JP2011066628A - 平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平行2線により夫々が同大のループを構成するように、平行に同軸に置きループ間の距離が0.1mm〜2cmに設置し、両アンテナに給電を行うことを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
【選択図】図2
Description
これを見ても分かるとおり、放射電磁界の項β2/rは存在し、xy面内に一様に放射する。これは先にも述べたように一般のアンテナの形状がこのような形状のループアンテナを用いているので小さいながら放射はあると考えてよい。誘導磁界jβ/r2は虚数であり、インダクティブな作用を行う。実際にはループの近辺に時間的なファクターで現れたり消えたりする量である。一般的にはこの量を誘導結合としてセンサやタグでは利用している。z軸方向の磁界Hzは、放射磁界は含まれず放射がないことが分かる。z軸方向に直交する電界と磁界が存在しないし且つ電流ベクトルは、xy面内のどの位置でも打ち消されて、軸対称となっていることからも理解できる。
線間容量Cは、
で表され、特性インピーダンスZ0は
となる。
N巻のループでかつ平面に巻いた場合のループの半径は巻く毎に異なるのでその平均値をa1とする。大小ループのほぼ中心の大きさのループの半径と考えてよい。この場合、
である。
である。従って、相互インダクタンスの影響を含めた全体のインダクタンスの値は、
となる。即ちループの大きさに関係なく、上下の平行2線によるインダクタンスと同じ値となる。これによってもループ電流による影響より、上下平行線の正相(逆相)電流の影響の方が大きいことが分かる。
である。いま1式においてd=2ρとすると線間の間隔はなくなるのでインダクタンスL=0となり、2式の容量Cは∞となる。また特性インピーダンスは0となる。
a ループコイル(アンテナ)の半径
2a 上の線(上のコイル)
2b 下の線(下のコイル)
Ant1 上のループコイル
Ant2 下のループコイル
Con コネクタ
ds 平行線の距離(ループ間の距離)
dm 磁性体を挟んだ平行線間の距離
2 コイル(線)
2ρ 線の太さ
3 IC
6 磁性体板
7 IC並びに回路部
8 NFCIC
CPP プラスチック絶縁板または磁性体板
H 磁界
Hθ 極座標θ方向の磁界
Hz 円筒座標z方向の磁界
H1 上の線の磁界
H2 下の線の磁界
I 電流
IC card(ICカード) IC Tag(ICタグ)
I1 上の線の電流
I2 下の線の電流
Image 影像(虚像)
L1 コイルの一辺の長さ
L2 コイルのもう一辺の長さ
Mag 磁性体板
M 金属面(Metal)
Match 整合部
Mt 磁性体板
MB 金属板(面)
P1,P2,P3,P4 コイルの端部
P5,P6 アンテナコイルの給電部
PC パーソナルコンピュータ
PCB プリント基板
PCB1 上のコイルアンテナ基板
PCB2 下のコイルアンテナ基板
POS (ポイントオブセールス)端末
SD SDカードインターフェース
USB USBインターフェース
Claims (22)
- 平行2線により夫々が同大のループを構成するように、平行に同軸に置きループ間の距離が0.1mm〜2cmに設置し、両アンテナに給電を行うことを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1において、平面形1〜6巻ループの夫々を正相(逆相)あるいは零相に励振することを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において、ループの間に高透磁率の磁性体板を挟み込むことを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において、夫々が同大のループを構成する平行2線のループアンテナをプリント基板で構成することを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において、ループアンテナ素子を印刷や塗料や蒸着あるいは巻線で構成することを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において、ループアンテナを支持する支持板をPCB、pi基板あるいはプラスチックフィルムあるいはフィルム基板で構成することを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において、上下2枚のループアンテナを接続する方法は上下の導線位置を合わせ、スルーホールで上下のアンテナ線に導通するよう接続する方法を特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において、上下2枚のループアンテナを接続する方法は上下の導線の位置合わせを行いスルーホールを設け、更に磁性体も貫通する穴を設けて上下のアンテナ線に接続する方法を特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において、上下2枚のループアンテナを接続する方法はフレキシブル基板やポリイミド基板を用いて導線や端子の一部を半田または圧着、カシメ、融着により接続することを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において、上下2面のループアンテナを接続する方法は2層基板のスルーホール等により、端子部を片側に集め、半田付、圧着、カシメ、融着により接続することを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において、上下2枚のループアンテナを支えるフレキ基板の場合、給電部は2枚密着させ半田、圧着、カシメ、融着、スルーホールにより接続し、この部分から給電線を取り出すことを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1乃至3いずれかにおいて、ループアンテナを基板に構成する場合、基板裏に金属面を構成する場合は両面基板のアンテナ面の反対側の金属面を残しこれを金属面とすることを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1乃至3、または12いずれかにおいて、基板裏の配線が必要な部分は配線部として用い、アンテナ下部のみ金属面とすることを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1乃至3、または12または13いずれかにおいて、アンテナ給電部をアンテナの外側のどちらかの一辺に集中することを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において、上面の基板にICやクリスタルや整合回路を搭載する場合は、アンテナコイルと一体のリーダライタとするため中心部の空間あるいはアンテナの外側の片端に集中させる方式とすることを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2において下面の基板にICやクリスタルや整合回路を搭載する場合は、アンテナコイルと一体のリーダライタとするため、中心部の空間あるいはアンテナの外側の片端に集中させ、磁性体や上部基板が邪魔にならないようにこの部分を切り欠いてしまい、全体として非常に薄形とすることを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1乃至3いずれかにおいて、携帯電話やsmart phone(登録商標)、iPhone(登録商標)等において、コイルアンテナの大きさが、一辺20〜35mm、他辺20〜45mm、磁性体の厚み0.05〜0.5mm、少なくとも1mm以下、PC組み込みの場合は、一辺30〜55mm、他辺45〜70mm、厚み0.1〜1mm、大形センサの場合、一辺25〜40mm、他辺25〜40mm、厚さ0.5〜20mm、中形センサの場合、一辺10〜15cm、他辺10〜15cm、厚さ0.1〜1mmとすることとし、中形、大形センサを除き薄形基板で2枚のアンテナを構成することを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1乃至3いずれかにおいてICカードまたはRFIDのICを載せ、カードあるいはタグとすることを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1乃至3いずれかにおいて本発明のアンテナを、携帯電話、パーソナルコンピュータ、smart phone(登録商標)、PDA、iPhone(登録商標)、iPod(登録商標)等に内蔵し、内部のインターフェースと接続し、夫々の機器あるいは外部端末と通信を行うことを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1または2においてゲート用、通過用の大形のアンテナを作るときは、一辺が1〜2m、他辺も1〜3mとし、磁性体を用いる場合と用いない場合とに分け、磁性体を用いる場合には薄形に厚さ10cm以下とし、磁性体を用いない場合は厚さ20〜40cmとし、これをR/Wに接続PCで管理することを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1乃至18いずれかにおいて述べられているセンサ、タグにおいて、PC、POS、R/W、OA、FA、家電機器で読まれたデータを基本とし、通信を行うことを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
- 請求項1乃至3いずれかにおいて夫々の平行線の線路に切換えを行ったり、別々に給電した場合に整合が取れるように整合回路を共通あるいは別々に設けることを特徴とする平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム。
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JP2009214677A JP2011066628A (ja) | 2009-09-16 | 2009-09-16 | 平行2線ループアンテナ磁界とその応用システム |
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