JP2008299832A - Reader-writer device and antenna device for non-contact ic tag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触ＩＣタグのリーダライタ装置及び該リーダライタ装置に使用されるアンテナ装置に関する。 The present invention relates to a reader / writer device for a non-contact IC tag and an antenna device used for the reader / writer device.
従来、非接触ＩＣタグシステムは、商品や物品等にＩＣタグを取り付け、リーダライタ装置のアンテナから上記ＩＣタグに質問波を送信し、ＩＣタグからの応答波を受信して固有のデータを読み取ることにより商品や物品等の管理を行えるものである。（例えば、特許文献１参照。）。 Conventional non-contact IC tag systems attach IC tags to products, articles, etc., transmit interrogation waves from the reader / writer antenna to the IC tag, receive response waves from the IC tag, and read specific data This makes it possible to manage products and articles. (For example, refer to Patent Document 1).
また、近年では、リーダライタ装置に複数のアンテナポートを設けてそれぞれにアンテナを接続し、上記複数のアンテナを自動制御シーケンスにより一定の間隔で順次切替えることが行われている。上記複数のアンテナは商品や物品等を移動させるベルトコンベアの通過ゲートにおいてＩＣタグとの書き込み、読み取りエリアを拡張するように設置される。即ち上記通過ゲートにおいて多面に配置されたアンテナにより小電力の電波信号でもベルトコンベア上の商品や物品等に取り付けられたＩＣタグと確実に通信が行えるようにしている。 Further, in recent years, a plurality of antenna ports are provided in a reader / writer device, antennas are connected to each, and the plurality of antennas are sequentially switched at regular intervals by an automatic control sequence. The plurality of antennas are installed so as to expand an area for writing and reading with an IC tag at a passing gate of a belt conveyor that moves goods, articles, and the like. In other words, the multi-sided antennas at the passage gate can reliably communicate with IC tags attached to products, articles, etc. on the belt conveyor even with low-power radio signals.
上記複数のアンテナポートを備えた従来のリーダライタ装置は、図１２に示すように構成されている。図１２において、１１はリーダライタで、このリーダライタ１１は、非接触ＩＣタグシステムを管理するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１０やクライアント端末（図示せず）にＩ／Ｆ（インタフェース）を経由して接続されている。
A conventional reader / writer device having the plurality of antenna ports is configured as shown in FIG. In FIG. 12, 11 is a reader / writer, and this reader /
上記リーダライタ１１内には、上記パーソナルコンピュータ１０から送られてくる動作指令に従って動作する処理制御部１２が設けられると共に、この処理制御部１２に接続される送信部１３及び受信部１４が設けられる。上記送信部１３は、処理制御部１２からの制御命令に従って質問波を生成する。この質問波は、サーキュレータ１５の端子１→２を通り、切替スイッチ１６により順次切替えられて例えば４つのアンテナポートＰ１〜Ｐ４へ送られる。上記切替スイッチ１６は、処理制御部１２のアンテナ切替えの自動制御シーケンスに従って一定の周期で切替え動作し、送信部１３からサーキュレータ１５を介して送られてくる質問波をアンテナポートＰ１〜Ｐ４に選択的に出力する。
In the reader /
上記各アンテナポートＰ１〜Ｐ４には、同軸ケーブル１７を介してアンテナ１８が接続される。なお、図１２では、アンテナポートＰ１に同軸ケーブル１７を介してアンテナ１８が接続されている状態を示している。上記アンテナ１８としては、例えばパッチアンテナが使用される。上記パッチアンテナは放射素子１８ａの背面側に反射素子１８ｂを設けた構成となっており、放射素子１８ａが同軸ケーブル１７の中心導体に接続され、反射素子１８ｂが同軸ケーブル１７の外導体に接続される。上記パッチアンテナの放射素子としては、例えば特許文献２に示されているものがある。
An
上記アンテナ１８は、送信部１３から送られてくる質問波をＩＣタグ（図示せず）に向けて送信し、ＩＣタグからの応答波を受信して同軸ケーブル１７を介してリーダライタ１１へ出力する。上記アンテナ１８から同軸ケーブル１７を介して出力されるＩＣタグの応答波は、リーダライタ１１のアンテナポートＰ１に入力され、切替スイッチ１６及びサーキュレータ１５の端子２−３を通って受信部１４に入力されて検波される。この検波されたＩＣタグのデータは、処理制御部１２で復号化され、上記パーソナルコンピュータ１０やクライアント端末へ送られる。
The
アンテナポートＰ１〜Ｐ４に接続される複数のアンテナ１８は例えば商品や物品等を移動させるベルトコンベアの通過ゲートに設置され、商品や物品等に取り付けられたＩＣタグとの間で書き込み、読み取りエリアを拡張するように設置される。これにより小電力の電波信号でもベルトコンベア上の商品や物品等に取り付けられたＩＣタグとの間で書き込み、読み取りが確実に行えるようにしている。
A plurality of
また、複数のベルトコンベアラインが設置され系統の異なる通過ゲートが接近している場合、異なる系統の電波による干渉で、所望のＩＣタグとの通信が阻害される可能性がある。そのため異なる偏波の電波を用いて交差偏波識別特性により相互の干渉を軽減することが行われる。このような目的で、例えば右旋円偏波と左旋円偏波のアンテナを用意して電波の干渉状況により使い分けることが行われる。
上記のように非接触ＩＣタグシステムにおいて、複数のアンテナポートＰ１、Ｐ２、…を備えたリーダライタ１１を複数設置して複数の系統で商品や物品を管理する場合、近接配置される系統の異なるアンテナとして異なる偏波のアンテナを使用することにより相互の影響を防止することができる。
In the non-contact IC tag system as described above, when a plurality of reader /
しかし、従来のリーダライタ１１は、アンテナポートＰ１、Ｐ２、…に右旋円偏波あるいは左旋円偏波のアンテナを単に接続しているだけであるので、アンテナポートにアンテナが接続されているか否か、右旋円偏波と左旋円偏波のどちらのアンテナが接続されているのか等を識別することができない。
However, since the conventional reader /
アンテナが接続されていないアンテナポートに間違って送信電力を給電した場合、当該アンテナポートはオープンの状態となっているので、送信電力がアンテナポートで全反射してリーダライタ１１内に逆流し、回路素子が損傷する可能性が生じる。
When transmission power is accidentally supplied to an antenna port to which no antenna is connected, the antenna port is in an open state, so that the transmission power is totally reflected at the antenna port and flows back into the reader /
このため従来では、アンテナ切替えの自動制御シーケンスに従って切替スイッチ１６を切替える場合、予めリーダライタ１１のアンテナポートＰ１、Ｐ２、…のどれを使用するか等の設定条件をリーダライタ制御ソフト上で手動で設定したのち、自動アンテナ切替えモードを運用している。
For this reason, conventionally, when the
上記のように従来のリーダライタ装置では、どのポートにアンテナが接続されているかを人間が目視して確認し、リーダライタ制御ソフトの設定条件を手入力するという面倒な作業が発生する。また運用途中でアンテナのケーブルが断線した場合に上記した回路素子の損傷を回避することが難しい。 As described above, in the conventional reader / writer device, a laborious operation of manually confirming which port the antenna is connected to and manually inputting the setting conditions of the reader / writer control software occurs. Also, it is difficult to avoid damage to the circuit elements described above when the antenna cable is disconnected during operation.
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、アンテナポートに対するアンテナの接続の有無を識別できると共にアンテナポートに右旋円偏波と左旋円偏波のどちらのアンテナが接続されているかをパーソナルコンピュータやクライアント端末において識別することができ、リーダライタ制御ソフトの設定条件を手入力するという面倒な作業を無くすことができると共にアンテナを効率よく駆動でき、かつ運用途中でアンテナのケーブルが断線した場合でも回路素子の損傷を確実に防止することができるリーダライタ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can identify whether an antenna is connected to an antenna port and whether an antenna of right-handed circular polarization or left-handed circular polarization is connected to the antenna port. Can be identified on a personal computer or client terminal, and the troublesome task of manually inputting the setting conditions of the reader / writer control software can be eliminated, the antenna can be driven efficiently, and the antenna cable is disconnected during operation. It is an object of the present invention to provide a reader / writer device that can reliably prevent damage to circuit elements even in the case of failure.
第１の発明に係る非接触ＩＣタグのリーダライタ装置は、ＩＣタグへの質問波を出力する送信部と、複数のアンテナポートと、前記送信部から出力される質問波を前記複数のアンテナポートに切替えて出力する切替スイッチと、前記切替スイッチと前記各アンテナポートとの間にそれぞれ設けられ、前記アンテナポートに何も接続されていない状態、前記アンテナポートに右旋偏波対応のアンテナ装置が接続されている状態、前記アンテナポートに左旋偏波対応のアンテナ装置が接続されている状態に応じて、前記アンテナ装置のアンテナ端子に接続された識別用抵抗器の抵抗値に基づいてそれぞれ異なる電圧を発生する識別用電圧発生手段と、前記切替スイッチを切替え制御すると共に前記識別用電圧発生手段から出力される識別用電圧に基づいて前記アンテナポートに対する前記アンテナ装置の接続状態を識別し、該識別結果に基づいて前記送信部の動作を制御する処理制御部とを具備することを特徴とする。 A reader / writer device for a non-contact IC tag according to a first aspect of the invention includes a transmitter that outputs an interrogation wave to the IC tag, a plurality of antenna ports, and an interrogator wave that is output from the transmitter. A switch for switching to and output, and a state in which nothing is connected to the antenna port, and an antenna device that supports right-handed polarized waves is provided in the antenna port. Different voltages based on the resistance value of the identification resistor connected to the antenna terminal of the antenna device depending on the connected state and the state where the antenna device corresponding to the left-handed polarized wave is connected to the antenna port Identification voltage generating means for generating the switching voltage, and switching control of the changeover switch and the identification voltage output from the identification voltage generating means. Wherein identifying the connection state of the antenna device to said antenna port Zui, characterized by comprising a processing control unit for controlling the operation of the transmission section based on the identification result.
第２の発明は前記第１の発明に係る非接触ＩＣタグのリーダライタ装置において、前記処理制御部は、アンテナ識別用電圧発生手段から出力されるアンテナ識別用電圧に基づいてアンテナポートにアンテナ装置が接続されていないことを識別した場合に前記送信部から対応アンテナポートへの質問波の送信を停止することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the reader / writer device for a non-contact IC tag according to the first aspect of the invention, the processing control unit includes an antenna device connected to the antenna port based on the antenna identification voltage output from the antenna identification voltage generator. The transmission of the interrogation wave from the transmitter to the corresponding antenna port is stopped when it is identified that is not connected.
第３の発明は前記第１又は第２の発明に係る非接触ＩＣタグのリーダライタ装置に使用されるアンテナ装置において、円偏波の一方の偏波に対応する放射素子と、前記放射素子の給電点とアンテナ端子との間に接続されるコンデンサと、前記アンテナ端子とコンデンサとの接続点にチョークコイルと右旋偏波、左旋偏波とで異なる抵抗値の抵抗器を直列にして接地するアンテナ識別回路とを備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an antenna device used in the reader / writer device of the non-contact IC tag according to the first or second aspect of the present invention, a radiating element corresponding to one of the circularly polarized waves, A capacitor connected between the feeding point and the antenna terminal, and a resistor having different resistance values in series between the choke coil and the right-handed polarized wave and the left-handed polarized wave are grounded at the connection point between the antenna terminal and the capacitor. And an antenna identification circuit.
第４の発明は前記第１又は第２の発明に係る非接触ＩＣタグのリーダライタ装置に使用されるアンテナ装置において、９０度の位相差で給電される第１の給電点及び第２の給電点を有する一つの放射素子と、２端子が前記第１の給電点及び第２の給電点に接続され、他方の２端子がそれぞれコンデンサを介して右旋偏波用アンテナ端子及び左旋偏波用アンテナ端子に接続される４端子のハイブリッド回路と、前記右旋偏波用アンテナ端子とコンデンサとの接続点及び左旋偏波用アンテナ端子とコンデンサとの接続点に、チョークコイルと右旋偏波用アンテナ端子、左旋偏波用アンテナ端子とで異なる抵抗値の抵抗器を直列にして接地するアンテナ識別回路とを備えたことを特徴とする。 4th invention is the antenna apparatus used for the reader / writer apparatus of the non-contact IC tag which concerns on the said 1st or 2nd invention, The 1st feeding point and 2nd feeding which are fed with a 90 degree phase difference One radiating element having a point, two terminals are connected to the first feeding point and the second feeding point, and the other two terminals are respectively connected to the right-handed polarized antenna terminal and the left-handed polarized wave via a capacitor A choke coil and a right-hand polarized wave are connected at the connection point between the 4-terminal hybrid circuit connected to the antenna terminal, the right-hand polarized antenna terminal and the capacitor, and the left-hand polarized antenna terminal and the capacitor. And an antenna identification circuit for grounding resistors having different resistance values in series between the antenna terminal and the left-hand polarized antenna terminal.
第５の発明は前記第４の発明に係るアンテナ装置において、右旋偏波用アンテナ端子と左旋偏波用アンテナ端子との間に装着自在な終端器を係止し、不使用側の前記右旋偏波用アンテナ端子もしくは左旋偏波用アンテナ端子に前記終端器を装着し、終端可能としたことを特徴とする。 According to a fifth invention, in the antenna device according to the fourth invention, an attachable terminator is locked between the right-hand polarized antenna terminal and the left-hand polarized antenna terminal, and the right side on the unused side The terminator is attached to a polarization antenna terminal or a polarization antenna terminal so that termination can be performed.
第６の発明に係る非接触ＩＣタグのリーダライタ装置及びアンテナ装置は、ＩＣタグへの質問波を出力する送信部と、複数のアンテナポートと、前記複数のアンテナポートに接続される、アンテナ識別用抵抗器を備えた複数のアンテナ装置と、前記送信部から出力される質問波を前記複数のアンテナポートに切替えて出力する切替スイッチと、前記切替スイッチと前記各アンテナポートとの間にそれぞれ設けられ、前記アンテナ装置のアンテナ識別用抵抗器の情報を読み取り該アンテナポートに対するアンテナ装置の接続の有無を検知するアンテナ接続検知部と、前記切替スイッチを切替え制御すると共に前記アンテナ接続検知部から出力される検知出力により前記送信部の動作を制御する処理制御部とを具備し、
前記アンテナ装置は、アンテナ基板と、前記アンテナ基板の前面に設けられる放射素子と、前記アンテナ基板の裏面に設けられるグランド板と、前記アンテナ基板の裏面の一部に前記グランド板と絶縁して設けられ、前記放射素子の給電点に接続される給電線路と、前記給電線路に設けられる給電端子と、前記給電線路と前記グランド板との間に接続されるアンテナ識別用抵抗器とを備えたことを特徴とするとする。
A reader / writer device and an antenna device for a non-contact IC tag according to a sixth aspect of the present invention include a transmitter that outputs an interrogation wave to an IC tag, a plurality of antenna ports, and an antenna identification connected to the plurality of antenna ports A plurality of antenna devices provided with resistors, a changeover switch for switching and outputting the interrogation wave output from the transmitter to the plurality of antenna ports, and a switch provided between the changeover switch and each antenna port. An antenna connection detector that reads information on an antenna identification resistor of the antenna device and detects whether the antenna device is connected to the antenna port; and controls the changeover switch and outputs the changeover switch from the antenna connection detector. A processing control unit that controls the operation of the transmission unit according to the detected output.
The antenna device includes an antenna substrate, a radiating element provided on the front surface of the antenna substrate, a ground plate provided on the back surface of the antenna substrate, and a part of the back surface of the antenna substrate insulated from the ground plate. A feed line connected to the feed point of the radiation element; a feed terminal provided in the feed line; and an antenna identification resistor connected between the feed line and the ground plate. Is characterized.
本発明によれば、アンテナ識別用電圧発生手段から出力されるアンテナ識別用電圧に基づいて、アンテナポートに対するアンテナの接続の有無をパーソナルコンピュータやクライアント端末において識別できると共にアンテナポートに右旋円偏波と左旋円偏波のどちらのアンテナが接続されているかを識別することができ、リーダライタ制御ソフトの条件設定を手入力するという面倒な作業を無くすことができると共にアンテナを効率よく駆動することができる。また、運用途中でアンテナのケーブルが断線した場合でもその状態を識別して送信部の送信動作を停止でき、回路素子の損傷を確実に防止することができる。 According to the present invention, on the basis of the antenna identification voltage output from the antenna identification voltage generating means, the presence or absence of the connection of the antenna to the antenna port can be identified in the personal computer or the client terminal, and the right circularly polarized wave is applied to the antenna port. And left-handed circularly polarized antennas can be identified, and the troublesome task of manually inputting the condition settings of the reader / writer control software can be eliminated and the antennas can be driven efficiently. it can. Further, even when the antenna cable is disconnected during operation, the state can be identified and the transmission operation of the transmission unit can be stopped, and damage to the circuit elements can be reliably prevented.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るリーダライタ装置の構成図である。なお、図１では、４つのアンテナポートＰ１〜Ｐ４を備えたリーダライタ装置を例として示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a reader / writer device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a reader / writer device having four antenna ports P1 to P4 is shown as an example.
図１において、２１は非接触ＩＣタグのリーダライタで、このリーダライタ２１に非接触ＩＣタグシステムを管理するパーソナルコンピュータ２０やクライアント端末が接続される。
In FIG. 1,
上記リーダライタ２１内には、上記パーソナルコンピュータ２０やクライアント端末（図示せず）から送られてくる制御指令に従って動作する処理制御部２２が設けられると共に、この処理制御部２２に接続される送信部２３及び受信部２４が設けられる。上記処理制御部２２は、パーソナルコンピュータ２０やクライアント端末から例えば質問波の送信を指示する制御指令（制御コマンド）等が与えられ、その制御指令に従って送信部２３等の動作を制御する。送信部２３は、処理制御部２２からの制御指令に従って質問波を生成する。この質問波は、サーキュレータ２５の端子１→２を通り、切替スイッチ２６を介してアンテナ識別用電圧発生回路２７ａ〜２７ｄを経由してアンテナポートＰ１〜Ｐ４へ出力される。上記アンテナ識別用電圧発生回路２７ａ〜２７ｄは、アンテナ識別用電圧を発生すると共にアンテナの接続状態を検知するアンテナ接続検知機能を有するもので、その詳細については後述する。
The reader /
上記切替スイッチ２６は、処理制御部２２のアンテナ切替えの自動制御シーケンスに従って一定の周期で切替え動作し、送信部２３からサーキュレータ２５を介して送られてくる質問波をアンテナポートＰ１〜Ｐ４へ選択的に出力する。上記アンテナ識別用電圧発生回路２７ａ〜２７ｄは、アンテナポートＰ１〜Ｐ４に接続される。このアンテナポートＰ１〜Ｐ４には、同軸ケーブル（図示せず）を介してアンテナ装置４１ａ〜４１ｄが接続される。アンテナ装置４１ａ〜４１ｄは、それぞれ右旋円偏波と左旋円偏波のアンテナ機能を任意に切替えて使用できるように構成したもので、その詳細については後述する。
The
上記アンテナ装置４１ａ〜４１ｄは、送信部２３からアンテナポートＰ１〜Ｐ４を介して送られてくる質問波をＩＣタグ（図示せず）に向けて送信し、ＩＣタグからの応答波を受信してリーダライタ２１へ出力する。上記アンテナ装置４１ａ〜４１ｄのアンテナ端子から出力されるＩＣタグの応答波は、リーダライタ２１のアンテナポートＰ１〜Ｐ４からアンテナ識別用電圧発生回路２７ａ〜２７ｄを介して切替スイッチ２６に入力され、この切替スイッチ２６により選択された後、サーキュレータ２５の端子２−３を通って受信部２４に入力されて検波される。この検波されたＩＣタグのデータは、処理制御部２２で復号化され、上記パーソナルコンピュータ２０やクライアント端末へ送られる。
The
なお上記アンテナポートのインピーダンス、上記アンテナ装置のアンテナ端子のインピーダンスおよび上記同軸ケーブルの特性インピーダンスは、不整合による反射が生じないようにアンテナの給電点インピーダンス（例えば５０Ω）に合わせるようにする。 The impedance of the antenna port, the impedance of the antenna terminal of the antenna device, and the characteristic impedance of the coaxial cable are adjusted to the antenna feed point impedance (for example, 50Ω) so that reflection due to mismatching does not occur.
上記アンテナ識別用電圧発生回路２７ａは、入出力端子３１、３２を備え、この入出力端子３１、３２間に直流電圧阻止用のコンデンサＣ１が接続される。上記一方の入出力端子３１は切替スイッチ２６に接続され、他方の入出力端子３２はアンテナポートＰ１に接続される。また、上記アンテナ識別用電圧発生回路２７ａには、コンパレータＦ１、Ｆ２が設けられる。上記コンパレータＦ１、Ｆ２には、電源部（図示せず）から例えば５Ｖの電圧が動作電圧として供給される。
The antenna identification voltage generation circuit 27 a includes input /
また、電源端子３３には、５Ｖの電圧Ｖ１が供給される。上記電源端子３３は、抵抗器Ｒ１及びチョークコイルＬ１を介して入出力端子３２に接続される。上記抵抗器Ｒ１は分圧用の抵抗で例えば１０ｋΩの値に設定される。更に、上記抵抗器Ｒ１とチョークコイルＬ１との接続点は、電流制限用として例えば１０ｋΩの抵抗器Ｒ２を介してコンパレータＦ１の（＋）入力端子に接続されると共に、電流制限用として例えば１０ｋΩの抵抗器Ｒ３を介してコンパレータＦ２の（＋）入力端子に接続される。
The
また、上記コンパレータＦ１の（−）入力端子には例えば比較基準電圧として３Ｖの電圧Ｖｒ２が供給され、コンパレータＦ２の（−）入力端子には例えば比較基準電圧として２Ｖの電圧Ｖｒ３が供給される。上記コンパレータＦ１、Ｆ２の出力端子（Ａ点、Ｂ点）は処理制御部２２に接続される。
Further, for example, a voltage Vr2 of 3V is supplied to the (−) input terminal of the comparator F1, and a voltage Vr3 of 2V is supplied to the (−) input terminal of the comparator F2, for example, as a comparison reference voltage. The output terminals (points A and B) of the comparators F1 and F2 are connected to the
上記コンパレータＦ１は、（−）入力端子の電圧より（＋）入力端子の電圧が高い場合は出力がＨｉｇｈ状態となり、（−）入力端子の電圧より（＋）入力端子の電圧が低くなると出力がＬｏ状態となるように構成される。 The comparator F1 outputs a high state when the voltage at the (+) input terminal is higher than the voltage at the (−) input terminal, and outputs when the voltage at the (+) input terminal is lower than the voltage at the (−) input terminal. It is configured to be in the Lo state.
また、コンパレータＦ２も同様に、（−）入力端子の電圧より（＋）入力端子の電圧が高い場合は出力がＨｉｇｈ状態となり、（−）入力端子の電圧より（＋）入力端子の電圧が低くなると出力がＬｏ状態となるように構成される。 Similarly, when the voltage at the (+) input terminal is higher than the voltage at the (−) input terminal, the output of the comparator F2 is in a high state, and the voltage at the (+) input terminal is lower than the voltage at the (−) input terminal. Then, the output is configured to be in the Lo state.
なお、上記アンテナ識別用電圧発生回路２７ａにおいて、コンパレータＦ１の（＋）入力端子をＣ点、コンパレータＦ２の（＋）入力端子をＤ点、チョークコイルＬ１と入出力端子３２との接続点をＥ点とする。
In the antenna identification voltage generating circuit 27a, the (+) input terminal of the comparator F1 is the C point, the (+) input terminal of the comparator F2 is the D point, and the connection point between the choke coil L1 and the input /
また、アンテナ識別用電圧発生回路２７ｂ〜２７ｄは、上記アンテナ識別用電圧発生回路２７ａと同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。
Further, since the antenna identification
そして、上記アンテナポートＰ１に接続されるアンテナ装置４１ａは、アンテナ４２とアンテナ識別回路５２及び４端子のハイブリッド回路５１により構成され、上記アンテナポートＰ１に選択的に接続される右旋偏波用アンテナ端子６１ａ及び左旋偏波用アンテナ端子６１ｂを備えている。
The
上記アンテナ４２は、例えばパッチアンテナにより構成され、アンテナ基板４３の一方の面、図１ではアンテナ基板４３の背面側に円板状の放射素子４４が設けられる。上記放射素子４４には、２つの給電点４５ａと給電点４５ｂが設けられる。上記給電点４５ａ及び給電点４５ｂは、放射素子４４の中心点Ｏを基点とする２つの直線のなす角が直角となるように設定し前記２つの給電点間の位相差が９０度となるようにしている。また、上記各直線上の位置は所望の給電点インピーダンスとなるよう設定される。
The
４端子のハイブリッド回路５１が放射素子４４の給電点４５ａ及び給電点４５ｂと右旋偏波用アンテナ端子６１ａ及び左旋偏波用アンテナ端子６１ｂ間に接続され、前記偏波用アンテナ端子においてポートに接続されない端子を給電インピーダンスで終端することで、１つの放射素子で右旋偏波と左旋偏波に対応するアンテナとすることができる。この４端子のハイブリッド回路５１は、一方の２端子が放射素子４４の上記給電点４５ａ及び給電点４５ｂに接続され、他方の２端子がそれぞれコンデンサＣ１１、Ｃ１２を介してアンテナ４２の右旋偏波用アンテナ端子６１ａ及び左旋偏波用アンテナ端子６１ｂに接続される。
A four-
上記アンテナ識別回路５２は、右旋偏波の系統に対しては右旋偏波用アンテナ端子６１ａとコンデンサＣ１１との接続点に、チョークコイルＬ１１及び抵抗器Ｒ１１を直列に接続して接地し、左旋偏波の系統に対しては左旋偏波用アンテナ端子６１ｂとコンデンサＣ１２との接続点に、チョークコイルＬ１２及び抵抗器Ｒ１２を直列に接続して接地したものである。
For the right-handed polarized wave system, the
なお上記チョークコイルＬ１１およびＬ１２については抵抗器Ｒ１１および抵抗器Ｒ１２の抵抗値が給電インピーダンスに対し無視できるほど十分大きな抵抗値の場合は、チョークコイルを介在させる必要がないので抵抗器Ｒ１１およびを抵抗器Ｒ１２をアンテナ給電ラインと接地との間に直接接続してもよい。 As for the choke coils L11 and L12, if the resistance values of the resistor R11 and the resistor R12 are sufficiently large so as to be negligible with respect to the feeding impedance, it is not necessary to interpose the choke coil. The device R12 may be directly connected between the antenna feeding line and the ground.
上記抵抗器Ｒ１１、Ｒ１２は、上記アンテナ識別用電圧発生回路２７ａの抵抗器Ｒ１に直列に接続されて電圧Ｖ１の５Ｖを分圧する分圧用抵抗であり、抵抗器Ｒ１１の値は例えば上記抵抗器Ｒ１と同じ１０ｋΩとし、抵抗器Ｒ１２の値は抵抗器Ｒ１より５０％程度の小さい値、例えば５ｋΩに設定し、上記アンテナ識別用電圧発生回路２７ａで発生するアンテナポートの異なる接続状態での識別用電圧の相互の電圧差がなるべく大きくなるように設定する。 The resistors R11 and R12 are voltage dividing resistors that are connected in series to the resistor R1 of the antenna identification voltage generation circuit 27a and divide 5V of the voltage V1, and the value of the resistor R11 is, for example, the resistor R1. And the value of the resistor R12 is set to a value about 50% smaller than that of the resistor R1, for example, 5 kΩ, and the identification voltage in the different connection state of the antenna port generated by the antenna identification voltage generation circuit 27a is set. The mutual voltage difference is set to be as large as possible.
そして、上記のように構成されたアンテナ装置４１ａを右旋円偏波のアンテナとして使用する場合は、右旋偏波用アンテナ端子６１ａをリーダライタ２１のアンテナポートＰ１に接続し、左旋円偏波のアンテナとして使用する場合は、左旋偏波用アンテナ端子６１ｂをアンテナポートＰ１に接続する。また、上記右旋偏波用アンテナ端子６１ａ及び左旋偏波用アンテナ端子６１ｂには、図２に示すように終端器７３を装着できるようになっている。
When the
図２は、上記アンテナ装置４１ａの外観構成図である。上記アンテナ装置４１ａのアンテナ４２、アンテナ識別回路５２及び４端子のハイブリッド回路５１は、例えば方形状のケース７１内に設けられ、右旋偏波用アンテナ端子６１ａ及び左旋偏波用アンテナ端子６１ｂがケース７１の側部外側に装着される。上記ケース７１には、右旋偏波用アンテナ端子６１ａと左旋偏波用アンテナ端子６１ｂとの間に脱落防止部材、例えばボールチェーン７２を介して例えば５０Ωの終端器７３が取付けられる。この終端器７３は、右旋偏波用アンテナ端子６１ａ及び左旋偏波用アンテナ端子６１ｂに螺着できる構造となっており、アンテナ装置４１ａを同軸ケーブルによりリーダライタ２１のアンテナポートＰ１に接続する際、空き端子となる側に装着して終端する。すなわち、右旋偏波用アンテナ端子６１ａに同軸ケーブルを接続する場合には左旋偏波用アンテナ端子６１ｂに終端器７３を装着し、左旋偏波用アンテナ端子６１ｂに同軸ケーブルを接続する場合には右旋偏波用アンテナ端子６１ａに終端器７３を装着する。
FIG. 2 is an external configuration diagram of the
また、上記リーダライタ２１のアンテナポートＰ２〜Ｐ４に接続される他のアンテナ装置４１ｂ〜４１ｄも、上記アンテナ装置４１ａと同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。
Further, the
次に、上記リーダライタ２１のアンテナポートＰ１〜Ｐ４にアンテナ装置４１ａ〜４１ｄが接続されているか否かの識別動作及び右旋偏波用アンテナ端子６１ａと左旋偏波用アンテナ端子６１ｂの何れが接続されているかの識別動作について説明する。
Next, the identification operation of whether or not the
アンテナポートＰ１〜Ｐ４に対するアンテナ装置４１ａ〜４１ｄの接続状態に応じてアンテナ識別用電圧発生回路２７ａ〜２７ｄにおけるコンパレータＦ１の出力（Ａ点）及びコンパレータＦ２の出力（Ｂ点）の状態が変化し、このＡ点、Ｂ点の状態変化を処理制御部２２により検出してアンテナ装置４１ａ〜４１ｄの接続の有無及び右旋偏波用アンテナ端子６１ａと左旋偏波用アンテナ端子６１ｂの何れが接続されているのかを識別する。アンテナ識別用電圧発生回路２７ａ〜２７ｄの動作は全て同じであるので、アンテナ識別用電圧発生回路２７ａについて説明する。
The state of the output of the comparator F1 (point A) and the output of the comparator F2 (point B) in the antenna identification voltage generation circuits 27a to 27d changes according to the connection state of the
［１．アンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａを接続していない場合］
アンテナ識別用電圧発生回路２７ａの電源端子３３に供給された電源Ｖ１（５Ｖ）は、抵抗器Ｒ１、Ｒ２を介してコンパレータＦ１の（＋）入力端子（Ｃ点）に与えられると共に、上記抵抗器Ｒ１から抵抗器Ｒ３を介してコンパレータＦ２の（＋）入力端子（Ｄ点）に与えられるが、コンパレータＦ１、Ｆ２の前記入力端子には殆ど電流が流れないので、抵抗器Ｒ２、Ｒ３における電圧降下は無視できる程度に小さい。
[1. When the
The power supply V1 (5V) supplied to the
また、上記電源端子３３に供給された電源Ｖ１は、抵抗器Ｒ１、チョークコイルＬ１及び入出力端子３２（Ｅ点）を介してアンテナポートＰ１に送られるが、アンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａが接続されていない場合には電流が流れないので、抵抗器Ｒ１の電圧降下は無く、Ｅ点の電圧は電源Ｖ１と同じ５Ｖである。また、上記したように抵抗器Ｒ２、Ｒ３での電圧降下も無視できるので、図３に示すようにコンパレータＦ１、Ｆ２の（＋）入力端子（Ｃ点、Ｄ点）の電圧は電源Ｖ１と同じ５Ｖの電圧である。上記図３は、リーダライタ２１のアンテナポートＰ１とアンテナ装置４１ａとの間の接続状態、Ｃ点、Ｄ点の電圧、Ａ点、Ｂ点の出力状態との関係をまとめて示したものである。
The power supply V1 supplied to the
上記Ｃ点及びＤ点に生じる電圧５Ｖは、コンパレータＦ１の（−）入力端子に供給される比較基準電圧Ｖｒ２（３Ｖ）及びコンパレータＦ２の（−）入力端子に供給される比較基準電圧Ｖｒ３（２Ｖ）より高いので、コンパレータＦ１、Ｆ２の出力（Ａ点、Ｂ点）がＨｉｇｈ状態となる。
The
上記Ａ点、Ｂ点の状態が共にＨｉｇｈ状態である場合、処理制御部２２はアンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａが接続されていない、すなわちアンテナポートＰ１がオープン状態になっていると判定し、パーソナルコンピュータ２０から質問波の送信を指示する制御指令（制御コマンド）が与えられている場合であっても、切替スイッチ２６によりアンテナポートＰ１を選択した場合に送信部２３から送信電力を給電しないように制御する。
If both the points A and B are in the high state, the
［２．アンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａの右旋偏波用アンテナ端子６１ａを接続した場合］
アンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａの右旋偏波用アンテナ端子６１ａを接続した場合、電源Ｖ１の電圧５Ｖは、１０ｋΩの抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ１１で分圧され、Ｅ点には５Ｖの１／２の電圧、すなわち２．５Ｖの電圧が生じる。従って、コンパレータＦ１、Ｆ２の（＋）入力端子（Ｃ点、Ｄ点）には、Ｅ点と同じ２．５Ｖの電圧が供給される。コンパレータＦ１は、（＋）入力端子（Ｃ点）の電圧２．５Ｖが（−）入力端子に供給されている比較基準電圧Ｖｒ２（３Ｖ）より低くなって出力がＬｏ状態となる。
[2. When
When the right-hand
一方、コンパレータＦ２は、（＋）入力端子（Ｃ点）の電圧２．５Ｖが（−）入力端子に供給されている比較基準電圧Ｖｒ３（２Ｖ）より高いので、出力がＨｉｇｈ状態となる。 On the other hand, the comparator F2 has a high output because the voltage 2.5V at the (+) input terminal (point C) is higher than the comparison reference voltage Vr3 (2V) supplied to the (−) input terminal.
上記のようにアンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａの右旋偏波用アンテナ端子６１ａが接続された場合には、図３に示すようにアンテナ識別用電圧発生回路２７ａにおけるコンパレータＦ１の出力（Ａ点）がＬｏ状態、コンパレータＦ２の出力（Ｂ点）がＨｉｇｈ状態となる。
When the right-hand
上記Ａ点がＬｏ状態、Ｂ点がＨｉｇｈ状態である場合に、処理制御部２２は、アンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａの右旋偏波用アンテナ端子６１ａが接続されているものと判定し、切替スイッチ２６によりアンテナ識別用電圧発生回路２７ａを選択した場合に、送信部２３から送信電力が給電されるように制御する。
When the point A is in the Lo state and the point B is in the High state, the
［３．アンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａの左旋偏波用アンテナ端子６１ｂを接続した場合］
アンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａの左旋偏波用アンテナ端子６１ｂを接続した場合、電源Ｖ１の電圧５Ｖは、１０ｋΩの抵抗器Ｒ１と５ｋΩの抵抗器Ｒ１２で分圧され、Ｅ点には「５Ｖ×（Ｒ１２／（Ｒ１＋Ｒ１２））＝５Ｖ×（５／（１０＋５））≒１．６６Ｖの電圧が生じる。従って、コンパレータＦ１、Ｆ２の（＋）入力端子（Ｃ点、Ｄ点）には、Ｅ点と同じ１．６６Ｖの電圧が供給される。
[3. When
When the left-hand
上記Ｃ点及びＤ点に生じる１．６６Ｖの電圧は、コンパレータＦ１の（−）入力端子に供給される比較基準電圧Ｖｒ２（３Ｖ）及びコンパレータＦ２の（−）入力端子に供給される比較基準電圧Ｖｒ３（２Ｖ）より低いので、コンパレータＦ１、Ｆ２の出力はＬｏ状態となる。 The 1.66 V voltage generated at the points C and D is the comparison reference voltage Vr2 (3 V) supplied to the (−) input terminal of the comparator F1 and the comparison reference voltage supplied to the (−) input terminal of the comparator F2. Since it is lower than Vr3 (2V), the outputs of the comparators F1 and F2 are in the Lo state.
上記のようにアンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａの左旋偏波用アンテナ端子６１ｂが接続された場合には、図３に示すようにアンテナ識別用電圧発生回路２７ａにおけるコンパレータＦ１の出力（Ａ点）、コンパレータＦ２の出力（Ｂ点）共にＬｏ状態となる。
When the left
上記Ａ点及びＢ点がＬｏ状態である場合に、処理制御部２２はアンテナポートＰ１にアンテナ装置４１ａの左旋偏波用アンテナ端子６１ｂが接続されているものと判定し、切替スイッチ２６によりアンテナポートＰ１を選択した際に送信部２３から送信電力が給電されるように制御する。
When the point A and the point B are in the Lo state, the
以上はアンテナ識別用電圧発生回路２７ａについて説明したが、他のアンテナ識別用電圧発生回路２７ｂ〜２７ｄにおいてもアンテナ識別用電圧発生回路２７ａと同様の動作が行われる。処理制御部２２は、コンパレータＦ１、Ｆ２の出力（Ａ点、Ｂ点）の出力状態に基づいてアンテナポートＰ１〜Ｐ４に対するアンテナ装置４１ａ〜４１ｄの接続の有無及び右旋偏波用アンテナ端子６１ａと左旋偏波用アンテナ端子６１ｂの何れが接続されているかを識別し、その識別結果に基づいて送信部２３の動作を制御する。
Although the antenna identification voltage generation circuit 27a has been described above, the same operation as that of the antenna identification voltage generation circuit 27a is performed in the other antenna identification
なお、上記実施例においては、一つのアンテナ装置で右左旋偏波に対応するアンテナ装置について説明したが、図４（ａ）に示すようなアンテナ装置８１を使用することも可能である。該アンテナ装置８１は、アンテナ基板８２の一方の面に導電パターンによる円板状の放射素子８３を設け、偏角した切り欠きＳ１、Ｓ２と給電点８４の設定により円偏波を励振可能なパッチ状の放射素子で構成されたアンテナ８５を有し、前記アンテナ８５の前記放射素子８３の給電点８４とアンテナ端子８６との間にコンデンサＣ１０１が接続され、前記アンテナ端子８６とコンデンサＣ１０１との接続点にチョークコイルＬ１０１と右旋偏波、左旋偏波の励振対応で異なる抵抗値の抵抗器Ｒ１０１を直列に接続して接地したアンテナ識別回路とを備えている。このアンテナ装置８１の場合、右旋偏波あるいは左旋偏波専用の単一偏波に対応するアンテナ装置として使用される。この場合も上記と同様に処理制御部２２は、コンパレータＦ１、Ｆ２の出力（Ａ点、Ｂ点）の出力状態に基づいてアンテナポートＰ１〜Ｐ４に対するアンテナの接続の有無及び右旋偏波用アンテナ、左旋偏波用アンテナの何れが接続されているかを識別し、その識別結果に基づいて送信部２３の動作を制御することができる。このようなアンテナ装置を使用した場合には、上記一つのアンテナ装置で右左旋偏波に対応するアンテナで必要とされる終端器の装着は不要である。
In the above embodiment, the antenna device corresponding to the right / left-handed polarized wave is described with one antenna device, but it is also possible to use an
なお、図４（ｂ）のようにアンテナ端子８６と放射素子８３との間は、アンテナの放射素子が直流的に接地されていない場合、コンデンサＣ１０１を介さず直接接続することが可能である。また上記チョークコイルＬ１０１についても抵抗器Ｒ１０１の抵抗値がアンテナ給電ラインのインピーダンスに対して無視できるほど十分大きな抵抗値の場合は、チョークコイルを介在させる必要がないので抵抗器Ｒ１０１をアンテナ給電ラインと接地間に直接接続することが可能である。
As shown in FIG. 4B, the
上記処理制御部２２は、自動制御シーケンスに従って切替スイッチ２６を一定間隔で切替え、アンテナポートＰ１〜Ｐ４に対するアンテナ装置４１ａ〜４１ｄの接続状態をモニタし、そのモニタ結果に応じて送信部２３の動作を制御している。
The
上記実施形態によれば、リーダライタ２１のアンテナポートＰ１〜Ｐ４に対するアンテナ装置４１ａ〜４１ｄの接続状態を処理制御部２２において識別し、その識別結果に基づいて送信部２３の送信動作を制御することができるので、アンテナの誤接続による回路の損傷を確実に防止することができる。
According to the above embodiment, the connection state of the
また、処理制御部２２において、アンテナ識別用電圧発生回路２７ａ〜２７ｄから出力されるアンテナ識別用電圧により、アンテナポートＰ１〜Ｐ４にアンテナ装置４１ａ〜４１ｄの右旋偏波用アンテナ端子６１ａと左旋偏波用アンテナ端子６１ｂの何れが接続されているのかを識別できる。リーダライタからのアンテナ装置が上記のように切替え制御されて複数あり、また前記アンテナ装置が右旋偏波、左旋偏波いずれの偏波でも対応できるアンテナ装置を使用している場合でも、前記アンテナ装置から遠隔にあるパーソナルコンピュータやクライアント端末において前記アンテナ装置の接続状態が識別できるので、煩雑な目視によるケーブルやアンテナポートの接続状態の確認作業を要せず、非接触ＩＣタグシステムの運用・管理ができる。
Further, in the
また、処理制御部２２は、自動制御シーケンスに従って切替スイッチ２６を一定間隔で切替え、アンテナポートＰ１〜Ｐ４に対するアンテナ装置４１ａ〜４１ｄの接続状態をモニタしているので、運用途中でアンテナの接続状態が変更になった場合でも自動でシーケンスを更新し、常に最適な運用を行うことができ、且つ運用途中でアンテナの接続ケーブルが断線した場合でもアンテナポートがオープンになったことを識別してそのアンテナポートに送信電力を給電しないように制御することができる。
Further, since the
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態に係るアンテナ装置について図５を参照して説明する。図５は本発明の第２実施形態に係るアンテナ装置４１Ａの構成を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
(Second Embodiment)
Next, an antenna device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a configuration of an
この第２実施形態に係るアンテナ装置４１Ａは、非接触ＩＣタグのリーダライタ装置に用いられるアンテナ装置において、パッチアンテナの放射素子部分にアンテナ識別用の抵抗器を設けたものである。
The
図５において、６１は誘電率が例えば約３．５の誘電体からなる方形状のアンテナ基板で、横幅Ｗ１が約０．３λ（λは使用周波数の波長）、縦の長さＬ１が約０．５λに設定される。上記アンテナ基板９１には、前面にパッチアンテナの放射素子９２が設けられ、裏面全体にグランド板９３が設けられる。上記放射素子９２及びグランド板９３としては、例えば銅箔が用いられる。上記放射素子９２は、例えば一辺の幅Ｗ２が約０．２５λの正方形に形成され、アンテナ基板９１の上辺に近接して設けられる。また、アンテナ基板９１の前面には、放射素子９２の下側中央を下方に延長した給電線路９４が設けられ、この給電線路９４の下部近傍に給電点９５が設けられる。上記給電線路９４は、例えばストリップラインによって形成され、上記放射素子９２の下側辺と給電点９５と間の長さＬ２は約０．８λに設定される。上記給電点９５は、スルーホール９６によってアンテナ基板９１の裏面側にグランド板９３と絶縁した状態で導出される。
In FIG. 5, reference numeral 61 denotes a rectangular antenna substrate made of a dielectric material having a dielectric constant of, for example, about 3.5. The horizontal width W1 is about 0.3λ (λ is the wavelength of the operating frequency), and the vertical length L1 is about 0. .5λ. The
また、アンテナ基板９１の上面には、給電線路９４の中央部から所定距離離れた側方位置に例えば銅箔の接地パターン９７が設けられる。この接地パターン９７は、スルーホール９８によって裏面のグランド板９３に接続される。そして、上記給電線路９４の中央部と接地パターン９７との間にアンテナ識別用抵抗器９９が実装され、その両端に設けられた端子部が上記給電線路９４及び接地パターン９７に半田付けによって接続される。すなわち、放射素子９２の給電線路９４と接地との間にアンテナ識別用抵抗器９９が接続された回路構成となっている。上記アンテナ識別用抵抗器９９としては、例えば幅が約０．８ｍｍ、長さが約１．６ｍｍのチップ素子が用いられる。
On the upper surface of the
上記アンテナ装置４１Ａは、上記第１実施形態の図４に示したようにケースに収納され、給電点９５がスルーホール９６より給電ケーブルを介してケースのアンテナ端子に接続される。
The
そして、上記アンテナ装置４１Ａは、上記第１実施形態の図１と同様にリーダライタ２１のアンテナポートＰ１、Ｐ２、…に対応して複数設けられ、それぞれ同軸ケーブル２８ａ、２８ｂ、…を介してアンテナポートＰ１、Ｐ２、…に接続される。
As in FIG. 1 of the first embodiment, a plurality of
上記リーダライタ２１のアンテナ接続検知部２７ａ、２７ｂ、…は、送信部２３からサーキュレータ２５及び切替スイッチ２６を介して送られてくる質問波にアンテナ接続検知信号を重畳し、アンテナポートＰ１、Ｐ２、…から順次同軸ケーブル２８ａ、２８ｂ、…を介してアンテナ装置４１Ａへ出力する。
The antenna
アンテナ装置４１Ａは、リーダライタ２１から送られてくる質問波をＩＣタグ（図示せず）に向けて送信するが、このときアンテナ接続検知信号が給電線路９４からアンテナ識別用抵抗器９９を介してグランド板９３側に流れ、電圧降下（電力低下）を生じる。しかし、アンテナポートにアンテナ装置４１Ａが接続されていない場合には、アンテナ識別用抵抗器９９による電圧降下は生じない。
The
リーダライタ２１のアンテナ接続検知部２７ａ、２７ｂ、…は、対応するアンテナ装置４１Ａにおけるアンテナ識別用抵抗器９９による電圧降下の有無を検出することで、アンテナポートＰ１、Ｐ２、…に対するアンテナ装置４１Ａの接続状態を検出することができる。そして、上記アンテナ接続検知部２７ａ、２７ｂ、…の検知信号に基づいて処理制御部２２により送信部２３に対する制御が行われる。
The
上記のようにアンテナ装置４１Ａの放射素子部分にアンテナ識別用抵抗器９９を設けることにより、アンテナ装置４１Ａの構成を簡易化しながらアンテナポートＰ１、Ｐ２、…に対するアンテナの接続状態を確実に検出することができる。
By providing the
なお、上記アンテナポートＰ１、Ｐ２、…に接続される各アンテナ装置４１Ａは、アンテナ識別用抵抗器９９の抵抗値を同じ値に設定しても、あるいはそれぞれ異なる値に設定しても良い。各アンテナ装置４１Ａのアンテナ識別用抵抗器９９の抵抗値をそれぞれ異なる値に設定した場合には、アンテナ接続の有無だけでなく、更にアンテナの種類等を識別することが可能になる。
In addition, each
（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態に係るアンテナ装置について図６を参照して説明する。図６は本発明の第３実施形態に係るアンテナ装置４１Ｂの構成を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
(Third embodiment)
Next, an antenna device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6A and 6B show a configuration of an
この第３実施形態に係るアンテナ装置４１Ｂは、第２実施形態に係るアンテナ装置の更に小型化を図ったものである。
The
図６において、７１は誘電率が例えば約３．５の誘電体からなるアンテナ基板で、例えば横幅Ｗ１及び縦の長さＬ１がそれぞれ約０．３λの正方形に形成される。上記アンテナ基板１０１には、前面にパッチアンテナの放射素子１０２が設けられ、裏面全体にグランド板１０３が設けられる。上記放射素子１０２は、例えば一辺の幅Ｗ２が約０．２５λの正方形に形成される。
In FIG. 6,
上記放射素子１０２には、中心点０から下方に距離Ｌ３だけ変位した位置に給電点１０４が設けられる。上記距離Ｌ３は、例えば約０．０４λに設定される。そして、上記給電点１０４は、スルーホール１０５によりアンテナ基板１０１の裏面側に導出される。アンテナ基板１０１の裏面には、上記給電点１０４に対応する位置に給電線路１０６が設けられ、上記給電点１０４がスルーホール１０５を介して給電線路１０６に接続される。上記給電線路１０６は、グランド板１０３の一部を取り除いて形成した給電エリア１０７に設けられ、グランド板１０３と絶縁した状態に保持される。上記給電線路１０６は、例えばストリップラインにより上下方向に所定長さ形成され、その周囲に位置するグランド板１０３との間隔は約１〜２ｍｍに設定される。
The radiating
上記給電線路１０６には、上端側に上記スルーホール１０５が設けられ、下端側に給電端子１０８が設けられる。そして、上記給電線路１０６の略中央部とその側方に位置するグランド板１０３との間にアンテナ識別用抵抗器９９が実装され、その両端の端子部が上記給電線路１０６及びグランド板１０３に半田付けによって接続される。すなわち、放射素子１０２の給電線路１０６と接地との間にアンテナ識別用抵抗器９９が接続された回路構成となっている。
The
上記アンテナ装置４１Ｂは、第１実施形態の図４に示したようにケースに収納され、給電端子１０８がケースのアンテナ端子に接続される。
The
上記アンテナ装置４１Ｂは、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様にリーダライタ２１のアンテナポートＰ１、Ｐ２、…に対応して複数設けられ、それぞれ同軸ケーブル２８ａ、２８ｂ、…を介してアンテナポートＰ１、Ｐ２、…に接続される。
As in the first and second embodiments, a plurality of
上記アンテナ装置４１Ｂにおけるアンテナ識別用抵抗器９９による識別処理は、上記第２実施形態におけるアンテナ装置４１Ａと同様であるので、詳細な説明は省略する。
Since the identification processing by the
上記第３実施形態によれば、第２実施形態と同様にアンテナ装置４１Ｂの構成を簡易化しながらアンテナポートＰ１、Ｐ２、…に対するアンテナの接続状態を確実に検出することができる。
According to the third embodiment, the antenna connection state to the antenna ports P1, P2,... Can be reliably detected while simplifying the configuration of the
更に、第３実施形態では、アンテナ基板１０１の裏面に給電エリア１０７を設け、この給電エリア１０７に給電線路１０６を形成して放射素子１０２の給電点１０４に給電すると共に、上記給電線路１０６とグランド板１０３との間にアンテナ識別用抵抗器９９を実装するようにしているので、アンテナ基板１０１は放射素子１０２を形成できる大きさがあれば十分であり、第２実施形態に比較して更に小型化することができる。
Furthermore, in the third embodiment, a
図７は、上記アンテナ装置４１Ｂのアンテナ識別用抵抗器９９の抵抗値を１０ｋΩとして、動作中心周波数を９５２ＭＨｚに設定した場合のＶＳＷＲ特性（実線ａ）を示したもので、横軸に周波数（ＭＨｚ）をとり、縦軸にＶＳＷＲを取って示した。また、図７に破線ｂで示す特性は、アンテナ基板１０１の裏面に給電線路１０６やアンテナ識別用抵抗器９９等を設けていない従来のパッチアンテナのＶＳＷＲを示したものである。
FIG. 7 shows the VSWR characteristics (solid line a) when the resistance value of the
上記第３実施形態で示したようにアンテナ基板１０１の裏面に給電線路１０６を設けてアンテナ識別用抵抗器９９を実装したアンテナ装置４１Ｂにおいても、給電線路１０６やアンテナ識別用抵抗器９９等による影響はなく、アンテナ基板１０１の裏面に給電線路１０６やアンテナ識別用抵抗器９９等を設けていない従来のパッチアンテナと同等のＶＳＷＲ特性を得ることができる。
Even in the
図８は上記アンテナ装置４１Ｂのアンテナ識別用抵抗器９９の抵抗値を１０ｋΩとして、ＸＺ面指向性（実線ａ）、図９は同ＹＺ面指向性（実線ａ）を示したものである。また、図８及び図９に一点鎖線ｂで示す特性は、アンテナ基板１０１の裏面に給電線路１０６やアンテナ識別用抵抗器９９等を設けていない従来のパッチアンテナのＸＺ面指向性、ＹＺ面指向性を示している。
8 shows the XZ plane directivity (solid line a) when the resistance value of the
上記図８及び図９の特性図からも明らかなようにアンテナ基板１０１の裏面に給電線路１０６を設けてアンテナ識別用抵抗器９９を実装したアンテナ装置４１Ｂにおいても、給電線路１０６やアンテナ識別用抵抗器９９等によるアンテナ特性への影響はなく、アンテナ基板１０１の裏面に給電線路１０６やアンテナ識別用抵抗器９９等を設けていない従来のパッチアンテナと同等の指向性を得ることができる。
As is clear from the characteristic diagrams of FIG. 8 and FIG. 9, even in the
（第４実施形態）
次に本発明の第４実施形態に係るアンテナ装置について図１０を参照して説明する。図１０は本発明の第４実施形態に係るアンテナ装置４１Ｃの構成を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
(Fourth embodiment)
Next, an antenna device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10A and 10B show the configuration of an
この第４実施形態に係るアンテナ装置４１Ｃは、第３実施形態に係るアンテナ装置４１Ｂにおいて、給電線路１０６の中央部の側方にアンテナ識別用抵抗器９９の接続を容易にするための接続パターン１１１を所定幅突出して設けたものである。その他の構成は、第３実施形態に係るアンテナ装置４１Ｂと同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
The
上記のように給電線路１０６の中央部側方にアンテナ識別用抵抗器９９を接続するための接続パターン１１１を設けることにより、アンテナ識別用抵抗器９９を実装する際の半田付けが容易となり、作業効率を向上することができる。
By providing the
（第５実施形態）
次に本発明の第５実施形態に係るアンテナ装置について図１１を参照して説明する。図１１は本発明の第５実施形態に係るアンテナ装置４１Ｄの構成を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
(Fifth embodiment)
Next, an antenna device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows a configuration of an
この第５実施形態に係るアンテナ装置４１Ｄは、第３実施形態に係るアンテナ装置４１Ｂにおいて、放射素子１０２の対向する２つの角をＷ３の幅だけ切り欠いて円偏波用切欠部１１５ａ、１１５ｂを形成したものである。上記円偏波用切欠部１１５ａ、１１５ｂの幅Ｗ３は、例えば約０．０２λに設定される。
The
上記図１１は、放射素子１０２の右上の角と左下の角に円偏波用切欠部１１５ａ、１１５ｂを形成して右旋円偏波とした場合の例を示している。その他の構成は、第３実施形態に係るアンテナ装置４１Ｂと同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
FIG. 11 shows an example in which circularly polarized
上記のように放射素子１０２の対向する角部分に円偏波用切欠部１１５ａ、１１５ｂを形成することにより、円偏波のパッチアンテナを容易に構成することが可能である。
As described above, the circularly polarized patch antenna can be easily configured by forming the circularly
なお、上記第２ないし第５実施形態では、方形の放射素子を用いたパッチアンテナに実施した場合について示したが、その他、例えば円形の放射素子を用いたパッチアンテナにおいても、第２ないし第５実施形態と同様にして実施し得るものである。 In the second to fifth embodiments, the patch antenna using a square radiating element has been described. However, for example, the patch antenna using a circular radiating element may also include the second to fifth embodiments. It can be implemented in the same manner as the embodiment.
また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。例えば第１実施形態の説明では、アンテナポートの識別情報としてポート毎に供給される電圧値の違い利用したが、識別情報としてパルス周期や、ＩＣチップから出力される識別コードを採用することもできる。また第１実施形態において、アンテナ装置４１側に設けられる識別情報生成のための識別素子は抵抗器に限定されるものでなく、パルス発生器や、識別コードを出力するＩＣチップを採用しても本発明の効果を奏することができる。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. For example, in the description of the first embodiment, the difference between the voltage values supplied to each port is used as the identification information of the antenna port. However, a pulse period or an identification code output from the IC chip can be adopted as the identification information. . In the first embodiment, the identification element for generating identification information provided on the antenna device 41 side is not limited to a resistor, and a pulse generator or an IC chip that outputs an identification code may be adopted. The effects of the present invention can be achieved.
なお、上記実施形態では、リーダライタ２１に４つのアンテナポートＰ１〜Ｐ４を設けた場合について示したが、アンテナポートの数は任意に設定し得るものである。
In the above embodiment, the reader /
また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
Ｐ１〜Ｐ４…アンテナポート、Ｃ１、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１０１…コンデンサ、Ｆ１、Ｆ２…コンパレータ、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１０１…抵抗器、Ｌ１、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１０１…チョークコイル、２０…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、２１…リーダライタ、２２…処理制御部、２３…送信部、２４…受信部、２５…サーキュレータ、２６…切替スイッチ、２７ａ〜２７ｄ…アンテナ識別用電圧発生回路、３１、３２…入出力端子、３３…電源端子、１８、４１ａ〜４１ｄ、４１Ａ〜４１Ｄ…アンテナ装置、４２…アンテナ、４３…アンテナ基板、４４…放射素子、４５ａ…第１の給電点、４５ｂ…第２の給電点、５１…４端子のハイブリッド回路、５２…アンテナ識別回路、６１ａ…右旋偏波用アンテナ端子、６１ｂ…左旋偏波用アンテナ端子、７１…ケース、７２…ボールチェーン、７３…終端器、８１…アンテナ装置、８２…アンテナ基板、８３…放射素子、８４…給電点、８５…アンテナ、８６…アンテナ端子、９１…アンテナ基板、９２…放射素子、９３…グランド板、９４…給電線路、９５…給電点、９６…スルーホール、９７…接地パターン、９８…スルーホール、９９…アンテナ識別用抵抗器、１０１…アンテナ基板、１０２…放射素子、１０３…グランド板、１０４…給電点、１０５…スルーホール、１０６…給電線路、１０７…給電エリア、１０８…給電端子、１１１…接続パターン、１１５ａ、１１５ｂ…円偏波用切欠部。
P1 to P4 ... Antenna port, C1, C11, C12, C101 ... Capacitor, F1, F2 ... Comparator, R1-R3, R11, R12, R101 ... Resistor, L1, L11, L12, L101 ... Choke coil, 20 ... Personal Computer (PC), 21 ... Reader / writer, 22 ... Processing control unit, 23 ... Transmitting unit, 24 ... Receiving unit, 25 ... Circulator, 26 ... Changeover switch, 27a to 27d ... Antenna identification voltage generating circuit, 31, 32 ... Input / output terminal, 33 ... Power supply terminal, 18, 41a to 41d, 41A to 41D ... Antenna device, 42 ... Antenna, 43 ... Antenna substrate, 44 ... Radiation element, 45a ... First feeding point, 45b ... Second feeding Point, 51 ... 4 terminal hybrid circuit, 52 ... antenna identification circuit, 61a ... right-hand polarized antenna terminal, 61b ... Polarization antenna terminal, 71 ... case, 72 ... ball chain, 73 ... terminator, 81 ... antenna device, 82 ... antenna substrate, 83 ... radiating element, 84 ... feed point, 85 ... antenna, 86 ... antenna terminal, DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記アンテナ装置は、アンテナ基板と、前記アンテナ基板の前面に設けられる放射素子と、前記アンテナ基板の裏面に設けられるグランド板と、前記アンテナ基板の裏面の一部に前記グランド板と絶縁して設けられ、前記放射素子の給電点に接続される給電線路と、前記給電線路に設けられる給電端子と、前記給電線路と前記グランド板との間に接続されるアンテナ識別用抵抗器とを備えたことを特徴とする非接触ＩＣタグのリーダライタ装置及びアンテナ装置。 A transmitter that outputs an interrogation wave to the IC tag, a plurality of antenna ports, a plurality of antenna devices including antenna identification resistors connected to the plurality of antenna ports, and output from the transmitter A changeover switch that switches and outputs an interrogation wave to the plurality of antenna ports, and is provided between the changeover switch and each of the antenna ports, respectively, and reads information on an antenna identification resistor of the antenna device. An antenna connection detection unit that detects whether the antenna device is connected, and a processing control unit that controls the changeover switch and controls the operation of the transmission unit based on a detection output output from the antenna connection detection unit. ,
The antenna device includes an antenna substrate, a radiating element provided on the front surface of the antenna substrate, a ground plate provided on the back surface of the antenna substrate, and a part of the back surface of the antenna substrate insulated from the ground plate. A feed line connected to the feed point of the radiation element; a feed terminal provided in the feed line; and an antenna identification resistor connected between the feed line and the ground plate. A non-contact IC tag reader / writer device and an antenna device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007331101A JP2008299832A (en) | 2007-05-02 | 2007-12-21 | Reader-writer device and antenna device for non-contact ic tag |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007121873 | 2007-05-02 | ||
| JP2007331101A JP2008299832A (en) | 2007-05-02 | 2007-12-21 | Reader-writer device and antenna device for non-contact ic tag |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008299832A true JP2008299832A (en) | 2008-12-11 |
Family
ID=40173264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2007331101A Withdrawn JP2008299832A (en) | 2007-05-02 | 2007-12-21 | Reader-writer device and antenna device for non-contact ic tag |
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|---|---|
| JP (1) | JP2008299832A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010123057A (en) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Tag reader and authentication system |
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2007
- 2007-12-21 JP JP2007331101A patent/JP2008299832A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2010123057A (en) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Tag reader and authentication system |
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