(57)【要約】  無線周波数識別用のアンテナが開示されている。このアンテナは、少なくとも１つのループ素子を有する第１の放射素子、及び第１の放射素子から空間的に変位され、且つ、少なくとも２つの相互接続されるループ素子を有する第２の放射素子を包含する。更にこのアンテナは、第１及び第２の放射素子を電気的に結合するための結合器を包含する。詳細に述べれば、第１の放射素子内に第１の磁界を発生させるための第１の電流が流れ、第２の放射素子内に第２の磁界を発生させるための第２の電流が流れるとき、第１及び第２の放射素子の近距離場内に呼びかけ領域を生成するために、第１及び第２の磁界の一方が第１及び第２の磁界の他方に重ね合わされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数識別用のアンテナであって、
少なくとも１つのループ素子を有する第１の放射素子、
前記第１の放射素子から空間的に変位され、且つ、少なくとも２つの相互接続されるループ素子を有する第２の放射素子、及び
前記第１及び第２の放射素子を電気的に結合するための結合器、
を包含し、前記第１の放射素子内に第１の磁界を発生させるための第１の電流が流れ、前記第２の放射素子内に第２の磁界を発生させるための第２の電流が流れるとき、前記第１及び第２の放射素子の近距離場内に呼びかけ領域を生成するために、前記第１及び第２の磁界の一方が前記第１及び第２の磁界の他方に重ね合わされるアンテナ。
【請求項２】
前記第２の放射素子の前記少なくとも２つの相互接続されるループ素子の一方の中に流れる前記第２の電流は、前記第２の放射素子の前記少なくとも２つの相互接続されるループ素子の他方と回転に関して逆方向である請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第１の放射素子の前記少なくとも１つのループ素子内に流れる前記第１の電流は、前記第２の放射素子の前記少なくとも２つの相互接続されるループ素子の１つと回転に関して相似方向である請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１の磁界は少なくとも１つの非ヌル領域を有し、前記第２の磁界は少なくとも１つのヌル領域を有し、前記呼びかけ領域内に実質的に均等な磁界強度を有する合成磁界を提供するために、前記第１の磁界の少なくとも１つの非ヌル領域が前記第２の磁界の少なくとも１つのヌル領域で補償される請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１及び第２の放射素子のそれぞれは、実質的に平面である請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第１及び第２の放射素子のそれぞれは、実質的に平面の表面上に形成される請求項１に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第１の放射素子は、実質的に前記第２の放射素子とパラレルである請求項１に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第１及び第２の放射素子は、基板の対向する面に形成される請求項１に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記第１の放射素子は、あらかじめ決定済みの変位によって、前記第２の放射素子に関して実質的に横方向に変位される請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記第１の放射素子の前記少なくとも１つのループ素子は、前記第２の放射素子の前記少なくとも２つの相互接続されるループ素子のうちの１つと実質的に重なる請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記結合器は、更に、前記第１及び第２の放射素子及びフィードのインピーダンス整合のためのインピーダンス整合回路に結合する請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記結合器は、前記第１及び第２の放射素子を相互接続するための少なくとも２本の接続ワイヤを包含する請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記少なくとも２本のワイヤは、前記第１の放射素子の前記少なくとも１つのループ素子を前記第２の放射素子の前記少なくとも２つの相互接続されるループ素子のうちの１つに接続する請求項１２に記載のアンテナ。
【請求項１４】
無線周波数識別用のアンテナを構成するための方法であって、
少なくとも１つのループ素子を有する第１の放射素子を用意するステップ、
前記第１の放射素子から空間的に変位され、且つ、少なくとも２つの相互接続されるループ素子を有する第２の放射素子を用意するステップ、及び
前記第１及び第２の放射素子を電気的に結合するための結合器を用意するステップ、
を包含し、前記第１の放射素子内に第１の磁界を発生させるための第１の電流が流れ、前記第２の放射素子内に第２の磁界を発生させるための第２の電流が流れるとき、前記第１及び第２の放射素子の近距離場内に呼びかけ領域を生成するために、前記第１及び第２の磁界の一方が前記第１及び第２の磁界の他方に重ね合わされる方法。
【請求項１５】
更に、前記第２の放射素子の前記少なくとも２つの相互接続されるループ素子の一方の中に、前記第２の放射素子の前記少なくとも２つの相互接続されるループ素子の他方と回転に関して逆方向の前記第２の電流を流すステップを包含する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
更に、前記第１の放射素子の前記少なくとも１つのループ素子内に、前記第２の放射素子の前記少なくとも２つの相互接続されるループ素子の１つと回転に関して相似方向の前記第１の電流を流すステップを包含する請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
更に、前記呼びかけ領域内に実質的に均等な磁界強度を有する合成磁界を提供するステップを包含する請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２の放射素子を電気的に結合するための結合器を用意する前記ステップは、前記第１及び第２の放射素子を相互接続するための少なくとも２本の接続ワイヤを用意するステップを包含する請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも２本の接続ワイヤを用意する前記ステップは、前記第１の放射素子の前記少なくとも１つのループ素子を前記第２の放射素子の前記少なくとも２つの相互接続されるループ素子のうちの１つに接続するステップを包含する請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の放射素子を電気的に結合するための結合器を用意する前記ステップは、更に、前記第１及び第２の放射素子及びフィードのインピーダンス整合のためのインピーダンス整合回路に前記結合器を結合するステップを包含する請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
無線周波数識別応用のためのシステムであって、
データの送信及び受信のためのホスト、
前記ホストに対する前記データの送信及び受信をコントロールするための、前記ホストに結合されるゲートウェイ、
無線周波数信号を読み取るための、前記ゲートウェイに結合される無線周波数識別読み取り機、
無線周波数信号の送信及び受信のための少なくとも１つのアンテナであって、それぞれが第１の放射素子及び第２の放射素子を有する少なくとも１つのアンテナ、及び
前記ゲートウェイ及び前記無線周波数識別読み取り機に結合される、データを読み取るために前記少なくとも１つのアンテナを選択するためのアンテナ・マルチプレクサ、
を包含し、前記第１の放射素子内に第１の磁界を発生させるための第１の電流が流れ、前記第２の放射素子内に第２の磁界を発生させるための第２の電流が流れるとき、前記第１及び第２の放射素子の近距離場内に呼びかけ領域を生成するために、前記第１及び第２の磁界の一方が前記第１及び第２の磁界の他方に重ね合わされるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してアンテナに関する。詳細には、無線周波数識別応用のためのアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数（ＲＦ）通信テクノロジは、近代的通信システムに広く使用されている。１つの例は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムである。ＲＦＩＤシステムにおいては、ＲＦＩＤタグへのＲＦ信号の送信及びそこからの受信にＲＦＩＤ読み取り機アンテナが使用される。ＲＦＩＤタグ内にストアされている情報は、一般に編集可能であり、従って更新可能である。従ってＲＦＩＤシステムは、倉庫内における在庫品の流れの管理といった補給管理応用において広く使用されている。
【０００３】
近距離場ＲＦＩＤシステムは、通常、ＲＦ信号の結合のためにループ・アンテナを使用する。しかしながら既存のループ・アンテナは、ＲＦＩＤタグの向きに起因してＲＦＩＤタグとの有効な通信のためのカバレッジが限られる。
【０００４】
更に、ループ・アンテナの多くは、望ましくないまでに製造が難しくコスト高になる複雑な構造を有する。高い製造コストは、必要なカバレッジの提供に多数のループ・アンテナが求められるときに障害となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、カバレッジを拡大し、コスト効果を改善するためのＲＦＩＤシステム用のアンテナの必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、本発明の実施態様を、カバレッジを拡大し、コスト効果を改善するＲＦＩＤ応用について開示する。
【０００７】
本発明の実施態様によれば、無線周波数識別用のアンテナが開示されている。このアンテナは、少なくとも１つのループ素子を有する第１の放射素子、及び第１の放射素子から空間的に変位され、且つ、少なくとも２つの相互接続されるループ素子を有する第２の放射素子を包含する。更にこのアンテナは、第１及び第２の放射素子を電気的に結合するための結合器を包含する。詳細に述べれば、第１の放射素子内に第１の磁界を発生させるための第１の電流が流れ、第２の放射素子内に第２の磁界を発生させるための第２の電流が流れるとき、第１及び第２の放射素子の近距離場内に呼びかけ領域を生成するために、第１及び第２の磁界の一方が第１及び第２の磁界の他方に重ね合わされる。
【０００８】
本発明の別の実施態様によれば、無線周波数識別用のアンテナを構成するための方法が開示されている。この方法は、少なくとも１つのループ素子を有する第１の放射素子を用意するステップ、及び第１の放射素子から空間的に変位され、且つ、少なくとも２つの相互接続されるループ素子を有する第２の放射素子を用意するステップを含む。更にこの方法は、第１及び第２の放射素子を電気的に結合するための結合器を用意するステップを含む。詳細に述べれば、第１の放射素子内に第１の磁界を発生させるための第１の電流が流れ、第２の放射素子内に第２の磁界を発生させるための第２の電流が流れるとき、第１及び第２の放射素子の近距離場内に呼びかけ領域を生成するために、第１及び第２の磁界の一方が第１及び第２の磁界の他方に重ね合わされる。
【０００９】
本発明の更に別の実施態様によれば、無線周波数識別応用のためのアンテナを構成するためのシステムが開示されている。システムは、データの送信及び受信のためのホストを有する。またこのシステムは、ホストに対するデータの送信及び受信をコントロールするための、ホストに結合されるゲートウェイ、及び無線周波数信号を読み取るための、ゲートウェイに結合されるＲＦＩＤ読み取り機も含む。更にこのシステムは、無線周波数信号の送信及び受信のための少なくとも１つのアンテナであって、それぞれが第１の放射素子及び第２の放射素子を有する少なくとも１つのアンテナ、及びゲートウェイ及びＲＦＩＤ読み取り機に結合される、データを読み取るために少なくとも１つのアンテナを選択するためのアンテナ・マルチプレクサを包含し、それにおいて第１の放射素子内に第１の磁界を発生させるための第１の電流が流れ、第２の放射素子内に第２の磁界を発生させるための第２の電流が流れるとき、第１及び第２の放射素子の近距離場内に呼びかけ領域を生成するために、第１及び第２の磁界の一方が第１及び第２の磁界の他方に重ね合わされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施態様を詳細に説明する。
【００１１】
図面を参照すると、カバレッジを拡大し、コスト効果を改善するための本発明の１つの実施態様に従った無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システム用のアンテナが開示されている。
【００１２】
簡潔明瞭の目的のため、以下における本発明の説明は、近距離場ＲＦＩＤ応用に限定されている。しかしながらこのことは、近距離場ＲＦＩＤ応用と類似の動作パフォーマンスが要求されるほかの応用から本発明の多様な実施態様を排除することにならない。本発明の実施態様に本質的な動作及び機能上の原理は、それらの多様な実施態様を通じて共通である。
【００１３】
以下に提供する詳細な説明及び図面の図１〜１４に提供されている図解においては、類似の要素が類似の参照番号で識別されている。
【００１４】
本発明の実施態様をより詳細に、以下、ＲＦＩＤ応用のためのＲＦＩＤシステム用のアンテナについて説明する。
【００１５】
図１ａを参照すると、本発明の実施態様に従ったアンテナ１００は、第１の放射素子１０２ａ及び第２の放射素子１０２ｂを有する。第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂは、好ましくは互いに平行であり、離隔されている。第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂは、パワー・アップ信号をＲＦＩＤタグに送信し、ＲＦＩＤタグによって送信されたＲＦＩＤ信号を受信するために使用される。
【００１６】
第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂは、好適に、あらかじめ決定済みの離隔距離ｈによって空間的に配置される。第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂを空間的に配置するため、及び第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂの間にあらかじめ決定済みの離隔距離ｈを提供するために支持基板１０４（図１ｂに示されている）が好適に使用される。離隔距離ｈの量は、第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂのそれぞれの構成に依存する。
【００１７】
支持基板１０４は、好ましくは平面であり、縦方向のスパンを有する。支持基板１０４は、フォーム、紙、又は木等の不導体から好適に作られる。それに代えて、第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂが自由空間によって分離されることもある。
【００１８】
フィード１０６は、それぞれ放射素子１０２ａ、１０２ｂへのパワー・アップ信号の、及びそれからのＲＦＩＤ信号の提供のために放射素子１０２ａ、１０２ｂに接続可能である。放射素子１０２ａ、１０２ｂとフィード１０６の間には、放射素子１０２ａ、１０２ｂとフィード１０６の間のインピーダンスを整合させるためにインピーダンス整合回路１０８が接続される。
【００１９】
以下のアンテナ１００の説明は、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を参照して行われている。これら３つの軸は、互いに垂直である。ｘ及びｙ軸は、支持基板１０４に沿って延び、それと一致する。詳細に述べれば、ｘ軸は支持基板１０４の縦方向スパンに沿って中心に延び、第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂの中心と一致する。
【００２０】
第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂのそれぞれは、好適に、第１の成形セグメント１１０及び第２の成形セグメント１１８を包含する。第１の成形セグメント１１０は、好適に、連続した波状の形状である。第１の成形セグメント１１０は、ｘ軸に沿って交番する複数のローブ状部分１１２を包含する。
【００２１】
ローブ状部分１１２は、好適に多角形又は半円形といった幾何学的形状を有し、且つ、好適に、ｘ軸に沿って実質的に縦方向に配置される。ローブ状部分１１２のそれぞれは、好適に、ｙ軸に沿ってｘ軸から離れる方向に延び、それの両端において終端する。ローブ状部分１１２のそれぞれは、好適に接合１１４において接続されており、そこでは、ローブ状部分１１２の一端又は両端がコネクタ１１６を通じて隣接するローブ状部分１１２に接続される。
【００２２】
第２の成形セグメント１１８は、好適に第１の成形セグメント１１０から離隔される。第２の成形セグメント１１８は、好適にローブ状部分１１２及びコネクタ１１６を有し、それらは、２つのセグメント間の対称性を達成するために実質的に第１の成形セグメント１１０と形状及びサイズにおいて類似である。第２の成形セグメント１１８は、実質的に第１の成形セグメント１１０の複製となるが、第２の成形セグメント１１８は、ｘ軸に関して裏返されており、従って第１の成形セグメント１１０に関してミラーリングされている。このように、両方の第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８のローブ状部分が、ｘ軸に沿って縦方向に位置決めされている。詳細には、第１の成形セグメント１１０の各ローブ状部分１１２は、第２の成形セグメント１１８の対応するミラーリングされたローブ状部分１１２と実質的に直接対向し、結果的にループ１２０を定義する。
【００２３】
その代替としては、第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８のローブ状部分１１２が、別の幾何学的形状、例えば矩形等を有する。
【００２４】
第１の放射素子１０２ａの各ループ１２０は、好適に、第２の放射素子１０２ｂの対応する重なるループ１２０と異なる幾何学的形状を有する。それに加えて、第１の放射素子１０２ａの各ループ１２０は、好適に、第２の放射素子１０２ｂの対応する重なるループ１２０と実質的に同一のループ間隔を有する。このことは、隣接するループ１２０の中心間隔が一定であり、且つ、第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂ両方について実質的に同一であることを意味する。
【００２５】
第１の放射素子１０２ａの各ループ１２０はまた、好適に、第２の放射素子１０２ｂの対応するループ１２０に関し、あらかじめ決定済みの横距離ｌによって横方向に変位される。横変位ｌは、好ましくはｘ軸に沿う。詳細に述べれば、第１の放射素子１０２ａの各ローブ状部分１１２が、第２の放射素子１０２ｂの対応するローブ状部分１１２に関し、あらかじめ決定済みの横距離ｌによってｘ軸に沿って好適に横方向に変位される。
【００２６】
図１ｂに図解されているとおり、第１の放射素子１０２ａの第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８は、厚さｈ１を有する第１の基板１０５ａの対向する面に好ましく形成される。同様に、第２の放射素子１０２ｂの第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８は、厚さｈ２を有する第２の基板１０５ｂの対向する面に好ましく形成される。第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂのそれぞれの第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８は、従って、接続ポイント１１９を除けば空間的に離隔されている。第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８の接続は、２つのセグメント１１０、１１８が電気的に結合されるように、接続ポイント１１９に導電通路を形成することによって好適に達成される。
【００２７】
好ましくは第１の放射素子１０２ａが、第１の基板１０５ａの対向する面に置かれた連続する銅トラックであり、好ましくは第２の放射素子１０２ｂもまた、第２の基板１０５ｂの対向する面に置かれた連続する銅トラックである。好ましくは第１及び第２の基板１０５ａ、１０５ｂが、プリント回路基板（ＰＣＢ）又はフォーム、紙、及び木等の不導体材料からなる。
【００２８】
結合器１３０が、第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂの相互接続のために好適に使用される。結合器１３０は、好適に、第１の接続ワイヤ１３２及び第２の接続ワイヤ１３４を包含する。第１の接続ワイヤ１３２は、好適に、第１の放射素子１０２ａの第１の成形セグメント１１０を第２の放射素子１０２ｂの第１の成形セグメント１１０に接続する。第２の接続ワイヤ１３４は、好適に、第１の放射素子１０２ａの第２の成形セグメント１１８を第２の放射素子１０２ｂの第２の成形セグメント１１８に接続する。第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂは、好適に、結合器を通じてインピーダンス整合回路１０８に接続され、更にフィード１０６に接続される。詳細に述べれば、第２の放射素子１０２ｂの第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８のそれぞれが、インピーダンス整合回路１０８の端子に接続される。
【００２９】
図２に示されているとおり、インピーダンス整合回路１０８が、例として第２の放射素子１０２ｂのループ１２０の１つ、及び結合器１３０を経由して第１の放射素子１０２ａの対応する重なるループ１２０に接続される。インピーダンス整合回路１０８は、第２の放射素子１０２ｂの任意の部分に接続可能であり、設計又はシステム要件に依存する。
【００３０】
第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂのループ１２０の配置は、第１の放射素子１０２ａの任意のループ１２０内における電流ｉの流れを、第２の放射素子１０２ｂの対応するループ１２０と回転に関して相似の方向にする。第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂそれぞれの任意の２つの隣接するループ１２０内を流れる電流ｉは、反対の回転方向になる。このように、第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂの間における２つの対応するループ１２０内を流れる電流ｉは、従って同相であるが、第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂそれぞれの２つの隣接するループ１２０内を流れる電流ｉは逆相になる。
【００３１】
図３は、動作中の放射素子１０２ａ、１０２ｂの１つを示しており、電流ｉは、フィード１０６を経由し、それらを通って流れる。ループ１２０の構成は、任意のループ１２０内の電流ｉの流れを１つの回転方向とし、任意の２つの隣接するループ１２０内において逆の回転方向とし、従って交番する磁束をｘ軸に沿って生じさせる。このように、２つの隣接するループ１２０内を流れる電流ｉは、結果として逆相になる。
【００３２】
電流ｉは、ループ１２０を付勢し、従って図４に図解されているとおり、相互作用して呼びかけ領域２０２を作り出す磁界２００を生成する。呼びかけ領域２０２は、各ループ１２０の直近を囲む空間、及び接合１１４又はコネクタ１１６によって離隔される２つの隣接するループ１２０の間をはじめアンテナ１００の上及び下の容積によって画定される。
【００３３】
磁界２００は、呼びかけ領域２０２内に提供されるＲＦＩＤタグ２０４を付勢し、パワー・アップする。その後に続いてＲＦＩＤタグ２０４が、その中にストアされているタグ・データが含まれているＲＦＩＤ信号を発生する。ＲＦＩＤ信号は、続いてアンテナ１００によって受信され、アンテナ１００を経由してＲＦＩＤ読み取り機に送信される。
【００３４】
２つの隣接するループ１２０内を流れる逆相の電流ｉは、呼びかけ領域２０２全体を通じて振幅において実質的に一様な磁界２００を都合よく生成する。放射素子１０２のこの構成及び呼びかけ領域２０２内における一様な磁界２００の発生は、実質的にタグ２０４の向きとは独立したＲＦＩＤタグ２０４の読み取りを望ましく可能にする。
【００３５】
磁界２００の強度は、電流ｉの大きさ、各ループ１２０の面積、及び隣接するループ１２０の間の変位に依存する。
【００３６】
第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂが動作中のときは、第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂのそれぞれが、前述し、且つ、図４に図解したとおりに磁界２００を発生する。第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂのそれぞれによって発生された磁界２００は、磁界強度が最小レベルとなるヌル領域を有する。
【００３７】
第１の放射素子１０２ａによって発生された磁界２００は、第２の放射素子１０２ｂによって発生された磁界２００と相互作用し、図５のグラフ内に示されているとおりの磁界分布を有する合成磁界を生成する。この合成磁界は、第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂのそれぞれによって発生される磁界２００の重ね合わせである。より詳細に述べれば、第１の放射素子１０２ａによって発生された磁界２００の各ヌル領域が、第２の放射素子１０２ｂによって発生された磁界２００の非ヌル領域により補償又は重ね合わされ、そしてその逆も同様である。
【００３８】
図５のグラフは、ｘ軸方向に沿った合成磁界の磁界分布が、同じｘ軸方向に沿った第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂのそれぞれによって発生される磁界２００の磁界分布より高い一様性を達成することを示している。合成磁界の磁界分布のより高い一様性は、より信頼性のある無線周波数識別を呼びかけ領域２００内において可能にする。改善された磁界分布の一様性は、従って、呼びかけ領域２００内で見つけられたＲＦＩＤタグ２０４の読み取りレートを望ましく向上させる。
【００３９】
図６は、１３．５６ＭＨｚにおいて測定されたアンテナ１００の反射減衰量を示している。測定された結果は、アンテナ１００が、測定された１３．５６ＭＨｚの周波数において良好に整合されたインピーダンス整合特性を有することを示している。またこれは、図１のアンテナ１００が好都合に、インピーダンス整合回路１０８の使用を通じて、例えば５０オームのインピーダンス整合を提供可能なことも示唆する。
【００４０】
図７は、ループ１２０の例示的な幾何学形状を示している。各ループ１２０の寸法及び幾何学的形状は、設計要件に依存する。例えば、図３のローブ状部分１１２は、第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８の各ローブ状部分１１２の幅ｄ１の例示的な寸法が、好ましくは約８０ミリメートル（ｍｍ）となるように実質的に矩形の形状を有する。同時に２つの隣接するループ１２０の間の横変位ｄ２が、好ましくは約６５ｍｍになり、２つの対向するローブ状部分１１２の端の間の空間距離ｄ３が、好ましくは約３０ｍｍになる。
【００４１】
図８に示されているとおり、第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８は、共平面としてもよく、同一表面上、例えば第１の基板１０５ａ又は第２の基板１０５ｂの対向する面の１つの上に形成される。各コネクタ１１６は、エア・ギャップ又はブリッジ等の誘電体層によって隣接するコネクタ１１６から物理的に分離される。誘電体層はまた、好適に、第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８の間の重なる部分を物理的に分離する。第１及び第２の成形セグメント１１０、１１８は、接続ポイント１１９において接続される。図９ａ及び９ｂに示されているとおり、アンテナ１００のループ１２０が異なるサイズを有してもよく、サイズが増加又は減少する順序に従って配置される。それに加えて、ループ１２０が、楕円、三角形、多角形、又は環等の別の幾何学的形状の導電材料から構成されてもよい。
【００４２】
図１０〜１３は、ＲＦＩＤタグ２０４を読み取るためのアンテナ１００の実施態様の例示的な実装を明示している。図１０には、棚板１００２の上又は下、及び棚板１００２の間といった棚１０００の異なる場所に取り付けられるアンテナ１００が示されている。図１１は、第１の放射素子１０２ａが棚板１００２の下面に取り付けられ、第２の放射素子１０２ｂが棚板１００２のすぐ下側の別の棚板１００４の上面に取り付けられ、その結果、第１及び第２の放射素子１０２ａ、１０２ｂが自由空間によって離隔されることを示している。ＲＦＩＤタグ２０４は、この自由空間内において識別可能である。図１２は、テーブルトップ１２００に埋め込まれるか、又は下面に取り付けられるアンテナ１００を示している。図１３は、湾曲した表面１３００に取り付けられるアンテナ１００を示している。
【００４３】
図１４は、ＲＦＩＤタグの読み取り及び追跡といったＲＦＩＤ応用のための本発明の別の実施態様に従ったシステム１４００のブロック図を示している。システム１４００は、ユーザがＲＦＩＤタグの追跡に関連するデータの送受を行うことを可能にするホスト１４０２を有する。ＲＦＩＤタグは、通常、棚又は戸棚等のハウジング構造内に保管される物品に取り付けられる。ホスト１４０２によって、又はそこへ送られるデータをコントロールするためにゲートウェイ１４０４がホスト１４０２に接続されており、ＲＦＩＤ信号を読み取るためにＲＦＩＤ読み取り機１４０６がゲートウェイ１４０４に接続されている。システム１４００は、好適に、１を超える数のアンテナ１００を、無線周波数信号の送受のために含み、更にまたＲＦＩＤ信号の読み取りのために１を超える数のアンテナ１００が存在するときは、切り換え及び選択のために、ゲートウェイ１４０４及びＲＦＩＤ読み取り機１４０６両方に結合されるアンテナ・マルチプレクサ１４０８を含む。
【００４４】
ホスト１４０２は、例えばコンピュータ、又はラップトップ又は携帯情報端末（ＰＤＡ）等のモバイル・デバイスであり、好適に、アドホック・モード又はインフラストラクチャ・モードのいずれでもＩＥＥＥ  ８０２．１１等の仕様をサポートする無線通信を実行することができる。ホスト１４０２は、システム１４００のユーザによる要求があるとき、好適に、ＲＦＩＤタグの追跡に関連する情報を表示できる。更にホスト１４０２は、好適に、システム１４００の複数ユーザをサポートするためのルーティング機能を提供する。
【００４５】
ゲートウェイ１４０４は、無線又は有線いずれでも通信を実行することが可能であり、好適に、ホスト１４０２、ＲＦＩＤ読み取り機１４０６、及びアンテナ・マルチプレクサ１４０８の間にＩＥＥＥ  ８０２．１１無線通信を提供する。ゲートウェイ１４０４のＩＥＥＥ  ８０２．１１無線通信は、好適に、アドホック・モード又はインフラストラクチャ・モードのいずれでも実行される。アドホック・モードは、よりコスト効果的であり、無線通信インフラストラクチャが利用できないところに適している。インフラストラクチャ・モードは、高い帯域幅通信が要求されるところ、特に在庫品の流れを管理するために適する。
【００４６】
ＲＦＩＤ読み取り機１４０６は、好適に、１３．５６メガヘルツ（ＭＨｚ）又はそのほかの高周波における高周波（ＨＦ）ＲＦＩＤ信号の読み取りをサポートする。ＲＦＩＤ読み取り機１４０６は、アンテナ・マルチプレクサ１４０８を経由してアンテナ１００にパワー・アップ信号を提供する。パワー・アップ信号は、ＲＦＩＤタグを付勢するためにＲＦＩＤタグに送信される。ＲＦＩＤタグが付勢されると、その後に続いて、そのＲＦＩＤタグ内にストアされているタグ・データを含むＲＦＩＤ信号がそこから送信される。タグ・データは、ＲＦＩＤタグに関係する情報を含む。ＲＦＩＤ信号は、アンテナ１００によって受信された後、ＲＦＩＤ読み取り機１４０６によって読み取られる。その後、ＲＦＩＤ読み取り機１４０６が、ＲＦＩＤ信号をホスト１４０２に、ゲートウェイ１４０４を経由して、ＲＦＩＤタグ内にストアされているタグ・データを表示するために提供される。
【００４７】
アンテナ・マルチプレクサ１４０８は、好適にカスケード接続可能であり、異なるマルチ−アンテナ構成の要件への最適化及び適合のために複数の出力ポートを有する。アンテナ・マルチプレクサ１４０８は、更に、システム１４００の１人又は複数のユーザによる要求があるときにＲＦＩＤタグの読み取りのために、アンテナ１００の切り換え及び選択を行う。
【００４８】
以上の態様のＲＦＩＤ応用のためのＲＦＩＤシステム用のアンテナが開示されている。本発明のいくつかの実施態様しか開示されていないが、当業者にとっては、この開示に照らして本発明の範囲及び精神から逸脱することなく多くの変更及び／又は修正が可能であることが明らかになろう。例えば、基板を多様な形状及びサイズで形成して特定の設計又はシステム要件を満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１ａ】本発明の第１の実施態様に従った、ループの第１のペアにおいて相互接続される２つの放射素子を有するアンテナの概略図である。
【図１ｂ】図１ａのアンテナの断面図である。
【図２】ループの第２のペアにおいて相互接続される図１のアンテナを示した概略図である。
【図３】図１のアンテナの２つの放射素子の１つの平面図である。
【図４】図３の放射素子の動作原理を図解した説明図である。
【図５】図１のアンテナの磁界分布を示したグラフである。
【図６】図１のアンテナの反射減衰量を示したグラフである。
【図７】図１のアンテナのループの例示的な幾何学的形状を図解した説明図である。
【図８】基板の同一面に形成される図１のアンテナの２つの成形セグメントを示した説明図である。
【図９ａ】図１のアンテナのループの例示的な構成を示した説明図である。
【図９ｂ】図１のアンテナのループの例示的な構成を示した説明図である。
【図１０】図１のアンテナの例示的な実装を示した説明図である。
【図１１】図１のアンテナの例示的な実装を示した説明図である。
【図１２】図１のアンテナの例示的な実装を示した説明図である。
【図１３】図１のアンテナの例示的な実装を示した説明図である。
【図１４】ＲＦＩＤ応用のためのシステムのブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  アンテナ
１０２  放射素子
１０２ａ  第１の放射素子
１０２ｂ  第２の放射素子
１０４  支持基板
１０５ａ  第１の基板
１０５ｂ  第２の基板
１０６  フィード
１０８  インピーダンス整合回路
１１０  第１の成形セグメント
１１２  ローブ状部分
１１４  接合
１１６  コネクタ
１１８  第２の成形セグメント
１１９  接続ポイント
１２０  ループ
１３０  結合器
１３２  第１の接続ワイヤ
１３４  第２の接続ワイヤ
２００  磁界
２０２  呼びかけ領域
２０４  ＲＦＩＤタグ
１０００  棚
１００２  棚板
１００４  棚板
１２００  テーブルトップ
１３００  湾曲した表面
１４００  システム
１４０２  ホスト
１４０４  ゲートウェイ
１４０６  ＲＦＩＤ読み取り機
１４０８  アンテナ・マルチプレクサ
【図１ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１ｂ】
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【図４】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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