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JP6574733B2 - Antenna, RFID reader device, RFID reader / writer device, and antenna device - Google Patents
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JP6574733B2 - Antenna, RFID reader device, RFID reader / writer device, and antenna device - Google Patents

Antenna, RFID reader device, RFID reader / writer device, and antenna device Download PDF

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Description

本発明は、パッチアンテナに関する。   The present invention relates to a patch antenna.

従来から、いわゆるパッチアンテナと呼ばれる、誘電体の一方の面の導電性の箔膜(例えば、銅箔)を接地電極とし、誘電体を挟み、対向する面の導電性の箔膜を放射電極とする図11Aから図11Cに示すパッチアンテナ(下記の非特許文献1、2を参照)が知られている。また、誘電体の片面又は両面に導電性の箔膜をもつプリント板等を複数使用し、プリント板間に絶縁層を挟んで対向させ、一方のプリント板を接地電極、他方のプリント板を矩形や円形の放射電極として使用する図12Aから図12Cに示すパッチアンテナが知られている。このようなパッチアンテナは構造が簡単で、薄型化が可能で、かつ高利得であるため様々な用途に利用されている。   Conventionally, a conductive foil film (for example, copper foil) on one side of a dielectric called a so-called patch antenna is used as a ground electrode, and the conductive foil film on the opposite side is used as a radiation electrode with the dielectric sandwiched between them. A patch antenna (see Non-Patent Documents 1 and 2 below) shown in FIGS. 11A to 11C is known. Also, use multiple printed boards with conductive foil film on one or both sides of the dielectric, with the insulating layer between the printed boards facing each other, one printed board is the ground electrode, and the other printed board is rectangular A patch antenna shown in FIGS. 12A to 12C for use as a circular radiation electrode is known. Such a patch antenna has a simple structure, can be thinned, and has a high gain, so that it is used in various applications.

また、近年、RFID(Radio Frequency Identification)タグをRFIDリーダライタで認識、識別するような通信技術がある。パッシブ型のRFID技術は、RFIDリーダライタに内蔵もしくは外付けされたアンテナから放射される電波によってRFIDタグへ給電し、RFIDリーダライタがRFIDタグと通信を行い、通信に応答したRFIDタグを認識、識別する技術である。   In recent years, there is a communication technique for recognizing and identifying an RFID (Radio Frequency Identification) tag with an RFID reader / writer. In the passive RFID technology, the RFID tag is powered by radio waves radiated from an antenna built in or attached to the RFID reader / writer, the RFID reader / writer communicates with the RFID tag, and recognizes the RFID tag responding to the communication. It is a technology to identify.

後藤尚久著、「図説・アンテナ」、電子情報通信学会、1995年Naohisa Goto, “Illustration / Antenna”, IEICE, 1995 後藤尚久他、「アンテナ・無線ハンドブック」、オーム社、2006年Naohisa Goto et al., “Antenna / Wireless Handbook”, Ohm, 2006

上記パッチアンテナでは、放射電極の外縁の端部から電波が放射されるため、電界強度は、放射電極の端部近傍において最も強くなり、放射電極の中心に向うに従って著しく減少する。このことから、使用する無線周波数によっては、放射電極として共振させるためにアンテナサイズが大きくなり、それに伴って放射電極の端部から中心までの距離も長くなり、放射電極の中心の直上近傍の電界強度は極めて弱くなる。   In the patch antenna, since radio waves are radiated from the end of the outer edge of the radiation electrode, the electric field strength is strongest in the vicinity of the end of the radiation electrode and significantly decreases toward the center of the radiation electrode. Therefore, depending on the radio frequency used, the antenna size increases in order to resonate as the radiation electrode, and accordingly, the distance from the end of the radiation electrode to the center also increases, and the electric field in the vicinity immediately above the center of the radiation electrode. The strength becomes extremely weak.

上記パッチアンテナを、例えば上記RFID技術に使用した場合、電界強度が概ね一律の遠方界ではRFIDタグを良好に認識することが可能である。しかし、放射電極の中心の電界強度は極めて弱いため、パッチアンテナの放射電極の中心の直上近傍付近に入ってきたRFIDタグについては、通信に必要とさせる電界強度が得られず十分な給電が確保できないため、通信(認識)ができないおそれがあった。この場合、RFIDタグを放射電極の中心から少し離すことで電界強度が向上し、RFIDタグを認識することができるようになる。しかしながら、多くのユーザは、そのようなパッチアンテナの特性について理解していない。   When the patch antenna is used, for example, in the RFID technology, the RFID tag can be well recognized in the far field where the electric field strength is substantially uniform. However, since the electric field strength at the center of the radiation electrode is extremely weak, the RFID tag that has entered the vicinity of the area directly above the center of the radiation electrode of the patch antenna cannot obtain the electric field strength required for communication, ensuring sufficient power supply. There was a risk that communication (recognition) could not be performed. In this case, by slightly separating the RFID tag from the center of the radiation electrode, the electric field strength is improved and the RFID tag can be recognized. However, many users do not understand the characteristics of such patch antennas.

放射電極の中心の直上近傍付近に置かれたRFIDタグの認識率を向上させるため、RFIDリーダライタからのパッチアンテナへの送信電力を上げることで、認識率の向上は可能である。しかしながら、送信電力を上げることは通信範囲を無駄に広げることになり、広くなった通信範囲内に本来認識する必要のないRFIDタグが多く含まれてしまう。また、送信電力を上げることで、他のRFIDリーダライタ、他のRFIDタグ、他の無線機器等への与干渉も大きくなってしまう。   The recognition rate can be improved by increasing the transmission power from the RFID reader / writer to the patch antenna in order to improve the recognition rate of the RFID tag placed in the vicinity immediately above the center of the radiation electrode. However, increasing the transmission power unnecessarily widens the communication range, and many RFID tags that do not need to be recognized are included in the widened communication range. Further, by increasing the transmission power, interference with other RFID reader / writers, other RFID tags, other wireless devices, etc. also increases.

本発明は、上記課題を鑑み、RFIDリーダライタ装置などに利用されるパッチアンテナであって、送信電力を大きくすることなく、パッチアンテナの表面近傍付近における局所的に電界強度が不足している箇所の電界強度を向上させ、アンテナ近傍においても安定した通信を可能とさせるアンテナを提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention is a patch antenna used for an RFID reader / writer device or the like, where the electric field strength is locally insufficient near the surface of the patch antenna without increasing the transmission power. It is an object of the present invention to provide an antenna that improves the electric field strength of the antenna and enables stable communication even in the vicinity of the antenna.

上記目的を達成するために、本発明は、接地電極と、前記接地電極と電気的に絶縁された絶縁層を挟んで対向する、所定の無線周波数に対して共振する放射電極とを具備し、前記放射電極における所定のインピーダンスを持つ位置に、前記放射電極へ給電を行うための給電点が配置され、電界強度が前記放射電極の外縁端部近傍において最も強く且つ前記放射電極の中心部に向かうに従って減少するアンテナにおいて、面状の導電性部材で構成される前記放射電極に、前記放射電極の一部を切り抜いて複数のスリットを配置し、前記複数のスリットは、前記放射電極の中心部及びその近傍における電界強度が大きくなるよう、前記放射電極の中心部の近傍から前記放射電極の外縁端部へ向けて、前記放射電極の中心部の近傍で最も密集するように配置される、ことを特徴とする。これにより、放射電極面の直上の近傍における電界強度を向上させることが可能となる。 In order to achieve the above object, the present invention includes a ground electrode and a radiation electrode that resonates with a predetermined radio frequency and is opposed to the ground electrode with an insulating layer electrically insulated from the ground electrode interposed therebetween. a position having a predetermined impedance in the radiation electrode, the feed point for feeding current to the radiation electrode is disposed, the electric field intensity is directed toward the center of the strongest and the radiation electrode at the outer end portion vicinity of the radiation electrode in decreasing the antenna according to the radiation electrode consisting of the planar conductive members, cut out the part of the previous SL radiation electrodes is disposed a plurality of slits, the plurality of slits in the center of the radiation electrode In order to increase the electric field strength in the vicinity thereof, it is most dense in the vicinity of the center of the radiation electrode from the vicinity of the center of the radiation electrode toward the outer edge of the radiation electrode. It is arranged, characterized in that. Thereby, it is possible to improve the electric field strength in the vicinity immediately above the radiation electrode surface.

また、本発明のアンテナにおいて、前記スリットの長辺が、前記放射電極の中心部を通る直線と平行となる又は鋭角に交差するよう、前記スリットが配置されることは、好ましい態様である。   In the antenna of the present invention, it is a preferable aspect that the slit is arranged so that the long side of the slit is parallel to a straight line passing through the central portion of the radiation electrode or intersects at an acute angle.

また、本発明のアンテナにおいて、前記複数のスリットが、前記放射電極の中心部に対して対称に配置されることは、好ましい態様である。 Further, in the antenna of the present invention, prior Symbol plurality of slits, said to be arranged symmetrically with respect to the central portion of the radiation electrode, it is a preferred embodiment.

また、本発明のアンテナにおいて、前記複数のスリットが、前記給電点と前記放射電極の中心部とを結ぶ直線に対して、線対称に配置されることは、好ましい態様である。 Further, in the antenna of the present invention, prior Symbol plurality of slits, with respect to a straight line with the previous SL feeding electric point connecting the center portion of the radiation electrode, it is disposed in line symmetry, it is a preferred embodiment.

また、本発明のアンテナにおいて、前記複数のスリットが、前記放射電極の中心部を中心にして放射状に配置されることは、好ましい態様である。 Further, in the antenna of the present invention, prior Symbol plurality of slits, wherein the thing that is arranged radially around the central portion of the radiation electrode, is a preferred embodiment.

また、本発明のアンテナにおいて、前記放射状に配置されたスリットに関し、前記放射電極の中心部側のスリットの幅が、前記放射電極の外縁部側のスリットの幅より狭いことは、好ましい態様である。   Moreover, in the antenna of the present invention, it is a preferable aspect that the width of the slit on the center side of the radiation electrode is narrower than the width of the slit on the outer edge side of the radiation electrode. .

また、本発明のアンテナにおいて、前記放射状に配置されたスリットの幅が、前記放射電極の中心部側から前記外縁部側に向かって段階的に広くなっていくことは、好ましい態様である。   In the antenna of the present invention, it is a preferable aspect that the width of the radially arranged slits is gradually increased from the center side of the radiation electrode toward the outer edge side.

また、本発明のアンテナにおいて、前記放射状に配置されたスリットが、前記放射電極の中心部を中心にして同心円状に配置されることは、好ましい態様である。   In the antenna of the present invention, it is a preferred aspect that the radially arranged slits are arranged concentrically around the center of the radiation electrode.

また、本発明のアンテナにおいて、前記同心円状に配置されたスリットに関し、内側に配置されたスリット幅の方が、外側に配置されたスリット幅より狭いことは、好ましい態様である。   In the antenna of the present invention, it is a preferable aspect that the slit width arranged on the inner side is narrower than the slit width arranged on the outer side with respect to the slits arranged concentrically.

また、本発明のアンテナにおいて、前記同心円状に配置されたスリットに関し、外側に配置されたスリット数の方が、内側に配置されたスリット数より少ないことは、好ましい態様である。   In the antenna of the present invention, it is a preferable aspect that the number of slits arranged on the outer side is smaller than the number of slits arranged on the inner side with respect to the slits arranged concentrically.

また、本発明のアンテナにおいて、前記同心円状に配置されたスリットが、複数に分離して配置される同心円状の分離スリットと、前記分離スリットに隣接して配置される同心円状のスリットとから構成されることは、好ましい態様である。   Further, in the antenna of the present invention, the concentrically arranged slits are composed of concentric separating slits arranged separately in plural and concentric slits arranged adjacent to the separating slits. It is a preferred embodiment.

また、本発明のアンテナにおいて、前記複数のスリットが、各々が2以上のスリットからなる複数のスリット群を構成し、前記複数のスリット群を構成するスリットは、各スリット群ごとに、互いに任意の角度及び形状をもって配置されることは、好ましい態様である。 Further, in the antenna of the present invention, the plurality of slits constitute a plurality of slit groups each composed of two or more slits, and the slits constituting the plurality of slit groups are arbitrary for each slit group . Arranging with an angle and shape is a preferred embodiment.

また、本発明のアンテナにおいて、前記複数のスリット群が、前記放射電極の中心部に対して対称に配置されることは、好ましい態様である。 Further, in the antenna of the present invention, prior Symbol plurality of slits group, said to be arranged symmetrically with respect to the central portion of the radiation electrode, it is a preferred embodiment.

また、本発明のアンテナにおいて、前記複数のスリット群が、前記給電点と前記放射電極の中心部とを結ぶ直線に対して、線対称に配置されることは、好ましい態様である。 Further, in the antenna of the present invention, prior Symbol plurality of slit groups is, with respect to a straight line with the previous SL feeding electric point connecting the center portion of the radiation electrode, it is disposed in line symmetry, it is a preferred embodiment.

また、本発明のアンテナにおいて、前記複数のスリット群が、前記放射電極の中心部を中心にして放射状に配置されることは、好ましい態様である。 Further, in the antenna of the present invention, prior Symbol plurality of slits group, wherein is it to be arranged radially around the central portion of the radiation electrode, it is a preferred embodiment.

また、本発明のアンテナにおいて、前記スリットの長辺の長さが、前記放射電極の共振周波数の波長λに対してλ/8〜λ/4であることは、好ましい態様である。 In the antenna of the present invention, it is a preferable aspect that the length of the long side of the slit is λ / 8 to λ / 4 with respect to the wavelength λ of the resonance frequency of the radiation electrode.

また、本発明は、上記アンテナを具備又は接続可能とするRFIDリーダ装置である。   Further, the present invention is an RFID reader device that includes or can be connected to the antenna.

また、本発明は、上記アンテナを具備又は接続可能とするRFIDリーダライタ装置である。   Further, the present invention is an RFID reader / writer device that includes or can be connected to the antenna.

また、本発明は、上記アンテナを具備し、RFIDリーダ装置又はRFIDリーダライタ装置に接続可能とするアンテナ装置である。   In addition, the present invention is an antenna device that includes the antenna and can be connected to an RFID reader device or an RFID reader / writer device.

本発明によれば、パッチアンテナの表面近傍付近における局所的に電界強度が不足している箇所の電界強度を向上させ、アンテナ近傍においても安定した通信を可能とさせる。   According to the present invention, the electric field strength at a location where the electric field strength is locally insufficient in the vicinity of the surface of the patch antenna is improved, and stable communication can be performed even in the vicinity of the antenna.

実施の形態に係る近傍アンテナの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the near antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係る近傍アンテナの平面図である。It is a top view of the near antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係る近傍アンテナの側面図である。It is a side view of the near antenna which concerns on embodiment. 円形パッチアンテナの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of a circular patch antenna. 円形パッチアンテナの平面図である。It is a top view of a circular patch antenna. 円形パッチアンテナの側面図である。It is a side view of a circular patch antenna. 実施の形態に係る近傍アンテナと従来型の円形パッチアンテナの電界強度を比較した図である。It is the figure which compared the electric field strength of the near antenna which concerns on embodiment, and the conventional type circular patch antenna. 実施の形態に係る近傍アンテナの放射電極面から垂直方向へ5mm離れた放射電極面と平行なXY平面上の200mm×200mmの範囲における電界強度の分布のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of distribution of the electric field strength in the range of 200 mm x 200 mm on XY plane parallel to the radiation electrode surface 5 mm away in the perpendicular direction from the radiation electrode surface of the near antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係る近傍アンテナの放射電極に垂直なYZ平面の電界強度の分布のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of distribution of the electric field strength of YZ plane perpendicular | vertical to the radiation electrode of the near antenna which concerns on embodiment. 従来型の円形パッチアンテナの放射電極面から垂直方向へ5mm離れた放射電極面と平行なXY平面上の200mm×200mmの範囲における電界強度の分布のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of distribution of the electric field strength in the range of 200 mm x 200 mm on XY plane parallel to the radiation electrode surface 5 mm away from the radiation electrode surface of the conventional type circular patch antenna perpendicularly. 従来型の円形パッチアンテナの放射電極に垂直なYZ平面の電界強度の分布のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of distribution of the electric field strength of the YZ plane perpendicular | vertical to the radiation electrode of the conventional circular patch antenna. 実施の形態に係る近傍アンテナの放射電極の中心部より放射状に設けたスリットの効果について確認するための放射電極の簡易モデルを示す図である。It is a figure which shows the simple model of the radiation electrode for confirming about the effect of the slit provided radially from the center part of the radiation electrode of the near antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係る近傍アンテナのスリットの長さを変化させた場合におけるスリットの長辺上の中点の電界強度のシュミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the electric field strength of the midpoint on the long side of a slit at the time of changing the length of the slit of the near antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係る近傍アンテナの放射電極のスリットの幅を広くした場合の放射電極の形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape of a radiation electrode at the time of making the width | variety of the slit of the radiation electrode of the near antenna which concerns on embodiment wide. 実施の形態に係る近傍アンテナのスリットの幅を変化させた場合におけるスリットの長辺上の中点の電界強度のシュミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the electric field strength of the middle point on the long side of a slit at the time of changing the width | variety of the slit of the near antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係るアンテナのスリット(1つ目)のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the slit (1st) of the antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係るアンテナのスリット(2つ目)のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the slit (2nd) of the antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係るアンテナのスリット(3つ目)のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the slit (3rd) of the antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係るアンテナのスリット(4つ目)のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the slit (4th) of the antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係るアンテナのスリット(5つ目)のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the slit (5th) of the antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係るアンテナのスリット(6つ目)のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the slit (6th) of the antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係るアンテナのスリット(7つ目)のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the slit (seventh) of the antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係るアンテナのスリット(8つ目)のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the slit (8th) of the antenna which concerns on embodiment. 実施の形態に係るアンテナのスリット(9つ目)のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the slit (9th) of the antenna which concerns on embodiment. 従来のパッチアンテナの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the conventional patch antenna. 従来のパッチアンテナの平面図である。It is a top view of the conventional patch antenna. 従来のパッチアンテナの断面図である。It is sectional drawing of the conventional patch antenna. 従来の他のパッチアンテナの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the other conventional patch antenna. 従来の他のパッチアンテナの平面図である。It is a top view of the other conventional patch antenna. 従来の他のパッチアンテナの断面図である。It is sectional drawing of the other conventional patch antenna.

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。以下で説明するアンテナ(以下、近傍アンテナとも言う)は、2枚のプリント板で接地電極と放射電極を構成するものである。しかし、1枚のプリント板の誘電体(例えば、ガラスエポキシ樹脂、フェノール系樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなど)を挟んで、一方の面を接地電極、もう一方の面を放射電極として構成してもよい。また、接地電極、放射電極の材料をプリント板ではなく、導電性の材料で構成してもよい。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The antenna described below (hereinafter also referred to as a near-field antenna) comprises a ground electrode and a radiation electrode with two printed boards. However, even if one printed circuit board dielectric (for example, glass epoxy resin, phenolic resin, polytetrafluoroethylene, etc.) is sandwiched, one surface is configured as a ground electrode and the other surface is configured as a radiation electrode. Good. Further, the material of the ground electrode and the radiation electrode may be composed of a conductive material instead of the printed board.

実施の形態に係る近傍アンテナの一例を図1Aから図1Cを用いて具体的に説明する。図1Aは、実施の形態に係る近傍アンテナの概略斜視図である。図1Bは、図1Aの近傍アンテナを矢印140の方向に見た場合の平面図である。図1Cは、図1Aの近傍アンテナの側面を矢印150の方向に見た場合の近傍アンテナの側面図である。   An example of the near antenna according to the embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 1A to 1C. FIG. 1A is a schematic perspective view of a proximity antenna according to an embodiment. FIG. 1B is a plan view of the nearby antenna of FIG. 1A viewed in the direction of arrow 140. FIG. 1C is a side view of the nearby antenna when the side surface of the nearby antenna in FIG. 1A is viewed in the direction of arrow 150.

プリント板100は、誘電体100bの両面に銅箔等の面状の導電性部材の金属層100a、100cを有するプリント板である。プリント板100の放射電極側の金属層100aは、接地電極として構成する。誘電体100bを挟んで反対面にある金属層100cは、放射電極として構成しても、また付属回路を搭載するための部品搭載層としてもよい。また、金属層100cを設けなくてもよい。   The printed board 100 is a printed board having metal layers 100a and 100c of a planar conductive member such as a copper foil on both surfaces of a dielectric 100b. The metal layer 100a on the radiation electrode side of the printed board 100 is configured as a ground electrode. The metal layer 100c on the opposite surface across the dielectric 100b may be configured as a radiation electrode or a component mounting layer for mounting an attached circuit. Further, the metal layer 100c may not be provided.

プリント板101は、誘電体101bの一方の面に銅箔等の面状の導電性部材の金属層101aを有するプリント板である。誘電体101bのどちらかの面に金属層101aを設け、金属層101aは、プリント板100とプリント板101の間隔、誘電体101bの誘電率等、アンテナを構成する個々の条件に応じて、所定の周波数(ここでは、例えば920MHz)に共振する円形の放射電極として構成されているが、矩形等の任意形状の放射電極で構成してもよい。   The printed board 101 is a printed board having a metal layer 101a of a planar conductive member such as a copper foil on one surface of the dielectric 101b. A metal layer 101a is provided on either surface of the dielectric 101b, and the metal layer 101a is predetermined according to individual conditions constituting the antenna, such as a distance between the printed board 100 and the printed board 101, a dielectric constant of the dielectric 101b, and the like. Although it is configured as a circular radiation electrode that resonates at a frequency (here, for example, 920 MHz), it may be configured by a radiation electrode of an arbitrary shape such as a rectangle.

放射電極(金属層)101aには、放射電極101aの中心部130を中心にして放射電極101aの外縁部(外周部)に向かう放射状のスリット110が、放射電極101aの中心部130に対して点対称に設けられている。設けられるスリット110は、放射電極101aの一部を切り抜いたものである。なお、スリット110の長手方向の辺(長辺)は、放射電極101aの中心部130を通る直線と平行であってもよく、任意の角度をもって鋭角に交差するものであってもよい。   In the radiation electrode (metal layer) 101a, radial slits 110 that point toward the outer edge portion (outer peripheral portion) of the radiation electrode 101a with respect to the center portion 130 of the radiation electrode 101a are pointed with respect to the center portion 130 of the radiation electrode 101a. It is provided symmetrically. The provided slit 110 is a part of the radiation electrode 101a cut out. The longitudinal side (long side) of the slit 110 may be parallel to a straight line passing through the central portion 130 of the radiation electrode 101a, or may intersect an acute angle with an arbitrary angle.

スリットの形状、配置、個数は、運用において必要とされるアンテナ仕様により任意としてもよい。実施の形態に係る近傍アンテナにおいては、放射電極101aの中心部130付近の電界強度を向上させるため、近傍アンテナの中心(放射電極101aの中心部130)付近にスリットが密集するように形状、個数が調整されている。   The shape, arrangement, and number of slits may be arbitrary depending on the antenna specifications required for operation. In the near antenna according to the embodiment, in order to improve the electric field strength in the vicinity of the central portion 130 of the radiation electrode 101a, the shape and number of slits are densely arranged near the center of the nearby antenna (the central portion 130 of the radiation electrode 101a). Has been adjusted.

スリット110は、給電点101c、101dを避けるように配置されているが、電気的に給電が可能であれば、給電点101c、101dに接するようなスリットを設けてもよい。放射電極101aの中心部130に対して給電点101c、101dと点対称となる位置にもスリット110を設けていない。これは円偏波の軸比が悪化することを考慮し、スリット110を対称配置としているためである。   The slit 110 is arranged so as to avoid the feeding points 101c and 101d. However, a slit that contacts the feeding points 101c and 101d may be provided as long as electrical feeding is possible. The slits 110 are not provided at positions that are point-symmetric with respect to the feeding points 101c and 101d with respect to the central portion 130 of the radiation electrode 101a. This is because the slits 110 are symmetrically arranged in consideration of the deterioration of the axial ratio of circular polarization.

プリント板100とプリント板101は、空気層を挟んで接地電極100a面と放射電極101a面を平行(略平行、以下同様)に対向させるように配置する。給電軸120(120a、120b)は、放射電極101aへ給電するための給電線として機能しており、一般的な2点給電パッチアンテナへの給電方法と同様である。給電軸120aは、放射電極101aの給電点101cへ、給電軸120bは、放射電極101aの給電点101dへ給電を行う。給電点101c、101dは、給電点101c、101dと放射電極101aの中心部130を結ぶ(通る)線が互いに直交する直線上に配置されており、直線上で所定のインピーダンス(ここでは、例えば50オーム(Ω))となる位置に設けられている。   The printed board 100 and the printed board 101 are arranged so that the surface of the ground electrode 100a and the surface of the radiation electrode 101a face each other in parallel (substantially parallel, the same applies hereinafter) with an air layer interposed therebetween. The feeding shaft 120 (120a, 120b) functions as a feeding line for feeding power to the radiation electrode 101a, and is the same as the feeding method to a general two-point feeding patch antenna. The feeding shaft 120a feeds power to the feeding point 101c of the radiation electrode 101a, and the feeding shaft 120b feeds power to the feeding point 101d of the radiation electrode 101a. The feeding points 101c and 101d are arranged on a straight line in which the lines connecting (passing) the feeding points 101c and 101d and the central portion 130 of the radiation electrode 101a are orthogonal to each other. Ohm (Ω)).

給電点101c、101dに対して90度の位相差をもった給電を行うことにより、放射電極101a面から円偏波の電波が放射される。電気的には給電軸120は放射電極101aにのみ接続されており、接地電極100aには接続されていない。接地電極100aは、図示していない位置でアンテナ装置として基準電圧に低インピーダンスで接続されている。   By supplying power with a phase difference of 90 degrees to the power feeding points 101c and 101d, circularly polarized radio waves are radiated from the surface of the radiation electrode 101a. Electrically, the feeding shaft 120 is connected only to the radiation electrode 101a, and is not connected to the ground electrode 100a. The ground electrode 100a is connected to the reference voltage with a low impedance as an antenna device at a position not shown.

ここで、実施の形態に係る近傍アンテナと比較するためにシミュレーションで使用した従来型の円形パッチアンテナの一例を図2Aから図2Cに示す。図2Aは、円形パッチアンテナの概略斜視図である。図2Bは、図2Aの円形パッチアンテナを矢印240の方向に見た場合の平面図である。図2Cは、図2Aの円形パッチアンテナの側面を矢印250の方向に見た場合の円形パッチアンテナの側面図である。   Here, FIG. 2A to FIG. 2C show an example of the conventional circular patch antenna used in the simulation for comparison with the nearby antenna according to the embodiment. FIG. 2A is a schematic perspective view of a circular patch antenna. FIG. 2B is a plan view of the circular patch antenna of FIG. FIG. 2C is a side view of the circular patch antenna when the side surface of the circular patch antenna of FIG. 2A is viewed in the direction of arrow 250.

円形パッチアンテナの構成は、上述した近傍アンテナと基本的に同じであるが、放射電極201にスリットが無い構成となっている。また、円形の放射電極201aの直径及び給電点の位置は、スリットが無い状態で共振の周波数を920MHzに再調整しているため、上述した近傍アンテナの寸法とは異なるが、それ以外の条件は同一である。なお、シミュレーションでは、有限要素法を利用して電界強度を求めている。   The configuration of the circular patch antenna is basically the same as that of the nearby antenna described above, but the radiation electrode 201 has no slit. Further, the diameter of the circular radiation electrode 201a and the position of the feeding point are readjusted to the resonance frequency of 920 MHz without a slit, and thus differ from the dimensions of the nearby antenna described above. Are the same. In the simulation, the electric field strength is obtained using the finite element method.

図3は、図1Aから図1Cに示す近傍アンテナと図2Aから図2Cに示す円形パッチアンテナの電界強度を比較した図である。この電界強度は、アンテナの放射電極面から垂直方向へ5mm離れた、放射電極面と平行な直線A−A´上の電界強度である。グラフのX軸は直線A−A´上の位置を表し、A地点を0mm、A´地点を400mmで表し、200mmの位置が直線A−A´の中央地点で放射電極の中心部直上となる。グラフの実線は、実施の形態に係る近傍アンテナのシミュレーション結果を示し、グラフの破線は比較用の円形パッチアンテナのシミュレーション結果を示している。   FIG. 3 is a diagram comparing the electric field strength of the nearby antenna shown in FIGS. 1A to 1C and the circular patch antenna shown in FIGS. 2A to 2C. This electric field strength is the electric field strength on a straight line AA ′ parallel to the radiation electrode surface, which is 5 mm away from the radiation electrode surface of the antenna in the vertical direction. The X axis of the graph represents the position on the straight line A-A ′, the point A is 0 mm, the point A ′ is 400 mm, and the position of 200 mm is directly above the center of the radiation electrode at the center point of the straight line A-A ′. . The solid line in the graph indicates the simulation result of the nearby antenna according to the embodiment, and the broken line in the graph indicates the simulation result of the comparative circular patch antenna.

円形パッチアンテナは、放射電極201aの外縁部分の118mmと284mmの付近の電界強度が高く、放射電極201aの中心部の200mm付近で電界強度が著しく低下している。実施の形態に係る近傍アンテナは、放射電極101aの外縁部付近については、円形パッチアンテナと同等の電界強度を維持している。さらに、放射電極101aの中心部130においては電界強度の落ち込みも改善され、電界強度が大きく向上していることが示されている。   The circular patch antenna has a high electric field strength in the vicinity of 118 mm and 284 mm of the outer edge portion of the radiating electrode 201a, and the electric field strength is remarkably reduced in the vicinity of 200 mm in the central portion of the radiating electrode 201a. The near antenna according to the embodiment maintains the same electric field strength as that of the circular patch antenna in the vicinity of the outer edge portion of the radiation electrode 101a. Further, it is shown that the drop in electric field strength is improved at the central portion 130 of the radiation electrode 101a, and the electric field strength is greatly improved.

図4Aは、図1Aから図1Cの近傍アンテナの放射電極101a面から垂直方向へ5mm離れた、放射電極101a面と平行なXY平面上の200mm×200mmの範囲における電界強度の分布のシミュレーション結果を示している。また、図4Bは放射電極101aに垂直なYZ平面の電界強度の分布のシミュレーション結果を示している。   FIG. 4A shows the simulation result of the electric field intensity distribution in the range of 200 mm × 200 mm on the XY plane parallel to the radiating electrode 101a surface, 5 mm away from the radiating electrode 101a surface of the nearby antenna of FIGS. 1A to 1C in the vertical direction. Show. FIG. 4B shows a simulation result of the electric field intensity distribution in the YZ plane perpendicular to the radiation electrode 101a.

図5Aは、図2Aから図2Cの円形パッチアンテナの放射電極201a面から垂直方向へ5mm離れた、放射電極201a面と平行なXY平面上の200mm×200mmの範囲における電界強度の分布のシミュレーション結果を示している。また、図5Bは放射電極201aに垂直なYZ平面の電界強度の分布のシミュレーション結果を示している。   FIG. 5A is a simulation result of electric field intensity distribution in a range of 200 mm × 200 mm on the XY plane parallel to the radiating electrode 201a surface, 5 mm away from the radiating electrode 201a surface of the circular patch antenna of FIGS. 2A to 2C in the vertical direction. Is shown. FIG. 5B shows a simulation result of the electric field intensity distribution in the YZ plane perpendicular to the radiation electrode 201a.

上記シミュレーション結果によれば、放射電極201aの中心領域の電界強度は、おおよそ6.7464E+001以下である(図5A、図5Bを参照)。一方、放射電極101aの中心領域の電界強度は、おおよそ1.2282E+002〜5.4928E+002の範囲である(図4A、図4Bを参照)。スリットを設けることによって、円形パッチアンテナの放射電極201aの中心領域の弱い電界強度の分布が改善されている。すなわち、放射電極の中心に近い位置の電界強度に関し、実施の形態に係る近傍アンテナは比較用の円形パッチアンテナよりも高く、円形パッチアンテナより放射電極の中心付近の電界強度が向上していることがわかる。   According to the simulation result, the electric field strength in the central region of the radiation electrode 201a is approximately 6.7464E + 001 or less (see FIGS. 5A and 5B). On the other hand, the electric field intensity in the central region of the radiation electrode 101a is approximately in the range of 1.2282E + 002 to 5.4928E + 002 (see FIGS. 4A and 4B). By providing the slit, the distribution of the weak electric field strength in the central region of the radiation electrode 201a of the circular patch antenna is improved. That is, regarding the electric field strength near the center of the radiating electrode, the nearby antenna according to the embodiment is higher than the circular patch antenna for comparison, and the electric field strength near the center of the radiating electrode is improved compared to the circular patch antenna. I understand.

図6は、実施の形態に係る近傍アンテナの放射電極600の中心部を中心にして放射状に設けたスリットの効果について確認するための簡易モデルであり、シミュレーションに使用した放射電極600の形状を示す。図示していない接地電極、給電軸等の構成は、図1に示す実施の形態に係る近傍アンテナと基本的に同様であるため、説明を省略する。   FIG. 6 is a simple model for confirming the effect of slits provided radially around the central portion of the radiation electrode 600 of the nearby antenna according to the embodiment, and shows the shape of the radiation electrode 600 used in the simulation. . The configuration of the ground electrode, the feeding shaft, etc., not shown, is basically the same as that of the nearby antenna according to the embodiment shown in FIG.

簡易モデルのスリット601は、長辺の長さ(スリット長)がL(mm)、短手方向の辺(短辺)の長さ(スリット幅)がW(mm)である。スリット601は、放射電極600の中心方向に向かい、長手方向の延長上に放射電極600の中心があるように配置される。さらに、スリット601は、スリット601の長手方向の中点602(L/2)が、放射電極600の中心からR/2の位置になるように配置される。ここで、Rは放射電極600の半径である。また、スリット601は、スリット601の長手方向の延長線が、隣り合うスリットの長手方向の延長線と垂直であり、給電点と放射電極600の中心を結ぶ(通る)直線とスリットの長手方向の延長線が、45度の角度を有するように配置される。   The slit 601 of the simple model has a long side length (slit length) of L (mm) and a short side direction (short side) length (slit width) of W (mm). The slit 601 is arranged so as to face the center of the radiation electrode 600 and have the center of the radiation electrode 600 on the extension in the longitudinal direction. Further, the slit 601 is arranged so that the midpoint 602 (L / 2) in the longitudinal direction of the slit 601 is positioned at R / 2 from the center of the radiation electrode 600. Here, R is the radius of the radiation electrode 600. In addition, the slit 601 has a longitudinal extension of the slit 601 perpendicular to the longitudinal extension of the adjacent slit, and a straight line connecting (passing through) the feeding point and the center of the radiation electrode 600 and the longitudinal direction of the slit. The extension line is arranged to have an angle of 45 degrees.

図7は、図6のスリット601のスリット長Lを、10mm、20mm、30mm、40mm、50mmと変化させた場合におけるスリット601の長辺上の中点602の電界強度のシュミュレーション結果を示す。スリット幅Wは全て5mmとしている。なお、シミュレーションにあたり、放射電極の直径、給電点位置は、所定の周波数(例えば、920MHz)で共振するよう、スリット長L毎に寸法、位置を調整している。図7に示されるように、簡易モデルのスリット601においては、スリット長Lが30mm以下では、スリット長による電界強度への影響は少なく、30mmを超えるあたりからスリット長に従って電界強度が向上していることがわかる。   FIG. 7 shows a simulation result of the electric field intensity at the midpoint 602 on the long side of the slit 601 when the slit length L of the slit 601 in FIG. 6 is changed to 10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm, and 50 mm. All the slit widths W are 5 mm. In the simulation, the diameter and the feeding point position of the radiation electrode are adjusted for each slit length L so as to resonate at a predetermined frequency (for example, 920 MHz). As shown in FIG. 7, in the slit 601 of the simple model, when the slit length L is 30 mm or less, the influence of the slit length on the electric field strength is small, and the electric field strength is improved according to the slit length from around 30 mm. I understand that.

一方、図9は、図6のスリット601のスリット幅Wを、2mm、10mm、20mm、30mmと変化させた場合におけるスリット601の長辺上の中点602の電界強度のシュミュレーション結果を示す。図8は、図6に示す放射電極600のスリット601のスリット幅Wを広くした場合の放射電極の形状の一例を示している。   On the other hand, FIG. 9 shows the simulation result of the electric field intensity at the midpoint 602 on the long side of the slit 601 when the slit width W of the slit 601 in FIG. 6 is changed to 2 mm, 10 mm, 20 mm, and 30 mm. FIG. 8 shows an example of the shape of the radiation electrode when the slit width W of the slit 601 of the radiation electrode 600 shown in FIG. 6 is increased.

スリット長Lは全て30mmとしている。なお、シミュレーションにあたり、放射電極の直径、給電点位置は、所定の周波数(例えば、920MHz)で共振するよう、スリット幅W毎に寸法、位置を調整している。図9のシミュレーション結果によれば、簡易モデルのスリット601において、電界強度はスリット幅Wに大きく依存しないことがわかる。   All slit lengths L are 30 mm. In the simulation, the diameter and the feeding point position of the radiation electrode are adjusted in size and position for each slit width W so as to resonate at a predetermined frequency (for example, 920 MHz). According to the simulation result of FIG. 9, it can be seen that the electric field strength does not greatly depend on the slit width W in the slit 601 of the simple model.

図7、図9に示す結果より、簡易モデルのような放射電極の中心から放射状にスリットを設ける場合、スリット長Lを長く(例えば、スリット長Lは、放射電極の共振周波数の波長λに対してλ/8からλ/4の電気長)、また、スリット幅Wの依存性が少ないことから、放射電極の近傍付近の電界強度を向上させるためには、スリット幅Wを狭くしスリットの本数を増やすことが好ましい。ただし、スリットを追加するにつれ、放射電極上を流れる電流経路が長くなるため、放射電極の大きさが小型化し、またアンテナの帯域も減少し狭帯域化するためアンテナの使用用途に応じて、適切なスリットを配置していくことが好ましい。   From the results shown in FIGS. 7 and 9, when the slit is provided radially from the center of the radiation electrode as in the simple model, the slit length L is increased (for example, the slit length L is equal to the wavelength λ of the resonance frequency of the radiation electrode). Therefore, in order to improve the electric field strength in the vicinity of the radiation electrode, the slit width W is narrowed and the number of slits is reduced. Is preferably increased. However, as the slit is added, the current path that flows on the radiation electrode becomes longer, so the size of the radiation electrode is reduced, and the band of the antenna is reduced to narrow the band. It is preferable to arrange various slits.

ここでは、スリットのいくつかのバリエーション(実施例)について説明する。図10Aから図10Iにスリットの配置、形状の一例を示す。   Here, some variations (examples) of the slit will be described. 10A to 10I show examples of the arrangement and shape of the slits.

1つ目のスリットのバリエーションが図10Aに示されている。このバリエーションは、放射電極1000aの中心部の直上の近傍の電界強度が低いため、放射電極1000aの中心部付近のスリット数を増やすものである。すなわち、矩形スリットの短辺のうち、放射電極1000aの中心部側の短辺を短く(鋭角形状に)し、放射電極1000aの中心部付近のスリット密集度を向上させたものである。なお、放射電極1000aの中心部付近のスリット密集度を向上させるため、放射電極1000aの中心部付近に不図示の複数のスリットを更に設けるなどしてもよい。   A variation of the first slit is shown in FIG. 10A. This variation increases the number of slits near the center of the radiation electrode 1000a because the electric field strength in the vicinity immediately above the center of the radiation electrode 1000a is low. That is, among the short sides of the rectangular slit, the short side on the central portion side of the radiation electrode 1000a is shortened (in an acute angle shape) to improve the density of the slit near the center portion of the radiation electrode 1000a. In order to improve the density of slits near the center of the radiation electrode 1000a, a plurality of slits (not shown) may be further provided near the center of the radiation electrode 1000a.

2つ目のスリットのバリエーションが図10Bに示されている。このバリエーションは、1つ目のバリエーションと同様、放射電極1000bの中心付近のスリット数を増やすためのもので、放射電極1000bの中心部付近のスリット密集度を向上させたものである。なお、矩形スリットの場合、放射電極1000bの中心部から外縁部に向かうに従って、スリット間の間隔が広くなる。そのため、スリット間の間隔を一律とするように、中心部から外縁部に向かうに従って、スリットの短辺又は円弧を段階的に広くしてもよい。また、上記の場合、放射電極1000bの銅箔等の導電性薄板のスリット開口部が大きくなるため、放射電極1000bの金属の比率が低下する。これにより、アンテナに対して近接状態にあるRFIDタグに対する放射電極1000bからの金属影響が軽減されることによりRFIDタグの特性変位量も少なくなり、安定した通信に寄与する。   A variation of the second slit is shown in FIG. 10B. Similar to the first variation, this variation is for increasing the number of slits near the center of the radiation electrode 1000b, and improves the density of slits near the center of the radiation electrode 1000b. In the case of a rectangular slit, the distance between the slits increases as it goes from the center of the radiation electrode 1000b to the outer edge. Therefore, the short sides or arcs of the slits may be increased stepwise from the center toward the outer edge so that the intervals between the slits are uniform. In the above case, since the slit opening of the conductive thin plate such as the copper foil of the radiation electrode 1000b becomes large, the metal ratio of the radiation electrode 1000b decreases. As a result, the influence of the metal from the radiation electrode 1000b on the RFID tag in the proximity to the antenna is reduced, thereby reducing the characteristic displacement of the RFID tag and contributing to stable communication.

3つ目のスリットのバリエーションが図10Cに示されている。このバリエーションは、上記1つ目と2つ目のバリエーションと同様、放射電極1000cの中心部付近のスリット密集度の向上及び放射電極1000cの外縁部のスリット間隔の均一化のために、放射電極1000cの外縁部側のスリット幅を中心部側のスリット幅よりも広くしたものである。   A variation of the third slit is shown in FIG. 10C. This variation is similar to the first and second variations described above, in order to improve the density of the slits near the center of the radiation electrode 1000c and to make the slit spacing at the outer edge of the radiation electrode 1000c uniform, the radiation electrode 1000c. The slit width on the outer edge side is wider than the slit width on the center side.

4つ目のスリットのバリエーションが図10Dに示されている。このバリエーションは、スリットを放射状にし、更にスリットを放射電極1000dの中心部側のスリット群と外縁部側のスリット群の2段に分割したものである。すなわち、放射電極1000dの中心部を中心にしてスリットを同心円状に配置したものである。ここでは、2段に分割されているが、2段に限られるものではなく、複数段階であってもよい。中心部側の放射状のスリット群は、スリット幅を細くしてスリットの密集度をあげ、外縁部側の放射状のスリット群は、中心部側のスリット群よりもスリット幅を広くしている。また、中心部側のスリット群のスリット数の方が、その外側の円に配置された外縁部側のスリット群のスリット数より少なくなるようにしてもよい。スリットを放射状に複数段に分割することで、スリットによる放射電極1000d上を流れる電流経路の阻害が軽減される。そのため、放射電極の必要以上の小径化を回避することが可能であり、また、帯域の狭帯域化についても軽減できる。   A variation of the fourth slit is shown in FIG. 10D. In this variation, the slit is made radial, and the slit is further divided into two stages of a slit group on the center side of the radiation electrode 1000d and a slit group on the outer edge side. That is, the slits are arranged concentrically around the center of the radiation electrode 1000d. Here, although it is divided into two stages, it is not limited to two stages, and may be a plurality of stages. The radial slit group on the center side increases the slit density by narrowing the slit width, and the radial slit group on the outer edge side has a wider slit width than the slit group on the center side. Further, the number of slits in the center side slit group may be smaller than the number of slits in the outer edge side slit group arranged in the outer circle. By dividing the slit radially into a plurality of stages, obstruction of the current path flowing on the radiation electrode 1000d due to the slit is reduced. Therefore, it is possible to avoid a reduction in the diameter of the radiation electrode more than necessary, and it is possible to reduce the band narrowing.

5つ目のスリットのバリエーションが図10Eに示されている。このバリエーションは、給電点と放射電極1000eの中心部とを結ぶ直線に対して線対称にスリットが配置されたものである。互いに90°の角度をもって隣接するスリット同士は、接続しL字形状のスリットとして配置してもよい。   A variation of the fifth slit is shown in FIG. 10E. In this variation, slits are arranged symmetrically with respect to a straight line connecting the feeding point and the central portion of the radiation electrode 1000e. Slits adjacent to each other at an angle of 90 ° may be connected and arranged as an L-shaped slit.

6つ目のスリットのバリエーションが図10Fに示されている。このバリエーションは、放射電極1000fの中心部を通る直線に対して、一定(一率)の角度をもって放射状になるように矩形のスリットが配置されたものである。なお、放射電極1000fの中心部付近にスリットを更に設けるようにしてもよい。また、スリットの角度、スリット幅を調整し、放射電極1000f中心部付近のスリット密集度を上げるように配置してもよい。   A variation of the sixth slit is shown in FIG. 10F. In this variation, rectangular slits are arranged so as to be radial with a constant (one rate) angle with respect to a straight line passing through the central portion of the radiation electrode 1000f. A slit may be further provided near the center of the radiation electrode 1000f. Further, the slit angle and slit width may be adjusted so that the density of the slit near the center of the radiation electrode 1000f is increased.

7つ目のスリットバリエーションが図10Gに示されている。このバリエーションは、図10Dに示されるような、放射状のスリットを同心円上に複数段に分割配置したスリット(分離スリット)に加え、更に分割されないスリットを、例えば分離スリットと分離スリットの間(分離スリットの隣接)などに適宜配置するようにしてもよい。このバリエーションは、同心円状に配置された分離スリットの分断部分を、隣接する分割されない同心円状のスリットで塞ぐように配置されるところに特徴がある。   A seventh slit variation is shown in FIG. 10G. In this variation, as shown in FIG. 10D, in addition to the slits (separation slits) in which the radial slits are concentrically divided into a plurality of stages, the slits that are not further divided are separated between, for example, the separation slits (separation slits). It may be arranged as appropriate in the vicinity). This variation is characterized in that it is arranged so that the divided portions of the separation slits arranged concentrically are closed by adjacent concentric slits that are not divided.

8つ目のスリットバリエーションが図10Hに示されている。このバリエーションは、互いに任意の角度(図10Hでは120°)及び任意の形状(図10Hでは矩形)をもった任意数(図10Hでは3本)のスリットでスリット群を構成し、スリット群として放射状に配置するようにしてもよい。スリット群は、図10Hように互いに接続された形状でも、図10Iのように互いに分離された形状でもよい。 An eighth slit variation is shown in FIG. 10H. In this variation, a slit group is composed of an arbitrary number (three in FIG. 10H) of slits having an arbitrary angle (120 ° in FIG. 10H) and an arbitrary shape (rectangular in FIG. 10H), and radial as the slit group. You may make it arrange | position to. Slit groups have a shape connected to each other as shown in FIG. 10H, may be a shape which are separated from each other as shown in FIG. 10I.

9つ目のスリットバリエーションが図10Iに示されている。このバリエーションは、図10Hで示したスリット群を前述の図10A〜図10Iのようなスリットバリエーションと組み合わせたものである。   A ninth slit variation is shown in FIG. 10I. This variation is a combination of the slit group shown in FIG. 10H and the slit variation as shown in FIGS. 10A to 10I.

以上、スリットバリエーションの一例を示したが、通信するRFIDタグ側のアンテナ形状や、大きさ、必要とされる通信距離等によって最良な形態のスリットを適宜設けることが好ましい。   Although an example of the slit variation has been described above, it is preferable to appropriately provide the best slit according to the antenna shape, size, required communication distance, and the like on the RFID tag side for communication.

上述したような近傍アンテナによれば、RFIDリーダやRFIDリーダライタ装置などの装置にも利用可能であり、RFIDリーダライタ装置などの装置に内蔵もしくは、外部アンテナ装置として接続させることで、近傍アンテナの表面の局所的に低下した電界強度を、近傍アンテナへの送信電力を上げずに改善させることができる。   The proximity antenna as described above can also be used for devices such as an RFID reader and an RFID reader / writer device, and can be built in a device such as an RFID reader / writer device or connected as an external antenna device. The locally reduced electric field strength on the surface can be improved without increasing the transmission power to the nearby antenna.

また、上述した実施の形態は、上述したものに限定されるものではなく、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。   Further, the above-described embodiment is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the embodiment.

100、101 プリント板
100a、100c、101a 金属層
100b、101b 誘電体
101c、101d 給電点
110、601 スリット
120(120a、120b) 給電軸
130 放射電極の中心部
140、150、240、250 矢印
201a、600、1000a〜1000f 放射電極
602 中点
100, 101 Printed board 100a, 100c, 101a Metal layer 100b, 101b Dielectric material 101c, 101d Feed point 110, 601 Slit 120 (120a, 120b) Feed shaft 130 Center part of radiation electrode 140, 150, 240, 250 Arrow 201a, 600, 1000a to 1000f Radiation electrode 602 Midpoint

Claims (19)

接地電極と、前記接地電極と電気的に絶縁された絶縁層を挟んで対向する、所定の無線周波数に対して共振する放射電極とを具備し、前記放射電極における所定のインピーダンスを持つ位置に、前記放射電極へ給電を行うための給電点が配置され、電界強度が前記放射電極の外縁端部近傍において最も強く且つ前記放射電極の中心部に向かうに従って減少するアンテナにおいて、
面状の導電性部材で構成される前記放射電極に、前記放射電極の一部を切り抜いて複数のスリットを配置し、前記複数のスリットは、前記放射電極の中心部及びその近傍における電界強度が大きくなるよう、前記放射電極の中心部の近傍から前記放射電極の外縁端部へ向けて、前記放射電極の中心部の近傍で最も密集するように配置される、ことを特徴とするアンテナ。
A ground electrode and a radiation electrode that resonates with respect to a predetermined radio frequency, facing each other with an insulating layer electrically insulated from the ground electrode interposed therebetween, and at a position having a predetermined impedance in the radiation electrode , In the antenna in which a feeding point for feeding power to the radiation electrode is arranged, and the electric field strength is strongest in the vicinity of the outer edge of the radiation electrode and decreases toward the center of the radiation electrode ,
The radiation electrode consisting of the planar conductive members, cut out the part of the previous SL radiation electrodes is disposed a plurality of slits, the plurality of slits, the electric field strength at the center and its vicinity of the radiation electrode The antenna is arranged so as to be most dense in the vicinity of the central portion of the radiation electrode from the vicinity of the central portion of the radiation electrode toward the outer edge of the radiation electrode so as to increase.
前記スリットの長辺が、前記放射電極の中心部を通る直線と平行となる又は鋭角に交差するよう、前記スリットが配置されることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。   2. The antenna according to claim 1, wherein the slit is arranged so that a long side of the slit is parallel to or intersects an acute angle with a straight line passing through a central portion of the radiation electrode. 記複数のスリットは、前記放射電極の中心部に対して対称に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載のアンテナ。 Before SL plurality of slits, an antenna according to claim 1 or 2, characterized in that it is arranged symmetrically with respect to the center portion of the radiation electrode. 記複数のスリットは、前記給電点と前記放射電極の中心部とを結ぶ直線に対して、線対称に配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のアンテナ。 Before SL plurality of slits, according to with respect to a straight line with the previous SL feeding electric point connecting the center portion of the radiation electrode, any one of claims 1 to 3, characterized in that it is arranged in line symmetry Antenna. 記複数のスリットは、前記放射電極の中心部を中心にして放射状に配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のアンテナ。 An antenna according to prior Symbol plurality of slits, one of claims 1 to 3, characterized in that radially arranged around the central portion of the radiation electrode. 前記放射状に配置されたスリットは、前記放射電極の中心部側のスリットの幅が、前記放射電極の外縁部側のスリットの幅より狭いことを特徴とする請求項5に記載のアンテナ。 6. The antenna according to claim 5, wherein the radially arranged slits have a narrower slit width on the center side of the radiation electrode than a slit width on the outer edge end side of the radiation electrode. 前記放射状に配置されたスリットの幅は、前記放射電極の中心部側から前記外縁部側に向かって段階的に広くなっていくことを特徴とする請求項6に記載のアンテナ。 The antenna according to claim 6, wherein the width of the radially arranged slits gradually increases from the center side of the radiation electrode toward the outer edge end side. 前記放射状に配置されたスリットは、前記放射電極の中心部を中心にして同心円状に配置されることを特徴とする請求項5に記載のアンテナ。   The antenna according to claim 5, wherein the radially arranged slits are arranged concentrically around a central portion of the radiation electrode. 前記同心円状に配置されたスリットは、内側に配置されたスリット幅の方が、外側に配置されたスリット幅より狭いことを特徴とする請求項8に記載のアンテナ。   9. The antenna according to claim 8, wherein the slits arranged concentrically have a narrower inner slit width than an outer slit width. 接地電極と、前記接地電極と電気的に絶縁された絶縁層を挟んで対向する、所定の無線周波数に対して共振する放射電極とを具備し、所定のインピーダンスを持つ位置で前記放射電極へ給電を行うアンテナにおいて、
面状の導電性部材で構成される前記放射電極に、少なくとも前記放射電極の一部を切り抜いて複数のスリットを配置し、
前記複数のスリットは、前記放射電極の中心部を中心にして同心円状に配置され、
前記同心円状に配置されたスリットは、外側に配置されたスリット数の方が、内側に配置されたスリット数より少ないことを特徴とするアンテナ。
A ground electrode and a radiation electrode that resonates with a predetermined radio frequency and is opposed to each other with an insulating layer electrically insulated from the ground electrode interposed therebetween, and feeds the radiation electrode at a position having a predetermined impedance In the antenna that performs
In the radiation electrode composed of a planar conductive member, a plurality of slits are arranged by cutting out at least a part of the radiation electrode,
The plurality of slits are arranged concentrically around the center of the radiation electrode,
Slits arranged in the concentric shape, towards the number of slits arranged in the outer is less than the number of slits arranged in the inside, characterized in that the to luer antenna.
前記同心円状に配置されたスリットは、複数に分離して配置される同心円状の分離スリットと、前記分離スリットに隣接して配置される同心円状のスリットとから構成されることを特徴とする請求項8に記載のアンテナ。   The concentrically arranged slit is composed of a concentric separating slit arranged in a plurality of separated manners, and a concentric slit arranged adjacent to the separating slit. Item 9. The antenna according to Item 8. 前記複数のスリットは、各々が2以上のスリットからなる複数のスリット群を構成し、前記複数のスリット群を構成するスリットは、各スリット群ごとに、互いに任意の角度及び形状をもって配置されることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。 The plurality of slits constitute a plurality of slit groups each composed of two or more slits, and the slits constituting the plurality of slit groups are arranged at an arbitrary angle and shape with respect to each slit group. The antenna according to claim 1. 記複数のスリット群は、前記放射電極の中心部に対して対称に配置されることを特徴とする請求項12に記載のアンテナ。 Before SL plurality of slits group antenna according to claim 12, characterized in that are arranged symmetrically with respect to the center portion of the radiation electrode. 記複数のスリット群は、前記給電点と前記放射電極の中心部とを結ぶ直線に対して、線対称に配置されることを特徴とする請求項12又は13に記載のアンテナ。 Before SL plurality of slits group antenna according to claim 12 or 13 with respect to a straight line with the previous SL feeding electric point connecting the center portion of the radiation electrode, characterized in that it is arranged in line symmetry. 記複数のスリット群は、前記放射電極の中心部を中心にして放射状に配置されることを特徴とする請求項12から14のいずれか1つに記載のアンテナ。 An antenna according to the prior SL plurality of slit groups, any one of claims 12 to 14, characterized in that radially arranged around the central portion of the radiation electrode. 前記スリットの長辺の長さは、前記放射電極の共振周波数の波長λに対してλ/8〜λ/4であることを特徴とする請求項1から15のいずれか1つに記載のアンテナ。 16. The antenna according to claim 1, wherein the length of the long side of the slit is λ / 8 to λ / 4 with respect to the wavelength λ of the resonance frequency of the radiation electrode. . 請求項1から16のいずれか1つに記載のアンテナを具備又は接続可能とするRFIDリーダ装置。   An RFID reader apparatus comprising the antenna according to any one of claims 1 to 16 or capable of being connected thereto. 請求項1から16のいずれか1つに記載のアンテナを具備又は接続可能とするRFIDリーダライタ装置。   An RFID reader / writer device comprising the antenna according to claim 1 or capable of being connected. 請求項1から16のいずれか1つに記載のアンテナを具備し、RFIDリーダ装置又はRFIDリーダライタ装置に接続するアンテナ装置。   An antenna device comprising the antenna according to claim 1 and connected to an RFID reader device or an RFID reader / writer device.
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