(57)【要約】  通信用の第１の周波数を有する高周波信号を送受信するための無線通信デバイスであって、基材と、基材に形成されたアンテナパターンと、アンテナパターンが形成された基材の同一面上に形成され、アンテナパターンの延伸方向に沿ってアンテナパターンの両側に配置されたループ状の導体パターンと、を備え、導体パターンの物理的周長は、アンテナパターンの物理的な全長よりも短い、無線通信デバイスである。
2019239677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信用の第１の周波数を有する高周波信号を送受信するための無線通信デバイスであって、
基材と、
前記基材に形成されたアンテナパターンと、
前記アンテナパターンが形成された前記基材の同一面上に形成され、前記アンテナパターンの延伸方向に沿って前記アンテナパターンの両側に配置されたループ状の導体パターンと、を備え、
前記導体パターンの物理的周長は、前記アンテナパターンの物理的な全長よりも短い、
無線通信デバイス。
【請求項２】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第１の周波数の高周波信号の１波長よりも短い、
請求項１に記載の無線通信デバイス。
【請求項３】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第１の周波数の高周波信号の２分の１波長よりも短い、
請求項１または２に記載の無線通信デバイス。
【請求項４】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第１の周波数よりも高い第２の周波数の高周波の波長の整数倍ではない、
請求項１から３のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項５】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第２の周波数の高周波の２分の１波長よりも長い、
請求項４に記載の無線通信デバイス。
【請求項６】
前記アンテナパターンはミアンダ形状に延び、
前記導体パターンの少なくとも一部は、ミアンダ形状のアンテナパターンの折り返し部分よりもミアンダの振幅方向外側方に配置されている、
請求項１から５のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項７】
それぞれ周長の異なる前記導体パターンが、前記基材の外縁部の長手方向に沿って配置されている、
請求項６に記載の無線通信デバイス。
【請求項８】
前記導体パターンは、ミアンダの振幅方向において外方から内方に向けて突出する突出部を有し、
前記アンテナパターンの隣り合う前記折り返し部分の間に、前記導体パターンの前記突出部が配置されている、
請求項６または７に記載の無線通信デバイス。
【請求項９】
ループ状のシールドパターンが、前記基材の外縁部の幅方向に沿って配置されている、
請求項６から８のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項１０】
前記第１の周波数は、UHF帯の周波数である、
請求項１から９のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項１１】
前記第１の周波数は、HF帯の周波数である、
請求項１から９のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項１２】
前記第２の周波数は、電磁波加熱に用いられる周波数である、
請求項４または５に記載の無線通信デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナを備えた無線通信デバイス、特に、誘導電磁界または電波によって、非接触でデータ通信を行うRFID(Radio Frequency IDentification)技術を利用した無線通信デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信デバイスであるRFIDタグを商品である物品に付すことで、商品会計を自動化することが考えられている。この自動化清算システムによれば、RFIDタグが付された商品を収容したカゴが精算台に置かれると、RFIDタグからの情報が読み取られて商品代金が表示される。【０００３】
スーパーマーケットなどの販売店においては多種多様な商品が取り扱われており、商品としての食料品の中には、商品購入の直後に商品を温めて、購入者がその場で直ぐに飲食する場合がある。このように温めて飲食する商品としては、例えば、弁当、カップ麺などの食料品がある。これらの商品は、販売店において電磁波加熱装置、いわゆる電子レンジを用いて加熱されると考えられる。【０００４】
RFIDタグは、RFIC(Radio-Frequency Integrated Circuit)チップと共に、金属膜体であるアンテナパターンなどの金属材料が紙材や、樹脂材の上に形成されている。このようなRFIDタグを付した状態で商品を電子レンジにより加熱する場合、例えば、RFIDタグを付した弁当を温める場合には、弁当と共にRFIDタグに電子レンジからの電磁波が吸収される。これにより、RFIDタグの金属材料部分において電界が集中して放電したり、金属材料部分に過電流が流れる。この結果、金属自体が加熱されて昇華したり、タグを構成する紙材や樹脂材料が発火することで、RFIDタグが発火するおそれがある。【０００５】
上記のようなRFIDタグにおける発火を少なくすることを目的として、特許文献１には、難燃性タグの構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３８５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された「難燃性タグ」は、RFICチップおよびアンテナパターンが実装される基材を難燃性材料で構成している。基材として難燃性材料が用いられているので、基材が発火しても数秒から数十秒で消火される。しかしながら、基材上に形成された金属材料部分において連続して放電する可能性があり、これにより再び基材が発火し商品に引火するおそれがある。【０００８】
本発明は、無線通信デバイスが付された商品が所定の通信周波数よりも高い周波数帯域の電磁波に照射された場合でも、無線通信デバイスが付された商品における発火を防止することが可能な無線通信デバイスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の無線通信デバイスは、通信用の第１の周波数を有する高周波信号を送受信するための無線通信デバイスであって、
基材と、
前記基材に形成されたアンテナパターンと、
前記アンテナパターンが形成された前記基材の同一面上に形成され、前記アンテナパターンの延伸方向に沿って前記アンテナパターンの両側に配置されたループ状の導体パターンと、を備え、
前記導体パターンの物理的周長は、前記アンテナパターンの物理的な全長よりも短い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、無線通信デバイスが付された商品が所定の通信周波数よりも高い周波数帯域の電磁波に照射された場合においても、商品における発火の危険性を防止することが可能な無線通信デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１の無線通信デバイス（RFIDタグ）を示す平面図
【図２】実施の形態１の無線通信デバイスが物品に付された例示を示す図
【図３】実施の形態２の無線通信デバイス（RFIDタグ）を示す平面図
【図４】実施の形態２の無線通信デバイスの構成を示す分解斜視図
【図５】実施の形態２の無線通信デバイスにおけるＲＦＩＣパッケージを示す分解斜視図
【図６】実施の形態２の無線通信デバイスにおいて、電磁波加熱装置（「電子レンジ」）で使用される加熱周波数（２．４GHz）の信号を受信したときの電流の流れ方を示す図
【図７】図６の部分拡大図
【図８】実施の形態２の無線通信デバイスにおいて、UHF帯の通信周波数（９２０MHz）の信号を受信したときの電流の流れ方を示す図
【図９】実施の形態２の無線通信デバイスにおいて、UHF帯の通信周波数（９２０MHz）の信号を受信したときの電界の放出を示す図
【図１０】実施の形態２の無線通信デバイスにおいて、電磁波加熱装置（「電子レンジ」）で使用される加熱周波数（２．４GHz）の信号を受信したときの電界の放出を示す図
【図１１】実施の形態２の無線通信デバイスにおけるシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図
【図１２】実施の形態２の無線通信デバイスにおける全方位に対する利得を示す図
【図１３】実施の形態２の無線通信デバイスに関する、図１２のＸＺ平面における利得を示す図
【図１４】実施の形態２の変形例１の無線通信デバイス（RFIDタグ）を示す平面図
【図１５】実施の形態２の変形例２の無線通信デバイス（RFIDタグ）を示す平面図
【図１６】実施の形態２の変形例３の無線通信デバイス（RFIDタグ）を示す平面図
【図１７】実施の形態２の変形例３の無線通信デバイスが金属製の物品に付された例示を示す図
【図１８】実施の形態２の変形例４の無線通信デバイス（RFIDタグ）を示す平面図
【図１９】実施の形態３の無線通信デバイス（RFIDタグ）を示す平面図
【図２０】実施の形態３の無線通信デバイスの構成を説明する説明図
【図２１】実施の形態３の変形例１の無線通信デバイスの（RFIDタグ）を示す平面図
【図２２】実施の形態３の変形例２の無線通信デバイスの（RFIDタグ）を示す平面図
【図２３】実施の形態４の無線通信デバイス（RFIDタグ）を示す平面図
【図２４】実施の形態４の変形例１の無線通信デバイス（RFIDタグ）を示す平面図
【図２５】実施の形態５の無線通信デバイス（RFIDタグ）を示す平面図
【図２６】実施の形態５の無線通信デバイスにおけるシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図
【図２７】実施の形態５の無線通信デバイスにおいて、電磁波加熱装置（「電子レンジ」）で使用される加熱周波数（２．４GHz）の信号を受信したときの電流の流れ方を示す図
【図２８】実施の形態５の無線通信デバイスにおいて、UHF帯の通信周波数（９２０MHz）の信号を受信したときの電流の流れ方を示す図
【図２９】実施の形態５の無線通信デバイスにおいて、UHF帯の通信周波数（９２０MHz）の信号を受信したときの電界の放出を示す図
【図３０】実施の形態５の無線通信デバイスにおいて、電磁波加熱装置（「電子レンジ」）で使用される加熱周波数（２．４GHz）の信号を受信したときの電界の放出を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る一態様の無線通信デバイスは、通信用の第１の周波数を有する高周波信号を送受信するための無線通信デバイスであって、基材と、前記基材に形成されたアンテナパターンと、前記アンテナパターンが形成された前記基材の同一面上に形成され、前記アンテナパターンの延伸方向に沿って前記アンテナパターンの両側に配置されたループ状の導体パターンと、を備え、前記導体パターンの物理的周長は、前記アンテナパターンの物理的な全長よりも短い。
【００１３】
この態様の無線通信デバイスは、アンテナパターンの物理的な全長よりも短い物理的周長を有するループ状の導体パターンが配置されている。アンテナパターンの全長は、通信用の第１の周波数の電波を受信するために設計されている。アンテナパターンの全長より短い周長の導体パターンは、通信用の第１の周波数の電波を受信するためのアンテナ長から外れているので、アンテナパターンによる通信用の高周波信号の送受信を妨げない。
【００１４】
また、無線通信デバイスは、通信用の第１の周波数よりも高い周波数の帯域の電磁波に照射されると、ループ状の導体パターンが磁界アンテナとして磁界を発生させる。第１の周波数よりも高い周波数の帯域の電磁波を受けるアンテナパターンの近接した位置で、磁界アンテナが形成される。これにより、アンテナパターンは、第１の周波数よりも高い周波数帯域でのアンテナ放射効率が劣化し、アンテナパターンが受信するエネルギーを低減させることができる。この結果、無線通信デバイスが付された商品における発火の危険性を防止することができる。
【００１５】
なお、アンテナパターンは直線形状、曲線形状、および、直線形状と曲線形状との組合せのいずれでもよい。
【００１６】
また、導体パターンのループ状とは円形状に限らない。導体パターンの始点と終点とが接続されて連続していれば、楕円、凸形状、凹形状、矩形など、どのような形状でもよい。
【００１７】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第１の周波数の高周波信号の１波長よりも短くてもよい。
【００１８】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第１の周波数の高周波信号の２分の１波長よりも短くてもよい。
【００１９】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第１の周波数よりも高い第２の周波数の高周波の波長の整数倍ではなくてもよい。
【００２０】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第２の周波数の高周波の２分の１波長よりも長くてもよい。
【００２１】
前記アンテナパターンはミアンダ形状に延び、前記導体パターンの少なくとも一部は、ミアンダ形状のアンテナパターンの折り返し部分よりもミアンダの振幅方向外側方に配置されていてもよい。
【００２２】
それぞれ周長の異なる前記導体パターンが、前記基材の外縁部の長手方向に沿って配置されていてもよい。
【００２３】
前記導体パターンは、ミアンダの振幅方向において外方から内方に向けて突出する突出部を有し、前記アンテナパターンの隣り合う前記折り返し部分の間に、前記導体パターンの前記突出部が配置されていてもよい。
【００２４】
ループ状のシールドパターンが、前記基材の外縁部の幅方向に沿って配置されていてもよい。
【００２５】
前記第１の周波数は、UHF帯の周波数であってもよい。
【００２６】
前記第１の周波数は、HF帯の周波数であってもよい。
【００２７】
前記第２の周波数は、電磁波加熱に用いられる周波数であってもよい。
【００２８】
以下、本発明に係る無線通信デバイスの具体的な例示としての実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、図面において、実質的に同じ機能、構成を有する部材については同一の符号を付して、明細書においてはその説明を省略する場合がある。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。
【００２９】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものであり、本発明がこの構成に限定されるものではない。また、以下の実施の形態において具体的に示される数値、形状、構成、ステップ、ステップの順序などは、一例を示すものであり、本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、全ての実施の形態において、各変形例における構成も同様であり、各変形例に記載した構成をそれぞれ組み合わせてもよい。
【００３０】
本発明に係る無線通信デバイスが付される商品としては、例えば「コンビニエンスストア」や「スーパーマーケット」などの販売店において取り扱われる全ての商品が対象である。なお、以下の実施の形態において説明する電磁波加熱装置としては、誘電加熱を行う「電子レンジ」を例として説明するが、本発明おける電磁波加熱装置としては誘電加熱を行う機能を有する加熱装置が対象となる。本発明においては、同じ構成を有する無線通信デバイスが全ての商品に対して付される商品販売システムに関するものである。
【００３１】
なお、アンテナ基材の比誘電率εｒ＞１の場合、アンテナパターン及び導体パターンの電気的長さは物理的長さに対して長くなる。本明細書において、物理的長さとはアンテナ基材に形成された線路長のことである。また、電気的長さとは、比誘電率や寄生リアクタンス成分による波長の短縮や延長を考慮した長さである。
【００３２】
（実施の形態１）
まず、本発明に係る無線通信デバイスであるRFIDタグ１の概略構成について説明する。
図１は、本発明に係る実施の形態１の無線通信デバイスであるRFIDタグ１を示す平面図である。図中において、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系は、発明の理解を容易にするものであって、発明を限定するものではない。Ｘ軸方向はRFIDタグ１の長手方向を示し、Ｙ軸方向は幅方向を示し、Ｚ軸方向は厚さ方向を示している。Ｘ、Ｙ、Ｚ方向は互いに直交する。
【００３３】
RFIDタグ１は通信周波数（キャリア周波数）を有する高周波信号で無線通信（送受信）するよう構成されており、広い周波数帯域で無線通信可能な構成である。RFIDタグ１は、アンテナ基材３と、RFICチップ５と、RFICチップ５と電気的に接続されるループパターン７と、ループパターン７と直接接続されるアンテナパターン９と、アンテナパターン９の外側方に配置されたループ状の複数の導体パターン１１とを備える。なお、アンテナ基材３は、図１に示すような矩形に限らず、楕円形や円形であってもよい。
【００３４】
アンテナパターン９は、ループパターン７の第１接点７ａから長手方向外方に向けて延びる第１アンテナパターン９ａと、ループパターン７の第２接点７ｂから第１アンテナパターン９ａと逆方向に延びる第２アンテナパターン９ｂとを有する。アンテナパターン９は、第１及び第２アンテナパターン９ａ、９ｂによりダイポール型アンテナとして構成される。第１及び第２アンテナパターン９ａ、９ｂは、それぞれアンテナ基材３の略中心に対して点対称な位置関係で配置されている。
【００３５】
アンテナパターン９の全長、すなわち、第１及び第２アンテナパターン９ａ、９ｂの長さをそれぞれ足し合わせた電気的全長は、少なくとも、通信用の第１の周波数の高周波信号の２分の１波長の長さを有する。アンテナパターン９の電気的および物理的全長は、通信用の第１の周波数の高周波信号を受信するために設計されている。
【００３６】
アンテナパターン９の延びる方向に沿って、導体パターン１１が配置されている。導体パターン１１は、アンテナパターン９の延びる方向に沿って、アンテナパターンの両側に配置されたループ状の第１導体パターン１１ａと、アンテナパターン９の先端部を囲むように配置されたループ状の第２導体パターン１１ｂとを有する。
【００３７】
また、第１及び第２導体パターン１１ａ、１１ｂのそれぞれの周長は、アンテナパターン９の物理的全長よりも短い。これにより、導体パターン１１は、通信用の第１の周波数に対してアンテナパターン９よりも電界アンテナとして機能が劣るので、アンテナパターン９の第１の周波数に対する電界アンテナとしての特性を妨げない。
【００３８】
図２は、実施の形態１の無線通信デバイスが物品に付された例示を示す図である。物品として例えば弁当に、RFIDタグ１が貼り付けられている。RFIDタグ１は、物品１７に対してどの向きに貼り付けてもよい。
【００３９】
実施の形態１のRFIDタグ１は、通信用の第１の周波数を有する高周波信号を送受信するための無線通信デバイスである。RFIDタグ１は、アンテナ基材３と、アンテナ基材３に形成されたアンテナパターン９と、アンテナパターン９が形成されたアンテナ基材３の同一面上に形成され、アンテナパターン９の延伸方向に沿ってアンテナパターン９の両側に配置されたループ状の導体パターン１１と、を備える。アンテナパターン９は、導体パターン１１の間に配置されている。導体パターン１１の物理的周長は、アンテナパターン９の物理的な全長よりも短い。
【００４０】
第１の周波数よりも高い周波数の電波がRFIDタグ１に照射されると、アンテナパターン９に誘導電流が流れる。導体パターン１１はアンテナパターン９の延伸方向に沿ってアンテナパターン９の両側に配置されているので、導体パターン１１はアンテナパターン９と磁界結合されている。したがって、アンテナパターン９に流れる誘導電流によって発生する磁界により、導体パターン１１にも誘導電流が流れる。導体パターン１１に流れる電流により磁界がさらに発生し、アンテナパターン９から発生する磁界と導体パターン１１から発生する磁界とが打ち消し合う。
【００４１】
このようにして、アンテナパターン９に照射される電界エネルギーが損失されるので、アンテナパターン９に照射される電界エネルギーが蓄積されるのを防止することができる。また、導体パターン１１の物理的周長はアンテナパターン９の全長よりも短いので、導体パターン１１による第１の周波数の高周波信号での送受信の妨害が低減されている。
【００４２】
（実施の形態２）
図３は、本発明に係る実施の形態２の無線通信デバイスであるRFIDタグ２１を示す平面図である。図４は、RFIDタグ２１の構成を示す分解斜視図である。RFIDタグ２１は、例えば、UHF帯の通信用の周波数を有する高周波信号で無線通信するよう構成されている。ここでUHF帯とは、８６０MHzから９６０MHzの周波数帯域である。また、UHF帯の通信周波数は本発明における「通信用の第１の周波数」の一例である。
【００４３】
RFIDタグ２１は、誘電体であるアンテナ基材２３と、後述するRFICパッケージ２５と、アンテナパターン２７と、導体パターン４５とを含む。アンテナ基材２３として、例えば、PET（ポリエチレンテレフタレート）フィルムのような可撓性を有するフィルム材料が用いられる。アンテナ基材２３は、略矩形状であるが、楕円形や円形であってもよい。
【００４４】
アンテナ基材２３の表面には、アルミニウム箔や銅箔などの導電材料の膜体により作製されたアンテナパターン２７が形成されている。なお、アンテナパターン２７として、金属材料以外でカーボン系の材料など金属より導電率の劣る材料を用いてもよい。
【００４５】
アンテナパターン２７には、RFICパッケージ２５と接触して電気的に接続するための２つのランドパターン３３（３３ａ、３３ｂ）が設けられている。これにより、RFICパッケージ２５の有するＲＦＩＣチップ３７とアンテナパターン２７が電気的に接続されている。なお、電気的に接続とは、高周波信号が伝達され、動作可能なように互いが接続あるいは結合されていることを意味し直流的に接続されていることに限定されるわけではない。
【００４６】
図４に示すように、RFIDタグ２１は、アンテナ基材２３の下面に両面テープ等の粘着剤を介して貼り合わされるベース基材２９と、アンテナパターン２７を保護する保護シート３１とを備える。
【００４７】
ベース基材２９は、アンテナ基材２３よりも難燃性を有し、例えば、耐熱２００℃程度の難燃性を有する。ベース基材２９は、例えば、PET系フィルムである。アンテナ基材２３の厚みは、例えば、３８μｍである。ベース基材２９の厚みは、例えば、２５〜５０μｍ程度である。
【００４８】
保護シート３１は、アンテナ基材２３の上面に両面テープ等の粘着剤を介して貼り合わされる。保護シート３１は、例えば、PET系のフィルムラベルである。
【００４９】
このように、アンテナ基材２３上に形成されたアンテナパターン２７は、アンテナ基材２３、ベース基材２９、及び保護シート３１に挟まれているので、それぞれの誘電率に影響される。実施の形態２では、アンテナ基材２３、ベース基材２９、及び保護シート３１はそれぞれ比誘電率ε＝３程度のPET系フィルムであるので、これらに挟まれたアンテナパターン２７の比誘電率εも３程度となる。
【００５０】
図３に示すように、アンテナパターン２７は電界放射型のアンテナパターンであり、RFICパッケージ２５が実装されたランドパターン３３から複数の折り返し部分２７ｃを有して蛇行するミアンダ状の第１アンテナパターン２７ａおよび第２アンテナパターン２７ｂを有する。アンテナパターン２７は、第１アンテナパターン２７ａおよび第２アンテナパターン２７ｂによりダイポール型の電界アンテナを構成している。第１アンテナパターン２７ａと第２アンテナパターン２７ｂとの違いは、互いに基板の中心部に対して点対称な位置関係に配置されている点であり、その他の構成は同一である。
【００５１】
第１アンテナパターン２７ａは、略線状の形状パターンを有している。第１アンテナパターン２７ａは、第１ランドパターン３３ａからミアンダ状に延びて、アンテナ基材２３の長手方向（＋Ｘ方向）の一方の端部に向かって延びている。第１アンテナパターン２７ａの延設方向の先端部２７ｅはアンテナ基材２３の長手方向の一方の端部に位置している。
【００５２】
第２アンテナパターン２７ｂは、略線状の形状パターンを有している。第２アンテナパターン２７ｂは、第２ランドパターン３３ｂからミアンダ状に延びて、アンテナ基材２３の長手方向（−Ｘ方向）の他方の端部に向かって延びている。第２アンテナパターン２７ｂの延設方向の先端部２７ｅはアンテナ基材２３の長手方向の他方の端部に位置している。
【００５３】
第１及び第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの線幅は、例えば、１２５μｍである。線間パターン４７の線幅は、第１及び第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂよりも細く、例えば、１００μｍである。
【００５４】
図５は、アンテナパターン２７のランドパターン３３（３３ａ、３３ｂ）上に実装されるRFICパッケージ２５の構成を示す分解斜視図である。図５に示すように、実施の形態２におけるRFICパッケージ２５は、三層からなる多層基板で構成されている。具体的には、RFICパッケージ２５の多層基板は、ポリイミド、液晶ポリマなどの樹脂材料から作製されており、可撓性を有する三つの絶縁シート３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃが積層されて構成されている。絶縁シート３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃは、平面視が略四角形状であり、実施の形態２においては略長方形の形状を有している。図５に示すRFICパッケージ２５は、図３に示したRFICパッケージ２５を裏返して三層を分解した状態を示している。
【００５５】
図５に示すように、RFICパッケージ２５は、三層の基板（絶縁シート３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ）上において、RFICチップ３７と、複数のインダクタンス素子３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、３９Ｄと、アンテナパターン２７に接続される外部接続端子４１（４１ａ、４１ｂ）と、が予め定められた位置に形成されている。
【００５６】
外部接続端子４１（４１ａ、４１ｂ）は、最下層（アンテナパターン２７に対向する基板）となる第１絶縁シート３５Ａに形成されており、アンテナパターン２７のランドパターン３３（３３ａ、３３ｂ）に対向する位置に形成されている。４つのインダクタンス素子３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、３９Ｄは、第２絶縁シート３５Ｂおよび第３絶縁シート３５Ｃに２つずつ分かれて形成されている。即ち、最上層（図４においては最も下に記載されている層）となる第３絶縁シート３５Ｃには第１インダクタンス素子３９Ａおよび第２インダクタンス素子３９Ｂが形成されており、中間層となる第２絶縁シート３５Ｂには第３インダクタンス素子３９Ｃおよび第４インダクタンス素子３９Ｄが形成されている。
【００５７】
実施の形態２におけるRFICパッケージ２５においては、外部接続端子４１（４１ａ、４１ｂ）および４つのインダクタンス素子３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、３９Ｄは、アルミニウム箔、銅箔などの導電材料により作製される導体パターンにより構成される。
【００５８】
図５に示すように、RFICチップ３７は、最上層である第３絶縁シート３５Ｃ上に長手方向（図５におけるＸ方向）の中央部分に実装されている。RFICチップ３７は、シリコンなどの半導体を素材とする半導体基板に各種の素子を内蔵した構造を有する。第３絶縁シート３５Ｃ上の一方側（図５においては＋Ｘ軸方向）において渦巻き状に形成されている第１インダクタンス素子３９Ａは、RFICチップ３７の一方の入出力端子３７ａにランド３９Ａａを介して接続されている。第３絶縁シート３５Ｃ上の他方側（図５においては−Ｘ軸方向）において渦巻き状に形成されている第２インダクタンス素子３９Ｂは、RFICチップ３７の他方の入出力端子３７ｂにランド３９Ｂａを介して接続されている。
【００５９】
中間層である第２絶縁シート３５Ｂ上の一方側（図５においては＋Ｘ軸方向）には、渦巻き状の第３インダクタンス素子３９Ｃが形成されており、第２絶縁シート３５Ｂ上の他方側（図５においては−Ｘ軸方向）には、渦巻き状の第４インダクタンス素子３９Ｄが形成されている。渦巻き状の第３インダクタンス素子３９Ｃの外周側の端部と、渦巻き状の第４インダクタンス素子３９Ｄの外周側の端部は直接接続されている。一方、第３インダクタンス素子３９Ｃの内周側の端部（ランド３９Ｃａ）は、第２絶縁シート３５Ｂを貫通するスルーホール導体などの層間接続導体を介して、第３絶縁シート３５Ｃ上の渦巻き状の第１インダクタンス素子３９Ａの内周側の端部（ランド３９Ａｂ）に接続されている。また、第３インダクタンス素子３９Ｃの内周側の端部（ランド３９Ｃａ）は、最下層となる第１絶縁シート３５Ａを貫通するスルーホール導体などの層間接続導体を介して、第１絶縁シート３５Ａ上の第１外部接続端子４１ａに接続されている。
【００６０】
第４インダクタンス素子３９Ｄの内周側の端部（ランド３９Ｄａ）は、第２絶縁シート３５Ｂを貫通するスルーホール導体などの層間接続導体を介して、第３絶縁シート３５Ｃ上の渦巻き状の第２インダクタンス素子３９Ｂの内周側の端部（ランド３９Ｂｂ）に接続されている。また、第４インダクタンス素子３９Ｄの内周側の端部（ランド３９Ｄａ）は、最下層となる第１絶縁シート３５Ａを貫通するスルーホール導体などの層間接続導体を介して、第１絶縁シート３５Ａ上の第２外部接続端子４１ｂに接続されている。
【００６１】
第１絶縁シート３５Ａ上の第１外部接続端子４１ａは、アンテナ基材２３上に形成された第１アンテナパターン２７ａの第１ランドパターン３３ａに接続されるよう配設されている。また、第１絶縁シート３５Ａ上の第２外部接続端子４１ｂは、アンテナ基材２３上に形成された第２アンテナパターン２７ｂの第２ランドパターン３３ｂに接続されるよう配設されている。
【００６２】
また、中間層である第２絶縁シート３５Ｂには、第３絶縁シート３５Ｃ上に実装されたRFICチップ３７が収容される貫通孔４３が形成されている。RFICチップ３７は、半導体材料により形成されており、第１インダクタンス素子３９Ａと第２インダクタンス素子３９Ｂとの間、および第３インダクタンス素子３９Ｃと第４インダクタンス素子３９Ｄとの間に配設されている。このため、RFICチップ３７がシールドとして機能しており、第１インダクタンス素子３９Ａと第２インダクタンス素子３９Ｂとの間における磁界結合および容量結合が抑制されており、同様に、第３インダクタンス素子３９Ｃと第４インダクタンス素子３９Ｄとの間における磁界結合および容量結合が抑制されている。その結果、実施の形態２におけるRFICパッケージ２５においては、通信信号の通過帯域が狭くなることが抑制されており、通過帯域を広いものとしている。
【００６３】
実施の形態２では、RFICパッケージ２５がアンテナパターン２７上に実装された形態を例示したが、RFICチップ３７を直接アンテナパターン２７上に実装してもよい。また、このとき、RFICパッケージ２５において複数のインダクタンス素子３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、３９Ｄと構成されていたインダクタを、ループ状のパターンとしてアンテナ基材２３上に構成してもよい。
【００６４】
再び、図３を参照する。第１及び第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂは複数の折り返し部分２７ｃを有する。アンテナパターン２７の折り返し部分２７ｃとは、アンテナパターン２７の延びる方向が反転する箇所である。
【００６５】
アンテナ基材２３の表面には、アンテナパターン２７と導体パターン４５との両方が形成されている。導体パターン４５の少なくとも一部は、ミアンダ形状のアンテナパターン２７の折り返し部分２７ｃよりもミアンダの振幅方向外側方に配置されている。このように、導体パターン４５は、蛇行しながらＸ方向に延びるミアンダ状のアンテナパターン２７の両側（Ｙ方向）に配置されている。導体パターン４５は、アンテナパターン２７の延伸方向に沿って両側に配置されている。ここで、ミアンダ形状のアンテナパターン２７の延伸方向とは、蛇行しながら延びるＸ方向とする。導体パターン４５の間に蛇行しながら延びるアンテナパターン２７が配置されている。アンテナパターン２７と導体パターン４５および線間パターン４７との間隔は、例えば、１５０μｍである。
【００６６】
第１及び第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂは、直線部分２７ｄを有する。直線部分２７ｄは、例えば、アンテナ基材２３の幅方向（Ｙ方向）と平行で、ミアンダの振幅方向に延びる。第１及び第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂのそれぞれの隣り合う直線部分２７ｄの間に線間パターン４７が形成されている。線間パターン４７は、第１及び第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂのそれぞれの対向領域である直線部分２７ｄ間に配置されている。
【００６７】
導体パターン４５及び線間パターン４７は、アンテナパターン２７と同様に、アルミニウム箔、銅箔などの導電材料により形成されている。アルミニウム箔で形成する場合、導体パターン４５及び線間パターン４７の厚みは、例えば、６μｍである。また、導体パターン４５及び線間パターン４７は、ループ状に形成されている。
【００６８】
導体パターン４５は、それぞれ周長の異なる、第１導体パターン４５ａ、第２導体パターン４５ｂ、第３導体パターン４５ｃ及び第４導体パターン４５ｄを有する。
【００６９】
第１導体パターン４５ａは、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの先端部２７ｅを囲む凹部４５ａａと、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの折り返し部分２７ｃに沿って延びる凹部４５ａｂと、を有する。さらに、第１導体パターン４５ａは、長手方向（Ｘ方向）において最も外方の第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの直線部分２７ｄの外方に沿って凸状に延びる凸部４５ａｃと、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂにおいて隣り合う２つの折り返し部分２７ｃの間に側方から凸状に延びる凸部４５ａｄ及び凸部４５ａｅと、を有する。
【００７０】
第２導体パターン４５ｂは、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの折り返し部分２７ｃに沿って延びる凹部４５ｂａと、折り返し部分２７ｃの一部に沿って延びる凹部（Ｌ型部）４５ｂｂと、を有する。さらに、第２導体パターン４５ｂは、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂにおいて隣り合う２つの折り返し部分２７ｃの間に側方から凸状に延びる凸部４５ｂｃを有する。
【００７１】
第３導体パターン４５ｃは、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの折り返し部分２７ｃに沿って延びる凹部４５ｃａと、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂにおいて隣り合う２つの折り返し部分２７ｃの間に側方から凸状に延びる凸部４５ｃｂと、を有する。第３導体パターン４５ｃの凸部４５ｃｂの直線部４５ｃｂａと第２導体パターン４５ｂの凹部４５ｂｂとで折り返し部分２７ｃの外方を囲むように配置されている。
【００７２】
第４導体パターン４５ｄは、折り返し部分２７ｃの一部に沿って延びる凹部４５ｄａを有する。第１導体パターン４５ａの凸部４５ａｅ、直線部４５ａｅａと第４導体パターン４５ｄの凹部４５ｄとで折り返し部分２７ｃの外方を囲むように配置されている。
【００７３】
また、第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄのそれぞれの物理的周長は、第１アンテナパターン２７ａおよび第２アンテナパターン２７ｂの合計の長さであるアンテナパターン２７の全長よりも短い。
【００７４】
さらには、第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄのそれぞれの電気的周長は、例えば９００MHz帯の通信用の第１の周波数の高周波信号の１波長よりも短い。また、第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄのそれぞれの電気的周長は、例えば９００MHz帯の第１の周波数の高周波信号の２分の１波長よりも短い。また、第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄのそれぞれの電気的周長は、例えば９００MHz帯の第１の周波数よりも高い、例えば電磁誘導加熱に用いられる第２の周波数の高周波の波長の整数倍ではない。また、第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄのそれぞれの電気的周長は、例えば、電磁誘導加熱に用いられる第２の周波数の高周波の２分の１波長よりも長い。
【００７５】
第１導体パターン４５ａの凸部４５ａｅ、第２導体パターン４５ｂの凸部４５ｂｃ、及び第３導体パターンの凸部４５ｃｂは、ミアンダ状の第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂにおける隣接する折り返し部分２７ｃ間にそれぞれ容量が発生するように配置されている。隣接する折り返し部分２７ｃ間に容量が発生するように導体パターンが配置されることで、隣接する折り返し部分２７ｃ間での放電の発生が防止される。
【００７６】
また、第１導体パターン４５ａの凸部４５ａｄは、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂにおける折り返し部分２７ｃと先端部２７ｅとの間にそれぞれ容量が発生するように配置されている。折り返し部分２７ｃと先端部２７ｅとの間に容量が発生するように導体パターンが配置されることで、折り返し部分２７ｃと先端部２７ｅとの間での放電の発生が防止される。
【００７７】
線間パターン４７は、アンテナ基材２３の幅方向（Ｙ方向）において長さの異なる、線間パターン４７ａ、４７ｂ、及び４７ｃを備える。線間パターン４７ａ、４７ｂ及び４７ｃの周長は、例えば、電磁波加熱に用いられる周波数の１／４波長以下に形成されている。アンテナパターン２７のミアンダの振幅方向（Ｙ方向）において、第１アンテナパターン２７ａの長さは線間パターン４７ａ、４７ｂ、４７ｃのそれぞれのＹ方向の長さよりも長い。線間パターン４７は、閉じたループパターンで構成されている。したがって、磁界アンテナとして動作する場合、アンテナコイルのＱ特性は悪くなっており、磁気損失により磁界エネルギーを熱に変換する作用がある。
【００７８】
ランドパターン３３の周囲には、ループ状の第１シールドパターン４９が形成されている。第１シールドパターン４９は、アンテナパターン２７と同様に、アルミニウム箔、銅箔などの導電材料により形成されている。第１シールドパターン４９は、完全に閉じたループ状である。
【００７９】
この第１シールドパターン４９には、アンテナパターン２７及びランドパターン３３ａ、３３ｂとの間に電流が流れることにより発生する磁界を打ち消す方向に電流が流れる。第１シールドパターン４９は、線間パターン４７ａに比べて形状がより正方形に近いので、このパターンで構成されるインダクタンス素子のＱ特性は、線間パターン４７ａ−４７ｃで形成されるインダクタンス素子のＱ特性より高くなり、磁気損失による発熱や発火を抑えやすくなる。第１シールドパターン４９は、アンテナ基材２３の長手方向中央部に配置されているので、通信周波数より高い周波数の帯域の電磁波が照射されても、断線に至るような渦電流による発熱はない。
【００８０】
第１ランドパターン３３ａから延在する第１アンテナパターン２７ａの延在部２７ａａと、第２ランドパターン３３ｂから延在する第２アンテナパターン２７ｂの延在部２７ｂａとは互いに平行で反対方向に延びるように配置されている。
【００８１】
アンテナ基材２３の長手方向において最も外方のアンテナパターン２７ａの直線部分２７ｄの外方に、第２シールドパターン５１がアンテナパターン２７ａの直線部分２７ｄに沿って配置されている。第２シールドパターン５１により、アンテナパターン２７のミアンダ形状の振幅方向と垂直な方向からの電波による影響を低減することができる。
【００８２】
上記のように構成された、アンテナ基材２３の表面に形成されたアンテナパターン２７、導体パターン４５、線間パターン４７、および、シールドパターン４９においては、電界の集中を防止する形状を有しており、特に屈曲部分および外周部分の縁部分においては鋭角の部分はなく、全て緩やかな曲面で構成されている。
【００８３】
実施の形態２のRFIDタグ２１は、使用される商品として、例えばコンビニエンスストアにおける弁当などを対象としている。したがって、RFIDタグ２１が、例えば、調理用の電磁波加熱装置である「電子レンジ」等により誘電加熱される場合が想定される。「電子レンジ」において用いられている電磁波であるマイクロ波の使用周波数は、通信周波数より高い周波数の帯域である２．４〜２．５GHzの周波数の帯域である。
【００８４】
図６は、通信周波数より高い高周波数（２．４GHz）の電磁波を受信したときに、図２に示すアンテナパターン２７ａ、導体パターン４５、第２シールドパターン５１に流れる電流の方向を示す説明図である。図７は、図６の部分拡大図である。図８は、通信周波数（９２０MHz）の電磁波を受信したときに、図２に示すアンテナパターン２７ａ、導体パターン４５ａに流れる電流の方向を示す説明図である。
【００８５】
図６及び図７に示すように、アンテナパターン２７に通信周波数より高い周波数の帯域の電磁波が照射されると、アンテナパターン２７と導体パターン４５とは磁界結合により、導体パターン４５内に電流の向きが反転する反転ポイントＰＡを有する渦電流が流れる。また、この渦電流を原因として導体パターン４５から磁界が発生する。この磁界の発生により、アンテナパターン２７に給電された電力の一部は磁界エネルギーとなり、導体パターン４５の磁気損失により熱を発生して徐々にエネルギー損失する。このようにして、通信周波数より高い周波数の帯域のエネルギーを減衰することができる。
【００８６】
また、第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄのそれぞれにおいて、誘導電流の向きが逆方向になる反転ポイントＰＡは、第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄそれぞれのパターン上を時間の経過と共に移動する。この反転ポイントＰＡの移動は、アンテナパターン２７に発生する定在波の誘導電流に影響を及ぼす。
【００８７】
図６の点ＰＢで示す位置が、アンテナパターン２７ａに発生する誘導電流の定在波の節の位置になる。点ＰＢは誘導電流の節の位置であるので電流値はゼロであり、点ＰＢを境として誘導電流の向きが逆向きになる。導体パターン４５上を反転ポイントＰＡが移動することにより、アンテナパターン２７ａ及び２７ｂから発生する定在波の振幅が変化する。これにより、２つのアンテナパターン２７ａ及び２７ｂから放射される電界が同期していないので、互いの電界が相殺し合うことで、アンテナ基材２３から放射される電界強度が低減される。
【００８８】
実施の形態２のRFIDタグ２１においては、例えば、１．１GHzより高い周波数帯域を減衰させる。特に、商品である弁当などを加熱する「電子レンジ」において用いられている加熱用電磁波の周波数（２．４〜２．５GHz）を、大幅に減衰させる。
【００８９】
第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄのそれぞれの物理的周長は、第１アンテナパターン２７ａおよび第２アンテナパターン２７ｂの合計の長さであるアンテナパターン２７の物理的な全長よりも短い。そのため、通信周波数より高い周波数の帯域において、第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄは磁界アンテナとして機能する。ループ状の導体パターン４５は、アンテナパターン２７の外縁部に沿って配置されている。このように、電界放射型アンテナの近傍に加熱用電磁波の周波数で磁界アンテナとなる閉じたループ状の導体パターン４５が配置されることで、加熱用電磁波の周波数における電界放射アンテナのアンテナ放射効率を大幅に減衰させ、加熱用電磁波のエネルギーを受信しにくくしている。
【００９０】
ここでループ状の導体パターン４５の物理的周長は通信に使用されるUHF帯の周波数の高周波の１波長より小さい。これにより、UHF帯の周波数より高い周波数において磁界アンテナとして振る舞い、UHF帯の周波数より高い周波数の帯域における放射効率を減衰させることができる。また、ループ状の導体パターンの周長と通信に使用されるUHF帯の周波数の１／２波長の差に比べて、ループ状の導体パターンの周長と加熱用電磁波の周波数の１／２波長の差が小さくてもよい。これにより、UHF帯の周波数近傍に比べて、加熱用電磁波の周波数近傍における放射効率を減衰させることができる。
【００９１】
導体パターンの動作原理についてさらに詳しく説明する。図３に示すように、実施の形態２のRFIDタグ２１においては、複数のループ状の導体パターン４５がアンテナパターン２７の折り返し部分２７ｃの外方に配置されることで、それぞれの導体パターン４５がアンテナパターン２７と磁界結合されている。
【００９２】
また、それぞれの導体パターン４５の電気的長さは、「電子レンジ」において用いられている加熱用電磁波の周波数（２．４〜２．５GHz）の１／２波長（λ／２）より短くなるように設定されている。２．４〜２．５GHz帯の広い帯域で磁界アンテナとして動作する事で、電界アンテナとして動作する第１アンテナパターン２７ａの近傍に複数の磁界アンテナを構成する。これにより、電界アンテナパターンである第１アンテナパターン２７ａのアンテナ放射特性が急激に劣化する。また電界アンテナパターンである第１アンテナパターン２７ａの受信エネルギーは、磁界アンテナで熱に消費される。これにより、電界アンテナパターンの電磁波の受信レベルを減衰させており、また発熱箇所の分散を行っている。
【００９３】
図９は、実施の形態２のRFIDタグ２１において、UHF帯の通信周波数（９２０MHz）の信号を受信したときのアンテナパターン２７から放射される電界の強度分布について、シミュレーション実験により得られた図である。図１０は、「電子レンジ」で使用される加熱周波数（２．４GHz）の高周波を受信したときのアンテナパターン２７から放射される電界の強度分布について、シミュレーション実験により得られた図である。
【００９４】
図９に示すように、UHF帯の電界が照射されると、アンテナパターン２７からも電界が放射され、アンテナパターン２７がアンテナとして機能していることが理解される。アンテナ基材２３の周囲には電界領域Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅａ３、Ｅａ４が発生しており、アンテナ基材２３から離れるにつれて電界強度が弱くなる。すなわち、電界領域Ｅａ１〜Ｅａ４において、電界領域Ｅａ４での電界強度が一番強く、電界領域Ｅａ１の電界強度が一番弱い。
【００９５】
また、図１０に示すように、２．４GHzの電界が照射されると、アンテナパターン２７から放射される電界強度はUHF帯の電界が照射されたときよりも小さい。アンテナ基材２３の周囲には電界領域Ｅａ３、Ｅａ４が発生していない。したがって、アンテナパターン２７のアンテナとしての機能がUHF帯の電界が照射されたときよりも著しく低減していることが理解される。
【００９６】
図１１は、実施の形態２のRFIDタグ２１に関して行ったシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図である。図１１に示すアンテナ放射効率の周波数特性図において、▽ｍ１で示す０．９５GHzの周波数では、給電レベルが−２．７ＤＢであった。また、「電子レンジ」において用いられている加熱用電磁波の周波数である、▽ｍ２で示す２．４GHzの周波数では、−３４ｄＢであり、▽ｍ３で示す２．５GHzの周波数では、−２４ｄＢであり、大幅に減衰されていることが理解できる。また、２．４〜２．５GHzに限らず、通信周波数より高い周波数の帯域を減衰することも理解できる。例えば、約１．２GHz以上の周波数に関して、−１０ｄＢ以上に減衰されている。
【００９７】
上記のように、実施の形態２のRFIDタグ２１においては、UHF帯の通信周波数（９００MHz帯、例えば９５０MHz）を有する高周波信号（無線信号）が送受信可能な周波数帯域であり、電磁波加熱装置である「電子レンジ」で使用される加熱周波数（２．４〜２．５GHz）では給電レベルが大幅に減衰（約−２４〜−３４ｄＢ）される周波数帯域であることが理解できる。これは電磁波加熱装置１０００Wのパワーが４W〜０．４W以下に減衰されている事を示し、急激な過熱が起こりにくく発火しにくい事を示している。
【００９８】
このように、実施の形態２のRFIDタグ２１では、「電子レンジ」で使用される加熱周波数（２．４〜２．５GHz）が大幅に減衰（約−２４〜−３４ｄＢ）されるが、給電レベルとしては完全にゼロではない。したがって、実施の形態２のRFIDタグ２１が「電子レンジ」により商品と共に誘電加熱されたとき、アンテナパターン２７（２７ａ、２７ｂ）には微小な電流が流れる。この微小電流は、容量結合によりアンテナパターン２７から線間パターン４７に伝達され、磁界アンテナを形成する線間パターン４７の磁気損失により熱を発生して徐々にエネルギー損失していく。
【００９９】
図１２は、実施の形態２のＲＦＩＤタグ２１に関する全方位に対する利得を示す図である。図１２におけるＸ方向は、ＲＦＩＤタグ２１におけるＲＦＩＣパッケージ２５の長手方向を示している。図１２および図１３に示すように、ＲＦＩＤタグ２１は、Ｙ方向およびＺ方向における利得が高くなっており、Ｙ方向およびＺ方向においては広い指向性を有している。なお、ＲＦＩＣパッケージ２５においては、その長手方向（Ｘ方向）のみが他の方位に比べて利得が多少低いが、全体的に広い指向性を有している。
【０１００】
以上のように、実施の形態２のRFIDタグ２１は、例えば９００MHz帯の通信用の第１の周波数を有する高周波信号を送受信するための無線通信デバイスである。RFIDタグ２１は、アンテナ基材２３と、アンテナ基材２３に形成されたアンテナパターン２７と、アンテナパターン２７が形成されたアンテナ基材２３の同一面上に形成され、アンテナパターン２７の延伸方向に沿ってアンテナパターン２７の両側に配置されたループ状の導体パターン４５と、を備える。導体パターン４５の物理的周長は、アンテナパターン２７の全長よりも短い。これだけの構成により、通信用の周波数よりも高い第２の周波数の電磁波がRFIDタグ２１に照射されても、導体パターン４５が磁界アンテナとして磁界を発生させるので、アンテナパターン２７の第２の周波数での放射特性を劣化させる。したがって、第２の周波数ではアンテナパターン２７がアンテナとして機能しなくなるので、第２の周波数の電磁波のエネルギーがアンテナ基材２３に蓄積されるのを低減することができる。この結果、商品が燃え上がるのを防止することができる。
【０１０１】
RFIDタグ２１が電磁波加熱装置で誘電加熱されたとき、導体パターン４５に誘導電流が流れる。これにより、この導体パターン４５が電磁波加熱装置の周波数では小型の磁界アンテナとなり、電磁波加熱装置が放射する電界エネルギーを反射して受信しにくい構成である。この結果、RFIDタグ２１では、電磁波加熱装置により発火しにくく、更に受電した電界エネルギー（電力）を磁界エネルギーとして反射または損失できる構成となっている。したがって、実施の形態１のRFIDタグ２１においては、誘電加熱時において給電レベルを大幅に減衰できる構成となる。
【０１０２】
また、RFIDタグ２１は、ループ状の導体パターンである線間パターン４７ａ−４７ｃを複数個備えることで、アンテナパターン２７においても、アンテナパターン２７の周囲に照射されるエネルギーをさらに低減することができる。また、隣り合う線間パターン４７ａと４７ｂおよび４７ｂと４７ｃのそれぞれの周長が異なるので、線間パターン４７ａ−４７ｃは、それぞれの磁界アンテナの周波数が異なり、全体として２．４GHzから２．５GHz帯域以上の広帯域な磁界アンテナを構成する。
【０１０３】
また、導体パターン４５の電気的周長は、例えば９００MHz帯の通信用の第１の周波数の高周波信号の１波長よりも短い。これにより、導体パターン４５には、第１の周波数の高周波信号の定在波が形成されない。したがって、アンテナパターン２７は、通信用の周波数の高周波信号の送受信を妨げない。
【０１０４】
また、導体パターン４５の電気的周長は、例えば９００MHz帯の第１の周波数の高周波信号の２分の１波長よりも短い。これにより、導体パターン４５に第１の周波数の高周波信号による誘導電流の方向が反転する反転ポイントが発生しない。したがって、アンテナパターン２７に発生する定在波への影響を低減することができる。
【０１０５】
また、導体パターン４５の電気的周長は、例えば９００MHz帯の第１の周波数よりも高い、例えば電磁誘導加熱に用いられる第２の周波数の高周波の波長の整数倍ではない。これにより、導体パターン４５に第２の周波数の定在波が発生しないので、第２の周波数の電磁波により導体パターン４５にエネルギーが蓄積されるのを低減することができる。
【０１０６】
また、導体パターン４５の電気的周長は、例えば、電磁誘導加熱に用いられる第２の周波数の高周波の２分の１波長よりも長い。これにより、導体パターン４５に、電流の向きが反転する反転ポイントとなる節を有する誘導電流が発生する。導体パターン４５の電気的周長は第２の周波数の高周波の１波長よりも短いので、導体パターン４５に第２の周波数の定在波が発生することができない。したがって、この反転ポイントは時間の経過と共に導体パターン４５上を移動する。この結果、アンテナパターン２７上に発生する誘導電流の定在波にも影響を及ぼして、アンテナパターン２７から放射される電界を低減することができる。
【０１０７】
また、アンテナパターン２７はミアンダ形状に延び、導体パターン４５の少なくとも一部は、ミアンダ形状のアンテナパターン２７の折り返し部分２７ｃよりもミアンダの振幅方向外側方に配置されている。これにより、導体パターン４５は、ミアンダの振幅方向からの第２の周波数の電磁波がアンテナパターン２７に受信するのを低減することができる。
【０１０８】
また、それぞれ周長の異なる導体パターン４５ａ、４５ｂ、４５ｃ及び４５ｄが、アンテナ基材２３の外縁部の長手方向に沿って配置されている。周長の異なる導体パターン４５ａ、４５ｂ、４５ｃ及び４５ｄが配置されているので、各導体パターン上を移動する反転ポイントの相対位置が時間の経過とともにずれるので、複数の導体パターンから発生する異なる位相の磁界からの影響により、アンテナパターン２７に発生する誘導電流の定在波をより平均化して低減することができる。
【０１０９】
また、導体パターン４５ａは、ミアンダの振幅方向において外方から内方に向けて突出する凸部４５ａｅを有し、アンテナパターン２７の隣り合う折り返し部分２７ｃの間に、導体パターン４５ａの凸部４５ａｅが配置されている。隣り合う折り返し部分２７ｃのそれぞれと導体パターン４５ａの凸部４５ａｅとが容量結合するので、第２の周波数の電磁波が照射された際に、隣り合う折り返し部分２７ｃ間で電界の集中が抑制され、放電が発生するのを防止することができる。
【０１１０】
また、ループ状の第２シールドパターン５１が、アンテナ基材２３の外縁部の幅方向に沿って配置されている。これにより、アンテナパターン２７のミランダの振幅方向と垂直な方向から伝播する第２の周波数の電磁波を第２シールドパターン５１が磁界アンテナとして受信する。したがって、アンテナパターン２７が受信する第２の周波数の電磁波のエネルギーを低減することができる。
【０１１１】
上記のように構成されているので、実施の形態２のRFIDタグ２１が付された商品を電磁波加熱装置（電子レンジ）において誘電加熱した場合においても、RFIDタグ２１における放電の発生が大幅に抑制されており、商品における発火の危険性を防止することができる。
【０１１２】
次に、実施の形態２の変形例１を説明する。図１４は、実施の形態２の変形例１における無線通信デバイス（RFIDタグ）の構成を示す平面図である。実施の形態２の変形例１におけるRFIDタグ６１は、実施の形態２のRFIDタグ２１から第２シールドパターン５１を省略した構成である。また、第１導体パターン４５ａの凹部４５ａａ及び凸部４５ａｃが省略されている。その他の構成は実施の形態２のRFIDタグ２１と実質的に同じである。
【０１１３】
RFIDタグ６１において、第２導体パターン４５ｂの凹部４５ｂａは、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの折り返し部分２７ｃの一部に沿って延びている。また、第２導体パターン４５ｂの凹部４５ｂｂは、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの折り返し部分２７ｃに沿って延びている。さらに、第２導体パターン４５ｂは、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂにおいて隣り合う２つの折り返し部分２７ｃの間に側方から凸状に延びる凸部４５ｂｄを有する。
【０１１４】
RFIDタグ６１において、第３導体パターン４５ｃの凹部４５ｃａは、第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの折り返し部分２７ｃの一部に沿って延びている。第２導体パターン４５ｂの凸部４５ｂｄの直線部と第３導体パターン４５ｃの凹部４５ｃａとで折り返し部分２７ｃの外方を囲むように配置されている。
【０１１５】
ミアンダ状の第１及び第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの折り返し部分２７ｃの外側方に導体パターン４５が配置されている。これにより、ミアンダの振幅方向からの第２の周波数の電磁波がアンテナパターン２７に受信するのを低減することができる。なお、RFIDタグ６１の第１及び第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂはミアンダ状のアンテナパターンであるので、アンテナパターン２７のアンテナ特性は、ミアンダの振幅方向（Ｙ方向）の指向性が支配的になる。したがって、RFIDタグ６１は、第２シールドパターン５１を有していないので、実施の形態２のRFIDタグ２１よりも放射特性は低下するものの、放射特性の影響は限定的である。
【０１１６】
次に、実施の形態２の変形例２を説明する。図１５は、実施の形態２の変形例２における無線通信デバイス（RFIDタグ）の構成を示す平面図である。実施の形態２の変形例２におけるRFIDタグ７１は、実施の形態２の変形例１のRFIDタグ６１から線間パターン４７を省略した構成である。その他の構成は実施の形態２の変形例１におけるRFIDタグ６１と実質的に同じである。
【０１１７】
RFIDタグ７１は、RFIDタグ６１と同様に第２シールドパターン５１を有しておらず、さらに、線間パターン４７も有していない。したがって、RFIDタグ７１は、実施形態２のRFIDタグ２１よりも第２の周波数の電磁波の影響をいくらか受けやすくなるが、ミアンダ形状の第１及び第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの折り返し部分２７ｃの外側方に導体パターン４５が配置されているので、ミアンダの振幅方向からの第２の周波数の電磁波がアンテナパターン２７に受信するのを低減することができる。
【０１１８】
次に、実施の形態２の変形例３を説明する。図１６は、実施の形態２の変形例３における無線通信デバイス（RFIDタグ）の構成を示す平面図である。実施の形態２の変形例３におけるRFIDタグ８１のアンテナパターン８３は、第１アンテナパターン２７ａと第２アンテナパターン８３ｂとを有する。第２アンテナパターン８３ｂは、ミアンダ形状ではなく平板形状を有する。
【０１１９】
アンテナパターン８３の第２アンテナパターン８３ｂは、第２ランドパターン３３ｂから導出してアンテナ基材２３の長手方向の他端に向かって直線状に延設される延在部８３ｃを有し、延在部８３ｃの延設方向の先端部には平板部８５が形成されている。この平板部８５は、物品の金属面に貼り付けられる部分である。図１７に示すように、平板部８５が、例えば缶製品のように外面に金属面を有する物品１４に貼り付けられると、物品１４の金属面はアンテナの一部として機能する。
【０１２０】
平板部８５の外周の全長または対角の長さは、通信用の第１の周波数よりも高いある特定の周波数の波長の１／４波長以下に短く設計されている。例えば、電磁波加熱装置（電子レンジ）の周波数の波長の１／４波長以下に短く設計する場合、平板部８５の大きさは、アンテナ基材２３の長手方向（Ｘ方向）の長さが１０ｍｍであり、幅方向（Ｙ方向）の長さが１８ｍｍである。
【０１２１】
また、アンテナ基材２３には、アンテナ基材２３の長手方向に沿って平板部８５の外側方に、第５導体パターン４５ｅ、第６導体パターン４５ｆ、第７導体パターン４５ｇ及び第８導体パターン４５ｈが配置されている。第５導体パターン４５ｅ〜第８導体パターン４５ｈは、それぞれ導電材料によりループ状に形成されている。
【０１２２】
このように、RFIDタグ８１によれば、実施の形態２の変形例３の効果に加えて、物品が金属製であっても、通信用の第１周波数において通信することができる。また、RFIDタグ８１が金属製の物品１４ではなく、弁当などの物品１７に貼り付けられる場合もある。この場合でさらに電子レンジにより加熱される場合でも、平板部８５の長手方向に沿って両側に配置されている第５導体パターン４５ｅ〜第８導体パターン４５ｈにより、照射される電磁波のエネルギーがRFIDタグ８１に蓄積されるのを低減できる。
【０１２３】
次に、実施の形態２の変形例４を説明する。図１８は、実施の形態２の変形例４における無線通信デバイス（RFIDタグ）の構成を示す平面図である。実施の形態２の変形例４におけるRFIDタグ９１の第１導体パターン４５ａは、実施の形態２の変形例１の第１導体パターン４５ａと第４導体パターン４５ｄとを１つに結合した形状を有する。
【０１２４】
RFIDタグ９１の第１導体パターン４５ａは、凸部４５ａｄ、凸部４５ａｅ、及び凸部４５ａｆと、３つの凸形状のパターン部を有する。また、RFIDタグ９１の第１導体パターン４５ａは、アンテナパターン２７ａ、２７ｂの折り返し部分２７ｃに沿って延びる凹部４５ａｂ、凹部４５ａｇと、２つの凹形状のパターン部を有する。
【０１２５】
RFIDタグ９１の第１導体パターン４５ａは、ランドパターン３３から延びるミアンダ状の第１または第２アンテナパターン２７ａ、２７ｂの延伸方向（Ｘ方向）片側の全ての折り返し部分２７ｃの外側方に位置するように形成されている。RFIDタグ９１は、このような大きさの導体パターンを備えていても、第２の周波数の電磁波に対して磁界アンテナとして磁界を発生させるので、アンテナパターン２７の第２の周波数での放射特性を劣化させる。
【０１２６】
（実施の形態３）
以下、本発明に係る実施の形態３の無線通信デバイスであるRFIDタグ１０１について、図１９を参照して説明する。図１９は、実施の形態３のRFIDタグ１０１の構成を示す平面図である。
【０１２７】
実施の形態３のRFIDタグ１０１に関しては、実施の形態２のRFIDタグ２１との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態３の説明において、前述の実施の形態２と同様の構成、作用および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。
【０１２８】
また、実施の形態２のRFIDタグ２１は、第１アンテナパターン２７ａおよび第２アンテナパターン２７ｂのそれぞれの長さが等しいので、アンテナパターン２７は対称型ダイポールアンテナであった。これに対して、実施の形態３のRFIDタグ１０１のアンテナパターン１０３は、非対称型ダイポールアンテナである。すなわち、アンテナパターン１０３を構成する第１アンテナパターン１０３ａおよび第２アンテナパターン１０３ｂのそれぞれの長さが異なる。第１アンテナパターン１０３ａの長さは、第２アンテナパターン１０３ｂの長さよりも短い。
【０１２９】
RFIDタグ１０１において、第１導体パターン４５ａは、第１または第２アンテナパターン１０３ａ、１０３ｂの先端部１０３ｅを囲む凹部４５ａａと、第１または第２アンテナパターン１０３ａ、１０３ｂの折り返し部分１０３ｃの一部に沿って延びる凹部４５ａｂと、を有する。さらに、RFIDタグ１０１の第１導体パターン４５ａは、長手方向（Ｘ方向）において最も外方の第１または第２アンテナパターン１０３ａ、１０３ｂの直線部分１０３ｄの外方に沿って凸状に延びる凸部４５ａｃと、第１または第２アンテナパターン１０３ａ、１０３ｂにおいて隣り合う２つの折り返し部分１０３ｃの間に側方から凸状に延びる凸部４５ａｄを有する。
【０１３０】
RFIDタグ１０１において、第３導体パターン４５ｃは、凸部４５ｃｂに加えて、第２アンテナパターン１０３ｂにおいて隣り合う２つの折り返し部分１０３ｃの間に側方から凸状に延びる凸部４５ｃｃを有する。
【０１３１】
また、RFIDタグ１０１において、第４導体パターン４５ｄは、凹部４５ｄａに加えて、第２アンテナパターン１０３ｂの折り返し部分１０３ｃの一部に沿って延びる凹部４５ｄｂを有する。第４導体パターン４５ｄの凹部４５ｄｂとシールドパターンの直線部とで折り返し部分１０３ｃの外方を囲むように配置されている。また、第４導体パターン４５ｄは、第２アンテナパターン１０３ｂにおいて隣り合う２つの折り返し部分１０３ｃの間に側方から凸状に延びる凸部４５ｄｃを有する。
【０１３２】
RFIDタグ１０１において、アンテナパターン１０３はミアンダ形状に延び、導体パターン４５ａ−４５ｄの少なくとも一部は、ミアンダ形状のアンテナパターン１０３の折り返し部分１０３ｃよりもミアンダの振幅方向外側方に配置されている。これにより、導体パターン４５ａ−４５ｄは、ミアンダの振幅方向からの第２の周波数の電磁波がアンテナパターン１０３に受信するのを低減することができる。
【０１３３】
図２０は、RFIDタグ１０１のアンテナパターン１０３の回路を説明する説明図である。非対称型ダイポールアンテナを有するRFIDタグ１０１では、アンテナパターン１０３側のインピーダンスＺ１とループパターン１０５側のインピーダンスＺ２とを整合させることで、アンテナパターン１０３の放射特性を最適化することができる。ループパターン１０５は、インダクタンス素子３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、及び３９Ｄから構成されている。
【０１３４】
インピーダンスＺ１は、ループパターン１０５が無い状態における、第１アンテナパターン１０３ａと接続する第１ランドパターン３３ａと、第２アンテナパターン１０３ｂと接続点する第２ランドパターン３３ｂ間のインピーダンスである。
【０１３５】
インピーダンスＺ２は、アンテナパターン１０３が無い状態における、ループパターン１０５とそれぞれ接続する第１ランドパターン３３ａ及び第２ランドパターン３３ｂ間のインピーダンスである。
【０１３６】
インピーダンスＺ１は、第１アンテナパターン１０３ａと第２アンテナパターン１０３ｂとを非対称にすると増大する。そこで、例えば、第１ランドパターン３３ａと第２ランドパターン３３ｂ間のRFICチップ３７を経由しないループパターン１０５の長さ、より具体的には、インダクタンス素子３９Ｃ及び３９Ｄの長さを長くすることでインピーダンスＺ２を増大させることができる。このようにして、増大したインピーダンスＺ１に、インピーダンスＺ２を整合させることができる。
【０１３７】
インピーダンスＺ１及びＺ２の整合の条件は、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が３以下、または、リターンロスが６ｄＢ以上であれば、アンテナパターン１０３の放射特性を最適化することができる。
【０１３８】
また、第１アンテナパターン１０３ａと第２アンテナパターン１０３ｂとが非対称であるので、アンテナパターンの長い第２アンテナパターン１０３ｂを物品の金属面に貼り付けることで、金属面を放射素子として利用することができる。したがって、RFIDタグ１０１であれば、非金属製及び金属製の両方の物品に対して用いることができる。
【０１３９】
以下、本発明に係る実施の形態３の変形例１に係る無線通信デバイスであるRFIDタグ１１１について、図２１を参照して説明する。図２１は、実施の形態３のRFIDタグ１１１の構成を示す平面図である。
【０１４０】
実施の形態３の変形例１のRFIDタグ１１１に関しては、実施の形態３のRFIDタグ１０１との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態３の説明において、前述の実施の形態３と同様の構成、作用および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。
【０１４１】
実施の形態３の変形例１のRFIDタグ１１１は、実施の形態３のRFIDタグ１０１から、第２シールドパターン５１から省略されている。また、RFIDタグ１１１が備える第９導体パターン１１７は、１つのＬ型部１１７ａと１つの凸部１１７ｂとを有する。Ｌ型部１１７ａは、アンテナパターン１０３の折り返し部分１０３ｃと対向して、折り返し部分１０３ｃの外方に配置されている。凸部１１７ｂは、アンテナパターン１０３のある折り返し部分１０３ｃとその隣の折り返し部分１０３ｃ間および折り返し部分１０３ｃと先端部１０３ｅとの間に配置されている。
【０１４２】
また、ランドパターン３３の周囲には、第１シールドパターン４９と、ループ状ではあるが一部が途切れている第３シールドパターン１１５が配置されている。第３シールドパターン１１５は、第１シールドパターン４９と同様に導電材料により形成されている。
【０１４３】
第３シールドパターン１１５にも、第１アンテナパターン１１３ａ及びランドパターン３３ａ、３３ｂ間に電流が流れることにより発生する磁界を打ち消す方向に電流が流れる。しかしながら、第３シールドパターン１１５は一部が途切れているので、通信周波数より高い第１の周波数の帯域の電磁波が照射されると、この途切れている部分で放電が発生する。これにより、アンテナ基材２３の放電箇所のアンテナ箔が局部的に昇華する。この昇華する位置の近傍に第２アンテナパターン１１３ｂのアンテナパターンがあるので、アンテナ基材２３が昇華すると同時に近傍の第２アンテナパターン１１３ｂのアンテナパターンを断線させる機能を有する。
【０１４４】
実施の形態３の変形例１の構成によっても、RFIDタグ１１１は、通信用の周波数より高い第２の周波数の電磁波を受信すると、線間パターン４７ａ、４７ｂおよび４７ｃに渦電流が発生し磁界が発生するので、給電された電力の一部は磁界エネルギーとして損失する。
【０１４５】
以下、本発明に係る実施の形態３の変形例２の無線通信デバイスであるRFIDタグ１２１について、図２２を参照して説明する。図２２は、実施の形態４のRFIDタグ１２１の構成を示す平面図である。
【０１４６】
実施の形態３の変形例２のRFIDタグ１２１に関しては、実施の形態３の変形例１のRFIDタグ１１１との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態３の変形例２の説明において、前述の実施の形態３の変形例２と同様の構成、作用および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。
【０１４７】
実施の形態３の変形例１のRFIDタグ１１１の第１及び第２アンテナパターン１０３ａ、１０３ｂは、ランドパターン３３ａ及び３３ｂからそれぞれ第３シールドパターン１１５の周りに沿って延びていた。これに対して、実施の形態３の変形例２のRFIDタグ１２１の第１及び第２アンテナパターン１０３ａ、１０３ｂは、ランドパターン３３ａ及び３３ｂからそれぞれ第３シールドパターン１１５の一部が途切れている辺に沿って延び、さらに、第３シールドパターン１１５の幅方向外側に配置された第１シールドパターンの周りに沿って延びている。これにより、RFIDタグ１１１よりもRFIDタグ１２１の第１及び第２アンテナパターン１０３ａ、１０３ｂの方が長く形成することができる。その他の構成は実施の形態３の変形例１のRFIDタグ１１１と実質的に同じである。
【０１４８】
（実施の形態４）
以下、本発明に係る実施の形態４の無線通信デバイスであるRFIDタグ１３１について図２３を参照して説明する。図２３は、実施の形態４のRFIDタグ１３１の構成を示す平面図である。
【０１４９】
実施の形態４のRFIDタグ１３１は、実施の形態１のRFIDタグ１のアンテナパターン９がミアンダ形状の非対称型ダイポール型アンテナを構成しており、実施の形態１と実施の形態３との組合せの形態である。実施の形態４のRFIDタグ１３１に関しては、実施の形態３のRFIDタグ１０１との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態４の説明において、前述の実施の形態３と同様の構成、作用および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。
【０１５０】
実施の形態４におけるRFIDタグ１３１は、第１アンテナパターン１０３ａ及び第２アンテナパターン１０３ｂの基部側と接続されるループパターン１３３を有する。ループパターン１３３は、RFICチップ５が実装されるランド１３３ａ、１３３ｂを有する。ループパターン１３３の内部には、２つのループ状のシールドパターン１３７がアンテナ基材２３上に配置されている。
【０１５１】
アンテナ基材２３の幅方向において、ループパターン１３３のそれぞれの外方には第１０導体パターン１３５が配置されている。また、アンテナ基材２３の長手方向において、ループパターン１３３のそれぞれ外方には第１シールドパターン４９が配置されている。
【０１５２】
また、実施の形態３のRFIDタグ１０１の第１及び第２アンテナパターン１０３ａ、１０３ｂのそれぞれの先端部１０３ｅが、アンテナ基材２３の幅方向（Ｙ方向）においてそれぞれ逆側に配置されていた。これに対して、実施の形態４のRFIDタグ１３１の第１及び第２アンテナパターン１０３ａ、１０３ｂのそれぞれの先端部１０３ｅが、アンテナ基材２３の幅方向においていずれか一方側に配置されている。
【０１５３】
実施の形態４におけるRFIDタグ１３１においても、アンテナパターン１０３はミアンダ形状に延び、導体パターン４５ａ−４５ｄの少なくとも一部は、ミアンダ形状のアンテナパターン１０３の折り返し部分１０３ｃよりもミアンダの振幅方向外側方に配置されている。これにより、導体パターン４５ａ−４５ｄは、ミアンダの振幅方向からの第２の周波数の電磁波がアンテナパターン１０３に受信するのを低減することができる。
【０１５４】
以下、本発明に係る実施の形態４の変形例１の無線通信デバイスであるRFIDタグ１４１について、図２４を参照して説明する。図２４は、実施の形態４のRFIDタグ１４１の構成を示す平面図である。
【０１５５】
実施の形態４の変形例１のRFIDタグ１４１に関しては、実施の形態４のRFIDタグ１３１との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態４の説明において、前述の実施の形態１と同様の構成、作用および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。
【０１５６】
実施の形態４のRFIDタグ１３１は、ループパターン１３３の内部に、ループパターン１３３の内縁形状に沿った２つのシールドパターン１３７が配置されていた。これに対して、実施の形態４の変形例１のRFIDタグ１４１は、ループパターン１３３の内部に、シールドパターン１３７よりも周長の短いシールドパターン１４５が配置されている。
【０１５７】
また、RFIDタグ１４１のループパターン１３３のそれぞれの外方には第１１導体パターン１４７が配置されている。第１１導体パターン１４７は、実施の形態４のRFIDタグ１３１の第１０導体パターン１３５を３又は４分割した大きさである。
【０１５８】
実施の形態４の変形例１のRFIDタグ１４１の構成であっても、実施の形態４のRFIDタグ１３１と同様の効果を得ることができる。
【０１５９】
（実施の形態５）
以下、本発明に係る実施の形態５の無線通信デバイスであるRFIDタグ１５１について図１６を参照して説明する。図２５は、実施の形態５のRFIDタグ１５１の構成を示す平面図である。
【０１６０】
実施の形態５のRFIDタグ１５１に関しては、実施の形態２のRFIDタグ１４１との相違点を中心に説明する。なお、実施の形態５の説明において、前述の実施の形態２と同様の構成、作用および機能を有する要素には同じ参照符号を付し、重複する記載を避けるため説明を省略する場合がある。
【０１６１】
実施の形態５のRFIDタグ１５１のアンテナパターン１５３は、ミアンダ状に形成された第１及び第２アンテナパターン１５３ａ、１５３ｂからそれぞれ分岐する支線パターン１５３ｃを有する。支線パターン１５３ｃは、第１及び第２アンテナパターン１５３ａ、１５３ｂのそれぞれの折り曲げ部分１５５から長手方向（Ｘ方向）においてランドパターン３３側に分岐する。支線パターン１５３ｃは分岐後さらに、幅方向（Ｙ方向）において分岐した折り曲げ部分１５５の他方側の折り曲げ部分１５５に向けて延び、第１及び第２アンテナパターン１５３ａ、１５３ｂのそれぞれの直線部分１５３ｄ間に挟まれている。支線パターン１５３ｃのインダクタンス成分も利用して、導体パターンと共にLC並列共振回路が構成されている。
【０１６２】
図２６は、実施の形態５のRFIDタグ１５１に関して行ったシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図である。図２６に示すアンテナ放射効率の周波数特性図において、▽ｍ１で示す０．９０GHzの周波数では、給電レベルが＋０．２７ＤＢであった。また、「電子レンジ」において用いられている加熱用電磁波の周波数である、▽ｍ２で示す２．４GHzの周波数では、−２８ｄＢであり、▽ｍ３で示す２．５GHzの周波数では、−２６ｄＢであり、大幅に減衰されていることが理解できる。また、２．４〜２．５GHzに限らず、通信周波数より高い周波数の帯域を減衰することも理解できる。例えば、約１．２GHz以上の周波数に関して、−１２ｄＢ以上に減衰されている。
【０１６３】
上記のように、実施の形態５のRFIDタグ１５１においては、UHF帯の通信周波数（９００MHz帯、例えば９００MHz）を有する高周波信号（無線信号）が送受信可能な周波数帯域であり、電磁波加熱装置である「電子レンジ」で使用される加熱周波数（２．４〜２．５GHz）では給電レベルが大幅に減衰（約−２６ｄＢ）される周波数帯域であることが理解できる。これは電磁波加熱装置１０００Wのパワーが２．５W以下に減衰されている事を示し、急激な過熱が起こりにくく発火しにくい事を示している。
【０１６４】
このように、実施の形態５のRFIDタグ１５１では、「電子レンジ」で使用される加熱周波数（２．４〜２．５GHz）が大幅に減衰（約−２６ｄＢ）されるが、給電レベルとしては完全にゼロではない。したがって、実施の形態５のRFIDタグ１５１が「電子レンジ」により商品と共に誘電加熱されたとき、アンテナパターン２７（２７ａ、２７ｂ）には微小な電流が流れる。この微小電流は、容量結合によりアンテナパターン２７から線間パターン４７に伝達され、磁界アンテナを形成する線間パターン４７の磁気損失により熱を発生して徐々にエネルギー損失していく。
【０１６５】
図２７は、通信周波数より高い高周波数（２．４GHz）の電磁波を受信したときに、図２５に示す導体パターン４５、及び第２シールドパターン５１に流れる電流の方向を示す説明図である。図２８は、通信周波数（９２０MHz）の電磁波を受信したときに、図２５に示す導体パターン４５に流れる電流の方向を示す説明図である。
【０１６６】
図２７に示すように、アンテナパターン２７に通信周波数より高い周波数の帯域の電磁波が照射されると、アンテナパターン２７と導体パターン４５とは磁界結合により、導体パターン４５内に電流の向きが反転する反転ポイントを有する渦電流が流れる。また、この渦電流を原因として導体パターン４５から磁界が発生する。この磁界の発生により、アンテナパターン２７に給電された電力の一部は磁界エネルギーとなり、導体パターン４５の磁気損失により熱を発生して徐々にエネルギー損失する。このようにして、通信周波数より高い周波数の帯域のエネルギーを減衰することができる。
【０１６７】
また、第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄのそれぞれにおいて、誘導電流の向きが逆方向になる反転ポイントは、第１〜第４導体パターン４５ａ〜４５ｄそれぞれのパターン上を時間の経過と共に移動する。この反転ポイントの移動は、アンテナパターン２７に発生する定在波の誘導電流に影響を及ぼす。
【０１６８】
反転ポイントの移動に伴い、アンテナパターン２７ａに発生する定在波の振幅が変化する。この振幅の変化により、アンテナパターン２７から放出される電界が一定ではなくなるので低減される。
【０１６９】
図２９は、実施の形態５のRFIDタグ１５１において、UHF帯の通信周波数（９２０MHz）の信号を受信したときのアンテナ基材２３から放射される電界の強度分布について、シミュレーション実験により得られた図である。図３０は、「電子レンジ」で使用される加熱周波数（２．４GHz）の高周波を受信したときのアンテナ基材２３から放射される電界の強度分布について、シミュレーション実験により得られた図である。
【０１７０】
図２９に示すように、UHF帯の電界が照射されると、アンテナ基材２３から電界が放射され、アンテナパターン２７ａがアンテナとして機能していることが理解される。アンテナ基材２３の周囲には電界領域Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅａ３、Ｅａ４が発生しており、アンテナ基材２３から離れるにつれて電界強度が弱くなる。すなわち、電界領域Ｅａ１〜Ｅａ４において、電界領域Ｅａ４での電界強度が一番強く、電界領域Ｅａ１の電界強度が一番弱い。
【０１７１】
また、図３０に示すように、２．４GHzの電界が照射されると、アンテナ基材２３から放射される電界強度はUHF帯の電界が照射されたときよりも小さい。アンテナ基材２３の周囲には電界領域Ｅａ３、Ｅａ４が発生していない。したがって、アンテナパターン２７のアンテナとしての機能がUHF帯の電界が照射されたときよりも著しく低減していることが理解される。
【０１７２】
以上のように、これらの実施の形態によれば、無線通信デバイスが付された商品が、誤って無線通信デバイスが付されたまま電磁波加熱装置において加熱された場合においても、無線通信デバイスにおける放電の発生が抑制されている。これにより、無線通信デバイスの発火、さらには無線通信デバイスが付された商品における発火の危険性を防止することが可能な安全性および信頼性の高い無線通信デバイスを提供することができる。したがって、本発明は、食品、日用雑貨品などの多種多様な商品を取り扱うコンビニエンスストアなどの販売店において、購入した商品の会計、および袋詰めを自動化するシステムを構築することが可能となる。
【０１７３】
本発明は、上記各実施の形態のものに限らず、次のように変形実施することができる。
【０１７４】
（１）上記各実施の形態において、アンテナ基材２３の材料として、可撓性のフィルム材料が用いられていたが、これに限られない。アンテナ基材２３は、例えば、難燃性のフィルム材料でもよい。アンテナ基材２３として難燃性フィルムを採用する場合、用いられる難燃性フィルム材料としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂などの樹脂材料にハロゲン系難燃材料の添加や、難燃性コーティング材料の塗工を行ったフィルムが用いられる。また、アンテナ基材２３の材料としては、耐熱性を有するＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂などの高機能を有する樹脂材料を用いることも可能である。
【０１７５】
（２）上記各実施の形態において、通信用の第１の周波数帯はUHF帯であったがこれに限られない。HF帯の通信用の周波数（キャリア周波数）を有する高周波信号で無線通信するよう構成されていてもよい。この場合、アンテナパターンの全長がHF帯の高周波信号を受信するように設計される。なお、HF帯とは、１３ＭＨｚ以上１５ＭＨｚ以下の周波数帯域である。
【０１７６】
本発明をある程度の詳細さをもって各実施の形態において説明したが、これらの実施の形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、各実施の形態における要素の組合せや順序の変化は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。
【符号の説明】
【０１７７】
１      RFIDタグ
３      アンテナ基材
５      RFICチップ
７      ループパターン
７ａ    第１接点
７ｂ    第２接点
９      アンテナパターン
９ａ    第１アンテナパターン
９ｂ    第２アンテナパターン
１１      導体パターン
１１ａ    第１導体パターン
１１ｂ    第２導体パターン
１４、１７  物品
２１      RFIDタグ
２３      アンテナ基材
２５      RFICパッケージ
２７      アンテナパターン
２７ａ    第１アンテナパターン
２７ａａ  延在部
２７ｂ    第２アンテナパターン
２７ｂａ  延在部
２７ｃ    折り返し部分
２７ｄ    直線部分
２７ｅ    先端部
２９      ベース基材
３１      保護シート
３３      ランドパターン
３３ａ    第１ランドパターン
３３ｂ    第２ランドパターン
３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ  絶縁シート
３７      ＲＦＩＣチップ
３７ａ、３７ｂ  入出力端子
３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、３９Ｄ  インダクタンス素子
３９Ａａ、３９Ｂａ、３９Ｃａ、３９Ｄａ  ランド
３９Ａｂ、３９Ｂｂ  ランド
４１      外部接続端子
４１ａ    第１外部接続端子
４１ｂ    第２外部接続端子
４３      貫通孔
４５      導体パターン
４５ａ    第１導体パターン
４５ａａ、４５ａｂ、４５ａｇ  凹部
４５ａｃ、４５ａｄ、４５ａｅ、４５ａｆ  凸部
４５ａｅａ  直線部
４５ｂ    第２導体パターン
４５ｂａ、４５ｂｂ  凹部
４５ｂｃ、４５ｂｄ  凸部
４５ｃ    第３導体パターン
４５ｃａ  凹部
４５ｃｂ、４５ｃｃ  凸部
４５ｄ    第４導体パターン
４５ｄａ、４５ｄｂ  凹部
４５ｄｃ  凸部
４５ｅ    第５導体パターン
４５ｆ    第６導体パターン
４５ｇ    第７導体パターン
４５ｈ    第８導体パターン
４７      線間パターン
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ  線間パターン
４９      第１シールドパターン
５１      第２シールドパターン
６１、７１、８１      RFIDタグ
８３      アンテナパターン
８３ｂ    第２アンテナパターン
８３ｃ    延在部
８５      平板部
９１、１０１      RFIDタグ
１０３      アンテナパターン
１０３ａ    第１アンテナパターン
１０３ｂ    第２アンテナパターン
１０３ｃ    折り返し部分
１０３ｄ    直線部
１０３ｅ    先端部
１０５      ループパターン
１１１      RFIDタグ
１１３      アンテナパターン
１１３ａ    第１アンテナパターン
１１３ｂ    第２アンテナパターン
１１５      第３シールドパターン
１１７      第９導体パターン
１１７ａ    Ｌ型部
１１７ｂ    凸部
１２１、１３１      RFIDタグ
１３３      ループパターン
１３３ａ、１３３ｂ    ランド
１３５      第１０導体パターン
１３７      シールドパターン
１４１      ＲＦＩＤタグ
１４５      シールドパターン
１４７      第１１導体パターン
１５１      ＲＦＩＤタグ
１５３      アンテナパターン
１５３ａ    第１アンテナパターン
１５３ｂ    第２アンテナパターン
１５３ｃ    支線パターン
１５５      折り曲げ部分
【図１】
2019239677.tif 000003
【図２】
2019239677.tif 000004
【図３】
2019239677.tif 000005
【図４】
2019239677.tif 000006
【図５】
2019239677.tif 000007
【図６】
2019239677.tif 000008
【図７】
2019239677.tif 000009
【図８】
2019239677.tif 000010
【図９】
2019239677.tif 000011
【図１０】
2019239677.tif 000012
【図１１】
2019239677.tif 000013
【図１２】
2019239677.tif 000014
【図１３】
2019239677.tif 000015
【図１４】
2019239677.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2019239677.tif 000018
【図１７】
2019239677.tif 000019
【図１８】
2019239677.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
2019239677.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2019239677.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2019239677.tif 000028
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2019239677.tif 000031
【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年11月29日(2019.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信用の第１の周波数を有する高周波信号を送受信するための無線通信デバイスであって、
基材と、
前記基材に形成されたアンテナパターンと、
前記アンテナパターンが形成された前記基材の同一面上に形成され、前記アンテナパターンの延伸方向に沿って前記アンテナパターンの両側に配置されたループ状の導体パターンと、を備え、
前記導体パターンの物理的周長は、前記アンテナパターンの物理的な全長よりも短く、
前記アンテナパターンはミアンダ形状に延び、
前記導体パターンの少なくとも一部は、ミアンダ形状のアンテナパターンの折り返し部分よりもミアンダの振幅方向外側方に配置され、
それぞれ周長の異なる前記導体パターンが、前記基材の外縁部の長手方向に沿って配置されている、
無線通信デバイス。
【請求項２】
前記導体パターンは、ミアンダの振幅方向において外方から内方に向けて突出する突出部を有し、
前記アンテナパターンの隣り合う前記折り返し部分の間に、前記導体パターンの前記突出部が配置されている、
請求項１に記載の無線通信デバイス。
【請求項３】
通信用の第１の周波数を有する高周波信号を送受信するための無線通信デバイスであって、
基材と、
前記基材に形成されたアンテナパターンと、
前記アンテナパターンが形成された前記基材の同一面上に形成され、前記アンテナパターンの延伸方向に沿って前記アンテナパターンの両側に配置されたループ状の導体パターンと、を備え、
前記導体パターンの物理的周長は、前記アンテナパターンの物理的な全長よりも短く、
前記アンテナパターンはミアンダ形状に延び、
前記導体パターンの少なくとも一部は、ミアンダ形状のアンテナパターンの折り返し部分よりもミアンダの振幅方向外側方に配置され、
前記導体パターンは、ミアンダの振幅方向において外方から内方に向けて突出する突出部を有し、
前記アンテナパターンの隣り合う前記折り返し部分の間に、前記導体パターンの前記突出部が配置されている、
無線通信デバイス。
【請求項４】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第１の周波数の高周波信号の１波長よりも短い、
請求項１から３のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項５】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第１の周波数の高周波信号の２分の１波長よりも短い、
請求項１から４のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項６】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第１の周波数よりも高い第２の周波数の高周波の波長の整数倍ではない、
請求項１から５のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項７】
前記導体パターンの電気的周長は、前記第２の周波数の高周波の２分の１波長よりも長い、
請求項６に記載の無線通信デバイス。
【請求項８】
ループ状のシールドパターンが、前記基材の外縁部の幅方向に沿って配置されている、
請求項１から７のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項９】
前記第１の周波数は、UHF帯の周波数である、
請求項１から８のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項１０】
前記第１の周波数は、HF帯の周波数である、
請求項１から８のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。
【請求項１１】
前記第２の周波数は、電磁波加熱に用いられる周波数である、
請求項６または７に記載の無線通信デバイス。
【国際調査報告】
2019239677.tif 000033
2019239677.tif 000034
2019239677.tif 000035
2019239677.tif 000036