(57)【要約】【課題】小型でかつアンテナの指向性を狭めて読み取り距離を伸ばし、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの認識率を向上させることができる、電波方位規制ユニットを提供する。【解決手段】アンテナから放射される電波を遮るようにアンテナと対置させ、アンテナの指向性を強化する方向に所定の間隔で配置される複数の電波吸収パッチを備える。前記電波吸収パッチには、少なくとも１か所、アンテナから放射された電波を通過させる切欠部や孔が形成され、アンテナから放射される電波のうち、その大部分は遮られて電波吸収パッチにより吸収される一方、一部のみが吸収されずに通過することで、アンテナの指向性が狭められ、併せて電波の放射強度を高くすることが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タグとの間で電波の送受信を行うアンテナと、前記電波の一部を吸収する複数の電波吸収体とを備え、
前記各電波吸収体は、前記アンテナの大きさと前記電波の周波数帯域とに基づいて、前記タグとの間で送受信される電波を通過させる、電波方位規制ユニット。
【請求項２】
前記各電波吸収体には、前記各電波吸収体の一対の対角に、電波を通過させる開口部が形成されている、請求項１記載の電波方位規制ユニット。
【請求項３】
前記開口部の大きさは、当該アンテナの大きさ及び前記電波の周波数帯に基づいて決定されている、請求項１記載の電波方位規制ユニット。
【請求項４】
前記複数の電波吸収体は、３枚以上であり、右旋偏波又は左旋偏波を補強する条件で相互に等間隔で配置されている、請求項１記載の電波方位規制ユニット。
【請求項５】
前記各電波吸収体と前記アンテナとを連結するとともに、前記電波の一部を吸収する連結部材を備える、請求項１記載の電波方位規制ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波方位規制ユニットに関し、特に、ＵＨＦ−ＲＦＩＤシステムにおけるＲＦタグとの間で電波を送受信するアンテナを備える電波方位規制ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＵＨＦ−ＲＦＩＤシステムにおいては、ＲＦタグとの間で電波の送受信を行う無線通信用アンテナが存在している。この種の無線通信用アンテナは、ＲＦタグの認識漏れを防止するために、無線通信用アンテナからの電波出力を上昇させることが考えられる。しかし、そのように出力を上げた場合には、電波の反射や干渉によりＲＦタグの誤認識（ゴーストリード）が発生する。このため、特許文献１には、無線通信用アンテナに対して所定位置に電波吸収側壁を鉛直状に突出させて、電波の指向性を制御する旨が開示されている。【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４１５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されている電波吸収側壁は、無線通信用アンテナから送信された電波を、言ってみれば川下で吸収することによって、電波の指向性を制御するものである。したがって、ピンポイント的に、ＲＦタグとの間で通信を行おうとすると、相当大きな電波吸収側壁を用意しなければならなくなる。これでは、当然のことながら、電波吸収側壁を使用可能なスペースがなければ、折角の電波吸収側壁による利点を得ることができない。【０００５】
また、無線通信用アンテナは、ハンディタイプのものも存在しているが、電波吸収側壁との組み合わせで活用しようとすると、結局、無線通信用アンテナを、電波吸収側壁の設置位置付近で使用せざるを得ない。これでは、ハンディタイプの無線通信用アンテナの良さがなくなってしまう。【０００６】
そこで、本発明は、電波の指向性対策を工夫することによって、電波吸収側壁を前述のように相当大きく用いなくても、ＲＦタグなどの各種タグとの間で電波の所要の送受信を可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の電波方位規制ユニットは、
タグとの間で電波の送受信を行うアンテナと、前記電波の一部を吸収する複数の電波吸収体とを備え、
前記各電波吸収体は、前記アンテナの大きさと前記電波の周波数帯域とに基づいて、前記タグとの間で送受信される電波を通過させる。【０００８】
前記開口部は、前記各電波吸収体の一対の対角に形成するとよい。また、前記開口部の大きさは、当該アンテナの大きさ及び前記電波の周波数帯に基づいて決定するとよい。さらに、前記各電波吸収体と前記アンテナとを連結するとともに、前記電波の一部を吸収する連結部材を備えるとよい。【０００９】
本発明によれば、アンテナから放射される電波のうち、その大部分は金属パッチによって吸収される一方、一部のみが開口部を通じて通過することで、電波の指向性が規定され、電波の放射強度が高くなる。【００１０】
なお、電波吸収体の数を増やすと、得られる利点が高まるので、用途に応じて、電波吸収体の数を選択すると良い。
【発明の実施の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る電波方位規制ユニット１００の模式的な平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。電波方位規制ユニット１００は、ＲＦタグなどのタグとの間で電波の送受信を行うＲＦＩＤアンテナ等のアンテナ１４０と、電波の一部を吸収する第１の電波吸収パッチ１１０及び第２の金属パッチ１２０と、これらを相互に連結する連結部材（図示せず）とを備える。
【００１３】
第１の金属パッチ１１０は、第２の金属パッチ１２０よりアンテナ１４０から近い位置に、他方第２の電波吸収パッチ１２０は、第１の金属パッチ１１０を間に挟んでアンテナ１４０から離れた位置に配置される。すなわち、アンテナ１４０側から見て、アンテナ１４０、第１の金属パッチ１１０、第２の金属パッチ１２０の順に配置される。
【００１４】
本実施形態では、第１の金属パッチ１１０はアンテナ１４０から例えば１３０ｍｍ、第２の金属パッチ１２０は第１の金属パッチ１１０から例えば８０ｍｍ離れた位置に設けられる。アンテナ１４０から第１の金属パッチ１１０までの距離と、第１の金属パッチ１１０から第２の金属パッチ１２０まで距離とは、それぞれ、アンテナ１４０の大きさとアンテナ１４０から放射される電波の周波数帯とに基づく条件で形成される切欠部１３０の位置及び大きさにより決定される。
【００１５】
図２（ａ）は、図１に示す第１の金属パッチ１１０の模式図である。図２（ｂ）は、図１に示す第２の金属パッチ１２０の模式図である。第１の金属パッチ１１０及び第２の金属パッチ１２０は、いずれも略正方形に形成される。略正方形の例えば図面左上と右下という対角２か所には、当該各角から等距離の辺の２点を結ぶ直線上を切り取った切欠部１３０が形成されている。
【００１６】
図１を参照して、第１の金属パッチ１１０及び第２の金属パッチ１２０は、いずれもアンテナ１４０と平行面に配置されて、アンテナ１４０より放射される電波の大部分を遮るものである。しかし、第１の金属パッチ１１０及び第２の金属パッチ１２０には、切欠部１３０が形成されているので、当該切欠部１３０から放射電波の一部の通過を許容し、これにより電波の指向性を規定することができ、結果的に電波の伝搬距離も伸長する。
【００１７】
第１の金属パッチ１１０及び第２の金属パッチ１２０の製造の一例を示すと、大判の電波吸収板を例えば９６ｍｍ四方、例えば１１２ｍｍ四方にそれぞれ切り出し、それから、各々の一対の対角部分を、当該各角から例えば１８ｍｍ、例えば２２ｍｍの位置の辺上の２点を結ぶ直線上を切り取ることによって形成する。このように、本実施形態では、角部に切欠部１３０が位置する条件で第１の金属パッチ１１０及び第２の金属パッチ１２０を製造するため、小型の電波方位規制ユニット１００を実現することができる。
【００１８】
第１の金属パッチ１１０及び第２の金属パッチ１２０の材料は特段限定されるものではなく、発泡スチロール、発泡ウレタンなどの発泡体を用いることができる。また、電波方位規制ユニット１００を小型に構成するためには、第１の金属パッチ１１０及び第２の金属パッチ１２０とアンテナ１４０とを、発泡スチロール、発泡ウレタンなどの発泡体から成る、中空の四角錐の一部構成する形状の連結部材によって連結すればよい。係る場合には、連結部材は、アンテナ１４０及び第１の金属パッチ１１０とともに、電波方位規制ユニット１００の筐体を構成することになる。筐体には、電波方位規制ユニット１００を壁や天井に取付可能なように、取付金具などを設けると良い。
【００１９】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電波方位規制ユニット２００の模式図である。電波方位規制ユニット２００は、アンテナ２５０側から順に、第１の電波吸収パッチ２１０と、第２の電波吸収パッチ２２０と、第３の電波吸収パッチ２３０と、第４の電波吸収パッチ２４０とを備える。
【００２０】
本実施形態では、第１の金属パッチ２１０はアンテナから例えば８０ｍｍ、第２の金属パッチ２２０、第３の金属パッチ２３０、第４の金属パッチ２４０は、相互に隣接する各パッチ間は例えば５０ｍｍの間隔で配置される。
【００２１】
本実施形態では、第１の金属パッチ２１０、第３の金属パッチ２３０、第４の金属パッチ２４０は、一例を示せば、それぞれ例えば１００ｍｍ四方、第２の金属パッチ２２０は例えば１１０ｍｍ四方に形成される。また、本実施形態に係る各金属パッチ２１０等は、実施形態１の場合と異なり、切欠部を形成していない。これは、波源が例えば右旋偏波ならば、切欠部によらずに右旋偏波が補強されるためである。
【００２２】
本実施形態では、放射エレメントよりやや小さめの第１〜第４の金属パッチ２１０〜２４０を、右旋偏波又は左旋偏波を補強する条件で相互に等間隔に配置することで、電波から見た伝播インピーダンスの低い伝播路を形成し、そこに電波を導引させるようにしている。なお、仮に、本実施形態の電波方位規制ユニット２００において、第１の金属パッチ２１０等に切欠部を設けると、波源が右旋偏波なのに、切欠部が左旋用の場合、効果が減退する可能性があるので妥当ではない。
【００２３】
第１の実施形態と同様、第１〜第４の金属パッチ２１０〜２４０は、発泡スチロール、発泡ウレタンなどの発泡体を材料としているが、電波の吸収に好適であればよく、これに限られるものではない。また、電波方位規制ユニット２００を構成するためには、例えば第１の金属パッチ２１０、第２の金属パッチ２２０、第３の金属パッチ２３０、第４の金属パッチ２４０を、アンテナ２５０とともに発泡スチロール、発泡ウレタンなどの発泡体を材料として用いた中空の直方体形状の筐体によって連結するとよい。
【００２４】
図４及び図５は、電波方位規制ユニット１００の効果説明図である。図６及び図７は、電波方位規制ユニット２００の効果説明図である。
【００２５】
図４には、アンテナ１４０からの電波の放射角度を破線で示すとともに、電波方位規制ユニット１００からの電波との放射角度を実線で示している。アンテナ１４０からの電波の放射角度は、破線で示すように半値幅で約６４°である。これに対し、電波方位規制ユニット１００からの電波の放射角度は、実線で示すように半値幅で約４５°である。つまり、電波方位規制ユニット１００によって、アンテナ１４０からの電波の放射角度が約３０％も狭まっており、電波の指向性を規定でき、これにより、アンテナ２５０によるゴーストリードの抑制が可能となる。
【００２６】
図５には、アンテナ１４０それ自体の利得と電波方位規制ユニット１００としての利得とを示している。アンテナ１４０それ自体の利得は、アンテナ１４０の正面位置、すなわち、アンテナ１４０の電波の発信面に対して０°の場合に破線で示すように約７．３ｄＢｉである。これに対し、電波方位規制ユニット１００を構成すると、対応する利得は実線で示すように約１０．５ｄＢｉとなり約５０％も増加している。
【００２７】
図６には、アンテナ２５０からの電波（粗い破線）と電波方位規制ユニット１００，２００からの電波の放射角度を示している。既述のように、アンテナ２５０からの電波の放射角度は半値幅で約６４°であるが（細かい破線）、電波方位規制ユニット２００からの電波の放射角度は半値幅で約４８°と（実線）、放射角度が更に約２５％も狭まっており、指向性を更に規定でき、これにより、アンテナ２５０によるゴーストリードの大幅な抑制が可能となる。
【００２８】
図７には、アンテナ２５０それ自体の利得（粗い破線）と電波方位規制ユニット１００，２００に係る利得（それぞれ、細かい破線、実線）とを示している。アンテナ２５０それ自体の利得は、アンテナ２５０の正面位置、すなわち、アンテナ２５０の電波の発信面に対して０°の場合に約−２．５ｄＢｉである（粗い破線）。これに対し、電波方位規制ユニット２００を構成すると、その利得は約３．５ｄＢｉとなり約６ｄＢｉも増加している（実線）。これは、電波の伝搬距離に換算すると、約１００％の距離伸長に相当する。
【００２９】
以上説明したように、本発明の各実施形態の電波方位規制ユニット１００，２００は、単にアンテナ１４０，２５０を用いた場合に比して、電波の指向性を規定し、その結果、電波の放射強度を高められるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電波方位規制ユニット１００の模式図である。
【図２】金属パッチの模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る電波方位規制ユニット２００の模式図である。
【図４】本発明に係る電波方位規制ユニットを使用した場合と使用しない場合のアンテナの放射角度を示した比較図である。
【図５】本発明に係る電波方位規制ユニットを使用した場合と使用しない場合のアンテナの利得を示した比較図である。
【図６】本発明に係る電波方位規制ユニットを使用しない場合と、第１の実施形態、第２の実施形態の電波方位規制ユニットを使用した場合とにおけるアンテナの放射角度を示した比較図である。
【図７】本発明に係る電波方位規制ユニットを使用しない場合と、第１の実施形態、第２の実施形態の電波方位規制ユニットを使用した場合とにおけるアンテナの利得を示した比較図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００  第１の実施形態に係る電波方位規制ユニット
１１０  第１の金属パッチ
１２０  第２の金属パッチ
１３０  切欠部
１４０  アンテナ
２００  第２の実施形態に係る電波方位規制ユニット
２１０  第１の金属パッチ
２２０  第２の金属パッチ
２３０  第３の金属パッチ
２４０  第４の金属パッチ
２５０  アンテナ
【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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【国際調査報告】
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