(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１接続端子および第２接続端子を有するRFICチップと、
前記RFICチップの前記第１接続端子と電気的に接続される第１電極と、
前記第１電極および前記RFICチップと直列に接続されるキャパシタンス素子と、
前記第１電極の電気長の中間位置で前記第１電極とグランドとを接続する短絡部と、を備え、
前記第１電極の電気長は、前記RFICチップの通信周波数の波長の２分の１であり、
前記RFICチップの前記第１接続端子は、前記第１電極の端部から電気長の３分の１以内の箇所において前記第１電極と接続され、
前記RFICチップの前記第２接続端子は、前記グランドに接続される、
RFIDタグ。
【請求項２】
前記RFICチップの前記第１接続端子は、前記第１電極の端部から電気長の３分の１以内の箇所において前記キャパシタンス素子を介して前記第１電極と接続される、
請求項１に記載のRFIDタグ。
【請求項３】
前記RFICチップの前記第１接続端子および前記第２接続端子とそれぞれ並列に接続されるインダクタンス素子を備える、
請求項１または２に記載のRFIDタグ。
【請求項４】
前記RFICチップの前記第１接続端子は、前記第１電極の端部から、前記電気長の６分の１以内の箇所において前記第１電極と接続され、
前記RFICチップの前記第２接続端子は、前記第１電極の端部から、前記電気長の６分の１以内の箇所において前記グランドに接続される、
請求項１から３のいずれか１つに記載のRFIDタグ。
【請求項５】
前記グランドとして、前記第１電極と対向する第２電極を備える、
請求項１から４のいずれか１つに記載のRFIDタグ。
【請求項６】
前記第１電極と前記第２電極との間に絶縁基板を備える、
請求項５に記載のRFIDタグ。
【請求項７】
前記第１電極および前記第２電極は矩形形状を有し、
前記第１電極および前記第２電極のそれぞれの電気長は、前記第１電極および前記第２電極の長手方向における電気長である、
請求項５または６に記載のRFIDタグ。
【請求項８】
前記第１電極および前記第２電極の長手方向のそれぞれの開放端が、互いに近づくように折り曲げられている、
請求項７に記載のRFIDタグ。
【請求項９】
前記短絡部は、前記第１電極および前記第２電極の長手方向の中間位置をそれぞれ接続する、
請求項５から８のいずれか１つに記載のRFIDタグ。
【請求項１０】
前記絶縁基板を貫通して、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続する接続導体を備え、
前記RFICチップの前記第２接続端子は、前記接続導体と電気的に接続され、
前記接続導体は、前記第１電極の端部から電気長の３分の１以内の箇所に位置する、
請求項６に記載のRFIDタグ。
【請求項１１】
前記接続導体は、前記第１電極の端部から電気長の６分の１以内の箇所に位置する、
請求項１０に記載のRFIDタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近距離無線通信を利用して非接触で物品の情報管理等を行うために用いられる無線通信デバイスであるRFID（Radio frequency Identification）タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品の情報管理を行うシステムにおいて、物品に取り付けられたRFIDタグと、RFIDタグのタグ情報を読み取るリーダ装置との間で、非接触方式で電磁界を利用して通信することで、物品に関する情報が管理される。【０００３】
RFIDタグにおいて、アンテナの共振周波数を決定する際に、例えば、マイクロストリップアンテナのような、１つの共振モードだけであると、共振周波数の帯域が狭いので用途が限定される。また、RFIDタグを、例えば金属面に取り付ける場合、共振周波数の帯域がより狭くなる。【０００４】
そこで、共振周波数の帯域を広げるために２つの共振を組み合わせる方法が利用される。この方法は、異なるモードの共振を組み合わせることで実施されている。例えば、マイクロストリップアンテナがダイポールのモードであれば、モノポールのモードが組み合わせられる。しかしながら、モノポールのモードは、アンテナ上で電流の向きが変わるヌル点が発生し、通信方向の指向性が弱くなる。例えば、特許文献１には、金属面に取り付けられる２共振のアンテナが記載されている。【０００５】
図１３は、特許文献１における、通信周波数の波長λの半波長λ／２の平面アンテナの中間点を短絡した２共振アンテナのVSWR（Voltage Standing Wave Ratio）特性を示す。図１３より、特許文献１におけるアンテナは、３４００ＭＨｚと４６００ＭＨｚ近傍の２箇所で共振することが示されている。図１４は、特許文献１における、低周波数側と高周波数側のそれぞれの共振点での電界面の指向性を示している。低周波数側と高周波数側のそれぞれのピーク最大値を基準に規格化された指向性を示している。【０００６】
低周波数側の特性線ａにおいて、角度θの指向性のピークは角度５０°近傍にあり、高周波数側の特性線ｂにおいて、角度θの指向性のピークは角度０°近傍にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００８／０７２４１１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１４に示すように、従来の２共振アンテナにおいて、高周波数側の指向性のピーク角度と低周波数側の指向性のピーク角度とがずれている。したがって、高周波数側の指向性に合わせてRFIDタグを物品に配置すると、低周波数側の指向性が低下する。【０００９】
したがって、本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、２共振アンテナの特性を有し、指向性を向上したRFIDタグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、RFIDタグであって、
第１接続端子および第２接続端子を有するRFICチップと、
前記RFICチップの前記第１接続端子と電気的に接続される第１電極と、
前記第１電極と前記RFICチップとの間に直列に接続されるキャパシタンス素子と、
前記第１電極の電気長の中間位置で前記第１電極とグランドとを接続する短絡部と、を備え、
前記第１電極の電気長は、前記RFICチップの搬送周波数の波長の２分の１であり、
前記RFICチップの前記第１接続端子は、前記第１電極の端部から電気長の３分の１以内の箇所において前記第１電極と接続され、
前記RFICチップの前記第２接続端子は、前記グランドに接続される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るRFIDタグによれば、２共振アンテナの特性を有し、指向性を向上したRFIDタグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】実施形態１のRFIDタグを示す模式斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの部分拡大図である。
【図２】実施形態１のRFIDタグの等価回路図である。
【図３】RFIDタグのヌル点が移動することを示す説明図である。
【図４】実施形態１のRFIDタグのVSWR特性を示すグラフである。
【図５】実施形態１のRFIDタグの指向性を示すグラフである。
【図６】比較例のRFIDタグのVSWR特性を示すグラフである。
【図７】比較例のRFIDタグの指向性を示すグラフである。
【図８Ａ】指向性の角度を説明する説明図である。
【図８Ｂ】指向性の角度を説明する説明図である。
【図９】シミュレーションのモデルを示す説明図である。
【図１０Ａ】比較例の低周波数側の共振の電流の向きを示す平面図である。
【図１０Ｂ】比較例の高周波数側の共振の電流の向きを示す平面図である。
【図１１Ａ】シミュレーションのモデルの低周波数側の共振の電流の向きを示す平面図である。
【図１１Ｂ】シミュレーションのモデルの高周波数側の共振の電流の向きを示す平面図である。
【図１２】変形例のRFIDタグを示す側面図である。
【図１３】従来例の２共振アンテナのVSWR特性を示すグラフである。
【図１４】従来例の２共振アンテナの指向性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一態様のRFIDタグは、第１接続端子および第２接続端子を有するRFICチップと、前記RFICチップの前記第１接続端子と電気的に接続される第１電極と、前記第１電極と前記RFICチップとに直列に接続されるキャパシタンス素子と、前記第１電極の電気長の中間位置で前記第１電極とグランドとを接続する短絡部と、を備え、前記第１電極の電気長は、前記RFICチップの搬送周波数の波長の２分の１であり、前記RFICチップの前記第１接続端子は、前記第１電極の端部から電気長の３分の１以内の箇所において前記第１電極と接続され、前記RFICチップの前記第２接続端子は、前記グランドに接続される。
【００１４】
この態様によれば、第１電極とRFICチップとの間にキャパシタンス素子が直列に接続されるので、第１電極の電流分布を変化させることができる。この結果、第１電極の中間位置に位置していたヌル点を端部側へシフトさせることができ、低周波数側の指向性のピーク角度を０°の方へシフトすることができる。これにより、高周波数側の指向性のピーク角度と低周波数側の指向性のピーク角度とのズレを低減することができ、２共振アンテナの特性を有し、指向性を向上したRFIDタグを提供することができる。
【００１５】
前記RFICチップの前記第１接続端子は、前記第１電極の端部から電気長の３分の１以内の箇所において前記キャパシタンス素子を介して前記第１電極と接続されてもよい。
【００１６】
前記RFICチップの前記第１接続端子および前記第２接続端子とそれぞれ並列に接続されるインダクタンス素子を備えてもよい。これにより、RFICチップの第１接続端子と第２接続端子との間の容量をキャンセルすることができる。
【００１７】
前記RFICチップの前記第１接続端子は、前記第１電極の端部から、前記電気長の６分の１以内の箇所において前記第１電極と接続され、前記RFICチップの前記第２接続端子は、前記第１電極の端部から、前記電気長の６分の１以内の箇所において前記グランドに接続されてもよい。このように、RFICチップが第１電極のより端部側に配置されることで、より通信特性を向上させることができる。
【００１８】
前記グランドとして、前記第１電極と対向する第２電極を備えてもよい。RFIDタグを金属物品に取り付ける際に第２電極を金属面に貼り付けるだけでよいので、金属面への取り付けが容易になる。
【００１９】
前記第１電極と前記第２電極との間に絶縁基板を備えてもよい。絶縁基板の誘電体により電気長を短縮することができ、RFIDタグの小型化をすることができる。
【００２０】
前記第１電極および前記第２電極は矩形形状を有し、前記第１電極および前記第２電極のそれぞれの電気長は、前記第１電極および前記第２電極の長手方向における電気長であってもよい。
【００２１】
前記第１電極および前記第２電極の長手方向のそれぞれの開放端が、互いに近づくように折り曲げられていてもよい。これにより、第１電極および第２電極それぞれの折り曲げられた開放端間で容量を発生させることができる。
【００２２】
前記短絡部は、前記第１電極および前記第２電極の長手方向の中間位置をそれぞれ接続してもよい。
【００２３】
前記絶縁基板を貫通して、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続する接続導体を備え、前記RFICチップの前記第２接続端子は、前記接続導体と電気的に接続され、前記接続導体は、前記第１電極の端部から電気長の３分の１以内の箇所に位置してもよい。
【００２４】
前記接続導体は、前記第１電極の端部から電気長の６分の１以内の箇所に位置してもよい。
【００２５】
以下、本発明に係るRFIDタグについて、図面を参照しながら説明する。なお、図面において、実質的に同じ機能、構成を有する部材については同一の符号を付して、明細書においてはその説明を省略する場合がある。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。
【００２６】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものであり、本発明がこの構成に限定されるものではない。また、以下の実施の形態において具体的に示される数値、形状、構成、ステップ、ステップの順序などは、一例を示すものであり、本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、全ての実施の形態において、各変形例における構成も同様であり、各変形例に記載した構成をそれぞれ組み合わせてもよい。
【００２７】
また、本明細書において、「電気長」とは、誘電体の波長短縮効果を考慮した長さである。
【００２８】
（実施形態１）
以下に、本発明の実施形態１にかかるRFID（Radio-Frequency IDentification）タグについて説明する。図１Ａは、実施の形態１のRFIDタグ１０の模式斜視図である。図１Ｂは、図１Ａの部分拡大図である。図中において、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系は、発明の理解を容易にするものであって、発明を限定するものではない。Ｘ軸方向はRFIDタグ１０の長手方向を示し、Ｙ軸方向はRFIDタグ１０の幅方向を示し、Ｚ軸方向はRFIDタグ１０の厚さ方向を示している。Ｘ、Ｙ、Ｚ方向は互いに直交する。
【００２９】
RFIDタグ１０は、平板アンテナとしての第１電極１２と、第１電極１２と対向して配置され、グランドとしての第２電極１４と、第１電極１２と第２電極１４との間に配置され、誘電体としての絶縁基板１６と、RFIC(Radio-Frequency Integrated Circuit)チップ１８と、RFICチップ１８と接続されるインダクタンス素子２０と、RFICチップ１８および第１電極１２と接続されるキャパシタンス素子２２とを備える。第１電極１２、および、第２電極１４は、例えば、銅またはアルミ等の金属板である。
【００３０】
第１電極１２は、矩形形状の本体部１２ａと、本体部１２ａの一方の端部側に形成された開口部１２ｂと、本体部１２ａの長手方向中央部に本体部１２ａの２つの長辺から第２電極１４に向けてそれぞれ折り曲げられた第１短絡部１２ｃ、第２短絡部１２ｄと、を有する。また、第１電極１２は、本体部１２ａの長手方向の開放端が第２電極１４側へ折り曲げられた折り曲げ部１２ｅを有する。
【００３１】
第１電極１２の電気長は、第１電極１２が矩形形状を有するので、本体部１２ａおよび折り曲げ部１２ｅを含む第１電極１２の長手方向の長さＬａになる。したがって、第１電極１２の長手方向の長さＬａは、RFICチップ１８の通信周波数の波長λの２分の１を含むように設計されている。第１電極１２は、電界放射型アンテナである。
【００３２】
第１短絡部１２ｃおよび第２短絡部１２ｄの下端は第２電極にそれぞれ接続されている。したがって、第１短絡部１２ｃおよび第２短絡部１２ｄは、第１電極１２および第２電極１４の長手方向の中間位置をそれぞれ接続する。なお、第１短絡部１２ｃおよび第２短絡部１２ｄは、第２電極１４側から第１電極１２に向けて折り曲げられていてもよいし、第１電極１２および第２電極１４とは別部材でもよい。第１および第２短絡部１２ｃ、１２ｄの長手方向の長さは、共振周波数を調整するために任意の長さを有する。
【００３３】
第２電極１４は、矩形形状の本体部１４ａと、長手方向の開放端が第１電極１２側へ折り曲げられた折り曲げ部１４ｅを備える。第２電極１４は、このように、第１電極１２と同じ形状を有していてもよいし、第１電極１２と異なる形状を有していてもよい。第２電極１４は、例えば、第１電極１２よりも面積の広い、または、狭い本体部１４ａを有していてもよい。なお、第１電極１２および第２電極１４は、矩形形状の他にも、正方形状や円板形状でもよい。なお、第１電極１２が円板形状の場合、第１電極１２の電気長は直径の長さとなる。したがって、円板形状の第１電極１２の直径は通信周波数の半波長であるλ／２を有する。また、この場合、第１短絡部１２ｃおよび第２短絡部１２ｄの中心点は、円板形状の第１電極１２の円周上にあって、第１短絡部１２ｃおよび第２短絡部１２ｄは、円の中心軸に対して鏡像の関係になる。第１短絡部１２ｃおよび第２短絡部１２ｄとRFICチップ１８とのそれぞれの距離は等間隔であり、π×４分の１波長λ以下になっている。また、第１電極１２が正方形状の場合一辺の長さとなる。
【００３４】
第１電極１２の長手方向の一方側には、矩形形状の開口部１２ｂを有する。図１Ｂに示すように、上面視で、第１電極１２の開口部１２ｂと絶縁基板１６の一部の領域１６ａとが重なる。したがって、絶縁基板１６の一部の領域１６ａが露出している。
【００３５】
開口部１２ｂに囲まれた、絶縁基板１６の領域１６ａ上に配線部２４および電極面２６が形成されている。配線部２４は、キャパシタンス素子２２とRFICチップ１８を接続する導体パターンである。電極面２６には、絶縁基板１６を貫通して第２電極１４と電気的に接続する接続導体２８が形成されている。接続導体２８は、例えば、スルーホールまたはビアホールである。スルーホールまたはビアホールのホール内は、金属導体がメッキされていてもよいし、金属導体が充填されていてもよい。
【００３６】
絶縁基板１６は、樹脂または紙製の絶縁基板であり、例えば、PET（Polyethylene terephthalate）基板である。PETの他にもPEN（Polyethylene naphthalate）基板やポリイミド（polyimide）製の基板でもよい。絶縁基板１６は、矩形の形状を有しているが、第１電極１２および第２電極１４の形状に合わせて正方形状や円板形状を有してもよい。
【００３７】
RFICチップ１８は、例えば、３層からなる多層基板で構成されている。具体的には、RFICチップ１８は、ポリイミドや液晶ポリマなどの樹脂材料から作製されて可撓性を備える複数の絶縁シートを積層して構成されている。RFICチップ１８は、シリコン等の半導体を素材とする半導体基板に各種の素子を内蔵した構造を有する。RFICチップ１８は、第１接続端子１８ａおよび第２接続端子１８ｂを有する。実施形態１の場合、例えば、第１および第２接続端子１８ａ、１８ｂは、銅などの導電材料から作製された導体パターンから構成されている。
【００３８】
インダクタンス素子２０は、例えば、チップインダクタである。インダクタンス素子２０は、一端が配線部２４に接続され、他端が電極面２６に接続されている。したがって、インダクタンス素子２０は、RFICチップ１８の第１接続端子１８ａおよび第２接続端子１８ｂそれぞれと並列に接続されている。
【００３９】
キャパシタンス素子２２は、例えば、コンデンサチップ、または、配線による容量パターンである。キャパシタンス素子２２は、一端が第１電極１２の本体部１２ａに接続され、他端が配線部２４に接続されている。したがって、キャパシタンス素子２２は、第１電極１２およびRFICチップ１８と直列に接続されている。キャパシタンス素子２２は、例えば、０．３ｐＦの容量を有する。
【００４０】
RFICチップ１８の第１接続端子１８ａは、第１電極１２の端部から電気長の３分の１以内の箇所において第１電極１２と接続されている。RFICチップ１８の第２接続端子１８ｂは、第１電極１２の端部から電気長の３分の１以内の箇所において第２電極１４に接続される。また、RFICチップ１８の第１接続端子１８ａは、第１電極１２の端部から、電気長の６分の１以内の箇所において第１電極１２と接続され、RFICチップ１８の第２接続端子は、第１電極１２の端部から、電気長の６分の１以内の箇所において第２電極１４に接続されてもよい。このように、RFICチップ１８をより第１電極１２の端部側に配置することで、高周波共振への影響をより低減することができる。
【００４１】
また、キャパシタンス素子２２も、第１電極１２の端部から電気長の３分の１以内の箇所において第１電極１２に接続され、さらには、第１電極１２の端部から、電気長の６分の１以内の箇所において第１電極１２と接続されてもよい。
【００４２】
また、RFICチップ１８、インダクタンス素子２０およびキャパシタンス素子２２は、第１電極１２の幅方向（Ｙ方向）において、中央部に配置されている。
【００４３】
次に、図２を参照してRFIDタグ１０の電気的構成を説明する。図２は、RFIDタグ１０の等価回路図である。なお、図２においては、簡略して図示するために第１電極１２および第２電極１４の端部の折り曲げを省略し、平板状に示している。
【００４４】
RFICチップ１８は、RFICチップ１８自身が持つ自己容量である内部容量（キャパシタンス）Ｃ１を有する。また、RFICチップ１８は、第１電極１２によるアンテナ素子の給電部として機能する。キャパシタンス素子２２とインダクタンス素子２０により、RFICチップ１８と第１電極１２によるアンテナ素子との間のインピーダンスの整合をとる整合回路が構成されている。
【００４５】
RFICチップ１８のインピーダンスＺが大きいほど、給電部としてのRFICチップ１８を第１電極１２の端部により近づけて配置することができる。RFICチップ１８のインピーダンスＺは、例えば、１．２kΩ程度である。
【００４６】
図３に示すように、第１電極１２の長手方向の長さＬａは、通信周波数の半波長であるλ／２を有する。また、アンテナ素子としての第１電極１２とグランドとしての第２電極１４とを接続する第１および第２短絡部１２ｃ、１２ｄは、第１電極１２の長手方向の中央部である中間位置に位置する。RFICチップ１８と第１電極１２と直列に接続されるキャパシタンス素子２２がない場合、第１電極１２の長手方向のそれぞれの端部から中心に向けて流れる電流が、この中間位置で電流の向きが反転してぶつかる。この電流の向きが変わる箇所がヌル点である。このヌル点の発生により、アンテナ素子としての第１電極１２で送受信する電波の指向性が低下する。
【００４７】
RFICチップ１８と第１電極１２とに直列に接続されるキャパシタンス素子２２がない場合、第１電極１２の長手方向のそれぞれの端部は電位が高く、中間位置は電位がゼロになる。したがって、第１電極１２の長手方向のそれぞれの端部から中間位置に向けて電界が発生し、矢印ＥＬ１で示すような電気力線が発生する。すなわち、モノポールアンテナのモードの指向性を有する。
【００４８】
RFICチップ１８と第１電極１２と直列に接続されるキャパシタンス素子２２がある場合、ヌル点の位置が第１電極１２の長手方向の中間位置から長手方向の端部の方へシフトする。このヌル点のシフトに伴い、RFICチップ１８が配置されている側の端部から延びる電気力線ＥＬ２ａが中間位置を越えて第１電極１２の反対側の端部側へ延びる。これは、アンテナ素子としての電極の一方の辺から対向する他方の辺まで電気力線が延びるマイクロストリップアンテナ（パッチアンテナ）の指向性に近づけられている。このように、ヌル点をシフトすることで電波の指向性が低下する箇所をシフトすることができ、指向性を必要とする、第１電極１２に対して垂直な方向（θ＝０°）の指向性の低下を抑制することができる。
【００４９】
実施形態１の通信特性について、さらに詳細に説明する。図４は、実施形態１のRFIDタグのVSWR特性を示すグラフである。図５は、実施形態１のRFIDタグの指向性を示すグラフである。図６は、比較例として、直列に接続されたキャパシタンス素子２２の無いRFIDタグのVSWR特性を示すグラフである。図７は、比較例として、直列に接続されたキャパシタンス素子２２の無いRFIDタグの指向性を示すグラフである。図８Ａ、図８Ｂは、指向性の角度を説明する説明図である。
【００５０】
図５、図７におけるθは、図８Ａおよび図８Ｂに示されるように、Ｘ−Ｚ平面において、Ｚ軸とＸ軸との間の角度を示す。θ＝０°は、グランドとは反対側の第１電極１２に垂直な方向であり、Ｚ軸方向の指向性を示す。θ＝９０°は、給電部側の第１電極１２の長手方向に平行な方向であり、図８ＡのＸ軸方向の指向性を示す。θ＝−９０°は、給電部と反対側の第１電極１２の長手方向に平行な方向である。θ＝１８０°、−１８０°は、第２電極１４側（グランド側）の第１電極１２に垂直な方向である。
【００５１】
図４に示すように、実施形態１のRFIDタグ１０は、９０３ＭＨｚと９２８ＭＨｚで反射電圧が最も少ない。図５は、角度θに対する規格化されたアンテナ利得を示す。図５に示すように、実施形態１のRFIDタグ１０において、９２８ＭＨｚの高周波数側Ｇ２の特性線は、利得のピークがθ＝０°付近にある。また、９０３ＭＨｚの低周波数側では、利得のピークがθ＝２０°〜４０°付近にある。
【００５２】
図７に示すように比較例において６°付近にあったヌル点の位置が、図５に示すように−４４°付近までシフトしている。また、図７に示すように、比較例において−４０°〜−６０°および６０°〜８０°付近にあった指向性のピークが、図５に示すように、２０°〜４０°付近にシフトしている。したがって、実施形態１のRFIDタグ１０における低周波数側Ｇ１と高周波数側Ｇ２の指向性のピークのズレは、比較例の低周波数側Ｇ３と高周波数側Ｇ４の指向性のピークのズレよりも低減している。また、実施形態１のRFIDタグ１０において指向性を最も必要とする０°付近の利得を高くすることができる。
【００５３】
図９は、実施形態１のRFIDタグ１０の電流特性をシミュレーションするためのモデルを示す説明図である。RFIDタグ１０は、第２電極１４の下面を金属板Ｍａに接触した状態で、金属板Ｍａ上に載置されている。金属板Ｍａの長手方向の長さＬｐは、１８３ｍｍであり、幅方向の長さＷｐは１０５ｍｍである。銅製の第１電極１２および第２電極１４の厚みは４ｕｍである。絶縁基板１６は樹脂製であり、長手方向の長さは１０３ｍｍであり、幅方向の長さは２５ｍｍであり、厚みは４ｍｍである。絶縁基板１６の誘電率εｒは３．１である。なお、これらのサイズは、シミュレーションするためのモデルの一例であって、RFIDタグ１０が使用されるサイズはこれらの値に限定されるものではない。
【００５４】
図１０Ａは、比較例の低周波数側の共振時の電流の向きを示す平面図である。図１０Ｂは、比較例の高周波数側の共振時の電流の向きを示す平面図である。図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるRFIDタグ１０は、直列に接続されたキャパシタンス素子２２を備えていない。したがって、図１０Ａに示すように、ヌル点Ｎｐ１が第１電極１２の長手方向の中間位置に位置する。また、図１０Ｂに示すように、RFICチップ１８が第１電極１２の端部側に配置されているので、高周波数側の共振時において、電流は第１電極１２の一端側から他端側に向けて一方向に流れている。
【００５５】
図１１Ａは、シミュレーションのモデルの低周波数側の共振時の電流の向きを示す平面図である。キャパシタンス素子２２が第１電極１２およびRFICチップ１８に直列に配置されているので、ヌル点Ｎｐ２がRFICチップ１８が配置されている端部とは反対側の端部の方へ移動している。これにより、RFICチップ１８の指向性が変化する。
【００５６】
図１１Ｂは、シミュレーションのモデルの高周波側の共振時の電流の向きを示す平面図である。RFICチップ１８が第１電極１２の端部側に配置されているので、比較例と同様に、高周波数側の共振時の電流の向きは、第１電極１２の一端側から他端側に向けて一方向に流れている。
【００５７】
以上より、実施の形態１のRFIDタグ１０は、第１接続端子１８ａおよび第２接続端子１８ｂを有するRFICチップ１８と、RFICチップ１８の第１接続端子１８ａと電気的に接続される第１電極１２と、第１電極１２とRFICチップ１８との間に直列に接続されるキャパシタンス素子２２と、第１電極１２の電気長の中間位置で第１電極１２とグランドとしての第２電極１４とを接続する第１短絡部１２ｃおよび第２短絡部１２ｄと、を備える。第１電極１２の電気長は、RFICチップ１８の通信周波数の波長の２分の１であり、RFICチップ１８の第１接続端子１８ａは、第１電極１２の端部から電気長の３分の１以内の箇所において第１電極１２と接続されている。RFICチップ１８の第２接続端子１８ｂは、第２電極１４に接続される。
【００５８】
第１電極１２の電気長の中間位置でグランドと短絡させることで、第１電極１２は２共振アンテナとして機能する。また、RFICチップ１８を第１電極１２の端部側に配置することで、第１電極１２の電流密度の低い部分に配置することができる。これにより、高周波共振への影響を低減することができる。また、RFICチップ１８と第１電極１２とキャパシタンス素子２２とをそれぞれ直列で接続することで、低周波数側のヌル点をシフトすることができる。この結果、高周波数側と低周波数側とのそれぞれの指向性のピーク角度のズレを低減することができ、RFIDタグ１０の指向性を向上させることができる。
【００５９】
RFICチップ１８の第１接続端子１８ａは、第１電極１２の端部から電気長の３分の１以内の箇所においてキャパシタンス素子２２を介して第１電極１２と接続される。
【００６０】
また、RFICチップ１８の第１接続端子１８ａおよび第２接続端子１８ｂとそれぞれと並列に接続されるインダクタンス素子２０を備える。これにより、RFICチップ１８の第１接続端子１８ａおよび第２接続端子１８ｂ間の端子間容量をキャンセルすることができる。
【００６１】
また、RFICチップ１８の第１接続端子１８ａは、第１電極１２の端部から、電気長の６分の１以内の箇所において第１電極１２と接続され、RFICチップ１８の第２接続端子は、第１電極１２の端部から、電気長の６分の１以内の箇所において第２電極１４に接続される。このように、RFICチップ１８をより第１電極１２の端部側に配置することで、高周波共振への影響をより低減することができる。
【００６２】
また、第１電極１２と第２電極１４との間に絶縁基板１６を備える。これにより、誘電率が空気よりも大きくなるので、通信周波数を短くすることができる。通信周波数を短くすることで、第１電極１２および第２電極１４の長手方向の長さを短縮することができ、ＲＦＩＤタグ１０を小型化することができる。
【００６３】
また、第１電極１２および第２電極１４は矩形形状を有し、第１電極１２および第２電極１４のそれぞれの電気長は、第１電極１２および第２電極１４の長手方向における電気長である。
【００６４】
また、第１電極１２および第２電極１４の長手方向のそれぞれの開放端が、互いに近づくように折り曲げられている。これにより、第１電極１２と第２電極１４のそれぞれ折り曲げられた折り曲げ部１２ｅと１４ｅとの間で、容量が発生し、通信周波数を調整することができる。
【００６５】
また、第１および第２短絡部１２ｃ、１２ｄは、第１電極１２および第２電極１４の長手方向の中間位置をそれぞれ接続する。
【００６６】
絶縁基板１６を貫通して、第１電極１２と第２電極１４とを電気的に接続する接続導体２８を備え、RFICチップ１８の第２接続端子１８ｂは、接続導体２８と電気的に接続され、接続導体２８は、第１電極１２の端部から電気長の３分の１以内の箇所に位置する。
【００６７】
接続導体２８は、第１電極１２の端部から電気長の６分の１以内の箇所に位置する。
【００６８】
本発明は、上記実施の形態のものに限らず、次のように変形実施することができる。
【００６９】
（１）上記実施形態において、RFIDタグ１０は金属面に貼り付けることを想定して第２電極１４はグランドとして機能していたがこれに限られない。第２電極１４が金属面に貼り付けられない場合は、第２電極１４においても第１電極１２と逆向きの電流が流れ、放射板として第１電極１２と同様の機能を発揮する。
【００７０】
（２）上記実施形態において、RFIDタグ１０はグランドとして第２電極１４を備えていたがこれに限られない。RFIDタグ１０は、第２電極１４を省略して、例えば、図１４に示すように、金属製の物品３０の金属面３０ａに第１電極１２を接続してもよい。第１短絡部１２ｃと第２短絡部１２ｄは、第１電極１２の本体部１２ａの中央部と物品３０の金属面３０ａとを接続する。また、RFICチップ１８の第２接続端子１８ｂは、例えば、金属製の板状の接続導体２８Ａを介して物品３０の金属面３０ａと接続してもよい。
【００７１】
（３）上記実施形態において、RFICチップ１８と第１電極１２とは、キャパシタンス素子２２を介して接続されていたがこれに限られない。RFICチップ１８の第１接続端子１８ａは第１電極１２と接続され、第２接続端子１８ｂとグランドである第２電極１４との間にキャパシタンス素子２２を直列に接続してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかかるRFIDタグは、金属面に取り付けて使用するのに有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１０    RFIDタグ
１２    第１電極
１２ａ  本体部
１２ｂ  開口部
１２ｃ  第１短絡部
１２ｄ  第２短絡部
１２ｅ  折り曲げ部
１４    第２電極
１４ａ  本体部
１４ｅ  折り曲げ部
１６    絶縁基板
１６ａ  領域
１８    RFICチップ
１８ａ  第１接続端子
１８ｂ  第２接続端子
２０    インダクタンス素子
２２    キャパシタンス素子
２４    配線部
２６    電極面
２８    接続導体
【要約】
第１接続端子および第２接続端子を有するRFICチップと、RFICチップの第１接続端子と電気的に接続される第１電極と、第１電極およびRFICチップに直列に接続されるキャパシタンス素子と、第１電極の電気長の中間位置で第１電極とグランド面とを接続する短絡部と、を備え、第１電極の電気長は、RFICチップの通信周波数の波長の２分の１であり、RFICチップの第１接続端子は、第１電極の端部から電気長の３分の１以内の箇所において第１電極と接続され、RFICチップの第２接続端子は、グランドに接続される、RFIDタグである。【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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