JPWO2007017967A1 - 無線icタグ - Google Patents
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Abstract
RFID用のアンテナにおいて、通信距離を延長させ、使用範囲を拡大することができる技術を提供する。2本構成アンテナ1は、ICチップ11に接続した、通信搬送周波数に共振するダイポールアンテナ12に、平行または直角でない角度でアンテナ13を配置した形状となる。ダイポールアンテナ12の長さは、λ/2からλ/3の範囲で、λ/2.3前後が望ましい。アンテナ13の長さはλ/2からλ/4の範囲で、λ/2.8前後が望ましい。ダイポールアンテナ12とアンテナ13の組合せ角度は、45度から85度の範囲で、80度前後が望ましい。
Description
本発明は、アンテナに関し、特にRFID(Radio Frequency Identification)用のアンテナに適用して有効な技術に関するものである。
本発明者が検討した技術として、例えば、RFIDにおいては、以下の技術が考えられる。
無線通信装置を利用する例として、RFIDを使用するシステムを取り上げて説明する。RFIDを使用するシステムは、読出しまたは読出し・書込み機能を有する質問器と、無線ICタグと呼ばれる応答器から構成される。近年、質問器からの送信電波を検波してそれを駆動電力とするバッテリレスタグが登場し、多くの分野で様々な活用が検討されている。
また、RFIDを使用するシステムは、構成を簡単にすることができるため、生産ラインまたは倉庫や店舗等での物品管理、品物の自動選別、郵便配達および宅配等の自動仕分けまたは仕分け区分確認など、流通・物流分野等の幅広い分野における応用が検討されている。
また、特許文献1には、図10に示すような物品管理システムが開示されている。このシステムでは、共通電波反射板94を応答器である無線ICタグ93と平行にかつ無線ICタグ93から距離Lだけ離間させている。これにより質問器からの信号を共通電波反射板94で反射させることにより応答器である無線ICタグ93への電波の電界強度を高くしている。
なお、このようなアンテナに関する技術としては、例えば、特許文献2及び非特許文献1,2に記載される技術などが挙げられる。
特開2004−250185号公報
特表2004−511156号公報
チェン(K.M.Chen)、キング(R.W.P.King)、「ダイポール・アンテナズ・カップルド・エレクトロマグネティカリ・トゥー・ア・トゥーワイヤ・トランスミッション・ライン(Dipole antennas coupled electromagnetically to a two-wire transmission line)」、アイ・アール・イー・トランザクションズ・オン・アンテナズ・アンド・プロパゲーション(I.R.E transactions on antennas and propagation)、(米国)、ザ・インスティテュート・オブ・ラジオ・エンジニアーズ(The institute of radio engineers)、1961年9月、p.425-432
「アンテナ工学ハンドブック」、第1版、社団法人電子情報通信学会、1980年10月30日、p.412
ところで、前記のようなRFIDの技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。
例えば、生産ラインまたは倉庫や店舗等での物品管理、品物の自動選別、郵便配達および宅配等の自動仕分けまたは仕分け区分確認など、流通・物流分野等の幅広い分野において無線ICタグを取り付けて使用する場合、従来の無線ICタグでは通信距離が不足する場合が多々ある。
そこで、本発明の目的は、RFID用のアンテナにおいて、通信距離を延長させ、使用範囲を拡大することができる技術を提供することにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
すなわち、本発明によるアンテナは、第1のアンテナであるダイポールアンテナに、平行または直角でなくある角度を持たせた第2のアンテナを組み合わせた形状とした。組み合わせた前記第1のアンテナと前記第2のアンテナは、絶縁しても一体構造としてもよい。
また、第1のアンテナであるダイポールアンテナに、平行または直角でなくある角度を持たせた第2のアンテナと、第1のアンテナと平行の第3のアンテナを組み合わせた形状とした。組み合わせた前記第1のアンテナと、前記第2のアンテナと、前記第3のアンテナは、全てを絶縁しても、一部または全てを一体構造としてもよい。
また、第1のアンテナであるダイポールアンテナに、平行または直角でなくある角度を持たせた第2のアンテナと、前記第1のアンテナと平行の第3のアンテナと、前記第1のアンテナから見て前記第3のアンテナの反対側に第4のアンテナを組み合わせた形状とした。組み合わせた前記第1のアンテナと前記第2のアンテナは、絶縁しても一体構造としてもよい。
また、ループアンテナである第1のアンテナと、平行または直角でなくある角度を持たせた第2のアンテナを、RFIDが搭載された供給ラインで組み合わせた形状とした。
また、第1のアンテナであるループアンテナの内側に、RFIDが搭載された供給ラインを設けて信号を供給する形状とした。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
ICチップと共にRFIDのインレットを構成するダイポールアンテナに導波器、反射器を設けることにより、質問器からの円偏波の電磁波の電力をダイポールアンテナへ集めることにより、RFIDインレットの通信距離を延伸することが可能になる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
図9は、本発明に係るアンテナが適用されるRFIDを使用したシステムの基本構成を示している。RFIDを使用したシステムは、質問器91と、アンテナ92と、ダイポールアンテナを使用した無線ICタグ(RFIDインレット)93とから構成される。質問器91からの信号は、質問器91に接続されたアンテナ92から、電波として送信される。アンテナ92から送信された信号は、電波領域内に存在する無線ICタグ93のアンテナで受信される。無線ICタグ93は、受信された信号を検波し、コンデンサ又は浮遊容量にチャージすることにより内部電源としてRFID内部回路を動作させ、内部に書き込まれたID情報が電波として送信される。無線ICタグ93から送信された信号は、質問器91のアンテナ92で受信され、ID情報が復調される。無線ICタグ93は、例えば、ICチップとアンテナなどから構成される。
図22に、本発明に係るアンテナが適用される無線ICタグの構成例を示す。図22に示す無線ICタグ(RFIDインレット)93は、上側基板212、上側電極(図示せず)、第1の導体214、ICチップ11、下側電極(図示せず)、第2の導体218、下側基板219などから構成されている。第1の導体214は長方形であり、第2の導体218には長方形の中にスリット222が存在する。スリット222はICチップ11とアンテナ12とのインピーダンスを整合させるためのものであり、スリットの長さを調整することにより信号取出線路213の長さを変更しインピーダンスを整合させることができる。上側基板212には第1の導体214が付着しており、下側基板219には第2の導体218が付着している。第1の導体214と第2の導体218の間には、上側電極と下側電極をもつICチップ11がサンドイッチ状に挟まれている。これにより、ICチップ11の上面電極、下面電極の一方が信号取出線路213、他方がダイポールアンテナ12の中央部に接続されることになる。ダイポールアンテナ12の中央部が励起電圧の最小部位、両開放端部が励起電圧の最大部位となる。第1の導体214と第2の導体218は、導体接続部220により電気的に接続されている。これにより、第2の導体218の右側と左側でダイポールアンテナ12が構成される。
図23に、本発明に係るアンテナが適用されるICチップの回路構成例を示す。ICチップ11は、例えば、整流回路253、コンデンサ254、クロック回路255、パワーオンリセット回路257、メモリ回路256、端子251、252などから構成される。
整流回路253は、搬送波信号より電源電圧を発生させるものである。変調回路(図示せず)は、アンテナインピーダンスを可変し、上り通信を行うものである。パワーオンリセット回路257は、質問器91からのクロックが供給されているか否か検出し、内部回路のリセットを解除するものである。クロック回路255は、受信信号のエンベロープ信号からクロック信号を復調すると共に、搬送波に重畳されているコマンドを抽出する。メモリ回路は、カウンタ、デコーダ、ID情報を持つメモリセル、書き込み回路などから構成され、クロック信号に同期してID情報を送出する。ID情報は、識別情報(ユニークデータ)、EDC(Error Detection Code)データなどから成る。端子251、252は、前述したICチップ11の上面電極、下面電極の何れか一方に接続される。従って、ダイポールアンテナ12は、ICチップ11に接続されることになる。
整流回路253は、搬送波信号より電源電圧を発生させるものである。変調回路(図示せず)は、アンテナインピーダンスを可変し、上り通信を行うものである。パワーオンリセット回路257は、質問器91からのクロックが供給されているか否か検出し、内部回路のリセットを解除するものである。クロック回路255は、受信信号のエンベロープ信号からクロック信号を復調すると共に、搬送波に重畳されているコマンドを抽出する。メモリ回路は、カウンタ、デコーダ、ID情報を持つメモリセル、書き込み回路などから構成され、クロック信号に同期してID情報を送出する。ID情報は、識別情報(ユニークデータ)、EDC(Error Detection Code)データなどから成る。端子251、252は、前述したICチップ11の上面電極、下面電極の何れか一方に接続される。従って、ダイポールアンテナ12は、ICチップ11に接続されることになる。
ダイポールアンテナ12から入力された電磁波(搬送波信号)は、整流回路253において整流されて、直流電圧を発生させる。この電圧により、コンデンサ254において電荷が蓄積される。これらのデジタル回路は、クロック信号に同期して動作し、変調回路(図示せず)によりアンテナインピーダンスを可変し、メモリセル内に格納されたID情報を質問器91へ送信し、上り通信を行う。クロック信号は、電磁波の変調された信号をクロック回路255により復調して発生させる。変調方式には、振幅で変調するASK方式を想定しているが、周波数で変調するFSK方式、位相で変調するPSK方式なども適用可能である。これらを組み合わせた方式も可能である。すなわち、本発明に係るアンテナが適用される無線ICタグ93は、いわゆるパッシブ型ICタグであり、電磁波(交流波)を整流して電力を得ている。
以下、この無線ICタグ93に適用されるアンテナについて説明する。
電磁界の中に導体を置くと、直接給電しなくても電流が誘起され、放射が行われる。これを無給電素子と呼び、導波器あるいは反射器として実用されている。導波器は、通信搬送周波数の半波長より短くした導体を配置し、この導体に位相の遅れた電流が励磁され、この導体から放出された電流は最初の電流と同位相となる。また反射器は、通信搬送周波数の半波長より長くした導体を配置し、この導体に位相の遅れた電流が励磁され、この導体から放出された電流は最初の電流と逆位相となる。
この原理を応用したものに八木アンテナが有る。給電部の前方に導波器を配置し、後方に反射器を配置している。これは直線偏波を利用するもので、前方から来た電波を導波器で強くし、行き過ぎた電波を反射器で給電部に戻すことにより、さらに受信感度を上げているものである。この八木アンテナの指向性は、反射器、導波器と並べた方向の水平方向となる。また、一般に八木アンテナの導波器の長さはλ/2よりやや短く、反射器の長さはλ/2よりやや長い。
本発明のアンテナは円偏波を利用するものである。円偏波とは、直交する2本のアンテナに90度の位相差で給電すると、電磁波、電界とも時間とともに変化し、この電界の大きさの軌跡が円となるため円偏波と呼ばれている。ICチップ11と共にRFIDのインレットを構成するダイポールアンテナ12と共に導波器、反射器を設けることにより、質問器92からの円偏波の電磁波の電力をダイポールアンテナへ集めている。通常では、質問器側アンテナからの電波の弱い所では、ICチップ11の整流回路後の電圧が、内部回路が動作する電圧に満たないため、質問器との通信が不可能である。しかし、導波器、反射器を配置することにより、質問器からの電波と、導波器、反射器から放射された電波が合わさることにより、ICチップを駆動するための励起電圧、励起電力が大きくなり、内部回路が動作するようになる。これにより、RFIDインレットの通信距離を伸ばすことができる。本発明のアンテナは、導波器、反射器の配置を工夫し、円偏波を使用することで、反射器、導波器と並べた方向の垂直方向に指向性をもたせた。尚、導波器とは、入射した電磁波と同位相で電磁波を放出するものであり、反射器とは、入射した電磁波と逆位相で電磁波を放出するものである。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による2本構成アンテナの形状を示す平面図、図2は本実施の形態1による2本構成アンテナの測定結果を示す図である。
図1は本発明の実施の形態1による2本構成アンテナの形状を示す平面図、図2は本実施の形態1による2本構成アンテナの測定結果を示す図である。
まず、図1により、本実施の形態1による2本構成アンテナの構成の一例を説明する。本実施の形態1の2本構成アンテナ1は、例えば、円偏波の電波を送受信するRFID用のアンテナとされ、ダイポールアンテナ(第1のアンテナ)12、アンテナ(第2のアンテナ)13などから構成されている。
図1において、2本構成アンテナ1は、ICチップ11に接続した、通信搬送周波数に共振するダイポールアンテナ12に、平行または直角でない角度でアンテナ13を配置した形状となる。このアンテナ13とダイポールアンテナ12の角度は、質問器からの電波によりアンテナ13から放射された電波がダイポールアンテナ12で受けやすい角度となる。このとき、ダイポールアンテナ12とアンテナ13は絶縁されていても、一体構造としてもよい。一体構造として製造した場合は、やや通信距離が落ちる。これは、一体構造とすることにより、アンテナ13に誘起される電流がダイポールアンテナ側に漏れるため、放射される電波にロスが発生するものである。
ダイポールアンテナ12とアンテナ13は、エポキシ樹脂組成フイルム15や基板表面に蒸着や印刷などの手段により作成される。また、紙やセロファンなど薄膜状媒体や、カードなどの平板状媒体表面に作成しても良い。また、薄膜状媒体やカード状媒体中に埋め込んでも良い。このように薄膜状媒体や平板状媒体表面又はその中に、即ち、同一平面上又は略同一平面上に導波器、反射器を設けるため、3次元方向には無線ICタグが大きくならず、2次元方向にしか大きくならない。従って、無線ICタグをラベル状にして物品などに貼り付け在庫管理、検品管理などをする際に適している。
アンテナ13は、導波器の役目をするものとなる。本発明のアンテナは円偏波を利用するもので、円偏波とは、直交する2本のアンテナに90度の位相差で給電すると、電磁波、電界とも時間とともに変化し、この電界の大きさの軌跡が円となるため円偏波と呼ばれている。以下の実施例においては質問器側のアンテナから送出された円偏波の回転方向が右回転の場合の動作を説明する。質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号14は、アンテナ13の放射と合わさって増幅され、この増幅された信号波14aが同位相で放出される。よって、質問器91のアンテナ92からの信号波、放出された信号14aがダイポールアンテナ12で受信されることになるため、ICチップ11の動作電力が増大し通信距離の改善となる。
ダイポールアンテナ12の長さ(L1)は、通信搬送波の波長をλとすると、λ/2からλ/3の範囲が望ましい。アンテナ13の長さ(L2)は、λ/2からλ/4の範囲で、λ/2.8前後が望ましい。ダイポールアンテナをフイルム上に蒸着させて製作した場合は、フイルムの誘電率の影響による短縮率よりダイポールアンテナ12の長さ(L1)が決定され、誘電率1.96のエポキシ樹脂組成フイルムを採用した場合にはλ/2.3となる。よって、例えば、2.45GHzの周波数帯を使用した場合のダイポールアンテナ12(L1)の長さは52mmとなり、アンテナ13(L2)の長さは40mmとなる。
ダイポールアンテナ12と、アンテナ13の組合せ角度(θ1)は、45度から85度の鋭角の範囲で、80度前後が望ましい。これらの数値の根拠を、図2を使用して説明する。
図2は、本実施の形態1による2本構成アンテナ1の2.45GHzの周波数帯を使用した場合の測定結果を示している。質問器は、周波数帯2.45GHzで300mWのものを使用し、アンテナは14dBiの4パッチアンテナを使用した。これは、ダイポールアンテナ12とアンテナ13を絶縁した構成における2本構成アンテナの測定結果である。通信距離26は、質問器側のアンテナから無線ICタグ(2本構成アンテナ1)までの距離をあらわし、単位はcm(センチメートル)となっている。角度27は、ダイポールアンテナ12と、アンテナ13の角度(θ1)を示しており、左から90度、80度、70度、60度、50度、40度となっている。
単体特性21は、ダイポールアンテナ12を、単体で測定した結果を示している。これは、質問器とダイポールアンテナ12との距離を、通信しながら徐々に離して行き、通信可能な最長点を求めたものである。通信距離26の目盛から、ダイポールアンテナ12の単体での性能は、68cmとなっていることがわかる。
アンテナ長さ50mm(ミリメートル)特性22は、アンテナ13の長さ(L2)が、λ/2.4=50mmの時の、測定結果を示している。この結果から、アンテナ13の長さ(L2)が、λ/2.4=50mmの時は、角度(θ1)が80度から60度の間の通信距離が、92cmとなり、特性が良いことがわかる。
同様に、アンテナ長さ(L2)45mm特性23では、角度(θ1)が80度の点が98cm、アンテナ長さ(L2)40mm特性24では、角度(θ1)が80度の点が98cmと最高値を示し、アンテナ長さ(L2)35mm特性25では、角度(θ1)が80度の点が82cmと通信距離が落ちてきている。
以上のことにより、アンテナ13の長さ(L2)は、45mm(λ/2.7)から40mm(λ/3)で、ダイポールアンテナ12と、アンテナ13の組合せ角度(θ1)は、80度前後が良いことがわかる。
図11に、ダイポールアンテナ12とアンテナ13を絶縁する場合の2本構成アンテナ1の製造方法を示す。2本構成アンテナ1は、以下の(1)〜(5)の工程順で製造される。
(1)フイルム15にダイポールアンテナ12を蒸着させる。(2)ダイポールアンテナ12にICチップ11を接続する。(3)ダイポールアンテナ12に絶縁膜16を塗布する。(4)アンテナ13を蒸着させる。(5)アンテナ13に絶縁膜17を塗布して完成となる。この方法の場合、工程が増えるため製造単価が増加する。安価に製造したい場合は、やや通信距離が落ちるが、一体構造とするのが望ましい。
図12に、ダイポールアンテナ12とアンテナ13を一体構造で製作する場合の2本構成アンテナ1の製造方法を示す。一体構造の2本構成アンテナ1は、以下の(1)〜(3)の工程順で製造される。
(1)ダイポールアンテナ12とアンテナ13の一体構造アンテナ18をフイルム15上に蒸着する。(2)一体構造アンテナ18にICチップ11を接続する。(3)一体構造アンテナ18に絶縁膜19を塗布して完成となる。
したがって、本実施の形態1のアンテナによれば、ダイポールアンテナ12単体の場合に比べ、1.4倍前後の通信距離が得られる。
(実施の形態2)
図21は本発明の実施の形態2による2本構成アンテナの形状を示す平面図である。本実施の形態2の2本構成アンテナ108は、例えば、円偏波の電波を送受信するRFID用のアンテナとされ、ダイポールアンテナ(第1のアンテナ)12、アンテナ(第2のアンテナ)114などから構成されている。図21はダイポールアンテナ12の右側にアンテナ114を配置した形状である。尚、アンテナ114は、ダイポールアンテナ12の左側に配置しても良い。図21では、質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号117により、アンテナ114に電流が誘起されアンテナ114から信号波117aが逆位相で放出される。よって、円偏波の信号116、放出された信号117aがダイポールアンテナ12で受信されることになり、動作電力が増大し通信距離の改善となる。実施の形態2のように、アンテナ114を、アンテナ12と平行ないし略平衡して反射器として設けることにより、少本数及び少面積で通信距離を延ばすことができる。
図21は本発明の実施の形態2による2本構成アンテナの形状を示す平面図である。本実施の形態2の2本構成アンテナ108は、例えば、円偏波の電波を送受信するRFID用のアンテナとされ、ダイポールアンテナ(第1のアンテナ)12、アンテナ(第2のアンテナ)114などから構成されている。図21はダイポールアンテナ12の右側にアンテナ114を配置した形状である。尚、アンテナ114は、ダイポールアンテナ12の左側に配置しても良い。図21では、質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号117により、アンテナ114に電流が誘起されアンテナ114から信号波117aが逆位相で放出される。よって、円偏波の信号116、放出された信号117aがダイポールアンテナ12で受信されることになり、動作電力が増大し通信距離の改善となる。実施の形態2のように、アンテナ114を、アンテナ12と平行ないし略平衡して反射器として設けることにより、少本数及び少面積で通信距離を延ばすことができる。
(実施の形態3)
図3は本発明の実施の形態3による3本構成アンテナの形状を示す平面図、図4は本実施の形態3による3本構成アンテナの測定結果を示す図である。
図3は本発明の実施の形態3による3本構成アンテナの形状を示す平面図、図4は本実施の形態3による3本構成アンテナの測定結果を示す図である。
まず、図3により、本実施の形態3による3本構成アンテナの構成の一例を説明する。本実施の形態3の3本構成アンテナ3は、例えば、円偏波の電波を送受信するRFID用のアンテナとされ、ダイポールアンテナ(第1のアンテナ)12、アンテナ(第2のアンテナ)13、平行アンテナ(第3のアンテナ)31などから構成されている。
図3において、3本構成アンテナ3は、ICチップ11に接続した、通信搬送周波数に共振するダイポールアンテナ12に、平行または直角でない角度で、アンテナ13を配置し、さらに、ダイポールアンテナ12と平行した、平行アンテナ31で構成した形状となる。アンテナ31は、前述の反射器の役目をするものとなる。ただし、この位置では放射された電波の位相が、質問器からの電波の位相と完全に合わないが、全体のタグとしての大きさを小さくしたい場合に使用するものである。全体のタグとしての大きさが大きくてよい場合は、平行アンテナ31の位置を別の位置に配置すると、さらに性能が向上する。これについては後述する。
図3では、質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号により、アンテナ13、31に電流が誘起されアンテナ13から、アンテナ13から信号波が同位相で、アンテナ31から信号波32aが逆位相で放出される。よって、質問器91のアンテナ92からの信号波、アンテナ13、31から放出された信号波がダイポールアンテナ12で受信されることになり、動作電力が増大し通信距離の改善となる。
このとき、ダイポールアンテナ12とアンテナ13、および平行アンテナ31は、絶縁されていても、一部一体構造としてもよい。ここで、一部一体構造というのは、ダイポールアンテナ12とアンテナ13、またはアンテナ13と平行アンテナ31を、一体構造にすることをいう。
絶縁する場合の3本構成アンテナ3の製造方法は、前記実施の形態1による2本構成アンテナと同様にして、基板またはフイルム上に、ダイポールアンテナ12を蒸着し、絶縁膜を塗布してから、アンテナ13を蒸着し、次に絶縁膜を塗布してから、平行アンテナ31を蒸着する。この場合、工程が増えるため製造単価が増加することになる。そこで安価に製造したい場合は、やや通信距離が落ちるが、一体構造とするのが望ましい。一体構造にする場合は、ダイポールアンテナ12とアンテナ13、またはアンテナ13と平行アンテナ31を、組み合わせた形状、または、ダイポールアンテナ12とアンテナ13と平行アンテナ31のすべてを組み合わせた形状で、基板またはフイルム上に蒸着すればよい。
ダイポールアンテナ12の長さ(L1)は、λ/2からλ/3の範囲で、λ/2.3前後が望ましい。これは、ダイポールアンテナをフイルム上に蒸着させて製作しているため、フイルムの誘電率の影響による短縮率より決定され、誘電率1.96のエポキシ樹脂組成フイルムを採用した場合にλ/2.3となる。
アンテナ13の長さ(L2)はλ/2からλ/4の範囲で、λ/2.8前後が望ましい。よって、例えば、2.45GHzの周波数帯を使用した場合は40mmとなる。
ダイポールアンテナ12と、アンテナ13の組合せ角度(θ1)は、55度から85度の鋭角の範囲で、80度前後が望ましい。ダイポールアンテナ12の長さ(L1)と、アンテナ13の長さ(L2)、およびダイポールアンテナ12と、アンテナ13の組み合せ角度(θ1)の数値の根拠は、上記図2を使用した説明と同様である。
本実施の形態3の3本構成アンテナは、上記2本構成アンテナに、平行アンテナ31を組み合わせたものである。平行アンテナ31の長さ(L3)は、λ/2からλ/3の範囲で、λ/2.4前後が望ましい。この数値の根拠を、図4を使用して説明する。
図4は、本実施の形態3の3本構成アンテナ3の2.45GHzの周波数帯を使用した場合の測定結果を示している。ダイポールアンテナ12とアンテナ13と平行アンテナ31を絶縁した構成における3本構成アンテナの測定結果である。通信距離26は、質問器側のアンテナから、無線ICタグ(3本構成アンテナ3)までの距離をあらわし、単位はcmとなっている。単体特性21は、ダイポールアンテナ12単体で、測定した結果を示している。通信距離26の目盛から、ダイポールアンテナ12の単体での性能は、68cmとなっている。2本構成アンテナ特性41は、図2で説明した、2本構成アンテナでの最適値を示しており、通信距離26の目盛から98cmとなっている。
平行アンテナ31の長さ(L3)44は、L3=50mm、L3=45mmの2種類となる。横位置(Dx)45は、ダイポールアンテナ12と、平行アンテナ31との横方向の距離を示している。縦位置(Dy)46は、ダイポールアンテナ12と、平行アンテナ31との縦方向の距離を示している。平行アンテナ50mm特性42は、平行アンテナ31の長さ(L3)が、50mmの時の測定結果を示している。この測定結果から、平行アンテナ31の位置が、ダイポールアンテナ12より、横方向(Dx)が30mm、および40mmで、縦位置(Dy)が30mmの位置の通信距離が、104cmとなっている。平行アンテナ45mm特性43は、平行アンテナ31の長さ(L3)が、45mmの時の測定結果を示している。この測定結果から、平行アンテナ31の長さ(L3)が50mmで、横方向(Dx)が30mmおよび40mmで、縦位置(Dy)が30mmの位置が、通信距離の最高値を示している。
したがって、本実施の形態3のアンテナによれば、ダイポールアンテナ12単体の場合に比べ、1.5倍前後の通信距離が得られる。
(実施の形態4)
図5は本発明の実施の形態4による変形ループアンテナの形状を示す平面図、図6は本実施の形態4による変形ループアンテナの測定結果を示す図である。
図5は本発明の実施の形態4による変形ループアンテナの形状を示す平面図、図6は本実施の形態4による変形ループアンテナの測定結果を示す図である。
まず、図5により、本実施の形態4による変形ループアンテナの構成の一例を説明する。本実施の形態4の変形ループアンテナ5は、例えば、円偏波の電波を送受信するRFID用のアンテナとされ、ループアンテナ(第1のアンテナ)51、アンテナ(第2のアンテナ)52、供給ライン53などから構成されている。
図5において、変形ループアンテナ5は、通信搬送周波数に共振するループアンテナ51と、平行または直角でない角度で配置されたアンテナ52を、ICチップ11に接続した供給ライン53で、接続した形状となっている。ループアンテナ51の大きさは、横(Lx)がλ/6で、縦(Ly)がλ/4となっている。アンテナ52の長さ(L4)は、λ/2からλ/3の範囲で、λ/2.4前後が望ましい。また、供給ライン53とアンテナ52の角度(θ2)は、30度から60度の範囲で、35度から40度、または60度の位置が望ましい。この角度の根拠を、図6を使用して説明する。
図6は、本実施の形態4の変形ループアンテナの測定結果を示している。通信距離26は、質問器側のアンテナから無線ICタグ(変形ループアンテナ5)までの距離をあらわし、単位はcmとなっている。単体特性21は、ダイポールアンテナ12単体で測定した結果を示し、通信距離は68cmとなっている。角度(θ2)62は、供給ライン53と、アンテナ52の角度を示し、30度から60度の範囲を測定した。ただし、30度の位置で、測定データが得られなかったため、35度の位置を測定して追加した。この時の30度の位置は、ループアンテナ51とアンテナ52が、重なる位置となっている。この変形ループアンテナの測定結果61から、角度(θ2)は35度から40度、または60度の位置が通信距離94cmとなり、最良点であることがわかる。
したがって、本実施の形態4のアンテナによれば、ダイポールアンテナ12単体の場合に比べ、1.4倍前後の通信距離が得られる。
(実施の形態5)
図7は本発明の実施の形態5によるループアンテナ内供給アンテナの形状を示す平面図、図8は本実施の形態5によるループアンテナ内供給アンテナの測定結果を示す図である。
図7は本発明の実施の形態5によるループアンテナ内供給アンテナの形状を示す平面図、図8は本実施の形態5によるループアンテナ内供給アンテナの測定結果を示す図である。
まず、図7により、本実施の形態5によるループアンテナ内供給アンテナの構成の一例を説明する。本実施の形態5のループアンテナ内供給アンテナ7は、例えば、円偏波の電波を送受信するRFID用のアンテナとされ、ループアンテナ(第1のアンテナ)51、供給ライン72などから構成されている。
図7において、ループアンテナ内供給アンテナ7は、ループアンテナ71の内側に、ICチップ11を取り付けた供給ライン72を、接続した形状となっている。縦の長さ(Ly)は、λ/2である60mmと固定であるが、横の長さ(Lx)は、λ/6からλ/3の範囲で、本出願明細書ではλ/6の20mmとして、供給ラインの位置(L6)73を調整した。供給ラインの位置(L6)73は、λ/2.4からλ/3の範囲で、例えば、2.45GHzの周波数帯を使用した場合はλ/2.8近辺の42.5mmの位置が望ましい。この数値の根拠を、図8を使用して説明する。
図8は、本実施の形態5のループアンテナ内供給アンテナの2.45GHzの周波数帯を使用した場合の測定結果を示している。通信距離26は、質問器側のアンテナから無線ICタグ(ループアンテナ内供給アンテナ7)までの距離をあらわし、単位はcmとなっている。単体特性21は、ダイポールアンテナ12単体で測定した結果を示し、通信距離は68cmとなっている。供給ラインの位置82は、図7に示した、供給ラインの位置(L6)73の測定した位置を示している。ループアンテナ内供給アンテナ測定結果81から、供給ラインの位置(L6)が42.5mmの位置における通信距離が、112cmと最高点であることがわかる。
したがって、本実施の形態5のアンテナによれば、従来のダイポールアンテナ単体の場合に比べ、1.6倍前後の通信距離が得られる。
(実施の形態6)
図13および図14は本発明の実施の形態6による3本構成アンテナの形状を示す平面図、図15および図16は本実施の形態6による3本構成アンテナの測定結果を示す図である
まず、図13および図14により、本実施の形態6による3本構成アンテナの構成の一例を説明する。本実施の形態6の3本構成アンテナ101および3本構成アンテナ102は、例えば、円偏波の電波を送受信するRFID用のアンテナとされ、ダイポールアンテナ(第1のアンテナ)12、アンテナ(第2のアンテナ)13、アンテナ(第3のアンテナ)114などから構成されている。全体のタグとしての大きさを小さくしたい場合は、実施の形態3で説明した図3を使用するが、全体のタグとしての大きさが大きくてよい場合は、本説明の図13および図14を使用すると図3の構成よりも性能が向上する。
図13および図14は本発明の実施の形態6による3本構成アンテナの形状を示す平面図、図15および図16は本実施の形態6による3本構成アンテナの測定結果を示す図である
まず、図13および図14により、本実施の形態6による3本構成アンテナの構成の一例を説明する。本実施の形態6の3本構成アンテナ101および3本構成アンテナ102は、例えば、円偏波の電波を送受信するRFID用のアンテナとされ、ダイポールアンテナ(第1のアンテナ)12、アンテナ(第2のアンテナ)13、アンテナ(第3のアンテナ)114などから構成されている。全体のタグとしての大きさを小さくしたい場合は、実施の形態3で説明した図3を使用するが、全体のタグとしての大きさが大きくてよい場合は、本説明の図13および図14を使用すると図3の構成よりも性能が向上する。
図13および図14において、3本構成アンテナ101および3本構成アンテナ102は、ICチップ11に接続した、通信搬送周波数に共振するダイポールアンテナ12に、平行または直角でない角度でアンテナ13と、前記ダイポールアンテナ12に平行ないし略平行なアンテナ114を配置した形状となる。このアンテナ13とダイポールアンテナ12の角度は、質問器からの電波によりアンテナ13から放射された電波がダイポールアンテナ12で受けやすい角度となる。また、アンテナ14とダイポールアンテナ12の位置は、質問器からの電波によりアンテナ14から放射された電波がダイポールアンテナ12で受けやすい位置となる。このとき、ダイポールアンテナ12とアンテナ13は絶縁されていても、一体構造としてもよい。
図13はダイポールアンテナ12の右側にアンテナ114を配置した形状であり、図14はダイポールアンテナ12の左側にアンテナ114を配置した形状である。アンテナ114が存在する以外は、図1の実施例と同様であるためダイポールアンテナ12、アンテナ13等についての説明の詳細は省略する。
図13では、質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号波116により、アンテナ13に電流が誘起され、アンテナ13から信号波116aが同位相で放出される。質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号117により、アンテナ114に電流が誘起されアンテナ114から信号波117aが逆位相で放出される。よって、円偏波の信号116、放出された信号116a、117aがダイポールアンテナ12で受信されることになり、動作電力が増大し通信距離の改善となる。
図14では、質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号波116により、アンテナ13に電流が誘起され、アンテナ13から信号波116aが同位相で放出される。質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号118により、アンテナ114に電流が誘起され、アンテナ114から信号波118aが逆位相で放出される。よって、円偏波の信号116、放出された信号116a、118aがダイポールアンテナ12で受信されることになり、動作電力が増大し通信距離の改善となる。
ダイポールアンテナ12の長さ(L1)、及び、アンテナ13の長さ(L2)、組合せ角度(θ1)は図1の実施例と同様であるため説明を省略する。アンテナ114の長さ(L3)は、λ/3からλの範囲で、λ/2前後が望ましい。よって、例えば、2.45GHzの周波数帯を使用した場合を使用した場合のアンテナ114の長さ(L3)は60mmとなる。ダイポールアンテナ12と、アンテナ114の横位置(D1)は、λ/2.4 〜 λ/1.4の範囲で、λ/1.75前後が望ましい。よって、例えば、2.45GHzの周波数帯を使用した場合の70mmとなる。
これらの数値の根拠を、図15および図16を使用して説明する。
図15および図16は、本実施の形態6による3本構成アンテナ101および3本構成アンテナ102の2.45GHzの周波数帯を使用した場合の測定結果で、ダイポールアンテナ12とアンテナ13を絶縁した構成における測定結果である。図15はダイポールアンテナ12の右側にアンテナ114を配置した形状での測定結果であり、図16はダイポールアンテナ12の左側にアンテナ114を配置した形状での測定結果である。通信距離131は、質問器側のアンテナから、無線ICタグ(3本構成アンテナ101または3本構成アンテナ102)までの距離をあらわし、単位はcmとなっている。単体特性132は、ダイポールアンテナ12単体で、測定した結果を示している。通信距離131の目盛から、ダイポールアンテナ12の単体での性能は、68cmとなっている。
アンテナ114の長さ(L3)136は、L3=55mm、L3=60mm、L3=65mmの3種類となる。横位置(D1)137は、ダイポールアンテナ12と、アンテナ114との横方向の距離を示している。
図15で、アンテナ長さ55mm特性133は、アンテナ114の長さ(L3)が、55mmの時の測定結果を示している。この測定結果から、アンテナ114の位置が、ダイポールアンテナ12より、横方向(D1)が70mm、および80mmの位置の通信距離が、110cmとなっている。アンテナ長さ60mm特性134は、アンテナ114の長さ(L3)が、60mmの時の測定結果を示している。この測定結果から、横方向(D1)が70mmおよび80mmの位置が、116cmとなっていて、通信距離の最高値を示している。アンテナ長さ65mm特性135は、アンテナ114の長さ(L3)が、65mmの時の測定結果を示している。この測定結果から、横方向(D1)が70mmの位置が、110cmとなっている。
図16で、アンテナ長さ55mm特性133は、アンテナ114の長さ(L3)が、55mmの時の測定結果を示している。この測定結果から、アンテナ114の位置が、ダイポールアンテナ12より、横方向(D1)が70mm、および80mmの位置の通信距離が、110cmとなっている。アンテナ長さ60mm特性134は、アンテナ114の長さ(L3)が、60mmの時の測定結果を示している。この測定結果から、横方向(D1)が60mm、70mmおよび80mmの位置が、116cmとなっていて、通信距離の最高値を示している。アンテナ長さ65mm特性135は、アンテナ114の長さ(L3)が、65mmの時の測定結果を示している。この測定結果から、横方向(D1)が70mmの位置が、110cmとなっている。
したがって、本実施の形態6のアンテナによれば、ダイポールアンテナ12単体の場合に比べ、1.7倍前後の通信距離が得られる。
(実施の形態7)
図17は本発明の実施の形態7による4本構成アンテナの形状を示す平面図、図18は本実施の形態7による4本構成アンテナの測定結果を示す図である
まず、図17により、本実施の形態7による4本構成アンテナの構成の一例を説明する。本実施の形態7の4本構成アンテナ105は、前記実施の形態6で説明した構成に、アンテナ(第4のアンテナ)115を加えた構成となっている。アンテナ115が存在する以外は、図13の実施例と同様であるためダイポールアンテナ12、アンテナ13、アンテナ114等についての説明の詳細は省略する。
図17は本発明の実施の形態7による4本構成アンテナの形状を示す平面図、図18は本実施の形態7による4本構成アンテナの測定結果を示す図である
まず、図17により、本実施の形態7による4本構成アンテナの構成の一例を説明する。本実施の形態7の4本構成アンテナ105は、前記実施の形態6で説明した構成に、アンテナ(第4のアンテナ)115を加えた構成となっている。アンテナ115が存在する以外は、図13の実施例と同様であるためダイポールアンテナ12、アンテナ13、アンテナ114等についての説明の詳細は省略する。
図17において、4本構成アンテナ105は、ICチップ11に接続した、通信搬送周波数に共振するダイポールアンテナ12に、平行または直角でない角度でアンテナ13と、前記ダイポールアンテナ12に平行ないし略平行なアンテナ114と、アンテナ114の反対側で前記ダイポールアンテナ12に平行ないし略平行なアンテナ115を配置した形状となる。このとき、ダイポールアンテナ12とアンテナ13は絶縁されていても、一体構造としてもよい。
質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号116、117、118により、アンテナ13、114、115それぞれに電流が誘起され、アンテナ13から信号波116aが同位相で放出され、アンテナ114、115から信号波117a、118aが逆位相で放出される。よって、前記円偏波の信号116と放出された信号波116a、117a、118aがダイポールアンテナ12で受信されることになるため、ICチップ11の動作電力が増大し通信距離の改善となる。
ダイポールアンテナ12の長さ(L1)、及び、アンテナ13の長さ(L2)、組合せ角度(θ1)、横位置(D1)は図13、14の実施例と同様であるため説明を省略する。
これらの数値の根拠を、図18を使用して説明する。
図18は、本実施の形態7による4本構成アンテナ105の2.45GHzの周波数帯を使用した場合の測定結果で、ダイポールアンテナ12とアンテナ13を絶縁した構成における測定結果である。通信距離131は、質問器側のアンテナから、無線ICタグ(4本構成アンテナ5)までの距離をあらわし、単位はcmとなっている。単体特性132は、ダイポールアンテナ12単体で、測定した結果を示している。通信距離131の目盛から、ダイポールアンテナ12の単体での性能は、68cmとなっている。
横位置(D1)162は、ダイポールアンテナ12と、アンテナ114およびアンテナ115との横方向の距離を示している。アンテナ長さ60mm特性161は、アンテナ114の長さ(L3)が、60mmの時の測定結果を示している。この測定結果から、横位置(D1)が70mmから80mmの位置が、164cmとなっていて、通信距離の最高値を示している。
したがって、本実施の形態7のアンテナによれば、ダイポールアンテナ12単体の場合に比べ、2.4倍前後の通信距離が得られる。
(実施の形態8)
また、同様にして、図19に示す5本構成アンテナ106のように、アンテナ13と同じ長さ(L2)のアンテナ13aを、導波器として反対側に平行ないし略平行して設けることにより、さらに、通信距離を延ばすことができる。質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号により、アンテナ13、13a、114、115それぞれに電流が誘起されアンテナ13、13aから信号波が同位相で放出され、アンテナ114、115から信号波が逆位相で放出される。よって、質問器からの信号と、アンテナ13、13a、114、115から放出された信号がダイポールアンテナ12で受信されることになるため、ICチップ11の動作電力が増大し通信距離の改善となる。
また、同様にして、図19に示す5本構成アンテナ106のように、アンテナ13と同じ長さ(L2)のアンテナ13aを、導波器として反対側に平行ないし略平行して設けることにより、さらに、通信距離を延ばすことができる。質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号により、アンテナ13、13a、114、115それぞれに電流が誘起されアンテナ13、13aから信号波が同位相で放出され、アンテナ114、115から信号波が逆位相で放出される。よって、質問器からの信号と、アンテナ13、13a、114、115から放出された信号がダイポールアンテナ12で受信されることになるため、ICチップ11の動作電力が増大し通信距離の改善となる。
(実施の形態9)
また、図20に示す7本構成アンテナ107のように、アンテナ114,115と同じ長さ(L3)のアンテナ119,119aを、反射器としてアンテナ13,13aに平行ないし略平行して設けることにより、さらに、通信距離を延ばすことができる。なお、この場合は、アンテナ12の長さ(L1)とアンテナ13の長さ(L2)とアンテナ114,115,119,119aの長さ(L3)との関係は、L2<L1<L3であることが望ましい。
また、図20に示す7本構成アンテナ107のように、アンテナ114,115と同じ長さ(L3)のアンテナ119,119aを、反射器としてアンテナ13,13aに平行ないし略平行して設けることにより、さらに、通信距離を延ばすことができる。なお、この場合は、アンテナ12の長さ(L1)とアンテナ13の長さ(L2)とアンテナ114,115,119,119aの長さ(L3)との関係は、L2<L1<L3であることが望ましい。
質問器側のアンテナから送出された円偏波の信号により、アンテナ13、13a、114、115、119、119aそれぞれに電流が誘起されアンテナ13、13aから信号波が同位相で放出され、アンテナ114、115、119、119aから信号波が逆位相で放出される。よって、質問器からの信号と、アンテナ13、13a、114、115から放出された信号と、119、119aから放出された信号によりアンテナ13,13aに電流が誘起され同位相で放出された信号がダイポールアンテナ12で受信されることになるため、ICチップ11の動作電力が増大し通信距離の改善となる。つまり、図20の構成は、質問器→ダイポールアンテナ12、質問器→導波器13→ダイポールアンテナ12、質問器→導波器13a→ダイポールアンテナ12、質問器→反射器114→ダイポールアンテナ12、質問器→反射器115→ダイポールアンテナ12、質問器→反射器119→導波器13a→ダイポールアンテナ12、質問器→反射器119a→導波器13→ダイポールアンテナ12、というようにダイポールアンテナ12に届いた電波の全ての位相が合う位置に各々のアンテナを配置している。また、図20の実施例において、ダイポールアンテナ12、導波器13、13a、反射器119、119aのみを残し、反射器114、115を除いた場合も有り得る。この場合、図20の実施例に比べ無線ICタグの全体として小面積化が図れる。
なお、本発明の実施の形態2〜9によるアンテナは、前記実施の形態1と同様にして、基板またはエポキシ樹脂組成フィルムなど上に金属を蒸着、印刷などして製造される(図11、図12参照)。
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、前述の実施例においては、質問器側のアンテナから送出される円偏波の回転方向が右回転の場合の動作を説明したが、左回転の場合はアンテナを裏返し、即ち、ダイポールアンテナ112の長軸方向について線対称となるように配置することにより、同様な働きとなる。よって本発明のアンテナ採用に際しては、表向き、裏返しの2種類のタグを用意し、使用される質問器の円偏波の回転方向に応じて、どちらかを使用するかを決定すればよい。
前述の実施例においては、ダイポールアンテナ12、アンテナ13、13a、114、115、119、119aの材質を特定していないがアルミニウム、銅などの導体により実現できる。また、その形状の前述の実施例では線状の長方形として記載したが特にこれに限られるものではなく、アンテナ12がダイポールアンテナ、アンテナ13、13aが導波器、アンテナ114、115、119、119aが反射器として動作するような形状であれば良い。
前述の実施例においては、アンテナ13及び13a、114及び115、119及び119aをダイポールアンテナ12の中央部に対して点対称ないし略点対称、又は、線対称ないし略線対称の例で説明したが特にこれに限定されるものではなく、アンテナ13、13aが導波器、アンテナ114、115、119、119aが反射器として動作するような配置であればよい。
前記実施の形態においては、RFIDについて説明したが、これに限定されるものではなく、他の通信システムのアンテナについても適用可能である。
本発明に係るアンテナが適用されるRFIDを使用するシステムは、構成を簡単にすることができるため、生産ライン、または倉庫や店舗等での、物品管理、品物の自動選別、郵便配達および宅配等の自動仕分け、または仕分け区分確認など、流通・物流分野等の幅広い分野における応用が検討されている。
Claims (18)
- 円偏波の電磁波を質問器と送受信する無線ICタグであって、
第1アンテナと、
第2アンテナと、
ICチップとを有し、
前記第1アンテナと第2アンテナは線状導体であって、
前記第1アンテナと第2アンテナの長軸方向が成す角度は鋭角であって、
前記ICチップは前記第1アンテナに励起する電力を取り出し動作するものである無線ICタグ。 - 請求項1記載の無線ICタグにおいて、
第3アンテナを有し、
前記第3アンテナは線状導体であって、
前記第3アンテナは前記第1アンテナと第2アンテナと同一平面上ないし略同一平面上にあるものであって、
前記第2アンテナと前記第3アンテナの長軸方向が成す角度は平行ないし略平行である無線ICタグ。 - 請求項1記載の無線ICタグにおいて、
前記第2アンテナは2本であって、
前記第1アンテナの中央部に対して点対称ないし略点対称の位置に、前記2本の第2アンテナの一方と他方とが配置される無線ICタグ。 - 請求項3記載の無線ICタグにおいて、
前記第3アンテナは2本であって、
前記第1アンテナの中央部に対して点対称ないし略点対称の位置に、前記2本の第3アンテナの一方と他方とが配置される無線ICタグ。 - 請求項1記載の無線ICタグであって、
前記質問器から送信される搬送波の波長λを基準として、
前記アンテナの長さは、λ/3以上λ/2以下であって、
前記第2アンテナの長さは、λ/4以上λ/2以下であって、
前記第1アンテナと前記第2アンテナのなす角度は、45度以上85度以下である無線ICタグ。 - 請求項2記載の無線ICタグにおいて、
前記質問器から送信される搬送波の波長λを基準として、
前記第3アンテナの長さは、λ/3以上λ以下である無線ICタグ。
前記第1アンテナと第3アンテナの距離は、λ/2.4〜λ/1.4以下である無線ICタグ。 - 請求項1記載の無線ICタグにおいて、
前記第1アンテナと前記第2アンテナは、絶縁されている無線ICタグ。 - 請求項1記載の無線ICタグにおいて、
前記第1アンテナは、前記質問器から送信される搬送波の周波数に共振するものであって、
前記第2アンテナは、入射した電磁波と同位相で電磁波を放出するものである無線ICタグ。 - 円偏波の電磁波を質問器と送受信する無線ICタグであって、
第1アンテナと、
第2アンテナと、
ICチップとを有し、
前記第1アンテナと第2アンテナは線状導体であって、
前記第1アンテナと第2アンテナの長軸方向が成す角度は平行ないし略平行であって、
前記ICチップは前記第1アンテナに励起する電力を取り出し動作するものである無線ICタグ。 - 請求項9記載の無線ICタグにおいて、
第3アンテナを有し、
前記第3アンテナは線状導体であって、
前記第3アンテナは前記第1アンテナと第2アンテナと同一平面上ないし略同一平面上にあるものであって、
前記第1アンテナと前記第3アンテナの長軸方向が成す角度は鋭角である無線ICタグ。 - 請求項10記載の無線ICタグにおいて、
前記第3アンテナは2本であって、
前記第1アンテナの中央部に対して点対称ないし略点対称の位置に、前記2本の第2アンテナの一方と他方とが配置される無線ICタグ。 - 請求項9記載の無線ICタグにおいて、
前記第2アンテナは2本であって、
前記第1アンテナの中央部に対して点対称ないし略点対称の位置に、前記2本の第2アンテナの一方と他方とが配置される無線ICタグ。 - 請求項12記載の無線ICタグにおいて、
第3アンテナを有し、
前記第3アンテナは線状導体であって、
前記第3アンテナは前記第1アンテナと第2アンテナと同一平面上ないし略同一平面上にあるものであって、
前記第1アンテナと前記第3アンテナの長軸方向が成す角度は、鋭角である無線ICタグ。 - 請求項13記載の無線ICタグにおいて、
前記第3アンテナは2本であって、
前記第1アンテナの中央部に対して点対称ないし略点対称の位置に、前記2本の第3アンテナの一方と他方とが配置される無線ICタグ。 - 請求項9記載の無線ICタグにおいて、
前記質問器から送信される搬送波の波長λを基準として、
前記質問器から送信される搬送波の波長λを基準として、
前記第1アンテナの長さは、λ/3以上λ/2以下であって、
前記第2アンテナの長さは、λ/3以上λ以下であって、
前記第1アンテナと第2アンテナの距離は、λ/2.4〜λ/1.4以下である無線ICタグ。 - 請求項10又は13記載の無線ICタグにおいて、
前記第3のアンテナの長さは、λ/4以上λ/2以下であって、
前記第1アンテナと前記第3アンテナのなす角度は、45度以上85度以下である無線ICタグ。 - 請求項1又は9記載の無線ICタグにおいて、
前記第1アンテナ及び第2アンテナは薄膜状媒体、平板状媒体の表面又はその中に配置される無線ICタグ。 - 請求項9記載の無線ICタグにおいて、
前記第1アンテナは、前記質問器から送信される搬送波の周波数に共振するものであって、
前記第2アンテナは、入射した電磁波と逆位相で電磁波を放出するものである無線ICタグ。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001345636A (ja) * | 2000-06-06 | 2001-12-14 | Ngk Insulators Ltd | アンテナ装置 |
JP2004511156A (ja) * | 2000-10-03 | 2004-04-08 | マルコニ コーポレイション パブリック リミテッド カンパニー | 多重帯域無線通信装置 |
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JP2005134942A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Mitsubishi Materials Corp | Rfidリーダ/ライタ及びアンテナの構造 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001345636A (ja) * | 2000-06-06 | 2001-12-14 | Ngk Insulators Ltd | アンテナ装置 |
JP2004511156A (ja) * | 2000-10-03 | 2004-04-08 | マルコニ コーポレイション パブリック リミテッド カンパニー | 多重帯域無線通信装置 |
JP2005094474A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Sharp Corp | マルチタグ及びマルチタグを利用したrfidシステム |
JP2005134942A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Mitsubishi Materials Corp | Rfidリーダ/ライタ及びアンテナの構造 |
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