JP2023163334A - Rfidタグ - Google Patents
Rfidタグ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023163334A JP2023163334A JP2022074173A JP2022074173A JP2023163334A JP 2023163334 A JP2023163334 A JP 2023163334A JP 2022074173 A JP2022074173 A JP 2022074173A JP 2022074173 A JP2022074173 A JP 2022074173A JP 2023163334 A JP2023163334 A JP 2023163334A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- rfid tag
- width
- cld
- uhf band
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 173
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 64
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 description 48
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 41
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 40
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 33
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 17
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 17
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 12
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 10
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 6
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 description 4
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 4
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 101100122202 Caenorhabditis elegans glod-4 gene Proteins 0.000 description 3
- 241000030538 Thecla Species 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000013464 silicone adhesive Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 101100545272 Caenorhabditis elegans zif-1 gene Proteins 0.000 description 2
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 description 2
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 230000035900 sweating Effects 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 2-(3-phenylmethoxyphenyl)-1,3-thiazole-4-carbaldehyde Chemical compound O=CC1=CSC(C=2C=C(OCC=3C=CC=CC=3)C=CC=2)=N1 OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 229920010524 Syndiotactic polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N norbornene Chemical compound C1[C@@H]2CC[C@H]1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000013034 phenoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229920006287 phenoxy resin Polymers 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 210000004935 right thumb Anatomy 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
第1表面と、前記第1表面とは反対側の第2表面とを有する絶縁層と、
前記第1表面の側に設けられ、開口を有するアンテナパターンと、
前記開口の近傍で前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備え、
前記アンテナパターンは、
前記開口を形成する環状パターンと、
前記環状パターンから第1端部まで第1方向に延伸する第1パターンと、
前記環状パターンから第2端部まで前記第1方向とは反対向きの第2方向に延伸する第2パターンと、を含み、
前記第2端部から前記第1端部まで前記第1方向のアンテナ長は、2cm以上6cm以下であり、
前記第1方向に平面視で直角な方向を第3方向とすると、
前記第1パターンは、前記第3方向の幅である第1導体幅を有し、
前記第2パターンは、前記第3方向の幅である第2導体幅を有し、
前記環状パターンは、前記第3方向の幅である第3導体幅を有し、
前記第1導体幅、前記第2導体幅及び前記第3導体幅は、0.5cm以上3.0cm以下であり、
比誘電率が12以上88以下の誘電体が前記絶縁層に接触した状態での通信距離をCLd、空気中での通信距離をCLaとするとき、CLdは、CLaよりも長い、RFIDタグが提供される。
例えば、CLa/CLdは、0以上0.8以下である。
前記第3導体幅は、前記第1導体幅及び前記第2導体幅と略等しくてもよい。
前記第1パターンは、前記第3導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第1端部まで前記第1方向に延伸してもよく、
前記第2パターンは、前記第3導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第2端部まで前記第2方向に延伸してもよい。
前記第2表面の側に設けられ、平面視で前記開口と重複する導電層を更に備えてもよい。
前記導電層を備える場合、
例えば、CLa/CLdは、0以上0.1以下である。
前記導電層の表面抵抗率は、8Ω/□以上50Ω/□以下でもよい。
前記第1パターンは、前記第1端部に開放端を有する第1凹凸構造を有してもよく、
前記第2パターンは、前記第2端部に開放端を有する第2凹凸構造を有してもよい。
前記第2凹凸構造は、前記第2端部に開放端を有するラダー状の凹凸構造でもよい。
前記第1凹凸構造は、前記第1端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造でもよく、
前記第2凹凸構造は、前記第2端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造でもよい。
[RFIDタグのアンテナパターン形状]
図4Aは、実施の形態1に係るUHF帯RFIDタグの平面図(アンテナ形状A)である。図4Bは、実施の形態1に係るUHF帯RFIDタグの断面図(アンテナ形状A)である。図4A及び図4Bを参照して、実施の形態1に係るRFIDタグの101について説明する。実施の形態1に係るRFIDタグ101は、絶縁基材10、アンテナパターン30及びICチップ20を備える。
図4Cは、比較の形態1に係るUHF帯RFIDタグの平面図(アンテナ形状B)である。比較の形態1に係るRFIDタグ301は、一般的なメアンダライン型アンテナを有する。RFIDタグ301は、クランク状に折れ曲がった導体からなるメアンダラインアンテナ120と、タグの中央に位置するループ状の導体からなるインピーダンス整合部132と、インピーダンス整合部32に配置されたICチップ130と、を備える。フリースペースでのダイポールアンテナの最適長は、UHF帯(920MHz)では約16cmに及ぶため、RFIDタグの小型化を図るために、メアンダライン構造を用いることが一般的である。
図4A,4Bに示す実施の形態1(アンテナ形状A)に係るUHF帯RFIDタグ101では、アンテナパターン30は、略四辺形の開口40が形成されたインピーダンス整合部32の長手方向に沿って直線状に延伸する一対のアンテナ端43,44を有する。第1のアンテナ端43は、インピーダンス整合部32の第1の辺41に沿って対向し、第2のアンテナ端44は、インピーダンス整合部32の第2の辺41(第1の辺41の対辺)に対向する。ICチップ20は、第1の辺41と第1のアンテナ端43との間の導体部である給電部31に配置されている。
図8は、UHF帯RFIDタグの通信距離の測定方法を示す概念図である。図8Aは、UHF帯RFIDタグの特性を表すパラメータであるフリースペースでの通信距離CLaの測定に関する概念図である。図8Bは、UHF帯RFIDタグが高誘電体の人体に接触している状態での通信距離CLdの測定に関する概念図である。
次に、アンテナ形状がCLd及びCLa/CLdに影響を及ぼす原因について、図14A及び図14Bに示すモデルを用いた電磁界シミュレーションの結果を示して説明する。
次に、ICチップの違いによる、通信距離及びアンテナ長Lの変化について説明する。
次に、高誘電体に接触した状態での通信距離に対してアンテナ幅Wが与える影響について説明する。
次に、高誘電体に直接接触するUHF帯RFIDタグに好適なアンテナ長Lについて、誘電正接tanδの周波数特性に関する電磁界シミュレーションの結果を示して説明する。
次に、アンテナ幅Wが誘電損失に及ぼす影響について説明する。
次に、実施の形態2に係るUHF帯RFIDタグについて説明する。実施の形態2の説明において、実施の形態1と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。
次に、実施の形態3に係るUHF帯RFIDタグについて説明する。実施の形態3の説明において、実施の形態1と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。
UHF帯RFIDタグは、人体に装着した場合の発汗を考慮すれば、水の比誘電率である80前後の高誘電体に直接に接触した状態でも使用可能なことが要求されることから、水中でも動作可能な特性を有していることが好ましい。
次に、本実施の形態の具体的な実施例及び比較の形態の具体的な比較例について説明する。本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。なお、具体例で使用した材料および装置は、以下のとおりである。
(1)アンテナパターン形成用導体:日東電工株式会社製;アルミテープS、軟質アルミ箔、厚さ0.05mm、テープ層厚0.1mm×幅50mm×長さ10m
(2)絶縁フィルム:スリーエムジャパン株式会社製; ポリエステル(PET)フィルム、厚さ0.10mm
(3)シリコーン系粘着剤:セメダイン株式会社製;変性シリコーン系粘着剤 BBX
(4)伸縮性Agペースト:ナミックス株式会社製;XE181G
(5)薄型フィルムドレッシング:日東電工株式会社製;パーミロールLite、厚さ 8μm
(6)弱粘着テープ:スリーエムジャパン株式会社製;スコッチテープ 811-3-24、厚さ 0.051mm
(7)ICチップ20A:AXZON社製;Magnus-S3、サイズ 1.6BSC×1.6BSC、厚さ 0.35mm
(8)ICチップ20B:エイリアンテクノロジー社製;Higgs4、ダイサイズ 589.5μm。
(9)固定型UHF帯RFIDリーダ・ライタ:Impinj社;SPEEDWAY REVOLUTION IPJ-REV-R420-JP22M、日本国内電波法対応、916.8 MHz - 920.4 MHz、RF出力 日本最大30.0dBm、感度 -84dBm
(10)UHF帯 (920MHz) アンテナ: MTI Wireless Edge社、MT-263020、円偏波
(11)イオンスパッタ装置:JEOL社,イオンコータ JFC-1500
(12)355nmナノ秒パルスレーザー光源:Inngu laser社; Pulse 355-3A,355nm、3W、繰り返し周波数 30kHz、パルス幅 13ns
(13)ガルバノスキャナー:MASTER LASER社製;Model GH2D10C f‐θレンズ焦点距離 100mm、制御ソフトウェア BJJCZ社製 EzCAD
(14)表面抵抗率測定:測定部 ADCMT社製;直流電圧・電流源/モニタ 6241A、プローブ部 ビー・エー・エス株式会社製;4探針プローブ モデル1116SLD。
[RFIDタグの作成]
アルミテープを、ガルバノスキャナーのf‐θレンズ下にマグネットプレートで固定し、制御ソフトウェアのEzCADで作成したアンテナパターンのデータを用いて、f‐θレンズで集光した355nmナノ秒パルスレーザー光をガルバノスキャナーで走査することによって、アルミテープのレーザーカット加工を行った。レーザーカット加工における、レーザー光のスキャン速度は5mm/sで、アンテナパターン形状のレーザー光スキャン操作を4サイクル行った。レーザーカット加工で形成したアルミニウム(Al)アンテナパターンを、PETフィルム上に張り付けてRFIDタグのアンテナとした。
[UHF帯RFIDタグの通信距離の測定]
上記で作成したUHF帯RFIDタグの通信距離の評価は、図8A及び図8Bに示すような、UHF帯リーダ・ライタ、アンテナ、及びRFIDタグの配置で行った。床からアンテナ中心までの距離は、1.0mであった。ここでの通信距離は、タグのICの識別情報を、UHF帯リーダ・ライタで読み込むことが可能な距離とした。UHF帯リーダ・ライタ、アンテナ、及びアンテナケーブルからなる測定系の等価等方輻射電力(EIRP)は、電波法により免許局(構内無線局)で許される、4W(36dBm)とした。
[CLa/CLdの評価]
CLa/CLdを評価するため、インピーダンス整合部32の開口40は、略四辺形(7.9mm×2.7mm、四隅の半径0.5mm)の孔とした。
[種々の高誘電体におけるCLa/CLdの評価]
上記のCLdは、高誘電体である肌(比誘電率 41.3~46.0、図11参照)に対して測定されたものであった。異なる比誘電率を有する人体組織あるいは物質として、爪(比誘電率 12.4)、水(比誘電率81)、及び氷水(比誘電率87.4)に対して、CLd及びCLa/CLdパラメータの測定を、実施の形態1のUHF帯RFIDタグ(ICチップ20A)において、アンテナ幅Wを1.0cmとして行った。この場合のインピーダンス整合部32の開口40は、略四辺形(7.9mm×2.7mm、四隅の半径0.5mm)の孔とした。
[一般的なメアンダラインアンテナ型RFIDタグ]
一般的なメアンダライン型アンテナを有したUHF帯RFIDタグの形状は、例えば、アンテナ形状Bで示されるような形状である。一般的なメアンダライン型アンテナは、クランク状に折れ曲がった導体からなるメアンダラインアンテナ、タグの中央に位置するループ状の導体からなるインピーダンス整合部、及びICチップを備えたものである。
[種々の形状のメアンダラインアンテナ型RFIDタグ]
図13は、図5A~5D,6A~6C,7A,7Bに示す比較の形態2~9に係るUHF帯RFIDタグ(ICチップ20A使用)において、アンテナ長LとCLaとCLdとCLa/CLdとの関係を示す表である。接続幅WAは、アンテナ形状C,D,E及びFで、それぞれ、0.15cm、0.15cm、0.5cm、及び0.5cmとした。
[RFIDタグアンテナにおける電流分布および電流密度の電磁界シミュレーション]
図14A及び図14Bに示すモデルを用いて、電磁界解析(NI AWRソフトウェア)により、RFIDタグアンテナ上の電流分布及び電流ベクトルのシミュレーションを行った。
[異なるICチップへの適用]
実施の形態1に係るUHF帯RFIDタグにおいて、ICチップの違いによるアンテナ長Lの影響を調べた結果を調べた。
[アンテナ幅Wによる通信距離の変化]
図18は、実施の形態1に係るUHF帯RFIDタグ(ICチップ20A使用)において、アンテナ長Lが4cmのときの、通信距離とアンテナ幅Wとの関係を示すグラフである。アンテナ幅Wが0.3cmから3.5mの範囲においては、いずれのアンテナ幅Wを有するタグも、肌(肩)に直接装着した状態のほうが、フリースペースよりも通信距離が長くなった。CLdは、100cm以上であった。
[アンテナ長Lに及ぼす比誘電率の影響に関する電磁界シミュレーション]
電磁界シミュレーションによれば、インピーダンスZの実部(抵抗成分)と虚部(キャパシタンス成分あるいはインダクタンス成分)が得られ、また、インピーダンスZの実部と虚部の位相差が得られる。損失角δは、(90°-位相差)となり、これより、誘電正接tanδを求めることができる。図21A及び図21Bには、アンテナ幅Wが0.5cmのアンテナ形状Aに関して、図14Bのモデルの高誘電体層204を、種々の物質および人体の組織とした場合の、位相差のアンテナ長L依存性を示した。
[導電層60によるUHF帯RFIDタグの特性制御]
図26Bに示すように、導電層60を、アンテナパターン30が第1表面11に形成された絶縁フィルム(絶縁基材10の一例)の第2表面12に設けることで、CLa/CLdパラメータを制御することができた。導電層60として、例えば、アルミ箔(厚さ11μm)を用いたところ、CLa及びCLdともに、通信距離はほぼ0となった。そこで、表面抵抗率の異なる導電層60を用いて、それぞれの通信距離への影響を調べたところ、図26C及び図27のような結果が得られた。人肌と接触した状態での通信距離CLdが1m以上で、且つ、CLa/CLdが0であるような特性を有するRFIDタグを得ることができた。図26C及び図27において、表面抵抗率の異なる導電層は、PETフィルムへの金スパッタによって形成し、スパッタ膜厚を変えることで作成した。
[RFIDタグアンテナの長手方向の先端の形状の効果]
図28に示したアンテナ形状が異なる複数のUHF帯RFIDタグ(ICチップ20A)を作成し、フリースペースでの通信距離CLa、高誘電体である人肌(肩)に接触した状態での通信距離CLd、及び、それらの比として定義されるCLa/CLを測定した。図29は、その測定値を示す。
[水中でのUHF帯RFIDタグの特性]
直径40mmのガラス容器にRFIDタグを設置し、水を加えていった場合の通信距離の変化を測定した。ガラス容器には、図33に示すRFIDタグ103を設置した。ICチップ20は、ICチップ20Aとし、インピーダンス整合部32の開口40は、11.5mm×3mmの略四辺形の孔とし、導電層60は、表面抵抗率39.8Ω/の金スパッタPETフィルムとした。
11 第1表面
12 第2表面
20 ICチップ
30 アンテナパターン
31 給電部
32 インピーダンス整合部(環状導体)
33 第1放射導体
34 第2放射導体
35 第1端部
36 第2端部
40 開口
41,42 辺
43,44 アンテナ端
45 第1凹凸構造
46 第2凹凸構造
50 絶縁層
60 導電層
70 測定装置
75 人体
101,102,103 RFIDタグ
120 メアンダラインアンテナ
130 ICチップ
132 インピーダンス整合部
201,205 空気層
202 アンテナパターン
203 PET絶縁層
204 高誘電体層
301~309 RFIDタグ
Claims (11)
- 第1表面と、前記第1表面とは反対側の第2表面とを有する絶縁層と、
前記第1表面の側に設けられ、開口を有するアンテナパターンと、
前記開口の近傍で前記アンテナパターンに電気的に接続されたICチップと、を備え、
前記アンテナパターンは、
前記開口を形成する環状パターンと、
前記環状パターンから第1端部まで第1方向に延伸する第1パターンと、
前記環状パターンから第2端部まで前記第1方向とは反対向きの第2方向に延伸する第2パターンと、を含み、
前記第2端部から前記第1端部まで前記第1方向のアンテナ長は、2cm以上6cm以下であり、
前記第1方向に平面視で直角な方向を第3方向とすると、
前記第1パターンは、前記第3方向の幅である第1導体幅を有し、
前記第2パターンは、前記第3方向の幅である第2導体幅を有し、
前記環状パターンは、前記第3方向の幅である第3導体幅を有し、
前記第1導体幅、前記第2導体幅及び前記第3導体幅は、0.5cm以上3.0cm以下であり、
比誘電率が12以上88以下の誘電体が前記絶縁層に接触した状態での通信距離をCLd、空気中での通信距離をCLaとするとき、CLdは、CLaよりも長い、RFIDタグ。 - CLa/CLdは、0以上0.8以下である、請求項1に記載のRFIDタグ。
- 前記第3導体幅は、前記第1導体幅及び前記第2導体幅と略等しい、請求項2に記載のRFIDタグ。
- 前記第1パターンは、前記第3導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第1端部まで前記第1方向に延伸し、
前記第2パターンは、前記第3導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第2端部まで前記第2方向に延伸する、請求項3に記載のRFIDタグ。 - 前記第2表面の側に設けられ、平面視で前記開口と重複する導電層を更に備える、請求項1から4のいずれか一項に記載のRFIDタグ。
- CLa/Cldは、0以上0.1以下である、請求項5に記載のRFIDタグ。
- 前記導電層の表面抵抗率は、8Ω/□以上50Ω/□以下である、請求項5に記載のRFIDタグ。
- 前記第1パターンは、前記第1端部に開放端を有する第1凹凸構造を有し、
前記第2パターンは、前記第2端部に開放端を有する第2凹凸構造を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載のRFIDタグ。 - 前記第1凹凸構造は、前記第1端部に開放端を有するラダー状の凹凸構造であり、
前記第2凹凸構造は、前記第2端部に開放端を有するラダー状の凹凸構造である、請求項8に記載のRFIDタグ。 - 前記第1凹凸構造は、前記第1端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造であり、
前記第2凹凸構造は、前記第2端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造である、請求項8に記載のRFIDタグ。 - 前記第2表面の側に設けられ、平面視で前記開口と重複する導電層を更に備える、請求項10に記載のRFIDタグ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022074173A JP2023163334A (ja) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | Rfidタグ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022074173A JP2023163334A (ja) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | Rfidタグ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023163334A true JP2023163334A (ja) | 2023-11-10 |
Family
ID=88651578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022074173A Pending JP2023163334A (ja) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | Rfidタグ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023163334A (ja) |
-
2022
- 2022-04-28 JP JP2022074173A patent/JP2023163334A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kwon et al. | Compact slotted planar inverted-F RFID tag mountable on metallic objects | |
EP1835564B1 (en) | Tag device, antenna and portable card | |
KR100817649B1 (ko) | 넓은 지향성과 낮은 통신 거리 저하를 갖는 무선 ic 태그 | |
US8678295B2 (en) | Miniaturized radio-frequency identification tag and microstrip patch antenna thereof | |
US11888216B2 (en) | Wearable antenna and wearable device | |
US20080122629A1 (en) | Radio frequency identification tag | |
US20160012329A1 (en) | Rfid tag and rfid tag antenna | |
US10971808B2 (en) | Shielded RFID antenna | |
KR20080011696A (ko) | Rfid 태그 안테나 및 rfid 태그 | |
Casula et al. | A robust printed antenna for UHF wearable applications | |
Huang et al. | Low‐Profile Flexible UHF RFID Tag Design for Wristbands Applications | |
JP2023163334A (ja) | Rfidタグ | |
Svanda et al. | On‐body semi‐electrically‐small tag antenna for ultra high frequency radio‐frequency identification platform‐tolerant applications | |
JP2023163335A (ja) | Rfidタグ | |
Kumar et al. | SAR analysis of antenna implanted inside homogeneous human tissue phantom | |
Chatzichristodoulou et al. | Additive manufacturing techniques for 5G IoT antennas and sensors | |
Björninen et al. | Development of a low profile conformal UHF RFID tag antenna for identification of water bottles | |
JP6154581B2 (ja) | 医療用rfidタグの設計方法及び医療用rfidタグ並びにrfidタグ付き衛生材料 | |
JP2010056683A (ja) | 無線icタグおよび無線通信システム | |
Lavrukhin et al. | The Influence of Flexible Bending on the Electrodynamic Characteristics of RFID Tags | |
TW201737554A (zh) | 高效能無線射頻標籤天線 | |
JP6998086B2 (ja) | Rfタグアンテナ、rfタグおよび導電体付きrfタグ | |
Farchi | Analysis, Design, and Manufacture of a Compact UHF RFID Tag Antenna for Operating in a Metallic or Non-Metallic Environments. | |
JP7217171B2 (ja) | 読取システム | |
CN111386534A (zh) | Rfid应答器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20220810 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20220810 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221122 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20221130 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20230323 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20230323 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230524 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230703 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20230704 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20240109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240206 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240424 |