(57)【要約】【課題】小型で、かつ電波吸収体の影響を受けず有効に計測結果を送信する。【解決手段】タグ１０に接続されるアンテナ部位１０は、誘電体２４の背面に金属の反射板２２が設けられ、表面側にペアノ曲線などの線状アンテナ２６が形成され、その線状アンテナ２６の端部に給電端子３０を設け、さらに給電端子30の両側に所定の間隙をおいて接地端子４０，４０を設けることにより、アンテナ素子２６と反射板２２とが近接した薄さであっても接地端子４０，４０と給電端子３０間で容量性を保持して、有効な共振周波数で回路側とインピーダンス整合を図り、電波吸収体の影響を受けない、放射特性を得る。【選択図】図１
2009225199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の箇所に装着されて所定の信号を送信する小型無線装置におけるアンテナ構造であって、
平板状に形成された誘電体と、
誘電体の表面に設けられた線状のアンテナ素子と、
アンテナ素子の端部に設けられ小型無線装置に接続される給電端子と、
給電端子の近傍に設けられ給電端子と所定の間隙をおいて形成された接地端子と、
平板状誘電体の背面に設けられアンテナ素子からの電磁波を反射する反射板と、を含むことを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ構造。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ構造において、
給電端子が、誘電体の表面に導体箔がパターン形成された接地端子を間隙を設けて両側に併設した導波路であって、アンテナ素子とともに誘電体の表面に導体箔がパターン形成され接地端子とともにコプレーナ線路を形成する導波路で構成されることを特徴とする請求項１記載の小型無線装置におけるアンテナ構造。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナ構造において、
給電端子は、アンテナ素子と小型無線装置との間を接続するマイクロストリップ線路により形成されていることを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ構造。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ構造において、
アンテナ素子は、半波長ダイポールアンテナであることを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ構造。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ構造において、
アンテナ素子は、複数回折り曲げられて誘電体の表面の一部を空間充填するペアノ曲線状のアンテナであることを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ構造。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ構造において、
アンテナ素子は、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状のアンテナであることを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ構造。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のアンテナ構造において、
小型無線装置は、主装置に自装置の識別符号を送信する無線識別タグであることを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ構造。
【請求項８】
主装置に自装置の識別信号を送信する無線識別タグにおいて、
識別信号を生成する信号生成手段と、信号生成手段からの識別信号を含む信号を主装置との間で送受信する送受信手段と、送受信手段に接続されたアンテナ部位と、を含み、
該アンテナ部位は、平板状の誘電体と、誘電体の表面に形成された線状のアンテナ素子と、アンテナ素子の端部に形成された給電端子と、給電端子の両側に所定の間隔をおいて形成された接地端子と、誘電体の背面に形成された金属の反射板と、を含むことを特徴とする無線識別タグ。
【請求項９】
請求項８に記載の無線識別タグにおいて、
アンテナ部位の給電端子は、アンテナ素子とともに誘電体の表面に導体箔がパターン形成されたコプレーナ線路状の導波路であり、
接地端子は、誘電体の表面に導体箔がパターン形成されたコプレーナ線路状の部位であることを特徴とする無線識別タグ。
【請求項１０】
請求項８に記載の無線識別タグにおいて、
アンテナ部位の給電端子は、アンテナ素子と送受信手段との間を接続するマイクロストリップ線路により形成されていることを特徴とする無線識別タグ。
【請求項１１】
請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の無線識別タグにおいて、
アンテナ部位のアンテナ素子は、半波長ダイポールアンテナであることを特徴とする無線識別タグ。
【請求項１２】
請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の無線識別タグにおいて、
アンテナ部位のアンテナ素子は、複数回折り曲げられて前記誘電体の表面の一部を空間充填するペアノ曲線状のアンテナであることを特徴とする無線識別タグ。
【請求項１３】
請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の無線識別タグにおいて、
アンテナ部位のアンテナ素子は、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状のアンテナであることを特徴とする無線識別タグ。
【請求項１４】
所望の箇所に装着されて所定の信号を送信する小型無線装置におけるアンテナ部位の形成方法において、該方法は、
平板状に形成された誘電体の表面に線状のアンテナ素子を形成する工程と、
誘電体の背面に金属の反射板を設ける工程と、
アンテナ素子の形成の際にアンテナ素子の端部に小型無線装置に接続される給電端子を設ける工程と、
線状アンテナの給電端子の近傍に給電端子と所定の間隙をおいて接地端子を設ける工程と、を含み、
給電端子と設置端子との間隔を調整してアンテナ素子の所望の共振周波数を得ることを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ部位の形成方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のアンテナ部位の形成方法において、
給電端子は、アンテナ素子とともに誘電体の表面に導体箔をパターン形成してコプレーナ線路状の導波路を形成し、
接地端子は、誘電体の表面に導体箔をパターン形成してコプレーナ線路状の部位を形成することを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ部位の形成方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載のアンテナ部位の形成方法において、
給電端子は、アンテナ素子と小型無線装置との間をマイクロストリップ線路により接続することを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ部位の形成方法。
【請求項１７】
請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記載のアンテナ部位の形成方法において、
アンテナ素子は、半波長ダイポールアンテナにより形成することを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ部位の形成方法。
【請求項１８】
請求項１４ないし請求項１７のいずれかに記載のアンテナ部位の形成方法において、
アンテナ素子は、複数回折り曲げられて誘電体の表面の一部を空間充填するペアノ曲線状のアンテナにより形成することを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ部位の形成方法。
【請求項１９】
請求項１４ないし請求項１７のいずれかに記載のアンテナ部位の形成方法において、
アンテナ素子は、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状のアンテナにより形成することを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ部位の形成方法。
【請求項２０】
請求項１４ないし請求項１９のいずれかに記載のアンテナ部位の形成方法において、
小型無線装置は、主装置に自装置の識別符号を送信する無線識別タグであることを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ部位の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型無線装置におけるアンテナ構造およびアンテナ形成方法ならびに無線識別タグに係り、特に、たとえば、体温や心拍などの生体情報を計測して送信する計測システムに用いて好適な小型無線装置におけるアンテナ構造およびそのアンテナ形成方法ならびに無線識別タグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、病院等の医療現場において、体温あるいは心拍などの生体情報を計測して、その結果を携帯端末などの無線装置によりコードレスにて収集するボディエリアネットワークが注目されている。一方、各種物件に貼付または添付あるいは内蔵されて、その物を無線信号により識別するRFID(無線識別)タグが実用に供されている。そこで、無線識別タグと生体情報を計測するセンサを組み合わせて、より小型な無線装置によってボディエリアネットワークを構築することが考えられる。
【０００３】
従来、上記のような無線識別タグとして特許文献１または特許文献２などに記載されたものが提案されている。たとえば、特許文献１に記載された無線識別タグは、少なくとも誘電体部材と、誘電体部材の表面に設けられたループアンテナを形成する送受信用のアンテナパターンと、通信回路と記憶回路を内蔵しアンテナパターンに電気的に接続された接続されたICチップとを備えていた。特に、そのアンテナ構造は、フィルム状の誘電体の表面にループアンテナがパターン形成され、そのループアンテナの両側に給電線がそれぞれ設けられた構成であった。このように形成されたアンテナパターンが、たとえば箱状の搭載パッドに巻き付けられて、その一方側に搭載されたＩＣチップの両側からフィルム端部のアンテナの給電線が接続されて、タグが構成されていた。すなわち、タグの両面にアンテナが延在する構成であった。
【０００４】
このような構成において、電波吸収体たとえば人体などの所定部位に、タグの片面が両面テープなどで貼付されて、主装置（リーダライタ）との間と信号のやり取りをする。その際、アンテナが両面に延在しているので、タグの両側に大きな電流ループが形成されて人体などの電波吸収体の影響を受けずに、つまり通信距離の低下を抑制する効果があるとしていた。また、パッドは、箱状のものの他、円柱、三角柱あるいは球など種々のものでよく、その周囲にフィルム状のループアンテナを巻き付ける構成であった。
【０００５】
なお、特許文献２に記載された無線識別タグは、誘電体基板の表面を金属で覆うように平板状に形成したＵＨＦ帯のアンテナと、該アンテナを端部に収容するようにしてその表面にコイル状の１３ＭＨ帯のループアンテナを形成して、人体近傍において使用する場合でも双方の周波数の電波の良好な放射受信特性を得ることができるように構成したものであった。
【特許文献１】特開２００６−５３８３３号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の技術では、人体などの電波吸収体側に電波が放射される構成であるので、やはり効率が悪くなるという問題があった。そこで、人体側に向かう面に反射板を設けて、指向性を付与することが考えられる。しかし、半波長アンテナにおいて、反射板を設けて指向性を一方向に定めたい場合には、共振周波数の４分の１波長の距離を隔てて反射板をアンテナの背後に取り付ける必要がある。また、アンテナと反射板を近づけて配置した場合、その入力インピーダンスが極めて小さくなり、実用的な回路のインピーダンスと整合がとりにくくなるという問題があった。さらに、その入力インピーダンスは、金属抵抗に比べて小さくなり、放射効率が下がることが知られている。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アンテナに反射板を設けて指向性を付与した場合においても放射効率を下げることなく薄型化することができ、さらに回路との整合を容易に図ることができる小型無線装置におけるアンテナ構造およびその形成方法ならびに無線識別タグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、所望の箇所に装着されて所定の信号を送信する小型無線装置におけるアンテナ構造であって、平板状に形成された誘電体（２４）と、誘電体の表面に設けられた線状のアンテナ素子（２６）と、アンテナ素子の端部に設けられ小型無線装置に接続される給電端子（３０）と、給電端子の近傍に設けられ給電端子と所定の間隙をおいて形成された接地端子（４０，４０）と、平板状誘電体の背面に設けられアンテナ素子からの電磁波を反射する反射板（２２）と、を含むことを特徴とする小型無線装置におけるアンテナ構造から構成される。
【０００９】
その際、給電端子（３０）が、誘電体２４の表面に導体箔がパターン形成された接地端子（４０，４０）を、間隙を設けて両側に併設した導波路３０１であって、アンテナ素子２６とともに誘電体２４の表面に導体箔がパターン形成され接地端子（４０，４０）とともに、コプレーナ線路３０Ａを形成する導波路３０１で構成されるとよい。
【００１０】
また、上記アンテナ構造において、給電端子３０が、アンテナ素子２６と小型無線装置（１０）との間を接続するマイクロストリップ線路（６０）により形成されていてもよい。
【００１１】
また、上記アンテナ構造において、アンテナ素子が、半波長ダイポールアンテナであるとよい。
【００１２】
さらに、上記アンテナ構造において、アンテナ素子が、複数回折り曲げられて誘電体の表面の一部を空間充填するペアノ曲線状のアンテナ（２６）であると有利である。
【００１３】
また、上記アンテナ構造において、アンテナ素子が、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状のアンテナ（１００）であってもよい。
【００１４】
また、アンテナ構造において、小型無線装置が、主装置に自装置の識別符号を送信する無線識別タグであると有利である。
【００１５】
また、本発明の無線識別タグは、主装置に自装置の識別信号を送信する無線識別タグにおいて、識別信号を生成する信号生成手段と、信号生成手段からの識別信号を含む信号を主装置との間で送受信する送受信手段と、送受信手段に接続されたアンテナ部位とを含み、アンテナ部位は、平板状の誘電体と、誘電体の表面に形成された線状のアンテナ素子と、アンテナ素子の端部に形成された給電端子と、給電端子の両側に所定の間隔をおいて形成された接地端子と、誘電体の背面に形成された金属の反射板とを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の無線識別タグは、アンテナ部位の給電端子（３０）が、誘電体２４の表面に導体箔がパターン形成された接地端子（４０，４０）を間隙を設けて両側に併設した導波路３０１であって、アンテナ素子２６とともに誘電体２４の表面に導体箔がパターン形成され接地端子（４０，４０）とともにコプレーナ線路３０Ａを形成する導波路３０１で構成されるとよい。
【００１７】
また、本発明の無線識別タグは、アンテナ部位の給電端子が、アンテナ素子と送受信手段との間を接続するマイクロストリップ線路により形成されてもよい。
【００１８】
さらに、本発明の無線識別タグは、アンテナ部位のアンテナ素子が、半波長ダイポールアンテナであるとよい。
【００１９】
また、上記の無線識別タグは、アンテナ部位のアンテナ素子が、複数回折り曲げられて誘電体の表面の一部を空間充填するペアノ曲線状のアンテナであると有利である。
【００２０】
さらに、本発明の無線識別タグは、アンテナ部位のアンテナ素子が、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状のアンテナであってもよい。
【００２１】
また、本発明は、所望の箇所に装着されて所定の信号を送信する小型無線装置におけるアンテナ部位の形成方法において、平板状に形成された誘電体に、その表面に線状のアンテナ素子を形成する工程と、誘電体の背面に金属の反射板を設ける工程とを含み、アンテナ素子を形成する工程の際に、アンテナ素子の端部に、小型無線装置に接続される給電端子を設け、さらに、線状アンテナの給電端子の近傍に、給電端子と所定の間隙をおいて接地端子を設け、その間隔を調整してアンテナ素子の所望の共振周波数を得ることを特徴とするアンテナ部位の形成方法から構成される。
【００２２】
本発明のアンテナ部位の形成方法は、給電端子を、アンテナ素子とともに誘電体の表面に導体箔をパターン形成したコプレーナ線路状の導波路により形成し、同様に、接地端子を、誘電体の表面に導体箔をパターン形成したコプレーナ線路状の部位により形成するとよい。
【００２３】
その際、アンテナ部位の形成方法は、給電端子を、アンテナ素子と小型無線装置との間をマイクロストリップ線路により接続するとよい。
【００２４】
また、本発明のアンテナ部位の形成方法は、アンテナ素子を、半波長ダイポールアンテナにより形成するとよい。
【００２５】
また、本発明のアンテナ部位の形成方法は、アンテナ素子を、複数回折り曲げられて誘電体の表面の一部を空間充填するペアノ曲線状のアンテナにより形成すると有利である。
【００２６】
さらに、本発明のアンテナ部位の形成方法は、アンテナ素子を、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状のアンテナにより形成するとよい。
【００２７】
また、本発明のアンテナ部位の形成方法は、小型無線装置が、主装置に自装置の識別符号を送信する無線識別タグであるとよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の小型無線装置におけるアンテナ構造によれば、所望の箇所に装着されて所定の信号を送信する小型無線装置におけるアンテナ構造であって、平板状に形成された誘電体と、誘電体の表面に設けられた線状のアンテナ素子と、アンテナ素子の端部に設けられ小型無線装置に接続される給電端子と、給電端子の近傍に設けられ給電端子と所定の間隙をおいて形成された接地端子と、平板状誘電体の背面に設けられアンテナ素子からの電磁波を反射する反射板と、を含む構成であるから、アンテナ端部の給電端子と接地端子との間の容量によりインピーダンスを適正に保持し、薄型かつ放射効率のよいアンテナ並びに小型無線装置を構成することができる。
【００２９】
また、給電端子は、アンテナ素子とともに誘電体の表面に導体箔がパターン形成されたコプレーナ線路状の導波路であり、同様に、接地端子は、誘電体の表面に導体箔がパターン形成されたコプレーナ線路状の部位であるので、誘電体の表面にアンテナ素子と接地端子を容易に形成することができる。
【００３０】
また、給電端子は、アンテナ素子と小型無線装置との間を接続するマイクロストリップ線路により形成されているので、小型無線装置との間の接続を後に修正する場合に有利である。
【００３１】
また、アンテナ素子は、半波長ダイポールアンテナであるので、素子の形成を簡単に行うことができる。
【００３２】
また、アンテナ素子は、複数回折り曲げられて誘電体の表面の一部を空間充填するペアノ曲線状のアンテナであるので、素子の形成を簡単に行うことができる。
【００３３】
また、アンテナ素子は、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状のアンテナであるので、ペアノ曲線に比べ簡単に形成することができ、ダイポールアンテナに比べて放射効率を高めることができる。
【００３４】
また、小型無線装置は、主装置に自装置の識別符号を送信する無線識別タグであるので、上記アンテナ構造によりさらに小型な装置を構成することができる。
【００３５】
また、本発明の無線識別タグによれば、識別信号を生成する信号生成手段と、信号生成手段からの識別信号を含む信号を主装置との間で送受信する送受信手段と、送受信手段に接続されたアンテナ部位とを含み、アンテナ部位は、平板状の誘電体と、誘電体の表面に形成された線状のアンテナ素子と、アンテナ素子の端部に形成された給電端子と、給電端子の両側に所定の間隔をおいて形成された接地端子と、誘電体の背面に形成された金属の反射板とを含むので、人体などの電波吸収体に取り付けた場合でもその影響を受けず、有効な通信を行うことができる。
【００３６】
また、上記の無線識別タグによれば、アンテナ部位の給電端子は、アンテナ素子とともに誘電体の表面に導体箔がパターン形成されたコプレーナ線路状の導波路であり、同様に、接地端子は、誘電体の表面に導体箔がパターン形成されたコプレーナ線路状の部位であるので、誘電体の表面にアンテナ素子と接地端子を容易に形成することができる。
【００３７】
また、上記の無線識別タグによれば、前記アンテナ部位の給電端子は、前記アンテナ素子と前記送受信手段との間を接続するマイクロストリップ線路により形成されているので、接続を後に修正する場合に有利である。
【００３８】
また、上記の無線識別タグによれば、アンテナ部位のアンテナ素子は、半波長ダイポールアンテナであるので、アンテナを容易に形成することができる。
【００３９】
また、上記の無線識別タグによれば、アンテナ部位のアンテナ素子は、複数回折り曲げられて誘電体の表面の一部を空間充填するペアノ曲線状のアンテナであるので、効率のよい通信をすることができる。
【００４０】
また、上記の無線識別タグによれば、アンテナ部位のアンテナ素子は、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状のアンテナであるので、ペアノ曲線より簡単な構成で、ダイポールアンテナより効率のよい通信をすることができる。
【００４１】
また、上記の無線識別タグによれば、主装置から電磁界エネルギ−により起動される電磁誘導手段を含む受動型のタグであるので、電池を内蔵せずさらに小型な装置を構成することができる。
【００４２】
また、上記の無線識別タグによれば、所定の計測対象を計測するセンサを含み、センサの結果を識別信号とともに主装置に送信するので、生体情報の計測などに適用することができる。
【００４３】
また、本発明のアンテナ部位の形成方法によれば、所望の箇所に装着されて所定の信号を送信する小型無線装置におけるアンテナ部位の形成方法において、平板状に形成された誘電体に、その表面に線状のアンテナ素子を形成する工程と、誘電体の背面に金属の反射板を設ける工程とを含み、アンテナ素子を形成する工程の際に、アンテナ素子の端部に、前記小型無線装置に接続される給電端子を設け、さらに、線状アンテナの給電端子の近傍に、該給電端子と所定の間隙をおいて接地端子を設け、その間隔を調整してアンテナ素子の所望の共振周波数を得るので、金属板をアンテナの背面に近接して設けた場合でも所望の入力インピーダンスを得て、回路との整合を確実に図ることができる。
【００４４】
また、上記のアンテナ部位の形成方法によれば、給電端子は、アンテナ素子とともに誘電体の表面に導体箔をパターン形成してコプレーナ線路状の導波路を形成し、同様に、接地端子は、誘電体の表面に導体箔をパターン形成してコプレーナ線路状の部位を形成するので、誘電体の表面にアンテナ素子と接地端子を容易に形成することができる。
【００４５】
また、上記のアンテナ部位の形成方法によれば、給電端子は、アンテナ素子と小型無線装置との間をマイクロストリップ線路により接続するので、接続を後に修正する場合に有利である。
【００４６】
また、上記のアンテナ部位の形成方法によれば、アンテナ素子は、半波長ダイポールアンテナにより形成するので、素子の形成を簡単に行うことができる。
【００４７】
また、上記のアンテナ部位の形成方法によれば、前記アンテナ素子は、複数回折り曲げられて前記誘電体の表面の一部を空間充填するペアノ曲線状のアンテナにより形成するので、素子の形成を簡単に行うことができる。
【００４８】
また、上記のアンテナ部位の形成方法によれば、前記アンテナ素子は、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状のアンテナにより形成するので、ペアノ曲線に比べ簡単に形成することができ、ダイポールアンテナに比べて放射効率を高めることができる。
【００４９】
また、上記のアンテナ部位の形成方法によれば、小型無線装置は、主装置に自装置の識別符号を送信する無線識別タグであるので、より小型な装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
次に、添付図面を参照して本発明に係る小型無線装置におけるアンテナ構造およびその形成方法ならびに無線識別タグの実施の形態を詳細に説明する。図１には、本発明によるアンテナ構造が適用された無線識別タグの一実施の形態が示されている。本実施形態における無線識別タグは、体温等を計測するセンサを含むタグ本体１０に、本願特有のアンテナ２０がコプレーナ線路３０Ａにより接続されている。特に、本実施形態では、アンテナ２０の背面に反射板２２が形成されている点と、アンテナ素子の端部の給電端子３０の両側に接地端子４０が形成されている点が主な特徴点である。
【００５１】
上記各部の詳細を説明すると、タグ本体１０は、少なくとも送受信回路と、識別符号生成回路とを含み、本実施形態では、電池を内蔵し、さらに生体情報を計測するセンサを含む。本体表面には、アンテナの給電端子３０と接続するコプレーナ線路３０Ａが形成されている。給電端子３０は、両側に間隙をあけて配置した接地端子４０，４０とともにコプレーナ線路３０Ａを形成する導波路３０１で構成されている。すなわち、給電端子３０は、アンテナ素子２６とともに誘電体２４の表面に導体箔が線状にパターン形成されてタグ本体側の図示しない電池に接続されている。線状の給電端子の両側に間隙を設けて接地端子４０，４０が配置されている。接地端子は、誘電体２４の表面に導体箔をパターン形成して構成してある。
【００５２】
アンテナ２０は、反射板２２と、誘電体２４と、アンテナ素子２６と、給電端子３０と、接地端子４０と、支持台４２とを含む。反射板２２は、銅あるいは金などの遮蔽板であり、誘電体２４の裏面全面に形成されている。誘電体２４は、誘電率ε＝３．５等のポリイミドにより形成され、本実施形態では、５０μm程度の厚さを有している。
【００５３】
アンテナ素子２６は、本実施形態では、銅と金の合金による金属の線状素子が誘電体２４の表面にパターン形成されたものであり、特に、本実施形態では、図２に示すように、ペアノ曲線状に形成されている。ペアノ曲線は、図４および図５に示すように、たとえば方形の各辺をｒｎ個に等分し、その中にできる小さな目をすべて一筆書きで結ぶ曲線により形成されている。特に、ｒ＝２の場合はヒルベルト曲線、ｒ＝３の場合はペアノ曲線と呼ばれ、ｎは繰り返し次数である。ｒ＝３のペアノ曲線の場合、ｎ＝１では折り返し線状アンテナの形状としてしばしば使用されるメアンダー曲線と同じ形である。図５にはｎ＝１のメアンダ曲線、図６にはｎ＝２のペアノ曲線の場合が示されている。これらの図において、ｄｘ＝ｄｙ＝ｄと過程する場合が知られているが、この場合については、曲線の線路長Ｓとｄの関係は、次式（１）、（２）、（３）で表される。
【数１】
2009225199.tif 000003
すなわち、ＬｘとＬｙは次式（４）、（５）で表される。
【数２】
2009225199.tif 000004
【００５４】
図２に戻って、上式のように形成されたペアノ曲線状のアンテナ素子２６の端部は、タグ本体１０側に延在されて、給電端子３０として形成される。給電端子３０の両側には、所定の間隙をおいてコプレーナ線路状に形成された接地端子４０，４０が形成されている。この場合、接地端子４０，４０のそれぞれ横幅をＬｗｘ，縦幅をＬｇｙとして、それらの関係を図７ないし図１０に示す。図７では、縦幅Ｌｇｙを一定にして横幅Ｌｗｘを変えた場合が示され、図８はその拡大図であり、横幅Ｌｗｘが短いほうが高いインピーダンスを得ることができた。図９は横幅Ｌｗｘを一定にして縦幅Ｌｇｙを変えた場合であり、図１０はその拡大図である。これらの図から接地端子４０，４０の面積が小さいほうが容量性となり、高いインピーダンスを得ることができる。このように接地端子４０，４０の面積を変えて所望の共振周波数および入力インピーダンスとして形成される。給電端子３０と接地端子４０，４０は、図６に示すように、コプレーナ線路状に形成されたタグ本体１０側の対応箇所に接続される。
【００５５】
以上のような構成において、本実施形態のタグは、両面テープ５０などで人体Ｘの所定部位に貼付されて、センサにより常時計測した生体情報を識別符号とともに図示しない主装置に送信する。
【００５６】
以上のように本実施形態に係る無線識別タグによれば、アンテナ２０に、平板状の誘電体２４と、誘電体の表面に形成された線状のアンテナ素子２６と、アンテナ素子２６の端部に形成された給電端子３０と、給電端子３０の両側に所定の間隔をおいて形成された接地端子４０，４０と、誘電体２４の背面に形成された金属の反射板２２とを含むので、薄型で、人体などの電波吸収体に取り付けた場合でもその影響を受けず、有効な通信を行うことができる。
【００５７】
すなわち、従来のようにアンテナ中央に給電した場合、背面の反射板をアンテナ素子から共振周波数の４分の１波長の距離を隔てて配置しなければならなかったが、本実施形態では、線状アンテナを平面状に定着形成し、アンテナ素子２６の端部に給電端子３０による給電点を形成したので、アンテナ素子２６と反射板２２の距離を有効に短くすることができた。図１１および図１２ないし図１３には、その原理およびシミュレーションの結果が示されている。つまり、アンテナ素子と反射板の距離をｈ、アンテナ素子の長さをＬ，アンテナ素子での給電点の中央からの距離をｄｘとすると、ｄｘ＝０ｍｍ、ｈ＝０．２５λとした中央給電および１／４波長の距離の場合、図１２および図１３に示すように、そのインピーダンスはおよそ７０＋ｊ０Ωとなった。ただし、図１２は実数部、図１３は虚数部を表す。また、ｄｘ＝０のまま、反射板をアンテナ素子に近づけて、たとえばｈ＝０．０１λとした場合、インピーダンスは１ＧＨｚ付近の直列共振周波数において実数部がほぼ０となり、２ＧＨｚの並列共振周波数では、その変化からアンテナとして使用できない。そこで、ｈ＝０．００１λの状態でｄｘ＝−７０ｍｍ、つまり給電点をアンテナ素子の端部に移動した場合、図１２に示すよう、１ＧＨｚ付近の共振周波数付近で入力インピーダンスが数十Ωとなり、本実施形態に適用される実用的な入力インピーダンスとなった。
【００５８】
次に、本実施形態に係る無線識別タグによれば、アンテナ給電端子３０に対して接地端子４０，４０の面積を変えて有効な容量として回路との整合を図ることができる。すなわち、上述したように図７ないし図１０に示すように、接地端子すなわち接地電極（４０，４０）の面積が小さくなれば入力インピーダンスはより容量性になる。これにより、背面反射板２２がアンテナ素子２６の波長に比べて十分近い場合でも線状素子の端部に給電することができ、かつ回路との整合を取りながら、実用的な入力インピーダンスを得ることができる。
【００５９】
本実施形態に係る無線識別タグによれば、アンテナ部位のアンテナ素子２６は、複数回折り曲げられて誘電体の表面の一部を空間充填するペアノ曲線状のアンテナであるので、効率のよいアンテナを形成することができる。すなわち、上式（４）、（５）において、ｄｘ≠ｄｙ場合において、ペアノ曲線の全長Ｓｎは、ｎに対して次式（６）、（７）で表される。
【数３】
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ただし、図５、図６におけるユニットをＮ個組み合わせることと給電部への接続を考えて、通常知られるペアノ曲線の全長にｄｙを付け加えている。さらに、本アンテナの場合、ＮＳｎ＝ｍλ／２を満たす必要があり、１８０度の位相差を隣り合う線路上の電流に与えることは通常難しい。ここでＮは自然数が基本であるが、共振周波数と求められるアンテナ素子の大きさを考えて、そうでない場合もある。たとえば、Ｎは１〜１０程度の値であるがｄｘ、ｄｙの関係で決まる。また、ｍは自然数であり、小型アンテナということを考えるとｍ＝１とすべきである。図１４は、図２のペアノ曲線の場合と同様に、ｎ＝２，Ｎ＝６に対し、ｄｘ／ｄｙ＝１．１２５とした場合のメアンダ曲線の例である。これらを比較すると、図１５に示すように、Ｓ１１特性は、４３３ＭＨｚである。この場合、Ｌｘ＝０．００５λ程度であるが、この周波数のゲイン特性は、図１６に示すようにほとんど差が見られない。しかし、同じｄｘ／ｄｙ＝１．１２５であるとき、Ｌｘ＝０．００１λ（ただしｎ＝２）程度にした場合、図１８に示すようにＮ＝２における９６０ＭＨｚの共振周波数において同じ面積のメアンダアンテナとペアノアンテナのゲインを比較すると、ペアノ曲線のほうがメアンダ曲線よりも約３ｄＢ程度強く放射していることがわかる。よって、電流進行方向に対し、ペアノ曲線を構成する方形の長辺の長さが０．００１λ程度になると、ペアノ曲線を使用することで同じ面積のメアンダ曲線のアンテナより放射が３ｄＢ強くすることができた。
【００６０】
なお、上記実施形態では、給電端子をコプレーナ線路状とした場合を例に挙げて説明したが、本発明では、図のアンテナ２０の給電端子３０をアンテナ素子２６と送受信手段との間を接続するマイクロストリップ線路により形成してもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、アンテナ素子をペアノ曲線状に形成した場合を例に挙げて説明したが、本発明では、半波長ダイポールアンテナであってもよく、またメアンダ曲線のアンテナであってもよい。さらに、空間を覆い尽くす空間充填曲線の一つであるヒルベルト曲線状の線状素子によるアンテナであってもよい。
【００６２】
なお、上記実施形態では、電池を内蔵するアクティブタイプの無線識別タグを例に挙げて説明したが、本発明においては、主装置側からの電磁エネルギーでオンとなるパッシブタイプのものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る無線識別タグの一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の実施形態に適用されるアンテナ部分の一例を示す平面図である。
【図３】図１の実施形態に適用されるアンテナ部分の一例を示す断面図である。
【図４】図１の実施形態に適用されるアンテナ素子の形状を説明するための模式図である。
【図５】図１の実施形態に適用されるアンテナ素子の形状を説明するための模式図である。
【図６】図１の実施形態に適用されるアンテナ素子とタグ本体の接続部を示す平面図である。
【図７】図１の実施形態に適用される接地端子の形成方法を説明するためのグラフである。
【図８】図１の実施形態に適用される接地端子の形成方法を説明するためのグラフである。
【図９】図１の実施形態に適用される接地端子の形成方法を説明するためのグラフである。
【図１０】図１の実施形態に適用される接地端子の形成方法を説明するためのグラフである。
【図１１】図１の実施形態の効果を説明するための模式図である。
【図１２】図１の実施形態の効果を説明するためのグラフである。
【図１３】図１の実施形態の効果を説明するためのグラフである。
【図１４】本発明の無線識別タグに適用されるアンテナ素子の他の例を示す平面図である。
【図１５】図１の実施形態の効果を説明するためのモニタ画面波形図である。
【図１６】図１の実施形態の効果を説明するためのモニタ画面波形図である。
【図１７】図１の実施形態の効果を説明するためのモニタ画面波形図である。
【図１８】図１の実施形態の効果を説明するためのモニタ画面波形図である。
【図１９】図１の実施形態のアンテナにおいて、他のアンテナ素子を用いたタグ本体との接続部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０    タグ本体
２０    アンテナ
２２    反射板
２４    誘電体
２６    アンテナ素子
３０    給電端子
３０１  導波路
３０Ａ  コプレーナ線路
４０    接地端子
６０  マイクロストリップ線路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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