JP7178451B1

JP7178451B1 - フレキシブルアンテナ

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Publication number: JP7178451B1
Application number: JP2021085432A
Authority: JP
Inventors: 秀明土田; 宏孝竹田; 元紀花野
Original assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-11-25
Anticipated expiration: 2041-05-20
Also published as: JP2022178552A

Abstract

【課題】識別子との電波の送受信を確実に行うことができるフレキシブルアンテナを提供する。【解決手段】送受信器１１に接続可能で、内部導体１３と、内部導体１３の周囲表面を覆う絶縁体１４と、絶縁体１４の周囲表面を覆う外部導体１５と、外部導体１５の周囲表面を覆う外被１６とが同軸上に設けられた同軸ケーブル１２を用いたフレキシブルアンテナ１０であり、絶縁体１４で覆われた内部導体１３は同軸ケーブル１２の先端面から突出して素子部１７を形成し、素子部１７は先側にアンテナ素子１８を有し、素子部１７の基側の絶縁体１４の周囲表面は同軸ケーブル１２の外部導体１５と導通する導電性のテープ又はチューブからなるバラン導体２０で覆われて、素子部１７のアンテナ性能を向上させている。【選択図】図１

Description

本発明は、識別子（例えば、ＲＦタグ）との電波の送受信を確実に行うことができるフレキシブルアンテナに関する。

例えば、工事や整備の作業においては、一度に多種多様の道具や工具（以下、工具等と記載）を使用している。このとき、使用した工具等の紛失（置き忘れ）があれば、工場設備や安全面に多大な影響（悪影響）を及ぼす危険性が高い。
工具等の使用形態には、大きく分けて以下の二通りがある。
１）使用頻度の高い工具等は、作業者が工具ベルトに収納し常時携帯している。
２）工具等の種類やサイズが頻繁に変わる場合、また、工具等のサイズが比較的大きな場合は、工具等を工具箱（容器）に収納し一纏めにして持ち運びしている。
なお、工具の保管管理は、棚や倉庫で行われる場合もある。

このような使用形態の工具等の全てを、作業者の負担増になることなく、いつでもどこでも（例えば、作業現場への出発前、作業現場での作業終了時、作業現場からの撤収前）、確実に個別認証して、工具等の有無のチェックを行い、そのチェック（照合）結果の履歴をシステム上に残すことにより、工具等の紛失防止を図ることが望まれていた。
そこで、作業者任せの管理に頼っている現状の打開策として、ＲＦタグ（識別子）を工具等に取付け、このＲＦタグを、アンテナを用いてチェックすることで、工具等を管理する方法が考えられていた。

アンテナの分野においては、アンテナと送受信器を接続する給電線として同軸ケーブルを用いることが主流である。
この同軸ケーブルは、外部導体が接地側へ、内部導体が送受信器の信号線側へ、それぞれ接続されるため、外部導体と内部導体との間に電界が形成され、不平衡型の給電線となる。
一方、アンテナは、ダイポールアンテナや八木アンテナに代表されるように、電気的に左右対称な動作を行う平衡型のアンテナが多い。

上記した不平衡型の給電線と平衡型のアンテナとを接続し、給電線でアンテナに不平衡な高周波電力を供給すると、アンテナ素子上の高周波電流の分布が非対称となって、放射パターンを乱したり、また、同軸ケーブルの外部導体に電流が流れたり等の不具合が生じる。
このため、不平衡型の給電線の非対称な電圧を平衡型のアンテナに適した、給電点に対して対称となる励振に変換するため、バランを用いている。例えば、特許文献１には、漏洩電流を阻止するようにしたシュペルトップ型バランが開示されている。

特開平１０－２３３６１９号公報

しかしながら、対象物に取付けたＲＦタグ（識別子）とアンテナ（ＲＦＩＤアンテナ）との電波の送受信を確実に行うためには、アンテナの先側に設けられたアンテナ素子による最大通信距離を延ばすことが望まれていた。
なお、アンテナは更に、例えば、通信可能な領域をより広範囲にした場合や、様々な使用環境に適応可能な柔軟性を備えた場合に、上記したＲＦタグとの電波の送受信をより確実に行い易くなる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、識別子との電波の送受信を確実に行うことができるフレキシブルアンテナを提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係るフレキシブルアンテナは、基側は送受信器に接続可能で、内部導体と、該内部導体の周囲表面を覆う筒状絶縁体と、該筒状絶縁体の周囲表面を覆う外部導体と、該外部導体の周囲表面を覆う外被とが同軸上に設けられた同軸ケーブルを用いたフレキシブルアンテナにおいて、
前記同軸ケーブルの先側には、前記同軸ケーブルの前記内部導体及び前記筒状絶縁体のみを延長して形成された素子部を有し、該素子部の基側は前記外部導体と導通する導電性のテープ又はチューブからなるバラン導体で覆われて、該バラン導体で覆われていない前記素子部の先側に前記筒状絶縁体の周囲表面が露出したアンテナ素子が形成されて、該素子部のアンテナ性能を向上させている。
ここで、アンテナ性能とは、例えば、最大通信距離や電圧定在波比（ＶＳＷＲ）で評価でき、電圧定在波比が１（例えば、１．１以下程度）に近いほどアンテナ性能がよいと評価できる（以下同じ）。

第１の発明に係るフレキシブルアンテナにおいて、前記バラン導体は、前記アンテナ素子を除く前記素子部の前記筒状絶縁体の周囲表面を樹脂部材を介して覆い、前記同軸ケーブルにアンテナ機能を付与することが好ましい。

前記目的に沿う第２の発明に係るフレキシブルアンテナは、基側は送受信器に接続可能で、内部導体と、該内部導体の周囲表面を覆う筒状絶縁体と、該筒状絶縁体の周囲表面を覆う外部導体と、該外部導体の周囲表面を覆う外被とが同軸上に設けられた同軸ケーブルを用いたフレキシブルアンテナにおいて、
前記内部導体のみを前記同軸ケーブルの先側から突出させて、前記筒状絶縁体、前記外部導体及び前記外皮が存在しない素子部を形成し、該素子部の基側の前記内部導体の周囲表面は、樹脂部材を介して前記同軸ケーブルの前記外部導体と導通する導電性のテープ又はチューブからなるバラン導体で覆われて、該バラン導体で覆われていない前記素子部の先側を前記内部導体の周囲表面が露出したアンテナ素子とし、該素子部のアンテナ性能を向上させ、かつ、前記同軸ケーブルにアンテナ機能を付与している。

第１、第２の発明に係るフレキシブルアンテナにおいて、前記樹脂部材は、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、又は、モノマーキャストナイロンで構成することができる。

第１、第２の発明に係るフレキシブルアンテナにおいて、前記同軸ケーブルは、前記送受信器に接続された給電線に、コネクタを介して接続するのがよい。
ここで、前記給電線と前記同軸ケーブルとの接続部分近傍には、フェライトコアを取付けることができる。

本発明に係るフレキシブルアンテナは、筒状絶縁体で覆われた内部導体のみ、又は、内部導体のみを、同軸ケーブルの先側から突出させて形成された素子部の基側の周囲表面を、直接、又は、樹脂部材を介して、同軸ケーブルの外部導体と導通するバラン導体で覆うことにより、例えば、従来使用されているバランを用いたアンテナと比較して、素子部のアンテナ性能を向上させることで、識別子との電波の送受信を確実に行うことができる。また、フレキシブルアンテナは、同軸ケーブルを使用するので、特別な構成が不要となり、安価に製造できる。

特に、バラン導体が、素子部の基側の周囲表面を、樹脂部材を介して覆っている場合、同軸ケーブルにもアンテナ機能を付与することができるため、アンテナの通信可能な領域をより広範囲にできる。更に、同軸ケーブルは柔軟性を備えるため、例えば、複数段の棚に置かれた管理対象物の置場管理や、これまでのＲＦＩＤアンテナでは設置困難であった箇所へも適用可能となるなど、フレキシブルアンテナは様々な環境で使用できる。

（Ａ）は本発明の第１、第２の実施の形態に係るフレキシブルアンテナの説明図、（Ｂ）は同フレキシブルアンテナを斜視した説明図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブルアンテナを部分的に側断面視した説明図、同フレキシブルアンテナを平面視した説明図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施の形態に係るフレキシブルアンテナを部分的に側断面視した説明図、同フレキシブルアンテナを平面視した説明図である。従来例に係るアンテナの説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の第１、第２の実施の形態に係るフレキシブルアンテナ（以下、単にアンテナとも記載）１０、３０は、送受信器１１に接続可能な同軸ケーブル１２（アンテナ化）を用いたものであり、例えば、後述する複数のＲＦタグ（識別子の一例）との間で電波の送受信を行うものである。なお、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３（Ａ）、（Ｂ）では、説明の便宜上、フレキシブルアンテナ１０、３０のサイズ（太さや長さ）を変更している。
以下、詳しく説明する。

アンテナ１０（アンテナ３０も同様）に用いた同軸ケーブル１２は、断面が同心円を何層にも重ねたような構造となっており、内部導体（芯線：軟銅線）１３と、この内部導体１３の周囲表面を覆う絶縁体（絶縁部材：ポリエチレン等）１４と、この絶縁体１４の周囲表面を覆う外部導体（網状の銅線等）１５と、この外部導体１５の周囲表面を覆う外被（保護被覆（絶縁体）：ビニール）１６とを同軸上に有する従来公知のものである。この同軸ケーブル１２の太さは、特に限定されるものではないが、例えば、２～２０ｍｍ程度のものがある。
なお、外部導体は、上記した網状の銅線（銅製の線）に限定されるものではなく、例えば、錫めっきが施された銅線もあり、また、アルミニウム製や銀製の線等でもよい。

同軸ケーブル１２の先端面からは、絶縁体１４で覆われた内部導体１３が突出して素子部１７が形成され、この素子部１７は先側にアンテナ素子１８を有している。なお、素子部１７は、同軸ケーブルから外被と外部導体を剥離したり、また、同軸ケーブルから内部導体と絶縁体を引っ張り出したりすることで、形成できる。
このアンテナ素子１８は、ＲＦタグとの間で電波の送受信を行うものであり、電波の周波数が９２０ＭＨｚの場合、波長λが３２６．０ｍｍ（λ／４は８１．５ｍｍ）であるが、周波数はこれに限定されるものではなく、例えば、２．４ＧＨｚ等でもよく、この周波数に応じてアンテナ素子の長さも変更するのがよい。なお、アンテナ素子１８の長さＬ１は、受信しようとする電波の波長をλとすると、λ／４とするのが一般的であるが、その他の長さにすることもでき、例えば、２０～１００ｍｍの範囲で調整できる。

上記した素子部１７の基側（アンテナ素子１８を除く）は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すバラン本体（バラン導体）２０となる部分であり、詳細には、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基側の絶縁体１４の周囲表面が、樹脂製のチューブ（樹脂部材の一例）１９で覆われ（被覆され）、このチューブ１９の周囲表面がバラン導体２０ａで覆われている（被覆されている）。
チューブ１９は、誘電体である、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又は、モノマーキャストナイロンで構成されている。なお、モノマーキャストナイロンとは、本質的には６ナイロンと呼ばれるポリアミド樹脂のことであり、通常の６ナイロン樹脂より優れた性質を示し、実用的な特性を備えたものである。
バラン導体２０ａは、銅で構成されたテープ（銅テープ）を、チューブ１９の周囲表面に巻付ける（貼付ける）ことで構成されている。なお、バラン導体は、導電性を備えた金属（例えば、アルミニウムや銀等）で構成されていれば、特に限定されるものではなく、また、チューブ（管材）でもよい。

チューブ１９とバラン導体２０ａは、同軸ケーブル１２とは隙間を有して配置され、この隙間を介して、バラン導体２０ａと同軸ケーブル１２の外部導体１５とを半田付けし、この半田２１により導通させているが、導通させることができれば、半田付けに限定されるものではない。
従来のバランは、同軸ケーブルの周囲表面に隙間を有した状態で管状のバランを被せ、アンテナ素子側で、バランと同軸ケーブルの外部導体とを導通させていたが、本発明では、上記したように、バラン導体２０ａと絶縁体１４との間に隙間はなく（樹脂製のチューブ１９が存在し）、しかも、同軸ケーブル１２側（従来とは逆側）で、バラン導体２０ａと同軸ケーブル１２の外部導体１５とを導通させている。
これにより、チューブ１９とバラン導体２０ａは、バランとしての機能を備えて素子部１７のアンテナ性能を向上させながら、同軸ケーブル１２にも意図的に電流を流すことができ、同軸ケーブル１２にアンテナ機能を付与できる。

なお、上記した樹脂製のチューブの材質（比誘電率ε）やサイズは、以下の要件に基づいて決定する。
無線機等の電力の伝送用に使用される同軸ケーブルの特性インピーダンスＺ_０は５０Ωであるため、この５０Ωに近づくように（例えば、５０±２Ω程度となるように）、樹脂製のチューブの材質とサイズ（径）を設定する。
また、そのとき得られるインダクタンス／キャパシタンス値で、ＲＦＩＤ（ＲＦタグから電波の無線通信によって情報のやりとりをするＲＦタグとアンテナとリーダ／ライタを含む）の周波数帯９２０ＭＨｚ（共振周波数）に近づくように、樹脂製のチューブのサイズ（長さ）の微調整を行うのがよい。

例えば、樹脂製のチューブの材質を、比誘電率εが絶縁体１４の材質（ポリエチレン）に近いポリスチレン（２．４～２．６５程度）とし、樹脂製のチューブの内径を３．２ｍｍ、外径を５．０ｍｍとした場合、特性インピーダンスは５１Ω程度となる。
周波数９２０ＭＨｚのλ（波長）は３２６．０ｍｍであるため、これを基本形となる通常のスリーブアンテナのアンテナ素子の長さ（λ／４）に当て嵌めると、８１．５ｍｍとなる。ここで、樹脂製のチューブの中を通る電磁波は、真空中の速度（３０万ｋｍ／ｓ）に比べて遅くなるため、波長短縮率（（伝送線路を伝わる電磁波の波長）／（真空中の電磁波））が約６１％（＝ε^－１／２）となる。
従って、波長短縮率を考慮した樹脂製のチューブの長さＬ２は約５０ｍｍ（＝８１．５ｍｍ×０．６１）となるが、更にアンテナ性能を高める（最適長さを求める）ため、例えば、計測機器等を用いて、２０～１００ｍｍの範囲で調整するのがよい。

なお、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すバラン本体（バラン導体）２０となる部分に、上記した樹脂製のチューブ１９を用いることなく、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すフレキシブルアンテナ３０のように、素子部１７の基側（アンテナ素子１８を除く）の絶縁体１４の周囲表面をバラン導体２０ｂ（バラン導体２０ａと同様の構成）で直接覆うこともできる（被覆できる）。なお、図３（Ａ）、（Ｂ）では、フレキシブルアンテナ１０と同一部材には同一符号を付している。
このバラン導体２０ｂは、同軸ケーブル１２とは隙間を有して配置され、この隙間を介して、バラン導体２０ｂと同軸ケーブル１２の外部導体１５とを、例えば、半田付けし、この半田２１により導通させている。
これにより、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すアンテナ３０は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すアンテナ１０より構成を簡単にできると共に、同軸ケーブル１２側への漏洩電流を減少させることで、素子部１７のアンテナ性能を向上させることができる。

上記した図２（Ａ）、（Ｂ）、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明のフレキシブルアンテナ１０、３０のバラン導体２０ａ、２０ｂと、図４に示す従来のアンテナのバラン（シュペルトップ型バラン：特許文献１参照）とは、外部導体と導通させる導通部の位置が正反対である。
従来のアンテナは、図４に示すように、給電線側（送受信器側）への漏洩電流を抑え、アンテナ素子側への電力供給ロスを防ぐ働きとして、アンテナ素子側のバラン端部と同軸ケーブル（給電線）の外部導体とを導通し、送受信器側のバラン端部を解放としている。
一方、本発明のフレキシブルアンテナ１０、３０は、同軸ケーブル１２（給電線側）にもアンテナの働きを持たせるため、漏洩電流を意図的に同軸ケーブル１２（給電線側）へ流すことができるように、導通部を従来のアンテナとは正反対の位置とし、即ち、送受信器１１側のバラン導体２０ａ、２０ｂ端部と同軸ケーブル１２（給電線側）の外部導体１５とを導通し、アンテナ素子１８側のバラン導体２０ａ、２０ｂ端部を解放としている。

同軸ケーブル１２の基端部は、図１（Ａ）に示すように、送受信器１１に接続された給電線２２（同軸ケーブル）に、コネクタ２３を介して取付け取外し可能に接続される。
送受信器１１は、所定の高周波電流をフレキシブルアンテナ１０（フレキシブルアンテナ３０も同様）に送出するものであって、既存のＲＦタグリーダ（リーダ／ライタ）と同様の構成であり、ＲＦタグに電力を供給するものや、供給しないものがある。
この送受信器１１は、ＲＦ－ＩＤの仕組みを用いて、高周波電流をフレキシブルアンテナ１０へ伝送し、電磁波（電波）として送出する。このフレキシブルアンテナ１０から送出された電磁波（電波）をＲＦタグが受信することで、予め設定されたデータ（個別情報の一例）を電磁波（電波）として返信する。この返信された電磁波（電波）をフレキシブルアンテナ１０にて読取る。

なお、送受信器１１にはコンピュータが有線又は無線で接続され、予め設定されたプログラムに基づいて、上記した操作を自動的に所定の周期で繰り返し実施できる。このコンピュータには、送受信器１１で読取ったデータの内容や送受信器１１の動作状況等が送信され保存される。
また、ＲＦタグは、上記したように、データを格納した識別子であり、電磁波で質問波を受信するとデータを含む回答波を電磁波で送信するものであり、例えば、電子タグ、ＩＣタグ、ＩＤタグ、トランスポンダ、無線タグ、無線ＩＣタグ等がある。このＲＦタグには、送受信器１１から供給される電力でのみ動作するパッシブタイプ（搭載電池：無）、送受信器１１から供給される電力で交信動作するセミパッシブタイプ（搭載電池：有（センサ専用））、内蔵（搭載）した電池から供給される電力で全て動作するアクティブタイプ（搭載電池：有（交信用及びセンサ用））がある。

図１（Ａ）に示すように、給電線２２と同軸ケーブル１２との接続部分であって、給電線２２の先端部には、フェライトコア２４が取付けられている。
このフェライトコア２４は、同軸ケーブル１２を流れる漏洩電流が給電線２２へ流れることを阻止する（縁切りする）ものであるため、給電線２２と同軸ケーブル１２との接続部分近傍であれば、例えば、同軸ケーブル１２の基端部に取付けることもできるが、同軸ケーブル１２を流れる漏洩電流の大きさによっては使用しなくてもよい。

続いて、前記したフレキシブルアンテナ１０を使用し、道具や工具（物品の一例：以下、工具等とも記載）を管理する方法について説明する（フレキシブルアンテナ３０も同様）。
作業者は、工事や整備の作業を行った後、使用した工具等を容器に収納する。
この容器は、複数の工具等が収容される上部が開口したものであり、その周囲には、フレキシブルアンテナ１０が巻付け固定されている。なお、容器の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、用途（例えば、収容する工具等の種類）に応じて種々変更できる。
これにより、フレキシブルアンテナ１０が、容器内を囲むように配置されるため、容器の内部が、フレキシブルアンテナ１０による読取領域となる。

このフレキシブルアンテナ１０の容器への取付けは、電波の送受信可能な範囲が部分的に重複（一部が重複）するように（読取領域全体をカバーできるように）行っている。従って、この条件を満足できれば、他の位置（例えば、容器の底部の外面又は内面等）に取付け固定することもできる。
なお、フレキシブルアンテナ１０の取付け対象は、上記した容器に限定されるものではなく、例えば、複数の道具や工具が収容される棚や作業者が胴部に巻くベルト（作業者の胴部）等でもよい。

また、各工具等には、ＲＦタグが取付け固定されている。なお、工具等へのＲＦタグの取付けは、貼り付けにより行うことが好ましいが、これに限定されるものではなく、工具等の種類（使用環境）に応じて、例えば、巻き付けることや吊り下げることもできる。
このＲＦタグは、例えば、パッシブタイプであり、送受信器１１から供給される電力でのみ動作するが、セミパッシブタイプやアクティブタイプでもよく、また、前記した種々のＲＦタグでもよい。

次に、コンピュータにより送受信器１１を操作し読取動作を行わせると、送受信器１１は、所定の高周波電流をフレキシブルアンテナ１０へ送出する。この高周波電流がフレキシブルアンテナ１０に給電されると、素子部１７及び同軸ケーブル１２から電波が放射される。この電波は、ＲＦタグを動作させる質問波である。
これにより、容器（読取領域）内の電磁界の強度が所定値以上になると、容器内のＲＦタグを動作させることができる。

フレキシブルアンテナ１０から放射された質問波を、容器内に所在するＲＦタグが受信した場合、このＲＦタグから送信する電波（回答波）が、フレキシブルアンテナ１０によって受信され、この回答波を表す高周波電流が送受信器１１へ入力される。
送受信器１１は、この高周波電流を復調し、ＲＦタグのデータを読取る。
上記した動作が、コンピュータに予め設定されたプログラムに基づいて行われ、得られたデータがコンピュータに送られ保存される。
これにより、工具の有無のチェックを実施できると共に、そのチェック（照合）結果の履歴をシステム上に残すことができ、工具の紛失を防止できる。

工具等は、通常サイズが異なり、しかも、容器（工具箱）に乱雑に収容されるものであるため、その向きは不規則である（揃っていない）。
このため、容器に収容された工具等に貼り付けられたＲＦタグを読取るには、アンテナが無指向性であることが好ましく、最大通信距離を延ばすことが必要であり、更には、通信可能な領域をより広範囲にでき、しかも、様々な使用環境に適応可能な柔軟性を備えるのがよい。
そこで、本発明のフレキシブルアンテナ１０は、素子部１７のみならず、柔軟性を備えた同軸ケーブル１２にもアンテナ機能を付与し、フレキシブルアンテナ３０はアンテナ性能を向上させている。

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、３Ｄ－２Ｖの同軸ケーブルを用いた、従来例１、２、比較例１、２、及び、実施例１、２の各アンテナを使用し、ＲＦＩＤ通信性能（読取感度）として、最大通信距離とアンテナ素子又は素子部（以下、素子部等とも記載）からの勾配とを計測し比較した結果について、表１を参照しながら説明する。なお、最大通信距離とは、アンテナ素子又は素子部と同軸ケーブルのＲＦタグに対する通信距離の計測値であり、アンテナ素子又は素子部からの勾配とは、アンテナ素子又は素子部に対して斜め下方に位置するＲＦタグの水平方向に対する通信可能な傾斜角度である。

・従来例１
既存のスリーブアンテナであり、具体的には、同軸ケーブルの先側端部から、絶縁体で覆われた内部導体からなるアンテナ素子を形成し、このアンテナ素子を覆っていた同軸ケーブルの網状の外部導体を、同軸ケーブルの基側方向に折り返し、同軸ケーブルの最表層部を構成する外被に被せてスリーブとしたものである。
・従来例２
前記したシュペルトップ型バランが取付けられたアンテナである。

・比較例１
同軸ケーブルの先端面から絶縁体と内部導体を共に突出させ、絶縁体で覆われた内部導体からなるアンテナ素子を形成したアンテナである。なお、比較例１のアンテナとしては、Ｎｏ．１とＮｏ．２の２種類を使用し、アンテナ素子の長さＡは、Ｎｏ．１がλ／４（８１．５ｍｍ）であり、Ｎｏ．２がλ／２（１６３ｍｍ）である。
・比較例２
同軸ケーブルの先端面から絶縁体と内部導体を共に突出させて素子部を形成し、その先側にアンテナ素子を有し、その基側の周囲表面が、同軸ケーブルの先端面から突出させた網状の外部導体で覆われたアンテナである。なお、アンテナ素子の長さＡは、λ／４（８１．５ｍｍ）であり、網状の外部導体の長さＷは、λ／４（８１．５ｍｍ）である。

・実施例１
同軸ケーブルの先端面から絶縁体と内部導体を共に突出させて素子部を形成し、その先側にアンテナ素子を有し、その基側（絶縁体）の周囲表面を、バラン導体（銅製のテープ）で直接覆ったアンテナである（図３（Ａ）、（Ｂ）に相当）。なお、アンテナ素子の長さＡとバラン導体の長さＢはそれぞれλ／４（８１．５ｍｍ）である。
・実施例２
同軸ケーブルの先端面から絶縁体と内部導体を共に突出させて素子部を形成し、その先側にアンテナ素子を有し、その基側（絶縁体）の周囲表面を、樹脂製のチューブを介してバラン導体（銅製のテープ）で覆ったアンテナである（図２（Ａ）、（Ｂ）に相当）。なお、実施例２のアンテナとしてはＮｏ．１とＮｏ．２の２種類を使用し、アンテナ素子の長さＡは、Ｎｏ．１とＮｏ．２が共に８４．５ｍｍであり、バラン導体の長さＢは、Ｎｏ．１が４９．７ｍｍであり、Ｎｏ．２が８１．５ｍｍである。

表１から明らかなように、素子部等の最大通信距離は、従来例１、２、比較例１が４ｍ以下程度で短かったが、絶縁体の周囲表面を網状の外部導体で覆った比較例２では約８ｍ程度まで延びた。
一方、実施例１では、比較例２の網状の外部導体をバラン導体とすることで、最大通信距離を１１ｍ超まで延ばすことができた。これにより、素子部のアンテナ性能を向上できることを確認できた。
また、実施例２のように、絶縁体の周囲表面を、樹脂製のチューブを介してバラン導体で覆っても、最大通信距離は比較例２よりも長い１０～１１ｍに延ばすことができた。

同軸ケーブル本体の最大通信距離は、従来例１、２、比較例１、２では、最大でも２０ｃｍ程度と短かった。
一方、実施例１では、約５０ｃｍ程度まで延ばすことができ、実施例２では、３～４ｍまで延ばすことができた。これにより、同軸ケーブルにアンテナ機能を付与できたことを確認できた。
なお、素子部等からの勾配は、実施例１が、素子部と水平方向に対向するＲＦタグを読取ることができる程度であり、実施例２でも４～５度であったが、アンテナ性能は、従来例１、２や比較例１、２と比較して大きく劣るものではなかった。
また、電圧定在波比は、従来例２では１．３～１．５程度であったが、実施例２では１．０程度であり、実施例２では、ＲＦタグの読取り特性が非常に良好であることも確認できた。

以上のことから、本発明のフレキシブルアンテナを用いることで、素子部のアンテナ性能を向上させることができ、更には、同軸ケーブルにもアンテナ機能を付与することができるため、ＲＦタグとの電波の送受信を確実に行うことができ、例えば、工具等の管理を、簡単な構成で作業性よく実施できることを確認できた。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明のフレキシブルアンテナを構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、同軸ケーブルの先端面から内部導体と絶縁体が共に突出して素子部を形成した場合について説明したが、同軸ケーブル（内部導体）の構成によっては、内部導体のみを突出させ、この突出した内部導体の基側周囲表面に樹脂部材を介してバラン導体（又はバラン導体のみ）を被覆することもできる。この場合、アンテナ素子を形成する内部導体の周囲表面は、新たな絶縁体（例えば、絶縁体や樹脂部材と同じ材質）で覆うのがよい。

１０：フレキシブルアンテナ、１１：送受信器、１２：同軸ケーブル、１３：内部導体、１４：絶縁体、１５：外部導体、１６：外被、１７：素子部、１８：アンテナ素子、１９：チューブ（樹脂部材）、２０：バラン本体（バラン導体）、２０ａ、２０ｂ：バラン導体、２１：半田、２２：給電線、２３：コネクタ、２４：フェライトコア、３０：フレキシブルアンテナ

Claims

基側は送受信器に接続可能で、内部導体と、該内部導体の周囲表面を覆う筒状絶縁体と、該筒状絶縁体の周囲表面を覆う外部導体と、該外部導体の周囲表面を覆う外被とが同軸上に設けられた同軸ケーブルを用いたフレキシブルアンテナにおいて、
前記同軸ケーブルの先側には、前記同軸ケーブルの前記内部導体及び前記筒状絶縁体のみを延長して形成された素子部を有し、該素子部の基側は前記外部導体と導通する導電性のテープ又はチューブからなるバラン導体で覆われて、該バラン導体で覆われていない前記素子部の先側に前記筒状絶縁体の周囲表面が露出したアンテナ素子が形成されていることを特徴とするフレキシブルアンテナ。
請求項１記載のフレキシブルアンテナにおいて、前記バラン導体は、前記アンテナ素子を除く前記素子部の前記筒状絶縁体の周囲表面を樹脂部材を介して覆い、前記同軸ケーブルにアンテナ機能を付与したことを特徴とするフレキシブルアンテナ。
基側は送受信器に接続可能で、内部導体と、該内部導体の周囲表面を覆う筒状絶縁体と、該筒状絶縁体の周囲表面を覆う外部導体と、該外部導体の周囲表面を覆う外被とが同軸上に設けられた同軸ケーブルを用いたフレキシブルアンテナにおいて、
前記内部導体のみを前記同軸ケーブルの先側から突出させて、前記筒状絶縁体、前記外部導体及び前記外皮が存在しない素子部を形成し、該素子部の基側の前記内部導体の周囲表面は、樹脂部材を介して前記同軸ケーブルの前記外部導体と導通する導電性のテープ又はチューブからなるバラン導体で覆われて、該バラン導体で覆われていない前記素子部の先側を前記内部導体の周囲表面が露出したアンテナ素子とし、該素子部のアンテナ性能を向上させ、かつ、前記同軸ケーブルにアンテナ機能を付与したことを特徴とするフレキシブルアンテナ。
請求項２又は３記載のフレキシブルアンテナにおいて、前記樹脂部材は、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、又は、モノマーキャストナイロンで構成されていることを特徴とするフレキシブルアンテナ。
請求項１～４のいずれか１項に記載のフレキシブルアンテナにおいて、前記同軸ケーブルは、前記送受信器に接続された給電線に、コネクタを介して接続されることを特徴とするフレキシブルアンテナ。
請求項５記載のフレキシブルアンテナにおいて、前記給電線と前記同軸ケーブルとの接続部分近傍には、フェライトコアが取付けられていることを特徴とするフレキシブルアンテナ。