(57)【要約】  電磁的タグ（１２４）を動作へ駆動するために、入射電磁場を増強出来るよう、２つの導電面（１０２，１０４，１０６）間に規定される単一面から延びる共振誘電体空洞を具備する装置。該空洞は２枚以上の層上に延び、Ｃ又はＳ型の又は渦巻きのプロフイルを取り入れることが出来る。【選択図】  図１ａ
2010514243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電面の間に規定された共振誘電体空洞を具備し、該共振誘電体空洞は、１つの前記導電面のエッジにて電磁場を増強するよう適合され、前記誘電体空洞が非平面状であることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記誘電体空洞が、導電壁間に規定された２つ以上の誘電体層を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記層が相互にオフセットされていることを特徴とする請求項２の記載の装置。
【請求項４】
前記層が相互に対して角度付けされていることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項５】
前記層が該層の端部で接合されていることを特徴とする請求項２から４の何れか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記空洞が独特の路長を有することを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載の装置。
【請求項７】
前記誘電体空洞が、断面が実質的に「Ｃ」型であることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記誘電体空洞が、断面が実質的に「Ｓ」型であることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項９】
前記誘電体空洞が、断面が実質的に渦巻き型であることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項１０】
前記空洞が多数の路長を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１１】
第１及び第２導体層間に配置された第１誘電体層と、前記第２導体層及び第３導体層間に配置された第２誘電体層と、を具備し、前記第１及び第３導体層は１端で電気的に接続されており、該接続により前記第１及び第２誘電体層を接合する第１誘電体接続領域を規定しており、前記第３導体層の開いたエッジに於ける設置サイトで電磁場を増強するよう適合されることを特徴とする電子デバイス用設置部品。
【請求項１２】
前記第１及び第２導体層が、前記接続領域の反対側の端部壁により電気的に接続されることを特徴とする請求項１１記載の設置部品。
【請求項１３】
前記第３導体層及び第４導体層の間に配置された第３誘電体層を更に具備しており、前記第２及び第３誘電体層が前記第１接続領域の反対側の第２接続領域により接合されることを特徴とする請求項１１記載の設置部品。
【請求項１４】
少なくとも部分的に前記場増強範囲内に配置されたイーエムタグを具備することを特徴とする請求項１から１３の何れか１つに記載の設置部品又は装置。
【請求項１５】
前記タグが前記導体層又は面から電氣的に分離されることを特徴とする請求項１４記載の設置部品又は装置。
【請求項１６】
前記タグが差動的容量性結合により電力を与えられることを特徴とする請求項１４又は
１５記載の設置部品又は装置。
【請求項１７】
該イーエムタグが低Ｑアールエフアイデータグであることを特徴とする請求項１４，１５又は１６の何れか１つに記載の設置部品又は装置。
【請求項１８】
該設置部品又は減結合器の合計厚さがλ／４、又はλ／１０、又はλ／３００又はλ／１０００より小さく、λが意図された動作波長であることを特徴とする請求項１から１７の何れかの１つに記載の設置部品又は装置。
【請求項１９】
該設置部品の合計厚さが１ｍｍ以下、又は５００マイクロメートル以下、又は２００マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１から１８の何れか１つに記載の設置部品又は装置。
【請求項２０】
前記電磁場が５０，１００，又は２００より大きいか又は等しい因数で増強されることを特徴とする請求項１から１９の何れか１つに記載の設置部品又は装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁場の局所的操作に関し、特に、他にも使えるが、アールエフ（ＲＦ）（無線周波）タグ（ｔａｇｓ）が、さもないと該タグの使用を妨げる材料上に設置されるのを可能にする放射操作デバイスの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
アールエフタグは、特に店又は倉庫環境内の物品用に、品物の識別及び追跡用に広く使われる。この様なタグで共通に経験される１欠点は、もし金属面上に直接置かれる場合、それらの読み取り範囲が受け入れ不可能なレベルに減じられ、典型的には該タグは読み取られ得ない、又は問い合わせられ得ない。これは、伝播波無線周波タグが入射放射を受信するため一体化アンテナを使い、該アンテナの寸法、形状が該アンテナが共振する周波数、従って該タグの動作周波数｛典型的には８６６ＭＨｚ、又は９１５ＭＨｚであり、８６０−９６０ＭＨｚがユーエイチエフ（ＵＨＦ）（極超短波周波数）測距タグ用の認可範囲であり、マイクロ波測距タグ用は２．４−２．５ＧＨｚ又は５．８ＧＨｚである｝を指令するからである。該タグが金属面の近くに又は金属面に直接接触して置かれると、該タグの導電性アンテナはその面と相互作用し、従ってその共振特性は劣化するか、又は−より典型的には−無効化される。従って、籠又は容器の様な金属物品の追跡は極超短波のアールエフタグを用いては達成が非常に難しいので、ジーピーエス（ＧＰＳ）の様な、他のもっと高価な標定システムが使われねばならない。
【０００３】
又極超短波周波数のアールエフアイデータグ（ＲＦＩＤ  ｔａｇ）は、或る種のガラスの様なアールエフ波と相互作用する何等かの面、例えば水又は樹液の高含有量を有する或る種の木材の様な著しい水含有量を有する面、に付けられる時、同様な問題を経験する。例えば、水の瓶、ドリンクカン、人体他の様な水を含む／収容する材料に付ける時も問題に遭遇する。
【０００４】
この問題は、受動的タグ、すなわち、一体化された電源を有せず、動作用入射エネルギーに依存するタグ、に於いて特に真である。しかしながら、搭載バッテリーの様な電源を使う半受動的及び能動的タグも又この問題のために有害な影響を受ける。
【０００５】
この問題に関する１方法は該アールエフタグと該面の間に発泡体のスペーサー又は設置部を置き、該アンテナと該面の間の相互作用を防止することである。現在利用可能なシステムでは、該アールエフタグを該面から充分な量だけ物理的に隔てるために、該発泡体スペーサーは少なくとも１０−１５ｍｍの厚さである必要がある。明らかに、この厚さのスペーサーは多くの応用では非実用的で、偶然打たれたり、損傷されがちである。
【０００６】
他の方法には特定のアールエフタグを特定の環境にインピーダンスマッチングさせるよう設計された独特のパターン化アンテナの提供がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第ＰＣＴ／ＧＢ２００６／００２３２７号パンフレット
【特許文献２】英国特許出願第ＧＢ０６１１９８３．８号明細書
【発明の概要】
【０００８】
従って、本発明の第１の側面は、導電面の間に規定された共振誘電体空洞を具備し、前記導電面の１つのエッジで電磁場を増強するよう適合されており、前記誘電体空洞が非平
面状である装置を提供する。
【０００９】
この様な装置は、該空洞の開いたエッジに於いて、第１導電層に隣接する設置サイトの該増強場に応答するイーエムタグ又はデバイス用の設置部品又は可能化部品を提供する。
【００１０】
該共振空洞は、或る識別タグの場合の金属面の様な、さもないと該電子デバイスの性能を低下させる面又は材料から、該電子デバイスを有利に減結合又は分離させる。この特性はここで参照し、本出願人の同時係属中の出願である特許文献１及び２で良く文書で裏付けられている。これらの出願は広範囲の識別タグ、特に伝播波相互作用に依存する識別タグ（磁気的タグにより示される誘導的結合と相対して）の放射減結合を説明している。従って、我々の好ましい実施例は大きい範囲のシステムタグへの応用を含む（例えば、遠隔場デバイスとも呼ばれる、極超短波測距及びマイクロ波測距タグ）。
【００１１】
上記参照出願は平面誘電体層が２つの実質的に平行な導電層間に規定される減結合器を説明する。或る説明される減結合器では、第１層は少なくとも１つの空き範囲では第２層に上乗りしない。これは該空洞の両端で開いている定在波用副波長共振空洞と考えられる構造体に帰着する。該空洞長さが入射放射の波長の実質的に半分である場合、定在波状況が作られ、すなわち、該設置部は前記特許文献１で規定される１／２波減結合器として作用する。
【００１２】
この構造体は該コア内の電磁場強さが共振式に強調されることに帰着し、強め合い干渉は入射放射の強さより５０又は１００倍大きい場強さに帰着する。有利なことに、２００、更には３００以上の増強因数さえもたらされ得る。典型的に非常に小さいデバイスを含む特定の応用では、２０，３０又は４０倍の低い増強因数でも、この様な増強無しには不可能な読み取りシステムに帰着する。場のパターンは、電場が該空洞の開端で最強である（波腹を有する）ようにされる。薄い厚さを有する空洞のために、場の強さは該空洞外の開端から離れて距離が増すと共に非常に速く低下する。これは高く増強された場の領域に平行な開端を越えると、短い距離−典型的には５ｍｍ−でゼロに近い電場の領域に帰着する。従って、この範囲に置かれた電子デバイス又はイーエムタグは、該タグと減結合器が設置される面に関係なく、高い場勾配と高い電位勾配に曝される。
【００１３】
高い電位勾配の領域に置かれたイーエムタグは差動的容量性結合を受け、空洞からの高い電位に曝されるタグの部分は、容量性結合の性質がそうである様に、自身高電位に荷電される。低い電位に曝されたタグの部分は同様に低い電位に荷電される。もしチップの両側のイーエムタグの部分が異なる電位の領域にあるなら、これはチップ両端の電位差を創り、該電位差は、本発明の実施例では、チップを動作へ駆動するのに充分である。該電位差の大きさは、減結合器の寸法及び材料と、該イーエムタグの位置及び配向と、に依る。
【００１４】
典型的なイーピーシージーイーエヌ２アールエフアイデー（ＥＰＣ  Ｇｅｎ  ２  ＲＦＩＤ）チップは０．５Ｖのしきい値電圧を有し、その下では該チップは読み取られない。もし、該空洞の開端間の該全電圧がチップ間に現れるとしたら、１ｍｍ厚さのコアと該開端間の電場の簡単な積分とに基づき、電場は約２５０Ｖ／ｍの大きさを有する必要がある。もし該デバイスでの典型的入射波振幅が−約５ｍの距離で動作する標準アールエフアイデー読み取りシステムと調和して−２．５Ｖ／ｍなら、約１００の増強因数が必要である。場増強がより大きい実施例は、入射振幅の増強が該チップに電力を与えるのに不充分にならないうちに、より大きい読み取り範囲を与える。
【００１５】
この様な減結合器では、第２導体層の長さが第１導体層と少なくとも同じ長さであるのが便利である。好ましくは第２導体層は第１導体層より長いのがよい。
【００１６】
好ましくはタグは実質的に空き範囲（ａｒｅａ  ｏｆ  ａｂｓｅｎｃｅ）上で設置サイトに設置される、又は設置され得るのがよい。又電磁場は誘電体コア層の或るエッジで増強され、従って便利なことは、設置サイトは又増加した電場を示す誘電体コア層のエッジの少なくとも１つに配置されてもよいことである。
【００１７】
アールエフタグは、例えば１００ＭＨｚから６００ＧＨｚまでの範囲に於ける様な、どんな周波数で動作するよう設計されてもよい。好ましい実施例では、該アールエフタグは、例えば、チップとアンテナを有し、８６６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ又は９５４ＭＨｚで動作するタグの様な、ユーエイチエフ（極超短波周波数）タグ、又は２．４−２．５ＧＨｚ又は５．８ＧＨｚで動作するマイクロ波測距タグである。
【００１８】
空き範囲（複数を含む）は小さな、個別交叉部、又はＬ型であると説明されるが、スリットである方が便利であり、そこでは該スリットの巾は、意図される動作波長より小さい。スリットは導体層材料内の何等かの直線の又はカーブしたチャンネル、溝又は空虚部であってもよい。該スリットはオプションで非導電材料又は更に進んだ誘電体コア層材料で充たされてもよい。
【００１９】
説明した構造体は従って放射減結合デバイスとして作用してもよい。第１及び第２導体層は誘電体コアをサンドウイッチにする。第１導体層が少なくとも２つの島、すなわち空き範囲又はスリットで分離された導電領域を有する場合、好ましくは該１つ以上の空き範囲は、該誘電体コアを大気に曝す、波長より下の空き範囲（すなわち、少なくとも１次元でλより短い）、又はより好ましくは、波長より下の巾のスリットであるのがよい。便利なことであるが、該空き範囲が１つの島を形成するために該減結合器の周辺で起こる場合、又は該誘電体コアの少なくとも１つのエッジが該空き範囲を形成する場合、前記空き範囲はその巾で波長より下である必要はない。
【００２０】
減結合器構造体の誘電体コアと第１導体層の合計厚さは、その合計厚さで４分の１波長より小さくてもよく、従って従来技術のシステムに比較してより薄く、より軽いことが注目される。該誘電体層の選択は該減結合器が柔軟であることを可能にし、該減結合器がカーブした面に付けられることを可能にする。
【００２１】
或る説明した減結合器の第１導体層の長さＧは
【００２２】
【数１】
2010514243.tif 000003
【００２３】
で決められ、そこではｎは該誘電体の屈折率、λは該減結合器の意図動作波長である。明らかに、これは第１調波（すなわち、基本波）周波数用であるが、他の共振周波数が使われてもよい。
【００２４】
便利なことであるが、基本共振周波数より他の高調波周波数に対応する長さＧのスペーシングを有する減結合器を提供するのが望ましくてもよい。従って、該長さＧは
【００２５】
【数２】
2010514243.tif 000004
【００２６】
で表されてもよく、そこではＮは整数である（Ｎ＝１は基本波を示す）。大抵の場合、基本波周波数を使うことは、該基本波周波数が最も強い応答を典型的に提供するので、望ま
しいが、しかしながら高調波動作は、例えそれが性能の項目で理想化されなくても、より小さい専有面積（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）、より低いプロフアイルそして向上したバッテリー寿命の項目で利点を提供する。
【００２７】
他の説明した減結合器の誘電体空洞を考えると、第１層及び第２層は１つのエッジで電気的に接続され、局部では実質的に“Ｃ”型の断面を形成する。これは空洞の１端で閉じる定在波用の波長より下の共振空洞と考えられる構造体に帰着する。該空洞長さが入射放射の波長の実質的に４分の１である場合、定在波状況がもたらされ、すなわち該設置部は前記特許文献２で規定される１／４波長減結合器として作用する。
【００２８】
この様な減結合器では、２つの導体層が空洞構造体を形成すると考えられてもよく、該構造体は、同調導体層を形成するために、第１導電側壁に接続された導電ベース部分と、第２導電側壁と、を有しており、該第１導電側壁と該第２導電側壁は隔てられ、実質的に平行である。
【００２９】
該導電ベース部分は電場を該ベース部分で最小（すなわち、節）とならせ、従って該導電ベース部分に対する該空洞構造体の反対端で、電場は最大になる（波腹）。この範囲に置かれた電子デバイス又はイーエムタグは従って、該タグ及び減結合器が設置される面に無関係に、強い場の範囲に配置される。
【００３０】
便利なことは、該第１導電側壁は該導電ベース部分から測って約λｄ／４の連続長さを有しており、ここでλｄは動作周波数ｖでのイーエム放射の、該誘電材料内での波長である。
【００３１】
上記説明の１／２及び１／４波長の両減結合器は同調導体層と更に進んだ導体層とを有し、好ましくはこの更に進んだ導体層は、該同調導体層と少なくとも同じ長さであるのがよく、或いはより好ましくは該同調導体層より長いのがよい。
【００３２】
該２つの導体層は誘電体層により分離される。それらは前に規定された閉空洞１／４波減結合器を創るために１端で電気的に接続されるか、又は低い電場強さの領域に該２つの導体層間の導電路を有してもよい。しかしながら、高電場強さの領域、開端された１／２波長版用の減結合器の周辺、又は１／４波長（閉端）版用の１つより多い端部又は周辺には、該２つの導体層間の電氣接続部は実質的にあるべきでない。
【００３３】
アールエフアイデーにより追跡されるべき金属ボデイ用には、該減結合器の導体層の少なくとも１つが前記金属ボデイの部分であってもよいことが注意される。
【００３４】
アールエフタグは一般にそれらの動作波長（例えば、その基本波／第３調波）と略比較される長さの一体型アンテナに電氣的に接続されるチップから成る。本発明人は、遙かに小さく、同調しないアンテナ（すなわち、それは極超短波波長で効率的に動作すると普通期待されない）を有するタグが、ここで説明される減結合用部品と連携して使われてもよいことを見出した。通常この様な‘妨げられた’アンテナ（時には、当業者が評価する様に低Ｑアンテナと呼ばれる）を有するタグは開いた空間では２，３ｃｍ又は数ｍｍの読み取り範囲しか有しない。しかしながら驚くべきことに、本発明の減結合器上に設置された低Ｑアンテナを有するこの様なタグを使うことは動作可能であり、減結合器無しで自由空間で動作する最適化された商業的に入手可能なイーエムタグのそれに近付く（又は越える）有用な読み取り範囲を示すことが見出された。低Ｑアンテナは従来の同調アンテナよりも製造するのに低廉で、狭い表面積を占める（すなわち、この様なタグのアンテナ長さは通常可能なより短くてもよい）。従って、該イーエムタグは低Ｑタグであってもよく、すなわち、小さな未同調アンテナを有するイーエムタグであってもよい。便利なことに、該デバイスは、該減結合器が賦活されない時は該低Ｑタグの読み取り範囲は２，３ｃｍ又は数ｍｍの範囲と成るよう低Ｑアンテナを組み入れようとする。
【００３５】
益々小さい品物がタグ付けされ、モニターされることを可能にするために、減結合器の寸法が減じられることが望ましい。上記の参照された出願で説明された減結合器は‘妨げられた’、又は低Ｑのタグとすることが出来るが、それぞれ（意図された動作周波数の）波長の半分又は４分の１の最大寸法により、この寸法をなお更に減じる需要がある。
【００３６】
本発明の実施例では、上記説明の様に空洞内に定在波が設定されるが、該空洞は、実質的に平行な上下面間に規定された、単一面又は層（真っ直ぐでもカーブしていてもよいが）でのみ延びる、単一平面状であるよう制限されない。代わりに、該空洞はこの様な面を越えて延びてもよく、この仕方で該空洞は或る角度で曲げられ、折り返されてもよい。この配置は、厚さは増加するが、意図された動作周波数に対応する、与えられた長さ又は寸法を有する空洞が、より小さな専有面積を占めることを可能にする。厚さ全体が小さく、‘スペーサー’を使う配置より可成り小さく留まるので、この様なデバイスは、絶対厚さが重要でない時に有利な寸法を有する。
【００３７】
好ましくは、該空洞は２つ以上の層を有し、各層は少なくとも部分的に対の導電壁の間に規定され、各層が便宜的にオフセットされる。好ましくは、該層は実質的に平行であるのがよく、この配置は部品が積層構造で形成されることを可能にするので便利であり、誘電体の隣接層は１枚の導電壁又は面で分離される。
【００３８】
代替えでは、該層は平行でなく、相互に対し或る角度で配置される。これはコルゲートされた、又はウエーブ化された効果を可能にする。
【００３９】
或る実施例では、該空洞は独特の通路長さを規定する。この仕方で該空洞は１つの面で形成されると考えられるが、その物理的形状を変えるが、その位相（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）は変えないよう曲げられるか、又は折り返される。この様な実施例の空洞は従って枝又は接続部を何等有せず、そして該空洞用の１つの独特の長さが規定されるが、該長さは増強が行われる放射周波数に付随する。
【００４０】
代替えとして、該空洞は枝分かれされてもよく、各々が増強周波数と対応する或る数の長さを規定してもよい。
【００４１】
本明細書では、路長を呼ぶとき、減結合器の構造は、他に述べられないならば、均一巾を有すると仮定する。該路長はデバイスの断面を考慮することにより最も容易に理解され、附属する図面を参照しながら下記で詳細に説明される。
【００４２】
本発明の更に進んだ側面は、第１及び第２導体層の間に配置された第１誘電体層、そして前記第２導体層及び第３導体層の間に配置された第２誘電体層、を具備する電子デバイス用設置部品であり、前記第１及び第３導体層は１端で電氣的に接続されており、該接続により前記第１及び第２誘電体層を接合する第１誘電体接続領域を規定しており、前記設置部品が前記第３導体層の開いたエッジに於ける設置サイトの電磁場を増強するよう適合された該設置部品を提供することである。
【００４３】
本発明は附属する図面を参照してここで説明される方法、装置及び／又は使用法へ実質的に拡大される。
【００４４】
本発明の１側面の何等かの特徴は、何等かの適当な組み合わせで本発明の他の側面に適用されてもよい。特に、方法の側面は装置の側面に適用されてもよく、その逆が行われて
もよい。
【００４５】
本発明の好ましい特徴が今、附属する図面を参照して、純粋に例により、説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１ａ−１ｂ】２層部品を図に示す。
【図２】２層部品の詳細実施例を示す。
【図３−４】図２の実施例の物理的特性を図で示す。
【図５ａ−５ｂ】３層部品を図で示す。
【図６】３層部品の詳細実施例である。
【図７−８】図６の実施例の物理的特性を図で示す。
【図９】多数路長を有する２層部品を示す。
【図１０】多数路長を有する３層部品を示す。
【図１１】‘Ｌ’型部品を示す。
【図１２−１４】３層渦巻きデバイスの形状、場増強特性及びチップ電圧を図で示す。
【図１５−２０】２つの可能な４層デバイスを同様に図で示す。
【実施例１】
【００４７】
図１ａは２つの層上に形成された誘電体空洞を有する４分の１波長部品の断面図を図で示す。該層は導電シート１０２，１０４，１０６の間に規定され、シート１０２及び１０４の間の底部誘電体層１１０と、シート１０４及び１０６の間の上部誘電体層１１２と、を有する。見られる減結合器の左端で、導電シート１０２及び１０６はシート１０４を越えて延び、端部壁１１６により電気的に接続される。この配置はこの端部で接合される２つの該誘電体層に帰着する。
【００４８】
該構造体は見られる紙面内への巾方向で均一であり、誘電体及び導電性のシートは該構造体の側部で露出されている。
【００４９】
路長１２０は、空洞内に定在波を形成する放射波長の目的用の該空洞の有効長さの近似である。図１ａで、それは‘Ｃ’型で直角に接合された３つの真っ直ぐなセクションから形成されて示されるが、しかしながら、この空洞内で形成される定在波がこの様な厳密な幾何学で支配されないことは理解されよう。それでも図１ａの構造は、自身の上で１度折り返された長さ‘Ａ’の約２倍を有する１層減結合器と考えられることが分かる。
【００５０】
図１ａの部品は４分の１波長減結合器であり、何故ならば、端部部分１１８が、空洞内の定在波に該部分に隣接した電場の最小値と成らせ、自由空間波値に対する被増強電場の最大値が１２２で示されるからである。領域１２２は、導体１０４及び１０２程遠く延びない導体１０６の空き範囲として、考えられ、前に参照した出願で説明されている。この領域はアールエフアイデータグ１２４の様な電子デバイス用の設置サイトとして作用し、該タグは電場増強を経験する。
【００５１】
等価の２分の１波長版が図１ｂで示され、開端１３０を有する。
【００５２】
図２は図１ａの一般的配置を有する部品のもっと詳細な図解であり、ピーイーテージー（ＰＥＴＧ）誘電体コアを有し、そして７５マイクロメートル厚さのアルミニウム導電シートを有する。もし図１ａで示す路長を考えるなら、図２の路長は約５１．８ｍｍであると見られ、該長さは約８０５ＭＨｚでの共振波の波長の４分の１に対応する（ピーイーテージー用の約１．８の屈折率を用いて）。
【００５３】
図３は図２の部品によりもたらされる吸収のプロットである。より大きな吸収はより強い電磁場から生じ、該吸収は規定により共振でピークとなり、かくして図３は該部品の共振周波数を表す。該共振は約８５０ＭＨｚに中心があることが見られる。これは上記で得られた理論的近似値の８０５ＭＨｚより大きいが、共振空洞の有効長さが２層に‘折り返された’構造により該減結合器の外部長さを充分越えて延びたことが確認される。
【００５４】
図４は８５１ＭＨｚでの図２の部品のコア内の電場強さのプロットである。該場の強さは、下層の閉端４０２から上層のエッジ４０４での最大まで、該路長に沿い徐々に増加することが見られる。ここでは電場は１Ｖ／ｍの自由空間入射波値に対し２５より大きい因数で増強される。
【００５５】
図５ａは３つの誘電体層と４つの導電シートを有する図１ａの配置の拡張品を示す。ここで該誘電体層は、交互の端部で接合され、閉じた端部５２２から、開端であり、タグ５３０が設置される増強領域５２４まで延びる、逆‘Ｓ’型の路長５２０となる。従って、図５ａの部品は、自身の上に２回折り返された、長さＢの約３倍の減結合器と考えられてもよい。図５ｂは５２６に開端を有する２分の１波長減結合器用の等価配置を示す。
【００５６】
かくして、与えられた動作周波数用に、図５ａと５ｂの配置は、等価１層デバイスの全長の近似的に３分の１を有するが、増加した全体厚さを有する部品に帰着する。それでもこの様な３層デバイスは１ｍｍ以下の桁の厚さをなお示す。
【００５７】
図５ａの一般的配置の特定の実施例が図６で示され、この実施例の特性が図７及び８のプロットで図解される。図２に於ける様に、この実施例はピーイーテージー誘電体コアで形成され、７５マイクロメートル厚さのアルミニウム導電シートを有する。
【００５８】
図５ａに示す近似路長配置を考慮して、図６の路長は約５０ｍｍであると見られ、該路長は約８３３ＭＨｚに於ける共振波の波長の４分の１に対応する（ピーイーテージー用の約１．８の屈折率を用いて）。
【００５９】
図３のプロットと類似の図７のプロットから、共振が約９０５ＭＨｚに中心があることが見られる。再びこれは理論値の８０５ＭＨｚより大きく、３層構造の有効長さが実際は上記の簡単な直線近似より短いことを意味するが、該多層構造が該デバイスの全体寸法より可成り長い波長の共振を可能にすることが確認される。
【００６０】
図８は９０５ＭＨｚに於ける図６の減結合器のコア内の電場強さのプロットである。再び該場の強さが路長に沿って、下層８０２の閉端での最小値から中間層８０４を通って上層の開いたエッジ８０６に於ける最大値まで徐々に増加することが見られる。ここでは、約７５の因数の電場増強が起こっている。
【００６１】
上記説明の実施例で、空洞は、自身の上で折り返されているが、独特の路長を有する。図９及び１０は多数路長を有する実施例を図解する。
【００６２】
図９は誘電体層がその構造体の１つのエッジで接合される２誘電体層配置を図解している。最上の導電シート９０６は、該構造体の巾を横切って延びる（見ているページ面内へ）スロットの形のアパーチャー又は空き範囲９０８を有しており、上層が構造体のエッジで開いている図１ａの配置と相対して、該上部誘電体層に該構造体に沿う中途の点に開端を持たせている。図９の配置は従って２層減結合器と考えられてもよく、該減結合器では、該誘電体空洞の上層は該構造体に沿い途中迄しか延びず、９１０で示す路長を有するが、該上層の残りに沿って延び、９１２で示す路長を有する単１層減結合器が一緒になっている。もし該構造体を２つの副空洞（ｓｕｂ−ｃａｖｉｔｉｅｓ）を有すると考えれば、両副空洞はアパーチャー９０８の近傍の設置サイトに於いて、異なる周波数／波長で、入射電場を増強するよう作用する。
【００６３】
この構造体は誘電体空洞により規定される種々の有効長さにより決まる増強周波数を有する２周波数の、又は広帯域の減結合器として作用する。
【００６４】
より複雑な配置が図１０で示される。ここでは、３つの誘電体層１００２，１００４そして１００６が４つの導電シート１０１２，１０１４，１０１６そして１０１８により分離される。導電端部部分１０２０と１０２２が両端で該構造体の全厚さを囲む。下及び中間の誘電体層を分離する導電シート１０１４は両端部部分１０２０，１０２２まで充分には延びず、それにより下及び中間の誘電体層を両端で接合する。しかしながら、直立導電部分１０３０が、下部誘電体層に沿う途中に配置され、両側で閉端を形成する。この閉端は、該空洞の定在波に、４分の１波長デバイスに公知の仕方で電場の最小値を持たせ、従って路長の端部を規定している。
【００６５】
シート１０１６は端部部分１０２２には接するが部分１０２０には接しないよう延び、それにより該中間及び上部誘電体層を１端でのみ接合する。シート１０１８はその長さに沿う途中にアパーチャー１０３２を有し、それにより開端を規定し、かくして路長端を規定する。
【００６６】
この構造体には３つの路長が存在することが分かる。通路１０４０は‘Ｃ’型を規定し、上部に沿う途中まで及び下部の誘電体層を延ばしている。通路１０４２は少なくとも部分的には全３層に沿って延び、‘Ｓ’型を規定し、そして通路１０４４は上部誘電体層のみに沿って延びる。
【００６７】
アパーチャー１０３２上に置かれたタグ１０５０は上記説明の構造体の形状により決定される多数の周波数で入射電場の増強を経験する。
【００６８】
図１１では誘電体空洞は固体導電面１１０２内へ延びる。該空洞は、該面に直角に延びる部分１１０４と、該面に実質的に平行な部分１１０６と、で形成される。この仕方で、その配置は直角に‘曲げられた’４分の１波長減結合器と似ており、該空洞の表面開口部に置かれたデバイス１１１０は該空洞の有効長さに左右される周波数で入射放射の電場増強を経験する。
【００６９】
図５，６及び８に示す様に、空洞が１方向に折られ、次いで他の方向に自身上に折り返される３層誘電体空洞構造体は１つの作用設計を創生する。しかしながら、断面で渦巻き型に見える−空洞が１方向に折られ、次いで再び同じ方向に折られる、３層デバイスを創ることも可能であり、この様な設計は図１２ａ及び１２ｂで示される。これは前の３層構造体と同じ専有面積を持つが、製造上の利点を提供する。チップとループの配備又は低Ｑタグは１２０２で示され、１部は上部導電面上に、そして１部は露出誘電体、又は導電面の空き範囲、上に延びている。図１２ｂでは、該チップとループは明確化のために該上面から可成り隔てられて示される。真実では、該チップとループは、０．０５ｍｍの桁の厚さの薄いポリエステルスペーサーのみにより該上面から分離され、電気的に断たれる。この例の該ループは計画では約１２ｍｍ×１８ｍｍである。
【００７０】
図１２の該３層渦巻き構造体の断面は図１３で示され、該図は断面上の電場の大きさを図解する。前の図４及び８では、電場のプロットは空洞の電場増強効果を示すため使われ、次いで図３と７は、吸収電力は電場の強さの平方に比例し、従ってより大きい吸収はより大きい電場強さと等しいので、該構造体により吸収される電力を周波数の関数としてプロットすることにより該空洞が誂えられた周波数で共振していることを示す。
【００７１】
代わりのアプローチが図１３で使われ、そのモデルに含まれる結合素子は実質的に上記説明の上部導電面上に横たわる。これは、恐らく該デバイスの性能のより直裁的なメザーである該チップ間電圧が周波数の関数として計算されることを可能にする。
【００７２】
そこで図１３に転ずると、最も強い電場領域は空洞１３０２の開端で起こる。そのスケールは０Ｖ／ｍ（黒）から１７０Ｖ／ｍ（白）まで走り、従って入射波振幅が１Ｖ／ｍに設定された時、電場は約１７０の因数で増強されたことが分かる。該電場は空洞の閉端１３０４でゼロになる。ループの長いエッジに沿って高電場の領域が更にあり（１３０６，１３０８）、該領域は該空洞構造体と該ループの間の結合を示す。該構造体は固体金属プレート上に設置され、該プレートは、該電場がその表面上でプロットされなかったので白く見える（１３１０）。周波数の関数としての該チップ間電圧の大きさは図１４で示され、該曲線は共振挙動を示し、８６２ＭＨｚ付近に中心がある。
【００７３】
局部的な高電場強さの範囲が、閉端からスタートする空洞が遭遇する最初の‘コーナー’に、すなわち該空洞の第１及び第２層を分離する、そして付近で該空洞が折り返される、導電層のエッジに、存在することが図１３で見られる。従って、イーエムデバイス又はタグが、領域１３０２に加えてこの領域で、差動的容量性結合を利用し、そして、動作へ駆動されることが可能である。
【００７４】
更に進んだ数の誘電体層が可能であることを図解するために、図１５ａと１５ｂは４つの誘電体層デバイスを示すが、該層はＭ型である。この様なデバイスは該空洞の合計長さの４倍（すなわち、該デバイスの全長の約１６倍）の波長を有する入射放射と共振し、該空洞の開端（図１６の１６０２）での強く増強された電場の領域に帰着する。チップとループは、該誘電体空洞の追加の‘折り返し’により図１３に比較して減じられた該デバイスの長さ間で、比例的により長い距離を延びることを注意しておく。該場は該閉端１６０４でゼロに近く、高電場の領域は再び該ループの長いエッジの沿って存在する（１６０６，１６０８）。
【００７５】
電場の大きさのプロットから明らかに視認出来る共振は、図１７に示される様に、期待される共振応答を示す該チップ間電圧に帰着する。
【００７６】
等しく、図１２及び１３の渦巻き構造体は、類似の図１８及び１９で示される様に、４層に拡張されてもよい。同じ望ましい場特性が示される（閉端１９０４はゼロに近く、開端１９０２及びループ端１９０６，１９０８は高い場を有する）。該チップ間電圧は再び図２０にプロットされる。
【００７７】
図１６と１９の両者は又、該誘電体空洞の内側コーナーを形成する導電面のエッジに、該折り返された構造体内の高電場強さの局所的範囲を示すが、該エッジは上記説明のタグ設置サイトとして作用することが出来る。
【００７８】
本発明が上記で純粋に例により説明されたが、本発明の範囲内で詳細の変型が行われ得ることは理解されるだろう。図１１の実施例は相互に直角な２つの誘電体層を有するが、該層が４５度又は３０度、或いはその組み合わせの様な他の角度で等しく配置され得ることは理解されるだろう。設置部品上の電子デバイスの位置付けの例が提供されたが、電場増強を有利に経験する代わりの位置と配向が存在することは理解されるだろう。
【００７９】
本説明で開示された各特徴、そして（適当な場合）請求項及び図面は独立に、或いは何等かの適当な組み合わせで提供されてもよい。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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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１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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