(57)【要約】  波長帯λｍｉｎ〜λｍａｘの放射をデカップリングする電磁放射デカップラー。デカップラーは少なくとも１つの空隙領域を含む誘電体層と接触する第１の導体層を有し、デカップラーの厚さはλｍｉｎ／４ｎ未満である（ｎは誘電体の屈折率である）。誘電体層は２つの導体層（一方の導体層は上記構造を有する）間に挟み込まれ得る。本発明はこのようなデカップラーの使用法およびこのようなデカップラーを含む種々の物品にも関する。
2008544671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイス用の放射デカップラーであって、前記デカップラーが少なくとも１つの第１の導体層と少なくとも１つの第２の導体層との間に挟み込まれた少なくとも１つの誘電体層を含み、少なくとも１つの第１の導体層は、第１の導体層が誘電体層の上に重ならない少なくとも１つの空隙領域を有しており、デカップラーが、使用中に電磁界が第１の導体層の空隙領域近傍で増強されるようになされた、放射デカップラー。
【請求項２】
導電性表面から放射をデカップリングするための、電子デバイス用の放射デカップラーであって、前記デカップラーが少なくとも１つの誘電体層と接触する少なくとも１つの第１の導体層を含み、少なくとも１つの第１の導体層が、第１の導体層が誘電体層の上に重ならない少なくとも１つの空隙領域を有し、デカップラーが、使用中に電磁界が第１の導体層の空隙領域近傍で増強されるようになされた、放射デカップラー
【請求項３】
第２の導体層が少なくとも第１の導体層と同じ長さである、請求項１または請求項２に記載のデカップラー。
【請求項４】
電子デバイスがＲＦタグである、請求項１から３のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項５】
デカップラーの厚さがλ／４ｎ未満であり、ｎが誘電体の屈折率である、請求項１から４のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項６】
デカップラーの厚さがλ／１０未満である、請求項５に記載のデカップラー。
【請求項７】
デカップラーの厚さがλ／３００未満である、請求項６に記載のデカップラー。
【請求項８】
デカップラーの厚さがλ／１０００未満である、請求項７に記載のデカップラー。
【請求項９】
第１の導体層の少なくとも１つの端部と空隙領域との間の間隔ＧがＧ≒λ／２ｎによって決定され、ここでｎは誘電体の屈折率であり、λはデカップラーの意図される動作波長である、請求項１から８のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項１０】
第２の誘電体層に隣接する第３の導体層を更に含み、第３の導体層が、該第３の導体層が第２の誘電体層の上に重ならない少なくとも１つの空隙領域を有し、第２の誘電体層が第３の導体層と第２の導体層との間に設けられる、請求項１から９のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項１１】
第１の導体層の長さが、第３の導体層の長さに対して異なる、請求項１０に記載のデカップラー。
【請求項１２】
複数の空隙領域が第１の導体層に存在する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項１３】
複数の空隙領域が実際的には周期的である、請求項１２に記載のデカップラー。
【請求項１４】
空隙領域がスリット構造である、請求項１から１３のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項１５】
第１の導体層の少なくとも１つの空隙領域が、第１の導体層を少なくとも２つのアイランドに分割する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項１６】
アイランドの少なくとも１つが長さＧ≒λ／２ｎである、請求項１５に記載のデカップラー。
【請求項１７】
第１の導体層が、直交する２つのスリットによって分離された少なくとも４つのアイランドを含む、請求項１５に記載のデカップラー。
【請求項１８】
少なくとも２つの実質的に平行なスリットがある、請求項１４に記載のデカップラー。
【請求項１９】
少なくとも２つのスリットの間隔がＧ≒λ／２ｎによって決定され、ここでｎは誘電体の屈折率であり、λはデカップラーの意図される動作波長である、請求項１８に記載のデカップラー。
【請求項２０】
空隙領域が３つ以上のスリットを含み、前記スリットが交差してｎ個の辺を有する多角形を形成し、ｎは３以上の整数である、請求項１から１４のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項２１】
スリット幅が５００μｍ未満である、請求項１４から２０のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項２２】
スリット幅が１５０μｍ未満である、請求項２１に記載のデカップラー。
【請求項２３】
スリット幅が５０μｍ未満である、請求項２２に記載のデカップラー。
【請求項２４】
誘電体層がプラスチック、ポリマー、セラミック、ガラス、厚紙、段ボール紙、紙、または実質的な空隙から形成される、請求項１から２３のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項２５】
誘電体層の層屈折率が、制御自在に変更可能である、請求項１から２４のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項２６】
屈折率コントローラを更に含む、請求項２５に記載のデカップラー。
【請求項２７】
ＲＦタグが第１の導体層の空隙領域近傍に設けられ、該タグが前記第１の導体層から電気的に絶縁される、請求項１から２６のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項２８】
ＲＦタグが第１の導体層および第２の導体層から電気的に絶縁され、少なくとも部分的に誘電体層内または誘電体層の端部に設けられる、請求項１から２６のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項２９】
ＲＦタグが低ＱのＲＦタグである、請求項２７または２８に記載のデカップラー。
【請求項３０】
領域空隙がデカップラー内の形成された定常波の波腹に生じる、請求項２７に記載のデカップラー。
【請求項３１】
ＲＦタグが、直交するスリットの交点に実質的に設けられ、該タグが第１の導体層から電気的に絶縁される、請求項１７に記載のデカップラー。
【請求項３２】
前記ＲＦタグのアンテナの主軸が第１の導体層の少なくとも１つの端部に対して実質的に直交して整列される、請求項１から１６のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項３３】
前記ＲＦタグが、２０００μｍ未満の距離でデカップラーの表面の上方に離間される、請求項２７に記載のデカップラー。
【請求項３４】
非導電性スペーサが前記デカップラーと前記ＲＦタグとの間に設けられる、請求項３３に記載のデカップラー。
【請求項３５】
スペーサおよびＲＦタグの基板の厚さが、合わせて１０から１０００μｍの範囲である、請求項３４に記載のデカップラー。
【請求項３６】
厚さが１７５から８００μｍの範囲である、請求項３５に記載のデカップラー。
【請求項３７】
デカップラーおよび／またはＲＦタグの一部、全部、または実質的に全部の上に保護ハウジングを含む、請求項１から３６のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項３８】
デカップラーが、液体含有量の高い導電性材料である表面または液体格納手段の一部を形成する表面から、該デカップラー上に設けられた電子デバイスを実質的にデカップリングするようになされた、請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項３９】
導電性材料がカーボン、金属または合金である、請求項３８に記載のデカップラー。
【請求項４０】
液体含有量の高い材料が、セルロース材料、木材または天然材料である、請求項３８に記載のデカップラー。
【請求項４１】
格納手段が、食品、飲料、または化学物質のコンテナである、請求項３８に記載のデカップラー。
【請求項４２】
第１の導体層と第２の導体層との間に挟み込まれた誘電体層を含む、表面からＲＦタグをデカップリングするデカップラーであって、該デカップラーの共振周波数がＲＦタグおよび／またはＲＦ照会源の共振周波数と実質的に整合するように選択され、第１の導体層の少なくとも１つの端部が誘電体層の端部まで延びておらず、第１の導体層の端部と誘電体層との間の間隙が共振周波数におけるＥＭ放射の波長よりも短い、デカップラー。
【請求項４３】
少なくとも１つの誘電体層表面と接触する少なくとも１つの導体層を含む、導電性表面からＲＦタグをデカップリングするデカップラーであって、該デカップラーの共振周波数がＲＦタグおよび／またはＲＦ照会源の共振周波数と実質的に整合するように選択され、第１の導体層の少なくとも１つの端部が誘電体層の端部まで延びておらず、第１の導体層の端部と誘電体層との間の間隙が共振周波数におけるＥＭ放射の波長よりも短い、デカップラー。
【請求項４４】
誘導体層が導電性表面に隣接するようにデカップラーを表面に取り付ける手段を更に含む、請求項２に記載のデカップラー。
【請求項４５】
請求項１から４４のいずれか一項に記載の少なくとも１つのデカップラーを含む、接着テープ。
【請求項４６】
請求項１から４４のいずれか一項に記載の少なくとも１つのデカップラーまたは請求項４５に記載の接着テープを含む、ボディまたはコンテナ。
【請求項４７】
少なくとも１つのＲＦタグが前記デカップラー上に設けられる、請求項４６に記載のボディまたはコンテナ。
【請求項４８】
前記ボディまたはコンテナの少なくとも１つの表面が１回または２回湾曲している、請求項４７に記載のボディまたはコンテナ。
【請求項４９】
コンテナの表面の一部が請求項２に記載のデカップラー内で被覆される、金属性ボディまたはコンテナ。
【請求項５０】
少なくとも１つのＲＦタグが前記デカップラー上に設けられる、請求項４９に記載の金属性ボディまたはコンテナ。
【請求項５１】
前記ボディまたはコンテナの表面内に凹状部分を備え、前記凹状部分が、請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラーと、前記デカップラー上に設けられた少なくとも１つのＲＦタグと、場合によっては、前記デカップラーおよびＲＦタグが前記ボディまたはコンテナの表面と少なくとも面一になるように前記デカップラーおよびＲＦタグを覆うための保護層とを含む、請求項４７に記載のボディまたはコンテナ。
【請求項５２】
前記ボディまたはコンテナの表面内に凹状部分を備え、前記凹状部分が、第１の導体層が前記表面から電気的に絶縁された請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラーと、前記デカップラー上に設けられた少なくとも１つのＲＦタグと、場合によっては、前記デカップラーおよびＲＦタグが前記ボディまたはコンテナの表面と少なくとも面一になるように前記デカップラーおよびＲＦタグを覆うための保護層とを含む、請求項５０に記載の金属性ボディまたはコンテナ。
【請求項５３】
段ボール紙誘電体コアを用いて厚紙デカップラーを製造する方法であって、第１の厚紙層上に第１の導体層を設けるステップと、第２の厚紙層上に第２の導体層を設けるステップと、前記第１および第２の厚紙層を一緒にして、それらを段ボール紙インサートに隣接させて、第２の導体層の上に重なる第１の厚紙層上の第１の導体層の上に少なくとも１つの空隙領域が存在するようにするステップとを含む、方法。
【請求項５４】
前記第１の導体層が前記段ボール紙インサートに隣接する前記第１厚紙層の内面上に設けられ、および／または前記第２の導体層が前記段ボール紙インサートに隣接する前記第２の厚紙層の内面上に設けられる、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
ボディまたはコンテナを追跡する方法であって、前記ボディまたはコンテナの表面の一部に請求項１に記載のデカップラーおよび少なくとも１つのＲＦタグを付けるステップと、ＲＦ放射を用いて少なくとも１つのＲＦタグに照会するステップと、少なくとも１つのＲＦタグからの応答を検出するステップとを含む、方法。
【請求項５６】
誘電体層、第１の導体層および第２の導体層が実質的に同じ長さであり、該３層全部の前記長さＧがλ≒２ｎＧによって決定され、ＲＦタグが前記デカップラーの主軸の平面と実質的に直交する基板の端部に設けられ、ＲＦタグが第１および第２の導体層から電気的に絶縁され、ｎが誘電体の屈折率であり、λがデカップラーの意図される動作波長である、請求項３に記載のデカップラー。
【請求項５７】
デカップラーが両面金属クラッドプリント基板である、請求項５６に記載のデカップラー。
【請求項５８】
空隙領域がデカップラーの端部の少なくとも１つに対して実質的に非平行である、請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項５９】
第１の導体層の空隙領域の少なくとも１つの端部が非線形パターンである、請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項６０】
第１の導体層の空隙領域が少なくとも１つの円形パターンを含む、請求項５９に記載のデカップラー。
【請求項６１】
円形パターンが第１の導体層における円形スリットである、請求項６０に記載のデカップラー。
【請求項６２】
誘電体層が物品のパッケージ材料またはラベル材料から少なくとも部分的に形成される、請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラー。
【請求項６３】
パッケージ材料またはラベル材料が、天然または人工の繊維、プラスチック、セルロース、ガラス、厚紙、段ボール紙またはセラミックである、請求項６２に記載のデカップラー。
【請求項６４】
アンテナが実質的に２ｃｍ未満の主要寸法を有する、請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラーに使用するのに適した、低ＱのＲＦタグ。
【請求項６５】
アンテナが実質的に１ｃｍ未満の主要寸法を有する、請求項６４に記載の低ＱのＲＦタグ。
【請求項６６】
スペーサが前記低ＱのＲＦタグと前記デカップラーとの間に設けられる、請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラー上に設けられた、請求項６５に記載の低ＱのＲＦタグ。
【請求項６７】
スペーサの厚さおよび低ＱのＲＦタグの厚さを合わせると１７５から８００μｍの範囲である、請求項６６に記載の低ＱのＲＦタグ。
【請求項６８】
任意のスペーサおよび請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラーを有するＲＦタグまたは低ＱのＲＦタグを含む、パーツのキット。
【請求項６９】
表面を検出または識別する方法であって、
ｉ）低ＱのＲＦタグを含む非導電性表面を、前記低ＱのＲＦタグの上面上に設けられる任意のスペーサと一緒にするステップと、
ｉｉ）前記表面を請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラーと近接した関係にさせるステップと、
ｉｉｉ）前記低ＱのＲＦタグに照会するステップとを含み、前記低ＱのＲＦタグが前記デカップラー近傍にあるときにのみ読み取りが可能である、方法。
【請求項７０】
表面の検出または識別に適するデカップラーを形成する方法であって、
ｉ）ＲＦタグまたは低ＱのＲＦタグを含む非導電性表面に、前記ＲＦタグの上面上に設けられる任意のスペーサと、少なくとも１つの誘電体層の一部または実質的に全部と接触する少なくとも１つの第１の導体層とを提供するステップであって、少なくとも１つの第１の導体層が、第１の導体層が誘電体層の上に重ならない少なくとも１つの空隙領域を有するステップと、
ｉｉ）ステップｉ）の表面を第２の導体層または導電性表面と一緒にして、請求項１から３７のいずれか一項に記載のデカップラーを形成するステップとを含む、方法。
【請求項７１】
少なくとも１つの第１の導体層と少なくとも１つの第２の導体層との間に挟み込まれた少なくとも１つの誘電体層を含む、ＲＦタグを表面からデカップリングする、ＲＦタグ用の単一アイランドデカップラーであって、第１の導体層が照会放射の共振周波数に同調され、第１の導体層の前記長さＧがλ≒２ｎＧによって決定され、少なくとも１つの第１の導体層が、第１の導体層が誘電体層の上に重ならないように少なくとも１つの端部において１つの空隙領域を有し、第１の導体層から電気的に絶縁されたＲＦタグが第１の導体層の空隙領域近傍に設けられる、単一アイランドデカップラー。
【請求項７２】
少なくとも１つの第１の導体層と少なくとも１つの第２の導体層との間に挟み込まれた少なくとも１つの誘電体層を含む、ＲＦタグを表面からデカップリングする、ＲＦタグ用の単一アイランドデカップラーであって、第１および第２の導体層が照会放射の共振周波数に非依存的に同調され、前記導体層の前記長さＧがλ≒２ｎＧによって決定され、前記第１および第２の導体層から電気的に絶縁されたＲＦタグが前記誘電体層上の空隙領域近傍に設けられる、単一アイランドデカップラー。
【請求項７３】
少なくとも１つの第１の導体層と少なくとも１つの第２の導体層との間に挟み込まれた少なくとも１つの誘電体層を含む、ＲＦタグを表面からデカップリングする、ＲＦタグ用の単一アイランドデカップラーであって、第１の導体層が第１の照会放射の共振周波数に同調され、かつ第２の導体層が第２の照会放射の共振周波数に同調され、第１の導体層および第２の導体層の前記長さＧがλ≒２ｎＧによって決定され、第１および第２の導体層が、第１の導体層の空隙領域が第２の導体層上の誘電体層または空隙領域の上に重ならないように、少なくとも１つの端部に１つの空隙領域を有し、電気的に絶縁されたＲＦタグが第１の導体層の空隙領域近傍に設けられ、場合によっては更なるＲＦタグが第２の導体層の空隙領域近傍に設けられる、単一アイランドデカップラー。
【請求項７４】
実質的に図面および／または明細書において定義される、使用、製造物、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁放射を分離または減衰するデバイスの分野に関し、更に具体的には、ＲＦ（無線周波数）タグにエネルギーを結合する分野に関する。本発明によってタグ性能を低下させる表面、例えば金属性表面からＲＦタグをデカップリング（すなわち、分離）することが可能となる。本発明はＲＦタグ、特に（磁気タグによって示される誘導結合とは対照的に）伝搬波相互作用に依存するＲＦタグに関連する。したがって、本発明の好適な実施形態は、ロングレンジシステムタグ（例えば、ＵＨＦ帯タグおよびマイクロ波帯タグ）に適用されることを含む。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦタグはアイテムの識別および追跡に、特に、商店または商品保管所環境における物品に広く使用されている。このようなタグに関して共通して経験される不利は、金属表面に直接置かれる（または金属表面から数ミリメートル以内に置かれる）場合、それらのタグの読み取り範囲が許容できないレベルまで低減されることであり、更に典型的には、タグの読み取りまたは照会をすることができないことである。これは伝搬波型ＲＦタグが入射放射を受け取るのに一体型アンテナを使用することによる。つまり、アンテナの寸法および幾何学形状が、タグが共振する周波数を、故にタグの動作周波数（典型的には、ＵＨＦ（極超短波）帯タグについては８６６ＭＨｚまたは９１５ＭＨｚおよびマイクロ波帯タグについては２．４〜２．５ＧＨｚまたは５．８ＧＨｚ）を決定し、したがって、タグの動作周波数を合わせるからである。タグが金属性表面近傍または金属性表面に直接接して置かれると、タグの導電性アンテナはその表面と相互作用し、したがって、その共振特性が低下されるか、または、更に典型的には、無効にされる。したがって、ケージまたはコンテナなどの金属性物品の追跡は、ＵＨＦ  ＲＦタグを用いて実現することは困難であるので、ＧＰＳなど、他のより費用のかかる位置確認システムを使用する必要がある。
【０００３】
ＵＨＦ  ＲＦＩＤタグもまた、ある種類のガラス、および例えば水分含有量または樹液含有量の高いある種類の木材を含む、水分含有量が高い表面など、ＲＦ（無線周波）電磁波と干渉するある種の他の表面に付けられるときに、同様の問題を経験する。例えば水筒、飲料缶または人体等の、水分を含む／収容する材料にタグを付けるときにも問題は生じる。
【０００４】
この問題を解決する一方法は、ＲＦタグと表面との間に発泡体スペーサを設けて、アンテナおよび表面の相互作用を防ぐことである。現在利用可能なシステムに関しては、発泡体スペーサは典型的には、表面からＲＦタグを十分な量だけ物理的に引き離すために、少なくとも１０〜１５ｍｍの厚さであることを必要とする。この厚さのスペーサは多くの用途に非実用的であり、誤って打ち当てられたり、損傷を受け易いことは明白である。
【０００５】
他の方法は、特定のＲＦタグを特定の環境にインピーダンス整合させるように設計された独自のパターン化されたアンテナを提供することを必要とする。例えば、エイブリィデニソン社の国際公開第２００４／０９３２４９号パンフレット、同第２００４／０９３２４６号パンフレットおよび同第２００４／０９３２４２号パンフレットは、補償要素を有するアンテナを備えたタグを用いることによってこの問題に対処しようとしている。このアンテナは、表面効果を考慮して設計されており、特定の環境または起こり得る環境の範囲に調節される。これにより大型のスペーサの必要性はなくなるが、インピーダンス整合の必要があり、故にタグごとに異なっていなければならない比較的複雑なアンテナ設計を必要とするので、製造のコストおよび複雑性が大きくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、先行技術のシステムに関連する問題、すなわち厚さ、大きさおよび可撓性の問題の少なくとも一部を軽減する電磁放射デカップラー材料として働くＲＦタグ用のマウントを提供することが本発明の一目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様においては、電子デバイス用の放射デカップラーが提供され、前記デカップラーが、少なくとも１つの第１の導体層と少なくとも１つの第２の導体層との間に挟み込まれた少なくとも１つの誘電体層を含み、少なくとも１つの第１の導体層が第１の導体層が誘電体層の上に重ならない少なくとも１つの空隙領域を有し、デカップラーが、使用中に電磁界が第１の導体層の空隙領域近傍で増強されるようになされている。
【０００８】
好ましくは、第２の導体層の長さは、第１の導体層と少なくとも同じ長さである。第２の導体層は第１の導体層よりも長いことが更に好ましい。
【０００９】
本発明の更なる態様によれば、波長帯λｍｉｎ〜λｍａｘにおいて表面から放射をデカップリングするための、ＲＦタグ用の放射デカップラーが提供され、第１の導体層と第２の導体層との間に挟み込まれた誘電体層を含み、第１の導体層がサブ波長の寸法の少なくとも１つの開口部によって分離された２つ以上のアイランドを含み、デカップラーの共振周波数はＲＦタグおよび／またはＲＦ読取装置の共振周波数と実質的に整合するように選択される。この開口部は第１の導体層材料の空隙または空隙領域である。
【００１０】
２つ以上のアイランド間を完全に電気的に絶縁することは、本発明の不可欠な特徴ではない。第１の導体層上のアイランドは導体材料の隣接領域から実質的に絶縁された導体材料の領域であり得る。２つ以上のアイランドは相互に電気的に絶縁されるのが好ましい。
【００１１】
電子デバイスまたはＲＦタグは、実質的には空隙領域上に設けられるのが好ましい。電磁界は誘電体コア層の特定の端部において増強され得るので、電子デバイスは増大された電界を示す誘電体コア層の端部の少なくとも１つの上に設けられてもよいことは都合がよい。
【００１２】
「サブ波長寸法の少なくとも１つの空隙領域」という用語は、空隙領域が少なくとも１つの寸法においてλｍｉｎ未満であることを意味する。
【００１３】
ＲＦタグは、例えば１００ＭＨｚから最大６００ＧＨｚまでの帯域など、任意の周波数で動作するように設計され得る。好適な実施形態においては、ＲＦタグは、例えば、チップおよびアンテナを有し、８６６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚもしくは９５４ＭＨｚで動作するタグなどのＵＨＦ（極超短波）タグ、または２．４〜２．５ＧＨｚもしくは５．８ＧＨｚで動作するマイクロ波帯タグである。
【００１４】
電子デバイスの動作波長はデカップラーの基本共振周波数と実質的に整合されることが好ましく、デカップラーは電子デバイスの動作波長が好ましくはλｍｉｎ〜λｍａｘの範囲に入るように、λｍｉｎ〜λｍａｘの範囲において増強された読取範囲を電子デバイスに提供し得ることが更に好ましい。
【００１５】
本明細書で波長に言及するときは、特に指定のない限り真空中の波長を指すことに留意されたい。
【００１６】
空隙領域は小さい離散的な十字型またはＬ字型であってよいが、スリットであることがより都合がよく、スリットの幅はλｍｉｎ未満である。スリットは導体層材料内の任意の直線的または曲線的なチャネル、溝、または空隙であってよい。スリットは場合によっては非導電性材料で充填されてもよいし、更には誘電体コア層材料で充填されてもよい。
【００１７】
本発明は放射デカップリングデバイスとして機能する多層構造体を提供する。第１の導体層および第２の導体層が誘電体コアを挟み込む。第１の導体層が少なくとも２つのアイランドを含んでいる場合、すなわち、空隙領域またはスリットによって分離されている場合、好ましくは、１つまたは複数の空隙領域はサブ波長の空隙領域（すなわち少なくとも１つの寸法においてλ未満である）であることが好ましく、誘電体コアを大気に曝露するサブ波長幅のスリットが更に好ましい。空隙領域がデカップラーの周縁で生じて単一アイランドを形成する場合、または誘電体コアの少なくとも１つの端部が空隙領域を形成する場合、前記空隙領域はその幅のサブ波長である必要はないので都合がよい。
【００１８】
導体層は誘電体コア層に直接接触している必要はないことに留意されたい。例えば、それらを分離する薄い接着剤層または非導電性材料層であってもよい。
【００１９】
対象の電磁波長において金属性または導電性の応答を有する任意の材料が、導体材料として個々の導体層において使用されてよい。適した材料の例は、金属、合金、金属複合材料、または炭素である。このような導体材料の厚さは、利用される電磁放射線の周波数に対して少なくとも部分的に不透明になるようなものでなければならない（これは当業者には知られた、インピーダンス不整合および皮膚の厚さの計算の両方によって決定される）。導体層材料の厚さは０．１０μｍより大きくてもよく、この厚さは０．２５〜５μｍの範囲にあるのが好ましく、１〜２μｍの範囲であるのが更に好ましい。特に、選択された導電性材料が標的の波長に対して少なくとも部分的に不透明な障壁を提供することを確実にするために必要な場合には、厚さは必要に応じて５μｍを超えて増大されてもよい。しかし、厚さを著しく増大させると、可撓性に影響を及ぼすことがあり、製造コストを増大させることにもなる。第２の導体層については最大厚さの要件がないことは明白である。第２の導体層の厚さは第１の導体層と同じ範囲から選択されてもよいことは都合がよい。このことは可撓性を保持するのに好ましいであろう。
【００２０】
デカップラー構造体の誘電体コアおよび第１の導体層の総厚は、その総厚における１／４波長未満であり得、したがって先行技術のシステムに比して薄く、軽量である。誘電体層を選択することにより、デカップラーを可撓性にすることが可能となり、誘電体層を非平面表面または湾曲表面に付けることができる。デカップラーは平坦でなくてもよく、非平坦なまたは湾曲した幾何学形状の形態を取ってもよいことは都合がよい。
【００２１】
本発明の上記態様は２つの導体層を提供してデカップラーを形成する。しかし、材料を金属性表面（例えば、自動車、コンテナ、容器、身体、またはロールケージ）に直接付けるか、または材料が該金属性表面の一体部分を形成する場合、第１の導体層および誘電体コア層のみが必要となる。これは、第１の導体層および誘電体コア層を形成する材料が金属構造体に付けられるとすぐに、金属構造体自体が第２の導体層として働くからである。
【００２２】
したがって、本発明の更なる態様は、導電性表面から放射をデカップリングするための、電子デバイス用の放射デカップラーを提供し、前記デカップラーが少なくとも１つの誘電体層と接触する少なくとも１つの第１の導体層を含み、少なくとも１つの第１の導体層が、第１の導体層が誘電体層の上に重ならない少なくとも１つの空隙領域を有し、デカップラーが、使用中に電磁界が第１の導体層の空隙領域近傍で増強されるようになされている。電子デバイスはＲＦタグであることが好ましい。
【００２３】
本発明の更なる態様によれば、波長帯λｍｉｎ〜λｍａｘにおいて金属性表面から放射をデカップリングするための、ＲＦタグ用の放射デカップラーが提供され、誘電体層と接触する導体層を含み、導体層がサブ波長寸法の少なくとも１つの開口部によって分離された２つ以上のアイランドを含み、デカップラーの共振周波数はＲＦタグおよび／またはＲＦ読取システムの共振周波数と実質的に整合するように選択される。
【００２４】
ある種の用途においては、デカップラーの大きさまたはフットプリントは、例えば物流コンテナ上では重要ではない。しかし、増加し続ける多数の大量生産されバルク供給される消費財は、ＲＦタグ手段による追跡が要求される。したがって、フットプリントのより小さいデカップラーが非常に好ましく、したがって、波長帯λｍｉｎ〜λｍａｘにおいて表面から放射をデカップリングするための、ＲＦタグ用の単一アイランドデカップラーが提供され、前記デカップラーは第１の導体層と第２の導体層との間に挟み込まれた誘電体層を含み、第１の導体層が電磁界の増大に対応するデカップラー上の実質的にある地点に設けられた少なくとも１つの空隙領域を含み、例えばトランシーバなどの電子デバイスが実質的には空隙領域上に設けられ、更に、デカップラーの共振周波数はＲＦタグおよび／またはＲＦ照会源の共振周波数と実質的に整合するように選択される。
【００２５】
第１の導体層の長さＧはλ≒２ｎＧによって決定され得る（式中、ｎは誘電体の屈折率であり、λはデカップラーの意図される動作波長である）。これは第１の調和（すなわち、基本）周波数のためのものであるが、他の共振周波数を用いてもよいことは明白である。
【００２６】
便宜的には、基本共振周波数以外の調和周波数に対応する長さＧ間隔をデカップラーに提供することが好ましい。したがって、長さＧはλ≒（２ｎＧ）／Ｎ（Ｎは整数である）（Ｎ＝１は基本共振周波数を表す）によって表すことができる。ほとんどの例では、基本周波数が典型的には最も強力な応答を提供するので、基本周波数を用いることが好ましい。
【００２７】
更に、誘電体コア層が２成分以上の複合体から形成される場合、屈折率ｎは第１の導体層と第２の導体層との間に設けられる構成要素部分すべての相対屈折率の屈折率とみなされ得ることは明白となろう。空隙領域またはスリットの幅が、スリットが２つ以上のアイランドを分離するときのそれらの寸法のサブ波長よりも実質的に大きい場合、公式が外れるかもしれないので、ほとんど等しい符号が使用される。
【００２８】
より大きな面積のデカップラー、すなわち本明細書に定めた２つ以上のアイランドデカップラーが使用される状況の場合、これらの場合においては、空隙領域は離散的な十字型、Ｌ字型の形態を取ってもよい、更に都合よくはスリットの形態を取ってもよい。スリットはデカップラーの幅および／または長さの一部、全部または実質的に全部まで延び得る直線的な空隙領域であってよい。スリットがデカップラーを完全に横断して延びているとき、電気的に絶縁された２つ以上のアイランドが形成され得る（すなわち、この２つの領域間には導電性経路は存在しないが、一般に経験される電磁界が存在する）。しかし、スリットが完全には延びてない場合、すなわちスリットがデカップラーの表面の一部または実質的に全部を横断して延びている場合、アイランドはスリットの端部で電気的に連結され得る。２つ以上のアイランド間が完全に電気的に絶縁されることは、本発明の不可欠な特徴ではない。
【００２９】
一実施形態においては、本発明は広帯域デカップラーを提供する。このデカップラーは２つ以上の共振周波数において動作し得る。この実施形態においては、デカップラーは第２の誘電体層に隣接する第３の導体層を更に含み、第３の導体層は第３の導体層が第２の誘電体の上に重ならない少なくとも１つの空隙領域を有し、第２の誘電体層は第３の導体層と第２の導体層との間に設けられる。広帯域デカップラーを実現するためには、第１の導体層は第３の導体層の長さとは異なっていることが好ましい。このような広帯域デカップラーは、すなわちＲＦタグの共通の動作周波数において動作するように配置されてもよい。次いで、いくつかの異なるＲＦタグのいずれかがデカップラー上の適した地点に設けられて、上手く動作し得る。また、使用中、ＲＦタグなどの、各々異なる動作周波数を有する異なる２つの電子デバイスが、適切に同調された第１および第３の導体層上に設けられてもよい。各タグは表面効果からデカップリングされて、正確な動作周波数で個々に読み取られ得る。必要があれば、複数の異なる波長で動作可能なデカップラーを形成すべく、別の導体層または誘電体層があってもよい。
【００３０】
代替の構成では、少なくとも１つの第１の導体層および少なくとも１つの誘電体層が、第２の導体層の上面および下面に設けられてよく、すなわち第２の導体層の両側が誘電体層および更なる第１の導体層を担持する。第１の導体層は第２の導体層の両側に設けられる。第１の導体層は同じ長さであってもよいし、同じ長さでなくてもよい。
【００３１】
一実施形態においては、少なくとも１つの空隙領域またはスリットは、デカップラーの側部の少なくとも１つに対して実質的に非平行であってもよい。これにより第１の導体層を有するデカップラーに複数の異なる周期長が提供されて、デカップラーは複数の波長で機能し得る。したがって、非線形の空隙領域または非線形のスリットを使用するか、あるいは線形であるがデカップラーの側部の１つまたは複数に対して非平行で存在する空隙領域またはスリットを用いれば、動作波長帯を増大することが可能となる。これは本明細書において上記に定めた多層広帯域デカップラー実施形態と組み合わせて使用されてもよい。同じ効果は非線形のスリットまたは空隙領域を用いて達成することもできる。
【００３２】
使用中、説明されるように、デカップラーはどの表面上に位置してもよく、デカップラーを用いない場合に比して利点を提供し得る。デカップラーは表面上で有用であることは明白であり、材料の表面内または実質的に材料の表面上の電気的相互作用に起因して、そうでなければＲＦタグ自体のアンテナの動作に有害な影響を及ぼすであろう。
【００３３】
デカップラーを用いれば、第１の導体層の近傍に正確に設けられたＲＦタグが、入射ＲＦ放射に対して非反射性または反射性の表面上または表面付近で動作することが可能となる。これはデカップラーが、電磁放射が更に伝搬することに対する障壁として効果的に機能するからである。本発明の利点は、反射性であるか、または電子デバイスがそれを受け取ることは有害である入射放射に作用する表面上ではっきりとわかる。典型的には、このようなＲＦ反射表面は導電性材料、液体含有量の高い材料、またはそのような流体の格納手段の一部を形成する表面であってもよい。ある種のガラスはＲＦタグと相互作用することが見出されているので、デカップラーはガラス、シリカ、またはセラミックに用途を見出してもよい。
【００３４】
流体格納手段は、表面の反対側が異なる環境である表面の一方の側で流体を分離する障壁、膜、またはコンテナの一部であってよい。表面の反対側は好ましくは、デカップラーが設けられる外面であってよい。好ましくは、格納手段はコンテナの一部であり、食品、飲料、または化学物質用のコンテナであってよい。デカップラーは表面または格納手段上に設けられてもよいし、あるいは表面または格納手段は例えば非導電性表面などのデカップラーの一体部分を形成してもよいし、非導電性格納手段は部分的に誘電体層を含んでもよい。あるいは、導電性表面または導電性格納手段に関し、表面またはコンテナは部分的に第２の導体層を形成してもよい。
【００３５】
典型的なＲＦ反射導電性材料は炭素、金属、合金または金属複合材であってよい。ＲＦ反射材料は液体であってもよいし、あるいは例えば、ある種の木材、ボール紙、紙または高い含水量を有し得る他の任意の天然材料などのセルロース材料といった、液体含有量の高い材料であってもよい。
【００３６】
したがって、デカップラーは湿度、湿気の高い環境やエリアにある表面に付けることができるし、例えば水などの液体といった流体の表面下に部分的または完全に浸漬された表面にも付けることができる。したがって、デカップラーおよびＲＦタグは飲料または食品のコンテナの外部または内部のいずれかの側に適切に覆われた状態で設けられてもよい。
【００３７】
４アイランドデカップラーは、有利には、デカップラーおよびＲＦタグが水タンクに完全に沈められたときに、その上に設けられたＲＦタグが読み取り可能なタグを提供できるようにすることが認められている。デカップラー上に設けられていないＲＦタグは、浸漬されたときに読取範囲を提供しない。このことは、例えばパイプの識別など、水中工事または石油およびガス工事などの用途に特に有利であり、ＲＦシステムによって構成要素を容易に識別することができる。ＲＦ反射性環境があるシステム、および視覚的な識別が正常にできないか、または使用不可能なシステムにおいてデカップラーの用途があることは明白であろう。
【００３８】
表面は流体格納手段の一体部分を形成し得る。水などの液体はＲＦ放射に干渉するので、それらの近傍においてはＲＦタグの性能に有害な影響を及ぼすことが知られている。したがって、該表面は食品、飲料、または化学物質用のコンテナの表面であり得る。
【００３９】
デカップラーは、水筒、飲料缶、食品用コンテナまたは人体等の水を含む／収容する材料から製造された表面上で用いられてもよい。更に、タグシステムを人間または動物に直接または間接的に付けて、特定の地域のすみずみまでそれらの所在または動きを追跡することもでき、具体的な例としては例えば病院環境の子供や乳幼児といった特に弱い人間が考えられる。更なる使用例は、光ディスク（ＣＤおよびＤＶＤ）の金属性層を第２の導体層として用い、光ディスクの誘電体基板を誘電体コア層として用いることであり、したがって、第１の導体層を基板上（金属性層の遠位）に設けて一体型デカップラーを形成することができる。次いで、低ＱのＲＦタグが第１の導体層の空隙領域近傍に設けられ得る。
【００４０】
デカップラーおよびＲＦタグは、帯電防止袋などの金属コーティングされた袋の内部に置かれたときに有効であることが更に認められている。これによって、保護バッグから構成要素を取り除かなくてもコンピュータの構成要素等を追跡することが可能になるので有利である。デカップラーの用途がある更なる環境の例は、雪または氷の内部、コンクリート構造物の内部および凍った動物の死体の内部である。
【００４１】
デカップラーは、直線的または実質的に平坦な表面、あるいは例えばそれぞれ円筒または球面など１回または２回湾曲した表面にそれぞれ付けられ得る。したがって、本発明はバーコードではなくＲＦタグを有する飲料用または食品用コンテナの製造を容易にする。デカップラーを円筒形コンテナ（例えば、食品用缶および飲料用缶）に付けて、管理された環境におけるそれらの所在をＲＦＩＤ追跡技術を用いて突き止めることができる。
【００４２】
ＲＦタグ用のデカップラーの用途はアイテムを追跡することに限定されないことは、例えば販売時点管理、スマートカード、車輌の識別、料金等などの、ＲＦタグの用途に適するどのような目的に用いられてもよいことは明白となるであろう。
【００４３】
以下の考察は本発明の両方の態様、すなわち、デカップラーが別個の第２の導体層を備えているかどうか、またはＲＦタグが付けられる物品の表面がデカップラーの第２の導体層として働くかどうかに当てはまる。
【００４４】
本発明の範囲を制限しない動作モードの１つの説明は、ＲＦタグが共振回路であり、デカップラーは異なる共振回路として見られ得るということであってもよい。ＲＦタグがデカップラーに電気的に接続されていたとしたら、すなわちデカップラーがアンテナとして働いていたとしたら、２つのシステムは全体的にインピーダンス整合されていないであろうから、エネルギー伝達が非常に悪くなるであろう。しかし、電気的接触がないのでインピーダンスの問題は生じない。デカップラーはタグ近傍においては表面非依存性電界エンハンサーとして働いており、エネルギーは取り込まれた定常波に結合される。タグが高電界領域内に位置する限り、タグは放射自体に効果的に結合する。したがって、本発明のデカップラーは特定の周波数で動作するどのようなタグデザインとも共に働き、先行技術の同調アンテナシステムとは異なり、異なるタグについて別個のデザインを必要としない。
【００４５】
エネルギーを集束させるか、または導いて高エネルギーの領域を生み出す他の手段が想起されてもよい。
【００４６】
便宜的には、デカップラーの厚さ（すなわち、典型的には第１の導体層および誘電体コア層の総厚）は入射放射の波長の１／４よりも非常に短い。例えば、厚さが入射放射の波長の１／１０未満、好ましくは１／１００未満、更に好ましくは１／３００未満、または更に数千分の１未満に等しい場合には、放射はデカップラーと相互作用し、入射放射の波長の１／３０００または更に１／７０００未満を使用することが望ましいこともある。
【００４７】
例えば、８６６ＭＨｚの周波数は真空中では３４６ｍｍの波長に相当するので、５０μｍのＰＥＴＧ製デカップラーは波長厚の約１／７０００であるデバイスを構成するであろう。典型的には、先行技術のアンテナシステムは、任意の程度の表面非依存性を達成するのに数ミリメートルの厚さに依存する。
【００４８】
上記のように、デカップラーの第１の導体層は、例えば２つ以上のアイランド示すデカップラーなどの１つまたは複数のスリットまたは空隙領域を含み得る。
【００４９】
第１の導体層上のスリットの構成は、構造体と相互作用することが可能な放射の１つ以上の波長に影響を及ぼす。このスリット構成は周期的になっていることが好ましい。
【００５０】
一実施形態においては、このスリット構成は平行なスリットを含む。平行なスリット構成を用いれば、波長λの放射は以下の関係に従ってデカップリングされ得ることが決定された：
λＮ≒２ｎＧ／Ｎ
上式中、λＮは最大デカップリングが生じるλｍｉｎ〜λｍａｘの範囲の波長であり、ｎはコアの屈折率であり、Ｇはスリット間隔であり、Ｎは整数（１≧）である。われわれの好適な実施形態はＮ＝１であるケース（第１の調和（すなわち基本）モードであることが示される）を利用する。注意：２つ以上のアイランドからなるデカップラーに関しては、スリットは波長に比して狭くてもよい。放射は線形的に偏波されるので電界ベクトルはスリットの軸（すなわち、その長さ）に対して垂直になることが更に仮定される。この研究分野に典型的な定義によれば、入射面がスリットに対して平行である場合、放射はＴＥ−（ｓ−）偏波されるはずである（入射面に対して垂直の電界ベクトル）。入射面がスリットに対して垂直である場合、放射はＴＭ−（ｐ−）偏波されるはずである（入射面内の電界ベクトル）。電磁気学の専門家であれば、本デバイスが楕円形または円形偏波の電磁放射と共に動作するであろうことは明白であろう。これは本デバイスが適切に整列された電界成分を示すからである。
【００５１】
上記関係から、デカップリングされる放射波長はスリット間隔Ｇおよび誘電体コア層の屈折率に線形的に関連することがわかる。これらのパラメータのいずれかを変更すれば、特定の波長を該構造体によってデカップリングすることができる。単一アイランドデカップラーに関し、上式は第１の導体層の長さを表すＧを用いて当てはめられる。
【００５２】
放射は異なる値のＮに相当するいくつかの波長においてもデカップリングされることもわかる。周波数の各々は、その用語が本明細書において定義されるようなデカップラーの共振周波数を含む。しかし、タグの共振周波数は、Ｎ＝１のときの共振周波数であるデカップラーの第１の共振周波数と整合することが好ましい。他の調和周波数を用いてデカップリングを行ってよいことも明白である。
【００５３】
上式は誘電体コア層の厚さがスリットの幅に等しくなるときおよびこの厚さの値が約１ｍｍよりも大きくなるときに、最も正確である近似値である。スリット幅が低減されると、共振はより長い波長に徐々に移行する（正確な移行はスリット幅とコア厚さとの比に関連する）。均一に、またはばらばらの領域において誘電体コア層厚が大きくなれば、共振波長は増大し易くなり、誘電体コア層厚が小さくなれば、共振波長は低減し易くなることも概ね正しい。
【００５４】
放射が法線入射で構造体に入射する場合、奇数値のＮだけが共振を生じることにも留意すべきである。
【００５５】
デカップラーは１つの空隙領域によって分離された少なくとも２つの金属性アイランドを含んでもよい。一実施形態においては、ＲＦタグは、タグ上のチップが実質的に空隙領域の中心に位置し、かつアンテナが少なくとも２つの金属性アイランドの上に位置するように、空隙領域に及び得る。このアイランドは任意の幾何学形状であってよいが、アイランドの形状は正方形または矩形であることが好ましい。しかし、例えば偏波不感応性に関する利点は、三角形、六角形、または円形のアイランドなどの他の多角形を用いて得られてもよい。
【００５６】
金属アイランドの長さ（例えば上述の式のＧなど）は使用するＲＦタグの動作波長に応じて選択されてもよい。アイランドの長さは、コア材料の屈折率との積がＲＦタグの動作波長の約半分であるように選択される。例えばＡｌｉｅｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製造のタグなどのいくつかの市販のＲＦタグは、それらの動作波長に匹敵する（例えば１／３以上）長さのアンテナを呈する。通常はデバイスがタグを機械的に支持することが都合がよいために（すなわち、デカップラーはそれが支持するタグより小さくないことが都合がよい場合が多い）、これは典型的なデカップラーの長さに下限を課す。したがって、以下に定めるように、デカップラー上で用いられるより小型のタグを識別できることが望ましい。
【００５７】
導体層金属性アイランドの幅は、選択されたＲＦタグの寸法によって決定され得る。単なる例示として、一般に使用されるＵＨＦ  ＲＦタグに関しては、アイランドの幅はタグの幅の４〜５倍で用いられている。しかし、あまり目立たないデカップラーおよびタグが要求される場合、デカップラーの幅は、少なくともチップおよびアンテナの幅になるように縮小されてよい。デカップラーの幅を縮小すれば、ＲＦタグの読取範囲を低減し易くなり、逆もまた同様である。
【００５８】
好ましくは、空隙領域の幅ならびに誘電体コア材料の誘電率および厚さは、ＲＦタグの共振周波数と実質的に同じ共振周波数を有するデカップラーを提供するように選択される。
【００５９】
出力は誘電体コアおよび（ある程度までは）前記誘電体コア上に設けられた第１および第２の導体層の両方によって放散されるので、これらの材料の誘電率および透過率は設計プロセスにおいて重要なパラメータである。
【００６０】
入射放射に対するデカップラーの方位角配向への依存性をなくすための一方法は、好ましくは第１の導体層が少なくとも１つの直交するスリットのセット（「２方向回折」構成）を含むことである。これは１つの線形的偏波のみを任意の配向にデカップリングさせるための単一スリットアレイ（「１方向回折格子」構成）が示す偏波依存性作用（すなわち、電界成分がスリット方向に対して垂直である偏波状態）を低減するという利点を提供し得る。しかし、当業者には、入射電界の成分が垂直にスリットと交差するどのような配向も、ある程度の機能性を生じる（すなわち、デカップリングはスリットが電界偏波ベクトルに対して平行である以外のどのような配向でも生じるが、サンプルがこの配向に向かって回転されるときに、読取範囲は大幅に低減される）ことは明白であろう。しかし、２方向回折格子構成は両方の偏波をデカップリングする。これは２方向回折格子構成が電界偏波ベクトルのある成分に対して適切に整列されたスリットを常に示すことによる。
【００６１】
更なる構成においては、６０°の方位角分離の３セットのスリット配置（すなわち、三角形パターンを形成する）があってもよい。例えば円形など、（無限大に限りなく近づく）高次のパターンが以降で定められる。
【００６２】
「幅の広い」スリット（すなわち、８６６ＭＨｚの放射について１ｍｍより大きいスリット幅）に関して、デカップリング波長は放射が第１の導体層の表面に入射するときの角度に従って変動することが認められた。スリット幅が小さくなるに従って、角度依存性は弱くなる。したがって、好適な実施形態においては、スリットはデカップリングされる放射波長よりも短い。
【００６３】
電磁スペクトルのマイクロ波領域に相当するか、またはその付近の波長λ（例えば、λは概ねミリメートルからメートルの範囲である）については、典型的には、スリット幅または空隙領域は１０００μｍ未満であり、５００μｍ未満であることが好ましく、１５０μｍ未満であることが更に好ましく、５０μｍ以下であってもよい。したがって、他の波長領域に関し、空隙領域は入射放射波長の１／５０未満であってもよいし、更に好ましくは１／１００未満であってもよいことが望ましい。
【００６４】
誘電体コア層材料は、任意の適した誘電体材料または一般に用いられる誘電体材料であってよいが、誘電体コア層の材料は損失の多いものでないことが好ましい（すなわち、複素誘電率および複素透過率の虚数成分は最適にはゼロであり得る）。誘電体コア層は第１の導体層と第２の導体層との間の空隙であってよく、例えば、部分真空、または第１の導体層と第２の導体層との間の部分的または実質的な空隙などの間隙である。空隙を用いたコアは、例えば段ボール紙、ハニカム構造体または空隙含有率が高い発泡体などの非導電性材料を導体層間に用いることによって部分的に補強され得ることが都合がよい。
【００６５】
誘電体コア層材料は、例えばＰＥＴ、ポリスチレン、ＢＯＰＰ、ポリカーボネートおよび同様の任意の低損失ＲＦラミネートなどのポリマーから選択されてよい。誘電体コア層の一部または実質的に全部を形成する一般に用いられるコンテナ材料は、紙、ボール紙、段ボール紙または木材などのセルロース材料であってよい。あるいは、ある種のセラミック、フェライト、またはガラスを用いてもよい。
【００６６】
一実施形態においては、誘電体コア層に使用するために選択される材料は、デカップリングされるべき放射波長を制御するために制御自在に変更可能な屈折率を有する。例えば、高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）材料はコアとして使用可能である。電圧が誘電体コア層材料にわたって印加されるようにデカップラー構造体が配置される場合、その屈折率は変えられることがあり、デカップリングされた波長は望まれるように変化する。このことは、１つのデカップラーが次いで、ＲＦタグ波長のある範囲に用いられるか、またはデカップリング動作がオンオフで切り換えられように制御されることがあるので、特に有利であろう。
【００６７】
更に、デカップラーが取り付けられる物体が異なる場所（例えば、異なる国）について異なるＲＦタグを必要とする場合、同調可能な屈折率を有する誘電体コア層材料を用いれば、同じデカップラーを異なる波長で動作するＲＦタグに使用することが可能となろう。あるいは、デカップラーは、例えば８６６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２．４〜２．５ＧＨｚおよび５．８ＧＨｚなどの一般に用いられるＲＦタグ周波数／波長をデカップリングし得る異なるピッチ長または周期を含む、異なる領域を有するように同調されてもよい。デカップラーは異なる共振周波数のＲＦタグに適した異なる周期を含んだ１つまたは複数の領域を有してもよい。
【００６８】
ＲＦタグは一般に、それらの動作波長（例えばその１／３に）に概ね匹敵する長さの一体型アンテナに電気的に接続されたチップから構成される。本発明者らは驚くべきことに、ずっと小型の同調していないアンテナを有する（すなわち、通常はＵＨＦ波長で効果的に動作するとは予期されないであろう）ＲＦタグを本発明のデカップラーと一緒に用いることができることを見出した。通常、「ｓｔｕｎｔｅｄ」アンテナ（当業者には理解されるように、以降、低Ｑアンテナと呼ぶ）を有するタグは、オープンスペースにおける読み取り範囲が数センチメートルまたは更には数ミリメートルしかない。しかし、驚くべきことに、低Ｑアンテナが本発明のデカップラー上に設けられたこのようなタグを用いれば、動作可能になり得、デカップラーなしで自由空間において動作する最適化された市販のＲＦタグの読取範囲に達する（または更にはそれを超える）有用な読取範囲を呈し得ることが見出された。低Ｑアンテナは従来の同調アンテナよりも製造がより安価で、表面積をあまり占有しない（すなわち、こういったタグのアンテナ長は、通常可能であるよりも短くなり得る）。したがって、特に好適な構成では、アンテナ面積／長さが実質的に低減されたＲＦタグが、本発明によるデカップラー上に設けられ得る。低ＱのＲＦタグを本明細書において上記に定めた単一アイランドデカップラー上に設けて、縮小された面積のデカップラーおよびタグシステムを提供し得ることが好ましく、この縮小された面積のデカップラーは実質的にλ≒２ｎＧ／Ｎである第１の導体層長さを有し得る（式中、λは最大の吸収が生じるλｍｉｎ〜λｍａｘの範囲の波長であり、ｎは誘電体の屈折率であり、Ｇは少なくとも１つの第１の導体層の周期であり、Ｎは１以上の整数である）。
【００６９】
ＲＦタグおよびその一体型アンテナは通常、誘電体基板の上に設けられるか印刷され、この誘電体基板はデカップラーの表面と直接接触した状態で設けられ得る。好ましくは、スペーサとなることが定義された更なる誘電体材料がＲＦタグとデカップラー材料との間に設けられてもよい。スペーサが存在するとき、スペーサの長さ寸法および幅寸法は、ＲＦタグの金属領域（例えばアンテナ）の寸法と少なくとも同じでなければならない。ほとんどのＲＦタグはそれら自体の基板上に既に設けられた状態で供給され、その厚さは製造業者によって変わる。ＲＦタグのアンテナは第１の導体層または第２の導体層のいずれかに電気的に直接接触してはならない。
【００７０】
ＲＦタグの金属部分とデカップラーとの間の（総）空隙（すなわち、スペーサ厚＋ＲＦタグ基板厚）は２０００μｍ未満であることが好ましく、好ましくは１００〜１０００μｍ、好ましくは１７５〜８００μｍ、１７５〜６００μｍの範囲であることが更に好ましい。これらの値は、ｌｏｓｓｉｎｅｓｓまたは異常に高い屈折率または異常に低い屈折率を示すスペーサまたはタグ基板が用いられる場合（すなわち、ＰＥＴなどの標準的な基板以外の何かを用いる場合）、変わることもある。同様に、より高いか、またはより低い動作周波数に移行すれば、スペーサ厚に影響を及ぼすこともある。第１の導体層から固定された距離にＲＦタグを位置決めする他の手段があれば、スペーサは必要ないこともある。２０００μｍを超えてもある程度の電界が存在し得るが、特に望ましくはないこともあることが理解されよう。
【００７１】
電界は空隙領域において最大であり、デカップラー平面の上方の距離が大きくなるにつれて指数関数的に低下することが認められている。本発明の範囲を制限するものではないが、スペーサの役割の１つの説明は、タグが存在しない場合、デカップラーは予想通りに共振することである。しかし、タグが導入されると、タグはデカップラーと相互に作用し、その共振を乱し始める。乱れの程度はタグがデカップラー表面に近づくに従って増大する。最終的に、乱れの程度はかなり大きくなるので、共振、およびしたがってデカップラーの動作と矛盾する増強された領域はもはや生み出されない。したがって、スペーサはタグを最大電界に曝露することとデカップリング機構を破壊するほどにはデカップラーを乱さないこととの間で妥協する１つの手段である。したがって、ＲＦタグを本明細書において上記に定めたように１００〜１０００μｍの総距離に設けても、非常に有用な読取範囲が得られることは明白であろう。しかし、簡単な距離測定によって、所与のＲＦタグのための所与のデカップラーの表面からの好適な距離が得られ、それによりＲＦタグの読取範囲が更に増大し得ることは明白である。
【００７２】
ＲＦタグの金属アンテナは通常の取り扱いによって容易に変形することもあるし、傷付くこともある。有利には、ＲＦタグおよびデカップラーは保護ハウジングによって部分的に被覆されるか覆われてもよい。このハウジングはＲＦタグの表面およびデカップラー上に付着された非導電性材料であってよい。非導電性材料には単純には、ＰＥＴ、ＰＥＴＧ  ＵＰＶＣ、ＡＢＳまたは、例えばエポキシ等の任意の適した埋め込み用樹脂などの材料を堆積させる、例えばスピンコーティング法を用いて付けられる更なる誘電体材料であってもよい。２５０〜２０００μｍで最大５０００μｍの範囲のハウジングの被覆はＲＦタグの読取範囲に影響しないことが認められている。ハウジングの厚さは環境およびタグから要求される可撓性に応じて選択されることは明白である。
【００７３】
デカップラーを形成する導体層は、金属コーティングされた誘電体表面のエッチング、フォトリソグラフィ、カーボンインクもしくは高濃度（ｈｉｇｈ−ｌｏａｄｅｄ）銀インクなどの導電性インクの使用、（ホットスタンプなどによる）ブロック箔の付着、蒸着（場合によっては後でエッチングを行う）、付着された金属箔、または追加の無電解析出および場合によっては電着のためにパターン転写機構と組み合わせた触媒インクの使用などの任意の知られたプロセスによって製造されてもよい。
【００７４】
したがって、本発明の更なる態様においては、本発明によるデカップラーを製造する方法が提供される。この方法は、本発明によるパターンで誘電体材料をインク組成物で被覆するステップを含み、前記インク組成物は被覆される基板を印刷するのに適したインク組成、すなわち還元可能な銀塩粒子としての銀およびフィラー粒子を含み、前記還元可能な銀塩は、還元時に、被覆された基板が自己触媒析出溶液に導入されると、自己触媒析出溶液からの金属が基板の被覆された領域上へ析出するのを触媒することができるように選択され、還元可能な銀塩の比はインク組成物が１０重量％未満の銀を含むような比であり、場合によっては、前記被覆された領域を電着にさらすステップを含む。英国特許係属出願第０４２２３８６．３．号に開示されたようなインクおよび／または方法を用いてよいことは都合がよい。
【００７５】
インク組成は、例えばインクジェット印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法またはスクリーン印刷法などの知られた任意のパターン転写機構によって付着されてもよい。次いで、付着されたインクは、自己触媒析出のための標準的な無電解析出法にさらされてもよい。電着を用いて無電解析出された金属の厚さを更に増大させることが望ましいであろう。これはリールツーリール法によって達成され得る。
【００７６】
一例を挙げると、金属製の食品コンテナは第２の導体層として働き、誘電体材料の薄い被覆がこれに付けられて誘電体層を形成し得る。次いで、第１の導体層が任意の知られた手段によって、誘電体コア層材料上の所望のデカップラーパターンに付着され得る。スペーサ材料を作るために、場合によっては更なる誘電体が付けられてもよい。空隙領域または開口部および場合によっては、タグおよび／またはデカップラーの上に印刷または付けられた保護ハウジングの上に、ＲＦタグが設けられ得る。保護ハウジングは販売されるアイテムのための色の付いた最終デザインを含んでもよい。最終的なデカップラーおよびＲＦタグがコンテナの表面と面一になるように、デカップラーは金属製食品コンテナの表面内の凹部に設けられることが望ましいであろう。第１の導体層は金属製食品コンテナの導電性材料から電気的に絶縁されなければならないことが明白になろう。これは第１の導体層がデカップラーの最も端の部分まで行かないことを保証することによって、または非導電性保護ハウジングを用いることによって容易に達成することができる。
【００７７】
本発明の一実施形態においては、デカップラーは可撓性であるように構成することが可能である。デカップラーが接着性材料で裏打ちされる場合、それをテープまたは装飾フィルムの形態で対象の表面に付けることができる。（デカップリングされる放射波長に対して）非常に薄いデカップラーを構成することができることは、デカップラーを任意の表面の輪郭に成型することができることを意味する。第２の導体層がデカップラーが付けられる金属表面または物品によって提供される場合、第１の導体層および誘電体層は、誘電体層上に設けられた接着剤を用いて前記金属表面に付着され得る。
【００７８】
本発明の更なる態様は、前述のデカップラーの表面上に設けられたＲＦタグを提供する。
【００７９】
実質的に表面非依存性のＲＦタグが更に提供され、該タグは、本明細書において上記に定めたデカップラー上に設けられたＲＦタグを含む。積層構成などの２つ以上のＲＦタグを空隙領域上に設けることが有利であろう。このデカップラーはＧｅｎ  １およびＧｅｎ  ２プロトコルのタグと共に働くことがわかっている。したがって、異なる受け手が異なるプロトコルのタグを用いる場合、それらは場合によっては積層構造の同じ空隙領域の同じデカップラー上に設けられ得る。ＲＦタグは同じプロトコルであってもよいので、単に異なる識別の目的をユーザに提供するだけである可能性があることは明白である。
【００８０】
本発明の更に別の態様においては、表面の一部が部分的、実質的、または完全に、デカップラーまたは本明細書において上記に定めた表面非依存性ＲＦタグ内で被覆された表面が提供される。
【００８１】
本明細書において上記に定めた少なくとも１つの表面を含むボディまたはコンテナが更に提供される。一実施形態においては、少なくとも１つの表面は湾曲状であり得る。更なる好適な実施形態においては、前記ボディまたはコンテナは、ロールケージ、物置台、または食品用もしくは飲料用コンテナなどの物流コンテナであってもよく、特定の例は飲料缶または缶詰食品である。
【００８２】
本発明の更なる態様においては、上記実施形態のいずれか１つによるデカップラーが提供されてもよく、誘電体層が非導電性格納手段の一部または実質的に全部から形成され得る。非導電性格納手段にとって特に好適な材料は、天然または人工の繊維、プラスチック、セルロース、ガラスまたはセラミックであり得る。この構成においては、プラスチックまたはボール紙などの非導電性材料から製造されたボトルまたはカートンなどのコンテナは、部分的に誘電体層を形成し得る。したがって、第１の導体層および第２の導体層は、導体層を同じ場所に設けて本発明によるデカップラーを形成するように、本明細書において上記に定めた任意の手段によって前記コンテナの両側に形成され得る。誘電体コアの誘電体の性質を改善するためなど、更なる誘電体材料を非導電性格納手段の一方の側または両側に用いること（すなわち、多層誘電体コアを形成すること）は都合がよいであろう。
【００８３】
デカップラーの誘電体コアは、タグが付けられる物品のための非導電性ラベルまたはカバーの一部または全部を用いて形成されてもよい。
【００８４】
１つまたは複数のスリットまたは空隙領域を有し、指向性アンテナ（すなわち、特定の配向の線形偏波と優先的に相互作用するアンテナ）を有するＲＦタグと共に用いられるデカップラーは、読取装置およびデカップラーに設けられたタグが実質的に平行であるときに限り大きく増強された電界効果を達成し得る。これは円偏波または楕円偏波を利用するトランスミッタシステム／レシーバシステムまたは複数の異なって整列されたアンテナを用いることによって軽減され得る。あるいは、本発明の更なる態様においては、デカップラー上のＲＦタグの位置および次の起動が、入射放射の偏波または配向とは無関係であるように、偏波非依存性デカップラーが提供される。したがって、第１の導体層の空隙領域は、少なくとも１つの非線形の空隙領域を、好ましくは実質的に湾曲した空隙領域を、更に好ましくは円形のパターン化された空隙領域を含み、更に好ましくは、円形スリットが第１の導体層に形成されてよい。三角形、六角形または他の多角形のアイランド形状が利用されてもよい。
【００８５】
本発明の更なる態様として、金属性コンテナが提供され、このコンテナの表面の一部は本明細書において上記に定めたデカップラーまたは表面非依存性ＲＦタグ内で被覆されている。
【００８６】
物流コンテナ（例えば、ロールケージ、物置台等）の種類は、物流チェーンにおける品物の輸送に用いられる車輪のあるケージ付きのコンテナの単なる総称である。これらはあらゆる種類の物流、典型的にはスーパーマーケット、郵便局、宅配業者、航空会社または乳製品製造業等に見られる。追跡される物流コンテナまたはアイテム、例えば、パレット、運送用コンテナ、スーパーマーケットのショッピングカートまたは買い物かご、病院用ベッドおよび／または病院用の機器、衣類のアイテム、動物、人間、食品コンテナおよび飲料コンテナには、本明細書に定める表面非依存性ＲＦタグを備えたタグシステムが取り付けられ得ることは明白であろう。
【００８７】
一例として、ロールケージなどの物流コンテナは典型的には、一般にはバーコードまたは視覚的表示、すなわち、書き込まれた／タイピングされた識別手段を表示する識別プレートを担持する。上述のように、厚い発泡体スペーサを用いた従来のＲＦＩＤ用デカップラーも識別プレート上に設けられているが、これらのデバイスはプレートの表面から突出し、打ち当てられたり、誤ってプレートから取り外されたりし易い。
【００８８】
本発明の更なる態様は、物流コンテナ、例えば本発明によるデカップラーまたはタグシステムを備えるロールケージを提供する。凹状部分を含んだ識別プレートが更に提供され、前記凹状部分は、本明細書において上記に定めたタグシステムと、実質的に面一な識別プレートを作り出すための保護層とを備える。保護層は本明細書において上記に定めた保護ハウジングと同じ範囲の材料から選択され得る。この実施形態においては、保護層は保護ハウジングの要件に代わってもよい。２５０〜２０００μｍの範囲にあり、更に最大５０００μｍのこのような保護層コーティングはＲＦタグの読み取り範囲に影響しないことがわかっている。保護層は、例えば硬化されてその成分を「ポット」し得る埋め込み用樹脂などの液体として付けられてもよいし、あるいは、保護層は識別プレート内に嵌め込まれたフィルムまたはシートとして付けられてもよい。
【００８９】
この利点は、タグシステム（すなわち、デカップラーおよびＲＦタグ）が識別プレートの表面の真下に設けられて、例えば悪天候などの例えば環境上の危険などから、および衝突の危険および引っかきからも構成要素を更に保護することにある。次いで、タグシステムを含む識別プレートは、物流コンテナまたはロールケージに直接的に溶接されてもよいし、リベット留めされてもよい。これはデカップラーが物流コンテナまたはロールケージの本質的な部分になるという点で有用な解決策を提供する。
【００９０】
識別プレートは金属またはそれらの中にあるそれらの合金、ラミネート、プラスチック、ゴム、シリコーン、またはセラミックなどの任意の適した材料から製造されてよい。プレートが導電性材料から製造される場合、（基板以外の）デカップラーの金属性要素はプレートから電気的に絶縁されなければならない。前述のように、（金属製の場合）プレートはデカップラーの基板層を提供し得ることに留意されたい。
【００９１】
更に別の利点は、タグシステムを含む識別プレートが従来使用されている識別手段などの適用されている更なる識別手段、例えばバーコードまたは視覚的表示（すなわち、書き込まれた／タイピングされた識別手段）を含み得ることである。このことによって、ＲＦ追跡システムを動作環境に徐々に組み入れることも可能になるし、異なる会社が異なる追跡方法による物流コンテナを監視することも可能になる。
【００９２】
本発明の更に別の態様においては、金属性ボディもしくはコンテナの表面内に凹状部分を含む金属性ボディまたはコンテナが提供され、前記凹状部分は、前記表面から電気的に絶縁された本明細書において前記に定めたデカップラーと、前記デカップラー上に設けられた少なくとも１つのＲＦタグと、場合によっては前記デカップラーおよびＲＦタグが少なくとも前記ボディまたはコンテナと面一になるように前記デカップラーおよびＲＦタグを覆うための保護層とを含む。金属性ボディまたはコンテナが第２の導体層を提供する場合、デカップラーは第１の導体層が金属性ボディまたはコンテナに電気的に接続されないように設計されなければならない。例えば、一般に用いられる飲料缶および食品缶には、缶の見た目を美しく保てるようにデカップラーを収容するために、単純な刻み目がそれらの表面に形成されていることがある。小売業界におけるＲＦＩＤの利点は、読取装置に１回通せば１つ以上のアイテムを全部スキャンすることができ、個々のアイテムをスキャンする負担が販売レジの電子的地点まで低減されることである。凹状デザインを用いることの更なる利点は、アイテムからタグが容易には外れないことである。これによって、タグの付いていないアイテムがショッピングカートや買い物かごの中に存在する機会が低減される。凹状デカップラーデザインは非導電性コンテナまたはボディに用いられてもよいが、コンテナまたはボディから第１の導体層を電気的に絶縁する必要はない。
【００９３】
ボディまたはコンテナを追跡する方法も提供され、該方法は、前記ボディまたはコンテナの表面の一部に本明細書において上記に定めたデカップラーまたはタグシステムを付けるステップと、ＲＦ放射を用いて少なくとも１つのＲＦタグに照会するステップと、少なくとも１つのＲＦタグからの応答を検出するステップとを含む。ボディまたはコンテナは、上記に定めるように、任意の適した導電性材料から製造され得る。
【００９４】
（上記例と比較して）比較的非効率的なデカップラーは、市販の両面ＰＣＢブランク、すなわち導体層が基板の両側にあるＰＣＢブランクを用いることによって製造され得る。次いで、この基板は入射放射の波長の約半分の長さに切断され得る。この設定においては、空隙領域は露出された誘電体コアであると考えられ得る。次いで、ＲＦタグは、ＲＦタグが基板に対して直交するように、基板の側部の端部上に設けられ得る。したがって、制限された読み取り範囲が十分である場合、金属表面からのデカップリングはこの方法によって提供され得る。
【００９５】
自由空間で読み取ることができる市販のタグは約１０ｃｍのアンテナを有することがあり、医学、化学またはその他の研究所に一般に見られる小さなサンプルの多くを識別するのには適さないことがある。ＵＨＦタグからの能動チップは約１乃至２ｍｍであるので、小型のコンテナまたは物品の上に容易に配置され得る。あるいは、タグが付けられる表面または物品の離散的な領域または限定された領域にＲＦタグを設けることが望ましいこともある。照会システムをチップの隣に置いたとしても、アンテナを有さないＵＨＦチップは機能しないであろう。しかし、チップおよび任意のスペーサが本明細書において上記に定めたデカップラー上に設けられると、電力をチップに結合するために限定的な金属接続部が存在する条件では、この金属接続部が単なる金属性スタブであったとしても、チップを読み取ることができる。更に、小型のコンテナまたは物品の上に直接デカップラーを設けることは便宜的ではないことがある。したがって、本発明の更なる態様では、表面または物品を検出または識別する方法が提供され、
ＲＦタグまたは低ＱのＲＦタグを含んだ表面を任意のスペーサと一緒にして、本明細書において上記に定めたデカップラー近傍に設けるステップと、
前記ＲＦタグに照会するステップとを含み、ＲＦタグは前記デカップラーの近傍にあるときに限り読み取られ得る。
【００９６】
これは（読取装置との通信のために）最適なサイズにされたデカップラーを小型のボディまたは物品の上に容易に組み込むことができない場合に特に有用である。
【００９７】
ＲＦトランスミッタ／読取システムが一体型デカップラーを備えることが望ましいこともある。したがって、ある利点は、低Ｑアンテナを備えたＲＦタグのための十分な余地をそれらの上に有し得るだけの小型ボディは、本発明によるデカップラーを用いることにより上手く照会され得ることである。
【００９８】
例えば、タグおよび任意のスペーサは識別されるべき小さなコンテナ、容器、表面、またはキットのピース上に設けられてもよい。考えられる例としては医学的サンプル、手術器具、顕微鏡用スライド、バイアルまたはボトルが挙げられ、ＲＦタグおよび任意のスペーサを保持している表面がデカップラーの近傍に置かれると、照会デバイスによって読み取りが可能となる。
【００９９】
本発明の更に別の態様においては、低ＱのＲＦタグが提供され、アンテナは実質的には２ｃｍ未満の主要寸法を有し、アンテナは実質的には１ｃｍ未満の主要寸法を有することが更に好ましい。
【０１００】
本明細書において上記に定めたデカップラーと共に用いるのに適した低ＱのＲＦタグが更に提供され、前記低ＱのＲＦタグは場合によってはスペーサ上に設けられ、スペーサの厚さおよび低ＱのＲＦタグの厚さは合わせると１７５〜８００μｍの範囲にあることが好ましい。更なる利点は、より小さなフットプリントのタグシステムを提供するために、より小さい寸法の単一アイランドデカップラーが低ＱのＲＦタグとして便宜的には使用され得ることである。
【０１０１】
低ＱのＲＦタグを用いることの利点は、典型的にはより大型のアンテナを有する市販のＲＦタグよりも非常に小型になり得るからである。したがって、本明細書において上記に定めたデカップラーと組み合わせた最小のアンテナを有する低ＱのＲＦタグは、文書、および／またはカードのプラスチックまたは文書の頁が部分的に誘電体層を形成する、例えばパスポート、認証カード、セキュリティカード、運転免許証、料金支払い用カード等のクレジットカードサイズの情報文書内により慎重に設けることができる。したがって、人や品物が管理されたゾーン内を移動したり、管理されたエントリーポイントを通ることが、文書に直接触れたり可視的にスキャンしなくても容易になり得る。
【０１０２】
低Ｑアンテナを用いることの更に別の利点は、アンテナが特定の周波数で動作せず、チップも特定の周波数で動作しないことにある。ほとんどの読取装置はスポット周波数では動作しないが、ある周波数帯で動作するので、米国のシステムおよび欧州のシステムは共に、両方の照会器によって発信される周波数で共振するデカップラー上でチップを駆動することができる。つまり、例えば８９０ＭＨｚ（８６６ＭＨｚ（欧州）〜９１５ＭＨｚ（米国））で働き、低Ｑアンテナを用いるように設計されたデカップラーである。両システムはチップに給電するのに十分な８９０ＭＨｚの放射を発信する。厳密に定められた８６６ＭＨｚアンテナは９１５ＭＨｚシステムを用いては同様には働かないかもしれず、この逆も同じである。
【０１０３】
更なる態様では、任意のスペーサおよび本発明によるデカップラーを含むＲＦタグを備えるパーツのキットが提供される。
【０１０４】
更なる実施形態においては、ＲＦタグの保護を強化することが望ましい場合もある。したがって、ＲＦタグまたは低ＱのＲＦタグが誘電体層内に少なくとも部分的に設けられるか、または誘電体層の一体部分を形成する、本明細書において上記に定めたデカップラーが更に提供される。大きなサイズのアンテナが存在する場合、そのアンテナは誘電体コアの外部まで延びていることもあるが、第１および第２の導体層から電気的に絶縁されなければならない。これはＲＦタグおよびデカップラーまたはＲＦタグシステムの全体的な厚さが実質的にちょうどデカップラーの厚さであるという利点を有する。
【０１０５】
表面非依存性ＲＦタグを作製し、これを表面上に直接設けることに代わるものとして、ｉｎ  ｓｉｔｕでデカップラーを効果的に形成して、デカップラーの構成要素部分が整列されるときにデカップラーが機能するようにすることが望ましい場合もある。したがって、ある表面の検出または識別に適したデカップラーを形成する方法が提供され、
ｉ）任意のスペーサを有するＲＦタグまたは低ＱのＲＦタグを含む表面と、少なくとも１つの誘電体層の一部または実質的に全部と接触する少なくとも１つの導体層とを提供し、少なくとも１つの第１の導体層が少なくとも１つの空隙領域を有し、ＲＦタグがこの空隙領域に設けられるステップと、
ｉｉ）ステップｉ）の表面を第２の導体層または導電性表面と一緒にして本明細書において上記に定めたデカップラーを形成するステップとを含む。第２の導体層は場合によっては、誘電体層の一部または実質的に全部を形成するために誘電体材料をその表面上に含んでもよいことは明白であろう。ＲＦタグは第１の導体層および誘電体コア層が実質的に同じ長さである誘電体層の端部上に設けられてもよいことは明白である。
【０１０６】
この利点はデカップラーが構成要素部分を整列させるという動作によって形成され得ることである。例えば文書、箱、またはドア等の折り畳まれていたり、蝶番で取り付けられた物品は、折り畳まれた部分の一方の側には低ＱのＲＦタグと共に第１の導体層が存在し、折り畳まれた部分の第２の側には第２の導体層画存在するように、かつ、開かれた状態においては本を読むことができないが、閉じられているときには本の頁または物品の内容物が誘電体層を形成し、第１および第２の導体層が整列させられて、本発明によるデカップラーが形成されるとともに、低ＱのＲＦタグが照会され、読み取られるように、構成されてもよい。
【０１０７】
ＲＦタグを表面からデカップリングするための、ＲＦタグ用の単一アイランドデカップラーが更に提供され、少なくとも１つの第１の導体層と少なくとも１つの第２の導体層との間に挟み込まれた少なくとも１つの誘電体層を含み、第１の導体層が照会放射の共振周波数に同調され、第１の導体層の前記長さＧがλ≒２ｎＧによって決定され、少なくとも１つの第１の導体層が、第１の導体層が誘電体層の上に重ならないように、少なくとも１つの端部において１つの空隙領域を有し、第１の導体層から電気的に絶縁されたＲＦタグが第１の導体層の空隙領域近傍に設けられる。
【０１０８】
本発明の更に別の態様は、ＲＦタグを表面からデカップリングするための、ＲＦタグ用の単一アイランドデカップラーを提供し、該デカップラーは、少なくとも１つの第１の導体層と少なくとも１つの第２の導体層との間に挟み込まれた少なくとも１つの誘電体層を含み、第１および第２の導体層が照会放射の共振周波数に別個に同調され、前記導体層の前記長さＧがλ≒２ｎＧによって決定され、前記第１および第２の導体層から電気的に絶縁されたＲＦタグが前記誘電体層上の空隙領域近傍に設けられる。
【０１０９】
本発明の更に別の態様は、ＲＦタグを表面からデカップリングするための、ＲＦタグ用の単一アイランドデカップラーを提供し、該デカップラーは、少なくとも１つの第１の導体層と少なくとも１つの第２の導体層との間に挟み込まれた少なくとも１つの誘電体層を含み、第１の導体層は第１の照会放射の共振周波数に同調され、第２の導体層は第２の照会放射の共振周波数に同調され、第１の導体層および第２の導体層の前記長さＧがλ≒２ｎＧによって決定され、第１および第２の導体層が、第１の導体層の空隙領域が第２の導体層上の誘電体層または空隙領域の上に重ならないように少なくとも１つの端部において１つの空隙領域を有し、電気的に絶縁されたＲＦタグが第１の導体層の空隙領域近傍に設けられ、場合によっては更なるＲＦタグが第２の導体層の空隙領域近傍に設けられる。
【０１１０】
段ボール紙誘電体コアを有する厚紙デカップラーを製造する方法が更に提供され、該方法は、第１の厚紙層上に第１の導体層を設けるステップと、第２の厚紙層上に第２の導体層を設けるステップと、前記第１および第２の厚紙層を一緒にして、それらを段ボール紙インサートに隣接させて、第２の導体層の上に重なる第１の厚紙層上の第１の導体層の上に少なくとも１つの空隙領域が存在するようにするステップとを含む。
【０１１１】
一実施形態においては、前記第１の導体層は、前記段ボール紙インサートに隣接する前記第１の厚紙層の内面上に設けられかつ／または前記第２の導体層は前記段ボール紙インサートに隣接する前記第２の厚紙層の内面上に設けられる。
【０１１２】
ボディまたはコンテナを追跡する方法が更に提供され、該方法は、前記ボディまたはコンテナの表面の一部に本明細書において上記に定めたデカップラーおよび少なくとも１つのＲＦタグを付けるステップと、ＲＦ放射を用いて少なくとも１つのＲＦタグに照会するステップと、少なくとも１つのＲＦタグからの応答を検出するステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１３】
以下、単なる例示として添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【０１１４】
図１を参照すると、多層電磁放射デカップリング材料が第１の導体層１および第２の導体層３を含む。導体１および３が誘電体コア５を挟み込む。
【０１１５】
８６６ＭＨｚのＵＨＦ  ＲＦタグと共に用いられるように構成されたデカップラーの一実施例においては、銅導体層１および３各々の厚さは２．５μｍであり、誘電体の厚さは約３６０μｍである。スリット幅（９）は０．４９０ｍｍであった。同調された第１の導体層（７）の長さは９５ｍｍである。このような構成にすることによって、約９５ｍｍの１／２波長で共振するようになる。８６６ＭＨｚは真空中では３４６ｍｍであり、ｎ＝約１．８のコアの屈折率があるために、ＰＥＴＧ中では約１９０ｍｍ（したがって、９５ｍｍは１／２波長である）である。３層の総厚（約４００μｍ）は入射放射の波長のほぼ１／１０００であることに留意されたい。
【０１１６】
図２は本発明による放射デカップラーの別の実施例を示している。この例においては、銅層１１および１３がポリエステル層１５を挟み込む。上部銅層１１はスリット構成１２を含む。
【０１１７】
図２の構造体は銅層１１をポリエステル層１５上に自己触媒析出させることによって構成した。増感材料１７を用いて析出反応を促した。接着剤１９の層がポリエステル層１５を底部銅層１３に結合する。
【０１１８】
構成し、試験した実施例においては、銅層１１は厚さ１．５〜２．０μｍ、増感層１７は厚さ約３〜４μｍ、ポリエステル層１５は厚さ約１３０μｍ、接着剤層１９は厚さ約６０μｍ、底部銅層は厚さ１８μｍとした。
【０１１９】
図３ａ〜図３ｂは本発明による２アイランドデカップラーを示しており、銅層２１および２３が、接着剤層２９によって下部銅層２３に結合された誘電体層２５を挟み込んでいる。上部銅層２１（すなわち、「アイランド」）を無電解法により析出させた後、増感材料２７上に電界析出させ、スリット構成２２を含むようにこの層を構成した。ＲＦタグ２４をスペーサ２６上に設けてデカップラーの表面から分離させた。このタグおよびスペーサは第１の導体層２１の最上部に設けられているので、タグの中心にあるチップ（タグ２４の平面図ｂ上の黒い円）は２つのアイランドの中心地点の真上に位置する。
【０１２０】
図４ａは市販されている標準的なＵＨＦタグ（この例においては、Ａｌｉｅｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社の８６６ＭＨｚのＵＨＦタグ）の平面図を示しており、該タグは、アンテナ４０と共にチップ３７を備える。タグ（４１）の幅は８ｍｍであり、タグ（４２）の長さは９５ｍｍである。これは（自由空間での動作を仮定すると）自由空間における入射放射のために調節されたアンテナを有するタグの一例であり、ＲＦタグ全体の大きさの大部分はアンテナに起因することがわかる。チップ自体はもっと小型で、約１ｍｍである。
【０１２１】
図４ｂおよび図４ｃは、４アイランドデカップラーを示す。４つのアイランド３１は誘電体コア材料３５の表面上に配置されている。アイランド３１は空隙領域３２によって分離される。この空隙領域は実質的には互いに直交している。空隙領域は２つのスリット３２の交点がデカップラーの中心で交差するように設けられる。基準マーク４６は長さ寸法の絶対中心を示し、基準マーク４５は幅寸法の絶対中心を示す。タグ３４は交点の真上に設けられるので、チップ３７は地点４６および４５から引かれた線の交点の真上に位置する。
【０１２２】
アイランド３１は、アイランド長≒λ／（２ｎ）（ｎはコアの屈折率）の近似公式を用いて算出される長さ４４を有し、約９５ｍｍのアイランド長４４（コア材料としてＰＥＴＧ）が得られる。アイランド４３の幅はＲＦタグの物理的大きさおよび使用されている照会放射の波長に依存する。この具体的な実施例においては、アイランド４３の幅はタグの幅の４倍、つまり約３５ｍｍとみなされる。
【０１２３】
図５ａ〜図５ｃはＲＦタグの場所に関する種々の構成の平面図を示す。図５ａは１つの略図上で対象の配向を説明するために１６アイランドデカップラーを示している。図５ｂおよび図５ｃは前述した４アイランドデカップラーを示す。これら構成の効果は具体的な実施例６、７および８において考察される。
【０１２４】
上記実施例はミリメートルからセンチメートルの波長の吸収に関連するものであるが、当業者には、ｅ／ｍスペクトルの他の部分、例えば、赤外線、可視光線、高周波等の放射と相互作用し得る電磁デカップリング材料を生成するために、上記原理は、異なったスリット構造体、層厚、アイランド長、およびコア屈折率で応用可能であることが理解されよう。
【０１２５】
図６はＡｎｓｏｆｔによって提供された高周波構造体シミュレータ（Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｏｒ＝ＨＦＳＳ）によって生成されたプロットを示している。このシミュレータは、８６６ＭＨｚで動作するように設計された（交差する２つの直交スリットを有しているのがわかる）２方向回折格子とも呼ばれる４アイランドデカップラーをモデル化するのに用いた。完全なデカップラー７１の性能をモデル化したが、電界パターンは中心部分７０に関してのみ示されている。
【０１２６】
この誘電体コアは１ｍｍの厚さのＰＥＴであり、構造体の全体的周期は９５．１２ｍｍであり、幅は１９０ｍｍで、０．４９ｍｍの幅のスリットを有する。この目的は増強された電界の領域を識別し、表面上方の距離によって、入射電界ベクトルに対して平行であるかまたは直交するスリット沿って電界強度がどのように変化するかを決定するためのものであった。すべての場合において、入射電界は１Ｖ／ｍの振幅を有し、図５ｂに定めたように、ｙ軸線に対して平行に偏波される。入射電界ベクトルの方向を矢印で示している。
【０１２７】
１／２波長共振がはっきりと見られる。つまり、波節がモデルの境界部分（スリット間の途中）に存在し、波腹がスリットの交点に存在する。このプロットから、増強された電界の領域（すなわち、最長の矢印）は予測された波腹の中心にあることがわかる。ＲＦタグを増強された電界の領域に設けることが有利であることは都合がよく、したがって、チップは交点に設けられることが好ましい。
【０１２８】
図７は入射電界に対して直交するスリットに沿った電界ベクトルのプロットを示す。尺度の変化に注意されたい。電界は元のスリットの７５Ｖ／ｍに比して１２０Ｖ／ｍを超えるまで増強された（すなわち、電界はｙ軸スリットよりもｘ軸スリットに沿って強力になる）。また、このプロットは完全デカップラーのものではなく、図６のような中心部分だけのものである。
【０１２９】
図８は、また最大１２０Ｖ／ｍの尺度を用いた、デカップラーの表面に対して直交するラインに沿った電界ベクトルの更なるプロット（同位相の写真）を示す。電界の強度は、デカップラーの表面からの垂直距離が増大するにつれて低下する。
【０１３０】
図９はｙ方向の電界の大きさ（これは図１０ａのライン１に沿って見られる）がｚ軸に対して平行なラインに沿って、すなわち、デカップラー誘電体コアの厚さを貫けて上の空間までどのように変化するかを示す。図９はｘ、ｙおよびｚ成分に分解された図７および図８からのデータを示す。高電界領域がどこで発生するかを示すために、ｙ成分はデカップラーの位置がグラフに重ね合わされた状態でプロットされている。スリットを有する最上面３１が誘電体コア３５上に形成され、第２の金属性表面３３を含む。このグラフは想定される傾向を示している。電界はコア内のより下方の金属表面近傍で低く、スリット内で最大の２２０Ｖ／ｍまで増大する。この図では小さなスリットを黄色で示しており、ｚ次元（すなわち、ＸまたはＹ次元ではない）のどこで電界が最大になるかを示すためにモデル化しただけである。先のモデルを超えて２００Ｖ／ｍの値まで増大されているのは、データが高度に洗練されたモデルからのものであるためである。有限要素メッシュの密度が大きくなるほど、電界の頂点を見つけ出すようにデータポイントの数も大きくなる。デカップラー自体の上方の空中においては、電界強度は高いが、デカップラー表面からの距離が増大するに従って急速に低下する。１０ｍｍ上方では、増強された電界はもはやはっきりとせず、電界挙動は正弦曲線に戻る。
【０１３１】
図１０ａおよび図１０ｂは、ｚ軸に沿って全部平行な３本の異なるライン（１〜３）に沿ってｙ方向の電界の大きさのプロットを示す。ラインはすべて、（すなわち、ｘ軸に平行なライン４に沿って）入射電界ベクトルに対して直交するスリットを通過する。
【０１３２】
図１０ｂは傾きが３本の曲線すべてについて同じであることを示す。高い電界はスリット領域に存在し、ｚ軸に沿って距離が増大するに従って、すなわち電界がデカップラーの表面から離れるにつれて、急激に低減する。最大電界強度は、ライン２および３に関してはライン１よりも約４０Ｖ／ｍ大きい。これはスリットが交差する地点、すなわちライン１が通過するラインにおいて電界ラインが湾曲していることによるものと思われる。これはライン４に沿った電界強度がプロットされた図１１に更にはっきりと示しており、図８のプロットと一致する。スリット上に重なるタグの量などの他の要因も性能に影響を及ぼす。
【０１３３】
図１１はライン４に沿って測定されたｙ方向の電界の大きさのプロットを示し、図１０ａおよび図１０ｂに示すように、ライン４はｘ軸に平行なスリットを通る。このスリットは幅０．４９ｍｍであり、その中心は４７．６ｍｍにある。このグラフの主要な特徴は、幅が約０．５ｍｍで、スリットに中心があることであり、このことによりｙ方向の電界はスリットが交差する場所で僅かに弱くなることが裏付けられる。しかし、この交点にタグを設けることが有利である。これはそのアンテナが次いでｙ軸のスリットに沿って重なるためである。
【０１３４】
対称になっていることは、ライン２および３に沿った電界強度が同一であるはずであることを表す。電解強度間に差があることで、解の精度の目安が得られる。近似的測定値として、ライン２に沿ったピーク電界強度は、ライン３に沿った電界強度よりも１０％大きい領域にあり、したがって、電界値はすべて＋／−１０％の誤差を受けると言える。これはｆａｓｔ  ｃｈａｎｇｉｎｇ関数である電界勾配が（ｄＥ／ｄｚ）、その挙動を正確にマッピングするために非常に緻密な無限要素メッシュおよび高密度のデータポイントを必要とすることによる。
【０１３５】
図１２は凹状識別プレートの横断面を示す。識別プレート５８は原寸大では示されておらず、壁厚は他の構成要素に関して実際の遠近ではない可能性がある。デカップラー５０は誘電体コア材料５５上に配置された４つのアイランドを表面層５１に有する。アイランド５１は空隙領域５２によって分離されている。空隙領域またはスリットは、実質的に相互に直交する。このスリットは２つのスリット５２の交点がデカップラーの中心で交差するように設けられている。タグ５４は交点の真上に設けられているので、チップ５７は交点の真上に位置する。タグ５４はスペーサ材料５６を用いてデカップラー５０から分離される。
【０１３６】
デカップラーの金属性下部表面５３は、別個の層であってもよいし、プレート５８のベースが導電性材料から製造されている場合にはプレート５８の一部を形成してもよい。次いで、タグシステムを実質的に覆い、チップ５７およびデカップラー５０への損傷を防ぐために、このプレートの空隙領域が保護層材料５９で充填される。この図は金属性ボディまたはコンテナの凹部を表すこともあり、プレート５８は、例えば飲料コンテナまたは食料コンテナなどの金属性ボディまたはコンテナに凹部を含む。この図は原寸大ではなく、凹部の深さが１ｍｍ未満になるように、更に好ましくは０．５ｍｍ未満になるように、いっそう好ましくは２５０μｍ未満になるように製造され得る。
【０１３７】
図１３は凹状識別プレート５８の展開投影図を示す。プレートの最上部は場合によっては唇状の端部６０を有してもよい。空隙領域５２を有するデカップラー５０は、２つのスリットの交点上に設けられたＲＦタグ５４（輪郭のみを示す）を有する。このデカップラーまたはタグシステムはプレート５８に可逆的に取り付けられてよく、デカップラーを覆うために保護層５９がシート材料として付けられてもよい。デカップラー５０（またはタグシステム）および保護層５９は、識別プレートから除去され得る。保護層は例えばポリウレタン、エポキシＰＶＣ、またはＡＢＳなどの適した化合物であってよい。プレート５８は任意のシートメタルまたは鋳物から製造されてよい。プレート５８は、パンチを用いて形成される、１ｍｍ厚の軟鋼などの任意の適した材料から製造されてよいが、合金やアルミニウムなどのより軽量の材料も安価で製造し易い。同様に、識別プレートの壁は金属性ボディまたはコンテナ内の凹部の壁を表すこともある。
【０１３８】
図１４は、特定のデカップラーの幾何学形状（実施例８を参照）に利用されるＰＥＴシートスペーサ材料のスペーサ厚への読取範囲の依存度を示す。この結果はＳｅｏｎｓｏｒｍａｔｉｃ社の読取装置を用いたものであり、読取範囲はＡｌｉｅｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社のシステムに関するものよりも概ね低くなっている。当業者には、異なる読取システムが異なる出力レベルを有するトランスミッタを使用することは明白であろう。したがって、絶対的読取範囲は同じシステムに関する結果を比較するときに限り重要である。より強力なトランスミッタを用いれば、より長い読取範囲を達成することが可能となる。したがって、全実験の結果は、単に傾向であり、使用可能なすべてのシステムに関する絶対的読取範囲ではないと考えなければならない。しかし、より強力なトランスミッタは、金属などの、近くのＲＦ反射表面の効果を弱めない。
【０１３９】
図１５は基本共振周波数におけるデカップラーの誘電体コア（プロットの底部に見られる）およびスリット６２の近傍両方の電界の大きさのプロットを示す。影が薄くなるほど、電界は強くなっており、スリット上方の領域では電界が約１５０〜２００倍増強されたことを示す。
【０１４０】
図１６は広帯域デカップラー、すなわち、２つ以上の周波数帯において放射をデカップリングし得るデカップラーの横断面を示す。図１６ａおよび図１６ｂは２種類の実施例の構成を示し、共に２アイランドデカップラーの原理に基づくものである。図１６ａの実施例においては、デカップラーは第１の導体層７１、誘電体層７２、および第２の導体層７３を有し、上記のようなデカップラー構造体を形成する。すなわち、誘電体７２が導体層７１と７３との間に挟み込まれている。空隙領域によって分離された２つのアイランドとして形成された第１の導体層は、周波数λＢにおいて放射をデカップリングするように設計されている（λＢ／２の周期を有し得る）。ＲＦタグ７６ｂは空隙領域の上に設けられ得る。また、第２の導体層７３の反対側の表面には、誘電体層７４が追加の導体層７５と第２の導体７３との間に挟み込まれている。この追加の導体層もまた、周波数λＡにおいて放射をデカップリングするように設計されている２つのアイランド構造体である（λＡ／２の周期を有し得る）。タグ７６ｂとは異なる動作周波数を有し得る第２のＲＦタグ７６ａは、（タグ７６ｂが層７１上に設けられるのと同様に）導体層７５の空隙領域上に設けられ得る。これは異なる共振周波数を有するＲＦタグが必要とされる場合に有用である。
【０１４１】
デカップラーの具体的な構成をもっと明白に示すために、ある図においてＲＦタグは単純化されており、単に箱として表されている。これは低Ｑまたは通常のＲＦタグを表し、これらは、場合によってはスペーサの上に設けられてもよい。
【０１４２】
図１６ｂは広帯域デカップラーの異なる構成を示す。この構成においては、異なった１／２波長の導体層７５および７１は誘電体層７４および７２によってそれぞれ分離され、共に第２の導体層７３の同じ第１の（上方の）表面上に設けられる。層７５の長さは、デカップラーの他の寸法および材料と組み合わされる際に周波数λＡに対応する共振が生成されるようになっており、層７１は同じ機構によって周波数λＢに対応する長さを有する。周波数λＡおよびλＢで起動される１つ以上のＲＦタグ７６ａおよび７６ｂが、層７１の表面上に設けられてもよい。２つ以上のデカップラーのこの構成を第２の導体層７３の両側に設けて４つ以上の異なる周波数を生じることが可能である。
【０１４３】
図１７はＶｅｃｔｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｎａｌｙｓｅｒを用いて測定した自由空間の（すなわち、デカップラー上に設けられていない）８６６ＭＨｚタグおよびＳｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ（登録商標）読取アンテナの性能のグラフを示す。読取の曲線が深くなるほど、読取アンテナはより大きな出力を発信する。タグの曲線が深くなるほど、タグは読取アンテナから発信される波からより多くの電力を取り込む。タグにより大きな出力が入るほど、読取範囲は大きくなり、したがって、２本の曲線の中心が同じ周波数にあることが最良である。つまり、タグは読取装置が最大の出力を発信するときの周波数において最適に出力を取り出せる。２本の曲線を整列させれば性能は最高になるが、その曲線が読み取り曲線のいずれかの部分で重なり合う場合、タグはより弱い読取範囲で動作する。
【０１４４】
図１８は図１７に示したものと同じ読取装置と比較して、本発明によるデカップラーの性能のモデル化したグラフを示す。このデカップラーは読取アンテナから発信された出力を傍受する。この出力は高電磁エネルギー点にある空隙領域を通されて第１の導体層と第２の導体層との間の誘電体コアに入る。タグに給電するのに用いられるのは、これらの強い電界である。
【０１４５】
このデカップラーは読取装置およびタグにそっくりで、ある周波数帯にわたって出力を傍受し、１つの特定の周波数において最適に機能する。図１７のように、デカップラー上のタグの最大読取範囲は、最大量の出力をデカップラーに、したがってタグに入れることによって達成される。これは２つの性能曲線の中心をデカップラー、タグおよび読取装置の中心と整列させることによって達成されてもよい。
【０１４６】
本来は８６６ＭＨｚ用に設計されたデカップラーは自由空間において９１５ＭＨｚで動作するタグをデカップリングすることもできることが認められた。Ａｌｉｅｎ社の９１５ＭＨｚタグは、Ａｌｉｅｎ社の８６６ＭＨｚタグに非常に類似している。唯一の違いは、９１５ＭＨｚ用に同調されたアンテナの主要な大きさである。両タグ用のアンテナはインピーダンスループを組み込み、関連するインピーダンスループは概ね同一である。このデカップラーはアンテナの主要な大きさを冗長にすることがわかった。したがって、アンテナがデカップラー上にあるとき、重要なのはインピーダンスループだけである。この図はＳｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ（登録商標）キットに特有のものである。この目的は共振周波数および帯域を比較することにあった。したがって、デカップラー曲線がこのシステム（デカップラーおよびタグ）が動作する読取装置の曲線内に入ることが好ましく、共振周波数（２つの曲線の最小）が一致すべきであることが更に好ましい。
【０１４７】
グラフからわかるように（多少の推測が必要である）、デカップラーは依然として８６６ＭＨｚにおいて出力を最適に傍受し、その性能曲線がこの周波数において０ｄＢに近づくにつれて、９１５ＭＨｚにおいては出力を実質的に傍受しない。したがって、９１５ＭＨｚで動作するように設計されているにもかかわらず、このタグは８６６ＭＨｚにおいて動作せざるを得なくなっている。これが可能であるのは、チップが９１５ＭＨｚにおいて動作するのとほぼ同様に８６６ＭＨｚにおいて動作するからである。したがって、デカップラーはある周波数範囲にわたって機能するが、最大性能はデカップラー、読取装置、および（重要度は低いが）タグが同じ周波数で動作するときに達成される。
【０１４８】
図１９は低Ｑアンテナ（小エリア用アンテナ）８６が単一アイランドデカップラー上に設けられたタグを示す。このデカップラーは２アイランドデカップラーと同様の構造を有するが、第１の導体層８１上にはアイランドが１つだけしかなく、空隙領域８７は第１の導体層８１の端部に設けられている。第１の導体層８１および第２の導体層８３が誘電体層８２を挟み込む。第１の導体層の長さ（特定の誘電体層に関しては−導体層の材料、厚さ、およびまた（低い程度であるが）伝導率）が、デカップラーの周波数を決定する。
【０１４９】
図２０ａおよび図２０ｂは（図１６ａおよび図１６ｂに基づく）広帯域単一アイランドデカップラーのための例示的な２つの構成を示す。図２０ａは、第２の導体層９３が設けられ、第１の表面上に第１の導体層９１および導体層９１と９３との間に挟み込まれた誘電体層９２が存在する、広帯域デカップラーの横断面を示す。第１の導体層は、デカップラーが周波数λＢにおいて放射をデカップリングするように設計されている（λＢ／２の周期を有し得る）。ＲＦタグ９６は空隙領域の上に設けられ得る。同様に、第２の導体層９３の第２の表面上では、誘電体層９４が追加の導体層９５と第２の導体９３との間に挟み込まれている。この追加の導体層は、波長λＡに相当する周波数において放射をデカップリングするように設計されている（またλＡ／２の周期を有し得る）。ＲＦタグ９６が空隙領域９７上に設けられ得る。これは異なる共振周波数を有するＲＦタグが必要とされる場合に有用である。
【０１５０】
図２０ｂは広帯域デカップラーの異なる構成を示す。この構成においては、導体層９５および９１は誘電体層９４および９２によってそれぞれ分離されており、第２の導体層９３の同じ第１の表面上に共に設けられている。層９５は波長λＡに対応し、層９１は波長λＢに対応する。波長λＡおよびλＢに相当する周波数で起動される１つまたは複数のＲＦタグ９６が、層９１の表面上に設けられてもよい。２つ以上のデカップラーのこの構成を第２の導体層９３の両側に設けて、４つ以上の異なる周波数を発生することが可能であろう。
【０１５１】
図２１ａ〜図２１ｇは第１の導体層１０１のための種々の幾何学的デザインの平面図を示し、空隙領域１０２と該空隙領域上に設けられたＲＦタグ１０６とを有する。図２１ａ〜図２１ｄは単一アイランドデカップラーであり、形状または幾何学形状はデカップラーが設けられ得るアイテムまたは表面に応じて選択されてよい。第１の導体層は金属−誘電体−金属の共振空隙長さλ≒２ｎＧ／Ｎを呈し得ることが好ましい（またこのシステムは共振性である）（式中、λは最大カップリングが生じるλｍｉｎ〜λｍａｘの範囲の波長であり、ｎは誘電体の屈折率であり、Ｇは少なくとも１つの第１の導体層の空隙長さであり、Ｎは１以上の整数である）。
【０１５２】
１つまたは複数のタグが、空隙領域またはスリット上に、理想的には上記関係を満たす距離で設けられてもよい。例えば図２１ｂにおいては、空隙領域は第１の導体層の１、２、３または４つの側部に存在し得る。このデカップラーは、いくつかの側部（ｎ）が１〜ｎ個の範囲の個々の空隙領域を含んだ任意の多角形として形成されてよい。このことは図２１ｄのような実質的に円形の構成を提供するのに役立つ。代替の構成においては、ＲＦタグが照会電界と整列されるときに、続いてＲＦタグが起動されることによって、偏波された放射源に対する物品の方向が推定されるように、複数のＲＦタグを有する偏波依存性デカップラーを使用することが望ましいこともある。
【０１５３】
図２１ｃ、図２１ｄ、図２１ｅ、図２１ｆおよび図２１ｇは、タグが入射ＲＦ界の方向／偏波に関係なく問い合わされるように実質的に偏波非依存性である実質的に円形のデカップラーを示す。偏波非依存性タグの特に好適な構成を図２１ｆに示しており、第１の導体層１０１は存在している円形の空隙領域またはスリット１０２を有する。ＲＦタグ１０６および特に公称サイズのアンテナを有する低Ｑタグが、このスリット上のどの場所に設けられてもよい。円形スリットの外側の全体的なデカップラーの形状である第１の導体層の残りの部分の形状は円形でなくてもよいこの特定の構成においては、実際、非円形である外形が有利であると思われ、更なる利点は外形が実質的に均一でないことにあることがわかり、最も有利な結果は、他のデカップラーデザインのためのλ／２とは対照的に、スリットの直径がλ／４に達するときに得られることがわかった。図２１ｆの側面図は誘電体層１０２ａを挟み込んでいる第１の導体層１０１および第２の導体層１０１ａを示し、空隙領域１０２が前記第１の導体層に存在する。また更に好適な構成が図２１ｇであり、拡大された空隙領域１０２が第１の導体層１０１に存在し、ＲＦタグ２０６が空隙領域の端部上に設けられている。
【０１５４】
図２２ａは低Ｑタグ１１６の一例を示し、チップ１１７に接続された小さいインダクタンス／インピーダンスループ１１８を有する。図４ａに戻ると、同調されたタグはチップおよび実効インダクタンスループを有するだけでなく、追加の相当な量の同調アンテナ構造体も有していることがわかる。したがって、この低Ｑタグは同調されたタグを少しだけ変形したものとみなすことができる。アンテナ１１８は入射放射にカップリングされるときには非効率的であるので、読取装置がチップの１乃至２ｍｍ内に設けられていない場合には、この低Ｑタグ１１６は設計された周波数では自由空間において機能しない（しかし、周囲部が波長約６ＧＨｚに等しくなると、より高い周波数において機能し得る）。チップ自体よりも僅かだけ大きくてもよいこの低Ｑタグは、本発明のデカップラー上に設けられ得る。図２２ｂにおいては、タグ１１６が、好ましくはＲＦタグ読取システムの周波数と整合された第１の導体層１１１（他の層は図示せず）を有する単一アイランドデカップラーの空隙領域１１２（誘電体層の一部、図１９を参照）上に設けられている。読取範囲は自由空間で用いられるときには、図４ａに示した最適化されたＲＦタグの読取範囲に匹敵し得るが、読取範囲に妥協がある場合には、デカップラーおよびＲＦタグの非常に小さなエリアごとに補償される。デカップラーおよびタグは、λ≒２ｎＧ／Ｎよりもほんの少し長い長さを有し得る。これは衣服のタグなどの小さな物品、小さな消耗品、あるいはより目立ちにくいタグシステムにとって理想的な大きさである。図２２ｃは、低ＱのＲＦタグ用、すなわち（図４ａに示すような）アンテナデザインが実質的に取り除かれて図２２ａに示すような小さなループ区間だけが残されたＲＦタグ用のいくつかのデザインを示す。あるいは、正確に設計されたデカップラーと組み合わされる場合、チップに電力を結合するのには２つの短い金属「スタブ」でも十分であるので、小さなループ区間は、外方向に延びるか、またはスペーサ周囲に部分的に巻き付く短い「腕」に置き換えられてもよい。図２２ｄにおいては、低ＱのＲＦタグが示されており、ループ区間は公差する２つのスリットの軸に沿って存在し、これによりＲＦタグの偏波非依存性が増大される。
【０１５５】
図２３は、実施例１０に関して以下に更に記載されるような、種々の厚さの異なる３つのコア材料が読取範囲に及ぼす影響のグラフを示す。
【０１５６】
図２４ａは少なくとも１つのスリット１２５を有する２アイランドデカップラーを示し、このスリットはデカップラーの一端部からの単一の均一な距離を呈していない（すなわち、スリットはデカップラーの端部に対して非平行である）。このことによってデカップラーは、ある波長範囲にわたって動作することが可能になる。したがって、デカップラーが機能し得る波長がデカップラーの端部に対するスリットの角度に応じて、「δ」ずつ「ｘ」だけ増大または低減され得る。この概念は４つ以上のアイランドを有するデカップラーにも用いられてもよい。
【０１５７】
図２４ｂに示すように、同じ概念を単一アイランドデカップラーに提供することもでき、ここでは、第１の導体層上の空隙領域の端部はデカップラーの遠位端に対して平行でないラインを形成する。この概念は増大された波長帯にわたって放射をデカップリングし得る。この波長帯はデカップラーの最初の寸法と、デカップラーの端部に対するスリットの角度とによって制限されるだけである。
【０１５８】
この概念は図１６ａおよび図１６ｂならびに図２０において用いられる広帯域デカップラーと一緒に用いられてもよい。
【０１５９】
図２５は誘電体コア材料１２８の表面上に配置された第１の導体層１２７に２つ以上のアイランドを有するデカップラー１２６の横断面を示す。アイランド１２７は空隙領域によって分離されている。空隙領域の真下にはタグ１２９が設けられる。このタグのアンテナ１３０（存在する場合）は、スペーサ材料１３１を用いて第１の導体層１２７から分離される。デカップラーの下方の金属性表面１３２は別個の導体層でもよいし、デカップラーが付けられ得る導電性表面の一部を形成してもよい。タグ１２９およびそのアンテナ１３０（存在する場合）は、第１の導体層１２７または第２の導体層１３２から電気的に絶縁される必要がある。ＲＦタグはデカップラー構造体および誘電体層材料からこのようにして保護される。
【０１６０】
図２６ａは誘電体層として空隙１３８を有するデカップラーを示す。このデカップラーは被支持層上に作製されてもよいし、支持のためのコンテナまたは箱の一部を用いてもよい。上部側１４３を有するコンテナは、単一アイランド設計または多数アイランド設計のいずれかで先に定めたような任意のパターンで１４３の内面上に付着された第１の導体層１３７を有し得る。空隙領域においては、低ＱタグまたはノーマルタグのいずれかであってよいＲＦタグ１３９ａは、任意のスペーサ１４１を用いて空隙領域上に設けられてよい。あるいは、ＲＦタグ１３９は、コンテナまたは箱の上面１４３が任意のスペーサとして働くように、１４３の上面に設けられてよい。
【０１６１】
コンテナ１４４の両側は、コンテナ１４３の上面とコンテナ１４５の下面との間に空隙１３８を形成するための支持手段を提供する。第２の導体層１４２は、本明細書に定めたいずれかの方法に従って、コンテナ１４５の下面の第１の表面または第２の表面のいずれかに付着され得る。保護を提供するために第１の導体層１３７および第２の導体層１４２ならびにＲＦタグ１３９を空隙１３８内に設けることが特に都合がよいこともある。この空隙は、例えばエアギャップ、部分真空などの誘電性流体で充填されてもよいし、不活性ガスまたは不活性液体で充填されてもよい。例えば、エアギャップは空隙含有率の高いの非導電性発泡体または非導電性誘電性充填材料で充填されてよい。入射ＲＦ波長の波長の約１／１７０である１乃至２ｍｍの空隙が、ＲＦタグと一緒に用いられるとき、有用な読取範囲を提供した。
【０１６２】
図２６ｂにおいては、図２６ａと同じ特徴が示されているが、コンテナの両側は存在しないこともあり、誘電体層１３８の正確な厚さを提供するために、非導電性バイアスまたは非導電性支持手段１４４ａに代えられ得る。
【０１６３】
図２６ｃにおいては、第１の導体層１３７が単一アイランドデカップラーを形成していることを除けば、図２６ａまたは図２６ｂと同じ特徴が示されている。次いで、ＲＦタグ１３９または１３９ａが上面１４３の両側に設けられ得る。あるいは、非導電性支持手段１４４ａが、図２６ａに示すようなコンテナ１４４の両側であってもよいことは都合がよい。
【０１６４】
図２６ａ〜図２６ｃに示したデカップラーはそれぞれ、例えば１つまたは複数の第１の導体層を用いて広帯域デカップラーを作製すること、パターンを用いて実質的に偏波非依存性のデカップラーを作製することなど、本明細書に定めた特徴のいずれかを組み込み得る。
【０１６５】
図２７は実施例１３の構成を示す。
【０１６６】
図２８ａおよび図２８ｂは実施例１６の構成を示す。
【０１６７】
図２９は実施例１７の構成を示す。
【０１６８】
図３０は改変された第２の導体層を有する広帯域デカップラーを示す。誘電体コア層９９が、第１の波長に相当する第１の導体層９８の上部側に設けられ、ＲＦタグ９７は実質的に空隙領域内（高電界領域内）に設けられている。誘電体層９９の下面には、層９８と同じ波長または異なる波長に相当し得る更なる導体層９８ａが存在し、ＲＦタグ９７ａが実質的には（高電界の領域の）空隙領域に設けられている。この設定は本質的に、誘電体層に、誘電体層の両側に設けられた空隙領域を含む第１の同調された導体層を提供し、場合によっては、本明細書において先に定めた長さＧが同じであるか、または異なっている２つの第１の導体層を提供する。この構成はフットプリントが小さいタグラベルとして好適に使用できるので、低ＱのＲＦタグの使用が可能となる。
【０１６９】
（実施例１）
（製品名ＱＳ１、ＱＳ２またはＤＰ１６０７でＳｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社より供給されている、英国特許出願第０４２２３８６．３．号に開示されているような）非導電性触媒インクを用いて、デカップリングユニット、すなわち第１および第２の導体層を（誘電体コアを形成する）知られた電気特性のポリマーの上に（両面に）スクリーン印刷した。このＵＨＦデカップラーの寸法はポリマーの電気特性および厚さに影響され易い。例えば、Ｑｕｉｎｎ  ｐｌａｓｔｉｃｓ社の、Ｓｐｅｃｔａｒ（登録商標）グレードのＰＥＴＧシートを１ｍｍの厚さで用いれば、相対誘電率は３．２となり、（近似式アイランド長≒λ／２√（誘電率）を用い、ここで屈折率は誘電率の平方根にほぼ等しい、９５ｍｍのデカップラー周期および１９０ｍの最小デカップラー長が得られる。ポリマーの前側には、デカップラーの中心で交差する直交する２本のラインによって分離された実質的に等しい大きさの４つのアイランドがデカップラーパターンと共に印刷される。デカップラーの反対側には中実のエリアが印刷される。
【０１７０】
サンプルを約８０℃まで１０分間加熱するか（ＱＳ１およびＱＳ２システムについて）、またはＵＶ硬化（ＤＰ１６０７について）プロセスによってインクを硬化させ、いずれの場合も、インクを固化させて基板に付着させた。次いで、印刷されたサンプルを市販の無電解めっき液（例えば、４６℃のＥｎｔｈｏｎｅ（登録商標）２１３０または５２℃のＲｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ（登録商標）４７５０）に入れ、０．１〜３．０μｍの厚さで銅金属を触媒インクで被覆された領域の上のみに析出させた。無電解析出の速度は十分に明確であるので、析出の厚さは曝露時間の関数として監視され得る。無電解析出された材料は場合によっては、必要に応じて電着にさらしてもよい。
【０１７１】
次いで、デカップラーの前側とＵＨＦタグ（この実施例においては、Ａｌｉｅｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製の８６６ＭＨｚ、１５μｍのＵＨＦタグ）との間にスペーサを設けた状態で、得られた生成物をラミネート化する。典型的なスペーサ材料はポリマーフィルム、例えば、Ｈｉｆｉ  ｆｉｌｍｓ社のＰＭＸ９４６の２５０μｍのＰＥＴフィルムである。ＵＨＦタグおよびスペーサを直交するラインの交点である、空隙領域の中央に位置決めする。
【０１７２】
（実施例２）
導電性インク、例えば、Ａｃｈｅｓｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ社のＰＲ４０１ＢカーボンインクまたはＡｃｈｅｓｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ社の５０３銀インクを用いて、デカップリングユニットを知られた電気特性のポリマーの上に（両面に）スクリーン印刷する。このＵＨＦデカップラーの寸法はポリマーの電気特性および厚さに影響され易い。例えば、Ｑｕｉｎｎ  ｐｌａｓｔｉｃｓ社の、Ｓｐｅｃｔａｒ（登録商標）グレードのＰＥＴＧシートを１ｍｍの厚さで用いれば、相対誘電率は３．２となり、９５ｍｍのデカップラー周期および１９０ｍの最小デカップラー長が得られる。ポリマーの前側にはデカップラーパターンが印刷され、反対側には中実のエリアが印刷される。
【０１７３】
（Ａｃｈｅｓｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ社のＰＲ４０１ＢカーボンインクおよびＡｃｈｅｓｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ社の５０３銀インクについて）サンプルを加熱することによってインクを硬化させ、インクを固化させて基板に付着させた。
【０１７４】
次いで、得られた生成物を機能性スペーサと共にラミネート化し、実施例１に定めたのと同じ方法でデカップラー上に設けた。
【０１７５】
（実施例３）
金属被覆されたポリマーフィルム（例えば、ＤｕＰｏｎｔ  Ｍｙｌａｒ社のＰＥＴフィルム）を用いて、その金属表面上にエッチングレジスト（例えば、Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社のＸＶ７５０）をスクリーン印刷する。乾燥すると、エッチングレジストはデカップラーのパターン内の金属表面に付着される。次いで、このフィルムを腐食性溶液（例えば、Ｏｌｄ  Ｂｒｉｄｇｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社のＭＡＸ  ＥＴＣＨ（商標）２０Ｒ）に入れる。このプロセスによって金属で被覆されていない領域を取り除くと、非導電性基板のみが残る。次いで、金属化されたパターン化フィルムをコア材料上に積層し、更に金属化された非パターン化フィルムを用いて挟み、裏板として使用する。
【０１７６】
また、これには実施例１および２において定めたように、スペーサのラミネート化およびタグ付けが必要となる。
【０１７７】
（実施例４）
デカップラー試験方法
８６６ＭＨｚのＵＨＦタグ読取システム（例えば、Ｓｅｎｓｏｍａｔｉｃ  ａｇｉｌｅ  ２  ｒｅａｄｅｒ  ｕｎｉｔ）に８６６ＭＨｚのＵＨＦタグ用の検出器ユニットとしてコンピュータインタフェースを配置した。この読取装置アンテナを固定されたベクトルに向いた状態で、スタンド上に設置し、各タグの読取範囲を評価するために巻尺をこの経路に沿って設置する。金属性物体をすべて読取装置のフィールドエリアから除去して、読み取りの反射を最小にする。８６６ＭＨｚのＵＨＦタグ（例えば、Ａｌｉｅｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社のタグ）を使って、厚紙基板上に設置する。読取装置のディスプレイを観察しながらこのタグを読取装置アンテナの方に直接向かって約５ｍの距離移動させたところ、タグが一定の読取値を１分間にわたって生じるときに読取範囲は最大移動量になると考えられる。使用される特定のＵＨＦタグについて、この値は標準的な読取範囲であると考えられる。
【０１７８】
次いで、このタグをそれ自体が金属性基板（この実施例においては、ロールケージの側部からの識別プレート）に付着されたデカップラー上に設置する。システムが信頼してタグを１分間読み取れる地点まで、タグ、デカップラーおよび金属性基板を電磁界に入れる。この値はデカップリングされたタグシステムの読取範囲とみなされる。
【０１７９】
（実施例５）
実施例４に概説した方法を用いて、デカップラーを金属性基板上に設置したときのデカップラー上のＵＨＦタグの最適な２次元位置を識別した。図５ａ、図５ｂ、図５ｃはタグおよびデカップラーシステムの相対位置を示す。
【０１８０】
図５ａは空隙領域またはスリット上に設けられたタグの可能性のある位置を概略的に表す。４アイランドデカップラーに付けられたとき、以下のデータが得られた。
【表１】
2008544671.tif 000003
【０１８１】
８６６ＭＨｚのＵＨＦタグを用いた試験から、読取範囲はタグのチップが開口部の上に設置されたときに著しく改善されたことがわかった。読取範囲はチップ（したがってアンテナ）が直交する２つの開口部またはスリットの交点の中心に設置されたときに更に改善された。
【０１８２】
（実施例６）
図５ｂはスリットの交点の正確な場所が上記実施例において作製した４アイランドデカップラー上のＵＨＦタグ読取範囲に及ぼす効果を示す。これはデカップラー上にタグを設ける際の製造公差が、デカップラーおよびしたがってタグの読取範囲の効果にどのように影響し得るかを示す効果を有する。
【表２】
2008544671.tif 000004
【０１８３】
表２を参照すると、場所０、０は、デカップラーユニットの絶対中心を表す。（この例のチップがＲＦタグの中心にない場合でも）タグの中心はチップの場所にあると考えられる。読取範囲はタグのチップが直交する２つの空隙領域またはスリットの交点、つまり地点０，０ｍｍの中心に設置されたときに、著しく改善されたことがわかった。金属表面上に直接設けられたＲＦタグの読取値がゼロであることに比較して、ｘ軸またはｙ軸のいずれかに沿って数ミリ僅かにずれても、有用な読取範囲が得られる。
【０１８４】
（実施例７）
図５ｃは交点の方位角の場所がＵＨＦタグの読取範囲に及ぼす影響を示す。
【表３】
2008544671.tif 000005
【０１８５】
表３で参照されるように位置の基準角度ａ°は、デカップラーユニットのスリットからの回転角度を表す。０°の読取値は、（この例のチップがＲＦタグの中心になかったとしても）タグがｙ軸スリットに対して平行に整列された状況と考えられる。タグのチップが直交する２つの空隙領域またはスリットの交点の中心、すなわち０°の地点に設けられたときに、読取範囲が著しく改善されたことがわかった。金属表面上に直接設けられたＲＦタグの読取値がゼロであることと比較して、スリットに対して平行な関係から、少しだけ、例えば６°未満の回転角度だけずれると、有用な読取範囲が得られた。１０°を超えて更に著しくずれると、読取可能なタグが得られたが、読取範囲は著しく低減された。
【０１８６】
（実施例８）
（自由空間における分離されたタグと比較して）最大読取範囲の改善は、例えば、スペーサ厚を最適化することによって達成され得る。図１４に示すように、デカップラーとタグとの間に誘電体スペーサがあれば、自由空間において読み取られるタグに比して、タグの読取範囲は改善され得る。厚さを大きくしながらＰＥＴスペーサを導入するにつれて、タグの読取範囲は増大し始め、スペーサ厚が約３００μｍになると、反応は分離されたタグの反応と同じになる。興味深いことに、４００μｍでは、４．５ｍの読取範囲が達成され、予想された最大値よりを０．５ｍｍ上回った。スペーサの厚さを更に増大すると、値は僅かに低下するが、分離されたタグの値と本質的に等しいままである。１０００μｍを超えると、読取範囲が低下したが（この実施例には示さず）、タグはＲＦ反射表面上で依然として機能し得る。修飾されていない自由空間でのその性能に比して、これらの値はデカップラーがＲＦタグの読取範囲を増大し得ることを明らかに示している。これらの結果はＳｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ社のキットに特異的なものであり、最適な分離／スペーサ厚は異なるＲＦタグまたは読取システムに関して異なる可能性があることが明白となろう。
【０１８７】
デカップラーは入射する８６６ＭＨｚ放射をアンテナから取り込む機能を実行し、そのエネルギーをＲＦＩＤに導くと思われる。スリット内およびスリットの真上両方の電界強度は、図１５に示すように強く（概ね１５０〜２００倍に増強される）、これはタグが金属表面の上の適した高さに設けられたときにタグと相互作用し得る。
【０１８８】
ＰＥＴコアデバイス（複素誘電率（３．２０、０．００９６））の実証は奏功したが、ＦＲ４（誘電率（４．１７、０．０７００））などのより損失の多いコア材料はＰＥＴほど有効に機能しない可能性がある。しかし、ＦＲ４も非常に有用な読取範囲を提供する。
【０１８９】
上記実験５〜８の読取範囲は、実施例５に定めたような（安定した１分間の読み取り）標準化された読取範囲の測定値である。実質的に中心に設けられたタグからずれても（角度的および／または線形的なずれの両方）、金属性表面上で照会が可能なタグが得られる。デカップラーのスリットの正確に中心にタグがあることがデカップラーが機能するための必要条件ではないが、正確に中心にあれば性能が改善されることは好都合である。しかし、現実の状況においては、タグからの照会および応答を達成するのに必要なのは、標準化された読取範囲の（１分間の読取時間）の断片のみであり、したがって、実際のタグの読取範囲は、上記実験で述べたものよりは高くなることがある。
【０１９０】
（実施例９）
実施例１の方法を用いて４アイランドデカップラーを作製した。このデカップラーを８６６ＭＨｚタグ用に調製し、１０００μｍのポリエステルコアを用いて製造した。最適な応答を得るために、Ａｌｉｅｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社の８６６ＭＨｚタグを空隙領域の中央に設置した。デカップラーのないＲＦタグおよびデカップラー上のＲＦタグを種々の表面および物品上に置き、表面が一般的なＲＦタグに及ぼす効果およびデカップラーの有効性を評価した。読取システムはＳｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ（登録商標）キットとした。
【表４】
2008544671.tif 000006
【０１９１】
想定通り、自由空間におけるデカップラーの読取範囲は、３２０ｃｍで自由空間におけるタグの読取範囲と一致する。厚紙の箱の内側に消耗品が存在する場合には、デカップラーのないタグの読取範囲は、自由空間で得られた読取範囲の値の１／３〜１／２まで低減することがわかる。デカップラーを用いることの利点は、読取範囲が自由空間における読取範囲と効果的に同じになり、それが設けられる表面とは無関係であることである。
【０１９２】
厚紙を湿らせるか、あるいは更には水浸しにすると、デカップラーによってもたらされる読取範囲にほとんど差は生じないが、デカップラーが使用されていない場合には、読取範囲を著しく低減させる。デカップラーの表面の５０％を覆っても、読取範囲は僅かに低減するだけである。このことにより、人が自分の衣類または類似する生地の下にあるアイテムを隠そうとする試みが打ち破られることは明白であろう。
【０１９３】
（実施例１０）
異なる３種のコア材料であるポリエステル、ポリプロピレンおよびポリカーボネートを種々の異なるコア厚で試験した。第１および第２の導体層パターンは全部同じ幾何学形状および厚さとし、８６６ＭＨｚのＲＦタグおよび読取装置に対して最適化した。デカップラーのないＲＦタグが実質的にゼロの読取範囲を生じるように、デカップラーを金属性表面上に設置した。図２３のグラフからは、コア厚が増大するにつれて読取範囲が増大することがわかる。（実施例１１に示すように）検証されたモデル化は、コア厚を１０００μｍから２０００μｍに増大させると、読取範囲は数ｃｍしか増大しないことを示す。
【０１９４】
自由空間中の８６６ＭＨｚにおける波長は３４６ｍｍである。コア材料がポリエステルの場合、この材料の波長は８６６ＭＨｚにおいて１９３ｍｍである。したがって、コアが１ｍｍ（１０００μｍ）厚さの場合、材料は自由空間波長の１／３４６の厚さまたは材料波長の１／１９３の厚さである。したがって、材料の波長は自由空間波長を屈折率（ポリエステルは約１．８である）によって割ったものである。
【表５】
2008544671.tif 000007
【０１９５】
（実施例１１）
一連のデカップラーは、ＨＦＳＳを用いて決定される８６６ＭＨｚにおいて最大の電界増強を生じるような寸法に製造した。最適な性能を保証し、モデルＨＦＳＳを検証するために、一連の試験を行った。これらの試験はＨＦＳＳから得られる必須の値よりも長い上部層に金属アイランドを有するデカップラーを用いて開始することを必要とした。デカップラーの両端から開始して、中心に向かって内側へと作業しながら材料をエッチングすることによって金属アイランドの長さを徐々に縮小しながら、読取範囲を測定した。原型であるポリカーボネートデカップラーの結果を以下に示す。これらの試験により決定された金属アイランドの最適な長さは、ＨＦＳＳモデル化から決定された長さとほとんど一致する。
【表６】
2008544671.tif 000008
【０１９６】
（実施例１２）
コア厚および幅が異なる一連の単一アイランドデカップラーを評価した。導体層として銅を用い、ＰＥＴＧコアを用いて実施例１の方法に従ってデカップラーを調製した。デカップラーのパターンは図２２ｂに示したものである。使用したタグは、図２２ａに示したタイプの低Ｑアンテナ（すなわち、８６６ＭＨｚで使用するのに最適化されていない）であった。自由空間におけるタグの読取範囲は、最適化されたアンテナを有していないので、無視できる。同様に、低Ｑタグを金属表面上に直接置いたところ、読取範囲はなかった。以下の表はデカップラー上のＲＦタグの結果である（デカップラーは金属表面上に置かれる）。
【表７】
2008544671.tif 000009
【０１９７】
デカップラーが低Ｑタグを金属表面からデカップリングさせることができることが明らかにわかる。コアの厚さが増大するにつれて、ＲＦタグの読取範囲も増大する。同様に、固定のコア厚に関して、タグの幅が広くなるにつれて読取範囲が増大する。物流コンテナの追跡などのある種の用途は、読取範囲が重要と考えられるので、より面積の広い厚いコアデカップラーから利益を受ける。しかし、消費財は販売または精算時点において数ｃｍの読取範囲を必要とするだけであろうから、より小さな面積でより薄いタグから利益を受ける。
【０１９８】
誘電体コアとして用いてよい更なる材料は、例えばＰＶＣ、ポリスチレン等の発泡性材料である。この材料の誘電率の実数部分は、虚数部分と同様に非常に低い。低い誘電率は小さな厚さにおいて良好な読取範囲を生じるように、これはそれ自体を非常に薄いデカップラーにする。発泡性材料を金属化するためには、非常に薄い（例えば、１０μｍ）ポリマーフィルム上に金属が付着されたラミネート構造体を形成する必要があることがある。次いで、このポリマーフィルムは発泡性材料コア上に積層される。あるいは、高スペックの無線周波ラミネートを用いてもよい。非常に効率の高い高周波回路の製造のために特別に設計された種々のＰＣＢラミネート材料がある。これらは金属−誘電体−金属のサンドイッチから構成され、その上部金属層を選択的にエッチングしてデカップラーを作ることができる。例として、Ｒｏｇｅｒｓ社のＲＯ４００３またはＴＲ／Ｄｕｒｏｉｄ５８８０、Ａｒｌｏｎ社のＤｉＣｌａｄ８８０、Ｎｅｌｔｅｃ社のＮＹ９２２０またはＴａｃｏｎｉｃ社のＴＬＹがある。更に別の代替例には、セラミック材料がある。これらは高い実数誘電率を有し、したがってより薄くて可撓性の弱いデカップラーが得られるであろう。この例には、アルミナ、シリカ、ガラス等が挙げられる。その可撓性から、エラストマー、例えばシリコーンゴムを用いることが更に望ましいこともある。また、フィラーをエラストマー基質に混ぜれば、材料特性を望むようにすることが可能となる。
【０１９９】
（実施例１３）
図２１ｆに示したタイプの偏波非依存性デカップラーは、半径４．６５ｃｍの円形の銅−ＰＥＴＧ−銅ラミネート上の第１の導体層の銅層に円形スリット（ｘ）を刻み込むことによって作製した。このタグをスペーサ上に設置した。インダクタンスループをスリット上に設け（図２７、位置ｘ）、読取システムを用いて上記で詳述したように読取範囲を測定した。ループアンテナがスリットに直交する（図２７、位置ｂ）ときと比較すると、ループアンテナが実質的に曲線と接する位置（図２７、位置ａ）にあるときに、読取範囲は改善することが認められた。
【０２００】
内円の直径を３０ｍｍから５０ｍｍの直径まで増大させて、読取範囲の測定のほか、タグを読み取ることのできる回転角の範囲の測定も行った。
【表８】
2008544671.tif 000010
【０２０１】
内円の直径が大きくなると読取範囲が概ね低減するように、その読取範囲について達成可能な回転度も概ね低減する。
【０２０２】
全体的なデカップラー形状を変えることは（例えば、円形スリットの外側の円形、正方形、矩形、四角形の領域）性能に影響を及ぼすので、読取範囲は全体的な面積に単純には比例しない。円形スリットと共に用いられるとき、全体的なデカップラーの形状は、辺が均一ではない四角形であることが好ましい。本発明の範囲を限定するものではないが、考えられる１つの説明は、規則正しい形状は、スリットの共振に破壊的に干渉する二次的な共振作用を呈し得るということである。
【０２０３】
（実施例１４）
一連の実験は、厚紙誘電体層から作製した単一アイランドデカップラーを用いて実施された。第２の導体層およびスタンドオフ距離を取り除くか、または変更することによって共振空隙を変化させることの影響を調べた。実験はフルサイズアンテナ（すなわち、同調アンテナを備えた長さ通常９５ｍｍの市販のアンテナ）およびループアンテナ（最長寸法は２０ｍｍ未満）を備えた低ＱのＲＦタグを対象に行った。
【表９】
2008544671.tif 000011
【０２０４】
この実験においては、第１の導体層から約０．５ｍｍで、デカップラーから１０００μｍ未満の離間した距離でもある、電界強度が増大された地点の空隙領域の上にＲＦタグを設置して、ＲＦタグ（Ａｌｉｅｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）を図２８ａに示すような最適な位置に設けた。実験を通してこの固定点を一定に保った。
【０２０５】
フルサイズＲＦタグに関し、空気中の読取範囲は７ｍであると測定され、これは製造業者の自由空間における想定読取範囲であった。同調された第１の導体層および誘電体層のみを有する構造体（すなわち、不完全な「裏打ちのない」デカップラー）上にタグを設置すると、読取範囲に変化は見られない。これはまたこの設定においては第１の導体層が弱いアンテナとして働くものと思われる。フルサイズのＲＦタグを第１の導体層の真ん中に直接設置すると、読取範囲は０ｍになることに留意されたい。これは金属がＲＦタグを妨害することが知られているものと思われる。フルサイズＲＦタグを同調されたデカップラー上に設置すると、読取範囲は８ｍまで穏やかに増大した。上記の詳細な実験（実験１〜１３）から、デカップラーのＲＦタグは自由空間および金属様の表面の両方において実質的に同じ読取範囲を生じることは既に明らかになっている。市販の同調されたＲＦタグを自由空間でのみ用いようとする場合には、そのＲＦタグへのデカップラーの利益は小さい。しかし、ＲＦタグを金属性表面（またはＲＦ放射と相互作用する他の表面）近傍に設置すると、このデカップラーは先行技術のパッチアンテナまたは平衡アンテナよりも非常に有利である。
【０２０６】
低Ｑループアンテナを備えたＲＦタグに関して、空中の読取範囲は３０ｃｍと普通である。低ＱのＲＦタグを導体層および誘電体層のみを有する構造体上に設置すると、更に読取範囲は約１ｍまで普通に増大する。しかし、低ＱのＲＦタグを同調されたデカップラー上の最適な位置に設置すると、読取範囲は大きく増大する。この場合、読取範囲は市販のフルサイズアンテナの自由空間における読取範囲に達する。更に、上記実験（１〜１３）から、低ＱのＲＦタグはデカップラー上に設置されると、自由空間においても、デカップラーを金属性表面上に設置するか、またはデカップラーが金属性表面の一体部分を形成するときにも、実質的に同じ読取範囲を生じることが既に明らかとなっている。
【０２０７】
（実施例１５）
上記実験は、ＲＦタグとデカップラーの第１の導体層との間の最適なスタンドオフ距離は、図１４に示すように、好ましくは１０００μｍ未満で生じることを示している。デカップラーが異なるモードで誘電体層上にアンテナを有する基板に作用することを示すために、ある実験を設定した。
【０２０８】
実験１４で使用したように、再び誘電体層構造体上に導体層を作製し、市販のＲＦタグと第１の導体層との間の距離を変えた。ＲＦタグに関する読取範囲は、２５０μｍ〜４０００μｍの範囲にわたって７ｍのままであった。したがって、「裏打ちのない」デカップラーと標準的なＵＨＦタグとの相互作用は、完全なデカップラー（すなわち、覆われたコア構造体）とＵＨＦタグとの相互作用とは異なることが示された。
【０２０９】
（実施例１６）
図２８ｂに示すように第２の導体層の重なりを量「ｄ」だけ低減することによって、第２の導体層の長さおよびこれが共振空隙の可能性のある形成に及ぼす効果を試験した。この実験においては、第２の導体層は大きな金属シートであった。デカップラーのない市販のＲＦタグは、実質的に０ｍの読取範囲を生じる。この設定においては、第２の導体層の重なりの程度を変えた。これは誘電体および第１の導体層を金属シートに対して移動させることによって達成される。
【表１０】
2008544671.tif 000012
【０２１０】
重なりの程度が小さくなる（すなわち、「ｄ」が大きくなる）につれて、第１の導体層と第２の導体層との間に形成された空隙は、長さが短くなり、したがってその想定される共振波長はＲＦタグ共振周波数の波長から分かれる。想定した通り、空隙の長さが最適に調整された空隙の長さより短くなると、すなわち、８ｍから３未満まで低減されると、読取範囲は著しく低減する。また、このことは、デカップラーの挙動を決定するのは空隙構造体（すなわち、金属／誘電体／金属の３層）であって、単に、第１の導体層によって提供された金属性パッチが存在することではないことを証明している。
【０２１１】
（実施例１７）
この実験は図２９に示すように単一アイランドデカップラー上に設置されたループアンテナの回転度の効果を決定した。
【表１１】
2008544671.tif 000013
【０２１２】
この実験においては、読取範囲は達成された９０°の最大読取範囲のパーセントとして測定された。図２９からわかるように、９０°の配向は、ループアンテナの長軸が共振空隙において生成された電界に対して平行であるときのものである。この配向においては、該配向はアンテナの２つの端子間に電位差を生じさせる。デカップラーを回転させると、アンテナをより小さな割合の電界と相互作用させることができる。この結果から、電界の大きさは、好ましくは３０°〜１５０°の範囲で、更に好ましくは、７０°〜１１０°の範囲で、更にもっと好ましくは実質的に９０°の比較的大きな回転が許容され得るようにするのに十分であることは明白である。好ましくは製造公差は８５°〜９５°の範囲でなければならない。４アイランドデカップラーおよび標準的なＲＦタグを用いた上記の回転実験とは対照的に、単一アイランドデカップラー上にある低Ｑアンテナへの、デカップラーの表面上のタグの回転による効果は小さかった。
【０２１３】
上記実験は図６〜図１７（図６、図１７を含む）に示したモデル化データとよく相関する。
【図面の簡単な説明】
【０２１４】
【図１】本発明による電磁放射デカップラーの基本的な図である。
【図２】本発明による別のデカップラーの図である。
【図３ａ】２アイランドデカップラーの側面図である。
【図３ｂ】２アイランドデカップラーの平面図である。
【図４ａ】４アイランドデカップラー上に続けて設けられるＵＨＦタグの略図である。
【図４ｂ】４アイランドデカップラー上に続けて設けられるＵＨＦタグの平面図である。
【図４ｃ】４アイランドデカップラー上に続けて設けられるＵＨＦタグの側面図である。
【図５ａ】実施例に記載の４アイランドデカップラー上のＵＨＦタグの代替位置の平面図である。
【図５ｂ】実施例に記載の４アイランドデカップラー上のＵＨＦタグの代替位置の平面図である。
【図５ｃ】実施例に記載の４アイランドデカップラー上のＵＨＦタグの代替位置の平面図である。
【図６】入射電界（すなわち、デカップラーの長軸）に平行なスリットに沿った電界ベクトルのプロットである。
【図７】入射電界に対して垂直のスリットに沿った電界ベクトルのプロットである。
【図８】デカップラーの表面に対して垂直のラインに沿った電界ベクトルのプロットである。
【図９】デカップラー誘電体コアおよびその上方の空間を通るｚ軸に平行なライン１に沿った、ｙ方向の電界の大きさを示すグラフである。
【図１０ａ】ｚ軸に対してすべて平行な異なる３本のラインに沿ったｙ方向の電界の大きさのプロットである。
【図１０ｂ】ｚ軸に対してすべて平行な異なる３本のラインに沿ったｙ方向の電界の大きさのプロットである。
【図１１】（図１０ａおよび図１０ｂで生成されるような）ライン４に沿ったｙ方向の電界の大きさのプロットである。
【図１２】凹状識別プレートの断面図である。
【図１３】凹状識別プレート構造を概略的に示す図である。
【図１４】Ｓｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ（登録商標）読取装置を用いた、所与の幾何学形状および材料の組み合わせに関して、スペーサ厚との読取範囲の関係のグラフである。
【図１５】基本共振周波数におけるデカップラーの誘電体コアの電界の大きさのプロットである。
【図１６ａ】２つ以上のアイランドを有する広帯域デカップラーの断面図である。
【図１６ｂ】２つ以上のアイランドを有する広帯域デカップラーの断面図である。
【図１７】デカップラーを有さない、８６６ＭＨｚタグおよびＳｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ（登録商標）読取装置の性能のグラフである。
【図１８】デカップラー曲線および図１７に示すのと同じ読取装置曲線のモデル化したグラフである。
【図１９】低Ｑアンテナ（小エリア、最適化されていないアンテナ）を有する単一アイランドタグの図である。
【図２０ａ】広帯域単一アイランドデカップラーの例示的構成を示す図である。
【図２０ｂ】広帯域単一アイランドデカップラーの例示的構成を示す図である。
【図２１ａ】第１の導体層の幾何学デザインを示す上面図である。
【図２１ｂ】第１の導体層の幾何学デザインを示す上面図である。
【図２１ｃ】第１の導体層の幾何学デザインを示す上面図である。
【図２１ｄ】第１の導体層の幾何学デザインを示す上面図である。
【図２１ｅ】第１の導体層の幾何学デザインを示す上面図である。
【図２１ｆ】第１の導体層の幾何学デザインを示す上面図である。
【図２１ｇ】第１の導体層の幾何学デザインを示す上面図である。
【図２２ａ】絶縁され、単一アイランドデカップラー上に設けられた低Ｑタグの一例を示す図である。
【図２２ｂ】絶縁され、単一アイランドデカップラー上に設けられた低Ｑタグの一例を示す略図である。
【図２２ｃ】低Ｑアンテナの一例を示す略図である。
【図２２ｄ】デカップラー上に設けられた１つのアンテナの一例を示す図である。
【図２３】ポリエステルについての理論上の予測を含む、異なるコア材料が種々の厚さにおいて読取範囲に及ぼす影響のグラフである。
【図２４ａ】ある範囲の波長にわたって共振し、したがって広帯域で動作するように設計された共振空隙を有する２アイランドデカップラーを示す図である。
【図２４ｂ】ある範囲の波長にわたって共振し、したがって広帯域で動作するように設計された共振空隙を有する１アイランドデカップラーを示す図である。
【図２５】誘電体層内に設けられたＲＦタグの断面図である。
【図２６ａ】第１および第２の導体層が空隙によって分離されたデカップラーの構成を示す図である。
【図２６ｂ】第１および第２の導体層が空隙によって分離されたデカップラーの構成を示す図である。
【図２６ｃ】第１および第２の導体層が空隙によって分離されたデカップラーの構成を示す図である。
【図２７】ＲＦタグが種々の位置にある円形デカップラーを示す図である。
【図２８ａ】第１の導体層の長さを変えることの効果を決定するための実験設定を示す図である。
【図２８ｂ】第２の導体層の長さを変えることの効果を決定するための実験設定を示す図である。
【図２９】第１の導体層に対してＲＦタグを回転することの効果を決定するための実験設定を示す図である。
【図３０】第２の導体層を有さない広帯域デカップラーの図である。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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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１０ａ】
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【図１０ｂ】
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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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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２１ｃ】
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【図２１ｄ】
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【図２１ｅ】
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【図２１ｆ】
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【図２１ｇ】
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【図２２ａ】
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【図２２ｂ】
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【図２２ｃ】
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【図２２ｄ】
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【図２３】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【図２５】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
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【図２６ｃ】
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【図２７】
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【図２８ａ】
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【図２８ｂ】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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