(57)【要約】  金属面を有する小さな筐体にも収容可能なＲＦタグが提供される。ＲＦタグは、接地導体に接続され、電気的な閉ループを形成し、ダイポールアンテナを構成する第1の線路（ＡＢＣＤＥＦＧＨ）と、第1の線路上の分岐点（Ｃ）及び接地導体間に接続された給電回路と、分岐点（Ｃ）に接続され、給電回路に並列に設けられ、インダクタを構成する第２の線路（ＣＦＧＨＡ）とを有する。第1の線路と第２の線路の分岐点の位置は、ダイポールアンテナ及び給電回路のインピーダンスが整合するように調整される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地導体に接続され、電気的な閉ループを形成し、ダイポールアンテナを構成する第1の線路と、
前記第1の線路上の分岐点及び接地導体間に接続された給電回路と、
前記分岐点に接続され、前記給電回路に並列に設けられ、インダクタを構成する第２の線路と、
を有することを特徴とするＲＦタグ。
【請求項２】
前記第２の線路は、前記分岐点と前記第1の線路上の別の分岐点とを接続する線路を含む
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項３】
前記第1及び第２の線路が、所定の誘電率を有するスペーサ材料に設けられる
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項４】
前記第１及び第２の線路が、直方体の辺に沿う形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項５】
前記第1及び第２の線路に流れる電流のイメージ電流が前記接地導体に流れるように、前記第1及び第２の線路が形成される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項６】
接地導体に接続された平行な第1の線路要素の対と該対に直交する平行な第２の線路要素の対とで前記第1及び第２の線路が形成される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項７】
前記第２の線路要素の対が延在する長さは、前記第1の線路要素の対が延在する長さの２倍より短い
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項８】
前記第ダイポールアンテナ及び前記給電回路のインピーダンスが整合するように、前記分岐点の位置が調整される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項９】
前記接地導体は、当該ＲＦタグが同行する物体の金属面に接続される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項１０】
前記第1及び第２の線路がマイクロストリップ線路で形成される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項１１】
隣接する第1及び第２の窓枠が形成され帯状に伸びた導電層を、柔軟性のあるフィルムに形成し、
第1の窓枠が形成された領域と窓枠が形成されていない導電層の領域とが対向するように前記フィルムを折り曲げ、前記フィルムを絶縁性のスペーサ材料に貼り付ける
ことを特徴とするＲＦタグを製造する方法。
【請求項１２】
前記ダイポールアンテナ及び前記給電回路のインピーダンスが整合するように、前記分岐点の位置が調整される
ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
絶縁性のスペーサ材料板表面にダイポールアンテナを構成する第1の線路とインダクタを構成する第２の線路とを形成し、
前記スペーサ材料板裏面の接地導体と前記第1及び第２の線路とを電気的に接続するＲＦタグを製造する方法であって、
前記第1の線路上の分岐点及び接地導体間には給電回路が設けられ、
前記第２の線路は前記第1の線路上の分岐点に接続され前記給電回路に並列に設けられる
ことを特徴とするＲＦタグを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＲＦタグ及びＲＦタグを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な商品、物品その他の対象物を管理するためにＲＦタグを使用することが間々ある。そのようなシステムは、多数のＲＦタグと、ＲＦタグからの情報を読み取る又はそこへ情報を書き込むリーダ又はライタ装置（以下、「ＲＦタグリーダ」という。）とを有する。対象物の各々にはＲＦタグが同伴する。リーダは質問器（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒ）とも呼ばれる。ＲＦタグは、ＲＦＩＤタグ、無線タグ、ＩＣタグ等と言及されてもよい。ＲＦタグには例えば識別情報（ＩＤ）、製造番号、製造日時、製造場所その他のデータが書き込まれてもよい。【０００３】
ＲＦタグには一般に能動型（アクティブ型）と受動型（パッシブ型）がある。アクティブ型のＲＦタグは、自ら電力を用意することができ、ＲＦタグリーダ側の装置構成を簡単にすることができる。後者は、自ら電力を用意することはできず、外部からエネルギーを受けることによって、ＩＤ情報の送信等の動作が行なわれる。パッシブ型は、ＲＦタグを安価にする観点から好ましく、将来的に特に有望である。【０００４】
使用する信号の周波数帯域の観点からは、電磁結合方式と電磁波方式とがある。前者は数キロヘルツ程度の周波数帯域や、１３メガヘルツ程度の周波数帯域等を使用する。後者は、ＵＨＦ帯（例えば９５０ＭＨｚ）や、２．４５ギガヘルツのような更に高い周波数帯域を使用する。通信可能な距離を増やしたり、ＲＦタグの寸法を小さくする等の観点からは高い周波数の信号を使用することが望ましい。一例として、電磁結合方式では高々１メートル程度しか通信できないことが知られている。また、９５０ＭＨｚでは１波長が３０ｃｍ程度で済むが、１３ＭＨｚではそれが２３メートルにもなってしまう。【０００５】
ＲＦタグと共に同行する対象物には様々なものが考えられるが、特に対象物が導電性を有するか否かはＲＦタグの設計で特に重要視される。対象物が絶縁性であれば、ＲＦタグを取り付ける前後でＲＦタグの動作特性はさほど大きく変わらない。しかしそのＲＦタグを金属筐体のような導電体に取り付けると、その導体によるイメージ電流がＲＦタグの通信時に発生する。従ってＲＦタグの動作特性は導電体の対象物に取り付けられる前後で大きく異なる。【０００６】
また、ＲＦタグが同行する物体の寸法が比較的小さな製品用途や、外見上の美的価値が重要視されるような製品用途（例えば、大型バイクのメータ、ショーウィンドウ内に展示した花瓶等。）では、ＲＦタグを対象物の中に収容することが要求されるかもしれない。この場合、ＲＦタグを収容した対象物が電磁波（ＵＨＦ帯）を透過できれば、ＲＦタグと無線通信を行うことができるはずである。しかしながらこの場合も、収容されたＲＦタグの近辺に金属面が有るか否かに依存して、ＲＦタグの動作特性は大きく異なる。【０００７】
本願出願時の非特許文献１には金属に取り付けることが可能な従来のＲＦタグが掲載されている。
【非特許文献１】http://www.awid.com/product/mt_tag/mt.htm
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１に記載されているような従来のＲＦタグは、半波長より長いダイポールアンテナとして動作するアンテナ構造を有する。より具体的には誘電体の表面にアンテナのパターンを表す導電性材料が設けられ、誘電体の裏面に金属層が形成され、全長が１／２波長程度に設計されている。動作周波数は９０２−９２８ＭＨｚであるので、全長は１７ｃｍ程度になる。しかしながらこのような依然として大きな寸法ではＲＦタグを取り付ける対象物の種類が大きく制限されてしまうという問題がある。【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は金属面を有する小さな筐体にも収容可能なＲＦタグを提供すること及びそのようなＲＦタグを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明で使用されるＲＦタグは、接地導体に接続され、電気的な閉ループを形成し、ダイポールアンテナを構成する第1の線路と、前記第1の線路上の分岐点及び接地導体間に接続された給電回路と、前記分岐点に接続され、前記給電回路に並列に設けられ、インダクタを構成する第２の線路とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、金属面を有する小さな筐体にもＲＦタグを収容することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例によるＲＦタグの概略斜視図を示す。
【図２】導電性線路と接地導体との位置関係を示す図である。
【図３】ＲＦタグの動作を説明するための図である。
【図４】ＲＦタグの動作を説明するための図である。
【図５】ダイポールアンテナ及びループアンテナの特性を説明するための図である。
【図６Ａ】本発明の一実施例によるＲＦタグの製造工程を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施例によるＲＦタグの製造工程を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施例によるＲＦタグの製造工程を示す図である。
【図６Ｄ】本発明の一実施例によるＲＦタグの製造工程を示す図である。
【図７Ａ】本発明の一実施例によるＲＦタグの別の製造工程を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施例によるＲＦタグの別の製造工程を示す図である。
【図７Ｃ】本発明の一実施例によるＲＦタグの別の製造工程を示す図である。
【図８】シミュレーションで想定されたＲＦタグを示す図である。
【図９】アンテナ及びＩＣチップに関する等価回路図である。
【図１０】線要素長及び対応するチップ容量に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】線要素長及びアンテナ抵抗に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】線要素長及びアンテナ利得に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】ＲＦタグの周波数特性を示す図である。
【図１４】周波数及びチップ容量に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】周波数及びアンテナ利得に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】ＲＦタグを金属面を有する筐体の中に収容した様子を示す図である。
【図１７Ａ】線幅が不均一な線路を有するＲＦタグを示す図（その１）である。
【図１７Ｂ】線幅が不均一な線路を有するＲＦタグを示す図（その２）である。
【図１７Ｃ】線幅が不均一な線路を有するＲＦタグを示す図（その３）である。
【図１７Ｄ】給電回路の取り付け位置が異なるＲＦタグを示す図である。
【図１７Ｅ】線の間隔が不均一な線路を有するＲＦタグを示す図（その１）である。
【図１７Ｆ】線の間隔が不均一な線路を有するＲＦタグを示す図（その２）である。
【図１７Ｇ】インダクタの線路がアンテナとは別に用意されたＲＦタグを示す図（その１）である。
【図１７Ｈ】インダクタの線路がアンテナとは別に用意されたＲＦタグを示す図（その２）である。
【符号の説明】
【００１３】
１０  誘電体スペーサ
１２  接地導体
１６１  金属面
１６２  絶縁性の材料面
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一態様によれば、ダイポールアンテナを構成する第1の線路に設けられた給電回路に並列に、インダクタを構成する第２の線路が設けられる。第1の線路は接地導体に接続され、動作時にイメージ電流が利用される。アンテナと給電回路のインピーダンスの整合性はインダクタンスを調整することで達成できる。これにより金属面を有する物体に同行してもよい非常に小型のＲＦタグが得られる。【００１５】
前記第２の線路は、前記第1の線路上の２つの分岐点を接続する線路を含むように形成されてもよい。ダイポールアンテナの線路とインダクタの線路の一部を共通化させることで、ＲＦタグ全体の寸法を小さく抑えることができる。第1の線路と第２の線路の分岐点の位置は、ダイポールアンテナ及び給電回路のインピーダンスが整合するように調整することができる。【００１６】
前記第1及び第２の線路は所定の誘電率を有するスペーサ材料に設けられてもよい。第1及び第２の線路と接地導体の間は理論上は空気層でもよいが、ＲＦタグの強度を確保するような実用上の観点からは、それらの間にスペーサ材料が設けられることが望ましい。【００１７】
前記第１及び第２の線路は、直方体の辺に沿う形状を有してもよい。これにより、ＲＦタグの寸法が直方体の寸法に実質的に等しくなる。【００１８】
前記第1及び第２の線路に流れる電流のイメージ電流が前記接地導体に流れるように、前記第1及び第２の線路が形成される。これによりダイポールアンテナの寸法を小さくすることができる。【００１９】
接地導体に接続された平行な第1の線路要素の対と該対に直交する平行な第２の線路要素の対とで前記第1及び第２の線路が形成されてもよい。線路のパターンを簡易にすることで、歩留まりを向上させるだけでなく、線路を流れる信号の不要な反射をも効果的に抑制できる。【００２０】
前記第２の線路要素の対が延在する長さは、前記第1の線路要素の対が延在する長さの２倍より短く形成される。これにより、第1の線路で形成されるアンテナがループアンテナでなくダイポールアンテナとして動作することを保障できる。【００２１】
ＲＦタグの接地導体は、当該ＲＦタグが同行する物体の金属面に接続されてもよい。より安定した接地電位をＲＦタグに供給することで、ＲＦタグの特性（アンテナ利得等）を向上させることができる。【００２２】
前記第1及び第２の線路はマイクロストリップ線路で形成されてもよい。【００２３】
本発明の一形態によるＲＦタグの製造方法では、隣接する第1及び第２の窓枠が形成され帯状に伸びた導電層を、柔軟性のあるフィルムに形成する工程と、第1の窓枠が形成された領域と窓枠が形成されていない導電層の領域とが対向するように前記フィルムを折り曲げ、前記フィルムを絶縁性のスペーサ材料に貼り付ける工程とが実行される。これにより、金属面を有する物体に同行してもよい小型のＲＦタグを簡易に製造することができる。【００２４】
本発明の一形態によるＲＦタグの製造方法では、絶縁性のスペーサ材料板表面にダイポールアンテナを構成する第1の線路とインダクタを構成する第２の線路とを形成する工程と、前記スペーサ材料板裏面の接地導体と前記第1及び第２の線路とを電気的に接続するＲＦタグを製造する工程とが実行される。前記第1の線路上の分岐点及び接地導体間には給電回路が設けられ、前記第２の線路は前記第1の線路上の分岐点に接続され前記給電回路に並列に設けられる。これにより、既存のマイクロストリップ線路の製造工程を利用しながら、金属面を有する物体に同行してもよい小型のＲＦタグを製造することができる。
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明の一実施例によるＲＦタグの概略斜視図を示す。ＲＦタグは、スペーサ１０と、スペーサ１０の正面及び上面に設けられた導電性の線要素と、線要素上に設けられた給電回路（ＢＣ間の破線内に設けられる）と、スペーサ１０の下面（裏面）に設けられた接地導体（図２）とを有する。図２は導電性の線路と接地導体の位置関係を表す。【００２６】
スペーサ１０は例えば２．６のような所定の比誘電率を有し、長さＬ（例えば３１ｍｍ）、幅Ｗ（例えば１３ｍｍ）及び厚さＴ（例えば６ｍｍ）の所定の寸法の直方体形状を有する。数値は一例に過ぎず様々な数値が採用されてもよいが、概して本発明によれば長さＬは使用される波長（ＵＨＦ帯）の半分より短くて済む。【００２７】
スペーサ１０の正面及び上面には、導電性の線要素が形成されている。図示されているように直方体の辺に沿って導電性の線要素が設けられる。線要素は線路の全部又は一部分を示すために使用される。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの各点を通る線路は第1の閉曲線（閉ループ）を形成し、ダイポールアンテナを構成する。電波の送受信及び情報の記憶及び処理を行う集積回路（給電回路とも呼ばれる）は、線要素ＢＣの間に設けられる。【００２８】
第1の閉ループ上に２つの分岐点Ｃ，Ｆが設けられ、点ＣＦ間も導電性の線要素で結合されている。この線要素ＣＤを含む線路ＣＦＧＨＡは給電回路と電気的に並列な関係に位置し、インダクタを構成する。【００２９】
動作原理が説明される。図２に示されるようにスペーサ１０上の線路はスペーサ裏面の接地導体に電気的に接続している。従って、ＲＦタグの動作時には接地導体側にイメージ電流が流れ、図２に示される線路は図３に示されるような線路として等価的に考えることができる。更に線要素ＣＦを含むインダクタと、ダイポールアンテナを構成する部分とを分離すると、図３に示される線路は図４に示されるような線路として等価的に考えることができる。図４に示されるように、このＲＦタグは、点ＡＢＣＤＥＧＨＫＪＡを通る１つの折り返しダイポールアンテナと、ＣＦ'を含む線路で形成される（給電回路に並列に設けられた）インダクタとを有する。後述のシミュレーション結果で示されるように、インダクタのインダクタンスは、線要素ＢＤ上での点Ｃの位置（図３では更に線要素ＧＥ上での点Ｆの位置）を変化させることで調整される。このインダクタンスを適切に調整することで、ダイポールアンテナと給電回路のインピーダンスを適切に整合させることができる。【００３０】
図１，２に示される線要素のうち、電磁波の輻射に直接的に寄与するのは線要素ＡＢ及び線要素ＧＨの部分である。従ってスペーサ材料１０の厚みＴが厚いほどアンテナの利得等の性能は良くなる。【００３１】
上述したように線要素の長さＷ，Ｌ，Ｔは様々な値をとってもよいが、
Ｗ<２（Ｌ＋Ｔ）
の関係を少なくとも満たす必要がある。これはアンテナがダイポールアンテナとして機能することを保障するためである。仮にＷ＝２（Ｌ＋Ｔ）であったとすると、アンテナはもはやダイポールアンテナではなくなり、ループアンテナとして機能することになる。本実施例で想定されている諸条件の下では、インダクタによるインピーダンス調整後のアンテナのインピーダンスは、図５に示されるようなスミスチャートの第1象限（Ｉ）に収まるべきである。図中白丸印はインピーダンス調整前のダイポールアンテナ（Ｗ<２（Ｌ＋Ｔ））のインピーダンスを示す。線要素の分岐点Ｃの位置を変化させることでインダクタンスを変化させると、図中矢印で示されるようにインピーダンスが変化する。これに対して、ループアンテナのインピーダンスは第２象限（ＩＩ）に属し、図中×印のような点に対応する。このアンテナに対して分岐点Ｃの位置を変化させてインダクタンスを変えても図中矢印で示されるようにしかインピーダンスは変化しない。このため、ループアンテナではインピーダンスを第1象限内に収めることは困難である。【００３２】
図６Ａ乃至６Ｄは本発明の一実施例によるＲＦタグの製造工程をそれぞれ示す。図６Ａ乃至６Ｃでは平面図と側面図が示され、図６Ｄでは側面図のみが示されている。図６Ａに示される工程では所定の物性を備えたスペーサ１０が用意される。スペーサ１０は例えば比誘電率２．６及び誘電損失（ｔａｎδ）０．００８を有する。図６Ｂに示される工程では、蒸着のような周知の金属成膜技術を利用して、スペーサ１０の上面及び下面の全面に導電層が成膜される。導電層は例えば５×１０６Ｓ／ｍの導電率を有する。図６Ｃに示される工程では、フォトリソグラフィのような周知のパターニング技術を用いて、スペーサ１０の上面上の導電層がパターニングされる。このパターニングにより、図１，２に示されるような線路の大半（線要素ＡＢ及び線要素ＧＨ以外の全ての線要素）が形成される。線路はマイクロストリップ線路として形成されてもよい。図６Ｄに示される工程ではＢ点付近の線路からスペーサ１０を貫通して裏面の導電層に至る貫通孔が形成される。同様にＧ点付近の線路からスペーサ１０を貫通して裏面の導電層に至る貫通孔も形成される。これらの貫通孔には導電性材料が充填され、スペーサ上面上の線路と裏面の接地導体とが電気的に接続される。【００３３】
なお、説明の簡明化のため、給電回路を設ける工程は省略されている。給電回路は図６Ｃの工程以後の適切な段階で線要素ＢＣ間に設けられてもよい。また、説明の簡明化のため、スペーサ上面の線路用の導電層と裏面の接地導体用の導電層とが同時に成膜されたが、それらは別々に作成されてもよし、異なる材料で作成されてもよい。
【実施例２】
【００３４】
図７Ａ乃至７Ｃは本発明の一実施例によるＲＦタグの製造工程をそれぞれ示す。図７Ａに示される工程では帯状に伸びる導電層７０が柔軟性のあるフィルム７５に成膜される。本実施例ではフィルムに例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが使用されるが、導電層７０を支持することができる適切な如何なるフレキシブルフィルムが使用されてもよい。なお、図６でもそうであるが、説明の便宜上膜厚は誇張して描かれていることに留意を要する。成膜は周知の適切な如何なる技法でなされてもよい。蒸着のような手法が使用されてもよいことに加えて、プリンタによる印刷技術等が使用されてもよい。【００３５】
図７Ｂに示される工程では、導電層及びＰＥＴフィルムを貫通する２つの窓７１，７２が形成される。これらの窓周囲の窓枠が後に導電性の線路を形成することになる。本実施例ではＰＥＴフィルムに導電層を成膜した後で２つの窓を形成しているが、図７Ａに示される工程の段階で、窓の形成された導電層がＰＥＴフィルム７５に形成されてもよい。【００３６】
図７Ｃに示される工程では、導電層及びＰＥＴフィルムがスペーサ１０の上面、正面及び裏面に貼り付けられる。この場合に、導電層及びＰＥＴフィルム７５は図７Ｂで破線で示される２箇所で９０度曲げられる。このようにスペーサ１０を基礎とせずに導電層が形成されてもよい。本実施例によればＲＦタグを簡易に製造することができるだけでなく、製造工程を変更する自由度を大きく広げることができる。例えば導電性のアンテナを用意する業者とスペーサを用意する業者は同一でもよいし別々でもよい。また、アンテナの加工とスペーサの加工を平行して行うこともできるので、これはスループットの観点からも好ましい。
【実施例３】
【００３７】
図８はシミュレーションで想定されたＲＦタグを示す。図中の寸法を表す数字の単位はミリメートルである（幅１３ｍｍ、長さ３１ｍｍ及び厚さ６ｍｍ）。スペーサの上面及び正面には図１に示されるような導電性の線路のパターンが形成され、スペーサの裏面は理想的な接地導体に接続されているものとする。シミュレーションではチップ容量ＣＣＰ（ｐＦ）、アンテナ抵抗Ｒａｐ（Ω）及びアンテナ利得（ｄＢｉ）が、線要素ＢＣ及びＧＦの様々な長さに対して算出された。アンテナの長さが典型的なＵＨＦ帯の波長（３０ｃｍ程度）より非常に短い点に特に留意を要する。【００３８】
アンテナと給電回路に関する等価回路は図９のように表せる。アンテナと給電回路（ＩＣチップ）のインピーダンスが整合している場合には、両者の抵抗成分が互いに等しいことに加えて、アンテナ側のインダクタンスＬａｐと給電回路側の容量ＣＣＰとの間に所定の関係が成立する。即ち、
Ｒａｐ＝ＲＣＰ；及び
ωＬａｐ＝（ωＣＣＰ）−１
である。ωは角周波数である。図８の線要素ＢＣ及びＧＦ間の距離Ｓを変化させ、アンテナのインダクタンスＬａｐを調整し、上記の関係が満たされるようにすることで、アンテナ及び給電回路のインピーダンスを整合させることができる。【００３９】
図１０は線要素長Ｓとそれに対応するチップ容量ＣＣＰとの関係を示す。線要素長Ｓが４．２ｍｍから８ｍｍに増えるにつれて、チップ容量ＣＣＰが０．８６ｐＦから０．５４ｐＦにほぼ直線的に減少していることが分かる。例えば９５０ＭＨｚのような典型的なＵＨＦ帯の動作周波数でのチップ容量ＣＣＰが０．６ｐＦ程度であったならば、線要素長Ｓは約７ｍｍにすればよいことが分かる。
らば、インダクタ長ｓ２は約１８（１８．６１）ｍｍにすべきことが分かる。【００４０】
図１１は線要素長Ｓとアンテナ抵抗Ｒａｐとの関係を示す。線要素長Ｓが４．２ｍｍから８ｍｍに増えるにつれて、アンテナ抵抗Ｒａｐは１１．９ｋΩから１２．９ｋΩにほぼ直線的に緩やかに増加していることが分かる。線要素長Ｓが約７ｍｍであったならば、アンテナ抵抗は１２．７ｋΩ程度になることが分かる。【００４１】
図１２は線要素長Ｓとアンテナ利得との関係を示す。線要素長Ｓが４．２ｍｍから８ｍｍに増えるにつれて、アンテナ利得は−２．４５ｄＢｉから−１．９９ｄＢｉにほぼ直線的に増加していることが分かる。線要素長Ｓが約７ｍｍであったならば、アンテナ利得は−２．１ｄＢｉ程度になることが分かる。【００４２】
整合させるインピーダンスを決める要素（Ｒａｐ，Ｌａｐ及び利得）のうち、インダクタンスＬａｐ（容量ＣＣＰ）が最優先して決定される。これがインピーダンスの整合性に最も重要だからである。アンテナの利得も重要であるが、仮にそれが高かったとしても給電回路と不整合の状態であったならば、高利得の恩恵を得ることは困難になる。【００４３】
図１３は図８に示されるようなＲＦタグの周波数特性を示す。８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚまで２５ＭＨｚ毎に算出されたインピーダンスが、スミスチャート上にプロットされている。９５０ＭＨｚでチップ容量が０．６８２ｐＦの場合のインピーダンスは、図中の矢印で示されている。この場合の線要素長Ｓは６．２ｍｍ程度になる。図示されているように周波数を大きく変化させてもインピーダンスの変化はそれほど大きくないので、このＲＦタグは広帯域の製品用途にも使用可能である。【００４４】
図１４はＲＦタグの３つの接地方法の各々について、周波数及びチップ容量の関係を示す。シミュレーションではＲＦタグの裏面が、（１）無限に広い理想的な接地導体に接続されている場合、（２）１０ｃｍ×１０ｃｍの金属板に接続されている場合及び（３）他の金属に接続されていない場合が想定されている。図示されているように、何れの接地方法であっても、周波数が８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚまで増加するにつれてチップ容量は約１．３ｐＦから約０．７ｐＦにほぼ直線的に減少している。従って接地方法をどのようにするかは、アンテナと給電回路のインピーダンスの整合性に大きな影響を与えないことが分かる。このことはＲＦタグの同行する物体が導電性を有していてもいなくても、ＲＦタグのアンテナと給電回路のインピーダンスを整合させること自体は可能であることを意味する。従って本実施例によるＲＦタグが同伴してもよい製品は極めて多種多様に広がる。【００４５】
図１５はＲＦタグの３つの接地方法（上記の（１），（２），（３））の各々について、周波数及びアンテナ利得の関係を示す。何れも周波数が増加するにつれて利得も増加しているが、その増え方は接地方法に依存して異なる。周波数が８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚに増える場合に、（１）の接地方法では利得が約−５．５ｄＢｉから０ｄＢｉに増え、（２）の接地方法では利得が−９．５ｄＢｉから−１．５ｄＢｉに増え、（３）の接地方法では利得が−１０．２ｄＢｉから−６．２ｄＢｉに増えている。このシミュレーション結果から、アンテナ利得を向上させる観点からは、より安定した接地電位を与える接地方法が有利であることが分かる。【００４６】
更に、図１４のシミュレーション結果によれば接地方法はアンテナと給電回路の整合性に大きな影響を与えないので、ＲＦタグをできるだけ安定した接地電位に接続することが望ましい。このような観点からは、ＲＦタグが同行する物体が金属筐体を有し、ＲＦタグがその中に収容される場合には、図１６に示されるようにＲＦタグが金属筐体に接続されることが望ましい。図示の例では、金属面１６１及び絶縁性の材料面１６２を有する筐体の中にＲＦタグが収容され、ＲＦタグ裏面の接地導体が金属面１６１に接続されている様子が示されている。絶縁性の材料面１６２は例えばプラスチックから構成されてもよい。
【実施例４】
【００４７】
図１７Ａ乃至ＨはＲＦタグのアンテナ、インダクタ、給電回路及び接地導体等に関する様々な変形例を示す。アンテナやインダクタを構成する導電性の線路の幅は説明済みの実施例のように全て均等に形成されてもよいし、図１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃに示されるように不均一な線幅でそれらが形成されてもよい。断線等の不具合に配慮する観点からは線幅を太くすることが望ましい。導電性の材料を節約する観点からは線幅を細くすることが望ましい。【００４８】
給電回路（ＩＣ）はＲＦタグの上面側に設けられてもよいし、図１７Ｄに示されるように正面側に設けられてもよい。但し、スペーサの厚みＴは比較的薄く長さＬは比較的長いので、ＩＣの搭載工程の便宜を図る観点からはＩＣを上面に搭載することが望ましい。【００４９】
導電性の線路は直方体のスペーサの辺に沿っていてもよいし、図１７Ｅ，Ｆに示されるように線路が上面や正面の上に形成されてもよい。また、平行な線路の間隔が場所によって異なっていてもよい。但し、線路を流れる信号に与える影響（反射等）をなるべく少なくする観点からは、線路の屈曲回数を少なくすることが望ましい。【００５０】
インダクタを構成する線路は、ダイポールアンテナの線路を共有して設けられてもよいし、図１７Ｇ，Ｈに示されるようにそれとは別に設けられてもよい。但し、インダクタの線路に関するイメージ電流が適切に形成されるように、線路の下に導体が存在することを要する。【００５１】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図１】
2007029296.tif 000002
【図２】
2007029296.tif 000003
【図３】
2007029296.tif 000004
【図４】
2007029296.tif 000005
【図５】
2007029296.tif 000006
【図６Ａ】
2007029296.tif 000007
【図６Ｂ】
2007029296.tif 000008
【図６Ｃ】
2007029296.tif 000009
【図６Ｄ】
2007029296.tif 000010
【図７Ａ】
2007029296.tif 000011
【図７Ｂ】
2007029296.tif 000012
【図７Ｃ】
2007029296.tif 000013
【図８】
2007029296.tif 000014
【図９】
2007029296.tif 000015
【図１０】
2007029296.tif 000016
【図１１】
2007029296.tif 000017
【図１２】
2007029296.tif 000018
【図１３】
2007029296.tif 000019
【図１４】
2007029296.tif 000020
【図１５】
2007029296.tif 000021
【図１６】
2007029296.tif 000022
【図１７Ａ】
2007029296.tif 000023
【図１７Ｂ】
2007029296.tif 000024
【図１７Ｃ】
2007029296.tif 000025
【図１７Ｄ】
2007029296.tif 000026
【図１７Ｅ】
2007029296.tif 000027
【図１７Ｆ】
2007029296.tif 000028
【図１７Ｇ】
2007029296.tif 000029
【図１７Ｈ】
2007029296.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月7日(2008.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地導体に接続され、電気的な閉ループを形成し、ダイポールアンテナを構成する第1の線路と、
前記第1の線路上の分岐点及び接地導体間に接続された給電回路と、
前記分岐点に接続され、前記給電回路に並列に設けられ、インダクタを構成する第２の線路と、
を有することを特徴とするＲＦタグ。
【請求項２】
前記第２の線路は、前記分岐点と前記第1の線路上の別の分岐点とを接続する線路を含む
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項３】
前記第1及び第２の線路が、所定の誘電率を有するスペーサ材料に設けられる
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項４】
前記第１及び第２の線路が、直方体の辺に沿う形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項５】
前記第1及び第２の線路に流れる電流のイメージ電流が前記接地導体に流れるように、前記第1及び第２の線路が形成される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項６】
接地導体に接続された平行な第1の線路要素の対と該対に直交する平行な第２の線路要素の対とで前記第1及び第２の線路が形成される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項７】
前記第２の線路要素の対が延在する長さは、前記第1の線路要素の対が延在する長さの２倍より短い
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項８】
前記第ダイポールアンテナ及び前記給電回路のインピーダンスが整合するように、前記分岐点の位置が調整される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項９】
前記接地導体は、当該ＲＦタグが同行する物体の金属面に接続される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項１０】
隣接する第1及び第２の窓枠が形成され帯状に伸びた導電層を、柔軟性のあるフィルムに形成し、
第1の窓枠が形成された領域と窓枠が形成されていない導電層の領域とが対向するように前記フィルムを折り曲げ、前記フィルムを絶縁性のスペーサ材料に貼り付ける
ことを特徴とするＲＦタグを製造する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図１０は線要素長Ｓとそれに対応するチップ容量ＣＣＰとの関係を示す。線要素長Ｓが４．２ｍｍから８ｍｍに増えるにつれて、チップ容量ＣＣＰが０．８６ｐＦから０．５４ｐＦにほぼ直線的に減少していることが分かる。例えば９５０ＭＨｚのような典型的なＵＨＦ帯の動作周波数でのチップ容量ＣＣＰが０．６ｐＦ程度であったならば、線要素長Ｓは約７ｍｍにすればよいことが分かる。
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月5日(2008.11.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部が接地導体に接続され、電気的な閉ループを形成し、ダイポールアンテナを構成する第1の線路と、
前記第1の線路上の分岐点及び接地導体間に接続された給電回路と、
一端が前記分岐点に接続され、他端が前記第１の線路上の別の分岐点と接続されることで、前記給電回路に並列に設けられるインダクタを構成する第２の線路とを備え、
前記接地導体は、当該ＲＦタグが同行する物体の金属面に接続されることを特徴とするＲＦタグ。
【請求項２】
前記第1及び第２の線路が、所定の誘電率を有するスペーサ材料に設けられる
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項３】
前記第１及び第２の線路が、直方体の辺に沿う形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項４】
前記第1及び第２の線路に流れる電流のイメージ電流が前記接地導体に流れるように、前記第1及び第２の線路が形成される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項５】
接地導体に接続された平行な第1の線路要素の対と該対に直交する平行な第２の線路要素の対とで前記第1及び第２の線路が形成される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項６】
前記第２の線路要素の対が延在する長さは、前記第1の線路要素の対が延在する長さの２倍より短い
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項７】
前記第ダイポールアンテナ及び前記給電回路のインピーダンスが整合するように、前記分岐点の位置が調整される
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【国際調査報告】
2007029296.tif 000031
2007029296.tif 000032
2007029296.tif 000033
2007029296.tif 000034
2007029296.tif 000035
2007029296.tif 000036
2007029296.tif 000037