(57)【要約】【課題】要求される共振周波数への調整が容易であり、しかも落下による破損の恐れがなく、軽量化も達成可能な逆Ｆ型内蔵アンテナを提供する。【解決手段】逆Ｆ型内蔵アンテナ１０は、基体１１の表面に逆Ｆ型のパターンで形成されるメッキ層によってアンテナエレメント１２が構成されるため、その逆Ｆ型のパターンを若干変更するだけで共振周波数を調整することができ、要求される共振周波数への調整が容易である。また、セラミックスに較べてじん性が高く比重の小さい誘電体プラスチックスによって基体１１が構成されているため、落下による破損の恐れがなく、軽量化も達成可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スティック状ないしブロック状の誘電体プラスチックスからなる基体と、この基体の表面に逆Ｆ型のパターンで形成されるメッキ層からなるアンテナエレメントとを備えていることを特徴とする逆Ｆ型内蔵アンテナ。
【請求項２】
前記アンテナエレメントは、放射部の基端部側に連続して形成された給電部および短絡部を有し、この給電部および短絡部が形成される前記基体の基端部には、誘電正接を減少させるための段部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の逆Ｆ型内蔵アンテナ。
【請求項３】
前記基体の誘電率εが３〜２０の範囲であることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の逆Ｆ型内蔵アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を行う各種の機器に内蔵可能な小型の内蔵アンテナに関し、詳しくは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに好適な逆Ｆ型内蔵アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤタグの情報をＲＦＩＤリーダライタにより非接触で読み書きするＲＦＩＤシステムにおいては、一般に小型の内蔵アンテナが使用されている。この種の内蔵アンテナとして、アンテナ基板２１小型のループアンテナ、ダイポールアンテナ、逆Ｆ型アンテナなどが特許文献１に記載されている。また、この種の逆Ｆ型アンテナの構造が特許文献２に記載されている。
【０００３】
ここで、逆Ｆ型アンテナは、λ／４対応のモノポールアンテナの先端を折り曲げたＬ型アンテナを低姿勢化し、その給電点付近に短絡部を設けて給電点でのインピーダンス整合を取り易くしたアンテナである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５３９７７号公報
【特許文献２】特開２００３−１５８４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献２に記載されているような従来の逆Ｆ型アンテナは、例えばセラミックス製の誘電体に板金製のアンテナエレメントを接合した構造を有するものであり、両者の接合に手間が掛かるという製造上の問題がある。また、この接合構造に起因してアンテナエレメントの形状変更が難しいため、要求される共振周波数への調整が容易でないという問題がある。さらに、セラミック製の誘電体を使用する場合には、落下により破損し易く、重量も重くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、要求される共振周波数への調整が容易であり、しかも落下による破損の恐れがなく、軽量化も達成可能な逆Ｆ型内蔵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】
【０００７】
このような課題を解決するため、本発明に係る逆Ｆ型内蔵アンテナは、スティック状ないしブロック状の誘電体プラスチックスからなる基体と、この基体の表面に逆Ｆ型のパターンで形成されるメッキ層からなるアンテナエレメントとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る逆Ｆ型内蔵アンテナは、基体の表面に逆Ｆ型のパターンで形成されるメッキ層によってアンテナエレメントが構成されるため、その逆Ｆ型のパターンを若干変更するだけで共振周波数を調整することができ、要求される共振周波数への調整が容易である。また、セラミックスに較べてじん性が高く比重の小さい誘電体プラスチックスによって基体が構成されているため、落下による破損の恐れがなく、軽量化も達成可能である。
【０００９】
本発明の逆Ｆ型内蔵アンテナにおいて、アンテナエレメントは、放射部の基端部側に連続して形成された給電部および短絡部を有するものとして、この給電部および短絡部が形成される基体の基端部には、誘電正接（タンジェント・デルタ）を減少させるための段部が形成されているのが好ましい。
【００１０】
また、本発明の逆Ｆ型内蔵アンテナにおいて、誘電体プラスチックスからなる基体の誘電率εが３〜２０の範囲であると、誘電体プラスチックスによる波長短縮率が大きくなるため、逆Ｆ型内蔵アンテナを一層小型化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る逆Ｆ型内蔵アンテナは、基体の表面に逆Ｆ型のパターンで形成されるメッキ層によってアンテナエレメントが構成されるため、その逆Ｆ型のパターンを若干変更するだけで共振周波数を調整することができ、要求される共振周波数への調整を容易に行うことができる。
【００１２】
また、セラミックスに較べてじん性が高く比重の小さい誘電体プラスチックスによって基体が構成されているため、落下による破損の恐れがなく、軽量化も達成可能である。
【００１３】
本発明の逆Ｆ型内蔵アンテナにおいて、誘電体プラスチックスからなる基体の基端部、すなわちアンテナエレメントの給電部および短絡部が形成される基体の基端部に、誘電正接（タンジェント・デルタ）を減少させるための段部が形成されている場合、基体のエネルギ損失が減少し、送受信する電波の帯域幅が一層狭まるため、より高精度の送受信が可能となる。
【００１４】
また、誘電体プラスチックスからなる基体の誘電率εが３〜２０の範囲であると、誘電体プラスチックスによる波長短縮率が大きくなるため、逆Ｆ型内蔵アンテナを一層小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る逆Ｆ型内蔵アンテナが組み込まれるＲＦＩＤリーダーライタの内部構造を示す平面図である。
【図２】一実施形態に係る逆Ｆ型内蔵アンテナの上面および右側面を基端部側から見て示す斜視図である。
【図３】一実施形態に係る逆Ｆ型内蔵アンテナの上面および左側面を基端部側から見て示す斜視図である。
【図４】一実施形態に係る逆Ｆ型内蔵アンテナの上面および左側面を先端部側から見て示す斜視図である。
【図５】一実施形態に係る逆Ｆ型内蔵アンテナの下面および右側面を基端部側から見て示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して本発明に係る逆Ｆ型内蔵アンテナの実施の形態を説明する。一実施形態に係る逆Ｆ型内蔵アンテナは、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに採用されているＵＨＦ９５０ＭＨｚ帯の電波の１／４波長に対応した逆Ｆ型の内蔵アンテナである。
【００１７】
この逆Ｆ型内蔵アンテナは、例えば図１に符号１０，１０…で示すように、ＲＦＩＤシステムを構成するＲＦＩＤリーダライタ２０に内蔵されたアンテナ基板２１の裏面側に４本を１組として装着されている。なお、このアンテナ基板２１は、移相器２２，２２…、スイッチ付きコネクタ２３，２３…、ＲＦコネクタ２４などが装着されている。
【００１８】
ここで、図２〜図５に示すように、一実施形態の逆Ｆ型内蔵アンテナ１０は、長さ３６ｍｍ、幅６ｍｍ、高さ（厚さ）８ｍｍ程度のスティック状の外観を呈する基体１１と、この基体１１の表面に逆Ｆ型のパターンで形成されたアンテナエレメント１２とを備えている。
【００１９】
基体１１は、従来の誘電体セラミックスに較べてじん性が高く比重の小さい誘電体プラスチックス、例えば結晶性ポリスチレン（ＳＰＳ）をベース樹脂とした熱可塑性樹脂で構成されており、誘電率εが１０程度の高い誘電性を有する。この基体１１は、半田加工が可能な耐熱性（２６０℃）およびメッキ加工性を備えている。
【００２０】
このような基体１１の基端部には、基体１１の上面から見た場合に基体１１の左側面から右側面に向かって３段の階段状に切り欠かれた形状の段部１１Ａが形成されている。また、基体１１の底面には、図１に示したアンテナ基板２１に装着するための４つの突部、すなわち、給電用突部１１Ｂ、短絡用突部１１Ｃ、固定用突部１１Ｄおよび固定用突部１１Ｅが形成されている（図５参照）。
【００２１】
給電用突部１１Ｂは、段部１１Ａが形成された基体１１の基端部側の底面において、左側面に寄った個所に突設されている。また、短絡用突部１１Ｃは、基体１１の基端部側の底面において、右側面側に寄った個所に突設されている。そして、固定用突部１１Ｄは、基体１１の先端部側の底面において、先端面側に寄った個所の幅方向中央部に突設されている。また、固定用突部１１Ｅは、基体１１の先端部側の底面において、先端面側から若干離れた個所の幅方向中央部に突設されている。
【００２２】
アンテナエレメント１２は、銅（Ｃｕ）／ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）の３層構造のメッキ層により、相互に連続した放射部１２Ａ、給電部１２Ｂおよび短絡部１２Ｃを有する逆Ｆ型のパターンに形成されている。放射部１２Ａは、基体１１の基端部から先端部に亘って基体１１の上面および先端面に形成されている。給電部１２Ｂは、放射部１２Ａの基端部側を給電用突部１１Ｂに連続させるように、基体１１の左側面に寄った段部１１Ａの左端部に形成されている。短絡部１２Ｃは、放射部１２Ａの基端部側を短絡用突部１１Ｃに連続させるように、基体１１の右側面に寄った段部１１Ａの右端部に形成されている。
【００２３】
以上のように構成された一実施形態の逆Ｆ型内蔵アンテナ１０は、基体１１の誘電率εが１０程度であって高い誘電性を有するため、その波長短縮効果により、ＵＨＦ９５０ＭＨｚ帯の電波を１／４波長に短縮して良好に送受信する。この逆Ｆ型内蔵アンテナ１０は、従来の誘電体セラミックスに較べてじん性が高く比重の小さい誘電体プラスチックス、例えば結晶性ポリスチレン（ＳＰＳ）をベース樹脂とした熱可塑性樹脂で構成されているため、落下による破損の恐れがなく、しかも軽量である。
【００２４】
ここで、一実施形態の逆Ｆ型内蔵アンテナ１０は、アンテナエレメント１２の放射部１２Ａの基端部側に連続する給電部１２Ｂと短絡部１２Ｃとの間が段部１１Ａとして構成されており、この段部１１Ａが基体１１の誘電損失である誘電正接（タンジェント・デルタ）を減少させるように機能する。このため、一実施形態の逆Ｆ型内蔵アンテナ１０では、基体１１のエネルギ損失が減少し、送受信する電波の帯域幅を一層狭めることができ、より高精度の送受信が可能となる。
【００２５】
また、一実施形態の逆Ｆ型内蔵アンテナ１０は、放射部１２Ａ、給電部１２Ｂおよび短絡部１２Ｃを有する逆Ｆ型のアンテナエレメント１２が基体１１の表面に形成されるメッキ層によって構成されるため、その逆Ｆ型のパターンを若干変更するだけで共振周波数を調整することができる。
【００２６】
すなわち、一実施形態の逆Ｆ型内蔵アンテナ１０によれば、落下による破損の恐れがなく、しかも軽量であって、より高精度の送受信が可能となる。加えて、要求される共振周波数への調整を容易に行うことができる。
【００２７】
本発明に係る逆Ｆ型内蔵アンテナは、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、基体１１は、誘電率が３〜２０の範囲のセラミックスと、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）と、液晶ポリマ（ＬＣＰ）とをコンパウンドした複合材料としてもよい。この複合材料からなる基体１１も、高い誘電性を備えると共に、精密成形に適した寸法安定性およびハンダに対する耐熱性を備える。
【００２８】
また、基体１１の基端部に形成される段部１１Ａは、図示のような３段の階段状に限らず適宜の段数の階段状とすることができる。また、アンテナエレメント１２の逆Ｆ型のパターンも図示の例と異なる適宜のパターンに変更可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０：逆Ｆ型内蔵アンテナ
１１：基体
１１Ａ：段部
１１Ｂ：給電用突部
１１Ｃ：短絡用突部
１１Ｄ：固定用突部
１１Ｅ：固定用突部
１２：アンテナエレメント
１２Ａ：放射部
１２Ｂ：給電部
１２Ｃ：短絡部
２０：ＲＦＩＤリーダライタ
２１：アンテナ基板
２２：移相器
２３：スイッチ付きコネクタ
２４：ＲＦコネクタ
【図１】
2013098922.tif 000003
【図２】
2013098922.tif 000004
【図３】
2013098922.tif 000005
【図４】
2013098922.tif 000006
【図５】
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