JP2013503551A - 改善された高周波アンテナ - Google Patents
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Abstract
本発明は、無線周波数識別(ＲＦＩＤ)を実施する拡張された読み取り範囲を有するアンテナであって、動作周波数と読み取り範囲とを設定する同調回路(１０１)と、形状とサイズとにおいてカスタマイズできるアンテナ(１０２)と、同調回路(１０１)に接続されていて、且つ高周波読み取り装置(１０６)を通じてコンピュータに接続するＢＮＣコネクタ(１０５)を使用して、コンピュータで終端している同軸ケーブル(１０３)と、全てのコンポーネントを収容するプラスチックケーシング(１０４)と、情報を読み取って表示するアプリケーションソフトウェア（１０７）と、を使用する、アンテナを開示している。
【選択図】 図１
【選択図】 図１
Description
本発明は、無線周波数に関する。より具体的には、本発明は、無線周波数識別(radio frequency identification, RFID)を実施する拡張された読み取り範囲を有する、改善されたアンテナに関する。
無線周波数識別ＲＦＩＤは、理論的には、バーコード識別に類似した技術である。ＲＦＩＤの場合は、電磁スペクトルの無線周波数部分における電磁結合を使用して、信号を送信する。一般に、ＲＦＩＤシステムは、アンテナ又はコイルと、デコーダを備えたトランシーバと、内部の固有の情報を使って電子的にプログラムされたＲＦタグ又はトランスポンダとから構成されている。アンテナは、無線信号を送って、タグをアクティブにして、データを読み取って、そこにデータを書き込む。アンテナは、タグとトランシーバとの間におけるコンジットである。トランシーバは、システムのデータ取得と通信とを制御する。アンテナは、様々な形状とサイズで入手可能である。アンテナは、人からタグのデータを受信するためにドアの枠の中に組み込まれるか、又はショッピングモールの特別に設計された通路に取り付けられ得る。複数のタグが頻繁に期待されるときは、アンテナによって生成される電磁界が絶えず存在し得る。ＲＦＩＤタグは、多様な形状とサイズで売られている。アニマルトラッキングのタグは、皮膚の下に差し込まれ、直径は鉛筆の芯と同じであり、長さは２分の１インチであり得る。
全てのタイプのＲＦＩＤシステムの重要な長所は、この技術の非接触で、非見通し線（non-line-of-sight）の性質である。タグは、様々な物質、例えば、雪と、霧と、氷と、塗料とを通り抜けて、並びに視覚的及び環境的に困難な他の状況であって、バーコード又は他の光学読み取り技術が役に立たない場所の中でも読み取ることができる。更に、アクティブなＲＦＩＤシステムの読み取り／書き込み能力は、在庫品調べ又はメンテナンスの追跡のようなインタラクティブな応用において重要な長所を有する。ＲＦＩＤシステムは、(バーコードと比較して)よりコストのかかる技術であるが、別のやり方では不可能であったであろう広範囲の自動的なデータ収集及び識別の応用にとって、ＲＦＩＤは不可欠なものになった。
しかしながら、市販のＲＦＩＤシステムは、アンテナのサイズが定められていて、読み取り範囲が制限されているという特性を備えている。このタイプの実施は、ＲＦＩＤの利用を制限するので、この技術の可能性を最大限に活用していない。これらの欠点に対処するために、カスタマイズ可能なアンテナサイズの構造と、改善された読み取り範囲の特性とを有するＲＦＩＤの実施を提供することが、非常に望ましい。
本発明の第１の目的は、拡張された読み取り範囲の能力を備えた高周波アンテナを提供することである。
本発明の第２の目的は、サイズと形状とにおいてカスタマイズできるアンテナを提供することである。
本発明の第１の態様に従って、希望の実施に従って動作周波数を設定できる同調回路を使用することによって、拡張された読み取り範囲の能力を備えた高周波アンテナを提供する。
本発明の更に別の態様では、希望の読み取り範囲の能力に従うようにアンテナ回路構成を調整することによって、カスタマイズ可能なサイズと形状とを備えたアンテナを実現している。
ここで、添付の図面を参照して、本発明をより詳しく説明する。
図１を参照すると、本発明の高周波アンテナは、主として、同調回路１０１と、アンテナ１０２と、可変長の同軸ケーブル１０３と、プラスチックケーシング１０４と、雄型ＢＮＣコネクタ１０５とから構成されている。雄型ＢＮＣコネクタ１０５は、高周波読み取り装置１０６に接続されている。高周波読み取り装置１０６は、中間デバイスの役割を果たして、アンテナ１０２から情報を得て、コンピュータ１０７にインストールされているアプリケーションソフトウェアにその情報を送信する。コンピュータとＨＦ読み取り装置は、ＲＳ２３２を通じて接続される。
ＲＦＩＤの動作にとって望ましい周波数を設定するために、同調回路１０１を使用する。ＲＦタグが動作周波数と同じ周波数で動作すると、回路基板又はアンテナ１０２がＲＦタグから情報を読み取ることができるので、本発明の実施の成功にとって、動作周波数は極めて重要である。本発明は、５０オームのインピーダンスで、１３．５６ＭＨｚの周波数で動作しているが、この周波数に制限されていない。異なる実施に対して周波数を合わせることができる。
更に図１を参照すると、同調回路１０１は、回路構成によってアンテナ１０２のループに接続されている。アンテナ１０２は、銅テープで作られている。アンテナ１０２を使用して、ＲＦＩＤタグをアクティブにして、ＲＦタグから情報を読み取って、同軸ケーブル１０３を使用して高周波読み取り装置１０６を介してアプリケーションソフトウェアにその情報を中継する。アプリケーションソフトウェアは、ＲＦタグからの情報を表示し、情報をＲＦタグに書き込み、セキュリティ手段をイネーブル／ディスエーブルにすることができる。本発明において使用されているアンテナ１０２は、アンテナループから構成されている。アンテナループは、銅と他の定められた要素とで作られている。他の定められた要素は、例えば、可変コンデンサと、抵抗器と、高速スイッチングダイオードである。
１００ｐＦに近いマイカコンデンサを使用することによって、１３．５６ＭＨｚの回路基板又はアンテナ１０２の共振同調が達成される。定められた要素は、１０ｎＦから６０ｎＦの範囲にわたる値を有する可変コンデンサを含み、全てを並列に接続して、アンテナ１０２を同調させることができる。コンデンサの足に変更を加えて、それらを半田付けできるようにしている。４０キロオメガで、２ワットの厚膜抵抗器が、アンテナ１０２のＱファクタを調節する。
一般に、アンテナ１０２の出力を測定するために、Ｑファクタを使用する。周波数帯を切り換えるために、スイッチングダイオードを使用する。
アンテナ１０２は、プラスチックケーシング１０４に従う特有の形状をとり、従って、ベースから３０ｃｍまでのより大きな読み取り半径を可能にしている。アンテナ１０２は、異なるサイズと異なる読み取り半径とにカスタマイズできる。これは本発明の新しい特徴に含まれる。
同調回路１０１に接続されている同軸ケーブル１０３を使用して、アンテナ１０２からアプリケーションソフトウェアへの情報の中継を行なう。同軸ケーブル１０３は、ＢＮＣコネクタ１０５で終端しており、情報は、高周波読み取り装置１０６を通って、コンピュータ１０７に渡される。大抵の市販のコンピュータには、回路基板に埋め込まれた雌型ＢＮＣ受信機が付いているので、本発明を実施するために、追加のハードウェアのコストは必要ない。更に、本発明において使用されているプラスチックケーシング１０４は、全体的な耐久性を今まで通りに維持して、更にアンテナと同調回路とを保護する一方で、重量と移動性の長所を提供する。
図２を参照すると、本発明の好ましい実施形態における高周波アンテナ２０１は、ハウジング２０２によって囲まれた立方体の形状である。同軸ケーブル２０３は、ハウジング２０２から外に伸びていて、高周波読み取り装置１０６を介してコンピュータ(示されない)に接続している。ハウジング２０２は、３２ｃｍ×３９．５ｃｍ×３．１ｃｍの寸法を有することが好ましいが、これに制限されていない。
ここで、本発明を例示的に説明する。
例
好ましい実施形態では、本発明は、図書館において、タグを付けられた本を追跡するために使用され得る。本を借りるために、本の貸し出し手続きがされ、本を返却するときに、返却手続きがされ得る。アンテナは、ベースから約３０ｃｍを読み取ることができ、より多くの本を一度に読み取ることができる。これは、各々の本の厚さによって決まる。アンテナからスキャンされた全ての本は、標準のコンピュータで実行されるアプリケーションソフトウェアにおいて、その本の情報と借用者の詳細とを表示する。
好ましい実施形態では、本発明は、図書館において、タグを付けられた本を追跡するために使用され得る。本を借りるために、本の貸し出し手続きがされ、本を返却するときに、返却手続きがされ得る。アンテナは、ベースから約３０ｃｍを読み取ることができ、より多くの本を一度に読み取ることができる。これは、各々の本の厚さによって決まる。アンテナからスキャンされた全ての本は、標準のコンピュータで実行されるアプリケーションソフトウェアにおいて、その本の情報と借用者の詳細とを表示する。
更に、アンテナは、ＲＦＩＤタグの中で利用可能な盗難防止の特徴である電子商品監視(Electronic Article Surveillance, EAS)又は監視システムをアクティブ又はデアクティブにするために使用され得る。一般に、ＥＡＳシステムは、タグを備えた品物を、許可を受けることなく、小売り業者から移動させたときに、その品物を電子的に検出するために使用されている。この応用の場合に、このシステムは、最初に貸し出し手続きをすることなく、図書館の構内から本が出て行っているのかどうかを検出することができる(さもなければ、本を借りたときに、ＥＡＳがディスエーブルにされている)。イネーブルにされたＥＡＳを備えた本がゲートのアンテナを通り抜けて図書館から持ち出された場合は、アラームが鳴って、許可を受けていない人によって図書館から本が持ち出されたか、又は許可を受けて借りることなく本が持ち出されたことを、図書館の職員に知らせる。
１０１・・・同調回路、１０２・・・アンテナ、１０３、２０３・・・同軸ケーブル、１０４・・・ケーシング、１０５・・・雄型ＢＮＣコネクタ、１０６・・・高周波読み取り装置、１０７・・・コンピュータ、２０１・・・高周波アンテナ、２０２・・・ハウジング。
Claims (1)
- 無線周波数識別(ＲＦＩＤ)を実施する拡張された読み取り範囲を有するアンテナであって、
動作周波数と読み取り範囲とを設定する同調回路(１０１)と、
サイズをカスタマイズでき、且つ希望の読み取り範囲の能力に従うように回路構成によって調整できるアンテナ(１０２)と、
前記同調回路(１０１)に接続されている第１の端部と、高周波読み取り装置(１０６)に接続されているコネクタ(１０５)を介して、コンピュータ(１０７)に接続されている第２の端部と、を有する同軸ケーブル(１０３)と、
ハウジング(１０４)と、
情報を読み取って表示するアプリケーションソフトウェアと、
を具備する、アンテナ。
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