JP2010152438A - アンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体 - Google Patents
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Abstract
【課題】外力によるアンテナの断線を防止し、長期の耐久性に優れるとともに、金属製物品に直接貼付した状態で、読み取り/書き込みの指向性が広く、かつ、読み取り/書き込みの距離が長い非接触型データ受送信体を実現するアンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体を提供する。
【解決手段】本発明のアンテナ部品11は、低誘電率基板12と、低誘電率基板12の一方の面12aに設けられた面状の第一導電体13と、低誘電率基板12の他方の面12bに設けられた面状の第二導電体14と、第一導電体13と第二導電体14を接続する第三導電体15と、を備え、第一導電体13と第二導電体14は、低誘電率基板12を介して対向して配置されており、第三導電体15は、低誘電率基板12を厚み方向に貫通する貫通孔12c内に設けられたことを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】本発明のアンテナ部品11は、低誘電率基板12と、低誘電率基板12の一方の面12aに設けられた面状の第一導電体13と、低誘電率基板12の他方の面12bに設けられた面状の第二導電体14と、第一導電体13と第二導電体14を接続する第三導電体15と、を備え、第一導電体13と第二導電体14は、低誘電率基板12を介して対向して配置されており、第三導電体15は、低誘電率基板12を厚み方向に貫通する貫通孔12c内に設けられたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、RFID(Radio Frequency IDentification)用途の情報記録メディアのように、電波、主にマイクロ波を媒体として外部から情報を受信し、また、外部に情報を送信できるようにした非接触型データ受送信体に用いられるアンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体に関し、特に、金属製物品に直接貼付して、非接触状態にて、外部から情報を受信し、また外部に情報を送信できるようにした非接触型データ受送信体に好適なアンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体に関する。
非接触型データ受送信体の一例であるICタグは、基材と、その一方の面に設けられ互いに接続されたアンテナおよびICチップとから構成されるインレットを備えており、情報書込/読出装置からの電磁波を受信すると共振作用によりアンテナに起電力が発生し、この起電力によりICタグ内のICチップが起動し、このICチップ内の情報を信号化し、この信号がICタグのアンテナから発信される。
ICタグから発信された信号は、情報書込/読出装置のアンテナで受信され、コントローラーを介してデータ処理装置へ送られ、識別などのデータ処理が行われる。
ICタグから発信された信号は、情報書込/読出装置のアンテナで受信され、コントローラーを介してデータ処理装置へ送られ、識別などのデータ処理が行われる。
ICタグが作動するためには、情報書込/読出装置から発信された電磁波がICタグのアンテナに十分取り込まれて、ICチップの作動起電力以上の起電力が誘導されなければならない。ところが、ICタグを金属製物品の表面に貼付した場合、金属製物品の表面では磁束が金属製物品の表面に平行になるため、ICタグのアンテナを横切る磁束が減少して誘導起電力が低下して、ICチップの作動起電力を下回り、ICチップが作動しなくなるという問題があった。
そこで、基板と、基板の表裏面、および、その表裏面に連接する側面に沿って設けられた導電体からなり、基板の厚み方向の断面形状がコの字型のアンテナとを備えたアンテナ部品が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このアンテナ部品を用いたICタグは、金属製物品に貼付しても、ICチップの作動起電力以上の起電力が生じるので、ICチップが作動し、情報の送受信が可能であった。
国際公開第2007/144574号パンフレット
このアンテナ部品を用いたICタグは、金属製物品に貼付しても、ICチップの作動起電力以上の起電力が生じるので、ICチップが作動し、情報の送受信が可能であった。
しかしながら、上述のアンテナ部品では、基板の表裏面と側面との境、すなわち、基板の角にもアンテナを形成する導電体が設けられ、その基板の角において各面に設けられた導電体同士の接続部が基板の外部に露出しているため、外力によりその接続部が損傷しやすく、その部分でアンテナが断線し、このアンテナ部品を用いた非接触型データ受送信体は通信不能になるおそれがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、外力によるアンテナの断線を防止し、長期の耐久性に優れるとともに、金属製物品に直接貼付した状態で、読み取り/書き込みの指向性が広く、かつ、読み取り/書き込みの距離が長い非接触型データ受送信体を実現するアンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体を提供することを目的とする。
本発明のアンテナ部品は、低誘電率基板と、該低誘電率基板の一方の面に設けられた面状の第一導電体と、前記低誘電率基板の他方の面に設けられた面状の第二導電体と、前記第一導電体と前記第二導電体を接続する第三導電体と、を備えたアンテナ部品であって、前記第一導電体と前記第二導電体は、前記低誘電率基板を介して対向して配置されており、前記第三導電体は、前記低誘電率基板を厚み方向に貫通する貫通孔内に設けられたことを特徴とする。
本発明の非接触型データ受送信体は、本発明のアンテナ部品と、該アンテナ部品と電気的に接続されたICチップと、を備えたことを特徴とする。
本発明のアンテナ部品によれば、低誘電率基板と、第一導電体、第二導電体および第三導電体からなるアンテナとを備え、第一導電体と第二導電体が低誘電率基板を介して対向して配置され、また、第三導電体が、低誘電率基板を厚み方向に貫通する貫通孔内に設けられているので、第一導電体と第二導電体を接続する第三導電体自体が低誘電率基板の外部に露出していないだけでなく、第一導電体および第二導電体と、第三導電体との接続部が低誘電率基板の外部に露出していないから、外力によりその接続部が損傷するのを防止できる。したがって、その部分でアンテナが断線するのを防止し、長期の耐久性に優れ、このアンテナ部品を用いた非接触型データ受送信体が通信不能になるのを防止することができる。
また、本発明のアンテナ部品を用いた非接触型データ受送信体が、金属製物品に貼付されていても、アンテナ部品の低誘電率基板の一方の面または他方の面のうち、金属製物品に貼付されていない面側において、アンテナが情報書込/読出装置から発信された電波を十分に取り込み、ICチップの作動起電力以上の起電力を誘導することができる。ゆえに、非接触型データ受送信体は、金属製物品に直接貼付して、非接触状態にて、外部から情報を受信し、また外部に情報を送信できる。
また、本発明のアンテナ部品を用いた非接触型データ受送信体が、金属製物品に貼付されていても、アンテナ部品の低誘電率基板の一方の面または他方の面のうち、金属製物品に貼付されていない面側において、アンテナが情報書込/読出装置から発信された電波を十分に取り込み、ICチップの作動起電力以上の起電力を誘導することができる。ゆえに、非接触型データ受送信体は、金属製物品に直接貼付して、非接触状態にて、外部から情報を受信し、また外部に情報を送信できる。
本発明のアンテナ部品およびこれを備えた非接触型データ受送信体の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
(1)第一の実施形態
図1は、本発明のアンテナ部品を備えた非接触型データ受送信体の第一の実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図である。
この実施形態の非接触型データ受送信体10は、アンテナ部品11と、ICチップ17とから概略構成されている。
また、アンテナ部品11は、低誘電率基板12と、低誘電率基板12の一方の面12aに設けられた面状の第一導電体13と、低誘電率基板12の他方の面12bに設けられた面状の第二導電体14と、第一導電体13と第二導電体14を、それぞれの一端部にて互いに接続する第三導電体15とから概略構成されている。
図1は、本発明のアンテナ部品を備えた非接触型データ受送信体の第一の実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図である。
この実施形態の非接触型データ受送信体10は、アンテナ部品11と、ICチップ17とから概略構成されている。
また、アンテナ部品11は、低誘電率基板12と、低誘電率基板12の一方の面12aに設けられた面状の第一導電体13と、低誘電率基板12の他方の面12bに設けられた面状の第二導電体14と、第一導電体13と第二導電体14を、それぞれの一端部にて互いに接続する第三導電体15とから概略構成されている。
アンテナ部品11では、低誘電率基板12の一方の面12aに、接着材あるいは粘着材を介して、第一導電体13が設けられるとともに、低誘電率基板12の他方の面12bに、接着材あるいは粘着材を介して、第二導電体14が設けられている。
また、第一導電体13と第二導電体14は、低誘電率基板12を介して対向して配置されている。そして、第一導電体13と第二導電体14は、平行の関係にある。
また、第一導電体13と第二導電体14は、低誘電率基板12を介して対向して配置されている。そして、第一導電体13と第二導電体14は、平行の関係にある。
また、第三導電体15は、低誘電率基板12を厚み方向に貫通する貫通孔12c内、すなわち、一方の面12aから他方の面12bにわたって、低誘電率基板12に対して略垂直に設けられた貫通孔12c内において、この貫通孔12cの内面12d全面に設けられている。そして、第三導電体15が設けられた貫通孔12cには、第三導電体15が充填されているのではなく、低誘電率基板12の一方の面12aから他方の面12bにわたる空孔が存在している。
さらに、貫通孔12cは、低誘電率基板12の短手方向に沿って、かつ、第一導電体13および第二導電体14の一端部において、第一導電体13および第二導電体14の短手方向にわたって等間隔に複数設けられており、これら全ての貫通孔12c内に第三導電体15が設けられている。
さらに、貫通孔12cは、低誘電率基板12の短手方向に沿って、かつ、第一導電体13および第二導電体14の一端部において、第一導電体13および第二導電体14の短手方向にわたって等間隔に複数設けられており、これら全ての貫通孔12c内に第三導電体15が設けられている。
そして、第三導電体15は、貫通孔12cにおける低誘電率基板12の一方の面12a側の開口部にて第一導電体13と接続され、一方、貫通孔12cにおける低誘電率基板12の他方の面12b側の開口部にて第二導電体14と接続されている。これにより、第一導電体13と第二導電体14は、第三導電体15を介して電気的に接続され、第一導電体13、第二導電体14および第三導電体15は、低誘電率基板12の厚み方向の断面形状がコの字型をなすアンテナ16を形成している。
アンテナ16の長手方向における長さ、すなわち、第三導電体15を介して、低誘電率基板12の一方の面12aに設けられた第一導電体13から他方の面12bに設けられた第二導電体14にわたる長さは、非接触型データ受送信体10の使用周波数である極超短波帯〈UHF〉やマイクロ波帯の電波帯の周波数(300MHz〜30GHz)の1/2波長に相当する長さとなっている。
貫通孔12cの低誘電率基板12の厚み方向と垂直な断面の形状、すなわち、平面視の形状は円形をなしている。なお、貫通孔12cの上記断面の形状は特に限定されず、楕円形、三角形、四角形(矩形)、五角形以上の多角形などであってもよい。
また、貫通孔12cの大きさ、数などは特に限定されず、アンテナ16の共振周波数などに応じて適宜調整される。
また、貫通孔12cの大きさ、数などは特に限定されず、アンテナ16の共振周波数などに応じて適宜調整される。
ICチップ17は、低誘電率基板12の一方の面12aにおいて、第一導電体13と接続されている。これにより、アンテナ部品11とICチップ17は電気的に接続されている。
低誘電率基板12としては、ガラス繊維からなる不織布を重ねたものに、エポキシ樹脂を含浸させ、プレス成形してなる、ガラスエポキシ基板が用いられる。
第一導電体13、第二導電体14および第三導電体15は、金属薄膜からなり、この金属薄膜を形成する金属としては、金、銀、銅、スズ、アルミニウムなどが挙げられる。
ICチップ17としては、特に限定されず、アンテナ16を介して非接触状態にて情報の書き込みおよび読み出しが可能なものであれば、非接触型ICタグや非接触型ICラベル、あるいは非接触型ICカードなどのRFIDメディアに適用可能なものであればいかなるものでも用いられる。
次に、非接触型データ受送信体10の製造方法について、その一例を挙げて説明する。
まず、低誘電率基板12の一方の面12aに、接着材あるいは粘着材を介して、第一導電体13を配設する。
次いで、低誘電率基板12の他方の面12bに、接着材あるいは粘着材を介して、第二導電体14を配設する。
まず、低誘電率基板12の一方の面12aに、接着材あるいは粘着材を介して、第一導電体13を配設する。
次いで、低誘電率基板12の他方の面12bに、接着材あるいは粘着材を介して、第二導電体14を配設する。
次いで、ドリルにより、低誘電率基板12の一方の面12aから他方の面12bにわたって、低誘電率基板12に対して略垂直の貫通孔12cを穿設する。この際、低誘電率基板12の一方の面12aに設けられた第一導電体13と一緒に、低誘電率基板12に穿孔するが、第一導電体13に当接したドリルが、低誘電率基板12に貫通孔12cを穿設すると同時に、第一導電体13の一部を引き延ばしながら、貫通孔12c内にその引き延ばした部分を引きずり込むことによって、貫通孔12cの内面12d全面に第三導電体15を形成する。その結果、この第三導電体15を介して、第一導電体13と第二導電体14が接続される。
次いで、低誘電率基板12の一方の面12aにおいて、第一導電体13とICチップ17を接続し、非接触型データ受送信体10を得る。
この非接触型データ受送信体10によれば、アンテナ部品11が低誘電率基板12と、第一導電体13、第二導電体14および第三導電体15からなるアンテナ16とを備え、第一導電体13と第二導電体14が低誘電率基板12を介して対向して配置され、また、第三導電体15が、低誘電率基板12を厚み方向に貫通する貫通孔12c内において、その内面12d全面に設けられているので、第一導電体13と第二導電体14を接続する第三導電体15自体が低誘電率基板12の外部に露出していないだけでなく、第一導電体13および第二導電体14と、第三導電体15との接続部が低誘電率基板12の外部に露出していないから、外力によりその接続部が損傷するのを防止できる。したがって、その部分でアンテナ16が断線するのを防止し、長期の耐久性に優れ、非接触型データ受送信体10が通信不能になるのを防止することができる。
また、低誘電率基板12の一方の面12aまたは他方の面12bのいずれか一方が、金属製物品に貼付されていても、金属製物品に貼付されていない面側において、アンテナ16が情報書込/読出装置から発信された電波を十分に取り込み、ICチップ17の作動起電力以上の起電力を誘導することができる。ゆえに、非接触型データ受送信体10は、金属製物品に直接貼付して、非接触状態にて、外部から情報を受信し、また外部に情報を送信できる。
また、低誘電率基板12の一方の面12aまたは他方の面12bのいずれか一方が、金属製物品に貼付されていても、金属製物品に貼付されていない面側において、アンテナ16が情報書込/読出装置から発信された電波を十分に取り込み、ICチップ17の作動起電力以上の起電力を誘導することができる。ゆえに、非接触型データ受送信体10は、金属製物品に直接貼付して、非接触状態にて、外部から情報を受信し、また外部に情報を送信できる。
なお、この実施形態では、第一導電体13、第二導電体14および第三導電体15から構成されるアンテナ16が、低誘電率基板12の厚み方向の断面形状がコの字型をなしているアンテナ部品11を例示したが、本発明のアンテナ部品はこれに限定されない。本発明のアンテナ部品にあっては、アンテナは、低誘電率基板を介して対向して配設された第一導電体と第二導電体が、低誘電率基板を厚み方向に貫通して設けられた第三導電体を介して接続されてなるものであれば、アンテナの低誘電率基板の厚み方向の断面形状がユの字型、エの字型などであってもよい。
(2)第二の実施形態
図2は、本発明のアンテナ部品を備えた非接触型データ受送信体の第二の実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う断面図である。
この実施形態の非接触型データ受送信体20は、アンテナ部品21と、ICチップ27とから概略構成されている。
また、アンテナ部品21は、低誘電率基板22と、低誘電率基板22の一方の面22aに設けられた面状の第一導電体23と、低誘電率基板22の他方の面22bに設けられた面状の第二導電体24と、第一導電体23と第二導電体24を接続する第三導電体25とから概略構成されている。
図2は、本発明のアンテナ部品を備えた非接触型データ受送信体の第二の実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う断面図である。
この実施形態の非接触型データ受送信体20は、アンテナ部品21と、ICチップ27とから概略構成されている。
また、アンテナ部品21は、低誘電率基板22と、低誘電率基板22の一方の面22aに設けられた面状の第一導電体23と、低誘電率基板22の他方の面22bに設けられた面状の第二導電体24と、第一導電体23と第二導電体24を接続する第三導電体25とから概略構成されている。
アンテナ部品21では、低誘電率基板22の一方の面22aに、接着材あるいは粘着材を介して、第一導電体23が設けられるとともに、低誘電率基板22の他方の面22bに、接着材あるいは粘着材を介して、第二導電体24が設けられている。
また、第一導電体23と第二導電体24は、低誘電率基板22を介して対向して配置されている。そして、第一導電体23と第二導電体24は、平行の関係にある。
また、第一導電体23と第二導電体24は、低誘電率基板22を介して対向して配置されている。そして、第一導電体23と第二導電体24は、平行の関係にある。
また、第三導電体25は、低誘電率基板22を厚み方向に貫通する貫通孔22c内、すなわち、一方の面22aから他方の面22bにわたって、低誘電率基板22に対して略垂直に設けられた平面視略矩形状の貫通孔22c内において、この貫通孔22cの内面22d全面に設けられている。そして、第三導電体25が設けられた貫通孔22cには、第三導電体25が充填されているのではなく、低誘電率基板22の一方の面22aから他方の面22bにわたる空孔が存在している。
さらに、貫通孔22cは、低誘電率基板22の短手方向に沿って、かつ、第一導電体23および第二導電体24の一端部において、第一導電体23および第二導電体24の短手方向にわたって設けられており、この貫通孔22c内に第三導電体25が設けられている。
さらに、貫通孔22cは、低誘電率基板22の短手方向に沿って、かつ、第一導電体23および第二導電体24の一端部において、第一導電体23および第二導電体24の短手方向にわたって設けられており、この貫通孔22c内に第三導電体25が設けられている。
そして、第三導電体25は、貫通孔22cにおける低誘電率基板22の一方の面22a側の開口部にて第一導電体23と接続され、一方、貫通孔22cにおける低誘電率基板22の他方の面22b側の開口部にて第二導電体24と接続されている。これにより、第一導電体23と第二導電体24は、第三導電体25を介して電気的に接続され、第一導電体23、第二導電体24および第三導電体25は、低誘電率基板22の厚み方向の断面形状がコの字型をなすアンテナ26を形成している。
アンテナ26の長手方向における長さ、すなわち、第三導電体25を介して、低誘電率基板22の一方の面22aに設けられた第一導電体23から他方の面22bに設けられた第二導電体24わたる長さは、非接触型データ受送信体20の使用周波数である極超短波帯〈UHF〉やマイクロ波帯の電波帯の周波数(300MHz〜30GHz)の1/2波長に相当する長さとなっている。
貫通孔22cの低誘電率基板22の厚み方向と垂直な断面の形状、すなわち、平面視の形状は特に限定されず、円形、楕円形、三角形、四角形、五角形以上の多角形などであってもよい。
また、貫通孔22cの大きさは特に限定されず、アンテナ26の共振周波数などに応じて適宜調整される。
また、貫通孔22cの大きさは特に限定されず、アンテナ26の共振周波数などに応じて適宜調整される。
ICチップ27は、低誘電率基板22の一方の面22aにおいて、第一導電体23と接続されている。これにより、アンテナ部品21とICチップ27は電気的に接続されている。
低誘電率基板22としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
第一導電体23、第二導電体24および第三導電体15としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
ICチップ27としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
第一導電体23、第二導電体24および第三導電体15としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
ICチップ27としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。
また、非接触型データ受送信体20は、上述の第一の実施形態と同様に製造することができる。
この非接触型データ受送信体20は、上述の非接触型データ受送信体10と同様の効果を奏する。
10,20・・・非接触型データ受送信体、11,21・・・アンテナ部品、12,22・・・低誘電率基板、13,23・・・第一導電体、14,24・・・第二導電体、15,25・・・第三導電体、16,26・・・アンテナ、17,27・・・ICチップ。
Claims (2)
- 低誘電率基板と、該低誘電率基板の一方の面に設けられた面状の第一導電体と、前記低誘電率基板の他方の面に設けられた面状の第二導電体と、前記第一導電体と前記第二導電体を接続する第三導電体と、を備えたアンテナ部品であって、
前記第一導電体と前記第二導電体は、前記低誘電率基板を介して対向して配置されており、
前記第三導電体は、前記低誘電率基板を厚み方向に貫通する貫通孔内に設けられたことを特徴とするアンテナ部品。 - 請求項1に記載のアンテナ部品と、該アンテナ部品と電気的に接続されたICチップと、を備えたことを特徴とする非接触型データ受送信体。
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