組み込まれるアンテナ装置として、図2に示すような第1の実施形態に係る高周波結合器10について説明する。
<First Embodiment>
As an antenna device incorporated in such a
図2では、後述するライン12、グランド13の接続状態をわかりやすくするために保護フィルム15を透過させて示している。
In FIG. 2, a
図2に示すように、高周波結合器10は、誘電体基板11の一方の面にグランド13と、その外周に一定距離を隔ててループ状のライン12が形成された構造となっている。
As shown in FIG. 2, the high-
ライン12は、結合用電極17として機能し、その一端がグランド13と対峙して、上述した送受信回路部104との接続部となる給電部14となり、ライン12の他端は、グランド13と電気的に接続される。また、結合用電極17として機能するライン12は、その配線長が、通信波長の略半分の長さに調整されている。
The line 12 functions as a coupling electrode 17, and one end of the line 12 is opposed to the
このような構成からなる高周波結合器10は、次の評価から明らかなように、結合用電極17として機能するライン12のうち、給電部14から通信波長の1/4離れた位置、すなわち、ライン12の中央部であるライン中央部12aで信号レベルが高い状態となる。これにより、ライン中央部12aでは、グランド13の形成面に対し略対称的な電界分布となる。これにより、結合用電極17では、図2に示す誘電体基板11の面方向E、具体的にはライン中央部12aと、グランド13とを結ぶ延長線の方向に効率よく電界の縦波を放出することができる。この結果として、高周波結合器10は、誘電体基板11の端面11aと面対称となるように配置された他の結合用電極との間の結合強度が強くなり、良好な通信特性を実現することができる。
As is apparent from the following evaluation, the high-
このような構成からなる高周波結合器10は、次のような製造工程によって製造される。まず、誘電体基板11の片面に導電部材として例えば銅箔を貼り付けた片面銅箔基板のうち、銅箔面の一部をエッチング処理により取り除き、図2に示すようなグランド13と、グランド13の外側に一定間隔を隔てたライン12を形成する。本実施形態において、誘電体基板11では、その面方向の小面積化を図る観点から、グランド13の外周を囲むようにライン12を引き回している。この形成時において、ライン12の一方の端部12bは、グランド13と接続した状態としておく。続いて、保護フィルム15を、給電部14を省いた銅箔面に貼り付けることで、高周波結合器10は完成する。なお、保護フィルム15は、銅箔面を保護するためのもので、レジスト等でも代用でき必要に応じて設置すればよい。
The
以上のようにして製造される高周波結合器10では、結合用電極17として機能するライン12の他方の端部12cとグランド13との間が給電部14として機能し、この給電部14が送受信回路部104との接続部となる。
In the high-
なお、給電部14は、その形状を、送受信回路部104との接続方式、例えば同軸ケーブル、フレキシブルプリント基板FPCとのACF(異方性導電フィルム)、あるいは、ACP(異方性導電ペースト)を用いた接続の用途に応じて調整することが好ましい。
The shape of the
上記の製造工程により、高周波結合器10は、一枚の片面銅箔基板を処理することで作製可能であり、複雑なパターンの位置合わせやスルーホールによる面間接続等の処理が不要で、簡易なプロセスにて作製することができる。
By the manufacturing process described above, the high-
このように、高周波結合器10は、一枚の誘電体基板11の片面の銅箔をエッチング処理することで完成できるので、機械的強度に優れる。加えて、高周波結合器10は、誘電体基板11の面方向に電界が分布するようにして放射するため、例えば、誘電体基板の厚み方向に電界が分布するようにして放射する高周波結合器に比べて、通信性能を向上させるために誘電体基板を厚くする必要がなく、全体の低背化を実現することができる。
Thus, since the
また、高周波結合器10では、誘電体基板11の材料として、ガラス、紙の基材、あるいはグラスファイバの織布をエポキシ樹脂、フェノール樹脂等で固めた、例えばガラスエポキシ、ガラスコンポジット基板や、低誘電率のポリイミド、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等や、更にそれらを多孔質化した材料を用いることができる。
Further, in the
また、上述した製造工程において、高周波結合器10では、銅箔を貼り付けた片面基板を用いてエッチング処理により結合用電極17としてライン12を形成したが、誘電体基板11の面にメッキ、真空蒸着法等により、マスキングした状態で直接形成する、あるいは形成後にエッチングするなどのパターニング処理を施して形成するようにしても良いし、導電性塗料を用いた印刷法により形成しても良い。
In the manufacturing process described above, in the high-
また、結合用電極17として機能するライン12、及びグランド13の材料としては、銅の他に、アルミニウム、金、銀等の良導体を用いることができるが、特にこれら材料に限らず導電率の高い導電体であればいずれも使用することができる。
In addition to copper, a good conductor such as aluminum, gold, silver, or the like can be used as the material for the line 12 and the
また、結合用電極17は、ライン12をループ形状で形成しているので、誘電体基板11の面スペースを有効に活用することができ、高周波結合器10自体の小面積化を図ることができる。
Further, since the coupling electrode 17 has the line 12 formed in a loop shape, the surface space of the
このような結合用電極17を備える高周波結合器10は、上記のような誘電体基板11の面方向E、すなわち、基板の端部から電磁界を放射する構造としていることで、基板面に対して垂直方向に電磁界を放射する構造に比べて、通信性能を向上させるために誘電体基板を厚くする必要がなく低背化できる。
The high-
次に、第1の実施形態に係る高周波結合器10の性能を調べるために、アンソフト社製の3次元電磁界シミュレータHFSSを用いて結合強度の解析を行なった。ここで、高周波結合器10の解析モデルとして、次のような条件のものを用いた。すなわち、誘電体基板11の材料には、誘電率が4.3のガラスエポキシ基板を、また、結合用電極17の導電体の材質には厚み40μmの銅を設定した。また、高周波結合器10の大きさは、15mm×10.2mmとし、誘電体基板11、保護フィルム15の厚みはそれぞれ、0.3mm、0.05mmとした。
Next, in order to investigate the performance of the high-
結合強度は、高周波伝送特性を評価するのに用いられるSパラメータの透過特性S21で評価しており、高周波結合器10の信号入出力端となる給電部14を入力ポートとして、一対の高周波結合器のポート間の結合強度S21を算出した。
The coupling strength is evaluated by the S-parameter transmission characteristic S21 used for evaluating the high-frequency transmission characteristic, and a pair of high-frequency couplers using the
図3は、結合強度S21の解析に用いた高周波結合器間の相対的配置を示したものである。この評価では一方の高周波結合器には図3に示されるような板状の電極150aを有し、評価の基準機となる基準高周波結合器150を用いた。結合強度の評価は、図3に示すように、ライン中央部12aと、グランド13とを結ぶ延長線の方向Eと、基準高周波結合器150の電極150aの面とが直交し、かつ、それぞれの電極の中心軸が一致する状態で、結合用電極17と電極150aとを対向させ、15mm、100mm間隔をあけた状態で結合強度S21の周波数特性を調べた。
FIG. 3 shows the relative arrangement between the high-frequency couplers used for the analysis of the coupling strength S21. In this evaluation, one high-frequency coupler has a plate-
また、高周波結合器10での電界の発生状態を評価するために、対向距離15mmでの高周波結合器10近傍の電界ベクトル分布も調べた。
In addition, in order to evaluate the generation state of the electric field in the
図4は、高周波結合器10の4GHzでの電界分布を解析したもので、高周波結合器10の誘電体基板11における結合用電極17の形成面上の電界分布を示している。この結果から明らかなように、結合用電極17の中心部、つまり図4のライン中央部12aから外側に向かって円弧上に電界が分布しており、基準高周波結合器150と良好な結合状態になっていることがわかる。
FIG. 4 is an analysis of the electric field distribution at 4 GHz of the
これは、結合用電極17を構成するライン12の長さが通信波長の略半分で、このライン12の一端がグランド13と接続された構成、いわゆるショートスタブとなっているので、通信波長の1/4の部分に相当するライン中央部12aで電界が最大となるからである。このように、高周波結合器10では、結合用電極17の中央部を中心に強い電界を発生することを解析にて確認することができた。
This is because the length of the line 12 constituting the coupling electrode 17 is substantially half of the communication wavelength, and one end of the line 12 is connected to the
図5は、高周波結合器10と基準高周波結合器150との間の結合強度S21の解析結果を示したもので、対向距離15mmの通信距離では4〜6GHzの帯域で−21.6〜−20.6dBと、強い結合強度と平坦な周波数特性を有している。例えば、TransferJet(登録商標)では、560MHzの帯域幅が必要で、一般に高周波結合器のばらつきや回路基板とのインピーダンス整合の具合により、中心周波数がずれるが、高周波結合器10では、必要帯域幅よりも十分に広い帯域幅を有しているので、これらのばらつきの影響を受けず良好な通信が行える。また対向距離100mmの非通信距離では、4〜5GHz−42dB以下の通信遮断性が得られている。
FIG. 5 shows an analysis result of the coupling strength S21 between the high-
以上のように、第1の実施形態に係る高周波結合器10では、上記のシミュレーションからも明らかなように、良好な通信特性を実現する。また、高周波結合器10では、ライン12とグランド13とが同一の誘電体基板11の平面状に形成されているので、機械的強度を実現することができる。また、高周波結合器10では、通信波長の1/2の長さからなるライン12のライン中央部12aと、ライン中央部12aと誘電体基板11の面方向に対向するグランド13とを結ぶ延長線上に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合することで、所望とする通信特性を実現するためのサイズ調整、すなわち、誘電体基板11の面方向で規定される縦横比の調整の自由度が高く、装置全体の小型化と低背化とを両立しながら、良好な通信特性を実現することができる。
As described above, the high-
<第2の実施形態>
次に、このような通信システム100に組み込まれるアンテナ装置として、図6に示すような第2の実施形態に係る高周波結合器20について説明する。
<Second Embodiment>
Next, a high-
図6では、後述するコイル26の巻回状態をわかりやすくするために、誘電体基板21を透過させて示している。
In FIG. 6, in order to make it easy to understand the winding state of the coil 26 described later, the
高周波結合器20は、誘電体基板21と、それぞれ通信波長と略1/2同等の長さを有するコイル26a、26bが電気的に接続されたコイル26からなるもので、コイル26の両端には、送受信回路部104との接続のための接続端子28が形成されている。コイル26は、各コイル26a、26bのライン中央部26a1、26b1、すなわちコイル26の一方の端部から通信波長の1/4、3/4離れた位置で信号レベルが極性が互いに反転した状態で高くなることによって、結合用電極27として機能する。これにより、ライン中央部26a1、26b1では、略対称的な電界分布となる。
The
このような構成からなる結合用電極27では、図2に示す誘電体基板21の面方向E、具体的にはライン中央部26a1、26b1を結ぶ延長線の方向に効率よく電界の縦波を放出することができる。この結果として、高周波結合器20は、ライン中央部26a1、26b1を結ぶ延長線上に配置された他の結合用電極との間の結合強度が強くなり、良好な通信特性を実現することができる。
The coupling electrode 27 having such a configuration efficiently emits a longitudinal wave of an electric field in the surface direction E of the
また、結合用電極27は、誘電体基板21のスペースを有効に活用することができ、高周波結合器20自体の小面積化を図ることができる。
Further, the coupling electrode 27 can effectively utilize the space of the
また、このような結合用電極27を備える高周波結合器20は、上記のような誘電体基板21の面方向E、すなわち、基板の端部から電磁界を放射する構造としていることで、基板面に対して垂直方向に電磁界を放射する構造に比べて、通信性能を向上させるために誘電体基板を厚くする必要がなく低背化できる。
Further, the high-
このような構成からなる高周波結合器20の具体的な構造について、次のような作製プロセスの一例を挙げながら説明する。
A specific structure of the high-
まず、誘電体基板21の上面21a、下面21bに銅、アルミニウム等の導電性金属からなる複数の上面ライン23a、下面ライン23bを形成する。この形成時において、上面ライン23aの一端が下面ライン23bの一端と、更にこの上面ライン23aの別の一端が、トロイダル方向に隣接する下面ライン23bと誘電体基板21を挟んで、順次重なるようにしておくと同時に、完成時にコイル26全体がトロイダル形状となるような配置としておく。
First, a plurality of upper surface lines 23 a and
なお、複数の上面ライン23a、下面ライン23bを形成する処理については、誘電体基板21の両面にメッキ、蒸着等の処理により形成しても良いし、両面銅箔張りされた誘電体基板21を用いてエッチング処理して形成しても良い。
In addition, about the process which forms the several
次に、上面ライン23a、下面ライン23bが形成された誘電体基板21において、上面ライン23aと下面ライン23bとが互いに重畳した位置にドリル、レーザー等により複数のスルーホール24を形成する。これらスルーホール24を金属メッキ処理あるいは導電ペースト等で埋めることで、誘電体基板21の両面に形成された全ての上面ライン23a、下面ライン23bが、スルーホール24を介して電気的に接続され、トロイダル形状のコイル26が完成する。
Next, in the
コイル26の両端は、送受信回路部104との接続のための接続端子28となり、インピーダンス整合に応じて調整された所定の形状で作製することが好ましい。
Both ends of the coil 26 serve as
誘電体基板21の材料としては、ガラス、紙の基材、あるいはグラスファイバの織布をエポキシ樹脂、フェノール樹脂等で固めた、例えばガラスエポキシ、ガラスコンポジット基板や、低誘電率のポリイミド、液晶ポリマー、テフロン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いることができる。特に、誘電体基板21の材料としては、電気的特性の面からは低誘電率の材料を用いるのが好ましい。
As a material of the
次に、第2の実施形態に係る高周波結合器20の性能を調べるために、アンソフト社製の3次元電磁界シミュレータHFSSを用いて結合強度の解析を行なった。ここで、高周波結合器20の解析モデルとして、次のような条件のものを用いた。すなわち、誘電体基板21の材料には誘電率が4.3のガラスエポキシ基板を、また、結合用電極27として機能するコイル26の材質には厚み40μmの銅を設定した。また、高周波結合器20の大きさは10mm×10mmとし、厚みを1mmとした。
Next, in order to investigate the performance of the high-
結合強度は、高周波伝送特性を評価するのに用いられるSパラメータの透過特性S21で評価しており、高周波結合器20の信号入出力端となる接続端子28、28の両端間を電力の入出力ポートとしている。
The coupling strength is evaluated by the transmission characteristic S21 of the S parameter used for evaluating the high frequency transmission characteristic, and the input / output of power is made between both ends of the
図7は、結合強度S21の解析に用いた高周波結合器間の相対的配置を示したものである。この評価では一方の高周波結合器には図7に示されるような板状の電極150aを有し、評価の基準機となる基準高周波結合器150を用いた。結合強度の評価は、図7に示すように、ライン中央部26a1、26b1を結ぶ延長線の方向Eと、基準高周波結合器150の電極150aの面とが直交し、かつ、それぞれの電極の中心軸が一致する状態で、結合用電極27と電極150aとを対向させ、15mm、100mm間隔をあけた状態で結合強度S21の周波数特性を調べた。
FIG. 7 shows a relative arrangement between the high-frequency couplers used for the analysis of the coupling strength S21. In this evaluation, one high-frequency coupler has a plate-
このように、高周波結合器20の中心軸は、コイル26aの接続端子28を基準とした略1/4の長さの位置、すなわち通信周波数の1/4波長に相当する長さの位置と、もう一方のコイル26bの接続端子28を基準とした略1/4の長さの位置、すなわち通信周波数の3/4波長に相当する長さの位置とを、誘電体基板21の半分の厚みの面に投影させた位置で面内方向に貫く方向である。
Thus, the central axis of the high-
また、高周波結合器20での電界の発生状態をみるために、対向距離15mmでの高周波結合器20近傍の電界分布も調べた。
In addition, in order to see the generation state of the electric field in the
図8は、高周波結合器20の共振周波数である4.5GHzでの電界分布の解析結果を示すもので、ライン中央部26a1、26b1を結んだ中心軸方向に電界の強いところが2箇所でき、あたかも電気双極子のように振舞うことで、対向する高周波結合器150と電磁界結合していることがわかる。
FIG. 8 shows the analysis result of the electric field distribution at 4.5 GHz which is the resonance frequency of the high-
図9は、高周波結合器20と基準高周波結合器150との間の結合強度S21の解析結果を示したもので、対向距離15mmの通信距離では、4.5GHz付近で−18dBと良好な結合強度を有し、また対向距離100mmの非通信距離では−40dB以下の通信遮断性を有している。
FIG. 9 shows an analysis result of the coupling strength S21 between the high-
以上のように、第2の実施形態に係る高周波結合器20では、上記のシミュレーションからも明らかなように、良好な通信特性を実現する。また、高周波結合器20では、結合用電極27として機能するコイル26が誘電体基板21内に形成されているので、例えば耐衝撃性などといった機械的強度を実現することができる。また、高周波結合器20では、通信波長の1/2の長さからなるコイル26aのライン中央部26a1と、通信波長の1/2の長さからなるコイル26bのライン中央部26b1とを結ぶ延長線上に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合することで、例えば、基板面に対して垂直方向に電磁界を放射する構造に比べて、通信性能を向上させるために誘電体基板を厚くする必要がなく、装置全体の小型化と低背化とを両立することができる。
As described above, the high-
<第2の実施形態の変形例>
次に、このような通信システム100に組み込まれるアンテナ装置として、図10に示すような第2の実施形態の変形例に係る高周波結合器30について説明する。
<Modification of Second Embodiment>
Next, as an antenna device incorporated in such a
図10では、後述するコイル36の巻回状態をわかりやすくするために、誘電体基板31を透過させて示している。
In FIG. 10, in order to make it easy to understand the winding state of the coil 36 to be described later, the
高周波結合器30は、誘電体基板31と、それぞれ通信波長の略1/2の長さを有するコイル36a、36bが電気的に接続されたコイル36からなるもので、コイル36の両端には、送受信回路部104との接続のための接続端子38が形成されている。ここで、接続端子38は、コイル36aの端部に当たる端子38aと、コイル36bの端部に当たる端子38bとから構成されている。
The
コイル36は、各コイル36a、36bのライン中央部36a1、36b1、すなわちコイル36の一方の端部から通信波長の1/4、3/4離れた位置で信号レベルが極性が互いに反転した状態で高くなることによって、結合用電極37として機能する。これにより、ライン中央部36a1、36b1では、略対称的な電界分布となる。
The coil 36 is in a state in which the polarities of the signal levels are reversed from each other at the center of the line 36a1 and 36b1 of each of the
また、コイル36は、ライン中央部36a1、36b1において、それぞれ、巻回方向が反転する巻回方向反転箇所となっている。例えば図10に示すように、本変形例において、コイル36は、その巻回方向が、端子38aから中央部36a1までが時計方向回り、中央部36a1から中央部36b1までが反時計方向回り、中央部36b1から端子38bまでが時計方向回りとなるような構造となっている。換言すれば、コイル36の巻回方向は、0〜1/4通信波長に相当する距離まで時計方向回り、1/4〜3/4通信波長に相当する距離まで反時計方向回り、3/4〜1通信波長に相当する距離まで時計方向回りとなっている。 Further, the coil 36 is a winding direction reversal portion where the winding direction is reversed at the line center portions 36a1 and 36b1, respectively. For example, as shown in FIG. 10, in this modification, the coil 36 is wound in the clockwise direction from the terminal 38a to the central part 36a1, and from the central part 36a1 to the central part 36b1 counterclockwise. The structure is such that the portion 36b1 to the terminal 38b are clockwise. In other words, the winding direction of the coil 36 rotates clockwise to a distance corresponding to 0 to 1/4 communication wavelength, and counterclockwise to a distance corresponding to 1/4 to 3/4 communication wavelength. It turns clockwise to a distance corresponding to one communication wavelength.
このような構成からなる結合用電極37では、図10に示す誘電体基板31の面方向E、具体的にはライン中央部36a1、36b1を結ぶ延長線の方向に効率よく電界の縦波を放出することができる。この結果として、高周波結合器30は、ライン中央部36a1、36b1を結ぶ延長線上に配置された他の結合用電極との間の結合強度が強くなり、良好な通信特性を実現することができる。
The coupling electrode 37 having such a configuration efficiently emits a longitudinal wave of an electric field in the plane direction E of the
また、結合用電極37は、誘電体基板31のスペースを有効に活用することができ、高周波結合器30自体の小面積化を図ることができる。
In addition, the coupling electrode 37 can effectively use the space of the
また、このような結合用電極37を備える高周波結合器30は、上記のような誘電体基板31の面方向E、すなわち、基板の端部から電磁界を放射する構造としていることで、基板面に対して垂直方向に電磁界を放射する構造に比べて、通信性能を向上させるために誘電体基板を厚くする必要がなく低背化できる。
Further, the high-
このような構成からなる高周波結合器30の具体的な構造について、次のような作製プロセスの一例を挙げながら説明する。
A specific structure of the high-
まず、誘電体基板31の上面31a、下面31bに銅、アルミニウム等の導電性金属からなる複数の上面ライン33a、下面ライン33bを形成する。この形成時において、上面ライン33aの一端が下面ライン33bの一端と、更にこの上面ライン33aの別の一端が、トロイダル方向に隣接する下面ライン33bと誘電体基板31を挟んで、順次重なるようにしておくと同時に、完成時にコイル36全体がトロイダル形状となるような配置としておく。
First, a plurality of
具体的に、接続端子38の一方の端部、例えば端部38aを基準として、1/4通信波長、3/4通信波長にそれぞれ相当するライン中央部36a1、36b1でコイル36の巻回方向が反転するように、上面ライン33aと下面ライン33bとをそれぞれ配置しておく。
Specifically, with respect to one end of the
次に、上面ライン33a、下面ライン33bが形成された誘電体基板31において、上面ライン33aと下面ライン33bとが互いに重畳した位置にドリル、レーザー等により複数のスルーホール34を形成する。これらスルーホール34を金属メッキ処理あるいは導電ペースト等で埋めることで、誘電体基板31の両面に形成された全ての上面ライン33a、下面ライン33bが、スルーホール34を介して電気的に接続され、トロイダル形状のコイル36が完成する。
Next, in the
このようにして完成したコイル36は、ライン中央部36a1、36b1で巻回方向が反転しており、0〜1/4通信波長に相当する距離まで時計方向回り、1/4〜3/4通信波長に相当する距離まで反時計方向回り、3/4〜1通信波長に相当する距離まで時計方向回りのコイル構造となる。 In the coil 36 thus completed, the winding direction is reversed at the line center portions 36a1 and 36b1, and the coil 36 rotates clockwise to a distance corresponding to 0 to 1/4 communication wavelength, and 1/4 to 3/4 communication. The coil structure rotates counterclockwise to a distance corresponding to the wavelength and clockwise to a distance corresponding to 3/4 to 1 communication wavelength.
コイル36の両端は、送受信回路部104との接続のための接続端子38となり、インピーダンス整合に応じて調整された所定の形状で作製することが好ましい。
Both ends of the coil 36 serve as
複数の上面ライン33a、下面ライン33bを形成する処理については、誘電体基板31の両面にメッキ、蒸着等の処理により形成しても良いし、両面銅箔張りされた誘電体基板31を用いてエッチング処理して形成しても良い。
About the process which forms the several
誘電体基板31の材料としては、ガラス、紙の基材、あるいはグラスファイバの織布をエポキシ樹脂、フェノール樹脂等で固めた、例えばガラスエポキシ、ガラスコンポジット基板や、低誘電率のポリイミド、液晶ポリマー、テフロン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いることができる。特に、誘電体基板31の材料としては、電気的特性の面からは低誘電率の材料を用いるのが好ましい。
As a material of the
なお、図10では、誘電体基板31の上面ライン33a、下面ライン33bと、誘電体基板31を貫通するスルーホール34によりコイル36を形成して高周波結合器30を完成させたが、この例に限らず、例えば剛性を有するワイヤを加工することによりコイル36を形成し樹脂材料によって成型して高周波結合器30を完成させても良い。
In FIG. 10, the coil 36 is formed by the
次に、第2の実施形態の変形例に係る高周波結合器30の性能を調べるために、アンソフト社製の3次元電磁界シミュレータHFSSを用いて結合強度の解析を行なった。ここで、高周波結合器30の解析モデルとして、次のような条件のものを用いた。すなわち、誘電体基板31は、プリント基板で多用されるガラスエポキシ基板FR4(Flame Retardant Type 4)を、また、結合用電極37として機能するコイル36の材質は銅を設定した。また、高周波結合器30の大きさは10.4mm×10.4mmとし、厚みを1mmとした。
Next, in order to investigate the performance of the high-
結合強度は、高周波伝送特性を評価するのに用いられるSパラメータの透過特性S21で評価しており、高周波結合器30の信号入出力端となる接続端子38の両端子38a、38b間を電力の入出力ポートとしている。
The coupling strength is evaluated by the transmission characteristic S21 of the S parameter used for evaluating the high frequency transmission characteristic, and the power between the two
図11は、結合強度S21の解析に用いた高周波結合器間の相対的配置を示したものである。この評価では一方の高周波結合器には図11に示されるような板状の電極150aを有し、評価の基準機となる基準高周波結合器150を用いた。結合強度の評価は、図11に示すように、ライン中央部36a1、36b1を結ぶ延長線の方向Eと、基準高周波結合器150の電極150aの面とが直交し、かつ、それぞれの電極の中心軸が一致する状態で、結合用電極37と電極150aとを対向させ、15mm、100mm間隔をあけた状態で結合強度S21の周波数特性を調べた。
FIG. 11 shows the relative arrangement between the high-frequency couplers used for the analysis of the coupling strength S21. In this evaluation, one high-frequency coupler has a plate-
このように、高周波結合器30の中心軸は、接続端子38の端子38aを基準とした略1/4の長さの位置、すなわち通信周波数の1/4波長に相当する長さの位置と、端子38aを基準とした略3/4の長さの位置、すなわち通信周波数の3/4波長に相当する長さの位置とを、誘電体基板31の半分の厚みの面に投影させた位置で面内方向に貫く方向である。
Thus, the center axis of the high-
また、高周波結合器30での電界の発生状態をみるために、対向距離15mmでの高周波結合器30近傍の電界分布、及び磁界ベクトルも調べた。
In addition, in order to see the generation state of the electric field in the
図12は、高周波結合器30と基準高周波結合器150との間の結合強度S21の解析結果を示したもので、対向距離15mmの通信距離では4.5GHz付近で−18dBと良好な結合強度を有し、また対向距離100mmの非通信距離では−40dB以下の通信遮断性を有している。
FIG. 12 shows an analysis result of the coupling strength S21 between the high-
図13は、高周波結合器30の共振周波数である4.48GHzでの電界分布の解析結果を示すもので、ライン中央部36a1、36b1を結んだ中心軸方向に電界の強いところが2箇所でき、あたかも電気双極子のように振舞うことで、対向する高周波結合器150と電磁界結合していることがわかる。
FIG. 13 shows the analysis result of the electric field distribution at 4.48 GHz, which is the resonance frequency of the
この図13から明らかなように、電界の強くなる位置は、接続端子38の端子38aからコイル36の略1/4の長さの位置、すなわち、1/4通信波長に相当する長さの位置と、もう一方の端子38bからコイル36の略1/4の長さの位置とで、これらの位置を面内方向に貫いて強い電磁界結合を得ることができる。
As can be seen from FIG. 13, the position where the electric field becomes stronger is the position of the length of approximately 1/4 of the coil 36 from the terminal 38a of the
以上のように、変形例に係る高周波結合器30は、良好な通信特性を実現する。また、高周波結合器30では、結合用電極37として機能するコイル36が誘電体基板31内に形成されているので、例えば耐衝撃性などといった機械的強度を実現することができる。また、高周波結合器30では、通信波長の1/2の長さからなるコイル36aのライン中央部36a1と、通信波長の1/2の長さからなるコイル36bのライン中央部36b1とを結ぶ延長線上に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合することで、例えば、基板面に対して垂直方向に電磁界を放射する構造に比べて、通信性能を向上させるために誘電体基板を厚くする必要がなく、装置全体の小型化と低背化とを両立することができる。
As described above, the high-
さらに、図14に示す解析結果から明らかなように、高周波結合器30は、コイル36の実効的なインダクタンスを向上させることができ、結果として、高周波結合器30自体の結合効率を改善することができる。
Furthermore, as is clear from the analysis results shown in FIG. 14, the
図14は、高周波結合器30の共振周波数である4.48GHzでの磁界ベクトル分布の解析結果を示すもので、誘電体基板31の厚み方向中央の基板に平行な面内、すなわち、コイル36の中心軸で基板と水平な断面での磁界ベクトル分布を示している。
FIG. 14 shows the analysis result of the magnetic field vector distribution at 4.48 GHz, which is the resonance frequency of the
この図14では、コイル36内部を貫く磁界が同方向となることを示している。高周波結合器30は、位相の関係から半波長で高周波電流の極性が変わるという特性を考慮して、全長が一通信波長に相当するコイル36の巻回方向を、1/4通信波長、3/4通信波長の長さにそれぞれ相当する中央部36a1、36b1で反転させることで、コイル36内部を貫く磁界が同方向となるようにすることができる。
FIG. 14 shows that the magnetic field penetrating the inside of the coil 36 is in the same direction. The
このようにして、高周波結合器30は、コイル内部において、局部的に極性の異なる電流によって発生する磁界が互いに打ち消しあってしまうという現象を防止することができる。これにより、高周波結合器30は、コイル36の実効的なインダクタンスを向上させることができ、結果として、高周波結合器30自体の結合効率を改善することができる。
In this way, the
<適用例>
上記のように、第1の実施形態及び第2の実施形態に係る高周波結合器10、20、30は、装置全体の小型化と低背化とを両立するので、例えば図15に示すような、携帯電話機などの携帯型電子機器60の端面60aに設けられているスロット61等に差し込んで通信を行うメモリーカード62などに組み込むことができる。ここで、スロット61内部に設けられた高周波結合器との位置関係よって、メモリ−カード62に高周波結合器10を設ける場合には、位置関係に制約が生じるが、第1の実施形態及び第2の実施形態に係る高周波結合器10、20、30は、装置全体の小型化と低背化とを両立するので容易に組み込むことができるという利点がある。
<Application example>
As described above, the high-
10、20、30、102、106 高周波結合器、11、21、31、311 誘電体基板、11a、60a 端面、12、312 ライン、12a、26a1、26b1、36a1、36b1 ライン中央部、12b、12c 端部、13、202、313 グランド、14、314 給電部、15 保護フィルム、17、27、37、103、107、208 結合用電極、21a 上面、21b 下面、23a、33a 上面ライン、23b、33b 下面ライン、24、34 スルーホール、26、26a、26b、36a、36b コイル、28、38 接続端子、38a、38b 端子、60 携帯型電子機器、61 スロット、62 メモリーカード、100 通信システム、101、105 通信装置、104、108 送受信回路部、150 基準高周波結合器、150a 電極、201 プリント基板、203 スタブ、205 送受信回路、207 金属線、300 アンテナ装置
10, 20, 30, 102, 106 High frequency coupler, 11, 21, 31, 311 Dielectric substrate, 11a, 60a End face, 12, 312 line, 12a, 26a1, 26b1, 36a1, 36b1 Line center, 12b, 12c End, 13, 202, 313 Ground, 14, 314 Power supply, 15 Protective film, 17, 27, 37, 103, 107, 208 Coupling electrode, 21a Upper surface, 21b Lower surface, 23a, 33a Upper surface line, 23b, 33b Bottom line, 24, 34 Through hole, 26, 26a, 26b, 36a, 36b Coil, 28, 38 Connection terminal, 38a, 38b terminal, 60 Portable electronic device, 61 slot, 62 Memory card, 100 Communication system, 101, 105 communication device, 104, 108 transmission / reception circuit unit, 1 0 reference EFC, 150a electrode, 201 a printed circuit board, 203
Claims (6)
誘電体基板に形成され、他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極を備え、
上記結合用電極は、
通信波長の1/2の長さからなり上記誘電体基板に形成された第1の配線と、該第1の配線の中央部と誘電体基板の面方向に対向するとともに該第1の配線に電気的に接続された導体とを有し、
上記第1の配線の中央部と上記導体とを結ぶ延長線上に配置された上記他のアンテナ装置の電極と電磁界結合し、
上記導体は、上記第1の配線と上記誘電体基板の同一面上に形成されたグランドであり、
上記第1の配線は、上記グランドの外側に所定距離を隔てて形成された略ループ形状からなり、その一端が該グランドと電気的に接続されるとともに、他端が該グランドを基準とした給電電圧の入力端として電力供給されることを特徴とするアンテナ装置。 In an antenna device that performs information communication by electromagnetic field coupling between a pair of opposed electrodes at a predetermined communication wavelength,
A coupling electrode formed on a dielectric substrate and electromagnetically coupled to electrodes of other antenna devices to enable communication,
The coupling electrode is
A first wiring formed on the dielectric substrate having a length of ½ of a communication wavelength, and a central portion of the first wiring is opposed to the surface direction of the dielectric substrate, and is connected to the first wiring. An electrically connected conductor;
Electromagnetically coupled with an electrode of the other antenna device arranged on an extension line connecting the central portion of the first wiring and the conductor ,
The conductor is a ground formed on the same surface of the first wiring and the dielectric substrate,
The first wiring has a substantially loop shape formed at a predetermined distance outside the ground, and one end of the first wiring is electrically connected to the ground, and the other end is fed with reference to the ground. antenna apparatus characterized Rukoto powered as an input terminal of the voltage.
誘電体基板に形成され、他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極を備え、
上記結合用電極は、
通信波長の1/2の長さからなり上記誘電体基板に形成された第1の配線と、該第1の配線の中央部と誘電体基板の面方向に対向するとともに該第1の配線に電気的に接続された導体とを有し、
上記第1の配線の中央部と上記導体とを結ぶ延長線上に配置された上記他のアンテナ装置の電極と電磁界結合し、
上記導体は、上記通信波長の1/2の長さからなる第2の配線であり、該第2の配線の一端が、上記第1の配線の一端と電気的に接続され、
上記結合用電極は、上記第1の配線の中央部と上記第2の配線の中央部とを結ぶ延長線上に配置された上記他のアンテナ装置の電極と電磁界結合することを特徴とするアンテナ装置。 In an antenna device that performs information communication by electromagnetic field coupling between a pair of opposed electrodes at a predetermined communication wavelength,
A coupling electrode formed on a dielectric substrate and electromagnetically coupled to electrodes of other antenna devices to enable communication,
The coupling electrode is
A first wiring formed on the dielectric substrate having a length of ½ of a communication wavelength, and a central portion of the first wiring is opposed to the surface direction of the dielectric substrate, and is connected to the first wiring. An electrically connected conductor;
Electromagnetically coupled with an electrode of the other antenna device arranged on an extension line connecting the central portion of the first wiring and the conductor ,
The conductor is a second wiring having a length of ½ of the communication wavelength, and one end of the second wiring is electrically connected to one end of the first wiring;
The antenna is characterized in that the coupling electrode is electromagnetically coupled to an electrode of the other antenna device disposed on an extension line connecting the central portion of the first wiring and the central portion of the second wiring. apparatus.
誘電体基板に形成され、他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極と、
上記結合用電極と電気的に接続され、信号の送受信処理を行う送受信処理部とを備え、
上記結合用電極は、
通信波長の1/2の長さからなり上記誘電体基板の一方の面に形成された第1の配線と、該第1の配線の中央部と誘電体基板の面方向に対向するとともに該第1の配線に電気的に接続された導体とを有し、
上記第1の配線の中央部と上記導体とを結ぶ延長線上に配置された上記他のアンテナ装置の電極と電磁界結合し、
上記導体は、上記第1の配線と上記誘電体基板の同一面上に形成されたグランドであり、
上記第1の配線は、上記グランドの外側に所定距離を隔てて形成された略ループ形状からなり、その一端が該グランドと電気的に接続されるとともに、他端が該グランドを基準とした給電電圧の入力端として電力供給されることを特徴とする通信装置。 In a communication device that performs information communication by electromagnetic field coupling between a pair of opposed electrodes at a predetermined communication wavelength,
A coupling electrode formed on a dielectric substrate and electromagnetically coupled to an electrode of another antenna device to enable communication;
A transmission / reception processing unit electrically connected to the coupling electrode and performing signal transmission / reception processing;
The coupling electrode is
A first wiring having a length of ½ of the communication wavelength and formed on one surface of the dielectric substrate, a central portion of the first wiring facing the surface direction of the dielectric substrate and the first wiring A conductor electrically connected to one wiring,
Electromagnetically coupled with an electrode of the other antenna device arranged on an extension line connecting the central portion of the first wiring and the conductor ,
The conductor is a ground formed on the same surface of the first wiring and the dielectric substrate,
The first wiring has a substantially loop shape formed at a predetermined distance outside the ground, and one end of the first wiring is electrically connected to the ground, and the other end is fed with reference to the ground. A communication apparatus, wherein power is supplied as a voltage input terminal .
誘電体基板に形成され、他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極と、
上記結合用電極と電気的に接続され、信号の送受信処理を行う送受信処理部とを備え、
上記結合用電極は、
通信波長の1/2の長さからなり上記誘電体基板の一方の面に形成された第1の配線と、該第1の配線の中央部と誘電体基板の面方向に対向するとともに該第1の配線に電気的に接続された導体とを有し、
上記第1の配線の中央部と上記導体とを結ぶ延長線上に配置された上記他のアンテナ装置の電極と電磁界結合し、
上記導体は、上記通信波長の1/2の長さからなる第2の配線であり、該第2の配線の一端が、上記第1の配線の一端と電気的に接続され、
上記結合用電極は、上記第1の配線の中央部と上記第2の配線の中央部とを結ぶ延長線上に配置された上記他のアンテナ装置の電極と電磁界結合することを特徴とする通信装置。 In a communication device that performs information communication by electromagnetic field coupling between a pair of opposed electrodes at a predetermined communication wavelength,
A coupling electrode formed on a dielectric substrate and electromagnetically coupled to an electrode of another antenna device to enable communication;
A transmission / reception processing unit electrically connected to the coupling electrode and performing signal transmission / reception processing;
The coupling electrode is
A first wiring having a length of ½ of the communication wavelength and formed on one surface of the dielectric substrate, a central portion of the first wiring facing the surface direction of the dielectric substrate and the first wiring A conductor electrically connected to one wiring,
Electromagnetically coupled with an electrode of the other antenna device arranged on an extension line connecting the central portion of the first wiring and the conductor ,
The conductor is a second wiring having a length of ½ of the communication wavelength, and one end of the second wiring is electrically connected to one end of the first wiring;
The coupling electrode is electromagnetically coupled to an electrode of the other antenna device disposed on an extension line connecting a central portion of the first wiring and a central portion of the second wiring. apparatus.
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