JPWO2013115148A1 - アンテナ装置および通信端末装置 - Google Patents
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Abstract
アンテナ装置（２０１）は、平面状導体（１１１）、コイル状のアンテナ素子（１２０）および給電コイル（１００）を備えている。給電コイル（１００）は磁性体コア（１０１）の周囲にコイル導体（１０２）が巻回された構造を有している。平面状導体（１１１）はプリント配線板（１１０）に形成されたグランド導体で構成されている。平面状導体（１１１）の周縁部の一部には開口（ＡＰ）およびスリット（ＳＬ）で構成される結合部（ＣＰ）が形成されている。アンテナ素子（１２０）は平面視で給電コイル（１００）のコイル開口と開口（ＡＰ）とが少なくとも一部で重なっている。また、給電コイル（１００）のコイル開口とアンテナ素子（１２０）のコイル開口とは少なくとも一部で重なっている。
Description
本発明はＨＦ帯やＵＨＦ帯の通信システムに用いられるアンテナ装置および通信端末装置に関する。
課金や物品管理を行うためのシステムとして、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが普及している。ＲＦＩＤシステムでは、リーダライタとＲＦＩＤタグとを非接触方式で無線通信させ、これらのデバイス間で高周波信号が送受される。リーダライタおよびＲＦＩＤタグは、それぞれ、高周波信号を処理するための無線ＩＣチップと、高周波信号を送受するためのアンテナ素子とを備えている。アンテナ素子としては、たとえば１３．５６ＭＨｚ帯を利用したＨＦ帯ＲＦＩＤシステムであれば、コイル状のアンテナが用いられ、リーダライタ側のアンテナコイルとタグ側のアンテナコイルとは誘導磁界を介して結合される。
このＨＦ帯ＲＦＩＤシステムでは、例えば特許文献１に示されているＦｅｌｉＣａ（登録商標）対応端末のように、携帯通信端末にアンテナコイルを内蔵し、通信端末自体をリーダライタやＲＦＩＤタグとして利用することがある。図１５は特許文献１に記載されている非接触ＩＣカード用リーダライタ１の縦断面図である。
非接触ＩＣカード用リーダライタ１は、ループアンテナやコンデンサが上面に設けられたアンテナ基板と、送受信回路やチップ型コイル５が上面に設けられたコントロール基板６と、アンテナ基板４とコントロール基板６との間に配置された磁性体シート１０と、絶縁性ケース１５とを備えている。磁性体シート１０は、コントロール基板６に設けたチップ型コイル５の上方に開口部１１を形成するために、チップ型コイル５の上方を避けて配置されている。チップ型コイル（給電コイル）５は磁束φ１で示すように、アンテナ基板４のループアンテナと誘導磁界を介して結合する。アンテナ基板４は磁束φ２で示すように、ＩＣカード２０と磁界結合する。この構造により、コンタクトピンやフレキシブルケーブルを用いずに、ＲＦＩＤ用ＩＣチップとアンテナコイルとを実質的に接続することができる。
しかし、近年、通信端末の高機能化・小型化に伴い、アンテナコイルや無線ＩＣチップ、給電コイルを配置するための十分なスペースを端末筐体内に確保することが難しくなっている。例えば、プリント配線板の一方主面側にアンテナコイルを配置しているにもかかわらず、この主面側には無線ＩＣチップや給電コイルを配置するためのスペースが無い、といった場合もある。この場合、プリント配線板の他方主面側に無線ＩＣチップを設け、この無線ＩＣチップを、フレキシブルケーブル等を介して、プリント配線板の一方主面側に設けられたアンテナコイルに接続せざるを得ない。
本発明の目的は、給電回路とコイル状のアンテナ素子との位置関係の自由度を高め、限られたスペースに収めることのできるアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置を提供することにある。
（１）本発明のアンテナ装置は、
平面状導体と、コイル状のアンテナ素子と、前記平面状導体に結合する、または前記平面状導体に接続された、給電回路と、を備え、
前記アンテナ素子は、前記平面状導体と電磁界を介して結合する位置に配置されていることを特徴とする。
平面状導体と、コイル状のアンテナ素子と、前記平面状導体に結合する、または前記平面状導体に接続された、給電回路と、を備え、
前記アンテナ素子は、前記平面状導体と電磁界を介して結合する位置に配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、平面状導体は給電回路とアンテナ素子とを間接的に結合させる中継用の素子として作用し、給電回路とアンテナ素子との位置関係の自由度が高く、限られたスペースに収めることができる。
（２）前記給電回路が結合する前記平面状導体の結合部は前記平面状導体の開口または切り欠きであることが好ましい。この構成により、給電回路と平面状導体との結合および給電回路とアンテナ素子との結合が高まる。
（３）前記給電回路は、内側にコイル開口を有するように巻回されるコイル導体で構成される給電コイルを含み、平面視で、前記給電コイルのコイル開口と前記平面状導体の開口とは少なくとも一部で重なっていることが好ましい。この構成により、給電回路と平面状導体との結合および給電回路とアンテナ素子との結合がより高まる。
（４）前記給電コイルはＲＦＩＣと一体化されていることが好ましい。この構成により、ＲＦＩＣと平面状導体との電気的な導通をプリント配線板などの基板の配線で行う必要がなく、また、実装スペースの自由度が高まる。
（５）前記アンテナ素子は、内側にコイル開口を有するように巻回された導体パターンで構成されるコイルアンテナであり、平面視で、前記給電コイルのコイル開口と前記コイルアンテナのコイル開口とが少なくとも一部で重なっていることが好ましい。この構成により、給電コイルとコイルアンテナとの結合が高まる。
（６）前記アンテナ素子は前記結合部の位置に配置されていることが好ましい。この構成により、アンテナ素子と平面状導体との結合効率を高めることができる。
（７）前記アンテナ素子は必要に応じて前記平面状導体の端部の位置に配置されていることが好ましい。この構成により、アンテナ素子を高い自由度のもとで配置できる。
（８）前記アンテナ素子は、必要に応じて前記平面状導体の第１主面側および第２主面側の両方に配置されていることが好ましい。この構成により、平面状導体の第１主面側および第２主面側にアンテナの指向性をもたせることができる。
（９）前記アンテナ素子は必要に応じて前記平面状導体の複数の結合部の位置に配置されていることが好ましい。この構成により、複数の方向を指向するアンテナ装置または広指向性のアンテナ装置が得られる。
（１０）前記平面状導体は、基板に形成されたグランド導体であり、前記給電回路は前記基板に設けられていることが好ましい。この構成により、平面状導体を特別に設ける必要がなく、プリント配線板などの基板を備えた電子機器に容易に適用できる。
（１１）前記アンテナ素子は前記基板の第１主面側に設けられていて、前記給電回路は前記基板の第２主面側に設けられていることが好ましい。この構成により、プリント配線板などの基板を間に介在させて給電回路およびアンテナ素子を配置できるので、省スペース化が図れる。
（１２）前記アンテナ素子は通信信号のキャリア周波数に相当する共振周波数を持つことが好ましい。この構成により、高効率化が図れる。
（１３）本発明の通信端末装置は、
基板と、前記基板に形成される平面状導体と、コイル状のアンテナ素子と、前記平面状導体に結合する、または前記平面状導体に接続された、給電回路と、筐体と、を備え、
前記平面状導体は、結合部を有し、
前記アンテナ素子は、前記平面状導体の少なくとも前記結合部で、前記平面状導体と電磁界を介して結合する位置に配置されている、アンテナ装置を備え、
前記平面状導体はグランド導体であり、前記アンテナ素子は前記筐体に設けられていて、前記給電回路は前記基板に設けられていて、前記基板に、前記給電回路に接続された通信回路を備えたことを特徴としている。
基板と、前記基板に形成される平面状導体と、コイル状のアンテナ素子と、前記平面状導体に結合する、または前記平面状導体に接続された、給電回路と、筐体と、を備え、
前記平面状導体は、結合部を有し、
前記アンテナ素子は、前記平面状導体の少なくとも前記結合部で、前記平面状導体と電磁界を介して結合する位置に配置されている、アンテナ装置を備え、
前記平面状導体はグランド導体であり、前記アンテナ素子は前記筐体に設けられていて、前記給電回路は前記基板に設けられていて、前記基板に、前記給電回路に接続された通信回路を備えたことを特徴としている。
上記構造によれば、給電回路とアンテナ素子との位置関係の自由度が高く、限られたスペースにアンテナ装置を備えた通信端末装置が構成できる。
本発明によれば、平面状導体が中継アンテナとして作用し、端末筐体内にコイル状のアンテナ素子および給電回路を配置するための十分なスペースが無くても、特に、給電回路とアンテナ素子とを例えばプリント配線板の反対側にそれぞれ配置せざるを得ないような場合であっても、給電回路からアンテナ素子（あるいはアンテナ素子から給電回路）へ高周波信号を供給することができる。
《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態のアンテナ装置２０１の分解斜視図、図２はアンテナ装置２０１の斜視図、図３はアンテナ装置２０１を備えた通信端末装置の主要部の断面図である。
図１は第１の実施形態のアンテナ装置２０１の分解斜視図、図２はアンテナ装置２０１の斜視図、図３はアンテナ装置２０１を備えた通信端末装置の主要部の断面図である。
このアンテナ装置２０１は、平面状導体１１１、コイル状のアンテナ素子１２０および給電コイル１００を備えている。給電コイル１００は磁性体コア１０１の周囲にコイル導体１０２が巻回された構造を有している。平面状導体１１１はプリント配線板１１０の内部に形成されたグランド導体で構成されている。この平面状導体１１１の周縁部の一部には開口ＡＰおよびスリットＳＬで構成される結合部ＣＰが形成されている。アンテナ素子１２０は内側にコイル開口を有するようにスパイラル状に巻回された導体パターンで構成されるコイルアンテナである。
この例では開口ＡＰは矩形状のグランド導体非形成部である。スリットＳＬは、開口ＡＰを平面状導体１１１の外部に連接させている。すなわち、開口ＡＰの周囲は平面状導体１１１で閉じられていない。
アンテナ素子１２０は、平面状導体１１１の主に結合部ＣＰで電磁界を介して平面状導体１１１と結合する位置に配置されている。具体的には、平面視で、給電コイル１００のコイル開口と開口ＡＰとは少なくとも一部で重なっている。この図１に示す例では、給電コイル１００のコイル開口の中心と開口ＡＰの中心とがほぼ一致している。
また、アンテナ素子１２０は、平面視で、給電コイル１００のコイル開口（コイル導体１０２の内側部分）とアンテナ素子１２０のコイル開口とは少なくとも一部で重なっている位置に配置されている。この図１に示す例では、給電コイル１００のコイル開口の全体がアンテナ素子１２０のコイル開口に重なっている。
図３に表れているように、通信端末装置３０１は、内部にプリント配線板１１０を収容する筐体３００を備えている。筐体３００の第１面Ｓ１は通常の操作状態での下面である。リーダライタなどの通信相手側のアンテナに対してこの第１面Ｓ１を向けて通信を行う。筐体３００の第２面Ｓ２は表示パネルや操作パネルが設けられている面である。
アンテナ素子１２０は、印刷法や各種モールド成型法により、筐体３００の内面に直接形成されている。平面状導体１１１はプリント配線板１１０の内層に形成されていて、プリント配線板１１０に形成されている各種回路のグランド導体を兼ねている。アンテナ素子１２０はプリント配線板１１０の第１主面側（図３に示す状態で上面側）に設けられている。そして、給電コイル１００はプリント配線板１１０の第２主面側（図３に示す状態で下面側）に表面実装されている。プリント配線板１１０の第２主面側にはＲＦＩＣ５０が表面実装されている。プリント配線板１１０に形成された配線を介してＲＦＩＣ５０は給電コイル１００に接続されている。ＲＦＩＣ５０は無線ＩＣチップであり、メモリー回路や信号処理回路を含む。ＲＦＩＣ５０はベアチップであってもよいし、パッケージＩＣであってもよい。
プリント配線板１１０には、図示しないが、例えば液晶駆動回路、電源回路等、他の電子回路部品が搭載されている。
図４（Ａ）は、給電コイル１００、平面状導体１１１の結合部の開口ＡＰ、およびアンテナ素子１２０の平面視での位置関係を示す図である。図４（Ｂ）は給電コイル１００、平面状導体１１１およびアンテナ素子１２０に流れる電流の様子を示す図である。
図４（Ａ）に示すように、平面状導体１１１の結合部の開口ＡＰが給電コイル１００のコイル開口と少なくとも一部で重なっていて、また、平面状導体１１１の結合部の開口ＡＰがアンテナ素子１２０のコイル開口と少なくとも一部で重なっている。これにより、給電コイル１００、結合部の開口ＡＰおよびアンテナ素子１２０が電磁界を介して互いに結合する。
図４（Ｂ）に示すように、給電コイル１００に信号電流が流れると、平面状導体１１１の開口ＡＰやスリットＳＬを介して、平面状導体１１１の縁端部を周回するような誘導電流が流れる。そして、アンテナ素子１２０には、平面状導体１１１に流れる電流の誘導電流が流れる。これにより、通信相手側アンテナコイルに電磁界を介して無線信号が送られる。
平面状導体１１１は給電コイル１００に比べて十分に大きい。アンテナ素子１２０は平面状導体１１１と同サイズであってもよいし、小さくてもよい。
図５は第１の実施形態のアンテナ装置２０１の等価回路図である。ＲＦＩＣ５０と給電コイルのコイル導体１０２とで、平面状導体１１１に対する給電回路として作用する。
平面状導体１１１は給電コイルのコイル導体１０２と磁界結合するとともに、平面状導体１１１はアンテナ素子１２０とも磁界結合する。このようにして、平面状導体１１１は給電コイルのコイル導体１０２とアンテナ素子１２０との結合を中継するアンテナとして作用する。また、平面状導体１１１も放射体として作用する。さらには、上記ＲＦＩＣ５０と給電コイルのコイル導体１０２とで構成される給電回路も放射体として作用する。
《第２の実施形態》
図６（Ａ）は第２の実施形態の通信端末装置３０２の平面図である。但し、通信端末装置の筐体の第１面Ｓ１側を透視した状態で表している。図６（Ｂ）は通信端末装置３０２の主要部の断面図である。
図６（Ａ）は第２の実施形態の通信端末装置３０２の平面図である。但し、通信端末装置の筐体の第１面Ｓ１側を透視した状態で表している。図６（Ｂ）は通信端末装置３０２の主要部の断面図である。
第１の実施形態と異なり、コイル状のアンテナ素子１２０は基材フィルム１３０に導体パターンによって形成されている。このアンテナ素子１２０を備えた基材フィルム１３０は通信端末装置３０２の筐体３００の内面に両面テープなどによって貼付されている。この構造によれば、筐体３００の材料および加工法の自由度が高い。
また、第１の実施形態と異なり、給電コイル１１２はプリント配線板１１０の内層に一体的に形成されている。この構造によれば、部品としての給電コイルが不要となり、省スペース化できる。また、給電コイル１１２を平面状導体（グランド導体）１１１と同じプロセスで形成でき、プリント配線板への給電コイルの実装が不要となるので、低コスト化が図れる。
《第３の実施形態》
図７は第３の実施形態の通信端末装置３０３の主要部の断面図である。この例では、プリント配線板１１０に高周波回路モジュール１４０が実装されている。この高周波回路モジュール１４０は、給電コイル１１２が形成された多層基板に整合回路が形成されるとともに、ＲＦＩＣ５０、セキュアエレメントＩＣ等のチップ部品が搭載されて構成されたものである。高周波回路モジュール１４０の実装位置に対応する平面状導体１１１の位置には、第１・第２の実施形態と同様に、開口およびスリットが形成されている。
図７は第３の実施形態の通信端末装置３０３の主要部の断面図である。この例では、プリント配線板１１０に高周波回路モジュール１４０が実装されている。この高周波回路モジュール１４０は、給電コイル１１２が形成された多層基板に整合回路が形成されるとともに、ＲＦＩＣ５０、セキュアエレメントＩＣ等のチップ部品が搭載されて構成されたものである。高周波回路モジュール１４０の実装位置に対応する平面状導体１１１の位置には、第１・第２の実施形態と同様に、開口およびスリットが形成されている。
コイル状のアンテナ素子１２０は基材フィルム１３０の両面に形成されていて、このアンテナ素子付き基材フィルムが接着層１３１を介して筐体３００の内面に貼付されている。
図８（Ａ）は前記アンテナ素子１２０のコイル導体１２０Ａ，１２０Ｂを分離して描いた斜視図である。図８（Ｂ）はアンテナ素子１２０の等価回路図である。
基材フィルム１３０の上面に形成された矩形渦巻状のコイル導体１２０Ａと基材フィルム１３０の下面に形成された矩形渦巻状のコイル導体１２０Ｂは、コイル導体同士が対面するように形成されていて、且つ巻回方向が逆方向（一方からの平面視では同一方向）となるように形成されている。
図８（Ｂ）において、インダクタＬａ，Ｌｂは前記矩形渦巻状のコイル導体１２０Ａ，１２０Ｂに対応する。矩形渦巻状のコイル導体１２０Ａ，１２０Ｂは基材フィルム１３０を介して対面しているので、両者間に容量が生じる。図８（Ｂ）のキャパシタＣ１，Ｃ２はその容量を表している。このようにして、インダクタＬａ，ＬｂおよびキャパシタＣ１，Ｃ２によって、アンテナ素子１２０はＬＣ共振回路として作用する。この共振周波数は通信信号のキャリア周波数に一致または近接している。
《第４の実施形態》
図９は第４の実施形態のアンテナ装置２０２の分解斜視図である。このアンテナ装置２０２は、平面状導体１１１およびコイル状のアンテナ素子１２０を備えている。この例では、プリント配線板１１０の内層に平面状導体１１１が形成されていて、外面には入出力接続電極１１３およびＮＣ用（電気的には接続されていない実装用）接続電極１１４が形成されている。平面状導体１１１はグランド導体であり、これまでに示した各実施形態の場合と同様に開口ＡＰおよびスリットＳＬを備えている。入出力接続電極１１３は、スリットＳＬで分離された平面状導体１１１の位置（スリットＳＬを跨ぐ位置）にビア導体を介して接続されている。
図９は第４の実施形態のアンテナ装置２０２の分解斜視図である。このアンテナ装置２０２は、平面状導体１１１およびコイル状のアンテナ素子１２０を備えている。この例では、プリント配線板１１０の内層に平面状導体１１１が形成されていて、外面には入出力接続電極１１３およびＮＣ用（電気的には接続されていない実装用）接続電極１１４が形成されている。平面状導体１１１はグランド導体であり、これまでに示した各実施形態の場合と同様に開口ＡＰおよびスリットＳＬを備えている。入出力接続電極１１３は、スリットＳＬで分離された平面状導体１１１の位置（スリットＳＬを跨ぐ位置）にビア導体を介して接続されている。
ＲＦＩＣ５０は前記入出力接続電極１１３およびＮＣ用接続電極に実装される。ＲＦＩＣ５０は平面状導体１１１に対する給電回路であり、整合回路も備えている。
このように、ＲＦＩＣ５０をプリント配線板１１０に実装し、平面状導体１１１の結合部に直接的に接続してもよい。この場合、平面状導体１１１に設けられた開口ＡＰやスリットＳＬは、それらのインダクタンス成分により、ＲＦＩＣ５０内の回路と平面状導体１１１との整合回路として作用する。
《第５の実施形態》
第５の実施形態では、平面状導体１１１の結合部の別の形状およびその結合部と給電コイルとの位置関係の例を示す。
第５の実施形態では、平面状導体１１１の結合部の別の形状およびその結合部と給電コイルとの位置関係の例を示す。
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）はいずれも第５の実施形態のアンテナ装置の平面状導体１１１と給電コイルとについての平面図である。図１０（Ａ）の例では、平面状導体１１１の周縁部の一部に切り欠き状の開口ＡＰが形成されている。特にスリットは無く、この開口ＡＰは４辺のうち１辺が外部に開放されている。この開口ＡＰが給電コイル１００との結合部である。図１０（Ｂ）の例では、平面状導体１１１に特に開口やスリットは無く、平面状導体１１１の周縁部の所定位置に給電コイル１００の一部が平面視で重なるように、平面状導体１１１および給電コイル１００が配置されている。平面状導体１１１のうち給電コイル１００が平面視で重なる部分が結合部である。
コイル状のアンテナ素子は、平面状導体１１１の前記結合部で電磁界を介して平面状導体１１１と結合する位置に配置されている。図１０ではアンテナ素子の図示を省略している。
このように、スリットが無い結合部や開口の無い結合部であっても、給電コイル１００は平面状導体１１１に電磁界結合し、図４（Ｂ）と同様に、平面状導体１１１の周縁部に電流が流れる。したがって、平面状導体１１１は給電コイル１００とアンテナ素子との結合を中継する。
《第６の実施形態》
図１１（Ａ）は第６の実施形態の通信端末装置３０６の主要部の断面図である。図１１（Ｂ）はアンテナ装置３０６のアンテナ素子付近に生じる磁束の様子を模式的に示す図である。
図１１（Ａ）は第６の実施形態の通信端末装置３０６の主要部の断面図である。図１１（Ｂ）はアンテナ装置３０６のアンテナ素子付近に生じる磁束の様子を模式的に示す図である。
この第６の実施形態は２つのコイル状のアンテナ素子１２０，１２１を備えている。アンテナ素子１２０，１２１は平面状導体１１１の主に結合部ＣＰで電磁界を介して平面状導体１１１と結合する位置にそれぞれ配置されている。アンテナ素子１２０は筐体３００の第１面Ｓ１側に設けられている。アンテナ素子１２１は筐体３００の第２面Ｓ２側に設けられている。
アンテナ素子１２１の構成は各実施形態で示したアンテナ素子１２０と同様である。アンテナ素子１２１以外の全体の構成は第１の実施形態で示したアンテナ装置３０１と同じである。
図１１（Ｂ）に表れているように、アンテナ素子１２０により矢印Ｄａ方向の指向性が生じ、アンテナ素子１２１により矢印Ｄｂ方向の指向性が生じる。したがって、筐体３００の両面のいずれを通信相手のアンテナに向けても通信可能最大距離を大きく確保できる。また、筐体３００の一端部付近の利得が高いので、この部分を所謂ホットスポットとして利用できる。
《第７の実施形態》
図１２（Ａ）は第７の実施形態の通信端末装置３０７の平面図である。但し、通信端末装置の筐体の第１面（Ｓ１側）を透視した状態で表している。図１２（Ｂ）は通信端末装置３０７の主要部の断面図である。
図１２（Ａ）は第７の実施形態の通信端末装置３０７の平面図である。但し、通信端末装置の筐体の第１面（Ｓ１側）を透視した状態で表している。図１２（Ｂ）は通信端末装置３０７の主要部の断面図である。
第１の実施形態と異なり、コイル状のアンテナ素子１２０は結合部ＣＰの位置ではなく、平面状導体１１１の端部（結合部ＣＰから遠い側の平面状導体の辺）の位置に配置されている。アンテナ素子１２０は平面状導体１１１の端部（結合部ＣＰから遠い側の平面状導体の辺）１１１Ｓがアンテナ素子１２０のコイル開口ＣＡ内に入るように配置されている。そのため、平面状導体１１１の端縁付近に生じる磁束の一部がアンテナ素子１２０と鎖交する。すなわちアンテナ素子１２０は平面状導体１１１と結合する。
なお、平面状導体１１１の端部１１１Ｓがアンテナ素子１２０のコイル開口（コイル内周領域）ＣＡ内に入っていれば、アンテナ素子１２０と平面状導体１１１との磁気的結合量が大きくなるので好ましい。しかし、必ずしもこの関係に限るものではなく、平面状導体１１１の端縁付近に生じる磁束の一部がアンテナ素子１２０と鎖交する位置関係であればアンテナ素子１２０は平面状導体１１１と結合する。
他の構成は第１の実施形態で示したアンテナ装置と同じである。この実施形態によれば、筐体３００のアンテナ素子１２０付近で筐体３００の第１面Ｓ１方向に強い指向性が得られる。また、この構造によれば、アンテナ素子１２０を給電コイル１００の位置に関わりなく配置できるので、プリント配線板１１０に対するアンテナ素子１２０の配置位置の自由度が高い。
《第８の実施形態》
図１３（Ａ）は第８の実施形態の通信端末装置３０８の主要部の断面図である。図１３（Ｂ）はアンテナ装置３０８のアンテナ素子付近に生じる磁束の様子を模式的に示す図である。
図１３（Ａ）は第８の実施形態の通信端末装置３０８の主要部の断面図である。図１３（Ｂ）はアンテナ装置３０８のアンテナ素子付近に生じる磁束の様子を模式的に示す図である。
この第８の実施形態は２つのコイル状のアンテナ素子１２０，１２１を備えていて、アンテナ素子１２１は平面状導体１１１の主に結合部ＣＰで電磁界を介して平面状導体１１１と結合する位置に配置されている。アンテナ素子１２０は平面状導体１１１の端部（結合部ＣＰから遠い側の平面状導体の辺）の位置に配置されている。
アンテナ素子１２０は筐体３００の第１面Ｓ１側に設けられていて、アンテナ素子１２１は筐体３００の第２面Ｓ２側に設けられている。アンテナ素子１２０の構成は図１２（Ａ）に示したものと同じである。
図１３（Ｂ）に表れているように、アンテナ素子１２０により矢印Ｄａ方向の指向性が生じ、アンテナ素子１２１により矢印Ｄｂ方向の指向性が生じる。したがって、筐体３００の両面のいずれを通信相手のアンテナに向けても通信可能最大距離を大きく確保できる。また、筐体３００の両端付近にホットスポットが生じる。
《第９の実施形態》
図１４（Ａ）は第９の実施形態の通信端末装置３０９の平面図である。但し、通信端末装置の筐体の第１面（Ｓ１側）を透視した状態で表している。図１４（Ｂ）は通信端末装置３０９の主要部の断面図である。図１４（Ｃ）はアンテナ装置３０９のコイル状のアンテナ素子１２０付近に生じる磁束の様子を模式的に示す図である。
図１４（Ａ）は第９の実施形態の通信端末装置３０９の平面図である。但し、通信端末装置の筐体の第１面（Ｓ１側）を透視した状態で表している。図１４（Ｂ）は通信端末装置３０９の主要部の断面図である。図１４（Ｃ）はアンテナ装置３０９のコイル状のアンテナ素子１２０付近に生じる磁束の様子を模式的に示す図である。
アンテナ素子１２０は端末筐体３００の第１面Ｓ１および第３面Ｓ３に沿って（稜を含む位置に）アンテナ素子１２０が配置されている。その他の構成は第１の実施形態で示したアンテナ装置と同じである。
このように、アンテナ素子１２０のコイル開口が筐体３００の２つの面に跨って配置されることにより、アンテナ素子１２０は矢印Ｄｃ方向（例えば斜め４５度方向）の指向性が高いので、矢印Ｄｃ方向の通信可能最大距離を大きくできる。
なお、図１１および図１３に示した例では、２つのアンテナ素子を設けたが、第６〜第９の実施形態を組み合わせることで、３つ以上のアンテナ素子を設けてもよい。
また、以上に示した各実施形態では、アンテナ素子１２０の例として、スパイラル状に巻回された導体パターンで構成される巻線型のアンテナを挙げたが、平面状導体と電磁界結合する形状であれば、アンテナ素子は巻線型に限らず、線状または面状の放射電極で構成されたアンテナであってもよい。
また、本発明に係る平面状導体は基板に形成されたグランド導体に限らない。例えば、シールドケース、シールド板、筐体の金属板部分を平面状導体として利用してもよい。
ＡＰ…開口
ＣＡ…コイル開口
ＣＰ…結合部
Ｌａ，Ｌｂ…インダクタ
ＳＬ…スリット
５０…ＲＦＩＣ
１００…給電コイル
１０１…磁性体コア
１０２…コイル導体
１１０…プリント配線板
１１１…平面状導体
１１１Ｓ…平面状導体の端部
１１２…給電コイル
１１３…入出力接続電極
１１４…ＮＣ用接続電極
１２０，１２１…アンテナ素子
１２０Ａ，１２０Ｂ…コイル導体
１３０…基材フィルム
１３１…接着層
１４０…高周波回路モジュール
２０１，２０２…アンテナ装置
３００…筐体
３０１〜３０３，３０６〜３０９…通信端末装置
ＣＡ…コイル開口
ＣＰ…結合部
Ｌａ，Ｌｂ…インダクタ
ＳＬ…スリット
５０…ＲＦＩＣ
１００…給電コイル
１０１…磁性体コア
１０２…コイル導体
１１０…プリント配線板
１１１…平面状導体
１１１Ｓ…平面状導体の端部
１１２…給電コイル
１１３…入出力接続電極
１１４…ＮＣ用接続電極
１２０，１２１…アンテナ素子
１２０Ａ，１２０Ｂ…コイル導体
１３０…基材フィルム
１３１…接着層
１４０…高周波回路モジュール
２０１，２０２…アンテナ装置
３００…筐体
３０１〜３０３，３０６〜３０９…通信端末装置
（１）本発明のアンテナ装置は、
平面状導体と、コイル状のアンテナ素子と、前記平面状導体に結合する、または前記平面状導体に接続された、給電回路と、を備え、
前記平面状導体は、前記アンテナ素子と前記給電回路との間に配置されており、
前記アンテナ素子は、前記平面状導体と電磁界を介して結合する位置に配置されているとともに、前記平面状導体を介して前記給電回路に結合する、ことを特徴とする。
平面状導体と、コイル状のアンテナ素子と、前記平面状導体に結合する、または前記平面状導体に接続された、給電回路と、を備え、
前記平面状導体は、前記アンテナ素子と前記給電回路との間に配置されており、
前記アンテナ素子は、前記平面状導体と電磁界を介して結合する位置に配置されているとともに、前記平面状導体を介して前記給電回路に結合する、ことを特徴とする。
Claims (13)
- 平面状導体と、コイル状のアンテナ素子と、前記平面状導体に結合する、または前記平面状導体に接続された、給電回路と、を備え、
前記アンテナ素子は、前記平面状導体と電磁界を介して結合する位置に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記給電回路が結合する前記平面状導体の結合部は前記平面状導体の開口または切り欠きである、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 前記給電回路は、内側にコイル開口を有するように巻回されたコイル導体で構成される給電コイルを含み、平面視で、前記給電コイルのコイル開口と前記平面状導体の開口とは少なくとも一部で重なっている、請求項２に記載のアンテナ装置。
- 前記給電コイルはＲＦＩＣと一体化されている、請求項３に記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ素子は、内側にコイル開口を有するように巻回された導体パターンで構成されるコイルアンテナであり、平面視で、前記給電コイルのコイル開口と前記コイルアンテナのコイル開口とが少なくとも一部で重なっている、請求項３または４に記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ素子は前記結合部の位置に配置されている、請求項２〜５のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ素子は前記平面状導体の端部の位置に配置されている、請求項１〜６のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ素子は前記平面状導体の第１主面側および第２主面側の両方に配置されている、請求項１〜７のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ素子は前記平面状導体の複数の結合部の位置に配置されている、請求項１〜８のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記平面状導体は、基板に形成されたグランド導体であり、前記給電回路は前記基板に設けられている、請求項１〜９のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ素子は前記基板の第１主面側に設けられていて、
前記給電回路は前記基板の第２主面側に設けられている、請求項１０に記載のアンテナ装置。 - 前記アンテナ素子は、通信信号のキャリア周波数に相当する共振周波数を持つ、請求項１〜１１のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 基板と、前記基板に形成される平面状導体と、コイル状のアンテナ素子と、前記平面状導体に結合する、または前記平面状導体に接続された、給電回路と、筐体と、を備え、
前記平面状導体は、結合部を有し、
前記アンテナ素子は、前記平面状導体の少なくとも前記結合部で、前記平面状導体と電磁界を介して結合する位置に配置されている、アンテナ装置を備え、
前記平面状導体はグランド導体であり、前記アンテナ素子は前記筐体に設けられていて、前記給電回路は前記基板に設けられていて、前記基板に、前記給電回路に接続された通信回路を備えた通信端末装置。
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