JP2022063446A - ワンターンループアンテナおよび盗難防止システム - Google Patents

Abstract

【課題】盗難防止アンテナケーブルの敷設に際して床に溝のカット工事を施す必要がなく、タイルの段差や、カーペットの盛り上がりが生じないワンターンループアンテナおよび盗難防止システムを提供する。【解決手段】アンテナ素子２５２を平面視において一回巻のワンターン状に配置するループアンテナであって、通信対象物（自鳴式盗難防止タグ）１００が通過する空間領域に対応する床面もしくは壁面を敷設対象面２５４とし、敷設対象面２５４の上にアンテナのループ主要部を敷設し、ループ主要部のアンテナ素子２５２が単一の帯状金属薄板からなる。【選択図】図１

Description

本発明は盗難防止システムのアンテナの技術に係るものである。

従来、盗難防止システムとしては、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、図１３、１４に示すように、盗難防止タグに向けてトリガー信号を送信するものであって、盗難警戒領域の出入口付近の床内にアンテナ線６００を１ターンのループ状に敷設している。

床面５００はモルタル下地５０１の上に、タイル５０２を貼ったものであり、タイル５０２とタイル５０２の間に形成された目地５０３の目地材をカットし、その内部に断面丸形のアンテナ線６００を１ターンのループ状に敷設する。この１ターンのループ状に敷設するアンテナ線６００は、モルタル層内に、あるいはＯＡフロア（二重床）の床面をなす床材の下方空間に配置することもある。

実用新案登録第３２０００５５号

特許文献１に記載する構成では、店舗の床にアンテナ線を施工する時に問題があった。すなわち、大手ショッピングモール内の店舗ではアンテナ線施工のために床のモルタル層に溝をカットすることが許可されない場合が多い。

この場合には、図１５に示すように、一部のベースのＰタイル（３０ｃｍ×３０ｃｍ角、厚さ３ｍｍ）７０１を捨て貼りタイル７０２とし、捨て貼りタイル７０２の一部を所定幅で取り除いて、断面丸型のアンテナケーブル（外径２．７ｍｍφ）７０３を敷設するための溝７０４を形成し、この溝７０４にアンテナケーブル７０３を敷設する。溝７０４の内部にシーラント７０５を施し、捨て貼りタイル７０２およびアンテナケーブル７０３の上にカバーＰタイル（厚さ３ｍｍ）７０６をかぶせている。

このため、アンテナ設置部においてカバーＰタイル７０６と周囲の床面のＰタイル７０１との間にカバーＰタイル（厚さ３ｍｍ）７０６の１枚分の段差が生じていた。

床のモルタル層に溝をカットすることが許可される場合にも問題があった。すなわち、１．溝のカット工事費用が大きい。特に溝を斫り工事で施工する場合には、騒音と粉塵がひどいので夜間工事となり、工事費用がかさむ。
２．溝をカットし、ループアンテナ線を埋設し、床を仕上げて実際に運用するまでの間は、現場に入ることがないので、この間に別の工事業者によって配線が傷つけられるリスクがあった。
３．アパレル店ではカーペット床の場合も多い。この場合に、カーペット床の下のベース床面にアンテナケーブル（２．５ｍｍφ）を直接設置すると、アンテナケーブルの厚みのために、ケーブル設置部においてカーペットが盛り上がり、その部位のカーペットが変色する問題があった。このため、店舗改装のタイミングで床に溝のカット工事を施す必要があり、盗難防止システムを限られた時期においてしか設置できなかった。

本発明は上記課題を解決するものであり、アンテナケーブルの敷設に際して床に溝のカット工事を施す必要がなく、タイルの段差や、カーペットの盛り上がりが生じないワンターンループアンテナおよび盗難防止システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のワンターンループアンテナは、アンテナ素子を平面視において一回巻のワンターン状に配置するループアンテナであって、通信対象物が通過する空間領域に対応する床面もしくは壁面を敷設対象面とし、敷設対象面上にアンテナのループ主要部を敷設し、ループ主要部のアンテナ素子が単一の帯状金属薄板からなることを特徴とする。

本発明のワンターンループアンテナにおいて、アンテナ素子の帯状金属薄板が銅箔リボンからなり、銅箔リボンを合成樹脂フィルムで覆ってフラットケーブルとしたことを特徴とする。

本発明のワンターンループアンテナにおいて、敷設対象面に両面テープを貼着し、両面テープ上にフラットケーブルを敷設し、フラットケーブルを覆って保護テープを配置したことを特徴とする。

本発明の盗難防止システムは、上記の何れかのワンターンループアンテナに接続するアンテナ用アンプと、通信対象物をなす盗難防止タグを有し、アンテナ用アンプは盗難防止タグにトリガー信号を送信し、盗難防止タグはトリガー信号を受けて警報信号を発報させることを特徴とする。

以上のように本発明によれば、アンテナ素子が薄膜化した単一の帯状金属薄板からなることで、高さ（厚み）を抑えて必要断面積を確保した幅の広いアンテナ素子からなるフラットケーブルを形成できるので、ループアンテナの入力電流値を大きくできる。結果、一回巻のワンターン状に配置するループアンテナにおいて敷設対象面上の適正な位置に自鳴式盗難防止タグの受信可能領域を形成することができる。

敷設対象面に両面テープを貼着し、両面テープ上にフラットケーブルを敷設し、フラットケーブルを覆って保護テープを配置するので、ループアンテナの敷設箇所が段差や盛り上がりの少ないフラット状の形態をなし、歩行の障害とならない。また、溝等の敷設のための付帯工事が不要となり施工費用の大幅な削減が可能となり、場所を選ばずに簡便に配置でき、設置場所の変更、拡張が容易である。

本発明の実施の形態におけるワンターンループアンテナを示す模式図 同実施の形態におけるワンターンループアンテナの配置構成を示す模式図 同実施の形態におけるフラットケーブルを示す断面図 同実施の形態におけるループアンテナの敷設構造を示す断面図 同実施の形態におけるワンターンループアンテナの敷設構成を示す模式図 同実施の形態における警報音識別部とトリガー信号送信部および送信アンテナの基本的構成を示す模式図 同実施の形態におけるトリガー信号送信部の要部を示すブロック図 試験用のループアンテナの設置例を示す模式図 同ループアンテナの共振回路を示す図 同ループアンテナ系の等価回路を示す図 同ループアンテナにおける最大感度方向のタグ発報高さを示す図 従来のループアンテナの設置例を示す模式図 従来のループアンテナの敷設構造を示す断面図 同ループアンテナの配置構成を示す模式図 同ループアンテナの他の配置構成を示す模式図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１から図７に示すように、盗難防止システムは、自鳴式盗難防止タグ１０とトリガー信号送信部２０および送信アンテナ２０４と警報音識別部３０からなる。

自鳴式盗難防止タグ１０は、盗難警戒領域に展示した商品等の対象物に装着され、窃盗行為事象の発生時にアラーム音を発報する。トリガー信号送信部２０および送信アンテナ２０４は、盗難警戒領域の出入口付近においてトリガー信号を送信する。警報音識別部３０は、自鳴式盗難防止タグ１０が発報するアラーム音を他の音と識別する。

自鳴式盗難防止タグ１０は、例えば特許第６７１８６９９号等に記載されたものである。すなわち、自鳴式盗難防止タグは、トリガー信号送信部２０から送信されたトリガー信号を検知するトリガー信号受信部と、トリガー信号受信部がトリガー信号を検知した時に警報音発報部に特定アラーム音を発報させるタグ制御部を有する。

トリガー信号送信部（アンテナ用アンプ）２０は、図７に示すように、電源部２０１、アンテナ送信信号発生部２０２、アンテナ同調・パワーアンプ部２０３を有し、送信アンテナ（アンテナケーブル）２０４に接続され、送信アンテナ２０４から自鳴式盗難防止タグ１０へトリガー信号を送信する。

警報音識別部３００は、盗難警戒領域となる店舗内に配置し、自鳴式盗難防止タグ１０が発報するアラーム音を識別し、警報音を発報し、警備室等に配置したセキュリティシステム管理装置に盗難発生情報を有線もしくは無線で配信する。

送信アンテナ２０４は、図１に示すように、フラットケーブル２５１を平面視において一回巻のワンターン状に配置するワンターンループアンテナである。アンテナの敷設対象面は、通信対象物の自鳴式盗難防止タグ１０が通過する空間領域に対応する床面もしくは壁面であり、敷設対象面上にアンテナのループ主要部を敷設する。

図３に示すように、フラットケーブル２５１は、アンテナ素子２５２が単一の帯状金属薄板からなり、ここでは薄膜化した銅箔リボンからなる。このアンテナ素子２５２の銅箔リボンをテープ状の合成樹脂フィルム２５３、ここではポリエステルフィルムをアンテナ素子２５２に表裏両面側から張り付けてフラットケーブル２５１を形成する。

銅箔リボンは幅が１９ｍｍで、厚みが０．１ｍｍであり、合成樹脂フィルム２５３は幅が２２ｍｍで厚みが０．０２５ｍｍである。フラットケーブル２５１としては、幅が２２ｍｍで、厚みが０．１５ｍｍとなる。

図４にワンターンループアンテナ設置手順を示す。

始めに敷設対象面のコンクリート・モルタル床をポリビニルアルコール（ＰＶＡ）で清掃し、敷設対象面の床面２５４にシーラント２５５を塗布し、シーラント層上に両面テープ２５６を貼着する。敷設対象面がコンクリート・モルタル床以外の場合、例えば木製床の場合には、アルカリ成分対策のシーラント処理を除いて同様に施工する。

そして、両面テープ２５６の上にフラットケーブル２５１を敷設し、フラットケーブル２５１を覆って保護テープ２５７を貼着する。両面テープ２５６は幅がフラットケーブル２５１より広く、保護テープ２５７より狭く、厚みが０．１６ｍｍであり、保護テープ２５７は幅が４６ｍｍで、厚みが０．２６ｍｍである。よってアンテナ施工部の全体厚みは０．５７ｍｍであり、従来のアンテナケーブル（２．５ｍｍφ）に比べて十分に薄くなる。

最後に、保護テープ２５７の上に最終仕上げカーペット（またはＰタイル工事）２６２を施工する。

アンテナの設置後、アンプ接続線２５８をフラットケーブル２５１のアンテナ素子に半田付けで接続する。図２に示すように、壁面２５９に形成したアンプ収納部２６０の中にアンプ接続線２５８とフラットケーブル２５１のはんだ付け部分２６１を収納するのがベストであるが、それが難しい場合は、壁面２５９にプルボックスを用意し、その中で接続線処理をする。
実施例１
図８に実施例１におけるループアンテナ３００の設置例を示す。

ループアンテナ設置例寸法
ループ幅：１８ｃｍ×ループ長：５００ｃｍ
この実施例１におけるループアンテナ３００の共振回路を図９に示す。トリガー信号送信部２０は、ループアンテナ制御回路３０１とループアンテナ出力アンプ３０２を有し、ループアンテナ出力アンプ３０２がループアンテナ共振コンデンサ（Ｃ）３０３を介してループアンテナコイル（Ｌ）３０４に接続している。

図９に示すアンテナ系の等価回路を図１０に示す。ここでは、４０１がループアンテナ制御回路３０１の電源Ｅ（Ｖ）であり、４０２がループアンテナ共振コンデンサＣ（Ｆ）であり、４０３がループアンテナコイル抵抗値Ｒ（Ω）であり、４０４がループアンテナコイルのインダクタンスＬ（Ｈ）である。

ここで、Ｒ（Ω）はループアンテナコイル３０４の直流抵抗（オーム）を示す。

Ｃ（Ｆ）はループアンテナ駆動系のＬＣ直列共振コンデンサＣ（ファラッド）を示す。
Ｌ（Ｈ）はループアンテナコイル３０４のインダクタンスＬ（ヘンリ）を示す。

電気特性
（１）ループアンテナ３００の特性測定
・インダクタンス値 Ｌ＝８．２μＨ
・ループアンテナの直流抵抗 Ｒ＝０．３Ω
・ループアンテナの効率 Ｑ＝１８（５８ｋＨｚ測定時）、
（２）同調調整後のループアンテナ電流 Ｉ＝８Ａ
（３）ループアンテナの端子電圧 Ｖ＝±３０Ｖ
（４）自鳴式盗難防止タグの感度特性
ループアンテナ３００の上で自鳴式盗難防止タグ１０がアンテナ信号を受けてアラームを発報する領域を図１１に示す。自鳴式盗難防止タグ１０の位置がループアンテナ３００のループ幅の中央であるときに、感度が最も高くなり、自鳴式盗難防止タグ１０の位置がループアンテナ３００の領域から外れるほどに感度が低くなる。

以上のように本発明によれば、アンテナ素子が薄膜化した単一の帯状金属薄板からなることで、厚み（高さ）を抑えて、耐電圧、対電流に必要断面積を確保した幅の広いアンテナ素子２５２からなるフラットケーブル２５１を形成できるので、ループアンテナの入力電流値を大きくできる。結果、一回巻のワンターン状に配置するループアンテナにおいて敷設対象面上の適正な位置に、自鳴式盗難防止タグの受信可能領域を形成することができる。

敷設対象面に両面テープを貼着し、両面テープ２５６の上にフラットケーブル２５１を敷設し、フラットケーブル２５１を覆って保護テープ２５６を配置するので、ループアンテナの敷設箇所が段差や盛り上がりの少ないフラット状の形態をなし、歩行の障害とならない。また、フラットケーブル２５１を使用し、店舗床のカーペット、Ｐタイルの下に直接施工し、その後すぐにカーペット、Ｐタイルを戻すことで現状復帰までの時間を最短にすることが可能である。

さらに、溝等の敷設のための付帯工事が不要で、場所を選ばずに簡便に配置でき、設置場所の変更、拡張が容易である。このことにより施工時間と費用の圧縮が可能となり、施工タイミングに関する制限が緩和される。

以下に、従来の撚線ケーブルに対する本実施の形態に係るフラットケーブル２５１の優位性を説明する。

試験用ループアンテナは、フラットケーブル２５１（銅箔：幅１９ｍｍ×厚み０．１ｍｍ）を用いて図８、図９および図１０に示したループアンテナ３００としたもので、ループを１８ｃｍ幅、５００ｃｍ長さで敷設したものである。

この試験用ループアンテナのアンテナ制御系は、図１０の等価回路に示すように、ＲＬＣ直列共振回路を構成している。共振周波数は５８ｋＨｚ（ｆ＝５８ｋＨｚ）である。共振状態では次の関係が成立する。

共振周波数 ｆ＝５８ｋＨｚ＝１／２π√（ＬＣ）
共振電流 Ｉ＝Ｅ／Ｒ
ループアンテナコイルに誘起する磁束 φ＝ＬＩ
本発明に係る試験用のループアンテナと比較する従来の撚線ループアンテナは、撚線ケーブル（ＰＶＣ絶縁線：ＡＷＧ２２、ＵＬ１０１５、仕上がり外径２．６mmφ）を用いて図１２に示すようにループアンテナ６００としたもので、ループを３０ｃｍ幅、５００ｃｍ長さで敷設したものである。

実施の形態に係るフラットケーブル２５１を用いたループアンテナ３００と従来の撚線ケーブルを用いたループアンテナ６００とを比較した結果を表１に示す。

表１より、共振電流は、撚線ケーブルのループアンテナ６００の共振電流を「１」とすると、フラットケーブル２５１のループアンテナ３００の共振電流は撚線ケーブルのループアンテナ６００の共振電流の２．５倍となる。

そして、コイル発生磁束は、撚線ケーブルのループアンテナ６００の発生磁束を“１”とすると、フラットケーブル２５１のループアンテナ３００の発生磁束は１．５倍となり、フラットケーブル２５１のループアンテナ３００がより大きな磁束を出していることが分かり、フラットケーブル２５１のループアンテナ３００がアンテナ機能上有利である。

また、ループアンテナの効率Ｑを比較すると、
効率Ｑ＝２πｆＬ／ＲからＱ（フラットケーブルのループアンテナ）／Ｑ（撚線ケーブルのループアンテナ）＝（９．４７／０．４）／（１５．２／１）＝５２．９６／１５．２＝４となり、フラットケーブル２５１のループアンテナ３００の効率Ｑは、撚線ケーブルのループアンテナ６００の効率の約４倍となっている。

効率Ｑが大きいほど、ループアンテナの出力が大きくなることから、アンテナの敷設のループ幅を狭くすることが可能となり設置の制限が少なくなる。

このため、通常ＵＬ１０１５、ＡＷＧ２２の撚線ケーブルではループ幅３０ｃｍのループアンテナに構成するが、本実施の形態に係るフラットケーブル２５１ではループ幅１５ｃｍ－２０ｃｍのループアンテナにすることが可能となる。

このことからＰタイル床の場合、通常３０ｃｍ×３０ｃｍ角のＰタイルが使用されることが多く、店舗エントランスのＰタイルを１列だけはがすだけで、その下のモルタルもしくはコンクリートの上にフラットケーブル２５１をループ幅１５ｃｍ－２０ｃｍのループアンテナに敷設することができ、フラットケーブル設置後、１列分のＰタイルを施工するだけの簡易工事が可能となる。

１０ 自鳴式盗難防止タグ
２０ トリガー信号送信部
３０ 警報音識別部
２０１ 電源部
２０２ アンテナ送信信号発生部
２０３ アンテナ同調・パワーアンプ部
２０４ 送信アンテナ（アンテナ巻線）
２５１ フラットケーブル
２５２ アンテナ素子
２５３ 合成樹脂フィルム
２５４ 床面
２５５ シーラント
２５６ 両面テープ
２５７ 保護テープ
２５８ アンプ接続線
２５９ 壁面
２６０ アンプ収納部
２６１ はんだ付け部分
２６２ カーペットまたはＰタイル
３００ ループアンテナ
３０１ ループアンテナ制御回路
３０２ ループアンテナ出力アンプ
３０３ ループアンテナ共振コンデンサ（Ｃ）
３０４ ループアンテナコイル（Ｌ）
４０１ 電源Ｅ（Ｖ）
４０２ ループアンテナ共振コンデンサＣ（Ｆ）
４０３ ループアンテナコイル抵抗値Ｒ（Ω）
４０４ ループアンテナコイルのインダクタンスＬ（Ｈ）
６００ ループアンテナ

Claims (4)

1. アンテナ素子を平面視において一回巻のワンターン状に配置するループアンテナであって、通信対象物が通過する空間領域に対応する床面もしくは壁面を敷設対象面とし、敷設対象面上にアンテナのループ主要部を敷設し、ループ主要部のアンテナ素子が単一の帯状金属薄板からなることを特徴とするワンターンループアンテナ。
2. アンテナ素子の帯状金属薄板が銅箔リボンからなり、銅箔リボンを合成樹脂フィルムで覆ってフラットケーブルとしたことを特徴とする請求項１に記載のワンターンループアンテナ。
3. 敷設対象面に両面テープを貼着し、両面テープ上にフラットケーブルを敷設し、フラットケーブルを覆って保護テープを配置したことを特徴とする請求項２に記載のワンターンループアンテナ。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載のワンターンループアンテナに接続するアンテナ用アンプと、通信対象物をなす盗難防止タグを有し、
   アンテナ用アンプは盗難防止タグにトリガー信号を送信し、盗難防止タグはトリガー信号を受けて警報信号を発報させることを特徴とする盗難防止システム。

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