(57)【要約】線形マイクロストリップアンテナを含むＲＦＩＤ近距離場アンテナアセンブリであって、該アンテナによって動作波長で放射された局在電場が該近距離場によって形成されるゾーン内に実質的に存するように構成されるＲＦＩＤ近距離場アンテナアセンブリ。局在電場は、半波長乃至全波長構造に相当するアンテナの実効長に沿って電流分布を指向させる。
2008519500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ線形の要素であるマイクロストリップアンテナを含む近距離場ＲＦＩＤアンテナアセンブリであって、該アンテナによって放射された局在電場が該近距離場により形成されたゾーンの中に実質的に存し、かつ、局在電場は半波長乃至全波長構造に相当するアンテナの実効長に沿って電流分布を指向させるように構成された近距離場ＲＦＩＤアンテナアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナアセンブリであって、前記マイクロストリップアンテナは、
ほぼ長方形の線形マイクロストリップと；
第１表面と、第２表面と、該第１及び第２表面の間に定まる厚みとを有する基板と；
グラウンド層と；
を含み、前記線形マイクロストリップは前記基板の前記第１表面上に配設され、前記グラウンド層は前記基板の前記第２表面に接して配設されているアンテナアセンブリ。
【請求項３】
請求項２に記載のアンテナアセンブリであって、前記線形マイクロストリップの端部に送り込み点を有し、かつ、前記線形マイクロストリップの他端にグラウンド層に結合された終端抵抗を含むアンテナアセンブリ。
【請求項４】
請求項３に記載のアンテナアセンブリであって、前記線形マイクロストリップは幅Ｗを有し、前記基板は厚みＨを有し、前記アンテナアセンブリの入力インピーダンスＺ（単位はオーム）が次の（１）式にほぼ等しいアンテナアセンブリ。
【数１】
2008519500.tif 000009
【請求項５】
請求項４に記載のアンテナアセンブリであって、Ｗ／Ｈ比は１以上であるアンテナアセンブリ。
【請求項６】
請求項４に記載のアンテナアセンブリであって、前記基板と、前記グラウンド層はそれぞれ、前記幅Ｗの少なくとも５倍（５Ｗ）の幅を有するアンテナアセンブリ。
【請求項７】
請求項６に記載のアンテナアセンブリであって、前記線形マイクロストリップは第１及び第２の縦側縁を有し、かつ、前記線形マイクロストリップは、前記基板の側縁と、前記グラウンド層の側縁がそれぞれ、前記第１及び第２縦側縁から前記幅Ｗの少なくとも２倍（２Ｗ）の距離延伸するように、前記基板上にセンタリングされているアンテナアセンブリ。
【請求項８】
請求項４に記載のアンテナアセンブリであって、前記比誘電率εｒは約２乃至約１２の範囲であるアンテナアセンブリ。
【請求項９】
請求項３に記載のアンテナアセンブリであって、前記線形マイクロストリップは、前記送り込み点から前記終端抵抗を含み該終端抵抗までの長さＬを有し、該長さＬは、以下の（２）式によって与えられるアンテナアセンブリ。
【数２】
2008519500.tif 000010
ここで、ｃは光速（単位はｍ／ｓで、値は約３Ｘ１０８ｍ／ｓ）、ｆは運用周波数（単位はＨｚ）、εｒｅは、
【数３】
2008519500.tif 000011
ｎは同等な半波長ダイポールアンテナの場合の約０．５乃至同等な全波長ダイポールアンテナの場合の約１．０の範囲である。
【請求項１０】
請求項３に記載のアンテナアセンブリであって、前記送り込み点における前記アンテナの入力インピーダンスは、前記送り込み点において送り信号を供給するケーブルの特性インピーダンスにほぼ等しいアンテナアセンブリ。
【請求項１１】
請求項２に記載のアンテナアセンブリであって、前記線形マイクロストリップトレースは約１０ミクロン乃至約３０ミクロンの厚みを有するアンテナアセンブリ。
【請求項１２】
請求項２に記載のアンテナアセンブリであって：
前記基板はその長さ方向の第１及び第２の側縁を有し；
前記グラウンド層は前記基板の前記第１表面の少なくとも一部の上に配設され、前記マイクロストリップに接触せず、かつ、前記基板の前記第１、第２の側縁及び前記第２表面に接して配設されているアンテナアセンブリ。
【請求項１３】
請求項２に記載のアンテナアセンブリであって、前記線形マイクロストリップは幅Ｗを有し、前記基板は厚みＨを有し、前記アンテナアセンブリの入力インピーダンスＺ（単位はＨｚ）が以下の（１）式の値にほぼ等しいアンテナアセンブリ。
【数４】
2008519500.tif 000012
【請求項１４】
請求項１３に記載のアンテナアセンブリであって、Ｗ／Ｈ比は１以上であるアンテナアセンブリ。
【請求項１５】
請求項１３に記載のアンテナアセンブリであって、前記基板と、前記グラウンド層はそれぞれ、前記幅Ｗの少なくとも５倍（５Ｗ）の幅を有するアンテナアセンブリ。
【請求項１６】
請求項２に記載のアンテナアセンブリであって、前記アンテナアセンブリの前記グラウンド層は伝導ハウジングに電気的に結合されているアンテナアセンブリ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のアンテナアセンブリであって、前記伝導ハウジングは、少なくとも１つの誘電スペーサを介して前記マイクロストリップアンテナから離間されているアンテナアセンブリ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のアンテナアセンブリであって、前記誘電スペーサはエアギャップを含むマイクロストリップアンテナ。
【請求項１９】
請求項１に記載のアンテナアセンブリであって、該アンテナアセンブリの前記局在電場が該アンテナアセンブリの長さに沿って縦方向に指向されたＲＦＩＤラベルに結合するアンテナアセンブリ。
【請求項２０】
請求項２に記載のアンテナアセンブリであって、前記線形マイクロストリップに電気的に結合された静電負荷をさらに含んでなるアンテナアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤラベルを読み取る近距離場アンテナアセンブリに関する。
【０００２】
関連出願への相互参照
本願は、シェイファー他により「近接範囲においてＲＦＩＤタグ及びラベルを読み取る近距離場プローブ」の発明の名称で２００４年１１月２日に出願された米国仮特許出願第６０／６２４，４０２号と、コープランド他により「線形モノポールマイクロストリップＲＦＩＤ近距離場アンテナ」の発明の名称で２００５年３月７日に出願された米国仮特許出願第６０／６５９，２８９号の優先権を主張するものであり、これらの両方の出願の全内容は、参照のためにここに組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
ＦＩＤラベル読み取るための既存の手法は、ＲＦＩＤラベルの大きい読み取りレンジを提供する伝統的なアンテナを用いる。この手法は、遠方場で使用されるアンテナエネルギの大部分を提供する。遠方場領域は距離ｄ＞＞λ／２πとして定められる。ここで、λは波長である。ＵＨＦ周波数９１５ＭＨｚの場合、この値は約５ｃｍである。それ故、９１５ＭＨｚでの遠方場領域はほぼ５ｃｍを超え、同様に、近距離場領域がほぼ５ｃｍ以下であるということである。ほとんどのＲＦＩＤ読取装置アンテナは、例えば、数メータという最も高い距離でラベルを読むように設計されており、その距離はもちろん遠方場領域内である。
【０００４】
ある応用例、即ち、ＲＦＩＤラベルアプリケータとプログラマでは、互いに近接して位置する１グループのＲＦＩＤラベルのうち１つのＲＦＩＤラベルだけを読み書きすることが望ましい。例えば、ラベルアプリケータマシンに関して、ラベルは、マシンでの処理を容易にするためにリールの上に置かれる。ラベルはリール上で並列状態又は端と端が近接した状態で置かれる。しかしながら、伝統的なＵＨＦアンテナは一般に広い放射パターンを持ちエネルギを十分に遠方場に向けることから、伝統的なＵＨＦアンテナが一度に１個のラベルだけにエネルギを指向させることは難しい。広い放射パターンはアンテナレンジ内のすべてのＲＦＩＤラベルにエネルギを照射する。製品コードか通し番号を１個のラベルに書き込むことを試みるなら、照射されたすべてのラベルは同じコードか通し番号がプログラムされる（書き込まれる）。
【０００５】
そのようなＲＦＩＤのＵＨＦ応用例で使用される伝統的な遠方場送信アンテナはパッチアンテナである。送信パッチ部は通常、ＲＦＩＤ電子部によって通電されるコネクタを介して給電される。通常、背面に導体板が取り付けられ、それは送信パッチ部からわずかな距離離間される。
【０００６】
前記のような応用例の場合であって、一時に１個のラベルがプログラムされ、テストされ、取り付けられるようなラベルアプリケータのように、非常に近い距離にあるＲＦＩＤラベルに対して情報の読書きすることが望ましい場合、伝統的な遠方場アンテナの働きは不十分である。伝統的な送信アンテナは、複数の製品が同時に読まれ又はプログラムされるのを防ぐために、タグ付けされた製品がかなりの距離離間されることが必要であり、あるいは、プログラムされ又は読み取られるラベルを除いたすべてのラベルを遮蔽（シールド）するためにメタルウィンドウを使用することを必要とする。
【０００７】
しかしながら、そのような遮蔽テクニックは適切に問題を解決することができない。なぜなら、ラベルがさらに離間されるならば、アプリケータの処理能力が下がり、与えられたリールサイズに対するラベルの数が限定されるからである。遮蔽テクニックが使用されるならば、異なったラベル形及び離間距離に応じてそれぞれの異なったシールドが必要である。したがって、アプリケータライン上で異なるラベルを処理するための変更を必要とし、また、事実上、処理能力を下げることになる。
【発明の開示】
【０００８】
本発明の開示は、ほぼ線形の要素であるマイクロストリップアンテナを含む近距離場ＲＦＩＤアンテナアセンブリであって、該アンテナによって放射された局在電場が該近距離場により形成されたゾーン（近距離場ゾーン）の中に実質的に存するように構成されたものに関する。局在電場は半波長乃至全波長構造に相当するアンテナの実効長に沿って電流分布を指向させる。
【０００９】
ほぼ線形の要素であるマイクロストリップアンテナは、ほぼ長方形のマイクロストリップと；第１表面と、第２表面と、該第１及び第２表面の間に定まる厚みとを有する基板と；グラウンド層と；を含むことができる。マイクロストリップを基板の第１表面上に配設し、かつ、グラウンド層を基板の第２表面に接して配設することができる。アンテナアセンブリは、線形マイクロストリップの端部に送り込み点を、かつ、線形マイクロストリップの他端にグラウンド層に結合された終端抵抗を含むことができる。
【００１０】
１実施の形態において、アンテナアセンブリのインピーダンスＺ１（単位はオーム）が次の（１）式
【式１】
【００１１】
2008519500.tif 000003
となるように、線形マイクロストリップは幅Ｗを有し、基板は厚みＨを有する。
【００１２】
Ｗ／Ｈ比は１以上である。基板とグラウンド層はそれぞれ、幅Ｗの少なくとも５倍（５Ｗ）の幅を有することができる。線形マイクロストリップは第１及び第２縦側縁を有することができ、線形マイクロストリップはまた、基板の側縁及びグラウンド層の側縁が前記第１及び第２縦側縁から少なくともＷの２倍（２Ｗ）距離延伸するようにほぼセンタリングされる。基板の比誘電率εｒは約２乃至１２の範囲である。
【００１３】
線形マイクロストリップは、送り込み点から終端抵抗を含み該終端抵抗までの距離である長さＬを有する。長さＬは以下の（２）式によって与えられる。
【式２】
【００１４】
2008519500.tif 000004
ここで、ｃは光速（単位は、ｍ／ｓ、約３ｘ１０８ｍ／ｓである）、ｆは運用周波数（Ｈｚ）、εｒｅは、
【式３】
【００１５】
2008519500.tif 000005
ｎは同等な半波長ダイポールアンテナの場合の約０．５乃至同等な全波長ダイポールアンテナの場合の約１．０の範囲である。
【００１６】
送り込み点でのアンテナの入力インピーダンスを送り込み点で送り信号を供給するケーブルの特性インピーダンスにほぼ愛しくすることができる。線形マイクロストリップトレースは約１０ミクロン乃至約３０ミクロンの厚みを有することができる。
【００１７】
１実施の形態において、基板はその長さ方向の第１及び第２側縁を有することができ、グラウンド層は基板の第１表面の少なくとも一部の上に配設されマイクロストリップに接しない。グラウンド層は、基板の第１及び第２側縁及び第２表面に接するように配設される。
【００１８】
１実施の形態において、アンテナアセンブリのグラウンド層は伝導ハウジングに電気的に結合される。少なくとも１つの誘電スペーサ介して伝導ハウジングをマイクロストリップから離間することができる。誘電スペーサはエアギャップを含むことができる。
【００１９】
アンテナアセンブリは、その局在電場が該アンテナアセンブリの長さに沿った縦方向に指向されたＲＦＩＤラベルに結合されるように設けられる。
【発明を実施するための好ましい実施の形態】
【００２０】
実施の形態の内容の特に指摘される部分は、明細書の結論的部分である特許請求の範囲において明瞭に請求される。しかしながら、発明の装置の構成と運転方法の両方に関する実施の形態は、その目的、特徴及び利点と共に、以下の詳細な説明を添付図面と共に読むことにより、より良く理解されるであろう。
【００２１】
本発明の開示は、以下の詳細な説明及び発明の特定の実施例に関する添付図面からより完全に理解されるが、説明及び添付図面は、発明を特定の実施の形態に制限するものとして取るべきでなく、説明の目的のためのものである。
【００２２】
多数の特定の詳細がここに詳しく説明され、本発明の開示の多くの可能な実施の形態の万全な理解を提供する。しかしながら、実施の形態がこれらの特定の詳細なしで実施されるかもしれないことが当業者によって理解される。例えば、よく知られる方法、手順、構成要素及び回路は、実施の形態を不鮮明にしないようにするため、詳細には説明されていない。開示された特定の構造的で機能的な詳細はここで代表的なものかもしれないが、必ずしも実施の形態の範囲を制限するというわけではないことが理解できる。
【００２３】
いくつかの実施の形態は、用語「結合され(言語はcoupled)」、「連結（又は接続）され(言語はconnected)」、あるいは、それらの派生語表現を使用して説明されるかもしれない。例えば、いくつかの実施の形態は、２つ以上の要素が互いと直接物理的又は電気的に接触することを示すために用語「連結（接続）され(言語はconnected)」を使用することで説明されるかもしれない。別の例では、いくつかの実施の形態は、２つ以上の要素が直接物理的又は電気的に接触することを示すために用語「結合され(言語はcoupled)」を使用することで説明されるかもしれない。しかしながら、用語「結合され(言語はcoupled)」はまた、２つ以上の要素が互いに直接的に接触しないが、互いに協力し又は相互作用することを意味することがある。ここで開示された実施の形態は必ずしもこのような関係に制限されるというわけではない。
【００２４】
明細書における「１実施の形態」又は「実施の形態」は該実施の形態に関して説明される特定の特徴、構造又は特性が少なくとも１つの実施の形態に含まれることを意味することに留意されたい。明細書の様々な箇所にでてくる「１実施の形態」という語句は必ずしも同じ実施の形態のことを意味することとは限らない。
【００２５】
ここで、本発明の開示の詳細を説明すると、図１はパッチ送信アンテナアセンブリ１０を示し、該アセンブリはパッチアンテナ１２と、それからある距離離れたＲＦＩＤラベル２０を含む。ＲＦＩＤラベル２０の双極子（ダイポール）の向きに沿ったパッチアンテナ電場成分はＲＦＩＤラベル２０に電力を与え、アンテナアセンブリ１０からＺ１離れた距離でＲＦＩＤラベル２０の情報を読むことを可能にする。Ｚ１はλ／２π（λは波長）よりかなり大きい。
【００２６】
送信アンテナであるパッチアンテナ１２は、通常、アンテナインピーダンスが本質的に実であり、かつ、主として送信インピーダンスから成るように設計されている。実インピーダンス値は本質的に送り込みシステムからの通常５０オームである信号源インピーダンスにマッチする。アンテナインピーダンスは主として実であり、かつ、主として送信抵抗である。本発明の開示は、故意に遠方場での送信を抑え、近距離場領域での局在電場を向上させる近距離場アンテナアセンブリに関する。特に、そのような近距離場アンテナアセンブリは、アンテナの近くの領域、即ち、近距離場ゾーンへのエネルギを制限し、遠方場ゾーンにおける送信を防ぐ。したがって、近距離場アンテナに物理的に近くにあるＲＦＩＤラベルは尋問されるが、近距離場ゾーンの外に位置するものは尋問されない。９１５ＭＨｚの運用周波数の場合には、近距離場ゾーンはアンテナから約５ｃｍ離れたところにある。５ｃｍの範囲の外におけるラベルに対する読み書きはできない。
【００２７】
当該技術分野において、ここに使用されるように一般的にアンテナと呼ばれるが、アンテナアセンブリはいくつかの部品のアセンブリであり、それらの部品のうちの少なくとも１つは、電磁エネルギ、即ち、信号を直接送受するアンテナを含む。
【００２８】
本発明の開示の１実施の形態において、図２は、近接した上方に大きなＲＦＩＤラベル１２０を備えるトレース線素マイクロストリップアンテナ１１２を含む近距離場アンテナアセンブリ１１０を示す。また、図３と４に図示すように、近距離場アンテナアセンブリ１１０は厚さ「ｔ」を有するマイクロストリップアンテナ１１２を含み、該アンテナはケーブル１１４に電気的に接続され、そのケーブルは、通常、このことに限定されるものではないが、送り込み点端１１６では同軸ケーブルであり、反対側の端部即ち終端１１８では通常５０オームの終端抵抗「Ｒ１」で終わる。ケーブル１１４は第１端子（信号端子１１４ａ）と、第２端子（基準接地端子１１４ｂ）を持っている。送り込みシステム１２４を介してケーブル１１４から送り込み点端１１６で信号を与える。通常、信号は５０オームである。
【００２９】
１実施の形態では、インピーダンスマッチングのため、典型的に、反射を最小にするために、５０オームの終端１１８において、線形アンテナ１１２に容量性マッチングパッチ１２２（図３）を電気的に結合することができる。
【００３０】
図３と４に最もよく示すように、線形マイクロストリップアセンブリ１１０はほぼ長方形のマイクロストリップトレース１１２を含み、このストリップトレースは、対向する第１表面（表の面）１４０ａと第２表面（裏の面）１４０ｂを有する基板１４０を備える。対向する第１表面１４０ａと第２表面１４０ｂの間の距離は基板１４０の厚み「Ｈ」を定める。
【００３１】
マイクロストリップアセンブリ１１０はまたグラウンド層１５０を含み、マイクロストリップライン１１２が基板１４０の第１表面１４０ａに配置され、グラウンド層１５０が基板１４０の第２表面１４０ｂに配置されるように構成される。１実施の形態では、グラウンド層１５０は誘電スペーサ１６４（これは空気ギャップであってもよい）により第２表面１４０ｂから離間される（適切な構造的サポートは図示省略する）。ケーブル１１４の第１端子１１４ａはマイクロストリップアンテナ１１２と電気的に結合され、第２端子１１４ｂはグラウンド層１５０と電気的に結合される。
【００３２】
１実施の形態では、マイクロストリップライン１１２はほぼ長方形であり、幅「Ｗ」を持っている。アンテナアセンブリ１１０の長さ「Ｌ」は送り込み点１１６から終端抵抗Ｒ１を含み、その終端抵抗「Ｒ１」までである。線形マイクロストリップライン１１２は、これに限定されるものではないが、通常、銅のような細い導体である。厚み「ｔ」は、ＵＨＦ（極超短波）の範囲の周波数の場合、通常、約１０ミクロン乃至約３０ミクロンの範囲である。
【００３３】
基板１４０は典型的にセラミック又はＦＲ−４誘電材料を含むことができる誘電材料であり、厚み「Ｈ」と全幅「Ｗｓ」を有し、その下にグラウンド層１５０が配置されている。線形マイクロストリップ１１２の終端１１８において、終端抵抗Ｒ１は線形マイクロストリップライン１１２の端部１１８をグラウンド層１５０に電気的に結合する。
【００３４】
送り込み点１１６における線形マイクロストリップアンテナ１１２の入力インピーダンス「Ｚ」は、読取装置からの電力結合を最大にするために送り込み信号を提供するケーブル１１４の特性インピーダンスにおよそ等しくなるように設計されている。（読取装置は送り込みシステム１２４の一部であり、かつ、ケーブル１１４又は伝送網から分離した電子システムである。アンテナアセンブリ１１０はケーブル１１４を介して読取装置システムへ接続されている。）Ｗ／Ｈ比は通常１以上であり、特に、約１乃至約５である。
【００３５】
この場合、線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０の入力インピーダンス「Ｚ」オームは以下の式で与えられる。
【式４】
【００３６】
2008519500.tif 000006
それ故、マイクロストリップ幅Ｗと基板高さＨが主としてインピーダンス「Ｚ」を決定する。
【００３７】
１実施の形態では、基板の比誘電率εｒは約２乃至１２の範囲である。別の実施の形態では、線形マイクロストリップ近距離場アンテナアセンブリ１１０の長さ「Ｌ」は、次式により近似される物理的相当長さを有する半波長乃至全波長デバイスの相当長さ又は実効長に相当する。
【式５】
【００３８】
2008519500.tif 000007
ここで、「ｃ」は光速（約３ｘ１０８ｍ／ｓ）、「ｆ」は運用周波数（Ｈｚ）、εｒは基板比誘電率、「ｎ」は同等な半波長ダイポールアンテナの場合の約０．５から同等な全波長ダイポールアンテナの場合の約１．０の範囲である。
【００３９】
１実施の形態では、終端抵抗「Ｒ１」は、送り込み点１１６での入力インピーダンスが約５０オーム又は送り込みケーブル１１４の特性インピーダンスとなるように調整される。
【００４０】
別の実施の形態では、線形マイクロストリップアンテナ１１２は第１縦縁１１２ａと第２縦縁１１２ｂを有し、マイクロストリップアンテナ１１２は基板１４０とグラウンド層１５０の実質的に中心に置かれ、基板１４０の縦側縁１４２ａ，１４２ｂと、グラウンド層１５０の縦側縁１５２ａ，１５２ｂがそれぞれ第１縦縁１１２ａと第２縦縁１１２ｂから少なくとも幅「Ｗ」の２倍（「２Ｗ」）の距離延伸する。その結果、基板１４０とグラウンド層１５０がそれぞれ少なくとも「Ｗ」の５倍（「５Ｗ」）の全幅「Ｗｓ」を有する。基板１４０はさらに、送り込み点１１６が配置される横側縁１４２ｃと、終端抵抗Ｒ１が配置される横側縁１４２ｄを含む。同様に、グラウンド層１５０はさらに、送り込み点１１６が配置される横側縁１５２ｃと、終端抵抗Ｒ１が配置される横側縁１５２ｄを含む。
【００４１】
近距離場アンテナアセンブリ１１０は、故意に遠方場を減少させて、近距離場領域を向上させる。特に、近距離場ＲＦＩＤアンテナアセンブリ１１０は要素アンテナ１１２を含み、該アンテナ１１２は、それによって放射された局在電場が近距離場によって形成されたゾーンの中に実質的に存するように構成され、アンテナ１１２によって放射された送信電磁界はアンテナ１１２に関する遠方場によって形成されたゾーンの中に実質的に存する。したがって、近距離場アンテナアセンブリ１１０は、規定の目的のための多くの利点を有する。５０オームの終端インピーダンスを持たないようなアンテナアセンブリの実インピーダンスは非常に低い。したがって、送信抵抗は低い。ケーブル１１４を介して電力を供給する送り込みシステム１２４に整合するために、通常５０オームの終端インピーダンスＲ１が加えられる。この構成と運転方法はまた、非常に低いアンテナ「Ｑ」係数をもたらす。これはアンテナを広帯域にする。
【００４２】
理想的には、マイクロストリップアンテナ１１２は、図５に示されるようなマイクロストリップアンテナ１１２の長さに沿って電流分布を有する半波長（「λ／２」）」アンテナである。
【００４３】
電流は送り込み点１１６でピークに達し、本質的には送り込みシステム１２４からの印加電圧と同調してある。電流は、マイクロストリップアンテナ１１２の中点でゼロまで減少し、終端における負のピークまで減少し続ける。
【００４４】
図５に図示すように、半波長双極子構成において動作するそのような電流分布の線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０は、送り込み端１１６では正の電場を生成し、終端１１８では負の電場を生成する。
【００４５】
図６は、近距離場電場を近距離場マイクロストリップアンテナ１１２の上方に結合することを図示する。詳しく言うと、図６は、半波長の場合のマイクロストリップアンテナ１１２の上方に位置する正規化された時間に関する瞬間の時変電場をプロットしたグラフである。送り込み点１１６で電場は最大である。マイクロストリップアンテナ１１２の中点で電場はゼロまで減少する。終端１１８では、電場が負のピーク、即ち、最小値まで減少する。ＲＦＩＤラベル１２０がそのようなアンテナのすぐ上に置かれるのので（図２参照）、マイクロストリップアンテナ１１２からのディファレンシャル電場は電流をＲＦＩＤラベルアンテナ１２０にその長さに渡って駆動し（即ち、指向させ）、その結果、ＲＦＩＤラベル１２０を活性化させてＲＦＩＤ読取装置、即ち、近距離場アンテナアセンブリ１１２によってそれに読み書きすることができる。
【００４６】
その結果、マイクロストリップアンテナ１１２の上方に置かれマイクロストリップアンテナアセンブリ１１０の長さ「Ｌ」に沿って指向されたＲＦＩＤラベル１２０は、次に、マイクロストリップアンテナ１１２に情報を伝える。基板１４０の素材に依存して、基板１４０は、以下の式によって表される総アンテナ長「Ｌ」をもたらす低速波構造を生成することに注意されたい。
【式６】
【００４７】
2008519500.tif 000008
ここで、「ｃ」は真空中の光の速さ、「ｆ」は運用周波数、εｒは半波長ダイポールアンテナ構造の基板素材の比誘電率である。このように、基板１４０の比誘電率εｒが増加するにつれ、総アンテナアセンブリ長「Ｌ」は減少するので、より小さいＲＦＩＤラベルにそのようなアンテナアセンブリを使用することができる。例えば、誘電率１２．５、総マイクロストリップ長４．７ｃｍを有するセラミック基板を使用して、実験的に理論長４．６ｃｍが達成された。このより小さいアンテナアセンブリは、より小さい物品レベルのＲＦＩＤラベルの読み取り又は検出に役に立つ。
【００４８】
１実施の形態では、線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０の長さは全波長に相当する長さまで達する。図７と８は、全波長マイクロストリップアンテナアセンブリ、例えば、線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０の上方に位置する時間に関する瞬間の時変電場を位相がゼロと、９０度の場合をそれぞれ示す。
【００４９】
送り込み点１１６においてケーブル１１４を介して提供された送り信号が３６０度の全位相に渡って通るとき、ディファレンシャル（差）電場の時間的瞬間の２つの特定のスナップショットを観測することができる。位相が０のとき、２組のディファレンシャル電場が存在し、位相が９０度のとき、１組のディファレンシャル電場が存在する。上方のＲＦＩＤラベル１２０と結合する実際のディファレンシャル電場は線形マイクロストリップアンテナ１１２の長さ「Ｌ」に沿って這う。これは線形マイクロストリップアンテナ１１２とＲＦＩＤラベル１２０の整合に関して有利である。基板１４０の素材の絶縁耐力（又は比誘電率「εｒ」）を大きくすることは、総アンテナ長「Ｌ」を大きくする必要性を少なくとも部分的に償う。
【００５０】
図９に言及し、一連のＲＦＩＤラベル１２０ａ乃至１２０ｅがギャップ距離「ｄ」離間され、１つのＲＦＩＤラベル１２０ｃは単一の線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０の上方に置かれている。ＲＦＩＤラベル１２０ａ乃至１２０ｅは、それらの双極子が線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０の長さ「Ｌ」に沿った縦方向に指向されるように指向されている。
【００５１】
処理されているラベル１２０ｃの近くにあるラベル１２０ｂ又は１２０ｄに対して近距離場線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０が読み書きすることを防ぐために、マイクロストリップの幅「Ｗ」、長さ「Ｌ」及び総板幅「Ｗｓ」を調整することとしても良い。ＲＦＩＤラベル１２０ａ乃至１２０ｅのラベル間のギャップ「ｄ」が減少するので、マイクロストリップ幅「Ｗ」を約「５Ｗ」である全基板幅「Ｗ」と共に減少させなければならない。ギャップ「ｄ」の大きさが隣接するラベル１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｄ、１２０ｅを線形マイクロストリップアンテナ１１２の基板１４０の横側縁１４２ａ、１４２ｂをかなり超えるように位置させるので、マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０は隣接するＲＦＩＤラベル１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｄ、１２０ｅの存在を検出しない。トレース幅Ｗ、長さＬ及び基板パラメータＨとεｒは、半波長乃至全波長構造に相当する電流分布が有効に達成されるように整される。
【００５２】
図１０と１１に示す１実施の形態において、線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０’は延伸した又は巻き上げられたグラウンド層を含む。より詳しく言えば、形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０’は、グラウンド層１５０に代えて、マイクロストリップライン１１２が基板１４０の第１表面１４０ａ上に置かれ、グラウンド層１５０’は基板１４０の第１表面１４０ａの少なくとも一部の上に配置されマイクロストリップライン１１２に接触していない点を除いて、線形マイクロストリップ１１０と同じである。グラウンド層１５０’はまた、基板１４０の第１及び第２縁１４２ａ、１４２ｂに接しかつ基板１４０の第２表面１４０ｂにも接する。グラウンド層１５０’をまた誘電スペーサ１６４’を介して第２表面１４０ｂから離間させることができる。
【００５３】
グラウンド層１５０’はまた、端部部分（フラップ）１８０ａ，１８０ｂを含み、これらのフラップは第１表面１４０ａに重なり、それぞれ縁１１２ａと１１２ｂに向かって内側に距離「ＷＧ」延伸するが、マイクロストリップトレース１１２に接触しない。
【００５４】
図１１に示すように、ＲＦＩＤラベル１２０ａ乃至１２０ｅを近接させてアンテナアセンブリ１１０’の上方に配置させ、１つのラベル１２０ｃをトレース線形マイクロストリップ１１２の上方に位置させ、他の隣接するるラベル１２０ｂと１２０ｄをそれぞれグラウンド層１５０’の前記フラップ１８０ａと１８０ｂのほぼ上方に位置させることができる。図１２に示すように、アンテナアセンブリ１１０’は、近距離場エネルギを伝播することにより、かつ、縁１１２ａと１１２ｂに向かって内側に距離ＷＧ延伸するそれぞれのフラップ（端部部分）１８０ａと１８０ｂを巻き付けたグラウンド層１５０’により、無線周波エネルギの位置を制御するが、トレースマイクロストリップ１１２には接しない。したがって、電場はトレースマイクロストリップ１１２からフラップ（端部部分）１８０ａと１８０ｂまでのみ実質的に延伸し、その結果、電場を効果的に終端させ、アンテナアセンブリ１１０の電場への結合を防止する。
【００５５】
図１３は、アンテナアセンブリ１１０’のグラウンド層１５０’の側縁１５２ｂなどの側縁の１つから見たときのアンテナアセンブリ１１０’の近距離場マイクロストリップアンテナ１１２にその上方に位置する時変近距離場電場Ｅを結合させる瞬間的に起こっていることを図示する。詳しく言うと、図１３は半波長の場合の正規化された電場のプロットを示すグラフである。図６に示すのと同じように、電場は送り込み点１１６において最大である。長さ「Ｌ」に沿ったマイクロストリップアンテナ１１２の中点で電場はゼロまで減少する。終端１１８で電場は負のピーク（負の最大値）まで減少する。
【００５６】
図１２に示すように、ＲＦＩＤラベル１２０がアンテナアセンブリ１１０’のすぐ上に置かれるので、マイクロストリップアンテナ１１２からのディファレンシャル電場はＲＦＩＤラベルアンテナ１２０の長さに沿って電流を駆動即ち指向させてＲＦＩＤラベル１２０を活性化させ、それをＲＦＩＤ読取装置、即ち、近距離場アンテナアセンブリ１１２によって読み書きすることができるようになる。その結果、マイクロストリップアンテナ１１２の上方に置かれマイクロストリップアンテナアセンブリ１１０’の長さＬに沿って指向されたＲＦＩＤラベル１２０ｃはまた、マイクロストリップアンテナ１１２にうまく結合される。ここでも、トレース幅Ｗ、長さＬ及び基板パラメータＨとεｒが調整され、半波長乃至全波長構造に相当するように実効電流分布は有効に達成される。
【００５７】
１実施の形態では、図１４と１５を参照すると、線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０（又は１１０’）を伝導ハウジング１６０の上又はその中に設けることができる。伝導ハウジング１６０はベース１６２と、通常２つの縦側壁１６２ａ，１６２ｂと、通常それらの縦側壁に直角に連結した２つの横側壁１６２ｃ，１６２ｄを含んでいる。グラウンド層１５０の底部面１５４は、伝導ハウジング１６０をグラウンド層１５０と電気的に結合するためにベース１６２に配置される。したがって、伝導ハウジング１６０はグラウンド層１５０を介して接地される。
【００５８】
壁１６２ａ乃至１６２ｄを基板１４０の縁１４２ａ乃至１４２ｄから離間することとしても良い。縁１４２ａ乃至１４２ｄは伝導ハウジング１６０に接しても良いが、アンテナアセンブリ１１０（又は１１０’）をハウジング１６０に合わせるのにトレランスとしてのスペースが必要であるかもしれない。壁１６２ａ乃至１６２ｄも誘電スペーサ材料１７０を介して線形マイクロストリップアンテナ１１２から離間させて、伝導ハウジング１６０を線形マイクロストリップアンテナ１１２、容量性負荷１２２及び終端抵抗Ｒ１から電気的に分離させるようにしても良い。誘電スペーサ素材は空気ギャップを含むことができる。伝導ハウジング１６０の素材はアルミ、銅、真鍮、ステンレス鋼、又は同様の金属物質を含むことができる。マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０の基板１４０の側縁１４２ａ乃至１４２ｄに隣接する側壁１６２ａ乃至１６２ｄによって作用する延伸側面を備える伝導ハウジング１６０を追加することにより、線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０に対する望まれない隣接ＲＦＩＤラベル１２０の結合をさらに減少させることができる。
【００５９】
図１６−１８に示す本発明の開示の１実施の形態において、蛇行線素マイクロストリップアンテナアセンブリ２１０を使用して、例えば、小さいＲＦＩＤラベルの読み取りに適用される任意の総アンテナサイズに対して、見かけのアンテナ長さ「Ｌ」をより長くすることができる。蛇行線アンテナアセンブリ２１０は、あらゆる点で線素マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０と同様であるので、ここでは、構造と動作で差を特定するのに必要な範囲でのみ説明を行う。
【００６０】
詳しく言えば、図１６−１８は、蛇行線状要素のマイクロストリップアンテナ２１２を含む近距離場アンテナアセンブリ２１０を示す。蛇行線状要素のアンテナトレース２１２は、送り込み点１１６から終端１１８の終端抵抗Ｒ１までの長さ「Ｌ」に沿って続くので、基板１４０の幅「Ｗｓ」を横切るように「迂曲」する。蛇行線状マイクロストリップアンテナトレース２１２は、厚み「ｔ」を持ち、送り込み点端１１６でケーブル１１４と電気的に結合され、終端１１８において通常５０オームの終端抵抗Ｒ１で終端する。
【００６１】
蛇行線状マイクロストリップアンテナ２１２は、それが電流を二次元に指向させるという点において線形マイクロストリップアンテナ１１２と異なっている。詳しく言えば、蛇行線状マイクロストリップアセンブリ２１０は、１実施の形態において、蛇行線状マイクロストリップトレースアンテナ２１２を構成するために直角に曲がった波形パターンに形成された多数の交互に直角に交わる伝導セグメント２１４，２１６を含む。伝導セグメント２１４は直線的に配列されて長さ「ＬＭ」を持ち、基板１４０の縦側縁１４２ａ，１４２ｂの少なくともの１つと実質的に平行である。伝導セグメント２１６は横方向に配列され、直線的に並べられたセグメント２１４に接して方形波パターンを形成する。各伝導セグメント２１６は、その長さＬｓに沿って伝導セグメントの幅を２等分割する中心軸線Ｃ−Ｃの向きに指向されている。交差伝導セグメント２１４と２１６は単一の一体的マイクロストリップトレースとして形成されうる。蛇行線状アンテナ２１２を方形波パターンに従わない他のパターンで形成することができ、そこでは、交互に交わる伝導セグメント２１４と２１６は直角ではない。但し、実施の形態はこのような関係には制限されない。セグメント２１４と２１６の構成は、局在電場か電流を二次元で駆動又は指向させることを可能にする。
【００６２】
基板１４０は長さ「ＬＭ」を有する少なくとも１つの縁１４２ａ，１４２ｂを備え、直角交差伝導セグメント２１４、２１６は、前記少なくとも１つの縁１４２ａ，１４２ｂに関して交互に横と縦の向きに配置されている。
【００６３】
図１７に図示すように、伝導セグメント２１４は縦向きに配置され、全体で、送り込み点１１６から終端１１８の終端抵抗Ｒ１を含め終端１１８まで延伸する蛇行線状マイクロストリップトレース２１２の全長「ＬＭ」を形成している。蛇行線状トレース２１２の幅「ＷＭ」は縦方向に指向する伝導セグメント２１４の１つのものの幅として定義される。
【００６４】
線形マイクロストリップアンテナアセンブリ１１０と同様に、蛇行線状マイクロストリップアセンブリ２１０の長さ「ＬＭ」は、半波長ダイポールアンテナの長さに実質的に等しい長さ乃至全波長ダイポールアンテナの長さに実質的に等しい長さの範囲の全体寸法を有する。結果の電場分布は、線形アンテナアセンブリ１１０に関して説明した図６−８に図示するもののと同じである。
【００６５】
１実施の形態では、蛇行線状マイクロストリップアンテナアセンブリ２１０は「ＷＭ／Ｈ」比を持ち、この比は１以上であり、特に、約１〜約５の範囲に及ぶかもしれない。基板１４０は約２〜約１２の比誘電率を有するかもしれない。基板１４０の少なくとも１つの縁１４２ａ、１４２ｂは、縦向きに指向された伝導セグメント２１４から蛇行線状マイクロストリップトレース２１２の幅「ＷＭ」の２倍（「２ＷＭ」）以上に実質的に等しい距離横方向に延伸するように構成されうる。別の実施の形態では、グラウンド層１５０の少なくとも１つの縁１５２ａ，１５２ｂは、縦向きに指向された伝導セグメント２１４から蛇行線状マイクロストリップトレース２１２の幅「ＷＭ」以上の値に実質的に等しい距離横方向に延伸する。蛇行線状アンテナアセンブリ２１０は、通常、終端抵抗Ｒ１に近接して該アンテナアセンブリに結合される容量性負荷１２２を含むことができる。
【００６６】
図１７−１９に示すように（また、図９に示す線形アンテナアセンブリ１１０に関して同様に説明されるように）、一連のＲＦＩＤラベル１２０ａ乃至１２０ｅはギャップ距離「ｄ」離間され、１つのＲＦＩＤラベル１２０ｃが単一の蛇行線状マイクロストリップアンテナアセンブリ２１０上に置かれる。蛇行線状マイクロストリップアンテナアセンブリ２１０は、蛇行線状アンテナ２１２が蛇行線状マイクロストリップアンテナアセンブリ２１０に沿って縦方向に指向された１つのＲＦｌＤタグ又はラベル１２０に結合するように構成される。局在電場は、アンテナ２１２に沿った二次元で電流を駆動し即ち指向させる。
【００６７】
処理されているラベル１２０ｃの近くに位置するラベル１２０ｂ又は１２０ｄに対して蛇行線状近距離場マイクロストリップアンテナアセンブリ２１０が読み書きすることを防止するために、マイクロストリップ幅「ＷＭ」、長さ「ＬＭ」及び総基板幅「Ｗｓ」を調整することができる。ＲＦＩＤラベル１２０ａ乃至１２０ｅの間のギャップ「ｄ」を減少させるので、マイクロストリップ幅「ＷＭ」を総基板幅「Ｗｓ」と共に減少させる。所定サイズのギャップ「ｄ」により、隣接するラベル１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｄ及び１２０ｅが蛇行線状マイクロストリップアンテナ２１２の基板１４０の横側縁１４２ａ，１４２ｂの充分向こう側に位置されるので、マイクロストリップアンテナアセンブリ２１０は隣接ＲＦＩＤラベル１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｄ及び１２０ｅの存在を検出しない。蛇行線マイクロストリップアンテナの場合、半波長乃至全波長構造に相当する実効電流分布が達成されるようにトレース幅ＷＭ、総実効長ＬＭ及び基板パラメータが調整される。これは、与えられた固定長ＬＭあたりの蛇行回線トレースのピリオド数Ｌ’Ｍを増やすことによって達成されうる。
【００６８】
図２０と２１に示す実施の形態のような１実施の形態において、蛇行線状マイクロストリップアンテナアセンブリ２１０’は延長され又は巻き上げられたグラウンド層を含む。詳しく言えば、蛇行線状マイクロストリップアンテナアセンブリ２１０’は、グラウンド層１５０に代えて、マイクロストリップライン２１２が基板１４０の第１表面１４０ａ上に配置され、グラウンド層１５０’が基板１４０の第１表面１４０ａの少なくとも一部の上に配置されマイクロストリップライン２１２に接触しない点を除き、蛇行線状マイクロストリップ２１０と同じである。線形マイクロストリップ１１０’と同じように、グラウンド層１５０’は基板１４０の第１及び第２縁１４２ａ，１４２ｂに接しかつ基板１４０の第２表面１４０ｂ上に配置される。グラウンド層１５０’は１個以上の誘電スペーサ１６４を介して基板と離間されうる。
【００６９】
グラウンド層１５０’はフラップ又は端部部分１８０ａ，１８０ｂを含み、これらのフラップは第１表面１４０ａにオーバーラップし、それぞれ縁２１２ａと２１２ｂに向かって距離「ＷＧ」内側に延伸するが、トレースマイクロストリップ２１２には接しない。
【００７０】
図２１に示すように、ＲＦＩＤラベル１２０ａ乃至１２０ｅを近接させてアンテナアセンブリ２１０’の上方に配置し、１つのラベル１２０ｃが蛇行線状マイクロストリップトレース２１２上に存し、隣接ラベル１２０ｂ及び１２０ｄがグラウンド層１５０’のほぼフラップ又は端部部分１８０ａと１８０ｂの上方に位置することができる。
【００７１】
さらに、図２２と２３に示すように、また、図１４と１５に示す実施の形態と同様に、蛇行線状マイクロストリップアンテナアセンブリ２１０（又は２１０’）のグラウンド層１５０を伝導ハウジングと電気的に結合することとしも良い。壁１６２ａ乃至１６２ｄを基板１４０の縁１４２ａ乃至１４２ｄから離間させても良い。縁１４２ａ，１４２ｄは伝導ハウジング１６０に接するかもしれないが、アンテナアセンブリ１１０（又は１１０’）にハウジング１６０を合わせるのにトレランスのためのスペースが必要であるかもしれない。蛇行線状マイクロストリップアンテナ２１２、容量性負荷１２２及び終端抵抗Ｒ１から伝導ハウジング１６０を電気的に分離させるために、壁１６２ａ乃至１６２ｄをまた、誘電スペーサ物質１７０を介して蛇行線状マイクロストリップアンテナ２１２から離間させることができる。伝導ハウジング１６０の素材はアルミ、銅、真鍮、ステンレス又は同様の金属物質を含むことができる。
【００７２】
以前に議論したように、実効電流分布が半波長乃至全波長構造に相当することを達成するために、トレース幅ＷＭ、総実効長ＬＭ及び基板パラメータ調整する。これは、与えられた固定長ＬＭあたりの蛇行回線トレースのピリオド数Ｌ’Ｍを増やすことによって達成されうる。
【００７３】
近距離場アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’に関して開示された以上の実施の形態は、ケーブル１１４と終端抵抗Ｒ１を介する要素構成で供給される電力を有する。当業者は、変圧器を含む双極子構成によってもまた近距離場アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’に給電することが可能であることを理解できる。但し、実施の形態はこれに制限されるものではない。
【００７４】
以上説明したように、本発明の開示の実施の形態は、ＲＦＩＤラベルを読み取る近距離場アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’に関し、該アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’は、それによって動作波長「λ」で放射された局在電場が近距離場によって形成されたゾーンの中に実質的に存し、かつ、アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって動作波長「λ」で放射された送信電磁界がアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’に関して遠方場によって形成されたゾーンの中に実質的に存するように構成されている。
【００７５】
ここに開示された様々な実施の形態は、局在電場の大きさが送信電磁界の大きさに対して増大され、かつ、ＲＦＩＤタグ又はラベル１２０ｃが、それが近距離場ゾーンの中に位置するときだけアンテナ又はアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって読み取られる（ＲＦＩＤタグ又はラベル１２０ｃが遠方場ゾーンの中にあるときはアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって読み取られない）ように設計されている。そのうえ、ＲＦＩＤタグ又はラベル１２０ｃが近距離場ゾーンの中に位置するときだけアンテナ又はアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって読み取られる（ＲＦＩＤタグ又はラベル１２０ｃが遠方場ゾーンの中にあるときはアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって読み取られない）ように、送信電磁界の大きさは局在電場の大きさに関して減少する。アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’は比誘電率「εｒ」を有する。
【００７６】
アンテナ又はアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’は、アンテナ又はアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’からの距離が「λ／２π」のところまで近距離場ゾーンが形成されるように構成される。ここで、「λ」はアンテナ又はアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’の動作波長である。１実施の形態では、近距離場ゾーン距離が約５ｃｍとなるように、近距離場アンテナ又はアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’は約９１５ＭＨｚの周波数で作動する。
【００７７】
ＲＦＩＤタグ又はラベル１２０ｃを読み取り又はそれに書き込む方法をまた開示する。該方法は、近距離場アンテナ又はアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって動作波長「λ」で放射された局在電場が近距離場によって形成されるゾーンの中に実質的に存するように、かつ、近距離場アンテナ又はアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって動作波長「λ」で放射された送信電磁界が近距離場アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’に関して遠方場によって形成されるゾーンの中に存するよう構成した前記近距離場アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’を提供し；前記近距離場アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’の局在電場を前記近距離場ゾーンの中に位置するＲＦＩＤタグ又はラベル１２０ｃと結合する；ことを含んでなる。
【００７８】
アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’の実効長Ｌ又はＬＭは、アンテナに通した電流分布がｎｖ／ｆに比例する波長を有する波形を生じさせる長さである。ここで、ｖは光速をアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’の比誘電率の平方根で除した値に等しい伝播波速、ｆは周波数［Ｈｚ］、ｎは半波長の場合の約０．５乃至全波長の場合の１．０までの範囲である。
【００７９】
方法はまた、ＲＦＩＤタグ又はラベル１２０ｃが近距離場ゾーンの中に位置しているときのみ、それがアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって読まれ、ＲＦＩＤタグ又はラベル１２０ｃが遠方場ゾーンの中に位置しているときにそれはアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって読まれないように、送信電磁場の大きさに対して局在電場の大きさを増大させるステップを含む。
【００８０】
方法はまた、ＲＦＩＤタグ又はラベル１２０ｃが近距離場ゾーンの中に位置しているときのみ、それがアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって読まれ、ＲＦＩＤタグ又はラベル１２０ｃが遠方場ゾーンの中に位置しているときにそれがアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’によって読まれないように、局在電場の大きさに対して送信電磁場の大きさを減少させるステップを含む。方法は、近距離場ゾーンがアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’からの距離が「λ／２π」（λはアンテナの動作波長）の値に等しいｔころまで形成されるようにアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’を構成するステップを含むことができる。方法はまた、近距離場ゾーン距離が約５ｃｍとなうるように約９１５ＭＨｚの周波数で近距離場アンテナを動作させるテップを含むことができる。アンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’の実効長Ｌ又はＬＭは、アンテナに与える電流分布がｎｖ／ｆに比例する波長を有する波形を形成するように設けた長さである。ここで、ｖは光速をアンテナアセンブリ１１０、１１０’、２１０、２１０’の比誘電率の平方根で除した値に等しい伝播波速、ｆは周波数（単位はＨｚ）、ｎは半波長の場合の約０．５から全波長の場合の１．０までの範囲である。
【００８１】
ここで開示する近距離場アンテナアセンブリの利点である特性は以下を含む：
（１）ＲＦＩＤラベル１２０ａ乃至１２０ｅへの読み書き範囲が近距離場距離ｄ＜＜λ／２πに制限されている
（２）近距離場アンテナ１１２又は２１２の電磁界エネルギの大くが終端負荷抵抗Ｒ１で消散する
（３）近距離場アンテナアセンブリが送信遠方場アンテナアセンブリと比べて低Ｑ値を示す
（４）低Ｑ値から生じる広い操作バンド幅が広帯域の世界的なＵＨＦ（極超短波）応用例に役立つ
（５）広い操作バンド幅と低Ｑ値は、読取装置どうしがが互いに干渉することを防ぐ周波数ホップ必要性がなく、簡易型ＲＦＩＤ読取電子装置を可能にする
（６）近距離場アンテナアセンブリは、送信アンテナアセンブリと比べて、低送信抵抗と、送信効率を示す。したがって、遠方場送信はかなり抑えられる
（７）トレース寸法、基板特性及びグラウンド層を有するマイクロストリップ型アンテナで構成された近距離場アンテナアセンブリは、半波長アンテナ乃至全波長アンテナの範囲で作動するように設計されている
（８）電気入力又はケーブルがマイクロストリップアンテナの開始点に直接取り付けられ、かつ、コネクタの接地が基板のグラウンド層に直接取り付けられた要素送り込み構成は、変圧器を必要とするかもしれない代替のディファレンシャル送り込み構成と比べて、より簡単で、費用効率がよりよい送り込み構成を提供する
（９）近距離場アンテナアセンブリが置かれる上部開放型伝導ハウジングが設けられ、アンテナアセンブリのグラウンド層に接地される。伝導ハウジングは、マイクロストリップアンテナの真上に配置されたＲＦＩＤラベルに隣接する隣接ＲＦＩＤラベルと結合する傾向がある漂遊電磁界を最小にすることを助ける。
（１０）放射された電場を近距離場ゾーンに局在させることは規制要求事項へのコンプライアンスを容易にする。
【００８２】
以上の結果、本発明の開示の実施の形態は、互いに極めて接近したＲＦＩＤラベルをプログラムすることを可能にする。例えば、複数のＲＦＩＤラベルが互いにわずかな離間距離でロール上に置かれるという特徴を有する。本発明の開示の実施の形態は、複数のラベルをかなりの距離離間させて配設することを必要としないし、また、複数のラベルが一緒に読まれプログラムされることを防止する。本発明の開示の実施の形態はまた、適切に機能しているラベルの横で配置される不良ラベルの識別を容易にする。
【００８３】
上記説明は多くの詳細を含むが、これらの詳細は本発明の開示の範囲をそれに限定するものと解するべきでなく、単にそれらの好ましい実施の形態の例示としてこれらの詳細を解すべきである。当業者は本発明の開示の範囲と技術的思想の中にある他の多くの可能な変形例が可能であることを理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】先行技術に従った距離でＲＦＩＤラベルを備えるパッチ送信アンテナアセンブリの斜視図である。
【図２】大きなＲＦＩＤラベルオーバヘッドを備える本発明の開示による線形モノポールマイクロストリップアンテナアセンブリの１実施の形態の上面斜視図である。
【図３】図２の線形アンテナアセンブリの平面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図３と４のアンテナアセンブリの線形マイクロストリップアンテナトレースに沿った電流を示すグラフである。
【図６】図４の線形アンテナアセンブリ上の半波長電場の分布を示すグラフである。
【図７】図４の線形アンテナアセンブリ上の位相が０°の全波長電場分布を示すグラフである。
【図８】図４の線形アンテナアセンブリ上の位相が９０°の全波長電場分布を示すグラフである。
【図９】線形アンテナアセンブリの長さに沿って指向されかつギャップによって離間された複数のＲＦＩＤラベルを備える図４の線形アンテナアセンブリの平面図である。
【図１０】拡張されたグラウンド層を有する線形モノポールマイクロストリップアンテナアセンブリの本発明の開示に従う１実施の形態の平面図である。
【図１１】図１０の１１−１１線端面断面図である。
【図１２】電場分布を示す図１０のアンテナアセンブリの端面図である。
【図１３】電場分布を示す図１０のアンテナアセンブリの側面図である。
【図１４】伝導性ハウジングを有する線形モノポールマイクロストリップアンテナアセンブリの本発明の開示に従う１実施の形態の平面図である。
【図１５】図１４の１５−１５線端部断面図である。
【図１６】蛇行線モノポールマイクロストリップアンテナアセンブリの本発明の開示に従う１実施の形態の上面斜視図である。
【図１７】図１６の蛇行線アンテナアセンブリの平面図である。
【図１８】図１７の１８−１８線断面正面図である。
【図１９】蛇行線アンテナアセンブリの長さに沿って指向されかつギャップによって離間された複数のＲＦＩＤラベルを備える図１７の蛇行線アンテナアセンブリの平面図である。
【図２０】拡張されグラウンド層を有する蛇行線モノポールマイクロストリップアンテナアセンブリの本発明の開示に従う１実施の形態の平面図である。
【図２１】図２０の２１−２１線端部断面図である。
【図２２】伝導性ハウジングを有する蛇行線モノポールマイクロストリップアンテナアセンブリの本発明の開示に従う１実施の形態の平面図である。
【図２３】図２２の２３−２３線断面図である。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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