(57)【要約】【課題】給電コイルとブースターアンテナとの結合度が高く、ＲＦ信号の伝達効率に優れ、さらにはヌル点の発生を抑制したアンテナ、およびそれを備えたＲＦＩＤデバイスを構成する。【解決手段】第１コイルパターン１１およびコイルパターン１３によって第１ブースターコイル１１１が構成され、コイルパターン１２およびコイルパターン１４によって第２ブースターコイル１１２が構成される。第２ブースターコイル１１２は、第１ブースターコイル１１１に隣接配置され且つ接続されていて、第１ブースターコイル１１１により生じる磁界の方向と同方向に磁界が生じるように巻回されている。給電コイル２１０は、平面視で第１ブースターコイル１１１および第２ブースターコイル１１２の隣接部分を跨ぐように配置されている。給電コイル２１０は第１ブースターコイル１１１および第２ブースターコイル１１２と電磁界を介して結合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ブースターコイルと第２ブースターコイルとで構成されるブースターアンテナと、このブースターアンテナに電磁界結合する給電コイルとを備え、
前記第２ブースターコイルは、前記第１ブースターコイルに隣接配置され且つ接続されていて、前記第１ブースターコイルにより生じる磁界の方向と同方向に磁界が生じるように巻回されていて、
前記給電コイルは、平面視で前記第１ブースターコイルおよび前記第２ブースターコイルの隣接部分を跨ぐように配置されていて、
前記給電コイルは第１コイルパターンと第２コイルパターンとを備え、
前記第１コイルパターンは、前記第１ブースターコイルのコイル軸に対してほぼ直交するコイル軸を有し、前記第１ブースターコイルに電磁界を介して結合し、
前記第２コイルパターンは、前記第２ブースターコイルのコイル軸に対してほぼ直交するコイル軸を有し、前記第２ブースターコイルに電磁界を介して結合し、
前記第２コイルパターンは、前記第１コイルパターンに隣接配置され且つ接続されていて、前記第１コイルパターンにより生じる磁界の方向とは反対方向に磁界が生じるように巻回されている、
ことを特徴とする、アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１コイルパターンおよび前記第２コイルパターンは、共通の磁性体コアに巻回されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１ブースターコイルおよび前記第２ブースターコイルは、複数層に設けられた複数のコイルパターンにてそれぞれ形成されている、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
層方向に隣接する第１のブースターコイル同士または層方向に隣接する第２のブースターコイル同士の少なくとも一方は容量を介して結合している、請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
アンテナ装置およびこのアンテナ装置に接続された通信回路を備えた通信端末装置において、
前記アンテナ装置は、
第１ブースターコイルと第２ブースターコイルとで構成されるブースターアンテナと、このブースターアンテナに電磁界結合する給電コイルとを備え、
前記第２ブースターコイルは、前記第１ブースターコイルに隣接配置され且つ接続されていて、前記第１ブースターコイルにより生じる磁界の方向と同方向に磁界が生じるように巻回されていて、
前記給電コイルは、前記第１ブースターコイルおよび前記第２ブースターコイルの隣接部分を跨ぐように配置されていて、
前記給電コイルは第１コイルパターンと第２コイルパターンとを備え、
前記第１コイルパターンは、前記第１ブースターコイルのコイル軸に対してほぼ直交するコイル軸を有し、前記第１ブースターコイルに電磁界を介して結合し、
前記第２コイルパターンは、前記第２ブースターコイルのコイル軸に対してほぼ直交するコイル軸を有し、前記第２ブースターコイルに電磁界を介して結合し、
前記第２コイルパターンは、前記第１コイルパターンに隣接配置され且つ接続されていて、前記第１コイルパターンにより生じる磁界の方向とは反対方向に磁界が生じるように巻回されている、
ことを特徴とする通信端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ＨＦ帯を用いて通信を行う通信端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物品の情報管理を行うための無線通信システムとして、誘導磁界を発生するリーダライタと、物品に付されたＲＦＩＤタグとを電磁界を利用した非接触方式で通信し、所定の情報を伝達するＲＦＩＤシステムが実用化されている。また、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る。
【０００３】
特許文献１には、ブースターコイルを用いたＲＦＩＤタグが開示されている。図１１はそのＲＦＩＤタグに備えられたブースターコイルとＩＣ素子との配列を示す平面図である。このＲＦＩＤタグは、アンテナコイルが一体形成されたＲＦＩＣ２と、ブースターコイル３および静電容量接続用の導体膜４ａ，４ｂが形成された絶縁部材６と、これらを一体にケーシングする基体とで構成されている。ＲＦＩＣ２には、矩形スパイラル状のアンテナコイルが一体に形成されていて、そのアンテナコイルが絶縁部材６のブースターコイル形成面側に向けて取り付けられている。
【０００４】
絶縁部材６の裏面には導体膜４ａ，４ｂに対向する静電容量接続用の導体膜が形成されている。また、絶縁部材６の表面側に形成された静電容量接続用の導体膜４ａ，４ｂは、前記したように、ブースターコイル３を介して電気的に接続され、絶縁部材６の裏面側に形成された静電容量接続用の導体膜は導線を介して電気的に接続されている。
【０００５】
このＲＦＩＤタグにおいては、ＲＦＩＣ２のアンテナコイルとブースターコイル３とが電磁界結合して、ＲＦＩＣ２とブースターコイル３との間で信号が伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−０４２０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１１に示したようなＲＦＩＤタグにおいては、アンテナコイルはＲＦＩＣチップと同サイズ、ブースターコイルはカードサイズであるため、両者のサイズが大きく異なる。そのため、アンテナコイルとブースターコイルとの結合度を高くすることが難しい。なお、特許文献１には、ブースターコイルのうちＲＦＩＣチップが搭載される部分の形状をアンテナコイルに近似した形状とし、ＲＦＩＣチップ側のアンテナコイルとブースターコイルとの結合度を高くする構造が開示されているが、この構造では、ブースターコイルの形状が複雑化するとともに、ブースターコイルの外形寸法が大きくなってしまう傾向にある。
【０００８】
また、アンテナコイルとブースターコイルを備えたアンテナにおいては、一般に、アンテナコイルとブースターコイルとが重なる領域またはその近傍を通る磁束が互いに打ち消し合う状況が生じる。図１１に示したアンテナにおいても、例えばアンテナコイルから生じる磁束Ｂ１とブースターコイルに生じる磁束Ｂ０とは何れも同方向であるが、同じアンテナコイルから生じる磁束Ｂ２とブースターコイルに生じる磁束Ｂ０とは互いに逆方向となる。そのため、アンテナコイルによって形成される磁界とブースターコイルによって形成される磁界とが打ち消し合うヌル点が生じる場合がある。このヌル点では通信できない。
【０００９】
本発明は、上述した実情に鑑み、給電コイルとブースターアンテナとの結合度が高く、ＲＦ信号の伝達効率に優れ、さらにはヌル点の発生を抑制したアンテナ、およびそれを備えた通信端末装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のアンテナ装置は、
第１ブースターコイルと第２ブースターコイルとで構成されるブースターアンテナと、このブースターアンテナに電磁界結合する給電コイルとを備え、
前記第２ブースターコイルは、前記第１ブースターコイルに隣接配置され且つ接続されていて、前記第１ブースターコイルにより生じる磁界の方向と同方向に磁界が生じるように巻回されていて、
前記給電コイルは、前記第１ブースターコイルおよび前記第２ブースターコイルの隣接部分を跨ぐように配置されていて、
前記給電コイルは第１コイルパターンと第２コイルパターンとを備え、
前記第１コイルパターンは、前記第１ブースターコイルのコイル軸に対してほぼ直交するコイル軸を有し、前記第１ブースターコイルに電磁界を介して結合し、
前記第２コイルパターンは、前記第２ブースターコイルのコイル軸に対してほぼ直交するコイル軸を有し、前記第２ブースターコイルに電磁界を介して結合し、
前記第２コイルパターンは、前記第１コイルパターンに隣接配置され且つ接続されていて、前記第１コイルパターンにより生じる磁界の方向とは反対方向に磁界が生じるように巻回されている、ことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、給電コイルとブースターアンテナとの結合度が高く、ＲＦ信号の伝達効率に優れたアンテナが得られる。
【００１２】
前記第１コイルパターンおよび前記第２コイルパターンは、共通の磁性体コアに巻回されていることが好ましい。この構造であれば、単一の磁性体コアを用いることで小型化・低コスト化が図れる。
【００１３】
前記第１ブースターコイルおよび前記第２ブースターコイルは、複数層に設けられた複数のコイルパターンにてそれぞれ形成されていることが好ましい。この構造によれば、ブースターアンテナに対して給電コイルを小型にしつつ、ブースターアンテナと給電コイルとの結合度を高めることができる。
【００１４】
また、層方向に隣接する第１のブースターコイル同士または層方向に隣接する第２のブースターコイル同士の少なくとも一方は容量を介して結合していることが好ましい。この構造によれば、例えばビア電極を形成する必要がなく、構成を簡素にでき、製造が容易になる。
【００１５】
また、本発明の通信端末装置は、アンテナ装置およびこのアンテナ装置に接続された通信回路を備え、前記アンテナ装置は、
第１ブースターコイルと第２ブースターコイルとで構成されるブースターアンテナと、このブースターアンテナに電磁界結合する給電コイルとを備え、
前記第２ブースターコイルは、前記第１ブースターコイルに隣接配置され且つ接続されていて、前記第１ブースターコイルにより生じる磁界の方向と同方向に磁界が生じるように巻回されていて、
前記給電コイルは、前記第１ブースターコイルおよび前記第２ブースターコイルの隣接部分を跨ぐように配置されていて、
前記給電コイルは第１コイルパターンと第２コイルパターンとを備え、
前記第１コイルパターンは、前記第１ブースターコイルのコイル軸に対してほぼ直交するコイル軸を有し、前記第１ブースターコイルに電磁界を介して結合し、
前記第２コイルパターンは、前記第２ブースターコイルのコイル軸に対してほぼ直交するコイル軸を有し、前記第２ブースターコイルに電磁界を介して結合し、
前記第２コイルパターンは、前記第１コイルパターンに隣接配置され且つ接続されていて、前記第１コイルパターンにより生じる磁界の方向とは反対方向に磁界が生じるように巻回されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、給電コイルとブースターアンテナとの結合度が高く、ＲＦ信号の伝達効率に優れ、さらにはヌル点の発生が抑制されたアンテナ装置、およびそのアンテナを備えた通信端末装置が構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置３０１の主要部の分解斜視図である。図１（Ｂ）はアンテナ装置３０１の主要部の下面図である。
【図２】図２はブースターアンテナ１１０の分解斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は給電コイル２１０の分解斜視図、図３（Ｂ）は給電コイル２１０特に第１コイルパターンおよび第２コイルパターンの形状および接続関係を示す斜視図である。
【図４】図４（Ａ）は給電コイル２１０とブースターアンテナ１１０との結合の様子を示す下面図、図４（Ｂ）はその正面図である。
【図５】図５は給電コイル２１０およびブースターアンテナ１１０により生じる磁界（磁束）の模式図である。
【図６】図６はアンテナ装置３０１の等価回路図である。
【図７】図７は給電コイル２１０の共振周波数、ブースターアンテナ１１０の共振周波数、および通信相手のアンテナと結合して通信するキャリア周波数の関係を示す図である。
【図８】図８は第２の実施形態のアンテナ装置３０２の斜視図である。
【図９】図９はアンテナ装置３０２の等価回路図である。
【図１０】図１０（Ａ）は第３の実施形態の通信端末装置４０１の平面図、図１０（Ｂ）は正面断面図、図１０（Ｃ）は図１０（Ｂ）の部分拡大図である。
【図１１】図１１は特許文献１のＲＦＩＤタグに備えられたブースターコイルとＩＣ素子との配列を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本実施例のアンテナ装置は、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）等のＮＦＣに代表されるＨＦ帯無線通信システム用のアンテナ装置であり、以降に示す各実施の形態はこのＨＦ帯無線通信システムに用いられるアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置に関するものである。
【００１９】
《第１の実施形態》
図１（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置３０１の主要部の分解斜視図である。図１（Ｂ）はアンテナ装置３０１の主要部の下面図である。アンテナ装置３０１はブースターアンテナ１１０と給電コイル２１０とを備えている。
【００２０】
図１に示すように、ブースターアンテナ１１０は、第１ブースターコイル１１１および第２ブースターコイル１１２を含む。第１ブースターコイル１１１はコイルパターン１１，１３で構成されていて、第２ブースターコイル１１２はコイルパターン１２，１４で構成されている。
【００２１】
第２ブースターコイル１１２は第１ブースターコイル１１１に隣接配置され且つ接続されている。第１ブースターコイル１１１および第２ブースターコイル１１２は、各ブースターコイルに流れる電流と同方向に電流が流れるように巻回されている。すなわち、平面視したとき、第１ブースターコイルに時計回りの電流が流れるとき、第２ブースターコイルにも時計回りに電流が流れるように、各ループ状導体が巻回されている。すなわち、第２ブースターコイル１１２のコイルパターン１２，１４は第１ブースターコイル１１１のコイルパターン１１，１３により生じる磁界の方向と同方向に磁界が生じるように巻回されている。
【００２２】
ブースターアンテナ１１０は、主として、通信相手側アンテナとの無線信号の送受を行う放射素子として機能する。通信相手側アンテナとの通信距離は、アンテナ外形寸法に大きく依存するので、ブースターアンテナ１１０の外形寸法は、平面視したとき、給電コイルより大きな外形寸法を有していることが好ましい。
【００２３】
これらのブースターコイル１１１，１１２は、各コイル面がほぼ同一面になるよう、且つ、各コイルの巻回軸がほぼ平行になるよう、隣接配置されている。
【００２４】
給電コイル２１０は、平面視で第１ブースターコイル１１１および第２ブースターコイル１１２の隣接部分を跨ぐように配置されている。後に詳述するが、給電コイル２１０は第１コイルパターン２１と第２コイルパターン２２とを備え、第１コイルパターン２１は、第１ブースターコイル１１１のコイル軸に対してほぼ直交するコイル軸を有し、第１ブースターコイル１１１に電磁界を介して結合し、第２コイルパターン２２は、第２ブースターコイル１１２のコイル軸に対してほぼ直交するコイル軸を有し、第２ブースターコイル１１２に電磁界を介して結合する。そして、第２コイルパターン２２は、第１コイルパターン２１に隣接配置され且つ接続されていて、第１コイルパターン２１により生じる磁界の方向とは反対方向に磁界が生じるように巻回されている。
【００２５】
図２はブースターアンテナ１１０の分解斜視図である。第１ブースターコイル１１１のコイルパターン１１，１３はＰＥＴ等の誘電体材料からなる支持基材１０の第１主面および第２主面に形成されている。第２ブースターコイル１１２のコイルパターン１２，１４も支持基材１０の第１主面および第２主面に形成されている。これらのコイルパターン１１，１２，１３，１４は、銀、銅、アルミニウム等からなる導電材料によってスパイラル状に構成されている。第１ブースターコイル１１１のコイルパターン１１および第２ブースターコイル１１２のコイルパターン１２は支持基材１０の第１主面に隣接配置され、直列接続されている。同様に、第１ブースターコイル１１１のコイルパターン１３および第２ブースターコイル１１２のコイルパターン１４は支持基材１０の第２主面に隣接配置され、直列接続されている。
【００２６】
図３（Ａ）は給電コイル２１０の分解斜視図、図３（Ｂ）は給電コイル２１０の特に第１コイルパターンおよび第２コイルパターンの形状および接続関係を示す斜視図である。
【００２７】
給電コイル２１０は、磁性体層２０Ｃおよび非磁性体層（非磁性体または磁性体層２０Ｃよりも低透磁率の磁性体）２０Ｔ，２０Ｂの積層体を備えている。磁性体層２０Ｃにはコイルパターンの一部である部分コイルパターン２１Ｃ，２２Ｃが形成されている。非磁性体層２０Ｂにはコイルパターンの一部である部分コイルパターン２１Ｂ，２２Ｂが形成されている。部分コイルパターン２１Ｃと部分コイルパターン２１Ｂとで第１コイルパターン２１が構成されていて、部分コイルパターン２２Ｃと部分コイルパターン２２Ｂとで第２コイルパターン２２が構成されている。結局、第１コイルパターン２１および第２コイルパターン２２は、共通の磁性体層（本発明の「磁性体コア」）２０Ｃに巻回されていることになる。
【００２８】
第１コイルパターン２１と第２コイルパターン２２とは互いに直列接続されているが、各コイルパターンに生じる磁束が互いに逆向きになるように巻回されている。積層体の底面（非磁性体層２０Ｂの下面）には、給電コイル２１０をプリント配線板等のマザー基板に実装するための入出力端子３１，３２が形成されている。この入出力端子３１，３２は、ビアホール導体を介して部分コイルパターン２１Ｂ，２２Ｂの外側の端部に接続されている。第１コイルパターン２１と第２コイルパターン２２とは巻回方向が互いに逆であるので、両者のコイル軸方向の間隔が狭い程インダクタンスが相殺される。そのため、第１コイルパターン２１と第２コイルパターン２２との間隔は少なくともコイルパターンの巻回ピッチより大きいこと、さらにはその複数倍以上であることが好ましい。
【００２９】
前記各コイルパターンや入出力端子は銀や銅等の導電材料で構成されている。なお、前記積層体は、セラミックの積層体であってもよいし、樹脂層の積層体であってもよい。
【００３０】
図４（Ａ）は給電コイル２１０とブースターアンテナ１１０との結合の様子を示す下面図、図４（Ｂ）はその正面図である。図４（Ａ）において、給電コイル２１０のコイルパターン２１，２２に流れる電流の方向およびブースターコイル１１１，１１２に流れる電流の方向を矢印で表している。図４（Ｂ）において磁束φ１，φ２は給電コイル２１０とブースターアンテナ１１０との電磁界結合の様子を示している。また、磁界Ｈ１，Ｈ２はブースターアンテナ１１０によって生じる磁界を表している。
【００３１】
図４（Ａ）に示すように平面視で、給電コイル２１０のうち、第１コイルパターン２１は第１ブースターコイル１１１の一部と重なり、第２コイルパターン２２は第２ブースターコイル１１２の一部と重なるように配置されている。よって、給電コイル２１０の第１コイルパターン２１と第１ブースターコイル１１１とが電磁界結合し、給電コイル２１０の第２コイルパターン２２と第２ブースターコイル１１２とが電磁界結合する。
【００３２】
図４（Ａ）に示すように、給電回路から給電コイルに矢印ａ，ｂ方向に電流が流れると、磁束φ１，φ２との鎖交により、コイルパターン１１，１３に矢印ｄ，ｅ，ｆに示すように電流が誘導され、コイルパターン１１，１３に矢印ｈ，ｉ，ｊに示すように電流が誘導される。
【００３３】
図５は給電コイル２１０およびブースターアンテナ１１０により生じる磁界（磁束）の模式図である。このように、第１ブースターコイル（１１１）と第２ブースターコイル（１１２）には同方向に電流が流れ、その結果、図５に示すような磁界Ｈ１および磁界Ｈ２が発生する。給電コイル２１０のコイル軸は磁界Ｈ１，Ｈ２の向きとは直交している。そのため、通信相手のアンテナの磁束は給電コイル２１０を直接通過しない。換言すると、通信相手のアンテナから給電コイル２１０は等価的に見えない。そのため、従来のアンテナのようなヌル点は生じない。
【００３４】
図６はアンテナ装置３０１の等価回路図である。ここでインダクタＬ２１は給電コイル２１０の第１コイルパターン２１、インダクタＬ２２は給電コイル２１０の第２コイルパターン２２、にそれぞれ相当する。インダクタＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４はコイルパターン１１，１２，１３，１４にそれぞれ相当する。キャパシタＣ１はコイルパターン１１とコイルパターン１３との層間および線間に生じる容量に相当し、キャパシタＣ２はコイルパターン１２とコイルパターン１４との層間および線間に生じる容量に相当する。
【００３５】
相互インダクタンスＭ３はコイルパターン１１，１２間の磁界結合に相当し、相互インダクタンスＭ５はコイルパターン１３，１４間の磁界結合に相当する。相互インダクタンスＭ４はコイルパターン１１，１３間の磁界結合に相当し、相互インダクタンスＭ６はコイルパターン１２，１４間の磁界結合に相当する。
【００３６】
相互インダクタンスＭ１は給電コイル２１０の第１コイルパターン２１と第１ブースターコイル１１１（コイルパターン１１，１３）との間の磁界結合に相当し、相互インダクタンスＭ２は給電コイル２１０の第２コイルパターン２２と第２ブースターコイル１１２（コイルパターン１２，１４）との間の磁界結合に相当する。
【００３７】
給電コイル２１０は、コイル自身が持つインダクタンス成分（図６に示したインダクタＬ２１，Ｌ２２）と給電コイル２１０の線間容量で構成されるキャパシタンス成分とを有するので、これらによりＬＣ共振回路を構成し、共振周波数を有する。また、給電回路の接続状態で、給電コイル２１０と給電回路とによる回路の共振周波数を有する。
【００３８】
ブースターアンテナ１１０は、インダクタＬ１〜Ｌ４およびキャパシタＣ１，Ｃ２によるＬＣ共振回路で構成される共振周波数を有する。
【００３９】
図７は給電コイル２１０の共振周波数、ブースターアンテナ１１０の共振周波数、および通信相手のアンテナと結合して通信するキャリア周波数の関係を示す図である。図７の横軸は周波数、縦軸はアンテナのリターンロスである。給電コイル２１０の共振周波数（または、給電コイル２１０と給電回路とによる共振周波数）ｆａはブースターアンテナ１１０の共振周波数ｆｂより高い。例えばｆａ＝１４ＭＨｚ、ｆｂ＝１３．６ＭＨｚ、通信周波数ｆｏは１３．５６ＭＨｚである。
【００４０】
仮に、給電コイルの共振周波数とブースターアンテナの共振周波数が同じであると、縮退が解け、給電コイルとブースターアンテナとが結合しにくくなってしまう。また、給電コイルの共振周波数ｆａがブースターアンテナの共振周波数ｆｂより低いと、給電コイルとブースターアンテナとの結合が容量性で結合することになるが、コイル同士の容量結合は強くならず、その結果、高い結合強度が得られない。
【００４１】
第１の実施形態では上述のとおり、給電コイル２１０の共振周波数ｆａはブースターアンテナの共振周波数ｆｂより高いので、給電コイルとブースターアンテナとが誘導性で結合することになり、高い結合強度が得られる。
【００４２】
また、リーダライタアンテナの共振周波数は通信周波数ｆｏまたはｆｏ付近に設定されていて、ブースターアンテナの共振周波数ｆｂは通信周波数ｆｏに等しいかまたは略等しく設定されている。そして給電コイル２１０の共振周波数ｆａがブースターアンテナの共振周波数ｆｂより高く、通信周波数ｆｏより高く設定されているので、ブースターアンテナがリーダライタアンテナと近接して強く結合したときのブースターアンテナの共振周波数ｆｂが高周波側にシフトする量が抑制される。そのため、リーダライタアンテナと強く結合したときのヌル点が発生しにくいという効果を奏する。これは、近接する二つの共振器（この場合、ブースターアンテナと給電コイル）が磁気結合しているので、互いの共振周波数に近づく方向の周波数変化を抑制しあうという効果を利用している。
【００４３】
また、図６に示したように、ブースターアンテナ１１０におけるインダクタＬ１１〜Ｌ１４は、相互インダクタンスＭ３〜Ｍ６で互いに結合しているため、インダクタＬ１１〜Ｌ１４を単純に合わせたインダクタンス値よりも、全体の実効的なインダクタンス値は大きい。その結果、小型でも十分なインダクタンス値を有するブースターアンテナを実現できる。
【００４４】
第１の実施形態に係るアンテナによれば、給電コイルとブースターコイルとの結合度を大きくすることができ、ＲＦ信号の伝達効率が高い。また、ヌル点が発生しにくい。
【００４５】
《第２の実施形態》
図８は第２の実施形態のアンテナ装置３０２の斜視図である。第２の実施形態では、コイルパターン１１が第１のブースターコイルであり、コイルパターン１２が第２のブースターコイルである。支持基材１０およびこの支持基材１０に形成されたコイルパターン１１，１２によってブースターアンテナ１２０が構成されている。
【００４６】
図９はアンテナ装置３０２の等価回路図である。ここでインダクタＬ２１は給電コイル２１０の第１コイルパターン２１、インダクタＬ２２は給電コイル２１０の第２コイルパターン２２、にそれぞれ相当する。インダクタＬ１１，Ｌ１２はコイルパターン１１，１２にそれぞれ相当する。キャパシタＣはコイルパターン１１の端部とコイルパターン１２の端部との間に接続されたキャパシタである。
【００４７】
このように、一層に形成した二つのコイルパターン１１，１２でブースターアンテナ１２０を構成してもよい。但し、第１の実施形態で示したように、複数層に形成したコイルでブースターアンテナを構成した方が、必要なインダクタンス成分およびキャパシタンス成分を得るために要する面積を縮小化できる。
【００４８】
《第３の実施形態》
図１０（Ａ）は第３の実施形態の通信端末装置４０１の平面図、図１０（Ｂ）は正面断面図、図１０（Ｃ）は図１０（Ｂ）の部分拡大図である。但し、通信端末装置４０１の下面（表示パネルや操作部とは反対側の面）を上にして図示している。
【００４９】
アンテナ装置３０１は通信端末装置４０１の端末筐体６０内に設けられている。このアンテナ装置３０１は第１の実施形態で示したアンテナ装置３０１であり、ブースターアンテナ１１０と給電コイル２１０とで構成されている。ブースターアンテナ１１０は端末筐体６０の内面に両面テープなどで貼付されている。
【００５０】
また、端末筐体６０内には、グランドパターン４１を備えたプリント配線板４０が収納されている。このプリント配線板４０に通信回路が構成されている。また、このプリント配線板４０の図における上面（表示パネルや操作部とは反対側の面）に給電コイル２１０およびＲＦＩＣ（無線ＩＣ）チップ５１が表面実装されている。給電コイル２１０とＲＦＩＣチップ５１とはプリント配線板４０に形成されている配線５０で接続されている。ＲＦＩＣチップ５１は、メモリ回路やロジック回路を備えていて、給電回路として機能し、高周波信号を給電コイル２１０やブースターアンテナ１１０に供給する。基本的には、半導体ＩＣチップとして構成されていて、ベアチップであってもよいし、パッケージされたチップであってもよい。
【００５１】
なお、グランドパターン４１で遮蔽されない位置であれば、給電コイル２１０はプリント配線板４０の下面（表示パネルや操作部側の面）に実装されていてもよい。
【００５２】
この実施形態によれば、ブースターアンテナ１１０に給電するための給電ピンやフレキシブルケーブルが不要であるので、ブースターアンテナ１１０の配置位置や取り付け構造についての自由度が高い。また、給電コイル２１０は端末筐体６０の内部に配置され、表面付近のブースターアンテナとは電気的に絶縁されているので、このアンテナ装置３０１はその構造自体がＥＳＤ（静電気放電）保護構造となっている。
【００５３】
なお、ブースターアンテナ１１０は、端末筺体６０の樹脂部分に埋め込まれていてもよいし、端末筺体６０に直接導体パターンが描かれることによって構成されていてもよい。
【００５４】
《他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、ブースターコイルは矩形スパイラル状の導体パターンで構成したが、円形や三角形等のループ状の導体パターンで構成してもよい。また、ターン数は必要に応じて１ターンであってもよい。また、第１ブースターコイル１１１および第２ブースターコイル１１２は３層以上の複数層に設けられた複数のコイルパターンにてそれぞれ構成されていてもよい。
【００５５】
また、以上に示した各実施形態では、給電コイル２１０が第１ブースターコイル１１１および第２ブースターコイル１１２に対して主に磁界を介して結合する例を示したが、周波数帯域によっては主に電界を介して結合するようにしてもよい。さらには電界および磁界の両方を介して結合するようにしてもよい。これは高周波信号の場合に、給電コイルとブースターアンテナとの間の静電容量でも十分にエネルギーが伝達されるからである。
【００５６】
また、以上に示した各実施形態では、ＨＦ帯のＲＦＩＤデバイスに適用する例を示したが、本発明はＨＦ帯に限らず例えばＵＨＦ帯のＲＦＩＤデバイスにも同様に適用できる。
【００５７】
また、以上に示した各実施形態では、各ブースターコイルが同一平面上に配置された例を示したが、各ブースターコイルの全体または一部が曲面に沿って配置されていてもよい。また、各ブースターコイルの全体または一部が折れ曲がっていてもよい。
【００５８】
また、以上に示した各実施形態では、給電コイル２１０に単一で共通の磁性体コアを設けたが、コイルパターン１１とコイルパターン１２とで個別の磁性体コアを備えてもよい。その場合には、コイルパターン１１の入出力端子とコイルパターンの入出力端子とを分離し、プリント配線板上で直列または並列に接続されるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
Ｈ１，Ｈ２…磁界
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４…インダクタ
Ｌ２１，Ｌ２２…インダクタ
Ｍ１〜Ｍ６…相互インダクタンス
１０…基材
１１〜１４…コイルパターン
２０Ｔ，２０Ｂ…非磁性体層
２０Ｃ…磁性体層
２１…第１コイルパターン
２２…第２コイルパターン
２１Ｂ，２２Ｂ…部分コイルパターン
２１Ｃ，２２Ｃ…部分コイルパターン
３１，３２…入出力端子
４０…プリント配線板
４１…グランドパターン
５０…配線
５１…ＲＦＩＣチップ
６０…端末筐体
１１０…ブースターアンテナ
１１１…第１ブースターコイル
１１２…第２ブースターコイル
１２０…ブースターアンテナ
２１０…給電コイル
３０１，３０２…アンテナ装置
４０１…通信端末装置
【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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【図１１】
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