(57)【要約】【課題】用途に応じた共振周波数の調整を行うことを必要とせず、安定してリーダライタと通信を行うことが可能なアンテナ装置を提供する。【解決手段】シート状の基板１１と、基板１１の一方の面に設けられた導電体１２と、基板１１の他方の面に設けられ、基板１１とで構成されるＬＣ共振回路の共振周波数が通信周波数Ｆｃより小さくなるように構成されたスパイラルアンテナ１０とを備える。このように、導電体を考慮しないときの共振周波数を通信周波数より予め小さく設定することにより、スパイラルアンテナ部１０に供給される通信周波数Ｆｃの電力が、リーダライタとアンテナ装置との間で通信可能な大きさの範囲内となる。【選択図】図１
2006287660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の面に設けられ、信号送受信回路と共に構成されるＬＣ共振回路の共振周波数が通信周波数より小さくなるように構成されたスパイラルアンテナと
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記通信周波数をＦｃ、前記共振周波数をＦｓとすると、ＦｓとＦｃとが以下の関係を満たすように、前記共振周波数が設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
０．５２Ｆｃ≦Ｆｓ＜Ｆｃ…（１）
【請求項３】
前記基板の他方の面に導電体を密着した場合に、その導電体の影響を受けて変移した共振周波数をＦｙとすると、ＦｓとＦｃとＦｙとが以下の関係を満たすように、Ｆｓが設定されている
ことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
Ｆｃ−Ｆｓ≧｜Ｆｃ−Ｆｙ｜…（２）
【請求項４】
前記基板の他方の面に導電体が配置された状態で前記スパイラルアンテナに供給される前記通信周波数の電力をＰａ、前記ＬＣ共振回路の共振周波数が前記通信周波数以上になるように構成された仮想スパイラルアンテナを想定し、前記基板の他方の面に導電体が密着した状態で前記仮想スパイラルアンテナに供給される前記通信周波数の電力をＰｂとすると、ＰａとＰｂとが以下の関係を満たすように、前記共振周波数が設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
Ｐａ−Ｐｂ＞０…（３）
【請求項５】
前記基板の他方の面に導電体が存在しない状態で前記スパイラルアンテナに供給される前記通信周波数の電力をＰｃとすると、ＰａとＰｃとが以下の関係を満たすように、前記共振周波数が設定されている
ことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
Ｐａ−Ｐｃ＞０…（４）
【請求項６】
前記基板の他方の面に導電体層を備える
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記基板と前記導電体との間に磁性体層を備える
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項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、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ、非接触ＩＣ（Integrated Circuit）カードなどを用いた無線通信システムに利用されるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲＦＩＤ技術を用いた無線通信システムが注目されている。この通信システムは一般に、各種データを記憶可能なデータキャリアと、このデータキャリアに対して非接触で情報の読み書き（リード／ライト）を行うリーダライタとで構成される。データキャリアは、その形状や大きさなどに応じてＲＦＩＤタグ（無線ＩＣタグ）、非接触ＩＣカードなどと呼ばれる（以下では、総称して非接触ＩＣカードと呼ぶ）。この非接触ＩＣカードに利用される通信周波数としては、１３５ｋＨｚ以下の帯域、１３．５６ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯（９１５ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯）および２．４５ＧＨｚ帯などがある。この非接触ＩＣカードは、使用者にとって取り扱いが容易であることなどから、最近では交通機関の自動改札機等、各種入退出管理に利用されている。またその他にも、電子マネーや物品管理などへの応用も検討されている。
【０００３】
非接触ＩＣカードとそのリーダライタとには、例えば１３．５６ＭＨｚ帯用のものではスパイラルアンテナ（ループ状の平面コイル）が使用されている。一般に非接触ＩＣカードとしては無電池型が多く使用されており、リーダライタのアンテナが発する搬送波（交流磁界）を介して、電磁誘導により非接触ＩＣカードに電力が供給され、搬送波に変調データ信号を重畳することによりデータのリード／ライトが行われる。従って、リーダライタ側から発せられる磁界の強度や分布状態が、通信距離や安定した通信動作に影響してくる。非接触ＩＣカードとそのリーダライタとの間でのデータの送受信が可能なエリアを通信エリアとすると、所望とする通信エリア内で磁界強度が所定値以上になっている必要がある。一般に通信エリア内においては、磁界強度は大きい方が好ましい。なお、特許文献１に記載されているように、一般に非接触ＩＣカードとそのリーダライタの共振周波数はそれぞれ通信周波数と一致するように設計されている。
【０００４】
この非接触ＩＣカードは、上記したように様々な用途に適用されることから、導電体がスパイラルアンテナの背面に近接している状態で用いられる場合も考えられる。このような状態で導電体がリーダライタから電磁波を受けると、導電体表面に渦電流がスパイラルアンテナを流れる電流の向きとは反対の向きに発生し、その結果、非接触ＩＣカードに電力を供給する搬送波と、それに重畳された変調データ信号とが、導電体表面に誘起された反磁界により減衰する。さらに、背面に近接している導電体により、共振周波数が設定周波数よりさらに高周波側に変移するため、通信周波数の磁界強度が著しく小さくなる。その結果、非接触ＩＣカードとリーダライタとの間での通信は事実上不可能となる。
【０００５】
そこで、このような用途に対応するため、ループアンテナの背面に透磁率の低い磁性体を近接配置（密着配置）することが考えられる。これにより、アンテナから放射される電磁波のうち、通信目的とする方向以外の側の電磁波を磁性体により吸収することにより、導電体が近づいたとしても、その導電体による影響（渦電流による反磁界の発生）を防止することができる。このようにして安定した放射電磁界を確保することも可能である。
【特許文献１】特開２００３−１８８７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記したように透磁率の低い磁性体を近接配置した場合であっても、その厚さが薄いと、近接する導電体による影響を防止することが困難となる。そのため、その影響を確実に防止するには、ある程度の厚さが必要となり、その結果、非接触ＩＣカードが厚くなってしまうという問題がある。
【０００７】
また、上記したように磁性体を近接配置すると、その磁性体の透磁率や厚さに応じて共振周波数が変化するため、磁性体の種類や厚さに応じて共振周波数の調整が必要となるという問題がある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、用途に応じた共振周波数の調整を行うことを必要とせず、安定してリーダライタと通信を行う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】
【０００９】
本発明のアンテナ装置は、基板と、基板の一方の面に設けられ、信号送受信回路と共に構成されるＬＣ共振回路の共振周波数が通信周波数より小さくなるように構成されたスパイラルアンテナとを備えたものである。
【００１０】
ここで、信号送受信回路とは、スパイラルアンテナと、搬送波に重畳された変調データ信号を復調したり、搬送波に変調データ信号を重畳するための変復調回路との間に設けられた回路であり、上記基板上、上記基板以外の基板上、または上記基板上と上記基板以外の基板上とにまたがって設けられたものである。なお、この信号送受信回路は、このＬＣ共振回路の共振周波数を微調整するための素子、例えばキャパシタ（図示せず）や、スパイラルアンテナと変復調回路とを接続する配線などに寄生する容量などを含む概念である。
【００１１】
また、上記共振周波数は、スパイラルアンテナと信号送受信回路とで構成されるＬＣ共振回路における共振周波数であって、基板の他方の面に導電体を密着配置した場合の影響が考慮されていないものである（後述のＦｓに相当する）。なお、導電体とは、例えば、アルミニウムなどの軟磁性の常磁性体、銅などの軟磁性の反磁性体、または、鉄、ニッケル、パーマロイなどの軟磁性の強磁性体により構成されたものであり、アンテナ装置とは別個の個体である。通信周波数は、リーダライタとアンテナ装置とが互いに通信を行うのに使用される周波数である（後述のＦｃに相当する）。スパイラルアンテナは、例えば、ループ状の平面コイルのことである。
【００１２】
本発明のアンテナ装置では、基板の他方の面に導電体が密着した場合に、共振周波数が導電体の影響により高周波側に変移するが、導電体を考慮しないときの共振周波数が通信周波数より予め小さく設定されているので、スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力が、リーダライタとアンテナ装置との間で通信可能な大きさの範囲内となる。
【００１３】
上記共振周波数は、式（１）を満たすように、共振周波数Ｆｓが設定されることが好ましく、式（２）を満たすように、共振周波数Ｆｓが設定されることがより好ましい。
０．５２Ｆｃ≦Ｆｓ＜Ｆｃ…（１）
Ｆｃ−Ｆｓ≧｜Ｆｃ−Ｆｙ｜…（２）
【００１４】
ここで、Ｆｃは通信周波数である。ＦｓはＬＣ共振回路における共振周波数であって、導電体による影響が考慮されていないものである。ＦｙはＬＣ共振回路における共振周波数であって、基板の他方の面に導電体が密着配置された場合にその導電体の影響を受けて変移した先の共振周波数である。
【００１５】
式（１）を満たすようにＦｓを設定した場合に、基板の他方の面に導電体が配置された状態で、スパイラルアンテナと仮想スパイラルアンテナとがリーダライタ側のスパイラルアンテナから同一の搬送波（交流磁界）を受けたときは、スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力Ｐａの方が、仮想スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力Ｐｂよりも確実に大きくなる。さらに、式（２）を満たすようにＦｓを設定した場合は、共振周波数Ｆｙが共振周波数Ｆｓよりも通信周波数Ｆｃに近づくので、スパイラルアンテナの得る電力Ｐａが式（１）を満たすと共に式（２）を満たさない場合よりも大きくなる。
【００１６】
また、上記共振周波数は、式（３）を満たすように、共振周波数が設定されることが好ましく、式（４）を満たすように、共振周波数が設定されることがより好ましい。
Ｐａ−Ｐｂ＞０…（３）
Ｐａ−Ｐｃ＞０…（４）
【００１７】
ここで、Ｐｃは、基板の他方の面に導電体が存在しない状態で、スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力である。
【００１８】
式（３）を満たす場合には、基板の他方の面に導電体が配置された状態で、スパイラルアンテナと仮想スパイラルアンテナとがリーダライタ側のスパイラルアンテナから同一の搬送波（交流磁界）を受けたときは、スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力Ｐａの方が、仮想スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力Ｐｂよりも大きくなる。式（４）を満たす場合には、スパイラルアンテナの得る電力Ｐａが式（３）を満たすと共に式（４）を満たさない場合よりも大きくなる。
【００１９】
また、基板の他方の面にあらかじめ導電体層を備えるようにしてもよい。ここで、導電体層とは、例えば、アルミニウムなどの軟磁性の常磁性体、または、銅などの軟磁性の反磁性体により構成されたものである。これにより、導電体層を貫通する電磁波をあらかじめ弱めておくことができるので、導電体が背面に近づいたとしても、それらの影響が緩和される。
【００２０】
また、基板の他方の面にあらかじめ磁性体層を備えるようにしてもよく、また、基板の他方の面にあらかじめ磁性体層と導電体層とをこの順に積層して構成してもよい。ここで、磁性体層とは、例えば、鉄、ニッケル、パーマロイなどの軟磁性の強磁性体により構成されたものである。これにより、通信目的とする方向以外の側の電磁波は、磁性体層中を通過して通信目的とする方向へ戻るようになり、基板の他方の面に配置された導電体や導電体層により弱められることがほとんどなくなる。その結果、導電体が背面に近づいたとしても、それらの影響はほとんどない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のアンテナ装置によれば、導電体が背面に近づいたとしても、スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力が、リーダライタとアンテナ装置との間で通信可能な大きさの範囲内となるようにしたので、用途に応じた共振周波数の調整を逐一行う必要がない。これにより、安定してリーダライタと通信を行うことができる。
【００２２】
また、式（１）または式（３）を満たすようにした場合には、スパイラルアンテナを備えた場合の方が、仮想スパイラルアンテナを備えた場合よりも、安定してリーダライタと通信を行うことができる。さらに、式（２）または式（４）を満たすようにした場合には、より一層安定してリーダライタと通信を行うことができる。
【００２３】
また、基板の他方の面にあらかじめ導電体層を備えるようにした場合には、導電体が背面に近づいたとしても、それらの影響が緩和されるので、スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力の低下が緩和される。これにより、安定してリーダライタと通信を行うことができる。
【００２４】
また、基板の他方の面にあらかじめ磁性体層を備えるようにした場合や、磁性体層と導電体層とをこの順に積層して構成した場合には、導電体が背面に近づいたとしても、スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力の低下はほとんどない。これにより、より安定してリーダライタと通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
図１は、本実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を表したものである。このアンテナ装置は、基板１１の一方の面にスパイラルアンテナ部１０が形成されている。
【００２７】
基板１１は、例えば、絶縁性のフィルムであり、その基板１１の一方の面にスパイラルアンテナ部１０および信号送受信回路（図示せず）が設けられている。
【００２８】
スパイラルアンテナ部１０は、端子ｐおよび端子ｎを端部に有するスパイラルアンテナ（ループ状の平面コイル）により構成され、端子ｐおよび端子ｎを介して信号送受信回路と接続されている。また、スパイラルアンテナ部１０は、この信号送受信回路と共にＬＣ共振回路を構成しており、リーダライタ（図示せず）と信号の送受信を行うようになっている。
【００２９】
ここで、信号送受信回路とは、スパイラルアンテナと、搬送波に重畳された変調データ信号を復調したり、搬送波に変調データ信号を重畳するための変復調回路との間に設けられた回路であり、上記基板上、上記基板以外の基板上、または上記基板上と上記基板以外の基板上とにまたがって設けられたものである。なお、この信号送受信回路は、このＬＣ共振回路の共振周波数を微調整するための素子、例えばキャパシタ（図示せず）や、スパイラルアンテナと変復調回路とを接続する配線などに寄生する容量（図示せず）などを含む概念である。
【００３０】
ところで、アンテナ装置は、通常、リーダライタと対で用いられるものであり、そのリーダライタは、スパイラルアンテナ部１０と所定の距離を介して配置されている。アンテナ装置は、リーダライタのアンテナが発する搬送波（交流磁界）を介して、電磁誘導によりアンテナ装置に電力が供給され、搬送波に変調データ信号を重畳することによりデータのリード／ライトが行われるようになっている。
【００３１】
アンテナ装置とそのリーダライタとの間でデータの送受信を行う際に用いられる通信周波数Ｆｃは、具体的には、１３５ｋＨｚ以下の帯域、または１３．５６ＭＨｚであり、その通信周波数Ｆｃにおける磁界強度が通信可能な程度の大きさであることが必要である。そのため、アンテナ装置側の共振周波数（以下、共振周波数Ｆｓとする）が通信周波数Ｆｃまたはその近傍となるようにするのが好ましい。なお、リーダライタ側の共振周波数（以下、共振周波数Ｆｒとする）は当然ながら通信周波数Ｆｃまたはその近傍にあらかじめ設定されている。
【００３２】
しかしながら、共振周波数Ｆｓは、外部環境の影響により変動し易い。そこで、本実施の形態のアンテナ装置では、スパイラルアンテナ部１０の背面に導電体が密着配置された場合を想定している。具体的には、スパイラルアンテナ部１０の背面に導電体が密着配置されると、その導電体の影響を受けて共振周波数Ｆｓが高周波側に変移するので、共振周波数Ｆｓをあらかじめ通信周波数Ｆｃより低周波側に変移させておく。これにより、導電体がスパイラルアンテナ部１０の背面に近づいたとしても、スパイラルアンテナ部１０に供給される通信周波数Ｆｃの電力が、リーダライタとアンテナ装置との間で通信可能な大きさの範囲内とすることが可能となる。
【００３３】
なお、上記で想定している導電体は、例えば、アルミニウムなどの軟磁性の常磁性体、銅などの軟磁性の反磁性体、または、鉄、ニッケル、パーマロイなどの軟磁性の強磁性体により構成されたものであり、アンテナ装置とは別個の個体である。
【００３４】
また、リーダライタ側の共振周波数Ｆｒは、共振周波数Ｆｓを低周波側に変移させたとしても、変移することはなく、あらかじめ設定された周波数、すなわち、通信周波数Ｆｃまたはその近傍のままである。これにより、導電体が背面に無い場合であっても、スパイラルアンテナ部１０に供給される通信周波数Ｆｃの電力が、リーダライタとアンテナ装置との間で通信可能な大きさの範囲内となる。これらのことから、用途に応じて共振周波数Ｆｓの調整を行う必要がなく、安定してリーダライタと通信を行うことができる。
【００３５】
次に、上記したような構成のアンテナ装置において、導電体がスパイラルアンテナ部１０の背面に密着配置され、共振周波数Ｆｓがその導電体の影響を受けて高周波側に変移した場合であっても、スパイラルアンテナ部１０に供給される通信周波数Ｆｃの電力が、リーダライタとアンテナ装置との間で通信可能な大きさの範囲内となるようにする方法について説明する。なお、以下では、通信周波数Ｆｃが１３．５６ＭＨｚの場合について説明する。
【００３６】
図２ないし図４は、所定の空間を介して対向配置されたリーダライタのＬＣ共振回路およびアンテナ装置のＬＣ共振回路からなる２端子対回路網の伝達関数におけるＺ２１（開放回路順方向伝達インピーダンス、単位はｏｈｍ) を対数表示にしたもの（２０ｌｏｇ（｜Ｚ２１｜）、単位はｄＢ) の周波数特性を表したものである。図２ないし図４では、２端子対回路網におけるアンテナ装置のＬＣ共振回路が、スパイラルアンテナ部１０と基板１１とを含んで構成されたアンテナ装置ＸのＬＣ共振回路である場合と、上記アンテナ装置Ｘに基板１１の他方の面に導電体が密着配置してなるアンテナ装置ＹのＬＣ共振回路である場合とのＺ２１を対数表示したものの周波数特性がそれぞれ示されている。
【００３７】
図５（Ａ）は、アンテナ装置Ｘの共振周波数Ｆｓが７．１ＭＨｚ，７．７ＭＨｚ，８．７ＭＨｚ，１０ＭＨｚ，１２．１ＭＨｚ，１３．２ＭＨｚまたは１７．５ＭＨｚである場合と、アンテナ装置Ｙの共振周波数Ｆｓが１１ＭＨｚ，１２ＭＨｚ，１３ＭＨｚ，１５．４ＭＨｚ，１８．６ＭＨｚ，２０．６ＭＨｚまたは２５．２ＭＨｚである場合との、通信周波数Ｆｃ（１３．５６ＭＨｚ）におけるＺ２１を対数でそれぞれ表したものである。図５（Ａ）中の点線の矢印は、アンテナ装置Ｘの共振周波数Ｆｓとアンテナ装置Ｙの共振周波数Ｆｓの対応関係、すなわち、アンテナ装置Ｘに導電体を密着配置する前の共振周波数Ｆｓと密着配置したあとの共振周波数Ｆｙの変移を示したものである。図５（Ｂ）は、共振周波数がＦｓからＦｙへの変移（図５（Ａ）中の点線矢印に対応する）に伴い変移したＺ２１の変移量ΔＺ２１を対数で表したものである。
【００３８】
図６（Ａ）は、アンテナ装置Ｘの共振周波数Ｆｓが１２．８ＭＨｚ，１３．６ＭＨｚまたは１７．０ＭＨｚ１７．５ＭＨｚである場合と、アンテナ装置Ｙの共振周波数Ｆｙが１３．６ＭＨｚ，１４．５ＭＨｚまたは１８．１ＭＨｚである場合との、通信周波数Ｆｃ（１３．５６ＭＨｚ）におけるＺ２１を対数でそれぞれ表したものである。図６（Ａ）中の点線の矢印は、アンテナ装置Ｘの共振周波数Ｆｓとアンテナ装置Ｙの共振周波数Ｆｓの対応関係、すなわち、アンテナ装置Ｘに導電体を密着配置する前の共振周波数Ｆｓと密着配置したあとの共振周波数Ｆｙの変移を示したものである。図６（Ｂ）は、共振周波数がＦｓからＦｙへの変移（図６（Ａ）中の点線矢印に対応する）に伴い変移したＺ２１の変移量ΔＺ２１を対数で表したものである。
【００３９】
なお、図２は、図５（Ａ）において共振周波数Ｆｓが１０ＭＨｚの場合と対応しており、図３は、図５（Ａ）において共振周波数Ｆｓが７．１ＭＨｚの場合と対応しており、図４は、図５（Ａ）において共振周波数Ｆｓが１７．５ＭＨｚの場合と対応している。また、図２ないし図４、ならびに図５（Ａ）（Ｂ）では、８０ｍｍ角のスパイラルアンテナ部１０Ａが用いられており、図６（Ａ）（Ｂ）では、１０ｍｍ角のスパイラルアンテナ部１０Ａが用いられている。
【００４０】
また、図２ないし図６（Ａ）（Ｂ）において、共振周波数Ｆｓが通信周波数Ｆｃより小さいアンテナ装置Ｘは本実施の形態に相当し、共振周波数Ｆｓが通信周波数Ｆｃ以上のアンテナ装置Ｘは比較例に相当する。
【００４１】
ところで、上記したＺ２１は、２端子対回路網の出力ポート側（アンテナ装置側）の電圧をＶ２、入力ポート側（リーダライタ側）から入力される電流をＩ１とすると、Ｖ２，Ｚ２１，Ｉ１は、Ｖ２＝Ｚ２１ｘＩ１  の関係を有する。これより、入力ポート側から入力される電流をＩ２、出力ポート側に接続される負荷（具体的には、ＬＣ共振回路の後段に接続されているＩＣ）をＺＬとすると、出力ポート側に供給される電力Ｐ２は、Ｐ２＝Ｖ２ｘＩ２＝Ｚ２１ｘＩ１ｘＩ２＝Ｚ２１ｘＩ１ｘＶ２／ＺＬ＝（Ｚ２１）2 ｘ（Ｉ１）2 ／ＺＬ  となる。ここで、ＺＬは、非常に大きなインピーダンス（一定）であり、そのＺＬを流れるＩ１は、非常に小さく、ほぼ一定とみなすことができる。したがって、Ｐ２はＺ２１の２乗に比例して大きくなる。したがって、Ｐ２の周波数特性とＺ２１の周波数特性とは互いに同等の傾向を有していると考えられるので、以下では、Ｐ２に代わって、Ｚ２１を用いて説明する。
【００４２】
まず、本実施の形態のアンテナ装置Ｘについて説明する。図２に示したように、アンテナ装置Ｘでは、共振周波数Ｆｓは上述のように１０ＭＨｚ、リーダライタ側の共振周波数Ｆｒは１３．５６ＭＨｚ近傍となっている。そのアンテナ装置Ｘに導電体を密着配置して、アンテナ装置Ｙを構成すると、アンテナ装置側の共振周波数は１０ＭＨｚ（Ｆｓ）から１５．４ＭＨｚ（Ｆｙ）に変移し（図５（Ａ）中のｄ参照）、一方、リーダライタ側の共振周波数Ｆｒはほぼ一定である。ここで、アンテナ装置ＸのＬＣ共振回路を含む２端子対回路網のＺ２１をｄＢ２、アンテナ装置ＹのＬＣ共振回路を含む２端子対回路網のＺ２１をｄＢ０とすると、通信周波数Ｆｃである１３．５６ＭＨｚでのＺ２１は、３９．７５( ｄＢ) （＝ｄＢ２）から３３．９( ｄＢ）（＝ｄＢ０）へ変移しており、導電体の影響により、Ｚ２１が減少していることが確認できる（図５（Ｂ）参照）。
変移量ΔＺ２１＝ｄＢ０−ｄＢ２＝−５．８５( ｄＢ) ＜０( ｄＢ) 
【００４３】
同様に、図３に示したように、アンテナ装置Ｘでは、共振周波数Ｆｓは上述のように７．１ＭＨｚ、リーダライタ側の共振周波数Ｆｒは１３．５６ＭＨｚ近傍となっている。そのアンテナ装置Ｘに導電体を密着配置して、アンテナ装置Ｙを構成すると、アンテナ装置側の共振周波数は７．１ＭＨｚ（Ｆｓ）から１１ＭＨｚ（Ｆｙ）に変移し（図５（Ａ）中のａ参照）、リーダライタ側の共振周波数Ｆｒはほぼ一定である。その結果、通信周波数Ｆｃである１３．５６ＭＨｚでのＺ２１は、３０．５９( ｄＢ) （＝ｄＢ２）から２６．０６( ｄＢ) （＝ｄＢ０）へ変移しており、導電体の影響により、Ｚ２１が減少していることが確認できる（図５（Ｂ）参照）。
変移量ΔＺ２１＝ｄＢ０−ｄＢ２＝−４．５３( ｄＢ) ＜０( ｄＢ) 
【００４４】
また、アンテナ装置Ｘの共振周波数Ｆｓが７．７ＭＨｚ、１２．１ＭＨｚ、１３．２ＭＨｚの場合のｄＢ１と、アンテナ装置Ｙの共振周波数Ｆｙが１２ＭＨｚ、１８．６ＭＨｚ、２０．６ＭＨｚの場合についても、図５（Ａ）（Ｂ）に示したように、上記の図２および図３と同様の傾向を有する（図５（Ｂ）参照）。このように、これらの周波数帯ではＺ２１は減少傾向にある。また、図６（Ａ）（Ｂ）の場合においても、アンテナ装置Ｘの共振周波数Ｆｓが１２．８ＭＨｚの場合のｄＢ１と、アンテナ装置Ｙの共振周波数Ｆｙが１３．６ＭＨｚの場合についても、減少傾向にある。
【００４５】
ところが、アンテナ装置Ｘの共振周波数Ｆｓが８．７ＭＨｚと、アンテナ装置Ｙの共振周波数Ｆｙが１３ＭＨｚとの場合は、上記の周波数帯とは傾向が相違している。具体的には、通信周波数Ｆｃである１３．５６ＭＨｚでのＺ２１は、３０．５９( ｄＢ) （＝ｄＢ２）から２６．０６( ｄＢ) （＝ｄＢ０）へ変移しており、導電体の影響により、Ｚ２１が増加していることが確認できる（図５（Ｂ）参照）。
変移量ΔＺ２１＝ｄＢ０−ｄＢ２＝１３．７９( ｄＢ) ＞０( ｄＢ) 
【００４６】
このように、Ｚ２１が増加傾向にあるのは、図５（Ｂ）において点線より上部の範囲であり、図５（Ａ）から、共振周波数Ｆｓがおおよそ８ＭＨｚから９ＭＨｚの範囲内であることが確認できる。
【００４７】
次に、比較例に係るアンテナ装置Ｘについて説明する。図４に示したように、比較例に係るアンテナ装置Ｘでは、スパイラルアンテナ部（仮想スパイラルアンテナ）の共振周波数Ｆｓは通信周波数Ｆｃ（１３．５６）以上の１７．５ＭＨｚ、リーダライタ側の共振周波数Ｆｒは１３．５６ＭＨｚ近傍となっている。そのアンテナ装置Ｘに導電体を配置して、比較例に係るアンテナ装置Ｙを構成すると、アンテナ装置側の共振周波数は１７．５ＭＨｚ（Ｆｓ）から２５．２ＭＨｚ（Ｆｙ）に変移し（図５（Ａ）中のｇ参照）、リーダライタ側の共振周波数Ｆｒはほぼ一定である。ここで、比較例に係るアンテナ装置ＸのＬＣ共振回路を含む２端子対回路網のＺ２１をｄＢ３、比較例に係るアンテナ装置ＹのＬＣ共振回路を含む２端子対回路網のＺ２１をｄＢ１とすると、通信周波数Ｆｃである１３．５６ＭＨｚでのＺ２１は、５６．８８( ｄＢ) （＝ｄＢ３）から２３．５１( ｄＢ) （＝ｄＢ１）へ変移しており、導電体の影響により、Ｚ２１が激減していることが確認できる（図５（Ｂ）参照）。
変移量ΔＺ２１＝ｄＢ１−ｄＢ３＝−３３．３７( ｄＢ) ＜０( ｄＢ) 
【００４８】
また、図６（Ａ）（Ｂ）の場合においても、比較例に係るアンテナ装置Ｘの共振周波数Ｆｓが１３．６ＭＨｚ，１７．０ＭＨｚの場合と、比較例に係るアンテナ装置Ｙの共振周波数Ｆｙが１４．５ＭＨｚ，１８．１ＭＨｚの場合についても、Ｚ２１が減少傾向にある。
【００４９】
さて、本実施の形態のアンテナ装置Ｘに導電体を配置して構成されたアンテナ装置Ｙ（Ｙ１とする）と、比較例に係るアンテナ装置Ｘに導電体を配置して構成されたアンテナ装置Ｙ（Ｙ２とする）とを対比すると、アンテナ装置Ｙ１のＬＣ共振回路を含む２端子対回路網のＺ２１は、アンテナ装置Ｙ２のＬＣ共振回路を含む２端子対回路網のＺ２１よりも大きいことが確認できる（図５（Ａ）中の２点鎖線ｈ、図６（Ａ）中の２点鎖線ｉ参照）。なお、図５（Ａ）中の２点鎖線ｈは、共振周波数Ｆｓが１３．２ＭＨｚから２０．６ＭＨｚへ変移したときのアンテナ装置Ｙ１のＺ２１であり、共振周波数Ｆｓが１３．５６ＭＨｚ以上から変移したときのアンテナ装置Ｙ１のＺ２１より若干大きく、図６（Ａ）中の２点鎖線ｉは、共振周波数Ｆｓが１３．６ＭＨｚから１４．５ＭＨｚへ変移したときのアンテナ装置Ｙ１のＺ２１であり、共振周波数Ｆｓが１３．５６ＭＨｚ未満から変移したときのアンテナ装置Ｙ１のＺ２１より若干小さい。
【００５０】
ここで、上記のＺ２１とＰ２の換算式を利用して、アンテナ装置Ｙ１のＬＣ共振回路を含む２端子対回路網のＺ２１を電力Ｐａに，アンテナ装置Ｙ２のＬＣ共振回路を含む２端子対回路網のＺ２１を電力Ｐｂにそれぞれ換算すると、換算されたＰａおよびＰｂは以下の式（３）を満たす。なお、電力Ｐａは、リーダライタとアンテナ装置との間で通信可能な大きさの範囲内となっている。
Ｐａ−Ｐｂ＞０…（３）
【００５１】
これは、アンテナ装置Ｙ１とアンテナ装置Ｙ２とがリーダライタ側のスパイラルアンテナから同一の搬送波（交流磁界）を受けた場合に、アンテナ装置Ｙ１の得る電力Ｐａの方がアンテナ装置Ｙ２の得る電力Ｐｂよりも大きいことを示している。
【００５２】
したがって、本実施の形態のアンテナ装置Ｘでは、導電体が背面に近づいたとしても、スパイラルアンテナ部１０Ａに供給される通信周波数Ｆｃの電力が、リーダライタとアンテナ装置との間で通信可能な大きさの範囲内となるので、用途に応じて共振周波数の調整を行う必要がない。これにより、安定してリーダライタと通信を行うことができる
【００５３】
また、本実施の形態のアンテナ装置Ｘでは、上述のように、共振周波数Ｆｓがおおよそ８ＭＨｚから９ＭＨｚの範囲内においてＺ２１が増加傾向にあるので、図５（Ｂ）において点線より上部の範囲となるような共振周波数Ｆｓとすることが好ましい。ここで、上記のＺ２１とＰ２の換算式を利用して、ｄＢ０を電力Ｐａに、ｄＢ２を電力Ｐｃに換算すると、上記周波数帯における電力の変移量ΔＰ２は、以下のようになる。
Ｐａ−Ｐｃ＞０…（４）
【００５４】
このように、式（４）を満たすように共振周波数Ｆｓを設定した場合には、より一層安定してリーダライタと通信を行うことができる。
【００５５】
なお、本実施の形態のアンテナ装置Ｘの共振周波数Ｆｓの上限は、以下の式（１）を満たす周波数となるが、製造誤差や外部環境の影響などを考慮すると、Ｆｓ＜０．９８Ｆｃを満たす周波数とするのが好ましい。また、本実施の形態のアンテナ装置Ｘの共振周波数Ｆｓの下限は、図５（Ａ）中の２点鎖線よりも上部の領域となる周波数（図５（Ａ）において、０．５２Ｆｃよりも若干低い周波数）となるが、上限と同様に、製造誤差や外部環境の影響などを考慮すると、以下の式（１）を満たす周波数とするのが好ましい。
０．５２Ｆｃ≦Ｆｓ＜Ｆｃ…（１）
【００５６】
このように、式（１）を満たすように共振周波数Ｆｓを設定した場合には、導電体が背面に近づいたとしても、スパイラルアンテナ部１０Ａに供給される通信周波数Ｆｃの電力が、リーダライタとアンテナ装置との間で通信可能な大きさの範囲内となる。その結果、用途に応じて共振周波数の調整を行う必要がないので、安定してリーダライタと通信を行うことができる
【００５７】
また、本実施の形態のアンテナ装置Ｘでは、導電体がスパイラルアンテナ部１０の背面に密着した場合に、その導電体の影響を受けて共振周波数Ｆｓが高周波側に変移するようにしているが、共振周波数Ｆｓは以下の式（２）を満たす周波数とするのが好ましい。
Ｆｃ−Ｆｓ≧｜Ｆｃ−Ｆｙ｜…（２）
【００５８】
このように、式（２）を満たすようにした場合には、基板の他方の面に導電体を密着配置すると、共振周波数Ｆｙが共振周波数Ｆｓよりも通信周波数Ｆｃに近づき、スパイラルアンテナ部１０の得る電力Ｐａが式（１）を満たすと共に式（２）を満たさない場合よりも大きくなる。その結果、より安定してリーダライタと通信を行うことができる。
【００５９】
特に、図５（Ａ）におけるｃのケースや、図６（Ａ）におけるｊのケースのように、共振周波数Ｆｙを通信周波数Ｆｃまたはその近傍とすることにより、通信周波数Ｆｃの電力を最大とすることができる。その結果、より一層安定してリーダライタと通信を行うことができる。
【００６０】
（共振周波数Ｆｓの調整方法）
ところで、本実施の形態では、共振周波数Ｆｓを１３．５６未満の範囲で広範囲に設定していたが、このように広範囲な周波数帯に渡って共振周波数Ｆｓを正確に調整するには、図１に示したような単純な形状からなるスパイラルアンテナ部１０よりも、図７に示したような親アンテナ部２０−１と、子アンテナ部２０−２とで構成されたスパイラルアンテナ部２０を備えることが好ましい。
【００６１】
親アンテナ部２０−１は、一辺の長さが子アンテナ部２０−２のそれと比べて相対的に大きいので、一巻きあたりのインダクタンスも子アンテナ部２０−２のそれと比べて相対的に大きい。そのため、親アンテナ部２０−１の巻き数を変化させることにより、アンテナ装置の共振周波数を大きく変移させることができる。一方、子アンテナ部２０−２は、一辺の長さが親アンテナ部２０−１のそれと比べて相対的に小さいので、一巻きあたりのインダクタンスも親アンテナ部２０−１のそれと比べて相対的に小さい。そのため、子アンテナ部２０−２の巻き数を変化させることにより、アンテナ装置の共振周波数を微調整することができる。
【００６２】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態のアンテナ装置は、上記第１の実施の形態に係るアンテナ装置と比べると、図８に示したように、スパイラルアンテナ部１０Ａと反対側の面に導電体層１２を設けた点で相違している。そこで、以下、上記第１の実施の形態と同一の構成、作用、効果について適宜省略した上で、上記第１の実施の形態と対比しつつ詳細に説明する。
【００６３】
ここで、この導電体層１２は、例えば、アルミニウムなどの軟磁性の常磁性体、または、銅などの軟磁性の反磁性体により構成されたものである。これにより、導電体層１２を貫通する電磁波をあらかじめ弱めておくことができるので、導電体が背面に近づいたとしても、それらの影響を緩和することができる。
【００６４】
また、この導電体層１２を設けたことによる共振周波数Ｆｓの変移や、通信周波数Ｆｃの電力の特性は、上記第１の実施の形態における説明において登場したアンテナ装置Ｙ１と同等である。すなわち、本実施の形態のアンテナ装置は、アンテナ装置Ｙ１と同等の特性を有している。
【００６５】
したがって、本実施の形態のアンテナ装置では、導電体が背面に近づいたとしても、それらの影響が緩和されるので、スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力の低下が緩和される。これにより、安定してリーダライタと通信を行うことができる。
【００６６】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態のアンテナ装置は、上記第２の実施の形態に係るアンテナ装置と比べると、図９に示したように、基板１１と、導電体層１２との間に、磁性体層１３を設けた点で相違している。そこで、以下、上記第２の実施の形態と同一の構成、作用、効果について適宜省略した上で、上記第２の実施の形態と対比しつつ詳細に説明する。なお、磁性体層１３は、例えば、鉄、ニッケル、パーマロイなどの軟磁性の強磁性体により構成されたものである。
【００６７】
図１０は、上記第１の実施の形態のアンテナ装置Ｘ、上記第２の実施の形態のアンテナ装置Ｙ１および本実施の形態のアンテナ装置Ｗがリーダライタ側から得た電力の周波数特性をそれぞれ表したものである。
【００６８】
上記第２の実施の形態のアンテナ装置Ｙ１のように、基板１１と導電体層１２とを密着配置した場合は、スパイラルアンテナ部１０Ａから放射される電磁波のうち、通信目的とする方向以外の側の電磁波が導電体層１２により多少打ち消されてしまうため、図１０に示したように、通信周波数Ｆｃでの電力が低下してしまう。
【００６９】
一方、本実施の形態のアンテナ装置Ｗでは、基板１１と、導電体層１２との間に、磁性体層１３が設けられているので、通信目的とする方向以外の側の電磁波は、磁性体層１３中を通過して通信目的とする方向へ戻るようになり、導電体層１２により打ち消さることがほとんどなくなる。そのため、図１０に示したように、上記第２の実施の形態のアンテナ装置Ｙ１における通信周波数Ｆｃ（１３．５６ＭＨｚ）での電力の低下量Ｄ１と比べて、本実施の形態のアンテナ装置Ｗにおける通信周波数Ｆｃでの電力の低下量Ｄ２が非常に小さい。これにより、アンテナ装置Ｗの共振周波数Ｆｗが通信周波数Ｆｃまたはその近傍でなくとも、通信周波数Ｆｃにおいて必要な電力を十分に確保することが可能となる。
【００７０】
また、導電体層１２を貫通して背面に出る磁束はほとんどないため、導電体が背面に近づいたとしても、それらの影響を受けることはほとんどない。
【００７１】
このように、本実施の形態のアンテナ装置Ｗでは、導電体が背面に近づいたとしても、スパイラルアンテナに供給される通信周波数の電力の低下はほとんどない。これにより、より安定してリーダライタと通信を行うことができる。
【００７２】
以上、１つの実施の形態および１つの変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらに限定されず、種々の変形が可能である。
【００７３】
例えば、上記実施の形態および変形例では、通信周波数Ｆｃを１３．５６ＭＨｚにおける本発明の適用例について説明していたが、他の周波数、例えば、１３５ｋＨｚ以下の帯域においても本発明を適用することが可能である。
【００７４】
また、上記実施の形態および変形例では、スパイラルアンテナ部１０ＡとＩＣとは、共通の基板１１上に設けられていたが、互いに異なる基板上に別個に設けられていてもよい。この場合には、導電体層１２や磁性体層１３を、スパイラルアンテナ部１０Ａの設けられた基板１１の背面だけに設けてもよいし、双方の基板１１の背面に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成図である。
【図２】図１のアンテナ装置の周波数特性を説明するための図である。
【図３】図１のアンテナ装置の他の周波数特性を説明するための図である。
【図４】図１のアンテナ装置の他の周波数特性を説明するための図である。
【図５】図１のアンテナ装置の共振周波数特性を説明するための図である。
【図６】図１のアンテナ装置の他の共振周波数特性を説明するための図である。
【図７】共振周波数の調節方法を説明するための図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成図である。
【図１０】図９のアンテナ装置の周波数特性を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０，２０…スパイラルアンテナ部、１１…基板、１２…導電体層、１３…磁性体層、２０−１…親アンテナ部、２０−２…子アンテナ部、Ｆｃ…通信周波数、Ｆｒ，Ｆｓ，Ｆｙ，Ｆｗ…共振周波数、ｐ，ｎ…端子、Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ…電力、ｄＢ０，ｄＢ１，ｄＢ２，Ｚ２１…インピーダンス、Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｙ１，Ｙ２…アンテナ装置。
【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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【図９】
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【図１０】
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