(57)【要約】第１端部および第２端部を有する第1導電性素子（１０２）と、第1端部および第２端部を有する第２導電性素子（１０３）と、前記第１端部と第２端部との間における位置で前記導電性素子（１０２，１０３）を電気的に接続することにより、前記第１導電性素子（１０２）を前記第２導電性素子（１０３）に短絡する結合部（１０４）とを備えたアンテナ構造（１０６）において、前記第１導電性素子（１０２）の第１端部と前記第２導電性素子（１０３）の第１端部との間に集積回路（１０５）を接続可能にしたことを特徴とするアンテナ構造（１０６）を提供する。
2009504062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ構造であって、
第１端部および第２端部を有する第1導電性素子と、
第1端部および第２端部を有する第２導電性素子と、
前記第１および第２の端部間の位置で前記第１および第２の導電性素子相互を電気的に接続することにより、前記第１導電性素子と前記第２導電性素子とを短絡する結合構造と、
を備えた該アンテナ機構において、
前記第１導電性素子の第１端部と前記第２導電性素子の第１端部との間に集積回路を接続可能な構成としたことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ機構において、前記第１導電性素子の第２端部および前記第２導電性素子の第２端部を断絶状態にしたことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナ構造において、前記第１導電性素子および前記第２導電性素子を、互いにほぼ平行に配置した、ほぼストライプ状の素子として構成したことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項４】
請求項１に記載のアンテナ構造において、前記第１導電性素子および前記第２導電性素子を、互いに異なる長さを有するほぼストライプ状の素子として構成したことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項５】
請求項１に記載のアンテナ構造において、前記結合構造は、前記第１導電性素子と前記第２導電性素子とをオーム的に結合するよう構成したことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項６】
請求項１に記載のアンテナ構造において、前記結合構造が、前記第１導電性素子と前記第２導電性素子とを容量結合するよう構成したことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項７】
請求項１に記載のアンテナ構造において、前記導電性素子の材料および／または寸法を、前記アンテナ構造のアンテナインピーダンス値Ｚａｎｔ が、前記集積回路のチップインピーダンスＺｃｈｉｐの複素共役とほぼ等しくなるよう設定したことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項８】
請求項７に記載のアンテナ構造において、前記結合構造により前記第１および第２の導電性素子を接続する位置を、前記アンテナ構造におけるアンテナインピーダンスＺａｎｔ の値が、前記集積回路のチップインピーダンスＺｃｈｉｐの複素共役とほぼ等しくなるよう設定したことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項９】
請求項３または７に記載のアンテナ構造において、前記第１および第２の導電性素子ならびに前記結合構造のうち少なくとも１個における幅、前記第１および第２の導電性素子のうち少なくとも１個における長さ、ならびに前記第１および第２の導電性素子間の距離から成るグループのパラメータのうち少なくとも１個を、前記アンテナ構造におけるアンテナインピーダンスＺａｎｔ の値が前記集積回路のチップインピーダンスＺｃｈｉｐの複素共役とほぼ等しくなるよう設定したことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項１０】
折り返しダイポールとして実現した、請求項１に記載のアンテナ構造。
【請求項１１】
トランスポンダにおいて、
基板と、
この基板上および／または基板内に配置した請求項１に記載のアンテナ構造と、
前記第１導電性素子の第１端部と前記第２導電性素子の第１端部との間に接続した集積回路と、
を備えたことを特徴とするトランスポンダ。
【請求項１２】
アンテナ構造の製造方法において、
第１端部および第２端部を有する第１導電性素子を設けるステップと、
第１端部および第２端部を有する第２導電性素子を設けるステップと、
前記第１および第２の端部間の位置で前記第１および第２の導電性素子を電気的に接続することにより、前記第１導電性素子と前記第２導電性素子とを短絡させるステップと、
前記第１および第２の導電性素子を、前記第１導電性素子の第１端部と前記第２導電性素子の第１端部との間に集積回路を接続可能に構成するステップと、
を有するアンテナ構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ構造に関する。さらに、本発明はトランスポンダに関する。最後に、本発明はアンテナ構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動識別システムの重要性が、特にサービス部門、物流分野、商業分野、工業生産分野において増大している。このため、これらおよびその他の分野において自動識別システムの導入がますます進み、将来おそらくバーコードシステムに取って代わるであろう。識別システムのさらなる応用として、人間および動物の識別に関するものがある。
【０００３】
特に、例えばトランスポンダシステムのような非接触型識別システムは、データの高速な、かつ面倒なケーブル接続が不要なワイヤレス送信に適している。このようなシステムは、特に高周波帯域における電磁波の放出および吸収を利用している。約８００ＭＨｚより低い動作周波数を有するシステムは、しばしば、キャパシタにより共振状態をもたらすコイルの誘導結合に基づくものであり、したがって1メートルまでの短距離間通信にのみ適する。
【０００４】
物理的境界条件のため、８００ＭＨｚ以上の動作周波数を有するトランスポンダシステムは、とくに数メートルの距離間のデータ伝送に適する。これらのシステムがいわゆる長距離ＲＦＩＤシステム（radio frequency identification）である。２タイプのＲＦＩＤシステムに区分され、アクティブＲＦＩＤシステム（バッテリなど自己の電力供給装置を内蔵する）とパッシブＲＦＩＤシステム（電力供給はアンテナにより吸収する電磁波を基に行い、アンテナに生じた交流電流をＲＦＩＤシステムに含まれる整流サブ回路により整流して直流電流を生成する）とがある。さらに、セミアクティブ（セミパッシブ）システムも使用可能であり、これは、パッシブ方式で作動するが、必要に応じて（例えば、データ送信のため）バッテリを用いるものである。
【０００５】
トランスポンダまたはＲＦＩＤタグは、データのプログラムおよび書き換えが可能な半導体チップ（集積回路を有する）と、使用する動作周波数帯域（例えば、米国では９０２ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚの周波数帯域、ヨーロッパでは８６３ＭＨｚ〜８６８ＭＨｚの周波数帯域、またはその他、例えば２．４ＧＨｚ〜２．８３ＧＨｚのＩＳＭバンド（industrial scientific medical／産業・科学・医療）にマッチした高周波アンテナとを備える。ＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤタグ以外にも、読み取り装置と、ＲＦＩＤタグと該読み取り装置との間における双方向無線データ通信を可能にするシステムアンテナとを備える。加えて、入出力装置（例えばコンピュータ）を用いて読み取り装置を制御することもできる。
【０００６】
半導体チップ（ＩＣ、集積回路）は、ＳＭＤ（surface mounted device／表面実装型デバイス）の装置（例えば、ＴＳＳＯＰケース、“thin shrink small outline package”、薄型シュリンクスモールアウトラインパッケージ）として高周波アンテナに直接結合し（例えば、ワイヤボンディング、フリップチップパッケージングにより）、または実装する。この半導体チップと高周波アンテナとはプラスチック材料で形成することができるキャリア基板上に設ける。また、このシステムはプリント基板（ＰＣＢ）上に製造することもできる。
【０００７】
このようなトランスポンダの効率向上のためには、高効率のアンテナを用いる必要がある。さらに、アンテナと半導体チップとの間におけるエネルギー反射をできる限り小さくする必要がある。これは、半導体チップの電磁的特性とアンテナの電磁的特性とをマッチさせることにより達成することができる。半導体チップのインピーダンス値Ｚｃｈｉｐがアンテナのインピーダンス値Ｚａｎｔ の複素共役になるとき、最大量の出力を送信することができる。すなわち、
【数１】
2009504062.tif 000003
式（２）においてＲｃｈｉｐは半導体チップのオーム抵抗を示し、ｊは虚数、Ｘｃｈｉｐは半導体チップの（誘導または容量）リアクタンスである。Ｒａｎｔ はアンテナのオーム抵抗を示し、Ｘａｎｔ はアンテナの（誘導または容量）リアクタンスである。
【０００８】
式（１）および（２）からわかるように、適切なインピーダンスマッチングのためには、半導体チップおよびアンテナにおける複素インピーダンスの実部の絶対値が等しくすべきあり、かつ、複素インピーダンスの虚部の絶対値が一致させるべきあり、ここで半導体チップのリアクタンスはアンテナのリアクタンスの複素共役にすべきである。
【０００９】
半導体チップの製造プロセスによれば、半導体チップのインピーダンスは容量性の寄与分に支配される。すなわち、虚部Ｘｃｈｉｐは通常負である。この結果、高効率トランスポンダアンテナを設計するためには、アンテナのリアクタンスは誘導性の寄与分により支配されなければならない。すなわち、リアクタンスＸａｎｔは正でなければならず、その絶対値は半導体チップインピーダンスの虚部と等しくなければならない。この場合において、２つの実部ＲｃｈｉｐとＲａｎｔ とが等しいという条件が満たされた場合に効率的な出力マッチングが実現され、半導体チップとアンテナとの間で高エネルギー伝送を得ることができる。このように、高効率アンテナ設計のためには、アンテナのインピーダンスの実部と虚部とが、与えられた半導体チップのインピーダンスとマッチしなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、広帯域における動作を可能にするアンテナ構造を得るにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するため、独立請求項に記載のアンテナ構造、トランスポンダ、およびアンテナ構造の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明の例示的な実施態様によれば、第１端部および第２端部を有する第１導電性素子と、第1端部および第２端部を有する第２導電性素子と、前記第１および第２の端部間の位置で前記第１および第２の導電性素子相互を電気的に接続することにより、前記第１導電性素子と前記第２導電性素子とを短絡する結合構造と、を備えた該アンテナ構造において、前記第１導電性素子の第１端部と前記第２導電性素子の第１端部との間に集積回路を接続可能な構造としたことを特徴とするアンテナ構造を提供する。
【００１３】
本発明の他の例示的な実施態様によれば、基板と、上記の特徴を有し、かつ前記基板上および／または前記基板内に配したアンテナ構造と、前記第１導電性素子の第１端部と前記第２導電性素子の第１端部との間に接続した集積回路と、を備えるトランスポンダを提供する。
【００１４】
本発明のさらに他の例示的な実施態様によれば、第１端部および第２端部を有する第１導電性素子を設けるステップと、第１端部および第２端部を有する第２導電性素子を設けるステップと、前記第１および第２の端部間の位置で前記第１および第２の導電性素子を電気的に接続することにより、前記第１導電性素子と前記第２導電性素子とを短絡させるステップと、前記第１および第２の導電性素子を、前記第１導電性素子の第１端部と前記第２導電性素子の第１端部との間に集積回路を接続可能に構成するステップとを有するアンテナ構造の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明に係る特徴的形態には、とくに、アンテナ構造を広帯域の動作周波数で柔軟に動作させることができるため、ＲＦＩＤトランスポンダ（“radio frequency identification tag”）での使用にとくに適したアンテナ構造を提供できる利点がある。この利点は、とくに、アンテナ構造の２個の導電性素子を短絡する結合構造を設けた結果である。このような短絡回路の位置および／または幾何学的特性および／またはその導電性素子特性との関係を柔軟に選択することにより、広帯域における機能性を得ることができる。
【００１６】
本発明の１つの例示的実施形態としては、とくに８００ＭＨｚより高い周波数域におけるＲＦＩＤへの応用に適したアンテナ構造に関する。このタグまたはアンテナの設計は、所定のトランスポンダチップにマッチする広帯域のインピーダンスを示す。したがって、本発明の例示的実施形態によるこのタグ／アンテナ構造は、トランスポンダの近接場における境界条件の変化に対して堅牢性を有する。
【００１７】
アンテナの入力インピーダンスは、とりわけ、アンテナ自体の近接領域における直接結合に依存する。換言すれば、アンテナに直接近接する領域を変更すると（例えば、この領域に存在する他の物体によって）、アンテナの入力インピーダンスにフィードバックが生じてアンテナの共振周波数がシフトする結果、そのようなアンテナを備えるトランスポンダの全体的な性能に影響を及ぼす。とくに、狭帯域のアンテナまたはトランスポンダ形態には、広帯域の手法と比較すると相当劣る。
【００１８】
上述した点を考慮して、本発明の１つの例示的な実施形態は、アンテナの直接近接領域における環境特性の変化に対して比較的堅牢性を有するトランスポンダまたはアンテナの設計に関する。与えられたチップインピーダンスに対する広帯域調整により、アンテナの共振周波数シフトがアンテナの機能性に悪影響を及ぼすことがない。
【００１９】
そこで、本発明の１つの実施形態は、ＲＦＩＤタグ用のアンテナ、とくに広帯域ＲＦＩＤトランスポンダに関する。この目的のため、本発明の例示的実施形態によれば、２個の導体（長さが異なることが望ましい）を有する折り返しダイポールアンテナを設け、これら２個の導体をアンテナの接続点から所定距離で短絡する。
【００２０】
このダイポールアンテナの望ましい特性の１つとして、前に説明したＲＦＩＤタグの集積回路との適切なマッチングがある。このため、これら２個の導体を、アンテナの接続点から所定距離で短絡する。加えて、これら２個の導体を異なる長さとすることができる。さらに２個の導体は互いに平行にすることができるが、導体の幾何学的パラメータの変更により広範な周波数域にわたってインピーダンスをマッチさせることができ、その結果、ＲＦＩＤタグに環境変化に対する高い耐性を与えることができる。
【００２１】
２個の導電性素子の短絡は、ＤＣ短絡（すなわち直接の電気接続）とすることができ、またＡＣ短絡（すなわち容量結合ないし電気的分離（ディスコネクション）による）として実現することもできる。
【００２２】
さらなる調整パラメータとして、導電性素子環境内の誘電体材料の選択がある。導電性素子近傍における誘電率を調整することにより、アンテナ構造のインピーダンスに影響を与えることができ、例えばアンテナインピーダンスをチップインピーダンスにマッチさせることができる。この目的のため、基板の材料を適宜選択することができる。例えば、導電性素子を設置する基板内または基板上の異なる部分を、異なる誘電性材料で構成することができる。
【００２３】
アンテナ構造の材料および／または幾何学的パラメータをインピーダンスマッチングの目的で調整するためには、有限要素解析またはその他任意の数値解析を行うことができる。
【００２４】
独立請求項を参照して、本発明のさらなる例示的実施形態を説明する。これらは、トランスポンダおよびアンテナ構造の製造方法にも適用される。
【００２５】
本発明の例示的実施形態によるアンテナ設計においては、第１導電性素子の第２端部と第２の導電性素子の第２端部とは断絶することができる。換言すれば、第１端部相互を集積回路（ＩＣ）によりブリッジまたはブリッジ可能とし、他方の端部は何らの電気的結合もないフリーな状態にすることができる。
【００２６】
第１導電性素子および第２導電性素子は、互いにほぼ平行に配置したほぼストライプ状の素子として構成することができる。こうして、アンテナ機構を２個の平行に並んだ配線ストライプとすることができ、その一方の端部をＩＣにより接続し、他方の端部を電気的に絶縁することができる。
【００２７】
第１導電性素子および第２導電性素子は、ほぼストライプ状の長さの異なる素子として構成することができる。換言すれば、２個のストライプ状導電性素子における一方の長さを他方より大きくすることができる。このような非対称構成と、適切に選択した結合構造の構成を組み合わせることで、正しいインピーダンスマッチングを支援できる。
【００２８】
アンテナ構造の結合構造は、第１導電性素子と第２導電性素子とをオーム的に結合するよう構成することができる。換言すれば、結合構造を２個の導電性素子間の電気的接続とし、これを直流電流（ＤＣ）に対して短絡するものとすることができる。すなわち、直流電流に対して、この実施形態の結合構造は短絡回路として作用する。
【００２９】
代案として、結合構造を、第１導電性素子と第２導電性素子とを容量結合するものとすることができる。この構成によれば、結合構造は、とくにアンテナ構造に流れる電流の高周波成分に対して短絡回路として作用し、これにより交流電流（ＡＣ）に対する短絡回路となる。
【００３０】
上記の実施形態についてなお述べると、結合構造は、キャパシタを使用して、すなわち個別電子素子であるキャパシタを２個の導電性素子間に接続することにより構成することができる。このようなキャパシタは、例えば、表面実装型デバイス（ＳＭＤ）とすることができる。
【００３１】
結合構造を容量結合素子により構成する実施形態についてさらに述べると、結合構造を、（誘電性基板に対して）水平方向および／または垂直方向に距離を置いて配置した複数の金属化（メタライゼーション）構造とすることができる。特に、結合構造に２個の部分を設け、それらを互いにオーバーラップさせ、これらオーバーラップ部分が容量特性を形成するようにすることができる。この実施形態によれば、垂直方向に積層させた層を、オーバーラップ部分の基板内および／または基板上に配置し、ここで、オーバーラップ部分の間の中間層は、十分に高い値の比誘電率εｒを有する材料で形成することができる。これにより、容量値の向上をもたらすことができる。中間層を十分小さな厚さに形成することにより、容量値のさらなる向上を実現することができる。
【００３２】
上述の実施形態の代案として、金属化構造と誘電性材料とを、アンテナ構造を形成した基板の主平面に平行な平面内でオーバーラップさせることができる。基板の主平面は、アンテナ構造を設ける基板上または基板内の面として定義することができる。特に、断絶部は直線形状、またはミアンダ、渦巻き状、その他の非直線形状とすることができる。断絶部の幾何学的形状はその他任意のものが可能である。断絶部の長さが長いほど、得られるキャパシタは一層高いものとなり、容量結合は強いものとなる。
【００３３】
ミアンダ形状の構造は、金属化構造を相互に嵌まり合う構造、例えば交互に組み合わされた指状の構造を有するものとして実現することができる。渦巻き形状の接続領域は、金属化構造の端部構成を渦巻き形状とし、こうして形成した２個の渦巻きが互いに噛み合うものとすることにより実現することができる。
【００３４】
本発明の他の例示的実施形態によれば、アンテナ構造における複数の金属化構造相互間に誘電体材料を設けることができる。この方法を採ることにより、装置の容量結合を向上させることができる。誘電体材料は、高ｋ材料（例えば酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３）、すなわち高い誘電率値を有する材料とすることができる。誘電体材料は、強誘電体材料または半導体材料、すなわち金属の導電性より小さな導電性を有する材料とすることもできる。
【００３５】
導電性素子の材料および／または寸法は、アンテナ構造のインピーダンス値が、集積回路のインピーダンスの複素共役にほぼ等しくなるように設定することができる。このようなインピーダンスマッチングにより、集積回路とアンテナとの間における電力伝送を最適化できるようになる。本発明の実施形態によれば、このインピーダンスマッチングは、単純にアンテナ構造の寸法を調整することにより行うことができる。これにより、集積回路の設計に十分な自由度を与え、インピーダンスマッチングを最適化するためのパラメータ調整を、付加的な素子なしで行うことができる。
【００３６】
とくに、アンテナ構造を折り返しダイポールアンテナとして構成することができる。このような折り返しダイポールアンテナは、実質的に、集積回路を介して一種のＵ字型に接続された、長さの異なる２個の平行に並んだストライプ形状を有する。
【００３７】
以下に、トランスポンダの例示的実施形態を説明する。しかし、これらの実施形態はアンテナ構造およびアンテナ構造の製造方法にも適用される。
【００３８】
トランスポンダは、無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）またはスマートカードとすることができる。
【００３９】
ＲＦＩＤタグには、データのプログラムおよび書き換えが可能な半導体チップ（集積回路を有する）と、使用する動作周波数帯域（例えば、１３．５６ＭＨｚ、または米国では９０２ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚの周波数帯域、ヨーロッパでは８６３ＭＨｚ〜８６８ＭＨｚの周波数帯域、またはその他、例えば２．４ＧＨｚ〜２．８３ＧＨｚのＩＳＭバンド（industrial scientific medical／産業・科学・医療）にマッチした高周波アンテナとを設けることができる。ＲＦＩＤシステムには、ＲＦＩＤタグ以外に、読み取り／書き込み装置と、ＲＦＩＤタグと読み取り／書き込み装置との間における双方向の無線データ通信を可能にするシステムアンテナとを設けることができる。加えて、入出力装置（例えばコンピュータ）を読み取り／書き込み装置の制御のために用いることができる。異なるタイプのＲＦＩＤシステムに区分され、アクティブＲＦＩＤシステム（バッテリなど自己の電力供給装置を内蔵する）とパッシブＲＦＩＤシステム（電力供給はアンテナにより吸収する電磁波を基に行い、アンテナに生じた交流電流をＲＦＩＤシステムに含まれる整流サブ回路により整流して直流電流を生成する）とがある。さらに、セミアクティブ（セミパッシブ）システムも使用可能であり、これは、パッシブ方式で作動するが、必要に応じて（例えば、データ送信のため）バッテリを用いるものである。
【００４０】
スマートカードまたはチップカードは、クレジットカードサイズのカードやＧＳＭカードなどのさらに小さなカード内に埋め込まれた安全な暗号化プロセッサとすることができる。スマートカードは通常バッテリを内蔵しないが、カードリーダ／ライタにより電力供給を行う。すなわち、データをスマートカードから読み取り、またはスマートカード内にデータを書き込むことによりスマートカードの機能制御を行う読み取りおよび／または書き込み装置が電力の供給を行う。スマートカード装置は、フィナンス、セキュリティアクセスおよび運送の分野で広く使用されている。スマートカードには、カード保有者データ（例えば、氏名、アカウント番号、集めたロイヤルティポイント数）などのデータの安全な格納手段として機能する高セキュリティプロセッサを内蔵することができる。これらデータへのアクセスは、カードを読み取り／書き込み端末に挿入したときにのみ可能になる。
【００４１】
次に、アンテナ構造の製造方法の例示的実施形態を説明する。しかしながら、これらの実施形態は、アンテナ構造およびトランスポンダにも適用される。
【００４２】
本発明方法の例示的実施形態によれば、導電性素子の材料および／または寸法は、アンテナ構造のインピーダンス値が集積回路のインピーダンスの複素共役にほぼ等しくなるように設定することができる。用語「インピーダンスマッチング」は、特に集積回路のインピーダンスと折り返しダイポールアンテナとのマッチングにより、集積回路と折り返しダイポールアンテナとの間におけるエネルギー伝送を最適化することを指す。
【００４３】
さらに詳細には、結合構造により導電性素子間を接続する位置を調整することにより、アンテナ構造のインピーダンス値を集積回路のインピーダンスの複素共役にほぼ等しくすることができる。２個の導電性素子間の短絡位置はアンテナ構造のインピーダンンスに重大な影響を及ぼしうるため、システムのインピーダンスを調整するための高感度のパラメータとして機能しうる。
【００４４】
とくに、第１導電性素子および第２導電性素子を、互いにほぼ並行に配置したほぼストライプ形状の素子として構成することができ、また導電性素子および結合構造のうち少なくとも１個の幅、導電性素子のうち少なくとも１個の長さ、ならびに導電性素子間の距離から成るグループのうち少なくとも１個のパラメータを調節することにより、アンテナ構造のインピーダンス値を集積回路のインピーダンスの複素共役とほぼ等しくすることができる。これらの幾何学的パラメータは回路設計者により容易に変更することができ、またアンテナ構造のインピーダンスに重大な影響を与えうるため、アンテナ構造のインピーダンスを集積回路のインピーダンスに適合させるための適切なパラメータとなる。
【００４５】
本発明の上に規定した態様およびさらなる態様は、以下に説明する実施形態の例から明らかとなる。これらの態様を実施形態の例を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明を実施形態の例を参照しながらより詳細に説明するが、これらの実施形態の例は本発明を限定するものではない。図面における説明図は概略的なものである。異なる図面において、類似または同一の要素には同一の参照符号を付して示す。
【００４７】
以下、図１を参照して、本発明の第１の例示的実施形態によるＲＦＩＤタグ１００を説明する。ＲＦＩＤタグ１００は、プラスチック基板１０１と、このプラスチック基板１０１上に配置したアンテナ構造１０６と、集積回路（ＩＣ）１０５とを有する。
【００４８】
アンテナ構造１０６は、第１端部および第２端部を有する第１導電性素子１０２を備える。さらに、第１端部および第２端部を有する第２導電性素子１０３を設ける。ＩＣ１０５をアンテナ構造１０６の第１導電性素子１０２の第１端部と第２導電性素子１０３の第１端部の間に接続する。オーム性短絡素子１０４、すなわち他の電気接続素子を設け、第１導電性素子１０２を第２導電性素子１０３に対して回路形成し、導電性素子１０２，１０３を第１端部と第２端部との間における調整可能な位置で接続する。
【００４９】
集積回路１０５は、シリコンチップ、すなわちシリコンウエハで形成した電子チップとすることができ、このチップは内部に集積させた電気回路を有する。集積回路１０５は、ＲＦＩＤタグの集積回路としての標準的な特徴、例えば命令の受信および処理、ならびに応答生成の能力を有するものとすることができる。さらに、集積回路１０５により整流機能などの機能を設けることができる。
【００５０】
図１から明らかなように、第１導電性素子１０２の第２端部と第２導電性素子１０３の第２端部とはそれぞれ断絶させる。さらに、第１導電性素子１０２と第２導電性素子１０３とはほぼストライプ形状のストライプ状素子として構成し、互いにほぼ平行に配置する。２個の導電性素子１０２および１０３は異なる長さを有する。第１導電性素子１０２が長さｌ０＋ｌ１を有するのに対し、第２の導電性素子１０３は長さをｌ０＋ｌ２を有する。集積回路１０５との接続点から距離l０を置いて、オーム性短絡素子１０４を導電性素子１０２、１０３の延長方向に対して直交する方向に設け、導電性素子１０２，１０３に回路を形成する。ストライプ形状の第１導電性素子１０２の幅をｗ１ とし、第２導電性素子１０３の幅をｗ２ とする。オーム性短絡素子１０４の幅をｗ０ とする。２個のストライプ状素子１０２，１０３間の距離をｄ０ とする。
【００５１】
導電性素子１０２，１０３の材料および寸法、ならびにプラスチック基板１０１の材料は、アンテナ構造１０６のインピーダンス値が集積回路１０５のインピーダンスの複素共役にほぼ等しくなるよう設定し、これにより適正なインピーダンスマッチングを実現する。
【００５２】
アンテナ構造１０６は、導電性の金属化（メタライゼーション）素子（例えば、銅、金、銀、アルミニウム等、これらに対応する合金または超伝導材料で構成した素子）により形成する。この金属化素子はプラスチック基板１０１上に設け、この基板がキャリア材料として機能する。代案として、基板１０１を任意のセラミック、セラミック粒子を埋め込んだプラスチック等、とくに誘電率εr≧１および／または透磁率μr≧１を有するものにより形成することができる。金属化は基板１０１上に堆積（デポジット）する、または適切なマルチレイヤ技術を用いて基板１０１内に埋め込むことができる。金属化はエッチング加工、ミリング（フライス削り）加工、スクリーン処理、スクリーン印刷、エンボス加工、または接着技術など通常の方法により行うことができ、基板１０１上に堆積またはパターン形成することができる。
【００５３】
トランスポンダ１００は、上述のアンテナ構造１０６の第１端部をＲＦＩＤトランスポンダ半導体１０５に接続することにより形成することができる。これは通常の方法および技術（ＳＭＤ、ボンディング、フリップチップなど）により実現することができる。
【００５４】
図１はアンテナの原理および物理的構成を示す。金属化アンテナ構造１０２，１０３を、キャリア材料１０１上、または代案としてプリント回路基板等に堆積させる。半導体チップ１０５を対応するアンテナ接続部において接触させる。
【００５５】
以下に図２を参照して、本発明の第２の例示的実施形態によるＲＦＩＤタグ２００を説明する。ＲＦＩＤタグ２００とＲＦＩＤタグ１００の主な違いは、オーム性短絡素子１０４をキャパシタ２０２に置き換えたことである。キャパシタ２０２は短絡素子２０１により導電性素子１０２，１０３を接続し、これによりアンテナ構造２０３を形成する。図１のオーム性結合の場合と対照的に、図２の構成は２個の導電性素子１０２，１０３の容量結合を実現する。換言すれば、短絡素子１０４はＤＣ電流用の短絡回路構成として見ることができるのに対し、図２に示す構造２０１、２０２は、とくに十分高い周波数域のＡＣ電流用の短絡回路構成として見ることができる。
【００５６】
以下、図３を参照して、図１に示したＲＦＩＤタグ１００の広帯域における機能性を示すグラフ３００を説明する。グラフ３００の横軸３０１に沿って周波数をメガヘルツ（ＭＨｚ）単位でプロットしている。縦軸３０２に沿って、デシベル（ｄＢ）単位の散乱パラメータｓ１１（第１曲線３０３参照）、ならびに（最適化した）広帯域ＲＦＩＤアンテナ１０６の入力インピーダンスＺａｎｔ ＝Ｒａｎｔ＋j・Ｘａｎｔの虚部Ｘａｎｔ（第２曲線３０４参照）および実部Ｒａｎｔ （第３曲線３０５参照）をプロットしている。散乱パラメータｓ１１はソース（ここではアンテナ１０６）がドレイン（ここではチップ１０５）にどれだけ適正に適合しているかを示す指標である。数学的には［数２］のように定義される。すなわち、
【数２】
2009504062.tif 000004
ここで、Ｚａｎｔ＊はＺａｎｔの複素共役であり、「ａｂｓ」は絶対値である。上の式は電力に関するが、次式［数３］、すなわち、
【数３】
2009504062.tif 000005
は電圧および電流に関する。
【００５７】
ところで、図３は広帯域ＲＦＩＤトランスポンダの典型的な入力パラメータを示す。アンテナ１０６は、９１５ＭＨｚの周波数において約（１５−j＊２７０）Ωである所定チップ１０５のインピーダンスとマッチするような寸法設定をする。
【００５８】
９１５ＭＨｚの「中間周波数」は、上述したように米国のＵＨＦ域（９０２ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚ）の中央または中間部分に対応する。入力インピーダンスマッチングの広帯域特性（ｓパラメータによって影響を受ける）は、互いに近接した２個の個別共振により生じる。このことはアンテナの（中間周波数に関して）非対称形の共振曲線に見ることができ、これはさらに９２０メガヘルツから９６０メガヘルツまでの領域でアンテナインピーダンスの虚部の増加率がわずかに変化する結果である。個別共振の強度が異なるのはマッチングが異なることに由来する。すなわち、低い側の共振の方が強いのはマッチングがより良くなされているためである。高い側の共振はそれほど顕著ではない。
【００５９】
以下、図４を参照して、未最適化アンテナの広帯域における機能性を示すグラフ４００を説明する。グラフ４００の横軸４０１に沿って周波数をＭＨｚ単位でプロットしている。縦軸４０２に沿って、ｄＢ単位の散乱パラメータｓ１１（第１曲線４０３参照）、ならびに最適化されないアンテナの入力インピーダンスＺａｎｔ ＝Ｒａｎｔ＋j・Ｘａｎｔの虚部Ｘａｎｔ （第２曲線４０４参照）および実部Ｒａｎｔ （第３曲線４０５参照）をプロットしている。
【００６０】
以下、本発明の例示的実施形態による広帯域ＲＦＩＤトランスポンダ１００の例示的な最適化パラメータについて説明する。
【００６１】
本発明の例示的実施形態によるアンテナ１０６の幾何学的形態は、アンテナ１０６の挙動を変更しおよび／またはアンテナ１０６の挙動を所与の条件に適合させるための複数のパラメータを提供する。最適化しうる重要な態様としては以下のものがある。
−  アンテナ１０６の入力インピーダンスＺａｎｔ をトランスポンダ半導体の出力インピーダンスＺｃｈｉｐに適合させ、これら２部材間の反射を減少または最小化する。
−  アンテナ１０６の放射効率を最大化する。
−  アンテナ１０６をＩＣ１０５に対してインピーダンスマッチングさせ、このインピーダンスマッチングはできる限り広帯域でマッチングさせる。
【００６２】
以下、アンテナ設計の種々のパラメータについて論ずる。また、アンテナの適合を高速に行うため、これらのパラメータ変化が入力挙動（ｓ１１，Ｒａｎｔ，Ｘａｎｔ）に及ぼす影響について説明する。
【００６３】
上述したように、アンテナインピーダンスは２つの近接した個別共振より成り、これら共振は実質的に導電性素子１０２，１０３の２部分により生じる。第１共振はチップ１０５と短絡素子１０４）の間の部分（ほぼ２ｌ０＋ｄ０の長さを有するにより生じる。第２共振は、第２の導電性素子１０３の自由端と短絡素子１０４の間の部分（長さｌ２ を有する）により生じる。
【００６４】
アンテナインピーダンスＺａｎｔ とトランスポンダチップＺｃｈｉｐのマッチングは、アンテナ１０６の寸法を変化させることにより実現することができる。以下のパラメータ変更については図１を参照する。換言すれば、パラメータｌ０，ｗ０，ｄ０，ｌ１，ｗ１，ｌ２およびｗ２を変更する。もちろん、これらのパラメータとは別に、複数のさらなるアンテナの変更を行うこともでき、これによってアンテナ特性に影響を与えることもできる。また、特定のパラメータの組み合わせを同時に変更することもでき、これによりアンテナ特性に影響を与えることもできる。したがって、下記の説明は、例示的なパラメータ変更を抜粋して言及したにすぎない。議論は主にいくつかの特定の特性パラメータに関するもので、これらのパラメータによりアンテナインピーダンスＺａｎｔ の異なる要素（実部Ｒａｎｔ および虚部Ｘａｎｔ ）を同時または個別的に変更して、所望のチップインピーダンスとなる適合化を行うことができる。
【００６５】
さらに、パラメータ変更を上に述べた個別共振に関する２個の部分的様相に限定することができる。この文脈において、第１の共振を引き起こす構造は特殊形状の折り返しダイポールと見なすこともでき、第２共振を引き起こす構造は特別な形状のモノポールアンテナと見なすことができる。これら２個のアンテナ構造の組み合わせが機構ｌ１により形成される結合機構と組み合わさることにより、ＲＦＩＤアンテナ１０６の特有の広帯域共振スペクトルを生じることができる。
【００６６】
以下に、ＲＦＩＤタグ１００の種々のパラメータに対して、どのようにアンテナ構造１０６を変更してアンテナインピーダンスＺａｎｔを集積回路１０５のインピーダンスＺｃｈｉｐにマッチングさせるかの方法を説明する。
【００６７】
次に、長さｌ０ 、すなわち第１導電性素子１０２の第１端部と、この導電性素子１０２におけるオーム性短絡素子１０４を設ける位置との間における距離を変更することによる影響を説明する。長さｌ０ は、第２導電性素子１０３の第１端部とこの導電性素子１０３におけるオーム性短絡素子１０４を接続した位置との間における距離と定義することもできる。
【００６８】
他のパラメータがすべて一定と仮定して、アンテナインピーダンンスＺａｎｔ の挙動と中間周波数のシフト量Δｆを図５のグラフ５００に示す。グラフの横軸５０１に沿って長さｌ０ をミリメートル単位でプロットしている。縦軸５０２に沿って、中間周波数シフト量Δｆに関わる長さｌ０ の変更の影響、ならびにインピーダンンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ および虚部Ｘａｎｔ の変更に対する依存性をプロットしている。第１曲線５０３は実部Ｒａｎｔ の変化をプロットし、第２曲線５０４は虚部Ｘａｎｔ の変化を示し、第３曲線５０５は中間周波数のシフト量Δｆを示す。
【００６９】
図５から分かるように、アンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ および虚部Ｘａｎｔ は、ほぼ長さｌ０ の変更に対し比例的に依存する。実部Ｒａｎｔ は虚部Ｘａｎｔ と比較してわずかに強い依存性を示す。
【００７０】
アンテナ構造１０６を変更するためのさらなるパラメータとして距離ｄ０、すなわちストライプ状導体１０２，１０３間の距離がある。このパラメータは、アンテナ構造１０６の金属化部分間の容量結合に強い影響を及ぼす。そこで、この結合を使用して、アンテナインピーダンスＺａｎｔ を変更し、またこのアンテナインピーダンスＺａｎｔ をチップインピーダンスＺｃｈｉｐにマッチさせることができる。距離ｄ０を減少させるとき、アンテナ１０６の第１および第２の金属化構造１０２，１０３間の容量結合が増大する。この結果、アンテナの複素インピーダンスＺａｎｔ の虚部Ｘａｎｔ が誘導特性ではなく容量特性により支配されうることになり、実部Ｒａｎｔ は小さくなる。Ｘａｎｔ の変化の結果、中間周波数もｄ０ の関数としてシフトする。アンテナインピーダンスＺａｎｔ の虚部Ｘａｎｔ および実部Ｒａｎｔ の相対変化を比較すると、実部Ｒａｎｔ は、距離の変化に対し、虚部Ｘａｎｔ と比較して顕著に敏感である（例えば２倍）ことがわかる。
【００７１】
上述の挙動を図６のグラフ６００に示す。横軸６０１に沿って距離ｄ０をｍｍ単位でプロットし、アンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ および虚部Ｘａｎｔ 、ならびに中間周波数のシフト量Δｆをグラフ６００の縦軸６０２に沿ってプロットしている。第１曲線６０３はインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ に関し、第２曲線６０４はインピーダンスＺａｎｔ の虚部Ｘａｎｔ に関し、第３曲線６０５は中間周波数のシフト量Δｆに関する。
【００７２】
長さｌ０の変更と比較して、結合距離ｄ０の変更によれば、アンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ により強く影響を与えることができるという利点がある。
【００７３】
部分長ｌ０およびｌ１で定義される対向する金属化構造１０２，１０３の全長にわたって一定である結合距離ｄ０ の上述の適合化とは別に、結合距離を延長ｌ０およびｌ１に沿って変化させ、したがって距離ｄｘ を長さｌ０＋ｌ１に沿って異ならせることも好適である。例えば、長さｌ０ に沿う結合距離ｄ１ を長さｌ１ に沿う結合距離ｄ２ と異ならせることができる。
【００７４】
１個のアンテナ特性にのみ大きな影響を与えるが、他のアンテナ特性には影響を与えないようなパラメータを持つことが望ましい。そのようなパラメータとしては短絡構造１０４の幅ｗ０ があり、これを以下に説明する。
【００７５】
この構造の幅ｗ０ を変更すると、アンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ に強い影響が加わる。しかし、アンテナインピーダンスＺａｎｔ の虚部Ｘａｎｔ はそのような変更を行ってもほとんど一定のままである。
【００７６】
このことに対応するグラフ表示を図７に示す。図７にプロットしたグラフ７００は、横軸７０１に沿ってオーム性短絡素子１０４の幅ｗ０ をパラメータとして示す。縦軸７０２に沿って、アンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ および虚部Ｘａｎｔ 、ならびに中間周波数のシフト量Δｆをプロットしている。とくに、第１曲線７０３はアンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ に対する強い影響を示しており、他方、アンテナインピーダンスＺａｎｔ の虚部Ｘａｎｔ を示す第２曲線７０４、および中間周波数のシフト量Δｆを示す第３曲線７０５は、ｗ０ による影響および依存度が相対的に小さいことを示している。
【００７７】
このように、オーム性短絡素子１０４の幅ｗ０ はアンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ のみを選択的に調整する機会を与える。換言すれば、設計上の最適化が可能なのは、アンテナインピーダンスＺａｎｔ の虚部Ｘａｎｔ の、長さｌ０ および／または結合距離ｄ０ の変更による適合化である。さらなるステップにおいて、Ｚａｎｔ の実部Ｒａｎｔ を、幅ｗ０ の変更によりチップインピーダンスＺｃｈｉｐの実部Ｒｃｈｉｐに適合させることができる。
【００７８】
以下に、モノポールのパラメータ変更について説明する。アンテナの中間周波数を位置決めするための適切なパラメータは、長さｌ０とは別として、長さｌ２ である。長さｌ２ の変更がアンテナの入力パラメータに及ぼす影響を長さｌ２ の関数として図８に示す。
【００７９】
図８はグラフ８００を示すものであり、横軸８０１に沿ってｍｍ単位の長さｌ２ を付してプロットしている。グラフ８００の縦軸８０２に沿って、アンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ および虚部Ｘａｎｔ 、ならびに中間周波数のシフト量Δｆをプロットしている。第１曲線８０３はインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ を示し、第２曲線８０４はインピーダンスＺａｎｔ の虚部Ｘａｎｔ を示し、第３曲線８０５は中間周波数のシフト量Δｆを示す。
【００８０】
適合化するパラメータｌ２ の変更には、幅ｗ０と同様、アンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ のみを選択的に変更することができるという利点がある。図からわかるように、虚部Ｘａｎｔ はほぼ一定のままである（長さｌ０≒１４５ｍｍまで）。上に述べた挙動（ｗ０ の変更）と比較して実部Ｒａｎｔ の絶対変化（１３０ｍｍ≦ｌ２≦１５０ｍｍの領域）は実質的に小さく、ほぼ２分の１である。このことを用いて、幅ｗ０ を調整することにより実部Ｒａｎｔ を大まかに調整することができる。さらなるステップとして、細かなチューニングを長さｌ２ の調整により行うことができる。
【００８１】
複素アンテナインピーダンスＺａｎｔの両成分（Ｒａｎｔ，Ｘａｎｔ）を変更するため、モノポール金属化幅ｗ２ を調整することができる。このパラメータを変更する際には、変更を対称的に行わないことを考慮する必要がある。換言すれば、幅ｗ２ を変化させるとき、距離ｄ０ は一定に維持する。このことは、幅ｗ２ の変更により、導電性素子１０２，１０３間の結合ならびに長さｌ１ は有意に変更されないことを意味する。
【００８２】
図９のグラフ９００は、幅ｗ２ の変更がアンテナ特性に与える影響を示す。横軸９０１に沿って幅ｗ２をｍｍ単位で、また縦軸９０２に沿ってアンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ および虚部Ｘａｎｔ 、ならびに中間周波数のシフト量Δｆを示している。第１曲線９０３はインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ を示し、第２曲線９０４はインピーダンスＺａｎｔ の虚部Ｘａｎｔ を示し、第３曲線９０５は中間周波数のシフト量Δｆを示す。
【００８３】
実部と虚部とは逆の挙動を示す。幅ｗ２ が増加するとアンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ が増大するのに対し、虚部Ｘａｎｔ は減少する。そこで、この挙動を（すでに述べた変更とは別に）所望のアンテナインピーダンスＺａｎｔ を得るために用いることができる。
【００８４】
次に、結合構造１０４のパラメータ変更を説明する。上述したように、アンテナにおける金属化構造の部分間の容量結合を用いて、アンテナインピーダンスＺａｎｔ を必要とされるチッピインピーダンスＺｃｈｉｐ にマッチさせることができる。モノポールの結合は、とくに、モノポールに平行な金属化により変更することができる。この文脈において長さｌ１ と幅ｗ１ が特に重要である。
【００８５】
第１に、長さｌ１ がアンテナインピーダンスに及ぼす影響を説明する。図１０のグラフ１０００は対応する依存関係を示す。
【００８６】
グラフ１０００の横軸１００１に沿って長さｌ１ をｍｍ単位で、また縦軸１００２に沿ってアンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ および虚部Ｘａｎｔ 、ならびに中間周波数のシフト量Δｆを示している。グラフ１０００からわかるように、虚部Ｘａｎｔ がほぼ一定のままであるのに対し、実部Ｒａｎｔ は結合の長さｌ１ に強く依存する。図１０は独特の特徴を示す。すなわち、長さｌ１ を増加させると実部Ｒａｎｔ は最大値まで増加するが、ｌ１ をさらに増大させると再び減少する。比較的広帯域のマッチングを得るために、この長さを調整して、動作状態が図１０の曲線１００３の最大値近くになるようにする。
【００８７】
第２に、金属化構造における幅ｗ１ がアンテナ特性に及ぼす影響を説明する。このパラメータを変更する場合、変更を対称的に行わないことに注意しなければならない。換言すれば、幅ｗ２ を変化させる際、距離ｄ０ は一定に保つ。このことは、幅ｗ１ の変更がそれぞれ長さｌ１ の導電性素子１０２，１０３間の結合に有意な変更を与えないことを意味する。
【００８８】
図１１のグラフ１１００は、このことに対応する挙動を示す。横軸１１０１に沿って幅ｗ１をｍｍ単位で、また縦軸１１０２に沿ってアンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ および虚部Ｘａｎｔ 、ならびに中間周波数のシフト量Δｆをプロットしている。
【００８９】
第１曲線１１０３はアンテナインピーダンスＺａｎｔ の実部Ｒａｎｔ の挙動を示し、第２曲線１１０４は虚部Ｘａｎｔ の挙動を示す。第３曲線１１０５は中間周波数のシフト量Δｆの幅ｗ１ に対する依存度を示す。
【００９０】
図１１からわかるように、実部Ｒａｎｔ と虚部Ｘａｎｔ は幅が小さい場合に異なる挙動を示す。相対変更は逆である。すなわち、実部Ｒａｎｔ が増えると虚部Ｘａｎｔ は減少する。これは約２ｍｍまでの幅ｗ１ で生じる。幅ｗ１ がさらに増加すると２つの曲線は同じ依存性を示し、対応する値は減少する。
【００９１】
以下では、アンテナ設計のさらなる例示的実施形態を説明する。例えば、システムを、オーム性短絡素子１０４を設けることができない半導体の使用に適合させることができる。トランスポンダ半導体の内部構造（設計）上、いくつかのＩＣは電気的（ＤＣ）短絡部（例えば折り返しダイポールまたはループアンテナ）を有するアンテナ構造に接続できないことがある。これは、このような電気回路が半導体の直流電圧供給に悪影響を与え、トランスポンダが作動しなくなるという事実に起因する。この問題を回避するため、図１のアンテナ設計のオーム性短絡素子１０４を、図２に示すような容量結合に置き換えることができる。これにより、高周波数の信号を効率的に「短絡」することができ（つまり結合はできる限り大きくする必要がある）、ただし、直流電流成分はこのような容量結合を通ることができない（すなわちロスが最小限で絶縁が非常に高い）。これは異なる技術を用いて実現することができる。可能な技術の１つは、電気的オーム性短絡素子１０４をキャパシタ２０２、例えばＳＭＤ部材（surface mounted device／表面実装型デバイス）で置き換えることである。代案として、電気的またはオーム性短絡素子１０４を、容量結合構造、例えば互いに距離を置いて垂直方向または水平方向に配置した金属化構造で置き換えることができる。
【００９２】
さらに、結合を特定の材料を用いて変更することができる。すでに示したように、アンテナにおける金属構造部分間の電気的または容量結合を変化させることにより、アンテナインピーダンスＺａｎｔ を変更し、このアンテナインピーダンスをＩＣの所定のチップインピーダンスＺｃｈｉｐにマッチさせることができる。このことは、とりわけ、金属化構造間の距離を変化させることにより行うことができる。付加的に、または代案として、金属結合構造間の間隙を、εｒ＞１の値の相対誘電率を有する材料で満たすことにより、容量結合を向上させることができる。さらに、結合構造の部分をキャリア材料に埋め込むことにより、εｒの「実効」値を増やすことができる。これは、この場合、導体材料を、誘電体特性を有するキャリア材料に埋め込むためである。
【００９３】
以下では、図１２〜図１４を参照して、互いに距離を置いて配置し、容量結合構造を形成するようにした金属化構造の幾何学的構成の実施例を説明する。
【００９４】
図１２は、本発明の実施形態によるアンテナ構造の容量結合構造１２００の断面図を示し、ここで結合構造の第１金属化構造１２０２をキャリア材料１２０１上に堆積させた金属化層として設ける。第１金属化構造１２０２を比較的高い誘電率値εｒを有する誘電体層１２０４により被覆してこの第１金属化構造用の保護層を形成し、同時に後で形成するキャパシタの誘電体を提供する。誘電体層１２０４の一部に、第１金属化構造１２０２の一部にオーバーラップするよう、導電性材料の層を堆積させることにより第２金属化構造１２０３を形成し、これにより一連の層１２０２〜１２０４のオーバーラップ部分に生ずるキャパシタが完成する。図１２の実施形態によれば、第１金属化構造１２０２、誘電体層１２０４および第２金属化構造１２０３は垂直方向にオーバーラップする。
【００９５】
次に、図１３を参照して、本発明の他の実施形態によるアンテナ構造の容量結合構造１３００を説明する。
【００９６】
図１３には、本発明の別の実施形態によるアンテナ構造における容量結合構造１３００の平面図を示す。容量結合構造１３００は、第２金属化構造１３０２に隣接する第１金属化構造１３０１によって構成する。この隣接部において、第１金属化構造１３０１は複数の第１フィンガ構造１３０１ａを有し、第２金属化構造１３０２は複数の第２フィンガ構造１３０２ａを有する。第１フィンガ機構１３０１ａおよび第２フィンガ機構１３０２ａは互いに嵌まり合う構造を形成するよう配置し、ジグザグ状容量結合部１３０３を得る。ジグザグ状容量結合構造の代案として、第１および第２金属化構造１３０１、１３０２のフィンガ機構を図１３の垂直方向に並べて互いに嵌まり合う構造を形成することもできる。この代案によるジグザグ状構造によれば、第１および第２金属化構造はほぼ図１３の水平方向に沿って整列することになる。
【００９７】
図１４を参照して、本発明のさらに他の実施形態による折り返しダイポールアンテナの容量結合機構１４００を説明する。図１４の平面図に示すように、容量結合構造１４００は、第１金属化構造１４０１と第２金属化構造１４０２とを有する。第１金属化構造１４０１と第２金属化構造１４０２とは未結合の折り返しダイポールアンテナ機構を形成する。第１金属化構造１４０１の端部に第１渦巻き構造１４０１ａを示す。さらに、第２金属化機構１４０２の端部に第２渦巻き構造１４０２ａを示す。第１渦巻き機構１４０１ａと第２渦巻き機構１４０２ａとを、渦巻き状容量結合部１４０３を形成して第１金属化構造１４０１と第２金属化構造１４０２とを容量的に結合するよう容量結合する。
【００９８】
最後に、用語「備える（comprising）」は他の要素またはステップを排除するものではなく、冠詞「ａ」「ａｎ」は複数を排除するものではない。加えて、異なる実施形態に関連して説明した要素を組み合わせてもよい。また、請求項中の参照記号は、請求項の範囲を限定するものと解釈してはならないことに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の例示的実施形態に係るＲＦＩＤタグの平面図である。
【図２】本発明の例示的実施態に係る別のＲＦＩＤタグの平面図である。
【図３】本発明の例示的実施形態に係る、最適化された広帯域ＲＦＩＤアンテナの散乱パラメータならびにインピーダンスの実部および虚部を示すグラフである。
【図４】最適化されない広帯域ＲＦＩＤアンテナのインピーダンスの散乱パラメータならびに実部および虚部を示すグラフである。
【図５】アンテナのインピーダンス、実部および虚部の相対的変化、ならびに中間周波数の相対シフト量を、第１導電性素子の第１端部と第１導電性素子を結合部に結合する位置との間における長さの関数として示すグラフである。
【図６】アンテナのインピーダンス、実部および虚部の相対的変化、ならびに中間周波数の相対シフト量を、２個のストライプ状の導電性素子間における距離の関数として示すグラフである。
【図７】アンテナのインピーダンス、実部および虚部の相対的変化、ならびに中間周波数の相対シフト量を、結合部の幅の関数として示すグラフである。
【図８】アンテナのインピーダンス、実部および虚部の相対的変化、ならびに中間周波数の相対シフト量を、第２導電性素子の第２端部と結合部が第２導電性素子に結合する位置との間における距離の関数として示すグラフである。
【図９】アンテナのインピーダンス、実部および虚部の相対的変化、ならびに中間周波数の相対シフト量を、ストライプ状の第２導電性素子における幅の関数として示すグラフである。
【図１０】アンテナのインピーダンス、実部および虚部の相対的変化、ならびに中間周波数の相対シフト量を、第１導電性素子の第２端部と第１導電性素子が結合部と結合する位置との間における長さの関数として示すグラフである。
【図１１】アンテナのインピーダンス、実部および虚部の相対的変化、ならびに中間周波数の相対シフト量を、ストライプ状の第１導電性素子における幅の関数として示す説明図である。
【図１２】垂直方向に互いに距離を置いて配置した複数の金属化構造として構成した結合部の断面図である
【図１３】水平方向に互いに距離を置いて配置した複数の金属化構造として構成した結合部の平面図である。
【図１４】水平方向に距離を置いて配置した複数の金属化構造として構成した結合部の説明図である。
【図１】
2009504062.tif 000006
【図２】
2009504062.tif 000007
【図３】
2009504062.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009504062.tif 000012
【図８】
2009504062.tif 000013
【図９】
2009504062.tif 000014
【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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【国際調査報告】
2009504062.tif 000020
2009504062.tif 000021
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