(57)【要約】【課題】長さ方向に配置される位相補償素子を有する位相補償ループアンテナ。位相補償素子はアンテナの長さを長くすることに起因するアンテナ長方向の電流変動を位相補償する。少なくとも１つの位相補償ループアンテナを組み込んだ入れ子ループ構成も提供される。【解決手段】少なくとも１ターンの第１のループ３０４で構成される第１の長さをもつ第１の導体と、少なくとも１ターンの第２のループ３０２で構成される第２の長さをもつ第２の導体を有する入れ子ループアンテナ装置３００が提供される。第２のループは第１のループの内側に配置されて、入れ子構造を提供する。第１の導体の第１の長さ及び第２の導体の第２の長さの少なくとも一方に沿って、少なくとも１つの位相補償素子が接続される。また、入れ子ループアンテナ装置を組み込んだＥＡＳシステムも提供される。【選択図】図３
2005027296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ターン以上のループで構成される導体と、
上記導体の長さに沿って上記導体に接続される少なくとも１つの位相補償素子と、
を含むループアンテナ。
【請求項２】
上記少なくとも１つの位相補償素子はコンデンサを含む、請求項１記載のループアンテナ。
【請求項３】
上記少なくとも１つの位相補償素子の全容量は上記アンテナと関連する共振回路を所定の励振周波数に同調させるように構成される、請求項２記載のループアンテナ。
【請求項４】
複数の上記位相補償素子を含む、請求項１記載のループアンテナ。
【請求項５】
上記位相補償素子は上記導体の長さに沿って等間隔に配置される、請求項４記載のループアンテナ。
【請求項６】
少なくとも１ターンの第１のループで構成される第１の長さをを有する第１の導体を含む第１のアンテナ、及び少なくとも１ターンの第２のループで構成される第２の長さを有する第２の導体を含む第２のアンテナと、上記第２のループは第２のループ内に配置され、
上記第１の導体の上記第１の長さと上記第２の導体の上記第２の長さの少なくとも一方に沿って接続される少なくとも１つの位相補償素子と、
を含む、入れ子ループアンテナ装置。
【請求項７】
第１の複数の上記位相補償素子は上記第１の導体に沿って配置され、第２の複数の上記位相補償素子は上記第２の導体に沿って配置される、請求項６記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項８】
上記第１及び第２の複数の上記位相補償素子のうち少なくとも１つはディスクリートコンデンサである、請求項７記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項９】
複数の上記位相補償素子は上記第２の導体に沿って等間隔に配置される、請求項６記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項１０】
上記位相補償素子の第１、第２及び第３の位相補償素子は上記第２の導体に沿って等間隔に配置される、請求項６記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項１１】
複数の上記位相補償素子は上記第１の導体に沿って等間隔に配置される、請求項６記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項１２】
上記位相補償素子の第１、第２及び第３の位相補償素子は上記第１の導体に沿って等間隔に配置される、請求項６記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項１３】
上記第１のループは励起源から所定の励振周波数で励起され、上記所定の励振周波数は自由空間において関連する波長を有し、上記第１のループの上記第１の長さは上記波長の１／１０より長い、請求項６記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項１４】
上記第１のループの上記第１の長さは上記波長の１／５より長い、請求項１３記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項１５】
上記第１のループの上記第１の長さは上記波長の２／５より長い、請求項１３記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項１６】
上記励振周波数は８．２ＭＨｚであり、上記波長は３６．６メートルであり、上記第２の長さは６．１メートルより長い、請求項１３記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項１７】
上記励振周波数は１３．５６ＭＨｚであり、上記波長は２２．１２メートルであり、上記第２の長さは４メートル以上である、請求項１３記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項１８】
上記第２のループの上記第２の長さは上記波長の１／１０より長い、請求項１３記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項１９】
上記第１及び第２の導体は同じ材料である、請求項６記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項２０】
上記第１及び第２の導体は直列に接続されている、請求項６記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項２１】
上記第１及び第２の導体はほぼ方形である、請求項６記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項２２】
上記少なくとも１つの位相補償素子はコンデンサである、請求項６記載の入れ子ループアンテナ装置。
【請求項２３】
上記ループアンテナに励起電流を供給するステップと、
上記ループアンテナの上記長さに沿って少なくとも１つの位相補償素子を配置することにより、上記ループアンテナの上記長さに沿った上記励起電流を制御するステップと、
を含むループアンテナの長さに沿った電流変動を低減するループアンテナ電流低減方法。
【請求項２４】
上記励起電流を制御するステップは、上記ループアンテナの上記長さに沿った第１の点における最大励起電流レベルが上記ループアンテナの上記長さに沿った第２の点における最小電流レベルから所定の量より少なく異なっているように、上記ループアンテナの上記長さに沿った電流変動を制御するステップを含む、請求項２３記載のループアンテナ電流低減方法。
【請求項２５】
上記所定の量は５％である、請求項２４記載のループアンテナ電流低減方法。
【請求項２６】
第１のアンテナと、
問合せゾーンを確立するために上記第１のアンテナから隔てられた第２のアンテナとを含み、
上記第１及び第２のアンテナの少なくとも一方はループアンテナを含み、上記ループアンテナは、１ターン以上のループで構成される導体、及び上記導体の長さに沿って上記導体に接続される少なくとも１つの位相補償素子を含む、
電子物品監視（ＥＡＳ）システム。
【請求項２７】
上記少なくとも１つの位相補償素子はコンデンサである、請求項２６記載のＥＡＳシステム。
【請求項２８】
上記ＥＡＳシステムは上記導体の長さに沿って配置される複数の上記位相補償素子を含む、請求項２６記載のＥＡＳシステム。
【請求項２９】
第１のアンテナと、
問合せゾーンを確立するために上記第１のアンテナから隔てられた第２のアンテナと、
上記第１及び第２のアンテナの少なくとも一方は第１のループアンテナと第２のループアンテナを含み、上記第１のループアンテナは、少なくとも１ターンの第１のループで構成される第１の長さをもつ第１の導体を含み、上記第２のループアンテナは、少なくとも１ターンの第２のループで構成される第２の長さをもつ第２の導体を含み、上記第２のループは上記第１のループ内に配置され、
上記第１の導体の上記第１の長さ、及び上記第２の導体の上記第２の長さの少なくとも一方に沿って接続される少なくとも１つの位相補償素子と、
を含む、電子物品監視（ＥＡＳ）システム。
【請求項３０】
第１の複数の上記位相補償素子が上記第１の導体に沿って配置されるとともに、第２の複数の上記位相補償素子が上記第２の導体に沿って配置されることを特徴とする請求項２９記載のＥＡＳシステム。
【請求項３１】
上記第１及び第２の複数の上記位相補償素子のうち少なくとも１つはディスクリートコンデンサを含む、請求項３０記載のＥＡＳシステム。
【請求項３２】
複数の上記位相補償素子は上記第２の導体に沿って等間隔に配置される、請求項２９記載のＥＡＳシステム。
【請求項３３】
上記位相補償素子の第１、第２及び第３の位相補償素子は上記第２の導体に沿って等間隔に配置される、請求項２９記載のＥＡＳシステム。
【請求項３４】
複数の上記位相補償素子は上記第１の導体に沿って等間隔に配置されている、請求項２９記載のＥＡＳシステム。
【請求項３５】
上記位相補償素子の第１、第２及び第３の位相補償素子は上記第１の導体に沿って等間隔に配置されている、請求項２９記載のＥＡＳシステム。
【請求項３６】
上記第１のループは励起源から所定の励振周波数で励起され、上記所定の励振周波数は自由空間において関連する波長を有し、上記第１のループの上記第１の長さは上記波長の１／１０より長い、請求項２９記載のＥＡＳシステム。
【請求項３７】
上記第１のループの上記第１の長さは上記波長の１／５より長い、請求項３６記載のＥＡＳシステム。
【請求項３８】
上記第１のループの上記第１の長さは上記波長の２／５より長い、請求項３６記載のＥＡＳシステム。
【請求項３９】
上記励振周波数は８．２ＭＨｚであり、上記波長は３６．６メートルであり、上記第２の長さは６．１メートルより長い、請求項３６記載のＥＡＳシステム。
【請求項４０】
上記励振周波数は１３．５６ＭＨｚであり、上記波長は２２．１２メートルであり、上記第２の長さは４メートル以上である、請求項３６記載のＥＡＳシステム。
【請求項４１】
上記第２のループの上記第２の長さは上記波長の１／１０より長い、請求項３６記載のＥＡＳシステム。
【請求項４２】
上記第１及び第２の導体は同じ材料である、請求項２９記載のＥＡＳシステム。
【請求項４３】
上記第１及び第２の導体は直列に接続されている、請求項２９記載のＥＡＳシステム。
【請求項４４】
上記第１及び第２のループはほぼ方形である、請求項２９記載のＥＡＳシステム。
【請求項４５】
上記少なくとも１つの位相補償素子はコンデンサを含む、請求項２９記載のＥＡＳシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はループアンテナに関し、特に、様々なシステム、例えば、電子物品監視（ＥＡＳ）システムおよび無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムで利用される位相補償型ループアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ループアンテナは、ＥＡＳシステム、ＲＦＩＤシステムを始めとする様々なシステムで利用されている。励起源からループアンテナに、特定の励振周波数の電流が給電または誘導される。励起源は同調用コンデンサを含むことができ、その容量値により励振周波数が定められる。ループアンテナの長さに沿って流れる電流は、電流の流れに比例する電磁界を発生する。アンテナを通る電流の流れに大きな変化が示すと、発生電磁界にも対応する変動が生じる。この変動の結果、この種のアンテナを利用するシステムの性能が低下することになる。
【０００３】
この性能低下を防止するため、在来のループアンテナは「電気的に小さく」作製されてきた。電気的に小さなループアンテナとは、その物理的な長さが動作波長に比べて短く、典型的には動作波長の１／１０より大きくないアンテナである。自由空間において、アンテナから発生する電磁界の動作波長λは式（１）で与えられる。ただし、ｃは光速、ｆは励起源から供給される励振周波数に等しい。
【０００４】
（１）  λ＝ｃ／ｆ
ループアンテナの物理的な長さが波長λの１／１０より長くなるにつれ、ループの長さに沿って無視できない電流変動が現れる。ループアンテナの長さに沿う、この電流変動の範囲を決定するため、様々な長さのプロトタイプアンテナについてシミュレーションと試験が行われた。１３．５６ＭＨｚの励振周波数に対応する波長２２．１２メートルに対して、長さ２．０メートル、４．０メートル及び８．０メートルのループアンテナの試験が行われた。アンテナの長さに沿う電流変動は、概して、ループアンテナ長が波長の１／１０を越えると、実質的に増大した。
【０００５】
例えば、２．０メートルのループアンテナ長に関して、励振周波数１３．５６ＭＨｚで動作する０．５ｍ×０．５ｍの方形ループアンテナのシミュレーションと試験が行われた。当然ながら、２．０メートルの長さは波長２２．１２メートルの１／１０より若干短い。シミュレーションは、EM Scientific社のExpert MININECシリーズを使用して行われた。Expert MININECシリーズは、モーメント法を適用して細いワイヤの電流及び電磁界を解析するソフトウェアツールである。シミュレーションによれば、２．０メートルループアンテナまわりの電流は、最大レベルが最小レベルより単に約４％だけ大きくなるまで増加することが示された。０．５ｍ×０．５ｍのプロトタイプループアンテナに対する、ピアソン（Peason）ＲＦ電流プローブを用いた実験測定はまた、ループアンテナまわりの電流大きさの４％の変動を示す。
【０００６】
これより長い、４．０メートルのループアンテナに関し、周波数１３．５６ＭＨｚの１．０ｍ×１．０ｍの方形ループアンテナに対するシミュレーションは、Expert MININECシリーズを使用して行われた。この４．０メートルの長は２２．１２メートルの波長のほとんど１／５である。シミュレーションは、ループアンテナまわりに、最大電流レベルと最小電流レベルを比較して、約１７％の電流大きさ変動を表す。１．０ｍ×１．０ｍのプロトタイプループアンテナに対する、ピアソンＲＦ電流プローブを用いた実験測定は、ループアンテナまわりの電流大きさの３０％変動を示す。
【０００７】
１３．５６ＭＨｚの２．０ｍ×２．０ｍの方形ループアンテナとして構成された、さらに長い８．０メートルのループアンテナが、Expert MININECシリーズプログラムを使用してシュミレートされた。この８．０メートルの長さは２２．１２メートルの波長のほぼ２／５である。シミュレーションは、ループアンテナまわりに、最大電流レベルを最小電流レベルと比較して、２３５％ほどの電流大きさ変動を表した。シミュレーションと実験結果の双方で示されたように、このように大きな非対称性がアンテナの電流分布に存在すると、この結果生じた電磁界も同じく非対称的になる。その結果、この種のアンテナを使用するシステムの性能が低下し、特に、影響をキャンセリングするために一様な電磁界分布を利用する磁界キャンセリングアンテナには非常に望ましくない。
【０００８】
以上から明らかなように、在来のアンテナのループ長を動作波長の１／１０より明らかに長い程度まで長くすると、アンテナまわりの大きな電流変動を増加する。この種の電流変動は、この種のアンテナを使用するシステムの性能を低下させる。例えば一部のＥＡＳおよびＲＦＩＤシステムのように、励振周波数が固定されるシステムの場合、動作波長の１／１０のアンテナ長を超えて関連する電流変動は、ループアンテナの物理的長さに実用上の限界を与える。限られたアンテナ長はこの種のアンテナの有効範囲を制限する。また、この種のアンテナを、遠距離磁界のキャンセリング利益を達成するために、入れ子構造にした場合、内側ループアンテナの長さは外側ループアンテナの制限長で制約される。したがって、入れ子ループ構成における内側ループアンテナの範囲も制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、アンテナ長が動作波長の１／１０より長くでき、アンテナ長に受容できない電流変動を生じないループアンテナ構成に対する技術的要請がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に基づいた位相補償型ループアンテナは、１以上のターンのループで構成される導体と、この導体の長さに沿って接続される少なくとも１つの位相補償素子を含む。位相補償素子は導体に沿った電流変動を補償する。また、位相補償ループを組み込んだＥＡＳシステムも提供される。
【００１１】
本発明の別の側面によれば、少なくとも１ターンの第１のループで構成される第１の長さをもつ第１の導体と、少なくとも１ターンの第２のループで構成される第２の長さをもつ第２の導体を有する入れ子ループアンテナ装置が提供される。第２のループは第１のループの内側に配置されて、入れ子構造を提供する。第１の導体の第１の長さ及び第２の導体の第２の長さの少なくとも一方に沿って、少なくとも１つの位相補償素子が接続される。また、入れ子ループアンテナ装置を組み込んだＥＡＳシステムも提供される。
【００１２】
本発明のさらに別の側面によれば、ループアンテナの長さに沿った電流変動を低減するループアンテナ電流変動低減方法において、励起電流をループアンテナに供給するステップと、ループアンテナの長さに沿って少なくとも１つの位相補償素子を配置することにより、ループアンテナの長さに沿った励起電流変動を制御するステップを有するループアンテナ電流変動低減方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明は、ＥＡＳシステムに関連する各種実施形態について説明する。しかしながら、本発明は、様々なループアンテナのシステムや構成に組み込まれてもよい。例えば、本発明はＲＦＩＤシステムに結合した用役を有する。当業者には明らかなように、ＲＦＩＤシステムではＲＦＩＤマーカないしタグを使用して在庫等の各種目的で物品を追跡する。ＲＦＩＤマーカは物品に関するデータを蓄積でき、ＲＦＩＤリーダは既知の周波数で問い合せ信号を送信することにより、ＲＦＩＤマーカを走査してデータを読み取る。このＲＦＩＤリーダに、本発明に基づいた位相補償ループアンテナを組み込むことが可能である。実際、本発明は、発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、任意のループアンテナにおいて、ループの長さに沿った電流変動を低減することが求められるまたは有益である場合に、有効に利用可能である。したがって、ここに記載される実施形態は限定ではなく例示として提示されると解されるべきである。
【００１４】
まず図１を参照すると、本発明に基づいた位相補償ループアンテナを有する例示のＥＡＳシステム１００が非常に単純化されたブロック形式で示される。当業者には各種のＥＡＳシステム構成が知られている。図示のようなＥＡＳシステム１００は、問合せゾーン１０４内のマーカ１０２を検知するための問合せゾーン１０４を定める一対のアンテナ架台１０６、１０８を一般に備えている。
【００１５】
一般に、アンテナ架台は保護エリアの出口、例えば、小売店、レンタルショップ、図書館などの出口に設置され、各種アイテムに取り付けられたアクティブマーカを検出する。アクティブマーカはアイテムに取り付けられるが、アイテムが保護エリアから合法的に持ち出されること、例えばアイテムが購入され、または貸し出されたことが確認された場合に、取り外され、あるいは不動作にされる。アクティブマーカが問合せゾーンを通過すると、そのことがシステムで検知され、アラームが動作してアイテムが許可なく保護エリアから持ち出されようとしていることを知らせる。
【００１６】
アンテナ架台１０６、１０８は一般に平面状で、後述されるように、１以上の位相補償ループアンテナを備えてよい。アンテナ架台１０６には信号発生器１１０が接続され、これでアンテナ架台１０６の１以上のアンテナを駆動し、問合せゾーン１０４に問合せ信号を確立する。アンテナ架台の一方１０８または両方に、問合せゾーンからの信号を受信して解析を行う受信回路１１２が接続される。説明の便宜上、問合せ信号を送信するための信号発生器１１０はアンテナ架台１０６のアンテナに接続され、受信回路１１２はアンテナ架台１０８の受信アンテナに接続される。当業者には明らかなように、信号発生器と受信回路は組み合わされてよく、また、１以上のアンテナは送受信アンテナとして動作するように構成されてよい。
【００１７】
マーカ１０２はアンテナ架台１０６から発生した問合せ信号を受信するコイルその他の平面要素を有し、アンテナ架台１０８の受信回路で検出されるマーカ信号をなんらかの方法で確立する。種々のＥＡＳマーカ、例えば磁気機械式）、音響機械式、コイル式などが当業者に知られている。磁気機械式と音響機械式のＥＡＳマーカは、一般に、マーカと同平面の磁束に応答する。一方、コイル式のマーカは一般に、アンテナの面と直交する磁束に応答する。
【００１８】
信号発生器１１０は励振周波数に同調された共振回路を介してアンテナ架台１０６の送信アンテナを励起する。ループアンテナは誘導性素子と抵抗性素子の直列回路としてモデリングが可能である。誘導性素子と抵抗性素子に対して共振用コンデンサが選定されて、所期の励振周波数で共振する共振回路が形成される。本発明に基づいて、共振回路の容量のすべてまたは一部は、好適にもループアンテナの長さに沿って分布され、それによりアンテナ長に沿った電流変動が最小化される。
【００１９】
一例として、図２Ａにより、本発明に基づいた位相補償ループアンテナ２００が示される。図示のアンテナ２００は１ターン以上のループで形成される導体２０２、例えば鉄材を有し、導体２０２の第１の端２０６と第２の端２０８は送信機回路との接続のために互いに近接して置かれる。例示されるアンテナ２００は、第１及び第２の対辺の長さがＷで第３及び第４の対辺の長さがＨの、平行四辺形で構成される。一実施形態において、アンテナ２００はほぼ正方形で、幅Ｗと高さＨは２ｍあって、１３．５６ＭＨｚで動作するように構成される。もっとも、本発明は様々な、規則的及び不規則的な幾何学的構成のループアンテナに適用可能であって、平行四辺形構成に限定されないことは明らかである。
【００２０】
好ましいことに、アンテナ２００は、第１の端２０６と第２の端２０８間で、導体２０２の長さに沿って分散される複数の位相補償素子２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄを有する。一実施形態において、位相補償素子は導体の長さに沿って等間隔で配置される。もっとも、本発明に基づいたアンテナは、導体の長さに沿って等間隔、あるいは等しくない間隔の位相補償素子を有して構わない。また、位相補償素子２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄは、位相補償機能を有するものとして技術的に知られている任意の各種素子あるいはその組合せであってよい。具体的な実施形態２００において、位相補償素子は、例えば、ディスクリートコンデンサであってよい。
【００２１】
もちろん、位相補償素子の全容量及び／またはインダクタンスはアンテナ共振回路に影響するので、所期の励振周波数で共振する共振回路を構成するときに考慮する必要がある。一実施形態において、共振回路の全容量はアンテナの長さに沿って分布される１以上の位相補償素子で実現される。別の実施形態において、ディスクリートコンデンサが例えば入力端子に設けられ、共振回路の容量値は、アンテナの長さに沿って分散される１以上の位相補償素子とディスクリートコンデンサの合成容量で定められる。アンテナ長に沿って分散される位相補償素子と組み合わせてアンテナ共振回路を構成するための他の組合せ技術は当業者に知られている。
【００２２】
該当システムにおいて、電流変動を許容レベルにまで低減するために、アンテナ長に沿って分散される位相補償素子の合計数が選択される。また、全システムコストも配慮される。したがって、最小数の位相補償素子で許容レベルの電流変動を実現することが望ましい。ループアンテナ長、動作周波数、所望電流変動レベル、コスト及びその他の検討事項に応じて、特定のシステムでは単一の位相補償素子でよく、別のシステムでは２以上の位相補償素子が必要になる。
【００２３】
次に図２Ｂを参照すると、ループの幅Ｗと高さＨの寸法が２ｍで、１３．５６ＭＨｚの共振周波数／励振周波数で動作するように構成される、図２Ａの位相補償ループアンテナ２００に対する、Expert MININECシリーズプログラム及びモーメント法によるシミュレーションのプロット２１９が示される。位相補償素子２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄはコンデンサとしてモデリングされ、位相補償素子の全容量が共振回路の全容量を確立する。好ましいことに、アンテナの長さに沿って等間隔に配置される４個のディスクリート位相補償素子を付加することにより、ループアンテナまわりの電流変動は、最大電流レベルと最小電流レベルとの比較で、単に４％変動にまで低減された。一方、同様な励振周波数１３．５６ＭＨｚ、同様な寸法（２．０ｍ×２．０ｍ）のループアンテナにおいて位相補償素子がないときは、上述されたように、最小電流レベルより２３５％も高い最大電流レベルが発生した。このような位相補償ループアンテナ２００から得られる電磁界は位相補償のない同様な寸法のアンテナに比べはるかに均一になる。
【００２４】
本発明に基づいた位相補償ループアンテナは、遠隔電磁界キャンセリング入れ子ループアンテナで有効に使用される。当業者には明らかなように、入れ子ループアンテナ構成は例えばＥＡＳやＲＦＩＤシステムなどの様々なシステムで使用可能である。例えば、ＥＡＳなどのシステムでは、問合せゾーンに強度の高い均一な電磁界を与えるとともに問合せゾーン外で遠隔電磁界の強度を低減することが望ましい。問合せゾーン外の低減フィールド強度については、アンテナからの距離ごとの許容電磁界レベルに関する規制、法令を遵守する義務がある。入れ子ループアンテナは、この種のシステムに要求される遠隔電磁界キャンセリングを達成するように構成される。
【００２５】
次に図３を参照すると、本発明に基づいた位相補償ループアンテナを有する入れ子ループアンテナ装置３００の具体例が示される。図示の入れ子ループアンテナ装置３００は、直列接続された内側ループ３０２と外側ループ３０４を一般に含む。ループ３０２、３０４の一方または両方は本発明に基づいた位相補償ループアンテナであってよい。また、内側ループ３０２と外側ループ３０４は同心、同一平面であってよい。内側ループ３０２は生成された近距離磁界を支配し、一方、外側ループ３０４はアンテナ装置３００からある距離地点の磁界除去を生じる。
【００２６】
当業者には明らかなように、本発明に基づいた入れ子ループは様々な形態をとり得る。例えば、内側及び外側ループは並列あるいは直列接続される別々のループであってよい。さらに、様々な形態で、三重以上の入れ子ループを構成することが可能である。図３の実施形態において、外側ループ３０４は、幅が約７０ｃｍ、高さが１３０ｃｍ、全長が約４ｍの寸法を有する。内側ループ３０２は、幅が約４３ｃｍ、高さが７１ｃｍ、１ターンの全長が２２８ｃｍの寸法を有する。２つのループ３０２、３０４の導体は電気的に直列接続される。
【００２７】
遠隔電磁界の距離にあるフィールドを無効にするために、内側ループ３０２と外側ループ３０４の双方について、ループの面積とターン数の積はほぼ等しくなる必要がある。例えば、図３の入れ子ループアンテナ装置３００において、内側ループの積は９１５９ｃｍ2（（４３ｃｍ×７１ｃｍ）×３ターン）、外側ループの積は９１００ｃｍ2（（７０ｃｍ×１３０ｃｍ）×１ターン）である。この幾何学は、位相補償付き入れ子ループアンテナから３０ｍ離れた電磁界を最小にする。
【００２８】
内側ループ３０２は３ターンのループであり、各ターンの長さに沿って位相補償素子３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃが配置されている。外側ループ３０４は単一ターンであり、外側ループの長さに沿って位相補償素子３０８ｄ、３０８ｅ、３０８ｆが等間隔で配置されている。図示の実施形態において、内側ループ３０２の位相補償素子３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃ及び外側ループ３０４の位相補償素子３０８ｄ、３０８ｅ、３０８ｆは等しい値のコンデンサである。
【００２９】
位相補償がない場合に比べて、外側ループ、例えばループ３０４を長くすることができるとともに、外側ループの長さに沿った電流変動を許容レベルに示すことができる点で、位相補償構成は入れ子ループアンテナ装置で特に有効である。したがって、発生する磁界は、遠距離電磁界、例えばアンテナ装置から３０ｍ離れて適切な電磁界キャンセルを達成するに十分な構成となる。さらに、内側ループ、例えばループ３０２を長くすることができる。したがって、内側ループは、外側電磁界キャンセリングループがなかったときに生じるであろうよりも近距離電磁界により強い磁界を発生することが可能になる。
【００３０】
このようにして、長さに沿って分布される位相補償素子を有する位相補償型ループアンテナが提供される。位相補償素子は、アンテナ長がアンテナ動作波長の１／１０を超えて長くなる（例えばアンテナの動作波長の２／５よりも長くなる）ことに起因する、アンテナ長方向の電流変動を補償する。したがって、アンテナは長くとることができ、アンテナの検出／送信範囲が改善される。入れ子ループ構成において、位相補償構成は、内側及び外側ループの寸法の長尺化を可能にしてアンテナの範囲を拡大するとともに、適切な遠距離電磁界キャンセリング効果を確保する。これにより、ＥＡＳやＲＦＩＤシステムでは、アンテナの設定する問合せゾーンの広さを広げることが可能になる。したがって、位相補償アンテナを有するＥＡＳやＲＦＩＤシステムは、非位相補償ループアンテナに適用されているよりも保護エリアの出口が物理的に広い場合でも、そのような間口の広い出口に設置が可能になる。
【００３１】
以上、説明されてきた実施形態は、本発明を利用する各種形態の一部にすぎず、限定でなく例示として記載されている。明らかなように、様々な他の実施形態が、当業者には自明であって、特許請求の範囲により定められる本発明の趣旨及び範囲から実質上、逸脱することなく、可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に基づいたＥＡＳシステムの具体例を示すブロック図である。
【図２Ａ】本発明に基づいた位相補償ループアンテナの具体例を示すブロック図である。
【図２Ｂ】本発明に基づいた位相補償ループアンテナの長さに沿った電流変動を表す極座標プロットの一例である。
【図３】本発明に基づいた、少なくとも１つの位相補償ループアンテナを使用する入れ子ループアンテナ装置の具体例を示す。
【符号の説明】
【００３３】
１００            ＥＡＳシステム
１０２            マーカ
１０４            問い合せゾーン
１０６、１０８    アンテナ架台
２００            アンテナ
２０２            導体
２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄ      位相補償素子
３００            入れ子ループアンテナ装置
３０２            内側ループ
３０４            外側ループ
３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃ                位相補償素子
３０８ｄ、３０８ｅ、３０８ｆ                位相補償素子
【図１】
2005027296.tif 000003
【図２Ａ】
2005027296.tif 000004
【図２Ｂ】
2005027296.tif 000005
【図３】
2005027296.tif 000006