[发明专利]天线装置及无线IC器件

说明书

本申请是申请日为2008年11月27日的、申请号为“200880003593.X（PCT/JP2008/071502）”的、发明名称为“天线装置及无线IC器件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于利用近场电磁场以非接触方式进行通信的RF-ID（射频识别）这样的无线IC器件的天线装置、以及包括该天线装置的无线IC器件。

背景技术

作为RF-ID使用的非接触式IC卡在专利文献1中有所披露。

专利文献1的非接触式IC卡的等效电路如图1所示。该非接触式IC卡是与读写器以非接触方式进行通信的非接触式IC卡。对于无线IC芯片11，由天线线圈13组成的电感L、整个电路的电阻R、调整用电阻14、IC芯片内部的电容或在电路中产生的寄生电容等整个电路的电容C、以及调整用电容器电容Cad形成并联谐振电路。

通过调整该谐振电路中的调整用电阻14的电阻值Rad来调整谐振电路的尖锐度（Q），另外，利用调整用电容器15的电容Cad调整谐振频率，确保良好的通信状态。

专利文献1：日本专利特开2001-010264号公报

发明内容

然而，这样的IC卡在与读写器通信时，由于两者所具有的天线线圈相互耦合，因此若两者接近，则天线线圈的电感值会变化。若天线线圈的电感值变化，则相应地包含天线线圈的谐振电路的谐振频率也会变化，存在辐射增益大幅变动这样的问题。

图2是表示其形态的图。此处，在读写器300，由天线线圈Lr与电容器Cr构成谐振电路。无线IC器件200中，由天线线圈La与电容器Ca构成谐振电路，连接无线IC21。

从无线IC器件200的无线IC21观察天线装置的、S参数的S11特性（回波损耗），在无线IC器件200适当离开读写器300时，如图2（C）的特性曲线Ra所示，回波损耗在频率foa为最大。

另一方面，如图2（B）所示，若无线IC器件200相对读写器300过度接近，则无线IC器件200一侧的天线线圈La与读写器300一侧的天线线圈Lr进行磁场耦合，两者的电感增大。因此，如图2（C）的特性曲线Rb所示，回波损耗在低于上述频率foa的频率fob为最大。

这样在无线IC器件200和读写器300的天线彼此之间以近场电磁场进行耦合的状态下，两个装置越接近，两者的天线的谐振频率越向低频方向移动。若该天线的谐振频率低于实际的无线IC器件200的通信频率（图2（C）所示的fs），则天线线圈不会起到作为电感的作用，天线增益显著下降，不能通信。

因此，以往需要预先将天线装置的谐振频率设定得例如高于通信频率10%～20%，使得谐振频率即使向低频侧移动，也不会低于通信频率。另外，为了在谐振频率即使高于通信频率的状态下也可以进行通信，如图1所示，需要在包含天线线圈的谐振电路中插入电阻，特意使其谐振电路的Q值降低。

然而，在无线IC器件200即使相对于读写器300过度接近的状态下也可以进行通信的条件下，由于平均距离下的天线的谐振频率与通信频率相比向高频侧偏移，因此若进一步离开该状态，则存在的问题是：天线增益显著下降，结果不能充分确保通信距离。

另外，若将包含天线线圈的谐振电路的Q值降低，则根据谐振电路的宽频带的特性，即使谐振频率移动也能得到比较稳定的增益，但由于Q值降低，因此无线IC器件与读写器之间无论怎样的距离，增益都会不可避免地降低。

本发明的目的在于提供一种抑制因无线IC器件与读写器的距离的变化所引起的特性变动的天线装置及可以在较高的可靠性下进行通信的无线IC器件。

（1）本发明的天线装置的特征是包括：用于收发与外部设备之间的利用无线通信的信号的天线线圈；以及与上述天线谐振电路连接、至少包含电感并具有与上述天线谐振电路的谐振频率不同的谐振频率特性的附加谐振电路。

利用该结构，例如通过将附加谐振电路的谐振频率设定得低于天线谐振电路的谐振频率，即使无线IC器件接近读写器等外部设备，两者的天线线圈彼此之间进行磁场耦合，从而电感值增大，也能通过附加谐振电路的谐振频率抑制天线谐振电路的谐振频率的下降。因此，天线谐振电路的谐振频率变化减少，可以得到稳定的、较高的增益。