KR20230125264A - 띠 형상의 페라이트 시트 및 그것을 이용한 안테나장치 및 케이블 - Google Patents
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Abstract
띠 형상의 페라이트 시트(1)는 띠 형상의 기재(10); 및 기재(10)의 표면에 형성된 복수개의 페라이트 시트 조각(20);을 구비하고, 복수개의 페라이트 시트 조각(20)은 서로 간격(30)을 두고 기재(10)의 긴 방향을 따라서 배열되고, 간격(30)은 적어도 부분적으로 기재(10)의 짧은 방향으로 평행하게 되지 않도록 연장되어 있다.
Description
본 발명은 띠 형상의 페라이트 시트 및 그것을 이용한 안테나 장치 및 케이블에 관련하여, 특히 복수개의 페라이트 시트 조각을 포함하는 띠 형상의 페라이트 시트 및 그것을 이용한 안테나 장치 및 케이블에 관한 것이다.
종래로부터 IC칩과 해당 IC칩과 전기적으로 연결된 안테나 장치를 구비하고, 리더/라이터로부터의 전력 수급이나 리더/라이터와의 신호 송수신을 전자파를 이용하여 비접촉으로 하는 IC태그가 알려져 있다. 근년에는 IC태그는 카드 속에 들어가 있는 IC카드로서 교통기관의 승차권이나 신용카드 등에 이용되고 있다. IC태그에 설치된 안테나 장치는 일반적으로 기재에 도선이 감겨져 있는 코일을 형성하여 제작하는 것 이외에 기재의 표면에 코일패턴을 인쇄하여 제작한다.
안테나 장치는 금속제 카드 등의 금속재의 가까운 곳에 설치된 경우, 자속이 금속에 과전류로서 변환되기 때문에 교신거리의 감소나 통신을 할 수 없게 된다는 문제를 일으킨다. 그로 인해 이러한 결함을 방지하기 위하여 도전 루프코일과 금속재 사이에 난연성 시트를 적층하는 방법이 널리 적용되고 있다. 난연성 시트를 적층함으로써 자속이 통과할 수 있는 루트가 만들어지므로 교신거리를 개선할 수 있다.
상기와 같이 안테나 장치의 교신거리에 대한 금속재의 영향을 방지하기 위한 난연성 시트의 재료로서 예를 들면 페라이트가 이용된다(예를 들면 특허문헌 1 및 2 등을 참조). 난연성 시트로서 이용되는 페라이트 시트는 일반적으로 약 100mmХ100mm 정도의 직사각형 시트로 절단되어 유통되고 있으나, 사용자를 위한 취급 용이성의 관점에서 띠 형상으로 형성된 페라이트 시트도 요구되고 있다(예를 들면 특허문헌 3 등을 참조).
또한, 페라이트 시트는 상기와 같은 안테나 장치뿐만 아니라 노이즈 차폐나 노이즈 필터로서도 이용되고 있으며, 예를 들면 케이블의 외측에 감겨져 있는 노이즈 필터로서도 이용되고 있다(예를 들면 특허문헌 4 등을 참조). 이 경우도 케이블에 감는 작업의 용이성 관점에서 띠 형상으로 형성된 페라이트 시트가 요구되고 있다.
띠 형상의 페라이트 시트는 수납이나 운반의 관점에서 사용 전에는 롤 형상으로 감겨 있는 것을 생각할 수 있으나, 페라이트 시트는 페라이트 소결체에 의해 구성되므로 깨지기 쉬우며 사이즈 제한이 있기 때문에 띠 형상으로 형성하며, 그것을 롤 형상으로 하는 것은 어렵다. 따라서, 대표적으로 띠 형상의 기재 위에 약 100mmХ100mm 정도인 복수개의 직사각형 페라이트 시트 조각을 띠 형상의 기재의 긴 방향을 따라서 배열시킴으로써, 띠 형상의 페라이트 시트를 형성하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우 복수개의 페라이트 시트 조각이 서로 겹치게 되면 특성이 변화하기 때문에 붙여 넣는 공차를 고려하여 복수개의 페라이트 시트 조각 사이에는 간격을 마련할 필요가 있다.
상기와 같은 띠 형상의 페라이트 시트를 소정의 기재 표면에 그 외주변을 따라 소용돌이 형상의 루프코일이 구비된 안테나 장치에 적용하는 경우, 띠 형상의 페라이트 시트를 안테나 장치의 사이즈에 대응하도록 절단하여 안테나 장치에 적층된다. 그렇게 하면 상기 띠 형상의 페라이트 시트에 포함되는 간격이 절단 후의 페라이트 시트 내에 포함되므로 안테나 장치의 루프코일 부분과 겹치는 경우가 있으며, 안테나 장치의 공진 주파수에 대하여 바람직하지 않은 영향을 끼치고, 이에 기인하여 교신거리에 악영향을 끼칠 우려가 있다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여 된 것이며, 발명의 목적은 롤 형상으로 감을 수 있고 연속적으로 케이블 등에 감을 수 있으며, 안테나 장치에 적용했을 시 생기는 안테나 장치의 공진 주파수 변화 및 이에 기인하는 교신거리의 악화를 억제할 수 있는 띠 형상의 페라이트 시트를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 연구를 거듭한 결과, 페라이트 시트 내의 간격이 안테나 장치의 외주변을 따라 구비된 루프코일에 겹쳐서 연장하는 (루프코일의 코일선 위에서 평행하게 연장하는) 경우 안테나 장치의 공진 주파수를 매우 변동시키는 한편, 해당 간격이 코일과 교차하는 경우 안테나 장치의 공진 주파수에 큰 영향을 끼치지 않는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
구체적으로 본 발명에 따른 띠 형상의 페라이트 시트는, 띠 형상의 기재; 및 상기 기재의 표면에 형성된 복수개의 페라이트 시트 조각;을 구비하고, 상기 복수개의 페라이트 시트 조각은 서로 간격을 두고 상기 기재의 긴 방향을 따라서 배열되고, 상기 간격은 적어도 부분적으로 상기 기재의 짧은 방향으로 평행하게 되지 않도록 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 띠 형상의 페라이트 시트를 표면에 외주변을 따라 루프코일이 구비된 안테나 기재에 적용하는 경우, 해당 안테나 기재의 사이즈에 대응하도록 띠 형상의 페라이트 시트를 그 짧은 방향을 따라 절단하게 된다. 그렇게 하면, 본 발명에 따른 띠 형상의 페라이트 시트에 있어서 복수개의 페라이트 시트 조각 서로간의 간격은 적어도 부분적으로 띠 형상 기재의 짧은 방향으로 평행하게 되지 않도록 연장되어 있기 때문에, 안테나 기재의 외주변을 따라 구비된 루프코일을 교차하는 것은 있더라도, 루프코일의 연신 방향에 겹쳐서 평행하게 연장하는 일은 없다. 따라서, 본 발명에 따른 띠 형상의 페라이트 시트에 의하면, 그 띠 형상의 페라이트 시트를 절단하여 안테나 장치에 적용하여도 안테나 장치의 공진 주파수의 변동을 억제할 수 있으며, 이에 따라 교신거리의 악화를 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 띠 형상의 페라이트 시트에 있어서, 상기 간격은 직선형, 곡선형, 꺽은선 형상, 물결 형상, 지그재그 형상 등의 임의의 형상을 채용할 수 있으나, 특히 직선형인 것이 바람직하다.
간격을 직선형으로 하는 경우, 복수개의 페라이트 시트 조각의 각각의 형상은 복잡한 형상으로 할 필요가 없으며, 예를 들면 복수개의 평행사변형이나 사다리꼴인 페라이트 시트 조각을 그대로 띠 형상의 기재에 배열하는 것에 의해 직선형의 간격이 형성되므로 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 띠 형상의 페라이트 시트에 있어서, 상기 간격의 폭은 0.1mm~10mm인 것이 바람직하다.
상기 간격의 폭을 0.1mm 미만으로 하면, 페라이트 시트 조각이 서로 겹치게 될 우려가 있어 바람직하지 않다. 또, 상기 간격의 폭을 10mm보다도 크게 하면, 안테나 장치에 적용시에 해당 간격이 안테나 장치의 공진 주파수에 끼칠 영향이 크게 되어 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 안테나 장치는, 표면에 도전재로 된 루프코일이 구비된 안테나 기재; 및 상기 안테나 기재에 적층된 페라이트 시트;를 구비하고, 상기 페라이트 시트는 앞서 열거한 것 중 어느 하나인 띠 형상의 페라이트 시트로부터 절단된 것이며, 상기 페라이트 시트에 포함되는 간격은 적어도 부분적으로 상기 루프코일의 연신 방향과 평행하게 되지 않도록 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안테나 장치에 의하면, 안테나 기재에 적층되는 페라이트 시트로서 상기 본 발명에 따른 띠 형상의 페라이트 시트로부터 절단된 것이 이용되기 때문에, 위에서 말한 바와 같이, 띠 형상의 페라이트 시트 내 간격이 안테나 기재의 루프코일과 교차하는 일은 있더라도, 그 간격 전체가 루프코일의 연신 방향에 겹쳐서 평행하게 연장하는 일은 없다. 따라서, 본 발명에 따른 안테나 장치에 의하면, 띠 형상의 페라이트 시트를 이용하면서도 안테나 장치의 공진 주파수가 변동되는 것을 억제할 수 있으며 교신거리가 악화되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 케이블은 바깥 둘레에 노이즈 필터가 감겨 있는 케이블이며, 상기 노이즈 필터는 상술한 것 중 어느 하나인 띠 형상의 페라이트 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 이러한 케이블에 있어서, 상술한 것 중 어느 하나인 띠 형상의 페라이트 시트가 상기 케이블의 바깥 둘레에 나선형으로 연속하여 감겨져 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 케이블은, 노이즈 필터로서 상기 띠 형상의 페라이트 시트가 이용되고 있기 때문에, 띠 형상의 페라이트 시트를 그대로 연속적으로 감아 제작할 수 있으므로 간단히 제조할 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따른 띠 형상의 페라이트 시트에 의하면, 롤 형상으로 감을 수 있어 연속적으로 케이블 등에 감을 수 있으며, 안테나 장치의 공진 주파수가 변동되는 것을 억제할 수 있으며, 교신거리가 악화되는 것을 억제하면서 적합하게 안테나 장치에 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 안테나 장치에 의하면, 띠 형상의 페라이트 시트를 이용하면서도 안테나 장치의 공진 주파수의 변동을 억제할 수 있으며 교신거리의 악화를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 띠 형상의 페라이트 시트를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선에 있어서 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 안테나 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선에 있어서 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 안테나 장치에 이용되는 안테나 기재를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5의 안테나 기재에 본 발명의 일 실시형태에 따른 띠 형상의 페라이트 시트를 적용한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 7(a)~(e)는 각각 실시예 1의 안테나 장치에 있어서 간격의 위치를 나타내는 도면이다.
도 8은 실시예 1의 실험예 1의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예 1의 실험예 2의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10(a)~(e)는 각각 실시예 2의 안테나 장치에 있어서 간격의 위치를 나타내는 도면이다.
도 11은 실시예 2의 실험예 1의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예 2의 실험예 2의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 도 1의 II-II선에 있어서 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 안테나 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선에 있어서 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 안테나 장치에 이용되는 안테나 기재를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5의 안테나 기재에 본 발명의 일 실시형태에 따른 띠 형상의 페라이트 시트를 적용한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 7(a)~(e)는 각각 실시예 1의 안테나 장치에 있어서 간격의 위치를 나타내는 도면이다.
도 8은 실시예 1의 실험예 1의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예 1의 실험예 2의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10(a)~(e)는 각각 실시예 2의 안테나 장치에 있어서 간격의 위치를 나타내는 도면이다.
도 11은 실시예 2의 실험예 1의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예 2의 실험예 2의 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 이하의 바람직한 실시형태의 설명은 본질적으로 예시에 지나지 않으며, 본 발명, 그 적용 방법 혹은 그 용도를 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다.
우선, 본 발명의 일 실시형태에 따른 띠 형상의 페라이트 시트에 대하여, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 띠 형상의 페라이트 시트(1)는 띠 형상의 기재(10); 및 해당 기재(10)의 표면에 형성된 복수개의 페라이트 시트 조각(20)으로 구성되어 있다. 페라이트 시트 조각(20)은 페라이트 소결체(21)의 아래면에 접착제(22)가 구비되고, 페라이트 소결체(21)의 윗면에도 마찬가지로 접착제(23)가 구비되어 구성되어 있다. 접착제(22, 23)은 예를 들면 양면 테이프이다. 페라이트 시트 조각(20)은 접착제(22)에 의해 기재(10)에 접착되어 있다. 구체적으로 복수개의 페라이트 시트 조각(20)은 서로 소정의 간격(30)을 두어 기재(10)의 긴 방향을 따라 배열되어 있다.
기재(10)는 띠 형상의 박막이며, 즉 긴 방향과 짧은 방향을 가지는 형태이며, 롤 형상으로 감을 수 있다면 특별히 사이즈는 한정되지 않으나, 예를 들면 짧은 방향이 50cm이며 긴 방향이 100m이다. 기재(10)의 재료는 특별히 한정되어 있지 않으나, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 수지재료를 이용할 수 있다. 도 1에서는 기재(10)는 아래면에만 구비되어 있으나 접착제(23)에 접착되도록 윗면에 구비되어도 좋다.
페라이트 소결체(21)는 자성 페라이트에 의해 구성된 소결체이다. 이용되는 페라이트의 종류는 자기 특성을 가지는 것이라면 특별히 한정되어 있지 않으나, 예를 들면 Ni-Zn계 페라이트나 Mn-Zn계 페라이트 등을 이용할 수 있다. 페라이트 소결체는 작은 조각으로 분할한다. 페라이트 소결체(21)의 제조방법도 특별히 한정되어 있지 않으나, 예를 들면 페라이트 분산 도료를 플라스틱 필름에 도공하는 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로는 이하와 같은 방법을 이용할 수 있다.
우선, 페라이트 분말 1000중량부에 대하여 폴리비닐알코올수지 70~120중량부, 가소제로서 부틸프탈산부틸 15~25중량부, 용제 400~600중량부를 혼합하여 도료를 조제한다. 용제로는 글리콜에테르계나 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔, 메탄올, 에탄올, n-부탄올 등을 이용할 수 있다. 페라이트 분말의 분산성이나 혼합의 작업성이나 건조성 등을 고려한다면, 도료로서 바람직한 배합 조성 범위는 페라이트 1000중량부에 대하여 폴리부티랄수지 80~110중량부, 부틸프탈산부틸 18~22중량부, 용제 450~550중량부이다.
도료의 제조에는 예를 들면 볼밀을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 용제와 페라이트를 먼저 충전하여 혼합한 후에 수지와 가소제를 첨가하여 혼합하면 균일한 도료를 얻을 수 있다. 얻어진 도료는 도포 건조 시 도공막에 크랙의 발생을 억제하기 위하여 진공 용기로 충분히 감압 탈포하는 것이 중요하다.
페라이트 분산 도료의 도포 방법은 특별히 한정되어 있는 것은 아니지만 롤코터나 닥터블레이드를 이용할 수 있다. 막두께의 정확성이나 도료의 안정성을 고려하여 닥터블레이드를 이용하면 좋다. 닥터블레이드로 플라스틱 필름에 소정 두께로 도포하고 80~130℃로 30~60분간 건조시켜 페라이트 성형 시트를 얻을 수 있다.
페라이트 분산 도료의 도포용 플라스틱 필름에는 특별히 한정되어 있는 것은 아니지만, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드 등 각종 필름을 샌드블래스트 가공한 것을 사용할 수 있다. 필름 표면의 가공성이나 도공 건조하는 경우의 열안정성을 고려하면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이 적합하다. 샌드블래스트 처리한 플라스틱 필름을 이용함으로써 플라스틱 필름의 요철을 페라이트 성형 시트에 전사할 수 있으며 목표로 하는 표면거칠기를 가지는 성형시트를 얻을 수 있다.
다음으로 얻어진 페라이트 성형 시트를 소성하여 페라이트 소결체(21)를 얻는다. 소성은 예를 들면 페라이트 성형 시트를 기공율 30%의 알루미나판 위에 5~20장 정도 겹쳐서 진행한다. 소성 조건에 있어서는 전기로 등을 이용하여 수지 성분의 제거와 페라이트를 입자 성장시키는 프로세스를 구성하는 것이 중요하다. 수지제거는 150℃~550℃로 5~80시간, 페라이트 입자의 성장은 850℃~1200℃로 1~5시간의 조건으로 진행한다. 시트의 가열 변형이나 갈라짐을 방지하기 위하여 수지 성분 제거는 실온으로부터 10~20℃/시간 정도로 온도를 올린 후에 일정 온도를 유지하는 쪽이 좋다. 또, 그 후 30~60℃/시간으로 온도를 올린 후에 일정 온도를 유지하여 충분히 소결한 페라이트 입자를 성장시킨 후 서서히 냉각하는 것이 적합하다. 또한, 각 프로세스의 유지 온도나 시간은 처리하는 페라이트 성형 시트의 매수에 따라 최적 조건을 선정하면 좋다. 이상과 같은 공정에 의해 페라이트 소결체(21)가 얻어지며, 그 후 윗면 및 아래면에 접착제(22, 23)인 양면테이프가 구비되고, 롤러 등으로 페라이트 소결체(21)가 분할되어 페라이트 시트 조각(20)이 형성된다. 페라이트 소결체(21)를 작은 조각으로 분할하기 위해서는 페라이트 성형 시트의 단계에서 소정의 홈을 형성해두어도 좋다. 홈은 연속한 것 또는 부분적으로 연속하는 것 중 어느 것이라도 좋으며, 다수의 미세한 오목부를 형성하여 대체 사용하여도 좋다. 소결체는 미리 형성된 홈에 의해 임의의 크기의 삼각형, 사각형, 다각형 또는 이것들의 조합된 형상으로 분할된다. 또 홈을 형성시키지 않고 부정형으로 분할되어 있어도 좋다.
간격(30)은 상술한 바와 같이 복수개의 페라이트 시트 조각(20) 사이에 구비되어 있으나, 적어도 부분적으로 기재(10)의 짧은 방향으로 평행하게 되지 않도록 연장되어 있다. 구체적으로 본 실시형태에서는, 간격(30)은 기재(10)의 짧은 방향에 대하여 기울어진 방향으로 연장하는 직선형의 간격이다. 단, 이것에 한정되지 않으며, 간격(30)은 곡선형, 꺽은선 형상, 물결 형상, 지그재그 형상 등이어도 좋다. 간격(30)의 폭은 너무 짧으면 페라이트 시트 조각(20)이 서로 겹칠 우려가 있기 때문에 바람직하지 않으며, 너무 길어도 띠 형상의 페라이트 시트(1)를 안테나 장치에 적용시 해당 간격(30)이 안테나의 교신거리에 끼칠 영향이 크게 되므로 바람직하지 않다. 따라서, 간격(30)의 폭은 0.1mm~10mm인 것이 바람직하다 여기서, 간격(30)의 폭이란 하나의 페라이트 시트 조각(20)과 그것에 인접하는 페라이트 시트 조각(20)과의 최단 거리를 말한다.
다음으로, 상기 띠 형상의 페라이트 시트(1)를 이용한 본 발명의 일 실시형태에 따른 안테나 장치에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 본 실시형태에 따른 안테나 장치(40)는, 표면에 도전재로 되어 있는 평면 소용돌이 형상의 루프코일(41)이 구비된 안테나 기재(42); 및 안테나 기재(42)에 적층된 페라이트 시트(2);를 구비하고 있다. 또한, 페라이트 시트(2)는 뒤에서 상세히 설명하겠으나 상기 본 실시형태에 따른 띠 형상의 페라이트 시트(1)를 절단하여 형성된 것이다.
구체적으로 안테나 장치(40)는 하층에서부터 순서대로 접착제(22), 페라이트 소결체(21), 접착제(23), 안테나 기재(42) 및 루프코일(41)을 포함한다. 또한, 안테나 장치(40)는 이들 외에 콘덴서 등의 안테나로서 기능하는 것에 필요한 부품도 포함하지만 여기서는 설명 및 도시를 생략한다. 안테나 장치(40)는 예를 들면 금속제 카드에 접착제(22)로 접착되고 소정의 가공을 함으로써 IC카드로서 이용된다. 안테나 장치(40)에 있어서 페라이트 소결체(21)에는 간격(30)도 포함된다. 간격(30)은 상술한 바와 같이 기재(10)의 짧은 방향에 대하여 기울어진 방향으로 연장하는 직선형으로 형성되어 있기 때문에 안테나 장치(40)의 짧은 방향에 대해서도 기울어진 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 간격(30)은 루프코일(41)과 교차하도록 연장되어 있다. 또한, 안테나 장치는 금속제 케이스에 붙여서 사용하여도 좋다.
안테나 기재(42)는 예를 들면 PET 등의 절연수지 재료로 되어 있으며, 루프코일(41)은 금속 등의 도전재에 의해 형성되어 있다. 루프코일(41)을 형성하는 방법은 특별히 한정되어 있지 않으나, 예를 들면 도전재의 페이스트의 도장이나 인쇄 등에 의해 형성할 수 있다.
계속해서 본 실시형태에 따른 띠 형상의 페라이트 시트(1)의 안테나 장치에 적용하는 방법의 일례에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 도 5 및 도 6에 있어서 도를 간략하게 하기 위하여 루프코일(41)은 사각형으로 표시하고 있다.
띠 형상의 페라이트 시트(1)가 적용되기 이전에 있어서, 도 5에 나타난 바와 같이 안테나 기재(42)도 띠 형상으로 형성되어 있다. 해당 띠 형상의 안테나 기재(42) 위에 도전재로 되어 있는 루프코일(41)이 소정의 간격을 두고 안테나 기재(42)의 긴 방향을 따라서 배열되어 있다. 띠 형상의 안테나 기재(42)에 띠 형상의 페라이트 시트(1)를 적용할 시, 도 6에 나타난 바와 같이 우선 안테나 기재(42)의 루프코일(41)이 구비되어 있는 면의 반대측 면에 띠 형상의 페라이트 시트(1)가 겹쳐서서 접착된다. 그 후, 띠 형상의 안테나 기재(42)는 복수개의 루프코일(41) 사이에서 띠 형상의 페라이트 시트(1)와 함께 절단되어 도 3에 나타난 바와 같이 평면 직사각형의 안테나 장치(40)가 형성된다.
상기의 같이 복수개의 루프코일(41) 사이에서 절단되지만, 각각의 루프코일(41) 사이의 각 간격의 배치 간격과, 띠 형상의 페라이트 시트(1)에 구비된 각 간격(30)의 배치 간격과는 꼭 일치하지는 않기 때문에, 절단된 안테나 장치(40)마다 간격(30)의 위치는 다르다. 즉, 도 3에 나타난 안테나 장치(40)에서는 간격(30)이 안테나 장치(40)의 좌측 짧은 변으로부터 하측 긴 변을 향하여 연장되어 있으나, 상측 긴 변으로부터 하측 긴 변을 향하여 연장하는 간격(30)이나 상측 긴 변으로부터 좌측 짧은 변을 향하여 연장하는 간격(30)을 가지는 경우도 있다. 이와 같이, 절단된 안테나 장치(40)마다 간격(30)의 배치는 다르지만, 어느 경우에도 간격(30)은 기재(10)의 짧은 방향에 대하여 기울어진 방향으로 연장하는 직선형으로 형성되어 있으므로 안테나 장치(40)의 짧은 방향에 대해서도 기울어진 방향으로 연장하는 것으로 된다. 따라서, 간격(30)은 루프코일(41)과 교차하도록 연장하는 것으로 된다.
이러한 간격(30)은 안테나 장치(40)의 공진 주파수에 영향을 끼칠 우려가 있으나, 하기 실시예에서 상세히 설명하는 바와 같이, 간격(30)이 루프코일(41)의 코일선에 겹쳐서 연장하는 (루프코일(41)의 코일선 위에서 평행하게 연장함) 경우는 안테나 장치의 공진 주파수를 매우 악화시키는 한편, 해당 간격(30)이 루프코일(41)의 코일선에 겹쳐서 연장하지 않고 단순히 교차하는 경우는 안테나 장치(40)의 공진 주파수에 큰 영향을 끼치지 않는다. 본 실시형태에 따른 안테나 장치(40)에서는 상술한 바와 같이 안테나 장치(40)의 짧은 방향에 대하여 기울어진 방향으로 연장하는 직선형으로 형성되어 있으므로 간격(30)은 루프코일(41)의 코일선에 겹쳐서 연장하지 않고 단순히 교차하기만 한다. 따라서, 본 실시형태에 따른 안테나 장치(40)에서는 간격(30)을 가지고 있으나 그 간격(30)에 의해 공진 주파수에 큰 영향을 받지 않는다.
또한, 본 실시형태와 같은 안테나 장치(40)의 짧은 방향에 대하여 기울어진 방향으로 연장하는 직선형의 간격(30) 이외에 상기 예시한 곡선형, 꺽은선 형태, 물결 형태, 지그재그 형태 등의 간격이더라도 루프코일(41)의 코일선에 겹쳐서 연장하지 않고 단순히 교차만 하기 때문에 그러한 형태의 간격을 가지는 안테나 장치더라도 간격에 의해 공진 주파수에 큰 영향을 받지 않는다.
이상과 같이 본 실시형태에 따른 띠 형상의 페라이트 시트에 의하면, 롤 형상으로 감을 수 있고, 안테나 장치의 공진 주파수의 변동을 억제할 수 있으며, 교신거리의 악화를 억제하면서 적합하게 안테나 장치에 적용할 수 있으며, 또한 본 실시형태에 따른 안테나 장치에 의하면, 띠 형상의 페라이트 시트를 이용하면서도 안테나 장치의 공진 주파수의 변동을 억제할 수 있으며, 교신거리의 악화를 억제할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 띠 형상의 페라이트 시트(1)를 케이블에 적용하는 방법에 대하여 설명한다. 본 실시형태에 있어서, 케이블의 바깥 둘레에는 노이즈 필터가 감겨져 있으며, 해당 노이즈 필터로서 띠 형상의 페라이트 시트(1)가 이용된다. 상술한 바와 같이, 종래로부터 페라이트 시트는 케이블에서 생기는 전자파 노이즈를 억제하기 위한 노이즈 필터로서 이용될 수 있는 점이 알려져 있으며, 본 실시형태에서는 띠 형상의 페라이트 시트(1)를 케이블의 바깥 둘레에 감는 것으로 의하여 케이블로부터 생기는 전자파 노이즈를 억제한다. 띠 형상의 페라이트 시트(1)를 케이블의 바깥 둘레에 감는 방법은 특별히 한정되어 있지 않으나, 띠 형상의 페라이트 시트(1)를 연속적으로 케이블의 축방향을 따라서 나선형으로 감는 것이 작업성의 관점에서 바람직하다
실시예
이하에 본 발명에 따른 띠 형상의 페라이트 시트 및 그것을 이용한 안테나 장치를 상세히 설명하기 위한 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서는 안테나 장치의 공진 주파수에 대한 페라이트 시트에 구비된 간격의 영향에 대하여 실험을 실시하였다.
[실시예 1] 우선, 실시예 1로서, 페라이트 시트에 구비된 간격이 안테나 장치의 짧은 방향과 평행하게 연장하는 경우에 있어서, 그 간격의 위치 및 폭과 안테나 장치의 공진 주파수와의 관계에 대하여 실험하였다.
(실험예 1) 우선, 전자기계 시뮬레이션 EMpro(Keysight Technologies 제품)를 이용한 시뮬레이션에 의하여, 간격의 위치 및 폭과 안테나 장치의 공진 주파수와의 변화를 조사하였다. 0.2mm 두께의 금속 플레이트 위에 0.01mm의 공간을 두고 0.045mm 두께의 페라이트 시트를 배치하고, 그 위에 0.1mm의 공간을 두고 0.02mm 두께의 루프코일을 배치한 것을 안테나 장치의 모델로 하였다. 금속 플레이트는 긴 변이 80mm, 짧은 변이 50mm의 직사각형으로 하고, 페라이트 시트는 금속 플레이트와 동일한 사이즈로 하고, 루프코일은 긴 변측의 가장 바깥 둘레 길이를 75mm, 짧은 변측의 가장 바깥 둘레 길이를 45mm로 하였다.
도 7(a)~(e)에 나타난 바와 같이, 5종류의 위치(화살표 및 파선부로 표시한 위치)에 배치하고, 또한 간격의 폭을 0.1mm, 0.2mm, 0.3mm, 0.5mm, 1.0mm, 5mm 및 10mm로 하여 각 위치 및 간격 폭의 경우에 있어서 안테나 장치의 공진 주파수를 시뮬레이션하였다. 구체적으로 안테나 장치의 중앙부(a), 안테나 장치의 중앙부 오른쪽(b), 루프코일의 가장 안쪽 둘레에서 더 들어가는 내측(c), 루프코일의 코일선 위(d), 루프코일의 가장 바깥 둘레에서 더 나오는 외측(e)에 간격을 구비하고, 어느 간격이라도 안테나 장치의 짧은 방향으로 연장하는 직선형이다. 각 위치에 있어서 시뮬레이션 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8에서는, 도 7(a)의 위치에서의 공진 주파수에 대한 공진 주파수의 변화량(MHz)을 나타내고 있다.
도 8에 나타난 바와 같이 간격 폭이 어떠한 경우에 있어서도, 간격이 중앙으로부터 일단측(우측)으로 어긋남에 따라서 안테나 장치의 공진 주파수가 증대하고, 루프코일의 코일선과 겹치는 (d)의 경우에 가장 공진 주파수가 커지게 되었다. 또, 루프코일보다도 더 외측에 배치된 (e)의 경우에서는, (d)의 경우보다도 공진 주파수는 작아지게 되었다. 또, 간격의 폭이 큰 편이 공진 주파수도 크게 되는 경향을 알 수 있었다.
(실험예 2) 다음으로, 실험예 1의 결과를 실험으로 증명하기 위하여 실제 안테나 장치를 이용하여 측정하고, 간격의 위치 및 폭과 안테나 장치의 공진 주파수와의 변화를 조사하였다. 안테나 장치는 상기 실험예 1의 모델과 동등한 사이즈로 하였다. 간격은 도 7(a), (b), (d) 및 (e)에 나타난 위치에 구비하였다. 또한, 간격의 폭은 0.5mm 또는 1.0mm로 하였다. 공진 주파수의 측정은 인피던스 애널라이저 E4990A(Keysight Technologies 제품)에 의해 측정하였다. 측정 결과를 도 9에 나타낸다. 또한, 간격을 두지 않는 경우의 공진 주파수도 측정하고, 도 9에서는 간격을 두지 않는 경우의 공진 주파수에 대한 각각의 위치에 간격을 둔 경우의 공진 주파수의 변화량(MHz)을 나타내고 있다.
도 9에 나타난 바와 같이, 실험예 1의 결과와 마찬가지로 간격 폭이 어떠한 경우에 있어서도, 간격이 중앙으로부터 일단측으로 어긋남에 따라서 안테나 장치의 공진 주파수가 증대하고, 루프코일의 코일선과 겹치는 (d)의 경우에 가장 공진 주파수가 커지게 되었다. 또한, 루프코일보다도 더 외측에 배치된 (e)의 경우에서는 (d)의 경우보다도 공진 주파수는 작아지게 되었다. 또, 간격의 폭이 큰 편이 공진 주파수도 크게 되는 경향을 알 수 있었다.
이상, 실시예 1의 결과로부터 페라이트 시트의 간격이 코일선 위에 있어서 코일선의 연신 방향으로 평행하게 연장하는 경우에는 안테나 장치의 공진 주파수에 큰 영향을 끼치는 것을 잘 알 수 있으며, 이로 인해 안테나 장치의 교신거리를 감소시킨다고 판단된다.
[실시예 2] 계속해서 실시예 2로서, 페라이트 시트에 구비된 간격이 안테나 장치의 짧은 방향에 대하여 기울어져서 연장하는, 즉 경사 방향으로 연장하는 경우에 있어서, 그 간격의 위치 및 폭과 안테나 장치의 공진 주파수와의 관계에 대하여 실험하였다.
(실험예 1) 우선, 전자기계 시뮬레이션 EMpro(Keysight Technologies 제품)를 이용한 시뮬레이션에 의하여, 간격의 위치 및 폭과 안테나 장치의 공진 주파수와의 변화를 조사하였다. 0.2mm 두께의 금속 플레이트 위에 0.01mm의 공간을 두고 0.045mm 두께의 페라이트 시트를 배치하고, 그 위에 0.1mm의 공간을 두고 0.02mm 두께의 루프코일을 배치한 것을 안테나 장치의 모델로 하였다. 금속 플레이트는 긴 변이 80mm, 짧은 변이 50mm인 직사각형으로 하였으며, 페라이트 시트는 금속 플레이트와 동일한 사이즈로 하였으며, 루프코일은 긴 변측의 가장 바깥 둘레 길이를 75mm, 짧은 변측의 가장 바깥 둘레 길이를 45mm로 하였다.
도 10(a)~(e)에 나타난 바와 같이, 5 종류의 위치(화살표 및 파선부로 나타낸 위치)에 배치하고, 또한, 간격의 폭을 0.14mm, 0.21mm, 0.35mm 및 0.7mm로 하여 각 위치 및 간격 폭의 경우에 있어서 안테나 장치의 공진 주파수를 시뮬레이션하였다. 구체적으로, 안테나 장치의 윗변 오른쪽 부분에서 아래변 왼쪽 부분으로 연장하는 직선형(a), 안테나 장치의 오른쪽 위의 각이 있는 부분에서 아래변 중앙 부분으로 연장하는 직선형(b), 안테나 장치의 오른쪽변 위쪽 부분에서 아래변 오른쪽 부분으로 연장하는 직선형(c), 안테나 장치의 오른쪽변 중앙 부분에서 아래변 오른쪽 부분으로 연장하는 직선형(d), 안테나 장치의 오른쪽변 아래쪽 부분에서 아래변 오른쪽 부분으로 연장하는 직선형(e)에 간격을 구비하였다. 각 위치에 있어서 시뮬레이션 결과를 도 11에 나타낸다. 또한, 간격을 구비하지 않은 경우의 공진 주파수도 측정하고, 도 11에서는 간격을 구비하지 않은 경우의 공진 주파수에 대한 각각의 위치에 간격을 구비한 경우의 공진 주파수의 변화량(MHz)을 나타내고 있다.
도 11에 나타난 바와 같이, 어느 경우에도 공진 주파수의 변동이 작으며, 또한, 간격의 폭에 의하여 큰 차이는 발견되지 않았다. 또한, 도 11에는 도시하지 않았으나, 도 10(a)~(e)의 간격의 위치와 같은 조건으로 간격의 폭을 10mm 및 20mm로 한 경우, 간격의 폭10mm에서는 0.14mm~0.7mm의 경우와 마찬가지로 공진 주파수의 변동이 작았으나, 20mm에서는 공진 주파수의 변동이 커지게 되는 것을 확인하였다.
(실험예 2) 다음으로, 실험예 1의 결과를 실험으로 증명하기 위하여 실제 안테나 장치를 이용한 측정을 통해 간격의 위치 및 폭과 안테나 장치의 공진 주파수와의 변화를 조사하였다. 안테나 장치는 상기 실험예 1의 모델과 동등한 사이즈로 하였다. 간격은 도 10(a), (b) 및 (e)에 나타난 위치로 구성하였다. 또한, 간격의 폭은 0.5mm 또는 1.0mm로 하였다. 공진 주파수의 측정은 인피던스애널라이저 E4990A(Keysight Technologies 제품)에 의해 측정하였다. 측정 결과를 도 12에 나타낸다. 또한, 간격을 구비하지 않은 경우의 공진 주파수도 측정하고, 도 12에서는 간격을 구비하지 않은 경우의 공진 주파수에 대한 각각의 위치에 간격을 구비한 경우의 공진 주파수의 변화량(MHz)을 나타내고 있다. 또한, 도 12에는 비교를 위하여, 실시예 1의 실험예 2에 있어서 도 7(d)에 나타난 위치에 간격을 구비한 경우의 결과도 같이 나타내고 있다.
도 12에 나타난 바와 같이, 실험예 1의 결과와 마찬가지로 어느 경우에도 간격이 없는 경우에 대하여 공진 주파수의 변동이 작으며, 또한, 간격의 폭에 의하여 큰 차이는 발견되지 않았다. 특히, 도 7(d)에 나타난 위치에 간격을 구비한 경우와 비교하여 분명히 공진 주파수의 변동이 작았다.
실시예 2의 결과로부터, 페라이트 시트에 구비된 간격이 안테나 장치의 짧은 방향에 대하여 기울어져서 연장하는 경우에는 간격이 없는 경우의 공진 주파수로부터의 변동은 작으며, 안테나 장치의 교신거리에 대하여 큰 영향을 주지 않는다고 말할 수 있다.
이상, 실시예 1 및 실시예 2의 결과로부터 간격(30)이 루프코일(41)의 코일선에 겹쳐서 연장하는 (루프코일(41)의 코일선 위에서 평행하게 연장함) 경우는 안테나 장치의 공진 주파수에 큰 영향을 끼쳐서 교신거리를 매우 악화시킨다고 생각되는 한편, 해당 간격(30)이 루프코일(41)의 코일선에 겹쳐서 연장하지 않고 단순히 교차하는 경우에는 안테나 장치(40)의 공진 주파수에 주는 영향은 작으며, 따라서 교신거리에 큰 영향을 끼치지 않는다고 판단된다.
상기 결과와 같이 안테나 장치의 짧은 방향으로 연장하는 직선형의 간격이더라도, 안테나 장치의 중앙부에 간격이 구비되어 코일선 위에 겹쳐서 연장하고 있지 않은 경우에는 안테나 장치의 공진 주파수의 현저한 변동은 생기지 않으나, 상술한 바와 같이, 띠 형상의 페라이트 시트 및 띠 형상의 안테나 기재를 이용하는 경우에는 안테나 장치에 있어서 간격의 위치가 안테나 장치마다 다르기 때문에 안테나 장치에 따라서는 간격이 코일선 위에 겹쳐서 연장하는 것도 제조되는 일이 있다. 확실히 간격이 코일선 위에 배치되지 않도록 하기 위해서는 위치를 맞추는 공정이 별도로 필요하게 되어 불편하다. 한편, 상기 실시예 2와 같이 간격이 안테나 장치의 짧은 방향에 대하여 기울어져서 연장하는 경우에는, 안테나 장치의 어느 위치에 간격이 배치되었다고 하여도 간격이 코일선 위에 겹쳐서 연장하는 일은 없으며, 위치를 맞추는 공정 등을 필요로 하지 않으며, 확실히 간격에 의한 안테나 장치의 공진 주파수의 변동을 억제할 수 있으며 교신거리의 감소를 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 띠 형상의 페라이트 시트에 의하면, 롤 형상으로 감을 수 있고, 안테나 장치의 공진 주파수의 변동을 억제할 수 있으며, 교신거리의 악화를 억제하면서 적합하게 안테나 장치에 적용할 수 있으며, 본 발명에 따른 안테나 장치에 의하면, 띠 형상의 페라이트 시트를 이용하면서도 안테나 장치의 공진 주파수의 변동을 억제할 수 있으며, 교신거리의 악화를 억제할 수 있어 매우 유용하다.
1 띠 형상의 페라이트 시트
2 (절단 후의) 페라이트 시트
10 기재
20 페라이트 시트 조각
21 페라이트 소결체
22, 23 접착제
30 간격
40 안테나 장치
41 루프코일
42 안테나 기재
2 (절단 후의) 페라이트 시트
10 기재
20 페라이트 시트 조각
21 페라이트 소결체
22, 23 접착제
30 간격
40 안테나 장치
41 루프코일
42 안테나 기재
Claims (6)
- 띠 형상의 기재; 및
상기 기재의 표면에 형성된 복수개의 페라이트 시트 조각;을 구비하고,
상기 복수개의 페라이트 시트 조각은 서로 간격을 두고 상기 기재의 긴 방향을 따라서 배열되고,
상기 간격은 적어도 부분적으로 상기 기재의 짧은 방향으로 평행하게 되지 않도록 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 띠 형상의 페라이트 시트. - 상기 간격은 직선형인 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 띠 형상의 페라이트 시트.
- 상기 간격의 폭은 0.1mm~10mm인 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항에 기재된 띠 형상의 페라이트 시트.
- 표면에 도전재로 되어 있는 루프코일이 구비된 안테나 기재; 및
상기 안테나 기재에 적층된 페라이트 시트;를 구비하고,
상기 페라이트 시트는 제1항 내지 제3항 중의 띠 형상의 페라이트 시트로부터 절단된 것이며,
상기 페라이트 시트에 포함되는 간격은 적어도 부분적으로 상기 루프코일의 연신 방향과 평행하게 되지 않도록 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치. - 바깥 둘레에 노이즈 필터가 감겨 있는 케이블로서,
상기 노이즈 필터는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 띠 형상의 페라이트 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 띠 형상의 페라이트 시트가 상기 케이블의 바깥 둘레에 나선형으로 연속하여 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 제5항에 기재된 케이블.
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