送信アンテナ
【課題】電波の伝播領域を制限して、所望する対象以外の情報を読み取らないように制御する送信アンテナを提供することを目的とする。
【解決手段】アンテナ８から放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁２，３を、アンテナ８の両端縁近傍から突出状に配設したものである。さらに、アンテナ８から放射される電波の平面視の半値角が一対の電波吸収側壁２，３によって狭められ、狭められた制御後半値角を、40°以下とした。
【解決手段】アンテナ８から放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁２，３を、アンテナ８の両端縁近傍から突出状に配設したものである。さらに、アンテナ８から放射される電波の平面視の半値角が一対の電波吸収側壁２，３によって狭められ、狭められた制御後半値角を、40°以下とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁波又は電磁界を介して非接触で情報を読み取るシステムが、次世代の識別技術として使用されてきており、例えば、2.45ＧHz 5.25ＧHz帯の無線ＬＡＮや、ＥＴＣで用いられる 5.8ＧHz帯等の送信アンテナが知られている。そして、読取を行う電波を送信するアンテナが従来より知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００５−２６７０７７公報
【特許文献２】特開２００６− ２００８３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のＵＨＦ帯（ 800ＭHz〜 960ＭHz）用送信アンテナは、上述のように、非接触で情報を読み取ることができる点が大きな利点の一つであるが、その反面、通信領域が広いために、読取を所望しない場所に存在する情報まで読み取ってしまうという問題や、隣接する同種システム間の干渉により正しくタグの情報を読み出せないという問題や、さらに、様々な周辺構造物からの反射波と送受信アンテナからの直接波が合成し、特に弱め合うポイント（Ｎｕｌｌ点）ではタグが無応答となるという問題があった。これらの問題から、電磁環境を如何に制御するかが課題となっていた。
【０００４】
そこで、本発明は、電波の伝播領域を制限して、所望する対象以外の情報を読み取らないように制御する送信アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る送信アンテナは、アンテナから放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁を、該アンテナの両端縁近傍から突出状に配設したものである
【０００６】
また、上記アンテナから放射される電波の平面視の半値角が一対の上記電波吸収側壁によって狭められ、狭められた制御後半値角を、40°以下とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
本発明に係る送信アンテナは、アンテナから放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁を、アンテナの両端縁近傍から突出状として設けたものなので、簡易な構成でありながら、放射した電波（の半値角）を制御（ゾーンコントロール）でき、所望しない場所にあるタグ情報の読み取りを防ぐことができる。また、隣接する別のアンテナから放射した電波との干渉も防がれる。よって、所望の被識別体のみを、確実かつ正確に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
図１〜図５は本発明に係る送信アンテナの実施の一形態を示し、この送信アンテナは、周波数が 300ＭHz〜 300ＧHzの広い範囲の電波を送受信するアンテナ８を具備する。
そして、アンテナ８から放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁２，３が、アンテナ８の両端縁近傍から突出状に配設されている。
以下、具体例として、ＵＨＦ帯（ 800ＭHz〜 960ＭHz）のＲＦＩＤアンテナシステムについて説明する。
【０００９】
アンテナ８は、その電波放射面28が通路部13の向き（被識別体10の通路方向12）と平面視において平行状となると共に、その給電点18が床面から所定（例えば、1300mm）の高さ位置となるように図示省略の保持部材によって保持される。
アンテナ８の筐体11は、長辺が 700mm〜 730mmで、短辺が 300mm〜 330mmで、厚さが35mm〜45mmの矩形平板状を有し、アルミニウムケースと塩ビカバーを有する。給電点18廻りに斜線で描いた円形の範囲は電波放射範囲であり、給電点18はこの範囲の中心点よりも僅かに下方に位置する。
【００１０】
また、通路部13の（下方）床面には、放射電波の床面による反射を防ぐ電波吸収床部材15を設置しても良い。また、通路部13の（上方）天井側には、電波の漏れを防ぐ電波吸収天井部材16を設置しても良い。
【００１１】
そして、図１，図２，図４，図５において、本発明の装置は、ＲＦＩＤアンテナ８から放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁２，３が、ＲＦＩＤアンテナ８の両端縁近傍から通路部13側へ突出状として設けられる。即ち、電波吸収側壁２，３は、電波の平面視のビーム領域６の半値角θを狭める。
具体的には、電波吸収側壁２，３は矩形平板状を有すると共に、ＲＦＩＤアンテナ８を前後中央位置に挟んだ状態で、かつ、ＲＦＩＤアンテナ８に直交状（通路方向12に直交状）に設けられる。側壁２，３の夫々の前端縁20，30は、通路部13側へ同じ位置まで突出している。
なお、本発明においては、ＲＦＩＤアンテナ８から通路部13に直交する方向を前方とする。
【００１２】
また、ＲＦＩＤアンテナ８の給電点18は、前後方向中央に設けられている場合、即ち、左側の側壁２と給電点18との左右方向寸法Ｗ1 と、右側の側壁３と給電点18との左右方向寸法Ｗ2 とが同じ大きさに設定されている場合（図２〜図５参照）と、Ｗ1 ＜Ｗ2 （図12〜図15参照）や、Ｗ2 ＜Ｗ1 となるように設定される場合がある。なお、実施例のＲＦＩＤアンテナ８は、一点の給電点18において電波の送信・受信を行うものであるが、送信ポイントと受信ポイントが分離した位置に設けられたアンテナを用いてもよく、送信ポイントが本発明の給電点18に相当する（図示省略）。
【００１３】
そして、θは、一対の側壁２，３が設けられていない場合のＲＦＩＤアンテナ８から放射される電波の半値角であり、６は、半値角θを成すビーム領域である。ビーム領域６が、ＲＦＩＤアンテナ８の電波放射面28に対する法線よりも僅かに左側へ傾いているのはアンテナの放射特性による。
そして、θｃは、ＲＦＩＤアンテナ８から放射される電波の半値角θが側壁２，３によって狭められた（ゾーンコントロールされた）制御後半値角であり、20°〜40°となるように設定される。ゾーンコントロールされた制御領域９を点々で示した。
制御後半値角θｃが40°を超過すると、電波が拡がり過ぎるため、読取対象外の範囲にあるタグの情報まで読んでしまう虞れがある。
一方、制御後半値角θｃに下限をもたせることにより、電波の拡がりを一定量保つことができ、ゲートを通るＲＦＩＤタグの読み取り領域（距離、通過時間）を長く確保できることから、読取漏れを確実に防ぐことができる。この観点からは、制御後半値角θｃは、20°以上とすることがより好ましい。
なお、半値角は、一番強く電波が出て行く点を基準として、これが電力で半分の値（最大電力から３ｄＢを引いた値）になる点でつくる角度であり、ビームの鋭さを表す。
【００１４】
また、側壁２，３の突出寸法Ｌは、制御後半値角θｃが上記の範囲を満たす条件の下で、電気長にて 0.5×λ〜３×λ（λは電波の波長を示す）に設定され、かつ、側壁２，３とＲＦＩＤアンテナ８の左右縦辺部との間隔寸法は、同様の条件下で、 0.5×λ以下（０は当接した状態）に設定される。アンテナ８の左側の縦辺部と左側の側壁２、及び、アンテナ８の右側の縦辺部と右側の側壁３とは、夫々間隙を有するように設けられる場合（図１〜図５参照）と、隙間無く（当接状に）設けられる場合（図12〜図14参照）がある。例えば、 953ＭHZの場合、Ｌが 150mmのとき約0.48×λで表される。
【００１５】
電波吸収側壁２，３は、例えば、ポリカーボネート、粘着材、Ａｇ膜、ＰＥＴ、空隙部（を有する部材）、ＰＥＴ、ＩＴＯ膜、粘着材、ポリカーボネートを順次積層して形成される。
【００１６】
さらに、図１，図２，図４において示したように、ＲＦＩＤアンテナ８から通路部13を挟んで前側に、平板形状の電波吸収対向壁１を対向状に設けるのもよい。電波吸収対向壁１は、ＲＦＩＤアンテナ８の電波放射面28と平行状に立設されている。この対向壁１の上下端辺と、電波吸収天井部材16・床部材15の他端辺とを夫々隙間無く連結することで、電波の漏れが防がれる。
また、電波吸収対向壁１の左右方向の長さ寸法Ｐは、一対の側壁２，３が設けられた状態において制御後半値角θｃのビーム領域６に対応するように形成される。即ち、ＲＦＩＤアンテナ８と対向壁１との距離をＸとすると、Ｐ≧２Ｘtan(θｃ／２）の式を満たすように形成される。そして、対向壁１は、ビーム領域６内の電波を漏れなく受けるように設置される。
【００１７】
図６〜図８は他の実施例を示し、図１〜図５の装置との相違点は、ＲＦＩＤアンテナ８から放射されるビーム領域６の上方領域や下方領域を狭める電波吸収上壁４や下壁５が設けられた点である。
図６は、アンテナ８の上方に、ＲＦＩＤアンテナ８から通路部13側へ突出状として水平状の電波吸収上壁４が、設けられる。上壁４は、その前端縁40が側壁２，３の前端縁20，30と同じ位置まで通路部13側へ突出している。図７は、アンテナ８の下方に、ＲＦＩＤアンテナ８から通路部13側へ突出状として水平状の電波吸収下壁５が、設けられる。下壁５は、その前端縁50が側壁２，３の前端縁20，30と同じ位置まで通路部13側へ突出している。図８では、電波吸収上壁４・下壁５が、図６，図７で説明したと同じ構成で設けられている。
上壁４と下壁５を設けることで、電波の垂直成分が上方・下方へ拡がる角度を制御でき、一層、他のタグの読取防止や、他の同種システムとの干渉防止も図り得る。
【００１８】
図９〜図11は、側壁２，３の別の実施例を示す。図９では、側壁２，３は、両者の間隔が通路部13側へテーパ状に狭くなる平面視ハの字状に設けられている。図10の装置は、側壁２，３は、両者の間隔が通路部13側へテーパ状に拡がる平面視ハの字状に設けられている。また、図11の装置は、平行な側壁２，３の前端縁20，30が、夫々前後方向内側に小さく折曲られている。図９〜図11の実施例においても、図６〜図８で説明した上壁４や下壁５を組み合わせて設けてもよい。
【００１９】
次に、ＲＦＩＤアンテナ８の電波を実際に測定してその結果について考察する。
先ず、図１，図２の装置にて、設置位置等の条件を様々に変化させてＲＦＩＤアンテナ８の周囲の電波環境（電界分布）を測定した結果を図12〜図15に示した。また、一対の側壁２，３を省略して測定した（従来例の）結果を図16に示し、さらに、別の従来の装置の測定結果を図17に示した。23で示した枠内は、ＲＦＩＤアンテナ８の周囲のうち、後述の図示省略の受信アンテナによって測定した平面視における測定範囲である。測定範囲23に沿って付された数字は、対向壁１の前後方向中心の基準点Ｏから、ＲＦＩＤアンテナ８側と、前側への位置（座標）である。受信アンテナを測定範囲23内で移動させながら多数の箇所で測定を行う。
【００２０】
電波吸収側壁２，３は共に、縦寸法が2000mm、横寸法が1000mm、厚さ寸法80mm（そのうち空隙が73mm）である（なお、図１は、側壁２，３の一部のみ図示した。）。また、ＲＦＩＤアンテナ８と電波吸収対向壁１の距離Ｘを3000mmとした。また、ＲＦＩＤアンテナ８の給電点18は、床面から1300mmの高さ位置に設定した。なお、給電点18は、左右中央よりも左寄りに設けられている。
また、ＲＦＩＤアンテナ８の測定周波数は 953ＭHzである。測定範囲23に設置する測定用の受信アンテナは垂直偏波のダイポールアンテナであり、測定の高さ位置を1300mmとした。
【００２１】
そして、図12、図13、図14は、装置の突出寸法Ｌを 300mm、 500mm、 750mmに設定した場合の夫々の電界分布を示す。また、図16は、前壁２・後壁３を設けずに測定を行ったときの電界分布を示す。24で示した白地の領域は、電界強度が一定値未満であってＲＦＩＤタグ７の情報を読み取れない読取不可領域を示す。そして、網掛けした領域22は、電界強度が一定値以上であってＲＦＩＤタグ７の情報を読み取ることのできる読取可能領域を示し、網掛けが密に示された領域ほど強く読み取ることができる。
図16における読取可能領域22が、広範囲であるのに対して、図12〜図14においては、前壁２・後壁３によりゾーンコントロールされて狭くなった読取可能領域22が測定された。また、突出寸法Ｌが大きくなるに従って、より大きく狭められていくことが分かる。なお、測定範囲23よりも後側における範囲の測定は省略したが、省略した範囲においても読取可能領域はゾーンコントロールされている。
【００２２】
図15は、Ｌを 500mmとし、かつ、一対の側壁２，３の間隔を、図12〜図14の装置に対して約２倍に設定した場合の電界分布を示し、この図15によれば、読取可能領域22が広範囲に拡がり過ぎているため、所望しない場所のタグ情報も読み取ってしまい、適切なゾーンコントロールではない。
【００２３】
また、図17は、図１の装置において一対の側壁２，３を設けず、かつ、電波吸収対向壁１に替えて電波反射対向壁14を設けた場合の電界分布を示す。この図17によれば、ＲＦＩＤアンテナ８からの直接波と、電波反射対向壁14からの反射波とが合成し、読取可能領域22内に、特に弱め合うポイントで複数のＮｕｌｌ点17…が生じてしまい、タグが無応答となるという問題がある。
また、図示省略するが、従来では、ＲＦＩＤアンテナを電波遮蔽材で覆う対策が採られていたが、遮蔽材による反射波の到達経路を予測することが困難であった。
【００２４】
また、図18は、図12，図13，図14，図16の測定で、ＲＦＩＤアンテナ８（給電点18）から一定距離の箇所で測定した電界強度の変位を示す。横軸は、給電点18を通るＲＦＩＤアンテナ８に立てた法線を基準として計測した左右方向への角度を示し、プラス側が右側への角度、マイナス側が左側への角度を示す。また、縦軸は電界強度を示す。そして、電界強度の最強点から３ｄＢ低い電界強度を成す電波の半値角は、図18のグラフからも明らかなように、一対の側壁２，３が設けられない（図16に対応する）場合の半値角θが最も大きく、そして、突出寸法Ｌが大きくなるに従って（図12，図13，図14の順に）、制御後半値角θｃが小さくなる。
【００２５】
そして、以上の測定結果から、ＲＦＩＤアンテナ８が放射した電波を効果的にゾーンコントロールできるので、所望しない場所のタグの情報を読み取ることがない。また、別の同種システムからの電波と干渉も防がれ、正確にタグの情報を読み取ることができる。また、Ｎｕｌｌ点が発生することもないので、タグ情報の読取漏れが防がれる。なお、ＵＨＦ帯のＲＦＩＤについての測定結果を示したが、その他の周波数において測定を行っても、同様のゾーンコントロールが行われる。
【００２６】
また、従来のように電波反射体を用いた場合には、送信アンテナが例えばパラボラやホーンアンテナなどの指向性の高いアンテナを構成することとなり、アンテナ利得が増加する。本発明によれば、送信アンテナの利得に影響を与えないため、ＵＨＦ帯で電波の強さとして規制されているＥＩＲＰ（実効放射電力：アンテナ利得と送信出力の積）値を変化させることなくゾーンコントロールを行うことができる利点がある。
なお、図１に於て、アンテナ８を通路部13の左右両側壁に配置するも自由であり（図示省略）、両アンテナ８，８の一方をＯＮとしたとき他方をＯＦＦとして、電波は交互に発信させる。あるいは、通路部13の天井部（上方）にアンテナ８を下方に向けて電波が発信するように配置するも、好ましい。
【００２７】
以上のように、本発明に係る送信アンテナは、アンテナ８から放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁２，３を、アンテナ８の両端縁近傍から突出状に配設したものなので、簡易な構成でありながら、放射した電波を制御（ゾーンコントロール）でき、所望しない場所にあるタグ情報の読み取りを防ぐことができる。また、隣接する別のアンテナ（同種システム）から放射した電波との干渉も防がれる。よって、所望する被識別体10のみを、確実かつ正確に測定することが可能となる。また、このアンテナ８は、アンテナ利得を増加させずに、指向性が高まり、技術的に合理的であるといえる。
【００２８】
また、アンテナ８から放射される電波の平面視の半値角θが一対の電波吸収側壁２，３によって狭められ、狭められた制御後半値角θｃを、40°以下としたので、読取対象外の範囲にあるタグの情報まで読み取ってしまうのを防ぐことができる。なお、制御後半値角θｃを、20°以上とするのが望ましく、そうすることで電波の届く範囲が狭過ぎないため、読取漏れを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る送信アンテナの実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】平面図である。
【図３】アンテナを示す正面図である。
【図４】説明用平面図である。
【図５】要部正面図である。
【図６】他の実施例を示す要部正面図である。
【図７】別の実施例を示す要部正面図である。
【図８】さらに別の実施例を示す要部正面図である。
【図９】他の実施例を示す要部平面図である。
【図１０】別の実施例を示す要部平面図である。
【図１１】さらに別の実施例を示す要部平面図である。
【図１２】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１３】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１４】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１５】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１６】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１７】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１８】電界強度の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
２ 電波吸収側壁
３ 電波吸収側壁
８ アンテナ
θ 半値角
θｃ 制御後半値角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁波又は電磁界を介して非接触で情報を読み取るシステムが、次世代の識別技術として使用されてきており、例えば、2.45ＧHz 5.25ＧHz帯の無線ＬＡＮや、ＥＴＣで用いられる 5.8ＧHz帯等の送信アンテナが知られている。そして、読取を行う電波を送信するアンテナが従来より知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００５−２６７０７７公報
【特許文献２】特開２００６− ２００８３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のＵＨＦ帯（ 800ＭHz〜 960ＭHz）用送信アンテナは、上述のように、非接触で情報を読み取ることができる点が大きな利点の一つであるが、その反面、通信領域が広いために、読取を所望しない場所に存在する情報まで読み取ってしまうという問題や、隣接する同種システム間の干渉により正しくタグの情報を読み出せないという問題や、さらに、様々な周辺構造物からの反射波と送受信アンテナからの直接波が合成し、特に弱め合うポイント（Ｎｕｌｌ点）ではタグが無応答となるという問題があった。これらの問題から、電磁環境を如何に制御するかが課題となっていた。
【０００４】
そこで、本発明は、電波の伝播領域を制限して、所望する対象以外の情報を読み取らないように制御する送信アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る送信アンテナは、アンテナから放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁を、該アンテナの両端縁近傍から突出状に配設したものである
【０００６】
また、上記アンテナから放射される電波の平面視の半値角が一対の上記電波吸収側壁によって狭められ、狭められた制御後半値角を、40°以下とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
本発明に係る送信アンテナは、アンテナから放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁を、アンテナの両端縁近傍から突出状として設けたものなので、簡易な構成でありながら、放射した電波（の半値角）を制御（ゾーンコントロール）でき、所望しない場所にあるタグ情報の読み取りを防ぐことができる。また、隣接する別のアンテナから放射した電波との干渉も防がれる。よって、所望の被識別体のみを、確実かつ正確に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
図１〜図５は本発明に係る送信アンテナの実施の一形態を示し、この送信アンテナは、周波数が 300ＭHz〜 300ＧHzの広い範囲の電波を送受信するアンテナ８を具備する。
そして、アンテナ８から放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁２，３が、アンテナ８の両端縁近傍から突出状に配設されている。
以下、具体例として、ＵＨＦ帯（ 800ＭHz〜 960ＭHz）のＲＦＩＤアンテナシステムについて説明する。
【０００９】
アンテナ８は、その電波放射面28が通路部13の向き（被識別体10の通路方向12）と平面視において平行状となると共に、その給電点18が床面から所定（例えば、1300mm）の高さ位置となるように図示省略の保持部材によって保持される。
アンテナ８の筐体11は、長辺が 700mm〜 730mmで、短辺が 300mm〜 330mmで、厚さが35mm〜45mmの矩形平板状を有し、アルミニウムケースと塩ビカバーを有する。給電点18廻りに斜線で描いた円形の範囲は電波放射範囲であり、給電点18はこの範囲の中心点よりも僅かに下方に位置する。
【００１０】
また、通路部13の（下方）床面には、放射電波の床面による反射を防ぐ電波吸収床部材15を設置しても良い。また、通路部13の（上方）天井側には、電波の漏れを防ぐ電波吸収天井部材16を設置しても良い。
【００１１】
そして、図１，図２，図４，図５において、本発明の装置は、ＲＦＩＤアンテナ８から放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁２，３が、ＲＦＩＤアンテナ８の両端縁近傍から通路部13側へ突出状として設けられる。即ち、電波吸収側壁２，３は、電波の平面視のビーム領域６の半値角θを狭める。
具体的には、電波吸収側壁２，３は矩形平板状を有すると共に、ＲＦＩＤアンテナ８を前後中央位置に挟んだ状態で、かつ、ＲＦＩＤアンテナ８に直交状（通路方向12に直交状）に設けられる。側壁２，３の夫々の前端縁20，30は、通路部13側へ同じ位置まで突出している。
なお、本発明においては、ＲＦＩＤアンテナ８から通路部13に直交する方向を前方とする。
【００１２】
また、ＲＦＩＤアンテナ８の給電点18は、前後方向中央に設けられている場合、即ち、左側の側壁２と給電点18との左右方向寸法Ｗ1 と、右側の側壁３と給電点18との左右方向寸法Ｗ2 とが同じ大きさに設定されている場合（図２〜図５参照）と、Ｗ1 ＜Ｗ2 （図12〜図15参照）や、Ｗ2 ＜Ｗ1 となるように設定される場合がある。なお、実施例のＲＦＩＤアンテナ８は、一点の給電点18において電波の送信・受信を行うものであるが、送信ポイントと受信ポイントが分離した位置に設けられたアンテナを用いてもよく、送信ポイントが本発明の給電点18に相当する（図示省略）。
【００１３】
そして、θは、一対の側壁２，３が設けられていない場合のＲＦＩＤアンテナ８から放射される電波の半値角であり、６は、半値角θを成すビーム領域である。ビーム領域６が、ＲＦＩＤアンテナ８の電波放射面28に対する法線よりも僅かに左側へ傾いているのはアンテナの放射特性による。
そして、θｃは、ＲＦＩＤアンテナ８から放射される電波の半値角θが側壁２，３によって狭められた（ゾーンコントロールされた）制御後半値角であり、20°〜40°となるように設定される。ゾーンコントロールされた制御領域９を点々で示した。
制御後半値角θｃが40°を超過すると、電波が拡がり過ぎるため、読取対象外の範囲にあるタグの情報まで読んでしまう虞れがある。
一方、制御後半値角θｃに下限をもたせることにより、電波の拡がりを一定量保つことができ、ゲートを通るＲＦＩＤタグの読み取り領域（距離、通過時間）を長く確保できることから、読取漏れを確実に防ぐことができる。この観点からは、制御後半値角θｃは、20°以上とすることがより好ましい。
なお、半値角は、一番強く電波が出て行く点を基準として、これが電力で半分の値（最大電力から３ｄＢを引いた値）になる点でつくる角度であり、ビームの鋭さを表す。
【００１４】
また、側壁２，３の突出寸法Ｌは、制御後半値角θｃが上記の範囲を満たす条件の下で、電気長にて 0.5×λ〜３×λ（λは電波の波長を示す）に設定され、かつ、側壁２，３とＲＦＩＤアンテナ８の左右縦辺部との間隔寸法は、同様の条件下で、 0.5×λ以下（０は当接した状態）に設定される。アンテナ８の左側の縦辺部と左側の側壁２、及び、アンテナ８の右側の縦辺部と右側の側壁３とは、夫々間隙を有するように設けられる場合（図１〜図５参照）と、隙間無く（当接状に）設けられる場合（図12〜図14参照）がある。例えば、 953ＭHZの場合、Ｌが 150mmのとき約0.48×λで表される。
【００１５】
電波吸収側壁２，３は、例えば、ポリカーボネート、粘着材、Ａｇ膜、ＰＥＴ、空隙部（を有する部材）、ＰＥＴ、ＩＴＯ膜、粘着材、ポリカーボネートを順次積層して形成される。
【００１６】
さらに、図１，図２，図４において示したように、ＲＦＩＤアンテナ８から通路部13を挟んで前側に、平板形状の電波吸収対向壁１を対向状に設けるのもよい。電波吸収対向壁１は、ＲＦＩＤアンテナ８の電波放射面28と平行状に立設されている。この対向壁１の上下端辺と、電波吸収天井部材16・床部材15の他端辺とを夫々隙間無く連結することで、電波の漏れが防がれる。
また、電波吸収対向壁１の左右方向の長さ寸法Ｐは、一対の側壁２，３が設けられた状態において制御後半値角θｃのビーム領域６に対応するように形成される。即ち、ＲＦＩＤアンテナ８と対向壁１との距離をＸとすると、Ｐ≧２Ｘtan(θｃ／２）の式を満たすように形成される。そして、対向壁１は、ビーム領域６内の電波を漏れなく受けるように設置される。
【００１７】
図６〜図８は他の実施例を示し、図１〜図５の装置との相違点は、ＲＦＩＤアンテナ８から放射されるビーム領域６の上方領域や下方領域を狭める電波吸収上壁４や下壁５が設けられた点である。
図６は、アンテナ８の上方に、ＲＦＩＤアンテナ８から通路部13側へ突出状として水平状の電波吸収上壁４が、設けられる。上壁４は、その前端縁40が側壁２，３の前端縁20，30と同じ位置まで通路部13側へ突出している。図７は、アンテナ８の下方に、ＲＦＩＤアンテナ８から通路部13側へ突出状として水平状の電波吸収下壁５が、設けられる。下壁５は、その前端縁50が側壁２，３の前端縁20，30と同じ位置まで通路部13側へ突出している。図８では、電波吸収上壁４・下壁５が、図６，図７で説明したと同じ構成で設けられている。
上壁４と下壁５を設けることで、電波の垂直成分が上方・下方へ拡がる角度を制御でき、一層、他のタグの読取防止や、他の同種システムとの干渉防止も図り得る。
【００１８】
図９〜図11は、側壁２，３の別の実施例を示す。図９では、側壁２，３は、両者の間隔が通路部13側へテーパ状に狭くなる平面視ハの字状に設けられている。図10の装置は、側壁２，３は、両者の間隔が通路部13側へテーパ状に拡がる平面視ハの字状に設けられている。また、図11の装置は、平行な側壁２，３の前端縁20，30が、夫々前後方向内側に小さく折曲られている。図９〜図11の実施例においても、図６〜図８で説明した上壁４や下壁５を組み合わせて設けてもよい。
【００１９】
次に、ＲＦＩＤアンテナ８の電波を実際に測定してその結果について考察する。
先ず、図１，図２の装置にて、設置位置等の条件を様々に変化させてＲＦＩＤアンテナ８の周囲の電波環境（電界分布）を測定した結果を図12〜図15に示した。また、一対の側壁２，３を省略して測定した（従来例の）結果を図16に示し、さらに、別の従来の装置の測定結果を図17に示した。23で示した枠内は、ＲＦＩＤアンテナ８の周囲のうち、後述の図示省略の受信アンテナによって測定した平面視における測定範囲である。測定範囲23に沿って付された数字は、対向壁１の前後方向中心の基準点Ｏから、ＲＦＩＤアンテナ８側と、前側への位置（座標）である。受信アンテナを測定範囲23内で移動させながら多数の箇所で測定を行う。
【００２０】
電波吸収側壁２，３は共に、縦寸法が2000mm、横寸法が1000mm、厚さ寸法80mm（そのうち空隙が73mm）である（なお、図１は、側壁２，３の一部のみ図示した。）。また、ＲＦＩＤアンテナ８と電波吸収対向壁１の距離Ｘを3000mmとした。また、ＲＦＩＤアンテナ８の給電点18は、床面から1300mmの高さ位置に設定した。なお、給電点18は、左右中央よりも左寄りに設けられている。
また、ＲＦＩＤアンテナ８の測定周波数は 953ＭHzである。測定範囲23に設置する測定用の受信アンテナは垂直偏波のダイポールアンテナであり、測定の高さ位置を1300mmとした。
【００２１】
そして、図12、図13、図14は、装置の突出寸法Ｌを 300mm、 500mm、 750mmに設定した場合の夫々の電界分布を示す。また、図16は、前壁２・後壁３を設けずに測定を行ったときの電界分布を示す。24で示した白地の領域は、電界強度が一定値未満であってＲＦＩＤタグ７の情報を読み取れない読取不可領域を示す。そして、網掛けした領域22は、電界強度が一定値以上であってＲＦＩＤタグ７の情報を読み取ることのできる読取可能領域を示し、網掛けが密に示された領域ほど強く読み取ることができる。
図16における読取可能領域22が、広範囲であるのに対して、図12〜図14においては、前壁２・後壁３によりゾーンコントロールされて狭くなった読取可能領域22が測定された。また、突出寸法Ｌが大きくなるに従って、より大きく狭められていくことが分かる。なお、測定範囲23よりも後側における範囲の測定は省略したが、省略した範囲においても読取可能領域はゾーンコントロールされている。
【００２２】
図15は、Ｌを 500mmとし、かつ、一対の側壁２，３の間隔を、図12〜図14の装置に対して約２倍に設定した場合の電界分布を示し、この図15によれば、読取可能領域22が広範囲に拡がり過ぎているため、所望しない場所のタグ情報も読み取ってしまい、適切なゾーンコントロールではない。
【００２３】
また、図17は、図１の装置において一対の側壁２，３を設けず、かつ、電波吸収対向壁１に替えて電波反射対向壁14を設けた場合の電界分布を示す。この図17によれば、ＲＦＩＤアンテナ８からの直接波と、電波反射対向壁14からの反射波とが合成し、読取可能領域22内に、特に弱め合うポイントで複数のＮｕｌｌ点17…が生じてしまい、タグが無応答となるという問題がある。
また、図示省略するが、従来では、ＲＦＩＤアンテナを電波遮蔽材で覆う対策が採られていたが、遮蔽材による反射波の到達経路を予測することが困難であった。
【００２４】
また、図18は、図12，図13，図14，図16の測定で、ＲＦＩＤアンテナ８（給電点18）から一定距離の箇所で測定した電界強度の変位を示す。横軸は、給電点18を通るＲＦＩＤアンテナ８に立てた法線を基準として計測した左右方向への角度を示し、プラス側が右側への角度、マイナス側が左側への角度を示す。また、縦軸は電界強度を示す。そして、電界強度の最強点から３ｄＢ低い電界強度を成す電波の半値角は、図18のグラフからも明らかなように、一対の側壁２，３が設けられない（図16に対応する）場合の半値角θが最も大きく、そして、突出寸法Ｌが大きくなるに従って（図12，図13，図14の順に）、制御後半値角θｃが小さくなる。
【００２５】
そして、以上の測定結果から、ＲＦＩＤアンテナ８が放射した電波を効果的にゾーンコントロールできるので、所望しない場所のタグの情報を読み取ることがない。また、別の同種システムからの電波と干渉も防がれ、正確にタグの情報を読み取ることができる。また、Ｎｕｌｌ点が発生することもないので、タグ情報の読取漏れが防がれる。なお、ＵＨＦ帯のＲＦＩＤについての測定結果を示したが、その他の周波数において測定を行っても、同様のゾーンコントロールが行われる。
【００２６】
また、従来のように電波反射体を用いた場合には、送信アンテナが例えばパラボラやホーンアンテナなどの指向性の高いアンテナを構成することとなり、アンテナ利得が増加する。本発明によれば、送信アンテナの利得に影響を与えないため、ＵＨＦ帯で電波の強さとして規制されているＥＩＲＰ（実効放射電力：アンテナ利得と送信出力の積）値を変化させることなくゾーンコントロールを行うことができる利点がある。
なお、図１に於て、アンテナ８を通路部13の左右両側壁に配置するも自由であり（図示省略）、両アンテナ８，８の一方をＯＮとしたとき他方をＯＦＦとして、電波は交互に発信させる。あるいは、通路部13の天井部（上方）にアンテナ８を下方に向けて電波が発信するように配置するも、好ましい。
【００２７】
以上のように、本発明に係る送信アンテナは、アンテナ８から放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁２，３を、アンテナ８の両端縁近傍から突出状に配設したものなので、簡易な構成でありながら、放射した電波を制御（ゾーンコントロール）でき、所望しない場所にあるタグ情報の読み取りを防ぐことができる。また、隣接する別のアンテナ（同種システム）から放射した電波との干渉も防がれる。よって、所望する被識別体10のみを、確実かつ正確に測定することが可能となる。また、このアンテナ８は、アンテナ利得を増加させずに、指向性が高まり、技術的に合理的であるといえる。
【００２８】
また、アンテナ８から放射される電波の平面視の半値角θが一対の電波吸収側壁２，３によって狭められ、狭められた制御後半値角θｃを、40°以下としたので、読取対象外の範囲にあるタグの情報まで読み取ってしまうのを防ぐことができる。なお、制御後半値角θｃを、20°以上とするのが望ましく、そうすることで電波の届く範囲が狭過ぎないため、読取漏れを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る送信アンテナの実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】平面図である。
【図３】アンテナを示す正面図である。
【図４】説明用平面図である。
【図５】要部正面図である。
【図６】他の実施例を示す要部正面図である。
【図７】別の実施例を示す要部正面図である。
【図８】さらに別の実施例を示す要部正面図である。
【図９】他の実施例を示す要部平面図である。
【図１０】別の実施例を示す要部平面図である。
【図１１】さらに別の実施例を示す要部平面図である。
【図１２】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１３】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１４】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１５】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１６】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１７】電界分布を示す説明用平面図である。
【図１８】電界強度の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
２ 電波吸収側壁
３ 電波吸収側壁
８ アンテナ
θ 半値角
θｃ 制御後半値角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ（８）から放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁（２)(３）を、該アンテナ（８）の両端縁近傍から突出状に配設したことを特徴とする送信アンテナ。
【請求項２】
上記アンテナ（８）から放射される電波の平面視の半値角（θ）が一対の上記電波吸収側壁（２)(３）によって狭められ、狭められた制御後半値角（θｃ）を、40°以下とした請求項１記載の送信アンテナ。
【請求項１】
アンテナ（８）から放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁（２)(３）を、該アンテナ（８）の両端縁近傍から突出状に配設したことを特徴とする送信アンテナ。
【請求項２】
上記アンテナ（８）から放射される電波の平面視の半値角（θ）が一対の上記電波吸収側壁（２)(３）によって狭められ、狭められた制御後半値角（θｃ）を、40°以下とした請求項１記載の送信アンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１８】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１８】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−１４１５６６（Ｐ２００８−１４１５６６Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２６７０９（Ｐ２００６−３２６７０９）
【出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【出願人】（５９３０２２０７６）佐川印刷株式会社 (18)
【出願人】（５９４０９５０２８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【出願人】（５９３０２２０７６）佐川印刷株式会社 (18)
【出願人】（５９４０９５０２８）
【Ｆターム（参考）】
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