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JP4843468B2 - High surface impedance structure, antenna device, and RFID tag - Google Patents
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high surface impedance structure which can be made thin and low in loss. <P>SOLUTION: A sheet type structure formed by repeatedly arranging unit structures in an (x) direction has a capacity upper electrode 21 formed on the top surface side of a dielectric layer 10. A ground electrode 31 in a rectangular frame shape, a capacity lower electrode 32 disposed opposite the capacity upper electrode 21, a center electrode 33 disposed in the center of the reverse surface to connect the capacity lower electrode 32, and an inductance portion 34 connecting the center electrode 33 and ground electrode 31 to each other in a (y) direction are formed on the reverse surface side of the dielectric layer 10. The inductance part 34 can suppress generation of an induced current by an antenna and suppress loss due to the induced current along with the length of the sheet structure and the length of the antenna in combination. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、高い表面インピーダンスを有するシート状構造体とそれを利用したアンテナ装置及びRFID(Radio Frequency Identification)タグに関する。   The present invention relates to a sheet-like structure having a high surface impedance, an antenna device using the same, and an RFID (Radio Frequency Identification) tag.

近年の機器の小型化により、例えば、グランドプレーン等の金属面とアンテナとの距離が短くなってきており、それによるアンテナ特性の劣化が懸念されている。また、RFIDタグを金属面に貼付すると、RFIDタグに含まれるアンテナの特性が著しく劣化し、RFIDタグが適切に機能しなくなることも知られている。これらの問題は、いずれも金属面の表面インピーダンスが低いことに起因している。逆に、表面インピーダンスの高いものをアンテナ近傍に配置すると、その高い表面インピーダンスによりインピーダンス面に入射したエネルギーが同相反射され、アンテナ性能を向上させることが知られている。   With recent miniaturization of devices, for example, the distance between a metal surface such as a ground plane and an antenna is shortened, and there is a concern about deterioration of antenna characteristics due to this. It is also known that when an RFID tag is attached to a metal surface, the characteristics of an antenna included in the RFID tag are remarkably deteriorated and the RFID tag does not function properly. These problems are all due to the low surface impedance of the metal surface. On the other hand, it is known that when an element having a high surface impedance is disposed in the vicinity of the antenna, the energy incident on the impedance surface is reflected in the same phase by the high surface impedance and the antenna performance is improved.

この種の構造体としては、従来、ビアを有する所謂マッシュルーム状導体を備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。これに対して、アンテナ用途に限られない左手系媒質としてビアを不要としビア密度の縛りを超えたスケーラビリティを持たせてなるもの(例えば、特許文献2参照)なども提案されている。   As this type of structure, a structure having a so-called mushroom-like conductor having a via is conventionally known (see, for example, Patent Document 1). On the other hand, a left-handed medium that is not limited to an antenna use and that does not require a via and has scalability exceeding the limit of via density (for example, see Patent Document 2) has been proposed.

米国特許第6,538,621号公報US Pat. No. 6,538,621 特開2006−245984号公報JP 2006-245984 A

アンテナ近傍に配置するにしても、RFIDタグに適用するにしても、高い表面インピーダンスを呈するに要する厚みが厚すぎると、機器の小型化のトレンドやRFIDタグに対する要望に反することとなり、実用上問題がある。例えば、特許文献1記載の技術をRFIDタグの周波数帯域(2.4GHz帯)に適用しようとすると、2mm以上の厚みを必要とする。従って、高表面インピーダンス構造体については薄型化の要請がある。   Whether it is placed near the antenna or applied to the RFID tag, if the thickness required to exhibit a high surface impedance is too thick, it will go against the trend of miniaturization of equipment and the demand for the RFID tag, which is a practical problem. There is. For example, when the technique described in Patent Document 1 is applied to the frequency band (2.4 GHz band) of an RFID tag, a thickness of 2 mm or more is required. Therefore, there is a demand for thinning the high surface impedance structure.

また、高表面インピーダンス構造体における損失を低く抑えることができれば、より大きい同相反射量を得ることができる。即ち、高表面インピーダンス構造体については低損失化の要請もある。   Further, if the loss in the high surface impedance structure can be kept low, a larger in-phase reflection amount can be obtained. That is, there is also a demand for low loss for the high surface impedance structure.

そこで、本発明は、薄型化と低損失化を図ることのできる高表面インピーダンス構造体と、それを利用したアンテナ装置及びRFIDタグを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a high surface impedance structure that can be reduced in thickness and loss, and an antenna device and an RFID tag using the structure.

本発明は、上述した課題を解決するための手段として、単位構造を第1所定方向に繰り返し並べてなる周期構造により特定の周波数帯域に対する表面インピーダンスを高め、それにより当該特定の周波数帯域に属する周波数を有する入射波を同相反射するシート状構造体であって:前記単位構造は、第1及び第2の主面を有する誘電体層と、前記第1の主面上に形成された第1導電体層と、前記第2の主面上に形成された第2導電体層とを備えており;前記第1導電体層は、前記第1所定方向において互いに離間するようにして配置される一方で前記第1所定方向と交差する前記第1の主面の縁に接するようにして配置された2つの所定形状の容量上部電極を備えており;前記第2導電体層は、前記第2の主面と外形を同一とした枠状のグランド電極と、前記第2の主面の中央部に配置された中央電極と、該中央電極とそれぞれ接続されると共に前記2つ容量上部電極に対向して設けられた2つの容量下部電極と、前記第1所定方向に直交する第2所定方向に延びて前記中央電極と前記グランド電極とを接続する2つのインダクタンス部を備えている、シート状構造体を提供する。   As a means for solving the above-described problems, the present invention increases the surface impedance for a specific frequency band by a periodic structure in which unit structures are repeatedly arranged in the first predetermined direction, and thereby the frequencies belonging to the specific frequency band are increased. A sheet-like structure that reflects incident waves in phase with each other: the unit structure includes a dielectric layer having first and second main surfaces, and a first conductor formed on the first main surface And a second conductor layer formed on the second main surface; while the first conductor layer is disposed so as to be separated from each other in the first predetermined direction. A capacitor upper electrode having two predetermined shapes disposed so as to be in contact with an edge of the first main surface intersecting with the first predetermined direction; and the second conductor layer includes the second main layer. A frame-shaped graph with the same surface and outer shape A second electrode, a central electrode disposed in a central portion of the second main surface, two capacitive lower electrodes connected to the central electrode and provided to face the two capacitive upper electrodes, Provided is a sheet-like structure that includes two inductance portions that extend in a second predetermined direction orthogonal to the first predetermined direction and connect the center electrode and the ground electrode.

本発明によれば、インダクタンスを通って電流の流れるループが大きいことから、大きなインダクタンスを得ることができる。これは即ち、単位構造を主面に垂直な方向から見た場合の等価回路であるLC並列共振回路の共振周波数が低くなることを意味する。よって、スケール則を考慮すれば理解されるように、シート状構造体の小型化を図ることが出来る。   According to the present invention, since the loop through which current flows through the inductance is large, a large inductance can be obtained. This means that the resonance frequency of the LC parallel resonance circuit, which is an equivalent circuit when the unit structure is viewed from the direction perpendicular to the main surface, is lowered. Therefore, the sheet-like structure can be miniaturized as understood by considering the scaling rule.

加えて、第1所定方向と直交する第2所定方向をインダクタンス部の延設方向としたことから、第1所定方向に長手を有するようにして形成されたシート状構造体上に、同じく第1所定方向を長手とするアンテナを形成した場合には、インダクタンス部の長手方向とアンテナの長手方向とが直交することになるため、インダクタンス部における誘導電流の発生を抑え、導体損失を低めることができる。   In addition, since the second predetermined direction orthogonal to the first predetermined direction is the extending direction of the inductance portion, the first predetermined direction is also formed on the sheet-like structure formed so as to have a length in the first predetermined direction. When an antenna having a predetermined direction as a longitudinal direction is formed, the longitudinal direction of the inductance portion and the longitudinal direction of the antenna are orthogonal to each other, so that generation of an induced current in the inductance portion can be suppressed and conductor loss can be reduced. .

更に、シート状構造体の第1導電体層及び第2導電体層の少なくとも一方に磁性体膜を付与すると、シート状構造体の表面インピーダンスにおいてLを大きくし且つCを小さくすることができることから、高表面インピーダンスを呈する周波数領域の更なる広帯域化を図ることができる。   Furthermore, when a magnetic film is applied to at least one of the first conductor layer and the second conductor layer of the sheet-like structure, L can be increased and C can be reduced in the surface impedance of the sheet-like structure. Further, it is possible to further widen the frequency range exhibiting a high surface impedance.

本発明の第1の実施の形態による高表面インピーダンスを有するシート状構造体は、図1に示されるような単位構造を第1所定方向に繰り返し並べてなる構造により特定の周波数帯域に対する表面インピーダンスを高め、それにより当該特定の周波数帯域に属する周波数を有する入射波を同相反射するものである。 A sheet-like structure having a high surface impedance according to a first embodiment of the present invention increases the surface impedance for a particular frequency band by repeatedly arranging comprising structural units structure in a first predetermined direction, as shown in FIG. 1 Thus, an incident wave having a frequency belonging to the specific frequency band is reflected in phase.

本実施の形態による単位構造は、図1並びに図2(a)及び(b)に示されるように、誘電体層10と、誘電体層10の上面に形成された第1導電体層20と、誘電体層10の下面に形成された第2導電体層30とを備えている。ここで、図2(a)及び(b)から理解されるように、本実施の形態における単位構造の上面及び下面は、双方とも四角形である。以下においては、この四角形を第1方形という。   As shown in FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B, the unit structure according to the present embodiment includes a dielectric layer 10, and a first conductor layer 20 formed on the upper surface of the dielectric layer 10. And a second conductor layer 30 formed on the lower surface of the dielectric layer 10. Here, as understood from FIGS. 2A and 2B, the upper surface and the lower surface of the unit structure in the present embodiment are both square. Hereinafter, this square is referred to as a first square.

図2(a)に示されるように、第1導電体層20は、x方向において互いに離間するようにして配置された2つの容量上部電極21からなる。各容量上部電極21は、第1方形の面積の半分よりも小さい面積を有する四角形形状を有する。この四角形を以下においては、第2方形という。本実施の形態における第2方形は、それぞれx方向の辺よりもy方向の辺の方が約2倍近く長い長方形である。容量上部電極21は、第2方形の長辺、即ち、y方向に延びる辺の一つを第1方形のy方向に延びる辺と共有するようにして配置されており、これにより、単位構造をx方向に並置した場合には隣接する単位構造の容量上部電極21同士が連結されることとなる。   As shown in FIG. 2A, the first conductor layer 20 is composed of two capacitor upper electrodes 21 arranged so as to be separated from each other in the x direction. Each capacitor upper electrode 21 has a rectangular shape having an area smaller than half of the area of the first square. Hereinafter, this square is referred to as a second square. Each of the second squares in the present embodiment is a rectangle in which the side in the y direction is approximately twice as long as the side in the x direction. The capacitor upper electrode 21 is arranged so as to share the long side of the second square, that is, one of the sides extending in the y direction, with the side extending in the y direction of the first square. When juxtaposed in the x direction, adjacent capacitor upper electrodes 21 having unit structures are connected to each other.

図2(b)に示されるように、第2導電体層30は、第1方形と外形を同一とした四角枠状のグランド電極31と、2つの容量上部電極21に対応する2つの容量下部電極32と、第1方形の中央部に配置された中央電極33と、y方向に延びて中央電極33とグランド電極31とを接続する2つのインダクタンス部34を備えている。ここで、容量下部電極32は、第2方形よりも一回り小さい第3方形形状を有しており、x方向において中央電極33と連結されている。中央電極33は、第3方形よりも更に小さい第4方形形状を有し、第1方形の中心点上に配置されている。   As shown in FIG. 2B, the second conductor layer 30 includes a square frame-shaped ground electrode 31 having the same outer shape as the first square, and two capacitance lower portions corresponding to the two capacitance upper electrodes 21. The electrode 32, the center electrode 33 disposed at the center of the first square, and two inductance portions 34 extending in the y direction and connecting the center electrode 33 and the ground electrode 31 are provided. Here, the capacitive lower electrode 32 has a third rectangular shape that is slightly smaller than the second rectangular shape, and is connected to the central electrode 33 in the x direction. The center electrode 33 has a fourth rectangular shape that is smaller than the third square, and is disposed on the center point of the first square.

図3には、上述した単位構造を等価回路で表現したものである。周期を半分ずらして、図4に示されるような等価回路で上述した単位構造を表現することとしても良い。   FIG. 3 shows the unit structure described above with an equivalent circuit. The unit structure described above may be expressed by an equivalent circuit as shown in FIG.

第1導電体層20の上面からこの単位構造に入射する平面波から見た場合、図3、図4に示される等価回路は、適切な周波数範囲ではLC並列共振回路に簡略近似することができる。これは、隣り合う中央電極33間が、ギャップと連続導体との並列接続構造を有していることからも予想できる。   When viewed from a plane wave incident on the unit structure from the upper surface of the first conductor layer 20, the equivalent circuits shown in FIGS. 3 and 4 can be simply approximated to an LC parallel resonant circuit in an appropriate frequency range. This can be expected from the fact that the gap between adjacent central electrodes 33 has a parallel connection structure of a gap and a continuous conductor.

ここで、インダクタンスL,キャパシタンスCを有するLC並列共振回路で近似される表面の表面アドミタンスYs(表面インピーダンスZsの逆数)は、下記式(1)にて表すことができる。ωは角周波数、jは虚数単位である。

Figure 0004843468
Here, the surface admittance Ys (reciprocal of the surface impedance Zs) of the surface approximated by the LC parallel resonance circuit having the inductance L and the capacitance C can be expressed by the following formula (1). ω is an angular frequency, and j is an imaginary unit.
Figure 0004843468

式(1)をωで微分すると、下記式(2)が得られる。

Figure 0004843468
When the equation (1) is differentiated by ω, the following equation (2) is obtained.
Figure 0004843468

ここで、LC並列回路の共振角周波数をωとして、下記式(3)を用いて式(2)を変形すると、式(4)が得られる。

Figure 0004843468
Figure 0004843468
Here, when the resonance angular frequency of the LC parallel circuit is ω 0 and Equation (2) is modified using Equation (3) below, Equation (4) is obtained.
Figure 0004843468
Figure 0004843468

式(4)からω近傍における表面アドミタンスYsのωの変化に対する変化量は式(5)のように求められる。

Figure 0004843468
From equation (4), the amount of change of the surface admittance Ys in the vicinity of ω 0 with respect to the change in ω is obtained as in equation (5).
Figure 0004843468

式(5)から明らかなように、LC並列共振回路において、共振周波数での表面アドミタンスの周波数変化に対する変化量は、Cが小さいほど(Lが大きいほど)小さく、j2Cになる。即ち、表面アドミタンスYsの逆数である表面インピーダンスZsも、Cが小さいほど(Lが大きいほど)周波数に対する変化は小さくなる(図5参照)。   As apparent from the equation (5), in the LC parallel resonance circuit, the amount of change with respect to the frequency change of the surface admittance at the resonance frequency is smaller as C is smaller (L is larger) and becomes j2C. That is, the surface impedance Zs, which is the reciprocal of the surface admittance Ys, also decreases with frequency as C decreases (as L increases) (see FIG. 5).

従って、LC並列共振回路を図6に示されるような小キャパシタンスと大インダクタンスの組み合わせてなるものとすれば、広帯域な同相反射効果を得ることができる。   Therefore, if the LC parallel resonant circuit is formed of a combination of a small capacitance and a large inductance as shown in FIG. 6, a broadband common-mode reflection effect can be obtained.

本実施の形態によれば、インダクタンス部34を通って流れる電流のループが大きいことから実効的には大きなインダクタンスを有するに等しく、従って、高表面インピーダンスを呈する周波数領域を比較的広くとることができる。なお、第1導電体層20及び第2導電体層30の少なくとも一方に磁性体層を付与すると、更に広帯域な同相反射効果を得ることができる。   According to the present embodiment, since the loop of the current flowing through the inductance section 34 is large, it is effectively equivalent to having a large inductance, and therefore a frequency region exhibiting a high surface impedance can be made relatively wide. . In addition, when a magnetic layer is applied to at least one of the first conductor layer 20 and the second conductor layer 30, a wider-band in-phase reflection effect can be obtained.

図7乃至図10を参照すると、上述したシート状構造体をRFIDタグへ適用した例が示されている。なお、図7、図9及び図10において、参照符号10´、20´、30´は、それぞれ前述した単位構造の誘電体層10、第1導電体層20、第2導電体層30をx方向に周期的に連結してなるものである。また、実際の誘電体材料としては比較的透明なもの(少なくとも内部を透視しうるもの)を用いる場合もあるが、図8乃至図10においては、各図を簡略化するため、透過しないものとして描いてある。   7 to 10 show an example in which the above-described sheet-like structure is applied to an RFID tag. 7, 9, and 10, reference numerals 10 ′, 20 ′, and 30 ′ denote the dielectric layer 10, the first conductor layer 20, and the second conductor layer 30 having the unit structure described above, respectively. It is formed by periodically connecting in the direction. In addition, as the actual dielectric material, a relatively transparent material (which can be seen through at least inside) may be used. However, in FIGS. It is drawn.

図示されたRFIDタグは、2.4GHz用金属対応タグの例であり、12x12mmの平面形状を有する単位構造を5つ一列に接続してなるシート状構造体を備えている(特に、図9及び図10参照)。図7及び図8に示されるように、第1導電体層20´上には、誘電体からなるアンテナ支持層40が形成されており、アンテナ支持層40の上面には所定のアンテナパターンを有するアンテナ層50と、アンテナパターンに接続されたIC60とが配置されている。一方、第2導電体層30´の下面側には、シールド支持層70が設けられており、更に、シールド支持層70の下面にはベタパターンの導電体からなるシールド層80が形成されている。第2導電体層30はベタ電極ではないことから、タグを金属面上に貼付した場合には、当該金属の影響を受けて性能が変化する可能性がある。そのため、本例のタグにおいては、予め第2導電体層30から一定距離離すようにして導電体からなるシールド層80を設けてある。   The illustrated RFID tag is an example of a 2.4 GHz metal-compatible tag, and includes a sheet-like structure formed by connecting five unit structures each having a planar shape of 12 × 12 mm in a row (in particular, FIG. 9 and FIG. 9). (See FIG. 10). As shown in FIGS. 7 and 8, an antenna support layer 40 made of a dielectric is formed on the first conductor layer 20 ′, and the antenna support layer 40 has a predetermined antenna pattern on the upper surface. An antenna layer 50 and an IC 60 connected to the antenna pattern are arranged. On the other hand, a shield support layer 70 is provided on the lower surface side of the second conductor layer 30 ′, and a shield layer 80 made of a solid pattern conductor is formed on the lower surface of the shield support layer 70. . Since the 2nd conductor layer 30 is not a solid electrode, when a tag is affixed on a metal surface, the performance may change under the influence of the metal. Therefore, in the tag of this example, a shield layer 80 made of a conductor is provided in advance so as to be separated from the second conductor layer 30 by a certain distance.

本例においては、誘電体層10´、アンテナ支持層40、及びシールド支持層70は、PET(Polyethylene Terephthalate樹脂)からなる。一方、第1導電体層20´、第2導電体層30´、アンテナ層50、シールド層80は、金属箔、より具体的には、アルミ箔または銅箔からなる。なお、第1導電体層20´と第2導電体層30´との間の距離、即ち、誘電体層10´の厚みは0.2mmであり、第1導電体層20´とアンテナ層50との間の距離、即ち、アンテナ支持層40の厚みも0.2mmである。また、第2導電体層30´とシールド層80との間の距離、即ち、シールド支持層70の厚みは、0.5mmである。   In this example, the dielectric layer 10 ′, the antenna support layer 40, and the shield support layer 70 are made of PET (Polyethylene Terephthalate resin). On the other hand, the first conductor layer 20 ′, the second conductor layer 30 ′, the antenna layer 50, and the shield layer 80 are made of metal foil, more specifically, aluminum foil or copper foil. The distance between the first conductor layer 20 ′ and the second conductor layer 30 ′, that is, the thickness of the dielectric layer 10 ′ is 0.2 mm, and the first conductor layer 20 ′ and the antenna layer 50 , The thickness of the antenna support layer 40 is also 0.2 mm. The distance between the second conductor layer 30 'and the shield layer 80, that is, the thickness of the shield support layer 70 is 0.5 mm.

本例におけるアンテナは、図8から理解されるように、x方向を長手方向とし、IC60を中心にx方向に対象に延びるダイポールアンテナである。図8及び図10から理解されるように、ダイポールアンテナの長手方向(x方向)とインダクタンス部34の長手方向(y方向)とは直交している。従って、インダクタンス部34にはアンテナによる誘導電流が生じない。故に、インダクタンス部34における導体損失は最小となっている。   As can be understood from FIG. 8, the antenna in this example is a dipole antenna having the x direction as the longitudinal direction and extending toward the object in the x direction around the IC 60. As can be understood from FIGS. 8 and 10, the longitudinal direction (x direction) of the dipole antenna and the longitudinal direction (y direction) of the inductance portion 34 are orthogonal to each other. Therefore, no induced current is generated in the inductance portion 34 by the antenna. Therefore, the conductor loss in the inductance part 34 is the minimum.

なお、シート状構造体とアンテナ層50の相関やシート状構造体とシールド層80との相関を小さくするためには、アンテナ支持層40やシールド支持層70の厚みを厚くするか、または低い誘電率を有する材料でアンテナ支持層40やシールド支持層70を構成することが必要である。   In order to reduce the correlation between the sheet-like structure and the antenna layer 50 and the correlation between the sheet-like structure and the shield layer 80, the thickness of the antenna support layer 40 or the shield support layer 70 is increased, or a low dielectric constant. It is necessary to configure the antenna support layer 40 and the shield support layer 70 with a material having a ratio.

具体的には、アンテナ支持層40やシールド支持層70の材料としては、できるだけ誘電率の低い樹脂や、空気分を含む発泡材、スポンジ、ウレタン、繊維などが好ましい。特に、空気層や空孔は空気中に電界を集中させ、材料内の電界を下げるので、損失の低減に有効である。   Specifically, the material of the antenna support layer 40 and the shield support layer 70 is preferably a resin having a dielectric constant as low as possible, a foam material containing air, sponge, urethane, fiber, or the like. In particular, the air layer and the holes concentrate the electric field in the air and lower the electric field in the material, which is effective in reducing the loss.

図11を参照すると、第1導電体層20´及び第2導電体層30´の両面並びにシールド層80の片面に磁性体層100を付与した変形例が示されている。この例のように磁性体層100を導電体層に付与することとすると、LC並列共振等価回路におけるインダクタンス成分を上げることができ、従って、広帯域な高インピーダンス特性を得ることができる。磁性体層100は、電極に密着させた方が効果が高く、また、厚みが厚いほど効果は高くなる。この磁性体層100としては、例えば、フェライトメッキや磁性体粉末と樹脂バインダとからなる複合磁性体シートを用いることができる。   Referring to FIG. 11, a modification in which the magnetic layer 100 is provided on both surfaces of the first conductor layer 20 ′ and the second conductor layer 30 ′ and one surface of the shield layer 80 is shown. If the magnetic layer 100 is applied to the conductor layer as in this example, the inductance component in the LC parallel resonance equivalent circuit can be increased, and thus high impedance characteristics over a wide band can be obtained. The magnetic layer 100 is more effective when it is in close contact with the electrode, and the effect increases as the thickness increases. As the magnetic layer 100, for example, a composite magnetic material sheet made of ferrite plating or magnetic powder and a resin binder can be used.

フェライトめっきは、絶縁体に比較して導電率が高いので、金属部分のみにめっきすることが望ましい。また、図11に示される例においては、第1導電体層20´及び第2導電体層30´の両面に磁性体膜100を付与しているが、いずれか一方だけでも良いし、片面だけに付与することとしても良い。   Ferrite plating has a higher electrical conductivity than an insulator, so it is desirable to plate only on metal parts. In the example shown in FIG. 11, the magnetic film 100 is provided on both surfaces of the first conductor layer 20 ′ and the second conductor layer 30 ′, but either one or only one surface may be provided. It is good also as giving to.

なお、例えば、図12に示されるように、シート状構造体における誘電体層10を複合磁性体からなるシート110に置き換えたり、シールド支持層70を複合磁性体からなるシート170に置き換えたりすることで同様の効果を得ることもできる。   For example, as shown in FIG. 12, the dielectric layer 10 in the sheet-like structure is replaced with a sheet 110 made of a composite magnetic material, or the shield support layer 70 is replaced with a sheet 170 made of a composite magnetic material. You can get the same effect.

本発明の第1の実施の形態によるシート状構造体における単位構造を概略的に示す側面図である。It is a side view which shows roughly the unit structure in the sheet-like structure by the 1st Embodiment of this invention. 図2(a)は、図1に示される誘電体層及び第1導電体層を示す上面図であり、図2(b)は、図1に示される誘電体層及び第2導電体層を示す下面図である。2A is a top view showing the dielectric layer and the first conductor layer shown in FIG. 1, and FIG. 2B shows the dielectric layer and the second conductor layer shown in FIG. It is a bottom view shown. 図1に示される単位構造を上方から見た場合の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit at the time of seeing the unit structure shown by FIG. 1 from upper direction. 図3の等価回路と置き換え可能な等価回路を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an equivalent circuit that can be replaced with the equivalent circuit of FIG. 3. インダクタンスを増加させることにより高インピーダンス領域の広帯域化が図れることを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that the broadband of a high impedance area | region can be achieved by increasing an inductance. 高インピーダンス領域を広帯域化するための等価回路上の条件を示す図である。It is a figure which shows the conditions on the equivalent circuit for making a high impedance area | region into a broadband. 図1に示されるシート状構造体をRFIDタグに適用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which applied the sheet-like structure shown by FIG. 1 to the RFID tag. 図7に示されるRFIDタグの上面図である。FIG. 8 is a top view of the RFID tag shown in FIG. 7. 図7に示されるRFIDタグに含まれるシート状構造体の上面図である。It is a top view of the sheet-like structure included in the RFID tag shown in FIG. 図7に示されるRFIDタグに含まれるシート状構造体の下面図である。It is a bottom view of the sheet-like structure contained in the RFID tag shown in FIG. 図7に示されるRFIDタグの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the RFID tag shown by FIG. 図7に示されるRFIDタグの更なる変形例を示す図である。It is a figure which shows the further modification of the RFID tag shown by FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 誘電体基板
20,20´ 第1導電体層
21 容量上部電極
30、30´ 第2導電体層
31 グランド電極
32 容量下部電極
33 中央電極
34 インダクタンス部
40 アンテナ支持層
50 アンテナ層
60 IC
70 シールド支持層
80 シールド層
100,110,170 磁性体層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Dielectric board | substrate 20,20 '1st conductor layer 21 Capacity | capacitance upper electrode 30, 30' 2nd conductor layer 31 Ground electrode 32 Capacity | capacitance lower electrode 33 Center electrode 34 Inductance part 40 Antenna support layer 50 Antenna layer 60 IC
70 Shield Support Layer 80 Shield Layer 100, 110, 170 Magnetic Layer

Claims (8)

単位構造を第1所定方向に繰り返し並べてなる構造により特定の周波数帯域に対する表面インピーダンスを高め、それにより当該特定の周波数帯域に属する周波数を有する入射波を同相反射するシート状構造体であって、
前記単位構造は、第1及び第2の主面を有する誘電体層と、前記第1の主面上に形成された第1導電体層と、前記第2の主面上に形成された第2導電体層とを備えており、
前記第1導電体層は、前記第1所定方向において互いに離間するようにして配置される一方で前記第1所定方向と交差する前記第1の主面の縁に接するようにして配置された2つの所定形状の容量上部電極を備えており、
前記第2導電体層は、前記第2の主面と外形を同一とした枠状のグランド電極と、前記第2の主面の中央部に配置された中央電極と、該中央電極とそれぞれ接続されると共に前記2つ容量上部電極に対向して設けられた2つの容量下部電極と、前記第1所定方向に直交する第2所定方向に延びて前記中央電極と前記グランド電極とを接続する2つのインダクタンス部を備えている、シート状構造体。
Enhance surface impedance by repeatedly arranging comprising structural units structure in a first predetermined direction for a specific frequency band, whereby a sheet-like structure for phase reflects incident wave having a frequency belonging to the particular frequency band,
The unit structure includes a dielectric layer having first and second main surfaces, a first conductor layer formed on the first main surface, and a first layer formed on the second main surface. 2 conductor layers,
The first conductor layers are arranged so as to be separated from each other in the first predetermined direction, and are arranged so as to be in contact with an edge of the first main surface intersecting the first predetermined direction. With two upper electrodes of a predetermined shape,
The second conductor layer includes a frame-shaped ground electrode having the same outer shape as the second main surface, a central electrode disposed in a central portion of the second main surface, and a connection to the central electrode. And two capacitor lower electrodes provided opposite to the two capacitor upper electrodes, and extending in a second predetermined direction orthogonal to the first predetermined direction to connect the center electrode and the ground electrode. A sheet-like structure having two inductance portions.
前記第1及び第2の主面のそれぞれは、前記第1所定方向に延びる二辺と前記第2所定方向に延びる二辺とからなる第1方形形状を有しており、
前記容量上部電極は、それぞれ、前記第1方形の面積の半分よりも小さい面積を有する第2方形形状を有し、且つ、前記第2所定方向に延びる辺の一つを前記第1方形と共有するようにして配置されており、
前記グランド電極は、外形を前記第1方形に一致させてなる四角枠であり、
前記容量下部電極のそれぞれは、前記第1方形の面積の半分よりも小さい面積を有する第3方形形状を有し、且つ、前記グランド電極とは離間して配置されており、
前記中央電極は、第3方形形状よりも小さい第4方形形状を有し、且つ、前記第1方形の中心点上に配置されており、
前記インダクタンス部は、夫々、前記第1方形の中心点を通り且つ前記第2所定方向に延びる線上において前記中央電極と前記グランド電極とを接続している、
請求項1記載のシート状構造体。
Each of the first and second main surfaces has a first square shape including two sides extending in the first predetermined direction and two sides extending in the second predetermined direction.
Each of the capacitor upper electrodes has a second rectangular shape having an area smaller than half of the area of the first square, and shares one of the sides extending in the second predetermined direction with the first square. Are arranged to
The ground electrode is a square frame having an outer shape that matches the first square.
Each of the capacitor lower electrodes has a third rectangular shape having an area smaller than half of the area of the first square, and is disposed apart from the ground electrode.
The central electrode has a fourth rectangular shape smaller than the third rectangular shape, and is disposed on a center point of the first square;
Each of the inductance portions connects the center electrode and the ground electrode on a line that passes through the center point of the first square and extends in the second predetermined direction.
The sheet-like structure according to claim 1.
前記第1導電体層及び前記第2導電体層の少なくとも一方に付与された磁性体層を更に備える、請求項1又は請求項2に記載のシート状構造体。   The sheet-like structure according to claim 1 or 2, further comprising a magnetic layer applied to at least one of the first conductor layer and the second conductor layer. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のシート状構造体と、アンテナパターンを有するアンテナ層と、前記シート状構造体の前記第1導電体層上に形成された誘電体からなるアンテナ支持層とを備えるアンテナ装置。   An antenna support comprising the sheet-like structure according to any one of claims 1 to 3, an antenna layer having an antenna pattern, and a dielectric formed on the first conductor layer of the sheet-like structure. An antenna device comprising a layer. 前記アンテナパターンは、前記第1所定方向を長手方向とした形状を有している、請求項4記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 4, wherein the antenna pattern has a shape in which the first predetermined direction is a longitudinal direction. 前記アンテナパターンにより構成されたアンテナはダイポールアンテナである、請求項5記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 5, wherein the antenna configured by the antenna pattern is a dipole antenna. ベタパターンの導電体からなるシールド層と、前記シート状構造体の前記第2導電体層上に形成された誘電体からなるシールド支持層とを更に備える、請求項4乃至請求項6のいずれかに記載のアンテナ装置。   The shield layer made of a solid pattern conductor and a shield support layer made of a dielectric formed on the second conductor layer of the sheet-like structure. The antenna device according to 1. 請求項5乃至請求項7のいずれかに記載のアンテナ装置と、前記アンテナ支持層上において前記アンテナパターンに接続されたICを備え、前記シート状構造体をタグ基体の一部としてなるRFID(Radio Frequency Identification)タグ。   An RFID (Radio) comprising the antenna device according to claim 5 and an IC connected to the antenna pattern on the antenna support layer, wherein the sheet-like structure is a part of a tag base. Frequency Identification) tag.
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