JP6310902B2 - Polarization-free IC tag - Google Patents

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Description

本発明は、偏波フリーICタグに関する。   The present invention relates to a polarization-free IC tag.

近年パッシブICタグの感度を増加させるという要望が高まっている。ICタグとリーダ/ライタ装置の通信において、ICタグとリーダ/ライタ装置に組み込まれたアンテナの偏波が一致する場合にICタグが良好な感度となることが知られている。アンテナの偏波には、電界が常に一つの平面内に存在する直線偏波や、電磁界が伝搬方向に向かって回転する円偏波がある(以下の特許文献1参照)。円偏波の内、電磁界が電波の進行方向に向かって右に回転(右旋回)する円偏波を右旋回円偏波といい、左に回転(左旋回)する円偏波を左旋回円偏波という。   In recent years, there is a growing demand for increasing the sensitivity of passive IC tags. In communication between an IC tag and a reader / writer device, it is known that the IC tag has good sensitivity when the polarizations of antennas incorporated in the IC tag and the reader / writer device match. The polarization of an antenna includes linear polarization in which an electric field always exists in one plane and circular polarization in which an electromagnetic field rotates in the propagation direction (see Patent Document 1 below). Among circularly polarized waves, a circularly polarized wave whose electromagnetic field rotates to the right (turning right) in the direction of radio wave propagation is called a right-turning circularly polarized wave, and a circularly polarized wave that rotates left (turns left). This is called left-turn circular polarization.

例えば、ICタグのアンテナの偏波を直線偏波とし、リーダ/ライタ装置のアンテナの偏波を円偏波とした場合、リーダ/ライタ装置のアンテナで発生させる円偏波を、直線偏波を発生させるICタグのアンテナに送信した場合、回転する偏波の概略半分がICタグの直線偏波と一致する成分となって通信される。   For example, when the polarization of the antenna of the IC tag is a linear polarization and the polarization of the antenna of the reader / writer device is a circular polarization, the circular polarization generated by the antenna of the reader / writer device is changed to a linear polarization. When transmitted to the antenna of the IC tag to be generated, approximately half of the rotating polarization is communicated as a component that matches the linear polarization of the IC tag.

また、ICタグのアンテナの偏波を円偏波とし、リーダ/ライタ装置のアンテナの偏波を円偏波とした場合、両者の対向するアンテナの円偏波が共に右旋回円偏波であるか、あるいは共に左旋回円偏波である場合に、すなわち円偏波の偏波方向が共に同じ回転方向で一致している場合に良好な感度となる。   In addition, when the polarization of the antenna of the IC tag is a circular polarization and the polarization of the antenna of the reader / writer device is a circular polarization, the circular polarization of both antennas facing each other is a right-handed circular polarization. There is a good sensitivity when both are left-handed circularly polarized waves, that is, when the polarization directions of the circularly polarized waves are the same in the same rotation direction.

特開2015−164258号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-164258

しかしながら、ICタグのアンテナの偏波を直線偏波とし、リーダ/ライタ装置のアンテナの偏波を円偏波とした場合には、回転する偏波の概略半分がICタグの直線偏波と一致しない成分となって電波エネルギーの半分が無駄に使用されることになる。   However, when the polarization of the antenna of the IC tag is a linear polarization and the polarization of the antenna of the reader / writer device is a circular polarization, approximately half of the rotating polarization matches the linear polarization of the IC tag. As a result, half of the radio wave energy is wasted.

また、ICタグのアンテナの偏波を円偏波とし、リーダ/ライタ装置のアンテナの偏波を円偏波とした場合には、ICタグのアンテナ偏波が直線偏波でリーダ/ライタ装置のアンテナ偏波が円偏波の場合のような無駄な電波エネルギーの消費という問題は解消するが、以下のような問題が生じる。   Further, when the polarization of the antenna of the IC tag is a circular polarization and the polarization of the antenna of the reader / writer device is a circular polarization, the antenna polarization of the IC tag is a linear polarization and the reader / writer device Although the problem of wasteful radio wave energy consumption as in the case where the antenna polarization is circular polarization is solved, the following problems arise.

つまり、2つの円偏波の偏波方向が一致していない場合に最低感度または応答しない場合がある。例えば左旋回円偏波を発生させるアンテナを有するICタグと通信されるリーダ/ライタ装置のアンテナの円偏波が右旋回円偏波である場合には、通信そのものが行えない。特に、企業間をまたがる物流、例えばICタグを取り付けた物流コンテナを海外に輸出する場合に、輸出先におけるリーダ/ライタ装置のアンテナの円偏波の偏波方向は未知である。この場合輸出先におけるICタグに格納された情報を読み取ることができないというリスクが生じる。   That is, there is a case where the lowest sensitivity or no response occurs when the polarization directions of the two circularly polarized waves do not match. For example, when the circular polarization of the antenna of the reader / writer device communicated with an IC tag having an antenna that generates a left-handed circularly polarized wave is a right-handed circularly polarized wave, communication itself cannot be performed. In particular, when the distribution across companies, for example, a distribution container with an IC tag attached is exported overseas, the polarization direction of the circular polarization of the antenna of the reader / writer device at the export destination is unknown. In this case, there is a risk that the information stored in the IC tag at the export destination cannot be read.

本発明は、バッテリーレスのパッシブICタグにおいて、リーダ/ライタ装置のアンテナの偏波の種類、特に円偏波の回転方向にかかわらず良好な感度状態で通信を行うことができる偏波フリーICタグを提供することである。   The present invention relates to a battery-less passive IC tag, which is a polarization-free IC tag capable of performing communication in a good sensitivity state regardless of the type of polarization of an antenna of a reader / writer device, in particular, the direction of rotation of circularly polarized waves. Is to provide.

上記課題を解決するために、本発明に係る偏波フリーICタグは、略矩形状のアンテナ素子を有するパッチアンテナと、アンテナ素子の異なる位置にそれぞれ第1の給電点及び第2の給電点が形成され、第1の給電点に電気的に接続される第1のICタグ部と、第2の給電点に電気的に接続される第2のICタグ部とを備え、アンテナ素子は、一方の対角線上における対向するコーナーのそれぞれに切り欠き部を形成してなることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a polarization-free IC tag according to the present invention includes a patch antenna having a substantially rectangular antenna element, and a first feeding point and a second feeding point at different positions of the antenna element. A first IC tag portion formed and electrically connected to the first feeding point; and a second IC tag portion electrically connected to the second feeding point; A notch is formed in each of the opposing corners on the diagonal line.

上述の発明において、第1の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部から、第1の縁辺部に対して垂直方向で中心部に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成され、第2の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に直角に隣接する2つの第2の縁辺部から、第2の縁辺部の内のいずれか一方の縁辺部に対して垂直方向で中心部に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成される、ことが好ましい。   In the above-described invention, the first feeding point is formed at a position away from the first edge of the antenna element by a predetermined distance from the first edge toward the center in a direction perpendicular to the first edge. The feeding point of 2 is centered in a direction perpendicular to any one of the second edge parts from two second edge parts perpendicularly adjacent to the first edge part of the antenna element. It is preferable that it is formed at a position separated by a predetermined distance toward.

上述の発明において、第1の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に対して垂直方向に延び、かつアンテナ素子の中心に向かう直線上であって、第1の縁辺部からアンテナ素子の中心までの長さの半分の位置からアンテナ素子の中心付近に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成され、第2の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に直角に隣接する2つの第2の縁辺部の内のいずれか一方の縁辺部に対して垂直方向に延び、かつアンテナ素子の中心に向かう直線上であって、第2の縁辺部からアンテナ素子の中心までの長さの半分の位置から前記アンテナ素子の中心を除く中心近傍に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成されることが好ましい。   In the above-described invention, the first feeding point is on a straight line extending in a direction perpendicular to the first edge of the antenna element and toward the center of the antenna element, and extending from the first edge to the antenna element. The second feed point is formed adjacent to the first edge of the antenna element at a right angle 2 at a predetermined distance from a position half the length to the center toward the center of the antenna element. The length from the second edge to the center of the antenna element is a straight line extending in a direction perpendicular to any one of the two second edges and toward the center of the antenna element. Preferably, it is formed at a position away from the half position by a predetermined distance toward the vicinity of the center excluding the center of the antenna element.

上述の発明において、第1の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に対して垂直方向に延び、かつアンテナ素子の中心に向かう直線上であって、第1の縁辺部からアンテナ素子の中心までの長さの半分の位置から第1の縁辺部に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成され、第2の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に直角に隣接する2つの第2の縁辺部の内のいずれか一方の縁辺部に対して垂直方向に延び、かつアンテナ素子の中心に向かう直線上であって、第2の縁辺部からアンテナ素子の中心までの長さの半分の位置から第2の縁辺部に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成することが好ましい。   In the above-described invention, the first feeding point is on a straight line extending in a direction perpendicular to the first edge of the antenna element and toward the center of the antenna element, and extending from the first edge to the antenna element. The second feed point is formed adjacent to the first edge of the antenna element at a right angle 2 at a predetermined distance from the half of the length to the center toward the first edge. The length from the second edge to the center of the antenna element is a straight line extending in a direction perpendicular to any one of the two second edges and toward the center of the antenna element. It is preferable to form it at a position away from the half position by a predetermined distance toward the second edge.

上述の発明において、第1の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部から、第1の縁辺部に対して垂直方向で中心部に向かって縁辺の長さの半分の距離だけ離れた位置に形成され、第2の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に隣接する第2の縁辺部から、第2の縁辺部に対して垂直方向で中心部に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成される、ことが好ましい。ここに所定の距離とは、給電点のアンテナインピーダンスの整合を取るための調節の距離であり、電磁気学では縁辺と中心までの最短の長さの半分の距離が好ましいとされている。アンテナインピーダンスを高めに調整する場合は給電点を縁辺近くに、低めに調整するには中心よりの位置に形成することが知られている。   In the above-described invention, the first feeding point is a position separated from the first edge of the antenna element by a distance that is half the length of the edge in the direction perpendicular to the first edge toward the center. The second feed point is formed at a predetermined distance from the second edge adjacent to the first edge of the antenna element toward the center in a direction perpendicular to the second edge. It is preferable that they are formed at different positions. Here, the predetermined distance is an adjustment distance for matching the antenna impedance of the feeding point. In electromagnetism, a distance that is half the shortest length between the edge and the center is preferable. It is known that when the antenna impedance is adjusted to be high, the feeding point is formed near the edge, and when it is adjusted to be low, it is formed at a position closer to the center.

上述の発明において、1つのパッチアンテナの2つの給電点にそれぞれ2つのICチップ配置することで、左旋回円偏波又は右旋回円偏波のいずれであっても送受信する機能を有する、ことが好ましい。   In the above-described invention, two IC chips are arranged at two feeding points of one patch antenna, respectively, so that it has a function of transmitting / receiving either left-turn circular polarization or right-turn circular polarization. Is preferred.

上述の発明において、第1のICタグ部及び前記第2のICタグ部のそれぞれは、ICチップと、ICチップに接続される第1のアンテナと、第1のアンテナと対向する位置に配置され、かつ、前記パッチアンテナを構成するグラウンド板に電気的に接続される第2のアンテナとを有する、ことが好ましい。   In the above-described invention, each of the first IC tag portion and the second IC tag portion is disposed at a position facing the IC chip, the first antenna connected to the IC chip, and the first antenna. And a second antenna electrically connected to a ground plate constituting the patch antenna.

上述の発明において、少なくとも第1のアンテナ及び第2のアンテナは、電磁誘導結合が可能となるように互いに近接し2つのループコイル間で相互電磁誘導するように対向して配置され、第2のアンテナはループコイルであり、第1のICタグ部に対応する第2のアンテナの一端がグラウンド板に接続され、他端がグラウンド板に積層された誘電体基板に形成された第1のスルーホールを通って第1の給電点に接続され、第2のICタグ部に対応する第2のアンテナの一端がグラウンド板に接続され、他端が誘電体基板に形成された第2のスルーホールを通って第2の給電点に接続されている、ことが好ましい。   In the above-described invention, at least the first antenna and the second antenna are arranged close to each other so as to be capable of electromagnetic inductive coupling and are opposed to each other so as to induce mutual electromagnetic induction between the two loop coils. The antenna is a loop coil, and a first through hole formed in a dielectric substrate in which one end of the second antenna corresponding to the first IC tag portion is connected to the ground plate and the other end is laminated on the ground plate. Through the second through hole connected to the first feeding point, one end of the second antenna corresponding to the second IC tag portion connected to the ground plate, and the other end formed in the dielectric substrate. It is preferably connected to the second feed point.

本発明によれば、リーダ/ライタ装置のアンテナの偏波の種類にかかわらず良好な感度状態で通信を行うことができる偏波フリーICタグを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polarization free IC tag which can communicate in a favorable sensitivity state irrespective of the kind of polarization of the antenna of a reader / writer apparatus can be provided.

偏波フリーICタグの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a polarization free IC tag. パッチアンテナの2つの給電点の位置とアンテナインピーダンス(給電点インピーダンス)の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the position of two feeding points of a patch antenna, and antenna impedance (feeding point impedance). 偏波フリーICタグを構成するパッチアンテナの構造の成り立ちを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the formation of the structure of the patch antenna which comprises a polarization free IC tag. パッチアンテナで円偏波が発生する原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle that a circularly polarized wave generate | occur | produces with a patch antenna. パッチアンテナの給電点と電磁結合コイルの接続を説明するための部分透過平面図である。It is a partial transmission top view for demonstrating the connection of the feeding point of a patch antenna, and an electromagnetic coupling coil. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図1のA−A線断面詳細図である。FIG. 2 is a detailed cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1. 図1のB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line of FIG. 図1のB−B線断面詳細図である。It is a BB sectional detail drawing of FIG. 偏波フリーICタグに内蔵されているICタグ部を示した正面図である。It is the front view which showed the IC tag part incorporated in the polarization free IC tag.

以下、本発明の一実施の形態に係る偏波フリーICタグについて、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, a polarization-free IC tag according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

[偏波フリーICタグの構成]
図1は偏波フリーICタグの外観を示す斜視図である。図2はパッチアンテナの2つの給電点の位置とアンテナインピーダンス(給電点インピーダンス)の関係を説明するための図である。図3は偏波フリーICタグを構成するパッチアンテナの構造が左および右旋回の円偏波のそれぞれの発生を加算して1つに集約できることを説明するための図である。図4はパッチアンテナで円偏波が発生する原理を高周波電流の向きで説明するための図で、左旋回の事例を代表にしたものである。図5はパッチアンテナの給電点と電磁結合コイルの接続を説明するための部分透過平面図である。図6は図1のA−A線断面図である。図7は図1のA−A線断面詳細図である。図8は図1のB−B線断面図である。図9は図1のB−B線断面詳細図である。図10は、ICタグ部6とICタグ部8を示した正面図である。
[Configuration of polarization-free IC tag]
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a polarization-free IC tag. FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the positions of the two feeding points of the patch antenna and the antenna impedance (feeding point impedance). FIG. 3 is a diagram for explaining that the structure of the patch antenna that constitutes the polarization-free IC tag can be integrated into one by adding the respective occurrences of left and right circularly polarized waves. FIG. 4 is a diagram for explaining the principle that circularly polarized waves are generated in the patch antenna in the direction of the high-frequency current, and represents a case of left turn as a representative. FIG. 5 is a partially transparent plan view for explaining the connection between the feeding point of the patch antenna and the electromagnetic coupling coil. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 7 is a detailed sectional view taken along line AA in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 9 is a detailed sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 10 is a front view showing the IC tag unit 6 and the IC tag unit 8.

図1に示すように、偏波フリーICタグ1は、グラウンド板(グラウンド導体)11と、グラウンド板11に載置されたプリント基板(誘電体)9と、プリント基板9を挟んでグラウンド板11に対して略平行に配置されたアンテナ素子(アンテナパターン)4と、アンテナ素子4に配置され、それぞれICタグ5,7を含むICタグ部6,8(図7、図9参照)とを備えて構成されている。なお、最終的には、図6、図8に示すように偏波フリーICタグ1の全体を覆うようにカバー体40がグラウンド板11にねじ42で固定される。なお、プリント基板は、請求項7に記載された「誘電体基板」に対応している。つまり、偏波フリーICタグ1はその内部に2つのICタグ5とICタグ7を含んでいる。   As shown in FIG. 1, the polarization-free IC tag 1 includes a ground plate (ground conductor) 11, a printed board (dielectric) 9 placed on the ground board 11, and a ground board 11 with the printed board 9 interposed therebetween. Antenna element (antenna pattern) 4 disposed substantially parallel to the antenna element 4 and IC tag portions 6 and 8 (see FIGS. 7 and 9) disposed on the antenna element 4 and including the IC tags 5 and 7, respectively. Configured. Finally, as shown in FIGS. 6 and 8, the cover body 40 is fixed to the ground plate 11 with screws 42 so as to cover the entire polarization-free IC tag 1. The printed circuit board corresponds to the “dielectric substrate” recited in claim 7. That is, the polarization free IC tag 1 includes two IC tags 5 and an IC tag 7 therein.

[パッチアンテナ]
パッチアンテナ3は、略矩形状のアンテナ素子4と、プリント基板9と、プリント基板9を介してアンテナ素子4と電気的に接続されるグラウンド板11を備えて構成される。パッチアンテナ3は、アンテナ素子4と電気的に接続されるICチップ30、35(後述する)と共働して、外部のリーダ/ライタ装置(図示せず)に対して信号を送受信する機能を有する。アンテナ素子4は、1対の向かい合う角を切り欠いてなる形状(図2の例では左上と右下の角を切り欠いて切り欠き部12、13が形成されてなる形状)である。また、アンテナ素子4には、検波方向が規定される所望の位置に給電点f,fが設けられている。所望の給電点位置の詳細については後述する。
[Patch antenna]
The patch antenna 3 includes a substantially rectangular antenna element 4, a printed board 9, and a ground plate 11 that is electrically connected to the antenna element 4 through the printed board 9. The patch antenna 3 has a function of transmitting / receiving a signal to / from an external reader / writer device (not shown) in cooperation with IC chips 30 and 35 (described later) electrically connected to the antenna element 4. Have. The antenna element 4 has a shape in which a pair of opposite corners are cut out (in the example of FIG. 2, a shape in which cutout portions 12 and 13 are formed by cutting out the upper left and lower right corners). The antenna element 4 is provided with feeding points f R and f L at desired positions where the detection direction is defined. Details of the desired feeding point position will be described later.

アンテナ素子4の上記した形状は、概念的には左旋回円偏波を発生させる機能を有する2角切り欠き形状(図3の左上側に示す形状)と、右旋回円偏波を発生させる機能を有する2角切り欠き形状(図3の左下側に示す形状)を90度時計回りに回転させた形状とを組み合わせたような形状である。実際には2つのパッチアンテナを組み合わせて形成するのではなく、向かい合う角を切り欠いた形状の一つのパッチアンテナに後述する2か所の位置にそれぞれ右旋回円偏波発生用の給電点fと左旋回円偏波発生用の給電点fの構造を加算して1つに集約するように設けて形成している。なお、給電点fは、請求項1に記載された「第1の給電点」に対応し、給電点fは、請求項1に記載された「第2の給電点」に対応している。 The above-described shape of the antenna element 4 conceptually generates a square notch shape (a shape shown in the upper left of FIG. 3) having a function of generating a left-turn circular polarization and a right-turn circular polarization. The shape is a combination of a square notch shape having a function (a shape shown on the lower left side in FIG. 3) and a shape rotated clockwise by 90 degrees. Actually, the patch antennas are not formed by combining two patch antennas, but are fed into a single patch antenna having a shape in which opposite corners are cut off at two positions to be described later, and feed points f for generating right-handed circularly polarized waves, respectively. by adding the structure of the feeding point f L of R and the left-handed circularly for waveguide polarizer is formed by providing to aggregate together. The feeding point f R corresponds to the “first feeding point” described in claim 1, and the feeding point f L corresponds to the “second feeding point” described in claim 1. Yes.

上記した形状にした理由は、左旋回円偏波を発生させる機能を有する2角切り欠き形状(図3の左上側に示す形状)と右旋回円偏波を発生させる機能を有する2角切り欠き形状(図3の左下側に示す形状)を組み合わせることによって、左旋回円偏波と右旋回円偏波のいずれの円偏波を受信した場合であってもどちらか片方のICタグが必ず動作して偏波フリーICタグ1として最良の受信感度を確保できるようにするためである。   The reason for the above-mentioned shape is that a two-corner notch shape (the shape shown in the upper left of FIG. 3) having a function of generating a left-turning circularly polarized wave and a two-way cutting having a function of generating a right-turning circularly polarized wave By combining the notch shapes (the shape shown in the lower left side of FIG. 3), either one of the left circular polarization and the right circular polarization is received. This is to ensure the best reception sensitivity as the polarization free IC tag 1 by operating without fail.

また、アンテナ素子4は図5に示すように二つの給電点f,fを有している。具体的には、アンテナ素子4は、給電点fに接続された電磁結合コイル(ループコイル)17と、給電点fに接続された電磁結合コイル(ループコイル)19とを介してそれぞれグラウンド板11に接続されている。 The antenna element 4 has two feeding points f R and f L as shown in FIG. Specifically, the antenna element 4, an electromagnetic coupling coil (loop coil) 17 connected to a feeding point f R, respectively ground via the electromagnetic coupling coil (loop coil) 19 connected to a feeding point f L Connected to the plate 11.

[パッチアンテナの円偏波の発生原理]
本発明に係る偏波フリーICタグを構成するアンテナ素子4の形状は、左旋回円偏波発生機能と右旋回円偏波発生機能を持たせるように上記したような形状としているが、以下に、パッチアンテナ3において左旋回円偏波と右旋回円偏波の発生の原理について簡単に説明する。最初に、図4を参照して正方形のパッチアンテナで円偏波を発生させる仕組み(原理)について説明する。左上と右下の角を45度の斜辺を有する直角二等辺三角形ΔS状に切り欠いて形成されたパッチアンテナでは、切り欠きの45度の斜辺で反射した電流の向きが左右方向となるので、偏波面が垂直になったり、斜めになったり、水平になったりして、時間経過とともに偏波面が回転する円偏波が発生する。なお、切り欠く形状の直角二等辺三角形ΔSの面積は、アンテナ素子4の面積の概略150分の1程度に設定されるのが好ましいとされている。
[Principle of circular polarization of patch antenna]
The shape of the antenna element 4 constituting the polarization-free IC tag according to the present invention is as described above so as to have a left-turning circular polarization generation function and a right-turning circular polarization generation function. Next, the principle of generation of left-turn circular polarization and right-turn circular polarization in the patch antenna 3 will be briefly described. First, a mechanism (principle) for generating circular polarization with a square patch antenna will be described with reference to FIG. In the patch antenna formed by cutting the upper left and lower right corners into a right-angled isosceles triangle ΔS shape having a hypotenuse of 45 degrees, the direction of the current reflected by the hypotenuse of 45 degrees of the notch is the left-right direction. The polarization plane becomes vertical, diagonal, or horizontal, and circular polarization is generated with the polarization plane rotating with time. Note that the area of the right-angled isosceles triangle ΔS that is notched is preferably set to approximately 1/150 of the area of the antenna element 4.

以下、具体的に偏波面が回転する原理について説明する。図4の(1)で左下から左上に向かっている電流は、左上の切り欠き45度の斜辺に衝突し、結果90度向きが変わる。その後(2)で示すように左上から右上に向かって流れる。一方、(1)で右下から右上に向かっている電流は、右上の角に衝突することで、(2)のように180度逆方向に向かう。(2)では、これら2つの電流のベクトルを合成した、左上から右下への電流がパッチアンテナ全体に流れることになる。したがって、偏波面は斜めになる。すなわち、パッチアンテナ3の偏波面は(1)では垂直となり、(2)では斜めとなり、(3)では水平となり、(4)では斜めとなり、偏波面は時間とともに(1)〜(4)のように変化していく。図4は電流の進む方向を矢印で示しているが(2)〜(4)では、高周波電流(交流)の極性が逆になっているため、(2)での電流のベクトルが左上から右下への向きだとすると、(4)での電流のベクトルは逆向きの右下から左上になる。この結果、偏波面が回転する円偏波が発生する。   Hereinafter, the principle of rotation of the polarization plane will be specifically described. The current flowing from the lower left to the upper left in (1) of FIG. 4 collides with the hypotenuse of the upper left cutout of 45 degrees, and as a result, the direction changes by 90 degrees. After that, it flows from the upper left to the upper right as shown in (2). On the other hand, the current flowing from the lower right to the upper right in (1) travels in the opposite direction by 180 degrees as shown in (2) by colliding with the upper right corner. In (2), the current from the upper left to the lower right, which is a combination of these two current vectors, flows through the entire patch antenna. Therefore, the plane of polarization is oblique. That is, the polarization plane of the patch antenna 3 is vertical in (1), is diagonal in (2), is horizontal in (3), is diagonal in (4), and the plane of polarization is (1) to (4) with time. Will change. In FIG. 4, the direction in which the current travels is indicated by an arrow, but in (2) to (4), the polarity of the high-frequency current (alternating current) is reversed, so that the current vector in (2) changes from the upper left to the right. If the direction is downward, the current vector in (4) changes from the lower right to the upper left. As a result, a circularly polarized wave whose polarization plane rotates is generated.

一般に切り欠きのない正方形のパッチアンテナから放射される電磁波は、水平偏波や垂直偏波のような直線偏波であり、給電点と中心点を結ぶ方向と一致した電界面の偏波が出る。ところが、上記したように向かい合う角を切り欠くことによって円偏波を放射するようになる。例えば、パッチアンテナのアンテナ素子の左上と右下の角を切り欠くことによって左旋回偏波を発生させることができる(図3の左上側のアンテナ)。それとは逆にパッチアンテナのアンテナ素子の右上と左下の角を切り欠くことによって右旋回偏波を発生させることができる(図3の左下側のアンテナ)。   In general, electromagnetic waves radiated from a square patch antenna without cutout are linearly polarized waves such as horizontally polarized waves and vertically polarized waves, and the polarization of the electric field plane coincides with the direction connecting the feed point and the center point. . However, as described above, circularly polarized waves are radiated by cutting away the opposite corners. For example, left-handed polarized waves can be generated by cutting out the upper left and lower right corners of the antenna element of the patch antenna (the upper left antenna in FIG. 3). On the contrary, right-handed polarized waves can be generated by cutting out the upper right and lower left corners of the antenna element of the patch antenna (the lower left antenna in FIG. 3).

なお、パッチアンテナ3の利得は、パッチアンテナを形成するプリント基板の材質によって決まる。一般的に基板の比誘電率が低いほど、損失は少ない傾向にあり、利得は高くなる。究極の材質は真空又は空気である。一方、基板の比誘電率が高いほど、パッチアンテナ3を小型化できる。したがって、利得と小型化の優先度に従いバランスをとりながらパッチアンテナ3を設計することが望ましい。   Note that the gain of the patch antenna 3 is determined by the material of the printed circuit board on which the patch antenna is formed. Generally, the lower the relative dielectric constant of the substrate, the lower the loss and the higher the gain. The ultimate material is vacuum or air. On the other hand, the higher the relative dielectric constant of the substrate, the smaller the patch antenna 3 can be made. Therefore, it is desirable to design the patch antenna 3 while keeping a balance according to the priority of gain and miniaturization.

[パッチアンテナに設ける給電点の位置とアンテナインピーダンスの関係]
アンテナインピーダンス(給電点インピーダンス)Zfeedについては、通常は50オーム系の同軸ケーブルで直接給電することが多いので、以下ではアンテナインピーダンスZfeedを50オームと決めて、アンテナインピーダンスZfeedとの関係で最良の感度を確保できる給電点の位置について説明する。
[Relationship between the position of the feed point provided on the patch antenna and the antenna impedance]
The antenna impedance (feeding point impedance) Z feed is usually fed directly by a 50 ohm coaxial cable. Therefore, in the following, the antenna impedance Z feed is determined to be 50 ohms and is related to the antenna impedance Z feed. The position of the feeding point that can secure the best sensitivity will be described.

図2に示すようにアンテナインピーダンスZfeedを50オーム(Ω)とした場合でアンテナ形状が幅Lの正方形の対角線上の1対の2角切り欠き形状である場合における第1の給電点fLの位置は、パッチアンテナ3の縁辺部27から給電点fまでの長さをAとし、アンテナ素子4の縁辺部27からX軸線Xの中心Oまでの距離をaとした場合、アンテナ素子4の縁辺部27からX軸線Xの中心Oまでの距離aの半分(a−A)の位置(つまりL/4)にした場合に最良の感度となる。 As shown in FIG. 2, the first feeding point f L when the antenna impedance Z feed is 50 ohms (Ω) and the antenna shape is a pair of square notches on a square diagonal line with a width L. position of, when the length from the edge portion 27 of the patch antenna 3 to the feed point f L is a, the distance from the edge portion 27 of the antenna element 4 to the center O of the X axis X C was a, the antenna element the best sensitivity from 4 edge portion 27 when the position of the half of the distance a to the center O of the X axis X C (a-a) (i.e. L / 4).

一方、第2の給電点fの位置は、アンテナ素子4の縁辺部28から給電点fまでの長さをBとし、アンテナ素子4の縁辺部28からY軸線Yの中心Oまでの距離をaとした場合、アンテナ素子4の縁辺部28からY軸線Yの中心Oまでの距離aの半分(a−B)の位置(つまりL/4)にした場合に最良の感度となる。 On the other hand, the position of the second feeding point f R is from the antenna element 4 of the edge portion 28 to the feed point f R and the length is B, from edge portion 28 of the antenna element 4 to the center O of the Y-axis Y C If the distance was as a, the best sensitivity when the position of the half of the distance a from the antenna element 4 of the edge portion 28 to the center O of the Y-axis Y C (a-B) (i.e. L / 4) .

上記した給電点の位置とアンテナインピーダンスZfeedとの関係式は、電磁気学やアンテナ工学などで知られる以下の数式(1)のとおりである。
feed=50|tan(A/L−1/2)π|・・・・・・・(1)
The relational expression between the position of the feeding point and the antenna impedance Z feed is as shown in the following formula (1) known in electromagnetics, antenna engineering, and the like.
Z feed = 50 | tan (A / L−1 / 2) π | (1)

上記した数式(1)は、横軸にアンテナの給電点の位置(アンテナの縁辺部からの距離)、縦軸にインピーダンスを取り、実測データをグラフ上にプロットし、プロットを結ぶ曲線グラフ(図示せず)から作成したものである。数式(1)を用いて、給電点を含む給電装置(図示せず)のインピーダンス(給電インピーダンス)の値を入力すると、給電点位置(A/L)が求められる。インピーダンスZfeed50オームで電磁結合したい場合には、A/L及びB/Lは約0.25となり、給電点f、fの配置構成は図2で示したようになる。 In the above formula (1), the horizontal axis represents the position of the feeding point of the antenna (distance from the edge of the antenna), the vertical axis represents the impedance, the measured data is plotted on the graph, and the curve graph (Fig. (Not shown). When the value of the impedance (feeding impedance) of a feeding device (not shown) including the feeding point is input using Equation (1), the feeding point position (A / L) is obtained. When electromagnetic coupling is desired with an impedance Z feed of 50 ohms, A / L and B / L are about 0.25, and the arrangement configuration of the feeding points f L and f R is as shown in FIG.

インピーダンスZfeedを50オーム以外のインピーダンスで電磁結合したい場合には、上記した実測データに基づく曲線グラフから給電点の位置とアンテナインピーダンスZfeedとの関係式を求めた上でアンテナの給電点の位置を求めることができる。なお、インピーダンス(Zfeed)50オームを超えたインピーダンスで電磁結合したい場合には、給電点f、fをアンテナ素子4の縁辺部側により接近させればよい。給電点f、fをアンテナ素子4の縁辺上に設けた場合には理論上は無限に大きくなるが、損失などの影響から実際には200オーム程度となることが知られている。 When the impedance Z feed is to be electromagnetically coupled with an impedance other than 50 ohms, the relationship between the position of the feeding point and the antenna impedance Z feed is obtained from the curve graph based on the actual measurement data, and then the position of the feeding point of the antenna. Can be requested. If electromagnetic coupling is desired with an impedance exceeding 50 ohms (Z feed ), the feed points f L and f R may be brought closer to the edge side of the antenna element 4. It is known that when the feed points f L and f R are provided on the edge of the antenna element 4, it theoretically becomes infinitely large, but is actually about 200 ohms due to the influence of loss and the like.

上記したように給電点の位置は、アンテナ素子4の中心O(中心点)から縁辺部までの間のいずれかに設けるが、電磁結合コイル17,19が接続される給電点f、fのインピーダンスが50オーム以下の場合は、中心点Oを除く中心点近傍から縁辺部までの半分の位置の間に設ける。給電点のインピーダンスが50オームのときは丁度半分の位置(L/4)に設ける。50オームを超えた場合には、縁辺部からアンテナ素子4の中心までの長さの半分の位置から縁辺部に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成される。
給電点のインピーダンスがわからない場合は、計算設計ができないので、実験よって設けることが可能である。実験による給電点の位置は、アンテナ素子4の中心点から縁辺部までの間の位置を徐々にずらし、感度が最大になったところがインピーダンス整合が取れた位置として求めることが可能である。
As described above, the position of the feeding point is provided anywhere from the center O (center point) of the antenna element 4 to the edge, but the feeding points f R and f L to which the electromagnetic coupling coils 17 and 19 are connected. When the impedance is 50 ohms or less, it is provided between half the position from the vicinity of the center point excluding the center point O to the edge. When the impedance of the feeding point is 50 ohms, it is provided at exactly half the position (L / 4). When it exceeds 50 ohms, it is formed at a position separated by a predetermined distance from the half position from the edge to the center of the antenna element 4 toward the edge.
If the impedance of the feeding point is not known, calculation design cannot be performed, and it can be provided by experiment. The position of the feeding point by experiment can be obtained as a position where impedance matching is achieved when the position from the center point of the antenna element 4 to the edge is gradually shifted and the sensitivity is maximized.

[ICタグ部]
図7に示すICタグ部6は、ICチップ30及びコイルアンテナ31を有する第1のICタグ5と、渦巻き状のループコイル17とを有して構成されている。コイルアンテナ31はICチップ30を取り囲むように形成されており、コイル両端が図示しない接続端子を介してICチップ30に電気的に接続されている。ループコイル17の一方の端部(コイル終端(EP))はパッチアンテナ3のアンテナパターンに設けられた給電点fにはんだ付けやレーザー溶着あるいはプリント基板積層等により電気的に接続されている。ループコイル17の他方の端部(コイル始端(SP))はプリント基板9に形成されたスルーホール20を介してグラウンド板11にはんだ付けやレーザー溶着あるいはプリント基板積層等により電気的に接続されている(図6,7参照)。ICタグ部6は、請求項1に記載された「第1のICタグ部」に対応し、スルーホール20は、請求項7に記載された「第1のスルーホール」に対応している。
[IC tag part]
The IC tag unit 6 shown in FIG. 7 includes a first IC tag 5 having an IC chip 30 and a coil antenna 31 and a spiral loop coil 17. The coil antenna 31 is formed so as to surround the IC chip 30, and both ends of the coil are electrically connected to the IC chip 30 via connection terminals (not shown). One end of the loop coil 17 (coil end (EP)) are electrically connected by soldering or laser welding or PCB laminate or the like to a feeding point f R provided on the antenna pattern of the patch antenna 3. The other end of the loop coil 17 (coil start end (SP)) is electrically connected to the ground plate 11 through a through hole 20 formed in the printed circuit board 9 by soldering, laser welding, or printed circuit board lamination. (See FIGS. 6 and 7). The IC tag portion 6 corresponds to the “first IC tag portion” recited in claim 1, and the through hole 20 corresponds to the “first through hole” recited in claim 7.

図9に示すICタグ部8は、ICチップ35及びコイルアンテナ37を有する第2のICタグ7と、渦巻き状のループコイル19とを有して構成されている。コイルアンテナ37はICチップ35を取り囲むように形成されており、コイル両端が図示しない接続端子を介してICチップ35に電気的に接続されている。ループコイル19の一方の端部(コイル終端(EP))はパッチアンテナ3のアンテナパターンに設けられた給電点fにはんだ付けやレーザー溶着あるいはプリント基板積層等により電気的に接続されている。ループコイル19の他方の端部(コイル始端(SP))はプリント基板9に形成されたスルーホール22を介してグラウンド板11にはんだ付けやレーザー溶着あるいはプリント基板積層等により電気的に接続されている(図8,9参照)。なお、ループコイル17、19の結合コイルパターンについては、具体的には使用する周波数で整合がとれて感度最良となる巻数(例えば、1回巻〜数回巻)で形成するのが好ましい。なお、ICタグ部8は、請求項1に記載された「第2のICタグ部」に対応し、スルーホール22は、請求項7に記載された「第2のスルーホール」に対応している。 The IC tag portion 8 shown in FIG. 9 includes a second IC tag 7 having an IC chip 35 and a coil antenna 37, and a spiral loop coil 19. The coil antenna 37 is formed so as to surround the IC chip 35, and both ends of the coil are electrically connected to the IC chip 35 via connection terminals (not shown). One end of the loop coil 19 (coil end (EP)) are electrically connected by soldering or laser welding or PCB laminate or the like to a feeding point f L provided in the antenna pattern of the patch antenna 3. The other end of the loop coil 19 (coil start end (SP)) is electrically connected to the ground plate 11 through a through hole 22 formed in the printed circuit board 9 by soldering, laser welding, or printed circuit board lamination. (See FIGS. 8 and 9). The coupling coil patterns of the loop coils 17 and 19 are preferably formed with the number of turns (for example, one to several turns) that is matched at the frequency to be used and has the best sensitivity. The IC tag portion 8 corresponds to the “second IC tag portion” described in claim 1, and the through hole 22 corresponds to the “second through hole” described in claim 7. Yes.

図10は、ICタグ部6とICタグ部8の正面図である。一例としては、日立化成株式会社製のIM5−PK2525型など2.5mm四方の小型寸法のICタグ部が好適である。   FIG. 10 is a front view of the IC tag unit 6 and the IC tag unit 8. As an example, an IC tag portion having a small size of 2.5 mm square such as IM5-PK2525 type manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. is suitable.

ループコイル17は、コイルアンテナ31と対向する位置にICチップ30と所定間隔をおいて配置され、ICタグ5のコイルアンテナ31との相互電磁誘導結合でトランスのように2つのコイルが対向して電磁エネルギーの伝達を促す役割を有する。ループコイル19は、コイルアンテナ37と対向する位置にICチップ35と所定間隔をおいて配置され、ICタグ7のコイルアンテナ37との相互電磁誘導結合でトランスのように2つのコイルが対向して電磁エネルギーの伝達を促す役割を有する。なお、コイルアンテナ31、37は、請求項6、7に記載された「第1のアンテナ」に対応している。ループコイル17、19は、請求項6、7に記載された「第2のアンテナ」に対応している。   The loop coil 17 is arranged at a predetermined distance from the IC chip 30 at a position facing the coil antenna 31, and two coils are opposed to each other like a transformer by mutual electromagnetic induction coupling with the coil antenna 31 of the IC tag 5. It has a role to promote transmission of electromagnetic energy. The loop coil 19 is disposed at a predetermined distance from the IC chip 35 at a position facing the coil antenna 37, and two coils are opposed to each other like a transformer by mutual electromagnetic induction coupling with the coil antenna 37 of the IC tag 7. It has a role to promote transmission of electromagnetic energy. The coil antennas 31 and 37 correspond to the “first antenna” described in claims 6 and 7. The loop coils 17 and 19 correspond to the “second antenna” described in claims 6 and 7.

ICチップ30は、ループコイル17の高周波電流からICチップ30が必要とする電力を作り出す機能の電源回路や送受信回路、メモリ、ロジック制御回路等を内蔵している。ICチップ35も上記同様にICチップ35が必要とする電力を作り出す機能を有する電源回路や送受信回路、メモリ、ロジック制御回路等を内蔵している。   The IC chip 30 includes a power supply circuit, a transmission / reception circuit, a memory, a logic control circuit, and the like having a function of generating electric power required by the IC chip 30 from the high-frequency current of the loop coil 17. Similarly to the above, the IC chip 35 also includes a power supply circuit, a transmission / reception circuit, a memory, a logic control circuit, and the like having a function of generating power required by the IC chip 35.

パッシブタグであるICタグ部6,8はバッテリーを内蔵していないが、それぞれループコイル17,19によって受信された電波から相互電磁誘導結合(トランス結合)による誘導起電力を得て、それぞれICチップ30,35の内部の集積回路で構成される電源回路が動作し、ICタグ全体が機能する。なお、これらの構成要素の構成や動作の詳細については当業者に容易に理解できるため省略する。   The IC tag portions 6 and 8 which are passive tags do not have a built-in battery, but each of the IC chips obtains an induced electromotive force by mutual electromagnetic induction coupling (transformer coupling) from radio waves received by the loop coils 17 and 19, respectively. The power supply circuit composed of integrated circuits 30 and 35 operates, and the entire IC tag functions. Note that details of the configuration and operation of these components are omitted because they can be easily understood by those skilled in the art.

ロジック制御回路はCPU(Central Processing Unit)により構成され、メモリはID(識別情報)等のデータを保存する。ここで、保存されるID等のタグ情報はICチップ30とICチップ35の2つで1つの偏波フリーICタグ1を構成する都合上、ICチップ30、35に共通の情報とするが、あえて異なる情報としてもよい。   The logic control circuit is configured by a CPU (Central Processing Unit), and the memory stores data such as ID (identification information). Here, tag information such as IDs to be stored is information common to the IC chips 30 and 35 for the sake of convenience of constituting one polarization-free IC tag 1 with the IC chip 30 and the IC chip 35. It may be different information.

同一の情報とした場合のメリットとしては、あたかも一つのICタグとして機能させることができ、冗長性を持たせることができる点が挙げられる。異なる情報とした場合のメリットとしてはICチップの故障時にいずれのICチップが故障したか認識できるという点が挙げられる。   An advantage of using the same information is that it can function as a single IC tag and can have redundancy. An advantage of using different information is that it is possible to recognize which IC chip has failed when an IC chip fails.

メモリはデータを保存するROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等から構成される。偏波フリーICタグ1はリーダ/ライタ装置(図示せず)との間で前記データに基づいて通信を行うことができる。例えば、メモリは、ICタグが設置された例えば、貨物の固有情報または位置等の情報や通信記録その他を格納することができる。なお、これらの構成要素の構成や動作の詳細については当業者に容易に理解できるため省略する。   The memory includes a ROM (Read Only Memory) for storing data, a RAM (Random Access Memory), an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), and the like. The polarization-free IC tag 1 can communicate with a reader / writer device (not shown) based on the data. For example, the memory can store, for example, information such as the specific information or position of the cargo where the IC tag is installed, communication records, and the like. Note that details of the configuration and operation of these components are omitted because they can be easily understood by those skilled in the art.

[ICタグの動作]
以下に、リーダ/ライタ装置のアンテナの偏波を円偏波とした場合において、上記した構成の偏波フリーICタグ1に対してリーダ/ライタ装置から円偏波が送信された場合の偏波フリーICタグの動作について説明する。リーダ/ライタ装置から例えば右旋回円偏波が放射されると、ループコイル17とコイルアンテナ31との電磁誘導により、電磁誘導結合されたICチップ30は最良の感度で機能することになる。また、リーダ/ライタ装置から例えば左旋回円偏波が放射された場合でも、ループコイル19とコイルアンテナ37との電磁誘導により、電磁誘導結合されたICチップ35は最良の感度で機能することになる。
[Operation of IC tag]
In the following, when the polarization of the antenna of the reader / writer device is a circular polarization, the polarization when the circular polarization is transmitted from the reader / writer device to the polarization-free IC tag 1 configured as described above. The operation of the free IC tag will be described. When, for example, right-handed circularly polarized light is radiated from the reader / writer device, the electromagnetic induction coupled IC chip 30 functions with the best sensitivity due to electromagnetic induction between the loop coil 17 and the coil antenna 31. Further, even when, for example, counterclockwise circularly polarized waves are radiated from the reader / writer device, the electromagnetic induction coupled IC chip 35 functions with the best sensitivity due to electromagnetic induction between the loop coil 19 and the coil antenna 37. Become.

[効果]
従来のICタグでは、リーダ/ライタ装置のアンテナの偏波を円偏波とした場合に、ICタグのアンテナの偏波を直線偏波とすると、回転する偏波の概略半分がICタグの直線偏波と一致しない成分となって電波エネルギーの半分が無駄に使用され、ICタグのアンテナの偏波を円偏波とした場合であっても、2つの円偏波の偏波方向が一致していない場合に最低感度または最悪状態では応答しない場合をつくってしまう。
[effect]
In a conventional IC tag, when the polarization of the antenna of the reader / writer device is a circular polarization, if the polarization of the antenna of the IC tag is a linear polarization, approximately half of the rotating polarization is a straight line of the IC tag. Even if the polarized wave of the IC tag antenna is circularly polarized, the polarization directions of the two circularly polarized waves coincide with each other because half of the radio wave energy is wasted because it is a component that does not match the polarized wave. If not, it will create a case that does not respond at the lowest sensitivity or worst case.

本発明に関わる偏波フリーICタグによれば、左旋回円偏波用のアンテナと右旋回円偏波用のアンテナを有するので、例えばリーダ/ライタ装置のアンテナから放射される円偏波が右旋回円偏波であっても左旋回円偏波のいずれでであっても、とりうる最良の感度で通信を行うことができる。例えば、ICタグを取り付けた物流コンテナを海外に輸出する場合に、輸出先におけるリーダ/ライタ装置のアンテナの円偏波の偏波方向は未知である場合が多い。しかし、本実施の形態に係る偏波フリーICタグを物流コンテナに取り付ければ、輸出先におけるリーダ/ライタ装置のアンテナの円偏波がいかなる円偏波であってもICタグに格納された情報を容易に読み取ることができる。   According to the polarization-free IC tag according to the present invention, since it has a left-turning circularly polarized antenna and a right-turning circularly polarized antenna, for example, circular polarization radiated from the antenna of the reader / writer device Communication can be performed with the best possible sensitivity regardless of whether it is a right-turn circular polarization or a left-turn circular polarization. For example, when a distribution container with an IC tag attached is exported overseas, the polarization direction of the circular polarization of the antenna of the reader / writer device at the export destination is often unknown. However, if the polarization-free IC tag according to this embodiment is attached to a distribution container, the information stored in the IC tag can be stored regardless of the circular polarization of the antenna of the reader / writer device at the export destination. Easy to read.

また、本発明に関わる偏波フリーICタグはバッテリーレスのパッシブICタグであるので電池交換の必要がない。   Further, since the polarization-free IC tag according to the present invention is a batteryless passive IC tag, it is not necessary to replace the battery.

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。上述の実施の形態においては、RFID通信にて用いられるUHF帯の周波数として920MHzが挙げられている。しかしながら、RFID通信にて用いられるUHF帯の周波数としては、たとえば860MHzから960MHzの帯域であれば、どのような周波数であってもよい。また、RFID通信にて用いられる周波数としては、UHF帯の周波数には限られず、マイクロ波と呼ばれる2.45GHzを中心とする周波数であっても良く、433MHzを中心とする周波数であってもよく、その他の周波数であってもよい。   Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified in addition to this. In the above-described embodiment, 920 MHz is cited as the frequency of the UHF band used in RFID communication. However, the frequency of the UHF band used in RFID communication may be any frequency as long as it is a band from 860 MHz to 960 MHz, for example. Further, the frequency used in RFID communication is not limited to the UHF band frequency, and may be a frequency centered on 2.45 GHz called a microwave or a frequency centered on 433 MHz. Other frequencies may be used.

1…偏波フリーICタグ、3…パッチアンテナ、4…アンテナ素子(アンテナパターン)、5,7…ICタグ、6,8…ICタグ部、9…プリント基板(誘電体)、11…グラウンド板、17,19…電磁結合コイル(ループコイル)、20,22…スルーホール、27,28…縁辺部、30,35…ICチップ、31,37…コイルアンテナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polarization free IC tag, 3 ... Patch antenna, 4 ... Antenna element (antenna pattern), 5, 7 ... IC tag, 6, 8 ... IC tag part, 9 ... Printed circuit board (dielectric), 11 ... Ground board , 17, 19 ... Electromagnetic coupling coil (loop coil), 20, 22 ... Through-hole, 27, 28 ... Edge, 30, 35 ... IC chip, 31, 37 ... Coil antenna

Claims (8)

略矩形状のアンテナ素子を有するパッチアンテナと、
前記アンテナ素子の異なる位置にそれぞれ第1の給電点及び第2の給電点が形成され、
前記第1の給電点に電気的に接続される第1のICタグ部と、
前記第2の給電点に電気的に接続される第2のICタグ部とを備え、
前記アンテナ素子は、一方の対角線上における対向するコーナーのそれぞれに切り欠き部を形成してなる、
ことを特徴とする偏波フリーICタグ。
A patch antenna having a substantially rectangular antenna element;
A first feeding point and a second feeding point are formed at different positions of the antenna element,
A first IC tag portion electrically connected to the first feeding point;
A second IC tag portion electrically connected to the second feeding point,
The antenna element is formed by forming a notch at each of opposite corners on one diagonal line,
A polarization-free IC tag characterized by the above.
前記第1の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部から、該第1の縁辺部に対して垂直方向で中心部に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成され、
前記第2の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に直角に隣接する2つの第2の縁辺部から、第2の縁辺部の内のいずれか一方の縁辺部に対して垂直方向で中心部に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の偏波フリーICタグ。
The first feeding point is formed at a position away from the first edge of the antenna element by a predetermined distance in the direction perpendicular to the first edge toward the center.
The second feeding point is perpendicular to one of the second edges from two second edges adjacent to the first edge of the antenna element at right angles. It is formed at a position away from the center by a predetermined distance.
The polarization-free IC tag according to claim 1.
前記第1の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に対して垂直方向に延び、かつアンテナ素子の中心に向かう直線上であって、前記第1の縁辺部からアンテナ素子の中心までの長さの半分の位置から前記アンテナ素子の中心付近に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成され、
前記第2の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に直角に隣接する2つの第2の縁辺部の内のいずれか一方の縁辺部に対して垂直方向に延び、かつアンテナ素子の中心に向かう直線上であって、前記第2の縁辺部からアンテナ素子の中心までの長さの半分の位置から前記アンテナ素子の中心を除く中心近傍に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成される、
ことを特徴とする請求項2に記載の偏波フリーICタグ。
The first feeding point extends in a direction perpendicular to the first edge portion of the antenna element and is on a straight line toward the center of the antenna element, from the first edge portion to the center of the antenna element. It is formed at a position that is a predetermined distance away from a position that is half the length toward the center of the antenna element,
The second feeding point extends in a direction perpendicular to one of the two second edges adjacent to the first edge of the antenna element at a right angle, and the center of the antenna element. Is formed at a position that is a predetermined distance away from a position that is half the length from the second edge to the center of the antenna element toward the vicinity of the center excluding the center of the antenna element. The
The polarization-free IC tag according to claim 2.
前記第1の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に対して垂直方向に延び、かつアンテナ素子の中心に向かう直線上であって、前記第1の縁辺部からアンテナ素子の中心までの長さの半分の位置から前記第1の縁辺部に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成され、
前記第2の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に直角に隣接する2つの第2の縁辺部の内のいずれか一方の縁辺部に対して垂直方向に延び、かつアンテナ素子の中心に向かう直線上であって、前記第2の縁辺部からアンテナ素子の中心までの長さの半分の位置から前記第2の縁辺部に向かって所定の距離だけ離れた位置に形成される、
ことを特徴とする請求項2に記載の偏波フリーICタグ。
The first feeding point extends in a direction perpendicular to the first edge portion of the antenna element and is on a straight line toward the center of the antenna element, from the first edge portion to the center of the antenna element. Formed at a position separated by a predetermined distance from the half-length position toward the first edge,
The second feeding point extends in a direction perpendicular to one of the two second edges adjacent to the first edge of the antenna element at a right angle, and the center of the antenna element. Is formed at a position that is a predetermined distance away from the position of half the length from the second edge to the center of the antenna element toward the second edge.
The polarization-free IC tag according to claim 2.
前記第1の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部から、該第1の縁辺部に対して垂直方向に向かう縁辺からアンテナ素子の中心までの長さの半分の距離だけ離れた位置に形成され、
前記第2の給電点は、アンテナ素子の第1の縁辺部に隣接する第2の縁辺部から、該第2の縁辺部に対して垂直方向に向かう縁辺からアンテナ素子の中心までの長さの半分の距離だけ離れた位置に形成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の偏波フリーICタグ。
The first feeding point is located at a position separated from the first edge of the antenna element by a distance that is half the length from the edge extending in the direction perpendicular to the first edge to the center of the antenna element. Formed,
The second feeding point has a length from the second edge adjacent to the first edge of the antenna element to the center of the antenna element from the edge perpendicular to the second edge. Formed at a position separated by half the distance,
The polarization-free IC tag according to claim 1.
前記パッチアンテナは、左旋回円偏波又は右旋回円偏波を送受信する機能を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の偏波フリーICタグ。
The patch antenna has a function of transmitting and receiving left-turn circular polarization or right-turn circular polarization.
The polarization-free IC tag according to claim 1.
前記第1のICタグ部及び前記第2のICタグ部のそれぞれは、
ICチップと、
前記ICチップに接続される第1のアンテナと、
前記第1のアンテナと対向する位置に配置され、かつ、前記パッチアンテナを構成するグラウンド板に電気的に接続される第2のアンテナとを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の偏波フリーICタグ。
Each of the first IC tag part and the second IC tag part is
IC chip,
A first antenna connected to the IC chip;
A second antenna disposed at a position facing the first antenna and electrically connected to a ground plate constituting the patch antenna;
The polarization-free IC tag according to claim 1.
少なくとも前記第1のアンテナ及び前記第2のアンテナは、電磁誘導結合が可能となるように互いに所定の間隔をおいて配置され、
前記第2のアンテナはループコイルであり、前記第1のICタグ部に対応する第2のアンテナの一端がグラウンド板に接続され、他端が前記グラウンド板に積層された誘電体基板に形成された第1のスルーホールを通って前記第1の給電点に接続され、
前記第2のICタグ部に対応する第2のアンテナの一端が前記グラウンド板に接続され、他端が前記誘電体基板に形成された第2のスルーホールを通って前記第2の給電点に接続されている、
ことを特徴とする請求項7に記載の偏波フリーICタグ。
At least the first antenna and the second antenna are arranged at a predetermined interval from each other so as to enable electromagnetic inductive coupling,
The second antenna is a loop coil, and one end of the second antenna corresponding to the first IC tag portion is connected to a ground plate, and the other end is formed on a dielectric substrate stacked on the ground plate. Connected to the first feeding point through the first through hole,
One end of a second antenna corresponding to the second IC tag portion is connected to the ground plate, and the other end passes through a second through hole formed in the dielectric substrate and serves as the second feeding point. It is connected,
The polarization-free IC tag according to claim 7.
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