(57)【要約】  基本的に表面と独立したタギング・システムを提供するための装置と方法を開示している。共鳴誘電体キャビティ（６）が上方（２）と下方（４）の導電層の間に形成され、一端を導電性の底部（８）により閉じられている。入射放射線がキャビティに結合して、共鳴で強化される。キャビティのエッジに置かれた電子装置又はタグがこの強化の故に高電場を経験し、動作するように駆動される。
2009540715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の導電性側壁と第二の導電性側壁に結合された導電性底部を有するキャビティ構造を備え、第一の導電性側壁と第二の導電性側壁が間隔をおいて離れていて実質的に平行であることを特徴とする電磁放射線デカップラー。
【請求項２】
誘電体材料がキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のデカップラー。
【請求項３】
第一の導電性側壁が、導電性底部から測定して約λｄ／４の連続長を有しており、λｄが、誘電体材料内の電磁放射線（ＥＭ）の動作周波数νでの波長であることを特徴とする請求項１又は２に記載のデカップラー。
【請求項４】
第二の導電性側壁が、導電性底部から測定した連続長を有しており、その長さが少なくとも第一の導電性側壁の長さであることを特徴とする請求項１〜３の１つに記載のデカップラー。
【請求項５】
誘電体材料が、第一の導電性側壁と実質的に同じ長さに伸びていて導電性底部に隣接した連続層としてキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の１つに記載のデカップラー。
【請求項６】
誘電材料がキャビティ構造内に配置され、第一の導電性側壁の端部を超えて伸びていることを特徴とする請求項１〜５の１つに記載のデカップラー。
【請求項７】
デカップラーの総厚みがλ／１０又はλ／３００又はλ／１０００より小さいことを特徴とする請求項１〜６の１つに記載のデカップラー。
【請求項８】
デカップラーの総厚みが１ｍｍ以下、２ｍｍ以下、又は、５００μｍ以下、或は１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７の１つに記載のデカップラー。
【請求項９】
第一の導電層の長さが幅全体で一定であることを特徴とする請求項１〜８の１つに記載のデカップラー。
【請求項１０】
第一の導電層の長さが幅全体で変化することを特徴とする請求項１〜８の１つに記載のデカップラー。
【請求項１１】
第一及び第二の導電性側壁及び導電性底部が材料の連続層から成ることを特徴とする請求項１〜１０の１つに記載のデカップラー。
【請求項１２】
誘電体コアを形成するために２本の導電性側壁の間に配置された１つ以上の異なる誘電体材料を有することを特徴とする請求項１〜１１の１つに記載のデカップラー。
【請求項１３】
デカップラーが１つを超えるキャビティ構造から成ることを特徴とする請求項１〜１２の１つに記載のデカップラー。
【請求項１４】
２個以上のキャビティ構造が、異なる周波数でそれぞれ最大限のデカップリングになるように配置されたことを特徴とする請求項１３に記載のデカップラー。
【請求項１５】
さらに、第三の導電性側壁と第四の導電性側壁に接続した導電性底部を有する第二のキャビティ構造をさらに備え、第三の導電性側壁と第四の導電性側壁が間隔を置いて離れていて実質的に平行であり、第二のキャビティ構造内に配置された第二の誘電体材料を有し、第一のキャビティ構造の導電性底部も第二のキャビティ構造の導電性底部でもあることを特徴とする請求項１〜１４の１つに記載のデカップラー。
【請求項１６】
第一の導電性側壁が第三の導電性側壁と連続しており、及び／又は第二の導電性側壁が第四の導電性側壁と連続していることを特徴とする請求項１５に記載のデカップラー。
【請求項１７】
第一の導電性側壁の長さが、導電性底部からその端部までを測定した場合、第三の導電性側壁の長さと異なることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載のデカップラー。
【請求項１８】
第一のキャビティ構造内に配置された誘電体材料が、第二の誘電体材料と異なることを特徴とする請求項１５〜１７の１つに記載のデカップラー。
【請求項１９】
さらに、第三の導電性側壁と第四の導電性側壁に接続した導電性底部を有する第二のキャビティ構造を有し、第三の導電性側壁と第四の導電性側壁が間隔を置いて離れていて実質的に平行であり、第二と第四の導電性側壁が導電材料の連続層を有し、第一及び第三の導電性側壁の端部が両端部間に開口部を形成し、誘電材料も第二のキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする請求項１〜１３の１つに記載のデカップラー。
【請求項２０】
第一及び第三の導電性側壁は、キャビティの端部を形成するように２個のキャビティ構造に対し実質的に横方向に伸びている開口部を有する導電材料の連続層を有することを特徴とする請求項１８に記載のデカップラー。
【請求項２１】
２個のキャビティの合計長さがλｄ／２であり、第一及び第三の導電性側壁の間の開口部が、どちらかの導電性底部からλｄ／４に配置されていることを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載のデカップラー。
【請求項２２】
第一のキャビティ構造の第二の側壁が、第一のキャビティ構造の側部に配置された第二のキャビティ構造の第二の側壁を形成していることを特徴とする請求項１〜２１の１つに記載のデカップラー。
【請求項２３】
導電性端部に接続された第一の導電性側壁と、から成る導電面から、及び、導電性端部が導電面と接触するように導電面から第一の導電性側壁を隔てるための手段とを有する、導電面から電子装置をデカップリングをするための電磁放射線のデカップラー。
【請求項２４】
導電面から第一の導電性側壁を隔てるための手段が少なくとも一層の誘電体材料であって、使用時に第一の導電性側壁と導電面の間に配置されていることを特徴とする請求項２３に記載のデカップラー。
【請求項２５】
導電面から第一の導電性側壁を隔てる手段が１つ以上のスペーサーを有することを特徴とする請求項２３に記載のデカップラー。
【請求項２６】
第一の導電性側壁の長さが、意図する動作の放射線の約４分の１波長であることを特徴とする請求項２３〜２５の１つに記載のデカップラー。
【請求項２７】
導電性底部が曲がっていることを特徴とする請求項１〜２６の１つに記載のデカップラー。
【請求項２８】
第一の導電性側壁が円形セグメントを形成し、底部が該セグメントの円周端部に接続さ
れていることを特徴とする請求項２７に記載のデカップラー。
【請求項２９】
第一の導電性側壁が９０°四分円を形成していることを特徴とする請求項２８に記載のデカップラー。
【請求項３０】
前記四分円の頂点が切除されたことを特徴とする請求項２９に記載のデカップラー。
【請求項３１】
前記第一の導電性側壁が半円であることを特徴とする請求項２８に記載のデカップラー。
【請求項３２】
前記第一の導電性側壁内にスリットが設けられていることを特徴とする請求項３１に記載のデカップラー。
【請求項３３】
前記スリットが、前記半円の直径の中心から半径方向外側に伸びていることを特徴とする請求項３２に記載のデカップラー。
【請求項３４】
前記スリットが、前記半円の直径から垂直に伸びていることを特徴とする請求項３３に記載のデカップラー。
【請求項３５】
請求項１〜３４のいずれか１つに記載されたデカップラーに取付けられたＥＭタグを有することを特徴とする実質的に面とは独立したＥＭタグ。
【請求項３６】
ＥＭタグが、第一の導電性側壁の端部付近に取付けられたことを特徴とする請求項３５に記載されたタグ。
【請求項３７】
タグ・アンテナが、導電性底部の反対側で第一の導電性側壁の端部に位置するように第一の導電性側壁上に少なくとも部分的にタグが配置されていることを特徴とする請求項３５に記載されたタグ。
【請求項３８】
ＥＭタグとデカップラー材料の間にスペーサーを有することを特徴とする請求項３７に記載のタグ。
【請求項３９】
ＥＭタグの金属部分とデカップラーの間の総ギャップが１００から１０００ミクロンの範囲又は１７５から８００ミクロンの範囲又は３００から８００ミクロンの範囲、又は３００から６００ミクロンの範囲内にあることを特徴とする請求項３８に記載のタグ。
【請求項４０】
ＥＭタグがキャビティ構造の開放端を横断して又は内部に配置されていることを特徴とする請求項３５に記載のタグ。
【請求項４１】
ＥＭタグが誘電体材料内に少なくとも部分的に埋込み又は配置されることを特徴とする請求項４０に記載のタグ。
【請求項４２】
ＥＭタグ及びデカップラーが保護ハウジングにより部分的にカバーされ、又は包まれることを特徴とする請求項３５〜４１の１つに記載のタグ。
【請求項４３】
ハウジングが、ＥＭタグとデカップラーの表面に堆積された非導電材料であることを特徴とする請求項４２に記載のタグ。
【請求項４４】
ＥＭタグが小さな非調節のアンテナを有する低Ｑタグであることを特徴とする請求項３５〜４３の１つに記載のタグ。
【請求項４５】
ＲＦタグ用の取付部として請求項１〜２６の１つに記載のデカップラーを使用する方法。
【請求項４６】
低Ｑ  ＲＦタグの有用な読取り範囲を可能にする請求項１〜２６の１つに記載のデカップラーを使用する方法。
【請求項４７】
第一及び第二の実質的に平行な導電性側壁の間に形成された共鳴誘電体キャビティを有し、該キャビティの一端を導電性底部により閉じて前記第一及び第二の側壁の間を電気的に接続して前記キャビティの開放端で入射電場を強めることを特徴とする装置を使用する方法。
【請求項４８】
前記キャビティの前記開放端で電子装置に前記強化された電場を作用することを特徴とする請求項４７に記載の使用方法。
【請求項４９】
前記電子装置がＲＦＩＤ装置であることを特徴とする請求項４８に記載の使用方法。
【請求項５０】
前記電子装置が微分容量結合によりパワーを得ることを特徴とする請求項４７又は４８に記載の使用方法。
【請求項５１】
前記入射電場が、５０以上、１００以上、又は、２００以上の倍数により強化されることを特徴とする請求項４７〜５０の１つに記載の使用方法。
【請求項５２】
前記入射電場が強化されて２００Ｖ／ｍ以上のピーク値を生じることを特徴とする請求項４７〜５１の１つに記載の使用方法。
【請求項５３】
第一及び第二の実質的に平行な導電性側壁の間に形成され、前記第一と第二の側壁の間を電気的に接続する導電性底部により一端が閉鎖されている共鳴誘電体キャビティ、及び、
前記キャビティの開放端付近に配置されて電場に応答する電子装置を有することを特徴とする装置。
【請求項５４】
前記共鳴キャビティが前記キャビティの開放端で入射電場を強化するのに適していて、前記電子装置が前記開放端で強化された電場の領域に少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記電子装置の少なくとも一部が前記キャビティの開放端から５ｍｍ、１０ｍｍ又は２０ｍｍ以内に配置されていることを特徴としている請求項５４に記載の装置。
【請求項５６】
前記開放端が前記導電性底部の実質的に反対側にあることを特徴とする請求項５３〜５５の１つに記載された装置。
【請求項５７】
前記電子装置がＲＦＩＤ装置であることを特徴とする請求項５３〜５６の１つに記載された装置。
【請求項５８】
前記電子装置が、前記第一又は第二の側壁と電気的に接触しないことを特徴とする請求項５３〜５７の１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁放射線（ＥＭ）を操作する装置に関する。より特定すれば、ＲＦ（無線周波数）タグのような識別装置にエネルギーを結合する分野に関する。本発明により、金属面のようなタグの機能を劣化させる面からタグを切離す（即ち分離する）ことができる。本発明は、ＥＭタグ、特に（磁気タグにより示された誘導結合とは反対に）伝搬する波の相互作用に頼るものに関している。そして、我々の好ましい実施例は長レンジのシステム・タグ（例えば、ＵＨＦレンジのタグ及びマイクロウエーブ・レンジのタグ）に適用しうる。
【背景技術】
【０００２】
変調した電磁信号を伝送できる電子装置は、その信号を、アイテム特に商店及び倉庫内の環境にある物品を識別し、追跡するために広く用いられている適当な読取り装置により検出できる。そのような装置は、本明細書を通じて、ＥＭタグとして、又は、単なるタグとして参照され、一般的に、内蔵アンテナに接続したチップから成り、特定の動作周波数に調整される。最新のＥＭタグの動作周波数は、全体として無線周波数（ＲＦ）であり、極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロウエーブのレンジを含むが、本発明は任意の周波数で動作するタグに適用しうる。タグは受動的で良く、その中で、適当な周波数の入射放射線と相互作用をして、変調信号を読取り装置に再伝送する。又は、能動的で、タグが自身の電源を含んでいる。
【０００３】
そのようなタグ特に受動的タグで普通に経験するひとつの欠点は、金属面に（又はその数ミリメートル以内に）直接置かれると、その読取り範囲が容認できないレベルに低下する。−より典型的には−タグが読取り又は質問できない。これは伝搬波のＲＦタグが内蔵アンテナを用いて入射放射線を受信するので、アンテナの寸法と形状が共鳴する周波数を指示するからである。そこで、タグの動作周波数を設定する。（典型的に、ＵＨＦ（極超短波）のレンジのタグのために、８６６ＭＨｚ又は９１５ＭＨｚの周波数、又、マイクロウエーブ・レンジのタグのために、２．４−２．５ＧＨｚ又は５．８ＧＨｚ）。タグが金属面の近くに、又は、直接接触して置かれると、タグの導電性アンテナがその表面と相互作用をする。それゆえ、その共鳴特性が劣化するか、又は、−より典型的には−効果がなくなる。それゆえ、かご、又は、容器のような金属物体の追跡は、ＵＨＦ  ＲＦタグで実現するのは非常に困難である。それで、ＧＰＳのような他の費用がかさむ位置システムを使わなければならない。
【０００４】
ＵＨＦ  ＲＦＩＤタグも、ある種のガラス、著しい含水量又は樹液量を持つある種の木材のようなＲＦ（無線周波数）電磁波と相互作用をする特定の他の面に適用した時、同様の問題を経験する。さらに、例えば、水の瓶、ドリンク缶又は人体等のような水を含む／保持するタギング材料である時も問題に遭遇する。
【０００５】
この問題を避けるひとつの方法はＲＦタグと面の間に発泡材のスペーサーを置くことで、アンテナと面の相互作用を避けることである。現在利用できるシステムと共に、典型的に、十分な量によって表面からＲＦタグを物理的な距離だけ離すために、発泡スペーサーを少なくとも１０−１５ｍｍの厚みにすることが必要である。明らかに、この厚みのスペーサーは多くの用途で実際的でない。そして、偶発的に衝突し、損傷を生じる傾向がある。
【０００６】
他の方法には、特定の環境と特定のＲＦタグをインピーダンスが整合するように設計された独自形状のアンテナを提供することが含まれている。例えば、特許文献１が、補償要素付きのアンテナを有するタグを用いることによりこの問題を扱うように試みている。そ
のアンテナは表面効果を念頭に置いて設計されていて、かつ、特定環境又は可能な環境の範囲に調節される。これは、特定の環境又は可能な環境の範囲に調節される。これが、大型スペーサーが必要にならないようにするが、各タグについて違うべき比較的複雑な設計のアンテナを必要とする。それゆえ、製造の費用と複雑度に加えられる。
【０００７】
特許文献２は表面効果を最小にしたアンテナ設計を示している。その中で、４分の１の波のパッチ・アンテナが非常に大きな基盤面から離れて間隔を設けている。その設計は表面反射効果を最小にしているが、そのパッチ・アンテナは、大きな間隔となる４分の１波長に等しい距離だけ基盤面から離して間隔を設けることが好ましく、上記の発泡スペーサーと同じ問題を抱えている。さらに、大きな基盤面が必要で、全ての環境で実現できないだろう。さらに、パッチ・アンテナは共鳴回路であり、注意深くインピーダンスをタグの共鳴回路と合わせて，効果的に動作するようにすべきである。
【０００８】
それゆえ、本発明の目的は、従来技術のシステムに関連する問題の少なくとも一部、即ち、厚み、寸法、柔軟性を緩和する電磁放射線デカプラーの材料として機能するＥＭタグのためにある基板を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、電子装置又はタグに入射エネルギーをカップリングするための装置を提供すること、その一方で、同時にそのようなカップリング効果を、装置又はタグを取付ける基板の潜在的悪影響から分離することである。
【００１０】
それゆえ、本発明に基づくと、キャビティ構造から成る電磁放射線デカップラーが提供される。そのキャビティ構造は第一の導電性側壁と第二の導電性側壁に接続した導電性底部から成っている。第一の導電性側壁と第二の導電性側壁を実質的に平行に間隔を設けるように離す。好ましくは誘電体材料をキャビティ構造内に配置する。
【００１１】
それゆえ、本発明の実施例は非常に単純な構造で、導電性底部にそれぞれが接続している２枚の分離した平行の導電性面により形成される。キャビティ自体は２枚の導電性側壁と導電性端部の重なり領域により形成される。誘電体材料が気体例えば空気のような流体である場合、キャビティの固体構造部が導電性側壁と導電性底部のみにより形成される。ただし、側壁の間隔を維持するために若干の固体スペーサーが用いられることがある。誘電体材料が固体である場合、誘電体材料の両側が、キャビティ構造の非導電性側壁を形成することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０９３２４９
【特許文献２】ＵＳ  ５，９９５，０４８
【発明の概要】
【００１３】
本発明のこの側面に基づく実施例は、一端を閉じた異常に薄い波長未満の共鳴キャビティを提供すると考えることができる。対象となる波長の入射放射線が誘電体材料とカップリングを行い、共鳴周波数で定常波を形成する。キャビティの長さが第一の導電性側壁と第二の導電性側壁の重なり領域により定義されるように、入射放射線の４分の１波長である（使用された特別の誘電体材料で）定常波の状況を生じる。導電性底部と２枚の壁部分が一緒で、誘電体コアの３面の側面の回りに連続した金属境界を作り、電場を底部の面に平行にして、底部で最小（又はノード）にする。それゆえ、導電性底部のためにキャビティ構造の反対側端部で（４分の１波長なので）電場が最大になる（波腹）。
【００１４】
この構造により、コア内の電磁場の強度が共鳴で強化される：底部により内部反射された波の間の強い干渉、キャビティの開放端を通じてカップリングをした問い合せ用アンテナからのものが重ねられて、入射放射線のより５０又は１００倍大きな場の強さになる。有利なことに、強化率２００倍又は３００倍以上を生じうる。典型的に、非常に小さな装置を含むより特定された用途で、２０，３０，又は４０倍の低強化率では、依然として、そのような強化無しでは可能でなくなる読取り可能なシステムになる。場のパターンはキャビティの開放端で電場が最強になる（波腹を有する）ようなものである。キャビティが小さな厚みを有するので、場の強度はキャビティ外側の開放端から離れる距離が大きくなると共に急激に落ちる。これにより、高強化の場の領域に並列で開放端を越えて短距離−典型的に５ｍｍ−でゼロ近くの電場領域になる。それゆえ、そのタグ及びデカップラーを取付ける面とは無関係にこの領域に置かれた電子装置又はＥＭタグは高い場の勾配、及び、電位の高い勾配に曝される。
【００１５】
高電位勾配の領域に置かれたＥＭタグは、差分容量カップリングを試みる。キャビティからの高電位に曝されたタグの一部が、容量形カップリングの性質として、それ自体が高電位に帯電する。低電位に曝されたタグの一部は同様に低電位に帯電する。もし、チップのどちらかの側にＥＭタグのセクションが異なる電位の領域内にある場合、チップを横切る電位差を生じ、本発明の実施例では動作させるのに十分である。電位差の大きさはデカップラーの寸法と材料に、また、ＥＭタグの位置と方向による。
【００１６】
典型的なＥＰＣ  Ｇｅｎ  ２  ＲＦＩＤチップはしきい値電圧が０．５Ｖである。それより低いと読み取れない。キャビティの開放端を横切る電圧全体はチップを横切って現れるはずで、１ｍｍの厚みのコアと開放端を横切る電場の単純な統合に基づく。その電場は約２５０Ｖ／ｍの大きさを有する必要がある。もし、その装置の典型的な入射波の振幅が２．５Ｖ／ｍであれば−約５ｍの距離で動作する標準のＲＦＩＤ読取りシステムと一致していれば−強化率約１００が必要になる。場の強化が大きな実施例は入射振幅の強化がチップの電源としては不十分になる前に読取り範囲を大きくできる。
【００１７】
それゆえ、本発明は任意の面で使用でき、又、その上に置かれたＥＭタグのデカップリングを行う装置を提供できる。本発明の側面に基づいて用いる時、ＲＦＩＤタグは空気中でできるのと又はある場合に大きなレンジで読取ることができる。これはアンテナの再設計の必要性、又は、高いインデックス・スペーサー材料の必要性を軽減している。その一方で、非常に小さな全体的厚みを維持している。
【００１８】
装置はある動作周波数で電磁気の放射線のデカップリングを行うように設計できる。装置又はデカップラーがＥＭタグのために使用するように設計される場合、動作周波数はそのタグが読取り装置の動作及び（又は）動作周波数のために設計される。第一の導電性側壁は好ましくは導電性底部から測定したほぼλｄ／４の連続的長さを有している。ここで、λｄは波長であり。誘電体材料内で、動作周波数νでのＥＭの波長である。言い替えると、第一の導電性側壁が導電性底部からほぼλｄ／４の距離延びている。好ましくは、第一の導電性側壁の長さの範囲がλｄ／４の範囲内よりλｄ／４から１５％長くまで又はλｄ／４よりλｄ／４から１０％長くまで、λｄ／４よりλｄ／４から５％長くまで、及び（又は）λｄ／４よりλｄ／４から１５％短くまで、又は、λｄ／４よりλｄ／４から１０％短くまで、λｄ／４よりλｄ／４から５％短くまでである。
【００１９】
本明細書内の導電性又は調節された層の長さを参照することは、誘電体の屈折率により修正された「有効長」を参照することであることが、又、適当な意味は熟練した読者には明らかであるということが了解されよう。
【００２０】
装置はその設計された動作周波数で特に有効であるけれども、ある範囲の周波数で実際に効果を持つことにも留意されたい。装置が、意図した動作周波数付近のある範囲の周波数で、導電性底部とは反対側になるキャビティの端部で依然として高い場の領域を生じることがある。さらに、熟練者であれば、他の定常波パターンが、異なる調波に対応して生じうることをもちろん理解しよう。例えば、キャビティの長さが入射放射線の波長の３／４に相当している場合、定常波がキャビティの開放端で最大になるように発生しうる。それで、キャビティの長さが意図する動作波長の４分の１の奇数倍になることがある。しかしながら、共鳴周波数即ち４分の１波長に等しいキャビティ長さに対応することが好ましい。
【００２１】
第二の導電性側壁が、少なくとも、第一導電性側壁と等しい長さである導電性底部から測定した連続長を有する。それゆえ、第二の導電性側壁は第一の導電性側壁と同じ又はそれより大きな寸法である。固体誘電体材料が用いられているとき、その誘電体材料は導電性底部に隣接した連続層として配置され、導電性底部は実質的に第一の導電性側壁と同じ長さまで伸びている、即ち、第一の導電性側壁の端部も又誘電体材料の終端でもある。代わりに、誘電体材料が第一の導電性側壁の終端を越えて伸びている。
【００２２】
本発明の実施例は、それゆえ、長さがλ／４と小さく、幅も小さくできる。そして、そのような装置の領域又はフットプリントは非常に小さく、小さな製品に適用するために又は装置を取付けるために製品スペースが限られている場合に有利である。さらに、小さな装置は必要材料が少なく、量産の場合、費用を著しく低減できる。
【００２３】
導電性側壁と誘電体材料の厚みを小さくしうる。その厚みは小さい。その厚みは動作波長より大幅に小さくなる。例えば、ある実施例の総厚みはλ／１０又はλ／３００又はλ／１０００より小さい。その厚みは１ｍｍ以下、２ｍｍ以下、又は、５００μｍ以下、又は、１００μｍ以下としうる。本発明の実施例ではそれゆえ発泡スペーサー又は既知の調節されたアンテナ構成と比較して薄く、軽くしうる。さらに、適当な材料と厚みを選択することで、そのような装置を柔軟にでき、非平面又は局面に適用できる。
【００２４】
それゆえ、本発明は非常に小さなプロフィールの装置を提供し、大きなスペーサーの層が必要になるのを避けている。
【００２５】
ＥＭタグは任意の周波数で例えば１００ＭＨｚから６００ＧＨｚまでの範囲で動作するように設計される。現在、商用的に入手できるＲＦタグは、チップとアンテナを有し、８６６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、又は９５４ＭＨｚで動作するように利用できる。マイクロウエーブ・レンジのタブも２．４−２．５ＧＨｚ又は５．８ＧＨｚで動作することが知られている。８６６ＭＨｚで動作するタグは約０．３５メートル（３５ｃｍ）のフリースペース波長を有している。それゆえ、本発明に基づく装置の長さが約８ｃｍで空気のコアを伴う。２．５ＧＨｚで動作し、約１２ｃｍのフリースペース波長を伴って２．５ＧＨｚで動作するタグの場合、空気のコアを有する装置の長さは３ｃｍより僅かに小さくなる。
【００２６】
上記のように第二の導電性側壁が第一の導電性側壁と同じ寸法である。もし固体の誘電体材料が存在する場合、それは同じ寸法の層として示される、それゆえ、非常に小さいフットプリント・デカップラーを提供する。使用する場合、ＥＭタグがキャビティ構造の開放端の付近に配置される。即ち、導電性底部の反対側にある端部である。それは、導電性底部の反対側にあるキャビティ構造の端部の内部又は横切って配置できる（固体の導電性材料内に少なくとも部分的に埋込まれたことを意味する）、又は、第一の導電性側壁の端部を横切って又は付近に配置しうる。開放端という用語は、導電性底部の反対側にあるキャビティ構造の終端を意味して、導電性キャビティに関連して本明細書を通じて使用されることに留意されたい。第一の導電層の終端により定義される。開放端という用語は材料欠如又は空間を意味していない。実際に誘電体材料はキャビティ内部から開放端を過ぎて十分に伸びているが、むしろ、開放端には導電性底部が無いことである。
【００２７】
便宜的に、第一の導電性側壁と第二の導電性側壁の間で導電性底部以外の電気的接続が無い。前記側壁の間に導電性バイアスが組込まれることを技術者であれば容易に了解しよう。しかしながら、別の導電性部分が実質的に封鎖側を生じ、キャビティ構造内に設定されるべき別の定常波を生じ、又、デカップラー内で現在望まれている強化効果に影響を与える。
【００２８】
第一の導電層の長さはその幅に亘って一定である。即ち、導電性底部から第一の導電層までの縦方向の距離が全ての横断点で同じである，又は、変化する。導電性底部と第一の導電性側壁の反対側端部の間の距離を変えることでデカップラーがある範囲の波長に亘って同時に機能できる。
【００２９】
第一及び第二の導電性側壁と導電性底部は材料の連続層で構成でき、又、同じ又は異なる材料の分離層から形成できる。導電性材料は、対象となる電磁波長で、金属又は他の導電性反応を有する全ての材料である。適当な材料の例は金属、金属合金、金属化合物、又は、炭素である。導電性材料の厚みは、電磁放射線の使用周波数に対して少なくとも部分的に非電導性になるようにしなければならない。（これはインピーダンス不整合及び表皮深さの計算の両方により決定され、技術者に知られている）。第一及び第二の導電性側壁と導電性底部の厚みは一般的に標準金属の場合０．１０ミクロン超であり、好ましくはその厚みは０．２５から５ミクロンの範囲である。より好ましくは、１から２ミクロンの範囲である。希望する場合、厚みは５ミクロンを超えて高められる。とくに、選ばれた導電性材料がターゲット波長に対する少なくとも部分的なバリアとなるためにこれが必要となる場合である。しかしながら、厚みを有意に増加したことが柔軟性に影響し、また、製造費用を高める。第二の導電性側壁がＥＭタグと表面の間にあるようにデカップラーを用いる場合、それから、ＥＭタグのデカップリングを希望する場合、第二の導電性側壁に対する最大厚みの要件は無い。しかしながら、便宜的に、第二の導電性側壁の厚みは、第一の導電性側壁と同じ範囲から選択される。これは柔軟性を保持するために望ましい。
【００３０】
誘電体コアを形成するために２枚の導電性側壁の間に１種類以上の誘電体材料が配置される。誘電体材料は適当な又は普通に用いられる誘電体材料で良いが、好ましくは誘電体コアは不可逆であってはならない。即ち、複素数の誘電率及び透磁率の虚数成分は最適値としてゼロである。誘電体は、空気又は不活性ガスのような気体で、部分的に排出又は加圧できる。明らかに、空気以外の気体を用いる場合、及び（又は）その気体が空気圧で無い場合、デカップラーはコア内の誘電体材料／圧力を維持するために、封入手段から成る必要がある。便宜的に、誘電体材料が固体材料で無いとき、第一及び第二の導電性側壁の間の分離は、例えば、段ボール、蜂の巣形構造、高空隙率を有する発泡剤のような非導電性材料を導電性側壁間に用いることにより部分的に補強される。誘電体コア材料は包装材料の一体部分、又は、容器の一部により形成される。
【００３１】
誘電体は、板紙カートンの一部を形成する段ボールのように包装又は容器の一体部分である。製造プロセス、コスト削減、追加の製造ステップの回避の間にその構造内にデカップラーを組み込めることが望ましい。キャビティ周辺で頑丈に、及び、連続的に電気接続することは、重要である。それゆえ、金属印刷のような処理技術は不適当である。そして、製造プロセスでは、製造プロセスでは、誘電体層（例えば、板紙）の端部に金属層を堆積し、端部上で伸ばすことが提案されている。そして、閉鎖端を伴い、必要な金属／誘電体／金属の構造の製造中に誘電体の端部周辺に金属層を折りたたむ。
【００３２】
誘電体コア材料は又（しかし独占ではない）重合体から選択される。例えば、ＰＥＴ、
ポリスチレン、ＢＯＰＰ、ポリカーボネート、及び、同様な低損失ＲＦラミネートのようなものである。普通に用いられている容器材料は部分的又は実質的に全部の誘電体材料を形成していて、紙、板紙、段ボール、又は、木材のようなセルローズ材料としうる。他に、ある種のセラミックス、フェライト、又は、ガラスも使用しうる。
【００３３】
１実施例では、誘電体コア内で使用するように選んだ材料がデカップリングすべき放射線の波長を制御するために制御可能に変化しうる屈折率を有している。例えば、ポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）材料をコアとして使用できる。もし、デカップラー構造が電圧をコア材料に加えるように手配されていれば、その屈折率を変更でき、デカップリングされた波長を注文に合せてシフトする。これは特に利点があり、１個のデカップラーをＥＭタグの波長範囲に使用でき、又は、デカップリング機能をオンオフ切替えできるように制御される。
【００３４】
さらに、もし、デカップラーを取付けるべきオブジェクトが、異なる位置（例えば異国）に対して異なるＥＭタグを必要としていれば、調節可能な屈折率を伴う誘電体コア層の材料は同じデカップラーに異なる波長で動作するＥＭタグで使用できるようにする。
【００３５】
本発明の実施例では１個を超えるキャビティ構造から成り、２以上のキャビティが配置され、それぞれが異なる周波数で最大のデカップリングを行うように可能な配置になっている。これにより多数のタグが使用される種々の周波数で機能するようにしている。
【００３６】
デカップラーは共通の導電性底部を共有する２個のキャビティ構造で構成できる。即ち、デカップラーは背中合せの配置になっている。そのような配置で、さらに、デカップラーは第二のキャビティ構造になっていて、その第二のキャビティ構造は第三の導電性側壁と第四の導電性側壁に接続した導電性底部から成る。その第三の導電性側壁と第四の導電性側壁は離れていて、実質的に平行であり、第二のキャビティ構造内に配置された第二の誘電体材料を有している。その中で、第一のキャビティ構造の導電性底部も又第二のキャビティ構造の導電性底部でもある。
【００３７】
両キャビティ構造の側壁は全体として反対方向に伸びている。その第一の導電性側壁は第三の導電性側壁に連続している。及び（又は）第二の導電性側壁は第四の導電性側壁と連続している。即ち、両キャビティの側壁を形成する材料の両連続層がある。その端部までの導電性底部からその端部まで測定した第一の導電性側壁の長さは第三の導電性側壁の長さと同じ場合も違う場合もある。言い替えると、両キャビティの長さは同じ場合もある。又は、第一のキャビティ構造の長さが第二のキャビティ構造の長さと異なる場合がある。この方法で、両キャビティを種々の周波数で、最適のデカップリングになるように配置できる−第一のキャビティの長さは第一の波長λ１の４分の１波長に対応している。そして、第二のキャビティの長さは第二の波長λ２の４分の１波長に対応している。用いる場合、ＥＭタグはλ１に対応している周波数で動作するように調節されていて、第一のキャビティ構造の開放端の周囲に配置できる。タグはλ２に対応する周波数で動作するように調節され、第二のキャビティ構造に配置できる。第一キャビティ構造内に配置された誘電体材料は第二の誘電体材料と同じ場合も違う場合もある。
【００３８】
二者択一的配置で、両キャビティ構造はその開放端付近に配置される。両キャビティが、それらの間にある種のセパレーターを置く場合も置かない場合もある。もし、セパレーターが提示された場合、各キャビティの開放端から小距離に導電性セパレーターを置く。各キャビティの第二の側壁を導電的に接続する。各キャビティの第一の側壁の間に実質的ギャップがある限り、だれかが提示する場合、導電性セパレーターを通す。実際に一個のキャビティの第二の側壁が第二のキャビティ構造の側壁を形成する。即ち、材料の連続層がある。この例では、デカップラーがさらに第二のキャビティ構造から成り、その第二のキャビティ構造が導電性底部から成り、その導電性底部が第三の導電性側壁と第四の導電性側壁に接続されている。第三の導電性側壁と第四の導電性側壁が間隔を置いて離してあり、実質的に平行にしている。その中で、第二及び第四の導電性側壁が導電性材料の連続層から成っている。第一及び第三の導電性側壁の端部がそれらと誘電体材料の間の開口部を形成し、さらに第二のキャビティ構造内に配置される。
【００３９】
第一及び第三の導電性側壁の間の開口部が両方の壁の端部間でギャップを完成する。しかしながら、第一と第三の導電性側壁の間で小面積の接触又は接続をする。実際に、第一及び第三の導電性側壁が、開口部を有する導電性材料の連続層で構成できる。その開口部が、キャビティの端部を形成するために２個のキャビティ構造を実質的に横方向に伸びている。
【００４０】
この配置で、２個のキャビティの合計長はλｄ／２及び第一と第三の導電性側壁の間の開口部がどちらかの導電性底部からλｄ／４に位置する。
【００４１】
２以上のデカップラーをお互いの上に積上げることが又は横並びにできる。第一のキャビテイ構造の第二の側壁が、第一のキャビティ構造のサイドに配置された第二のキャビティ構造の第二の側壁を形成する。ここでも、２個のキャビティの構造が違った長さを有することがある。
【００４２】
本発明の上記側面が２種の導電層について、デカップラーの側壁又は導電性底部を形成するために２枚の導電層を提供している。しかしながら、材料が金属又は他の導電性の面（例えば、車両、コンテナ、容器又はロールケージ）の一体部分に直接加えるか又は形成する場合、金属面が第二の導電性側壁及び（又は）導電性底部を形成する。もし、正しく寸法設定されていれば、第一の導電性側壁は金属面から短距離離れた位置になり、それらと導電性底部の間に配置された誘電体を伴う。上記のように機構全体が機能し、そこに置かれたＥＭタグを金属面の効果からデカップリングを行う。
【００４３】
それゆえ、本発明の別の側面で、導電性端部に接続した第一の導電性側壁から成る導電面から電子装置のデカップリングのために電磁放射線デカップラー、及び、導電面と接触した導電性端部のように、導電面から第一の導電性側壁までに間隔を設ける手段を提供している。第一の導電性側壁を導電面から間隔を設けるための手段は少なくとも誘電体材料の一層であり、使用中は第一の導電性側壁と導電面の間に配置される。代わりに、誘電体材料が空気である場合、第一の導電性側壁を導電面から間隔を置く手段は１以上のスペーサーからなっている。
【００４４】
好ましくは、第一の導電性側壁の長さは、意図する動作の放射線の４分の１波長である。その長さはλｄ／４からλｄ／４より１５％長い範囲内、又は、λｄ／４からλｄ／４より１０％長い範囲内、又は、λｄ／４からλｄ／４より５％長い範囲内、及び（又は）、λｄ／４からλｄ／４より１５％短い範囲内、又は、λｄ／４からλｄ／４より１０％短い範囲内、又は、λｄ／４からλｄ／４より５％短い範囲内である。
【００４５】
以前に述べた本発明の利点と実施例の全てが本発明のこの側面にも適用しうる。
【００４６】
本発明では有害な影響無しにＥＭタグ（特にＲＦタグ）が任意の面に位置できる。それゆえ、本発明は上記のデカップラー上に取付けられたＥＭタグから成る実質的に面とは独立したＥＭタグにも関連している。
【００４７】
上記のように、電場強化の本質の議論を生じた時に、ＥＭタグが第一の導電性側壁の端部付近に取付けられている。少なくとも部分的に第一の導電性側壁上に位置して、又、タ
グ・アンテナが導電性底部の反対側になる第一の導電性側壁の端部に、即ち、導電性キャビティの開放端に位置する。ＥＭタグは第一及び第二の導電性側壁から電気的に分離すべきであり、直接に電気的接続をすべきでないと言える。ＲＦタグは典型的に、誘電体基板上にプリントされる。この基板は第一の導電性側壁の表面と直接接触するように置いて良い。しかしながら、好ましくは別の誘電体材料がスペーサーになるように形成され、ＥＭタグとそのデカップラー材料の間に置かれる。スペーサーが提示された時、そのスペーサーの長さと幅の寸法は少なくともＥＭタグの金属領域（例えば、アンテナ）のそれと同じにしなければならない。多くのＥＭタグは既に自身の基板上に取付けられて供給されていて、生産者により厚みに違いがある。そして、実施例ではタグの基板がスペーサーとして機能する。ＥＭタグは第一又は第二の導電性側壁と直接電気的接触をしないようにすべきである。
【００４８】
好ましくはＥＭタグとデカップラーの金属部分（即ち、スペーサーの厚み＋ＲＦタグ基板の厚み）の金属部分の間の（トータルの）ギャップが１００から１０００ミクロンの範囲又は１７５から８００ミクロンの範囲又は３００から８００ミクロンの範囲又は３００から６００ミクロンの範囲である。もし、スペーサー又は損失が多いタグ基板又は異常に高いか低い屈折率が用いられている場合、（即ち、ＰＥＴのような標準ポリマー基板以外の何かが用いられている場合）、これらの値は異なることがある。同様に、高又は低の動作周波数へのシフトはスペーサーに厚みに影響する。
【００４９】
ＥＭタグを共鳴回路として見ること、及び、キャビティ構造を異なる共鳴回路として見ることもできることは技術者であれば了解しよう。キャビティはそのキャビティ／不存在領域の開放端の付近の面と独立した場の強化部として機能する−エネルギーはデカップラーと結合して定常波を形成する。タグ又は装置が高い場の強化領域に位置する場合、エネルギーはキャビティからタグに結合する。この場合、２回路は直接の電気接続又はオーム接続による代わりに容量接合を経由しそうである。これが、インピーダンス整合の必要性を、又、従来方式とは対照的に種々のタグに対するデカップラー再設計の必要性を低減する。
【００５０】
デカップラーの面上にタグを配置する代わりに、ＥＭタグを導電性キャビティの開放端を横切って又は内部に、即ち、第一及び第二の導電性側壁の間に配置する。それゆえ、ＥＭタグは少なくとも部分的に誘電体材料内に埋込まれ、又は、配置される。しかしながら、この場合も、タグが第一又は第二の導電性側壁と電気的接続をしないことが重要である。
【００５１】
ＥＭタグの金属製アンテナは通常の扱いで変形又は擦り傷を生じやすい。有利なこととして、ＥＭタグとデカップラーが保護ハウジングにより部分的にカバーされ、包まれている。ハウジングはそのＥＭタグとデカップラーの面上に非導電性材料を堆積される。非導電性材料を、例えばスピン・コーティング技術により、単純に誘電体材料−例えば、ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ＵＰＶＣ、ＡＢＳのような堆積材料又は例えばエポキシ等のような適当な堆積材料を加える。そのようなハウジング用コーティングは２５０−２０００ミクロン、５０００ミクロンまででもＲＦタグの読取り範囲に顕著な影響を与えないことが見いだされている。明らかに、ハウジングの厚みは、タグから求められる環境及び柔軟性により選択される。
【００５２】
一般に、ＲＦタグが、動作波長の（例えば、３分の１）と一般的に対比される長さの内蔵アンテナに電気的に接続されたチップから成っている。本発明は驚いたことに、タグが大幅に小さく、かつ、非調節のアンテナを有すること、（即ち、ＵＨＦ波長で効果的に動作すると通常は期待されない）本発明に基づくデカップラーと関連して使用できる。通常、並列アンテナ付き（時として低Ｑアンテナと呼ばれ、当業の技術者は理解しよう）のようなタグがオープン・スペース内の読取り範囲が、数センチに過ぎず、場合により、ミリメートルの場合もある。しかしながら、驚くこととして、本発明のデカップラーに取付けられた低Ｑアンテナ付きタグを用いていることが、デカップラー無しにフリー・スペース内で動作する最適化されて商用的に入手可能なＥＭタグを動作可能にし、かつ、それに近付ける（又は超えることもある）有用な読取り範囲を示すことが見いだされた。従来の調整済みアンテナと比較して、低Ｑアンテナは製造コストが低く、表面に占める面積が少ない（即ち、そのようなタグのアンテナの長さが通常可能な長さより短い）それゆえ、ＥＭタグは低Ｑタグである。即ち、ＥＭタグは小さな未調節のアンテナを有している。この方法で、本発明のデカップラーは正確に調整されたタグ・アンテナの過度調節と見なすことができる。タグ・アンテナの多くの設計は周辺部の調整が単純に不要になる。中央のループとチップが必要となる全てである。これにより、タグの寸法、それにより、デカップラーの寸法が典型的なタグのそれより、約１０ｃｍ未満になる。
【００５３】
本発明の実施例では、そのようなループ又は低Ｑアンテナを組込んでいるが、デカップラーの用語は依然として適当である。なぜなら、タグ・システムは実質的に基板の影響を受けないか、又は、隔離されていないからである。しかしながら、それは多分基板自体からタグを切離して考えるようにあまり指示されていないからである。むしろ、キャビティへの入射エネルギーの捕捉、及び、局部的な場の強化によるタグの結果的活性化を評価するための理解を助ける。装置を取付ける基板の潜在的悪影響により実質的な影響を受けないように切離す。
【００５４】
本発明の実施例は、特定のＥＭタグの周波数で動作する寸法になっていて、タグの調整を必要としない面上のタグと関連して使用できる。得られた構造は小さくて、薄く、非常に多数の面に、突出したスペーサー等を必要とせずに適用できる。小さな製品にも使用できる。さらに、材料コストと製造コストも非常に低減する。金属面に適用した場合、その面は構造の一部を形成し、それにより、材料コストと外形をさらに小さくしうる。
【００５５】
使用に当たって、デカップラーは任意の面上に配置され、他の利点を生じる。示されるようにデカップラーを使用しない場合と比較して、ＥＭタグ／ＲＦタグと共に動作する。デカップラーは材料内又は実質的に材料の面上での電磁的相互作用により明らかに面上で使用される。他の方法ではＥＭタグ自身のアンテナの動作に悪影響を生じる。
【００５６】
デカップラーはＲＦタグが入射するＲＦ放射線に対して非反射又は反射する面上で又は面近くで正しく配置されているようにする。なぜなら、デカップラーは別の電磁放射線の伝搬に対して、バリアとして効果的に機能するからである。本発明の利点は、電子装置によるその受信に悪影響をとなる入射放射線を反射する又は効果を生じる面上で明らかである。典型的に、ＲＦ反射面が導電性材料であり、その材料は高い液体含有量、又は、そのような流体の収容手段の一部を形成する面から成る。特定タイプのガラスはＲＦタグと相互作用をするので、デカップラーもガラス、石英又はセラミック上での用途も見いだしている。
【００５７】
典型的なＲＦ反射性導電材料は炭素、金属、合金、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、金属化合物としうる。高液体含有量を持つ材料はセルローズ材料であり、例えば、特定の木材、厚紙、紙又は高含水率を有する他の天然発生材料としうる。
【００５８】
デカップラーも、環境内又は高湿度、じめじめした又は例えば水のような液体のような流体面の下に部分的又は全面的に潜る面にも有効に適用しうる。それゆえ、デカップラー及び用いる場合にドリンク又は食品の容器に適当な封入をしてＥＭタグを外側又は内側に配置する。さらに、潜水環境内のデカップラーの適用にはＲＦＩＤ技術による水中パイプラインの識別が含まれている。
【００５９】
デカップラーは、食品、ドリンク、又は、薬品の容器のような流体に対する封入手段の一体部分を形成する面に適用しうる。水のような液体がＲＦ放射線と干渉すること、それゆえ、その付近でＲＦタグの機能に悪影響を与えることが知られている。
【００６０】
示されているように、もちろん、本発明はＲＦタグを取付けられている表面での影響からデカップリング又は分離することに特に意義がある。それゆえ、本発明の別の側面は、特に入射ＲＦ放射線と干渉する面でＲＦタグへの取付として論じるような装置の使用である。本発明は、有用な読取り範囲を可能にするために、低ＱのＲＦタグ付きで示されている装置の利用にも関する。
【００６１】
それゆえ、本発明の別の側面に基づくのと、第一及び第二の実質的に平行な導電性側壁の間で形成される共鳴する誘電体キャビティから成る装置の使用ができて、又、前記キャビティの開放端で入射した電場を強化するために、前記第一及び第二の側壁の間を電気的に接続する導電性底部により一端が閉鎖されている。
【００６２】
ある実施例で、入射する電場が５０以上の、１００以上の、又は２００以上の倍数により強化されている。もしその装置で典型的な入射波の振幅が２ないし３Ｖ／ｍになるように採用され、約５ｍの典型的距離で最新の商用として入手できる読取りシステムと一貫性がある。そのような強化が、例えば、容易に実現できる１００、２００又は３００Ｖ／ｍ以上の過大に強化された値を用いて、動作するＲＦ装置の識別チップのような装置駆動に有利に利用できる。しかしながら、入射波の振幅、強化率、強化された場の強度及び装置を横断する駆動電圧の正確な値を特定用途に合わせて特注できることを理解できる。この方法で装置を利用することで、ここに示した低Ｑタグのような装置が小さな未調整のアンテナ又はループを有し、他の方法では実質的に読取り不能なものを、商用的に入手できる読取り技術を用いて読み取れる。
【００６３】
本発明の別の側面では、第一及び第二の実質的に平行な導電性側壁の間に形成される共鳴誘電体キャビティから成る装置を提供している。前記共鳴キャビティが、前記第一及び第二の側壁の間を電気的に接続している導電性底部により一端が閉じられている。又、前記キャビティの開放端に隣接して位置している。好ましくは電子装置は電場に応答して、即ち、ＲＦＩＤタグとここで論じている低Ｑタグのような十分な大きさの入射電場に望ましい応答をする。
【００６４】
共鳴キャビティが前記キャビティの開放端で入射電場を強化することに典型的に適合している。又、その電子装置が少なくとも部分的に前記開放端の強化された電場の領域に配置される。例えば、その装置がチップ及びカップリング・ループ、少なくとも装置の一部から成る低Ｑタグであり、例えば、チップ自体でなければ、ループの一部が強化領域内に位置していることが好ましい。
【００６５】
装置が導電性底部に隣接する一端に配置されている実施例が想定できるけれども、好ましくは開放端は実質的に導電性底部の反対側にある。
【００６６】
好ましくは電子装置は電気的接触が無く、又は、前記の第一又は第二の側壁とオーム接触をしない。
【００６７】
本発明は添付図を参考にここに記載した実質的に方法、装置、及び（又は）利用に拡張している。
【００６８】
本発明の一側面の機能を本発明の他の側面に適当な組合わせで適用しうる。特に、方法
の側面が適当な側面に又はその逆に適用される。
【００６９】
本発明の好ましい機能について添付図を参照して純粋に例示によりここで記載する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に基づく装置の側面図を示す。
【図２】本発明に基づく装置の透視図を示す。
【図３】デカップラー上にＲＦタグを取付けるために可能な位置を示す。
【図４】商用的に入手できるＲＦ識別タグを示す。
【図５】多数のキャビティを有する本発明の実施例を示す。
【図６】本発明の代替的実施例を示す。
【図７】２個の背中合せのキャビティ構造を示す。
【図８】背中合せのキャビティ構造の透視図を示す。
【図９】ブロードバンド・デカップラーの実施例を示す。
【図１０】サイド同士を合せたキャビティを有する本発明の別の実施例を示す。
【図１１】開放端を同一位置とした２個のキャビティ構造を示す。
【図１２】キャビティ構造の別の端部同士を合せた場合を示す。
【図１３】サイド同士を合せた別のキャビティ構造を示す。
【図１４】可変長のキャビティを有する本発明の実施例を示す。
【図１５】低ＱのＲＦタグを示す。
【図１６−２８】本発明の種々の実施例の機能を示す。
【図２９】本発明の実施例の導電性の底と壁の部分を有する可能な構造を示す。
【図３０−３２】曲がった底部分を有する本発明の実施例を示す。
【００７１】
図１は本発明に基づく装置又はデカップラーの側面図を示す。デカップラーは第一の導電性側壁２を形成する金属層と、それと間隔を置くように離して、かつ、平行して第二の導電性側壁４を形成する別の金属層を有する。これら２枚の側壁が誘電体材料６を囲み、その誘電体材料６は空気又はＰＥＴのような材料の１枚以上の層である場合もある。２枚の導電性側壁がサブ波長のキャビティを形成し、その一端が、導電性端部又は底部８により閉じられる。第一及び第二の導電性側壁２，４の一方又は両方が導電性底部８により連続している。導電性底部８の反対側になるキャビティの端部は開放端である。即ち、導電性の壁が無い。導電性端部８は、第一及び第二の側壁２、４の間の唯一の導電性リンクである。デカップラーは図２の透視図に示されている、明確にするため、固体の誘電層は示されていない。
【００７２】
装置は特定周波数で放射線のデカップリングを行うように設計されている。デカップラーの機能の単純化したモデルを考えるのに便利である。その中で、ＲＦ波がキャビティ内に結合し、それが閉鎖端例えば金属壁、又は、開放端に達するまでその内部に沿って伝搬する。ある比率の波が端部で反射し、（その端部が開放か閉鎖かは別として）、キャビティ内に沿って戻る。
【００７３】
キャビティの長さが戻ってくる波に合っていて、設定した定常波を生じさせる。その定常波は非常に高い電場の領域を生じる−電場が共鳴で強化される。ＲＦタグがその周波数で動作し、その周波数が高い場の領域付近に配置されている場合、強制的に動作する。
【００７４】
その電場が金属の壁又は底部（閉鎖端）付近で最小になり、開放端で最大になる。それゆえ、形成される定常波のパターンは図１に示すように、４分の１波のパターンになる。それゆえ、Ｌ＝λｄ／４、ここでλｄは誘電体材料内の入射放射線の波長に等しい。（これは誘電体材料の屈折率により割られた自由空間の波長、λ０／ｎ、に等しい。）４分の１の波の定常波のパターンが、キャビティの誘電体材料内で生じる。これは開放端付近の
中で対象となる周波数で非常に高い場になり、どんな材料にもデカップラーが取付けられる。それゆえ、この領域で強化された場に結合するため開放端に又はその付近に、タグを配置できる。
【００７５】
図３はタグをデカップラー上に配置できる可能性のある位置を示している。ＲＦタグ１０を、側壁の端部を横切って、第一の導電性側壁２に配置できる。タグをスペーサー（図示せず）上に配置して、導電性材料の面から僅かに分離する。この領域の電場が高く、タグ・アンテナに十分結合しうる。代わりに、タグ１２をキャビティ内に配置でき、開放端近くに配置できる。図面はタグ１２が略図のみであり、キャビティ内でタグを正確な方向に向けることは、タグとキャビティの正確な幾何学に依存する。多くの実施例では厚みが薄いので、平面的タグがキャビティ内に配置される可能性が高く、実質的に上側及び下側の層と平行である。
【００７６】
図４は商用で入手できる標準ＵＨＦタグ（例えば、８６６ＭＨｚ  Ａｌｉｅｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＵＨＦ‘Ｓｑｕｉｇｇｌｅ’Ｔａｇ）の平面図を示す。そのタグは一体アンテナ２２を有するチップ２０から成っている。タグの幅ｗは８ｍｍで、タグの長さｌは９５ｍｍである。タグの寸法の大部分はアンテナによる（商用的に入手できるＵＨＦ  ＲＦＩＤタグのための典型的な状況）。チップ自体が非常に小さく１−２ｍｍのオーダーである。アンテナは自由空間での動作に合せて調整されるが、違うアンテナを使用でき、特定環境でタグを使用できるように、調節される。異なる環境での動作は異なる調整をしたアンテナを必要とする。本発明は、タグをデカップラー上に取付けられるために自由空間に合せて調整され、及び、機能が通常であれば劣化する多数の環境で満足できるように使用されることを可能にしている。
【００７７】
あるＲＦラグは指向性アンテナを所有する（即ち、特定方向の直線的ポーラリゼーションで好ましい相互作用をするアンテナ）。それゆえ、タグに入射してきた及び（又は）タグにより発射された放射線が読取り部により発射又は受信された放射線のポーラリゼーションと合致するように、読取り部に対してタグを正しく方向付けした時にのみ正しく動作する。それゆえ、タグがデカップラーの表面に取付けられた時、全体として、キャビティの軸と一線上に並ぶようにすべきである。
【００７８】
正しい方向付けをする必要性は必ずしも特定の用途には問題にならない。例えば、物体上で既知の場所と方向でタグとデカップラーが配置されている標準包装では問題にならない。また、方向付けの問題は、円形又は楕円形のポーラリゼーションを，又は、複数の，又は、異なる配置をするアンテナを用いる伝送／受信のシステムを用いることにより克服しうる。例えば、図５は本発明の２個の４分の１の波のデカップラーを示す。１個を別の上で、９０度回転している。第一のポーラリゼーションを有する適当な波長の放射線がデカップラーのひとつで定常波を生じる。放射線の直交したポーラリゼーションは他のデカップラー内に定常波を生じる。各デカップラーが適当に配置されたＲＦタグを保持する場合、入射放射線のポーラリゼーションが実現される。明らかに、２個のデカップラーが、１個が他の上に重なって配置される代わりに、同一平面内に配置でき、２個以上の別個のデカップラーがずれた方向において使用できる。図６は別の配置を示していて、デカップラーが同一面内にあるが、側壁は同一平面内には無い。そのような配置は、例えば、対象のコーナーに用途を見いだせる。
【００７９】
２個のデカップラーを背中合せに配置できる。図７は背中合せの配置になった２個のデカップラーの側面図を示す。２個のデカップラーが共通の導電性端部８を共有する。左手のデカップラーの上側側壁２を右側デカップラーの上側側壁１４と連続層としうる。又は、それらを分離しうる。同様に、左側デカップラーの下側側壁４が右側デカップラーの下側側壁１６を形成する連続層としうる。
【００８０】
左のキャビティの長さがＬ１であり、右側のキャビティの長さがＬ２である。これらのキャビティは同じ長さとしうるが、異なる長さとすることにも利点がある。各キャビティが異なる波長で放射線を結合するように手配される。それゆえ、タグ１０又は１２が、４Ｌ１の波長に対応する周波数で動作し、左側デカップラー上に配置でき、又、異なるタグ１８が４Ｌ２の波長でに対応する周波数で動作し、右側デカップラー上に配置できる。これにより、ひとつの装置上に２個の異なるタグを取付けられて、両方を使えうる。これは異なる周波数を使う世界中を旅行するタグの場合に使用できる。唯一のタグを用いる場合でも、このデカップラーの設計により、ユーザーはタグ周波数を選択できる。図８は透視図のポイントから同様の背中合せのデカップラーを示す。
【００８１】
図９では、デカップラーの別の設計で、別の波長でデカップリングを行う場合を示している。ここでは２個のデカップラーがお互いの上部に効果的に積上げ、共通の第二の導電性側壁を共有する。第一のキャビティの長さλＢ／４が、導電層３０、誘電体３２、及び、第二の導電層３３により形成される。キャビティは導電性底部３７により一端が閉じられる。誘電体材料３２と第二の導電層３３の両方が第一の導電層３０を越えて伸びていることに留意されたい。キャビティの長さは重なり領域の長さにより決定される。即ち、第一の導電層３０の長さである。第二の導電性キャビティは第三の導電層３５、誘電体３４、第二の導電層３３により形成され、一端が導電性底部３７により閉じられている。ここでも、誘電体材料３４及び第二の導電層３３が第三の導電層３５を越えて伸びていて、そのキャビティの長さは第三の導電層の長さλＡ／４により形成できる。それゆえ、各キャビティが異なる波長で特に効果的に動作し、それゆえ、適当なタグ３６を、高い場の領域に対応した適当な周波数で使用中の領域に配置できる。
【００８２】
そのような配置は、同じ長さのデカップラーのキャビティにより有効になる。図１０に示す配置で、両方のキャビティの開放端を横断したアンテナ付きで置かれたタグは、両方のキャビティを強化する効果から、利益を受ける。要するに、２個の振動をして、位相内の双極子がＡＢ、ＣＤを横切って示される。第三は金属領域ＢＣを横断して作られるが、これは他の２個とは位相が外れている。ＢＣはＡＢ又はＣＤよりもずっと短距離なのでＢＣを横断する場が支配的で、単一のキャビティによって得られるよりは高い場の強度が生じると信じられている。代わりに、ＡＢ及びＣＤの場が支配的になる形状を作るのは可能であり、単一キャビティの場合と比較してアンテナを通る駆動電流がずっと効果的である。２個のキャビティが示されているけれども、そのコンセプトは同様な方法で、３個以上のキャビティに拡張しうる。
【００８３】
図１１は、２個のキャビティが隣接して開放端を有している代わりの実施例を示している。第一のキャビティは導電性の層４０及び４２により形成される。これらの層は誘電体材料５０を囲んでいる。キャビティは導電性底部４６により一端を閉じる。導電層４２は第二のキャビティの側壁も形成するように伸びていて、さらに、導電層４４から成っている。導電層４４及び４２も誘電体材料５０を囲み、導電性底部底部４８が一端を閉じている。導電層４０及ぶ４４の間の小さなギャップ又は開口部５２が２個所の導電性底部４６と４８の間の中間に位置している。開口部は２個のキャビティに対する効果的な開放端を提供している。（両端を閉じた半波長のキャビティ、及び、４分の１波長のスリットと考えることができるけれども）、開口部５２の上に位置していた、又は、開口部付近の誘電体材料内のＲＦタグが、使用時に高電場の領域内に位置していて、又、表面効果からのデカップリングとなる。
【００８４】
図１２は同様の実施例を示し、両キャビティの間のスペーサー５４を有している。
【００８５】
図１３は多数のキャビティ・デカップラーの異なる実施例を示していて、キャビティは並べて、スペーサー５６により分離し、導電性である場合も導電性でな
い場合もある。これは４分の１波のデカップラーによって形成され、上面の層の開口部を有している。
【００８６】
上記のように、デカップラーのキャビティの長さと、それゆえ、波長と、選択肢として、２枚の導電性側壁の重なり領域の長さにより決定される。全体として、デカップラーが特定周波数を念頭に置いて設計され、デカップラーのキャビティの長さが幅に亘って一定である。これは第一の導電性側壁の端部を確保することにより、その導電性底部に接触し、他の端部と実質的に平行にすることにより、便利に実現する。しかしながら、キャビティの全幅に亘って長さを意図的に変えることには利点もありうる。図１４は、本発明の別の側面に基づき、デカップラーの第一の導電性側壁の平面図を示す。
【００８７】
デカップラーは全体として６０で示され第一の導電性側壁６２を有する。一端６６で、これは、閉鎖端を形成するために導電性底部に接続する。デカップラーの他の端部が閉鎖端６６に平行にならない。代わりに，第一の導電性の層の長さがその層に亘って変化する。それゆえ、デカップラーは種々の周波数範囲で定常波を形成する。そして、それゆえ、種々のタグ範囲で再使用できる。デカップラーの層の端部は直線及び曲線の端部にする必要はなく、使用できる。
【００８８】
デカップラーは当初８６６ＭＨｚのために最初に設計されていて、フリースペース内で９１５ＭＨｚで動作するデカップリング用タグも行われることが観察されている。一例として、Ａｌｉｅｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓの９１５ＭＨｚ、‘Ｓｑｕｉｇｇｌｅ’タグがＡｌｉｅｎ８６６ＭＨｚタグに非常に類似していて−唯一の違いは９１５ＭＨｚに調整されたアンテナの主要部内にある。両方のタグのためのアンテナはインピーダンス・ループと関連インピーダンス・ループを組込んでいて、大体同じになっている。デカップラーがアンテナの冗長部になることが示されている。そして、アンテナがデカップラー上にある時、問題となるのはインピーダンス・ループのみである。
【００８９】
デカップラーは依然として８６６ＭＨｚで最適のパワーを受ける，又、性能曲線がこの周波数で０ｄＢに近くなると９１５ＭＨｚでほぼ無出力を受ける。それゆえ、タグは、９１５ＭＨｚで動作するように設計されているけれども、８６６ＭＨｚで動作するように駆動される。これは、チップが９１５ＭＨｚと同様に、８６６ＭＨｚでもほぼ動作するので、可能である。それゆえ、デカップラーが周波数範囲全体のパワーを受けるが、デカップラーの読取り部の重要度が低く、タグが全て同じ周波数で動作する。
【００９０】
それゆえ、本発明は、小さなアンテナを有する場合のみＲＦタグを使用できることを実現できる。デカップラーは放射線を誘電体のコアに結合するので、又、そのキャビティの開放端で高い電場を作るので、この領域に位置するタグは高い場の領域で動作し、又、大きな調節済みのアンテナを必要としない。それで、本発明のデカップラーが、いわゆる低Ｑタグと共に使用できる。図１５は低Ｑタグの一例を示すが、チップ２０に接続した小さなループ７０を有する。例えば、そのループは約２０ｍｍの長さである。図４に戻すと、調節済みのタグがチップ、有効なインダクタンス・ループを有していることを見ることができる。しかし、調節済みのアンテナ構造への有意な追加量も有している。それゆえ、低Ｑタグも調節済みタグの小さな変形と考えることもできる。低Ｑタグはアンテナの周辺長に対応した問い合せ波長が無ければ、自由空間内で機能しない（例えば、５ｃｍのループに対して６ＧＨｚの動作）。それで、読取り部がチップの１又は２ｍｍ以内に位置していなければ、標準ＵＨＦ周波数（例えば、８６６ＭＨｚ）では動作しないだろう。なぜなら、アンテナ７０は入射ＵＨＦ放射線に接続するのに不十分だからである。低Ｑタグはチップ自体よりも僅かに大きいだけで、本発明に基づくどのデカップラーにも配置しうる。小さなループ・セクションが外側に伸びた又はスペーサーの回りに部分的に巻き付いた短い「アーム」により置換えられることに留意されたい。正しく設計されたデカップラーと結合するのであれば、短い２本の金属の“スタッブ”でも、電源をチップに接続するのに十分だからである。アンテナの寸法低減により、デカップラーのボディの回りに既存のアンテナを巻付ける必要が無くて、ＲＦ  ＩＤシステムをよりコンパクトにできる。別な利点として、ＲＦ  ＩＤ製造工程で材料を低減しうる。
【００９１】
デカップラーの形状、それから作られる材料、デカップラーに関連したタグの位置と方向が、システムの機能に影響することが見いだされている。その一方で、そのシステムがタグの読み取れる範囲を決定する。最適化されたデカップラーの設計を作成するための一連の実験が図１６から２９までを参照して、ここで説明されている。最大読取り範囲が最も普通のパラメーターであり、それによって設計変更の有効性が測定される。
【００９２】
第一近似として、デカップラーのコア（λＣｏｒｅ）内の波長が、デカップラーが屈折率ｎとして、自由空間内の波長（λＦｒｅｅ−ｓｐａｃｅ）と関連する。
【００９３】
【数１】
2009540715.tif 000003
【００９４】
材料の屈折率が高いほど、それを通って移動する波を遅くする。波の周波数が一定のままで、その波長が低減する。一例として、ＰＥＴＧ（屈折率約１．８）を用いると、４分の１波長のデカップラーに必要な長さは４８ｍｍである。これは、これより有意に長い４分の１波長のデカップラーを用いてスタートすること、読取り範囲を記録すること、デカップラーの長さを低減することにより実現される。Ａｌｉｅｎ  ＡＬ８７０  ８６６ＭＨｚ読取りシステムを用いた読取り範囲、及び、キャビティ長さの関数としてＡｌｉｅｎ  Ｗｏｒｌｄ  Ｔａｇからのループが図１６に示されている。
【００９５】
長さの低減はコア内に捕捉された放射線の波長を低減する。また、デカップラーの動作周波数を高める。デカップラーの長さはその動作周波数が読取りシステムのそれと一致するようにした時に、デカップラーに結合したパワーの値が最大になり、システムの読取り範囲が最大になる。
【００９６】
長さが減らされると、さらにデカップラーの動作周波数が読取りシステムのそれより大きくなる。デカップラーに結合したパワーの量がここでも低減して、読取り範囲が低減する。
【００９７】
最適なキャビティの長さは４８．５ｍｍ及び４９ｍｍの間にあり、それは、４８ｍｍの理論値に近い。小さな差異は、タグによるデカップラーの共鳴の摂動によると見られている。全体として、システムの共鳴周波数がシフトするタグとデカップラーの金属要素の相互作用による追加リアクタンスがある。
【００９８】
タグ（及びループ）とデカップラーの上面の間のＰＥＴスペーサーの厚みが５０ミクロンから３０００ミクロンに変化した。８６６ＭＨｚの読取りシステムが用いられ、９１５ＭＨｚ  Ａｌｉｅｎ  Ｓｑｕｉｇｇｌｅの中央ループが用いられる。スペーサーの厚みの関数として読取り範囲を図１７に示す。スペーサーの最適厚みは５００ミクロンと１０００ミクロンの間にあると見ることができる。
【００９９】
傾向は期待通りである。スペーサーの厚みは、デカップラーの上側金属層と重なるループの一部の間の容量結合を低減する。スペーサーの厚みがゼロになろうとする限界で、ループのその側が上側金属層と接触する。この場合、ループは接続すべきチップの片側と上側の金属層の間の短絡として機能する。これが、チップを横断した電圧を無くし、それゆえ、電流が流れず、システムの動作を止める。
【０１００】
スペーサーの厚みが１０００ミクロンを超えて増加するので、電場の強度が急速に低下し始める。アンテナ端子間の電位は小さく、結果として読取り範囲が小さくなる。
【０１０１】
上記のように、動作しているどれかの領域にタグを強制的に置かせて非常に強化した電場の領域を生じることにより、デカップラーが機能する。高い電場でデカップラーがいくつか配置され、他は低い値に位置している。デカップラー上でタグの位置を、高い電場の位置から低い位置に変えることにより活用されているのは磁場ではなく、むしろ電場であることを実証できる。
【０１０２】
図１８ａで示された４分の１波のデカップラーを考慮すると、コア又はキャビティ（右に見える側）の開放端で電場が最強になり、上側及び下側の導電体を結合している底部に隣接している閉鎖端でゼロになる。強化された電場の領域がキャビティの端部を超えて伸びているが、デカップラーの表面からの距離が増加すると共に、強度が指数関数的に落ちる。例えば、図１８ｂで参照するために、磁場が示されていて、キャビティの開放端の金属底部近くで最も強く、キャビティの開放端でゼロになる傾向がある。
【０１０３】
電場のスケールは０Ｖ／ｍから５０Ｖ／ｍに亘る。入射波は１Ｖ／ｍの電場の振幅を有している。それゆえ、電場は約５０倍に高められる。磁場（フリー・スペースの値１／３７７Ａ／ｍ）のスケールが０Ａ／ｍから０．２５Ａ／ｍまで、それゆえ、磁場は７０を越える倍数に強化されている。
【０１０４】
誘電体キャビティ上のタグの種々の配置位置が図１９に示されている。その中で、入射電場が矢印１９１０で示された方向で、実質的に底部１９００に垂直である。タグは側面１に沿ってどこにでも置くことができる。これは、１９０２で示すように底部１９００の反対側にあり、５０ｍｍ幅のＰＥＴＧコアのデカップラーに対して、典型的に４ｍの範囲で読み取れる。１９０４で示すようにコアの開放端の回りでタグを折りたたむことができることに留意されたい。タグも又例えば１９０６で示すように、側面２に沿って配置できる。電場の強度が、金属底部から離れた側面２に沿っての移動を高める。予想されているように、これは図２０のグラフで示すように、読取り範囲を大きくさせる。
【０１０５】
この場合、デカップラーのコアは４ｍｍの厚みで、キャビティの長さが６７ｍｍである。最大読取り範囲が、側面２に沿ってキャビティの端部から約２０ｍｍになる。
【０１０６】
底部から開放端に向かってキャビティに沿って移動することは、電場及びそれゆえ電圧が高くなる。そして、磁場と電流が低下する。−それゆえ、インピーダンスが高くなっている。出願者はこの示唆によって限定されないけれども、僅かなインピーダンス効果により読取り範囲は短距離で最大であることが示唆されている。
【０１０７】
開放端（図１９の側面１）に沿った電場の強度を考えると、これは開放端の全長に沿って高さを維持する。それで、その端部に沿ったどこかに置いたタグを読取ることができる。しかしながら、図２１に示すようにこの端部に沿ってタグが移動する時に実現できる最大の読取り範囲内に若干の小さな変動があることが見いだされている。
【０１０８】
その最大の読取り範囲がその端部の中央付近に実現される。又，最小の読取り範囲は端部で生じる。タグ自体は非対称であり、これが結果に生じる僅かな非対称の原因だと信じられている。
【０１０９】
もし、図２２ｂに示すように、一方のアンテナ端子から他へ直接引かれた線に電場が平
行であれば、両端子の間の電圧が最大になり、それに応じて読取り範囲も高くなる。もし、図２２ａに示すように、場がその線に垂直であれば、両端子が同じ電位になり、それらの間に電流が流れない。そして、タグを読取ることができない（これは局部的な一様な電場を想定している）。垂直と平行の間の角度で、デカップラーが機能するはずだが範囲は低減している。読取り範囲と角度の間の関係を決定するために実験が行われた。図２３にプロットされているように、回転角度に対して実現された読取り範囲が図２３にプロットされている。
【０１１０】
場がアンテナの端子間の線に平行で（９０°）、読取り範囲が５ｍになること、場に対して垂直（０°）の時に、読取り範囲がゼロであることを見ることができる。
【０１１１】
上側の導電面の端部からチップとループの偏りを伴う装置の変形が図２４−２７を参照して示す。
【０１１２】
上側の導電層の端部に対して、結合要素又はループの位置が図２４に示すように−１ｍｍから＋１１ｍｍまで変化する。読取りアンテナとタグの間の距離は一定を維持し、その一方で、読取りシステムのパワー出力が最大値（２ワット）からしきい値に達するまで段々に低減した。そのしきい値未満ではタグを読取ることができなくなり、このしきい値が低いほど、タグの性能が良くなる。
【０１１３】
カップリング要素の位置に対して、しきい値パワーをプロットすると、タグが最良の性能となる最低値を有するプロットになる。グラフをより直感的にするために、２ワット（読取りシステムの最大出力パワー）から減算することにより反転した。これにより、タグが最高性能になる最大値を有する「余剰パワー」のグラフが得られる。
【０１１４】
理論的モデル化により、上側導電体の端部に対してカップリング要素が動くとしてチップを横断する電圧を計算できる。一連のモデルが作られ、その中で、カップリング要素が−８ｍｍから＋１４ｍｍまで動いた。そして、各構成でチップを横断するピーク電圧が計算された。この場合に、タグに入射したパワーが一定のままであり、それゆえ、大きな電圧が性能の良好なタグを示している。電圧の値は倍率で伸縮表示され、モデル化したピーク電圧の値が同じ大きさになり、実験で測定されたピーク余剰パワーの値を両データ・セット間の比較を容易にしている。これらの結果は図２５にプロットされている。
【０１１５】
０ｍｍの偏りから離れると、チップを横断する電圧は高くなる。チップが、上側の導電層端部の上に直接置かれ、＋１０ｍｍで最大値に達する。それを超えると、急速に低下する。この挙動をデカップラー周辺の電場の強度を検査することにより説明できる。
【０１１６】
デカップラーに垂直な面上で電場の大きさをプロットしたのを図２６に示す。そのプロットは、強化された電場の領域を明確に示し、上側の導体端部から−５ｍｍから＋１０ｍｍまで、約１５ｍｍのデカップラーのキャビティの開放端を越えて短距離だけ伸ばしている。
【０１１７】
明確にするため、導電層が点線として示されている。図２６のスケールが２０Ｖ／ｍ（黒）から１１０Ｖ／ｍ（白）まで変化すること、入射電場の強度（波の振幅）は１Ｖ／ｍであることに留意されたい。これは、キャビティの開放端で１１０の倍数だけ電場を強化したことで実証している。
【０１１８】
この例に用いられたループは２２ｍｍの長さで、それゆえ、チップ（そのチップは約１ｍｍ平方である）の各側に約１０．５ｍｍ伸びている。＋１０．５ｍｍを超えると、ループがもはや上側の金属層の端部に重ならない。それゆえ、場が最高で、さらに上側の導電
面の端部からループが離れる。ループが曝露され、段々に弱くなり、それゆえ、チップを横断する電圧と余剰パワーの両方が弱くなる。
【０１１９】
上側の導電体の端部（０ｍｍの偏り）のすぐ上にチップを置いて、電圧は局部的に最小で、タグが読み取れない。読めないことは、チップが機能するのには電圧が低すぎることによる。
【０１２０】
理論的モデルの予測では、電圧は再上昇するはずである、カップリング要素は上側の導電層の上をさらに動くはずであり、負の偏りを有しているからである。電圧は−２ｍｍから−４ｍｍの間で急速に低下する。これは、図３から見ることができる調節面の端部周辺の強化した電場の非対称の分布による。実験的測定は−１ｍｍを超えて伸びていないのでこの予測は実証できない。
【０１２１】
この挙動は、デカップラーとループの間の容量結合を経由してチップに伝搬する非常に局部的な電圧を生じるための装置としてデカップラーが機能することを実証している。チップを横断する電圧と余剰パワーが高いままで、その一方で、チップに隣接したループの部分が強化された場の領域内にある。この領域の外側で、潜在的勾配（電場の強度）が低く、それにより、チップを横断する電圧が低い。この動作のメカニズムは図２２を参照して議論した特性に基づいている。その中で、ループがデカップラーの平面内で９０°までで回転する。これが、ループの部分を、等しい電位の領域内でチップのどちらかの側に置く。実験で、この方向で、タグが読み取れないことを確認している。
【０１２２】
ここで、誘電体共鳴キャビティの厚みを考えて、実験が行われ、デカップラー・コアの（ｔにより表示された）厚み０．１２５ｍｍと３ｍｍの間で変化する。各コアの厚みにとって最適なキャビティ長さが、段々にキャビティの長さを減らすことにより、又、読取り範囲を記録することにより決定された。全ての場合に、コア材料がポリエステルであり、金属層はアルミ箔から形成される。結果は図２７にプロットされている。
【０１２３】
全てのデカップラーについて期待したように、キャビティの長さが、その共鳴周波数が読取りシステムのそれと一致するようにした時、読取り範囲がピークに当たる。ピークの読取り範囲が、薄いコアと比較して厚いコアに対するものがずっと大きい。最大の読取り範囲がコアの厚みにより変化することが図２８により明確に示されている。しかしながら、厚いコアと要素の全体的厚みの間で妥協したことが理解しうる。用いられるために、十分な読取り範囲を与えるのに適当なコア厚みがあり、その一方で、低プロフィール・デバイスを維持する。
【０１２４】
デカップラーの下側の層が金属であり、又、デカップラーが置かれているオブジェクトが多くの場合金属なので、本発明の実施例は下側の導電層としてタグを付けるのにオブジェクトの金属を用いている。この場合、デカップラーは２層のデバイス：上側の導電層と誘電体のコア、になる。
【０１２５】
４分の１波長のデカップラーは誘電体コアの３側部の回りに連続導電路を必要とする。それで、デカップラーを取付けているオブジェクトを下側の層として用いる時、基本的な不連続を避けるために、注意しなければならない。図２０に示すように、種々の構成を評価するため一連の試験を実施した。
【０１２６】
全ての場合に、コア材料がポリエステルであり、９１５ＭＨｚシステムを用いて試験が行われた。デカップラーは幅５０ｍｍであり、最適化された時に、４４ｍｍのキャビティ長さに対して、６．０ｍの最大読取り範囲を有することが見いだされている。デカップラーが、読取り範囲の決定中にデカップラーより大きな金属面に固定されていた。
【０１２７】
これらのデカップラー製作に用いられる箔は、実際には、薄い絶縁ポリマー層を用いてコーティングされ、２層が共に平行に配置された時、その間にほとんど又は全く直流が流れないようにしている。各構成が、図面の線により示されているように、不連続の種々の可能な発生源を導入している。
【０１２８】
その不連続が、真の連続導電層を有するデカップラーに対して最大値の約４０％だけ範囲を低減した各不連続を有する下側の読取り範囲に生じることが見いだされている。それゆえ、２個の不連続を有する設計が、１個の不連続を有する設計よりも読取り範囲が低くなる傾向があり、その一方で、不連続無しのデカップラーよりも十分に性能が低くなる。このルールの唯一の例外は構成２であり、箔と金属のバックプレートの間で不十分の電気接触を生じやすく、読取り範囲の低減を生じる。
【０１２９】
図３０は、四分円又は４分の１円として配置された４分の１波のデカップラーの実施例を示す。この配置の利点は方向依存性が低減することである。
【０１３０】
一定のデカップラーとタグの構成が、デカップラーの共鳴寸法が入射電場ベクトルと平行になる時に、最適に機能する。デカップラーが回転するので、読取り範囲が低下してゼロになるのは共鳴寸法が電場に垂直になるときである。
【０１３１】
図３０の例の中で、デカップラーがアルミ箔と誘電体キャビティとして４−５ｍｍの厚みの段ボールから作られる。デカップラーは９０°セクターを形成し、箔の連続片が上面の上を、曲がった端部の周辺を、また、下面を横断して動く。２本の直線の端部はその端部上を伸びている導体を有していない。図３０に示すように、タグは直線状端部の頂上に配置されている。
【０１３２】
四分円の半径は最適値を決定するために、段々に低減される。１５８ｍｍの半径から出発して、タグは弓形端部から段々に切り落とされる。そして、５．５ｍの最大の読取り範囲が１２１ｍｍの半径で生じることが見いだされた。
【０１３３】
別の実施例が図３０のそれと類似しているが、２本の直線状側部が合うコーナーの先端を切り落とされて、第三の直線状側部を生じ、長さが２７ｍｍになり、他の２本により４５°になる。最大読取り範囲は８ｍであり、半径１２０ｍｍで生じる。
【０１３４】
四分円デカップラーの方位依存性が調査された。デカップラーは読取りアンテナのそれに平行する面内で３６０°まで回転され、入射電場ベクトルを含む。結果は図３１にまとめられている。電場はブロックの矢印により示され、デカップラー上の実線がタグの長軸を示している。
【０１３５】
０°と９０°の間及び１８０°と２７０°の間の全ての角度で、読取り範囲は６ｍで一定である。これは、これらの角度範囲内で電場のベクトルがタグに最も近いコーナーから放射状に引いた線に常に平行であるように期待すべきで、金属領域を横切って置かれ、それゆえ、正しい共鳴の寸法を連続的にサンプリングするようにする。これにより、デカップラーのコア内で共鳴モードに効果的に結合できる。範囲９０°−１８０°及び２７０°−３６０°がゼロの読取り範囲に戻る。電場ベクトルはこの範囲内の共鳴寸法に決して平行でない。それゆえ、四分円のデカップラ−は０°と９０°の間、及び、１８０°と２７０°の間で方向は無関係であることを示している。
【０１３６】
図３２は、ここでも、上側と下側の導電面を接続するアーチ形底部を有するデカップラーを示す。しかし、今回は半円形状であり、上側の導電層内にスリットが切られていて（図３２ｂのスリット１により示されている）、直線状端部の中心から垂直に延びていて、デカップラーの半径の約半分の長さである。
【０１３７】
（図３２ａに示すように、しかし、スリットが不明瞭）中心でデカップラーの直線状端部に巻かれたタグにより、０．５ｍの範囲で、全ての方向でタグを読取ることができる（読取りアンテナと平行な面で３６０°回転）。入射波の電場に平行なデカップラーの直線状端部での方向で１０°のバンドを除外。デカップラーと読取りアンテナの間の距離が増加し、タグが読み取れる角度の範囲が減少する−方向依存性が増加する。
【０１３８】
図２９ｂのタグ方向のように、スリットと直角で且つ端部がスリットを横切るデカップラーの頂面にタグが配置されることで、デカップラーの真直ぐな縁が電場に対して平行な時に数メートルで読取りできるが、デカップラーが４５°以上回転されると読取り範囲は零に低下する。
【０１３９】
第二の短いスリット（約１０ｍｍの長さ）が、第一のスリットの端部に、又、垂直に切られて、導電層の上側にＴ型開口部を形成する（図３２ｂにスリット２として示されている）。デカップラーの回りに巻かれたタグにより（図３２ａのタグ構成に基づく長いスリットの上で）３６０°回転でき、若干の「通信不能点」が観察できただけで、タグは読取り可能を維持しうる。
【０１４０】
本発明は純粋に例示的に以上で示されていること、及び、本発明の範囲内で詳細部分の変更を行なえることが了解されよう。
【０１４１】
記述の中で開示された各機能及び（適当な場合）請求項及び図面が独立して又は適当な組合わせで提供されている。
【図１】
2009540715.tif 000004
【図２】
2009540715.tif 000005
【図３】
2009540715.tif 000006
【図４】
2009540715.tif 000007
【図５】
2009540715.tif 000008
【図６】
2009540715.tif 000009
【図７】
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【図８】
2009540715.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2009540715.tif 000013
【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】
2009540715.tif 000018
【図１６】
2009540715.tif 000019
【図１７】
2009540715.tif 000020
【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
2009540715.tif 000022
【図１９】
2009540715.tif 000023
【図２０】
2009540715.tif 000024
【図２１】
2009540715.tif 000025
【図２２ａ】
2009540715.tif 000026
【図２２ｂ】
2009540715.tif 000027
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2009540715.tif 000030
【図２６】
2009540715.tif 000031
【図２７】
2009540715.tif 000032
【図２８】
2009540715.tif 000033
【図２９】
2009540715.tif 000034
【図３０】
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【図３１】
2009540715.tif 000036
【図３２ａ】
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【図３２ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年1月27日(2009.1.27)
【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】
第一の導電性側壁と第二の導電性側壁に結合された導電性底部を有するキャビティ構造を備え、第一の導電性側壁と第二の導電性側壁が間隔をおいて離れていて実質的に平行であることを特徴とする電磁放射線デカップラー。
【請求項２】
誘電体材料がキャビティ構造内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のデカップラー。
【請求項３】
第一の導電性側壁が導電性底部から測定して約λｄ／４の連続長を有しており、λｄが誘電体材料内の電磁放射線（ＥＭ）の動作周波数νでの波長であることを特徴とする請求項１に記載のデカップラー。
【請求項４】
誘電体材料が、第一の導電性側壁と実質的に同じ長さに伸びていて導電性底部に隣接した連続層として、キャビティ構造内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のデカップラー。
【請求項５】
誘電材料がキャビティ構造内に配置され、第一の導電性側壁の端部を超えて伸びていることを特徴とする請求項１に記載のデカップラー。
【請求項６】
第一及び第二の導電性側壁及び導電性底部が材料の連続層から成ることを特徴とする請求項１に記載のデカップラー。
【請求項７】
デカップラーが１つを超えるキャビティ構造から成ることを特徴とする請求項１に記載のデカップラー。
【請求項８】
請求項１に記載されたデカップラーに取付けられたＥＭタグを有することを特徴とする実質的に面とは独立したＥＭタグ。
【請求項９】
ＥＭタグが、第一の導電性側壁の端部付近に取付けられたことを特徴とする請求項８に
記載されたタグ。
【請求項１０】
ＥＭタグがキャビティ構造の開放端を横断して又は内部に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のタグ。
【請求項１１】
ＥＭタグが小さな非調節のアンテナを有する低Ｑタグであることを特徴とする請求項８に記載のタグ。
【請求項１２】
ＲＦタグ用の取付部として請求項１に記載のデカップラーを使用する方法。
【請求項１３】
低Ｑ ＲＦタグの有用な読取り範囲を可能にする請求項１に記載のデカップラーを使用する方法。
【請求項１４】
キャビティが、第一及び第二の実質的に平行な導電性側壁の間に形成された共鳴誘電体キャビティであり、一端を導電性底部により閉じて、前記第一及び第二の側壁の間を電気的に接続し、前記キャビティの開放端で入射電場を強める共鳴誘電体キャビティを特徴とする請求項１に記載の装置を使用する方法。
【請求項１５】
前記電子装置が微分容量結合によりパワーを得ることを特徴とする請求項１７に記載の使用。
【国際調査報告】
2009540715.tif 000039
2009540715.tif 000040