JP2002530910A - 多重ループ・アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 送信回路か、受信回路か、送受信回路（８０）かに接続される多重ループ・アンテナ（７０）が提供される。送信回路（６０）によって電力が供給されるときそのアンテナ（７０）は、そのアンテナに近接するエリアまたはゾーンに無線周波数磁場を生成するが、それはそのアンテナ（７０）から約１波長以上の距離で実質的に打ち消し合っており、それによってそのアンテナ（７０）に近接する監視ゾーンを定義する。そのループ・アンテナ（７０）には、第１の、上方のループ（３６）と第２の、下方のループ（３８）が含まれる。その上方（３６）および下方（３８）のループは別々の、間隔を置かれた平行な平面上にあり、好ましくはその監視ゾーンに関して固定された角度で配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、無線周波数アンテナに関し、より詳しくは、アンテナから１波長以
上の距離で略打ち消し合っているフィールドを生成するループ・アンテナに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】

電子システムのある周知のタイプにおいては、アンテナとその近隣の環境との
結合が高いけれども、アンテナのデザインによって、アンテナとその離れた環境
（すなわち、アンテナからおよそ１波長以上離れた）との間の結合が最小限にさ
れるような、１つ以上のループ・アンテナを備えることが周知である。そのよう
なアンテナは、一般に、近いフィールドの通信または検知アプリケーションに用
いられており、ただし「近いフィールド」という語は、アンテナから半波長以内
を意味する。

【０００３】 そのようなアプリケーションの例には、体内埋込された医療装置との通信、コ
ンピュータ用の短距離無線ローカル・エリア通信ネットワークおよび電子物品監
視（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ）（Ｅ
ＡＳ）システムを含む無線周波数認識システムが含まれる。一般に、これらのル
ープ・アンテナへの結合は、主には磁気誘導を介する。

【０００４】 例えば、無線周波数ＥＡＳシステムには、通常、全体として監視ゾーンを確立
する送信アンテナおよび受信アンテナの双方および保護される物品に取り付けら
れるタグが含まれる。送信アンテナは、第１の所定周波数の範囲内で可変の周波
数電磁場を生成する。各タグには、その第１の周波数に略等しい所定共振周波数
を有する共振回路が含まれる。

【０００５】 タグの１つが監視ゾーンに存在するとき、送信アンテナによって生成されるフ
ィールドは、タグにおける共振回路で電圧を誘導し、それは共振回路に電磁場を
生成させて監視ゾーン内のフィールドに妨害を生じさせる。受信アンテナは、電
磁場妨害を検出し、監視ゾーンにおいてタグ（そしてそれゆえにタグに取り付け
られ保護される物品）の存在を示す信号を生成する。

【０００６】 これらのアンテナの設計は、次の２つの目的を満たさなければならない：（１
）送信および受信アンテナの間のできる限り広い距離にわたってタグへの結合を
最大化すること、及び（２）遠いフィールドへの結合を最小化すること。これら
はぶつかり合う二つの目的である。米国特許第４，２４３，９８０号、第４，２
６０，９９０号および第４，８６６，４５５号にリヒトブラウ（Ｌｉｃｈｔｂｌ
ａｕ）によって記述されているような、またここに言及することによって本件中
に組み入れた先行技術のアンテナは、同一平面上にある２つ以上のループを略組
み込み、その場合組み合わせにおいて、各ループのサイズ、ループ内の電流の大
きさおよび電流の方向によって、アンテナから離れた点で測定されるとき、略打
ち消し合ったフィールドが生成される。

【０００７】 換言すれば、ループの各々から作り出されるフィールドは、足し合わされると
ゼロに近づくフィールドを作る。そのような、遠いフィールドの打ち消し合いは
、１つのループのみが用いられているときには可能でない。「８の字」ループ・
アンテナにおいては、それらループは略方形であり、同一平面上にある構成に配
置され、かつ各ループの少なくとも一辺が別のループの一辺に近接するような位
置にずらして置かれている。換言すれば、共有される辺はお互いに密に隣接する
。

【０００８】 本発明は、大きく低減された遠いフィールドの結合特性および送信アンテナと
受信アンテナの間の広いエリアにおける大きな結合の双方を有するアンテナを提
供する。一般に、（送信または受信）アンテナは、大きさと形が略等しい第１お
よび第２のループを具備し、ここでそれらのループは、それらループの間に延び
る中央の軸の対向する辺上の固定された位置に配置される。

【０００９】 さらに、それらループは離された別々の平行な平面上に置かれている。それら
ループは、相互に接続され、かつ交差（クロスオーバ）導体によって送信回路か
受信回路かのいずれかに接続される。好ましくは、第１のループから（送信また
は受信）回路へのクロスオーバ導体の長さは、第２のループからその回路へのク
ロスオーバ導体の長さに等しい。

【００１０】 それらループにおける電流は反対方向に流れ、それによって実質的に打ち消し
合うフィールドを生成する。本発明は、アンテナに近接するゾーン内で外方へ発
信された信号に対しては感度が高く、遠くから発信された信号に対して高度に無
感応なアンテナを提供する。

【００１１】

【発明の概要、解決したい課題、課題解決手段、発明の効果】

概説すると、本発明は、 第１のループエレメンツと、 第２のループエレメンツであって、前記第１および第２のループエレメンツが
、略大きさが等しく、かつ別々な間隔を置いて略平行な平面上にある第２のルー
プエレメンツと、 前記第１および第２のループエレメンツを電気的に接続する導電体を具備する
クロスオーバエレメンツと、 を具備する多重ループ・アンテナを具備する。

【００１２】 本発明はまた、 送信回路エレメンツと、 その送信回路エレメンツに電気的に結合される、電磁場を生成するための送信
アンテナであって、略大きさの等しい第１および第２のループエレメンツであっ
て、略別々の、間隔を置いて、平行な平面上にあるそれらループエレメンツと、
それら第１および第２のループエレメンツを一緒に電気的に結合するクロスオー
バ導体とを具備する送信アンテナと、 その送信アンテナから間隔を置かれた受信アンテナであって、略大きさの等し
い第１および第２のループエレメンツであって、略別々の、間隔を置かれた、平
行な平面上にあるそれらループエレメンツと、それら第１および第２のループエ
レメンツを一緒に電気的に結合するクロスオーバ導体とを具備する受信アンテナ
であって、ただしその受信アンテナが、前記送信アンテナと実質的に同じ大きさ
であり、かつその送信アンテナとその受信アンテナとの間に監視ゾーンが定義さ
れる受信アンテナと、 その受信アンテナに電気的に結合される受信回路エレメンツであって、所定周
波数で前記監視ゾーンにおいて共振タグの共振を検出し、その監視ゾーンにおい
て保護される物品の存在を指示するアラーム信号をそこから生成するための受信
回路エレメンツと、 を具備する電子物品監視システムにも向けられている。

【００１３】 好ましい実施例において、本発明は、 送信回路エレメンツと、 その送信回路エレメンツに電気的に結合された電磁場を生成するための送信アン
テナであって、略大きさの等しい第１および第２のループエレメンツであって、
略別々の間隔を置かれた、平行な平面上にあるそれらループエレメンツと、それ
ら第１および第２のループエレメンツを一緒に電気的に結合するクロスオーバ導
体とを具備する送信アンテナと、 その送信アンテナから間隔を置かれた受信アンテナであって、略大きさの等し
い第１および第２のループエレメンツで、略別々の、間隔を置いた、平行な平面
上にあるそれらループエレメンツと、それら第１および第２のループエレメンツ
を一緒に電気的に結合するクロスオーバ導体とを具備する受信アンテナであって
、ただしその受信アンテナは、その送信アンテナと実質的に同じ大きさであり、
その送信アンテナの略幾何学的中心を通って延びる水平軸が、その送信アンテナ
とその受信アンテナの各々の前記第１および第２ループエレメンツを分離し、そ
れぞれのアンテナの前記第１および第２ループエレメンツがその水平軸の対向す
る辺上に位置し、かつその送信アンテナと受信アンテナとの間に監視ゾーンが定
義され、その監視ゾーンは、その送信アンテナと受信アンテナとの間に延びる通
路を具備しており、ただしその送信アンテナと受信アンテナの前記ループエレメ
ンツの各々は、その通路に関して所定の角度で固定されている受信アンテナと、 その受信アンテナに電気的に結合される受信回路エレメンツであって、所定周
波数で前記監視ゾーンにおいて共振タグの共振を検出し、かつその監視ゾーンに
おいて保護される物品の存在を指示するアラーム信号をそこから生成する受信回
路エレメンツと、 を具備する電子物品監視システムである。

【００１４】 前記概要、ならびに本発明の好ましい実施例についての以下の詳細な記述は、
添付した図面と関連して読むとよりよく理解されるだろう。本発明を例示する目
的で、ここに好ましい実施例が図面において示される。しかしながら、本発明は
、図示される特定の装置および手段に限定されるものではないということが理解
されるべきである。

【００１５】

【好ましい実施例の詳細な説明】

以下の記述においては、便宜のためのみに、ある専門用語が用いられるが制限
的なものではない。「上」、「下」、「下方」および「上方」という語は、参照
される図面における方向を指定する。専門用語には、前述のはっきりした限定語
、そこからの派生語および同様の趣旨の語が含まれる。

【００１６】 本発明は、主に磁気誘導を介して電磁エネルギーを送信および受信できるアン
テナに向けられており、そのアンテナのサイズは、送信または受信される電磁エ
ネルギーの波長よりも実質的に小さい。本発明のアンテナは、そのアンテナから
のまたはそのアンテナへのエネルギーの結合が、主にそのアンテナの近隣で（す
なわち、半波長未満以内で）起こるシステムにおいて用いるのによく適する。そ
のようなシステムの例は、監視ゾーンを確立するのにアンテナが用いられるＥＡ
Ｓシステムである。もちろんそのようなアンテナには、当業者には明らかであろ
うような他の多くの用い方があり、ＥＡＳシステムはそのアンテナのひとつの用
い方を説明する例にすぎない。

【００１７】 ＥＡＳシステムにおいて、セキュリティ（保安）タグにおける共振回路を活性
化してそのようなタグを検出するのにアンテナが用いられる。本発明で用いられ
るセキュリティタグ（図示されない）は、一般に、ＥＡＳシステムの技術におい
て周知のタイプである。そのタグは、セキュリティまたは監視が求められるよう
な物品または品目もしくはそのような物品のパッケージに固定され、またはそう
でなければ一緒に運ばれるように適合される。そのタグは、小売業または他のそ
のような施設で物品またはそのパッケージに固定されるか、もしくはその物品の
製造業者または卸売業者によってその物品またはそのパッケージに固定されるか
一体化されてよい。

【００１８】 そのセキュリティタグには、所定の検出共振周波数のまたはその近くの電磁エ
ネルギーにさらされるとき共振する共振回路を確立する構成要素が含まれる。Ｅ
ＡＳシステム、とりわけ無線周波数またはＲＦタイプのＥＡＳシステムと連携し
て使用されるそのようなタグは周知技術によるもので、したがってそのようなタ
グの構造および動作を完全に説明することは本発明を理解する上で必要なもので
はない。そのようなタグは、監視されるエリアまたはゾーン内、一般に、小売店
のような施設の入り口または出口の近隣に位置するとき共振または応答すると言
えば十分である。そしてその共振するタグは、セキュリティシステムによって検
出され、アラームを活性化してそのタグが監視されるゾーン内にあるということ
を職員に知らせる。

【００１９】 ここで詳細には図面を参照するが、全体を通して同様の数字は同様のエレメン
ツを指示しており、図１においては、電磁場を生成および／または電磁場に結合
するＥＡＳシステムの、従来技術による遠いフィールドを打ち消し合うアンテナ
１０の概略図を示しており、それはニュージャージー州ソロフェア（Ｔｈｏｒｏ
ｆａｒｅ）の株式会社チェックポイント・システムズ（Ｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔ
Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｉｎｃ．）に譲渡された米国特許第４，２４３，９８０号に
詳細に開示されていて、その開示はそれに言及することによって本件に一体化さ
れる。一般に、アンテナ１０は、第１の、上方のループ１２および第２の、下方
のループ１４を具備し、それら上方および下方のループ１２，１４は同一平面上
にある。上方および下方のループ１２，１４は略等しい大きさでまた形が略平行
四辺形であり、上方および下方のループ１２，１４が組み合わさった全体の形は
略長方形である。

【００２０】 アンテナ１０には、上方および下方のループ１２，１４が電磁場を放射するよ
うに、電流を上方および下方のループ１２，１４に供給する送信機１６が含まれ
る。上方のループ１２に第１の方向、すなわち矢印１８で示されるような反時計
回りに電流が流れ、かつ下方のループ１４に第２の方向、すなわち矢印２０で示
されるような時計回りであって上方のループ１２における電流の流れの方向と反
対に電流が流れるように、送信機１６が、上方および下方のループ１２，１４に
接続される。その電流の流れの方向は、時間における一瞬においてのものが表さ
れているということが当業者には理解される。すなわち、次の半分のサイクルの
間、電流は反対の方向に流れる。しかしながら、上方および下方のループ１２，
１４の間で互いに関しての電流の相互的な方向は維持される。

【００２１】 当業者には周知でもあり先にも述べられているように、対向する電流は、略等
しい大きさで方向が反対の磁場を生成し、その磁場が遠いフィールドにおいて実
質的に打ち消し合うものとなっている（すなわち、アンテナから離れたエリア多
重波長）。８．２ＭＨＺで動作するアンテナについて、連邦通信委員会（Ｆｅｄ
ｅｒａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）（ＦＣＣ）
は、遠いフィールドをアンテナから３０メートルまたは１波長よりもわずかに短
いエリアとして定義している。送信機１６は通常のもので、当業者には周知であ
る。

【００２２】 ＥＡＳシステムにおいては、送信アンテナ１０と略等しい大きさおよび構成の
受信アンテナ（図示されていない）が、アンテナ１０の近隣に配置されて、それ
らの間に監視ゾーンを作り出している。本発明によると、送信および受信アンテ
ナは各々、略等しい大きさおよび形の第１および第２のループエレメンツを具備
する。第１および第２のループエレメンツは、クロスオーバ導体で相互に接続さ
れ、別々の、間隔を置かれた、平行な平面上に位置付けられる。送信機に接続さ
れたとき、アンテナは、遠い場（ファーフィールド）での大きく減らされた結合
特性および送信アンテナと受信アンテナとの間の広いエリアにおける大きい結合
の双方を有する。このように、本発明のアンテナは、ＥＡＳへのアプリケーショ
ンによく適している。

【００２３】 ここで、図２を参照すると、本発明によって改良されたループ・アンテナ３０
の模式的ブロック図が示されている。図２には、水平軸３２および垂直軸３４が
含まれており、各々は、アンテナ３０の形および大きさをより明瞭に記述して表
現するために、アンテナ３０の略幾何学的中心を通って延びる。アンテナ３０は
、基本的には、主に水平軸３２の上に位置する第１のまたは上方のループエレメ
ンツ３６および主に水平軸３２の下に位置する第２のまたは下方のループエレメ
ンツ３８を具備する。図２に示されるように、好ましくは、上方および下方のル
ープエレメンツ３６，３８は、大きさと形が略等しくて、別々の、間隔を隔てた
、略平行な平面上にある。

【００２４】 現在のところ好ましい実施例において、第１および第２のループエレメンツは
、およそ１８ないし２２インチお互いから間隔を置かれている。もちろん、上方
および下方のループエレメンツ３６，３８間の距離は、１８ないし２２インチよ
りも大きいかまたは小さいものが、本発明で用いられても良いということが、当
業者には理解される。

【００２５】 上方のループエレメンツ３６および下方のループエレメンツ３８は、好ましく
は、各々、異なるゲージ・サイズの導体のような適当なタイプの一巻き以上の導
体またはワイヤーを有するが、その導体は当業者には周知のものである。好まし
くは、上方および下方のループエレメンツ３６，３８は、単一のワイヤーから構
成され、または形成される。しかし評価されるなら、例えば、多重導体ワイヤー
のようなその他の導電エレメンツを使っても本発明の範囲から逸脱することはな
いことが理解されよう。例えば、第１および第２のループエレメンツ３６，３８
を構成するのに、機械的に機能的な構造エレメンツを用いることが望ましい。代
わりに、導電体の装飾エレメンツ（図示されていない）を用いても良い。

【００２６】 ループエレメンツ３６，３８は、それぞれ「上方の」および「下方の」ループ
エレメンツとして示したが、説明的な用語「上方の」および「下方の」は、相対
的なものであり、ループエレメンツ３６，３８は、お互いに関してその他の配置
に方向付けすることもできるということが、当業者には明らかである。 上方のループエレメンツ３６は、略長方形の形をしていて、垂直な軸３４に略
平行である第一の辺４０、水平な軸３２に略平行である第２の辺４２、第１の辺
４０に平行で第２の辺４２から延びる第３の辺４４、および２つの別々の部分４
６ａ，４６ｂを具備する第４の辺４６を有する。

【００２７】 同様に、下方のループエレメンツ３８もまた、略長方形の形をしていて、垂直
な軸３４に略平行な第１の辺５２、水平な軸３２に略平行な第２の辺５４、第１
の辺５２に略平行であり第２の辺５４から延びる第３の辺５６、および２つの別
々の部分５８ａ，５８ｂをもつ第４の辺５８を有する。

【００２８】 一組の導体４８，５０をもつクロスオーバエレメンツは、上方のループエレメ
ンツ３６の第４の辺４６の各々の部分４６ａ，４６ｂから延び、下方のループエ
レメンツ３８の第４の辺５８の部分５８ａ，５８ｂでそれぞれ上方のループエレ
メンツ３６に電気的に接続する。クロスオーバエレメンツ導体４８，５０は、好
ましくは、ねじられた一組のワイヤーまたはシールドされた平行ケーブルのよう
な、一組の近接して間隔を置かれたワイヤーまたは導体を具備し、上方および下
方のループエレメンツ３６，３８を接続するために所定の長さを有する。好まし
くは、クロスオーバ導体４８，５０は、水平軸３２に近接する位置から、水平軸
３２の下に延びる。

【００２９】 上方および下方のループエレメンツ３６，３８が、間隔を置かれた平行な平面
上にあるので、クロスオーバ導体もまた、垂直に延びていることに加えて、上方
および下方のループエレメンツ３６，３８の間で水平に延びる。上方および下方
のループエレメンツ３６，３８は、図示されるように接続されることが好ましい
けれども、上方および下方のループ３６，３８は、それぞれのループエレメンツ
３６，３８の反対の側を相互に接続することによって接続されることもできる、
ということが理解される。例えば、上方のループエレメンツ３６の第４の辺４６
は、下方のループエレメンツ３８の第２の辺５４に接続することができ、または
第１のループエレメンツ３６の第３の辺４４は、第２のループエレメンツ３８の
第１の辺５２に接続することもできる。

【００３０】 上方および下方のループエレメンツ３６，３８の各々は、長方形として示され
ているけれども、上方および下方のループが長方形を具備している必要はなく、
上方および下方のループエレメンツ３６，３８は、略同じようなサイズで幾何学
形状のものでありさえすれば良い。例えば、上方および下方のループエレメンツ
３６，３８は、円、楕円または三角形のような、その他の幾何学形状を具備する
ことができる。

【００３１】 アンテナ３０は、電気デバイスまたは回路に電気的に結合され、およびそれに
よって駆動されるが、その電気デバイスまたは回路は、送信アンテナの場合は送
信機回路であり、受信アンテナの場合は受信機回路であり、または２方向通信用
に設計されたアンテナの場合は、送受信機回路である。

【００３２】 送信アンテナの場合は、電気回路エレメンツは、電磁場を発生させるのに十分
な電流をアンテナに供給するために、アンテナに電気的に結合される電流源を具
備する。例えば、その電気回路は、信号発信機（図示されていない）およびアン
テナによって提供される負荷インピーダンスを駆動する能力があるタイプの適当
な増幅器／フィルタ・ネットワーク（図示されていない）を具備する通常の送信
機であり得る。図２において、送信機６０は、アンテナ３０のクロスオーバ導体
４８，５０に結合される。

【００３３】 送信機６０は、上方および下方のループエレメンツ３６，３８に電流を供給す
るが、その電流が、矢印６２，６４によってそれぞれ指示されるとおり、上方お
よび下方のループエレメンツ３６，３８において反対の方向に流れるように、送
信機６０はクロスオーバ導体４８，５０の各々に接続される。上方のループエレ
メンツ３６における電流は、時計回りの方向に流れ、一方下方のループエレメン
ツ３８に流れる電流は、反時計回りの方向に流れる。先に記述されたように、ル
ープにおいて反対の方向に電流が流れる多重ループは、非常に有効な、遠いフィ
ールドの打消し合いを提供する。

【００３４】 好ましくは、アンテナ３０のサイズは、アンテナ３０が主に磁場を生成するよ
うに、アンテナ３０の動作波長よりも実質的に小さい。例えば、第１および第２
のループエレメンツ３６，３８の第１および第３の辺４０，４４および５２，５
６は、それぞれ長さが約３０ないし４０インチ（７５〜１００ｃｍ）であり、ま
た第１および第２のループエレメンツ３６，３８の第２の辺４２，５４はそれぞ
れ約１ないし１５インチである。しかしながら、ループエレメンツ３６，３８の
サイズは、アプリケーションおよび監視ゾーンの望ましいサイズによって変わる
ものであるということは当業者によって理解されよう。

【００３５】 本発明の好ましい実施例において、下方のループエレメンツ３８は、地面レベ
ルより約２．０インチ上にあり、上方および下方のループエレメンツ３６，３８
の各々は、約３２インチの長さおよび約５．６インチの幅を有し、さらに、上方
および下方のループエレメンツ３６，３８は、異なるサイズを有することさえも
可能で、また所望の遠い場（ファーフィールド）の打消し合いが、ループエレメ
ンツ３６，３８の各々における電流の値を変えることによって達成できるだろう
ということは当業者が理解するだろうところである。

【００３６】 以下で理解される通り、アンテナが電磁場を放射する周波数は、実質的には送
信機６０の発振速度に依存する。したがって、その周波数は、周知のやり方で送
信機６０を適切に調整することによって、設定されかつ調整される。好ましくは
、アンテナ３０は、無線周波数で動作し、その無線周波数は好ましくは、１，０
００Ｈｚを超える周波数を含み、より好ましくは、５，０００Ｈｚを超える周波
数を含み、さらにより好ましくは１０，０００Ｈｚを超える周波数を含む。

【００３７】 しかしながら、アンテナ３０は、本発明の範囲から逸脱することなく、より低
い周波数で動作することも可能であるということを理解すべきである。この好ま
しい実施例において、タグが好ましくは８．２ＭＨｚまたはその近くで共振し、
それは多数の製造業者の電子セキュリティシステムに用いられ、共通して使用さ
れる１つの周波数であり、とは言っても、ＥＡＳシステムの周波数は、地方の状
況および規則によって異なるということは当業者には明らかであろう。したがっ
て、この特定の周波数が、本発明への制限と考えられることはない。

【００３８】 別案として、電気回路が、送信アンテナから電磁エネルギを受信するため、ア
ンテナ３０に電気的に結合される受信機回路（図示されていない）および／また
はタグがアンテナの近隣にあるかどうかを指示する信号を発生するタグの共振回
路（図示されていない）を具備していても良い。送信および／または受信のため
のそのような電気回路エレメンツは、一般に知られている。例えば、そのような
回路エレメンツが、米国特許第５，３７３，３０１号に記述されている。電気回
路エレメンツのより詳細な記述は、本発明を理解するのに必要とされていない。

【００３９】 この好ましい実施例においては、本発明で用いられる受信機回路には、周知の
ように、共振タグが送受信アンテナによって定義される監視ゾーンに位置するこ
とを示すアラーム信号を生成するアラーム回路が含まれている。しかしながら、
鋭い発信音やサイレン音を発生させるよりもむしろ、受信機回路には、周知の歌
またはジングルもしくはその一部のような所定の特製のアラーム信号を蓄積する
ための不揮発性ＲＡＭまたはプログラム可能ＲＯＭのような蓄積デバイスが含ま
れてもよい。代わりに、周知の音声を録音することが始められても良い。そのよ
うな特製の音声信号の使用は、従来技術の信号発信音やサイレンとは対照的に、
受信機のアラーム機能を顧客から隠すのに用いられる。

【００４０】 好ましくは、上方のループエレメンツ３６から電気回路エレメンツ（例えば、
送信機６０）まで計られるクロスオーバ導体４８，５０の長さは、下方のループ
エレメンツ３８から電気回路エレメンツまで計られるクロスオーバ導体４８，５
０の長さに等しい。上方および下方のループエレメンツ３６，３８の間で本質的
に等距離である送信機６０を結合することは、アンテナ３０の交差およびループ
３６，３８を具備する等価の導体セグメントに等しい電流を流すことに貢献し、
それによりアンテナ３０から離れているフィールド（場）の正確な打ち消し合い
（キャンセレーション）が得られる。それ故、遠フィールド結合（ファーフィー
ルドカップリング）が最小限化される。受信機に結合されるとき、相互的に、ア
ンテナ３０から離れたところでのアンテナ３０の信号に対する感度は、最小限化
される。

【００４１】 アンテナ３０は、アンテナ３０に近接するできる限り大きなゾーンにおいてア
ンテナ３０の磁気結合係数を最大限とするように設計されている。ループエレメ
ンツ３６，３８が同一平面上で無くなるように下方のループエレメンツ３８を上
方のループエレメンツ３６から引き離すことは、ＥＡＳアプリケーションのため
の監視ゾーン内のタグへの全体としてのより良い結合、したがって、全体として
より良いタグの検出を提供することがわかる。

【００４２】 図３には、ＥＡＳシステム７０が示されており、装飾構造７２内に収容される
送信アンテナと第２の装飾構造７４内に収容される受信アンテナとを具備する。 好ましくは、装飾構造７２，７４は、高分子材料のような非導電材料から構成
され、アンテナ・ループエレメンツを収容するための固定した支持構造を備える
。 装飾構造７２，７４は各々、好ましくは、上方および下方のループエレメン
ツ３６，３８をそれぞれ収容するための第１および第２の、別々のコラム状の筐
体７６，７８を具備する。

【００４３】 第１のコラム状の筐体７６はまた、送信機６０かまたは受信機を具備する印刷
回路基板（ＰＣＢ）８０およびそれと結合する電子構成部品を収容する。すなわ
ち、上方のループエレメンツ３６は、筐体７６の上または上方の半分に位置し、
またＰＣＢ ８０は、筐体７６の下方または下半分に位置する。クロスオーバ導
体４８，５０は、コラム状の筐体７６，７８の間に延び、上方および下方のルー
プエレメンツ３６，３８と電気回路エレメンツを接続する。

【００４４】 もちろん、上方および下方のループエレメンツ３６，３８のために別々の筐体
を用いることが必要ではなく、そのようなエレメンツは単一構造内に収容するこ
とができる。さらには、１つ以上のクロス・バー（図示されていない）を筐体７
６，７８の間に配置して筐体に構造上の支持を加えることもできる。 装飾構的造物７２，７４は、一般に、店の入り口又は出口の向かい合う両側に
配置され、それら構造物７２，７４の間の通路が監視ゾーンである。それ故構造
物７２，７４の間を通る活性化された共振タグまたはマーカは、アラーム信号を
発生させる。

【００４５】 図５は、本発明で用いられる装飾コラム状の筐体７６，７８の好ましい実施例
の透視図である。そのようなコラム状の筐体は、ギリシャ式の柱を模しており、
隠し場所となるスタンドとして用いられる。このようにＥＡＳシステムは、魅力
的だが目立たないものである。

【００４６】 典型的には、ＥＡＳシステムにおける送信アンテナと受信アンテナとの間の間
隔は、特定のＥＡＳシステムおよびそのシステムが使用されている応用によって
は、２ないし５フィートの範囲にある。前述されたアンテナのデザインは、従来
技術のアンテナよりも大きな監視ゾーンを提供する。例えば、ＥＡＳシステムは
通常小売店の入り口又は出口に配置され、典型的なシステムは、その入り口又は
出口の第１の側に配置される送信アンテナとその入り口又は出口の第２の、つま
り反対の、側に配置される受信アンテナを有する。施設への入場又は退出が抑止
されるのを防ぐため、アンテナはお互いの間が少なくとも入り口又は出口の幅だ
けの間隔を置かれていることが望ましく、その間隔は一般に約６フィートである
。

【００４７】 残念ながら、多くの従来技術のシステムでは、送信および受信アンテナがお互
いから６フィートよりもずっと短い距離だけ、そして５フィートよりもさらに短
い距離の間隔を置かれないことが必要であり、人間が入り口又は出口よりも狭い
間隔のところを漏斗状になって通るか、入り口又は出口に２つより多いアンテナ
が用いられることが必要とされる。しかしながら、本発明によるアンテナのデザ
インの、優れた遠フィールド打ち消し合い特性によると、アンテナに接続される
送信機は、ＦＣＣ規則を破る遠フィールド放出を作り出すことなしに非常に高い
パワーで動作する。

【００４８】 さらに、アンテナの監視ゾーンにおいて、タグによって生成される信号は、ア
ンテナを駆動するのに用いられる信号の振幅に比例する振幅であるので、タグ信
号の正味の増大が達成され、その増大によりシステムの信号対ノイズ比の対応し
た増大を提供する。信号対ノイズ比のこの増大によって、送信アンテナが現在の
ＥＡＳシステムよりも受信アンテナからより離れて配置されることが可能となる
。例えば、送信および受信アンテナは、標準である店の６フィート幅の入り口の
向かい合う側に配置され、それによって顧客がより簡単に店に出入りすることが
可能となる。すなわち、本発明のアンテナの設計により、送信および受信アンテ
ナが６フィートより大きく離れて間隔を置くことを可能にし、しかもその間を通
るタグを検出することが可能となる。通路幅もまた、送信アンテナの反対の側に
受信アンテナを配置してそれによって２つの通路を定義することで拡大される。

【００４９】 もちろん、当業者が理解するであろうように、共振タグまたはマーカのサイズ
もまた、送信および受信アンテナの間の間隔を決定する要因である。例えば、比
較的大きなタグを用いるＥＡＳシステムでは、送信および受信アンテナを、比較
的小さいタグを検出することが必要なシステムよりも、より遠く離して配置する
ことが可能となる。しかしながら、本発明によると、送信および受信アンテナは
、６フィートよりも大きな距離離れた間隔で置くことができ、なおも大きなタグ
と小さなタグの両方を検出する。

【００５０】 図４は、図３のＥＡＳシステム７０の線４−４に沿った断面図である。通路ま
たは監視ゾーンは、ＥＡＳシステム７０を用いる店を出るように人が動く方向を
指示する矢印８２を有する。好ましくは、送信アンテナおよび受信アンテナの各
々の上方および下方のループエレメンツ３６，３８は、通路に関して所定の角度
θで固定される。角度θは，好ましくは，９０°よりも小さく、さらに好ましく
は、約４５°である。ループエレメンツ３６，３８は、固定されており、扉やそ
れと同様の構造に載置されている周知の従来技術のアンテナのように、位置が動
いたり変わったりしないことに留意されたい。

【００５１】 本発明の特定の実施例が記述されているけれども、本発明は変更されまたは修
正されてもよく、それでなおも本発明の範囲および精神から逸脱することなく所
望の遠いフィールドの打ち消し合いを提供することは明らかである。さらには、
本発明のアンテナはＥＡＳシステムを参照してここに記述されているけれども、
そのようにＥＡＳシステムを参照することは、例示的な目的のみのためであって
、制限的なものではないということが理解されよう。本発明のアンテナは、他の
多くの種類のアプリケーションを用いるのによく適しており、より詳しく言えば
、アンテナによって放射される電磁エネルギーが、通信または識別機能を果たす
ために用いられる、どんなエリアにおいての適用をも有する。

【００５２】 例えば、本発明のアンテナは、センサー（アンテナによって送信される電磁エ
ネルギーによって電力を供給される）と連携し、そのセンサーに接続されるワイ
ヤーを介して、そのセンサーに電力を供給するかさもなければ通信することが困
難である環境において用いることができる。この環境において、アンテナは、セ
ンサーに遠隔的に電力を供給しまたそこからの情報を受信するのに用いることが
できる。例えば、本発明のアンテナは、患者の血糖値レベルを測定するセンサー
と連携して用いることができ、ここでその血糖値レベル・センサーは、患者の組
織に皮下埋め込みされている。患者の皮膚にセンサーに接続されるためにワイヤ
ーの穴を開けられないことが高度に望まれることは認識されるだろう。センサー
からバッテリーを除くこともまた高度に望ましい。

【００５３】 本発明では、センサーによって送信される電磁エネルギーが、患者の血糖値レ
ベルと関係している場合、患者の皮膚の下に位置するセンサーに電力を供給する
のに、アンテナによって生成される電磁エネルギーを用いることおよび同時に、
センサーによって送信される電磁エネルギーを受信するのにアンテナを用いるこ
とが可能である。もう１つのアプリケーションは、アクセス制御のために持ち主
を識別する受動トランスポンダーと通信することに関係する。本発明のその他の
有益なアプリケーションもまた当業者には明らかであろう。

【００５４】 本発明の前述した実施例には、その発明の概念から逸脱することなく変更を加
えてもよいことを、当業者はさらに認識するであろう。したがって本発明は、開
示される特定の実施例に制限されるものではなく、添付した請求の範囲によって
定義される発明の範囲および精神内でのあらゆる修正および変更を含むことを意
図しているものとして理解される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術による遠いフィールドを打ち消し合うアンテナの概略図

【図２】 本発明による、遠いフィールドを打ち消し合うアンテナの概略図

【図３】 本発明による、筐体において示される第１のアンテナを有するＥＡＳシステム
で用いられる、遠いフィールドを打ち消し合うアンテナの概略図および筐体にお
ける第２のアンテナの部分断面図

【図４】 図３のＥＡＳシステムの線４−４に沿った断面図

【図５】 装飾した筐体における本発明のアンテナの遠近図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5J021 AA02 AA06 AA13 AB04 CA06 FA32 GA08 HA05 JA07 5K012 AB02 AC06 AC08 AC10 BA09

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のループエレメンツ、 第２のループエレメンツであって、それは前記第１および第２のループエレメ
   ンツが、略大きさが等しく、かつ別々の、間隔を置かれ、略平行な平面上にある
   ところの、第２のループエレメンツ、及び 前記第１および第２のループエレメンツを電気的に接続する導電体を具備する
   クロスオーバエレメンツ、 を具備する多重ループ・アンテナ。
2. 【請求項２】 前記第１および第２のループエレメンツ間の略中心点を通っ
   て延びる水平軸が、前記第１および第２のループエレメンツを分離し、その第１
   および第２のループエレメンツが前記水平軸の反対の側に位置するものである請
   求項１に記載のアンテナ。
3. 【請求項３】 前記第１および第２のループエレメンツ間の略中心点を通っ
   て延びる垂直軸が、前記第１および第２のループエレメンツを分離し、その第１
   および第２のループエレメンツが前記垂直軸の反対の側に位置するものである請
   求項２に記載のアンテナ。
4. 【請求項４】 前記第１および第２のループエレメンツが約１８ないし２２
   インチだけお互いから間隔を置かれている請求項１に記載のアンテナ。
5. 【請求項５】 前記第１および第２のループエレメンツに接続される電気回
   路エレメンツをさらに具備する請求項１に記載のアンテナ。
6. 【請求項６】 前記クロスオーバエレメンツが前記第１および第２のループ
   エレメンツを前記電気回路エレメンツに接続する請求項５に記載のアンテナ。
7. 【請求項７】 前記第１のループエレメンツを前記電気回路エレメンツに接
   続するクロスオーバエレメンツの長さが、前記第２のループエレメンツを前記電
   気回路エレメンツに接続する前記クロスオーバエレメンツの長さに略等しい請求
   項６に記載のアンテナ。
8. 【請求項８】 前記回路エレメンツが送信機を具備する請求項７に記載のア
   ンテナ。
9. 【請求項９】 前記送信機によって生成される電流が、前記第１のループエ
   レメンツにおいて第１の方向に、かつ前記第２のループエレメンツにおいてその
   第１の方向と反対の第２の方向に流れる請求項８に記載のアンテナ。
10. 【請求項１０】 前記第１および第２のループエレメンツを流れる前記電流
    によって生成されるフィールドが、前記アンテナから１波長以上の距離で略打ち
    消し合っている請求項９に記載のアンテナ。
11. 【請求項１１】 前記回路エレメンツが受信機を具備する請求項５に記載の
    アンテナ。
12. 【請求項１２】 前記アンテナが主に磁場を生成するように、そのアンテナ
    のサイズがそのアンテナの動作波長よりも実質的に小さい請求項１に記載のアン
    テナ。
13. 【請求項１３】 前記第１および第２のループエレメンツを収容する固定し
    た支持構造をさらに具備する請求項１に記載のアンテナ。
14. 【請求項１４】 前記第１および第２のループエレメンツの各々が、別々の
    支持構造に収容される請求項１３に記載のアンテナ。
15. 【請求項１５】 送信回路エレメンツ、 その送信回路エレメンツに電気的に結合された、電磁場を生成するための送信
    アンテナであって、略大きさの等しい第１および第２のループエレメンツであっ
    て、一般に、別々の、間隔を置かれた、平行な平面上にあるそれらループエレメ
    ンツと、それら第１および第２のループエレメンツを一緒に電気的に結合するク
    ロスオーバ導体を具備する送信アンテナ、 その送信アンテナから間隔を置かれた受信アンテナであって、略大きさの等し
    い第１および第２のループエレメンツであって、一般に、別々の、間隔を置かれ
    た、平行な平面上にあるそれらループエレメンツ、それら第１および第２のルー
    プエレメンツを一緒に電気的に結合するクロスオーバ導体を具備する受信アンテ
    ナであって、ただしその受信アンテナは前記送信アンテナと実質的に同じ大きさ
    であり、かつその送信アンテナとその受信アンテナとの間に監視ゾーンが定義さ
    れる受信アンテナ、 その受信アンテナに電気的に結合された受信回路エレメンツであって、所定周
    波数で前記監視ゾーンにおいて共振タグの共振を検出し、その監視ゾーンにおい
    て保護される物品の存在を指示するアラーム信号をそこから生成するための受信
    回路エレメンツ、 を具備する電子物品監視システム。
16. 【請求項１６】 前記送信アンテナの前記第１および第２のループエレメン
    ツ間の略中心点を通って延びる水平軸が、その送信アンテナの前記第１および第
    ２のループエレメンツを分離し、その送信アンテナのその第１および第２のルー
    プエレメンツがそれの反対の側に位置するものとされる請求項１５に記載の電子
    物品監視システム。
17. 【請求項１７】 前記水平軸がまた前記受信アンテナの前記第１および第２
    のループエレメンツを分離し、その受信アンテナの第１および第２のループエレ
    メンツもまたその水平軸の反対側に位置するものとされる請求項１６に記載の電
    子物品監視システム。
18. 【請求項１８】 前記送信アンテナの前記第１および第２のループエレメン
    ツ間の略中心点を通って延びる垂直軸が、その送信アンテナの前記第１および第
    ２のループエレメンツを分離し、その送信アンテナのその第１および第２のルー
    プエレメンツがそれの反対の側に位置するものとされる請求項１５に記載の電子
    物品監視システム。
19. 【請求項１９】 前記垂直軸がまた、前記受信アンテナの前記第１および第
    ２のループエレメンツを分離し、その受信アンテナの第１および第２のループエ
    レメンツもまた、その垂直軸の反対側に位置するものとされる請求項１８に記載
    の電子物品監視システム。
20. 【請求項２０】 前記監視ゾーンが、前記送信アンテナと前記受信アンテナ
    との間に延びる通路を具備し、かつ前記送信アンテナおよび前記受信アンテナの
    ループエレメンツの各々が、その通路に関して所定の角度で固定されている請求
    項１５に記載の電子物品監視システム。
21. 【請求項２１】 前記角度が約４５°である請求項２０に記載の電子物品監
    視システム。
22. 【請求項２２】 前記受信機回路が、前記アラーム信号を生成するアラーム
    回路を含む請求項１５に記載の電子物品監視システム。
23. 【請求項２３】 前記アラーム信号が、あつらえた音響信号を開始する請求
    項２２に記載の電子物品監視システム。
24. 【請求項２４】 前記通路が約６フィート幅よりも大きな請求項１５に記載
    の電子物品監視システム。
25. 【請求項２５】 送信回路エレメンツ、 その送信回路エレメンツに電気的に結合される、電磁場を生成するための送信ア
    ンテナであって、略大きさの等しい第１および第２のループエレメンツであって
    、一般に、別々の、間隔を置かれた、平行な平面上にあるそれらループエレメン
    ツと、それら第１および第２のループエレメンツを一緒に電気的に結合するクロ
    スオーバ導体とを具備する送信アンテナ、 その送信アンテナから間隔を置かれた受信アンテナであって、それは略大きさ
    の等しい第１および第２のループエレメンツをもち、そのループエレメンツが一
    般に、別々の、間隔を置かれた、平行な平面上にあるそれらループエレメンツと
    、それら第１および第２のループエレメンツを一緒に電気的に結合するクロスオ
    ーバ導体とを具備する受信アンテナであって、ただしその受信アンテナはその送
    信アンテナと実質的に同じ大きさであり、その送信アンテナの略幾何学中心を通
    って延びる水平軸が、その送信アンテナとその受信アンテナの各々の前記第１お
    よび第２ループエレメンツを分離し、それぞれのアンテナの前記第１および第２
    ループエレメンツがその水平軸の対向する辺上に位置し、かつその送信アンテナ
    とその受信アンテナとの間に監視ゾーンが定義され、その監視ゾーンは、その送
    信アンテナとその受信アンテナとの間に延びる通路を具備しており、その送信ア
    ンテナとその受信アンテナの前記ループエレメンツの各々は、その通路に関して
    所定の角度で固定されているところの、受信アンテナ、 その受信アンテナに電気的に結合される受信回路エレメンツであって、所定周
    波数で前記監視ゾーンにおいて共振タグの共振を検出し、かつその監視ゾーンに
    おいて保護される物品の存在を指示するアラーム信号をそこから生成する受信回
    路エレメンツ、 を具備する電子物品監視システム。