CN101071906A - 天线装置和物品管理系统 - Google Patents

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CN101071906A CNA2007101028945A CN200710102894A CN101071906A CN 101071906 A CN101071906 A CN 101071906A CN A2007101028945 A CNA2007101028945 A CN A2007101028945A CN 200710102894 A CN200710102894 A CN 200710102894A CN 101071906 A CN101071906 A CN 101071906A
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road conducting
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山田亚希子
关根秀一
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    • H01Q21/12—Parallel arrangements of substantially straight elongated conductive units

Abstract

根据本发明的一方面，提供了一种天线装置，包括：导电元件，其一端经由终端电阻连到接地平面，并且，给其另一端供电；至少一个支路导电元件，其是从所述导电元件分支出来的且具有短路连接到所述接地平面的末端，并且，所述支路导电元件的元件长度大约是工作频率的四分之一波长。

Description

天线装置和物品管理系统
相关申请的交叉引用
本专利申请基于2006年5月12日提交的在先日本专利申请No.2006-134545并要求享受其优先权；故将其全部内容以引用方式并入本申请。
发明领域
本发明涉及一种天线装置和物品管理系统。
背景技术
JP-A-2005-247566公开了一种用于管理多个物品的系统，其管理方式为：贴上无线标签；读取写在这些无线标签上的信息。
在上述系统中，上面贴着无线标签的多个物品设在货架外壳中。天线移动机构将天线机械地移到设在货架外壳中的多个物品的排列方向，从而有序地读取写在这些无线标签上的信息。该系统包括一个控制器，当读取分给无线标签的标签编号时，该控制器根据天线的位置信息，生成无线标签的位置信息。
但是，由于在上述系统中天线是机械地移动的，所以，需要天线移动机构及其控制器，这样一来，系统就变得很复杂和庞大。此外，在诸如天线移动机构之类的机械机构中还有可能出现问题。
此外，在上述系统中，无线标签的信息是在天线移动和发出电磁波的时候读取的，因此，有必要抑制和另一无线设备之间发生的干扰。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种天线装置和物品管理系统，其能够在不机械移动天线的情况下读取多个无线标签的信息，故能抑制不必要的电波辐射。
根据本发明的另一方面，提供了一种天线装置，包括：导电元件，其一端经由终端电阻连到接地平面，并且，给其另一端供电；至少一个支路导电元件，其是从所述导电元件分支出来的且具有短路到所述接地平面的末端，并且，所述支路导电元件的元件长度大约是工作频率的四分之一波长。
根据本发明的另一方面，提供了一种天线装置，包括：导电元件，其一端经由终端电阻连到接地平面，并且，给其另一端供电；至少一个支路导电元件，其是从所述导电元件分支出来的且具有开路的末端，并且，所述支路导电元件的元件长度大约是工作频率的二分之一波长。
根据本发明的另一方面，提供了一种物品管理系统，包括：天线装置，包括：导电元件，其一端经由终端电阻连到接地平面，并且，给其另一端供电；至少一个支路导电元件，其是从所述导电元件分支出来的且具有短路到所述接地平面的末端，并且，所述支路导电元件的元件长度大约是工作频率的四分之一波长；发射单元，经由所述天线装置向设置在物品上的无线标签发送信号；接收单元，从所述无线标签接收信号。
附图说明
在附图中：
图1的示意图示出了根据本发明第一实施例的物品管理系统；
图2的示意性框图示出了根据第一实施例的文件管理装置1；
图3的示意性透视图示出了根据第一实施例的天线单元13；
图4的示意性平面图示出了根据第一实施例的天线单元13的修改；
图5的示意性框图示出了根据第一实施例的无线标签12-1；
图6A和6B的示意图示出了根据第一实施例的天线单元13的操作；
图7的示意图示出了根据第一实施例的物品管理系统的架子；
图8的示意性透视图示出了根据本发明第二实施例的天线单元13；
图9的示意性平面图示出了根据第二实施例的天线单元13的修改；
图10的示意性透视图示出了根据第二实施例的天线单元13的第二修改；
图11的示意性透视图示出了根据第二实施例的天线单元13的第三修改。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施例。
[第一实施例]
下面将参照图1至图7描述根据本发明第一实施例的物品管理系统。
图1示出了根据本发明本实施例的物品管理系统。文件管理装置1通过读取写在无线标签12-1、12-2、...、12-n上的信息或将信息写在这些无线标签上来管理多个文件11-1、11-2、...、11-n，其中，无线标签12-1、12-2、...、12-n贴在多个文件11-1、11-2、...、11-n上。将各无线标签的唯一ID、文件的标题等写在各无线标签12-1、12-2、...、12-n上。后面将把写在无线标签12-1、12-2、...、12-n上的信息称为文件信息。文件管理装置1读取写在无线标签12-1、12-2、...、12-n上的文件信息，从而基于读取的文件信息来管理物品。此外，例如，在添加新文件或重写文件标题的情况下，将新的文件信息写在无线标签12-1、12-2、...、12-n上。
接下来，将参照图2至4描述文件管理装置1的构造。
读取/写入(R/W)单元15连接到用于管理文件信息的计算机(PC)16。读取/写入(R/W)单元15经由天线单元13将从无线标签读取的文件信息输出到PC 16。此外，读取/写入(R/W)单元15将从PC16接收到的文件信息写到无线标签上。
接下来，将参照图3描述天线单元13。天线单元13包括：接地平面130；电线元件131，其以预定间隔大约平行于接地平面130，并且，经由馈电点133给其一端供电；终端电阻134，其连接在电线元件131和接地平面130之间；多个支路导电元件132-1、132-2、...、132-n(在图3中n＝4)，其与电线元件131在同一平面上且垂直连接到电线元件131；外壳(未示出)，用于将天线单元13装入其中。此外，将电线元件131和支路导电元件132-1、132-2、...、132-n之间的连接点分别称为连接点132-1a、132-2a、...、132-na。虽然在本实施例中导电元件131是电线，但导电元件131的形状并不限于是电线。
此外，可以对终端电阻134进行选择，以使终端电阻134的阻抗对应于经由馈电点133连接到电线元件131的馈电线(未示出)的特性阻抗。
支路导电元件132-1、132-2、...、132-n的各元件长度大约是工作频率的四分之一波长。各支路导电元件的一端垂直连接到电线元件131，并且，支路导电元件的另一端分别接地(短路)于接地平面10上的连接点132-1b、132-2b、...、132-nb。因此，电线元件131和支路导电元件132-1、132-2、...、132-n之间的连接点132-1a、132-2a...、132-na与电线元件131相比，处于高阻抗。因此，有较小的电路流过支路导电元件132-1、132-2、...、132-n。
[天线单元13的修改]
图3示出了当支路导电元件132-1、132-2、...、132-n的各元件长度大约是工作频率的四分之一波长时的情形。但是，支路导电元件的各元件长度可以大约是工作频率的二分之一波长。这里，工作频率表示在无线标签12-1、12-2、...、12-n和文件管理装置之间的通信所用的频带的近似中心频率。图4示出了当支路导电元件132-1、132-2、...、132-n的各元件长度大约是工作频率的二分之一波长时天线单元13的构造。在这种情况下，各支路导电元件132-1、132-2、...、132-n的一端垂直连接到电线元件131，并且，其另一端是开路的。
接下来，将描述要由物品管理装置1管理的各文件11-1、11-2、...、11-n的构造。无线标签12-1、12-2、...、12-n分别贴在文件11-1、11-2、...、11-n上。因为相应的无线标签12-1、12-2、...、12-n的构造和操作是相同的，所以，下面仅描述无线标签12-1。
图5的框图示出了无线标签12-1。
在无线标签12-1中，IC 120直接设置在天线121上。IC 120包括：检测整流器122，其根据接收信号检测驱动IC 120的直流电DC；解调单元123，其用于解调接收信号；调制单元124，其用于调制待发送信号；存储器125，其用于存储文件11-1的信息等；控制单元126，其用于控制各个单元。
对于天线121，例如，可以采用偶极天线、八木-宇田天线或微带天线。在天线121(如偶极天线)中，当输入文件11-1放在文件管理装置1的天线单元13附近时，将天线单元13的支路导电元件132-1、132-2、...、132-n(参见图3)排列成大约平行于天线121。因此，天线121的极化方向对应于天线单元13的支路导电元件132-1、132-2、...、132-n的各极化方向。
接下来，将描述根据第一实施例的物品管理系统的操作。这里，假设贴有无线标签12-1的文件11-1处于天线单元13的支路导电元件132-1的附近。其它文件11-2、...、11-n和支路导电元件132-2、...、132-n的操作分别与文件11-1和支路导电元件132-1的操作相同。
首先，将参照图6A和6B描述天线单元13的操作。
图6A示出了当无线标签12-1不处于天线单元13附近时的操作。如上所述，因为电线元件131和支路导电元件132-1、132-2之间的连接点132-1a、132-2a与电线元件131相比处于高阻抗，所以，有较小的电流流过支路导电元件132-1、132-2。因此，当在支路导电元件132-1、132-2的附近没有无线标签时，没有电磁波从支路导电元件132-1、132-2发出。
另一方面，图6B示出了当无线标签12-1处于天线单元13的支路导电元件132-1附近时的操作。在这种情况下，在无线标签12-1和支路导电元件132-1、132-2之间产生电磁场耦合。因此，在并入到无线标签12-1中的天线121中产生接收电压，并且，给IC 120供电。由此，无线标签12-1发送存储器125中存储的信息，并且，天线单元13接收该信息。
接下来，将参照图2和图5描述当无线标签12-1处于天线单元13附近时物品管理装置1和无线标签12-1的操作。
从支路导电元件132-1发出的电波(后面称之为接收信号)经由天线121输入到检测整流器122。检测整流器122根据输入的接收信号检测直流电DC，从而给IC 120的各单元供电。另一方面，检测整流器122将接收信号输入到解调单元123。解调单元123将输入的接收信号解调等，并将结果输入到控制单元126。控制单元126将从解调单元接收的结果写入到存储器125。由于解调，当文件管理装置1读取文件信息时，控制单元126依照存储器125生成发射信号。控制单元将发射信号输出到调制单元124。调制单元124将输入的发射信号进行编码等，将其中的开关打开或关闭，并改变天线121的阻抗，以发送信号。
R/W单元15通过天线单元13接收从无线标签12-1发送过来的信号，并将接收信号解调等，以获取文件信息。接下来，R/W单元15将获取的文件信息输出到PC 16。然后，PC 16根据输入的文件信息管理文件11-1。
另一方面，当把文件信息写到无线标签12-1上时，将要写上的文件信息经由PC输入到R/W单元15。R/W单元15将输入的文件信息解调等，从而生成发射信号。发射信号经由天线单元13发送到无线标签12-1。
接下来，将参照图7描述根据本实施例的物品管理系统适用于放置物品的架子的情形。
适用于图7所示的物品管理系统的架子包括：多个架板17-1、17-2...，其分别有天线单元13；设于架子上表面上的R/W单元15。设在多个架板17-1、17-2...中的天线单元13分别通过同轴电缆14连接到R/W单元15。
R/W单元15连接到用于管理物品的PC 16(在图7中未示出)，并将所收到的物品信息(在图7中贴有无线标签12的文件11)通过天线单元13输出到PC 16。
因为适用于该架子的物品管理系统的操作与图1所示的物品管理系统的操作相同，所以将不再对此操作进行赘述。此外，R/W单元15并不总是需要设在架子的上表面上，也可以设在其下表面上。
如上所述，在第一实施例中，多个支路导电元件132-1、132-2、...、132-n与其附近的无线标签进行通信。因此，可以在不机械移动天线单元13的情况下读取多个无线标签的信息。此外，因为没有电流流过在支路导电元件附近没有无线标签的支路导电元件，所以，支路电元件132-1、132-2、...、132-n不会发出不必要的电波，除了无线标签处在其附近之外。因此，和另一无线设备之间产生的干扰可以得到抑制。
此外，电线元件131和支路导电元件132-1、132-2、...、132-n在同一平面上相连，并相互垂直，从而可以抑制其之间的电磁场耦合。如果在电线元件131和支路导电元件132-1、132-2、...、132-n之间产生不必要的电磁场耦合，则支路导电元件132-1、132-2、...、132-n的各谐振频率会改变。因此，天线单元读取从无线标签发送过来的信息的能力降低了。如果在预先考虑到不必要的电磁场之后设计天线装置，则对于设计而言需要较大的资源。预先抑制电线元件131和支路导电元件132-1、132-2、...、132-n之间或支路导电元件132-1、132-2、...、132-n之间的电磁场耦合是非常重要的。
[第二实施例]
接下来，将参照图8至图11描述根据本发明第二实施例的物品管理系统。因为除了天线单元13的构造之外根据第二实施例的物品管理系统的构造和操作与图1所示的物品管理系统的构造和操作相同，所以，除了天线单元13之外，给相同的单元分配相同的标号，并且，将省略对相同单元的描述。
图8是根据本实施例的天线单元13的透视图。图8所示的天线单元的构造大约与图3所示的天线单元13的构造相同。但是，在本实施例的天线单元13中，多个支路导电元件132-1、132-2、...、132-n(在图8中n＝6)交替地设置在电线元件131的两侧。
因此，加宽了相邻支路导电元件彼此之间的间隔，并减弱了支路导电元件之间的电磁场耦合。
接下来，将参照图9至图11描述根据本实施例的天线单元13的修改。
[第一修改]
图9的平面图示出了根据本实施例的天线单元13的修改。
除了支路导电元件132-1、132-2、...、132-n的元件长度L1、L2、..、Ln彼此略微不同之外，图9所示的天线单元的构造大约与图3所示的天线单元的构造相同。
因为元件长度L1、L2、..、Ln彼此不同，所以，支路导电元件的谐振频率彼此略微不同。因此，减弱了支路导电元件之间的电磁场耦合，并且，支路导电元件彼此很难发生谐振。但是，因为元件长度L1、L2、..、Ln分别与支路导电元件132-1、132-2、...、132-n的工作频率的四分之一波长略微不同，所以，各支路导电元件与处于该工作频率的电磁波发生谐振。此外，虽然在第一修改中支路导电元件的元件长度彼此不同，但是，仅仅彼此相邻的两个支路导电元件的元件长度可以彼此不同。
[第二修改]
图10的透视图示出了根据本实施例的天线单元13的第二修改。
在图10所示的天线单元13的修改中，在图8中所示的天线单元13的电线元件131和支路导电元件132-1、132-2、...、132-n用作微带线。此外，在图10中所示的天线单元13包括：对应于接地平面130的地135；在地135和电线元件131之间的绝缘体136。
[第三修改]
图11的透视图示出了根据本实施例的天线单元13的第三修改。
在图11所示的天线单元13的修改中，在图8中所示的天线单元13的电线元件131和支路导电元件132-1、132-2、...、132-n用作共面波导(CPW)。也就是说，电线元件131、支路导电元件132-1、132-2、...、132-n和地135是由单个导体板构成的。
如上所述，根据第二实施例，可以获得与第一实施例相同的效果。此外，因为支路导电元件132-1、132-2、...、132-n交替地设置在电线元件131的两侧，所以，即使增加了支路导电元件132-1、132-2、...、132-n的数量，也可以加宽元件之间的间隔。因此，支路导电元件132-1、132-2、...、132-n之间不必要的电磁场耦合可以得到抑制。
此外，如第一修改所示，因为支路导电元件132-1、132-2、...、132-n的元件长度彼此略微不同，所以，各支路导电元件的谐振频率可以略微改变，并且，支路导电元件之间的谐振可以得到抑制。因此，支路导电元件132-1、132-2、...、132-n之间不必要的电磁场耦合可以得到抑制。
此外，如第二修改所示，因为电线元件131和支路导电元件132-1、132-2、...、132-n用作微带线，所以，可以用PCB(印刷电路板)制造这些元件，并且，可以提高生产能力。
同样，如第三修改所示，因为电线元件131和支路导电元件132-1、132-2、...、132-n用作共面波导，所以，接地平面130、电线元件131和支路导电元件可以用单个导体板构成，并且，可以提高生产能力。
根据本实施例的天线装置和物品管理系统，可以在不机械移动天线的情况下读取多个无线标签的信息。因此，可以抑制不必要的电波辐射。
此外，本发明不只限于以上实施例，并且，在不脱离所实施的保护范围的前提下，可以对其进行修改。此外，可以适当地组合在以上实施例中使用的多个部件而做出各种发明。例如，可以从在以上实施例中使用的所有部件中去掉一些部件。或者，可以适当地相互组合在彼此不同的实施例中使用的部件。
图2：
a.文件信息
12-1：无线标签
13：天线单元
15：R/W单元
图5：
a.供电
122：检测整流器
123：解调器
124：调制器
125：存储器
126：控制单元
图6B：
a.耦合

Claims (15)

1、一种天线装置，包括：
导电元件，其一端经由终端电阻连到接地平面，并且，给其另一端供电；以及
至少一个支路导电元件，其是从所述导电元件分支出来的且具有短路到所述接地平面的末端，并且，所述支路导电元件的元件长度大约是工作频率的四分之一波长。
2、如权利要求1所述的天线装置，其中，所述导电元件是电线。
3、一种天线装置，包括：
导电元件，其一端经由终端电阻连到接地平面，并且，给其另一端供电；以及
至少一个支路导电元件，其是从所述导电元件分支出来的且具有开路的末端，并且，所述支路导电元件的元件长度大约是工作频率的二分之一波长。
4、如权利要求3所述的天线装置，其中，所述导电元件是电线。
5、如权利要求1所述的天线装置，
其中，所述导电元件和所述至少一个支路导电元件设置在大约相同的平面上，以及
其中，所述至少一个支路导电元件大约垂直地从所述导电元件分支出来。
6、如权利要求3所述的天线装置，
其中，所述导电元件和所述至少一个支路导电元件设置在大约相同的平面上，以及
其中，所述至少一个支路导电元件大约垂直地从所述导电元件分支出来。
7、如权利要求1所述的天线装置，其中，所述至少一个支路导电元件交替地设置在所述导电元件的两侧。
8、如权利要求3所述的天线装置，其中，所述至少一个支路导电元件交替地设置在所述导电元件的两侧。
9、如权利要求1所述的天线装置，其中，所述至少一个支路导电元件包括多个支路导电元件，至少有两个支路导电元件的元件长度彼此不同，
其中，所述多个支路导电元件中至少有一个和具有所述工作频率的电磁波发生谐振。
10、如权利要求3所述的天线装置，其中，所述至少一个支路导电元件包括多个支路导电元件，至少有两个支路导电元件的元件长度彼此不同，
其中，所述多个支路导电元件中至少有一个和具有所述工作频率的电磁波发生谐振。
11、如权利要求1所述的天线装置，其中，所述导电元件和所述至少一个支路导电元件构成微带线。
12、如权利要求3所述的天线装置，其中，所述导电元件和所述至少一个支路导电元件构成微带线。
13、如权利要求1所述的天线装置，其中，所述导电元件和所述至少一个支路导电元件用作共面波导。
14、如权利要求3所述的天线装置，其中，所述导电元件和所述至少一个支路导电元件用作共面波导。
15、一种物品管理系统，包括：
天线装置，包括：
导电元件，其一端经由终端电阻连到接地平面，并且，给其另一端供电；以及
至少一个支路导电元件，其是从所述导电元件分支出来的且具有短路到所述接地平面的末端，并且，所述支路导电元件的元件长度大约是工作频率的四分之一波长；
发射单元，经由所述天线装置向设置在物品上的无线标签发送信号；以及
接收单元，从所述无线标签接收信号。
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