KR20060133468A

KR20060133468A - 안테나 코일, 안테나 코일을 갖는 공진 안테나, 및 공진안테나를 갖는 카드형 무선 장치

Info

Publication number: KR20060133468A
Application number: KR1020060054737A
Authority: KR
Inventors: 히로미찌 나이또
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2006-12-26
Also published as: US20060283948A1; KR100813347B1; JP2006352750A; CN1885615A; DE102006027829A1

Abstract

안테나 코일은 링 형상을 갖는 에어 코어형 평판 코일 본체(10) 및 코일 본체(10)의 링 형상에 대응하는 링 형상을 갖는 코일 케이스(20)를 포함한다. 코일 케이스(20)는 코일 본체(10)를 수용하기 위한 코일 수용 공간(24)을 포함한다. 코일 수용 공간(24)은 코일 케이스(20)의 링 형상의 주연 방향으로 배치된다. 코일 본체(10)는 각각 동일한 권선 방향 및 동일한 권선수를 갖는 복수의 유닛 코일(10a, 10b)을 포함한다. 유닛 코일(10a, 10b)은 서로 병렬로 연결된다.

안테나 코일, 공진 안테나, 카드형 무선 장치, 무선 키이, 송/수신 회로, 통신 모듈 기판

Description

안테나 코일, 안테나 코일을 갖는 공진 안테나, 및 공진 안테나를 갖는 카드형 무선 장치{ANTENNA COIL, RESONANT ANTENNA HAVING ANTENNA COIL, AND CARD TYPE WIRELESS DEVICE HAVING RESONANT ANTENNA}

도1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 코일을 도시하는 분해 사시도이며, 도1b는 도1a의 안테나 코일의 일부를 도시하는 부분 확대도.

도2a는 도1a의 안테나 코일을 도시하는 정면도이며, 도2b는 도1a의 안테나 코일을 도시하는 저부도이고, 도2c는 도1a의 안테나 코일을 도시하는 배면도이며, 도2d는 도1a의 안테나 코일을 도시하는 측면도.

도3a는 도2a의 선 IIIA-IIIA를 따라 취해진 안테나 코일을 도시하는 단면도이며, 도3b는 도2a의 선 IIIB-IIIB를 따라 취해진 안테나 코일을 도시하는 단면도.

도4는 카드형 무선 장치를 갖는 무선 키이 시스템을 도시하는 개략도.

도5는 카드형 무선 장치를 도시하는 부분 절결 사시도.

도6a는 두 개의 유닛 코일을 갖는 안테나 코일을 설명하는 사시도이며, 도6b는 도6a의 안테나 코일을 도시하는 단면도.

도7은 안테나 코일을 갖는 공진 안테나를 도시하는 회로도.

도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 코일을 도시하는 분해 사시도.

도9a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 코일을 도시하는 분해 사시도이 며, 도9b는 도9a의 안테나를 도시하는 단면도.

도10a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나 코일을 도시하는 분해 사시도이며, 도10b는 도10a의 안테나를 도시하는 단면도.

도11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나 코일을 도시하는 분해 사시도.

도12는 본 발명의 변형예에 따른 안테나 코일을 도시하는 단면도.

도13은 본 발명의 실시예에 따른 통신 모듈 제조 방법을 설명하는 개략도.

도14a는 회류 공정의 코일 케이스의 휨(warpage)을 설명하는 개략도이며, 도14b는 코일 케이스의 납땜 파괴를 도시하는 개략도.

도15는 본 발명의 제6 실시예에 따른 안테나 코일을 도시하는 분해 사시도.

도16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 안테나 코일을 도시하는 분해 사시도.

도17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 안테나 코일을 도시하는 분해 사시도.

도18은 서로 적층된 두 개의 유닛 코일을 갖는 안테나 코일을 설명하는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 안테나 코일

3 : 카드형 무선 장치

10 : 코일 본체

10a, 10b : 유닛 코일

11a, 11b : 리드부

12 : 공진 커패시터

13 : 공진 안테나

14 : 송/수신 회로

15 : 트랜스폰더 회로

18 : 카드형 케이싱

20 : 코일 케이스

24 : 코일 수용 공간

26, 26a, 26b : 안테나 단자

3M : 통신 모듈 기판

본 발명은 안테나 코일, 안테나 코일을 갖는 공진 안테나, 및 공진 안테나를 갖는 카드형 무선 장치에 관한 것이다.

최근 전자 키이 시스템(스마트 엔트리 시스템 등이라고도 함)이 보급되고 있다. 이 전자 키이 시스템에서, ID 인증은 인증 시스템과 사용자가 휴대한 무선 전자 키이(또는 휴대용 장치라고도 함) 사이의 무선 통신에 의해 수행된다. 또한, 자동차의 도어 록의 잠금/잠금해제, 엔진 시동 등의 제어가 이 휴대용 장치의 명령에 의해 수행될 수 있다. 상기한 무선 전자 키이에 있어서, 그 배경으로서 IC 카드의 획기적인 보급으로 인하여, 이러한 무선 전자 키이를 지갑 등에 저장함으로써 휴대의 편리성을 향상시키도록 무선 전자 키이를 얇게 만들어진 카드형 무선 장치 로 구성하기 위한 요구가 높아지고 있다(3 mm 이상 및 5 mm 이하의 두께).

무선 전자 키이에 대해 사용자가 특별한 버튼 조작 등을 수행하지 않을 때에도 사용자가 일정 거리 내에 자동차에 접근하면, 도어 록의 잠금/잠금해제 및 엔진 시동과 같은 조작의 제어를 실행할 수 있는 통신 시스템을 채용한다. 구체적으로는, 자동차 측으로부터 단방향으로 송신된 요청 전파(request radio wave)가 수신된다. ID 인증 정보, 상기 잠금/잠금해제 또는 엔진 시동에 관련된 제어 명령 정보가 송신된 전파에 중첩되어, 자동차 측으로 보내진다. 이 경우에, 사용자가 멀리 있을 때, 무선 전자 키이와 자동차는 통신에 의해 반응하지 않는다. 한편, 사용자가 접근할 때, 사용자 신체의 임의의 부위에 무선 전자 키이를 지니고 있을 때에도 전파를 우회하게 함으로써, 전파를 검출하기 위해, 저주파수 대역(50 kHz 이상 500 kHz 이하)을 사용하는 근거리형 직접 통신이 적용되는 많은 경우가 존재한다.

저주파수 대역의 전파는 매우 긴 파장을 갖는다. 따라서, 이 전파에 사용되는 안테나에서, 안테나 코일과 이 안테나 코일에 공진식으로 커플링된 커패시터를 조합하여 제공되는 소위 LF(저주파수) 안테나가 통상 적용된다. LF 안테나가 카드형 무선 장치에 조립될 때, 카드형 상자 본체의 두께(예컨대, 1 mm 이상 및 3 mm 이하)에 따라 이 안테나의 두께를 감소시킬 필요가 있다.

카드형 무선 장치는 이를 그 포켓 등에 휴대하는 자동차의 사용자에 의해 사용된다. 카드형 무선 장치가 정밀한 전기 장치이더라도, 장치의 기계적 사용 환경은 가혹하다. 따라서, 장치가 기계적 충격 또는 진동을 받을 때, 안테나 배선이 파손될 수도 있고, 또는 안테나 기판 단자의 연결부(일반적으로, 납땜부)가 파손될 수도 있고, 전도 에러를 야기할 수도 있다. 자동차의 카드형 무선 키이의 안테나가 고장인 경우, 무선 키이의 통신 기능은 상실되고, 도어 록 해제 기능 및/또는 엔진 시동 기능과 같은 기본 기능이 손상될 수도 있다. 또한, 카드형 무선 키이에서, 키이의 송/수신 회로는 전지에 의해 에너지가 공급된다. 키이는, 전지가 소모되었을 때, 자동차로부터 출력되는 요청 전파를 사용하여 발생되는 전파를 발생시키기 위한 트랜스폰더(transponder)를 포함한다. 그러나, 안테나가 송/수신 회로에 그리고 트랜스폰더에 상호 사용되는 경우에, 트랜스폰더는 안테나가 고장인 경우 이용할 수 없을 수도 있다.

상술된 문제점에 비추어, 본 발명의 목적은 안테나 코일, 안테나 코일을 갖는 공진 안테나, 및 공진 안테나를 갖는 카드형 무선 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 안테나 코일은 링 형상을 갖는 에어 코어형 평판 코일 본체와, 코일 본체의 링 형상에 대응하는 링 형상을 갖는 코일 케이스를 포함한다. 코일 케이스는 코일 본체를 수용하기 위한 코일 수용 공간을 포함한다. 코일 수용 공간은 코일 케이스의 링 형상의 주연 방향으로 배치된다. 코일 본체는 각각 동일한 권선 방향 및 동일한 권선수를 갖는 복수의 유닛 코일을 포함한다. 유닛 코일은 서로 병렬로 연결된다.

상기 안테나 코일에서, 유닛 코일 중 하나가 파손되더라도, 충분한 안테나 기능을 유지되도록 유닛 코일 중 다른 하나가 백업 코일로서 기능한다. 또한, 다 중 유닛 코일이 코일 케이스에 일체로 수용되기 때문에, 안테나 코일의 크기는 최소화된다. 또한, 안테나 코일은 기판에 용이하게 장착된다. 또한, 종래의 안테나에 비해, 코일 본체의 조합된 직류 저항이 감소된다. 따라서, 안테나 코일의 Q 값이 향상된다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 공진 안테나는 본 발명의 상기 제1 태양에 기재된 안테나 코일과, 안테나 코일에 병렬로 연결된 공진 커패시터를 포함한다. 안테나 코일의 유닛 코일은 유닛 코일의 배선 사이에 커패시턴스를 제공한다. 공진 커패시터는 커패시턴스를 갖는다. 유닛 코일의 커패시턴스는 공진 커패시터의 커패시턴스보다 크다.

안테나 코일의 인덕턴스와 공진 커패시터의 커패시턴스는 공진점이 소정 주파수 범위에 있게 설정되도록 결정된다. 그러나, 유닛 코일 중 하나가 고장인 경우, 기생 직렬 공진 회로가 유닛 코일의 배선 사이의 커패시턴스와 고장인 유닛 코일 사이에 제공되도록 고장인 유닛 코일은 유닛 코일의 배선 사이의 커패시턴스를 통해 고장이 아닌 유닛 코일과 커플링된다. 기생 직렬 공진 회로의 공진점이 설계된 안테나 공진점 근처에 배치될 때, 안테나의 감도가 감소될 수도 있다. 이 경우에도, 상기 공진 안테나에서, 기생 직렬 공진 회로의 공진점은 충분히 낮은 주파수측이 되도록 설정되고, 따라서 공진 안테나의 안테나 감도가 감소되는 것이 방지된다.

본 발명의 제3 태양에 따르면, 카드형 무선 장치는 공진 안테나 및 송/수신 회로를 갖는 통신 모듈 기판과, 카드형 케이싱의 두께 방향이 통신 모듈 기판의 두 께 방향과 일치하는 방식으로, 통신 모듈 기판을 수용하기 위한 카드형 케이싱을 포함한다. 공진 안테나는 본 발명의 제1 태양에 기재된 안테나 코일과, 안테나 코일에 병렬로 연결된 공진 커패시터를 포함한다. 송/수신 회로는 공진 안테나에 연결된다. 안테나 코일의 코일 본체는 통신 모듈 기판의 법선과 일치하는 축을 갖는다. 코일 본체는 땜납으로 통신 모듈 기판에 접합된다.

상기 무선 장치는 얇다. 따라서, 카드형 무선 장치를 지갑에 넣는 것이 바람직하다. 또한, 기갑의 동전이 카드형 무선 장치의 주요면과 겹칠 때에도, 안테나 코일은 동전이 안테나 코일을 완전히 차단하지는 못하도록 하는 충분한 면적을 갖는다. 따라서, 카드형 무선 장치는 고감도를 갖는다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점이 첨부 도면을 참조하여 이루어진 이하 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

도1a 및 도2b는 본 발명의 일 예로서 안테나 코일(1)의 분해 사시도를 도시한다. 도2a 내지 도2d는 안테나 코일(1)의 네 개의 도면(정면도, 평면도, 측면도 및 저부도)이다. 안테나 코일(1)은 평판 형태의 에어 코일형 코일 주 본체(10)와, 코일 케이스(20)를 갖는다. 코일 케이스(20)는 코일 주 본체(10)에 대응하는 링형 모드로 형성되고, 이 코일 주 본체(10)를 저장하기 위한 코일 저장부(24)는 주연방향으로 형성된다. 도7에 도시된 바와 같이, 코일 주 본체(10)는 병렬로 연결되는, 다중 유닛 코일(10a, 10b)을 포함한다. 각각의 유닛 코일(10a, 10b)은 동일한 권선 방향 및 동일한 권선수를 갖는다. 코일 주 본체(10)가 두 개의 유닛 코일(10a, 10b)을 포함하지만, 본체(10)는 세 개 이상의 유닛 코일을 포함할 수도 있다.

축방향으로의 코일 주 본체(10)의 두께는 이 축에 수직한 투영면에 투영시 자체 외부 형태 라인에 의해 둘러싸이는 면적(평면 외부 형태 영역)과 동일한 면적의 원의 반경보다 작도록 설정된다. "코일 주 본체(10)가 평판 형태로 형성된다"는 것은 "축방향으로의 코일 주 본체(10)의 두께가 이 축에 수직한 투영면에 투영시 자체 외부 형태 라인에 의해 둘러싸이는 면적(평면 외부 형태 영역)과 동일한 면적의 원의 반경보다 작도록 설정된다"는 것이다. 기판에 코일 주 본체(10)를 납땜 및 장착하기 위한 코일 측 단자부(21)가 코일 케이스(20)에 배열된다.

도4에 도시된 바와 같이, 상기 안테나 코일(1)은 코일 주 본체(10)의 축이 기판(17)의 법선 방향에 일치하는 위치 관계로, 이 안테나 코일(1)에 연결되는 신호 송/수신 회로(14)와 함께 기판(17)에 납땜 및 장착된다. 따라서, 통신 기판 모듈(3M)이 구성된다. 이 통신 기판 모듈(3M)에서, 안테나 코일(1)은 병렬로 이 안테나 코일(1)에 공진식으로 커플링되는 커패시터(12)와 함께, LF 안테나, 즉 공진 안테나(13)를 구성한다. 도5에 도시된 바와 같이, 이 커패시터(12)와 신호 송-수신 회로(IC)(14)는 안테나 코일(1)의 에어 간극의 내측 상의 기판에 장착된다. 또한 트랜스폰더 회로(15)는 신호 송-수신 회로(14)와 병렬로 상기 공진 안테나(13)에 연결된다. 도4에 도시된 바와 같이, 트랜스폰더 회로(IC)(15)는 안테나 코일(1) 외측의 기판 영역에 장착된다.

이 방향으로의 전파의 송신 및 수신에 대한 방향성이 상승되도록, 안테나 코일(1)의 코일 축은 기판 면의 법선 방향에 일치한다. 기판 면 내부의 두 개의 독 립 방향에 일치하는 축을 갖는 개별 코일(7, 8)이 기판(17)에 또한 장착될 수도 있다[이들 코일(7, 8)은 도4의 연결 배선을 생략하고 도시하였지만, 이들 코일(7, 8)은 각각 병렬로 안테나 코일(1)에 연결된다].

도5에 도시된 바와 같이, 상기 통신 기판 모듈(3M)은 카드형 무선 장치(3)가 구성되도록, 기판(17)에 두께 방향을 일치시키기 위한 형태의 카드형 박스 본체(18)에 저장된다. 도4에 도시된 바와 같이, 카드형 무선 장치(3)는 전파 통신을 통해 자동차에 통신 신호를 송신하기 위한 자동차용 무선 키이이다. 통신 신호는 ID 인증 신호와, 도어 잠금/잠금해제 및 엔지 시동 기능을 제어하기 위한 제어 신호를 포함한다. 공진 안테나(13)는 송-수신 회로(14)용과 트랜스폰더 회로(15)용으로 상호 사용된다. 송-수신 회로(14)는 전파 통신을 수행하기 위해 전지에 의해 에너지가 공급된다. 트랜스폰더 회로(15)는, 트랜스폰더 회로가 자동차에 출력하기 위한 통신 신호에 대응하는 전자기파를 발생시키도록, 자동차로부터 출력되는 요구 전자기파에 의해 에너지를 얻는다. 자동차용 무선 키이는 작은 두께를 갖는 카드형 키이이고, 따라서 이를 지갑 등에 넣는 것이 바람직하다.

도4에 도시된 바와 같이, 신호 송-수신 회로(14)의 구동 전원으로서의 건식 전지(16)는 또한 박스 본체(18)에 저장된다. 또한, 비상용 기계식 키이(137)가 또한 박스 본체(18)에 저장되고, 도5에 도시된 바와 같이 박스 본체(18)의 측면 상에 형성되는 슬롯(138)으로부터 탈거될 수 있다.

도4에 도시된 바와 같이, 자동차(105)의 본체 시스템 ECU(107)는 안테나(116)로부터 신호 송-수신 회로(115)를 통해 이 본체 시스템 ECU(107)로 카드형 무선 장치(3)를 휴대한 사용자의 접근을 검출하기 위한 요청 전파를 주기적으로 보낸다. 사용자가 일정 거리 내에 자동차(105)에 접근할 때, 카드형 무선 장치(3)에 내장된 공진 안테나(13)는 이 요청 전파를 수신한다. 신호 송-수신 회로(14)는 이 요청 전파를 수신하고, 소정 주파수 대역의 전파에 의해 인증용 ID 코드를 보낸다. 안테나(116)와 신호 송-수신 회로(115)를 통해 이 ID 코드 전파를 수신하는 자동차측 본체 시스템 ECU(107)는 보내진 ID가 올바른 ID 인지 여부를 인증한다. 인증이 수신될 때, 본체 시스템 ECU(107)는 도어 잠금을 해제하기 위한 잠금해제 허가 신호와, 엔진의 시동 허가 신호를 출력한다.

한편, 카드형 무선 장치(3)의 건식 전지(16)가 소비되고, 신호 송-수신 회로(14)가 작동되지 않을 때, 공진 안테나(13)에 의해 수신되는 요청 전파가 트랜스폰더 회로(15)에 보내진다. 트랜스폰더 회로(15)에서, 요청 전파에 의해 안테나 코일(10)에서 여기되는 기전력이 전력으로 설정되고, 트랜스폰더 회로(15)는 공진 안테나(13)로부터 ID 코드 전파를 보낸다. 자동차(105)에서, 이 ID 코드 전파는 안테나(113)와 트랜스폰더 회로(119)에 의해 수신되고, 인증 후의 처리가 유사하게 수행될 수 있다. 즉, 카드형 무선 장치(3)의 트랜스폰더 회로는 전지가 다 닳았을 때 전지 백업 회로로서 기능한다.

상기 카드형 무선 장치(3)가 지갑 등과 함께 휴대될 때, 동전 등과 같은 상대적으로 큰 도전체가 안테나 코일(1)을 덮고, 안테나의 감도 및 Q(주파수 선택도)가 감소될 염려가 있다. 그러나, 동전과 카드형 무선 장치(3)의 주 표면이 겹치는 상황이 예상될 때에도, 상술된 바와 같이, 안테나 코일(1)이 도4에 도시된 바와 같 이 일정 이상의 면적의 평판 에어 코일형 코일로서 기판에 장착되면, 안테나 코일(1)이 동전 등으로 완전히 덮일 가능성을 줄일 수 있다. 그 결과, 고감도의 카드형 무선 장치(3)가 실현될 수 있다.

카드형 무선 장치(3)의 평면 외부 형태는 40 mm 이상 및 60 mm 이하(예컨대, 50 mm)의 단측과, 75 mm 이상 및 95 mm 이하(예컨대, 85 mm)의 장측과, 2 mm 이상 및 5 mm 이하(예컨대, 4 mm)의 두께를 갖도록 설정된다(예컨대, 이 평면 외부 형태는 대략 크레디트 카드의 크기와 동일한 크기를 갖는다). 조립된 안테나 코일에서, 평면 외부 형태 영역의 면적은 8 ㎠ 이상 및 15 ㎠ 이하(예컨대, 12 ㎠)로 설정될 수 있다. 축에 수직한 투영면에 투영시 코일 주 본체(10)의 폭은 1 mm 이상 및 4 mm 이하(예컨대, 3 mm)이다. 또한, 축방향으로의 코일 케이스(20)의 두께는 1 mm 이상 및 3 mm 이하(예컨대, 1.6 mm)로 설정될 수 있다. 후술되는 바와 같이, 이 실시예 모드에서, 안테나 코일(1)은 장방형의 평면 모드를 갖고, 25 mm 이상 및 35 mm 이하(예컨대, 30 mm)의 단측과, 35 mm 이상 및 45 mm 이하(예컨대, 40 mm)의 장측을 갖도록 구성된다.

코일 주 본체(10)는, 각각 동일한 권선 방향 및 동일한 권선수를 갖고 서로 병렬로 연결되는 두 개의 유닛 코일(10a, 10b)을 포함한다. 유닛 코일(10a 10b) 중 하나, 예컨대 유닛 코일(10a)이 와이어의 파손 및/또는 단자 사이의 연결 파괴와 같이 파손되면, 잔류 유닛 코일, 즉 유닛 코일(10b)이 백업 코일로서 기능한다. 따라서, 안테나(13)가 정상적으로 작동될 수 있다. 또한, 유닛 코일(10a, 10b)은 서로 병렬로 연결되기 때문에, 주 본체(10)의 배선의 전체 단면적은 하나의 코일을 갖는 종래의 안테나의 단면적보다 두 배 크다. 따라서, 주 본체(10)의 조합된 직류 저항이 종래의 안테나에 비해 감소된다. 따라서, Q값(즉, 주파수 선택도)이 향상된다. 또한, 안테나 코일(1)을 갖는 무선 키이(3)에서, 송-수신 회로(14)는 전지로 작동된다. 또한, 전지가 모두 소모되었을 때에도, 트랜스폰더 회로(15)는 전원으로서 차량으로부터 출력되는 요청 전자기파를 사용하여 전자기파를 발생시킨다. 또한, 안테나 코일(1)의 유닛 코일(10a, 10b) 중 하나가 파손되더라도, 안테나 코일은 안테나로서 기능할 수 있다. 따라서, 안테나 코일(1)의 신뢰성 및 고장 안전 기능이 향상된다.

도7에 도시된 바와 같이, 공진 안테나(13)에서, 유닛 코일(10a, 10b)의 배선 사이의 커패시턴스는 공진용 커패시터(12), 즉 공진 커패시터의 커패시턴스보다 크다. 구체적으로는, 도6a 및 도6b에 도시된 바와 같이, 유닛 코일(10a, 10b)의 다중 배선은 각각 절연 필름으로 피복된다. 유닛 코일(10a, 10b)의 배선은 다발로 묶이고, 묶인 배선은 링 형태, 즉 헬리컬 형태를 갖는 소정의 권취 경로를 따라 함께 권취된다. 예를 들어, 각각의 유닛 코일(10a, 10b)은 코어 배선(K1, K2)을 갖는 권취부(W1, W2)를 포함한다. 각각의 코어 배선(K1, K2)의 직경은 50 ㎛와 70 ㎛ 사이의 범위에 있다. 코어 배선(K1, K2)은 2 ㎛와 5 ㎛ 사이의 범위에 있는 두께(I1, I2)를 갖는 수지 코트를 갖는 수지 코팅 배선이다. 각각의 유닛 코일(10a, 10b)의 권선수는 200번과 300번 사이의 범위에 있다. 코일 주 본체(10)의 고유 인덕턴스는 4 mH와 6 mH 사이의 범위에 있다. 유닛 코일(10a, 10b) 사이의 커패시턴스는 2000 pf와 6000 pF 사이의 범위에 있다. 공진 커패시터(12)의 커패시턴스가 300 pF와 400 pF 사이의 범위에 있도록 설정될 때, 공진 안테나(13)의 공진점은 100 kHz와 150 kHz 사이의 범위에 있도록 제어된다.

여기서, 유닛 코일 중 하나가 소정의 파손을 갖는다면, 기생 직렬 공진 회로에, 와이어 및 유닛 코일(10a, 10b) 사이의 커패시턴스의 파손과 같은 소정의 파손을 갖는 유닛 코일 중 하나가 제공된다. 기생 직렬 공진 회로는, 코일 주 본체(10)와 공진 커패시터(12)가 제공되는 병렬 공진 회로의 공진점보다 낮은 공진점을 갖는다. 병렬 공진 회로의 공진점은 안테나 공진점이다. 따라서, 기생 직렬 공진 회로의 공진점은 병렬 공진 회로에 비해 저주파수 측으로 이동된다. 따라서, 안테나 감도의 감소가 방지된다. 또한, 코일 주 본체(10)가 상기 치수를 갖는 유닛 코일(10a, 10b)을 상호 권취하여 형성되기 때문에, 유닛 코일(10a 10b) 사이의 커패시턴스는 공진 커패시터(12)의 커패시턴스보다 다섯 배 이상 크다. 구체적으로는, 유닛 코일(10a, 10b) 사이의 커패시턴스는 공진 커패시터(12)의 커패시턴스보다 여섯 배 큰 것과 삼십 배 큰 것 사이의 범위에 있다. 따라서, 기생 직렬 공진 회로의 공진점은 병렬 공진 회로의 안테나 공진점보다 충분히 더 낮다. 따라서, 유닛 코일(10a, 10b) 중 하나가 파손되더라도, 일탈, 즉 안테나 공진점의 이동이 작다.

도18에 도시된 바와 같이, 유닛 코일(10a, 10b)은 개별적으로 권취될 수도 있고, 그 후, 권취된 유닛 코일(10a, 10b)은 유닛 코일(10a, 10b)이 서로 적층되도록 코일 케이스에 수용된다. 이 경우에, 유닛 코일(10a, 10b) 사이의 커패시턴스(Ck)는 도6a 및 도6b에 도시된 유닛 코일(10a, 10b)의 커패시턴스보다 작다. 유 닛 코일(10a, 10b) 사이의 커패시턴스(Ck)가 공진 커패시터(12)의 커패시턴스의 다섯 배 미만의 크기일 경우, 안테나 공진점이 유닛 코일(10a, 10b) 중 하나가 파손될 때 약 10 퍼센트 이동될 수 있다.

예를 들어, 도6a 및 도6b에서, 각각의 유닛 코일(10a, 10b)의 권취부(W1, W2)의 코어 배선(K1, K2)은 60 ㎛의 직경을 갖고, 폴리우레탄 수지 코팅(I1, I2)의 두께는 3 ㎛이고, 권선수는 250 번이다. 이 경우에, 코일 주 본체(10)의 고유 인덕턴스는 5 mH이고, 유닛 코일(10a, 10b) 사이의 커패시턴스는 4000 pF이다. 공진 커패시터(12)의 커패시턴스가 350 pF일 때, 공진 안테나(13)의 안테나 공진점은 134 kHz이다. 유닛 코일(10a, 10b) 중 하나가 파손될 때, 코일 주 본체(10)가 도6a 및 도6b에 도시된 유닛 코일(10a, 10b)로 이루어지는 경우, Q 값이 30 퍼센트 만큼 감소되더라도, 안테나 공진점은 실질적으로 변하지 않는다. 한편, 코일 주 본체(10)가 도8에 도시된 유닛 코일(10a, 10b)로 이루어질 때, 안테나 공진점은 유닛 코일(10a, 10b) 중 하나가 파손될 때, 10 퍼센트만큼 변한다.

도13에 도시된 바와 같이, 코일 측 단자부(21)는 코일 케이스(20)의 바닥면 측 상에 장착 목표로서 기판 상으로 면 장착을 수행하기 위한 단자 패드(21)로 설정된다. 인쇄 등에 의해 형성되는 납땜 페이스트 패턴이 단자 패드(21)와 기판 측 패드(134) 사이의 상기 납땜 재료(135)로서 배열된다. 도2a 내지 도2d에 도시된 바와 같이, 코일 주 본체(10)와 코일 케이스(20)의 외부 형태 라인은 장방형이고, 단자 패드(21)는 코일 케이스(20)의 단부 부분의 장측 방향으로 배열된다.

단자 패드(21)는 또한 코일 케이스(20)의 바닥면 상에 배열될 수 있다. 그 러나, 이 경우에 코일 주 본체(10)의 각각의 유닛 코일(10a, 10b)의 한 쌍의 리드부(11a, 11b)는 협소한 폭의 코일 저장부(24)의 바닥면의 상기 단자 패드(21)에 대응하는 위치에 연결되어야만 하고, 케이스로의 코일 주 본체(10)의 조립 작업은 매우 복잡하게 된다. 따라서, 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 이 실시예 모드에서, 축방향으로 내부에 연결 핀(26)을 매립하는 핀 매립부(23)가 돌출되어 코일 케이스(20)의 외주연방향 면 상에 형성된다. 연결 핀(26)은 안테나 단자를 제공한다. 코일 주 본체(10)의 리드부(11a, 11b)는 이 핀 매립부(23)의 상부 면 상으로 돌출된 연결 핀(26)의 상단부에 연결되도록 구성된다. 따라서, 조립 작업이 매우 용이해진다. 단자 패드(21)는 핀 매립부(23)의 바닥면 상에 배열되고, 연결 핀(26)의 하단부 부분은 단자 패드(21)에 이른다.

도1a에서, 코일 케이스(20)는 코일 케이스(20)의 축방향으로 그 상부면 상에 개구를 갖는 홈을 포함한다. 한편, 도17에서, 코일 케이스(120)는 케이스(120)의 주연방향 측면을 따라 배치되는 코일 저장부(24)를 포함한다.

도2a 내지 도2d에 도시된 바와 같이, 코일 케이스(20)는 단지 한 쌍의 연결 핀(26), 즉 안테나 단자를 갖는다. 코일 주 본체(10)의 유닛 코일(10a, 10b)의 각각의 리드부(11a)는 동일한 극성을 갖고, 유닛 코일(10a, 10b)의 리드부(11a)는 연결 핀(26)(즉, 안테나 단자 중 하나)에 상호 연결된다. 유사하게는, 코일 주 본체(10)의 유닛 코일(10a, 10b)의 각각의 리드부(11b)는 리드부(11a)와 반대인 동일한 극성을 갖고, 유닛 코일(10a, 10b)의 리드부(11b)는 연결 핀(26)(즉, 안테나 단자 중 다른 하나)에 상호 연결된다. 이 경우에, 코일 케이스(20)의 단자의 개수는 감소되어, 안테나 코일(1)의 구성이 간단해진다. 또한, 안테나 코일(1)이 기판 상에 장착될 때, 안테나 코일(1)에 연결하기 위한 기판의 연결 단자의 개수 또한 감소된다. 도17의 코일 케이스(120)에서, 리드부(11a 11b)는 납땜으로 한 쌍의 연결 핀(121)에 결합되고, 연결 핀(121)은 공통 핀 삽입부(123)에 각각 삽입된다.

도16에 도시된 바와 같이, 코일 케이스(20)는 유닛 코일(10a, 10b)에 대응하는 여러 쌍의 연결 핀(26a, 26b)을 포함할 수도 있다. 이 경우에, 각각의 유닛 코일(10a, 10b)의 리드부(11a 11b)는 연결 핀(26a, 26b)에 각각 연결되고, 연결 핀(26a, 26b)은 리드부(11a, 11b)에 대응한다. 이 경우에, 코일 케이스(20)의 안테나 단자의 개수가 증가하더라도, 다중 유닛 코일(10a, 10b)은 하나의 안테나 단자에 상호 연결되지 않는다. 따라서, 전도 파괴 및/또는 납땜 파괴가 안테나 단자에서 일어나더라도, 단지 하나의 유닛 코일(10a, 10b)만이 파손된다. 따라서, 안테나 코일(1)의 고장 안전 기능이 확보된다. 모든 연결 핀(26a, 26b)이 장방형 링 형태를 갖는 코일 케이스(20)의 장측 중 하나에만 집약적으로 형성된다. 다르게는, 모든 연결 핀(26a, 26b)이 코일 케이스의 단측 중 하나에만 형성될 수도 있다. 다르게는, 한 쌍(23b)의 핀 매립부(23)는 두 개의 유닛 코일(10a, 10b)에 대응하는 한 쌍의 연결 핀(26a, 26b)이 코일 케이스(20)의 장측 중 다른 하나에 배치되는 한 쌍(23b) 상에 형성되도록 코일 케이스(20)의 장측의 다른 하나에 형성될 수도 있다.

도13에 도시된 바와 같이, 상기 카드형 무선 장치(3)에 사용되는 통신 기판 모듈(3M)에서, 안테나 코일(1)의 코일 측 단자부(21)는 연결용 납땜 재료(135)와 함께 기판 측 단자부(기판 측 패드)(134)에 위치된다. 이 상태에서, 기판(17)은 이 기판(17) 상에 위치되고 배치되는 회류로(reflow furnace; 150)에 삽입되어 가열된다. 따라서, 납땜 재료(135)는 용융되고, 통신 기판 모듈(3M)이 제조되도록, 코일 측 단자부(21)는 기판 측 단자부(134)에 납땜되어 연결된다. 이 실시예에서, 코일 케이스(20)는 수지 사출 성형법에 의해 형성된다.

코일 케이스(20)를 구성하는 수지 재료에서, 사출 성형되고 회류시 열 히스테리시스가 인가될 때에도, 쉽게 연화 및 변형되지 않을 수 있는 재료를 채용하는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서 특히 바람직한 재료는 폴리에틸렌 설파이드(PPS: 용융점 282℃, 계속해서 사용될 수 있는 상한 온도 약 240℃, 열 변형 온도 260℃ 이상)가 이 실시예 모드에서 채용된다. 그러나, 이 재료 대신에, 열가소성 폴리아미드(용융점: 388℃)가 또한 채용될 수 있다.

본 발명의 변형예가 다음에 설명될 것이다(도1a 및 도2a 내지 도2d에 공통인 부분은 동일한 도면 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다). 도8에서, 강화 프레임(30)은 수지로 제조된 코일 케이스(20)의 주연 방향을 따라 일체로 형성된다. 강화 프레임(30)은 코일 케이스(20)의 수지보다 높은 영 계수(Young's modulus)를 갖는 재료로 제조된다. 따라서, 납땜 회류 단계가 수행될 때, 코일 케이스(20)의 뒤틀림이 방지된다.

강화 프레임(30)은 이 홈 형태의 코일 저장부(24)를 형성하기 위해, 코일 케이스(20)의 바닥부(20b)에 매립된다. 구체적으로는, 강화 프레임은 강화 프레임(30)의 외부면과 바닥부(20b)의 외부면이 동일면이 되는 모드에서, 삽입 성형함 으로써, 코일 케이스(20)의 바닥부(20b)에 매립된다. 도14a 및 도14b에 도시된 바와 같이, 기판(17) 상의 안테나 케이스(23)에서, 납땜 회류 단계가 수행될 때, 기판(17) 측으로의 열 전달은 하부면 측 상으로 쉽게 진행된다. 한편, 노 열원으로부터의 대량의 복사열이 상부면 측 상에 쉽게 받아들여진다. 따라서, 두께 방향의 온도 구배가 상부면 측과, 기판(17)에 대면하는 하부면 측 사이에 쉽게 야기되도록, 상부면 측의 온도 상승이 쉽게 진행된다. 따라서, 수지에 의해 제조되고, 낮은 강성을 갖는 코일 케이스(20)에서, 튀틀림(warp)이 상방 볼록 모드에서 쉽게 야기되도록, 상부면 측 상의 면 내 방향의 팽창 변위가 하부면 측 상에서 보다 더 커지게 된다. 그 결과, 납땜 결함이 쉽게 야기되도록, 코일 측 단자부(21)가 이 뒤틀림에 의해 기판 측 패드(기판 측 단자부)(134)로부터 부유된다. 그러나, 강화 프레임(30)이 코일 케이스(20)에 형성될 때, 코일 케이스(20)의 강성은 뒤틀림과 관련된 파괴가 충분히 감소되도록 증가된다.

강화 프레임(30)은 금속 프레임으로 설정된다[이하, 금속 프레임(30)이라 함]. 금속 재료는 영 계수가 높고, 가공 특성이 우수하고, 천공 가공 등에 의해 에어 코어형의 코일 케이스(20)에 대응하는 프레임 형태에 대처하기 쉽다. 또한, L형 및 C형의 프레임 단면 형태가 프레스 작업에 의해 쉽게 얻어질 수 있다. 금속 프레임은 도체이다. 도15에 도시된 바와 같이, 금속 프레임이 코일 케이스(20)를 따라 연속 링 형태 모드[도면 부호 37]로 형성될 때, 코일 주 본체(10)의 축 주위를 도는 전류 경로가 형성된다. 따라서, 금속 프레임이 코일 주 본체(10)에 유도식으로 커플링되고, 전체 안테나 코일의 겉보기 인덕턴스가 감소되는 단점이 발생 한다. 즉, 코일 주 본체(10)를 통해 연장되는 전파 자기장(H)이 변화될 때, 유동 전류는 금속 프레임(30)으로 흐른다. 안테나 신호 송신과 관련된 전파 자기장은 겉보기 인덕턴스가 감소되도록 그 역 자기장(H2)에 의해 소거된다. 특히, 도4에 도시된 공진 안테나(13)의 경우에, 코일 주 본체(10)의 인덕턴스에 대해 원하는 주파수에서 공진점을 야기하도록 커패시티가 조정되는 커패시터(12)가 안테나 코일(1)에 병렬로 연결된다. 안테나의 Q값은 그 LC 병렬 공진 회로의 특성에 의해 결정된다. 그러나, 금속 프레임이 도15의 도면 부호 37로 도시된 모드로 형성될 때, 안테나 코일의 겉보기 인덕턴스는 그 유도 커플링에 의해 감소된다. Q 값과 안테나 게인(gain)이 크게 감소되도록, 상기 LC 병렬 공진 회로의 공진점은 원하는 주파수로부터 이동된다. 이 경우에, 도8에 도시된 바와 같이, 코일 주 본체(10)의 축 주위를 도는 전류 경로를 부분적으로 나누기 위한 절연부(30k)는 금속 프레임(30)의 주연방향으로 중간부에 배열되어, 상기 단점이 매우 효과적으로 해소된다.

금속 프레임(30)의 구조 재료에서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 강도 및부식성 면에서 비교적 우수하고, 가공 특성에서 바람직하고, 따라서 양호하게는 본 발명에 채용될 수 있다. 한편, 금속 프레임(30)의 구조 재료는 또한 철계 재료로 설정될 수 있다. 이 경우에, 오스테나이트계 스테인레스강과 같은 비자성 재료가 또한 사용될 수 있지만(알루미늄 또는 알루미늄 합금이 또한 비자성임), 철계 연질 자성 재료가 또한 적용될 수 있다. 연질 자성 재료는 강자성 재료이고, 자기 투과성이 높고, 안테나 신호 송신 및 수신과 관련된 전파 자기장이 금속 프레임(30) 상 으로 집중될 수 있다. 따라서, 안테나의 감도 및 게인의 향상에 기여할 수 있다. 철계 연질 자성 재료로서, 전자기 연철에 덧붙여, 실리콘 강판, 일반적인 탄소강, Fe-Ni 합금(예컨대, 퍼멀로이 등), 또는 페라이트계 스테인레스강 등을 채용할 수 있다(전자기 연철 및 페라이트계 스테인레스강은 가공 특성의 관점에서 유리하다고 말할 수도 있음).

도8에 도시된 바와 같이, 코일 케이스(20)의 주연방향으로 설정된 링 형태 경로를 따른 형태로 배열된 상기 금속 프레임(30)에서, 상기 절연부(30k)는 금속 프레임(30)이 배열 경로의 부분 간격으로 노치 가공된, 노치부[이하, 또한 노치부(30k)라 함]로 설정된다. 주연방향의 전류 전도 경로를 부분적으로 나누기 위한 절연부(30k)는 금속 프레임(30)을 연속 링 형상 대신에 단부형으로 설정하고, 일정한 길이만큼 단부 부분을 이격시키고 노치 모드를 설정함으로써 간단히 형성될 수 있다.

코일 주 본체(10) 및 코일 케이스(20)의 외부 형태 라인은 장방형이고, 금속 프레임(30)은 장방형의 외부 형태 라인에 대응하는 하나의 단측부(30s)를 포함하는 C형으로 배열된다. 상기 노치부(30k)는 장방형의 외부 형태 라인의 남아있는 단측 상에 간격 전체를 사용하여 형성된다. 두 개의 장측부(301)와 하나의 단측부(30s)를 통합하여 제공되는 C형상부가 금속 프레임(30)으로 형성되면, 프레임면의 트위스팅 변형에 대한 강성이 장방형의 각 측 상에 부분적으로 나뉘어 형성된 경우에 비해 상승되고, 트위스팅 변형을 야기하는 뒤틀림이 효과적으로 억제될 수 있다.

도9a 내지 도10b에서, 금속 프레임(32, 31)은 코일 케이스(20)의 바닥면 상 에 C형으로 배열된 주 본체부(32a, 31a)를 갖는다. 적어도 두 개의 장측부(321, 311)에서, 코일 케이스(20)의 외주연면 또는 내주연면에 노출된 강화 리브부(32b, 31c)는 이들 주 본체부(32a, 31a)와 함께 L형 섹션을 형성하는 형태로 주 본체부(32a, 31a)에 통합된다. 금속 프레임(30)의 단면 형태가 뒤틀림 변위로 쉽게 증폭되는 코일 케이스(20)의 장측부(301)에 대응식으로 L형으로 설정되기 때문에, 그 굽힘 강성이 상승되고, 장측 방향의 뒤틀림 변형이 효과적으로 억제될 수 있다.

도9a 및 도9b에서, 강화 리브부(32b)는 하나의 단측부(32s)와, 이 단측부(32s)의 양 단부에 연결되는 두 개의 장측부(321)를 가로질러 놓인 연속 C형상으로 형성된다. 강화 리브부(32b)가 이 방식으로 형성될 때, C형상부에 의해 만들어진 프레임면의 트위스팅 변형에 대한 강성을 더 높일 수 있다. 각각의 주 본체부(32s)와 강화 리브부(32b)는 강화 효과가 더 상승하도록, 두 개의 장측부(301)로부터 남아있는 단측부의 양 단부를 구성하는 부분 간격(32s2)을 가로질러 놓인 형태로 형성된다. 주 본체부(32a)가 코일 케이스(20)의 바닥부(20b)의 외부면과 동일한 면을 갖고, 강화 리브부(32b)가 측벽부(20w)의 외부면과 동일한 면을 갖도록, 금속 프레임(32)에는 삽입 성형에 의해 코일 케이스(20)가 통합된다. 여기서, 강화 리브부(32b)는 코일 케이스(20b)의 주연면 측상에 배열되지만, 외주연면 측 상에 또한 배열될 수도 있다.

한편, 도10a 및 도10b에서, 강화 리브부(31c)는 주 본체부(31a)의 두 개의 장측부(301)에만 배열된다. 이 모드는 프레스 작업 등을 사용하는 제조가 쉽다는 점에서 장점을 갖는다. 여기서, 강화 리브부(31c)는 코일 케이스(20b)의 외주연면 측 상에 배열된다(또한 역으로 배열될 수도 있다).

도11의 구성에서, 금속 프레임(32)은 장방 형상부의 외부 형태 라인의 네 개의 코너부에 노치부(30k)를 형성하고, 금속 프레임(30)을 두 개의 장측부(331)에 의해 구성된 네 부분으로, 그리고 이 노치부(30k)에 의해 두 개의 단측부(33s)로 나눔으로써 구성된다. 이 구성에 따르면, 장방 형상부의 코일 케이스(20)의 네 개의 측부 모두를 강화시킬 수 있는 장점이 있다. 이 경우에, 코일 케이스(20)의 바닥면 상에 배열된 주 본체부(33a)를 갖는 L형 섹션을 갖고, 코일 케이스(20)의 내주연면(또는 외주연면)에 노출되는 형태로 이 주 본체부(33a)가 통합된 강화 리브부(33b)를 갖도록 각각의 부분을 구성함으로써 뒤틀림 방지 효과가 더 현저하게 달성될 수 있다.

도9a 내지 도11의 구성에서, 금속 프레임은, 코일 케이스(20)의 바닥부(20b)에 배열된 주 본체부(34a)를 통합하여 형성된 C형 모드의 단면 형상부와, 도12에 도시된 바와 같은 두 개의 측벽부(20w)에 각각 배열된 한 쌍의 강화 리브부(34b, 34c)를 갖도록 구성될 수 있다.

다음에, 강화 프레임의 재료는, 이 재료의 영 계수가 코일 케이스(20)를 구성하는 수지의 영 계수보다 크다면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 유리, 세라믹, 알루미나 등과 같은 절연 무기 재료, 소결 연성 페라이트 등을 채용할 수도 있다. 또한, 강화 프레임의 재료는 유리, 세라믹 등의 충전재에 의해 강화된 수지 복합 재료에 의해 구성될 수도 있다. 이 경우에, 강화 프레임(37)은 절연체가 되기 때문에, 강화 프레임(37)이 도15에 도시된 바와 같이 코일 케이스(20)의 주연 방향으로 연속 링형 모드로 구성될 때에도, 코일 주 본체(10)에 유도 커플링함으로써, 겉보기 인덕턴스가 감소될 염려가 없다. 따라서, 이는 코일 케이스(20)의 강화 효과가 우수하다. 이 경우에, 강화 프레임(37)은 연질 페라이트와, 연질 페라이트 분말을 수지 커플링하여 형성된 수지 페라이트를 소결하여 구성될 때, 안테나 신호 송신 및 수신과 관련된 전파 자기장이 금속 프레임(37)에 집중될 수 있다. 따라서, 안테나의 감도 및 게인의 향상에 기여할 수 있다.

다르게는, 도1a, 도8 내지 도11, 도15 내지 도17에서, 코일 케이스(20)는 연질 페라이트 분말(즉, SFP)과 같은 연질 자성 재료 분말이 PPS 수지와 같은 수지(즉, 수지 몰드, RM)와 결합되도록 수지 페라이트(즉, 수지 성형 연질 자기 재료)로 제조될 수도 있다. 이 경우에, 연질 페라이트 분말과 PPS 수지는 화합물로 혼합된 다음에, 화합물이 사출 성형되어 코일 케이스(20)가 형성된다.

본 발명은 다음과 같은 태양을 갖는다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 안테나 코일은 링 형상을 갖는 에어 코어형 평판 코일 본체와, 코일 본체의 링 형상에 대응하는 링 형상을 갖는 코일 케이스를 포함한다. 코일 케이스는 코일 본체를 수용하기 위한 코일 수용 공간을 포함한다. 코일 수용 공간은 코일 케이스의 링 형상의 주연 방향으로 배치된다. 코일 본체는 각각 동일한 권선 방향 및 동일한 권선수를 갖는 복수의 유닛을 갖는 유닛 코일을 포함한다. 유닛 코일은 서로 병렬로 연결된다.

상기 안테나 코일에서, 유닛 코일 중 하나가 파손되더라도, 충분한 안테나 기능을 유지되도록, 유닛 코일 중 다른 하나가 백업 코일로서 기능한다. 또한, 다 중 유닛 코일이 코일 케이스에 일체로 수용되기 때문에, 안테나 코일의 크기는 최소화된다. 또한, 안테나 코일은 기판에 용이하게 장착된다. 또한, 종래의 안테나에 비해, 코일 본체의 조합된 직류 저항이 감소된다. 따라서, 안테나 코일의 Q 값이 향상된다.

다르게는, 코일 본체는 코일 본체의 축방향으로 두께를 가질 수도 있고, 코일 본체의 두께는, 면적이 투영된 코일 본체의 윤곽선으로 둘러싸인 구역의 면적과 같은, 원의 반경보다 작을 수도 있고, 투영된 코일 본체는 코일 본체의 축방향에 수직한 투영 평면 상에 코일 본체를 투영하여 제공된다.

다르게는, 각각의 유닛 코일은 절연 필름으로 피복된 와이어를 포함하고, 코일 본체가 제공되도록, 유닛 코일의 와이어가 다발로 묶여서, 코일 케이스의 링 형상을 따라 상호 권취될 수도 있다. 또한, 유닛 코일의 개수는 두 개일 수도 있고, 유닛 코일의 두 개의 와이어의 쌍이 상호 권취될 수도 있다.

다르게는, 코일 수용 공간이 홈에 의해 코일 케이스에 제공될 수도 있다. 홈은 코일 케이스의 축방향으로 일 측상에 배치되는 개구를 갖는다. 코일 본체는 코일 수용 공간에 수용된다. 코일 본체가 코일 수용 공간의 개구를 통해 코일 수용 공간에 삽입되도록 코일 본체가 무코어 코일로서 준비된다. 이 경우에, 안테나 코일의 제조가 간단해진다.

다르게는, 코일 케이스는 한 쌍의 안테나 단자를 포함할 수도 있다. 각각의 유닛 코일은 한 쌍의 리드부를 포함한다. 동일한 극성을 갖는 각각의 유닛 코일의 리드부 중 하나는 안테나 단자 중 하나에 상호 연결된다. 다른 동일한 극성을 갖 는 각각의 유닛 코일의 리드부 중 다른 하나는 안테나 단자 중 다른 하나에 상호 연결된다. 리드부 중 하나의 극성은 리드부 중 다른 하나의 극성과 반대이다.

다르게는, 코일 케이스는, 유닛 코일에 각각 대응하는, 복수의 쌍의 안테나 단자를 포함할 수도 있다. 각각의 유닛 코일은 한 쌍의 리드부를 포함한다. 각각의 유닛 코일의 리드부 중 하나는 대응하는 쌍의 안테나 단자 중 하나에 연결된다. 각각의 유닛 코일의 리드부 중 다른 하나는 대응하는 쌍의 안테나 단자 중 다른 하나에 연결된다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 공진 안테나는, 본 발명의 상기 제1 태양에 기재된 안테나 코일과, 안테나 코일에 병렬로 연결된 공진 커패시터를 포함한다. 안테나 코일의 유닛 코일은 유닛 코일의 배선 사이에 커패시턴스를 제공한다. 공진 커패시터는 커패시턴스를 갖는다. 유닛 코일의 커패시턴스는 공진 커패시터의 커패시턴스보다 크다.

안테나 코일의 인덕턴스와, 공진 커패시터의 커패시턴스는 공진점이 소정 주파수 범위에 있게 설정되도록 결정된다. 그러나, 유닛 코일 중 하나가 고장인 경우, 기생 직렬 공진 회로가 유닛 코일의 배선 사이의 커패시턴스와, 고장인 유닛 코일 사이에 제공되도록 고장인 유닛 코일은 유닛 코일의 배선 사이의 커패시턴스를 통해 고장이 아닌 유닛 코일과 커플링된다. 기생 직렬 공진 회로의 공진점이 설계된 안테나 공진점 근처에 배치될 때, 안테나의 감도가 감소될 수도 있다. 이 경우에도, 상기 공진 안테나에서, 기생 직렬 공진 회로의 공진점은 충분히 낮은 주파수측이 되도록 설정되고, 따라서 공진 안테나의 안테나 감도가 감소되는 것이 방 지된다.

다르게는, 유닛 코일의 커패시턴스는 공진 커패시터(12)의 커패시턴스보다 5배 이상 클 수도 있다. 이 경우에, 유닛 코일 중 하나가 파손되더라도, 안테나 공진점은 설계점으로부터 실질적으로 이동되지 않는다. 여기서, 유닛 코일 사이의 절연 필름의 두께가 작아질 때, 유닛 코일 사이의 커플링 커패시턴스는 증가된다. 그러나, 유닛 코일 사이의 절연 필름의 두께가 과도하게 작아지면, 유닛 코일 사이에 단락이 일어날 수도 있다. 따라서, 이러한 관점에서, 유닛 코일의 커패시턴스는 공진 커패시턴스 크기의 50배 이하이다.

다르게는, 유닛 코일의 개수는 두 개일 수도 있다. 각각의 유닛 코일은 절연 필름으로 피복된 와이어를 포함한다. 코일 본체가 제공되도록, 유닛 코일의 두 개의 와이어의 쌍이 코일 케이스의 링 형상을 따라 상호 권취된다. 이 경우에, 유닛 코일 중 하나가 파손되더라도, 안테나 공진점의 이동이 효과적으로 감소된다. 다르게는, 유닛 코일의 개수가 3개 이상일 수도 있다. 유닛 코일의 개수가 커지더라도, 권선수가 일정하도록 권선수가 소정 수일 필요가 있다. 유닛 코일의 개수가 커지는 케이스의 안테나 코일의 크기를 감소시키기 위해서, 유닛 코일의 한 쌍의 배선은 상호 권취된다.

본 발명의 제3 태양에 따르면, 카드형 무선 장치는 공진 안테나 및 송/수신 회로를 갖는 통신 모듈 기판과, 카드형 케이싱의 두께 방향이 통신 모듈 기판의 두께 방향과 일치하는 방식으로 통신 모듈 기판을 수용하기 위한 카드형 케이싱을 포함한다. 공진 안테나는 본 발명의 제1 태양에 기재된 안테나 코일과, 안테나 코일 에 병렬로 연결된 공진 커패시터를 포함한다. 송/수신 회로는 공진 안테나에 연결된다. 안테나 코일의 코일 본체는 통신 모듈 기판의 법선과 일치하는 축을 갖는다. 코일 본체는 땜납으로 통신 모듈 기판에 접합된다.

상기 무선 장치는 얇다. 따라서, 카드형 무선 장치를 지갑에 넣는 것이 바람직하다. 또한, 기갑의 동전이 카드형 무선 장치의 주요면과 겹칠 때에도, 안테나 코일은 동전이 안테나 코일을 완전히 차단하지는 못하도록, 충분한 면적을 갖는다. 따라서, 카드형 무선 장치는 고감도를 갖는다.

다르게는, 카드형 무선 장치는 자동차용 무선 키이일 수 있다. 무선 키이는 전자기파로 자동차에 통신 신호를 송신할 수 있다. 통신 신호는 ID 인증 신호 및 제어 신호를 포함한다. 제어 신호는 자동차 도어의 잠금해제/잠금 기능과 엔진 시동 기능에 대응한다. 통신 모듈 기판은 트랜스폰더 회로를 더 포함한다. 트랜스폰더 회로는 자동차로부터 출력되는 요구 신호에 따른 통신 신호에 대응하는 전자기파를 발생시킨다. 트랜스폰더 회로는 공진 회로를 통해 자동차에 전자기파를 출력하고/하거나 공진 안테나를 통해 자동차로부터 요구 신호를 수신한다. 송/수신 회로는 전지의 전원을 갖는다. 송/수신 회로는 공진 안테나를 통해 자동차에 전자기파를 송신하고/하거나 공진 안테나를 통해 자동차로부터 전자기파를 수신한다.

상기 경우에, 전지가 모두 소모되더라도, 트랜스폰더 회로는 자동차에 출력하기 위해 전자기파를 발생시킬 수 있다. 또한, 안테나 코일의 유닛 코일 중 하나가 파손되더라도, 충분한 안테나 기능이 유지되도록, 유닛 코일 중 다른 하나가 백업 코일로서 기능한다. 따라서, 무선 장치의 고장 안전 기능이 향상된다.

본 발명이 그 양호한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 양호한 실시예들 및 구성에 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변형과 등가의 구조를 포함하려 한다. 또한, 다양한 조합과 구성이 양호하지만, 많은, 적은 또는 단일 요소만을 포함하는 다른 조합과 구성이 본 발명의 기술 사상 및 범주 내에 있다.

본 발명에 따르면, 안테나 코일의 Q 값이 향상될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 공진 안테나의 안테나 감도가 감소되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따르면, 카드형 무선 장치가 고감도를 가질 수 있다.

Claims

안테나 코일이며,

링 형상을 갖는 에어 코어형 평판 코일 본체(10), 및

코일 본체(10)의 링 형상에 대응하는 링 형상을 갖는 코일 케이스(20)를 포함하며,

코일 케이스(20)는 코일 본체(10)를 수용하기 위한 코일 수용 공간(24)을 포함하고,

코일 수용 공간(24)은 코일 케이스(20)의 링 형상의 주연 방향으로 배치되며,

코일 본체(10)는 각각 동일한 권선 방향 및 동일한 권선수를 갖는 복수의 유닛 코일(10a, 10b)을 포함하고,

유닛 코일(10a, 10b)은 서로 병렬로 연결되는 안테나 코일.
제1항에 있어서,

코일 본체(10)는 코일 본체(10)의 축방향으로 두께를 갖고,

코일 본체(10)의 두께는 투영된 코일 본체의 윤곽선으로 둘러싸인 구역의 면적과 그 면적이 동일한 원의 반경보다 작으며, 투영된 코일 본체는 코일 본체(10)의 축방향에 수직한 투영 평면 상으로 코일 본체(10)를 투영시킴으로써 제공되는 안테나 코일.
제1항에 있어서,

각각의 유닛 코일(10a, 10b)은 절연 필름(I1, I2)으로 피복된 와이어(K1, K2)를 포함하고,

코일 본체(10)가 제공되도록, 유닛 코일(10a, 10b)의 와이어(K1, K2)가 다발로 묶여지는 안테나 코일.
제3항에 있어서,

유닛 코일(10a, 10b)의 개수는 두 개이고,

유닛 코일(10a, 10b)의 두 개의 와이어(K1, K2)의 쌍이 상호 권취되는 안테나 코일.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

코일 수용 공간(24)은 홈(24)에 의해 코일 케이스(20) 내에 제공되며,

홈(24)은 코일 케이스(20)의 축방향으로 일 측 상에 배치되는 개구를 갖고,

코일 본체(10)는 코일 수용 공간(24)에 수용되며,

코일 본체(10)가 코일 수용 공간(24)의 개구를 통해 코일 수용 공간(24) 내부로 삽입되도록, 코일 본체(10)는 무코어 코일로서 준비되는 안테나 코일.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

코일 케이스(20)는 한 쌍의 안테나 단자(26, 26a, 26b)를 포함하며,

각각의 유닛 코일(10a, 10b)은 한 쌍의 리드부(11a, 11b)를 포함하고,

동일한 극성을 갖는 각각의 유닛 코일(10a, 10b)의 리드부(11a, 11b) 중 하나는 안테나 단자(26, 26a, 26b) 중 하나에 상호 연결되며,

다른 동일한 극성을 갖는 각각의 유닛 코일(10a, 10b)의 리드부(11a, 11b) 중 다른 하나는 안테나 단자(26, 26a, 26b) 중 다른 하나에 상호 연결되고,

리드부(11a, 11b) 중 하나의 극성은 리드부(11a, 11b) 중 다른 하나의 극성과 반대인 안테나 코일.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

코일 케이스(20)는 유닛 코일(10a, 10b)에 각각 대응하는 복수의 쌍의 안테나 단자(26, 26a, 26b)를 포함하며,

각각의 유닛 코일(10a, 10b)은 한 쌍의 리드부(11a, 11b)를 포함하고,

각각의 유닛 코일(10a, 10b)의 리드부(11a, 11b) 중 하나는 대응하는 쌍의 안테나 단자(26, 26a, 26b) 중 하나에 연결되며,

각각의 유닛 코일(10a, 10b)의 리드부(11a, 11b) 중 다른 하나는 대응하는 쌍의 안테나 단자(26, 26a, 26b) 중 다른 하나에 연결되는 안테나 코일.
공진 안테나이며,

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 한정된 안테나 코일(1), 및

안테나 코일(1)에 병렬로 연결된 공진 커패시터(12)를 포함하며,

안테나 코일(1)의 유닛 코일(10a, 10b)은 유닛 코일(10a, 10b)의 배선 사이에 커패시턴스를 제공하고,

공진 커패시터(12)는 커패시턴스를 갖고,

유닛 코일(10a, 10b)의 커패시턴스는 공진 커패시터(12)의 커패시턴스보다 큰 공진 안테나.
제8항에 있어서,

유닛 코일(10a, 10b)의 커패시턴스는 공진 커패시터(12)의 커패시턴스의 5배 이상 만큼 큰 공진 안테나.
제8항에 있어서,

유닛 코일(10a, 10b)의 개수는 두 개이며,

각각의 유닛 코일(10a, 10b)은 절연 필름(I1, I2)으로 피복된 와이어(K1, K2)를 포함하고,

코일 본체(10)가 제공되도록, 유닛 코일(10a, 10b)의 두 개의 와이어(K1, K2)의 쌍이 코일 케이스(20)의 링 형상을 따라 상호 권취되는 공진 안테나.
카드형 무선 장치이며,

공진 안테나(13) 및 송/수신 회로(14)를 갖는 통신 모듈 기판(3M), 및

카드형 케이싱(18)의 두께 방향이 통신 모듈 기판(3M)의 두께 방향과 일치하는 방식으로, 통신 모듈 기판(3M)을 수용하기 위한 카드형 케이싱(18)을 포함하며,

공진 안테나(13)는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 한정된 안테나 코일(1) 및 안테나 코일(1)에 병렬로 연결된 공진 커패시터(12)를 포함하고,

송/수신 회로(14)는 공진 안테나(13)에 연결되며,

안테나 코일(1)의 코일 본체(10)는 통신 모듈 기판(3M)의 법선과 일치하는 축을 갖고,

코일 본체(10)는 땜납으로 통신 모듈 기판(3M)에 접합되는 카드형 무선 장치.
제11항에 있어서,

카드형 무선 장치(3)는 자동차용 무선 키이(3)이며,

무선 키이(3)는 전자기파로 자동차에 통신 신호를 송신할 수 있고,

통신 신호는 ID 인증 신호 및 제어 신호를 포함하고,

제어 신호는 자동차 도어의 잠금해제/잠금 기능 및 엔진 시동 기능에 대응하며,

통신 모듈 기판(3M)은 트랜스폰더 회로(15)를 더 포함하고,

트랜스폰더 회로(15)는 자동차로부터 출력된 요청 신호에 따라 통신 신호에 대응하는 전자기파를 발생시키며,

트랜스폰더 회로(15)는 공진 안테나(13)를 통해 자동차로 전자기파를 출력 및/또는 공진 안테나(13)를 통해 자동차로부터 요청 신호를 수신하고,

송/수신 회로(14)는 배터리 전원을 가지며,

송/수신 회로(14)는 공진 안테나(13)를 통해 자동차로 전자기파를 송신 및/또는 공진 안테나(13)를 통해 자동차로부터 요청 신호를 수신하는 카드형 무선 장치.