JP6504324B1 - 無線通信デバイス - Google Patents

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Abstract

ＲＦＩＤタグ（３０１）は、基材（１）とＲＦＩＣ素子（１００）とダイポール型アンテナとを備える。ダイポール型アンテナは、第１ダイポールエレメント（１０）および第２ダイポールエレメント（２０）で構成される。第１ダイポールエレメント（１０）は第１折り返し部（１２）を有し、第１折り返し部（１２）と第１対向部（ＦＰ１）との間に容量を形成する。また、第１ダイポールエレメント（１０）は第１開放端（ＯＥ１）と第２ダイポールエレメント（２０）との間に介在する第１介在部（１０ｉ）を有する。同様に、第２ダイポールエレメント（２０）は第２折り返し部（２２）を有し、第２折り返し部（２２）と第２対向部（ＦＰ２）との間に容量を形成する。また、第２ダイポールエレメント（２０）は第２開放端（ＯＥ２）と第１ダイポールエレメント（１０）との間に介在する第２介在部（２０ｉ）を有する。

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグや通信モジュール等の無線通信デバイスに関し、特に、ダイポール型アンテナを備える無線通信デバイスに関する。
ＵＨＦ帯を利用するＲＦＩＤタグのアンテナは、通常、ダイポール型アンテナである。特許文献１には、ダイポール型アンテナとして作用する導体パターンが形成された基材にＲＦＩＣ素子が搭載されたＲＦＩＤタグが示されている。このＲＦＩＤタグは例えば物流管理のために物品に貼付され、必要に応じてリーダ／ライタで読み取り／書き込みが行われる。
特許第５９０４３１６号公報
上記ダイポール型アンテナは、ＲＦＩＣ素子の二つの接続端に接続される二つのダイポールエレメントで構成される。ダイポール型アンテナを小型化するため、特許文献１に示されているように、各ダイポールエレメントはミアンダ状にパターニングされる。
しかし、ＲＦＩＤタグや通信モジュール等の無線通信デバイスを設ける適用先のスペースが限定されている場合や、小型の物品や装置へ適用するためには、より小型の無線通信デバイスが必要になる。
無線通信デバイスを小型化するためにはダイポールエレメントのパターンを微細化すればよいが、無線通信デバイスの製造上、寸法精度などの制約がある。また、ダイポールエレメントのパターンの微細化に伴って、ダイポールエレメントの抵抗値が増大するため、抵抗値をある程度に抑えるためには、無線通信デバイスの小型化には自ずと限界がある。
そこで、本発明の目的は、ダイポールエレメントの抵抗値の増大を抑えつつ小型化を図った無線通信デバイスを提供することにある。
本発明の無線通信デバイスは、
基材と、
前記基材に搭載され、第１入出力端子および第２入出力端子を有するＲＦＩＣ素子と、
前記基材上に設けられ、一端が前記第１入出力端子に接続される第１接続端であり、他端が第１開放端である第１ダイポールエレメント、および、一端が前記第２入出力端子に接続される第２接続端であり、他端が第２開放端である第２ダイポールエレメントで構成されるダイポール型アンテナと、
を備え、
前記第１ダイポールエレメントは、前記第１開放端が当該第１ダイポールエレメントの中途部分に対向するように構成された第１折り返し部、およびミアンダ状の蛇行部を有する第１導体パターンであり、
前記第２ダイポールエレメントは、前記第２開放端が当該第２ダイポールエレメントの中途部分に対向するように構成された第２折り返し部、およびミアンダ状の蛇行部を有する第２導体パターンであり、
前記第１折り返し部の一部は、前記第１導体パターンの前記蛇行部の隙間にあり、
前記第２折り返し部の一部は、前記第２導体パターンの前記蛇行部の隙間にある、
ことを特徴とする。
上記構成により、第１ダイポールエレメントおよび第２ダイポールエレメントの線路長を短くしつつ、ダイポール型アンテナの共振周波数は所定値に定められる。したがって、第１ダイポールエレメント、第２ダイポールエレメントの線幅を細くし、長くすることによる抵抗値の増大がなく、無線通信デバイスを小型化できる。また、第１ダイポールエレメントの第１開放端および第１開放端近傍部と第２ダイポールエレメント（特に第２開放端）との間に生じる不要な容量が抑制され、同様に、第２ダイポールエレメントの第２開放端および第２開放端近傍部と第１ダイポールエレメント（特に第１開放端）との間に生じる不要な容量が抑制されるので、指向性や利得の変化が抑制される。
前記ＲＦＩＣ素子は、前記基材の中央に配置され、前記第１折り返し部と前記第２折り返し部とは、前記ＲＦＩＣ素子の位置に対して点対称関係の位置にあることが好ましい。この構造により、第１ダイポールエレメントの開放端と第２ダイポールエレメントの開放端とが効果的に離れ、第１ダイポールエレメントの開放端と第２ダイポールエレメントの開放端とが容量結合することによるダイポール型アンテナの電磁波放射の阻害が抑制される。
前記ダイポール型アンテナの形成領域は、平面視で第１軸方向に互いに対向する第１端部および第２端部を有し、前記第１導体パターンのミアンダ状の蛇行部は、前記第１入出力端子と前記第１端部との間にあり、前記第２導体パターンのミアンダ状の蛇行部は、前記第２入出力端子と前記第２端部との間にあることが好ましい。この構造により、小型のダイポール型アンテナが構成される。
前記ダイポール型アンテナの形成領域は、前記第１軸方向に直交する第２軸方向に互いに対向する第１側部および第２側部を有し、前記第１ダイポールエレメントは、前記ＲＦＩＣ素子と前記第１側部または前記第２側部との間に位置する第１副導体パターンを有し、前記第２ダイポールエレメントは、前記ＲＦＩＣ素子と前記第１側部または前記第２側部との間に位置する第２副導体パターンを有することが好ましい。これにより、ダイポール型アンテナの形成領域を有効に利用でき、その分、さらに小型化できる。
例えば、前記第１副導体パターンは、前記ＲＦＩＣ素子の第１入出力端子が接続されるランドを挟んで対向する二つの位置にあり、前記第２副導体パターンは、前記ＲＦＩＣ素子の第２入出力端子が接続されるランドを挟んで対向する二つの位置にある。この構造によれば、ＲＦＩＣ素子の第１入出力端子が接続されるランドを挟んで対向する二つの位置に形成された第１副導体パターン同士はランドで遮蔽され、不要な磁界結合が抑制されるので、第１、第２副導体パターンは放射素子の一部として、また、インダクタンス素子として、有効に作用する。
前記ダイポール型アンテナの形成領域は、平面視で長手方向と短手方向とをもち、前記長手方向は前記第１軸方向に対応し、前記短手方向は前記第２軸方向に対応し、前記長手方向の寸法は前記ダイポール型アンテナの使用周波数の１／８波長以下であることが好ましい。これにより、第１ダイポールエレメントおよび第２ダイポールエレメントの蛇行部が延びる方向がダイポール型アンテナとして放射に有効に寄与し、小型でありながら、長い通信距離が確保できる。
前記長手方向の寸法は前記短手方向の寸法の２倍以上であることが好ましい。この構造により、ＲＦＩＣ素子から互いに概略反対方向へ延びる第１ダイポールエレメントおよび第２ダイポールエレメントの範囲を長く確保でき、ダイポール型アンテナの所定の利得が得やすい。
前記ＲＦＩＣ素子は、ＲＦＩＣチップと、前記ＲＦＩＣチップと前記ダイポール型アンテナとのインピーダンスを整合させるインピーダンス整合回路とを一体化した素子であることが好ましい。この構成により、無線通信デバイスを設ける部材の誘電率や透磁率の影響を受けず、無線通信デバイス単体での電気的特性を保てる。
前記ＲＦＩＣ素子は前記ダイポール型アンテナを介してＵＨＦ帯で通信することが好ましい。これにより、ＵＨＦ帯を利用する無線通信デバイスに適合できる。
本発明によれば、第１ダイポールエレメントおよび第２ダイポールエレメントの線路長を短くしつつ、所定共振周波数のダイポール型アンテナが構成されるので、第１ダイポールエレメントおよび第２ダイポールエレメントの線幅を細くすることによる抵抗値の増大がなく、無線通信デバイスを小型化できる。
図１は第１の実施形態に係るＲＦＩＤタグ３０１の平面図である。 図２（Ａ）は、第１の実施形態に係るダイポール型アンテナの等価回路図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した等価回路を更に簡略化した等価回路図である。 図３は第１の実施形態に係るダイポール型アンテナの利得の周波数特性を示す図である。 図４は、ＲＦＩＣ素子１００の斜視図である。 図５は、図４に示すＲＦＩＣ素子の縦断面図である。 図６Ａは、多層基板１２０の上位の絶縁層を真上から見た状態を示す平面図である。 図６Ｂは、多層基板１２０の中位の絶縁層の平面図である。 図６Ｃは、多層基板１２０の下位の絶縁層の示す平面図である。 図７Ａは、図６Ａに示す絶縁層のＢ１−Ｂ１線断面図である。 図７Ｂは、図６Ｂに示す絶縁層のＢ２−Ｂ２線断面図である。 図７Ｃは、図６Ｃに示す絶縁層のＢ３−Ｂ３線断面図である。 図８は、ＲＦＩＣ素子１００の等価回路を示す図である。 図９は、ＲＦＩＣ素子１００のインダクタＬ１〜Ｌ４に生じる磁界の方向を示す図である。 図１０は、ＲＦＩＣ素子１００におけるリジッド領域およびフレキシブル領域の分布を示す図である。 図１１は、ＲＦＩＣ素子１００をランドＬＡ１，ＬＡ２に取り付けたＲＦＩＤタグが撓んだ状態を示す図である。 図１２は、図１１のＲＦＩＤタグの等価回路を流れる電流の一例を示す図である。 図１３は、図１１のＲＦＩＤタグにおいて、ＲＦＩＣチップに接続される回路をＲＦＩＣチップから視た反射損失の周波数特性を示す図である。 図１４は第２の実施形態に係るＲＦＩＤタグ３０２の平面図である。 図１５は第３の実施形態に係るＲＦＩＤタグ３０３Ａの平面図である。 図１６は第３の実施形態に係るＲＦＩＤタグ３０３Ｂの平面図である。 図１７は第３の実施形態に係るＲＦＩＤタグ３０３Ｃの平面図である。
以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係るＲＦＩＤタグ３０１の平面図である。本実施形態のＲＦＩＤタグ３０１は、矩形板状の基材１、この基材１に形成された第１ダイポールエレメント１０、第２ダイポールエレメント２０、および基材１に搭載されたＲＦＩＣ素子１００を備える。このＲＦＩＤタグ３０１は本発明に係る「無線通信デバイス」の一例である。
基材１は、平面視で第１軸方向（図１におけるＸ軸方向）および第２軸方向（図１におけるＹ軸方向）をもち、第１軸方向の互いに対向する端部である第１端部Ｅ１および第２端部Ｅ２を有し、第２軸方向の互いに対向する側部である第１側部Ｓ１および第２側部Ｓ２を有する。本実施形態では、基材のほぼ全面が、ダイポール型アンテナの形成領域であるので、基材１の「第１軸方向」、「第２軸方向」、「第１端部Ｅ１」、「第２端部Ｅ２」、「第１側部Ｓ１」および「第２側部Ｓ２」は、本発明に係る「第１軸方向」、「第２軸方向」、「第１端部」、「第２端部」、「第１側部」および「第２側部」にそれぞれ対応する。
また、基材１は、平面視で長手方向および短手方向をもつ。長手方向は上記第１軸方向に対応し、短手方向は上記第２軸方向に対応する。
基材１の中央には、ＲＦＩＣ素子１００を実装するためのランドＬＡ１，ＬＡ２が形成されている。このランドＬＡ１，ＬＡ２にＲＦＩＣ素子１００の第１入出力端子および第２入出力端子がそれぞれ接続される。
基材１に形成された第１ダイポールエレメント１０および第２ダイポールエレメント２０で１つのダイポール型アンテナが構成される。
第１ダイポールエレメント１０は、ランドＬＡ１と第１端部Ｅ１との間にミアンダ状の蛇行部を有する第１導体パターンであり、第２ダイポールエレメント２０は、ランドＬＡ２と第２端部Ｅ２との間にミアンダ状の蛇行部を有する第２導体パターンである。例えば導体パターンの線幅は１００μｍ、線間距離は２００μｍである。
基材１は例えばポリエチレンナフタレート（PEN）フィルムである。導体パターンは、基材１に貼り付けられたＣｕ箔がフォトリソグラフィおよびエッチングによってパターニングされたものである。
第１ダイポールエレメント１０の一端は、ランドＬＡ１に接続される（ＲＦＩＣ素子の第１入出力端子に接続される）第１接続端ＣＥ１である。第１ダイポールエレメント１０の他端は第１開放端ＯＥ１である。第２ダイポールエレメント２０の一端は、ランドＬＡ２に接続される（ＲＦＩＣ素子の第２入出力端子に接続される）第２接続端ＣＥ２である。第２ダイポールエレメント２０の他端は第２開放端ＯＥ２である。
本実施形態のＲＦＩＤタグ３０１は、ダイポール型アンテナの形成領域の長手方向の寸法は２４ｍｍ、短手方向の寸法は８ｍｍであり、短手方向と長手方向の寸法比は１：３である。すなわち長手方向の寸法は短手方向の寸法の２倍以上である。この構造により、ＲＦＩＣ素子１００から互いに概略反対方向へ延びる第１ダイポールエレメント１０および第２ダイポールエレメント２０の範囲を長く確保でき、ダイポール型アンテナの所定の利得が得やすい。このように、本発明によれば、長手方向の寸法が５０ｍｍ以下、短手方向の寸法が２５ｍｍ以下、さらには長手方向の寸法が３０ｍｍ以下、短手方向の寸法が１０ｍｍ以下の、平面寸法の極めて小さなタグを構成できる。
また、このダイポール型アンテナの使用周波数（１／２波長基本共振周波数）は例えば９２０ＭＨｚであり、基材１と空間とで構成されるアンテナの周りの実効比誘電率は、約１．５であるので、長手方向の寸法（２４ｍｍ）はダイポール型アンテナの使用周波数の１／８波長（約２９ｍｍ）以下である。これにより、小型でありながら、長い通信距離を確保できる。
第１ダイポールエレメント１０は主導体パターン部１１と第１折り返し部１２とで構成される。第２ダイポールエレメント２０は主導体パターン部２１と第２折り返し部２２とで構成される。
第１折り返し部１２は、第１開放端ＯＥ１が第１ダイポールエレメント１０の中途部分に対向するように構成されたものである。この第１折り返し部１２は、第１ダイポールエレメント１０の形成領域のうち、その外縁（本実施形態では第１端部Ｅ１）からＲＦＩＣ素子１００へ近づく方向に折り返された形状である。この第１折り返し部１２は、第１開放端ＯＥ１およびこの第１開放端ＯＥ１の近傍である第１開放端近傍部ＮＥ１とで構成される。第１折り返し部１２は第１ダイポールエレメントの対向部ＦＰ１と対向する。
同様に、第２折り返し部２２は、第２開放端ＯＥ２が第２ダイポールエレメント２０の中途部分に対向するように構成されたものである。この第２折り返し部２２は、第２ダイポールエレメント２０の形成領域のうち、その外縁（本実施形態では第２端部Ｅ２）からＲＦＩＣ素子１００へ近づく方向に折り返された形状である。この第２折り返し部２２は、第２開放端ＯＥ２およびこの第２開放端ＯＥ２の近傍である第２開放端近傍部ＮＥ２とで構成される。第２折り返し部２２は第２ダイポールエレメントの対向部ＦＰ２と対向する。
第１ダイポールエレメント１０は、第１開放端ＯＥ１と第２ダイポールエレメント２０との間に介在する第１介在部１０ｉを有する。つまり、第１ダイポールエレメント１０のうち、特に第１介在部１０ｉは第１開放端ＯＥ１と第２ダイポールエレメント２０の外縁（第２ダイポールエレメント２０の形成領域）とを結ぶエリア内に介在する。
同様に、第２ダイポールエレメント２０は、第２開放端ＯＥ２と第１ダイポールエレメント１０の外縁とを結ぶエリア内に介在する第２介在部２０ｉを有する。
上記ＲＦＩＣ素子は、基材１の中央に配置され、第１折り返し部１２と第２折り返し部２２とは、ＲＦＩＣ素子１００の位置に対して点対称関係の位置にある。また、本実施形態では、第１ダイポールエレメント１０と第２ダイポールエレメント２０とは、それら全体がＲＦＩＣ素子１００の位置に対して点対称の関係にある。
図２（Ａ）は、本実施形態に係るダイポール型アンテナの等価回路図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した等価回路を更に簡略化した等価回路図である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）において、キャパシタンス素子Ｃ１は、図１に示した第１折り返し部１２と第１対向部ＦＰ１との間に生じる容量に相当する。つまり、第１開放端ＯＥ１およびこの第１開放端の近傍部と、第１ダイポールエレメント１０の中途部分との対向によって形成される第１キャパシタンス成分に相当する。また、図２（Ａ）、図２（Ｂ）においてインダクタンス素子Ｌ１１は、第１ダイポールエレメント１０のうち、第１対向部ＦＰ１を含む導体パターンに生じる第１並列インダクタンス成分に相当する。また、インダクタンス素子Ｌ１２は、第１ダイポールエレメント１０のうち、第１対向部ＦＰ１を含む導体パターン以外の導体パターンに生じる第１直列インダクタンス成分に相当する。
同様に、図２（Ａ）、図２（Ｂ）において、キャパシタンス素子Ｃ２は、図１に示した第２折り返し部２２と第２対向部ＦＰ２との間に生じる容量に相当する。つまり、第２開放端ＯＥ２およびこの第２開放端の近傍部と、第２ダイポールエレメント２０の中途部分との対向によって形成される第２キャパシタンス成分に相当する。また、図２（Ａ）、図２（Ｂ）においてインダクタンス素子Ｌ２１は、第２ダイポールエレメント２０のうち、第２対向部ＦＰ２を含む導体パターンに生じる第２並列インダクタンス成分に相当する。また、インダクタンス素子Ｌ２２は、第２ダイポールエレメント２０のうち、第２対向部ＦＰ２を含む導体パターン以外の導体パターンに生じる第２直列インダクタンス成分に相当する。
キャパシタンス素子Ｃ１とインダクタンス素子Ｌ１１とによって第１ＬＣ並列回路ＬＣ１が構成される。つまり、第１ダイポールエレメント１０は第１ＬＣ並列回路ＬＣ１と、この第１ＬＣ並列回路ＬＣ１と第１接続端ＣＥ１との間に直列接続されるインダクタンス素子Ｌ１２とで構成される。
同様に、キャパシタンス素子Ｃ２とインダクタンス素子Ｌ２１とによって第２ＬＣ並列回路ＬＣ２が構成され、第２ダイポールエレメント２０は第２ＬＣ並列回路ＬＣ２と、この第２ＬＣ並列回路ＬＣ２と第２接続端ＣＥ２との間に直列接続されるインダクタンス素子Ｌ２２とで構成される。
図２（Ｂ）において、第１ＬＣ並列回路ＬＣ１の第１端Ｐｏは第１ダイポールエレメント１０の開放端であるので、インピーダンスは無限大と表せる。第１ＬＣ並列回路ＬＣ１はその並列共振周波数（例えば１．８ＧＨｚ）において両端間のインピーダンスは無限大となって、第１ＬＣ並列回路ＬＣ１は放射素子として作用しないが、この共振周波数より低い周波数帯においては、第１ＬＣ並列回路ＬＣ１は誘導性となって、第１ＬＣ並列回路の第２端Ｐａ点のインピーダンスは、無限大より低い或る値（例えば５００Ω）となる。すなわち、第１ＬＣ並列回路はその周波数における放射に寄与する。上述のことは第２ＬＣ並列回路ＬＣ２についても同様である。
図３は本実施形態に係るダイポール型アンテナの利得の周波数特性を示す図である。図３において、曲線Ｇ０は図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示した第１ＬＣ並列回路ＬＣ１および第２ＬＣ並列回路ＬＣ２が無い場合のダイポール型アンテナの利得の周波数特性を示す。この例では周波数ｆｏはダイポール型アンテナの共振周波数であり、この周波数ｆｏで利得がピークとなる。曲線Ｇ１、Ｇ２は、いずれも第１ＬＣ並列回路ＬＣ１および第２ＬＣ並列回路ＬＣ２を設けたダイポール型アンテナの利得の周波数特性を示す。曲線Ｇ１で示すダイポール型アンテナの例では、第１ＬＣ並列回路ＬＣ１および第２ＬＣ並列回路ＬＣ２の共振周波数がｆｓ１、ダイポール型アンテナの共振周波数がｆｏ１である。また、曲線Ｇ２で示すダイポール型アンテナの例では、第１ＬＣ並列回路ＬＣ１および第２ＬＣ並列回路ＬＣ２の共振周波数がｆｓ２、ダイポール型アンテナの共振周波数がｆｏ２である。
このように、第１ＬＣ並列回路ＬＣ１および第２ＬＣ並列回路ＬＣ２を備えることによって、ダイポール型アンテナの共振周波数は低下する。また、キャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２のキャパシタンスを大きくする（共振周波数を低くする）ほど、第１ＬＣ並列回路ＬＣ１および第２ＬＣ並列回路ＬＣ２の共振周波数が低下するとともに、ダイポール型アンテナの共振周波数は低下する。したがって、ＬＣ並列回路の形成により、第１ダイポールエレメントおよび第２ダイポールエレメントの線路長を短くしつつ、所定共振周波数のダイポール型アンテナが得られる。
本実施形態のＲＦＩＤタグはＵＨＦ帯を利用するＲＦＩＤタグであるので、上記ダイポール型アンテナの使用周波数は９２０ＭＨｚ帯である。一方、第１ＬＣ並列回路ＬＣ１の共振周波数および第２ＬＣ並列回路ＬＣ２の共振周波数は、ダイポール型アンテナの使用周波数の２倍以上である。例えば、１．５ＧＨｚ以上３ＧＨｚ以下の範囲内である。
このような関係であることで、第１ＬＣ並列回路ＬＣ１の共振周波数および第２ＬＣ並列回路ＬＣ２は９２０ＭＨｚ帯では誘導性を持ち、第１、第２のダイポールエレメントの線長（ミアンダ状の導体パターンの線長）が等価的に長くなる。
上記構成により、第１ダイポールエレメント１０および第２ダイポールエレメント２０の線路長を短くしつつ、所定共振周波数のダイポール型アンテナが得られる。したがって、第１ダイポールエレメント１０、第２ダイポールエレメント２０の線幅を細くすることによる抵抗値の増大がなく、ＲＦＩＤタグを小型化できる。
また、本実施形態によれば、図１に示したとおり、第１介在部１０ｉが、第１開放端ＯＥ１と第２ダイポールエレメント２０との間に介在するので、第１ダイポールエレメント１０の第１開放端ＯＥ１および第１開放端近傍部ＮＥ１と第２ダイポールエレメント２０（特に第２開放端ＯＥ２）との間に生じる不要な容量が抑制される。同様に、第２ダイポールエレメント２０の第２開放端ＯＥ２および第２開放端近傍部ＮＥ２と第１ダイポールエレメント１０（特に第１開放端ＯＥ１）との間に生じる不要な容量が抑制される。そのため、ダイポール型アンテナの指向性の変化や利得の低下が抑制される。小さなＲＦＩＤにおいては、指向性の変化に伴い読み取り距離が短くなるので、指向性を保ったまま小形化されることは重要である。
また、本実施形態によれば、第１開放端ＯＥ１と第１接続端ＣＥ１との間に第１ダイポールエレメント１０のミアンダ状導体パターンが存在するので、第１接続端ＣＥ１寄りの導体パターンと第１開放端ＯＥ１との間に浮遊容量が生じにくい。同様に、第２開放端ＯＥ２と第２接続端ＣＥ２との間に第２ダイポールエレメント２０のミアンダ状導体パターンが存在するので、第２接続端ＣＥ２寄りの導体パターンと第２開放端ＯＥ２との間に浮遊容量が生じにくい。そのため、第１折り返し部１２の長さや第２折り返し部２２の長さを変更しても、ＲＦＩＣ素子１００とダイポール型アンテナとのインピーダンス整合特性は変化し難い。このことによっても、ＲＦＩＤタグの読み取り距離の低下が抑制される。
なお、ダイポールエレメントの先端部にスパイラル状の導体パターンを形成した従来のダイポール型アンテナにおいては、スパイラル状導体パターンの長さによってキャパシタンス成分とインダクタンス成分の両方が変化するので、ダイポール型アンテナの共振周波数を所定値に設定し難い。これに対して、本実施形態によれば、折り返し部１２は、インダクタンス素子しては殆ど作用せず、ミアンダ状導体パターンとの間で容量を形成する容量形成用導体パターンとして作用する。そのため、付加容量を独立して定めることができる。
以降、ＲＦＩＣ素子１００の構成と作用について説明する。
図４は、ＲＦＩＣ素子１００の斜視図である。ＲＦＩＣ素子１００は、例えば、９００ＭＨｚ帯、すなわちＵＨＦ帯の通信周波数に対応するＲＦＩＣ素子である。ＲＦＩＣ素子１００は、主面が矩形をなす多層基板１２０を有する。多層基板１２０は、可撓性を有している。多層基板１２０は、例えば、ポリイミドや液晶ポリマ等の可撓性を有する樹脂絶縁層を積層した積層体の構造を有する。これらの材料で構成される各絶縁層の誘電率は、ＬＴＣＣに代表されるセラミック基材層の誘電率よりも小さい。
ここでは、多層基板１２０の長さ方向をＸ軸とし、多層基板１２０の幅方向をＹ軸とし、多層基板１２０の厚み方向をＺ軸とする。
図５は、図４に示すＲＦＩＣ素子の縦断面図である。図６Ａは、多層基板１２０の上位の絶縁層を真上から見た状態を示す平面図である。図６Ｂは、多層基板１２０の中位の絶縁層の平面図である。図６Ｃは、多層基板１２０の下位の絶縁層の示す平面図である。図７Ａは、図６Ａに示す絶縁層のＢ１−Ｂ１線断面図である。図７Ｂは、図６Ｂに示す絶縁層のＢ２−Ｂ２線断面図である。図７Ｃは、図６Ｃに示す絶縁層のＢ３−Ｂ３線断面図である。
多層基板１２０には、図５に示すように、ＲＦＩＣチップ１６０およびインピーダンス整合回路１８０が内蔵されている。多層基板１２０の一方の主面には、第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂが形成されている。整合回路１８０はＲＦＩＣチップ１６０と、第１ダイポールエレメント１０および第２ダイポールエレメント２０とをインピーダンス整合させるとともに、アンテナの共振周波数特性を定める。
ＲＦＩＣチップ１６０は、シリコン等の半導体を素材とする硬質の半導体基板に各種の素子を内蔵した構造を有している。ＲＦＩＣチップ１６０の両主面は正方形である。また、ＲＦＩＣチップ１６０の他方の主面には、図６Ｃに示すように、第１入出力端子１６０ａおよび第２入出力端子１６０ｂが形成されている。多層基板１２０の内部において、ＲＦＩＣチップ１６０は、正方形の各辺がＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って延び、且つ一方の主面および他方の主面がＸ−Ｙ面に平行な状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の各々における中央に位置する。
整合回路１８０は、コイル導体２００および層間接続導体２４０ａ，２４０ｂによって構成されている。コイル導体２００は、図６Ｂまたは図６Ｃに示すコイルパターン２００ａ〜２００ｃによって構成されている。コイルパターン２００ａの一部は、第１コイル部ＣＩＬ１により構成されている。コイルパターン２００ｂの一部は、第２コイル部ＣＩＬ２により構成されている。コイルパターン２００ｃの一部は、第３コイル部ＣＩＬ３および第４コイル部ＣＩＬ４により構成されている。
第１コイル部ＣＩＬ１、第３コイル部ＣＩＬ３、および層間接続導体２４０ａは、Ｚ軸方向に並ぶように配置されている。第２コイル部ＣＩＬ２、第４コイル部ＣＩＬ４、および層間接続導体２４０ｂも、Ｚ軸方向に並ぶように配置されている。
ＲＦＩＣチップ１６０は、多層基板１２０をＺ軸方向から見たとき、第１コイル部ＣＩＬ１と第２コイル部ＣＩＬ２との間に配置されている。また、ＲＦＩＣチップ１６０は、多層基板１２０をＹ軸方向から見たとき、第３コイル部ＣＩＬ３と第４コイル部ＣＩＬ４との間に配置されている。
第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂは、いずれも可撓性を有する銅箔を素材として短冊状に形成されている。第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂの各々の主面のサイズは、互いに一致する。第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂの短辺は、Ｘ軸方向に延びている。第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂの長辺は、Ｙ軸方向に延びている。
従って、ＲＦＩＣチップ１６０は、多層基板１２０をＹ軸方向から見たとき、整合回路１８０の一部と整合回路１８０の他の一部とによって挟まれる。また、ＲＦＩＣチップ１６０は、多層基板１２０をＸ軸方向から見たとき、整合回路１８０と重なる。整合回路１８０は、多層基板１２０を平面視したとき、第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂの各々と部分的に重なる。
多層基板１２０は、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、積層された３つのシート状の絶縁層１２０ａ〜１２０ｃによって構成されている。絶縁層１２０ａは上位に位置し、絶縁層１２０ｂは中位に位置し、絶縁層１２０ｃは下位に位置する。
絶縁層１２０ａの一方の主面には、第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂが形成されている。絶縁層１２０ｂの一方の主面の中央位置には、他方主面に達する矩形の貫通孔ＨＬ１が形成されている。貫通孔ＨＬ１は、ＲＦＩＣチップ１６０を包含するサイズに形成されている。また、絶縁層１２０ｂの一方の主面のうち貫通孔ＨＬ１の周辺には、コイルパターン２００ｃが形成されている。コイルパターン２００ｃは、可撓性を有する銅箔を素材として構成されている。
コイルパターン２００ｃの一端部は、平面視において、第１端子電極１４０ａと重なる位置に配置され、Ｚ軸方向に延びる層間接続導体２２０ａによって第１端子電極１４０ａと接続されている。また、コイルパターン２００ｃの他端部は、平面視において、第２端子電極１４０ｂと重なる位置に配置され、Ｚ軸方向に延びる層間接続導体２２０ｂによって第２端子電極１４０ｂと接続されている。層間接続導体２２０ａ，２２０ｂは、Ｓｎを主成分とする硬質の金属バルクで構成されている。
絶縁層１２０ｃの一方の主面には、コイルパターン２００ａ，２００ｂが形成されている。コイルパターン２００ａ，２００ｂは、可撓性を有する銅箔を素材として構成されている。
第１コイル端Ｔ１および第２コイル端Ｔ２は、いずれも、絶縁層１２０ｃを平面視したとき、矩形に形成されている。
コイルパターン２００ａの一端部は、Ｚ軸方向に延びる層間接続導体２４０ａによってコイルパターン２００ｃの一端部と接続されている。コイルパターン２００ｂの一端部は、Ｚ軸方向に延びる層間接続導体２４０ｂによってコイルパターン２００ｃの他端部と接続されている。層間接続導体２４０ａ，２４０ｂは、Ｓｎを主成分とする硬質の金属バルクで構成されている。
絶縁層１２０ｂ，１２０ｃを平面視したとき、コイルパターン２００ａの一部の区間はコイルパターン２００ｃの一部の区間と重なり、コイルパターン２００ｂの一部の区間もコイルパターン２００ｃの他の一部の区間と重なる。ここでは、コイルパターン２００ａ，２００ｃが重なり合う区間のうち、コイルパターン２００ａ側の区間を“第１コイル部ＣＩＬ１”といい、コイルパターン２００ｃ側の区間を“第３コイル部ＣＩＬ３”という。また、コイルパターン２００ｂ，２００ｃが重なり合う区間のうち、コイルパターン２００ｂ側の区間を“第２コイル部ＣＩＬ２”といい、コイルパターン２００ｃ側の区間を“第４コイル部ＣＩＬ４”という。さらに、コイルパターン２００ａの一端部またはコイルパターン２００ｃの一端部の位置を“第１位置Ｐ１”といい、コイルパターン２００ｂの一端部またはコイルパターン２００ｃの他端部の位置を“第２位置Ｐ２”という。
絶縁層１２０ｃの一方の主面には、矩形のダミー導体２６０ａ，２６０ｂが形成されている。ダミー導体２６０ａ，２６０ｂは、可撓性を有する銅箔を素材として構成されている。絶縁層１２０ｂ，１２０ｃを平面視したとき、ダミー導体２６０ａ，２６０ｂは、矩形の貫通孔ＨＬ１の４つのコーナー部のうち、２つのコーナー部にそれぞれ重なるように配置されている。
ＲＦＩＣチップ１６０は、他方の主面の４つのコーナー部が第１コイル端Ｔ１、第２コイル端Ｔ２、およびダミー導体２６０ａ，２６０ｂとそれぞれ対向するように、絶縁層１２０ｃに実装されている。第１入出力端子１６０ａは、平面視において第１コイル端Ｔ１と重なるように、ＲＦＩＣチップ１６０の他方の主面に配置されている。同様に、第２入出力端子１６０ｂは、平面視において第２コイル端Ｔ２と重なるように、ＲＦＩＣチップ１６０の他方の主面に配置されている。
その結果、ＲＦＩＣチップ１６０は、第１入出力端子１６０ａによって第１コイル端Ｔ１と接続され、第２入出力端子１６０ｂによって第２コイル端Ｔ２と接続されている。
なお、絶縁層１２０ａ〜１２０ｃの厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下である。このため、多層基板１２０に内蔵されたＲＦＩＣチップ１６０および整合回路１８０は、外側から透けて見える。従って、ＲＦＩＣチップ１６０および整合回路１８０の接続状態（断線の有無）を容易に確認することができる。
図８は、上述したように構成されるＲＦＩＣ素子１００の等価回路を示す図である。図８において、インダクタＬ１は、第１コイル部ＣＩＬ１に対応している。インダクタＬ２は、第２コイル部ＣＩＬ２に対応している。インダクタＬ３は、第３コイル部ＣＩＬ３に対応している。インダクタＬ４は、第４コイル部ＣＩＬ４に対応している。整合回路１８０によるインピーダンス整合の特性は、インダクタＬ１〜Ｌ４の値によって規定される。
インダクタＬ１の一端部は、ＲＦＩＣチップ１６０に設けられた第１入出力端子１６０ａに接続されている。インダクタＬ２の一端部は、ＲＦＩＣチップ１６０に設けられた第２入出力端子１６０ｂに接続されている。インダクタＬ１の他端部は、インダクタＬ３の一端部に接続されている。インダクタＬ２の他端部は、インダクタＬ４の一端部に接続されている。インダクタＬ３の他端部は、インダクタＬ４の他端部に接続されている。第１端子電極１４０ａは、インダクタＬ１，Ｌ３の接続点に接続されている。第２端子電極１４０ｂは、インダクタＬ２，Ｌ４の接続点に接続されている。
図８に示す等価回路から分かるように、第１コイル部ＣＩＬ１、第２コイル部ＣＩＬ２、第３コイル部ＣＩＬ３、および第４コイル部ＣＩＬ４は、磁界が同相となるように巻回され且つ互いに直列接続されている。従って、磁界は、ある時点において、図９において矢印で示す方向に向くように発生する。一方、磁界は、別の時点において、図９において矢印で示す方向とは反対の方向に向くように発生する。
また、図６Ｂおよび図６Ｃから分かるように、第１コイル部ＣＩＬ１および第３コイル部ＣＩＬ３は、ほぼ同一のループ形状で且つ同一の第１巻回軸を有している。同様に、第２コイル部ＣＩＬ２および第４コイル部ＣＩＬ４は、ほぼ同一のループ形状で且つ同一の第２巻回軸を有している。第１巻回軸および第２巻回軸は、ＲＦＩＣチップ１６０を挟む位置に配置されている。
すなわち、第１コイル部ＣＩＬ１および第３コイル部ＣＩＬ３は、磁気的且つ容量的に結合している。同様に、第２コイル部ＣＩＬ２および第４コイル部ＣＩＬ４は、磁気的且つ容量的に結合している。
以上の説明から分かるように、ＲＦＩＣチップ１６０は、第１入出力端子１６０ａおよび第２入出力端子１６０ｂを有し、多層基板１２０に内蔵されている。また、整合回路１８０は、コイルパターン２００ａ〜２００ｃを含んで多層基板１２０に内蔵されている。このうち、コイルパターン２００ａは第１入出力端子１６０ａに接続された他端部（＝第１コイル端Ｔ１）を有し、コイルパターン２００ｂは第２入出力端子１６０ｂに接続された他方に端部（＝第２コイル端Ｔ２）を有する。また、第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂは、多層基板１２０の一方の主面に設けられている。第１端子電極１４０ａは、コイルパターン２００ａの一端部（＝第１位置Ｐ１）に接続されている。第２端子電極１４０ｂは、コイルパターン２００ｂの一端部（＝第２位置Ｐ２）にそれぞれ接続されている。
また、第１コイル部ＣＩＬ１は、第１コイル端Ｔ１から第１位置Ｐ１までの区間に存在し、多層基板１２０の一方の主面と交差する方向に第１巻回軸を有する。第２コイル部ＣＩＬ２は、第２コイル端Ｔ２から第２位置Ｐ２までの区間に存在し、多層基板１２０の一方の主面と交差する方向に第２巻回軸を有する。第３コイル部ＣＩＬ３は、平面視において第１コイル部ＣＩＬ１と重なるように配置されている。第４コイル部ＣＩＬ４は、平面視において第２コイル部ＣＩＬ２と重なるように配置されている。第１コイル部ＣＩＬ１，第３コイル部ＣＩＬ３と第２コイル部ＣＩＬ２，第４コイル部ＣＩＬ４とは、ＲＦＩＣチップ１６０を挟む位置に配置されている。多層基板１２０には、整合回路１８０と、ＲＦＩＣチップ１６０とが内蔵されている。
ＲＦＩＣチップ１６０は、半導体基板で構成されている。このため、第１コイル部ＣＩＬ１、第２コイル部ＣＩＬ２、第３コイル部ＣＩＬ３、および第４コイル部ＣＩＬ４にとって、ＲＦＩＣチップ１６０は、グランドまたはシールドとして機能する。その結果、第１コイル部ＣＩＬ１および第２コイル部ＣＩＬ２、並びに、第３コイル部ＣＩＬ３および第４コイル部ＣＩＬ４は、磁気的にも容量的にも互いに結合し難くなる。これによって、通信信号の通過帯域の狭帯域化が抑制される。
次に、ＲＦＩＣ素子１００をはんだ等の導電性接合材１３ａ，１３ｂによってランドＬＡ１，ＬＡ２上に取り付けた例について説明する。図１０は、ＲＦＩＣ素子１００におけるリジッド領域およびフレキシブル領域の分布を示す図である。図１１は、ＲＦＩＣ素子１００をランドＬＡ１，ＬＡ２に取り付けたＲＦＩＤタグが撓んだ状態を示す図である。
上述したように、多層基板１２０、コイルパターン２００ａ〜２００ｃ、第１端子電極１４０ａ、および第２端子電極１４０ｂは、可撓性を有する部材で構成されている。一方、層間接続導体２２０ａ，２２０ｂ，２４０ａ，２４０ｂ、およびＲＦＩＣチップ１６０は、硬質の部材で構成されている。また、第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂは、比較的サイズが大きいため、可撓性が低い。また、第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂにＮｉ／ＡｕやＮｉ／Ｓｎ等のめっき膜を施した場合には、第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂの可撓性はさらに低くなる。
このため、ＲＦＩＣ素子１００には、図１０に示すように、リジッド領域およびフレキシブル領域が形成される。より具体的には、第１端子電極１４０ａ、第２端子電極１４０ｂ、およびＲＦＩＣチップ１６０が配置された領域はリジッド領域になり、他の領域はフレキシブル領域となる。特に、第１端子電極１４０ａおよび第２端子電極１４０ｂはＲＦＩＣチップ１６０から離れた位置に設けられるため、第１端子電極１４０ａとＲＦＩＣチップ１６０との間、および第２端子電極１４０ｂとＲＦＩＣチップ１６０との間はフレキシブル領域になる。
このため、ＲＦＩＣ素子１００を基材１のランドＬＡ１，ＬＡ２に貼り付けたＲＦＩＤタグを曲面に貼り付けた場合、ＲＦＩＣ素子１００は、例えば、図１１に示すように撓む。
図１２は、図１１のＲＦＩＤタグの等価回路を流れる電流の一例を示す図である。図１３は、図１１のＲＦＩＤタグにおいて、ＲＦＩＣチップに接続される回路をＲＦＩＣチップから視た反射損失の周波数特性を示す図である。
図１２に示すように、第１入出力端子１６０ａとび第２入出力端子１６０ｂとの間には、ＲＦＩＣチップ１６０が有する寄生容量（浮遊容量）Ｃｐが存在する。このため、ＲＦＩＣ素子１００では２つの共振が発生する。１つ目の共振は、第１ダイポールエレメント１０、第２ダイポールエレメント２０、インダクタＬ３，Ｌ４で構成される電流経路に生じる共振である。２つ目の共振は、インダクタＬ１〜Ｌ４および寄生容量Ｃｐで構成される電流経路（電流ループ）に生じる共振である。これらの２つの共振は、各電流経路に共有されるインダクタＬ３〜Ｌ４によって結合される。２つの共振にそれぞれ対応する２つの電流Ｉ１およびＩ２は、図１２において破線の矢印で示すように流れる。
また、１つ目の共振周波数および２つ目の共振周波数のいずれも、インダクタＬ３〜Ｌ４の影響を受ける。これにより、図１３に示すように、１つ目の共振周波数ｆ１と２つ目の共振周波数ｆ２との間には、数１０ＭＨｚ（具体的には５ＭＨｚ以上５０ＭＨｚ以下程度）の差が生じる。このように二つの共振を結合させることで、図１３に示すような広帯域の共振周波数特性が得られる。
本実施形態によれば、ＲＦＩＣ素子１００内にＲＦＩＣチップ１６０と、第１ダイポールエレメント１０および第２ダイポールエレメント２０とのインピーダンスを整合させるとともに、アンテナの共振周波数特性を定めるインピーダンス整合回路を設けたので、次のような作用効果を奏する。
先ず、インピーダンス整合および共振周波数特性設定用の回路を基材に形成する必要が無いので、基材の面積を、ダイポールエレメントを形成するためのスペースとして有効に利用でき、ＲＦＩＤタグの小型化が図れる。また、同サイズであれば、高利得化が図れる。
また、ＲＦＩＣ素子１００を実装するランドＬＡ１，ＬＡ２は、平面視でＲＦＩＣ素子１００の第１コイル部ＣＩＬ１、第２コイル部ＣＩＬ２、第３コイル部ＣＩＬ３、および第４コイル部ＣＩＬ４と重なるので、コイル部ＣＩＬ１〜ＣＩＬ４はランドＬＡ１，ＬＡ２で電磁気的に遮蔽される、このことにより、ＲＦＩＤタグの貼付先の物品の電磁気的特性の影響を受けにくい。つまり、比誘電率や比透磁率の高い物品にＲＦＩＤタグ３０１を貼付する場合でも、その貼付した状態と貼付前の単体状態とで、ＲＦＩＤタグの電磁気的特性の変化が少ない。
《第２の実施形態》
第２の実施形態では、ダイポール型アンテナの形状が第１の実施形態で示したものとは異なるＲＦＩＤタグについて示す。
図１４は第２の実施形態に係るＲＦＩＤタグ３０２の平面図である。本実施形態のＲＦＩＤタグ３０２は、矩形板状の基材１、この基材１に形成された第１ダイポールエレメント１０および第２ダイポールエレメント２０、基材１に搭載されたＲＦＩＣ素子１００を備える。
基材１には第１ダイポールエレメント１０および第２ダイポールエレメント２０が形成されている。この第１ダイポールエレメント１０および第２ダイポールエレメント２０で１つのダイポール型アンテナが構成される。
第１ダイポールエレメント１０の一端は、ランドＬＡ１に接続される（ＲＦＩＣ素子の第１入出力端子に接続される）第１接続端ＣＥ１である。第１ダイポールエレメント１０の他端は第１開放端ＯＥ１である。第２ダイポールエレメント２０の一端は、ランドＬＡ２に接続される（ＲＦＩＣ素子の第２入出力端子に接続される）第２接続端ＣＥ２である。第２ダイポールエレメント２０の他端は第２開放端ＯＥ２である。
第１ダイポールエレメント１０は第１副導体パターン１０Ｓ１，１０Ｓ２を備える。第１副導体パターン１０Ｓ１はＲＦＩＣ素子１００と第２側部Ｓ２との間に配置されていて、第１副導体パターン１０Ｓ２はＲＦＩＣ素子１００と第１側部Ｓ１との間に配置されていている。同様に、第２ダイポールエレメント２０は第２副導体パターン２０Ｓ１，２０Ｓ２を備える。第２副導体パターン２０Ｓ１はＲＦＩＣ素子１００と第１側部Ｓ１との間に配置されていて、第２副導体パターン２０Ｓ２はＲＦＩＣ素子１００と第２側部Ｓ２との間に配置されていている。
本実施形態によれば、第１副導体パターン１０Ｓ１，１０Ｓ２および第２副導体パターン２０Ｓ１，２０Ｓ２が形成されていることにより、ダイポール型アンテナの形成領域を有効に利用でき、その分、ダイポール型アンテナの形成領域をさらに小型化できる。
また、第１副導体パターン１０Ｓ１と第１副導体パターン１０Ｓ２との間には、ランドＬＡ１が形成されているので、第１副導体パターン１０Ｓ１と第１副導体パターン１０Ｓ２との不要な磁界結合が抑制される。同様に、第２副導体パターン２０Ｓ１と第２副導体パターン２０Ｓ２との間には、ランドＬＡ２が形成されているので、第２副導体パターン２０Ｓ１と第２副導体パターン２０Ｓ２との不要な磁界結合が抑制される。したがって、これら第１副導体パターン１０Ｓ１，１０Ｓ２、第２副導体パターン２０Ｓ１，２０Ｓ２は放射素子の一部として、また、インダクタンス素子として有効に作用する。
本実施形態においては、第１副導体パターン１０Ｓ１は、第１開放端ＯＥ１と第２ダイポールエレメント２０との間に介在する第１介在部の一部でもある。同様に、第２副導体パターン２０Ｓ１は、第２開放端ＯＥ２と第１ダイポールエレメント１０との間に介在する第２介在部の一部でもある。その他の構成は図１に示したＲＦＩＤタグ３０１と同じである。
《第３の実施形態》
第３の実施形態では、ダイポール型アンテナの形状が第１、第２の実施形態で示したものとは異なるＲＦＩＤタグについて示す。
図１５は第３の実施形態に係るＲＦＩＤタグ３０３Ａの平面図である。本実施形態のＲＦＩＤタグ３０３Ａは、矩形板状の基材１、この基材１に形成された第１ダイポールエレメント１０および第２ダイポールエレメント２０、基材１に搭載されたＲＦＩＣ素子１００を備える。
第１ダイポールエレメント１０の第１開放端ＯＥ１とその近傍部ＮＥ１１，ＮＥ１２とによって第１折り返し部が構成されている。第１開放端近傍部ＮＥ１２は、第１端部Ｅ１から第２ダイポールエレメント２０方向（Ｘ軸方向）へ折り返された導体パターンである。第１開放端近傍部ＮＥ１１は第１開放端近傍部ＮＥ１２の先端から、ミアンダ状蛇行部の導体パターンに沿う方向（Ｙ軸方向）に延伸する導体パターンである。このようにして、第１ダイポールエレメント１０の第１開放端ＯＥ１および第１開放端近傍部ＮＥ１１は、第１ダイポールエレメント１０のミアンダ状蛇行部の隙間に入り込んでいる。
同様に、第２ダイポールエレメント２０の第２開放端ＯＥ２とその近傍部ＮＥ２１，ＮＥ２２とによって第２折り返し部が構成されている。第２開放端近傍部ＮＥ２２は、第２端部Ｅ２から第１ダイポールエレメント１０方向（−Ｘ軸方向）へ折り返された導体パターンである。第２開放端近傍部ＮＥ２１は第２開放端近傍部ＮＥ２２の先端から、ミアンダ状蛇行部の導体パターンに沿う方向（−Ｙ軸方向）に延伸する導体パターンである。このようにして、第２ダイポールエレメント２０の第２開放端ＯＥ２および第２開放端近傍部ＮＥ２１は、第２ダイポールエレメント２０のミアンダ状蛇行部の隙間に入り込んでいる。
上記第１折り返し部と、この第１折り返し部が対向する、第１ダイポールエレメントの一部との間に容量が生じる。同様に、上記第２折り返し部と、この第２折り返し部が対向する、第２ダイポールエレメントの一部との間に容量が生じる。
図１６は第３の実施形態に係る別のＲＦＩＤタグ３０３Ｂの平面図である。図１５に示したＲＦＩＤタグ３０３Ａとは、第１開放端ＯＥ１の位置および第２開放端ＯＥ２の位置が異なる。図１６に示す例では、第１開放端近傍部ＮＥ１１の長さおよび第２開放端近傍部ＮＥ２１の長さが、図１５に示したものより短い。
図１７は第３の実施形態に係るさらに別のＲＦＩＤタグ３０３Ｃの平面図である。図１５に示したＲＦＩＤタグ３０３Ａとは、第１開放端ＯＥ１の位置および第２開放端ＯＥ２の位置が異なる。図１７に示す例では、第１ダイポールエレメント１０の第１開放端ＯＥ１および第１開放端近傍部ＮＥ１は、第１ダイポールエレメント１０のミアンダ状蛇行部の隙間に入り込んでいない。同様に、第２ダイポールエレメント２０の第２開放端ＯＥ２および第２開放端近傍部ＮＥ２は、第２ダイポールエレメント２０のミアンダ状蛇行部の隙間に入り込んでいない。
ここで、ＲＦＩＤタグ３０３Ａのダイポール型アンテナの共振周波数をｆｏＡ、ＲＦＩＤタグ３０３Ｂのダイポール型アンテナの共振周波数をｆｏＢ、ＲＦＩＤタグ３０３Ｃのダイポール型アンテナの共振周波数をｆｏＣで表すと、ｆｏＡ＜ｆｏＢ＜ｆｏＣの関係にある。このように、折り返し部の長さを変えるだけで、アンテナの共振周波数を調整（設定）できる。また、第１ダイポールエレメント１０の開放端ＯＥ１は、第２ダイポールエレメント２０から等価的に（電磁気的に）見えず、第２ダイポールエレメント２０の開放端ＯＥ２は、第１ダイポールエレメント１０から等価的に（電磁気的に）見えないので、ダイポール型アンテナの利得および指向性は殆ど変化しない。そのため、利得・指向性から独立してダイポール型アンテナの周波数調整（設定）が可能となる。
また、上記第１折り返し部とそれに対向する第１ダイポールエレメントの部分との対向距離、および上記第２折り返し部とそれに対向する第２ダイポールエレメントの部分との対向距離はミアンダ状導体パターンのパターン間距離程度に近いので、外部の誘電体の影響を受けにくい。また、特に、図１５、図１６に示したように、開放端がミアンダ状蛇行部の隙間に入り込んでいる構造であれば、ダイポールエレメントの先端部に容量付加用の幅広の導体パターンを形成した従来構造のダイポール型アンテナに比べて、ダイポールエレメントに付与される容量は、外部の誘電体の影響を受けにくい。
なお、以上の各実施形態では、ＲＦＩＤタグを例に挙げて説明したが、本発明はBluetooth（登録商標）モジュールや無線LANモジュール等の無線通信デバイスにも同様に適用できる。
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
Ｃ１，Ｃ２…キャパシタンス素子
ＣＥ１…第１接続端
ＣＥ２…第２接続端
ＣＩＬ１…第１コイル部
ＣＩＬ２…第２コイル部
ＣＩＬ３…第３コイル部
ＣＩＬ４…第４コイル部
Ｃｐ…寄生容量
Ｅ１…第１端部
Ｅ２…第２端部
ＦＰ１…第１対向部
ＦＰ２…第２対向部
ＨＬ１…貫通孔
Ｌ１〜Ｌ４…インダクタ
Ｌ１１，Ｌ１２…インダクタンス素子
Ｌ２１，Ｌ２２…インダクタンス素子
ＬＡ１，ＬＡ２…ランド
ＬＣ１…第１ＬＣ並列回路
ＬＣ２…第２ＬＣ並列回路
ＮＥ１…第１開放端近傍部
ＮＥ１１，ＮＥ１２…第１開放端近傍部
ＮＥ２…第２開放端近傍部
ＮＥ２１，ＮＥ２２…第２開放端近傍部
ＯＥ１…第１開放端
ＯＥ２…第２開放端
Ｐ１…第１位置
Ｐ２…第２位置
Ｐａ…第２端
Ｐｏ…第１端
Ｓ１…第１側部
Ｓ２…第２側部
Ｔ１…第１コイル端
Ｔ２…第２コイル端
１０…第１ダイポールエレメント
１０ｉ…第１介在部
１０Ｓ１，１０Ｓ２…第１副導体パターン
１１，２１…主導体パターン部
１２…第１折り返し部
１３ａ，１３ｂ…導電性接合材
２０…第２ダイポールエレメント
２０ｉ…第２介在部
２０Ｓ１，２０Ｓ２…第２副導体パターン
２２…第２折り返し部
１００…ＲＦＩＣ素子
１２０…多層基板
１２０ａ…絶縁層
１２０ｂ，１２０ｃ…絶縁層
１４０ａ…第１端子電極
１４０ｂ…第２端子電極
１６０…ＲＦＩＣチップ
１６０ａ…第１入出力端子
１６０ｂ…第２入出力端子
１８０…インピーダンス整合回路
２００…コイル導体
２００ａ，２００ｂ，２００ｃ…コイルパターン
２２０ａ，２２０ｂ…層間接続導体
２２０ａ，２２０ｂ，２４０ａ，２４０ｂ…層間接続導体
２６０ａ，２６０ｂ…ダミー導体
３０１，３０２，３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃ…ＲＦＩＤタグ

Claims (8)

  1. 基材と、
    前記基材に搭載され、第１入出力端子および第２入出力端子を有するＲＦＩＣ素子と、
    前記基材上に設けられ、一端が前記第１入出力端子に接続される第１接続端であり、他端が第１開放端である第１ダイポールエレメント、および、一端が前記第２入出力端子に接続される第２接続端であり、他端が第２開放端である第２ダイポールエレメントで構成されるダイポール型アンテナと、
    を備え、
    前記第１ダイポールエレメントは、前記第１開放端が当該第１ダイポールエレメントの中途部分に対向するように構成された第１折り返し部、およびミアンダ状の第１蛇行部を有し、
    前記第２ダイポールエレメントは、前記第２開放端が当該第２ダイポールエレメントの中途部分に対向するように構成された第２折り返し部、およびミアンダ状の第２蛇行部を有し、
    前記第１蛇行部は、前記第１蛇行部および前記第２蛇行部の振幅方向に対する直交方向である第１軸方向において、前記第１接続端から最も離れた第１外縁蛇行部を有し、
    前記第２蛇行部は、前記第１軸方向において、前記第２接続端から最も離れた第２外縁蛇行部を有し、
    前記第１折り返し部の一部は、前記第１外縁蛇行部に最も近接する部分を除く前記第１蛇行部の隙間にあり、
    前記第２折り返し部の一部は、前記第２外縁蛇行部に最も近接する部分を除く前記第２蛇行部の隙間にある、
    ことを特徴とする無線通信デバイス。
  2. 前記ＲＦＩＣ素子は、前記基材の中央に配置され、
    前記第１折り返し部と前記第２折り返し部とは、前記ＲＦＩＣ素子の位置に対して点対称関係の位置にある、
    請求項１に記載の無線通信デバイス。
  3. 前記ダイポール型アンテナの形成領域は、前記第１軸方向に直交する第２軸方向に互いに対向する第１側部および第２側部を有し、
    前記第１ダイポールエレメントは、前記ＲＦＩＣ素子と前記第１側部または前記第２側部との間に位置する第１副導体パターンを有し、
    前記第２ダイポールエレメントは、前記ＲＦＩＣ素子と前記第１側部または前記第２側部との間に位置する第２副導体パターンを有する、
    請求項１または２に記載の無線通信デバイス。
  4. 前記第１副導体パターンは、前記ＲＦＩＣ素子の前記第１入出力端子が接続されるランドを挟んで対向する二つの位置にあり、
    前記第２副導体パターンは、前記ＲＦＩＣ素子の前記第２入出力端子が接続されるランドを挟んで対向する二つの位置にある、
    請求項３に記載の無線通信デバイス。
  5. 前記ダイポール型アンテナの形成領域は、平面視で長手方向と短手方向とをもち、前記長手方向は前記第１軸方向に対応し、
    前記長手方向の寸法は前記ダイポール型アンテナの使用周波数の１／８波長以下である、
    請求項１から４のいずれかに記載の無線通信デバイス。
  6. 前記長手方向の寸法は前記短手方向の寸法の２倍以上である、
    請求項５に記載の無線通信デバイス。
  7. 前記ＲＦＩＣ素子は、ＲＦＩＣチップと、前記ＲＦＩＣチップと前記ダイポール型アンテナとのインピーダンスを整合させるインピーダンス整合回路とを一体化した素子である、請求項１から６のいずれかに記載の無線通信デバイス。
  8. 前記ＲＦＩＣ素子は前記ダイポール型アンテナを介してＵＨＦ帯で通信する、請求項１から７のいずれかに記載の無線通信デバイス。
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