JP2003249820A

JP2003249820A - 無線通信装置

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Publication number: JP2003249820A
Application number: JP2002046894A
Authority: JP
Inventors: Tomozo Ota; 智三太田; Hiroyuki Takebe; 裕幸武部; Hiroshi Nakano; 洋中野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】到来する信号を効率よく受信し、両面および
側面から通信することが可能で、右旋円偏波信号および
左旋円偏波信号の両方に対応することが可能な無線通信
装置を提供する。【解決手段】第１の共振周波数Ｆ１の第１のダイポー
ルアンテナ２１と、第１のダイポールアンテナ２１に直
交する第２の共振周波数Ｆ２の第２のダイポールアンテ
ナ２２とを有する円偏波アンテナと、タグＩＣ２５とを
誘電体基板２３上に設け、円偏波アンテナで信号を受信
し、円偏波アンテナと電気的に接続されるタグＩＣ２５
で受信した信号を変調し、変調した信号を円偏波アンテ
ナから送信することができる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円偏波または直線
偏波信号を送受信する無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信装置を利用する例として、ＲＦ
ＩＤ（Radio FrequencyIDentification）システムを取
り上げて説明する。ＲＦＩＤシステムは、読み出し・書
き込み機能を有する質問器と、応答器とから構成され
る。応答器は、無線タグと呼ばれる。従来、特にマイク
ロ波を利用する通信においては、無線タグとして、バッ
テリを内蔵したタグがよく利用されてきた。最近では、
半導体の進展によって、質問器からの送信電波を検波し
てそれを駆動電力にするバッテリレスタグが登場し、多
くの分野で様々な活用が検討されている。ＲＦＩＤシス
テムは、構成が簡単であるため、生産ラインまたは倉庫
での物品管理、品物を自動選別するピッキングシステ
ム、郵便配達、および宅配など、ＦＡ（FactoryAutomat
ion）、流通および物流分野などの幅広い分野における
応用が検討されている。

【０００３】図１１は、ＲＦＩＤシステムの基本構成を
示す図である。ＲＦＩＤシステムは、質問器６１と、無
線タグ６２とから構成される。質問器６１からの信号
は、質問器６１のアンテナから電波として送信される。
質問器６１のアンテナから送信された信号は、無線タグ
６２のアンテナで受信される。無線タグ６２のアンテナ
で受信された信号は、無線タグ６２のタグＩＣ（Integr
ated Circuit）で変調される。無線タグ６２のタグＩＣ
で変調された信号は、無線タグ６２のアンテナから電波
として送信される。無線タグ６２のアンテナから送信さ
れた信号は、質問器６１のアンテナで受信される。質問
器６１のアンテナで受信された信号は、質問器６１にお
いて復調される。このようにして、無線タグ６２からタ
グ情報が取り出される。

【０００４】図１２は、従来の技術のダイポールアンテ
ナ６６を備える無線通信装置６５の平面図である。この
従来の技術の無線通信装置６５は、上述のＲＦＩＤシス
テムにおいて用いられる無線タグであって、信号を電波
として送受信するダイポールアンテナ６６と、タグ処理
機能をもつタグＩＣ６７とを有する。この従来の技術の
無線通信装置６５は、到来する信号のうち、ダイポール
アンテナ６６と平行な電界成分のみを、ダイポールアン
テナ６６で受信する。したがって、この従来の技術の無
線通信装置６５は、到来する信号の電界方向がダイポー
ルアンテナ６６の方向と平行になるように設定された場
合、到来する信号を最も効率よくダイポールアンテナ６
６で受信することができるが、到来する信号の電界方向
がダイポールアンテナ６６の方向とずれるにしたがい、
受信効率が低下し、到来する信号の電界方向がダイポー
ルアンテナ６６の方向と直交する場合、到来する信号を
ダイポールアンテナ６６で受信することはできない。

【０００５】ＲＦＩＤシステムにおいて、個々の移動体
にそれぞれ無線タグを装着する場合、全ての無線タグの
アンテナを所定方向に向け設定することは極めて効率性
が低い。したがって、ＲＦＩＤシステムにおいては、電
界方向が回転する円偏波を用いるのが望ましいとされて
いる。円偏波信号の送受信を行う円偏波アンテナとして
は、特開昭６０−２１７７０３号公報に、十字に直交し
た放射素子で構成された円偏波アンテナが示されてい
る。

【０００６】また他のアンテナ技術としては、誘電体基
板の一方の表面側に放射面を、他方の表面側に接地面を
有する平面アンテナがある。

【０００７】図１３は、誘電体基板の一方の表面側に放
射面６８を、他方の表面側に接地面６９を有する平面ア
ンテナを用いた無線通信装置７０を示す図であり、図１
３（ａ）は無線通信装置７０の平面図であり、図１３
（ｂ）は無線通信装置７０の切断面線Ｉ−Ｉから見た断
面図である。この無線通信装置７０は、円偏波信号に対
応することができ、放射面６８側に電波を放射する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１２に示される従来
の技術では、到来する信号のうち、ダイポールアンテナ
６６の方向と平行な電界成分しか受信することができな
いので、到来する信号を効率よく受信することができな
い。

【０００９】図１３に示される無線通信装置７０では、
誘電体基板の他方の表面側に接地面６９があるために、
他方の表面側および側方から通信することができない。
また、この無線通信装置７０では、円偏波回転方向を容
易に変更することができず、右旋円偏波信号および左旋
円偏波信号の両方に対応することができない。

【００１０】本発明の目的は、到来する信号を効率よく
受信し、両面および側面から通信することが可能で、右
旋円偏波信号および左旋円偏波信号の両方に対応するこ
とが可能な無線通信装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも誘
電体基板と、前記誘電体基板上に搭載される円偏波アン
テナと、前記円偏波アンテナに電気的に接続される処理
回路とを備え、前記誘電体基板の面と対向した方向から
円偏波または直線偏波信号、および前記誘電体基板の側
方から円偏波または直線偏波信号を受信可能で、円偏波
または直線偏波信号を受信すると、前記誘電体基板の両
面と対向した方向へ互いに逆回転の円偏波信号を送信す
ると同時に、前記誘電体基板の側方へ直線偏波信号を送
信することを特徴とする無線通信装置である。

【００１２】本発明に従えば、無線通信装置は、円偏波
アンテナによって、誘電体基板の面と対向した方向か
ら、円偏波または直線偏波信号を受信する。到来する信
号が円偏波信号である場合、本発明の無線通信装置は、
その信号を円偏波信号として受信する。円偏波信号のう
ち一方向の電界成分しか受信することができないと、信
号の損失が発生するが、本発明の無線通信装置は、円偏
波信号を円偏波信号として受信するので、信号の損失が
発生しない。したがって、無線通信装置の受信効率は高
くなる。また、到来した信号が直線偏波信号である場
合、無線通信装置は、その信号の電界方向にかかわら
ず、その信号を受信することができる。したがって、無
線通信装置の方向を厳密に設定する必要がない。

【００１３】また無線通信装置は、円偏波アンテナによ
って、誘電体基板の面と対向した方向からだけでなく、
誘電体基板の側方からも円偏波または直線偏波信号を受
信することができる。さらに無線通信装置は、円偏波ア
ンテナによって、対応した円偏波または直線偏波信号を
受信すると、誘電体基板の両面と対向した方向へ互いに
逆回転の円偏波信号を送信すると同時に、誘電体基板の
側方へ直線偏波信号を送信する。したがって、無線通信
装置と通信する他の装置を、無線通信装置に対して様々
な位置に配置することができる。

【００１４】また本発明は、前記円偏波アンテナは、第
１の共振周波数（Ｆ１）のダイポールアンテナと、該ダ
イポールアンテナに直交して配置される第２の共振周波
数（Ｆ２）のダイポールアンテナとを有することを特徴
とする。

【００１５】本発明に従えば、円偏波アンテナを２つの
異なる共振周波数のダイポールアンテナによって容易に
実現することができる。

【００１６】また本発明は、前記２つのダイポールアン
テナは、メアンダラインであることを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、２つのダイポールアンテ
ナは、メアンダラインである。すなわち、２つのダイポ
ールアンテナは、蛇行している。したがって、２つのダ
イポールアンテナが直線形状である場合と比較して、ア
ンテナの一端から他端までの直線距離が短くなり、コン
パクトに構成することができる。

【００１８】また本発明は、前記円偏波アンテナは、第
３の共振周波数（Ｆ０）のダイポールアンテナと、該ダ
イポールアンテナに直交して配置される第３の共振周波
数（Ｆ０）のダイポールアンテナとを有し、該２つのダ
イポールアンテナの給電部にπ／２の位相差をもつ回路
が接続されることを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、円偏波アンテナを共振周
波数の等しい２つのダイポールアンテナによって容易に
実現することができる。

【００２０】また本発明は、前記２つのダイポールアン
テナは、メアンダラインであることを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、２つのダイポールアンテ
ナは、メアンダラインである。すなわち、２つのダイポ
ールアンテナは、蛇行している。したがって、２つのダ
イポールアンテナが直線形状である場合と比較して、ア
ンテナの一端から他端までの直線距離が短くなり、コン
パクトに構成することができる。

【００２２】また本発明は、前記π／２の位相差をもつ
回路は、第３の共振周波数（Ｆ０）の電気長の１／４の
線路、平面回路、またはリアクタンス部品であることを
特徴とする。

【００２３】また本発明は、前記ダイポールアンテナ
は、弓状またはクランク状に曲げられたアンテナである
ことを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、ダイポールアンテナは、
弓状またはクランク状に曲げられたアンテナである。し
たがって、ダイポールアンテナが直線形状である場合と
比較して、アンテナの一端から他端までの直線距離が短
くなり、コンパクトに構成することができる。

【００２５】また本発明は、前記円偏波アンテナと前記
処理回路との間のインピーダンス整合をとるための整合
回路が設けられることを特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、円偏波アンテナと処理回
路との間のインピーダンス整合をとるための整合回路が
設けられるので、円偏波アンテナと処理回路との間のイ
ンピーダンス不整合による損失を小さくすることができ
る。

【００２７】また本発明は、処理回路は、少なくとも変
調部と、情報を蓄積するメモリ部とを有し、メモリ部の
情報を、前記円偏波アンテナで受信した信号で変調部を
使って変調し、変調した信号を送信することを特徴とす
る。

【００２８】本発明に従えば、処理回路は、少なくとも
変調部と、情報を蓄積するメモリ部とを有するので、メ
モリ部の情報を、円偏波アンテナで受信した信号で変調
部を使って変調し、送信することができる。つまり、読
み出し可能なＲＦＩＤシステムに適用可能である。

【００２９】また本発明は、処理回路は、少なくとも復
調部と、情報を蓄積するメモリ部とを有し、前記円偏波
アンテナで受信した信号を復調し、復調情報に基づいて
メモリ部に書き込むことを特徴とする。

【００３０】本発明に従えば、処理回路は、少なくとも
復調部と、情報を蓄積するメモリ部とを有するので、円
偏波アンテナで受信した信号を復調部で復調し、復調情
報に基づいてメモリ部に書き込むことができる。つま
り、書き込み可能なＲＦＩＤシステムに適用可能であ
る。

【００３１】いずれも、これらのアンテナと処理回路を
基板上で形成する事により、非常に薄形でコンパクトな
無線タグが構築できる。

【００３２】また本発明は、到来する左旋円偏波信号に
対しては、左旋円偏波信号に対応する側の面を使用し、
到来する右旋円偏波信号に対しては、裏返して右旋円偏
波信号に対応する反対側の面を使用することを特徴とす
る。

【００３３】本発明に従えば、無線通信装置は、左旋円
偏波信号に対応する側の面と、その裏面の右旋円偏波信
号に対応する側の面とを有する。右旋円偏波信号が到来
する場合は、それに対応する側の面を信号が到来する方
向に向け、左旋円偏波信号が到来する場合は、裏返して
それに対応する側の面を信号が到来する方向に向けて使
用される。したがって、到来する信号に対応して裏返す
ことによって、左旋円偏波信号にも右旋円偏波信号にも
対応することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面に従って、本発明の実
施の形態を説明する。ここでは、無線通信装置として、
ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システム
に利用される無線タグを取り上げる。

【００３５】まず、本発明の実施の一形態である無線タ
グについて説明する。最初に、図１および図２を用いて
円偏波発生の原理を説明する。その後で、本発明の実施
例として、共振周波数が異なる２つのダイポールアンテ
ナを備え、円偏波信号を送信することができる無線タグ
について説明する。

【００３６】図１は、円偏波を発生する１点給電型方形
平面アンテナ１０の平面図である。１点給電型方形平面
アンテナ１０は、正方形から一対の対向する角部が切り
取られた形状である放射面１１を有する。放射面１１の
後方には、接地面があるが、図１においては、接地面を
省略している。放射面１１には、角部が切り取られるこ
とによって形成される２つの端部１５，１６と、切り取
られていない２つの角１７，１８とがある。放射面１１
には、端部１５と角１８との間に給電点１２が設けられ
る。放射面１１において、角１７と角１８との間の長さ
はａ＝（λｇ／２）＋ｍであり、端部１５と端部１６と
の間の長さはｂ＝（λｇ／２）−ｍである。ただし、λ
ｇは、放射面１１に与えられる信号の周波数Ｆ０におけ
る電気長（等価波長）である。

【００３７】給電点１２から放射面１１に対して信号が
与えられると、放射面１１に電流が流れ、この電流によ
って電波が発生する。ここで、放射面１１に流れる電流
を、直交する２つの電流成分、すなわち角１７と角１８
とを結ぶ方向の第１電流成分Ｅａと、端部１５と端部１
６とを結ぶ方向の第２電流成分Ｅｂとに分解して考え
る。そして、第１電流成分Ｅａによって第１電流成分Ｅ
ａに平行な第１電界成分が生じ、第２電流成分Ｅｂによ
って第２電流成分Ｅｂに平行な第２電界成分が生じると
考える。このように考えたとき、第１電界成分と第２電
界成分との間にπ／２の位相差があれば、放射面１１は
円偏波を発生していることになる。したがって、第１電
流成分Ｅａと第２電流成分Ｅｂとの間にπ／２の位相差
を設けることで、放射面１１から円偏波を発生させるこ
とができる。

【００３８】図２は、放射面１１に与えられる信号の周
波数と、放射面１１に流れる電流の位相との関係を示す
図である。放射面１１に与えられる信号の周波数Ｆ０に
対して、第１電流成分Ｅａの位相が−４５度、第２電流
成分Ｅｂの位相が＋４５度ずれている。すなわち、第１
電流成分Ｅａと第２電流成分Ｅｂとの間にπ／２の位相
差がある。図２に示されるように、第１電流成分Ｅａ
は、放射面１１に与えられる信号の周波数がＦ１とき位
相が０度となり、第２電流成分Ｅｂは、放射面１１に与
えられる信号の周波数がＦ２のとき位相が０度となる。
したがって、第１電流成分Ｅａの方向の共振周波数はＦ
１であり、第２電流成分Ｅｂの方向の共振周波数はＦ２
である。なお、共振周波数は長さに依存する。

【００３９】以上のことから、第１電流成分Ｅａの方向
の共振周波数がＦ１となるように、角１７と角１８との
間の長さａ＝（λｇ／２）＋ｍを設定し、第２電流成分
Ｅｂの方向の共振周波数がＦ２となるように、端部１５
と端部１６との間の長さｂ＝（λｇ／２）−ｍを設定す
れば、すなわちｍの値を設定すれば、放射面１１に周波
数Ｆ０の信号を与えたときに、円偏波が発生する。

【００４０】また、端部１６と角１８との間に給電点１
３を設けた場合、端部１５と角１８との間に給電点１２
を設けた場合と回転方向が逆の円偏波が発生する。

【００４１】図３は、本発明の第１の実施例である無線
タグ１の平面図である。本実施例の無線タグ１は、第１
のダイポールアンテナ２１および第２のダイポールアン
テナ２２を有する円偏波アンテナと、誘電体基板２３
と、処理回路であるタグＩＣ（Integrated Circuit）２
５とを備える。

【００４２】第１のダイポールアンテナ２１は直線形状
であり、その長さはほぼａ＝（λｇ／２）＋ｍである。
第２のダイポールアンテナ２２は直線形状であり、その
長さはほぼｂ＝（λｇ／２）−ｍである。ただし、λｇ
は、周波数Ｆ０における電気長である。また、ｍは、周
波数Ｆ０の信号が与えられたときに、第１のダイポール
アンテナ２１を流れる電流の位相が−４５度ずれ、第２
のダイポールアンテナ２２を流れる電流の位相が＋４５
度ずれるように選択される。第１のダイポールアンテナ
２１は、周波数Ｆ０より小さい周波数Ｆ１においてほぼ
共振し、第２のダイポールアンテナ２２は、周波数Ｆ０
より大きい周波数Ｆ２においてほぼ共振する。つまり、
第１のダイポールアンテナ２１の共振周波数はＦ１であ
り、第２のダイポールアンテナ２２の共振周波数はＦ２
である。

【００４３】共振周波数Ｆ１の第１のダイポールアンテ
ナ２１と、共振周波数Ｆ２の第２のダイポールアンテナ
２２とは、直交して誘電体基板２３上に搭載される。第
１のダイポールアンテナ２１が有する２つの給電部のう
ち一方と、第２のダイポールアンテナ２２が有する２つ
の給電部のうち一方とは、電気的に接続され、第１の給
電端子が形成される。同様に、第１のダイポールアンテ
ナ２１が有する２つの給電部のうち他方と、第２のダイ
ポールアンテナ２２が有する２つの給電部のうち他方と
は、電気的に接続され、第２の給電端子が形成される。

【００４４】タグＩＣ２５は、この第１の給電端子およ
び第２の給電端子と接続される。したがって、タグＩＣ
２５と、第１のダイポールアンテナ２１および第２のダ
イポールアンテナ２２とは、第１の給電端子および第２
の給電端子を介して接続される。タグＩＣ２５は、復調
部と、変調部と、情報を蓄積するメモリ部とを有する。
タグＩＣ２５は、受信された信号を復調部で復調する。
復調された情報が応答命令の場合、タグＩＣ２５は、そ
の命令に対応するメモリ部の情報をもとに、変調部で信
号を変調し、変調した信号を第１のダイポールアンテナ
２１および第２のダイポールアンテナ２２から送信す
る。また、復調された情報が書き込み命令の場合、タグ
ＩＣ２５は、指定された情報をメモリ部に書き込む。タ
グＩＣ２５は、応答命令および書き込み命令の両方に対
応する機能を有する必要はなく、応答命令に対応する機
能のみを有するとしてもよい。

【００４５】本実施例の無線タグ１は、信号を自ら送信
することはなく、到来する信号を第１のダイポールアン
テナ２１および第２のダイポールアンテナ２２で受信
し、ＩＣタグ２５でその信号に変調を与え、変調した信
号を第１のダイポールアンテナ２１および第２のダイポ
ールアンテナ２２から送信する。

【００４６】本実施例の無線タグ１は、左旋円偏波信号
に対応する側の面と、その裏面の右旋円偏波信号に対応
する側の面とを有し、右旋円偏波信号が到来する場合
は、それに対応する側の面を信号が到来する方向に向
け、左旋円偏波信号が到来する場合は、裏返してそれに
対応する側の面を信号が到来する方向に向けて使用され
る。したがって、到来する信号に対応して裏返すことに
よって、左旋円偏波信号にも右旋円偏波信号にも対応す
ることができる。

【００４７】本実施例の無線タグ１は、側方から見た場
合、第１のダイポールアンテナ２１または第２のダイポ
ールアンテナ２２の長さ方向を見ることができ、したが
って側方から直線偏波信号を送信することができる。

【００４８】図４は、本発明の第２の実施例である無線
タグ２の平面図である。なお、前述の第１の実施例と対
応する部分には、同一の参照符号を付す。ただし、図４
では、誘電体基板２３を省略している。本実施例の無線
タグ２は、タグＩＣ２５と、第１のダイポールアンテナ
２１および第２のダイポールアンテナ２２との間に整合
回路２６が設けられる。

【００４９】整合回路２６は、タグＩＣ２５と、第１の
ダイポールアンテナ２１および第２のダイポールアンテ
ナ２２との間のインピーダンス整合をとる。具体的に説
明すると、整合回路２６は、タグＩＣ２５の端子に対し
て、タグＩＣ２５側のインピーダンスと、第１のダイポ
ールアンテナ２１および第２のダイポールアンテナ２２
側のインピーダンスとを共役関係に合わせる。この整合
回路２６によって、タグＩＣ２５と、第１のダイポール
アンテナ２１および第２のダイポールアンテナ２２との
間のインピーダンス不整合による損失を小さくすること
ができる。この整合回路２６としては、平面回路でもよ
いし、リアクタンス部品などでもよい。

【００５０】図５は、本発明の第３の実施例である無線
タグ３の平面図である。なお、前述の第１の実施例と対
応する部分には、同一の参照符号を付す。本実施例の無
線タグ３は、直線形状の第１のダイポールアンテナ２１
および第２のダイポールアンテナ２２に代えて、中心部
から互いに離反する２方向にそれぞれ弓状に曲がって延
びる第１のダイポールアンテナ３１および第２のダイポ
ールアンテナ３２が設けられる。第１のダイポールアン
テナ３１の長さはほぼａ＝（λｇ／２）＋ｍであり、第
２のダイポールアンテナ３２の長さはほぼｂ＝（λｇ／
２）−ｍである。

【００５１】弓状に曲げられた第１のダイポールアンテ
ナ３１は、直線形状のダイポールアンテナ２１に比べ
て、一端から他端までの直線距離が短い。弓状に曲がっ
て延びる第２のダイポールアンテナ３２は、直線形状の
ダイポールアンテナ２２に比べて、一端から他端までの
直線距離が短い。したがって、無線タグの小型化が可能
となる。

【００５２】図６は、本発明の第４の実施例である無線
タグ４の平面図である。なお、前述の第１の実施例と対
応する部分には、同一の参照符号を付す。本実施例の無
線タグ４は、直線形状の第１のダイポールアンテナ２１
および第２のダイポールアンテナ２２に代えて、中心部
から互いに離反する２方向にそれぞれ直線状に延び、そ
れぞれ途中で略直角に曲がってさらに直線状に延びるク
ランク状に曲げられた第１のダイポールアンテナ３３お
よび第２のダイポールアンテナ３４が設けられる。第１
のダイポールアンテナ３３の長さはほぼａ＝（λｇ／
２）＋ｍであり、第２のダイポールアンテナ３４の長さ
はほぼｂ＝（λｇ／２）−ｍである。

【００５３】クランク状に曲げられた第１のダイポール
アンテナ３３は、直線形状のダイポールアンテナ２１に
比べて、一端から他端までの直線距離が短い。クランク
状に曲げられた第２のダイポールアンテナ３４は、直線
形状のダイポールアンテナ２２に比べて、一端から他端
までの直線距離が短い。したがって、無線タグの小型化
が可能となる。

【００５４】図７は、本発明の第５の実施例である無線
タグ５の平面図である。なお、前述の第１の実施例と対
応する部分には、同一の参照符号を付す。本実施例の無
線タグ５は、直線形状の第１のダイポールアンテナ２１
および第２のダイポールアンテナ２２に代えて、中央部
から互いに離反する２方向にそれぞれ延びるとき、複数
回略直角に蛇行して曲がるメアンダラインである第１の
ダイポールアンテナ３５および第２のダイポールアンテ
ナ３６が設けられる。第１のダイポールアンテナ３５の
長さはほぼａ＝（λｇ／２）＋ｍであり、第２のダイポ
ールアンテナ３６の長さはほぼｂ＝（λｇ／２）−ｍで
ある。

【００５５】メアンダラインである第１のダイポールア
ンテナ３５は、弓状に曲げられた第１のダイポールアン
テナ３１およびクランク状に曲げられた第１のダイポー
ルアンテナ３３に比べて、一端から他端までの直線距離
が短い。メアンダラインである第２のダイポールアンテ
ナ３６は、弓状に曲げられた第２のダイポールアンテナ
３２およびクランク状に曲げられた第２のダイポールア
ンテナ３４に比べて、一端から他端までの直線距離が短
い。したがって、無線タグのさらなる小型化が可能とな
る。

【００５６】次に、本発明の実施の他の形態である無線
タグについて説明する。最初に、図８を用いて円偏波発
生の原理を説明する。その後で、本発明の実施例とし
て、共振周波数が等しい２つのダイポールアンテナを備
え、円偏波信号を送信することができる無線タグについ
て説明する。

【００５７】図８は、円偏波を発生する２点給電型方形
平面アンテナ４０の平面図である。２点給電型方形平面
アンテナ４０は、各辺の長さがほぼｃ＝λｇ／２である
正方形の放射面４１を有し、放射面４１の隣り合う端部
のそれぞれの中心に給電点４５，４６が設けられ、該給
電点４５，４６から互いにπ／２の位相差をもつ信号が
与えられる。ただし、λｇは、放射面４１に与えられる
信号の周波数Ｆ０における電気長である。放射面４１の
後方には、接地面があるが、図８においては、接地面を
省略している。

【００５８】放射面４１に対して、給電点４５，４６か
ら互いにπ／２の位相差をもつ信号が与えられると、互
いに直交してπ／２の位相差をもつ２つの電流成分Ｅ
ａ，Ｅｂが生じ、この電流成分Ｅａ，Ｅｂによって、互
いに直交してπ／２の位相差をもつ電界成分が生じる。
このようにして円偏波が発生する。

【００５９】図９は、本発明の第６の実施例である無線
タグ６の平面図である。なお、前述の第１の実施例と対
応する部分には、同一の参照符号を付す。本実施例の無
線タグ６は、第１のダイポールアンテナ２１および第２
のダイポールアンテナ２２に代えて、長さがほぼｃ＝λ
ｇ／２である第３のダイポールアンテナ５１と第４のダ
イポールアンテナ５２とが設けられる。ただし、λｇ
は、周波数Ｆ０における電気長である。

【００６０】第３のダイポールアンテナ５１および第４
のダイポールアンテナ５２は、互いに直交して誘電体基
板２３上に搭載される。第３のダイポールアンテナ５１
が有する２つの給電部のうち一方と、第４のダイポール
アンテナ５２が有する２つの給電部のうち一方とは、共
振周波数Ｆ０の電気長の１／４の線路である遅延ライン
５３を介して電気的に接続され、第１の給電端子が形成
される。同様に、第３のダイポールアンテナ５１が有す
る２つの給電部のうち他方と、第４のダイポールアンテ
ナ５２が有する２つの給電部のうち他方とは、遅延ライ
ン５３を介して電気的に接続され、第２の給電端子が形
成される。遅延ライン５３は、π／２の位相差をもつ回
路である。遅延ライン５３の代わりに、平面回路または
リアクタンス部品を用いてもよい。

【００６１】タグＩＣ２５は、この第１の給電端子およ
び第２の給電端子と接続される。したがって、タグＩＣ
２５と、第１のダイポールアンテナ２１および第２のダ
イポールアンテナ２２とは、第１の給電端子および第２
の給電端子を介して接続される。

【００６２】図１０は、本発明の第７の実施例である無
線タグ７の平面図である。なお、前述の第６の実施例と
対応する部分には、同一の参照符号を付す。本実施例の
無線タグ７は、直線形状の第３のダイポールアンテナ５
１および第４のダイポールアンテナ５２に代えて、中央
部から互いに離反する２方向にそれぞれ延びるとき、複
数回略直角に蛇行して曲がるメアンダラインである第３
のダイポールアンテナ５５および第４のダイポールアン
テナ５６が設けられる。第３のダイポールアンテナ５５
および第４のダイポールアンテナ５６の長さは、ほぼｃ
＝λｇ／２である。

【００６３】メアンダラインである第３のダイポールア
ンテナ５５および第４のダイポールアンテナ５６は、直
線形状の第３のダイポールアンテナ５１および第４のダ
イポールアンテナ５２に比べて、一端から他端までの直
線距離が短い。したがって、無線タグの小型化が可能と
なる。

【００６４】また、直線形状の第３のダイポールアンテ
ナ５１および第４のダイポールアンテナ５２の代わり
に、図５に示される第３の実施例のように弓状または図
６に示される第４の実施例のようにクランク状に曲げら
れた第３のダイポールアンテナおよび第４のダイポール
アンテナを設けてもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、無線通信
装置は、円偏波アンテナによって、誘電体基板の面と対
向した方向から、円偏波または直線偏波信号を受信す
る。到来した信号が円偏波信号である場合、本発明の無
線通信装置は、円偏波信号を円偏波信号として受信する
ので、信号の損失が発生しない。したがって無線通信装
置は、到来した信号を効率よく受信することができる。
また、到来した信号が直線偏波信号である場合、無線通
信装置は、その信号の電界方向にかかわらず、その信号
を受信することができる。したがって、無線通信装置の
方向を厳密に設定する必要がない。

【００６６】また本発明の無線通信装置は、円偏波アン
テナによって、誘電体基板の面と対向した方向からだけ
でなく、誘電体基板の側方からも円偏波または直線偏波
信号を受信することができる。さらに無線通信装置は、
円偏波アンテナによって、円偏波または直線偏波信号を
受信すると、誘電体基板の両面と対向した方向へ互いに
逆回転の円偏波信号を送信すると同時に、誘電体基板の
側方へ直線偏波信号を送信する。したがって、無線通信
装置と通信する他の装置を、無線通信装置に対して様々
な位置に配置することができる。

【００６７】また本発明によれば、円偏波アンテナを２
つの異なる共振周波数のダイポールアンテナによって容
易に実現することができる。

【００６８】また本発明によれば、２つダイポールアン
テナは、メアンダラインである。すなわち、２つのダイ
ポールアンテナは、蛇行している。したがって、２つの
ダイポールアンテナが直線形状である場合と比較して、
アンテナの一端から他端までの直線距離が短くなり、コ
ンパクトに構成することができる。

【００６９】また本発明によれば、円偏波アンテナを共
振周波数の等しい２つのダイポールアンテナによって容
易に実現することができる。

【００７０】また本発明によれば、２つのダイポールア
ンテナは、メアンダラインである。すなわち、２つのダ
イポールアンテナは、蛇行している。したがって、２つ
のダイポールアンテナが直線形状である場合と比較し
て、アンテナの一端から他端までの直線距離が短くな
り、コンパクトに構成することができる。

【００７１】また本発明によれば、π／２の位相差をも
つ回路は、共振周波数Ｆ０の電気長の１／４の線路、平
面回路、またはリアクタンス部品によって容易に構成す
ることができる。

【００７２】また本発明によれば、ダイポールアンテナ
は、弓状またはクランク状に曲げられたアンテナであ
る。したがって、ダイポールアンテナが直線形状である
場合と比較して、アンテナの一端から他端までの直線距
離が短くなり、コンパクトに構成することができる。

【００７３】また本発明によれば、円偏波アンテナと処
理回路との間のインピーダンス整合をとるための整合回
路が設けられるので、円偏波アンテナと処理回路との間
のインピーダンス不整合による損失を小さくすることが
できる。

【００７４】また本発明によれば、処理回路は、少なく
とも変調部と、情報を蓄積するメモリ部とを有するの
で、メモリ部の情報を、円偏波アンテナで受信した信号
で変調部を使って変調し、送信することができる。つま
り、読み出し可能なＲＦＩＤシステムに適用可能であ
る。

【００７５】また本発明によれば、処理回路は、少なく
とも復調部と、情報を蓄積するメモリ部とを有するの
で、円偏波アンテナで受信した信号を復調部で復調し、
復調情報に基づいてメモリ部に書き込むことができる。
つまり、書き込み可能なＲＦＩＤシステムに適用可能で
ある。

【００７６】また本発明によれば、無線通信装置は、左
旋円偏波信号に対応する側の面と、その裏面の右旋円偏
波信号に対応する側の面とを有する。右旋円偏波信号が
到来する場合は、それに対応する側の面を信号が到来す
る方向に向け、左旋円偏波信号が到来する場合は、裏返
してそれに対応する側の面を信号が到来する方向に向け
て使用される。したがって、到来する信号に対応して裏
返すことによって、左旋円偏波信号にも右旋円偏波信号
にも対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】円偏波を発生する１点給電型方形平面アンテナ
１０の平面図である。

【図２】放射面１１に与えられる信号の周波数と、放射
面１１に流れる電流の位相との関係を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施例である無線タグ１の平面
図である。

【図４】本発明の第２の実施例である無線タグ２の平面
図である。

【図５】本発明の第３の実施例である無線タグ３の平面
図である。

【図６】本発明の第４の実施例である無線タグ４の平面
図である。

【図７】本発明の第５の実施例である無線タグ５の平面
図である。

【図８】円偏波を発生する２点給電型方形平面アンテナ
４０の平面図である。

【図９】本発明の第６の実施例である無線タグ６の平面
図である。

【図１０】本発明の第７の実施例である無線タグ７の平
面図である。

【図１１】ＲＦＩＤシステムの基本構成を示す図であ
る。

【図１２】従来の技術のダイポールアンテナ６６を備え
る無線通信装置６５の平面図である。

【図１３】誘電体基板の一方の表面側に放射面６８を、
他方の表面側に接地面６９を有する平面アンテナを用い
た無線通信装置７０を示す図であり、図１３（ａ）は無
線通信装置７０の平面図であり、図１３（ｂ）は無線通
信装置７０の切断面線Ｉ−Ｉから見た断面図である。

【符号の説明】

１，２，３，４，５，６，７無線タグ２１，３１，３３，３５第１のダイポールアンテナ２２，３２，３４，３６第２のダイポールアンテナ２３誘電体基板２５タグＩＣ２６整合回路５１，５５第３のダイポールアンテナ５２，５６第４のダイポールアンテナ５３遅延ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中野洋大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 5B035 AA00 AA07 BB09 BC00 CA23 5J021 AA02 AA09 AA12 AB03 AB06 CA04 DB04 EA01 FA04 FA05 FA32 GA02 HA06 JA05 JA06 JA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも誘電体基板と、前記誘電体基
板上に搭載される円偏波アンテナと、前記円偏波アンテ
ナに電気的に接続される処理回路とを備え、前記誘電体基板の面と対向した方向から円偏波または直
線偏波信号、および前記誘電体基板の側方から円偏波ま
たは直線偏波信号を受信可能で、円偏波または直線偏波
信号を受信すると、前記誘電体基板の両面と対向した方
向へ互いに逆回転の円偏波信号を送信すると同時に、前
記誘電体基板の側方へ直線偏波信号を送信することを特
徴とする無線通信装置。
【請求項２】前記円偏波アンテナは、第１の共振周波
数（Ｆ１）のダイポールアンテナと、該ダイポールアン
テナに直交して配置される第２の共振周波数（Ｆ２）の
ダイポールアンテナとを有することを特徴とする請求項
１記載の無線通信装置。
【請求項３】前記２つのダイポールアンテナは、メア
ンダラインであることを特徴とする請求項２記載の無線
通信装置。
【請求項４】前記円偏波アンテナは、第３の共振周波
数（Ｆ０）のダイポールアンテナと、該ダイポールアン
テナに直交して配置される第３の共振周波数（Ｆ０）の
ダイポールアンテナとを有し、該２つのダイポールアン
テナの給電部にπ／２の位相差をもつ回路が接続される
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項５】前記２つのダイポールアンテナは、メア
ンダラインであることを特徴とする請求項４記載の無線
通信装置。
【請求項６】前記π／２の位相差をもつ回路は、第３
の共振周波数（Ｆ０）の電気長の１／４の線路、平面回
路、またはリアクタンス部品であることを特徴とする請
求項４または５記載の無線通信装置。
【請求項７】前記ダイポールアンテナは、弓状または
クランク状に曲げられたアンテナであることを特徴とす
る請求項２〜６のいずれか１つに記載の無線通信装置。
【請求項８】前記円偏波アンテナと前記処理回路との
間のインピーダンス整合をとるための整合回路が設けら
れることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１つに記
載の無線通信装置。
【請求項９】処理回路は、少なくとも変調部と、情報
を蓄積するメモリ部とを有し、メモリ部の情報を、前記
円偏波アンテナで受信した信号で変調部を使って変調
し、変調した信号を送信することを特徴とする請求項１
記載の無線通信装置。
【請求項１０】処理回路は、少なくとも復調部と、情
報を蓄積するメモリ部とを有し、前記円偏波アンテナで
受信した信号を復調し、復調情報に基づいてメモリ部に
書き込むことを特徴とする請求項１記載の無線通信装
置。
【請求項１１】到来する左旋円偏波信号に対しては、
左旋円偏波信号に対応する側の面を使用し、到来する右
旋円偏波信号に対しては、裏返して右旋円偏波信号に対
応する反対側の面を使用することを特徴とする請求項１
記載の無線通信装置。