(57)【要約】      （修正有）【課題】ＲＦタグに関し、特に金属性表面上でもあるいは金属性表面下に埋没されても動作可能な共振回路構造および同構造を有するＲＦタグを提供する。【解決手段】共振回路構造は、第１導電層１と、該第１導電層から間隔をあけて配置された第２導電層２と、それぞれが第１導電層の２つの端部と第２導電層の２つの端部とを接続している２つの伝導ベース部３，４とを有する。スリット５が第１導電層に形成されており、ＲＦデバイス６は第１導電層に電気的に連結されているとともにスリットに配置されている。【選択図】図１
0003173180.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
共振回路構造とＲＦデバイスとを備えるＲＦタグであって、該共振回路構造が、
第１導電層と、
前記第１導電層から間隔をあけて配置された第２導電層と、
それぞれが前記第１導電層の２つの端部と前記第２導電層の２つの端部とを接続している２つの伝導ベース部と、
を備えており、
スリットが前記第１導電層に形成されており、前記ＲＦデバイスは前記第１導電層に電気的に連結されているとともに前記スリットに配置されているＲＦタグ。
【請求項２】
請求項１のＲＦタグであって、さらに、前記第１導電層と前記第２導電層との間に配置される誘電材料層を備えるＲＦタグ。
【請求項３】
請求項１のＲＦタグであって、前記ＲＦデバイスは前記第１導電層と直接電気的に接続されているＲＦタグ。
【請求項４】
請求項１のＲＦタグであって、さらに、前記第１導電層に配置されるとともに前記第１導電層と容量的に連結されている第３導電層を備えており、該第３導電層は前記ＲＦデバイスと電気的に接続されているＲＦタグ。
【請求項５】
請求項４のＲＦタグであって、前記第３導電層は少なくともスリットによって互いに間隔をあけて配置される複数の孤立部に分割されており、前記ＲＦデバイスは前記少なくともスリットに配置されるＲＦタグ。
【請求項６】
請求項１のＲＦタグであって、前記共振回路構造のインピーダンスは前記ＲＦデバイスのインピーダンスと複素共役の関係になるよう調整されているＲＦタグ。
【請求項７】
請求項１のＲＦタグであって、少なくとも追加的スリットが、第１導電層に形成されるとともに、他のスリットを介して送信される電磁波とは異なる偏波を有する電磁波を送信するよう構成されているＲＦタグ。
【請求項８】
請求項１のＲＦタグであって、さらに、前記第１導電層と前記第２導電層との間に配置される内部導電層を備えるＲＦタグ。
【請求項９】
請求項１のＲＦタグであって、前記２つの伝導ベース部は互いに平行であるＲＦタグ。
【請求項１０】
請求項１のＲＦタグであって、さらに、前記第１導電層に接続されるディスクリート部品を備えており、該ディスクリート部品はコンデンサあるいはコイルであるＲＦタグ。
【請求項１１】
請求項１のＲＦタグであって、さらに、金属性ハウジングを備えており、該金属性ハウジングは複数の凸部を備えるとともに、該凸部は前記ＲＦタグの偏波方向とは異なる方向に配置されているＲＦタグ。
【請求項１２】
請求項１のＲＦタグであって、複合化／集積化されているコイルあるいは複合化／集積化されているコンデンサが前記第１導電層に形成されているＲＦタグ。
【請求項１３】
請求項１のＲＦタグであって、前記第１導電層はスリットによって互いに間隔をあけて配置される少なくとも２つの孤立部に分割されているＲＦタグ。
【請求項１４】
請求項１のＲＦタグであって、さらに、前記第１導電層と前記第２導電層との間に配置される磁性材料層を備えるＲＦタグ。
【請求項１５】
請求項８のＲＦタグであって、さらに、前記第１導電層と前記第２導電層との間に配置される２つ以上の内部導電層を備えるＲＦタグ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１０年１１月１５日出願の米国仮特許出願シリアル番号６１／４５６，８３７からの優先権を主張し、その内容全体を参照によって援用する。
【０００２】
本実用新案出願は、ＲＦ（無線周波数）タグに関し、特に金属性表面上でもあるいは金属性表面下に埋設されても動作可能な共振回路構造および同構造を有するＲＦタグに関する。
【背景技術】
【０００３】
対応する読取装置によって検出可能な変調電磁気信号を送信できる電子デバイスが、アイテム（商品）の識別や追跡のために、特にサプライチェーン・マネジメントあるいはアイテムレベルの製品追跡のために、広く用いられている。このようなデバイス（以下ＲＦタグという）は、ＵＨＦ（極超短波）ＲＦＩＤ（無線周波数識別）タグやマイクロ波ＲＦＩＤ（無線周波数識別）タグなど特定の動作周波数に調整されるアンテナに電気的に接続されたＲＦデバイスを有する。タグは、信号バックスキャッタリング（後方散乱）によって読取装置と相互作用するパッシブ（受動的）タグ、それ自体の電源あるいは外部電磁波のいずれかによって電力が供給されるセミ（半）パッシブタグ、あるいはそれ自体の電源によって電力が供給されるアクティブ（能動的）タグとできる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
これらのＲＦタグの１つの欠点は、これらのタグが金属性表面に直接配置される場合、読取範囲が著しく低下することにある。一般的な場合、タグを読み取ることができない。タグがλ／４未満の距離で金属性表面に近接して配置される場合、ＲＦタグの読取範囲も低下することになる。ここでλは、ＲＦタグの動作周波数における波長である。ＲＦタグを金属性表面に近接してあるいは金属性表面上に直接配置する場合、金属性表面上の表面電流がＲＦタグの効率を低下させることになる。したがって、金属性の対象を追跡することは、ＵＨＦ・ＲＦタグおよびマイクロ波ＲＦタグにとって、より典型的にパッシブＲＦタグにとって、非常に難しい。
【０００５】
これらのＲＦタグの他の欠点は、ＲＦタグは、紙や低誘電率プラスチックなどＲＦに都合がよい材料を追跡するために一般に設計されていることにある。これらのタグが高誘電率材料、磁性材料および液体などＲＦに不都合な材料上に配置される場合、読取範囲も低下する、より典型的には許容できないレベルへと低下することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実用新案出願は、共振回路構造、および同構造を有するＲＦタグに対してなされたものである。一の面では、ＲＦタグが、共振回路構造とＲＦデバイスとを有する。共振回路構造は、第１導電層と、第１導電層から間隔をあけて配置された第２導電層と、それぞれが第１導電層の２つの端部と第２導電層の２つの端部とを接続している２つの伝導ベース部と、を有する。スリットが第１導電層に形成されており、ＲＦデバイスは第１導電層に電気的に連結されているとともにスリットに配置されている。
【０００７】
第１導電層は第２導電層と平行にできる。ＲＦタグは、さらに、第１導電層と第２導電層との間に配置される誘電材料の層を有することができる。ＲＦデバイスは、ＵＨＦ・ＲＦＩＤチップを有することができる。ＵＨＦ・ＲＦＩＤチップは、２つの信号出力を有することができる。ＲＦデバイスを、第１導電層と直接電気的に接続することができる。
【０００８】
ＲＦタグは、さらに、第１導電層に配置されるとともに、第１導電層と容量的に連結されている第３導電層を有することができる。第３導電層は、ＲＦデバイスと電気的に接続されている。第３導電層は、第１導電層と略同じサイズで形成できる。第３導電層は、ＲＦデバイスに対するアンテナを有することができる。第３導電層を、少なくともスリットによって互いに間隔をあけて配置される複数の孤立部に分割でき、ＲＦデバイスを少なくともスリットに配置できる。第３導電層上の、その少なくともスリットを、第１導電層上のスリットと同じサイズにできる。第３導電層は複数の導電性パッドを有することができる。導電性パッドは、ＲＦデバイスと電気的に接続されるとともに、第１導電層と容量的に連結される。
【０００９】
共振回路構造のインピーダンスを、ＲＦデバイスのインピーダンスと複素共役の関係になるよう調整されている。少なくとも追加的スリットが、第１導電層に形成されるとともに、他のスリットを介して送信される電磁波とは異なる偏波を有する電磁波を送信するよう構成されている。ＲＦタグは、さらに、少なくとも追加的ＲＦデバイスを有することができる。少なくとも１つの追加的ＲＦデバイスを、少なくとも１つの追加的スリットに配置できる。
【００１０】
ＲＦタグは、さらに、第１導電層と第２導電層との間に配置される内部導電層を有することができる。内部導電層を、複数の伝導部によって、第２導電層と電気的に接続できる。スリットを、内部導電層に形成できる。ＲＦタグは、さらに、第１導電層と第２導電層との間に配置される２つ以上の内部導電層を有することができる。２つの伝導ベース部を、互いに平行とできる。スリットを、伝導ベース部と平行とできる。ＲＦタグは、さらに、第１導電層に接続されるディスクリート部品を有することができる。ディスクリート部品は、コンデンサあるいはコイルとできる。
【００１１】
ＲＦタグは、さらに、金属性ハウジングを有することができる。金属性ハウジングは複数の凸部を有することができるとともに、凸部はＲＦタグの偏波方向とは異なる方向に配置できる。複合化／集積化されている（イントリンシック（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ））コイルあるいは複合化／集積化されているコンデンサを第１導電層に形成できる。
【００１２】
第１導電層および第２導電層の最長寸法は、伝導ベース部の最長寸法より小さくできる。第１導電層を、スリットによって、互いに間隔をあけて配置される少なくとも２つの孤立部に分割できる。ＲＦタグは、さらに、第１導電層と第２導電層との間に配置される磁性材料の層を有することができる。
【００１３】
他の面では、本実用新案出願はＲＦデバイスに電磁波を送信するための共振回路構造を提供する。共振回路構造は、第１導電層と、第１導電層から間隔をあけて配置された第２導電層と、それぞれが第１導電層の２つの端部と第２導電層の２つの端部とを接続している２つの伝導ベース部と、を有する。スリットは、第１導電層に形成され、ＲＦデバイスを支持するように構成される。第１導電層は、ＲＦデバイスと電気的に連結するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグの斜視図を示す。
【図２】図１に示す共振回路構造と同等な回路図である。
【図３Ａ】図１に示した共振回路構造を有するＲＦタグの、金属表面に配置されたときの、放射利得パターンを示す。
【図３Ｂ】図１に示した共振回路構造を有するＲＦタグの、金属表面に配置されたときの、インピーダンス利得パターンを示す。
【図３Ｃ】金属性表面上の、図１に示した実施形態にかかるＲＦＩＤ（無線周波数識別）タグの測定された読取範囲を示す。
【図４Ａ】ＲＦデバイスモジュールが図１に示した第１導電層に隣接して配置されている、本実用新案出願の他の実施形態を示す。
【図４Ｂ】図４Ａに示したＲＦデバイスモジュールの部分的拡大図である。
【図５Ａ】市場で入手可能なパッシブＵＨＦ・ＲＦＩＤチップと同等な概略的回路モデルを示す。
【図５Ｂ】図４Ａに示した実施形態にかかる容量結合を通じて共振回路構造と接続されたＲＦデバイスモジュールの同等な概略的回路モデルを示す。
【図６Ａ】本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦデバイスおよびＲＦタグアンテナを有するＲＦタグの上部斜視図を示す。
【図６Ｂ】図１に示した共振回路構造に隣接して配置される図６Ａに示したＲＦタグの斜視図を示す。
【図７Ａ】市場で入手可能なパッシブＵＨＦ・ＲＦＩＤタグ、エイブリィ・デニソンのＡＤ８４３の平面図を示す。
【図７Ｂ】図７Ａに示したＵＨＦ・ＲＦＩＤタグを用いた本実用新案出願の他の実施形態を示す。
【図７Ｃ】図７Ｂに示した実施形態の部分的拡大図である。
【図８Ａ】市場で入手可能なＲＦＩＤストラップの平面図を示す。
【図８Ｂ】図８Ａに示したＲＦＩＤストラップを用いた本実用新案出願の他の実施形態を示す。
【図８Ｃ】図８Ｂに示した実施形態の部分的拡大図である。
【図９Ａ】共振回路構造の厚さに対する図１に示した共振回路構造のインピーダンスのシミュレーションを示す。
【図９Ｂ】共振回路構造の厚さに対する図１に示した共振回路構造の放射利得のシミュレーションを示す。
【図９Ｃ】共振回路構造のスリットサイズに対する図１に示した共振回路構造のインピーダンスのシミュレーションを示す。
【図９Ｄ】共振回路構造のスリットサイズに対する図１に示した共振回路構造の放射利得のシミュレーションを示す。
【図９Ｅ】共振回路構造のスリットの方向に沿ったＲＦデバイスの位置に対する図１に示した共振回路構造のインピーダンスのシミュレーションを示す。
【図９Ｆ】共振回路構造のスリットの方向に沿ったＲＦデバイスの位置に対する図１に示した共振回路構造の利得のシミュレーションを示す。
【図１０Ａ】ＲＦデバイスモジュールと共振回路構造との間のスペーサの厚さに対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグのインピーダンスのシミュレーションを示す。
【図１０Ｂ】ＲＦデバイスモジュールと共振回路構造との間のスペーサの厚さに対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグの利得のシミュレーションを示す。
【図１０Ｃ】共振回路構造の２つの伝導ベース部の幅に対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグのインピーダンスのシミュレーションを示す。
【図１０Ｄ】共振回路構造の２つの伝導ベース部の幅に対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグの利得のシミュレーションを示す。
【図１０Ｅ】共振回路構造の幅に対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグのインピーダンスのシミュレーションを示す。
【図１０Ｆ】共振回路構造の幅に対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグの利得のシミュレーションを示す。
【図１１】本実用新案出願の他の実施形態にかかる共振回路構造の第１導電層に電気的に接続された、互いの向きが９０°である、２つのＲＦデバイスを示す。
【図１２】本実用新案出願の他の実施形態にかかる二重（デュアル）偏波ＲＦタグを示す。
【図１３】本実用新案出願の他の実施形態にかかるデュアルポートＲＦＩＤチップに対する共振回路構造のいくつかの可能な構成を示す。
【図１４】内部導電層が追加された、本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。
【図１５】本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。
【図１６】本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。
【図１７】本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。
【図１８】本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。
【図１９Ａ】本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。
【図１９Ｂ】図１９Ａに示したＲＦタグの他の図を示す。
【図２０】本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。
【図２１】本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。
【図２２】本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。
【図２３】本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
本実用新案出願において開示する共振回路構造および同構造を有するＲＦタグの好ましい実施形態を詳細に説明する。その例示を以下の説明において行う。本実用新案出願において開示する共振回路構造および同構造を有するＲＦタグの例示的な実施形態を詳細に説明するが、共振回路構造および同構造を有するＲＦタグの理解に特に重要でないいくつかの特徴は簡略化のために示していないことは当業者には明らかであろう。
【００１６】
さらに、本実用新案出願において開示される共振回路構造および同構造を有するＲＦタグは、後述する詳細な実施形態に限定されず、保護の精神あるいは範囲を逸脱することなく種々の変形および変更を当業者によってなしうることは、理解されよう。例えば、種々の例示的な実施形態のエレメントおよび／または特徴を、本開示の範囲内で、互いに組み合わせること、および／または互いと置き換えることもできる。
【００１７】
図１は、本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグの斜視図を示す。図１を参照して、ＲＦタグは、第１導電層１および第１導電層１から間隔をあけて配置された第２導電層２を形成する金属の層を有する共振回路構造を有している。これらの２つの層は、平行であり、そして２つの伝導ベース部３および４によって接続されている。第１導電層１と第２導電層２との間に誘電材料の層を挿入できる。誘電材料は、空気とすることもできる、あるいは２つ以上の誘電材料とすることもできる。また、第１導電層１と第２導電層２との間に１つの層あるいは多層の磁性材料を挿入することもできる。磁性材料は、フェライトとできる。スリット５が第１導電層１上に形成される。スリットは、第１導電層１を、互いから間隔をあけて配置される２つの孤立部へと分割する。ＲＦタグは、さらに、ＲＦデバイス６を有する。ＲＦデバイス６を、第１導電層１と電気的に接続でき、スリット５に配置できる。
【００１８】
図２は、図１に示す共振回路構造と同等な回路図である。図２を参照して、第１導電層１、第２導電層２、および２つの伝導ベース部３および４をコイルと見なし、そして第１導電層１上のスリット５がコンデンサとして作用するような簡単なモデルを考えることは便利である。共振回路構造は、金属性表面における表面波を抑制するよう作用する。共振回路構造のインピーダンスがＲＦデバイス６と一致するとき、好ましくは共役（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）的に一致するとき、最大出力がＲＦデバイス６に転送されることになる。
【００１９】
図３Ａは、図１に示す共振回路構造を有するＲＦタグの、金属表面に配置されたときの、放射利得パターンを示す。図３Ｂは、図１に示す共振回路構造を有するＲＦタグの、金属表面に配置されたときの、インピーダンス利得パターンを示す。金属表面上の放射利得は約３ｄＢｉである。なお、共振回路構造のインピーダンスはＲＦデバイス６（この場合ＵＨＦ・ＲＦＩＤチップである）と一致している。共振回路構造からＲＦＩＤチップへ転送された出力を最大限にするために、ＲＦＩＤチップと共振回路構造との間の反射減衰量を最小限にする必要がある。共振回路構造とＲＦＩＤチップとの間の反射減衰量は次のとおりである。
0003173180.tif 000003
ここで、ＺLはアンテナ（共振回路構造）インピーダンスであり、ＺSはＲＦＩＤチップ・インピーダンスである。図３Ｃは、金属性表面上の、本実施形態にかかるＲＦＩＤ（無線周波数識別）タグの測定された読取範囲を示す。９２０ＭＨｚにおける最大の読取範囲は約９メートルである。
【００２０】
図４Ａは、ＲＦデバイスモジュール８が図１に示した第１導電層１に隣接して配置されている、本実用新案出願の他の実施形態を示す。図４Ｂは、図４Ａに示したＲＦデバイスモジュール８の部分的拡大図である。図４Ａおよび図４Ｂを参照して、ＲＦデバイスモジュール８は導電層１０とＲＦデバイス９とを有している。スリットが導電層１０上に形成されておる。スリットは、導電層１０を、互いから間隔をあけて配置される２つの孤立部へと分離する。ＲＦデバイス９は、導電層１０と電気的に接続され、導電層１０上のスリットに配置される。電磁出力が、第１導電層１の表面からＲＦデバイスモジュール８へと容量結合を通じて転送される。好ましくは、ＲＦデバイスモジュール８の導電層１０は、第１導電層１と略同じサイズに形成される。この利点は、ＲＦタグの複雑さおよび製造コストを低減できることにある。
【００２１】
ＲＦデバイスモジュール８と共振回路構造との間の容量結合の極めて簡単化したモデルを考えることは便利である。ＲＦデバイスモジュール８は、空きスペースにおいて、例えばＵＨＦ（極超短波）バンドにおいては、機能しない。ＲＦデバイスモジュール８の導電層１０は、本実施形態において、第１導電層１と電気的には接続されないが容量的に連結される。図５Ａは、並列に連結されているコンデンサと抵抗器である、市場で入手可能なパッシブＵＨＦ・ＲＦＩＤチップと同等な概略的回路モデルを示す。図５Ｂは、容量結合を通じて共振回路構造と接続されたＲＦデバイスモジュール８の同等な概略的回路モデルを示す。パッシブＵＨＦ  ＲＦＩＤチップ９は、２つのコンデンサを介して共振回路構造と接続される。ＲＦデバイスモジュール８の伝導パッド１０が第１導電層１と同じサイズに形成される場合、ＲＦデバイスモジュール８と共振回路構造との間のキャパシタンスが最大限とされ、また、容量結合によって引き起こされる離調効果が最小限とされる。また、ＲＦデバイスモジュール８の伝導パッドが小さいと、ＲＦデバイス９と共振回路構造との間のインピーダンスが一致しなくなり、これにより、共振回路構造の離調が見られる。
【００２２】
図６Ａは、図１は、本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦデバイス１１およびＲＦタグ・アンテナ１２を有するＲＦタグの斜視図を示す。このＲＦタグは、ＥＰＣクラス１第２世代標準（ＥＰＣ  Ｃｌａｓｓ  １  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ２  ｓｔａｎｄａｒｄ）に準拠して動作できるパッシブＵＨＦ・ＲＦＩＤタグである。アンテナは、ＲＦＩＤチップ１１のインピーダンスと一致するよう調整される。図６Ｂは、図１に示した共振回路構造１３に隣接して配置される図６Ａに示したＲＦタグの斜視図を示す。共振回路構造１３は、ＲＦＩＤチップ１１のインピーダンスと一致するよう調整される。共振回路構造によって受信した電磁出力は、容量結合を通じてＲＦタグに転送される。
【００２３】
上記の実施形態から、ＲＦデバイスあるいはＲＦチップを共振回路構造の第１導電層と電気的に連結できること、それは直接電気的に接続されるあるいは容量的に連結される（直接電気的に接続されるのではなく）ことを意味すること、は理解されよう。
【００２４】
図７Ａは、市場で入手可能なパッシブＵＨＦ・ＲＦＩＤタグ、エイブリィ・デニソンのＡＤ８４３の平面図を示す。図７Ｂは、図７Ａに示したＵＨＦ・ＲＦＩＤタグを用いた本実用新案出願の他の実施形態を示す。図７Ｃは、図７Ｂに示した実施形態の部分的拡大図である。パッシブＵＨＦ・ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤチップ１４とＲＦＩＤタグ・アンテナ１５とを有している。また、ＡＤ８４３上には欠けた部分１７があり、ＲＦＩＤチップは欠けた部分の上方のＲＦＩＤタグ・アンテナに電気的に接続される。本実施形態において、市場で入手可能なパッシブＵＨＦ・ＲＦＩＤタグはライン１６に沿って切り取られる（トリムされる）。トリミング・プロセスはＡＤ８４３を、互いに間隔をあけて配置される２つの導電孤立部２０に分離し、ＲＦＩＤチップ１４はスリット１８上の２つの導電孤立部２０と電気的に接続される。第１導電層１９上にスリットを有する共振回路構造は、図１に示した実施形態と同様、ＲＦＩＤチップ１４のインピーダンスと一致するように設計されている。好ましくは、第１導電層１９上のスリットは、切り取られたＲＦＩＤタグ（ＡＤ８４３など）上のスリットと同じサイズである。共振回路構造によって受信した電磁出力は、容量結合を通じてＲＦタグに転送される。
【００２５】
図８Ａは、市場で入手可能なＲＦＩＤストラップの平面図を示す。図８Ｂは、図８Ａに示したＲＦＩＤストラップを用いた本実用新案出願の他の実施形態を示す。図７Ｃは、図８Ｃに示した実施形態の部分的拡大図である。図８Ａ〜図８Ｃを参照して、ＲＦデバイスモジュールの他の設計は、ＲＦＩＤストラップ２１の態様をしており、ＲＦＩＤチップ２３が２つの導電性パッド２２と電気的に接続される。ＲＦデバイスモジュール（つまりＲＦＩＤストラップ）は、本実施形態においては、共振回路構造の第１導電層２４に隣接して配置される。通常、ＲＦＩＤストラップ・サイズは３ｍｍｘ９ｍｍであり、共振回路構造より必ずはるかに小さい。連結キャパシタンスは、他の実施形態のより大きいＲＦデバイスモジュールより小さい。ＲＦＩＤチップにおけるインピーダンスは大きく変化することになる。ＲＦＩＤチップにインピーダンスを一致させるよう、共振回路構造の共振周波数を低減する必要がある。なお、共振回路構造のインピーダンスは次のとおりである。
0003173180.tif 000004
ここで、Ｚは表面のインピーダンスであり、ωは入射電磁波の周波数であり、Ｌはインダクタンスであり、そしてＣはキャパシタンスである。共振回路構造の最適化なサイズは、同等な回路モデルと関係することは明らかであろう。パラメータは、互いと相互関係がある。
【００２６】
共振回路構造の性能に対する各種パラメータの効果を考慮すると、有限要素シミューレーション・ソフトウェアを用いて、中国におけるパッシブＵＨＦ・ＲＦＩＤ動作周波数である９２０ＭＨｚで動作するよう設計される種々の構成をモデル化する。共振回路インピーダンスおよび放射利得のシミュレーションは記録される。図９Ａは、共振回路構造の厚さに対する図１に示した共振回路構造のインピーダンスのシミュレーションを示す。図９Ｂは、共振回路構造の厚さに対する図１に示した共振回路構造の放射利得のシミュレーションを示す。厚さが５ｍｍを超えたときインピーダンスが大きく変化したことがプロットからわかる。図９Ｃは、共振回路構造のスリットサイズに対する図１に示した共振回路構造のインピーダンスのシミュレーションを示す。図９Ｄは、共振回路構造のスリットサイズに対する図１に示した共振回路構造の放射利得のシミュレーションを示す。なお、スリットを有する第１導電層はコンデンサと見なすことができる。スリットサイズが小さくなると、共振回路構造のキャパシタンスは増加することになり、また、共振回路構造はより低い周波数で共振モードになる。図９Ｅは、共振回路構造のスリットの方向に沿ったＲＦデバイスの位置に対する図１に示した共振回路構造のインピーダンスのシミュレーションを示す。図９Ｆは、共振回路構造のスリットの方向に沿ったＲＦデバイスの位置に対する図１に示した共振回路構造の利得のシミュレーションを示す。共振回路構造のインピーダンスが固有（イントリンシック（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ））インダクタンスおよび固有キャパシタンス（容量）に主に左右されるので、スリット上のＲＦデバイスの位置は共振回路構造の性能に大きく影響しないことになる。
【００２７】
図１０Ａは、ＲＦデバイスモジュールと共振回路構造との間のスペーサの厚さに対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグのインピーダンスのシミュレーションを示す。図１０Ｂは、ＲＦデバイスモジュールと共振回路構造との間のスペーサの厚さに対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグの利得のシミュレーションを示す。なお、ＲＦデバイスモジュールは容量結合を通じて共振回路構造と接続される。スペーサがより厚いと、インピーダンスの離調効果がより大きくなることになる。図１０Ｃは、共振回路構造の２つの伝導ベース部の幅に対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグのインピーダンスのシミュレーションを示す。図１０Ｄは、共振回路構造の２つの伝導ベース部の幅に対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグの利得のシミュレーションを示す。なお、共振回路構造の同等な回路においては、２つの伝導ベース部の幅が、共振回路構造の固有インダクタンスと関係がある。図１０Ｅは、共振回路構造の幅に対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグのインピーダンスのシミュレーションを示す。図１０Ｆは、共振回路構造の幅に対する本実用新案出願の実施形態にかかるＲＦタグの利得のシミュレーションを示す。通常共振回路構造は電界によって励起するので、長手方向サイズのみが共振回路構造の共振するモードに貢献することになる。共振回路構造の幅は、共振周波数に対する効果を制限する必要がある。しかしながら、幅があるサイズに変わると、共振周波数が変化することになり、そして幅が共振周波数に大きな影響を与えることになる。ＲＦタグの性能が、厚さと幅など共振回路構造のパラメータのある値のとき向上することもある一方、ＲＦタグのこれらのパラメータは互いに相互関係がある。さらに、他の値の共振回路構造のパラメータが、異なるパラメータの組合せでは性能が向上する可能性もあることは認識しておく必要があろう。
【００２８】
ＲＦデバイスモジュールの導電パッドのサイズが小さくなるにつれ、ＲＦデバイスへ転送される出力や離調効果によって引き起こされるインピーダンス不整合が下がることになる。導電パッドのサイズがゼロに近づく極限では、出力はＲＦデバイスに転送されないことになる。
【００２９】
いくつかのＲＦタグ読取装置は、指向性読取装置アンテナを有し、直線偏波の電磁波を送信し、したがって、タグが読取装置アンテナと一致する方向に向いているときのみ正しく動作できる。方向の問題は、円偏波の読取装置アンテナを用いるあるいは二重偏波のＲＦタグを用いることによって解決できる。図１１は、本実用新案出願の他の実施形態にかかる共振回路構造の第１導電層２６に電気的に接続された、互いの向きが９０°である、２つのＲＦデバイス２４および２５を示す。２つの直交するスリット５が第１導電層２６上に形成される。スリットは、第１導電層を、互いから間隔をあけて配置される４つの孤立部へと分割する。第１導電層２６は、２つの伝導ベース部２７によって第２導電層２６１と接続される。各ＲＦデバイスは共振回路構造と一致する。各ＲＦデバイスの放射は、線形偏波のＲＦタグ読取装置アンテナによって励起することができる。互いに９０°ずれている２つの直交するＲＦタグの組合せは、どのような入射放射の偏波であっても励起可能である。
【００３０】
本実用新案出願の他の実施形態にかかる二重偏波ＲＦタグを示す図１２に示すように、二重偏波のＲＦタグの他の設計では、インピンジのＭｏｎｚａパッシブＵＨＦ・ＲＦＩＤチップなど２つの独立した信号出力を有するＲＦデバイス２８を用いている。ＲＦデバイス２８は、２つのスリットによって４つの直交する孤立部へと分割される第１導電層１２６に電気的に接続される。第１導電層１２６は、２つの伝導ベース部１２７によって第２導電層３６１と接続される。各ＲＦデバイスの出力は、共振回路構造と一致する。互いに９０°ずれている２つの直交するＲＦタグ出力の組合せは、どのような入射放射の偏波であっても励起可能である。
【００３１】
図１３は、本実用新案出願の他の実施形態にかかるデュアルポートＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）チップに対する共振回路構造のいくつかの可能な構成を示す。デュアルポートＲＦＩＤチップ４８は、これらの構成に電気的に取り付けられる。ＲＦタグを、あらゆる方向で線形偏波の読取装置アンテナによって読み取ることができる。
【００３２】
図１４は、共振回路構造のキャパシタンスを増加させるために内部導電層３１が追加された、本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。内部導電層３１は、第１導電層３０および第２導電層３２とコンデンサを形成することになり、共振回路構造のキャパシタンスを増加するとともに共振回路構造のサイズを低減することになる。
【００３３】
図１５は、本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。図１４における実施形態と比較して、本実施形態においては、内部導電層３３が２つの導電部３４によって第２導電層３４１と接続される。内部導電層３３は、第１導電層３５１とコンデンサを形成することになる。また、内部導電層３３上にスリット３５がある。
【００３４】
また、広帯域動作周波数特性を有する２つの他の実施形態もある。図１６は、本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。本実施形態において、第１導電層３６および第２導電層３７は平行ではない。図１７は、２つの伝導ベース部３８が並行ではない他の実施形態を示す。
【００３５】
図１８は、本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。本実施形態においては、第１導電層に接続されるディスクリート部品（複合化や集積化されていない個々の単品部品）３９がある。ディスクリート部品３９は、コンデンサあるいはコイルとできる。コイルが第１導電層と電気的に接続される場合、周波数にわたって共振回路構造のインピーダンス変化はより小さくなることになる。広帯域ＲＦタグ設計を達成できることは理解されよう。
【００３６】
図１９Ａは、本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。図１９Ｂは、図１９Ａに示したＲＦタグの他の図を示す。本実施形態においては、ＲＦタグ４７が金属性ハウジング４５によって保護される。金属性ハウジングには２つの凸部４６がある。金属性ハウジングの２つの凸部４６はＲＦタグの偏波方向に配置されていない。
【００３７】
図２０は、本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。本実施形態においては、複合化／集積化されているコイル４０が第１導電層１４０上に形成される。図２１は、ＲＦタグが第１導電層１４１上に形成された複合化／集積化されているコンデンサ４１を有する、同様な実施形態を示す。第１導電層上のディスクリート部品との接続は同様である。周波数にわたって共振回路構造のインピーダンス変化は小さくなることになり、広帯域ＲＦタグを達成できる。
【００３８】
共振回路構造の他の設計では、広帯域の周波数においてインピーダンスの小さい変化がある。図２２は、本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。本実施形態においては、第１導電層４２１上のスリット４２は伝導ベース部４２３と平行ではない。第１導電層４２１、第２導電層４２５および２つのベース部４２３によって形成されるインダクタンスは、第１導電層４２１上のスリットの方向に沿って変化する。スリット４２が伝導ベース部４２３と平行でない場合、周波数にわたるインピーダンス変化はより小さい。
【００３９】
図２３は、本実用新案出願の他の実施形態にかかるＲＦタグを示す。本実施形態においては、ＲＦデバイス４４が伝導ベース部１４４と電気的に接続される。伝導ベース部上にはスリット４３がある。他の観点では、伝導ベース部１４４が第１導電層の代わりと考える場合、本実施形態において、第１導電層１４４および第２導電層１４６の最長寸法は伝導ベース部２４４の最長寸法より小さい。
【００４０】
なお、明細書および特許請求の範囲を通じて、１つのエレメントが他のエレメントに「連結される」場合、エレメントを他のエレメントに必ずしも固定する、留める、あるいは取り付けることを意味しない。それよりむしろ、語「連結される」は、あるエレメントが他のエレメントに直接的あるいは間接的に接続される、または他のエレメントと電気的な連通状態にあること、を意味する。
【００４１】
本実用新案出願をいくつかの実施形態を特に参照して示し、説明したが、本実用新案の範囲から逸脱することなく種々の変形および変更を行うことができることを述べておく。
【符号の説明】
【００４２】
１  第１導電層
２  第２導電層
３，４  伝導ベース部
５  スリット
６  ＲＦデバイス
８  ＲＦデバイスモジュール
９  ＲＦデバイス
１０  導電層
１１  ＲＦデバイス
１２  ＲＦタグ・アンテナ
１４  ＲＦＩＤチップ
１５  ＲＦＩＤタグ・アンテナ
１８  スリット
１９  第１導電層
２０  導電孤立部
３１  内部導電層
３９  ディスクリート部品
４０  複合化／集積化されているコイル
４１  複合化／集積化されているコンデンサ
４６  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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