JP2020014074A - RFID tag - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、アンテナ及びICチップを備え無線通信を行うRFIDタグが、(1)マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくし、(2)異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくす技術に関する。 The present disclosure relates to a technology for preventing an RFID tag having an antenna and an IC chip for wireless communication from being (1) burned out by microwave heating or microwave drying, and (2) not to interfere with wireless communication for different applications. About.
食品に関する様々な情報を収容するために、食品容器にバーコードを貼付している。食品に関する様々な情報として、例えば、食品管理情報(食品を保存する方法等)、食品価格情報及び食品加熱情報(電子レンジ加熱を行う方法等)が挙げられる。 A bar code is attached to the food container to store various information about the food. Examples of various information related to food include food management information (such as a method of storing food), food price information, and food heating information (such as a method of performing microwave heating).
最近は、食品に関する様々な情報が膨大になっている。すると、食品容器にバーコードを貼付したとしても、食品に関する様々な情報をバーコードに収容しきれなくなっている。そこで、食品容器にRFIDタグを貼付することにより、食品に関する様々な情報をRFIDタグに十分に収容することができる(例えば、非特許文献1等を参照)。
Recently, various kinds of information about foods have become enormous. Then, even if the barcode is attached to the food container, various information on the food cannot be stored in the barcode. Therefore, by attaching the RFID tag to the food container, various information on the food can be sufficiently stored in the RFID tag (for example, see Non-Patent
ところで、RFIDタグは、アンテナ等に導電性物質(例えば、金属材料、炭素材料及び導電性高分子材料等)を含み、ICチップに半導体を含む。すると、食品が電子レンジ加熱されるときに、RFIDタグが焼損する恐れがある。そして、食品容器が焼損の発熱で融解する恐れがあり、導電性物質や半導体が電子レンジ内で飛散する恐れがある。むろん、食品を電子レンジに入れる前に、RFIDタグを食品容器から外すならば、RFIDタグが焼損する恐れはなくなる。しかし、RFIDタグを食品容器から外す手間がかかり、RFIDタグを食品容器から外し忘れる恐れがある。 By the way, in an RFID tag, a conductive material (for example, a metal material, a carbon material, a conductive polymer material, or the like) is included in an antenna or the like, and a semiconductor is included in an IC chip. Then, when the food is heated in a microwave oven, the RFID tag may be burned. Then, the food container may be melted by the heat generated by burning, and the conductive substance and the semiconductor may be scattered in the microwave oven. Of course, if the RFID tag is removed from the food container before the food is placed in the microwave, there is no risk of the RFID tag burning. However, it takes time to remove the RFID tag from the food container, and there is a possibility that the RFID tag may be forgotten to be removed from the food container.
そして、RFIDタグは、異なる用途の無線通信と干渉する恐れがある。むろん、異なる用途の無線通信用の周波数を除去する周波数フィルタを設置するならば、RFIDタグが異なる用途の無線通信と干渉する恐れはなくなる。しかし、周波数フィルタを設計する手間がかかり、周波数フィルタを設置する場所が必要となる。 Then, the RFID tag may interfere with wireless communication for different uses. Of course, if a frequency filter that removes frequencies for wireless communication for different applications is installed, there is no risk that the RFID tag will interfere with wireless communication for different applications. However, it takes time to design the frequency filter, and a place for installing the frequency filter is required.
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、アンテナ及びICチップを備え無線通信を行うRFIDタグが、(1)マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくし、(2)異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-described problems, the present disclosure is intended to eliminate the possibility that an RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication can be burned out by (1) microwave heating or microwave drying, and (2) different applications. To eliminate the risk of interference with other wireless communications.
前記課題を解決するために、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナのダイポール長さ方向及びこれに対する直交方向のサイズを最適化することにより、RFIDタグの非希望波の周波数において、利得をほぼ極小とし、ICチップに流れる電流を減少させる。 In order to solve the above-mentioned problem, by optimizing the size of the linear antenna bent in a meandering shape in the dipole length direction and the direction perpendicular thereto, the gain is almost minimized at the frequency of the undesired wave of the RFID tag. To reduce the current flowing through the IC chip.
具体的には、本開示は、アンテナ及びICチップを備え、無線通信を行うRFIDタグであって、前記アンテナは、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナであり、前記アンテナの共振条件は、前記RFIDタグの無線通信用の周波数で満足され、前記アンテナの利得は、前記RFIDタグの非希望波の周波数でほぼ極小となることを特徴とするRFIDタグである。 Specifically, the present disclosure is an RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication, wherein the antenna is a linear antenna bent in a meander shape, and the resonance condition of the antenna is the following. An RFID tag characterized by being satisfied with a frequency for wireless communication of the RFID tag, wherein the gain of the antenna is substantially minimized at the frequency of the undesired wave of the RFID tag.
この構成によれば、アンテナ及びICチップを備え無線通信を行うRFIDタグが、(1)RFIDタグの非希望波(加熱用又は乾燥用のマイクロ波等)により焼損する恐れをなくし、(2)異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことができる。 According to this configuration, the RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication does not suffer from (1) the risk of being burned out by an undesired wave (such as a microwave for heating or drying) of the RFID tag, and (2) It is possible to eliminate the possibility of interfering with wireless communications for different applications.
また、本開示は、前記アンテナの給電点は、前記アンテナの中央点からオフセットした位置に設置されることを特徴とするRFIDタグである。 Further, the present disclosure is the RFID tag, wherein a feed point of the antenna is installed at a position offset from a center point of the antenna.
静電気等の高電圧インパルスの周波数は、RFIDタグの無線通信用の周波数と比べて直流的であるところ、この構成によれば、アンテナの給電点を直流的にショートさせることができるため、ICチップを静電気等の高電圧インパルスから保護することができる。 Since the frequency of the high voltage impulse such as static electricity is DC compared to the frequency of wireless communication of the RFID tag, according to this configuration, the feeding point of the antenna can be short-circuited in a DC manner. Can be protected from high voltage impulses such as static electricity.
また、本開示は、前記RFIDタグの非希望波の周波数は、マイクロ波加熱用又はマイクロ波乾燥用の周波数であることを特徴とするRFIDタグである。 Further, the present disclosure is the RFID tag, wherein the frequency of the undesired wave of the RFID tag is a frequency for microwave heating or microwave drying.
この構成によれば、アンテナ及びICチップを備え無線通信を行うRFIDタグが、マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくすことができる。 According to this configuration, it is possible to eliminate the risk that the RFID tag that includes the antenna and the IC chip and performs wireless communication will be damaged by microwave heating or microwave drying.
また、本開示は、前記RFIDタグの非希望波の周波数は、前記RFIDタグの無線通信用の周波数と異なる無線通信用の周波数であることを特徴とするRFIDタグである。 Further, the present disclosure is the RFID tag, wherein the frequency of the undesired wave of the RFID tag is a frequency for wireless communication different from the frequency for wireless communication of the RFID tag.
この構成によれば、アンテナ及びICチップを備え無線通信を行うRFIDタグが、異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことができる。 According to this configuration, it is possible to eliminate the possibility that the RFID tag having the antenna and the IC chip and performing the wireless communication may interfere with the wireless communication for different applications.
このように、本開示は、アンテナ及びICチップを備え無線通信を行うRFIDタグが、(1)マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくし、(2)異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことができる。 As described above, according to the present disclosure, the RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication does not (1) burn out due to microwave heating or microwave drying, and (2) interferes with wireless communication for different applications. You can eliminate fear.
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments.
本開示の電子レンジ加熱用容器の構成を図1に示す。電子レンジ加熱用容器Cは、RFIDタグR及び内容物3を収容する容器2から構成される。RFIDタグRは、アンテナパターン1及びアンテナ基板1’(誘電体基板及び誘電体フィルム等)から構成される。
FIG. 1 shows the configuration of a microwave heating container according to the present disclosure. The microwave oven container C is composed of a
RFIDタグRのアンテナパターン1は、図2、6、8で後述するアンテナ11及びICチップ12を備え、無線通信を行う。ここで、RFIDタグRのアンテナパターン1は、マイクロ波を吸収しない部材(図1では、アンテナ基板1’)に印刷される。よって、RFIDタグRのアンテナパターン1を簡便に製造することができる。そして、アンテナ基板1’付きのRFIDタグRは、容器2の表面に貼付される。
The
本開示の第1実施形態のアンテナの構成を図2に示す。第1実施形態では、本開示の原理を検証するために、アンテナパターン1を自由空間中に配置している。
FIG. 2 illustrates a configuration of the antenna according to the first embodiment of the present disclosure. In the first embodiment, the
アンテナ11は、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナである。アンテナパターン1の形成面をxy平面とし、これに対する直交方向をz軸とする。アンテナ11のダイポール長さ方向をy軸にとり、これに対する直交方向をx軸とする。xyz3次元空間の原点は、アンテナ11が占める2次元面内の中央点にあるとする。
The antenna 11 is a linear antenna bent in a meandering shape. The surface on which the
アンテナ11のダイポール長さ方向のサイズを、2L=18.2mm×2に設計する。アンテナ11のこれに対する直交方向のサイズを、W=15.4mmに設計する。アンテナ11の上記の直交方向に沿って、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットを、C=3.5mmに設計する。アンテナ11のストリップ幅をL/36mmに設計する。アンテナ11のストリップ間隙をL/24mmに設計する。ICチップ12は、アンテナ11の中央点14ではなくオフセットされた給電点13に接続される。
The size of the antenna 11 in the dipole length direction is designed to be 2L = 18.2 mm × 2. The size of the antenna 11 in the direction orthogonal thereto is designed to be W = 15.4 mm. The offset between the
本開示の第1実施形態のアンテナの性能を図3に示す。RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の反射係数は極小となり、アンテナ11の実効利得は極大となる。つまり、RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の共振条件は満足される。一方で、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzにおいて、アンテナ11の実効利得及び指向性利得は極小となる。 FIG. 3 shows the performance of the antenna according to the first embodiment of the present disclosure. At a frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the reflection coefficient of the antenna 11 is minimized, and the effective gain of the antenna 11 is maximized. That is, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the wireless communication frequency of 920 MHz of the RFID tag R. On the other hand, at a frequency of 2.45 GHz for heating the microwave oven, the effective gain and the directivity gain of the antenna 11 are minimal.
本開示の第1実施形態のアンテナの設計方法を図4に示す。アンテナ11のダイポール長さ方向のストリップは、インダクタを構成し、アンテナ11のこれに対する直交方向のストリップは、線間キャパシタを構成する。RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、これらのインダクタと線間キャパシタとの間の共振条件は満足される。なお、図4では、図2と比べて、メアンダ状の折り曲げ回数が異なる。 FIG. 4 shows a method for designing an antenna according to the first embodiment of the present disclosure. The strip of the antenna 11 in the dipole length direction forms an inductor, and the strip of the antenna 11 in the direction orthogonal thereto forms a line capacitor. At a frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the resonance condition between the inductor and the line capacitor is satisfied. Note that FIG. 4 differs from FIG. 2 in the number of meandering bendings.
ここで、RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の共振条件は、様々なL及びWで満足される。しかし、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzにおいて、アンテナ11の利得極小は、特定のL及びWで実現される。例えば、W=9mmに設計したときに、Lを適切に設計すれば、RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の共振条件が満足されるとともに、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzにおいて、アンテナ11の利得極小が実現される。なお、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナでは、メアンダ状に折り曲げられない線状アンテナと異なり、線状アンテナの利得極小が実現される周波数は、RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzに対して、必ずしも約2倍でなくてもよい。 Here, at a frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied with various L and W. However, at a microwave heating frequency of 2.45 GHz, the minimum gain of the antenna 11 is realized at specific L and W. For example, when L is appropriately designed when W is set to 9 mm, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, and the frequency for heating the microwave oven is 2. At 45 GHz, the minimum gain of the antenna 11 is realized. Note that, in a linear antenna bent in a meandering shape, unlike a linear antenna that is not bent in a meandering shape, the frequency at which the gain minimum of the linear antenna is realized is lower than the frequency 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R. Therefore, it does not necessarily have to be about twice.
一方で、W=8mmに設計したときに、Lを適切に設計すれば、RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の共振条件は満足されるものの、アンテナ11の利得極小が実現されるのは、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzより高い周波数2.6GHzにおいてである。このときには、Wをより長く設計することにより、アンテナ11の利得極小が実現される周波数をより低くすることができる。 On the other hand, when L is properly designed when W is set to 8 mm, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, but the minimum gain of the antenna 11 is realized. This is done at a frequency of 2.6 GHz, which is higher than the microwave heating frequency of 2.45 GHz. At this time, by designing W to be longer, it is possible to lower the frequency at which the minimum gain of the antenna 11 is realized.
そして、W=10mmに設計したときに、Lを適切に設計すれば、RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の共振条件は満足されるものの、アンテナ11の利得極小が実現されるのは、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzより低い周波数2.3GHzにおいてである。このときには、Wをより短く設計することにより、アンテナ11の利得極小が実現される周波数をより高くすることができる。 When L is properly designed when W is set to 10 mm, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, but the minimum gain of the antenna 11 is realized. At a frequency of 2.3 GHz, which is lower than the frequency for microwave heating of 2.45 GHz. At this time, by designing W to be shorter, the frequency at which the gain of the antenna 11 is minimized can be made higher.
なお、電子レンジ加熱用の周波数に幅や双峰性があるときでも、それらの電子レンジ加熱用の周波数において、アンテナ11の利得ほぼ極小が実現されればよい。 Even when the frequency for heating the microwave oven has a width or a bimodal property, the gain of the antenna 11 may be substantially minimized at the frequency for heating the microwave oven.
本開示の第1実施形態のアンテナの誘起電流を図5に示す。照射波源は微小ダイポールであり、微小ダイポールの方向はy方向であり、微小ダイポールの位置はz軸上300mmにあり、印可電力は周波数の掃引過程で500Wに維持している。 FIG. 5 shows an induced current of the antenna according to the first embodiment of the present disclosure. The irradiation wave source is a minute dipole, the direction of the minute dipole is the y direction, the position of the minute dipole is 300 mm on the z-axis, and the applied power is maintained at 500 W during the frequency sweeping process.
RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の給電点13の終端抵抗50Ωの誘起電流は極大(574mA)となる。一方で、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzにおいて、アンテナ11の給電点13の終端抵抗50Ωの誘起電流及び誘起電力は極小(0.247mA及び3μW)となり、アンテナ11のストリップ上の誘起電流はアンテナ11の中央点14(y軸位置0mm)で極小となる。
At a frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the induced current of the terminating resistor 50Ω at the
つまり、メアンダ状に折り曲げられた線状のアンテナ11のダイポール長さ方向及びこれに対する直交方向のサイズ2L、Wを最適化することにより、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzにおいて、利得をほぼ極小とし、ICチップ12に流れる電流を減少させている。すると、アンテナ11及びICチップ12を備え無線通信を行うRFIDタグRが、電子レンジ加熱により焼損する恐れをなくすことができる。
In other words, by optimizing the size 2L and W of the linear antenna 11 bent in a meandering shape in the dipole length direction and the orthogonal direction to the dipole length, the gain is almost minimized at the microwave heating frequency of 2.45 GHz. The current flowing through the
さらに、RFIDタグRが電子レンジ加熱により焼損する恐れがないため、容器2の廃棄処理時にRFIDタグRから容器2の廃棄方法を読み取ることができ、内容物3の温め直し時にRFIDタグRから内容物3の調理方法を読み取ることができる。
Furthermore, since there is no possibility that the RFID tag R will be burned out by heating in the microwave oven, the disposal method of the
そして、図2に示したように、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットを、有限の値C=3.5mmに設計している。すると、静電気等の高電圧インパルスの周波数は、RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzと比べて直流的であるところ、アンテナ11の給電点13を直流的にショートさせることができるため、ICチップ12を静電気等の高電圧インパルスから保護することができる。
Then, as shown in FIG. 2, the offset between the
ここで、アンテナ11の給電点13を直流的にショートさせるためには、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットCを大きくすることが望ましい(図2を参照)。一方で、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzにおいて、ICチップ12に流れる電流を減少させるためには、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットCを小さくすることが望ましい(図5の下段を参照)。そこで、両者間のトレードオフを最適化するように、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットCを設計することが望ましい。なお、アンテナ11のインピーダンスの虚数部が0になるように、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットCを設計する必要がある。
Here, in order to short-circuit the
本開示の第2実施形態のアンテナの構成を図6に示す。第2実施形態では、電波暗室内で検証するために、アンテナパターン1を誘電体基板上に配置している。誘電体基板について、厚みは0.5mmであり、比誘電率は3.5であり、誘電正接は0.006である。アンテナ11のストリップについて、材質は銅であり、厚みは0であるとする。
FIG. 6 illustrates a configuration of the antenna according to the second embodiment of the present disclosure. In the second embodiment, the
アンテナ11は、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナである。アンテナパターン1の形成面をxy平面とし、これに対する直交方向をz軸とする。アンテナ11のダイポール長さ方向をy軸にとり、これに対する直交方向をx軸とする。xyz3次元空間の原点は、アンテナ11が占める2次元面内の中央点にあるとする。
The antenna 11 is a linear antenna bent in a meandering shape. The surface on which the
アンテナ11のダイポール長さ方向のサイズを、2L=24mm×2に設計する。アンテナ11のこれに対する直交方向のサイズを、W=11mmに設計する。アンテナ11の上記の直交方向に沿って、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットを、C=6mmに設計する。アンテナ11のストリップ幅をL/48mmに設計する。アンテナ11のストリップ間隙をL/36mmに設計する。ICチップ12は、アンテナ11の中央点14ではなくオフセットされた給電点13に接続される。
The size of the antenna 11 in the dipole length direction is designed to be 2L = 24 mm × 2. The size of the antenna 11 in the direction orthogonal thereto is designed to be W = 11 mm. The offset between the
本開示の第2実施形態のアンテナの性能を図7に示す。RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の反射係数は極小となり、アンテナ11の実効利得は極大となる。つまり、RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の共振条件は満足される。一方で、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzにおいて、アンテナ11の実効利得は極小となる。 FIG. 7 shows the performance of the antenna according to the second embodiment of the present disclosure. At a frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the reflection coefficient of the antenna 11 is minimized, and the effective gain of the antenna 11 is maximized. That is, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the wireless communication frequency of 920 MHz of the RFID tag R. On the other hand, at a microwave heating frequency of 2.45 GHz, the effective gain of the antenna 11 becomes minimal.
本開示の第2実施形態のアンテナの誘起電流を計算してみる。照射波源は微小ダイポールである。第1の場合では、微小ダイポールの方向はy方向であり、微小ダイポールの位置はx軸上300mmにある。第2の場合では、微小ダイポールの方向はz方向であり、微小ダイポールの位置はy軸上300mmにある。第3の場合では、微小ダイポールの方向はy方向であり、微小ダイポールの位置はz軸上300mmにある。いずれの場合でも、印可周波数は2.45GHzであり、印可電力は500Wである。 The induced current of the antenna according to the second embodiment of the present disclosure will be calculated. The irradiation wave source is a small dipole. In the first case, the direction of the minute dipole is the y direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the x-axis. In the second case, the direction of the small dipole is in the z-direction, and the position of the small dipole is 300 mm on the y-axis. In the third case, the direction of the minute dipole is the y direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the z-axis. In each case, the applied frequency is 2.45 GHz and the applied power is 500 W.
第1の場合では、アンテナ11の給電点13の終端抵抗50Ωの誘起電流及び誘起電力は極小(4.87mA及び1.19mW)となる。第2の場合では、アンテナ11の給電点13の終端抵抗50Ωの誘起電流及び誘起電力は極小(0.39mA及び0.01mW)となる。第3の場合では、アンテナ11の給電点13の終端抵抗50Ωの誘起電流及び誘起電力は極小(1.75mA及び0.15mW)となる。いずれの場合でも、アンテナ11のストリップ上の誘起電流はアンテナ11の中央点14で極小となる。このように、誘電体基板の影響により、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットC=6mmが大きくなり、終端抵抗50Ωの誘起電力が多少大きくなっている。
In the first case, the induced current and the induced power of the termination resistance 50Ω at the
本開示の第3実施形態のアンテナの構成を図8に示す。第3実施形態では、実際のRFIDタグRを想定して、アンテナパターン1を誘電体フィルムで挟み込んでいる。誘電体フィルムについて、厚みは50μmであり、比誘電率は3.0であり、誘電正接は0.006であり、XY平面上で無限に続くとして、2.5次元モデルを採用する。アンテナ11のストリップについて、材質は銅であり、厚みは0であるとする。
FIG. 8 illustrates a configuration of the antenna according to the third embodiment of the present disclosure. In the third embodiment, assuming an actual RFID tag R, the
アンテナ11は、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナである。アンテナパターン1の形成面をxy平面とし、これに対する直交方向をz軸とする。アンテナ11のダイポール長さ方向をy軸にとり、これに対する直交方向をx軸とする。xyz3次元空間の原点は、アンテナ11が占める2次元面内の中央点にあるとする。
The antenna 11 is a linear antenna bent in a meandering shape. The surface on which the
アンテナ11のダイポール長さ方向のサイズを、2L=18.5mm×2に設計する。アンテナ11のこれに対する直交方向のサイズを、W=13mmに設計する。アンテナ11の上記の直交方向に沿って、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットを、C=3mmに設計する。アンテナ11のストリップ幅をL/48mmに設計する。アンテナ11のストリップ間隙をL/36mmに設計する。ICチップ12は、アンテナ11の中央点14ではなくオフセットされた給電点13に接続される。
The size of the antenna 11 in the dipole length direction is designed to be 2L = 18.5 mm × 2. The size of the antenna 11 in the direction orthogonal thereto is designed to be W = 13 mm. The offset between the
本開示の第3実施形態のアンテナの性能を図9に示す。RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の反射係数は極小となり、アンテナ11の実効利得は極大となる。つまり、RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzにおいて、アンテナ11の共振条件は満足される。一方で、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzにおいて、アンテナ11の実効利得は極小となる。 FIG. 9 shows the performance of the antenna according to the third embodiment of the present disclosure. At a frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the reflection coefficient of the antenna 11 is minimized, and the effective gain of the antenna 11 is maximized. That is, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the wireless communication frequency of 920 MHz of the RFID tag R. On the other hand, at a microwave heating frequency of 2.45 GHz, the effective gain of the antenna 11 is minimal.
本開示の第3実施形態のアンテナの誘起電流を計算してみる。照射波源は微小ダイポールである。第1の場合では、微小ダイポールの方向はy方向であり、微小ダイポールの位置はx軸上300mm(ただし、誘電体フィルムはXY平面上で無限に続くため、z軸方向に10mm浮かせる。)にある。第2の場合では、微小ダイポールの方向はz方向であり、微小ダイポールの位置はy軸上300mm(ただし、誘電体フィルムはXY平面上で無限に続くため、z軸方向に10mm浮かせる。)にある。第3の場合では、微小ダイポールの方向はy方向であり、微小ダイポールの位置はz軸上300mmにある。いずれの場合でも、印可周波数は2.45GHzであり、印可電力は500Wである。 The induced current of the antenna according to the third embodiment of the present disclosure will be calculated. The irradiation wave source is a small dipole. In the first case, the direction of the minute dipole is the y direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the x-axis (however, since the dielectric film continues infinitely on the XY plane, it floats 10 mm in the z-axis direction). is there. In the second case, the direction of the minute dipole is the z-direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the y-axis (however, since the dielectric film continues infinitely on the XY plane, it floats 10 mm in the z-axis direction). is there. In the third case, the direction of the minute dipole is the y direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the z-axis. In each case, the applied frequency is 2.45 GHz and the applied power is 500 W.
第1の場合では、アンテナ11の給電点13の終端抵抗50Ωの誘起電流及び誘起電力は極小(2.55mA及び0.33mW)となる。第2の場合では、アンテナ11の給電点13の終端抵抗50Ωの誘起電流及び誘起電力は極小(0.35mA及び0.01mW)となる。第3の場合では、アンテナ11の給電点13の終端抵抗50Ωの誘起電流及び誘起電力は極小(0.60mA及び0.02mW)となる。いずれの場合でも、アンテナ11のストリップ上の誘起電流はアンテナ11の中央点14で極小となる。このように、誘電体フィルムの影響により、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットC=3mmが小さくなり、終端抵抗50Ωの誘起電力が一桁小さくなっている。
In the first case, the induced current and the induced power of the termination resistance 50Ω at the
本開示のRFIDタグ貼付容器の構成を図10に示す。RFIDタグ貼付容器C’は、RFIDタグR及び内容物を収容する容器4から構成される。RFIDタグRは、アンテナパターン1及びアンテナ基板1’(誘電体基板及び誘電体フィルム等)から構成される。
FIG. 10 shows a configuration of the RFID tag sticking container of the present disclosure. The RFID tag sticking container C 'includes an RFID tag R and a
RFIDタグRのアンテナパターン1は、図2、6、8で上述したアンテナ11及びICチップ12を備え、無線通信を行う。ここで、RFIDタグRのアンテナパターン1は、マイクロ波を吸収しない部材(図10では、アンテナ基板1’)に印刷される。よって、RFIDタグRのアンテナパターン1を簡便に製造することができる。そして、アンテナ基板1’付きのRFIDタグRは、容器4の表面に貼付される。
The
そして、メアンダ状に折り曲げられた線状のアンテナ11のダイポール長さ方向及びこれに対する直交方向のサイズ2L、Wを最適化することにより、異なる用途の無線通信用の周波数2.45GHzにおいて、利得をほぼ極小とし、ICチップ12に流れる電流を減少させている。すると、アンテナ11及びICチップ12を備え無線通信を行うRFIDタグRが、異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことができる。
By optimizing the size 2L and W in the dipole length direction and the orthogonal direction to the dipole length of the linear antenna 11 bent in a meander shape, the gain can be increased at a frequency of 2.45 GHz for wireless communication for different applications. The current is substantially minimized, and the current flowing through the
さらに、図2、6、8に示したように、アンテナ11の給電点13と中央点14との間のオフセットを、有限の値Cに設計している。すると、静電気等の高電圧インパルスの周波数は、RFIDタグRの無線通信用の周波数920MHzと比べて直流的であるところ、アンテナ11の給電点13を直流的にショートさせることができるため、ICチップ12を静電気等の高電圧インパルスから保護することができる。
Further, as shown in FIGS. 2, 6, and 8, the offset between the
図1から図9まででは、無線通信用の周波数920MHzを有する電磁波により動作するRFIDタグRが、電子レンジ加熱用の周波数2.45GHzを有する電磁波により焼損する恐れをなくしている。図1から図9までを一般化して、無線通信用の任意の周波数を有する電磁波により動作するRFIDタグRが、マイクロ波加熱用又はマイクロ波乾燥用の任意の周波数を有する電磁波により焼損する恐れをなくしてもよい。 In FIGS. 1 to 9, the risk that the RFID tag R operated by an electromagnetic wave having a frequency of 920 MHz for wireless communication is damaged by an electromagnetic wave having a frequency of 2.45 GHz for heating a microwave oven is eliminated. Generalizing FIGS. 1 to 9, there is a possibility that an RFID tag R operated by an electromagnetic wave having an arbitrary frequency for wireless communication may be burned by an electromagnetic wave having an arbitrary frequency for microwave heating or microwave drying. You may not need it.
図10では、無線通信用の周波数920MHzを有する電磁波により動作するRFIDタグRが、異なる用途の無線通信用の周波数2.45GHzを有する電磁波により干渉する恐れをなくしている。図10を一般化して、無線通信用の任意の周波数を有する電磁波により動作するRFIDタグRが、異なる用途の無線通信用の任意の周波数(≠RFIDタグRの無線通信用の周波数)を有する電磁波により干渉する恐れをなくしてもよい。 In FIG. 10, the RFID tag R operated by an electromagnetic wave having a frequency of 920 MHz for wireless communication is prevented from being interfered by an electromagnetic wave having a frequency of 2.45 GHz for wireless communication for a different purpose. By generalizing FIG. 10, an RFID tag R that operates by an electromagnetic wave having an arbitrary frequency for wireless communication has an arbitrary frequency for wireless communication for a different application (≠ a frequency for wireless communication of the RFID tag R). May eliminate the risk of interference.
本開示のRFIDタグは、アンテナ及びICチップを備え無線通信を行うRFIDタグが、(1)マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくし、(2)異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことができる。 According to the RFID tag of the present disclosure, the RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication does not (1) eliminate the risk of burning due to microwave heating or microwave drying, and (2) may interfere with wireless communication for different applications. Can be eliminated.
C:電子レンジ加熱用容器
C’:RFIDタグ貼付容器
R:RFIDタグ
1:アンテナパターン
1’:アンテナ基板
2:容器
3:内容物
4:容器
11:アンテナ
12:ICチップ
13:給電点
14:中央点
C: microwave oven container C ': RFID tag-attached container R: RFID tag 1: antenna pattern 1': antenna substrate 2: container 3: contents 4: container 11: antenna 12: IC chip 13: feed point 14: Center point
Claims (4)
前記アンテナは、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナであり、
前記アンテナの共振条件は、前記RFIDタグの無線通信用の周波数で満足され、
前記アンテナの利得は、前記RFIDタグの非希望波の周波数でほぼ極小となる
ことを特徴とするRFIDタグ。 An RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication,
The antenna is a linear antenna bent in a meandering shape,
The resonance condition of the antenna is satisfied at a frequency for wireless communication of the RFID tag,
The gain of the antenna is substantially minimized at a frequency of an undesired wave of the RFID tag.
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