(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１の部分に配置された回路部と、
前記基板の第２の部分に配置されたループ形状のアンテナ部と、を含み、
前記ループ形状のアンテナ部は、一波長の幅を有する四角形のループアンテナであり、垂直成分の電流分布が互いに相殺し、水平成分の電流分布が主放射特性を持ち、前記四角形のループアンテナのうち垂直方向に延びる辺の一方から２本の直線部が延びることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記回路部は、前記アンテナ部と連結され、前記アンテナ部を通じて受信される信号に基づいて前記回路部に貯蔵された固有識別情報を外部のＲＦＩＤリーダへ伝送することを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
基板の第１の部分に配置された回路部と、前記基板の第２の部分に配置されたループ形状の第１のアンテナ部と、を含むＲＦＩＤタグと、
前記ＲＦＩＤタグと信号を送受信し、前記ＲＦＩＤタグから受信された信号を分析して前記分析結果を表示するＲＦＩＤリーダと、を含み、
前記第１のアンテナ部は、一波長の幅を有する四角形のループアンテナであり、垂直成分の電流分布が互いに相殺し、水平成分の電流分布が主放射特性を持ち、前記四角形のループアンテナのうち垂直方向に延びる辺の一方から２本の直線部が延びることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項４】
前記回路部は、前記第１のアンテナ部と連結され、前記第１のアンテナ部を通じて受信された信号に基づいて前記回路部に貯蔵された固有識別情報を前記ＲＦＩＤリーダへ伝送することを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項５】
前記ＲＦＩＤタグは、能動型ＲＦＩＤタグであることを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤリーダは、一つ以上のアンテナを含む第２のアンテナ部と、前記第２のアンテナ部を通じて受信された信号を分析するか、前記第２のアンテナ部を通じて前記ＲＦＩＤタグに信号を伝送または放射する制御部と、を含むことを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項７】
前記制御部は、前記ＲＦＩＤタグを駆動させるためのウェイクアップ信号を生成し、前記生成されたウェイクアップ信号を前記第２のアンテナ部を通じて前記ＲＦＩＤタグに伝送することを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項８】
前記ＲＦＩＤタグは、前記伝送されたウェイクアップ信号に基いて前記ＲＦＩＤタグ内に貯蔵された固有識別情報を前記ＲＦＩＤリーダに伝送することを特徴とする請求項７に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項９】
前記制御部は、前記ＲＦＩＤタグから伝送された固有識別情報を分析し、前記分析結果を表示、貯蔵または他の通信手段により外部サーバーに伝送することを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤシステムに係り、より詳しくは、内蔵型アンテナを用いたＲＦＩＤタグ及びこれを用いたＲＦＩＤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＲＦＩＤシステム(Radio Frequency Identification System)は物体に取り付けられ、自分の固有識別情報を無線信号で送信するＲＦＩＤタグ(Tag)と、ＲＦＩＤタグから送信された無線信号を受信し、これを分析するＲＦＩＤリーダ(Reader)と、で構成される。
【０００３】
ＲＦＩＤタグには４３３ＭＨｚ帯域を用いる能動型(active)ＲＦＩＤタグが含まれる。能動型ＲＦＩＤタグは、港湾物流のみならず、航空物流、軍事、ＵＳＮ(Ubiquitous Sensor Network)などを含む様々な分野に用いられる。
【０００４】
このような能動型ＲＦＩＤタグは、一般にコイルを螺旋状に巻いたヘリカルアンテナ(Helical Antenna)を用いる。
【０００５】
コンテナのような大型の物流用の物にＲＦＩＤタグが取り付けられた場合、従来の技術によるＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤタグの取り付けられたコンテナの正面または側面ではＲＦＩＤリーダを通じてＲＦＩＤタグを認識することができる。しかしながら、従来の技術によるＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤタグの取り付けられたコンテナの後面(後方)ではヘリカルアンテナにより形成された電界がコンテナにより遮られてＲＦＩＤリーダを通じてＲＦＩＤタグを正確に認識できないという問題点がある。
【０００６】
また、従来の技術によるＲＦＩＤシステムは、大型の物流用の物によりヘリカルアンテナにより形成された電界が遮られる場合、垂直偏波アンテナの特性を有するヘリカルアンテナの特性により、ＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤタグとが信号を送受信することができない。さらにまた、ＲＦＩＤタグの電界の放射パターンが歪むという問題点もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、特化された放射パターン(Radiating Pattern)を有する内蔵型アンテナを用いるＲＦＩＤタグ及びこれを用いたＲＦＩＤシステムを提供する。
【０００８】
また、本発明は、大型の物流用の物上に取り付けられた内蔵型の一波長のループアンテナ(Loop Antenna)を用いるＲＦＩＤタグ及びこれを用いたＲＦＩＤシステムを提供する。
【０００９】
さらにまた、本発明は、ＲＦＩＤタグのアンテナ特性が劣化されず、ＲＦＩＤリーダを通じてＲＦＩＤタグの認識時に、認識性能を向上させるＲＦＩＤタグ及びこれを用いたＲＦＩＤシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるＲＦＩＤタグは、基板の一側面の第１の部分に備えられた回路部と、前記基板の一側面の第２の部分に備えられたアンテナ部と、を含む。ループ形状のアンテナ部は、垂直成分の電流分布が互いに相殺し、水平成分の電流分布が主放射特性を持ち、複数の蛇行ラインとして形成されているコイルがそれぞれ対向しないように配置されている。
【００１１】
本発明によるＲＦＩＤシステムは、物流用の物に取り付けられ、固有識別情報を送出する内蔵型アンテナを備えるＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグと信号を送受信し、前記ＲＦＩＤタグから受信された信号を分析してその分析結果を表示するＲＦＩＤリーダと、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施例による内蔵型アンテナを用いたＲＦＩＤタグ及びこれを用いたＲＦＩＤシステムは、特化された放射パターンを有する内蔵型アンテナをＲＦＩＤタグに用いる。したがって、大型の物流用の物上にＲＦＩＤタグが取り付けられる場合に効果的である。すなわち、ＲＦＩＤリーダが大型の物流用の物上の任意の側面に配置されてもＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤタグとが信号を送受信できる効果がある。
【００１３】
また、本発明の実施例による内蔵型アンテナを用いたＲＦＩＤタグ及びこれを用いたＲＦＩＤシステムは、一波長のループアンテナをＲＦＩＤタグに内蔵して形成する。したがって、ＲＦＩＤタグの工程を単純化し、容易に形成できる。また、ＲＦＩＤタグのアンテナ特性の劣化を防止し、認識性能を向上させうる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグのブロック図である。
【図２】本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグの構成図である。
【図３】本発明の一実施例による一波長のループアンテナである。
【図４Ａ】本発明の一実施例によるループアンテナの水平または垂直成分の放射特性図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施例によるループアンテナの水平または垂直成分の放射特性図である。
【図５】本発明の一実施例による複数のダイポールアンテナが並列に連結された構成図である。
【図６】本発明の一実施例による蛇行ラインの変形実施例である。
【図７】本発明の一実施例による蛇行ラインの変形実施例である。
【図８】本発明の一実施例によるＲＦＩＤシステムのブロック図である。
【図９Ａ】本発明の一実施例による内蔵型アンテナを用いたＲＦＩＤタグの電界分布図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施例による内蔵型アンテナを用いたＲＦＩＤタグの電界分布図である。
【図９Ｃ】本発明の一実施例による内蔵型アンテナを用いたＲＦＩＤタグの電界分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、内蔵型アンテナを用いたＲＦＩＤタグ及びこれを用いたＲＦＩＤシステムの一実施例を図１乃至図９を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグのブロック図である。
【００１７】
ＲＦＩＤタグ１００は、外部の任意のＲＦＩＤリーダと信号を送受信する第１のアンテナ部１１０と、第１のアンテナ部１１０を通じて受信された信号に基づいてＲＦＩＤタグ１００を駆動させる回路部１２０と、を含んでなる。
【００１８】
図２のＲＦＩＤタグの構成図に示したように、第１のアンテナ部１１０はＲＦＩＤタグ１００に含まれた基板１３０の一側面上の第１の所定の位置に位置し、プリンティング方法を用いる。
【００１９】
また、第１のアンテナ部１１０は、構造物に取り付ける金属導体板を用いて構成できる。
【００２０】
また、第１のアンテナ部１１０は、ＳＭＴ(Surface Mounting Technology)タイプ、セラミックスタイプまたはプラスチック材質の構造物に金属体を融着して構成できる。
【００２１】
さらにまた、第１のアンテナ部１１０は一波長のループアンテナを用い、使用ループアンテナの波長は使用者による様々な選択が可能である。
【００２２】
図３の本発明の一実施例による一波長のループアンテナに示したように、第１のアンテナ部１１０を構成する一波長のループアンテナは、ループを四角形、円形、菱形などを含む多角形の形態に変形して設計できる。
【００２３】
また、図３の一波長のループアンテナから、図３の矢印方向に電流分布が形成されることがわかる。
【００２４】
ここで、垂直成分の電流分布は互いに相殺し、水平成分の電流分布は主放射特性の成分として作用する。
【００２５】
すなわち、図３の空色領域が水平成分による電界分布を示す。
【００２６】
図４Ａ及び４Ｂは本発明の一実施例によるループアンテナの水平または垂直成分の放射特性図である。
【００２７】
図４Ａ及び４Ｂのｘ軸とｙ軸は、図３の横(ｘ)軸(電流が左から右へ流れる方向)と縦(ｙ)軸(電流が上下に流れる方向)を示す。
【００２８】
また、図４Ａ及び４Ｂは図３の空色領域の電界分布が伝播されるときの全体電界分布形状を示す。
【００２９】
すなわち、図４Ａに示したように、ループアンテナの水平面の放射特性はｘ軸を中心にして上下に対称する形状に互いに相殺する。図４Ｂに示したように、ループアンテナの垂直面の放射特性は原点を中心にして楕円状からなる。楕円状は主放射特性の成分として作用する。
【００３０】
上述したループアンテナが電流分布を有するので、ループアンテナを内蔵したＲＦＩＤタグを大型の物流用の物に取り付けて用いる場合、大型の物流用の物の任意のいずれの側面でもＲＦＩＤタグから放射または伝送される電波または信号をＲＦＩＤリーダを通じて受信できる。また、ＲＦＩＤタグ１００に内蔵されるループアンテナの電界強度は、ＲＦＩＤタグ１００の使用用途に応じて使用者による任意設定が可能である。
【００３１】
また、第１のアンテナ部１１０は、図５の本発明の一実施例による複数のダイポールアンテナが並列に連結された構造を採用できる。
【００３２】
複数のダイポールアンテナが並列に連結された構造を採用する場合、これによる垂直あるいは水平成分の電流分布は、図４Ａ及び図４Ｂのような電流分布を示す。
【００３３】
また、第１のアンテナ部１１０は、一波長のループアンテナに対して一側面のコイルを複数の蛇行ライン(Meander line)として形成して全体的なループの周りの長さを減らすように構成する。
【００３４】
すなわち、複数の蛇行ラインを形成する構成は、図２の構造の他にも図６及び図７のように蛇行ラインの数及びコイルが形成される形状を様々に変形して設計できる。
【００３５】
また、ループアンテナを構成するコイルを複数の蛇行ラインとして形成することにより、第１のアンテナ部１１０をＲＦＩＤタグ１００の内蔵型アンテナとして形成できる。
【００３６】
また、第１のアンテナ部１１０は、４３３ＭＨｚ帯域を中心周波数として用いる能動型ＲＦＩＤタグに使用できる。
【００３７】
また、第１のアンテナ部１１０は、ループアンテナの他にも逆Ｆアンテナ(Inverted F Antenna)、変形モノポールアンテナ(Monopole Antenna)、マイクロストリップアンテナ(Micro strip Antenna)または配列アンテナなどで構成できる。これらアンテナを用いる場合、使用アンテナはＲＦＩＤタグに内蔵型として構成される。
【００３８】
また、第１のアンテナ部１１０は、ＲＦＩＤリーダ２００から放射または伝送される信号を受信する。
【００３９】
回路部１２０はＲＦＩＤタグ１００内に含まれた基板１３０の一側面の第２の所定の位置に位置し、第１のアンテナ部１１０と連結される。
【００４０】
また、回路部１２０は第１のアンテナ部１１０で受信されたＲＦＩＤリーダ２００から放射または伝送された信号に基づいてＲＦＩＤタグ１００を駆動させる。
【００４１】
また、回路部１２０はその受信された放射または伝送された信号に基づいて回路部１２０内に貯蔵された固有識別情報に対して所定の信号処理を行う。この信号処理された固有識別情報を含む信号は、第１のアンテナ部１１０を通じてＲＦＩＤリーダ２００に伝送される。
【００４２】
また、ＲＦＩＤタグ１００は第１のアンテナ部１１０と回路部１２０とを含んで構成する。ＲＦＩＤタグ１００は、一つのタグチップで構成することもできる。
【００４３】
このタグチップは物流用の物に脱/付着が容易に構成する。
【００４４】
また、本発明の実施例では、第１のアンテナ部１１０と回路部１２０を基板１３０の同一面上に構成したが、基板１３０の一側面に第１のアンテナ部１１０を構成し、基板１３０の他側面に回路部１２０を構成することもできる。
【００４５】
図８は本発明の一実施例によるＲＦＩＤシステムのブロック図であって、ＲＦＩＤシステム３００は、物流用の物に取り付けられ、物流用の物の固有識別情報を送出するＲＦＩＤタグ１００と、一つ以上のアンテナを備えるＲＦＩＤリーダ２００と、を含んでなる。
【００４６】
ＲＦＩＤタグ１００は、ＲＦＩＤリーダ２００と信号を送受信する第１のアンテナ部１１０と、第１のアンテナ部１１０を通じて受信された信号に基づいてＲＦＩＤタグ１００を駆動させる回路部１２０と、を含んでなる。
【００４７】
ＲＦＩＤタグ１００を構成する第１のアンテナ部１１０は、複数の蛇行ラインを含むループアンテナ、逆Ｆアンテナ、変形モノポールアンテナ、マイクロストリップアンテナ及び配列アンテナのうち、いずれか一つで構成する。
【００４８】
また、内蔵型として構成された複数の蛇行ラインを含む第１のアンテナ部１１０の放射パターンのため、ＲＦＩＤタグ１００がコンテナのような大型の物流用の物に取り付けられた場合にも、コンテナの左右または上方を越えてＲＦＩＤタグ１００から放射される電界が形成される。
【００４９】
したがって、コンテナのような大型の物流用の物にＲＦＩＤタグ１００が取り付けられた場合にも、ＲＦＩＤリーダ２００がコンテナのいずれの一側面に位置しても、ＲＦＩＤタグ１００から伝送される信号をＲＦＩＤリーダ２００が受信できる。
【００５０】
すなわち、図９の本発明の一実施例による内蔵型アンテナを用いたＲＦＩＤタグの電界分布からわかるように、大型の物流用の物であるコンテナの側面（図９Ａ及び９Ｂ）または後面(図９Ｃ)でも、ＲＦＩＤタグから放射される電界パターンがコンテナの体積より大きく形成される。したがって、コンテナのいずれの一側面にＲＦＩＤリーダが位置しても、ＲＦＩＤタグから伝送される信号をＲＦＩＤリーダが受信できる。
【００５１】
また、第１のアンテナ部１１０はＲＦＩＤタグ１００内に内蔵型として具現する。
【００５２】
ＲＦＩＤリーダ２００は、外部の任意のＲＦＩＤタグ１００と信号を送受信する一つ以上のアンテナを含む第２のアンテナ部２１０と、第２のアンテナ部２１０を通じて受信される信号を分析するかまたは第２のアンテナ部２１０を通じてＲＦＩＤタグ１００に信号を伝送または放射する制御部２２０と、を含んでなる。
【００５３】
第２のアンテナ部２１０はＲＦＩＤタグ１００から伝送される信号を受信する。
【００５４】
また、ＲＦＩＤリーダ２００が動作周波数領域、運用環境及びシステムの性能などに基づいて第２のアンテナ部２１０に備えられるアンテナの数及び各アンテナの位置を決定する。
【００５５】
また、第２のアンテナ部２１０は様々な周波数範囲の信号を受信するように構成できる。
【００５６】
また、第２のアンテナ部２１０はＲＦＩＤリーダ２００内の制御部２２０と一体型または分離型として構成できる。
【００５７】
制御部２２０は外部の任意のＲＦＩＤタグ１００と通信するためにウェイクアップ信号を生成し、生成されたウェイクアップ信号を第２のアンテナ部２１０を通じて外部の任意のＲＦＩＤタグ１００に伝送するかまたは外部に放射する。
【００５８】
さらにまた、制御部２２０は、外部の任意のＲＦＩＤタグ１００と上記生成されたウェイクアップ信号を半二重(half duplex)または全二重(full duplex)の通信方式を用いて通信を行う。
【００５９】
また、制御部２２０は、振幅偏移変調(ＡＳＫ:Amplitude-Shift Keying)、周波数偏移変調(ＦＳＫ:Frequency-Shift Keying)及び位相偏移変調(ＰＳＫ:Phase-Shift Keying)のうち、いずれか一つの方式を用いてＲＦＩＤタグ１００と通信を行う。
【００６０】
さらにまた、制御部２２０は、生成されたウェイクアップ信号を受信したＲＦＩＤタグ１００が上記受信したウェイクアップ信号に対応してＲＦＩＤタグ１００内に貯蔵された固有識別情報を伝送する場合、第２のアンテナ部２１０を通じてＲＦＩＤタグ１００から伝送された固有識別情報を含む信号を受信する。
【００６１】
また、制御部２２０は、上記受信した固有識別情報を含む信号を分析し、その分析結果に対応する制御を行うか、その分析結果を表示装置(図示せず)に表示するか、またはその分析結果を別途の通信手段(図示せず)を通じて外部サーバー（図示せず）に伝送する。分析結果を受信した外部サーバーは、分析結果に基づいて生成した制御信号により追加制御動作を行うか、または生成した制御信号によりＲＦＩＤリーダ２００の動作を制御することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の内蔵型アンテナを用いたＲＦＩＤタグ及びこれを用いたＲＦＩＤシステムは、特化された放射パターンを有する一波長のループアンテナをＲＦＩＤタグの内蔵型タグアンテナとして用いる。したがって、大型の物流用の物上にＲＦＩＤタグが取り付けられた場合にも、特化された放射パターンにより大型の物流用の物上の任意の地点に位置したＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤタグが信号を送受信することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１００  ＲＦＩＤタグ
１１０  第１のアンテナ部
１２０  回路部
１３０  基板
２００  ＲＦＩＤリーダ
２１０  第２のアンテナ部
２２０  制御部
３００  ＲＦＩＤシステム
【図１】
0004926195.tif 000002
【図２】
0004926195.tif 000003
【図３】
0004926195.tif 000004
【図４Ａ】
0004926195.tif 000005
【図４Ｂ】
0004926195.tif 000006
【図５】
0004926195.tif 000007
【図６】
0004926195.tif 000008
【図７】
0004926195.tif 000009
【図８】
0004926195.tif 000010
【図９Ａ】
0004926195.tif 000011
【図９Ｂ】
0004926195.tif 000012
【図９Ｃ】
0004926195.tif 000013