(57)【要約】  本願は、３次元（３Ｄ）ループアンテナを備える無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグについて記載するものである。この３Ｄループアンテナは第１の導電性部分を有し、第１の導電性部分は、厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第１の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在する。この３Ｄループアンテナは第２の導電性部分を有し、第２の導電性部分は、厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第２の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在する。ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路は、第１及び第２の平面に対して実質的に平行でない第３の平面に存在する電流ループにおいて、第１及び第２の導電性部分を通じて電流を励起する。場合によっては、第３の平面は、第１及び第２の平面に対して実質的に垂直であってもよい。【選択図】図２Ａ
2011512755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループアンテナであって、
第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する第１の導電性部分であって、前記第１の導電性部分の前記長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在し、前記第１の導電性部分の少なくとも一部分は、前記ループアンテナのインピーダンスを同調させるための同調素子を形成する第１の導電性部分と、
第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する第２の導電性部分であって、前記第２の導電性部分の前記長さ及び幅は、実質的に前記第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在し、前記第２の導電性部分は、前記第１の導電性部分に電気的に結合されている第２の導電性部分と、を有するループアンテナと、
前記ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路であって、電流が前記ループアンテナを通じて励起されて、前記第１の平面及び前記第２の平面に対して実質的に垂直な第３の平面内に存在する電流ループにおいて、前記第１の導電性部分及び前記第２の導電性部分を流れるＲＦＩＤ回路と、を備える無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ。
【請求項２】
前記ＲＦＩＤタグは、物品の表面に取り付けられたとき、前記第３の平面が前記物品の前記表面に対して実質的に垂直となるように構成されている、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記第２の導電性部分は、物品の導電性表面に結合して、前記第３の平面内に存在する前記電流ループを形成する、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記第２の導電性部分は、前記導電性表面と結合して前記電流ループを形成する一対の接点を有する、請求項３に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記第２の導電性部分は、前記物品の前記導電性表面と電気的に結合して前記電流ループを形成する、請求項３に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記第２の導電性部分は、前記物品の前記導電性表面と電磁気的に結合して前記電流ループを形成する、請求項３に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記ＲＦＩＤタグは、前記ループアンテナを通じて流れる前記電流が、前記ＲＦＩＤタグを取り付けられた物品の導電性表面上に電流を誘起して、前記ループアンテナによって発生した磁場を増強するように構成されている、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
前記物品の前記導電性表面上に誘起される前記電流は、前記ループアンテナの前記電流ループによって囲まれる面積を実質的に２倍にする、請求項７に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
前記ループアンテナはある長さを規定し、前記ＲＦＩＤ回路は、前記長さの方向に沿って中心に配置されている、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
前記ループアンテナはある長さを規定し、前記ＲＦＩＤ回路は、前記ループアンテナの前記長さの中心から片寄っている、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
前記第１の導電性部分は、前記第１の導電性部分内にギャップを形成する少なくとも１つのスリットを有し、前記ギャップは、前記アンテナが結合された前記ＲＦＩＤ回路のインピーダンスに実質的に整合するように前記アンテナの前記インピーダンスを同調させるための前記同調素子として機能する、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
前記ＲＦＩＤ回路は、前記ループアンテナの中心から片寄った位置で前記ループアンテナの前記第１の導電性部分に結合されており、前記ループアンテナの前記第１の導電性部分内に前記ギャップを形成する前記スリットは、前記ＲＦＩＤ回路が前記ループアンテナの前記中心から片寄っているのと同じ方向に、前記ＲＦＩＤ回路から片寄っている、請求項１１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
前記第１の導電性部分は、第２の導電性トレースの少なくとも一部分と実質的に重なり合って前記同調素子を形成する第１の導電性トレースを有し、前記同調素子は、前記アンテナが結合された前記ＲＦＩＤ回路のインピーダンスに実質的に整合するように前記アンテナの前記インピーダンスを同調させるためのものである、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
前記重なり合う導電性トレースを分離する非導電性材料を更に備える、請求項１２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１５】
前記ＲＦＩＤ回路は、前記ループアンテナの中心から片寄った位置で前記ループアンテナの前記第１の導電性部分に結合されており、前記重なり合う導電性トレースは、前記ＲＦＩＤ回路が前記ループアンテナの前記中心から片寄っているのと同じ方向に、前記ＲＦＩＤ回路から片寄っている、請求項１２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１６】
前記ループアンテナは、電波スペクトルの極超短波（ＵＨＦ）の範囲で動作するように同調されている、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１７】
前記第１の導電性部分の前記長さ及び前記第２の導電性部分の前記長さは、少なくとも約５０ミリメートル（ｍｍ）であり、前記第１の導電性部分の前記幅及び前記第２の導電性部分の前記幅は、約１２ｍｍ〜５０ｍｍの間にあり、前記第１及び第２の導電性部分の前記厚さは、約１ｍｍ未満である、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１８】
前記ループアンテナは、内部空間を規定し、前記ＲＦＩＤタグは、前記内部空間内に設けられたスペーサ材料を更に備える、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１９】
前記ＲＦＩＤ回路は、集積回路（ＩＣ）、表面音響波（ＳＡＷ）、及び有機回路のうちの１つを備える、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２０】
質問の無線周波数（ＲＦ）の場を出力するように構成されたリーダーユニットと、
ＲＦＩＤタグとを備える無線自動識別（ＲＦＩＤ）システムであって、前記ＲＦＩＤタグは、
ループアンテナであって、
第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する第１の導電性部分であって、前記第１の導電性部分の前記長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在し、前記第１の導電性部分の少なくとも一部分は、前記ループアンテナのインピーダンスを同調させるための同調素子を形成する第１の導電性部分と、
第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する第２の導電性部分であって、前記第２の導電性部分の前記長さ及び幅は、実質的に前記第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在し、前記第２の導電性部分は、前記第１の導電性部分に電気的に結合されている第２の導電性部分と、を有するループアンテナと、
前記ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路であって、電流が、前記第１の平面及び前記第２の平面に対して実質的に垂直な第３の平面内に存在する電流ループにおいて、前記第１の導電性部分及び前記第２の導電性部分を通じて励起されて、前記質問のＲＦ信号に応答するＲＦ信号を出力するＲＦＩＤ回路と、を備えるシステム。
【請求項２１】
前記ＲＦＩＤタグは、物品の表面に取り付けられたとき、前記第３の平面が前記物品の前記表面に対して実質的に垂直となるように構成されている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第２の導電性部分は、物品の導電性表面に結合して、前記第３の平面内に存在する前記電流ループを形成する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第２の導電性部分は、前記導電性表面と結合する一対の接点を有する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第２の導電性部分は、電気結合及び電磁気結合の一方によって、前記物品の前記導電性表面に結合して前記電流ループを形成する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記ＲＦＩＤタグは、前記ループアンテナを通じて流れる前記電流が、前記ＲＦＩＤタグを取り付けられた物品の導電性表面上に電流を誘起して、前記ループアンテナによって発生した磁場を増強するように構成されている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２６】
前記物品の前記導電性表面上に誘起された前記電流は、前記ループアンテナの前記磁場を実質的に２倍にする、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ループアンテナはある長さを規定し、前記ＩＣチップは、前記長さの方向に沿って中心に配置されている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ループアンテナはある長さを規定し、前記ＩＣチップは、前記ループアンテナの前記長さの中心から片寄っている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第１の導電性部分は、前記第１の導電性部分内にギャップを形成する少なくとも１つのスリットを有し、前記ギャップは、前記アンテナが結合された前記ＲＦＩＤ回路のインピーダンスに実質的に整合するように前記アンテナの前記インピーダンスを同調させるための前記同調素子として機能する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項３０】
前記ＲＦＩＤ回路は、前記ループアンテナの中心から片寄った位置で前記ループアンテナの前記第１の導電性部分に結合されており、前記ループアンテナの前記第１の導電性部分内に前記ギャップを形成する前記スリットは、前記ＲＦＩＤ回路が前記ループアンテナの前記中心から片寄っているのと同じ方向に、前記ＲＦＩＤ回路から片寄っている、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記第１の導電性部分は、第２の導電性トレースの少なくとも一部分と実質的に重なり合って前記同調素子を形成する第１の導電性トレースを有し、前記同調素子は、前記アンテナが結合された前記ＲＦＩＤ回路のインピーダンスに実質的に整合するように前記アンテナの前記インピーダンスを同調させるためのものである、請求項２０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記重なり合う導電性トレースを分離する非導電性材料を更に備える、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記ＲＦＩＤ回路は、前記ループアンテナの中心から片寄った位置で前記ループアンテナの前記第１の導電性部分に結合されており、前記重なり合う導電性トレースは、前記ＲＦＩＤ回路が前記ループアンテナの前記中心から片寄っているのと同じ方向に、前記ＲＦＩＤ回路から片寄っている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記ループアンテナは、電波スペクトルの極超短波（ＵＨＦ）の範囲で動作する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項３５】
前記第１の導電性部分の前記長さ及び前記第２の導電性部分の前記長さは、少なくとも約５０ミリメートル（ｍｍ）であり、前記第１の導電性部分の前記幅及び前記第２の導電性部分の前記幅は、約１２ｍｍ〜５０ｍｍの間にあり、前記第１及び第２の導電性部分の前記厚さは、約１ｍｍ未満である、請求項２０に記載のシステム。
【請求項３６】
導電性表面と、
物品の前記導電性表面に結合された無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグとを備える物品であって、前記ＲＦＩＤタグは、
ループアンテナであって、
第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する第１の導電性部分であって、前記第１の導電性部分の前記長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在し、前記第１の導電性部分の少なくとも一部分は、前記ループアンテナのインピーダンスを同調させるための同調素子を形成する第１の導電性部分と、
第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する第２の導電性部分であって、前記第２の導電性部分の前記長さ及び幅は、実質的に前記第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在し、前記第２の導電性部分は、前記第１の導電性部分に電気的に結合されている第２の導電性部分と、を有するループアンテナと、
前記ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路であって、電流が前記ループアンテナを通じて励起されて、前記物品の前記導電性表面に対して実質的に平行でない第３の平面内に存在する電流ループにおいて、前記第１の導電性部分及び前記第２の導電性部分を流れるＲＦＩＤ回路と、を備える物品。
【請求項３７】
前記ＲＦＩＤタグは、前記第３の平面が前記物品の前記導電性表面に実質的に垂直となるように構成されている、請求項３６に記載の物品。
【請求項３８】
前記第２の導電性部分は、前記物品の前記導電性表面に結合して、前記第３の平面内に存在する前記電流ループを形成する、請求項３６に記載の物品。
【請求項３９】
前記第２の導電性部分は、前記物品の前記導電性表面と結合する一対の接点を有する、請求項３８に記載の物品。
【請求項４０】
前記第２の導電性部分は、電気結合及び電磁気結合の一方によって、前記物品の前記導電性表面に結合して前記電流ループを形成する、請求項３８に記載の物品。
【請求項４１】
前記ＲＦＩＤタグは、前記ループアンテナを通じて流れる前記電流が、前記物品の前記導電性表面上に電流を誘起して、前記ループアンテナによって発生した磁場を増強するように構成されている、請求項３６に記載の物品。
【請求項４２】
前記物品の前記導電性表面上に誘起された前記電流は、前記ループアンテナの前記磁場を実質的に２倍にする、請求項４１に記載の物品。
【請求項４３】
前記第１の導電性部分は、前記第１の導電性部分内にギャップを形成する少なくとも１つのスリットを有し、前記ギャップは、前記アンテナが結合された前記ＲＦＩＤ回路のインピーダンスに実質的に整合するように前記アンテナの前記インピーダンスを同調させるための前記同調素子として機能する、請求項３６に記載の物品。
【請求項４４】
前記ＲＦＩＤ回路は、前記ループアンテナの中心から片寄った位置で前記ループアンテナの前記第１の導電性部分に結合されており、前記ループアンテナの前記第１の導電性部分内に前記ギャップを形成する前記スリットは、前記ＲＦＩＤ回路が前記ループアンテナの前記中心から片寄っているのと同じ方向に、前記ＲＦＩＤ回路から片寄っている、請求項４３に記載の物品。
【請求項４５】
前記第１の導電性部分は、第２の導電性トレースの少なくとも一部分と実質的に重なり合って前記同調素子を形成する第１の導電性トレースを有し、前記同調素子は、前記アンテナが結合された前記ＲＦＩＤ回路のインピーダンスに実質的に整合するように前記アンテナの前記インピーダンスを同調させるためのものである、請求項３６に記載の物品。
【請求項４６】
前記重なり合う導電性トレースを分離する非導電性材料を更に備える、請求項４５に記載の物品。
【請求項４７】
前記ＲＦＩＤ回路は、前記ループアンテナの中心から片寄った位置で前記ループアンテナの前記第１の導電性部分に結合されており、前記重なり合う導電性トレースは、前記ＲＦＩＤ回路が前記ループアンテナの前記中心から片寄っているのと同じ方向に、前記ＲＦＩＤ回路から片寄っている、請求項４５に記載の物品。
【請求項４８】
無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグと、
前記ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面上に装着するように構成された装着部材とを備えるアセンブリであって、前記装着部材は、
上側表面と、前記上側表面の反対側の下側表面とを備える、実質的に平坦でかつ柔軟な基礎部材と、
前記下側表面から突出する複数の装着構造と、を備えるアセンブリ。
【請求項４９】
前記複数の装着構造は、前記ＲＦＩＤタグの長さ方向に沿って方向付けられた長手方向の軸線を各々が有する複数のリブであって、前記ＲＦＩＤタグの前記長さ方向を横断して方向付けられた前記長手方向の軸線を有する複数のリブか、前記基礎部材の前記下側表面から突出する複数の柱状の構造か、又は、前記ＲＦＩＤタグを基準として少なくとも１つの方向に延びる１つ以上のチャネルを形成する複数の装着構造かのいずれかである、請求項４８に記載のアセンブリ。
【請求項５０】
前記複数の装着構造は互いに離間されている、請求項４８に記載のアセンブリ。
【請求項５１】
前記装着構造の各々が、先細となった縁部を有する、請求項４８に記載のアセンブリ。
【請求項５２】
前記複数の装着構造は、前記基礎部材と一体に形成されている、請求項４８に記載のアセンブリ。
【請求項５３】
前記ＲＦＩＤタグは、
ループアンテナであって、
第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する第１の導電性部分であって、前記導電性部分の前記長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在する第１の導電性部分と、
第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する第２の導電性部分であって、前記第２の導電性部分の前記長さ及び幅は、実質的に前記第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在し、前記第２の導電性部分は、前記第１の導電性部分に電気的に結合されている第２の導電性部分と、を有するループアンテナと、
前記ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路であって、前記第１の平面及び前記第２の平面に対して実質的に垂直な第３の平面内に存在する電流ループにおいて、前記第１の導電性部分及び前記第２の導電性部分を流れるように、前記ループアンテナを通じて電流を励起するＲＦＩＤ回路と、を備える、請求項４８に記載のアセンブリ。
【請求項５４】
鋳巣に硬化性樹脂を少なくとも部分的に充填する工程と、
整形工具を前記鋳巣に押し付けて前記樹脂を形作りする工程と、
前記材料が硬化した後に前記整形工具を取り除き、それによって、基礎部材から延びる複数の装着構造を規定する工程と、
前記基礎部材及び複数の装着構造を前記鋳巣から取り出す工程であって、前記基礎部材は実質的に平坦であり、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグに取り付けられるように構成された上側表面と、前記装着構造がそこから延びる下側表面とを備える、工程と、
１つ以上のＲＦＩＤタグを前記基礎部材の前記上側表面に結合する工程と、を含む方法。
【請求項５５】
前記１つ以上のＲＦＩＤタグを前記装着構造に結合する工程は、ＲＦＩＤタグ及び１枚以上の保護フィルムを前記鋳巣の底部に配置することを含み、前記鋳巣を少なくとも部分的に充填する工程は、前記硬化性樹脂を前記保護フィルム及びＲＦＩＤタグの上に注ぐことを含み、前記保護フィルムは、前記ＲＦＩＤタグが前記樹脂によって損傷を受けることを防止する、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記１つ以上のＲＦＩＤタグを前記装着構造に結合する工程は、１つ以上のＲＦＩＤタグを前記装着構造の前記上側表面に取り付けることを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
前記ＲＦＩＤタグを取り付けることは、接着剤を前記装着構造の前記上側表面に塗布すること、及びＲＦＩＤタグのロールを前記上側表面の上で転がすことを含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記複数の装着構造は、前記ＲＦＩＤタグの長さ方向に沿って配置された複数のリブ付き区分、前記ＲＦＩＤタグの長さ方向を横切って配置された複数のリブ付き区分、前記平坦な構造の前記下側表面から突出する複数の柱状の区分、及び、前記ＲＦＩＤタグを基準として少なくとも１つの方向に１つ以上のチャネルを形成する複数の区分のうちの少なくとも１つを備える、請求項５４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品管理のための無線自動識別（ＲＦＩＤ）システムに関し、より具体的にはＲＦＩＤタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線自動識別（ＲＩＦＤ）技術は、輸送、製造、廃棄物管理、郵便追跡、航空手荷物照合、及び有料道路料金管理を含む、事実上すべての産業において幅広く使用されつつある。通常のＲＦＩＤシステムは、複数のＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤタグと通信するためのアンテナを有する少なくとも１つのＲＦＩＤリーダー（「質問機」とも呼ばれる）又は検出システムと、ＲＦＩＤリーダーを制御する計算機とを有する。ＲＩＦＤリーダーは、タグにエネルギー又は情報を供給し得る送信機と、ＩＤ又は他の情報をタグから受信する受信機とを有する。計算機は、ＲＦＩＤリーダーで入手した情報を処理する。
【０００３】
一般に、ＲＦＩＤタグから受信される情報は、特定の用途に限定されるものであるが、多くの場合、タグが固定された物品のＩＤを提供するものである。例示的な物品には、製造品目、書籍、ファイル、動物若しくは個人、又は事実上ほとんどの有形物品が挙げられる。また、物品に関して更なる情報が提供されてもよい。タグは、製造プロセスの間に、例えば、製造中の自動車シャーシの塗装色又は他の有用な情報を示すために使用されてもよい。
【０００４】
ＲＦＩＤリーダーの送信機は、アンテナを通じて無線周波数（ＲＦ）信号を出力して電磁場を発生させ、その電磁場により、タグは、情報を伝達するＲＦ信号を返すことが可能となる。いくつかの構成において、送信機は通信を開始し、増幅器を利用して、変調された出力信号でアンテナを励磁して、ＲＦＩＤタグと通信する。他の構成において、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤリーダーから持続波信号を受信し、直ちにその情報に応答することによって通信を開始する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のタグは、内部電源を有する「能動」タグ、又はＲＦＩＤリーダーで（典型的には誘導結合で）発生されたＲＦ場によって給電される「受動」タグであろう。いずれの場合にも、タグは、予め定義されたプロトコルを用いて通信し、ＲＦＩＤリーダーが１つ以上のタグから情報を受信できるようにする。計算機は、ＲＦＩＤリーダーから情報を受信し、データベースを更新するなどの何らかの動作を実施することによって、情報管理システムとして働く。加えて、計算機は、送信機を介してデータをタグにプログラムする機構として働いてもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
概して、本開示は、ＲＦＩＤタグとそのＲＦＩＤタグが配置された導電性表面との間の結合に帰せられる、ＲＦＩＤタグの性能に対する悪影響を緩和し得る３次元（３Ｄ）ループアンテナについて記載するものである。本開示にしたがって設計されるＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤ回路に結合された３Ｄループアンテナを備える。本明細書で詳細に説明するように、３Ｄループアンテナは第１の導電性部分を有し、第１の導電性部分は、第１の導電性部分の厚さを実質的に上回り、かつ第１の平面内に存在する長さ及び幅を有する。第１の導電性部分は、第２の導電性部分に電気的に結合されており、第２の導電性部分は、第２の導電性部分の厚さを実質的に上回り、かつ第２の平面内に存在する長さ及び幅を有する。第１及び第２の平面は、実質的に互いに平行である。電流は、第１及び第２の平面に実質的に平行でない第３の平面に存在する電流ループにおいて、第１及び第２の導電性部分を通じて励起される。第１及び第２の導電性部分を通じて励起される電流は、一例として、例えば受動ＲＦＩＤタグの場合、ＲＦＩＤ回路によって後方散乱される再変調質問信号であってもよい。他の例において、例えば能動ＲＦＩＤタグの場合、ＲＦＩＤ回路は、導電性部分を通じて電流を励起する信号を発生させてもよい。
【０００７】
ＲＦＩＤタグは、物品の表面に配置されると、第１及び第２の平面が物品の表面に対して実質的に平行となるように構成される。このようにして、電流が励起される電流ループの平面は、ＲＦＩＤタグを取り付けられた物品表面に対して実質的に平行ではなくなる。例えば、いくつかの実施形態において、アンテナの電流ループが存在する平面は、物品表面に対して実質的に垂直であってもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態において、３Ｄループアンテナの第１及び第２の導電性部分は、ＲＦ電流用の連続ループを規定する１つ以上の部分を有するアンテナ材料によって規定されてもよい。他の実施形態において、３Ｄアンテナループは、アンテナ材料と、ＲＦＩＤタグが配置される導電性の物品表面との組み合わせによって規定されてもよい。後者の実施形態において、導電性の物品表面及びアンテナ材料は、電流の流れのための閉ループを規定する。したがって、導電性の物品表面は、３Ｄアンテナの一部分として働く。導電性の表面及びアンテナ材料は、直接的な電気接続によって又は静電結合によって、この閉ループを形成してもよい。
【０００９】
３Ｄループアンテナは更に、アンテナの一部分が同調素子として機能して、アンテナのインピーダンスを、アンテナが結合されたＩＣチップのインピーダンスに整合させるように設計されてもよい。一例として、３Ｄループアンテナを形成する導電性トレースは、容量性の同調素子（capacitive tuning element）として機能する１つ以上のスリットを有してもよい。別の例として、３Ｄループアンテナは、重なり合う導電性部分を有してもよく、それらの導電性部分は、容量性の同調素子として機能する。更なる例として、３Ｄループアンテナを形成する導電性トレースは、より良好な同調のために静電容量を増加するように、互いに嵌合する導電性フィンガー（finger）の領域を有してもよい。
【００１０】
ＲＦＩＤタグは、装着部材を介して、物品の実質的に平坦でない表面に取り付けられてもよい。装着部材は、曲線又は不規則な形状の（実質的に平坦でない）表面に適合するように柔軟であってもよく、また、ＲＦＩＤタグの下側部分に、すなわちＲＦＩＤタグと物品表面との間に取り付けられてもよい。装着部材は、リブ付きであってもよく、互いに離間された複数の区分を有するか、あるいは、柔軟性を高める構造を有してもよい。
【００１１】
一実施形態において、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグは、第１の導電性部分を有するループアンテナを備え、第１の導電性部分は、第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第１の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在する。第１の導電性部分の少なくとも一部分は、ループアンテナのインピーダンスを同調させるための同調素子を形成する。ループアンテナはまた、第２の導電性部分を有し、この第２の導電性部分は、第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第２の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在する。第２の導電性部分は、第１の導電性部分に電気的に結合される。このＲＦＩＤタグはまた、ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路であって、第１の平面及び第２の平面に対して実質的に垂直な第３の平面内に存在する電流ループにおいて、第１の導電性部分及び第２の導電性部分を流れるように、ループアンテナを通じて電流を励起するＲＦＩＤ回路を備える。
【００１２】
別の実施形態において、無線自動識別（ＲＦＩＤ）システムが、質問の無線周波数（ＲＦ）の場を出力するように構成されたリーダーユニットと、ＲＦＩＤタグとを備えている。このＲＦＩＤタグは、第１の導電性部分を有するループアンテナを備え、第１の導電性部分は、第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第１の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在する。第１の導電性部分の少なくとも一部分は、ループアンテナのインピーダンスを同調させるための同調素子を形成する。ループアンテナはまた、第２の導電性部分を有し、この第２の導電性部分は、第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第２の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在する。第２の導電性部分は、第１の導電性部分に電気的に結合される。このＲＦＩＤタグはまた、ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路であって、第１の平面及び第２の平面に対して実質的に垂直な第３の平面内に存在する電流ループにおいて、第１の導電性部分及び第２の導電性部分を通じて電流を励起して、質問のＲＦ信号に応答するＲＦ信号を出力するＲＦＩＤ回路を有する。
【００１３】
別の実施形態において、対象物品が、導電性表面と、物品のその導電性表面に結合される無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグとを備える。このＲＦＩＤタグは、第１の導電性部分を有するループアンテナを備え、第１の導電性部分は、第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有し、第１の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在する。第１の導電性部分の少なくとも一部分は、ループアンテナのインピーダンスを同調させるための同調素子を形成する。ループアンテナはまた、第２の導電性部分を有し、第２の導電性部分は、第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有し、第２の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在する。第２の導電性部分は、第１の導電性部分に電気的に結合される。このＲＦＩＤタグはまた、ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路であって、物品の導電性表面に対して実質的に平行でない第３の平面内に存在する電流ループにおいて、第１の導電性部分及び第２の導電性部分を流れるように、ループアンテナを通じて電流を励起するＲＦＩＤ回路を有する。
【００１４】
別の実施形態において、アセンブリが、ＲＦＩＤタグと、装着部材とを備え、その装着部材は、ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面上に装着するように構成される。装着部材は、上側表面とその上側表面の反対側の下側表面とを備える、実質的に平坦でかつ柔軟な基礎部材と、下側表面から突出する複数の装着構造とを備える。
【００１５】
別の実施形態において、本発明の方法は、空洞に硬化性樹脂を少なくとも部分的に充填する工程と、整形工具を空洞に押し付けて樹脂を形作りする工程と、材料が硬化した後に整形工具を取り除き、それによって、基礎部材から延びる複数の装着構造を規定する工程と、基礎部材及び複数の装着構造を空洞から取り出す工程であって、基礎部材は実質的に平坦であり、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグを取り付けられるように構成された上側表面と、装着構造がそこから延びる下側表面とを備える、工程と、１つ以上のＲＦＩＤタグを基礎部材の上側表面に結合する工程とを含む。
【００１６】
別の実施形態において、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグは、第１の導電性部分を有するループアンテナを備え、第１の導電性部分は、第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第１の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在する。ループアンテナはまた、第２の導電性部分を有し、この第２の導電性部分は、第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第２の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在する。第２の導電性部分は、第１の導電性部分に電気的に結合される。第２の導電性部分はまた、ＲＦＩＤタグを取り付けられた物品の導電性表面に結合するように構成される。このＲＦＩＤタグはまた、ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路であって、第１の平面及び第２の平面に対して実質的に垂直な第３の平面内に存在する電流ループにおいて、第１の導電性部分、第２の導電性部分、及びＲＦＩＤタグを取り付けられた物品の導電性表面を流れるように、ループアンテナを通じて電流を励起するＲＦＩＤ回路を備える。
【００１７】
別の実施形態において、無線自動識別（ＲＦＩＤ）システムは、質問の無線周波数（ＲＦ）の場を出力するように構成されたリーダーユニットと、ＲＦＩＤタグとを備える。このＲＦＩＤタグは、第１の導電性部分を有するループアンテナを備え、第１の導電性部分は、第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第１の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在する。ループアンテナはまた、第２の導電性部分を有し、この第２の導電性部分は、第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第２の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在する。第２の導電性部分は、第１の導電性部分に電気的に結合される。第２の導電性部分はまた、ＲＦＩＤタグを取り付けられた物品の導電性表面に結合するように構成される。このＲＦＩＤタグはまた、ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路であって、第１の平面及び第２の平面に対して実質的に垂直な第３の平面内に存在する電流ループにおいて、第１の導電性部分、第２の導電性部分、及びＲＦＩＤタグを取り付けられた物品の導電性表面を通じて電流を励起して、質問のＲＦ信号に応答するＲＦ信号を出力するＲＦＩＤ回路を有する。
【００１８】
別の実施形態において、対象物品が、導電性表面と、物品のその導電性表面に結合された無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグとを備える。このＲＦＩＤタグは、第１の導電性部分を有するループアンテナを備え、第１の導電性部分は、第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有し、第１の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面内に存在する。ループアンテナはまた、第２の導電性部分を有し、第２の導電性部分は、第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有し、第２の導電性部分の長さ及び幅は、実質的に第１の平面に対して実質的に平行な第２の平面内に存在する。第２の導電性部分は、第１の導電性部分に電気的に結合される。第２の導電性部分はまた、ＲＦＩＤタグを取り付けられた物品の導電性表面に結合するように構成される。このＲＦＩＤタグはまた、ループアンテナに電気的に接続されたＲＦＩＤ回路であって、物品の導電性表面に対して実質的に平行でない第３の平面内に存在する電流ループにおいて、第１の導電性部分、第２の導電性部分、及びＲＦＩＤタグを取り付けられた物品の導電性表面を流れるように、ループアンテナを通じて電流を励起するＲＦＩＤ回路を備える。
【００１９】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面及び以下の説明に記載する。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、その説明と図面から、また特許請求の範囲から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】複数の物品を特定するための例示的な無線自動識別（ＲＦＩＤ）システムの斜視図。
【図２Ａ】３Ｄアンテナと、スペーサ層と、ＩＣチップとを備える、本発明によるＲＦＩＤタグの一実施形態の概略斜視図。
【図２Ｂ】図２のＲＦＩＤタグの断面図。
【図３Ａ】本発明によるＲＦＩＤタグの別の実施形態の概略斜視図。
【図３Ｂ】図３のＲＦＩＤタグの断面図。
【図４Ａ】ＲＦＩＤタグのアンテナのインピーダンス応答とＲＦＩＤタグの長さとの関係を示すグラフ。
【図４Ｂ】ＲＦＩＤタグのアンテナのインピーダンス応答とＲＦＩＤタグの長さとの関係を示すグラフ。
【図５Ａ】ＲＦＩＤタグのアンテナのインピーダンス応答とＲＦＩＤタグの幅との関係を示すグラフ。
【図５Ｂ】ＲＦＩＤタグのアンテナのインピーダンス応答とＲＦＩＤタグの幅との関係を示すグラフ。
【図６Ａ】ＲＦＩＤタグのアンテナのインピーダンス応答とＲＦＩＤタグの高さとの関係を示すグラフ。
【図６Ｂ】ＲＦＩＤタグのアンテナのインピーダンス応答とＲＦＩＤタグの高さとの関係を示すグラフ。
【図７Ａ】ＲＦＩＤタグのアンテナのインピーダンス応答とＲＦＩＤタグのフィードポイントとの関係を示すグラフ。
【図７Ｂ】ＲＦＩＤタグのアンテナのインピーダンス応答とＲＦＩＤタグのフィードポイントとの関係を示すグラフ。
【図８】ＲＦＩＤタグのリード範囲を試験するための試験システムの概略図。
【図９】ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けることを可能にする、ＲＦＩＤタグ用の例示的な装着部材の斜視図。
【図１０Ａ】装着部材の例示的な構成を示す図。
【図１０Ｂ】装着部材の例示的な構成を示す図。
【図１１Ａ】装着部材の別の例示的な構成を示す平面図。
【図１１Ｂ】装着部材の更なる例示的な構成を示す平面図。
【図１２】装着部材の更に別の例示的な構成を示す平面図。
【図１３Ａ】ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けることを可能にする装着部材を備えたＲＦＩＤタグを製造するための例示的なプロセスを示す図。
【図１３Ｂ】ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けることを可能にする装着部材を備えたＲＦＩＤタグを製造するための例示的なプロセスを示す図。
【図１４Ａ】ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けることを可能にする装着部材を備えたＲＦＩＤタグを製造するための別の例示的なプロセスを示す概念図。
【図１４Ｂ】ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けることを可能にする装着部材を備えたＲＦＩＤタグを製造するための別の例示的なプロセスを示す概念図。
【図１４Ｃ】ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けることを可能にする装着部材を備えたＲＦＩＤタグを製造するための別の例示的なプロセスを示す概念図。
【図１４Ｄ】ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けることを可能にする装着部材を備えたＲＦＩＤタグを製造するための別の例示的なプロセスを示す概念図。
【図１４Ｅ】ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けることを可能にする装着部材を備えたＲＦＩＤタグを製造するための別の例示的なプロセスを示す概念図。
【図１５Ａ】本開示による例示的なＲＦＩＤタグの概略斜視図。
【図１５Ｂ】図１５ＡのＲＦＩＤタグの断面図。
【図１６Ａ】２つのアンテナ設計の例示的な全インピーダンスを示すスミス図表。
【図１６Ｂ】２つのアンテナ設計の例示的な全インピーダンスを示すスミス図表。
【図１７Ａ】図１５Ａ及び１５ＢのＲＦＩＤタグのスリット長（ＬＳＬＩＴ）をパラメータ化する例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフ。
【図１７Ｂ】図１５Ａ及び１５ＢのＲＦＩＤタグのスリット長（ＬＳＬＩＴ）をパラメータ化する例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフ。
【図１８Ａ】図１５Ａ及び１５ＢのＲＦＩＤタグのスリットオフセット（ＳＯＦＦＳＥＴ）をパラメータ化する例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフ。
【図１８Ｂ】図１５Ａ及び１５ＢのＲＦＩＤタグのスリットオフセット（ＳＦＦＳＥＴ）をパラメータ化する例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフ。
【図１９Ａ】図１５Ａ及び１５ＢのＲＦＩＤタグのスリットオフセット（ＳＯＦＦＳＥＴ）をパラメータ化する例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフ。
【図１９Ｂ】図１５Ａ及び１５ＢのＲＦＩＤタグのスリットオフセット（ＳＯＦＦＳＥＴ）をパラメータ化する例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフ。
【図２０Ａ】本開示による別のＲＦＩＤタグの概略斜視図。
【図２０Ｂ】図２０ＡのＲＦＩＤタグの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ＲＦＩＤシステムは、物品を追跡し、図書館又は小売店などの保護された範囲から物品が不正に移動されることを防止するために、事実上すべての産業において幅広く使用されつつある。しかしながら、そのようなＲＦＩＤシステムで使用される従来のＲＦＩＤタグは、導電性表面を有する物品に取り付けられた場合、多数の悪影響を受けることがある。例えば、従来型ＲＦＩＤタグと、そのＲＦＩＤタグが取り付けられた物品の導電性表面との間の結合により、結果としてリード範囲が縮小されることがある。換言すれば、タグを読み取られ得る範囲が縮小する。
【００２２】
本開示は、ＲＦＩＤタグとそのＲＦＩＤタグが配置された導電性表面との結合に帰せられる、リード範囲の縮小などのＲＦＩＤタグの性能に対する悪影響を緩和し得る３次元（３Ｄ）ループアンテナについて記載するものである。つまり、ダイポールアンテナ又は実質的に２次元（２Ｄ）又は３Ｄの他のアンテナ構成を利用する従来のＲＦＩＤタグとは異なり、本開示にしたがって設計される３Ｄループアンテナのリード範囲は、ＲＦＩＤタグが導電性表面に取り付けられた場合でも、極端に制限されることがない。
【００２３】
本開示にしたがって設計されるＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤ回路に結合された３Ｄループアンテナを備える。本明細書で詳細に説明するように、３Ｄループアンテナは第１の導電性部分を有し、第１の導電性部分は、第１の導電性部分の厚さを実質的に上回り、かつ第１の平面内に存在する長さ及び幅を有する。第１の導電性部分は、第２の導電性部分に電気的に結合されており、第２の導電性部分は、第２の導電性部分の厚さを実質的に上回り、かつ第２の平面内に存在する長さ及び幅を有する。第１及び第２の平面は、実質的に互いに平行である。電流は、第１及び第２の平面に対して実質的に平行でない第３の平面に存在する電流ループにおいて、第１及び第２の導電性部分にて励起される。第１及び第２の導電性部分において励起される電流は、一例として、例えば受動ＲＦＩＤタグの場合、ＲＦＩＤ回路によって後方散乱される再変調質問信号であってもよい。他の例において、例えば能動ＲＦＩＤタグの場合、ＲＦＩＤ回路は、導電性部分を通じて電流を励起する信号を発生させてもよい。
【００２４】
ＲＦＩＤタグは、物品の表面に配置されると、第１及び第２の平面が物品の表面と実質的に平行となるように構成される。このようにして、ＲＦＩＤ回路が電流を励起する電流ループの平面は、ＲＦＩＤタグを取り付けられた物品表面に対して実質的に平行でないものとなる。例えば、いくつかの実施形態において、アンテナの電流ループが存在する平面は、物品表面に対して実質的に垂直であってもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態において、３Ｄループアンテナの第１及び第２の導電性部分は、ＲＦ電流用の連続ループを規定する１つ以上の部分を有するアンテナ材料によって規定されてもよい。他の実施形態において、３Ｄアンテナループは、アンテナ材料と、ＲＦＩＤタグが配置される導電性の物品表面との組み合わせによって規定されてもよい。後者の実施形態において、導電性の物品表面及びアンテナ材料は、電流の流れのための閉ループを規定する。したがって、導電性の物品表面は、３Ｄアンテナの一部分として働く。導電性表面及びアンテナ材料は、直接的な電気接続によって又は静電結合によって、この閉ループを形成してよい。
【００２６】
「３Ｄ構成」とは、アンテナが３次元内に存在し、説明を容易にするための直交するｘ−ｙ−ｚ軸を基準とすることを示すものであり、アンテナは、ｘ軸成分、ｙ軸成分、及びｚ軸成分を有する。例えば、３Ｄループアンテナの第１及び第２の導電性部分はｘ−ｙ平面内に存在してもよいが、アンテナの第１及び第２の導電性部分を結合する部分はｙ−ｚ平面内に存在する。より具体的には、第１及び第２導電性部分の長さは、ｘ軸に沿って存在してもよく、第１及び第２の導電性部分の幅は、ｙ軸に沿って存在してもよい。アンテナの第１の部分と第２の部分とを互いに結合する部分は、ｚ軸に沿って存在する長さ、及びｙ軸に沿って存在する幅を有してもよい。そのようなアンテナ構成では、以下で更に詳細に説明するように、電流ループはｘ−ｚ平面内に存在することになる。この３Ｄループアンテナは、極超短波（ＵＨＦ）の範囲で、例えば約３００メガヘルツ（ＭＨｚ）から約３ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波数範囲で動作することができる。しかしながら、他の無線周波数スペクトルにおける他の動作範囲が用いられてもよい。
【００２７】
本開示にしたがって構成された３Ｄループアンテナは、ＲＦＩＤタグとそのＲＦＩＤタグが配置された導電性表面との結合に帰せられる、リード範囲の縮小などのＲＦＩＤタグの性能に対する悪影響を緩和することができる。換言すれば、本開示にしたがって構成された３Ｄループアンテナは、依然として質問装置の質問送信電力を比較的低く維持する一方で、導電性表面に結合された場合でも、リード範囲を維持するか、おそらくは拡大することができる。それどころか、３Ｄループアンテナを備えるＲＦＩＤタグは、例えば、導電性表面に取り付けられた場合でも、約３メートル（約１０フィート）超のリード範囲を呈することができる。「リード範囲」という用語は一般に、リーダーとＲＦＩＤタグとの間の通信動作距離を指す。
【００２８】
しかしながら、理解されたいこととして、本発明は、約３メートル（１０フィート）超のリード範囲に限定されるものではない。それどころか、本開示で説明するように、この３Ｄループアンテナは、約３０センチメートル（約１フィート）未満、約３０センチメートル〜約３メートル（約１フィート〜約１０フィート）、又は約３メートル（約１０フィート）超のリード範囲など、任意のリード範囲をサポートするように設計されてもよい。性能と寸法との望ましいトレードオフを達成するために、３Ｄループアンテナの様々な設計パラメータが調節されてもよい。これらのトレードオフは、３Ｄループアンテナが設計の対象とする特定の用途によって定められてもよい。
【００２９】
加えて、ＲＦＩＤタグの寸法は、アンテナのフィードポイント（feedpoint）を調節することによって、アンテナの離調を生じることなく修正することができる。アンテナのフィードポイントは、集積回路（ＩＣ）チップがアンテナに結合される位置である。したがって、ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップをアンテナの中央からいずれかの側に片寄らせることによって修正することができる。フィードポイントを調節することによって３Ｄループアンテナを再度同調させると、ＲＦＩＤタグは、性能劣化を伴うことなく、比較的小型のＲＦＩＤタグ構造を有することができる。いくつかの実施形態において、ＲＦＩＤタグは、リード電力を増加させる必要なしに約３メートル以上（約１０フィート以上）のリード範囲を維持する一方で、比較的小型の寸法、例えば約４分の１波長以下を有することができる。
【００３０】
３Ｄループアンテナは更に、アンテナの一部分が同調素子として機能して、アンテナのインピーダンスを、アンテナが結合されたＩＣチップのインピーダンスに整合させるように設計されてもよい。一例として、３Ｄループアンテナを形成する導電性トレースは１つ以上のスリットを有してもよく、そのスリットは、容量性の同調素子として機能する。別の例として、３Ｄループアンテナは、重なり合う導電性部分を有してもよく、それらの導電性部分は、容量性の同調素子として機能する。更なる例として、３Ｄループアンテナを形成する導電性トレースは、より良好な同調のために静電容量を増すように、互いに嵌合する導電性フィンガーの領域を有してもよい。種々の同調素子設計についてそれぞれに説明しているが、３Ｄループアンテナは、複数の種類の同調素子、例えば、重なり合う導電性部分とスリットを利用してもよい。
【００３１】
また、本開示において説明するＲＦＩＤタグなどのＲＦＩＤタグを、実質的に平坦でない表面に取り付けるための装着部材についても説明する。この装着部材は、しかしながら、本開示で説明する３Ｄループアンテナを備えるＲＦＩＤタグと共に使用するように限定されるものではない。それどころか、この装着部材は、任意の好適なＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けるために使用されることができる。この装着部材は、ＲＦＩＤタグに沿って若しくはＲＦＩＤタグを横断して延びる複数のリブ付き構造、互いに離間した複数の柱、チャネル付き構造、又は、曲線若しくは不規則な形状の（実質的に平坦でない）表面に装着部材を取り付けるために柔軟性を高める他の構造など、柔軟性を高める形状構成を有してもよい。
【００３２】
図１は、複数の物品１２Ａ〜１２Ｎ（総じて「物品１２」）を特定するための例示的な無線自動識別（ＲＦＩＤ）システム１０の斜視図である。ＲＦＩＤシステム１０は、物品１２Ａ〜１２Ｎに取り付けられたＲＦＩＤタグ１４Ａ〜１４Ｎと、携帯型ＲＦＩＤリーダー１６とを備えており、携帯型ＲＦＩＤリーダー１６は、ＲＦＩＤタグ１４Ａ〜１４Ｎ（「ＲＦＩＤタグ１４」と総称する）の各々に質問し、それらからデータを取得するように適合されている。物品１２は、例えば、導電性の構成要素であっても非導電性の構成要素であってもよい。ＲＦＩＤタグ１４Ａ〜１４Ｎはそれぞれ、ｘ軸に沿って測定される長さ、ｙ軸に沿って測定される幅、及びｚ軸に沿って測定される高さを有している。図１に示す直交するｘ−ｙ−ｚ軸は、本開示のＲＦＩＤタグの説明を支援するために参照されるものであり、いかなる形においても本開示の範囲を限定することを意図したものではない。ｘ−ｙ平面におけるＲＦＩＤタグ１４Ａ〜１４Ｎの各々の表面は、対応する物品１２Ａ〜１２Ｎに隣接し、「接触表面領域」を規定している。一実施形態において、ＲＦＩＤタグ１４の各々のｘ−ｙ平面は、感圧性接着剤、テープ若しくは発泡体、又は任意の他の好適な様式の取り付け機構などを用いて、対応する物品１２Ａ〜１２Ｎに取り付けられる。いくつかの実施形態において、装着部材がＲＦＩＤタグ１４の各々に取り付けられてもよい。そのような実施形態において、ＲＦＩＤタグ１４は、装着部材によって、対応する物品１２に取り付けられる。
【００３３】
ＲＦＩＤタグ１４を対応する物品１２Ａ〜１２Ｎに配置することにより、ＲＦＩＤリーダー１６は、無線周波数（ＲＦ）信号１８及び１９を通じて、物品１２Ａ〜１２Ｎの説明を、対応するＲＦＩＤタグ１４Ａ〜１４Ｎに結び付けることが可能となっている。例えば、ＲＦＩＤタグ１４Ａを物品１２Ａに配置することにより、ユーザーは携帯型ＲＦＩＤリーダー１６を利用し、ＲＦ信号１８及び１９を通じて、物品１２Ａに関連する説明又は他の情報をＲＦＩＤタグ１４Ａに結び付けることが可能となっている。別の実施形態において、リーダー１６は、自動又は半自動プロセスに組み込まれてもよく、ユーザーは必ずしもリーダー１６を利用する必要がなくなる。リーダー１６は、ＲＦ信号１８を発生させることによってＲＦＩＤタグ１４Ａに質問してもよく、ＲＦ信号１８は、ＲＦＩＤタグ１４Ａ内に配設されたアンテナで受信される。信号エネルギーは通常、電力とコマンドの両方をＲＦＩＤタグ１４Ａに伝達する。ＲＦＩＤタグ１４Ａは、リーダー１６から放射されたＲＦエネルギーを受信し、ＲＦ信号１８の電界強度がリード閾値を超えた場合、ＲＦＩＤタグ１４Ａは給電され、タグを取り付けられた物体に関する情報を含むように変調された、受信機からのＲＦ信号１８を後方散乱する。この後方散乱された信号は、図１においてＲＦ信号１９として表されている。つまり、アンテナにより、ＲＦＩＤタグ１４Ａは、アンテナに結合されたＲＦＩＤ回路、例えばＩＣチップに給電するのに十分なエネルギーを収集することができる。
【００３４】
通常、１つ以上のコマンドに応答して、ＲＦＩＤ回路は、リーダー１６からのＲＦ信号を再度変調し、アンテナを通じてその変調信号を後方散乱して、リーダー１６に検出されるＲＦ応答を出力する。応答はＲＦＩＤタグ識別子からなっていてもよく、このＲＦＩＤタグ識別子は、携帯型ＲＦＩＤリーダー１６のデータベース又はＲＦＩＤ管理システム（図示せず）に記憶された識別子と一致してもよい。別の方法として、応答は、ＲＦＩＤタグ１４からリーダー１６へのデータの転送処理からなっていてもよい。リーダー１６は、リーダー１６とＲＦＩＤ管理システムとの間におけるデータの通信のための、ＲＦＩＤ管理システムのデータ通信ポートと入出力してもよい。ユーザー（又は自動若しくは半自動機械）は、ＲＦＩＤリーダー１６を各ＲＦＩＤタグ１４に向けることによって、ＲＦＩＤリーダー１６を利用して１つ以上の物品１２を特定することができる。別の方法として、１つ以上の物品１２が、ＲＦＩＤリーダー１６の前方を通過してもよい。
【００３５】
当該技術分野において周知の種類のアンテナを有するＲＦＩＤタグが、導電性表面に取り付けられると、ＲＦＩＤタグのリード範囲が実質的に縮小されることがある。当該技術分野において周知の種類のアンテナは、２Ｄダイポールアンテナ、別の２Ｄアンテナ、又は当該技術分野において既知の他の３Ｄアンテナであり得る。そのようなアンテナが、ＲＦ質問信号、例えばＲＦ信号１８によって給電されると、質問信号は、ＲＦＩＤタグが配置された導電性表面に電流を誘起する。導電性表面上の電流は、電磁場を発生させる。この電磁場は、アンテナによって生成された電磁場を少なくとも部分的に相殺する。導電性表面はまた、アンテナのインピーダンスを元の設計値から変化させることがある。アンテナのインピーダンスの変化、アンテナから放射される電磁場全体の縮小は、ＲＦＩＤタグのリード閾値を超えないように減じられることがある。換言すれば、ＲＦＩＤタグのリード範囲は、ＲＦＩＤタグが無能となるように、すなわち実用的な距離からリーダー１６に読み取られないように減じられることがある。例えば、ＲＦＩＤタグが、物品の導電性表面に取り付けられ、物品は、物理的な制限により、リーダー１６がＲＦＩＤタグまで約３メートル（約１０フィート）未満のところに接近して位置されることができないように配置又は設計されることがある。この場合、リード範囲が約３メートル（１０フィート）未満となるように電界強度が減じられた場合、リーダー１６はＲＦＩＤタグを読み取れないことがある。
【００３６】
しかしながら、本開示によれば、ＲＦＩＤタグ１４のうちの１つ以上が、導電性表面の存在下におけるリード範囲の縮小に関する上述の問題のうちの少なくともいくつかを緩和する３Ｄループアンテナを備えている。図２及び３に関連して更に詳細に議論するように、３Ｄループアンテナは第１の導電性部分を有し、第１の導電性部分は、第１の導電性部分の厚さを実質的に上回り、かつ第１の平面内に存在する長さ及び幅を有する。第１の導電性部分は、第２の導電性部分に電気的に結合されており、第２の導電性部分は、第２の導電性部分の厚さを実質的に上回り、かつ第２の平面内に存在する長さ及び幅を有する。第１及び第２の平面は、実質的に互いに平行である。電流は、第１及び第２の平面に実質的に平行でない第３の平面に存在する電流ループにおいて、第１及び第２の導電性部分を通じて励起される。場合によっては、第３の平面は、第１及び第２の平面に対して実質的に垂直であってもよい。
【００３７】
３Ｄループアンテナは、物品の表面に配置されると、電流ループによって規定される第３の平面が、ＲＦＩＤタグを取り付けられた物品表面に実質的に平行とならないように構成される。いくつかの実施形態において、アンテナの電流ループが存在する第３の平面は、物品表面に対して実質的に垂直であってもよい。換言すれば、３Ｄループアンテナの導電性部分の各々の厚さが、物品表面に対して実質的に垂直な平面を規定していると考えてもよい。しかしながら、３Ｄループアンテナは、３Ｄループアンテナの電流ループによって規定される第３の平面が物品表面に対して実質的に平行でない限り、物品表面に対していかなる形で方向付けられてもよいことを理解されたい。
【００３８】
いくつかの実施形態において、アンテナは、３Ｄループを規定するように形成された導電性材料の２次元（２Ｄ）片によって規定される。導電性材料は、材料の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有しており、したがって２Ｄと見なされてもよい。３Ｄループを規定するように形成された場合、導電性材料は、第１の平面内に存在する長さ及び幅を有する第１の導電性部分と、第１の平面に対して実質的に平行である第２の平面内に存在する長さ及び幅を有する第２の導電性部分とを有していると見なされてもよい。
【００３９】
他の実施形態において、３Ｄループアンテナは、ループの一部分を規定するように形成された導電性材料の２Ｄ片によって規定され、ＲＦＩＤタグを取り付けられた導電性表面が、ループの残部を規定する。導電性材料の２Ｄ片は、導電性表面に結合して３Ｄループを形成する。この結合は、電気結合であってもよく、例えば、直接的な物理的電気接続又は電磁気結合であってよい。このようにして、導電性の物品表面の少なくとも一部分が３Ｄループアンテナを形成する。いずれの場合も、３Ｄループアンテナは閉回路を形成し、３ＤアンテナがＲＦ信号によって給電されると、この閉回路を電流が連続的に流れる。
【００４０】
このようにして、アンテナを取り付けられた物品表面に対して実質的に平行な平面内を電流が流れる、当該技術分野において周知のダイポール又は他の２Ｄアンテナとは異なり、３Ｄループアンテナは、導電性の物品表面に起因する悪影響を受けることがないように方向付けられる。３Ｄループアンテナは、例えば、導電性の物品表面に取り付けられるか又は導電性の物品表面に近接して配置された場合でも、リード範囲の実質的な縮小を受けないことがある。それどころか、質問のＲＦ信号によって給電されると、３Ｄループアンテナは、導電性表面に結像電流（image currents）を誘起することができ、この結像電流は、３Ｄループアンテナのリード範囲を増し、すなわち、３Ｄループアンテナによって発生した電磁場に更に加わると推定される電磁場を発生させる。つまり、３Ｄループアンテナが、導電性の物品表面に直接接触するかあるいは近接すると、物品表面は、その付近の電磁要素を反射（mirror）すなわち結像（image）するグランド面として働くことができる。図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、及び３Ｂに示すように、導電性の物品表面に対するＲＦＩＤタグ２０の方向付けにより、反射すなわち結像化された電流は、３Ｄループアンテナによって放射された電磁場を相殺することがなく、それどころか、３Ｄループアンテナによって放射された電磁場を強化する。したがって、導電性の物品表面は、３Ｄループアンテナを流れる電流を反射し、結果として、３Ｄループアンテナの約２倍の寸法の「仮想アンテナ」を生じることになる。「仮想アンテナ」は、３Ｄループアンテナと、反射すなわち結像化された電流ループとを有する。
【００４１】
３Ｄアンテナが、導電性材料の一画によって規定されるか、又は導電性材料の一画とＲＦＩＤタグが配置された導電性表面とによって規定されるかにかかわらず、３Ｄループアンテナは、電流ループ、すなわち３Ｄループアンテナによって生成された電磁場を相殺する電磁場を導電性表面に誘起しない。実際に、導電性表面に誘起された結像電流は、３Ｄループアンテナで形成された電流ループによって生成された電磁場を増強する電磁場を生成する。結果として、ＲＦＩＤタグ１４は、質問機の送信電力を大幅に増加させることなく、当該技術分野で既知の他の２Ｄ又は３Ｄアンテナを用いて他の方法で可能となる以上に拡大された広範なリード範囲を有することができる。ＲＦＩＤタグ１４のリード範囲は、例えば、質問機の送信電力が依然として比較的一定である一方で、約３メートル超（約１０フィート超）となり得る。しかしながら、他のリード範囲も考えられることを理解されたい。他の例示的なリード範囲には、約３０センチメートル（約１フィート）未満のリード範囲、及び約３０センチメートル〜約３メートル（約１フィート〜約１０フィート）のリード範囲が挙げられる。
【００４２】
図２Ａは、例示的なＲＦＩＤタグ２０の概略斜視図であり、このＲＦＩＤタグ２０は、３Ｄループアンテナ２２と、スペーサ材料２４と、ＩＣチップ２６とを備えている。ＲＦＩＤタグ２０は物品表面２８に配置されている。図２Ａには示していないが、ＲＦＩＤタグ２０は、ＩＣチップ２６及びアンテナ２２を周囲の埃などの混入物から保護するのに役立つ外層を有していてもよい。外層はまた、ＩＣチップ２６及び３Ｄループアンテナ２２を物理的損傷から保護するのに役立つように、硬質であってもよい。外層は、硬質材料（例えばガラス若しくはセラミック）又は軟質材料（例えばポリイミド）など、任意の好適な材料から形成されてよい。他の実施形態において、外層はまた、側部４２及び４６を越えて延び、したがってＲＦＩＤタグ２０を完全に包んでもよい。
【００４３】
ＩＣチップ２６は、アンテナ２２を形成する導電性材料の２Ｄストリップの対向端部４８Ａ及び４８Ｂを介して、３Ｄループアンテナ２２に電気的に結合されている。例えば、ＩＣチップ２６は、アンテナ２２、すなわち端部４８Ａ及び４８Ｂに、直接結合されても、ビア（via）若しくはクロスオーバー（crossover）を使用して結合されてもよく、また、ＲＦＩＤタグ２０内に埋め込まれても、表面実装デバイス（ＳＭＤ）として実装されてもよい。
【００４４】
ＩＣチップ２６は、固有のＩＤ及び他の所望の情報をＲＦＩＤタグ２０内に記憶し、質問機のハードウェアから受信したコマンドを解釈し処理し、質問機（例えば図１のリーダー１６）による情報の要求に応答するために、及び、複数のタグが質問に同時に応答する結果として生じる競合を解決するために、ファームウェア及び／又は回路を含んでいてもよい。所望により、ＩＣチップ２６は、単に情報を読み出す（リードオンリー）のではなく、内部メモリに記憶された情報を更新するためのコマンド（リード／ライト）に応答してもよい。ＲＦＩＤタグ２０のＩＣチップ２６において使用するのに好適な集積回路には、とりわけ、Ｄａｌｌａｓ，Ｔｅｘａｓに所在するＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（すなわちＧｅｎ２ＩＣという製品ライン）、Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓに所在するＮＸＰ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ（すなわち、Ｉ−ＣＯＤＥという製品ライン）、及びＧｅｎｅｖａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄに所在するＳＴ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから入手可能な集積回路が挙げられる。ＲＦＩＤタグ２０はＩＣチップを備えるものとして記載されているが、他のＲＦＩＤ回路が、ＩＣチップ２６に加えて又はＩＣチップ２６に代わって使用されてもよい。例えば、ＲＦＩＤタグ２０は、表面音響波（ＳＡＷ）、有機回路、若しくは他のＲＦＩＤ識別要素、又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
【００４５】
図２Ａに示す例において、３Ｄループアンテナ２２は第１の導電性部分４０を有し、この第１の導電性部分は、第１の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第１の導電性部分４０は、第１の平面４５Ａ内に存在する。図２Ａに示す例において、第１の平面４５Ａは、ｘ−ｙ平面内に存在する。ループアンテナ２２はまた、第２の導電性部分４４を有し、この第２の導電性部分は、第２の導電性部分の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有する。第２の導電性部分４４は、第１の平面４５Ａに対して実質的に平行な第２の平面４５Ｂ内に存在する。より具体的には、第２の平面４５Ｂもまた、実質的にｘ−ｙ平面内に存在する。第１の導電性部分４０は、導電性部分４２及び４６を通じて第２の導電性部分４４に電気的に結合されている。したがって、導電性部分４０、４２、４４、及び４６は、電気的に結合されて閉ループを形成している。いくつかの実施形態において、導電性部分４０、４２、４４、及び４６は、ループを規定するようにスペーサ材料２４の周りに巻き付けられた、導電性材料の単一の２Ｄストリップから形成される。他の実施形態において、導電性部分４０、４２、４４、及び４６は、複数の２Ｄストリップから作られてもよい。
【００４６】
図２Ａの例は、３Ｄループアンテナ２２を、概ね矩形のループであるものとして示している。導電性部分４０、４２、４４、及び４６は、スペーサ材料２４によって実質的に充填される矩形の空間を規定している。導電性部分４０及び４４は、実質的に互いに平行であり、実質的に矩形のループの側部を全体として規定している。導電性部分４０及び４４は、ｘ軸方向に沿って測定される長さ、及びｙ軸方向に測定される幅を有している。図２Ａに示す例において、導電性部分４４と導電性部分４０は、同じ長さ及び幅を有している。しかしながら、他の実施形態において、導電性部分４０が導電性部分４４よりも長くてもよく、導電性部分４４が導電性部分４０よりも長くてもよく、導電性部分４４が導電性部分４０よりも広くてもよく、導電性部分４０が導電性部分４４よりも広くてもよい。
【００４７】
導電性部分４０と４４とを結合する導電性部分４２及び４６は、矩形ループの側部を規定しており、これらの側部は、導電性部分４０及び４４に、したがって平面４５Ａ及び４５Ｂに対して実質的に垂直である。側部４２及び４６は、実質的に互いに平行であり、それぞれ、ｚ軸に沿って測定されるＲＦＩＤタグ２０の高さに概ね等しい長さを有している。導電性部分４２及び４６はまた、ｙ軸方向に沿って測定される幅を有している。いくつかの実施形態において、導電性部分４２及び４６の長さ及び幅は、それぞれの導電性部分の厚さよりも実質的に大きいものである。
【００４８】
実質的に矩形のループアンテナとして示されているが、ＲＦＩＤタグ２０の３Ｄループアンテナ２２は、３Ｄループアンテナ２２がより多数の又は少数の側部を規定し、したがって異なる形状を取るように修正されてもよい。例えば、導電性部分４０及び４４が、実質的に互いに平行でなくてもよく、導電性部分４２及び４６が、実質的に互いに平行でなくてもよく、あるいはそれらが共に平行でなくてもよい。
【００４９】
しかしながら、側部の数にかかわらず、３Ｄループアンテナ２２は実質的に、閉ループを規定することができ、ＲＦ信号、例えばＲＦ信号１８（図１）によって給電されると、この閉ループを電流が連続的に流れて閉回路を形成する。特に、ＩＣチップ２６は、第３の平面４５Ｃ内に存在する電流ループにおいて、導電性部分４０、４２、４４、及び４６を通じて電流を励起する。導電性部分４０、４２、４４、及び４６を通じた電流ループが、導電性部分４０、４２、４４、及び４６内に実線の矢印で図２Ｂに表されている。図示のように、電流ループが存在する第３の平面４５Ｃは、第１の平面４５Ａ及び第２の平面４５Ｂに対して実質的に平行ではない。いくつかの実施形態において、第３の平面４５Ｃは、第１の平面４５Ａ及び第２の平面４５Ｂに対して実質的に垂直であってもよい。
【００５０】
図２Ａに示す例において、ＲＦＩＤタグ２０は、物品３０の表面２８上に配置されると、第１の平面４５Ａ及び第２の平面４５Ｂが物品３０の表面２８に対して実質的に平行となるように構成されている。このようにして、第３の平面４５Ｃを規定する電流ループは、物品表面２８に対して実質的に垂直となる。しかしながら、平面４５Ａ、４５Ｂ、及び４５Ｃは、第３の平面４５Ｃ、すなわち第３の平面４５Ｃを規定する電流ループが、ＲＦＩＤタグを取り付けられた物品表面２８に対して実質的に平行とならないが、依然として物品表面２８とある角度をなすよう他の姿勢に方向付けられてもよい。つまり、３Ｄループアンテナ２２は、平面４５Ｃが物品表面２８に対して実質的に平行とならないような任意の構成で方向付けられてよい。しかしながら、一般には、平面４５Ｃが物品表面２８に対して実質的に垂直となるように３Ｄループアンテナ２２を方向付けることが望ましい場合があり、これは、この構成によって最大のリード範囲が達成され得るからである。平面４５Ｃが物品表面２８に対して実質的に平行となるように３Ｄループアンテナ２２を方向付けることは、望ましくない場合もあるが、これは、そのような構成では、３Ｄループアンテナ２２によって発生した電磁場に加えられると推定される結像電流が物品表面２８内に生じないからである。
【００５１】
物品表面２８は、物品の平坦な表面であっても平坦でない表面であってもよい。図２Ａに示す例において、物品表面２８は平坦な表面である。場合によっては、物品表面２８は、限定するものではないが、銅、アルミニウム、磁性金属、及びパーマロイなどの合金を含む金属材料、黒鉛複合材、及び導電性のある他の材料などの導電性材料である。ＲＦＩＤタグ２０は、接着剤（図示せず）で物品表面２８に取り付けられてもよい。接着剤は、任意の好適な接着剤で形成されてよく、好適な接着剤は、ＲＦＩＤタグ２０の特定の用途に依存してよい。例えば、いくつかの実施形態において、接着剤は感圧性接着剤又はテープであってもよい。別の実施形態において、ＲＦＩＤタグ２０は、装着部材又は他の好適な様式の取り付け機構で物品表面２８に取り付けられてもよい。図９〜１２は、ＲＦＩＤタグ２０を概ね平坦でない表面に取り付けるために使用され得る例示的な装着部材を図示する。
【００５２】
いずれの場合も、ＲＦＩＤタグ２０は、３Ｄループアンテナ２２が物品表面２８と電磁気的に相互作用するように物品表面２８に取り付けられることができる。図２Ａにおいて、導電性接着剤が、ＲＦＩＤタグ２０を物品表面２８に取り付けるために使用されてよい。結果として、３Ｄループアンテナ２２がＲＦ信号によって給電されると、物品表面２８内の電流が、アンテナ２２によって放射された電磁場を増強することができる。特に、３Ｄループアンテナ２２を通じて励起された電流は、ＲＦＩＤタグが配置された物品表面２８上に１つ以上の電流を誘起する。例えば、導電性部分４４を通じて流れる電流は、物品表面２８上に電流を誘起することができる。物品表面２８上に誘起された電流は、図２Ｂにおいて、物品表面２８内の破線の矢印で表されている。
【００５３】
物品表面２８上の誘起電流は、電磁場を放射する。誘起電流がアンテナの電磁場の少なくとも一部分を相殺する従来のアンテナ構成とは異なり、３Ｄループアンテナ２２は、物品表面２８上の誘起電流が、３Ｄループアンテナ２２によって放射された電磁場の各部分を相殺しないように方向付けられる。より具体的には、第３の平面を規定する電流ループは、物品表面２８の平面に対して実質的に平行ではないため、物品表面２８上の誘起電流は、３Ｄループアンテナ２２によって放射された電磁場を相殺することがない。事実、いくつかの事例において、３Ｄループアンテナ２２によって放射された電磁場は、３Ｄループアンテナ２２の方向により、物品表面２８内の誘起電流によって発生した電磁場によって実際に増強されることができる。例えば、物品表面２８は、３Ｄループアンテナ２２を反射すなわち結像するグランド面として働くことができる。図２Ｂに関連してより詳細に説明するように、３Ｄループアンテナ２２と導電性表面２８とによって形成された電流ループは、３Ｄループアンテナ２２の実寸法の約２倍の「仮想アンテナ」を規定する。つまり、アンテナ２２によって生成された電磁場の規模は、概ね拡大されることになる。
【００５４】
先に説明したように、当該技術分野で周知のいくつかの２Ｄ及び３Ｄアンテナの形状は、導電性表面に取り付けられたとき、極めて限られたリード範囲を呈することがある。しかしながら、３Ｄループアンテナ２２によって物品表面２８内に誘起された電流により、ＲＦＩＤタグ２０は、当該技術分野で既知の他の多くの２Ｄ及び３Ｄアンテナの形状と比較して、拡大されたリード範囲を有することが可能となる。ＲＦＩＤタグ２０に類似したＲＦＩＤタグのリード範囲を示す実験結果が、以下の表１に示されている。
【００５５】
３Ｄループアンテナ２２の長さＬＡＮＴ、幅ＷＡＮＴ、及び高さＨＡＮＴは、３Ｄループアンテナ２２によって生成される電磁場を増強する効果を高めるように選択されてもよい。換言すれば、長さＬＡＮＴ、幅ＷＡＮＴ、及び高さＨＡＮＴは、ＲＦＩＤタグ２０のリード範囲に影響を及ぼす。したがって、３Ｄループアンテナ２２の特定のリード範囲が、長さＬＡＮＴ、幅ＷＡＮＴ、及び高さＨＡＮＴの特定の範囲で最適化されることができる。寸法が主要な設計パラメータでない実施形態など、いくつかの実施形態において、長さＬＡＮＴは、タグ２０の動作周波数の約４分の１波長〜約２分の１波長の範囲となるように選択されてもよい。例として９１５ＭＨｚを用いると、長さＬＡＮＴは、約１センチメートル〜約１５センチメートル（約０．５インチ〜約６インチ）の範囲内となるように選択されてもよい。幅ＷＡＮＴは一般に、長さに比例してかつ／又は他の指針を考慮して選択されてもよい。ここでも例として９１５ＭＨｚを用いると、幅ＷＡＮＴは、約６ミリメートル〜約４０ミリメートル（約０．２５インチ〜約１．５インチ）の範囲内となるように選択されてもよい。いくつかの実施形態において、３Ｄループアンテナを形成する導電性部分の長さ及び幅は、導電性部分の厚さよりも実質的に大きいものである。図２Ａに示す例において、導電性部分４０及び４４は、アンテナの長さＬＡＮＴに等しい長さ、及びアンテナの幅ＷＡＮＴに等しい幅を有している。導電性部分４０及び４４、並びに４２及び４６の例示的な厚さは、約０．００６ｍｍ〜１ｍｍ（約０．０００２５インチ〜約０．０４インチ）、より好ましくは、約０．０２５ｍｍ〜０．２５ｍｍ（約０．００１インチ〜０．０１インチ）の範囲内にあってもよい。
【００５６】
３Ｄループアンテナ２２の高さＨＡＮＴは、導電性部分４０と４４との間に設けられたスペーサ材料２４の高さを含む、多数の要素に依存する。高さＨＡＮＴは、ＲＦＩＤタグ２０を取り付けられた物品表面２８からＲＦＩＤタグ２０が相当に突出することがないように選択されてもよい。ＲＦＩＤタグ２０が物品表面２８から相当に突出する場合、ＲＦＩＤタグ２０及び／又はアンテナ２２は、損傷を受けやすくなることがある。高さＨＡＮＴはまた、ＲＦＩＤタグ２０に近接する構成要素に３Ｄループアンテナ２２が相当に干渉しないように選択されてもよい。一例として、高さＨＡＮＴは、約０．５ミリメートル〜約１０ミリメートル（約０．０２インチ〜約０．４インチ）の範囲内にあってもよい。他の高さも考えられることを理解されたい。
【００５７】
９１５ＭＨｚを超える動作周波数の場合、長さＬＡＮＴ及び高さＨＡＮＴはそれに応じて縮小されてもよく、また９１５ＭＨｚ未満の動作周波数の場合、長さＬＡＮＴ及び高さＨＡＮＴはそれに応じて拡大されてもよい。したがって、これらの値は単に例示的なものであり、いかなる形においても本発明の範囲を限定するものとして見なされるべきでないことを理解されたい。更に、ＲＦＩＤタグが寸法において可能な限り小さいことが望ましいと一般には考えられるが、ＲＦＩＤタグ２０など、本開示において説明するＲＦＩＤタグは、その用途に好適な任意の寸法で構成されてよい。
【００５８】
スペーサ材料２４は、固体材料で形成されても、多量の粒子状物質からなる材料で形成されてもよい。好適なスペーサ材料２４には、限定するものではないがポリカーボネートなど、比較的軽量の非導電性材料が挙げられる。別の好適なスペーサ材料は、低損失磁性材料とされ得る。ＲＦＩＤタグ２０はまた、スペーサ材料２４なしで構成されてもよい。つまり、３Ｄループアンテナ２２の中央又はホールは、固体材料の代わりに空気で充填されてもよい。このようにして、空気はスペーサ材料２４として働くことができる。空気は、固体又は多量の粒子状物質と比較して相対的に軽量であるため、航空宇宙及び他の輸送用途などの用途において望ましくかつ特に有利となり得る。
【００５９】
３Ｄループアンテナ２２の特定の特性は、ＲＦＩＤタグ２０の所望の動作周波数に依存する。アンテナ２２は、質問機（例えば図１のリーダー１６）によって放射された無線周波数（ＲＦ）エネルギーを受信する。例えば、質問機によって発せられるＲＦ信号は、極超短波（ＵＨＦ）のＲＦ信号であってもよく、これは通常、約３００メガヘルツ（ＭＨｚ）〜約３ギガヘルツ（ＧＨｚ）の範囲内にある周波数を指す。このＲＦエネルギーは、電力とコマンドの両方をＲＦＩＤタグ２０に伝達する。一実施形態において、３Ｄループアンテナ２２は、質問機からＲＦエネルギーを収集し、そのエネルギーを変換してＩＣチップ２６に給電するように動作し、それによって、質問機で検出される応答を提供する。したがって、３Ｄループアンテナ２２の特性又は特徴、すなわち設計パラメータは、３Ｄループアンテナ２２が組み込まれるシステムに適合するべきである。
【００６０】
より具体的には、電力伝達の増強を達成するために、３Ｄループアンテナ２２のインピーダンスは、ＩＣチップ２６のインピーダンスに共役的に整合されてもよい。一般に、シリコンＲＦＩＤ  ＩＣチップは、低いレジスタンス及び大きな負のリアクタンスを有する。したがって、共役の整合性を達成するために、３Ｄループアンテナ２２は、等価なレジスタンスと、大きさが同じで正負が反対である大きな正のリアクタンスを有するように設計されてもよい。しかしながら、３Ｄループアンテナ２２が、金属又は液体などの導電性材料と接近すると、すなわち電磁接触（相互作用）すると、３Ｄループアンテナ２２のインピーダンスが離調され、結果として電力の伝達が損失する。３Ｄループアンテナ２２に関して言えば、３Ｄループアンテナ２２のインピーダンスは、特に、３Ｄループアンテナ２２が物品表面２８などの導電性表面に取り付けられたときに変化する。
【００６１】
３Ｄループアンテナ２２の寸法、すなわち長さＬＡＮＴ、幅ＷＡＮＴ、及び高さＨＡＮＴは、３Ｄループアンテナ２２のインピーダンスがＩＣチップ２６のインピーダンスと整合するように調節されてもよい。加えて、フィードポイントＦＡＮＴは、ＩＣチップ２６が結合される３Ｄループアンテナ２２上の位置であるが、このフィードポイントＦＡＮＴはまた、３Ｄループアンテナ２２のインピーダンスを変化させてＩＣチップ２６のインピーダンスにより良好に整合するように調節されてもよい。図２に示すように、フィードポイントＦＡＮＴは、図２に垂直の破線で表すＲＦＩＤタグ２０の中心３４と、ＩＣチップ２６の位置との間で測定される。いくつかの実施形態において、フィードポイントＦＡＮＴは、ＩＣチップ２６が物品表面２８に直接接続されるように調節されてもよい。この場合、ＩＣ  ２６はグランドに直接接続される。フィードポイントＦＡＮＴが、図２Ａにおいてこのように調節された場合、ＩＣチップ２６は、側部４２又は側部４６に配置されているものとして示されることになる。３Ｄループアンテナ２２のインピーダンスをＩＣチップ２６のインピーダンスに整合させることは、３Ｄループアンテナ２２の「同調」と呼ばれることがある。
【００６２】
図２Ｂは、物品表面２８を伴ったＲＦＩＤタグ２０の横断面図である。同様の参照符号は同様の機構を指している。上述のように、ＲＦ信号１８は、３Ｄループアンテナ２２を通じて電流を励起し、したがって、導電性部分４０、４２、４４、及び４６を通じて電流ループを生成する。３Ｄループアンテナ２２を通じた電流ループが矢印で示されている。物品表面２８が適度に大きい場合、物品表面２８はグランド面として働くことができる。結像理論（image theory）を用いて、３Ｄループアンテナ２２の典型的な電気モデルを作成することができる。この電気モデルを用いると、物品表面２８により、電流ループの面積が、３Ｄループアンテナ２２の物理的面積の約２倍の大きさとなることが分かる。特に、物品表面２８は電流ループの面積を増加させることができ、それによって全体的な放射を高めることができる。
【００６３】
別の例において、３Ｄループアンテナの少なくとも一部分は、ＲＦＩＤタグを取り付けられる導電性の物品表面の一部分によって規定される。この例が、図３Ａ及び３Ｂに更に詳細に示されている。
【００６４】
図３Ａは、３Ｄループアンテナ５２を備えるＲＦＩＤタグ５０に対する、別の例示的な構成の概略斜視図である。図３Ａにおいて、ＲＦＩＤタグ５０は、３Ｄループアンテナ５２と、スペーサ材料５４と、ＩＣチップ２６と、物品表面５８とを備えている。一般に、ＲＦＩＤタグ５０は、図２のＲＦＩＤタグ２０と同様の方式で動作する。しかしながら、ＲＦＩＤタグ５０の構成は、ＲＦＩＤタグ２０の構成とは異なっている。具体的には、図３Ａの導電性材料６０の２Ｄストリップは、スペーサ材料５４の周りに完全には巻き付いていない。その代わりに、２Ｄストリップ６０は、物品表面５８に結合する構造５１Ａ及び５１Ｂを２Ｄストリップ６０の対向端部に有している。このようにして、物品表面５８は、３Ｄループアンテナ５２の少なくとも一部分を形成している。
【００６５】
一例において、構造５１Ａ及び５１Ｂは、物品表面５８に直接接続されても、すなわち物品表面５８に電気的に接続されてもよい。別の例において、構造５１Ａ及び５１Ｂは、物品表面５８に間接的に接続されてもよく、例えば電磁結合を通じて物品表面５８に接続されてもよい。つまり、構造５１Ａ及び５１Ｂは、前者の例においては、例えば導電性接着剤を通じて「直接的に」物品表面５８と接触し、後者の例においては電磁結合を通じて、例えばギャップ層を通じて表面５８と接触してもよい。ギャップ層は、例えば、構造５１Ａ、５１Ｂと物品表面５８との間の電気的「ギャップ」を形成する非導電性接着剤を含んでもよい。しかしながら、いずれの場合も、３Ｄループアンテナ５２の少なくとも一部分は、ＲＦＩＤタグ５０がＲＦ信号によって給電されるとき、物品表面５８によって形成される。より具体的には、電流は、導電性材料６０の２Ｄストリップ及び物品表面５８の一部分を通じて連続的に流れて閉回路を形成する。
【００６６】
図３Ａに示すように、２Ｄストリップ６０は、ＩＣチップ２６に電気的に結合された２つの別々の２Ｄストリップを備えてもよい。しかしながら、明確にするため、２つの別々の２Ｄストリップは、本開示において「２Ｄストリップ６０」と総称されることがある。他の実施形態において、導電性材料６０の２Ｄストリップは、導電性材料の単一の連続片を備えてもよい。図３Ａは、２Ｄストリップ６０を、３つの導電性部分６２、６４、及び６６、並びに構造５１Ａ及び５１Ｂを規定するものとして示している。本開示において、構造５１Ａ及び５１Ｂは、「翼部５１Ａ及び５１Ｂ」又は「接点」と呼ばれることがある。導電性部分６２、６４、及び６６は、スペーサ材料２４の底部分を物品表面５８に曝した状態に残してスペーサ材料２４の周りに巻き付くように配置されている。このようにして、導電性部分６２、６４、６６、及び物品表面５８は、スペーサ材料２４で実質的に充填される空間を規定し、導電性部分６６及び６４はそれぞれ、物品表面５８の平面の少なくとも一部分に対して実質的に垂直な平面を規定する。いくつかの実施形態において、物品表面５８はまた、曲線形の部分を有してもよく、その場合、導電性部分６４及び６６は、物品表面５８の全体に対して実質的に垂直でなくてもよい。図２に関連して先に説明したように、スペーサ材料２４は、空気であっても、限定するものではないがポリカーボネートなどの固体の誘電材料であってもよい。
【００６７】
３Ｄループアンテナ５２の第１の導電性部分６０は、第１の導電性部分６０の厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有している。第１の導電性部分６０は、第１の平面５５Ａ内に存在する。図２に示す例において、第１の平面５５Ａは、ｘ−ｙ平面内に存在する。３Ｄループアンテナ５２の翼部５１Ａ及び５１Ｂもまた、翼部５１Ａ及び５１Ｂの厚さを実質的に上回る長さ及び幅を有している。翼部５１Ａ及び５１Ｂは、第１の平面５５Ａに対して実質的に平行な第２の平面５５Ｂ内に存在する。より具体的には、第２の平面５５Ｂもまた、実質的にｘ−ｙ平面内に存在する。第１の導電性部分６２はそれぞれ、導電性部分６６及び６４を介して翼部５１Ａ及び５１Ｂに電気的に結合されている。
【００６８】
ＲＦ信号１８は、第３の平面５５Ｃ内に存在する電流ループ５７Ａにおいて、導電性部分６２、６４、及び６６、並びに物品表面５８を通じて電流を励起する。図示のように、電流ループ５７Ａが存在する第３の平面５５Ｃは、第１の平面５５Ａ及び第２の平面５５Ｂに対して実質的に平行ではない。いくつかの実施形態において、第３の平面５５Ｃは、第１の平面５５Ａ及び第２の平面５５Ｂに対して実質的に垂直であってもよい。図３Ａに示す例示的な実施形態において、第３の平面５５Ｃは、ｘ−ｙ平面に対して垂直なｘ−ｚ平面内に存在する。
【００６９】
図３に示す例において、ＲＦＩＤタグ５０は、物品表面５８上に配置されると、第１の平面５５Ａ及び第２の平面５５Ｂが物品表面５８に対して実質的に平行となるように構成されている。このようにして、第３の平面５５Ｃを規定する電流ループ５７は、物品表面５８に対して実質的に垂直となる。しかしながら、導電性部分は、電流ループ５７Ａが、ＲＦＩＤタグを取り付けられた物品表面５８に対して実質的に平行でないが依然として物品表面５８とある角度を形成する第３の平面を規定するように、他の姿勢に方向付けられてもよい。つまり、３Ｄループアンテナ５２は、平面５５Ｃが物品表面５８に対して実質的に平行とならないような任意の構成で方向付けられてよい。しかしながら、一般には、平面５５Ｃが物品表面５８に対して実質的に垂直となるように３Ｄループアンテナ５２を方向付けることが望ましい場合があり、これは、この構成によって最大のリード範囲が達成され得るからである。
【００７０】
図３Ａに示すように、導電性部分６２は長さＬＰ１を有しており、物品表面５８に対して実質的に平行である。翼部５１Ａ及び５１Ｂを形成する導電性部分はそれぞれ、長さＬＰ２ａ及びＬＰ２ｂを有している。長さＬＰ２ａ及びＬＰ２ｂは、例えば、約１．２７ｃｍ及び２．５４ｃｍ（０．５インチ及び１インチ）であってもよい。この例において、長さＬＰ２ａ及びＬＰ２ｂは、実質的に等しい長さである。しかしながら、他の実施形態において、長さＬＰ２ａ及びＬＰ２ｂは、異なる長さであってもよい。導電性部分６４及び６６は、互いに実質的に平行であり、高さＨＡＮＴに概ね等しい長さを有している。他の実施形態において、導電性部分６４及び６６は、互いに実質的に平行でなくてもよい。導電性部分６２、６４、及び６６、並びに翼部５１Ａ及び５１Ｂは、ｙ軸方向に測定して一様な幅ＷＡＮＴを有している。しかしながら、他の実施形態において、導電性部分６２、６４、及び６６、又は翼部５１Ａ及び５１Ｂのいずれかの幅が異なっていてもよい。翼部５１Ａ及び５１Ｂは、両側部でｘ軸方向に沿ってスペーサ材料２４を越えて延び、直接的に又は電磁気的に２Ｄストリップ６０を物品表面５８に結合している。このようにして、翼部５１Ａ及び５１Ｂは、２Ｄストリップ６０を物品表面５８に結合する接点として働く。２Ｄストリップ６０及び物品表面５８が互いに電磁気的に結合される場合、各翼部５１Ａ及び５１Ｂは、平行板コンデンサの一方の側として働き、もう一方の側は物品表面５８の下方の部分によって形成される。翼部５１Ａ及び５１Ｂは、このコンデンサがおよそ短絡となるように、又はこのコンデンサが別のインピーダンス同調要素を形成するように寸法を定められてもよい。図３に関連して上述したように、導電性部分６２、６４、６６、及び／又は翼部５１Ａ、５１Ｂは、様々な幅及び長さを有してもよい。
【００７１】
翼部５１Ａ及び５１Ｂの寸法は、また物品表面５８に接触する表面積は特に、所望の容量値に基づいて選択されてもよい。例えば、以下の式１及び２を使用すると、特定の容量値を達成するために必要な翼部５１Ａ及び５１Ｂの寸法を算出することができる。短絡を達成するのに十分なインピーダンスの値と共に、動作周波数を式１に入力することができる。次いで式１を解いて容量値Ｃを求めることができる。次いで、誘電率と距離、すなわち翼部５１Ａ及び５１Ｂの一方と表面５８との間の距離の値と共に、容量値Ｃの算出値を式２に入力することができる。次いで、式２を解いて面積を求めることができ、その面積を用いて翼部５１Ａ及び５１Ｂの寸法を設計することができる。例えば、９１５の動作周波数を用いると、約３０ピコファラド（ｐＦ）以上の容量値が、短絡に近づけるために望ましくなり得る。
【００７２】
【数１】
2011512755.tif 000003
【００７３】
上式において、Ｚはリアクタンスであり、ωは１秒当たりの角周波数であり、Ｃは容量値であり、Ａは容量性プレートの面積であり、Ｄは容量性プレート同士の間の距離であり、εはギャップの誘電率である。
【００７４】
一般に、ＲＦＩＤタグ５０は、ＲＦＩＤタグ２０に類似した方式で動作する。つまり、ＲＦ信号によって給電されると、電流が、３Ｄループアンテナ５２、例えば、２Ｄストリップ６０、及び物品表面５８のうちの翼部５１Ａと５１Ｂとの間の部分を連続的に流れる。しかしながら、物品表面５８が３Ｄループアンテナの一部分として働くだけでなく、物品表面５８内に電流が誘起される。例えば、物品表面５８はここでも、２Ｄストリップ６０内の電流を反射すなわち結像するグランド面として働くことができる。図３Ｂに関連してより詳細に説明するように、物品表面５８に対する電流ループは、結果として、３Ｄループアンテナ５２によって放射される電磁場を増強する反射電流を生じる。このようにして、３Ｄループアンテナ５２は、３Ｄループアンテナ５２の寸法の約２倍の大きさであるかのように動作する。換言すれば、結果として生じる電磁場の規模が拡大され、それによって３Ｄループアンテナ５２のリード範囲が拡大される。
【００７５】
ここでも、３Ｄループアンテナ５２を同調するように、特定の長さＬＡＮＴ、幅ＷＡＮＴ、及び高さＨＡＮＴが選択されてよい。加えて、導電性部分６２（ＬＰ１）、６４、及び６６、並びに翼部５１Ａ及び５１Ｂ（ＬＰ２ａ及びＬＰ２ｂ）の長さ及び幅は、３Ｄループアンテナ５２を同調させるように選択されてよい。ＲＦＩＤタグ５０内のスペーサ材料５４は、ＲＦＩＤタグ２０に使用されるスペーサ材料２４と同じであってもよい。加えて、フィードポイントＦＡＮＴは、同じリード範囲を、ただしＲＦＩＤタグ５０の長さＬＡＮＴ及び／又は厚さＨＡＮＴを減じて達成するように調節されてもよい。これについて、以下で更に詳細に説明する。
【００７６】
ＲＦＩＤタグ５０は、ＲＦＩＤタグ２０と同様の方式で物品表面５８に取り付けられてもよい。つまり、ＲＦＩＤタグ５０を表面５８に固定するために、感圧性接着剤などの接着剤、テープ、又はフォームが、ＲＦＩＤタグ５０の下側部分に付けられてもよい。いくつかの実施形態において、接着剤は、スペーサ材料５４、並びに翼部５１Ａ及び５１Ｂに塗布されてもよい。しかしながら、他の実施形態において、接着剤はスペーサ材料５４のみに塗布されてもよい。先に説明したように、接着剤は導電性であってもよく、それにより、２Ｄストリップ６０と物品表面５８との間の直接的な電気接続がもたらされる。接着剤はまた非導電性であってもよく、それにより、２Ｄストリップ６０と物品表面５８との間に容量結合が生じる。別の方法として、装着部材又は他の機械的手段が使用されて、ＲＦＩＤタグ５０が表面５８に取り付けられてもよい。例示的な装着部材について以下で説明する。
【００７７】
本開示によるＲＦＩＤタグはまた、物品が導電性であるか非導電性であるかにかかわらず、リード範囲及びＲＦＩＤタグを物品に取り付ける限られた空間を拡大することが望まれる用途に有用となり得る。多数の用途で、特定の寸法の物品に対応するために、又はＲＦＩＤタグで占められる物品の表面積の大きさを制限するために、ＲＦＩＤタグ２０の長さを短縮し、ＲＦＩＤタグ２０の幅を減じることが望ましい。しかしながら、このようにしてＲＦＩＤタグの寸法を修正すると、共鳴点（resonance）をより高い周波数に移動させることによって、ＵＨＦ用途のＲＦＩＤタグを離調させることになり得る。ＲＦＩＤタグの離調が図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、及び５Ｂに示されている。以下で図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、及び７Ｂを参照して論じるように、実験結果が示すところによれば、ＲＦＩＤタグ１４は、ＩＣチップの中心とアンテナの中心３４（通常はＲＦＩＤタグの中心である）との間でｘ軸方向に沿って（ＲＦＩＤタグの長さの方向に沿って）測定されるフィードポイントＦＡＮＴを調節することによって再度同調されることができる。したがって、３Ｄループアンテナは、フィードポイントＦＡＮＴを調節することによって、比較的長い、例えば約３メートル（約１０フィート）超のリード範囲を維持しながら短縮化及び／又は薄型化することができる。図７Ａ及び７Ｂは、様々なフィードポイントでのＲＦＩＤタグの性能を示している。
【００７８】
いくつかの実施形態において、ＲＦＩＤタグは、動作周波数の約４分の１波長以下に寸法を定められてもよい。９１５ＭＨｚの動作周波数を一例として用いると、ＲＦＩＤタグは、導電性表面に取り付けられた場合にも良好なリード範囲を維持する一方で、約１ｃｍ以下の長さを有することができる。
【００７９】
図３Ｂは、物品表面５８を伴ったＲＦＩＤタグ５０の断面図である。同様の参照符号は同様の機構を指している。上述のように、導電性部分６２、６４、６６、及び導電性の物品表面５８は、閉ループを形成している。ＲＦ信号１８は、実線の矢印で表される導電性部分６２、６４、６６を通じて電流を励起する。物品表面５８が適度に大きい場合、物品表面５８はグランド面として働くことができる。結像理論を用いると、３Ｄループアンテナ２２の典型的な電気モデルを作成することができる。この電気モデルを用いると、物品表面５８により、電流ループの面積が、３Ｄループアンテナ２２の物理的面積の約２倍の大きさとなることが分かる。特に、物品表面５８は電流ループの面積を増加させることができ、それによって全体的な放射を高めることができる。
【００８０】
図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、及び７Ｂは、本発明によるＲＦＩＤタグ、例えばＲＦＩＤタグ２０又はＲＦＩＤタグ５０の可同調性を示すグラフである。これらのグラフは、（ＩＣで分かる）アンテナインピーダンスの実部（レジスタンス）及び虚部（リアクタンス）を周波数の関数として示している。より具体的には、図４Ａ〜７Ｂは、ＲＦＩＤタグのループアンテナの長さ、幅、高さ、及びフィードポイントをパラメータ化し、性能と寸法との所望の釣合い（すなわち形状因子）を呈する、ＲＦＩＤタグを設計するためのパラメータを提供している。上述のように、ループアンテナの長さ、幅、及び高さは、ＲＦＩＤタグのループアンテナを同調させるように調節され得る長さ及び幅を有する様々な導電性部分（導電性の翼部５１Ａ及び５１Ｂを含む）を含んでもよい。図４Ａ〜７Ｂに示すグラフは、Ｗｅｌｌｅｓｌｅｙ  Ｈｉｌｌｓ，ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＣｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから入手可能なＣＳＴ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｔｕｄｉｏというソフトウェアでコンピュータモデリングを用いて生成されたものである。
【００８１】
具体的には、図４Ａはそれぞれ、約５０ｍｍ、約７５ｍｍ、及び約１００ｍｍの長さＬＡＮＴを有するＲＦＩＤタグに対する例示的なレジスタンス曲線７０Ａ、７２Ａ、及び７４Ａを示している。図４Ｂの曲線７０Ｂ、７２Ｂ、及び７４Ｂはそれぞれ、約５０ｍｍ、約７５ｍｍ、及び約１００ｍｍに等しい長さＬＡＮＴを有するＲＦＩＤタグに対するリアクタンス曲線である。この例において、ＲＦＩＤタグは、ＬＡＮＴを変化させることによって、特定のインピーダンスに同調されることができ、９１５ＭＨｚの周波数で動作するように設計されることができる。他のパラメータ、例えば、幅ＷＡＮＴ、高さＨＡＮＴ、及びフィードポイントＦＡＮＴは、図４Ａ及び４Ｂの各曲線では一定に保たれている。具体的には、幅ＷＡＮＴは約１２．５ｍｍであり、高さＨＡＮＴは約５ｍｍであり、フィードポイントＦＡＮＴは約０ｍｍである（すなわち、ＩＣチップは３Ｄループアンテナの中心３４と一直線をなす）。図４Ａ及び４Ｂに示す曲線は、ＲＦＩＤタグが短縮化されるにつれて共鳴点がより高い周波数に移動することを示唆している。
【００８２】
図５Ａ及び５Ｂは、本発明によるＲＦＩＤタグの幅ＷＡＮＴをパラメータ化した例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフである。曲線８０Ａ及び８０Ｂ、８２Ａ及び８２Ｂ、８４Ａ及び８４Ｂ、並びに８６Ａ及び８６Ｂはそれぞれ、約１２．５ｍｍ、約２５ｍｍ、約３７．５ｍｍ、及び約５０ｍｍに等しい幅ＷＡＮＴを有するＲＦＩＤタグのレジスタンス及びリアクタンス曲線である。長さＬＡＮＴ、高さＨＡＮＴ、及びフィードポイントＦＡＮＴはそれぞれ、約１００ｍｍ、５ｍｍ、及び０ｍｍである。したがって、図５Ａ及び５Ｂに示す曲線は、ＲＦＩＤタグの幅を縮小すると、共鳴の傾き、すなわちＱ値が増加することを示唆している。変化する傾きは、３Ｄループアンテナのインピーダンスを種々のＩＣチップのインピーダンス値に整合させるのに役立ち得る。
【００８３】
図６Ａ及び６Ｂは、本発明によるＲＦＩＤタグの高さＨＡＮＴをパラメータ化した例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフである。曲線９０Ａ及び９０Ｂ、９２Ａ及び９２Ｂ、並びに９４Ａ及び９４Ｂはそれぞれ、約２ｍｍ、約４ｍｍ、及び約６ｍｍに等しい高さＨＡＮＴを有するＲＦＩＤタグのレジスタンス及びリアクタンス曲線である。図６Ａ及び６Ｂに示すコンピュータモデリングの結果は、タグの厚さを減じると、ＲＦＩＤタグの共鳴点がより周波数の高い側へと移動することを示唆している。
【００８４】
図７Ａ及び７Ｂは、本発明によるＲＦＩＤタグのフィードポイントＦＡＮＴをパラメータ化した例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフである。図７Ａにおいて、曲線１００Ａ、１０２Ａ、１０４Ａ、１０６Ａ、及び１０８Ａはそれぞれ、約５ｍｍ、約１５ｍｍ、約２５ｍｍ、約３５ｍｍ、及び約４５ｍｍに等しいフィードポイントＦＡＮＴを有するＲＦＩＤタグのレジスタンス曲線である。図７Ｂにおいて、曲線１００Ｂ、１０２Ｂ、１０４Ｂ、１０６Ｂ、及び１０８Ｂはそれぞれ、約５ｍｍ、約１５ｍｍ、約２５ｍｍ、約３５ｍｍ、及び約４５ｍｍに等しいフィードポイントＦＡＮＴを有するＲＦＩＤタグのリアクタンス曲線である。このＲＦＩＤの長さＬＡＮＴ、幅ＷＡＮＴ、及び高さＨＡＮＴはそれぞれ、約１００ｍｍ、約１２．５ｍｍ、及び約５ｍｍである。図７Ａ及び７Ｂに示すグラフは、ＲＦＩＤタグのフィードポイントＦＡＮＴを拡大すると、ＲＦＩＤタグの第１共鳴点の周波数が減少することを示唆している。
【００８５】
先に説明したように、いくつかの用途において、比較的小さな物品又は限られた空間を有する物品への取り付けに対応するために、ＲＦＩＤタグの長さＬＡＮＴ及び高さＨＡＮＴを短縮することが望ましい場合がある。これらの用途において、ＲＦＩＤタグを取り付けるための空間は限られていることがある。しかしながら、図４Ａ〜４Ｂ、及び図６Ａ〜６Ｂに示すように、ＲＦＩＤタグの長さＬＡＮＴ及び高さＨＡＮＴを減少させると、共鳴点がより周波数の高い側へ移動し、それによってＲＦＩＤが離調することがある。しかしながら、図７Ａ、７Ｂのグラフが示唆するように、フィードポイントＦＡＮＴを調節することにより、共鳴点をより低い周波数へと減少させることができる。結果として、ＲＦＩＤタグを短縮化及び／又は薄型化することによる悪影響は、フィードポイントＦＡＮＴを調節することによって緩和されることができる。
【００８６】
図８は、ＲＦＩＤタグ１１２のリード範囲を試験するための試験システム１１０の概略図である。一般に、試験環境１１０は、グランド１１６から高さＨだけ上方でブラケットに装着されたリーダー１１４と、ＲＦＩＤタグ１１２と、試験表面１１８と、支持体１２０とを含んでいる。以下で論じる実験は、狭い無響室内で行われたものである。電磁干渉を防止するために、部屋の内部を銅シートで遮蔽した。銅シートの上部に、青い吸収コーンを部屋の全体にわたって固定して、室内の電磁反射を防止した。リーダー１１４を部屋の一方の隅に配置し、ＲＦＩＤタグ１１２を部屋のもう一方の隅に配置した。リーダー１１４とＲＦＩＤタグ１１２との距離は約１．５ｍ（５フィート）であった。
【００８７】
種々のＲＦＩＤタグを、以下で論じる実験で使用した。ＲＦＩＤタグは、図５Ａ〜８Ｂのグラフに示す３Ｄループアンテナを備えるＲＦＩＤタグの長さＡＮＴ、幅ＷＡＮＴ、高さＨＡＮＴ、及びフィードポイントＦＡＮＴをパラメータ化した結果を検証するために設計されたものである。例えば、実験１に関して言えば、５つの異なるＲＦＩＤタグを使用した。この場合のＲＦＩＤタグの各々は、図２のＲＦＩＤタグ２０の構成に類似した構成で組み立てられたものである。実験２〜４は、実験１によるＲＦＩＤタグのうちの特定の１つを使用して実施したものである。実験５は、図３ＡのＲＦＩＤタグ５０と類似した構成を有する２つのＲＦＩＤタグを使用して実施したものである。実験の各々において、すべてのタグは、５ｍｍ厚の発泡体コア及び約１２．５ｍｍ幅の銅テープを使用して作製したものであり、銅テープは、タグを試験表面１３８に取り付けるために導電性接着剤を裏面に有していた。使用したシリコンＩＣチップは、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ製のＩＳＯ  １８００−６Ｂ準拠のパッケージ部品であった。
【００８８】
試験システム１１０を使用して、導電性の試験表面１３８及び非導電性の試験表面上でＲＦＩＤタグ１１２のリード範囲を試験した。銅のシートを導電性の表面として使用した。ＲＦＩＤタグ１１２を導電性の試験表面上で試験する際は、Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａの３Ｍ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な両面接着のＤｏｕｂｌｅ  Ｓｔｉｃｋ  Ｓｃｏｔｃｈ（登録商標）テープを使用して、ＲＦＩＤタグ１１２を試験表面１３８に取り付けた。非導電性の表面上におけるＲＦＩＤチップ１１２の性能を試験するために、ＲＦＩＤチップ１１２を発泡体コア上で試験した。その特性は、自由空間と大きく異なるものではない。したがって、発泡体コアは自由空間に近いものである。
【００８９】
ＲＦＩＤタグ１１２のリード範囲を決定するために、リーダー１１４の電力レベルを特定の値に設定し、タグ１１２が読み取りできなくなるまで１ｄＢの増分で減衰させた。特に、リーダー１１４の電力レベルを、１ｄＢと推定されるケーブル損失で３１ｄＢｍに設定した。したがって、結果として得られるリーダー１１４の出力電力は３０ｄＢｍである。ｄＢ単位での減衰電力からフィート単位での理論的予想範囲への変換が、以下の式３及び４で得られる。
【００９０】
【数２】
2011512755.tif 000004
【００９１】
このようにして、特定のＲＦＩＤタグ１１２の最大リード範囲の距離Ｄを確認するために、実験１〜５により、リーダー１１４がリード範囲の距離Ｄにてタグ１１２を読み取り可能であるか否かを判断した。ＲＦＩＤタグ１１２が正常に給電されリードコマンドに応答したか否かを示すために、リーダー１１４は視覚的しるしを提示した。
【００９２】
実験１
実験１において、５つの異なるＲＦＩＤタグ、すなわち、ＲＦＩＤタグＡ、ＲＦＩＤタグＢ、ＲＦＩＤタグＣ、ＲＦＩＤタグＤ、及びＲＦＩＤタグＥのリード範囲を測定した。タグＡは、金属表面上に配置されるとシリコンＩＣチップのインピーダンスに整合するように設計されたものである。タグＢ及びＣは、異なるフィードポイントＦＡＮＴを有することを除いて、タグＡと同様に設計されたものである。タグＤ及びＥは、タグＡと同様に設計されたものであるが、タグＡと比較して、異なる延長されたフィードポイントＦＡＮＴ及び短縮された長さＬＡＮＴを有するものであった。実験１の結果が以下の表１に示されている。
【００９３】
【表１】
2011512755.tif 000005
【００９４】
表１に示すように、タグＡのリード範囲は約３．４ｍ（１１．２フィート）であった。タグＢのリード範囲を観測すると約１．７ｍ（５．６フィート）であり、タグＣのリード範囲を観測すると約１．５ｍ（５フィート）未満であった。上述のように、フィードポイントＦＡＮＴを調節すると、タグの共鳴点を低下させることによってタグを離調させることになるため、タグＢ及びＣのリード範囲は小さくなると予想された。対照的に、タグＤ及びＥはそれぞれ、比較的広いリード範囲、すなわち６．１メートル（２０フィート）及び３メートル（１０フィート）を呈した。この結果は、タグのフィードポイントＦＡＮＴの延長及び長さＬＡＮＴの短縮に起因している。実際に、タグＥの長さはタグＢより１５ｍｍ短いが、タグＥのリード範囲はタグＢのリード範囲の２倍である。したがって、このようにしてフィードポイントＦＡＮＴ及び長さＬＡＮＴを調節すると、結果として、タグの同調性及びリード範囲が復元された。加えて、タグＤはタグＡよりもわずかに小さなインピーダンス値を有するが、タグＤが呈するリード範囲はタグＡのリード範囲よりも実質的に広いことに留意することが重要である。
【００９５】
実験２
実験２において、導電性表面上ではなく、特性が自由空間と大きな違いのない発泡体コア上で、タグＡ〜Ｅを使用して実験１の工程を繰り返した。表２は、ＲＦＩＤタグＡのインピーダンスが、導電性表面と比較して発泡体コア上で実質的に変化したことを示している。したがって、タグＡのリード範囲が縮小した。この実験はまた、実験１におけるタグＤ、すなわち金属プレートに取り付けられたタグＤのインピーダンスと、実験２におけるタグＥのインピーダンスとがおおよそ同じであることを示している。各実験におけるタグＤ及びＥのリード範囲もまた同様である。したがって、ＲＦＩＤタグは、金属表面上と自由空間内とで公称上等しい性能を有するように設計され得ると結論してもよい。
【００９６】
【表２】
2011512755.tif 000006
【００９７】
実験３
実験３において、実験１で最良の性能を呈したタグＤを複製し、元のタグＤ、及び２つの複製したタグ、すなわちタグＤ１及びタグＤ３に対して実験１の工程を繰り返した。この場合、タグＤを１５．２ｃｍ×２０．３ｃｍ（６インチ×８インチ）の金属プレートに両面テープで固定し、０．６１ｍ（２フィート）の高さでリーダー１１４から１．５ｍ（５フィート）離して配置した。また、リードアンテナの中心は、グランド１１８から高さ０．６１ｍ（２フィート）の位置にあった。タグＤの複製された性能を、以下の表３に示す。
【００９８】
【表３】
2011512755.tif 000007
【００９９】
表３に示す結果は、複製したタグのインピーダンス及びリード範囲が、元のタグのインピーダンス及びリード範囲と実質的に同じであったことを示唆している。換言すれば、実験３において複製タグを更に試験して得られる結果により、実験１の結果が確かなものとなる。
【０１００】
実験４
タグＤのロバスト性を評価するために、タグＤのリード範囲を種々の寸法の金属プレート上で測定した。プレートの寸法（sizes）は長方形及び正方形であり、約４１ｃｍ×４１ｃｍ〜約２．５ｃｍ×１０ｃｍ（約１６インチ×１６インチ〜約１インチ×４インチ）の寸法に及ぶものであった。表４に示すように、最大のリード範囲は約８８．９ｍ（３５フィート）であり、達成された最小のリード範囲は約５．２メートル（１７フィート）であった。表４から認められることとして、最大のリード範囲は概ね、タグＤを最大の金属プレートに取り付けて達成され、最小のリード範囲は概ね、タグＤを比較的小さな金属プレートに取り付けて達成された。
【０１０１】
【表４】
2011512755.tif 000008
【０１０２】
実験５
この実験において使用したＲＦＩＤタグは、図３ＡのＲＦＩＤタグ５０に類似した構成を用いて設計されたものである。つまり、ＲＦＩＤタグ（表５でＤ２と記す）は、タグの下方にある金属プレートと電気接触をなすために「翼部」を有している。この設計において、翼部は、金属プレートと直接的に接触するか、又は容量結合を通じてプレートと接触することができる。表５において、金属プレートと直接的に接触する翼部を有するＲＦＩＤタグは、「Ｄ２（翼部）」と記されている。同じ種類の２つの別々のＩＣチップを用いてこのＲＦＩＤタグを試験し、それぞれ「チップ１」及び「チップ２」と記している。Ｄ２−チップ１とＤ２−チップ２との間における性能の変動は、ＩＣチップ同士の間におけるインピーダンスの変動に起因すると解釈することができる。
【０１０３】
また表５は、容量結合用の誘電スペーサを金属プレートとＲＦＩＤタグの翼部との間に配置した実験設備に関する結果を含んでいる。Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａの３Ｍ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＰｏｓｔ−Ｉｔ  Ｎｏｔｅｓ（登録商標）を誘電スペーサとして使用した。金属プレートから分離された翼部を有するＲＦＩＤタグのリード範囲は、金属プレートと直接的に接触するＲＦＩＤタグのリード範囲よりも実質的に短くなった。しかしながら、誘電スペーサで金属プレートから分離された翼部を有するＲＦＩＤタグの性能は、容量結合を目的としてＲＦＩＤタグを設計することによって改善され得ると考えられる。より具体的には、長さＬＡＮＴ及びフィードポイントＦＡＮＴを調節して、アンテナのインピーダンスをＩＣチップのインピーダンスにより良好に整合させることによって、性能を改善することができる。
【０１０４】
【表５】
2011512755.tif 000009
【０１０５】
図９は、ＲＦＩＤタグ２１０を実質的に平坦でない表面に取り付けるための例示的な装着部材２００の斜視図である。一般に、装着部材２００は、ＲＦＩＤタグ２１０の下側部分に取り付けられるものであり、柔軟性のあるものである。装着部材２００の柔軟性により、装着部材２００は、曲線状の又は不規則形状の表面など、実質的に平坦でない表面に適合し、実質的に平坦でない形でＲＦＩＤタグ２１０を支持することが可能となっている。
【０１０６】
ＲＦＩＤタグ２１０が導電性表面の近くで機能するために、この構造は、ＲＦＩＤタグが導電性表面から十分な距離を隔てる（あるいは、タグと表面との間が非導電性材料でできる）ように設計されなければならない。いずれの場合も、装着部材は、ある距離だけＲＦＩＤタグを表面から分離する。この距離は、装着部材の高さ又は厚さと呼ばれることがあり、また約５ｍｍ超であってもよい。
【０１０７】
従来の装着部材は、ＲＦＩＤタグを比較的平坦な表面に取り付けるように設計される。ストリップ状の又は梁状の形状を有する装着部材が、ＲＦＩＤタグを平坦な表面に取り付けるのに好適となり得る。しかしながら、この装着部材は、ＲＦＩＤタグを曲線状の表面に取り付けるのには適さないことがある。例えば、従来の装着部材を湾曲させると、装着部材の一体性及び形状に影響を及ぼす内力が構造内に、特に実質的な厚さを有する装着部材内に生じることがある。この問題は、外側のシェル／外部構造又はフランジを有する構造において更に悪化する。そのような構造は、曲げ運動による応力を構造の側壁の中へと伝達する。これによって、側壁にしわが寄り、フランジが座屈し曲がることになる。
【０１０８】
第２の問題は、厚い構造は質量を増すということである。このことは輸送系において特に重大となり得るが、それは、装着部材の質量が増加することにより、結果として、ＲＦＩＤタグと構造とを取り付けられる車両の効率が低下し得るからである。装着部材の質量は、装着部材のスペーサ材料に充填する気泡体又は発泡体を含めることによって減じられ得るが、同時に曲げの間に応力を増すことがある。この応力集中は、装着部材及び／又はＲＦＩＤタグに、割れ及び破損を生じさせることがある。
【０１０９】
しかしながら、図９の柔軟な装着構造２００は、ＲＦＩＤタグ２１０を平坦でない表面に取り付けるのに有用となり得る。図９に示すように、装着部材２００が、アンテナ２１２とＩＣチップ２１４とを備えるＲＦＩＤタグ２１０に取り付けられている。一般に、ＲＦＩＤタグ２１０は、いかなる種類のＲＦＩＤタグであってもよい。一例として、アンテナ２１２は、本開示で説明したような３Ｄループアンテナであってもよい。別の例において、アンテナ２１２は、ＲＦＩＤの技術分野で周知の２Ｄ又は３Ｄアンテナであってもよい。ＲＦＩＤタグ２１０を装着部材２００の表面２０２に固定するために、感圧性接着剤又は硬化性樹脂などの接着剤が使用されてもよい。
【０１１０】
図９において、装着部材２００は、表面２０２（基礎部材とも呼ばれることがある）と、表面２０２に取り付けられたスペーサ材料２０３とを有している。スペーサ材料２０３は、複数の区分２０４（すなわち装着構造）に分離されており、区分２０４は、柔軟性を高めると同時に装着部材２００の重量を減じるように、形状を定められる、及び／又は互いに離間される。図示の例において、表面２０２は、スペーサ材料２０３とは異なる材料であってもよい。この場合、表面２０２は、区分２０４によってもたらされる柔軟性を制限することのない柔軟性材料でできていてもよく、また、区分２０４の各々は、表面２０２に別々に取り付けられてもよい。他の例において、スペーサ材料２０３が、区分２０４と表面２０２の両方を形成してもよい。つまり、スペーサ材料２０３は、ＲＦＩＤタグ２１０を取り付けられる実質的に平坦な上部表面２０２と、物品表面に取り付けられる区分２０４の露出表面によって規定される底部表面とを規定するように形状を定められてもよい。結果的に、区分２０４は、例えば、区分２０４を有する形にスペーサ材料２０３をエンボス加工するか、成形するか、ないしは他の方法で形作りすることによって、この場合はスペーサ材料２０３内に形成されることができる。
【０１１１】
装着部材２００は一般に、ＲＦＩＤタグ２１０を十分に支持するように寸法を定められてよい。例えば、表面２０２は、ＲＦＩＤタグ２１０を装着部材２００上に完全に配置できるように、表面積を規定してもよい。一実施形態において、装着部材２００は、タグ２１０の外周を越えて延びてもよい。しかしながら、図９に示す装着部材２００の設計は単に例示的なものであり、いかなる形においても限定的なものとみなされるべきではない。むしろ、装着部材２００は、いかなる形状及び寸法を有してもよく、また、ＲＦＩＤタグ２１０に沿って又はＲＦＩＤタグ２１０を横断して延びるリブ付きの構造、チャネル付きの構造、及びＲＦＩＤタグ２１０を平坦でない表面に取り付けるための柔軟性を高める他の形状構成又は構造など、柔軟性及び／又は軽量化を促進する多様な任意の形状構成を有してよい。
【０１１２】
図１０Ａ及び１０Ｂは、装着部材２２０の例示的な構成を示している。具体的には、図１０Ａは、ＲＦＩＤタグ２１０などのＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けるための装着部材２２０の上面図を示している。図１０Ａの図示の例は、物品表面に取り付けられる装着部材２２０の表面の詳細図を示している。ＲＦＩＤタグは、装着部材２２０の、図１０Ａに示す表面の反対の側に固定されることができる。つまり、図１０Ａに示す図は、物品表面に取り付けるための装着部材２２０の底部表面であってよく、ＲＦＩＤタグは、装着部材２２０の頂部表面に取り付けられることができる。
【０１１３】
図１０Ａに示すように、装着部材２２０は、表面２２４と、表面２２４から実質的に垂直に突出する複数の構造２２６とを有している。構造２２６は、表面２２４から実質的に外向きに突出しており、すなわち、表面２２４に対して実質的に垂直に突出しており、互いから離間されている。特に、構造２２６は、装着部材２２０の厚さを規定する高さを有してもよい。構造２２６の高さは、表面２２４の厚さよりも実質的に高くてもよい。一般に、構造一体性を維持しながら、すなわち表面２２４が破損するのを防止するのに十分な強度を保ちながら、表面２２４を構造２２６よりも実質的に薄くすることができる。このように、表面２２４は、構造２２６によって与えられる柔軟性を制限することがない。
【０１１４】
図１０Ａに示すように、構造２２６の各々は、基部と頂部との間でテーパが付けられていてもよい。つまり、構造２２０の表面積は、物品に取り付けられる位置と比べて、表面２２４に取り付けられる位置でより大きくなっていてもよい。構造２２６の形状及び間隔により、装着部材２２０は、曲線状の又は不規則形状の表面に適合するように、実質的にすべての方向に操作されることができる。一例として、装着部材２２０は、長軸を中心として又は短軸を中心として曲がるように操作されることができる。いずれの場合も、装着部材２２０をこのように操作することにより、構造２２０同士の間隔が短縮されることになる。それゆえに、装着部材２２０を曲げ得る程度は、構造２２０の形状によって規定され得る。したがって、形状及び構造２２６同士の間隔、並びに構造２２０が取り付けられる物品表面の形状は、構造２２０を設計するときに考慮されるべきである。
【０１１５】
図１０Ｂは、構造２２６をより詳細に示す斜視図である。構造２２６は、例えば、装着部材２２０（図１０Ａ）の構造２２６の各々の外形を表すものであってもよい。特に、図１０Ｂは、装着部材２２０から分離された構造２２６を示している。構造２２６は、６つの側面、すなわち、２２７Ａ、２２７Ｂ、２２７Ｃ、２２７Ｄ、２２７Ｅ、及び２２７Ｆを規定している。側面２２７Ａは、装着部材２２０の表面２２４に垂直に取り付けられているが、図１０Ｂにおいては説明のために露出されている。側面２２７Ｂは、側面２２７Ａに対して実質的に平行であり、物品表面に、例えば接着剤によって取り付けられるように設計されている。側面２２７Ａと２２７Ｂとの間の距離は高さＨ１を規定しており、上述のように表面２２４は比較的薄い厚さを有するため、高さＨ１は、装着部材２００の厚さを規定することができる。前述のように、装着部材２２０の厚さは、装着部材２２０を通じてＲＦＩＤタグを取り付けられた導電性表面から、ＲＦＩＤタグを分離するように選択されてもよい。一実施形態において、高さＨ１は約５ｍｍ超であってもよい。
【０１１６】
図示の例において、側面２２７Ａによって規定される面積は、側面２２７Ｂによって規定される面積よりも大きい。結果的に、側面２２７Ｃ、２２７Ｄ、２２７Ｅ、及び２２７Ｆは、構造２２６が側面２２７Ａから側面２２７Ｂへと先細となるように、互いに対して角度を付けられている。構造２２６の各々がこの形状を共有しているため、装着部材２２０は、曲線又は不規則な形状の表面に適合するように操作されることができる。
【０１１７】
例えば、装着部材２２０は、凸状又は凹状の表面に適合するように操作されることができる。装着部材２２０が凸状の表面に適合するように操作されると、隣接する構造２２６同士の間隔が減じられる。より具体的には、装着部材２２０は、構造２２６の底部表面が互いに接近するように折れ重なる。それに対して、装着部材２２０が凹状の表面に取り付けられる場合、装着構造２２０は、隣接する構造２２６の底部表面同士の間隔が増すように曲がる。
【０１１８】
別の例において、装着部材２２０は、不規則形状の表面に取り付けられてもよい。不規則形状の表面は、複数の曲線状の表面を含むことができる。例えば、表面はＳ字形状を有することができる。この場合、装着部材２２０の一部分は、曲線状の表面の１つに適合し、装着部材２２０の別の部分は、他の曲線状の表面に適合する。重要なことに、構造２２６により、装着部材２２０は、物品表面の形状にかかわらず物品表面に適合するように操作されることが可能となる。留意されたいこととして、装着部材２２６に取り付けられるＲＦＩＤタグもまた、タグが物品に取り付けられたときに動作できるよう、柔軟性を有するように設計されるべきである。
【０１１９】
図１１Ａは、リブ付き構造２３４を備えた表面を有する装着部材２３０を示す平面図であり、このリブ付き構造２３４は、ＲＦＩＤタグ２１０などのＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けるための柔軟性を高めるものである。一般に、装着部材２３０は、装着部材２３０に柔軟性をもたらす構造の外形を除いて、装着部材２２０及び２１０と類似したものであってもよい。
【０１２０】
図１１Ａにおいて、構造２３４は、互いに平行でありリブ付きの表面を規定する複数のリブ又は隆起部を有しており、構造２３４の各々は、ＲＦＩＤタグの長さに対して実質的に垂直に延びる長手方向の軸線２３５を有している。構造２３４は、実質的に垂直に表面２３２から突出しており、互いから離間されている。構造２２６と同様に、構造２３４は、表面２３２に接触する各構造２３４の表面積が、物品表面に接触する各構造２３４の表面積よりも大きくなるように、先細となっていてもよい。構造２３４の先細形状及び構造２３４同士の間の間隔により、装着部材２３０の柔軟性が高められている。装着部材２３０は、構造２３４の長さ方向に沿って曲がるように構成されており、構造２３４の先細の縁部が互いに接するまで曲げられることができる。それゆえに、装着部材２３０は、少なくとも１つの方向において、すなわち装着構造２３４の長さ方向に沿って、優先的に柔軟性を有することができる。
【０１２１】
図１１Ｂは、装着部材２３０と類似した装着部材２４０を示す平面図である。しかしながら、装着部材２４０は、リブ付き表面を規定するリブ付き構造２４４を有しており、リブ付き構造２４４の各々の長手方向の軸線２４５は、ＲＦＩＤタグの長さ方向に実質的に垂直にではなく、ＲＦＩＤタグの長さ方向に沿って（すなわち、ＲＦＩＤタグの長さ方向に実質的に平行に）延びているため、装着部材２４０は装着部材２３０とは異なっている。換言すれば、リブ付き構造２４４は、先細となった縁部を有しており、互いに離間されかつ実質的に平行である。したがって、装着部材２４０は、装着部材２４０の幅方向の全体にわたって特に柔軟性を有することができる。
【０１２２】
図１１Ａ及び１１Ｂは、装着部材に取り付けられたＲＦＩＤタグの長さ方向に対して実質的に垂直に又は実質的に平行に延びる装着構造を有する装着部材を示しているが、他の実施形態において、装着構造は、ＲＦＩＤタグに関して別の配列を有してもよい。例えば、一実施形態において、装着構造は、ＲＦＩＤタグの長さ方向に対して実質的に対角に（例えば約４５度の角度で）延びてもよい。
【０１２３】
図１２は、チャネル付き構造２５４を備えた柔軟装着部材２５０を示す平面図であり、このチャネル付き構造２５４は、ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けるのに有用となり得るものである。図１２に示すように、チャネル付き構造２５４は、互いに噛み合う一連のフィンガーによって形成されてもよい。ここでも、これらのフィンガーは、実質的に垂直に表面２５２から突出し、装着部材２５０の柔軟性を高めるために先細となった縁部を有してもよい。
【０１２４】
装着部材２５０は、装着部材２５０の内部が囲まれているという点で、装着部材２２０、２３０、及び２４０とは異なっている。内部は、チャネル付き構造２５４によって囲まれても、外部シェル若しくは外層によって囲まれてもよい。内部を囲むことにより、１つ以上の利点をもたらすことができる。例えば、チャネル付き構造２５４によって規定されたチャネルの中に付加的な接着剤を注入することにより、物品表面に適合する形状を保つための持続性が高められ得る。留意されたいこととして、装着部材が物品表面に取り付けられている間にエポキシのビーズを装着部材の縁部の周りに配置し、エポキシを硬化させることによって、装着部材２００、２２０、２３０、及び２４０の縁部を封止すること、すなわちこれらの装着部材の内部を囲むことが可能となり得る。エポキシが硬化すると、エポキシは、物品表面とそれぞれの装着部材との間の縁部を効果的に封止して、接着剤に影響を及ぼし装着部材を物品表面から脱落させ得る環境による損傷から、装着部材と物品表面との間の内部空間を保護する。
【０１２５】
図１３Ａ及び１３Ｂは、ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けることを可能にする装着部材を備えたＲＦＩＤタグを製造するための例示的なプロセスを示している。具体的には、図１３Ａは、そのようなＲＦＩＤタグを製造するためのシステム２６０の側面図を示す概念図である。図１３Ａにおいて、システム２６０は、柔軟性を高める構造２６６を有する装着部材２６４と、ＲＦＩＤタグ２６２のロールを有している。装着部材２６４は、装着構造２２０、２３０、２４０、及び２５０のうちの１つ、又は、柔軟性を高める構造を有する任意の他の考えられる装着部材であってよい。前述のように、装着部材２６４は、鋳造又はエンボス加工など、多様なプロセスで形成されることができる。ＲＦＩＤタグ２６２のロールは、一般には多数の同じ種類のＲＦＩＤタグを有してもよいが、場合によっては種々様々な種類のＲＦＩＤタグを有してもよい。ＲＦＩＤタグは、能動ＲＦＩＤタグであっても受動ＲＦＩＤタグであってもよく、また、本開示で説明したような３Ｄループアンテナ又は他の従来の２Ｄ若しくは３Ｄアンテナを有してもよい。
【０１２６】
図１３Ａに示すように、ＲＦＩＤタグ２６２のロールは、ＲＦＩＤタグ２６２の下側が装着部材２６４の上部表面に配置されるように、装着部材２６４の上部表面で転がすことができる。例えば、ＲＦＩＤタグ２６２のロールは、図２に示すように、構造２６６の各々の長手方向の軸線がＲＦＩＤタグの幅ＷＡＮＴに沿って延びるように、装着部材２６４に貼り付けられてもよい。別の方法として、ＲＦＩＤタグ２６２は、構造２６６の各々の長手方向の軸線がＲＦＩＤタグ２６２の長さ方向に沿って延びるように、装着部材２６４に貼り付けられてもよい。更に別の例として、構造２６６は、構造２２６と類似していてもよい。この場合、構造２６６は、ＲＦＩＤタグ２６２の下側に実質的に等間隔で隔置されてもよい。
【０１２７】
いずれの場合も、タグ２６２が装着部材２６４の上に転がされるときに、接着剤によってＲＦＩＤタグ２６２が装着部材２６４に固定されるように、ＲＦＩＤタグ２６２を装着部材２６４の上に転がすのに先立って、装着部材２６４の上部表面に接着剤が塗布されてもよい。接着剤は、感圧性接着剤であっても硬化性樹脂であってもよい。接着剤が凝固すると、ＲＦＩＤタグ２６２が構造から切断されて、個々のＲＦＩＤタグ及び装着部材のアセンブリとされてもよい。構造から個々のＲＦＩＤタグを切断するために、ダイ打抜き、レーザー切断、又は他の既知の切断方法若しくはプロセスが用いられてよい。
【０１２８】
図１３Ｂは、システム２６０の平面図を示している。より具体的には、図１３Ｂは、装着部材２６４の頂部に配置されたＲＦＩＤタグ２６２Ａ〜Ｅを示している。図１３Ｂにおける破線は、ＲＦＩＤタグを材料から切断するための経路を示している。
【０１２９】
図１４Ａ〜１４Ｅは、ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けることを可能にする装着部材を備えたＲＦＩＤタグを製造するための別の例示的なプロセスを示す概念図である。具体的には、図１４Ａ〜１４Ｅの各々は、製造プロセスにおける順次的な工程を示している。
【０１３０】
図１４Ａは、ＲＦＩＤタグ用の装着部材を鋳造するための空洞２７０を示す概念図である。図１４Ｂは、空洞２７０の内部に配置されたＲＦＩＤタグ２７４を示している。ＲＦＩＤタグ２７４に加えて、ＲＦＩＤタグ２７４を保護する任意のトップフィルム又はカバーフィルムもまた、ＲＦＩＤタグ２７４を備えた空洞２７０の内部に配置されてもよい。ＲＦＩＤタグ２７４及び他の任意の保護フィルムが空洞２７０内に配置されると、空洞２７０は、図１４Ｃに示すように、硬化性樹脂２７６で充填されることができる。例えば、空洞２７０は、射出成形を用いて熱硬化性樹脂で充填されてもよい。
【０１３１】
図１４Ｄは、樹脂２７６に押し込まれた整形工具２７８を示している。整形工具２７８は、樹脂２７６が凝固するまで、樹脂２７６に押し込まれていることができる。整形工具２７８は、柔軟性を高める構造を樹脂２７６に刻み付けるように形状を定められていてもよい。例えば、整形工具２７８は、構造２２６、２３４、２４４、又は２５４を樹脂２７６に刻み付けるように形状を定められていてもよい。別の方法として、整形工具２７８は、樹脂２７６が硬化した後に、構造２２６、２３４、２４４、又は２５４を樹脂２７６から切り出してもよい。
【０１３２】
図１４Ｅにおいて、樹脂２７６は凝固し、整形工具２７８は取り除かれている。したがって、空洞２７０内にある残留物が、ＲＦＩＤタグを実質的に平坦でない表面に取り付けるための装着部材を備えたＲＦＩＤタグを形成する。この製造プロセスは、耐化学性又は環境による損傷に対する他の保護がＲＦＩＤタグに望まれる場合、特に望ましいものとなり得る。加えて、このプロセスにより、ＲＦＩＤタグと装着部材のアセンブリを、縁部にリブ付きの区分を備えて仕上げることが可能となり、これは、図１３Ａ及び１３Ｂに示したプロセスでは達成され得ないこともある。
【０１３３】
図１５Ａは、例示的なＲＦＩＤタグ３００の概略斜視図である。ＲＦＩＤタグ３００は、図２ＡのＲＦＩＤタグ２０に実質的に従うが、ＲＦＩＤタグ３００の３Ｄループアンテナ３０１は、同調素子として機能するスリット３０２を有している。図１５Ａに示すように、３Ｄループアンテナ３０１のフィードポイントＦＡＮＴ、すなわち、ＩＣチップ２６がアンテナ３０１に結合する位置は、３Ｄループアンテナ３０１の中心３４から片寄っている。上述のように、フィードポイントＦＡＮＴの位置は、３Ｄループアンテナ３０１を同調させるように調節されることができる。換言すれば、フィードポイントＦＡＮＴの位置は、３Ｄループアンテナ３０１のインピーダンスをＩＣチップ２６のインピーダンスにより良好に整合させるように調節されることができる。
【０１３４】
加えて、３Ｄループアンテナ３０１のスリット３０２は、３Ｄループアンテナ２２を更に同調させるための容量性の同調素子として働くことができる。スリット３０２は、距離ＳＯＦＦＳＥＴだけＩＣチップ２６から片寄っている。ここでも、図１５Ａに示す例において、ＳＯＦＦＳＥＴは、ＩＣチップ２６からの負のｘ方向である。スリット３０２は、ｘ方向におけるスリットの長さを表す長さＬＳＬＩＴを有している。したがって、スリット３０２は、ＬＳＬＩＴに等しいギャップ幅を有する導電性部分４０のギャップと見なされてもよい。
【０１３５】
スリット３０２の長さＬＳＬＩＴ、及びスリット３０２がＩＣチップ２６から片寄っている距離ＳＯＦＦＳＥＴは、３Ｄループアンテナ２２を同調させるように調節されることができる。以下で更に詳細に説明するように、スリット３０２の長さＬＳＬＩＴ、及びスリット３０２がＩＣチップ２６から片寄っている距離ＳＯＦＦＳＥＴを調節することは、リアクタンスと呼ばれる、３Ｄループアンテナ２２のインピーダンスの虚部を調整する上で特に効果的となり得る。加えて、そのような調節は、レジスタンスと呼ばれる、３Ｄループアンテナ２２のインピーダンスの実部を微細に調整するために使用され得る。一実施形態において、スリットの長さＬＳＬＩＴは、約０．５ｍｍ〜５ｍｍの間であってよく、ＩＣチップ２６からの片寄りは、約２ｍｍ〜１５ｍｍの間であってよい。
【０１３６】
図１５Ａに示す例において、スリット３０２は、導電性部分４０の短い側に位置している。換言すれば、スリット３０２は、ＩＣチップ２６が３Ｄループアンテナ３０１の中心３４から片寄っているのと同じ方向に、例えば、図１５Ａに示す例における負のｘ方向に、ＩＣチップ２６から片寄っている。導電性部分４０の長い側にスリット３０２を再配置すると、３Ｄループアンテナ２２の応答に大きな変化が生じ得る。アンテナ３０１の中心３４からのＩＣチップ２６の片寄り、すなわちＦＡＮＴが、負のｘ方向にある場合、アンテナの長い部分は、片寄ったＩＣチップ２６から正のｘ方向に位置することになる。この場合、３Ｄループアンテナ３０１の共鳴は二重共鳴に分裂する。加えて、片寄りが増加すると、共鳴周波数は、ＵＨＦ周波数帯内のより高い周波数に移動する。共鳴周波数がこのように増加することは、一部のＲＦＩＤ用途に望ましくないものとなり得る。
【０１３７】
図１５Ｂは、物品表面２８を伴ったＲＦＩＤタグ３００の断面図である。同様の参照符号は同様の機構を指している。上述のように、ＲＦ信号１８は、３Ｄループアンテナ３０１を通じて電流を励起し、したがって、導電性部分４０、４２、４４、及び４６を通じて電流ループを生成する。３Ｄループアンテナ３０１を通じた電流ループが矢印で示されている。ギャップのない図２Ｂの３Ｄループアンテナ２２を通じた電流ループとは異なり、３Ｄループアンテナ３０１を通じた電流ループは、スリット３０２によって形成されたトレース内のギャップを横断する。特に、スリット３０２の各側部における導電性トレース４０の厚さはそれぞれ、容量性プレートとして働くことができる。３Ｄループアンテナ３０１を通じて励起された電流により、コンデンサのプレートとして働くスリット３０１の側部は、交流（ＡＣ）の励起信号が３Ｄループアンテナ３０１を通じて流れるときに充電及び放電する。したがって、スリット３０２は、交流が変動するときに充電及び放電するコンデンサとして機能し、上述の同調能力が依然として与えられる一方で、交流が妨げられずに流れているように見える。
【０１３８】
図１５Ａ及び１５Ｂは、図２Ａ及び２Ｂに示すアンテナに類似したアンテナ内でのスリット３０２の使用を示しているが、同様の同調能力を与えるために、１つ以上のスリット３０２が、図３Ａ及び３Ｂに示す３Ｄループアンテナ５０などの他のアンテナ構造に加えられてもよい。更に、ＲＦＩＤタグ３００は、フィードポイントＦＡＮＴをアンテナ３０１の中心３４から片寄らせずに３Ｄループアンテナ３０１を同調する際に使用するためのスリット３０２を有してもよい。この場合、ＩＣチップ２６は、３Ｄループアンテナ３０１の中心３４に、すなわちＦＡＮＴ＝０に配置される。更に、３Ｄループアンテナ３０１は、複数のスリット３０２を有してもよい。
【０１３９】
図１６Ａ及び１６Ｂは、２つのアンテナ設計の例示的な全インピーダンスを示すスミス図表である。具体的には、図１６Ａは、ＬＡＮＴ＝７０ｍｍ、ＨＡＮＴ＝５ｍｍ、ＦＡＮＴ＝１３ｍｍ、及びＷＡＮＴ＝６．２５ｍｍの寸法を有する、図２Ａ及び２Ｂの３Ｄループアンテナ２２の全インピーダンスのスミス図表を示している。図１６Ｂは、ＬＡＮＴ＝７５ｍｍ、ＨＡＮＴ＝５ｍｍ、ＦＡＮＴ＝３２ｍｍ、ＷＡＮＴ＝１２．５ｍｍ、ＳＯＦＦＳＥＴ＝５ｍｍ、及びＬＳＬＩＴ＝０．５ｍｍの寸法を持つ、図１５Ａ及び１５Ｂに記載したスリット３０２を有する３Ｄループアンテナ３０１の全インピーダンスのスミス図表を示している。図１６Ａ及び１６Ｂにおいて、点３１０は、例示的なＩＣチップに整合する最適なインピーダンスに対する望ましい領域を示している。四角形３１２Ａ及び３１２Ｂはそれぞれ、９１５ＭＨｚの例示的な動作周波数におけるアンテナ２２及び３０１のインピーダンスを示している。図１６Ａに示すように、３Ｄループアンテナ２２は、場合によっては、例示的なＩＣチップに整合するのに必要なリアクタンスを達成できないことがある。しかしながら、図１６Ｂに示すように、アンテナ３０１を形成する導電性トレース内にスリット３０２を加えることにより、結果として、３Ｄループアンテナ３０１と例示的なＩＣチップとのインピーダンス整合が著しく改善されている。図１６Ｂに示すように、スミス図表に示したインピーダンス対周波数の曲線は、所望のインピーダンス３１０に近いスミス図表の端から引き離されている。
【０１４０】
図１７Ａ及び１７Ｂは、ＲＦＩＤタグ３００のスリット３０２の長さ（ＬＳＬＩＴ）をパラメータ化する例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフである。約０．２ｍｍ、約０．４ｍｍ、約０．５ｍｍ、約０．６ｍｍ、約０．８ｍｍ、及び約１ｍｍに等しいＬＳＬＩＴを有するＲＦＩＤタグに関して、それぞれ、曲線３２０Ａ〜３２５Ａはレジスタンス曲線であり、曲線３２０Ｂ〜３２５Ｂはリアクタンス曲線である。真空のスペーサを用い、ＲＦＩＤタグ３００を無限大のグランド面上に配置して、コンピュータモデリングを実施した。ＬＡＮＴ＝７５ｍｍ、ＨＡＮＴ＝５ｍｍ、ＷＡＮＴ＝１２．５ｍｍ、ＦＡＮＴ＝３０ｍｍ、及びＳＯＦＦＳＥＴ＝５ｍｍのタグの寸法で、コンピュータモデリングを実施する。３Ｄループアンテナ３０１のこれらの寸法は、ＬＳＬＩＴが逐次的に増加されるとき、依然として一定である。０ＧＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲にわたってシミュレーションを実施する。
【０１４１】
コンピュータモデリングの結果を、例示的な動作周波数９１５ＭＨｚを目印として図１７Ａ及び１７Ｂに示す。コンピュータモデリングの結果により、ＬＳＬＩＴを拡大すると、インピーダンスの実部（すなわちレジスタンス）にごく小さな変化を生じることが示唆される。しかしながら、ＬＳＬＩＴを拡大すると、インピーダンスの虚部（すなわちリアクタンス）に相当な変化が生じる。更に、リアクタンスの変化は、３Ｄループアンテナ３０１の共鳴周波数に実質的に影響を与えることなく得られる。以下の表６は、結果として得られる、９１５ＭＨｚの例示的な動作周波数におけるコンピュータモデリングのレジスタンス及びリアクタンス値を示している。
【０１４２】
【表６】
2011512755.tif 000010
【０１４３】
図１８Ａ及び１８Ｂは、ＲＦＩＤタグ３００のスリットの片寄りＳＯＦＦＳＥＴをパラメータ化する例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフである。換言すれば、これらのグラフは、フィードの位置に対してスリットの位置を変化させる結果をパラメータ化する例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示している。約５ｍｍ、約１０ｍｍ、及び約１５ｍｍに等しいＳＯＦＦＳＥＴを有するＲＦＩＤタグに関して、それぞれ、曲線３２０Ａ〜３２３Ａはレジスタンス曲線であり、曲線３２０Ｂ〜３２３Ｂはリアクタンス曲線である。真空のスペーサを用い、ＲＦＩＤタグ３００を無限大のグランド面上に配置して、コンピュータモデリングを実施した。ＬＡＮＴ＝７５ｍｍ、ＨＡＮＴ＝５ｍｍ、ＷＡＮＴ＝１２．５ｍｍ、ＦＡＮＴ＝１５ｍｍ、及びＬＳＬＩＴ＝０．５ｍｍのタグの寸法で、コンピュータモデリングを実施する。このシミュレーションにおいて、スリットは、フィードポイントの位置ＦＡＮＴの短い側に配置される。３Ｄループアンテナ３０１のこれらの寸法は、ＳＯＦＦＳＥＴが逐次的に増加されるとき、依然として一定である。０ＧＨｚ〜３ＧＨｚの周波数でシミュレーションを実施する。
【０１４４】
コンピュータモデリングの結果を、例示的な動作周波数９１５ＭＨｚを目印として図１８Ａ及び１８Ｂに示す。コンピュータモデリングの結果により、ＳＯＦＦＳＥＴを拡大すると、インピーダンスの実部（すなわちレジスタンス）にごく小さな変化を生じることが示唆される。しかしながら、ＳＯＦＦＳＥＴを拡大すると、インピーダンスの虚部（すなわちリアクタンス）に相当な変化が生じる。ここでも、３Ｄループアンテナ３０１の共鳴周波数には実質的に影響はない。以下の表７は、結果として得られる、９１５ＭＨｚの例示的な動作周波数におけるコンピュータモデリングのレジスタンス及びリアクタンス値を示している。
【０１４５】
【表７】
2011512755.tif 000011
【０１４６】
図１９Ａ及び１９Ｂは、ＲＦＩＤタグ３００のスリットの片寄りＳＯＦＦＳＥＴをパラメータ化する例示的なレジスタンス及びリアクタンス曲線を示すグラフである。このシミュレーションにおいて、スリットは、フィードポイントの位置の長い側に配置される。換言すれば、アンテナ２２の中心３４からのＩＣチップ２６の片寄り、すなわちＦＡＮＴが、負のｘ方向にある場合、スリットの片寄りＳＯＦＦＳＥＴは、ＩＣチップ２６から正のｘ方向にある。約５ｍｍ、約１０ｍｍ、約１５ｍｍ、約２０ｍｍ、約２５ｍｍ、及び約３０ｍｍに等しいＳＯＦＦＳＥＴを有するＲＦＩＤタグに関して、それぞれ、曲線３３０Ａ〜３３５Ａはレジスタンス曲線であり、曲線３３０Ｂ〜３３５Ｂはリアクタンス曲線である。真空のスペーサを用い、ＲＦＩＤタグ３００を無限大のグランド面上に配置して、コンピュータモデリングを実施した。ＬＡＮＴ＝７５ｍｍ、ＨＡＮＴ＝５ｍｍ、ＷＡＮＴ＝１２．５ｍｍ、ＦＡＮＴ＝１５ｍｍ、及びＬＳＬＩＴ＝０．５ｍｍのタグの寸法で、コンピュータモデリングを実施する。このシミュレーションにおいて、スリットは、フィードポイントの位置の短い側に配置される。３Ｄループアンテナ３０１のこれらの寸法は、ＳＯＦＦＳＥＴが逐次的に増加されるとき、依然として一定である。０ＧＨｚ〜３ＧＨｚの周波数でシミュレーションを実施する。
【０１４７】
コンピュータモデリングの結果を、例示的な動作周波数９１５ＭＨｚを目印として図１９Ａ及び１９Ｂに示す。コンピュータモデリングの結果により、ＳＯＦＦＳＥＴを３Ｄループアンテナ３０１の長い側に配置すると、３Ｄループアンテナ３０１の共鳴が二重共鳴に分裂することが示唆される。加えて、ＳＯＦＦＳＥＴが拡大するにつれて、３Ｄループアンテナ３０１の共鳴周波数は、ＵＨＦ帯へとより高い側に移動する。インピーダンスのレジスタンス及びリアクタンス成分に関して言えば、ＳＯＦＦＳＥＴを拡大すると、結果として、レジスタンスの変化は限られたものとなり、リアクタンスの変化は著しいものとなる。以下の表８は、結果として得られる、９１５ＭＨｚの例示的な動作周波数におけるコンピュータモデリングのレジスタンス及びリアクタンス値を示している。
【０１４８】
【表８】
2011512755.tif 000012
【０１４９】
実験６
実験６において、７つの異なるＲＦＩＤタグ、すなわち、ＲＦＩＤタグＡ、ＲＦＩＤタグＢ、ＲＦＩＤタグＣ、ＲＦＩＤタグＤ、ＲＦＩＤタグＥ、ＲＦＩＤタグＦ、及びＲＦＩＤタグＧのリード範囲を測定した。長さＬＡＮＴ＝７５ｍｍ、幅ＷＡＮＴ＝１２．５ｍｍ、高さＨＡＮＴ＝１．５ｍｍ、フィードポイントＦＡＮＴ＝１６ｍｍ、及びｗｉｄｔｈ＿ｇｎｄ＝２５ｍｍとして、ＲＦＩＤタグの各々を設計した。スリットの片寄りをＳＯＦＦＳＥＴ＝５ｍｍとして、ただし変動するスリット長ＬＳＬＩＴを用いてＲＦＩＤタグＡ〜Ｆを設計した。ＲＦＩＤタグＧを、異なるスリットの片寄りＳＯＦＦＳＥＴを有することを除いてタグＤと同様に設計した。実験６の結果が以下の表９に示されている。
【０１５０】
【表９】
2011512755.tif 000013
【０１５１】
表９の結果で示すように、ギャップが短縮されると（ギャップ＝０）、タグは試験室の端で読み取ることがなかった。スリットの長さＬＳＬＩＴを延長し、スリットの片寄りＳＯＦＦＳＥＴを同じに維持すると、リード範囲の結果に実質的な影響はなかった。スリットの長さＬＳＬＩＴを同じに維持し、スリットの片寄りＳＯＦＦＳＥＴを短縮すると、すなわちＲＦＩＤタグＤとＲＦＩＤタグＧの結果を比較すると、片寄りＳＯＦＦＳＥＴの短縮によってリード範囲が相当に縮小した。これらの実験結果に基づくと、ＳＯＦＦＳＥＴは、ＬＳＬＩＴと比べてＲＦＩＤタグの調整により優れたものとなり得ると思われる。
【０１５２】
図２０Ａ及び２０Ｂは、別の例示的なＲＦＩＤタグ３５０を示している。図２０Ａは、物品表面２８を伴ったＲＦＩＤタグ３５０の概略斜視図である。図２０Ｂは、物品表面２８を伴ったＲＦＩＤタグ３５０の断面図である。ＲＦＩＤタグ３５０は、図２ＡのＲＦＩＤタグ２０に実質的に従うが、ＲＦＩＤタグ３５０の３Ｄループアンテナ３５２は、同調素子として機能する重なり合う導電性部分を有している。具体的には、３Ｄループアンテナ３５２の導電性部分３５４は、３Ｄループアンテナ３５２の導電性部分４０の少なくとも一部分と重なり合っている。一例として、導電性部分３５４及び４０は、部分的に重なり合う導電性トレースであってもよい。
【０１５３】
場合によっては、３Ｄループアンテナ３５２は、導電性部分３５４を導電性部分４０から分離する基材を有していてもよい。他の場合には、導電性部分３５４と４０は、空気で分離されていてもよい。３Ｄループアンテナ３０１のスリット３０２と同様に、３Ｄループアンテナ３５２の重なり合う導電性部分は、導電性部分４０の短い側に、例えば図２０Ａ及び２０Ｂにおける中心３４及びＩＣチップ２６の左側に位置していてもよい。重なり合う導電性部分３５４、４０は、導電性部分３５４と導電性部分４０との間の距離に等しい重なり合いの高さＨＯＶＥＲＬＡＰ、重なり合いの長さＬＯＶＥＲＬＡＰ、重なり合いの幅ＷＯＶＥＲＬＡＰ、及び重なり合いの片寄りＦＯＶＥＲＬＡＰ、すなわち、ＩＣチップ２６のフィードポイントから重なり合いまでの距離を含む、３Ｄループアンテナ３５２を同調させるように調節され得る付加的なアンテナパラメータを提供することができる。容量を増加させるために、重なり合いの総面積（ＷＯＶＥＲＬＡＰ×ＬＯＶＥＲＬＡＰ）を拡大することができ、あるいはＨＯＶＥＲＬＡＰを縮小することができる。容量の変化は、共鳴周波数の移動を引き起こすものであり、アンテナを所望のインピーダンスに同調させるために使用され得る。
【０１５４】
図２０Ｂは、物品表面２８を伴ったＲＦＩＤタグ３５０の断面図である。同様の参照符号は同様の機構を指している。ＲＦ信号１８は、３Ｄループアンテナ３５２を通じて電流を励起し、したがって、導電性部分４０、４２、４４、４６、及び３５４を通じて電流ループを生成する。３Ｄループアンテナ３５２を通じた電流ループが矢印で示されている。図２Ｂの３Ｄループアンテナ２２を通じた電流ループとは異なり、３Ｄループアンテナ３５２を通じた電流ループは、導電性部分３５４と導電性部分４０との間のギャップを横断する。具体的には、導電性部分４０、３５４の重なり合う部分はそれぞれ、交流（ＡＣ）の励起信号が３Ｄループアンテナ３５２を通じて流れるときに充電及び放電する容量性プレートとして働く。したがって、重なり合う導電性部分３５４、４０の間に電流が流れることにより、上述の容量性の同調能力が依然としてもたらされる一方で、交流が妨げられずに３Ｄループアンテナ３５２を通じて流れているように見える。
【０１５５】
図２０Ａ及び２０Ｂは、図２Ａ及び２Ｂに示すアンテナに類似したアンテナ内での、重なり合う容量性の同調要素の使用を示しているが、同様の同調能力を与えるために、重なり合う導電性部分３５４、４０が、図３Ａ及び３Ｂに示す３Ｄループアンテナ５０などの他のアンテナ構造に加えられてもよい。更に、ＲＦＩＤタグ３５０は、フィードポイントＦＡＮＴをアンテナ３５２の中心３４から片寄らせずに３Ｄループアンテナ３５２を同調させる際に使用するための、重なり合う導電性部分を有してもよい。この場合、ＩＣチップ２６は、３Ｄループアンテナ３５２の中心ＸＸに、すなわちＦＡＮＴ＝０に配置される。
【０１５６】
様々な実施形態について説明した。これらの及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれる。
【図１】
2011512755.tif 000014
【図２Ａ】
2011512755.tif 000015
【図２Ｂ】
2011512755.tif 000016
【図３Ａ】
2011512755.tif 000017
【図３Ｂ】
2011512755.tif 000018
【図４Ａ】
2011512755.tif 000019
【図４Ｂ】
2011512755.tif 000020
【図５Ａ】
2011512755.tif 000021
【図５Ｂ】
2011512755.tif 000022
【図６Ａ】
2011512755.tif 000023
【図６Ｂ】
2011512755.tif 000024
【図７Ａ】
2011512755.tif 000025
【図７Ｂ】
2011512755.tif 000026
【図８】
2011512755.tif 000027
【図９】
2011512755.tif 000028
【図１０Ａ】
2011512755.tif 000029
【図１０Ｂ】
2011512755.tif 000030
【図１１Ａ】
2011512755.tif 000031
【図１１Ｂ】
2011512755.tif 000032
【図１２】
2011512755.tif 000033
【図１３Ａ】
2011512755.tif 000034
【図１３Ｂ】
2011512755.tif 000035
【図１４Ａ】
2011512755.tif 000036
【図１４Ｂ】
2011512755.tif 000037
【図１４Ｃ】
2011512755.tif 000038
【図１４Ｄ】
2011512755.tif 000039
【図１４Ｅ】
2011512755.tif 000040
【図１５Ａ】
2011512755.tif 000041
【図１５Ｂ】
2011512755.tif 000042
【図１６Ａ】
2011512755.tif 000043
【図１６Ｂ】
2011512755.tif 000044
【図１７Ａ】
2011512755.tif 000045
【図１７Ｂ】
2011512755.tif 000046
【図１８Ａ】
2011512755.tif 000047
【図１８Ｂ】
2011512755.tif 000048
【図１９Ａ】
2011512755.tif 000049
【図１９Ｂ】
2011512755.tif 000050
【図２０Ａ】
2011512755.tif 000051
【図２０Ｂ】
2011512755.tif 000052
【国際調査報告】
2011512755.tif 000053
2011512755.tif 000054
2011512755.tif 000055
2011512755.tif 000056
2011512755.tif 000057