JP2007251886A

JP2007251886A - 送信コイルアンテナ装置

Info

Publication number: JP2007251886A
Application number: JP2006076244A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyuki Takeda; 光之武田
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】複数の用途の装置を携行する煩わしさを無くし、その上セキュリティーの高い送信コイルアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】磁芯に導線が巻回されたインダクタ１と、このインダクタ１に直列に接続されたコンデンサ３と、インダクタ１及びコンデンサ３に電力を供給する電源２とを備えており、電源２は、信号発生部と電流増幅部からなり、複数の周波数を出力可能なものであり、インダクタ１とコンデンサ３の共振周波数は、電源２が出力する複数の周波数のうち、最も低い周波数に設定されている送信コイルアンテナ装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は低中波帯の送信に使用する送信コイルアンテナ装置に関し、特に１０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚの周波数範囲での無線信号の送信に適した送信コイルアンテナ装置に関する。

従来、低中波帯の無線信号を送信及び／又は受信する、装置、システム、端末などには、様々なものが使用され、また提案されている。例えば、周知且つ典型的な装置の一つとしてはＡＭラジオが挙げられる。また、比較的新しい技術では電波時計がある。さらに、その他の比較的新しい技術としては、自動車用のイモビライザ、自動車用又は住宅用の遠隔キーレスエントリーシステム、ＲＦＩＤシステムなどもある。

低中波帯域の送受信コイルアンテナ装置としては、例えば、特許文献１等に開示された技術があり、このようなフェライト等の磁性材料のコアを使用したコイルや空芯コイルを用いた送受信コイルアンテナ装置が広く普及している。

送受信コイルアンテナ装置のうち、送信コイルアンテナ装置は通常インダクタとコンデンサの直列回路に電力を供給する電源からなる。共振現象を利用して信号を送信するタイプが最も普及しているが、インダクタのみのタイプも利用されている。

送受信コイルアンテナ装置は様々な場所で使用されており、アンテナ部分（インダクタのみ、あるいはインダクタとコンデンサ）の狭い空間での使用も要求されている。

ところで、自動車用の遠隔キーレスエントリーシステムの例として、特許文献２に示すものがある。これは、自動車等のドアの開閉をキーを用いずに遠隔操作で行うものであり、周波数帯域は、１２５ｋＨｚ〜１３５ｋＨｚ帯が使用され、交信距離が１ｍ程度の高い交信性能が要求される。

また、ＦＲＩＤシステムの例として、特許文献３に示すものがある。これは、会社内において、従業員の入退室等の管理を行うものであり、ＲＦＩＤにより個人の認証が行われている。このように、ＦＲＩＤシステムは、入退室管理をはじめ、工場の生産管理、物流の管理の様々な用途に利用されており、周波数は、１３．５６ＭＨｚ等が使用される。この周波数では、交信距離が数ｃｍ程度の低い交信性能で足りる場合が多い。

ここで交信性能とは送信コイルアンテナ装置から発生する電界の大きさを指し、電界が大きい方が交信性能が高い。ただし、送信コイルアンテナ装置が発生する電界は電波法に定められた電界の大きさ以下としなければならない。ところで、交信性能の評価は電界そのものでなくとも良く、受信ループアンテナの電圧、受信コイルアンテナの電圧等でも良い。さらに受信コイルアンテナや受信ループアンテナと電子回路を組み合わせた任意の受信アンテナ装置で受信可能な距離でも良い。

国際公開ＷＯ２００３／０３６７６１号パンフレット実開平６−３２６４６号公報特開２００３−２１６９９４号公報

近年、この種の送受信端末の小型軽量化が進み、携帯性が高くなってきている。しかし、携帯性が高くなってきているとはいえ、それぞれの用途毎に複数携行し、使い分けなければならず、煩わしいものとなっていた。また、自動車用遠隔送信装置（携帯キー）等は盗難にあった場合、本人が使用しているかどうかは確認できないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決し、複数の用途の装置を携行する煩わしさを無くし、その上セキュリティーの高い送信コイルアンテナ装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、磁芯に導線が巻回されたインダクタと、該インダクタに直列に接続されたコンデンサと、前記インダクタ及び前記コンデンサに電力を供給する電源とを備える送信コイルアンテナ装置において、前記電源は、信号発生部と電力増幅部からなり、複数の周波数を出力可能であり、前記インダクタと前記コンデンサによる共振周波数は、前記電源から出力される複数の周波数のうち、最も低い周波数に設定された送信コイルアンテナ装置である。

例えば、１２５ｋＨｚ〜１３５ｋＨｚ帯と１３．５６ＭＨｚ帯の２仕様の周波数帯を用いる場合、通常は、それぞれの仕様の２つのアンテナが必要になるため大きくなり、狭い空間での使用が困難になるという問題があるが、本発明では、アンテナを一つにすることで、小型化を図っている。

また、本発明のように、自動車用や住宅用の携帯キーとカードによる個人の認証を組み合わせた場合、実際に本人がキーを持っているか否かの認証のセキュリティーがより高くなる。その他、応用は多岐にわたると考えられる。

本発明によれば、複数の用途の装置を携行する煩わしさを無くし、その上セキュリティーの高い送信コイルアンテナ装置を提供することができる。また、本発明の送信コイルアンテナ装置は、アンテナ部分が小型且つ薄型であり、アンテナを一つにすることで電源も一つにできるため、小型で安価である。

本発明の実施の形態では、１２５ｋＨｚ〜１３５ｋＨｚ帯と１３．５６ＭＨｚ帯の２仕様のアンテナに同一のアンテナを用いることでアンテナの全体を小さく薄く形成する。そのときインダクタとコンデンサの直列接続の共振点は１２５ｋＨｚ〜１３５ｋＨｚの低い方の使用周波数に設定する。

そうすると、１２５〜１３５ｋＨｚでは共振しているため、インダクタに供給電圧の数倍〜数百倍の電圧が印加され、送信性能は高い。他方、１３．５６ＭＨｚでは共振していないが、コンデンサがインダクタに比べ相対的にショート状態となるため、インダクタには供給電圧がそのまま印加される。この場合の交信性能は高くないが、前述したように１３．５６ＭＨｚでは低い交信性能で足りる場合が多い。

ところで、電源については、マイコン等で周波数を制御する信号発生部と電力増幅部を組み合わせて構成する。

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施例による送信コイルアンテナ装置の電気回路を示す図である。図２は、本発明の一実施例による送信コイルアンテナ装置の電源のブロック図である。図３は、本発明の一実施例による送信コイルアンテナ装置のアンテナ部分の構造を示すために内部を透視した平面図である。

本実施例の送信コイルアンテナ装置では、図１に示すように、インダクタ１とコンデンサ３は直列に接続されており、電源２から電力を供給する。電力の供給形態は定電圧、定電流等が挙げられるが、以下定電圧駆動で説明する。

図２に示すように、電源２は、マイコン等の信号発生部４とＦＥＴ等の電流増幅部５からなり、マイコンで１２５ｋＨｚ〜１３５ｋＨｚ駆動と１３．５６ＭＨｚ駆動を切り替える。

図３のように、インダクタ１は３×１２×５０ｍｍの角板状の磁芯６に２０Ｔ（ターン）のポリウレタン被覆導線７を巻回して形成した。磁芯６はＮｉ−Ｚｎ系のフェライトを用いた。インダクタ１の自己共振点は２５ＭＨｚなので、２０ＭＨｚ程度までの周波数駆動が可能である。

得られたインダクタ１とコンデンサ３を以下の方法で直列に接続し、電源を接続して送信コイルアンテナ装置を得た。
（１）インダクタ１とコンデンサ３を実装した基板８とを、かしめや半田付け等で電気的に接続した。
（２）基板８と先端の被覆を剥いたハーネス９を、かしめや半田付け等で電気的に接続した。
（３）成型性の高い共重合ポリエステル等の熱可塑性樹脂１０で型を用いてインダクタ１全体とコンデンサ３と基板８と電気的接続部分全体を覆った。

このようにして得られた送信コイルアンテナ装置で１２５ｋＨｚ，１０Ｖの矩形波を印加したときのインダクタ１の両端電圧は３００Ｖ、交信性能（交信可能な距離）は１２０ｃｍであった。また、１３．５６ＭＨｚ，１０Ｖの矩形波を印加したときのインダクタ１の両端電圧は１０Ｖ、交信性能は５ｃｍであった。

このようにして得られた送信コイルアンテナ装置は、アンテナ部分が小型、薄型となるので、小型、安価である。なお、本実施例では１２５ｋＨｚと１３．５６ＭＨｚでの使用に限定したが、他の周波数でも駆動可能であり、３つ以上の周波数の組み合わせにも適宜変更できる。

本発明に係る送信コイルアンテナ装置は、自動車用又は住宅用の遠隔送信装置（携帯キー）に使用して最適である。

本発明の一実施例による送信コイルアンテナ装置の電気回路を示す図。本発明の一実施例による送信コイルアンテナ装置の電源のブロック図。本発明の一実施例による送信コイルアンテナ装置のアンテナ部分の構造を示す平面図。

符号の説明

１インダクタ
２電源
３コンデンサ
４信号発生部
５電流増幅部
６磁芯
７ポリウレタン被覆導線
８基板
９ハーネス
１０熱可塑性樹脂

Claims

磁芯に導線が巻回されたインダクタと、該インダクタに直列に接続されたコンデンサと、前記インダクタ及び前記コンデンサに電力を供給する電源とを備える送信コイルアンテナ装置において、前記電源は、信号発生部と電力増幅部からなり、複数の周波数を出力可能であり、前記インダクタと前記コンデンサによる共振周波数は、前記電源から出力される複数の周波数のうち、最も低い周波数に設定されたことを特徴とする送信コイルアンテナ装置。