(57)【要約】【課題】非常に高速で応答し、金属体にタグを貼り付けても、受信感度を殆ど低下させることのないマイクロ波タグシステムを提供する。【解決手段】マイクロ波送受信回路、アンテナ、情報処理装置およびメモリを少なくとも有し、情報入出力端末機１に接続され、その情報入出力端末機１からの情報を送信する質問器２のアンテナ２１とタグ３のアンテナ３１とが対向するように設けられ、タグ３が金属体４に貼り付けられる場合に、タグ３のアンテナ面（厳密にはアンテナ素子３１ａの裏面側に誘電体３１ｂを介して設けられる地板３１ｃ）と金属体４との距離が少なくとも１０ｍｍ以上離れるように誘電体からなるスペーサ５を介して金属体４に貼り付けられている。【選択図】        図１
2004164055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）情報入出力端末機と、
（２）マイクロ波送受信回路、アンテナおよび情報処理回路を少なくとも有し、前記情報入出力端末機に接続され、該情報入出力端末機からの情報を送信する質問器と、
（３）マイクロ波送受信回路、アンテナ、情報処理回路およびメモリを少なくとも有し、前記質問器からの情報が記録されると共に、被管理品に貼り付けられるタグ
とを有し、前記被管理品の履歴が前記タグに記録されるマイクロ波タグシステムであって、前記タグが金属体に貼り付けられる場合に、該タグのアンテナ面と金属体との距離が少なくとも１０ｍｍ以上離れるように誘電体を介して金属体に貼り付けられてなるマイクロ波タグシステム。
【請求項２】
前記タグのアンテナ面と前記金属体との距離が、前記質問器との間で送受信されるマイクロ波の１／４波長±５０％の距離になるように設定されてなる請求項１記載のマイクロ波タグシステム。
【請求項３】
前記タグが貼り付けられる金属体の面と前記質問器のアンテナ面とが正対しないで、かつ、前記質問器からのマイクロ波の前記金属面による反射が前記タグ近傍で反射波による影響を生じさせないように、前記質問器のアンテナ面と前記金属体のタグ貼り付け面が傾いた位置に設定されてなる請求項１または２記載のマイクロ波タグシステム。
【請求項４】
（１）情報入出力端末機と、
（２）マイクロ波送受信回路、アンテナおよび情報処理回路を少なくとも有し、前記情報入出力端末機に接続され、該情報入出力端末機からの情報を送信する質問器と、
（３）マイクロ波送受信回路、アンテナ、情報処理回路およびメモリを少なくとも有し、前記質問器からの情報が記録されると共に、被管理品に貼り付けられるタグとを有し、前記被管理品の履歴が前記タグに記録されるマイクロ波タグシステムであって、前記タグが金属体に貼り付けられる場合に、該タグが貼り付けられる金属体の面と前記質問器のアンテナ面とが正対しないで、かつ、前記質問器からのマイクロ波の前記金属面による反射が前記タグ近傍で反射波による影響を生じさせないように、前記質問器のアンテナ面と前記金属体のタグ貼り付け面が傾いた位置に設定されてなるマイクロ波タグシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば製品の製造段階での種々のデータを各製品ごとに記録して管理したり、物流の途中工程の状況を管理したりする場合などに用いるマイクロ波タグシステムに関する。さらに詳しくは、データの授受を高速（非常に短いパルス）で行う場合に、タグを金属板などに貼り付ける場合でも、受信電力が低下せず、質問器とタグとの距離が５ｍ程度の遠距離で、確実に送受信することができるマイクロ波タグシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば自動車車体の組立ラインにおいて、各工程での作業内容の指示や検査結果を１台ごとに管理する場合に、たとえば図１３に示されるように、主要な各工程の作業を行う場所に質問器２を設置し、組立品を載置する作業台６などにタグ３を貼り付けて、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）１などにより質問器２に指示を与え、質問器２から質問器２内のアンテナを介してタグ３に情報を送り、必要な情報を各タグ３に記録し、各工程での作業履歴などを一括して管理する方法が用いられている。この情報の授受を高速で行い、各工程での作業効率を改善するため、情報伝達手段としてマイクロ波を用いたマイクロ波タグシステムが用いられている。従来のマイクロ波タグシステムは、主に２．４５ＧＨｚ帯のＩＳＭバンドが使用されており、５０ｋｂｐｓ以下の伝送レートで、たとえば図１３に示されるように、２ｍ程度の通信エリアを確保している。
【０００３】
質問器から送信される電力は、特定小電力無線局移動体識別用無線設備標準規格（ＲＣＲ  ＳＴＤ−２９）品であれば１０ｍＷに制限されており、それ以上に出力を上げることはできない。この規格品外にすれば、出力を上げることができるが、この規格品であれば無免許で設置することができるのに対し、この規格を外れると局内無線局の免許を取得する必要があることと、出力を余り大きくすると他のアンテナへの干渉が発生しやすくなること、という点から出力を大きくすることはベストな解決策にはならない。
【０００４】
前述のように伝送速度の遅い通信状態で、タグの取付け状態によっては、質問器２とタグ３との距離が４ｍ程度でも送受信することが可能であるが、取付け状態によっては、感度が低下し、２ｍ程度が限度である。たとえば、前述の自動車ボディを乗せた非金属の作業台にタグを貼り付ける場合には、比較的安定した受信感度が得られるが、自動車のボディのような金属体に貼り付けると、質問器とタグとの距離により受信電力が図１４に示されるように波を打ち、４ｄＢ程度の変動が生じ、極小状態での受信電力では前述の２ｍ程度が限界となる。なお、図１４中破線は金属板がないときの受信電力を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、タクトタイムを極限まで短くし、作業効率の向上、きめ細かな情報伝達を達成するため、６００ｋｂｐｓ程度の高速アクセスが要求されると共に、５ｍ程度の長距離でも送受信が可能なシステムが要求されてきている。しかし、高速アクセスにすると、ＣＮ比（キャリア／ノイズ）を大きくしないと正確に信号を受信することができず、また、タグの取付け状態によって感度が変動することを避け、常に一定な感度が得られることが必要となる。とくにタグを金属体表面に貼り付けると受信感度が距離により変動して極端に低下する場合（図１４の極小点）があるという問題を解決する必要がある。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、非常に高速で応答し、金属体にタグを貼り付けても、受信感度を殆ど低下させることのないマイクロ波タグシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、金属板にタグを貼り付けた場合に、質問器とタグとの距離により受信感度が周期的に変化し、極小点では２ｍ程度の距離でしか受信することができないという問題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、質問器から放射される送信波が、直接タグのアンテナに入射しようとする波と金属体により反射してタグのアンテナの前に戻ってきた波とが相互に干渉することにより、打消し合いや強め合うことにより生じていることを見出した。そして、タグのアンテナ面の位置を少なくとも１０ｍｍ以上離すことにより、または、質問器のアンテナ面とタグのアンテナ面とを正対（真正面で向き合うこと）させないで、傾けた位置に配置することにより、相互干渉による受信感度の影響を減らすことができ、長距離での受信を安定して得ることができることを見出した。
【０００８】
本発明によるマイクロ波タグシステムは、（１）情報入出力端末機と、（２）マイクロ波送受信回路、アンテナおよび情報処理回路を少なくとも有し、前記情報入出力端末機に接続され、該情報入出力端末機からの情報を送信する質問器と、（３）マイクロ波送受信回路、アンテナ、情報処理回路およびメモリを少なくとも有し、前記質問器からの情報が記録されると共に、被管理品に貼り付けられるタグとを有し、前記被管理品の履歴が前記タグに記録されるマイクロ波タグシステムであって、前記タグが金属体に貼り付けられる場合に、該タグのアンテナ面と金属体との距離が少なくとも１０ｍｍ以上離れるように誘電体を介して金属体に貼り付けられている。
【０００９】
ここに被管理品に貼り付けるとは、被管理品に直接貼り付ける場合のみならず、被管理品の台車や作業台など、被管理品と特定の関係にあり、被管理品を特定できる物体を含む意味である。
【００１０】
この構成にすることにより、送信波と金属体により反射した反射波とがタグのアンテナ表面に到達しても、相互に干渉して打ち消し合う割合が小さく、極端な受信電力の減少という問題を引き起すことがない。その結果、非常に安定した受信感度を得ることができる。
【００１１】
前記タグのアンテナ面と前記金属体との距離が、前記質問器との間で送受信されるマイクロ波のほぼ１／４波長±５０％の距離になるように設定されることにより、反射波はほぼλ／２（１８０°）の位相がずれるため、反射波による符号の反転と相俟って強め合うことになり、より一層相互間の干渉を防ぐことができる。しかも、この関係は、金属体とアンテナ面との関係で決まるため、質問器のアンテナ面とタグのアンテナ面との距離に拘わらず、常に強め合うことになる。
【００１２】
前記タグが貼り付けられる金属体の面と前記質問器のアンテナ面とが正対しないで、かつ、前記質問器からのマイクロ波の前記金属面による反射が前記タグ近傍で反射波による影響を生じさせないように、前記質問器のアンテナ面と前記金属体のタグ貼り付け面が傾いた位置に設定されてなることにより、反射波が送信波の方向に反射しないため、より干渉を防止することができて好ましい。
【００１３】
本発明によるマイクロ波タグシステムの他の形態は、（１）情報入出力端末機と、（２）マイクロ波送受信回路、アンテナおよび情報処理回路を少なくとも有し、前記情報入出力端末機に接続され、該情報入出力端末機からの情報を送信する質問器と、（３）マイクロ波送受信回路、アンテナ、情報処理回路およびメモリを少なくとも有し、前記質問器からの情報が記録されると共に、被管理品に貼り付けられるタグとを有し、前記被管理品の履歴が前記タグに記録されるマイクロ波タグシステムであって、前記タグが金属体に貼り付けられる場合に、該タグが貼り付けられる金属体の面と前記質問器のアンテナ面とが正対しないで、かつ、前記質問器からのマイクロ波の前記金属面による反射が前記タグ近傍で反射波による影響を生じさせないように、前記質問器のアンテナ面と前記金属体のタグ貼り付け面が傾いた位置に設定されている。
【００１４】
このような構成にしても、金属体による反射波は、タグを中心として左右で経路が異なるため、送信波との干渉を軽減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明のマイクロ波タグシステムについて説明をする。本発明によるマイクロ波タグシステムは、図１（ａ）にその一実施形態の概略説明図が示されるように、マイクロ波送受信回路、アンテナおよび情報処理回路を少なくとも有し、情報入出力端末機１に接続され、その情報入出力端末機１からの情報を送信する質問器２のアンテナ２１とタグ３のアンテナ３１とが対向するように設けられ、タグ３が金属体４に貼り付けられる場合に、タグ３のアンテナ面（厳密にはアンテナ素子３１ａの裏面側に誘電体３１ｂを介して設けられる地板３１ｃ）と金属体４との距離ｄが少なくとも１０ｍｍ以上離れるように誘電体からなるスペーサ５を介して金属体４に貼り付けられている。
【００１６】
情報入出力端末機１は、たとえばパソコンなどの、質問器２との情報を授受する入出力機で、パソコンに限らず、携帯端末機などを用いることもできる。
【００１７】
質問器２は、構成例の一例が図２にブロック図で示されるように、主として情報処理回路、送信回路、アンテナ２１および受信回路からなり、送信回路にはマイクロ波を発生させるマイクロ波発振器と振幅変調（ＡＳＫ）させてデジタル化するための変調器からなっている。変調されたマイクロ波は、サーキュレータＣを介してアンテナ２１よりタグ３に送信され、また、タグ３から送り返される情報を、サーキュレータを介して受信回路に送られ、受信回路では周波数変換器によりベースバンド信号に変換して、復調器により情報信号を取り出し、情報処理回路のデータ処理部で処理される構成になっている。この構成で、情報入出力端末機１から入力される情報をタグに伝達すると共に、必要な情報をタグに記録し、さらにタグからの情報を情報端末機１により読み出すことができるようになっている。なお、図示されていないが、入出力端末機やタグから送られてくる情報を記録したり、質問内容などをプログラム化したものを保存するメモリも設けられている。
【００１８】
また、アンテナ２１は、後述するタグ３のアンテナ３１と同様に誘電体基板表面に形成された放射電極と裏面側に設けられる地板とからなる平板状のパッチアンテナなどが用いられる。
【００１９】
タグ３は、質問器２との間で情報の授受を行うと共に、タグが貼り付けられた被管理物品に関する質問器２から送られる個別情報（たとえば自動車の車種、車体Ｎｏ、部品ロットＮｏ、作業者名、検査結果のデータなど）や製造工程における履歴などが記録されるもので、図１（ｂ）にその一例の配置図が示されるように、プリント基板３２などの表面に銅箔などからなる放射電極３１ａ、マイクロ波送受信回路３３、情報処理回路（ＣＰＵ）３４およびメモリＩＣ３５などが設けられている。放射電極３１ａの裏面には、図１（ａ）に示されるように、誘電体基板３１ｂ（プリント基板３２）を介して銅箔などからなる地板３１ｃが設けられることにより、平板状のアンテナ３１が構成されている。さらに地板３１ｃの裏側には図示しないバッテリが設けられている。そして、送受信回路などの回路が形成された部分のプリント基板３２の裏面には配線が設けられ、それぞれが接続されて樹脂で覆われている。
【００２０】
このプリント基板３２が図１（ａ）に示されるように、プラスティック製のケース３６に収められ、プラスティックケース３６の底面が被管理物品である所望の製品またはその付属物体に貼り付けられる。本発明では、このタグ３が、図１（ａ）に示されるように、誘電体からなるスペーサ５を介して金属体４に貼り付けられていることに特徴がある。なお、このスペーサ５は、後述するように、タグ３のアンテナ面と金属体４との距離ｄを一定間隔遠ざけるのが目的であり、タグ３のケース３６の底面側を大きくして、ケース３６の底面とアンテナ３１との距離を、空間を介して大きくしておけば、スペーサ５がなくても直接タグ３を金属体４に貼り付けることができる。要は、タグ３のアンテナ面が誘電体を介して金属体４と離間しておればよい。
【００２１】
前述のように、従来の図１３に示される構成で、作業台などのタグ３が貼り付けられる物体６が金属体である場合に、質問器２とタグ３との距離により受信感度が周期的に変化し、極小点では２ｍ程度の距離でしか受信することができないという問題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、質問器２から放射される送信波が、直接タグ３のアンテナに入射しようとする波と金属体により反射してタグ３のアンテナの前に戻ってきた波とが相互に干渉することにより、打消し合いや強め合うことにより生じていることを見出した。
【００２２】
すなわち、図６にタグが貼り付けられる金属板４近傍の説明図が示されるように、たとえば金属板４が質問器２のアンテナ面と平行な面とのなす角度をθとし、質問器２のアンテナからの送信波がほぼ平行に進むとし、質問器２のアンテナ面から垂直に進む直接波Ｃのタグ近傍のＲ点での干渉を検討する。質問器２のアンテナ面とＲ点との距離をＬ、直接波Ｃと平行な直接波Ｄが金属板４で反射する点ＰとＲ点との間の直接波Ｃと平行な方向の距離をτ１とし、Ｐ点とＲ点との直線距離をτ２とし、直接波Ｃと平行な直接波Ｅの金属板４で反射する点ＱとＲ点との間の直接波Ｃと平行な方向の距離をτ３、Ｑ点とＲ点との直線距離をτ４とする。また、ＰとＱとの距離を２ａとし、直接波Ｃはその中点に向う電波とし、Ｒ点と金属板４との直接波Ｃの方向に沿った間隔をｄとする。
【００２３】
Ｒ点における直接波ＣとＰ点で反射した反射波１との経路の差をΔＬ１とすると、ΔＬ１＝τ１＋τ２
ここで、τ１＝ｄ＋ａｓｉｎθ
τ２＝（ａ２ｃｏｓ２θ＋τ１２）１／２＝（ａ２＋ｄ２＋２ｄａｓｉｎθ）１／２
経路差ΔＬ１により発生する到達する２つの波の位相差をφ１とすると、
φ１＝ΔＬ１／λ×３６０°  ここで、λは電波の波長
Ｒ点における直接波ＣとＱ点で反射した反射波２との経路の差をΔＬ２とすると、ΔＬ２＝τ３＋τ４
ここで、τ３＝ｄ−ａｓｉｎθ
τ４＝（ａ２ｃｏｓ２θ＋τ３２）１／２＝（ａ２＋ｄ２−２ｄａｓｉｎθ）１／２
経路差ΔＬ２により発生する到達する２つの波の位相差をφ２とすると、
φ２＝ΔＬ２／λ×３６０°
ここでＲ点、すなわちタグのアンテナで受信する電波を直接波と反射波１、反射波２の合成であると考えると、合成波の振幅ベクトルＴは式（１）で表せる。
【００２４】
【数１】
2004164055.tif 000003
【００２５】
ここで、ベクトルＡは、直接波の振幅（１〜０の範囲）、ベクトルＢは、反射波の振幅（−１〜０の範囲）を示す。
【００２６】
ここで、タグ３は、前述の図１３に示されるように、タグが貼り付けられる物体６（金属板）に対して波長と比較して充分に短い距離で取り付けられるとすると、質問器２に対して正対するような角度、すなわち、θ＝０°を上記の式に挿入して計算すると、前述の図１４に示されるような質問器との距離に対して、タグアンテナの受信電力が得られる。すなわち、従来の構造のマイクロ波タグシステムでは、金属板にタグを貼り付けると、図１４に示されるような受信電力が質問器２との距離により変動することを避けることができない。なお、図１４では、縦軸を受信電力として表しているが、前述の式（１）のベクトルＴと同じものを指している。図１４の波を打つ波形の極小点は、ほぼλ／２ごとに現れた。一方、図１４に破線で示されるように、金属板がない場合には、質問器２との距離が遠ざかるにつれて若干低下するが、波を打つことなく、ほぼ一定の受信電力が得られ、金属板に貼り付ける場合には、その反射波と直接波との干渉により生じることが判明した。
【００２７】
そして、図１に示されるように、タグ３と金属体４との間に発泡スチロールのような低誘電率のスペーサ５を介在させ、タグ３のアンテナ３１面の位置を少なくとも金属体４から１０ｍｍ以上離すことにより、相互干渉による受信感度の影響を減らすことができ、長距離での受信を安定して得ることができることを見出した。
【００２８】
金属体４として、６００ｍｍ×６００ｍｍの金属板を用い、このスペーサ５の厚さを種々変化させて、アンテナ３１面と金属板４との間隔を変化させたときの受信電力の変化を調べた結果を、図３（ａ）および（ｂ）に受信電力（ｄＢｍ）と受信電力変動幅（ｄＢ）でそれぞれ示す。タグ３のアンテナ３１面とケース３６底面との間隔が５ｍｍ程度あるため、スペーサ５の厚さは図３に示される寸法から５ｍｍ程度差し引いた寸法になる。
【００２９】
図３（ａ）から明らかなように、タグ３のアンテナ面と金属板４との間隔が１５ｍｍ〜４５ｍｍの範囲で、非常に高感度の受信電力が得られ、少なくとも１０ｍｍ以上離せば受信感度を向上させることができることを示している。また、図３（ｂ）から、３５ｍｍのときに受信変動幅が最小になり、最も好ましい間隔であることが分る。この３５ｍｍは、使用するマイクロ波の周波数帯２．４５ＧＨｚのλ／４（３０．６ｍｍ）に近く、ほぼλ／４の距離にすることが望ましいことが分る。この最適値の距離は、金属板４の大きさを変化させると変動し、スペーサの誘電率やアンテナ裏面に電池が介在される場合など、周囲環境により異なり、λ／４の３０．６ｍｍとずれているのは、これら周囲の環境に基づいているものと考えられ、電気的にλ／４の近傍にするのが好ましいと考えられる。なお、近傍とは、前述の周囲環境に大きく依存するため、±５０％程度、好ましくは±３０％程度と考えられる。
【００３０】
このように、ほぼλ／４の距離であれば、直接波の位相がどういう位相であれ（質問器とタグとの距離がいくつであれ）、直接波と反射波との位相がほぼ１８０°ずれることになり、反射波で向きが変っていることから、常にタグのアンテナ面で強め合って高い受信電力が得られるためと考えられる。
【００３１】
また、図４（ａ）〜（ｃ）に、金属板のない場合（ａ）と、金属板にタグを貼り付けた場合（ｂ）と、図１に示される３０ｍｍ厚のスペーサ５を挿入して（タグ３のアンテナ面との間隔は３５ｍｍ程度）金属板４にタグ３を貼り付けた場合のビームパターンが示されている。図４から、従来構造のタグを金属板に貼り付けない状態では、ビームの中心が−２０°の位置で、正面利得が１．９７ｄＢｉあったものが、金属板に貼り付けるとビームの中心が＋２０°となりビームチルトが４０°になると共に、正面利得は−０．２４ｄＢｉに減少していた。これを本発明のスペーサ５を介して金属板４に貼り付けると、図４（ｃ）に示されるように、ビームの中心が−２０°程度と殆ど金属板のない状態と同じとなり、正面利得も１．５４ｄＢｉとほぼ金属板のない状態に戻っていることが分る。
【００３２】
タグ３のアンテナ面と金属板４との距離を３５ｍｍにしたとき（３０ｍｍ厚のスペーサ５を挿入したとき）の質問器２とタグ３との距離を種々変更したときの受信電力の変化を測定した結果が、図５に示されている。図５から明らかなように、この場合でもほぼλ／２の周期で波を打ちながら距離が遠くなるにつれて受信電力が低下するが、この振幅は小さく、また、ほぼ極小のときの受信電力は金属板がないときの受信電力（破線で示す）とほぼ同程度で、どの距離でもほぼ金属板がない場合以上の受信電力が得られることが分る。
【００３３】
前述のように、本発明者らがさらに鋭意検討を重ねた結果、図７に示されるように、質問器２のアンテナ面と金属板４に貼り付けられたタグ３のアンテナ面とを正対させないで、角度θだけ傾けて配置することによっても高い受信電力が得られることを見出した。以下に示す例では、質問器２の方向を一定としてタグ３を貼り付けた金属板４（大きさ６００ｍｍ×６００ｍｍ）の向きを傾けたが、質問器２のアンテナ面とタグ３のアンテナ面との相対的な傾きがあればよく、質問器２のアンテナ面を傾けても同様である。
【００３４】
すなわち、質問器２のアンテナ面と平行な面に対して、金属板４の傾きが０、１５°、３０°のときの受信エリアを調べた図が図８〜１０に示されている。なお、この図８〜１０は、タグ３を、厚さ４ｍｍ程度の磁石で金属板４に貼り付けた状態で金属板４ごと傾けたもので、質問器２からタグに読出し命令を行い、その応答があるかどうかで受信できたか否かを検出したもので、ｘ方向（質問器のアンテナ面の面内方向）およびｙ方向（質問器とタグの対向方向）を共に１０ｍｍ間隔の点で、７５００回づつ測定して、２５６パケット中の通信測定ＮＧの頻度が０〜５０回、５１〜１００回、１０１〜２００回、２０１回以上に振り分け、ＮＧ頻度が０〜５０回の点の範囲を囲んで測定エリア（斜線で示した部分）として示した図である。また、この測定においては、送信波の出力を落して測定しており、受信距離の絶対値を見るものではなく、角度を傾けたときの相対的な受信エリアを調べたものでｙ方向の距離（質問器とタグとの間隔）は実際より小さくしてある。
【００３５】
図８〜１０から明らかなように、傾きが０で質問器２と正対しているときは、受信し得る距離（質問器とタグとの距離）ｙが１７５０ｍｍを越えるとｙの位置により感知できたりできなかったりする（それより近い距離でも部分的にＮＧ領域が発生する）が、１５°傾けると図９に示されるように、ｙが１８５０ｍｍまでは問題がなく、また、３０°傾けた場合には、ｘ方向によってはｙが１９００ｍｍ近傍で測定できない部分はあるものの、ほぼ２２００ｍｍ程度でも問題がなく受信できる。すなわち、図１１に示されるように、傾き角度θを大きくするほど受信エリアは広くなり、極小点の受信電力が大きくなることを示している。これは、傾けると送信電波のビームが傾くが、それ以上に金属板４による反射波により弱め合うという現象が小さくなるため、受信感度としては向上することを意味している。
【００３６】
このように、質問器２のアンテナ面とタグ３のアンテナ面とを正対させないで、傾けることにより、受信エリアが広くなる理由は、金属体４による反射波が、タグ３の左右の経路長の違うものが干渉するため、タグ３の表面で直接波との干渉が起きにくくなるためと考えられる。
【００３７】
なお、傾ける角度は、前述のように、少なくとも３０°程度までは傾けるほど、受信エリアが広がるという効果があり、僅かでも傾ければその効果が生じる。最適な角度は、金属板の形状、大きさ、タグアンテナの特性により変化するが、傾ける角度が余り大きくなって、タグアンテナのビーム半値幅を超えると直接波自身の受信が弱まることにより、受信電力が低下する。したがって、傾ける角度は余り大きくしない方がよいが、前述のように、少なくとも３０°程度まではできるだけ傾けた方が、受信エリアが広がり効果がある。なお、傾ける角度の最適値は、金属板の形状、大きさ、タグアンテナの特性などにより変化するため、一概には特定できない。
【００３８】
また、この傾ける方向は、質問器２のアンテナ面に対して傾いていればよいが、製造工程などで隣接してマイクロ波タグシステムが稼動される場合には、隣接する質問器の方に反射波が向かって影響を与えないように、注意する必要がある。
【００３９】
図１２は、本発明の他の実施形態を示す図である。すなわち、前述のスペーサ５をタグ３と金属体４との間に挿入するのと、質問器２のアンテナ面とタグ３のアンテナ面とを正対させないで、傾けて配置する構造の両方を採用した構造である。このように両者を組み合せることにより、相乗的効果が得られる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、マイクロ波タグシステムにおいて、タグを金属体に貼り付ける場合でも、その影響を殆ど受けない状態でシステムを稼動することができるので、たとえば自動車の製造工程で、各工程での管理を行う場合に、自動車ボディの屋根などに、タグを磁石などを用いて取り付けることができ、わざわざ金属以外のものにタグを取り付けなくても、非常に高速度の通信により管理することができる。しかも、受信感度が向上するため、たとえば前述の自動車ボディの屋根にタグを取り付ける場合、質問器を天井に取り付けても充分に送受信することができ、邪魔にならないで質問器などの配置をすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマイクロ波タグシステムの概略説明図およびタグの一例の概略説明図である。
【図２】図１の質問器の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示される構成で、タグのアンテナ面と金属板との距離を変えたときの受信電力およびその変動幅の変化を示す図である。
【図４】図１に示される構成で、タグのアンテナ面と金属板との距離を３５ｍｍとしたときのビーム特性（ｃ）を、金属板を設けない状態（ａ）と金属板に直接タグを貼り付けた状態（ｂ）と比較して示したである。
【図５】図１に示される構成で、タグのアンテナ面と金属板との距離を３５ｍｍとしたときの質問器とタグとの距離を変えたときの受信電力の変化を示す図である。
【図６】金属板による反射波により干渉する影響を説明する図である。
【図７】本発明の他の実施形態を説明する構成説明図である。
【図８】タグを傾けた状態の受信エリアを比較するための金属板に直接タグを貼り付けて傾けないときの受信エリアを示す図である。
【図９】タグを１５°傾けた状態の受信エリアを示す図である。
【図１０】タグを３０°傾けた状態の受信エリアを示す図である。
【図１１】タグの傾き角度と受信感度との関係を示す概略図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態を示すタグシステムの構成図である。
【図１３】従来のマイクロ波タグシステムの構成図である。
【図１４】従来のタグシステムで、タグを直接金属板に貼り付けたときの質問器とタグとの距離に対する受信電力の関係を示す図である。
【符号の説明】
１    情報入出力端末機
２    質問器
３    タグ
４    金属体
５    スペーサ
２１    アンテナ
３１    アンテナ
【図１】
2004164055.tif 000004
【図２】
2004164055.tif 000005
【図３】
2004164055.tif 000006
【図４】
2004164055.tif 000007
【図５】
2004164055.tif 000008
【図６】
2004164055.tif 000009
【図７】
2004164055.tif 000010
【図８】
2004164055.tif 000011
【図９】
2004164055.tif 000012
【図１０】
2004164055.tif 000013
【図１１】
2004164055.tif 000014
【図１２】
2004164055.tif 000015
【図１３】
2004164055.tif 000016
【図１４】
2004164055.tif 000017