天線裝置以及通信終端裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及天線裝置以及通信終端裝置，所述天線裝置包括：天線模塊，該天線模塊包括與供電電路相連接或相耦合的環(huán)狀導體和相對于環(huán)狀導體并列設(shè)置的磁性體片材；以及平面導體，該平面導體與天線模塊相對配置，且其面積大于環(huán)狀導體的面積，環(huán)狀導體具有隔著磁性體片材與平面導體相對的第一部分，以及不隔著磁性體片材而與平面導體直接導通或電磁場耦合的第二部分，環(huán)狀導體具有與供電電路相連接或相耦合的供電點，以及在離開供電點的位置所形成的電流最大點，第二部分是包含電流最大點的區(qū)域，環(huán)狀導體使構(gòu)成該環(huán)狀導體的面沿著平面導體的面配置在平面導體附近，環(huán)狀導體的第二部分配置在比平面導體的中心更靠近邊緣部側(cè)的位置。
【專利說明】天線裝置以及通信終端裝置
[0001]本實用新型申請是國際申請?zhí)枮镻CT/JP2012/067537，國際申請日為2012年07月10日，進入中國國家階段的申請?zhí)枮?01290000603.6，名稱為“天線裝置以及通信終端裝置”的實用新型專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實用新型涉及用于近距離通信的天線裝置以及通信終端裝置。

【背景技術(shù)】
[0003]讀寫器和RFID (Rad1 Frequency Identificat1n:射頻識別)標簽之間以非接觸方式進行通信，從而在讀寫器和RFID標簽之間傳送信息的RFID系統(tǒng)日益普及。作為RFID系統(tǒng)，一般有利用13MHz頻帶的HF頻帶RFID系統(tǒng)、以及利用900MHz頻帶的UHF頻帶RFID系統(tǒng)。特別是在用于物件管理的RFID系統(tǒng)中，由于通信距離較大，而且能一次性讀取多個標簽，因此有望被用作UHF頻帶RFID系統(tǒng)。
[0004]在RFID系統(tǒng)中所使用的RFID標簽具備用于處理無線信號的RFIC芯片、以及用于收發(fā)無線信號的天線元件。用于UHF頻帶的RFID標簽使用偶極子天線或環(huán)狀天線來作為天線元件。特別是環(huán)狀天線是磁場輻射型天線時，雖然通信距離較短，但是可以實現(xiàn)小型化，因此作為用于小型RFID標簽的天線是有用的。
[0005]在使用環(huán)狀天線時，若發(fā)生環(huán)狀天線的開口面與金屬體相對的情況，例如若粘貼對象物件是金屬體，則在該金屬體上會產(chǎn)生抵消環(huán)狀天線的磁場變化的渦電流，因此難以確保足夠的通信距離。
[0006]為了解決渦電流的問題，例如如專利文獻I等所記載的那樣，已知有預先在環(huán)狀天線和粘貼對象物之間插入鐵氧體等磁性體這樣的方法。
[0007]圖1 (A)是專利文獻I所示的讀寫器用天線的立體圖，圖1 (B)是圖1㈧中A-A’部分的剖視圖。該讀寫器用天線在天線線圈4和金屬面6之間配置有軟磁性材料5，其中天線線圈4的兩端與電子電路8相連接。天線線圈4上所產(chǎn)生的磁通9如圖1 (B)所示的那樣，通過軟磁性材料5的內(nèi)部，幾乎不會到達金屬面6的內(nèi)部，因此能夠抑制因金屬面6處所產(chǎn)生的渦電流而引起的諧振頻率的變化或損耗的增加。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:專利特開2004 - 166175號公報實用新型內(nèi)容
[0011]實用新型所要解決的技術(shù)問題
[0012]然而，在圖1所示結(jié)構(gòu)的天線中，由于使用頻帶、磁性體厚度等因素，要完全屏蔽磁通進入金屬體比較困難。也就是說，若要抑制金屬體的影響，則需要增加磁性體的厚度，這樣的話，天線裝置以及具有該天線裝置的裝置就會大型化。
[0013]因此，本實用新型的目的在于提供一種無需大型化就能對因金屬面所產(chǎn)生的渦電流而引起的損耗的增加及諧振頻率的變化進行抑制的天線裝置以及通信終端裝置。
[0014]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0015](I)本實用新型的天線裝置，其特征在于，包括:
[0016]天線模塊，該天線模塊包括與供電電路相連接或相耦合的環(huán)狀導體和相對于所述環(huán)狀導體并列設(shè)置的磁性體片材；以及
[0017]平面導體，該平面導體與所述天線模塊相對配置，且其面積大于所述環(huán)狀導體的面積，
[0018]所述環(huán)狀導體具有隔著所述磁性體片材與所述平面導體相對的第一部分，以及不隔著所述磁性體片材而與所述平面導體直接導通或電磁場耦合的第二部分，
[0019]所述環(huán)狀導體具有與所述供電電路相連接或相耦合的供電點，以及在離開所述供電點的位置所形成的電流最大點，所述第二部分是包含所述電流最大點的區(qū)域，
[0020]所述環(huán)狀導體使構(gòu)成該環(huán)狀導體的面沿著所述平面導體的面配置在所述平面導體附近，
[0021]所述環(huán)狀導體的所述第二部分配置在比所述平面導體的中心更靠近邊緣部一側(cè)的位置。
[0022]根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在從供電電路向環(huán)狀導體提供規(guī)定的功率時，流過環(huán)狀導體的電流的一部分經(jīng)由第二部分被引入到平面導體，該電流在平面導體內(nèi)傳輸，從而使得平面導體起到作為輻射元件的作用。
[0023](2)優(yōu)選所述環(huán)狀導體的所述第二部分為直線狀，所述環(huán)狀導體以與所述平面導體的直線狀的邊緣部平行的方式進行配置。
[0024](3)在上述(I)或(2)的天線裝置中，優(yōu)選所述平面導體為形成在印刷布線板上的接地導體。
[0025](4)本實用新型的通信終端裝置的特征在于，包括:上述(I)至(3)的任一項所述的天線裝置；以及與該天線裝置的所述環(huán)狀導體直接連接或電磁場耦合的RFIC元件。
[0026](5)在上述(4)中，優(yōu)選所述通信終端裝置為RFID標簽。。
[0027](6)在上述(4)中，優(yōu)選所述平面導體為形成在印刷布線板上的接地導體。
[0028](7)在上述(4)或￠)中，優(yōu)選所述RFIC元件在UHF頻帶與所述環(huán)狀導體進行匹配，并適用于UHF頻帶的RFID系統(tǒng)。
[0029]實用新型效果
[0030]根據(jù)本實用新型，可以構(gòu)成無需大型化就能對因在金屬面所產(chǎn)生的渦電流而引起的損耗的增加或諧振頻率的變化進行抑制的天線裝置以及通信終端裝置等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1(A)是專利文獻I所示的讀寫器用天線的立體圖，圖1(B)是圖UA)中A_A’部分的剖視圖。
[0032]圖2(A)是第一實施方式所涉及的天線模塊101的外觀立體圖、圖2(B)是該天線模塊的分解立體圖。
[0033]圖3 (A)是RFID標簽301的立體圖，圖3⑶是該RFID標簽的分解立體圖。
[0034]圖4是天線裝置201的立體圖。
[0035]圖5(A)是通信終端裝置401的立體圖，圖5 (B)是該通信終端裝置的分解立體圖。
[0036]圖6㈧是通信終端裝置401的俯視圖，圖6(B)是圖6(A)的B_B’部分的剖視圖。
[0037]圖7 (A)是RFID標簽301的等效電路圖。圖7⑶是表示環(huán)狀導體11的供電點與電流最大點I之間關(guān)系的圖。圖7 (C)是表不流過RFID標簽的環(huán)狀導體11的電流以及流過平面導體12的電流的形態(tài)的圖。
[0038]圖8 (A)是將不隔著磁性體片材13與平面導體相對的第二部分SP僅設(shè)為環(huán)狀導體11的形狀即矩形的大致一條邊的例子，圖8(B)是進一步使第二部分SP變窄，將其到矩形的一條邊的兩側(cè)為止的部分設(shè)為第一部分FP的例子。圖8(C)是僅對環(huán)狀導體11的形狀即矩形的大致一條邊設(shè)置(覆蓋)磁性體片材，將剩下的三條邊設(shè)為第二部分SP的例子。
[0039]圖9是表示在圖8 (A)、圖8 (B)、圖8 (C)所示的狀態(tài)下各RFID標簽的特性的圖。
[0040]圖10是第三實施方式的通信終端裝置403的立體圖。
[0041]圖11㈧是RFID標簽303的裝載部的放大圖，圖11⑶是該RFID標簽的左側(cè)視圖。
[0042]圖12是第四實施方式的通信終端裝置404的立體圖。
[0043]圖13是圖12所示的RFID標簽部分的等效電路圖。
[0044]圖14是從圖12所示的RFID標簽部分的供電電路所觀察到的回波損耗特性。
[0045]圖15(A)是第五實施方式的通信終端裝置405的俯視圖，圖15(B)是圖15(A)的B-B’部分的剖視圖。
[0046]圖16是表示流過RFID標簽的環(huán)狀導體11的電流以及流過平面導體12的電流的形態(tài)的圖。
[0047]圖17是第六實施方式的RFID標簽306A的分解立體圖。
[0048]圖18是第六實施方式的另一個RFID標簽306B的分解立體圖。

【具體實施方式】
[0049]《第一實施方式》
[0050]參照各附圖依次對本實用新型第一實施方式的天線模塊、天線裝置、RFID標簽以及通信終端裝置進行說明。
[0051]圖2(A)是第一實施方式所涉及的天線模塊101的外觀立體圖、圖2(B)是該天線模塊的分解立體圖。
[0052]天線模塊101包括環(huán)狀導體11和磁性體片材13。環(huán)狀導體11是形成在基材片材10上的矩形環(huán)狀的導體圖案。如后述所示，通過將該天線模塊101粘貼、抵接于平面導體，或配置在平面導體附近，從而構(gòu)成天線裝置。然后，將磁性體片材13配置在環(huán)狀導體11與平面導體之間。
[0053]環(huán)狀導體11具有第一部分FP和第二部分SP，其中，第一部分FP隔著磁性體片材13與平面導體相對，第二部分SP隔著由磁性體片材13而與平面導體12進行電磁場耦合。也就是說，在環(huán)狀導體11的第一部分FP與平面導體之間存在磁性體片材13，而在環(huán)狀導體11的第二部分SP與平面導體之間不存在磁性體片材13。
[0054]所述基材片材10是例如PET薄膜、聚酰亞胺薄膜等的可擾性基材片材，環(huán)狀導體11是通過將銅箔等金屬箔形成圖案而形成。磁性體片材13是例如形成為薄板狀的鐵氧體陶瓷。此外，也可以是將鐵氧體等的磁性體粉末分散于樹脂中而形成的樹脂片材。
[0055]圖3⑷是RFID標簽301的立體圖，圖3⑶是該RFID標簽的分解立體圖。該RFID標簽301是通過將RFIC元件14安裝于圖2 (A)所示的天線模塊101的基材片材10上而形成的。RFIC元件14至少具有2個端子，第一端子與環(huán)狀導體11的第一端相連接，第二端子與環(huán)狀導體11的第二端相連接。如后述所示，該RFID標簽301粘貼于平面導體上，或配置在平面導體附近。此時，將磁性體片材13配置在環(huán)狀導體11與平面導體之間。由此就構(gòu)成了帶有RFID標簽的物件或具有RFID功能的通信終端裝置。
[0056]圖4是天線裝置201的立體圖。該天線裝置201包括圖2 (A)所示的天線模塊101和平面導體12。平面導體12比環(huán)狀導體11的面積大，在俯視時環(huán)狀導體11位于平面導體12的范圍內(nèi)。磁性體片材13配置在環(huán)狀導體11與平面導體12之間。
[0057]在環(huán)狀導體11的第一部分FP與平面導體12之間存在磁性體片材13，而在環(huán)狀導體11的第二部分SP與平面導體12之間不存在磁性體片材13。平面導體12是印刷布線板的接地導體、金屬板、電子元器件或結(jié)構(gòu)元器件的金屬構(gòu)件等。
[0058]圖5(A)是通信終端裝置401的立體圖，圖5 (B)是該通信終端裝置的分解立體圖。該通信終端裝置401包括平面導體12和RFID標簽301。平面導體12是例如形成在印刷布線板上的接地導體。即，收納在通信終端裝置的殼體內(nèi)的印刷布線板能夠兼用作平面導體。
[0059]此外，在金屬物件或具有平面導體的物件的情況下，例如通過將平面導體12粘貼于該物件來構(gòu)成帶有RFID標簽的物件。
[0060]圖6 (A)是通信終端裝置401的俯視圖，圖6⑶是圖6 (A)的B_B’部分的剖視圖。圖6 (B)中的電容器的電路標號象征性得表示環(huán)狀導體11的第二部分SP與平面導體12之間所產(chǎn)生的電容。
[0061]圖7(A)是RFID標簽301的等效電路圖。RFIC元件14的內(nèi)部包含有電容Ci，環(huán)狀導體11的電感器L1、L2、L3與所述電容Ci構(gòu)成LC諧振電路。環(huán)狀導體11中被磁性體片材13遮蔽的部分的電感器L1、L3的電感相對較小，沒有被磁性體片材13遮蔽的部分的電感器L2的電感相對較大。
[0062]圖7(B)是表示環(huán)狀導體11的供電點與電流最大點I之間關(guān)系的圖。環(huán)狀導體11的第一端和第二端與RFIC元件14(RFIC元件14的供電電路)相連接。于是，在使環(huán)狀導體11與供電電路阻抗相匹配的諧振頻率下，從供電電路到環(huán)狀導體11存在有差分電位，從而環(huán)狀導體11的第一端與第二端之間的中央位置(離供電電路最遠的位置)成為電流最大點I。該電流最大點I也是假想的接地電位。所述諧振頻率是例如900MHz頻帶等的UHF頻帶的頻率。
[0063]圖7 (C)是表示流過RFID標簽的環(huán)狀導體11的電流以及流過平面導體12的電流的形態(tài)的圖。當由RFIC元件14向環(huán)狀導體11提供所述諧振頻率(UHF頻帶)的高頻功率時，由于流過環(huán)狀導體11的電流IL，該環(huán)狀導體11與平面導體12通過電磁場耦合，感應電流IA流過平面導體12。此時，由于邊緣效應，平面導體12的邊緣部OE的電流密度較高。因此，以使環(huán)狀導體11的第二部分SP沿著平面導體12的一側(cè)的邊緣的方式，將RFID標簽301配置在平面導體12上。通常，將環(huán)狀導體11的第二部分SP配置在比平面導體12的中心(重心)更靠近一側(cè)的邊緣部一側(cè)的位置即可。此外，關(guān)于平面導體的長邊方向，配置在該方向的中央位置或中央位置的附近即可。
[0064]由于所述感應電流IA在平面導體12內(nèi)傳輸，因此平面導體12起到作為輻射元件的作用。若用λ來表示使用頻帶的波長，則平面導體12的長邊方向的尺寸L優(yōu)選為L =λ /2或L?λ /2。從而平面導體12起到作為半波長輻射元件(偶極子天線)的作用。
[0065]此外，由于等效地來看只有環(huán)狀導體的第二部分SP與平面導體相對，因此即使平面導體的尺寸、環(huán)狀導體相對于平面導體的配置位置發(fā)生偏差，環(huán)狀導體與供電電路所構(gòu)成的諧振電路的諧振頻率也不太會發(fā)生變化。由此，也能夠避免因諧振頻率的偏差而導致的增益下降。
[0066]此外，由于平面導體12的長邊方向的長度L為所使用頻率的半波長左右，因此流過兩個邊緣部OE的電流的方向相同，而不是流過圍繞平面導體12的外周那樣的電流。
[0067]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能將配置在環(huán)狀導體11附近的平面導體12用作天線元件，從而得到包括無需加大環(huán)狀導體11的尺寸而具有較長通信距離的小型/薄型RFID標簽的通信終端裝置401。
[0068]環(huán)狀導體11的第二部分SP包含所述電流最大點I。優(yōu)選為在包含所述電流最大點I的區(qū)域與平面導體12進行電磁場耦合。S卩，環(huán)狀導體11在供電點附近的電流密度較低，在離供電點最遠的位置處的電流密度較高。因此，若環(huán)狀導體11與平面導體12在包含環(huán)狀導體11中電流密度最高部分的第二部分SP處相耦合，則能夠抑制環(huán)狀導體11與平面導體12之間不必要的耦合(因耦合而產(chǎn)生的流過平面導體12的電流對輻射無貢獻的耦合)，從而能得到具有較小插入損耗的RFID標簽以及包括該RFID標簽的通信終端裝置401。
[0069]環(huán)狀導體11優(yōu)選為使構(gòu)成該環(huán)狀導體11的面沿著平面導體12的面配置在平面導體12的附近。換言之，環(huán)狀導體11優(yōu)選為其中心軸朝向平面導體12的法線方向。根據(jù)本實用新型，由于可以進行這樣的配置，因此能夠沿著平面導體12的面配置RFID標簽，從而可以實現(xiàn)整體的薄型化。
[0070]環(huán)狀導體11優(yōu)選為以使其第二部分SP位于平面導體12的邊緣部附近的方式配置在平面導體12的附近，尤其優(yōu)選為環(huán)狀導體11的第二部分SP形成為直線狀，并且環(huán)狀導體11以與平面導體12的直線狀的邊緣部大致平行的方式配置在平面導體12附近。通過這樣的配置，能抑制環(huán)狀導體11中的渦流損耗，并且使主要輻射部位(平面導體12的邊緣部)的一側(cè)與環(huán)狀導體11的電流最大點I之間的距離最短，從而能降低功耗。
[0071]另外，除了將原本就設(shè)置在印刷布線板上的接地導體用作為平面導體之外，還可以在電池組附近配置RFID標簽301，并將電池組或屏蔽外殼的金屬殼體用作為平面導體。此外，如果是具備金屬殼體的電子設(shè)備，也可以利用該金屬殼體來作為平面導體。
[0072]《第二實施方式》
[0073]第二實施方式示出因環(huán)狀導體的第一部分和第二部分的尺寸差異而產(chǎn)生的特性差異。
[0074]圖8 (A)是將不隔著磁性體片材13與平面導體相對的第二部分SP僅設(shè)為環(huán)狀導體11的形狀即矩形的大致一條邊的例子，圖8(B)是進一步使第二部分SP變窄，將其到矩形的一條邊的兩側(cè)為止的部分設(shè)為第一部分FP的例子。此外，圖8(C)與圖8(A)相反，是僅對環(huán)狀導體11的形狀即矩形的大致一條邊設(shè)置(覆蓋)磁性體片材，將剩下的三條邊設(shè)為第二部分SP的例子。在圖8(C)的狀態(tài)下，環(huán)狀導體11的具有電位差(電壓較高)的部分與平面導體12相對。在圖8(B)的狀態(tài)下，環(huán)狀導體11的具有電位差(電壓較高)的部分與平面導體12幾乎不相對。
[0075]圖9是表示在圖8(A)、圖8(B)、圖8(C)所示的狀態(tài)下各RFID標簽的特性的圖。由此，當環(huán)狀導體11的第二部分SP的比例小于第一部分FP時，Q值較高，中心頻率的增益最大。并且，與環(huán)狀導體11的第一部分FP相比，第二部分SP的比例越大，環(huán)狀導體11與平面導體12之間的電場耦合就越強。此外，由于在環(huán)狀導體11的電位差較大的部分也進行電場耦合，因此，成為在環(huán)狀導體11內(nèi)的電位差不同的兩點處進行電場耦合的狀態(tài)，從而擴大了通頻帶，降低了增益的峰值。因此，根據(jù)所需要的頻帶寬度及增益來確定環(huán)狀導體11的第二部分SP對于第一部分FP的比例即可。
[0076]《第三實施方式》
[0077]圖10是第三實施方式的通信終端裝置403的立體圖。圖11 (A)是RFID標簽303的裝載部的放大圖，圖11 (B)是該RFID標簽的左側(cè)視圖。該通信終端裝置403包括平面導體12和RFID標簽303。RFID標簽302的結(jié)構(gòu)與第一、第二實施方式所示的RFID標簽301不同。RFID標簽303中，矩形環(huán)狀的環(huán)狀導體11將經(jīng)圖案形成后的基材片材10的一部分從磁性體片材13的第一主面(上表面)折疊到第二主面(下表面)。RFID標簽303經(jīng)由粘接層15粘貼到平面導體12上。
[0078]僅將環(huán)狀導體11的形狀即矩形的大致一條邊配置在磁性體片材13的第二主面(下表面)上。這一條邊是從平面導體12進行觀察時，不存在磁性體片材13的第二部分SP0這一條邊之外的部分是從平面導體12進行觀察時，存在磁性體片材13的第一部分FP。
[0079]由此，即使是沿著磁性體片材的部分，也能構(gòu)成環(huán)狀導體的第二部分SP。根據(jù)該第三實施方式，基材片材10的整體以包圍磁性體片材的方式進行配置，因此能夠便于RFID標簽的操作以及安裝于平面導體12。
[0080]《實施方式4》
[0081]圖12是第四實施方式的通信終端裝置404的立體圖。環(huán)狀導體由第一輔助導體IlA和第二輔助導體IlB構(gòu)成。第一輔助導體IlA與第二輔助導體IlB通過電容C1、C2相耦合。其中，圖中的電容Cl、C2僅用集中常數(shù)電路的符號來表示，但是實際上是分布電容。在由這兩個輔助導體IlAUlB所構(gòu)成的環(huán)狀導體中，由于第二部分SP不存在磁性體片材13，因此可以從平面導體12觀察到，第一部分FP存在有磁性體片材13，因此無法從平面導體12等效地觀察到。
[0082]圖13是圖12所示的RFID標簽部分的等效電路圖。這里，用電感器L1、L2、L3來表不第一輔助導體11A,用電感器L4、L5、L6來表不第二輔助導體11B。RFIC兀件14內(nèi)的電容Ci與第一輔助導體IlA的電感器L1、L2、L3構(gòu)成第一 LC諧振電路。此外,第一輔助導體IlA和第二輔助導體IlB之間的電容Cl、C2與第二輔助導體IlB的電感器L4、L5、L6構(gòu)成第二 LC諧振電路。第一 LC諧振電路的諧振頻率fl及第二 LC諧振電路的諧振頻率f2可以如下所示:
[0083]fl = 1/{2 31 V〔 (Ci (L1+L2+L3)〕}
[0084]f2 = I/{2 31 V〔 (C1+C2) (L1+L2+L3+L4+L5+L6)〕}
[0085]第一輔助導體IlA的電感(L1、L2、L3)與第二輔助導體IlB的電感(L4、L5、L6)之間存在互感，因此上述第一 LC諧振電路與第二 LC諧振電路相互耦合。
[0086]圖14是從圖12所示的RFID標簽部分的供電電路所觀察到的回波損耗特性。如上所述，存在兩個諧振頻率f1、f2，由于fl、f2不同，從而能夠?qū)崿F(xiàn)圖14所示的寬頻帶化。另外，由于所述互感的影響，該回波損耗特性的兩極的頻率間隔進一步分離。所述互感可以通過使第一輔助導體和第二輔助導體的形狀發(fā)生差異，位置產(chǎn)生偏移，以及使兩者之間的一部分夾住磁性體片材等方法來調(diào)整,也可以由此來確定兩極的頻率間隔。
[0087]《第五實施方式》
[0088]圖15(A)是第五實施方式的通信終端裝置405的俯視圖，圖15(B)是圖15(A)的B-B’部分的剖視圖。在該例中，在基材片材10的下表面上圖案形成有環(huán)狀導體11。環(huán)狀導體11具有第一部分FP和第二部分SP，其中，第一部分FP隔著磁性體片材13與平面導體相對，第二部分SP不隔著磁性體片材13而與平面導體12直接導通。
[0089]環(huán)狀導體11的第一端和第二端與RFIC元件14(RFIC元件14的供電電路)相連接。RFIC元件的內(nèi)部包含有電容，該電容與環(huán)狀導體11的電感構(gòu)成LC諧振電路。于是，在使環(huán)狀導體11與供電電路阻抗相匹配的諧振頻率下，從供電電路到環(huán)狀導體11存在有差分電位，從而環(huán)狀導體11的第一端與第二端之間的中央位置(離供電電路最遠的位置)成為電流最大點I。該電流最大點I是假想的接地電位。所述諧振頻率是例如900MHz頻帶等的UHF頻帶的頻率。
[0090]圖16是表示流過RFID標簽的環(huán)狀導體11的電流以及流過平面導體12的電流的形態(tài)的圖。當由RFIC元件14向環(huán)狀導體11提供所述諧振頻率(UHF頻帶)的高頻功率時，由于流過環(huán)狀導體11的電流IL，平面導體12中流過電流IA。由于不是如圖7(C)所示的感應耦合，而是直接導通，因此電流IA的方向與流過環(huán)狀導體11的電流IL的方向相同。此時，由于邊緣效應，平面導體12的邊緣部OE的電流密度較高。因此，以使環(huán)狀導體11的第二部分SP沿著平面導體12的一側(cè)的邊緣的方式，將RFID標簽301配置在平面導體12上。通常，將環(huán)狀導體11的第二部分SP配置在比平面導體12的中心(重心)更靠近一側(cè)的邊緣部一側(cè)的位置即可。
[0091]由于所述感應電流IA在平面導體12內(nèi)傳輸，因此平面導體12起到作為輻射元件的作用。若用λ來表示使用頻帶的波長，則平面導體12的長邊方向的尺寸L優(yōu)選為L =λ/2或L?λ/2。從而平面導體12起到作為半波長輻射元件的作用。
[0092]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能將配置在環(huán)狀導體11附近的平面導體12用作天線元件，從而得到包括無需加大環(huán)狀導體11的尺寸而具有較長通信距離的小型/薄型RFID標簽的通信終端裝置405。
[0093]優(yōu)選環(huán)狀導體11的第二部分SP包含有所述電流最大點I，并在包含該電流最大點I的區(qū)域與平面導體12直接連接(直接導通)。即，環(huán)狀導體11在供電點附近的電流密度較低，在離供電點最遠的位置處的電流密度較高。因此，若環(huán)狀導體11與平面導體12在包含環(huán)狀導體11中電流密度最高的部分的第二部分SP處相耦合，則能夠抑制環(huán)狀導體11與平面導體12之間不必要的耦合(因耦合而產(chǎn)生的流過平面導體12的電流對輻射無貢獻的耦合)，從而能得到具有較小插入損耗的RFID標簽以及包括該RFID標簽的通信終端裝置405。
[0094]環(huán)狀導體11優(yōu)選為以使其第二部分SP位于平面導體12的邊緣部附近的方式配置在平面導體12上，尤其優(yōu)選為環(huán)狀導體11的第二部分SP形成為直線狀，并且環(huán)狀導體11以與平面導體12的直線狀的邊緣部大致平行的方式配置在平面導體12附近。通過這樣的配置，能抑制環(huán)狀導體11中的渦流損耗，并且使主要輻射部位(平面導體12的邊緣部)的一側(cè)與環(huán)狀導體11的電流最大點I之間的距離最短，從而能降低功耗。
[0095]《第六實施方式》
[0096]第六實施方式示出了由多個片材層疊構(gòu)成的RFID標簽的例子。
[0097]圖17是第六實施方式的RFID標簽306A的分解立體圖。在鐵氧體片13A的上表面形成環(huán)狀導體的一部分(三條邊)11-1，在鐵氧體片13B的下表面形成環(huán)狀導體的一部分(一條邊)11-2。然后，環(huán)狀導體11-1和11-2經(jīng)由形成在鐵氧體片13A、13B、13C上的過孔導體相連接。這些鐵氧體片13A、13B是具有低磁導率(例如相對磁導率yr = I)的鐵氧體，鐵氧體片13C是具有高磁導率(例如相對磁導率Pr = 100)的鐵氧體。環(huán)狀導體的一部分11-1與RFIC元件14相連接。通常，在由三個鐵氧體片13A、13B、13C構(gòu)成層疊體之后，將RFIC元件14裝載到該層疊體上。
[0098]以環(huán)狀導體的一部分11-2與平面導體直接導通的方式將該RFID標簽306A裝載在平面導體上，在該狀態(tài)下，環(huán)狀導體的一部分11-1與平面導體之間存在有鐵氧體片13C。也就是說，環(huán)狀導體的一部分11-1是環(huán)狀導體的第一部分FP。并且，環(huán)狀導體的一部分11-2與平面導體之間不存在鐵氧體片13C，因此該環(huán)狀導體的一部分11-2是環(huán)狀導體的第二部分SP。
[0099]圖18是第六實施方式的另一個RFID標簽306B的分解立體圖。在電介質(zhì)(非磁性體)片材16A的上表面形成環(huán)狀導體的一部分(三條邊)11-1,在電介質(zhì)(非磁性體)片材16B的下表面形成環(huán)狀導體的一部分(一條邊)11-2。在電介質(zhì)片材16B的下表面形成安裝用電極17。然后，環(huán)狀導體11-1和11-2經(jīng)由形成在電介質(zhì)片材16A以及鐵氧體片13C上的過孔導體相連接。環(huán)狀導體的一部分11-1與RFIC元件14相連接。
[0100]與RFID標簽306A的情況一樣，環(huán)狀導體的一部分11_1為環(huán)狀導體的第一部分FP,環(huán)狀導體的一部分11-2為環(huán)狀導體的第二部分SP。通過安裝用電極17將該RFID標簽306B安裝在平面導體上，此時環(huán)狀導體的一部分11-2隔著電介質(zhì)片材16B與平面導體相對，從而環(huán)狀導體的一部分11-2與平面導體之間進行電磁場耦合。
[0101]此外，若構(gòu)成為如下結(jié)構(gòu)，即環(huán)狀導體的一部分11-2與安裝用電極17形成在同一平面上，在電介質(zhì)片材16B上形成有過孔導體，環(huán)狀導體的一部分11-2經(jīng)由過孔導體與環(huán)狀導體的一部分11-1相連接，則能夠使環(huán)狀導體的一部分11-2與平面導體直接導通(DC直接連接)。
[0102]《其它實施方式》
[0103]上述各實施方式所示的RFIC元件是包含存儲電路、邏輯電路的電路，也可以是只具有高頻電路的IC元件。此外，也可以具有RFIC芯片以及與該芯片相連接的諧振電路等的匹配電路。并且，也可以構(gòu)成為環(huán)狀導體與該匹配電路經(jīng)電磁場進行耦合。
[0104]此外，本實用新型的天線裝置不僅可以作為UHF頻帶的RFID系統(tǒng)中的RFID標簽來使用，還可以作為讀寫器用的天線裝置來使用。此外，可以在HF頻帶等其他頻帶下使用，也可以在RFID系統(tǒng)以外的其他通信系統(tǒng)中使用。
[0105]標號說明
[0106]FP第一部分
[0107]SP第二部分
[0108]LI, L2, L3 電感器
[0109]L4, L5, L6 電感器
[0110]OE邊緣部
[0111]10基材片材
[0112]11環(huán)狀導體
[0113]IlA第一輔助導體
[0114]IlB第二輔助導體
[0115]12平面導體
[0116]13磁性體片材
[0117]13A，13B，13C 鐵氧體片
[0118]14 RFIC 元件
[0119]15粘接層
[0120]16A, 16B電介質(zhì)片材
[0121]17安裝用電極
[0122]101天線模塊
[0123]201天線裝置
[0124]301,303 RFID 標簽
[0125]306A,306B RFID 標簽
[0126]401，403，404，405 通信終端裝置
【權(quán)利要求】
1.一種天線裝置，該天線裝置包括: 環(huán)狀導體，該環(huán)狀導體與供電電路相連接或相耦合； 磁性體片材，該磁性體片材相對于所述環(huán)狀導體并排設(shè)置；以及平面導體，該平面導體的面積比所述環(huán)狀導體的外形尺寸要大，且與所述環(huán)狀導體相對配置，其特征在于， 所述環(huán)狀導體具有經(jīng)由所述磁性體片材與所述平面導體相對的第一部分、以及不經(jīng)由所述磁性體片材與所述平面導體相對的第二部分， 所述環(huán)狀導體的所述第二部分接近配置在所述平面導體的邊緣部， 通過使所述環(huán)狀導體的所述第二部分和所述平面導體的所述邊緣部直接導通或者電磁場耦合，將電流引入所述平面導體的所述邊緣部，從而使所述平面導體作為輻射元件進行動作。
2.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于， 所述第二部分是所述環(huán)狀導體中沿著所述平面導體的所述邊緣部的部分，所述第一部分是其它的部分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，其特征在于， 所述磁性體片材具有彼此相對的第一主面和第二主面，所述第二主面與所述平面導體相對， 所述環(huán)狀導體的所述第一部分設(shè)置在所述磁性體片材的所述第一主面，所述環(huán)狀導體的所述第二部分設(shè)置在所述磁性體片材的所述第二主面。
4.如權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，其特征在于， 所述環(huán)狀導體由至少在兩個位置經(jīng)由電容進行耦合的第一輔助導體及第二輔助導體構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，其特征在于， 所述環(huán)狀導體的所述第二部分為直線狀，所述環(huán)狀導體以與所述平面導體的直線狀的邊緣部平行的方式進行配置。
6.如權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，其特征在于， 所述平面導體是形成于印刷布線板的接地導體。
7.如權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，其特征在于， 所述平面導體是金屬殼體。
8.一種通信終端裝置，其特征在于，包括: 權(quán)利要求1或2所述的天線裝置；以及與該天線裝置的所述環(huán)狀導體直接連接或電磁場耦合的RFIC元件。
9.如權(quán)利要求8所述的通信終端裝置，其特征在于， 所述平面導體是形成于印刷布線板的接地導體。
10.如權(quán)利要求8所述的通信終端裝置，其特征在于， 所述平面導體是金屬殼體。
11.如權(quán)利要求8所述的通信終端裝置，其特征在于， 所述RFIC元件在UHF頻帶與所述環(huán)狀導體進行匹配，并利用于UHF頻帶的RFID系統(tǒng)。
【文檔編號】H01Q1/36GK204189963SQ201420568391
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月19日
【發(fā)明者】加藤登 申請人:株式會社村田制作所