JP6089446B2 - Antenna device and communication terminal device - Google Patents
Antenna device and communication terminal device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6089446B2 JP6089446B2 JP2012116130A JP2012116130A JP6089446B2 JP 6089446 B2 JP6089446 B2 JP 6089446B2 JP 2012116130 A JP2012116130 A JP 2012116130A JP 2012116130 A JP2012116130 A JP 2012116130A JP 6089446 B2 JP6089446 B2 JP 6089446B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- coil
- coil conductor
- conductor
- reference surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、非接触通信に用いられ、少なくともコイルアンテナおよびブースターアンテナを含むアンテナ装置、およびこれを備えた通信端末装置に関する。 The present invention relates to an antenna device that is used for non-contact communication and includes at least a coil antenna and a booster antenna, and a communication terminal device including the antenna device.
以下、従来のアンテナ装置として、下記の特許文献1,2に記載のものを、図16を参照して説明する。図16において、アンテナ装置51は、例えば13.56MHz帯の非接触通信(NFC(Near Field Communication)やFeliCa)に用いられ、コイルアンテナ52と、その上方に設けられたブースターアンテナ53とを備える。コイルアンテナ52は、図示しないコンデンサと共に集積回路に並列接続され、少なくとも、磁性体コア54と、第一コイル導体55とを含む。また、ブースターアンテナ53は、少なくとも、第二コイル導体56を含む。
Hereinafter, a conventional antenna device described in
コイルアンテナ52において、磁性体コア54は、略直方体形状を有し、第一巻回軸A61に平行な周面F75を有する。第一コイル導体55は、第一巻回軸A61の周りを螺旋状に巻回するように、周面F75に形成される。
In the
ブースターアンテナ53において、第二コイル導体56は、第二巻回軸A62の周りを渦巻状に巻回するよう、例えば絶縁シート材上に設けられた平面コイル導体である。このような第二コイル導体56は、図示しないコンデンサと並列共振回路を構成する。
In the
コイルアンテナ52は、第二コイル導体56の下方に、第一および第二巻回軸A61,A62が互いに略直交するように配置される。データ通信時、コイルアンテナ52には、集積回路から高周波信号(送信データで変調された13.56MHz帯搬送波)が与えられ、高周波電流が流れる。その結果、コイルアンテナ52の近傍には、第二コイル導体56と鎖交する磁界が発生する。この磁界結合により、第二コイル導体56には誘導電流が流れ、第二コイル導体56もまた磁界を誘起する。この第二コイル導体56の磁界が通信相手のアンテナと磁界結合し、これによってデータ通信が行われる。
The
しかしながら、両アンテナ52,53は、図17(a),(b)に示すように、上方から平面視するとオーバーラップする。このオーバーラップ部分に発生する浮遊容量(寄生容量)により、両アンテナ52,53は容量結合する。この容量結合の影響により、両アンテナ52,53の共振周波数がずれ、それらのアンテナ特性が低下する。
However, as shown in FIGS. 17A and 17B, both
また、近年の携帯電話の薄型化により、両アンテナ52,53が近接配置されるので、大きな浮遊容量が発生しやすくなっている。したがって、もし、例えばコイルアンテナ52の実装精度により、図17(a),(b)に示すように、両アンテナ52,53の位置関係が変わると、アンテナ装置51毎で大きく異なる浮遊容量が発生する場合がある。
Further, due to the recent thinning of mobile phones, both
上記から分かるように、従来のアンテナ装置には、浮遊容量の影響によりアンテナ特性が大きくばらつくおそれがある。なお、この問題点は、携帯電話に限らず、上記アンテナ装置を備えた通信端末装置(例えばタブレット端末)であれば起こりうる。 As can be seen from the above, the antenna characteristics of the conventional antenna device may vary greatly due to the influence of stray capacitance. Note that this problem is not limited to a mobile phone, and may occur in a communication terminal device (for example, a tablet terminal) provided with the antenna device.
それゆえに、本発明の目的は、アンテナ特性のばらつきを抑制可能なアンテナ装置、およびこれを備えた通信端末装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide an antenna device capable of suppressing variations in antenna characteristics and a communication terminal device including the antenna device.
上記目的を達成するために、本発明の一局面は、アンテナ装置であって、基準面および該基準面の対向面に巻回される第一コイル導体を含むコイルアンテナと、主面上で巻回される第二コイル導体を含むブースターアンテナと、を備える。 In order to achieve the above object, one aspect of the present invention provides an antenna device, which includes a coil antenna including a reference surface and a first coil conductor wound around a surface facing the reference surface, and a winding on the main surface. A booster antenna including a second coil conductor to be rotated.
前記コイルアンテナおよび前記ブースターアンテナは、前記第一コイル導体における前記基準面上の部分が前記第二コイル導体と空間を介して対向し、かつ、該対向部分を該基準面の法線方向から平面視した時、該第二コイル導体の電流方向と、前記第一コイル導体において該基準面上の部分を流れる電流方向とが平行もしくは垂直にならないよう配置される。 In the coil antenna and the booster antenna, a portion of the first coil conductor on the reference surface is opposed to the second coil conductor through a space, and the facing portion is planar from the normal direction of the reference surface. When viewed, the current direction of the second coil conductor and the direction of current flowing through the portion on the reference plane in the first coil conductor are not parallel or perpendicular to each other.
また、上記アンテナ装置は、例えば通信端末装置に搭載される。 The antenna device is mounted on, for example, a communication terminal device.
上記局面によれば、コイルアンテナまたはブースターアンテナの実装精度がばらついたとしても、上記平面視で第一コイル導体と第二コイル導体とのオーバーラップ部分の面積のばらつきを抑えることが可能となる。これにより、アンテナ装置毎の特性ばらつきを抑制できる。 According to the above aspect, even if the mounting accuracy of the coil antenna or the booster antenna varies, it is possible to suppress the variation in the area of the overlap portion between the first coil conductor and the second coil conductor in the plan view. Thereby, the characteristic dispersion | variation for every antenna apparatus can be suppressed.
(実施形態)
本発明の一実施形態に係るアンテナ装置および通信端末装置の説明に先立ち、まず、図1〜図10に示すX軸,Y軸,Z軸を、次の通り定義する。X軸,Y軸,Z軸は、図3等に示すコイルアンテナの左右方向(横方向)、前後方向(縦方向)および上下方向(高さ方向または厚さ方向)を示す。
(Embodiment)
Prior to description of an antenna device and a communication terminal device according to an embodiment of the present invention, first, the X-axis, Y-axis, and Z-axis shown in FIGS. 1 to 10 are defined as follows. The X-axis, Y-axis, and Z-axis indicate the left-right direction (lateral direction), front-rear direction (vertical direction), and vertical direction (height direction or thickness direction) of the coil antenna shown in FIG.
(通信端末装置の構成)
まず、本実施形態に係る通信端末装置1の構成について説明する。図1は、通信端末装置1の筐体カバー3を開けた時の筐体5の内部構成を示す。通信端末装置1は、携帯電話等であり、筐体カバー3および筐体5に加え、少なくとも、プリント配線板7と、NFC等による非接触通信のためにアンテナ装置9および集積回路11と、を備える。また、アンテナ装置9は、少なくとも、コイルアンテナ13と、ブースターアンテナ15とを含む。なお、通信端末装置1には、上記以外にも、音声通話用の集積回路や電子部品、バッテリーパック等が高密度に実装されるが、これらは本発明の要部では無いので、それぞれの説明を省略する。
(Configuration of communication terminal device)
First, the configuration of the
プリント配線板7は筐体5の内部に設けられ、該プリント配線板7上には、少なくとも集積回路11およびコイルアンテナ13が実装される。プリント配線板7において、X軸方向のサイズは例えば約110mmで、Y軸方向のサイズは例えば約50mmである。
The printed
集積回路11には、図2に示すように、コイルアンテナ13およびコンデンサ17(図1では図示省略)が並列接続される。集積回路11、コイルアンテナ13およびコンデンサ17は給電回路19を構成する。ここで、コイルアンテナ13のインダクタンス値をL1とし、コンデンサ17の容量値をC1とすると、この並列共振回路の共振周波数は、実質的にL1、C1により決まる。なお、図2には、コイルアンテナ13の容量成分も示される。また、必要に応じて、コイルアンテナ13と集積回路11の間には整合回路が接続される場合もある。
As shown in FIG. 2, a
ここで、図3および図4を参照する。コイルアンテナ13は、磁性体コア131と、第一コイル導体133と、絶縁体層135と、第一外部電極137aと、第二外部電極137bと、第一ビア電極139aと、第二ビア電極139bと、を備えている。
Reference is now made to FIGS. The
磁性体コア131は、例えば、所定の透磁率μa(例えば、約100)を有する磁性材料からなる。この磁性体コア131は、略直方体形状を有し、より具体的には、Y軸に平行な第一巻回軸A1に略平行な周面Fsと、該第一巻回軸A1と直交する前端面および後端面とからなる。周面Fsは、基準面F11、対向面F12、左側面F13および右側面F14からなる。本実施形態では、基準面F11は上面であり、対向面F12は下面であり、これらは上下方向に対向する。また、磁性体コア131は、X軸方向に約2.0mm〜3.0mm、Y軸方向に約3.2mm〜6.0mm、Z軸方向に約0.7mm〜1.0mmのサイズを有する。
The
上記磁性体コア131は、積層することなく最初から上記サイズを有するブロック体として作製されても構わないが、図5に示すように、複数の磁性体層131aを積層することで作製されても構わない。なお、図5では、便宜上、二個の磁性体層にのみ、参照符号131aが付けられている。また、各磁性体層131aの厚さは互いに同一でも良いし、そうでなくとも構わない。このように複数の磁性体層131aで構成することにより、磁性体コア131の高さを簡単に調整でき、さらには、脆さを抑えることが出来る。
The
再度、図3および図4を参照する。第一コイル導体133は、導電材料(例えば銀)からなり、ヘリカルコイルを構成する。具体的には、第一コイル導体133は、第一巻回軸A1の周りを巻回するように周面Fs上に形成される。このターン数は例えば4である。第一コイル導体133は、より詳細には、ターン毎に、第一〜第四導体パターン133a〜133dからなる。第一導体パターン133aは対向面F12に、第三導体パターン133cは基準面F11に形成される。第二および第四導体パターン133b,133dは、右側面F14および左側面F13に形成される。なお、図示の都合上、参照符号133a〜133dは、1ターン分の第一〜第四導体パターンにのみ付けられている。
Reference is again made to FIG. 3 and FIG. The
各ターンの第一導体パターン133aは、基準面F11の法線方向からの平面視で、第一巻回軸A1と略直交するように、また、各ターンの第三導体パターン133cは、同平面視で第一巻回軸A1と直交しないように形成される。換言すると、各第一導体パターン133aは、同平面視で、各第三導体パターン133cと非平行な位置関係を有する。また、各第三導体パターン133cは、自身と隣り合うターンの第三導体パターン133cと平行な位置関係を有する。 The first conductor pattern 133a of each turn is substantially perpendicular to the first winding axis A1 in a plan view from the normal direction of the reference plane F11, and the third conductor pattern 133c of each turn is the same plane. It is formed so as not to be orthogonal to the first winding axis A1 when viewed. In other words, each first conductor pattern 133a has a non-parallel positional relationship with each third conductor pattern 133c in the same plan view. Moreover, each 3rd conductor pattern 133c has a positional relationship parallel to the 3rd conductor pattern 133c of the turn adjacent to self.
また、絶縁体層135は、絶縁材料からなり、少なくとも、接合面F21と、背面F22とを有する。接合面F21には、第一コイル導体133が形成された磁性体コア131が積層される。背面F22は接合面F21と上下方向に対向する。背面F22の前端部分および後端部分には、第一外部電極137aおよび第二外部電極137bが形成される。この第一および第二外部電極137a,137bを用いて、コイルアンテナ13および集積回路11(図1等を参照)は電気的に接続される。
The
また、絶縁体層135において第一外部電極137aの上方には、背面F22から接合面F21へと貫くスルーホールが形成され、該スルーホールには第一ビア電極139aが形成される。同様にして、絶縁体層135において第二外部電極137bの直上には第二ビア電極139bが形成される。第一および第二ビア電極139a,139bには第一コイル導体133の一方端および他方端が接続される。
In the
再度、図1を参照する。ブースターアンテナ15は、例えば筐体カバー3の内側に取り付けられる。ブースターアンテナ15は、図6に示すように、絶縁材料からなる絶縁シート材151と、二個の第二コイル導体152,153と、磁性体シート材154とを含んでいる。
Reference is again made to FIG. The
第二コイル導体152,153はそれぞれ、導電材料(例えば銀)からなり、いわゆる平面渦巻コイルを形成する。第二コイル導体152,153は、X軸方向に約38mmで、Y軸方向に約40mmで、Z軸方向に約0.05mmのサイズを有する。また、線幅は約0.2mm〜1.0mmであり、線間距離は1.0mmである。また、第二コイル導体152,153のターン数は3である。
Each of the
本実施形態では、第二コイル導体152は絶縁シート材151の第一主面(表面)に、第二コイル導体153は、絶縁シート材151の別の第一主面(裏面)に形成される。第二コイル導体152,153は、互いに逆方向に巻回するよう形成される。より具体的には、第二コイル導体152,153は、Z軸に平行な第二巻回軸A2の周りに巻回される。また、第二コイル導体153は、縦中心面Fvを基準として、第二コイル導体152と対称な形状をする。縦中心面Fvは、第二巻回軸A2を含み、ZX平面に平行な面である。
In the present embodiment, the
磁性体シート材154は、所定の透磁率μb(例えば、約130)を有する磁性材料からなり、絶縁シート材151の裏面に貼り付けられる。このX軸方向およびY軸方向のサイズは例えば約40mmであり、Z軸方向のサイズ(厚さ)は例えば約0.1mmである。
The
この磁性体シート材154が無い場合、図7(a)に示すように、通信相手からの磁束(点線の矢印)がプリント配線板7にぶつかる。その結果、プリント配線板7において渦電流が発生したり、プリント配線板7に実装された電子部品に磁束が不要結合したりする。それによって、通信端末装置1の通信特性が劣化してしまう。それに対し、磁性体シート材154があると、図7(b)に示すように、磁束が磁性体シート材154の内部を通過し、プリント配線板7には至らない。これによって、上記のような通信端末装置1の通信特性の劣化を防止することができる。
When this
また、第二コイル導体152,153の間には線間容量が生じる。それゆえ、図2の等価回路図に示すように、第二コイル導体152,153は、等価的に、コンデンサ155,156を介して接続されることになる。ここで、第二コイル導体152,153のインダクタンス値をL2,L3とし、コンデンサ155,156の容量値をC2,C3とすると、ブースターアンテナ15の共振周波数は、実質的にL2、L3、C2,C3により決まる。
Further, a line capacitance is generated between the
(コイルアンテナとブースターアンテナの詳細な配置関係)
コイルアンテナ13およびブースターアンテナ15は、少なくとも、以下の条件(1)〜(3)を満足するように配置される。
条件(1):データ通信時に、図8(a)に示すように、基準面F11の法線方向からの平面視で、第三導体パターン133cを流れる電流の方向と、第二コイル導体152,153を流れる電流の方向が直交しない、もしくは平行にならないこと。
条件(2):図9に示すように、第二コイル導体152,153と第三導体パターン133cとが空間を介して対向すること。
条件(3):図9に示すように、対向面F12がプリント配線板7に近接するよう、コイルアンテナ13をプリント配線板7上に実装すること。
(Detailed arrangement relationship between coil antenna and booster antenna)
The
Condition (1): At the time of data communication, as shown in FIG. 8A, in the plan view from the normal direction of the reference plane F11, the direction of the current flowing through the third conductor pattern 133c, the
Condition (2): As shown in FIG. 9, the
Condition (3): As shown in FIG. 9, the
(通信端末装置の非接触通信時の動作)
まず、通信相手へのデータ送信時について説明する。集積回路11(図2参照)は、送信すべきデータ(ベースバンド信号)で13.56MHz帯の搬送波を変調して、高周波信号を生成する。給電回路19の並列共振回路の共振周波数は13.56MHzに設定されており、集積回路11は、生成した高周波信号(高周波電流)をコイルアンテナ13およびコンデンサ17に与えて共振させる。コイルアンテナ13は、データ送信時、集積回路11からの高周波電流により、自身の近傍に磁界(図9に一点鎖線で示す)を誘起する。コイルアンテナ13からの磁界は、ブースターアンテナ15を鎖交する。これによって、コイルアンテナ13とブースターアンテナ15とは磁界結合して、第二コイル導体152,153には誘導電流が流れる。この誘導電流により、ブースターアンテナ15は磁界(図9に二点鎖線で示す)を発生する。ここで、ブースターアンテナ15のサイズは、コイルアンテナ13のそれよりも大きいので、ブースターアンテナ15で発生した磁界は大きな強度を有しており、これにより、アンテナ装置9として通信距離を確保している。
(Operation of contactless communication device)
First, data transmission to a communication partner will be described. The integrated circuit 11 (see FIG. 2) modulates a 13.56 MHz carrier wave with data to be transmitted (baseband signal) to generate a high-frequency signal. The resonance frequency of the parallel resonance circuit of the
次に、通信相手からのデータ受信時について説明する。通信相手側で発生した磁界がブースターアンテナ15を鎖交すると、第二コイル導体152,153には誘導電流が流れる。この誘導電流により、ブースターアンテナ15は磁界を発生する。ブースターアンテナ15の磁界が第一コイル導体133を鎖交する。これによって、コイルアンテナ13とブースターアンテナ15とは磁界結合し、コイルアンテナ13の第一および第二外部電極137a,137b(図3参照)の間には誘導起電力が発生して、集積回路11には高周波電流(高周波信号)が流れる。集積回路11は、受信高周波信号を復調してデータ再生を行う。
Next, data reception from a communication partner will be described. When the magnetic field generated on the communication partner side links the
(実施形態の作用・効果)
従来、つまり図17(a)および図17(b)の場合、コイルアンテナ52の実装位置が変わると、上方からの平面視で、第一コイル導体55において第二コイル導体56と近接する導体部分が該第二コイル導体56の線間に入ったり、第二コイル導体56と重なったりする。それゆえ、両コイル導体55,56のオーバーラップ部分の面積変化が相対的に大きくなる。
(Operation and effect of the embodiment)
17A and 17B, when the mounting position of the
それに対し、本実施形態では、データ通信時、図8(a)および図8(b)中、格子状ハッチングで示すように、コイルアンテナ13をプリント配線板7上で平行移動させても、各ターンの第三導体パターン133cが第二コイル導体152,153の線間に完全に入ることが無くなる。それゆえ、第三導体パターン133cと第二コイル導体152,153のオーバーラップ部分の面積の変化を従来よりも小さくできる。換言すると、コイルアンテナ13の実装精度により、両アンテナ13,15の位置関係にばらつきが生じても、オーバーラップ部分の面積変化のばらつきは小さくなる。したがって、アンテナ装置9毎でデータ通信時に生じる浮遊容量に大きな差は発生しない。これにより、アンテナ特性のばらつきを抑制可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, during data communication, each
また、データ通信時、アンテナ装置9には偶モードまたは奇モードが発生する。より具体的には、偶モードでは、図10(a)に示すように、浮遊容量(つまり、容量結合部分)Csを基準として、コイルアンテナ13の流れる電流I1と、ブースターアンテナ15を流れる電流I2とが対称関係を保つ。この場合、浮遊容量Cs間に電位差は生じないので、給電回路19の共振周波数やブースターアンテナ15の共振周波数に浮遊容量Csは影響を実質的に与えない。
Further, even mode or odd mode occurs in the
それに対し、奇モードでは、図10(b)に示すように、浮遊容量Csを基準として、コイルアンテナ13の流れる電流I1と、ブースターアンテナ15を流れる電流I2とが互いに非対称となる。この場合、浮遊容量Cs間に電位差が生じるため、給電回路19の共振周波数やブースターアンテナ15の共振周波数に大きな影響を与える。また、奇モードは、給電回路19、ブースターアンテナ15および通信相手側の共振周波数等、複合的な要因で発生する。つまり、いつ奇モードが発生するか分からない。それゆえ、本実施形態のようにして、浮遊容量のばらつきを抑制することで、奇モード時に浮遊容量が各共振周波数に与える影響を極力抑えることができる。
On the other hand, in the odd mode, as shown in FIG. 10B, the current I1 flowing through the
なお、第一導体パターン133aに関しては、図8(a)および図8(b)に示すように、斜線のハッチングで示すように、第二コイル導体152,153とのオーバーラップ部分の面積の変化は相対的に大きくなる。しかしながら、第一導体パターン133aからの磁界は、非透磁率が大きなプリント配線板7の影響で、第三導体パターン133cからの磁界と比較して空間に放射しない。また、第一導体パターン133aと第二コイル導体152,153の間の距離は相対的に大きい。また、第一導体パターン133aがグランドと近接している。以上のことから、第二コイル導体152,153と第一導体パターン133aとの間で発生しうる浮遊容量の影響は相対的に小さくなる。
As for the first conductor pattern 133a, as shown in FIG. 8 (a) and FIG. 8 (b), the change in the area of the overlapping portion with the
また、上記の通り、近年、コイルアンテナ13およびブースターアンテナ15は近接配置される。それにより、第一コイル導体133と第二コイル導体152,153コイル導体は強く誘導結合する。誘導結合によっても、コイルアンテナ13の実装精度により、給電回路19またはブースターアンテナ15の共振周波数の変動が大きくなる。しかし、上記条件(1)のように、コイルアンテナ13およびブースターアンテナ15を配置することで、これらの誘導結合のばらつきも抑制できる。
Further, as described above, in recent years, the
(アンテナ装置の第一変形例)
上記実施形態では、アンテナ装置9において、コイルアンテナ13側の第三導体パターン133cが第一巻回軸A1と直交していなかった。しかし、これに限らず、図11に示すように、基準面F11上の第三導体パターン133cが第一巻回軸A1と直交していても構わない。この場合、ブースターアンテナ15は、Z軸方向からの平面視で、第二コイル導体152,153が第三導体パターン133cと平行または直交しないように配置される。
(First modification of antenna device)
In the above embodiment, in the
(アンテナ装置の第二変形例)
上記実施形態では、アンテナ装置9において、第二コイル導体152,153は絶縁シート材151の第一主面の一方および他方に、平面渦巻コイルとして形成されていた。しかし、これに限らず、例えば、第二コイル導体152は、図12(a),(b)に示すように、第一主面F41および第二主面F42に形成されても構わない。ここで、第二主面F42は、第一主面F41と少なくとも一辺を共有し交差する。第二コイル導体153も同様である。図12(a)および(b)の例では、第二主面F42は、第一主面F41を基準としてプリント配線板7の方向に90°屈曲する。この場合、コイルアンテナ13は、図12(b)に示すように、基準面F11が第二主面F42に対向するように配置されても構わない。ただし、上記実施形態と同様、基準面F11の法線方向からの平面視で、第三導体パターン133cと、第二主面F42上の第二コイル導体152,153とが平行もしくは垂直にならないように、コイルアンテナ13およびブースターアンテナ15は配置される。
(Second modification of antenna device)
In the above embodiment, in the
また、図12(c)に示すように、第二主面F42は、第一主面F41を基準としてプリント配線板7の方向に90°以外の角度で屈曲していても構わない。また、絶縁シート材151は湾曲していても構わない。
Moreover, as shown in FIG.12 (c), the 2nd main surface F42 may be bent at an angle other than 90 degrees in the direction of the printed
(コイルアンテナの第一変形例)
また、コイルアンテナ13は、図13および図14のような構成でも構わない。図13および図14において、コイルアンテナ13は、上記実施形態と比較すると、磁性体コア131および第一コイル導体133に代えて、磁性体コア231、第一コイル導体233、基材層235、および、第三コイル導体237を備えている点で相違する。それ以外に相違点は無いので、図13および図14において、図3および図4の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
(First modification of coil antenna)
Further, the
磁性体コア231は、相対的に高い透磁率μc(例えば、約130)を有する磁性材料からなる。このような磁性材料としては、Ni−Zn−Cu系フェライトがある。また、磁性体コア231は、磁性体コア131と同様、基準面F51、対向面F52、左側面F53および右側面F54からなる周面Fsを有する。また、磁性体コア231のX軸,Y軸およびZ軸方向のサイズは、磁性体コア131のそれぞれと同様で構わないし、異なる値でも構わない。
The
第一コイル導体233は、第一コイル導体133と同様に、ターンごとに、第一〜第四導体パターン233a〜233dを有する。
The
基材層235は、例えば絶縁材料からなる。絶縁体の透磁率μdは、真空または大気中の透磁率μ0 に近く、上記磁性体コア231の透磁率μcよりも小さい。この基材層235は、第一コイル導体233が形成された基準面F31上に積層され、上下方向に所定の厚さを有する。この厚さは、磁性体コア231の高さに対し十分小さく、例えば100μm〜1000μmである。なお、基材層235のX軸方向およびY軸方向のサイズは磁性体コア131のものと実質的に同じ値である。
The
基材層235は、図14に明示されるように、接合面F61と、上面F62と、左側面F63と、右側面F64と、を有する。接合面F61および上面F62はXY平面と略平行である。接合面F61は基準面F51と当接し、上面F62は接合面F61と上下方向に対向する。左側面F63および右側面F64は、YZ平面に略平行で、接合面F61および上面F62を繋ぐ面である。
As clearly shown in FIG. 14, the
なお、基材層235は、絶縁材料に限らず、誘電体材料や、上記透磁率μcよりも低い透磁率を有する磁性材料からなっていても構わない。また、基材層235は、使用温度(例えば25℃)において比透磁率が上記磁性体コア231のそれよりも小さい材料からなっても構わない。ここで、基材層235が磁性材料からなる場合、磁性体コア231と同様に、Ni−Zn−Cu系フェライトが用いられる。この場合、透磁率を小さくするために、基材層235の作製時に所定の添加物が混合される。
The
第三コイル導体237は、例えば銀のような導電材料からなり、第一コイル導体233のターン数に相当する分の第一〜第三導体パターン237a〜237cからなる。第一導体パターン237aは、第一コイル導体233の第三導体パターン233cと略平行で、基準面F51の法線方向からの平面視で第三導体パターン233cと重なり合うように上面F62に形成される。
The
第二および第三導体パターン237b,237cは、第一導体パターン237aの一方端および他方端を第三導体パターン233cの一方端および他方端と接続するように、左側面F63および右側面F64上に形成される。
The second and
(本変形例の製法)
次に、上記コイルアンテナの製法の一例について説明する。この製法は、下記(1)〜(6)の工程からなる。
(1)例えば、焼結後に所望の透磁率μが得られるように、フェライト仮焼粉がバインダや可塑剤等と共にボールミルで混合される。これにより得られたスラリーは、ドクターブレード法等により、焼結時に所定サイズになるように成形加工され、磁性体コア231を基礎となる第一シート材が得られる。
(Production method of this modification)
Next, an example of the manufacturing method of the coil antenna will be described. This manufacturing method includes the following steps (1) to (6).
(1) For example, the calcined ferrite powder is mixed with a binder, a plasticizer and the like by a ball mill so that a desired magnetic permeability μ can be obtained after sintering. The slurry obtained in this manner is molded so as to have a predetermined size during sintering by a doctor blade method or the like, and a first sheet material based on the
(2)上記(1)で得られた第一シート材には、レーザや打ち抜きプレスを利用して、導体パターン233b,233d用のスルーホールが形成され、それらスルーホール内に例えば銀からなる電極ペーストが充填される。さらに、第一シート材の表面には電極ペーストがスクリーン印刷等され、その結果、導体パターン233a,233cが形成される。このような第一シート材は、所望枚数積層される。
(2) In the first sheet material obtained in (1) above, through holes for the
(3)また、基材層235および絶縁体層135を作製するために、フェライト仮焼粉が、バインダや可塑剤等と共にボールミルで混合される。その結果得られたスラリーは、ドクターブレード法等により成形加工され、その結果、基材層235および絶縁体層135の基礎となる第二シート材が得られる。
(3) Moreover, in order to produce the
(4)上記(3)で得られた第二シート材には、上記第一および第二ビア電極139a,139b用のスルーホールが形成される。このスルーホールには電極ペーストが充填され、上記第一および第二ビア電極139a,139bが形成される。また、焼結後に所望の厚さとなるように、第一および第二ビア電極139a,139bが形成された第二シート材は逐次圧着される。これにより、絶縁体層135が作製される。
(4) The through holes for the first and second via
(5)また、上記(3)で得られた第二シート材には、第二および第三導体パターン237b,237c用のスルーホールが形成され、スルーホールには電極ペーストが充填される。さらに、第二シート材において、上面F32を形成するものには、電極ペーストをスクリーン印刷等することで、第一導体パターン237aが形成される。このような第二シート材は逐次圧着される。これにより、基材層235が作製される。
(5) In addition, the second sheet material obtained in the above (3) is formed with through holes for the second and
(6)以上の絶縁体層135、磁性体コア231および基材層235は、まとめて加圧接着させて、例えば900℃、2時間の条件で焼成された後、ダイシングされる。その結果、上記変形例に係るコイルアンテナ13が得られる。
(6) The above-described
なお、本変形例では、コイルアンテナ13は二重のコイル導体を有するとして説明したが、これに限らず、三重以上のコイル導体を有していても構わない。
In the present modification, the
(付記)
上記実施形態において、ブースターアンテナ15は、二個の第二コイル導体152,153と、これらの線間容量とを用いて共振するように構成されていた。しかし、これに限らず、ブースターアンテナ15は、以下に示すものでも構わない。
(Appendix)
In the said embodiment, the
(ブースターアンテナの各種変形例)
まず、ブースターアンテナ15は、図15(a)に示すように、一個の第二コイル導体251の両端にコンデンサ素子253を接続したものでも構わない。また、図15(b)のように、ブースターアンテナ15は、第二コイル導体152上に、第二絶縁シート材255を貼り付け、その上に三個目の第二コイル導体257を形成したものでも構わない。なお、第二コイル導体257の個数はいくつであっても構わない。また、図15(c)のように、ブースターアンテナ15を筐体カバー3の内側に設けるのではなく、MID法等を用いて、筐体カバー3の表面および裏面に第二コイル導体259,261を一つずつ描画して、ブースターアンテナ15を実現しても構わない。
(Variations of booster antennas)
First, as shown in FIG. 15A, the
本発明に係るアンテナ装置および通信端末装置は、周囲の電子部品の特性劣化を低減可能であり、非接触通信システムが搭載される通信端末装置、または小型ラジオ等、主にVHF帯以下の周波数で用いられる小型ラジオに好適である。 The antenna device and the communication terminal device according to the present invention can reduce deterioration in characteristics of surrounding electronic components, and mainly at frequencies below the VHF band, such as a communication terminal device on which a non-contact communication system is mounted or a small radio. Suitable for small radios used.
1 通信端末装置
9 アンテナ装置
11 集積回路
13 コイルアンテナ
131,231 磁性体コア
131a 磁性体層
133,233 第一コイル導体
235 基材層
237 第三コイル導体
15 ブースターアンテナ
151 絶縁シート材
152,153,251,257,259 第二コイル導体
154 磁性体シート材
255 第二絶縁シート材
19 給電回路
A1 第一巻回軸
A2 第二巻回軸
Fs 周面
F11,F51 基準面
F12,F52 対向面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
主面上で巻回される第二コイル導体を含むブースターアンテナと、を備え、
前記第一コイル導体における前記基準面上の部分が前記第二コイル導体と空間を介して対向し、かつ、該対向部分を該基準面の法線方向から平面視した時、該第二コイル導体の電流方向と、前記第一コイル導体において該基準面上の部分を流れる電流方向とが平行もしくは垂直にならないよう、前記コイルアンテナおよび前記ブースターアンテナは配置される、アンテナ装置。 A coil antenna including a reference surface and a first coil conductor wound around the reference surface;
A booster antenna including a second coil conductor wound on the main surface,
When the portion of the first coil conductor on the reference surface is opposed to the second coil conductor through a space, and the facing portion is viewed in plan from the normal direction of the reference surface, the second coil conductor The coil antenna and the booster antenna are arranged such that the current direction of the first coil conductor and the direction of current flowing through the portion on the reference plane in the first coil conductor are not parallel or perpendicular to each other.
前記集積回路で生成された高周波信号が与えられ、または空間からの受信高周波信号を該集積回路に出力するコイルアンテナと、
前記コイルアンテナの近傍に設けられるブースターアンテナと、を備え、
前記コイルアンテナは、基準面および該基準面の対向面に巻回される第一コイル導体を含み、
前記ブースターアンテナは、主面上で巻回される第二コイル導体を含み、
前記コイルアンテナおよび前記ブースターアンテナは、前記第一コイル導体における前記基準面上の部分が前記第二コイル導体と空間を介して対向し、かつ、該対向部分を該基準面の法線方向から平面視した時、該第二コイル導体の電流方向と、前記第一コイル導体において該基準面上の部分を流れる電流方向とが平行もしくは垂直にならないよう配置される、通信端末装置。 An integrated circuit that generates a high-frequency signal modulated by transmission data or reproduces data from a received high-frequency signal;
A high frequency signal generated by the integrated circuit, or a coil antenna that outputs a received high frequency signal from space to the integrated circuit;
A booster antenna provided in the vicinity of the coil antenna;
The coil antenna includes a first coil conductor wound around a reference surface and a surface facing the reference surface,
The booster antenna includes a second coil conductor wound on a main surface;
In the coil antenna and the booster antenna, a portion of the first coil conductor on the reference surface is opposed to the second coil conductor through a space, and the facing portion is planar from the normal direction of the reference surface. The communication terminal device is arranged such that when viewed, the current direction of the second coil conductor and the direction of current flowing through the portion on the reference plane in the first coil conductor are not parallel or perpendicular to each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012116130A JP6089446B2 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Antenna device and communication terminal device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012116130A JP6089446B2 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Antenna device and communication terminal device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013243566A JP2013243566A (en) | 2013-12-05 |
JP6089446B2 true JP6089446B2 (en) | 2017-03-08 |
Family
ID=49844036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012116130A Active JP6089446B2 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Antenna device and communication terminal device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6089446B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020044896A1 (en) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 株式会社村田製作所 | Antenna device and electronic apparatus |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4117443B2 (en) * | 2000-12-21 | 2008-07-16 | 三菱マテリアル株式会社 | Method of manufacturing antenna coil for RFID |
JP4793584B2 (en) * | 2007-01-10 | 2011-10-12 | 戸田工業株式会社 | A substrate with a magnetic antenna |
GB2461443B (en) * | 2007-04-13 | 2012-06-06 | Murata Manufacturing Co | Magnetic field coupling antenna module arrangements including a magnetic core embedded in an insulating layer and their manufacturing methods. |
CN102959800B (en) * | 2010-09-07 | 2015-03-11 | 株式会社村田制作所 | Antenna apparatus and communication terminal apparatus |
-
2012
- 2012-05-22 JP JP2012116130A patent/JP6089446B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013243566A (en) | 2013-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10020582B2 (en) | Coil antenna and communication terminal device | |
JP5928640B2 (en) | ANTENNA DEVICE AND WIRELESS COMMUNICATION DEVICE | |
US9905926B2 (en) | Antenna device and wireless communication apparatus | |
US9705193B2 (en) | Antenna device and wireless communication apparatus | |
TWI545841B (en) | Antenna devices and wireless communication devices | |
JP2010200309A (en) | Proximity antenna and wireless communication device | |
US20170005391A1 (en) | Antenna device and communication apparatus | |
US20190386389A1 (en) | Antenna device, communication system, and electronic apparatus | |
JP6011377B2 (en) | Antenna, antenna device, and portable terminal | |
JP6031970B2 (en) | Antenna coil, component built-in substrate, and communication terminal device | |
JP2013247554A (en) | Antenna device and communication terminal device | |
JP5633662B1 (en) | Antenna coil built-in module, antenna device, and communication device | |
JP6701948B2 (en) | Antenna device and electronic device | |
JP6089446B2 (en) | Antenna device and communication terminal device | |
JP5884538B2 (en) | Surface mount antenna | |
JPWO2015166835A1 (en) | Antenna device and communication terminal device | |
JP6028391B2 (en) | Coil antenna and communication terminal device | |
JP6007750B2 (en) | ANTENNA DEVICE AND COMMUNICATION TERMINAL DEVICE HAVING THE SAME | |
JP6108016B2 (en) | ANTENNA DEVICE AND COMMUNICATION TERMINAL DEVICE HAVING THE SAME | |
JP6516022B2 (en) | Antenna device and electronic device | |
JP2020198534A (en) | Coil antenna, electronic apparatus and manufacturing method for coil antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160107 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160223 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160415 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160419 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20160602 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160809 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160929 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170110 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170123 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6089446 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |