JP6586447B2 - Lc共振アンテナ - Google Patents
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Description
さらに、上記構成のLC共振アンテナによれば、インダクタの位置が、誘電体層の外面に含まれる基準面側に寄り、且つキャパシタから離れるため、誘電体層の外部における強度が高い磁束を放射できるエリアが拡がるとともに、インダクタから発生した磁束がキャパシタによって遮られ難くなる。
このように、前記LC共振アンテナは、基準面とキャパシタの間の限られた範囲内においてインダクタの位置を基準面側に寄せることで、誘電体層の外部のエリアにおける磁束の強度を高めるとともに、インダクタから発生した磁束の強度低下を抑えることができるため、通信の安定性を高めることができる。
前記インダクタと、前記インダクタ側に配置される電極板との距離が、前記積層方向における前記一対の電極板間の距離以上になっていてもよい。
前記一対の電極板の重なり面積が、前記インダクタの開口面積よりも大きく、且つ前記積層方向に直交する面方向における面積が前記インダクタ層及び前記キャパシタ層を含む誘電体層よりも小さくなっていてもよい。
一対の第一ビア310a,310bは、それぞれの形成位置からインダクタ30のコイル中心までの距離が異なっている。なお、本実施形態では、コイル中心から離れている方の第一ビアを外周側第一ビア310aと称し、コイル中心に近い方の第一ビアを内周側第一ビア310bと称する。
図5に示すLC共振アンテナ1と同様の構造のLC共振アンテナ1を実施例1として用意した。また、実施例1は、設置用凹部701にオンチップアンテナを備えたICチップCを設置した後に樹脂を充填し、ブースターアンテナとして構成した。なお、インダクタ30と、キャパシタ40の電極板400の材質は銅であり、誘電体層2、パッケージング層7の誘電率は、7.7である。
また、図6に示すように、上記実施例1の金属層8を金属Mに貼り付けたものを実施例2として用意した。
図7に示すように、インダクタ30とキャパシタ40とを前記面方向において完全にずれた位置に設けたLC共振アンテナ1において、設置用凹部701に、オンチップアンテナを備えたICチップCを設置し樹脂を充填したものを比較例とした。なお、比較例のLC共振アンテナ1は、金属Mには貼り付けていない。
実施例1に係るLC共振アンテナ1を40個、比較例に係るLC共振アンテナ1を80個用意し、各LC共振アンテナ1の共振周波数を測定し、共振周波数のばらつき度合いを確認した。40個の実施例1に係るLC共振アンテナ1の測定結果を図8に示し、80個の比較例に係るLC共振アンテナ1の測定結果を図9に示す。
図8、図9に示すように、実施例1に係るLC共振アンテナ1よりも、比較例に係るLC共振アンテナ1の方が共振周波数に大きな個体差が生じていることから、電極板400の極板間隔を広くとって、電極板400の枚数を少なくすると、共振周波数に生じる個体差、すなわち、キャパシタ40の容量のばらつきを抑えることができることが分かる。
実施例1,2に係るLC共振アンテナ1をそれぞれ40個ずつ用意し、各LC共振アンテナ1の共振周波数を測定した。そして、40個分の実施例1のLC共振アンテナ1の共振周波数の平均値と、40個分の実施例2のLC共振アンテナ1の共振周波数の平均値とを求めた。
実施例1のLC共振アンテナ1の共振周波数の平均値は921.0MHzであり、実施例2のLC共振アンテナ1の共振周波数の平均値は919.0MHzであった。この試験結果から、実施例1,2のLC共振アンテナ1のように、金属層8を備えていれば、取付対象物が金属であっても共振周波数に影響(変化)が少なく、取付対象物が金属である場合と非金属である場合とで共振周波数が変わってしまうことを抑制できることが分かる。
続いて、インダクタ30とキャパシタ40の距離D1と磁束の通り易さとの関係性を確認すべく、実施例3〜22を用意した。実施例3〜22は、図5に示す構造のLC共振アンテナ1から金属層8を除いたものである。
実施例3〜22のLC共振アンテナ1について、電磁界シミュレーションにより磁場分布を算出し、この磁場分布を基にして通信距離を算出した。図10に示すように、前記電極板間距離D2が0.06mmの場合(実施例3〜9の場合)、0.05mmの場合(実施例10〜17の場合)、0.04mmの場合(実施例18〜22の場合)、何れの場合においても、前記距離D1が広がるにつれて通信距離も伸びていることから、前記距離D1が広がるとインダクタ30から発生する磁束がキャパシタ40によって遮られ難くなるため、磁束の通りが良くなる分、通信距離も伸びることが分かる。
Claims (3)
- コイル状のインダクタが設けられたインダクタ層と、
該インダクタのコイル中心の軸線方向において該インダクタ層に積層されるキャパシタ層と、
前記インダクタ層及び前記キャパシタ層を含む誘電体層とを備え、
前記キャパシタ層には、前記インダクタに接続されるキャパシタが設けられ、
該キャパシタは、積層方向において互いに間隔をあけた状態で平行に並ぶ一対の電極板によって構成され、
該誘電体層の外面には、前記インダクタ層に対して前記キャパシタ層と前記積層方向における反対側に位置し且つ前記積層方向において前記インダクタに最も近い平面である基準面が含まれ、
前記積層方向における前記基準面と前記インダクタとの距離が、前記積層方向における前記インダクタと前記一対の電極板のうちの前記積層方向において前記インダクタ側に配置される電極板との距離よりも小さく、
前記基準面は、ICチップが載置される面であり、
前記基準面に載置されたICチップのオンチップアンテナ、若しくは給電コイルと前記インダクタとが磁界結合するように構成される、
LC共振アンテナ。 - 前記インダクタと、前記インダクタ側に配置される電極板との距離が、前記積層方向に
おける前記一対の電極板間の距離以上になっている
請求項1に記載のLC共振アンテナ。 - 前記一対の電極板の重なり面積が、前記インダクタの開口面積よりも大きく、且つ前記
積層方向に直交する面方向における面積が前記インダクタ層及び前記キャパシタ層を含む
誘電体層よりも小さくなっている
請求項1又は請求項2に記載のLC共振アンテナ。
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