(57)【要約】【課題】ゲート状に設置される、ＲＦＩＤタグと通信を行うリーダ・ライタ用のアンテナであって、不感知帯が生じない、または不感知帯のエリアに簡単に対応でき、幅の小さい機械的衝撃に対して安定した、リーダ・ライタ用のアンテナ１００を提供する。【解決手段】筒型レドーム３の内部に、中心軸に平行にダイポールアンテナ１と、ダイポールアンテナ１と対向した中心軸に沿って長い長方形状の反射板２と、を設け、ダイポールアンテナ１が反射板２の中心に位置したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート状に設置される、ＲＦＩＤタグと通信を行うリーダ・ライタ用のアンテナであって、
筒型レドームの内部に、中心軸に平行にダイポールアンテナと、ダイポールアンテナと対向した反射板と、を設けたことを特徴とするリーダ・ライタアンテナ。
【請求項２】
反射板が、中心軸に沿って長い長方形状であることを特徴とする請求項１に記載のリーダ・ライタアンテナ。
【請求項３】
ダイポールアンテナが、反射板の中心に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載のリーダ・ライタアンテナ。
【請求項４】
反射板の長辺の端部が、中心に傾くように折れ曲がっていることを特徴とする請求項２または３に記載のリーダ・ライタアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤとリーダ・ライタとの間で送受信を行うための、リーダ・ライタのアンテナに関し、特にゲート状に設置されるリーダ・ライタのアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグは、電磁気エネルギーをリーダ・ライタ（ＲＷ：Ｒｅａｄｅｒ／Ｗｒｉｔｅｒ）との間でやり取りを行い、データ通信するものである。そして、現在いろいろの用途に利用されるようになっている。その用途は、電磁気エネルギーのやり取りの形態、すなわち電磁誘導方式とマイクロ波方式とで異なる。電磁誘導方式は、１２５ｋ〜１３５ｋＨｚ帯や１３．５６ＭＨｚ帯の周波数帯域で利用されている。一方、マイクロ波方式は、２．４５ＧＨｚ帯などの周波数帯域で利用されており、８００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ前後のいわゆるＵＨＦ帯での利用が考えられている。したがって、電磁誘導方式では、電磁気エネルギーが短距離でのやり取りとなり、マイクロ波方式では遠距離通信が主流となる。当初は、主に電磁誘導方式のＲＦＩＤタグが利用されていたが、マイクロ波方式のものも利用されるようになった。
【０００３】
このマイクロ波方式のものとして、物や人が通り抜ける場所で、物や人が有するＲＦＩＤタグとリーダ・ライタとの間でマイクロ波による通信を行う形態についての発明が、開示されるようになった。この場合、リーダ・ライタのアンテナは、主としてゲート状に設置して運用される。
【０００４】
このようなリーダ・ライタ用のアンテナとして、平面アンテナが開示されている（特許文献１）。この平面アンテナは、接地板に対向して、所定の距離で放射導体が備えられている。放射導体の端部は、所定の距離より小さい距離で接地板と対向し、インピーダンスマッチングのための整合部を形成している。また、整合部の端面から放射導体に給電を行う給電部を備えている。このような構成から、インピーダンスマッチングの取れた、送受信周波数帯の広い、また製造しやすく品質の安定した平面アンテナとしている。
【０００５】
そして、この平面アンテナを複数備えたゲートアンテナが開示されている。複数のアンテナを、ゲート内部の両側に設けた構成としている。物品の流通管理現場等に設置され、物品を搬送する運搬機器が、このゲートアンテナを通過することによって、物品の搬入や搬出の情報を管理することが出来る。ゲートアンテナが接続されたリーダ・ライタと、物品に備えられたＲＦＩＤタグとで送受信を行い、管理が出来る。本平面アンテナを利用することにより、送受信周波数帯の広い通信が出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９７２６５号公報
【特許文献２】特開２００８−２８９１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなアンテナを通信に利用する場合、次のような問題が発生する。リーダ・ライタ用のアンテナとしては、指向性が決まっているために、ＲＦＩＤタグが置かれている環境により、不感知帯が生じ、読み取れないＲＦＩＤタグが発生してしまう場合がある。ま
た、平面アンテナの構造から、設置面積が広いゲートアンテナとなってしまう。図６に、平面アンテナによるゲートアンテナ６０の例を示した。代表的な平面アンテナ６１は、大体２０Ｘ２０ｃｍ２の大きさ、幅を有し、さらにカバー６２を設け、柱６３に設置してゲート状としている。
【０００８】
このために、機械的に不安定構造である。すなわち、柱６３の幅に対して平面アンテナ６１の幅が大きくなり、ゲートからはみ出してしまい、不安定となったり、入出する人や物に触れてしまったりする。このようにして機械的衝撃を受けやすい。
【０００９】
本発明は、このような問題に対して、ゲート状に設置される、ＲＦＩＤタグと通信を行うリーダ・ライタ用のアンテナであって、不感知帯が生じない、または不感知帯のエリアに簡単に対応でき、幅の小さい機械的衝撃に対して安定した、リーダ・ライタ用のアンテナを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は係る課題に鑑みなされたものであり、請求項１の発明は、ゲート状に設置される、ＲＦＩＤタグと通信を行うリーダ・ライタ用のアンテナであって、
筒型レドームの内部に、中心軸に平行にダイポールアンテナと、ダイポールアンテナと対向した反射板と、を設けたことを特徴とするリーダ・ライタアンテナとしたものである。
【００１１】
本発明の請求項２の発明は、反射板が、中心軸に沿って長い長方形状であることを特徴とする請求項１に記載のリーダ・ライタアンテナとしたものである。
【００１２】
本発明の請求項３の発明は、ダイポールアンテナが、反射板の中心に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載のリーダ・ライタ用アンテナとしたものである。
【００１３】
本発明の請求項４の発明は、反射板の長辺の端部が、中心に傾くように折れ曲がっていることを特徴とする請求項２または３に記載のリーダ・ライタアンテナとしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のリーダ・ライタ用アンテナは以上のような構成であって、ゲート状に設置される、ＲＦＩＤタグと通信を行うリーダ・ライタ用のアンテナであって、不感知帯が生じない、または不感知帯のエリアに対応でき、幅の小さい機械的に強い、リーダ・ライタ用のアンテナとすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のリーダ・ライタアンテナの第一の実施形態例を断面で見た説明図である。
【図２】第一の実施形態例をシミュレーションした結果を示す説明図で、図（ａ）は、シミュレーションの条件を示した図で、図（ｂ）は、抑角を９０度とし、方位角方向の電界のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図３】本発明のリーダ・ライタアンテナの第二の実施形態例を断面で見た説明図である。
【図４】第二の実施形態例をシミュレーションした結果を示す説明図で、図（ａ）は、シミュレーションの条件を示した図で、図（ｂ）は、抑角を９０度とし、方位角方向の電界のシミュレーション結果を示す。
【図５】図１のリーダ・ライタアンテナの具体的な構造の例を断面で示した説明図である。
【図６】平面アンテナによるゲートアンテナ６０を斜視で見た説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明を実施するための形態につき説明する。図１は、本発明のリーダ・ライタ用アンテナの第一の実施形態例を断面で見た説明図である。
【００１７】
本形態例のリーダ・ライタアンテナ１００は、ゲート状に設置される、ＲＦＩＤタグと通信を行うリーダ・ライタ用のアンテナであって、筒型レドーム３の内部に、中心軸に平行にダイポールアンテナ１と、ダイポールアンテナ１と対向した反射板２と、を設けている。
【００１８】
ダイポールアンテナより出射した電磁波は、反射板に反射され、反射板の前方に指向性を有すると同時に放射エネルギーも強化される。また、筒状のレドームに設けられていることから、不感知帯があっても、リーダ・ライタアンテナを回転したり、反射板の位置をずらしたりして、簡単に対応できる。さらに、平面アンテナに比べ、幅を小さく出来、機械的に安定している。各形状としては、反射板が長方形状で、ダイポールアンテナ−反射板間の距離５０ｍｍ、反射板幅６０ｍｍ、レドーム半径３６ｍｍなどが例示できる。
【００１９】
図２は、本実施形態例をシミュレーションした結果を示す説明図で、図２（ａ）は、シミュレーションの条件を示した図で、図２（ｂ）は、抑角を９０度とし、方位角方向の電界のシミュレーション結果を示す。ダイポールの長さは１５ｃｍ、反射板の長さは２０ｃｍ、幅が６ｃｍ、、ダイポールアンテナ−反射板間の距離５ｃｍである。ダイポールアンテナは、反射板の中心に位置している。シミュレーションは通常の、メッシュに分割して、メッシュ上の電流分布を求める手法を用いた。ビーム角（−３ｄＢ点の角度）７１．１度との指向性を有する結果となった。周波数は、９５３．０ＭＨｚである。
【００２０】
図３は、本発明の第二の実施形態例である。本形態例のリーダ・ライタアンテナ２００は、筒型レドーム３１の内部に、中心軸に平行にダイポールアンテナ１１と、ダイポールアンテナ１１と対向した反射板２１と、を設けており、反射板２１の形状が長方形で、長辺の端部が、中心に傾くように折れ曲がっている。
【００２１】
各形状としては、ダイポールアンテナ−反射板間の距離８０ｍｍ、反射板両端部間の幅３０ｍｍ、反射板平坦部の幅２０ｍｍ、反射板の折れ曲がり部端縁の平坦部からの高さ１０ｍｍ、レドーム半径４５ｍｍなどが例示できる。
【００２２】
図４は、本実施形態例をシミュレーションした結果を示す説明図で、図４（ａ）は、シミュレーションの条件を示した図で、図４（ｂ）は、抑角を９０度とし、方位角方向の電界のシミュレーション結果を示す。ダイポールの長さは１５ｃｍ、反射板の長さは２０ｃｍ、反射板両端部間の幅３０ｍｍ、反射板平坦部の幅２０ｍｍ、反射板の折れ曲がり部端縁の平坦部からの高さ１０ｍｍ、ダイポールアンテナ−反射板間の距離８ｃｍである。ダイポールアンテナは、反射板の中心に位置している。シミュレーションは通常の、メッシュに分割して、メッシュ上の電流分布を求める手法を用いた。ビーム角（−３ｄＢ点の角度）８８．８７度との指向性を有する結果となった。周波数は、９５３．０ＭＨｚである。
【００２３】
以上のように本願発明のリーダ・ライタアンテナは、筒型レドームの内部に、中心軸に平行にダイポールアンテナと、ダイポールアンテナと対向した反射板２と、を設けているので、反射板の前方を中心とし等方性もある指向性を有すると同時に放射エネルギーも強
化される。また、筒状のレドームに設けられていることから、不感知帯があっても、リーダ・ライタアンテナを回転したり、反射板の位置をずらしたりして、簡単に対応できる。上記の形態例から解るように、反射板を変える事によって、使用環境に応じて半値幅を変えられる。さらに、筒型レドーム形状により、３６０度の水平方向からの衝撃に対する耐性が高いリーダ・ライタアンテナとすることが出来る。
【００２４】
反射板が、中心軸に沿って長い長方形状であることから、さらに幅の狭い筒状のレドーム構成とすることが出来る。
【００２５】
また、ダイポールアンテナが、反射板の中心に位置していることによって、良い指向性を得られ、放射エネルギーも強化できる。ただ、中心の位置よりずれた場合、放射角度を変えられ、周囲の状況によっては、このような構成も採用できる。
【００２６】
さらに、反射板の長辺の端部が、中心に傾くように折れ曲がっている構成とすることで、指向性、放射強度を向上できる。
【００２７】
なお、本発明のリーダ・ライタアンテナの具体的な構造として、図１の第一の実施形態で例示する。図５は、図１のリーダ・ライタアンテナの具体的な構造の例を断面で示した説明図である。ダイポールアンテナや反射板はプリント配線板を利用して作製できる。反射板は、長方形の基板に長手方向に反射板用導体２２をライン状に形成し、プリント配線板Ｂ４２とする。プリント配線板Ｂ４２の両端を樹脂Ｂ５２でレドーム３２に取り付ける。また中央には他のプリント配線板Ａを挟み込むように樹脂Ａ５１で長手方向に長い凹部を形製する。ダイポールアンテナは、反射板の中央部からレドーム３２までの幅を持つ基板を用意し、その長手方向の一方の端部にダイポールアンテナ用導体１２のラインを形製してダイポールアンテナとしたプリント配線板Ａ４１を作製する。プリント配線板Ａ４１の他端は反射板の樹脂Ａ５１で形製した凹部に合わせる。２つのプリント配線板は、各樹脂で脱着可能に形製しても良い。このようにして本実施形態例のリーダ・ライタアンテナを作製できる。
【符号の説明】
【００２８】
１００・・・リーダ・ライタアンテナ
１・・・ダイポールアンテナ
２・・・反射板
３・・・レドーム
２００・・・リーダ・ライタアンテナ
１１・・・ダイポールアンテナ
２１・・・反射板
３１・・・レドーム
３００・・・リーダ・ライタアンテナ
１２・・・ダイポールアンテナ用導体
２２・・・反射板用導体
３２・・・レドーム
４１・・・プリント配線板Ａ
４２・・・プリント配線板Ｂ
５１・・・樹脂Ａ
５２・・・樹脂Ｂ
６０・・・ゲートアンテナ
６１・・・平面アンテナ
６２・・・カバー
６３・・・柱
【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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