JP3498716B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
- H01Q1/2216—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in interrogator/reader equipment
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
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- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/22—Electrical actuation
- G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
- G08B13/2402—Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
- G08B13/2465—Aspects related to the EAS system, e.g. system components other than tags
- G08B13/2468—Antenna in system and the related signal processing
- G08B13/2474—Antenna or antenna activator geometry, arrangement or layout
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メモリを有するＩ
Ｃチップとアンテナとを備えたタグとの間で誘導電磁界
を介して非接触でデータ通信を行うためのアンテナ装置
に関し、特に、同じ形状の２つのアンテナを対向して配
置するゲートタイプのアンテナ装置に関する。
Ｃチップとアンテナとを備えたタグとの間で誘導電磁界
を介して非接触でデータ通信を行うためのアンテナ装置
に関し、特に、同じ形状の２つのアンテナを対向して配
置するゲートタイプのアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】非接触ＲＦタグは、コイルアンテナと不
揮発性メモリを内蔵するＩＣチップとからなり、誘導磁
界を発生するアンテナ装置と無線でデータ通信するシス
テムにおいて、バーコードに代わる認識技術として注目
を浴びている。このような非接触ＲＦタグでは、ＩＣチ
ップ動作のための電源をアンテナが発生する誘導磁界か
ら取出すので、電池が不要である。
揮発性メモリを内蔵するＩＣチップとからなり、誘導磁
界を発生するアンテナ装置と無線でデータ通信するシス
テムにおいて、バーコードに代わる認識技術として注目
を浴びている。このような非接触ＲＦタグでは、ＩＣチ
ップ動作のための電源をアンテナが発生する誘導磁界か
ら取出すので、電池が不要である。
【０００３】アンテナ装置にはループアンテナが用いら
れ、その使用方法や場所によってさまざまなアンテナ形
状を構成することになる。
れ、その使用方法や場所によってさまざまなアンテナ形
状を構成することになる。
【０００４】形状が等しい２つのアンテナを対向して配
置するゲート型のアンテナ装置は、従来の万引き防止の
セキュリティゲートやコンベア搬送での自動読み取り装
置、もしくは、物品の入出庫管理のための読み取り装置
等に用いられている。
置するゲート型のアンテナ装置は、従来の万引き防止の
セキュリティゲートやコンベア搬送での自動読み取り装
置、もしくは、物品の入出庫管理のための読み取り装置
等に用いられている。
【０００５】このような目的に使用されるゲート型のア
ンテナ装置にはゲートで挟まれた検出ゾーン内の非接触
ＲＦタグをその位置や向きに依存せずに読み取ることが
要求され、しかもこれを電波法規制内の限られた電波出
力内で実現する必要がある。この相反する要求を満足す
るために、従来の電波を用いた万引き防止システムにお
いては、さまざまなゲート型アンテナの構成が提案され
ている。例えば、図６に示す８の字型アンテナと呼ばれ
るアンテナ１００は、同一平面上に同形状の２つのルー
プアンテナ１０１，１０２を有する構成であり、おのお
ののループに逆相の電流（矢示方向に電流が流れる。）
を給電することにより、電波規制で問題となる遠方にお
いて近似的に電磁界を打ち消すことができ、これにより
単一のループアンテナよりも高い出力を注入することが
でき、結果的にアンテナ近傍の検出ゾーンの誘導磁界を
強くすることが可能となっている。また、米国特許第
４，２４３，９８０号及び同第４，８６６，４５５号で
は、このような８の字型アンテナの拡張型のアンテナに
ついて言及されている。
ンテナ装置にはゲートで挟まれた検出ゾーン内の非接触
ＲＦタグをその位置や向きに依存せずに読み取ることが
要求され、しかもこれを電波法規制内の限られた電波出
力内で実現する必要がある。この相反する要求を満足す
るために、従来の電波を用いた万引き防止システムにお
いては、さまざまなゲート型アンテナの構成が提案され
ている。例えば、図６に示す８の字型アンテナと呼ばれ
るアンテナ１００は、同一平面上に同形状の２つのルー
プアンテナ１０１，１０２を有する構成であり、おのお
ののループに逆相の電流（矢示方向に電流が流れる。）
を給電することにより、電波規制で問題となる遠方にお
いて近似的に電磁界を打ち消すことができ、これにより
単一のループアンテナよりも高い出力を注入することが
でき、結果的にアンテナ近傍の検出ゾーンの誘導磁界を
強くすることが可能となっている。また、米国特許第
４，２４３，９８０号及び同第４，８６６，４５５号で
は、このような８の字型アンテナの拡張型のアンテナに
ついて言及されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非接触
ＲＦタグのゲート型アンテナ装置として、上述の８の字
型アンテナ構成やその拡張型を適用した場合には、非接
触ＲＦタグの向きによって逆相電流に起因する不検出領
域が広く発生し、要求を十分に満足することができない
という問題がある。すなわち、図７に示すように非接触
ＲＦタグ１０３とアンテナ１００の平面とが対向する場
合には、アンテナの交差部により電波出力が相殺され、
不検出領域１０４が発生していた。もっとも、従来の万
引き防止用のタグはＩＣチップを持たずコイルの存在検
出のみの機能であるため、ＩＣチップを動作させるため
に一定強度以上の出力が必要な非接触タグに比べ、検出
感度が非常に高く、不検出領域が非常に狭く実用上の問
題とはならない。
ＲＦタグのゲート型アンテナ装置として、上述の８の字
型アンテナ構成やその拡張型を適用した場合には、非接
触ＲＦタグの向きによって逆相電流に起因する不検出領
域が広く発生し、要求を十分に満足することができない
という問題がある。すなわち、図７に示すように非接触
ＲＦタグ１０３とアンテナ１００の平面とが対向する場
合には、アンテナの交差部により電波出力が相殺され、
不検出領域１０４が発生していた。もっとも、従来の万
引き防止用のタグはＩＣチップを持たずコイルの存在検
出のみの機能であるため、ＩＣチップを動作させるため
に一定強度以上の出力が必要な非接触タグに比べ、検出
感度が非常に高く、不検出領域が非常に狭く実用上の問
題とはならない。
【０００７】本発明は、かかる従来技術の課題を解決す
るためになされたものであって、その目的とするところ
は、電波放射の規制限度内で、不検出領域を最小化し、
広い範囲にわたって良好な通信が可能なアンテナ装置を
提供することにある。
るためになされたものであって、その目的とするところ
は、電波放射の規制限度内で、不検出領域を最小化し、
広い範囲にわたって良好な通信が可能なアンテナ装置を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、互いに対向して配置された第１のアンテ
ナ組立体と第２のアンテナ組立体とを有し、データキャ
リアとの間で非接触でデータ通信を行うアンテナ装置で
あって、前記第１及び第２のアンテナ組立体は、それぞ
れ、略同一平面上に順に隣り合って配置された第１，第
２，第３及び第４のアンテナを含み、第１のアンテナと
第３のアンテナに流れる電流が互いに逆位相となり、第
２のアンテナと第４のアンテナに流れる電流が互いに逆
位相となり、第１のアンテナ及び第３のアンテナ、又
は、第２のアンテナ及び第４のアンテナのいずれかに流
れる電流の位相がデータ通信に対応した所定のタイミン
グで反転するように制御する制御手段を備えたことを特
徴とする。
に、本発明は、互いに対向して配置された第１のアンテ
ナ組立体と第２のアンテナ組立体とを有し、データキャ
リアとの間で非接触でデータ通信を行うアンテナ装置で
あって、前記第１及び第２のアンテナ組立体は、それぞ
れ、略同一平面上に順に隣り合って配置された第１，第
２，第３及び第４のアンテナを含み、第１のアンテナと
第３のアンテナに流れる電流が互いに逆位相となり、第
２のアンテナと第４のアンテナに流れる電流が互いに逆
位相となり、第１のアンテナ及び第３のアンテナ、又
は、第２のアンテナ及び第４のアンテナのいずれかに流
れる電流の位相がデータ通信に対応した所定のタイミン
グで反転するように制御する制御手段を備えたことを特
徴とする。
【０００９】このように第１及び第３アンテナ間、第２
及び第４アンテナ間に常に逆相の電流を流しているの
で、従来の８の字型のアンテナと同様に遠方における電
波放射が最小化し、アンテナ近傍での誘導磁界の強度を
強くすることができ、第１のアンテナ及び第３のアンテ
ナ、又は、第２のアンテナ及び第４のアンテナのいずれ
かに流れる電流の位相がデータ通信に対応した所定のタ
イミングで反転するようにしたので、アンテナが交差す
る位置の近傍に生じる不検出領域を時間的に補完して不
検出領域をなくすことができる。
及び第４アンテナ間に常に逆相の電流を流しているの
で、従来の８の字型のアンテナと同様に遠方における電
波放射が最小化し、アンテナ近傍での誘導磁界の強度を
強くすることができ、第１のアンテナ及び第３のアンテ
ナ、又は、第２のアンテナ及び第４のアンテナのいずれ
かに流れる電流の位相がデータ通信に対応した所定のタ
イミングで反転するようにしたので、アンテナが交差す
る位置の近傍に生じる不検出領域を時間的に補完して不
検出領域をなくすことができる。
【００１０】また、第２のアンテナと第３のアンテナと
の間の相互インダクタンスに等しいインダクタンスを付
加するインダクタンス付加手段を備えることが好適であ
る。
の間の相互インダクタンスに等しいインダクタンスを付
加するインダクタンス付加手段を備えることが好適であ
る。
【００１１】このようにすれば、４つのアンテナを近接
して配置した場合に発生するアンテナ間の相互結合をキ
ャンセルし、いずれの位相条件においても効率良くアン
テナ装置に給電することができる。
して配置した場合に発生するアンテナ間の相互結合をキ
ャンセルし、いずれの位相条件においても効率良くアン
テナ装置に給電することができる。
【００１２】また、前記制御手段は、第１のアンテナ組
立体と第２のアンテナ組立体との間に所定の位相差を設
けることが好適である。
立体と第２のアンテナ組立体との間に所定の位相差を設
けることが好適である。
【００１３】このようにすれば、対向して配置された第
１及び第２アンテナ組立体間の領域に回転する誘導磁界
を発生させることができ、この領域に存在するすべての
向きのデータキャリアと通信することができる。
１及び第２アンテナ組立体間の領域に回転する誘導磁界
を発生させることができ、この領域に存在するすべての
向きのデータキャリアと通信することができる。
【００１４】また、第１，第２，第３及び第４のアンテ
ナは、いずれも略矩形のループアンテナであり、隣り合
う矩形の辺が略平行となるように配置されているように
してもよい。
ナは、いずれも略矩形のループアンテナであり、隣り合
う矩形の辺が略平行となるように配置されているように
してもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１６】図１は本発明に係るアンテナ装置の全体構
成を示す図である。
成を示す図である。
【００１７】４つの略正方形のループアンテナがほぼ同
一平面上に配置されてなるアンテナ組立体１０，２０が
互いに対向して配置される。
一平面上に配置されてなるアンテナ組立体１０，２０が
互いに対向して配置される。
【００１８】図２に第１アンテナ組立体１０の構造を示
す。
す。
【００１９】第１のアンテナ組立体１０は、略正方形の
ループ状に屈曲されたコイルの両端部が略正方形の一辺
の略中点から平行に中心線に沿って外方に延びてマッチ
ング回路１５に接続された第１及び第３アンテナ１１，
１３が、同一平面上に、かつマッチング回路１５に接続
される端子を挟んで互いに逆側に配置され、同様に略正
方形のループ状に屈曲されたコイルの両端部が略正方形
の一辺の略中点から平行に中心線に沿って外方に延びて
マッチング回路１６に接続された第２及び第４アンテナ
１２，１４が、同一平面上に、かつマッチング回路１６
に接続される端子を挟んで互いに逆側に配置され、さら
に、第１アンテナ１１，第２アンテナ１２，第３アンテ
ナ１３，第４アンテナ１４の順に、同一平面上で略正方
形の辺が隣接するように配置された構成を有する。
ループ状に屈曲されたコイルの両端部が略正方形の一辺
の略中点から平行に中心線に沿って外方に延びてマッチ
ング回路１５に接続された第１及び第３アンテナ１１，
１３が、同一平面上に、かつマッチング回路１５に接続
される端子を挟んで互いに逆側に配置され、同様に略正
方形のループ状に屈曲されたコイルの両端部が略正方形
の一辺の略中点から平行に中心線に沿って外方に延びて
マッチング回路１６に接続された第２及び第４アンテナ
１２，１４が、同一平面上に、かつマッチング回路１６
に接続される端子を挟んで互いに逆側に配置され、さら
に、第１アンテナ１１，第２アンテナ１２，第３アンテ
ナ１３，第４アンテナ１４の順に、同一平面上で略正方
形の辺が隣接するように配置された構成を有する。
【００２０】第２のアンテナ組立体１０も同様に、略正
方形のループ状に屈曲されたコイルの両端部が略正方形
の一辺の略中点から平行に中心線に沿って外方に延びて
マッチング回路２５に接続された第１及び第３アンテナ
２１，２３が、同一平面上に、かつマッチング回路２５
に接続される端子を挟んで互いに逆側に配置され、同様
に略正方形のループ状に屈曲されたコイルの両端部が略
正方形の一辺の略中点から平行に中心線に沿って外方に
延びてマッチング回路２６に接続された第２及び第４ア
ンテナ２２，２４が、同一平面上に、かつマッチング回
路２６に接続される端子を挟んで互いに逆側に配置さ
れ、さらに、第１アンテナ２１，第２アンテナ２２，第
３アンテナ２３，第４アンテナ２４の順に、同一平面上
で略正方形の辺が隣接するように配置された構成を有す
る。
方形のループ状に屈曲されたコイルの両端部が略正方形
の一辺の略中点から平行に中心線に沿って外方に延びて
マッチング回路２５に接続された第１及び第３アンテナ
２１，２３が、同一平面上に、かつマッチング回路２５
に接続される端子を挟んで互いに逆側に配置され、同様
に略正方形のループ状に屈曲されたコイルの両端部が略
正方形の一辺の略中点から平行に中心線に沿って外方に
延びてマッチング回路２６に接続された第２及び第４ア
ンテナ２２，２４が、同一平面上に、かつマッチング回
路２６に接続される端子を挟んで互いに逆側に配置さ
れ、さらに、第１アンテナ２１，第２アンテナ２２，第
３アンテナ２３，第４アンテナ２４の順に、同一平面上
で略正方形の辺が隣接するように配置された構成を有す
る。
【００２１】アンテナ装置は、上述のアンテナ組立体１
０に加え、マイクロコントローラ３１，発振器３２，送
信器３３，受信器３４，分配器３５，３６，３７，位相
反転器３８，マッチング回路１５，１６，２５，２６を
備える。マイクロコントローラ（制御手段）３１はパー
ソナルコンピュータ等の上位機器と接続され、この上位
機器からの信号に基づいてアンテナ組立体１０，２０を
駆動する。マイクロコントローラ３１は、発振器３２を
制御するとともに上位機器からの信号に従って変調信号
を生成し、送信器３３に出力する。送信器３３では発振
器３２から出力された搬送波をマイクロコントローラ３
１から出力された変調信号に基づいて変調し、送信信号
を生成する。送信器３３から出力された送信信号は分配
器３５によって分配器３６と位相反転器３８とに分配さ
れる。分配器３６に入力された送信信号は、さらに第１
アンテナ組立体１０の第１及び第３アンテナ１１，１３
に接続されるマッチング回路１５への出力と、第２アン
テナ組立体２０の第１及び第３アンテナ２１，２３に接
続されるマッチング回路２５への出力に分配される。ま
た、位相反転器３８はマイクロコントローラ３１から出
力される位相制御信号によって制御されており、この位
相反転器３８に入力された送信信号は位相が反転された
後に分配器３７により、第１アンテナ組立体１０の第２
及び第４アンテナ１２，１４に接続されるマッチング回
路１６への出力と、第２アンテナ組立体２０の第２及び
第４アンテナ２２，２４に接続されるマッチング回路２
６への出力とに分配される。第１アンテナ組立体１０及
び第２アンテナ組立体２０に受信された信号は受信器３
４に導かれる。受信器３４からは復調信号がマイクロコ
ントローラ３１へ出力され、所定のデータ処理が行われ
る。
０に加え、マイクロコントローラ３１，発振器３２，送
信器３３，受信器３４，分配器３５，３６，３７，位相
反転器３８，マッチング回路１５，１６，２５，２６を
備える。マイクロコントローラ（制御手段）３１はパー
ソナルコンピュータ等の上位機器と接続され、この上位
機器からの信号に基づいてアンテナ組立体１０，２０を
駆動する。マイクロコントローラ３１は、発振器３２を
制御するとともに上位機器からの信号に従って変調信号
を生成し、送信器３３に出力する。送信器３３では発振
器３２から出力された搬送波をマイクロコントローラ３
１から出力された変調信号に基づいて変調し、送信信号
を生成する。送信器３３から出力された送信信号は分配
器３５によって分配器３６と位相反転器３８とに分配さ
れる。分配器３６に入力された送信信号は、さらに第１
アンテナ組立体１０の第１及び第３アンテナ１１，１３
に接続されるマッチング回路１５への出力と、第２アン
テナ組立体２０の第１及び第３アンテナ２１，２３に接
続されるマッチング回路２５への出力に分配される。ま
た、位相反転器３８はマイクロコントローラ３１から出
力される位相制御信号によって制御されており、この位
相反転器３８に入力された送信信号は位相が反転された
後に分配器３７により、第１アンテナ組立体１０の第２
及び第４アンテナ１２，１４に接続されるマッチング回
路１６への出力と、第２アンテナ組立体２０の第２及び
第４アンテナ２２，２４に接続されるマッチング回路２
６への出力とに分配される。第１アンテナ組立体１０及
び第２アンテナ組立体２０に受信された信号は受信器３
４に導かれる。受信器３４からは復調信号がマイクロコ
ントローラ３１へ出力され、所定のデータ処理が行われ
る。
【００２２】図３（ａ）はパターン１の位相条件におけ
る各アンテナ１１〜１４に流れる電流の状態を示し、図
３（ｂ）はパターン２の位相条件における各アンテナ１
１〜１４に流れる電流の状態を示す（いずれも矢示方向
に電流が流れる。）。いずれのパターンの位相条件にお
いても、第１アンテナ１１と第３アンテナ１３には互い
に逆相の電流が流れ、第２アンテナ１２と第４アンテナ
１４にも同様に互いに逆相の電流が流れる。パターン１
の位相条件では、第２アンテナ１２と第３アンテナ１３
とに互いに同相の電流が流れ、第１アンテナ１１と第４
アンテナ１４とに互いに同相の電流が流れている。一
方、パターン２の位相条件では、第１アンテナ１１と第
２アンテナ１２とに互いに同相の電流が流れ、第３アン
テナ１３と第４アンテナ１４とに互いに同相の電流が流
れている。すなわち、パターン１とパターン２の位相条
件では、第２アンテナ１２及び第４アンテナ１４に流れ
る電流が互いに逆相になっており、このような位相反転
をデータ通信の一単位ごとに行う（但し、位相反転のタ
イミングはこれに限られない。）。ここでは、第２及び
第４アンテナ１２，１４に流れる電流の位相を反転させ
ているが、第１及び第３アンテナ１１，１３に流れる電
流の位相を反転させるようにしても良い。また、いずれ
の位相条件においても、逆相の電流ループの総和は常に
０となっている。ここでは、第１アンテナ組立体１０に
ついてのみ説明したが、第２アンテナ組立体１０につい
ても同様である。このように第１及び第３アンテナ１
１，１３間、第２及び第４アンテナ１２，１４間に常に
逆相の電流を流しているので、従来の８の字型のアンテ
ナと同様に遠方における電波放射が最小化し、アンテナ
近傍での誘導磁界の強度を強くすることができ、パター
ン１とパターン２とで第２及び第４アンテナ１２，１４
に流れる電流の位相を反転させてアンテナが交差する位
置の近傍に生じる不検出領域を時間的に補完して不検出
領域をなくすことができる。さらに、第１アンテナ組立
体１０と第２アンテナ組立体１０に流れる電流の間に一
定の位相差（例えば９０°）をもたせることにより、ゲ
ートとして対向して配置された第１及び第２アンテナ組
立体１０，２０間の領域に回転する誘導磁界を発生させ
ることができ、この領域に存在するすべての向きのタグ
（データキャリア）と通信することができる。
る各アンテナ１１〜１４に流れる電流の状態を示し、図
３（ｂ）はパターン２の位相条件における各アンテナ１
１〜１４に流れる電流の状態を示す（いずれも矢示方向
に電流が流れる。）。いずれのパターンの位相条件にお
いても、第１アンテナ１１と第３アンテナ１３には互い
に逆相の電流が流れ、第２アンテナ１２と第４アンテナ
１４にも同様に互いに逆相の電流が流れる。パターン１
の位相条件では、第２アンテナ１２と第３アンテナ１３
とに互いに同相の電流が流れ、第１アンテナ１１と第４
アンテナ１４とに互いに同相の電流が流れている。一
方、パターン２の位相条件では、第１アンテナ１１と第
２アンテナ１２とに互いに同相の電流が流れ、第３アン
テナ１３と第４アンテナ１４とに互いに同相の電流が流
れている。すなわち、パターン１とパターン２の位相条
件では、第２アンテナ１２及び第４アンテナ１４に流れ
る電流が互いに逆相になっており、このような位相反転
をデータ通信の一単位ごとに行う（但し、位相反転のタ
イミングはこれに限られない。）。ここでは、第２及び
第４アンテナ１２，１４に流れる電流の位相を反転させ
ているが、第１及び第３アンテナ１１，１３に流れる電
流の位相を反転させるようにしても良い。また、いずれ
の位相条件においても、逆相の電流ループの総和は常に
０となっている。ここでは、第１アンテナ組立体１０に
ついてのみ説明したが、第２アンテナ組立体１０につい
ても同様である。このように第１及び第３アンテナ１
１，１３間、第２及び第４アンテナ１２，１４間に常に
逆相の電流を流しているので、従来の８の字型のアンテ
ナと同様に遠方における電波放射が最小化し、アンテナ
近傍での誘導磁界の強度を強くすることができ、パター
ン１とパターン２とで第２及び第４アンテナ１２，１４
に流れる電流の位相を反転させてアンテナが交差する位
置の近傍に生じる不検出領域を時間的に補完して不検出
領域をなくすことができる。さらに、第１アンテナ組立
体１０と第２アンテナ組立体１０に流れる電流の間に一
定の位相差（例えば９０°）をもたせることにより、ゲ
ートとして対向して配置された第１及び第２アンテナ組
立体１０，２０間の領域に回転する誘導磁界を発生させ
ることができ、この領域に存在するすべての向きのタグ
（データキャリア）と通信することができる。
【００２３】第１アンテナ１１と第２アンテナ１２との
間の相互インダクタンスをＭ1,2、第２アンテナ１２と
第３アンテナ１３との間の相互インダクタンスを
Ｍ2,3、第３アンテナ１３と第４アンテナ１４との間の
相互インダクタンスをＭ3,4とし、アンテナ組立体１０
全体の相互結合によるインダクタンスを考える（図４参
照）。このとき、第１アンテナ１１と第３アンテナ１３
又は第４アンテナ１４、第２アンテナ１２と第４アンテ
ナ１４の間の相互結合は、近接するアンテナ間の相互結
合に比べて十分に低いため、これらのアンテナ間の相互
インダクタンスは無視することができる。また、各アン
テナの形状と近接する配置条件が等しいため、Ｍ1,2＝
Ｍ2,3＝Ｍ3,4となる。
間の相互インダクタンスをＭ1,2、第２アンテナ１２と
第３アンテナ１３との間の相互インダクタンスを
Ｍ2,3、第３アンテナ１３と第４アンテナ１４との間の
相互インダクタンスをＭ3,4とし、アンテナ組立体１０
全体の相互結合によるインダクタンスを考える（図４参
照）。このとき、第１アンテナ１１と第３アンテナ１３
又は第４アンテナ１４、第２アンテナ１２と第４アンテ
ナ１４の間の相互結合は、近接するアンテナ間の相互結
合に比べて十分に低いため、これらのアンテナ間の相互
インダクタンスは無視することができる。また、各アン
テナの形状と近接する配置条件が等しいため、Ｍ1,2＝
Ｍ2,3＝Ｍ3,4となる。
【００２４】ここで、パターン１の位相条件でのアンテ
ナ組立体１０全体の相互インダクタンスは−Ｍ1,2−Ｍ
3,4＋Ｍ2,3＝−Ｍとなり、パターン２の位相条件でのア
ンテナ組立体１０全体の相互インダクタンスは＋Ｍ1,2
＋Ｍ3,4−Ｍ2,3＝＋Ｍとなる。このように、パターン１
とパターン２の位相条件では、相互インダクタンスの符
号が異なることにより、マッチング条件も異なる。従っ
て、両方の位相条件において等しいアンテナ電流を流す
ことができない。
ナ組立体１０全体の相互インダクタンスは−Ｍ1,2−Ｍ
3,4＋Ｍ2,3＝−Ｍとなり、パターン２の位相条件でのア
ンテナ組立体１０全体の相互インダクタンスは＋Ｍ1,2
＋Ｍ3,4−Ｍ2,3＝＋Ｍとなる。このように、パターン１
とパターン２の位相条件では、相互インダクタンスの符
号が異なることにより、マッチング条件も異なる。従っ
て、両方の位相条件において等しいアンテナ電流を流す
ことができない。
【００２５】このため、図５に示すように、フェライト
コア等のカップリングクランプ４０（インダクタンス付
加手段）によって第２アンテナ１２と第３アンテナ１３
との間の相互インダクタンスが２倍となるように結合さ
せる。このようにすれば、パターン１の位相条件でのア
ンテナ組立体１０全体の相互インダクタンスは−Ｍ1, 2
−Ｍ3,4＋２Ｍ2,3＝０となり、パターン２の位相条件で
のアンテナ組立体１０全体の相互インダクタンスも＋Ｍ
1,2＋Ｍ3,4−２Ｍ2,3＝０となり、相互結合がキャンセ
ルされ、両方の位相条件において同じ条件でアンテナ電
流を流すことができる。
コア等のカップリングクランプ４０（インダクタンス付
加手段）によって第２アンテナ１２と第３アンテナ１３
との間の相互インダクタンスが２倍となるように結合さ
せる。このようにすれば、パターン１の位相条件でのア
ンテナ組立体１０全体の相互インダクタンスは−Ｍ1, 2
−Ｍ3,4＋２Ｍ2,3＝０となり、パターン２の位相条件で
のアンテナ組立体１０全体の相互インダクタンスも＋Ｍ
1,2＋Ｍ3,4−２Ｍ2,3＝０となり、相互結合がキャンセ
ルされ、両方の位相条件において同じ条件でアンテナ電
流を流すことができる。
【００２６】このようにすれば、４つのアンテナ１１〜
１４を近接して配置した場合に発生するアンテナ間の相
互結合をキャンセルし、いずれの位相条件においても効
率良くアンテナに給電することができる。
１４を近接して配置した場合に発生するアンテナ間の相
互結合をキャンセルし、いずれの位相条件においても効
率良くアンテナに給電することができる。
【００２７】このようなアンテナ装置を用いることによ
り、メモリを有するＩＣチップとアンテナを備えた非接
触ＲＦタグ（データキャリア）との間で通信する場合で
も、不検出領域を最小化し、広い範囲にわたって良好に
通信を行うことができる。
り、メモリを有するＩＣチップとアンテナを備えた非接
触ＲＦタグ（データキャリア）との間で通信する場合で
も、不検出領域を最小化し、広い範囲にわたって良好に
通信を行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアン
テナ装置によれば、電波放射の規制限度内で不検出領域
を最小化し、広い範囲にわたって良好な通信を得ること
ができる。
テナ装置によれば、電波放射の規制限度内で不検出領域
を最小化し、広い範囲にわたって良好な通信を得ること
ができる。
【図１】図１は本発明に係るアンテナ装置の全体構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】図２は第１アンテナ組立体の構造を示す図であ
る。
る。
【図３】図３（ａ），（ｂ）はそれぞれパターン１，パ
ターン２の位相条件でのアンテナ組立体に流れる電流の
状態を示す図である。
ターン２の位相条件でのアンテナ組立体に流れる電流の
状態を示す図である。
【図４】図４は各アンテナ間の相互インダクタンスを説
明する図である。
明する図である。
【図５】図５はアンテナ組立体にカップリングクランプ
を付加した状態を示す図である。
を付加した状態を示す図である。
【図６】図６は従来の８の字アンテナを示す図である。
【図７】図７は従来技術の問題点を説明する図である。
１０ 第１アンテナ組立体
２０ 第２アンテナ組立体
１１，２１ 第１アンテナ
１２，２２ 第２アンテナ
１３，２３ 第３アンテナ
１４，２４ 第４アンテナ
１５，１６，２５，２６ マッチング回路
３１ マイクロコントローラ
３２ 発振器
３３ 送信器
３４ 受信器
３５，３６，３７ 分配器
３８ 位相反転器
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01Q 21/06
H01Q 7/00
H01Q 25/00
H04B 5/02
H04B 1/59
G01S 13/80
Claims (4)
- 【請求項１】 互いに対向して配置された第１のアンテ
ナ組立体と第２のアンテナ組立体とを有し、データキャ
リアとの間で非接触でデータ通信を行うアンテナ装置で
あって、 前記第１及び第２のアンテナ組立体は、それぞれ、略同
一平面上に順に隣り合って配置された第１，第２，第３
及び第４のアンテナを含み、 第１のアンテナと第３のアンテナに流れる電流が互いに
逆位相となり、第２のアンテナと第４のアンテナに流れ
る電流が互いに逆位相となり、第１のアンテナ及び第３
のアンテナ、又は、第２のアンテナ及び第４のアンテナ
のいずれかに流れる電流の位相がデータ通信に対応した
所定のタイミングで反転するように制御する制御手段を
備えたことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項２】 第２のアンテナと第３のアンテナとの間
の相互インダクタンスに等しいインダクタンスを付加す
るインダクタンス付加手段を備えたことを特徴とする請
求項１記載のアンテナ装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、第１のアンテナ組立体
と第２のアンテナ組立体との間に所定の位相差を設ける
ことを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。 - 【請求項４】 第１，第２，第３及び第４のアンテナ
は、いずれも略矩形のループアンテナであり、隣り合う
矩形の辺が略平行となるように配置されていることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアンテナ装
置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001033405A JP3498716B2 (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | アンテナ装置 |
| SG200200321A SG111041A1 (en) | 2001-02-09 | 2002-01-17 | Antenna apparatus |
| US10/059,307 US6680709B2 (en) | 2001-02-09 | 2002-01-31 | Antenna apparatus |
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| AT02250825T ATE294421T1 (de) | 2001-02-09 | 2002-02-07 | Antennenanordnung |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001033405A JP3498716B2 (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | アンテナ装置 |
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|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| SG (1) | SG111041A1 (ja) |
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| GB0115238D0 (en) * | 2001-06-21 | 2001-08-15 | Nokia Corp | Base transceiver station |
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| US7088145B2 (en) * | 2002-12-23 | 2006-08-08 | 3M Innovative Properties Company | AC powered logic circuitry |
| JP3781042B2 (ja) | 2003-04-07 | 2006-05-31 | オムロン株式会社 | アンテナ装置 |
| US7019651B2 (en) | 2003-06-16 | 2006-03-28 | Sensormatic Electronics Corporation | EAS and RFID systems incorporating field canceling core antennas |
| US7398054B2 (en) * | 2003-08-29 | 2008-07-08 | Zih Corp. | Spatially selective UHF near field microstrip coupler device and RFID systems using device |
| EP1660331B1 (en) * | 2003-08-29 | 2019-07-24 | Zebra Technologies Corporation | Printer with spatially selective uhf near field microstrip coupler device |
| JP4519476B2 (ja) | 2004-02-03 | 2010-08-04 | 株式会社東芝 | 無線通信装置 |
| US7495565B2 (en) * | 2004-05-11 | 2009-02-24 | Sensomatic Electronics Corporation | Methods and apparatus for arbitrary antenna phasing in an electronic article surveillance system |
| US7106266B1 (en) * | 2004-05-14 | 2006-09-12 | Pauley James D | Tuned antenna ID reader |
| US8596532B2 (en) | 2004-06-10 | 2013-12-03 | Zih Corp. | Apparatus and method for communicating with an RFID transponder |
| DE202005014644U1 (de) * | 2004-10-28 | 2006-02-02 | Schneider, Lutz, Dr. | Erfassungsvorrichtung |
| US7190270B2 (en) | 2004-11-05 | 2007-03-13 | Zih Corp. | System and method for detecting transponders used with printer media |
| US20060279406A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Robert Stewart | Synchronization and adaptive timing method for multiple RFID reader system |
| US7642986B1 (en) | 2005-11-02 | 2010-01-05 | The United States Of America As Represented By The Director, National Security Agency | Range limited antenna |
| US7292202B1 (en) | 2005-11-02 | 2007-11-06 | The United States Of America As Represented By The National Security Agency | Range limited antenna |
| US9108434B2 (en) * | 2007-12-18 | 2015-08-18 | Zih Corp. | RFID near-field antenna and associated systems |
| RU2452063C2 (ru) * | 2010-06-15 | 2012-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Росморсервис" (ООО "НПП "Росморсервис") | Широкополосная приемная ферритовая антенна сдв-св диапазона |
| EP2645478A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-02 | Nxp B.V. | Radio frequency antenna circuit |
| JP6069548B1 (ja) * | 2016-01-22 | 2017-02-01 | 日本電信電話株式会社 | ループアンテナアレイ群 |
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| US4866455A (en) | 1985-01-10 | 1989-09-12 | Lichtblau G J | Antenna system for magnetic and resonant circuit detection |
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| US4872018A (en) * | 1987-08-31 | 1989-10-03 | Monarch Marking Systems, Inc. | Multiple loop antenna |
| US5103235A (en) * | 1988-12-30 | 1992-04-07 | Checkpoint Systems, Inc. | Antenna structure for an electronic article surveillance system |
| US5126749A (en) * | 1989-08-25 | 1992-06-30 | Kaltner George W | Individually fed multiloop antennas for electronic security systems |
| US4999641A (en) * | 1989-09-01 | 1991-03-12 | Monarch Marking Systems, Inc. | Magnetic antenna system having independently controllable electrical field shielding and magnetic field balance |
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- 2002-01-17 SG SG200200321A patent/SG111041A1/en unknown
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