Source: https://patents.google.com/patent/JP2006311239A/en
Timestamp: 2019-04-20 21:45:33+00:00

Document:
本発明は、例えばＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムなどに用いられる無線ＩＣタグ装置、及び、それを備えたＲＦＩＤシスに関する。 The present invention is, for example, RFID (Radio Frequency Identification) system such as a wireless IC tag device for use in, and to a RFID cis with it.
近年、ＲＦＩＤシステムにおける無線ＩＣタグは、物品のトレーサビリティ利用や、ユビキタス通信社会の構築などの重要素子として注目されている。 Recently, a wireless IC tag in an RFID system is attracting attention as important elements, such as the construction of traceability use and ubiquitous communication society of the article.
現在のところ、無線ＩＣタグは、各種の物品に実装され、物品の生産・物流・販売・リサイクル過程での効率化、あるいは、人や物の管理・安全確保などの多くの分野で活用されており、更なる応用が検討されている。 Currently, the wireless IC tag is mounted on a variety of goods, efficiency in production, distribution, sales and recycling process of the article, or, are utilized in many fields such as management and safety of people and goods cage, further applications have been studied. 無線ＩＣタグは、利用形態により様々な特性・形状が要求されることから、各種の無線ＩＣタグが開発されている。 Wireless IC tag, since the various characteristics and shapes as required by the usage mode, various wireless IC tag has been developed.
ＲＦＩＤシステムは、情報の読み書き機能を持つリーダ（質問器）と、無線ＩＣタグ（応答器）によって構成されている（例えば、特許文献１参照）。 RFID system includes a reader (interrogator) with read and write functions of the information is constituted by a wireless IC tag (transponder) (e.g., see Patent Document 1). 無線ＩＣタグの一般的な構成例を図１２に示す。 The general configuration of the wireless IC tag shown in FIG. 12. 図１２に示す無線ＩＣタグ４は、誘電体基板４１上に形成されたタグアンテナ４２（ダイポールアンテナ）と、そのタグアンテナ４２のアンテナ給電点に実装されたタグＩＣ４３によって構成されている。 Wireless IC tag 4 shown in FIG. 12 is constituted by a tag antenna 42 formed on the dielectric substrate 41 (dipole antenna), by the tag IC43 mounted to the antenna feeding point of the tag antenna 42.
このようなダイポールアンテナを有する無線ＩＣタグでは、ダイポールアンテナのアンテナ長を信号周波数の等価波長（管内波長）λｇの半波長（λｇ／２）に設定することにより、良好な利得を得ることができる。 In a wireless IC tag having such a dipole antenna, by setting the antenna length of the dipole antenna signal frequency equivalent wavelength half the wavelength of the (guide wavelength) λg (λg / 2), it is possible to obtain a good gain . なお、無線ＩＣタグのアンテナとしては、ダイポールアンテナのほか、例えば、メアンダラインアンテナなども適用されている（例えば、特許文献２参照）。 As the antenna of the wireless IC tag, in addition to the dipole antenna, for example, it is applied, such as meander line antenna (e.g., see Patent Document 2).
また、無線ＩＣタグ４に用いられるタグＩＣ４３は、例えば図１３に示すように、高周波信号の変復調器４３ａ、整流器４３ｂ、メモリ４３ｃ、及び、制御回路４３ｄ等よって構成されている。 The tag IC43 used for wireless IC tag 4, for example, as shown in FIG. 13, modem 43a of the high-frequency signal, the rectifier 43 b, a memory 43c, and are such Therefore configuration control circuit 43d.
以上の図１２に示す無線ＩＣタグ４において、タグアンテナ（ダイポールアンテナ）４２の放射電界分布は、アンテナ長軸をＸ軸とすると、電界成分ＥｔはＸ軸に平行となり、そのＸ軸を中心として全方向へ放射する。 In the wireless IC tag 4 shown in FIG. 12 described above, the radiation field distribution of the tag antenna (dipole antenna) 42, when the antenna length axis and X-axis, the electric field component Et becomes parallel to the X axis, about its X-axis radiate in all directions. 一方、Ｘ軸の軸方向に対しては電界成分の放射は生じない。 On the other hand, there is no radiation electric field component with respect to the axial direction of the X axis. なお、ＩＣタグ４３を含むタグアンテナ４２の近傍では、タグＩＣ４３やＩＣ接続部の形状的な不連続等により、Ｘ軸に対し平行とはならない電界成分も存在する。 In the vicinity of the tag antenna 42 that includes the IC tag 43, the geometric discontinuities such tags IC43 or IC terminals, there field component not parallel to the X axis.
そして、図１２に示す無線ＩＣタグ４を用いたＲＦＩＤシステムにおいては、リーダから放射された無線信号が、無線ＩＣタグ４のタグアンテナ４２により受信され、その信号がタグＩＣ４３に供給される。 Then, in the RFID system using the wireless IC tag 4 shown in FIG. 12, the radio signal radiated from the reader is received by the tag antenna 42 of the wireless IC tag 4, the signal is supplied to the tag IC 43. タグＩＣ４３では、図１３に示すように、受信信号にて発生する電流が整流器４３ｂに作用してタグＩＣ４３が起動する。 In tag IC43, as shown in FIG. 13, the tag IC43 is activated current generated by the reception signal acts on the rectifier 43b. そして、受信信号の一部が、タグＩＣ４３内のメモリ４３ｃに格納されているタグ情報に従って変復調器４３ａでデジタル変調され、変調された無線信号がタグアンテナ４２を介してリーダ側に返信される。 A portion of the received signal is digitally modulated by the modem 43a according to the tag information stored in the memory 43c in the tag IC 43, modulated radio signal is sent back to the reader side through the tag antenna 42. リーダ側に返信された信号は、リーダのリーダアンテナで受信され、その応答信号をリーダにおいてデジタル復調することによりタグ情報を得る。 Reply signal to the reader side is received by the reader the reader antenna to obtain tag information by digitally demodulating the response signal in the reader.
ところで、無線ＩＣタグにおいて重要な条件は、リーダと無線ＩＣタグとの通信品質を高めるために高感度であること、及び、金属体を含む、あらゆる物体に対してタグ特性を劣化させることなく実装可能であることである。 Meanwhile, important conditions in the wireless IC tag, it is highly sensitive in order to enhance the quality of communication between the reader and the wireless IC tag, and a metal member, mounted without deteriorating the tag characteristic in all objects possible it is. また、無線ＩＣタグの実装において、その取り付け方向を意識することなく装着するために、円偏波信号波を効率よく受送信できることも要求される。 Further, in the mounting of the wireless IC tag, in order to mount without being aware of its mounting direction, it is also required to circularly polarized signal wave can be efficiently receive and transmit. さらに、無線ＩＣタグは、小型で薄いこと、及び、構成が簡単で安価に形成できることも要求される。 Furthermore, the wireless IC tag is thinner compact, and is also required that the configuration can be easily and inexpensively formed. また、一般的な無線ＩＣタグにおいては、より多くの利用形態に対応して特性を簡単に変化させることが可能であることが好ましく、これらを実現することも重要である。 Further, in a general wireless IC tag is preferably possible to easily change the characteristics corresponding to more available forms, it is also important to realize these.
しかしながら、図１２のようなダイポールアンテナを利用した一般的な無線ＩＣタグは小型で安価であるが、通信感度は低いという問題がある。 However, typical wireless IC tag using a dipole antenna as shown in FIG. 12 is a low cost small, the communication sensitivity is low. また、各種の金属筐体・物品、コンテナ、液体で充填された容器などに実装する場合は、それらの影響を受けてしまい、ＲＦＩＤシステムの通信品質に悪影響が及ぶという問題もある。 Further, when implementing various metal casing, articles, containers, etc. filled container with liquid may cause receiving their effects, a problem that adversely affect the communication quality of the RFID system.
本発明はそのような問題を解消するためになされたもので、簡単な構成のもとに高感度を実現することができ、しかも、金属で構成される物品・筐体、コンテナ、液体で充填された容器などの各種の物体への実装も可能な無線ＩＣタグ装置を提供すること、及び、そのような特徴を有する無線ＩＣタグ装置を備えたＲＦＩＤシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such problems, it is possible to realize a high sensitivity on the basis of the simple structure, moreover, goods and housing made of metal, container, filled with liquid providing been possible radio IC tag system implementation to various objects, such as containers, and aims to provide an RFID system having a wireless IC tag system having such features.
本発明の無線ＩＣタグ装置は、第１及び第２の面を有する誘電体基板と、前記誘電体基板の第２の面に形成された接地導体と、前記誘電体基板の第１の面に形成され、共振周波数で平面共振する複数のパッチ導体と、タグアンテナ及びタグＩＣからなる無線ＩＣタグとを備え、前記複数のパッチ導体のうち、少なくとも２つのパッチ導体は電気的に非接触な状態で配置されているとともに、前記無線ＩＣタグは、前記少なくとも２つのパッチ導体の上側または下側で当該少なくとも２つのパッチ導体の共振と同時に放射される電界成分を前記タグアンテナが受信できる位置に配置されていることを特徴としており、より具体的には、無線ＩＣタグを、その一部が前記少なくとも２つのパッチ導体の上側または下側で当該パッチ導体と重なる位 Wireless IC tag system of the present invention includes a dielectric substrate having first and second surfaces, a ground conductor formed on a second surface of the dielectric substrate, the first surface of the dielectric substrate is formed, a plurality of patch conductor of the planar resonant at the resonant frequency, and a wireless IC tag comprising a tag antenna and a tag IC, among the plurality of patch conductor, the at least two patch conductor that electrically non-contact state together are arranged in the wireless IC tag is arranged at a position the electric field components emitted simultaneously with the resonance can receive the tag antenna of the at least two of the at the upper or lower side of the patch conductor at least two patch conductor are characterized by being, more specifically, the wireless IC tag, position that partially overlap with the patch conductor at the upper or lower side of the at least two patch conductor 、または、前記少なくとも２つのパッチ導体間の位置に配置している点に特徴がある。 Or it is characterized in that arranged at a position between the at least two patch conductor.
この発明の無線ＩＣタグ装置によれば、誘電体基板に接地導体と複数のパッチ導体とを形成し、それら複数のパッチ導体のうち、少なくとも２つのパッチ導体を電気的に非接触の状態で配置しているので、無線信号（例えばリーダから送られた信号波）が前記少なくとも２つのパッチ導体で平面共振し、これと同時に放射される強い電界成分が無線ＩＣタグのタグアンテナに作用してタグアンテナ内に強い電流が流れる。 According to the radio IC tag system of the present invention to form a grounding conductor and a plurality of patch conductor on a dielectric substrate, of the plurality of patch conductor, electrically arranged in a non-contact state at least two patch conductor since it is, and a planar resonant with (transmitted signal wave from the example reader) said at least two patch conductor radio signals, a strong electric field component which to be emitted simultaneously acts on the tag antenna of the wireless IC tag tag strong current flows in the antenna. その結果として、高感度の無線ＩＣタグ装置を実現することができる。 As a result, it is possible to realize a wireless IC tag device with high sensitivity. さらに、誘電体基板の片面（第２の面）に接地導体が形成されているので、接地導体側に電波（電界成分）の放射がなく、従って、誘電体基板の接地導体形成面側を物体への実装面とすることにより、金属で構成される物体や液体を収容する容器等への実装も可能になる。 Furthermore, the object since the ground conductor on one surface (second surface) of the dielectric substrate is formed, there is no radiation of the radio wave (electric field component) to the ground conductor side, therefore, the ground conductor formation surface side of the dielectric substrate by the mounting surface to the implementation also allows for a container or the like for accommodating the object and the liquid consists of metal.
しかも、この発明の無線ＩＣタグ装置では、誘電体基板の２つの面にパッチ導体と接地導体とを形成した構造（電波偏波変換共振反射器）を付加するたけで、簡単な構成のもとに、上記した作用効果を達成することができる。 Moreover, in the wireless IC tag system of the present invention, based on the bamboo the addition of two patches conductor plane and the ground conductor and the formed structure of the dielectric substrate (Telecommunications polarization converter resonant reflector), simple structure , it is possible to achieve effects as described above.
なお、この発明の無線ＩＣタグ装置において、誘電体基板の第１の面に２つのパッチ導体を電気的に非接触の状態で形成して無線ＩＣタグ装置を構成してもよいし、誘電体基板の第１の面に３つ以上のパッチ導体を電気的に非接触の状態で形成して無線ＩＣタグ装置を構成してもよい。 Incidentally, in the wireless IC tag system of the present invention, it may be composed of a wireless IC tag device formed in a state of electrically non-contact two patch conductor on the first surface of the dielectric substrate, the dielectric three or more patches conductor on a first surface of the substrate and formed in a state of electrically non-contact may be configured the wireless IC tag system. 誘電体基板に３つ以上のパッチ導体を形成する場合においても、３つ以上のパッチ導体の共振と同時に放射される電界成分をタグアンテナで効率良く受信できる位置に無線ＩＣタグを配置する。 Even in the case of forming three or more patch conductor on a dielectric substrate, placing the wireless IC tag field components emitted simultaneously with the resonance of three or more patch conductor efficiently received it can be positioned by the tag antenna.
本発明の無線ＩＣタグ装置は、第１及び第２の面を有する複数の誘電体基板と、その各誘電体基板の第２の面に形成された接地導体と、前記各誘電体基板の第１の面に形成され、共振周波数で平面共振する１つまたは複数のパッチ導体と、タグアンテナ及びタグＩＣからなる無線ＩＣタグとを備え、前記複数の誘電体基板のうち、少なくとも２つの誘電体基板は、その一方の誘電体基板のパッチ導体と他方の誘電体基板のパッチ導体とが電気的に非接触な状態となるように配置されているとともに、前記無線ＩＣタグは、前記少なくとも２つの誘電体基板のパッチ導体の上側または下側で、それら少なくとも２つのパッチ導体の共振と同時に放射される電界成分を前記タグアンテナが受信できる位置に配置されていることを特徴としており、 Wireless IC tag system of the present invention includes a plurality of dielectric substrate having first and second surfaces, a ground conductor that is formed on the second surface of the dielectric substrate, the first of said each dielectric substrate is formed on the first surface, and one or more patch conductor plane resonates at the resonance frequency, and a wireless IC tag comprising a tag antenna and a tag IC, among the plurality of the dielectric substrate, at least two dielectric substrate, together with its one dielectric substrate patch conductor and the other dielectric substrate of the patch conductor is arranged so as to be electrically non-contact state, the wireless IC tag, at least two a dielectric substrate above or below the patch conductor, are characterized in that they at least two patch conductor said tag antenna electric field components emitted simultaneously with the resonance of is disposed at a position capable of receiving, り具体的には、無線ＩＣタグを、その一部が前記少なくとも２つのパッチ導体の上側または下側で当該パッチ導体と重なる位置、または、前記少なくとも２つのパッチ導体間の位置に配置している点に特徴がある。 The Ri Specifically, the wireless IC tag are arranged to partially overlap with the patch conductor at the upper or lower side of the at least two patch conductor position, or positions between the at least two patch conductor it is characterized by a point.
この発明の無線ＩＣタグ装置によれば、独立した複数の誘電体基板にそれぞれ接地導体とパッチ導体とを形成し、それら複数の誘電体基板のうち、少なくとも２つの誘電体基板のパッチ導体を電気的に非接触の状態で配置しているので、無線信号（例えばリーダから送られた信号波）が、少なくとも２つの誘電体基板のパッチ導体（少なくとも２つのパッチ導体）で平面共振し、これと同時に放射される強い電界成分が無線ＩＣタグのタグアンテナに作用して、タグアンテナ内に強い電流が流れる。 According to the radio IC tag system of the present invention, each forming a ground conductor and the patch conductor into a plurality of dielectric substrate independent, among the plurality of dielectric substrates, electric patches conductors of at least two dielectric substrates since manner are arranged in a non-contact state, the radio signal (e.g., signal waves transmitted from the reader) is a plan resonate at least two dielectric substrates of the patch conductor (at least two patch conductor), and this At the same time a strong electric field components radiated acts on the tag antenna of the wireless IC tag, a strong current flows in the tag antenna. その結果として、高感度の無線ＩＣタグ装置を実現することができる。 As a result, it is possible to realize a wireless IC tag device with high sensitivity. さらに、誘電体基板の片面（第２の面）に接地導体が形成されているので、接地導体側に電波（電界成分）の放射がなく、従って、誘電体基板の接地導体形成面側を物体への実装面とすることにより、金属で構成される物体や液体を収容する容器等への実装も可能になる。 Furthermore, the object since the ground conductor on one surface (second surface) of the dielectric substrate is formed, there is no radiation of the radio wave (electric field component) to the ground conductor side, therefore, the ground conductor formation surface side of the dielectric substrate by the mounting surface to the implementation also allows for a container or the like for accommodating the object and the liquid consists of metal.
なお、この発明の無線ＩＣタグ装置において、パッチ導体と接地導体が形成された２つの誘電体基板で無線ＩＣタグ装置を構成してもよいし、パッチ導体と接地導体が形成された３つ以上の誘電体基板で無線ＩＣタグ装置を構成してもよい。 Incidentally, in the wireless IC tag system of the present invention, to the two dielectric substrates patch conductor and the ground conductor is formed may be constructed of a radio IC tag system, three or more patch conductor and the ground conductor is formed it may constitute a wireless IC tag device by a dielectric substrate. ２つの誘電体基板で無線ＩＣタグ装置を構成する場合、そのいずれか一方もしくは双方の誘電体基板に複数のパッチ導体を電気的に非接触の状態で形成してもよい。 When configuring a wireless IC tag device by two dielectric substrates may be formed a plurality of patch conductor to the either one or both of the dielectric substrate in the form of electrically non-contact. この場合、２つの誘電体基板に形成された複数（３つ以上）のパッチ導体の共振と同時に放射される電界成分をタグアンテナで効率良く受信できる位置に無線ＩＣタグを配置する。 In this case, arranging the wireless IC tag of two electric field components which are emitted simultaneously with the resonance of a patch conductor of a plurality formed in the dielectric substrate (3 or more) efficiently received can be positioned by the tag antenna. また、３つ以上の誘電体基板で無線ＩＣタグ装置を構成する場合も、同様に、１つもしくは複数の誘電体基板にそれぞれ複数のパッチ導体を電気的に非接触の状態で形成し、これら３つ以上の誘電体基板に形成した複数（４つ以上）のパッチ導体の共振と同時に放射される電界成分をタグアンテナで効率良く受信できる位置に無線ＩＣタグを配置するようにしてもよい。 Also, when forming a wireless IC tag device with three or more dielectric substrate, likewise, are respectively formed on one or more of the dielectric substrate a plurality of patch conductor in the form of electrically non-contact, these efficiently received can be positioned at three or more dielectric multiple (four or more) which is formed on a substrate tag antenna field components emitted simultaneously with the resonance of a patch conductor may be arranged a wireless IC tag.
ここで、本出願人らは、通信感度が高くて、金属物体にも実装することが可能な無線ＩＣタグ装置を既に提案している（特願２００４−１１４４２６）。 Here, Applicants have higher communication sensitivity has already proposed a wireless IC tag apparatus capable of also mounted on a metal object (Japanese Patent Application No. 2004-114426).
この提案技術（以下、「先行技術１」という）では、図１４に示すように、誘電体基板５０１の下面に接地導体５０３を形成し、誘電体基板５０１の上面に２つ（もしくは複数）のパッチ導体５０２Ａ，５０２Ｂを形成するとともに、それら２つのパッチ導体５０２Ａ，５０２Ｂを、１／２波長（λｇ／２）の電気長を有する接続伝送線路（ストリップ導体を含むマイクロストリップ線路）５１０で電気的に接続することにより電波偏波変換共振反射器Ｄ５を構成し、この電波偏波変換共振反射器Ｄ５に無線ＩＣタグ４を組み合わせることで、簡単な構造で高感度な無線ＩＣタグ装置Ｔ５を実現している。 The proposed technique (hereinafter, referred to as "prior art 1"), as shown in FIG. 14, a ground conductor 503 formed on the lower surface of the dielectric substrate 501, two on the top surface of the dielectric substrate 501 (or more) patch conductor 502A, to form a 502B, electrical the two patch conductor 502A, the 502B, 510 (microstrip lines including a strip conductor) connecting transmission line having an electrical length of 1/2-wavelength (lambda] g / 2) configure wave polarization converter resonant reflector D5 by connecting to, by combining the wireless IC tag 4 in this wave polarization converter resonant reflector D5, realizing high sensitivity radio IC tag device T5 with a simple structure doing.
しかし、このような先行技術１では、通信感度向上のために、１／２波長の接続伝送線路を用いているので、無線ＩＣタグ装置の形状・寸法を小さくするには限界がある。 However, in such prior art 1, for communication improving sensitivity, because of the use of connecting transmission line 1/2 wavelength, the smaller the shape and size of the wireless IC tag device is limited. また、製作に際して、２つ（もしくは複数）のパッチ導体と接続伝送線路との一体形成（同時形成）が必要であるため、タグの大きさや、必要な感度及び用途等を考慮した適切な無線ＩＣタグ装置を設計・製作することが困難であるいう課題がある。 Further, in production, two (or more) integrally formed between the patch conductor and the connecting transmission lines (formed simultaneously) since it is necessary, suitable wireless IC considering and tag size, the required sensitivity and applications such as there is a problem that it is difficult to design and manufacture the tag device.
これに対し、本発明の無線ＩＣタグ装置では、上述したように、誘電体基板（１つの誘電体基板）に電気的に非接触の状態で配置された２つのパッチ導体が共振周波数で平面共振する構造、または、個別の誘電体基板（２つの誘電体基板）にパッチ導体を形成し、それら２つのパッチ導体が共振周波数で平面共振する構造を採用しているので、１／２波長の接続伝送線路を用いることなく、２つのパッチ導体の平面共振による効果（タグアンテナ内に流れる電流を強くする効果）を利用して高感度化を達成することができる。 In contrast, in the wireless IC tag system of the present invention, as described above, the dielectric substrate (one dielectric substrate) electrically plane resonates at two patch conductor disposed in the resonance frequency of the non-contact state structures, or the patch conductor formed on a separate dielectric substrate (two dielectric substrates), since the two patch conductor is employed a structure that the plane resonates at the resonance frequency, 1/2-wavelength connection without using a transmission line, it can be utilized to effect plane resonance of two patch conductor (the effect of strongly current flowing in the tag antenna) to achieve high sensitivity. 従って、本発明の無線ＩＣタグ装置は、先行技術１と比較して、装置の小型化及び製作性の点で優れている。 Thus, the wireless IC tag system of the present invention, compared to the prior art 1, is superior in terms of miniaturization and fabrication of the device.
本発明の無線ＩＣタグ装置は、第１及び第２の面を有する誘電体基板と、前記誘電体基板の第２の面に形成された接地導体と、前記誘電体基板の第１の面に形成され、共振周波数で平面共振するパッチ導体と、タグアンテナ及びタグＩＣからなる無線ＩＣタグとを備え、前記無線ＩＣタグは、前記パッチ導体の下側（誘電体基板側）で、タグアンテナの全てが当該パッチ導体とは重なり合わない状態で配置されていることを特徴としている。 Wireless IC tag system of the present invention includes a dielectric substrate having first and second surfaces, a ground conductor formed on a second surface of the dielectric substrate, the first surface of the dielectric substrate is formed, and the patch conductor plane resonates at the resonance frequency, and a wireless IC tag comprising a tag antenna and a tag IC, the wireless IC tag, on the lower side of the patch conductor (dielectric substrate), the tag antenna all are characterized by being arranged in a state of non-overlapping with the patch conductor.
この発明の無線ＩＣタグ装置によれば、無線信号（例えばリーダから送られた信号波）がパッチ導体と接地導体との間で共振し、この共振により接地導体からパッチ導体に向かう方向あるいは逆方向に電界成分が放射され、その電界成分が無線ＩＣタグのタグアンテナに作用するので、タグアンテナ内に流れる電流が強くなる。 According to the radio IC tag system of the present invention, a radio signal (e.g., signal waves transmitted from the reader) is resonated between the patch conductor and the ground conductor, direction or opposite direction from the grounding conductor to the patch conductor by the resonance the electric field component is radiated, since the electric field component acts on the tag antenna of the wireless IC tag, the current flowing in the tag antenna becomes strong. その結果として、高感度の無線ＩＣタグ装置を実現することができる。 As a result, it is possible to realize a wireless IC tag device with high sensitivity.
また、この発明の無線ＩＣタグ装置では、無線ＩＣタグを、パッチ導体の下側（誘電体基板側）に配置しているので、無線ＩＣタグ装置の薄型化を達成できる。 Further, in the wireless IC tag system of the present invention, a wireless IC tag, since the disposed under the patch conductor (dielectric substrate), can be achieved in the thickness of the wireless IC tag system. さらに、パッチ導体の表面側には突起物を無くすことができるので、外部物体による無線ＩＣタグの物理的損傷を防ぐことができる。 Further, on the surface side of the patch conductor can be eliminated protrusions, it is possible to prevent the physical damage of the wireless IC tag by the external object. また、無線ＩＣタグを、誘電体基板の内部に埋め込むことにより、タグＩＣの静電気による破損を防止することも可能になる。 Also, a wireless IC tag by embedding inside the dielectric substrate, it becomes possible to prevent damage due to static electricity of the tag IC.
さらに、この発明の無線ＩＣタグ装置では、誘電体基板の２つの面にパッチ導体と接地導体とを形成した構造（電波偏波変換共振反射器）を付加するたけで、簡単な構成のもとに、上記した作用効果を達成することができる。 Furthermore, in the wireless IC tag system of the present invention, based on the bamboo the addition of two patches conductor plane and the ground conductor and the formed structure of the dielectric substrate (Telecommunications polarization converter resonant reflector), simple structure , it is possible to achieve effects as described above.
ここで、本発明の無線ＩＣタグ装置において、誘電体基板の第１の面（例えば上面）と第２の面（例えば下面）とは平行であることが好ましいが、誘電体基板の第１の面が第２の面に対して傾斜する形状の誘電体基板を用いても本発明を実施することは可能である。 Here, in the wireless IC tag system of the present invention, which is preferably parallel to the first surface of the dielectric substrate (for example, upper surface) and second surface (e.g. the lower surface), a first dielectric substrate surfaces is possible also to implement the invention using dielectric substrate having a shape inclined with respect to the second surface.
本発明のＲＦＩＤシステムは、前記した特徴を有する無線ＩＣタグ装置と、無線信号により前記無線ＩＣタグ装置の蓄積情報を読み書きするリーダによって構成されていることを特徴としている。 RFID system of the present invention includes a wireless IC tag device having the features, it is characterized by being composed by a reader for reading and writing storage information of the wireless IC tag device by a wireless signal.
本発明の無線ＩＣタグ装置によれば、１つの誘電体基板に形成した２つのパッチ導体、または、独立した誘電体基板に形成した少なくとも２つのパッチ導体の強い平面共振を利用して無線ＩＣタグのタグアンテナに流れる電流を強くしているので、小型で高感度の無線ＩＣタグ装置を実現することができる。 According to the radio IC tag system of the present invention, one of the two patch conductor formed on a dielectric substrate or a wireless IC tag by using a strong plane resonance of at least two patch conductor formed on a separate dielectric substrate since the strong currents flowing through the tag antenna, it is possible to realize a wireless IC tag device with high sensitivity small. さらに、誘電体基板に接地導体を形成しているので、無線ＩＣタグ装置を、金属で構成される物体や液体を収容する容器などに実装することも可能になる。 Moreover, since the forms a grounding conductor on a dielectric substrate, the wireless IC tag system also makes it possible to implement such a container for containing an object or liquid composed of metal.
本発明の無線ＩＣタグ装置によれば、誘電体基板にパッチ導体と接地導体とを形成した構造と無線ＩＣタグとを組み合わせるとともに、無線ＩＣタグを、パッチ導体の誘電体基板側に、そのタグアンテナの全てが当該パッチ導体と重なり合わないような状態で配置し、その重なり合わない部分のタグアンテナで、パッチ導体の平面共振による電界放射を受信するため、小型で高感度の無線ＩＣタグ装置を実現することができる上、無線ＩＣタグの物理的損傷、及び、タグＩＣの静電気による破損を防ぐことができる。 According to the radio IC tag system of the present invention, along with combining the structure and wireless IC tags were formed and the dielectric substrate between the patch conductor grounding conductor, the wireless IC tag, the dielectric substrate side of the patch conductor, the tag all antennas are disposed in a state so as not to overlap with the patch conductor, the tag antenna of the non-overlapping portion, for receiving the field emission by plane resonance of the patch conductor, the wireless IC tag device with high sensitivity miniature on can be achieved, physical damage of the wireless IC tag, and can prevent damage caused by static electricity of the tag IC. さらに、誘電体基板に接地導体を形成しているので、無線ＩＣタグ装置を、金属で構成される物体や液体を収容する容器などに実装することも可能になる。 Moreover, since the forms a grounding conductor on a dielectric substrate, the wireless IC tag system also makes it possible to implement such a container for containing an object or liquid composed of metal.
そして、以上のような特徴を有する無線ＩＣタグ装置を使用することにより、物品の生産・物流・販売・リサイクル過程での効率化、あるいは、人や物の管理・安全確保などの各種分野において、通信の感度が高くて通信の信頼性に優れたＲＦＩＤシステムを簡単に構築することが可能になる。 Then, by using the wireless IC tag device having the features described above, the efficiency of production, distribution, sales and recycling process of the article, or, in various fields such as management and security of people and goods, it is possible to easily build communication RFID system sensitivity with excellent higher communication reliability.
図１は本発明の無線ＩＣタグ装置の一例を示す平面図である。 Figure 1 is a plan view showing an example of the wireless IC tag system of the present invention. 図２は図１のＩ−Ｉ断面図である。 Figure 2 is a I-I section view of FIG.
この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ１は、平板状の誘電体基板１と、誘電体基板１の上面（第１の面）１ａに形成された２つの矩形状のパッチ導体２Ａ，２Ｂと、誘電体基板１の下面（第２の面）１ｂの全面に形成された接地導体３と、無線ＩＣタグ４と、無線ＩＣタグ４を載置する誘電体台５とを備えており、上記誘電体基板１に形成された２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂ及び接地導体３によって電波偏波変換共振反射器Ｄ１が構成されている。 Wireless IC tag device T1 of this embodiment includes a plate-like dielectric substrate 1, two rectangular patch conductor 2A formed on the upper surface (first surface) 1a of the dielectric substrate 1, and 2B, a dielectric a lower surface (second surface) 1b ground conductor 3 over the entire surface formed of the substrate 1, the wireless IC tag 4, and a dielectric board 5 for mounting the wireless IC tag 4, the dielectric substrate two patch conductor 2A formed in 1, radio polarization converter resonant reflector D1 is constituted by 2B and the ground conductor 3.
この例では、電波偏波変換共振反射器Ｄ１が、楕円偏波の軸比が無限大となる直線偏波信号に有効に作用する例を示している。 In this example, radio polarization converter resonant reflector D1 is shows an example of effectively acting on the linear polarization signal axial ratio of the ellipse polarization becomes infinite. なお、円偏波信号を受送信する場合には、円偏波用の電波偏波変換共振反射器を使用する。 In the case of receiving and transmitting circularly polarized signals use radio waves polarization converter resonant reflector for circular polarization. その構成については後述する。 Of which will be described later configuration.
無線ＩＣタグ４は、図１２に示すものと同じ構造であり、誘電体基板４１上に形成されたタグアンテナ（ダイポールアンテナ）４２と、そのタグアンテナ４２のアンテナ給電点に実装されたタグＩＣ４３によって構成されている。 Wireless IC tag 4 has the same structure as that shown in FIG. 12, a tag antenna (dipole antenna) 42 which is formed on the dielectric substrate 41, a tag IC43 mounted to the antenna feeding point of the tag antenna 42 It is configured.
そして、この例では、電波放射導体となる２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂを、１／２波長線路（図１４参照）にて接続せずに、２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂを接近した状態（電気的に非接触の状態）で配置するとともに、それら互いに独立した２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂ間に無線ＩＣタグ４を配置し、２つパッチ導体２Ａ，２Ｂから放射される電磁界成分を無線ＩＣタグ４のタグアンテナ４２で受信するように構成することで、通信感度を高めている点に特徴がある。 And, in this example, two patch conductor 2A as a radio wave radiation conductor, the 2B, without connecting at 1/2-wavelength line (see FIG. 14), the two patch conductor 2A, while close to 2B (electrical together arranged in a non-contact state) in, they are independent from each other two patches conductors 2A, the wireless IC tag 4 located between 2B, two patch conductor 2A, the wireless IC and electromagnetic field components radiated from 2B by configured to receive the tag antenna 42 of the tag 4, it is characterized in that to enhance the communication sensitivity.
ここで、図１及び図２に示す構造において、パッチ導体２Ａ，２Ｂ間の間隔ｄは、信号周波数（通信周波数）の１／２波長（λｇ／２）よりも短い間隔とすることが望ましく、従って、図１及び図２に示す構造を採用することで、簡単な構成のもとに高感度化を達成できる上、無線ＩＣタグ装置Ｔ１全体の寸法・形状を小さくすることができる。 Here, in the structure shown in FIGS. 1 and 2, the patch conductor 2A, the distance d between 2B, it is desirable to shorter distance than half the wavelength of the signal frequency (communication frequency) (lambda] g / 2), Therefore, by adopting the structure shown in FIGS. 1 and 2, on which can achieve high sensitivity based on the simple structure, it is possible to reduce the wireless IC tag device T1 overall size and shape.
なお、図１及び図２の構造において、無線ＩＣタグ装置Ｔ１の高感度化を図るために、誘電体基板１上の２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂのいずれか一方もしくは双方に、これら２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂとは異なる他のパッチ導体（誘電体基板１の上面１ａに形成）を、１／２波長の電気長を有する接続伝送線路（マイクロストリップ線路）によって接続するようにしてもよい。 Incidentally, in the structure of FIGS. 1 and 2, in order to achieve high sensitivity of the wireless IC tag device T1, two patches conductors 2A on the dielectric substrate 1, on one or both either 2B, these two patches conductors 2A, other different patch conductor (formed on the upper surface 1a of the dielectric substrate 1) and 2B, may be connected by a connecting transmission line having an electrical length of 1/2-wavelength (microstrip line).
次に、無線ＩＣタグ４の実装位置に関して説明する。 Next, it will be described mounting position of the wireless IC tag 4.
図１及び図２において、パッチ導体２Ａ，２Ｂの縦幅ｗの中心を通る軸をＸ軸とし、そのＸ軸上で２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂ間の中央においてＸ軸と直交する縦軸をＹ軸とする。 1 and 2, the patch conductor 2A, the axis passing through the center of the vertical width w of 2B to the X-axis, two patch conductor 2A in its X-axis, a vertical axis perpendicular to the X axis at the center between 2B the Y-axis. これらＸ軸、Ｙ軸の交点を通り紙面と直交する軸をＺ軸とする。 These X-axis, an axis perpendicular to the through paper the intersection of the Y-axis and Z-axis.
図１及び図２に示すように、誘電体板１の上面１ａに形成された２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂの上に誘電体台５が設けられており、その誘電体台５の上に無線ＩＣタグ４が実装されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, two patch conductor 2A formed on the upper surface 1a of the dielectric plate 1, the dielectric board 5 is provided on the 2B, the radio over the dielectric board 5 IC tag 4 is mounted. 無線ＩＣタグ４は、タグアンテナ４２のアンテナ長軸がＸ軸に対し平行となるように配置されている。 Wireless IC tag 4, the antenna length axis of the tag antenna 42 is disposed parallel to the X axis. なお、無線ＩＣタグ４の両端部（Ｘ方向における両端部）は、無線ＩＣタグ４のタグアンテナの形態に応じて、パッチ導体２Ａ，２Ｂ上に重なった状態で配置されていてもよいし、パッチ導体２Ａ，２Ｂには重ならない状態で配置されていてもよい。 Incidentally, both ends of the wireless IC tag 4 (both ends in the X direction), depending on the form of the tag antenna of the wireless IC tag 4, patch conductor 2A, may be arranged in a state of overlapping on 2B, patch conductor 2A, may be arranged in a state not overlapping the 2B.
そして、無線ＩＣタグ４の位置は、パッチ導体２Ａ，２Ｂの共振と同時に放射される電界成分をタグアンテナ４２が効率よく受信できるような位置に配置する。 Then, the position of the wireless IC tag 4, patch conductor 2A, the tag antenna 42 field components emitted simultaneously with the resonance of the 2B is disposed in a position that allows efficiently receive. なお、無線ＩＣタグ４の最適配置位置は、無線ＩＣタグ装置Ｔ１の通信感度が最大となるような位置を実験的に求めればよい。 The optimum position of the wireless IC tag 4, positions may be determined empirically, such as communication sensitivity of the wireless IC tag device T1 is maximized.
無線ＩＣタグ４を載置する誘電体台５は、無線ＩＣタグ装置Ｔ１として通信感度が最大となるように、パッチ導体２Ａ，２Ｂの上面または誘電体基板１の上面に対する無線ＩＣタグ４の最適距離（Ｚ方向の距離）を規定するために用いられる。 Dielectric board 5 for mounting the wireless IC tag 4, as communication sensitivity as a wireless IC tag device T1 becomes the maximum, optimum patch conductor 2A, the wireless IC tag 4 with respect to the upper surface or top surface of the dielectric substrate 1 of 2B used to define the distance (distance in the Z direction). また、無線ＩＣタグ４のアンテナ形態により、タグアンテナ４２とパッチ導体２Ａ，２Ｂとが直接接触した状態となったときに、タグＩＣ４３が直流的に短絡され、タグＩＣ４３が動作不可能となることを回避する際にも用いられる。 Further, the antenna configuration of the wireless IC tag 4, when a state in which the tag antenna 42 and the patch conductor 2A, and a 2B in direct contact, tag IC43 are short galvanically, the tag IC43 becomes inoperable also used at the time to avoid. なお、無線ＩＣタグ４の構成によっては誘電体台５を省略してもよい。 It is also possible to omit the dielectric block 5 depending on the configuration of the wireless IC tag 4.
次に、無線ＩＣタグ装置Ｔ１の動作について説明する。 Next, the operation of the wireless IC tag device T1.
まず、図１及び図２において無線ＩＣタグ４を取り外した状態を想定する。 First, assume a state in which removal of the wireless IC tag 4 in FIGS. その状態を図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す。 This state is shown in FIGS. 3 (A) and (B).
図３において、２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂは、Ｘ軸の両端で開放境界となり、誘電体基板１を介して接地導体３と各パッチ導体２Ａ，２Ｂとの間で形成される平面回路おいて、各パッチ導体２Ａ，２Ｂの長さＬを、使用する信号周波数Ｆ０に対する等価波長（管内波長）λｇの略１／２に設定する。 3, two patch conductor 2A, 2B becomes a both ends open boundary of the X-axis, the dielectric substrate 1 and the ground conductor 3 through the patch conductor 2A, keep plane circuit formed between 2B each patch conductor 2A, 2B of the length L, a is set to about 1/2 of the equivalent wavelength (guide wavelength) lambda] g for the signal frequency F0 used. このとき、２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂは信号周波数Ｆ０で平面回路共振を伴う。 In this case, two patch conductor 2A, 2B involves planar circuit resonant at the signal frequency F0. なお、図３の破線は電界成分Ｅを示す。 The broken line in FIG. 3 shows the electric field component E.
このような誘電体基板１に形成された２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂ及び接地導体３によって構成される電波偏波変換共振反射器Ｄ１は、２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂに対して到来するＸ軸方向の電界成分を有する直線偏波信号成分に対して効果的に共振する。 Two such patches conductors 2A formed on the dielectric substrate 1, 2B and Telecommunications polarization converter resonant reflector D1 constituted by a ground conductor 3, X-axis coming to two patch conductor 2A, 2B effectively it resonates with linearly polarized signal component having a direction of the electric field component. そして、到来する信号波が２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂで共振を呈したとき、共振電磁界における電界成分Ｅは、図３の破線で示すような分布となり、共振と同時に電界成分Ｅが放射される。 The incoming signal wave are two patch conductor 2A, when exhibited resonance at 2B, the electric field component E in the resonance electromagnetic field becomes a distribution as shown by a broken line in FIG. 3, the resonance at the same time as the electric field component E is radiated that. この放射された電界成分Ｅは、パッチ導体２Ａ，２Ｂの上方向と、横方向及び斜め上方向に向かって放射される。 The radiated electric field component E is patch conductor 2A, the upper direction of 2B, is radiated toward the transverse direction and the obliquely upward direction.
ここで、２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂが近接して配置されている場合、それら２つのパッチ導体２Ａとパッチ導体２Ｂとは同程度の強さで同様な方向で電磁界が分布する。 Here, two patch conductor 2A, if the 2B are arranged in proximity, and the two patch conductor 2A and patch conductor 2B distributed electromagnetic field in the same direction in the strength of the same degree. さらに、それら２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂのうち、一方のパッチ導体２Ａの右側開放端と、他方のパッチ導体２Ｂの左側開放端から共振し、その各共振によって放射される電界成分Ｅの方向は互いに逆向きとなる。 Furthermore, the two patches conductors 2A, among 2B, the right open end of one of the patch conductor 2A, resonates from the left open end of the other patch conductor 2B, the direction of the electric field component E emitted by each resonator is in the opposite direction to each other. それら電界成分Ｅは、無線ＩＣタグ４を配置したとき、当該無線ＩＣタグ４のタグアンテナ４２に発生する電流は同方向となって強め合い、タグアンテナ４２に強い電流を流す。 They electric field component E, when placing the wireless IC tag 4, current generated in the tag antenna 42 of the wireless IC tag 4 is constructive become the same direction, passing a strong current to the tag antenna 42.
次に、電波偏波変換共振反射器Ｄ１において、パッチ導体２Ａ，２Ｂの上側に無線ＩＣタグ４を配置した状態（図１及び図２の状態）について説明する。 Then, the radio wave polarization converter resonant reflector D1, patch conductor 2A, the state of arranging a wireless IC tag 4 to the upper side of 2B (the state of FIG. 1 and FIG. 2) will be described.
まず、無線ＩＣタグ４を、タグアンテナ４２のアンテナ長軸が、電波偏波変換共振反射器Ｄ１のＸ軸と平行となるように配置すると、無線ＩＣタグ４の放射電界ＥｔはＸ軸と平行となる。 First, parallel wireless IC tag 4, the antenna length axis of the tag antenna 42, when disposed so as to be parallel to the X axis of the wave polarization converter resonant reflector D1, the radiation field Et of the wireless IC tag 4 is the X-axis to become. このとき、タグアンテナ４２に対し、図中左側からは主にパッチ導体２Ａの放射電界が作用（受信）し、図中右側からはパッチ導体２Ｂの放射電界が作用（受信）してタグアンテナ４２に電流が誘起される。 At this time, with respect to the tag antenna 42 radiates an electric field acts primarily patch conductor 2A from the left side in the drawing (reception), the radiation field of action (reception) of the patch conductor 2B from the right side in the figure to the tag antenna 42 current is induced in. それら２つのパッチ導体２Ａとパッチ導体２Ｂからの放射電界成分の方向は、Ｘ軸と平行に置かれた無線ＩＣタグ４のタグアンテナ４２のアンテナ長軸と同方向であり、その電界成分Ｅを受けるので、タグアンテナ４２内に誘起される電流は加算されてより強い電流が流れる。 They direction of the radiation electric field component from the two patch conductor 2A and patch conductor 2B, an antenna length axis and the direction of the tag antenna 42 of the wireless IC tag 4 placed parallel to the X axis, the electric field component E since receiving current induced in the tag antenna 42 flows stronger currents are added. このように、１つのパッチ導体を用いた場合に比べて、２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂの共振・放射する電界成分を利用することにより、タグＩＣ４３内には、強い電流が発生し、無線ＩＣタグ４の動作がより確実なものとなる。 Thus, as compared with the case of using a patch conductor, the two patch conductor 2A, by utilizing the electric field component which resonates-radiation 2B, the tag IC 43, a strong current is generated, the wireless IC operation of the tag 4 is made more reliable.
図１及び図２に示す無線ＩＣタグ装置Ｔ１を用いて図１１に示すようなシステム、つまり、リーダ１０１、リーダアンテナ１０２、及び、無線ＩＣタグ装置Ｔ１によって構成されるＲＦＩＤシステムを構築することができる。 1 and a system as shown in FIG. 11 by using the wireless IC tag device T1 shown in FIG. 2, that is, the reader 101, the reader antenna 102, and to build an RFID system comprising a wireless IC tag device T1 it can. そのＲＦＩＤ動作について説明する。 Its RFID operation will be described.
まず、リーダ１０１から送られた信号波は、電波偏波変換共振反射器Ｄ１で平面共振する。 First, the signal wave sent from the reader 101 planes resonate at radio polarization converter resonant reflector D1. この平面共振により共振電磁界が発生すると同時に、共振電磁界が放射される。 At the same time this plane resonance resonant electromagnetic field generated, the resonance electromagnetic field is emitted. 放射された電界成分Ｅは、放射方向に沿って配置された無線ＩＣタグ４のタグアンテナ４２に作用し、タグアンテナ４２内に電流を発生させる。 Radiated electric field component E acts on the tag antenna 42 of the wireless IC tag 4 arranged along the radial direction, to generate a current in the tag antenna 42. このとき、上記したように、１つのタグアンテナ４２の両側で、それぞれ独立した２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂからの放射電界成分を取り込んで加算するため、タグアンテナ４２内を流れる電流は、１つのパッチ導体の場合よりも強くなる。 At this time, as described above, on both sides of one of the tag antenna 42, for adding independent two patch conductor 2A, capture the radiation electric field component from 2B, the current flowing through the tag antenna 42 is a single It is stronger than in the case of the patch conductor.
そして、タグアンテナ４２内を流れる電流が、タグＩＣ４３内の整流器４３ｂ（図１３参照）に作用しタグＩＣ４３の駆動電圧を発生させる。 Then, the current flowing through the tag antenna 42 acts on the rectifier 43 b (see FIG. 13) in the tag IC43 generates the drive voltage of the tag IC43. これによってタグＩＣ４３が起動し、タグアンテナ４２内を流れる電流はメモリ４３ｃ（図１３参照）内の情報で変調される。 This launches the tag IC 43, the current flowing through the tag antenna 42 is modulated by the information in the memory 43c (see FIG. 13). タグアンテナ４２で変調を伴った信号電流は、当該タグアンテナ４２と平行な放射電界Ｅｔを発生し放射する。 Signal with modulation by the tag antenna 42 current is generated the tag antenna 42 and parallel radiation field Et emission. このようにして無線ＩＣタグ４から放射された変調信号波は、上記説明と逆の過程をたどり、電波偏波変換共振反射器Ｄ１を介してリーダ１０１のリーダアンテナ１０２に送出される。 Thus the modulated signal wave radiated from the radio IC tag 4 follows the above description and reverse process is sent to the reader antenna 102 of the reader 101 via radio waves polarization converter resonant reflector D1. リーダ１０１では、この信号波を受信・復調し、無線ＩＣタグ４内のメモリ情報が認識される。 In the reader 101, it receives and demodulates the signal wave, the memory information of the wireless IC tag 4 is recognized.
以上のように、この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ１によれば、ＲＦＩＤ動作において、リーダ１０１から送られた信号波が、電波偏波変換共振反射器Ｄ１の２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂによる共振によって、無線ＩＣタグ４に、より強い信号波を与えることができるので、通信感度を高めることができ、通信距離を延長することができる。 As described above, according to the wireless IC tag device T1 of this embodiment, the RFID operation, the signal wave sent from the reader 101, two patch conductor 2A of the radio wave polarization converter resonant reflector D1, the resonance caused by 2B , the wireless IC tag 4, it is possible to provide a stronger signal waves, can increase the communication sensitivity may extend the communication distance.
さらに、この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ１では、誘電体基板１の片側（下面）に接地導体３が形成されているので、接地導体３側へは電波放射がなく、従って、誘電体基板１の接地導体形成面側を物体への実装面とすることにより、金属で構成される物体や液体を収容する容器等への実装も可能になる。 Further, in the wireless IC tag device T1 of this embodiment, since the grounding conductor 3 on one side (lower surface) of the dielectric substrate 1 is formed, there is no radio wave radiated to the ground conductor 3 side, therefore, the dielectric substrate 1 by the mounting surface of the ground conductor forming surface to the object, it mounted also becomes possible to a container or the like for accommodating the object and the liquid consists of metal.
また、以上の無線ＩＣタグ装置Ｔ１においては、一般的な無線ＩＣタグ４を利用することが可能であるので、無線ＩＣタグ４を単独で使用する形態、もしくは、図１及び図２の構造のように、電波偏波変換共振反射器Ｄ１と組み合わせた形態で使用することが可能となり、これにより、１つの無線ＩＣタグ４を用途に合わせて幅広く活用できるという利点もある。 Further, in the above radio IC tag device T1, since it is possible to use a general wireless IC tag 4, the form to use the wireless IC tag 4 alone, or in the structure of FIG. 1 and FIG. 2 as such, it is possible to use in a form combined with radio polarization converter resonant reflector D1, thereby, an advantage that can be widely utilized together one wireless IC tag 4 to the application.
ここで、以上の実施形態では、直線偏波信号を送受信する例を示したが、本発明はこれに限られることなく、円偏波信号を受送信する場合にも本発明を適用することができる。 Here, in the above embodiment, an example of transmitting and receiving linearly polarized signals, the present invention is not limited to this, is possible to apply the present invention is also applicable to the case of receiving and transmitting circularly polarized signals it can. その具体的な構造の例を図４に示す。 An example of the specific structure shown in FIG.
この図４の構造では、誘電体基板１の上面１ａに形成する２つのパッチ導体を、略正方形で互いに対向する一対の角部（対角部）にそれぞれ切欠き（面取り）Ｃ１を設けたパッチ導体１２Ａ，１２Ｂとすることにより、円偏波信号に有効に作用する電波偏波変換共振反射器Ｄ１１を構成している点に特徴がある。 In the structure of FIG. 4, the patch two patches conductors forming the upper surface 1a of the dielectric substrate 1, respectively notch on a pair of corner portions facing each other at a substantially square (diagonal corners) and (chamfer) C1 provided conductors 12A, by a 12B, is characterized in that it constitutes a radio wave polarization converter resonant reflector D11 acting effectively to circularly polarized signals. 他に円偏波信号に有効なパッチ導体としては、上記した先行技術１で示されているような各種の形状のものを利用できる。 Valid patch conductor to other circularly polarized signals, can be utilized any of various shapes as shown in the prior art 1 described above.
なお、以上の実施形態では、無線ＩＣタグ４をパッチ導体２Ａ，２Ｂの上側に配置しているが、これに限られることなく、後述する図９に示すように、無線ＩＣタグ４をパッチ導体２Ａ，２Ｂの下側に配置してもよい。 Incidentally, in the above embodiment, a patch conductor 2A wireless IC tag 4, but are arranged on the upper side of 2B, this not limited, as shown in FIG. 9 to be described later, the patch conductor wireless IC tag 4 2A, it may be disposed below the 2B. この場合、無線ＩＣタグ４の物理的損傷、及び、タグＩＣ４３の静電気による破損を防ぐことができる。 In this case, physical damage of the wireless IC tag 4, and can prevent damage caused by static electricity of the tag IC 43.
以上の実施形態では、直線偏波に効果的に共振するλｇ／２長の両端開放パッチ導体を用いた例を示したが、この場合、通常よく知られているように、図３（Ｂ）に示すパッチ導体２Ａ，２Ｂの中央部Ｐ点上ではパッチ導体２Ａ，２Ｂと接地導体３との間の電圧は０となる。 In the above embodiment, an example of using the open-ended patch conductor lambda] g / 2 length to effectively resonate in linear polarization, in this case, commonly known well, and FIG. 3 (B) patch conductor 2A as shown in, the patch conductor 2A is on the central portion P point 2B, the voltage between 2B and the ground conductor 3 becomes zero. 従って、各パッチ導体２Ａ，２Ｂの中央部Ｐ点で、Ｙ軸方向に沿って、パッチ導体２Ａ，２Ｂと接地導体３とを短絡してパッチ導体長をλｇ／４とすれば、無線ＩＣタグ装置Ｔ１の更なる小型化を図ることができる。 Thus, each patch conductor 2A, at the center point P of 2B, along the Y-axis direction, the patch conductor 2A, if lambda] g / 4 patch conductor length by short-circuiting the 2B and the ground conductor 3, the wireless IC tag it is possible to achieve further miniaturization of the device T1. この場合、図示は省略するが、一端開放で一端短絡のパッチ導体２Ａとパッチ導体２Ｂが対向する端部間（開放端の対向間）に無線ＩＣタグ４を配置する。 In this case, although not shown, the patch conductor 2A and patch conductor 2B one end short-circuit to place the wireless IC tag 4 between opposite ends (between the opposite open end) with one end open.
以上の実施形態では、誘電体基板１の上面１ａに２つのパッチ導体２Ａ，２Ｂを電気的に非接触の状態で形成しているが、パッチ導体の配置には他の様々な形態が考えられる。 In the above embodiments, two patch conductor 2A on the upper surface 1a of the dielectric substrate 1, are formed in a state of electrically non-contact 2B, considered various other forms for placement of the patch conductor . 具体的には、例えば、誘電体基板１の上面１ａに３つ以上のパッチ導体を電気的に非接触の状態で形成し、それら３つ以上のパッチ導体の共振と同時に放射される電界成分をタグアンテナで効率良く受信できる位置に無線ＩＣタグを配置するというような形態を挙げることができる。 Specifically, for example, three or more patch conductor on the upper surface 1a of the dielectric substrate 1 is formed in a state of electrically non-contact, the electric field components emitted simultaneously with the resonance of these three or more patch conductor efficiently received can be positioned by the tag antenna can be given form as that to place the wireless IC tag.
図５は本発明の無線ＩＣタグ装置の他の例を示す平面図である。 Figure 5 is a plan view showing another example of the wireless IC tag system of the present invention. 図６は図５のＪ−Ｊ断面図である。 6 is a J-J cross-sectional view of FIG.
この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ２は、平板状の２枚の誘電体基板２１Ａ，２１Ｂと、その各誘電体基板２１Ａ，２１Ｂの上面（第１の面）２１Ａａ，２１Ｂａにそれぞれ形成された矩形状のパッチ導体２２Ａ，２２Ｂと、各誘電体基板２１Ａ，２１Ｂの下面（第２の面）２１Ａｂ，２１Ｂｂの全面にそれぞれ形成された接地導体２３Ａ，２３Ｂと、無線ＩＣタグ４と、無線ＩＣタグ４を載置する誘電体台２５とを備えている。 Wireless IC tag device T2 in this example, tabular two dielectric substrates 21A, 21B and its respective dielectric substrate 21A, the upper surface (first surface) of 21B 21Aa, rectangular shape formed respectively on 21Ba a patch conductor 22A, 22B of the respective dielectric substrate 21A, the lower surface of the 21B (second surface) 21Ab, ground conductors 23A respectively formed on the entire surface of 21Bb, and 23B, the wireless IC tag 4, the wireless IC tag 4 and a dielectric base 25 for placing the.
以上の２枚の誘電体基板２１Ａ，２１Ｂのうち、一方の誘電体基板２１Ａに形成されたパッチ導体２２Ａ及び接地導体２３Ａによって電波偏波変換共振反射器Ｄ２１が構成され、他方の誘電体基板２１Ｂに形成されたパッチ導体２２Ｂ及び接地導体２３Ｂによって電波偏波変換共振反射器Ｄ２２が構成されている。 Or the two dielectric substrates 21A, among 21B, radio polarization converter resonant reflector D21 is formed by one of a dielectric substrate patch conductor 22A is formed in 21A and the ground conductor 23A, the other dielectric substrate 21B Telecommunications polarization converter resonant reflector D22 is configured by the patch conductor 22B and the ground conductor 23B formed. そして、この例では、それら２つの電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２を近接した状態で配置している点に特徴がある。 And, in this example, it is characterized in that arranged in close proximity to the two wave polarization converter resonant reflector D21, D22.
なお、この例においても、電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２が、楕円偏波の軸比が無限大となる直線偏波信号に有効に作用する例を示している。 Also in this example, radio polarization converter resonant reflector D21, D22 is, shows an example of effectively acting on the linear polarization signal axial ratio of the ellipse polarization becomes infinite.
次に、この例の無線ＩＣタグ４の実装位置に関して説明する。 Next, it will be described mounting position of the wireless IC tag 4 in this example.
図５及び図６において、パッチ導体２２Ａ，２２Ｂの縦幅ｗの中心を通る軸をＸ軸とし、そのＸ軸上で２つのパッチ導体２２Ａ，２２Ｂ間の中央においてＸ軸と直交する縦軸をＹ軸とする。 5 and 6, the patch conductor 22A, an axis passing through the center of the vertical width w of 22B as a X-axis, two patch conductor 22A on the X-axis, a vertical axis perpendicular to the X axis at the center between 22B the Y-axis. これらＸ軸、Ｙ軸の交点を通り紙面と直交する軸をＺ軸とする。 These X-axis, an axis perpendicular to the through paper the intersection of the Y-axis and Z-axis.
図５及び図６に示すように、誘電体板２１Ａ，２１Ｂの上面に形成されたパッチ導体２２Ａ，２２Ｂの上に誘電体台２５が設けられており、その誘電体台２５の上に無線ＩＣタグ４が実装されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the dielectric plate 21A, patch conductor 22A formed on the upper surface of the 21B, the dielectric block 25 is provided on the 22B, the wireless IC on the dielectric block 25 tag 4 has been implemented. 無線ＩＣタグ４は、タグアンテナ４２のアンテナ長軸がＸ軸に対し平行となるように配置されている。 Wireless IC tag 4, the antenna length axis of the tag antenna 42 is disposed parallel to the X axis. なお、無線ＩＣタグ４の両端部（Ｘ方向における両端部）は、無線ＩＣタグ４のタグアンテナの形態に応じて、パッチ導体２２Ａ，２２Ｂ上に重なった状態で配置されていてもよいし、パッチ導体２２Ａ，２２Ｂには重ならない状態で配置されていてもよい。 Incidentally, both ends of the wireless IC tag 4 (both ends in the X direction), depending on the form of the tag antenna of the wireless IC tag 4, patch conductor 22A, may be arranged in a state of overlapping on 22B, patch conductor 22A, may be disposed in a state not overlapping the 22B.
そして、無線ＩＣタグ４の位置は、パッチ導体２２Ａ，２２Ｂの共振と同時に放射される電界成分を無線ＩＣタグ４内のタグアンテナ４２が効率よく受信できるような位置に配置する。 Then, the position of the wireless IC tag 4, patch conductor 22A, the electric field components emitted simultaneously with the resonance of 22B tag antenna 42 of the wireless IC tag 4 is positioned such it can receive efficiently. なお、無線ＩＣタグ４の最適配置位置は、無線ＩＣタグ装置Ｔ２の通信感度が最大となるような位置を実験的に求めればよい。 The optimum position of the wireless IC tag 4, positions may be determined empirically, such as communication sensitivity of the wireless IC tag device T2 is maximized.
無線ＩＣタグ４を載置する誘電体台２５は、無線ＩＣタグ装置Ｔ２として通信感度が最大となるように、パッチ導体２２Ａ，２２Ｂの上面または誘電体基板２１Ａ，２１Ｂの上面に対する無線ＩＣタグ４の最適距離（Ｚ方向の距離）を規定するために用いられる。 The dielectric board for mounting a wireless IC tag 4 25, as communication sensitivity as a wireless IC tag device T2 is maximized, patch conductor 22A, the wireless IC tag 4 with respect to the upper surface or the dielectric substrate 21A, 21B upper surface of the 22B used to define the optimal distance (distance in the Z direction). また、無線ＩＣタグ４のアンテナ形態により、タグアンテナ４２とパッチ導体２１Ａ，２１Ｂとが直接接触した状態となったときに、タグＩＣ４３が直流的に短絡され、タグＩＣ４３が動作不可能となることを回避する際にも用いられる。 Further, the antenna configuration of the wireless IC tag 4, when a state in which the tag antenna 42 and the patch conductor 21A, and the 21B in direct contact, tag IC43 are short galvanically, the tag IC43 becomes inoperable also used at the time to avoid. なお、無線ＩＣタグ４の構成によっては誘電体台２５を省略してもよい。 It is also possible to omit the dielectric block 25 depending on the configuration of the wireless IC tag 4.
次に、無線ＩＣタグ装置Ｔ２の動作について、図７（Ａ）及び（Ｂ）を参照しながら説明する。 Next, the operation of the wireless IC tag device T2, will be described with reference to FIG. 7 (A) and (B). 図７には無線ＩＣタグ４を取り外した状態を示している。 Shows a state in which removal of the wireless IC tag 4 in FIG.
まず、図７において、各パッチ導体２２Ａ，２２Ｂは、Ｘ軸の両端で開放境界となり、それぞれ、誘電体基板２１Ａ，２１Ｂを介して接地導体２３Ａ，２３Ｂとパッチ導体２２Ａ，２２Ｂとの間で形成される平面回路おいて、各パッチ導体２２Ａ，２２Ｂの長さＬを、使用する信号周波数Ｆ０に対する等価波長（管内波長）λｇの略１／２に設定すると、各パッチ導体２２Ａ，２２Ｂは信号周波数Ｆ０で平面回路共振を伴う。 First, formed in FIG. 7, the patch conductor 22A, 22B becomes a both ends open boundary of the X-axis, respectively, the dielectric substrate 21A, the ground conductor 23A through 21B, 23B and the patch conductor 22A, with the 22B keep planar circuits, each patch conductor 22A, 22B of the length L, and is set to approximately 1/2 of the equivalent wavelength (guide wavelength) lambda] g for the signal frequency F0 used, the patch conductor 22A, 22B is the signal frequency involving planar circuit resonates at F0. なお、図７の破線は共振による電界成分Ｅを示す。 The broken line in FIG. 7 shows the electric field component E due to resonance.
図７において、例えば、電波偏波変換共振反射器Ｄ２２を取り外した状態で信号波を受けると、電波偏波変換共振反射器Ｄ２１においては、図７の破線Ｅで示した電界成分が共振し電界成分が同時に放射される。 7, for example, receives a signal wave in a state of detaching the radio wave polarization converter resonant reflector D22, in the radio wave polarization converter resonant reflector D21, electric field resonance electric field components shown in dashed lines E in FIG. 7 components are emitted simultaneously. この状態で、無線ＩＣタグ４を電波偏波変換共振反射器Ｄ２１上に配置したとき、無線ＩＣタグ４は、その共振・放射電界を受けて動作する。 In this state, when placing the wireless IC tag 4 on Telecommunications polarization converter resonant reflector D21, the wireless IC tag 4 is operated by receiving the resonance-radiation field. このとき、無線ＩＣタグ４のタグアンテナ（ダイポールタグアンテナ）４２のアンテナ長軸は電界成分Ｅと平行であるので、タグアンテナ４２内に信号電流が流れタグＩＣ４３が動作する。 At this time, since the antenna length axis of the tag antenna (dipole tag antenna) 42 of the wireless IC tag 4 is parallel to the electric field component E, tag IC43 signal current flows to operate the tag antenna 42.
次に、図７に示すように、電波偏波変換共振反射器Ｄ２１及び無線ＩＣタグ４に電波偏波変換共振反射器Ｄ２２を近接して配置し、これら電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２で信号波を受けると、その各電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２のパッチ導体２２Ａ，２２Ｂの平面共振により電波成分Ｅが放射される。 Next, as shown in FIG. 7, and arranged close to electric wave polarization converter resonant reflector D22 to wave polarization converter resonant reflector D21 and the wireless IC tag 4, these radio polarization converter resonant reflector D21, D22 in the receiving signal waves, each wave polarization converter resonant reflector D21, D22 of the patch conductor 22A, the radio wave component E is radiated by plane resonance of 22B. これらパッチ導体２２Ａ，２２Ｂの平面共振にて放射された電界成分Ｅは同じ強さで、Ｚ軸からみれば互いに逆向きの分布となるため、それら電界成分Ｅにより無線ＩＣタグ４のタグアンテナ４２に発生する電流は同方向となり強め合う。 These patch conductor 22A, the electric field component E emitted by the plane resonances 22B at the same intensity, since the mutually opposite profile when viewed from the Z-axis, the tag antenna 42 of the wireless IC tag 4 by their electric field component E current generated in the constructive to have the same direction. その結果として、無線ＩＣタグ４のタグＩＣ４３にはより強い信号波が供給され、無線ＩＣタグ装置Ｔ２の全体として、より高感度特性を発揮することができる。 As a result, a stronger signal wave is supplied to the tag IC43 of the wireless IC tag 4, the whole of the wireless IC tag device T2, it is possible to exhibit a higher sensitivity.
なお、この例の場合も、電波偏波変換共振反射器Ｄ２１のパッチ導体２２Ａと電波偏波変換共振反射器Ｄ２２のパッチ導体２２Ｂとの距離（間隔）は、λｇ／２長よりも短くすることが好ましい。 Also in this example, the distance between the patch conductor 22B of the patch conductor 22A and Telecommunications polarization converter resonant reflector D22 of the radio wave polarization converter resonant reflector D21 (interval) is to be shorter than lambda] g / 2 length It is preferred.
図５及び図６に示す無線ＩＣタグ装置Ｔ２を用いて図１１に示すようなシステム、つまり、リーダ１０１、リーダアンテナ１０２、及び、無線ＩＣタグ装置Ｔ２によって構成されるＲＦＩＤシステムを構築することができる。 5 and a system as shown in FIG. 11 by using the wireless IC tag device T2 shown in FIG. 6, that is, the reader 101, the reader antenna 102, and to build an RFID system comprising a wireless IC tag device T2 it can. そのＲＦＩＤ動作について説明する。 Its RFID operation will be described.
まず、リーダ１０１から送られた信号波は各電波偏波変換共振反射器Ｄ２１、Ｄ２２で平面共振する。 First, the signal wave sent from the reader 101 is planar resonance in each of the radio signal polarization converter resonant reflector D21, D22. この平面共振により共振電磁界が発生するとともに、その共振電磁界が放射される。 With the resonant electromagnetic field is generated by the planar resonator, the resonance electromagnetic field is emitted. 放射された電界成分Ｅは、放射方向に沿って配置された無線ＩＣタグ４のタグアンテナ４２に作用し、タグアンテナ４２内に電流を発生させる。 Radiated electric field component E acts on the tag antenna 42 of the wireless IC tag 4 arranged along the radial direction, to generate a current in the tag antenna 42. このとき、上記したように、独立した２つのパッチ導体２２Ａ，２２Ｂから放射した電界成分Ｅによってタグアンテナ４２内を流れる電流は、１つのパッチ導体の場合よりも強くなる。 At this time, as described above, two independent patch conductor 22A, the current flowing through the tag antenna 42 by the electric field component E radiated from 22B can be stronger than the case of one of the patch conductor.
そして、タグアンテナ４２内を流れる電流が、タグＩＣ４３内の整流器４３ｂ（図１３参照）に作用し、タグＩＣ４３の駆動電圧を発生させる。 Then, the current flowing through the tag antenna 42 acts on the rectifier 43 b (see FIG. 13) in the tag IC 43, to generate a driving voltage of the tag IC 43. これによってタグＩＣ４３が起動しタグアンテナ４２内を流れる電流はメモリ４３ｃ（図１３参照）内の情報で変調される。 This launches the tag IC43 current through a tag antenna 42 is modulated by the information in the memory 43c (see FIG. 13). タグアンテナ４２で変調を伴った信号電流は、当該タグアンテナ４２と平行な放射電界を発生し放射する。 Signal current with a modulation in the tag antenna 42 generates parallel radiation field with the tag antenna 42 radiation. このようにして無線ＩＣタグから放射された変調信号波は、上記説明と逆の過程をたどり、電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２を介してリーダ１０１のリーダアンテナ１０２に送出される。 Thus the modulated signal wave radiated from the radio IC tag follows the above description and reverse process is sent to the reader antenna 102 of the reader 101 via radio waves polarization converter resonant reflector D21, D22. リーダ１０１では、この信号波を受信・復調し、無線ＩＣタグ４内のメモリ情報が認識される。 In the reader 101, it receives and demodulates the signal wave, the memory information of the wireless IC tag 4 is recognized.
以上のように、この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ２によれば、ＲＦＩＤ動作において、リーダから送られた信号波が、２つの電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２の各パッチ導体２２Ａ，２２Ｂによる共振により、無線ＩＣタグ４により強い信号波を与えることができるので、通信感度を高めることができ、通信距離を延長することができる。 As described above, according to the wireless IC tag device T2 of this embodiment, the RFID operation, the signal wave sent from the reader, two radio polarization converter resonant reflector D21, D22 of the patch conductor 22A, by 22B by the resonance, since it is possible to give a strong signal waves by radio IC tag 4, it is possible to improve the communication sensitivity may extend the communication distance.
さらに、この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ２では、各誘電体基板２１Ａ，２１Ｂの片側（下面）に接地導体２３Ａ，２３Ｂが形成されているので、それら接地導体２３Ａ，２３Ｂ側には電波放射がなく、従って、各誘電体基板２１Ａ，２１Ｂの接地導体形成面側を物体への実装面（接地面）とすることにより、金属で構成される物体や液体を収容する容器等への実装も可能になる。 Further, in the wireless IC tag device T2 of this embodiment, the dielectric substrate 21A, the ground conductor 23A on one side (lower surface) of 21B, since 23B are formed, they ground conductor 23A, no radio emission to 23B side , therefore, the dielectric substrate 21A, by a ground conductor forming surface of 21B to the mounting surface to the object (ground plane), can also be mounted to a container or the like for accommodating the object or liquid composed of metal Become. なお、各電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２の接地面は、同一平面とする必要はなく、２つのパッチ導体２２Ａ，２２Ｂの面が互いに異なる向きとなるように設置すれば、無線ＩＣタグ装置としての放射特性を変更することが可能になる。 Incidentally, the ground plane of the radio wave polarization converter resonant reflector D21, D22 need not be coplanar, two patch conductor 22A, if installed so that the surface of 22B is different orientations, the wireless IC tag it is possible to change the emission characteristics of the device.
また、以上の無線ＩＣタグ装置Ｔ２においては、一般的な無線ＩＣタグ４を利用することが可能であるので、無線ＩＣタグ４を単独で使用する形態、もしくは、図５及び図６の構造のように、２つの電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２と組み合わせた形態で使用することが可能となり、これにより、１つの無線ＩＣタグ４を用途に合わせて幅広く活用できるという利点もある。 Further, in the above radio IC tag device T2, since it is possible to use a general wireless IC tag 4, the form to use the wireless IC tag 4 alone, or in the structure of FIG. 5 and FIG. 6 as such, can be used in combination form two wave polarization converter resonant reflector D21, D22 and will, thereby, an advantage that can be widely utilized together one wireless IC tag 4 to the application.
さらに、以上の無線ＩＣタグＴ２では、２つの電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２を分割することが可能であるので、それら２つの電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２うち、いずれか１つの電波偏波変換共振反射器Ｄ２１またはＤ２２を用いて無線ＩＣタグ装置を構成する場合と、２つの電波偏波変換共振反射器Ｄ２１，Ｄ２２を用いて無線ＩＣタグ装置を構成する場合のいずれかを選択することが可能になる。 Furthermore, in the above radio IC tag T2, since it is possible to divide the two wave polarization converter resonant reflector D21, D22, the two wave polarization converter resonant reflector D21, D22 among any one the case included in the wireless IC tag device by using one of the radio wave polarization converter resonant reflector D21 or D22, or for configuring a wireless IC tag system using two radio wave polarization converter resonant reflector D21, D22 it is possible to select a. これにより、利用形態（例えば使用目的や性能）に合わせた無線ＩＣタグ装置を容易に実現することができる。 This makes it possible to easily implement a radio IC tag system to suit the use forms (e.g. intended use or performance).
ここで、以上の実施形態では、直線偏波信号を送受信する例を示したが、本発明はこれに限られることなく、円偏波信号を受送信する場合にも本発明を適用することができる。 Here, in the above embodiment, an example of transmitting and receiving linearly polarized signals, the present invention is not limited to this, is possible to apply the present invention is also applicable to the case of receiving and transmitting circularly polarized signals it can. その場合、各パッチ導体２２Ａ，２２Ｂを、上記した図４に示すように、略正方形で互いに対向する一対の角部（対角部）にそれぞれ切欠き（面取り）Ｃ１を設けたパッチ導体とすればよい。 In that case, the patch conductor 22A, the 22B, as shown in FIG. 4 described above, by the patch conductor having a pair of respective notches in the corners (diagonal section) (chamfered) C1 which are opposite to each other with substantially square Bayoi.
なお、以上の実施形態では、無線ＩＣタグ４をパッチ導体２２Ａ，２２Ｂの上側に配置しているが、これに限られることなく、後述する図９に示すように、無線ＩＣタグ４をパッチ導体２２Ａ，２２Ｂの下側に配置してもよい。 Incidentally, in the above embodiment, a patch conductor 22A wireless IC tag 4, but are arranged on the upper side of 22B, this not limited, as shown in FIG. 9 to be described later, the patch conductor wireless IC tag 4 22A, may be disposed below the 22B. この場合、無線ＩＣタグ４の物理的損傷、及び、タグＩＣ４３の静電気による破損を防ぐことができる。 In this case, physical damage of the wireless IC tag 4, and can prevent damage caused by static electricity of the tag IC 43.
以上の実施形態では、直線偏波に効果的に共振するλｇ／２長の両端開放パッチ導体を用いた例を示したが、この場合、通常よく知られているように、図７（Ｂ）に示すパッチ導体２２Ａ，２２Ｂの中央部Ｐ点上ではパッチ導体２２Ａ，２２Ｂと接地導体２３Ａ，２３Ｂとの間の電圧は０となる。 In the above embodiment, an example of using the open-ended patch conductor lambda] g / 2 length to effectively resonate into linearly polarized waves, in this case, as is usually known, FIG 7 (B) patch conductor 22A shown in, patch conductor 22A is on the central portion P points 22B, 22B and the ground conductor 23A, a zero voltage between 23B. 従って、各パッチ導体２２Ａ，２２Ｂの中央部で、これら２つのパッチ導体２２Ａ，２２Ｂと接地導体２３Ａ，２３Ｂとの間を短絡してパッチ導体長をλｇ／４とすれば、無線ＩＣタグ装置Ｔ２の更なる小型化を図ることができる。 Thus, each patch conductor 22A, the central portion of 22B, these two patches conductors 22A, 22B and the ground conductor 23A, the patch conductor length by shorting between 23B if lambda] g / 4, the wireless IC tag device T2 it is possible to achieve further miniaturization of. この場合、図示は省略するが、一端開放で一端短絡のパッチ導体２２Ａとパッチ導体２２Ｂが対向する端部間（開放端の対向間）に無線ＩＣタグ４を配置する。 In this case, although not shown, the patch conductor 22A and the patch conductor 22B at one end short-circuit to place the wireless IC tag 4 between opposite ends (between the opposite open end) with one end open.
以上の実施形態では、パッチ導体２２Ａ，２２Ｂ及び接地導体２３Ａ，２３Ｂが形成された２つの誘電体基板２１Ａ，２１Ｂを用いて無線ＩＣタグ装置Ｔ２を構成しているが、パッチ導体の配置には、他の様々な形態が考えられる。 In the patch conductor 22A, 22B and the ground conductor 23A, 2 one dielectric substrate 21A which 23B is formed, although in the wireless IC tag device T2 with 21B, the arrangement of the patch conductor above embodiments , it can be considered a variety of other forms.
具体的には、例えば２つの誘電体基板で無線ＩＣタグ装置を構成する場合、そのいずれか一方もしくは双方の誘電体基板に複数のパッチ導体を電気的に非接触の状態で形成し、それら複数（３つ以上）のパッチ導体の共振と同時に放射される電界成分をタグアンテナで効率良く受信できる位置に無線ＩＣタグを配置する形態を挙げることができる。 Specifically, for example, when forming a wireless IC tag device by two dielectric substrates to form a plurality of patch conductor to the either one or both of the dielectric substrate in the form of electrically non-contact, the plurality it can be mentioned a mode of arranging the wireless IC tag (three or more) efficiently receivable position tag antenna field components emitted simultaneously with the resonance of the patch conductor. また、パッチ導体と接地導体が形成された３つ以上の誘電体基板で無線ＩＣタグ装置を構成するとともに、それら３つ以上の誘電体基板のいずれか１つもしくは複数の誘電体基板に複数のパッチ導体を電気的に非接触の状態で形成し、それら３つ以上の誘電体基板に形成した複数（４つ以上）のパッチ導体の共振と同時に放射される電界成分をタグアンテナで効率良く受信できる位置に無線ＩＣタグを配置する形態などを挙げることができる。 Further, three or more patch conductor and the ground conductor is formed of a dielectric substrate as well as in the wireless IC tag apparatus, these three or more dielectric any one or more of the substrate dielectric substrate into a plurality of electrically formed in a non-contact state patch conductor efficiently receives these three or more electric field components emitted simultaneously with the resonance of a patch conductor of a plurality formed in the dielectric substrate (4 or more) by the tag antenna such as in the form of placing a wireless IC tag to be located and the like.
以上の実施形態１、２では、タグアンテナとしてダイポールアンテナを用いた無線ＩＣタグを適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば、メアンダラインアンテナや折り返しダイポールアンテナを用いた無線ＩＣタグなど、直線偏波電界成分を有するものであれば各種のＩＣタグを利用することができる。 In the above embodiments 1 and 2, use has been shown an example of application of the wireless IC tag using a dipole antenna as the tag antenna, the present invention is not limited to this, for example, a meander line antenna or a folded dipole antenna such as a wireless IC tag had, as long as it has a linear polarized electric field components can be utilized various IC tag.
また、メアンダラインをタグアンテナとする無線ＩＣタグを用いた場合、アンテナ長が短くなるため、２つのパッチ導体の間隔を狭くすることができ、無線ＩＣタグ装置全体を更に小型化することができる。 In the case of using a wireless IC tag to the tag antenna meander line, since the antenna length is shortened, it is possible to narrow the distance between the two patch conductor, it is possible to further miniaturize the entire wireless IC tag device .
図８は本発明の無線ＩＣタグ装置の他の例を示す平面図である。 Figure 8 is a plan view showing another example of the wireless IC tag system of the present invention. 図９は図８のＫ−Ｋ断面図である。 Figure 9 is a K-K cross-sectional view of FIG.
この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ３は、平板状の誘電体基板３１と、誘電体基板３１の上面（第１の面）３１ａに形成された矩形状のパッチ導体３２と、誘電体基板３１の下面（第２の面）１ｂの全面に形成された接地導体３３と、無線ＩＣタグ４とを備えており、上記誘電体基板３１に形成されたパッチ導体３２及び接地導体３３によって電波偏波変換共振反射器Ｄ３が構成されている。 Wireless IC tag device T3 in this example, a planar dielectric substrate 31, and the upper surface (first surface) rectangular patch conductor 32 formed on the 31a of the dielectric substrate 31, the lower surface of the dielectric substrate 31 (second surface) ground conductor 33 over the entire surface formed 1b, the equipped with the wireless IC tag 4, radio polarization conversion resonated by the dielectric patch conductor formed on a substrate 31 32 and the ground conductor 33 reflector D3 is configured.
この例では、電波偏波変換共振反射器Ｄ３が、楕円偏波の軸比が無限大となる直線偏波信号に有効に作用する例を示している。 In this example, radio polarization converter resonant reflector D3 is shows an example of effectively acting on the linear polarization signal axial ratio of the ellipse polarization becomes infinite.
なお、この例においても、パッチ導体３２の長さＬを、使用する信号周波数Ｆ０に対する等価波長（管内波長）λｇの略１／２に設定している。 Also in this embodiment, the length L of the patch conductor 32 is set to about 1/2 of the equivalent wavelength (guide wavelength) lambda] g for the signal frequency F0 used.
そして、誘電体基板３１には、パッチ導体３２の下部でＸ軸に沿って誘電体基板３１の端部まで一定幅で延びる空洞３１ｃが設けられており、その空洞３１ｃ内に無線ＩＣタグ４が挿入配置されている。 Then, the dielectric substrate 31, along the X axis at the bottom of the patch conductor 32 has a cavity 31c which extends with a constant width to the end portion of the dielectric substrate 31 is provided, the wireless IC tag 4 into the cavity 31c It is inserted and arranged. 無線ＩＣタグ４は、空洞３１ｃの内部に、タグアンテナ（ダイポールアンテナ）４２のアンテナ長軸がＸ軸と平行となるように配置されている。 Wireless IC tag 4, the interior of the cavity 31c, the antenna length axis of the tag antenna (dipole antenna) 42 is disposed to be parallel to the X axis. さらに、図８に示すように、タグアンテナ４２であるダイポールアンテナの図中左側の部分及びタグＩＣ４３が、パッチ導体３２の下側（誘電体基板３１側）に位置し、ダイポールアンテナの右側部分の大部分がパッチ導体３２とは重なり合わない状態（平面視でタグアンテナ４２の全てがパッチ導体３２の下側に重なり合わず外側に突出する状態）で配置されている。 Furthermore, as shown in FIG. 8, parts and tags IC43 in FIG dipole antenna is a tag antenna 42 left, positioned below the patch conductor 32 (the dielectric substrate 31 side), the right portion of the dipole antenna They are arranged in a state that most do not overlap the patch conductor 32 (state in which all the tag antenna 42 in plan view protrudes outwardly not overlap the lower side of the patch conductor 32).
この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ３の動作について図１０（Ａ）及び（Ｂ）を参照しながら説明する。 The operation of the wireless IC tag device T3 in this example will be described with reference to FIG. 10 (A) and (B). なお、図１０には無線ＩＣタグ４を取り除いた状態を示している。 Incidentally, in FIG. 10 shows the condition of removing a wireless IC tag 4.
まず、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、無線ＩＣタグ４を取り外している場合、リーダから送信された信号波はパッチ導体３２と接地導体３３と間で共振する。 First, as shown in FIG. 10 (A) and (B), in the case where you removed the wireless IC tag 4, the signal wave transmitted from the reader resonates between the patch conductor 32 and the ground conductor 33. このときの共振電磁界のうち、電界成分の分布を電界成分Ｅとして示す。 Of the resonant electromagnetic field at this time, the distribution of electric field component as the electric field component E. 電界成分Ｅは、誘電体基板３１を介してパッチ導体３２と接地導体３３との間において、図中の破線Ｅで示すような分布となる。 Electric field component E, in between the patch conductor 32 and the ground conductor 33 via a dielectric substrate 31, a distribution as shown by the broken line E in FIG. また、同時に電界成分Ｅは、パッチ導体３２の上方向と斜め上方向、そして誘電体基板３１の横方向に放射される。 At the same time the electric field component E is upward and obliquely upward direction of the patch conductor 32, and is radiated in lateral direction of the dielectric substrate 31.
次に、誘電体基板３１の空洞３１ｃに無線ＩＣタグ４を挿入配置した状態では、無線ＩＣタグ４の放射電界Ｅｔはタグアンテナ４２のアンテナ長軸と平行な放射特性を有するので、電波偏波変換共振反射器Ｄ３が共振し、同時に放射する電界成分Ｅのうち、誘電体基板３１内の横方向や斜め上方向でＸ軸に平行な電界成分Ｅをタグアンテナ４２が有効に捉えることができる。 Then, in the state where the inserted position the wireless IC tag 4 in the cavity 31c of the dielectric substrate 31, since the radiation field Et of the wireless IC tag 4 has an antenna length axis parallel to the radiation characteristics of the tag antenna 42, a radio wave polarized converter resonant reflector D3 resonates, at the same time of the radiation electric field component E, it is possible to tag antenna 42 are parallel electric field component E in the X-axis in the horizontal direction or an obliquely upward direction of the dielectric substrate 31 is effectively captured . その結果として、無線ＩＣタグ４のタグアンテナ（ダイポールアンテナ）４２に電流が強く流れる。 As a result, current flows strongly tag antenna (dipole antenna) 42 of the wireless IC tag 4. これにより、通信感度を高めることができ、通信距離を延長することができる。 Thus, it is possible to increase the communication speed, it is possible to extend the communication distance.
ここで、図１０において、パッチ導体３２の下側に位置しているタグアンテナ部においては、共振電界ＥがＸ軸と直交するため、この部分の電界成分Ｅによるタグアンテナ４２に対する効果は小さい。 Here, in FIG. 10, in the tag antenna portion which is located below the patch conductor 32, the resonance electric field E perpendicular to the X axis, effects on the tag antenna 42 by the electric field component E of this part is small. このような点を考慮すると、パッチ導体３２の開放端から外側で誘電体基板３１の内部、もしくは、誘電体基板３１の表面近傍で共振・放射される電波信号波を無線ＩＣタグアンテナで捉えられるように、タグアンテナ４２の位置は、接地導体３３から離れた位置つまり誘電体基板３１の表面に近くなるような位置に配置することが好ましい。 Considering such points, captured inside the dielectric substrate 31 outside from the open end of the patch conductor 32 or the radio signal wave resonance-radiation near the surface of the dielectric substrate 31 in the wireless IC tag antenna as such, the position of the tag antenna 42 is preferably disposed near becomes such a position on the surface of the position that is the dielectric substrate 31 away from the ground conductor 33.
図８及び図９に示す無線ＩＣタグ装置Ｔ３を用いて図１１に示すようなシステム、つまり、リーダ１０１、リーダアンテナ１０２、及び、無線ＩＣタグ装置Ｔ３によって構成されるＲＦＩＤシステムを構築することができる。 8 and a system as shown in FIG. 11 by using the wireless IC tag device T3 shown in FIG. 9, that is, the reader 101, the reader antenna 102, and to build an RFID system comprising a wireless IC tag device T3 it can. そのＲＦＩＤ動作について説明する。 Its RFID operation will be described.
まず、リーダ１０１から送られた信号波は、電波偏波変換共振反射器Ｄ３で平面共振する。 First, the signal wave sent from the reader 101 planes resonate at radio polarization converter resonant reflector D3. この平面共振により共振電磁界が発生するとともに、その共振電磁界が放射される。 With the resonant electromagnetic field is generated by the planar resonator, the resonance electromagnetic field is emitted. 放射された電界成分は、放射方向に沿って配置された無線ＩＣタグ４のタグアンテナ４２に作用し、タグアンテナ４２内に電流を発生させる。 Electric field component emitted acts to the tag antenna 42 of the wireless IC tag 4 arranged along the radial direction, to generate a current in the tag antenna 42.
そして、タグアンテナ４２内を流れる電流が、タグＩＣ４３内の整流器４３ｂ（図１３参照）に作用しタグＩＣ４３の駆動電圧を発生させる。 Then, the current flowing through the tag antenna 42 acts on the rectifier 43 b (see FIG. 13) in the tag IC43 generates the drive voltage of the tag IC43. これによってタグＩＣ４３が起動し、タグアンテナ４２内を流れる電流はメモリ４３ｃ（図１３参照）内の情報で変調される。 This launches the tag IC 43, the current flowing through the tag antenna 42 is modulated by the information in the memory 43c (see FIG. 13). タグアンテナ４２で変調を伴った信号電流は、当該タグアンテナ４２と平行な放射電界を発生させ放射する。 Signal with modulation by the tag antenna 42 current radiates to generate the tag antenna 42 and parallel radiation field. このようにして無線ＩＣタグ４から放射された変調信号波は、上記説明と逆の過程をたどり、電波偏波変換共振反射器Ｄ３を介してリーダ１０１のリーダアンテナ１０２に送出される。 Thus the modulated signal wave radiated from the radio IC tag 4 follows the above description and reverse process is sent to the reader antenna 102 of the reader 101 via radio waves polarization converter resonant reflector D3. リーダ１０１では、この信号波を受信・復調し、無線ＩＣタグ４内のメモリ情報が認識される。 In the reader 101, it receives and demodulates the signal wave, the memory information of the wireless IC tag 4 is recognized.
以上のように、この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ３によれば、ＲＦＩＤ動作において、リーダから送られた信号波が、電波偏波変換共振反射器Ｄ３のパッチ導体３２による共振によって、無線ＩＣタグ４に強い信号波を与えることができるので、高感度を実現することが可能になる。 As described above, according to the wireless IC tag device T3 in this example, the RFID operation, the signal wave sent from the reader, the resonance due to the patch conductor 32 of the electric wave polarization converter resonant reflector D3, wireless IC tag 4 it is possible to give a strong signal waves, it is possible to realize high sensitivity.
また、この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ３では、誘電体基板３１の片側（下面）に接地導体３が形成されているので、接地導体３側へは電波放射がなく、従って、誘電体基板３１の接地導体形成面側を物体への実装面とすることにより、金属で構成される物体や液体を収容する容器等への実装も可能になる。 Further, in the wireless IC tag device T3 in this example, since the ground conductor 3 on one side (lower surface) of the dielectric substrate 31 is formed, no electric wave radiated to the ground conductor 3 side, therefore, the dielectric substrate 31 by the mounting surface of the ground conductor forming surface to the object, it mounted also becomes possible to a container or the like for accommodating the object and the liquid consists of metal.
さらに、この例の無線ＩＣタグ装置Ｔ３では、無線ＩＣタグ４を、パッチ導体３２の下側（誘電体基板３１側）に配置しているので、無線ＩＣタグ装置Ｔ３の薄型化を達成できる。 Further, in the wireless IC tag device T3 in this example, the wireless IC tag 4, since the disposed below the patch conductor 32 (the dielectric substrate 31 side) can be achieved in the thickness of the wireless IC tag device T3. また、パッチ導体３２の表面側には突起物を無くすことができるので、外部物体による無線ＩＣタグ４３の物理的損傷を防ぐことができる。 Further, on the surface side of the patch conductor 32 it is possible to eliminate the protrusions, it is possible to prevent physical damage to the wireless IC tag 43 by the external object. さらに、無線ＩＣタグ４を、誘電体基板３１の空洞３１ｃ内部に配置しでいるので、タグＩＣ４３の静電気による破損を防止することも可能になる。 Furthermore, the wireless IC tag 4, because it is disposed in the interior cavity 31c of the dielectric substrate 31, it becomes possible to prevent damage due to static electricity of the tag IC 43.
なお、以上の実施形態では、タグアンテナとしてダイポールアンテナを用いた無線ＩＣタグを適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば、メアンダラインアンテナや折り返しダイポールアンテナを用いた無線ＩＣタグなど、直線偏波電界成分を有するものであれば、各種のＩＣタグを利用することができる。 In the above embodiment, an example of applying the wireless IC tag using a dipole antenna as the tag antenna, the present invention is not limited to this, for example, using a meander line antenna or a folded dipole antenna such as a wireless IC tag, as long as it has a linear polarization electric field component, it is possible to use various types of IC tags.
以上の実施形態では、誘電体基板３１に空洞３１ｃを設けて、その空洞３１ｃ内に無線ＩＣタグＴ３を配置しているが、これに限られることなく、無線ＩＣタグ４が、例えば誘電体フィルム等で形成されている場合、その無線ＩＣタグ４をパッチ導体と誘電体基板との間に挟み込むようにしてもよい。 In the above embodiment, by providing a cavity 31c in the dielectric substrate 31, but it is arranged wireless IC tag T3 in the cavity 31c, without being limited thereto, the wireless IC tag 4, for example, a dielectric film If it is formed in such, it may be sandwiched with the wireless IC tag 4 between the patch conductor and the dielectric substrate.
ここで、以上の実施形態では、直線偏波信号を送受信する例を示したが、これに限られることなく、円偏波信号を受送信する場合にも本発明を適用することができる。 Here, in the above embodiment, an example of transmitting and receiving linearly polarized signals, without being limited thereto, it is also possible to apply the present invention in the case of receiving and transmitting circularly polarized signals. その場合、パッチ導体３２を、上記した図４に示すように、略正方形で互いに対向する一対の角部（対角部）にそれぞれ切欠き（面取り）Ｃ１を設けたパッチ導体とすればよい。 In that case, the patch conductor 32, as shown in FIG. 4 described above,-out respectively notch on a pair of corner portions facing each other at a substantially square (diagonal section) may be a patch conductor having a (chamfer) C1. また、上記した先行技術１で示された他の形状のパッチ導体を利用することができる。 Further, it is possible to use the patch conductor of another shape shown in the prior art 1 described above.
以下、本発明の実施例を比較例とともに説明する。 Hereinafter will be described together with comparative examples of the present invention.
上記した実施形態１の無線ＩＣタグ装置とその比較例の各性能を実験により評価した。 Wireless IC tag device according to the first embodiment described above and the respective performance of the comparative examples were evaluated by experiment. ただし、実験には、２．４ＧＨｚ帯ＲＦＩＤシステムを用い、リーダの出力を２．４５ＧＨｚで３００ｍＷとすとともに、リーダアンテナには、利得１４ｄＢｉの円偏波アンテナを用いた。 However, in the experiment, using the 2.4GHz band RFID system, with 300mW and to the output of the reader at 2.45 GHz, the reader antenna with circularly polarized wave antenna gain 14DBi. また、無線ＩＣタグとして、ポリプロピレン誘電体基板上にダイポールアンテナ（タグアンテナ）を形成し、そのダイポールアンテナの中央部にタグＩＣを実装した一般的な無線ＩＣタグを用いた。 Further, as a radio IC tag, a polypropylene dielectric substrate to form a dipole antenna (tag antenna), using a general wireless IC tag mounted with tag IC to the center of the dipole antenna.
まず、２．４５ＧＨｚにおいて、上記した無線ＩＣタグ単体の通信距離を、上記のリーダとリーダアンテナを用いて測定したところ、通信距離は８８ｃｍであった。 First, in 2.45 GHz, a communication distance of the wireless IC tag itself as described above, was measured using the above reader and the reader antenna, the communication distance was 88cm.
次に、図４の構造において、パッチ導体１２Ｂを形成せずに、１つの円偏波用のパッチ導体１２Ａだけを形成して電波偏波変換共振反射器を構成し、そのパッチ導体１２Ａの上側に上記した無線ＩＣタグを搭載して無線ＩＣタグ装置を作製した。 Next, in the structure of FIG. 4, without forming the patch conductor 12B, constitutes a radio wave polarization converter resonant reflector is formed only patch conductor 12A for one circular polarization, the upper side of the patch conductor 12A to prepare a wireless IC tag device equipped with a wireless IC tag described above in. この無線ＩＣタグ装置の通信距離を、上記のリーダとリーダアンテナを用いて測定したところ、通信距離は２５２ｃｍに延長した。 The communication distance of the wireless IC tag device were measured using the above reader and the reader antenna, the communication distance was extended to 252cm.
このように通信距離が延びたのは、左旋円偏波信号が電波偏波変換共振反射器のパッチ導体１２Ａで直線偏波に変換され、無線ＩＣタグに効率よく信号波が供給されたため、偏波変換による３ｄＢ分の向上と、電波偏波変換共振反射器の利得増加効果の約６ｄＢが加わった結果である。 Thus the communication distance is extended, since the left-handed circularly polarized wave signal is converted into linear polarization in patch conductor 12A of the radio wave polarization converter resonant reflector efficiently signal wave is supplied to the wireless IC tag, polarized and improvement of 3dB caused by wave transformation, is about results 6dB is applied gain increasing effect of the radio wave polarization converter resonant reflector. なお、電波偏波変換共振反射器としては、次に述べる発泡誘電体基板及びパッチ導体と同じものを用いて形成している。 As the radio wave polarization converter resonant reflector is formed using the same as described below foamed dielectric substrate and the patch conductor.
図４の構造において、厚さ３ｍｍ厚の発泡誘電体基板を用い、その発泡誘電体基板の裏面に金属箔膜による接地導体を形成する一方、発泡誘電体基板の上面に、図４に示す円偏波用の２つのパッチ導体つまり略正方形で対角部に切欠Ｃ１を有するパッチ導体１２Ａ，１２Ｂを近接した状態で形成して電波偏波変換共振反射器Ｄ１１を作製した。 Figure in the structure of 4, using a foam dielectric substrate having a thickness of 3mm thickness, while forming a ground conductor of a metal foil layer on the back surface of the foam dielectric substrate, the upper surface of the foam dielectric substrate, the circle shown in FIG. 4 patch conductor 12A having two patch conductor, i.e. substantially cutout C1 in the opposite corners in a square for polarization, to produce a wave polarization converter resonant reflector D11 formed in close proximity to 12B. なお、各パッチ導体１２Ａ，１２Ｂの一辺を約５３ｍｍとし、それら２つのパッチ導体１２Ａ，１２Ｂの間隔ｄを１３ｍｍとした。 Each patch conductor 12A, one side of 12B was about 53 mm, and the two patch conductor 12A, a distance d of 12B and 13 mm.
以上の無線ＩＣタグ装置の通信距離を、上記のリーダとリーダアンテナを用いて測定したところ、通信距離は３５０ｃｍであった。 The communication distance of more wireless IC tag device were measured using the above reader and the reader antenna, the communication distance was 350 cm. この通信距離の延長は、比較例１−２と比較して、パッチ導体１２Ｂによる利得増加分の約３ｄＢが加わったものと見なせる。 This extended communication distance, as compared with Comparative Example 1-2 regarded as approximately 3dB gain increase by patch conductor 12B is applied.
このように、実施形態１の構造を適用すれば、一般的な無線ＩＣタグの通信距離を約４倍の長さに拡張することができる。 Thus, it is possible to expand the structure of the embodiment 1 if applicable, to the general communication range of about 4 times the length of the wireless IC tag. このことは、ＲＦＩＤシステムとして大きな通信品質の向上となる結果、リーダの送信電力を低くことが可能となるか、もしくは、より小型のタグアンテナの利用が可能となる等、活用性の高い高性能ＲＦＩＤシステムを提供することができる。 This is a result of the improvement of the large communication quality as RFID systems, whether it is possible reduce the transmission power of the reader, or, more like the use of a small tag antenna becomes possible, high usability performance it is possible to provide an RFID system.
上記した実施形態３の無線ＩＣタグ装置とその比較例の各性能を実験により評価した。 Wireless IC tag device of Embodiment 3 described above and the respective performance of the comparative examples were evaluated by experiment. ただし、実験には、２．４ＧＨｚ帯ＲＦＩＤシステムを用い、リーダの出力を２．４５ＧＨｚで３００ｍＷとすとともに、リーダアンテナには、利得１４ｄＢｉの円偏波アンテナを用いた。 However, in the experiment, using the 2.4GHz band RFID system, with 300mW and to the output of the reader at 2.45 GHz, the reader antenna with circularly polarized wave antenna gain 14DBi. また、無線ＩＣタグとして、ダイポールアンテナ（タグアンテナ）にタグＩＣを実装し、ポリプロピレン素材でケーシングしたものを用いた。 Further, as a radio IC tag, implement tag IC to the dipole antenna (tag antenna), was used as the casing of polypropylene material. 無線ＩＣタグの外形寸法は厚さ：４ｍｍ、長さ：７４ｍｍ、幅：１５ｍｍとした。 Dimensions The thickness of the wireless IC tag: 4 mm, length: 74 mm, width: was 15 mm.
まず、２．４５ＧＨｚにおいて、上記した無線ＩＣタグ単体の通信距離を、上記のリーダとリーダアンテナを用いて測定したところ、通信距離は９９ｃｍであった。 First, in 2.45 GHz, a communication distance of the wireless IC tag itself as described above, was measured using the above reader and the reader antenna, the communication distance was 99cm.
図８及び図９の構造において、４ｍｍ厚さの発泡誘電体基板を用い、パッチ導体３２として、一辺が５３ｍｍの略正方形であり、その略正方形の互いに対向する一対の角部（対角部）に切欠き（面取り）Ｃ１を設けたパッチ導体（図４参照）を形成して電波偏波変換共振反射器を構成し、その電波偏波変換共振反射器の誘電体基板３１の空洞３１ｃに、上記した無線ＩＣタグを挿入配置して無線ＩＣタグ装置を作製した。 In the structure of FIG. 8 and FIG. 9, using a foam dielectric substrate 4mm thick, as a patch conductor 32, one side is substantially square 53 mm, a pair of corner portions facing each other of the substantially square (diagonal section) the cutout constitutes a radio wave polarization converter resonant reflector to form a patch provided (chamfered) C1 conductor (see FIG. 4), the cavity 31c of the dielectric substrate 31 of the radio wave polarization converter resonant reflector, to prepare a wireless IC tag device by inserting deploying wireless IC tag as described above. なお、最大の通信距離が得られるように無線ＩＣタグの挿入位置を実験的に調整した。 Incidentally, it was experimentally adjusted the insertion position of the wireless IC tag for maximum communication distance is obtained.
以上の無線ＩＣタグ装置の通信距離を、上記のリーダとリーダアンテナを用いて測定したところ、通信距離は２１１ｃｍであり、無線ＩＣタグ単体に比べて約２倍以上の性能改善を図ることができた。 The communication distance of more wireless IC tag device were measured using the above reader and the reader antenna, the communication distance is 211Cm, it is possible to achieve about twice or more performance improvement compared to a wireless IC tag alone It was. この結果から、無線ＩＣタグを誘電体基板の内部に配置しても、無線ＩＣタグの通信性能を向上させることが可能であることが判る。 From this result, even when deploying wireless IC tag inside the dielectric substrate, it can be seen that it is possible to improve the communication performance of the wireless IC tag.
本発明の無線ＩＣタグ装置の一例を示す平面図である。 Is a plan view showing an example of the wireless IC tag system of the present invention. 図１のＩ−Ｉ断面図である。 It is a I-I section view of FIG. 図１の無線ＩＣタグ装置の動作説明図である。 It illustrates the operation of the wireless IC tag system of FIG. 図１の無線ＩＣタグ装置の変形例を示す平面図である。 It is a plan view showing a modified example of the wireless IC tag system of FIG. 本発明の無線ＩＣタグ装置の他の例を示す平面図である。 It is a plan view showing another example of the wireless IC tag system of the present invention. 図５のＪ−Ｊ断面図である。 Is J-J cross-sectional view of FIG. 図５の無線ＩＣタグ装置の動作説明図である。 It illustrates the operation of the wireless IC tag of FIG. 5. 本発明の無線ＩＣタグ装置の別の例を示す平面図である。 Another example of the wireless IC tag system of the present invention is a plan view showing. 図８のＫ−Ｋ断面図である。 It is a K-K cross-sectional view of FIG. 図８の無線ＩＣタグ装置の動作説明図である。 It illustrates the operation of the wireless IC tag system of FIG. ＲＦＩＤシステムの構成例を示す図である。 It is a diagram illustrating a configuration example of an RFID system. 無線ＩＣタグの一例を示す平面図である。 Is a plan view showing an example of a wireless IC tag. 無線ＩＣタグに用いられるタグＩＣの構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration example of a tag IC to be used in a wireless IC tag. 電波偏波変換共振反射器と無線ＩＣタグとを組み合わせた無線ＩＣタグ装置の一例を示す平面図及び縦断面図を併記して示す図である。 Is a diagram illustrating also shown a plan view and a longitudinal sectional view showing an example of a wireless IC tag system that combines the wave polarization converter resonant reflector and the wireless IC tag.
前記複数のパッチ導体のうち、少なくとも２つのパッチ導体は電気的に非接触な状態で配置されているとともに、前記無線ＩＣタグは、前記少なくとも２つのパッチ導体の上側または下側で当該少なくとも２つのパッチ導体の共振と同時に放射される電界成分を前記タグアンテナが受信できる位置に配置されていることを特徴とする無線ＩＣタグ装置。 Among the plurality of patch conductor, with at least two patch conductor are disposed in an electrically non-contact state, the wireless IC tag, wherein the at least two patch conductor at the upper or lower the at least two wireless IC tag device, characterized in that the electric field components emitted simultaneously with the resonance of the patch conductor said tag antenna is disposed at a position capable of receiving.
前記複数の誘電体基板のうち、少なくとも２つの誘電体基板は、その一方の誘電体基板のパッチ導体と他方の誘電体基板のパッチ導体とが電気的に非接触な状態となるように配置されているとともに、前記無線ＩＣタグは、前記少なくとも２つの誘電体基板のパッチ導体の上側または下側で、それら少なくとも２つのパッチ導体の共振と同時に放射される電界成分を前記タグアンテナが受信できる位置に配置されていることを特徴とする無線ＩＣタグ装置。 Wherein among the plurality of dielectric substrates, at least two dielectric substrates are arranged so that the patch conductor of one of the dielectric patch conductor and the other of the dielectric substrate of the substrate is an electrically non-contact state together and the wireless IC tag, the at least two dielectric substrates above or below the patch conductor, the electric field components emitted simultaneously with the resonance thereof at least two patch conductor can receive the tag antenna position wireless IC tag apparatus characterized by being arranged to.
請求項１または２記載の無線ＩＣタグ装置において、前記無線ＩＣタグは、その一部が前記少なくとも２つのパッチ導体の上側または下側で当該パッチ導体と重なる位置、または、前記少なくとも２つのパッチ導体間の位置に配置されていることを特徴とする無線ＩＣタグ装置。 In the wireless IC tag according to claim 1 or 2, wherein the wireless IC tag is partially overlapped with the patch conductor at the upper or lower side of the at least two patch conductor position, or at least two patch conductor wireless IC tag apparatus characterized by being arranged at a position between.
前記無線ＩＣタグは、前記パッチ導体の下側で前記タグアンテナの全てが当該パッチ導体とは重なり合わない状態で配置されていることを特徴とする無線ＩＣタグ装置。 The wireless IC tag, the wireless IC tag device, characterized in that all of the tag antenna at the lower side is arranged in a state of non-overlapping with the patch conductor of the patch conductor.
請求項１〜４のいずれかに記載の無線ＩＣタグ装置と、無線信号により前記無線ＩＣタグ装置の蓄積情報を読み書きするリーダとを備えていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。 RFID systems for the wireless IC tag according to claim 1, characterized in that it comprises a reader for reading and writing storage information of the wireless IC tag device by a wireless signal.

References: Application No. 2004
 art 1
 art 1
 art 1
 art 1
 art 1