CN102082323B - 天线装置和包括该天线装置的*** - Google Patents

天线装置和包括该天线装置的*** Download PDF

Info

Publication number
CN102082323B
CN102082323B CN2010105411365A CN201010541136A CN102082323B CN 102082323 B CN102082323 B CN 102082323B CN 2010105411365 A CN2010105411365 A CN 2010105411365A CN 201010541136 A CN201010541136 A CN 201010541136A CN 102082323 B CN102082323 B CN 102082323B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna assembly
resonant element
resonator
feed line
rfid label
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010105411365A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102082323A (zh
Inventor
甲斐学
二宫照尚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of CN102082323A publication Critical patent/CN102082323A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102082323B publication Critical patent/CN102082323B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q11/00—Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q11/12—Resonant antennas
    • H01Q11/14—Resonant antennas with parts bent, folded, shaped or screened or with phasing impedances, to obtain desired phase relation of radiation from selected sections of the antenna or to obtain desired polarisation effect
    • H01Q11/18—Resonant antennas with parts bent, folded, shaped or screened or with phasing impedances, to obtain desired phase relation of radiation from selected sections of the antenna or to obtain desired polarisation effect in which the selected sections are parallelly spaced
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2216—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in interrogator/reader equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/206—Microstrip transmission line antennas

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本发明涉及天线装置和包括该天线装置的***。该天线装置通过连接到读取识别标签的识别信息的读取装置来与所述识别标签进行通信。该天线装置包括第一馈电单元，其被配置为从所述读取装置接收电力；共振器，其与所述第一馈电单元电磁耦合，该共振器具有包括所述读取装置的工作频率的预定带宽；以及第二馈电单元，其与所述共振器电磁耦合，该第二馈电单元以预定的电阻值终接。

Description

天线装置和包括该天线装置的***
技术领域
本文讨论的实施方式涉及天线装置和包括天线装置的***。
背景技术
按照传统方式，使用识别标签(诸如RFID(射频识别)标签)的***被用来管理各种物品。
RFID标签包括存储识别信息的IC(集成电路)芯片。当RFID标签从读取器/写入器接收RF(射频)频段的读取信号时，利用所接收的信号的电力启动IC芯片。然后，RFID标签向读取器/写入器返回识别信息。通过这种方式，读取器/写入器从RFID标签读取识别信息。
有两类RFID标签。一类RFID标签是具有内置电源的有源型RFID标签。另一类RFID标签是没有电源的无源型RFID标签；利用作为电源的从外部提供的电场或磁场来操作无源型RFID标签。由于无源型RFID标签不包括电源，无源型RFID标签不适于长距离通信。然而，无源型RFID标签在紧凑性和低成本方面具有优势。
各个国家限定了用于无线通信的RFID标签的频率。例如，在UHF(超高频)频段，日本的频率通常是952MHz至954MHz或2.45MHz。此外，美国和欧洲分配的频率通常分别是915MHz和868MHz。
例如，当在贴片天线装置和使用UHF频段中的953MHz频率的无源型RFID标签之间进行通信时，尽管通信距离取决于连接到读取器/写入器的天线装置的类型和RFID标签中使用的IC芯片的最小操作功率，但是，该通信距离约为3m至5m。
贴片天线装置是用于读取器/写入器的与RFID标签进行通信的天线装置的示例。然而，在贴片天线装置的贴片导体中使用昂贵的铜箔，因此，制造成本很高。
有的***利用RFID标签来管理物品，其无需通信距离长达3m至5m。例如，这样的***在近达约10cm或更短的通信范围内管理物品的存在。
例如，有的***通过在天线装置上放置具有RFID标签的物品来管理物品的存在。在这种情况下，天线装置需要适于短距离通信，以便对是否从天线装置中移除了物品进行管理。
以下是对适于短距离通信的天线装置的说明。具体地说，这样的天线装置的一个示例包括位于馈电单元和终接电阻器之间的连续的传输线以及从该传输线分支出来的支线。仅在传输线或支线附近生成电磁场或磁场，从而减短了天线装置的通信距离。
用于短距离通信的天线装置的另一个示例不包括支线，但包括以蜿蜒形状形成的传输线。
用于短距离通信的天线装置不包括昂贵的贴片导体，因此，显著降低了制造成本。
专利文献1：日本专利申请公开第2007-306438号
专利文献2：日本专利申请公开第2008-519571号
在传统的用于短距离通信的天线装置中，通过传输线来连接馈电单元和终接电阻器。因此，传输损耗很大，并且与RFID标签进行通信所需要的功率可能不够。
因此，即使在天线装置直接上方的区域中，也可能出现不能与RFID标签进行通信或者不能读取识别信息的情况。这个问题尤其可能出现在终接电阻器附近的区域中。
此外，当为了增大与RFID标签进行通信的区域而增加天线装置的支线数目时，也需要延长传输线。在这种情况下，传输损耗进一步增加，并且终接电阻器附近的功率可能降低。为此，即使天线装置的支线数目增加，也可能不会增大与RFID标签进行通信的区域。
类似地，在具有蜿蜒形状的传输线的天线装置中，传输损耗增加。因此，在这种情况下，一样地，即使在天线装置的直接上方的区域中也可能不能读取RFID标签的识别信息。为了减少不能用来读取识别信息的天线装置的面积，可以增加蜿蜒形状的弯曲部的数目。然而，通过增加这样的弯曲部的数目，从而增加了传输线的长度。为此，即使增加了蜿蜒形状的弯曲部的数目，也可能不能增加用于与RFID标签进行通信的面积。
发明内容
因此，本发明的一个方面的目的是提供一种天线装置和包括天线装置的***，该天线装置包括用于进行通信的大面积并适于短距离通信。
根据本发明一个方面，一种天线装置通过连接到读取识别标签的识别信息的读取装置来与所述识别标签进行通信；该天线装置包括：第一馈电单元，其被配置为从所述读取装置接收电力；共振器，其与所述第一馈电单元电磁耦合，该共振器具有包括所述读取装置的工作频率的预定带宽；以及第二馈电单元，其与所述共振器电磁耦合，该第二馈电单元根据预定的电阻值终接。
附图说明
图1A至图1C示出了根据本发明第一实施方式的天线装置，其中，图1A是平面图，图1B是沿着图1A的直线A-A’切开的截面图，而图1C是底视图；
图2A和图2B示出了与根据本发明第一实施方式的天线装置进行通信的RFID标签，其中，图2A是平面图，而图2B示出了等效电路；
图3示出了连接到根据本发明第一实施方式的天线装置的读取器/写入器；
图4A和图4B示出了指示在放置在根据本发明第一实施方式的天线装置的共振器上的RFID标签处所生成的功率的频率特性的仿真结果；
图5A示出了连接到根据比较示例的天线装置的读取器/写入器；
图5B示出了指示在放置在图5A所示的天线装置上的RFID标签处所生成的功率的频率特性的仿真结果；
图6A是根据本发明第二实施方式的天线装置的平面图；
图6B示出了连接到读取器/写入器的图6A所示的天线装置；
图7是根据本发明第三实施方式的天线装置的立体图；
图8A和图8B示出了根据本发明第四实施方式的天线装置，其中，图8A是平面图，而图8B是底视图；
图9是根据本发明第五实施方式的天线装置的立体图；
图10示出了根据本发明第六实施方式的包括天线装置的***；
图11是示出了根据第六实施方式的包括天线装置的***中使用的识别ID和物品数据之间的关系的表；
图12是根据本发明第六实施方式的包括天线装置的***所执行的物品管理过程的流程图；以及
图13是放置在根据第六实施方式的包括天线装置的***中的天线装置上的物品的立体图。
具体实施方式
将参照附图来说明根据本发明实施方式的天线装置和包括天线装置的***。
[第一实施方式]
图1A至图1C示出了根据本发明第一实施方式的天线装置。图1A是平面图，图1B是沿着图1A的直线A-A’切开的截面图，而图1C是底视图。根据第一实施方式的天线装置100连接到用来读取RFID标签的识别信息的读取器/写入器，并与附近的RFID标签进行通信。首先，参照图1A至图1C给出天线装置100的说明，然后，参照图2A至图3来说明RFID标签和读取器/写入器。
根据第一实施方式的天线装置100包括印刷电路板10、在印刷电路板10的正面10A上形成的馈电单元11和12、共振器20，以及在印刷电路板10的背面10B上形成的接地面30。
例如，印刷电路板10是具有εr＝4.4的介电常数和tanδ＝0.002的介电正切的FR-4(阻燃剂类型4；玻璃布基础材料环氧树脂基板)。在印刷电路板10的正面10A上，提供铜箔以形成馈电线11和12以及共振器20。此外，在整个背面10B上提供铜箔以形成接地面30(参照图1B和图1C)。例如，印刷电路板10的长度(如图1A所示的垂直方向的长度)为80mm，宽度(如图1A所示的水平方向的宽度)为80mm，并且厚度为1mm。
例如，通过对施加在印刷电路板10的整个正面上的铜箔进行构图来形成馈电线11和12以及共振器20，并利用抗蚀剂来执行蚀刻工艺。
在第一实施方式中，具有相同宽度的微带线被用作馈电线11和12以及共振器20。例如，微带线的厚度是0.03mm，与印刷电路板10的背面10B上形成的接地面30的厚度相同。
例如，在第一实施方式中，馈电线11和12以及共振器20被形成为暴露在印刷电路板10的正面10A上。
馈电线11是具有通过将具有自由端的微带线相对于从顶部观看的纵向方向弯曲成直角而形成的倒L形的第一馈电单元。馈电线11包括端部11A、端部11B、弯曲部11C、直线部11D和直线部11E。直线部11D在端部11A和弯曲部11C之间延伸。直线部11E在弯曲部11C和端部11B之间延伸。在第一实施方式中，用来读取RFID标签的读取器/写入器连接到端部11A，并经由端部11A向馈电线11馈送电力。
馈电线11形成在正面10A上，使得在馈电线11和共振器20的共振元件21之间实现阻抗匹配。具体地说，直线部11E和共振元件21之间的空间、微带线的宽度和厚度以及直线部11E的长度得到适当的调整。因此，在阻抗也匹配的情况下，在馈电线11和共振元件21之间实现了电磁场耦合。
以上构造用来在馈电线11和共振元件21之间实现基本上无反射的状态，使得在从馈电线11向共振元件21供电时电力损耗基本为零。
馈电线12是具有通过将具有自由端的微带线相对于从顶部观看的纵向方向弯曲成直角而形成的L形的第二馈电单元。馈电线12包括端部12A、端部12B、弯曲部12C、直线部12D和直线部12E。直线部12D在端部12A和弯曲部12C之间延伸。直线部12E在弯曲部12C和端部12B之间延伸。在第一实施方式中，终接电阻器40连接到端部12A。
馈电线12形成在正面10A上，使得在馈电线12和共振器20的共振元件25之间实现阻抗匹配。具体地说，直线部12E和共振元件25之间的空间、微带线的宽度和厚度以及直线部12E的长度得到适当的调整。因此，在阻抗也匹配的情况下，在馈电线12和共振元件25之间实现了电磁场耦合。
以上构造用来在馈电线12和共振元件25之间实现基本上无反射的状态，使得在从馈电线12向共振元件25供电时电力损耗基本为零。
终接电阻器40的阻抗与在移除了终接电阻器40的状态下从端部12A观看的馈电线12、共振器20和馈电线11的输入阻抗相匹配。根据本发明第一实施方式的天线装置100的输入阻抗为50Ω，因此，将终接电阻器40的阻抗指定为50Ω。因此，利用预定的电阻值来终接馈电线12的端部12A。
如图1A所示，根据第一实施方式的天线装置100双侧对称，因此，馈电线11和馈电线12可以交换。也就是说，终接电阻器40可以连接到端部11A，而读取器/写入器可以连接到端部12A。
共振器20包括共振元件21、22、23、24和25。共振元件21至25是其中电磁波在预定的频段共振的线路。预定频段的电磁波根据共振元件21至25之间耦合的电磁场经过共振器20。共振元件21至25形状相同。共振元件21至25中的每一个在平面图中具有发夹形状(hairpinshape)，其中具有自由端的微带线在纵向方向在中心点处弯曲。共振元件21至25的长度被指定为大致是共振元件21至25的工作频率中的波长λ的半波长(λ/2)。如上所述，在第一实施方式中，共振元件21至25为发夹形状，因此，天线装置100被紧凑地制成。
工作频率对应于由以下说明的读取器/写入器输出的RF频段的载波。在第一实施方式所述的示例中，工作频率是953MHz。
共振元件21至25形成在印刷电路板10的正面10A上，使得顶面被露出。根据印刷电路板10的厚度、印刷电路板10的介电常数(εr＝4.4)以及空气的介电常数(εr＝1.00058)来确定共振元件21至25的长度。
例如，共振元件21至25中的半波长(λ/2)被指定为大约92.8mm。共振元件21至25的长度可由电磁场仿真器来得出。
共振元件21包括开路端21A、短路端21B和一对直线部21C。类似地，共振元件22至25分别包括开路端22A至25A，短路端22B至25B以及多对直线部22C至25C。
互相等距离地平行设置共振元件21至25，使得多对直线部21C至25C的位置在长度方向对齐。
利用共振元件21作为示例来给出两个直线部之间的空间的说明。具体地说，可以将直线部21C之间的空间设置为形成共振元件21的微带线的宽度的两倍。
如图1A所示，在共振元件21中，多个直线部21C中的一个(在图1A所示的左边的直线部21C)与具有倒L形的馈电线11的直线部11E平行。
共振元件21形成在正面10A上，使得在共振元件21和馈电线11之间实现阻抗匹配。具体地说，直线部11E和如图1A所示的左边的直线部21C之间的空间被适当地调整。因此，在阻抗也匹配的情况下，在共振元件21和馈电线11之间实现了电磁场耦合。
共振元件21至25被定位使得开路端21A至25A以及短路端21B至25B得到交替设置。
共振元件22被形成为使得将开路端22A定位在共振元件21的短路端21B附近，并将短路端22B定位在共振元件21的开路端21A附近。
共振元件23被形成为使得将开路端23A定位在共振元件22的短路端22B附近，并将短路端23B定位在共振元件22的开路端22A附近。
共振元件24被形成为使得将开路端24A定位在共振元件23的短路端23B附近，并将短路端24B定位在共振元件23的开路端23A附近。
共振元件25被形成为使得将开路端25A定位在共振元件24的短路端24B附近，并将短路端25B定位在共振元件24的开路端24A附近。
因此，共振元件25被形成为使得将开路端25A定位在馈电线12的弯曲部12C附近，并将短路端25B定位在馈电线12的端部12B附近。
在共振元件21至25之间，在共振元件21和共振元件22之间实现电磁场耦合，在共振元件22和共振元件23之间实现电磁场耦合，在共振元件23和共振元件24之间实现电磁场耦合，并在共振元件24和共振元件25之间实现电磁场耦合。因此，在共振元件21至25之中的相邻共振元件之间实现电磁场耦合。
如上所述，共振元件21至25的长度被指定为大致是共振元件21至25的工作频率中的波长λ的半波长(λ/2)。因此，当经由馈电线11或馈电线12提供工作频率的电波时，利用工作频率作为中心频率来产生共振。
如上所述，在共振元件21至25的相邻共振元件之间实现电磁场耦合，因此，共振元件21至25具有从中心频率扩展的预定带宽。
根据共振元件21至25的耦合系数来确定带宽，并根据相邻共振元件之间的空间来确定耦合系数。
因此，将相邻共振元件之间的空间设置为使得共振元件21至25具有基于与共振的中心频率相对应的工作频率的预定带宽。
在共振元件25中，多个直线部25C中的一个(在图1A所示的右边的直线部25C)与具有L形的馈电线12的直线部12E平行。因此，在阻抗也匹配的状态下，在共振元件25和馈电线12之间实现电磁场耦合。
如上所述，在根据第一实施方式的天线装置100中，在馈电线11和12以及共振元件21、22、23、24和25之中的相邻元件之间实现电磁场耦合。
共振元件21至25的长度被指定为是用来读取RFID标签的识别信息的工作频率中的波长λ的半波长(λ/2)。此外，将相邻共振元件之间的空间设置为使得共振元件21至25具有基于与共振的中心频率相对应的工作频率的预定带宽。
当经由馈电线11或馈电线12向共振元件21至25提供工作频率(953MHz)的电波时，基于与中心频率相对应的工作频率来产生共振。此外，共振元件21至25具有利用基于与带宽的中心相对应的中心频率的耦合系数来确定的预定带宽。以下参照仿真结果来说明共振元件21至25的带宽。
在馈电线11、共振元件21至25以及馈电线12之中，通过跳过相邻共振元件可以忽略两个非相邻共振元件之间出现的任何电磁场耦合，因此，在本说明中忽略这样的电磁场耦合。
图2A和图2B示出了与根据本发明第一实施方式的天线装置进行通信的RFID标签，其中，图2A是平面图，而图2B示出了等效电路；
如图2A所示，与根据第一实施方式的天线装置100进行通信的RFID标签40包括由树脂制成的薄片51、环形天线部分52、旁路线部分53和IC芯片54。RFID标签50是没有电源的无源型RFID标签，利用从外部提供的电力来操作RFID标签50。
薄片51是在平面图中具有正方形形状的树脂膜，薄片51的宽度为w＝16mm、长度为l＝16mm，而厚度为0.1mm。
环形天线部分52是在薄片51的表面上形成的矩形环。环形天线部分52具有连接到IC芯片54的接线端52A和52B。在接线端52A和52B之间不形成环形天线部分52；通过IC芯片54来连接接线端52A和52B。环形天线部分52具有长度a＝12mm的边A，长度b＝15mm的边B，并且环形天线部分52的宽度为wl＝1mm。
环形天线部分52的上述尺寸是根据根据第一实施方式的天线装置100的共振元件21至25的尺寸所选择的示例；然而，环形天线装置52的尺寸不限于此。
在薄片51的表面上形成旁路线部分53，以旁路环形天线部分52的环路的一部分。通过旁路环形天线部分52的环形的一部分，在高频电流经过环形天线部分52时调整电感组件。利用环形天线部分52中的旁路线部分53的位置来确定电感。在如图2A所示的RFID标签50中，在与环形天线部分52的矩形环的边A平行的位置处将旁路线部分53***环形天线部分52。此外，将旁路线部分53***到与边B的长度“b”内部的长度“c”相对应的位置处。
例如，环形天线部分52和旁路线部分53可由银贴片和铜薄膜制成。在使用银贴片时，使用墨水墨粉和银粒子的混合物，由喷墨方法来印刷环形天线部分52和旁路线部分53。在使用铜薄膜时，通过湿蚀刻在薄片51的表面上形成的铜薄膜来形成环形天线部分52和旁路线部分53。
将IC芯片54设置在薄片51的表面上。例如，IC芯片54包括容量大约为256字节的ROM(只读存储器)。IC芯片54具有两个接线端54A和54B。接线端54A通过焊接连接到环形天线部分52的接线端52A。接线端54B通过焊接连接到环形天线部分52的接线端52B。由于将IC芯片54***在环形天线部分52的接线端52A和52B之间，因而环形天线部分52的矩形环闭合。
如图2B的等效电路所示，环形天线部分52和旁路线部分53包括电阻器R1和电感器L1。IC芯片54包括电阻器R2和电容器C1。如上所述，环形天线部分52的接线端52A和IC芯片54的接线端54A彼此连接。环形天线部分52的接线端52B和IC芯片54的接线端54B彼此连接。
利用环形天线部分52中的旁路线部分53的位置(参照图2A)来确定图2B所示的电感器L1的电感。
利用IC芯片54的类型(主要利用诸如ROM的存储器的容量)来确定图2B所述的电容器C1的静电容量。
因此，图2A所示的长度“c”被指定为使得当经过环形天线部分52的磁场由于天线装置100发射的电波而改变时，在图2所示的左边和右边的电路之间实现阻抗匹配，并在环形天线部分52中实现共振电流。
图3示出了连接到根据本发明第一实施方式的天线装置100的读取器/写入器。
在图3中，根据第一实施方式的天线装置100的馈电线11的端部11A连接到作为读取装置的读取器/写入器(RW)60。RFID标签50被放置在共振元件24的短路端24B上。PC(个人计算机)70连接到读取器/写入器60。
读取器/写入器60是读取装置。读取器/写入器60通过在载波上重叠读取信号来从天线装置100向RFID标签50发送读取信号。该读取信号用来从RFID标签50读取识别信息。然后，读取器/写入器60对从RFID标签50返回的识别信息进行解调。
PC 70是基于由读取器/写入器60读取的识别信息来确定RFID标签50的存在并基于该确定结果来执行预定的处理的处理装置。在本发明的第六实施方式中说明由PC 70执行的处理。
当读取器/写入器60通过在载波上重叠读取信号来从天线装置100发送读取信号时，出现如下情形。也就是说，经过RFID标签50中的环形天线部分52的磁场改变，并且共振电流经过环形天线部分52。因此，向IC芯片54提供了充足的功率，从而启动了IC芯片54。此时，在RFID标签50和共振器20之间实现电磁场耦合。
当经由环形天线部分52向IC芯片54提供了电力时，IC芯片54读取ROM中的识别信息，并经由环形天线部分52向读取器/写入器60发送(返回)识别信息。
由天线装置100来接收从RFID标签50发送的识别信息，并在读取器/写入器60处进行读取。将在读取器/写入器60处读取的识别信息输入到PC 70。因此，通过执行PC 70的预定的程序，可以确定RFID标签50的存在。
图4A和图4B示出了指示在放置在天线装置100的共振器20上的RFID标签50处所生成的功率的频率特性的仿真结果。当图3所示的读取器/写入器60向天线装置100提供10dBm的功率时，这些仿真结果指示在RFID标签50处生成的功率的频率特性。利用电磁场仿真器来得到这些仿真结果。
图4A指示当RFID标签50被放置在开路端21A至25A处时的功率的频率特性。图4B指示当RFID标签50被放置在短路端21B至25B处时的功率的频率特性。
通常，需要向RFID标签提供大约-12.5dBm的功率，以使得RFID标签与天线装置100进行通信，并使得RFID标签正常操作并发送识别信息。因此，使用虚线来指示-12.5dBm的功率，该功率是判定指标。
如图4A所示，从所有开路端21A至25A处获取了大于或等于-12.5dBm的输出，该输出在大约940MHz至大约970MHz的范围之内。
在953MHz的中心频率处，从所有开路端21A至25A处获取大于或等于大约-8dBm的输出。从开路端22A和24A获取大约4dBm的极高的输出。
对于开路端21A至25A，没有发现来自更接近端部12A(终接点)的开路端(例如，24A或25A)的输出低于来自更接近端部11A的开路端的输出。因此，即使在更接近端部12A的开路端处，也能够获得充足的功率来操作RFID标签50的IC芯片54。
此外，如图4B所示，针对所有短路端21B至25B都获取了大于或等于-12.5dBm的输出，该输出在大约920MHz至大约970MHz的范围之内。
在953MHz的中心频率处，针对所有短路端21B至25B获取了大于或等于大约-6dBm的输出。在短路端21B和短路端22B处分别获得大约9dBm和大约7dBm的极高的输出。
来自更接近端部12A(终接点)的短路端23B、24B和25B的输出略微低于来自更接近馈电线11和12(馈电点)的短路端21B和22B的输出。然而，可以从短路端23B、24B和25B获取大于或等于-5dBm的极高的输出，该输出在大约940MHz至大约960MHz之间。因此，即使在更接近端部12A的短路端处，也能够获得充足的功率来操作RFID标签50的IC芯片54。
给出对比较示例的说明。取代本发明第一实施方式中包含的共振器20、馈电线11和馈电线12，根据比较示例的天线元件具有在印刷电路板10的正面10A上形成的按照蜿蜒形状弯曲的微带线。给出对当RFID标签50被放置在这样的根据比较示例的天线元件上时的输出特性的说明。
图5A示出了连接到根据比较示例的天线装置的读取器/写入器60和PC 70。图5B示出了指示在放置在图5A所示的天线装置上的RFID标签50处所生成的功率的频率特性的仿真结果。与图4A和图4B所示的结果类似，图5B所示的仿真结果表示了当从读取器/写入器60向根据比较示例的天线装置提供10dBm的功率时在RFID标签50处所生成的功率的频率特性。可以由电磁场仿真器来得到这些仿真结果。
取代在图1A和图3所示的端部11A和端部12A之间提供共振器20、馈电线11和馈电线12，图5A所示的根据比较示例的天线装置具有连接到端部80A(馈电点)和端部80B(终接点)的具有蜿蜒形状的微带线80。
可以通过使用抗蚀剂的蚀刻工艺对铜箔进行构图来形成具有蜿蜒形状的微带线80。端部80A和端部80B之间的微带线80的长度和蜿蜒角的数目可以是取决于设计的任意值。
如图5A所示，在微带线80的蜿蜒形状之中，将RFID标签50放置在最接近作为馈电点的端部80A的位置上。
如图5B所示，在900MHz至1000MHz之间获得了大于或等于-8dBm的输出。
然而，在微带线80的蜿蜒形状之中，图5B示出了最接近作为馈电点的端部11A的位置处的输出。在作为具有蜿蜒形状的长传输线的微带线80中，预期作为终接点的端部80B附近的功率降低大约7dBm至10dBm。因此，RFID标签50在端部80B附近可能不能正确操作。
此外，在如下条件下执行上述仿真。也就是说，为了读取RFID标签50，读取器/写入器60提供在不需要无线发射机许可的情况下的最大功率量(10dBm)。然而，实际上，可能出现使用比10dBm更少的功率来执行通信的情况。而在这种情况下，RFID标签50在终接点附近可能不能正确操作。
而如图4A和图4B所示，根据本发明第一实施方式的天线装置100能够实现比根据比较示例的天线装置高出大约7dBm至10dBm的输出。
在根据本发明第一实施方式的天线装置100中，共振元件21至25的长度被指定为工作频率中的波长的波长的一半。因此，在各个共振元件21至25中出现共振，电压值在开路端21A至25A处变得最大，并且电流值在短路端21B至25B处变得最大。
因此，相比根据比较示例的天线装置，在根据本发明第一实施方式的天线装置100中，电场在开路端21A至25A处变得更强，并且，磁场在短路端21B至25B处变得更强。这被认为是在根据本发明第一实施方式的天线装置100中实现上述高输出的原因。
如上所述，在开路端21A至25A以及短路端21B至25B处实现高输出。因此，还认为可以在开路端21A至25A以及短路端21B至25B之间实现相对高的电压值和电流值。
如上所述，根据本发明第一实施方式的天线装置100能够向RFID标签50提供充足的功率，以在共振器20上的整个区域A(参照图3)中进行通信。因此，可以在共振器20上的整个区域A中读取识别信息。
当外来物质粘合在RFID标签50或共振器20的表面上时，通信频率可能偏离工作频率(953MHz)。即使在这样的情形下，根据第一实施方式的天线装置100也能够稳定地从RFID标签50读取识别信息，这是因为天线装置100具有大于或等于大约20MHz至30MHz的带宽，包括了高达953MHz的作为共振中心频率的频率。
当将天线装置100投入实际使用时，与根据比较示例的天线装置不同，即使从读取器/写入器提供的功率降低到10dBm以下，相对于-12.5dBm(判定指标)也有足够的富余。因此，即使所提供的功率下降到10dBm以下，根据本发明第一实施方式的天线装置100也能够读取共振器20上的整个区域上的RFID标签50的识别信息。
如上所述，根据本发明第一实施方式的天线装置100能够读取共振器20上的整个区域上的RFID标签50的识别信息，并具有的用来进行通信的面积比传统的天线装置的更大。
在根据本发明第一实施方式的天线装置100中，共振元件21至25被放置为使得开路端21A至25A和短路端21B至25B被交替设置。因此，能够使共振器20上的整个区域中的电场和磁场的分布变得均匀，并且使整个区域中的通信状态变得平衡。
此外，如上所述，可以在共振器20的顶表面上的整个区域中读取RFID标签50。因此，相比在终接点附近以及支线之间难于读取RFID标签的传统天线装置，根据本发明第一实施方式的天线装置100明显更加用户友好。
通过在印刷电路板10的正面10A上形成馈电线11和12以及共振器20并在背面10B上形成接地面30来构成根据本发明第一实施方式的天线装置100。因此，相比传统的贴片天线装置的制造成本，根据本发明第一实施方式的天线装置100的制造成本显著降低。
此外，在上述说明中，RFID标签50被直接放置在天线装置100的共振器20上。然而，即使RFID标签50与共振器20的表面分开大约10cm，根据第一实施方式的天线装置100也能够读取识别信息。
此外，在上述说明中，共振器20中包含的发夹状共振元件21至25被定位为使得开路端21A至25A以及短路端21B至25B被交替设置。然而，共振元件21至25的设置不限于图1A所示。只要在馈电线11和共振元件21之间以及在共振元件25和馈电线12之间实现阻抗匹配，并且可以在共振器20上的整个区域上执行通信，则可以按照任何方式来设置共振元件21至25。例如，共振元件21至25可以被形成为使得在与图1A所示的方向相反的方向或者随机方向上设置开路端21A至25A以及短路端21B至25B。
此外，在上述示例中，共振器20包括五个共振元件21至25。然而，共振元件的数目不限于五个。可以提供共振元件的最优数目，使得能够根据天线装置100的目的来实现适当的带宽，只要至少存在一个共振元件。
此外，在上述示例中，馈电线11和12分别是以倒L形和L形弯曲的微带线。然而，只要分别在与共振元件21和和与共振元件25之间实现阻抗匹配，则馈电线11和12可以是任何形状和尺寸。
此外，馈电线11和12可以是共面的波导而不是微带线。
此外，在上述说明中，终接电阻器40直接连接到馈电线12的端部12A。然而，终接电阻器40可以经由具有50Ω阻抗的同轴电缆连接到端部12A。此外，传统的贴片天线装置可以连接到端部12A。当具有50Ω阻抗的贴片天线装置连接到端部12A时，在馈电线12的端部12A和其它电子装置(贴片天线装置)之间实现阻抗匹配。
此外，在上述说明中，读取器/写入器60的工作频率是953MHz，这是日本指定的UHF频段，并且共振元件21至25具有根据953MHz的波长的尺寸。然而，当在日本之外的国家使用读取器/写入器60时，共振元件21至25可以具有根据它们上市的国家的频率的尺寸。例如，美国指定的UHF频段是915MHz，欧洲(EU)指定的UHF频段是868MHz。因此，在这些国家，共振元件21至25的长度将是对应频率中的波长λ的一半波长。
此外，在上述说明中，读取器/写入器60的工作频率是953MHz，其处于UHF频段。然而，当使用微波频段(例如，2.45GHz)时，将根据微波频段的频率来指定共振元件21至25的尺寸。
此外，在上述说明中，RFID标签50的IC芯片54仅读取识别信息；然而，可以将从读取器/写入器60接收的数据写入IC芯片54中。
此外，在上述说明中，连接到天线装置100的读取装置是读取器/写入器60；然而，连接到天线装置100的读取装置只要具有读取功能即可，该装置可以不具有写入功能。
[第二实施方式]
图6A是根据本发明第二实施方式的天线装置200的平面图，而图6B示出了连接到读取器/写入器60的天线装置200。
在根据第二实施方式的天线装置200中，印刷电路板10的正面10A上形成的共振器220和馈电线211和212的形状与根据第一实施方式的天线装置100的共振器20和馈电线11和12的形状不同。根据第二实施方式的天线装置200的其它元件与根据第一实施方式的天线装置100的其它元件相同，因此，利用相同的参考标记来指代对应的元件，而不再进行说明。以下的说明关于第一实施方式和第二实施方式之间的差异。
如图6A所示，共振器220包括五个线性共振元件221、222、223、224和225。
共振元件221至225具有相同的形状。共振元件221至225中的每一个都是具有自由端的直线微带线。共振元件221至225的长度被指定为大致是共振元件221至225的工作频率中的波长λ的一半波长(λ/2)。
在第二实施方式中，工作频率是953MHz。
在印刷电路板10的正面10A上形成共振元件221至225，使得顶表面露出。根据印刷电路板10的厚度、印刷电路板10的介电常数(εr＝4.4)以及空气的介电常数(εr＝1.00058)来确定共振元件221至225的长度。
例如，共振元件221至225中的半波长(λ/2)被指定为大约92.8mm。共振元件221至225的长度可由电磁场仿真器来得出。
共振元件221至225被彼此平行地、等距离地设置在印刷电路板10的正面10A上，并使得在平面图中相对于矩形正面10A的正面10A的四条边被倾斜设置。
沿着与印刷电路板10的边X平行的同一线性直线l1来设置共振元件221至225的端部221A至225A。此外，沿着与印刷电路板10的边X平行的同一线性直线l2来设置共振元件221至225的其它端部221B至225B。例如，各个共振元件221至225与线性直线l1之间的角度θ是45度。
共振元件221至225被设置为使得位于五个共振元件221至225的中心处的共振元件223的纵向方向中的中心点223C与正面10A的中心一致。在这种情况下，可以相对于中心点223C对称地设置共振元件221至225。
如图6A所示，第二实施方式中的馈电线211和212是具有自由端的直线微带线。
馈电线211具有根据馈电线211和共振元件221之间的空间的最佳长度，使得在其与与馈电线211相邻的共振元件221之间实现阻抗匹配。在图6A的示例中，共振元件221至225具有相同的长度(λ/2)。
类似地，馈电线212具有根据馈电线212和共振元件225之间的空间的最佳长度，使得在其与与馈电线212相邻的共振元件225之间实现阻抗匹配。在图6A的示例中，共振元件221至225具有相同的长度(λ/2)。
馈电线211被设置为与印刷电路板10的正面10A上的共振元件221相邻并与之平行。
馈电线211具有与馈电点相对应的端部211A。端部211A位于印刷电路板10的多个边中的一个边上。馈电线211的长度与共振元件221至225相同，因此，馈电线211的另一端部211B与线性直线l2分隔开。
馈电线211和共振元件221之间的空间被调整以使得在馈电线211和共振元件221之间实现阻抗匹配。
在阻抗也匹配的情况下，在馈电线211和共振元件221之间实现电磁场耦合。
以上构造用来在馈电线211和共振元件221之间实现基本上无反射的状态，使得在从馈电线211向共振元件221供电时电力损耗基本为零。
馈电线211和共振元件221之间的空间以及馈电线211的长度、宽度和厚度被设置为使得在馈电线211和共振元件221之间实现阻抗匹配。本发明不限于与以上具体说明的空间、长度、宽度和厚度相关的值。
馈电线212被设置为与印刷电路板10的正面10A上的共振元件225相邻并与之平行。
馈电线212具有与终接点相对应的端部212A。端部212A位于印刷电路板10的多个边中的一个边上。终接电阻器40连接到端部212A。
馈电线212的长度与共振元件221至225相同，因此，馈电线212的另一端部212B与线性直线l1分隔开。
馈电线212和共振元件225之间的空间被调整以使得在馈电线212和共振元件225之间实现阻抗匹配。
在阻抗也匹配的情况下，在馈电线212和共振元件225之间实现电磁场耦合。
以上构造用来在馈电线212和共振元件225之间实现基本上无反射的状态，使得在从馈电线212向共振元件225供电时电力损耗基本为零。
馈电线212和共振元件225之间的空间以及馈电线212的长度、宽度和厚度被设置以使得在馈电线212和共振元件225之间实现阻抗匹配。本发明不限于与以上具体说明的空间、长度、宽度和厚度相关的值。
终接电阻器40的阻抗与在移除了终接电阻器40的状态下从端部212A观看的馈电线212、共振器220和馈电线211的输入阻抗相匹配。根据本发明第二实施方式的天线装置200的输入阻抗为50Ω，因此，将终接电阻器40的阻抗指定为50Ω。
在共振元件221至225之中，在共振元件221和共振元件222之间实现电磁场耦合，在共振元件222和共振元件223之间实现电磁场耦合，在共振元件223和共振元件224之间实现电磁场耦合，并在共振元件224和共振元件225之间实现电磁场耦合。因此，在共振元件221至225之中，在相邻的共振元件之间实现电磁场耦合。
如上所述，共振元件221至225的长度被指定为共振元件221至225的工作频率的一半波长(λ/2)。因此，当提供工作频率的电波时，利用工作频率作为中心频率来产生共振。
如上所述，在共振元件221至225的相邻共振元件之间实现电磁场耦合，因此，共振元件221至225具有从中心频率扩展的预定带宽。
根据共振元件221至225的耦合系数来确定带宽，并根据相邻共振元件之间的空间来确定耦合系数。
因此，将相邻共振元件之间的空间设置为使得共振元件221至225具有基于与共振的中心频率相对应的工作频率的预定带宽。
在阻抗也匹配的状态下，在共振元件225和馈电线212之间实现电磁场耦合。
如上所述，在根据第二实施方式的天线装置200中，在馈电线211和212以及共振元件221、222、223、224和225之中的相邻元件之间实现了电磁场耦合。
共振元件221至225的长度被指定为是用来读取RFID标签的识别信息的工作频率中的波长λ的半波长(λ/2)。此外，将相邻共振元件之间的空间设置为使得共振元件221至225具有基于与共振的中心频率相对应的工作频率的预定带宽。
当经由馈电线211或馈电线212向共振元件221至225提供工作频率(953MHz)的电波时，基于与中心频率相对应的工作频率来产生共振。此外，共振元件221至225具有由基于与带宽的中心相对应的中心频率的耦合系数所确定的预定带宽。此构造与根据第一实施方式的共振器20中包含的共振元件21至25相同。
在根据第二实施方式的天线装置200中，共振元件221至225的长度被指定为工作频率的波长的一半波长。因此，在各个共振元件221至225中出现共振，电压值在端部221A至225A以及端部221B至225B处变得最大，并且电流值在共振元件221至225的中心部分处变得最大。
因此，电场在端部221A至225A以及端部221B至225B处变得最强，并且磁场在共振元件221至225的中心部分处变得最强。
如上所述，与根据本发明第一实施方式的天线装置100类似，根据本发明第二实施方式的天线装置200能够读取共振器20上的整个区域上的RFID标签50的识别信息，并且包括的用来进行通信的面积比传统的天线装置的更大。
此外，如上所述，在根据第二实施方式的天线装置200中，线性共振元件221至225以及馈电线211和212相对于印刷电路板10的边X倾斜设置，因此，天线装置200的宽度下降。
此外，如图6A所示，相对于中心点223C对称地形成根据第二实施方式的天线装置200，因此，可以交换馈电线211和馈电线212的位置。也就是说，终接电阻器40可以连接到端部211A，而读取器/写入器60可以连接到端部212A。
此外，根据第二实施方式的天线装置200包括五个线性共振元件221至225；然而，共振元件的数目不限于五个。例如，只要至少有一个共振元件，则为了实现针对预期目的所需要的特定带宽，可以提供最优数目的共振元件。
此外，根据第二实施方式的天线装置200包括线性共振元件221至225。然而，除了该线性共振元件之外，天线装置200还可包括在第一实施方式中使用的发夹形的共振元件。在这种情况下，只要能在相邻共振元件之间实现阻抗匹配，则可以选择任何数目个共振元件以及共振元件的任意组合。
[第三实施方式]
图7是根据本发明第三实施方式的天线装置300的立体图。
通过串联三个根据第一实施方式的天线装置100来形成根据第三实施方式的天线装置300。在第三实施方式中，为了相互区分，使用附图标记100A、100B和100C来表示三个天线装置100。然而，天线装置100A、100B和100C与根据第一实施方式的天线装置100相同。天线装置100A、100B和100C中的每一个都包括共振器20。
天线装置100A的端部11A是连接到读取器/写入器的馈电点。天线装置100A的端部12A连接到天线装置100B的端部11A。天线装置100B经由天线装置100A来接收电力。
天线装置100B的端部12A连接到天线装置100C的端部11A。终接电阻器40连接到天线装置100C的端部12A。天线装置100C经由天线装置100A和100B接收电力。
通过阻抗为50Ω的连接器来连接天线装置100A、100B和100C，或者通过焊接来连接天线装置100A、100B和100C，以实现阻抗匹配。
天线装置100A、100B和100C具有相同的阻抗(50Ω)。因此，当串联三个天线装置100A、100B和100C时，实现了阻抗匹配。
如参照图4A和图4B所述，在根据第一实施方式的天线装置100中，无论RFID标签50是被放置在馈电点附近还是在终接点附近，都在共振器20的顶表面上的整个区域中提供足够用来操作RFID标签50的功率。
因此，即使天线装置100A、100B和100C如图7所示串联并且RFID标签50被放置在远离天线装置100A的端部11A的天线装置100C的端部12A附近，也可以在任何共振器20上从RFID标签50读取数据。
因此，可以使用三个天线装置100A、100B和100C的共振器20的顶表面上的整个区域来与RFID标签50进行通信。
因此，通过将根据第三实施方式的天线装置300连接到读取器/写入器，可以在三个天线装置100A、100B和100C的共振器20的顶表面上的整个区域中读取RFID标签50的识别信息。
在第三实施方式中，串联了三个根据第一实施方式的天线装置100；然而，串联的天线装置的数目不限于三个。
[第四实施方式]
图8A和图8B示出了根据本发明第四实施方式的天线装置400；其中，图8A是平面图，而图8B是底视图。
在天线装置400中，并联设置两个根据第一实施方式的天线装置100。由于并联设置了天线装置100，馈电线的形状与根据第一实施方式的天线装置100的形状不同。此外，根据第四实施方式的天线装置400的馈电线和共振元件的宽度与根据第一实施方式的天线装置100的馈电线和共振元件的宽度不同，从而在并联设置天线装置的状态下实现阻抗匹配。
如图8A所示，天线装置400包括印刷电路板410、馈电线411和412以及在印刷电路板410的正面410A上形成的共振器420A和420B。使用具有相同宽度的微带线来形成馈电线411和412以及共振器420A和420B。
例如，印刷电路板410是具有εr＝4.4的介电常数和tanδ＝0.002的介电正切的FR-4(阻燃剂类型4；玻璃布基础材料环氧树脂基板)。印刷电路板410的面积大致是第一实施方式的印刷电路板10的正面10A的面积的两倍。如图8B所示，与第一实施方式的印刷电路板10类似，在印刷电路板410的整个背面上形成接地面430。
如图8A所示，馈电线411是T形的，并且馈电线411包括端部411A、端部411B、直线部411C、端部411D和直线部411E。沿着相同的直线设置端部411B和端部411D，直线部411C和直线部411E被定位在端部411B和端部411D之间。端部411A从直线部411C和直线部411E之间的点延伸，以形成T形的基础部分。
馈电线412具有与馈电线411的形状相同的T形形状，并且馈电线412包括端部412A、端部412B、直线部412C、端部412D和直线部412E。沿着相同的直线设置端部412B和端部412D，直线部412C和直线部412E被定位在端部412B和端部412D之间。端部412A从直线部412C和直线部412E之间的点延伸，以形成T形的基础部分。
馈电线411和412被设置为使得端部411A和端部412A沿着印刷电路板410的中心线l3对齐，T型的头部彼此面对。
共振器420A和420B各自包括共振元件21至25。除了为实现与共振器420A和420B的并联设置的阻抗匹配而使得宽度不同之外，共振器420A和420B中的共振元件21至25的构造基本与第一实施方式的共振元件21至25的构造相同。
相对于印刷电路板410的中心线l3对称地设置共振器420A和420B。更具体地说，相对于中心线l3对称地设置共振器420A中包含的共振元件21至25以及共振器420B中包含的共振元件21至25。
在共振器420A和420B中的每一个中包含的共振元件21至25之中，在共振元件21和共振元件22之间实现电磁场耦合，在共振元件22和共振元件23之间实现电磁场耦合，在共振元件23和共振元件24之间实现电磁场耦合，并在共振元件24和共振元件25之间实现电磁场耦合。因此，在共振元件21至25之中的相邻共振元件之间实现电磁场耦合。
与第一实施方式类似，共振元件21至25的长度是共振元件21至25的工作频率的半波长(λ/2)。因此，当经由馈电线11或馈电线12提供工作频率的电波时，利用工作频率作为中心频率来产生共振。
如上所述，在共振元件21至25之间实现电磁场耦合，因此，共振元件21至25具有从中心频率扩展的预定带宽。
根据共振元件21至25的耦合系数来确定带宽，并根据相邻共振元件之间的空间来确定耦合系数。
因此，将相邻共振元件之间的空间设置为使得共振元件21至25具有基于与共振的中心频率相对应的工作频率的预定带宽。
在正面410A上形成馈电线411的直线部411C，以使得在馈电线411和共振器420A的共振元件21之间实现阻抗匹配。具体地说，可以适当地调整直线部411C和共振器420A的共振元件21之间的空间以及直线部411C的长度、宽度和厚度。
类似地，在正面410A上形成馈电线411的直线部411E，以使得在馈电线411和共振器420B的共振元件21之间实现阻抗匹配。具体地说，可以适当地调整直线部411E和共振器420B的共振元件21之间的空间以及直线部411E的长度、宽度和厚度。
因此，在阻抗也匹配的状态下，在馈电线411和共振器420A的共振元件21之间以及在馈电线411和共振器420B的共振元件21之间实现电磁场耦合。
在正面410A上形成馈电线412的直线部412C，以使得在馈电线412和共振器420A的共振元件25之间实现阻抗匹配。具体地说，可以适当地调整直线部412C和共振器420A的共振元件25之间的空间以及直线部412C的长度、宽度和厚度。
类似地，在正面410A上形成馈电线412的直线部412E，以使得在馈电线412和共振器420B的共振元件25之间实现阻抗匹配。具体地说，可以适当地调整直线部412E和共振器420B的共振元件25之间的空间以及直线部412E的长度、宽度和厚度。
因此，在阻抗也匹配的状态下，在馈电线412和共振器420A的共振元件25之间以及在馈电线412和共振器420B的共振元件25之间实现电磁场耦合。
因此，针对共振器420A和420B并行地实现电磁场耦合。具体地说，在共振器420A与馈电线411和412这两者之间实现电磁场耦合。类似地，在共振器420B与馈电线411和412这两者之间实现电磁场耦合。
将在馈电线411、共振器420A、共振器420B和馈电线412之间实现阻抗匹配，使得从端部411A看来，馈电线411、共振器420A、共振器420B和馈电线412处的输入阻抗大约为50Ω。以上构造用来在馈电线411、共振器420A、共振器420B和馈电线412之间实现基本上无反射的状态，使得在经由共振器420A和420B从馈电线411向馈电线412供电时电力损耗基本为零。
在根据第四实施方式的天线装置400中，在端部411A和端部412A之间以双侧对称的方式设置馈电线411、共振器420A、共振器420B和馈电线412。因此，通过如上所述实现阻抗匹配，从端部412A看来，可以针对馈电线412、共振器420A、共振器420B和馈电线411实现大约为50Ω的输入阻抗。
因此，在阻抗也匹配的状态下，在馈电线411、共振器420A中包含的共振元件21至25、馈电线412以及共振器420B中包含的共振元件21至25之中的相邻元件之间实现电磁场耦合。
通过将根据第四实施方式的天线装置400连接到读取器/写入器，可以以与根据第一实施方式的天线装置100类似的方式来从RFID标签50读取识别信息。
如参照图4A和图4B所述，在根据第一实施方式的天线装置100中，在共振器20的顶表面的整个区域中提供足够用来操作RFID标签50的功率。因此，即使如图8A所示，两个天线装置100并联，共振器420A和420B的顶表面上的整个区域也可以用来与RFID标签50进行通信。
因此，通过将根据第四实施方式的天线装置400连接到读取器/写入器，可以在共振器420A和420B的顶表面上的整个区域中读取RFID标签50的识别信息。
在第四实施方式中，平行设置两个根据第一实施方式的天线装置100；然而，平行设置的天线装置100的数目不限于两个。
[第五实施方式]
图9是根据本发明第五实施方式的天线装置500的立体图。
通过串联三个根据第四实施方式的天线装置400来形成根据第五实施方式的天线装置500。
在第五实施方式中，为了相互区分，使用附图标记400A、400B和400C来表示三个天线装置400。然而，天线装置400A、400B和400C与根据第四实施方式的天线装置400相同。
天线装置400A的端部411A是连接到读取器/写入器的馈电点。天线装置400A的端部412A连接到天线装置400B的端部411A。天线装置400B经由天线装置400A来接收电力。
天线装置400B的端部412A连接到天线装置400C的端部411A。终接电阻器40连接到天线装置400C的端部412A。天线装置400C经由天线装置400A和400B接收电力。
通过阻抗为50Ω的连接器来连接天线装置400A、400B和400C，或者通过焊接来连接天线装置400A、400B和400C，以实现阻抗匹配。
天线装置400A、400B和400C具有相同的阻抗(50Ω)。因此，当串联三个天线装置400A、400B和400C时，实现了阻抗匹配。
如参照图4A和图4B所述，在根据第一实施方式的天线装置100中，无论RFID标签50是被放置在馈电点附近还是终端点附近，都在共振器20的顶表面上的整个区域中提供足够用来操作RFID标签50的功率。这同样应用于平行设置了两个根据第一实施方式的天线装置100的根据第四实施方式的天线装置400。
因此，即使三个根据第四实施方式的天线装置400串联并且RFID标签50被放置在远离天线装置400A的端部411A的天线装置400C的端部412A附近，也可以从在共振器420A和420B上的RFID标签50读取数据。
因此，可以使用三个天线装置400A、400B和400C的共振器420A和420B的顶表面上的整个区域来与RFID标签50进行通信。
因此，通过将根据第五实施方式的天线装置500连接到读取器/写入器，可以以与根据第四实施方式的天线装置400相同的方式来读取RFID标签50的识别信息。
在第五实施方式中，串联了三个根据第四实施方式的天线装置400；然而，串联的天线装置400的数目不限于三个。
[第六实施方式]
图10示出了根据本发明第六实施方式的包括天线装置的***1000。
根据第六实施方式的包括天线装置的***1000用来通过利用根据第一实施方式的天线装置100来管理物品。在第六实施方式中，参照图1A至图1C来说明根据第一实施方式的天线装置100。
根据第六实施方式的***1000包括天线装置100、读取器/写入器60、PC 70和贴片天线装置90。贴片天线装置90被加入以作为用来增加***1000的使用应用的元件的示例；然而，这样的昂贵的贴片天线装置90可以不包含在***1000中。
将天线装置100和读取器/写入器60安装在机柜600内的柜架600A上。机柜600由金属制成，以屏蔽从贴片天线装置90发射的电波。
经由同轴电缆91将具有贴片导体的贴片天线装置90连接到天线装置100的端部12A。也就是说，将天线装置100和贴片天线装置90串联到读取器/写入器60。同轴电缆91的阻抗是50Ω。将贴片天线装置90的阻抗设置为50Ω，从而在贴片天线装置90和同轴电缆91之间实现阻抗匹配。因此，通过读取RFID标签50所得到的信号在基本上无反射的状态中叠加在载波上，并经由天线装置100和同轴电缆91输入到贴片天线装置90。
例如，贴片天线装置90的通信距离大约为3m，并设置在位于机柜600附近的工作台601的工作面601A上。用于进行通信的贴片天线装置90的区域至少包括整个工作面601A。
工作面601A可以是面积为两平方米的正方形。
包括天线装置的根据第六实施方式的***1000管理物品610(610A至610E)。RFID标签50A至50E分别附接到物品610A至610E。因此，读取器/写入器60可以读取天线装置100和贴片天线装置90的通信区域中的物品610A至610E的RFID标签50A至50E的识别信息。
具有RFID标签50的物品610(610A至610E)通常存储在机柜600内的天线装置100上。
然而，图10示出了四个物品610A、610B、610C和610D直接放置在天线装置100上并且物品610E放置在工作台601的工作面601A上的状态。工作面601A是贴片天线装置90从RFID标签50读取识别信息的通信区域。
因此，在图10所示的状态中，读取器/写入器60可以经由天线装置100来从分别附接到物品610A、610B、610C和610D的RFID标签50A、50B、50C和50D读取识别信息。此外，读取器/写入器60可以经由贴片天线装置90读取附接到物品610E的RFID标签50E的识别信息。
因此，可以识别物品610A至610E是在机柜600内部还是在工作面601A上。
随着PC 70执行如下处理来操作读取器/写入器60，包括天线装置100的根据第六实施方式的***1000管理物品610(610A至610E)。
因此，PC 70包括作为用于管理物品的处理单元的物品管理单元70A。物品管理单元70A被实现为PC 70的CPU(中央处理单元)的功能，并执行程序以进行与管理物品相关的处理。
PC 70包括由物品管理单元70A执行的程序以及用来存储用于执行该程序的数据的HDD(硬盘驱动器)70B。
此外，监控器70C连接到PC 70。
在不能经由天线装置100或贴片天线装置90来读取物品610A至610E中的任一物品的识别信息时，物品管理单元70A判定物品610A至610E之中的物品丢失。以下参照图12来说明进行此判定的过程。
接着，在说明由PC 70执行的处理之前，参照图11，给出RFID标签50A至50E的识别信息(识别ID)与表示物品610A至610E的类型的物品数据之间的关系的说明。
图11是示出了根据第六实施方式的包括天线装置的***1000中使用的识别ID和物品数据之间的关系的表。
识别ID是表示RFID标签50A至50E中的各RFID标签中包含的识别信息的标识符。将不同的标识符分配给RFID标签50A至50E作为识别ID。
物品数据表示物品610A至610E中的各物品的物品名称。
将表示物品610A至610E的物品数据项与附接到物品610A至610E的RFID标签50A至50E的识别ID项相关联，并按照图11所示的表将表示物品610A至610E的物品数据项存储在HDD 70B中。
图12是根据本发明第六实施方式的包括天线装置的***1000所执行的物品管理过程的流程图。在向读取器/写入器60、PC 70以及贴片天线装置90提供电力时，由物品管理单元70A执行此处理。
一次性地将由天线装置100或贴片天线装置90读取的RFID标签50A至50E的所有识别信息项输入到读取器/写入器60中。因此，针对所有物品610A至610E同时执行图12所示的处理。
物品管理单元70A在开始向读取器/写入器60、PC 70以及贴片天线装置90供电时开始此处理(开始)。
物品管理单元70A判定天线装置100或贴片天线装置90是否已经读取了附加到相应物品610A至610E的RFID标签50A至50E的识别信息项(步骤S1)。
例如，当在步骤S1中物品管理单元70A判定天线装置100或贴片天线装置90没有读取RFID标签50A的识别信息时，物品管理单元70A判定具有对应RFID标签的物品(该物品的识别信息没有被读取)丢失(步骤S2)。例如，当天线装置100或贴片天线装置90没有读取物品610A的RFID标签50A的识别信息时，认为机柜600内或工作面601A上不存在物品610A。
接着，物品管理单元70A从HDD 70B读取与表示已丢失物品的识别信息的识别数据项相关联的物品数据项，并在监控器70C上显示已丢失物品的名称和识别信息(步骤S3)。这是为了利用监控器70C来报告物品610A已丢失。
当物品管理单元70A完成步骤S3时，物品管理单元70A结束此处理(结束)。
当物品管理单元70A在步骤S1中判定已经读取了附接到物品610A至610E的RFID标签50A至50E的识别信息项时，物品管理单元70A重复步骤S1的判定过程。重复执行此判定过程，以便管理物品并检测是否有任何丢失的物品。
第六实施方式使用能够在共振器20的顶表面上的整个区域中读取RFID标签的天线装置100。因此，第六实施方式提供了用于管理物品的***1000，无论具有RFID标签的物品被放置在哪里，该***1000都能够准确地判定是否存在物品。
利用该***1000，可以在共振器20的顶表面上的整个区域中读取RFID标签，因此，相比于在终接点附近难于读取RFID标签的传统的天线装置，这样更加用户友好。
此外，***1000使用具有较大通信面积的低成本天线装置100，因此，以较低成本提供了能够准确地判定是否存在物品的***。
图10所示的***1000可以用于各种目的，诸如管理禁止移除的物品(例如，有毒物质或危险药品)。
根据第六实施方式的***1000使用根据第一实施方式的天线装置100；然而，可以使用根据本发明的第二实施方式至第五实施方式的天线装置中的任何一种天线装置。
图13是放置在根据第六实施方式的包括天线装置的***1000中的天线装置上的物品的立体图。图13示出了放置在根据本发明第三实施方式的天线装置300上的多个物品610。图13所示的物品610具有附加在底面上的RFID标签50。
即使多个物品610被放置在天线装置300上，天线装置100A至100C也能够读取天线装置100A至100C的整个区域中的RFID标签。
在传统的天线装置中，尤其在终端点附近，很难读取RFID标签，因此，将多个天线装置连接在一起是不实际的。然而，通过使用图13所示的天线装置300，即使在天线装置300上的远离读取器/写入器60的位置处，也可以读取RFID标签。
根据本发明一种实施方式，提供了一种天线装置和一种包括天线装置的***，该天线包括用来进行通信的大面积，并且适于进行短距离通信。
本文陈述的所有示例和条件性语言都是为了教学目的，以帮助读者理解本发明以及由发明人贡献的概念，从而促进本领域的发展，并且，本发明不应被解释为限于这样具体陈述的示例和条件，本说明中的这些示例的组织也不涉及本发明的优次的展示。尽管已经详细说明了本发明的实施方式，但是，应当理解，无需脱离本发明的精神和范围，可以得到各种变化、替换和变型。

Claims (9)

1.一种天线装置，所述天线装置通过连接到读取识别标签的识别信息的读取装置来与所述识别标签进行通信，所述天线装置包括：
第一馈电单元，所述第一馈电单元被配置为从所述读取装置接收电力；
共振器，所述共振器与所述第一馈电单元电磁耦合，所述共振器具有包括所述读取装置的工作频率的预定带宽；以及
第二馈电单元，所述第二馈电单元与所述共振器电磁耦合，所述第二馈电单元根据预定的电阻值终接。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
所述共振器包括多个共振元件，各所述共振元件具有包括所述读取装置的所述工作频率的所述预定带宽。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其中，
所述多个共振元件是直线形状并且彼此平行地设置。
4.根据权利要求3所述的天线装置，所述天线装置还包括：
基板，在所述基板上形成所述第一馈电单元、所述共振器和所述第二馈电单元，其中，
直线形状的所述多个共振元件在平面图中相对于所述基板的边被倾斜设置。
5.根据权利要求2所述的天线装置，其中，
所述多个共振元件是发夹形状，并包括两个直线部分以及连接到所述两个直线部分的弯曲部分。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其中，
发夹形状的所述多个共振元件包括第一端和第二端，并且，
发夹形状的所述多个共振元件被定位为使得所述多个共振元件中的相邻共振元件的所述第一端和所述第二端被交替设置。
7.根据权利要求5所述的天线装置，其中，
发夹形状的所述多个共振元件被定位为使得所述多个共振元件中的相邻共振元件的所述两个直线部分的位置在纵向方向上对齐。
8.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
提供了多个所述共振器，并且，
所述多个共振器并联地电磁耦合到所述第一馈电单元和所述第二馈电单元。
9.一种***，所述***包括：
读取装置；以及
根据权利要求1所述的天线装置。
CN2010105411365A 2009-11-27 2010-11-08 天线装置和包括该天线装置的*** Expired - Fee Related CN102082323B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-269850 2009-11-27
JP2009269850A JP2011114633A (ja) 2009-11-27 2009-11-27 アンテナ装置、及びアンテナ装置を含むシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102082323A CN102082323A (zh) 2011-06-01
CN102082323B true CN102082323B (zh) 2013-07-17

Family

ID=43805681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105411365A Expired - Fee Related CN102082323B (zh) 2009-11-27 2010-11-08 天线装置和包括该天线装置的***

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110128125A1 (zh)
EP (1) EP2333902A1 (zh)
JP (1) JP2011114633A (zh)
KR (1) KR101142577B1 (zh)
CN (1) CN102082323B (zh)
TW (1) TW201138207A (zh)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8485430B2 (en) 2011-12-06 2013-07-16 Honeywell International, Inc. Hand held bar code readers or mobile computers with cloud computing services
US9041518B2 (en) 2012-01-26 2015-05-26 Hand Held Products, Inc. Portable RFID reading terminal with visual indication of scan trace
US9013275B2 (en) 2012-04-20 2015-04-21 Hand Held Products, Inc. Portable encoded information reading terminal configured to adjust transmit power level
US9443119B2 (en) 2012-04-20 2016-09-13 Hand Held Products, Inc. Portable encoded information reading terminal configured to locate groups of RFID tags
US9536219B2 (en) 2012-04-20 2017-01-03 Hand Held Products, Inc. System and method for calibration and mapping of real-time location data
US8727225B2 (en) 2012-04-20 2014-05-20 Honeywell International Inc. System and method for calibration and mapping of real-time location data
US8881982B2 (en) 2012-04-20 2014-11-11 Honeywell Scanning & Mobility Portable encoded information reading terminal configured to acquire images
US9558386B2 (en) 2012-05-15 2017-01-31 Honeywell International, Inc. Encoded information reading terminal configured to pre-process images
US9064254B2 (en) 2012-05-17 2015-06-23 Honeywell International Inc. Cloud-based system for reading of decodable indicia
US9331378B2 (en) * 2012-05-29 2016-05-03 Nxp B.V. Active load modulation antenna
JP5928188B2 (ja) * 2012-06-22 2016-06-01 富士通株式会社 アンテナおよびｒｆｉｄタグ
US9092683B2 (en) 2012-07-10 2015-07-28 Honeywell International Inc. Cloud-based system for processing of decodable indicia
US9721130B2 (en) 2012-09-14 2017-08-01 Nec Corporation Article management system
JP6044251B2 (ja) * 2012-10-11 2016-12-14 富士通株式会社 Ｒｆｉｄタグ、ｒｆｉｄタグ付き容器、及びｒｆｉｄタグ用のアンテナ装置
EP3001355A4 (en) * 2013-05-20 2016-12-14 Nec Corp PRODUCT MANAGEMENT SYSTEM, PRODUCT MANAGEMENT METHOD, AND COMPUTER-READABLE NON-TEMPORARY MEDIUM WITH PRODUCT MANAGEMENT PROGRAM STORED IN HIS BREAST
US9798908B2 (en) 2013-07-10 2017-10-24 Nec Corporation Object detection system, object detection method, and non-transitory computer-readable medium storing object detection program
US9594939B2 (en) 2013-09-09 2017-03-14 Hand Held Products, Inc. Initial point establishment using an image of a portion of an object
JP6361663B2 (ja) 2013-11-11 2018-07-25 日本電気株式会社 物品管理システム
KR102184679B1 (ko) 2013-12-20 2020-11-30 삼성전자주식회사 근거리무선통신 안테나 매칭 네트워크 시스템 및 그것을 포함한 유저 장치
US9941573B2 (en) 2014-03-07 2018-04-10 Nec Corporation Article management system
WO2015163296A1 (ja) * 2014-04-24 2015-10-29 株式会社村田製作所 受電アンテナ
JP6284190B2 (ja) * 2014-04-25 2018-02-28 株式会社セルクロス パッシブ型伝送線路切替器とそれを備えるｒｆｉｄ読取書込装置
EP3040904B1 (en) 2014-12-31 2021-04-21 Hand Held Products, Inc. Portable rfid reading terminal with visual indication of scan trace
WO2016122415A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Agency for Science,Technology and Research Antenna structure for a radio frequency identification (rfid) reader, method of manufacturing thereof, rfid reader and rfid system
JP6699660B2 (ja) 2015-04-27 2020-05-27 日本電気株式会社 Ｕｈｆ帯ｒｆｉｄシステムおよびｕｈｆ帯ｒｆｉｄタグ検出方法
US10019608B2 (en) 2015-12-09 2018-07-10 Nxp B.V. Method and device for phase calibration with active load modulation
US9935689B2 (en) 2016-08-01 2018-04-03 Nxp B.V. Method and system to measure the phase offset based on the frequency response in a NFC system
US10756881B2 (en) 2016-08-01 2020-08-25 Nxp B.V. Method and system for operating a communications device that communicates via inductive coupling
US10567092B2 (en) * 2017-09-01 2020-02-18 Nxp B.V. System to calibrate phase using system information
JP7391578B2 (ja) * 2019-09-06 2023-12-05 東芝テック株式会社 アンテナ及びｒｆｉｄタグ発行装置
TWI762894B (zh) * 2019-11-05 2022-05-01 友達光電股份有限公司 電路裝置
CN111030617B (zh) * 2019-12-31 2024-02-23 京信网络***股份有限公司 一种功率放大器
CN112490653B (zh) * 2020-11-19 2023-06-06 榆林学院 一种双频谐振高隔离度二单元微带mimo天线
JP2022108977A (ja) * 2021-01-14 2022-07-27 日本航空電子工業株式会社 アンテナ部材及び組立体

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101107750A (zh) * 2005-01-24 2008-01-16 富士通株式会社 天线及安装有该天线的射频识别标签
CN101331649A (zh) * 2005-12-16 2008-12-24 株式会社Emw天线 具有单一馈电点的圆极化的单层双频天线

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3446415A1 (de) * 1984-12-20 1986-06-26 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Elektrisches zuend- oder anzuendelement
FR2613557A1 (fr) * 1987-03-31 1988-10-07 Thomson Csf Filtre comportant des elements a constantes reparties associant deux types de couplage
US6778042B2 (en) * 2000-10-30 2004-08-17 Kabushiki Kaisha Toshiba High-frequency device
US6483404B1 (en) * 2001-08-20 2002-11-19 Xytrans, Inc. Millimeter wave filter for surface mount applications
EP1624314A1 (de) * 2004-08-05 2006-02-08 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Helmförmige TEM-Antenne für Magnetresonanzmessungen
JP2008519571A (ja) * 2004-11-02 2008-06-05 センサーマティック・エレクトロニクス・コーポレーション 蛇行線状ｒｆｉｄ近距離場マイクロストリップアンテナ
EP1919030B1 (en) * 2005-07-25 2015-06-10 Anritsu Corporation Dielectric leakage wave antenna
JP4791883B2 (ja) * 2006-05-12 2011-10-12 株式会社東芝 アンテナ装置及び物品管理システム
JP4657348B2 (ja) * 2007-02-26 2011-03-23 株式会社日立国際電気 リーダライタ装置
EP3002820B1 (en) * 2007-08-02 2020-06-03 University of Pittsburgh - Of the Commonwealth System of Higher Education Wireless systems having multiple electronic devices and employing simplified fabrication and matching, and associated methods
KR100903874B1 (ko) * 2007-10-10 2009-06-24 한국전자통신연구원 전파 식별 태그 안테나
US7876227B2 (en) * 2008-05-29 2011-01-25 Symbol Technologies, Inc. Polarization insensitive antenna for handheld radio frequency identification readers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101107750A (zh) * 2005-01-24 2008-01-16 富士通株式会社 天线及安装有该天线的射频识别标签
CN101331649A (zh) * 2005-12-16 2008-12-24 株式会社Emw天线 具有单一馈电点的圆极化的单层双频天线

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110059527A (ko) 2011-06-02
JP2011114633A (ja) 2011-06-09
EP2333902A1 (en) 2011-06-15
CN102082323A (zh) 2011-06-01
US20110128125A1 (en) 2011-06-02
KR101142577B1 (ko) 2012-05-14
TW201138207A (en) 2011-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102082323B (zh) 天线装置和包括该天线装置的***
CN101236612B (zh) 射频识别标签
CN101743666B (zh) 无线标签以及无线标签的制造方法
EP2251934B1 (en) Wireless ic device and wireless communication system
US20100026439A1 (en) Antenna For Near Field And Far Field Radio Frequency Identification
US20130200163A1 (en) Wireless ic device component and wireless ic device
US20070069037A1 (en) Antenna unit and noncontact IC tag
CN101359767B (zh) 一种电子标签读写器天线及一种rfid***
CN205029009U (zh) 一种宽带双圆极化无线射频识别天线
US8816909B2 (en) Small broadband loop antenna for near field applications
CN102122369B (zh) 射频识别标签
CN106663874B (zh) 用于无线通信的装置和方法
CN204497366U (zh) 无线射频识别rfid标签天线
Toccafondi et al. Compact load-bars meander line antenna for UHF RFID transponder
CN108923111B (zh) 一种应用于液体环境的uhf rfid近场阅读器天线
CN207009648U (zh) 一种近场天线
CN203025754U (zh) 一种具有射频识别功能的手机卡
CN201985239U (zh) 射频识别阅读器天线
CN107069202B (zh) 一种近场天线
KR100907319B1 (ko) 무선 주파수 인식 ｒｆｉｄ 태그용 안테나
CN212162074U (zh) 基于多单元耦合的大范围磁场均匀rfid近场天线
CN104485509A (zh) 一种面向超市和仓储rfid***的空分天线
CN118117290A (zh) 一种rfid近场阅读器天线以及rfid打印机
CN102467675B (zh) 一种射频标签及其谐振电路结构
CN102799926B (zh) 一种sd卡及其射频识别***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130717

Termination date: 20131108