JP2000244362A - 受動トランスポンダにおけるカプセル化されたアンテナ - Google Patents

受動トランスポンダにおけるカプセル化されたアンテナ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベース周波数で受け取るＲＦエネルギーおよ
びベース周波数の第１高調波で再伝送されるＲＦエネル
ギーの最適歩留まりを達成するトランスポンダを提供す
ることにある。 【解決手段】 受動トランスポンダは、２つの主表面お
よび主表面とアンテナを囲む誘電体（１０）の間に接続
されたダイオード（３）を備えた金属製本体の形におけ
るアンテナ（１，２）を有する。本発明の特徴は、アン
テナのインピーダンスが、整合ユニット（１３，１４）
によってダイオードのインピーダンスに適応されること
である。伝送線（８）は整合ユニットとして用いられ
る。本発明に関する他の特徴は、伝送線がプラスチック
製誘電体（１０）によって囲まれていることである。更
に本発明の他の特徴は、アンテナの近距離場に及ぼす周
囲条件の影響を減少させるプラスチック製誘電体によっ
てアンテナが囲まれていることである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１つの周波数でＲ
Ｆエネルギーを伝送する無線送信機の支援およびトラン
スポンダにより別の周波数で再伝送されるＲＦエネルギ
ーを受け取る無線受信機の支援を得て、一般に人間およ
び物体の位置特定に用いられる受動トランスポンダに関
する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許４，３３１，９５７は、電子雪
崩に巻き込まれたスキーヤの救出に用いられる受動トラ
ンスポンダについて記述する。本トランスポンダはスキ
ーブーツに接着される。本トランスポンダは、２つの主
表面を備えた金属箔および主要表面間に接続されたダイ
オードの形におけるアンテナを含む。それに接続された
指向性アンテナを備えた移動無線送信機は、９１５ＭＨ
ｚのベース周波数で無線周波エネルギーを放射する。無
線送信機と組合わせられた移動無線受信機はベース周波
数の２倍の１８３０ＭＨｚに同調され、指向性アンテナ
へ接続される。送信機からの信号は、可聴範囲内の可聴
周波数で変調される。伝送された信号がトランスポンダ
に届くと、ダイオードがベース周波数の倍音を生成す
る。第１高調波（ベース周波数の２倍）は高いエネルギ
ーを持ち、無線受信機によって検出される。救出隊員は
これを音として聞き、指向性アンテナの支援を得て方位
を求めることによって、雪崩による犠牲者の位置を決定
することができる。この探索方法の大きい利点は、雪崩
の範囲を短時間で調査することである。
【０００３】米国特許４，６５６，４７８は、上記トラ
ンスポンダに類似のトランスポンダを開示する。このト
ランスポンダは誘電体支持物と、アンテナと、１つの被
覆層とを含む。アンテナはカットアウト部分を有し、そ
の部分の縁は自己誘導ループを形成するように受動構成
要素によって閉じられた導電性をもつ線を画定する。自
己誘導ループは、受動構成要のキャパシタンスと共に、
トランスポンダがそのエネルギーを受け取る周波数で共
振する回路を提供する。トランスポンダによってベース
周波数ｆ0 で受信されたエネルギーを、周波数ｆ0 の高
調波でトランスポンダによって再伝送するために利用可
能なエネルギーへアンテナにより変換すれば、変換が行
われる電圧は受動構成要素の自己誘導と内部キャパシタ
ンスの結合によって上昇するので、一層良好な変換率に
より変換が達成される。この場合の電圧増加は共振回路
のＱ（クオリティファクタ）に対応する。
【０００４】米国特許４，８９０，１１１は、前記後者
の米国特許において言及されたトランスポンダと類似の
トランスポンダを開示する。このトランスポンダのアン
テナ素子は、カットアウト部分を囲む平面ループ内に配
列構成された金属リボンによって形成される。この配列
構成の結果として、諸元が等しければ、アンテナ素子と
トランスポンダを装着した個人の人体とによって形成さ
れる漂遊容量が従来の技術によるトランスポンダの場合
よりもはるかに小さくなる。この配列構成は前記漂遊コ
ンデンサが共振周波数に及ぼす影響を低下させるはずで
ある。アンテナ素子に設けられたＴ形スロットは、この
種トランスポンダの利得が一定であり、トランスポンダ
個体による利得のばらつきが、Ｔ形スロット無しアンテ
ナの場合よりもはるかに小さいという生産上の利点を提
供する。
【０００５】米国特許５，２２３，８５１は、集積回路
に接続されたコイルを備えた磁気アンテナを有する小型
トランスポンダに関する。集積回路は、アンテナによっ
て受信された信号に応答して、再伝送のためにアンテナ
に戻される識別信号を生成する。熱収縮性材料によるチ
ューブがトランスポンダを囲み、機械的衝撃からトラン
スポンダを保護する。この解決方法は、次に示す２つの
理由により、上記２つの場合と基本的に異なる。すなわ
ち、この方法が、高調波（２倍）周波数方式とは対照的
に、単一周波数方式に基づくこと、および、マイクロ波
周波数とは対照的に低い周波を利用することである。
【０００６】人体は、受け取ったＲＦエネルギーを反射
する水面として作用する。トランスポンダによりベース
周波数の２倍の周波数で伝送されるＲＦ波と人体により
ベース周波数の２倍の周波数で反射されるＲＦ波は、反
射された２つのＲＦ波が相互に助長的に増幅するよう
に、相互に実質的に同位相であることが望ましい。この
方法では、ベース周波数の２倍の周波数で受け取ったＲ
Ｆ波のＲＦパワーが最大であるはずである。これを達成
するためには、トランスポンダが人体から或る所与距離
に配置されなければならない。所与のベース周波数を用
いる場合には、この距離は長い。トランスポンダと人体
の間に空気空間を持つことが実際に不適当である程度に
長い。米国特許３，３３１，９５７によれば、トランス
ポンダはプラスチック製スキーブーツの外側に接着され
る。これは、技術的には、トランスポンダと脚の間にプ
ラスチック製誘電体が配置されることを意味し、それに
よって、前記所与の距離が実用可能な距離まで短縮され
ることを意味する。
【０００７】当出願者は、トランスポンダがプラスチッ
ク製スキーブーツ内に取付けられた場合に問題が起きる
ことを発見した。ベース周波数の２倍の周波数でトラン
スポンダから放射されたＲＦパワーは減少する。当出願
者は、ベース周波数の２倍の周波数でトランスポンダか
ら放射されたＲＦパワーが最大信号強度を用いて検出さ
れることを可能にするためにトランスポンダがスキーブ
ーツの外側に接着された場合に比較して、探索装置が一
層低い周波数に同調されなければならないということを
発見した。最大信号強度を用いた探知は、トランスポン
ダがアンテナから大きい距離に所在する場合に重要であ
る。この場合には、受信機における信号強度は小さい。
すなわち、トランスポンダの探知が完全に無視される
程、信号強度が小さくなることがあってはならない。
【０００８】ブーツに接着されたトランスポンダの探知
用にも、ブーツ内に組み込まれたトランスポンダの探知
用にも、それぞれ同じ探索装置が使用可能であることが
望ましい。実際には、探索装置を同調し直すことは不可
能である。
【０００９】既に述べた最初から２つの米国特許のトラ
ンスポンダに関する欠点は、これらのトランスポンダが
アンテナの環境に敏感なことである。特に、これらのイ
ンピーダンスは、それぞれ、アンテナの周囲条件によっ
て影響される。アンテナインピーダンスを変えると、ト
ランスポンダによりベース周波数の第１高調波で再伝送
されるＲＦパワーが降下する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、ベ
ース周波数で受け取るＲＦエネルギーおよびベース周波
数の第１高調波で再伝送されるＲＦエネルギーの最適歩
留まりを達成するトランスポンダを提供することにあ
る。
【００１１】したがって、本発明の他の一目的体は、そ
のインピーダンスが概してアンテナの周囲条件から独立
しているトランスポンダを提供することにある。
【００１２】本発明は、既に述べた組み込み式トランス
ポンダの不便を回避する目的を持つ。これは、請求項１
に記載の特徴の支援を得て達成される。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によって達成され
る利点は、アンテナの近距離場が実質的に全然、また
は、殆どアンテナの周囲条件によって影響されないこと
である。
【００１４】本発明によって達成される他の利点は、ト
ランスポンダを囲む誘電体がＲＦエネルギーを伝送線に
集中させ、それによって、トランスポンダの特性に周囲
条件が及ぼす影響を低下させることである。
【００１５】この文書において、誘電体という表現は、
その誘電率が１より大きい物質を意味する。伝送線ジオ
メトリおよび伝送線に直接接触する周囲物質の誘電特性
を変えることにより、周波数ｆおよび２ｆに関する電気
パラメータの間の最適関係を求めることができる。この
方法により、トランスポンダそれぞれの所与の配置、た
とえばスキーブーツ、ジャケット、救命胴着等の中また
は上に適合するトランスポンダを製造することが可能で
ある。
【００１６】上述米国特許のうちのどの特許も、受動構
成要素のインピーダンスをアンテナのインピーダンスに
整合させる整合網について開示していない。特に、米国
特許のうちのどの特許も、インピーダンス整合伝送線に
ついて開示していない。
【００１７】更に、上述米国特許のうちのどの特許も、
伝送線によって移送されるエネルギーを伝送線自体に集
中させ、それによって、伝送線をトランスポンダの周囲
条件から概して独立させるために伝送線を囲む誘電体物
質について開示していない。
【００１８】最後に、既に検討した米国特許のうちのど
の特許も、アンテナの周囲条件がアンテナの近距離場に
及ぼす影響を減少させるためにアンテナを囲む誘電体物
質について開示していない。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、アンテナ素子１と２、お
よびダイオード３を有するトランスポンダを示す。アン
テナ素子１と２は、この実施形態の場合には金属箔４製
のアンテナを形成する。金属フォイルは、水平区分５と
垂直区分６を備えたＴ形スロットを有する。ダイオード
は、スロットの垂直区分６上に位置する。Ｔ形スロット
は、金属箔を補足表面７によって相互に結合された２つ
の主要表面に分割する。アンテナ素子１はい一方の主要
表面の一部分であり、アンテナ素子２はもう一方の主要
表面の一部分である。それぞれの主要部分の別の部分は
補足表面と共に、トランスポンダの本実施形態において
は短絡状態にある伝送線８を形成する。
【００２０】伝送線は単方向網掛け斜線で示し、アンテ
ナ素子は双方向網掛け斜線で示す。アンテナ素子と伝送
線の間の遷移領域は図に示すように明確ではない。ダイ
オード３はアンテナ素子の間にはんだ付けされる。アン
テナ素子は、エッチングされるか、スタンプされるか、
または他の適当な方法で金属箔から製造される。金属フ
ォイル４は、基礎９上に置いても差し支えないが、必ず
しも置く必要はない。
【００２１】図２は、本発明によるトランスポンダの第
２実施形態を示す。本実施形態は、補足表面７が、直流
に対しては切断されているが信号に対しては短絡されて
いる伝送線９の一部を形成する２つの補足表面７Ａと７
Ｂに分割されていること以外は図１に示す実施形態と同
様である。
【００２２】発明によれば、図１と図２におけるそれぞ
れのトランスポンダは、誘電体１０に囲まれている。こ
れを達成するために、それぞれ図３と４に示すように、
トランスポンダはそれぞれ第１と第２の方法で取り付け
られる図３において、トランスポンダは、誘電体内に鋳
込まれた状態で示される。この場合、誘電体は、鎖線１
１で示されるように、２つの層で構成されても、そうで
なくても差し支えない。図４において、トランスポンダ
は、誘電体１０内の空洞の内側に取付けられる。この場
合の取付けは、たとえば接着剤、または基礎９上の粘着
性層、または他の何等か適当な方法にによって行われ
る。
【００２３】トランスポンダ全体を誘電体層で囲む理由
については、次に詳細に説明される。
【００２４】図５は、本発明によるトランスポンダ１に
関する電気等価図を示す。これは、受信アンテナ１３
と、受信アンテナとダイオード３の間に接続された第１
整合網１４と、ダイオード３と送信アンテナ１６の間に
接続された第２整合網１５とから成る。受信アンテナ
は、ベース周波ｆのＲＦパワーを受け取り、このパワー
は第１整合網１４を介してダイオード３に供給される。
ダイオードは、受信したＲＦパワーから多数のベース周
波数高調波を生成する非線形エレメントである。これら
の高調波の中の、ここで関心のある２倍ベース周波２ｆ
の高調波は、第２整合網を介してこの送信アンテナ１６
へ出力される。受信アンテナ１３によりベース周波数で
受信される出来る限り多量のＲＦパワーがダイオード３
に供給されなければならず、そのために、受信アンテナ
１３のインピーダンスとダイオードのインピーダンスを
整合させる第１整合網１４がある。
【００２５】本発明の技術的背景を説明するために、図
５は、トランスポンダ１が２つの個別アンテナ１３と１
６、および２つの個別整合網１４と１５を有することを
示す。実際には、これら２つのアンテナは１つの単一ア
ンテナを形成する。同様に、実際には、２つの整合網は
１つの単一整合網である。
【００２６】ダイオードによって２倍ベース周波数２ｆ
で生成される出来る限り多量のＲＦパワーが送信アンテ
ナ１６に供給され、かつこれによって送信されなければ
ならず、そのために、送信アンテナのインピーダンス
は、第２整合網１５の支援を得てダイオードのインピー
ダンスと整合される。これら２つのＲＦパワー部分、す
なわちｆで受信されるＲＦパワーの部分および２ｆで送
信される部分が、同時に、できる限り大きい場合に、当
該トランスポンダが最適化されていると称し、これこ
そ、本発明が達成しようと意図する事柄である。たとえ
ば、本発明による送信機が１０ｍＷ／ｍ2 でヒットされ
た場合には、受信アンテナ１３は、このパワーの部分、
たとえば０．０１ｍＷを吸収する。したがって、この
０．０１ｍＷが、損失を含む全ての高調波パワーの和を
形成する。これらの０．０１ｍＷのこの部分が、できる
限り大きくしようとする周波数２ｆの部分である。
【００２７】本発明の好ましい実施形態によれば、伝送
線がインピーダンス整合網として用いられる。伝送線を
用いることにより、トランスポンダの設計に幾つかの段
階の自由度が獲得され、もしそうでなければトランスポ
ンダの電気特性に否定的な影響を及ぼすはずの周囲状況
を建設的に使用できる。全体的に、伝送線の特性は、伝
送線の形、長さ、幅、厚さ、周囲の電気的パラメータの
ような伝送線のジオメトリによって決定される。単純な
周囲状況としての電気的パラメータは、伝送線／アンテ
ナの特性には否定的に影響する。
【００２８】本発明によれば、電場線を伝送線に集中す
る誘電体によって伝送線は囲まれる。ある領域内におい
て界線が相互に一層密接に所在すればするほど、一層多
量のＲＦエネルギーが当該領域内の伝送線によって移送
される。全てのＲＦエネルギーの移送は、本質的に、整
合網のこの種の設計における誘電体内で行われる。伝送
線が誘電体１０によって完全に囲まれている場合には、
当該誘電体の外側の周囲状況は、ＲＦエネルギー移送
に、ほとんど完全に影響しないか、または、ごくわずか
に影響するに過ぎない。
【００２９】当業者は、たとえば伝送線の導体間距離お
よび伝送線を囲む物質の誘電率のような周囲状況以外の
要因が伝送線のインピーダンスに影響するものと理解し
ている。同様に、誘電体と伝送線の間の距離は伝送線の
インピーダンスに影響する。誘電体１０の厚さ、幅、長
さ、誘電率を適切に選定し、誘電体１０を用いて伝送線
を囲むことにより、前記ＲＦパワー部分が最適化され、
伝送線のインピーダンスに対する周囲の影響力が低下す
る。ダイオードを変更する場合には、そのインピーダン
スがダイオードのインピーダンスおよびアンテナのイン
ピーダンスに対応するように伝送線の特性を変更しなけ
ればならない。
【００３０】図６は、本発明によるトランスポンダの好
ましい実施形態に関する等価電気接続図を示す。アンテ
ナ素子１、２を有するダイポールアンテナは、従来の方
法では２つの導体で形成されるものとして示される伝送
線８によって供給される。ダイオード３はアンテナ素子
を相互に接続する。短絡片１８は伝送線の導体を相互に
接続する。伝送線８の特性インピーダンスはＺｏであ
り、ダイオードのインピーダンスはＺＬである。この接
続図は、図１による実施形態に対応する。伝送線はガン
マ整合システムと対比できる。２つの導体に沿った短絡
片の位置を変えることによって、インピーダンス整合を
変更可能である。図６におけるアンテナ素子１、２の双
方向網掛け斜線で示される表面は、図１に双方向網掛け
斜線で示されるアンテナ素子に対応し、図６における伝
送線８は、図１において単方向網掛け斜線で示される箔
表面によって対応される。たとえば水平スロット５（図
１）の幅と長さを変え、伝送回を誘電体で囲むことによ
って、伝送線の電気的長さ、ひいてはダイオードアンテ
ナシステムのインピーダンス整合さえも影響される。
【００３１】図１および２において、スロット５はＴ形
であるものとして図示される。Ｔ形は製造技術の観点か
ら適切である。さらに、Ｔは対称的であり、Ｔ形アンテ
ナ上のＲＦエネルギー分布が対称的であることを意味す
る。スロットの形状は本発明にとって重要でない。トラ
ンスポンダの一代替実施形態において、スロットは、
Ｃ、Ｏ、Ｍ、Ｖ、Ｗ、Ｌ形、または他の何等かの形であ
る。当出願者は、スロットの長さがスロットの幅よりも
伝送線インピーダンスに一層大きく影響することを発見
した。図７はＭ形スロットを備えたトランスポンダを示
す。図６について考察することとする。直流に対して遮
断するように短絡片１８を変更した場合には、アンテナ
素子１および２は、直流に対しては遮断されるが信号に
対しては短絡される伝送線８によって供給されるはずで
ある。この種の実施形態は、その他の点では図１のトラ
ンスポンダと同じに動作する図２によるトランスポンダ
に対応する。図６におけるアンテナ素子１，２は、図２
において双方向綱掛け斜線で表される箔表面によって示
される。図２において単方向綱掛け斜線で表されるもう
一方の箔表面は遮断された伝送線に対応する。
【００３２】本発明は、整合ユニットとしてのトランス
ポンダの機能からトランスポンダの機能をアンテナとし
て分離することを可能にする。アンテナとしてのトラン
スポンダの機能および整合ユニットとしてのその機能
は、周囲状況により、異なる方法において、この仕方で
影響される。上述したように、誘電体で囲まれた伝送線
のインピーダンス整合機能は周囲条件によって影響され
ない。ただし、前記米国特許４，３３１，９５７におい
ては、アンテナのインピーダンスが周囲条件によって影
響される。トランスポンダがプラスチック製スキーブー
ツに取付けられている場合に発生する問題について前述
説明において言及した周波数変化はトランスポンダのイ
ンピーダンス特性に及ぼす周囲条件の影響のみに依存す
ることが当出願者によって発見されている。これは、当
出願者が最初に仮定した相互に同位相でないベース周波
数の２倍高調波の反射および直接ＲＦ波に依存しない。
当出願者は、無数の実験および異なる理論的モデルの設
計の後で、前記上述の周波数シフトの理由を説明する本
発明を開発した。
【００３３】図１および２による一実施形態において、
アンテナ素子および伝送線は、有利な方法であると同時
にアンテナおよび整合機能が分離した状態に保たれるよ
うに一緒に結合される。
【００３４】これは、たとえばベース周波数ｆに対する
波長の半分未満の大きさにアンテナを物理的に小さくす
ることを可能にし、ここにアンテナのインピーダンスの
実効部分が減少され、そのリアクタンス成分が増大され
る。
【００３５】伝送線をインピーダンス整合手段として配
列構成することにより、アンテナのインピーダンスはダ
イオードインピーダンスと整合可能であり、アンテナの
リアクタンス成分は除去可能である。
【００３６】本発明の場合には、異なる外部周囲条件お
よび異なる寸法に関して、トランスポンダに対する周囲
条件の影響を減少させると同時に、トランスポンダを次
元決定することが可能である。整合機能からアンテナ機
能の前記分離により、アンテナでなくて伝送線を調節す
ることにより前記ＲＦパワー最適化が達成できる。
【００３７】誘電体が伝送線の周りに配列構成されると
同時に、ＲＦパワー整合が影響される。トランスポンダ
が人体の近くに担持される状況においては、入来ＲＦパ
ワーに対して人体がトランスポンダを演じる。特に、ト
ランスポンダにより２倍高調波２ｆで生成および伝送さ
れたＲＦパワーは反射される。反射されたこの２倍高調
波のＲＦパワーは、適当な厚さの誘電体１０を選定する
ことにより、トランスポンダから２倍高調波２ｆで直接
放射されたＲＦパワーと実質的に同位相にされる。これ
は、トランスポンダの電界強度を増大させ、前記米国特
許４，３３１，９５７から知られている。この種の電界
強度が増加すると、本発明による方法と結合して、
（ｉ）伝送線とのパワー整合に影響すること、および
（ｉｉ）伝送線におけるエネルギー移送に周囲条件が及
ぼす影響を軽減することにより、トランスポンダに優れ
た電気特性を与える。
【００３８】伝送線８は、ダイオードによって整流され
たＲＦ電流のためのＤＣ復帰線として、必要ではない
が、作用させることができることに言及しておかねばな
らない。
【００３９】上記の実施形態において、ダイオードのイ
ンピーダンスをアンテナのインピーダンスに整合させる
整合網はアンテナと物理的に統合された伝送線である。
個別の伝送線、すなわちアンテナに統合されてはいない
がアンテナへ電気的に接続されていない伝送線を使用す
ることも本発明の範囲内にある。したがって、たとえば
アンテナ素子間で伸延する１つの同軸ケーブルを使うこ
とも可能である。同軸ケーブルの一方の端部において、
その内部導体はアンテナ素子の１つに接続され、その編
組はアンテナ素子のもう一方に接続され、同軸ケーブル
の反対端部において、内部導体および編組は適当な方法
で成端される。１つの同軸ケーブルの代りに、たとえば
離散型部品の組合わせのような整合網として、他の電気
的に等価な集中部品を使用することができる。
【００４０】前述の説明において、伝送線の周りの電界
について考察した。誘電体が伝送線だけを囲むがアンテ
ナは囲まない場合には、アンテナの近電界とアンテナの
周囲との間の結合が起きるはずである。したがって、一
般に、アンテナの場合には、アンテナの近電界は波長に
関係する。周波数９１７ＭＨｚおよび１８３４ＭＨｚの
場合には、近電界の寸法は約６乃至３ｃｍである。前記
結合は、アンテナのインピーダンスが変わるように作用
する。たとえば、アンテナが電導物体に近接している場
合には、電導物体までの距離に依存してインピーダンス
変化が起きると言うことができる。ダイオードおよび整
合網に対するアンテナの整合を妨げるので、この種のイ
ンピーダンス変化は望ましくない。アンテナインピーダ
ンスが変動すると、上述した場合と同様の問題を引き起
こすすなわち、トランスポンダによって再伝送された信
号を検出することを可能にするためには、探知装置は他
の周波数に同調されなければならない。既に指摘された
ように、この種の再同調を実施することは、実際には可
能ではない。
【００４１】本発明は周囲条件がアンテナの近電界に及
ぼす影響が軽減されるように設計された誘電体を用いて
アンテナを囲むことにより、この問題を克服する。それ
によって、アンテナの近電界におけるＲＦエネルギー損
失は低く保持され、アンテナの効率程度は良好である。
図８は、アンテナが誘電体で囲まれている場合には、界
線が誘電体内に集中することを示し、これは、蓄えられ
たＲＦエネルギーの大部分が誘電体内に存在することを
意味する。誘電体の外側では、界線は更に離れ、アンテ
ナの近電界内の電導物体の間のエネルギー交換が非常に
小さいことを意味する。したがって、周囲条件は、アン
テナの近電界に大きい影響は一切及ぼさない。アンテナ
の遠電界におけるエネルギ移送は誘電体によって影響さ
れない。界線は、図の最上面において描写されていない
にも拘わらず、図８における対称軸Ｂ−Ｂのまわりに対
称であることが指摘されるべきである。
【００４２】この誘電体が更に、アンテナのインピーダ
ンスのリアクタンス部分、およびダイオードと整合網の
インピーダンスのリアクタンス部分が相互に打ち消すよ
うに設計される場合には、２倍の送信機周波数２ｆで放
射されるエネルギーが最大であるはずである。従って、
トランスポンダは共振するはずである。周囲条件が近距
離場に及ぼす影響を減少させることにより、アンテナの
インピーダンスは実質的に一定であるはずである。従っ
て、トランスポンダの効率は良好であるはずである。ト
ランスポンダに関する共振周波数はダイオードにちょう
ど同調されるのでなく、ダイオードおよび誘電体に同調
される。アンテナの周りに誘電体が用いられると、トラ
ンスポンダの共振周波数は低下する。そうすると、既存
の探知装置は新規共振周波数に共振させねばならず、本
記述のはじめに述べた理由から、トランスポンダの共振
周波数低下は、この場合には望ましくない。従って、共
振周波数はダイオードおよび誘電体に同調される。この
場合には、トランスポンダにより２倍のベース周波数２
ｆで再伝送されるＲＦエネルギーが最大であるはずであ
る。
【００４３】ダイオードおよび整合網のインピーダンス
のリアクタンス部分のアンテナのリアクタンス部分への
整合は、アンテナの諸元を変更するか、または、誘電体
の厚さを変更するか、または、これらの作用の組合わせ
によって発生する。従って、誘電体の厚さが決定してい
る場合には、アンテナを変更しなければならない。逆
に、アンテナの次元が決定している場合には、誘電体の
厚さを変更しなければならない。誘電体の厚さが或る限
度を超過して増大した場合には、厚さを更に増加して
も、近距離場をアンテナの物理的周囲条件から一層独立
させることを意味しない。このセクションにおける整合
に関する記述は、固定した誘電率を持つ誘電体に関して
は真である。同様に、他の誘電率をもつ誘電体物質の選
択によって、整合を実施することもできる。
【００４４】ダイオードおよび整合網のインピーダンス
へのアンテナ共振周波数の整合は、アンテナに関する諸
元を変えること、または、整合網のインピーダンスを変
えること、または、これらの作用を組み合わせることに
よって実施される。アンテナ寸法が決定している場合に
は、整合網のインピーダンスが変更される。整合網が決
定している場合には、アンテナの次元が変更される。ダ
イオードを別の電気特性を持つ新規ダイオードと交換す
ることにより、アンテナのインピーダンスのリアクタン
ス部分をダイオードおよび整合網のインピーダンスのリ
アクタンス部分に適応させることも可能である。
【００４５】アンテナを囲む誘電体を有するアンテナ
を、図１および２に示す方法で整形した誘電体で囲むこ
とも可能である。この種のアンテナは、図４に示す方法
によって誘電物質製ケーシング内に取付けることもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるトランスポンダの
平面図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるトランスポンダの
平面図である。
【図３】図１および２によるトランスポンダ取付け第１
方法の側面図である。
【図４】図１および２によるトランスポンダ取付け第２
方法の側面図である。
【図５】本発明によるトランスポンダの電気等価図であ
る。
【図６】図１によるトランスポンダに関する簡素化接続
図である。
【図７】Ｍ形スロットを有するトランスポンダを示す図
である。
【図８】対称線Ａ−ＡおよびＢ−Ｂを有する部分側面図
であり、側面図はアンテナの周りのＲＦエネルギー場の
近距離場を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１，２ アンテナ素子 ３ ダイオード ４ 金属箔 ５ 水平区分、 ６ 垂直区分 ７ 補足表面 ８ 伝送線 ９ 基礎 １０ 誘電体 １３ 受信アンテナ １４ 第１整合網 １５ 第２整合網 １６ 送信アンテナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｑ 1/40 Ｇ０１Ｓ 13/80 9/16 Ｈ０４Ｂ 5/02 (72)発明者 グナール ラルソン スウェーデン、エス−18351 タバイ、オ ルバゲン 23 (72)発明者 アンダース レーン スウェーデン、エス−11124 ストックホ ルム、ヴァストマナガタン 11

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受動トランスポンダであって、主表面お
    よび前記主表面間に接続されたダイオード（３）を備え
    た金属製本体とアンテナを囲む誘電体との形におけるア
    ンテナ（１，２）を有し、前記トランスポンダが、第１
    周波数ｆのＲＦパワーによってヒットされると、２倍の
    周波数２ｆでＲＦパワーを再伝送し、ダイオードのイン
    ピーダンスをアンテナのインピーダンスに整合させるた
    めの整合ユニット（８；１４，１５）によって特徴付け
    られる受動トランスポンダ。
  2. 【請求項２】 前記整合ユニットが、前記アンテナおよ
    び前記ダイオードへ接続された伝送線（８）であること
    を特徴とする請求項１に記載の受動トランスポンダ。
  3. 【請求項３】 前記伝送線を前記トランスポンダの周囲
    条件から実質的に独立させるために前記伝送線を囲む第
    １の誘電体（１０）によって特徴付けられる請求項２に
    記載の受動トランスポンダ。
  4. 【請求項４】 厚さ、長さ、幅のような金属製本体のジ
    オメトリの選定、誘電率および誘電体の厚さの選定、ま
    たは、これらの行為の組合わせによって整合が実施され
    ることによって特徴付けられる請求項１に記載の受動ト
    ランスポンダ。
  5. 【請求項５】 前記アンテナの近距離場に及ぼす周囲条
    件の影響を減少させるような特性および諸元を有し、前
    記アンテナを囲む第２誘電体によって特徴付けられる請
    求項３に記載の受動トランスポンダ。
  6. 【請求項６】 第１と第２誘電体が集積されていること
    を特徴とする請求項５に記載の受動トランスポンダ。
  7. 【請求項７】 前記トランスポンダの電気特性を最適化
    するために、前記アンテナのインピーダンスのリアクタ
    ンス部分が前記ダイオードのインピーダンスおよび前記
    整合ユニットのインピーダンスに実質的に整合されるこ
    とを特徴とする請求項６に記載の受動トランスポンダ。
  8. 【請求項８】 前記整合が、前記アンテナの諸元の選
    定、第１および第２誘電体の誘電率および厚さの選定、
    インピーダンスおよび損失のような前記ダイオードの電
    気特性の選定、または、これらの行為の組合わせによっ
    て実施されることを特徴とする請求項７に記載の受動ト
    ランスポンダ。
  9. 【請求項９】 機能に影響を及ぼすインピーダンスを有
    し、主表面内に配列構成された所定の長さ（５）と幅
    （６）のスロットによって特徴付けられ、前記金属製本
    体が一緒に矩形を形成する２つの金属箔製主表面を有す
    る請求項６に記載の受動トランスポンダ。
  10. 【請求項１０】 整合ユニットを用いたダイオードイン
    ピーダンスのアンテナインピーダンスへの整合が、前記
    スロットの長さおよび幅の選定、前記スロットに対する
    ダイオード（３）配置の選定、誘電体（１０）の誘電率
    および厚さの選定、箔層（４）の厚さの選定、または、
    前記行為の組合わせによって実施されることを特徴とす
    る請求項９に記載の受動トランスポンダ。
  11. 【請求項１１】 前記アンテナおよび前記ダイオードが
    裏当て基材（９）上に配置され、前記アンテナ、ダイオ
    ード、及び、裏当て基材が前記集積誘電体（１０）で囲
    まれることを特徴とする請求項６に記載の受動トランス
    ポンダ。
  12. 【請求項１２】 集積体（１０）が前記金属箔の一面上
    に配列されたプラスチック製第１層と前記金属箔のもう
    一方の面上に配列されたプラスチック製第２層を有する
    ことを特徴とする請求項６記載の受動トランスポンダ。
  13. 【請求項１３】 前記トランスポンダが集積誘電体にお
    ける空洞内に取付けられることを特徴とする請求項６に
    記載の受動トランスポンダ。
  14. 【請求項１４】 集積誘電性（１０）がプラスチック製
    スキーブーツの一部であることを特徴とする請求項６に
    記載の受動トランスポンダ。
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