無線タグ
【課題】 小型化したマイクロ波帯の無線タグを提供する。
【解決手段】 少なくとも１つのＩＣチップ１４、およびアンテナを有し、データを無線で通信する無線タグにおいて、誘電体基板１１の両面に形成された複数の線状の導電性パターンと、前記誘電体基板１１に設けたスルーホール１３とからなり、前記導電性パターン１２を、前記スルーホール１３により誘電体基板１１の表面および裏面において順次交互に結線した導電性パターン１２をアンテナエレメントとすることにより小型化した無線タグとする。
【解決手段】 少なくとも１つのＩＣチップ１４、およびアンテナを有し、データを無線で通信する無線タグにおいて、誘電体基板１１の両面に形成された複数の線状の導電性パターンと、前記誘電体基板１１に設けたスルーホール１３とからなり、前記導電性パターン１２を、前記スルーホール１３により誘電体基板１１の表面および裏面において順次交互に結線した導電性パターン１２をアンテナエレメントとすることにより小型化した無線タグとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を利用して固有ＩＤ等のデータを通信する小型の無線タグに関するものであり、特に小型の無線タグのアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線タグは、データを保持・処理するＩＣチップと質問器と通信するためのアンテナ部とで構成される。無線タグは、質問器との通信に様々な周波数の電波を利用したものがあり、それぞれの特徴を活かしたアプリケーションが提供・提案されている。中でもマイクロ波帯の電波を使用する無線タグは、形状を小型化でき、安価であるとして、バーコードの代替品としての利用が期待されている。このような用途の無線タグは、例えば、特許文献１に記載されている。無線タグの利点は、保持できるデータの容量が大きいこと、電波を利用するため汚れに強く、一度に複数の無線タグを読み取れることなどが上げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５８４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線タグをバーコードの代替品として運用する問題の一つに、無線タグの大きさが上げられる。現在のマイクロ波帯の電波を利用した無線タグは、小さいもので６０ｍｍ×１０ｍｍ程のものがあるが、十分に小さいとは言えず、無線タグの小型化が望まれている。
【０００５】
無線タグの形状を決定する大きな要因はアンテナである。無線タグのアンテナに要求されることは、チップとのインピーダンス整合を取ることと、高い放射効率を有することである。アンテナの放射効率は、使用する電波の波長に対するアンテナの長さが大きく影響する。現在、主に無線タグで利用されているダイポールアンテナでは、アンテナ長が波長λの２分の１の時に効率が最もよく、例えば、２．４５ＧＨｚの場合、その値は約６０ｍｍとなる。質問器からの電波を整流して電源電圧を得る無線タグでは、アンテナの放射効率は通信距離に大きな影響を与えるため、アンテナをむやみに小型化することはできず、無線タグの小型化を阻害する問題となっている。
【０００６】
従って、本発明の課題は、ヘリカルまたはミアンダ構造のアンテナを採用することでアンテナエレメントを小型化し、小型化した無線タグを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、データを保持する記憶領域とデータの送受信を制御する回路部からなるＩＣチップとデータを電波を用いて通信するためのアンテナからなる無線タグにおいて、誘電体基板の両面に形成された線状導電性パターンと、前記誘電体基板に設けられたスルーホールにより、前記線状導電性パターンを誘電体基板の表面および裏面において順次交互に結線した導電性パターンをアンテナエレメントとして用いることによりアンテナエレメントを小型化したことを特徴とする。
【０００８】
即ち、本発明は、少なくとも１つのＩＣチップ、およびアンテナを有し、データを無線で通信する無線タグにおいて、誘電体基板の両面に形成された複数の線状導電性パターンと、前記誘電体基板に設けたスルーホールとからなり、前記導電性パターンを、前記スルーホールにより誘電体基板の表面および裏面において順次交互に結線した導電性パターンをアンテナエレメントとすることにより小型化した無線タグである。
【０００９】
また、本発明は、前記アンテナエレメントがヘリカル構造である無線タグである。
【００１０】
また、本発明は、前記導電性パターンがミアンダ構造である無線タグである。
【００１１】
また、本発明は、前記小型の無線タグは、マイクロ波帯の電波にて使用される無線タグである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、誘電体基板の両面にヘリカル乃至はミアンダ状のアンテナ構造を採ることにより、放射効率を確保し、小型化した無線タグを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係わる無線タグの説明図である。図１に示す無線タグにおいて、アンテナエレメントは誘電体基板１１の両面に形成された導電性パターン１２とスルーホール１３からなり、導電性パターン１２をスルーホール１３によって誘電体基板１１の表と裏で順次交互に結線して形成される導電性パターンからなる。導電性パターン１２は、基板の長手方向に垂直な方向から角度αをつけられて形成される。導電性パターン１２の両端をスルーホール１３で結線し、ヘリカル状のアンテナエレメントを形成する。
【００１４】
このアンテナエレメントは、アンテナ、ＩＣチップ接続点１５でＩＣチップ１４と電気的に接続される。角度αと導電性パターン１２のパターン幅、アンテナエレメントの長さを調整することで、ＩＣチップ１４とのインピーダンスを整合する。
【００１５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係わる無線タグの説明図である。図２に示す無線タグにおいて、アンテナエレメントは誘電体基板２１両面に形成された導電性パターン２２とスルーホール２３からなり、導電性パターン２２をスルーホール２３によって誘電体基板２１の表と裏で順次交互に結線して形成される導電性パターンからなる。導電性パターン２２は、誘電体基板２１の長手方向に垂直な方向に平行に間隔βをおいて配置される。導電性パターン２２の両端にはクランクが設けてあり、スルーホール２３にて逆側の導電性パターンと結線され、ストライプとその両端に設けたクランクとの複合パターンを順次接続したアンテナエレメントを形成する。
【００１６】
アンテナエレメントは、アンテナ、ＩＣチップ接続点２５でＩＣチップ２４と電気的に接続される。導電性パターン２２のパターン幅、間隔β、アンテナエレメントの長さを調節することで、ＩＣチップ２４とのインピーダンスを整合する。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態において使用されたＩＣチップのインピーダンス特性を示す図である。図４、図５は、それぞれ実施の形態１、実施の形態２のアンテナのインピーダンス特性のシミュレーション値を示し、２．４５ＧＨｚにおいてＩＣチップとのインピーダンス整合がとれていることが確認できる。
【００１８】
表１に、実施の形態１の無線タグ、実施の形態２の無線タグの放射効率のシミュレーション値を示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
表１より、実施の形態１の無線タグ、実施の形態２の無線タグは、必要十分な放射効率を有していることが確認できる。なお、実施の形態１の無線タグおよび実施の形態２の無線タグに用いられる誘電体基板は、所定の共振周波数を得るために誘電率が低い値のものが使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１の無線タグの説明図。
【図２】本発明の実施の形態２の無線タグの説明図。
【図３】本発明の実施の形態のＩＣチップのインピーダンス特性を示す図。
【図４】本発明の実施の形態１の無線タグのアンテナのインピーダンス特性（シミュレーション値）を示す図。
【図５】本発明の実施の形態２の無線タグのアンテナのインピーダンス特性（シミュレーション値）を示す図。
【符号の説明】
【００２２】
１１ 誘電体基板
１２ 導電性パターン
１３ スルーホール
１４ ＩＣチップ
１５ アンテナ、ＩＣチップ接続点
２１ 誘電体基板
２２ 導電性パターン
２３ スルーホール
２４ ＩＣチップ
２５ アンテナ、ＩＣチップ接続点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を利用して固有ＩＤ等のデータを通信する小型の無線タグに関するものであり、特に小型の無線タグのアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線タグは、データを保持・処理するＩＣチップと質問器と通信するためのアンテナ部とで構成される。無線タグは、質問器との通信に様々な周波数の電波を利用したものがあり、それぞれの特徴を活かしたアプリケーションが提供・提案されている。中でもマイクロ波帯の電波を使用する無線タグは、形状を小型化でき、安価であるとして、バーコードの代替品としての利用が期待されている。このような用途の無線タグは、例えば、特許文献１に記載されている。無線タグの利点は、保持できるデータの容量が大きいこと、電波を利用するため汚れに強く、一度に複数の無線タグを読み取れることなどが上げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５８４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線タグをバーコードの代替品として運用する問題の一つに、無線タグの大きさが上げられる。現在のマイクロ波帯の電波を利用した無線タグは、小さいもので６０ｍｍ×１０ｍｍ程のものがあるが、十分に小さいとは言えず、無線タグの小型化が望まれている。
【０００５】
無線タグの形状を決定する大きな要因はアンテナである。無線タグのアンテナに要求されることは、チップとのインピーダンス整合を取ることと、高い放射効率を有することである。アンテナの放射効率は、使用する電波の波長に対するアンテナの長さが大きく影響する。現在、主に無線タグで利用されているダイポールアンテナでは、アンテナ長が波長λの２分の１の時に効率が最もよく、例えば、２．４５ＧＨｚの場合、その値は約６０ｍｍとなる。質問器からの電波を整流して電源電圧を得る無線タグでは、アンテナの放射効率は通信距離に大きな影響を与えるため、アンテナをむやみに小型化することはできず、無線タグの小型化を阻害する問題となっている。
【０００６】
従って、本発明の課題は、ヘリカルまたはミアンダ構造のアンテナを採用することでアンテナエレメントを小型化し、小型化した無線タグを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、データを保持する記憶領域とデータの送受信を制御する回路部からなるＩＣチップとデータを電波を用いて通信するためのアンテナからなる無線タグにおいて、誘電体基板の両面に形成された線状導電性パターンと、前記誘電体基板に設けられたスルーホールにより、前記線状導電性パターンを誘電体基板の表面および裏面において順次交互に結線した導電性パターンをアンテナエレメントとして用いることによりアンテナエレメントを小型化したことを特徴とする。
【０００８】
即ち、本発明は、少なくとも１つのＩＣチップ、およびアンテナを有し、データを無線で通信する無線タグにおいて、誘電体基板の両面に形成された複数の線状導電性パターンと、前記誘電体基板に設けたスルーホールとからなり、前記導電性パターンを、前記スルーホールにより誘電体基板の表面および裏面において順次交互に結線した導電性パターンをアンテナエレメントとすることにより小型化した無線タグである。
【０００９】
また、本発明は、前記アンテナエレメントがヘリカル構造である無線タグである。
【００１０】
また、本発明は、前記導電性パターンがミアンダ構造である無線タグである。
【００１１】
また、本発明は、前記小型の無線タグは、マイクロ波帯の電波にて使用される無線タグである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、誘電体基板の両面にヘリカル乃至はミアンダ状のアンテナ構造を採ることにより、放射効率を確保し、小型化した無線タグを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係わる無線タグの説明図である。図１に示す無線タグにおいて、アンテナエレメントは誘電体基板１１の両面に形成された導電性パターン１２とスルーホール１３からなり、導電性パターン１２をスルーホール１３によって誘電体基板１１の表と裏で順次交互に結線して形成される導電性パターンからなる。導電性パターン１２は、基板の長手方向に垂直な方向から角度αをつけられて形成される。導電性パターン１２の両端をスルーホール１３で結線し、ヘリカル状のアンテナエレメントを形成する。
【００１４】
このアンテナエレメントは、アンテナ、ＩＣチップ接続点１５でＩＣチップ１４と電気的に接続される。角度αと導電性パターン１２のパターン幅、アンテナエレメントの長さを調整することで、ＩＣチップ１４とのインピーダンスを整合する。
【００１５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係わる無線タグの説明図である。図２に示す無線タグにおいて、アンテナエレメントは誘電体基板２１両面に形成された導電性パターン２２とスルーホール２３からなり、導電性パターン２２をスルーホール２３によって誘電体基板２１の表と裏で順次交互に結線して形成される導電性パターンからなる。導電性パターン２２は、誘電体基板２１の長手方向に垂直な方向に平行に間隔βをおいて配置される。導電性パターン２２の両端にはクランクが設けてあり、スルーホール２３にて逆側の導電性パターンと結線され、ストライプとその両端に設けたクランクとの複合パターンを順次接続したアンテナエレメントを形成する。
【００１６】
アンテナエレメントは、アンテナ、ＩＣチップ接続点２５でＩＣチップ２４と電気的に接続される。導電性パターン２２のパターン幅、間隔β、アンテナエレメントの長さを調節することで、ＩＣチップ２４とのインピーダンスを整合する。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態において使用されたＩＣチップのインピーダンス特性を示す図である。図４、図５は、それぞれ実施の形態１、実施の形態２のアンテナのインピーダンス特性のシミュレーション値を示し、２．４５ＧＨｚにおいてＩＣチップとのインピーダンス整合がとれていることが確認できる。
【００１８】
表１に、実施の形態１の無線タグ、実施の形態２の無線タグの放射効率のシミュレーション値を示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
表１より、実施の形態１の無線タグ、実施の形態２の無線タグは、必要十分な放射効率を有していることが確認できる。なお、実施の形態１の無線タグおよび実施の形態２の無線タグに用いられる誘電体基板は、所定の共振周波数を得るために誘電率が低い値のものが使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１の無線タグの説明図。
【図２】本発明の実施の形態２の無線タグの説明図。
【図３】本発明の実施の形態のＩＣチップのインピーダンス特性を示す図。
【図４】本発明の実施の形態１の無線タグのアンテナのインピーダンス特性（シミュレーション値）を示す図。
【図５】本発明の実施の形態２の無線タグのアンテナのインピーダンス特性（シミュレーション値）を示す図。
【符号の説明】
【００２２】
１１ 誘電体基板
１２ 導電性パターン
１３ スルーホール
１４ ＩＣチップ
１５ アンテナ、ＩＣチップ接続点
２１ 誘電体基板
２２ 導電性パターン
２３ スルーホール
２４ ＩＣチップ
２５ アンテナ、ＩＣチップ接続点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＩＣチップ、およびアンテナを有し、データを無線で通信する無線タグにおいて、誘電体基板の両面に形成された複数の線状導電性パターンと、前記誘電体基板に設けたスルーホールとからなり、前記導電性パターンを、前記スルーホールにより基板の表面および裏面において順次交互に結線した導電性パターンをアンテナエレメントとすることを特徴とする無線タグ。
【請求項２】
前記アンテナエレメントは、ヘリカル構造であることを特徴とする請求項１に記載の無線タグ。
【請求項３】
前記導電性パターンは、ミアンダ構造であることを特徴とする請求項１に記載の無線タグ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の小型の無線タグは、マイクロ波帯の電波にて使用されることを特徴とする無線タグ。
【請求項１】
少なくとも１つのＩＣチップ、およびアンテナを有し、データを無線で通信する無線タグにおいて、誘電体基板の両面に形成された複数の線状導電性パターンと、前記誘電体基板に設けたスルーホールとからなり、前記導電性パターンを、前記スルーホールにより基板の表面および裏面において順次交互に結線した導電性パターンをアンテナエレメントとすることを特徴とする無線タグ。
【請求項２】
前記アンテナエレメントは、ヘリカル構造であることを特徴とする請求項１に記載の無線タグ。
【請求項３】
前記導電性パターンは、ミアンダ構造であることを特徴とする請求項１に記載の無線タグ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の小型の無線タグは、マイクロ波帯の電波にて使用されることを特徴とする無線タグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−５４０６（Ｐ２００６−５４０６Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７６５９５（Ｐ２００４−１７６５９５）
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
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