(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電源により駆動される、並列に接続された複数のループを有するループアンテナにおいて、
前記複数のループの中の一部のループに、該一部のループに供給される電流の位相を制御するためのコンデンサ又はコイルからなる位相制御手段を備え、該位相制御手段により、各々のループで発生する磁界の対称性が維持され、遠方での電界強度が低減されることを特徴とするループアンテナ。
【請求項２】
前記ループアンテナは２つのループを有する８字型アンテナであり、前記位相制御手段により、前記２つのループで発生する磁界の位相差が略１８０°に設定されることを特徴とする請求項１記載のループアンテナ。
【請求項３】
高周波電源により駆動される、並列に接続された複数のループと、少なくとも一つのループとの磁気的結合により流れる誘導電流により駆動される１以上の無給電中央ループとを有するループアンテナにおいて、
前記複数のループの中の一部のループに、該一部のループに供給される電流の位相を制御するためのコンデンサ又はコイルからなる位相制御手段を有し、該位相制御手段により、各々のループで発生する磁界の対称性が維持され、遠方での電界強度が低減されることを特徴とするループアンテナ。
【請求項４】
前記ループアンテナは２つのループを有する８字型アンテナであり、前記位相制御手段により、前記２つのループで発生する磁界の位相差が略１８０°に設定され、かつ、前記無給電中央ループから放射される磁界の位相差が前記２つのループに対して略９０°に設定されることを特徴とする請求項３記載のループアンテナ。
【請求項５】
高周波電源により駆動される、並列に接続された複数のループと、前記複数のループの中心部近傍に設置され、前記高周波電源とは異なる電源により駆動される給電ループとを有するループアンテナであって、
前記給電ループに電源位相補正回路が接続され、該電源位相補正回路では、前記電源を用いて、前記複数のループと位相が相異なる電流を生成し、前記給電ループに給電することを特徴とするループアンテナ。
【請求項６】
前記給電ループは、前記複数のループの間、かつ、各々の前記ループの主たるアンテナ面に重ならない位置に形成されていることを特徴とする請求項５記載のループアンテナ。
【請求項７】
高周波電源により駆動される複数のループを少なくとも有するループアンテナにおいて、
前記ループアンテナの外周に、各々のループと略等しい間隔をおいて該ループアンテナを取り囲み、かつ、ＧＮＤに接続される導線を備えることを特徴とするループアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のループで構成されるループアンテナの構造に関し、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムにおいて使用されるリーダ／ライタ用アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣチップを備えたトラスポンダとリーダ／ライタ（又はリーダ）との間でデータの交信を行うＲＦＩＤシステムが普及している。このＲＦＩＤシステムは、トラスポンダ及びリーダ／ライタの各々に備えたアンテナを用いてデータの交信を行うため、トラスポンダをリーダ／ライタから数ｃｍ乃至数十ｃｍ離しても通信可能であり、また、汚れや静電気等に強いという長所から、工場の生産管理、物流の管理、入退室管理等の様々な分野に利用されるようになってきている。
【０００３】
このＲＦＩＤシステムでは電磁誘導又は電磁結合を利用してデータの交信を行うため、アンテナで発生する磁界を大きくする必要があるが、一方、ＲＦＩＤシステムを免許不要で使用するためには、測定対象から３ｍ離れた位置で測定される電界強度又はアンテナ利得とアンテナへの供給（空中線）電力を電波法により定められた値にする必要がある。
【０００４】
アンテナ近傍の磁界を弱めることなく遠方における電界を弱める方法として、８字型のアンテナ（又は双ループアンテナ）を用いる方法がある。この８字型アンテナは、図１３に示すように、２つのループアンテナを直列又は並列に接続し、それらを同一の高周波電源で駆動するものであり、この８字型アンテナ２ａでは、８字を構成する２つのループ（ループＡ及びループＢ）により各々発生する磁束が互いに反対向きであり、遠方ではこれらが相殺して見えるために、遠方の電界強度を弱める効果があり、通常の単ループアンテナと比べると、同利得でサイズの大きなアンテナを作製することが出来るという利点がある。
【０００５】
そして、アンテナサイズが大きくなることによって近傍磁界強度が向上し、トランスポンダとの通信距離を伸ばすことができる。また、遠方電界が弱まることから、他の通信機器や電子機器に与える電磁的影響を抑えることが出来る。
【０００６】
しかし、８字型アンテナは、同時にアンテナ中心部でアンテナ軸方向の磁界成分が０になるという欠点を持っている。この問題を解決するために、図１４に示すように、８字型アンテナ２ａの中心部に給電しない別の単ループのアンテナ（無給電中央ループアンテナ２ｃ）を配置することで経時的に磁界分布を変化させ、通常の８字型アンテナの持つ欠点である磁界成分が０となる点を無くすことができる（ＵＳＰ６，１６６，７０６号等）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この無給電中央ループアンテナ２ｃを機能させるためには、並列接続された８字型アンテナ２ａを構成する２つのループのどちらかと交差させる必要があるが、無給電中央ループアンテナ２ｃと交差した方のループは、相互インダクタンスによりアンテナコイルのインダクタンスが変化し、共振点が離調してしまう。その結果、両ループの片方のみが容量性、若しくは誘導性になり、印加電圧と電流値の間に位相差が発生してしまう。
【０００８】
これによって、ループＡ及びループＢでは、逆位相の印加電圧に対して完全な逆位相の電流は流れず、８字型アンテナ２ａの特徴である対称性を失ってしまう。そして、この電流位相のずれにより、遠方における電界強度が増加するとともに、近傍磁界強度の減少も引き起こしてしまうという問題がある。
【０００９】
また、ゲートアンテナ等の用途として８字型アンテナ２ａを地面に立てて設置した場合、図１３に示すように、２つのループＡ、Ｂと床等との間隔の違いによりインダクタンスが変化し、やはり対称性を失う原因になる。また、床等の接地領域以外にも８字型アンテナ２ａ近傍に設置される金属体等によっても容量６が形成されて同様の問題が生じる。
【００１０】
このように、近傍磁界を向上させ遠方電界を抑制するためには、８字型アンテナ２ａや更に無給電中央ループアンテナ２ｃを用いる方法は有効であるが、実際には、８字型アンテナ２ａと無給電中央ループアンテナ２ｃとの相互作用又は８字型アンテナ２ａと床や金属体との相互作用により、８字型アンテナ２ａを構成する各々のループアンテナの対称性が崩れ、遠方電界が増加してしまう。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、８字型アンテナ等の複数のループで構成されるループアンテナの各々のループで発生する磁界の対称性を確保することができるリーダ／ライタ用アンテナを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のループアンテナは、高周波電源により駆動される、並列に接続された複数のループを有するループアンテナにおいて、前記複数のループの中の一部のループに、該一部のループに供給される電流の位相を制御するためのコンデンサ又はコイルからなる位相制御手段を備え、該位相制御手段により、各々のループで発生する磁界の対称性が維持され、遠方での電界強度が低減されるものである。
【００１３】
本発明においては、前記ループアンテナは２つのループを有する８字型アンテナであり、前記位相制御手段により、前記２つのループで発生する磁界の位相差が略１８０°に設定される構成とすることができる。
【００１４】
また、本発明のループアンテナは、高周波電源により駆動される、並列に接続された複数のループと、少なくとも一つのループとの磁気的結合により流れる誘導電流により駆動される１以上の無給電中央ループとを有するループアンテナにおいて、前記複数のループの中の一部のループに、該一部のループに供給される電流の位相を制御するためのコンデンサ又はコイルからなる位相制御手段を有し、該位相制御手段により、各々のループで発生する磁界の対称性が維持され、遠方での電界強度が低減されるものである。
【００１５】
本発明においては、前記ループアンテナは２つのループを有する８字型アンテナであり、前記位相制御手段により、前記２つのループで発生する磁界の位相差が略１８０°に設定され、かつ、前記無給電中央ループから放射される磁界の位相差が前記２つのループに対して略９０°に設定される構成とすることができる。
【００１８】
また、本発明のループアンテナは、高周波電源により駆動される、並列に接続された複数のループと、前記複数のループの中心部近傍に設置され、前記高周波電源とは異なる電源により駆動される給電ループとを有するループアンテナであって、前記給電ループに電源位相補正回路が接続され、該電源位相補正回路では、前記電源を用いて、前記複数のループと位相が相異なる電流を生成し、前記給電ループに給電するものである。
【００１９】
また、本発明においては、前記給電ループは、前記複数のループの間、かつ、各々の前記ループの主たるアンテナ面に重ならない位置に形成されている構成とすることができる。
【００２０】
また、本発明のループアンテナは、高周波電源により駆動される複数のループを少なくとも有するループアンテナにおいて、前記ループアンテナの外周に、各々のループと略等しい間隔をおいて該ループアンテナを取り囲み、かつ、ＧＮＤに接続される導線を備えるものである。
【００２３】
このように、本発明のループアンテナの構造によれば、８字型アンテナのような複数のループで構成されるアンテナや、更にその中央に近傍磁界の減少を補償する中央ループアンテナを設けたループアンテナにおいて、相互インダクタンスの影響による電流位相のずれを調整する手段を設けたり、８字型アンテナを交差させて各ループを直列に接続して電流位相を略等しくしたり、無給電中央ループアンテナと各々のループとの重なり部の鎖交磁束（面積×磁束密度）を略等しくしたり、また、中央ループアンテナを２つのループアンテナの中央に設置し、８字型アンテナの高周波電源から生成した位相を略９０°ずらした電流を給電する等の方法を用いることにより、８字型アンテナの２つのループアンテナにより発生する磁界の対称性を確保することができる。
【００２４】
また、８字型アンテナの外周に導体の配線を設置することにより、各々のループに位相差が生じた場合、それを打ち消すように外周の導体配線に電流が流れ、結果的に両者の位相ずれを補償するように機能するため、上記と同様に各々のループで発生する磁界の対称性を確保することができる。そして、８字型アンテナの各々のループの対称性を確保することによって、近傍磁界の向上を図りつつ、遠方における電界強度を弱めることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るループアンテナは、その好ましい一実施の形態において、高周波電源により駆動される複数のループと、少なくとも一つのループとの磁気的結合により流れる誘導電流により駆動される１以上の無給電ループとを有し、ループアンテナに、例えば、ループアンテナ外周に導線を配置する構造、コンデンサやコイル等を接続して電流位相のずれを調整する構造、８字型アンテナを直列かつひねりを加えて接続し、電流位相を略等しくする構造、各々のループとの重なり部の鎖交磁束が略等しい形状の無給電ループを用いる構造、中央ループアンテナを２つのループアンテナの中央に設置し、８字型アンテナの高周波電源と位相が９０°ずれた電流を生成し給電する構造等を設け、８字型アンテナの２つのループアンテナの電流位相を制御して各々のループで発生する磁界の対称性を維持し、近傍磁界の向上を図りつつ、遠方における電界強度を弱めるものである。
【００２６】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施例では、８字型アンテナをＲＦＩＤシステムのリーダ／ライタ用アンテナとして用いる場合について記載するが、本発明は、リーダ／ライタ用アンテナに限定されるものではなく、トランスポンダのアンテナや、他の通信機器、通信装置で用いられるアンテナに適用することができる。
【００２７】
［実施例１］
まず、本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤシステムのリーダ／ライタ用アンテナのついて、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明のＲＦＩＤシステムの全体構成を示す図であり、図２は、第１の実施例に係るリーダ／ライタ用アンテナの構造を示す図である。また、図３は、本実施例のリーダ／ライタ用アンテナのバリエーションを示す図である。なお、本実施例は、８字型アンテナの各々のループ近傍の所定の電位面との相互作用を緩和し、発生磁界の対称性を確保するための構造について記載するものである。
【００２８】
図１に示すように、本発明のＲＦＩＤシステム１は、内部にアンテナ４ａ及びＩＣ４ｂを備えるトランスポンダ４と、トランスポンダ４からの信号を処理するリーダ／ライタ３とからなり、リーダ／ライタ３は、更に、トランスポンダ４への電力供給と信号を送受信するためのリーダ／ライタ用アンテナ２と、送受信信号を変換するための通信回路部３ａと、送受信信号をデコードするための演算処理部３ｂとから構成される。
【００２９】
また、図２に示すように、本実施例のリーダ／ライタ用アンテナ２は、対称な形状の２つのループアンテナ（ループＡ及びループＢ）が接続されてなる８字型アンテナ２ａと、８字型アンテナ２ａの周囲を一定の間隔で包囲する導線２ｂとから構成され、８字型アンテナ２ａの中央に給電線を介して高周波電源から電流が供給され、２つのループアンテナには互いに逆向きの電流が流れ、反対方向の磁界が発生する。
【００３０】
ここで、８字型アンテナ２ａを床や金属体等の所定の電位面に近接して設置した場合、上部のループＡ又は下部のループＢと電位面との間隔が異なる場合があり、この間隔の違いにより、両ループのアンテナインダクタンス（インピーダンス）にずれが生じる。そこで、本実施例では、このずれを低減するために切れ目のない導線２ｂを８字型アンテナ２ａの外周に設置している。
【００３１】
すなわち、従来の８字型アンテナ２ａでは、図１３に示すように、ループＡ又はループＢと床面や金属体との間隔の違いによりインダクタンスにずれが生じ、その結果として遠方における磁界を相殺することができなかったが、本実施例のリーダ／ライタ用アンテナ２では、導線２ｂを設置することよって、各々のループに位相差が生じた場合、それを打ち消すように外周の導体配線に電流が流れ、結果的に両者の位相ずれを補償するように機能するため、両ループの対称性を維持することができる。
【００３２】
そして、この導線２ｂを設置することにより、８字型アンテナ２ａと所定の電位面とが近接した場合であっても、所定の電位面との相互作用も上下のループで等しくなるように制御することができる。これにより、リーダ／ライタ用アンテナ２の設置場所の自由度が増し、本ＲＦＩＤシステムの適用範囲を広げることができる。
【００３３】
なお、８字型アンテナ２ａは、同一形状の矩形のループアンテナを繋げた構造としているが、各々のループアンテナで発生する磁界が等しければよく、各々のループは、円形（図３（ａ）参照）、楕円形、多角形等、任意の形状とすることができる。また、導線２ｂは、８字型アンテナ２ａの各々のループに対して略等しい距離で包囲する形状、又は、各々のループとの平均的な距離が略等しくなる形状等であればよく、図に示す矩形状に限らず、ループアンテナと同様に円形、楕円形、多角形としたり、８字型アンテナ２ａと相似形の８字型（図３（ｂ）参照）とする等、任意の形状とすることができる。
【００３４】
［実施例２］
次に、本発明の第２の実施例に係るリーダ／ライタ用アンテナについて、図４及び図１５、図１６を参照して説明する。図４は、第２の実施例に係るリーダ／ライタ用アンテナの構造を示す図である。また、図１５は、アンテナ近傍磁界のシミュレーションの様子を示す図であり、図１６は、シミュレーションの結果を示す図である。
【００３５】
図４に示すように、本実施例のリーダ／ライタ用アンテナ２は、８字型アンテナ２ａの外周に導線２ｂを設ける第１の実施例の構造に、アンテナ中心部でアンテナ軸方向の磁界成分が０になるという８字型アンテナの問題を解消する無給電中央ループアンテナ２ｃを設け、更に、ループＡ又はループＢの一方は双方にコンデンサ８等の位相調整手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３６】
ここで、従来の８字型アンテナ２ａの問題点について説明すると、図１４において、ループＢを基準（０°）に考えると、ループＡから発生する磁束はループＢに対して１８０°ずれる。また、無給電中央ループアンテナ２ｃは鎖交磁束φ8による誘導起電力により、式１のようにループＡから位相が９０°ずれた磁束を発生する。
【００３７】
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【００３８】
しかし、実際には、ループＡに無給電中央ループアンテナ２ｃを鎖交させることで、双方の間に相互インダクタンスが発生し、ループＡのインダクタンスは変化する。これにより、本来、印加した電圧から１８０°ずれているはずのループＡの発生磁界は数１０°ずれてしまう。
【００３９】
各々のループの対称性を確保することの重要性を確認するために、ループＡとループＢの位相が正確に１８０°ずれている場合と、相互インダクタンスの影響で１５０°（実験値）になった場合のアンテナ近傍の発生磁界のシミュレーションを図１５に示す条件で行った。また、リーダ／ライタ用アンテナ２から５０ｃｍ離れたシミュレーション面１０の中心線における磁束密度の経時的最大値を図１６に示す。
【００４０】
図１６のシミュレーション結果から、ループＡとループＢの位相差が１８０°の場合（実線）では、無給電中央ループアンテナ２ｃにより８字型アンテナ２ａの中央部における磁束密度の減少を抑制することができるが、ループＡとループＢの位相差が１５０°の場合（破線）では、アンテナ高さ方向で磁界密度が低減する領域が生じてしまう。
【００４１】
このように、８字型アンテナ２ａに無給電中央ループアンテナ２ｃを設ける構造では、無給電中央ループアンテナ２ｃと重なるループは相互インダクタンスの影響で誘導性にシフトし、両ループの位相差がずれることによって、発生磁界に経時的に不均一な分布が生じ、遠方での電界強度が増加する。従って、このような構造では、上下のループの位相差を正確に制御することが重要である。
【００４２】
そこで、本実施例では、８字型アンテナ２ａのループＡ又はループＢのいずれか一方、又は双方に、コンデンサ８、コイル等の位相調整手段を直列に接続し、コンデンサ８の容量を調整することにより、位相を独立して制御可能にしている。図４の例では、無給電中央ループアンテナ２ｃと重なるループＡ側にコンデンサ８を接続し、相互インダクタンスの影響による誘導成分を打ち消し、発生した電圧と同位相の電流が流れるようにしている。
【００４３】
このように、無給電中央ループアンテナ２ｃを設ける構造において、無給電中央ループアンテナ２ｃと重なるループに誘導成分を打ち消すコンデンサ８を接続することによって両ループの位相の対称性を確保することができる。
【００４４】
［実施例３］
次に、本発明の第３の実施例に係るリーダ／ライタ用アンテナについて、図５及び図６を参照して説明する。図５は、第３の実施例に係るリーダ／ライタ用アンテナの構造を示す図であり、図６は、その製造方法を一例を示す図である。
【００４５】
前記した第２の実施例で示した８字型アンテナ２ａは、それぞれのループＡ、ループＢは並列に接続されているため、印加電圧に対して発生する電流位相はアンテナコイルのインダクタンスに比例する。そして各々のループのインダクタンスは、無給電中央ループアンテナ２ｃとの相互作用により変化するため、コンデンサ８を設けて位相の調整を行った。
【００４６】
上記方法によっても位相の調整は可能であるが、リーダ／ライタ用アンテナ２を製造するにあたって、８字型アンテナ２ａと無給電中央ループアンテナ２ｃの位置関係に応じてコンデンサ８の容量を調整する必要がある。そこで、本実施例では、図５に示すように、ループＡとループＢの接続を直列にして、流れる電流の位相を略等しくすることにより、個々のループの位相の調整を不要としている。なお、単に直列に接続するのみでは両ループの電流の向きが同じになってしまうため、ループＡとループＢの接続部にひねりを加えて形成している。
【００４７】
このように、ループＡとループＢを直列かつひねりを加えて接続することにより、発生磁界を１８０°ずらすことができ、８字型ループアンテナ２ａの高さ方向の磁束密度の分布を平坦にすることができる。この場合において、アンテナサイズ（線長）が大きくなると位相にずれが生じるため、アンテナサイズは波長（λ）に対して、略１／１０乃至１／２０以下となるように設定することが好ましい。
【００４８】
なお、このような構造の直列８字型アンテナ２ｄでは、アンテナ線が交差する部分が生じるが、２層以上の導体層が積層された基板を用い、例えば、一方の導体層に図６（ａ）に示すようなパターンを形成し、他方の導体層に図６（ｂ）に示すようなパターンを形成し、両パターンをスルーホールを介して接続することにより容易に製造することができる。
【００４９】
［実施例４］
次に、本発明の第４の実施例に係るリーダ／ライタ用について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、第４の実施例に係るリーダ／ライタ用アンテナの構造を示す図であり、図８は、そのバリエーションを示す図である。
【００５０】
８字型アンテナ２ａのそれぞれのループＡ、ループＢの位相のずれは、無給電中央ループアンテナ２ｃとループＡ又はループＢとの相互インダクタンスの違いにより発生する。前記した第２の実施例では、この位相のずれをコンデンサ８を用いて調整したが、元々ずれが生じないように無給電中央ループアンテナ２ｃを形成することもできる。
【００５１】
具体的には、この無給電中央ループアンテナ２ｃの影響を相殺するには、無給電中央ループアンテナ２ｃとループＡ又はループＢとの重なり部分（領域Ａ及び領域Ｂ）を同じにすればよいが、その場合、両ループの鎖交磁束が相殺してしまい、無給電中央ループアンテナ２ｃに流れる電流値は０になり、無給電中央ループアンテナ２ｃを設ける意味がなくなってしまう。
【００５２】
そこで、本実施例では、図７に示すように、無給電中央ループアンテナ２ｃをループＡとループＢの双方に重なるように配置し、重なり部（領域Ａ及び領域Ｂ）の面積が等しくなるようにして相互インダクタンスを同等にし、かつ、重なり部の間の任意の地点においてアンテナ線を交差させることにより、鎖交磁束が相殺しないような形状としている。このような構造によっても、両ループの位相の対称性を確保することができるとともに、無給電中央ループアンテナ２ｃによりアンテナ中央部における磁束の減少を抑制することができる。
【００５３】
なお、無給電中央ループアンテナ２ｃの形状は図７の形状に限定されるものではなく、領域Ａと領域Ｂの面積が等しく、かつ、ひねりを有する形状であればよく、例えば、図８（ａ）に示すような形状とすることもできる。
【００５４】
また、前記した第２乃至第４の実施例では、８字型アンテナ２ａの周囲に導線２ｂを設ける例について記載したが、導線２ｂを設けない構成であってもよい。また、第２乃至第４の実施例の各々の構造を組み合わせた構成とすることもできる。また、図８（ｂ）に示すように、無給電中央ループアンテナ２ｃが鎖交する領域Ａ、Ｂを、磁束密度の分布の傾きが緩やかなループＡ、Ｂの中央付近に設ける構成とすることもできる。
【００５５】
［実施例５］
次に、本発明の第５の実施例に係るリーダ／ライタ用アンテナについて、図９乃至図１２を参照して説明する。図９は、第５の実施例に係るリーダ／ライタ用アンテナの構造を示す図である。また、図１０は、本発明のリーダ／ライタ用アンテナの遠方電界強度を測定するシステムの構成を示す図であり、図１１は、本実施例の補正の効果を説明するための図である。また、図１２は、本発明のリーダ／ライタ用アンテナのバリエーションを示す図である。
【００５６】
前記した第２乃至第４の実施例では、８字型アンテナ２ａの中央に設けるループアンテナは無給電アンテナとしたが、本実施例では、図９に示すように、８字型アンテナ２ａ中央部の給電中央ループアンテナ２ｅを設け、この給電中央ループアンテナ２ｅには位相を調整した電流を給電するための位相補正回路９が接続されている。
【００５７】
すなわち、本実施例では、中央に設置するアンテナを８字型アンテナ２ａとの電磁結合で動作させるのではなく、給電中央ループアンテナ２ｅに位相補正回路９から直接給電して動作させることを特徴としている。この時、給電中央ループアンテナ２ｅの位相を８字型アンテナ２ａから９０°ずらす必要がある。そこで、給電中央ループアンテナ２ｅは、バランをもう一段介して接続することで、８字型アンテナ２ａの両側のループＡ、Ｂの中間位相（９０°）を作り出している。
【００５８】
このように、８字型アンテナ２ａの中央に給電中央ループアンテナ２ｅを配置することによっても、８字型アンテナ２ａの中央部における磁束密度の減少を抑制することができ、また、この構造では、給電中央ループアンテナ２ｅを８字型アンテナ２ａに重ねる必要がないため、８字型アンテナ２ａの両ループの位相にずれが生じることはない。なお、位相補正回路９としては、図９に示す構成に限定されず、８字型アンテナ２ａに対して９０°位相のずれた電流を発生することができる任意の回路を用いることができる。
【００５９】
以上、８字型アンテナ２ａの両ループの位相を調整する種々の方法について記載したが、この位相補正の効果を確認するために、位相の補正を行わない８字型アンテナ（位相差約１５０°）と、前記した各実施例の方法により位相差を１８０°に調整した８字型アンテナの各々に対して、図１０に示す測定システムを用いて、遠方におけるアンテナの電界強度を測定した。その結果を図１１に示す。なお、測定は、電波暗室内で３ｍ法によりそれぞれのアンテナの面が平行になる状態で行った。
【００６０】
図１１から分かるように、位相の補正を行わない８字型アンテナ（破線及び三角マーカー）に比べて、各種方法で位相を補正した８字型アンテナ（実線及び丸マーカー）は、３ｍの遠方における電界強度が１ｄＢμＶ／ｍ以上小さくなっており、位相を正確に調整することによって遠方電界強度を小さくできることが確認できた。そして、遠方電界強度を小さくすることにより、他の通信機器や電子機器に与える電磁的影響を軽減することができ、ＲＦＩＤシステム１の適用範囲を広げることができる。
【００６１】
なお、以上説明した各実施例では、８字型のアンテナを例にして説明したが、アンテナの形状は８字に限定されるものではなく、複数のループから構成される任意の形状のアンテナに適用することができ、例えば、図１２に示すような４つのループを備えるアンテナ（（ａ）は８字アンテナを並列に接続した構成、（ｂ）は４つのループを直列に接続した構成）に各実施例の各種構造を適用してもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のループアンテナの構造及び該構造により形成したＲＦＩＤシステムのリーダ／ライタ用アンテナによれば下記記載の効果を奏する。
【００６３】
本発明の第１の効果は、遠方における電界強度を減少させることができるということである。
【００６４】
その理由は、８字型アンテナを構成するループに位相調整手段を設けたり、８字型アンテナの各々のループを直列に接続して位相を同相にしたり、各々のループとの重なり部分の面積が略等しくなるように中央ループアンテナの形状を設定したり、また、中央ループアンテナへの給電回路に位相補正機能を持たせるなどの方法により、８字型アンテナの２つのループアンテナによる発生磁界の対称性を確保することができるからである。
【００６５】
また、本発明の第２の効果は、８字型アンテナ近傍の床面や金属体等の所定の電位面との間隔に起因する各々のループアンテナの非対称性を軽減することができるということである。
【００６６】
その理由は、８字型アンテナの外周に導線を設置することにより、各々のループに位相差が生じた場合、それを打ち消すように外周の導線に電流が流れ、結果的に両者の位相ずれを補償するように機能するため、発生磁界の対称性を保つことができるからである。
【００６７】
このように、本発明により、従来のアンテナが抱えていた磁束の弱まる部分が発生するという問題を解決することができた。また、発生磁界が経時的に均一になることによって、遠方での電界強度が減少するため、他の通信機器や電子機器等への外乱要因となりにくくなることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＦＩＤシステムの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る８字型リーダ／ライタ用アンテナの構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る８字型リーダ／ライタ用アンテナのバリエーションを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る８字型リーダ／ライタ用アンテナの構造を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る８字型リーダ／ライタ用アンテナの構造を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る８字型リーダ／ライタ用アンテナの製造方法の一例を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施例に係る８字型リーダ／ライタ用アンテナの構造を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施例に係る８字型リーダ／ライタ用アンテナのバリエーションを示す図である。
【図９】本発明の第５の実施例に係る８字型リーダ／ライタ用アンテナの構造を示す図である。
【図１０】リーダ／ライタ用アンテナの遠方電界強度を測定するシステムの構成を示す図である。
【図１１】本発明の位相補正の効果を示す図である。
【図１２】本発明に係るリーダ／ライタ用アンテナのバリエーションを示す図である。
【図１３】従来の８字型アンテナの構造を示す図である。
【図１４】従来の８字型アンテナと中央ループアンテナとを組み合わせた構造を示す図である。
【図１５】近傍磁界測定のシミュレーション方法を示す図である。
【図１６】８字型アンテナにおける上下ループの位相ずれの影響を示す図である。
【符号の説明】
１  ＲＦＩＤシステム
２  アンテナ
２ａ  ８字型アンテナ
２ｂ  導体線
２ｃ  無給電中央ループアンテナ
２ｄ  直列８字型アンテナ
２ｅ  給電中央ループアンテナ
３  リーダ／ライタ
３ａ  通信回路部
３ｂ  演算処理部
４  トランスポンダ
４ａ  アンテナ
４ｂ  ＩＣ
５  ＧＮＤ
６  容量
７ａ  測定用ループアンテナ
７ｂ  電界強度計
８  コンデンサ
９  位相補正回路
１０  シミュレーション面
【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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