JP2011015202A - Rf tag reader/writer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately keep desired communication distance even when size of an antenna is restricted.SOLUTION: The RF tag reader/writer 1 is configured such that dimensions in the longitudinal direction of a ground layer 11 provided on the rear surface side of a dielectric antenna 7 are shorter than dimensions equivalent to a half of wavelength of radiowave to be radiated and caught by the dielectric antenna 7, a conductor wire 13 one end of which is connected to one end in the longitudinal direction of the ground layer 11 and the other end of which is opened is provided, and the sum of the dimensions in the longitudinal direction of the ground layer 11 and the dimensions of the entire length of the conductor wire 13 is equivalent to a half of wavelength of the radiowave to be radiated and caught by the dielectric antenna 7.

Description

本発明は、誘電体アンテナにより放射・捕捉される電波を介してRFタグに対してデータを読み書きするRFタグ読み書き装置に関する。   The present invention relates to an RF tag read / write device that reads and writes data from and to an RF tag via radio waves radiated and captured by a dielectric antenna.

誘電体アンテナが基板上に実装されている構成として例えば特許文献1、2に示すものがある。   As a configuration in which a dielectric antenna is mounted on a substrate, for example, there are those shown in Patent Documents 1 and 2.

特開2001−60823号公報JP 2001-60823 A 特開2005−184615号公報JP 2005-184615 A

RFタグを利用したデータ通信は長い通信距離を確保することができる点に特徴を有するが、小型のRFタグ読み書き装置やハンディ型のRFタグ読み書き装置では、構造上の制約により、アンテナのサイズを適切に確保することが困難であり、利得を高めることができず、所望の通信距離を確保することができないのが現状である。   Data communication using RF tags is characterized in that a long communication distance can be secured. However, in small RF tag read / write devices and handy RF tag read / write devices, the size of the antenna is reduced due to structural limitations. Currently, it is difficult to ensure adequately, the gain cannot be increased, and a desired communication distance cannot be ensured.

又、アンテナの方式としては直線偏波と回転偏波とがあるが、直線偏波はアンテナとRFタグとの位置関係によりデータ通信が成立する場合と成立しない場合とがあり、ハンディ型のRFタグ読み書き装置のようなRFタグとの相対位置が変動する態様には不適であり、回転偏波が望まれている。しかしながら、回転偏波はアンテナ面上に電流を流す必要があり、アンテナのサイズを大きくする必要がある。このような事情からも、アンテナのサイズが小さい場合には、利得を高めることができず、所望の通信距離を確保することができない。   There are two types of antenna systems: linear polarization and rotational polarization. Linear polarization may or may not be established depending on the positional relationship between the antenna and the RF tag. It is unsuitable for a mode in which the relative position with the RF tag such as a tag read / write device varies, and rotational polarization is desired. However, rotationally polarized waves require a current to flow on the antenna surface, and the size of the antenna needs to be increased. For this reason, when the antenna size is small, the gain cannot be increased and a desired communication distance cannot be secured.

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナのサイズに制約がある場合であっても、所望の通信距離を適切に確保することを可能とするRFタグ読み書き装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to read and write an RF tag that can appropriately secure a desired communication distance even when the size of the antenna is limited. To provide an apparatus.

請求項1に記載した発明によれば、長手方向の寸法が誘電体アンテナのアンテナエレメントにより放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法よりも短い寸法に構成されている導体部材を、誘電体アンテナのアンテナエレメントが電波を放射する放射方向とは反対側に位置するように当該誘電体アンテナの背面側に設け、一端部が導体部材の長手方向の一端部に接続されると共に他端部が開放されている導体線を設け、導体部材の長手方向の寸法と導体線の全長の寸法との和が誘電体アンテナのアンテナエレメントにより放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法に構成した。   According to the first aspect of the present invention, the dimension in the longitudinal direction is shorter than the dimension corresponding to half the wavelength of the radio wave radiated and captured by the antenna element of the dielectric antenna. The conductor member is provided on the back side of the dielectric antenna so that the antenna element of the dielectric antenna is located on the opposite side of the radiation direction in which radio waves are radiated, and one end is connected to one end in the longitudinal direction of the conductor member. In addition, a conductor wire having an open end at the other end is provided, and the sum of the length in the longitudinal direction of the conductor member and the length of the entire length of the conductor wire is 2 of the wavelength of the radio wave radiated and captured by the antenna element of the dielectric antenna. The dimensions corresponded to 1 / min.

これにより、導体部材の長手方向の寸法が電波の波長の2分の1倍に相当する寸法よりも短い寸法に制約されている場合であっても、導体線を設けることにより、導体部材と導体線とを誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、誘電体アンテナから直接放射された電波と誘電体アンテナから放射されて導体部材と導体線とで反射された電波とを合成させることで利得を高めることができる。その結果、導体部材の面積に制約があることに伴って誘電体アンテナのサイズに制約がある場合であっても、所望の通信距離を適切に確保することができる。   Thus, even when the length in the longitudinal direction of the conductor member is restricted to a dimension shorter than the dimension corresponding to half the wavelength of the radio wave, by providing the conductor wire, the conductor member and the conductor Can be made to function as a reflector that reflects the radio waves radiated from the dielectric antenna, and the radio waves radiated directly from the dielectric antenna and radiated from the dielectric antenna are reflected by the conductor member and the conductor wire. Gain can be increased by combining radio waves. As a result, a desired communication distance can be appropriately ensured even when the size of the dielectric antenna is limited due to the limitation of the area of the conductor member.

請求項2に記載した発明によれば、導体線を導体部材の長手方向に平行な1つ以上の平行部分と導体部材の長手方向に垂直な1つ以上の垂直部分とを有するように1つ以上の折曲げ部を有する形状に構成したので、導体線が占める導体部材の長手方向の寸法を短くすることができ、装置全体の長手方向の寸法を短くすることができる。   According to the invention described in claim 2, one conductor wire is provided so as to have one or more parallel portions parallel to the longitudinal direction of the conductor member and one or more vertical portions perpendicular to the longitudinal direction of the conductor member. Since it comprised in the shape which has the above bending part, the dimension of the longitudinal direction of the conductor member which a conductor wire occupies can be shortened, and the dimension of the longitudinal direction of the whole apparatus can be shortened.

請求項3に記載した発明によれば、導体線を導体部材の長手方向に垂直な2つ以上の垂直部分を有するミアンダ形状に構成したので、導体線が占める導体部材の長手方向の寸法をより一層短くすることができ、装置全体の長手方向の寸法をより一層短くすることができる。   According to the invention described in claim 3, since the conductor wire is configured in a meander shape having two or more vertical portions perpendicular to the longitudinal direction of the conductor member, the length of the conductor member occupied by the conductor wire is further increased. The length of the entire device can be further shortened.

請求項4に記載した発明によれば、導体線を垂直部分同士の間隔が所定距離以上に構成したので、垂直部分同士で適切な間隔を確保することにより、導体線を反射板として適切に機能させることができる。   According to the invention described in claim 4, since the conductor lines are configured such that the distance between the vertical portions is equal to or greater than the predetermined distance, the conductor wires function appropriately as a reflector by securing an appropriate distance between the vertical portions. Can be made.

請求項5に記載した発明によれば、誘電体アンテナを導体部材の長手方向の他端部又は導体線の他端部から誘電体アンテナのアンテナエレメントにより放射・捕捉される電波の波長の4分の1倍に相当する寸法だけ離れた位置に配置したので、誘電体アンテナを反射板の中央に配置させることができ、導体部材と導体線とを誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板としてより適切に機能させることができる。   According to the invention described in claim 5, the dielectric antenna is divided into four quarters of the wavelength of the radio wave radiated and captured by the antenna element of the dielectric antenna from the other end of the conductor member in the longitudinal direction or the other end of the conductor wire. Since the dielectric antenna can be arranged at the center of the reflector, the conductor member and the conductor wire reflect the radio waves radiated from the dielectric antenna. It can function as a board more appropriately.

請求項6に記載した発明によれば、誘電体アンテナを平板形状をなす多層基板上に実装し、導体部材を多層基板における多数の層のうち一の層をなす導体層から構成したので、誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させる導体部材を多層基板における多数の層のうち一の層をなす導体層を用いて実現することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the dielectric antenna is mounted on the multilayer substrate having a flat plate shape, and the conductor member is composed of the conductor layer forming one of the many layers in the multilayer substrate. A conductor member that functions as a reflecting plate that reflects radio waves radiated from a body antenna can be realized by using a conductor layer that is one of many layers in a multilayer substrate.

請求項7に記載した発明によれば、導体層をグランド層又は電源層から構成したので、誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させる導体部材を多層基板における多数の層のうち一の層をなすグランド層又は電源層を用いて実現することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, since the conductor layer is composed of the ground layer or the power supply layer, the conductor member that functions as a reflector for reflecting the radio wave radiated from the dielectric antenna is formed of a plurality of layers in the multilayer substrate. It can be realized by using a ground layer or a power supply layer forming one of the layers.

請求項8に記載した発明によれば、誘電体アンテナのアンテナエレメントにより放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法に構成されている羽導体部材を備え、導体部材の長手方向と羽導体部材の長手方向とが直交するように導体部材と羽導体部材とを配置したので、導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させることに加えて、羽導体部材をも誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、所望の通信距離をより適切に確保することができる。又、羽導体部材を誘電体アンテナにより放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法に構成したので、軸比を「1(0dB)」に近づけることにより、RFタグ読み書き装置の向きに拘らずRFタグに対してデータを適切に読み書きすることができる。   According to the eighth aspect of the present invention, the wing conductor member having a size corresponding to one half of the wavelength of the radio wave radiated and captured by the antenna element of the dielectric antenna is provided. Since the conductor member and the wing conductor member are arranged so that the longitudinal direction and the longitudinal direction of the wing conductor member are orthogonal to each other, in addition to the conductor member functioning as a reflector that reflects radio waves radiated from the dielectric antenna The wing conductor member can also function as a reflecting plate that reflects radio waves radiated from the dielectric antenna, and a desired communication distance can be ensured more appropriately. In addition, since the wing conductor member has a size corresponding to half the wavelength of the radio wave radiated and captured by the dielectric antenna, reading and writing of the RF tag is performed by bringing the axial ratio close to “1 (0 dB)”. Data can be appropriately read from and written to the RF tag regardless of the orientation of the apparatus.

請求項9に記載した発明によれば、羽導体部材を格納状態と展開状態との間で回動可能とし、格納状態で導体部材の長手方向に沿うように構成し、展開状態で導体部材の長手方向に対して直交する方向に誘電体アンテナのアンテナエレメントにより放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法を有するように構成したので、RFタグに対してデータを読み書きしないときには羽導体部材を格納状態に回動させ、RFタグに対してデータを読み書きするときにのみ羽導体部材を展開状態に回動させれば良く、使い勝手を高めることができる。   According to the invention described in claim 9, the wing conductor member is configured to be rotatable between the retracted state and the deployed state, and is configured to extend along the longitudinal direction of the conductor member in the retracted state. Since it is configured to have a size equivalent to half the wavelength of the radio wave radiated and captured by the antenna element of the dielectric antenna in the direction perpendicular to the longitudinal direction, data is read from and written to the RF tag. If not, the wing conductor member may be rotated to the retracted state, and the wing conductor member may be rotated to the unfolded state only when data is read from or written to the RF tag.

本発明の第1の実施形態を示すもので、RFタグ読み書き装置の平面図及び縦断側面図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The 1st Embodiment of this invention is shown, The top view and vertical side view of RF tag reading / writing apparatus 誘電体アンテナが実装されている多層基板の平面図及び縦断側面図Plan view and vertical side view of a multilayer substrate on which a dielectric antenna is mounted 機能ブロック図Functional block diagram 測定結果を示す図Figure showing measurement results 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 図4相当図4 equivalent diagram 本発明の第2の実施形態を示すもので、RFタグ読み書き装置の平面図及び縦断側面図The 2nd Embodiment of this invention is shown, The top view and vertical side view of RF tag reading / writing apparatus 図4相当図4 equivalent diagram

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について、図1乃至図20を参照して説明する。図1(a)はRFタグ読み書き装置の平面図を示しており、図1(b)はRFタグ読み書き装置の縦断側面図を示している。RFタグ読み書き装置(リーダライタ)1は、ユーザが把持可能なハンディ型のものであり、その筐体2は幅広形状に形成されている頭部2aとユーザが把持可能に直線形状に形成されている把持部2bとが組み合わされて構成されている。頭部2aには例えば液晶ディスプレイからなる表示部3が設けられており、把持部2bには複数のキーが配列されてなるキー操作部4が設けられている。筐体2の内部にはメイン基板としての多層基板5が実装されていると共にRFタグ読み書き装置1の動作電力を各部に供給するバッテリ6が搭載されている。多層基板5の一方の表面部には誘電体アンテナ7とRFタグ制御部8(本発明でいうRFタグ制御手段)とが実装されている。誘電体アンテナ7は、直方体形状をなす誘電体9の上面部に金属板からなるアンテナエレメント10が搭載されて構成されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 20. FIG. 1A shows a plan view of the RF tag read / write device, and FIG. 1B shows a vertical side view of the RF tag read / write device. An RF tag read / write device (reader / writer) 1 is a handy type that can be gripped by a user, and a housing 2 of the tag 2 is formed in a wide shape and a linear shape that can be gripped by the user. The holding portion 2b is combined. The head portion 2a is provided with a display portion 3 made of, for example, a liquid crystal display, and the grip portion 2b is provided with a key operation portion 4 in which a plurality of keys are arranged. A multilayer substrate 5 as a main substrate is mounted inside the housing 2, and a battery 6 that supplies operating power of the RF tag read / write device 1 to each unit is mounted. A dielectric antenna 7 and an RF tag control unit 8 (RF tag control means in the present invention) are mounted on one surface portion of the multilayer substrate 5. The dielectric antenna 7 is configured by mounting an antenna element 10 made of a metal plate on an upper surface portion of a dielectric 9 having a rectangular parallelepiped shape.

図2(a)は誘電体アンテナ7が実装されている多層基板5の平面図を示しており、図2(b)は誘電体アンテナ7が実装されている多層基板5の縦断側面図を示している。多層基板5の内部には平板形状をなすグランド層11(本発明でいう導体部材)及び平板形状をなす電源層12が対向して積層されている。グランド層11の長手方向の一端部(図1では上端部)には導体線13の一端部が接続されており、導体線13の他端部は開放されている。   2A shows a plan view of the multilayer substrate 5 on which the dielectric antenna 7 is mounted, and FIG. 2B shows a vertical side view of the multilayer substrate 5 on which the dielectric antenna 7 is mounted. ing. A flat ground layer 11 (conductor member in the present invention) and a flat power supply layer 12 are stacked opposite to each other inside the multilayer substrate 5. One end portion of the conductor wire 13 is connected to one end portion (upper end portion in FIG. 1) of the ground layer 11 in the longitudinal direction, and the other end portion of the conductor wire 13 is opened.

多層基板5において、グランド層11の長手方向の寸法(図2中「L1」にて示す)は誘電体アンテナ7により放射・捕捉される電波の波長の4分の1倍に相当する寸法と同等に構成されており、グランド層11の長手方向の寸法と導体線13の長手方向の寸法との和(図2中「L2」にて示す)は誘電体アンテナ7により放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法と同等に構成されている。誘電体アンテナ7は、多層基板5上にあってグランド層11の上端側に対応する位置に搭載されており、即ち、グランド層11の他端部(図2では下端部)から誘電体アンテナ7により放射・捕捉される電波の波長の4分の1倍に相当する寸法だけ離れた位置に搭載されている。   In the multilayer substrate 5, the dimension of the ground layer 11 in the longitudinal direction (indicated by “L 1” in FIG. 2) is equivalent to a dimension corresponding to a quarter of the wavelength of the radio wave radiated and captured by the dielectric antenna 7. The sum of the dimension in the longitudinal direction of the ground layer 11 and the dimension in the longitudinal direction of the conductor wire 13 (indicated by “L2” in FIG. 2) of the radio wave radiated and captured by the dielectric antenna 7 The size is equivalent to a dimension corresponding to half the wavelength. The dielectric antenna 7 is mounted on the multilayer substrate 5 at a position corresponding to the upper end side of the ground layer 11, that is, from the other end portion (lower end portion in FIG. 2) of the ground layer 11. It is mounted at a position separated by a dimension corresponding to a quarter of the wavelength of the radio wave radiated and captured.

図3は上記したRFタグ読み書き装置1の電気的な構成を機能ブロック図により示している。処理部14は、CPU15、メモリ16及び入出力部17を有し、上記した表示部3、キー操作部4及びRFタグ制御部8を接続して構成されている。CPU15は、データ通信指令をRFタグ制御部8に出力することにより、送信データを変調して所定周波数の電波を誘電体アンテナ7から放射する送信動作や誘電体アンテナ7により捕捉された所定周波数の電波を復調して受信データを抽出する受信動作をRFタグ制御部8により行うRF通信処理を行う。又、CPU15は、表示指令を表示部3に出力することにより、各種の表示情報を表示部3に表示させる表示処理を行ったり、ユーザがキー操作部4を操作したことに応じてキー操作部4から操作信号を入力すると、その入力した操作信号を受付ける操作受付処理を行ったりする。尚、処理部14を構成する各種の電子部品は多層基板5の表面上に実装されている。又、誘電体アンテナ7が放射・捕捉する電波の所定周波数は例えば952〜954[MHz]である。   FIG. 3 is a functional block diagram showing the electrical configuration of the RF tag read / write device 1 described above. The processing unit 14 includes a CPU 15, a memory 16, and an input / output unit 17, and is configured by connecting the display unit 3, the key operation unit 4, and the RF tag control unit 8 described above. The CPU 15 outputs a data communication command to the RF tag control unit 8 so as to modulate transmission data and radiate a radio wave having a predetermined frequency from the dielectric antenna 7 or a predetermined frequency captured by the dielectric antenna 7. An RF communication process is performed in which the RF tag control unit 8 performs a receiving operation for demodulating radio waves and extracting received data. Further, the CPU 15 outputs a display command to the display unit 3 to perform display processing for displaying various display information on the display unit 3 or according to the user operating the key operation unit 4. When an operation signal is input from 4, an operation reception process for receiving the input operation signal is performed. Various electronic components constituting the processing unit 14 are mounted on the surface of the multilayer substrate 5. The predetermined frequency of the radio wave radiated and captured by the dielectric antenna 7 is, for example, 952 to 954 [MHz].

上記した構成では、グランド層11の長手方向の一端部に導体線13の一端部を接続し、グランド層11の長手方向の寸法と導体線13の長手方向の寸法との和を誘電体アンテナ7により放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法と同等にし、且つ、誘電体アンテナ7を多層基板5上にあってグランド層11の上端側に対応する位置に搭載した構成を採用しているが、これは、以下の理由を根拠とするものである。即ち、発明者は、上記したグランド層11を金属板と見做して誘電体アンテナと金属板との関係について以下の(1)及び(2)を測定した。尚、ここでいうグランド層11の長手方向の中央部とはある程度の幅を有する範囲を示す。
(1)金属板の長さ(長手方向の寸法)を変化させた場合のV偏波(垂直偏波)の利得の変化
(2)金属板の中央部から誘電体アンテナまでの距離を変化させた場合のV偏波の利得の変化
In the configuration described above, one end portion of the conductor wire 13 is connected to one end portion of the ground layer 11 in the longitudinal direction, and the sum of the longitudinal dimension of the ground layer 11 and the longitudinal dimension of the conductor wire 13 is determined as the dielectric antenna 7. The dielectric antenna 7 is mounted on the multilayer substrate 5 at a position corresponding to the upper end side of the ground layer 11 with a size equivalent to one half of the wavelength of the radio wave radiated and captured by This is based on the following reasons. That is, the inventor considered the ground layer 11 as a metal plate and measured the following (1) and (2) regarding the relationship between the dielectric antenna and the metal plate. The central portion in the longitudinal direction of the ground layer 11 here indicates a range having a certain width.
(1) Change in gain of V polarization (vertical polarization) when the length (dimension in the longitudinal direction) of the metal plate is changed (2) Change the distance from the center of the metal plate to the dielectric antenna Change of V polarization gain

図4は上記した(1)における測定条件(a)及び測定結果(b)を示しており、金属板の幅が「40mm」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「5mm」、金属板の端部から誘電体アンテナの中心位置までの距離が「25mm」のときに、金属板の長さを「40〜200mm」で変化させた場合のV偏波の利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、金属板の長さが「約145mm」であるときにV偏波の利得が最良であることが判る。この金属板の長さである「約145mm」は誘電体アンテナ7が放射・捕捉する所定周波数である例えば952〜954[MHz]の電波の波長の2分の1倍に近い値である。   FIG. 4 shows measurement conditions (a) and measurement results (b) in (1) described above, where the width of the metal plate is “40 mm”, the distance from the back surface of the dielectric antenna to the metal plate is “5 mm”, The change of the gain of the V polarization when the length of the metal plate is changed from “40 to 200 mm” when the distance from the end of the metal plate to the center position of the dielectric antenna is “25 mm” is shown. Yes. As is apparent from this measurement result, it is understood that the gain of the V polarization is the best when the length of the metal plate is “about 145 mm”. The length of this metal plate, “about 145 mm”, is a value close to one-half the wavelength of the radio wave of 952 to 954 [MHz], for example, a predetermined frequency radiated and captured by the dielectric antenna 7.

図5は上記した(2)における測定条件(a)及び測定結果(b)を示しており、金属板の幅が「40mm」、金属板の長さが「140mm」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「5mm」のときに、金属板の中心位置から誘電体アンテナの中心位置までの距離を「−50〜0mm」で変化させた場合のV偏波の利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、金属板の中心位置から誘電体アンテナの中心位置までの距離が「0mm」であるときに(誘電体アンテナの中心位置が金属板の中心位置に近いほど)V偏波の利得が最良であることが判る。これは、誘電体アンテナが金属板の中心位置に搭載されていることにより、金属板が誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として最も効率良く機能し、誘電体アンテナから直接放射された電波と誘電体アンテナから放射されて金属板で反射された電波とが最も効率良く合成されることで利得が効率良く高められるためである。   FIG. 5 shows the measurement conditions (a) and measurement results (b) in (2) above. The width of the metal plate is “40 mm”, the length of the metal plate is “140 mm”, and from the back of the dielectric antenna. When the distance to the metal plate is “5 mm”, the change in the gain of the V polarization when the distance from the center position of the metal plate to the center position of the dielectric antenna is changed by “−50 to 0 mm” is shown. ing. As is clear from this measurement result, when the distance from the center position of the metal plate to the center position of the dielectric antenna is “0 mm” (the closer the center position of the dielectric antenna is to the center position of the metal plate), V It can be seen that the polarization gain is the best. This is because the dielectric antenna is mounted at the center of the metal plate, so that the metal plate functions most efficiently as a reflector that reflects radio waves radiated from the dielectric antenna, and is directly radiated from the dielectric antenna. This is because the gain is efficiently increased by combining the radio wave and the radio wave radiated from the dielectric antenna and reflected by the metal plate most efficiently.

以上に示した測定結果を根拠として、本実施形態では、ハンディ型のRFタグ読み書き装置1における誘電体アンテナ7のサイズの制約を解消するために、グランド層11の長手方向の一端部に導体線13の一端部を接続し、グランド層11の長手方向の寸法と導体線13の長手方向の寸法との和を誘電体アンテナ7により放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法と同等とし、且つ、誘電体アンテナ7を多層基板5上にあってグランド層11の上端側に対応する位置に搭載しているものである。   Based on the measurement results shown above, in this embodiment, in order to eliminate the size restriction of the dielectric antenna 7 in the handheld RF tag read / write device 1, a conductor wire is formed at one end in the longitudinal direction of the ground layer 11. 13 is connected, and the sum of the dimension in the longitudinal direction of the ground layer 11 and the dimension in the longitudinal direction of the conductor wire 13 corresponds to half the wavelength of the radio wave radiated and captured by the dielectric antenna 7. The dielectric antenna 7 is mounted on the multilayer substrate 5 at a position corresponding to the upper end side of the ground layer 11.

次に、発明者は金属板に接続する導体線の形状について検討した。最初に、発明者は金属板の長さと利得との関係について測定した。図6は測定条件(a)及び測定結果(b)を示しており、金属板の幅が「40mm」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「5mm」、金属板の端部から誘電体アンテナの中心位置までの距離が「70mm」のときに、金属板の長さを変化させた場合のV偏波の利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、金属板の長さが「140〜160mm」であるときにV偏波の利得が最良であることが判る。以下においては、金属板の幅が「40mm」、金属板の長さが「90mm」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「5mm」、金属板の端部から誘電体アンテナの中心位置までの距離が「70mm」のときを条件として、導体線の形状を検討した。   Next, the inventor examined the shape of the conductor wire connected to the metal plate. First, the inventor measured the relationship between the length of the metal plate and the gain. FIG. 6 shows measurement conditions (a) and measurement results (b). The width of the metal plate is “40 mm”, the distance from the back surface of the dielectric antenna to the metal plate is “5 mm”, and from the end of the metal plate. When the distance to the center position of the dielectric antenna is “70 mm”, the change in the gain of the V polarization when the length of the metal plate is changed is shown. As is apparent from this measurement result, it is understood that the gain of the V polarization is the best when the length of the metal plate is “140 to 160 mm”. In the following, the width of the metal plate is “40 mm”, the length of the metal plate is “90 mm”, the distance from the back surface of the dielectric antenna to the metal plate is “5 mm”, and the center of the dielectric antenna from the end of the metal plate The shape of the conductor wire was examined on the condition that the distance to the position was “70 mm”.

図7及び図8は直線形状の導体線を金属板の端部に接続する場合に、直線形状の導体線の接続位置を変化させた場合のV偏波の利得の変化を示している。図7(a)及び(b)は直線形状の導体線の接続位置を左右片端にした場合の測定条件及び測定結果を示しており、図7(c)及び(d)は直線形状の導体線の接続位置を中央にした場合の測定条件及び測定結果を示しており、図8(a)及び(b)は直線形状の導体線の接続位置を左右両端にした場合の測定条件及び測定結果を示しており、図8(c)は測定結果の比較を示している。この測定結果から明らかなように、直線形状の導体線の接続位置に拘らず導体線の長さに比例して利得が向上し、直線形状の導体線の長さが「55mm」であるときに、即ち、金属板の長さと直線形状の導体線の長さとの和が「145mm」であるときに利得が上記した目標値と同等であることが判り、直線形状の導体線が反射板として機能していることが判る。又、直線形状の導体線を金属板の左右両端に接続した構成が他よりも利得が僅かに高いが、接続位置に拘らず利得に大差ないことが判る。   7 and 8 show changes in the gain of the V polarization when the connection position of the linear conductor wire is changed when the linear conductor wire is connected to the end of the metal plate. 7 (a) and 7 (b) show measurement conditions and measurement results when the connection position of the linear conductor wire is set to the left and right ends, and FIGS. 7 (c) and 7 (d) show the linear conductor wire. 8A and 8B show the measurement conditions and measurement results when the connection positions of the linear conductor wires are at the left and right ends. FIG. 8C shows a comparison of measurement results. As is apparent from this measurement result, the gain is increased in proportion to the length of the conductor wire regardless of the connection position of the straight conductor wire, and the length of the linear conductor wire is “55 mm”. That is, when the sum of the length of the metal plate and the length of the linear conductor wire is “145 mm”, it can be seen that the gain is equivalent to the target value described above, and the linear conductor wire functions as a reflector. You can see that Further, it can be seen that the configuration in which the linear conductor wire is connected to the left and right ends of the metal plate has a slightly higher gain than the other, but the gain is not greatly different regardless of the connection position.

図9及び図10はL字形状の導体線を金属板の端部に接続する場合に、導体線の全長を「55mm」に一定にしてL字形状の導体線の接続位置を変化させた場合のV偏波の利得の変化を示している。図9(a)及び(b)はL字形状の導体線の接続位置を左右片端にした場合の測定条件及び測定結果を示しており、図9(c)及び(d)はL字形状の導体線の接続位置を中央にした場合の測定条件及び測定結果を示しており、図10(a)及び(b)はL字形状の導体線の接続位置を左右両端にした場合の測定条件及び測定結果を示しており、図10(c)は測定結果の比較を示している。この測定結果から明らかなように、上記した直線形状の導体線を接続する場合と同様に、L字形状の導体線の接続位置に拘らずL字形状の導体線における長手方向の長さに比例して利得が向上し、L字形状の導体線の全長が「55mm」であれば、即ち、金属板の長さとL字形状の導体線の全長との和が「145mm」であれば、折曲げ位置が金属板の端部から「5mm」を越える範囲では折曲げ位置に拘らず利得が上記した目標値と同等であることが判り、L字形状の導体線が反射板として機能していることが判る。   9 and 10 show the case where the connection position of the L-shaped conductor wire is changed with the entire length of the conductor wire being fixed to “55 mm” when the L-shaped conductor wire is connected to the end of the metal plate. The change of the gain of V polarization is shown. FIGS. 9A and 9B show measurement conditions and measurement results when the connection position of the L-shaped conductor wire is set to the left and right ends. FIGS. 9C and 9D show the L-shaped conductor wire. FIGS. 10A and 10B show the measurement conditions and measurement results when the connection position of the conductor wire is in the center, and FIGS. 10A and 10B show the measurement conditions when the connection position of the L-shaped conductor wire is at the left and right ends. The measurement results are shown, and FIG. 10C shows a comparison of the measurement results. As is apparent from this measurement result, as in the case of connecting the linear conductor wire described above, the length of the L-shaped conductor wire is proportional to the length in the longitudinal direction regardless of the connection position of the L-shaped conductor wire. If the gain is improved and the total length of the L-shaped conductor wire is “55 mm”, that is, if the sum of the length of the metal plate and the total length of the L-shaped conductor wire is “145 mm”, the folding In the range where the bending position exceeds “5 mm” from the end of the metal plate, it can be seen that the gain is equivalent to the above-mentioned target value regardless of the bending position, and the L-shaped conductor wire functions as a reflecting plate. I understand that.

図11は直線形状の導体線を金属板の端部に接続する場合とL字形状の導体線を金属板の端部に接続する場合との測定結果の比較を示している。図11(a)は導体線の接続位置を左右片端にした場合の測定結果の比較を示しており、図11(b)は導体線の接続位置を中央にした場合の測定結果の比較を示しており、図11(c)は導体線の接続位置を左右両端にした場合の測定結果の比較を示している。この測定結果から明らかなように、何れの場合においても、直線形状の導体線を金属板の端部に接続する場合とL字形状の導体線を金属板の端部に接続する場合とでは、L字形状の導体線を接続する場合の方が直線形状の導体線を接続する場合よりも導体線が占める導体部材の長手方向の寸法を短くすることができ、装置全体の長手方向の寸法を短くすることができる。   FIG. 11 shows a comparison of measurement results when a linear conductor wire is connected to the end of the metal plate and when an L-shaped conductor wire is connected to the end of the metal plate. FIG. 11 (a) shows a comparison of measurement results when the connection position of the conductor wire is at one end of the left and right, and FIG. 11 (b) shows a comparison of measurement results when the connection position of the conductor wire is at the center. FIG. 11 (c) shows a comparison of measurement results when the connection positions of the conductor wires are at both the left and right ends. As is apparent from this measurement result, in any case, when connecting the linear conductor wire to the end of the metal plate and connecting the L-shaped conductor wire to the end of the metal plate, In the case of connecting the L-shaped conductor wire, the longitudinal dimension of the conductor member occupied by the conductor wire can be shortened compared to the case of connecting the linear conductor wire, and the longitudinal dimension of the entire device can be reduced. Can be shortened.

図12はL字形状を変化させた場合のV偏波の利得の変化を示している。図12(a)及び(b)はL字形状(導体線の一端部から折曲げ部までの長さ及び折曲げ部から他端部までの長さ)を変化させた場合の測定条件及び測定結果を示している。何れの場合においても、導体線の長さが「65mm」であるときに、即ち、金属板の長さとL字形状の導体線の長さとの和が「155mm」であるときに利得が上記した目標値と同等であることが判り、L字形状の導体線が反射板として機能していることが判る。又、導体線の一端部から折曲げ部までの長さが「35mm」以上では利得が上記した目標値付近で一定していることが判る。尚、導体線の一端部から折曲げ部までの長さが「15mm」以下では折曲げ部から他端部までの長さが「40mm」を越えるので、L字形状の導体線が金属板の幅方向ではみ出すことになる。   FIG. 12 shows a change in the gain of the V polarization when the L shape is changed. 12 (a) and 12 (b) show measurement conditions and measurements when the L-shape (the length from one end of the conductor wire to the bent portion and the length from the bent portion to the other end) is changed. Results are shown. In any case, the gain is as described above when the length of the conductor wire is “65 mm”, that is, when the sum of the length of the metal plate and the length of the L-shaped conductor wire is “155 mm”. It turns out that it is equivalent to a target value, and it turns out that the L-shaped conductor wire is functioning as a reflecting plate. It can also be seen that the gain is constant around the target value described above when the length from one end of the conductor wire to the bent portion is “35 mm” or more. Note that when the length from one end of the conductor wire to the bent portion is “15 mm” or less, the length from the bent portion to the other end exceeds “40 mm”. It will protrude in the width direction.

図13はミアンダ形状の導体線を金属板の端部に接続する場合に、ミアンダ形状の幅及び間隔を一定にして導体線の長さを変化させた場合のV偏波の利得の変化を示している。図13(a)及び(b)はミアンダ形状の幅が「40mm」、間隔が「5mm」であるときに導体線の長さを変化させた場合の測定条件及び測定結果を示している。この測定結果から明らかなように、導体線の長さが「80〜90mm」であるときに、即ち、導体線の開放端が金属板の端部から「10mm」であるときに利得が上記した目標値に対して「0.5dB」程度低下するが略同等であることが判る。又、導体線をL字形状にした場合と同等以上の効果が得られることが判る。   FIG. 13 shows the change in the gain of the V polarization when the meander-shaped conductor wire is connected to the end portion of the metal plate and the length of the conductor wire is changed with the meander-shaped width and interval constant. ing. FIGS. 13A and 13B show measurement conditions and measurement results when the length of the conductor wire is changed when the meander-shaped width is “40 mm” and the interval is “5 mm”. As is apparent from this measurement result, the gain is as described above when the length of the conductor wire is “80 to 90 mm”, that is, when the open end of the conductor wire is “10 mm” from the end of the metal plate. It can be seen that although it is about 0.5 dB lower than the target value, it is substantially equivalent. It can also be seen that the same or better effect can be obtained when the conductor wire is L-shaped.

図14はミアンダ形状の間隔を変化させた場合のV偏波の利得の変化を示している。図14(a)乃至(c)はミアンダ形状の幅が「40mm」であるときに間隔を変化させた場合の測定条件及び測定結果を示している。この測定結果から明らかなように、ミアンダ形状の間隔が「15mm」であるときには導体線の長さが「60mm」であるときに利得が最大となり上記した目標値を越えていることが判る。しかしながら、ミアンダ形状の間隔が小さくなると、利得最大時の導体線の長さが大きくなり、利得の最大値も低下することが判る。又、ミアンダ形状の間隔が大きくなると、利得の最大値は「8dB弱」に収束することが判る。又、ミアンダ形状の間隔が小さくなると、利得最大時の導体線の長さが「90mm」に収束することが判るが、利得の最大値が「8dB弱」よりも低下するので、実用上無意味であることが判る。   FIG. 14 shows a change in the gain of the V polarization when the interval between the meander shapes is changed. FIGS. 14A to 14C show measurement conditions and measurement results when the interval is changed when the meander width is “40 mm”. As is apparent from the measurement results, when the meander-shaped interval is “15 mm”, the gain is maximum when the length of the conductor wire is “60 mm” and exceeds the above-described target value. However, it can be seen that when the meander-shaped interval is reduced, the length of the conductor wire at the maximum gain is increased, and the maximum value of the gain is also decreased. It can also be seen that the maximum gain value converges to “less than 8 dB” as the meander interval increases. It can also be seen that when the meander-shaped interval is reduced, the length of the conductor wire at the time of maximum gain converges to “90 mm”, but the maximum value of gain is lower than “less than 8 dB”, which is meaningless for practical use. It turns out that it is.

図15乃至図17はミアンダ形状を縦方向に配置して幅を変化させた場合のV偏波の利得の変化を示している。図15(a)及び(b)はミアンダ形状の幅が「25mm」、間隔が「10mm」であるときに導体線の長さを変化させた場合の測定条件及び測定結果を示しており、図15(c)及び(d)はミアンダ形状の幅が「20mm」、間隔が「10mm」であるときに導体線の長さを変化させた場合の測定条件及び測定結果を示しており、図16(a)及び(b)はミアンダ形状の幅が「15mm」、間隔が「10mm」であるときに導体線の長さを変化させた場合の測定条件及び測定結果を示しており、図16(c)及び(d)はミアンダ形状の幅が「10mm」、間隔が「10mm」であるときに導体線の長さを変化させた場合の測定条件及び測定結果を示しており、図17は測定結果の比較を示している。この測定結果から明らかなように、ミアンダ形状の幅を変化させたときに傾向はないことが判る。又、この場合も、導体線をL字形状にした構成に対して同等以上の効果が得られることが判る。   15 to 17 show changes in the gain of the V polarization when the meander shape is arranged in the vertical direction and the width is changed. FIGS. 15A and 15B show measurement conditions and measurement results when the length of the conductor wire is changed when the width of the meander shape is “25 mm” and the interval is “10 mm”. 15 (c) and 15 (d) show measurement conditions and measurement results when the length of the conductor wire is changed when the width of the meander shape is “20 mm” and the interval is “10 mm”. FIGS. 16A and 16B show measurement conditions and measurement results when the length of the conductor wire is changed when the width of the meander shape is “15 mm” and the interval is “10 mm”. c) and (d) show measurement conditions and measurement results when the length of the conductor wire is changed when the meander-shaped width is “10 mm” and the interval is “10 mm”. FIG. Comparison of results is shown. As is apparent from this measurement result, it can be seen that there is no tendency when the width of the meander shape is changed. Also in this case, it can be seen that an effect equal to or greater than that obtained with the L-shaped conductor wire can be obtained.

図18はミアンダ形状を縦方向に配置して間隔を変化させた場合のV偏波の利得の変化を示している。図18(a)乃至(c)はミアンダ形状の幅が「20mm」、間隔が「5mm」又は「10mm」であるときに導体線の長さを変化させた場合の測定条件及び測定結果を示している。この測定結果から明らかなように、ミアンダ形状の間隔を変化させたときに傾向はないことが判る。   FIG. 18 shows a change in the gain of the V polarization when the meander shape is arranged in the vertical direction and the interval is changed. FIGS. 18A to 18C show measurement conditions and measurement results when the length of the conductor wire is changed when the meander width is “20 mm” and the interval is “5 mm” or “10 mm”. ing. As is apparent from this measurement result, it is understood that there is no tendency when the meander shape interval is changed.

図19は導体線を金属板の背面に延ばした場合の利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、誘電体アンテナの正面方向から不可視の位置(重なる位置)に配置した場合には利得が改善されないことが判る。   FIG. 19 shows a change in gain when the conductor wire is extended to the back surface of the metal plate. As is apparent from this measurement result, it is understood that the gain is not improved when the dielectric antenna is disposed at a position invisible (overlapping position) from the front direction of the dielectric antenna.

図20は導体線を金属板に接続することによる効果を評価するために、金属板の長さを変化させたとき、L字形状の導体線を接続したとき、ミアンダ形状の導体線を接続したときのV偏波の利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、金属板の長さを変化させたときには金属板の長さが小さくなると利得が低下することが判るが、これに対して、L字形状の導体線やミアンダ形状の導体線を接続したときには全体の長さ(金属板の端部から導体線の端部までの長手方向の長さ)が「100mm」を超えている範囲では利得が低下しないことが判る。   In order to evaluate the effect of connecting the conductor wire to the metal plate in FIG. 20, when the length of the metal plate is changed, when the L-shaped conductor wire is connected, the meander-shaped conductor wire is connected. The change of the gain of V polarization at the time is shown. As is clear from this measurement result, it can be seen that when the length of the metal plate is changed, the gain decreases as the length of the metal plate decreases. On the other hand, the L-shaped conductor wire or meander shape is reduced. It is understood that the gain does not decrease when the entire length (length in the longitudinal direction from the end of the metal plate to the end of the conductor wire) exceeds “100 mm” when the conductor wires are connected.

尚、以上は、金属板の片端部だけに導体線を接続する態様について説明したが、金属板の両端部に導体線を接続する態様についても同等の効果を得ることができる。
以上に説明したように第1の実施形態によれば、RFタグ読み書き装置1において、誘電体アンテナ7の背面側に設けられているグランド層11の長手方向の寸法が誘電体アンテナ7により放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法よりも短い寸法である場合に、一端部がグランド層11の長手方向の一端部に接続されると共に他端部が開放されている導体線13を設け、グランド層11の長手方向の寸法と導体線13の全長の寸法との和が誘電体アンテナ7により放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法に構成したので、グランド層11と導体線13とを誘電体アンテナ7から放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、誘電体アンテナ7から直接放射された電波と誘電体アンテナ7から放射されてグランド層11と導体線13とで反射された電波とを合成させることで利得を高めることができる。これにより、グランド層11の面積に制約があることに伴って誘電体アンテナ7のサイズに制約がある場合であっても、所望の通信距離を適切に確保することができる。
In the above description, the conductor wire is connected to only one end of the metal plate. However, the same effect can be obtained with respect to the embodiment in which the conductor wire is connected to both ends of the metal plate.
As described above, according to the first embodiment, in the RF tag read / write device 1, the longitudinal dimension of the ground layer 11 provided on the back surface side of the dielectric antenna 7 is radiated by the dielectric antenna 7. One end is connected to one end in the longitudinal direction of the ground layer 11 and the other end is open when the dimension is shorter than one half the wavelength of the captured radio wave. The conductor wire 13 is provided, and the sum of the dimension in the longitudinal direction of the ground layer 11 and the dimension of the entire length of the conductor wire 13 is a dimension corresponding to half the wavelength of the radio wave radiated and captured by the dielectric antenna 7. Since it is configured, the ground layer 11 and the conductor wire 13 can function as a reflecting plate that reflects the radio wave radiated from the dielectric antenna 7, and the radio wave directly radiated from the dielectric antenna 7 and the dielectric antenna 7 It is possible to increase the gain by causing the synthesis and is emitted is reflected by the ground layer 11 and the conductor line 13 waves. Thereby, even when the size of the dielectric antenna 7 is restricted due to the restriction of the area of the ground layer 11, a desired communication distance can be appropriately ensured.

又、導体線13をL字形状やミアンダ形状に構成しても直線形状と同等以上の効果が得られることから、導体線13を必ずしも直線形状に構成する必要はなく、導体パターン13をL字形状やミアンダ形状に構成することにより、導体線13が占めるグランド層の長手方向の寸法を短くすることができ、装置全体の長手方向の寸法を短くすることができる。又、誘電体アンテナ7をグランド層11の長手方向の他端部又は導体線13の他端部から誘電体アンテナ7により放射・捕捉される電波の波長の4分の1倍に相当する寸法だけ離れた位置に配置したので、誘電体アンテナ7を反射板の中央に配置させることで、グランド層11と導体線13とを誘電体アンテナ7から放射された電波を反射する反射板としてより適切に機能させることができる。更に、長手方向の全長をより短くすることができ、装置全体を小型化することができる。   Even if the conductor wire 13 is configured in an L shape or a meander shape, an effect equal to or greater than that in the linear shape can be obtained. Therefore, the conductor wire 13 does not necessarily have to be configured in a linear shape, and the conductor pattern 13 is formed in an L shape. By configuring in the shape or meander shape, the longitudinal dimension of the ground layer occupied by the conductor wire 13 can be shortened, and the longitudinal dimension of the entire apparatus can be shortened. Further, the dielectric antenna 7 has a dimension corresponding to a quarter of the wavelength of the radio wave radiated and captured by the dielectric antenna 7 from the other end of the ground layer 11 in the longitudinal direction or the other end of the conductor wire 13. Since the dielectric antenna 7 is disposed at the center of the reflector, the ground layer 11 and the conductor wire 13 are more appropriately used as a reflector that reflects radio waves radiated from the dielectric antenna 7 by disposing the dielectric antenna 7 in the center of the reflector. Can function. Furthermore, the overall length in the longitudinal direction can be further shortened, and the entire apparatus can be reduced in size.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について、図21及び図22を参照して説明する。尚、上記した第1の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。この第2の実施形態は、上記した第1の実施形態に対して羽アンテナ部を追加したものである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, description is abbreviate | omitted about the same part as above-mentioned 1st Embodiment, and a different part is demonstrated. In the second embodiment, a wing antenna unit is added to the first embodiment described above.

図21(a)、(b)はRFタグ読み書き装置の平面図を示しており、図21(c)はRFタグ読み書き装置の縦断側面図を示している。RFタグ読み書き装置21の筐体22は頭部22aと把持部22bとが同一幅で構成されており、頭部22aには表示部23が設けられており、把持部22bには上記した第1の実施形態で説明したキー操作部4が設けられている。筐体22の内部にはメイン基板としての多層基板24が設けられており、その多層基板24の一方の表面部には上記した第1の実施形態で説明した誘電体アンテナ7とRFタグ制御部8とが実装されている。   21A and 21B show plan views of the RF tag read / write device, and FIG. 21C shows a longitudinal side view of the RF tag read / write device. The housing 22 of the RF tag read / write device 21 has a head portion 22a and a grip portion 22b having the same width, the head portion 22a is provided with a display portion 23, and the grip portion 22b includes the first portion described above. The key operation unit 4 described in the embodiment is provided. A multilayer substrate 24 as a main substrate is provided inside the housing 22, and the dielectric antenna 7 and the RF tag control unit described in the first embodiment are provided on one surface portion of the multilayer substrate 24. 8 is implemented.

多層基板24は上記した第1の実施形態で説明した多層基板5と同様にして平板形状をなすグランド層25(本発明でいう導体部材)及び平板形状をなす電源層が対向して積層されており、グランド層25の長手方向の一端部(図21では上端部)には導体線26の一端部が接続されており、導体線26の他端部は開放されている。   The multi-layer substrate 24 is formed by laminating a flat plate-shaped ground layer 25 (conductor member in the present invention) and a flat plate-shaped power supply layer in the same manner as the multi-layer substrate 5 described in the first embodiment. In addition, one end portion of the conductor wire 26 is connected to one end portion (upper end portion in FIG. 21) of the ground layer 25 in the longitudinal direction, and the other end portion of the conductor wire 26 is open.

そして、この第2の実施形態では、グランド層25に左右対称に羽アンテナ部27(本発明でいう羽導体部材)が回動可能に設けられている。羽アンテナ部27は、筐体22の長手方向に沿って格納される格納状態と、それらの先端側が筐体22から突出される展開状態との間で回動可能になっており、展開状態での寸法(図21中「L3」にて示す)は誘電体アンテナ7により放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法とされている。これは、以下の理由を根拠とするものである。即ち、発明者は、羽アンテナ部の形状について軸比を測定した。   In the second embodiment, the ground layer 25 is provided with a wing antenna portion 27 (a wing conductor member referred to in the present invention) in a symmetrical manner in a bilaterally symmetrical manner. The wing antenna unit 27 is rotatable between a retracted state in which the wing antenna unit 27 is stored along the longitudinal direction of the housing 22 and an unfolded state in which the tip side protrudes from the housing 22. The dimension (indicated by “L3” in FIG. 21) is a dimension corresponding to half the wavelength of the radio wave radiated and captured by the dielectric antenna 7. This is based on the following reasons. That is, the inventor measured the axial ratio of the shape of the wing antenna part.

図22は測定条件(a)及び測定結果(b)を示しており、金属板の幅が「40mm」、金属板の長さが「140mm」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「5mm」のときに、羽アンテナ部の形状(横方向の寸法d及び縦方向の寸法e)を変化させた場合の軸比の変化を示している。この測定結果から明らかなように、羽アンテナ部の横方向の寸法が「約120mm」であるときに軸比が最良(軸比が「1(0dB)」に近い)であることが判り、この羽アンテナ部の横方向の寸法である「約120mm」は誘電体アンテナが放射・捕捉する所定周波数である例えば952〜954[MHz]の電波の波長の2分の1倍に近い値である。   FIG. 22 shows measurement conditions (a) and measurement results (b). The width of the metal plate is “40 mm”, the length of the metal plate is “140 mm”, and the distance from the back surface of the dielectric antenna to the metal plate is as follows. A change in the axial ratio when the shape of the wing antenna portion (the horizontal dimension d and the vertical dimension e) is changed at “5 mm” is shown. As is apparent from this measurement result, it is understood that the axial ratio is the best (the axial ratio is close to “1 (0 dB)”) when the lateral dimension of the wing antenna portion is “about 120 mm”. The horizontal dimension “about 120 mm” of the wing antenna portion is a value close to one-half the wavelength of a radio wave of, for example, 952 to 954 [MHz], which is a predetermined frequency radiated and captured by the dielectric antenna.

この場合、軸比が「1」から大きく外れてしまうと、RFタグ読み書き装置21においてデータを読み書き可能な向きと読み書き不可能な向きとが発生することになるので、軸比は「1」に近い方が望ましい。本実施形態では、羽アンテナ部27の横方向の寸法を誘電体アンテナ7が放射・捕捉する所定周波数である例えば952〜954[MHz]の電波の波長の2分の1倍に近い値にすることにより、軸比を「1(0dB)」に近い値としており、ユーザはRFタグ読み書き装置21の向きを意識することなく、データを読み書きすることができ、使い勝手を高めることができる。   In this case, if the axial ratio deviates significantly from “1”, the RF tag read / write device 21 has a direction in which data can be read / written and a direction in which data cannot be read / written, so the axial ratio becomes “1”. The closer one is desirable. In the present embodiment, the horizontal dimension of the wing antenna unit 27 is set to a value close to one half of the wavelength of the radio wave of 952 to 954 [MHz], which is a predetermined frequency that is radiated and captured by the dielectric antenna 7. Thus, the axial ratio is set to a value close to “1 (0 dB)”, and the user can read and write data without being aware of the direction of the RF tag read / write device 21, thereby improving usability.

以上に説明したように第2の実施形態によれば、RFタグ読み書き装置21において、羽アンテナ部27を設けたので、グランド層25と導体線26とを誘電体アンテナ7から放射された電波を反射する反射板として機能させることに加えて、羽アンテナ部37をも誘電体アンテナ7から放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、誘電体アンテナ7から直接放射された電波と誘電体アンテナ7から放射されてグランド層11と導体線13と羽アンテナ部27とで反射された電波とを合成させることで利得をより一層高めることができる。又、羽アンテナ部27の寸法を誘電体アンテナ7により放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法に構成したので、軸比を略「1(0dB)」にすることができ、RFタグ読み書き装置21の向きに拘らずRFタグに対してデータを適切に読み書きすることができ、使い勝手を高めることができる。   As described above, according to the second embodiment, since the wing antenna unit 27 is provided in the RF tag read / write device 21, the radio waves radiated from the dielectric antenna 7 through the ground layer 25 and the conductor wire 26 are transmitted. In addition to functioning as a reflecting plate that reflects, the wing antenna unit 37 can also function as a reflecting plate that reflects radio waves radiated from the dielectric antenna 7. The gain can be further increased by combining the radio waves radiated from the dielectric antenna 7 and reflected by the ground layer 11, the conductor wire 13, and the wing antenna portion 27. Further, since the size of the wing antenna portion 27 is set to a size corresponding to one half of the wavelength of the radio wave radiated and captured by the dielectric antenna 7, the axial ratio is set to approximately “1 (0 dB)”. Therefore, data can be appropriately read from and written to the RF tag regardless of the orientation of the RF tag read / write device 21, and the usability can be improved.

さらに、羽アンテナ部27を格納状態と展開状態との間で回動可能に構成したので、RFタグに対してデータを読み書きしないときには羽アンテナ部27を格納状態に回動させ、RFタグに対してデータを読み書きするときにのみ羽アンテナ部27を展開状態に回動させれば良く、使い勝手を高めることができる。   Further, since the wing antenna unit 27 is configured to be rotatable between the retracted state and the deployed state, the wing antenna unit 27 is rotated to the retracted state when data is not read from or written to the RF tag, Thus, it is only necessary to rotate the wing antenna portion 27 to the unfolded state only when reading and writing data, and the usability can be improved.

(その他の実施形態)
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
RFタグ読み書き装置は、RFタグに対してデータを読み書きする専用の装置に限らず、RFタグに対してデータを読み書きするモジュールが組み込まれた携帯電話機や携帯情報端末などの携帯端末であっても良い。又、RFタグ読み書き装置は、固定されて用いられる態様のものであっても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or expanded as follows.
The RF tag read / write device is not limited to a dedicated device for reading / writing data from / to the RF tag, and may be a portable terminal such as a mobile phone or a portable information terminal incorporating a module for reading / writing data from / to the RF tag. good. In addition, the RF tag read / write device may be fixed and used.

図面中、1はRFタグ読み書き装置、5は多層基板、7は誘電体アンテナ、8はRFタグ制御部(RFタグ制御手段)、9は誘電体、10はアンテナエレメント、11はグランド層(導体部材)、12は電源層、13は導体線、21はRFタグ読み書き装置、25はグランド層(導体部材)、26は導体線、27は羽アンテナ部(羽導体部材)である。   In the drawings, 1 is an RF tag read / write device, 5 is a multilayer substrate, 7 is a dielectric antenna, 8 is an RF tag control unit (RF tag control means), 9 is a dielectric, 10 is an antenna element, and 11 is a ground layer (conductor). Member), 12 is a power supply layer, 13 is a conductor wire, 21 is an RF tag read / write device, 25 is a ground layer (conductor member), 26 is a conductor wire, and 27 is a wing antenna part (blade conductor member).

Claims (9)

誘電体の上面部にアンテナエレメントが搭載されてなる誘電体アンテナと、
前記誘電体アンテナの前記アンテナエレメントにより放射・捕捉される電波を介してRFタグに対してデータを読み書きするRFタグ制御手段と、
前記誘電体アンテナの前記アンテナエレメントが電波を放射する放射方向とは反対側に位置するように当該誘電体アンテナの背面側に設けられ、長手方向の寸法が前記誘電体アンテナの前記アンテナエレメントにより放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法よりも短い寸法に構成されている導体部材と、
一端部が前記導体部材の長手方向の一端部に接続されると共に他端部が開放されている導体線とを備え、
前記導体部材の長手方向の寸法と前記導体線の全長の寸法との和が前記誘電体アンテナの前記アンテナエレメントにより放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法に構成されていることを特徴とするRFタグ読み書き装置。
A dielectric antenna in which an antenna element is mounted on the top surface of the dielectric;
RF tag control means for reading and writing data to and from the RF tag via radio waves radiated and captured by the antenna element of the dielectric antenna;
The dielectric antenna is provided on the back side of the dielectric antenna so that the antenna element is located on the opposite side of the radiation direction of radiating radio waves, and the longitudinal dimension is radiated by the antenna element of the dielectric antenna. A conductor member having a dimension shorter than a dimension corresponding to half the wavelength of the radio wave to be captured;
A conductor wire having one end connected to one end in the longitudinal direction of the conductor member and the other end opened;
The sum of the length in the longitudinal direction of the conductor member and the length of the entire length of the conductor wire is configured to correspond to a half of the wavelength of the radio wave radiated and captured by the antenna element of the dielectric antenna. An RF tag read / write device characterized by that.
請求項1に記載したRFタグ読み書き装置において、
前記導体線は、前記導体部材の長手方向に平行な1つ以上の平行部分と前記導体部材の長手方向に垂直な1つ以上の垂直部分とを有するように1つ以上の折曲げ部を有する形状に構成されていることを特徴とするRFタグ読み書き装置。
The RF tag read / write device according to claim 1,
The conductor wire has one or more bent portions so as to have one or more parallel portions parallel to the longitudinal direction of the conductor member and one or more vertical portions perpendicular to the longitudinal direction of the conductor member. An RF tag read / write device having a shape.
請求項2に記載したRFタグ読み書き装置において、
前記導体線は、前記導体部材の長手方向に垂直な2つ以上の垂直部分を有するミアンダ形状に構成されていることを特徴とするRFタグ読み書き装置。
The RF tag read / write device according to claim 2,
The RF tag read / write device according to claim 1, wherein the conductor wire is formed in a meander shape having two or more vertical portions perpendicular to a longitudinal direction of the conductor member.
請求項3に記載したRFタグ読み書き装置において、
前記導体線は、垂直部分同士の間隔が所定距離以上に構成されていることを特徴とするRFタグ読み書き装置。
The RF tag read / write device according to claim 3,
The RF tag read / write device, wherein the conductor wire is configured such that a distance between vertical portions is a predetermined distance or more.
請求項1乃至4の何れかに記載したRFタグ読み書き装置において、
前記誘電体アンテナは、前記導体部材の長手方向の他端部又は前記導体線の他端部から前記誘電体アンテナの前記アンテナエレメントにより放射・捕捉される電波の波長の4分の1倍に相当する寸法だけ離れた位置に配置されていることを特徴とするRFタグ読み書き装置。
The RF tag read / write device according to any one of claims 1 to 4,
The dielectric antenna is equivalent to a quarter of the wavelength of the radio wave radiated and captured by the antenna element of the dielectric antenna from the other end in the longitudinal direction of the conductor member or the other end of the conductor wire. An RF tag read / write device, wherein the device is arranged at a position separated by a dimension to be measured.
請求項1乃至5の何れかに記載したRFタグ読み書き装置において、
前記誘電体アンテナは、平板形状をなす多層基板上に実装され、
前記導体部材は、前記多層基板における多数の層のうち一の層をなす導体層から構成されていることを特徴とするRFタグ読み書き装置。
The RF tag read / write device according to any one of claims 1 to 5,
The dielectric antenna is mounted on a multilayer substrate having a flat plate shape,
The RF tag read / write device according to claim 1, wherein the conductor member is composed of a conductor layer that forms one of a number of layers in the multilayer substrate.
請求項6に記載したRFタグ読み書き装置において、
前記導体層は、グランド層又は電源層から構成されていることを特徴とするRFタグ読み書き装置。
The RF tag read / write device according to claim 6,
The RF tag read / write device, wherein the conductor layer is composed of a ground layer or a power supply layer.
請求項1乃至7の何れかに記載したRFタグ読み書き装置において、
前記誘電体アンテナの前記アンテナエレメントにより放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法に構成されている羽導体部材を備え、
前記導体部材の長手方向と前記羽導体部材の長手方向とが直交するように前記導体部材と前記羽導体部材とが配置されていることを特徴とするRFタグ読み書き装置。
The RF tag read / write device according to any one of claims 1 to 7,
A wing conductor member configured to have a size corresponding to a half of a wavelength of a radio wave radiated and captured by the antenna element of the dielectric antenna;
The RF tag read / write device, wherein the conductor member and the wing conductor member are arranged so that a longitudinal direction of the conductor member and a longitudinal direction of the wing conductor member are orthogonal to each other.
請求項8に記載したRFタグ読み書き装置において、
前記羽導体部材は、格納状態と展開状態との間で回動可能であり、前記格納状態で前記導体部材の長手方向に沿うように構成され、前記展開状態で前記導体部材の長手方向に対して直交する方向に前記誘電体アンテナの前記アンテナエレメントにより放射・捕捉される電波の波長の2分の1倍に相当する寸法を有するように構成されていることを特徴とするRFタグ読み書き装置。
The RF tag read / write device according to claim 8,
The wing conductor member is rotatable between a retracted state and an unfolded state, and is configured to extend along the longitudinal direction of the conductor member in the retracted state, and with respect to the longitudinal direction of the conductor member in the unfolded state The RF tag read / write device is configured to have a size corresponding to a half of the wavelength of a radio wave radiated and captured by the antenna element of the dielectric antenna in a direction perpendicular to the antenna element.
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