天线装置以及使用其的IC标签制造方法及图纸

本发明专利技术提供天线装置(20)，包括在磁性体(33)上形成由导体构成的天线部(31)而成的主天线(30)、以及在配置于磁性体(33)的表面上的非磁性体(43)的同一表面形成多个环形天线部(41a、41b)而成的增益天线(40)，多个环形天线部(41a、41b)配置成与主天线(30)的天线部(31)部分重叠，多个环形天线部(41a、41b)彼此相互并联且沿同一方向卷绕。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天线装置以及使用其的IC标签
本专利技术涉及天线装置以及使用其的IC标签，尤其涉及通过具备由多个天线构成的增益天线而提高通信特性的天线装置以及使用该天线装置的IC标签。
技术介绍
以往，已知一种IC标签(ICtag)，其在在绝缘性基体内具备IC芯片、以及与该IC芯片电连接的天线，利用电磁波以非接触的方式执行从读写器(reader/writer)接收电力、与读写器之间收发信号。近年来，IC标签除了用于工厂的生产工艺管理、仓库的物品管理等之外，还作为内置IC标签的IC卡用于交通工具的车票。IC标签中设置的天线通常通过在基材上卷绕导线形成线圈来制作，此外还通过在基材的表面印刷线圈图案来制作。在IC标签中，为了提高通信特性，在上述天线之外另行设置增益天线(boosterantenna)，以增大读写器与天线之间的通信距离或者扩大可通信的方向(例如参照专利文献1)。增益天线能够与读写器中设置的天线电磁场耦合，并能够与IC标签中设置的天线电磁场耦合。因此，通过将这种增益天线设置在IC标签中，可以补偿仅由IC标签的天线无法通信的距离和范围。除了专利文献1中公开的结构之外，例如还考虑在设置于IC标签中具有不同卷绕轴(windingaxis)的多个线圈天线附近，设置由大型的平面环形线圈构成的增益天线，或者设置由形成于基材表面的平面环形线圈构成的增益天线(例如参照专利文献2、3)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开WO2012/005278号专利文献2：国际公开WO2012/144482号专利文献3：日本特开2008-129850号公报
技术实现思路
-专利技术所要解决的问题-然而，如专利文献1～3所示，即使将由平面环形天线构成的增益天线与天线组合，根据其配置和结构，二者有可能相互干涉而使天线的可通信范围缩小，或者有可能在可通信区域内产生局部无法通信的部分。另外，即使能够补偿可通信方向，还有可能产生通信距离减少等其他通信特性的恶化。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于得到通过以优选的配置设置增益天线，扩大可通信范围、改善通信特性的天线装置以及使用该天线装置的IC标签。-用于解决问题的方案-为了实现上述目的，本专利技术将主天线和增益天线组合设置在天线装置中，该主天线通过在例如磁性体上形成线圈而成，该增益天线由在配设于该天线表面的非磁性体的表面上相互并联的多个环形天线构成。具体而言，本专利技术所述的天线装置特征在于，包括：在磁性体上形成由导体构成的天线部而成的主天线、以及在配置于磁性体表面上的非磁性体的同一表面形成多个环形天线部而成的增益天线，多个环形天线部配置成与主天线的天线部部分重叠，构成增益天线的多个环形天线部彼此相互并联且沿同一方向卷绕。根据本专利技术所述的天线装置，可以扩大天线的可通信范围。特别是，在本专利技术所述的天线装置中，由于多个环形天线部配置成与设置于磁性体上的主天线的天线部部分重叠，因此该主天线与由环形天线部构成的增益天线能够强耦合，从而可以扩大天线装置的通信范围。另外，在本专利技术所述的天线装置中，构成增益天线的多个环形天线部在非磁性体的同一表面上相互并联，可以增大各环形天线部的自感，其结果，可以增大与读写器侧的天线的耦合系数。由此，能够提高通信特性，并且能够延长在通常通信距离下降方向上的通信距离。进而，在本专利技术所述的天线装置中，增益天线的多个环形天线部彼此沿同一方向卷绕，因此各环形天线部能够独立地与天线电磁场耦合，环形天线部彼此互不干涉，在各环形天线部的可耦合区域重叠的区域内，环形天线部彼此相长地促进扩大可通信范围的效果，从而能够进一步扩大天线装置的可通信范围。另外，本专利技术中增益天线采用环形天线，因此能够在将生产工艺的增加、天线装置尺寸的增大抑制在最小限度的同时，扩大天线装置的可通信区域。在本专利技术所述的天线装置中，主天线的天线部为将磁性体作为磁心卷绕导体而成的螺线管线圈形状，非磁性体可以配置在与导体的卷绕轴方向平行的磁性体的表面上。由此，对于仅由上述螺线管线圈状的主天线无法通信的方向，可以利用增益天线进行通信，因此能够扩大天线装置的可通信范围。具体而言，仅由上述螺线管线圈状的主天线，虽然在卷绕轴方向和从该方向倾斜一定程度的方向上可以良好地通信，但是在垂直于卷绕轴的方向、特别是在从螺线管线圈状的主天线的中心区域垂直于卷绕轴的方向上无法良好地通信。但是，本专利技术的天线装置中，为了在与上述螺线管线圈状的主天线的卷绕轴垂直的方向、特别是从螺线管线圈状的主天线的中心区域垂直于卷绕轴的方向上显示出优异的通信性能，在配置于磁性体表面上的非磁性体的同一表面，配置相互并联的多个环形天线部作为增益天线。更具体而言，非磁性体配置在与螺线管线圈状的主天线的卷绕轴方向平行的磁性体的表面上，即形成于非磁性体上的多个环形天线部的开口面朝向上述螺线管线圈状的主天线无法良好地通信的垂直于卷绕轴的方向配置。这些环形天线部特别可以与在垂直于上述螺线管线圈状的主天线的卷绕轴的方向上存在的天线良好地电磁场耦合。特别是，在本专利技术所述的天线装置中，多个环形天线部分别配置成与磁性体上的导体所卷绕的部分局部重叠，因此可以在从螺线管线圈状的主天线的中心区域垂直于卷绕轴的方向上良好地通信。在上述天线为螺线管线圈状的主天线的情况下，优选地，非磁性体分别配置在磁性体的多个表面上。应予说明，在此情况下，配置在不同面上的各个增益天线可以相互并联，或者也可以互不相连。由此，不仅可以在与螺线管线圈状的主天线的卷绕轴垂直的一个方向上扩大可通信区域，还可以在设置增益天线的面所朝向的所有方向上扩大可通信区域。例如，在具有螺线管线圈状的主天线的长方体状的天线装置中，如果在除了螺线管线圈状的主天线的卷绕轴相交的面之外的四个面上设置增益天线，则天线装置可以全方位地扩大可通信区域。在上述主天线为螺线管线圈状的情况下，增益天线的多个环形天线部彼此之间可以设置间隙，其间隔优选为螺线管线圈天线的线圈长度的二分之一以下。由此，增益天线可以更好地补偿在从螺线管线圈状的主天线的中心区域垂直于卷绕轴的方向上的通信性能，从而能够扩大天线装置的通信区域。在本专利技术所述的其他天线装置中，主天线是作为上述天线部在上述磁性体的表面上形成环形天线部而成的主天线，增益天线的开口方向可以与主天线的天线部的开口方向相同。由此，即使主天线不是螺线管线圈状的天线而是环形天线状，也同样可以通过增益天线提高可通信范围。在上述主天线为环形天线状的情况下，增益天线的多个环形天线部彼此之间可以设置间隙，其间隔优选为主天线的半径以下。由此，增益天线可以更好地补偿在从主天线的中心区域垂直于卷绕轴的方向上的通信性能，从而能够扩大天线装置的通信区域。在本专利技术所述的天线装置中，优选地，增益天线配置成与上述主天线部分重叠。由此，主天线可以与增益天线强耦合，从而能够扩大天线装置的通信区域。在本专利技术所述的天线装置中，优选地，构成增益天线的环形天线部形成有两个，这两个环形天线部相互以上述非磁性体表面的中心为基准对称配置。通过设置两个构成增益天线的环形天线部，能够在将生产工艺的增加或天线装置尺寸的增大抑制在最小限度的同时，扩大天线装置的可通信区域。另外，例如上述螺线管线圈状的主天线如上所述无法在垂直于线圈卷绕轴的方向上、特别是从螺线管线圈状的主天线的中心区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置包括：在磁性体上形成由导体构成的天线部而成的主天线、以及在配置于所述磁性体表面上的非磁性体的同一表面形成多个环形天线部而成的增益天线，所述多个环形天线部配置成与所述主天线的天线部部分重叠，构成所述增益天线的多个环形天线部彼此相互并联且沿同一方向卷绕。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.01 JP 2016-1103391.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置包括：在磁性体上形成由导体构成的天线部而成的主天线、以及在配置于所述磁性体表面上的非磁性体的同一表面形成多个环形天线部而成的增益天线，所述多个环形天线部配置成与所述主天线的天线部部分重叠，构成所述增益天线的多个环形天线部彼此相互并联且沿同一方向卷绕。2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述主天线的天线部为将所述磁性体作为磁心卷绕导体而成的螺线管线圈形状，所述非磁性体配置在与所述导体的卷绕轴方向平行的所述磁性体的表面上。3.根据权利要求2所述的天...

【专利技术属性】
技术研发人员：香嶋纯，大前诚司，河野芳辉，
申请(专利权)人：户田工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP