JPS62115385A - トランスポンダ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、周波数分割型トランスポンダに関し、特に、
存在検出システムに利用される改良されたトランスポン
ダに関するものである。

〔背景技術〕

分局器（周波数分割器）をトランスポンダを利用した存
在検出システム（ｐｒｅｓｅｎｃｅ　ｄｓｔｅｃｔｌｏ
ｎｓｙｓｔｅｍ　）が英国特許明細書筒２，０１７，４
５４号に開示されている。このシステムには、監視ゾー
ン内に第１の周波数のスキャニング（走査）信号を送信
するための送信器と、第１周波数の電磁放射を検出する
アクティブ分周器を内蔵したトランスポンダとが設けら
れ、このトランスポンダによってこのような検出に応答
して第２の周波数の存在信号を送信することにより、こ
の監視ゾーン内におけるトランスポンダの存在を検出で
きるようになっている。トランスポンダが内蔵された電
子タグが品物に付着されており、この品物の検出が監視
シー７内で検出できるようになっている。このような存
在検出システムは、商店での万引の発見および他の応用
が考えられている。

他の応用例として、監視ゾーンにおいてトランスポンダ
を運搬する車輛または人の存在を検出したり、組立てラ
インの監視ゾーン内でトランスポンダを運ぶ物の存在を
検出したり、領域の出口付近の監視ゾーン内において、
この領域から持出してはならないキーが付着されたトラ
ンスポンダの存在を検出したりすることに利用されてい
る。

トランスポンダを小さなタグ内に包含させ、このタグを
特別な工具を使わずに品物から取外すことができないよ
うに品物に付着させる。このようなシステムを万引防止
システムで利用した場合、店員は、特殊な工具音用いて
、支払いの済んだ商品からタグを取外すと共に、監視ゾ
ーンは出口のドア付近に位置しており、これによってタ
グの取外された商品の検出が行われるようになる。

前述し７’（特許明細書に記載されているトランスポン
ダには、複雑な分局器が設けられており、この分局器を
高価な長寿命バッテリで付勢する必要がある。

バッテリや外部電源を利用しないで動作可能な分周器を
トランスポンダとして利用した存在検出システムが米国
特許第４，４８１，４２８号に開示されている。このよ
うなトランスポンダには、第１周波数で共振する第１回
路と、これにより第１周波数の電磁放射を受信するよう
にし、この第１周波数の高調波である第２周波数で共振
する第２回路と、この回路によって第２の周波数の電磁
放射を送信するようにし、更に、これら第１および第２
回路に結合され、ダインを有する半導体スイッチング素
子とが設けられており、このスイッチング素子によって
、第１周波数の電磁放射を受信すると、第１回路におい
て発生された第１周波数の整流されていないエネルギの
みに応答して第１周波数で電磁放射を行なっている。

ハーマロイや未処理のメタグラス（ｕｎｔｒｅａｔｅｄ
Ｍｅｔｇｌａｓ　）を包含する薄い磁気アロイリコ／の
磁気曲線における飽和およびヒステリシスによる非直線
性を、高次の調波を発生するように調整しており、この
ような効果がＰｉｃａｒｄのフランス特許第７６３、ｆ
ｉ８１号およびＧｒｅｇｏｒの米国特許第４，２９８，
８６２号に記載されている。しかし乍ら、これらの磁気
曲線の固有の非直線性のみを利用してこのようｋＩＪ　
ｇンにより、高周波および分局状態を形成でさるとは思
われない。

〔発明の概要〕

本発明によれば、存在検出システムで利用できるポータ
プル式無電池式トランスポンダを提供できる。本発明の
分局器は、前述した米国特許第４．４８１，４２８号に
記載された分局器よシ複雑でなく、且つ高価ではない。

また、より、小型、軽量および容易に隠すことができる
トランスポンダである。

本発明は、ポータブルタイプの無電池式トランスポンダ
である。このトランスポンダによって、予じめ決められ
た第１周波数の電磁放射を検出すると共に、この第１周
波数のサブハーモニックである第２周波数の電磁放射を
送信することによシ上述の検出に応答するようにし、更
に、アモルファス磁性材料コンポーネントを有し、これ
によシ、第１周波数で検出された電磁放射からのエネル
ギを蓄積して、第２周波数で送信された電磁放射として
送信するようにしたことを特徴とする特許ある。

本発明の一実施例によれば、トランスポンダには、低い
保持力の磁気弾性アモルファス材料（ｌｏｗ　ｃｏｓｒ
ｃｉｖｉｔｙ　ｍａｇｎｅｔｏｅｌａｓｔｉｃ　ａｍｏ
ｒｐｈｏｕｓｍａｇｎｅｔｌｃ　ｍａｔｅｒｉａｌ　）
の薄い、平坦なリボンが設けられている。また、磁気歪
アモルファス材料トしても知られている。このすｙｌ／
ンは、これの寸法に従って磁気機械的共振周波数″ｆ″
を規定する横方向の単一極性磁気異方性（ｔｒａｎｓｖ
ｓｓｅ　ｕｎｉａｘｉａｌｍａｇｎｅｔｉｃ　ａｎｉｓ
ｏｔｒｏｐｙ　）　ｔｌ＋有しておシ、これは予じめ決
められた強度のバイアス磁界の存在中において異方性を
有し、このＩＪ　＆ンは、周波数″２ｆ’のサグハーモ
ニックの電磁放射を送信することによって周波数２１を
有する電磁放射の検出に対して応答し、更に、このＩＪ
　、）ｒンに予じめ決められたバイアス磁界金与える手
段を設けたことを特徴とするものである。′磁気−機械
的”とは、単一極性磁気異方性の特性であり、これは、
ストレスや、ストレイ／（応力）およびリコン内の磁気
モーメントの方向性（配向）との間の大きな相互作用に
とって必要なものである。

また、他の実施例によれば、トランスポンダに単一の共
振回路を設る。この共振回路には、アモルファス磁性材
料から成るコアを有するノンリニア（非直線性）インダ
クタを設けると共に、これと直列にコンデンサを設け、
これにより共振回路全規定する。この共振回路によって
第１の予じめ決められた周波数の電磁放射を検出すると
共に、この第１周波数のサブハーモニックである第２周
波数の電磁放射を送信することによって上述の検出に応
答するようにしたことｔ％徴とするものである。

単一の共振回路のトランスポンダの一実施例において、
この共振回路には、ノンリニアインダクタおよびコンデ
ンサと直列接続された第２のインダクタを更に設け、こ
れによって上述の共振回路を規定し、更に、コイルを設
け、このコイルを、第２のインダクタがノンリニアイン
ダクタに相互結合しないように配置させる。

共振回路を、ノンリニアインダクタおよびコンデンサ、
またはノンリニアおよび第２インダクタならびにコンデ
ンサより構成することができる。

分周器の実施例においては、ノンリニアインダクタのコ
アに、低保磁力のアモルファス磁性材料の薄い平坦に延
在する１１　ｙＮノを設けている。この共振回路は、第
１の周波数での検出された電磁放射の振幅に関連して分
岐した周波数分割特性を呈するようになる。これによっ
て、追加の周波数分割が振幅の増大につれて起るように
なる。この分岐特性を、本発明による存在検出システム
の実施例テ利用して、このシステムでは分周器を包含し
たタグを利用している。

〔実施例〕

」ユ下図面を参照し乍ら本発明を詳述する。

第１Ａ図および１８図を参照し乍ら、本発明の一実施例
全説明すると、本例は、ノンリニア（非直線性とも称す
る）インダクタＬ１、第２イノダクタＬ２およびコンデ
ンサＣノより構成されており、これら素子は互いに直列
に接続されており、これにより直列共振回路が規定され
る。これら素子の値は、直列共振回路を規定するように
選択されている。この回路によって第１の予じめ決めら
れた周波数を有する電磁放射を検出すると共に、この第
１周波数のサブハーモニック（高調波）である処の第２
周波数の電磁放射を行なうことによってこの検出を行な
い、これに応答するように設計されている。

ノンリニアインダクタＬノは、コア１０の周９に絶縁を
施した巻線を所定の巻回数だけ密接して巻きつけること
により構成され、このコア１０は、低保磁力のアモルフ
ァス磁気材料から成る延在した薄い平坦なす、４−ンよ
り成るもので、これは、例えば、ニューツヤ−ノー州、
モリスタウンのＡｌ目ｅｄ−８ｉｇｎａ１社から、”Ｍ
ＥＴＧＬＡＳ　２７１４Ａ’の名称で販売されている。

このＭＥＴＡＧＬＡＳは、この会社の１１９標である。

動作に必要な消磁係数全極めて小さくするために、この
すｒｙノン０の全長と横断面の平方根との比率金少なく
ても１５０：１にする必要がろる。

第２のインダクタＬ２のコイルを第１Ａ図に示すように
回路の周辺部に巻回すると共に、このインダクタＬ２が
非直線性インダクタＬ１に相互結合しないように配置す
る。

また、本発明の分周器の他の実施例を第２Ａおよび第２
Ｂ図に示す。本例では、ノンＩＪ　ニアのインダクタＬ
３とこれと直列接続したコンデンサＣ４とから成り、こ
れにより直列共振回路を構成する。これらコンデーネン
トの値を適当に選択することによって、第１の予じめ決
められた周波数の１を磁放射を検出すると共に、この第
１周波数のサブハーモニックである第２周波数の電磁放
射を送信して上述の検出を確認し、この検出に応答する
直列共振回路を構成する。このノンリニアのインダクタ
Ｌ３は、第１Ａ図および１８図に示した分局器における
ノンリニアのインダクタＬ１と同じ方法で形成する。

第２Ａ図の分局器は、第１Ａ図の分周器と同じ効果を有
しないが、これは小さな捕獲領域のためである。しかし
、製造上の簡易性およびコスト低減の効果がある。

以下に示す説明は、本発明の分局器の動作の理論に関す
るものである。

第３Ａ図は、ツノリニア（非直線性）インダクタによっ
て検出された第１の予じめ決められた周波数の電磁放射
の波形１（および第１Ａ図の共振回路中の電流波彫工で
ある。第３Ｂ図は、第１Ａの共振回路中の電流の対応の
周波数スペクトルである。同様に、第４Ａ、４Ｂ、５Ａ
、５Ｂは、質問している琶磁界の振幅が増大した結果を
表わすものである。第１Ａ図の回路は、第１の周波数で
の検出された電磁放射の振幅の関数として周波数分割の
前進段となシ、最後には第５Ａ、５Ｂ図で示した無秩序
な状態に到達する。

Ｍ、Ｊ、Ｆ’ｓ１ｇ・ｎｂａｕｍによる非直線性システ
ムに関する最新の理論によれば（Ｆｅｉｇａｎｂａｕｍ
刊行物）、このシステムは周期的多重状ｆ４　（ｐｅｒ
ｉｏｄ−ｄｏｕｂｌｉｎｇ）を呈し、動的状態を発生す
る精密な方程式とは無関係に普遍的な方法に振舞う必要
があることを予測している。

このシステムを、関係した微分方程式によって考察する
と、 ｄｘｉ／ｄｔ＝Ｆｉ（Ｘｌ　＋Ｘ２＋　＋＋＋　、ｘｎ
＋λ）　、　ｉ：１４ｒ　°”　＋ｎ＋（Ｅｑ、１） ここで、Ｘｌはλ＝λ。において期間Ｔｎ＝　２ｎ↑０
と周期的なものである。例えば、第１Ａ図の回路におい
て、Ｘｉはこの回路の電界および電流に対応し、λはド
ライブ電圧の振幅である。この理論によれば、変調パラ
メータλは、以下の回復性関係を直線的に満たす必要が
あると予測している。

（λｎ＋１−λｎ）／（λ。＋２−λｉ＋１）＝δ　　
　　（Ｅｑ、２）ここで、δは、普遍的なコン・寸−ジ
エンスレートであり、これは極値付近のＦｌの特性のみ
に依存するものである。れが大きい場合の２次の極値δ
に対して、フーリエスペトルの奇数コン７Ｊ？−ネント
が次式と関連する。

′Ｖ 叉 Ｖ −（二 亥 ｍ　Ｘ（２）ｃ＋１）（ｎ）ｌ”ｌ：、（２に＋１）／
２ｎＴ０ノ周波数ニ対スるコンプレックスフーリエ振幅
であり、ａ＝２．５０２９・・・は、ユニバーサルリス
ケーリングツアクタである。フーリエコンｙｊｅ−ネン
トが特定の周波数で一旦、現われると、これは、継続す
る周波数分割において本質的に一定値のままであること
が予測される。

第６図は、第１Ａ図の共振回路の代表的なリアルタイム
分岐ダイヤグラムである。このダイヤグラムは、第１Ａ
図の直列共擾回路中を流れる瞬時の電流ｉ　（ｎ”Ｔ）
をサンプリングおよび表示することにより得られたもの
で、オッシロスコープのＹ軸上において、第１の周波数
の検出された電磁放射の各サイクルの開始における瞬時
電流である。

同時に、第１周波数での検出された電磁放射の振幅が徐
々に変化し、これをＸ軸に沿って表示した。

このダイヤグラムは、順次の周波数分割の分岐用の振幅
のスレ、シュホールド値、コンパ−・ジエンスレート、
リスケーリングツアクタ、および無秩序のオンセットを
明確にするために有効なものである。ｆ／２、ｆ／４お
よびｆ／８における分岐は観察できると共に、無秩序領
域におけるｆ１５のウィンドウも観察できる。このよう
な振舞いを、本発明の特徴おる表示として表現できる。

第１Ａ図の回路を更に分析するために、数字的モデルが
開発された。非直線性インダクタＬノを通る磁束φＢを
、このインダクタを包囲するコイルを流れる電流１（Ｌ
）によって発生した磁界から得る。

また、この磁束は、地磁気のような外部磁界から得てい
る。外部の靜磁界は、直流成分をこの非直線性イ／ダク
タＬノを飽和させる電流に印加することによって等価な
ものとなる。

１ｅｑ（ｔ）　＝　１（ｔ）　＋　ｌｄｃ　　　　　　
　　　　　（Ｅｑ、　４）このようなバイアス効果によ
って、サブ／・−モニツクの発生に必要なインダクタの
飽和曲線に対して非対称性が加わっている。第１Ａ図の
非直線性インダクタＬノにおいて、ヒステリシス効果は
小さなもので、無視できるものである。これによってφ
Ｂ、！：ｌｅｑとの間の関係が単一値化関数（ｓｉｎｇ
ｌｅ・−ｖａｌｕｅｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　）となる０
即ち、 もし　！　ｃ　＜　ｌ　　（ｉ　ｅならば、φａ＝Ｍ＋
　ｉ　　　　（Ｅｑ・５）ｅｑ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　ｅｑもしｌｅｑ＞ｌｃならば
、φｎ＝Ｍｏ１ｅｑ＋（Ｉｎｓ　Ｍａｔｅ）　　（Ｅｑ
、６）もし１ｅｑ（−ｉｃならば、φＢ＝ＭＯｉｌｌｑ
（ＩＢｓＭＯｉ（り（Ｅｑ、７） となる。

ここでφＢは飽和磁束であり、ｉｃは飽和電流である。

これら回路方程式を解くために、電流１６ｑの関数とし
てｄφＢ／ｄ　ｔを知る必要がある。このことは、前述
の方程式を微分すると共に、＋６ｑを１−１−ｉ（１ｏ
に置換えることによって実現する。

即ち、 もし−４ｃ＜（ｉ＋１ｄｃ）＜ｌｃならば、ｄφａ／ｄ
　ｔ＝Ｍ４　ｄ　ｉ、／ａ　ｔ（Ｅｑ−８） もしくｔ＋１ａｃ）＞ｉ−ｃならば、ｄφＢ　／ｄ　ｔ
　＝ＭＯｄ　ｉ、／ａ　ｔ（Ｅｑ、９） もしくｔ＋１ｄｃ）＜−ｔｃ！らば、ｄφ１／ｄｔ＝Ｍ
Ｏｄｉ／ｄｔ（Ｅｑ、１０） でおる。

次に、第１Ａ図の共振回路における種々の条件を説明し
た微分方程式を書くことが可能となる、５即ち、 Ｅｓ１ｎＷｔ　＝Ｌ２ｄｌ／ｄｔ＋Ｒｊ＋Ｍ（ｉ）ｄｉ
／ｄｔ＋Ｖｃ　　　（Ｅｑ、１１）ｉ＝ｃｄＶｃ／ｄｔ
　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｅ９．１２）であ
る。

ここで、Ｗは、第１の周波数の検出された電磁放射の周
波数に２πを掛けたもので、Ｅは、この検出された電磁
放射の振幅で、Ｒは、コイル抵抗で、ｖｏはコンデンサ
０１間の電圧である。これらは結合された非直線性微分
方程式であり、これら方程式は、Ｒｕｎｇｅ−Ｋｕｔｔ
ａテクニック等の数値テクニックを駆使して解くことが
でき、時間の関数として電流および電圧を得ることがで
きる。

第７図は、この数値モデルを利用したコンピュータによ
る分岐ダイヤグラムであり、ここでｎ＝２４．４０、Ｌ
　２　＝　１．２８ｍＨ，ＣＩ＝２．０　ｍｍｆ　、　
Ｗ　＝８、０　ｋＨｚ　、　　ｉｄｃ　＝　１．　Ｉ　
Ａ　、ＥはＯから０．４５Ｖまで変化する。水平軸上の
谷値Ｅの上に、ｎ＝２５゜２６　、　・、　４０に対し
て１６個の値ｉ（ｎ”Ｔ）が報告されている。先ず、ｎ
＝２５で開始し、時（１１の分析を残し、必要に応じて
静止状態に到達する。この静止状態が周期２”Ｔと共に
周期的なものであると、８個の同一ポイントの２セット
分が得られる。

これが初めの分岐である。バイアスレベルｊｄｃがこの
ダイヤグラムに対してｌｃと等しくセットされると、こ
の結果は、極めて低いスレッシュホールドとなり、Ｅは
Ｏにほぼ等しくなる（この第１の分岐に対して）。この
ような条件は、第１Ａ図の分周器を、トランスポンダと
して利用した場合に好適なものとなるこのトランスポン
ダは存在検出システムにおける′１子タグ中に包含され
るものであるＯ 実際上、第１Ａ図の回路は、分岐（ｂｉｆｕｒｃａｔｉ
ｏｎ）に対して最小のスレ、シュホールドを表わし、こ
れは、外部の磁気バイアス磁界が、ノンリニアのインダ
クタＬ１のアモルファス磁気ストリップ１０の周りを包
み込んだコイルを流れる飽和電流によって発生された磁
界と等価な場合である。更に、この回路は、検出された
第１周波数の電磁放射の周波数の１／２で直列共振する
。このバイアス磁界を、地磁気によって発生させるか、
このノンリニアインダクタの近傍に配置した小さな永久
磁石によって簡単に発生させることができる。

この特徴を１本発明の存在検出システムの一実施例中に
利用しており、これを第８図に示す。このシステムには
、トランスミッタ２０、電子タグ２２、検出システム２
４および永久磁石２６が設けられている。

トランスミッタ２０によって、第１の予じめ決められた
周波数の電磁放射信号を監視ゾーン３０中に送信する。

タグ２２を、このゾーン３０内の検出すべき品物（図示
せず）に付着する。このタグ２２には、ポータブルタイ
プの無電池式分周器が設けられている。この分局器は第
１Ａ図または２人図を参照し乍ら前述したように構成さ
れる。

永久磁石２６によって監視シー７３０以内で外部バイア
ス磁界が得られ、これの強度は、飽和電流によって発生
させた磁界に等価なものである。

この電流は、分周器内の非直線性インダクタのコアの周
りに巻回されたコイル中を、第１の周波数の検出された
電磁放射に応答して流れるものである。

この検出システム２４によって監視ゾーン３０中の第２
の周波数の電磁放射を検出する。これによって、この監
視シー７３０中のタグ２２の存在を検出する。

第１Ａ図の共振回路の分局分岐特性を利用して、トラン
スミッタ２θから第１の周波数の電磁放射を行なうよう
にする。この放射には所定の振幅を有しており、これに
より共振回路が、第１周波数の倍数のサブハーモニック
での電磁放射を送信するようにする。次に、この検出シ
ステムは、監視シー７３０でサブハーモニックの１つま
たはそれ以上の電磁放射を検出する必要があり、これに
よってこのシー７３Ｑ内のタグ２２の存在を検出する。

本発明によれば、更に別のポータブルタイプの無道池弐
周波数分割型トランスポンダを提供できる。このトラン
スポンダには、低保磁力の磁気歪アモルファス磁性材料
（ＩＯＷ　ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ　ｍａｇｎｅｔｏ−ｓ
ｔｒｉｃｔｉｖｅ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　ｍａｇｎｅｔ
ｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌ　）製の薄く平らで延在してい
る＋７　ノンが設けられており、この材料は磁界中で焼
きなましした結果として得られた横方向の単一極性磁気
異方性を有しており、この磁界はり？ンの長さおよび面
に対して横方向である。このトランスポンダによって所
定の周波数を有する電磁放射を検出できると共に、検出
した放射における所定周波数のサブハーモニツクの周波
数を有する電磁放射を送信することによるこの放射の検
出に対して応答するようになる。このようなトランスポ
ンダをタグ中に設置し、本発明による存在検出システム
に使用する。

リケンの単一極性磁気異方性（ｕｎｉａｘｉａｌｍａｇ
ｎｅｔｉｃ　ａｎｉａｏｔｒｏｐｙ）によって、このリ
ボンの磁気機械的共振周波数特性が規定される。このリ
ボンは、磁気機械的共振周波数“ｆ″を有すると共に、
この検出された電磁放射の周波数のサブハーモニ、りの
周波数で電磁放射を送信することにより、周波数２ｆを
有する電磁放射の検出に応答するようになる。この分周
器１７　、）ｐンの磁気機械的共振周波数はりメンの長
さに依存するものであり、また、これは、予じめ決めら
れた強度の磁界バイアスが存在しない限り共振すること
はない。

周波数分割特性を示すアモルファス磁気材料リボンを得
ることのできるアモルファス磁気材料の２つの例として
は、Ｆｅ６７Ｃ０１８Ｂ、４Ｓ１、。

ＦｅｌＮＢ１５．５Ｓｉ３．５Ｃ２およびＦｅ　４　Ｏ
Ｎ　ｌ　ｓ　ａＭｏ　４　Ｂ　１ｓ　があり、これらは
前述のＡｌｌｉＡｌｌｌｅｄ−８ｉ社にューノヤーノ州
）から市販されておシ、避ＴＧＬＡＳ　２６０５ＣＯ。

ＭＥＴＧＬＡＳ　２６０５　Ｓ　ＣおよびＭＥＴＧＬＡ
Ｓ　２８２６　ＭＢ　　の商品名である。米国特許第４
．５５３，１３６号明細書の表■に記載されているＦ　
ｅ　８２　Ｂ　１２　Ｓ　１６およびＦｅ７ＢＢ＋　９
””　＋　９も、記述のように処理することにより、周
波数分割特性を呈するリボンを得ることができる。

アモルファス磁気材料を処理して周波数分割型トランス
ポンダを得るには以下の処理方法が存在する。先ず、こ
の材料を細長いストリップに切断して、消磁効果が極め
て小さくする。次に、この切断したす＆ンを、ＩＪ　、
１／ンの長さおよび平面に対して横方向に磁界の存在中
で焼なましする。このように処理したリボンをここでは
゛分周器リボン（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｄｅｒ
　ｒｉｂｂｏｎ　）　’と称する。このような処理方法
によって、横方向の単一極性磁気異方性が生成され、こ
れは、ストレス、ストレイン（応力）および磁気モーメ
ントの配向性との間の大きな相互作用にとって必要なも
のである。

エネルギがこの分周器ＩＪ　、ｊ？ンの振動中に機械的
に蓄積され、第１Ａ図、２人図の実施例では、エネルギ
はコンデンサ中に蓄積されるものと考えられる。従って
、このような分周作用が、分周器リチンのみによって実
現されると共に、他の共振回路素子とは無関係に実現さ
れる。

この分周器ＩＪ　、ｌ／ンは以下の式によって表わされ
る特性機械的共振周波数を有するものである。

ｆ　ｒ＝　ｃ’／ル　　　　　　　　　　　（ＥＱ、１
３）ここで、′Ｌ＃はリボンの長さであり、′Ｃ″はり
セン中の音速である。

ｃＨ＝１／”’：ｓ　　　　　　　　　　　　（Ｅｑ、
１４）ここで、ｐは材料の密度であり、ＳＶ３は、リチ
ン材料の弾性定数であると共に、これはこのすセンに印
加されたあらゆる外部バイアス磁界の強度に依存するも
のである。

この分周作用は、予じめ決められた磁界強度範囲内の外
部バイアス磁界が分周器りセンに印加されない限り発生
しない。

一例として、犯ＴＧＬＡＳ２６０５ＳＣ材料をリチン（
約１０　ｃｍ　Ｘ　０．２　ｃｍ　）に切断した。この
材料の厚みは約２５〜３８ミクロンの範囲内であった。

これらリボンを、次に約３９４℃で１０分間、約５．０
００エルステ、ドの横方向の磁界内で焼なましした。次
にこれらりはンをこの５，０００エルステ、ドの磁界を
印加したままで任意の温度まで冷却した。

このようにして得られた分周器す、ｌｒンを、０．５５
エルステ、ドの外部バイアス磁界を印加した時に、約１
０　ｋｆｉｚの特性磁気機械的共振周波数を有するよう
に観察された。０．６エルステツドの外部バイアス磁界
強度に対しては、このリボンの特性磁気機械的共振周波
数（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｍａｇｎｅｔｏｍｅ
ｃｈａｎｌｃａｌ　ｒｅｓｏｎａｎｔ　ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ）は約９．４　ｋＨｚであった。この印加磁界の強
度を約０．６エルステ、ドより上に増加させると、特性
磁気機械的共振周波数のりセンの周りに包囲したコイル
中に誘起した電圧信号の振幅もまたピークまで増大し、
次にゼロに傾斜した。また印加された外部バイアス磁界
の強度が弾性曲線（、ＳＨ対Ｈ）のビ−り値にあり、検
出された送信信号の周波数が分周器リボンの特性磁気機
械的共振周波数の約２倍の場合に、共振信号の最も大き
な振幅値が観察された。

ｌ　Ｑ　ｋＨｚの特性磁気機械的共振周波数を分周器リ
チンに発生させるために、これに印加した０、５５エル
ステ、ドの外部バイアス磁界によって、観察された最も
振幅の大きなサブハーモニック信号は、１０　ｋＨｚ信
号であり、これは、’ｌ　Ｑ　ｋＨｚの送信信号の検出
に応答してこの分周器ＩＪ　センにより送信された信号
であった。

前述したように、第８図の存在検出システムにおいて、
タグ２２中に分周器す、ｆｅンを包含する。

これは第１Ａまたは２人図の分周器の代りに用いられる
。トランスミッタ２０によって送信された電磁放射の周
波数は、分局器リボンの特性磁気機械的共振周波数の約
２倍である。このタグ２２中の分周器ＩＪ　、ｌメンに
よって送信された電磁信号２８を検出すると共に、送信
した信号２８のサブハーモニック周波数の信号３２を送
信することによってこれに応答するようにする。検出シ
ステム２４を同調することによって、送信された信号２
８のサブハーモニック周波数、好適には１／２の周波数
を検出し、これによって監視ゾーン３０内にタグ２２が
存在することを検出することができる。成る位置におい
ていくつかの分局器リボンを用いて、地球の磁界の強度
を調整して、監視シー７３０中に外部バイアス磁界を形
成することができ、これによって、永久磁石２６を省略
することができる。

また、他の実施例によれば、タグに、種々の長さを有す
る複数個の分局器すメンを設け、この結果、それぞれ異
なる周波数磁気機械的共振周波数を有するようになる。

また、異なった分周器リボンの組合せを異なったタグに
設けることにより、独特にコード化されたタグを得るこ
とができる。

監視シー７３０内のコード化されたタグ２２の存在を検
出するために、トランスミッタ２０から送信信号２８が
得られ、この信号は予じめ決められた周波数レンジに亘
って援引される。この周波数レンジには、分局器りメン
の各特性磁気機械的共振周波数の２倍の周波数の各々が
包含されている。

また、検出システム２４によって、これら特性磁気機械
的共振周波数の各々の信号を検出することによって、監
視シー７３０中のタグ２２の存在を検出するようにして
いる。

また、他の実施例によれば、検出システム２４によって
分局器すメンの特性磁気機械的共振周波の音響波を検出
することによって、監視シー７３０中のタグ２２の存在
を検出できる。

第９Ａおよび９図は、分局器トランスポンダの低価格パ
ーゾョンのものであり、これは存在検出システムにおけ
る万引防止用タグ４０として利用価値がある。

タグ４０には、キャピテイ４４．４６を規定するハウジ
ング４２が設けられており、アモルファス磁気材料りｇ
ン４８を有するキャビティ４４゜４６であり、更に、大
きな残留磁気アロイリボン５０を設けている。このリボ
ン５０は、アモルファスリチア４８と比較して比較的大
きな保磁力を有している。このハウジング４２には、ペ
ーパーカバー５２．ペーパーベース５４およびペーパー
スペーサ５６が設けられている。

アモルファスリざン４８はハウジングキャビティ４４の
内側で干渉（インター７エアレンス）や制限なしで自由
に振動できるようにする必要があると共に、キャビティ
４４の壁面からこのリチアに与えられる機械的ストレス
が存在してはならない。これの例外の１つとして、アモ
ルファスリボン４８をこれの中心の傾斜点において付着
するシリコン製の小さなビーズで固定させることである
。

代表的なアモルファスリボン４８の寸法ハ、７σ長Ｘ０
．２Ｓｃｒｎ幅×３０ｃｒｎ厚である。キャビティ４４
の寸法はす〆／４８の寸法よシ僅かに大きくする必要が
ある。好適なバイアスリメン材料は、Ｂｒ＝９．０００
ガウスで２〜５ミルの厚みの０．６５〜１．０％カーピ
ンスチールリケンでアル。アモルファスリチア４８は、
大きな残留磁界アロイリボン５Ｑによって形成された磁
界によシバイアスされている。２個のリボン４９．およ
び５０間の相対位置が第９Ａ図に示されている。アモル
ファスリボン４８とバイアスリ？７５０との間の距離ｄ
を調整することによって、このアモルファスリボンが分
割に対して最良のスレッシュホールドであるようになる
。このバイアスリメン５０は自由に移動する必要がない
と共に、ハウジング４２に直接接着または、ハウジング
４２のＪｆｉ　５２と５４との間にサンドイッチ構造と
して付着させることができる。

このトランスポンダを、バイアスＩＪ　、ｊ？メン０を
永久的に磁化することによって作動できる。また、この
トランスポンダは、許可された人によって、バイアスリ
メン５０を大さなＡ、Ｃ，磁界中で消滅させることによ
って不作動状態にできる。このトランスポンダによって
得られる重要な利点としては、このトランスポンダに実
際に物理的に接触させなくてもこれを不作動にさせるこ
とができることである。従って、この位置が、容易に発
見できない効果がある。

第１０図およびＩＯＡ図は分局器トランスポンダの高性
能タイプのものを示し、これは存在検出システムにおい
て万引防止用タグ５８として有効なものである。このト
ランスポンダは、地磁気によって干渉されないような性
能を有するので好適なものである。この地磁気による磁
界は、これがバイアスリホン５０によって発生された磁
界と一致（整列）した場合に、第９図のトランスポンダ
の性能をかなり低下させるのに十分な強度を有している
。このアモルファスリセ７４８は、地磁気の磁界の長さ
方向の成分と、バイアスリホンからの磁界の成分との和
に応答するものである。

このタグ５８には、キャビティ６Ｂ、７０．７２を規定
するハウソング６６が設けられており、これらキャビテ
ィには、アモルファスリボン６０および６２ならびにバ
イアスリメン６４がそれぞれ収納されている。ハウソン
グ６６にはペー７９−カバー７４、ペーパ−スーサ２６
およびペーパースペーサ７８が設けられている。これら
ＩＪ　＆ン６０゜６２．６４は、第９図のトランスポン
ダで用いたのと同一材料および同一寸法のものである。

第１Ｏ図のトランスポンダのＩＪ　、１．−ンの相対的
位置を第１０Ａ図に示す。

一方のアモルファスリボン６０をバイアスリホン６４か
ら距離ｄ１の処に配置する。地磁気の磁界Ｂ８がりメン
６０の長さと平行であると共に、バイアスリボ／６４か
らの磁界Ｂ１を援助するように作用した場合に、このア
モルファスＩＪ　＆ン６θは最良のバイアス磁界Ｂ１＋
Ｂｔを有するようになる。この状態が第１１Ａ図に図示
されている。他方のアモルファスリボン６２を、バイア
スリメン６４から前述の距離ｄ８より短かい距離ｄ２の
位置に配置する。この第２のアモルファスリボン６２は
、地磁気による磁界ＢＥがワコンの長さと平行に存在す
ると共に、バイアスリホンからの磁界Ｂ。

に対向した場合に、最良のバイアス磁界Ｂ、−ＢＥを有
するようになる。この状態を第１１Ｂ図に図示する。こ
れの利点としては、第１のアモルファスリチン６０また
は第２のアモルファスリチン６２のいずれか一方が、分
周作用に対するそれの最適レベルの付近でバイアスされ
るようになることである。これはタグ５８が地磁気の磁
界においてどのように配列されているかに依存するもの
である。第１２Ａ図および１２Ｂ図は、第９図および１
０図のトランスポンダの性能カーブを磁界強度Ｈの関数
としてグラフに表わしたものである。

性能は、トランスポンダによって送信されたサブハーモ
ニック周波数の信号の振幅により測定される。

第１０図の高性能のトランスポンダを第９図の低価格の
トランスポンダの性能と同じ方法で作動および不作動で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、本発明の分周器の第１実施例、第１Ｂ図は
、第１Ａ図の分局器の等価回路、第２Ａ図は、本発明の
他の実施例、 第２Ｂ図は、第２Ａ図の分周器の等価回路、第３Ａ図は
、第１Ａ図の分周器の電流および電磁放射の波形を示す
波形図、 第３Ｂ図は、第１Ａ図の分周器からの電磁放射の周波数
スペクトルを示すグラフ、 第４Ａ図は、第１Ａ図の分周器の電流および電磁放射の
波形を示す波形図、 第４Ｂ図は、第１Ａ図の分周器による検出した電磁放射
のスペクトルを示すグラフ、 第５Ａ図は、第１Ａ図の分周器の電流とノンリニアイン
ダクタによって検出された電磁放射の波形を示す波形図
、 第５Ｂ図は、第５Ａ図に示した電磁放射の検出に応答し
た第１Ａ図の分周器からの放射の周波数スペクトルを示
すグラフ、 第６図は、第１Ａ図の分周器の周波数分割分岐ダイヤグ
ラムを、オッシロスコープで観察した時の図、 第７図は、第６図のダイヤグラムをコンピュータで発生
させた時の図、 第８図は、本発明の分周器を有する存在検出システムの
プロ、クダイヤグラム、 第９図は、本発明のトランスポンダを有するタグシステ
ムの一実施例、 第９Ａ図は、第９図のタグのコンポーネントの相対位置
図、 第１０図は、他のタグシステムの例、 ｇｌＯＡ図は、第１０図のタグのコンポーネントの相対
位置図、 第１１Ａおよび１１８図は、第１０図のタグのアモルフ
ァス磁性材料ＩＪ　ｇン上の磁気バイアス効果を示す図
、 第１２Ａおよび１２Ｂ図は、第９．１０図のタグの性能
を示す図である。 Ｌ１、Ｌ３・・・ノンリニアインダクタ、Ｌ２・・・第
２インダクタ、Ｃノ・・・コンデンサ、１０・・・コア
、２０・・・トランスミッタ、２２，４０．５８・・・
タグ、２４・・・検出システム、２６・・・永久磁石、
３０・・・監視ゾーン、４４，４６．６８．７８．７２
・・・キャビティ、４Ｂ、６０．６２・・・アモルファ
スリボン、５０．６４・・・バイアスリサン、５２．７
４・・・ペーノや一カバー。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦ＦＩＧ、　ＩＡ ＦＩＧ、　　２Ａ ＦＩＧ、　６　　　　　　　　　　　　Ｅ　−−やＦＩ
Ｇ　９Ａ ＦＩＧ　ｌ０Ａ ＦＩＸ／１８ Ｈｄ、　　　Ｈ，２ 手続補正書坊式） １、事件の表示 特願昭６１−２１５６０７号 ２、発明の名称 トランスポンダ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　セキュリティー・タグ・システムズ・インコーホ
レーテッド ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル〒１
００　　電話　０３　（５０２）３１８１　（大代表）
６、補正の対象 ７、補正の内容 （１）適正な願書は別紙の通り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の予じめ決められた周波数の電磁放射を検出す
   ると共に、この第１周波数のサブハーモニックである第
   ２周波数の電磁放射を送信することによる上述の検出に
   応答するトランスポンダにおいて、 この第１周波数で検出された電磁放射からのエネルギを
   蓄積し、前記第２周波数で送信された電磁放射として送
   信するアモルファス磁性材料コンポーネント（４８）を
   具えたことを特徴とするポータブルタイプ無電池式トラ
   ンスポンダ。 ２、低い保磁力の磁気歪アモルファス磁性材料の薄い、
   平坦なリボン（４８）を設け、この材料は、予じめ決め
   られたバイアス磁界強度が存在する場合に、前記リボン
   の寸法に従って、磁気機械的共振周波数“ｆ”を規定す
   る横方向の単一極性磁気異方性を有すると共に、前記リ
   ボンが、周波数“２ｆ”のサブハーモニックの電磁放射
   を送信することによる周波数２ｆを有する電磁放射の検
   出に応答するようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のトランスポンダ。 ３、単一の共振回路より構成され、この共振回路には、 アモルファス磁性材料から成るコアを有するノンリニア
   （非直線性）インダクタ（Ｌ＿１、Ｌ＿３）と、 このインダクタ（Ｌ＿１、Ｌ＿３）と直列接続されたコ
   ンデンサとが設けられ、これによって共振回路を規定し
   、この共振回路によって、第１の予じめ決められた周波
   数の電磁放射を検出すると共に、この第１周波数のサブ
   ハーモニックである第２周波数の電磁放射を送信するこ
   とによる上述した検出に応答するようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のトランスポンダ。