JP2010508753A - 無線認識用タグ・アンテナおよびタグ・アンテナを用いた無線認識システム - Google Patents

無線認識用タグ・アンテナおよびタグ・アンテナを用いた無線認識システム Download PDF

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Abstract

無線認識用タグ・アンテナおよびタグ・アンテナを含む無線認識システムを提供する。タグ・アンテナは、第1誘電体から形成される基板と、基板の下部に形成される導電性接地層と、基板の上に形成される人工磁気導体層と、人工磁気導体層に付着された無線認識用チップとを含む。

Description

本発明は、アンテナ及びアンテナを利用した無線認識システムに関し、特に、人工磁気導体を利用したタグ・アンテナ及びタグ・アンテナを利用した無線認識システムに関する。
磁気導体(magnetic conductor)は、一般的に使われる電気導体(electric conductor)に相応するものであり、電気導体の表面上では電場の接線成分がほぼ0になるが、磁気導体の表面上では磁場の接線成分がほぼ0になり、電気導体とは異なって、磁気導体表面上では電流が流れることがない。
このような磁気導体の性質によって磁気導体は、回路的には特定周波数で、かなり高い抵抗を有する、すなわち、開放回路の機能を行う成分として作用する。かかる磁気導体は、一般的な電気導体上に意図された特定単位セルパターンを一定間隔で周期的に配列することによって具現できるが、このように作られた磁気導体を人工磁気導体(AMC:Artificial Magnetic Conductor)という。
AMCの表面は、前述のように、回路的に高インピーダンス表面(HIS:High Impedance Surface)特性を有するが、かかるAMCのHIS特性は、形成されたAMCパターンによって、特定周波数に依存することになる。
一方、一般的にアンテナは、電気導体の接地面から送受信される信号波長λの1/4以上の距離を必要とする。なぜならば、λ/4より近距離にあれば、アンテナに流れる電流と反対方向の表面電流が電気導体接地面の表面で誘起されることにより、その2つの電流が互いに相殺され、それによってアンテナが正しく動作できなくなるからである。
しかし、AMCでは、表面に電流が流れないために、アンテナは、電気導体上でよりもAMC上で、はるかにさらに近距離で動作でき、それによって接地面とアンテナとの間の距離を縮められるという長所がある。かかるAMCの特性を利用して、従来に移動通信端末機のような自体給電ポートを有するアンテナの新しい接地面として活用した例がある。
図1A及び図1Bは、従来のアンテナに適用されたAMCに係る側面図及び斜視図であって、これについての詳細な内容は、米国特許第6768476号明細書(特許日:2004.06.27.)に開示されている。
図1Aを参照すれば、AMC 10は、接地層18、第1誘電体層14、AMC層12及び周波数選択表面層(Frequency Selective Surface(FSS) layer)22を含む。
AMC層12は、ビア16を介して接地層18と連結され、FSS層22は、接地層26及び電源に連結され、キャパシタ24を形成する。
図1Bは図1Aに係る斜視図であり、図示されているように、AMC層12のパターンは、単純四角パッチの配列(array)形態をなしており、各四角パッチは、金属ビア16を介して接地層18に電気的に連結される構造に形成される。かかるAMC層12上に、モノポールタイプのアンテナ(図示せず)が実装されるが、アンテナの長さを縮小するために、FSS層22がキャパシティブ・ローディングされた構造を有する。
一方、第1誘電体層14が送受信信号波長λのほぼ1/50のレベルに形成されていることを確認することができるが、このようにAMCを利用することによって、従来のアンテナに要求されていた、接地層から送受信波長の1/4以上の距離間隔が不要になったことが分かる。
図1のように、従来のAMCを利用したアンテナは、AMCのためのビアを有し、またAMC上にモノポール・アンテナのようなアンテナが実装されるが、かかるモノポール・アンテナは、給電ポートから電源を供給されて動作する構造を有する。従って、従来のAMCを利用したアンテナは、ビアを必須的に有することによって、AMCの形成面でも複雑であり、また電源供給のための給電ポートを有することによって、構造及びサイズ面で不利である。
米国特許第6768476号明細書
本発明がなそうとする技術的課題は、従来のAMCを利用したアンテナの分野とは全く異なる分野であるAMCを適用し、従来の無線認識システムでタグが有する構造的問題点を改善し、導体上にじかに付着して使用でき、単純な平板構造であって、製作しやすく、かつコスト面で安価であり、給電ポートが不要な無線認識用チップを含むAMCを利用した無線認識用タグ・アンテナ及びこのタグ・アンテナを利用した無線認識システムを提供するところにある。
前記技術的課題を達成するために、本発明は、第1誘電体から形成された基板と、前記基板の下部に形成された導電性の接地層と、前記基板上に形成されたAMC層と、前記AMC層上に付着され、無線認識用チップを具備したタグ・アンテナとを有するAMCを利用した無線認識用タグ・アンテナを提供する。
本発明において、前記無線認識用タグ・アンテナは、平板型の構造を有して導体上に付着されて使われ、前記AMC層は、導電性の一定形態の単位セルが規則的な間隔で配列されたパターンで形成されうる。前記AMC層は、四角パッチ状の単位セルが互いに一定間隔を有して配列されうる。
例えば、前記AMC層は前記単位セルを四つ有し、前記単位セルは、前記基板上に碁盤状パターン形態に配されうる。このように、AMC層の前記単位セルの一辺の長さ変化によって、前記タグ・アンテナの周波数特性及び認識距離性能が変化しうる。
一方、前記無線認識用チップは、受信される電磁波エネルギーによって動作されうる。かかる前記タグ・アンテナは、四角パッチ状の2枚の導体板が連結部を介して連結された形態に構成され、前記チップは前記連結部に配されうる。前記2枚の導体板には、前記連結部の終端が挿入されて連結される形態に凹部がそれぞれ形成されており、前記連結部は、前記凹部にスロットを形成しつつ、前記2枚の導体板に連結されうる。
本発明において、前記タグ・アンテナは、前記接地層と送受信電磁波波長の1/4以下の間隔を有して前記AMC層上に付着され、一方、前記AMC層上に第2誘電体層が形成され、前記タグ・アンテナは、前記第2誘電体層上に付着されることもある。かかる前記AMC層表面は、高インピーダンス表面特性を有する。一方、前記基板は、エポキシなどの低価格の誘電体物質から形成されうる。
本発明はまた、前記技術的課題を達成するために、前記無線認識用タグ・アンテナを利用して製作された無線認識システムを提供する。
本発明において、前記無線認識用タグ・アンテナは、導体上に付着して使われ、前記AMC層は、四角パッチ状の単位セルが互いに一定間隔を有して配列されうる。
また、前記無線認識用チップは、受信される電磁波エネルギーによって動作し、前記タグ・アンテナは、四角パッチ状の2枚の導体板が連結部を介して連結された形態に構成され、前記チップは前記連結部に配されうる。
一方、前記無線認識システムは、RFID(Radio Frequency Identification)システムでありうる。
本発明によるAMCを利用した無線認識用タグ・アンテナは、給電ポートが不要な無線認識用チップを内蔵し、入射波による電磁気的相互作用によってタグ・アンテナとして動作できる。また、平板型のAMCを、構造を利用して自動車やコンテナのような導体にじかに付着して使用できるので、多様な分野の無線認識システムに適用できる。一方、AMCを、ビアなしに単純な平板型に製作できるので、製作コスト面でも有利である。
本発明によるAMCを利用した導体付着型タグ・アンテナは、タグ・アンテナのための給電役割を行い、無線信号情報認識のためのチップを有して給電ポートが不要な構造を有し、導体にじかに付着して使用できることはいうまでもなく、全体アンテナの構造を平面形に形成することによって、導体面にじかに付着して容易に使用できる。
また、ビアがない構造でAMCを形成できるので、製造面で簡単であり、またAMC層のパターンも多様に形成できる。それによって、アンテナの要求される周波数帯域及び認識距離特性を適切に調節できる。
さらに、本実施例のAMCを利用したタグ・アンテナは、導体上にじかに付着して使用可能であるので、金属導体を含んだ車両やコンテナのような多様な製品に直接付着して容易に無線認識システムを具現可能にする。
従来のアンテナに適用されたAMCに係る側面図である。 従来のアンテナに適用されたAMCに係る斜視図である。 本発明の一実施例によるAMCを利用したタグ・アンテナに係る平面図である。 本発明の他の実施例によるAMCを利用したタグ・アンテナに係る平面図である。 本発明のAMCを利用したタグ・アンテナに係る側面図である。 図2Aまたは図2BのAMCを利用したタグ・アンテナに適用できるAMCの単位セルに係る平面図である。 図2Aまたは図2BのAMCを利用したタグ・アンテナに適用できるAMCの単位セルに係る平面図である。 図4AのAMC層の単位セルに係る側面図である。 図2AのAMCを利用したタグ・アンテナのタグ・アンテナをさらに詳細に示す平面図である。 図2BのAMCを利用したタグ・アンテナのタグ・アンテナをさらに詳細に示す平面図である。 図4AのAMCの単位セルの一辺の長さ変化に対するタグ・アンテナの周波数特性を示すグラフである。 図2AのAMCを利用したタグ・アンテナのRCSと認識距離との特性を示すグラフである。 図2BのAMCを利用したタグ・アンテナのRCSと認識距離との特性を示すグラフである。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施例について詳細に説明する。以下の説明で、ある構成要素が他の構成要素の上に存在すると記述されるとき、それは、他の構成要素の真上に存在することもあり、その間に第三の構成要素が介在されることもある。また、図面で各構成要素の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されており、説明と関係ない部分は省略されている。図面上で、同一の符号は同一の要素を指す。一方、使われる用語は、本発明を説明するための目的で使われたものであるだけであり、意味の限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われるものではない。
図2Aは、本発明の一実施例によるAMC(Artificial Magnetic Conductor)を利用したタグ・アンテナに係る平面図である。
図2Aを参照すれば、AMCを利用したタグ・アンテナは、AMC 100及びAMC 100上に付着されたタグ・アンテナ200を有する。
AMC 100は、導電性の接地層(図示せず)、第1誘電体から形成された基板140、及びAMC層160を有する。AMC層160は導電性物質であり、一定のパターンを有して配置されるが、本実施例では、四角パッチ状の導体板が一定間隔をおいて碁盤パターンのように配置される。本実施例において、四角パッチ状にAMC層160が形成されているが、AMC層160のパターンがこれに限定されるものではない。
一方、本実施例のAMC 100は、AMC層160と導電性接地層120とを連結するビアが必要ないので、容易に製造できる。しかし、本実施例のように、ビアのないAMC 100に限定されずに、必要によってビアを含む構造に形成することができることはいうまでもない。
AMC層160の上部にタグ・アンテナ200が配置される。いいかえれば、AMC層160にじかにタグ・アンテナ200が付着されることになるが、一般的には、AMC層160上に形成された第2誘電体層(図示せず)上に付着される。かかる第2誘電体層(図示せず)は、空気と類似した誘電率を有するフォーム(foam)から形成できる。
タグ・アンテナ200は、四角パッチ状の2枚の導体板220,240が連結部260を介して連結される構造に形成されるが、連結部260の中央に給電ポートが必要ない無線認識用チップ210が配置される。すなわち、かかる無線認識用チップ210は、電源を介して供給されるエネルギーを利用するのではなく、アンテナ200に入射される電磁波のエネルギーを利用して動作するのである。一方、連結部260と各導体板220,240とがスロット(slot)を形成しつつ連結されるが、かかるスロットの存在によって、アンテナの周波数特性が変わりうる。これに係る内容は、図8の部分で説明する。
一般的に、AMCを利用してアンテナを構成することになれば、全体アンテナの構造を平板型に形成でき、また電気導体接地面からλ/4以上の間隔が要求されないので、アンテナの全体サイズを縮小させることができる。また、AMCを利用する場合、共振周波数における反射波位相変化が小さいので、アンテナの利得を主放射方向、すなわち導体板220,240で反射されて出てくる方向に、3dBほどまで向上させることができる。一方、平板型(low-profile)に製作されて、車両やコンテナのような金属導体の表面にじかに付着して使用できるという長所も有する。
図2Bは、本発明の他の実施例によるAMCを利用したタグ・アンテナに係る平面図である。
図2Bを参照すれば、本実施例のAMCを利用したタグ・アンテナは、図2Aと類似しているが、タグ・アンテナ200aの形態で若干の差異を有する。すなわち、タグ・アンテナ200aは、2枚の導体板220a,240a、連結部260a、及び無線認識用チップ210から形成されるが、2枚の導体板220a,240aと連結部260aとの間にスロットが形成されない。前述のように、かかるスロットの形成いかんによって、アンテナの周波数特性が変わるが、それについての内容は、図8の部分で説明する。一方、図2Aまたは図2Bで四角パッチ状のタグ・アンテナが適用されたが、要求される送受信周波数やAMC層のパターンによって、多様な形態のアンテナが適用しうることはいうまでもない。
図3は、AMCを利用したタグ・アンテナに係る側面図である。
図3を参照すれば、AMCを利用したタグ・アンテナは、AMC 100及びタグ・アンテナ200を有するが、ここでAMC100は、第1誘電率εr1を有する基板140、基板140下部の導電性接地層120、基板140上のAMC層160、AMC層160上の第2誘電率εr2を有する第2誘電体層180を有する。
第1誘電体から形成された基板140は、例えばFR4(ガラスエポキシ)から形成され、AMC層160は、図2Aまたは図2Bでのような一定のパターンを有して形成しうるが、これに限定されるものではない。一方、AMC層160の単位セルの間には、基板140と同じ第1誘電体で充填されうるが、これに限られずに、第1誘電体と異なる誘電率を有した誘電体が充填されることも可能である。
タグ・アンテナ200の場合、給電ポートが不要な無線認識用チップ210を有する。タグ・アンテナ200は、図2Aまたは図2Bのような四角パッチ状の平板型で形成できるが、これに限定されるものではない。また、第2誘電体層180は、フォームのような低い誘電率を有する誘電体から形成できるが、もしAMC100が最適状態にあれば、第2誘電体層180が省略されることも可能である。
図4Aは、図2Aまたは図2BのAMCを利用したタグ・アンテナに適用できるAMC層の単位セルに係る平面図である。
図4Aを参照すれば、AMC層160の単位セルは四角パッチ状を有するが、かかる単位セルの各辺の長さ変化によって、アンテナの周波数特性、すなわち反射波位相特性が変わりうる。これについての内容は、図7の部分で説明する。
図4Bは、図2Aまたは図2BのAMCを利用したタグ・アンテナに適用できるAMC層の単位セルに係る平面図であり、図4Aとは異なる形態を有する。さらに詳細に説明すれば、単位セルは、四角パッチ状の導電体層160aに規則的な形態の誘電体層140a、例えば交差指形態(interdigital)の誘電体層140aが形成される構造を有する。
図4Bのような構造で単位セルを形成する場合、図4Aに比べて、さらに小サイズにAMCを具現でき、それによって、全体アンテナサイズも縮小できる効果を有する。また、導電体層160aに形成される誘電体層140a形態の変化により、アンテナの周波数特性を変化させることもできる。一方、かかる誘電体層140aは、基板と同じ誘電体から形成されることもできるが、異なる誘電体から形成されることも可能である。
図5は、図4AのAMC層の単位セルに係る側面図であり、基板140、接地層120及びAMC層160が形成されることを確認することができる。一方、基板140の上部にAMC層160が形成されていない部分は、前述のように基板140と同じ誘電体や異なる誘電体で充填されることが可能である。また、AMC層160と接地層120との間に、ビアが形成されていないことが分かる。
図6Aは、図2AのAMCを利用したタグ・アンテナを詳細に示す平面図である。
図6Aを参照すれば、タグ・アンテナ200は、2枚の平板型導体板220,240、及び2枚の導体板を連結する導電性の連結部260から形成されるが、連結部260の中央には、給電ポートが必要ない無線認識用チップ210が配置される。一方、連結部260は、スロットAを形成するようにして、2枚の導体板220,240に挿入されて、2枚の導体板220,240に連結される。このスロットの存在によって、アンテナの周波数特性が変更されることは、前述の通りである。
図6Bは、図2BのAMCを利用したタグ・アンテナのタグ・アンテナ200aを詳細に示す平面図であり、図6Aとは異なって、2枚の導体板220a,240aと連結部260aとの間に、スロットが形成されていない。導体板220a,240aにスロットを形成するか否か、またはどのような形にスロットを形成するかは、アンテナに要求される送受信周波数帯域によって変わり、スロット形成いかんによって認識距離も変わりうる。
図7は、図4AのAMCの単位セルの一辺の長さ変化に対するアンテナの周波数特性を示すグラフであり、x軸は周波数帯域を示し、y軸は反射波位相を示す。一方、反射波位相変化は、AMCの抵抗値としても表現されうる。
図7を参照すれば、0.9GHz〜0.95GHzほどで、アンテナの反射波位相が−90゜〜90゜に変化するが、かような位相変化区間がタグ・アンテナの周波数帯域に該当することになる。一方、−90゜〜90゜の位相変化区間はAMCの抵抗値であり、377Ω〜無限大(infinite)Ωに該当する区間でもある。ここで、377Ωの抵抗値は、自由空間インピーダンス(FSI:Free Space Impedance)を意味する。AMCが無限大の抵抗値を有し、反射波の位相変化がゼロであることがアンテナの利得面で望ましいことはいうまでもない。
一方、グラフで図示された矢印のように、図4AのAMC層の単位セルの長さ変化によって、アンテナの周波数帯域は変化することになるが、一般的に、単位セルの長さが増大すれば、周波数帯域が低くなることが分かる。また、グラフ上に図示されていないが、図4Bのように、AMC層の単位セルの形態を細密化することにより、周波数帯域を調節したり、またはアンテナの全体サイズを縮めることが可能である。
図8Aは、図2AのAMCを利用したタグ・アンテナのRCSと認識距離との特性を示すグラフである。ここで、RCSは、レーダ・クロス・セクッション(Radar Cross Section)の略語である。
図8Aのグラフを介して分かるように、図2AのようなAMCを利用したタグ・アンテナは、927.5MHzの周波数で、約0.1319のRCSを有し、6.2mまでの最大認識距離を有することができることを示す。
一方、グラフ上のコンピュータシミュレーション値と直接に実験的に測定された値とがほぼ類似して示されることを確認することができ、また、周波数の増大によって、RCS特性が良好になることを確認することができる。
図8Bは、図2BのAMCを利用したタグ・アンテナのRCSと認識距離との特性を示すグラフである。
図8Bのグラフの場合、902MHzで最大認識距離6.5mを示しているが、RCS値は、周波数によって変動が激しいことが分かる。また、シミュレーション値及び測定値も相当な差を示していることが分かる。
図8A及び図8Bのグラフを介して、アンテナの導体板にスロットを形成することによって、最大認識距離は若干短くはなりうるが、アンテナの安定した周波数特性を具現できることを確認することができる。
本発明によるAMCを利用したタグ・アンテナは、AMCを利用することによって、従来の電気導体接地面でλ/4以上の間隔を維持する必要がなく、また、AMCにビアを含めなくともすむために、製造面で有利である。一方、本発明の無線認識用チップを含むタグ・アンテナは、給電ポートが必要ではなく、また、全体のアンテナ構造を平面形の小型に製造することが可能なので、金属導体を含んだ車両やコンテナなどに容易に付着して、RFID(Radio Frequency Identification)システムのような無線認識システムを容易に具現できる。さらに、AMC層のパターン形態やタグ・アンテナの形態を調節して、周波数帯域及び認識距離を適切に調節することもできる。
以上、本発明について図面に図示された実施例を参考に説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点を理解することが可能であろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるのである。
アンテナ及びアンテナを利用した無線認識システムに係り、特に、AMCを利用したタグ・アンテナ及び該タグ・アンテナを利用した無線認識システムに関する。該AMCを利用した導体付着型タグ・アンテナは、タグ・アンテナのための給電役割を果たし、無線信号情報認識のためのチップを含んで給電ポートが不要な構造を有し、導体にじかに付着して使用できることはもちろん、全体アンテナの構造を平面形に形成することによって、導体面にじかに付着して容易に使用できる。

Claims (19)

  1. 第1誘電体から形成された基板と、
    前記基板の下部に形成された導電性の接地層と、
    前記基板上に形成された人工磁気導体層と、
    前記人工磁気導体層上に付着された無線認識用チップを含むタグ・アンテナと、
    を備える人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  2. 前記無線認識用タグ・アンテナは、導体上に付着されて使われうることを特徴とする請求項1に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  3. 前記無線認識用タグ・アンテナは、平板型の構造を有することを特徴とする請求項1に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  4. 前記人工磁気導体層は、導電性の一定形態の単位セルが規則的な間隔で配列されたパターンで形成されたことを特徴とする請求項1に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  5. 前記人工磁気導体層は、四角パッチ状の単位セルが互いに一定間隔を有して配列されたことを特徴とする請求項4に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  6. 前記人工磁気導体層は前記単位セルを四つ有し、
    前記単位セルは、前記基板上に碁盤状パターン形態に配置されることを特徴とする請求項5に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  7. 前記単位セルの一辺の長さ変化によって、前記タグ・アンテナの周波数特性及び認識距離性能が変化することを特徴とする請求項5に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  8. 前記無線認識用チップは、受信される電磁波エネルギーによって動作することを特徴とする請求項4に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  9. 前記タグ・アンテナは、四角パッチ状の2枚の導体板が連結部を介して連結された形態に構成され、
    前記無線認識用チップは前記連結部に配置されることを特徴とする請求項8に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  10. 前記連結部の終端は、凹部を形成する前記2枚の導体板を接続するために前記2枚の導体板に挿入され、
    前記凹部にはスロットが形成されている
    ことを特徴とする請求項9に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  11. 前記タグ・アンテナは、前記導電性の接地層から送受信電磁波の波長の1/4以下の間隔を有して、前記人工磁気導体層上に付着されることを特徴とする請求項1に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  12. 前記人工磁気導体層上に第2誘電体層が形成され、
    前記タグ・アンテナは、前記第2誘電体層上に付着される
    ことを特徴とする請求項1に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  13. 前記人工磁気導体層の表面は、高インピーダンス表面特性を有することを特徴とする請求項1に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  14. 前記基板は、エポキシから形成されることを特徴とする請求項1に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用タグ・アンテナ。
  15. 請求項1に記載の無線認識用タグ・アンテナを利用して製作された無線認識システム。
  16. 前記無線認識用タグ・アンテナは、平板型の構造を有し、導体上にじかに付着されることを特徴とする請求項15に記載の無線認識システム。
  17. 前記人工磁気導体層は、四角パッチの形状を有し所定の距離間隔で配置される単位セルを備えることを特徴とする請求項16に記載の無線認識システム。
  18. 無線認識用チップは、受信される電磁波エネルギーによって動作し、
    前記タグ・アンテナは、四角パッチ状であって前記連結部を介して互いに接続される2枚の導体板を備え、
    前記無線認識用チップは前記連結部に配置される
    ことを特徴とする請求項16に記載の無線認識システム。
  19. 前記無線認識システムは、RFID(radio frequency identification)システムであることを特徴とする請求項16に記載の無線認識システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015077409A (ja) * 2013-10-14 2015-04-23 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 人体センサ及びこれを含むセンシングシステム
JP2016146558A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 学校法人金沢工業大学 アンテナ及びそれを用いた通信装置

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5217494B2 (ja) * 2007-05-08 2013-06-19 旭硝子株式会社 人工媒質、その製造方法およびアンテナ装置
US8098161B2 (en) * 2008-12-01 2012-01-17 Raytheon Company Radio frequency identification inlay with improved readability
KR101319611B1 (ko) * 2010-01-22 2013-10-17 연세대학교 산학협력단 인공 자기 도체 구조
US9093753B2 (en) 2010-01-22 2015-07-28 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Artificial magnetic conductor
JP5477459B2 (ja) * 2010-03-12 2014-04-23 株式会社村田製作所 無線通信デバイス及び金属製物品
US8626057B2 (en) 2011-02-16 2014-01-07 Qualcomm Incorporated Electromagnetic E-shaped patch antenna repeater with high isolation
US8649820B2 (en) 2011-11-07 2014-02-11 Blackberry Limited Universal integrated circuit card apparatus and related methods
US8936199B2 (en) 2012-04-13 2015-01-20 Blackberry Limited UICC apparatus and related methods
USD703208S1 (en) * 2012-04-13 2014-04-22 Blackberry Limited UICC apparatus
USD701864S1 (en) * 2012-04-23 2014-04-01 Blackberry Limited UICC apparatus
US9129200B2 (en) 2012-10-30 2015-09-08 Raytheon Corporation Protection system for radio frequency communications
JP6379695B2 (ja) * 2014-06-04 2018-08-29 ヤマハ株式会社 人工磁気導体及びアンテナ用反射器
US9812790B2 (en) 2014-06-23 2017-11-07 Raytheon Company Near-field gradient probe for the suppression of radio interference
CN104916908B (zh) * 2015-03-11 2018-05-29 浙江大学 超高频宽带圆极化rfid阅读器天线
US11245184B2 (en) * 2018-04-06 2022-02-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Antenna device and electrical appliance
US11300598B2 (en) 2018-11-26 2022-04-12 Tom Lavedas Alternative near-field gradient probe for the suppression of radio frequency interference
CN109755739A (zh) * 2019-03-15 2019-05-14 河北工业大学 一种加载amc结构的整体封装超薄柔性天线
DE102019214124A1 (de) 2019-09-17 2021-03-18 Continental Automotive Gmbh Antennenvorrichtung und Fahrzeug aufweisend eine Antennenvorrichtung
USD964971S1 (en) * 2021-01-15 2022-09-27 Avery Dennison Retail Information Services, Llc Antenna
US11984922B2 (en) 2021-11-30 2024-05-14 Raytheon Company Differential probe with single transceiver antenna

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203529A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ及びアンテナ装置及び電子機器
JP2002204123A (ja) * 2000-10-04 2002-07-19 E-Tenna Corp 負荷ループ周波数選択表面を含む多重共振、高インピーダンス表面
JP2003510871A (ja) * 1999-09-20 2003-03-18 フラクトゥス・ソシエダッド・アノニマ マルチレベルアンテナ
JP2003298464A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Sharp Corp 無線通信装置
JP2004535722A (ja) * 2001-07-13 2004-11-25 エイチアールエル ラボラトリーズ,エルエルシー 衛星及び地上システムの同時通信用アンテナシステム
WO2005031911A2 (en) * 2003-08-01 2005-04-07 The Penn State Research Foundation High-selectivity electromagnetic bandgap device and antenna system
JP2005110273A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Denso Corp 多周波共用アンテナ
US6917343B2 (en) * 2001-09-19 2005-07-12 Titan Aerospace Electronics Division Broadband antennas over electronically reconfigurable artificial magnetic conductor surfaces
JP2005538629A (ja) * 2002-09-14 2005-12-15 ビ−エイイ− システムズ パブリック リミテッド カンパニ− 周期的な電磁的構造体
US6995733B2 (en) * 2002-12-24 2006-02-07 Intel Corporation Frequency selective surface and method of manufacture
WO2006039699A2 (en) * 2004-10-01 2006-04-13 De Rochemont L Pierre Ceramic antenna module and methods of manufacture thereof
WO2006049068A1 (ja) * 2004-11-08 2006-05-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. アンテナ装置およびそれを用いた無線通信システム
JP2006245984A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Yamaguchi Univ ビアを用いない左手系媒質
WO2006134658A1 (ja) * 2005-06-16 2006-12-21 Fujitsu Limited Rfidタグアンテナ及びrfidタグ
JP2007060607A (ja) * 2005-07-25 2007-03-08 Nec Tokin Corp ハイインピーダンスシート
JP2008098919A (ja) * 2006-10-11 2008-04-24 Mitsubishi Electric Corp アレーアンテナ装置
WO2008050441A1 (fr) * 2006-10-26 2008-05-02 Panasonic Corporation Dispositif d'antenne

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512494B1 (en) 2000-10-04 2003-01-28 E-Tenna Corporation Multi-resonant, high-impedance electromagnetic surfaces
US6411261B1 (en) * 2001-02-26 2002-06-25 E-Tenna Corporation Artificial magnetic conductor system and method for manufacturing
US6768476B2 (en) * 2001-12-05 2004-07-27 Etenna Corporation Capacitively-loaded bent-wire monopole on an artificial magnetic conductor
US6774866B2 (en) 2002-06-14 2004-08-10 Etenna Corporation Multiband artificial magnetic conductor
US6952190B2 (en) * 2002-10-16 2005-10-04 Hrl Laboratories, Llc Low profile slot antenna using backside fed frequency selective surface
JP4348282B2 (ja) * 2004-06-11 2009-10-21 株式会社日立製作所 無線用icタグ、及び無線用icタグの製造方法
JP4557169B2 (ja) * 2005-10-03 2010-10-06 株式会社デンソー アンテナ
US7679577B2 (en) * 2006-06-09 2010-03-16 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Use of AMC materials in relation to antennas of a portable communication device

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003510871A (ja) * 1999-09-20 2003-03-18 フラクトゥス・ソシエダッド・アノニマ マルチレベルアンテナ
JP2001203529A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ及びアンテナ装置及び電子機器
JP2002204123A (ja) * 2000-10-04 2002-07-19 E-Tenna Corp 負荷ループ周波数選択表面を含む多重共振、高インピーダンス表面
JP2004535722A (ja) * 2001-07-13 2004-11-25 エイチアールエル ラボラトリーズ,エルエルシー 衛星及び地上システムの同時通信用アンテナシステム
US6917343B2 (en) * 2001-09-19 2005-07-12 Titan Aerospace Electronics Division Broadband antennas over electronically reconfigurable artificial magnetic conductor surfaces
JP2003298464A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Sharp Corp 無線通信装置
JP2005538629A (ja) * 2002-09-14 2005-12-15 ビ−エイイ− システムズ パブリック リミテッド カンパニ− 周期的な電磁的構造体
US6995733B2 (en) * 2002-12-24 2006-02-07 Intel Corporation Frequency selective surface and method of manufacture
WO2005031911A2 (en) * 2003-08-01 2005-04-07 The Penn State Research Foundation High-selectivity electromagnetic bandgap device and antenna system
JP2005110273A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Denso Corp 多周波共用アンテナ
WO2006039699A2 (en) * 2004-10-01 2006-04-13 De Rochemont L Pierre Ceramic antenna module and methods of manufacture thereof
WO2006049068A1 (ja) * 2004-11-08 2006-05-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. アンテナ装置およびそれを用いた無線通信システム
JP2006245984A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Yamaguchi Univ ビアを用いない左手系媒質
WO2006134658A1 (ja) * 2005-06-16 2006-12-21 Fujitsu Limited Rfidタグアンテナ及びrfidタグ
JP2007060607A (ja) * 2005-07-25 2007-03-08 Nec Tokin Corp ハイインピーダンスシート
JP2008098919A (ja) * 2006-10-11 2008-04-24 Mitsubishi Electric Corp アレーアンテナ装置
WO2008050441A1 (fr) * 2006-10-26 2008-05-02 Panasonic Corporation Dispositif d'antenne

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015077409A (ja) * 2013-10-14 2015-04-23 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 人体センサ及びこれを含むセンシングシステム
JP2016146558A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 学校法人金沢工業大学 アンテナ及びそれを用いた通信装置

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Han et al. A low-cost wideband and high-gain slotted cavity antenna for millimeter-wave application

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