WO2003036761A1 - Bobine d'antenne et antenne de transmission - Google Patents

Description

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7ンテナ用コィル及び送信ァンテナ

漏分野

本発明は、 例えば L F (Low Frequency) 帯用における R F I D (Radio Frequency Ident i f ication)等に用いられる送信用アンテナとこのアンテナ 用いられるアンテナ用コイルに関するものである。

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, 自動車のドアキーのロック'アンロックなどには、上記 L F帯の RF I Dのために送信用アンテナが用いられている。この齢、魏の送信用アン テナは、アンテナコイルをフェライトコアに巻装し、 このアンテナコイルをコ ンデンサに靈して共振回路を構成したものである。上記の共振回路において は、コンデンサの容量とアンテナコイルの巻数を所定にし、所望の値の共振周 波数を得るようにしていた。

しかしながら、コンデンサにおいては正確に同じ静^§量の製品を得ること は難しく、生産したコンデンサの静電容量にはばらつきが生じる。 また、アン テナコイルのインダクタンスにもばらつきが生じる。そして、これらのばらつ きにより、共振周波数にずれが生じ、アンテナに誘起される起電力が減少する がある。 このことにより、 通信距離が短くなることが危惧される。

差替 え用 紙（規則 26) 発明の開示

本発明は上記のような状況を改善せんとしたなされたもので、その目的は共 振周波数の調整力溶易な送信用アンテナを得ることにある。また、そのような 送信用アンテナに用いられるアンテナ用コイルを提供することを目的とする。 また、ァンテナの指向性に影響を与えることなく共振周波数の調整カ坷能な送 信用アンテナを得ることにある。また、そのような送信用アンテナに用いられ るアンテナ用コイルを提供することを目的とする。 本発明は第 1に、 泉が難されると共に小孔が穿設されたコアと、嫌 3小 孔内に移動可能に設けられる小コアとを具備するァンテナ用コィルを提供す る。

本発明は第 2に、 泉が難されたコアと、このコアよりも小型の小コアと、 嫌 3コァに対して嫌 3小コァを磁気^^し、嫌 3コァと鎌己小コァとの g隱を 調整可能とする非磁性体の距離調整部を備える結合部材とを具備するアンテ ナ用コイ レを提 ί共する。

本発明は第 3に、 泉が Sされたコアを具備するアンテナ用コイルと、前 記巻線に接続されて前記ァンテナ用コイルのィンダクタンスとの間において 直列共振回路を形成するコンデンサとを備える送信用アンテナにおいて、嫌 3 アンテナ用コイルは、嫌己コアよりも小型の小コアと、鎌己コアに対して嫌 3 · 小コアを磁気!^し、鎌 3コアと觀小コアとの距離を調整可能とする 生 体の距 β整部とを備える給音附とを具備する送信用アンテナを提供する。 本発明は第 4に、 巨鱺周整部は、嫌己小コアを嫌 泉力 された前 記コアにより生じる磁束の方向へ移動可能とするアンテナ用コイル及び送信 用アンテナを提供する。

本発明は第 5に、猶泉が された第 1のポビンと、歸3第 1のポビンにお ける中央部に備えられ巻線カ^ ¾された第 2のポビンと、鎌 3第 2のポビン の中央部に移動可能に設けられるフェライトコアとを具備するァンテナ用コ ィルを提供する。

本発明は第 6に、聽が された第 1のポピンと、嫌 3ポビンにおける中 央部に備えられ巻線カ 装された第 2のポビンと、鎌 3第 2のポビンの中央 部に移動可能に設けられるフェライトコアとを具備するアンテナ用コイルと、 鎌己第 1のポビンに卷回された巻線と前記第 2.のポビンに巻回された巻線と . を直列 ¾し、これに直列に «されて鎌己アンテナ用コイルのィンダクタン スとの間において直列共振回路を形成するコンデンサとを備える送信用アン テナを提 ί共するものである。

本発明は第 7に、第 1のコイルと、中央部に移動可能に設けられるフェライ ' トコァを^ るポビンに巻回された第 2のコイルと、 コンデンサとを具備し、 嫌 3第 1のコイルと嫌 3第 2のコイルと嫌 3コンデンサとを直列 »し、直列 共振回路を形成した送信用アンテナを提供する。

図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の送信用アンテナを示した鋭見図。

図 2は、本発明の送信用アンテナの要部である第 1のアンテナ用コイルを示 した平面図。

図 3は、 本発明の送信用アンテナによる第 1の実施例の回路図。

図 4は、本発明の送信用アンテナにおけるネジ位置と共振回路の周波数の関 係を示す図。

図 5は、本発明の送信用アンテナの要部である第 1のアンテナ用コイルの変 形例を示した平面図。 図 6は、本発明の送信用アンテナの第 2の纖例の要部である第 2の Tンテ ナ用コイルを示した余 見図。

図 7は、 本発明の送信用アンテナによる第 2の実施例の回路図。

図 8は、本発明の送信用アンテナによる第 2の実施例を、図 6に示したアン テナ用コイルを用いて難した における濯回路の構成を示す纖図。 図 9は、 図 8の共振回路を収納するケースを示す纖図。

図 1 0は、 図 9のケースの蓋を示す平面図。

図 1 1は、本発明の送信用アンテナによる第 2の実施例を、ボビンによるァ ンテナ用コイルを用いて難した場合における; ¾g回路の構成を示す纖図。 図 1 2は、本発明の送信用アンテナによる第 2の実施例を、ポビンによるァ ンテナ用コイルを用いて した場合における共振回路の構成を示す正面図。

発明を実施するための最良の形態

本発明に係る送信用アンテナは、図 1に纖図が、図 2に要部平面図が、夫々 示されるように、 フェライトのコア 1、コンデンサ 2を備える。フェライトの コア 1には、アンテナコィ 3力職されている。コア 1は偏平の獻を なしており、その長手方^の一端側には、プラスチック （非磁 I生体） により形 成された偏平小片である距 β整部 4が嵌合されている。つまり、距 周整部 4の一端側はコア 1の に対応した大きさの凹部 4 1が形成され、この凹部 4 1にコア 1の一端が挿入され嵌合されている。

g隱周整部 4の凹部 4 1が形成されていなレ側の端面には、上記凹部 4 1に 嵌合されたコア 1側へ向かってネジ穴 4 2が形成されている。このネジ穴 4 2 に対しては、例えばフェライトで形成され小コアであるネジ 5カ 合される。 アンテナコィ 線 3が巻装されたコア 1を具備するアンテナ用コイル L のアンテナコィフ 泉 3にはコンデンサ 2が接続され図 3に示されるように アンテナ用コイル Lのィンダクタンスとコンデンサ 2とは直列共振回路を形 . 成する。

アンテナ用コイル Lのィンダクタンス値は、ネジ 5の捩じ込み量を調整する ことにより変化させること力 きる。図 4に、ネジ 5の位置（コア 1との距離） と共振回路の周波数の関係を示す。ネジ 5をコア 1に当接させた場合には共振 周波数が最も低く、 ネジの捩じ込み量を少なくすることにより共振周波数を 徐々に高くすることができる。

なお、 この図 4のデータは、 容量が 3 3 0 0 p Fのコンデンサ 2を採用し、 コア 1が 5 0 (mm) X 1 2 (mm) X 3 (mm)の大きさであり、 ネジ 5の大きさは 径が 3. 8 (腿)で、長さが 3. 5 dm)であり、 アンテナコィゾ 泉 3を 1 0 2巻したものを用いて測定したデータである。

アンテナ用コイル Lとコンデンサ 2とを接続し、更に外咅隨出用のリ―ド線 6に し、ケース 7に収納して図 をして送信用アンテナとする。こ れを図 3に示すように、 送信回路 8に嫌して電波を発信することができる。 上記のケース 7に輔内する前に、ネジ 5の捩じ込み量を調整して所望の共振 周波数に設定し共振回路のィンピーダンスを低くすることにより、 «回路に . おける電流値を増加させるようにする。このように調整を行うことで、送信用 アンテナから ¾1寸される ¾が増加し、同じ消 gll力の：！^に 信 ¾|佳を長 くすることが、できる。

また、距離調整部である.ネジ穴 4 2の穿設方向がコア 1により生じる磁束の 方向であり、小コアであるネジが、アンテナコィ 泉 3が巻装されたコア 1 により生じる ¾の方向^ 動可能となっているので の方向が安定し、ネ ジ 5の捩じ込み量を調整して共振周波数を調 ¾fる:！^にも、アンテナの指向 性に変化が生じなくすることができる。 上記の実施例においては、ネジ 5の材質をフェライトとしたために図 4に示 されるようなネジ 2の捩じ込み量と共振回路の共振周波数の関係となったが、 比透磁率が 1より小さい（比磁化率が負）である銅やアルミニウムを用いてネ ジ 2を構成した齢には、ネジ 2の捩じ込み量を多くするに従って共振回路の 共振周波数を高くすること力 きる。

また、 隱周整部をネジ穴 4 2としてこれにネジ 5を螺合する構成を示した が、ネジ穴 4 2に代えてネジ無しの穴を設け、これに摺動可能な円柱状のピン 位置まで挿入して接着剤等により固定する構成として共振周波数を設 定する構造としても良い。

図 5には、 fg|歸周整部 4を備えないアンテナ用コイルの構成例が示されてい る。このアンテナ用コイルは、コア 1の¾¾から小孔であるネジ穴 4 3が形成 されており、このネジ穴 4 3にフェライトからなるネジ 5が H合される。ネジ 5は移動可能であり、捩じ込み量に応じたィンダク夕ンス値を得ること力 き ' る。係る構成のアンテナ用コイルにおいても、捩じ込み量と^ ϋ回路の周波数 との関係は、図 4に示し ものと同様である。また、ネジ穴 4 3をコア 1の端 部の中央に形^る構成を示したが、中央に H ^るものではなぐコア 1の であれば、 どの ί立置に形成しても良い。

先の説明においては、送信用アンテナは、図 3に示される回路構成とした が、図 7に示されるようにインダクタンス値が固定である第 1のコイル L 1と インダクタンス値が^ J変である第 2のコイル L 2とを用いることもできる。第 1のコイル L 1と第 2のコイル L 2とコンデンサ 2とを直列 »して、直列共 振回路を形 る。これを送信回路 8に »して電波を発信することができる。 この図 7に示される第 2のコイル L 2は、図 6に示す第 2のコイル 3 2及び 図 1 1と図 1 2に示す 泉 5 3、ポビン 5 4、ネジ 5 5による L値調整用の小 コイルに相当し、図 7の第 1のコイル L 1は、図 8に示される第 1のコイル 3 1及び図 1 1に示される^！泉 5 2によるコイルに相当する。 図 7においては、 ■ メインとなるアンテナ用コイル（L 1 ) に L値調薩の小コィレ（L 2) を接 続した構成となっている。 これに対し、図 2、 図 5の例では、 これ自体が L値 調整用のアンテナコイルを構成している。

図 8に、図 6に示したコイルを用いて構成した直列共振回路の構成例を示す。 大きな概ね四角形の環状に空芯捲きした第 1のコイル 3 1と図 6に示した第 2のコイル 3 2とコンデンサ 2とを直列鎌してある。係る直列共振回路を図 9に示すケース 3 3に収納して、 図 1 0に示 ¾ 3 を被せる。

ケース 3 3は、概ね四角形の環状に対 ίδ "る形状に形成され上記第 1のコ ィル 3 1を iK frfる溝咅 153 5と、溝咅 153 5の に it^i 犬の室 3 6を備えて レる。室 3 6には、第 2のコイル 3 2とコンデンサ 2とが収納される。室 3 6 から外部へ、コンデンサ 2の一方の から延びるリ一ド線と、第 1のコイル . 3 1から延びるリード線とが、 それぞれ引き出され送信回路 8に靈される。 このように構成される直列共振回路においては、第 2のコイル 3 2が図 6に示 すアンテナ用コイルであり、ネジ 1 2の捩じ込み量を適切に調整して所望の特 性に設^ る。

図 1 1、図 1 2に、送信用アンテナに用いられる別の構成に係る直列濯回 路の構成例を示す。第 1のポビン 5 1には、巻線 5 2が難されている。第 1 のポピン 5 1における中央部冲空部分）には、巻線 5 3が難された第 2の ポビン 5 4が第 1のポビン 5 1と一体に設けられている。第 2のポビン 5 4の 中央部には、移動可能にフェライトコアであるネジ 5 5が設けられている。こ の第 2のポビン 5 4とネジ 5 5によるコイルの構成は、 的に図 6に示した アンテナ用コイルの構成'に等しい。

第 1のポピン 5 1における一方の鍔部 5 6には、 m-5 7、 5 8、 5 9が設 けられており、 5 7と 5 8との間には、コンデンサ 2が嫌され端 子 5 9に 泉 5 2の一端が謹されている。第 1のポビン 5 1と穩泉 5 2によ るコイルは、図 7におけるコイル L 1に相当し、第 2のポビン 5 4と巻線 5 3 によるコイルは、図 7におけるコイル L 2に相当するように謹されて直列共 振回路が形成されている。 5 7と 5 9とを送信回路 8に «して送信 . 用アンテナを構 j¾Tる。この送信用アンテナにおいても、ネジ 5 5の捩じ込み 量を適切に調整して直列共振回路の共振周波数を所望の値に設^ Tる。

鐘上の利用可能性

以上のように本発明は、 泉力 装されたコアに対して、 このコアよりも小 型の小コァを石鏡結合し、嫌 3コァと嫌 3小コァとの隨を調 »る。或いは、 インダクタンス値を調整可能なフェライトコァ等によるネジを備えるものに あって、 このネジの捩じ込み量を調^ る。そして、 これらの調整により直列 共振回路の共振周波数を所望に設定し送信用アンテナにおける共振回路のィ ンピ一ダンスを低くし、共振回路における電流値を増加させ、送信用アンテナ から放射される磁束を増加させ、同じ消費電力の場合には通信 Ι¾ϋを長くする ことができるので、 極めて有用である。

Claims

請求の範囲

1. 巻線が巻装されると共に小孔が穿設されたコアと、

鎌 3小孔内に移動可能に設けられる小コアと

を具備することを特徴とするアンテナ用コイル。

2. Ιίί記小コアはフェライトのネジにより構成され、

觸 3小孔は、ネジ穴により構成されていることを碰とする請求項 1に記載 のアンテナ用コイル。

3. 巻線が巻装されたコアと、

このコアよりも小型の小コアと、

嫌 3コァに対して嫌 3小コァを磁気！ ^し、觸 3コアと鎌 3小コァとの距離 を調整可能とする ¾性体の距«整部を備える結 附と

を具備することを樹敫とするアンテナ用コイル。

4. 嫌 3小コアは、 ネジにより構成され、

前記距离 II周整部にはネジ穴が形成されていることを特徴とする請求項 3に 記載のアンテナ用コイル。

5.編 3距离鑭整部は、 .嫌己小コアを鎌 S 線が難された編 3コアにより 生じる の方向 動可能とすることを特徴とする請求項 3または⁴に記 載のアンテナ用コイル。

6.嫌 Sコア及び鎌 S小コアは、共にフェライトにより形成されていること を特徴とする請求項 3記載のアンテナ用コイル。

7. 巻線が卷装された第 1のポビンと、

鎌 3第 1のポビンにおける中央部に備えられ巻線が された第 2のポビ ンと、

鎌己第 2のポビンの中央部に移動可能に設けられるフェライトコアと を具備することを糊敷とするアンテナ用コイル。

8. Ml己フェライトコアは、 ネジにより構成され、

鎌 3第 2のポビンの中央部には、ネジ穴が形成されていることを特徴とする 請求項 7に記載のアンテナ用コイル。

9.穩泉が難されたコアを具備するアンテナ用コイルと、 Έ ζΧ されて前記アンテナ用コイルのィンダクタンスとの間において直列共振回路 を形 i¾Tるコンデンサとを備える送信用アンテナにおいて、

前記アンテナ用コイルは、

前記コアよりも小型の小コァと、

tiff己コ 7に対して嫌己小コァを磁気!^し、嫌己コアと嫌 3小コァとの距離 を調整可能とする非磁性体の距 III周整部とを備える結合部材と

を具備することを |敷とする送信用アンテナ。

1 0.漏巨漏整部は、嫌己小コアを鎌 泉力 された嫌 3コアによ り生じる ϊ練の方^ ϋ動可能とすることを特徴とする請求項 9に記載の送 信用アンテナ。

1 1.巻線が gされると共に小孔が穿設されたコアと、嫌己小孔内に移動 可能に設けられる小コアとを具備するアンテナ用コイルと、

前記巻線に接続されて前記アンテナ用コイルのインダクタンスとの.間にお レて直列共振回路を形成するコンデンサとを備える送信用アンテナ。

1 2. 巨 Hi周整部は、 Ml己小コアを嫌^泉力 された嫌己コアによ り生じる磁束の方向へ移動可能とすることを特徴とする請求項 1 1に記載の 送信用アンテナ。

1 3.巻線力 装された第 1のポビンと、 Ι Ι己ポビンにおける中央部に備え ' られ 泉力戦された第 2のポビンと、謙 3第 2のポビンの中央部に移動可 能に設けられるフェライトコアとを具備するァンテナ用コイルと、

前記第 1のボビンに巻回された巻線と前記第 2のポビンに巻回された巻線 とを直列接続し、これに直列に磁されて謙己アンテナ用コイルのィンダクタ ンスとの間において直列共振回路を形成するコンデンサとを備える送信用ァ ンテナ。

1 4.第 1のコイルと、中央部に移動可能に設けられるフェライトコァを有 するポビンに巻回された第 2のコイルと、 コンデンサとを具備し、

嫌 3第 1のコイルと鎌己第 2のコイルと嫌 3コンデンサとを直列 «し、直 . 列共振回路を形成したことを特徴とする送信用アンテナ。