天線(xiàn)裝置及通信終端裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的天線(xiàn)裝置具有：供電線(xiàn)圈（10），該供電線(xiàn)圈（10）與供電電路相連接；以及線(xiàn)圈天線(xiàn)（20），該線(xiàn)圈天線(xiàn)（20）靠近供電線(xiàn)圈（10）進(jìn)行配置，在供電線(xiàn)圈（10）與線(xiàn)圈天線(xiàn)（20）之間設(shè)有使用頻帶中的磁損耗較大的鐵氧體片材（30），供電線(xiàn)圈（10）與線(xiàn)圈天線(xiàn)（20）經(jīng)由該鐵氧體片材（30）進(jìn)行磁場(chǎng)耦合。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，能提高供電線(xiàn)圈（10）與線(xiàn)圈天線(xiàn)（20）之間的信號(hào)的傳輸效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】天線(xiàn)裝置及通信終端裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線(xiàn)裝置及通信終端裝置。尤其涉及應(yīng)用于HF頻帶的RFID標(biāo)簽或讀寫(xiě)器的天線(xiàn)裝置、以及包括該天線(xiàn)裝置的通信終端裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為收費(fèi)系統(tǒng)或物品管理系統(tǒng)，RFID (Radio Frequency Identification:射頻識(shí)別)系統(tǒng)得到了普及。在RFID系統(tǒng)中，利用非接觸方式使讀寫(xiě)器與RFID標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，在這些器件之間收發(fā)高頻信號(hào)。讀寫(xiě)器及RFID標(biāo)簽分別包括用于處理高頻信號(hào)的RFID用IC芯片、以及用于收發(fā)高頻信號(hào)的天線(xiàn)。作為天線(xiàn)，如果是例如利用13.56MHz頻帶的HF頻帶RFID系統(tǒng)，則使用線(xiàn)圈天線(xiàn)，讀寫(xiě)器一側(cè)的線(xiàn)圈天線(xiàn)與標(biāo)簽一側(cè)的線(xiàn)圈天線(xiàn)經(jīng)由感應(yīng)磁場(chǎng)進(jìn)行耦合。
[0003]近年來(lái)，有時(shí)將HF頻帶RFID系統(tǒng)導(dǎo)入移動(dòng)電話(huà)等通信終端裝置中，將通信終端本身用作讀寫(xiě)器或RFID標(biāo)簽。在此情況下，RFID用IC芯片裝載在印刷布線(xiàn)板上，天線(xiàn)粘貼在終端殼體上或設(shè)置在終端殼體內(nèi)的空閑空間內(nèi)，因此，RFID用IC芯片與天線(xiàn)經(jīng)由柔性電纜或觸針進(jìn)行直流連接。
[0004]與之不同的是，例如，如專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的那樣，已知有一種將與RFID用IC芯片相連接的供電線(xiàn)圈裝載在控制基板上、并使該供電線(xiàn)圈與設(shè)置在天線(xiàn)基板上的線(xiàn)圈天線(xiàn)進(jìn)行磁場(chǎng)耦合這樣的結(jié)構(gòu)。如果是該結(jié)構(gòu)，能由供電線(xiàn)圈經(jīng)由磁場(chǎng)向線(xiàn)圈天線(xiàn)傳輸高頻信號(hào)，因此，無(wú)需使用柔性電纜或觸針就能使RFID用IC芯片與線(xiàn)圈天線(xiàn)相連接。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利第4325621號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0009]如專(zhuān)利文獻(xiàn)I中所示的天線(xiàn)裝置那樣，在使供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)進(jìn)行磁場(chǎng)耦合、由此進(jìn)行信號(hào)的傳輸時(shí)，在供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)之間會(huì)產(chǎn)生互感，因此，根據(jù)其位置關(guān)系，有時(shí)會(huì)存在阻抗發(fā)生偏移，或諧振頻率發(fā)生偏移的問(wèn)題。尤其是，若供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)直接進(jìn)行磁場(chǎng)耦合、其耦合度過(guò)高，則即使使供電線(xiàn)圈或線(xiàn)圈天線(xiàn)的諧振頻率與載波頻率相一致，供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)的諧振點(diǎn)也會(huì)分離，因此，由供電線(xiàn)圈向線(xiàn)圈天線(xiàn)傳輸信號(hào)的效率或由線(xiàn)圈天線(xiàn)向供電線(xiàn)圈傳輸信號(hào)的效率下降，其結(jié)果是，導(dǎo)致通信距離縮短。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)之間的信號(hào)的傳輸效率較高、通信距離較大的天線(xiàn)裝置、以及包括該天線(xiàn)裝置的通信終端裝置。[0011 ] 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0012]本發(fā)明的天線(xiàn)裝置具有:供電線(xiàn)圈，該供電線(xiàn)圈與供電電路相連接；以及線(xiàn)圈天線(xiàn)，該線(xiàn)圈天線(xiàn)靠近所述供電線(xiàn)圈進(jìn)行配置，所述天線(xiàn)裝置的特征在于，在所述供電線(xiàn)圈與所述線(xiàn)圈天線(xiàn)之間設(shè)有磁性體的相對(duì)磁導(dǎo)率與厚度(單位:毫米)的乘積小于20的磁性體層，所述供電線(xiàn)圈與所述線(xiàn)圈天線(xiàn)經(jīng)由所述磁性體層進(jìn)行磁場(chǎng)耦合。
[0013]此外，本發(fā)明的通信裝置具有:殼體；供電電路，該供電電路設(shè)置在所述殼體內(nèi)；供電線(xiàn)圈，該供電線(xiàn)圈與所述供電電路相連接；以及線(xiàn)圈天線(xiàn)，該線(xiàn)圈天線(xiàn)靠近所述供電線(xiàn)圈進(jìn)行配置，所述通信裝置的特征在于，在所述供電線(xiàn)圈與所述線(xiàn)圈天線(xiàn)之間包括磁性體層，所述供電線(xiàn)圈與所述線(xiàn)圈天線(xiàn)經(jīng)由所述磁性體層進(jìn)行電磁場(chǎng)耦合。
[0014]發(fā)明的效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)經(jīng)由具有恰當(dāng)確定的磁導(dǎo)率及厚度的磁性體層進(jìn)行磁場(chǎng)耦合，因此，能將供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)的耦合度保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸效率較高、通信距離較大的天線(xiàn)裝置、以及包括這樣的天線(xiàn)裝置的通信終端裝置。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1 (A)是實(shí)施例1的天線(xiàn)裝置101的簡(jiǎn)要立體圖，圖1 (B)是包括天線(xiàn)裝置101的通信終端裝置(移動(dòng)電話(huà)終端這樣的移動(dòng)體通信終端)的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0017]圖2 (A)是天線(xiàn)裝置101的主視圖，圖2 (B)是天線(xiàn)裝置101的局部俯視圖。
[0018]圖3是供電線(xiàn)圈10的分解立體圖。
[0019]圖4是線(xiàn)圈天線(xiàn)20及鐵氧體片材30的分解立體圖。
[0020]圖5 (A)是供電電路9與天線(xiàn)裝置101相連接的狀態(tài)下的等效電路圖。圖5 (B)是表示在通信對(duì)象一側(cè)的天線(xiàn)與線(xiàn)圈天線(xiàn)20之間形成的感應(yīng)磁場(chǎng)的圖。
[0021]圖6 (A)、圖6 (B)均是表示與本發(fā)明的天線(xiàn)裝置相比較對(duì)照的天線(xiàn)裝置的感應(yīng)磁場(chǎng)的圖。
[0022]圖7是表示改變鐵氧體片材30的厚度時(shí)的、線(xiàn)圈天線(xiàn)及供電線(xiàn)圈的諧振頻率的變化的圖。
[0023]圖8 (A)是實(shí)施例2的天線(xiàn)裝置102的簡(jiǎn)要立體圖，圖8 (B)是天線(xiàn)裝置102的主視圖。
[0024]圖9 (A)是實(shí)施例3的天線(xiàn)裝置103的簡(jiǎn)要立體圖，圖9 (B)是天線(xiàn)裝置103的局部俯視圖。
[0025]圖10 (A)是包括天線(xiàn)裝置103的通信終端裝置203的簡(jiǎn)要剖視圖。圖10 (B)是通信終端裝置203中的天線(xiàn)裝置103的俯視圖。
[0026]圖11 (A)是實(shí)施例4的天線(xiàn)裝置104的簡(jiǎn)要立體圖，圖11 (B)是天線(xiàn)裝置104的主視圖。
[0027]圖12 (A)是實(shí)施例5的天線(xiàn)裝置105A的簡(jiǎn)要立體圖，圖12 (B)是實(shí)施例5的天線(xiàn)裝置105B的簡(jiǎn)要立體圖，圖12 (C)是天線(xiàn)裝置105AU05B的局部俯視圖。
[0028]圖13是包括實(shí)施例6的天線(xiàn)裝置的通信終端裝置206的局部俯視圖。
[0029]圖14 (A)是實(shí)施例7的天線(xiàn)裝置107的簡(jiǎn)要立體圖，圖14 (B)是天線(xiàn)裝置107的主視圖。
[0030]圖15是表示包括天線(xiàn)裝置107的通信終端裝置207與通信對(duì)象一側(cè)的線(xiàn)圈天線(xiàn)的角度關(guān)系的圖。
[0031]圖16 (A)是實(shí)施例8的天線(xiàn)裝置108的俯視圖，圖16 (B)是其局部俯視圖，圖16(C)是圖16 (B)的C-C部分的剖視圖。
[0032]圖17 (A)是表示鐵氧體片材30 (磁性體層)的磁導(dǎo)率較高時(shí)、或鐵氧體片材30的厚度較厚時(shí)的、天線(xiàn)裝置的感應(yīng)磁場(chǎng)的圖，圖17 (B)是表示鐵氧體片材30 (磁性體層)的磁導(dǎo)率較低時(shí)、或鐵氧體片材30的厚度較薄時(shí)的、天線(xiàn)裝置的感應(yīng)磁場(chǎng)的圖。
[0033]圖18 (A)是表示最大通信距離相對(duì)于實(shí)施例9所涉及的天線(xiàn)裝置的鐵氧體片材30的相對(duì)磁導(dǎo)率(實(shí)數(shù)部磁導(dǎo)率U ’)與厚度的乘積的關(guān)系的圖，圖18 (B)是表示其數(shù)值的圖。
[0034]圖19 (A)是實(shí)施例10所涉及的天線(xiàn)裝置的線(xiàn)圈天線(xiàn)20的立體圖，圖19 (B)是其分解立體圖。
[0035]圖20 (A)是線(xiàn)圈天線(xiàn)20的俯視圖，圖20 (B)線(xiàn)圈天線(xiàn)20的等效電路圖。
[0036]圖21 (A)、圖21 (B)分別是實(shí)施例11所涉及的線(xiàn)圈天線(xiàn)的俯視圖。
[0037]圖22 (A)是表示實(shí)施例12所涉及的天線(xiàn)裝置的俯視圖及主視圖，圖22 (B)是表示自鐵氧體片材30的端部到供電線(xiàn)圈10的一端為止的尺寸Y與最大可通信距離的關(guān)系的圖。
[0038]圖23是實(shí)施例12所涉及的天線(xiàn)裝置的主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]本發(fā)明的天線(xiàn)裝置是應(yīng)用于HF頻帶RFID系統(tǒng)等的天線(xiàn)裝置，其具有與供電電路相連接的供電線(xiàn)圈、以及靠近供電線(xiàn)圈進(jìn)行配置的線(xiàn)圈天線(xiàn)。此外，本發(fā)明的通信終端裝置是包括上述天線(xiàn)裝置的通信終端裝置，其具有:設(shè)置在殼體內(nèi)的供電電路；與供電電路相連接的供電線(xiàn)圈；以及靠近供電線(xiàn)圈進(jìn)行配置的線(xiàn)圈天線(xiàn)。而且，在該天線(xiàn)裝置及通信終端裝置中，在供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)之間設(shè)有鐵氧體片材等的磁性體層，供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)經(jīng)由該磁性體層進(jìn)行磁場(chǎng)耦合。
[0040]由此，供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)經(jīng)由磁性體層進(jìn)行磁場(chǎng)耦合，該磁性體層被確定為滿(mǎn)足磁性體的相對(duì)磁導(dǎo)率與厚度(單位:毫米)的乘積小于20。因此，即使將供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)靠近地進(jìn)行配置，其耦合度(耦合系數(shù))也不會(huì)變得過(guò)大，能將耦合度保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，能避免供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)的諧振點(diǎn)發(fā)生較大分離。因此，能實(shí)現(xiàn)一種供電電路與天線(xiàn)裝置的阻抗相匹配、高頻信號(hào)的傳輸效率較高、通信距離較大的小型天線(xiàn)裝置及通信終端裝置。
[0041]此處，磁性體層并未完全磁性屏蔽供電線(xiàn)圈和線(xiàn)圈天線(xiàn)，而是構(gòu)成為使載波頻率中的磁場(chǎng)分量部分透過(guò)。因此，在使用鐵氧體燒結(jié)體那樣的磁導(dǎo)率較大的磁性體層時(shí)，由于供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)需要經(jīng)由磁性體層進(jìn)行磁場(chǎng)耦合，因此，需要使用厚度較薄的磁性層。具體而言，要使相對(duì)磁導(dǎo)率與磁性層的厚度(單位:毫米)的乘積小于20。磁性體層的厚度優(yōu)選為300 V- m以下。這是由于,若超過(guò)300 u m,出于與相對(duì)磁導(dǎo)率的關(guān)系,則難以使相對(duì)磁導(dǎo)率與磁性層的厚度(單位:毫米)的乘積小于20，而且，若厚度增厚，則阻礙天線(xiàn)裝置的小型化。
[0042]在本發(fā)明中，供電電路是用于生成高頻信號(hào)、并將該高頻信號(hào)提供給線(xiàn)圈天線(xiàn)的功能電路，如果是RFID系統(tǒng)，則例如RFID用IC芯片與其相當(dāng)。RFID用IC芯片是具有RF電路、存儲(chǔ)電路、邏輯電路等的半導(dǎo)體集成電路。該RFID用IC芯片作為硅半導(dǎo)體元件或GaAs半導(dǎo)體元件而構(gòu)成。該半導(dǎo)體元件既可以作為裸芯片IC而構(gòu)成，也可以作為封裝IC而構(gòu)成。
[0043]供電線(xiàn)圈具有與供電電路相連接的線(xiàn)圈圖案。該線(xiàn)圈圖案至少通過(guò)一個(gè)線(xiàn)圈導(dǎo)體而構(gòu)成。線(xiàn)圈圖案既可以是將線(xiàn)圈導(dǎo)體卷繞成多匝的結(jié)構(gòu)，也可以是僅卷繞成一匝的結(jié)構(gòu)。此外，線(xiàn)圈圖案也可以是連接多層線(xiàn)圈導(dǎo)體的層疊型的線(xiàn)圈圖案。此外，供電線(xiàn)圈也可以包括由鐵氧體燒結(jié)體等所構(gòu)成的磁性體鐵芯。在發(fā)送高頻信號(hào)時(shí)，供電線(xiàn)圈經(jīng)由磁場(chǎng)向線(xiàn)圈天線(xiàn)發(fā)送高頻信號(hào)。在接收時(shí)，經(jīng)由磁場(chǎng)從線(xiàn)圈天線(xiàn)接收高頻信號(hào)。
[0044]從線(xiàn)圈天線(xiàn)的卷繞軸方向俯視所述供電線(xiàn)圈時(shí)，供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)不一定要重合，也可以靠近。不過(guò)，優(yōu)選配置成供電線(xiàn)圈的端部中的一個(gè)端部與磁性體層的外側(cè)重合，而另一個(gè)端部與磁性體層的內(nèi)側(cè)重合。
[0045]此外，供電線(xiàn)圈優(yōu)選配置成其卷繞軸與線(xiàn)圈天線(xiàn)的卷繞軸交叉。更為特定的是，優(yōu)選配置成供電線(xiàn)圈的卷繞軸與線(xiàn)圈天線(xiàn)的卷繞軸大致正交。尤其優(yōu)選為，在供電線(xiàn)圈的至少一部分配置成與構(gòu)成線(xiàn)圈天線(xiàn)的線(xiàn)圈導(dǎo)體重合時(shí)，從線(xiàn)圈天線(xiàn)的卷繞軸方向俯視時(shí)，線(xiàn)圈天線(xiàn)的卷繞軸和供電線(xiàn)圈的卷繞軸配置成大致正交。這是由于，相對(duì)于供電線(xiàn)圈與線(xiàn)圈天線(xiàn)的距離的變化耦合度是穩(wěn)定的。
[0046]此外，供電線(xiàn)圈優(yōu)選為具有如下的電感值，在這樣的電感值下，該供電線(xiàn)圈和供電電路形成具有相當(dāng)于載波頻率的諧振頻率的諧振電路。即，如果供電電路是IC芯片，則優(yōu)選為由IC芯片自身所具有的電容和供電線(xiàn)圈的電感構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路，其諧振頻率為相當(dāng)于通信信號(hào)的載波頻率的頻率。由供電電路和供電線(xiàn)圈構(gòu)成以載波頻率進(jìn)行諧振的諧振電路，在該狀態(tài)下，天線(xiàn)裝置的諧振頻率的設(shè)計(jì)變得較容易。
[0047]在通信終端裝置的殼體為具有主面、以及與該主面的端部連接的端面的形狀時(shí)，供電線(xiàn)圈優(yōu)選為以其卷繞軸大致垂直地朝向殼體的端面的狀態(tài)配置在殼體內(nèi)的端部附近。通過(guò)如此進(jìn)行配置，磁通容易通過(guò)供電線(xiàn)圈的線(xiàn)圈開(kāi)口，能增大通信距離。
[0048]線(xiàn)圈天線(xiàn)靠近供電線(xiàn)圈進(jìn)行配置，并至少通過(guò)一個(gè)線(xiàn)圈導(dǎo)體而構(gòu)成。線(xiàn)圈導(dǎo)體可以卷繞成多匝，也可以形成為多層。尤其是，線(xiàn)圈天線(xiàn)優(yōu)選為具有第一主面及第二主面的平面狀線(xiàn)圈。如果是平面狀線(xiàn)圈，則例如能在殼體與設(shè)置在殼體內(nèi)的各種元器件之間的微小的空間內(nèi)設(shè)置線(xiàn)圈天線(xiàn)。此外，平面狀線(xiàn)圈的線(xiàn)圈面也可以包含多個(gè)平面。
[0049]在平面狀線(xiàn)圈的第一主面?zhèn)葹槌蛲ㄐ艑?duì)象的天線(xiàn)的相對(duì)面時(shí)，磁性體層優(yōu)選為以覆蓋平面狀線(xiàn)圈的第二主面的方式進(jìn)行設(shè)置。通常，如印刷布線(xiàn)板的接地導(dǎo)體或電池的金屬蓋那樣，在移動(dòng)電話(huà)等通信終端裝置上設(shè)有相對(duì)面積較大的金屬體(相當(dāng)于權(quán)利要求書(shū)中記載的“導(dǎo)體層”)。若在這樣的金屬體附近配置線(xiàn)圈天線(xiàn)，則在金屬體內(nèi)會(huì)流過(guò)渦電流以抵消因線(xiàn)圈天線(xiàn)所產(chǎn)生的磁通的變化，因此，有時(shí)會(huì)增加能量損耗(渦流損耗)，無(wú)法確保足夠的通信距離。因此，通過(guò)在平面狀線(xiàn)圈的第二主面與金屬體之間設(shè)置磁性體層，能控制平面狀線(xiàn)圈與供電線(xiàn)圈的耦合量，而且能防止渦流損耗引起的通信距離的下降。
[0050]所述線(xiàn)圈天線(xiàn)優(yōu)選為具有相當(dāng)于通信信號(hào)的載波頻率的諧振頻率的諧振電路。例如，能由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成線(xiàn)圈天線(xiàn)，該LC并聯(lián)諧振電路包括具有規(guī)定的電感的線(xiàn)圈導(dǎo)體和具有規(guī)定的電容的芯片電容器?；蛘?，也可以將第一線(xiàn)圈導(dǎo)體與第二線(xiàn)圈導(dǎo)體經(jīng)由絕緣體層進(jìn)行重合，并使流過(guò)這些線(xiàn)圈導(dǎo)體的電流為相同方向，由各線(xiàn)圈導(dǎo)體自身所具有的電感和各線(xiàn)圈導(dǎo)體之間所產(chǎn)生的寄生電容構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路。由于線(xiàn)圈天線(xiàn)也可以說(shuō)是加強(qiáng)天線(xiàn)，因此，并非需要具有相當(dāng)于通信信號(hào)的載波頻率的諧振頻率，但若這樣在相當(dāng)于載波頻率的頻率下進(jìn)行諧振，則能減少能量損耗，增加通信距離。
[0051]該線(xiàn)圈天線(xiàn)無(wú)需是僅具有一個(gè)平面的平面狀線(xiàn)圈，例如，也可以是至少具有第一平面和與該第一平面相連接的第二平面的平面狀線(xiàn)圈。在此情況下，供電線(xiàn)圈優(yōu)選為配置在由第一平面和第二平面圍住的區(qū)域內(nèi)。尤其是，如果通信終端裝置的殼體是具有主面和端部(前端面)的形狀，則優(yōu)選為第一平面與殼體的主面基本平行，第二平面朝殼體的端部(前端面)方向折彎。如果是這種結(jié)構(gòu)，則能擴(kuò)大天線(xiàn)裝置的方向性，即使將通信終端裝置放置在來(lái)自各個(gè)方向的通信對(duì)象一側(cè)天線(xiàn)上，也能在這些器件之間確保良好的通信狀態(tài)。
[0052]以上對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的天線(xiàn)裝置或通信終端裝置并不限定于上述實(shí)施方式。例如，本發(fā)明的天線(xiàn)裝置并不限定于HF頻帶的RFID系統(tǒng)用天線(xiàn)裝置，能應(yīng)用于例如UHF頻帶的通信系統(tǒng)等各種頻帶、各種通信系統(tǒng)。此外，在將該天線(xiàn)裝置用作RFID系統(tǒng)用的天線(xiàn)時(shí)，能用作讀寫(xiě)器用天線(xiàn)，也能用作RFID標(biāo)簽用天線(xiàn)。
[0053]實(shí)施例1
[0054]實(shí)施例1的天線(xiàn)裝置及通信終端裝置是將13.56MHz作為載波頻率的HF頻帶RFID系統(tǒng)用的天線(xiàn)裝置、以及裝載了該天線(xiàn)裝置的移動(dòng)體通信終端。圖1 (A)是實(shí)施例1的天線(xiàn)裝置101的簡(jiǎn)要立體圖，圖1 (B)是包括該天線(xiàn)裝置的通信終端裝置(移動(dòng)電話(huà)終端這樣的移動(dòng)體通信終端)的簡(jiǎn)要剖視圖。此外，圖2 (A)是天線(xiàn)裝置101的主視圖，圖2 (B)是天線(xiàn)裝置101的局部俯視圖。
[0055]如圖1 (A)及圖2 (A)所示，天線(xiàn)裝置101包括:與供電電路相連接的供電線(xiàn)圈10 ;與供電線(xiàn)圈10靠近配置的線(xiàn)圈天線(xiàn)20 ；以及設(shè)置在供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20之間的鐵氧體片材30。而且，在本例中，天線(xiàn)裝置101還包括印刷布線(xiàn)板50。供電線(xiàn)圈10安裝在印刷布線(xiàn)板50上。供電線(xiàn)圈10是在磁性體鐵芯11上形成線(xiàn)圈圖案12。具體的結(jié)構(gòu)在后面表示。
[0056]鐵氧體片材30的相對(duì)磁導(dǎo)率為50，厚度為0.3mm,相對(duì)磁導(dǎo)率與厚度的乘積為15(小于20)。
[0057]如圖2 (A)所示，線(xiàn)圈天線(xiàn)20由基材片材21、以及形成在該基材片材21的上表面的線(xiàn)圈導(dǎo)體22a和形成在下表面的線(xiàn)圈導(dǎo)體22b所構(gòu)成。
[0058]如圖1 (B)所示，通信終端裝置201具有大致長(zhǎng)方體狀的終端殼體60，天線(xiàn)裝置101設(shè)置在該終端殼體60內(nèi)。RFID用IC芯片90及供電線(xiàn)圈10配置在印刷布線(xiàn)板50的前端部附近。RFID用IC芯片90與供電線(xiàn)圈10相連接。
[0059]線(xiàn)圈天線(xiàn)20經(jīng)由雙面粘合片材等接合材料40粘貼在終端殼體60的背面LF —側(cè)的內(nèi)表面上。
[0060]印刷布線(xiàn)板50由環(huán)氧樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂所構(gòu)成，其平面形狀呈近似矩形形狀。而且，印刷布線(xiàn)板50包括基材51和各種導(dǎo)體圖案。在基材51的內(nèi)層形成有與印刷布線(xiàn)板的平面形狀大致相同形狀的接地導(dǎo)體52。該接地導(dǎo)體52起到內(nèi)置于通信終端內(nèi)的高頻電路、電源電路、液晶驅(qū)動(dòng)電路等各種電子元器件(未圖示)的接地電極的作用。
[0061]圖3是供電線(xiàn)圈10的分解立體圖。供電線(xiàn)圈10通過(guò)將線(xiàn)圈圖案卷繞在由鐵氧體燒結(jié)體所構(gòu)成的磁性體鐵芯上而成。具體而言，如圖3所示，磁性體鐵芯由磁性層112a和磁性層112b所構(gòu)成，供電線(xiàn)圈的坯體具有利用非磁性層Illa和Illb夾著這些磁性層112a、112b的層疊結(jié)構(gòu)。在非磁性層Illa上形成有線(xiàn)圈圖案的一部分即面內(nèi)導(dǎo)體121a。在磁性層112b上形成有線(xiàn)圈圖案的一部分即面內(nèi)導(dǎo)體121b。在磁性層112a、112b的兩端面分別形成有線(xiàn)圈圖案的一部分即端面導(dǎo)體122a、122b。在非磁性層Illa的下表面形成有輸入輸出端子123a、123b。在非磁性層Illa的內(nèi)部形成有導(dǎo)通面內(nèi)導(dǎo)體121a和輸入輸出端子123a、123b的過(guò)孔導(dǎo)體。端面導(dǎo)體122a、122b在母基板狀態(tài)時(shí)是內(nèi)表面形成有導(dǎo)體膜的通孔導(dǎo)體或過(guò)孔導(dǎo)體的一半(碎部)。
[0062]由此,通過(guò)面內(nèi)導(dǎo)體121a、121b及端面導(dǎo)體122a、122b構(gòu)成供電線(xiàn)圈的線(xiàn)圈圖案。
[0063]磁性層112a、112b和非磁性層111a、Illb是鐵氧體陶瓷燒結(jié)體層，面內(nèi)導(dǎo)體121a、121b和端面導(dǎo)體(通孔導(dǎo)體、過(guò)孔導(dǎo)體)122a、122b是以印刷或填充在陶瓷燒結(jié)體層的前體即陶瓷生片上的銀或銅等為主要成分的導(dǎo)電材料的燒結(jié)體。
[0064]由此，供電線(xiàn)圈10作為以層疊結(jié)構(gòu)體為坯體的芯片元器件而構(gòu)成，經(jīng)由輸入輸出端子123a、123b表面安裝在印刷布線(xiàn)板50上。如圖2 (B)所示，從線(xiàn)圈天線(xiàn)20的卷繞軸方向俯視時(shí)，該供電線(xiàn)圈10表面安裝在印刷布線(xiàn)板上，并使供電線(xiàn)圈10的線(xiàn)圈圖案與構(gòu)成線(xiàn)圈天線(xiàn)20的線(xiàn)圈導(dǎo)體重合。
[0065]圖4是線(xiàn)圈天線(xiàn)20及鐵氧體片材30的分解立體圖。線(xiàn)圈天線(xiàn)20由PET等的基材片材21、以及形成在該基材片材21的上表面的線(xiàn)圈導(dǎo)體22a和形成在下表面的線(xiàn)圈導(dǎo)體22b所構(gòu)成。線(xiàn)圈導(dǎo)體22a、22b是銅箔或鋁箔之類(lèi)的較薄的金屬膜。在本例中，是由基材片材21及線(xiàn)圈導(dǎo)體22a、22b所構(gòu)成的平面狀的線(xiàn)圈。圖4中的上方是朝向通信對(duì)象一側(cè)的天線(xiàn)的第一主面，下方的面是其相反面的第二主面。
[0066]線(xiàn)圈導(dǎo)體22a和線(xiàn)圈導(dǎo)體22b是以如下方式卷繞而成的圖案，在電流從各線(xiàn)圈導(dǎo)體的一端朝另一端流動(dòng)時(shí)，各線(xiàn)圈導(dǎo)體中的電流的流動(dòng)方向相同。此外，線(xiàn)圈導(dǎo)體22a、22b配置成從卷繞軸方向俯視它們時(shí)線(xiàn)圈導(dǎo)體22a與22b的至少一部分重合，其結(jié)果是，這些線(xiàn)圈導(dǎo)體22a和22b彼此經(jīng)由電容進(jìn)行耦合。
[0067]如圖1 (B)所示，鐵氧體片材30設(shè)置在線(xiàn)圈天線(xiàn)20與接地導(dǎo)體52之間，并且設(shè)置在線(xiàn)圈天線(xiàn)20與供電線(xiàn)圈10之間。此外，供電線(xiàn)圈10和線(xiàn)圈天線(xiàn)20配置成供電線(xiàn)圈10的卷繞軸與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的卷繞軸大致正交，并且在俯視線(xiàn)圈天線(xiàn)20時(shí)，供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20部分重合，而且，供電線(xiàn)圈10的兩個(gè)開(kāi)口部(兩端部)從線(xiàn)圈天線(xiàn)20的導(dǎo)體形成區(qū)域溢出。通過(guò)如此配置，能加強(qiáng)供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的耦合，即使線(xiàn)圈天線(xiàn)20與供電線(xiàn)圈10的距離變大，也能獲得穩(wěn)定的通信特性。
[0068]圖5 (A)是供電電路9與天線(xiàn)裝置101相連接的狀態(tài)下的等效電路圖。在由供電電路9和供電線(xiàn)圈10所構(gòu)成的供電一側(cè)構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路，該LC并聯(lián)諧振電路包括由RFID用IC芯片自身所具有的寄生電容及匹配用電容器所構(gòu)成的C、以及供電線(xiàn)圈10的電感L。該LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率設(shè)定為與通信信號(hào)的載波頻率(13.56MHz)基本相等。此外，由線(xiàn)圈天線(xiàn)20所構(gòu)成的天線(xiàn)一側(cè)構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路，該LC并聯(lián)諧振電路包括線(xiàn)圈導(dǎo)體22a所具有的電感L1、線(xiàn)圈導(dǎo)體22b所具有的電感L2、以及形成在線(xiàn)圈導(dǎo)體22a與線(xiàn)圈導(dǎo)體22b之間的電容Cl、C2。該LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率設(shè)定為與通信信號(hào)的載波頻率(13.56MHz)基本相等。而且，供電線(xiàn)圈10和線(xiàn)圈天線(xiàn)20經(jīng)由鐵氧體片材30彼此進(jìn)行磁場(chǎng)耦合。即，供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20通過(guò)經(jīng)由鐵氧體片材的較弱的互感進(jìn)行磁耦合。[0069]圖5 (B)是表示在通信對(duì)象一側(cè)的天線(xiàn)(未圖示)與線(xiàn)圈天線(xiàn)20之間形成的感應(yīng)磁場(chǎng)的圖。在通信對(duì)象一側(cè)的天線(xiàn)與線(xiàn)圈天線(xiàn)20之間所形成的感應(yīng)磁場(chǎng)如磁通4>a所示，其大部分沿著鐵氧體片材30的上側(cè)界面進(jìn)行引導(dǎo)。而且，如磁通0b所示，其中的一部分經(jīng)由鐵氧體片材30被引導(dǎo)到供電線(xiàn)圈10。此外，由于在線(xiàn)圈天線(xiàn)20與接地導(dǎo)體52之間存在鐵氧體片材30，因此，能將接地導(dǎo)體52中因流過(guò)線(xiàn)圈天線(xiàn)20的電流的感應(yīng)磁場(chǎng)而產(chǎn)生渦電流的情況抑制在最小限度。
[0070]圖6 (A)、圖6 (B)均是表示作為本發(fā)明的天線(xiàn)裝置的比較對(duì)象的天線(xiàn)裝置的感應(yīng)磁場(chǎng)的圖。圖6 (A)是未設(shè)有鐵氧體片材的天線(xiàn)裝置，圖6 (B)是在避開(kāi)供電線(xiàn)圈10的位置上設(shè)有鐵氧體片材的天線(xiàn)裝置的示例。
[0071]在圖6 (A)所示的天線(xiàn)裝置中，由于在線(xiàn)圈天線(xiàn)20與接地導(dǎo)體52之間不存在鐵氧體片材，因此，在接地導(dǎo)體52中因流過(guò)線(xiàn)圈天線(xiàn)20的電流的感應(yīng)磁場(chǎng)而有渦電流流動(dòng)，從而產(chǎn)生渦流損耗。而且，由于線(xiàn)圈天線(xiàn)20與供電線(xiàn)圈10直接相鄰，因此，其耦合度較高，但線(xiàn)圈天線(xiàn)20的諧振頻率與供電線(xiàn)圈10的諧振頻率會(huì)發(fā)生分離(諧振點(diǎn)發(fā)生分離)，導(dǎo)致信號(hào)能量的傳輸損耗增加。
[0072]此外，在圖6 (B)所示的天線(xiàn)裝置中，由于在線(xiàn)圈天線(xiàn)20與接地導(dǎo)體52之間的一部分存在鐵氧體片材30，因此，與圖6 (A)的天線(xiàn)裝置相比，能抑制渦流損耗的產(chǎn)生，但無(wú)法避免未覆蓋鐵氧體片材30的部分處的渦流損耗的產(chǎn)生。此外，與圖6 (A)的天線(xiàn)裝置相同，存在諧振點(diǎn)分離引起的信號(hào)能量的傳輸損耗的問(wèn)題。
[0073]圖7是表示在實(shí)施例1所示的天線(xiàn)裝置101的結(jié)構(gòu)中改變鐵氧體片材30的厚度時(shí)的、線(xiàn)圈天線(xiàn)及供電線(xiàn)圈的諧振頻率的變化的圖。獲得圖7 (A)?(D)的結(jié)果的條件如下。
[0074][鐵氧體片材]{(A)?⑶與圖7(A)?⑶相對(duì)應(yīng)}
[0075](A)實(shí)數(shù)部磁導(dǎo)率U ’ = 70、厚度5 = 50u m[磁性體的相對(duì)磁導(dǎo)率與厚度(單位:毫米)的乘積=3.5]
[0076](B)實(shí)數(shù)部磁導(dǎo)率U ’ = 70、厚度S = IOOiim[磁性體的相對(duì)磁導(dǎo)率與厚度(單位:毫米)的乘積=7]
[0077](C)實(shí)數(shù)部磁導(dǎo)率U ’ = 70、厚度5 = 500 iim[磁性體的相對(duì)磁導(dǎo)率與厚度(單位:毫米)的乘積=35]
[0078](D)無(wú)鐵氧體片材
[0079][供電線(xiàn)圈]
[0080]電感0.74 U H
[0081][線(xiàn)圈天線(xiàn)]
[0082]平面尺寸:40mmX40mm
[0083]厚度:100um
[0084][RFID 用 IC 芯片]
[0085]NXP 公司制 PN-544
[0086][讀寫(xiě)器]
[0087]VIVOtech 公司制 VIV05000
[0088]在圖7 (A)?⑶中，曲線(xiàn)s是供電線(xiàn)圈10單獨(dú)狀態(tài)下的頻率特性，曲線(xiàn)d是供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20進(jìn)行耦合的狀態(tài)下的頻率特性。線(xiàn)圈天線(xiàn)20單獨(dú)狀態(tài)下的頻率特性也與曲線(xiàn)s等同。
[0089]在圖7 (A)或圖7(B)所示的示例中，盡管因?yàn)楣╇娋€(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的耦合而使退化解除、諧振點(diǎn)發(fā)生分離，但獲得的最大通信距離為37mm。與之不同的是，在圖7(C)所示的示例中，供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20未進(jìn)行耦合，所獲得的最大通信距離僅為25mm。此外，如圖7 (D)所示，若未設(shè)有鐵氧體片材，則因供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的耦合而使退化較大程度地得到解除，諧振點(diǎn)發(fā)生較大的分離，而且在接地導(dǎo)體52中產(chǎn)生渦流損耗，因此，最大通信距離為20mm。
[0090]在實(shí)施例1中，如圖5 (B)等所示，供電線(xiàn)圈10和線(xiàn)圈天線(xiàn)20配置成供電線(xiàn)圈10的卷繞軸與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的卷繞軸大致正交，并且在俯視線(xiàn)圈天線(xiàn)20時(shí)，供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20部分重合，而且，供電線(xiàn)圈10的開(kāi)口部(端部)從線(xiàn)圈天線(xiàn)20的導(dǎo)體形成區(qū)域溢出，因此，即使線(xiàn)圈天線(xiàn)20與供電線(xiàn)圈10的距離變大，也能保持磁通與線(xiàn)圈天線(xiàn)20交鏈、磁通0b與供電線(xiàn)圈10交鏈的關(guān)系，因此，能獲得穩(wěn)定的通信特性。
[0091]另外，如圖2 (A)所示，接地導(dǎo)體(導(dǎo)體層)52設(shè)置成與線(xiàn)圈天線(xiàn)20夾著供電線(xiàn)圈10，但該接地導(dǎo)體52沿著供電線(xiàn)圈10所包括的線(xiàn)圈圖案12的卷繞軸延伸。接地導(dǎo)體52配置成俯視時(shí)覆蓋供電線(xiàn)圈10且至少一部分位于線(xiàn)圈天線(xiàn)20的線(xiàn)圈導(dǎo)體的內(nèi)周的內(nèi)側(cè)。在圖2 (A)中，WlO表示供電線(xiàn)圈10的寬度，D20表示線(xiàn)圈天線(xiàn)20的線(xiàn)圈導(dǎo)體的內(nèi)周。
[0092]通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，線(xiàn)圈天線(xiàn)20引起的磁通沿著接地導(dǎo)體52，因此，該磁通容易與供電線(xiàn)圈10進(jìn)行交鏈。因此，通過(guò)接地導(dǎo)體52的存在，供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的耦合度得到提高。該結(jié)構(gòu)在供電線(xiàn)圈10的尺寸特別小的時(shí)候、或者供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的距離較大時(shí)等也要提高供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的耦合度的情況下是有效的。
[0093]實(shí)施例2
[0094]圖8 (A)是實(shí)施例2的天線(xiàn)裝置102的簡(jiǎn)要立體圖，圖8 (B)是天線(xiàn)裝置102的主視圖。在該實(shí)施例2中，供電線(xiàn)圈10裝載在印刷布線(xiàn)板50上，并使其卷繞軸方向與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的線(xiàn)圈卷繞軸為相同方向。除了供電線(xiàn)圈10的裝載位置不同以外，與實(shí)施例1的天線(xiàn)裝置101的結(jié)構(gòu)相同。
[0095]實(shí)施例2的天線(xiàn)裝置102能確保與實(shí)施例1的天線(xiàn)裝置101大致同等的通信距離，但若供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的距離增大、或其位置關(guān)系發(fā)生偏離，或者線(xiàn)圈天線(xiàn)20的諧振頻率發(fā)生偏差，則有時(shí)天線(xiàn)裝置的諧振頻率會(huì)發(fā)生變動(dòng)。
[0096]實(shí)施例3
[0097]圖9 (A)是實(shí)施例3的天線(xiàn)裝置103的簡(jiǎn)要立體圖，圖9 (B)是天線(xiàn)裝置103的局部俯視圖。圖10 (A)是包括天線(xiàn)裝置103的通信終端裝置203的簡(jiǎn)要剖視圖。此外，圖10 (B)是通信終端裝置203中的天線(xiàn)裝置103的俯視圖。
[0098]在實(shí)施例3的天線(xiàn)裝置103及通信終端裝置203中，從終端殼體60的背面LF進(jìn)行觀察時(shí)，線(xiàn)圈天線(xiàn)20配置成位于終端殼體60的大致中央。而且，供電線(xiàn)圈10配置成其線(xiàn)圈開(kāi)口面靠近終端殼體60的側(cè)端部SE。因此，即使將線(xiàn)圈天線(xiàn)20配置在終端殼體60的大致中央，也能使通過(guò)供電線(xiàn)圈10的磁通轉(zhuǎn)到終端殼體60的側(cè)端部SE方向。S卩，在發(fā)送時(shí)，來(lái)自供電線(xiàn)圈10的磁通環(huán)繞到側(cè)端部SE方向，而在接收時(shí)，來(lái)自通信對(duì)象的磁通主要指向側(cè)端部SE方向以避開(kāi)印刷布線(xiàn)板50。因此，例如，在與側(cè)端部SE方向正交的方向上配置各種電子元器件71或電池組72等金屬體時(shí)，能抑制通過(guò)供電線(xiàn)圈10的磁通與金屬體的碰撞。因此，能避免通信距離的下降。
[0099]另外，在該通信終端裝置203中，構(gòu)成通信終端裝置203的各種電子元器件71作為表面安裝元器件裝載在配置在終端殼體60內(nèi)的印刷布線(xiàn)板50上。而且，電池組72配置在線(xiàn)圈天線(xiàn)20的附近。在線(xiàn)圈天線(xiàn)20的第二主面一側(cè)，鐵氧體片材30粘貼在線(xiàn)圈天線(xiàn)20的整個(gè)第二主面上。因此，即使將接地導(dǎo)體52以外的金屬體(例如，各種電子元器件71或電池組72)配置在線(xiàn)圈天線(xiàn)20的附近，也不易產(chǎn)生這些金屬體引起的渦流損耗。此外，基于同樣的理由，線(xiàn)圈天線(xiàn)20的諧振頻率的變動(dòng)量也較小。
[0100]實(shí)施例4
[0101]圖11 (A)是實(shí)施例4的天線(xiàn)裝置104的簡(jiǎn)要立體圖，圖11 (B)是天線(xiàn)裝置104的主視圖。在實(shí)施例4的天線(xiàn)裝置104中，從線(xiàn)圈天線(xiàn)20的卷繞軸方向俯視時(shí)，供電線(xiàn)圈10配置在不與鐵氧體片材30重合的位置上。即使在此情況下，由于供電線(xiàn)圈10相對(duì)于包含鐵氧體片材30的平面配置在線(xiàn)圈天線(xiàn)20的相反側(cè)，因此，供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20經(jīng)由鐵氧體片材30進(jìn)行磁場(chǎng)耦合。即，供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20通過(guò)透過(guò)鐵氧體片材30而來(lái)的磁通進(jìn)行磁場(chǎng)耦合。
[0102]實(shí)施例5
[0103]圖12 (A)是實(shí)施例5的天線(xiàn)裝置105A的簡(jiǎn)要立體圖，圖12 (B)是實(shí)施例5的天線(xiàn)裝置105B的簡(jiǎn)要立體圖，圖12 (C)是天線(xiàn)裝置105AU05B的局部俯視圖。在實(shí)施例5的天線(xiàn)裝置105AU05B中，從線(xiàn)圈天線(xiàn)20的卷繞軸方向俯視時(shí)，供電線(xiàn)圈10配置在線(xiàn)圈天線(xiàn)20的線(xiàn)圈開(kāi)口的大致中央部。供電線(xiàn)圈10既可以如圖12 (A)所示地配置成供電線(xiàn)圈10的卷繞軸與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的線(xiàn)圈導(dǎo)體的卷繞軸大致正交，也可以如圖12 (B)所示地配置成供電線(xiàn)圈10的卷繞軸與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的線(xiàn)圈導(dǎo)體的卷繞軸大致平行、甚至兩個(gè)卷繞軸相同。
[0104]實(shí)施例6
[0105]圖13是包括實(shí)施例6的天線(xiàn)裝置的通信終端裝置206的局部俯視圖。在該通信終端裝置206中，線(xiàn)圈天線(xiàn)20及鐵氧體片材30以避開(kāi)照相機(jī)模塊73或揚(yáng)聲器74的方式進(jìn)行配置。
[0106]由此，線(xiàn)圈天線(xiàn)20或鐵氧體片材30如其它實(shí)施例那樣無(wú)需具有矩形形狀的外形，也可以具有凹部、凸部。
[0107]實(shí)施例7
[0108]圖14 (A)是實(shí)施例7的天線(xiàn)裝置107的簡(jiǎn)要立體圖，圖14 (B)是天線(xiàn)裝置107的主視圖。此外，圖15是表示包括天線(xiàn)裝置107的通信終端裝置207與通信對(duì)象一側(cè)的線(xiàn)圈天線(xiàn)的角度關(guān)系的圖。
[0109]在該天線(xiàn)裝置107中，如圖14 (A)、圖14(B)所示，線(xiàn)圈天線(xiàn)20是具有第一平面FS1、以及與該第一平面FSl相連接的第二平面FS2的平面狀的線(xiàn)圈。鐵氧體片材30也同樣，具有第一平面FSl和第二平面FS2，并設(shè)置成完全覆蓋線(xiàn)圈天線(xiàn)20的線(xiàn)圈導(dǎo)體及其開(kāi)口面。而且，供電線(xiàn)圈10配置在由線(xiàn)圈天線(xiàn)20及鐵氧體片材30的第一平面FSl和第二平面FS2圍住的區(qū)域內(nèi)。第一平面FSl是與終端殼體60的主面基本平行的面，第二平面FS2沿著終端殼體60的前端FE的面折彎。[0110]如果是這樣的結(jié)構(gòu)，則即使在以下的任一種情況下也能進(jìn)行通信，這些情況包括:如圖15 (A)所示，終端殼體60的主面與通信對(duì)象一側(cè)線(xiàn)圈天線(xiàn)301的線(xiàn)圈開(kāi)口面基本平行的情況；如圖15 (B)所示，終端殼體60的主面與通信對(duì)象一側(cè)線(xiàn)圈天線(xiàn)301的線(xiàn)圈開(kāi)口面大致成45°的角度的情況；以及如圖15 (C)所示，終端殼體60的主面與通信對(duì)象一側(cè)線(xiàn)圈天線(xiàn)301的線(xiàn)圈開(kāi)口面大致成直角的情況。
[0111]另外，在本實(shí)施例中，第一平面FSl與第二平面FS2所構(gòu)成的角度大致為90°，但可以是例如120°這樣的鈍角，也可以是45°這樣的銳角。此外，第一平面FSl與第二平面FS2可以利用曲面來(lái)進(jìn)行連接，也可以利用一個(gè)曲面來(lái)構(gòu)成相當(dāng)于第一平面FSl和第二平面FS2的部分，以取代第一平面FSl與第二平面FS2呈規(guī)定的折彎角度而構(gòu)成。
[0112]實(shí)施例8
[0113]圖16是實(shí)施例8的天線(xiàn)裝置108的俯視圖，圖16 (B)是其局部俯視圖，圖16 (C)是圖16 (B)的C-C部分的剖視圖。在該天線(xiàn)裝置108中，從線(xiàn)圈天線(xiàn)20的線(xiàn)圈導(dǎo)體的卷繞軸方向俯視時(shí)，供電線(xiàn)圈10配置在線(xiàn)圈天線(xiàn)20的線(xiàn)圈導(dǎo)體22 (22a、22b)的形成區(qū)域的外側(cè)。不過(guò)，在線(xiàn)圈導(dǎo)體22 (22a、22b)的外緣端的一部分形成有延設(shè)部22E，供電線(xiàn)圈10配置在與該延設(shè)部22E重合的位置上。對(duì)于鐵氧體片材30也以與延設(shè)部22E重合的方式延伸設(shè)置。
[0114]若供電線(xiàn)圈10配置在線(xiàn)圈導(dǎo)體22 (22a、22b)的外側(cè)，則有時(shí)供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的耦合度變得過(guò)小，但如本實(shí)施例那樣，優(yōu)選為將延設(shè)部設(shè)置在線(xiàn)圈天線(xiàn)20的一部分及鐵氧體片材30的一部分上以與供電線(xiàn)圈10重疊。
[0115]實(shí)施例9
[0116]在實(shí)施例9中示出了與磁性體層的磁導(dǎo)率、厚度及通信距離的關(guān)系。
[0117]圖17 (A)是表示鐵氧體片材30 (磁性體層)的磁導(dǎo)率較高時(shí)、或者鐵氧體片材30的厚度較厚時(shí)的、天線(xiàn)裝置的感應(yīng)磁場(chǎng)的圖。圖17 (B)是表示鐵氧體片材30 (磁性體層)的磁導(dǎo)率較低時(shí)、或者鐵氧體片材30的厚度較薄時(shí)的、天線(xiàn)裝置的感應(yīng)磁場(chǎng)的圖。
[0118]在鐵氧體片材30 (磁性體層)的相對(duì)磁導(dǎo)率與厚度的乘積較大時(shí)，盡管如圖17 (A)所示，來(lái)自通信對(duì)象的磁通0 a與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的磁場(chǎng)耦合變大，但線(xiàn)圈天線(xiàn)20與供電線(xiàn)圈10的、由磁通013所示的磁場(chǎng)耦合變小。其結(jié)果是，最大可通信距離較短。
[0119]在相反的情況下，盡管如圖17 (B)所示，供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的、由磁通
b所示的磁場(chǎng)耦合變大,但來(lái)自通信對(duì)象的磁通a容易通過(guò)鐵氧體片材,從而容易與
接地導(dǎo)體52進(jìn)行耦合。其結(jié)果是，在接地導(dǎo)體52中產(chǎn)生的渦電流增大，通信特性變差。
[0120]圖18 (A)是表示最大通信距離相對(duì)于鐵氧體片材30的相對(duì)磁導(dǎo)率(實(shí)數(shù)部磁導(dǎo)率U’)與厚度的乘積的關(guān)系的圖。圖18 (B)是其數(shù)值表。獲得該結(jié)果的條件如下。
[0121][線(xiàn)圈天線(xiàn)]
[0122]外形40mmX40mm
[0123]3匝X雙面
[0124]線(xiàn)寬=Imm
[0125]線(xiàn)間=Imm
[0126][鐵氧體片材]
[0127]尺寸與線(xiàn)圈天線(xiàn)的外形相同[0128][通信對(duì)象的卡]
[0129]IS014443A標(biāo)準(zhǔn)的一般的卡(80mmX 50mm左右的大小)
[0130]如圖18 (A)、圖18(B)所示，如果鐵氧體片材30的相對(duì)磁導(dǎo)率與厚度的乘積小于20，則能確保最大可通信距離為30mm。最大可通信距離為30mm以上時(shí)、在將天線(xiàn)裝置配置在終端殼體內(nèi)部并經(jīng)由終端殼體的厚度進(jìn)行通信時(shí)、以及與通信對(duì)象之間產(chǎn)生稍許的間隙時(shí)也能進(jìn)行穩(wěn)定的通信。
[0131]實(shí)施例10
[0132]在實(shí)施例10中示出了線(xiàn)圈天線(xiàn)的線(xiàn)圈導(dǎo)體的圖案的優(yōu)化。圖19 (A)是線(xiàn)圈天線(xiàn)20的立體圖，圖19 (B)是其分解立體圖。此外，圖20 (A)是線(xiàn)圈天線(xiàn)20的俯視圖，圖20(B)線(xiàn)圈天線(xiàn)20的等效電路圖。
[0133]在線(xiàn)圈天線(xiàn)20中，在PET等的基材片材21的第一主面(上表面)上形成有第一線(xiàn)圈導(dǎo)體22a，在第二主面(下表面)上形成有第二線(xiàn)圈導(dǎo)體22b。第一線(xiàn)圈導(dǎo)體22a的卷繞方向與第二線(xiàn)圈導(dǎo)體22b的卷繞方向相反(在透視狀態(tài)下為相同)，因此，等效電路如圖20(B)所示。
[0134]在圖20 (B)中，電感器L1、L2與線(xiàn)圈導(dǎo)體22a、22b相對(duì)應(yīng)，電容器Cl是主要在線(xiàn)圈導(dǎo)體22a、22b的外周端附近彼此產(chǎn)生的電容，電容器C2是主要在線(xiàn)圈導(dǎo)體22a、22b的內(nèi)周端附近彼此產(chǎn)生的電容。此處，若通過(guò)增大線(xiàn)圈導(dǎo)體22a、22b的外周端附近的相對(duì)面積、減小線(xiàn)圈導(dǎo)體22a、22b的內(nèi)周端附近的相對(duì)面積來(lái)設(shè)計(jì)成C1?C2 N 0，則電容器C2部分大致為開(kāi)路狀態(tài)，因此，在C2附近的電極中基本上沒(méi)有電流流過(guò)。即，電場(chǎng)為最大。相反，離開(kāi)電容器C2附近的電極最遠(yuǎn)的電容器Cl附近的電極成為電流最大點(diǎn)。也就是說(shuō)，流過(guò)線(xiàn)圈導(dǎo)體22a、22b的電流量成為外側(cè)較多、內(nèi)側(cè)較少這樣的分布。
[0135]其結(jié)果是，磁場(chǎng)發(fā)生區(qū)域?yàn)榫€(xiàn)圈天線(xiàn)20的最外側(cè)，這表示等效的天線(xiàn)尺寸較大，因此，能獲得輻射效率良好的天線(xiàn)。
[0136]實(shí)施例11
[0137]在實(shí)施例11中示出了線(xiàn)圈天線(xiàn)的線(xiàn)圈導(dǎo)體的另外兩個(gè)圖案。圖21(A)、圖21(B)分別是線(xiàn)圈天線(xiàn)的俯視圖。無(wú)論哪個(gè)示例均為越是線(xiàn)圈導(dǎo)體22a、22b的外側(cè)電容越大，越是內(nèi)側(cè)電容越小。
[0138]在圖21 (A)的示例中，逐漸改變線(xiàn)圈導(dǎo)體的線(xiàn)寬來(lái)調(diào)節(jié)電容。即，使線(xiàn)圈導(dǎo)體22a的線(xiàn)寬相同，使線(xiàn)圈導(dǎo)體22b的線(xiàn)寬從外周朝向內(nèi)周變細(xì)。在圖21 (B)的示例中，使線(xiàn)圈導(dǎo)體22a與22b的相對(duì)部分的線(xiàn)寬從線(xiàn)圈外周朝向內(nèi)周變細(xì)(增大偏差量)。
[0139]實(shí)施例12
[0140]在實(shí)施例12中示出了供電線(xiàn)圈10的一端同鐵氧體片材的位置關(guān)系與最大可通信距尚的關(guān)系。
[0141]圖22 (A)是天線(xiàn)裝置的俯視圖及主視圖，圖22 (B)是表示自鐵氧體片材30的端部到供電線(xiàn)圈10的一端為止的尺寸Y與最大可通信距離的關(guān)系的圖。獲得該結(jié)果的條件如下。
[0142][線(xiàn)圈天線(xiàn)]
[0143]平面尺寸:40mmX40mm
[0144]厚度:50lim[0145]6匝X雙面
[0146]線(xiàn)寬=Imm
[0147]線(xiàn)間=0.5mm
[0148][鐵氧體片材]
[0149]平面尺寸:40mmX40mm
[0150]厚度:100um
[0151]相對(duì)磁導(dǎo)率:約130
[0152][印刷布線(xiàn)板]
[0153]平面尺寸:50mmXIlOmm
[0154][供電線(xiàn)圈]
[0155]平面尺寸:5_X5_
[0156]厚度:0.8 ii m
[0157][鐵氧體片材與印刷布線(xiàn)板之間的間隔]
[0158]1.2mm
[0159]如圖22 (B)所示，在自鐵氧體片材30的端部到供電線(xiàn)圈10的一端為止的尺寸Y為0mm、35?40mm時(shí),能獲得最佳的特性。
[0160]Y = 0mm、35mm是供電線(xiàn)圈10的一端與鐵氧體片材30的端部相接觸的狀態(tài)，Y =40mm是供電線(xiàn)圈10的另一端與鐵氧體片材30的端部相接觸的狀態(tài)。
[0161]圖23是天線(xiàn)裝置的主視圖。如圖23 (A)所示，在供電線(xiàn)圈10的開(kāi)口部從線(xiàn)圈天線(xiàn)20的外形突出時(shí)，來(lái)自供電線(xiàn)圈10的磁通環(huán)繞線(xiàn)圈天線(xiàn)20的外側(cè)，因此，成為與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的開(kāi)口部交鏈的分布。由此，能進(jìn)一步加強(qiáng)供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的耦合。另一方面，如圖23 (B)所示，在供電線(xiàn)圈10的開(kāi)口部未從線(xiàn)圈天線(xiàn)20的外形突出時(shí)，來(lái)自供電線(xiàn)圈10的磁通受鐵氧體片材30的影響而成為不與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的開(kāi)口部交鏈的分布。因此，供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的耦合比上述情況稍弱。
[0162]由此，從線(xiàn)圈天線(xiàn)20俯視時(shí)，配置成供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20部分重合，而且供電線(xiàn)圈10的開(kāi)口部(端部)從線(xiàn)圈天線(xiàn)20的外形溢出，從而加強(qiáng)供電線(xiàn)圈10與線(xiàn)圈天線(xiàn)20的耦合，即使線(xiàn)圈天線(xiàn)20與供電線(xiàn)圈10的距離變大也能獲得穩(wěn)定的通信特性。
[0163]另外，在以上所示的各實(shí)施例中，以“導(dǎo)體層”是印刷布線(xiàn)板的接地導(dǎo)體的示例為主進(jìn)行了表示，但也可以將液晶面板、電池組、屏蔽殼體這樣的導(dǎo)體板等用作“導(dǎo)體層”。
[0164]工業(yè)上的實(shí)用性
[0165]如上所述，本發(fā)明能應(yīng)用于天線(xiàn)裝置及通信終端裝置、尤其是應(yīng)用于HF頻帶的RFID標(biāo)簽或讀寫(xiě)器等的天線(xiàn)裝置、以及包括該天線(xiàn)裝置的通信終端裝置，并且對(duì)用于進(jìn)行收費(fèi)或物品管理的RFID系統(tǒng)等是有用的。
[0166]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0167]FE 前端
[0168]FSl 第一平面
[0169]FS2 第二平面
[0170]LF 背面
[0171]TF 表面[0172]SE 側(cè)端部
[0173]9 供電電路
[0174]10 供電線(xiàn)圈
[0175]11 磁性體鐵芯
[0176]12 線(xiàn)圈圖案
[0177]20 線(xiàn)圈天線(xiàn)
[0178]21 基材片材
[0179]22 線(xiàn)圈導(dǎo)體
[0180]22a第一線(xiàn)圈導(dǎo)體
[0181]22b第二線(xiàn)圈導(dǎo)體
[0182]22E延設(shè)部
[0183]30 鐵氧體片材
[0184]40 接合材料
[0185]50 印刷布線(xiàn)板
[0186]51 基材
[0187]52 接地導(dǎo)體
[0188]60 終端殼體
[0189]71 電子元器件
[0190]72 電池組
[0191]73 照相機(jī)模塊
[0192]74 揚(yáng)聲器
[0193]90 RFID 用 IC 芯片
[0194]101?104 天線(xiàn)裝置
[0195]105AU05B 天線(xiàn)裝置
[0196]107、108 天線(xiàn)裝置
[0197]11 la、11 Ib 非磁性層
[0198]112a、112b 磁性層
[0199]121a、121b 面內(nèi)導(dǎo)體
[0200]122a、122b 端面導(dǎo)體
[0201]123a、123b輸入輸出端子
[0202]201、203、206、207 通信終端裝置
[0203]301通信對(duì)象一側(cè)線(xiàn)圈天線(xiàn)
【權(quán)利要求】
1.一種天線(xiàn)裝置，其具有:供電線(xiàn)圈，該供電線(xiàn)圈與供電電路相連接；以及線(xiàn)圈天線(xiàn)，該線(xiàn)圈天線(xiàn)靠近所述供電線(xiàn)圈進(jìn)行配置，所述天線(xiàn)裝置的特征在于， 在所述供電線(xiàn)圈與所述線(xiàn)圈天線(xiàn)之間設(shè)有磁性體的相對(duì)磁導(dǎo)率與厚度(單位:毫米)的乘積小于20的磁性體層，所述供電線(xiàn)圈與所述線(xiàn)圈天線(xiàn)經(jīng)由所述磁性體層進(jìn)行磁場(chǎng)耦合。
2.如權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)裝置，其特征在于，所述線(xiàn)圈天線(xiàn)是具有朝向通信對(duì)象一側(cè)的天線(xiàn)的面即第一主面、以及該第一主面的相反面即第二主面的平面狀的線(xiàn)圈，所述磁性體層以覆蓋所述線(xiàn)圈天線(xiàn)的第二主面的方式進(jìn)行設(shè)置。
3.如權(quán)利要求2所述的天線(xiàn)裝置，其特征在于，所述線(xiàn)圈天線(xiàn)由形成在第一主面上的平面狀的第一線(xiàn)圈導(dǎo)體及形成在第二主面上的平面狀的第二線(xiàn)圈導(dǎo)體所構(gòu)成， 通過(guò)所述第一線(xiàn)圈導(dǎo)體的電感、所述第二線(xiàn)圈導(dǎo)體的電感、以及在所述第一線(xiàn)圈導(dǎo)體與所述第二線(xiàn)圈導(dǎo)體之間產(chǎn)生的電容來(lái)構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路， 俯視所述線(xiàn)圈天線(xiàn)時(shí)，所述第一線(xiàn)圈導(dǎo)體與所述第二線(xiàn)圈導(dǎo)體的相對(duì)面積在第一線(xiàn)圈導(dǎo)體及第二線(xiàn)圈導(dǎo)體的外周端部附近最大，在內(nèi)周端部最小。
4.如權(quán)利要求2或3所述的天線(xiàn)裝置，其特征在于，所述天線(xiàn)裝置具有導(dǎo)體層，所述磁性體層設(shè)置在所述線(xiàn)圈天線(xiàn)的所述第二主面與所述導(dǎo)體層之間。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的天線(xiàn)裝置，其特征在于，俯視所述線(xiàn)圈天線(xiàn)時(shí)，所述供電線(xiàn)圈配置成其至少一部分與所述磁性體層重合。
6.如權(quán)利要求1至5 的任一項(xiàng)所述的天線(xiàn)裝置，其特征在于，所述供電線(xiàn)圈配置成其卷繞軸與所述線(xiàn)圈天線(xiàn)的卷繞軸大致正交。
7.如權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述的天線(xiàn)裝置，其特征在于，所述線(xiàn)圈天線(xiàn)是具有實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于通信信號(hào)的載波頻率的諧振頻率的諧振電路。
8.如權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的天線(xiàn)裝置，其特征在于，由所述供電線(xiàn)圈和所述供電電路構(gòu)成諧振電路，該諧振電路在相當(dāng)于通信信號(hào)的載波頻率的頻率下進(jìn)行諧振。
9.如權(quán)利要求1至8的任一項(xiàng)所述的天線(xiàn)裝置，其特征在于，所述線(xiàn)圈天線(xiàn)是至少具有第一平面、以及與所述第一平面相連接的第二平面的平面狀的線(xiàn)圈，所述供電線(xiàn)圈配置在由所述第一平面和所述第二平面圍住的區(qū)域內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)所述的天線(xiàn)裝置，其特征在于，所述磁性體層的厚度為300 u m以下。
11.一種通信終端裝置，其具有:殼體；供電電路，該供電電路設(shè)置在所述殼體內(nèi)；供電線(xiàn)圈，該供電線(xiàn)圈與所述供電電路相連接；以及線(xiàn)圈天線(xiàn)，該線(xiàn)圈天線(xiàn)靠近所述供電線(xiàn)圈進(jìn)行配置，所述通信終端裝置的特征在于， 在所述供電線(xiàn)圈與所述線(xiàn)圈天線(xiàn)之間包括磁性體層，所述供電線(xiàn)圈與所述線(xiàn)圈天線(xiàn)經(jīng)由所述磁性體層進(jìn)行電磁場(chǎng)耦合。
12.如權(quán)利要求11所述的通信終端裝置，其特征在于，所述供電線(xiàn)圈以所述供電線(xiàn)圈的卷繞軸大致垂直地朝向所述殼體的端面的狀態(tài)配置在所述殼體內(nèi)的端部附近。
13.如權(quán)利要求11或12所述的通信終端裝置，其特征在于，所述線(xiàn)圈天線(xiàn)是至少具有第一平面、以及與所述第一平面相連接的第二平面的平面狀的線(xiàn)圈，所述第一平面與所述殼體的主面大致平行，所述第二平面向所述殼體的端部方向折彎。
14.如權(quán)利要求11至13的任一項(xiàng)所述的通信終端裝置，其特征在于，所述通信終端裝置包括導(dǎo)體層，該導(dǎo)體層和所述線(xiàn)圈天線(xiàn)夾著所述供電線(xiàn)圈，并沿著所述供電線(xiàn)圈的卷繞軸進(jìn)行延伸，俯視時(shí)，所述導(dǎo)體層配置成覆蓋供電線(xiàn)圈且至少一部分位于所述線(xiàn)圈天線(xiàn)的線(xiàn)圈導(dǎo)體的內(nèi)周的內(nèi)側(cè)。
【文檔編號(hào)】G06K19/077GK103503234SQ201280021203
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月13日
【發(fā)明者】中野信一, 加藤登, 用水邦明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所