JPWO2007000807A1 - 無線周波数識別タグ - Google Patents

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Abstract

無線周波数識別タグにおいて、薄くてフレキシブルで金属に貼り付けても通信でき、製造コストも低減する。逆Fアンテナ(10)は、放射エレメント(11)、ショートピン(12)、給電部(13)、およびグランド地板(14)を有し、フィルム(30)の表面に平面状に形成されている。フィルム(30)は、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの絶縁フィルムであり、表面に形成された逆Fアンテナ(10)の放射エレメント(11)、ショートピン(12)、および給電部(13)が、電子機器などの金属筐体(40)から突出するように貼り付けられる。

Description

本発明は無線周波数識別タグに関し、特に金属に貼り付け可能な無線周波数識別タグに関する。
RFID(Radio Frequency Identification)タグなどの非接触タグは、無線通信によって情報を読み出し/書き込みを行うことができ、製品のロット管理や生産工程の履歴管理などの情報を管理することが可能である。そのため、現在の製品情報の管理に用いられているバーコードにとって代わるものと期待されている。
従来、RFIDタグでは、13.56MHz、2.45GHz等の周波数が用いられていたが、現在、953MHz等のUHF(Ultra High Frequency)帯の使用も解禁となった。しかし、RFIDタグは、PC(Personal Computer)筐体、計器、金属資材などの金属物体(高導電率物体)に貼り付けると、通信できなくなるという性質がある。
これに対し、金属に貼り付けても通信可能にしたRFIDタグが存在し、インターメック社(米国)のEncapsulated Stick Tag、AWID社(米国)のProx Link MT(APT1014)などがある。これらのRFIDタグは硬く、厚さが約4mmもあり、製品等に貼り付けるタグとしては大きい。また、次のようなRFIDタグが提案されている。例えば、金属箔などで構成された磁性心材の両面にコイルを挟むように形成したRFID用アンテナコイルがある(例えば、特許文献1)。また、蛇行するシート上のコイルの間隙に磁芯部材が挿入された構造のRFID用アンテナコイルがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−252518号公報 特開2002−117383号公報
しかし、従来のRFIDタグは前述したように厚くて硬く、曲面に貼り付けて使用することは困難であるという問題点があった。
また、特許文献1,2では、コイルが磁性心材および磁芯部材を挟む形となり、構造が3次元構造で複雑であるため、製造コストがかかるという問題点があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、薄くてフレキシブルであり、製造コストを低減できる、金属に貼り付けても無線通信可能な無線周波数識別タグを提供することを目的とする。
本発明では上記問題を解決するために、図1に示すような金属に貼り付け可能な無線周波数識別タグにおいて、フィルム30と、フィルム30に平面状に形成される逆Fアンテナ10と、を有し、フィルム30は、形成された逆Fアンテナ10の放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13が金属から突出するように貼り付けられることを特徴とする無線周波数識別タグが提供される。
このような無線周波数識別タグによれば、フィルム30に平面状の逆Fアンテナ10を形成するので、薄くてフレキシブルであり、構造が簡単である。
また、フィルム30は、形成された逆Fアンテナ10の放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13が、金属から突出するように貼り付けられることにより、金属に貼り付けても無線通信できる。
本発明の無線周波数識別タグでは、フィルムに平面状の逆Fアンテナを形成するようにしたので、薄くてフレキシブルであり、曲面に貼り付けて使用することができる。また、構造が簡単なので、製造コストを低減することができる。
また、フィルムは、形成された逆Fアンテナの放射エレメント、ショートピン、および給電部が金属から突出するように貼り付けられるので、金属に貼り付けても無線通信することができる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
第1の実施の形態に係るRFIDタグの平面図である。 図1の逆FアンテナとICチップの等化回路を示した図である。 逆Fアンテナのショートピンの位置と容量値の関係を示した図である。 逆Fアンテナのショートピンの位置と抵抗値の関係を示した図である。 逆Fアンテナを銅張板に貼り付けたときの斜視図である。 逆Fアンテナのショートピンの位置と、容量値、抵抗値、および、電波の飛距離との関係について説明する図である。 図1のRFIDタグをノート型PCの液晶背面に貼り付けた状態を示した斜視図である。 図1のRFIDタグをノート型PCの指紋センサ隣に貼り付けた状態を示した斜視図である。 逆Fアンテナのスミスチャートのシミュレーションを示した図である。 逆Fアンテナのスミスチャートの実測値を示した図である。 特性変化のモデルとなる金属筐体に貼り付けられたRFIDタグの斜視図である。 RFIDタグ単体と金属筐体に貼り付けたときの周波数と容量値の関係を示した図である。 RFIDタグ単体と金属筐体に貼り付けたときの周波数とゲインの関係を示した図である。 あるICチップを半波長折り返しダイポールアンテナで無線通信したときの飛距離が2.15mであったとき、このICチップを図1のRFIDタグに適用した場合のゲインを示した図である。 RFIDタグの指向性を説明する図である。 図15のRFIDタグの指向性を示した図である。 第2の実施の形態に係るRFIDタグの平面図である。 逆Fアンテナのスミスチャートのシミュレーションを示した図である。
以下、本発明の第1の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、第1の実施の形態に係るRFIDタグの平面図である。図に示すようにRFIDタグは、逆Fアンテナ10と、ICチップ20と、フィルム30とから構成されている。逆Fアンテナ10は箔状の金属で、フィルム30の表面に平面状に形成されている。なお、図1では、このRFIDタグが、例えば、電子機器の金属筐体40に取り付けられているところを示している。
逆Fアンテナ10は、放射エレメント11と、ショートピン(整合回路)12と、給電部13と、グランド地板14とから構成されている。放射エレメント11は、グランド地板14の一辺と同じ長さで、並行となるように形成されており、一端は給電部13と接続され、他端は開放となっている。また、放射エレメント11の両端の間には、ショートピン12が設けられ、グランド地板14と接続されている。給電部13とグランド地板14の間には、ICチップ20が取り付けられており、ICチップ20は、逆Fアンテナ10を介して、例えば、953MHzのUHF帯の電波でリードライタと無線通信をする。ICチップ20は、リードライタから受信したデータを書き込み、また、読み出したデータをリードライタに送信する。
逆Fアンテナ10が形成されたフィルム30は、逆Fアンテナの放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13が、金属筐体40から突出するように(金属筐体40上から外れるように)貼り付ける。フィルム30の金属筐体40への貼り付けは、両面テープで貼り付けてもよいし、接着剤によって貼り付けるようにしてもよい。なお、図1では、グランド地板14のショートピン12と給電部13が設けられている一辺が、金属筐体40の一辺と一致するようにしてフィルム30が貼り付けられ、金属筐体40から、逆Fアンテナ10の放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13が突出するようになっている。このように、放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13を、金属筐体40と重ならないようにすることにより、リードライタとの無線通信が可能となる。
逆Fアンテナ10のグランド地板14の大きさは、例えば、横aが80mm、縦bが45mmである。放射エレメント11の長さは、グランド地板14の横の大きさと同じであり、80mmである。放射エレメント11とグランド地板14との間隔cは5mmである。放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13の幅d,e,fは1mmである。ショートピン12と給電部13の間隔xは、ICチップ20のインピーダンスによって決まる。つまり、ショートピン12の位置は、ICチップ20のインピーダンスと整合するように決める。なお、フィルム30の大きさは、逆Fアンテナ10がフィルム30上に形成されるように、逆Fアンテナ10の外枠と同じ大きさか、それよりも大きい大きさとする。また、前述の逆Fアンテナの大きさは一例であり、これに限るものではない。
逆Fアンテナ10の材料は、例えば、銅や銀、アルミニウムなどの金属である。逆Fアンテナ10の厚さは、表皮効果による電流損失を考慮して決める。表皮効果は、逆Fアンテナを流れる電流の周波数と材料の導電率で決まり、例えば、材料が銅で、電波の周波数が913MHzであるならば、2μmから3μm以上の厚さを必要とする。言い換えれば、逆Fアンテナ10は、例えば、50μm以下という薄さを実現できる。フィルム30は、絶縁体であり、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムを用いる。フィルム30の厚さは、特に限定しない。
逆Fアンテナ10の製造方法は、例えば、銅箔を図1に示す形状に切り、フィルム30に接着剤などで貼り付ける。または、例えば、銅をフィルム30に、スクリーン印刷などによって図1に示す形状に印刷することにより、逆Fアンテナ10を形成する。または、例えば、銅をフィルム30に蒸着して、図1に示す形状の逆Fアンテナ10をフィルム30上に形成する。または、例えば、フィルム30に積層された金属をマスキングしてエッチングすることにより、図1に示す形状の逆Fアンテナ10をフィルム30上に形成する。
このように、フィルム30に逆Fアンテナを形成することによって、簡単な構造のRFIDタグを実現でき、金属にRFIDタグを貼り付けてもリードライタと無線通信をすることが可能となる。また、フィルム30に平面状の逆Fアンテナを形成するという簡単な構造から、金属の曲面にも貼り付け可能である。また、フィルム30に平面状に逆Fアンテナを形成するので、製造が容易であり、製造コストを低減することができる。
次に、RFIDタグを金属筐体40に貼り付けても通信可能となる原理について簡単に説明する。金属表面に電波が入射される場合、金属表面でその電波は反射される。このとき、反射された電波の電界の位相は、入射される電波の電界の位相に対して180度ずれ、金属内の電界は0となる。そのため、RFIDタグ全体を金属筐体40上に貼り付けると、電波を送受信することができなくなる。
図1のRFIDタグでは、放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13を、金属筐体40から突出するように取り付ける。そのため、放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13の部分には、金属筐体40が存在せず、電波が金属筐体40によって反射することがないので、無線通信が可能となる。
次に、図1に示したRFIDタグの逆Fアンテナ10とICチップ20の回路について説明する。
図2は、図1の逆FアンテナとICチップの等化回路を示した図である。図に示すように逆Fアンテナ10は、ICチップ20から見ると、抵抗R1とコイルL1の回路とみなすことができる。ICチップ20は、逆Fアンテナ10から見ると、コンデンサC1と抵抗R2を有した回路とみなすことができる。なお、図中ノードN1は図1の給電部13に対応し、ノードN2はグランド地板14に対応する。
ICチップ20の逆Fアンテナ10から見たインピーダンスは、ICチップ20の内部回路によって決まっている(図2では、コンデンサC1と抵抗R2)。そこで、逆Fアンテナ10のインピーダンスを変えることによって、ICチップ20のインピーダンスに整合するようにする。
逆Fアンテナ10のインピーダンス(図2のコイルL1と抵抗R1の並列回路)は、図1で説明したように、ショートピン12と給電部13の間隔xを変えることにより、変えることができる。従って、逆Fアンテナ10のショートピン12の位置を、ICチップ20のインピーダンスと整合するように決める。
ところで、逆Fアンテナ10のアドミタンスは、図2の回路図より次の式(1)のように示される。また、ICチップ20のアドミタンスは、図2の回路図より次の式(2)のように示される。ただし、式(1),(2)のjは虚数、ωは角周波数を示す。
Y=(1/R1)+(1/jωL1)…(1)
Y=(1/R2)+jωC1…(2)
これにより、逆Fアンテナ10とICチップ20のインピーダンスが整合するには、R1=R2の関係を持たせ、無効電力をなくすように、ωC1=1/ωL1の関係を持たせるように、ショートピン12の位置を決める必要がある。
次に、逆Fアンテナ10のショートピン12の位置と容量値の関係について説明する。
図3は、逆Fアンテナのショートピンの位置と容量値の関係を示した図である。図の横軸は、図1のショートピン12の位置(間隔x)を示し、縦軸は、逆Fアンテナの容量値Ccp(ωCcp=1/ωL1の関係がある)を示している。なお、図のグラフの×印は、図1で説明した大きさの逆Fアンテナ10の、電波の周波数が950MHzにおけるシミュレーション結果を示している。
例えば、ICチップ20の容量値が1.0pFの場合、図のシミュレーション結果から、xの値を大体18mmに設定すれば、インピーダンス整合を取ることができることがわかる。また、例えば、ICチップ20の容量値が0.5pFの場合、図のシミュレーション結果から、xの値を大体35mmに設定すれば、インピーダンス整合を取ることができることがわかる。
なお、図のグラフの●印は、図1で説明した大きさの逆Fアンテナ10の、電波の周波数が950MHzにおける実測値を示している。実測値は、大体シミュレーション結果に沿う値となっていることが分かる。
次に、逆Fアンテナ10のショートピン12の位置と抵抗値の関係について説明する。
図4は、逆Fアンテナのショートピンの位置と抵抗値の関係を示した図である。図の横軸は、図1のショートピン12の位置(間隔x)を示し、縦軸は、逆Fアンテナの抵抗値Rapを示している。なお、図のグラフは、図1で説明した大きさの逆Fアンテナ10の、電波の周波数が950MHzにおけるシミュレーション結果を示している。
例えば、ICチップ20の抵抗値が12500Ωの場合、図のシミュレーション結果から、xの値を大体20mmに設定すれば、インピーダンス整合を取ることができる。また、例えば、ICチップ20の抵抗値が17500Ωの場合、図のシミュレーション結果から、xの値を大体25mmに設定すれば、インピーダンス整合を取ることができる。
なお、図3,4に示すように、ショートピン12の位置によって、逆Fアンテナ10の容量値と抵抗値は別々に変化する。従って、一方のみの値を一致させるだけでなく、両方のシミュレーション結果の値を考慮して、ショートピン12の位置を決定する必要がある。また、実際にRFIDタグを金属に貼り付けた場合、抵抗値がシミュレーションと大きく変わることもあり、RFIDタグを貼り付ける金属によっても、抵抗値を調整する必要がある。
次に、図1のRFIDタグを銅張板に貼り付けたときの、逆Fアンテナ10のショートピン12の位置と、容量値、抵抗値、および、電波の飛距離との関係について説明する。
図5は、逆Fアンテナを銅張板に貼り付けたときの斜視図である。図には、銅張板52に、RFIDタグ51が貼り付けられている。RFIDタグ51は、図1で示したRFIDタグであり、逆Fアンテナ10およびフィルム30を有している。銅張板52は長方形状を有し、205mm×130mmの大きさを有している。
図6は、逆Fアンテナのショートピンの位置と、容量値、抵抗値、および、電波の飛距離との関係について説明する図である。図の表61は、図5の銅張板52に貼り付けられたRFIDタグ51を、913MHzの電波で無線通信したときの実測値を示している。
表61に示すように、ショートピン12の位置(間隔x)が20mmのとき、逆Fアンテナ10の容量値Ccpの実測値は1.28pFであり、抵抗値は3264Ωであった。電波の飛距離は、190cmであった。ショートピン12の位置が25mmのとき、逆Fアンテナ10の容量値Ccpの実測値は1.10pFであり、抵抗値は3242Ωであった。電波の飛距離は、140cmであった。ショートピン12の位置が30mmのとき、逆Fアンテナ10の容量値Ccpの実測値は0.79pFであり、抵抗値は3772Ωであった。電波の飛距離は、80cmであった。
次に、RFIDタグをノート型PCに貼り付けたときの電波の飛距離について述べる。
図7は、図1のRFIDタグをノート型PCの液晶背面に貼り付けた状態を示した斜視図である。図には、ノート型PC71の液晶画面背面72に、RFIDタグ51が貼り付けられている。RFIDタグ51は、図1で示したRFIDタグであり、逆Fアンテナ10およびフィルム30を有している。なお、逆Fアンテナ10のショートピン12の位置は、20mmである。このように、ノート型PC71の液晶画面背面72に、RFIDタグ51を貼り付けた場合、電波の飛距離は140cmであった。
図8は、図1のRFIDタグをノート型PCの指紋センサ隣に貼り付けた状態を示した斜視図である。図には、ノート型PC71の指紋センサ73の隣に、RFIDタグ51が貼り付けられている。RFIDタグ51は、図1で示したRFIDタグであり、逆Fアンテナ10およびフィルム30を有している。なお、逆Fアンテナ10のショートピン12の位置は、20mmである。このように、ノート型PC71の指紋センサ73の隣に、RFIDタグ51を貼り付けた場合、電波の飛距離は140cmであった。
次に、周波数による逆Fアンテナ10のインピーダンスの変化について説明する。
図9は、逆Fアンテナのスミスチャートのシミュレーションを示した図である。図の(A)は、ショートピンの位置が20mmのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を800MHzから1.1GHzまで変化させると、図の(A)の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図の(B)は、ショートピンの位置が25mmのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を800MHzから1.1GHzまで変化させると、図の(B)の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図の(C)は、ショートピンの位置が30mmのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を800MHzから1.1GHzまで変化させると、図の(C)の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。
図10は、逆Fアンテナのスミスチャートの実測値を示した図である。図の(A)は、ショートピンの位置が20mmのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を800MHzから1.1GHzまで変化させると、図の(A)の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図の(B)は、ショートピンの位置が25mmのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を800MHzから1.1GHzまで変化させると、図の(B)の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図の(C)は、ショートピンの位置が30mmのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を800MHzから1.1GHzまで変化させると、図の(C)の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図10に示すインピーダンスの実測値は、図9に示すシミュレーションとほぼ同じ変化を示している。
ところで、逆Fアンテナ10のインピーダンスの変化は、小さい方が望ましい。周波数によってインピーダンスが大きく変化すると、ICチップ20の容量値と整合を取ることが難しくなるからである。図1に示す逆Fアンテナ10は、図9,10に示すようにインピーダンスの変化が小さいので、ICチップ20とインピーダンス整合を取りやすい。また、周波数によるインピーダンスの変化が小さいので、使用する電波の帯域を広くとることができる。
次に、図1のRFIDタグを金属筐体に貼り付けたときの、逆Fアンテナ10の特性の変化について説明する。
図11は、特性変化のモデルとなる金属筐体に貼り付けられたRFIDタグの斜視図である。図に示す金属筐体81は鉄であり、70mm×100mm×5mmの大きさを有している。金属筐体81の導電率は、1×107S/mである。RFIDタグ51は、図1に示したRFIDタグであり、逆Fアンテナ10およびフィルム30を有している。なお、ショートピン12の位置は35mmである。また、フィルム30の厚さは0.2mmであり、逆Fアンテナ10は金属筐体81から0.2m浮いている状態にある。
図12は、RFIDタグ単体と金属筐体に貼り付けたときの周波数と容量値の関係を示した図である。図の実線は、図11に示すRFIDタグ51単体での周波数と容量値の関係を示す。図の点線は、図11に示すRFIDタグ51を金属筐体81に貼り付けたときの周波数と容量値の関係を示す。図に示すようにRFIDタグ51を金属筐体81に貼り付けることにより、容量値が全周波数において大体0.085pF上昇している。
図13は、RFIDタグ単体と金属筐体に貼り付けたときの周波数とゲインの関係を示した図である。図の実線は、図11に示すRFIDタグ51単体での周波数とゲインの関係を示す。図の点線は、図11に示すRFIDタグ51を金属筐体81に貼り付けたときの周波数とゲインの関係を示す。図に示すようにRFIDタグ51を金属筐体81に貼り付けることにより、ゲインが一部周波数において上昇している。
このように、RFIDタグ51を金属筐体81に貼り付けることによって、インピーダンスおよびゲインが変化するので、貼り付ける対象の金属筐体に合わせた設計ができれば、さらに電波の飛距離を伸ばすことも可能である。
次に、あるICチップを半波長折り返しダイポールアンテナで無線通信したときの飛距離が2.15mであったとき、このICチップを図1のRFIDタグに適用した場合の飛距離予想について説明する。
図14は、あるICチップを半波長折り返しダイポールアンテナで無線通信したときの飛距離が2.15mであったとき、このICチップを図1のRFIDタグに適用した場合のゲインを示した図である。半波長折り返しダイポールアンテナで無線通信したときの飛距離が2.15mであるICチップを図1のRFIDタグに適用した場合、逆Fアンテナ10のゲインは、図に示すようになる。なお、図の●は、逆Fアンテナ10のショートピン12の位置が20mmのとき、図の○は、逆Fアンテナ10のショートピン12の位置が25mmのとき、図の△(図では黒い三角)は、逆Fアンテナ10のショートピン12の位置が30mmのとき、図の×は、逆Fアンテナ10のショートピン12の位置が35mmのときのゲインを示している。
図に示すように950MHzにおいては、ゲインは大体−2.2dBi〜−1.3dBi下がっている。ショートピン12の位置が25mmのときは−2.0dBi下がっている。
半波長折り返しダイポールアンテナのゲインは2dBiであるから、図1のRFIDタグでは、半波長折り返しダイポールアンテナのゲインに対し、−4dBi下がっている。従って、10-0.4×2.15≒1.1mとなり、半波長折り返しダイポールアンテナで2.15mの飛距離であったICチップは、図1のRFIDタグに搭載すると、飛距離は1.1mと予測することができる。
次に、RFIDタグの指向性について説明する。
図15は、RFIDタグの指向性を説明する図である。RFIDタグは、図に示すようにx−y座標平面に配置されたとする。なお、図のRFIDタグは、図1に示したRFIDタグとする。
図16は、図15のRFIDタグの指向性を示した図である。図15に示したRFIDタグは、図の16に示すようにy軸方向よりは、x軸方向に指向性を有する。
このように、フィルム30に平面状の逆Fアンテナ10を形成するようにしたので、薄くてフレキシブルであり、金属筐体の曲面に貼り付けて使用することができる。また、構造が簡単なので、製造コストを低減することができる。
また、フィルム30は、形成された逆Fアンテナ10の放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13が金属から突出するように貼り付けられるので、金属に貼り付けても通信することができる。
なお、RFIDタグを金属以外の物体に貼り付ける場合には、放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13の部分を突出して張り付ける必要はない。
次に、本発明の第2の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第1の実施の形態では、図1で説明したように給電部13は、放射エレメント11の一端と接続され、ショートピン12は、放射エレメント11の両端の間に位置していた。第2の実施の形態では、ショートピン12は、放射エレメント11の一端と説明され、給電部13は、放射エレメント11の両端の間に位置する。
図17は、第2の実施の形態に係るRFIDタグの平面図である。RFIDタグは、図に示すように逆Fアンテナ90と、ICチップ100と、フィルム110とから構成されている。逆Fアンテナ90は、例えば、金属箔で構成され、フィルム110に貼り付けられている。なお、図17では、このRFIDタグが、例えば、電子機器の金属筐体120に取り付けられているところを示している。
逆Fアンテナ90は、放射エレメント91と、給電部92と、ショートピン93と、グランド地板94とから構成されている。放射エレメント91は、グランド地板94の一辺と同じ長さで、並行となるように形成されており、一端はショートピン93と接続され、他端は開放となっている。また、放射エレメント91の両端の間には、給電部92が設けられている。給電部92とグランド地板94の間には、ICチップ100が取り付けられており、ICチップ100は、逆Fアンテナ90を介して、例えば、953MHzのUHF帯の電波でリードライタと無線通信をする。ICチップ100は、リードライタから受信したデータを書き込み、また、読み出したデータをリードライタに送信する。
逆Fアンテナ90が形成されたフィルム110は、放射エレメント91、給電部92、およびショートピン93が金属筐体120から突出するように(金属筐体120上から外れるように)貼り付けられる。RFIDタグの金属筐体への貼り付けは、両面テープで貼り付けてもよいし、接着剤によって貼り付けるようにしてもよい。なお、図では、グランド地板94の給電部92とショートピン93とが設けられている一辺が、金属筐体120の一辺と一致するようにしてフィルム110が貼り付けられ、金属筐体120から放射エレメント91、給電部92、およびショートピン93が突出するようにしている。このように、放射エレメント91、給電部92、およびショートピン93が、金属筐体120と重ならないようにすることにより、リードライタとの電波の送受信が可能となる。
給電部92とショートピン93の間隔xは、ICチップ100のインピーダンスによって決まる。つまり、給電部92の位置は、ICチップ100のインピーダンスと整合するように決める。なお、フィルム110の大きさは、逆Fアンテナ90がフィルム110に貼り付けられるように、逆Fアンテナ90の外枠と同じ大きさか、それよりも大きい大きさとする。
なお、逆Fアンテナ90、フィルム110の材料、製造方法は、図1で説明したのと同様であり、その説明は省略する。
次に、周波数による逆Fアンテナ90のインピーダンスの変化について説明する。
図18は、逆Fアンテナのスミスチャートのシミュレーションを示した図である。図の(A)は、ショートピンの位置が20mmのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を800MHzから1.1GHzまで変化させると、図の(A)の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図の(B)は、ショートピンの位置が25mmのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を800MHzから1.1GHzまで変化させると、図の(B)の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。
なお、図17の逆Fアンテナ90では、図18に示すように、図1の逆Fアンテナ10よりインピーダンスの変化が大きい。そのため、図17の逆Fアンテナ90では、図1の逆Fアンテナ10に対し、インピーダンスの整合を取るのが難しい。また、周波数によるインピーダンスの変化が大きいので、図17の逆Fアンテナ90は、図1の逆Fアンテナに対し、使用する電波の帯域が狭くなっている。
このように、ショートピン93が放射エレメント91の一端にあり、給電部92が放射エレメント91の両端の間にある場合でも、RFIDタグは、金属筐体120に貼り付けて無線通信することができる。
なお、RFIDタグを金属以外の物体に貼り付ける場合には、放射エレメント11、ショートピン12、および給電部13の部分を突出して張り付ける必要はない。
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
符号の説明
10 逆Fアンテナ
11 放射エレメント
12 ショートピン
13 給電部
14 グランド地板
20 ICチップ
30 フィルム
40 金属筐体

Claims (10)

  1. 金属に貼り付け可能な無線周波数識別タグにおいて、
    フィルムと、
    前記フィルムに平面状に形成される逆Fアンテナと、
    を有し、
    前記フィルムは、形成された前記逆Fアンテナの放射エレメント、ショートピン、および給電部が前記金属から突出するように貼り付けられることを特徴とする無線周波数識別タグ。
  2. 前記給電部は、前記放射エレメントの一端に形成され、前記ショートピンは、前記放射エレメントの両端の間に形成されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の無線周波数識別タグ。
  3. 前記ショートピンの位置は、搭載される半導体装置のインピーダンスと整合するように決められることを特徴とする請求の範囲第2項記載の無線周波数識別タグ。
  4. 前記ショートピンは、前記放射エレメントの一端に形成され、前記給電部は、前記放射エレメントの両端の間に形成されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の無線周波数識別タグ。
  5. 前記給電部の位置は、搭載される半導体装置のインピーダンスと整合するように決められることを特徴とする請求の範囲第4項記載の無線周波数識別タグ。
  6. 前記逆Fアンテナは、印刷によって前記フィルムに形成されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の無線周波数識別タグ。
  7. 前記逆Fアンテナは、金属箔で形成され、前記フィルムに貼り付けられることを特徴とする請求の範囲第1項記載の無線周波数識別タグ。
  8. 前記逆Fアンテナは、蒸着によって前記フィルムに形成されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の無線周波数識別タグ。
  9. 前記逆Fアンテナは、前記フィルム上に積層された金属をエッチングすることにより形成されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の無線周波数識別タグ。
  10. 前記フィルムは、ポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする請求の範囲第1項記載の無線周波数識別タグ。
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