JP5928640B2 - アンテナ装置および無線通信装置 - Google Patents
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Description
利用できるアンテナとして特許文献1〜3が知られている。
可能なコイルアンテナが必要となる。このようなアンテナとして、特許文献1に記載されているように、コイルアンテナと貼り付け対象物との間にフェライト等の磁性体を挟み込んだ構造のアンテナが知られている。しかし、この場合であっても、使用周波数帯や磁性体の厚みや透磁率等によっては、金属体に磁束が入るのを十分に遮断することは難しい。すなわち、金属体の影響を充分に抑えるためには、磁性体を厚くする必要があり、その結果アンテナのサイズが大型化してしまう。
図1は第1の実施形態に係るアンテナ装置101の分解斜視図である。このアンテナ装置101は、HF帯通信システムに利用されるアンテナ装置であって、第1コイル導体11、第2コイル導体12および磁性体層30を備えている。第1コイル導体11は非磁性体シートである基材21の上面に形成されている。第2コイル導体12は非磁性体シートである基材22の下面に形成されている。
図5は第2の実施形態のアンテナ装置102に関し、第1コイル導体11と第2コイル導体12との接続構造を示す図である。図5中の矢印は電流の方向を表している。第1の実施形態では、第1コイル導体11と第2コイル導体12とを直列に接続したが、第2の実施形態に係るアンテナ装置102は第1コイル導体11と第2コイル導体12とが電気的に並列接続されて給電回路9に接続される。但し、第1の実施形態に係るアンテナ装置101と同様に、第1コイル導体11および第2コイル導体12のコイル巻回軸方向に発生する磁束の方向が互いに逆となるように接続されている。
図6(A)は第3の実施形態に係るアンテナ装置103の分解斜視図、図6(B)はアンテナ装置103の断面図である。このアンテナ装置103は、第1コイル導体11、第2コイル導体12および磁性体層30を備えている。第1コイル導体11は磁性体層30の上面に形成されている。第2コイル導体12は非磁性体層32の上面に形成されている。非磁性体層32の下面には入出力端子51,52および実装用の空き端子53,54が形成されている。
図7(A)は第4の実施形態のアンテナ装置に関し、第1コイル導体11と第2コイル導体12との大きさの関係を示す分解斜視図である。図7(B)はそのアンテナ装置の近傍に金属体40が配置された状態での磁束の通る経路を示す断面図である。この例では、第1コイル導体11と第2コイル導体12とのコイル巻回軸は一致しているが、第2コイル導体12の周回範囲が第1コイル導体11の周回範囲より小さい。
図9(A)は第5の実施形態の別のアンテナ装置に関し、第1コイル導体11と第2コイル導体12との巻回数の違いを示す分解斜視図である。図9(B)はそのアンテナ装置の近傍に金属体40が配置された状態での磁束の通る経路を示す断面図である。この例では、第1コイル導体11と第2コイル導体12とのコイル巻回軸は一致しているが、第1コイル導体11の巻回数が第2コイル導体12の巻回数より多い。このように第1コイル導体11と第2コイル導体12の巻回数が異なっていてもよい。
図11(A)は第6の実施形態に係るアンテナ装置106の分解斜視図である。このアンテナ装置106は、第1コイル導体11、第2コイル導体12および磁性体層30を備えている。第1コイル導体11は非磁性体シートである基材21の上面に形成されている。第2コイル導体12は非磁性体シートである基材22の下面に形成されている。
図12は第7の実施形態に係る無線通信装置の主要部の断面図である。この無線通信装置は例えば携帯電話端末である。筐体90の内部には基板60が収納されている。基板60の図における上面(実際の使用状態では下面)にはアンテナ装置103が実装されている。筐体90の内面には共振ブースター201が貼付されている。
体72が持つインダクタンスL72およびコイル導体71とコイル導体72との間に形成される容量C12,C21によるLC共振回路が構成されている。このLC共振回路の共振周波数は、通信信号のキャリア周波数(13.56MHz)近傍となるように設定されている。そして、アンテナ装置103と共振ブースター201とは相互に磁界結合している。
図17は第8の実施形態に係る無線通信装置の主要部の断面図である。この無線通信装置は例えば携帯電話端末である。筐体90の内部には基板60が収納されている。基板60の図における上面(実際の使用状態では下面)には給電アンテナ202が実装されている。筐体90の内面には共振ブースターとしてのアンテナ装置108が貼付されている。
において、インダクタL11は第1コイル導体11に相当し、インダクタL12は第2コイル導体12に相当し、キャパシタCは第1コイル導体11と第2コイル導体12との間に生じる容量に相当する。このインダクタL11,L12およびキャパシタCによるLC共振回路の共振周波数は、通信信号のキャリア周波数の近傍の周波数となるように設定されている。
図21は第9の実施形態に係る無線通信装置の主要部の断面図である。これまでの各実施形態では平面状にして用いる例を示したが、本発明はこれに限るものではない。第1コイル導体11および第2コイル導体12のコイル開口ならびに磁性体層30は曲面であってもよい。
2の表面に引き出されている。第2コイル導体12の第2端は第1のピン端子67を介して給電回路(RFICチップ)に接続される。また、第1コイル導体11の第2端は第2のピン端子を介してプリント配線板60に設けられた給電回路に接続される。
図24は第10の実施形態に係るアンテナ装置110の分解斜視図である。このアンテナ装置110は、磁性体層30の上面に第1コイル導体11,磁性体層30の下面に第2コイル導体12がそれぞれ形成されている。第1コイル導体11と第2コイル導体12のパターンは類似しているが、コイル開口の中心は平面視で互いにずれている。
を多く通ろうとするので、コイル開口の寸法bよりも寸法aを大きくすることが、実効的なコイル開口を大きくするうえで有効である。そのため、電極幅または電極ピッチを上述のとおり定めるとよい。
図27は第11の実施形態に係るアンテナ装置111の分解斜視図である。図28は、アンテナ装置111の近傍に平面状の金属体40が配置された状態での磁束の通る経路を示す断面図である。
であってもよい。
図29は第12の実施形態に係る無線通信装置の主要部の断面図である。図29の例では、アンテナ装置112は無線通信装置の筐体90の曲面に沿って配置(貼付)されている。また、このアンテナ装置112はピン端子67を介して基板60側の回路に接続される。
11…第1コイル導体
12…第2コイル導体
13,14…容量形成用電極
18,19…コイル導体
21,22…基材
30…磁性体層
31,32…非磁性体層
40…金属体
51,52…入出力端子
53,54…端子
60…基板
61,62…実装パッド電極
67…ピン端子
68…グランド導体
69…基材
70…基材シート
71,72…コイル導体
80…磁性体層
83…コイル導体
90…筐体
101〜103,106,108,109,110,111,112…アンテナ装置
201…共振ブースター
202…給電アンテナ
Claims (11)
- コイル状に巻回された形状のコイル導体を備えたアンテナ装置において、
前記コイル導体は、互いに電気的に接続されている第1コイル導体と第2コイル導体とで構成され、
前記第1コイル導体および前記第2コイル導体は、磁性体層を介してコイル開口が対向配置されていて、
前記第1コイル導体および前記第2コイル導体は、コイル巻回軸方向に発生する磁束の方向が互いに逆となるように接続されていて、
前記第1コイル導体および前記第2コイル導体は、前記磁性体層に対して非対称に構成されている、
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 前記第1コイル導体と前記第2コイル導体とは直列接続されている、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記第1コイル導体の一方端に導通する第1電極と、前記第2コイル導体の一方端に導通する第2電極とを備え、前記第1コイル導体と前記第2コイル導体とは前記第1電極と前記第2電極との間に生じる容量を介して直列接続されている、請求項2に記載のアンテナ装置。
- 前記第1コイル導体と前記第2コイル導体とは並列接続されている、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記第1コイル導体および前記第2コイル導体は平面上に形成されたコイル導体である、請求項1〜4のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記第1コイル導体および前記第2コイル導体は、前記コイル巻回軸方向に視て、ほぼ同一パターンである、請求項1〜5のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記第2コイル導体のコイル開口面のうち、前記第1コイル導体が設けられた側とは反対側に金属物が配置されている、請求項1〜6のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記第1コイル導体と前記第2コイル導体との間隙を通る磁束を介して磁界結合するブースターアンテナを備えた請求項1〜7のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記第1コイル導体と前記第2コイル導体との間隙を通る磁束を介して磁界結合する給電コイルを備えた請求項1〜7のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記磁性体層は磁性体層を含む多層基板の磁性体層であり、前記第1コイル導体および前記第2コイル導体は前記多層基板の磁性体層または非磁性体層に形成された、請求項1〜9のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 通信回路と、この通信回路に接続されたアンテナ装置とを備えた無線通信装置において、
前記アンテナ装置は、コイル状に巻回された形状のコイル導体を備え、前記コイル導体は、互いに電気的に接続されている第1コイル導体と第2コイル導体とで構成され、前記第1コイル導体および前記第2コイル導体は磁性体層を隔ててコイル開口が対向配置されていて、前記第1コイル導体および前記第2コイル導体は、コイル巻回軸方向に発生する磁束の方向が互いに逆となるように接続されていて、
前記第1コイル導体および前記第2コイル導体は、前記磁性体層に対して非対称に構成されている、ことを特徴とする無線通信装置。
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