(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する第１、第２のコイルをそれぞれアンテナエレメントとしてなり、前記第１、第２のコイルは、絶縁材料の巻枠に形成して直列接続し、前記巻枠の外部のＩＣモジュールに接続する端子を形成することを特徴とする立体アンテナ。
【請求項２】
前記巻枠は、前記第１、第２のコイルを保持する保持面を有することを特徴とする請求項１記載の立体アンテナ。
【請求項３】
前記保持面は、前記第１、第２のコイルの開口面を含む各平面内において、外側に凸の形状に形成することを特徴とする請求項２記載の立体アンテナ。
【請求項４】
前記第１、第２のコイルには、前記第１、第２のコイルに直交する第３のコイルを組み合わせ、前記第１、第２、第３のコイルは、直列接続することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の立体アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、小形の携帯用通信端末や、非接触形のＩＣカード等に特に好適に使用することができる立体アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
小形の携帯用通信端末や、非接触形のＩＣカード等には、使用周波数に適合するアンテナが組み込まれている。
【０００３】
従来のアンテナは、適当な平面状の基材上に２次元のコイルとして形成され、ループアンテナとして機能し、外部からの到来電波を受信してＩＣモジュールに作動用の電力を供給したり、外部機器との間において情報伝達用の電波を送受信したりすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、アンテナは、ループアンテナとして機能しているから、指向特性が鋭く、電波の送受信方向が狭く限定され、通信の安定性に欠けることがあるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、互いに直交する第１、第２のコイルを使用することによって、良好な無指向特性を簡単に実現することができる立体アンテナを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、互いに直交する第１、第２のコイルをそれぞれアンテナエレメントとしてなり、第１、第２のコイルは、絶縁材料の巻枠に形成して直列接続し、巻枠の外部のＩＣモジュールに接続する端子を形成することをその要旨とする。
【０００７】
なお、巻枠は、第１、第２のコイルを保持する保持面を有してもよい。
【０００８】
また、保持面は、第１、第２のコイルの開口面を含む各平面内において、外側に凸の形状に形成することができる。
【０００９】
なお、第１、第２のコイルには、第１、第２のコイルに直交する第３のコイルを組み合わせ、第１、第２、第３のコイルは、直列接続することができる。
【００１０】
【作用】
かかる発明の構成によるときは、互いに直交する第１、第２のコイルは、それぞれループアンテナとして機能するから、全体として、第１、第２のコイルの各開口面に共通に直交する平面内において無指向特性となり、しかも、垂直偏波、水平偏波の双方の電波を効率よく送受信することができる。ただし、開口面とは、第１、第２のコイルのそれぞれについて、コイルの軸方向に直交するコイル内の面をいう。
【００１１】
第１、第２のコイルは、巻枠に形成することにより、所定形状に所定巻数のコイルを形成することができる。なお、第１、第２のコイルは、同一巻数に形成し、巻枠は、合成樹脂材等の絶縁材料によって形成することが好ましい。また、第１、第２のコイルは、巻枠に対し、線材を巻き付ける他、印刷、蒸着、メッキ、エッチング等の手法により導電性物質を所定パターンに付着させて形成することができる。
【００１２】
巻枠に保持面を設ければ、第１、第２のコイルは、保持面を介して機械的に保持され、それぞれの形状や相対位置関係を安定に維持することができる。なお、保持面は、第１、第２のコイルの開口面を含む各平面内において、外側に凸の任意の多角形や、円形に形成するものとする。また、巻枠は、中実または中空に形成することができる。すなわち、巻枠は、保持面以外の部分を凹または凸の任意の形状に設定することができる。
【００１３】
第１、第２のコイルに直交する第３のコイルを設ければ、第１、第２、第３のコイルは、全体として、３次元空間内のあらゆる方向に対して無指向特性を実現することができる。
【００１４】
第１、第２のコイルは、直列接続することにより、全体のインダクタンスを大きくし、外部回路に対して容易に整合させることができる。第３のコイルを設ける場合も、同様である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
アンテナは、巻枠１１に第１、第２のコイル２１、２２を形成してなる（図１、図２）。ただし、図２は、図１の展開説明図である。
【００１７】
巻枠１１は、正６面体に形成され、Ｙ−Ｚ平面内、Ｘ−Ｙ平面内に、それぞれ第１、第２のコイル２１、２２用の正方形の保持面１１ａ、１１ｂが形成されている。ただし、図１に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、適当な３次元空間における仮想軸である。
【００１８】
第１のコイル２１は、保持面１１ａ上に形成され、Ｘ軸に直交しており、第２のコイル２２は、保持面１１ｂ上に形成され、Ｚ軸に直交している。なお、第１、第２のコイル２１、２２は、直列接続され、第２のコイル２２の巻始め相当、第１のコイル２１の巻終り相当の各終端にそれぞれ端子Ｔ2 、Ｔ1 を形成し、互いに直交する巻数Ｎ＝２のアンテナエレメントを形成している。ただし、第１、第２のコイル２１、２２の各巻数Ｎは、Ｎ≧１の適数に設定するものとする。
【００１９】
第１、第２のコイル２１、２２は、端子Ｔ1 、Ｔ2 に図示しない受信用のＩＣモジュールを接続すると、Ｘ軸、Ｚ軸に平行な外部からの到来電波Ｓx 、Ｓz に対し、高い受信感度を実現することができる。すなわち、第１、第２のコイル２１、２２は、それぞれループアンテナとして機能し、前者は、開口面がＹ−Ｚ平面内にあってＸ軸方向に指向特性を有し、後者は、開口面がＸ−Ｙ平面内にあってＺ軸方向に指向特性を有する。したがって、第１、第２のコイル２１、２２は、全体としてＸ−Ｚ平面内において無指向特性となり、Ｘ−Ｚ平面内の任意の方向からの到来電波を効率よく受信することができる。
【００２０】
また、第１、第２のコイル２１、２２は、それぞれループアンテナとして、水平偏波、垂直偏波のいずれの到来電波に対しても同等の受信感度を実現することができる。なお、第１、第２のコイル２１、２２は、端子Ｔ1 、Ｔ2 に送信用のＩＣモジュールを接続することにより、Ｘ−Ｚ平面内の全方向に無指向特性の送信性能を実現することができる。
【００２１】
【他の実施の形態】
巻枠１１は、任意の多面体に形成してもよい（図３）。ただし、同図の巻枠１１は、１８個の正方形、８個の正３角形の平面を組み合わせて２６面体に形成されている。巻枠１１には、第１、第２のコイル２１、２２用の８角形の保持面１１ａ、１１ｂが形成されており、保持面１１ａ、１１ｂは、互いに直交している。
【００２２】
また、巻枠１１は、中空に形成してもよい（図４）。ただし、同図の巻枠１１は、互いに直交する第１、第２のコイル２１、２２用の円形の保持面１１ａ、１１ｂを有する球形に形成されている。
【００２３】
第１、第２のコイル２１、２２には、第１、第２のコイル２１、２２の双方に直交する第３のコイル２３を組み合わせてもよい（図５）。ただし、第３のコイル２３は、第１、第２のコイル２１、２２に直列接続されている。第１、第２、第３のコイル２１、２２、２３は、それぞれＸ軸方向、Ｚ軸方向、Ｙ軸方向を含む全方向からの到来電波に対してほぼ均一な受信感度を実現し、あらゆる方向に対してほぼ均一な送信性能を実現して、３次元空間の全方向に対し、無指向特性を実現することができる。
【００２４】
以上の説明において、第１、第２、第３のコイル２１、２２、２３は、それ自体の形状を保持する剛性を有するとき、巻枠１１を省略してもよい。
【００２５】
この発明に係るアンテナは、定期券や身分証明カード、物品に付けるタグ等のカードに適当なＩＣモジュールとともに組み込むことによってＩＣカードを形成し、外部の検出器に対して相対移動させるとき、ＩＣカードの移動方向や姿勢等に拘らず、検出器との間に良好な通信性能を確保することができる。外部機器と交信する携帯用通信端末等についても、全く同様である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、互いに直交する第１、第２のコイルをアンテナエレメントとすることにより、第１、第２のコイルは、ループアンテナとして機能し、それぞれの開口面に共通に直交する平面内において良好な無指向特性を実現することができるから、電波の送受信方向に制約がない上、水平偏波、垂直偏波の双方に好適に対応することができ、通信の安定性を大きく向上させることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  全体構成斜視説明図
【図２】  図１の展開説明図
【図３】  他の実施の形態を示す図１相当図（１）
【図４】  他の実施の形態を示す図１相当図（２）
【図５】  他の実施の形態を示す模式説明図
【符号の説明】
１１…巻枠
１１ａ、１１ｂ…保持面
２１…第１のコイル
２２…第２のコイル
２３…第３のコイル
【図１】
0004186147.tif 000002
【図２】
0004186147.tif 000003
【図３】
0004186147.tif 000004
【図４】
0004186147.tif 000005
【図５】
0004186147.tif 000006