JPH10208163A - 電子式保安システムのためのアンテナシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 送信アンテナ及び受信アンテナの形状の工夫
で、共振タグ検出エリアの電磁場の指向性及び感度差の
改善を図る。 【解決手段】 送信手段６に結合され、且つ、共通平面
内の複数の独立したループを有し、各ループが電磁的に
１８０度逆位相になるように駆動する増幅器７を有する
送信アンテナ１と、受信手段８に結合され、且つ、送信
アンテナ１のループ数と異なる数の共通平面内の複数の
独立したループを有し、各ループのが電磁的に１８０度
逆位相になるように駆動する増幅器７を有する受信アン
テナ３とを、共振タグが検出のために通過する通路の両
側にれ間隔をおき配置し、送信アンテナ１及び受信アン
テナ３が相互電磁結合を有し、且つ、両アンテナ１，３
の各々がある位相の有効全ループ面積と略等しい逆位相
の有効全ループ面積を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共振タグ回路に取
り付けられた品物が送信アンテナと受信アンテナとの間
を通過することにより、品物の不当な持ち出しを検出す
る電子式保安システムのためのアンテナシステムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記電子式保安システムに使用されるア
ンテナシステムとしては、同じ平面状に２個の単一ルー
プを有するアンテナを送信用及び受信用として用いたも
のが一般的であった。この単一ループアンテナの方式
は、形状が簡素であるものの、送信アンテナにより発生
する電磁場は、システムの作動に必要な近傍の領域をは
るかに越えたところまで拡散する。受信アンテナは、シ
ステムの作動の対象となる狭い領域に比べて受信機から
相当離れた位置で発生した外部雑音まで拾ってしまう問
題点がある。

【０００３】そこで、最近のアンテナシステムは、上記
問題点を解消するものとして、送信、受信共に上下中央
で捩じった形にして捩じった部分を挟んで上側と下側と
で電磁場の位相が逆になるように改良し、単一ループア
ンテナの固有の問題点を解決している。

【０００４】しかしながら、送信及び受信のループアン
テナが同一形状であるため、共振タグ検出エリアの電磁
場に強い指向性が生じてしまい、共振タグの位置や方向
により大きな感度差を生じることから、検出できない場
合が発生していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が前述の状況に
鑑み、解決しようとするところは、送信アンテナ及び受
信アンテナの形状を工夫するだけで、共振タグ検出エリ
アの電磁場の指向性及び感度差の改善を図ることができ
るようにする点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、予め決められた範囲の周波数にわたって一
定の周期で反復掃引される周波数帯域を発生する送信手
段と、この反復掃引される周波数帯域内に共振周波数を
有する共振タグと、掃引された電磁場によって発生した
共振タグの共振周波数を検出する受信手段とを有する電
子式保安システムのためのアンテナシステムであって、
前記送信手段に結合され、且つ、共通平面内に存在する
複数の独立したループを有し、該ループの各々が電磁的
に１８０度逆位相になるように駆動する増幅器を有する
送信アンテナと、前記受信手段に結合され、且つ、前記
送信アンテナのループ数と異なる数の共通平面内に存在
する複数の独立したループを有し、該ループの各々が電
磁的に１８０度逆位相になるように駆動する増幅器を有
する受信アンテナとを、前記共振タグが検出のために通
過しなければならない通路の両側にそれぞれ間隔をおい
て配置するとともに、前記送信アンテナ及び受信アンテ
ナがこれらの間に相互電磁結合を有し、且つ、該両アン
テナの各々がある位相の有効全ループ面積と略等しい逆
位相の有効全ループ面積を有していることを特徴として
いる。従って、複数の独立したループから構成し、且
つ、ループの各々が電磁的に１８０度逆位相になるよう
に駆動しているから、単一のループアンテナを中央で捩
じった形にしているものの場合に、中央の捩じった部分
に不感帯が生じることがないだけでなく、送信アンテナ
から充分離れた距離での電磁場は相殺されるのであり、
又、ループの形状を自由に設定することができ、共振タ
グの指向性を変更することができる。しかも、送信アン
テナのループ数と受信アンテナのループ数とを異ならせ
ることによって、両アンテナを相似形ではない構成にす
ることができ、このことにより電磁場分布を送信と受信
とで非対称にすることができる。その結果、その電磁場
に傾斜が生じ、電磁場内に挿入された共振タグの指向性
が位置により複雑に変化する。このことは、共振タグを
垂直姿勢及び水平姿勢にして電磁場に入れたときの検出
感度の均一性の改善に大きな効果があり、不感帯を少な
くすることができる。更に、ある位相の有効全ループ面
積と逆位相の有効全ループ面積とを略同一にすることに
よって、受信アンテナから十分離れた地点からの電磁波
や雑音の影響が少なく、しかも送信アンテナと受信アン
テナとの間の短い距離では、隣接する電磁場は相殺され
ることなく検出可能なタグ信号を発生させることができ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】図２に、例えばレンタルビデオシ
ョップ等に配設される図１で示す送信アンテナ１を内蔵
した第１のゲート２と図１で示す受信アンテナ３を内蔵
した第２のゲート４とを示している。これらゲート２，
４間を、商品（品物）、例えばビデオテープ等に取付け
たタグ５が通過することによって、タグ５が共鳴すると
同時に電波を吸収し、このときの共振周波数を後述の受
信機８が検出して、例えば音声やアラームライト等の警
報装置を作動させることによって、万引き者や店員に報
知することができる電子式保安システムを構成してい
る。

【０００８】前記共振タグ５は、図２に示したように、
４０ｍｍ×４０ｍｍのペーパータグを使用し、図示して
いないが平面状に巻かれたシートコイルとコンデンサと
からなる電波共鳴吸収回路を備えている。この共振タグ
５の形状及び構成は、これに限定されるものではなく、
各種の共振タグを使用することができる。

【０００９】前記送信アンテナ１は、図１に示すよう
に、同一形状の単独の２つのループ１Ａ，１Ｂを共通平
面内の上下方向に配置して構成されている。前記両ルー
プ１Ａ，１Ｂは、予め決められた範囲の周波数にわたっ
て一定の周期で反復掃引される周波数帯域を発生する送
信手段としての送信機６に結合されている。又、前記両
ループ１Ａ，１Ｂの各々が電磁的に１８０度逆位相にな
るように駆動する増幅器７を前記送信機６に備えさせて
いる。前記増幅器７を送信機６に備えさせる他、単独で
構成してもよい。前記２つのループ１Ａ，１Ｂを同一形
状のものから構成することによって、ある位相の有効全
ループ面積と逆位相の有効全ループ面積とが同一になる
ようにしている。

【００１０】前記受信アンテナ３は、図１に示すよう
に、前記各ループ１Ａ，１Ｂと同一形状の単独の１つの
ループ３Ａと、このループ３Ａと共通平面内の上下にそ
れぞれ配置し、且つ、上下長さが該ループ３Ａの１／２
を有する上側ループ３Ｂ及び下側ループ３Ｃとから構成
されている。前記３つのループ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、掃
引された電磁場によって発生した共振タグ５の共振周波
数を検出する受信手段としての受信機８に結合されてい
る。又、前記上下中央のループ３Ａと、上下端部に位置
する上側ループ３Ｂ及び下側ループ３Ｃとが電磁的に１
８０度逆位相になるように駆動する増幅器７を前記受信
機８に備えさせている。前記増幅器７を受信機８に備え
させる他、単独で構成してもよい。そして、前記上側ル
ープ３Ｂのループ面積と下側ループ３Ｃのループ面積と
を加えた面積と、上下中央のループ３Ａのループ面積と
を同一に構成している。つまり、ある位相の有効全ルー
プ面積と逆位相の有効全ループ面積とが同一になるよう
にしている。

【００１１】そして、前述のように、送信アンテナ１の
ある位相の有効全ループ面積と逆位相の有効全ループ面
積とが同一になるようにするとともに、これに対応する
受信アンテナ３のある位相の有効全ループ面積と逆位相
の有効全ループ面積とが同一になるように構成するだけ
でなく、送信アンテナ１のある位相の有効全ループ面積
と受信アンテナ３のある位相の有効全ループ面積とを同
一で、且つ、送信アンテナ１の逆位相の有効全ループ面
積と受信アンテナ３の逆位相の有効全ループ面積とを同
一に構成しているが、送信アンテナ１のある位相の有効
全ループ面積と受信アンテナ３のある位相の有効全ルー
プ面積及び送信アンテナ１の逆位相の有効全ループ面積
と受信アンテナ３の逆位相の有効全ループ面積を異なる
場合でもよい。

【００１２】前記送信アンテナ１を２つのループ１Ａ，
１Ｂから構成するとともに、受信アンテナ３を３つのル
ープ３Ａ，３Ｂ，３Ｃから構成したが、これとは逆に送
信アンテナ１を３つのループから構成するとともに、受
信アンテナ３を２つのループから構成してもよい。又、
送信アンテナ１及び受信アンテナ３の一方を４つ以上の
ループから構成し、他方を４つよりも多い数又は少ない
複数で構成してもよく、送信アンテナ１及び受信アンテ
ナ３をそれぞれ構成する単独ループの数は自由に設定で
きる。又、ループの形状は、矩形状の他、図３に示すよ
うに、台形状に形成してもよいし、又、楕円形、円形、
５角形以上の多角形に形成してもよく、ループの形状は
自由に変更することができる。図３に示す形状にループ
を形成することによって、共振タグ５の指向性をより一
層複雑に変化させることができ、指向性の改良を更に推
進させることができる。

【００１３】次に、図４（イ）に示すように、前記同様
に送信アンテナ１を２つのループ１Ａ，１Ｂから構成す
るとともに、受信アンテナ３を３つのループ３Ａ，３
Ｂ，３Ｃから構成し、これらの設置間隔を１０００ｍｍ
として感度の計測を行った。又、比較例として、図３
（ロ）に示すように、受信アンテナ３を送信アンテナ１
と同一構成の２つのループ３Ａ，３Ｂから構成したもの
を使用した。 送信アンテナ１及び受信アンテナ３の寸法は、図１に
示すように、Ｌ＝１５００ｍｍ、Ｄ＝４５０ｍｍとす
る。尚、送信アンテナ１及び受信アンテナ３の寸法は、
これに限定されるものではない。 共振タグ５として、４０ｍｍ×４０ｍｍのペーパータ
グを使用した。 電磁場内でのタグ５の方向により感度が異なることか
ら、図２で一番上側に示すように、垂直姿勢で電磁場に
入れたバーチカルモード（Ｖモード）、図２で中央に示
すように、水平姿勢で電磁場に入れたホリゾンタルモー
ド（Ｈモード）、図２で一番下側に示すように、送信ア
ンテナ１、受信アンテナ３の中心を結ぶ線と平行な状態
で電磁場に入れたフロントモード（Ｆモード）それぞれ
において測定を行った。 計測位置は、最も感度が低くなる位置、つまり送信機
６と受信機８の中間点に設定するとともに、地面から１
００ｍｍ〜１５００ｍｍの間に設定した。 受信機の感度は、本発明例と比較例とも同一条件で計
測した。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１では、◎が確実に検出可能であること
を示し、○が検出可能であることをを示し、●が検出不
能であることを示している。この表１から明らかなよう
に、感度評価は、受信アンテナ３を３つのループ３Ａ，
３Ｂ，３Ｃから構成したものの方が２つのループ３Ａ，
３Ｂから構成したものに比べて非常によい結果であるこ
とがわかる。

【００１６】

【発明の効果】従って、以下に述べる効果がある。従来
のように不感帯が生じることがないだけでなく、送信ア
ンテナから充分離れた距離での電磁場は相殺されるので
あり、受信アンテナから十分離れた地点からの電磁波や
雑音の影響が少なく、しかも送信アンテナと受信アンテ
ナとの間の短い距離では、隣接する電磁場は相殺される
ことなく検出可能なタグ信号を発生させることができ
る。又、ループの形状を自由に設定して、共振タグの指
向性を自由に変更することができるとともに、電磁場分
布を送信と受信とで非対称にすることができる。その結
果、その電磁場に傾斜が生じ、電磁場内に挿入された共
振タグの指向性が位置により複雑に変化する。このこと
は、共振タグを垂直姿勢及び水平姿勢にして電磁場に入
れたときの検出感度の均一性の改善に大きな効果があ
り、不感帯を少なくすることができる。よって、計測結
果からも明らかなように、特に検出のし難いフロントモ
ードでも検出ができる場合があり、アンテナの構成を変
更するだけで共振タグの指向性を変更することができる
から、従来に比べて品物の不当な持ち出しを確実に検出
することができるアンテナシステムを提供することがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】アンテナの形状を示す概略図

【図２】アンテナを内蔵したゲート間にタグを挿入した
状態を示す斜視図

【図３】アンテナの別の形状を示す概略図

【図４】（イ）は実験で使用した本発明のアンテナの形
状を示す概略図、（ロ）は実験で使用した比較例のアン
テナの形状を示す概略図

【符号の説明】

１ 送信アンテナ 1A,1B ループ ２ 第１のゲート ３ 受信アンテナ 3A,3B,3C ループ ４ 第２のゲート ５ タグ ６ 送信機（送信手段） ７ 増幅器 ８ 受信機（受信手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め決められた範囲の周波数にわたって
   一定の周期で反復掃引される周波数帯域を発生する送信
   手段と、この反復掃引される周波数帯域内に共振周波数
   を有する共振タグと、掃引された電磁場によって発生し
   た共振タグの共振周波数を検出する受信手段とを有する
   電子式保安システムのためのアンテナシステムであっ
   て、前記送信手段に結合され、且つ、共通平面内に存在
   する複数の独立したループを有し、該ループの各々が電
   磁的に１８０度逆位相になるように駆動する増幅器を有
   する送信アンテナと、前記受信手段に結合され、且つ、
   前記送信アンテナのループ数と異なる数の共通平面内に
   存在する複数の独立したループを有し、該ループの各々
   が電磁的に１８０度逆位相になるように駆動する増幅器
   を有する受信アンテナとを、前記共振タグが検出のため
   に通過しなければならない通路の両側にそれぞれ間隔を
   おいて配置するとともに、前記送信アンテナ及び受信ア
   ンテナがこれらの間に相互電磁結合を有し、且つ、該両
   アンテナの各々がある位相の有効全ループ面積と略等し
   い逆位相の有効全ループ面積を有していることを特徴と
   する電子式保安システムのためのアンテナシステム。