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JP5131413B2 - アンテナ装置および通信端末装置 - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナ装置および通信端末装置、特にＨＦ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。
リーダライタとＲＦＩＤタグとを非接触方式で通信させ、リーダライタとＲＦＩＤタグとの間で情報を伝達するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムや、二つの通信装置が近距離で通信する近距離無線通信（NFC：Near Field Communication）システムが知られている。例えば１３．５６ＭＨｚ帯等のＨＦ帯を通信周波数として利用したＲＦＩＤシステムや近距離無線通信システムであれば、主に誘導磁界を介して結合するアンテナが用いられている。
近年、携帯電話等の通信端末装置にＲＦＩＤシステムや近距離無線通信システムが導入され、この通信端末装置がＲＦＩＤタグやそのリーダライタとして利用されたり、近距離無線通信の端末として利用されたりすることがある。ＨＦ帯の高周波信号の送受信用のアンテナ装置として磁性体アンテナが知られている。この磁性体アンテナは、たとえば特許文献１や特許文献２に記載されているように、磁性体コアの表面にコイル導体を巻回した構造を有している。
図１は特許文献２の磁性体アンテナの分解斜視図である。この磁性体アンテナは、電極層２およびスルーホール１によるコイル４が形成された複数の磁性層５、その上下面を挟む絶縁層６、ならびに絶縁層上面に形成された導電層７を備えた積層体である。
特開２００５−３１７６７４号公報 特開２００７−０１９８９１号公報
ＨＦ帯を通信周波数として利用したシステムにおいて、アンテナ装置間の通信距離は、コイルアンテナを通過する磁束に依存する。つまり、アンテナ装置間で或る程度の通信距離を確保するためには、コイルアンテナのサイズを大きくする必要があるが、コイルアンテナの大型化は通信端末装置の小型化を妨げることになる。他方、アンテナのサイズを小さくすると、アンテナの実効面積が小さくなるため、十分な通信距離を確保できない。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の通信距離を確保しつつも、占有エリアの小さなアンテナ装置、さらには小型の通信端末装置を提供することにある。
本発明のアンテナ装置は、巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体、および該コイル導体の巻回領域の少なくとも内部に配置された磁性体を有し、前記巻回軸が通る面である導体開口面を実装面として実装されたコイルアンテナと、前記コイルアンテナと電磁界を介して結合するブースターとして機能する平面導体からなるブースターアンテナと、を有し、前記巻回軸方向からの平面視で、前記コイル導体の一部と前記平面導体の縁端部とが少なくとも一部重なっていて、前記平面導体はプリント配線板の外面または内部に設けられ、前記コイルアンテナのコイル導体は前記実装面に対して垂直な面に巻回され、前記コイルアンテナは前記プリント配線板に表面実装されている、ことを特徴とする。
また、本発明の通信端末装置は、巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体、および該コイル導体の巻回領域の少なくとも内部に配置された磁性体を有し、前記巻回軸が通る面である導体開口面を実装面として実装されたコイルアンテナと、前記コイルアンテナと電磁界を介して結合するブースターとして機能する平面導体からなるブースターアンテナと、を有し、前記巻回軸方向からの平面視で、前記コイル導体の一部と前記平面導体の縁端部とが少なくとも一部重なっていて、前記平面導体はプリント配線板の外面または内部に設けられ、前記コイルアンテナのコイル導体は前記実装面に対して垂直な面に巻回され、前記コイルアンテナは前記プリント配線板に表面実装されているアンテナ装置と、前記アンテナ装置に接続された通信回路と、を備えたことを特徴とする。
本発明のアンテナ装置は、コイルアンテナと平面導体とで構成されているため、所定の通信距離を確保しつつも、占有エリアの小さなアンテナ装置を実現することができ、ひいては、小型の通信端末装置を実現することができる。
図１は特許文献２の磁性体アンテナの分解斜視図である。 図２（Ａ）は第１の実施形態のアンテナ装置２０１の斜視図、図２（Ｂ）はアンテナ装置２０１の平面図、図２（Ｃ）はアンテナ装置２０１の正面図である。 図３（Ａ）はアンテナ装置２０１のコイルアンテナ１００のコイル導体に流れる電流、平面導体１１に流れる電流、コイルアンテナ１００による磁界、平面導体１１による磁界のそれぞれの向きを示す斜視図である。図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は平面導体１１に流れる電流と、それにより発生する磁束の関係を示す図である。 図４（Ａ）はアンテナ装置２０１を備える通信端末装置３０１の断面図、図４（Ｂ）は通信端末装置３０１の平面透視図である。 図５は第２の実施形態の通信端末装置の使用状態を示す内部透視斜視図である。 図６は第３の実施形態のアンテナ装置２０３の分解斜視図である。 図７（Ａ）は第４の実施形態のアンテナ装置２０４の斜視図である。図７（Ｂ）はアンテナ装置２０４を通信端末装置に組み込んだ状態を示す正面図である。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）は第５の実施形態の二つのアンテナ装置２０５Ａ，２０５Ｂの正面図である。 図９（Ａ）は共振ブースターアンテナ１１０の斜視図、図９（Ｂ）は共振ブースターアンテナ１１０の分解斜視図である。図９（Ｃ）は共振ブースターアンテナ１１０の平面図である。 図１０は前記共振ブースターアンテナ１１０の等価回路図である。 図１１（Ａ）〜（Ｄ）は何れも第６の実施形態に係る４つの通信端末装置３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃ，３０６Ｄの正面断面図である。 図１２（Ａ）は第７の実施形態の共振ブースターアンテナ１２０の分解斜視図、図１２（Ｂ）は共振ブースターアンテナ１２０の平面図である。 図１３は共振ブースターアンテナ１２０の等価回路図である。
以降に示す各実施形態のアンテナ装置および通信端末装置は、ＮＦＣ（Near Field Communication）等のＨＦ帯ＲＦＩＤシステムで利用される。
《第１の実施形態》
図２（Ａ）は第１の実施形態のアンテナ装置２０１の斜視図、図２（Ｂ）はその平面図、図２（Ｃ）はその正面図である。
このアンテナ装置２０１は、平面導体１１からなるブースターアンテナおよびコイルアンテナ１００を有している。コイルアンテナ１００は、磁性体コア２０の周囲にコイル導体２１が巻回された構造を有している。
前記コイルアンテナ１００は、コイル導体２１の巻回軸が通る面である導体開口面ＡＰ（図２（Ｂ）参照）を実装面としてエポキシ樹脂等のプリント配線板からなる基材１０上に表面実装されている。
具体的には、コイルアンテナ１００は、フェライト等の磁性体コア２０の周囲に銀や銅等のコイル導体２１を巻回した構造を有する。コイル導体２１は、直方体状の磁性体コア２０の二つの主面（前記導体開口面ＡＰとなる面）に対して直交する四つの側面（周面）に巻回されている。すなわち、コイル導体２１の巻回軸は磁性体コア２０の主面に対して垂直方向に延びている。
コイルアンテナ１００における磁性体コア２０は、フェライト焼結体やフェライト材料を樹脂中に分散してなる樹脂体で構成されている。コイル導体２１の表面には、さらに低透磁率の絶縁材料で形成された保護膜を有していてもよい。
コイルアンテナ１００は、いわゆる表面実装型のコイルアンテナ（チップ型コイルアンテナ）として構成されていて、コイルアンテナ１００の裏面には、コイル導体２１の一端および他端にそれぞれ接続された２つの実装用端子電極（図示省略）が設けられている。すなわち、このコイルアンテナ１００は、プリント配線基板等の各種基板上に表面実装可能に構成されている。
平面導体１１は、銅、銀、アルミニウム等の金属箔によって矩形状に構成されていて、プリント配線板からなる基材１０の表面に設けられている。なお、基材１０はリジッドなプリント配線板に限定されるものではなく、可撓性樹脂で構成されていてもよい。また平面導体の平面形状は矩形状に限定されるものではなく、円形、菱形など、任意の形状をとることができる。また、平面導体は平面的な薄い金属膜に限定されるものではなく、金属物品の一部であってもよい。
コイルアンテナ１００は、巻回軸方向からの平面視で、コイル導体２１の一部と平面導体１１の縁端部とが重なるように配置されている。図２（Ｃ）に示す例ではコイルアンテナ１００のコイル導体２１の一部は平面導体１１の形成領域内に寸法Ｇ１だけはみ出している。また、平面導体１１の外面からコイル導体２１の下端部までは高さＧ２だけ間隔をあけている。これらの寸法Ｇ１，Ｇ２は小さいほどコイルアンテナ１００とブースターアンテナとの結合度が高くなるので、好ましい。後に示すように、平面導体１１からなるブースターアンテナはコイルアンテナ１００と電磁界を介して結合する。
図３（Ａ）は前記アンテナ装置２０１のコイルアンテナ１００のコイル導体２１に流れる電流および平面導体１１に流れる電流のそれぞれの向きを示す斜視図である。また、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、コイルアンテナ１００のコイル導体２１に流れる電流、平面導体１１に流れる電流、およびそれらにより発生する磁束の様子を概略的に示す図である。
コイル導体２１に電流ａの向きに電流が流れると、平面導体１１に電流ｂの方向に電流を誘起される。すなわち、コイル導体２１に流れる電流により平面導体の外周に誘導電流ｂが周回する。その結果、図３（Ｂ）に示すようにコイルアンテナ１００に矢印φａで示す磁束が生じ、平面導体１１に矢印φｂで示す磁束が生じる。図３（Ｂ）中に示す磁束φａ′は平面導体１１を避ける位置を通る磁束を表している。
図３（Ｃ）は図３（Ｂ）の磁束をさらに等価的に表した図である。矢印φｃで示す磁束は平面導体１１の周囲に生じる前記磁束Ｂとコイルアンテナ１００に生じる前記磁束φａ′との合成による磁束である。
通信相手側のコイルアンテナから磁束が入る場合は上述とは逆の現象が生じる。すなわち、通信相手側のコイルアンテナの磁束が平面導体１１の周囲を通るとともにコイルアンテナ１００と鎖交すると、平面導体１１に電流ｂが流れ、コイル導体２１に電流ａが流れる。
図４（Ａ）は前記アンテナ装置２０１を備える通信端末装置３０１の断面図、図４（Ｂ）はその平面透視図である。基材１０はプリント配線基板であり、平面導体１１は基材１０の表面に形成されている。そして、コイルアンテナ１００は基材１０に表面実装されている。
図３（Ｃ）に示したとおり、コイルアンテナ１００による磁束と平面導体１１による磁束が合成されて、図４（Ａ）に示す矢印方向に大きな磁束が形成される。このことにより、アンテナ装置２０１の指向性は図４（Ａ）に示す矢印方向を向くことになる。すなわち、アンテナ装置２０１は通信端末装置３０１の端末筐体３２０の先端ＦＥ付近から裏面ＢＳの方向について高い利得が得られる。したがって、この通信端末装置３０１の手元部ＨＰを把持し、先端部を通信相手にかざすことにより、高利得のもとでの通信が可能となる。
《第２の実施形態》
図５は第２の実施形態の通信端末装置の使用状態を示す内部透視斜視図である。この通信端末装置３０２はたとえば携帯電話端末である。通信端末装置３０２の端末筐体３２０にはメイン基板１１１と、サブ基板としての基材１０が内蔵されている。アンテナ装置２０２は基材１０の表面に構成されている。このアンテナ装置２０２はバッテリーパック１１２とともに端末筐体３２０の裏面ＢＳ側に配置されている。メイン基板１１１は、エポキシ樹脂等の硬質樹脂基板で構成された大型のプリント配線板であり、表示装置の駆動回路、バッテリーの制御回路等を構成する回路素子が搭載されている。サブ基板としての基材１０は、ポリイミドや液晶ポリマ等の可撓性樹脂基板で構成されていて、アンテナ装置２０２の他、通信回路（ＲＦ回路）等を構成する回路素子が基材１０上に搭載されている。なお、これらの回路素子はメイン基板１１１側に搭載されていてもよい。
前記通信回路はたとえば無線ＩＣチップで構成されていて、アンテナ装置２０２に接続（給電）される。この無線ＩＣチップと前記アンテナ素子２０２とでＲＦＩＤが構成される。
通信端末装置３０２は、図５のようにリーダライタなどの通信相手側のコイルアンテナ４００にかざすことにより、アンテナ装置２０２と通信相手側のコイルアンテナ４００とが主に誘導磁界を介して結合し、所定の情報が送受され、ＲＦＩＤとして機能する。
《第３の実施形態》
図６は第３の実施形態のアンテナ装置２０３の分解斜視図である。磁性体からなる基材層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが積層された積層基板によりアンテナ装置２０３が構成されている。基材層１０ａ〜１０ｄにはループ状の導体パターン２１ａ〜２１ｄ、基材層１０ｅの一方主面には給電回路に接続される入出力端子２２ａ，２２ｄがそれぞれ形成されている。基材層１０ａ〜１０ｅにはビア導体２１ｖが形成されていて、導体パターン２１ａ〜２１ｄおよびビア導体２１ｖによって一つのコイル導体が構成されている。
基材層１０ａの他方の主面には平面導体１１が形成されている。この平面導体１１は、その縁端部がコイル導体のコイル開口部に近接配置されるように形成されている。このことによって、コイルアンテナと平面導体とが積層基板に一体化されたアンテナ装置が構成される。
なお、基材１０ａ〜１０ｅは、これら全てが磁性体層である必要はない。たとえば基材層１０ａは非磁性体層であってもよい。基材層１０ａは非磁性体層であれば、コイル導体と平面導体１１（ブースターアンテナ）との結合度を高くできる。
《第４の実施形態》
図７（Ａ）は第４の実施形態のアンテナ装置２０４の斜視図である。図７（Ｂ）はそのアンテナ装置２０４を通信端末装置３０４に組み込んだ状態を示す正面図である。
このアンテナ装置２０４は、図７（Ｂ）に示すように、通信端末装置３０４の端末筐体３２０に対し、その先端ＦＥ寄りの位置に配置されている。そのため、通信端末装置３０４の先端ＦＥを、たとえばリーダライタのアンテナなどの通信相手に近接させる（かざす）ことによって安定した通信が可能となる。
また、本実施形態のアンテナ装置２０４は、第１平面導体領域１１Ａの縁端部にコイルアンテナ１００が配置されている。第１平面導体領域１１Ａと第２平面導体領域１１Ｂとは、所定の角度θをもって交わる平面上にそれぞれ形成されている。この場合、第１平面導体領域１１Ａの法線方向と第２平面導体領域１１Ｂの法線方向との中間方向にアンテナ装置２０４の指向性が生じ、この方向の通信距離を大きくすることができる。
すなわち、このアンテナ装置２０４は、図７（Ｂ）に示すように、アンテナ装置２０４の第２平面導体領域１１Ｂが通信端末装置の端末筐体３２０の先端ＦＥ側になるように配置される。そのため、アンテナ装置２０４は、端末筐体３２０の先端ＦＥ方向から裏面ＢＳ方向にかけての範囲で高い感度が得られる。
なお、平面導体領域１１Ａ，１１Ｂに流れる電流の損失が大きくなることを防ぐため、第１平面導体領域１１Ａと第２平面導体領域１１Ｂとがなす角度θは、９０°よりも大きく、１３５°よりも小さいことが好ましい。
《第５の実施形態》
図８（Ａ）、図８（Ｂ）は第５の実施形態の二つのアンテナ装置２０５Ａ，２０５Ｂの正面図である。これらの第５の実施形態のアンテナ装置２０５Ａ，２０５Ｂは第１の実施形態で示したアンテナ装置２０１にさらに共振ブースターアンテナ１１０を備えたものである。この共振ブースターアンテナは、本発明に係る「平面コイルアンテナ」に相当する。共振ブースターアンテナ１１０の詳細な構成は後に示すが、この共振ブースターアンテナ１１０はコイルアンテナ１００と磁界結合してブースターアンテナとして作用する。図８（Ａ）の例では、共振ブースターアンテナ１１０は平面導体１１に平行で、且つ平面導体１１の中央よりコイルアンテナ１００寄りの位置に配置されている。そのため、図８（Ａ）に示すように、コイルアンテナ１００による磁束φｃと磁界結合して矢印Ａ方向へ指向するアンテナ装置として作用する。
図８（Ｂ）の例では、共振ブースターアンテナ１１０は平面導体１１に平行で、且つ平面導体１１の中央よりコイルアンテナ１００から離れた位置に配置されている。すなわち、コイルアンテナ１００が近接する平面導体の一方の辺に対向する他方の辺寄りの位置に共振ブースターアンテナ１１０が配置されている。そのため、図８（Ｂ）に示すように、コイルアンテナ１００による磁束φｃと磁界結合して矢印Ａ方向へ指向するアンテナ装置として作用する。
図９（Ａ）は前記共振ブースターアンテナ１１０の斜視図、図９（Ｂ）は共振ブースターアンテナ１１０の分解斜視図である。図９（Ｃ）は共振ブースターアンテナ１１０の平面図である。この共振ブースターアンテナ１１０は基材３０および基材３０に形成された矩形渦巻状のコイル導体Ｌ１，Ｌ２を備えている。基材３０の上面に形成された矩形渦巻状のコイル導体Ｌ１と基材３０の下面に形成された矩形渦巻状のコイルＬ２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１０は前記共振ブースターアンテナ１１０の等価回路図である。図１０においてインダクタＬ１，Ｌ２は前記矩形渦巻状のコイルＬ１，Ｌ２に対応する。矩形渦巻状のコイルＬ１，Ｌ２は基材３０を介して対面しているので、両者間に容量が生じる。図１０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Ｌ１，Ｌ２およびキャパシタＣ１，Ｃ２によって、共振ブースターアンテナ１１０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。
以上に示したように、平面導体に近接する共振ブースターアンテナを設けることによって、導体板を新たに設けることなく、コイルアンテナの実装位置に関わらず共振ブースターアンテナによって所望の方向での通信感度を向上させることができる。
《第６の実施形態》
図１１（Ａ）〜（Ｄ）は何れも第６の実施形態に係る４つの通信端末装置３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃ，３０６Ｄの正面断面図である。これらの図において、通信端末装置３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃ，３０６Ｄの端末筐体３２０には、メイン基板１１１、コイルアンテナ１００、共振ブースターアンテナ１１０等が内蔵されている。端末筐体３２０の図の上方が端末筐体の底面、下方が端末筐体の天面（表示パネルや操作部のある面）である。
メイン基板１１１の内部にはグランド導体としての平面導体１１が形成されている。コイルアンテナ１００やその他の多数のチップ部品はメイン基板１１１に実装されている。このコイルアンテナ１００は、巻回軸方向からの平面視で、コイル導体の一部と平面導体１１の縁端部とが少なくとも一部重なっている。共振ブースターアンテナ１１０は端末筐体３２０の内面に貼付、または内面に沿って配置されている。また、この共振ブースターアンテナ１１０は、平面導体１１に平行で、且つ平面導体１１の中央よりコイルアンテナ１００から離れた位置に配置されている。
図１１（Ａ）の通信端末装置３０６Ａでは、メイン基板１１１に対するコイルアンテナ１００の実装面側に共振ブースターアンテナ１１０が配置されている。図１１（Ｂ）の通信端末装置３０６Ｂでは、メイン基板１１１に対するコイルアンテナ１００の実装面とは反対側に共振ブースターアンテナ１１０が配置されている。図１１（Ｃ）の通信端末装置３０６Ｃでは、メイン基板１１１に対するコイルアンテナ１００の実装面側に共振ブースターアンテナ１１０Ｆが配置されていて、メイン基板１１１に対するコイルアンテナ１００の実装面とは反対側に共振ブースターアンテナ１１０Ｂが配置されている。図１１（Ｄ）の通信端末装置３０６Ｄでは、端末筐体３２０の２面に沿って（稜に）共振ブースターアンテナ１１０が配置されている。
図１１（Ａ）に示した通信端末装置３０６Ａでは、平面導体１１が放射体として作用するとともに、共振ブースターアンテナ１１０も放射体として作用する。共振ブースターアンテナ１１０は矢印Ａ方向の指向性が高いので、矢印Ａ方向の通信可能最大距離を大きくできる。
図１１（Ｂ）に示した通信端末装置３０６Ｂでは、共振ブースターアンテナ１１０は矢印Ｂ方向の指向性が高いので、矢印Ｂ方向の通信可能最大距離を大きくできる。また、平面導体１１も放射体として作用するので、矢印Ｂ方向とは反対方向への利得も確保できる。
図１１（Ｃ）に示した通信端末装置３０６Ｃでは、平面導体１１が放射体として作用するとともに、共振ブースターアンテナ１１０Ｆ，１１０Ｂも放射体として作用する。共振ブースターアンテナ１１０Ｆは矢印Ａ方向の指向性が高く、共振ブースターアンテナ１１０Ｂは矢印Ｂ方向の指向性が高いので、矢印Ａ方向およびＢ方向の通信可能最大距離をともに大きくできる。
図１１（Ｄ）に示した通信端末装置３０６Ｄでは、平面導体１１が放射体として作用するとともに、共振ブースターアンテナ１１０も放射体として作用する。共振ブースターアンテナ１１０は矢印Ｃ方向（４５度方向）の指向性が高いので、矢印Ｃ方向の通信可能最大距離を大きくできる。
《第７の実施形態》
第７の実施形態では共振ブースターアンテナの別の例を示す。図１２（Ａ）は第７の実施形態の共振ブースターアンテナ１２０の分解斜視図、図１２（Ｂ）は共振ブースターアンテナ１２０の平面図、図１３は共振ブースターアンテナ１２０の等価回路図である。
この共振ブースターアンテナ１２０は基材３０および基材３０に形成された矩形渦巻状のコイル導体Ｌ１，Ｌ２を備えている。基材３０の上面に形成された矩形渦巻状のコイル導体Ｌ１と基材３０の下面に形成された矩形渦巻状のコイルＬ２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。コイル導体Ｌ１の内周端はビア導体を介してコイル導体Ｌ２の内周端に導通している。コイル導体Ｌ１の外周端とコイル導体Ｌ２の外周端との間に図外のキャパシタＣ１が接続される。
図１３に示すように、インダクタＬ１，Ｌ２およびキャパシタＣ１によって、共振ブースターアンテナ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。
《他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、平面導体１１が基材１０の外面に露出している例を示したが、平面導体１１はたとえばプリント配線板の内部に設けられていてもよい。
なお、コイル導体（第１の実施形態で示した符号（以下、同様）の２１）の巻回軸は平面導体（１１）に対して必ずしも垂直でなくてもよい。コイル導体（２１）の巻回軸が通る面である導体開口面ＡＰを実装面として、コイルアンテナ（１００）が実装されていればよい。そして、平面導体（１１）からなるブースターアンテナとコイルアンテナ（１００）とが電磁界を介して結合すればよい。特にコイル導体（２１）の巻回軸が平面導体（１１）の面に対して垂直関係であれば、コイルアンテナ（１００）のコイル導体（２１）に流れる電流による磁束と平面導体（１１）に流れる電流による磁束との向きが揃うので、アンテナ装置（２０１）の指向性を高めることができる。通常は、コイル導体（２１）の巻回軸と平面導体（１１）の法線とが±４５度の範囲にあれば良好な指向性および利得が得られる。
また、本発明のアンテナ装置は、ＨＦ帯用のアンテナ装置に限定されるものではなく、ＬＦ帯やＵＨＦ帯等の他の周波数帯のアンテナ装置にも適用できる。
ＢＳ…裏面
ＦＥ…先端
ＨＰ…手元部
１０…基材
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ…基材層
１１…平面導体
１１Ａ…第１平面導体領域
１１Ｂ…第２平面導体領域
２０…磁性体コア
２１…コイル導体
２１ａ…導体パターン
２１ｖ…ビア導体
２２ａ，２２ｄ…入出力端子接続用電極
３０…基材
１００…コイルアンテナ
１１０，１２０…共振ブースターアンテナ（平面コイルアンテナ）
１１１…メイン基板
１１２…バッテリーパック
２０１〜２０４…アンテナ装置
３０１，３０２，３０４…通信端末装置
３２０…端末筐体
４００…通信相手側のコイルアンテナ

Claims (3)

  1. 巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体、および該コイル導体の巻回領域の少なくとも内部に配置された磁性体を有し、前記巻回軸が通る面である導体開口面を実装面として実装されたコイルアンテナと、
    前記コイルアンテナと電磁界を介して結合するブースターとして機能する平面導体からなるブースターアンテナと、を有し、
    前記巻回軸方向からの平面視で、前記コイル導体の一部と前記平面導体の縁端部とが少なくとも一部重なっていて、
    前記平面導体はプリント配線板の外面または内部に設けられ、
    前記コイルアンテナのコイル導体は前記実装面に対して垂直な面に巻回され、
    前記コイルアンテナは前記プリント配線板に表面実装されている、アンテナ装置。
  2. 巻回軸回りに巻回された形状のコイル導体、および該コイル導体の巻回領域の少なくとも内部に配置された磁性体を有し、前記巻回軸が通る面である導体開口面を実装面として実装されたコイルアンテナと、前記コイルアンテナと電磁界を介して結合するブースターとして機能する平面導体からなるブースターアンテナと、を有し、前記巻回軸方向からの平面視で、前記コイル導体の一部と前記平面導体の縁端部とが少なくとも一部重なっていて、前記平面導体はプリント配線板の外面または内部に設けられ、前記コイルアンテナのコイル導体は前記実装面に対して垂直な面に巻回され、前記コイルアンテナは前記プリント配線板に表面実装されている、アンテナ装置と、
    前記アンテナ装置に接続された通信回路と、を備えた通信端末装置。
  3. 前記通信回路を収納する長手形状の筐体を備え、当該筐体の端部側に前記平面導体が位置するように前記アンテナ装置が配置された、請求項２に記載の通信端末装置。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102668241B (zh) * 2010-03-24 2015-01-28 株式会社村田制作所 Rfid系统
WO2012111430A1 (ja) * 2011-02-15 2012-08-23 株式会社村田製作所 アンテナ装置および通信端末装置
JP5814854B2 (ja) * 2012-04-18 2015-11-17 株式会社東芝 通信装置
WO2013161608A1 (ja) * 2012-04-27 2013-10-31 株式会社村田製作所 コイルアンテナおよび通信端末装置
JP5672414B2 (ja) * 2012-10-12 2015-02-18 株式会社村田製作所 Ｈｆ帯無線通信デバイス
JP6007750B2 (ja) * 2012-11-26 2016-10-12 株式会社村田製作所 アンテナ装置およびこれを備えた通信端末装置
WO2015008704A1 (ja) * 2013-07-16 2015-01-22 株式会社村田製作所 アンテナ装置及び通信装置
JP6210427B2 (ja) * 2013-08-12 2017-10-11 東芝ライテック株式会社 電源装置及び照明装置
WO2015098794A1 (ja) * 2013-12-26 2015-07-02 株式会社村田製作所 アンテナ装置および電子機器
CN104953240B (zh) * 2014-03-28 2019-04-19 比亚迪股份有限公司 移动终端和nfc天线
CN207250728U (zh) 2014-05-30 2018-04-17 株式会社村田制作所 天线装置以及电子设备
EP3614410B1 (en) * 2014-10-10 2024-03-20 Finder S.P.A. Programmable switch
US20170005395A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Tdk Corporation Antenna device
KR101878162B1 (ko) * 2015-09-16 2018-07-13 주식회사 아모텍 근거리 통신 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말
US20170084984A1 (en) * 2015-09-22 2017-03-23 Tabletop Media Llc D/B/A Ziosk Booster Antenna
JP6251770B2 (ja) * 2016-04-15 2017-12-20 株式会社エスケーエレクトロニクス Ｒｆｉｄタグ
CN208507964U (zh) 2016-04-28 2019-02-15 株式会社村田制作所 天线装置以及电子设备
US10522912B2 (en) * 2016-05-12 2019-12-31 Tdk Corporation Antenna device and mobile wireless device provided with the same
JP6108016B2 (ja) * 2016-08-29 2017-04-05 株式会社村田製作所 アンテナ装置およびこれを備えた通信端末装置
US10411767B2 (en) * 2016-10-12 2019-09-10 Shenzhen Sunway Communication Co., Ltd Surface mounted type NFC antenna and antenna system
JP2020031246A (ja) * 2016-11-10 2020-02-27 株式会社村田製作所 通信端末
KR20190009936A (ko) * 2017-07-20 2019-01-30 삼성전기주식회사 안테나 모듈 및 이를 구비하는 전자 기기
TWI705427B (zh) * 2019-06-20 2020-09-21 友達光電股份有限公司 顯示系統
WO2021002238A1 (ja) * 2019-07-03 2021-01-07 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
JP7528956B2 (ja) * 2019-12-03 2024-08-06 戸田工業株式会社 モジュール基板用アンテナ、及びそれを用いたモジュール基板
US11368193B2 (en) * 2020-02-04 2022-06-21 Nxp B.V. Near-field electromagnetic induction (NFEMI) antenna
CN115426056B (zh) * 2022-10-21 2023-02-28 成都天锐星通科技有限公司 一种谐振抑制电路及电子产品

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002157559A (ja) * 2000-11-17 2002-05-31 Hitachi Maxell Ltd 非接触通信式情報担体
WO2007013338A1 (ja) * 2005-07-29 2007-02-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. アンテナユニット及び携帯通信機器
JP2009044715A (ja) * 2007-07-18 2009-02-26 Murata Mfg Co Ltd 無線ｉｃデバイス及び電子機器
JP2009182630A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Dainippon Printing Co Ltd ブースタアンテナ基板、ブースタアンテナ基板シート及び非接触式データキャリア装置
JP2010109674A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Panasonic Corp アンテナ装置
WO2010122888A1 (ja) * 2009-04-21 2010-10-28 株式会社村田製作所 アンテナ装置
JP2011199343A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Panasonic Corp アンテナ装置およびそれを用いた携帯端末装置
JP2011211611A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Murata Mfg Co Ltd アンテナモジュール、アンテナ装置及び移動体通信端末
WO2012033031A1 (ja) * 2010-09-07 2012-03-15 株式会社村田製作所 アンテナ装置および通信端末装置
JP2012108843A (ja) * 2010-11-19 2012-06-07 Toppan Printing Co Ltd Ｒｆｉｄタグ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA89872B (en) * 1988-02-04 1990-10-31 Uniscan Ltd Concentrator
JPH1125244A (ja) * 1997-06-27 1999-01-29 Toshiba Chem Corp 非接触データキャリアパッケージ
JP3896965B2 (ja) * 2002-01-17 2007-03-22 三菱マテリアル株式会社 リーダ／ライタ用アンテナ及び該アンテナを備えたリーダ／ライタ
JP4232474B2 (ja) * 2002-09-27 2009-03-04 ソニー株式会社 通信機能付き電子機器
JP2005005883A (ja) 2003-06-10 2005-01-06 Murata Mfg Co Ltd 指向性アンテナ及びそのアンテナを用いた無線通信機並びにアンテナの指向性改善方法
JP3964401B2 (ja) 2004-04-27 2007-08-22 Ｎｅｃトーキン株式会社 アンテナ用コア、コイルアンテナ、時計、携帯電話機、電子装置
JP2007006123A (ja) 2005-06-23 2007-01-11 Kourin Giken:Kk 携帯機器
JP4821965B2 (ja) 2005-07-07 2011-11-24 戸田工業株式会社 磁性体アンテナ
JP5612238B2 (ja) * 2006-02-20 2014-10-22 株式会社スマート 軸対称垂直磁界センサシステム
JP4775440B2 (ja) * 2006-06-01 2011-09-21 株式会社村田製作所 無線ｉｃデバイス及び無線ｉｃデバイス用複合部品
JP4883125B2 (ja) * 2009-04-03 2012-02-22 株式会社村田製作所 アンテナ
US9136600B2 (en) * 2010-09-30 2015-09-15 Murata Manufacturing Co., Ltd. Antenna
WO2012111430A1 (ja) * 2011-02-15 2012-08-23 株式会社村田製作所 アンテナ装置および通信端末装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002157559A (ja) * 2000-11-17 2002-05-31 Hitachi Maxell Ltd 非接触通信式情報担体
WO2007013338A1 (ja) * 2005-07-29 2007-02-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. アンテナユニット及び携帯通信機器
JP2009044715A (ja) * 2007-07-18 2009-02-26 Murata Mfg Co Ltd 無線ｉｃデバイス及び電子機器
JP2009182630A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Dainippon Printing Co Ltd ブースタアンテナ基板、ブースタアンテナ基板シート及び非接触式データキャリア装置
JP2010109674A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Panasonic Corp アンテナ装置
WO2010122888A1 (ja) * 2009-04-21 2010-10-28 株式会社村田製作所 アンテナ装置
JP2011199343A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Panasonic Corp アンテナ装置およびそれを用いた携帯端末装置
JP2011211611A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Murata Mfg Co Ltd アンテナモジュール、アンテナ装置及び移動体通信端末
WO2012033031A1 (ja) * 2010-09-07 2012-03-15 株式会社村田製作所 アンテナ装置および通信端末装置
JP2012108843A (ja) * 2010-11-19 2012-06-07 Toppan Printing Co Ltd Ｒｆｉｄタグ

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