JP2003133995A - 移動体識別装置 - Google Patents

移動体識別装置

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JP2003133995A
JP2003133995A JP2001325153A JP2001325153A JP2003133995A JP 2003133995 A JP2003133995 A JP 2003133995A JP 2001325153 A JP2001325153 A JP 2001325153A JP 2001325153 A JP2001325153 A JP 2001325153A JP 2003133995 A JP2003133995 A JP 2003133995A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ICタグにマイクロ波の波長に比較して十分に
小さいICチップを使用する場合であっても、質問器と
ICタグとの間で通信を可能とする。 【解決手段】質問器10は、変調・送信部11によりマ
イクロ波を所定の送信データで変調し、方向性結合器1
3及びサーキュレータ14を介して質問器結合回路15
に入力する。ICタグ20は、ICチップ21と入力回
路22からなり、タグ面積が使用するマイクロ波の波長
に比較して十分小さいものとなっている。上記質問器結
合回路15は、結合線路の先端にλg/4インピーダン
ス変成器を形成し、その先端に結合器共振部を設けたも
のである。この結合器共振部及び上記応答器結合回路
は、並列共振回路により構成してハイインピーダンスと
している。質問器結合回路15とICタグ20の入力回
路22が所定の距離に近付くと両者が電磁誘導結合し、
質問器10とICタグ20との通信が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯の電
波を使用し、目視では容易に識別できないような小さい
サイズのICタグを識別する移動体識別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、商品や物品等の移動体にICタグ
(応答器)を取り付け、このICタグに予め設定されて
いる固有の識別データを非接触で読み取る移動体識別装
置が考えられている。この移動体識別装置は、物品等に
取り付けられるICタグと、ホスト側に接続される質問
器からなり、質問器から送信されるマイクロ波帯の電波
をICタグが受信して応答する。ICタグは、質問器と
の間における電波を送受信するアンテナと、このアンテ
ナにより受信した電波を電源として動作し、予め記憶し
ている固有のコード情報を出力するICチップからなっ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のICタグは、使
用するマイクロ波の波長に比較して十分に大きいアンテ
ナを有するICチップを使用しており、質問器とICタ
グとの間でアンテナ例えばダイポールアンテナ等を使用
し、放射電磁界による結合を行なって通信を行なうこと
ができる。
【0004】しかし、ICチップは、近年益々小型化さ
れており、最近ではアンテナ部分または結合回路を含む
ICチップによるタグ面積が使用するマイクロ波の波長
(λ)に比較して十分小さいもの、例えば約1/10λ
以下のものが考えられている。このようにICチップが
非常に小さくなると、アンテナとして放射電磁界による
十分な結合ができず、質問器とICタグとの間の通信が
不可能になる。
【0005】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、ICタグにマイクロ波の波長に比較して十
分に小さいICチップを使用する場合であっても、質問
器とICタグとの間で通信を確実に行なうことができる
移動体識別装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、質問器の結合
回路をICタグの並列共振回路からなる入力回路と結合
し、前記質問器からマイクロ波信号をICタグに送出
し、その応答信号を受信してICタグを識別する移動体
識別装置において、前記質問器の結合回路は、結合線路
と、前記結合線路の先端に形成されるλg/4インピー
ダンス変成器と、前記λg/4インピーダンス変成器の
先端に形成される並列共振回路からなる結合器共振部と
により構成され、前記ICタグに対して所定の距離に近
付いたときに前記ICタグの入力回路に電磁誘導結合し
てマイクロ波信号の送受信を可能としたことを特徴とす
る。
【0007】上記のように質問器の結合回路及び応答器
の入力回路を並列共振回路にて構成し、両者を近付けた
場合に電磁誘導結合するように構成したことにより、I
Cタグの面積が使用するマイクロ波の波長に比較して十
分に小さく、例えば約1/10λ以下でアンテナの放射
電磁界による十分な結合ができない場合であっても、質
問器とICタグとの間を電磁誘導結合によって確実に結
合でき、ICタグのID等を読み取って移動体を識別す
ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る移
動体識別装置の構成図である。図1において、10は質
問器で、変調・送信部11及び受信・復調部12を備え
ている。変調・送信部11は、マイクロ波を所定の送信
データで変調し、方向性結合器13及びサーキュレータ
14を介して質問器結合回路15に入力する。
【0009】一方、上記質問器10と通信を行なうIC
タグ20は、ICチップ21と入力回路22からなり、
商品や物品等に装着されて使用される。上記ICタグ2
0は、入力回路22を含むICチップ21のタグ面積
が、使用するマイクロ波の波長に比較して十分小さいも
の、例えば約1/10λ以下のものである。
【0010】上記質問器10の結合回路15とICタグ
20の入力回路22が所定の距離に近付くと両者が結合
し、質問器10の変調・送信部11から出力されるマイ
クロ波帯の信号が方向性結合器13、サーキュレータ1
4及び結合回路15を介してICタグ20の入力回路2
2へ送られる。また、上記変調・送信部11の出力信号
の一部は、方向性結合器13を介して受信・復調部12
に入力される。
【0011】上記ICタグ20は、質問器10の結合回
路15から送られてくる信号を入力回路22で受信し、
ICチップ21に入力する。ICチップ21は、上記受
信信号から駆動電力を生成して内部の論理回路を動作さ
せ、固有の識別データを入力回路22を介して質問器1
0に返送する。
【0012】質問器10は、ICタグ20から返送され
る識別データを結合回路15及びサーキュレータ14を
介して受信・復調部12に入力する。受信・復調部12
は、方向性結合器13を介して入力される変調・送信部
11の出力信号からクロック信号を抽出してICタグか
らの識別データを復調し、タグデータを生成して処理回
路(図示せず)へ出力する。
【0013】次に、上記質問器10に設けられている結
合回路15の具体的な構成について説明する。図2は、
上記結合回路15の基本的構成について示したものであ
る。図2において、31はサーキュレータ14に接続さ
れる結合回路15の入力端子で、その入力インピーダン
ス(Zo)が例えば50Ωに設定されている。上記入力
端子31には、特性インピーダンスが50Ωの結合線路
32を接続し、その先端部にλg(伝送波長)/4イン
ピーダンス変成器33を形成する。そして、このλg/
4インピーダンス変成器33の先端に結合器共振部34
を設けている。この結合器共振部34は、ICタグ20
の入力回路22と結合する部分で、並列共振回路により
ハイインピーダンス構成としたもので、その詳細につい
ては後述する。
【0014】図3は、上記質問器10の結合回路15を
マイクロストリツプ構成とした場合の例を示したもので
ある。図3において、41は長方形の絶縁基板で、先端
部42を幅狭に形成している。上記絶縁基板41には、
上面の中央に沿ってマイクロストリツプライン(銅箔)
43を形成すると共に、下面全体にマイクロストリツプ
ラインのグランド面(銅箔)44を形成する。上記マイ
クロストリップライン43は、先端部におけるλg/4
の長さだけ細く形成し、λg/4インピーダンス変成器
33を構成している。そして、上記絶縁基板41の先端
に結合器共振部34を設けている。
【0015】図4は、上記質問器10の結合回路15を
同軸線路構成とした場合の例を示したものである。図4
において、51は同軸線路で、中心導体線路52を先端
よりλg/4の長さだけ突出させてλg/4インピーダ
ンス変成器33を構成している。この場合、同軸線路5
1の外側に外部シールド53を施すと共に、λg/4イ
ンピーダンス変成器33部分の中心導体線路52の外側
に外部シールド54を施している。そして、上記中心導
体線路52の先端部に結合器共振部34を設けている。
【0016】図5は、上記結合器共振部34の詳細を示
したものである。図5において、61は円筒状誘電体
で、先端に凹部62を形成している。この凹部62の面
積は、ICタグ20を構成するICチップ21の面積の
数倍、例えば4倍程度に設定される。
【0017】上記円筒状誘電体61の外周にインダクタ
ンスとしてコイル(集中定数)63を巻回すると共に、
このコイル63に並列にキャパシタンスとしてコンデン
サ(集中定数)64を設け、上記コイル63とコンデン
サ64の接続点の一方を信号端子65、他方を接地端子
66とする。
【0018】すなわち、図6の等価回路に示すようにコ
イル63とコンデンサ64により並列共振回路を構成し
てハイインピーダンスとなるようにし、その一端を信号
端子65に接続し、他端を接地端子66に接続する。
【0019】そして、上記信号端子65を図3のマイク
ロストリップライン43あるいは図4の中心導体線路5
2に接続し、接地端子66を図3のグランド面44ある
いは図4の外部シールド53に接続する。
【0020】一方、ICタグ20の入力回路22におい
ても、質問器10の結合回路15と同様にインダクタン
ス及びキャパシタンスにより並列共振回路を構成し、ハ
イインピーダンスになるようにしている。
【0021】図7は、質問器10の結合回路15をIC
タグ20の入力回路22に近付けて電磁誘導結合させた
場合の結合状態を等価回路により示したものである。図
7において、Lは上記結合回路15のコイル63による
インダクタンス、Cはコンデンサ64によるキャパシタ
ンス、rは回路の直列抵抗を示している。また、L1は
ICタグ20の入力回路22を構成する並列共振回路の
インダクタンス、C1はキャパシタンス、r1は回路の
並列抵抗を示している。また、Mは上記質問器結合回路
15のインダクタンスLとICタグ入力回路22のイン
ダクタンスL1との間の相互インダクタンスである。な
お、上記直列抵抗rと並列抵抗r1との関係は、「r1
≫r」、「r=0」である。
【0022】図8は、質問器10の結合回路15におけ
る円筒状誘電体61の先端に形成した凹部62内にIC
タグ20の入力回路22が僅かに挿入された場合の結合
状態を等価回路により示したものである。このように結
合回路15を構成する円筒状誘電体61の先端に凹部6
2を形成し、この凹部62内にICタグ20が入るよう
に構成することにより、質問器結合回路15とICタグ
入力回路22の結合をより確実に行なうことができる。
【0023】上記のようにICタグ20の面積が使用す
るマイクロ波の波長に比較して例えば約1/10λ以下
で、アンテナの放射電磁界による十分な結合ができない
場合であっても、質問器10の結合回路15及びICタ
グ20の入力回路22を並列共振回路にて構成すること
により、両者を近付けた場合に電磁誘導結合させること
ができ、質問器10とICタグ20との間の通信を行な
うことが可能となる。また、上記結合回路15を構成す
る円筒状誘電体61の先端に凹部62を形成し、この凹
部62内にICタグ20が入るように構成することによ
り、質問器10とICタグ20との位置の特定について
容易に対向し得るシステム構成が可能となり、低コスト
化並びに小型化を図ることができる。
【0024】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、質
問器結合回路及び応答器結合回路を並列共振回路にて構
成し、両者を近付けた場合に電磁誘導結合するようにし
たので、ICタグの面積が使用するマイクロ波の波長に
比較して十分に小さく、例えば約1/10λ以下でアン
テナの放射電磁界による十分な結合ができない場合であ
っても、質問器とICタグとの間を電磁誘導結合により
確実に結合でき、ICタグのID等を読み取って移動体
を識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る移動体識別装置の構成
図。
【図2】同実施形態における質問器結合回路の基本的構
成を示す図。
【図3】同実施形態における質問器結合回路をマイクロ
ストリップ構成とした場合の外観斜視図。
【図4】同実施形態における質問器結合回路を同軸線路
構成とした場合の外観斜視図。
【図5】同実施形態における質問器結合回路の結合器共
振部の構成図。
【図6】図5における結合器共振部の等価回路を示す
図。
【図7】質問器結合回路を応答器結合回路に近付けて電
磁誘導結合させた場合の結合状態を等価回路により示し
た図。
【図8】質問器結合回路における絶縁体の先端に形成し
た凹部内に応答器結合回路が僅かに挿入された場合の結
合状態を等価回路により示した図。
【符号の説明】
10…質問器 11…変調・送信部 12…受信・復調部 13…方向性結合器 14…サーキュレータ 15…質問器結合回路 20…ICタグ 21…ICチップ 22…ICタグの入力回路 31…入力端子 32…結合線路 33…λg/4インピーダンス変成器 34…結合器共振部 41…絶縁基板 42…先端部 43…マイクロストリップライン 44…グランド面 51…同軸線路 52…中心導体線路 53、54…外部シールド 61…円筒状誘電体 62…凹部 63…コイル 64…コンデンサ 65…信号端子 66…接地端子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 質問器の結合回路をICタグの並列共振
    回路からなる入力回路と結合し、前記質問器からマイク
    ロ波信号をICタグに送出し、その応答信号を受信して
    ICタグを識別する移動体識別装置において、 前記質問器の結合回路は、結合線路と、前記結合線路の
    先端に形成されるλg/4インピーダンス変成器と、前
    記λg/4インピーダンス変成器の先端に形成される並
    列共振回路からなる結合器共振部とにより構成され、前
    記ICタグに対して所定の距離に近付いたときに前記I
    Cタグの入力回路に電磁誘導結合してマイクロ波信号の
    送受信を可能としたことを特徴とする移動体識別装置。
  2. 【請求項2】 前記結合回路の結合線路及びλg/4イ
    ンピーダンス変成器をマイクロストリップラインを用い
    て構成したことを特徴とする請求項1記載の移動体識別
    装置。
  3. 【請求項3】 前記結合回路の結合線路及びλg/4イ
    ンピーダンス変成器を同軸線路を用いて構成したことを
    特徴とする請求項1記載の移動体識別装置。
  4. 【請求項4】 前記結合器共振部は、先端部に凹部が形
    成された円筒状誘電体と、前記円筒状誘電体の外周に巻
    回されるコイルと、前記コイルに並列に接続されて並列
    共振回路を構成するコンデンサとを備え、前記凹部の近
    傍あるいは凹部内にICタグが挿入されたときに該IC
    タグの入力回路と電磁誘導結合することを特徴とする請
    求項1、2、又は3記載の移動体識別装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010102531A1 (zh) * 2009-03-12 2010-09-16 华为技术有限公司 一种耦合器和功放系统

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