JP2009509426A - ポータルアンテナ - Google Patents

Abstract

ポータルアンテナ（１０）は特に、動物が動物レース中移動したとき等に、動物により運搬される低周波数ＲＦＩＤ装置の読み出しを可能にするのに好都合である。ポータルアンテナは、動物が移動する、少なくとも１つのアンテナ導線のコイル（１８／１９）が巻き付けられたポータル構造（１１）を備える。少なくとも１つの細長いラジエータ要素（２１）は、好ましくはポータル構造（１１）の少なくとも一面に突き出る。好ましくは、ラジエータ（２１）は、鉄の／磁気的に導電性の高い金属である。ラジエータは、動物レースの壁構造と別の構造を形成するか、またはその壁構造の一部である。

Description

本発明はアンテナに関し、特に、動物がレース中移動したとき等に、動物により運搬される低周波数ＲＦＩＤ装置を読み出すために使用するアンテナに関する。

動物を識別する手段を提供するために、低周波数ＲＦＩＤ装置を使用することは、公知である。ＲＦＩＤ装置は、アンテナに組み込んだ適切なリーダによって問い合わせされる（読み出される）。

このような装置が読み出される必要がある状況が数多くある。１つは、動物が移動する動物レース（stock race）においてである。

識別システムと同様に、例えば、各タグ付き動物がそのＲＦＩＤ装置を読み出させることを保証するために、高レベルの品位を維持する必要がある。このような状況において起こりうる問題は、動物が非常に速く移動するので、ＲＦＩＤ装置を読み出すことができないこと、または、動物がＲＦＩＤ装置を検出及び読み出すことができない方法でレース中移動することである。これは特に羊などの小さな動物である。その動物はレース中素早く移動することができ、さらに予測不可能な方法で移動することができる。後者の場合は、動物がアンテナのヌルゾーンを移動するため、ＲＦＩＤ装置を読み出すことができない。

この問題の解決法は、動物がレース中移動することが可能になるとすぐに、ＲＦＩＤ装置を読み出せるように、レース中移動する動物がレースのいくつかのポイントで拘束されることを保証することである。しかしながら、これは種々な理由で困難であるが、いずれにしても、動物レースの進行及びＲＦＩＤ装置の読み出しを、所望のものよりもより時間がかかり、より退屈な進行過程とする。

従って、動物がレース中移動するとき、動物レースに設置され、動物により運搬される低周波数ＲＦＩＤ装置を効果的且つ能率的に読み出すアンテナが必要である。本発明の目的は、このようなアンテナまたは少なくとも有用な選択を提供することである。

概して、本発明の態様によれば、動物が移動する領域を規定するポータル構造と、ポータル構造に巻き付けられた、動物が移動する領域の周囲に延在する少なくとも１つのアンテナ導線のコイルとを含むポータルアンテナを提供する。

本発明の好ましい形態において、ポータル構造の一面に突き出た少なくとも１つの細長いラジエータ要素があり、そのラジエータ要素の長さ方向の軸は、動物がポータル構造を移動する方向に垂直な面に対して９０°より小さい角度をなす。

好ましい形態において、ラジエータは金属から成る。そのラジエータは動物レースの壁構造と別の構造を形成するか、またはその壁構造の一部である。

１つ好ましい形態によれば、ラジエータはコイルに対して実質的に３０°の角度をなす。

本発明の１つの形態において、２つのコイルがあり、その中の１つは、ポータル構造の各エッジ近くに位置し、上記コイルは互いに接続される。

１つの形態において、ポータル構造により支持されるコネクタユニットは、コイルと接続される。

１つ好ましい形態によれば、ポータル構造の下端は床を有し、その床から実質的に垂直に配置されたポータル構造の壁と接続する、傾斜した１対の対向する壁が突き出る。

本発明に係るポータルアンテナの２つの実施形態は、ここに記述され、図１〜４並びに図６及び７に示される。図１０〜１２に、ポータル構造に形成された溝を通る、線／導線の異なるレイアウトが設けられた第３の実施形態を示す。

第１の実施形態は、図１〜５を参照して、水平のラジエータを有する傾斜ポータルとして記述されたものである。一方、第２の実施形態は、特に図６及び７に示すように、斜めのラジエータを有する垂直に配置されたポータルである。

初めに、図１〜４を参照すると、ポータルアンテナ１０は、プラスチック、木材、またはいかなる非金属材料から形成されたポータル構造１１に基づいている。本発明の好ましい形態において、ポータル構造１１は、（例えば。図１において）端を見ると、それぞれが傾斜壁１３と結合する１対の平行な側壁１２を備える。傾斜壁１３は、ポータル構造１１の下部で隔壁１４にまとまる。上壁１５は側壁１２の上端の間に延在する。

本発明の第１の形態において、ポータル構造１１は、図２に示すように約６０°の角度をなし、下壁または床１４から上方へ延在する。使用時、床または下壁１４は、およそ水平または少なくともポータルアンテナが使用時位置する動物レースの床と平行である。

アンテナ線は、ポータル構造１１に（例えば、そこに形成された溝を通って）巻き付けられる。図３に示すように、アンテナ線は、ポータル構造１１の一端近くに多重に巻き付けられる。導線１７のこれらの多重巻きは、ループ１８を形成する。ループ１８は、ポータル構造１１の一端と平行なので、動物はポータル構造に入ったとき、ループ１８を移動する。

線または導線１７は、第２のループ１９が巻き付けられたポータル構造１１の他方のエッジに位置する。動物の動く方向が図３及び４に示した方向であれば、この第２のループ１９は、動物がその構造から抜け出るエッジ近くに位置する。従って、ポータルアンテナ１０を移動する動物は、一芯の導線１７から形成された２つのループ１８及び１９を移動する。

導線１７の始点と終点は、ＲＦＩＤ装置用のリーダの制御電子回路への回路接続を可能にするために、（例えば、上壁１１に取り付けられた）電気コネクタ２０で終端処理される。リーダの制御電子回路は、確かにリーダそれ自身として、本発明の一部を形成せず、それ故ここに記述しない。

第２のコイルまたはループ１９は、第１のコイルまたはループ１８とは逆の方向に巻き付けられる。従って、ループ１８と１９は、位相が異なる。

ループ１８及び１９がポータル構造上に巻き付けられると、適切な保護カバー３２（図１３参照）がその上部に設けられる。本形態においては、このカバーはプラスチック溶接ビーズ、エポキシ混合物、またはいかなる非導電性の防水シールである。

図３に、矢印で、動物がポータルアンテナを移動する方向を示す。しかしながら、アンテナは双方向で使用され得る。従って、上記矢印が、動物がポータルアンテナが位置するレースにおいて移動する方向であるならば、動物は逆方向に移動してもよい。

好ましい実施形態において、ポータルアンテナ１０は、長さ約１メートルの鉄の／磁気的に導電性の高い金属パイプ２１の形の複数の細長いラジエータの間に位置する。これらのパイプ２１は、水平に、言い換えれば、動物がアンテナ構造を移動する方向に実質的に平行に延在する。これらのパイプ２１は、アンテナ読み出し領域を広げるためのラジエータとしての役割を果たす。

従って、本発明のこの好ましい形態によれば、ラジエータ２１は名目上水平であり、ポータル構造１１はラジエータに対して約６０°の角度に位置する。特に、コイル１８及び１９はラジエータに対して実質的に６０°の角度をなす。

このようなデザインを有する目的は、ヌルゾーンがアンテナの中心ゾーンに形成されても、それ（ヌルゾーン）が実質的に６０°の反対の角度になることである。これは、動物がアンテナを移動して、ヌルゾーンの方に進むことはほとんど不可能であることを意味する。

ラジエータのさらなる役割は、アンテナによって作られる電磁界をゆがめて、その電磁界が動物により運搬されるＲＦＩＤ装置と接続するようにすることである。

水平パイプ部分２１は、図５に示すようにレースの側面を形成する骨格フレームのパイプ加工によって形成される。ラジエータの効果的な長さは、ポータルアンテナの両側に位置する縦パイプまたは金属ストラップによって決定され、ラジエータを形成するパイプ部分の効果的な長さは、前述したように約１０００ｍｍである。

ラジエータの長さが長くなると、複数のＲＦＩＤ装置がポータルアンテナの「読み出しゾーン」に取り込まれることによって、性能が低下するので、ラジエータの長さはほぼ１０００ｍｍ程度であることが好ましいと考えられている。

図９は、縦のエンドパイプ２２を有する、水平パイプまたはラジエータ２１を備えたフレームを示す。結果として生ずる対向する側面フレーム２３は、図のように側面の上端にある横材２４によって間隔をあけて配置される。同様に、横材は側面フレームの下端に設けられてもよい。このような配置がレースの側面の一部を形成することによって動物レースに組み込まれること、または、木材レースの場合に金属フレームがここに位置づけられることが想定される。

図９に示す配置は、追加のラジエータバーまたはパイプ２１’がポータルアンテナの上部に位置することによって、動物の頭上に受信可能範囲を有する本発明のさらなる形態を説明する。これらの追加のラジエータ２１’は、縦パイプ２２の上部の湾曲した伸長部の間に位置する。

次に図６及び７を参照して、ポータルアンテナの代わりの実施形態を示す。この配置によれば、ポータル構造１１’は、大体縦配置であり、ポータル構造１１‘の縦配置に対して斜めであるラジエータバーを有する使用に向いている。

記述された第１の実施形態と同様に、アンテナ導線は、ポータル構造上に多重に巻き付けられ、その構造の各エッジ近くにループを形成する。従って、記述された第１の実施形態と同様に、その構造を移動する動物は入口ループ及び第２の出口ループを移動する。

本発明の好ましい形態において、この実施形態によれば、ラジエータは前の実施形態と同様に長さ約１０００ｍｍの金属パイプ部分であるが、第１の実施形態と違って、これらのパイプ部分は水平線に対して約６０°の方向に延在する。また、大体縦のポータル構造と連結しているこれらの傾斜ラジエータバーは、ヌルゾーンがアンテナの中心ゾーンに形成されても、ヌルゾーンが約６０°の角度でゆがめられるようにする。従って、動物がアンテナを移動して、ヌルゾーンの方へ進むことはほとんど不可能である。

図８に、図９と似ているが、前述の６０°の角度に位置するラジエータを有する配置を示す。

本発明は、当業者にとって明らかであるような修正を受けやすい。ここに開示された実施形態の変更は、１つのポータルコイルや、２つより多いコイルの使用も含む。さらに可能な修正は、ポータル構造１１がドームまたは実質的に上方に「Ａ」部分を形成するように、ポータル構造１１の形を変えることである。さらなる変更において、ポータル構造とラジエータの間の相対角度は、ここに記述されたものと異なってもよい。

上記開示のとおり、導線１７は、好ましくはポータル構造１１に巻き付けられる。これは、例えばポータル構造の横、上、下に形成された溝を通って達成される。溝は、好ましくは例えばＵ字形状などの適切な断面形状であるが、浅いＶ字形状、曲面形状、または角のある断面のいくつかの他の形状であってもよい。

ここに記述された第１及び第２の実施形態において、コイル１８及び１９は、ポータル構造のエッジと実質的に平行になるように巻き付けられる。これは、例えば図４及び６に示される。しかしながら、図１０〜１２において、異なる溝のレイアウトは、動物の装置とよりよく接続するように、生成された電磁界の形をゆがめるために形成される。

図１０に示すように、上壁１５、下壁１４、さらに一方の傾斜壁１３は、溝２５を含み、導線は壁のエッジと平行に延在する。他方の傾斜壁１３は、上端から下壁１４まで分かれている溝を有する。図１０に示すように、溝２５のより複雑な形が、溝２５の形をより完全に明示するための側壁１２の正面図を示す図１１及び１２に形成される。

図１０の側壁１２ａは、側壁１２ａの上エッジから下方に集まる長さ２６ａ及び２６ｂを有する溝２５を有する。一方の溝２５は、側壁１２ａの下エッジへ実直線を形成するために、他方の溝２５から離れて長さ２７に沿って傾斜する。他方の溝２５は、同様に長さ２８に沿って下方に傾斜するが、その下端は、側壁１２ａの横エッジと実質的に平行である長さ２９に沿って延在するように形成される。

側壁１２ｂの溝２５は、上エッジから内側に長さ３０ａ及び３０ｂに沿って集まり、側壁１２ｂの下端の方へ長さ３１ａ及び３１ｂを通って下方に分かれる。各溝２５が集まりから広がりに変化する点は、図１２に示すように上エッジから異なる距離である。これは、集まる溝２５が広がりに変わる点が上の側壁１２ａから異なる距離の点である図１１の配置と似ている。

側壁１２ａ及び１２ｂの溝２５のこの複雑なレイアウトの目的は、動物により運搬される無線周波数装置において電磁界と導線のよりよい電気的接続を可能にする複雑な電磁界パターンを得るために、生成された電磁界をゆがめることである。さらに、この電磁界のゆがみによって、ヌルゾーンは非常に小さくされる。前の実施形態で記述されたラジエータバーが存在しないとき、この実施形態はレース読み出しにとって非常に効果的である。

図１０〜１２の構造を使用するポータルアンテナ間のさらなる違いは、コイル１８及び１９が同相で巻き付けられることである。これは、コイル１８がコイル１９と同じ方向に巻き付けられることを意味する。

従って、本発明は、動物レースで設置されるトンネルを形成するポータルアンテナを提供する。トンネルは双方向で使用され得る。低周波数ＲＦＩＤ装置をつけた動物は、ＲＦＩＤ装置を読み出すためにアンテナを移動する。

本発明の１つの好ましい実施形態に係るポータルアンテナの正面図である。 図１に示すアンテナの側面図である。 ポータル構造のアンテナ線の第１のコイルの巻線を示す図１及び２のアンテナの斜視図である。 図３と似た図であるが、第２のコイルを形成するためのポータル構造上のアンテナの巻線の完成図を示す。 動物レースにおけるアンテナの斜視図である。 ポータル構造上の巻線を説明する本発明の第２の実施形態の側面図である。 図６に示すアンテナの正面図である。 図６及び７に示すポータルアンテナ構造が取り付けられた斜めのパイプ部分を有するフレームワークの図である。 図８と似た図であるが、図１〜４に示されたようなアンテナを有する使用に向いた構造を示す。 ポータル構造内に組み込まれ、線または導線がアンテナを形成するために位置した溝のレイアウトを示す第３の実施形態のポータル構造の斜視図である。 図１０のポータル構造の１つの側壁の正面図である。 図１０のポータル構造の他方の及び対向する側壁の正面図である。 本発明の１つの実施形態に係る、アンテナ導線要素がある溝の詳細図である、

Claims (21)

1. 動物が移動する領域を規定するポータル構造と、
   前記ポータル構造に巻き付けられた、動物が移動する領域の周囲に延在する少なくとも１つのアンテナ導線のコイルと、を備えたポータルアンテナ。
2. 前記ポータル構造の少なくとも一面に突き出た少なくとも１つの細長いラジエータ要素がある請求項１に記載のポータルアンテナ。
3. 前記ラジエータ要素の長さ方向の軸は、動物がポータル構造を移動する方向に垂直な面に対して９０°より小さい角度をなす請求項２に記載のポータルアンテナ。
4. 前記ラジエータは、鉄の／磁気的に導電性の高い金属である請求項２または３に記載のポータルアンテナ。
5. 前記ラジエータは、実質的に１０００ｍｍ以下の長さである請求項４に記載のポータルアンテナ。
6. 前記ラジエータは、動物レースの壁構造と別の構造を形成するか、またはその壁構造の一部である請求項４または５に記載のポータルアンテナ。
7. 前記ラジエータは、平行に且つ間隔をあけて配置され、縦のエンドパイプの間に延在して、サイドフレームを形成する複数のパイプであり、
   １対のサイドフレームは、横材によって互いに連結される請求項６に記載のポータルアンテナ。
8. サイドフレームの前記複数のパイプは、前記エンドパイプに対して垂直に延在する請求項７に記載のポータルアンテナ。
9. サイドフレームの前記複数のパイプは、前記エンドパイプに対して実質的に３０°の角度をなして延在する請求項７に記載のポータルアンテナ。
10. 前記ラジエータは、前記コイルが存在する面に対して実質的に３０°の角度をなす請求項２乃至９のいずれか１つに記載のポータルアンテナ。
11. ２つの多重巻コイルがあり、
    その中の１つは、前記ポータル構造の各エッジ近くに位置し、
    前記コイルは、互いに接続される請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のポータルアンテナ。
12. 前記２つのコイルは、位相が異なるように巻き付けられる請求項１１に記載のポータルアンテナ。
13. 前記２つのコイルは、同相になるように巻き付けられる請求項１１に記載のポータルアンテナ。
14. 前記ポータル構造により支持され、前記コイルと接続されるコネクタユニットをさらに備える請求項１乃至請求項１３のいずれか１つに記載のポータルアンテナ。
15. 前記ポータル構造の下端は床を有し、その床から実質的に垂直に配置された前記ポータル構造の壁と接続する、傾斜した１対の対向する壁が突き出た請求項１乃至請求項１４のいずれか１つに記載のポータルアンテナ。
16. 前記ポータル構造は、前記床から離れて斜めに延在する請求項１５に記載のポータルアンテナ。
17. 前記ポータル構造は、前記床から離れて、実質的に６０°の角度をなし傾斜する請求項１６に記載のポータルアンテナ。
18. 溝が前記ポータルアンテナに形成され、
    前記アンテナ導線は、前記溝の中に巻き付けられる請求項１乃至請求項１７のいずれか１つに記載のポータルアンテナ。
19. 保護カバーが、前記溝及び溝の中に位置するアンテナ導線の上部に設けられた請求項１８に記載のポータルアンテナ。
20. 前記アンテナ導線は、添付図の図１０乃至１２に示すようなレイアウトの前記ポータル構造に巻き付けられる請求項１９に記載のポータルアンテナ。
21. 図１乃至５、６及び７、または１０乃至１２を参照して記述される実質的に請求項１に記載されたポータルアンテナ。

Images