JP5548868B2 - Antenna fabric - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信用のアンテナとして使用することができる布帛に関する。   The present invention relates to a fabric that can be used as an antenna for wireless communication.

近年RFID等の無線IDタグの小型化が進み、無線IDタグを様々な移動体に取り付けて識別するシステムが開発されている。無線IDタグを認識するためには、無線IDタグとの間で情報を送受信するためのアンテナが必要となる。   In recent years, wireless ID tags such as RFID have been miniaturized, and a system for identifying a wireless ID tag by attaching it to various mobile bodies has been developed. In order to recognize the wireless ID tag, an antenna for transmitting and receiving information to and from the wireless ID tag is required.

無線IDタグの小型化により移動体に対する取付位置の制約が少なくなり、例えば人間に取り付ける場合でも衣服、身の回り品、所持品といった既存の身に付ける物に無線IDタグを取り付けて人間の識別や位置認識が可能となっている。そのため、無線IDタグと送受信するアンテナについても人間が移動する際に無線IDタグに近接する様々な既存の物品に取り付けて、人間の移動を制約することなく自然な動作の中で識別や位置認識を行うことが望まれている。   Due to the miniaturization of the wireless ID tag, there are fewer restrictions on the mounting position with respect to the moving body. For example, even when attaching to a human being, the wireless ID tag is attached to an existing object to be worn such as clothes, personal belongings and personal belongings to identify and position the person. Recognition is possible. Therefore, the antenna that transmits and receives to / from the wireless ID tag is also attached to various existing items close to the wireless ID tag when the person moves, so that identification and position recognition can be performed in a natural operation without restricting human movement. It is desired to do.

こうした要望に対して、例えば、特許文献1では、フェルト生地等の柔軟性のある生地を誘電体基板とし、誘電体基板に取り付けるグランド板、マイクロストリップパッチ及び給電胴体を導電性布で構成したマイクロストリップアンテナが記載されており、こうしたアンテナを用いることで、軽量かつ柔軟でしわが生じにくく平面でない場所にも取り付けることが容易で、服や帽子等にも縫い付けることができるとされている。また、特許文献2では、銅線等の金属線をコイル状にしたり、銅箔等を合成樹脂フィルムへ貼り合わせるか、真空蒸着した金属被膜をエッチングしてコイル状として得られるアンテナ部分を、布地等の帯状体に取り付けて構成した手首装着用アンテナが記載されている。   In response to such a request, for example, in Patent Document 1, a flexible fabric such as a felt fabric is used as a dielectric substrate, and a ground plate, a microstrip patch, and a power supply body to be attached to the dielectric substrate are formed of a conductive cloth. A strip antenna is described, and it is said that by using such an antenna, it is easy to attach to a non-planar place that is light and flexible and does not easily wrinkle, and can be sewn to clothes or a hat. In Patent Document 2, a metal wire such as a copper wire is coiled, a copper foil or the like is bonded to a synthetic resin film, or a vacuum-deposited metal film is etched to obtain a coiled antenna portion. A wrist mounting antenna configured by being attached to a belt-like body such as the above is described.

このように布地に対して電気的な特性を担持させる方法としては、例えば、特許文献3では、めっき、金属蒸着、スパッタリング、導電塗料のいずれか一つの方法で導電性を持たせた合成繊維で伸縮性を持つ糸をカバーリングした複合糸を用いて製編された伸縮性導電繊維材料が記載されている。また、特許文献4では、経糸として、ポリエステル繊維等からなる非電気的伝導性の糸を用い、緯糸として、金属繊維等からなる電気的伝導性の糸を用いて織成された織物アンテナが記載されている。また、特許文献5では、少なくとも一部又は全部に導電性を示す導電部を有する金銀糸と絶縁性を示す絹糸とによって構成した織物に、導電部の配置パターンにより形成される導電性領域及び絶縁性を有するスロットを具備するアンテナが記載されている。   For example, in Patent Document 3, a synthetic fiber made conductive by any one of plating, metal deposition, sputtering, and conductive paint is used as a method for supporting electrical characteristics on a fabric. A stretchable conductive fiber material knitted using a composite yarn that covers a stretchable yarn is described. Further, Patent Document 4 describes a fabric antenna woven using a non-electrically conductive yarn made of polyester fiber or the like as a warp and an electrically conductive yarn made of metal fiber or the like as a weft. Has been. Further, in Patent Document 5, at least part or all of the conductive region and the insulation formed by the arrangement pattern of the conductive portion on the woven fabric constituted by the gold and silver thread having the conductive portion and the silk yarn having the insulating property. An antenna comprising a slot having a characteristic is described.

特開2003−258539号公報JP 2003-258539 A 特開2002−352199号公報JP 2002-352199 A 特開2007−191811号公報JP 2007-191811 A 特開2008−546209号公報JP 2008-546209 A 特開2009−044439号公報JP 2009-044439 A

上述した特許文献1のように、アンテナとなる導電性布を生地に縫い付ける場合、全体の厚みが通常の生地よりも厚くなり、しわが生じにくいものの通常の生地のような伸縮性に欠けるものとなる。また、特許文献2のように、布地にコイル状の金属線を張り付ける場合やコイルを形成した合成樹脂フィルムを張り付ける場合、柔軟性及び伸縮性の点で通常の生地とは劣ったものとなる。   As in Patent Document 1 described above, when a conductive cloth serving as an antenna is sewed on a cloth, the entire thickness is thicker than that of a normal cloth, and wrinkles are less likely to occur, but the stretchability is not the same as that of a normal cloth. It becomes. In addition, as in Patent Document 2, when a coiled metal wire is pasted on a fabric or a synthetic resin film on which a coil is formed is pasted, it is inferior to a normal fabric in terms of flexibility and stretchability. Become.

特許文献3では、メッキ等により導電性を持たせた合成繊維を用いてカバーリングしているが、金属被膜を有するこうした繊維は電気抵抗が高く、湾曲したり伸縮することで導電性を有する金属被膜が破断しやすいといった欠点があり、アンテナの素材としては好ましくない。   In Patent Document 3, covering is performed using a synthetic fiber that is made conductive by plating or the like. However, such a fiber having a metal film has a high electric resistance, and is a metal having conductivity by bending or stretching. There is a drawback that the coating is easily broken, which is not preferable as a material for the antenna.

また、特許文献4では金属繊維を用いているが、金属繊維は伸縮性に乏しく、合成繊維と組み合わせて織物にすると、合成繊維の伸縮に追随せずに断線したり、撓んでしまうといった欠点があり、アンテナの素材としてはそのまま用いることは難しい。   Moreover, although the metal fiber is used in patent document 4, when a metal fiber is scarcely stretchable and it combines with a synthetic fiber to make a woven fabric, it will be disconnected or bent without following the expansion and contraction of the synthetic fiber. Yes, it is difficult to use as an antenna material.

また、特許文献5では、PETからなる基材にアルミニウムを蒸着した金銀糸を導電性糸に用いているが、金銀糸は断線しやすく電気抵抗が高いといった欠点がある。そして、金銀糸を捻れた状態で使用すると、捻れた部分では所定の方向からみて導電性を有する部分が不均一となるためアンテナ特性が一定しないといった問題がある。   In Patent Document 5, a gold-silver thread obtained by vapor-depositing aluminum on a base material made of PET is used as the conductive thread. However, the gold-silver thread has a drawback that it is easily disconnected and has high electrical resistance. When the gold and silver thread is used in a twisted state, there is a problem in that the antenna characteristics are not constant because the conductive part is not uniform in the twisted part when viewed from a predetermined direction.

そこで、本発明は、通常の生地と同様に薄地で柔軟性及び伸縮性を有するアンテナ用布帛を提供することを目的とするものである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a fabric for an antenna that is thin and has flexibility and stretchability in the same manner as a normal fabric.

本発明に係るアンテナ用布帛は、比誘電率が4以下の地糸を経糸及び緯糸に使用した織物からなる地組織と、前記地糸と同一の芯糸の周りを金属繊維カバーリング加工した抵抗が5Ω/m〜15Ω/mの導電糸からなるとともに前記地組織の経糸方向及び/又は緯糸方向の一部に配置されて前記地組織の片面側に密着させるように保持されていることを特徴とする。さらに、前記地組織は、二重織により織成された織物からなり、前記アンテナ線は、前記地組織の二重に織成された織地の片面側に密着保持されていることを特徴とする。さらに、前記導電糸は、前記金属繊維を撚り数3000以上でカバーリング加工していることを特徴とする。さらに、前記アンテナ線は、当該アンテナ線に交差して保持する糸の本数に基づいて長さが設定されていることを特徴とする。 Antenna cloth according to the present invention, the ratio a ground structure composed of a woven fabric having a dielectric constant using 4 below ground yarns in warp and weft was around the ground yarn same core yarn and then covering machining of metal fibers It is made of conductive yarn having a resistance of 5 Ω / m to 15 Ω / m, and is arranged in a part of the warp direction and / or the weft direction of the ground structure and held so as to be in close contact with one side of the ground structure. Features. Further, the ground structure is made of a woven fabric woven by double weaving, and the antenna wire is held tightly on one side of the double woven fabric of the ground texture. . Further, the conductive yarn is characterized in that the metal fiber is covered with a twist number of 3000 or more. Further, the length of the antenna line is set based on the number of yarns held so as to cross the antenna line.

本発明は、上記のような構成を有することで、比誘電率が4以下の繊維材料からなる地組織に対して抵抗が5Ω/m〜15Ω/mの導電糸からなるアンテナ線を密着保持させているので、絶縁体の地組織に低抵抗のアンテナ線を用いることで感度のよいアンテナとして使用することができる。   In the present invention, the antenna wire made of conductive yarn having a resistance of 5 Ω / m to 15 Ω / m is held in close contact with the ground structure made of a fiber material having a relative dielectric constant of 4 or less by having the configuration as described above. Therefore, it can be used as a highly sensitive antenna by using a low-resistance antenna wire for the ground structure of the insulator.

また、アンテナ線として芯糸に金属繊維をカバーリング加工した導電糸を用いているので、アンテナ線が柔軟性及び伸縮性に優れたものなり、地組織に密着保持させた状態で地組織が湾曲変形した場合でも地組織の変形に追従することができる。そして、金属線が芯糸に巻き付くようにカバーリング加工されているので、合成繊維からなる糸と同様の力学特性を有しており、アンテナ線が湾曲した場合でも断線することがなく、かつ金属繊維が撓むこともない。   In addition, since the conductive wire with metal fiber covering the core yarn is used as the antenna wire, the antenna wire is excellent in flexibility and stretchability, and the ground structure is curved in a state of being held in close contact with the ground tissue. Even when it is deformed, it can follow the deformation of the ground structure. And since the metal wire is covered so as to be wound around the core yarn, it has the same mechanical characteristics as the yarn made of synthetic fiber, and even when the antenna wire is curved, it does not break, and The metal fiber does not bend.

そのため、本発明のアンテナ用布帛は、衣服やカーテンといった既存の繊維製品に使用される生地と同様の柔軟性及び伸縮性を有しているので、繊維製品に取り付けた場合でも繊維製品の変形に対してアンテナの特性を損なうことなく追従することができる。   Therefore, the antenna fabric of the present invention has the same flexibility and stretchability as the fabric used for existing textile products such as clothes and curtains. On the other hand, it can follow without impairing the characteristics of the antenna.

また、導電糸の芯糸を地組織の地糸と同一の糸を用いることで、導電糸を地糸と同様の柔軟性及び伸縮性を持たせることができ、地組織にアンテナ線を密着保持した状態で両者がずれることなく同じように変形させることが可能となる。   In addition, by using the same thread as the ground yarn of the ground structure as the core thread of the conductive thread, the conductive thread can have the same flexibility and stretchability as the ground thread, and the antenna wire is held in close contact with the ground structure. In this state, both can be deformed in the same way without shifting.

そして、アンテナ線を地組織の経糸方向及び/又は緯糸方向に挿入して交差する地糸により保持するようにすれば、アンテナ線を地組織に確実に密着保持することができる。また、アンテナ線を当該アンテナ線に交差するように地組織に縫い込まれた縫糸により保持するようにしても、アンテナ線を地組織に確実に密着保持することができる。   If the antenna wire is inserted in the warp direction and / or the weft direction of the ground structure and held by the intersecting ground yarn, the antenna line can be securely held in close contact with the ground structure. Further, even if the antenna line is held by a sewing thread that is sewn into the ground structure so as to intersect the antenna line, the antenna line can be securely held in close contact with the ground structure.

また、導電糸を撚り数3000以上で金属繊維をカバーリング加工すれば、芯糸の有する柔軟性及び伸縮性とほぼ同じ特性を導電糸に持たせることができる。   Further, if the conductive yarn is twisted and the metal fiber is covered with a twist number of 3000 or more, the conductive yarn can have substantially the same characteristics as the flexibility and stretchability of the core yarn.

また、アンテナ線の長さを当該アンテナ線に交差して保持する糸の本数に基づいて設定すれば、アンテナ特性を決める際のアンテナ線の長さを精度よく設定することができる。   Also, if the length of the antenna line is set based on the number of yarns that cross and hold the antenna line, the length of the antenna line when determining the antenna characteristics can be set with high accuracy.

本発明に係る実施形態に関する概略平面図である。It is a schematic plan view regarding the embodiment which concerns on this invention. 導電糸に関する一部拡大図である。It is a partially expanded view regarding a conductive yarn. 導電糸の撚り数と強伸度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the twist number of an electrically conductive yarn, and strong elongation. 導電糸の撚り数と弾性率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the twist number of an electrically conductive yarn, and an elasticity modulus. 図1に示す部分Aに関する部分拡大平面図である。It is a partial enlarged plan view regarding the part A shown in FIG. 縫製の場合の部分Aに関する部分拡大平面図である。It is the elements on larger scale regarding the part A in the case of sewing. 本発明に係る別の実施形態に関する概略平面図である。It is a schematic plan view regarding another embodiment which concerns on this invention. 共振周波数とアンテナエレメント長との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a resonant frequency and antenna element length. リターンロスとアンテナエレメント長との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a return loss and antenna element length. 八木アンテナ形状のアンテナ用布帛の認識距離に関する測定結果を示すマップである。It is a map which shows the measurement result regarding the recognition distance of the fabric for antennas of a Yagi antenna shape. ループアンテナ形状のアンテナ用布帛の認識距離に関する測定結果を示すマップである。It is a map which shows the measurement result regarding the recognition distance of the fabric for antennas of a loop antenna shape. アンテナ用布帛の変形状態における認識距離を測定した結果を示す表である。It is a table | surface which shows the result of having measured the recognition distance in the deformation | transformation state of the fabric for antennas.

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. The embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, and thus various technical limitations are made. However, the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these forms.

図1は、本発明に係る実施形態に関する概略平面図である。アンテナ用布帛は、地組織1にアンテナ線2が密着して保持されている。アンテナ線2は、直線状に配列された一対の導電糸を組み合せたダイポールアンテナ形状に設定されている。アンテナ線2を構成する導電糸の近接する端部は所定の間隔が空けられており、離間する端部の間の間隔Lに基づいてアンテナの周波数特性が決定される。また、導電糸の対向する端部には直交する方向に導電糸が配列されて外部回路との接続線3となっている。この例では、一方の接続線3がアンテナ線2に接続されずにそれに沿って平行に配列されている。接続線3とアンテナ線2との間を電気的に接続する位置は、実際にアンテナ線の特性を測定して最適位置を探索して決定する。なお、上述した間隔Lは、導電糸の実際の長さではなく平面視での端部の間の直線距離である。   FIG. 1 is a schematic plan view of an embodiment according to the present invention. In the antenna fabric, the antenna wire 2 is held in close contact with the ground structure 1. The antenna line 2 is set in a dipole antenna shape in which a pair of conductive yarns arranged in a straight line is combined. The adjacent ends of the conductive yarns constituting the antenna line 2 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the frequency characteristics of the antenna are determined based on the distance L between the separated ends. In addition, the conductive yarns are arranged in the orthogonal direction at the opposite ends of the conductive yarns to form connection lines 3 to the external circuit. In this example, one connection line 3 is not connected to the antenna line 2 but is arranged in parallel along it. The position where the connection line 3 and the antenna line 2 are electrically connected is determined by actually measuring the characteristics of the antenna line and searching for the optimum position. In addition, the space | interval L mentioned above is not the actual length of a conductive thread but the linear distance between the edge parts by planar view.

地組織1は、織物、編物、不織布等の繊維材料からなる生地であり、繊維材料としては、比誘電率が4以下の電気的に絶縁性の材料で、具体的には、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PTT(ポリトリメチレンテレフタレート)又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)等のポリエステル系繊維、ナイロン(ポリアミド繊維)、アラミド(芳香族ポリアミド繊維)、ポリプロピレン又はポリエチレン等のポリオレフイン系繊維、アクリル等の合成繊維、レーヨン、アセテート等の化学繊維、綿、麻、ウール又は絹等の天然繊維が挙げられる。また、これらの繊維を複数種類混合した複合繊維を用いてもよい。   The ground structure 1 is a fabric made of a fiber material such as a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric. The fiber material is an electrically insulating material having a relative dielectric constant of 4 or less, specifically, PET (polyethylene terephthalate). ), Polyester fiber such as PTT (polytrimethylene terephthalate) or PBT (polybutylene terephthalate), nylon (polyamide fiber), aramid (aromatic polyamide fiber), polyolefin fiber such as polypropylene or polyethylene, synthetic fiber such as acrylic , Chemical fibers such as rayon and acetate, and natural fibers such as cotton, hemp, wool, and silk. Moreover, you may use the composite fiber which mixed multiple types of these fibers.

アンテナ線2に用いる導電糸は、銅繊維、錫青銅繊維、ステンレス繊維等の金属繊維を芯糸の周囲にカバーリング加工したものである。芯糸としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PTT(ポリトリメチレンテレフタレート)又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)等のポリエステル系繊維、ナイロン(ポリアミド繊維)、アラミド(芳香族ポリアミド繊維)、ポリプロピレン又はポリエチレン等のポリオレフイン系繊維、アクリル等の合成繊維、レーヨン、アセテート等の化学繊維、綿、麻、ウール又は絹等の天然繊維といった繊維からなる糸を用いるとよく、これらの繊維を複数種類混合した複合繊維からなる糸を用いてもよい。   The conductive yarn used for the antenna wire 2 is obtained by covering metal fibers such as copper fiber, tin bronze fiber, and stainless fiber around the core yarn. As the core yarn, polyester fiber such as PET (polyethylene terephthalate), PTT (polytrimethylene terephthalate) or PBT (polybutylene terephthalate), nylon (polyamide fiber), aramid (aromatic polyamide fiber), polypropylene or polyethylene, etc. Polyolefin fibers, synthetic fibers such as acrylic, chemical fibers such as rayon and acetate, and yarns such as natural fibers such as cotton, hemp, wool, and silk may be used. From composite fibers in which these fibers are mixed. May be used.

カバーリング加工としては、シングルカバーリング加工及びダブルカバーリング加工があり、図2には、芯糸2aの周囲に金属繊維2bを2重に巻き付けたダブルカバーリング加工を施した導電糸を示している。   As the covering process, there are a single covering process and a double covering process. FIG. 2 shows a conductive thread subjected to a double covering process in which metal fibers 2b are wound around the core thread 2a. Yes.

導電糸は、電気的に低抵抗のものが望ましく、電気抵抗が5Ω/m〜15Ω/mに設定するとよい。電気抵抗が15Ω/mを超えると、アンテナとしての感度が悪化する。   The electrically conductive yarn desirably has an electrically low resistance, and the electrical resistance is preferably set to 5 Ω / m to 15 Ω / m. When the electric resistance exceeds 15 Ω / m, the sensitivity as an antenna deteriorates.

導電糸の力学特性は、カバーリング加工する金属繊維の撚り数が3000T/m以上になると、芯糸とほぼ同じ特性を有するようになる。図3は、芯糸としてPETからなる糸(84dtex/36f)を用い、金属繊維として銅繊維(径50μm)を用いてダブルカバーリング加工により作成した導電糸の強伸度を示すグラフであり、金属繊維の撚り数を500T/m、1000T/m、2000T/m、3000T/m、3500T/mに設定して作成した導電糸を作成し、引張強度試験(JIS L 1013 8.5.1)を行った試験結果を示している。図3に示すグラフからわかるように、撚り数が3000T/m以上になると、芯糸とほぼ同じ特性を有するようになる。図4は、図3で行った試験結果に基づく撚り数による導電糸の弾性率の変化を示すグラフである。このグラフをみると、撚り数が3000T/m以上で芯糸とほぼ同じ弾性率を有するようになる。   As for the mechanical properties of the conductive yarn, when the number of twists of the metal fiber to be covered is 3000 T / m or more, it has almost the same properties as the core yarn. FIG. 3 is a graph showing the strength and elongation of a conductive yarn created by double covering using a yarn (84 dtex / 36f) made of PET as a core yarn and a copper fiber (diameter 50 μm) as a metal fiber, Conductive yarn was prepared by setting the number of twists of the metal fiber to 500 T / m, 1000 T / m, 2000 T / m, 3000 T / m, 3500 T / m, and tensile strength test (JIS L 1013 8.5.1). The test result which performed was shown. As can be seen from the graph shown in FIG. 3, when the number of twists is 3000 T / m or more, it has substantially the same characteristics as the core yarn. FIG. 4 is a graph showing the change in the elastic modulus of the conductive yarn depending on the number of twists based on the test results performed in FIG. As seen from this graph, the twist number is 3000 T / m or more and the elastic modulus is almost the same as that of the core yarn.

このように芯糸に金属繊維をカバーリング加工した導電糸をアンテナ線に用いることで、柔軟性及び伸縮性を有するアンテナ線2を得ることができ、地組織1にアンテナ線2を密着保持した場合に地組織1が湾曲又は伸縮しても、アンテナ線2が断線したりずれることなく地組織1の変形に追従することが可能となる。したがって、衣服やカーテンといった既存の繊維製品に取り付けた場合でもアンテナの特性に影響を受けることがなく無線通信を行うことができる。   Thus, by using the conductive wire in which the metal fiber is covered in the core yarn as the antenna wire, the antenna wire 2 having flexibility and stretchability can be obtained, and the antenna wire 2 is held in close contact with the ground structure 1. In this case, even if the ground structure 1 is curved or stretched, the antenna wire 2 can follow the deformation of the ground structure 1 without being disconnected or displaced. Therefore, even when attached to existing textile products such as clothes and curtains, wireless communication can be performed without being affected by the characteristics of the antenna.

図5は、二重織により織成された地組織1にアンテナ線2を密着保持した場合の図1の部分Aに関する拡大平面図である。アンテナ線2は、二重に織成された織地の上面側の織地に密着保持されている。アンテナ線2である導電糸が緯糸3bの間に配列されており、経糸3aが導電糸の上下に交互に交差して緯糸3bと同様に挟持されている。そのため、アンテナ線2が地組織1に密着保持されて抜け落ちることはない。また、導電糸が柔軟性及び伸縮性を有しているため、地組織1が変形してもそれに追従して変形することができ、断線等のトラブルが生じることはない。導電糸の芯糸として緯糸3bと同じものを使用すれば、導電糸の力学特性を経糸とほぼ同様に設定することができ、地組織1の変形に対して導電糸がよりスムーズに追従することが可能となる。   FIG. 5 is an enlarged plan view of a portion A in FIG. 1 when the antenna wire 2 is held in close contact with the ground tissue 1 woven by double weaving. The antenna wire 2 is held in close contact with the fabric on the upper surface side of the double woven fabric. Conductive yarns that are antenna wires 2 are arranged between the wefts 3b, and the warp yarns 3a are alternately sandwiched between the upper and lower sides of the conductive yarns and are sandwiched in the same manner as the weft yarns 3b. Therefore, the antenna wire 2 is held tightly to the ground structure 1 and does not fall off. Further, since the conductive yarn has flexibility and stretchability, even if the ground structure 1 is deformed, it can be deformed following the deformation, and troubles such as disconnection do not occur. If the same thread as the weft 3b is used as the core yarn of the conductive yarn, the mechanical characteristics of the conductive yarn can be set almost the same as the warp, and the conductive yarn follows the deformation of the ground texture 1 more smoothly. Is possible.

また、導電糸に対して経糸3aがほぼ等間隔で交差するため、交差する経糸3aの本数に基づいて密着保持する導電糸のながさを設定することが可能となる。したがって、地組織1を織成する際に緯糸として導電糸を所定本数の経糸分だけ挿入して織成し、地組織の織成後に経糸により保持された分だけ残して導電糸を切断し、アンテナ線として用いるようにすることもできる。このようにアンテナ線を形成することで、上述の間隔Lを精度よく設定することができ、アンテナの感度を向上させることが可能となる。   In addition, since the warp yarns 3a intersect the conductive yarns at substantially equal intervals, it is possible to set the length of the conductive yarns that are in close contact with each other based on the number of the intersecting warp yarns 3a. Therefore, when weaving the ground structure 1, a predetermined number of warp yarns are inserted as wefts to weave, and after the weaving of the ground structure, the conductive yarn is cut while leaving only the amount retained by the warp, and the antenna wire It can also be used as. By forming the antenna line in this way, the above-described distance L can be set with high accuracy, and the sensitivity of the antenna can be improved.

この例では、地組織1が二重織により織成されているので、アンテナ線2の下面に織地が配設される構成となっており、地組織1を導電体上に配置した場合でもアンテナ線2が導電体に接触することを防止する。   In this example, since the ground structure 1 is woven by double weaving, the fabric is disposed on the lower surface of the antenna wire 2, and even when the ground structure 1 is disposed on a conductor, the antenna is provided. The line 2 is prevented from contacting the conductor.

なお、上述した例では、導電糸を緯糸方向に配列しているが、経糸方向に配列して保持することもでき、接続線3のように経糸方向に配列して緯糸により保持するようにしてもよい。   In the above example, the conductive yarns are arranged in the weft direction. However, the conductive yarns can be arranged and held in the warp direction. Also good.

図6は、平織りにより織成された地組織1に縫糸4によりアンテナ線2を密着保持した場合の図1の部分Aに関する拡大平面図である。この場合には、地組織1の表面にアンテナ線2を直線状に配置して接着剤等により固定し、ミシン等の縫製機により縫糸4をアンテナ線2の両側に交互に縫い付けていき、アンテナ線2を地組織1に密着保持するようにしている。   FIG. 6 is an enlarged plan view of a portion A in FIG. 1 when the antenna wire 2 is held tightly by the sewing thread 4 on the ground structure 1 woven by plain weaving. In this case, the antenna wire 2 is linearly arranged on the surface of the ground structure 1 and fixed with an adhesive or the like, and sewing threads 4 are alternately sewn on both sides of the antenna wire 2 by a sewing machine such as a sewing machine. The antenna wire 2 is held in close contact with the ground structure 1.

アンテナ線2を縫製により固定する場合には、地組織1として織地以外に編地や不織布を用いることができる。また、地組織1に後付けでアンテナ線2を取り付けるので、縫い付けた導電糸の長さを測定しながらアンテナ線2の設定どおりの間隔となっているかチェックして取り付けることができ、アンテナ線2を精度よく設定することができる。なお、縫糸4の縫付間隔が等間隔に設定できる場合には、地組織に対する縫付回数に基づいてアンテナ線2の長さを設定するようにしてもよい。   When the antenna wire 2 is fixed by sewing, a knitted fabric or a non-woven fabric can be used as the ground structure 1 in addition to the woven fabric. Further, since the antenna wire 2 is attached to the ground structure 1 as a retrofit, the antenna wire 2 can be attached by checking whether the distance between the antenna wires 2 is set while measuring the length of the sewn conductive thread. Can be set with high accuracy. In addition, when the sewing interval of the sewing thread 4 can be set at an equal interval, the length of the antenna wire 2 may be set based on the number of times of sewing with respect to the ground structure.

図7は、別の実施形態に関する概略平面図である。地組織1に対してアンテナ線10をループ状に密着保持してループアンテナ形状に設定されている。アンテナ線10は、1辺が平面視で長さMの正方形状に設定されており、1つの辺において所定間隔が空けられて接続線11が設けられている。接続線11は、図示せぬ外部回路と接続するようになっており、一方の接続線11がアンテナ線10に接続されずにそれに沿って平行に配列されている。接続線11とアンテナ線10との間を電気的に接続する位置は、実際にアンテナ線の特性を測定して最適位置を探索して決定する。   FIG. 7 is a schematic plan view of another embodiment. The antenna wire 10 is held in close contact with the ground tissue 1 in a loop shape and is set in a loop antenna shape. The antenna line 10 is set in a square shape with one side having a length M in plan view, and a connection line 11 is provided at a predetermined interval on one side. The connection line 11 is connected to an external circuit (not shown), and one connection line 11 is not connected to the antenna line 10 and is arranged in parallel along the connection line 11. The position where the connection line 11 and the antenna line 10 are electrically connected is determined by actually measuring the characteristics of the antenna line and searching for the optimum position.

アンテナ線10は、図1に示す例と同様に地組織11に密着保持するように取り付けることができる。   The antenna wire 10 can be attached so as to be in close contact with the ground structure 11 as in the example shown in FIG.

アンテナ線に用いる導電糸を、芯糸にPETからなる糸(84dtex/36f)を用い、金属繊維に銅繊維(径50μm)を用いてダブルカバーリングマシン(片岡エンジニアリング社製)によりダブルカバーリング加工して作成した。撚り数は3000T/mに設定した。   Conductive yarn used for the antenna wire is double covering with a double covering machine (made by Kataoka Engineering Co., Ltd.) using a PET yarn (84 dtex / 36f) as the core yarn and a copper fiber (diameter 50 μm) as the metal fiber. And created. The number of twists was set to 3000 T / m.

地組織は、経糸及び緯糸としてPETからなる糸(56dtex)を用いて平織により織成した。   The ground texture was woven by plain weaving using yarn (56 dtex) made of PET as warp and weft.

地組織にアンテナ線を密着保持して電波特性試験を行い、2.45GHz帯域に対応するアンテナエレメント長を決定した。アンテナ線を密着保持する方法として、図5に示す織地により保持したもの及び図6に示す縫製により保持したものをそれぞれ2枚ずつ作製して試験した。試験結果を図8及び図9に示す。図8では、共振周波数とアンテナエレメント長との関係を示しており、図9ではリターンロスとアンテナエレメント長との関係を示している。これらのグラフをみると、織地の場合には22mm、縫製の場合には23mmのアンテナエレメント長で2.45GHzのアンテナ設計を行えることがわかった。   A radio wave characteristic test was performed with the antenna wire held in close contact with the ground tissue, and the antenna element length corresponding to the 2.45 GHz band was determined. As a method of closely holding the antenna wire, two pieces each of the one held by the fabric shown in FIG. 5 and the one held by sewing shown in FIG. 6 were prepared and tested. The test results are shown in FIGS. FIG. 8 shows the relationship between the resonance frequency and the antenna element length, and FIG. 9 shows the relationship between the return loss and the antenna element length. From these graphs, it was found that an antenna design of 2.45 GHz can be performed with an antenna element length of 22 mm in the case of woven fabric and 23 mm in the case of sewing.

RFIDに認識性を評価する目的で、両タイプのアンテナの認識エリアを測定した。これはアンテナ上に方眼紙(5mm角)を設置し、RFIDを移動させながら認識領域(RFIDタグの中心にて測定)を測定した。また、作成したアンテナと方眼紙の間に3mm厚のフェルト(ウール100%)を設置して、RFIDとフェルトとの間の距離を0mm,6mm及び9mmに設定し、距離の変化に伴う認識領域の変化を測定した。その測定結果を図10及び11に示す。   In order to evaluate the recognizability of RFID, the recognition area of both types of antennas was measured. This was done by placing graph paper (5 mm square) on the antenna and measuring the recognition area (measured at the center of the RFID tag) while moving the RFID. A 3mm thick felt (100% wool) is installed between the created antenna and graph paper, and the distance between the RFID and the felt is set to 0 mm, 6 mm, and 9 mm, and the recognition area is associated with the change in distance. The change of was measured. The measurement results are shown in FIGS.

図10に示すように、八木アンテナ形状のアンテナ用布帛は、近接した状態ではRFIDの認識領域が約50mm×40mmの領域となり、距離が9mmに設定された状態ではRFIDの認識領域が30mm×15mmの領域となる。距離が離れるにしたがい認識領域が小さくなることから、八木アンテナ形状のアンテナ用布帛はスポット的に認識するのに適した性能があることがわかる。   As shown in FIG. 10, the Yagi antenna-shaped antenna fabric has an RFID recognition area of about 50 mm × 40 mm when close, and an RFID recognition area of 30 mm × 15 mm when the distance is set to 9 mm. It becomes the area of. Since the recognition area becomes smaller as the distance increases, it can be seen that the Yagi antenna-shaped antenna fabric has performance suitable for spot recognition.

図11に示すように、ループアンテナ形状のアンテナ用布帛は、近接した状態ではRFIDの認識領域が約30mm×40mmの領域となり、距離が9mmに設定された状態ではRFIDの認識領域が60mm×50mmの領域となり、距離が21mmに設定された状態ではRFIDの認識領域が40mm×50mmの領域となる。これらの測定結果をみると、ループアンテナ形状のアンテナ用布帛は、広範囲の領域を認識するのに適した性能があることがわかる。   As shown in FIG. 11, the antenna fabric in the form of a loop antenna has an RFID recognition area of about 30 mm × 40 mm when close, and an RFID recognition area of 60 mm × 50 mm when the distance is set to 9 mm. When the distance is set to 21 mm, the RFID recognition area is an area of 40 mm × 50 mm. From these measurement results, it can be seen that the antenna fabric having a loop antenna shape has a performance suitable for recognizing a wide area.

作成したループアンテナ形状のアンテナ用布帛を事務室内の書類ロッカーの引き出し、扉の取っ手、扉のガラスに設置してRFIDの認識が可能か実験を行ったところ、引き出し及び扉のガラスに設置した場合に認識可能であることがわかった。八木アンテナを同様に設置してRFIDの認識が可能か比較実験を行ったところ、本発明のアンテナ用布帛は八木アンテナと同じように認識できることがわかった。   When the created antenna fabric in the form of a loop antenna is installed on the drawer of a document locker in the office, the handle of the door, and the glass of the door, it was tested whether RFID can be recognized. It was found to be recognizable. When a Yagi antenna was installed in the same manner and an RFID was recognized, a comparative experiment was conducted. As a result, it was found that the antenna fabric of the present invention can be recognized in the same manner as the Yagi antenna.

作成したアンテナ用布帛を身体の各所に実装した場合を想定して、布帛を湾曲及び伸縮した場合のアンテナ特性の評価を行った。   Assuming the case where the created antenna fabric is mounted in various parts of the body, the antenna characteristics were evaluated when the fabric was bent and stretched.

布帛の湾曲状態については、成人男性の身体部位の曲率を曲げセンサー(浅草技研製)で計測したところ、手のひらでは曲率(1/cm)が1/5.8、腕及び二の腕では1/5、もも及びふくらはぎでは1/6であった。そこで、これらの曲率データを参考にして布帛を湾曲させた。また、アンテナ用布帛の伸長性は、通常の衣服に用いられる布帛が要求される伸長性である2%(たて方向及びよこ方向)に設定した。アンテナ特性は、アンテナの中心部分でのRFIDタグの認識距離を計測して評価した。その評価結果を図12に示す。なお、比較のためアンテナ用布帛を平面に静値した通常の状態についても測定した。   Regarding the curved state of the fabric, when the curvature of the body part of an adult male was measured with a bending sensor (manufactured by Asakusa Giken), the curvature (1 / cm) was 1 / 5.8 for the palm and 1/5 for the arm and the second arm. It was 1/6 in the thigh and calf. Therefore, the fabric was bent with reference to these curvature data. The extensibility of the fabric for antenna was set to 2% (vertical direction and transverse direction), which is the extensibility required for fabrics used in ordinary clothes. The antenna characteristics were evaluated by measuring the recognition distance of the RFID tag at the center of the antenna. The evaluation results are shown in FIG. For comparison, the antenna fabric was also measured in a normal state with a flat surface.

図12に示すように、八木アンテナ形状のアンテナ用布帛は身体装着程度の曲率を付与してもRFIDの認識特性が低下しないことがわかった。また、アンテナ用布帛が伸長した場合には、RFIDの認識距離が20%〜50%低下することがわかった。   As shown in FIG. 12, it was found that the Yagi antenna-shaped antenna fabric does not deteriorate the RFID recognition characteristics even when it is given a curvature comparable to that of the body. Further, it was found that when the antenna fabric is stretched, the RFID recognition distance is reduced by 20% to 50%.

1 地組織
2 アンテナ線
3 接続線
4 縫糸
10 アンテナ線
11 接続線
1 Ground structure 2 Antenna line 3 Connection line 4 Sewing thread
10 Antenna wire
11 Connection line

Claims (4)

比誘電率が4以下の地糸を経糸及び緯糸に使用した織物からなる地組織と、前記地糸と同一の芯糸の周りを金属繊維カバーリング加工した抵抗が5Ω/m〜15Ω/mの導電糸からなるとともに前記地組織の経糸方向及び/又は緯糸方向の一部に配置されて前記地組織の片面側に密着させるように保持されたアンテナ線とを備えていることを特徴とするアンテナ用布帛。 The ratio a ground structure having a dielectric constant is more than 4 ground yarn from the fabric, which is used in the warp and weft, resistance to around the same core thread and the ground yarn and covering machining of metal fibers 5Ω / m~15Ω / m And an antenna wire that is disposed in a part of the warp direction and / or the weft direction of the ground structure and is held in close contact with one side of the ground structure. Antenna fabric. 前記地組織は、二重織により織成された織物からなり、前記アンテナ線は、前記地組織の二重に織成された織地の片面側に密着保持されていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ用布帛。The ground structure is made of a woven fabric woven by double weaving, and the antenna wire is held tightly on one side of the double woven fabric of the ground texture. The antenna fabric according to 1. 前記導電糸は、前記金属繊維を撚り数3000以上でカバーリング加工していることを特徴とする請求項1又は2に記載のアンテナ用布帛。The antenna fabric according to claim 1 or 2, wherein the conductive yarn covers the metal fiber with a twist number of 3000 or more. 前記アンテナ線は、当該アンテナ線に交差して保持する糸の本数に基づいて長さが設定されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のアンテナ用布帛。4. The antenna fabric according to claim 1, wherein a length of the antenna line is set based on a number of yarns held so as to cross the antenna line. 5.
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