(57)【要約】【課題】小形で、プリント面積が小さく、しかもインピーダンス整合を取り易いＵＨＦ帯用タグアンテナを提供する。【解決手段】（Ａ）のように、Ｙ軸に対称な１対の主構成素子２Ｒ、２Ｌを配置し、（Ｂ）のように、上記１対の主構成素子それぞれの内側に接せしめて補助構成素子３Ｒ、３Ｌを設け、更にその内側に接せしめて補助構成素子４Ｒ、４Ｌを設ける。これらの補助構成素子にはメッシュ５を入れて枠形の構成素子とする。（Ｃ）のように、１対の補助構成素子４Ｒ、４Ｌをループ構成素子６で結び、接地点Ｅをアースするとともに、給電点Ｓに高周波回路７を接続する。例えば９５３ＭＨｚの電波を送受信するように構成すると、その大きさは約５０．４ｍｍ×１６．８ｍｍとなり、極めて小形，軽量である。【選択図】図１
2007266915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板面上に直交座標Ｘ，Ｙを設定し、
Ｘ軸上に位置せしめて、Ｙ軸に関して対称に、接地点（Ｅ）と給電点（Ｓ）とが配置されるとともに、
Ｙ軸方向の長さとＸ軸方向の幅とを有し、Ｘ軸に関して対称な形状の、１対の主構成素子が、Ｙ軸に関して対称に、前記の接地点および給電点よりも外側に配置されており、
かつ、前記１対の主構成素子それぞれに接せしめて、それよりも内側に、１対もしくは複数対の、ほぼ長方形の補助構成素子が配置されるとともに、
前記補助構成素子の少なくとも１対にメッシュが設けられて、枠形の構成素子を形成していて、
前記の、Ｙ軸に関して対称に配置された補助構成素子の内、最も内側の１対の補助構成素子相互が、前記の接地点および給電点を通るループ状の構成素子で連結されていることを特徴とする、ＵＨＦ帯用タグアンテナ。
【請求項２】
基板面上に直交座標Ｘ，Ｙを設定し、
Ｘ軸上に位置せしめて、Ｙ軸に関して対称に、接地点（Ｅ）と給電点（Ｓ）とが配置されるとともに、
Ｙ軸方向の長さとＸ軸方向の幅とを有し、Ｘ軸に関して対称な形状の、１対の主構成素子が、Ｙ軸に関して対称に、前記の接地点および給電点よりも外側に配置されており、
かつ、前記１対の主構成素子それぞれに接せしめて、それよりも外側に、１対もしくは複数対の、ほぼ長方形の補助構成素子が配置され、及び／又は、前記１対の主構成素子それぞれに接せしめて、それよりも内側に、１対もしくは複数対の、ほぼ長方形の補助構成素子が配置され、
さらに、前記補助構成素子の少なくとも１対にメッシュが設けられて、枠形の構成素子を形成していて、
前記の、Ｙ軸に関して対称に配置された複数対の構成素子の内、最も内側の１対の構成素子が相互に、前記の接地点および給電点を通るループ状の構成素子（６）で連結されていることを特徴とする、ＵＨＦ帯用タグアンテナ。    
【請求項３】
前記のループ構成素子が、細長い切欠環状部分を有していて、その長手方向がＸ軸に平行であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載したＵＨＦ帯用タグアンテナ。
【請求項４】
請求項１、又は請求項２に係るＵＨＦ帯用タグアンテナを製作する場合、
１対の主構成素子のＹ軸に関する対称性を保ちつつ、その隅角部分を削除して、インピーダンスを調節することを特徴とする、ＵＨＦ帯用タグアンテナの製作方法。
【請求項５】
請求項３に係るＵＨＦ帯用タグアンテナを製作する場合、
ループ構成素子のＸ軸方向の実効長さを加減することによって、当該アンテナ装置の電気的長さを調節することを特徴とする、ＵＨＦ帯用タグアンテナの製作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タグアンテナとして好適な、ＵＨＦ帯の電波を送受信する小形アンテナ、及びその製作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タグアンテナとしては、例えばボウタイ型ダイポールアンテナが用いられている。
タグアンテナは通常、フレキシブルな電気絶縁性フィルムを基板とし、銀ペーストを用いて構成素子をプリントされている。
【特許文献１】特開２００４−１８０２１７号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
タグアンテナは、実用化されてから未だ日が浅いので、研究改良の途上に在る。これを一層普及させるために小形，軽量化、コスト低減、及び調整の容易化が望まれている。
本発明は以上に述べた事情に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、
従来例であるボウタイダイポールアンテナに比して小形，軽量で、コストが低廉であり、
かつ、整合を取り易いタグアンテナを提供するにある。
【０００４】
ただしアンテナにおける小形化は、一般機器における小形化とは技術的意義が異なる。
すなわち、一般機械器具においては強度を落とさずに小形にすることを目標とするが、
アンテナにおいては、アンテナ性能を変えずに、とりわけ同調周波数を高くしないで小形にしなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理について、その１実施形態に対応する図１を参照して略述すると次の通りである。
本図１（Ａ）のように、基板１の面上に直交座標軸Ｘ，Ｙを想定し、Ｙ軸に関して対称な一対の主構成素子２Ｒ，２Ｌを配置する。本発明において主構成素子とは、当該アンテナ装置のインピーダンスに及ぼす影響が最も大きい構成素子をいう。
本図１（Ｂ）に示すように、前記主構成素子２Ｒ，２Ｌそれぞれの内側に、枠形の補助構成素子３Ｒ，３Ｌ、及び枠形の補助構成素子４Ｒ，４Ｌを配置し、
更に、前記補助構成素子３Ｒと同３Ｌとをループ構成素子６で接続する。
上記のように構成すると、主構成素子はＣとＬとを有しているので、その形状を調整して容易にインピーダンス整合を取ることができ、
補助構成素子によって電気的長さを得ることができ、しかも電気的長さに比して面積が小さいので導電性パターンをプリントする材料費が節減される。
【０００６】
上述の原理に基づく具体的な構成として請求項１の発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナは、（図１参照）基板面上に直交座標Ｘ，Ｙを設定し、
Ｘ軸上に位置せしめて、Ｙ軸に関して対称に、接地点（Ｅ）と給電点（Ｓ）とが配置されるとともに、
Ｙ軸方向の長さとＸ軸方向の幅とを有し、Ｘ軸に関して対称な形状の、１対の主構成素子（２Ｒ，２Ｌ）が、Ｙ軸に関して対称に、前記の接地点および給電点よりも外側に配置されており、
かつ、前記１対の主構成素子それぞれの内側に、１対もしくは複数対の、ほぼ長方形の補助構成素子（３Ｒと３Ｌ，４Ｒと４Ｌ）が配置されるとともに、
前記補助構成素子の少なくとも１対にメッシュ（５）が設けられて、枠形の構成素子を形成していて、
前記の、Ｙ軸に関して対称に配置された補助構成素子の内、最も内側の１対の補助構成素子相互が、前記の接地点および給電点を通るループ状の構成素子（６）で連結されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナの構成は、
（図５参照）基板面上に直交座標Ｘ，Ｙを設定し、
Ｘ軸上に位置せしめて、Ｙ軸に関して対称に、接地点（Ｅ）と給電点（Ｓ）とが配置されるとともに、
Ｙ軸方向の長さとＸ軸方向の幅とを有し、Ｘ軸に関して対称な形状の、１対の主構成素子（８Ｒ，８Ｌ）が、Ｙ軸に関して対称に、前記の接地点および給電点よりも外側に配置されており、
かつ、前記１対の主構成素子それぞれに接せしめて、それよりも外側に、１対もしくは複数対の、ほぼ長方形の補助構成素子（１０Ｒと１０Ｌ，１１Ｒと１１Ｌ）が配置され、及び／又は、前記１対の主構成素子それぞれに接せしめて、それよりも内側に、１対もしくは複数対の、ほぼ長方形の補助構成素子（９Ｒ，９Ｌ）が配置され、
さらに、前記補助構成素子の少なくとも１対にメッシュ（５）が設けられて、枠形の構成素子を形成していて、
前記の、Ｙ軸に関して対称に配置された複数対の構成素子の内、最も内側の１対の構成素子（８Ｒ，８Ｌ）が相互に、前記の接地点および給電点を通るループ状の構成素子（６）で連結されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナの構成は、前記請求項１または請求項２の発明の構成要件に加えて、
（図２参照）前記のループ構成素子（６）が、細長い切欠環状部分を有していて、その長手方向がＸ軸に平行であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナの製作方法の構成は、
（図２参照）請求項１、又は請求項２に係るＵＨＦ帯用タグアンテナを製作する場合、
１対の主構成素子（２Ｒと２Ｌ）の、Ｙ軸に関する対称性を保ちつつ、その隅角部分（仮想線で描いたＰ部分）を削除して、インピーダンスを調節することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナの製作方法の構成は、
（図２参照）請求項３に係るＵＨＦ帯用タグアンテナを製作する場合、
ループ構成素子（６）のＸ軸方向の実効長さを加減することによって、当該アンテナ装置の電気的長さを調節することを特徴とする、。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナを適用すると、同じ周波数の電波を送受信する従来例のタグアンテナに比して小形に構成することができ、しかもインピーダンス整合を取ることが容易である。
小形であるということは、使い易いというメリットが有るだけでなく、アンテナパターンをプリントする材料コストを低減し得るというメリットも有る。
【００１２】
請求項２の発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナを適用しても、請求項１の発明におけると同様に小形に構成することができ、かつインピーダンス整合を取ることが容易である。
同じ目的を達成するために請求項１と請求項２との何れかを任意に選定し得ることは、設計製作の自由度を高めるので、工業生産上の価値が大きい。
【００１３】
請求項３の発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナを、前記請求項１もしくは請求項２の発明に併せて適用すると、アンテナ装置の面積を増大させないで、その電気的長さを増加させることができる。
【００１４】
請求項４の発明方法を適用すると、前記請求項１もしくは請求項２の発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナのインピーダンス整合を、一層容易に取ることができる
【００１５】
請求項５の発明方法を適用すると、前記請求項３の発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナの電気的長さ、すなわち同調周波数を容易に調節することができ、
例えば、同一使用の半製品を大量生産して在庫しておき、確定注文を受けてから、迅速容易に周波数調節を施して出荷することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナの構成の御理解をいただくため、図１を参照してその構成方法を説明する。段落番号００１６〜００２１は設計的思考経過の説明であり、本願発明の構成方法や構成手順を限定するものではない。
【００１７】
（図１（Ａ）参照）長方形の基板１は電気絶縁性の薄いシートである。
該基板面上に直交座標Ｘ，Ｙを設定する。Ｏは座標原点である。
座標原点Ｏに関して対称に、かつＸ軸上に位置せしめて、座標原点Ｏの近傍に接地点Ｅと給電点Ｓとを設定する。この段階において接地点Ｅと給電点Ｓとは実体の無い架空の点である。
次いで、１対の主構成素子２Ｒ、主構成素子２Ｌを配置する。
【００１８】
上記１対の主構成素子はＹ軸に関して対称であり、Ｘ軸に関しても対称であることが望ましい。
それぞれの主構成素子はＹ軸方向に長さを有し、Ｘ軸方向に幅を有している。つまり、図において縦方向の短冊状である。ただし本発明を実施する場合、主構成素子は必ずしも長方形でなくても良い。
主構成素子の必要条件はＸ軸方向の長さとＹ軸方向の幅とを有すること、すなわち
面積を有していることであって、三角形または半円形であっても良い。本発明の添付図面において斑点を付して示した部分は導電性の薄板（いわゆる導電パターン）である。  
【００１９】
前記主構成素子２Ｒ及び主構成素子２Ｌそれぞれの内側に接せしめて、仮想線で示した１対の補助構成素子３Ｒ，補助構成素子３Ｌの配置箇所である。
これら１対の補助構成素子はＹ軸に関して対称に位置せしめる。Ｘ軸に関しても対称であることが望ましい。
上記補助構成素子３Ｒ，補助構成素子３Ｌそれぞれの内側に、さらに、前記と同様にして１対の補助構成素子４Ｒ、補助構成素子４Ｌの配置箇所を想定する。
【００２０】
（図１（Ｂ）参照）前記２対の補助構成素子（３Ｒ，３Ｌ，４Ｒ，４Ｌ）それぞれにメッシュ５を入れて図に例示したような枠形構成素子を形成する。
電気工学一般では、『回路網の内部で１個の閉路を形成する１個の枝路』と定義されている（マグローヒル科学技術用語大辞典）。しかし構成素子に関してメッシュとは、
素子の電気的長さに大きい影響を与えない開口をいうものとする。本実施形態においては、補助構成素子４Ｒ及び補助構成素子４Ｌには１個のメッシュ５を入れ、補助構成素子３Ｒ及び補助構成素子３Ｌにはそれぞれ２個のメッシュをいれてある。
【００２１】
本図１（Ｂ）に実線で描いた３対の構成素子（主構成素子と補助構成素子との合計）の内、最も内側に位置する１対の補助構成素子４Ｒと補助構成素子４Ｌとの間に、「前記接地点Ｅ及び給電点Ｓを通るループ構成素子予定区域６′を想定する。
そして図１（Ｃ）に示したように、途中に細長い切欠環状の迂回部分を有するループ構成素子６を配設する。
【００２２】
前記接地点Ｅを接地するとともに、前記給電点Ｓに高周波回路７の出力端を接続する。
図２は、本発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナの調節方法の説明図である。
主構成素子２Ｒ及び主構成素子２Ｌについて、仮想線Ｐでえがいた原形の隅角部分を削り落として面積を縮小させると、該主構成素子が有していたＣとＬとが変化してインピーダンスを調整することができる。この現象を利用すれば、インピーダンス整合を迅速容易に行なうことができる。
【００２３】
ループ構成素子６は、Ｘ軸方向に細長い切欠環状部分を形成し、そのＸ軸方向の長さ寸法を調節すると、当該ＵＨＦ帯用タグアンテナの電気的長さが変化する。この現象を利用すると、同調周波数を迅速容易に調節することができる。ループ構成素子６のＸ軸方向の両端部に仮想線で描いたような梯子状パターンを予め設けておいて、これを削りとることによっても容易に電気的長さの調節ができる。
以上に説明したインピーダンス整合や同調周波数調節を実施する形態として、次の二つが考えられる。
【００２４】
試作段階において概略の形状寸法は、後に図４を参照して説明するように設計計算することができるが、アンテナ性能の詳細は試作品の手直しで調整しなければならない。
このような場合、前述のようにしてインピーダンス整合や同調周波数調節を迅速容易に遂行できることの実用的価値は多大である。
【００２５】
アンテナメーカーが無線機メーカーからの注文を受ける場合、細部仕様の異なる複数の製品を発注される例は非常に多い。
このような「類似する複数種類のタグアンテナ」を生産する場合、基本的なアンテナパターンから成る単一の半製品を大量生産して在庫していれば、僅かに異なる仕様のタグアンテナを受注した場合、迅速に対応することができ、しかも大量生産によるコスト低減等のメリットを享受できる。
【００２６】
図３は前掲の図２に示した実施形態のタグアンテナの性能グラフであって、（Ａ）はインピーダンス特性を、（Ｂ）は指向性を、それぞれ表している。
本例のタグアンテナは０．９５３ＧＨｚ付近で使用するように設計したものであって、
０．９５３ＧＨｚにおいて８．１４＋ｊ２９５Ωが得られた。
指向特性もタグアンテナとして完全に満足し得ることが読み取れる。
【００２７】
図４は、前掲の図１（Ｃ）に示した基本形状のタグアンテナに関する設計例を描いたものである。与えられた周波数は９５３ＭＨｚであり、設計目標値は、
Ｚｉｎ＝８．３＋ｊ２８８［Ω］である。
１６．８ｍｍ×５０．４ｍｍの中に入り得る小形である。
しかも、主構成素子の寸法は１６．８ｍｍ×７．３５ｍｍであり、プリント用の銀ペースト使用量が僅少で済む。
【００２８】
図５は本発明に係るＵＨＦ帯用タグアンテナの、前記と異なる実施形態を描いた工程説明図である。  
基板１の面上に直交座標軸Ｘ，Ｙを想定し、接地点Ｅと給電点Ｓとを設定することは前記実施形態（図１）におけると同様である。
（図５（Ａ）参照）Ｙ軸に関して対称に１対の主構成素子８Ｒ、主構成素子８Ｌを配置する。
【００２９】
上記１対の主構成素子それぞれの外側に点線で描いた補助構成素子の設置予定区域１０Ｒ、同１０Ｌを設定する。
更に、その外側それぞれの外側に鎖線で描いた補助構成素子設置予定区域１１Ｒ、同１１Ｌを設定するとともに、
前記１対の主構成素子それぞれの内側に１対の補助構成素子９Ｒ、補助構成素子９Ｌの設置予定区域を設定する。
【００３０】
前記３対の補助構成素子設置予定区域のそれぞれに、メッシュ５入りの枠形補助構成素子９Ｒ，９Ｌ，１０Ｒ，１０Ｌ，１１Ｒ，１１Ｌを構成する。
これら３対の補助構成素子は、Ｙ軸に関して対称であることを必要条件とする。Ｘ軸に関しては、なるべく対称形にすることが望ましい。
本図５に示した実施形態において、主構成素子の内側に位置する１対の補助構成素子９Ｒ、補助構成素子９Ｌは省略することもできる。
【００３１】
図５（Ａ）に示した４対の主構成素子および補助構成素子の中で最も内側に位置する構成素子を、ループ構成素子６で接続する。
本例では１対の補助構成素子９Ｒ、補助構成素子９Ｌが最も内側に位置しているので、これらをループ構成素子６で結んだ。このループ構成素子６は図２の実施形態におけるループ構成素子６と同様の部材であって、接地点Ｅおよび給電点Ｓを通っている。
図示を省略したが、本例においても図１（Ｃ）におけると同様に、アースおよび高周波回路７を接続する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るＵＨＦ帯タグアンテナの構成の理解を助けるために、設計手順を描いたもので、（Ａ）は主構成素子の配置と補助構成素子設置予定区域を示す模式図、（Ｂ）は枠形の補助構成素子とループ構成素子配置予定区域を示す模式図、（Ｃ）は１対の主構成素子と２対の補助構成素子とループ構成素子とから成るアンテナパターンを高周波回路およびアースに接続した状態を示す模式図
【図２】前掲の図１（Ｃ）の実施形態について、インピーダンス整合を取る操作、および電気的長さを調節する操作の説明図
【図３】前掲の図２に示した実施形態に係るＵＨＦ帯タグアンテナのアンテナ性能を示し、（Ａ）は横軸に周波数（ＧＨｚ）縦軸にオームをとって描いたインピーダンス特性グラフ、（Ｂ）は指向性グラフ
【図４】本発明に係るＵＨＦ帯タグアンテナの１実施形態における主要ぶの寸法を表した平面図
【図５】前掲の図１及び図２と更に異なる実施形態に係るＵＨＦ帯タグアンテナを示し、（Ａ）は設計手順を仮想線で描いた模式的な平面図、（Ｂ）は完成品を描いた模式的な平面図
【符号の説明】
【００３３】
１…基板
２Ｒ…主構成素子
２Ｌ…主構成素子
３Ｒ…補助構成素子
３Ｌ…補助構成素子
４Ｒ…補助構成素子
４Ｌ…補助構成素子
５…メッシュ
６…ループ構成素子
６′…ループ構成素子予定区域
７…高周波回路
８Ｒ…主構成素子
８Ｌ…主構成素子
９Ｒ…補助構成素子
９Ｌ…補助構成素子
１０Ｒ…補助構成素子
１０Ｌ…補助構成素子
１１Ｒ…補助構成素子
１１Ｌ…補助構成素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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