WO2017150649A1 - Ｒｆタグ用アタッチメント及びｒｆタグ - Google Patents

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WO2017150649A1
WO2017150649A1 PCT/JP2017/008218 JP2017008218W WO2017150649A1 WO 2017150649 A1 WO2017150649 A1 WO 2017150649A1 JP 2017008218 W JP2017008218 W JP 2017008218W WO 2017150649 A1 WO2017150649 A1 WO 2017150649A1
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WO
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tag
waveguide element
attachment
antenna
conductor
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/008218
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English (en)
French (fr)
Inventor
詩朗 杉浦
達次 庭田
準登 鍋島
Original Assignee
株式会社フェニックスソリューション
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Publication date
Application filed by 株式会社フェニックスソリューション filed Critical 株式会社フェニックスソリューション
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines

Definitions

  • the present invention relates to an RF tag attachment that can improve the communication performance and versatility of an RF tag including a plate-like inverted F antenna, and an RF tag using this attachment.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • the RF tag used in the RFID system contains an antenna and an IC chip.
  • the carrier wave transmitted from the reader / writer antenna is received by the RF tag antenna and the identification data recorded on the IC chip is reflected. It communicates in a non-contact manner by returning it to the reader / writer on the wave.
  • Patent Documents 1 and 2 As an antenna provided in an RF tag, a plate-shaped inverted F antenna in which a ground plane and a plate-shaped radiating element are connected by a short-circuit plate is known (see Patent Documents 1 and 2). There is a problem that communication may be hindered due to a shift, and there is a problem that communication is not possible when radio waves are irradiated on the back side of the RF tag installation surface. Therefore, the inventor of the present application bends the feeding portion and the short-circuit portion so that the plate-like first waveguide element and the second waveguide element face each other, and the insulating base material is connected to the first waveguide element and the second waveguide. A plate-shaped inverted-F antenna that was interposed between elements was developed (Patent Document 3).
  • JP 2013-46402 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-110685 Patent application 2015-125350
  • the plate-like inverted F antenna and the RF tag disclosed in Patent Document 3 have the following problems. That is, since the first waveguide element and / or the second waveguide element is brought into contact with the conductor so that the conductor also functions as a waveguide element, when the RF tag is used without contacting the conductor, There is a problem that sufficient communication performance, for example, a communication distance may not be obtained.
  • This plate-shaped inverted-F antenna can be formed by simply bending the feeding section and the short-circuit section and attaching the first waveguide element and the second waveguide element to the front and back surfaces of the insulating base material. Have advantages. Therefore, it is preferable to develop not only a method of directly contacting a conductor but also another method of use as an RF tag including this plate-like inverted F antenna.
  • the present invention provides an RF tag attachment that can improve the communication performance and versatility of an RF tag including a plate-like inverted F antenna, and an RF tag using the attachment. Objective.
  • An RF tag attachment includes a first insulating substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and a first waveguide provided on the first main surface.
  • a short-circuit portion provided on the side surface of the first insulating substrate, one end of which is electrically connected to the first waveguide element, and the other end of which is electrically connected to the second waveguide element.
  • the first insulating base material, the first waveguide element, the second waveguide element, the power feeding section, and the short-circuit section constitute a plate-like inverted F antenna that receives radio waves transmitted from the reader.
  • An inductor pattern including the first waveguide element, the short-circuit portion, the second waveguide element, and the power feeding portion;
  • An RF tag antenna comprising a resonance circuit that resonates in the frequency band of the radio wave by a waveguide element, the second waveguide element, and a capacitor constituted by the first insulating substrate, and
  • An IC chip that operates, and the resonance circuit is used for an RF tag body having a resonance frequency set in consideration of an inductance of the inductor pattern, a capacitance of the capacitor, and an equivalent capacitance inside the IC chip.
  • a conductor having a tag attachment portion that is in contact with and electrically connected to one of the first waveguide element and the second waveguide element, and an extension portion extending from the tag attachment portion It is made of. Further, the extension is provided with an opening.
  • the RF tag of the present invention is attached to the RF tag attachment.
  • the surface is covered with a material that transmits radio waves.
  • the first waveguide element and the second waveguide element have the same shape, and the total length of the sides of the first waveguide element and the second waveguide element is ⁇ / 4, ⁇ / 2, 3 ⁇ . / 4, 5 ⁇ / 8 ( ⁇ : wavelength of the radio wave).
  • the insulating base material is a dielectric.
  • the RF tag main body including the plate-like inverted F antenna of Patent Document 3 developed by the present inventor is attached to an RF tag attachment made of a conductor (hereinafter sometimes simply referred to as “attachment”).
  • the waveguide element (either the first waveguide element or the second waveguide element) of the plate-shaped inverted F antenna is electrically connected to the attachment, and has a large opening area including the attachment. Radio waves can be absorbed (received) as one waveguide element. Therefore, communication performance can be improved by attaching the RF tag main body to the attachment as compared with a state where the RF tag main body including the plate-like inverted F antenna is not attached to the attachment.
  • the RF tag can be easily attached by passing a string or a wire through the opening and tying it to a management target by the RF tag. Further, the RF tag may be attached by passing a part of the management target through the opening.
  • the waveguide element of the RF tag body and the conductor are electrically connected via the attachment, and the attachment has a large opening area including the conductor.
  • a conductor such as a metal plate
  • the waveguide element of the RF tag body and the conductor are electrically connected via the attachment, and the attachment has a large opening area including the conductor.
  • one waveguide element can absorb (receive) radio waves, communication performance can be further improved.
  • the conductor itself also functions as one waveguide element in this way, not only when the radio wave is irradiated to the surface on which the RF tag is installed on both surfaces of the conductor, It can be operated even when radio waves are applied to the surface where the RF tag cannot be seen. If this feature is used, the RF tag can be hidden and pasted at a position where it cannot be seen.
  • the RF tag waveguide element (either the first waveguide element or the second waveguide element) and the conductor function as one large waveguide element. Therefore, there is no particular limitation on the size of the waveguide element and the size of the conductor that are brought into contact with the conductor.
  • attachment the attachment to the conductor means not only when the attachment and the conductor are in direct contact, but also when the attachment and the conductor can be regarded as being electrically connected. This includes the state where the substance is sandwiched between the attachment and the conductor.
  • the RF tag body is attached to the attachment and the surface is covered with a material that transmits radio waves, such as plastic, the RF tag's communication performance is maintained, while maintaining dust and water resistance, and dust and water resistance. Therefore, the versatility of the RF tag can be improved.
  • the material that transmits radio waves may be transparent or colored.
  • the first waveguide element and the second waveguide element have the same shape, and the total length of the sides of the first waveguide element and the second waveguide element is ⁇ / 4, ⁇ / 2 , 3 ⁇ / 4, or 5 ⁇ / 8 makes it easy to set the resonance frequency of the plate-shaped inverted F antenna and is not affected by the location of the attachment (make the attachment contact the conductor) Not).
  • the capacitance of the capacitor unit composed of the first waveguide element, the second waveguide element, and the insulating base can be increased.
  • the opening area of the first waveguide element and the second waveguide element can be reduced, and the RF tag main body and the attachment can be downsized.
  • Plan view (a) of attachment for RF tag of the first embodiment (a), plan view (b) and longitudinal sectional view (c) of RF tag with RF tag main body attached to attachment A perspective view of the top surface of the RF tag main body (a), a perspective view of the bottom surface (b), a development view of the top and bottom surfaces (c), a perspective view of the RF tag having a shape corresponding to the surface shape of the attachment (d), and Side view showing a state in which the RF tag is attached to an attachment RF tag equivalent circuit diagram Perspective view showing the RF tag installed on the conductor
  • the top view which shows RF tag of 2nd Embodiment A longitudinal sectional view showing a state where the RF tag is used for a manhole in the third embodiment Perspective view of the top surface of the RF tag of the fourth embodiment (a), perspective view of the bottom surface (b), development view of the top and bottom surfaces (c) RF tag vertical section
  • the RF tag attachment 1 is a member including a tag attachment portion 2 and an extension portion 3.
  • the RF tag attachment 1 is made of a conductor, and examples of the conductor include well-known metals such as iron, copper, aluminum, tin, and zinc, alloys containing these metals, plated steel plates and vapor deposits of these metals, and the like.
  • the plated steel sheet include hot dip galvanized steel sheet, electrogalvanized steel sheet, iron-zinc alloy plated steel sheet, nickel-zinc alloy plated steel sheet, aluminum-zinc alloy plated steel sheet, and aluminum plated steel sheet.
  • the tag attachment portion 2 is a portion that contacts and is electrically connected to one of the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 of the RF tag main body 100.
  • the structure of the RF tag main body 100 will be described later.
  • the extension part 3 is a part extending from the tag attachment part 2.
  • two openings 4 are provided, one opening 4a is circular and the other opening 4b is elliptical.
  • the opening 4 can be tied to a management target by an RF tag through a string or a wire, or can be screwed to the management target through the opening 4. Alternatively, a part of the management target may be passed through the opening.
  • the RF tag T is configured by covering the surface with a material 5 that transmits radio waves.
  • the surface of the opening 4b is covered with a material 5 that transmits radio waves, and the material 5 may be used through the surface.
  • the RF tag main body 100 includes an RF tag antenna 10 and an IC chip 80.
  • the RF tag antenna 10 includes a first waveguide element 20, a second waveguide element 30, a first insulating substrate 40, a power feeding part 50, and a short-circuit part 60.
  • the first insulating substrate 40 has an upper surface (first main surface) and a lower surface (second main surface) opposite to the first main surface.
  • the first insulating base material 40 is, for example, a substantially rectangular parallelepiped, but is not limited thereto.
  • a disk shape may be sufficient, or what the cross section curved in circular arc shape may be sufficient.
  • the 1st insulating base material 40 has a shape according to the surface shape of the to-be-attached object in the position which attaches the RF tag main body 100. FIG. Thereby, there is no restriction on the mounting position, and the application of the RF tag can be expanded. For example, as shown in FIGS.
  • the RF tag main body 100 when the RF tag main body 100 is attached to the outer peripheral surface of the cylindrical attachment object 150, the first insulating base material 40 is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical body. Those having a curved shape according to the shape are used. 2D and 2E, the RF tag main body 100 is directly attached to the outer peripheral surface of the attachment 150. However, in actuality, the attachment 1 with the RF tag main body 100 attached to the attachment 1 is attached. Is attached to the attachment 150.
  • the first waveguide element 20 is provided on the upper surface of the first insulating substrate 40.
  • the second waveguide element 30 is provided on the lower surface of the first insulating substrate 40. Both the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 have a rectangular shape, and are formed by etching or pattern printing of a metal thin film such as aluminum.
  • the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 have the same shape.
  • the “same shape” is not limited to the same in a strict sense, and a case where a slight difference occurs due to the structure of the antenna is also included in the “same shape”.
  • an IC chip 80 to be described later is provided on the same plane as the first waveguide element 20, in order to place the IC chip 80, for example, as shown in FIG. It is necessary to provide a recess in a part of 20.
  • the shapes of the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 are not strictly the same. However, since the first waveguide element 20 has the same rectangular shape as the second waveguide element 30, the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 are assumed to have the same shape.
  • the power feeding unit 50 is provided on the side surface of the first insulating base material 40, and one end thereof is electrically connected to the second waveguide element 30.
  • the short-circuit portion 60 is provided on the side surface of the first insulating substrate 40, and one end is electrically connected to the first waveguide element 20 and the other end is electrically connected to the second waveguide element 30.
  • the power feeding unit 50 and the short-circuit unit 60 are members provided in parallel to each other on the sheet 70 so as to be bridged between the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30. is there.
  • the power feeding unit 50 and the short-circuit unit 60 may not be provided in parallel to each other. Further, the power feeding unit 50 and the short-circuit unit 60 may be integrally formed simultaneously with the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30. Alternatively, after forming the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 separately, the respective end portions may be joined to the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30.
  • the first waveguide element 20, the second waveguide element 30, the power feeding section 50, and the short-circuit section 60 are formed on an insulating sheet 70, and
  • the first insulating substrate 40 is affixed to the first insulating substrate 40 via a sheet 70 that is bent at the side portion of the insulating substrate 40.
  • the RF tag antenna 10 can be easily manufactured by bending and attaching it to the first insulating substrate 40.
  • the sheet 70 As a material for the sheet 70, a flexible insulating material such as PET, polyimide, vinyl, or the like can be used.
  • the thickness of the sheet 70 is not particularly limited, but is generally about several tens of ⁇ m.
  • the surface of each waveguide element 20, 30 may be subjected to an insulating coating treatment.
  • the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 are formed on the sheet 70 (base material).
  • the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 are not necessarily formed on the sheet 70.
  • the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 may be formed alone.
  • the sheet 70 may be peeled off after the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 are formed on the sheet 70.
  • the plate-like inverted F antenna is constituted by the first insulating base material 40, the first waveguide element 20, the second waveguide element 30, the power feeding section 50, and the short-circuit section 60.
  • the plate-like inverted F antenna receives radio waves transmitted from a reading device (not shown).
  • the first waveguide element 20 absorbs radio waves
  • the second waveguide element 30 functions as a conductor ground plane.
  • the first waveguide element 20 functions as a conductor ground plane. That is, the waveguide elements 20 and 30 can perform both functions of the waveguide element and the conductor ground plane according to the usage mode of the RF tag main body 100.
  • the first waveguide element 20 is designed such that the total length A of the side edges 20a to 20f is any one of ⁇ / 4, ⁇ / 2, 3 ⁇ / 4, and 5 ⁇ / 8.
  • ⁇ is the wavelength of the radio wave transmitted from the reading device.
  • the wavelength ⁇ of the radio wave is not particularly limited as long as it is within a range that can be used as an RF tag.
  • the second waveguide element 30 is designed such that the total length B of the side edges 30a to 30d is substantially equal to the total A. As described above, the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 have the same shape, and the total side lengths A and B of the waveguide elements 20 and 30 are ⁇ / 4 and ⁇ / 2.
  • the RF tag main body 100 can be operated alone without being affected by the installation location (for example, without bringing the waveguide elements 20 and 30 into contact with the conductor). If the total length A, B of the side edges of each waveguide element 20, 30 is any of the above values, the planar shape of the waveguide elements 20, 30 is not limited to a rectangular shape. The center of the waveguide elements 20 and 30 may be cut off to form a square shape.
  • an insulator may be used as the first insulating substrate 40.
  • an opening area of a certain size can be secured, and the sensitivity of the plate-like inverted F antenna can be improved.
  • a polystyrene foam can be used as the first insulating substrate 40.
  • the first insulating substrate 40 may be a dielectric.
  • a dielectric having a relative dielectric constant of 1 to 20 is used as the first insulating substrate 40.
  • a dielectric having a high dielectric constant for example, ceramic
  • the capacitance of the capacitor 93 is increased, so that the opening areas of the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 are reduced, and the RF tag main body 100. Can be miniaturized.
  • the distance (communication distance) that can be communicated with the reader is reduced.
  • a dielectric having a low dielectric constant is used as the first insulating substrate 40.
  • the relative dielectric constant is preferably 5 or less.
  • the RF tag antenna 10 constitutes a resonance circuit that resonates in the frequency band of the radio wave transmitted from the reader and received by the plate-like inverted F antenna.
  • This resonance circuit is composed of an inductor pattern L and a capacitor (first capacitor) 93 (see FIG. 3).
  • the inductor pattern L includes the first waveguide element 20, the short-circuit portion 60, the second waveguide element 30, and the power feeding portion 50
  • the capacitor 93 includes the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30.
  • the first insulating substrate 40 the plate-shaped inverted F antenna can receive radio waves transmitted from the reader with high sensitivity, so that the reading performance of the RF tag can be improved.
  • the power supply voltage generated by the IC chip 80 described later can be increased.
  • the RF tag antenna 10 according to the present embodiment can also be applied to an antenna for a reading device.
  • the power supply unit 50 and the short circuit unit 60 are respectively connected to the first waveguide element along the direction H orthogonal to the longitudinal direction of the power supply unit 50 and the short circuit unit 60.
  • the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 are opposed to each other by being bent in the vicinity of the joint portion between the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30.
  • the first waveguide element 20 is attached to the upper surface of the first insulating substrate 40 with an adhesive or the like
  • the second waveguide element 30 is attached to the lower surface of the first insulating substrate 40.
  • the RF tag antenna 10 functioning as a plate-like inverted F antenna bends the feeding portion 50 and the short-circuit portion 60, and the first waveguide element 20 and The second waveguide elements 30 are produced by sticking each. Therefore, the structure of the RF tag antenna can be simplified and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case of a conventional patch antenna provided with a coaxial line or a strip line for feeding.
  • the RF tag main body 100 includes the RF tag antenna 10 and an IC chip 80 connected to the power feeding unit 50.
  • the IC chip 80 is provided between the first waveguide element 20 and the power feeding unit 50.
  • the IC chip 80 is disposed on the upper surface side of the first insulating base material 40 (on the same plane as the first waveguide element 20).
  • the IC chip 80 may be disposed on the side surface of the first insulating substrate 40 as long as it is within the range of functioning as a plate-like inverted F antenna.
  • an external power supply may be connected to the IC chip 80 so that the IC chip 80 operates with a voltage supplied from the external power supply.
  • the IC chip 80 operates based on radio waves received by the plate-like inverted F antenna of the RF tag antenna 10. Specifically, the IC chip 80 first rectifies a part of the carrier wave transmitted from the reading device and generates a power supply voltage necessary for operation. Then, the IC chip 80 operates a non-volatile memory in which the control logic circuit in the IC chip 80, the unique information of the product, and the like are stored, according to the generated power supply voltage. The IC chip 80 operates a communication circuit for transmitting / receiving data to / from the reading device. Some IC chips 80 include capacitors inside, and the IC chip 80 has a stray capacitance.
  • the resonance circuit preferably has a resonance frequency set in consideration of the inductance of the inductor pattern L, the capacitance of the capacitor 93, and the equivalent capacitance inside the IC chip 80.
  • the inductor pattern L, the capacitor 93, and the IC chip 80 are connected in parallel to each other.
  • the inductor pattern L, the capacitor 93, and the IC chip 80 constitute a resonance circuit that resonates in the frequency band of the radio wave transmitted from the reading device.
  • the resonance frequency f [Hz] of this resonance circuit is given by equation (1).
  • the value of the resonance frequency f is set so as to be included in the frequency band of the radio wave transmitted from the reading device.
  • La inductance of the inductor pattern L
  • Ca capacitance of the capacitor 93
  • Cb equivalent capacitance inside the IC chip 80.
  • Cb for example, a capacitance value published as one of specifications of the IC chip to be used can be used.
  • the resonance frequency of the resonance circuit can be accurately set in the frequency band of the radio wave by considering the equivalent capacitance inside the IC chip 80.
  • the reading performance of the RF tag main body 100 can be further improved.
  • the power supply voltage generated by the IC chip 80 can be further increased.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the RF tag T is installed on the upper surface of the conductor 200.
  • the RF tag T is installed such that the second waveguide element 30 contacts the conductor 200 via the attachment 1.
  • the conductor 200 is a metal plate.
  • the term “conductor” is a “generic name for substances having a relatively large electrical conductivity” as in a general dictionary meaning, and a metal is a typical example.
  • the “conductor” is not limited to metal, and may be, for example, a human body, vegetation, water, ground, or the like.
  • the second waveguide element 30 contacts and is electrically connected to the conductor 200 via the attachment 1, and the conductor 200 receives the radio wave together with the second waveguide element 30.
  • the first waveguide element 20 may contact the conductor 200 via the attachment 1, or both the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 may contact the conductor 200 via the attachment 1. You may touch.
  • the conductor 200 receives radio waves together with the first waveguide element 20 and / or the second waveguide element 30.
  • the conductor It is possible to absorb (receive) a radio wave as one waveguide element having a large opening area including. Therefore, the sensitivity of the plate-like inverted F antenna can be improved.
  • the conductor 200 itself also functions as one waveguide element. Therefore, not only when the radio wave is irradiated on the surface where the RF tag T is installed, but also when the radio wave is irradiated on the surface where the RF tag T is not installed (the surface where the RF tag T cannot be seen), It can be operated. Therefore, the RF tag T can be hidden and pasted at a position where it cannot be visually recognized. Further, when the first waveguide element 20 and / or the second waveguide element 30 is brought into contact with the conductor 200 via the attachment 1, the conductor 200 and the waveguide elements 20, 30 are one large waveguide element. Therefore, the size of the waveguide elements 20 and 30 and the size of the conductor 200 are not particularly limited.
  • the RF tag T causes the conductor 200 itself to function as one waveguide element. Radio waves are irradiated not only on the installation surface (upper surface) 201 on which the RF tag T is installed but also on the non-installation surface (lower surface) 202 on which the RF tag T is not installed.
  • the RF tag T operates even in the case where the As shown in FIG. 4, the conductor 200 may be installed not only on the second waveguide element 30 side but also on the first waveguide element 20 side. That is, the RF tag T may be installed so that the first waveguide element 20 contacts the conductor 200 via the attachment 1. Alternatively, both the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30 may contact the conductor via the attachment 1.
  • the RF tag T may be sandwiched between two metal plates.
  • the IC chip 80 and the conductor 200 may be electrically connected to cause a short circuit.
  • the surface of the IC chip 80 is not covered with the conductor 200 (for example, the IC chip 80 is exposed), or the IC chip 80 is provided on the side surface of the first insulating substrate 40. It is necessary to take measures.
  • the RF tag T is installed on a nonconductor (insulator) such as rubber. In other words, the RF tag T operates even when radio waves are applied to the surface where the RF tag T is not installed. In this case, the RF tag T receives the radio wave transmitted through the insulator and operates.
  • a part of the extension 3A is a meander line
  • the surface of the RF tag main body 100 is placed in a plastic case 6 that is a material that transmits radio waves.
  • Attachment 1 can be reduced in size by making a part of extension part 4 into a meander line.
  • the plastic case 6 has a waterproof function
  • the RF tag T can be used underwater or attached to the laundry.
  • the surface of the RF tag T is covered with a material that transmits radio waves and has flexibility, the entire RF tag T can be made flexible.
  • the present embodiment is characterized in that the RF tag T to which the attachment 1 is attached is attached to a frame 300 of an iron manhole.
  • Reference numerals S ⁇ b> 1 and S ⁇ b> 2 indicate a state in which the RF tag main body 100 is directly attached to the iron manhole cover 301 and the frame 300 without using the attachment 1.
  • the carrier wave W does not reach the RF tag main body 100 and communication is disabled.
  • the attachment 1 is attached to the RF tag main body 100 and the extension 3 of the attachment 1 is fixed to the inside of the frame 300 with a bolt or the like, for example, the position of the RF tag main body 100 from the ground surface is changed. Therefore, even when it is raining, the carrier wave of the reader / writer 400 passes through the surface of the concrete manhole 302 and reaches the RF tag T, so that communication can be reliably performed.
  • the RF tag antenna 11 includes an extension piece 90 extending from the side of the second waveguide element 30.
  • the extension piece 90 extends from the side of one of the first waveguide element 20 and the second waveguide element 30, and the second insulating base 91 is placed on the other waveguide element. Is pasted through.
  • the extension piece 90 extends from the side of the second waveguide element 30 and is attached to the surface of the first waveguide element 20 with an adhesive or the like via the second insulating substrate 91. Yes. As illustrated in FIG. 7A, the extension piece 90 is provided so as to pass on the side surface opposite to the side surface on which the power supply unit 50 and the short-circuit unit 60 are provided, among the side surfaces of the first insulating base material 40. ing. In this manner, by attaching the extension piece 90 to the surface of the first waveguide element 20 via the second insulating base material 91, as shown in FIG. 8, the extension piece 90, the second insulating base material 91, and the first A small-capacitance capacitor 92 is formed by one waveguide element 20.
  • a capacitive coupling effect is obtained by the capacitor 92 and the capacitor 93 including the first waveguide element 20, the second waveguide element 30, and the first insulating substrate 40. Therefore, by adjusting the capacitance of the capacitor 93, the combined capacitance of the capacitor 92 and the capacitor 93 can be adjusted, and the resonance frequency of the RF tag antenna 11 can be easily adjusted.
  • the capacitance of the capacitor 93 can be adjusted by, for example, the shape and area of the extension piece 90 and the dielectric constant and thickness of the second insulating substrate.
  • the second insulating base 91 may be separately formed. For example, a separately formed insulating film may be inserted between the extension piece 90 and the first waveguide element 20.
  • each waveguide element 20, 30 is treated with an insulating coating
  • the insulating coating may be used as the second insulating base 91.
  • the RF tag antenna 11 according to the present embodiment can also be applied to an antenna for a reading device.
  • the present invention relates to an RF tag attachment capable of improving the communication performance and versatility of an RF tag having a plate-like inverted F antenna, and an RF tag using this attachment, and has industrial applicability.

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Abstract

板状逆Fアンテナを有するRFタグの通信性能及び汎用性を高めることができるRFタグ用アタッチメント及びこのアタッチメントを使用したRFタグを提供する。　第１絶縁基材４０、第１，２導波素子２０，３０、給電部５０及び短絡部６０により板状逆Ｆアンテナが構成され、各導波素子、短絡部及び給電部により構成されるインダクタパターンＬと、各導波素子及び第１絶縁基材により構成されるコンデンサ９２とにより、共振回路が構成されるＲＦタグ用アンテナ１０と、ＩＣチップ８０とを備え、共振回路は、インダクタパターンのインダクタンス、コンデンサの静電容量及びＩＣチップ内部の等価容量を考慮して設定された共振周波数を有するRFタグ本体に使用するアタッチメント１である。各導波素子のうち一方の導波素子と接触して電気的に接続されるタグ取付部２と、当該タグ取付部からのびる延長部３とを備えた導体製である。

Description

ＲＦタグ用アタッチメント及びＲＦタグ
　本発明は、板状逆Fアンテナを備えるRFタグの通信性能及び汎用性を高めることができるRFタグ用アタッチメント及びこのアタッチメントを使用したRFタグに関する。
　近年、RFID(Radio Frequency Identification)が利用されている。
　RFIDシステムで使用するRFタグにはアンテナ及びICチップが格納されており、リーダ・ライタのアンテナから送信された搬送波をRFタグのアンテナで受信し、ICチップに記録されている識別データ等を反射波に乗せてリーダ・ライタへ返送することで非接触で交信する仕組みになっている。
　RFタグが備えるアンテナとして、地板と板状の放射素子とを短絡板で接続した板状逆Fアンテナが知られているが（特許文献1及び2参照）、RFタグを導体に近づけると共振周波数がずれてしまい通信に支障が出るという問題や、RFタグ設置面の裏面に電波を照射した場合には通信できないという問題があった。
　そこで、本願発明者は、板状の第1導波素子と第2導波素子とが対向するように給電部及び短絡部を屈曲させると共に絶縁基材を第1導波素子と第2導波素子の間に介在させて成る板状逆Fアンテナを開発した（特許文献3）。この板状逆Fアンテナを備えるRFタグは第1導波素子及び／又は第2導波素子を導体に接触させると、接触させた導波素子と導体とが電気的に接続され、当該導体からも電波を受信することができるという効果や導体両面のうちRFタグ接地面の裏面に電波を照射した場合でも通信できるという効果を有する。
特開2013－46402号公報 特開2013－110685号公報 特願2015－125350
　ところが、上記特許文献3に開示された板状逆Fアンテナ及びRFタグでは以下のような問題がある。
　すなわち、第1導波素子及び／又は第2導波素子を導体に接触させることで当該導体も導波素子として機能させる仕組みであるため、RFタグを導体に接触させずに使用する場合には充分な通信性能、例えば通信距離を得られないことがあるという問題がある。
　この板状逆Fアンテナは給電部及び短絡部を屈曲させて、絶縁基材の表面と裏面に第1導波素子と第2導波素子を貼り付けるだけで成形できるため、製造コストが低いという利点を有する。したがって、この板状逆Fアンテナを備えるRFタグの用途として、導体に直接接触させる方法だけでなく他の使用方法を開発するのが好ましい。
　本発明は、このような問題を考慮して、板状逆Fアンテナを備えるRFタグの通信性能及び汎用性を高めることができるRFタグ用アタッチメント及びこのアタッチメントを使用したRFタグを提供することを目的とする。
　本発明のRFタグ用アタッチメントは、第１主面、及び前記第１主面の反対側の第２主面を有する第１絶縁基材と、前記第１主面に設けられた第１導波素子と、前記第２主面に設けられた第２導波素子と、前記第１絶縁基材の側面に設けられ、前記第２導波素子に一端が電気的に接続された給電部と、前記第１絶縁基材の前記側面に設けられ、前記第１導波素子に一端が電気的に接続され、前記第２導波素子に他端が電気的に接続された短絡部とを有しており、前記第１絶縁基材、前記第１導波素子、前記第２導波素子、前記給電部及び前記短絡部により、読取装置から送信された電波を受信する板状逆Ｆアンテナが構成され、前記第１導波素子、前記短絡部、前記第２導波素子及び前記給電部により構成されるインダクタパターンと、前記第１導波素子、前記第２導波素子及び前記第１絶縁基材により構成されるコンデンサとにより、前記電波の周波数帯域で共振する共振回路が構成されるＲＦタグ用アンテナと、前記電波に基づいて動作するＩＣチップとを備え、前記共振回路は、前記インダクタパターンのインダクタンス、前記コンデンサの静電容量及び前記ＩＣチップ内部の等価容量を考慮して設定された共振周波数を有するRFタグ本体に使用するアタッチメントにおいて、前記第1導波素子及び第2導波素子のうち一方の導波素子と接触して電気的に接続されるタグ取付部と、当該タグ取付部からのびる延長部とを備えた導体製であることを特徴とする。
　また、前記延長部に開口を備えることを特徴とする。
　本発明のRFタグは、上記RFタグ用アタッチメントに取り付けられたことを特徴とする。
　また、電波を透過する素材で表面が覆われていることを特徴とする。
　また、前記第1導波素子及び第2導波素子は同一形状であり、前記第1導波素子及び第2導波素子の側辺の長さの合計はλ／4、λ／2、3λ／4、5λ／8（λ：前記電波の波長）のいずれかに等しいことを特徴とする。
　また、前記絶縁基材が誘電体であることを特徴とする。
　本発明では、本願発明者が開発した上記特許文献3の板状逆Fアンテナを備えるRFタグ本体を、導体製のRFタグ用アタッチメント（以下、単に「アタッチメント」と表記することがある）に取り付けることで、当該板状逆Fアンテナの導波素子（第1導波素子と第2導波素子のいずれか一方）とアタッチメントとが電気的に接続され、当該アタッチメントを含んだ大きな開口面積を有する一つの導波素子として電波を吸収（受信）することができる。
　したがって、当該板状逆Fアンテナを備えるRFタグ本体をアタッチメントに取り付けていない状態と比較して、RFタグ本体をアタッチメントに取り付けることで通信性能を向上させることができる。
　また、延長部に開口を設けることにすれば、紐やワイヤーを開口に通し、RFタグによる管理対象に結びつけることでRFタグの取り付けを容易に行うことができる。また、管理対象の一部を開口に通すことでRFタグを取り付けることにしてもよい。
　また、アタッチメントを例えば金属板等の導体に接触させた場合には、アタッチメントを介してRFタグ本体の導波素子と導体とが電気的に接続され、当該導体を含んだ大きな開口面積を有する一つの導波素子として電波を吸収（受信）することができるので、通信性能を更に向上させることができる。
　そして、このように金属板等の導体自体も一つの導波素子として機能するので、導体両面のうちRFタグを設置した面に対して電波を照射した場合のみならず、設置していない面（RFタグが見えない面）に対して電波を照射した場合でも作動させることができる。この特徴を利用すればRFタグを視認できない位置に隠して貼ることができる。
　このように、アタッチメントを導体に接触させた場合には、RFタグの導波素子（第1導波素子と第2導波素子のいずれか一方）と導体とが一つの大きな導波素子として機能するので、導体と接触させる導波素子のサイズや導体のサイズに特に制限はない。
　なお、本発明において「アタッチメントを導体に接触させる」とはアタッチメントと導体とを直接接触させる場合のみならず、アタッチメントと導体とが電気的に接続されていると見做せる状態であれば、何らかの物質をアタッチメントと導体の間に挟んでいる状態も含むものとする。
　また、RFタグ本体をアタッチメントに取り付けた状態で、その表面を、プラスチック等の電波を透過する素材で覆うことにすれば、RFタグの通信性能を維持しながら耐塵・耐水性や防塵・防水性を付与できるので、RFタグの汎用性を高めることができる。電波を透過する素材は透明であっても、着色を施してもよい。
　また、本発明では第1導波素子と第2導波素子を同一形状にして、前記第1導波素子及び第2導波素子の側辺の長さの合計をλ/4、λ/2、3λ/4、5λ/8のいずれかにすることで、板状逆Fアンテナの共振周波数の設定が容易になると共に、アタッチメントの設置場所の影響を受けずに（アタッチメントを導体に接触させることなく）作動させることが可能になる。
　また、絶縁基材として誘電体を用いることにすれば、第1導波素子、第2導波素子及び絶縁基材で構成されるコンデンサ部の静電容量を大きくすることができる。これにより第1導波素子及び第2導波素子の開口面積を小さくしてRFタグ本体及びアタッチメントを小型化できる。
第1の実施の形態のRFタグ用アタッチメントの平面図（a）、アタッチメントにRFタグ本体を取り付けた状態のRFタグの平面図（b）及び縦断面図（c） RFタグ本体の上面の斜視図（a）、下面の斜視図（b）、上面及び下面の展開図（c）、被取付物の表面形状に応じた形状を有するＲＦタグ斜視図(d)及びＲＦタグが被取付物に取り付けられた状態を示す側面図 RFタグの等価回路図 RFタグを導体に設置した状態を示す斜視図 第2の実施の形態のRFタグを示す平面図 第3の実施の形態においてRFタグをマンホールに使用した状態を示す縦断面図 第4の実施の形態のRFタグの上面の斜視図（a）、下面の斜視図（b）、上面及び下面の展開図（c） RFタグの縦断面図
［第1の実施の形態］
　本発明のRFタグ用アタッチメント及びRFタグの第1の実施の形態について図面を用いて説明する。
　図１(ａ)～(ｃ)に示すように、RFタグ用アタッチメント１はタグ取付部２と延長部３を備える部材である。
　RFタグ用アタッチメント１は導体から成り、導体としては例えば鉄、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛等の周知の金属並びにこれら金属を含む合金、これら金属によるめっき鋼板や蒸着物などが挙げられる。めっき鋼板としては、例えば溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、鉄－亜鉛合金めっき鋼板、ニッケル－亜鉛合金めっき鋼板、アルミニウム－亜鉛合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板などを挙げることができる。
　タグ取付部２はRFタグ本体１００の第1導波素子２０及び第2導波素子３０のうち一方の導波素子と接触して電気的に接続される部位である。RFタグ本体１００の構造については後述する。
　延長部３はタグ取付部２からのびる部位である。本実施の形態では2つの開口４を備えており、一方の開口４ａは円形、他方の開口４ｂは楕円形にしている。開口４に紐やワイヤーを通してRFタグによる管理対象に結びつけたり、開口４を介して管理対象にネジ止め等することができる。あるいは、管理対象の一部を開口に通すことにしてもよい。
　ＲＦタグ本体１００をＲＦタグ用アタッチメント１に取り付けた状態で、その表面を電波を透過する素材５で覆うことでＲＦタグＴが構成される。なお、開口４ｂの表面は電波を透過する素材５で覆われており、当該素材５を貫通させて使用すればよい。
　図２(ａ)～(ｃ)に示すように、RFタグ本体１００はRFタグ用アンテナ１０とICチップ８０とで構成される。
　ＲＦタグ用アンテナ１０は第１導波素子２０、第２導波素子３０、第１絶縁基材４０、給電部５０及び短絡部６０を備えている。
　第１絶縁基材４０は、上面（第１主面）、及び第１主面の反対側の下面（第２主面）を有する。第１絶縁基材４０は、例えば略直方体であるが、これに限らない。例えば、円盤状であってもよいし、あるいは断面が円弧状に湾曲したものであってもよい。好ましくは、第１絶縁基材４０は、ＲＦタグ本体１００を取り付ける位置における被取付物の表面形状に応じた形状を有する。これにより、取り付け位置の制限がなくなり、ＲＦタグの用途を拡げることができる。例えば、図２(ｄ)及び(ｅ)に示すように、ＲＦタグ本体１００が筒状の被取付物１５０の外周面に取り付けられる場合、第１絶縁基材４０として、筒体の外周面の形状に合わせて湾曲した形状を有するものを用いる。なお、図２（ｄ）及び（ｅ）ではＲＦタグ本体１００を直接被取付物１５０の外周面に取り付けているが、実際にはＲＦタグ本体１００をアタッチメント１に取り付けた状態で、当該アタッチメント１を被取付物１５０に取り付けることになる。
　第１導波素子２０は第１絶縁基材４０の上面に設けられている。第２導波素子３０は第１絶縁基材４０の下面に設けられている。第１導波素子２０及び第２導波素子３０は、いずれも長方形状であり、アルミ等の金属薄膜のエッチング又はパターン印刷等によって形成される。
　第１導波素子２０と第２導波素子３０は、同一形状である。なお、本願において「同一形状」とは、厳密な意味での同一に限られるものではなく、アンテナの構造に起因して僅かな差異が生じる場合も「同一形状」に含むものとする。例えば、後述のＩＣチップ８０を第１導波素子２０と同一平面上に設ける場合、ＩＣチップ８０を配置するために、図２(ａ)に示すように、例えば四角形状の第１導波素子２０の一部に凹部を設ける必要がある。この場合、第１導波素子２０と第２導波素子３０の形状は厳密には同一ではない。しかし、第１導波素子２０は第２導波素子３０と同様の四角形状であるので、第１導波素子２０と第２導波素子３０は同一形状であるというものとする。
　給電部５０は、第１絶縁基材４０の側面に設けられ、第２導波素子３０に一端が電気的に接続されている。短絡部６０は、第１絶縁基材４０の側面に設けられ、第１導波素子２０に一端が電気的に接続され、第２導波素子３０に他端が電気的に接続されている。図２(ａ)に示すように、給電部５０及び短絡部６０は、第１導波素子２０と第２導波素子３０とに架け渡されるようにシート７０上に互いに平行に設けられる部材である。
　なお、給電部５０及び短絡部６０は、互いに並行に設けられなくてもよい。また、給電部５０及び短絡部６０は、第１導波素子２０及び第２導波素子３０と同時に一体成形してもよい。あるいは、第１導波素子２０及び第２導波素子３０とは別体に成形した後、各々の端部を第１導波素子２０及び第２導波素子３０に接合してもよい。
　図２(ａ)～(ｃ)に示すように、第１導波素子２０、第２導波素子３０、給電部５０及び短絡部６０は、絶縁性のシート７０上に形成されており、第１絶縁基材４０の辺の部分で折り曲げられたシート７０を介して第１絶縁基材４０に貼り付けられている。後ほど詳しく説明するように、片面に第１導波素子２０、第２導波素子３０、給電部５０及び短絡部６０が形成された可撓性のシート７０を、給電部５０及び短絡部６０とともに屈曲させて第１絶縁基材４０に貼り付けることにより容易にＲＦタグアンテナ１０を製造することができる。
　なお、シート７０の材料としては、ＰＥＴ、ポリイミド、ビニールなど可撓性を有する絶縁材料を用いることが可能である。シート７０の厚さは特に限定されるものではないが、一般的には数十μｍ程度である。また、各導波素子２０,３０の表面に絶縁被膜処理を施してもよい。
　また、本実施形態では第１導波素子２０及び第２導波素子３０をシート７０（基材）上に形成しているが、必ずしもシート７０上に形成されたものである必要はない。例えば、第１導波素子２０及び第２導波素子３０を単体で形成してもよい。あるいは、第１導波素子２０及び第２導波素子３０をシート７０上に形成した後で当該シート７０を剥がしてもよい。
　上記の第１絶縁基材４０、第１導波素子２０、第２導波素子３０、給電部５０及び短絡部６０により、板状逆Ｆアンテナが構成される。この板状逆Ｆアンテナは、読取装置（図示せず）から送信された電波を受信する。第１導波素子２０が電波を吸収する場合には、第２導波素子３０が導体地板として働く。一方、第２導波素子３０が電波を吸収する場合には、第１導波素子２０が導体地板として働く。すなわち、導波素子２０，３０は、ＲＦタグ本体１００の使用態様に応じて、導波素子と導体地板のどちらの機能も果たすことが可能である。
　第１導波素子２０は、その側辺２０ａ～２０ｆの長さの合計Ａがλ／４、λ／２、３λ／４、５λ／８のいずれかになるように設計されている。ここで、λは読取装置から送信された電波の波長である。なお、電波の波長λは、ＲＦタグとして使用可能な範囲内であれば特に限定されない。第２導波素子３０は、その側辺３０ａ～３０ｄの長さの合計Ｂが合計Ａとほぼ等しくなるように設計されている。
　上記のように、第１導波素子２０と第２導波素子３０は同一形状であり、各導波素子２０，３０の側辺の長さの合計Ａ，Ｂはλ／４、λ／２、３λ／４、５λ／８のいずれかにほぼ等しい。これにより、板状逆Ｆアンテナの共振周波数を容易に設定することができる。さらに、設置場所の影響を受けることなく（例えば導波素子２０，３０を導体に接触させることなく）、ＲＦタグ本体１００を単体で動作させることができる。
　なお、各導波素子２０,３０の側辺の長さの合計Ａ，Ｂが上記値のいずれかであれば、導波素子２０，３０の平面形状は長方形状に限られない、例えば、各導波素子２０,３０の中心部を切り取ったロ字状にしてもよい。
　また、第１絶縁基材４０として絶縁体を用いてもよい。これにより、ある程度の大きさの開口面積を確保し、板状逆Ｆアンテナの感度向上を図ることができる。例えば、第１絶縁基材４０として発泡スチロールを使用することが可能である。
　また、第１絶縁基材４０は誘電体であってもよい。第１絶縁基材４０として、例えば比誘電率が１以上～２０以下の誘電体を用いる。誘電率が大きい誘電体（例えばセラミック）を用いた場合、コンデンサ９３の静電容量が大きくなるため、第１導波素子２０及び第２導波素子３０の開口面積が小さくなり、ＲＦタグ本体１００を小型化することができる。ただし、ＲＦタグ用アンテナ１０の利得が小さくなるため、読取装置との間で通信可能な距離（通信距離）が短くなる。数メートル以上といった比較的長い通信距離が必要な場合は、第１絶縁基材４０として誘電率が小さい誘電体を用いる。この場合、比誘電率は５以下であることが好ましい。
　ＲＦタグ用アンテナ１０では、読取装置から送信され、上記の板状逆Ｆアンテナで受信される電波の周波数帯域で共振する共振回路が構成される。この共振回路は、インダクタパターンＬとコンデンサ（第１コンデンサ）９３により構成される（図３参照）。ここで、インダクタパターンＬは、第１導波素子２０、短絡部６０、第２導波素子３０及び給電部５０により構成され、コンデンサ９３は、第１導波素子２０、第２導波素子３０及び第１絶縁基材４０により構成される。この共振回路によって、読取装置から送信された電波を板状逆Ｆアンテナが高感度で受信できるようになるため、ＲＦタグの読み取り性能を向上させることができる。さらに、後述のＩＣチップ８０が生成する電源電圧を高くすることができる。
　なお、本実施形態に係るＲＦタグ用アンテナ１０は、読取装置用のアンテナに適用することもできる。
　ここで、ＲＦタグ用アンテナ１０の製造方法について説明する。まず、図２(ｂ)及び(ｃ)に示すように、給電部５０及び短絡部６０の長手方向に直交する方向Ｈに沿って、給電部５０及び短絡部６０をそれぞれ、第１導波素子２０及び第２導波素子３０との接合箇所近傍において折り曲げて、第１導波素子２０と第２導波素子３０とを対向させる。次に、第１導波素子２０を第１絶縁基材４０の上面に接着剤等で貼り付け、第２導波素子３０を第１絶縁基材４０の下面に貼り付ける。これにより、ＲＦタグ用アンテナ１０としての板状逆Ｆアンテナを製造できる。
　板状逆Ｆアンテナとして機能するＲＦタグ用アンテナ１０は、上記のように、給電部５０及び短絡部６０を屈曲させて、第１絶縁基材４０の表面及び裏面に第１導波素子２０及び第２導波素子３０をそれぞれ貼り付けることにより作製される。したがって、給電用の同軸線路やストリップ線路を設ける従来のパッチアンテナの場合と比較して、ＲＦタグ用アンテナの構造を簡略化でき、製造コストを抑えることができる。
　次に、ＲＦタグ本体１００について説明する。ＲＦタグ本体１００は、上記のＲＦタグ用アンテナ１０と、給電部５０に接続されるＩＣチップ８０とを備えている。
　ＩＣチップ８０は、図２(ａ)に示すように、第１導波素子２０と給電部５０の間に設けられている。ＩＣチップ８０は、第１絶縁基材４０の上面側（第１導波素子２０と同一平面上）に配置されている。なお、板状逆Ｆアンテナとして機能する範囲内であれば、ＩＣチップ８０を第１絶縁基材４０の側面に配置してもよい。また、ＩＣチップ８０に外部電源を接続して、当該外部電源から供給される電圧によりＩＣチップ８０が動作するようにしてもよい。
　ＩＣチップ８０は、ＲＦタグ用アンテナ１０の板状逆Ｆアンテナが受信した電波に基づいて動作する。具体的には、ＩＣチップ８０は、まず、読取装置から送信される搬送波の一部を整流し、動作するために必要な電源電圧を生成する。そして、ＩＣチップ８０は、生成した電源電圧によって、ＩＣチップ８０内の制御用の論理回路、商品の固有情報等が格納された不揮発性メモリを動作させる。また、ＩＣチップ８０は、読取装置との間でデータの送受信を行うための通信回路等を動作させる。
　ＩＣチップ８０には、内部にコンデンサを含むものがあり、また、ＩＣチップ８０は浮遊容量を有する。このため、共振回路の共振周波数を設定する際、ＩＣチップ８０内部の等価容量を考慮することが好ましい。換言すれば、共振回路は、インダクタパターンＬのインダクタンス、コンデンサ９３の静電容量、及びＩＣチップ８０内部の等価容量を考慮して設定された共振周波数を有することが好ましい。
　ＲＦタグ本体１００の等価回路では、図３に示すように、インダクタパターンＬと、コンデンサ９３と、ＩＣチップ８０とは互いに並列接続されている。インダクタパターンＬ、コンデンサ９３及びＩＣチップ８０が、読取装置から送信される電波の周波数帯域で共振する共振回路を構成する。この共振回路の共振周波数ｆ［Ｈｚ］は、式（１）により与えられる。共振周波数ｆの値は、読取装置から送信される電波の周波数帯域に含まれるように設定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、Ｌa：インダクタパターンＬのインダクタンス、Ｃａ：コンデンサ９３の静電容量、Ｃｂ：ＩＣチップ８０内部の等価容量である。なお、Ｃｂとしては、例えば、使用するＩＣチップの仕様諸元の一つとして公表されている静電容量値を用いることができる。
　上記のように、ＩＣチップ８０内部の等価容量を考慮することで、共振回路の共振周波数を電波の周波数帯域に精度良く設定することができる。その結果、ＲＦタグ本体１００の読み取り性能をさらに向上させることができる。また、ＩＣチップ８０が生成する電源電圧をさらに高くすることができる。
＜導体２００上に設置されたＲＦタグＴ＞
　図４を参照して導体２００上に設置されたＲＦタグＴについて説明する。図４は、ＲＦタグＴを導体２００の上面に設置した状態の斜視図を示している。
　ＲＦタグＴは、アタッチメント1を介して第２導波素子３０が導体２００に接触するように設置されている。
　本実施形態では、導体２００は金属板である。なお、本願において「導体」とは、一般的な辞書的意味と同様に、「電気の伝導率が比較的大きな物質の総称」であり、金属が典型的な例である。ただし、「導体」は、金属に限定されるものではなく、例えば人体、草木、水、地面などであってもよい。
　第２導波素子３０がアタッチメント１を介して導体２００に接触して電気的に接続され、導体２００が第２導波素子３０とともに電波を受信する。なお、第１導波素子２０がアタッチメント１を介して導体２００に接触してもよいし、あるいは、第１導波素子２０と第２導波素子３０の両方がアタッチメント１を介して導体２００に接触してもよい。導体２００は、第１導波素子２０及び／又は第２導波素子３０とともに電波を受信する。
　このように第１導波素子２０及び／又は第２導波素子３０を、アタッチメント１を介して導体２００に接触させることで、接触した導波素子と導体とが電気的に接続され、当該導体を含んだ大きな開口面積を有する一つの導波素子として電波を吸収（受信）することができる。よって、板状逆Ｆアンテナの感度向上を図ることができる。
　上記のようにＲＦタグＴを導体２００上に設置した場合、導体２００自体も一つの導波素子として機能する。このため、ＲＦタグＴを設置した面に電波を照射した場合のみならず、ＲＦタグＴを設置していない面（ＲＦタグＴが見えない面）に電波を照射した場合でも、ＲＦタグＴを動作させることができる。したがって、ＲＦタグＴを視認できない位置に隠して貼ることも可能になる。
　さらに、第１導波素子２０及び／又は第２導波素子３０を、アタッチメント１を介して導体２００に接触させる場合には、導体２００と導波素子２０，３０とが一つの大きな導波素子として機能するので、導波素子２０，３０のサイズや導体２００のサイズに特に制限はない。
　上述のとおり、ＲＦタグＴは、導体２００自体を一つの導波素子として機能させる。ＲＦタグＴを設置した設置面（上面）２０１に対して読取装置から電波が照射された場合のみならず、ＲＦタグＴを設置していない非設置面（下面）２０２に対して電波が照射された場合でもＲＦタグＴは動作する。
　導体２００は、図４に示すように第２導波素子３０側に設置するだけでなく、第１導波素子２０側に設置してもよい。すなわち、第１導波素子２０がアタッチメント１を介して導体２００に接触するようにＲＦタグＴを設置してもよい。あるいは、第１導波素子２０と第２導波素子３０の両方がアタッチメント１を介して導体に接触するようにしてもよい。例えば、２枚の金属板でＲＦタグＴを挟み込んでもよい。ただし、第１導波素子２０を導体２００に接触させる場合は、ＩＣチップ８０と導体２００とが電気的に接続されてショートするおそれがある。ショートを防止するために、ＩＣチップ８０の表面を導体２００で覆わないようにする（例えばＩＣチップ８０を露出させておく）、あるいはＩＣチップ８０を第１絶縁基材４０の側面に設けるなどの対策をとる必要がある。
　なお、ＲＦタグＴをゴム等の非導体（絶縁体）上に設置した場合についても同様である。すなわち、ＲＦタグＴを設置していない面に対して電波が照射された場合でもＲＦタグＴは動作する。この場合は、絶縁体を透過した電波をＲＦタグＴが受信して動作する。
［第２の実施の形態］
　次に本発明のRFタグ用アタッチメント及びRFタグの第２の実施の形態について説明するが、上記第１の実施の形態と同様の構成になる箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。
　図５に示すように、本実施の形態においては延長部３Ａの一部をメアンダラインにすると共にRFタグ本体１００の表面を、電波を透過する素材であるプラスチックケース６に入れてある。
　延長部４の一部をメアンダラインにすることでアタッチメント１を小型化することができる。
　また、プラスチックケース６に防水機能を持たせれば、RFタグＴを水中で使用したり、洗濯物に取り付けて使用することができる。
　また、RFタグＴの表面を、電波を透過し且つ可撓性を有する素材で覆うことにすればRFタグＴ全体に可撓性を持たせることができる。
［第3の実施の形態］
　次に本発明のRFタグ用アタッチメント及びRFタグの第3の実施の形態について説明するが、上記各実施の形態と同様の構成になる箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。
　図６に示すように、本実施の形態においてはアタッチメント１を取り付けたRFタグＴを鉄製のマンホールの枠３００に取り付けた点に特徴を有する。
　符号Ｓ１,Ｓ２はアタッチメント１を使用せずにRFタグ本体１００を直接鉄製のマンホールの蓋３０１及び枠３００に取り付けた状態を示している。
　晴天時であればアタッチメント１を使用せずにRFタグ本体１００を直接マンホールの蓋３０１の裏面や枠３００の内側に取り付けても通信可能である。しかし、雨天時にマンホールの蓋３０１及び枠３００の表面が濡れている場合にはマンホールの蓋３０１及び枠３００の表面が地表面と同じく電位ゼロになっているため、リーダ・ライタ４００から送信された搬送波ＷがRFタグ本体１００まで届かず、通信不能になる場合がある。
　このような場合を想定して、RFタグ本体１００にアタッチメント１を取り付けて、アタッチメント１の延長部３を例えば枠３００の内側にボルト等で固定すると、RFタグ本体１００の地表面からの位置が下がるので、たとえ雨天時であってもリーダ・ライタ４００の搬送波はコンクリート製のマンホール３０２の表面から内部を透過してRFタグＴに至るので確実に通信できる。
［第4の実施の形態］
　次に本発明のRFタグ用アンテナ及びRFタグの第4の実施の形態について説明するが、上記各実施の形態と同様の構成になる箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。
　図7及び図8に示すように、本実施形態においては、ＲＦタグ用アンテナ１１が第２導波素子３０の側辺から延びる延長片９０を備える。この延長片９０は、第１導波素子２０及び第２導波素子３０のいずれか一方の導波素子の側辺から延在し、他方の導波素子の上に第２絶縁基材９１を介して貼り付けられている。
　本実施形態では、延長片９０は、第２導波素子３０の側辺から延在し、第１導波素子２０の表面に第２絶縁基材９１を介して接着剤等で貼り付けられている。延長片９０は、図７(ａ)に示すように、第１絶縁基材４０の側面のうち、給電部５０及び短絡部６０が設けられた側面と反対側の側面上を通るように設けられている。
　このように、延長片９０を第１導波素子２０の表面に第２絶縁基材９１を介して貼り付けることで、図８に示すように、延長片９０、第２絶縁基材９１及び第１導波素子２０によって小容量のコンデンサ９２が形成される。
　このコンデンサ９２と、第１導波素子２０、第２導波素子３０及び第１絶縁基材４０で構成されるコンデンサ９３とによって静電容量結合効果が得られる。よって、コンデンサ９３の静電容量を調節することで、コンデンサ９２とコンデンサ９３の合成容量を調節し、ＲＦタグ用アンテナ１１の共振周波数を容易に調節することができる。コンデンサ９３の静電容量は、例えば、延長片９０の形状や面積、第２絶縁基材の誘電率や厚さにより調節することができる。
　なお、第２絶縁基材９１は別途成形することにしてもよい。例えば、別途成形された絶縁膜を延長片９０と第１導波素子２０との間に挿入するようにしてもよい。
　また、各導波素子２０,３０の表面に絶縁被膜処理が施されている場合には、当該絶縁被膜を第２絶縁基材９１として使用してもよい。
　また、本実施形態に係るＲＦタグ用アンテナ１１は、読取装置用のアンテナに適用することもできる。
　本発明は、板状逆Fアンテナを有するRFタグの通信性能及び汎用性を高めることができるRFタグ用アタッチメント及びこのアタッチメントを使用したRFタグに関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
１　RFタグ用アタッチメント
２　タグ取付部
３　延長部
３Ａ　延長部
４　開口
５　電波を透過する素材
６　プラスチックケース
１０　ＲＦタグ用アンテナ
１１　ＲＦタグ用アンテナ
２０　第１導波素子
３０　第２導波素子
４０　第１絶縁基材
５０　給電部
６０　短絡部
７０，７０Ａ　シート
８０　ＩＣチップ
９０　延長片
９１　第２絶縁基材
９２　コンデンサ
９３　コンデンサ（第１コンデンサ）
１００，１００Ａ　ＲＦタグ本体
１５０　被取付物
200 導体
201 RFタグを設置した面
202 RFタグを設置していない面
３００　マンホールの枠
３０１　蓋
３０２　マンホール
４００　リーダ・ライタ
Ｈ　方向
Ｌ　インダクタパターン
Ｔ　ＲＦタグ
Ｗ　搬送波

Claims (6)

  1. 　第１主面、及び前記第１主面の反対側の第２主面を有する第１絶縁基材と、
    　前記第１主面に設けられた第１導波素子と、
    　前記第２主面に設けられた第２導波素子と、
    　前記第１絶縁基材の側面に設けられ、前記第２導波素子に一端が電気的に接続された給電部と、
    　前記第１絶縁基材の前記側面に設けられ、前記第１導波素子に一端が電気的に接続され、前記第２導波素子に他端が電気的に接続された短絡部とを有しており、
    　前記第１絶縁基材、前記第１導波素子、前記第２導波素子、前記給電部及び前記短絡部により、読取装置から送信された電波を受信する板状逆Ｆアンテナが構成され、
    　前記第１導波素子、前記短絡部、前記第２導波素子及び前記給電部により構成されるインダクタパターンと、前記第１導波素子、前記第２導波素子及び前記第１絶縁基材により構成されるコンデンサとにより、前記電波の周波数帯域で共振する共振回路が構成されるＲＦタグ用アンテナと、
    　前記電波に基づいて動作するＩＣチップとを備え、
    　前記共振回路は、前記インダクタパターンのインダクタンス、前記コンデンサの静電容量及び前記ＩＣチップ内部の等価容量を考慮して設定された共振周波数を有するRFタグ本体に使用するアタッチメントにおいて、
    　前記第1導波素子及び第2導波素子のうち一方の導波素子と接触して電気的に接続されるタグ取付部と、当該タグ取付部からのびる延長部とを備えた導体製であることを特徴とするRFタグ用アタッチメント。
  2. 　前記延長部に開口を備えることを特徴とする請求項1に記載のRFタグ用アタッチメント。
  3. 　請求項1又は2に記載のRFタグ用アタッチメントに取り付けられたことを特徴とするRFタグ。
  4. 　電波を透過する素材で表面が覆われていることを特徴とする請求項3に記載のRFタグ。
  5. 　前記第1導波素子及び第2導波素子は同一形状であり、前記第1導波素子及び第2導波素子の側辺の長さの合計はλ／4、λ／2、3λ／4、5λ／8（λ：前記電波の波長）のいずれかに等しいことを特徴とする請求項3又は4に記載のRFタグ。
  6. 　前記絶縁基材が誘電体であることを特徴とする請求項3～5のいずれか一項に記載のRFタグ。
     
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