JP2005236468A

JP2005236468A - 無線タグ

Info

Publication number: JP2005236468A
Application number: JP2004040826A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Noda; 大輔野田
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】９００ＭＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯の２つの周波数帯域で動作可能な無線タグを提供する。
【解決手段】誘電体シート上に導電性パターンにより形成された９００ＭＨｚ帯に共振する折り返しダイポールアンテナ１２に、誘電体シートを挟んだ折り返しダイポールアンテナ１２の反対側に導電性パターンにより形成された２．４ＧＨｚ帯に共振する半波長の無給電素子１３を配置し、２つの周波数帯に対しインピーダンス整合を果たす事により、２つの周波数帯で動作する無線タグを提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線タグに関するものであり、特に無線タグのアンテナに関するものである。

無線通信を利用して移動体を自動認識する等に使用される無線タグは、データを保持・処理するチップ部とデータを外部と通信するためのアンテナ部とからなり、電波を利用して無線タグのリーダー・ライターと通信する。このうち、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯の電波を通信に使う無線タグは、通信距離が長く比較的安価であるためにバーコードの代替用途が考えられている。このような無線タグの例が特許文献１に記載されている。無線タグは、バーコードにくらべ、読み取り速度が速い、汚れに対する耐性が高い、人手がかからないなどの利点がある。

また、データの保持容量が大きく、書き込みもできるため、商品の流通経路や温度などの情報を書き込むことにより商品単位で品質を管理する高度なトレーサビリティを実現する可能性がある。このような無線タグを利用した物品管理が特許文献２に記載されている。

特開２００２−３５８４９４号公報特開２０００−１１３０７７号公報

無線タグで使用される電波は、国の規制値に従うため、国によっては無線タグに使用する電波が異なる可能性がある。このため、ある国では使える無線タグが別の国では使えないといった事態が起こり得る。このような事態は、前述したトレーサビリティ実現の障害となる。即ち、国によって使える無線タグが異なるため輸出入の際には無線タグの交換、それにともなうデータの読み取り、書き込みが必要になる等で作業が煩雑になる。

本発明は、このような事態を避けることができるように、複数の周波数で動作可能な無線タグを提供するものであり、国により利用できる電波が異なっても使用できるようにしようとするものである。

上記課題を解決するために、データを保持する記憶領域とデータの送受信を制御する回路部からなるＩＣチップとデータを電波で送受信するアンテナからなる無線タグにおいて、複数の周波数帯で動作可能なＩＣチップと、誘電体または磁性体上に導電性パターンにより形成されたアンテナを用い、そのアンテナの直近に配置した無給電素子により、複数の周波数帯においてＩＣチップとのインピーダンス整合を行うことにより複数の周波数帯でデータの通信ができるようにする。

即ち、本発明は、少なくとも１つのＩＣチップ、及びアンテナを有し、データを無線で通信する無線タグにおいて、前記アンテナ直近に無給電素子を配置することによりインピーダンス整合を行い、複数の周波数帯でデータの通信ができる無線タグである。

また、本発明は、複数の周波数帯のうち１つは８００ＭＨｚ乃至１０００ＭＨｚであり、１つは２４００ＭＨｚ乃至２５００ＭＨｚとした無線タグである。

また、本発明は、アンテナが誘電体もしくは磁性体上に導電性パターンにより形成されたアンテナである無線タグである。

また、本発明は、アンテナと無給電素子が、誘電体もしくは磁性体上に導電性パターンにより形成された低い周波数帯に共振する折り返しダイポールアンテナと高い周波数帯に共振する無給電素子からなる無線タグである。

また、本発明は、アンテナと無給電素子が、誘電体もしくは磁性体上に導電性パターンにより低い周波数帯に共振する半波長ダイポールアンテナと高い周波数帯に共振する無給電素子からなる無線タグである。

本発明によれば、アンテナの構成を変えることにより、複数の周波数帯域で動作可能な無線タグを提供できるので、国により使用できる周波数帯域が異なる場合にも使用でき、また、周囲の電磁環境等により、通信に最適な周波数帯域に切り替えて使用する事等も可能となり、無線タグの使用領域も広がると考えられる。

本発明の無線タグは、データを保持する記憶領域とデータの送受信を制御する回路部からなるＩＣチップとデータを電波で送受信するアンテナから構成される。ＩＣチップは、複数の周波数帯で動作可能なＩＣチップを用いる。アンテナは、誘電体または磁性体上に導電性パターンにより直線状、折り返し型、ミアンダ型等のダイポールアンテナや、スロットアンテナ等を形成する。このアンテナの直近に無給電素子を配置し、この配置を調整しＩＣチップとのインピーダンス整合を行う事により、複数の周波数帯でデータの通信ができる無線タグが得られる。

この無線タグでデータの通信を行う複数の周波数としては、汎用性の面から、無線タグで一般に使用される８００ＭＨｚ乃至１０００ＭＨｚ帯と２４００乃至２５００ＭＨｚ帯の２つの周波数帯域を選択する事が望ましい。例えば、無線タグのアンテナに９００ＭＨｚ帯に共振するアンテナの直近に２．４ＧＨｚ帯に共振する無給電素子を配置する構造を用いて、この２つの周波数帯域でＩＣチップとのインピーダンスを整合するように構成する。

図１は、本発明の第一の実施の形態に係る無線タグ用のアンテナの構成図である。図２は、図１のＡ−Ａ’における断面図である。本発明の無線タグ１１において、アンテナは誘電体シー卜２１（図１の紙面が相当する）上に導電パターンによって形成された折り返しダイポールアンテナ１２と、誘電体シート２１の裏側に導電パターンによって形成された無給電素子１３（図１では誘電体シート２１を透過して見えるように記載している）からなる。図１に示す折り返しダイポールアンテナは、９００ＭＨｚ帯（波長λ₁）に共振するように周囲長ＣをＣ＝２（Ｗ＋Ｌ₁）＝λ₁に設計されている。

無給電素子は２．４ＧＨｚ帯（波長λ₂）に共振するように導電パターンの長さＬ₂をＬ₂＝λ₂／２程度にする。この無給電素子の配置位置を調整してＩＣチップ１４とのインピーダンスを整合する。本実施の形態では、図２のように誘電体シート２１をはさんでアンテナ１２と逆側に無給電素子１３を配置して、ＩＣチップ１４とのインピーダンスを整合させている。

接続点１５においてＩＣチップ１４とアンテナ１２は電気的に接続される。図３、図４は、それぞれＩＣチップ、アンテナのインピーダンス特性である。図３、図４から確認できるように、９００ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚともにＩＣチップとアンテナのインピーダンスはほぼ整合がとれており、この無線タグは二つの周波数帯域で動作可能な無線タグとなる。

図５は、本発明の第二の実施の形態に係る無線タグ用のアンテナの構成図である。図５に示す無線タグ１１において、アンテナは誘電体シート２１上に導電パターンによって形成された半波長ダイポールアンテナ１２と無給電素子１３からなる。図５に示す半波長ダイポールアンテナは、９００ＭＨｚ帯（波長λ₁）に共振するようにアンテナ長Ｌ₁をＬ₁＝λ₁／２としている。無給電素子１３は第一の実施の形態と同様に２．４ＧＨｚ帯（波長λ₂）に共振するよう長さＬ₂をＬ₂＝λ₂／２程度にする。この無給電素子１３の配置位置によりＩＣチップ１４とのインピーダンス整合を調整する。接続点１５においてＩＣチップ１４とアンテナ１２は電気的に接続される。

図３、図６は、それぞれＩＣチップ、アンテナのインピーダンス特性を示す図である。図３、図６から、ＩＣチップとアンテナのインピーダンスが、ほぼ整合されていることが確認でき、この無線タグは二つの周波数帯で動作可能な無線タグとなる。

本発明の第一の実施の形態を表す図。図１のＡ−Ａ’における断面図。本発明の第一及び第二の実施の形態におけるＩＣチップのインピーダンス特性を示す図。本発明の第一の実施の形態のアンテナのインピーダンス特性を示す図。本発明の第二の実施の形態を表す図。本発明の第二の実施の形態のアンテナのインピーダンス特性を示す図。

符号の説明

１１無線タグ
１２アンテナ
１３無給電素子
１４ＩＣチップ
１５接続点
２１誘電体シート

Claims

少なくとも１つのＩＣチップ、及びアンテナを有し、データを無線で通信する無線タグにおいて、前記アンテナ直近に無給電素子を配置することによりインピーダンス整合を行い、複数の周波数帯でデータの通信ができることを特徴とする無線タグ。
前記複数の周波数帯のうち１つは８００ＭＨｚ乃至１０００ＭＨｚであり、１つは２４００ＭＨｚ乃至２５００ＭＨｚであることを特徴とする請求項１記載の無線タグ。
前記アンテナが誘電体もしくは磁性体上に導電性パターンにより形成されたアンテナであること特徴とする請求項１記載の無線タグ。
前記アンテナと前記無給電素子が、誘電体もしくは磁性体上に導電性パターンにより形成された低い周波数帯に共振する折り返しダイポールアンテナと高い周波数帯に共振する無給電素子からなることを特徴とする請求項１記載の無線タグ。
前記アンテナと前記無給電素子が、誘電体もしくは磁性体上に導電性パターンにより低い周波数帯に共振する半波長ダイポールアンテナと高い周波数帯に共振する無給電素子からなることを特徴とする請求項１記載の無線タグ。