JP2002033615A - 移動体識別装置用質問機アンテナ - Google Patents
移動体識別装置用質問機アンテナInfo
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Abstract
Cタグとの通信を確実に行なうことができる移動体識別
装置用質問機アンテナを提供する。 【解決手段】誘電体11の両面にほぼ1/4波長の先端
開放線路からなる第1及び第2のアンテナ素子16a、
16bを形成する。この場合、上記第1及び第2のアン
テナ素子16a、16bは、先端部分を相互に交差させ
て先端開放交差部18を形成し、この先端開放交差部1
8に電磁波の放射を集中させる。上記第1及び第2のア
ンテナ素子16a、16bには、同軸コネクタ12より
マイクロストリップ線路14を介して給電する。また、
誘電体11の両面には、上記第1及び第2のアンテナ素
子16a、16bからほぼ1/4波長の間隔を保って反
射器17a、17b、22を設ける。
Description
品に付けられたICタグの記憶情報を読み取る移動体識
別装置用質問機アンテナに関する。
装置の概略構成を示すブロック図である。同図におい
て、1は例えば商品等の物品に付けられるICタグで、
このICタグ1には物品の内容を示す情報が予め書込ま
れている。また、2はICタグを識別するための質問機
で、この質問機2には結合線路3を介して質問機アンテ
ナ4が接続されている。上記質問機2は、例えば準マイ
クロ波あるいはマイクロ波帯の電波による送受信機能及
び情報処理機能を備え、上記質問機アンテナ4を介して
ICタグ1と通信し、ICタグ1に書込まれている情報
を読み取り、ICタグ1が取り付けられている物品を識
別する。この場合、ICタグ1は電池を内蔵していない
ので、質問機2から質問機アンテナ4を介して送られて
くるマイクロ波によって通信のためのエネルギーを生成
している。
ンテナ4からICタグ1に出力したマイクロ波によって
ICタグ1の通信用エネルギーを生成するようにした場
合、質問機アンテナ4から十分な強度を持つ電磁波をI
Cタグ1に供給する必要がある。このため質問機アンテ
ナ4として従来から一般に知られているアンテナを使用
した場合、余り高い電磁波を放射することができず、質
問機アンテナ4とICタグ1との間を数mm以内に接近
させなければならないという問題があった。このため準
マイクロ波あるいはマイクロ波帯の電波を使用した移動
体識別装置は、その実用化が困難であった。
れたもので、十分な強度の電磁波を放射することがで
き、ICタグとの通信を確実に行なうことができる移動
体識別装置用質問機アンテナを提供することを目的とす
る。
識別装置用質問機アンテナは、ほぼ1/4波長の先端開
放線路からなる第1及び第2のアンテナ素子を隣接配置
し、上記各アンテナ素子の先端部分を所定間隔を保って
交差させたことを特徴とする。
アンテナは、板状誘電体の両面にほぼ1/4波長の先端
開放線路からなるアンテナ素子を配置し、上記両アンテ
ナ素子の先端部分を交差させたことを特徴とする。
アンテナは、ほぼ1/4波長の先端開放線路からなる第
1及び第2のアンテナ素子を先端が所定の間隔を保って
対向するように配置したことを特徴とする。
アンテナは、板状誘電体と、この板状誘電体の両面に設
けられ、ほぼ1/4波長の先端開放線路からなる第1及
び第2のアンテナ素子と、上記板状誘電体の両面に設け
られる上記第1及び第2のアンテナ素子の給電用線路
と、上記第1及び第2のアンテナ素子からほぼ1/4波
長の間隔を保って上記板状誘電体の両面に設けられる反
射器と、上記板状誘電体に装着され、上記給電用線路を
外部に接続する同軸コネクタとを具備し、上記第1及び
第2のアンテナ素子は、先端部分を相互に交差させたこ
とを特徴とする。
実施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に係る
移動体識別装置用質問機アンテナの構成図、図2(a)
は質問機アンテナの正面図、同図(b)は質問機アンテ
ナの裏面図である。図1及び図2において、11は例え
ば矩形板状に形成した誘電体で、その下端部に同軸コネ
クタ12が装着される。また、誘電体11の前面には、
図1及び図2(a)に示すように中央上下方向に給電用
のマイクロストリップ線路14が形成され、その下端部
が上記同軸コネクタ12の中心導体13に電気的に接続
される。上記マイクロストリップ線路14は、誘電体1
1の裏面側に形成される接地パターン21とによって平
行2線路15を形成する。
イクロストリップ線路14を例えばコ字形に折り曲げて
先端開放の半波長ダイポールアンテナとなるように形成
した第1アンテナ素子16aが設けられる。更に、上記
誘電体11の前面側の下方には、マイクロストリップ線
路14の両側に所定の間隔を保って位置するように金属
箔により反射器17a、17bが形成される。上記平行
2線路15及び第1アンテナ素子16aは、ほぼλg
(波長)/4の長さに設定される。上記平行2線路15
は、反射器17a、17bの上端から第1アンテナ素子
16aまでの長さであり、第1アンテナ素子16aの長
さは例えばコ字形に形成された先端開放線路の合計線路
長である。
(b)に示すように金属箔により接地パターン21が形
成される。この接地パターン21は、上記反射器17
a、17bに対応して設けられる反射器22、上記平行
2線路15に対応する平行2線路23、上記アンテナ素
子16に対応する第2アンテナ素子16bからなってい
る。上記誘電体11の前面側に設けられる反射器17
a、17bと誘電体11の裏面側に設けられる反射器2
2は、スルーホール24によって電気的に接続される。
1に破線で示すように第1アンテナ素子16aとは反対
の方向に位置するように形成され、かつ、その先端が第
1アンテナ素子16aの先端と交差するように設けられ
る。これによりアンテナの先端開放交差部18を形成し
ている。
16a、第2アンテナ素子16bの先端を交差させ、先
端開放交差部18を構成することにより、図3に示す半
波長ダイポールアンテナ31の両端の電圧最大点が交差
する構造としている。図3は、半波長ダイポールアンテ
ナ31に給電部32から給電した場合の電圧分布A及び
電流分布Bを示したものである。電圧分布Aは、半波長
ダイポールアンテナ31の中央で電圧零、両端の開放先
端部で電圧最大となっている。また、電流分布Bは、半
波長ダイポールアンテナ31の中央で電流最大、両端の
開放先端部で電流零となっている。
クタ12を介して印加されたマイクロ波信号は、マイク
ロストリップ線路14により反射器17a、17b、2
2の部分を通り、更に平行2線路15、23を介してア
ンテナ素子16a、16bに伝達され、このアンテナ素
子16a、16bから電磁波が放射される。この場合、
アンテナ素子16a、16bは、その先端を交差させた
先端開放交差部18を形成しているので、この先端開放
交差部18及びその近傍に遠方電磁界とは異なる強い電
磁波が発生する。上記先端開放交差部18は、第1アン
テナ素子16a側あるいは第2アンテナ素子16b側の
何れであっても、同程度の強さを持つ電磁波が発生す
る。
の先端を交差させた先端開放交差部18を形成すること
により、この先端開放交差部18のない一般的にアンテ
ナに比較して数倍強い電磁波を発生することができる。
この結果、質問機アンテナとICタグとの通信可能な距
離が従来より長くなり、質問機アンテナの近傍を通過す
るICタグの記憶情報を確実に読み取ることができる。
テナ近傍のシミュレーション結果を示したものである。
シミュレーション条件は、周波数2.45GHz、誘電
体11の誘電率εr=2.55、誘電体11の厚さh=
0.8mmである。上記シミュレーションの結果、アン
テナ先端開放交差部18の近傍から非常に強い電磁界が
計測された。なお、図4はディスプレー上に表示した中
間調画像で、計測した電界強度を色分けして示したもの
である。また、図中に示す数値は、各表示色に対応した
電界強度の値である。上記図4に示したシミュレーショ
ン結果では、アンテナ先端開放交差部18の近傍で
「1.0330×106 」の電界が計測された。その他
の電界の低い所の計測値は、「1.6087×103 」
であった。
子16aと第2アンテナ素子16bとの間に誘電体を介
在した場合に付いて示したが、特に誘電体を介在しなく
ても、つまり、空気でも良い。また、アンテナ素子16
a、16bの電磁波放射部分の形状は、角柱、あるいは
円柱であっても良い。
a、16bの他の構成例に付いて示したものである。図
5(a)は、第1アンテナ素子16aの先端を矩形状に
形成すると共に、第2アンテナ素子16bの先端部を上
記第1アンテナ素子16aの先端部より小さい矩形状に
形成し、上記誘電体11の両側に対向するように設けた
ものである。すなわち、第1アンテナ素子16aと第2
アンテナ素子16bの先端交差部分において、第1アン
テナ素子16aの先端部の面積より第2アンテナ素子1
6bの面積を小さく形成したものである。なお、図5
(a)では、誘電体11を省略している。上記のアンテ
ナ構造とした場合、第2アンテナ素子16bの先端部分
にに強い電磁波が発生する。
び第2アンテナ素子16bを円柱形状とし、両者を所定
の間隔例えば数mmの間隔を保って配置したものであ
る。この場合、第1アンテナ素子16aと第2アンテナ
素子16bとの間には、誘電体は介在していない。上記
のアンテナ構造とした場合、第1アンテナ素子16aと
第2アンテナ素子16bとの先端対向部分に強い電磁波
が発生する。従って、この場合には、第1アンテナ素子
16aと第2アンテナ素子16bとの間隙部分にICタ
グを通過させることによって、ICタグとの通信を確実
に行なうことができる。
び第2アンテナ素子16bを板状に形成すると共に、先
端を折り曲げ、その先端折曲げ部41a、41bを所定
の間隔(数mm)を保って配置したものである。上記の
アンテナ構造とした場合、アンテナ先端の折曲げ部41
a、41b間に強い電磁波が発生する。従って、この場
合には、アンテナ先端の折曲げ部41a、41b間にI
Cタグを通過させることによって、ICタグとの通信を
確実に行なうことができる。
状誘電体の両面にほぼ1/4波長の先端開放線路からな
るアンテナ素子を配置し、上記先端開放線路の先端部
分、すなわち電圧分布の電圧最大点を交差させるように
したので、上記交差部分に電磁波の放射を集中させるこ
とができ、先端交差部分から強い電磁波を放射させるこ
とができる。従って、アンテナ先端交差部分の近傍をI
Cタグを通過させることによってICタグとの通信を確
実に行なうことができる。
ンテナ素子を先端が所定の間隔を保って対向するように
配置し、上記先端対向部分に電磁波の放射を集中させる
ようにしたので、先端対向部分から強い電磁波を放射さ
せることができる。
問機アンテナの構成図。
質問機アンテナの前面図、(b)は同裏面図。
の電流電圧分布を示す図。
に関するシミュレーション結果を示すディスプレー上に
表示した中間調画像。
例を示す図。
を示すブロック図。
Claims (4)
- 【請求項1】 ほぼ1/4波長の先端開放線路からなる
第1及び第2のアンテナ素子を隣接配置し、上記各アン
テナ素子の先端部分を所定間隔を保って交差させたこと
を特徴とする移動体識別装置用質問機アンテナ。 - 【請求項2】 板状誘電体の両面にほぼ1/4波長の先
端開放線路からなるアンテナ素子を配置し、上記両アン
テナ素子の先端部分を交差させたことを特徴とする移動
体識別装置用質問機アンテナ。 - 【請求項3】 ほぼ1/4波長の先端開放線路からなる
第1及び第2のアンテナ素子を先端が所定の間隔を保っ
て対向するように配置したことを特徴とする移動体識別
装置用質問機アンテナ。 - 【請求項4】 板状誘電体と、この板状誘電体の両面に
設けられ、ほぼ1/4波長の先端開放線路からなる第1
及び第2のアンテナ素子と、上記板状誘電体の両面に設
けられる上記第1及び第2のアンテナ素子の給電用線路
と、上記第1及び第2のアンテナ素子からほぼ1/4波
長の間隔を保って上記板状誘電体の両面に設けられる反
射器と、上記板状誘電体に装着され、上記給電用線路を
外部に接続する同軸コネクタとを具備し、上記第1及び
第2のアンテナ素子は、先端部分を相互に交差させたこ
とを特徴とする移動体識別装置用質問機アンテナ。
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