(57)【要約】【課題】インピーダンスが大きく異なる複数の通信が可能な無線通信タグを提供する。【解決手段】無線通信タグは、第１及び第２端子と、第１及び第２端子に対応する第３及び第４端子とを有し、第１及び第２端子と、第３及び第４端子との間でループを構築し、第１インダクタンスを有するループアンテナと、第１端子と第３端子との間に接続され、第１インピーダンスを有し、第１周波数でループアンテナと共振する第１通信回路と、第２端子と第４端子との間に直列に挿入され、第１インダクタンスよりも大きい第２インダクタンスを有するコイルと、第２端子と第４端子との間に直列に挿入され、コイルの第２インダクタンスと複素共役な関係にある静電容量を有するコンデンサと、第２端子と第４端子との間に接続され、第１インピーダンスよりも小さい第２インピーダンスを有し、ループアンテナを介して第２周波数で通信する第２通信回路とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子及び第２端子と、前記第１端子及び前記第２端子にそれぞれ対応する第３端子及び第４端子とを有し、前記第１端子及び前記第２端子と、前記第３端子及び前記第４端子との間でループを構築し、第１インダクタンスを有するループアンテナと、
前記第１端子と前記第３端子との間に接続され、第１インピーダンスを有し、第１周波数で前記ループアンテナと共振する第１通信回路と、
前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記第１インダクタンスよりも大きい第２インダクタンスを有するインダクタと、
前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記インダクタの第２インダクタンスと複素共役な関係にある静電容量を有するコンデンサと、
前記第２端子と前記第４端子との間に接続され、前記第１インピーダンスよりも小さい第２インピーダンスを有し、前記ループアンテナを介して第２周波数で通信する第２通信回路と
を含む、無線通信タグ。
【請求項２】
前記第２通信回路に電力を供給する電源をさらに含み、
前記第１通信回路は、前記ループアンテナによって受信された前記第１周波数の電力で動作し、
前記第２通信回路は、前記電源から供給される電力によって動作し、前記ループアンテナを介して第２周波数で通信する、請求項１記載の無線通信タグ。
【請求項３】
前記第２端子及び前記第４端子と、前記第２通信回路との間に設けられ、前記インダクタ及び前記コンデンサが前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入されたループアンテナと、前記第２通信回路とのインピーダンスを整合させる整合回路をさらに含む、請求項１又は２記載の無線通信タグ。
【請求項４】
前記整合回路は、
前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記第２通信回路に並列に接続される第２コンデンサ、及び、前記第２端子又は前記第４端子と、前記第２通信回路との間に直列に接続される第２インダクタと、
前記第２端子又は前記第４端子と、前記第２通信回路との間に直列に接続される第２コンデンサ、及び、前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記第２通信回路に並列に接続される第２インダクタと
のいずれか一方を有する、請求項３記載の無線通信タグ。
【請求項５】
前記ループアンテナは、第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有し、前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントがループを構築するループアンテナであって、
前記第１アンテナエレメントは、
前記ループの一部に含まれる第１基部と、
前記第１基部から突出し、前記第１端子まで延在する第１配線部と、
前記第１基部から前記第１配線部に沿って櫛歯状に突出する複数の第１突出部と
を有し、
前記第２端子は、前記第１基部、又は、前記複数の第１突出部のうちの１つに設けられており、
前記第２アンテナエレメントは、
前記ループの一部に含まれる第２基部と、
前記第２基部から前記第３端子まで延在する第２配線部と、
前記第２基部から前記第２配線部に沿って櫛歯状に突出し、前記複数の第１突出部と入れ子状に配置され、インターデジタル部を構築する複数の第２突出部と
を有し、
前記第４端子は、前記複数の第２突出部のうちの１つ、又は、前記第２基部に設けられる、請求項１乃至４のいずれか一項記載の無線通信タグ。
【請求項６】
第１端子及び第２端子と、前記第１端子及び前記第２端子にそれぞれ対応する第３端子及び第４端子とを有し、前記第１端子及び前記第２端子と、前記第３端子及び前記第４端子との間でループを構築し、第１インダクタンスを有するループアンテナであって、第１インピーダンスを有し、第１周波数で前記ループアンテナと共振する第１通信回路が前記第１端子と前記第３端子との間に接続されるとともに、前記第１インピーダンスよりも小さい第２インピーダンスを有し、前記ループアンテナを介して第２周波数で通信する第２通信回路が前記第２端子と前記第４端子との間に接続される、ループアンテナと、
前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記第１インダクタンスよりも大きい第２インダクタンスを有するインダクタと、
前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記インダクタの第２インダクタンスと複素共役な関係にある静電容量を有するコンデンサと
を含む、アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信タグ、及び、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一主面と他主面とを有する誘電体と、この誘電体の一主面に形成され、コイルアンテナ用ＩＣチップが電気的に接続された矩形のコイルアンテナと、このコイルアンテナを構成する巻き線の外周における前記誘電体の一主面又は他主面に形成され、前記コイルアンテナにより接地されたモノポールアンテナと備えた無線通信装置がある。
【０００３】
このモノポールアンテナにより給電されるモノポールアンテナ用ＩＣチップと、前記コイルアンテナを構成する巻き線の一部であって、前記コイルアンテナを構成する巻き線が内周側に屈曲した巻き線屈曲部をさらに備える（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２８９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の無線通信装置は、ＬＦ（Low  Frequency：長波）帯又はＨＦ（High  Frequency：短波）帯のＲＦＩＤ(Radio  Frequency  Identifier)システムと、ＵＨＦ（Ultra-High  Frequency：極超短波）帯のＲＦＩＤシステムとを両立させたものである。
【０００６】
ＬＦ帯又はＨＦ帯のＲＦＩＤシステムと、ＵＨＦ帯のＲＦＩＤシステムとは、ともにＩＣ(Integrated  Circuit：集積回路)チップを含む。すなわち、ＬＦ帯又はＨＦ帯のＲＦＩＤシステムのＩＣチップを接続する端子から見たアンテナのインピーダンスは、数千Ωであり、ＵＨＦ帯のＲＦＩＤシステムのＩＣチップを接続する端子から見たアンテナのインピーダンスも数千Ωである。
【０００７】
このように、２つのＲＦＩＤシステムで用いるアンテナのインピーダンスが近いため、１つの無線通信装置で２つのＲＦＩＤシステムを両立させることは比較的容易である。
【０００８】
ところで、ＲＦＩＤタグとしての機能と、ＢＬＥ(Bluetooth  Low  Energy)（登録商標）、Ｗｉｆｉ、又はＬＰＷＡ(Low  Power  Wide  Area)の通信機としての機能を両立させるのは困難である。ＲＦＩＤタグのアンテナのインピーダンスは数千Ωであるのに対して、ＢＬＥ、Ｗｉｆｉ、又はＬＰＷＡの通信機のアンテナのインダクタンスは、５０Ωであり、インピーダンスが全く異なるからである。
【０００９】
特許文献１は、このようにインピーダンスが大きく異なる場合の解決策を開示していない。
【００１０】
そこで、インピーダンスが大きく異なる複数の通信が可能な無線通信タグ、及び、アンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施の形態の無線通信タグは、第１端子及び第２端子と、前記第１端子及び前記第２端子にそれぞれ対応する第３端子及び第４端子とを有し、前記第１端子及び前記第２端子と、前記第３端子及び前記第４端子との間でループを構築し、第１インダクタンスを有するループアンテナと、前記第１端子と前記第３端子との間に接続され、第１インピーダンスを有し、第１周波数で前記ループアンテナと共振する第１通信回路と、前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記第１インダクタンスよりも大きい第２インダクタンスを有するコイルと、前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記コイルの第２インダクタンスと複素共役な関係にある静電容量を有するコンデンサと、前記第２端子と前記第４端子との間に接続され、前記第１インピーダンスよりも小さい第２インピーダンスを有し、前記ループアンテナを介して第２周波数で通信する第２通信回路とを含む。
【発明の効果】
【００１２】
インピーダンスが大きく異なる複数の通信が可能な無線通信タグ、及び、アンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１の無線通信タグ１００を示す図である。
【図２】図１に示す無線通信タグ１００からカバー部１８０を取り除いた構成を示す図である。
【図３】無線通信タグ１００から一部の構成要素を取り除いた構成を示す図である。
【図４】無線通信タグ１００の一部の構成要素を示す図である。
【図５】インレイ２００を示す図である。
【図６】素子２００Ａを示す図である。
【図７】無線通信タグ１００のＲＦＩＤタグとしての等価回路を示す図である。
【図８】無線通信タグ１００のＢＬＥ通信機としての等価回路を示す図である。
【図９】無線通信タグ１００のシミュレーションモデルを示す図である。
【図１０】無線通信タグ１００がＲＦＩＤタグとして機能する場合のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図１１】無線通信タグ１００がＢＬＥ通信機として機能する場合のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図１２】実施の形態の第１変形例の無線通信タグ１００Ｍ１を示す図である。
【図１３】実施の形態の第２変形例の無線通信タグ１００Ｍ２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の無線通信タグ、及び、アンテナ装置を適用した実施の形態について説明する。
【００１５】
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態１の無線通信タグ１００を示す図である。無線通信タグ１００は、ベース部１０１、シート部１０５、アンテナエレメント１１０、１２０、ＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０（コイル１５０Ｌ、コンデンサ１５０Ｃ）、通信部１６０、バッテリ１７０、及びカバー部１８０を含む。
【００１６】
以下、無線通信タグ１００の構成を説明するにあたり、図１に加えて図２乃至図６を用いる。図１乃至図６では、共通のＸＹＺ座標系を定義する。
【００１７】
図２は、図１に示す無線通信タグ１００からカバー部１８０を取り除いた構成を示す図である。図３は、図１に示す無線通信タグ１００からＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０、通信部１６０、バッテリ１７０、及びカバー部１８０を取り除いた構成を示す図である。図４は、ベース部１０１、シート部１０５、アンテナエレメント１１０、１２０、ＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０、通信部１６０、バッテリ１７０を示す図である。図４（Ａ）は、無線通信タグ１００からカバー部１８０を取り除いた構成を示し、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面を示す。図５は、インレイ２００を示す図である。図６は、図５に示すインレイ２００からＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０、通信部１６０、及びバッテリ１７０を取り除いた素子２００Ａを示す図である。素子２００Ａは、アンテナ装置として取り扱うことができる。
【００１８】
なお、インレイ２００は、シート部１０５、アンテナエレメント１１０、１２０、ＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０、通信部１６０、及びバッテリ１７０によって構築される。
【００１９】
以下では、図１乃至図３を用いて、無線通信タグ１００の全体構成を示す。図１乃至図３では、内部構成を分かり易くするために、透過的に示している。また、アンテナエレメント１１０、１２０、ＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０、通信部１６０、バッテリ１７０、及びインレイ２００等の詳細な構成は、図４乃至図６を用いて説明する。
【００２０】
また、薄板状の無線通信タグ１００のＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０、通信部１６０、及びバッテリ１７０が実装される面を上面と称し、上面とは反対側の面を底面と称す。
【００２１】
無線通信タグ１００は、２つの異なる規格の通信機能を持つハイブリッド型のタグであり、ＲＦＩＤ(Radio  Frequency  Identifier)タグとしての機能と、ＢＬＥ(Bluetooth  Low  Energy)（登録商標）通信機としての機能を併せ持つタグである。無線通信タグ１００のＲＦＩＤタグとしての機能は、電源を持たないパッシブ型のＲＦＩＤタグとしての機能である。無線通信タグ１００は、ＲＦＩＤタグとしては、一例として、９２０ＭＨｚで通信を行う。
【００２２】
また、無線通信タグ１００は、ＢＬＥ通信機として、一例として、２．４５ＧＨｚで通信を行う。なお、ここでは一例として、無線通信タグ１００がＢＬＥ通信機としての機能を有する形態について説明するが、ＢＬＥの代わりに、Ｗｉｆｉ又はＬＰＷＡ(Low  Power  Wide  Area)による通信を行う通信機としての機能を有するものであってもよい。
【００２３】
無線通信タグ１００は、アンテナエレメント１１０、１２０によって構築される１つのループアンテナ１９０をＩＣチップ１３０及び通信部１６０で共用して、２つの異なる規格の通信を可能にするものである。
【００２４】
ベース部１０１は、図１乃至図４に示すように、薄板状（直方体状）の部材である。ベース部１０１は、誘電体製であればよく、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＰＥＴ(Polyethylene  terephthalate)樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ＰＶＣ(polyvinyl  chloride)樹脂等で作製することができる。
【００２５】
ベース部１０１には、図１に示すように、インレイ２００（図５参照）がＸ軸方向に巻回される。ベース部１０１は、Ｘ軸方向の長さが約３５ｍｍ、Ｙ軸方向の幅が約２５ｍｍ、Ｚ軸方向の厚さが約１．２ｍｍである。なお、ここでは、ベース部１０１のＸ軸方向の両端を端部１０１Ａ、１０１Ｂと称す。
【００２６】
シート部１０５は、図５に示すように、平面視で長方形のフィルムであり、一方の面にアンテナエレメント１１０及び１２０が形成される。シート部１０５は、シート部材の一例である。シート部１０５は、例えば、ＰＥＴフィルム又はＰＥＴ樹脂又は紙製のフィルム状の部材である。
【００２７】
シート部１０５は、一方の面にアンテナエレメント１１０及び１２０が形成され、さらにＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０、通信部１６０、バッテリ１７０が実装された状態で、ベース部１０１に巻き付けた状態で接着される。すなわち、シート部１０５は、インレイ２００（図６参照）が完成し、ＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０、通信部１６０、バッテリ１７０が実装された状態で、シート部１０５に巻き付けられて接着される。なお、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０、通信部１６０、バッテリ１７０は、シート部１０５をベース部１０１に巻き付けた後に接着してもよい。
【００２８】
アンテナエレメント１１０は、図５及び図６に示すように、シート部１０５の一方の面の長手方向（Ｘ軸方向）における約半分の領域内に形成されている。アンテナエレメント１１０は、第１アンテナエレメントの一例である。
【００２９】
アンテナエレメント１１０は、エレメント１１１、突出部１１２、配線部１１３、及び突出部１１４を有する。アンテナエレメント１１０は、アンテナエレメント１２０とループアンテナ１９０を構築する。ループアンテナ１９０は、ベース部１０１をＸ軸方向に巻くように設けられる。ループアンテナ１９０のＸ軸方向の長さは約３５ｍｍ、Ｙ軸方向の幅は約２３ｍｍ、Ｚ軸方向の高さは約１．２ｍｍである。
【００３０】
アンテナエレメント１１０は、金属製であればよく、アルミニウム又は銅等であってもよい。アンテナエレメント１１０は、例えば、アンテナエレメント１２０とともに、ウェットエッチング処理によって作製することができる。シート部１０５の一方の表面に銅箔等の金属箔を設け、ウェットエッチング処理を行うことにより、アンテナエレメント１１０及び１２０をパターニングすることができる。
【００３１】
ウェットエッチング処理を行う前に、金属箔の上に形成されるレジストにフォトリソグラフィで露光を行う際に用いるマスクは、アンテナエレメント１１０及び１２０の形状に合わせて開口されている。
【００３２】
エレメント１１１は、平面視で矩形状の放射部であり、Ｘ軸正方向側の端部１１１Ａに突出部１１２及び配線部１１３が接続され、端部１１１ＡのＹ軸負方向側の端部に突出部１１４が接続され、端部１１１Ａの反対側に端部１１１Ｂを有する。エレメント１１１は、第１基部の一例である。
【００３３】
エレメント１１１は、ベース部１０１の上面側に位置する端部１１１Ａから、ベース部１０１の底面側に位置する端部１１１Ｂにかけて設けられており、ベース部１０１の端部１０１Ａにおいて折り曲げられている。
【００３４】
端部１１１Ｂは、図４（Ｂ）に示すように、インレイ２００がベース部１０１に巻回された状態で、ベース部１０１の底面側で、後述するエレメント１２１の端部１２１Ｂと重ね合わされている。
【００３５】
端部１１１Ｂと端部１２１Ｂが平面視で重複する部分は、重複部１９１を構築している。重複部１９１において、端部１１１Ｂと端部１２１Ｂとは、シート部１０５によって絶縁されている。
【００３６】
突出部１１２は、図４乃至図６に示すように、エレメント１１１の端部１１１ＡからＸ軸正方向に突出するように伸延している。突出部１１２は、配線部１１３よりもＹ軸正方向側に３本、配線部１１３よりもＹ軸負方向側に３本設けられている。６本の突出部１１２のＸ軸方向の長さは、すべて等しい。突出部１１２は、第１突出部の一例である。なお、図１乃至図３は、後述するシミュレーションモデルをベースにして示してあるため、突出部１１２は１２本設けられている。
【００３７】
６本の突出部１１２の幅（Ｙ軸方向の幅）は、互いに等しく、それぞれ、エレメント１１１に接続される側から、Ｘ軸正方向側の先端まで均一な幅（Ｙ軸方向の幅）を有する。突出部１１２は、アンテナエレメント１２０の突出部１２２と平面視で入れ子式に配置されている。
【００３８】
突出部１１２、配線部１１３、突出部１２２、配線部１２３は、インターデジタル部１９２を構築する。インターデジタル部１９２は、所定の静電容量を有するキャパシタとして機能する。インターデジタル部１９２は、アンテナエレメント１１０及び１２０が構築するループアンテナ１９０に対して並列に接続されるキャパシタとして取り扱うことができる。
【００３９】
なお、突出部１１２、配線部１１３、突出部１２２、配線部１２３のＸ軸方向の長さ、Ｙ軸方向の幅、Ｚ軸方向の高さ、Ｘ軸方向の間隔、及びＹ軸方向の間隔等の各寸法は、インターデジタル部１９２の静電容量を所望の値に設定するために最適な値に設定すればよい。
【００４０】
配線部１１３は、エレメント１１１の端部１１１ＡからＸ軸正方向に突出するように伸延している。配線部１１３は、第１配線部の一例である。配線部１１３の幅（Ｙ軸方向の幅）は、エレメント１１１に接続される側から、Ｘ軸正方向側の先端まで均一である。配線部１１３の幅は、一例として、突出部１１２の幅の約２倍である。
【００４１】
無線通信タグ１００の通信時に、配線部１１３には電流が流れるため、配線部１１３の抵抗値を小さくするために、配線部１１３の幅を太くすることが好ましい。このため、実施の形態１の無線通信タグ１００では、配線部１１３の幅を突出部１１２よりも太くしている。配線部１１３の幅は、ＩＣチップ１３０を介して接続される配線部１２３の幅と等しい。
【００４２】
配線部１１３は、３本の突出部１１２と３本の突出部１１２との間に位置する。配線部１１３は、先端に端子１１３Ａを有し、端子１１３ＡにはＩＣチップ１３０が接続される。配線部１１３は、一例として、アンテナエレメント１２０のＸ軸に平行な中心軸上に配置されている。端子１１３Ａは、第１端子の一例である。
【００４３】
配線部１１３は、ＩＣチップ１３０を接続する前の状態では、図６に示すように、配線部１２３の先端の端子１２３Ａとの間に、Ｘ軸方向に間隔を空けて形成されている。端子１１３Ａには、ＩＣチップ１３０の２つの端子のうちの一方がはんだ等によって接続される。ここでは、一例として、配線部１１３が配線部１２３よりも短く、ＩＣチップ１３０が図４における平面視でＸ軸負方向側にオフセットしている形態について説明するが、配線部１１３が配線部１２３よりも長くてもよく、長さが等しくてもよい。ＩＣチップ１３０のＸ軸方向における位置は、配線部１１３と配線部１２３の長さに応じて決められる。
【００４４】
突出部１１４は、端部１１１ＡのＹ軸負方向側の端部に接続されており、シート部１０５をベース部１０１に巻き付けた状態で、無線通信タグ１００の上面のみに存在し、無線通信タグ１００の側面（Ｘ軸負方向側の側面）と下面には存在しない。
【００４５】
突出部１１４は、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０、及び通信部１６０を接続するために設けられている部分である。突出部１１４には、コイル１４０Ｌの一端、コンデンサ１４０Ｃの一端、整合回路１５０のコンデンサ１５０Ｃの一端、及び通信部１６０の端子１６０Ａが接続される。
【００４６】
突出部１１４のうち、コイル１４０Ｌの一端、コンデンサ１４０Ｃの一端、整合回路１５０のコンデンサ１５０Ｃの一端、及び通信部１６０の端子１６０Ａが接続される部分（突出部１１４のＸ軸正方向側の端部でＹ軸方向に延在する部分）は、第２端子の一例である。
【００４７】
アンテナエレメント１２０は、図５及び図６に示すように、シート部１０５の一方の面の長手方向における約半分の領域内に形成されている。アンテナエレメント１２０は、第２アンテナエレメントの一例である。
【００４８】
アンテナエレメント１２０は、エレメント１２１、突出部１２２、配線部１２３、及び突出部１２４を有する。アンテナエレメント１２０は、アンテナエレメント１１０とループアンテナ１９０を構築する。
【００４９】
アンテナエレメント１２０は、金属製であればよく、アルミニウム又は銅等であってもよい。アンテナエレメント１２０は、例えば、アンテナエレメント１１０とともに、ウェットエッチング処理によって作製することができる。シート部１０５の一方の表面に銅箔等の金属箔を設け、ウェットエッチング処理を行うことにより、アンテナエレメント１１０及び１２０をパターニングすることができる。
【００５０】
エレメント１２１は、平面視で矩形状の放射部であり、Ｘ軸負方向側の端部１２１Ａに突出部１２２、及び配線部１２３が接続され、端部１２１Ａの反対側に端部１２１Ｂを有する。エレメント１２１は、第２基部の一例である。
【００５１】
エレメント１２１は、ベース部１０１の上面側に位置する端部１２１Ａから、ベース部１０１の底面側に位置する端部１２１Ｂにかけて設けられており、ベース部１０１の端部１０１Ｂ側において折り曲げられている。
【００５２】
エレメント１２１は、端部１２１Ｂにおいて、エレメント１１１と重ね合わされている。
【００５３】
端部１２１Ｂは、図４（Ｂ）に示すように、インレイ２００がベース部１０１に巻回された状態で、ベース部１０１の底面側で、エレメント１１１の端部１１１Ｂと重ね合わされている。
【００５４】
端部１２１Ｂと端部１１１Ｂが平面視で重複する部分は、重複部１９１を構築し、重複部１９１において、端部１２１Ｂと端部１１１Ｂとは、シート部１０５によって絶縁されている。
【００５５】
突出部１２２は、図４乃至図６に示すように、エレメント１２１の端部１２１ＡからＸ軸負方向に突出するように伸延している。突出部１２２は、配線部１２３よりもＹ軸正方向側に３本、配線部１２３よりもＹ軸負方向側に３本設けられている。６本の突出部１２２のＸ軸方向の長さは、すべて等しい。突出部１２２は、第２突出部の一例である。なお、図１乃至図３は、後述するシミュレーションモデルをベースにして示してあるため、突出部１２２は１２本設けられている。
【００５６】
６本の突出部１２２の幅（Ｙ軸方向の幅）は等しく、それぞれ、エレメント１２１に接続される側から、Ｘ軸負方向側の先端まで均一な幅（Ｙ軸方向の幅）を有する。突出部１２２の幅は、突出部１１２の幅と等しい。６本の突出部１２２は、６本の突出部１１２と平面視で入れ子式に配置されている。
【００５７】
配線部１２３は、エレメント１２１の端部１２１ＡからＸ軸負方向に突出するように伸延している。配線部１２３は、第２配線部の一例である。
【００５８】
配線部１２３の幅（Ｙ軸方向の幅）は、エレメント１２１に接続される側から、Ｘ軸負方向側の先端まで均一である。配線部１２３の幅は、配線部１１３の幅と等しく、突出部１２２の幅の約２倍である。
【００５９】
無線通信タグ１００の通信時に、配線部１２３には電流が流れるため、配線部１２３の抵抗値を小さくするために、配線部１２３の幅を太くすることが好ましい。このため、実施の形態１の無線通信タグ１００では、配線部１２３の幅を突出部１２２よりも太くしている。
【００６０】
配線部１２３は、Ｙ軸正方向側の３本の突出部１２２と、Ｙ軸負方向側の３本の突出部１２２との間に位置している。配線部１２３の先端には、端子１２３Ａが設けられている。端子１２３Ａには図１に示すようにＩＣチップ１３０が接続される。配線部１２３は、一例として、アンテナエレメント１２０のＸ軸に平行な中心軸上に配置されている。端子１２３Ａは、第３端子の一例である。
【００６１】
配線部１２３は、ＩＣチップ１３０を接続する前の状態では、図６に示すように、配線部１１３の先端の端子１１３Ａとの間に、Ｘ軸方向に間隔を空けて形成されている。端子１２３Ａには、ＩＣチップ１３０の２つの端子のうちの他方がはんだ等によって接続される。
【００６２】
このような配線部１２３は、突出部１２２、突出部１１２、及び配線部１１３とともに、インターデジタル部１９２を構築する。
【００６３】
突出部１２４は、Ｙ軸方向において最も負方向側に配置される突出部１２２の先端に接続され、突出部１２２の先端からＹ軸負方向に折れ曲がるように形成されている部分である。突出部１２４には、コイル１４０Ｌの他端、コンデンサ１４０Ｃの他端、整合回路１５０のコンデンサ１５０Ｃの他端、及び整合回路１５０のコイル１５０Ｌの一端が接続される。
【００６４】
突出部１２４のうち、コイル１４０Ｌの他端、コンデンサ１４０Ｃの他端、整合回路１５０のコンデンサ１５０Ｃの他端、及び整合回路１５０のコイル１５０Ｌの一端が接続される部分は、第４端子の一例である。
【００６５】
なお、アンテナエレメント１１０及び１２０によって構築されるループアンテナ１９０は、共振周波数が９２０ＭＨｚになるように、各部の寸法、インダクタンス、及び静電容量等が最適化されている。すなわち、ループアンテナ１９０は、無線通信タグ１００がＲＦＩＤタグとして機能する状態に合わせて最適化されている。ループアンテナ１９０のインダクタンスは、第１インダクタンスの一例である。
【００６６】
ループアンテナ１９０のループ長（端子１１３Ａから重複部１９１を経て端子１２３Ａに至るまでのループの長さ）は、９２０ＭＨｚにおける１波長よりも短く、ループアンテナ１９０はインダクタとして機能するアンテナであるが、インターデジタル部１９２及び重複部１９１の静電容量等によって、９２０ＭＨｚで共振する構成になっている。
【００６７】
なお、ループアンテナ１９０のインダクタンスは、第１インダクタンスの一例である。また、無線通信タグ１００がＲＦＩＤタグとして機能する際の共振周波数である９２０ＭＨｚは、第１周波数の一例である。
【００６８】
ＩＣチップ１３０は、ＲＦＩＤタグ用のＩＣチップである。ＩＣチップ１３０は、２つの端子１３１、１３２を有し、シート部１０５の表面に実装される。ＩＣチップ１３０の２つの端子１３１、１３２は、それぞれ、端子１１３Ａ、１２３Ａにはんだ等で接続される。ＩＣチップ１３０は、アンテナエレメント１１０、１２０に電気的に接続されており、固有のＩＤを表すデータを内部のメモリチップに格納している。
【００６９】
ＩＣチップ１３０は、アンテナエレメント１１０、１２０を介して無線通信タグ１００のリーダライタからＲＦ（Radio  Frequency）帯域の読み取り用の信号を受信すると、受信信号の電力で作動し、ＩＤを表すデータをアンテナエレメント１１０、１２０を介して発信する。これにより、リーダライタで無線通信タグ１００のＩＤを読み取ることができる。
【００７０】
なお、ＩＣチップ１３０は、第１通信回路の一例である。また、ＩＣチップ１３０のインピーダンスは、約１７００Ωから約３８００Ωであり、第１インピーダンスの一例である。
【００７１】
コイル１４０Ｌは、２つの端子を有し、２つの端子は、突出部１１４と突出部１２４とに接続されている。すなわち、コイル１４０Ｌは、突出部１１４と突出部１２４との間に直列に挿入されている。コイル１４０Ｌは、シート部１０５の表面に配置されている。
【００７２】
コイル１４０Ｌは、ループアンテナ１９０のインダクタンスよりも十分に大きいインダクタンスを有する。一例として、コイル１４０Ｌのインダクタンスは、ループアンテナ１９０のインダクタンスよりも２桁程度大きいことが好ましく、例えば１００倍である。
【００７３】
コイル１４０Ｌは、無線通信タグ１００がＲＦＩＤタグとして機能してループアンテナ１９０が９２０ＭＨｚの電力を受電する際に、９２０ＭＨｚの高周波電力を遮断し、９２０ＭＨｚの電力に対して、突出部１１４と突出部１２４との間が開放されている（オープンになっている）ように振る舞うようにするために設けられている。コイル１４０Ｌのインダクタンスは、第２インダクタンスの一例である。
【００７４】
コイル１４０Ｌには、コンデンサ１４０Ｃとコンデンサ１５０Ｃとが並列に接続されるが、コイル１４０Ｌのインダクタンスを十分に大きな値に設定することにより、ループアンテナ１９０に９２０ＭＨｚの電流が流れる際に、突出部１１４と突出部１２４との間がオープンであるのと等価になるようにしている。
【００７５】
突出部１１４と突出部１２４には、通信部１６０を接続するために整合回路１５０が接続されるが、無線通信タグ１００がＲＦＩＤタグとして機能する際には整合回路１５０は不要であるため、端子１１３Ａ、１２３Ａから整合回路１５０が見えないようにするために、上述のようなインダクタンスを有するコイル１４０Ｌを突出部１１４と突出部１２４との間に直列に接続している。
【００７６】
コイル１４０Ｌのインダクタンスが、ループアンテナ１９０のインダクタンスよりも十分に大きいとは、上述したように、ループアンテナ１９０に９２０ＭＨｚの電流が流れる際に、突出部１１４と突出部１２４との間がオープンであるのと等価になる状態を実現できるほどにインダクタンスが大きいことをいう。
【００７７】
コンデンサ１４０Ｃは、２つの端子を有し、２つの端子は、突出部１１４と突出部１２４とに接続されている。コンデンサ１４０Ｃは、コイル１４０Ｌに並列に接続されている。コンデンサ１４０Ｃは、シート部１０５の表面に配置されている。
【００７８】
コンデンサ１４０Ｃは、コイル１４０Ｌのインダクタンスと複素共役な関係にある静電容量を有する。コンデンサ１４０Ｃの静電容量をこのような値に設定するのは、コイル１４０Ｌのインピーダンスの虚数成分を相殺させるためである。
【００７９】
コンデンサ１４０Ｃは、通信部１６０の２つの端子１６０Ａ、１６０Ｂが接続される整合回路１５０の２つの端子から整合回路１５０側を見たときに、コイル１４０Ｌが見えないようにするために設けられている。整合回路１５０の２つの端子からコイル１４０Ｌが見えないとは、整合回路１５０の２つの端子から整合回路１５０側を見たインピーダンスに、コイル１４０Ｌのインピーダンスが含まれないことである。換言すれば、整合回路１５０の２つの端子からコイル１４０Ｌが見えないとは、コイル１４０Ｌが存在しないこと等価である。
【００８０】
コンデンサ１４０Ｃは、整合回路１５０の２つの端子からコイル１４０Ｌを見えなくするために、コイル１４０Ｌに並列に接続され、コイル１４０Ｌのインダクタンスと複素共役な関係にある静電容量を有する。
【００８１】
整合回路１５０は、コイル１５０Ｌとコンデンサ１５０Ｃを有し、シート部１０５の表面に配置されている。コイル１５０Ｌは、２つの端子を有し、２つの端子は、それぞれ、突出部１２４と通信部１６０の端子１６０Ｂとに接続されている。また、コンデンサ１５０Ｃは、２つの端子を有し、２つの端子は、突出部１１４と突出部１２４とに接続されている。すなわち、コイル１５０Ｌは、通信部１６０に直列に接続されており、コンデンサ１５０Ｃは、通信部１６０に並列に接続されている。
【００８２】
ＲＦＩＤタグ用のＩＣチップ１３０のインピーダンスは、約１７００Ωから約３８００Ωである。これに対して、ＢＬＥ用の通信部１６０のインピーダンスは、５０Ωである。このように、ＩＣチップ１３０と通信部１６０のインピーダンスは、大きく異なる。
【００８３】
このようなＩＣチップ１３０及び通信部１６０で１つのループアンテナ１９０を共用するに、整合回路１５０を設けている。通信部１６０から見ると、整合回路１５０、ループアンテナ１９０、ＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、及びコンデンサ１４０Ｃを含む回路のインピーダンスは、５０Ωに見えるようになっている。
【００８４】
なお、コイル１５０Ｌのインダクタンスとコンデンサ１５０Ｃの静電容量との詳細については、図１１のスミスチャートを用いて後述する。
【００８５】
通信部１６０は、ＢＬＥの通信を行う通信部であり、シート部１０５の表面に配置されている。より具体的には、通信部１６０は、固有のＩＤ(Identifier)を有するＢＬＥのビーコンを定期的に出力する通信モジュールである。通信部１６０は、２．４５ＧＨｚの周波数帯で通信を行う。
【００８６】
通信部１６０は、ループアンテナ１９０に接続される２つの端子１６０Ａ、１６０Ｂを有し、端子１６０Ａは、突出部１１４に接続され、端子１６０Ｂは、コイル１５０Ｌの一端に接続されている。通信部１６０は、バッテリ１７０から電力供給線１７０Ａを介して供給される電力によって駆動される。通信部１６０がビーコンを出力すると、ビーコンは、ループアンテナ１９０から放射される。
【００８７】
通信部１６０のインピーダンスは、一例として、５０Ωである。すなわち、通信部１６０のインピーダンスは、ＩＣチップ１３０のインピーダンス（約１７００Ωから約３８００Ω）よりも非常に小さい。通信部１６０は、第２通信回路の一例である。通信部１６０のインピーダンスは、第２インピーダンスの一例である。通信部１６０が通信を行う周波数帯である２．４５ＧＨｚは、第２周波数の一例である。
【００８８】
バッテリ１７０は、シート部１０５の表面に配置されており、電力供給線１７０Ａを介して通信部１６０に接続されている。バッテリ１７０は、電力供給線１７０Ａを介して通信部１６０に電力を供給する。バッテリ１７０は、ボタン型の電池等で実現される。
【００８９】
重複部１９１は、アンテナエレメント１１０の端部１１１Ｂと、アンテナエレメント１２０の端部１２１Ｂとが重複する部分である。アンテナエレメント１１０及び１２０には、９２０ＭＨｚの高周波電流が流れるため、重複部１９１は、交流的に接続されており、アンテナエレメント１１０及び１２０は、ループアンテナ１９０を構築する。
【００９０】
また、重複部１９１は、無線通信タグ１００の共振周波数を調整するために利用することができる。重複部１９１の静電容量は、端部１１１Ｂと１２１Ｂとの重複する面積と、端部１１１Ｂと１２１Ｂとの間の間隔とで決まる。
【００９１】
また、重複部１９１は、インターデジタル部１９２と重複する部分を有する。このように、重複部１９１とインターデジタル部１９２がＺ軸方向において重複することにより、重複部１９１とインターデジタル部１９２との間にも静電容量を確保することができる。このような重複部１９１に関する静電容量を調整することによっても、無線通信タグ１００の共振周波数を調整することができる。
【００９２】
インターデジタル部１９２は、平面視で並列に入れ子式に配列される、突出部１１２、配線部１１３、突出部１２２、配線部１２３によって構築される。
【００９３】
インターデジタル部１９２は、突出部１１２、配線部１１３、突出部１２２、配線部１２３が互いに近接して配設されることによって生じる静電容量を稼ぐことにより、無線通信タグ１００のループアンテナ１９０の共振周波数を調整するために設けられている。インターデジタル部１９２は、アンテナエレメント１１０と１２０とにわたって形成されている。
【００９４】
図７は、無線通信タグ１００のＲＦＩＤタグとしての等価回路を示す図である。アンテナエレメント１１０及び１２０で構築されるループアンテナ１９０は、抵抗器ＲａｐとインダクタＬａｐで表すことができる。実施の形態の無線通信タグ１００では、ループアンテナ１９０には重複部１９１とインターデジタル部１９２が設けられるため、図７では、抵抗器ＲａｐとインダクタＬａｐに、キャパシタＣａｐを並列に接続してある。キャパシタＣａｐは、重複部１９１とインターデジタル部１９２とを合成して１つのキャパシタとして表したものである。
【００９５】
また、無線通信タグ１００のＩＣチップ１３０は、抵抗器ＲｃｐとキャパシタＣｃｐで表すことができる。
【００９６】
すなわち、ループアンテナ１９０は、抵抗成分とインダクタンス成分を含むとともに、キャパシタンス成分が接続されており、ＩＣチップ１３０は、抵抗成分とキャパシタンス成分とで表すことができる。
【００９７】
ここで、抵抗器Ｒａｐは抵抗値Ｒａｐの抵抗器であり、インダクタＬａｐはインダクタンスがＬａｐのインダクタであり、キャパシタＣａｐはキャパシタンスがＣａｐのキャパシタである。また、抵抗器Ｒｃｐは抵抗値Ｒｃｐの抵抗器であり、キャパシタＣｃｐはキャパシタンスがＣｃｐのキャパシタである。
【００９８】
例えば、Ｒｃｐは２０００Ω、Ｃｃｐは１．０ｐＦ程度である。これは、一般的なＩＣチップで得られる平均的な値である。
【００９９】
無線通信タグ１００は、図７に示す等価回路で共振を生じさせることによって通信を行う。すなわち、無線通信タグ１００が読み取り用の信号を受信し、ＩＤを表すデータを発信するときに、ＩＣチップ１３０と、アンテナエレメント１１０及び１２０とには、共振による電流が流れる。
【０１００】
共振電流の共振周波数は、主に、ＩＣチップ１３０の静電容量、アンテナエレメント１１０及び１２０のインダクタンス、重複部１９１の静電容量、及びインターデジタル部１９２の静電容量によって決まる。
【０１０１】
ここで、無線通信タグ１００の共振周波数は、式（１）で得られる。
【０１０２】
【数１】
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【０１０３】
式（１）において、Ｌａｐは、アンテナエレメント１１０及び１２０のインダクタンスＬａｐであり、Ｃｃｐは、ＩＣチップ１３０のキャパシタンスＣｃｐであり、Ｃａｐは、重複部１９１及びインターデジタル部１９２のキャパシタンスＣａｐである。
【０１０４】
このように、無線通信タグ１００の共振周波数は、ループアンテナ１９０（アンテナエレメント１１０及び１２０）だけで決まるのではなく、ループアンテナ１９０（アンテナエレメント１１０及び１２０）、重複部１９１、インターデジタル部１９２、及びＩＣチップ１３０によって決まる。
【０１０５】
この点において、無線通信タグ１００に含まれるループアンテナ１９０は、ループ長が共振周波数における１波長の長さに設定されることによって共振を生じさせる、所謂ループアンテナとは異なる。
【０１０６】
実施の形態の無線通信タグ１００における共振電流の共振周波数は、無線通信タグ１００が通信を行う周波数（通信周波数）であり、一例として、９２０ＭＨｚに設定される。アンテナエレメント１１０及び１２０が構築するループアンテナ１９０のループ長は、約７０ｍｍであり、共振周波数における波長よりも短く設定されている。
【０１０７】
一例として、共振周波数が９２０ＭＨｚの場合には、共振周波数における波長は約３２５ｍｍであるが、無線通信タグ１００のループアンテナ１９０のループ長は、約７０ｍｍである。
【０１０８】
このように、ループアンテナ１９０のループ長は共振周波数における１波長の長さよりも短いため、ループ長を共振周波数における１波長に設定する所謂ループアンテナとは異なり、ループアンテナ１９０を構築するアンテナエレメント１１０と１２０は、インダクタとして機能する。
【０１０９】
ただし、アンテナエレメント１１０と１２０を合わせた長さ（ループ長）は、上述のように比較的短く、アンテナエレメント１１０と１２０のインダクタンスは長さに比例するため、ループアンテナ１９０のインダクタンスは比較的小さい。そこで、無線通信タグ１００では、インダクタンスが小さいことを補うために、ループアンテナ１９０に重複部１９１とインターデジタル部１９２を設けることにより、共振周波数を調整している。
【０１１０】
なお、アンテナエレメント１１０及び１２０で構築されるループアンテナ１９０に重複部１９１及びインターデジタル部１９２を付け加えたアンテナのインピーダンスは、図７に示す抵抗器Ｒａｐの抵抗値（Ｒａｐ）、インダクタＬａｐのインダクタンス（Ｌａｐ）、及びキャパシタＣａｐのキャパシタンス（Ｃａｐ）によって決まる。
【０１１１】
また、ＩＣチップ１３０のインピーダンスは、抵抗器Ｒｃｐの抵抗値（Ｒｃｐ）とキャパシタＣｃｐのキャパシタンス（Ｃｃｐ）によって決まる。
【０１１２】
ループアンテナ１９０とＩＣチップ１３０との間で良好なインピーダンス整合を得るためには、インダクタンスＬａｐ、キャパシタンスＣａｐ、及びキャパシタンスＣｃｐの調整に加えて、抵抗値Ｒａｐと抵抗値Ｒｃｐを調整すればよい。
【０１１３】
図８は、無線通信タグ１００のＢＬＥ通信機としての等価回路を示す図である。ループアンテナ１９０は、図７と同様に、抵抗器ＲａｐとインダクタＬａｐで表され、キャパシタＣａｐが並列に接続される。
【０１１４】
抵抗器Ｒａｐ、インダクタＬａｐ、及びキャパシタＣａｐには、コイル１４０Ｌを表すインダクタＬｐ、コンデンサ１４０Ｃを表すキャパシタＣｐ、整合回路１５０が並列に接続され、整合回路１５０には、通信部１６０が接続される。通信部１６０は、抵抗器Ｒｐで表すことができる。抵抗器Ｒｐは５０Ωである。
【０１１５】
整合回路１５０に通信部１６０の端子１６０Ａ、１６０Ｂが接続される２つの端子から整合回路１５０側を見ると、インピーダンスは５０Ωに見えるため、通信部１６０は、ループアンテナ１９０を介して、ＢＬＥによる通信を行うことができる。
【０１１６】
図９は、無線通信タグ１００のシミュレーションモデルを示す図である。無線通信タグ１００のシミュレーションモデルでは、ループアンテナ１９０のＸ軸方向の長さは約３５ｍｍ、Ｙ軸方向の幅は約２３ｍｍ、Ｚ軸方向の高さは約１．２ｍｍである。
【０１１７】
無線通信タグ１００のシミュレーションモデルは、整合回路１５０、通信部１６０、及びバッテリ１７０を含まない。
【０１１８】
インターデジタル部１９２では、突出部１１２及び１２２はそれぞれ１２本ずつある。また、突出部１１２、１２２の幅は０．２ｍｍであり、Ｙ軸方向における突出部１１２、配線部１１３、突出部１２２の間隔は、０．６２ｍｍに設定した。
【０１１９】
カバー部１８０は、難燃樹脂製であり、難燃樹脂の比誘電率は３．２、誘電正接tan  δは０．０２であり、Ｘ軸方向の長さが約３９ｍｍ、Ｙ軸方向の幅が約２９ｍｍ、Ｚ軸方向の厚さが約２ｍｍである。
【０１２０】
図１０は、無線通信タグ１００がＲＦＩＤタグとして機能する場合のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１０に示すインピーダンスは、ＩＣチップ１３０が接続される端子１１３Ａ、１２３Ａからループアンテナ１９０側を見た無線通信タグ１００のインピーダンスである。また、図１０には黒丸でＩＣチップ１３０のインピーダンスを示す。
【０１２１】
通信周波数を９００ＭＨｚから１０００ＭＨｚまで変化させたところ、円を描くような軌跡が得られ、三角のマーカで示す９２０ＭＨｚのインピーダンスは、黒丸で示すＩＣチップ１３０のインピーダンスとは、複素共役の関係にあるインピーダンスが得られた。
【０１２２】
すなわち、端子１１３Ａ、１２３Ａからループアンテナ１９０側を見た無線通信タグ１００のインピーダンスと、ＩＣチップ１３０のインピーダンスとは整合していることが確認できた。
【０１２３】
このように、ＩＣチップ１３０のインピーダンスと複素共役の関係にあるインピーダンスを有するように、ループアンテナ１９０のインピーダンスを調整すれば、９２０ＭＨｚでループアンテナ１９０とＩＣチップ１３０とが共振し、ループアンテナ１９０が受電する電力がＩＣチップ１３０に供給されるようになる。
【０１２４】
図１１は、無線通信タグ１００がＢＬＥ通信機として機能する場合のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１０に示すインピーダンスは、整合回路１５０が接続される突出部１１４、１２４からループアンテナ１９０側を見た無線通信タグ１００のインピーダンスである。
【０１２５】
通信周波数を２０００ＭＨｚから３０００ＭＨｚまで変化させたところ、２４５０ＭＨｚのインピーダンスは、三角のマーカで示す位置に得られた。このようなインピーダンスは、整合回路１５０のコンデンサ１５０Ｃの静電容量と、コイル１５０Ｌのインダクタとを次のように設定することにより、５０Ωに調整することができる。
【０１２６】
まず、通信部１６０に並列に接続されるコンデンサ１５０Ｃの静電容量を適切に選択することによって、三角のマーカで示すインピーダンスを矢印（１）で示す位置まで移動させる。
【０１２７】
そして、通信部１６０に直列に接続されるコイル１５０Ｌのインダクタを適切に選択することによって、矢印（１）で示す位置から矢印（２）で示す位置まで移動させる。
【０１２８】
矢印（２）で示す位置は、５０Ωであるため、整合回路１５０のコンデンサ１５０Ｃの静電容量と、コイル１５０Ｌのインダクタンスとを適切に選択することにより、整合回路１５０に通信部１６０の２つの端子１６０Ａ、１６０Ｂが接続される２つの端子からループアンテナ１９０側を見た無線通信タグ１００のインピーダンスを５０Ωに設定することができる。
【０１２９】
整合回路１５０に通信部１６０の端子１６０Ａ、１６０Ｂが接続される２つの端子とは、より具体的には、コイル１５０ＬのＹ軸負方向側の端子と、コンデンサ１５０ＣのＸ軸負方向側の端子（突出部１１４に接続される端子）である。通信部１６０の端子１６０Ａは、突出部１１４を介して、コンデンサ１５０ＣのＸ軸負方向側の端子に接続されている。
【０１３０】
このように、整合回路１５０に通信部１６０の端子１６０Ａ、１６０Ｂが接続される２つの端子からループアンテナ１９０側を見たインピーダンスが５０Ωになるため、通信部１６０は、ループアンテナ１９０を介して、ＢＬＥによる通信を行うことができる。
【０１３１】
以上、実施の形態によれば、ループアンテナ１９０の突出部１１４、１２４の間に、ループアンテナ１９０よりも十分に大きなインダクタンスを有するコイル１４０Ｌを接続し、突出部１１４と突出部１２４との間がオープンであるのと等価になるようにしている。
【０１３２】
このため、ループアンテナ１９０は９２０ＭＨｚでＩＣチップ１３０と共振し、無線通信タグ１００は、ＲＦＩＤタグとして機能することができる。
【０１３３】
また、コイル１４０Ｌに並列に、コイルのインダクタンスと複素共役な関係にある静電容量を有するコンデンサ１４０Ｃを接続するとともに、突出部１１４と突出部１２４との間に整合回路１５０を接続し、整合回路１５０を介して通信部１６０を接続している。通信部１６０から整合回路１５０側を見たインピーダンスは、５０Ωである。
【０１３４】
このため、通信部１６０が出力するビーコンは、ループアンテナ１９０から放射される。
【０１３５】
従って、実施の形態によれば、インピーダンスが大きく異なる複数の通信が可能な無線通信タグ１００、及び、アンテナ装置２００を提供することができる。
【０１３６】
また、無線通信タグ１００は、例えば、次のように利用することができる。ＢＬＥシステムの通信エリア内のアクセスポイントでは、屋外等で作業を行う作業員の体温及び／又は発汗量をIoT  (Internet  of  Things)センサ情報として送信し、作業中の作業員の体調を管理することができる。このときに、ＢＬＥシステムの通信エリア内では、ビーコンに含まれるＩＤを読み取ることで作業員を識別することができる。また、ＢＬＥシステムの通信エリア外のゲート（入出門）を作業員が通過する時には、ＲＦＩＤタグとして機能して、作業員のＩＤを読み、入出門時刻や、位置を把握することができる。
【０１３７】
また、ＢＬＥ、Ｗｉｆｉ、又はＬＰＷＡのような近距離無線システムは、通常、電池又はバッテリを搭載しているが、ＲＦＩＤタグは電池が不要である。例えば、近距離無線システムの通信エリア無いにＲＦＩＤタグのリーダを設置しておけば、近距離無線システムの電池又はバッテリが切れたとしても、作業員のＩＤを把握することができる。すなわち、ＲＦＩＤタグとしての機能をバックアップ機能として利用することができる。
【０１３８】
なお、以上では、ループアンテナ１９０が２つのアンテナエレメント１１０及び１２０によって実現される形態について説明したが、ループアンテナ１９０は、ループ状のアンテナであってもよい。すなわち、アンテナエレメント１１０の端部１１１Ｂと、アンテナエレメント１２０の端部１２１Ｂとが接続されていてもよい。
【０１３９】
また、以上では、整合回路１５０のコイル１５０Ｌを突出部１２４と通信部１６０の端子１６０Ｂとの間に接続する形態について説明したが、コイル１５０Ｌを突出部１１４と端子１６０Ａとの間に接続してもよい。この場合は、整合回路１５０の通信部１６０の端子１６０Ａ、１６０Ｂに接続される端子は、コイル１５０Ｌの通信部１６０の端子１６０Ａに接続される端子と、突出部１２４を介してコンデンサ１５０ＣのＸ軸正方向側の端子に接続される端子である。
【０１４０】
また、以上では、整合回路１５０が、通信部１６０に直列に接続されるコイル１５０Ｌと、通信部１６０に並列に接続されるコンデンサ１５０Ｃとを有する形態について説明した。しかしながら、整合回路１５０は、通信部１６０に並列に接続されるコイル１５０Ｌと、通信部１６０に直列に接続されるコンデンサ１５０Ｃとを有する構成であってもよい。
【０１４１】
この場合には、図１１に示す三角のマーカで示す９２０ＭＨｚのインピーダンスは、通信部１６０に並列に接続されるコイル１５０Ｌと、通信部１６０に直列に接続されるコンデンサ１５０Ｃとによって、時計回りの矢印（１）、（２）とは逆の反時計回りの方向に動かされて、矢印（２）が示す５０Ωの位置に移動される。このようにしても、通信部１６０が出力するビーコンをループアンテナ１９０から放射することができる。
【０１４２】
また、以上では、突出部１１４がアンテナエレメント１１０のエレメント１１１に接続され、突出部１２４がアンテナエレメント１２０の突出部１２２の先端に接続される形態について説明した。しかしながら、突出部１１４が突出部１１２の先端に接続され、突出部１２４がエレメント１２１に接続されていてもよい。この場合には、突出部１１２の先端に接続される突出部１１４と、エレメント１２１に接続される突出部１２４との間に、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、及びコンデンサ１５０Ｃが接続され、突出部１１４にコイル１５０Ｌが接続される構成であればよい。
【０１４３】
また、以上では、無線通信タグ１００が整合回路１５０を含む形態について説明したが、通信部１６０が出力するビーコンをループアンテナ１９０から放射する距離が短くなっても構わない場合には、無線通信タグ１００は整合回路１５０を含まなくてもよい。
【０１４４】
また、実施の形態の無線通信タグ１００は、図１２及び図１３に示すように変形してもよい。図１２は、実施の形態の第１変形例の無線通信タグ１００Ｍ１を示す図である。図１２では、図１乃至図６に示す構成要素と同様の構成要素には同一符号を用い、その説明を省略する。
【０１４５】
無線通信タグ１００Ｍ１は、ベース部１０１、シート部１０５、アンテナエレメント１１０Ｍ１、１２０Ｍ１、ＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０（コイル１５０Ｌ、コンデンサ１５０Ｃ）、通信部１６０、及びバッテリ１７０を含む。図１２では、カバー部１８０を省略する。
【０１４６】
アンテナエレメント１１０Ｍ１は、エレメント１１１Ｍ１、配線部１１３、及び突出部１１４Ｍを有する。アンテナエレメント１１０Ｍ１は、アンテナエレメント１２０Ｍ１とループアンテナ１９０Ｍ１を構築する。アンテナエレメント１１０Ｍ１は、突出部１１２（図１乃至図６参照）を有さない。
【０１４７】
エレメント１１１Ｍ１は、Ｙ軸方向に延在するストライプ状のパターンであり、エレメント１１１Ｍ１のＹ軸負方向側の端部からは、配線部１１３がＸ軸正方向に伸延するとともに、突出部１１４ＭがＹ軸負方向に伸延する。突出部１１４Ｍには、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、コンデンサ１５０Ｃの各一端が接続されている。
【０１４８】
アンテナエレメント１２０Ｍ１は、エレメント１２１Ｍ１、突出部１２２Ｍ１、配線部１２３Ｍ、及び突出部１２４Ｍを有する。アンテナエレメント１２０Ｍ１は、アンテナエレメント１１０Ｍ１とループアンテナ１９０Ｍ１を構築する。突出部１２２Ｍ１は、２本であり、Ｙ軸負方向側に位置する突出部１２２Ｍ１の先端に突出部１２４Ｍが接続されている。２本の突出部１２２Ｍ１と、配線部１２３Ｍとの間には、所定の静電容量を有するコンデンサが構築される。このコンデンサは、インターデジタル部１９２の代わりになるものである。突出部１２４Ｍには、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、コンデンサ１５０Ｃの各他端と、コイル１５０Ｌの一端とが接続されている。
【０１４９】
図１２に示すように、インターデジタル部１９２（図１乃至図６参照）を含まない構成の無線通信タグ１００Ｍ１においても、ループアンテナ１９０Ｍ１は９２０ＭＨｚでＩＣチップ１３０と共振し、無線通信タグ１００は、ＲＦＩＤタグとして機能することができる。また、通信部１６０が出力するビーコンは、ループアンテナ１９０Ｍ１から放射される。
【０１５０】
従って、実施の形態の第１変形例によれば、インピーダンスが大きく異なる複数の通信が可能な無線通信タグ１００Ｍ１、及び、アンテナ装置を提供することができる。
【０１５１】
図１３は、実施の形態の第２変形例の無線通信タグ１００Ｍ２を示す図である。図１３では、図１乃至図６及び図１２に示す構成要素と同様の構成要素には同一符号を用い、その説明を省略する。
【０１５２】
無線通信タグ１００Ｍ２は、ベース部１０１、シート部１０５、アンテナエレメント１１０Ｍ２、１２０Ｍ２、ＩＣチップ１３０、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、整合回路１５０（コイル１５０Ｌ、コンデンサ１５０Ｃ）、通信部１６０、及びバッテリ１７０を含む。図１３では、カバー部１８０を省略する。
【０１５３】
アンテナエレメント１１０Ｍ２は、エレメント１１１Ｍ２、配線部１１３、及び突出部１１４Ｍを有する。アンテナエレメント１１０Ｍ２は、アンテナエレメント１２０Ｍ２とループアンテナ１９０Ｍ２を構築する。アンテナエレメント１１０Ｍ２は、突出部１１２（図１乃至図６参照）を有さない。
【０１５４】
エレメント１１１Ｍ２は、矩形状のパターンであり、エレメント１１１Ｍ２のＸ軸正方向側の端部からは、配線部１１３がＸ軸正方向に伸延している。エレメント１１１Ｍ２のＹ軸負方向側の端部からは、突出部１１４ＭがＹ軸負方向に伸延する。突出部１１４Ｍには、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、コンデンサ１５０Ｃの各一端が接続されている。
【０１５５】
アンテナエレメント１２０Ｍ２は、エレメント１２１Ｍ２、突出部１２２Ｍ２、配線部１２３Ｍ、及び突出部１２４Ｍを有する。アンテナエレメント１２０Ｍ２は、アンテナエレメント１１０Ｍ２とループアンテナ１９０Ｍ２を構築する。突出部１２２Ｍ２は、１本であり、先端に突出部１２４Ｍが接続されている。突出部１２２Ｍ２と、配線部１２３Ｍとの間には、所定の静電容量を有するコンデンサが構築される。このコンデンサは、インターデジタル部１９２の代わりになるものである。突出部１２４Ｍには、コイル１４０Ｌ、コンデンサ１４０Ｃ、コンデンサ１５０Ｃの各他端と、コイル１５０Ｌの一端とが接続されている。
【０１５６】
図１３に示すように、インターデジタル部１９２（図１乃至図６参照）を含まない構成の無線通信タグ１００Ｍ２においても、ループアンテナ１９０Ｍ２は９２０ＭＨｚでＩＣチップ１３０と共振し、無線通信タグ１００は、ＲＦＩＤタグとして機能することができる。また、通信部１６０が出力するビーコンは、ループアンテナ１９０Ｍ２から放射される。
【０１５７】
従って、実施の形態の第２変形例によれば、インピーダンスが大きく異なる複数の通信が可能な無線通信タグ１００Ｍ２、及び、アンテナ装置を提供することができる。
【０１５８】
以上、本発明の例示的な実施の形態の無線通信タグ、及び、アンテナ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
第１端子及び第２端子と、前記第１端子及び前記第２端子にそれぞれ対応する第３端子及び第４端子とを有し、前記第１端子及び前記第２端子と、前記第３端子及び前記第４端子との間でループを構築し、第１インダクタンスを有するループアンテナと、
前記第１端子と前記第３端子との間に接続され、第１インピーダンスを有し、第１周波数で前記ループアンテナと共振する第１通信回路と、
前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記第１インダクタンスよりも大きい第２インダクタンスを有するコイルと、
前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記コイルの第２インダクタンスと複素共役な関係にある静電容量を有するコンデンサと、
前記第２端子と前記第４端子との間に接続され、前記第１インピーダンスよりも小さい第２インピーダンスを有し、前記ループアンテナを介して第２周波数で通信する第２通信回路と
を含む、無線通信タグ。
（付記２）
前記第２通信回路に電力を供給する電源をさらに含み、
前記第１通信回路は、前記ループアンテナによって受信された前記第１周波数の電力で動作し、
前記第２通信回路は、前記電源から供給される電力によって動作し、前記ループアンテナを介して第２周波数で通信する、付記１記載の無線通信タグ。
（付記３）
前記第２端子及び前記第４端子と、前記第２通信回路との間に設けられ、前記コイル及び前記コンデンサが前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入されたループアンテナと、前記第２通信回路とのインピーダンスを整合させる整合回路をさらに含む、付記１又は２記載の無線通信タグ。
（付記４）
前記整合回路は、
前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記第２通信回路に並列に接続される第２コンデンサ、及び、前記第２端子又は前記第４端子と、前記第２通信回路との間に直列に接続される第２コイルと、
前記第２端子又は前記第４端子と、前記第２通信回路との間に直列に接続される第２コンデンサ、及び、前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記第２通信回路に並列に接続される第２コイルと
のいずれか一方を有する、付記３記載の無線通信タグ。
（付記５）
前記ループアンテナは、第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有し、前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントがループを構築するループアンテナであって、
前記第１アンテナエレメントは、
前記ループの一部に含まれる第１基部と、
前記第１基部から突出し、前記第１端子まで延在する第１配線部と、
前記第１基部から前記第１配線部に沿って櫛歯状に突出する複数の第１突出部と
を有し、
前記第２端子は、前記第１基部、又は、前記複数の第１突出部のうちの１つに設けられており、
前記第２アンテナエレメントは、
前記ループの一部に含まれる第２基部と、
前記第２基部から前記第３端子まで延在する第２配線部と、
前記第２基部から前記第２配線部に沿って櫛歯状に突出し、前記複数の第１突出部と入れ子状に配置され、インターデジタル部を構築する複数の第２突出部と
を有し、
前記第４端子は、前記複数の第２突出部のうちの１つ、又は、前記第２基部に設けられる、付記１乃至４のいずれか一項記載の無線通信タグ。
（付記６）
前記第２端子は、前記第１基部の前記ループアンテナの幅方向における第１側に接続されており、
前記複数の第２突出部のうちの１つは、前記複数の第２突出部のうち、前記ループアンテナの幅方向における第１側の最も端に位置する第２突出部であり、
前記第４端子は、前記最も端に位置する第２突出部の先端から、前記複数の第２突出部から離間する方向に延在する、付記５記載の無線通信タグ。
（付記７）
第１端子及び第２端子と、前記第１端子及び前記第２端子にそれぞれ対応する第３端子及び第４端子とを有し、前記第１端子及び前記第２端子と、前記第３端子及び前記第４端子との間でループを構築し、第１インダクタンスを有するループアンテナであって、第１インピーダンスを有し、第１周波数で前記ループアンテナと共振する第１通信回路が前記第１端子と前記第３端子との間に接続されるとともに、前記第１インピーダンスよりも小さい第２インピーダンスを有し、前記ループアンテナを介して第２周波数で通信する第２通信回路が前記第２端子と前記第４端子との間に接続される、ループアンテナと、
前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記第１インダクタンスよりも大きい第２インダクタンスを有するコイルと、
前記第２端子と前記第４端子との間に直列に挿入され、前記コイルの第２インダクタンスと複素共役な関係にある静電容量を有するコンデンサと
を含む、アンテナ装置。
【符号の説明】
【０１５９】
１００、１００Ｍ１、１００Ｍ２  無線通信タグ
１１０、１２０、１１０Ｍ１、１２０Ｍ１、１１０Ｍ２、１２０Ｍ２  アンテナエレメント
１１１、１１１Ｍ１、１１１Ｍ２  エレメント
１１２  突出部
１１３  配線部
１１３Ａ  端子
１１４、１１４Ｍ  突出部
１２１、１２１Ｍ１、１２１Ｍ２  エレメント
１２２、１２２Ｍ１、１２２Ｍ２  突出部
１２３、１２３Ｍ  配線部
１２３Ａ  端子
１２４、１２４Ｍ  突出部
１３０  ＩＣチップ
１４０Ｌ  コイル
１４０Ｃ  コンデンサ
１５０  整合回路
１５０Ｌ  コイル
１５０Ｃ  コンデンサ
１６０  通信部
１６０Ａ、１６０Ｂ  端子
１７０  バッテリ
１９１  重複部
１９２  インターデジタル部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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