JP6197918B2 - アンテナ素子 - Google Patents
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Description
巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体が、複数の基材層が積層された積層体に一体的に成形されたコイルアンテナを備え、
前記コイルアンテナには、前記積層体の内部または実装面に、前記コイルアンテナに対して主に磁界を介して結合する結合用電極が設けられていることを特徴とする。
図1(A)は第1の実施形態のアンテナ装置201の斜視図、図1(B)はその平面図である。
図6は第2の実施形態のアンテナ装置202の各コイルアンテナと同士の接続関係および給電回路に対する接続関係を示す図である。コイルアンテナのコイル導体をここではコイルL1〜L4で表している。各コイルアンテナの構成は第1の実施形態で示したものと同じである。
図7(A)は第3の実施形態のアンテナ装置203の斜視図、図7(B)はその平面図である。
図8(A)は第4の実施形態のアンテナ装置204の斜視図、図8(B)はその平面図である。図8(C)はアンテナ装置204を通信端末装置に組み込んだ状態を示す平面図、図8(D)は、その正面図である。
図9(A)は第5の実施形態のアンテナ装置205の斜視図である。図9(B)はそのアンテナ装置205を通信端末装置に組み込んだ状態を示す正面図である。
図10(A)は第6の実施形態のアンテナ装置206の斜視図、図10(B)はその分解斜視図である。この図に示すように、本実施形態のアンテナ装置206は、チップ型コイルアンテナ106と平面導体11とで構成されている。コイルアンテナ106と平面導体11とは、はんだ等の導電性接合材を介して直接的に接続されている。
図11(A)は第7の実施形態のアンテナ装置207の平面図、図11(B)はコイルアンテナのコイル導体の巻回軸方向と平面導体11との関係を示す図である。前記コイルアンテナのコイル導体をここではコイルL1,L2で表している。
図12(A)、図12(B)は第8の実施形態のアンテナ装置208A,208Bの平面図である。本発明は、平面導体11の形状が矩形に限定されるものではない。たとえば図12(A)のように平面導体11は円形状であってもよい。また、図12(B)のように平面導体11は六角形状であってもよい。図12(A)、図12(B)において、コイルアンテナ100A,100B,100C,100Dには、これまでに示したものと同様の構成のコイルアンテナが適用できる。
図13(A)、図13(B)は第8の実施形態のアンテナ装置209A,209Bの平面図である。本発明は、平面導体11が連続した平板状に限定されるものではない。例えば、図13(A)のように、平面導体11の中央部に開口部Aが設けられていてもよいし、図13(B)のように、コイルアンテナ100A〜100Dのコイル開口部の近傍にスリット部SLが設けられていてもよい。このような構造により、磁束が開口部Aまたはスリット部SLを抜けるので、一方主面側だけでなく他方主面側への通信も可能となる。また、トータルの磁束も大きくなるので通信可能距離も大きくなる。
図14(A)は第10の実施形態のアンテナ装置210の斜視図、図10(B)はその平面図、図10(C)はその正面図である。
0<d2 であることが好ましい。d1が小さいと、またはd2が大きいと、コイル導体21と平面導体11との結合度が高くなり、つまり誘導電流が増大し、その結果、平面導体11からの磁束が大きくなる、という効果を奏する。
図17(A)は第11の実施形態のアンテナ装置211の平面図、図17(B)はその正面図である。このアンテナ装置211はプリント配線板である基材10の内部に二つの平面導体11A,11Bが形成されている。コイルアンテナ100は磁性体コア20とその磁性体コア20に巻回されたコイル導体21とで構成されている。コイル導体21の両端は平面導体11A,11Bに接続されず、直流的には絶縁状態にある。コイル導体21は図17(C)のような回路構成を有する。
図18は第12の実施形態のアンテナ装置212の分解斜視図である。基材層10a,10b,10cが積層された積層基板による基材が構成されている。基材層10aには導体パターン21a、基材層10cには導体パターン21cがそれぞれ形成されている。基材層10a,10b,10cにはビア導体21vが形成されていて、導体パターン21a,21cおよびビア導体21vによって複数ターンの一つのコイル導体が構成されている。基材層10cの下面には、このコイル導体の両端が接続される入出力端子接続用電極22a,22bが形成されている。
図19(A)は第13の実施形態のアンテナ装置213の斜視図、図19(B)はその断面図である。また、図20(A)はアンテナ装置213の分解斜視図、図20(B)はその断面図であり、電流と磁束の様子を示している。このアンテナ装置213は、チップ型コイルアンテナ113と平面導体11とで構成されている。コイルアンテナ113と平面導体11とは、はんだ等の導電性接合材を介して直接的に接続されている。
図21(A)は第14の実施形態のアンテナ装置に備えられるコイルアンテナ114の分解斜視図、図21(B)は第14の実施形態のアンテナ装置214の断面図である。このアンテナ装置214は、チップ型コイルアンテナ114と平面導体11とで構成されている。コイルアンテナ114と平面導体11とは、はんだ等の導電性接合材を介して直接的に接続されている。
図22は第15の実施形態の通信端末装置315の内部透視斜視図である。この通信端末装置315の端末筐体320にはメイン基板111と、サブ基板としての基材10が内蔵されている。基材10にアンテナ装置215が構成されている。アンテナ装置215は平面導体11と二つのコイルアンテナ113A,113Bを備えている。これらのコイルアンテナ113A,113Bは第13の実施形態で図19・図20に示したものである。図22の例では、平面導体11の二つの縁端部に配置されている。このアンテナ装置215は、バッテリーパック112とともに端末筐体320の裏面BS側に配置されている。
図23(A)は第16の実施形態のアンテナ装置216の斜視図、図23(B)はそのアンテナ装置216を備えた通信端末装置316の内部透視斜視図である。
図24は第17の実施形態のアンテナ装置217の斜視図である。
図27(A)は第18の実施形態のアンテナ装置218の平面図、図27(B)はアンテナ装置218を備えた通信端末装置の断面図である。このアンテナ装置218では、ブースターアンテナ130は、そのコイル開口が平面導体11の端部よりも外側にあるように配置されている。その他の構成は第17の実施形態で示したものと同じである。
図28は第19の実施形態のアンテナ装置219を備える通信端末装置の上部筐体を外した状態での平面図である。この例では、平面導体11はメイン基板111に形成されているグランド導体である。コイルアンテナ100の構成は第1の実施形態で示したものと同じであり、ブースターアンテナ130の構成は第17の実施形態で示したものと同じである。
図29(A)はアンテナ装置220の平面図、図29(B)はアンテナ装置220の断面図である。アンテナ装置220は4つのコイルアンテナ100A,100B,100C,100Dを備えている。これらのコイルアンテナ100A,100B,100C,100Dは、表面実装部品として端末筺体内のメイン基板(プリント配線板)111に搭載されている。ブースターアンテナ130は例えば筺体の内壁に貼付されている。ブースターアンテナ130の構成は第17の実施形態で示したとおりである。
以上、本発明を具体的な実施例について説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。たとえば、平面導体の表面には、半導体素子やチップコンデンサ等、コイルアンテナ以外の素子が搭載されていてもよい。平面導体は配線基板におけるグランド電極であってもよいし、バッテリーパックの外装金属であってもよい。すなわち、平面導体は、専用の平面導体に限られるものではなく、他の金属体の一部(または全部)をアンテナ装置における平面導体として利用することもできる。
CA…接続エリア
FC…給電回路
FE…先端
HP…手元部
L1〜L4…コイル
SL…スリット部
W1〜W8…接続配線
10…基材
10a,10b,10c…基材層
11…平面導体
11A…第1平面導体領域
11B…第2平面導体領域
12a,12b…入出力端子
20…磁性体コア
20a,20c,20b,20d…磁性体層
21…コイル導体
21a,21b,21c…導体パターン
21V…ビア導体
22a,22b…入出力端子接続用電極
23…結合用電極
23a,23b…結合用電極接続用電極
24…結合用電極
30…基材シート
31…第1コイル導体
32…第2コイル導体
40…接着剤層
100…コイルアンテナ
100A…第1コイルアンテナ
100B…第2コイルアンテナ
100C…第3コイルアンテナ
100D…第4コイルアンテナ
106…チップ型コイルアンテナ
111…メイン基板
112…バッテリーパック
113…チップ型コイルアンテナ
113A,113B…コイルアンテナ
114…チップ型コイルアンテナ
130…ブースターアンテナ
201〜207…アンテナ装置
208A,208B…アンテナ装置
209A,209B…アンテナ装置
210〜220…アンテナ装置
301,310,315,316…通信端末装置
320…端末筐体
400…通信相手側のコイルアンテナ
Claims (11)
- 巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体が、素体に成形されたコイルアンテナを備え、
前記コイルアンテナは、前記素体の表面に、前記コイルアンテナに対して磁界を介して結合し、平面導体に生じた誘導電流が流れる結合用電極と、前記コイル導体の一端に接続される第1表面電極と、前記コイル導体の他端に接続される第2表面電極と、が設けられている、アンテナ素子。 - 巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体が、素体に形成されたコイルアンテナを備え、
前記コイルアンテナは、前記素体に、前記コイルアンテナに対して磁界を介して結合し、平面導体に生じた誘導電流が流れる結合用電極が設けられ、
前記素体の表面に、前記コイル導体の一端に接続される第1表面電極と、前記コイル導体の他端に接続される第2表面電極と、前記結合用電極の一端に接続される第3表面電極と、前記結合用電極の他端に接続される第4表面電極と、が設けられている、アンテナ素子。 - 前記結合用電極は、前記素体の表面の平面視で、少なくとも一部が前記第1表面電極と前記第2表面電極との間に位置するように配置される、請求項1に記載のアンテナ素子。
- 前記素体の表面の平面視で、前記第1表面電極および前記第2表面電極は、第1方向に配列され、
前記第3表面電極および前記第4表面電極は、前記第1方向に直交する第2方向に配列される、請求項2に記載のアンテナ素子。 - 前記結合用電極は、実装基板に形成された導体に接続されるように設けられている、請求項1または3に記載のアンテナ素子。
- 前記第3表面電極および前記第4表面電極は、実装基板に形成された導体に接続されるように設けられている、請求項2または4に記載のアンテナ素子。
- 前記コイルアンテナは、前記実装基板に実装されるものである、請求項5または6に記載のアンテナ素子。
- 前記第1表面電極および前記第2表面電極は、給電回路に接続される、請求項1から7のいずれかに記載のアンテナ素子。
- 前記素体は、複数の基材層が積層された積層体である、請求項1から8のいずれかに記載のアンテナ素子。
- 前記コイル導体は、前記結合用電極が延伸する方向に平行な部分を有する、請求項1から9のいずれかに記載のアンテナ素子。
- 前記結合用電極は、前記コイル導体の前記巻回軸に対して垂直方向に延びる帯状の電極である、請求項1から10のいずれかに記載のアンテナ素子。
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