DE212019000327U1

DE212019000327U1 - RFID-Etikett-Leseantenne

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Publication number: DE212019000327U1
Application number: DE212019000327.3U
Authority: DE
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2021-02-10
Anticipated expiration: 2029-02-22
Also published as: WO2020021748A1; CN214225924U; JPWO2020021748A1; US20210110232A1; JP6658974B1; US11132597B2

Abstract

Eine RFID-Etikett-Leseantenne, die folgende Merkmale aufweist:
eine Antenne mit kleiner Schleife, die einen ersten schleifenförmigen Leiter umfasst, der eine Umfangslänge aufweist, die kürzer als eine 1/4-Wellenlänge in einer Kommunikationsfrequenz ist; und
einen Resonator, der einen zweiten schleifenförmigen Leiter mit einer Öffnung umfasst, die kleiner als eine Öffnung des ersten schleifenförmigen Leiters der Antenne mit kleiner Schleife ist, und der an einer Position angeordnet ist, die von einer Ebene, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter gebildet ist, um einen vorbestimmten Abstand entfernt ist,
wobei die RFID-Etikett-Leseantenne mit einem RFID-Etikett gekoppelt ist, das ein Kommunikationspartner ist, und sich an einer Position befindet, an der ein Abstand von dem RFID-Etikett zu dem Resonator kürzer als ein Abstand von der Antenne mit kleiner Schleife zu dem Resonator ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine RFID-Etikett-Leseantenne, die zum Lesen von RFID-Etikett-Informationen durch Koppeln mit einem RFID-Etikett oder dergleichen verwendet wird.
Hintergrundtechnik
Patentliteratur 1 offenbart ein kleines RFID-Etikett vom Magnetfeldkopplungstyp und eine Lese-/Schreibantenne unter Verwendung einer Schleifenantenne (Rahmenantenne). Insbesondere wird eine Spulenantenne, bei der eine Mehrzahl von spulenförmigen Leitern laminiert ist, für das RFID-Etikett verwendet und eine Leiterbreite eines schleifenförmigen Leiters in der Schleifenantenne ist größer festgelegt als die Leiterbreiten der spulenförmigen Leiter in der Schleifenantenne, so dass ein Leiterverlust in der Schleifenantenne unterdrückt wird, und ein Magnetfluss ist auf einer Mittenlinie einer Wickelachse der Schleifenantenne konzentriert. Ferner wird eine Streukapazität minimiert, die zwischen den spulenförmigen Leitern der Spulenantenne des RFID-Etiketts und einem Metallobjekt erzeugt wird, so dass das Kopplungsausmaß zwischen dem RFID-Etikett und der Lese-/Schreibvorrichtung verbessert wird.
Referenzliste
Patentliteratur
Internationale Veröffentlichung Nr. 2011/118379
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Als Nutzungsmuster des RFID-Etiketts liegt ein Fall vor, bei dem aufgezeichnete Informationen des RFID-Etiketts gelesen werden oder vorbestimmte Informationen an einer relativ von dem RFID-Etikett entfernten Position in das RFID-Etikett geschrieben werden, sowie ein Fall, bei dem das Lesen/Schreiben in Kontakt mit oder in enger Nähe zu dem RFID-Etikett durchgeführt wird.
Ferner liegt als Anbringungsstruktur des RFID-Etiketts an einem Artikel ein Fall vor, bei dem das RFID-Etikett an einer Oberfläche eines Isolators oder dielektrischen Bauglieds angebracht ist oder in demselben eingebettet ist, sowie ein Fall, bei dem das RFID-Etikett an einer Oberfläche eines Metallbauglieds angebracht ist oder in demselben angeordnet ist.
Die in Patentliteratur 1 beschriebene RFID-Etikett-Leseantenne ist eine Antenne mit kleiner Schleife und ist somit eine Antenne, die mit einem RFID-Etikett vom Magnetfeldkopplungstyp gekoppelt ist, jedoch unter Umständen nicht in der Lage ist, mit einem RFID-Etikett vom Magnetfeldkopplungstyp zu kommunizieren, das an einer Oberfläche eines Metallbauglieds angebracht ist oder in demselben angeordnet ist. Dies liegt daran, dass, wenn die Antenne mit kleiner Schleife in der Nähe des RFID-Etiketts ist, die Antenne mit kleiner Schleife auch in der Nähe des Metalls ist, und die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife ist stark von einer vorbestimmten Frequenz verschoben, so dass die Leistung für die Kommunikation durch ein Magnetfeld reduziert wird.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine RFID-Etikett-Leseantenne zu schaffen, die in der Lage ist, selbst in enger Nähe zu einem RFID-Etikett, das auf einer Oberfläche oder in einem Metallbauglied angeordnet ist, zu kommunizieren.
Lösung des Problems
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist eine RFID-Etikett-Leseantenne bereitgestellt, die Folgendes umfasst:

eine Antenne mit kleiner Schleife, die einen ersten schleifenförmigen Leiter umfasst, der eine Umfangslänge aufweist, die kürzer als eine 1/4-Wellenlänge in einer Kommunikationsfrequenz ist; und
einen Resonator, der einen zweiten schleifenförmigen Leiter mit einer Öffnung umfasst, die kleiner als eine Öffnung des ersten schleifenförmigen Leiters der Antenne mit kleiner Schleife ist, und der an einer Position angeordnet ist, die von einer Ebene, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter gebildet ist, um einen vorbestimmten Abstand entfernt ist.

Die RFID-Etikett-Leseantenne ist mit einem RFID-Etikett, das ein Kommunikationspartner ist, in einem Zustand gekoppelt, in dem ein Abstand von dem RFID-Etikett zu dem Resonator kürzer als ein Abstand von der Antenne mit kleiner Schleife zu dem Resonator ist.
Gemäß der RFID-Etikett-Leseantenne mit der obigen Konfiguration wird die Antenne mit kleiner Schleife nicht besonders durch das Metallbauglied beeinflusst, auf dem oder in dem das RFID-Etikett bereitgestellt ist, und daher ist die Resonanzfrequenz kaum verschoben. Andererseits hat der Resonator, obwohl der Resonator sich in der Nähe des Metallbauglieds befindet, einen kleineren Öffnungsdurchmesser als die Antenne mit kleiner Schleife. Aus diesem Grund ist der Resonator mit dem RFID-Etikett in einem Zustand gekoppelt, in dem es weniger wahrscheinlich ist, dass derselbe durch das Metallbauglied beeinflusst wird. Da der Resonator mit der Antenne mit kleiner Schleife gekoppelt ist, kann die Antenne mit kleiner Schleife schließlich über den Resonator mit dem RFID-Etikett kommunizieren.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine RFID-Etikett-Leseantenne erhalten werden, die in der Lage ist, selbst bei enger Nähe zu dem RFID-Etikett, das auf der Oberfläche bzw. in dem Metallbauglied angeordnet ist, zu kommunizieren.
Figurenliste

1(A) ist eine perspektivische Ansicht einer RFID-Etikett-Leseantenne 101 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 1(B) ist eine Vorderansicht der RFID-Etikett-Leseantenne 101.
2 ist eine Draufsicht eines Geteilter-Ring-Resonators 20.
3 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel der Positionsbeziehung zwischen der RFID-Etikett-Leseantenne 101 und einem an einem Artikel angebrachten RFID-Etikett 200 zeigt.
4(A) und 4(B) sind Querschnittansichten, die Beispiele eines Artikels mit angebrachtem RFID-Etikett 200 zeigen.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines ersten schleifenförmigen Leiters 12 einer Antenne mit kleiner Schleife 10 zeigt.
6 ist eine partielle Draufsicht, die eine Konfiguration eines Eingabe-/Ausgabeport-Abschnitts der Antenne mit kleiner Schleife 10 zeigt.
7 ist eine perspektivische Ansicht des Geteilter-Ring-Resonators 20.
8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Position und der Magnetfeldstärke in der RFID-Etikett-Leseantenne 101 zeigt.
9 ist eine Ansicht, die die Positionsbeziehung der Antenne mit kleiner Schleife 10, des Geteilter-Ring-Resonators 20 und eines Metallbauglieds 300 zeigt.
10 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristika des Reflexionskoeffizienten S11 bei Betrachtung von einem Eingabe-/Ausgabeabschnitt der Antenne mit kleiner Schleife 10 zeigt.
11 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristika des Reflexionskoeffizienten S11 bei Betrachtung von dem Eingabe-/Ausgabeabschnitt der Antenne mit kleiner Schleife 10 zeigt, wenn das Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Metallbauglied 300 geändert ist.
12 ist eine Vorderansicht einer RFID-Etikett-Leseantenne 102 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
13 ist eine Draufsicht eines Geteilter-Ring-Resonators 20.
14 ist eine Draufsicht eines Geteilter-Ring-Resonator-Arrays 20A, das in der RFID-Etikett-Leseantenne des zweiten Ausführungsbeispiels beinhaltet ist.
15(A) und 15(B) sind perspektivische Ansichten von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
16 ist ein äquivalenter Schaltplan der in 15(A) und 15(B) gezeigten Geteilter-Ring-Resonatoren 20.
17 ist eine Draufsicht eines Geteilter-Ring-Resonator-Arrays 20A, das in einer RFID-Etikett-Leseantenne des dritten Ausführungsbeispiels beinhaltet ist.
18(A) und 18(B) sind Draufsichten anderer Geteilter-Ring-Resonatoren 20 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Zunächst werden Konfigurationen unterschiedlicher Aspekte einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine RFID-Etikett-Leseantenne gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Antenne mit kleiner Schleife und einen Resonator. Die Antenne mit kleiner Schleife umfasst einen ersten schleifenförmigen Leiter, der eine Umfangslänge aufweist, die kürzer als eine 1/4-Wellenlänge ist. Der Resonator umfasst einen zweiten schleifenförmigen Leiter mit einer Öffnung, die kleiner als eine Öffnung des ersten schleifenförmigen Leiters der Antenne mit kleiner Schleife ist, und der an einer Position angeordnet ist, die von einer Ebene, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter der Antenne mit kleiner Schleife gebildet ist, um einen vorbestimmten Abstand entfernt ist. Die RFID-Etikett-Leseantenne ist mit einem RFID-Etikett, das ein Kommunikationspartner ist, in einem Zustand gekoppelt, in dem ein Abstand von dem Resonator zu dem RFID-Etikett kürzer als ein Abstand von der Antenne mit kleiner Schleife zu dem Resonator ist.
Bei einer RFID-Etikett-Leseantenne gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Resonator auf einer Linie angeordnet, die senkrecht zu einer Ebene ist, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter der Antenne mit kleiner Schleife gebildet ist, und durch eine Mitte des ersten schleifenförmigen Leiters verläuft. Das heißt, der erste schleifenförmige Leiter der Antenne mit kleiner Schleife und der zweite schleifenförmige Leiter des Resonators sind in einer koaxialen Beziehung angeordnet.
Bei einer RFID-Etikett-Leseantenne gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Resonator eine Mehrzahl von Resonatoren, und eine Ebene, die durch den zweiten schleifenförmigen Leiter des Resonators gebildet ist, ist in einer parallelen Beziehung zu der Ebene angeordnet, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter der Antenne mit kleiner Schleife gebildet ist.
Bei einer RFID-Etikett-Leseantenne gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine ungefähre Form des zweiten schleifenförmigen Leiters ein Viereck mit Seiten entlang von 2-Achsen-Richtungen, die orthogonal zueinander sind, und die Mehrzahl von Resonatoren ist in den 2-Achsen-Richtungen angeordnet.
Bei einer RFID-Etikett-Leseantenne gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der zweite schleifenförmige Leiter ein ringförmiger Leiter mit einem Schlitz in einem Teil desselben, und der Resonator ist ein Geteilter-Ring-Resonator.
Bei einer RFID-Etikett-Leseantenne gemäß sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife und dem Resonator so bestimmt, dass eine Magnetfeldstärke an einer Position des Resonators größer als eine Magnetfeldstärke an einer Mittenposition der Antenne mit kleiner Schleife ist.
«Erstes Ausführungsbeispiel»
1(A) ist eine perspektivische Ansicht einer RFID-Etikett-Leseantenne 101 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 1(B) ist eine Vorderansicht der RFID-Etikett-Leseantenne 101.
Die RFID-Etikett-Leseantenne 101 umfasst eine Antenne mit kleiner Schleife 10 und einen Geteilter-Ring-Resonator 20. Die Antenne mit kleiner Schleife10 umfasst einen Isolator oder ein dielektrisches Substrat 11 und einen ersten schleifenförmigen Leiter 12, der auf dem Substrat 11 gebildet ist. Der erste schleifenförmige Leiter 12 ist ein Leiter, der eine kreisförmige Ringform mit einer Umfangslänge hat, die kürzer als eine 1/4-Wellenlänge in der Kommunikationsfrequenz ist. Der Start und das Ende der Schleife des ersten schleifenförmigen Leiters 12 sind ein Eingabe-/Ausgabeport P der Antenne mit kleiner Schleife 10.
Der Geteilter-Ring-Resonator 20 ist auf einer Linie angeordnet, die senkrecht zu der Ebene ist, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10 gebildet ist, das heißt die Hauptoberfläche des Substrats 11, und die durch eine Mitte O des ersten schleifenförmigen Leiters 12 verläuft.
2 ist eine Draufsicht des Geteilter-Ring-Resonators 20. Der Geteilter-Ring-Resonator 20 umfasst ein isolierendes Substrat 21 und einen zweiten schleifenförmigen Leiter 22, der auf dem Substrat 21 gebildet ist. Der zweite schleifenförmige Leiter 22 ist ein Leiter mit einer quadratischen Ringform. Der Start und das Ende des zweiten schleifenförmigen Leiters 22 sind ein Kapazitive-Last-Abschnitt CP. Bei diesem Beispiel ist ein Kondensator 23 mit dem Kapazitive-Last-Abschnitt CP verbunden. Das heißt, der Start und das Ende des zweiten schleifenförmigen Leiters 22 sind über den Kondensator 23 verbunden.
Die Hauptoberfläche des Substrats 21 des Geteilter-Ring-Resonators 20 und die Hauptoberfläche des Substrats 11 der Antenne mit kleiner Schleife 10 sind parallel zueinander. Ferner verläuft eine senkrechte Linie zu der Hauptoberfläche des Substrats 11 durch eine Mitte O des zweiten schleifenförmigen Leiters 22 des Geteilter-Ring-Resonators 20 und die Mitte O des ersten schleifenförmigen Leiters 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10. Das heißt, der erste schleifenförmige Leiter 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10 und der zweite schleifenförmige Leiter 22 des Geteilter-Ring-Resonators 20 sind in einer koaxialen Beziehung.
3 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel der Positionsbeziehung zwischen der RFID-Etikett-Leseantenne 101 und einem an einem Artikel angebrachten RFID-Etikett 200 zeigt. Typischerweise werden das RFID-Etikett 200 und der Geteilter-Ring-Resonator 20 nah zueinander gebracht, so dass das RFID-Etikett 200 sich auf der Linie befindet, die die Mitte O (siehe 1(A)) des ersten schleifenförmigen Leiters 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10 und die Mitte O (siehe 2) des zweiten schleifenförmigen Leiters 22 des Geteilter-Ring-Resonators 20 verbindet. Eine typische Konfiguration des RFID-Etiketts 200 ist wie in Patentliteratur 1 offenbart.
Wenn hier der Abstand von der Antenne mit kleiner Schleife 10 zu dem Geteilter-Ring-Resonator 20 durch dz2 dargestellt ist und der Abstand von dem Geteilter-Ring-Resonator 20 zu dem RFID-Etikett 200 durch dz1 dargestellt ist, haben die Antenne mit kleiner Schleife 10, der Geteilter-Ring-Resonator 20 und das RFID-Etikett 200 eine Positionsbeziehung dz1 < dz2.
4(A) und 4(B) sind Querschnittansichten, die Beispiele eines Artikels mit dem angebrachten RFID-Etikett 200 zeigen. Bei einem in 4(A) gezeigten Artikel 301 ist das RFID-Etikett 200 an einer Oberfläche eines Metallbauglieds 300 angebracht. Bei einem in 4(B) gezeigten Artikel 302 ist das RFID-Etikett 200 in einer Ausnehmung des Metallbauglieds 300 angeordnet. Das heißt, das RFID-Etikett 200 ist in dem Metallbauglied 300 angeordnet.
Die Antenne mit kleiner Schleife 10 der RFID-Etikett-Leseantenne 101, die die obige Konfiguration aufweist, befindet sich an einer Position, die ausreichend entfernt von dem Metallbauglied 300 ist, auf dem oder in dem das RFID-Etikett 200 bereitgestellt ist, und wird somit nicht besonders durch das Metallbauglied 300 beeinflusst. Daher behält die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 eine vorbestimmte Frequenz bei. Andererseits weist der Geteilter-Ring-Resonator 20, obwohl der Geteilter-Ring-Resonator 20 in der Nähe des Metallbauglieds 300 ist, einen kleineren Öffnungsdurchmesser des zweiten schleifenförmigen Leiters 22 als den der Antenne mit kleiner Schleife 10 auf. Auf diese Weise ist der Geteilter-Ring-Resonator 20 mit dem RFID-Etikett 200 in einem Zustand gekoppelt, in dem es weniger wahrscheinlich ist, dass derselbe durch das Metallbauglied 300 beeinflusst wird. Da der Geteilter-Ring-Resonator 20 mit der Antenne mit kleiner Schleife 10 magnetisch gekoppelt ist, kann die Antenne mit kleiner Schleife 10 schließlich mit dem RFID-Etikett 200 über den Geteilter-Ring-Resonator 20 kommunizieren.
Wie oben beschrieben ist, kann selbst bei den Artikeln 301 und 302, die das Metallbauglied 300 aufweisen, die RFID-Etikett-Leseantenne 101 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit dem RFID-Etikett 200 kommunizieren, das an den Artikeln 301 und 302 angebracht ist.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration des ersten schleifenförmigen Leiters 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10 zeigt. In 5 ist die Vergrößerung in der Dickenrichtung (Z-Achsen-Richtung) des Substrats 11 so gezeigt, dass dieselbe 10-mal größer als die Vergrößerung in der Ebenenrichtung (X-Achsen-Richtung und Y-Achsen-Richtung) ist. Das Substrat 11 ist beispielsweise ein Glas-Epoxid-Substrat mit einer Dicke von 0,8 mm. Ein erster schleifenförmiger Leiter 12A ist auf der oberen Oberfläche des Substrats 11 gebildet, und ein erster schleifenförmiger Leiter 12B ist auf der unteren Oberfläche des Substrats 11 gebildet. Die ersten schleifenförmigen Leiter 12A und 12B werden jeweils durch Strukturieren von Cu-Folie erhalten und weisen eine kreisförmige Ringform mit einem Außendurchmesser von 30,5 mm und einem Innendurchmesser von 24,5 mm auf. Die ersten schleifenförmigen Leiter 12A und 12B überlappen als Ganzes, wenn das Substrat 11 in einer Ebene betrachtet wird (in der Z-Achsen-Richtung betrachtet wird).
Die ersten schleifenförmigen Leiter 12A und 12B sind über eine Mehrzahl von Zwischenschicht-Verbindungsleitern 12V elektrisch verbunden. Diese Zwischenschicht-Verbindungsleiter 12V sind beispielsweise Durchgangslöcher mit einem Cu-Plattierungsfilm, der auf der Innenoberfläche derselben gebildet ist.
6 ist eine partielle Draufsicht, die die Konfiguration des Eingabe-/Ausgabeport-Abschnitts P (siehe 1 (A)) der Antenne mit kleiner Schleife 10 zeigt. Der Start und dass Ende des ersten schleifenförmigen Leiters 12A sind über einen Kondensator 13 verbunden. Ein Ende einer symmetrischen Übertragungsleitung ist mit dem Start und dem Ende des ersten schleifenförmigen Leiters 12A verbunden. Die Antenne mit kleiner Schleife 10 und eine Kommunikationsschaltung sind über die symmetrische Übertragungsleitung verbunden. In 6 sind Induktoren L0, L1 und L2 für eine Impedanzanpassung verbunden. Ein Abschlusswiderstand R mit 50 Ω für Simulation ist mit den Enden der Verdrahtungen W und W verbunden. Beispielsweise ist der Kondensator 13 1pF, der Induktor L0 ist 2nH, und die Induktoren L1 und L2 sind jeweils 23nH.
Die Antenne mit kleiner Schleife 10 umfasst die ersten schleifenförmigen Leiter 12A und 12B, den Zwischenschicht-Verbindungsleiter 12V und den Kondensator 13. Die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 beträgt beispielsweise 864 MHz.
Bei dem in 5 gezeigten Beispiel umfasst die Antenne mit kleiner Schleife 10 den ersten schleifenförmigen Leiter 12, der eine kreisförmige Ringform hat, kann jedoch einen schleifenförmigen Leiter mit unterschiedlichen Formen aufweisen, beispielsweise mit einer rechtwinkligen Ringform, einer rhombischen Ringform, einer elliptischen Ringform und einer ovalen Ringform.
7 ist eine perspektivische Ansicht des Geteilter-Ring-Resonator s20. In 7 ist die Vergrößerung in der Dickenrichtung (Z-Achsen-Richtung) des Substrats 21 dieselbe wie die Vergrößerung in der Ebenenrichtung (X-Achsen-Richtung und Y-Achsen-Richtung). In 7 ist das Substrat 21 beispielsweise ein Glas-Epoxid-Substrat mit einer Dicke von 0,8 mm. Ein zweiter schleifenförmiger Leiter 22A ist auf der oberen Oberfläche des Substrats 21 gebildet, und ein zweiter schleifenförmiger Leiter 22B ist auf der unteren Oberfläche des Substrats 21 gebildet. Die zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B werden jeweils durch Strukturieren einer Cu-Folie erhalten und weisen eine quadratische Ringform mit einer Außenbreite von 3 mm und einer Innenbreite von 2 mm auf. Die zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B überlappen als Ganzes, wenn das Substrat 21 in einer Ebene betrachtet wird (in der Z-Achsen-Richtung betrachtet wird).
Die zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B sind über eine Mehrzahl von Zwischenschicht-Verbindungsleitern 22V elektrisch verbunden. Diese Zwischenschicht-Verbindungsleiter 22V sind beispielsweise Durchgangslöcher mit einem Cu-Plattierungsfilm, der auf der Innenoberfläche derselben gebildet ist.
Der Start und das Ende des zweiten schleifenförmigen Leiters 22A sind über den Kondensator 23 verbunden. Der Geteilter-Ring-Resonator 20 umfasst die zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B, die Zwischenschicht-Verbindungsleiter 22V und den Kondensator 23. Der Kondensator 23 beträgt beispielsweise 11pF, und die Resonanzfrequenz des Geteilter-Ring-Resonators 20 beträgt beispielsweise 864 MHz.
Bei den in 2 und 7 gezeigten Beispielen umfasst der Geteilter-Ring-Resonator 20 den zweiten schleifenförmigen Leiter 22, der eine quadratische Ringform hat, kann jedoch einen schleifenförmigen Leiter mit unterschiedlichen Formen aufweisen, beispielsweise mit einer rechtwinkligen Ringform, einer rhombischen Ringform, einer kreisförmigen Ringform, einer elliptischen Ringform und einer ovalen Ringform.
8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Position und der Magnetfeldstärke in der RFID-Etikett-Leseantenne 101 zeigt, wenn die RFID-Etikett-Leseantenne 101 wie oben gezeigt konfiguriert ist. Die horizontale Achse von 8 stellt die Position (in der Richtung entlang der Z-Achse) auf der geraden Linie dar, die durch die Mitte O des ersten schleifenförmigen Leiters 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10 und die Mitte O des zweiten schleifenförmigen Leiters 22 des in 3 gezeigten Geteilter-Ring-Resonators 20 verläuft, die Position der Antenne mit kleiner Schleife 10 wird als 0 dargestellt, und die Richtung zu dem Geteilter-Ring-Resonator 20 hin ist als positive Richtung dargestellt. Nachfolgend ist die Position in der Z-Achsen-Richtung durch „Z“ dargestellt. Die vertikale Achse von 8 stellt die Magnetfeldstärke dar. Bei diesem Beispiel ist die Bedingung, dass die Magnetfeldstärke an der Position der Antenne mit kleiner Schleife 10 (Z = 0) ungefähr 20 A/m beträgt. Ferner ist der Geteilter-Ring-Resonator 20 an einer Position angeordnet, die von der Antenne mit kleiner Schleife 10 um 19,2 mm entfernt ist. Das heißt, der zweite schleifenförmige Leiter 22B an der Unterseite des Geteilter-Ring-Resonators 20 ist 19,2 mm von der Antenne mit kleiner Schleife 10 entfernt, und der zweite schleifenförmige Leiter 22A an der Oberseite des Geteilter-Ring-Resonators 20 ist 20 mm von der Antenne mit kleiner Schleife 10 entfernt.
Unter der Annahme, dass der Geteilter-Ring-Resonator 20 nicht vorhanden ist, erreicht die Stärke des Magnetfelds, das durch die Antenne mit kleiner Schleife 10 erzeugt wird, eine Spitze bei Z = 0, und die Magnetfeldstärke nimmt ab, wenn z von 0 entfernt ist. Andererseits wird durch Bereitstellen des Geteilter-Ring-Resonators 20 die Magnetfeldstärke in der Nähe des Geteilter-Ring-Resonators 20 verbessert. Das heißt, wie in 8 gezeigt ist, verbessert sich die Magnetfeldstärke vor und nach Z = 19,5 mm. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel beträgt die Magnetfeldstärke bei Z = 19,5 mm 35 A/m und ist größer als der Spitzenwert der Magnetfeldstärke bei Z = 0, das heißt 20 A/m. Auf diese Weise dient der Geteilter-Ring-Resonator 20 dazu, das Magnetfeld der Antenne mit kleiner Schleife an einer Position zu erhöhen, die von der Antenne mit kleiner Schleife 10 entfernt ist.
Wenn der Geteilter-Ring-Resonator 20 von der Antenne mit kleiner Schleife 10 entfernt ist, wird es weniger wahrscheinlich, dass die Antenne mit kleiner Schleife 10 durch das Metallbauglied 300 in der Nähe des Geteilter-Ring-Resonators 20 beeinflusst wird, jedoch nimmt der Kopplungskoeffizient zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Geteilter-Ring-Resonator 20 ab, wenn der Geteilter-Ring-Resonator 20 von der Antenne mit kleiner Schleife 10 entfernt ist. Deshalb nimmt die Magnetfeldstärke an der Position des Geteilter-Ring-Resonators 20 ab, wenn der Geteilter-Ring-Resonator 20 von der Antenne mit kleiner Schleife 10 entfernt ist, und der Verstärkungseffekt nimmt ab, wenn der Geteilter-Ring-Resonator 20 von der Antenne mit kleiner Schleife 10 entfernt ist.
Deshalb ist es vorzuziehen, das Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Geteilter-Ring-Resonator 20 so zu bestimmen, dass die Magnetfeldstärke an der Position des Geteilter-Ring-Resonators 20 größer als die Magnetfeldstärke an der Mittenposition der Antenne mit kleiner Schleife 10 ist. Infolgedessen wird, wenn die Antenne mit kleiner Schleife 10 von dem Metallbauglied 300 entfernt ist, nicht nur die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife stabilisiert, sondern auch die Kopplung zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem RFID-Etikett 200 kann über den Geteilter-Ring-Resonator 20 verstärkt werden, so dass die Kommunikationsleistung weiter verbessert wird.
Als Nächstes wird der Einfluss der Nähe des Metallbauglieds 300 auf die oben erwähnte Antenne mit kleiner Schleife 10 beschrieben.
9 ist eine Ansicht, die die Positionsbeziehung der Antenne mit kleiner Schleife 10, dem Geteilter-Ring-Resonator 20 und dem Metallbauglied 300 zeigt. Wenn das Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Geteilter-Ring-Resonator 20 durch dz2 dargestellt ist und das Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Metallbauglied 300 durch dz3 dargestellt ist, ist dz2 gleich 18,2 mm und dz3 ist gleich 20 mm. Das Metallbauglied 300 ist eine quadratische Cu-Platte mit einer Größe von 40 mm x 40 mm.
10 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristika des Reflexionskoeffizienten S11 zeigt, wie von einem Eingabe-/Ausgabeabschnitt der Antenne mit kleiner Schleife 10 betrachtet. Die Konfigurationen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und des Geteilter-Ring-Resonators 20 sind wie oben gezeigt. In 10 ist die Kennlinie A eine Charakteristik allein der Antenne mit kleiner Schleife 10 ohne das Metallbauglied 300 und den Geteilter-Ring-Resonator 20. Die Kennlinie B ist eine Charakteristik in einem Zustand, in dem das Metallbauglied 300 nicht vorhanden ist und der Geteilter-Ring-Resonator 20 an der in 9 gezeigten Position vorhanden ist. Die Kennlinie C ist eine Charakteristik in einem Zustand, in dem der Geteilter-Ring-Resonator 20 bereitgestellt ist und das Metallbauglied 300 vorliegt, und die Kennlinie D ist eine Charakteristik in dem Zustand, in dem der Geteilter-Ring-Resonator 20 nicht vorhanden ist und das Metallbauglied 300 vorhanden ist.
In dem Zustand, in dem das Metallbauglied 300 nicht vorhanden ist, beträgt die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 864 MHz, wie in den Kennlinien A und B gezeigt ist. In dem Zustand, in dem der Geteilter-Ring-Resonator 20 nicht vorhanden ist und das Metallbauglied 300 vorhanden ist, das heißt, bei einer Antenne einer herkömmlichen Struktur, beträgt die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 866,3 MHz, wie in der Kennlinie D gezeigt ist. Andererseits beträgt bei der RFID-Etikett-Leseantenne 101 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 864,7 MHz, wie in der Kennlinie C gezeigt ist.
Wie in 10 gezeigt ist, steigt die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 (verschiebt sich in einen hohen Frequenzbereich) aufgrund der Nähe des Metallbauglieds 300. Dies liegt daran, dass Magnetlinien, die um den ersten schleifenförmigen Leiter 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10 erzeugt werden, durch Magnetfeldlinien aufgehoben werden, die durch den in dem Metallbauglied 30 fließenden Wirbelstrom erzeugt werden, und die Induktanz des ersten schleifenförmigen Leiters 12 nimmt ab. Jedoch ist gemäß dem RFID-Etikett-Leseantenne 101 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, obwohl das Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Metallbauglied 300 dasselbe ist wie das Intervall, in dem die Kennlinie D erhalten wird, der Verschiebungsbetrag der Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 aufgrund des Vorhandenseines des Geteilter-Ring-Resonators 20 klein. Das liegt daran, dass die Antenne mit kleiner Schleife 10 mit dem Geteilter-Ring-Resonator 20, der selbst eine Resonanzfrequenz von 864 MHz aufweist, magnetisch gekoppelt ist.
Auf diese Weise wird nicht nur der Anstieg der Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 aufgrund der Antenne mit kleiner Schleife 10, die von dem Metallbauglied 300 entfernt ist, unterdrückt, sondern der Anstieg der Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 wird auch aufgrund des Vorhandenseines des Geteilter-Ring-Resonators 20 unterdrückt.
Da die Resonanzfrequenz des Geteilter-Ring-Resonators 20 aufgrund der Nähe des Geteilter-Ring-Resonators 20 zu dem Metallbauglied 300 ansteigt, wird es bevorzugt, dass die Resonanzfrequenz des Geteilter-Ring-Resonators 20 so festgelegt ist, dass dieselbe mit der Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 übereinstimmt, diesen Anstiegsbetrag vorwegnehmend. Das heißt, wenn die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 in dem Zustand, in dem das Metallbauglied 300 in der Nähe des Geteilter-Ring-Resonators 20 ist, durch f10 dargestellt ist und die Resonanzfrequenz des Geteilter-Ring-Resonators 20 in dem Zustand, in dem das Metallbauglied 300 in der Nähe des Geteilter-Ring-Resonator 20 ist, durch f20 dargestellt ist, wird es bevorzugt, die Resonanzfrequenz des Geteilter-Ring-Resonators 20 allein im Voraus zu bestimmen, so dass die Beziehung f20 = f10 erfüllt ist.
Als Nächstes wird ein Beispiel einer Veränderung der Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 aufgrund des Intervalls zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Metallbauglied 300 gezeigt.
11 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristika des Reflexionskoeffizienten S11 bei Betrachtung von dem Eingabe-/Ausgabeabschnitt der Antenne mit kleiner Schleife 10 zeigt, wenn das Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Metallbauglied 300 verändert wird. Hier ist das Metallbauglied 300 eine quadratische Cu-Platte mit einer Größe von 40 mm x 40 mm. Die Konfiguration der Antenne mit kleiner Schleife 10 ist wie oben gezeigt.
Wie in 11 gezeigt, beträgt die Resonanzfrequenz in dem Zustand, in dem das Metallbauglied 300 nicht vorhanden ist, 864 MHz, wie in 10 gezeigt ist. Wenn das Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Metallbauglied 300 (dz3, gezeigt in 9) 20 mm beträgt, beträgt die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 866,5 MHz, wenn dz3 15 mm ist, beträgt die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 869,5 MHz, und wenn dz3 10 mm ist, beträgt die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 877,5 MHz.
Wie oben beschrieben ist, steigt, während das Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Metallbauglied 300 kleiner wird, die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 an. Wenn dieses Intervall dz3 10 mm beträgt, ist die Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 um (877,5 - 864)/864 = 0,0156 verschoben, das heißt um ungefähr 16 %, wenn jedoch das Intervall dz3 zunimmt, wird der Anstiegsbetrag der Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 graduell reduziert. Dies wird aus der Tatsache deutlich, dass der Verschiebungsbetrag der Resonanzfrequenz zu der Änderung von dz3 um 5 mm von 15 mm zu 20 mm kleiner ist als der Verschiebungsbetrag der Resonanzfrequenz zu der Änderung von dz3 um 5mm von 10 mm zu 15 mm. Deshalb kann das Mindestintervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Metallbauglied 300, das heißt, das Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Geteilter-Ring-Resonator 20, so bestimmt sein, dass es keine wesentliche Differenz in der Kommunikationsleistung zwischen dem Fall gibt, in dem das Metallbauglied 300 in dem Artikel vorhanden ist, und dem Fall, in dem das Metallbauglied 300 in dem Artikel nicht vorhanden ist. Zum Beispiel ist das Intervall zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Geteilter-Ring-Resonator 20 auf 20 mm festgelegt.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Handlungen und Auswirkungen sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der erste schleifenförmige Leiter 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10 und der zweite schleifenförmige Leiter 22 des Geteilter-Ring-Resonators 20 in einer koaxialen Beziehung angeordnet, und die Ebene, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter 12 gebildet ist, und die Ebene, die durch den zweiten schleifenförmigen Leiter 22 gebildet ist, sind parallel zueinander, so dass die Kopplung zwischen der Antenne mit kleiner Schleife 10 und dem Geteilter-Ring-Resonator 20 höchst effektiv verstärkt werden kann.
«Zweites Ausführungsbeispiel»
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel einer RFID-Etikett-Leseantenne einschließlich einer Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren gezeigt.
12 ist eine Vorderansicht einer RFID-Etikett-Leseantenne 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. 13 ist eine Draufsicht der Geteilter-Ring-Resonatoren 20.
Die RFID-Etikett-Leseantenne 102 umfasst eine Antenne mit kleiner Schleife 10 und die Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20. Die Antenne mit kleiner Schleife10 umfasst ein isolierendes Substrat 11 und einen ersten schleifenförmigen Leiter 12, der auf dem Substrat 11 gebildet ist. Die Konfiguration der Antenne mit kleiner Schleife 10 ist dieselbe wie die der Antenne mit kleiner Schleife 10, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
Jeder der Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 ist auf einer Ebene angeordnet die parallel zu der Ebene (XY-Ebene) ist, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10 gebildet ist. Die Konfiguration jedes Geteilter-Ring-Resonators 20 ist dieselbe wie die des Geteilter-Ring-Resonators 20, der bei dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
Bei dem in 13 gezeigten Beispiel ist eine Gesamtzahl von 25 Geteilter-Ring-Resonatoren 20, fünf in der vertikalen Richtung und fünf in der horizontalen Richtung, in einem zweidimensionalen Array angeordnet. Zweite schleifenförmige Leiter 22 der Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 und der erste schleifenförmige Leiter 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10 sind in einer parallelen Beziehung. Ferner verläuft eine senkrechte Linie zu der Hauptoberfläche des Substrats 11 durch eine Mitte O des zweiten schleifenförmigen Leiters 22 des Geteilter-Ring-Resonators 20 an der Mitte der Anordnungspositionen der Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 und einer Mitte O des ersten schleifenförmigen Leiters 12 (siehe 1 (A)) der Antenne mit kleiner Schleife 10. Das heißt, die Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 ist so angeordnet, dass die größte Anzahl der Geteilter-Ring-Resonatoren 20 unter der Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 der Antenne mit kleiner Schleife 10 gegenüberliegt, parallel zu der Antenne mit kleiner Schleife 10.
Jeder der Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 ist mit der Antenne mit kleiner Schleife 10 magnetisch gekoppelt. Ferner ist unter der Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 der Geteilter-Ring-Resonator 20 in der Nähe des RFID-Etiketts 200 mit dem RFID-Etikett 200 gekoppelt.
14 ist eine Draufsicht eines Geteilter-Ring-Resonator-Arrays 20A, das in der RFID-Etikett-Leseantenne des vorliegenden Ausführungsbeispiels beinhaltet ist. Anders als bei den Geteilter-Ring-Resonatoren 20, die in 13 gezeigt sind, ist eine Mehrzahl von zweiten schleifenförmigen Leitern 22 auf einem gemeinsamen Substrat 21 gebildet. Bei dem in 14 gezeigten Beispiel ist eine Gesamtzahl von 25 zweiten schleifenförmigen Leitern 22, fünf in der vertikalen Richtung und fünf in der horizontalen Richtung, in einem zweidimensionalen Array angeordnet. Die Konfigurationen jedes zweiten schleifenförmigen Leiters 22 und jedes Kondensators 23 sind in 2 gezeigt. Auf diese Weise kann eine Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 auf einem einzigen Substrat konfiguriert sein.
Bei den in 13 und 14 gezeigten Beispielen ist die Mehrzahl von zweiten schleifenförmigen Leitern 22 durch Ausrichten der Positionen von Kapazitive-Last-Abschnitten (Kondensatorverbindungsabschnitten) des zweiten schleifenförmigen Leiters 22 in derselben Richtung angeordnet. Jedoch können die Positionen der Kapazitive-Last-Abschnitte (CP, gezeigt in 2) der zweiten schleifenförmigen Leiter 22 sich in einer anderen Richtung befinden als diejenigen der benachbarten zweiten schleifenförmigen Leiter 22. Ferner kann, wenn die Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 so angeordnet ist, dass die Kapazitive-Last-Abschnitte der benachbarten Geteilter-Ring-Resonatoren 20 einander nicht gegenüberliegen, eine unnötige Kopplung zwischen den benachbarten Geteilter-Ring-Resonatoren unterdrückt werden.
Ferner ist in 2, 13 und 14 der Geteilter-Ring-Resonator 20 gezeigt, der durch Verbinden eines Kondensators 23 mit beiden Enden eines zweiten schleifenförmigen Leiters 22 konfiguriert ist. Jedoch kann ein Geteilter-Ring-Resonator auf eine Weise konfiguriert sein, dass beide Enden von Hälften der zweiten schleifenförmigen Leiter 22, die zum Beispiel eine C-Form oder eine U-Form aufweisen, so angeordnet sind, dass dieselben einander gegenüberliegen, und dass beide Enden über Kondensatoren verbunden sind. Das heißt, zwei oder mehr Kondensatoren können in einen ringförmigen Leiter eingesetzt sein, um einen Geteilter-Ring-Resonator zu bilden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Ebenen, die durch die zweiten schleifenförmigen Leiter 22 der Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 gebildet sind, parallel zu der Ebene, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter 12 der Antenne mit kleiner Schleife 10 gebildet ist, so dass jeder Geteilter-Ring-Resonator 20 und die Antenne mit kleiner Schleife 10 stark gekoppelt sind. Infolgedessen kann ferner der gesamte Umfang der Antenne mit kleiner Schleife 10 effektiv von dem Metallbauglied 300, an dem das RFID-Etikett 200 angebracht ist, entfernt sein, so dass die Verschiebung der Resonanzfrequenz der Antenne mit kleiner Schleife 10 aufgrund der Nähe des Metallbauglieds 300 effektiv unterdrückt werden kann.
Ferner ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ungefähre Form des zweiten schleifenförmigen Leiters 22 ein Viereck mit Seiten entlang von 2-Achsen(X-Achse und Y-Achse)-Richtungen sein, die orthogonal zueinander sind, und die Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 ist in den 2-Achsen-Richtungen angeordnet. Somit kann die Mehrzahl von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 bei hoher Dichte angeordnet sein, und die RFID-Etikett-Leseantenne kann größenmäßig reduziert sein.
«Drittes Ausführungsbeispiel»
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel ist ein anderes Beispiel eines Geteilter-Ring-Resonators gezeigt, der in einer RFID-Etikett-Leseantenne beinhaltet ist.
15(A) und 15(B) sind perspektivische Ansichten von Geteilter-Ring-Resonatoren 20 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. 16 ist ein äquivalenter Schaltplan der in 15(A) und 15(B) gezeigten Geteilter-Ring-Resonatoren 20.
Wie in 15(A) und 15(B) gezeigt ist, ist ein zweiter schleifenförmiger Leiter 22A auf einer oberen Oberfläche eines Substrats 21 gebildet, und ein zweiter schleifenförmiger Leiter 22B ist auf einer unteren Oberfläche eines Substrats 21 gebildet. Das Substrat 21 ist zum Beispiel ein Glas-Epoxid-Substrat, und die zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B werden jeweils durch Strukturieren von Cu-Folie erhalten. Anders als bei dem in 7 gezeigten Geteilter-Ring-Resonator 20 sind der zweite schleifenförmige Leiter 22A und der zweite schleifenförmige Leiter 22B nicht durch einen Zwischenschicht-Verbindungsleiter verbunden.
Bei jedem der in 15(A) und 15(B) gezeigten Geteilter-Ring-Resonatoren 20 überlappen der zweite schleifenförmige Leiter 22A und der zweite schleifenförmige Leiter 22B als Ganzes bei einer Draufsicht, und die gesamte Überlappungsform ist eine quadratische Ringform. Eine Öffnung OP des zweiten schleifenförmigen Leiters 22A und eine Öffnung OP des zweiten schleifenförmigen Leiters 22B sind auf gegenüberliegenden Seiten der vier Seiten des Quadrats gebildet.
Deshalb ist der äquivalente Schaltplan des in 15(A) und 15(B) gezeigten Geteilter-Ring-Resonators 20 wie in 16 gezeigt. In 16 entspricht ein Induktor LA einer Induktanz, die in dem zweiten schleifenförmigen Leiter 22A erzeugt wird, und ein Induktor LB entspricht einer Induktanz, die in dem zweiten schleifenförmiger Leiter 22B erzeugt wird. Ferner entsprechen Kondensatoren CA und CB Kapazitäten, die in gegenüberliegenden Abschnitten zwischen dem zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und dem zweiten schleifenförmigen Leiter 22B erzeugt werden. Auf diese Weise ist der Geteilter-Ring-Resonator 20 konfiguriert.
17 ist eine Draufsicht eines Geteilter-Ring-Resonator-Arrays 20A, das in der RFID-Etikett-Leseantenne des vorliegenden Ausführungsbeispiels beinhaltet ist. Die Struktur jedes Geteilter-Ring-Resonators 20 ist wie in 15(A) gezeigt. Das heißt, die zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B, die die in 15(A) gezeigten Strukturen aufweisen, sind auf einem Substrat 21 angeordnet.
Bei dem in 17 gezeigten Beispiel werden die Ausrichtungen von zweiten schleifenförmigen Leitern 22A und 22B so bestimmt, dass die Positionen der Öffnungen OP der zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B nicht in der Nähe der Positionen der Öffnungen OP der benachbarten zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B sind.
Auf diese Weise sind, wenn die Kapazität, die zwischen den zwei zweiten schleifenförmigen Leitern 22A und 22B verteilt ist, als Kondensator des LC-Resonators verwendet wird, die Öffnungen OP der zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B so angeordnet, dass dieselben nicht in der Nähe voneinander liegen, so dass eine unnötige Kopplung zwischen den benachbarten Geteilter-Ring-Resonatoren unterdrückt werden kann.
Obwohl 15(A), 15(B) und 17 jeweils ein Beispiel des Geteilter-Ring-Resonators zeigen, der die zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B umfasst, die eine quadratische Ringform haben, kann ein Geteilter-Ring-Resonator, der schleifenförmige Leiter umfasst, die eine C-förmige kreisförmige Ringform haben, in ähnlicher Weise konfiguriert sein.
18(A) und 18(B) sind Draufsichten anderer Geteilter-Ring-Resonatoren 20 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Zweie schleifenförmige Leiter 22A und 22B sind auf einer oberen Oberfläche eines Substrats 21 gebildet. Das Substrat 21 ist zum Beispiel ein Glas-Epoxid-Substrat, und die zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B werden jeweils durch Strukturieren von Cu-Folie erhalten. Anders als bei den in 15(A) und 15(B) gezeigten Geteilter-Ring-Resonatoren 20 sind die zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B lediglich auf einer Oberfläche des Substrats 21 gebildet. Bei jedem der Beispiele von 18(A) und 18(B) ist der zweite schleifenförmige Leiter 22B bei Draufsicht innerhalb des zweiten schleifenförmigen Leiters 22A in einer koaxialen Beziehung angeordnet. Eine Öffnung OP des zweiten schleifenförmigen Leiters 22A und eine Öffnung OP des zweiten schleifenförmigen Leiters 22B sind an Positionen gebildet, die einander bezüglich einer Mitte O der zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B gegenüberliegen. Deshalb sind selbst bei den in 18(A) und 18(B) gezeigten Geteilter-Ring-Resonatoren 20 äquivalente Schaltpläne derselben wie in 16 gezeigt.
Auf diese Weise kann der Geteilter-Ring-Resonator 20 gebildet sein, indem die zwei zweiten schleifenförmigen Leiter 22A und 22B in derselben Ebene gebildet sind.
Letztendlich ist die obige Beschreibung der Ausführungsbeispiele in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend. Fachleute auf dem Gebiet können Modifikationen und Änderungen in geeigneter Weise vornehmen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche angegeben und nicht durch die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele. Ferner umfasst der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung Änderungen von den Ausführungsbeispielen innerhalb des Umfangs, der dem Umfang der Ansprüche entspricht.
Bezugszeichenliste

CA, CB: Kondensator
CP: Kapazitive-Last-Abschnitt
L0, L1, L2: Induktor
LA, LB: Induktor
O: Mitte
OP: Öffnung
P: Eingabe-/Ausgabeport
W: Verdrahtung
10: Antenne mit kleiner Schleife
11: Substrat
12: Erster schleifenförmiger Leiter
12A, 12B: Erster schleifenförmiger Leiter
12V: Zwischenschicht-Verbindungsleiter
13: Kondensator
20: Geteilter-Ring-Resonator
20A: Geteilter-Ring-Resonator-Array
21: Substrat
22: Zweiter schleifenförmiger Leiter
22A, 22B: Zweiter schleifenförmiger Leiter
22V: Zwischenschicht-Verbindungsleiter
23: Kondensator
101, 102: RFID-Etikett-Leseantenne
200: RFID-Etikett
300: Metallbauglied
301, 302: Artikel

Claims

Eine RFID-Etikett-Leseantenne, die folgende Merkmale aufweist: eine Antenne mit kleiner Schleife, die einen ersten schleifenförmigen Leiter umfasst, der eine Umfangslänge aufweist, die kürzer als eine 1/4-Wellenlänge in einer Kommunikationsfrequenz ist; und einen Resonator, der einen zweiten schleifenförmigen Leiter mit einer Öffnung umfasst, die kleiner als eine Öffnung des ersten schleifenförmigen Leiters der Antenne mit kleiner Schleife ist, und der an einer Position angeordnet ist, die von einer Ebene, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter gebildet ist, um einen vorbestimmten Abstand entfernt ist, wobei die RFID-Etikett-Leseantenne mit einem RFID-Etikett gekoppelt ist, das ein Kommunikationspartner ist, und sich an einer Position befindet, an der ein Abstand von dem RFID-Etikett zu dem Resonator kürzer als ein Abstand von der Antenne mit kleiner Schleife zu dem Resonator ist.
Die RFID-Etikett-Leseantenne gemäß Anspruch 1, wobei der Resonator auf einer Linie angeordnet ist, die senkrecht zu der Ebene ist, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter der Antenne mit kleiner Schleife gebildet ist, und durch eine Mitte des ersten schleifenförmigen Leiters verläuft.
Die RFID-Etikett-Leseantenne gemäß Anspruch 1, wobei der Resonator eine Mehrzahl von Resonatoren umfasst und eine Ebene, die durch den zweiten schleifenförmigen Leiter des Resonators gebildet ist, in einer parallelen Beziehung zu der Ebene angeordnet ist, die durch den ersten schleifenförmigen Leiter der Antenne mit kleiner Schleife gebildet ist.
Die RFID-Etikett-Leseantenne gemäß Anspruch 3, wobei eine ungefähre Form des zweiten schleifenförmigen Leiters ein Viereck mit Seiten entlang von 2-Achsen-Richtungen ist, die orthogonal zueinander sind, und die Mehrzahl von Resonatoren in den 2-Achsen-Richtungen angeordnet ist.
Die RFID-Etikett-Leseantenne gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite schleifenförmige Leiter ein ringförmiger Leiter mit einem Schlitz in einem Teil desselben ist und der Resonator ein Geteilter-Ring-Resonator ist.
Die RFID-Etikett-Leseantenne gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Magnetfeldstärke an einer Position des Resonators größer als eine Magnetfeldstärke an einer Mittenposition der Antenne mit kleiner Schleife ist.