JP5094630B2 - IC tag - Google Patents

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Description

本願発明は、アンテナに関するものである。主に、非接触電子装置(以下、ICタグ)に利用して有効な技術である。   The present invention relates to an antenna. This technology is effective mainly for use in non-contact electronic devices (hereinafter referred to as IC tags).

アンテナ及び半導体集積回路装置を搭載した非接触電子装置内、所謂、ICタグは、リーダ・ライタ装置との間で情報の交換を行い、ICタグが保持しているデータを送信、リーダ・ライタ装置から送信されたデータの保持など様々な機能を実現する。   In a non-contact electronic device equipped with an antenna and a semiconductor integrated circuit device, a so-called IC tag exchanges information with a reader / writer device and transmits data held by the IC tag. Various functions such as holding data sent from the network are implemented.

具体的には、ICタグに搭載されたアンテナは、リーダ・ライタ装置から供給されたキャリア信号(搬送波信号)を受信し、半導体集積回路装置に供給するとともに、半導体集積回路装置内でキャリア信号に重畳されたデータをリーダ・ライタ装置に送信する。   Specifically, an antenna mounted on an IC tag receives a carrier signal (carrier wave signal) supplied from a reader / writer device, supplies the carrier signal to the semiconductor integrated circuit device, and converts it into a carrier signal within the semiconductor integrated circuit device. The superimposed data is transmitted to the reader / writer device.

リーダ・ライタ装置からICタグのキャリア信号には、860MHzから960MHzの周波数帯域、所謂、UHF帯の高周波信号や、13.56MHz帯の高周波信号が主に利用される。また、2.45GHz帯も利用される。   For the carrier signal of the IC tag from the reader / writer device, a frequency band of 860 MHz to 960 MHz, a so-called UHF band high frequency signal or a 13.56 MHz band high frequency signal is mainly used. The 2.45 GHz band is also used.

上記のように、ICタグに利用される周波数帯域は複数あり、夫々の周波数帯域に最適なアンテナが選択されるが、その動作原理により、遠方界アンテナと近傍界アンテナとに、大きく二種類に分類される。   As described above, there are a plurality of frequency bands used for IC tags, and the most suitable antenna is selected for each frequency band. However, depending on the principle of operation, there are two types of antennas: a far-field antenna and a near-field antenna. being classified.

UHF帯及び2.45GHz帯で利用されるICタグに搭載されるアンテナは、ダイポールアンテナに代表される、所謂、遠方界アンテナが主に利用される。遠方界アンテナは、十分離れたアンテナ間の通信を想定したアンテナであり、電波乃至電磁波の放射によって信号を送受信する。   As the antenna mounted on the IC tag used in the UHF band and the 2.45 GHz band, a so-called far-field antenna represented by a dipole antenna is mainly used. A far-field antenna is an antenna that assumes communication between sufficiently distant antennas, and transmits and receives signals by radiation of radio waves or electromagnetic waves.

一方、13.56MHz帯で遠方界アンテナを利用することを考えた場合、例えば、ダイポールアンテナを利用するならば、アンテナの長さは10メートル以上となり、ICタグに適用することは困難である。このため、ICタグに搭載されるアンテナは、ループアンテナに代表される、所謂、近傍界アンテナが主である。近傍界アンテナは、一般的にはコイルと容量からなる共振回路を用いて、リーダ・ライタ装置に具備されるコイルとの磁界結合によって信号の送受信を行う。このため、一般的には、遠方界アンテナを用いた通信よりも、短距離の通信に用いられる。   On the other hand, when considering using a far-field antenna in the 13.56 MHz band, for example, if a dipole antenna is used, the length of the antenna is 10 meters or more, and it is difficult to apply to an IC tag. For this reason, the antenna mounted on the IC tag is mainly a so-called near-field antenna represented by a loop antenna. In general, a near-field antenna transmits and receives a signal by magnetic field coupling with a coil provided in a reader / writer device using a resonance circuit including a coil and a capacitor. For this reason, it is generally used for short-distance communication rather than communication using a far-field antenna.

このように、周波数帯域によって利用されるアンテナの種類がことなり、単一の利用形態や利用状況に対応する場合には、最適な周波数帯域とそれに対応するアンテナが選択され、一般的には、選択した周波数帯域のみに対応したICタグが用いられる。一方、複数の利用形態や利用状況において、単一の周波数帯域に対応したICタグを用いる場合、電波乃至電磁波の伝播特性やアンテナ特性、リーダ・ライタ装置の構成等を考慮すると、最適な周波数帯域を選択することが困難な場合があった。   In this way, the type of antenna used depends on the frequency band, and in the case of dealing with a single usage form or usage situation, the optimum frequency band and the corresponding antenna are selected. An IC tag corresponding to only the selected frequency band is used. On the other hand, in the case of using an IC tag corresponding to a single frequency band in a plurality of usage forms or usage situations, considering the propagation characteristics of radio waves or electromagnetic waves, antenna characteristics, the configuration of the reader / writer device, etc., the optimum frequency band There were cases where it was difficult to select.

例えば、UHF帯の高周波信号を利用するICタグは、遠方界アンテナを用いることにより、UHF帯電磁波の伝播特性等を鑑みると、数メートル程度の長距離通信を実現する。このため、物品管理者が多数の物品に貼付されたICタグの一括管理をする場合等の利用形態には好適である。しかし、別の利用者が同一のICタグを利用する場合、その利用形態が長距離通信を必要としない形態であってもUHF帯の信号を使用する必要があった。そのため、例えば、リーダ・ライタ装置内のアンテナを駆動する回路には、UHF帯で動作可能な部品が必要となり、安価なリーダ・ライタ装置を提供することが困難であった。   For example, an IC tag that uses a high-frequency signal in the UHF band realizes long-distance communication of about several meters by using a far-field antenna in view of propagation characteristics of UHF band electromagnetic waves. For this reason, it is suitable for a usage form such as when an article manager performs collective management of IC tags attached to a large number of articles. However, when another user uses the same IC tag, it is necessary to use a UHF band signal even if the usage form does not require long-distance communication. For this reason, for example, a circuit that drives an antenna in a reader / writer device requires components operable in the UHF band, and it has been difficult to provide an inexpensive reader / writer device.

また、13.56MHz帯の高周波信号を利用するICタグは、UHF帯に比べ、リーダ・ライタ装置を構成するための部品が安価になるものの、ICタグとリーダ・ライタ装置の通信に近傍界アンテナを用いるため、通信距離が短くなる。このため、物品管理者が多数の物品に貼付されたICタグの一括管理をする場合等の長距離通信を必要とする利用形態には不利である。   In addition, IC tags that use high-frequency signals in the 13.56 MHz band have a lower cost compared to the UHF band, but the near-field antenna is used for communication between the IC tag and the reader / writer apparatus. Communication distance is shortened. For this reason, it is disadvantageous for use forms that require long-distance communication, such as when the article manager performs batch management of IC tags attached to a large number of articles.

このように、ICタグの利用形態に応じて、好適なキャリア信号及びアンテナを選択する必要があったが、複数の利用形態がある場合に、特にアンテナの動作原理の異なる、遠方界アンテナを用いる周波数帯域と近傍界アンテナを用いる周波数帯域の両周波数帯域に対応するアンテナを設計することが困難であるため、夫々の利用形態に応じてICタグを複数周波数帯域に対応することは困難であった。この課題を解決する手段として、特許文献1、特許文献2、特許文献3などの技術が開示されている。   As described above, it is necessary to select a suitable carrier signal and antenna according to the usage form of the IC tag. However, when there are a plurality of usage forms, a far-field antenna having a different antenna operating principle is used. Since it is difficult to design an antenna corresponding to both the frequency band and the frequency band using the near-field antenna, it is difficult to support the IC tag in a plurality of frequency bands according to each usage form. . As means for solving this problem, techniques such as Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 are disclosed.

特許文献1に開示される技術は、データ送受信用の遠方界アンテナと、電力供給用の近傍界アンテナを具備し、夫々、半導体集積回路におけるデータ送受信用の端子と電力供給用の端子とに接続された構成のICタグを用いて、従来、電池を電力供給源とするICタグを用いた利用形態において、電池を用いずに近傍界アンテナより電力を供給することによって、ICタグを長時間稼動することを実現する技術である。   The technology disclosed in Patent Document 1 includes a far-field antenna for data transmission / reception and a near-field antenna for power supply, and is connected to a data transmission / reception terminal and a power supply terminal in a semiconductor integrated circuit, respectively. By using an IC tag with a configured configuration and using a conventional IC tag using a battery as a power supply source, the IC tag can be operated for a long time by supplying power from a near-field antenna without using a battery. It is a technology that realizes that.

特許文献2に開示される技術は、近傍界アンテナの形状を制御し、遠方界アンテナで利用される周波数帯、所謂、UHF帯や2.45GHz帯のキャリア信号を送受信可能にするためのアンテナに係るものであり、単一のアンテナで複数の周波数帯域の信号の送受信を可能とする技術である。   The technique disclosed in Patent Document 2 is an antenna that controls the shape of a near-field antenna and enables transmission and reception of carrier signals in a frequency band used in a far-field antenna, so-called UHF band and 2.45 GHz band. This is a technique that enables transmission and reception of signals in a plurality of frequency bands with a single antenna.

特許文献3に開示される技術は、近傍界アンテナと、遠方界アンテナを具備し、近傍界アンテナと遠方界アンテナを接続し、遠方界アンテナと半導体集積回路を接続した構成であり、近傍界アンテナと遠方界アンテナが利用する夫々の周波数帯域において動作するアンテナ手段を提供する技術である。   The technique disclosed in Patent Document 3 includes a near-field antenna and a far-field antenna, which is configured by connecting the near-field antenna and the far-field antenna, and connecting the far-field antenna and the semiconductor integrated circuit. And antenna means that operates in respective frequency bands used by the far-field antenna.

特開平5−290229号公報JP-A-5-290229 特開2006−309476号公報JP 2006-309476 A 特表2004−513404号公報JP-T-2004-513404

特許文献1に開示されるような複数の周波数帯域に対応したICタグは、複数のキャリア信号に対し、夫々のキャリア信号に対応したアンテナを具備し、夫々のアンテナを接続するため、半導体集積回路上にはアンテナ端子をアンテナ毎に具備されていた。このため、接続するアンテナが一つであることを前提にした、既存の半導体集積回路をそのまま利用することは困難であった。また、アンテナ端子が増えることで、アンテナ接続部が増加し、かつ密集するため、チップサイズの増大や、アンテナ製造工程の微細化等が必要であった。   An IC tag corresponding to a plurality of frequency bands as disclosed in Patent Document 1 includes an antenna corresponding to each carrier signal for a plurality of carrier signals, and connects each antenna. On the top, antenna terminals were provided for each antenna. For this reason, it is difficult to use an existing semiconductor integrated circuit as it is based on the assumption that there is only one antenna to be connected. In addition, the increase in the number of antenna terminals increases the number of antenna connection portions and the density of the antenna connection portions, which necessitates an increase in chip size, miniaturization of the antenna manufacturing process, and the like.

また、特許文献2に示されるアンテナは、近傍界アンテナの形状を限定し、UHF帯において動作するよう調整がなされている。このため、半導体集積回路の端子を増設することなく、複数の周波数帯域に対応したICタグを提供することができるが、アンテナを所定の大きさにする必要があり、利用形態や半導体集積回路の特性等にあわせて、大きさや形状を調整することは困難であり、夫々の周波数帯域に対して、利用形態や状況に応じた最適な特性のアンテナを提供することは困難であった。   The antenna shown in Patent Document 2 is adjusted to operate in the UHF band by limiting the shape of the near-field antenna. For this reason, an IC tag corresponding to a plurality of frequency bands can be provided without increasing the number of terminals of the semiconductor integrated circuit. However, it is necessary to make the antenna a predetermined size, It is difficult to adjust the size and shape in accordance with the characteristics and the like, and it has been difficult to provide an antenna having an optimum characteristic according to the usage form and situation for each frequency band.

特許文献3に示されるアンテナは、遠方界アンテナと近傍界アンテナを組み合わせることにより、半導体集積回路の端子を増設することなく、複数の周波数帯域に対応したICタグを提供することが可能となるが、近傍界アンテナの形状や大きさが遠方界アンテナに与える影響が大きく、近傍界アンテナと遠方界アンテナを独立に設計することが困難であった。このため、設計やアンテナ特性の最適化が困難であり、利用形態や状況に応じた最適な特性のアンテナを提供することは困難であった。   The antenna disclosed in Patent Document 3 can provide an IC tag corresponding to a plurality of frequency bands without adding a terminal of a semiconductor integrated circuit by combining a far-field antenna and a near-field antenna. The shape and size of the near-field antenna has a great influence on the far-field antenna, and it has been difficult to design the near-field antenna and the far-field antenna independently. For this reason, it is difficult to optimize the design and antenna characteristics, and it has been difficult to provide an antenna having the optimal characteristics according to the usage pattern and situation.

本発明の目的は、複数の周波数帯域の高周波信号で動作する非接触電子装置(ICタグ)に対して、特に、夫々の周波数帯域において、個別に最適な設計や調整が可能となるアンテナを提供することである。   An object of the present invention is to provide an antenna that can be optimally designed and adjusted individually for each non-contact electronic device (IC tag) that operates with high-frequency signals in a plurality of frequency bands, particularly in each frequency band. It is to be.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。   The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、送受信回路を含む半導体集積回路と、第1周波数により送受信を行う遠方界アンテナと、第2周波数により送受信を行う近傍界アンテナとを有し、前記近傍界アンテナは、前記遠方界アンテナを介し、前記半導体集積回路へ接続する。   That is, a semiconductor integrated circuit including a transmission / reception circuit, a far-field antenna that transmits and receives at a first frequency, and a near-field antenna that transmits and receives at a second frequency, and the near-field antenna passes through the far-field antenna. To the semiconductor integrated circuit.

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡潔に説明すれば、下記の通りである。   The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、非接触電子装置のアンテナが利用する複数の周波数帯域それぞれに対して個別に最適な設計や調整が可能となる   In other words, optimum design and adjustment can be made individually for each of a plurality of frequency bands used by the antenna of the non-contact electronic device.

以下、本発明のICタグについて、添付図面を参照しながら説明する。
図1に、本発明のICタグシステムの一例を示す。ICタグL1は、第一のリーダ・ライタ装置R1と電波または電磁波によって通信を行う。また、ICタグL1は、第二のリーダ・ライタ装置R2と磁界結合によって通信を行う。
Hereinafter, an IC tag of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an example of an IC tag system of the present invention. The IC tag L1 communicates with the first reader / writer device R1 by radio waves or electromagnetic waves. The IC tag L1 communicates with the second reader / writer device R2 by magnetic field coupling.

図2に、図1に示したICタグL1の第一の実施例を示す。ICタグL1は、遠方界アンテナA1、アンテナL2、半導体集積回路装置B1、基板S1からなる。ここで、遠方界アンテナとは、電波または電磁波の放射によって信号の送受信を行うアンテナと意味し、近傍界アンテナとは、リーダ・ライタ装置のコイルとの磁界結合によって信号の送受信を行うアンテナを意味するものとする(以降の説明でも同様とする)。   FIG. 2 shows a first embodiment of the IC tag L1 shown in FIG. The IC tag L1 includes a far field antenna A1, an antenna L2, a semiconductor integrated circuit device B1, and a substrate S1. Here, the far-field antenna means an antenna that transmits and receives signals by radiating radio waves or electromagnetic waves, and the near-field antenna means an antenna that transmits and receives signals by magnetic field coupling with the coil of the reader / writer device. (The same shall apply in the following description).

半導体集積回路装置B1はマルチアンテナと接続されるアンテナ端子LA及びLBを有する。近傍界アンテナL2と半導体集積回路B1とが共振回路を成すため、近傍界アンテナL2とアンテナ端子LAの接続点と、近傍界アンテナL2とアンテナ端子LBの接続点において、アンテナ端子LA及びLB間が電気的に短絡しないよう構成される。   The semiconductor integrated circuit device B1 has antenna terminals LA and LB connected to the multi-antenna. Since the near-field antenna L2 and the semiconductor integrated circuit B1 form a resonance circuit, between the antenna terminals LA and LB at the connection point between the near-field antenna L2 and the antenna terminal LA and at the connection point between the near-field antenna L2 and the antenna terminal LB. It is configured not to be electrically short-circuited.

アンテナL2は基板S1の片面、もしくは両面の金属層に形成され、半導体集積回路装置B1はアンテナL2上の二点において、アンテナ端子LA及びLBと接続される。   The antenna L2 is formed on one or both metal layers of the substrate S1, and the semiconductor integrated circuit device B1 is connected to the antenna terminals LA and LB at two points on the antenna L2.

図3に、図2のICタグL1における半導体集積回路B1の構成の一例を示す。半導体集積回路B1は遠方界アンテナA1と近傍界アンテナL2との接続のため、アンテナ端子LA及びLBを有している。半導体集積回路B1のアンテナ端子LA及びLBにキャリア信号(搬送波信号)が入力された場合、前記キャリア信号は電源回路B2(PWR)と信号処理回路B3(SP)に伝達される。電源回路B2は、アンテナ端子LA及びLBから供給されたキャリア信号から、信号処理回路を動作せしめる電圧及び電流を生成し、信号処理回路B3に供給する。信号処理回路B3は、アンテナ端子LA及びLBから供給されたキャリア信号を送受信回路B4(TR)を介してデータを復調し、または、内部に保持しているデータを送受信回路B4を介してアンテナ端子LA及びLBに供給されている信号を変調することで送信する。   FIG. 3 shows an example of the configuration of the semiconductor integrated circuit B1 in the IC tag L1 shown in FIG. The semiconductor integrated circuit B1 has antenna terminals LA and LB for connection between the far-field antenna A1 and the near-field antenna L2. When a carrier signal (carrier wave signal) is input to the antenna terminals LA and LB of the semiconductor integrated circuit B1, the carrier signal is transmitted to the power supply circuit B2 (PWR) and the signal processing circuit B3 (SP). The power supply circuit B2 generates a voltage and a current for operating the signal processing circuit from the carrier signals supplied from the antenna terminals LA and LB, and supplies the voltage and current to the signal processing circuit B3. The signal processing circuit B3 demodulates the data of the carrier signal supplied from the antenna terminals LA and LB via the transmission / reception circuit B4 (TR), or the data held in the antenna terminal via the transmission / reception circuit B4. It transmits by modulating the signal supplied to LA and LB.

図4に、図2のICタグL1における遠方界アンテナA1を示す。遠方界アンテナA1は放射部A2とインピーダンス調整部A3から形成される。遠方界アンテナA1は、一般的に、半波長ダイポールアンテナと呼ばれる構成である。遠方界アンテナA1は、放射部A2によって電磁波を受信した場合、インピーダンス調整部A3を介して、アンテナ端子LA及びLBにキャリア信号を伝達する。また、半導体集積回路B1からアンテナ端子LA及びLBに入力されたキャリア信号は、インピーダンス調整部A3を介して、放射部A2に伝達される。前記キャリア信号が放射部A2で用いられる周波数帯域の信号である場合、前記キャリア信号は放射部A2より電磁波として放射される。   FIG. 4 shows a far-field antenna A1 in the IC tag L1 in FIG. The far-field antenna A1 is formed by a radiation part A2 and an impedance adjustment part A3. The far-field antenna A1 is generally configured as a half-wave dipole antenna. When the far-field antenna A1 receives the electromagnetic wave by the radiation part A2, the far-field antenna A1 transmits the carrier signal to the antenna terminals LA and LB via the impedance adjustment part A3. The carrier signal input from the semiconductor integrated circuit B1 to the antenna terminals LA and LB is transmitted to the radiating unit A2 through the impedance adjusting unit A3. When the carrier signal is a signal in a frequency band used in the radiating unit A2, the carrier signal is radiated as an electromagnetic wave from the radiating unit A2.

遠方界アンテナA1が、近傍界アンテナL2の動作を妨げないためには、近傍界アンテナL2と半導体集積回路B1が共振回路を成す必要があり、遠方界アンテナA1はアンテナ端子LA及びLBを短絡しないアンテナでなければならない。また、遠方界アンテナが用いられる周波数帯域は、一般的には、UHF帯あるいは2.45GHz帯であり、一方、近傍界アンテナが用いられる周波数帯域は、一般的には、13.56MHz帯であることを考慮すると、UHF帯もしくは2.45GHz帯の波長程度の短絡されていない構造体である遠方界アンテナA1は、近傍界アンテナ部のキャリア信号の周波数の波長に対し十分小さいため、近傍界アンテナL2のキャリア信号を妨害しない。遠方界アンテナA1に用いられるアンテナは、アンテナ端子LA及びLBを短絡しないこと及び指向性等を考慮するとダイポールアンテナなどが好適である。   In order for the far-field antenna A1 not to interfere with the operation of the near-field antenna L2, the near-field antenna L2 and the semiconductor integrated circuit B1 need to form a resonance circuit, and the far-field antenna A1 does not short-circuit the antenna terminals LA and LB. Must be an antenna. The frequency band in which the far field antenna is used is generally the UHF band or 2.45 GHz band, while the frequency band in which the near field antenna is used is generally the 13.56 MHz band. In view of this, the far-field antenna A1, which is an unshorted structure having a wavelength of about UHF band or 2.45 GHz band, is sufficiently small with respect to the wavelength of the carrier signal frequency of the near-field antenna unit. Do not disturb the L2 carrier signal. As the antenna used for the far-field antenna A1, a dipole antenna or the like is preferable in consideration of not short-circuiting the antenna terminals LA and LB and directivity.

インピーダンス調整部A3は放射部A2のインピーダンスと半導体集積回路B1のインピーダンスとの整合を取るために半導体集積回路B1と放射部A2の間に搭載される。半導体集積回路B1がアンテナ端子LA及びLBに与えた信号が遠方界アンテナA1の動作周波数帯域である場合、インピーダンス調整部A3により、損失することなく放射部A2に伝達され、放射部A2より放射される。また、放射部A2で受信したキャリア信号もインピーダンス調整部A3に伝達され、アンテナ端子LA及びLBを介し、半導体集積回路B1に、損失することなく伝達される。更に、インピーダンス調整部A3は、近傍界アンテナL2で用いられる周波数帯域、一般的には、13.56MHz帯の電磁波の波長に対して十分小さいため、インピーダンス調整部A3は、近傍界アンテナL2で用いられる周波数帯域の信号のインピーダンス調整部A3を介した伝達を妨害しない。   The impedance adjustment unit A3 is mounted between the semiconductor integrated circuit B1 and the radiation unit A2 in order to match the impedance of the radiation unit A2 and the impedance of the semiconductor integrated circuit B1. When the signal given to the antenna terminals LA and LB by the semiconductor integrated circuit B1 is in the operating frequency band of the far-field antenna A1, it is transmitted by the impedance adjusting unit A3 to the radiating unit A2 without loss and radiated from the radiating unit A2. The Further, the carrier signal received by the radiating unit A2 is also transmitted to the impedance adjusting unit A3 and transmitted to the semiconductor integrated circuit B1 via the antenna terminals LA and LB without loss. Furthermore, since the impedance adjustment unit A3 is sufficiently small with respect to the frequency band used in the near-field antenna L2, generally, the wavelength of the electromagnetic wave in the 13.56 MHz band, the impedance adjustment unit A3 is used in the near-field antenna L2. The transmission of the signal in the frequency band to be transmitted through the impedance adjustment unit A3 is not disturbed.

図5に、図2のICタグL1における近傍界アンテナL2を示す。近傍界アンテナL2は、放射部A2とインピーダンス調整部A3で半導体集積回路B1と接続される。近傍界アンテナL2はM2点とM3点をブリッジM1で接続している。近傍界アンテナL2は一般的にはコイルであり、半導体集積回路B1と共に共振回路を成す。キャリア信号が磁界によって近傍界アンテナL2に伝達された場合、前記の共振回路の共振周波数が、キャリア信号の周波数に近い場合は、キャリア信号がアンテナ端子LA及びLBを介して半導体集積回路B1によく伝達され、前記共振周波数がキャリア信号の周波数と十分離れている場合、アンテナ端子LA及びLBを介して半導体集積回路B1にはキャリア信号が伝達されない。キャリア信号が半導体集積回路B1よりアンテナ端子LA及びLBから伝達された場合、前記の共振回路の共振周波数が、キャリア信号の周波数に近い場合は、キャリア信号が近傍界アンテナL2を介してリーダ・ライタ装置によく伝達され、前記共振周波数がキャリア信号の周波数と十分離れている場合、近傍界アンテナL1を介してリーダ・ライタ装置にはキャリア信号が伝達されない。   FIG. 5 shows a near-field antenna L2 in the IC tag L1 in FIG. The near-field antenna L2 is connected to the semiconductor integrated circuit B1 through the radiation part A2 and the impedance adjustment part A3. The near-field antenna L2 connects the points M2 and M3 with a bridge M1. The near-field antenna L2 is generally a coil and forms a resonance circuit together with the semiconductor integrated circuit B1. When the carrier signal is transmitted to the near-field antenna L2 by a magnetic field, when the resonance frequency of the resonance circuit is close to the frequency of the carrier signal, the carrier signal is often transmitted to the semiconductor integrated circuit B1 via the antenna terminals LA and LB. When the resonance frequency is sufficiently separated from the frequency of the carrier signal, the carrier signal is not transmitted to the semiconductor integrated circuit B1 through the antenna terminals LA and LB. When the carrier signal is transmitted from the antenna terminals LA and LB from the semiconductor integrated circuit B1, if the resonance frequency of the resonance circuit is close to the frequency of the carrier signal, the carrier signal is passed through the near-field antenna L2 to the reader / writer. When the resonance frequency is well transmitted to the apparatus and sufficiently separated from the frequency of the carrier signal, the carrier signal is not transmitted to the reader / writer apparatus via the near-field antenna L1.

例えば、キャリア信号には、13.56MHz帯の高周波信号が用いられた場合、近傍界アンテナL1と半導体集積回路B1とで構成される共振回路の共振周波数は、一般的には12MHz乃至15MHz程度に設定される。こうすることにより、13.56MHz帯のキャリア信号は近傍界アンテナL2で受信され、アンテナ端子LA及びLBを介し、半導体集積回路B1に伝達される。また、アンテナ端子LA及びLBに入力された13.56MHz帯のキャリア信号は近傍界アンテナL2を介して、リーダ・ライタ装置に伝達される。   For example, when a high frequency signal in the 13.56 MHz band is used as the carrier signal, the resonance frequency of the resonance circuit composed of the near-field antenna L1 and the semiconductor integrated circuit B1 is generally about 12 MHz to 15 MHz. Is set. Thus, the 13.56 MHz band carrier signal is received by the near-field antenna L2, and transmitted to the semiconductor integrated circuit B1 via the antenna terminals LA and LB. The 13.56 MHz band carrier signal input to the antenna terminals LA and LB is transmitted to the reader / writer device via the near-field antenna L2.

図6に、図2のICタグL1における遠方界アンテナA1における放射部A2を示す。ここで、放射部A2は第一の端子対P1と第二の端子対P2を具備するフィルタ素子でもある。   FIG. 6 shows a radiation portion A2 in the far-field antenna A1 in the IC tag L1 in FIG. Here, the radiation part A2 is also a filter element including the first terminal pair P1 and the second terminal pair P2.

図7は、放射部A2における第一の端子対P1に対する第二の端子対P2への信号伝達特性(以下、S12パラメータ)を横軸に周波数(Frequency)、縦軸にS12パラメータで表したグラフの一例を示す。周波数fは遠方界アンテナA1で送受信を行う周波数である。   FIG. 7 is a graph in which the signal transmission characteristics (hereinafter referred to as S12 parameters) to the second terminal pair P2 with respect to the first terminal pair P1 in the radiating portion A2 are represented by the frequency (Frequency) on the horizontal axis and the S12 parameter on the vertical axis. An example is shown. The frequency f is a frequency at which transmission / reception is performed by the far-field antenna A1.

周波数f近傍において、第一の端子対P1に入力された信号は第二の端子対P2への伝達が抑制される。周波数fから十分離れた周波数では、第一の端子対P1に入力された信号は第二の端子対P2に伝達される。すなわち、放射部A2は、所謂、バンドエルミネートフィルタ(帯域消去フィルタ, Band-Elimination Filter)として機能する。また、第二の端子対P2に対する第一の端子対P1への信号伝達特性(以下、S21パラメータ)は、放射部A2が第一の端子対P1と第二の端子対P2に対して対称の形状を持つため、S12パラメータと同じである。S12パラメータとS21パラメータは、放射部A2を、所謂、半波長ダイポールアンテナで構成した場合、同様のS12パラメータ及びS21パラメータを示し、所謂、バンドエルミネートフィルタとして動作する。   In the vicinity of the frequency f, transmission of the signal input to the first terminal pair P1 to the second terminal pair P2 is suppressed. At a frequency sufficiently away from the frequency f, the signal input to the first terminal pair P1 is transmitted to the second terminal pair P2. That is, the radiating portion A2 functions as a so-called band-elimination filter (band-elimination filter). Further, the signal transmission characteristic (hereinafter referred to as S21 parameter) to the first terminal pair P1 with respect to the second terminal pair P2 is such that the radiating portion A2 is symmetrical with respect to the first terminal pair P1 and the second terminal pair P2. Since it has a shape, it is the same as the S12 parameter. The S12 parameter and the S21 parameter indicate the same S12 parameter and S21 parameter when the radiating portion A2 is configured by a so-called half-wave dipole antenna, and operate as a so-called band-eliminating filter.

例えば、遠方界アンテナの動作周波数帯域として、所謂、UHF帯に属する953MHz帯域を選択した場合、放射部A2のフィルタとしての特性、即ち、S12パラメータ及びS21パラメータは953MHz付近において極小値となるよう設定される。S12パラメータ及びS21パラメータの極小値を953MHz付近となるよう設定するには、放射部A2の長さを選択した帯域のキャリア信号の半波長程度(半波長ダイポール)とすればよい。なお、放射部A2の長さを選択した帯域のキャリア信号の半波長の整数倍としてもよい。   For example, when a so-called 953 MHz band belonging to the UHF band is selected as the operating frequency band of the far-field antenna, the characteristics as the filter of the radiating portion A2, that is, the S12 parameter and the S21 parameter are set to be minimal values near 953 MHz. Is done. In order to set the minimum values of the S12 parameter and the S21 parameter to be near 953 MHz, the length of the radiating portion A2 may be set to about a half wavelength (half wavelength dipole) of the carrier signal in the selected band. The length of the radiating portion A2 may be an integral multiple of a half wavelength of the carrier signal in the selected band.

このようにすると、例えば、953MHz帯域のキャリア信号をアンテナ端子LA及びLBに入力した場合、放射部A2において、キャリア信号が電磁波の形態で放射され、近傍界アンテナL2には伝達されない。また、例えば、13.56MHzのキャリア信号をアンテナ端子LA及びLBに入力した場合、放射部A2で電磁波として放射されることなく、近傍界アンテナL2に伝達される。   In this way, for example, when a carrier signal in the 953 MHz band is input to the antenna terminals LA and LB, the carrier signal is radiated in the form of electromagnetic waves in the radiating section A2, and is not transmitted to the near-field antenna L2. For example, when a 13.56 MHz carrier signal is input to the antenna terminals LA and LB, the carrier signal is transmitted to the near-field antenna L2 without being radiated as an electromagnetic wave by the radiating unit A2.

受信動作について説明する。リーダ・ライタ装置より、遠方界アンテナA1で用いられる周波数帯域、UHF帯や2.45GHz帯の電磁波が放射された場合、放射部A2によりキャリア信号を受信する。放射部A2で受信したキャリア信号は、インピーダンス調整部A3の効果によりA3を介し、アンテナ端子LA及びLBを介して半導体集積回路装置B1に伝達される。一方、近傍界アンテナL2のインピーダンスと、放射部A2のインピーダンスは整合されていないため、放射部A2より近傍界アンテナL2に伝達されるキャリア信号は極めて小さい。また、近傍界アンテナL2に、遠方界アンテナA1で用いられる周波数帯域、一般的にはUHF帯や2.45GHz帯の電磁波によってキャリア信号が伝達した場合、近傍界アンテナL2より第二の端子対P2に前記キャリア信号が伝達されるが、放射部A2が前記キャリア信号を遮断するフィルタ素子であるため、第二の端子対P2から第一の端子対P1には、S21パラメータの特性に従い、近傍界アンテナL2より第二の端子対P2に伝達される前記キャリア信号は、極めて小さい。従って、近傍界アンテナL2によって、遠方界アンテナA1の動作は妨害されない。   The reception operation will be described. When the reader / writer device emits electromagnetic waves in the frequency band, UHF band, or 2.45 GHz band used in the far-field antenna A1, a carrier signal is received by the radiating unit A2. The carrier signal received by the radiation unit A2 is transmitted to the semiconductor integrated circuit device B1 via the antenna terminals LA and LB via A3 due to the effect of the impedance adjustment unit A3. On the other hand, since the impedance of the near-field antenna L2 and the impedance of the radiating portion A2 are not matched, the carrier signal transmitted from the radiating portion A2 to the near-field antenna L2 is extremely small. When a carrier signal is transmitted to the near-field antenna L2 by an electromagnetic wave in the frequency band used in the far-field antenna A1, generally UHF band or 2.45 GHz band, the second terminal pair P2 is transmitted from the near-field antenna L2. The carrier signal is transmitted to the first terminal pair P1 from the second terminal pair P2 to the first terminal pair P1 according to the characteristics of the S21 parameter because the radiating portion A2 is a filter element that blocks the carrier signal. The carrier signal transmitted from the antenna L2 to the second terminal pair P2 is extremely small. Therefore, the operation of the far-field antenna A1 is not disturbed by the near-field antenna L2.

また、リーダ・ライタ装置より近傍界アンテナL2で用いられる周波数帯域のキャリア信号が、磁界結合によって、近傍界アンテナL2に伝達された場合、近傍界アンテナL2から第二の端子対P2を介して第一の端子対P1に伝達される。この際、放射部A2による放射は極めて小さく、前記キャリア信号が第二の端子対P2より第一の端子対P1に低損失で伝達される。第一の端子対P1からインピーダンス調整部A3を介し、アンテナ端子LA及びLBに信号が伝達されるが、その際インピーダンス調整部A3によって前記キャリア信号の伝達は妨害されないため、低損失でアンテナ端子LA及びLBに伝達される。   Further, when a carrier signal in the frequency band used by the near-field antenna L2 is transmitted from the reader / writer device to the near-field antenna L2 by magnetic field coupling, the first signal is transmitted from the near-field antenna L2 via the second terminal pair P2. It is transmitted to one terminal pair P1. At this time, radiation by the radiation part A2 is extremely small, and the carrier signal is transmitted from the second terminal pair P2 to the first terminal pair P1 with low loss. A signal is transmitted from the first terminal pair P1 to the antenna terminals LA and LB via the impedance adjuster A3. At this time, since the transmission of the carrier signal is not disturbed by the impedance adjuster A3, the antenna terminal LA is reduced in loss. And transmitted to LB.

アンテナ端子LA及びLBに伝達されたキャリア信号は、半導体集積回路B1に伝達され、半導体集積回路B1内の電源回路B2と信号処理回路B3に夫々伝達される。電源回路B2において生成された、電圧と電流が信号処理回路B3に供給されることで、信号処理回路B3が動作する。一方、前記キャリア信号に重畳された信号は送受信回路B4に伝達され、送受信回路B4にて前記重畳された信号は復調され、前記復調された信号に基づき、信号処理回路B3にて処理を行う。   The carrier signals transmitted to the antenna terminals LA and LB are transmitted to the semiconductor integrated circuit B1, and are respectively transmitted to the power supply circuit B2 and the signal processing circuit B3 in the semiconductor integrated circuit B1. The signal processing circuit B3 operates by supplying the voltage and current generated in the power supply circuit B2 to the signal processing circuit B3. On the other hand, the signal superimposed on the carrier signal is transmitted to the transmission / reception circuit B4, the transmission / reception circuit B4 demodulates the superimposed signal, and the signal processing circuit B3 performs processing based on the demodulated signal.

以上の動作により、複数のキャリア信号の周波数において、最適なアンテナを介してキャリア信号とそれに重畳された信号の受信が可能となる。   With the above operation, it is possible to receive a carrier signal and a signal superimposed thereon via an optimum antenna at a plurality of carrier signal frequencies.

更に、フィルタ素子である放射部A2によって、遠方界アンテナA1と近傍界アンテナL2は互いに受信動作を妨害しないため、受信動作について、夫々個別に最適な設計することが可能となる。夫々の周波数帯域における利用形態等にあわせて最適なアンテナを提供することが可能となる。   Furthermore, since the far field antenna A1 and the near field antenna L2 do not interfere with each other by the radiating portion A2 that is a filter element, it is possible to design the reception operation individually and optimally. It is possible to provide an optimum antenna in accordance with the usage form in each frequency band.

送信動作について説明する。半導体集積装置B1によってアンテナ端子LA及びLB介して入力されたキャリア信号が、キャリア周波数がf近傍である場合、すなわち、遠方界アンテナA1の動作する周波数帯域、一般的にはUHF帯もしくは2.45GHz帯である場合は、インピーダンス調整部A3に伝達され、インピーダンス調整部A3から放射部A2の第一の端子対P1に伝達され、放射部A2の第一の端子対P1から放射部A2に伝達され、放射部A2より電磁波として放射され、放射された電磁波はリーダ・ライタ間の空間を伝播し、リーダ・ライタ装置に伝達される。一方、放射部A2より第二の端子対P2への伝達は抑制されるため、アンテナ端子LA及びLBに入力されたキャリア信号は、近傍界アンテナの形状やサイズによらず、主に放射部A2より電磁波として放射される。従って、近傍界アンテナL2によって遠方界アンテナA1の動作は妨げられない。   A transmission operation will be described. When the carrier signal input via the antenna terminals LA and LB by the semiconductor integrated device B1 has a carrier frequency in the vicinity of f, that is, the frequency band in which the far-field antenna A1 operates, generally the UHF band or 2.45 GHz. If it is a band, it is transmitted to the impedance adjusting unit A3, transmitted from the impedance adjusting unit A3 to the first terminal pair P1 of the radiating unit A2, and transmitted from the first terminal pair P1 of the radiating unit A2 to the radiating unit A2. The radiation part A2 radiates as an electromagnetic wave, and the radiated electromagnetic wave propagates through the space between the reader / writer and is transmitted to the reader / writer device. On the other hand, since transmission from the radiating portion A2 to the second terminal pair P2 is suppressed, the carrier signal input to the antenna terminals LA and LB is mainly radiated portion A2 regardless of the shape and size of the near-field antenna. More radiated as electromagnetic waves. Accordingly, the operation of the far-field antenna A1 is not hindered by the near-field antenna L2.

また、アンテナ端子LA及びLBに入力されたキャリア信号の周波数が、近傍界アンテナの共振周波数付近である場合、第一の端子対P1に伝達された信号は、放射部A2では電磁波として放射されず、第二の端子対P2に伝達される。第二の端子対P2より近傍界アンテナL2に伝達されたキャリア信号は、近傍界アンテナL2とリーダ・ライタ装置に具備されるアンテナ間の磁界結合によってリーダ・ライタ装置に伝達される。   Further, when the frequency of the carrier signal input to the antenna terminals LA and LB is near the resonance frequency of the near-field antenna, the signal transmitted to the first terminal pair P1 is not radiated as an electromagnetic wave in the radiating portion A2. , Transmitted to the second terminal pair P2. The carrier signal transmitted from the second terminal pair P2 to the near-field antenna L2 is transmitted to the reader / writer device by magnetic field coupling between the near-field antenna L2 and the antenna provided in the reader / writer device.

以上の動作により、複数のキャリア信号の周波数において、最適なアンテナを介して信号の送信が可能となる。更に、フィルタ素子である放射部A2によって、遠方界アンテナA1と近傍界アンテナL2は互いに送信動作を妨害しないため、送信動作について、夫々個別に最適な設計することが可能となる。以上の受信動作及び送信動作によって、遠方界アンテナA1と近傍界アンテナL2の動作する周波数帯域において、夫々の周波数帯域での利用形態等にあわせて最適なアンテナを設計し、提供することが可能となる。   With the above operation, signals can be transmitted via an optimum antenna at a plurality of carrier signal frequencies. Furthermore, since the far-field antenna A1 and the near-field antenna L2 do not interfere with each other's transmission operation by the radiating portion A2 that is a filter element, it is possible to individually design each transmission operation optimally. With the above reception operation and transmission operation, it is possible to design and provide an optimum antenna in accordance with the usage form in each frequency band in the frequency band in which the far-field antenna A1 and the near-field antenna L2 operate. Become.

図8に、ICタグL1の第二の実施例を示す。図8における実施例は、図2に示した第一の実施例へ共振容量C1を追加した構成である。   FIG. 8 shows a second embodiment of the IC tag L1. The embodiment in FIG. 8 has a configuration in which a resonance capacitor C1 is added to the first embodiment shown in FIG.

近傍界アンテナL2は、一般的にコイル形状であり、ICタグの利用形態にあわせて、適切な寸法、形状、巻き数が選択される。近傍界アンテナL2のコイルの寸法、形状、巻き数が変更された場合、近傍界アンテナL2の共振周波数は変化する。このため、共振容量C1の寸法を変更することにより、共振容量C1の容量値を変化させ、所望の共振周波数に調整することが可能となるが、共振容量C1の容量値は、放射部A2の動作を妨げないために、遠方界アンテナA1の利用する周波数帯域において、十分小さい値をとることが望ましい。また、図8に示すように共振容量C1を配置することによって、図10に示す第三の実施例と比較して、近傍界アンテナL2が同一の寸法、形状、巻き数であるコイル部を搭載している場合、より大きいインダクタンスを得ることができ、共振容量C1または近傍界アンテナL2を小型化することが可能となる。   The near-field antenna L2 generally has a coil shape, and an appropriate size, shape, and number of turns are selected according to the usage form of the IC tag. When the dimensions, shape, and number of turns of the coil of the near-field antenna L2 are changed, the resonance frequency of the near-field antenna L2 changes. Therefore, by changing the dimension of the resonance capacitor C1, it is possible to change the capacitance value of the resonance capacitor C1 and adjust the resonance frequency to a desired resonance frequency. In order not to disturb the operation, it is desirable to take a sufficiently small value in the frequency band used by the far-field antenna A1. Further, by arranging the resonance capacitor C1 as shown in FIG. 8, the near-field antenna L2 has a coil portion having the same size, shape and number of turns as compared with the third embodiment shown in FIG. In this case, a larger inductance can be obtained, and the resonant capacitor C1 or the near-field antenna L2 can be downsized.

図9には、図8のx1での断面の一例を示す。近傍界アンテナL2は第一の金属C2と基板S1と第二の金属層C4で構成される。基板S1は誘電体である。近傍界アンテナL2は、ブリッジM1と共振容量C1以外は、第一の金属層C2上に構成され、ブリッジM1は第二の金属層C4に構成され、共振容量C1は第一の金属層C2と基板S1と第二の金属層C4によって構成された薄膜容量である。ブリッジM1は、M2、M3点において、第一の金属層C2と接続される。ブリッジM1のM2、M3点間には、共振容量C1の第二の金属層部分が構成される。   FIG. 9 shows an example of a cross section at x1 in FIG. The near-field antenna L2 includes a first metal C2, a substrate S1, and a second metal layer C4. The substrate S1 is a dielectric. The near-field antenna L2 is configured on the first metal layer C2 except for the bridge M1 and the resonant capacitor C1, the bridge M1 is configured on the second metal layer C4, and the resonant capacitor C1 is connected to the first metal layer C2. It is a thin film capacitor constituted by the substrate S1 and the second metal layer C4. The bridge M1 is connected to the first metal layer C2 at points M2 and M3. Between the points M2 and M3 of the bridge M1, a second metal layer portion of the resonance capacitor C1 is formed.

図10に、ICタグの第三の実施例を示す。本実施例は、図8における第二の実施例と同様に、図2に示した第一の実施例にへ共振容量C1を追加した構成である。第二の実施例と比較して、共振容量C1の追加方法が異なる。   FIG. 10 shows a third embodiment of the IC tag. As in the second embodiment shown in FIG. 8, this embodiment has a configuration in which a resonance capacitor C1 is added to the first embodiment shown in FIG. Compared with the second embodiment, the method of adding the resonance capacitor C1 is different.

近傍界アンテナL2は、一般的にはコイル形状であり、ICタグの利用形態にあわせて、適切な寸法、形状、巻き数が選択される。近傍界アンテナL2のコイルの寸法、形状、巻き数が変更された場合、近傍界アンテナL2の共振周波数は変化する。このため、共振容量C1の寸法を変更することにより、共振容量C1の容量値を変化させ、所望の共振周波数に調整することが可能となる。   The near-field antenna L2 generally has a coil shape, and an appropriate size, shape, and number of turns are selected according to the usage form of the IC tag. When the dimensions, shape, and number of turns of the coil of the near-field antenna L2 are changed, the resonance frequency of the near-field antenna L2 changes. For this reason, by changing the dimension of the resonance capacitor C1, the capacitance value of the resonance capacitor C1 can be changed and adjusted to a desired resonance frequency.

共振容量C1をM4、及びM5点で第一の金属層C2と接続することで、遠方界アンテナA1が利用する周波数帯域の波長と比較して、無視できない程度の電気的な経路が、共振容量C1と放射部A2間に存在することにより、共振容量C1と放射部A2が容易に整合しない。このため、共振容量C1の容量値を変化させた場合における、放射部A2への影響は小さく、放射部A2への影響を考慮することなく、共振容量C1を設計することが可能となる。   By connecting the resonance capacitor C1 to the first metal layer C2 at points M4 and M5, an electrical path that is not negligible compared to the wavelength of the frequency band used by the far-field antenna A1 can be obtained. By being present between C1 and the radiating portion A2, the resonant capacitor C1 and the radiating portion A2 are not easily matched. For this reason, when the capacitance value of the resonance capacitor C1 is changed, the influence on the radiation part A2 is small, and the resonance capacitor C1 can be designed without considering the influence on the radiation part A2.

図11に、図10のx2での断面を示す。近傍界アンテナL2は、一般的には、第一の金属C2と基板S1と第二の金属層C4で構成される。基板S1は誘電体である。近傍界アンテナL2は、ブリッジM1と共振容量C1以外は、第一の金属層C2上に構成され、ブリッジM1は第二の金属層C4に構成され、共振容量C1は第一の金属層C2と基板S1と第二の金属層C4によって構成された薄膜容量である。ブリッジM1は、M2、M3点において、第一の金属層C2と接続される。   FIG. 11 shows a cross section at x2 in FIG. The near-field antenna L2 is generally composed of a first metal C2, a substrate S1, and a second metal layer C4. The substrate S1 is a dielectric. The near-field antenna L2 is configured on the first metal layer C2 except for the bridge M1 and the resonant capacitor C1, the bridge M1 is configured on the second metal layer C4, and the resonant capacitor C1 is connected to the first metal layer C2. It is a thin film capacitor constituted by the substrate S1 and the second metal layer C4. The bridge M1 is connected to the first metal layer C2 at points M2 and M3.

共振容量C1は、ICタグL1のサイズを低減するために、近傍界アンテナL2の内部に形成されるのが好適であるが、近傍界アンテナL2の外部に形成しても良い。共振容量C1における、第一の金属層C2は、M4点にて近傍界アンテナL2と接続され、第二の金増層C4は、M5点にて近傍界アンテナL2と接続される。   The resonance capacitor C1 is preferably formed inside the near field antenna L2 in order to reduce the size of the IC tag L1, but may be formed outside the near field antenna L2. The first metal layer C2 in the resonance capacitor C1 is connected to the near-field antenna L2 at the point M4, and the second gold enhancement layer C4 is connected to the near-field antenna L2 at the point M5.

図10に示すように共振容量C1を配置することによって、図8に示す第二の実施例と比較して、共振容量C1の容量値を変化させた場合における、放射部A2への影響は小さく、放射部A2への影響を考慮することなく、共振容量C1を設計することが可能となる。   By arranging the resonant capacitor C1 as shown in FIG. 10, the influence on the radiation part A2 when the capacitance value of the resonant capacitor C1 is changed is small compared to the second embodiment shown in FIG. Therefore, it is possible to design the resonance capacitor C1 without considering the influence on the radiation part A2.

図12に、ICタグの第四の実施例を示す。図12における実施例は、図2に示した第一の実施例において、遠方界アンテナA1における放射部A2を、所謂、メアンダ形状(Meander)に変更した構成である。遠方界アンテナA1は放射部A2とインピーダンス調整部A3から形成される。放射部A2はメアンダ形状部A4を具備するダイポールアンテナである。遠方界アンテナA1は、メアンダ形状部A4を具備することにより、ほぼ同一の性能を有したまま、小型化することが可能となる。   FIG. 12 shows a fourth embodiment of the IC tag. The embodiment in FIG. 12 has a configuration in which the radiating portion A2 in the far field antenna A1 is changed to a so-called meander shape in the first embodiment shown in FIG. The far-field antenna A1 is formed by a radiation part A2 and an impedance adjustment part A3. The radiating portion A2 is a dipole antenna having a meander-shaped portion A4. The far-field antenna A1 can be downsized while having almost the same performance by including the meander-shaped portion A4.

図13に、ICタグの第五の実施例を示す。図13における実施例は、図2に示した第一の実施例において、遠方界アンテナA1における放射部A2を、所謂、スパイラルインダクタ(Spiral Inductor)を具備した構成に変更したものである。遠方界アンテナA1は放射部A2とインピーダンス調整部A3から形成される。放射部A2はスパイラルインダクタA5を具備するダイポールアンテナである。遠方界アンテナA1は、本願発明の第一の実施例における遠方界アンテナA1と比較して、スパイラルインダクタA5を具備することにより、ほぼ同一の性能を有したまま、小型化することが可能となる。   FIG. 13 shows a fifth embodiment of the IC tag. The embodiment in FIG. 13 is obtained by changing the radiating portion A2 in the far-field antenna A1 to a configuration having a so-called spiral inductor in the first embodiment shown in FIG. The far-field antenna A1 is formed by a radiation part A2 and an impedance adjustment part A3. The radiating portion A2 is a dipole antenna including a spiral inductor A5. The far-field antenna A1 can be reduced in size while having substantially the same performance by including the spiral inductor A5 as compared with the far-field antenna A1 in the first embodiment of the present invention. .

図14に、ICタグの第六の実施例を示す。図14における実施例は、図2に示した第一の実施例へフィルタF1を追加した構成である。フィルタF1は、一般的にバンドエルミネートフィルタを構成するのが好適であるが、ローパスフィルタで構成しても良い。第一の実施例における放射部A2の信号伝達特性と比較して、広帯域化や、分離特性の向上が可能となる。加えて、遠方界アンテナA1の利用できる周波数帯域で、複数の周波数を利用する場合においても、周波数によらず、最適な分離特性のフィルタを利用することができる。   FIG. 14 shows a sixth embodiment of the IC tag. The embodiment in FIG. 14 has a configuration in which a filter F1 is added to the first embodiment shown in FIG. In general, the filter F1 is preferably a band-eliminated filter, but may be a low-pass filter. Compared with the signal transmission characteristic of the radiation part A2 in the first embodiment, it is possible to widen the band and improve the separation characteristic. In addition, even when a plurality of frequencies are used in a frequency band that can be used by the far-field antenna A1, a filter having an optimum separation characteristic can be used regardless of the frequency.

図15に、図14のICタグL1におけるフィルタF1を示す。フィルタF1は、第一の端子対P3と第二の端子対P4を有しており、第一の端子対P3は、放射部A2の第二の端子対P2と接続されている。   FIG. 15 shows a filter F1 in the IC tag L1 of FIG. The filter F1 has a first terminal pair P3 and a second terminal pair P4, and the first terminal pair P3 is connected to the second terminal pair P2 of the radiating portion A2.

図16(a)に、図13のICタグL1の放射部A2における第一の端子対P1に対する第二の端子対P2への信号伝達特性(以下、S12パラメータ)を、横軸に周波数(Frequency)、縦軸にS12パラメータをとり表したグラフの一例を示す。周波数f1はS12パラメータにおける、極小値を与える周波数である。図16(a)は、基本的には図7と同様の特性を表すものである。   FIG. 16A shows signal transfer characteristics (hereinafter referred to as S12 parameter) to the second terminal pair P2 with respect to the first terminal pair P1 in the radiation part A2 of the IC tag L1 in FIG. 13, and the horizontal axis represents the frequency (Frequency). ), An example of a graph representing the S12 parameter on the vertical axis is shown. The frequency f1 is a frequency that gives a minimum value in the S12 parameter. FIG. 16A basically shows the same characteristics as FIG.

図16(b)に、フィルタF1の第一の端子対P3に対する第二の端子対P4への信号伝達特性(以下、S34パラメータ)を、横軸に周波数(Frequency)、縦軸にS34パラメータをとり表したグラフの一例を示す。周波数f2はS34パラメータにおける、極小値を与える周波数を表す。   FIG. 16B shows the signal transfer characteristic (hereinafter referred to as S34 parameter) to the second terminal pair P4 with respect to the first terminal pair P3 of the filter F1, the horizontal axis represents frequency (Frequency), and the vertical axis represents S34 parameter. An example of the represented graph is shown. The frequency f2 represents the frequency that gives the minimum value in the S34 parameter.

周波数f2近傍において、フィルタF1の第一の端子対P3に入力された信号は第二の端子対P4への伝達が抑制される。周波数fから十分離れた周波数では、フィルタF1の第一の端子対P3に入力された信号は第二の端子対P4に伝達される。また、フィルタF1第二の端子対P2に対する第一の端子対P1への信号伝達特性(以下、S43パラメータ)は、放射部A2が第一の端子対P1と第二の端子対P2に対して対称の形状を持つため、S34パラメータと同じである。   In the vicinity of the frequency f2, transmission of the signal input to the first terminal pair P3 of the filter F1 to the second terminal pair P4 is suppressed. At a frequency sufficiently away from the frequency f, the signal input to the first terminal pair P3 of the filter F1 is transmitted to the second terminal pair P4. Further, the signal transmission characteristic (hereinafter referred to as S43 parameter) to the first terminal pair P1 with respect to the second terminal pair P2 of the filter F1 is such that the radiating unit A2 has the first terminal pair P1 and the second terminal pair P2. Since it has a symmetric shape, it is the same as the S34 parameter.

図16(c)に、放射部A2の第一の端子対P1に対するフィルタF1の第二の端子対P4への信号伝達特性(以下、S14パラメータ)とを、横軸に周波数(Frequency)、縦軸にS14パラメータをとり表したグラフの一例を示す。放射部A2とフィルタF1を接続した構成の、信号伝達特性であるS14パラメータは、図16(c)のようになり、第一の実施例における放射部A2の信号伝達特性S12と比較して、広帯域化や、分離特性の向上が可能となる。こうすることにより、例えば、遠方界アンテナA1の利用できる周波数帯域で、複数の周波数を利用する場合においても、周波数によらず、最適な分離特性のフィルタを利用することができる。   FIG. 16C shows the signal transfer characteristic (hereinafter referred to as S14 parameter) to the second terminal pair P4 of the filter F1 with respect to the first terminal pair P1 of the radiating portion A2, and the horizontal axis indicates the frequency (Frequency) and the vertical axis. An example of the graph which expressed S14 parameter on the axis | shaft is shown. The S14 parameter, which is the signal transfer characteristic of the configuration in which the radiating part A2 and the filter F1 are connected, is as shown in FIG. 16C, and compared with the signal transfer characteristic S12 of the radiating part A2 in the first embodiment, Broadband and improved separation characteristics are possible. By doing so, for example, even when a plurality of frequencies are used in a frequency band that can be used by the far-field antenna A1, a filter having an optimum separation characteristic can be used regardless of the frequency.

以上、本発明者によりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. Yes.

本願発明は、非接触電子装置、所謂、ICタグ等に適用して好適である。   The present invention is suitable for application to non-contact electronic devices, so-called IC tags and the like.

ICタグシステムの一例である。It is an example of an IC tag system. ICタグの第一の実施例である。It is a 1st Example of an IC tag. 半導体集積回路の一例である。It is an example of a semiconductor integrated circuit. 遠方界アンテナ部の実施例である。It is an Example of a far-field antenna part. 近傍界アンテナ部の実施例である。It is an Example of a near field antenna part. 遠方界アンテナ部における放射部の実施例である。It is an Example of the radiation | emission part in a far field antenna part. 遠方界アンテナ部の放射部における信号伝達特性の一例である。It is an example of the signal transmission characteristic in the radiation | emission part of a far-field antenna part. ICタグの第二の実施例である。It is a 2nd Example of an IC tag. 近傍界アンテナ部における共振容量の実施例である。It is an Example of the resonant capacity in a near field antenna part. ICタグの第三の実施例である。It is a 3rd Example of an IC tag. 近傍界アンテナ部における共振容量の実施例である。It is an Example of the resonant capacity in a near field antenna part. ICタグの第四の実施例である。It is a 4th Example of an IC tag. ICタグの第五の実施例である。It is a 5th Example of an IC tag. ICタグの第六の実施例である。It is a 6th Example of an IC tag. フィルタ部の実施例である。It is an Example of a filter part. フィルタ部と遠方界アンテナ部の放射部における信号伝達特性の一例である。It is an example of the signal transmission characteristic in the radiation | emission part of a filter part and a far-field antenna part.

符号の説明Explanation of symbols

A1〜3…遠方界アンテナ
B1〜3…半導体集積回路
C1…共振容量
L1…ICタグ
L2…近傍界アンテナ
LA,LB…アンテナ端子
M1〜5…ブリッジ
R1〜2…リーダ・ライタ装置
S1…基板
A1-3 ... Far-field antenna B1-3 ... Semiconductor integrated circuit C1 ... Resonant capacitance L1 ... IC tag L2 ... Near-field antenna LA, LB ... Antenna terminals M1-5 ... Bridge R1-2 ... Reader / writer device S1 ... Substrate

Claims (7)

送受信回路を含む半導体集積回路と、
第1周波数の第1キャリア信号により送受信を行う遠方界アンテナと、
第2周波数の第2キャリア信号により送受信を行う近傍界アンテナとを有し、
前記遠方界アンテナは、電波の放射によって信号の送受信を行うアンテナであり、
前記近傍界アンテナは、リーダ・ライタのコイルとの磁界結合によって信号の送受信を行うアンテナであり、
前記近傍界アンテナは、前記遠方界アンテナを介し、前記半導体集積回路へ接続することを特徴とするICタグ。
A semiconductor integrated circuit including a transceiver circuit;
A far-field antenna that transmits and receives with a first carrier signal of a first frequency;
A near-field antenna that transmits and receives with a second carrier signal of a second frequency,
The far-field antenna is an antenna that transmits and receives signals by radiating radio waves,
The near-field antenna is an antenna that transmits and receives signals by magnetic field coupling with a reader / writer coil,
The IC tag, wherein the near-field antenna is connected to the semiconductor integrated circuit through the far-field antenna.
請求項1に記載のICタグにおいて、
前記遠方界アンテナは、帯域消去フィルタとして機能し、
前記遠方界アンテナ、前記半導体集積回路と前記近傍界アンテナとの間における前記第1周波数の帯域の信号伝達特性が低いことを特徴とするICタグ。
The IC tag according to claim 1,
The far-field antenna functions as a band elimination filter,
An IC tag having low signal transfer characteristics in the first frequency band between the far-field antenna, the semiconductor integrated circuit, and the near-field antenna.
請求項1または2に記載のICタグにおいて、
前記遠方界アンテナは、前記第1キャリア信号の半波長の長さであることを特徴とするICタグ。
The IC tag according to claim 1 or 2,
The IC tag, wherein the far-field antenna has a half-wavelength of the first carrier signal.
請求項1から3の何れかに記載のICタグにおいて、
フィルタを有し、
前記近傍界アンテナは、前記フィルタを介し、前記半導体集積回路へ接続し、
前記フィルタは、前記半導体集積回路と前記近傍界アンテナとの間における前記第1周波数の帯域の信号伝達特性が低いことを特徴とするICタグ。
In the IC tag according to any one of claims 1 to 3,
Have a filter,
The near-field antenna is connected to the semiconductor integrated circuit through the filter,
The IC tag, wherein the filter has a low signal transfer characteristic in a band of the first frequency between the semiconductor integrated circuit and the near-field antenna.
請求項1から4の何れかに記載のICタグにおいて、
前記遠方界アンテナは、メアンダ形状であることを特徴とするICタグ。
The IC tag according to any one of claims 1 to 4,
The IC tag, wherein the far-field antenna has a meander shape.
請求項1から4の何れかに記載のICタグにおいて、
前記遠方界アンテナは、スパイラルアンテナであることを特徴とするICタグ。
The IC tag according to any one of claims 1 to 4,
The IC tag, wherein the far-field antenna is a spiral antenna.
リーダ・ライタと、ICタグとを有し、It has a reader / writer and an IC tag,
前記ICタグは、送受信回路を含む半導体集積回路と、第1周波数の第1キャリア信号により送受信を行う遠方界アンテナと、第2周波数の第2キャリア信号より送受信を行う近傍界アンテナとを有し、The IC tag includes a semiconductor integrated circuit including a transmission / reception circuit, a far-field antenna that transmits and receives a first carrier signal having a first frequency, and a near-field antenna that transmits and receives a second carrier signal having a second frequency. ,
前記遠方界アンテナは、電波の放射によって信号の送受信を行うアンテナであり、The far-field antenna is an antenna that transmits and receives signals by radiating radio waves,
前記近傍界アンテナは、リーダ・ライタのコイルとの磁界結合によって信号の送受信を行うアンテナであり、The near-field antenna is an antenna that transmits and receives signals by magnetic field coupling with a reader / writer coil,
前記近傍界アンテナは、前記遠方界アンテナを介し、前記半導体集積回路へ接続し、The near-field antenna is connected to the semiconductor integrated circuit via the far-field antenna,
前記半導体集積回路は、前記遠方界アンテナ、または、近傍界アンテナを介して前記リーダ・ライタと通信を行うことを特徴とするICタグシステム。An IC tag system, wherein the semiconductor integrated circuit communicates with the reader / writer via the far-field antenna or the near-field antenna.
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