(57)【要約】【課題】サイズや消費電力を維持しつつ、通信性能の低下を抑制することが可能なアンテナ装置を提供すること。【解決手段】電子キーは、ＵＨＦアンテナ１５とＨＦアンテナ１６とを兼ね備えたアンテナ装置として規定される。ＨＦアンテナ１６は、ＵＨＦアンテナ１５の全体を囲むループアンテナにより構成されている。すなわち、ＵＨＦアンテナ１５とＨＦアンテナ１６が重なり合う配置をとっている。ＨＦアンテナ１６には、１ターン毎に、ＵＨＦ帯の電波を用いたＲＦ送信時に共振するフィルタ１７が挿入されている。これらのフィルタ１７は、各ターンを垂直に横切る一直線上に一列に配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＨＦ帯の電波を用いた通信の媒体となるＵＨＦアンテナと、ＨＦ帯の電波を用いた通信の媒体となるＨＦアンテナとを兼ね備えたアンテナ装置において、
前記ＨＦアンテナがループアンテナにより構成され、ＵＨＦ帯の電波を用いた通信時に共振するフィルタを前記ＨＦアンテナの１ターン毎に設けた
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記ＨＦアンテナの１ターン毎に設ける前記フィルタについて、隣り合うフィルタ同士を近接して配置した
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記ＵＨＦアンテナの少なくとも一部は、前記ＨＦアンテナのループ内に含まれる
請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＨＦ帯の電波を用いた通信の媒体となるＵＨＦアンテナと、ＨＦ帯の電波を用いた通信の媒体となるＨＦアンテナとを兼ね備えたアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車内環境を示唆するカスタマイズ情報を携帯電話から電子キーを経由して車両へ転送する技術が開示されている。この技術によると、ユーザの望む車内環境を多機能携帯電話であるスマートフォンで設定することによって、設定した内容が車両制御に反映されつつ車内環境が整えられる。スマートフォンと電子キーとの通信に、ＨＦ帯（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）の電波を用いた近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）を採用するとき、両者を数センチメートルの距離に近接させることによって、車両情報がスマートフォンから電子キーに送信される。一方、電子キーから車両への送信に、ＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の電波を用いたＲＦ送信（Radio Frequency ）を採用するとき、車両から数十メートル離れた地点にある電子キーから車両へ車両情報を転送することが可能となる。これにより、ユーザは車両へ出向かなくてよいため、煩わしさが低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２６７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記態様による電子キーは、ＵＨＦ帯の電波を用いた通信の媒体となるＵＨＦアンテナと、ＨＦ帯の電波を用いた通信の媒体となるＨＦアンテナとを兼ね備えたアンテナ装置として規定される。ＵＨＦアンテナとＨＦアンテナが重なり合う配置の場合、ＨＦアンテナの影響によりＵＨＦ帯の電波を用いた通信に際し、通信性能が低下する。仮に、通信性能の低下分をＵＨＦアンテナのサイズアップにより補うと、電子キーのサイズがアップすることになり、携帯性が損なわれる。一方、通信性能の低下分を電力アップにより補うと、電子キーが電池から電力を賄うとき、電池寿命の低下につながる。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、サイズや消費電力を維持しつつ、通信性能の低下を抑制することが可能なアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するアンテナ装置は、ＵＨＦ帯の電波を用いた通信の媒体となるＵＨＦアンテナと、ＨＦ帯の電波を用いた通信の媒体となるＨＦアンテナとを兼ね備えたアンテナ装置において、前記ＨＦアンテナがループアンテナにより構成され、ＵＨＦ帯の電波を用いた通信時に共振するフィルタを前記ＨＦアンテナの１ターン毎に設けたことをその要旨としている。
【０００７】
この構成によれば、ＨＦアンテナの１ターン毎にフィルタを挿入することで、ＵＨＦ帯の電波を用いた通信に際し、通信性能の低下が抑制される。このため、通信性能を維持するにあたり、ＵＨＦアンテナのサイズアップや電力アップを伴わない。したがって、サイズや消費電力を維持しつつ、通信性能の低下を抑制することができる。
【０００８】
上記アンテナ装置について、前記ＨＦアンテナの１ターン毎に設ける前記フィルタについて、隣り合うフィルタ同士を近接して配置したこととしてもよい。
この構成によれば、ＵＨＦ帯の電波を用いた通信時には、ＨＦアンテナにおいて、フィルタの存在により他ターンとの容量結合が起こり難くなる。仮に、フィルタを設けない場合には、他ターンとの容量結合によりＨＦアンテナが見かけ上、ショートとなるが、本構成の場合には、容量結合の起こり難さからＨＦアンテナがオープンとなる。したがって、通信性能の低下を効果的に抑制することができる。
【０００９】
上記アンテナ装置について、前記ＵＨＦアンテナの少なくとも一部は、前記ＨＦアンテナのループ内に含まれることとしてもよい。
この構成によれば、ＵＨＦアンテナとＨＦアンテナが重なり合う配置の場合に、ＨＦアンテナにフィルタを挿入することによって、通信性能の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、サイズや消費電力を維持しつつ、通信性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】情報転送システムの構成を示すブロック図。
【図２】ＵＨＦアンテナとＨＦアンテナとを兼ね備えた電子キーを示す平面図。
【図３】ＨＦアンテナに挿入されたフィルタを示す回路図。
【図４】比較例のＨＦアンテナを示す等価回路図。
【図５】フィルタ効果を比較したグラフ。
【図６】フィルタの配置を規定した平面図。
【図７】ＲＦ送信時の利得の劣化量を比較したグラフ。
【図８】電子キーの変更例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、アンテナ装置の一実施の形態について説明する。
図１に示すように、アンテナ装置の一例である電子キー１は、近年急速に普及しているスマートフォン２との間でＨＦ帯の電波を用いた近距離無線通信（以下、ＮＦＣ通信と称する）が可能であるとともに、車両３との間でＵＨＦ帯の電波を用いた高周波無線通信（以下、ＲＦ送信と称する）が可能である。本例において、電子キー１及びスマートフォン２及び車両３の三者は、車両の行き先を示唆する目的地情報をスマートフォン２から電子キー１を経由して車両３へ転送する情報転送システム４の構成要素となっている。
【００１３】
スマートフォン２は、車両オーナによって所持されるとともに、タッチ操作による入力の行われるタッチ操作部２１と、スマートフォン２の統括的な制御を司る端末制御部２２と、端末制御部２２による制御のもと電子キー１との間でＮＦＣ通信を行うＮＦＣ機能部２３とを備えている。スマートフォン２に専用のアプリケーションソフトが組み込まれていることを前提に、タッチ操作部２１の操作を通じて車両の目的地が設定可能であり、目的地情報がＮＦＣ通信により数センチメートル先の電子キー１に送信可能となっている。
【００１４】
電子キー１は、ボタン操作による入力の行われるボタン操作部１１と、電子キー１の統括的な制御を司るキー制御部１２と、キー制御部１２による制御のもとスマートフォン２との間でＮＦＣ通信を行うＮＦＣ機能部１３と、車両３に対しＲＦ送信を行うＲＦ送信部１４とを備えている。ボタン操作部１１は、車両のドアロックを遠隔操作により施錠するロックボタン、同じく解錠するアンロックボタン等を含む。例えば、ロックボタンが押下されると、それを示唆する操作信号がキー制御部１２に入力される。キー制御部１２は不揮発性のメモリ１２ａを備え、このメモリ１２ａには、電子キー１に固有のＩＤコードが記憶されている。キー制御部１２は、ロックボタンが押下されたことを示唆する操作信号が入力されると、車両３に対しドアロックの施錠を要求する操作コードと上記ＩＤコードとを含む原信号を生成しＲＦ送信部１４に出力する。ＲＦ送信部１４は、上記原信号をＵＨＦ帯の電波に変調しワイヤレス信号として数十メートル先の車両３にＲＦ送信する。
【００１５】
スマートフォン２と電子キー１とのＮＦＣ通信では、まずスマートフォン２のＮＦＣ機能部２３から数センチメートルの範囲にポーリング用の電波が発信される。この範囲に電子キー１が近接されているとき、電子キー１のＮＦＣ機能部１３によって上記電波が受信されるとともに、この電波から電力を賄いつつ、電子キー１がＮＦＣ機能を有することを示唆する識別コードがＮＦＣ機能部１３から送信される。この識別コードにはＮＦＣ通信の通信規格のバージョン情報等が含まれる。この識別コードがスマートフォン２で受信されると、スマートフォン２の通信規格に則った識別コードであるか否かが認証され、肯定判断されたことを条件に、目的地情報が電子キー１に送信される。キー制御部１２は、この目的地情報と上記ＩＤコードとを含むワイヤレス信号をＲＦ送信部１４を通じてＲＦ送信し、これにより、目的地情報を車両３へ転送する。
【００１６】
車両３は、電子キー１からのワイヤレス信号を受信可能なＲＦ受信部３１と、車両３の統括的な制御を司る車両制御部３２とを備えている。ＲＦ受信部３１は、ワイヤレス信号を復調して受信信号を生成し車両制御部３２に出力する。車両制御部３２は不揮発性のメモリ３２ａを備え、このメモリ３２ａには、車両３に適合する電子キー１のＩＤコードが基準ＩＤコードとして登録されている。車両制御部３２は、ＲＦ受信部３１による受信信号に基準ＩＤコードと一致するＩＤコードが含まれているとき、車両オーナの所持する正規の電子キー１によるワイヤレス信号である旨特定する。そして、この受信信号にドアロックの施錠を要求する操作コードが含まれている場合には、ドアロックの施錠に必要な制御を行い、また、ドアロックの解錠を要求する操作コードが含まれている場合には、ドアロックの解錠に必要な制御を行う。さらに、ＲＦ受信部３１による受信信号に、基準ＩＤコードに一致するＩＤコードと共に目的地情報が含まれている場合には、この目的地情報がカーナビゲーションシステムに反映される。
【００１７】
図２に示すように、上記電子キー１は、ＵＨＦ帯の電波を用いたＲＦ送信の媒体となるＵＨＦアンテナ１５と、ＨＦ帯の電波を用いたＮＦＣ通信の媒体となるＨＦアンテナ１６とを兼ね備えたアンテナ装置として規定される。ＨＦアンテナ１６は、ＵＨＦアンテナ１５の全体を囲むループアンテナにより構成されている。
【００１８】
図３に示すように、本例のＨＦアンテナ１６は３ターンよりなり、１ターン毎に、ＵＨＦ帯の電波を用いたＲＦ送信時に共振するフィルタ１７が挿入されている。すなわち、本例のＨＦアンテナ１６は３つのフィルタ１７を備えている。これら３つのフィルタ１７は、各ターンを垂直に横切る一直線上に一列に配置されている。各フィルタ１７は、コイルとコンデンサを並列に接続したＬＣ回路により構成されている。
【００１９】
図４に示すように、本例に対する比較例として、ＨＦアンテナ１６Ａの３ターンのうち１ターンのみにフィルタ１７が挿入されている場合を想定する。この場合、他ターンとの容量結合によりＨＦアンテナ１６Ａが見かけ上、ショートとなる。すなわち、１つのフィルタ１７によってインピーダンスは高められるものの、全てのターンにフィルタ１７が挿入されている訳ではないため、ＨＦアンテナ１６Ａの全体からすると、フィルタ効果は低い。
【００２０】
図５に示すように、フィルタ１７をいずれのターンにも設けない場合には、フィルタ効果が得られない。一方、フィルタ１７を１ターンのみに設けた場合には、フィルタ効果がほとんど得られず、また、フィルタ１７を２ターンに設けた場合にも、フィルタ効果がほとんど得られない。これは上記容量結合によるためと推測される。他方、本例に倣いフィルタ１７を３ターン全てに設けた場合には、他の場合に比べて高いフィルタ効果が得られる。
【００２１】
図６に示すように、３ターン全てにフィルタ１７を設けることを前提に、これら３つのフィルタ１７を横方向に並べて配置した場合の、隣り合う２つのフィルタ１７の縦方向の間隔をｘミリメートルと規定する。
【００２２】
図７に示すように、間隔ｘが広い程、ＲＦ送信時に利得が劣化し易い。例えば、間隔が１０ミリメートルの場合には、劣化量がおよそマイナス２デシベルであるのに対し、間隔が１７ミリメートルの場合には、劣化量がおよそマイナス１１デシベルになる。これは上記容量結合が起こり易くなるためと推測される。本例に倣い３つのフィルタ１７について、隣り合うフィルタ同士を近接（ｘ＝０〜５ｍｍ程度）して配置した場合には、利得の劣化量がおよそマイナス１デシベル未満になる。もっとも、３つのフィルタ１７を横一列（ｘ＝０）に配置した場合には、利得の劣化量が最も小さくなる。
【００２３】
次に、電子キー１（アンテナ装置）の作用について説明する。
ＵＨＦアンテナ１５とＨＦアンテナ１６が重なり合う配置にあることを前提に、本例とは異なり、ＨＦアンテナ１６にフィルタ１７を挿入しない場合には、ＵＨＦアンテナ１５を媒体とするＲＦ送信時にＨＦアンテナ１６が見かけ上、ショートとなるため、ＲＦ送信による出力が低下する。
【００２４】
これに対し、本例では、ＲＦ送信時に共振するフィルタ１７がＨＦアンテナ１６の１ターン毎に設けられ、しかもそれらが各ターンを垂直に横切る一直線上に一列に配置され、これにより、他ターンとの容量結合が起こり難くなる工夫が凝らされているため、ＲＦ送信による出力の低下が抑制される。その結果、ＲＦ送信を通じて目的地情報が電子キー１から数十メートル先の車両３へ確実に転送される。
【００２５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ＨＦアンテナ１６の１ターン毎に、ＲＦ送信時に共振するフィルタ１７を挿入することで、ＲＦ送信による出力の低下が抑制される。このため、通信性能を維持するにあたり、ＵＨＦアンテナ１５のサイズアップや電力アップを伴わない。したがって、サイズや消費電力を維持しつつ、通信性能の低下を抑制することができる。
【００２６】
（２）３つのフィルタ１７について、隣り合うフィルタ同士が近接して配置されている。本例では、３つのフィルタ１７が各ターンを垂直に横切る一直線上に一列に配置されている。このため、ＲＦ送信時には、ＨＦアンテナ１６において、他ターンとの容量結合が起こり難くなる。そして、容量結合の起こり難さからＨＦアンテナ１６がオープンとなる。したがって、通信性能の低下を効果的に抑制することができる。
【００２７】
（３）ＵＨＦアンテナ１５とＨＦアンテナ１６が重なり合う配置、本例にあってＵＨＦアンテナ１５の全部がＨＦアンテナ１６のループ内に含まれる配置の場合に、ＨＦアンテナ１６にフィルタ１７を挿入することによって、通信性能の低下を抑制することができる。
【００２８】
尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図８に示すように、ＵＨＦアンテナ１５の例えば半分程度がＨＦアンテナ１６のループ内に含まれる配置を前提に、ＲＦ送信時に共振するフィルタ１７をＨＦアンテナ１６の１ループ毎に設けてもよい。尚、フィルタ１７は矢印Ａで示すＵＨＦアンテナ１５の外及び矢印Ｂで示すＵＨＦアンテナ１５の内のいずれに設けてもよい。
【００２９】
・フィルタ１７について、ＬＣ回路に代えて例えばコイルを単独でＨＦアンテナ１６の１ターン毎に設けてもよい。
・ＨＦアンテナ１６のターン数は「３」に限定されない。
【００３０】
・ＲＦ送信に代えてＲＦ受信の媒体となるＵＨＦアンテナとＨＦアンテナとを兼ね備えたアンテナ装置について、ＲＦ受信時に共振するフィルタをＨＦアンテナの１ターン毎に設けてもよい。この場合、ＲＦ受信による受信効率の低下を抑制することができる。
【００３１】
・アンテナ装置は電子キー１に限定されない。ＵＨＦアンテナとＨＦアンテナとを兼ね備えた小型機器に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…電子キー（アンテナ装置）、２…スマートフォン、３…車両、４…情報転送システム、１１…ボタン操作部、１２…キー制御部、１２ａ…メモリ、１３…ＮＦＣ機能部、１４…ＲＦ送信部、１５…ＵＨＦアンテナ、１６…ＨＦアンテナ、１７…フィルタ、２１…タッチ操作部、２２…端末制御部、２３…ＮＦＣ機能部、３１…ＲＦ受信部、３２…車両制御部、３２ａ…メモリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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