(57)【要約】【課題】薄型化と低損失化を図ることのできる高表面インピーダンス構造体を提供する。【解決手段】単位構造をｘ方向に繰り返し並べてなるシート状構造体において、誘電体層１０の上面側には容量上部電極２１を形成し、誘電体層１０の下面側には、四角枠状のグランド電極３１、容量上部電極２１に対向配置される容量下部電極３２、下面中央に配置されて容量下部電極３２を接続する中央電極３３、中央電極３３とグランド電極３１とをｙ方向において接続するインダクタンス部３４を形成する。容量下部電極３２にスリットを形成することによってインダクタンス成分の増大を図る。【選択図】図２
2010183544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位構造を所定方向に繰り返し並べてなる周期構造により特定の周波数帯域に対する表面インピーダンスを高め、それにより当該特定の周波数帯域に属する周波数を有する入射波を同相反射するシート状構造体であって、
前記単位構造は、第１及び第２の主面を有する誘電体層と、前記第１の主面上に形成された第１導電体層と、前記第２の主面上に形成された第２導電体層とを備えており、
前記第１導電体層は、第１所定数の容量上部電極を備え、
前記第２導電体層は、前記第２の主面と外形を同一とした枠状のグランド電極と、前記第２の主面の中央部に配置された中央電極と、前記中央電極と接続されるとともに容量上部電極に対応して配置された第２所定数の容量下部電極と、前記中央電極と前記グランド電極とを接続する複数のインダクタンス部とを備え、
インダクタンス成分を増やすためのスリットを前記容量下部電極に設けてなる
シート状構造体。
【請求項２】
前記第１所定数および前記第２所定数はいずれも２であり、
前記容量上部電極は、前記所定方向において互いに離間するようにして配置される一方で前記所定方向と交差する前記第１の主面の縁に接するようにして配置されている、
請求項１記載のシート状構造体。
【請求項３】
前記第１及び第２の主面のそれぞれは、前記所定方向に延びる二辺と前記所定方向に直交する方向に延びる二辺とからなる第１方形形状を有しており、
前記容量上部電極は、それぞれ、前記第１方形の面積の半分よりも小さい面積を有する第２方形形状を有し、且つ、前記直交する方向に延びる辺の一つを前記第１方形と共有するようにして配置されており、
前記グランド電極は、外形を前記第１方形に一致させてなる四角枠であり、
前記容量下部電極のそれぞれは、前記第１方形の面積の半分よりも小さい面積を有する第３方形形状を有し、且つ、前記グランド電極とは離間して配置されており、
前記中央電極は、第３方形形状よりも小さい第４方形形状を有し、且つ、前記第１方形の中心点上に配置されており、
前記インダクタンス部は、夫々、前記第１方形の中心点を通り且つ前記直交する方向に延びる線上において前記中央電極と前記グランド電極とを接続している、
請求項２記載のシート状構造体。
【請求項４】
前記第１所定数および前記第２所定数はいずれも４であり、
前記容量上部電極は互いに離間するようにして配置される一方で前記第１の主面の縁に接するようにして配置されている、請求項１記載のシート状構造体。
【請求項５】
前記第１及び第２の主面のそれぞれは、一辺が第１所定長である第１正方形形状を有しており、
前記容量上部電極は、それぞれ、前記第１所定長よりも短い第２所定長の底辺を有する第１直角二等辺三角形形状を有しており、
当該４つの第１直角二等辺三角形は、底辺を前記第１正方形の各辺上に配置する一方で頂点を前記第１正方形の中心点に向けるように配置してなるものであり、
前記グランド電極は、外形を前記第１正方形に一致させてなる四角枠であって所定幅を有する四角枠であり、
前記中央電極は、前記第１正方形よりも小さい第２正方形形状を有し、且つ、前記第１正方形の中心点上において当該中心点の周りに４５度回転させた状態で配置してなるものであり、
前記容量下部電極のそれぞれは、前記四角枠の４つの内辺のいずれか一つから所定距離だけ底辺を離すようにして配置してなる第２直角二等辺三角形形状であって頂点を当該中央部の４つ頂点のいずれか一つと接続してなる第２直角二等辺三角形形状を有している、請求項４記載のシート状構造体。
【請求項６】
前記容量下部電極の一辺から内面に向かって延びるようにスリットが形成されている
請求項１乃至５記載のシート状構造体。
【請求項７】
前記スリットは夫々、直線状、曲線状またはこれらの組み合わせからなる形状を有する
請求項１乃至５記載のシート状構造体。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のシート状構造体と、アンテナパターンを有するアンテナ層と、前記シート状構造体の前記第１導電体層上に形成された誘電体からなるアンテナ支持層とを備えるアンテナ装置。
【請求項９】
ベタパターンの導電体からなるシールド層と、前記シート状構造体の前記第２導電体層上に形成された誘電体からなるシールド支持層とを更に備える、請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９のいずれかに記載のアンテナ装置と、前記アンテナ支持層上において前記アンテナパターンに接続されたＩＣを備え、前記シート状構造体をタグ基体の一部としてなるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い表面インピーダンスを有するシート状構造体とそれを利用したアンテナ装置及びＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の機器の小型化により、例えば、グランドプレーン等の金属面とアンテナとの距離が短くなってきており、それによるアンテナ特性の劣化が懸念されている。また、ＲＦＩＤタグを金属面に貼付すると、ＲＦＩＤタグに含まれるアンテナの特性が著しく劣化し、ＲＦＩＤタグが適切に機能しなくなることも知られている。これらの問題は、いずれも金属面の表面インピーダンスが低いことに起因している。逆に、表面インピーダンスの高いものをアンテナ近傍に配置すると、その高い表面インピーダンスによりインピーダンス面に入射したエネルギーが同相反射され、アンテナ性能を向上させることが知られている。
【０００３】
高いインピーダンスを有するシート状構造体としては、従来、ビアを有する所謂マッシュルーム状導体を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これに対して、アンテナ用途に限られない左手系媒質としてビアを不要としビア密度の縛りを超えたスケーラビリティを持たせてなるもの（例えば、特許文献２参照）なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，５３８，６２１号公報
【特許文献２】特開２００６−２４５９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インダクタンス成分又はキャパシタンス成分を大きくすると、高表面インピーダンスを呈する領域又は信号・ノイズ透過阻止領域を低周波数側にシフトさせることができる。スケール則を考慮すれば理解されるように、特性を低周波数側にシフトさせることができるということは、シート状構造体の小型化を図ることができることを意味する。したがって、いずれの用途を想定する場合にも、インダクタンス成分又はキャパシタンス成分を大きくとりたいという要望がある。
【０００６】
そこで本発明は、インダクタンス成分又はキャパシタンス成分を増大させるために物理的構造・幾何学的構造に工夫を施したシート状構造体と、それを利用したアンテナ装置及びＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
構造に工夫を施して特性を低周波数側にシフトさせようとする場合、インダクタンス成分を増やすよりもキャパシタンス成分を増やすことの方が容易である。それ故、従来、キャパシタンス成分を増やすものについて多く提案されていた。
【０００８】
これに対して、本発明の発明者らは、インダクタンス成分を増やすことにより特性を低周波側へシフトさせた方が、付随的によい特性を得ることが出来ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて成されたものであり、以下の特徴を有する。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、
単位構造を所定方向に繰り返し並べてなる周期構造により特定の周波数帯域に対する表面インピーダンスを高め、それにより当該特定の周波数帯域に属する周波数を有する入射波を同相反射するシート状構造体であって、
前記単位構造は、第１及び第２の主面を有する誘電体層と、前記第１の主面上に形成された第１導電体層と、前記第２の主面上に形成された第２導電体層とを備えており、
前記第１導電体層は、第１所定数の容量上部電極を備え、
前記第２導電体層は、前記第２の主面と外形を同一とした枠状のグランド電極と、前記第２の主面の中央部に配置された中央電極と、前記中央電極と接続されるとともに容量上部電極に対応して配置された第２所定数の容量下部電極と、前記中央電極と前記グランド電極とを接続する複数のインダクタンス部とを備え、
インダクタンス成分を増やすためのスリットを前記容量下部電極に設けてなる
シート状構造体が得られる。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、
前記第１所定数および前記第２所定数はいずれも２であり、
前記容量上部電極は、前記所定方向において互いに離間するようにして配置される一方で前記所定方向と交差する前記第１の主面の縁に接するようにして配置されている、
上記第１の態様に記載のシート状構造体が得られる。
【００１１】
本発明の第３の態様によれば、
前記第１及び第２の主面のそれぞれは、前記所定方向に延びる二辺と前記所定方向に直交する方向に延びる二辺とからなる第１方形形状を有しており、
前記容量上部電極は、それぞれ、前記第１方形の面積の半分よりも小さい面積を有する第２方形形状を有し、且つ、前記直交する方向に延びる辺の一つを前記第１方形と共有するようにして配置されており、
前記グランド電極は、外形を前記第１方形に一致させてなる四角枠であり、
前記容量下部電極のそれぞれは、前記第１方形の面積の半分よりも小さい面積を有する第３方形形状を有し、且つ、前記グランド電極とは離間して配置されており、
前記中央電極は、第３方形形状よりも小さい第４方形形状を有し、且つ、前記第１方形の中心点上に配置されており、
前記インダクタンス部は、夫々、前記第１方形の中心点を通り且つ前記直交する方向に延びる線上において前記中央電極と前記グランド電極とを接続している、
上記第２の態様に記載のシート状構造体が得られる。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、
前記第１所定数および前記第２所定数はいずれも４であり、
前記容量上部電極は互いに離間するようにして配置される一方で前記第１の主面の縁に接するようにして配置されている、
上記第１の態様に記載のシート状構造体が得られる。
【００１３】
本発明の第５の態様によれば、
前記第１及び第２の主面のそれぞれは、一辺が第１所定長である第１正方形形状を有しており、
前記容量上部電極は、それぞれ、前記第１所定長よりも短い第２所定長の底辺を有する第１直角二等辺三角形形状を有しており、
当該４つの第１直角二等辺三角形は、底辺を前記第１正方形の各辺上に配置する一方で頂点を前記第１正方形の中心点に向けるように配置してなるものであり、
前記グランド電極は、外形を前記第１正方形に一致させてなる四角枠であって所定幅を有する四角枠であり、
前記中央電極は、前記第１正方形よりも小さい第２正方形形状を有し、且つ、前記第１正方形の中心点上において当該中心点の周りに４５度回転させた状態で配置してなるものであり、
前記容量下部電極のそれぞれは、前記四角枠の４つの内辺のいずれか一つから所定距離だけ底辺を離すようにして配置してなる第２直角二等辺三角形形状であって頂点を当該中央部の４つ頂点のいずれか一つと接続してなる第２直角二等辺三角形形状を有している、上記第４の態様に記載のシート状構造体が得られる。
【００１４】
本発明の第６の態様によれば、
前記容量下部電極の一辺から内面に向かって延びるようにスリットが形成されている
上記第１乃至第５の態様に記載のシート状構造体が得られる。
【００１５】
本発明の第７の態様によれば、
前記スリットは夫々、直線状、曲線状またはこれらの組み合わせからなる形状を有する
上記第１乃至第５の態様に記載のシート状構造体が得られる。
【００１６】
本発明の第８の態様によれば、
上記第１乃至第７の態様のいずれかに記載のシート状構造体と、アンテナパターンを有するアンテナ層と、前記シート状構造体の前記第１導電体層上に形成された誘電体からなるアンテナ支持層とを備えるアンテナ装置が得られる。
【００１７】
本発明の第９の態様によれば、
ベタパターンの導電体からなるシールド層と、前記シート状構造体の前記第２導電体層上に形成された誘電体からなるシールド支持層とを更に備える、上記第８の態様に記載のアンテナ装置。
【００１８】
本発明の第１０の態様によれば、
上記第８又は第９の態様のいずれかに記載のアンテナ装置と、前記アンテナ支持層上において前記アンテナパターンに接続されたＩＣを備え、前記シート状構造体をタグ基体の一部としてなるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、単位構造におけるインダクタンスが増える。これは即ち、単位構造を主面に垂直な方向から見た場合の等価回路であるＬＣ並列共振回路の共振周波数が低くなることを意味する。よって、スケール則を考慮すれば理解されるように、シート状構造体の小型化を図ることが出来る。
【００２０】
加えて、共振周波数が同じ場合には、インダクタンス成分が大きくキャパシタンス成分が小さいほど、表面インピーダンスが大きくなり、同相反射の得られる周波数範囲が広くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるシート状構造体における単位構造を概略的に示す側面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示される誘電体層及び第１導電体層を示す上面図であり、図２（ｂ）は、図１に示される誘電体層及び第２導電体層を示す下面図である。
【図３】第１の実施の形態の容量下部電極にスリットを設けた一例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の容量下部電極にスリットを設けた一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の容量下部電極にスリットを設けた一例を示す図である。
【図６】図１に示される単位構造を上方から見た場合の等価回路を示す図である。
【図７】図３の等価回路と置き換え可能な等価回路を示す図である。
【図８】インダクタンスを増加させることにより高インピーダンス領域の広帯域化が図れることを説明するための図である。
【図９】高インピーダンス領域を広帯域化するための等価回路上の条件を示す図である。
【図１０】図１に示されるシート状構造体をＲＦＩＤタグに適用した例を示す図である。
【図１１】図７に示されるＲＦＩＤタグの上面図である。
【図１２】図７に示されるＲＦＩＤタグに含まれるシート状構造体の上面図である。
【図１３】図７に示されるＲＦＩＤタグに含まれるシート状構造体の下面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態によるシート状構造体における単位構造を概略的に示す側面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、図１に示される誘電体層及び第１導電体層を示す上面図であり、図１５（ｂ）は、図１に示される誘電体層及び第２導電体層を示す下面図である。
【図１６】第２の実施の形態の容量下部電極にスリットを設けた一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態による高表面インピーダンスを有するシート状構造体は、図１に示されるような単位構造を少なくとも一の方向に繰り返し並べてなる周期構造により特定の周波数帯域に対する表面インピーダンスを高め、それにより当該特定の周波数帯域に属する周波数を有する入射波を同相反射するものである。
【００２３】
本実施の形態による単位構造は、図１並びに図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、誘電体層１０と、誘電体層１０の上面に形成された第１導電体層２０と、誘電体層１０の下面に形成された第２導電体層３０とを備えている。ここで、図２（ａ）及び（ｂ）から理解されるように、本実施の形態における単位構造の上面及び下面は、双方とも四角形である。以下においては、この四角形を第１方形という。
【００２４】
図２（ａ）に示されるように、第１導電体層２０は、ｘ方向において互いに離間するようにして配置された２つの容量上部電極２１からなる。各容量上部電極２１は、第１方形の面積の半分よりも小さい面積を有する四角形形状を有する。この四角形を以下においては、第２方形という。本実施の形態における第２方形は、それぞれｘ方向の辺よりもｙ方向の辺の方が約２倍近く長い長方形である。容量上部電極２１は、第２方形の長辺、即ち、ｙ方向に延びる辺の一つを第１方形のｙ方向に延びる辺と共有するようにして配置されており、これにより、単位構造をｘ方向に並置した場合には隣接する単位構造の容量上部電極２１同士が連結されることとなる。
【００２５】
図２（ｂ）に示されるように、第２導電体層３０は、第１方形と外形を同一とした四角枠状のグランド電極３１と、２つの容量上部電極２１に対応する２つの容量下部電極３２と、第１方形の中央部に配置された中央電極３３と、ｙ方向に延びて中央電極３３とグランド電極３１とを接続する２つのインダクタンス部３４を備えている。ここで、容量下部電極３２は、第２方形よりも一回り小さい第３方形形状を有しており、ｘ方向において中央電極３３と連結されている。本実施の形態における第３方形は、ｘ方向の辺３２ｂと、辺３２ｂの約２倍の長さの辺３２ａを有する長方形である。中央電極３３は、第３方形よりも更に小さい第４方形形状を有し、第１方形の中心点上に配置されている。
【００２６】
２つの容量下部電極３２には、それぞれ、インダクタンス成分を増大させるためのスリット３５が形成されている。本実施の形態におけるスリット３５は、第３方形の長辺３２ａに平行する方向に延びて形成されている。一方の容量下部電極のスリット３５は、長辺３２ａを超えない長さで、第３方形の短辺３２ｂから面内にむかって延びるように形成されている。他方の容量下部電極は、中央電極を中心点として一方の容量下部電極を１８０度回転させた状態になるように形成されている。
【００２７】
本実施の形態において２つの容量下部電極に形成されるスリットは、図３に示すように、第３方形の短辺３２ｂに平行な方向に形成してもよい。また、図４に示すように、スリットが延びる方向は、２つの容量下部電極でそれぞれ異なっていてもよい。また、図５に示すように、１つの容量下部電極に１本以上のスリットを形成してもよい。
【００２８】
特に、図５に示す例においては、１つの容量下部電極に対して、その異なる短辺３２ｂからスリットを１本ずつ入れたことにより、ミアンダ形状を形成してある。この形状によって電流の流れるループがより長くなるため、より多くのインダクタンス成分を得ることができる。なお、容量下部電極に形成されるスリットの形状は、直線状に限られない。スリットの形状は例えば曲線状やジグザグ形状であってもよい。
【００２９】
以下に、インダクタンス成分の増大とその効果について説明する。
【００３０】
図６は、上述した単位構造を等価回路で表現したものである。周期を半分ずらして、図７に示されるような等価回路で上述した単位構造を表現することとしても良い。
【００３１】
第１導電体層２０の上面からこの単位構造に入射する平面波から見た場合、図６、図７に示される等価回路は、適切な周波数範囲ではＬＣ並列共振回路に簡略近似することができる。これは、隣り合う中央電極３３間が、ギャップと連続導体との並列接続構造を有していることからも予想できる。
【００３２】
ここで、インダクタンスＬ，キャパシタンスＣを有するＬＣ並列共振回路で近似される表面の表面アドミタンスＹｓ（表面インピーダンスＺｓの逆数）は、下記式（１）にて表すことができる。ωは角周波数、ｊは虚数単位である。
【数１】
2010183544.tif 000003
【００３３】
式（１）をωで微分すると、下記式（２）が得られる。
【数２】
2010183544.tif 000004
【００３４】
ここで、ＬＣ並列回路の共振角周波数をω０として、下記式（３）を用いて式（２）を変形すると、式（４）が得られる。
【数３】
2010183544.tif 000005
【数４】
2010183544.tif 000006
【００３５】
式（４）からω０近傍における表面アドミタンスＹｓのωの変化に対する変化量は式（５）のように求められる。
【数５】
2010183544.tif 000007
【００３６】
式（５）から明らかなように、ＬＣ並列共振回路において、共振周波数での表面アドミタンスの周波数変化に対する変化量は、Ｃが小さいほど（Ｌが大きいほど）小さく、ｊ２Ｃになる。即ち、表面アドミタンスＹｓの逆数である表面インピーダンスＺｓも、Ｃが小さいほど（Ｌが大きいほど）周波数に対する変化は小さくなる（図８参照）。
【００３７】
図８に、式（１）に示す表面アドミタンスの逆数である表面インピーダンスＺｓの周波数特性を示す。
【数６】
2010183544.tif 000008
【００３８】
図８に示されるように、表面インピーダンスＺｓの絶対値の大きな周波数範囲は、ＬＣの積が一定、すなわち、共振周波数ω0が一定（Ｌ×Ｃが一定）なら、Ｌが大きくＣが小さいほど広くなることがわかる。
【００３９】
従って、ＬＣ並列共振回路を図９に示されるような小キャパシタンスと大インダクタンスの組み合わせてなるものとすれば、広帯域な同相反射効果を得ることができる。
【００４０】
本実施の形態によれば、下部容量電極にインダクタンス成分を増大させるためのスリットを設けたことから、高表面インピーダンスを呈する周波数領域を比較的広くとることができる。なお、第１導電体層２０及び第２導電体層３０の少なくとも一方に磁性体層を付与すると、更に広帯域な同相反射効果を得ることができる。
【００４１】
図１０乃至図１３を参照すると、上述したシート状構造体をＲＦＩＤタグへ適用した例が示されている。なお、図１０、図１２及び図１３において、参照符号１０´、２０´、３０´は、それぞれ前述した単位構造の誘電体層１０、第１導電体層２０、第２導電体層３０をｘ方向に周期的に連結してなるものである。また、実際の誘電体材料としては比較的透明なもの（少なくとも内部を透視しうるもの）を用いる場合もあるが、図１１乃至図１３においては、各図を簡略化するため、透過しないものとして描いてある。
【００４２】
図示されたＲＦＩＤタグは、２．４ＧＨｚ用金属対応タグの例であり、１２ｘ１２ｍｍの平面形状を有する単位構造を５つ一列に接続してなるシート状構造体を備えている（特に、図１２及び図１３参照）。図１０及び図１１に示されるように、第１導電体層２０´上には、誘電体からなるアンテナ支持層４０が形成されており、アンテナ支持層４０の上面には所定のアンテナパターンを有するアンテナ層５０と、アンテナパターンに接続されたＩＣ６０とが配置されている。一方、第２導電体層３０´の下面側には、シールド支持層７０が設けられており、更に、シールド支持層７０の下面にはベタパターンの導電体からなるシールド層８０が形成されている。第２導電体層３０´はベタ電極ではないことから、タグを金属面上に貼付した場合には、当該金属の影響を受けて性能が変化する可能性がある。そのため、本例のタグにおいては、予め第２導電体層３０´から一定距離離すようにして導電体からなるシールド層８０を設けてある。
【００４３】
本例においては、誘電体層１０´、アンテナ支持層４０、及びシールド支持層７０は、ＰＥＴ（Polyethylene
Terephthalate）樹脂からなる。一方、第１導電体層２０´、第２導電体層３０´、アンテナ層５０、シールド層８０は、金属箔、より具体的には、アルミ箔または銅箔からなる。なお、第１導電体層２０´と第２導電体層３０´との間の距離、即ち、誘電体層１０´の厚みは０．２ｍｍであり、第１導電体層２０´とアンテナ層５０との間の距離、即ち、アンテナ支持層４０の厚みも０．２ｍｍである。また、第２導電体層３０´とシールド層８０との間の距離、即ち、シールド支持層７０の厚みは、０．５ｍｍである。
【００４４】
本例におけるアンテナは、図１１から理解されるように、ｘ方向を長手方向とし、ＩＣ６０を中心にシート状構造体１の長手方向に対称に延びるアンテナパターン５０ａからなるダイポールアンテナである。本実施の形態におけるアンテナ素子５０には、対称に延びるアンテナ導体パターン５０ａを接続する梁部導体５０ｂがインピーダンスマッチング用として更に設けられている。図１１及び図１３から理解されるように、ダイポールアンテナの長手方向（ｘ方向）とインダクタンス部３４の長手方向（ｙ方向）とは直交している。従って、インダクタンス部３４にはアンテナによる誘導電流が生じない。故に、インダクタンス部３４における導体損失は最小となっている。
【００４５】
なお、シート状構造体とアンテナ層５０の相関やシート状構造体とシールド層８０との相関を小さくするためには、アンテナ支持層４０やシールド支持層７０の厚みを厚くするか、または低い誘電率を有する材料でアンテナ支持層４０やシールド支持層７０を構成することが必要である。
【００４６】
具体的には、アンテナ支持層４０やシールド支持層７０の材料としては、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＥＴ−Ｇ（Polyethylene Terephthalate Glycol）など一般的な樹脂やプラスチックなどの誘電体が使用できるが、できるだけ誘電率の低い樹脂や、空気分を含む発泡材、スポンジ、ウレタン、繊維、発泡ポリエチレン、アクリルフォームなどが好ましい。特に、空気層や空孔は空気中に電界を集中させ、材料内の電界を下げるので、損失の低減に有効である。
【００４７】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態による高表面インピーダンスを有するシート状構造体は、図１４に示されるような単位構造を少なくとも一の方向に繰り返し並べてなる周期構造により特定の周波数帯域に対する表面インピーダンスを高め、それにより当該特定の周波数帯域に属する周波数を有する入射波を同相反射するものである。
【００４８】
本実施の形態による単位構造は、図１４に示されるように、誘電体層１１０と、誘電体層１１０の上面に形成された第１導電体層１２０と、誘電体層１１０の下面に形成された第２導電体層１３０とを備えている。ここで、図１５（ａ）及び（ｂ）から理解されるように、本実施の形態における単位構造の上面及び下面は、双方とも正方形である。以下においては、この正方形を第１正方形という。
【００４９】
図１５（ａ）に示されるように、第１導電体層１２０は、互いに離間するようにして配置された４つの容量上部電極１２１からなる。各容量上部電極１２１は、第１正方形の各辺、即ち、単位構造の縁に接するようにして配置されている。これにより、単位構造を並置した場合には隣接する単位構造の容量上部電極１２１同士が連結されることとなる。
【００５０】
更に詳しくは、本実施の形態における容量上部電極１２１は、第１正方形の一辺よりも短い長さの底辺を有する直角二等辺三角形形状を有している。以下においては、この直角二等辺三角形を第１三角形という。この第１三角形形状の容量上部電極１２１の底辺は、第１正方形の各辺上に配置されており、同電極１２１の頂点は第１正方形の中心点に向けるように配置されている。
【００５１】
図１５（ｂ）に示されるように、第２導電体層１３０は、第１正方形と外形を同一とした枠状のグランド電極１３１と、第１正方形の中央部に配置された中央電極１３２と、中央電極１３２とそれぞれ接続された４つの容量下部電極１３３と、４つの容量下部電極１３３の間において中央電極１３２とグランド電極１３１とを接続する４つのインダクタンス部１３４を備えている。
【００５２】
詳しくは、グランド電極１３１は、外形を第１正方形に一致させ、所定幅を有するようにして設計された四角枠である。中央電極１３２は、容量上部電極１２１の底辺の長さよりも短い長さの四辺を有する正方形形状を有している。以下においては、中央電極１３２の正方形を、第２正方形という。中央電極１３２は、第１正方形の中心点の周りに４５度回転させたものを、第１正方形の中心点上に配置してなる。即ち、第１正方形の対角線と第２正方形の対角線とは４５度ずれている。容量下部電極１３３は、それぞれ、容量上部電極１２１に対向して設けられたものであり、本実施の形態においては、第１三角形よりも一回り小さい直角二等辺三角形形状を有している。以下においては、容量下部電極１３３の直角二等辺三角形を第２三角形という。本実施に形態における第２三角形は、底辺を構成する長辺１３３ａと、互いに等しい長さの二つの短辺１３３ｂを有する二等辺三角形である。この容量下部電極１３３の長辺１３３ａは、グランド電極１３１を構成する四角枠の４つの内辺から所定距離だけ離れた位置にあり、一方、第２三角形の頂点は第２正方形の頂点と一対一に接続されている。
【００５３】
４つの容量下部電極１３３には、それぞれ、インダクタンス成分を増大させるためのスリット１３５が形成されている。本実施の形態においてスリット１３５は、第２三角形の長辺１３３ａに平行な方向に、第２三角形の短辺１３３ｂから内面に向かって延びるように形成されている。
【００５４】
本実施の形態において、４つの容量下部電極のそれぞれに１本ずつスリットを形成したが、図１６に示すように、１つの容量下部電極に１本以上のスリットを形成してもよい。
【００５５】
特に、図１６に示す例においては、１つの容量下部電極にそれぞれ異なる短辺１３３ｂからスリットを入れたことにより、ミアンダ形状を形成してある。この形状によって電流の流れるループがより長くなるため、より多くのインダクタンス成分を得ることができる。なお、容量下部電極に形成されるスリットの形状は直線状に限られず、例えば曲線状やジグザグ形状であってもよい。
【００５６】
本実施の形態における容量下部電極にはスリットが形成されており、インダクタンスの増加が図られているため、高表面インピーダンスを呈する周波数領域を比較的広くとることができる。加えて、第１導電体層１２０及び第２導電体層１３０の少なくとも一方に磁性体層を付与すると、シート状構造体の表面インピーダンスにおいてＬを大きくし且つＣを小さくすることができることから、高表面インピーダンスを呈する周波数領域の更なる広帯域化を図ることができる。
【００５７】
なお、上述した本実施の形態によるシート状構造体も、第一の実施の形態と同様にアンテナ装置およびＲＦＩＤタグへ適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０        誘電体層
２０，２０´        第１導電体層
２１        容量上部電極
３０、３０´        第２導電体層
３１        グランド電極
３２        容量上部電極
３２ａ        容量上部電極長辺
３２ｂ        容量上部電極短辺
３３        中央電極
３４        インダクタンス部
３５        スリット
４０        アンテナ支持層
５０        アンテナ層
６０        ＩＣ
７０        シールド支持層
８０        シールド層
１１０        誘電体層
１２０        第１導電体層
１２１        容量上部電極
１３０        第２導電体層
１３１        グランド電極
１３２        中央電極
１３３        容量下部電極
１３３ａ        容量下部電極長辺
１３３ｂ        容量下部電極短辺
１３４        インダクタンス部
１３５        スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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