CN107735905B - 天线装置 - Google Patents

Abstract

一种天线装置，具备用于与RFID标签之间进行远场通信的第1天线部、以及用于与所述RFID标签之间进行近场通信的第2天线部，所述第1天线部和所示第2天线部由共同的基板上的导体图案形成。

Description

天线装置

相关申请的交叉引用

本国际申请要求2015年6月26日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2015-128857号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过引用而并入本文。

技术领域

本公开涉及适合从RFID标签读取识别信息的天线装置。

背景技术

以往，已知有构成为经由天线装置读取从附加在物品上的RFID标签无线发送的识别信息，由此来管理物品的位置或移动的RFID系统(例如参照专利文献1)。

RFID系统由用于与RFID标签之间进行无线通信的天线装置(平面天线)和经由天线装置从RFID标签读取识别信息的读取装置(通常为读写器)构成。

此外，鉴于RFID系统可识别附加有RFID标签的物品，因此可以认为RFID系统不仅用于管理物品的位置或移动，还可以用作通过商店的收银机计算商品销售额时的输入装置。

在该情形下，天线装置可设置成片状，以使得店员能够通过将商品置于天线装置上来读取识别信息。这样的话，通过将天线装置设置在商店的收银(cash register)台上，便能够容易地从RFID标签读取识别信息。

另一方面，作为上述片状的天线装置，已知有诸如由具有挠性的塑料片材夹着环形的天线图案的天线装置，或在基板上形成有直线形的天线图案的天线装置等在非导电性基板上形成有天线图案的天线装置(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：日本特开第2004-295599号公报

专利文献2：日本特开第2006-33372号公报

专利文献3：日本特开第2004-214855号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献2所述的天线装置为通过使RFID标签接近该天线装置而能够读取识别信息的近场型天线装置。此外，专利文献3所述的天线装置为能够从处在远离天线装置的位置上的RFID标签读取识别信息的远场型天线装置。这样，以往的片状天线装置或者为近场型，或者为远场型，而不存在能够从近场到远场广范围读取识别信息的天线装置。

因此，当在收银台从附加于商品的RFID标签读取识别信息时，需要准备上述2种天线装置。

即，当在收银台从附加于商品的RFID标签读取识别信息时，有时会将RFID标签载置于收银台上，而有时由于商品较大而将RFID标签配置在远离收银台的位置。

所以，要利用以往的天线装置以在任何条件下均能够从RFID标签读取识别信息，则需要上述2种天线装置。

然而，如果像这样利用2种天线装置从RFID标签读取识别信息，则必须要在读取装置侧自动地切换用于读取识别信息的天线装置。

并且，为此还需要用于切换天线装置的切换电路和控制电路，从而会招致电路结构变繁杂而且读取装置的成本上升这样的问题。

本公开的一个方面希望在用于从RFID标签读取识别信息的天线装置中，能够在该天线装置与RFID标签之间进行远场通信以及近场通信。

解决问题的技术方案

本公开的一个方面的天线装置具备：第1天线部，该第1天线部用于与RFID标签之间进行远场通信；以及第2天线部，该第2天线部用于与RFID标签之间进行近场通信。并且，上述第1天线部和第2天线部由共同的基板上的导体图案形成。

因此，无论将RFID标签载置于天线装置的辐射面上，还是将RFID标签配置在远离天线装置的位置，本公开的一个方面的天线装置均能够从RFID标签读取识别信息。所以，该天线装置为适宜在收银机等上对附加有RFID标签的物品进行识别的天线装置。

此外，特别是，本公开的一个方面的天线装置通过在基板上形成构成2种天线部的导体图案而构成为片状的平面天线。因此，能够将本公开的一个方面的天线装置载置于收银台上而加以使用，从而可容易地设置在收银台上。

此外，如上所述在由共同的基板上的导体图案构成2种天线部的情形下，如果将各天线部分别独立地配置在基板上，则会使天线装置大型化。

因此，可使用双面基板构成本公开的一个方面的天线装置，在该双面基板的一个基板面上形成有天线图案，该天线图案构成作为第1天线部的贴片，在该双面基板的另一个基板面上形成有作为接地电势的导体层。

该情形下，在构成贴片的天线图案中设置多个缝隙。并且，将该多个缝隙的间隔设定成，使得由各缝隙所划分的天线图案的宽度小于在RFID标签设置的通信对象天线的开口面外形中的最小宽度。

其结果为，在构成贴片的天线图案中，由缝隙划分成的宽度较小的部分作为第2天线部发挥作用，从而能够实现远场以及近场兼用的天线装置。

即，贴片天线自身为远场用天线装置。并且，如果贴片的整体区域由导体图案(天线图案)形成，则将通信对象天线配置在贴片附近时，设置在RFID标签中的通信对象天线的谐振频率会产生偏移。其结果导致无法通过读取装置读取识别信息。

但是，若如上所述在构成贴片的天线图案设置缝隙，并使天线图案的宽度小于通信对象天线的开口面外形中的最小宽度的话，则即使将通信对象天线配置在贴片附近，通信对象天线的谐振频率也难以产生偏移。

其结果为，根据本公开的一个方面的天线装置，在该天线装置与设置于RFID标签的通信对象天线之间，不会使通信对象天线的谐振频率大幅度变化，从而能够进行近场通信。

此外，多个缝隙只要能够使得构成天线图案的导体图案的宽度小于通信对象天线的外形中的最小宽度即可。因此，可通过以隔开间隔的方式而设置直线形的缝隙、包括自由曲线在内的曲线形的缝隙、或由直线和曲线组合而成的任意形状的缝隙来形成多个缝隙。此外，各缝隙彼此既可以平行配置，也可以带有任意倾斜度地进行配置。

此外，在RFID标签中通常设置线性极化的天线装置，而该天线装置的朝向根据RFID标签(换言之为附加有RFID标签的物品)的配置状态而变化。

因此，在使用本公开的一个方面的天线装置从RFID标签读取识别信息时，也可以将本公开的一个方面的天线装置设置成圆极化天线，以便无论如何配置RFID标签都能够与RFID标签之间进行无线通信。

并且，为此构成贴片的天线图案可以以该天线图案中的2点作为馈电点，并使各馈电点与信号合成电路连接。

这样的话，可由双面基板上的天线图案构成2点供电方式的圆极化天线。

此外，在该情形下，可不必在贴片的内部于可获得所要求的阻抗(一般为50Ω或为75Ω)特性的位置设定馈电点。即，该情形下，馈电点可通过由微带线构成的阻抗变换器连接到信号合成电路。

即便如此，由于在双面基板上也可以由导体图案构成阻抗变换器，因此可容易实现较薄的片状的天线装置。

此外，在该情形下，阻抗变换器可通过串联连接多个微带线而构成，该微带线具有的长度为，与通信对象天线之间无线通信的电波的中心频率的波长的4分之1。

这样的话，由串联连接的多个微带线构成阻抗变换器，由此能够增加谐振点，并使在作为远场天线发挥作用时所收发的电波的频带宽频化。

另一方面，可由具有2个输入端和2个输出端的混合环构成信号合成电路，所述2个输入端连接在阻抗变换器的与贴片相反的一侧。这样，如果由混合环构成信号合成电路，则能够由在双面基板上形成的导体图案构成信号合成电路，从而能够获得结构更加简洁的片状的天线装置。

此外，也可以利用威尔金森功率分配合成器而由导体图案构成信号合成电路。

不过，该情形下，由于需要在距贴片近的部位设置电阻，因此，会在双面基板的基板面的中央形成膨胀，从而难以使天线装置整体上为扁平的薄型天线装置。

对此，如果由混合环构成信号合成电路，则不会在双面基板的基板面的中央形成膨胀，因此可容易实现片状的天线装置。

此外，未必需要在双面基板的基板面由导体图案形成混合环，也可以利用例如单片微波集成电路(MMIC)等电子部件构成混合环。

此外，在由混合环构成信号合成电路的情形下，混合环的2个输出端中的一个输出端可经由终端电阻与接地电势连接。

这样的话，将另一个输出端作为馈电点，仅将1根供电用线缆连接到天线装置即可，从而能够提取自该馈电点右旋或左旋的圆极化波的接收信号。

此外，安装于双面基板的电子部件只要是配置在混合环的输出端附近的终端电阻即可，并且该终端电阻可以配置在双面基板的外周部分，由此能够抑制终端电阻对天线装置的薄型化产生妨碍的情况。

此外，如上所述，在于混合环的一个输出端设置终端电阻的情形下，可在双面基板中形成有供终端电阻埋入的凹部或通孔，并且终端电阻容纳在该凹部或通孔中。

这样的话，能够抑制终端电阻从双面基板的基板面大幅度突出的情况，从而能够使天线装置更好地实现薄型化。

此外，在如上设置有终端电阻的情形下，可以想到物品会从形成有天线图案的识别信息读取面(即，双面基板的一个基板面)侧抵接终端电阻，从而因该冲击而导致终端电阻损坏的情况。

因此，可以在双面基板的一个基板面上设置用于覆盖并保护终端电阻的冲击吸收部件。

此外，混合环可以以沿着该天线图案的一个角部弯曲成L字形的方式设置在一个基板面上的天线图案的周围。

即，这样的话，能够在天线图案周围中的与背面的接地图案相对的空闲区域形成混合环。该情形下，无需为了形成混合环而增加双面基板的基板面积，因此可实现天线装置的小型化。

此外，在双面基板中的一个基板面上，可在构成贴片的天线图案的周围形成用于与通信对象天线之间进行近场通信的微带线。此外，该用于进行近场通信的微带线可经由信号合成电路与贴片并联连接或串联连接。

这样的话，在构成贴片的天线图案周围中的与背面的接地图案相对的空闲区域也能够与通信对象天线之间进行近场通信。

因此，在从RFID标签读取识别信息时，无论将RFID标签设置在天线装置的一个面中的任何部位，都能够通过近场通信从RFID标签获取识别信息。

此外，用于进行近场通信的微带线既可以与贴片并联连接，也可以与贴片串联连接，不过，在不改变指向特性而欲使增益降低时，可以使用于进行近场通信的微带线与贴片串联连接，而在不想使增益降低时可以使用于进行近场通信的微带线与贴片并联连接。

此外，可将用于进行近场通信的微带线弯曲形成为，使得该微带线彼此的间隔小于通信对象天线的开口面外形中的最小宽度。

这样的话，能够加宽在构成贴片的天线图案周围可进行近场通信的区域，从而使得能够在双面基板的一个基板面的大致整个范围上从RFID标签获取识别信息。

由基板上的导体图案形成远场通信用的第1天线部和近场通信用的第2天线部，并由此构成本公开的一个方面的天线装置，不过，也可以由合成树脂制成的保护片材覆盖如上构成的天线装置主体。

并且，如果由保护片材覆盖双面基板，则不仅能够使天线装置薄型化(换言之即呈片状)，而且能够抑制天线装置由于经年变化而劣化的情况，或能够抑制由来自外部的冲击而导致天线装置的电气特性(辐射特性)产生变化的情况。

此外，如果由保护片材覆盖双面基板，则有时会因保护片材的材质(介电特性)而使天线装置的辐射特性产生变化。因此，在设置保护片材时，希望对因保护片材导致特性产生变化的情况进行考虑后，而设计天线装置(详细而言为双面基板的导体图案)。

附图说明

图1是示出从双面基板的外周端缘侧观察到的天线装置的状态的说明图。

图2是示出在天线装置的双面基板上形成的导体图案的说明图。

图3是示出作为识别信息读取对象的RFID标签的一例的说明图。

图4A是从双面基板的天线图案侧观察到的供同轴线缆连接到天线装置的连接部的俯视图；图4B是示出在该连接部中容纳有终端电阻的凹部的截面的剖视图；图4C是从双面基板的与天线图案相反的一侧观察到的该连接部的后视图。

图5是示出在天线装置的输出端测出的VSWR的特性图。

图6是示出天线装置的增益的特性图。

图7是示出构成阻抗变换器的微带线的节数与VSWR之间的关系的说明图。

图8是示出在双面基板上形成的导体图案的变形例1的说明图。

图9是示出在双面基板上形成的导体图案的变形例2的说明图。

图10是示出在双面基板上形成的导体图案的变形例3的说明图。

图11A、图11B、图11C分别是示出设置有缝隙的贴片的变形例的说明图。

图12是示出信号合成电路的其他结构示例的说明图。

附图标记的说明

2…天线装置；10…双面基板；10a…电介质基板；12…天线图案；

14…缝隙；16…阻抗变换器；16a、16b、16c、26…微带线；

18…信号合成电路；20…凹部；22…连接部；24…通孔；

28…接地图案；30…同轴线缆；32…中心导体；34…外部导体；

36…90度移相器；38…分配合成器；40…导体层(接地图案)；

42…压接端子；44…终端电阻；46…孔眼；50…保护片材；

52…冲击吸收部件；62、66…天线(通信对象天线)；

64、68…RFID标签。

具体实施方式

以下结合附图说明本公开的实施方式。

本实施方式的天线装置2是载置在商店等的收银台上并用于从附加在商品等物品上的RFID标签读取识别信息的天线装置，如图1所示，天线装置2具备作为天线装置主体的双面基板10。

在双面基板10中，在作为基材的电介质基板10a(参照图4B)的一个基板面(图1中的上表面)上形成有导体图案(参照图2)，该导体图案构成贴片天线的辐射器(贴片)等。此外，在另一个基板面(图1中的下表面)的大致整个范围上形成有作为接地电势的导体层40(换言之即接地图案，参照图4C)。因此，双面基板10作为能够从一个基板面辐射电波的平面天线而发挥作用。

此外，双面基板10的基板面为大致正方形(参照图2)，在4个角部中的1个角部形成有同轴线缆30的连接部22。并且，用于输入输出收发信号的同轴线缆30经由压接端子42固定于该连接部22。

同轴线缆30的中心导体32连接(钎焊)在于一个基板面上形成的导体图案的输出端，外部导体34连接(钎焊)在于一个基板面的外周部分形成的接地图案28(参照图4A)。

此外，片状的冲击吸收部件52从形成有贴片天线的辐射器(贴片)的一个基板面侧覆盖在双面基板10中的同轴线缆30的连接部22处，并且，双面基板10整体由合成树脂制成的保护片材50覆盖。

此外，在本实施方式中，冲击吸收部件52由高性能聚氨酯泡沫(微孔聚合物片材)构成，保护片材50由氯乙烯片材构成。

并且，保护片材50形成为，由2张片材从双面基板10的两个表面侧覆盖双面基板10，并在双面基板10的外周部分对2张片材进行压接，由此，由保护片材50容纳并保护双面基板10整体。

此外，对2张片材进行压接时，使配置在双面基板10的另一个面(下表面)侧的片材沿着该基板面而配置，使另一张板材从双面基板10的一个面(上表面)侧覆盖双面基板10。因此，2张片材的压接部分相对于双面基板10厚度方向的中心而靠向下方。

这是因为，在将天线装置2载置在收银台上时，可以以使保护片材50的压接部分沿着收银台的板面的方式设置天线装置2，由此来抑制保护片材50的压接部分在操作者于收银台移动商品时对此产生妨碍的情况。

接下来，对在双面基板10的一个基板面上形成的导体图案进行说明。

如图2所示，在双面基板10的一个基板面上的大致中央形成有作为贴片天线的辐射器的大致正方形的天线图案12。

该天线图案12构成作为第1天线部的贴片，在该天线图案12中，除分别连接其外周上彼此平行的2边的中心部的+字形的交叉部分外，还设置有与各边平行的多个缝隙14。

该多个缝隙14用于使由缝隙14划分的天线图案12的宽度L小于设置在作为识别信息读取对象的RFID标签中的通信对象天线的开口面外形中的最小宽度Lmin(参照图3)。因此，多个缝隙14以隔开规定的间隔的方式配置在天线图案12内。

即，由天线图案12构成的贴片天线为远场用天线。因此，如果贴片的整体范围由导体图案形成，则当将RFID标签配置在贴片附近时，设置于RFID标签通信对象天线的谐振频率会产生偏移。若如上所述谐振频率产生偏移，则在经由同轴线缆30连接的读取装置(读写器)侧无法从RFID标签读取识别信息。

于是，在本实施方式中，如上所述，通过在构成贴片天线的贴片的天线图案12设置多个缝隙14，而缩窄由各缝隙14划分的天线图案12的宽度。具体而言，天线图案12的宽度小于通信对象天线的开口面外形中的最小宽度Lmin。其结果使天线图案12还作为近场通信用的第2天线部发挥作用。

此外，在本实施方式的天线装置2中，通信对象天线为设置于RFID标签中的天线，不过如图3所例示，RFID标签中存在尺寸不同的多个RFID标签64、68、…。因此，设置在这些RFID标签64、68、…中的天线62、66、…的尺寸也不同。

因此，将由缝隙14划分的天线图案12的宽度设定成，使得由缝隙14划分的天线图案12的宽度小于上述各种通信对象天线62、66、…中天线尺寸(开口面)小的通信对象天线的宽度，特别是小于开口面的外形长度最小的天线62的宽度Lmin。

其结果为，通过天线图案12使天线装置2成为与在作为识别信息读取对象的RFID标签中所设置的所有通信对象天线之间能够进行远场通信以及近场通信的天线装置。

此外，多个缝隙14沿着天线图案12的外周角部的2边形成为L字形，不过在横贯天线图案12的纵向以及横向的+字形的交叉部分上未形成缝隙14。

这是因为，如果在该交叉部分也形成缝隙14，则天线图案12将成为环形天线，从而无法作为贴片天线而发挥作用。即，在本实施方式中，通过该结构来确保贴片天线中彼此正交的垂直方向和水平方向上的辐射性能。

此外，图2所示的天线图案12中，中心部分没有导体图案而形成为开口部。这是因为，在贴片天线中，即使构成辐射器的贴片的中心部分开口，对天线特性的影响也较小，当然也可以在该中心部分设置有+形的导体图案。

此外，天线装置2用于与设置在RFID标签中的线性极化天线之间进行通信，故而天线装置2的天线朝向根据RFID标签的配置状态而变化。

于是，在本实施方式中，由天线图案12实现的贴片天线作为圆极化天线而发挥作用，从而使得无论RFID标签如何配置，天线装置2都能够与RFID标签的天线之间进行远场通信。

具体而言，在天线图案12中，将在其外周相邻的2边的中心部分别设定为馈电点P，经由一对阻抗变换器16分别将各馈电点P连接到信号合成电路18，由此，使天线图案12作为圆极化天线发挥作用。

在此，各阻抗变换器16由与天线图案12形成在同一基板面上的微带线构成。具体而言，阻抗变换器16具备与各馈电点P连接的高阻抗的微带线16a、与信号合成电路18连接的特定阻抗(例如50Ω)的微带线16c、以及连接微带线16a和微带线16c的微带线16b。此外，微带线16b具有介于微带线16a、16c中间的阻抗。

并且，将该各微带线16a～16c的长度设定成是与RFID标签之间的通信频率(本实施方式中为900MHz频带)的中心频率的波长λ的4分之1的长度(λ/4)。其中，波长λ是将波长缩短率考虑在内的数值，本说明书中用于规定长度的波长同样如此。

另一方面，信号合成电路18由具有2个输入端Ti、以及2个输出端To的混合环构成，2个输入端Ti连接上述一对阻抗变换器16(具体而言为特定阻抗的微带线16c)。

构成信号合成电路18的混合环由与天线图案12形成在同一基板面上的导体图案(微带线)形成。这种混合环一般形成为矩形，不过，在本实施方式中，为了有效利用天线图案12的周围的基板面且为了在双面基板10的角部形成同轴线缆30的连接部22，使混合环变形为L字形。

并且，混合环的一个输出端To经由后述的终端电阻44(参照图4A)连接接地图案28，接地图案28形成在双面基板10的与混合环相同的基板面的外周部分。因此，该输出端To朝向在输出端To与接地图案28之间设置的用于容纳终端电阻44的凹部20开放。此外，接地图案28与另一个基板面的导体层40(即接地图案)连接。

此外，混合环的另一个输出端To经由微带线26而延伸设置到同轴线缆30的连接部22，微带线26以围绕在天线图案12的周围的方式而形成在与天线图案12相同的基板面上。此外，用于容纳终端电阻44的凹部20也形成在该连接部22附近。

该微带线26用于使得在天线图案12周围的基板面也能够与通信对象天线之间进行近场通信。并且，在本实施方式中，以使得微带线26彼此间的间隔小于通信对象天线的开口面外形中的最小宽度的方式，使微带线26呈脉冲状反复弯曲，由此在天线图案12周围的空闲区域整体范围上形成有微带线26。

其结果为，根据本实施方式的天线装置2，不仅构成作为贴片天线辐射器的贴片的天线图案12能够进行近场通信，而且在天线图案12周围的空闲区域也能够进行近场通信。

接下来，结合图4A～图4C对形成在双面基板10角部的同轴线缆30的连接部22进行说明。

如图4A、图4C所示，在双面基板10的角部的接地图案28、40部分形成有用于固定压接端子42的通孔24，压接端子42经由孔眼46而固定在该通孔24中。

通过对双面基板10的角部进行切除来形成连接部22，以能够经由压接端子42固定同轴线缆30，在由压接端子42固定同轴线缆30的状态下，还设置有供前端的外部导体34穿过的切口。

并且，接地图案28以夹着该切口的方式形成在双面基板10上，同轴线缆30的外部导体34钎焊在切口周围的接地图案28上。

此外，微带线26的前端配置在如上固定于双面基板10角部的同轴线缆30中的更前端的部分，并且，同轴线缆30的中心导体32钎焊在该微带线26上。

此外，如图4B所示，用于容纳终端电阻44的凹部20形成在该微带线26的前端附近，终端电阻44容纳在凹部20的内部。在本实施方式中，终端电阻44由芯片部件(芯片电阻)构成，凹部20的深度大于该芯片部件的板厚，以能够将终端电阻44整体容纳在凹部20内。

并且，对凹部20中的位于信号合成电路18(混合环)的输出端T_o侧的侧壁以及位于接地图案28侧的侧壁实施了金属镀敷。通过将终端电阻44钎焊到上述金属镀敷部位而使终端电阻44连接信号合成电路18的输出端To和接地图案28。

此外，作为上述结构的一例，也可以取代凹部20而设置能够容纳终端电阻44的通孔。此外，终端电阻44也可以是具有导线的电阻器。

对如上所述而构成的本实施方式的天线装置2的特性进行了测定，从而获得了分别由图5、图6所示出的在同轴线缆30的连接部22处测出的电压驻波比(VSWR)以及增益(天线增益)测定结果。

其中，在图6中，实线表示如本实施方式那样将天线图案12周围的微带线26串联连接在信号合成电路18时的增益，虚线表示将微带线26并联连接在信号合成电路18时的增益。

由该测定结果可知，串联连接微带线26的情形下的增益比并联连接微带线26的情形下的增益低0.5dB左右。因此，可根据所需的增益来选择串联连接或并联连接。

并且，无论是哪种情形，均使得不仅天线图案12能够进行近场通信，而且利用微带线26也能够进行近场通信，因此，能够实现可在辐射面的大致整体范围上进行近场通信的天线装置2。

此外，当并联连接微带线26和天线图案12时，可从信号合成电路18的输出端To中的不是通过终端电阻44而接地的一侧的输出端To将来自天线装置2的输出部(天线装置2中的与同轴线缆30的中心导体32连接的连接部)取出。然后，可开放微带线26中的与连接信号合成电路18的连接部相反的一侧。

根据如上说明的本实施方式的天线装置2，通过在构成贴片天线辐射器(贴片)的天线图案12设置多个缝隙14，而能够通过天线图案12进行远场通信以及近场通信这两种通信。

此外，通过在天线图案12的周围设置弯曲成脉冲状的微带线26，而使得通过该微带线26也能够进行近场通信。

因此，作为设置在收银台上并从附加于商品的RFID标签读取识别信息的天线装置而使用本实施方式的天线装置2的话，则可以不受RFID标签位置影响地从RFID标签读取识别信息。

此外，在本实施方式中，通过串联连接具有λ/4长度的微带线16a～16c来构成阻抗变换器16，由此可加宽能够收发信息的带宽。因此，即使RFID标签侧的天线的谐振点产生了些许偏移，也能够读取识别信息。

即，图7示出了与天线图案12连接的用于阻抗变换的微带线的连接节数以单个贴片天线、阻抗变换器2节、阻抗变换器3节的形式进行变化时的VSWR的测定结果。并且，由该测定结果可知，微带线的连接节数越多，可进行通信的带宽越宽。

并且这是因为，如果使微带线的节数增多，则通过使阻抗变换器16的谐振频率逐渐偏移，而增加谐振点。所以，可以根据所需的通信带宽适当设定构成阻抗变换器16的微带线的连接节数。

另一方面，在本实施方式中，通过由氯乙烯构成的保护片材50覆盖构成天线装置主体的双面基板10，由此，天线装置2的频率特性会受保护片材50的特性(电容率)影响而产生变化。

具体而言，图7所示的VSWR的峰值频率(VSWR最接近1的最优点的频率)在由氯乙烯构成保护片材50时向低频率侧变动约3MHz，不过上述变动值因保护片材的厚度而异。

因此，如本实施方式，当用保护片材50覆盖天线装置主体时，可在考虑了天线装置的特性会因保护片材50而产生变化之后对天线装置(具体为导体图案)加以设定。

此外，在本实施方式中，由混合环构成信号合成电路18，2个输出端To中的一个输出端通过终端电阻44而连接接地图案28，因此需要在双面基板10安装终端电阻44。

但是，在双面基板10的角部将该终端电阻44安装在同轴线缆30的连接部22附近，并且该安装部分由在双面基板10中形成的凹部构成。因此，能够抑制终端电阻44从双面基板10的基板面突出而妨碍到天线装置2薄型化的情况。

此外，在安装终端电阻44的双面基板10的角部(同轴线缆30的连接部22)设置冲击吸收部件52。因此，能够抑制在使用天线装置2时终端电阻44或同轴线缆30的连接部22(特别是钎焊部分)受到来自外部的冲击而导致天线装置2的特性劣化的情况。

此外，接地图案28是用于防止基板翘曲而设置的，根据需要既可以设置接地图案28，也可以不设置接地图案28。

以上对本公开的一实施方式进行了说明，不过本公开不限于上述实施方式，能够进行各种变形而加以实施。

例如，在图2所示的天线图案12中，在天线图案的每条边设置有2条(换言之即在上下方向上、左右方向上各设置4条，如果包括中心的开口部分，则是在上下方向上、左右方向上各设置6条)缝隙14。不过，如图8所例示，在能够确保贴片天线的所要求的增益的范围内也可以进一步增加该缝隙14的条数。

此外，在上述实施方式中，对天线图案12的馈电点P为天线图案12外周上的2点的示例进行了说明。与此相对，如图9、图10所示，构成贴片的天线图案12中的馈电点P可以为1点，或可以为3点以上。

此外，在图9所示的天线装置中，天线图案12的形状(贴片形状)为圆形，在天线图案12的外周部分上，在从天线图案12中心通过的轴上的2处设置有作为衰减元件12a的导体图案。这是因为，为了能够以1点供电而收发圆极化波。此外，衰减元件12a也可以是切口。

此外，与上述实施方式相同，在作为高阻抗的贴片的外周设定图9所示的天线图案12的馈电点P，因此在双面基板10形成有构成阻抗变换器16的导体图案。

并且，在天线图案12的周围形成的微带线26连接阻抗变换器16。这是因为，在一点供电的情形下，不需要信号合成电路。

此外，微带线26并非是如上述实施方式那样的矩形(脉冲状)，而是呈波形曲线状，并且其前端延伸到同轴线缆的连接部22。而且，即使这样使微带线26形成为曲线状，也能够与上述实施方式同样地进行近场通信。

此外，将形成该曲线的波的间隔设定成小于通信对象天线的开口面外形中的最小宽度，由此能够在形成有微带线26的基板面整体上良好地进行近场通信。

此外，与两点供电的情形相比，在一点供电的情形下，虽然带宽变小，但是由于不需要信号合成电路，因此不存在信号合成电路中的传输损耗。所以，一点供电的情形适合天线增益高、需要增益的系统。

另一方面，与图9所示相同，图10所示的天线图案12呈圆形，不过在内部形成的缝隙14呈与天线图案12的外周平行的大致半圆的圆弧形状。并且，同径的缝隙14以形成圆的方式隔开间隔相对配置。此外，同径且成对的缝隙14之间的导体图案配置成从所有贴片中心通过的直线形。

因此，图10所示的天线图案12是构成线性极化用的贴片天线的天线图案。并且，在此情形下，以与上述实施方式相同的方式设定缝隙14的圆弧的间隔，由此能够通过沿着缝隙14的圆弧而形成的导体图案进行近场通信。

此外，线性极化用的天线装置的增益大于圆极化波用的天线装置(约大3dB)，并且可与天线进行通信的距离也比圆极化波用的天线装置长。因此，具有图10示出的天线图案12的天线装置适于在使RFID标签的朝向大致固定的场所(例如图书馆或书店的书架等)从RFID标签读取识别信息的情形。

此外，在图10所示的双面基板10中，在天线图案12的周围形成有螺旋形的微带线26。并且，与上述实施方式的脉冲状的微带线26的间隔一样，该螺旋形的微带线26的间隔设定成小于通信对象天线的开口面外形中的最小宽度。

此外，在图10所示的天线图案12中，馈电点P设定在从天线图案12的外周进入天线图案12的内侧的位置上。这是因为要使馈电点P的阻抗成为规定的阻抗(50Ω或75Ω)，并且通过该结构可以不需要阻抗变换器。

因此，图10所示的天线图案12直接连接周围的微带线26，而微带线26的另一端延伸到同轴线缆的连接部22。

此外，由天线图案12构成的贴片的形状也可以并非如上所述为正方形或圆形。

具体而言，构成贴片的天线图案12的形状可如图11A所示为长方形，也可以如图11B所示为椭圆形，还可以如图11C所示为除方形以外的多角形(图中为6角形)。

不过，无论为哪种形状，为了能够利用构成远场通信用贴片的天线图案12进行近场通信，都需要如图11A～图11C所示在天线图案12中形成缝隙14。

该情形下，缝隙14未必需要为如图11A～图11C所示的形状，也可以为直线形，或包括自由曲线在内的曲线形，或可以为由直线和曲线组合而成的任意形状。

此外，在上述说明中，为了使由正方形(或圆形)的天线图案12形成的贴片作为2点供电方式的圆极化天线而发挥作用，利用了由基板上的导体图案构成的混合环。不过，也可以利用单片微波集成电路(MMIC)等电子部件构成構成混合环。

此外，也可以取代混合环而使用例如图12所示的90度移相器36和分配合成器38来构成本公开的信号合成电路。该情形下，可由在双面基板形成的微带线构成90度移相器36。此外，作为分配合成器39，可使用例如威尔金森功率分配合成器。

此外，上述实施方式中，作为在收银台使用的天线装置对天线装置2进行了说明，不过，由于天线装置2能够进行远场通信和近场通信这两种通信，因此，不限于收银台，只要是在需要这样的通信特性的场所，则可以在任何地点使用天线装置2。

Claims (12)

1.一种天线装置，其特征在于，具备：

第1天线部，所述第1天线部用于与RFID标签之间进行远场通信；以及

第2天线部，所述 第2天线部用于与所述RFID标签之间进行近场通信；并且

所述第1天线部和所述第2天线部由共同的基板上的导体图案形成，

由双面基板构成所述基板，在所述双面基板的一个基板面上形成有天线图案，该天线图案构成作为所述第1天线部的贴片，在所述双面基板的另一个基板面上形成有作为接地电势的导体层，

在构成所述贴片的天线图案中设置多个缝隙，

所述多个缝隙配置成，使得由该缝隙划分的所述天线图案的宽度小于在所述RFID标签设置的通信对象天线的开口面外形中的最小宽度，并由此构成所述第2天线部。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

构成所述贴片的天线图案以该天线图案中的2点作为馈电点，

各所述馈电点与信号合成电路连接。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，

所述馈电点设定在所述天线图案的外周，

各所述馈电点通过由微带线构成的阻抗变换器连接到信号合成电路。

4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，

所述阻抗变换器通过串联连接多个微带线而构成，所述微带线具有的长度为，与所述通信对象天线之间无线通信的电波的中心频率的波长的4分之1。

5.根据权利要求3或4所述的天线装置，其特征在于，

所述信号合成电路由具有2个输入端和2个输出端的混合环构成，所述2个输入端连接在所述阻抗变换器的与所述贴片相反的一侧。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，

所述混合环的2个输出端中的一个输出端经由终端电阻与所述接地电势连接。

7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，

在所述双面基板中形成有用于埋入所述终端电阻的凹部或通孔，

所述终端电阻容纳在该凹部或通孔中。

8.根据权利要求6或7所述的天线装置，其特征在于，

在所述双面基板的一个基板面上设置有用于覆盖并保护所述终端电阻的冲击吸收部件。

9.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，

所述混合环以沿着该天线图案的一个角部弯曲成L字形的方式配置在所述一个基板面上的所述天线图案的周围。

10.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，

在所述双面基板中的所述一个基板面上，在构成所述贴片的所述天线图案的周围形成有用于与所述通信对象天线之间进行近场通信的微带线，

该用于进行近场通信的微带线经由所述信号合成电路与所述贴片并联连接或串联连接。

11.根据权利要求10所述的天线装置，其特征在于，

将所述用于进行近场通信的微带线弯曲形成为，使得该微带线彼此的间隔小于所述通信对象天线的开口面外形中的最小宽度。

12.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

由合成树脂制成的保护片材覆盖由所述双面基板构成的天线装置主体。

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