JP2008051811A - 材料帯に記録されたアンテナを無接触試験する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
無線周波数識別ラベルの製造の際の費用を減少させること。
【解決手段】
この発明は、無線周波数識別ラベル用の材料帯（１）に記録されたアンテナ（２）を無接触試験する方法に関し、それぞれに少なくとも一つの導体帯（４）と無接触接続部（３）を有する多数のアンテナ（２）を備える材料帯（１）が測定装置（５）に供給され、アンテナ（２）が測定装置（５）の領域内でそれぞれに測定装置（５）の分類された測定アンテナ配列装備（６）の傍を通過され、測定アンテナ配列装備（６）がアンテナ（２）の所定作業周波数ｆ_A と相関されている送信機（８）の高周波数信号Ｓ_messを作用され、測定アンテナ配列装備（６）により後方に作動する高周波数信号Ｓ_rueckが決定されて基準値と比較され、後方に作動する高周波数信号Ｓ_rueckを個々のアンテナ（２）用の基準値との比較によってそれぞれに製造公差の遵守が確認される。
【選択図】図１

Description

この発明は、無線周波数識別ラベル用の材料帯に記録されたアンテナを無接触試験する方法に関する。無線周波数識別ラベルはアンテナの傍に能動或いは受動開閉回路として無線周波数識別チップを有し、例えば、商品や輸送包装物のようなあらゆる種類の対象を特徴付けるのに適している。特に大量生産品の包装の特徴付けの場合には、通常には、無線周波数識別ラベルの一回の使用のみが設けられるので、この場合に、特に僅かな製造費用が必要とされている。

印刷物米国特許第６１４７６６２号明細書（特許文献１）は無線周波数識別ラベルを製造する方法を記載し、この場合に、アンテナが伝導性インク或いは伝導性トーナーにより材料帯に記録され、次に無線周波数識別チップがアンテナに載置されてアンテナに接触されている。無線周波数識別ラベルがロールに巻き上げられる前に測定装置に供給され、この場合に、欠陥のある無線周波数識別ラベルが検出されて印を付けられる。或る周波数ではＵＨＦ領域（３００ＭＨｚ〜３０００ＭＨｚ）で運転される特に無線周波数識別ラベルでは、通常に微細構造に基づいて高価な接続部を予期すべきである。アンテナを備える全無線周波数識別ラベルと無線周波数識別チップが選出して処理すべきであるから、高価な接続部によって生産費用が強力に増加される。
米国特許第６１４７６６２号明細書

この背景から、この発明の課題は、無線周波数識別ラベルの製造の際の費用を減少させることである。

この課題は、この発明によると、それぞれに少なくとも一つの導体帯と無接触接続部を有する多数のアンテナを備える材料帯が測定装置に供給され、アンテナが測定装置の領域内でそれぞれに測定装置の分類された測定アンテナ配列装備の傍を通過され、測定アンテナ配列装備がアンテナの所定作業周波数ｆ_A と相関されている送信機の高周波数信号Ｓ_messを作用され、測定アンテナ配列装備により後方に作動する高周波数信号Ｓ_rueckが決定されて基準値と比較され、後方に作動する高周波数信号Ｓ_rueckを個々のアンテナ用の基準値との比較によってそれぞれに製造公差の遵守が確認されることを特徴とする無線周波数識別チップ用の材料帯に記録されたアンテナを無接触試験する方法によって解決される。この発明によると、このアンテナが無線周波数識別チップと接触される前に、アンテナの検査が行われ、この場合には、選別すべきである欠陥のあるアンテナは無線周波数識別チップを備えられていない。さらに、無線周波数識別ラベル用のアンテナの製造でも、接続比率の増加が直接に認識され得て、製造方法は適合され得るか或いは中断され得る。

この発明による方法は、特にアンテナに適しており、このアンテナでは微細構造に基づいて、特に大量製造では、印刷方法、例えば凹版印刷方法によって増加した接続部を考慮されるから、アンテナの作業周波数がＵＨＦ領域に位置する。

この発明によると、測定装置の測定アンテナ配列装備は送信機の高周波数信号を作用され、高周波数出力の一部が測定アンテナ配列装備から放射され、試験すべきアンテナにより吸収される。この発明の場合には、送信機の周波数ｆ_messは目的に適って、所定製造公差内に位置する試験すべきアンテナが高周波数出力の最高量を吸収し、それにより測定アンテナ配列装備の接続部に戻り通過する高周波数信号Ｓ_rueckが最少化されるように選定される。一方では流入する高周波数信号Ｓ_messに付属される出力と他方では戻り通過する高周波数信号Ｓ_rueckに付属される出力とを求められるために、この発明の好ましい実施態様では、高周波数信号Ｓ_messが送信機から指向性カプラーを介して測定アンテナ配列装備に供給され、指向性カプラーが測定アンテナ配列装備に流入する高周波数出力Ｐ_vor に比例している第一測定信号を伝達し、指向性カプラーが測定アンテナ配列装備により反射された高周波数出力Ｐ_rueckに比例している第二測定信号を伝達することが企図される。送信機に供給された出力と測定配列装備により反射された出力との比は実際には遡及的推論減衰としてデシベル（ｄＢ）で挙げられている。

この発明による方法は、根本的に任意のアンテナ構造に使用でき、測定アンテナ配列装備が目的に適って試験すべきアンテナにおける幾何学形状に適合している。この発明による方法は、特にそれぞれ一つの接続端を備える二つの導体帯から成るダイポールアンテナとして形成されているアンテナを試験するのに適している。中心接続端から出発して、およそ同じ長さの導体帯が互いに離れて延びていて、アンテナの作業周波数ｆ_A がおよそ波長長さの半分に一致するその全長さによって決定される。このダイポールアンテナを試験するために、特に導体帯のそれぞれのために、測定アンテナ配列装備の別の測定アンテナが設けられ、測定アンテナ配列装備は周波数ｆ_messが作業周波数ｆ_A のおよそ二倍に一致する高周波数信号Ｓ_messを作用される。この場合には、周波数ｆ_messはそれぞれに個別の導体帯に待ち受ける共振周波数に一致する。導体帯は例えば中断の形態で欠陥を有しない限り、測定アンテナは共振に基づいてエネルギーの最高量を取り上げて、それにより測定アンテナから接続出力を戻り通過する高周波数信号Ｓ_rueckが減少される。欠陥のある導体帯では、周波数ｆ_messにおいて共振が存在しないので、戻り通過する高周波数出力Ｐ_vor の一部が比較的に大きい。この場合には、戻り通過する高周波数信号Ｓ_rueckの決定によって、例えば指向性カプラーによって且つ後方接続された増幅器／評価論理によってそれぞれの個別アンテナ用の逆流減衰から製造公差の遵守が求められる。接続端の領域内の可能な短絡を検出するために、同じ測定原理に基づいて測定アンテナ配列装備は所定作業周波数ｆ_A を作用される。短絡の場合には、機能性アンテナと比較して、反射された高周波数出力の強力な増加を導く。

アンテナが例えば導体ループに形成され得る単に導体帯を有する限り、アンテナには通常には測定アンテナ配列装備の測定アンテナが付属されていて、測定アンテナは周波数ｆ_messがおよそ期待すべき作業周波数ｆ_A に一致する高周波数信号Ｓ_messを作用される。前もって記載されるように、欠陥のあるアンテナでは、機能性アンテナと比較して、戻り通過する出力の強力な増加が観察される。

アンテナの無接触試験に基づいて非常に高い輸送量が達成される。材料帯がこの発明の好ましい実施態様では、０，８ｍ／ｓ以上，特に１，６ｍ／ｓ以上の平均帯速度により測定装置の傍を通過される。この場合には、個々のアンテナは制限なしに一定帯速度により或いは例えば整合ロール配列装備によって修正された帯速度により測定装置の測定アンテナ配列装備の傍を通過され得る。

この発明による方法の好ましい実施態様では、アンテナのそれぞれのために、戻り通過する高周波数信号Ｓ_rueckの少なくとも５０、特に少なくとも１００測定値が求められ、次に検出される。けれども、追加的或いは交互に、直接に電気測定回路の適切な構成によって信号を、例えばフィルタによって滑らかにして平均化する、又は滑らかにするか或いは平均化することが可能である。

この発明の範囲内で欠陥を検出されたアンテナは直接に材料帯から取り除かれるか、或いは例えば印刷或いはスタンプによって印を付けられる。さらに、材料帯上の欠陥のあるアンテナの位置が電子的に制御において走査することが可能であり、この情報に基づいて次に単に機能性アンテナが無線周波数識別チップを備えている。

無接点試験前にアンテナは特に印刷方法で、例えば凹版印刷方法で伝導性印刷インクにより材料帯に印刷される。材料帯として、好ましくはポリエステル、ポリアミドやポリオレフィンのグループから成る特に重合体箔材料が考慮の対象になり、材料帯は代表的には３０と１５０μｍの間の層厚を有する。

特に無線周波数識別ラベル用のアンテナの安価な製造を可能とするために、優先的に材料帯がその走行方向を横切って少なくとも二列のアンテナを有し、各列のために測定装置のそれぞれ少なくとも一つの測定アンテナ配列装備が設けられている。この場合には、測定アンテナ配列装備の相互の障害を上下に重ねて回避するために、この測定アンテナ配列装備が材料帯の走行方向に互いにずれて配置されている。この場合には、二つの隣接した測定アンテナ配列装備の間の間隔は目的に適ってアンテナの波長長さの少なくとも半分に達する。この発明による方法により出来るだけ高い精度を得るために、一方でのアンテナの伝導性帯と他方での測定アンテナの間の間隔が出来るだけ一定に保持されなければならない。

この発明は次に単に実施例を図示する図面に基づいて説明される。

図１は無線周波数識別ラベル用の記録されたアンテナ２を備える材料帯１を示す。アンテナ２は半波長ダイポールアンテナとして凹版印刷方法で伝導性印刷インクにより重合体箔として形成される材料帯１に印刷されている。アンテナ２は二つの中心接続端３を有し、その接続端からそれぞれ一つの矩形状導体帯４が延びている。例えば９００ＭＨｚでは位置できる作業周波数ｆ_A は、波長長さの半分に一致するアンテナ２の全長さによって予め設定される。多数のアンテナ２を備える材料帯１は、測定装置５に供給され、アンテナ２は測定装置５の領域内で測定装置５の関連されたそれぞれ一つの測定アンテナ配列装備６の傍を通過され得る。この場合には、測定アンテナ配列装備６は導体帯４のそれぞれのために別の測定アンテナ７を有する。測定アンテナ７は送信機８から指向性カプラー９を介して周波数ｆ_messがアンテナ２の所定作業周波数ｆ_A のおよそ２倍に一致する高周波数信号Ｓ_messを作用される。指向性カプラー９は第一と第二の測定信号を伝達し、第一測定信号は測定アンテナ配列装備６に流入する高周波数出力Ｐ_vor に比例しており、第二測定信号は測定アンテナ配列装備により反射された高周波数出力Ｐ_rueckに比例している。測定信号からアナログ分割器１０では逆流減衰がこの両値の商として検出される。逆流減衰の検出された値が次に閾値交換を備える動作増幅器１１に伝達する。閾値の達成に依存して、評価ロジック１２により個別のアンテナ２がそれぞれに所定製造公差を達成するか或いは決定される。この目的のために、アンテナ２のそれぞれのために少なくとも５０、特に少なくとも１００測定値が評価ロジック１２により決定され、次に伝達される。欠陥として認識されたアンテナ２は印刷装置１３により印刷で印を付けられる。けれども、この発明の範囲内では、欠陥のあるアンテナ２の位置が電子的に処理制御部に記憶し、次に機能性アンテナのみに無線周波数識別チップを備える或いは欠陥のあるアンテナ２をスタンプによって印を付けられるか或いは材料帯１から取り除かれる。アンテナ２の無接触試験に対するこの発明による方法は０，８ｍ／ｓ以上，特に１，６ｍ／ｓ以上の高帯速度を許容する。

図２において図示されている如く、特に大量生産では、材料帯１の横方向において複数列１４のアンテナ２が設けられ、列１４のそれぞれのために、別の測定アンテナ配列装備６が設けられている。この場合には、隣接した測定アンテナ配列装備６は、測定アンテナ配列装備６の相互の障害を上下に重なって阻止するために、材料帯１の走行方向において少なくともアンテナ２の波長長さの半分（＝１／２）だけずれて配置されている。各測定アンテナ配列装備６には、図１において図示されているように、送信機８、指向性カプラー９とそれに付属された増幅器／評価回路が組み入れられている。

図３は見本により測定アンテナ配列装備６により反射された高周波数出力Ｐ_rueckの時間的経過を示す。第一アンテナ２の接近の場合には、このアンテナは測定アンテナ配列装備６に既に設定された出力の一部を吸収され、それにより逆流する出力Ｐ_rueckの一部が減少される。アンテナ２と測定アンテナ配列装備６により差出した周波数の間の共振の場合には、反射された高周波数出力Ｐ_rueckの値が最少量に下降する。アンテナ２が欠陥、例えば引っ掻き傷による中断を有する限り、有効な長さが変更され、それにより共振周波数が延期され、それにより測定アンテナ配列装備６により準備された高周波数出力の僅かな割合が吸収される。反射された高周波数出力Ｐ_rueckの値が比較的に高いままである。それ故に、適した閾値Ｗの設定によって、機能性で欠陥のあるアンテナ２が区別され得る。信号の連続的受信の代わりに、図３において具体化するために図示されているように、この発明の範囲内で特にアンテナ２のそれぞれのために多数のの個別の測定値が所定測定窓を介して受信されて次に伝達される。伝達された値が基準値と比較される。基準値の超過に依存して、各アンテナ２のために所定制御公差が求められる。

材料帯に記録されたアンテナを無接触試験する測定装置を概略的に示す。 アンテナを無接触試験する測定装置の別の構成を概略的に示す。 測定配列装備から反射された高周波数出力Ｐ_rueckの経過を概略的に示す。

符号の説明

１．．．．．材料帯
２．．．．．アンテナ
３．．．．．中心接続端
４．．．．．導体帯
５．．．．．測定装置
６．．．．．測定アンテナ配列装備
７．．．．．測定アンテナ
８．．．．．送信機
９．．．．．指向性カプラー
１０．．．．アナログ分割器
１１．．．．動作増幅器
１２．．．．評価ロジック
１３．．．．印刷装置
１４．．．．複数列のアンテナ

Claims (8)

1. 無線周波数識別ラベル用の材料帯（１）に記録されたアンテナ（２）を無接触試験する方法において、それぞれに少なくとも一つの導体帯（４）と無接触接続部（３）を有する多数のアンテナ（２）を備える材料帯（１）が測定装置（５）に供給され、アンテナ（２）が測定装置（５）の領域内でそれぞれに測定装置（５）の分類された測定アンテナ配列装備（６）の傍を通過され、測定アンテナ配列装備（６）がアンテナ（２）の所定作業周波数ｆ_A と相関されている送信機（８）の高周波数信号Ｓ_messを作用され、測定アンテナ配列装備（６）により後方に作動する高周波数信号Ｓ_rueckが決定されて基準値と比較され、後方に作動する高周波数信号Ｓ_rueckを個々のアンテナ（２）用の基準値との比較によってそれぞれに製造公差の遵守が確認されることを特徴とする方法。
2. 高周波数信号Ｓ_messは送信機（８）から指向性カプラー（９）を介して測定アンテナ配列装備（６）まで送られ、この指向性カプラー（９）は測定アンテナ配列装備（６）に流入する高周波数出力Ｐ_vor に比例している第一測定信号を伝達し、指向性カプラー（９）は測定アンテナ配列装備（６）により反射された高周波数出力Ｐ_rueckに比例している第二測定信号を伝達することをことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 測定アンテナ配列装備（６）は周波数ｆ_messが作業周波数ｆ_A のおよそ二倍に一致する高周波数信号Ｓ_messを作用されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
4. 測定アンテナ配列装備（６）は周波数ｆ_messがおよそ作業周波数ｆ_A に一致する高周波数信号Ｓ_messを作用されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
5. 材料帯（１）は０，８ｍ／ｓ以上，特に１，６ｍ／ｓ以上の平均帯速度により測定装置（５）の傍を通過されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. アンテナ（２）のそれぞれのために、戻り通過する高周波数信号Ｓ_rueckの少なくとも５０、特に少なくとも１００測定値が求められ、次に検出されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 製造公差を含有しないアンテナ（２）は表示される、或いは取り除かれることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 測定アンテナ配列装備（６）は送信機（８）から高周波数信号Ｓ_messをＵＨＦバンド内に作用されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。

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