DE212021000247U1

DE212021000247U1 - RFID-Hilfsantennenvorrichtung

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Publication number: DE212021000247U1
Application number: DE212021000247.1U
Authority: DE
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2022-08-31
Anticipated expiration: 2031-01-23
Also published as: JP7095827B2; US20220269872A1; JPWO2021220565A1; WO2021220565A1

Abstract

Eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung, die eine Hilfsantennenvorrichtung ist, die an einem Artikel vorzusehen ist, der benachbart zu einem RFID-Etikett ist, das zu kommunizieren ist, oder das RFID-Etikett aufnimmt, wobei die RFID-Hilfsantennenvorrichtung eine leitfähige Struktur aufweist, die den Artikel umschließt, wobei
eine Kapazitätskomponente, die zwischen leitfähigen Strukturen erzeugt wird, und eine Induktivitätskomponente der leitfähigen Struktur eine Resonanzschaltung bilden; und
eine Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung gleich oder im Wesentlichen gleich einer Kommunikationsfrequenz des RFID-Etiketts ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung, die verwendet wird, um eine Kommunikation mit einem RFID-Etikett zu unterstützen.
Hintergrundtechnik
Patentliteratur 1 offenbart ein kleines RFID-Etikett, das eine Magnetfeldantenne umfasst.
Eine Antenne, die in einem RFID-System verwendet wird, umfasst eine elektrische Feldantenne und eine Magnetfeldantenne. Während die elektrische Feldantenne ein Erhöhen eines Kommunikationsabstands ermöglicht, stellt dieselbe planar eine Antennenstruktur mit einer Länge von 1/2 Wellenlänge einer Kommunikationsfrequenz bereit, beispielsweise im Fall der elektrischen Feldantenne, wie zum Beispiel einer Dipolantenne. Im Gegensatz dazu kann die Magnetfeldantenne im Wesentlichen einfach durch Bilden einer spulenartigen Antenne konfiguriert werden, und somit kann dieselbe leichter in der Größe reduziert werden als die elektrische Feldantenne.
Referenzliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Internationale Veröffentlichung Nr. 2011/118379
Kurzdarstellung
Technisches Problem
Andererseits hat ein RFID-Etikett, das eine Magnetfeldantenne umfasst, einen kürzeren Übertragungsabstand und einen kleineren Kommunikationsbereich als ein RFID-Etikett, das eine elektrische Feldantenne umfasst, was Probleme darstellt, die zu lösen sind.
Hinsichtlich der obigen Ausführungen beziehen sich beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung darauf, eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung bereitzustellen, die einen wesentlichen Kommunikationsbereich zwischen einem RFID-Etikett und einem Leser/Schreiber des RFID-Etiketts erhöht.
Lösung des Problems
Eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung als beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist eine Hilfsantennenvorrichtung, die an einem Artikel vorzusehen ist, der benachbart zu einem RFID-Etikett ist, das zu kommunizieren ist, oder das RFID-Etikett aufnimmt, wobei die RFID-Hilfsantennenvorrichtung eine leitfähige Struktur umfasst, die den Artikel umschließt, eine Kapazitätskomponente, die zwischen leitfähigen Strukturen erzeugt wird, und eine Induktivitätskomponente der leitfähigen Struktur eine Resonanzschaltung bilden, und eine Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung gleich oder im Wesentlichen gleich einer Kommunikationsfrequenz des RFID-Etiketts ist.
Gemäß der obigen Konfiguration wird die Resonanzschaltung durch die Kapazitätskomponente konfiguriert, die zwischen den leitfähigen Strukturen erzeugt wird, und die Induktivitätskomponente der leitfähigen Struktur wirkt als die Hilfsantennenvorrichtung, die mit jeder einer Antenne des RFID und einer Antenne eines Lesers/Schreibers zu koppeln ist, was die Kommunikationsleistung zwischen dem RFID-Etikett und dem Leser/Schreiber verbessert.
Vorteilhafte Wirkungen der Offenbarung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein RFID-System konfiguriert werden, bei dem ein wesentlicher Kommunikationsbereich zwischen einem RFID-Etikett und einem Leser/Schreiber des RFID-Etiketts erhöht ist. Außerdem kann das RFID-Etikett im Vergleich zu ähnlichen Kommunikationsbereichen weiter in der Größe reduziert werden.
Figurenliste

1(A) ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration zeigt, die eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel, einen Artikel 10, der die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 umfasst, einen RFID-etikettierten Artikel 20 und ein Antennensubstrat 30 umfasst. 1(B) ist eine perspektivische Ansicht, die eine Rückseite des RFID-etikettierten Artikels 20 zeigt.
2(A) ist eine Teildraufsicht der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 und 2(B) ist eine Teilquerschnittsansicht der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101.
3(A) ist eine horizontale Querschnittsansicht des Artikels 10 und der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101, die an dem Artikel 10 angebracht ist. 3(B) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts, der durch eine Kreis B in 3(A) umgeben ist.
4 ist ein Ersatzschaltbild der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101.
5 ist eine Ansicht, die eine Kopplungsbeziehung zwischen RFID-Etiketten 21A und 21B, der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 und einem Leser/Schreiber 301 zeigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Hilfsantennenvorrichtung gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
7(A) ist eine Teildraufsicht einer RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102 gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel und 7(B) ist eine Teilquerschnittsansicht der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102 in einem gestrichelten Abschnitt in 7(A).
8(A) ist eine horizontale Querschnittsansicht des Artikels 10 und der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102, die an dem Artikel 10 angebracht ist. 8(B) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts, der durch einen Kreis B in 8(A) umgeben ist.
9 ist ein Ersatzschaltbild der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102.
10 ist eine Teildraufsicht einer weiteren Hilfsantennenvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel.
11(A) ist eine Teildraufsicht einer RFID-Hilfsantennenvorrichtung 103 gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel und 11(B) ist eine Querschnittsansicht eines gestrichelten Abschnitts in 11(A).
12 ist eine perspektivische Ansicht des Artikels 10, der eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung 104 gemäß einem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst.
13 ist eine Teilentwicklungsansicht der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 104.
14 ist ein Ersatzschaltbild der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 104.
15 ist eine Teilentwicklungsansicht einer RFID-Hilfsantennenvorrichtung 105 gemäß einem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel.

Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele
Erstes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
1(A) ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration zeigt, die eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel, einen Artikel 10, der die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 umfasst, einen RFID-etikettierten Artikel 20 und ein Antennensubstrat 30 umfasst. 1(B) ist eine perspektivische Ansicht, die eine Rückseite des RFID-etikettierten Artikels 20 zeigt.
Wie es in 1(B) gezeigt ist, haftet ein RFID-Etikett (bzw. RFID-Tag) 21 an dem RFID-etikettierten Artikel 20. Wie es in 1(A) gezeigt ist, ist der Artikel 10 ein mit Boden versehener zylindrischer Behälter und ist ein geformter Körper aus einem isolierenden Harz. Eine Mehrzahl von RFID-etikettierten Artikeln 20 ist in diesem Artikel 10 aufgenommen. Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 ist an dem Artikel 10 vorgesehen, um eine äußere Seitenoberfläche des Artikels 10 zu umschließen. Diese RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 ist nicht mit einer bestimmten externen Schaltung verbunden und ist unabhängig.
Wie es in 1(A) gezeigt ist, ist eine Leser/Schreiber-Antenne 31 durch eine Schleifenantenne auf dem Antennensubstrat 30 vorgesehen. Die Leser/Schreiber-Antenne 31 ist mit einem nicht dargestellten Leser/Schreiber verbunden. Der Leser/Schreiber liest und schreibt in jedem RFID-Etikett 21 in einem Zustand, in dem der Artikel 10, der den RFID-etikettierten Artikel 20 aufnimmt, auf dem Antennensubstrat 30 platziert ist.
Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 ist mit einer Antenne des RFID-Etiketts 21 und der Leser/Schreiber-Antenne 31 gekoppelt. Eine solche Konfiguration unterstützt die Kommunikation zwischen dem RFID-Etikett 21 und dem Leser/Schreiber.
2(A) ist eine Teildraufsicht der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 und 2(B) ist eine Teilquerschnittsansicht der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101. Diese RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 umfasst eine leitfähige Struktur 11, die aus Metallfolie hergestellt ist, die an einem Basisisolationsmaterial 13 haftet. Bei dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel ist diese leitfähige Struktur 11 eine einfache streifenartige Struktur mit einer Breite, die geringer ist als eine Breite des Basismaterials 13. Eine Haftschicht (eine Schicht aus einem druckempfindlichen Haftmittel) 14 ist auf einer Oberfläche des Basismaterials 13 vorgesehen, auf dem die leitfähige Struktur 11 vorgesehen ist. Das Basismaterial 13 ist eine Harzlage, die aus PET (Polyethylenterephthalat), PI (Polyimid) oder dergleichen hergestellt ist, und die leitfähige Struktur 11 wird durch Strukturieren der Metallfolie, wie zum Beispiel Aluminiumfolie oder CU-Folie, erhalten.
3(A) ist eine horizontale Querschnittsansicht des Artikels 10 und der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101, die an dem Artikel 10 angebracht ist. Das Innere des Artikels 10 ist in einem leeren Zustand. 3(B) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts, der durch einen Kreis B in 3(A) umgeben ist. Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 haftet durch die Haftschicht 14, um eine Außenseitenoberfläche des Artikels 10 zu umschließen. Ein erstes Ende und ein zweites Ende der streifenartigen leitfähigen Struktur 11 überlappen einander. Eine erste Kapazitätskomponente wird zwischen den leitfähigen Strukturen 11 erzeugt, die einander in einer Stapelrichtung durch das Basismaterial 13 zugewandt sind. Eine Länge in einer Richtung, in der dieser überlappende Abschnitt kreisförmig verläuft, ist eine Länge, durch die die erste Kapazitätskomponente als eine Kapazität einer Resonanzschaltung arbeitet. Die Länge ist beispielsweise 1/2 oder weniger des gesamten Umfangs der leitfähigen Struktur 11.
4 ist ein Ersatzschaltbild der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101. In 4 ist ein Kondensator C1 äquivalent zu der ersten Kapazitätskomponente, die zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der leitfähigen Struktur 11 erzeugt wird. Ein Induktor L ist äquivalent zu einer Induktivitätskomponente der leitfähigen Struktur 11. Der Kondensator C1 und der Induktor L bilden ein LC-Resonanzschaltung. Die Kapazität des Kondensators beträgt beispielsweise 2 pF und die Gesamtinduktivität des Induktors L beträgt beispielsweise 15 nH.
Eine Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung ist gleich einer Kommunikationsfrequenz des RFID-Etiketts 21 oder ist im Wesentlichen gleich der Kommunikationsfrequenz. Wenn das RFID-Etikett beispielsweise ein RFID-Etikett in einem 900-MHz-Band ist, ist die Resonanzschaltung in dem 900-MHz-Band in Resonanz. Die Resonanzfrequenz der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 kann auch eine Frequenz sein, bei der die Antenne des RFID-Etiketts 21 und die Leser/Schreiber-Antenne magnetisch miteinander gekoppelt sind. Die leitfähige Struktur 11 verwendet nicht nur einfach die Induktivität, sondern bildet auch eine kreisförmige Schleifenform durch Umschließen des Außendurchmessers des Artikels 10.
5 ist eine Ansicht, die eine Kopplungsbeziehung zwischen RFID-Etiketten 21A und 21B, der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 und einem Leser/Schreiber 301 zeigt. Die RFID-Etiketten 21A und 21B sind zwei von einer Mehrzahl von RFID-Etiketten 21. Bei diesem Beispiel sind eine Magnetfeldantenne des RFID-Etiketts 21A und eine Schleife der leitfähigen Struktur 11 magnetisch miteinander gekoppelt. Außerdem sind die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 und die Leser/Schreiber-Antenne 31 des Lesers/Schreibers 301 magnetisch miteinander gekoppelt. Ferner sind eine Magnetfeldantenne des RFID-Etiketts 21B und die Leser/Schreiber-Antenne 31 magnetisch miteinander gekoppelt.
Gemäß der obigen Konfiguration wirkt die Resonanzschaltung, die durch die erste Kapazitätskomponente, die zwischen den leitfähigen Strukturen 11 gebildet ist, und die Induktivitätskomponente der leitfähigen Struktur 11 konfiguriert ist, als eine Resonanzschaltung, um mit der Antenne des RFID-Etiketts 21 gekoppelt zu werden, und als eine Resonanzschaltung, um mit der Leser/Schreiber-Antenne 31 des Lesers/Schreibers 301 gekoppelt zu werden. Als Folge wirkt die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 als eine Hilfsantennenvorrichtung, die eine Relaisfunktion zwischen dem RFID-Etikett 21 und dem Leser/Schreiber 301 übernimmt. Außerdem kann die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 auch als eine Antenne für einen Verstärker des RFID-Etiketts 21 oder des Lesers/Schreibers 301 wirken.
Es ist anzumerken, dass die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101in 5, wie es bei der Kopplung zwischen dem RFID-Etikett 21B und der Leser/Schreiber-Antenne 31 gezeigt ist, eine direkte Kopplung zwischen dem RFID-Etikett 21 und der Leser/Schreiber-Antenne 31 nicht blockiert.
Gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel kann ein RFID-System konfiguriert werden, bei dem ein wesentlicher Kommunikationsbereich zwischen dem RFID-Etikett 21 und dem Leser/Schreiber 301 des RFID-Etiketts 21 erhöht ist. Außerdem kann ein vorbestimmter Kommunikationsbereich durch die Funktion der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 gesichert werden, selbst wenn die Antenne des RFID-Etiketts in der Größe reduziert ist, so dass das RFID-Etikett im Vergleich zu ähnlichen Kommunikationsbereichen weiter in der Größe reduziert werden kann.
Obwohl 1(A), 3(A) und andere Zeichnungen ein Beispiel zeigen, bei dem der Artikel 10 als ein Behälter zum Aufnehmen des RFID-Etiketts ein mit Boden versehener zylindrischer Behälter ist, ist anzumerken, dass die Form des Artikels 10 nicht auf eine solche Form begrenzt ist. Beispielsweise ist 6 eine perspektivische Ansicht des Artikels 10, der eine andere RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst. Bei diesem Beispiel haftet die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 an einer Seitenoberfläche des Artikels 10 mit einer rechteckigen Parallelepipedform.
Auf diese Weise ist die Form des Artikels 10 nicht auf eine kreisförmige zylindrische Form oder eine rechteckige zylindrische Form beschränkt und kann jede Form aufweisen, bei der die RFID-Hilfsantennenvorrichtung eine Schleifenantenne bildet.
Außerdem kann die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 nicht nur an einem Behälter vorgesehen sein, der das RFID-Etikett aufnimmt, das zu kommunizieren ist, sondern auch einen Artikel benachbart zu dem RFID-Etikett. Beispielsweise kann die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 an der Seitenoberfläche eines Artikels ohne Boden mit einer kreisförmigen zylindrischen Form oder einer rechteckigen zylindrischen Form vorgesehen sein, und ein Artikel mit dieser RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101 kann nahe dem RFID-Etikett angeordnet sein.
Zweites beispielhaftes Ausführungsbeispiel
Bei einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel wird eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102 beschrieben, bei der eine leitfähige Struktur auf einer Mehrzahl von Schichten vorgesehen ist.
7(A) ist eine Teildraufsicht einer RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102 gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel, und 7(B) ist eine Teilquerschnittsansicht der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102 in einem gestrichelten Abschnitt in 7(A). Diese RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102 umfasst eine leitfähige Struktur 11, die aus einer Metallfolie hergestellt ist, die an einer Bodenoberfläche des Basisisolationsmaterials 13 haftet, und eine leitfähige Struktur 12, die aus einer Metallfolie hergestellt ist, die an einer oberen Oberfläche des Basismaterials 13 haftet. Die leitfähige Struktur 11 ist eine streifenartige Struktur mit einer Breite, die geringer ist als die Breite des Basismaterials 13 und umfasst einen unterbrochenen Abschnitt 11D in einem Zwischenabschnitt der Struktur. Die leitfähige Struktur 12 ist in einer Draufsicht der leitfähigen Struktur 11 auf dem Basismaterial 13 vorgesehen, um den unterbrochenen Abschnitt 11D der leitfähigen Struktur 11 in einem Isolationszustand zu überbrücken. Daher werden Kondensatoren C21 und C22, die jeweils äquivalent zu einer zweiten Kapazitätskomponente sind, zwischen einer Umgebung eines Endes des unterbrochenen Abschnitts 11D der leitfähigen Struktur 11 und der leitfähigen Struktur 12 gebildet. Eine Haftschicht 14 ist auf einer Oberfläche des Basismaterials 13 vorgesehen, auf der die leitfähige Struktur 11 vorgesehen ist.
8(A) ist eine horizontale Querschnittsansicht des Artikels 10 und der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102, die an dem Artikel 10 angebracht ist. 8(B) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts, der durch einen Kreis B in 8(A) umgeben ist. Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102 haftet an der Außenseitenoberfläche des Artikels 10 durch die Haftschicht 10, um die Außenseitenoberfläche des Artikels 10 zu umschließen. Ein erstes Ende und ein zweites Ende der streifenartigen leitfähigen Struktur 11 überlappen einander. Ein Kondensator C1, der äquivalent zu einer ersten Kapazitätskomponente ist, ist zwischen leitfähigen Strukturen 11 erzeugt, die einander in einer Stapelrichtung durch das Basismaterial 13 zugewandt sind.
Außerdem umfasst die leitfähige Struktur 11 eine Mehrzahl von unterbrochenen Abschnitten 11D, und die leitfähige Struktur 12 zum Überbrücken jedes dieser unterbrochenen Abschnitte 11 D in dem Zustand der Isolation ist vorgesehen. Jeder der Kondensatoren C21 und C22, der äquivalent zu der zweiten Kapazitätskomponente ist, wird zwischen der leitfähigen Struktur 11 und der leitfähigen Struktur 12 erzeugt, die einander in der Stapelrichtung durch das Basismaterial 13 zugewandt sind.
Obwohl 8(A) die RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102 darstellt, die eine Mehrzahl von leitfähigen Strukturen 12 umfasst, kann auch eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung, die eine einzelne leitfähige Struktur 12 umfasst, konfiguriert werden.
9 ist ein Ersatzschaltbild der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102. Wie bei dem Beispiel, das bei dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist in 9 der Kondensator C1 äquivalent zu der ersten Kapazitätskomponente, die zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der leitfähigen Struktur 11 erzeugt wird. Ein Induktor L2 ist äquivalent zu einer Induktivitätskomponente jeder leitfähigen Struktur 11, die durch den unterbrochenen Abschnitt 11D getrennt ist. Der Kondensator C2 ist äquivalent zu der zweiten Kapazitätskomponente und ist eine kombinierte Kapazität der Kondensatoren C21 und C22, die jeweils äquivalent sind zu der zweiten Kapazitätskomponente, die zwischen der Umgebung des Endes des unterbrochenen Abschnitts 11D der leitfähigen Struktur 11 und der leitfähigen Struktur 12 erzeugt wird. Die Kapazität des Kondensators C1 beträgt beispielsweise 2 pF, die Kapazität des Kondensators C2 beträgt beispielsweise 20 pF und die Induktivität des Induktors L2 beträgt beispielsweise 16 nH.
Die Kapazität des Kondensators C2 ist ausreichend kleiner als die Kapazität des Kondensators C1. Der Kondensator C1, der an dem Ende der Wicklung der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 102 vorgesehen ist, wird durch eine Wicklungsabweichung zu dem Artikel 10, eine Dicke der Haftschicht 14 oder dergleichen beeinträchtigt, so dass die Kapazität tendenziell variiert und eine Schwankung der Resonanzfrequenz beeinträchtigt. Andererseits umfasst ein Schwankungsfaktor in dem Kondensator C2, der als eine Lage vorgesehen ist, eine Elektrodenbreite und eine Basismaterialdicke, wenn die Lage vorgesehen ist, und die Schwankung bei dem Kondensator C2 kann allgemein geringer gehalten werden als die Schwankung bei dem Kondensator C1. Die Kapazitätskomponente der Resonanzschaltung ist eine kombinierte Kapazitätskomponente einer Reihenschaltung des Kondensators C1 und des Kondensators C2. Wie oben beschrieben, wenn C1 >> C2 kann die Auswirkung der Schwankung bei C1 auf die Kapazitätskomponente der Resonanzschaltung reduziert werden.
Der Induktor L2, der Kondensator C2 der zweiten Kapazitätskomponente und der Kondensator C1 der ersten Kapazitätskomponente, die in 9 gezeigt sind, bilden die LC-Resonanzschaltung. Die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung ist gleich der Kommunikationsfrequenz des RFID-Etiketts 21 oder ist im Wesentlichen gleich der Kommunikationsfrequenz. Wenn das RFID-Etikett beispielsweise ein RFID-Etikett in einem 900-MHz-Band ist, ist die Resonanzschaltung in dem 900-MHz-Band in Resonanz. Wie bei der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 101, die bei dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, verwendet die leitfähige Struktur 11 nicht nur die Induktivität, sondern bildet eine kreisförmige Schleifenform durch Umschließen des Außendurchmessers des Artikels 10.
Außerdem bildet eine Kombination aus einem Induktor L2 und einem Kondensator C2, die mit dem Induktor verbunden sind, die in 9 gezeigt sind, eine Einheitsresonanzschaltung. Kurz gesagt bildet eine Mehrzahl von Einheitsresonanzschaltungen, die in Reihe geschaltet sind, eine Schleife. Als Folge wird eine Induktivitätsakkumulation (einfache Addition von Induktivität einer Mehrzahl von Induktoren (Induktoren L, die in 4 gezeigt sind)) vermieden und Spannungen an beiden Enden der Einheitsresonanzschaltung in Resonanz sind reelle Zahlen, so dass keine Phase um die Schleife herum akkumuliert wird und Ströme um die Schleife herum im Wesentlichen gleichphasig sind. Anders ausgedrückt, die Ströme bleiben entlang der Schleife konstant und ein Magnetfeld, das entlang der Achse der Schleife ausgerichtet ist, wird erzeugt.
Gemäß der obigen Konfiguration und Funktion kann, selbst wenn die Größe der Schleife gering ist, das Magnetfeld ähnlich einer einfachen LC-Resonanzschaltung mit einer Schleife und einem Kondensator, wie bei dem in 4 gezeigten Beispiel, erzeugt werden.
10 ist eine Teildraufsicht einer weiteren RFID-Hilfsantennenvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel. Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung umfasst eine leitfähige Struktur 11, die aus Metallfolie hergestellt ist, die an einer unteren Oberfläche des Basisisolationsmaterials 13 haftet und einer leitfähigen Struktur 12, die aus einer Metallfolie gebildet ist, die an einer oberen Oberfläche des Basismaterials 13 haftet. Ein Abschnitt der leitfähigen Struktur 11, der der leitfähigen Struktur 12 zugewandt ist, ist kleiner als eine Breite der leitfähigen Struktur 12. Selbst wenn Positionen, an denen die leitfähige Struktur 11 und die leitfähige Struktur 12 vorgesehen sind, in einer Breiterichtung 10 fehlausgerichtet sind, bleibt daher der gesamte zugewandte Bereich der Umgebung des Endes des unterbrochenen Abschnitts 11D der leitfähigen Struktur 11 und der leitfähigen Struktur 12 konstant. Selbst wenn Positionen, an denen die leitfähige Struktur 11 und die leitfähige Struktur in einer Längsrichtung vorgesehen sind, fehlausgerichtet sind, bleibt außerdem der gesamte zugewandte Bereich der Umgebung des Endes des unterbrochenen Abschnitts 11D der leitfähigen Struktur 11 und der leitfähigen Struktur 12 konstant. Daher wird die zweite Kapazitätskomponente durch den Effekt der Fehlausrichtung der Positionen, an denen die leitfähige Struktur 11 und die leitfähige Struktur 12 vorgesehen sind, kaum beeinträchtigt.
Drittes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
Bei einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel werden eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung, bei der sich die Konfiguration der zweiten leitfähigen Struktur von der Konfiguration bei dem Beispiel unterscheidet, das in dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, beschrieben.
11(A) ist eine Teildraufsicht einer RFID-Hilfsantennenvorrichtung 103 gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel und 11(B) ist eine Querschnittsansicht eines gestrichelten Abschnitts in 11(A). Diese RFID-Hilfsantennenvorrichtung 103 umfasst eine leitfähige Struktur 11 und eine leitfähige Struktur 12, die aus Metallfolie hergestellt sind, die an einer unteren Oberfläche eines Basisisolationsmaterials 13 haftet. Die leitfähige Struktur 11 umfasst einen unterbrochenen Abschnitt 11 D in einem Zwischenabschnitt der Struktur. Die leitfähige Struktur 12 ist dem Ende der leitfähigen Struktur 11 zugewandt, die durch den unterbrochenen Abschnitten 11D in einer Ebenenrichtung des Basismaterials 13 getrennt ist. Daherwerden Kondensatoren C21 und C22, die jeweils äquivalent zu der zweiten Kapazitätskomponente sind, zwischen der Umgebung des Endes des unterbrochenen Abschnitts 11D der leitfähigen Struktur 11 und der leitfähigen Struktur 12 erzeugt. Eine Haftschicht 14 ist auf einer Oberfläche des Basismaterials 13 vorgesehen, auf dem die leitfähige Struktur 11 vorgesehen ist.
Auf diese Weise können die leitfähige Struktur 11 und die leitfähige Struktur 12 auf der gleichen Schicht vorgesehen sein. Gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die leitfähige Struktur 11 und die leitfähige Struktur 12 gleichzeitig vorgesehen, so dass eine Änderung bei den Charakteristika aufgrund einer Druckfehlausrichtung wesentlich reduziert wird.
Viertes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
Bei einem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel wird eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung beschrieben, die kein Basismaterial umfasst, auf dem eine leitfähige Struktur vorgesehen ist.
12 ist eine perspektivische Ansicht des Artikels 10, der eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung 104 gemäß dem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst. 13 ist eine Teilentwicklungsansicht der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 104.
Der Artikel 10 ist ein Behälter, der ein RFID-Etikett aufnimmt, und ist beispielsweise ein geformter Körper aus isolierendem Harz. Eine Mehrzahl von leitfähigen Strukturen 11 und 12 ist auf der Außenseitenoberfläche des Artikels 10 vorgesehen. Die leitfähige Struktur 11 ist eine streifenartige Struktur und umfasst einen unterbrochenen Abschnitt 11D in einem Zwischenabschnitt der Struktur. Die leitfähige Struktur 12 ist entlang dem unterbrochenen Abschnitt 11D der leitfähigen Struktur 11 vorgesehen. Daher wird zwischen einer Umgebung eines Endes des unterbrochenen Abschnitts 11D der leitfähigen Struktur 11 und der leitfähigen Struktur 12 eine Kapazitätskomponente erzeugt.
14 ist ein Ersatzschaltbild der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 104. In 14 ist ein Kondensator C äquivalent zu der Kapazitätskomponente, die zwischen der leitfähigen Struktur 11 und der leitfähigen Struktur 12 erzeugt wird. Ein Induktor L ist äquivalent zu einer Induktivitätskomponente jeder leitfähigen Struktur 11, die durch den unterbrochenen Abschnitt 11D getrennt ist.
Eine Mehrzahl von Induktoren L und eine Mehrzahl von Kondensatoren C, die in 14 gezeigt sind, bilden ein LC-Resonanzschaltung. Die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung ist gleich der Kommunikationsfrequenz des RFID-Etiketts 21 oder ist im Wesentlichen gleich der Kommunikationsfrequenz. Die leitfähige Struktur 11 verwendet nicht nur die Induktivität, sondern bildet auch eine kreisförmige Schleifenform durch Umschließen des Außendurchmessers des Artikels 10.
Wie es bei dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt ist, kann die leitfähige Struktur direkt auf der Oberfläche des Artikels vorgesehen sein.
Fünftes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
Bei einem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel wird eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung beschrieben, die eine leitfähige Struktur, die direkt auf einer Oberfläche eines Artikels vorgesehen ist, eine erste Kapazitätskomponente und eine zweite Kapazitätskomponente umfasst.
15 ist eine Teilentwicklungsansicht einer RFID-Hilfsantennenvorrichtung 105 gemäß dem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel. Diese RFID-Hilfsantennenvorrichtung 105 ist direkt auf der Oberfläche des Artikels 10 vorgesehen, wie bei dem in 12 gezeigten Beispiel. Eine Mehrzahl von leitfähigen Strukturen 11 und 12 ist auf der Außenseitenoberfläche des Artikels 10 vorgesehen. Die leitfähige Struktur 11 ist eine streifenartige Struktur und umfasst einen unterbrochenen Abschnitt 11D in einem Zwischenabschnitt der Struktur. Die leitfähige Struktur 12 ist entlang dem unterbrochenen Abschnitt 11D der leitfähigen Struktur 11 vorgesehen. Kurz gesagt, die leitfähige Struktur 12 ist dem unterbrochenen Abschnitt 11D der leitfähigen Struktur 11 entlang der Oberfläche des Artikels zugewandt. Daher werden Kondensatoren C21 und C22, die jeweils äquivalent zu einer zweiten Kapazitätskomponente sind, zwischen der Umgebung des Endes des unterbrochenen Abschnitts 11D der leitfähigen Struktur 11 und der leitfähigen Struktur 12 gebildet. Außerdem sind die Umgebung eines ersten Endes und die Umgebung eines zweiten Endes in einer Kreisrichtung, in der die Mehrzahl von leitfähigen Strukturen 11 kreisförmig verlaufen, in der Kreisrichtung parallel. Ein Kondensator C1 äquivalent zu einer ersten Kapazitätskomponente wird in diesem Abschnitt erzeugt.
Das Ersatzschaltbild der RFID-Hilfsantennenvorrichtung 105 gemäß dem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel ist, wie es bei 9 bei dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
Wie es bei dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt ist, kann eine leitfähige Struktur direkt auf der Oberfläche des Artikels vorgesehen sein, um die erste Kapazitätskomponente und die zweite Kapazitätskomponente bereitzustellen.
Schließlich ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die obigen beispielhaften Ausführungsbeispiele beschränkt. Verschiedene Modifikationen oder Änderungen können entsprechend durch Fachleute auf diesem Gebiet durchgeführt werden. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung ist nicht durch die vorhergehenden beispielhaften Ausführungsbeispiele, sondern die folgenden Patentansprüche definiert. Ferner soll der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung alle möglichen Modifikationen oder Änderungen der beispielhaften Ausführungsbeispiele innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche und des Schutzbereichs der Äquivalente umfassen.
Obwohl 7(A) und 7(B) ein Beispiel zeigen, bei dem die leitfähigen Strukturen 11 und 12 auf zwei Schichten des Basismaterials 13 vorgesehen sind, kann die leitfähige Struktur 11 oder 12 beispielsweise auf einer Mehrzahl von Schichten vorgesehen sein, wie zum Beispiel drei oder mehr Schichten des Basismaterials 13, und die zweite Kapazitätskomponente kann in einem Raum zwischen leitfähigen Strukturen in der Dickerichtung des Basismaterials 13 vorgesehen sein.
Außerdem können das Ende der leitfähigen Struktur 11 und das Ende der leitfähigen Struktur 11, indem dieselben mit einem vorbestimmten Abstand zueinander anstoßen, die erste Kapazitätskomponente in dem Raum bereitstellen. Gleichartig dazu können das Ende der leitfähigen Struktur 11, unterteilt durch den unterbrochenen Abschnitt, und das Ende der leitfähigen Struktur 11, indem dieselben mit einem vorbestimmten Abstand zueinander anstoßen, die zweite Kapazitätskomponente in dem Raum bereitstellen.
Bezugszeichenliste

C: Kondensator (Kapazitätskomponente)
C1: Kondensator (erste Kapazitätskomponente)
C2, C21, C22: Kondensator (zweite Kapazitätskomponente)
L, L2: Induktor (Induktivitätskomponente)
10: Artikel
11, 12: leitfähige Struktur
11D: unterbrochener Abschnitt
13: Basismaterial
14: Haftschicht
20: RFI D-etikettierter Artikel
21, 21A, 21B: RFID-Etikett
30: Antennensubstrat
31: Leser/Schreiber-Antenne
101, 102, 103, 104, 105: RFID-Hilfsantennenvorrichtung
301: Leser/Schreiber

Claims

Eine RFID-Hilfsantennenvorrichtung, die eine Hilfsantennenvorrichtung ist, die an einem Artikel vorzusehen ist, der benachbart zu einem RFID-Etikett ist, das zu kommunizieren ist, oder das RFID-Etikett aufnimmt, wobei die RFID-Hilfsantennenvorrichtung eine leitfähige Struktur aufweist, die den Artikel umschließt, wobei eine Kapazitätskomponente, die zwischen leitfähigen Strukturen erzeugt wird, und eine Induktivitätskomponente der leitfähigen Struktur eine Resonanzschaltung bilden; und eine Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung gleich oder im Wesentlichen gleich einer Kommunikationsfrequenz des RFID-Etiketts ist.
Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der: die Kapazitätskomponente eine erste Kapazitätskomponente und eine zweite Kapazitätskomponente umfasst; die erste Kapazitätskomponente eine Kapazitätskomponente ist, die zwischen Umgebungen von Enden in einer Kreisrichtung erzeugt wird, in der die leitfähige Struktur kreisförmig verläuft; die leitfähige Struktur in der Kreisrichtung verlängert ist und in der Kreisrichtung einen unterbrochenen Abschnitt umfasst; und die zweite Kapazitätskomponente eine Kapazitätskomponente ist, die zwischen den leitfähigen Strukturen des unterbrochenen Abschnitts erzeugt wird.
Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die leitfähige Struktur auf einem Basismaterial mit einer lageartigen Form vorgesehen ist; und die erste Kapazitätskomponente zwischen den leitfähigen Strukturen vorgesehen ist, zwischen denen das Basismaterial angeordnet ist.
Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der: die leitfähige Struktur in einer Mehrzahl von Schichten des Basismaterials vorgesehen ist; und die zweite Kapazitätskomponente in einem Raum zwischen den leitfähigen Strukturen erzeugt wird, wobei der Raum in einer Dickerichtung des Basismaterials vorgesehen ist.
Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der die zweite Kapazitätskomponente in einem Raum zwischen den leitfähigen Strukturen erzeugt wird, wobei der Raum in einer Ebenenrichtung des Basismaterials vorgesehen ist.
Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der: die leitfähige Struktur auf einer Oberfläche des Artikels vorgesehen ist; und die Kapazitätskomponente in einem Raum zwischen den leitfähigen Strukturen erzeugt ist, die entlang der Oberfläche des Artikels ausgerichtet sind.
Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der: die leitfähige Struktur auf einer Oberfläche des Artikels vorgesehen ist; und die erste Kapazitätskomponente und die zweite Kapazitätskomponente in einem Raum zwischen den leitfähigen Strukturen vorgesehen sind, die entlang der Oberfläche des Artikels ausgerichtet sind.
Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Kapazitätskomponente eine Kapazitätskomponente ist, die zwischen den leitfähigen Strukturen erzeugt wird.
Die RFID-Hilfsantennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die leitfähige Struktur mit dem RFID-Etikett magnetisch gekoppelt ist.