JP2009065426A - ブースターアンテナコイル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定の搬送周波数でRFIDタグ3と通信可能なRFIDリーダライタ1に、ブースターアンテナ2を備える。RFIDリーダライタ1のPコイル11とブースターアンテナ2のQコイル21によって、双峰特性が生じるように、結合共振回路を構成する。Pコイル11とQコイル21の共振周波数が異なる。双峰特性の2つのピークのうち、高い方のピークに搬送周波数が設定されている。
【選択図】図1
Description
(2) 前記第1のアンテナコイルと前記第2のアンテナコイルの共振周波数が同じ場合の双峰特性のピークを超える範囲に、搬送周波数が設定されている。
(3) 前記結合共振回路の結合係数が、概ね0.004以上である。
まず、本実施形態の基本構成を、図1及び図2を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、RFIDリーダライタ1側に設けられたPコイル11及び共振用回路12、ブースターアンテナ2を構成するQコイル21及びキャパシタ22、RFIDリーダライタ1との通信を行うRFIDタグ3等によって構成されている。
M:相互インダクタンス
Np:Pコイルの巻き数
Nq:Qコイルの巻き数
a:Pコイルの半径
b:Qコイルの半径
z:中心軸上の距離
k:結合係数
Lp:Pコイルのインダクタンス
Lq:Qコイルのインダクタンス
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した複数の実施例と比較例に基づいて説明する。
比較例1〜4と、本実施形態を適用した実施例1〜4について、所定の入力電圧による出力電流について、シミュレーションを行った結果のデータを示す。ここで、シミュレーションを出力電流に着目して行ったのは、次の理由による。
Z:コイル中心からの距離(m)
a:コイルの半径
H(z):コイル中心からの距離Zでの磁界の強さ(A/m)
N:巻き数
I:コイル電流(A)
Fp:Pコイルの共振周波数
Fq:Qコイルの共振周波数
K:PコイルとQコイルの結合係数
(1)Fp=Fqの場合
双峰特性の2つのピークの高さは、殆ど同じである。
(2)Fp≠Fqの場合
Fp>Fqでは、双峰特性の2つのピークのうち、低周波側のピークが大きく なり、高周波側のピークが小さくなる。
Fp<Fqでは、双峰特性の2つのピークのうち、高周波側のピークが大きく なり、低周波側のピークが小さくなる。
比較例0,1,2と実施例1について、通信距離の測定を行った結果のデータを、表3及び図6のグラフに示す。測定対象である比較例0,1,2、実施例1は、以下の A〜Dである(搬送周波数13.56MHz)。
A:PコイルのみでQコイルがない場合
B:Qコイルを配置しただけの場合
C:Fp=Fqで、2つのピークの一方に搬送周波数を設定した場合
D:Fp>Fqで、2つのピークのうち、大きい方のピークに搬送周波数を設定し た場合
・Pコイル:半径3.5mm、巻き数7T
・Qコイル:半径10mm、巻き数3T
次に、比較例2,4と、実施例3,4,5について、次の表4の条件において、Pコイル11の電流Ip、Qコイル21の電流Iqのシミュレーションを実行した結果を、図7に示す(搬送周波数13.56MHz)。シミュレーションの入力電圧は1Vとした。実施例3,4,5はFp>Fqの場合の結合係数Kを変化させたものであり(G〜I)、比較例4は比較例2の結合係数Kを変化させたものである(J)。
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではなく、各部材の材質、大きさ、形状、数、配置等は、適宜変更可能である。例えば、Pコイル、Qコイルの大きさや形状は、図1で例示したものには限定されない。従って、円形、楕円形、方形、その他の形状であってもよい。
2…ブースターアンテナ
3…RFIDタグ
11…Pコイル
21…Qコイル
Claims (3)
- 所定の搬送周波数により外部と通信可能な第1のアンテナコイルに対して、双峰特性が生じる結合共振回路を構成するように配設された第2のアンテナコイルを有し、前記第1のアンテナコイルと前記第2のアンテナコイルの共振周波数が異なるブースターアンテナコイルにおいて、
前記双峰特性の2つのピークのうち、高い方のピークに搬送周波数が設定されていることを特徴とするブースターアンテナコイル。 - 所定の搬送周波数により外部と通信可能な第1のアンテナコイルに対して、双峰特性が生じる結合共振回路を構成するように配設された第2のアンテナコイルを有し、前記第1のアンテナコイルと前記第2のアンテナコイルの共振周波数が異なるブースターアンテナコイルにおいて、
前記第1のアンテナコイルと前記第2のアンテナコイルの共振周波数が同じ場合の双峰特性のピークを超える範囲に、搬送周波数が設定されていることを特徴とするブースターアンテナコイル。 - 前記結合共振回路の結合係数が、概ね0.004以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のブースターアンテナコイル。
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