JP6839159B2 - Rfid無限アンテナ - Google Patents

Rfid無限アンテナ Download PDF

Info

Publication number
JP6839159B2
JP6839159B2 JP2018214362A JP2018214362A JP6839159B2 JP 6839159 B2 JP6839159 B2 JP 6839159B2 JP 2018214362 A JP2018214362 A JP 2018214362A JP 2018214362 A JP2018214362 A JP 2018214362A JP 6839159 B2 JP6839159 B2 JP 6839159B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive sheets
current
flat conductive
antenna
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018214362A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019068432A (ja
Inventor
ワイ ポン、タイ
ワイ ポン、タイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sato Holdings Corp
Original Assignee
Sato Holdings Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sato Holdings Corp filed Critical Sato Holdings Corp
Priority to JP2018214362A priority Critical patent/JP6839159B2/ja
Publication of JP2019068432A publication Critical patent/JP2019068432A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6839159B2 publication Critical patent/JP6839159B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

本発明は、RFIDアンテナ、特に2枚の導電性平板を用いて一様な磁場を生成するアンテナに関する。
無線周波数識別装置(RFID)技術は、近年多くの分野で広く使用されるようになり、物品の管理や追跡など多くの機能に有用である。RFIDシステムは、複数の部品とともに使用される。すなわち典型的なRFIDシステムは、1つ以上のRFIDタグ又はラベル、及びRFIDラベルを検知するための少なくとも1つのRFIDリーダ又はトランスポンダを含む。RFIDリーダは、タグへの及びタグからの情報を送信及び受信するだろう。この目的のために、リーダは一般に、RFIDの読み取りを制御するための制御ユニットと、RFIDタグと通信するためのアンテナと、を含む。
従来のRFIDシステムのアンテナは、一般にループアンテナとして作成されるだろう。すなわちループアンテナは、中心を取り囲んでワイヤが巻かれ、電流(I)が流れるループの1つ以上のターンが形成されるタイプのアンテナである。このようなワイヤは、磁場、「H場」、又は関連する「B場」などとしても知られる電磁場を、ループの中心に生成する電流によって駆動される。生成された磁場は、RFIDシステムにおけるRFIDタグの検知及び読み取りのための手段となる。
前述のようなRFIDアンテナは典型的に、電磁場を破壊するあらゆる外部からの干渉を遮蔽するためのハウジングを含む。ハウジング、すなわちRFIDアンテナを保護する金属シートは、雑音や、アンテナが生成した電磁場以外からの放射から、RFIDアンテナの内部回路を保護するものとして機能する。
しかしながら、従来のループ型RFIDアンテナの場合、読み取られるべきRFIDタグの読み取り領域が、比較的限られていることが分かっている。従来のRFIDループアンテナのループの各々は、一方向のみの磁場を生成するだろう。例えば2次元平面に置かれたループアンテナを通って流れる電流が与えられた場合、該2次元平面に直行する磁場、例えば、デカルト座標のX−Y平面に沿って導かれる電流Iによって作られるZ−軸H場が生成されるだろう。図1は、X−Y平面に沿うループアンテナ2を貫いて与えられる電流Ixyが、Z−軸磁場Hを生成する効果を示す。図1に示されるように、従来の平面状のループアンテナは、Z−軸方向の強い磁場をループアンテナの中心に生成するが、X及びY方向には弱い磁場を生成する。
従って従来のループアンテナでは、該ループアンテナを操作することなく、又は複数のループアンテナを備える複数次元システムを使うことなく、複数次元の場を生成することは困難となる。ループアンテナにおいて単一次元の場しか認識されないとすれば、単一のループアンテナを用いて、広い領域に分布して多数の方向を向くRFIDタグを検知することは困難であることが分かるだろう。
さらに、特定の方向に沿って生成された磁場を考えた場合、従来のループアンテナのループ中心から外れた点で測定されたとき、磁場は急速に減衰する。アンテナ自体の外部で測定された場合、磁場はさらに減衰する。これは、ループアンテナの磁場が、例えば垂直軸に沿って測定された距離と逆相関するためである。例えば円ループ状のRFIDループアンテナの場合、RFIDループアンテナ体に直交する軸に沿って磁場が生成されるだろうが、このようなアンテナでは、磁場の測定位置がループの中心から離れれば離れるほど急激な磁場の減衰が観測されるだろう。
図2は、図1に従う従来のループアンテナから測定されたときの、生成された磁場のプロットの典型を示す。磁場のZ−軸方向の値は、X−軸に沿った位置に関して測定される。図2によると、磁場HはX−Y平面の中央部で強いことが示される。図1のループアンテナのX−Y平面の外部では、Z−軸方向の磁場は大きく減衰する。ループアンテナは、ループアンテナ領域全体にわたる一様な磁場を与えることはできないだろう。測定は、従来のループアンテナ導体のすぐ上でZ平面の磁場が零に減衰する実験結果を示した。従って、この磁場の減衰により、特定の短い距離離れたところにあるRFIDタグが検知されなくなるだろう。特に未調整のRFIDタグの場合、一般に動作のためにより強い磁場が必要となるため、読み取り領域が限定される。
さらにRFIDアンテナにはゼロ領域が存在する。このゼロ領域内に置かれたRFIDタグは、アンテナによって検知されないだろう。このように従来のループアンテナには制限があるため、検知領域を完全にカバーするためには、複数のループアンテナが必要となるが、これは高価なものとなる。
本発明は少なくとも上記の欠点を解決することを目的とし、本発明の実施形態の一般的な目的は、コストを削減しながらRFIDタグの読み取り量を増した、迅速かつ正確なデータ読み取りを可能とするアンテナシステムを与えることにある。
本発明のある実施形態に従い、単一次元軸を越えて強度を拡大する一様な磁場を生成するアンテナが実現されてよい。
本発明の別の実施形態は、少なくとも2次元の磁場を生成することができる複数次元アンテナを与えることである。
これらの利点及び他の利点を実現するために、本発明の目的に従い、ここに記載され具現化される形で、少なくとも2枚以上の平坦な同一サイズの導電性シートを用いたアンテナが与えられる。この場合、この導電性シートの間に存在する空間がアンテナを形成してよい。前記導電性シートは、回路の電流路を形成する目的で各シートに電流を供給する供給源から電流を受ける。このような電流路は、導電性シートの各々から等距離にある。2枚以上の導電性シートは互いに接続されて回路が完成される。この回路により、一方の導電性シートにおける電流の向きは、他方の導電性シートにおける電流の向きと反対になる。これにより、単一軸から測定される場合の領域より広い領域に、磁場を生成することができる。導電性シート上で等間隔を置いた位置に電流を供給する複数の供給点を設けることにより、各導電性シートの間に一様な磁場を生成することが可能となる。
さらに、導電性シートの各々は、供給点の第1の組だけでなく、前記第1の組に直行する供給点の第2の組を含んでもよい。このようにして、導電性シートの各縁のために、回路の2つの電流路をそれぞれ生成することができる。2枚の導電性シートは同じやり方で互いに接続されて回路が完成する。この回路により、一方の導電性シートにおける電流の向きは、他方の導電性シートにおける電流の向きと反対になる。電流の供給源は、第1の縁の供給接続点と、第2の縁の供給接続点との間で、周期的な仕方で交流的に切り替わってよい。そして電流が導電性シートの間で一様な仕方で切り替わり、互いに直行する2つの磁場を生成することができる。
本発明のさらなる実施形態は、少なくとも3つの導電性の平板を備える、スマートシェルフの積層した複数アンテナシステムに関する。これらの平板は磁場を生成するように互いに動作する。導電性シートの間で電流を切り替えることにより、複数の磁場を生成することができる。
RFIDアンテナは、RFIDリーダシステムを含む製品の一部として作成されてよい。この製品は、移動可能な製品として具現化されてもよい。
前述の構成要素の選択的な組み合わせや、方法、装置又はシステムの形で具現化された本発明の実施形態もまた、本発明の追加的な形態として実現されてよい。
本発明に従うことにより、RFIDシートアンテナ体の内部に一様な磁場が実現され、これにより、コストが削減されながらRFIDタグの読み取り量が拡大する。
以下、添付図面を参照しながら、例示のみにより実施形態を説明する。これらの実施形態は典型例であり、限定を意味するものではない。複数の図面において、同様の要素には同様の番号が付される。
従来のアンテナの平面ループに沿って生成される磁場を示す説明図である。 図1のアンテナの磁場の減衰の測定図である。 基地局とRFIDタグとを含むRFIDシステムを示す図である。 本発明の一実施形態に係るアンテナを示す断面図である。 電流が時計回りに流れるとき図4のアンテナから生成される磁場を示す説明図である。 電流が反時計回りに流れるとき図4のアンテナから生成される磁場を示す説明図である。 図4のアンテナの導電性シートの磁場密度を示す説明図である。 本発明の別の実施形態に係るアンテナを示す断面図である。 図6に係る電流供給源を示す図である。 図6の実施形態の上面の説明図である。 図6の実施形態に係る導電性シートの断面図である。 図6のアンテナの磁場の減衰の測定図である。 本発明の別の実施形態に係るアンテナを示す断面図である。 場電流駆動があるときの図11の実施形態の上面の説明図である。 場電流駆動があるときの図11の実施形態の上面の説明図である。 図11の実施形態の変形を示す図である。 本発明の別の実施形態に係るアンテナを備えたRFIDシステムを示す図である。
以下、好ましい実施形態を参照して、本発明を説明する。これは本発明の範囲の限定を意図せず、本発明の例示を意図する。理解を助ける目的で、各図面における部品のサイズは変更されることがある。理解を助ける目的で、各図面における部品の方向は説明的である場合があり、さらに変更されることがある。説明上重要でない場合、各図面における部品のいくつかは割愛されることがある。
図3は、本発明の種々の実施形態に係るRFIDアンテナを用いたRFIDシステム10のブロック図である。RFID基地局20は、1つ以上のRFIDタグ60を操作し、これと通信するために、基地局20の制御機能を果たすリーダ50を一部に含む。リーダ50は基地局20の機能を制御し、外部コンピュータ、モニタ又はディスプレイ36と通信してよい。これにより、ユーザは基地局20とのインタフェースを持つことができる。リーダ50は、コントローラ30と、高周波インタフェース40(本明細書では「RFインタフェース40」と呼ばれる)と、を含む。
コントローラ30は、コントロールユニット34と、メモリ32と、を備える。コントロールユニット34は、RFIDタグ60への及びからのデータ送信及びデータ受信の操作のために、RFインタフェース40と通信する。メモリ32は、基地局20のためのアプリケーション情報や、タグ識別番号といったRFIDタグ60の識別情報を保存することができる。
RFインタフェース40は、受信機42と、送信機44と、を含む。受信機42及び送信機44により、基地局20は情報をそれぞれ受信及び送信することができる。
RFIDタグ60の読み取りにおいて、基地局20は、搬送周波数上でRF信号(又は「高周波信号」)を生成することにより、タグを問い合わせるだろう。RF信号は、該RF信号が送信されるアンテナ100にカップリングされ、RFIDタグ60のアンテナ62よって検知される。基地局20により定義される「読み取り領域」にRFIDタグが置かれると、表面上RFIDタグの認識が成功する。読み取り領域は、基地局20の送信領域内にある。
基地局20は、送信機44を用いて、受信RFIDタグ60を問い合わせるためのRF信号を送信してよい。このようなタグを読み取るために、基地局のアンテナ100は、連続電磁波の搬送信号を生成及び送信する。RFIDタグ60は、該RFIDタグ内に含まれる情報を用いて該搬送信号を変調することにより応答するだろう。変調された搬送信号はその後基地局20に返送され、アンテナ100を経由して受信機42によって認識される。
アンテナ自体は、その一部が受信機42及び送信機44の変調器(図示しない)を通したRFインタフェース40により駆動されて、磁場を通して搬送波を送信する。本発明に係るアンテナは、複数次元アンテナとして動作する。従来のループアンテナの平板ワイヤループを利用することに代えて、部分的により広い領域に電気回路からアンテナが形成されて、実質的な磁場が生成される。その結果、より実質的な磁場が、より大きな読み取り領域を生成する。
第1の実施形態
図4は、第1の実施形態に係るアンテナ100の側面透視図である。アンテナ100は、複数の導電性シート120を備える。説明のため、本実施形態は2枚の導電性シート120a及び120bを参照するだろう。代替的に「シート」、「表面」、「平板」又は「ユニット」とも呼ばれる前記導電性シート120は、低い抵抗値Rを持つ材料から作成されてよい。本発明のある好ましい実施形態では、アンテナ100は、低コストで効率的な選択肢として、アルミニウムを基本とする金属シートから作成される。従来のループアンテナシステムのハウジングが低い電気抵抗の導電性材料から作成される場合、ループアンテナ100はこのハウジングから作成されてもよい。
導電性シート120a及び120bは平坦であり、同一のサイズであるように作成される。さらにこれらの導電性シート120は、平行で、互いの位置関係を調整される。これらのシートの間には空間が形成され、導電性シート120自体は、非導電性材料から作成された内部又は外部の支持構造(図示しない)によって支持される。導電性シート120の位置調整は、この支持構造の影響を受けない。
導電性シート120の各々は、少なくとも2つの接続点130、すなわち供給接続点130a及び帰還接続点130bを含む。
供給接続点130a(代替的に「供給点130a」とも呼ばれる)は、導電性シート120の一方の縁に接続し、最初に例えば電気供給源110から電流を受け、この導電性シート120の一方の縁に電流を供給する。導電性シート120の「縁」は、導電性シート120の平板の物理的な縁であってもよく、又は例えば該シートの縁に接続されたオーバハング部分であってもよい。
帰還接続点130b(代替的に「帰還点130b」、「帰還」又は「沈降点」とも呼ばれる)は、導電性シート120の他方の縁に、すなわち供給接続点130aが接続された導電性シート120の一方の縁と反対側にかつ平行に位置する。帰還点130bは導電性シート120から、供給点130aによって与えられた電流を取得する。
導電性シート120は、接続160を用いて互いに接続される。接続160は、基板、ワイヤ又はケーブルなどの任意の接続手段である。2枚の導電性シート120a及び120bを用いて、一方の導電性シート120aの供給点130a及び帰還点130bから、他方の導電性シート120bの供給接続点130a及び帰還点130bへの、回路の電流路が生成されてよい。すなわち、2枚の導電性シート120は互いに接続されて回路が完成される。この回路により、一方の導電性シート120aにおける電流の向きは、他方の導電性シート120bにおける電流の向きと反対になる。
前述のように、本発明のアンテナ100の電気回路は、RFインタフェース40の受信機42又は送信機44の変調器(図示しない)から、供給電流Iを与えられる。アンテナ100への電流の供給源110は、周波数が例えばRFIDの業界標準の13.56MHzの交流である。交流供給源110は、導電性シート120a、120bの一方に電流を供給し、導電性シート120a、120bの他方から電流を帰還させる。
交流電源信号を用いることにより電流が向きを変え、これにより導電性シート120の接続点130は、供給及び帰還の両方として動作し得ることが当業者に理解できる。このようにして、回路は電流の向きを変えることができる。これにより、供給接続点130aは導電性シート120内で、次の交番又は電流サイクルにおいて、帰還接続点130bとしても動作し得る。
接続160に沿って、回路内で供給源110反対側に、調整素子140がある。電流が導電性シート120aの帰還点130bに到達すると、電流は、調整素子140を経由して、もう一方の導電性シート120b供給接続点により、導電性シート120bに供給される。供給点130aと帰還点130bとの間の距離がそれぞれの導電性シート120a及び120bに関して等しいだけでなく、電流路も導電性シート120の各々に関して等しくなるように、調整素子140は帰還として機能する。すなわち供給点130aの各々において供給される電流は、同じ値として測定されるだろう。調整素子140は、導電性シート120のいずれか一方を介して、交流パワー供給源110から等距離の位置に置かれる。
図5A及びBは、本実施形態のアンテナによって生成された磁場H又はH場の模式的な例である。図5Aは電流がシートアンテナ100を通って「時計回り」に流れたときを示し、図5Bは電流がシートアンテナ100を通って「反時計回り」に流れたときを示す。デカルト座標系に沿う向きは説明のためであり、本発明の実施形態の限定を意図するものではないことに注意する必要がある。本図の目的は、電流とその後生成された磁場との関係を示すことにある。
図5Aに、X−Y平面に沿って設置された導電性シート120が示される。供給源110が導電性シート120aの供給点130aに電流を供給すると、電流IがX−軸に沿って帰還点130bに向けて流れる。電流は経路内を、回路の抵抗が最小となるところから流れる。従って、一般に帰還点130bは、供給点130aに対して平行、すなわち供給点130aからの直線上にあるだろう。従って電流は、導電性シート120aの帰還点130bから、調整素子140を経由して、導電性シート120bの供給点130aに供給される。電流−Iは、シートを通ってZ−軸に沿って−Z方向に送信される。電流−Iは、導電性シート120bを通って導かれ、導電性シート120bの帰還点130bから−X方向に戻され、回路が完成される。アンテナ100から生成された磁場Hは、アンペールの法則に従い、Y−軸に沿って+Y方向を向く。
図5Bは、電流が最初に導電性シート120bに供給された場合を示す。本例では電流Iは、2枚の導電性シート120の間で+Z方向に送信される。磁場−Hは、実質的にアンテナ100から、Y−軸に沿って−Y方向に生成される。しかしRFIDタグ検知の目的のため、正の座標方向に生成されたH場は、負の座標方向に生成されたH場と同じである。すなわち図5A及び5Bにおいて、−Y方向のH場−Hは+Y方向のH場Hと同じである。それぞれの導電性シート120の接続点130は、交流電流供給源110の向きに応じて、電流を供給することも戻すこともあり得る。
図5A及び5Bのアンテナ100内で、Y−軸に沿った方向に、ほぼ一様なH場を生成することができる。低抵抗の導電性シートと、このようなシート間における同一の電流配置とを組み合わせることにより、アンテナのシート体内部、すなわち2枚の導電性シート間におけるH場はほぼ一定となる。このH場は、アンテナ100から離れると、徐々に減衰するだろう。実験結果によると、例えばアンテナシートの縁から生成された漏れ磁場に起因して、アンテナシート体の頂部及び底部にいくらかの残留場が存在し得ることが示された。しかし、アンテナシート体外部のZ−軸に沿った磁場は、理想的にゼロとして観測された。
アンテナ100のサイズが増加するにつれて、導電性シート120全体に及ぶ電流分布の影響が一様でなくなる可能性がある点が留意される。単一の供給点130aの場合、電流密度は供給点130aにおいてより大きく、供給源のいずれかの側に沿って急速に減衰する。
図5Cは、導電性シート120の上面図であり、X−Y平面に沿った電流分布を示す。供給点130aが導電性シート120のY−軸に沿った中心にあり、電流がX−軸方向に流れた場合、電流密度は、供給点130aのいずれかの側の縁に沿ったところで最小となる。図5Cに見られるように、供給点130aの縁に沿って流れる電流は、供給点130aから離れれば離れるほど密度が小さくなる。またこの電流は、帰還点130bの縁で測定される電流に比較して、密度がより小さい。生成される磁場は電流密度に比例することが分かっている。従ってこの磁場は、X−軸及びY−軸に沿って測定したとき、供給点130aから離れれば離れるほど減衰するだろう。
より小さいサイズの導電性シート120を用いたアンテナの場合、前述の効果は無視できるだろう。しかし例えば600mmかける400mmといったより大きなシート容積の、より大型の物理的アンテナの場合、この効果は顕著かつ重大である。
図6は、本発明の第1の実施形態の代替的な設定を示す。アンテナ200は、2つのシート220を備える。この2つのシート220は、複数の供給点230aと、複数の帰還点230bと、を含む。供給点230aと帰還点230bとは、導電性シート220の各々に関し、数において直接比例する。図6は、2つの供給点230a及び2つの帰還点230bを示す。しかしこの数は2に限定されず、導電性シート220の各々に関し、複数の接続点を含んでよい。
供給源210としてのRFインタフェース40から電流が供給されるとき、入力を分割し、シート220の各供給点230aに同じ大きさの電流を供給するために、変圧器270が使用される。複数の電流に分割することにより、複数の電流路が形成される。各電流路はその後、対応する帰還点230bに誘導されることにより帰還される。各電流路の電流は実質的に、対応する調整素子240を備える接続線260を経由して、他方の導電性シート220に送られる。調整素子240は、導電性シート220の各々に関し、供給源210から等距離にあるように調整される点が留意される。これは、帰還点230bの各々の間で、同一の電流路があることを保証するためである。
図7は、供給源210のための変圧器270として使用される広帯域変圧器電力スプリッタの電気回路図である。説明のため、4つの供給点230aが与えられる。変圧器を用いて分割することにより、電流は、導電性シート220(図示しない)の複数の供給点230aに等しく分配される。
図8は、1枚の導電性シート220の電流を示す上面図である。図示される通り、電気回路の一部として電流Iが、シートに沿って、X−軸に沿って+X方向に流れる。完成した電気回路を用いて、Y−軸に沿って、本例の場合+Y方向を向く磁場Hが生成される。供給点230aと帰還点230bとの接続により、電流は、導電性シート220自体に沿って均一に導かれる。複数の接続点230は、互いに等間隔に置かれてもよいし、置かれてなくてもよいが、同一の磁場の生成という所望の結果を生むような形で配置されてよい。このようにして、サイズの大きなアンテナ内に一様な磁場を形成することができる。
非常に長い導電性シートを流れる電流は、シートの表面上にシートの長さの大半にわたって、ほぼ一様な磁場を生成するだろう。図9は、X−Y平面に沿った導電性シート220にわたる磁場Bを示す。ほぼ一定の磁場Bがシート体内部の任意の点Pで実験的に測定され、B=μb/2と見積もることができる。ここで、磁気定数μ、測定された電流J、シートの材料の厚さbである。
図10は、第1の実施形態のアンテナ200の変化に関する磁場Hの測定値を示す。前述のように、導電性シート220のすぐ上及びすぐ下で測定したとき(Z−軸に沿って)、いくらかの残留場干渉は残るものの、磁場の強さは理想的にゼロとして測定される。X−Y平面から見ると、導電性シート220の縁の外部では、磁場は近場では1/Rで、遠場では1/Rで減衰する。例えば、周波数13.56MHzでは、近磁場は本発明のアンテナからほぼ3.5mのところで終端する。しかし図10に示されるように、アンテナ200のシート体の内部には、一様な磁場が生成され得る。これは、従来のRFIDループアンテナに対して利点を持つ。なぜなら本発明では、磁場は、より広い座標領域にわたって、実質的により強いからである。
第2の実施形態
第1の実施形態は、アンテナが、デカルト座標系の一方向に沿って一様な磁場を生成できる場合について説明する。第2の実施形態は、複数方向に磁場を生成できるアンテナについて説明する。
図11は、第2の実施形態に係るアンテナ300の側面透視図である。アンテナ300は、複数の導電性シート320を備える。図には2枚の導電性シート320a及び320bが示される。
導電性シート320a及び320bは、第1の実施形態と同様に、さらにまた平坦であり、同一のサイズであるように作成され、両シートの間には空間が形成される。導電性シート320は、長方形に作成され、2つの平行な縁の組、すなわち、第1の縁の組322と、第1の縁の組322に直行する第2の縁の組324と、を備えることが分かる。第1及び第2の縁の組の各々は、これらの縁の組が互いに直行している限り、導電性シート320上の位置に関して交換可能であってよい。第1の実施形態と同様、導電性シート320は互いに位置調整される。
平行な縁の組322、324の各々は、1つ以上の供給接続点330a、350aと、これに対応する数のそれぞれの帰還接続点330b、350bと、を含む。図11に示されるように、第1の縁の組322は供給接続点330a及び帰還接続点330bを持ち、第2の縁の組324は供給接続点350a及び帰還接続点350bを持つ。
供給源310は、第1の縁の組322の供給接続点330aに、又は、第2の縁の組324の供給接続点350aに電流を供給する。第1の実施形態と同様に、導電性シート320の各々に関し、それぞれ供給点330a、350aと帰還点330b、350bとの間に電流路が形成される。接続線360及び調整素子340が、2枚の導電性シート320の間の電流の増加を助ける。
導電性シート320の直行する縁における供給点330a、350a及び帰還点330b、350bを用いて、供給源310は、X−Y軸に沿って複数の方向に電流を供給してよい。供給源310は、磁場HをY−軸方向に生成するために(以後「H場電流駆動310a」と呼ぶ)、及び磁場HをX−軸方向に生成するために(以後「H場電流駆動310b」と呼ぶ)、電流を交流的に駆動する。電流は、供給点330a、350aの供給源310の間で交流的に切り替えられ、その結果、一回にシートの一方の縁の組のみが電流を供給されてよい。このようにして、電流が導電性シート320の各々の間で一様な仕方で切り替えられるように、供給点330a、350aに対して電流が周期的に与えられるだろう。供給源310間の切り替えの速度により、複数の方向に磁場を迅速に生成するアンテナ300が実現されてよい。
図12A及び12Bは、アンテナ300の上面図であり、第2の実施形態の配置における電流の切り替えを示す。図12Aに示される通り、X−軸に沿って+X方向に、電流Iが供給点330aに供給される。第1の実施形態のアンテナ100と同様に、電流に直行する磁場が形成される。本例では、磁場Hは、Y−軸に沿って+Y方向を向く。
図12Bは、電流Iを供給点350aにY−軸に沿って+Y方向に駆動するために、供給源310が切り替わったときの、アンテナ300を示す。電気回路を継続して、磁場−Hが、X−軸に沿って−X方向に形成されてよい。
上記の配置により、2つの電気回路が実現される。これらの回路は一度に活性化され、継続して循環されるだろう。アンテナへの電流供給を例えばX及びY軸に沿う方向に周期的に切り替えることにより、それぞれY及びX軸方向の磁場が同様に生成されてよい。このようにして、例えば第2のアンテナなしに、2つの方向に磁場を生成することが可能となる。これにより、時間とリソースを節約しながら、RFIDアンテナの読み取り領域の範囲を拡大することができる。
第1及び第2の実施形態はいずれも、固定的であってもよいし、また図13に示されるような移動アンテナシステムとして作成されてもよい。車輪や移動部品570などの任意の移動手段が、アンテナ体に追加されてもよい。基地局20は、移動システム全体の一部であってもよい。この場合、より強い磁場を生成するために、例えば第2の実施形態の設定に従う大型のアンテナ500が設置される。
第3の実施形態
前述のように、第1及び第2の実施形態のアンテナから、一様な磁場が生成されてよい。読み取り領域を一層拡大する目的で、H場が1つ以上の方向に生成されるように、アンテナを互いに積層し、Z−軸に沿って増加させる方法が採用された。積層アンテナ600は、固定的であってもよいし、また移動部品670を用いて移動可能に作成されてもよい。
積層アンテナ600を作成するために、複数の第1及び/又は第2の実施形態のアンテナがZ−軸に沿って、互いに重ねて配置されてよい。積層アンテナ600のために、複数の導電性シート120が使用されてもよい。しかし、積層するアンテナで互いに隣接する導電性シート120に関し、ある種の重複が発生し得ることが理解される。従って、本発明の第3の実施形態は、シートの重複を回避するような、第1及び/又は第2の実施形態の任意の変形による積層アンテナを実現する。
図14は、説明のため第1の実施形態のレイアウトを利用した、第3の実施形態のアンテナ600の一例を示す。積層アンテナは、複数のH場を生成するという所望の効果のために、少なくとも3枚の導電性シートを採用してよい。図では4枚の導電性シート120が示されているが、アンテナ600は4枚に限定されない。導電性シート120は、「中間に」積層された導電性シート120b及び120cのいずれかが、電流が起動される「起動」シート、及び電流が帰還される「帰還」シートのいずれとしても機能し得るように配置される。すなわち、第1の実施形態(又は第2の実施形態)のアンテナが、導電性シート120a及び120b、120b及び120c、並びに120c及び120dを用いて生成され得る。
アンテナ600の供給源610は変圧器を使用し、個々のシート120の供給点130aに電流を起動するように電流供給を切り替える。電流供給のタイミングを適切に調整することにより、導電性シート120の各々は、複数の磁場を生成するように使用される。図14に示されるように、スイッチを使用することにより、導電性シート120の間で電流の衝突が発生しない。
当業者は、請求項に列挙される構成要素により達成される機能が、単独で、又は実施形態に示された構成要素の組み合わせで、及びその変形により具現化されることを理解するだろう。
本発明は、RFIDタグの検知及び送信、RFIDシステムを用いた使用、ならびに磁場を生成するアンテナの利用を必要とするシステムの分野において利用可能である。

Claims (10)

  1. 少なくとも2枚の平坦な導電性シートを備え、
    前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの各々は、供給接続点と、帰還接続点と、を備え、
    前記供給接続点は、電流を受け、
    前記帰還接続点は、前記電流を取得し、
    前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートは、調整素子を介して互いに接続されて調整された回路が形成され、
    前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートが電気的供給源に接続されたとき、前記回路は、前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの供給接続点及び帰還接続点を含み、
    前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの間に空間が存在することによって、アンテナ読み取り領域が定義され、
    前記アンテナ読み取り領域の内部で、前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの間に一様な磁場が生成されることを特徴とする、RFIDアンテナ。
  2. 前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの少なくとも1つは、
    間隔を空けて置かれた複数の供給接続点と、
    間隔を空けて置かれた複数の帰還接続点と、
    を有することを特徴とする、請求項に記載のRFIDアンテナ。
  3. 前記複数の供給接続点及び前記複数の帰還接続点は、前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの各々の上に等間隔に置かれ、
    前記複数の供給接続点及び前記複数の帰還接続点は、前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの各々の反対側の縁に配置されることを特徴とする、請求項に記載のRFIDアンテナ。
  4. 前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートは、同一サイズで、平行に配置され、互いの位置関係を調整されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のRFIDアンテナ。
  5. 前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの各々の供給接続点及び帰還接続点は、前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの反対側の縁に配置されることを特徴とする、請求項1に記載のRFIDアンテナ。
  6. 少なくとも2枚の平坦な同一サイズの導電性シートを備え、
    前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの間に空間が存在することによって、アンテナ読み取り領域が定義され、
    前記少なくとも2枚の平坦な同一サイズの導電性シートの各々は、
    電気的供給源から電流を受けるための少なくとも1つの第1の供給接続点と、
    前記電流を前記電気的供給源に返すための少なくとも1つの第1の帰還接続点と、
    前記電気的供給源から電流を受けるための少なくとも1つの第2の供給接続点と、
    前記電流を前記電気的供給源に返すための少なくとも1つの第2の帰還接続点と、
    前記第1および第2の供給接続点および帰還接続点との間で電気的供給源を切り替えるように構成されたスイッチと、を備え、
    前記少なくとも1つの第1の帰還接続点は、第1の向きで、前記少なくとも1つの第1の帰還接続点から間隔を空けて置かれ、
    前記少なくとも1つの第2の帰還接続点は、前記第1の向きと異なる第2の向きで、前記少なくとも1つの第2の帰還接続点から間隔を空けて置かれることを特徴とする、RFIDアンテナ。
  7. 前記アンテナ読み取り領域の内部で、前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの間に一様な磁場が生成されることを特徴とする、請求項に記載のRFIDアンテナ。
  8. 前記磁場は、
    前記第1の向きに紐付けられた第1の磁場成分と、
    前記第2の向きに紐付けられた第2の磁場成分と、を備え、
    前記電気的供給源の電流供給源が、前記第1および第2の供給接続点および帰還接続点との間で切り替えられたとき、前記磁場は向きを変えることを特徴とする、請求項に記載のRFIDアンテナ。
  9. 少なくとも3枚の平坦な導電性シートと、スイッチと、を備え、
    前記少なくとも3枚の平坦な導電性シートの隣接する導電性シートの対の間に空間が存在することによって、アンテナ読み取り領域が定義され、
    前記スイッチは、前記隣接する導電性シートの対の間で電気的供給源を切り替えることにより、それぞれのアンテナ読み取り領域を起動するように構成されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のRFIDアンテナ。
  10. 請求項6から9のいずれか一項に記載のRFIDアンテナ内に交流的磁場を生成する方法であって、
    前記電気的供給源との間で回路が形成されるように、前記少なくとも2枚の平坦な導電性シートの2枚を電気的に接続するステップと、
    前記電気的供給源から受けた電流を、前記第1および第2の供給接続点および帰還接続点との間で交流的に切り替えるステップと、を備える方法。
JP2018214362A 2018-11-15 2018-11-15 Rfid無限アンテナ Active JP6839159B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018214362A JP6839159B2 (ja) 2018-11-15 2018-11-15 Rfid無限アンテナ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018214362A JP6839159B2 (ja) 2018-11-15 2018-11-15 Rfid無限アンテナ

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017540282A Division JP6438146B2 (ja) 2015-01-29 2015-01-29 Rfid無限アンテナ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019068432A JP2019068432A (ja) 2019-04-25
JP6839159B2 true JP6839159B2 (ja) 2021-03-03

Family

ID=66340003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018214362A Active JP6839159B2 (ja) 2018-11-15 2018-11-15 Rfid無限アンテナ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6839159B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019068432A (ja) 2019-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6438146B2 (ja) Rfid無限アンテナ
US7642917B2 (en) Antenna arrangement
JP4717830B2 (ja) タグ装置
US20080048867A1 (en) Discontinuous-Loop RFID Reader Antenna And Methods
KR101196177B1 (ko) 안테나 장치, rfid 시스템
US20070290846A1 (en) Concept for determining the position or orientation of a transponder in an RFID system
US20050242959A1 (en) IC tag provided with three-dimensional antenna and pallet provided with the IC tag
KR20110039330A (ko) Rfid 쉘프 판독기 시스템에 대한 스위칭 가능 패치 안테나
JP5121363B2 (ja) 通信改善装置、通信システムおよび物品情報取扱設備
US7936268B2 (en) Selectively coupling to feed points of an antenna system
US7579994B2 (en) Flat plate antenna with a rotating field, comprising a central loop and eccentric loops, and system for identification by radiofrequency
JP6839159B2 (ja) Rfid無限アンテナ
Hansen et al. Method for controlling the angular extent of interrogation zones in RFID
WO2015129778A1 (ja) 無線タグ、通信端末、及び通信システム
CN108334923B (zh) 一种电子标签
JP2007043245A (ja) アンテナ、及びリーダライタ
JP2007181173A (ja) 平面アンテナ
JP3139446U (ja) 平面アンテナ
JP3139442U (ja) 平面アンテナ
US11809942B2 (en) Antenna device and furniture with antenna device
CN114556699B (zh) 天线装置以及带有该天线装置的家具
JP3138984U (ja) 平面アンテナ
JP3120288U (ja) 平面アンテナ
WO2016122415A1 (en) Antenna structure for a radio frequency identification (rfid) reader, method of manufacturing thereof, rfid reader and rfid system
JP2022173416A (ja) ケーブルアンテナ、ゲートアンテナ、アンテナユニット、自動搬送棚、および無人レジ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181122

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191004

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200421

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200617

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200820

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6839159

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250