JP2006074188A - 広帯域アンテナ及びこれを有する非接触型情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】広帯域なアンテナを実現しながらも、薄いベース基材上に形成された場合にベース基材が反ってしまうことを防ぐ。
【解決手段】 導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対と、導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対に対して長さが等しく、導体１０ａ−５，１０ｂ−５からなる導体対と、導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対及び導体１０ａ−５，１０ｂ−５からなる導体対よりも長さが短く、導体１０ａ−２，１０ｂ−２からなる導体対と、導体１０ａ−２，１０ｂ−２からなる導体対に対して長さが等しく、導体１０ａ−４，１０ｂ−４からなる導体対と、導体１０ａ−２，１０ｂ−２からなる導体対及び導体１０ａ−４，１０ｂ−４からなる導体対よりも長さが短く、導体１０ａ−３，１０ｂ−３からなる導体対との５つの導体対によって広帯域アンテナを実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、広帯域な特性を有する広帯域アンテナ及びこれを有する非接触型情報記録媒体に関する。

昨今、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。また、商品等に貼付されるラベルやタグに情報を記録し、このラベルやタグを用いての商品等の管理も行われている。

このようなカードやラベル、あるいはタグを用いた情報管理においては、カードやラベル、あるいはタグに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行うことが可能なＩＣが搭載された非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣラベル、あるいは非接触型ＩＣタグがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能な非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣラベル、非接触型ＩＣタグにおいては、近年、小型化及び通信可能距離を確保するために、２．４５ＧＨｚの周波数帯を利用して通信を行う微細なＩＣチップが用いられることが多くなってきている。

このような微細なＩＣチップを用いた場合、ＩＣチップに導電性のアンテナを接続することにより、ＩＣチップの通信可能距離を延ばすことができる。

図７は、２．４５ＧＨｚの周波数帯を利用して通信を行うＩＣチップが搭載された非接触型ＩＣタグの一例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本構成例は図７に示すように、樹脂や紙等からなるベース基材２０２上に、互いに直列に並ぶように所定の間隔を有して形成された２つの帯状の導体２１０ａ，２１０ｂからなるアンテナ部２１０が形成されており、この２つの導体２１０ａ，２１０ｂに接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ２０１が搭載されて構成されている。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ２００においては、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電波によりアンテナ部２１０に電流が流れ、この電流がＩＣチップ２０１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ２０１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ２０１に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

以下に、上述した非接触型ＩＣタグ２００の周波数特性について説明する。

図８は、図７に示した非接触型ＩＣタグ２００の周波数特性を説明するための図であり、ＩＣチップ２０１に対する情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数に対する非接触型ＩＣタグ２００のリターンロスを示す。

図７に示した非接触型ＩＣタグ２００においては、図８に示すように、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数によってリターンロスが変化するため、リターンロスが最も低くなるアンテナ部２１０における共振点であるピークポイントＡにおける周波数を、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aに設定する必要がある。ここで、アンテナ部２１０においては、その長さが、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aとベース基材２０２の比透磁率及び比誘電率とから求まる波長λの１／２である場合に、その共振点における周波数がｆ_aとなって共振し、ＩＣチップ２０１に対する情報の書き込みや読み出しが可能となる。そのため、アンテナ部２１０における共振点であるピークポイントＡにおける周波数が、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数となるように、アンテナ部２１０の長さを、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aとベース基材２０２の比透磁率及び比誘電率とを用いて設定すれば、ＩＣチップ２０１に対する情報の書き込みや読み出しが可能となる。

ここで、上述したような非接触型ＩＣタグ２００が、例えば、書籍等の物品に貼付されて使用された場合、書籍等の物品は誘電体で構成されているため、物品に貼付された非接触型ＩＣタグ２００のアンテナ部２１０の周波数特性が低い周波数方向にシフトすることになる。そのため、アンテナ部２１０の共振点が、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aに対してずれてしまい、非接触型ＩＣタグ２００に対する情報の書き込み及び読み出しができなくなってしまう虞れがある。特に、上述した２．４５ＧＨｚの周波数帯を利用したＩＣチップ２０１においては、このような現象が顕著に生じてしまう。

ところで、従来より、二等辺三角形からなる２つの導体が、その頂点が空隙を介して互いに対向するように配置されてなるボウタイアンテナが利用されている。

図９は、一般的なボウタイアンテナを有する非接触型ＩＣタグの一例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本例は図９に示すように、樹脂や紙等からなるベース基材２０２上に、二等辺三角形の形状を有する２つの導体３１０ａ，３１０ｂが、二等辺三角形の等しい辺がなす頂点どうしを結んだ直線が二等辺三角形の底辺のそれぞれに対して垂直となるように、かつ、頂点どうしが空隙を有するように配置されてなるアンテナ部３１０が形成されており、この２つの導体３１０ａ，３１０ｂに接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ３０１が搭載されて構成されている。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ３００においては、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電波によりアンテナ部３１０に電流が流れ、この電流がＩＣチップ３０１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ３０１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ３０１に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

以下に、上述した非接触型ＩＣタグ３００の周波数特性について説明する。

図１０は、図９に示した非接触型ＩＣタグ３００の周波数特性を説明するための図であり、ＩＣチップ３０１に対する情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数に対する非接触型ＩＣタグ３００のリターンロスを示す。

図９に示した非接触型ＩＣタグ３００においては、アンテナ部３１０における共振点の周波数は、図７に示したものと同様に、アンテナ部３１０の長さとベース基材３０２の比
透磁率及び比誘電率とによって設定されるが、本例においては、アンテナ部３１０の長さが変化するため、それぞれの長さに応じた共振点が存在する。具体的には、図９に示した非接触型ＩＣタグ３００について、Ｂ−Ｂ’間と、Ｃ−Ｃ’間とではアンテナ部３１０の長さが異なるため、Ｂ−Ｂ’間の長さと、Ｃ−Ｃ’間の長さとのそれぞれに応じた共振点が存在することになる。さらに、アンテナ部３１０を構成する２つの導体３１０ａ，３１０ｂがそれぞれ二等辺三角形の形状を有するものであるため、アンテナ部３１０の長さは、Ｂ−Ｂ’間からＣ−Ｃ’間に渡って無段階に変化している。

このため、図１０に示すように、アンテナ部３１０においては、Ｂ−Ｂ’間の長さによる共振点となるピークポイントＡと、Ｃ−Ｃ’間の長さによる共振点となるピークポイントＢとが存在し、かつ、このピークポイント間はリターンロスがほぼ一定なものとなる。

これにより、Ｂ−Ｂ’間の長さによる共振点となるピークポイントＡにおける周波数が、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aとなるようにＢ−Ｂ’間の長さを設定しておけば、後に、非接触型ＩＣタグ３００が、例えば、書籍等の物品に貼付されて使用され、アンテナ部３１０の周波数特性が低い周波数方向にシフトした場合であっても、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aがピークポイントＡとピークポイントＢとの間にあれば、非接触型ＩＣタグ３００に対する情報の書き込み及び読み出しを行うことができる。

このようなボウダイアンテナにおいては、二等辺三角形の等しい辺が足された長さが１／２波長となる周波数が所望の帯域の下限周波数となり、二等辺三角形の頂点を通って底辺に垂直となる軸線の底辺間の長さが１／２波長となる周波数が所望の帯域の上限周波数となる周波数帯で放射する広帯域なアンテナを実現することができる。

また、このようなボウタイアンテナにおいて、二等辺三角形の等しい辺の形状を曲線状や階段状にすることにより、下限周波数を下げ、それによりさらなる広帯域なアンテナが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１３５０３７号公報

しかしながら、上述したようなボウタイアンテナにおいては、広帯域なアンテナを実現することはできるものの、二等辺三角形の形状の導体を有するものであるため、この導体を薄いベース基材上に銅等の材料によって形成する場合、導体が形成された部分のベース基材が反ってしまうという問題点がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、広帯域なアンテナを実現しながらも、薄いベース基材上に形成された場合にベース基材が反ってしまうことを防ぐことができる広帯域アンテナ及びこれを有する非接触型情報記録媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
同一形状の２つの導体が互いに空隙を有して形成された導体対からなり、前記２つの導体の前記空隙を介して互いに対向する領域に給電点がそれぞれ設けられてなる広帯域アンテナにおいて、
前記導体対が、前記空隙どうしが重なり合うように、かつ前記給電点どうしが接続されるように同一平面上に複数設けられ、
前記複数の導体対はそれぞれ、前記空隙を介しての長さが、他の導体対のうち少なくとも１つの導体対に対して異なることを特徴とする。

また、前記２つの導体は、それぞれ一体化して形成されていることを特徴とする。

また、前記広帯域アンテナを有する非接触型情報記録媒体であって、
前記広帯域アンテナがベース基材上に形成され、
前記ベース基材上に、前記給電点に接続され、前記２つの導体を介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップが搭載されてなる。

また、前記複数の導体対のうち、前記空隙を介しての長さが最も長い導体対の長さが、前記ＩＣチップに対する情報の書き込み及び読み出しに用いられる周波数と前記ベース基材の透磁率及び誘電率とから求まる波長をλとした場合、λ／２であることを特徴とする。

上記のように構成された本発明においては、同一形状の２つの導体が互いに空隙を有して形成された導体対が、空隙どうしが重なり合うように、かつ、２つの導体の空隙を介して互いに対向する領域に設けられた給電点どうしが接続されるように同一平面上に複数設けられているので、複数の導体対それぞれの空隙を介しての長さに応じて共振点が生じる。ここで、複数の導体対は、空隙を介しての長さが、他の導体対のうち少なくとも１つの導体対に対して異なるため、その長さのそれぞれに応じて異なる共振点が生じる。

このように、複数の導体対の空隙を介しての長さに応じて複数の共振点が生じるので、二等辺三角形等といった面積が大きな導体を形成する必要がなく、それにより、広帯域なアンテナを実現しながらも、薄いベース基材上に形成された場合にベース基材が反ってしまうことを防ぐことができる。

また、非接触型情報記録媒体のＩＣチップ対する情報の書き込み及び読み出しに用いられる周波数と、広帯域アンテナが形成されたベース基材の透磁率及び誘電率とから求まる波長をλとした場合、複数の導体対のうち、空隙を介しての長さが最も長い導体対の長さをλ／２とすれば、広帯域アンテナがベース基材に形成された場合においても、複数の導体対のうち、空隙を介しての長さが最も長い導体対の長さがλ／２となる周波数を所望の帯域の下限周波数に設定することができる。

以上説明したように本発明においては、同一形状の２つの導体が互いに空隙を有して形成された導体対が、空隙どうしが重なり合うように、かつ、２つの導体の空隙を介して対向する領域に設けられた給電点どうしが接続されるように同一平面上に複数設けられているため、複数の導体対それぞれの空隙を介しての長さに応じて複数の共振点が生じ、それにより、広帯域なアンテナを実現しながらも、薄いベース基材上に形成された場合にベース基材が反ってしまうことを防ぐことができる。

また、非接触型情報記録媒体のＩＣチップ対する情報の書き込み及び読み出しに用いられる周波数と、広帯域アンテナが形成されたベース基材の透磁率及び誘電率とから求まる波長をλとした場合、複数の導体対のうち、空隙を介しての長さが最も長い導体対の長さがλ／２であるものにおいては、広帯域アンテナがベース基材に形成された場合においても、複数の導体対のうち、空隙を介しての長さが最も長い導体対の長さがλ／２となる周波数を所望の帯域の下限周波数に設定することができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の広帯域アンテナの第１の実施の形態を示す図である。

本形態は図１に示すように、複数の帯状の導体１０ａ−１〜１０ａ−５，１０ｂ−１〜１０ｂ−５が互いに空隙を有して放射状に形成されて構成されている。導体１０ａ−１と導体１０ｂ−１とは、互いに同一形状であって、空隙を有して設けられて１つの導体対を形成し、空隙を介して互いに対向する領域に給電点２０ａ−１，２０ｂ−１が設けられている。また、導体１０ａ−２と導体１０ｂ−２とは、互いに同一形状であって、空隙を有して設けられて１つの導体対を形成し、空隙を介して互いに対向する領域に給電点２０ａ−２，２０ｂ−２が設けられている。また、導体１０ａ−３と導体１０ｂ−３とは、互いに同一形状であって、空隙を有して設けられて１つの導体対を形成し、空隙を介して互いに対向する領域に給電点２０ａ−３，２０ｂ−３が設けられている。また、導体１０ａ−４と導体１０ｂ−４とは、互いに同一形状であって、空隙を有して設けられて１つの導体対を形成し、空隙を介して互いに対向する領域に給電点２０ａ−４，２０ｂ−４が設けられている。また、導体１０ａ−５と導体１０ｂ−５とは、互いに同一形状であって、空隙を有して設けられて１つの導体対を形成し、空隙を介して互いに対向する領域に給電点２０ａ−５，２０ｂ−５が設けられている。また、導体１０ａ−１〜１０ａ−５の給電点２０ａ−１〜２０ａ−５は互いに接続されており、また、導体１０ｂ−１〜１０ｂ−５の給電点２０ｂ−１〜２０ｂ−５は互いに接続されている。これにより、導体１０ａ−１〜１０ａ−５，１０ｂ−１〜１０ｂ−５からなる５つの導体対が、空隙どうしが重なり合うように、かつ給電点どうしが接続されるように同一平面上に設けられている。また、導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対の長さと導体１０ａ−５，１０ｂ−５からなる導体対の長さが互いに等しく、また、導体１０ａ−２，１０ｂ−２からなる導体対の長さと導体１０ａ−４，１０ｂ−４からなる導体対の長さが互いに等しく、導体１０ａ−１〜１０ａ−５の空隙とは反対側の端部と、導体１０ａ−１〜１０ａ−５の空隙とは反対側の端部がそれぞれ一直線上に並ぶように導体１０ａ−１〜１０ａ−５，１０ｂ−１〜１０ｂ−５がそれぞれ形成されている。これにより、導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対及び導体１０ａ−５，１０ｂ−５からなる導体対の長さと、導体１０ａ−２，１０ｂ−２からなる導体対及び導体１０ａ−４，１０ｂ−４からなる導体対の長さと、導体１０ａ−３，１０ｂ−３からなる導体対の長さとは互いに異なっており、導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対及び導体１０ａ−５，１０ｂ−５からなる導体対の長さが最も長く、導体１０ａ−３，１０ｂ−３からなる導体対の長さが最も短くなっている。

なお、上述した広帯域アンテナは、例えば、ベース基材上に印刷によって形成されることになるが、その際、導体１０ａ−１〜１０ａ−５が一体化して印刷され、また、導体１０ｂ−１〜１０ｂ−５が一体化して印刷される。これにより、導体１０ａ−１〜１０ａ−５と導体１０ｂ−１〜１０ｂ−５とがそれぞれ一体化して形成されることになる。

図２は、図１に示した広帯域アンテナを有する非接触型ＩＣラベルの一例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本例は図２に示すように、樹脂や紙等からなるベース基材２上に、図１に示した広帯域アンテナからなるアンテナ部１０が形成されており、このアンテナ部１０を構成する導体１０ａ−１〜１０ａ−５，１０ｂ−１〜１０ｂ−５の給電点２０ａ−１〜２０ａ−５，２０ｂ−１〜２０ｂ−５に接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ１が搭載されて構成されている。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグにおいては、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電波によりアンテナ部１０に電流が流れ、この電流がＩＣチップ１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ１に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

以下に、上述した非接触型ＩＣタグの周波数特性について説明する。

図３は、図２に示した非接触型ＩＣタグの周波数特性を説明するための図であり、ＩＣチップ１に対する情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数に対する非接触型ＩＣタグのリターンロスを示す。

図２に示した非接触型ＩＣタグにおいては、図７に示したものと同様に、アンテナ部１０の長さが、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aとベース基材２の比透磁率及び比誘電率とから求まる波長λの１／２である場合に、アンテナ部１０の共振点における周波数がｆ_aとなって共振し、ＩＣチップ１に対する情報の書き込みや読み出しが可能となる。そのため、アンテナ部１０における共振点となるピークポイントにおける周波数が、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aとなるように、アンテナ部１０の長さを、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aとベース基材２の比透磁率及び比誘電率とを用いて設定すれば、ＩＣチップ１に対する情報の書き込みや読み出しが可能となる。ところが、本例においては、アンテナ部１０が、長さが互いに異なる複数の導体対から構成されているため、導体対それぞれの長さに応じた共振点が存在する。具体的には、図２に示した非接触型ＩＣタグについて、導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対及び導体１０ａ−５，１０ｂ−５からなる導体対と、導体１０ａ−２，１０ｂ−２からなる導体対及び導体１０ａ−４，１０ｂ−４からなる導体対と、導体１０ａ−３，１０ｂ−３からなる導体対とではその長さが異なるため、導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対及び導体１０ａ−５，１０ｂ−５からなる導体対の長さと、導体１０ａ−２，１０ｂ−２からなる導体対及び導体１０ａ−４，１０ｂ−４からなる導体対の長さと、導体１０ａ−３，１０ｂ−３からなる導体対の長さとのそれぞれに応じた共振点が存在することになる。

このため、図３に示すように、アンテナ部１０においては、導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対及び導体１０ａ−５，１０ｂ−５からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＡと、導体１０ａ−２，１０ｂ−２からなる導体対及び導体１０ａ−４，１０ｂ−４からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＢと、導体１０ａ−３，１０ｂ−３からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＣとが存在する。

これにより、導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対及び導体１０ａ−５，１０ｂ−５からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＡにおける周波数が、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aとなるように、導体１０ａ−１，１０ｂ−１からなる導体対及び導体１０ａ−５，１０ｂ−５からなる導体対の長さを、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aとベース基材２の比透磁率及び比誘電率とを用いて設定しておけば、後に、非接触型ＩＣタグが、例えば、書籍等の物品に貼付されて使用され、アンテナ部１０の周波数特性が低い周波数方向に大きくシフトした場合であっても、導体１０ａ−２，１０ｂ−２からなる導体対及び導体１０ａ−４，１０ｂ−４からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＢあるいは、導体１０ａ−３，１０ｂ−３からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＣが周波数ｆ_aの近傍になれば、非接触型ＩＣタグに対する情報の書き込み及び読み出しを行うことができる。

なお、本形態においては、説明を簡単にするために、導体１０ａ−１〜１０ａ−５，１０ｂ−１〜１０ｂ−５からなる５つの導体対しか設けていないが、互いに長さが異なる導体対の数を増やすことにより、図１０に示したリターンロス曲線に近い周波数特性を得ることができ、最も長い導体対の長さが１／２波長となる周波数が所望の帯域の下限周波数となり、最も短い導体対の長さが１／２波長となる周波数が所望の帯域の上限周波数となる周波数帯で放射する広帯域なアンテナを実現することができ、後に、その広帯域アンテナを有する非接触型ＩＣタグが、例えば、書籍等の物品に貼付されて使用され、アンテナ部の周波数特性が低い周波数方向に大きくシフトした場合であっても、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aが、最も長い導体対の長さによる共振点と、最も短い導体対の長さによる共振点との間にあれば、非接触型ＩＣタグに対する情報の書き込み及び読み出しを行うことができる。また、導体対の長さにおいては、全ての導体対の長さが互いに異なるように導体１０ａ−１〜１０ａ−５，１０ｂ−１〜１０ｂ−５が形成されていれば、同じ数の導体対が形成された場合において、図１０に示したリターンロス曲線に最も近い周波数特性を得ることができて好ましいが、本発明はこれに限らず、１つの導体対の長さが他の導体対のうち少なくとも１つの導体対の長さに対して異なるように導体１０ａ−１〜１０ａ−５，１０ｂ−１〜１０ｂ−５が形成されていればよい。

このように、複数の導体対によって広帯域アンテナが形成されているので、二等辺三角形等といった面積が大きな導体を形成する必要がなく、それにより、広帯域なアンテナを実現しながらも、薄いベース基材上に形成された場合にベース基材が反ってしまうことを防ぐことができる。

（第２の実施の形態）
図４は、本発明の広帯域アンテナの第２の実施の形態を示す図である。

本形態は図４に示すように、複数の帯状の導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５，１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５が互いに空隙を有して放射状に形成されて構成されている。導体１１０ａ−１と導体１１０ｂ−１とは、互いに同一形状であって、空隙を有して設けられて１つの導体対を形成し、空隙を介して互いに対向する領域に給電点１２０ａ−１，１２０ｂ−１が設けられている。また、導体１１０ａ−２と導体１１０ｂ−２とは、互いに同一形状であって、空隙を有して設けられて１つの導体対を形成し、空隙を介して互いに対向する領域に給電点１２０ａ−２，１２０ｂ−２が設けられている。また、導体１１０ａ−３と導体１１０ｂ−３とは、互いに同一形状であって、空隙を有して設けられて１つの導体対を形成し、空隙を介して互いに対向する領域に給電点１２０ａ−３，１２０ｂ−３が設けられている。また、導体１１０ａ−４と導体１１０ｂ−４とは、互いに同一形状であって、空隙を有して設けられて１つの導体対を形成し、空隙を介して互いに対向する領域に給電点１２０ａ−４，１２０ｂ−４が設けられている。また、導体１１０ａ−５と導体１１０ｂ−５とは、互いに同一形状であって、空隙を有して設けられて１つの導体対を形成し、空隙を介して互いに対向する領域に給電点１２０ａ−５，１２０ｂ−５が設けられている。また、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５の給電点１２０ａ−１〜１２０ａ−５は互いに接続されており、また、導体１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５の給電点１２０ｂ−１〜１２０ｂ−５は互いに接続されている。これにより、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５，１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５からなる５つの導体対が、空隙どうしが重なり合うように、かつ給電点どうしが接続されるように同一平面上に設けられている。また、導体１１０ａ−１，１１０ｂ−１からなる導体対の長さと導体１１０ａ−５，１１０ｂ−５からなる導体対の長さが互いに等しく、また、導体１１０ａ−２，１１０ｂ−２からなる導体対の長さと導体１１０ａ−４，１１０ｂ−４からなる導体対の長さが互いに等しくなっている。さらに、本形態においては、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５の空隙とは反対側の端部を互いに結んだ線と、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５の空隙とは反対側の端部を互いに結んだ線がそれぞれ、空隙側に凹んだくの字となるように導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５，１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５が形成されている。これにより、導体１１０ａ−１，１１０ｂ−１からなる導体対及び導体１１０ａ−５，１１０ｂ−５からなる導体対の長さと、導体１１０ａ−２，１１０ｂ−２からなる導体対及び導体１１０ａ−４，１１０ｂ−４からなる導体対の長さと、導体１１０ａ−３，１１０ｂ−３からなる導体対の長さとは互いに異なっており、導体１１０ａ−１，１１０ｂ−１からなる導体対及び導体１１０ａ−５，１１０ｂ−５からなる導体対の長さが最も長く、導体１１０ａ−３，１１０ｂ−３からなる導体対の長さが最も短くなっている。

なお、上述した広帯域アンテナは、例えば、ベース基材上に印刷によって形成されることになるが、その際、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５が一体化して印刷され、また、導体１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５が一体化して印刷される。これにより、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５と導体１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５とがそれぞれ一体化して形成されることになる。

図５は、図４に示した広帯域アンテナを有する非接触型ＩＣラベルの一例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本例は図５に示すように、樹脂や紙等からなるベース基材１０２上に、図４に示した広帯域アンテナからなるアンテナ部１１０が形成されており、このアンテナ部１１０を構成する導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５，１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５の給電点１２０ａ−１〜１２０ａ−５，１２０ｂ−１〜１２０ｂ−５に接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ１０１が搭載されて構成されている。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグにおいては、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電波によりアンテナ部１１０に電流が流れ、この電流がＩＣチップ１０１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ１０１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ１０１に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

以下に、上述した非接触型ＩＣタグの周波数特性について説明する。

図６は、図５に示した非接触型ＩＣタグの周波数特性を説明するための図であり、ＩＣチップ１０１に対する情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数に対する非接触型ＩＣタグのリターンロスを示す。

図５に示した非接触型ＩＣタグにおいては、図２に示したものと同様に、導体１１０ａ−１，１１０ｂ−１からなる導体対及び導体１１０ａ−５，１１０ｂ−５からなる導体対の長さと、導体１１０ａ−２，１１０ｂ−２からなる導体対及び導体１１０ａ−４，１１０ｂ−４からなる導体対の長さと、導体１１０ａ−３，１１０ｂ−３からなる導体対の長さとのそれぞれに応じた共振点が存在することになる。

このため、図６に示すように、アンテナ部１１０においては、導体１１０ａ−１，１１０ｂ−１からなる導体対及び導体１１０ａ−５，１１０ｂ−５からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＡと、導体１１０ａ−２，１１０ｂ−２からなる導体対及び導体１１０ａ−４，１１０ｂ−４からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＢと、導体１１０ａ−３，１１０ｂ−３からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＣとが存在する。ここで、本形態においては、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５の空隙とは反対側の端部を互いに結んだ線と、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５の空隙とは反対側の端部を互いに結んだ線がそれぞれ、空隙側に凹んだくの字となるように導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５，１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５が形成されているため、図２に示したものと比べて、ピークポイントＡ，Ｂ，Ｃの間隔が広くなっている。

これにより、導体１１０ａ−１，１１０ｂ−１からなる導体対及び導体１１０ａ−５，１１０ｂ−５からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＡにおける周波数が、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aとなるように、導体１１０ａ−１，１１０ｂ−１からなる導体対及び導体１１０ａ−５，１１０ｂ−５からなる導体対の長さを、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aとベース基材１０２の比透磁率及び比誘電率とを用いて設定しておけば、後に、非接触型ＩＣタグが、例えば、書籍等の物品に貼付されて使用され、アンテナ部１１０の周波数特性が低い周波数方向に大きくシフトした場合であっても、導体１１０ａ−２，１１０ｂ−２からなる導体対及び導体１１０ａ−４，１１０ｂ−４からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＢあるいは、導体１１０ａ−３，１１０ｂ−３からなる導体対の長さによる共振点となるピークポイントＣが周波数ｆ_aの近傍になれば、非接触型ＩＣタグに対する情報の書き込み及び読み出しを行うことができる。

なお、本形態においては、説明を簡単にするために、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５，１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５からなる５つの導体対しか設けていないが、互いに長さが異なる導体対の数を増やすことにより、図１０に示したリターンロス曲線に近い周波数特性を得ることができ、最も長い導体対の長さが１／２波長となる周波数が所望の帯域の下限周波数となり、最も短い導体対の長さが１／２波長となる周波数が所望の帯域の上限周波数となる周波数帯で放射する広帯域なアンテナを実現することができ、後に、その広帯域アンテナを有する非接触型ＩＣタグが、例えば、書籍等の物品に貼付されて使用され、アンテナ部の周波数特性が低い周波数方向に大きくシフトした場合であっても、情報の書き込み及び読み出しに用いる周波数ｆ_aが、最も長い導体対の長さによる共振点と、最も短い導体対の長さによる共振点との間にあれば、非接触型ＩＣタグに対する情報の書き込み及び読み出しを行うことができる。また、その場合、本形態においては、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５の空隙とは反対側の端部を互いに結んだ線と、導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５の空隙とは反対側の端部を互いに結んだ線がそれぞれ、空隙側に凹んだくの字となるように導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５，１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５が形成されているため、図２に示したものと比べてさらに広帯域なアンテナを実現することができる。また、導体対の長さにおいては、全ての導体対の長さが互いに異なるように導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５，１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５が形成されていれば、同じ数の導体対が形成された場合において、図１０に示したリターンロス曲線に最も近い周波数特性を得ることができて好ましいが、本発明はこれに限らず、１つの導体対の長さが他の導体対のうち少なくとも１つの導体対の長さに対して異なるように導体１１０ａ−１〜１１０ａ−５，１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５が形成されていればよい。

このように、複数の導体対によって広帯域アンテナが形成されているので、二等辺三角形等といった面積が大きな導体を形成する必要がなく、それにより、広帯域なアンテナを実現しながらも、薄いベース基材上に形成された場合にベース基材が反ってしまうことを防ぐことができる。

また、上述した２つの実施の形態においては、非接触型情報記録媒体として非接触型ＩＣタグを例に挙げて説明したが、本発明は、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップがアンテナ部１０，１１０に接続されてベース基材２，１０２上に搭載されてなる非接触型情報記録媒体であれば、この他に、非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣカード等も適用することができる。

本発明の広帯域アンテナの第１の実施の形態を示す図である。 図１に示した広帯域アンテナを有する非接触型ＩＣラベルの一例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。 図２に示した非接触型ＩＣタグの周波数特性を説明するための図である。 本発明の広帯域アンテナの第２の実施の形態を示す図である。 図４に示した広帯域アンテナを有する非接触型ＩＣラベルの一例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。 図５に示した非接触型ＩＣタグの周波数特性を説明するための図である。 ２．４５ＧＨｚの周波数帯を利用して通信を行うＩＣチップが搭載された非接触型ＩＣタグの一例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。 図７に示した非接触型ＩＣタグの周波数特性を説明するための図である。 一般的なボウタイアンテナを有する非接触型ＩＣタグの一例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。 図９に示した非接触型ＩＣタグの周波数特性を説明するための図である。

符号の説明

１，１０１ ＩＣチップ
２，１０２ ベース基材
１０，１１０ アンテナ部
１０ａ−１〜１０ａ−５，１０ｂ−１〜１０ｂ−５，１１０ａ−１〜１１０ａ−５，１１０ｂ−１〜１１０ｂ−５ 導体
２０ａ−１〜２０ａ−５，２０ｂ−１〜２０ｂ−５，１２０ａ−１〜１２０ａ−５，１２０ｂ−１〜１２０ｂ−５ 給電点

Claims (4)

1. 同一形状の２つの導体が互いに空隙を有して形成された導体対からなり、前記２つの導体の前記空隙を介して互いに対向する領域に給電点がそれぞれ設けられてなる広帯域アンテナにおいて、
   前記導体対が、前記空隙どうしが重なり合うように、かつ前記給電点どうしが接続されるように同一平面上に複数設けられ、
   前記複数の導体対はそれぞれ、前記空隙を介しての長さが、他の導体対のうち少なくとも１つの導体対に対して異なることを特徴とする広帯域アンテナ。
2. 請求項１に記載の広帯域アンテナにおいて、
   前記２つの導体は、それぞれ一体化して形成されていることを特徴とする広帯域アンテナ。
3. 請求項１または請求項２に記載の広帯域アンテナを有する非接触型情報記録媒体であって、
   前記広帯域アンテナがベース基材上に形成され、
   前記ベース基材上に、前記給電点に接続され、前記２つの導体を介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップが搭載されてなる非接触型情報記録媒体。
4. 請求項３に記載の非接触型情報記録媒体において、
   前記複数の導体対のうち、前記空隙を介しての長さが最も長い導体対の長さが、前記ＩＣチップに対する情報の書き込み及び読み出しに用いられる周波数と前記ベース基材の透磁率及び誘電率とから求まる波長をλとした場合、λ／２であることを特徴とする非接触型情報記録媒体。

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