(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる周波数に対応した複数のアンテナ回路と、
前記アンテナ回路の始点と終点とをそれぞれ接続した、共振用コンデンサ実装用の複数のランドとを備え、
前記複数のアンテナ回路にそれぞれ接続された前記複数のランドの全てが、１箇所に集中するように隣接して配置され、かつ前記アンテナ回路を直列に接続したことを特徴とする印刷配線板。
【請求項２】
前記アンテナ回路は、ループアンテナである請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項３】
前記アンテナ回路は、ミアンダ状のループアンテナである請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項４】
前記アンテナ回路は、コイル状のループアンテナで、コイルの渦巻の中心から別の層を経由してアンテナ回路の形成層に戻ってくる２層以上である請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項５】
前記ランドは、表面実装用チップ部品の実装を可能にした請求項１〜４のいずれかに記載の印刷配線板。
【請求項６】
前記ランドは、隣接した全てのランドが１〜９ｍｍ2の面積内に収まる請求項１〜５のいずれかに記載の印刷配線板。
【請求項７】
それぞれ異なる周波数に対応したアンテナ回路を形成した印刷配線板を用いたアンテナ装置であって、
印刷配線板上に形成した複数のアンテナ回路と、
前記アンテナ回路の始点と終点とをそれぞれ接続する複数のランドとを備え、
前記複数のアンテナ回路にそれぞれ接続された前記複数のランドの全てが、１箇所に集中するように隣接して配置され、かつ前記複数のアンテナ回路を直列に接続し、
前記アンテナ回路の始点と終点とが接続するように共振用コンデンサを実装したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
前記アンテナ装置において、不要なアンテナ回路に信号が流れないように０Ω抵抗で短絡させる請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記アンテナ回路は、ループアンテナである請求項７または８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記アンテナ回路は、ミアンダ状のループアンテナである請求項７または８に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記アンテナ回路は、コイル状のループアンテナで、コイルの渦巻の中心から別の層を経由してアンテナ回路の形成層に戻ってくる２層以上の印刷配線板に形成した請求項７または８に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記ランドは、表面実装用チップ部品の実装を可能にした請求項７〜１１のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記ランドは、隣接した全てのランドが１〜９ｍｍ2の面積内に収まる請求項７〜１２のいずれか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、１つのアンテナ形状で複数の周波数に共振可能な印刷配線板およびアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信機器、通信端末機器および計測機器等の高周波部品の信号伝達線路として用いられるアンテナ装置、特にワイヤレス給電（無線給電）用のアンテナ装置は、電源供給を周波数による共振にて行っている。この場合、周波数によって共振するインダクタンス値およびキャパシタンス値が決まる。そのため、ターゲットの周波数に合わせて先にインダクタンス値およびキャパシタンス値を決め、これらの値に合わせてアンテナ形状を決めていた。
【０００３】
そこで、従来、周波数によって共振するインダクタンス値の微調整が可能なマッチング回路を備えたアンテナ装置が提案されていた。例えば、特許文献１には、アンテナエレメントの放射エレメントと給電部間にマッチング回路を設け、このマッチング回路の給電線部に複数個のマッチング素子（コンデンサ）を装着することが提案されている。
【０００４】
しかしながら、この場合、ターゲットの周波数に合わせてアンテナ装置のアンテナ形状を決めているので、１つの周波数にしか共振できないという問題があった。すなわち、複数の周波数をターゲットに共振させる場合は、それぞれの周波数に対応したアンテナ形状に変更する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１０１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、１つのアンテナ形状で、複数の周波数に共振できる印刷配線板およびアンテナ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するべく完成されたものであって、以下の構成からなる。
（１）異なる周波数に対応した複数のアンテナ回路と、前記アンテナ回路の始点と終点とをそれぞれ接続した、共振用コンデンサ実装用の複数のランドとを備え、前記ランドが隣接して配置され、かつ前記アンテナ回路を直列に接続したことを特徴とする印刷配線板。
（２）前記アンテナ回路は、ループアンテナである（１）に記載の印刷配線板。
（３）前記アンテナ回路は、ミアンダ状のループアンテナである（１）に記載の印刷配線板。
（４）前記アンテナ回路は、コイル状のループアンテナで、コイルの渦巻の中心から別の層を経由してアンテナ回路の形成層に戻ってくる２層以上である（１）に記載の印刷配線板。
（５）前記ランドは、表面実装用チップ部品の実装を可能にした（１）〜（４）のいずれかに記載の印刷配線板。
（６）前記ランドは、隣接した全てのランドが１〜９ｍｍ2の面積内に収まる（１）〜（５）のいずれかに記載の印刷配線板。
（７）異なる周波数に対応したアンテナ回路を形成した印刷配線板を用いたアンテナ装置であって、印刷配線板上に形成した複数のアンテナ回路と、前記アンテナ回路の始点と終点とをそれぞれ接続する複数のランドとを備え、前記ランドが隣接して配置され、かつ前記アンテナ回路を直列に接続し、前記アンテナ回路の始点と終点とが接続するように共振用コンデンサを実装したことを特徴とするアンテナ装置。
（８）前記アンテナ装置において、不要なアンテナ回路に信号が流れないように０Ω抵抗で短絡させる（７）に記載のアンテナ装置。
（９）前記アンテナ回路は、ループアンテナである（７）または（８）に記載のアンテナ装置。
（１０）前記アンテナ回路は、ミアンダ状のループアンテナである（７）または（８）に記載のアンテナ装置。
（１１）前記アンテナ回路は、コイル状のループアンテナで、コイルの渦巻の中心から別の層を経由してアンテナ回路の形成層に戻ってくる２層以上の印刷配線板に形成した（７）または（８）に記載のアンテナ装置。
（１２）前記ランドは、表面実装用チップ部品の実装を可能にした（７）〜（１１）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１３）前記ランドは、隣接した全てのランドが１〜９ｍｍ2の面積内に収まる（７）〜（１２）のいずれかに記載のアンテナ装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、共振用コンデンサの配置位置を変えることによって、印刷配線板およびアンテナ装置のインダクタンス値を任意に変更できるので、１つのアンテナ形状で複数の周波数に共振できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る印刷配線板の一実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係る印刷配線板の別の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明に係る印刷配線板のさらに別の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明に係るアンテナ装置の第一実施形態を示す説明図である。
【図５】本発明に係るアンテナ装置の第二実施形態を示す説明図である。
【図６】本発明に係るアンテナ装置の第三実施形態を示す説明図である。
【図７】本発明に係るアンテナ装置の第四実施形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態である印刷配線板１００は、図１に示すように、印刷配線板１００上に形成した複数のアンテナ回路１と、このアンテナ回路１の始点１Ａと終点１Ｂとをそれぞれ接続する複数のランド２とから構成される。
【００１１】
アンテナ回路１は、図１に示すように、配線４に一端が接続された１番目のランド２に始点１Ａが設けられ、他端の終点１Ｂが隣接する別のランド２と直列に接続される。アンテナ回路１の始点１Ａと終点１Ｂは近傍に設けられる。このようにランド２と別のランド２とに始点１Ａと終点１Ｂをそれぞれ有するアンテナ回路１は、異なる周波数に対応するように、それぞれのインダクタンス値の大きさが異なる。
【００１２】
アンテナ回路１は、電波を放射する部材であれば特に限定されないが、例えば両面に銅箔を有する印刷配線板にアンテナ導体をパターニング形成したプリントアンテナであるのが好ましい。このようなプリントアンテナは、印刷配線板上に積層された銅箔または銅箔上に更にめっきした導体をパターニング（エッチング）することによって製造される。アンテナ回路１の形状は任意に設定でき、例えば、直線状のアンテナ、ループアンテナ、ミアンダ状のループアンテナ、コイル状のループアンテナなどが挙げられる。
【００１３】
ランド２は表面実装用チップ部品の実装を可能にしたものであり、図１に示すように、アンテナ回路１の始点１Ａと終点１Ｂとをそれぞれ接続し、かつ制御回路（図示せず）と配線４で接続される。このランド２は、所定の導体、例えば銅箔または銅箔上に更にめっきした導体などから形成される。ランド２の形状は、図１に示すような断面Ｌ字形だけではなく、例えば矩形などのような形状であってもよい。
【００１４】
このランド２は、後述する共振用コンデンサ３を実装可能であり、複数個が隣接して配置される。このとき、隣接するランド２間には間隙を設ける必要がある。
さらに好ましくは、複数のランド２の全てが、印刷配線板１００の１箇所に集中するように配置されるのがよく、このとき、隣接した全てのランド２が１〜９ｍｍ2の面積内に収まるのがよい。さらに好ましくは、１〜６ｍｍ2の面積内に収まるのがよい。このようにランド２が配置された場合、印刷配線板およびアンテナ装置を小型化することができる。
【００１５】
図２は、ループアンテナであるアンテナ回路１と、ミアンダ状のループアンテナ６、６'とが混在する印刷配線板を示している。
ミアンダ状のループアンテナ６はアンテナ回路１より配線長を長くし、インダクタンス値を増加させることができる。また、ミアンダ状のループアンテナ６'はミアンダ状のループアンテナ６よりさらに配線長を長くしており、インダクタンス値をさらに増加させることができる。
【００１６】
図３は、ループアンテナであるアンテナ回路１と、コイル状のループアンテナ７，７'とが混在する印刷配線板を示している。コイル状のループアンテナ７は、コイル状に渦巻を描くようにアンテナ回路を巻き、このアンテナ回路の渦巻の中心から終点７Ｂへ接続するように、２層以上の構造となっている。
コイル状のループアンテナ７，７'は、コイルの渦巻の中心から、上位または下位の別の層を経由して、元のアンテナ回路の形成層に戻るような２層以上の構造を有する。２層以上としたのは、１層構造の場合、アンテナ回路をコイル状にすれば、終点７Ｂがコイルの渦巻の中心７Ｃになってしまい、アンテナ回路形成層のみで、終点７Ｂを始点７Ａの近傍に引出しできない。そのため、コイル状のループアンテナ７が別の層を経由しない１層構造の場合、ジャンパ線などをはんだ付けして終点７Ｂ近傍に引き出すことになり、印刷配線板単体でアンテナ回路の配線が完結できなくなってしまう。
また、コイル状のループアンテナ７はアンテナ回路１より配線長を長くしており、インダクタンス値を増加させることができる。また、コイル状のループアンテナ７'はコイル状のループアンテナ７より巻数を増やすことで、さらに配線長を長くして、インダクタンス値を増加させることができる。
【００１７】
図２、３にそれぞれ示すミアンダ状のループアンテナとコイル状のループアンテナは、一番低い周波数が低くても、それほど低くない周波数のアンテナ回路と同じ面積で形成できるようにしたものであり、対応可能な周波数帯が変わっても、印刷配線板の面積が同一であるため、容易に使用できる。
印刷配線板としては、複数の周波数に対応したアンテナ回路をあらかじめ形成しておき、実際に使うときに、実際に使う周波数に合致したアンテナ回路またはアンテナ回路の組合せを選択すればよい。
【００１８】
（アンテナ装置）
図４は、３つのループアンテナのアンテナ回路１１〜１３がそれぞれ直列に接続されたランド２に、共振用コンデンサ３および０Ω抵抗（抵抗器）５を配置した、アンテナ装置２０１を示している。
【００１９】
共振用コンデンサ３は、希望の周波数帯に共振点が設定されるように、アンテナ回路１１〜１３のインダクタンス値から、キャパシタンス値を定めるものである。０Ω抵抗５は、不要なアンテナ回路に信号が流れないように短絡させるものである。なお、共振用コンデンサ３および０Ω抵抗５の形状は特に限定されないが、それぞれ両端部に端子を有し、２つのランド２間のみを接続するものであるのがよい。
【００２０】
図４に示すアンテナ装置２０１の場合、図に矢印で示すように、電流は共振用コンデンサ３を始点と終点に配置されたアンテナ回路１１を通った後、アンテナ回路１２，１３を通らず、０Ω抵抗５を通って配線４へと流れる。このとき、インダクタンス値の大きさは、アンテナ回路１１と共振用コンデンサ３による共振回路により決定される。
【００２１】
図５に示すアンテナ装置２０２の場合、図に矢印で示すように、電流は０Ω抵抗５によりアンテナ回路１１を通らず、共振用コンデンサ３を始点と終点に配置されたアンテナ回路１２の方へ流れ、さらに０Ω抵抗５によりアンテナ回路１３を通らず、配線４へと流れる。このとき、インダクタンス値の大きさは、アンテナ回路１２と共振用コンデンサ３による共振回路により決定される。
【００２２】
図６に示すアンテナ装置２０３の場合、図に矢印で示すように、電流は０Ω抵抗５によりアンテナ回路１１、１２を通らず、共振用コンデンサ３を始点と終点に配置されたアンテナ回路１３の方へ流れ、配線４へと流れる。このとき、インダクタンス値の大きさは、アンテナ回路１３と共振用コンデンサ３による共振回路により決定される。
【００２３】
図７に示すアンテナ装置２０４の場合、図に矢印で示すように、電流はアンテナ回路１１〜１３を通る。このとき、インダクタンス値の大きさは、アンテナ回路１１〜１３と共振用コンデンサ３による共振回路により決定される。
【００２４】
なお、上記した図４〜図７では、全てアンテナ回路としてループアンテナを使用したが、特に限定されず、ミアンダ状のループアンテナやコイル状のループアンテナを用いてもよい。また、アンテナ回路やランドの数も限定されず、共振用コンデンサ３と０Ω抵抗５の実装の仕方によってインダクタンス値を容易に変更することができる。
なお、本発明のアンテナ装置の場合、図７に示すように０Ω抵抗５は使用しない場合もあるが、共振用コンデンサ３は必ず１つ使用される。
【００２５】
このようなアンテナ装置は、複数の規格が存在し、規格ごとに周波数が異なるものに応用でき、例えば、ワイヤレス給電（無線給電）のＱｉ規格や、ＩＣタグなどに利用されるＲＦ−ＩＤにも応用することができる。
【００２６】
通常の周波数帯（２４０ｋＨｚ）と、Ｑｉ規格で用いられる周波数帯（１２５ｋＨｚ）と、ＲＦ−ＩＤで用いられる周波数帯（１３．５６ＭＨｚ）は、それぞれ、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１つで対応することができる。このアンテナ装置は、２４０ｋＨｚ、１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚにそれぞれ対応する、ループアンテナの形状の３本のアンテナ回路と、このアンテナ回路の始点と終点とをそれぞれ接続し、かつ隣接して配置された４個のランドと、このランドにアンテナ回路の始点と終点とが接続するよう実装された表面実装用チップ部品（共振用コンデンサ）とを備える。このとき、それぞれの周波数に対応するよう３種類の表面実装用チップ部品（共振用コンデンサ）を用い、ランドに実装する配置位置を変更した。その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
0006586007.tif 000002
【００２８】
表１によると、表面実装用チップ部品（共振用コンデンサ）の実装位置を変更することで、周波数によって共振するインダクタンス値およびキャパシタンス値を決めることができる。そのため１つのアンテナ装置で複数の周波数に対応することができる。なお、本発明はこの一実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
このように本発明のアンテナ装置によれば、共振用コンデンサ３の実装位置を変更するだけで、インダクタンス値およびキャパシタンス値から、自由に周波数を選択することができる。そのため、従来のように、共振周波数を決める場合、それぞれの周波数に応じたアンテナ形状にする必要がなく、１つのアンテナ形状で複数の周波数に対応することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１      アンテナ回路
１Ａ、７Ａ  始点
１Ｂ、７Ｂ  終点
２      ランド
３      共振用コンデンサ
４      配線
５      ０Ω抵抗
６，６'    ミアンダ状のループアンテナ
７，７'    コイル状のループアンテナ
７C      中心
１１，１２，１３    アンテナ回路
１００      印刷配線板
２０１，２０２，２０３，２０４  アンテナ装置
【図１】
0006586007.tif 000003
【図２】
0006586007.tif 000004
【図３】
0006586007.tif 000005
【図４】
0006586007.tif 000006
【図５】
0006586007.tif 000007
【図６】
0006586007.tif 000008
【図７】
0006586007.tif 000009