JPH0393302A - 磁気アンテナおよびアンテナシステム - Google Patents
磁気アンテナおよびアンテナシステムInfo
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- JPH0393302A JPH0393302A JP2227903A JP22790390A JPH0393302A JP H0393302 A JPH0393302 A JP H0393302A JP 2227903 A JP2227903 A JP 2227903A JP 22790390 A JP22790390 A JP 22790390A JP H0393302 A JPH0393302 A JP H0393302A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
- H01Q7/04—Screened antennas
Landscapes
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は一般にアンテナに係り、特に、電子璽品監視シ
ステム、あるいは他の同様な用途に適井できるアンテナ
に関するものである。
ステム、あるいは他の同様な用途に適井できるアンテナ
に関するものである。
(従来の技術〉
このようなシステムでは、保護すべき製品は、共振回路
あるいは他の電子的に検出できる装置を含むタグをつけ
ている。典型的には、そのタグの共振周波数を通って掃
引される周波数掃引式質M送信器には、保護領域の出口
近くに送信アンテナが設けられている。また受信アンテ
ナは、送信アンテナの近くに置かれ、送信アンテナと共
に通銘を形威して、保護領域から出るものは、その通行
路を通らねばならない.受信アンテナは、受信器に接続
されていて、送信器周波数がタグの共振周波数を通ると
き、タグから放射される信号を検出する。
あるいは他の電子的に検出できる装置を含むタグをつけ
ている。典型的には、そのタグの共振周波数を通って掃
引される周波数掃引式質M送信器には、保護領域の出口
近くに送信アンテナが設けられている。また受信アンテ
ナは、送信アンテナの近くに置かれ、送信アンテナと共
に通銘を形威して、保護領域から出るものは、その通行
路を通らねばならない.受信アンテナは、受信器に接続
されていて、送信器周波数がタグの共振周波数を通ると
き、タグから放射される信号を検出する。
このような電子製品監視システムに用いられるアンテナ
としては種々のものが知られている。その1つは、Jo
hn R. Feltzおよびその他によって1987
年8月31日に出願された米国特許出願第07/092
,052号に開示されている.また同様な他のアンテナ
が、Lichtblauへの米国特許第4.251,8
08号、および同第4,751,516号に開示されて
いる.上記の出願および特許は、電子製晶監視用として
設計されたツイストされたループアンテナを開示してい
る, Feltzの特許出願に開示されたアンテナは、
同軸ケーブルのツイストされた2つのループから作られ
、互にインタリーブして多重ループアンテナを形威して
いるが、これに対してLichtblauの特許に開示
されているアンテナは、金属チューブに入れた多重ツイ
ストループ構造の形で作られている。ここでLicht
blauの金属チューブ、およびFeltzの同軸ケー
ブルは電場シールドとして作用する。
としては種々のものが知られている。その1つは、Jo
hn R. Feltzおよびその他によって1987
年8月31日に出願された米国特許出願第07/092
,052号に開示されている.また同様な他のアンテナ
が、Lichtblauへの米国特許第4.251,8
08号、および同第4,751,516号に開示されて
いる.上記の出願および特許は、電子製晶監視用として
設計されたツイストされたループアンテナを開示してい
る, Feltzの特許出願に開示されたアンテナは、
同軸ケーブルのツイストされた2つのループから作られ
、互にインタリーブして多重ループアンテナを形威して
いるが、これに対してLichtblauの特許に開示
されているアンテナは、金属チューブに入れた多重ツイ
ストループ構造の形で作られている。ここでLicht
blauの金属チューブ、およびFeltzの同軸ケー
ブルは電場シールドとして作用する。
(発明が解決しようとするRH’1
peltzの出願およびLichtblauの特許に開
示されたアンテナは、保護領域の出口を通過するタグを
検出する方法を与えているが、この両つのシステムはア
ンテナのそばを、ある方位で通過するときタグの検出が
困難であり、また両方のシステムは、タグ以外の外部の
信号源から発生する或る種の余計な信号にも応答するこ
とが判明した.従って本発明の目的は、電子製品監視シ
ステムへの利用に特に適した改良されたアンテナシステ
ムを提供することである。
示されたアンテナは、保護領域の出口を通過するタグを
検出する方法を与えているが、この両つのシステムはア
ンテナのそばを、ある方位で通過するときタグの検出が
困難であり、また両方のシステムは、タグ以外の外部の
信号源から発生する或る種の余計な信号にも応答するこ
とが判明した.従って本発明の目的は、電子製品監視シ
ステムへの利用に特に適した改良されたアンテナシステ
ムを提供することである。
本発明のも・う1つの目的は、従来のアンテナシステム
の欠点の大部分を克服した、電子製品監視システム用の
アンテナを提供することである。
の欠点の大部分を克服した、電子製品監視システム用の
アンテナを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、特に電子製品監視システム
に好適の高性能アンテナシステムを提供することである
。, 本発明のさらに他の目的は、アンテナが近くを通る磁気
放射源に対しては敏感で、遠くにある放射源に対しては
全体として不感応であるようにする、バランスのよい磁
気応答を行う改良された磁気アンテナを提供することで
ある. 本発明のさらに他の目的は、電場に対してよくシールド
された磁気アンテナを提供することである。
に好適の高性能アンテナシステムを提供することである
。, 本発明のさらに他の目的は、アンテナが近くを通る磁気
放射源に対しては敏感で、遠くにある放射源に対しては
全体として不感応であるようにする、バランスのよい磁
気応答を行う改良された磁気アンテナを提供することで
ある. 本発明のさらに他の目的は、電場に対してよくシールド
された磁気アンテナを提供することである。
さらに本発明の他の目的は、その磁場応答と電場応答と
を別々に制御できるアンテナシステムを提供することで
ある。
を別々に制御できるアンテナシステムを提供することで
ある。
(課題を解決するための手段と作用)
本発明によるアンテナは、簡単に言えば、共通の面内に
ある2つの間隔をおいたループ部分を有する2つのツイ
ストされたループを用い、互に反対位相の磁場を発生す
るようになっている。この2つのツイストループは、共
通な面内に、2つのツイストループのループ部分が互に
インタリーブして配置されている.好ましくは2つのツ
イストループは直角位相で接続され、2つのループの近
接したループ部分が回転磁場を発生するようになってい
る.またシールド構造が、アンテナを形威しているツイ
ストルーブを囲み、アンテナの周囲にファラデーシール
ドを構威し、アンテナが電場を放射したり、電場に応答
したりするのを防止している。このシールド構造は、ル
ープ部分の所定の部位を囲む導体チューブから構或され
て電場シ一ルドを行っており、さらにチューブの所定の
部分にギャップを設けてループとシールドチューブ間を
結合する磁場の制御を行っている。また、導体のジャン
バ線が一部のギャップを橋絡するように接続され、静電
シールドに対する電気的な連続性をあたえると共に、磁
場に対するバランス用のループをあたえ、これによって
アンテナの電場シールドと磁場バランスとが別々に制御
できるようにしている。
ある2つの間隔をおいたループ部分を有する2つのツイ
ストされたループを用い、互に反対位相の磁場を発生す
るようになっている。この2つのツイストループは、共
通な面内に、2つのツイストループのループ部分が互に
インタリーブして配置されている.好ましくは2つのツ
イストループは直角位相で接続され、2つのループの近
接したループ部分が回転磁場を発生するようになってい
る.またシールド構造が、アンテナを形威しているツイ
ストルーブを囲み、アンテナの周囲にファラデーシール
ドを構威し、アンテナが電場を放射したり、電場に応答
したりするのを防止している。このシールド構造は、ル
ープ部分の所定の部位を囲む導体チューブから構或され
て電場シ一ルドを行っており、さらにチューブの所定の
部分にギャップを設けてループとシールドチューブ間を
結合する磁場の制御を行っている。また、導体のジャン
バ線が一部のギャップを橋絡するように接続され、静電
シールドに対する電気的な連続性をあたえると共に、磁
場に対するバランス用のループをあたえ、これによって
アンテナの電場シールドと磁場バランスとが別々に制御
できるようにしている。
各アンテナを構威している2つのツイストルーブは、そ
れぞれ対応する送信器または受信器に接続され、かつ2
つのツイストループの一方が他方のループよりも、より
ホット、すなわちより敏感になるようにしている。2つ
のアンテナの各ツイストルーブは、一方のアンテナのホ
ットな方、すなわちより敏感な方のツイストループが、
他方のアンテナのクールな方、すなわちより感度の低い
方のループに向き合うように配置される。これによって
、送信アンテナと受信アンテナ間の結合効果を低減させ
、受信アンテナで受信される送信器ノイズの大きさを、
タグ信号に対する感度を減らすこと無く低減させ、これ
によって受信信号の信号雑音比を改善し、タグの検出度
を改善することが可能となる。
れぞれ対応する送信器または受信器に接続され、かつ2
つのツイストループの一方が他方のループよりも、より
ホット、すなわちより敏感になるようにしている。2つ
のアンテナの各ツイストルーブは、一方のアンテナのホ
ットな方、すなわちより敏感な方のツイストループが、
他方のアンテナのクールな方、すなわちより感度の低い
方のループに向き合うように配置される。これによって
、送信アンテナと受信アンテナ間の結合効果を低減させ
、受信アンテナで受信される送信器ノイズの大きさを、
タグ信号に対する感度を減らすこと無く低減させ、これ
によって受信信号の信号雑音比を改善し、タグの検出度
を改善することが可能となる。
(実施例)
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。図
は本発明によるアンテナシステムを示すもので、全体と
して記号10で表わしている。システム10は送信アン
テナ12と受信アンテナ14を含んでいる。アンテナ1
0および12はそれぞれ部分的に重り合った2つのツイ
ストルーブを有し、このループは前記Feltzの特許
出願第0 7/0 9 2.0 5 2号に示されてい
る構造と類似の構造になっている。但しFeltzの出
願では同軸ケーブルを用いてシールドを行っているのに
対し、本発明ではシールドに別個のシールド構造を用い
ている。すなわち、送信アンテナ12は、上部ループ部
分18と下部ループ部分20から或る上部ツイストルー
プ16を有し、これが、上部ループ部分24と下部ルー
プ部分26から成る下部ツイストル=プ22とインタリ
ープしている。金属のパイプまたはチューブで作られた
、導体チューブ構造形式のシールド構造がツイストルー
プを囲んでいる。シールド構造は、垂直部分28と30
、および水平部分32、34、36、38を含んでいる
。1対の接続ワイヤ40および42がシールド構造の垂
直部28および30を電気的に接続し、さらに全体のシ
ールド構造がワイヤ42に接続されたワイヤ46によっ
て接地されている。
は本発明によるアンテナシステムを示すもので、全体と
して記号10で表わしている。システム10は送信アン
テナ12と受信アンテナ14を含んでいる。アンテナ1
0および12はそれぞれ部分的に重り合った2つのツイ
ストルーブを有し、このループは前記Feltzの特許
出願第0 7/0 9 2.0 5 2号に示されてい
る構造と類似の構造になっている。但しFeltzの出
願では同軸ケーブルを用いてシールドを行っているのに
対し、本発明ではシールドに別個のシールド構造を用い
ている。すなわち、送信アンテナ12は、上部ループ部
分18と下部ループ部分20から或る上部ツイストルー
プ16を有し、これが、上部ループ部分24と下部ルー
プ部分26から成る下部ツイストル=プ22とインタリ
ープしている。金属のパイプまたはチューブで作られた
、導体チューブ構造形式のシールド構造がツイストルー
プを囲んでいる。シールド構造は、垂直部分28と30
、および水平部分32、34、36、38を含んでいる
。1対の接続ワイヤ40および42がシールド構造の垂
直部28および30を電気的に接続し、さらに全体のシ
ールド構造がワイヤ42に接続されたワイヤ46によっ
て接地されている。
受信アンテナl4は送信アンテナ12と同様であるが、
以下に述べる理由によって、正確に同じではない。受信
アンテナは、上部ツイストルーブ50および下部ツイス
トルーブ52を有し、これはそれぞれ送信アンテナ12
の上部および下部のツイストループl6および22と同
様である。上部ツイストルーブ50は上部ループ部分5
4と下部ループ部分56を有し、一方、下部ツイストル
ープ52は上部ループ部分58、下部ループ部分60を
もっている。ツイストループ50および52は、送信ア
ンテナのシールドと同じように、ツイストループの所定
の部位を囲むパイプ、チューブ、または導体メッシュの
形をした導体チューブ構造によってシールドされている
。受信アンテナ14は1対の垂直パイプ62および64
と、水平シールドパイプ66、68、70,および72
を有する。送信アンテナの場合と同じようにシールド構
造の垂直部分はl対のワイヤ74および76によって電
気的に接続され、さらにシールド構造全体が、ワイヤ7
6に接続されたワイヤ78によって接地されている。
以下に述べる理由によって、正確に同じではない。受信
アンテナは、上部ツイストルーブ50および下部ツイス
トルーブ52を有し、これはそれぞれ送信アンテナ12
の上部および下部のツイストループl6および22と同
様である。上部ツイストルーブ50は上部ループ部分5
4と下部ループ部分56を有し、一方、下部ツイストル
ープ52は上部ループ部分58、下部ループ部分60を
もっている。ツイストループ50および52は、送信ア
ンテナのシールドと同じように、ツイストループの所定
の部位を囲むパイプ、チューブ、または導体メッシュの
形をした導体チューブ構造によってシールドされている
。受信アンテナ14は1対の垂直パイプ62および64
と、水平シールドパイプ66、68、70,および72
を有する。送信アンテナの場合と同じようにシールド構
造の垂直部分はl対のワイヤ74および76によって電
気的に接続され、さらにシールド構造全体が、ワイヤ7
6に接続されたワイヤ78によって接地されている。
電子製品監視システムにおいては、送信アンテナおよび
受信アンテナは共に、磁気アンテナでなければならず、
また他の電子装置に干渉する恐れのある電場を放射する
のを防ぐと共に、システムが無用の信号によって誤って
作動されるのを防止するために、電場を発射したり、あ
るいは電場に感応したりしてはならない。さらに、送信
アンテナおよび受信アンテナの両者の磁場応答はバラン
スする必要があり、すなわち各アンテナの4つのループ
部分のそれぞれの磁場応答かは一゛同じであって、送信
アンテナのループ部分によって放射される磁場が、アン
テナに極く近い所以外の距離では消されて他の電子装置
に干渉するのを防止する必要がある。同時に、受信アン
テナの各ループ部分の応答をバランスして、遠方から放
射される磁場信号に対して受信アンテナが応答しないよ
うにする必要がある。
受信アンテナは共に、磁気アンテナでなければならず、
また他の電子装置に干渉する恐れのある電場を放射する
のを防ぐと共に、システムが無用の信号によって誤って
作動されるのを防止するために、電場を発射したり、あ
るいは電場に感応したりしてはならない。さらに、送信
アンテナおよび受信アンテナの両者の磁場応答はバラン
スする必要があり、すなわち各アンテナの4つのループ
部分のそれぞれの磁場応答かは一゛同じであって、送信
アンテナのループ部分によって放射される磁場が、アン
テナに極く近い所以外の距離では消されて他の電子装置
に干渉するのを防止する必要がある。同時に、受信アン
テナの各ループ部分の応答をバランスして、遠方から放
射される磁場信号に対して受信アンテナが応答しないよ
うにする必要がある。
従来は、電場を低減させるためのアンテナのシールドは
、同軸ケーブルまたは導体のパイプまたはチューブを用
いて、ほ奮゛全体のアンテナを囲んで電場応答を低減さ
せている.しかしながら、従来技術によるシールドでは
ツイストループとの間の磁場結合すなわちカンプリング
によって、磁場パターンのアンバランスを招く.従って
、本発明の重要な特徴の1つは、電場シールドシステム
のシール部位の一部を、ツイストループとの磁場カップ
リングから外すことである。このことは、送信アンテナ
12のワイヤ40および42と受信アンテナl4のワイ
ヤ74および76によって達威される.上記のワイヤは
、アンテナ12およびl4の周辺に電気的な連続を構成
し、これによって、電場シールドが接地されてファラデ
ーシールドとして作用できるようにしながら、より良好
な磁気バランスをあたえる。しかしながらワイヤ40、
42、74、および76を各ループ部分に対して合理的
に配置し、かつ各ワイヤをシールド構造上の適切な点に
接続することによって、シールド構造の所定の部位が、
電場作用に悪影響を与えることなく、ツイストループか
ら磁気的に切り放すことが可能となる. 例えば、送信アンテナl2の最下部の水平部分36およ
び38を物理的に、または部分36と38間のギャップ
を通して接続されたワイヤを用いて結合し、さらに部分
36および38を接地すると、効果的な電場シールドが
得られる。しかしながら、シールドとループ部分26間
の磁気結合は、ループ部分26と水平部分36および3
8間のスペースによ毛て固定され、磁場バランスのため
の調整ができなくなる.しかしながら、磁場バランスは
、ワイヤ42を適当な位置におくことによって、電場シ
ールドプロセスとは無関係に行うことができる。すなわ
ち、ワイヤ42を、シールド構造の水平部分28と30
との間に接続することによって、シールド構造を流れる
磁気的に誘導された電流は、すべてワイヤ42を通って
流れ、水平部分36および38には流れない。すなわち
、水平部分36および38は閉回路の一部を構威しない
ので、ループ部分26による誘導電流は流れない。ルー
プ部分26による誘導電流は代りにすべてワイヤ42を
流れ、従ってループ部分26とワイヤ42との間のスペ
ースを調整することによってループ部分26によってワ
イヤ42に誘導される電流の値が制御できる.このよう
に、ループ部分26とワイヤ42との間のスペース関係
を調整することによって、アンテナは磁気応答を調整し
て磁気バランスを得ることができる。同様な磁気バラン
スは受信アンテナについても可能であり、この場合はワ
イヤ74をシールドの垂直部分62と64の間に接続す
ると共にワイヤ74をループ部分54に対して適正なス
ペース関係に調整する.また、ツイストループは必ずし
も全部をシールドしなくてもよい。例えば、ワイヤ40
を送信アンテナ12の垂直部分28と30との間に接続
することによって、ループ部分l8の上方部分にはシー
ルドが不要となる。ワイヤ40をループ部分l8の上方
部分に近接した適当な位置に設けることによって、電場
シールドを行うと共に、磁場応答バランスの制御が可能
となり、これはワイヤ40とループ部分18の上方部分
との間のスペース関係の調整によって得られる。
、同軸ケーブルまたは導体のパイプまたはチューブを用
いて、ほ奮゛全体のアンテナを囲んで電場応答を低減さ
せている.しかしながら、従来技術によるシールドでは
ツイストループとの間の磁場結合すなわちカンプリング
によって、磁場パターンのアンバランスを招く.従って
、本発明の重要な特徴の1つは、電場シールドシステム
のシール部位の一部を、ツイストループとの磁場カップ
リングから外すことである。このことは、送信アンテナ
12のワイヤ40および42と受信アンテナl4のワイ
ヤ74および76によって達威される.上記のワイヤは
、アンテナ12およびl4の周辺に電気的な連続を構成
し、これによって、電場シールドが接地されてファラデ
ーシールドとして作用できるようにしながら、より良好
な磁気バランスをあたえる。しかしながらワイヤ40、
42、74、および76を各ループ部分に対して合理的
に配置し、かつ各ワイヤをシールド構造上の適切な点に
接続することによって、シールド構造の所定の部位が、
電場作用に悪影響を与えることなく、ツイストループか
ら磁気的に切り放すことが可能となる. 例えば、送信アンテナl2の最下部の水平部分36およ
び38を物理的に、または部分36と38間のギャップ
を通して接続されたワイヤを用いて結合し、さらに部分
36および38を接地すると、効果的な電場シールドが
得られる。しかしながら、シールドとループ部分26間
の磁気結合は、ループ部分26と水平部分36および3
8間のスペースによ毛て固定され、磁場バランスのため
の調整ができなくなる.しかしながら、磁場バランスは
、ワイヤ42を適当な位置におくことによって、電場シ
ールドプロセスとは無関係に行うことができる。すなわ
ち、ワイヤ42を、シールド構造の水平部分28と30
との間に接続することによって、シールド構造を流れる
磁気的に誘導された電流は、すべてワイヤ42を通って
流れ、水平部分36および38には流れない。すなわち
、水平部分36および38は閉回路の一部を構威しない
ので、ループ部分26による誘導電流は流れない。ルー
プ部分26による誘導電流は代りにすべてワイヤ42を
流れ、従ってループ部分26とワイヤ42との間のスペ
ースを調整することによってループ部分26によってワ
イヤ42に誘導される電流の値が制御できる.このよう
に、ループ部分26とワイヤ42との間のスペース関係
を調整することによって、アンテナは磁気応答を調整し
て磁気バランスを得ることができる。同様な磁気バラン
スは受信アンテナについても可能であり、この場合はワ
イヤ74をシールドの垂直部分62と64の間に接続す
ると共にワイヤ74をループ部分54に対して適正なス
ペース関係に調整する.また、ツイストループは必ずし
も全部をシールドしなくてもよい。例えば、ワイヤ40
を送信アンテナ12の垂直部分28と30との間に接続
することによって、ループ部分l8の上方部分にはシー
ルドが不要となる。ワイヤ40をループ部分l8の上方
部分に近接した適当な位置に設けることによって、電場
シールドを行うと共に、磁場応答バランスの制御が可能
となり、これはワイヤ40とループ部分18の上方部分
との間のスペース関係の調整によって得られる。
同様に、受信アンテナ14の垂直部分62と64との間
にワイヤ76を接続することによって、電場シールドと
磁場バランスの両方を行うことができる.ツイストルー
ブによってシールド内に誘導された電流は、バランスさ
れていると、アンテナの磁場を安定化し、またワイヤ4
0および76とループ部分18および60との間のそれ
ぞれのスペース関係はシールド内に誘導される電流の大
きさに影響する.これらの電流は、アンテナの磁気バラ
ンスに影響し、また図示のアンテナ構造の?適なバラン
スに対しては、88MHz台の周波数で動作するアンテ
ナのシールド部を磁気的なカップリングから外すのに少
くとも1インチ(25m)程度、好ましくは2インチ(
50m)のスペースが必要である。
にワイヤ76を接続することによって、電場シールドと
磁場バランスの両方を行うことができる.ツイストルー
ブによってシールド内に誘導された電流は、バランスさ
れていると、アンテナの磁場を安定化し、またワイヤ4
0および76とループ部分18および60との間のそれ
ぞれのスペース関係はシールド内に誘導される電流の大
きさに影響する.これらの電流は、アンテナの磁気バラ
ンスに影響し、また図示のアンテナ構造の?適なバラン
スに対しては、88MHz台の周波数で動作するアンテ
ナのシールド部を磁気的なカップリングから外すのに少
くとも1インチ(25m)程度、好ましくは2インチ(
50m)のスペースが必要である。
送信アンテナ12は周波数掃引式信号送信器100で駆
動され、この送信器は掃引周波数信号を、一方のツイス
トループに直接に印加すると共に、他方のツイストルー
ブには、一次巻線106と二次巻線108を有する変圧
器104を含むネットワーク102を介して印加してい
る。ネットワーク102はまた、1対の抵抗器110お
よび112と、1対のコンデンサ114および116を
含む位相シフトネットワークを含んでいる。
動され、この送信器は掃引周波数信号を、一方のツイス
トループに直接に印加すると共に、他方のツイストルー
ブには、一次巻線106と二次巻線108を有する変圧
器104を含むネットワーク102を介して印加してい
る。ネットワーク102はまた、1対の抵抗器110お
よび112と、1対のコンデンサ114および116を
含む位相シフトネットワークを含んでいる。
受信アンテナ14で受信された信号は受信器120に印
加される。送信器100の場合と同じように、受信器1
20は一方のツイストルーブに直接■に結合されると共
に、他方のツイストループにネットワーク122を介し
て結合されている.ネットワーク122は、一次巻線1
26および二次巻&’! 1 2 Bを有する変圧器1
24と、巻線126に接続された1対の抵抗器130お
よび132、およびl対のコンデンサ134および13
6から構威されている。
加される。送信器100の場合と同じように、受信器1
20は一方のツイストルーブに直接■に結合されると共
に、他方のツイストループにネットワーク122を介し
て結合されている.ネットワーク122は、一次巻線1
26および二次巻&’! 1 2 Bを有する変圧器1
24と、巻線126に接続された1対の抵抗器130お
よび132、およびl対のコンデンサ134および13
6から構威されている。
ネットワーク102および122の作用は、各アンテナ
のそれぞれ2つのツイストループ間の位相関係を調整す
ることである。さらに、各アンテナの各ツイストルーブ
間の相対的な駆動または感度は、ネットワーク102お
よび122によって調整される。
のそれぞれ2つのツイストループ間の位相関係を調整す
ることである。さらに、各アンテナの各ツイストルーブ
間の相対的な駆動または感度は、ネットワーク102お
よび122によって調整される。
システムが運転状態にあると、所定の範囲で掃引される
掃引周波数信号が送信器100からアンテナ12へ印加
される。保護される製品は、送信器lOOの周波数範囲
内の共振周波数を有する共振回路を含むタグ140のよ
うなタグを付けている。このような用途に適したタグは
、米国特許第4,818.312号および同第4,84
6,922号に開示されている。このようなタグが、図
に示すようにアンテナ12と14との間を通過すると、
タグ140は、アンテナ12と14との間の磁場内に摂
動( perturbation )を発生させ、これ
によって送信器100の周波数がタグ140の共振周波
数を通過するごとに検出可能なタグ信号が発生する。
掃引周波数信号が送信器100からアンテナ12へ印加
される。保護される製品は、送信器lOOの周波数範囲
内の共振周波数を有する共振回路を含むタグ140のよ
うなタグを付けている。このような用途に適したタグは
、米国特許第4,818.312号および同第4,84
6,922号に開示されている。このようなタグが、図
に示すようにアンテナ12と14との間を通過すると、
タグ140は、アンテナ12と14との間の磁場内に摂
動( perturbation )を発生させ、これ
によって送信器100の周波数がタグ140の共振周波
数を通過するごとに検出可能なタグ信号が発生する。
この摂動すなわちタグ信号は受信器120で検出され、
これによってアラーム142が音を発する。
これによってアラーム142が音を発する。
タグ140で発生され、受信器120で検出される、タ
グ信号を発生するための磁場摂動の大きさは、アンテナ
12と14との間のタグの位置と、タグのアンテナに関
しての方位とに依存している。
グ信号を発生するための磁場摂動の大きさは、アンテナ
12と14との間のタグの位置と、タグのアンテナに関
しての方位とに依存している。
従って、アンテナl2の2つのツイストルーブを直角位
相で駆動し、これによってアンテナ12を構戒する4つ
のループ部分のそれぞれから放射される磁場が、各隣接
するループごとに互に直角位相になるようにしている。
相で駆動し、これによってアンテナ12を構戒する4つ
のループ部分のそれぞれから放射される磁場が、各隣接
するループごとに互に直角位相になるようにしている。
このため、隣接するループ部分から放射される合或磁場
は回転磁場となり、その磁場線はタグ140の方位に関
係なくこれと鎖交し、これによって検出性能を改善する
。
は回転磁場となり、その磁場線はタグ140の方位に関
係なくこれと鎖交し、これによって検出性能を改善する
。
従って、抵抗器110および112、コンデンサ114
および116の値は、アンテナ12の2つのツイストル
ーブが直角位相で駆動されるように調整される。同様に
、ネットワーク122の抵抗器130および132、コ
ンデンサ134および136の値も、アンテナ14の2
つのツイストルーブの各出力が、受信器120に印加さ
れる前に、互に直角位相で結合されるように調整される
。これによって、受信器120によるタグ140の検出
可能度がタグ140の方位にあまり関係しなくなる。
および116の値は、アンテナ12の2つのツイストル
ーブが直角位相で駆動されるように調整される。同様に
、ネットワーク122の抵抗器130および132、コ
ンデンサ134および136の値も、アンテナ14の2
つのツイストルーブの各出力が、受信器120に印加さ
れる前に、互に直角位相で結合されるように調整される
。これによって、受信器120によるタグ140の検出
可能度がタグ140の方位にあまり関係しなくなる。
送信器100の周波数がタグ140の共振周波数を通過
するときにタグ140が発生する信号は明確な波形を有
し、これが受信器120で検出され、分析されて、アラ
ーム142に音を発生させる。しかしながら、タグで発
生する明確信号の振幅は非常に小さく、受信器120で
受信する、送信アンテナ12からの信号を含む他の信号
よりもかなり小さいことが多い。送信アンテナ12から
受信される信号は、一般にアンテナ14が受信する信号
の中の最大のものであり、送信器100で発生する掃引
周波数と共に送信器100で発生するノイズを含んでい
る。最近の送信器の信号対ノイズ比は極めて良好である
が、送信器100からの信号の振幅は、タグ140で発
生する信号の振幅に比べて非常に大きいので、信号対ノ
イズ比が良好な場合でも、送信器100で発生するノイ
ズの振幅が、タグ140からの低振幅信号の振幅に比し
て有意な値になることがある。従って、本発明のもう1
つの重要な特徴によれば、受信アンテナl4を、タグ1
40からの信号に対する応答性を損なうことなく、送信
アンテナ12から受信される信号に対しては応答性が小
さくなるようにすることが必要である。
するときにタグ140が発生する信号は明確な波形を有
し、これが受信器120で検出され、分析されて、アラ
ーム142に音を発生させる。しかしながら、タグで発
生する明確信号の振幅は非常に小さく、受信器120で
受信する、送信アンテナ12からの信号を含む他の信号
よりもかなり小さいことが多い。送信アンテナ12から
受信される信号は、一般にアンテナ14が受信する信号
の中の最大のものであり、送信器100で発生する掃引
周波数と共に送信器100で発生するノイズを含んでい
る。最近の送信器の信号対ノイズ比は極めて良好である
が、送信器100からの信号の振幅は、タグ140で発
生する信号の振幅に比べて非常に大きいので、信号対ノ
イズ比が良好な場合でも、送信器100で発生するノイ
ズの振幅が、タグ140からの低振幅信号の振幅に比し
て有意な値になることがある。従って、本発明のもう1
つの重要な特徴によれば、受信アンテナl4を、タグ1
40からの信号に対する応答性を損なうことなく、送信
アンテナ12から受信される信号に対しては応答性が小
さくなるようにすることが必要である。
アンテナl2と14間の結合度、従ってアンテナl4に
よってアンテナ12から受信される信号の大きさを、タ
グ140から受信される信号の大きさを著しく低減させ
ることなく低減することが、例えば変圧器104および
124の巻数比を調整して、ツイストループ16および
22に印加される相対駆動、およびアンテナ14のツイ
ストループ50および52の相対感度を変えることによ
って可能である.例えば、変圧器104が逓昇変圧器で
あれば、変圧器104を介して駆動されるループは、送
信器100で直接に駆動されるループより高い駆動をも
つことになる。従って、変圧器104の巻数比を、変圧
器104が2=1の逓昇比をもつように(二次巻線10
8が一次巻線106の2倍の巻数をもつように)選定す
ると、ツイストループl6は、送信器10Bで直接に駆
動されるツイストループ22よりもはるかに大きな駆動
を受信することになる。この変圧器の比はスタガ比と呼
ばれており、上記の例ではスタガ比は2となる。
よってアンテナ12から受信される信号の大きさを、タ
グ140から受信される信号の大きさを著しく低減させ
ることなく低減することが、例えば変圧器104および
124の巻数比を調整して、ツイストループ16および
22に印加される相対駆動、およびアンテナ14のツイ
ストループ50および52の相対感度を変えることによ
って可能である.例えば、変圧器104が逓昇変圧器で
あれば、変圧器104を介して駆動されるループは、送
信器100で直接に駆動されるループより高い駆動をも
つことになる。従って、変圧器104の巻数比を、変圧
器104が2=1の逓昇比をもつように(二次巻線10
8が一次巻線106の2倍の巻数をもつように)選定す
ると、ツイストループl6は、送信器10Bで直接に駆
動されるツイストループ22よりもはるかに大きな駆動
を受信することになる。この変圧器の比はスタガ比と呼
ばれており、上記の例ではスタガ比は2となる。
また、アンテナ12のツイストループに印加される増大
された駆動を補償するために、アンテナ12のループ1
6に対向した位置にあるアンテナ14のツイストループ
50の感度をそれに対応して低減している。これは、変
圧器124の巻数比を、変圧器124が逓降変圧器とし
て作動し、ツイストループ50からの信号が低減されて
受信器120に印加されるように選定することによって
行われる.好ましくは、変圧器124の逓降比は変圧器
104の逓昇比、すなわち2:1に等しく(一次巻線1
26が二次巻線128の2倍の巻数をもつように)、こ
の場合もスタガ比は2となる.さらに、それぞれ送信ア
ンテナおよび受信アンテナ12および14の駆動および
感度をスタガするのに加えて、ネットワーク102およ
び122を介して駆動されるループのQ、すなわち品質
係数を調整することによって、性能のより一層の改善が
得られる。システムの性能は、それぞれのネットワーク
102および122に接続されたツイストルーブ16お
よび50のQを、このQがスタガ比の逆数になるように
調整することによって最適になる。例えば、スタガ比を
2とすると、位相シフトネットワークを介して駆動され
るアンテナの最適なQは0.5になる.これは、抵抗器
110、112、130および132と、コンデンサ1
14、116、132および136を最適Qが得られる
まで調整することによって行われる。同時に、スタガ比
3に対しては、最適なQは0.33となる。
された駆動を補償するために、アンテナ12のループ1
6に対向した位置にあるアンテナ14のツイストループ
50の感度をそれに対応して低減している。これは、変
圧器124の巻数比を、変圧器124が逓降変圧器とし
て作動し、ツイストループ50からの信号が低減されて
受信器120に印加されるように選定することによって
行われる.好ましくは、変圧器124の逓降比は変圧器
104の逓昇比、すなわち2:1に等しく(一次巻線1
26が二次巻線128の2倍の巻数をもつように)、こ
の場合もスタガ比は2となる.さらに、それぞれ送信ア
ンテナおよび受信アンテナ12および14の駆動および
感度をスタガするのに加えて、ネットワーク102およ
び122を介して駆動されるループのQ、すなわち品質
係数を調整することによって、性能のより一層の改善が
得られる。システムの性能は、それぞれのネットワーク
102および122に接続されたツイストルーブ16お
よび50のQを、このQがスタガ比の逆数になるように
調整することによって最適になる。例えば、スタガ比を
2とすると、位相シフトネットワークを介して駆動され
るアンテナの最適なQは0.5になる.これは、抵抗器
110、112、130および132と、コンデンサ1
14、116、132および136を最適Qが得られる
まで調整することによって行われる。同時に、スタガ比
3に対しては、最適なQは0.33となる。
好ましくは、スタガ比は2〜3の値にすればよい。
なお、本発明の多くの改良や変形が上述の技術から得ら
れることは自明である.従って本発明は前記特許請求の
範囲内で、上記した実施例以外の手法で実施できるもの
である。
れることは自明である.従って本発明は前記特許請求の
範囲内で、上記した実施例以外の手法で実施できるもの
である。
図は本発明のアンテナシステムを、電子製品監視システ
ムに関連して示した図である。 IO・・・アンテナシステム、 12・・・送信アンテナ、 l4・・・受信アンテナ、 16.50・・・上部ツイストループ、1B.24.5
4.58・・・上部ループ部分、20.26.60・・
・下部ループ部分、22.52・・・下部ツイストルー
プ、2B.30,62.64・・・垂直シールド部分、 32. 34. 36. 38, 66,
68. 70.72・・・水平シールド部分、 40.42,74.76・・・接続ワイヤ、46.78
・・・接地ワイヤ、 100 ・ ・ ・ 送イ言器、 102,122・・・ネットワーク、 104.124・・・変圧器、 106,126・・・一次巻線、 108、128・・・二次巻線、 110,112,130,132・・・抵抗器、114
,116,132,134・・・コンデンサ、 120・・・受信器、 140・・・タグ、 142・・・アラーム。
ムに関連して示した図である。 IO・・・アンテナシステム、 12・・・送信アンテナ、 l4・・・受信アンテナ、 16.50・・・上部ツイストループ、1B.24.5
4.58・・・上部ループ部分、20.26.60・・
・下部ループ部分、22.52・・・下部ツイストルー
プ、2B.30,62.64・・・垂直シールド部分、 32. 34. 36. 38, 66,
68. 70.72・・・水平シールド部分、 40.42,74.76・・・接続ワイヤ、46.78
・・・接地ワイヤ、 100 ・ ・ ・ 送イ言器、 102,122・・・ネットワーク、 104.124・・・変圧器、 106,126・・・一次巻線、 108、128・・・二次巻線、 110,112,130,132・・・抵抗器、114
,116,132,134・・・コンデンサ、 120・・・受信器、 140・・・タグ、 142・・・アラーム。
Claims (2)
- (1)電子製品監視システムに用いられる磁気アンテナ
において、 細長い導体で作られると共に、互に180°ツイストさ
れ、かつほゞ共通の面内にある2つのループ部分を有す
るツイストされたループ、上記ツイストされたループの
導体の一部を囲むと共に、その長さに沿って回路が開い
ている、細長い導体シールドを有する、上記ツイストさ
れたループの周りに電場シールドを形成する手段、およ
び、 開いた回路の間で、該開いた回路の両側のシールドの所
定部分に接続され、これによってシールドの一部を電気
的にバイパスするバランス導体を有する、上記アンテナ
の磁気応答をバランスさせる手段、 を備えたことを特徴とする磁気アンテナ。 - (2)電子製品監視システムに用いられるアンテナシス
テムにおいて、 ほゞ共通の面内に配置された2つのループを有すると共
に、一方のループは他方のループよりも感度が高い送信
アンテナ、および ほゞ共通の面内に配置された2つのループを有すると共
に、一方のループは他方のループよりも感度が高く、か
つ上記の送信アンテナに近接して、これとほゞ共面関係
に配設されると共に、両者間に通行路を形成する受信ア
ンテナ、を備え、さらに送信アンテナと受信アンテナの
各ループは、一方のアンテナの感度の高い方のループが
他方のアンテナの感度の低い方のループに対向して配置
されるようになっていることを特徴とするアンテナシス
テム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/401,962 US4999641A (en) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | Magnetic antenna system having independently controllable electrical field shielding and magnetic field balance |
US401962 | 1989-09-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0393302A true JPH0393302A (ja) | 1991-04-18 |
JP3002510B2 JP3002510B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=23589982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2227903A Expired - Lifetime JP3002510B2 (ja) | 1989-09-01 | 1990-08-29 | 磁気アンテナおよびアンテナシステム |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4999641A (ja) |
JP (1) | JP3002510B2 (ja) |
CA (1) | CA2023253C (ja) |
DE (1) | DE4027710A1 (ja) |
FR (1) | FR2652953B1 (ja) |
GB (1) | GB2236909B (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5142292A (en) * | 1991-08-05 | 1992-08-25 | Checkpoint Systems, Inc. | Coplanar multiple loop antenna for electronic article surveillance systems |
GB9125846D0 (en) * | 1991-12-04 | 1992-02-05 | Esselte Meto Int Gmbh | Improved interrogation and detection means for theft-detection systems |
EP0634807B1 (de) * | 1993-07-13 | 1998-08-12 | Actron Entwicklungs AG | Antennenvorrichtung |
NL9301650A (nl) * | 1993-09-24 | 1995-04-18 | Nedap Nv | Onafhankelijk antennestelsel voor detectiesystemen. |
EP0703637A1 (de) | 1994-09-23 | 1996-03-27 | Actron Entwicklungs AG | Antenne für ein elektronisches Sicherungssystem |
US5602556A (en) * | 1995-06-07 | 1997-02-11 | Check Point Systems, Inc. | Transmit and receive loop antenna |
US6359594B1 (en) | 1999-12-01 | 2002-03-19 | Logitech Europe S.A. | Loop antenna parasitics reduction technique |
DE60038218T2 (de) * | 2000-02-21 | 2009-02-26 | Naamloze Vennootschap Nederlandsche Apparatenfabriek Nedap | Antennenkonfiguration eines elektromagnetischen Detektierungssystems und ein derartiges System mit einer solchen Antennenkonfiguration |
JP3498716B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2004-02-16 | オムロン株式会社 | アンテナ装置 |
US6504513B1 (en) * | 2001-08-03 | 2003-01-07 | Sensormatic Electronics Corporation | Electronic article surveillance antenna coils with variable wind geometry |
GB0200867D0 (en) * | 2002-01-15 | 2002-03-06 | Univ Glasgow | Electric motor monitoring system |
CN100583554C (zh) * | 2003-08-29 | 2010-01-20 | 精工爱普生株式会社 | 环形天线装置 |
US8581705B2 (en) | 2008-09-04 | 2013-11-12 | Allflex Usa, Inc. | Combination full-duplex and half-duplex electronic identification tag |
AU2010303188B2 (en) * | 2009-10-09 | 2014-12-04 | Allflex Australia Pty Limited | HDX demodulator |
NO2486552T3 (ja) * | 2009-10-09 | 2018-01-27 | ||
ES2776023T3 (es) * | 2009-11-04 | 2020-07-28 | Allflex Usa Inc | Antena de múltiples bucles de transmisión/recepción de cancelación de señal para un lector de identificación de radiofrecuencia |
US20150179053A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | General Electric Company | System and method to detect a presence of an object relative to a support |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB532164A (en) * | 1939-06-26 | 1941-01-20 | Karl Heinrich Meier | Frame antenna arrangement |
US3938044A (en) * | 1973-11-14 | 1976-02-10 | Lichtblau G J | Antenna apparatus for an electronic security system |
US4326198A (en) * | 1976-08-18 | 1982-04-20 | Knogo Corporation | Method and apparatus for the promotion of selected harmonic response signals in an article detection system |
US4135184A (en) * | 1977-08-31 | 1979-01-16 | Knogo Corporation | Electronic theft detection system for monitoring wide passageways |
US4243980A (en) * | 1978-02-17 | 1981-01-06 | Lichtblau G J | Antenna system for electronic security installations |
US4251808A (en) * | 1979-11-15 | 1981-02-17 | Lichtblau G J | Shielded balanced loop antennas for electronic security systems |
US4373163A (en) * | 1980-07-14 | 1983-02-08 | I.D. Engineering, Inc. | Loop antenna for security systems |
GB2180123B (en) * | 1984-12-21 | 1989-01-18 | Senezco Limited | Transponder systems |
US4751516A (en) * | 1985-01-10 | 1988-06-14 | Lichtblau G J | Antenna system for magnetic and resonant circuit detection |
-
1989
- 1989-09-01 US US07/401,962 patent/US4999641A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-08-14 CA CA002023253A patent/CA2023253C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-24 GB GB9018598A patent/GB2236909B/en not_active Expired - Fee Related
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- 1990-08-31 DE DE4027710A patent/DE4027710A1/de not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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GB2236909B (en) | 1994-09-07 |
FR2652953B1 (fr) | 1993-08-13 |
FR2652953A1 (fr) | 1991-04-12 |
DE4027710A1 (de) | 1991-03-07 |
US4999641A (en) | 1991-03-12 |
GB2236909A (en) | 1991-04-17 |
GB9018598D0 (en) | 1990-10-10 |
CA2023253C (en) | 2000-04-25 |
CA2023253A1 (en) | 1991-03-02 |
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