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JP5487222B2 - Composite antenna and communication device using the same - Google Patents
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Description

本発明は、磁界の変化により通信を行うアンテナと電界の変化により通信を行うアンテナとを組み合わせた複合アンテナ及びこれを用いた通信機器に関する。   The present invention relates to a composite antenna that combines an antenna that performs communication by a change in a magnetic field and an antenna that performs communication by a change in an electric field, and a communication device using the composite antenna.

近年、無線通信技術の普及に従って、通信機器間の通信をAV(Audio Visual)ケーブルやUSB(Universal Serial Bus)ケーブルなどの有線接続によらず、無線インタフェースを用いて通信を行う機会が増加している。無線インタフェースの用いる通信媒体には様々なものがあり、放射界や近傍界を用いた無線インタフェースがそれぞれ実用化されている。   In recent years, with the spread of wireless communication technology, opportunities for communication between communication devices using a wireless interface have increased regardless of wired connection such as an AV (Audio Visual) cable or a USB (Universal Serial Bus) cable. Yes. There are various communication media used by the wireless interface, and wireless interfaces using a radiation field and a near field have been put into practical use.

中でも、近傍界を用いた通信方式においては、無線信号の減衰が大きいために、送信側アンテナと受信側アンテナ間の距離が近接した場合に通信が行えるように設計される。このアンテナ間が近接した場合にのみ通信を行うことができるために、同様の通信方式を用いる他のユーザの無線信号による干渉を避けることができる。従って、近傍界を用いた通信方式は、他のユーザとの干渉を想定した認証処理や暗号/複合化処理を行う必要がないために、簡便な通信を行うことができる。   In particular, the communication system using the near field is designed so that communication can be performed when the distance between the transmitting antenna and the receiving antenna is close because the attenuation of the radio signal is large. Since communication can be performed only when the antennas are close to each other, interference due to radio signals of other users using the same communication method can be avoided. Therefore, the communication method using the near field can perform simple communication because there is no need to perform an authentication process or an encryption / decryption process assuming interference with other users.

近傍界の中でも、例えば誘導磁界を用いた通信方式は、改札機と通信機器又はカードとの間で通信を行うことで交通機関の電子乗車券の機能を持たせたものや、電子レジスターと通信機器との間で通信を行うことで電子決済の機能を持たせたものなど、様々な用途に活用されている(例えば、特許文献1を参照)。一方、近傍界の中でも、電界を用いた近距離通信で支配的となる誘導電界および静電界(以下、単に誘導電界等と記載する)を用いた通信方式は、音楽や動画のコンテンツを保存した記憶装置を持つ電子機器と、再生装置を持つ電子機器との間で通信を行うことでコンテンツを転送する機能を持たせたものなど、様々な用途に活用されている(例えば、特許文献2を参照)。   In the near field, for example, a communication method using an induction magnetic field is a communication system that has a function of an electronic ticket for transportation by communicating between a ticket gate and a communication device or a card, or communication with an electronic register. It is used for various purposes such as those that have a function of electronic payment by communicating with a device (see, for example, Patent Document 1). On the other hand, in the near field, the communication method using an induced electric field and an electrostatic field (hereinafter simply referred to as an induced electric field) dominant in near field communication using an electric field preserved music and video content. It is used for various purposes such as an electronic device having a storage device and an electronic device having a playback device that has a function of transferring content by performing communication (for example, see Patent Document 2). reference).

このような近距離で通信を行う通信方式は一般に非接触通信と呼ばれ、使用時の処理の簡便さや、通信機器を接触させることで通信を行うという、直感的な操作のわかりやすさから、近年特に普及が進んでいる通信方式である。また、通信機器を接触させるという特徴から、非接触通信は持ち運びが可能な小型の通信機器への適用が進んでいる。   In recent years, a communication method for performing communication at such a short distance is generally referred to as non-contact communication, and in recent years, in view of simplicity of processing at the time of use and easy understanding of intuitive operation of performing communication by contacting a communication device, It is a communication method that has become widespread. In addition, non-contact communication is being applied to small communication devices that can be carried because of the feature of contacting communication devices.

特開2002−64403号公報JP 2002-64403 A 特開2008−182714号公報JP 2008-182714 A

上述した誘導磁界を用いた通信方式と、誘導電界等を用いた通信方式は、それぞれ用途が異なる。そこで、2つの通信方式を用いた複合アンテナを通信機器に搭載し、2つを組み合わせたサービスを提供したいという要望がある。例えば、誘導磁界を用いたアンテナによって電子決済を行い、誘導電界等を用いたアンテナによって決済の終了したコンテンツを通信機器へ転送するなどのサービスが考えられる。   The communication method using the induction magnetic field and the communication method using the induction electric field have different applications. Therefore, there is a demand to provide a service combining two antennas by installing a composite antenna using two communication systems in a communication device. For example, a service is conceivable in which electronic payment is performed using an antenna using an induced magnetic field, and content whose payment has been completed is transferred to a communication device using an antenna using an induced electric field.

ところで、持ち運びが可能な通信機器においては、携帯性を高めるために通信機器をできるだけ小さく構成する必要がある。従って、通信機器内に搭載される電子デバイスは小型に構成されるだけでなく、近接した位置に配置されなければならない。上述した誘導磁界を用いたアンテナと誘導電界等を用いたアンテナも、通信機器内においては近接した位置に設ける必要がある。このため、誘導磁界を用いたアンテナを使用する際に、誘導電界等を用いたアンテナに対しても磁束が入力されてしまう虞がある。   By the way, in a portable communication device, it is necessary to configure the communication device as small as possible in order to improve portability. Therefore, the electronic device mounted in the communication apparatus is not only configured to be small, but also must be disposed at a close position. The antenna using the induction magnetic field and the antenna using the induction electric field need to be provided in close proximity in the communication device. For this reason, when using an antenna using an induction magnetic field, there is a possibility that magnetic flux may be input to the antenna using an induction electric field.

誘導電界等を用いたアンテナは、一般にカプラ素子と呼ばれる平板状の金属板によって構成される。金属板に対して磁束が入力されると、ファラデーの電磁誘導の法則に従って金属板内に誘導起電力が発生し電流が流れる。この電流は金属板の周辺を渦の様に流れるために、一般に渦電流と呼ばれる。金属板内を流れる渦電流に従って磁束が発生するが、この磁界は金属板に対して入力された磁束を打ち消すような方向に発生する。   An antenna using an induction electric field or the like is generally composed of a flat metal plate called a coupler element. When magnetic flux is input to the metal plate, an induced electromotive force is generated in the metal plate in accordance with Faraday's law of electromagnetic induction, and current flows. Since this current flows like a vortex around the metal plate, it is generally called an eddy current. A magnetic flux is generated according to the eddy current flowing in the metal plate, and this magnetic field is generated in a direction that cancels the magnetic flux input to the metal plate.

従って、誘導磁界を用いたアンテナと誘導電界等を用いたアンテナとを近接した位置に配置すると、誘導電界等を用いたアンテナからの磁束によって誘導磁界を用いたアンテナで発生した誘導起電力が減衰する。これにより、誘導磁界を用いたアンテナへ十分な誘導電流が流れず、満足に通信を行うことができないという問題点がある。   Therefore, when an antenna using an induced magnetic field and an antenna using an induced electric field are arranged close to each other, the induced electromotive force generated in the antenna using the induced magnetic field is attenuated by the magnetic flux from the antenna using the induced electric field. To do. As a result, there is a problem that sufficient induction current does not flow to the antenna using the induction magnetic field, and communication cannot be performed satisfactorily.

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、誘導電界等を用いたアンテナ内に発生する渦電流を抑えることで、誘導磁界を用いたアンテナと誘導電界等を用いたアンテナとを近接させて配置した複合アンテナ及びこれを用いた通信機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and by suppressing eddy currents generated in an antenna using an induced electric field or the like, an antenna using an induced magnetic field and an antenna using an induced electric field or the like are provided. An object of the present invention is to provide a composite antenna arranged close to each other and a communication device using the same.

実施形態によれば、複合アンテナは、第1の被変調波を静電界又は誘導電界に属する電磁波によって結合する導体を備え、当該導体が、縁辺を分割する位置にある切り欠きにより、同面積の複数の部分が組み合わされた形状となっている第1のアンテナと、第2の被変調波を誘導磁界に属する電磁波によって結合する導体を備える第2のアンテナと、を具備する。According to the embodiment, the composite antenna includes a conductor that couples the first modulated wave with an electromagnetic wave belonging to an electrostatic field or an induced electric field, and the conductor has the same area by a notch at a position where the edge is divided. A first antenna having a shape in which a plurality of portions are combined; and a second antenna including a conductor that couples the second modulated wave with an electromagnetic wave belonging to an induced magnetic field.

他の実施形態によれば、通信機器は、第1の被変調波を静電界又は誘導電界に属する電磁波によって結合する導体を備え、当該導体が、縁辺を分割する位置にある切り欠きにより、同面積の複数の部分が組み合わされた形状となっている第1のアンテナと、前記第1のアンテナからの前記第1の被変調波を受けて第1の受信信号を生成する第1の受信回路部と、第2の被変調波を誘導磁界に属する電磁波によって結合する導体を備える第2のアンテナと、前記第2のアンテナからの前記第2の被変調波を受けて第2の受信信号を生成する第2の受信回路部とを具備する。  According to another embodiment, a communication device includes a conductor that couples the first modulated wave with an electromagnetic wave belonging to an electrostatic field or an induction electric field, and the conductor has the same notch by a notch at a position that divides the edge. A first antenna having a shape in which a plurality of areas are combined, and a first reception circuit that receives the first modulated wave from the first antenna and generates a first reception signal And a second antenna comprising a conductor for coupling the second modulated wave with an electromagnetic wave belonging to the induced magnetic field, and receiving the second modulated wave from the second antenna and receiving a second received signal And a second receiving circuit unit to be generated.

本発明によれば、静電界及び誘導電界等を用いたアンテナと誘導磁界を用いたアンテナとを近接させた際に発生する干渉を低減した複合アンテナ及びこれを用いた通信機器を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composite antenna which reduced the interference generate | occur | produced when the antenna using an electrostatic field, an induction electric field, etc., and the antenna using an induction magnetic field were made to approach, and a communication apparatus using the same are provided. it can.

本発明の第1の実施形態に係る複合アンテナの構成を示す図。The figure which shows the structure of the composite antenna which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る複合アンテナの、打ち消し磁界の発生の様子を示す図。The figure which shows the mode of generation | occurrence | production of the cancellation magnetic field of the composite antenna which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る複合アンテナの、渦電流の発生の様子を示す図。The figure which shows the mode of generation | occurrence | production of an eddy current of the composite antenna which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る複合アンテナの、シミュレーションモデルを示す図。The figure which shows the simulation model of the composite antenna which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る複合アンテナの、図4のシミュレーションモデルにおける反射特性を示した図。The figure which showed the reflective characteristic in the simulation model of FIG. 4 of the composite antenna which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る複合アンテナの、別のシミュレーションモデルを示す図。The figure which shows another simulation model of the composite antenna which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る複合アンテナの、図6のシミュレーションモデルにおける反射特性を示した図。The figure which showed the reflective characteristic in the simulation model of FIG. 6 of the composite antenna which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る複合アンテナの、電界受信アンテナの他の構造を示した図。The figure which showed the other structure of the electric field receiving antenna of the composite antenna which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る複合アンテナの構成を示す図。The figure which shows the structure of the composite antenna which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る複合アンテナの、電界受信アンテナの回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of the electric field receiving antenna of the composite antenna which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本実施形態における複合アンテナの、磁性シートを付加した構成を示す図。The figure which shows the structure which added the magnetic sheet of the composite antenna in this embodiment. 本実施形態における複合アンテナの、給電点の位置を離間させた構成を示す図。The figure which shows the structure which separated the position of the feeding point of the composite antenna in this embodiment.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施例)
図1は、第1の実施形態における、複合アンテナの構成を示した図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a composite antenna according to the first embodiment.

(複合アンテナの構成)
本実施形態の複合アンテナを形成する受信器1は、誘導電界等を利用するアンテナと、誘導磁界を利用するアンテナを組み合わせて一体に構成されている。誘導電界等を利用するアンテナは、平板状の金属導体からなる受信電極2と、その受信電極2から発生した電流を信号処理する受信回路部3から構成される。誘導磁界を利用するアンテナは、受信電極2の外側を取り囲むように配置した細線状の金属導体のループからなる受信ループ5と、その受信ループ5から発生した電流を信号処理する受信回路部6から構成される。
(Composite antenna configuration)
The receiver 1 forming the composite antenna of the present embodiment is integrally configured by combining an antenna that uses an induced electric field or the like and an antenna that uses an induced magnetic field. An antenna that uses an induced electric field or the like includes a receiving electrode 2 made of a flat metal conductor and a receiving circuit unit 3 that performs signal processing on a current generated from the receiving electrode 2. An antenna that uses an induced magnetic field includes a receiving loop 5 that is a loop of a thin metal conductor disposed so as to surround the outside of the receiving electrode 2, and a receiving circuit unit 6 that performs signal processing on the current generated from the receiving loop 5. Composed.

また、受信器1と通信する第1の送信手段となる送信器7は、受信器1の受信電極2と結合することで誘導電界等を放射する送信電極8と、この送信電極8に電力を供給する送信回路部9から構成される。更に、第2の送信手段となる送信器10は、受信器1の受信ループ5に対向し、印加された電気信号に応じて磁束を発生する送信ループ11と、印加された電気信号に応じて送信ループ11に電力を供給する送信回路部12とから構成される。   In addition, a transmitter 7 serving as a first transmission means that communicates with the receiver 1 is coupled to the reception electrode 2 of the receiver 1 to transmit an induction electric field and the like, and the transmission electrode 8 is supplied with electric power. The transmission circuit unit 9 is configured to be supplied. Further, the transmitter 10 serving as the second transmission means is opposed to the reception loop 5 of the receiver 1 and generates a magnetic flux according to the applied electrical signal, and according to the applied electrical signal. The transmission circuit unit 12 supplies power to the transmission loop 11.

上記構成の受信器1と送信器7とが通信を行う場合には、受信電極2と送信電極8とを向かい合わせて結合し、送信器7の送信回路部9から高周波変調された電力を送信電極8へ送り込む。高周波とは、具体的には1GHz〜100GHzが用いられる。すると、送信電極8より高周波変調された電界の進行方向に平行および直交する電界成分が誘起され、この電界が受信器1の受信電極2の方向へ伝播する。受信電極2に印加された電界は高周波変調された電流となって受信回路部3へと入力され、受信回路部3によって信号処理される。いわゆる近傍界においては、その多くが誘導電界等および準静電界に属する電界によって占められているために、送信器7の送信電極8から放射される電界の電界強度は距離の3乗もしくは2乗に比例して減衰する。従って、受信器1の受信電極2と送信器7の送信電極8とは例えば3cm以下となるような、十分に近接した位置にある場合にしか電界結合せず、通信を行うことができない。   When the receiver 1 and the transmitter 7 configured as described above perform communication, the reception electrode 2 and the transmission electrode 8 are coupled to face each other, and high-frequency modulated power is transmitted from the transmission circuit unit 9 of the transmitter 7. Feed to electrode 8. Specifically, 1 GHz to 100 GHz is used as the high frequency. Then, an electric field component that is parallel and orthogonal to the traveling direction of the electric field modulated at high frequency is induced from the transmitting electrode 8, and this electric field propagates in the direction of the receiving electrode 2 of the receiver 1. The electric field applied to the receiving electrode 2 is input to the receiving circuit unit 3 as a high-frequency modulated current and is subjected to signal processing by the receiving circuit unit 3. In the so-called near field, most of the field is occupied by an induced electric field or the like and an electric field belonging to a quasi-electrostatic field. Attenuates in proportion to. Therefore, the receiving electrode 2 of the receiver 1 and the transmitting electrode 8 of the transmitter 7 are coupled to each other only when they are sufficiently close to each other, for example, 3 cm or less, and communication cannot be performed.

一方、受信器1と送信器10とが通信を行う場合には、受信ループ5と送信ループ11とを近接させ、送信器10の送信回路部12から低周波変調された電力を送信ループ11へ印加する。低周波とは、具体的には10MHz〜20MHzが用いられる。すると、送信ループ11中に流れる電流から磁界が発生し、送信ループ11から発生した磁界の一部は受信器1の受信ループ5内に印加される。送信ループ11から発生する磁界の変化によって、受信ループ5内の磁束密度が変化する。この磁束密度の変化によって、ファラデーの電磁誘導の法則に基づいて誘導電流が受信ループ5内に発生する。この誘導電流が受信回路部6へと入力され、受信回路部6によって信号処理される。   On the other hand, when the receiver 1 and the transmitter 10 communicate with each other, the reception loop 5 and the transmission loop 11 are brought close to each other, and the low-frequency modulated power from the transmission circuit unit 12 of the transmitter 10 is sent to the transmission loop 11. Apply. Specifically, 10 MHz to 20 MHz is used as the low frequency. Then, a magnetic field is generated from the current flowing in the transmission loop 11, and a part of the magnetic field generated from the transmission loop 11 is applied to the reception loop 5 of the receiver 1. The magnetic flux density in the reception loop 5 changes due to the change in the magnetic field generated from the transmission loop 11. Due to this change in magnetic flux density, an induced current is generated in the receiving loop 5 based on Faraday's law of electromagnetic induction. This induced current is input to the receiving circuit unit 6 and is subjected to signal processing by the receiving circuit unit 6.

送信器10の送信ループ11から放射される磁界は距離に応じて減衰するために、送信ループ11と受信ループ5とは近接させた状態で通信を行う必要がある。送信ループ11と受信ループ5とが通信可能な距離はそれぞれのループの大きさや、送信ループ11に入力される電力の大きさによって異なる。例えば交通機関の入場券処理を行うためのアンテナであれば、10cm以下となるような十分に近接した位置にある場合にしか十分な誘導電流が発生せず、通信を行うことが出来ない。なお、図1の各回路は、図示しない接地点により設置されている。   Since the magnetic field radiated from the transmission loop 11 of the transmitter 10 attenuates according to the distance, it is necessary to perform communication in a state where the transmission loop 11 and the reception loop 5 are close to each other. The distance at which the transmission loop 11 and the reception loop 5 can communicate varies depending on the size of each loop and the amount of power input to the transmission loop 11. For example, in the case of an antenna for carrying out admission ticket processing for transportation facilities, a sufficient induced current is generated only when the antenna is sufficiently close to 10 cm or less, and communication cannot be performed. Each circuit in FIG. 1 is installed by a grounding point (not shown).

(スリットの形成による渦電流の低減)
図2は、受信器1と送信器10とが通信を行う場合の、磁束が発生する様子を示した図である。先に述べたように、受信器1の受信ループ5は、送信器10の送信ループ11から発生した磁束20が印加されることで誘導電流を発する。この誘導電流が受信回路部6に入力されることで、送信器10の送信回路部12と受信器1の受信回路部6とが通信を行う。
(Reduce eddy currents by forming slits)
FIG. 2 is a diagram showing how magnetic flux is generated when the receiver 1 and the transmitter 10 communicate with each other. As described above, the reception loop 5 of the receiver 1 generates an induced current when the magnetic flux 20 generated from the transmission loop 11 of the transmitter 10 is applied. When the induced current is input to the receiving circuit unit 6, the transmitting circuit unit 12 of the transmitter 10 and the receiving circuit unit 6 of the receiver 1 communicate with each other.

ところで、受信ループ5に印加された磁束20は、誘導電界等を利用するアンテナ側の受信電極2へも印加される。受信電極2内に印加された磁束20が変化すると、ファラデーの電磁誘導の法則に従って受信電極2内に電場が発生する。この発生した電場によって受信電極2内の電子が移動する。この受信電極2内の電子は図2に示すように、受信電極2に対して上面から磁束20が印加されている場合には、受信電極2の縁辺を周回するように移動する。この受信電極2の縁辺を周回する電子の移動は電流として捉えることができる。この電流は渦を描くように受信電極2の縁辺を流れるため、一般に渦電流と呼ばれる。受信電極2内に発生した渦電流21は、アンペアの法則に従って打消し磁束22を発生する。打消し磁束22は、図2に示すように受信電極2に印加された磁束20と逆行する向きに発生する。磁束20と打ち消し磁束22とはそれぞれ打ち消し合うために、その結果受信ループ5へ印加される磁束20の磁束の量が低下する。誘導磁界を利用するアンテナの受信ループ5へ印加される磁束20の磁束の量が下がることにより、受信ループ5に発生する誘導電流量が低下する。受信ループ5に発生する誘導電流量が低下すると受信回路部6による信号処理が行えない。更に、このような渦電流21を発生させる導体が受信ループ5の内部に存在することは、受信器1と送信器10が通信する際に近接対向して配置される送信ループ11に対しても、渦電流による自己インダクタンスの低下を引き起こす。自己インダクタンスの低下は送信ループ11の共振周波数シフトの原因となるため、結果として受信器1と送信器10との通信品質が低下してしまう。   By the way, the magnetic flux 20 applied to the reception loop 5 is also applied to the reception electrode 2 on the antenna side using an induction electric field or the like. When the magnetic flux 20 applied in the receiving electrode 2 changes, an electric field is generated in the receiving electrode 2 in accordance with Faraday's law of electromagnetic induction. Electrons in the receiving electrode 2 move by the generated electric field. As shown in FIG. 2, the electrons in the receiving electrode 2 move around the edge of the receiving electrode 2 when the magnetic flux 20 is applied to the receiving electrode 2 from the upper surface. The movement of electrons that circulate around the edge of the receiving electrode 2 can be regarded as a current. Since this current flows through the edge of the receiving electrode 2 so as to draw an eddy, it is generally called an eddy current. The eddy current 21 generated in the receiving electrode 2 generates a canceling magnetic flux 22 according to Ampere's law. The canceling magnetic flux 22 is generated in a direction opposite to the magnetic flux 20 applied to the receiving electrode 2 as shown in FIG. Since the magnetic flux 20 and the canceling magnetic flux 22 cancel each other, the amount of the magnetic flux 20 applied to the receiving loop 5 decreases as a result. As the amount of magnetic flux 20 applied to the receiving loop 5 of the antenna using the induced magnetic field decreases, the amount of induced current generated in the receiving loop 5 decreases. When the amount of induced current generated in the reception loop 5 decreases, the signal processing by the reception circuit unit 6 cannot be performed. Furthermore, the presence of such a conductor that generates the eddy current 21 in the reception loop 5 also applies to the transmission loop 11 that is disposed in close proximity when the receiver 1 and the transmitter 10 communicate with each other. , Causing a decrease in self-inductance due to eddy currents. Since the decrease of the self-inductance causes a resonance frequency shift of the transmission loop 11, the communication quality between the receiver 1 and the transmitter 10 is deteriorated as a result.

このように、受信ループ5内に存在する受信電極2のような導体の存在は、受信器1と送信器10が通信を行う際に様々な悪影響を引き起こすため、理想的には導体の存在が無いことが望ましい。   As described above, the presence of a conductor such as the reception electrode 2 in the reception loop 5 causes various adverse effects when the receiver 1 and the transmitter 10 communicate with each other. It is desirable that there is no.

そこで、本実施例においては、受信電極2にスリットを形成し、渦電流21を分断する構成としている。受信電極2にスリットを形成することにより、分断した渦電流21内でそれぞれ打ち消しあう成分が発生することになり、受信電極2内で発生する渦電流21の総量が低下する。これにより、渦電流21から発生する打消し磁束22の量を低下させることができる。   Therefore, in this embodiment, a slit is formed in the receiving electrode 2 to divide the eddy current 21. By forming slits in the receiving electrode 2, components that cancel each other out in the divided eddy current 21 are generated, and the total amount of eddy current 21 generated in the receiving electrode 2 decreases. Thereby, the amount of the canceling magnetic flux 22 generated from the eddy current 21 can be reduced.

図3は、受信電極2のスリット形状と、その内部に発生する渦電流21の様子を示した図である。スリットは、例えば図3(a)に示すように、受信電極2の縁辺を2分割する点から上下左右に、受信電極2の中心に向かって4つの直線状の溝が形成されている。   FIG. 3 is a diagram showing the slit shape of the receiving electrode 2 and the state of the eddy current 21 generated in the slit shape. For example, as shown in FIG. 3A, the slit is formed with four linear grooves toward the center of the receiving electrode 2 vertically and horizontally from the point where the edge of the receiving electrode 2 is divided into two.

図3(c)は、スリットを形成した受信電極2内に磁束20を印加した際の、渦電流21の発生の様子を示している。図3(c)において、スリットは受信電極2をほぼ4分割するように入れられている。そのため、誘導電流を発生する過程からみれば、スリットを形成した受信電極2は、小さな受信電極を4つ組み合わせた形状として捉えることができる。   FIG. 3C shows how the eddy current 21 is generated when the magnetic flux 20 is applied to the receiving electrode 2 in which the slit is formed. In FIG. 3C, the slit is inserted so that the receiving electrode 2 is divided into almost four parts. Therefore, when viewed from the process of generating the induced current, the receiving electrode 2 in which the slit is formed can be regarded as a shape in which four small receiving electrodes are combined.

図3(b)は、スリットを形成しない受信電極2内に磁束20を印加した際の、渦電流21の発生の様子を示している。図3(c)における受信電極2の各葉2a〜2dの面積は、図3(b)における受信電極2の面積の4分の1となる。ファラデーの電磁誘導の法則により、受信電極2の各葉2a〜2dに発生する誘導電流の量は、各葉2a〜2d内に入力された磁束20の変動量に比例する。そのため、受信電極2の各葉2a〜2dに発生する渦電流21の電流量は、図3(b)における渦電流21の4分の1となる。   FIG. 3B shows how the eddy current 21 is generated when the magnetic flux 20 is applied to the receiving electrode 2 in which no slit is formed. The area of each leaf 2a to 2d of the receiving electrode 2 in FIG. 3C is a quarter of the area of the receiving electrode 2 in FIG. According to Faraday's law of electromagnetic induction, the amount of induced current generated in each leaf 2a-2d of the receiving electrode 2 is proportional to the amount of fluctuation of the magnetic flux 20 input into each leaf 2a-2d. Therefore, the amount of eddy current 21 generated in each of the leaves 2a to 2d of the receiving electrode 2 is a quarter of the eddy current 21 in FIG.

ここで、図3(c)で各葉2a〜2dに発生した渦電流21のうち、各葉2a〜2dが接する箇所に流れている渦電流21に注目する。各葉2a〜2dが接する箇所に流れている渦電流21は、それぞれ相反する方向に流れているために、それぞれが発生する打ち消し磁束22は打ち消しあう。打ち消しあう渦電流21の成分を無視すると、スリットを形成した受信電極2内を流れる渦電流21は、図3(d)に示すような受信電極2内を流れる渦電流21として捉えることができる。図3(d)に示す渦電流21の電流量は、先に述べた渦電流21の打ち消しあいによって弱められるため、各葉2a〜2dを流れる渦電流21の電流量と等しくなる。これにより、スリットを形成した受信電極2の各葉2a〜2d内を流れる渦電流21の電流量は、スリットを形成しない受信電極(図3(b))に比べ約4分の1に弱まっていることがわかる。図3(d)と図3(b)の矢印線の太さは、その違いを示している。   Here, attention is paid to the eddy current 21 flowing in a place where the leaves 2a to 2d are in contact among the eddy currents 21 generated in the leaves 2a to 2d in FIG. Since the eddy currents 21 flowing at the locations where the leaves 2a to 2d are in contact with each other are flowing in opposite directions, the canceling magnetic fluxes 22 generated from each other cancel each other. If the components of the eddy current 21 that cancel each other are ignored, the eddy current 21 flowing in the receiving electrode 2 having the slits can be regarded as an eddy current 21 flowing in the receiving electrode 2 as shown in FIG. Since the current amount of the eddy current 21 shown in FIG. 3D is weakened by the cancellation of the eddy current 21 described above, it becomes equal to the current amount of the eddy current 21 flowing through the leaves 2a to 2d. As a result, the current amount of the eddy current 21 flowing in the leaves 2a to 2d of the receiving electrode 2 having the slit is weakened by about a quarter of that of the receiving electrode not forming the slit (FIG. 3B). I understand that. The thickness of the arrow line in FIG. 3 (d) and FIG. 3 (b) indicates the difference.

受信電極2内を流れる渦電流の電流量が弱まることで受信電極2が発生する打消し磁束22の量が低下する。これにより、受信ループ5と受信電極2の両方に磁束20が印加された場合であっても、打消し磁束22の量が低下するために、受信ループ5には誘導電流量を保ったまま通信を行うことができる。なお、受信電極2の大きさは通常、送信電極8よりも大きくなるように構成される。受信電極2の大きさが大きくなることで、受信電極2へ印加される磁束20の量が大きくなり、渦電流21及び打ち消し磁束22の発生量も大きくなると考えられる。打ち消し磁束22の発生量の多い受信電極2にスリットを形成することで、打ち消し磁束22の発生を抑える効果は大きいと考えられる。   When the amount of eddy current flowing in the receiving electrode 2 is weakened, the amount of the canceling magnetic flux 22 generated by the receiving electrode 2 is reduced. As a result, even when the magnetic flux 20 is applied to both the reception loop 5 and the reception electrode 2, the amount of the canceling magnetic flux 22 is reduced. It can be performed. Note that the size of the reception electrode 2 is usually configured to be larger than that of the transmission electrode 8. As the size of the receiving electrode 2 is increased, the amount of magnetic flux 20 applied to the receiving electrode 2 is increased, and the generation amount of the eddy current 21 and the canceling magnetic flux 22 is also increased. It is considered that the effect of suppressing the generation of the canceling magnetic flux 22 is great by forming a slit in the receiving electrode 2 where the generation amount of the canceling magnetic flux 22 is large.

なお、ここでは受信電極2にスリットを形成する例を述べたが、受信電極2へ形成したものと同様の形状を持つスリットを送信器7の送信電極8へ形成しても構わない。   Although an example in which a slit is formed in the receiving electrode 2 has been described here, a slit having the same shape as that formed in the receiving electrode 2 may be formed in the transmitting electrode 8 of the transmitter 7.

送信器7と送信器10とが一体に構成された場合には、送信器10の送信ループ11から送信された磁束を送信器7の送信電極8が受けて、送信電極8内に渦電流が発生する。送信電極8内に発生した渦電流は、受信器1の受信電極2内に発生した渦電流と同様に打ち消し磁束を発生してしまう。そこで、送信器7の送信電極8にスリットを形成することで、渦電流及び打ち消し磁束の発生を抑え、送信器10の送信回路部12と送信器7の受信回路部6間の通信を行うことができる。送信器7と送信器10とが一体に構成された場合は、磁束の発生源である送信器10の送信ループ11と送信器7の送信電極8との距離が非常に近くなる。そのため、送信電極8に対して入力される磁束密度も大きくなり、打消し磁束の発生量も大きくなる。打ち消し磁束の発生量の多い送信電極8にスリットを形成することで、打ち消し磁束の発生を抑える効果は大きいと考えられる。   When the transmitter 7 and the transmitter 10 are integrally formed, the transmission electrode 8 of the transmitter 7 receives the magnetic flux transmitted from the transmission loop 11 of the transmitter 10, and an eddy current is generated in the transmission electrode 8. Occur. The eddy current generated in the transmission electrode 8 cancels out the magnetic flux similarly to the eddy current generated in the reception electrode 2 of the receiver 1. Therefore, by forming a slit in the transmission electrode 8 of the transmitter 7, generation of eddy current and cancellation magnetic flux is suppressed, and communication between the transmission circuit unit 12 of the transmitter 10 and the reception circuit unit 6 of the transmitter 7 is performed. Can do. When the transmitter 7 and the transmitter 10 are integrally formed, the distance between the transmission loop 11 of the transmitter 10 which is a magnetic flux generation source and the transmission electrode 8 of the transmitter 7 becomes very short. Therefore, the magnetic flux density input to the transmission electrode 8 also increases, and the amount of cancellation magnetic flux generated increases. It is considered that the effect of suppressing the generation of the canceling magnetic flux is large by forming the slit in the transmission electrode 8 having a large amount of the canceling magnetic flux.

(スリットを形成した受信電極の共振周波数シフト)
次に、スリットを形成した受信電極2が、スリットを形成しないものに比べ渦電流21の発生を抑える効果を持つことをシミュレーションによって示す。図4は、受信ループ5と受信電極2とを組み合わせた受信部1と、送信ループ11と送信電極8とを組み合わせた送信部7,10とを向かい合わせたシミュレーションのモデルを示している。受信部1と送信部7,10の各構成要素の大きさや、受信部1と送信部7,10との対向距離は、図4(A)に示す通りである。なお、図4(A)は送信電極8にスリットを形成しないシミュレーションモデルを、図4(B)〜(E)はスリットを形成したシミュレーションモデルを示している。図4(B)〜(E)において、それぞれスリットの長さは2mm〜8mmの4種類である。
(Resonance frequency shift of receiving electrode with slit)
Next, it is shown by simulation that the receiving electrode 2 in which the slit is formed has an effect of suppressing the generation of the eddy current 21 as compared with that in which the slit is not formed. FIG. 4 shows a simulation model in which the reception unit 1 that combines the reception loop 5 and the reception electrode 2 and the transmission units 7 and 10 that combine the transmission loop 11 and the transmission electrode 8 face each other. The size of each component of the receiving unit 1 and the transmitting units 7 and 10 and the facing distance between the receiving unit 1 and the transmitting units 7 and 10 are as shown in FIG. 4A shows a simulation model in which no slit is formed in the transmission electrode 8, and FIGS. 4B to 4E show simulation models in which a slit is formed. 4B to 4E, there are four types of slit lengths of 2 mm to 8 mm, respectively.

先に述べたように、送信器10の送信ループ11が発生させた磁束は、送信部7の送信電極8へ入力される。送信電極8は、打ち消し磁束を発生させるため、磁束と打ち消し磁束とが打ち消しあう。よって、送信器10の送信ループ11が発生する磁束の量は、送信電極8が存在しない場合に比べて少なくなる。ここで、送信ループ11はインダクタと見なすことができる。そのため、送信ループ11に注入した電流量と送信ループ11の自己インダクタンスとの積は、送信ループ11が発生させる磁束の量と比例する。送信ループ11が発生する磁束の量は、送信電極8の挿入によって減少したが、これを送信ループ11のインダクタンスの減少と捉えることができる。ところで、送信器10の送信ループ11と受信部1の受信ループ5との共振周波数は、両者が持つインダクタンスとキャパシタンスとの積に反比例する。従って、送信部7の送信電極8の挿入により送信ループ11の持つ見かけ上のインダクタンスが減少し、その結果共振周波数が増加すると見なすことができる。   As described above, the magnetic flux generated by the transmission loop 11 of the transmitter 10 is input to the transmission electrode 8 of the transmission unit 7. Since the transmission electrode 8 generates a canceling magnetic flux, the magnetic flux and the canceling magnetic flux cancel each other. Therefore, the amount of magnetic flux generated by the transmission loop 11 of the transmitter 10 is smaller than when the transmission electrode 8 is not present. Here, the transmission loop 11 can be regarded as an inductor. Therefore, the product of the amount of current injected into the transmission loop 11 and the self-inductance of the transmission loop 11 is proportional to the amount of magnetic flux generated by the transmission loop 11. The amount of magnetic flux generated by the transmission loop 11 has decreased due to the insertion of the transmission electrode 8, but this can be regarded as a decrease in inductance of the transmission loop 11. By the way, the resonance frequency of the transmission loop 11 of the transmitter 10 and the reception loop 5 of the receiver 1 is inversely proportional to the product of the inductance and capacitance of both. Therefore, it can be considered that insertion of the transmission electrode 8 of the transmission unit 7 reduces the apparent inductance of the transmission loop 11, and as a result, the resonance frequency increases.

図5は、送信器10の送信ループ11から周波数10〜20MHzの信号を放射した際の、送信回路部12における電力の反射スペクトルを示す。スリットを形成しない図5(A)に比べ、スリットを形成した図5(B)〜(E)の共振周波数の増加が抑えられていることがわかる。先に述べた、送信ループ11中の送信電極8の挿入が引き起こす共振周波数の増加から考えると、スリットの形成により送信電極8のインダクタンス減少が抑えられていると捉えることができる。従って、スリットの形成により渦電流の発生が抑えられていると言える。   FIG. 5 shows a reflection spectrum of power in the transmission circuit unit 12 when a signal having a frequency of 10 to 20 MHz is radiated from the transmission loop 11 of the transmitter 10. It can be seen that the increase in the resonance frequency in FIGS. 5B to 5E in which the slits are formed is suppressed as compared with FIG. 5A in which the slits are not formed. Considering the increase in the resonance frequency caused by the insertion of the transmission electrode 8 in the transmission loop 11 described above, it can be understood that the decrease in inductance of the transmission electrode 8 is suppressed by the formation of the slit. Therefore, it can be said that the generation of eddy current is suppressed by the formation of the slit.

(スリット形状の制約条件)
スリットは、受信電極2と送信電極8のどちらに形成しても渦電流及び打ち消し磁束の発生を抑える効果があると述べた。しかし、スリットの形成により金属導体がスリット幅だけ離間した箇所が発生する。金属導体同士が離間した箇所は、コンデンサとして動作する。よって、スリットの形成は、受信電極2や送信電極8のキャパシタンス成分の変化を発生させることとなる。特に、受信電極2と送信電極8とが結合するためには、受信電極2はインピーダンス整合がなされている必要がある。受信電極2に形成されたスリットが大きなキャパシタンス成分を持つと、受信電極2のインピーダンスが変化し、インピーダンス整合が取れない。よって、受信電極2と送信電極8とが共振せず、通信が行えないこととなる。
(Restriction condition of slit shape)
It has been stated that the slit has an effect of suppressing the generation of eddy currents and canceling magnetic fluxes regardless of whether the slit is formed on the reception electrode 2 or the transmission electrode 8. However, a portion where the metal conductor is separated by the slit width occurs due to the formation of the slit. The portion where the metal conductors are separated operates as a capacitor. Therefore, the formation of the slit causes a change in capacitance components of the reception electrode 2 and the transmission electrode 8. In particular, in order for the receiving electrode 2 and the transmitting electrode 8 to be coupled, the receiving electrode 2 needs to be impedance matched. If the slit formed in the receiving electrode 2 has a large capacitance component, the impedance of the receiving electrode 2 changes and impedance matching cannot be achieved. Therefore, the reception electrode 2 and the transmission electrode 8 do not resonate and communication cannot be performed.

こうした理由により、受信部1の受信電極2にスリットを形成する場合には、受信電極2と送信電極8とが共振する程度にキャパシタンスを保つ必要がある。受信電極2に形成した場合に変動するキャパシタンスの大きさは、スリットの幅に比例して大きくなる。スリットの形成によって、高周波領域における受信電極2と送信電極8との共振状態が変化することをシミュレーションによって示す。   For these reasons, when a slit is formed in the reception electrode 2 of the reception unit 1, it is necessary to maintain a capacitance to such an extent that the reception electrode 2 and the transmission electrode 8 resonate. The capacitance that varies when formed on the receiving electrode 2 increases in proportion to the width of the slit. The simulation shows that the resonance state between the receiving electrode 2 and the transmitting electrode 8 in the high frequency region changes due to the formation of the slit.

図6は、受信ループ5と受信電極2とを組み合わせた受信部1と、送信ループ11と送信電極8とを組み合わせた送信部7,10とを向かい合わせたシミュレーションの別のモデルを示している。受信部1と送信部7,10の各構成要素の大きさや、および受信部1と送信部7,10の対向距離は、図6(F)に示す通りである。図6(F)〜(I)は、受信部1の受信電極2に異なる形状のスリットが形状されている。   FIG. 6 shows another model of simulation in which the receiving unit 1 that combines the receiving loop 5 and the receiving electrode 2 and the transmitting units 7 and 10 that combine the transmitting loop 11 and the transmitting electrode 8 face each other. . The size of each component of the receiving unit 1 and the transmitting units 7 and 10 and the facing distance between the receiving unit 1 and the transmitting units 7 and 10 are as shown in FIG. 6 (F) to 6 (I), slits having different shapes are formed in the receiving electrode 2 of the receiving unit 1.

図7(a)は、送信部10の送信ループ11から周波数15〜20MHzの信号を放射した際の、送信回路部12における電力の反射スペクトルを示す。図7の反射スペクトル波形(F)〜(I)は、図6(F)〜(I)の異なるスリットに対応している。図7(a)の反射スペクトル波形(F)〜(I)から、スリット幅の狭い図6(F)を基準にスリット幅が広くなるにつれて、共振周波数の増加が抑えられていることがわかる。   FIG. 7A shows a power reflection spectrum in the transmission circuit unit 12 when a signal having a frequency of 15 to 20 MHz is radiated from the transmission loop 11 of the transmission unit 10. Reflection spectrum waveforms (F) to (I) in FIG. 7 correspond to different slits in FIGS. 6 (F) to (I). From the reflection spectrum waveforms (F) to (I) of FIG. 7A, it can be seen that the increase in the resonance frequency is suppressed as the slit width increases with reference to FIG. 6F where the slit width is narrow.

一方、図7(b)は、送信部7の送信電極8から周波数4.5〜5GHzの信号を放射した際の、送信回路部9における電力の反射スペクトルを示す。図7(b)の反射スペクトル波形(F)〜(I)は、図6(F)〜(I)の異なるスリットに対応している。図7(b)の反射スペクトル波形(F)〜(I)から、スリットによるキャパシタンス増加の少ない図6(F)は、周波数の高い領域で反射量が減り、共振していることがわかる。しかし、スリット幅が増加した図6(G)では図6(F)に比べ反射量が増加する。更に、スリット幅の増加した図6(H)及び(I)では入力した電力の多くが反射し、共振していないことがわかる。   On the other hand, FIG. 7B shows a power reflection spectrum in the transmission circuit unit 9 when a signal having a frequency of 4.5 to 5 GHz is radiated from the transmission electrode 8 of the transmission unit 7. The reflection spectrum waveforms (F) to (I) in FIG. 7 (b) correspond to different slits in FIGS. 6 (F) to (I). From the reflection spectrum waveforms (F) to (I) of FIG. 7 (b), it can be seen that FIG. 6 (F), which has a small increase in capacitance due to the slit, is resonating because the amount of reflection decreases in the high frequency region. However, in FIG. 6G in which the slit width is increased, the reflection amount is increased as compared with FIG. 6F. Further, in FIGS. 6 (H) and (I) with the increased slit width, it can be seen that most of the input power is reflected and not resonated.

この様に、受信電極2にスリットを形成する場合は、スリットによって共振周波数の増加が抑えられ、打消し磁束の発生が抑えられるものの、スリットの幅が増加するにつれ受信電極2のキャパシタンスが変化するため、送信電極8と受信電極2とが共振せず通信を行うことができない。具体的には、送信電極8と受信電極2とが通信を行うためには、反射する電力量を送信電力に比べ−2dB以下に保つ必要がある。反射する電力量を送信電力に比べ−2dB以下に抑えるためには、スリットから発生したキャパシタンスによる影響の大きさを、受信器1と送信器7とが通信を行う周波数領域では少なく、受信器1と送信器10とが通信を行う周波数領域では十分大きくなるような所定の範囲内に収めるため、スリットの幅を狭くする必要がある。この条件を満たすためには、受信部1と送信部7との通信に使用する波長の100分の1以下となるように、スリットの幅を形成する必要がある。ただし、スリットの幅に制限があるのは、スリットによって分断された金属平板が実効的に容量結合を起こしうる箇所である。つまり、スリットの幅が全体として波長の100分の1以下であれば、波長の100分の1以上の幅を持つ領域がスリットの一部に設けられていても構わない。例えば、金属平板の縁辺に設けられたスリット開口部が波長の100分の1以上の幅を持っていても構わないし、スリットの幅が波長の100分の1以上となる領域を金属平板の内側に持っていても構わない。   As described above, when a slit is formed in the receiving electrode 2, an increase in resonance frequency is suppressed by the slit and generation of a canceling magnetic flux is suppressed, but the capacitance of the receiving electrode 2 changes as the width of the slit increases. Therefore, the transmission electrode 8 and the reception electrode 2 do not resonate and cannot communicate. Specifically, in order for the transmission electrode 8 and the reception electrode 2 to communicate, it is necessary to keep the amount of reflected power at −2 dB or less compared to the transmission power. In order to suppress the amount of reflected power to −2 dB or less compared to the transmission power, the magnitude of the influence caused by the capacitance generated from the slit is small in the frequency domain in which the receiver 1 and the transmitter 7 communicate with each other. Therefore, it is necessary to narrow the width of the slit in order to be within a predetermined range that is sufficiently large in the frequency region in which the transmitter 10 and the transmitter 10 communicate. In order to satisfy this condition, it is necessary to form the width of the slit so that it is 1/100 or less of the wavelength used for communication between the receiver 1 and the transmitter 7. However, there is a limit to the width of the slit at a location where the metal plate divided by the slit can effectively cause capacitive coupling. That is, as long as the width of the slit as a whole is 1/100 or less of the wavelength, a region having a width of 1/100 or more of the wavelength may be provided in a part of the slit. For example, the slit opening provided on the edge of the metal plate may have a width of 1/100 or more of the wavelength, and the region where the width of the slit is 1/100 or more of the wavelength is the inner side of the metal plate. You may have it.

(平板状電極の種々の変形例)
本実施例では、図8(e)に示すような矩形状の受信電極2および送信電極8に十字にスリットを形成する場合を述べた。しかし、渦電流が流れる経路を分割し、打消し成分を発生するという目的を達成するためならば、金属導体の形状およびスリットの形状はこれに制限されない。図8(f)乃至(j)には、受信電極2及び送信電極8に形成したスリットの種々の変形例を示す。
(Various variations of flat electrode)
In the present embodiment, the case has been described in which slits are formed in a cross shape in the rectangular receiving electrode 2 and transmitting electrode 8 as shown in FIG. However, the shape of the metal conductor and the shape of the slit are not limited to this in order to achieve the purpose of dividing the path through which the eddy current flows and generating a canceling component. FIGS. 8F to 8J show various modifications of the slits formed in the reception electrode 2 and the transmission electrode 8.

例えば、図8(f)に示すように、金属導体は矩形以外の形状であっても構わない。例えば、円形、楕円形、多角形、あるいは多角形から一部を切り取った形状などをとっても構わない。例えば、図8(g)に示すように、スリットを形成する方向は金属導体の中心に向かう必要はなく、異なる角度で形成されていても構わない。例えば、図8(h)に示すように、スリットを形成する位置は金属導体の縁辺中央である必要はなく、例えば金属導体の頂点に形成し、あるいは縁辺中央から外れた位置に形成されていても構わない。   For example, as shown in FIG. 8F, the metal conductor may have a shape other than a rectangle. For example, a circle, an ellipse, a polygon, or a shape obtained by cutting a part from the polygon may be used. For example, as shown in FIG. 8 (g), the direction in which the slit is formed does not have to go to the center of the metal conductor, and may be formed at a different angle. For example, as shown in FIG. 8H, the slit is not necessarily formed at the center of the edge of the metal conductor. For example, the slit is formed at the top of the metal conductor or at a position away from the center of the edge. It doesn't matter.

例えば、図8(i)に示すように、スリットの数は4つである必要はなく、例えば8つのスリットが形成されていても構わない。例えば、図8(j)に示すように、スリットの形状は長方形である必要はなく、例えば三角形、楕円形、多角形、あるいは多角形に他の多角形を組み合わせた形状、あるいは非円形の形状などをとっても構わない。また、受信電極2において、金属導体は1枚の平板で構成されている必要はない。例えば、図8(e)に示すように金属導体中央で途切れているスリットを繋げ、4枚の分割された金属導体として受信電極2を構成しても構わない。また、金属導体は平板状に構成されると述べたが、例えば金属導体にスリットと共に段差を設けた構造や、あるいは金属導体を折り曲げた構造など、立体的な構造を持っていても構わない。   For example, as shown in FIG. 8 (i), the number of slits need not be four, and for example, eight slits may be formed. For example, as shown in FIG. 8 (j), the slit shape does not have to be a rectangle, for example, a triangle, an ellipse, a polygon, a shape obtained by combining another polygon with a polygon, or a non-circular shape. You can take these. In the receiving electrode 2, the metal conductor does not have to be composed of a single flat plate. For example, as shown in FIG. 8E, a slit that is interrupted at the center of the metal conductor may be connected to form the reception electrode 2 as four divided metal conductors. Further, although the metal conductor is described as having a flat plate shape, the metal conductor may have a three-dimensional structure such as a structure in which a step is provided in the metal conductor together with a slit, or a structure in which the metal conductor is bent.

また、受信電極2と送信電極8との共振周波数は、金属導体が矩形である場合にはその長辺の長さによって決定され、帯域幅は短辺の長さによって決定される。金属導体を矩形とした場合は、そのアンテナ特性を容易に計算することができる。   Further, when the metal conductor is rectangular, the resonance frequency between the reception electrode 2 and the transmission electrode 8 is determined by the length of the long side, and the bandwidth is determined by the length of the short side. When the metal conductor is rectangular, its antenna characteristics can be easily calculated.

また、金属導体にスリットを形成することで、金属導体内に流れる誘導電流の経路が増加する。これにより、受信電極2と送信電極8との共振周波数を低下させることができる。一般に、受信電極2と送信電極8とは小型に構成するほどその共振周波数が増加してしまう。よって、スリットを形成して共振周波数を低下させることで、スリットを形成しない同一の共振周波数を持つ受信電極2及び送信電極8に比べて、受信電極2および送信電極8を小型に構成することができる。   Further, by forming slits in the metal conductor, the path of induced current flowing in the metal conductor increases. Thereby, the resonant frequency of the receiving electrode 2 and the transmitting electrode 8 can be reduced. In general, the resonance frequency of the reception electrode 2 and the transmission electrode 8 increases as the size is reduced. Therefore, by forming the slit and lowering the resonance frequency, the reception electrode 2 and the transmission electrode 8 can be made smaller than the reception electrode 2 and the transmission electrode 8 having the same resonance frequency without forming the slit. it can.

また、導体内を流れる交流電流は、その導体表面を流れるという特性があり、その電流量は導体表面から導体の内部へ行くに従い減衰する。この電流量が導体表面に比べ1/eとなる深さを表皮深さと呼び、表皮深さは導体の透磁率、導電率、および導体中を流れる電流の周波数から計算することができる。表皮深さに比べ薄く構成された導体中の電流流入量は低下する。よって、送信ループ11から放射される被変調波から算出される表皮深さよりも薄い厚さで受信電極2及び送信電極8を構成することで、受信電極2及び送信電極8中を流れる渦電流の量を低減することができる。なお、受信電極2及び送信電極8の共振周波数の算出方法や、導体中の表皮深さの算出方法については、説明を省略する。   Further, the AC current flowing in the conductor has a characteristic of flowing on the surface of the conductor, and the amount of the current is attenuated as it goes from the conductor surface to the inside of the conductor. The depth at which this amount of current is 1 / e compared to the conductor surface is called the skin depth, and the skin depth can be calculated from the magnetic permeability and conductivity of the conductor and the frequency of the current flowing in the conductor. The amount of current flowing in the conductor configured to be thinner than the skin depth is reduced. Therefore, by configuring the receiving electrode 2 and the transmitting electrode 8 with a thickness thinner than the skin depth calculated from the modulated wave radiated from the transmitting loop 11, the eddy current flowing in the receiving electrode 2 and the transmitting electrode 8 can be reduced. The amount can be reduced. In addition, description is abbreviate | omitted about the calculation method of the resonant frequency of the receiving electrode 2 and the transmitting electrode 8, and the calculation method of the skin depth in a conductor.

(第2の実施例)
図9は、第2の実施形態に係わる複合アンテナによる受信器30の構成を示した図である。
(Second embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the receiver 30 using the composite antenna according to the second embodiment.

複合アンテナの受信器30は、第1の実施形態と同様に、誘導電界等を利用するアンテナと、誘導磁界を利用するアンテナを組み合わせて構成されている。誘導電界等を利用するアンテナは、細線状の金属導体によって複数のループを構成した電界受信ループ31と、この電界受信ループ31から発生した電流を信号処理する受信回路部3から構成される。   As in the first embodiment, the composite antenna receiver 30 is configured by combining an antenna that uses an induced electric field and an antenna that uses an induced magnetic field. An antenna that uses an induced electric field or the like includes an electric field receiving loop 31 that has a plurality of loops formed of thin metal conductors, and a receiving circuit unit 3 that processes a current generated from the electric field receiving loop 31.

一方、誘導磁界を利用するアンテナは、電界受信ループ31の外側を取り囲むように配置した細線状の金属導体のループからなる受信ループ5と、その受信ループ5から発生した電流を信号処理する受信回路部6から構成される。送信器7および送信器10の構成は、第1の実施例と同様であるので説明は省略する。   On the other hand, an antenna using an induction magnetic field includes a reception loop 5 formed of a loop of a thin metal conductor disposed so as to surround the outside of the electric field reception loop 31, and a reception circuit that performs signal processing on a current generated from the reception loop 5. The unit 6 is configured. Since the configurations of the transmitter 7 and the transmitter 10 are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

受信器30と送信器7とが通信を行う場合には、受信器30の受信電極2と送信器7の送信電極8とを向かい合わせ、送信器7の送信回路部9から高周波変調された電気信号を送信電極8へ印加する。すると、送信電極8より高周波変調された電界が誘起される。送信電極8から放射された電界は、受信器30の電界受信ループ31へ印加される。ところで、電場と磁束密度に関するマックスウェルの法則に従って、電界受信ループ31へ磁界が印加されたことと見なすことができる。電界受信ループ31へ入力された磁界は、ファラデーの電磁誘導の法則に従って誘導電流を発生する。この誘導電流は送信回路部9が送信した高周波信号に応じて発生するため、受信回路部3はこの誘導電流から送信された信号を判別することができる。誘導電界等を利用するアンテナの詳しい構成や信号の送受信方法は、第1の実施例と同じなので説明を省略する。   When the receiver 30 and the transmitter 7 communicate with each other, the reception electrode 2 of the receiver 30 and the transmission electrode 8 of the transmitter 7 face each other, and the electric frequency modulated from the transmission circuit unit 9 of the transmitter 7 is transmitted. A signal is applied to the transmission electrode 8. Then, an electric field modulated at a high frequency is induced from the transmission electrode 8. The electric field radiated from the transmission electrode 8 is applied to the electric field reception loop 31 of the receiver 30. By the way, it can be considered that the magnetic field is applied to the electric field receiving loop 31 according to Maxwell's law concerning the electric field and the magnetic flux density. The magnetic field input to the electric field receiving loop 31 generates an induced current in accordance with Faraday's law of electromagnetic induction. Since this induced current is generated according to the high-frequency signal transmitted by the transmission circuit unit 9, the reception circuit unit 3 can determine the signal transmitted from this induced current. The detailed configuration of the antenna using an induction electric field and the like and the signal transmission / reception method are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

図10は、受信器1の電界受信ループ31と受信回路3との接続の様子を示した図である。ここでは例として、電界受信ループ31を第1の電界受信ループ31(a)と第2の電界受信ループ31(b)の2つのループから構成される場合を述べる。電界受信ループ31を構成するループの数は2つに限定されるものではなく、複数を組み合わせても構わない。   FIG. 10 is a diagram showing a state of connection between the electric field receiving loop 31 of the receiver 1 and the receiving circuit 3. Here, as an example, a case will be described in which the electric field receiving loop 31 is composed of two loops, a first electric field receiving loop 31 (a) and a second electric field receiving loop 31 (b). The number of loops constituting the electric field receiving loop 31 is not limited to two, and a plurality of loops may be combined.

第1の電界受信ループ31(a)と第2の電界受信ループ31(b)には、それぞれ切れ目が設けられており、この切れ目の両端が受信回路部3のプラス側端子及びマイナス側端子と接続されている。第1の電界受信ループ31(a)の上端は、受信回路部3のプラス側端子に、下端はマイナス側端子にそれぞれ接続されている。一方、第2の電界受信ループ31(b)の上端は、コンデンサ32(a)を介して受信回路部3のプラス側端子へ、インダクタ33(a)を介してマイナス側端子へ接続されている。一方、第2の電界受信ループ31(b)の下端は、インダクタ33(b)を介して受信回路部3のプラス側端子へ、コンデンサ32(b)を介してマイナス側端子へ接続されている。   The first electric field receiving loop 31 (a) and the second electric field receiving loop 31 (b) are each provided with a notch, and both ends of the notch are connected to the plus side terminal and the minus side terminal of the receiving circuit unit 3. It is connected. The upper end of the first electric field receiving loop 31 (a) is connected to the plus side terminal of the receiving circuit unit 3, and the lower end is connected to the minus side terminal. On the other hand, the upper end of the second electric field receiving loop 31 (b) is connected to the plus side terminal of the receiving circuit unit 3 via the capacitor 32 (a) and to the minus side terminal via the inductor 33 (a). . On the other hand, the lower end of the second electric field receiving loop 31 (b) is connected to the plus side terminal of the receiving circuit unit 3 via the inductor 33 (b) and to the minus side terminal via the capacitor 32 (b). .

図10の電界受信ループ31に、高周波変調された磁界信号が印加されると、第1の電界受信ループ31(a)と第2の電界受信ループ31(b)のそれぞれに誘導電流が発生する。2つのループに対して磁束が印加される方向は同じであるので、誘導電流は例えば図10中のループの左回り方向などの、同じ方向に発生する。第1の電界受信ループ31(a)内に発生した誘導電流は、受信回路3のプラス端子およびマイナス端子へそれぞれ流れ込む。一方、第2の電界受信ループ31(b)内に発生した誘導電流は、インダクタ33(a),(b)及びコンデンサ32(a),(b)を通過する。   When a high frequency modulated magnetic field signal is applied to the electric field receiving loop 31 of FIG. 10, induced currents are generated in the first electric field receiving loop 31 (a) and the second electric field receiving loop 31 (b), respectively. . Since the direction in which the magnetic flux is applied to the two loops is the same, the induced current is generated in the same direction, for example, the counterclockwise direction of the loop in FIG. The induced currents generated in the first electric field receiving loop 31 (a) flow into the positive terminal and the negative terminal of the receiving circuit 3, respectively. On the other hand, the induced current generated in the second electric field receiving loop 31 (b) passes through the inductors 33 (a) and (b) and the capacitors 32 (a) and (b).

一般に交流回路においては、インダクタ33(a),(b)は高周波を通さないローパスフィルタとして、コンデンサ32(a),(b)は低周波を通さないハイパスフィルタとして働く。従って、第2の電界受信ループ31(b)内に発生した誘導電流は、それぞれコンデンサ32(a)とコンデンサ32(b)を通って受信回路部3のプラス端子及びマイナス端子へ流れ込む。この結果、第1の電界受信ループ31(a)内を流れた誘導電流と第2の電界受信ループ31(b)内を流れた誘導電流は、同じ極性を持って受信回路部3へ流れる。従って、回路内に電流が流れ、受信回路部3は流れた電流を用いて信号処理を行うことができる。   In general, in an AC circuit, the inductors 33 (a) and (b) function as low-pass filters that do not pass high frequencies, and the capacitors 32 (a) and (b) function as high-pass filters that do not pass low frequencies. Therefore, the induced current generated in the second electric field receiving loop 31 (b) flows into the plus terminal and the minus terminal of the receiving circuit unit 3 through the capacitor 32 (a) and the capacitor 32 (b), respectively. As a result, the induced current flowing in the first electric field receiving loop 31 (a) and the induced current flowing in the second electric field receiving loop 31 (b) flow to the receiving circuit unit 3 with the same polarity. Therefore, a current flows in the circuit, and the receiving circuit unit 3 can perform signal processing using the flowing current.

一方、電界受信ループ31に、低周波変調された磁界信号が印加された場合、2つのループ内には誘導電流が発生し、第1の電界受信ループ31(a)内で発生した誘導電流は、受信回路部3のプラス端子及びマイナス端子に流れ込む。第2の電界受信ループ31(b)内に発生した誘導電流は、それぞれインダクタ33(a),(b)及びコンデンサ32(a),(b)へ流れ込む。低周波変調された誘導電流は、コンデンサ32(a),(b)側ではなく、インダクタ33(a),(b)側を通過することとなる。従って、第2の電界受信ループ31(b)内に発生した誘導電流は、それぞれインダクタ33(a)とインダクタ33(b)を通って受信回路部3のプラス端子及びマイナス端子へ流れ込む。この結果、第1の電界受信ループ31(a)内を流れた誘導電流と第2の電界受信ループ31(b)内を流れた誘導電流は、逆の極性を持って受信回路部3へ流れ込む。   On the other hand, when a low-frequency modulated magnetic field signal is applied to the electric field receiving loop 31, induced currents are generated in the two loops, and the induced current generated in the first electric field receiving loop 31 (a) is Then, it flows into the plus terminal and the minus terminal of the receiving circuit unit 3. The induced currents generated in the second electric field receiving loop 31 (b) flow into the inductors 33 (a) and (b) and the capacitors 32 (a) and (b), respectively. The low-frequency modulated induction current passes through the inductors 33 (a) and (b) rather than the capacitors 32 (a) and (b). Therefore, the induced current generated in the second electric field receiving loop 31 (b) flows into the plus terminal and the minus terminal of the receiving circuit unit 3 through the inductor 33 (a) and the inductor 33 (b), respectively. As a result, the induced current flowing in the first electric field receiving loop 31 (a) and the induced current flowing in the second electric field receiving loop 31 (b) flow into the receiving circuit unit 3 with opposite polarities. .

従って、2つの誘導電流は打ち消しあうために、回路内には電流が発生しないこととなる。これにより、低周波変調された磁界信号が電界受信ループ31へ入力された場合であっても誘導電流が発生しないため、打消し磁束22が発生しない。従って、受信器30と送信器10とが通信を行った場合であっても、正しく受信回路部10が信号を受信することができる。   Accordingly, since the two induced currents cancel each other, no current is generated in the circuit. As a result, even if a low-frequency modulated magnetic field signal is input to the electric field receiving loop 31, no induced current is generated, so that the canceling magnetic flux 22 is not generated. Therefore, even when the receiver 30 and the transmitter 10 communicate with each other, the receiving circuit unit 10 can correctly receive the signal.

なお、第2の実施例では受信器30の電界を利用するアンテナを金属導体細線で構成する例を述べた。しかし、送信器7内の送信電極8を電界受信ループ31と同様の構成を持つ金属導体細線で構成しても構わない。受信器30のように、送信器7と送信器10とが一体に構成された場合には、送信ループ11から送信された磁束を受けて、送信電極8が打ち消し磁束を発生してしまう事態が考えられる。送信電極8を先に述べた構成を持つ金属導体細線で構成することにより、打消し磁束の発生を抑えて、受信機30と送信器10間の通信を行うことができる。   In the second embodiment, an example in which the antenna using the electric field of the receiver 30 is configured by a metal conductor thin wire has been described. However, the transmission electrode 8 in the transmitter 7 may be configured by a thin metal conductor having the same configuration as the electric field reception loop 31. When the transmitter 7 and the transmitter 10 are configured integrally like the receiver 30, there is a situation where the transmission electrode 8 cancels out due to the magnetic flux transmitted from the transmission loop 11. Conceivable. By configuring the transmission electrode 8 with the metal conductor fine wire having the above-described configuration, it is possible to perform communication between the receiver 30 and the transmitter 10 while suppressing the generation of the canceling magnetic flux.

(磁性体シールド)
図11は、受信ループ5の下部に磁性シート40を挿入した受信器1の構成図である。磁性シート40は、例えばフェライトなどの透磁率の高い物質から構成される。
(Magnetic shield)
FIG. 11 is a configuration diagram of the receiver 1 in which the magnetic sheet 40 is inserted below the reception loop 5. The magnetic sheet 40 is made of a material having high magnetic permeability such as ferrite.

送信器10と受信器1とが通信を行う場合、送信器10の送信ループ11から出力された磁束20は、受信器1の受信ループ5に印加される。ここで、磁性シート40は高い透磁率を持つために、受信ループ5を通過した磁束20は磁性シート40内に留まる。磁性シート40の下部には図示しないGNDパターンが配置されているが、磁性シート40に磁束20が留まることで、GNDパターンへ印加る磁束20の量を低減することができる。GNDパターンへ印加される磁束20の量が減ることで、GNDパターン中に発生する渦電流の発生量が抑えられる。渦電流の発生量が抑えられることで打ち消し磁束の発生量が抑えられ、結果として受信ループ5の通信性能を維持することができる。   When the transmitter 10 and the receiver 1 communicate with each other, the magnetic flux 20 output from the transmission loop 11 of the transmitter 10 is applied to the reception loop 5 of the receiver 1. Here, since the magnetic sheet 40 has a high magnetic permeability, the magnetic flux 20 that has passed through the reception loop 5 remains in the magnetic sheet 40. Although a GND pattern (not shown) is disposed below the magnetic sheet 40, the amount of the magnetic flux 20 applied to the GND pattern can be reduced by the magnetic flux 20 remaining on the magnetic sheet 40. By reducing the amount of the magnetic flux 20 applied to the GND pattern, the amount of eddy current generated in the GND pattern can be suppressed. By suppressing the generation amount of eddy current, the generation amount of cancellation magnetic flux can be suppressed, and as a result, the communication performance of the reception loop 5 can be maintained.

従来、磁性シート40などの磁性体を磁性シールドとして使用する際は、磁性体が受信ループ5のループ内部まで配置することで、外部から印加された磁束を集める収斂の効果を発揮させていた。しかし、本願の復号アンテナにおいては、磁性シート40は所謂「ロ」の字の形状を取り、受信ループ5の下部に配置されている。これにより、磁性シート40が受信電極2と近接しない構造を取ることができる。磁性シート40は磁性体であるために高周波領域で高い損失を持つが、磁性シート40と受信電極2とが近接しないために、送信電極8と受信電極2が高周波領域で通信を行う場合であっても、磁性シート40の損失の影響を受けることなく通信を行うことができる。   Conventionally, when a magnetic material such as the magnetic sheet 40 is used as a magnetic shield, the magnetic material is arranged up to the inside of the receiving loop 5 to exhibit the effect of converging the magnetic flux applied from the outside. However, in the decoding antenna of the present application, the magnetic sheet 40 has a so-called “B” shape and is disposed at the lower part of the receiving loop 5. Thereby, the structure in which the magnetic sheet 40 does not adjoin the receiving electrode 2 can be taken. Since the magnetic sheet 40 is a magnetic substance and has a high loss in the high frequency region, the magnetic sheet 40 and the receiving electrode 2 are not close to each other, so that the transmitting electrode 8 and the receiving electrode 2 communicate in the high frequency region. However, communication can be performed without being affected by the loss of the magnetic sheet 40.

なお、図11では、受信電極2はスリットを形成した平板状の金属導体から構成される例を示した。しかし、受信電極2に替えて電界受信ループ31によって構成しても同様の発明の効果が得られる。また、磁性シート40は、受信ループ5の下部に形成する場合を述べた。しかし、送信ループ11の上部に磁性シート40を形成しても構わない。送信器7と送信器10とが一体に構成された場合には、送信ループ11から送信された磁束を受けて、送信電極8が打ち消し磁束を発生してしまう事態が考えられる。送信ループ11から送信電極8へ入力される磁束を送信ループ11上部に配した磁性シート40によって吸収する。これにより、送信電極8内に発生する渦電流の量及び打ち消し磁束の発生を抑えて、受信器1と送信器10間の通信を行うことができる。   In addition, in FIG. 11, the receiving electrode 2 showed the example comprised from the flat metal conductor which formed the slit. However, even if the electric field receiving loop 31 is used instead of the receiving electrode 2, the same effect of the invention can be obtained. Further, the case where the magnetic sheet 40 is formed below the reception loop 5 has been described. However, the magnetic sheet 40 may be formed above the transmission loop 11. In the case where the transmitter 7 and the transmitter 10 are configured integrally, there may be a situation in which the transmission electrode 8 cancels out due to the magnetic flux transmitted from the transmission loop 11 and generates a magnetic flux. The magnetic flux input from the transmission loop 11 to the transmission electrode 8 is absorbed by the magnetic sheet 40 disposed on the upper part of the transmission loop 11. Thus, communication between the receiver 1 and the transmitter 10 can be performed while suppressing the amount of eddy current generated in the transmission electrode 8 and the generation of the canceling magnetic flux.

なお、ここまでの実施例においては、受信器1と送信器10とが通信を行う場合について述べた。しかし、受信器1と送信器7とが通信を行う際にも、誘導電界等を利用するアンテナと誘導磁界を利用するアンテナとが干渉してしまう事態が考えられる。誘導電界等を利用するアンテナが電磁波を放射した場合、受信ループ5あるいは送信ループ11の長さが電磁波の半波長の整数倍である場合には、受信ループ5あるいは送信ループ11は電磁波と共振してしまう。受信ループ5あるいは送信ループ11の1ループの長さを、送信電極8が放射する電磁波の波長の半分以下とすることで、受信ループ5あるいは送信ループ11の共振を抑えることができる。   In the embodiments described so far, the case where the receiver 1 and the transmitter 10 communicate with each other has been described. However, even when the receiver 1 and the transmitter 7 communicate with each other, a situation in which an antenna using an induced electric field or the like interferes with an antenna using an induced magnetic field can be considered. When an antenna using an induced electric field radiates electromagnetic waves, when the length of the reception loop 5 or the transmission loop 11 is an integral multiple of a half wavelength of the electromagnetic waves, the reception loop 5 or the transmission loop 11 resonates with the electromagnetic waves. End up. Resonance of the reception loop 5 or the transmission loop 11 can be suppressed by setting the length of one loop of the reception loop 5 or the transmission loop 11 to be equal to or less than half the wavelength of the electromagnetic wave radiated from the transmission electrode 8.

また、アンテナに対して送信回路を接続し信号を供給する場合は、その接続点に電流が集中する。図4あるいは図6に示した送信器の様に、2つの送信アンテナを組み合わせる場合、送信電極8の給電点と送信ループ11の給電点とが近い位置にあることで電流が集中し、送信電極8あるいは送信ループ11に意図しない電流が流れ出してしまう事態が考えられる。図12に、給電点の位置を離間させた送信器7,10の構成図を示す。2つの給電点の位置を離れた位置にすることで、電流の集中を回避し、送信電極8あるいは送信ループ11に意図しない電流が流れ出してしまう事態を防ぐことができる。   Further, when a signal is supplied by connecting a transmission circuit to the antenna, current is concentrated at the connection point. When two transmitting antennas are combined like the transmitter shown in FIG. 4 or FIG. 6, the current concentrates because the feeding point of the transmission electrode 8 and the feeding point of the transmission loop 11 are close to each other. 8 or a situation in which an unintended current flows out to the transmission loop 11 can be considered. FIG. 12 shows a configuration diagram of the transmitters 7 and 10 in which the positions of the feeding points are separated. By setting the positions of the two feeding points apart from each other, current concentration can be avoided and a situation in which an unintended current flows out to the transmission electrode 8 or the transmission loop 11 can be prevented.

以上の構成によって、誘導磁界を利用するアンテナと誘導電界等を利用するアンテナが近接して配置された複合アンテナおよびこれを用いた通信機器において、誘導磁界を利用するアンテナを使用する際に、誘導電界等を利用するアンテナ内の渦電流の発生を抑える。これにより、渦電流から発生する打消し磁束の発生を抑えて、誘導磁界を利用するアンテナを使用することができる。   With the above configuration, when using an antenna that uses an induced magnetic field in a composite antenna in which an antenna that uses an induced magnetic field and an antenna that uses an induced electric field, etc. are arranged close to each other and a communication device using the same, induction is performed. Suppresses the generation of eddy currents in antennas that use electric fields. Thereby, generation | occurrence | production of the cancellation magnetic flux which generate | occur | produces from an eddy current can be suppressed, and the antenna using an induction magnetic field can be used.

なお、本実施例において受信ループ5及び送信ループ11は受信電極2及び送信電極8の外側を取り囲むように配置した例を示した。しかし、受信電極2と受信ループ5の一部が重なり合うように配置されていても、あるいは受信電極2が受信ループ5の外部に配置されていても同様の発明の効果が得られる。受信ループ5及び送信ループ11を受信電極2及び送信電極8の外側を取り囲むように配置することで、2つのアンテナが占める面積を低減し、複合アンテナを実装する通信機器が小型化できるという効果が得られる。   In the present embodiment, the reception loop 5 and the transmission loop 11 are arranged so as to surround the reception electrode 2 and the transmission electrode 8. However, even if the receiving electrode 2 and the receiving loop 5 are partly arranged so as to overlap each other, or the receiving electrode 2 is arranged outside the receiving loop 5, the same effect of the invention can be obtained. By arranging the reception loop 5 and the transmission loop 11 so as to surround the outside of the reception electrode 2 and the transmission electrode 8, the area occupied by the two antennas can be reduced, and the communication device mounting the composite antenna can be reduced in size. can get.

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、構成要素を変形しても良い。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宣な組み合わせにより、種々の発明を形成しても良い。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を排除しても良い。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and the constituent elements may be modified as long as they do not depart from the gist of the invention. Various inventions may be formed by proper combinations of a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be excluded from all the components shown in each embodiment.

1 受信器
2 受信電極
3,6 受信回路部
5 受信ループ
7,10 送信器
8 送信電極
9,12 送信回路部
11 送信ループ
20 磁束
21 渦電流
22 打ち消し磁束
31 電界受信ループ
32 コンデンサ
33 インダクタ
40 磁性シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Receiver 2 Reception electrode 3, 6 Reception circuit part 5 Reception loop 7, 10 Transmitter 8 Transmission electrode 9, 12 Transmission circuit part 11 Transmission loop 20 Magnetic flux 21 Eddy current 22 Canceling magnetic flux 31 Electric field reception loop 32 Capacitor 33 Inductor 40 Magnetic Sheet

Claims (11)

第1の被変調波を静電界又は誘導電界に属する電磁波によって結合する導体を備え、当該導体が、縁辺を分割する位置にある切り欠きにより、同面積の複数の部分が組み合わされた形状となっている第1のアンテナと、
第2の被変調波を誘導磁界に属する電磁波によって結合する導体を備える第2のアンテナと、
を具備する複合アンテナ。
A conductor for coupling the first modulated wave with an electromagnetic wave belonging to an electrostatic field or an induction electric field is provided, and the conductor has a shape in which a plurality of parts having the same area are combined by a notch at a position where the edge is divided. A first antenna,
A second antenna comprising a conductor that couples the second modulated wave with an electromagnetic wave belonging to an induced magnetic field;
A composite antenna comprising:
前記切り欠きは、幅が前記第1の被変調波の波長の100分の1以下となるよう形成された直線状の切欠きを具備する、請求項1に記載の複合アンテナ。 2. The composite antenna according to claim 1, wherein the notch includes a linear notch formed to have a width equal to or less than 1/100 of the wavelength of the first modulated wave. 前記第1のアンテナは、前記第2の被変調波の周波数における表皮深さ以下の厚みを持って構成された、請求項1または請求項2に記載の複合アンテナ。   The composite antenna according to claim 1, wherein the first antenna is configured to have a thickness equal to or less than a skin depth at a frequency of the second modulated wave. 前記第2のアンテナは、前記第2の被変調波を受ける方向と反対側の面に磁性を有する部材を備えた、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の複合アンテナ。   4. The composite antenna according to claim 1, wherein the second antenna includes a member having magnetism on a surface opposite to a direction in which the second modulated wave is received. 5. 前記第2のアンテナの前記導体は略ループ状であり、前記ループ状の導体の長さが第1の被変調波の波長の2分の1以下となるように構成された、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の複合アンテナ。   The conductor of the second antenna is substantially loop-shaped, and the length of the loop-shaped conductor is configured to be equal to or less than half of the wavelength of the first modulated wave. The composite antenna according to claim 4. 前記第2のアンテナは、前記第1のアンテナを囲む、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の複合アンテナ。   The composite antenna according to claim 1, wherein the second antenna surrounds the first antenna. 前記切り欠きは前記第1のアンテナの導体の中央部に向かって形成される、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の複合アンテナ。   The composite antenna according to any one of claims 1 to 6, wherein the notch is formed toward a central portion of a conductor of the first antenna. 前記切り欠きは前記第1のアンテナの導体の縁辺に対して異なる角度で形成される、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の複合アンテナ。   The composite antenna according to any one of claims 1 to 6, wherein the notch is formed at a different angle with respect to an edge of a conductor of the first antenna. 前記第1のアンテナの導体の複数の部分は前記第1のアンテナの導体の中央部で繋がっている、請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の複合アンテナ。   The composite antenna according to any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of portions of the conductor of the first antenna are connected to a central portion of the conductor of the first antenna. 前記第1のアンテナの導体は前記切り欠きにより前記複数の部分に分割されている、請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の複合アンテナ。   The composite antenna according to any one of claims 1 to 8, wherein the conductor of the first antenna is divided into the plurality of portions by the notch. 請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の複合アンテナと、
前記複合アンテナに含まれる前記第1のアンテナに接続され、前記第1のアンテナから発生した電流を処理する第1の受信回路部と、
第2の被変調波を誘導磁界に属する電磁波によって結合する導体を備える第2のアンテナと、
前記複合アンテナに含まれる前記第2のアンテナに接続され、前記第2のアンテナから発生した電流を処理する第2の受信回路部とを具備する通信機器。
A composite antenna according to any one of claims 1 to 10,
A first receiving circuit unit connected to the first antenna included in the composite antenna and processing a current generated from the first antenna;
A second antenna comprising a conductor that couples the second modulated wave with an electromagnetic wave belonging to an induced magnetic field;
A communication device comprising: a second receiving circuit unit that is connected to the second antenna included in the composite antenna and processes a current generated from the second antenna.
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