(57)【要約】【課題】認識をする機器と認識されるべき物体に取り付けられた機器の距離が遠い無線認識システムに適用する、美観劣化、意味のあるシンボルの遮蔽を引き起こさないアンテナの提供であり、同アンテナを用いた無線システムの提供。【解決手段】給電点を中心として粗密のある、且つ可視光透過可能な密度を有する、グリッド構造による、円偏波機能および周波数等化機能を有するアンテナを用いた、ＲＦＩＤタグおよび同タグを用いたＲＦＩＤシステムを実現する。【選択図】図1
2008278203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電点の周りに粗密のある導電体グリッドで構成された面構造を有し、当該アンテナへの給電点から見た周波数スペクトラムが複数の停留点を有する
ことを特徴とするスケルトン等化アンテナ。
【請求項２】
請求項１において、
前記導電体グリッドで構成される面構造を構成する幅と導電体間隔との比が、該面構造を通して対象を可視化できる程度に大きい
ことを特徴とするスケルトン等化アンテナ。
【請求項３】
請求項１において、
円偏波特性を有することを特徴とするスケルトン等化アンテナ。
【請求項４】
請求項１において、
複数の周波数において所望の給電点インピーダンス整合条件を満たし、当該アンテナが送受する電磁波の周波数特性を意図的に歪ませる等化機能を有して成る
ことを特徴とするスケルトン等化アンテナ。
【請求項５】
給電点の周りに粗密のある導電体グリッドで構成された面構造を有し、当該アンテナへの給電点から見た周波数スペクトラムが複数の停留点を有するスケルトン等化アンテナと、
前記面構造の前記給電点に実装されたＩＣチップとを備えて成る
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
請求項５において、
前記ＩＣチップは、前記アンテナにより取り込まれた電磁波のエネルギーを整流して直流電源に変換する整流機能と、前記電磁波を変調する変調機能とを有して成る
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
請求項５において、
前記面構造上に形成された整流回路を備えて成り、
前記ＩＣチップは、前記整流回路の出力を電源として、前記アンテナにより取り込まれた電磁波を変調する変調機能を有して成る
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
請求項７において、
前記整流回路が平衡回路で構成されて成る
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
請求項７において、
前記整流回路と前記ＩＣチップとの結合線路を含む諸回路の結線構造が、前記スケルトン等化アンテナ上に一体構成されて成る
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
請求項９において、
前記導電体グリッドを用いて前記結線構造を実現して成る
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
請求項７において、
前記整流回路がショットキーバリアダイオードで構成されて成る
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
請求項７において、
前記整流回路がショットキーバリアダイオードを用いた全波整流回路である
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
ＲＦＩＤタグと、該ＲＦＩＤタグと通信を行うリーダとを備えて成り、
前記ＲＦＩＤタグが、
給電点の周りに粗密のある導電体グリッドで構成された面構造を有し、当該アンテナへの給電点から見た周波数スペクトラムが複数の停留点を有するスケルトン等化アンテナと、
前記スケルトン等化アンテナの給電点に実装されたＩＣチップとを備えて成る
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記スケルトン等化アンテナが、
前記導電体グリッドで構成される面構造を構成する幅と導電体間隔との比が、該面構造を通して対象を可視化できる程度に大きい
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項１５】
請求項１３において、
前記スケルトン等化アンテナが円偏波特性を有する
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項１６】
請求項１３において、
前記リーダのアンテナが、前記導電体グリッドで構成される面構造を構成する幅と導電体間隔との比が、該面構造を通して対象を可視化できる程度に大きいスケルトン等化アンテナである
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記リーダのアンテナが円偏波特性を有する
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項１８】
請求項１３において、
複数の前記ＲＦＩＤタグを備えて成り、
該各ＲＦＩＤタグは、夫々前記アンテナを具備して成り、
該各ＲＦＩＤタグは、１つの前記リーダとの間で、放射電磁界を用いて通信を行うように構成されて成り、
該各ＲＦＩＤタグは、内部に持っているメモリの内容に応じて前記放射電磁界の変調を行ない時系列的に違うタイミングで送出する機能を有して成る
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項１９】
請求項１３において、
前記リーダが電車の車内に設置され、複数の前記ＲＦＩＤタグが電車の車外に設置されて成り、
前記リーダのスケルトン等化アンテナが、前記電車の窓ガラスに貼付されて成る
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項２０】
請求項１３において、
前記ＲＦＩＤタグのスケルトン等化アンテナが、意味のあるシンボルの印刷されている部材の上に貼付されて成る
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スケルトン等化アンテナ、同アンテナを用いたＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤシステムに係り、特に、基地局と端末局の距離が大きい用途に用いられるアンテナ、及び同アンテナを具備する基地局および端末局を構成要素とする無線システムに係わる。
【背景技術】
【０００２】
基地局と端末局の間で散乱波を直接搬送波として用いるシステムでは、方向分割二重（ディレクション・デバイド・デュプレックス：ＤＤＤ）とでも呼ぶことができる従来技術が知られている。この技術では、サーキュレータを用いて基地局から出て行く電磁波と基地局に入ってくる電磁波の方向性の違いを用いて等価的に送信波と受信波を二重化している。この技術については、非特許文献１に述べられている。
【０００３】
【非特許文献１】ＲＦＩＤハンドブック第２版（Ｋｌａｕｓ  Ｆｉｎｋｅｎｚｅｌｌａｒ著、ソフト工学研究所訳、日刊工業新聞社刊、２００４年５月）４５頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
不特定多数の物体を遠隔で識別する技術は、物流の量的増加および流通速度の高速化に伴い、近年富にその有用性が期待されている。このような、大量且つ高速に物体を識別するためには、それら複数の物体の位置関係が特定できないために、該物体に浸潤する情報伝達手段の適用が必要不可欠になる。このような用途に対しては、無線技術が適しており特に電磁波を用いる物体の検出、同物体の有する情報の伝達が、例えば、無線タグシステムとして既に実現に供している。しかしながら、物流の高速化・大容量化に伴い、該電磁波を用いた物体検出・情報伝達の能力、換言すれば、同システムにおいて電磁波の到達する距離を向上させることが、普遍的社会要請となっている。電磁波は伝達距離と共にその距離の２〜３乗程度に比例して減衰するため、該伝達距離が増加すると基地局から放射された電磁波が再び該基地局に到来する際にはその電力が著しく減少しており、種々の擾乱因子に対して極めて耐性の低いものとなっている。
【０００５】
このようなシステムでは、基地局から到来した電磁波のエネルギーをなるべく変換損少なく基地局へと再放射させるために、一般には識別すべき物体からの散乱電磁界そのものを情報伝送のための搬送波として使う方法が一般的である。何らかの手段で新たな搬送波を生成するためには電磁波の高周波電力を何らかの手段のための電源電力に変換する必要が生じ、その際は必ず変換損が現実には生じてしまう。電磁波を用いた無線伝送では搬送波に与えるべき電力で電磁波の到達距離が制限ざれてしまうので、搬送波生成の電力効率を最大にすることが、システムにおける電磁波の到達距離、換言すればシステムの適用限界を最大にすることに繋がる。
【０００６】
非特許文献１の図３−２１に開示された方向分割二重を用いたシステムでは、方向性結合器としてサーキュレータを用いている。基地局から放射される電磁波の発生源である搬送波発生器の出力が該サーキュレータを介してアンテナより放射される。基地局から放射された電磁波は端末局に到来するが、該端末局が具備するアンテナにより該電磁波のエネルギーが取り込まれ整流回路にて直流電源に変換された後、該直流電源を用いて変調回路により、該アンテナの負荷インピーダンスに変調が施される。振幅が変調された電磁波として基地局に再到来する電磁波はアンテナよりサーキュレータに導かれるが、サーキュレータの非相反性のため搬送波発生器へではなく受信回路へと伝達される。
【０００７】
非特許文献１に開示された技術では、サーキュレータを通過する逆方向の電磁波が互いに独立であることを用いて、基地局は送信波と受信波を区別しているので、電磁波は放射界を利用する事となる。放射界は、他の二つの界である誘導界と近傍界に比べて遠くまで電力を伝達することが出来るが、電磁波のエネルギーを授受するアンテナの寸法が波長程度あることが望ましい。
【０００８】
一方、現実の無線通信では、空気中の塵、水分等により、遠距離まで到達できる電磁波の周波数には特徴があって、３００MHzから３ＧＨｚの周波数帯が特に遠距離通信に適しており、移動無線等に使用されている。この周波数帯の中でも特に８００ＭＨｚから９００ＭＨｚの周波数は、事実上の伝播特性の優位性と、高周波回路およびアンテナの実現性の容易さから、遠距離通信に好適である。この周波数は波長に換算すると４０ｃｍ内外となるので、遠距離通信を実現するアンテナの寸法もやはり４０ｃｍ程度となる。
【０００９】
さらに無線技術により物体の認識を行うシステムでは、認識をする機器（基地局）と認識されるべき物体に取り付けられた機器（端末局）の周辺には、電磁波を散乱する床、壁、什器等の存在により、電磁波の反射・回折が生じ、特に反射波の存在は基地局から端末局あるいは端末局から基地局への電磁波の到来路が、直接到来路と異なるため、波動現象固有のフェーディングを起こし、基地局および端末局での電磁波の強度に大きな擾乱を及ぼす。
【００１０】
無線システムの通信可能距離は、この擾乱によって電界強度が減少した場合に律則されるので、無線システムの通信可能距離を拡大するためにはこのフェーディングを抑制することが重要である。フェーディングを抑制する有力な手段はアンテナに円偏波特性を持たせることである。円偏波アンテナは異なる回転方向の偏波の電磁波に対しては殆ど感度を有しない。円偏波の電磁波は反射するたびに偏波の回転方向が反転するので、円偏波アンテナを無線システムに適用することにより、反射波の影響を低減できフェーディングは抑制される。円偏波アンテナは直交する二つの方向成分を有する電磁波を形成するので、一般的に面構造とする必要がある。
【００１１】
８００ＭＨｚから９００ＭＨｚの周波数の電磁波と円偏波アンテナを用いた遠距離通信用無線システムでは、アンテナの寸法が数１０ｃｍ四方におよぶので、無線による被認識物体に端末局を貼付すると、元々該被認識物体が表面に有している意味のあるシンボルを覆い隠してしまう問題がある。また、基地局のアンテナを壁、天井などの、やはり美観を尊ぶ必要のある場所に設置する場合、アンテナの可視形状がその美観を損ねる問題が生じる。
【００１２】
本発明の主たる解決課題は、無線技術を用いて物体を認識するシステムにおいて、特に認識をする機器（基地局）と認識されるべき物体に取り付けられた機器（端末局）の距離を遠くする要請がある場合、本質的に面的構造となるアンテナによる、美観劣化、意味のあるシンボルの遮蔽を引き起こさないアンテナ、及びこのアンテナを用いた無線システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の代表的なものの一例を示せば以下の通りである。即ち、本発明のスケルトン等化アンテナは、給電点の周りに粗密のある導電体グリッドで構成された面構造を有し、当該アンテナへの給電点から見た周波数スペクトラムが複数の停留点を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、平面構造の円偏波アンテナ、あるいはアンテナが送受する電磁波の周波数特性を意図的に歪ませる等化機能を有するアンテナを、可視光の透過率を十分保ったまま実現できるので、美観劣化や意味のあるシンボルの遮蔽を引き起こさずに、実現する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の代表的な実施例によれば、ＲＦＩＤタグおよび同タグを用いたＲＦＩＤシステムには、給電点を中心として粗密のある、且つ可視光透過可能な密度を有する、グリッド構造による、円偏波機能および周波数等化機能を有するアンテナを用いる。
【００１６】
面状の円偏波アンテナは、適当な領域を想定して、該領域を波長に比して十分細かい領域（１／１００波長未満）に分割し、該細領域に導体が存在するかしないかの全ての組み合わせを総当りすることで見出すことができる。ここで、高周波電流は表皮効果により該導体表面に二次元的に分布するので、これを直交する該面の二軸に展開することができる。また、細領域の寸法は波長に比して十分小さい寸法であるので、細領域上の高周波電流を該細領域の中心に該二軸に展開された線電流で近似的に表現可能である。従って、該細領域の該線電流が存在しない部分を抜き取ったアンテナの動作は、元のアンテナの動作と同等の動作となる。実際の導体は高周波領域で完全導体ではなく有限の高周波抵抗を含むので、該抜き取り部の領域が大きいと残存部の高周波抵抗が増大してしまい、アンテナの効率が減少する。後は、該細領域から抜き取る部分の具体寸法を可視光の透過率と高周波抵抗のトレードオフの関係を用いて最適構造を見出せばよい。
【実施例１】
【００１７】
本発明の一実施例を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例になるスケルトン等化アンテナの構造を示す図である。スケルトン等化アンテナ８は、給電点３の周囲に配置された粗密度が異なるグリッドが線状導体１と、線状導体間の間隙２からなる面構造によって構成されている。
【００１８】
すなわち、本実施例のアンテナ８は、給電点３の周りに粗密のある導電体グリッドを備えた面構造で構成されている。アンテナの給電点３から見た周波数スペクトラムは、複数の停留点を有する。換言すると、本実施例のアンテナ８は、複数の周波数において、所望の給電点インピーダンス整合条件を満たす構造となっている。
【００１９】
本実施例のアンテナ８の面構造は、導電体グリッド構造を構成する幅と導電体間隔の比が、該グリッド構造を通して対象を可視化できる程度に大きい。例えば、線状導体の幅は２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であり、線状導体の最小間隙幅は１ｍｍ以下である。
【００２０】
本実施例のアンテナ８は、円偏波アンテナである。この円偏波アンテナの構造は、図１のグリッドが構成されている面上に直交する二軸を想定して、線状導体上の電流分布の該二軸への射影のベクトル和が、振幅が概略等しく位相差が概略９０度となるように、図１の示す全ての領域（所定のサイズの面領域）にグリッドが一様に欠けることなく形成された構造を出発点に、該グリッドを構成する線状導体の最小要素であるグリッド構造の正方形の網目の一辺分を順次削除し、全ての該最小要素があるなしの組み合わせを該所定の面領域内で総当り的に検証して得られたものである。すなわち、前記所定の面領域を波長に比して十分細かい領域（１／１００波長未満）に分割し、各細領域に導体が存在するかしないかの全ての組み合わせを総当りすることで見出すことができる。このベクトル和の振幅は二倍以下、位相差は約８０度である。
【００２１】
上記の全ての最小要素があるなしの組み合わせを総当り的に検証する方法を用いて、複数の周波数において所望の給電点インピーダンス整合条件を満たす構造を探し出すことにより、アンテナが送受する電磁波の周波数特性を意図的に歪ませる等化機能を有するアンテナを得ることが、全く同様に出来る。
【００２２】
本実施例に拠れば、平面構造の円偏波アンテナを可視光の透過率を十分保ったまま実現できるので、本アンテナを意味のあるシンボルが印刷されている表面に設置した場合、該シンボルの読み取りを可能とする効果がある。
【実施例２】
【００２３】
本発明の他の実施例を、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本発明のスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグの構造を示す図である。スケルトン等化アンテナ８の給電部３に、ＲＦＩＤチップ４の高周波入出力点を結合した構造と成っている。図３に、ＲＦＩＤチップ４の回路構成例を示す。スケルトン等化アンテナ４１により基地局から送信された電磁波のエネルギーが取り込まれ整流回路４２にて直流電源に変換される。この直流電源で動作するマイクロプロセッサ４３が変調回路４４を駆動し、アンテナ４１の負荷インピーダンスに変調が施され、受信波の振幅が変調された電磁波がアンテナ４１から放射される。
【００２４】
本実施例に拠れば、平面構造の円偏波アンテナを可視光の透過率を十分保ったまま実現できるので、ＲＦＩＤシステムが屋内等の電磁波の反射体を無線システム内に含む場合に生じる反射波によるフェーディング現象を抑制できる。そのため、ＲＦＩＤタグを意味のあるシンボルが印刷されている表面に設置した場合、該シンボルの読み取りを可能としつつ、同ＲＦＩＤシステムの基地局と端末局（リーダとタグ）間の通信距離を増加させることが出来、結果してＲＦＩＤシステムのサービスエリアを拡大する効果がある。
【実施例３】
【００２５】
本発明の他の実施例を、図４を用いて説明する。図４は、本発明のスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグの他の実施例の構成を示す図である。図２の実施例と異なる点は、電子回路５が、該ＲＦＩＤチップ４とは別に、スケルトン等化アンテナ内部に構成されている点である。ＲＦＩＤチップは通常、アナログ回路とデジタル回路を含むが、同アナログ回路の高周波部はＲＦＩＤタグが動作する周波数に依存する回路を有する。該回路は電磁波固有の波動性を用いるので、伝送線路、誘導性素子、大きい容量素子を用いる必要が生じ、物理的に小さい領域に制限されているＲＦＩＤ内部に構成するのが困難である。従来の電子回路技術ではこれらの諸素子を電子回路を用いた回路で代替するが、電子回路素子は消費電力が電気回路素子に比べて大きくなるので、消費電力抑制の要求が強いＲＦＩＤタグ、特にパッシブＲＦＩＤタグには適当でない。
【００２６】
本実施例では、そのようなアナログ回路部をＲＦＩＤチップと別に大きい領域の電子回路５内に構成でき、ＲＦＩＤチップとの電気結合も、スケルトン等化アンテナの構成要素である線状導体を用いて実現することができる。
【００２７】
本実施例に拠れば、消費電力が小さいアナログ回路をスケルトン等化アンテナ内部に構成できるので、該シンボルの読み取りを可能としつつ、ＲＦＩＤタグの消費電力を低減できるので、同ＲＦＩＤシステムの基地局と端末局（リーダとタグ）間の通信距離を増加させることが出来、結果してＲＦＩＤシステムのサービスエリアを拡大する効果がある。
【実施例４】
【００２８】
本発明の他の一実施例を、図５を用いて説明する。図５は、本発明のスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグの、他の一実施例の構成を示す図である。図２の実施例と異なる点は、整流回路6が、該ＲＦＩＤチップ４とは別に、スケルトン等化アンテナ内部に構成されており、ＲＦＩＤチップ４と配線７で結合されている点である。
【００２９】
パッシブＲＦＩＤチップは通常、整流回路を含み、基地局から放射される高周波電力をアンテナでＲＦＩＤチップ内に取り込み該高周波電力をダイオードを用いて整流して該ＲＦＩＤ内部の電子回路の電源とするために、該整流回路の効率がＲＦＩＤタグの低消費電力化には極めて重要である。同整流回路の高効率化のためには、ＲＦＩＤタグが外部より取り込む電力が（基地局と端末局の距離が大きいために）小さいことと、取り扱う電力が高周波であることのために、ショットキーバリアダイオードの採用が現状有効である。ショットキーバリアダイオードはダイオードが整流動作をするための閾値電圧が低く、且つ寄生容量を小さく出来る特徴を持っている。通常ＲＦＩＤチップは製造コスト低減と環境親和性を高めるためにシリコンプロセスで生産されるために、ショットキーバリアダイオードを内部に構成すると、金属と半導体界面を高精度に制御する工程が追加されるために、同チップの製造コストが上昇する問題がある。また、ＲＦＩＤチップは本質的に不平衡回路で構成されるため、整流回路の効率上昇に効果のある平衡回路である全波整流回路を形成することが困難である。
【００３０】
本実施例では、ショットキーバリアダイオードを用いた全波整流回路を該ＲＦＩＤチップ近傍に形成し、同ＲＦＩＤチップとの結合を、スケルトン等化アンテナの構成要素である線状導体１よりも幅の狭い配線７によって行う。すなわち、不平衡回路であるＲＦＩＤチップ４と平衡回路である整流回路6とが細い配線７によって結合される。配線７に誘起する高周波電流は線状導体１に誘起する高周波電流に比べて、導体の単位長さあたりの表面積が小さいので、その電流値も小さくなり、結果としてスケルトン等化アンテナの動作に対する配線７の影響は小さくなる。換言すれば、スケルトン等化アンテナが扱う高周波電力の該配線７に対する擾乱も小さくすることができる。
【００３１】
本実施例に拠れば、整流効率のより整合回路を、該スケルトン等化アンテナが取り扱う高周波電力と干渉少なく、スケルトン等化アンテナ内部に構成できるので、該シンボルの読み取りを可能としつつ、ＲＦＩＤタグの整流電力を大きくできるので、同ＲＦＩＤシステムの基地局と端末局（リーダとタグ）間の通信距離を増加させることが出来、結果してＲＦＩＤシステムのサービスエリアを拡大する効果がある。
【実施例５】
【００３２】
本発明の他の一実施例を、図６及び図７を用いて説明する。図６は、本発明になるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグの、他の一実施例の構成を示す図である。整流回路6が、ＲＦＩＤチップ４とは別にスケルトン等化アンテナ内部に構成されており、ＲＦＩＤチップ４と配線７で結合されている。図５の実施例と異なる点は、ＲＦＩＤタグが可視光通過フレキシブル基板１０の上に形成されている点である。
【００３３】
図７に、ＲＦＩＤタグの回路構成例を示す。アンテナ７１により基地局から送信された電磁波のエネルギーが取り込まれＬ，Ｃ，Ｒを含む整流回路６にて直流電源に変換される。この直流電源で動作するマイクロプロセッサ７３が変調回路７４を駆動し、アンテナ７１の負荷インピーダンスに変調が施され、受信波の振幅が変調された電磁波がアンテナ７１から放射される。
【００３４】
本構造のスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグは、１）可視光通過フレキシブル基板１０の上に密度一様の導体グリッドパタンを印刷あるいはエッチングで形成し、２）粗密のあるグリッドパタン、配線７のパタン、および電子回路６の配線パタンを、前工程での生成物にフォトマスクを適用してエッチングで形成し、３）該電子回路にソルダリングをするためのメタルマスクを適用して半田ペーストを前工程での生成物に塗布させ、４）該電子回路の構成部品を前工程での生成物に搭載後、過熱工程にて実装し、５）ＲＦＩＤチップを適当な手段で前工程での生成物に実装し、６）最後に同ＲＦＩＤ実装部を高周波レジン等で被服・保護して製造される。工程１），２）は導体印刷技術により直接・一括になすことも可能である。
【００３５】
本図の実施例では、エッチング工程において不良を生じる要因の１つとなりうるグリッドの、最微細構造単位で一端が結合していない（浮いている）部分を事前に削除した同グリッドのパタンを採用している。
【００３６】
本実施例の効果は、図５の実施例の効果に追加して、量産技術の適用により、スケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグの製造コストを低減する効果を有する。
【実施例６】
【００３７】
本発明の他の一実施例を、図８を用いて説明する。図８は、本発明になるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグを構成要素とするＲＦＩＤシステムの構成図である。このシステムは、基地局アンテナ１８を有する基地局１００と、端末局アンテナ２８を有する端末局２００を構成要素とする。基地局１００から放射される送信電力の発生源である搬送波発生器１１０の出力がサーキュレータ１３０を介してアンテナ１８より放射される。基地局１００から放射された送信電力８１は端末局２００に到来し、端末局アンテナ２８により送信電力のエネルギーが取り込まれ整流回路２２０にて直流電源に変換される。この直流電源を用いて変調回路２１０により、アンテナ２８の負荷インピーダンスに変調が施され、振幅が変調された反射波８２として放射される。基地局１００に再到来したこの反射波はアンテナ１８よりサーキュレータ１３０を経て受信回路１２０へ伝達される。
【００３８】
端末局アンテナ２８には、本発明になるスケルトン等化アンテナ８０１が採用されている。
【００３９】
ＲＦＩＤシステムにおいて、基地局から端末局に伝送される送信電力８１および、端末局から基地局に伝送される反射波８２は周波数領域に渡り広がりを有するスペクトラムを持つので、端末局に端末局アンテナから入力される電磁波は、中心周波数以外の周波数に歪を受けてしまう。送信側のアンテナから伝送される送信波は、等化アンテナによってあらかじめ、受信側のアンテナが生じる該歪と逆特性の歪を施して伝送される。このような等化機能を有するアンテナは、適当な領域を想定して、該領域を波長に比して十分細かい領域（１／１００波長未満）に分割し、該細領域に導体が存在するか、存在しないかの全ての組み合わせを総当りすることで見出すことができる。
【００４０】
本実施例によれば、図１の実施例の効果を実際のＲＦＩＤシステムにおいて実現することができる。
【実施例７】
【００４１】
本発明の他の一実施例を、図９を用いて説明する。図９は、本発明になるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグを構成要素とする実施例のＲＦＩＤシステムの構成図である。図８の実施例と異なる点は、端末局アンテナ２８を有する端末局２００が、ＲＦＩＤタグ９０１で実現されていることである。本実施例によれば、実施例４の効果を、実際のＲＦＩＤシステムにおいて実現することができる。
【実施例８】
【００４２】
本発明の他の一実施例を、図１０を用いて説明する。図１０は、本発明になるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグを構成要素とする、他の実施例のＲＦＩＤシステムの構成図である。端末局アンテナ２８を有する端末局２００が、ＲＦＩＤタグ９０１で実現されている。図９の実施例と異なる点は、基地局アンテナ１８にも、本発明からなるスケルトン等化アンテナ８０２が採用されていることである。本実施例によれば、実施例１の効果を実際のＲＦＩＤシステムにおいて実現することができる。
【実施例９】
【００４３】
本発明の他の一実施例を、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明になる波形等化間欠送信無線システムにおいて、１つの基地局と複数の端末局が存在するときのシステム構成を示す図である。図１１では３つの端末局が存在し、基地局は其れ其れを認識する必要がある。基地局１００はアンテナ１８を具備し、第一の端末局２００、第二の端末局２０１、第三の端末局２０２は、夫々上記実施例で述べたＲＦＩＤタグと同様な機能を具備し、夫々スケルトン等化アンテナ２８，３８，４８を具備している。３つの端末局は１つの基地局１００との間で、放射電磁界８１および８３を用いて通信を行う。間欠送信される放射電磁界は、スケルトン等化アンテナにより、波形等化されている。各端末局は内部に持っているメモリの内容に応じて切り替えスイッチのオンオフパターンにより変調された反射波を時系列的に違うタイミングで送出するものとする。
【００４４】
このように構成することで、ある期間において、各端末局のアンテナ２８，３８，４８からの散乱電磁波の送出タイミングをずらすことが可能となり、そのタイミングを基地局が検出することで、これら３つの端末局を識別することが可能となる。図では、基地局から放射される電磁界のスペクトルを８１で示しており、３つの端末局で反射される電磁波のうち固有の情報を有している変調が掛けられた部分のタイミングを時系列的に８３で示している。
【００４５】
本実施例によれば、複数の端末局を基地局が識別できるので、波形等化間欠送信無線システムとしての通信容量を増大させる効果がある。
【実施例１０】
【００４６】
本発明の他の一実施例を、図１２を用いて説明する。図１２は、本発明になる波形等化間欠送信無線システムが適用された１つのビジネスモデルを示す図であり、基地局が電車の車内に設置され、上記実施例で述べたＲＦＩＤタグと同様な機能を具備する複数の端末局が電車の車外に設置されている。本発明のスケルトン等化アンテナで構成された基地局アンテナ１００３が、窓ガラス１００５のいす１００６の背面上部に貼付されている。この基地局アンテナと天井１０２２の内部に設置された基地局１００２とは、高周波ケーブル１００４で結合している。基地局１００２は、有線ネットワーク１０１１で車内の適当に置かれたサーバー１００１に結合している。
【００４７】
車外の防護柵１００９上部に貼付された、本発明からなるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグである端末局１００７は、基地局アンテナ１００３から送出される送信電力１００８を受信して、何らかの情報を反射波１０１０に載せて基地局アンテナ１００３に伝達する。端末局１００７には、防護柵のＩＤがあらかじめ記録されており、基地局１００２はこのＩＤを情報として端末局１００７より受信してサーバー１００１に送る。サーバー１００１はあらかじめ該ＩＤと地図情報の対応情報が記録されており、サーバーは適当なマンマシンインターフェースを用いて、列車の位置を運転手、車掌、そして乗客などに提供することができる。
【００４８】
本実施例によれば、無線システムを用いた簡単な構成で、ユーザに的確な位置情報を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第一の実施例になるスケルトン等化アンテナの構造図。
【図２】図１の実施例のスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグの構造図。
【図３】図２におけるＲＦＩＤチップの回路構成例を示す図。
【図４】本発明の他の実施例になるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグの構造図。
【図５】本発明の他の実施例になるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグの構造図。
【図６】本発明の他の実施例になるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤタグの構造図。
【図７】図６の実施例におけるＲＦＩＤタグの回路構成例を示す図。
【図８】本発明の他の実施例になるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤシステムの構成図。
【図９】本発明の他の実施例になるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤシステムの構成図。
【図１０】本発明の他の実施例になるスケルトン等化アンテナを用いたＲＦＩＤシステムの構成図。
【図１１】本発明の他の実施例になる端末局を複数有するＲＦＩＤシステムの構成図。
【図１２】本発明になるＲＦＩＤステムを適用したビジネスモデルの説明図。
【符号の説明】
【００５０】
１…線状導体、２…間隙、３…給電点、４…ＲＦＩＤチップ、５…電子回路、６…整流回路、７…配線、８…スケルトン等化アンテナ、１０…可視光通過フレキシブル基板、１８…基地局アンテナ、２８…端末局アンテナ、４１…スケルトン等化アンテナ、４２…整流回路、４３…マイクロプロセッサ、４４…変調回路、７１…スケルトン等化アンテナ、７３…マイクロプロセッサ、７４…変調回路、８０…基地局、８１…送信電力、８２…反射波、９０…端末局、１００…基地局、
１１０…搬送波発生回路、１２０…受信回路、１３０…サーキュレータ、２００…第一の端末局、２０１…第二の端末局、２０２…第三の端末局、２１０…変調回路、２２０…整流回路、８０１…端末局スケルトン等化アンテナ、８０２…基地局スケルトン等化アンテナ、９０１…ＲＦＩＤタグ、１００１…サーバ、１００２…基地局、１００３…基地局アンテナ、１００４…高周波ケーブル、１００５…窓、１００６…いす、１００７…端末局、１００８…送信電力、１００９…防護柵、１０１０…反射波、１０１１…有線ネットワーク、１０２２…天井。
【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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