JP6691580B2 - RFID tag - Google Patents
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Description
本開示は、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、（１）マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくし、（２）異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくす技術に関する。 In the present disclosure, a technology is provided in which an RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication eliminates (1) the risk of being burnt out by microwave heating or microwave drying, and (2) the risk of interfering with wireless communication for different applications. Regarding
食品に関する様々な情報を収容するために、食品容器にバーコードを貼付している。食品に関する様々な情報として、例えば、食品管理情報（食品を保存する方法等）、食品価格情報及び食品加熱情報（電子レンジ加熱を行う方法等）が挙げられる。 Barcodes are affixed to food containers to hold various information about food. Examples of various information regarding foods include food management information (methods for storing foods, etc.), food price information, and food heating information (methods for microwave heating, etc.).
最近は、食品に関する様々な情報が膨大になっている。すると、食品容器にバーコードを貼付したとしても、食品に関する様々な情報をバーコードに収容しきれなくなっている。そこで、食品容器にＲＦＩＤタグを貼付することにより、食品に関する様々な情報をＲＦＩＤタグに十分に収容することができる（例えば、非特許文献１等を参照）。 Recently, various kinds of information about food have been enormous. Then, even if the barcode is attached to the food container, various information about the food cannot be stored in the barcode. Therefore, by attaching the RFID tag to the food container, it is possible to sufficiently store various kinds of information regarding food in the RFID tag (for example, see Non-Patent Document 1).
ところで、ＲＦＩＤタグは、アンテナ等に導電性物質（例えば、金属材料、炭素材料及び導電性高分子材料等）を含み、ＩＣチップに半導体を含む。すると、食品が電子レンジ加熱されるときに、ＲＦＩＤタグが焼損する恐れがある。そして、食品容器が焼損の発熱で融解する恐れがあり、導電性物質や半導体が電子レンジ内で飛散する恐れがある。むろん、食品を電子レンジに入れる前に、ＲＦＩＤタグを食品容器から外すならば、ＲＦＩＤタグが焼損する恐れはなくなる。しかし、ＲＦＩＤタグを食品容器から外す手間がかかり、ＲＦＩＤタグを食品容器から外し忘れる恐れがある。 By the way, the RFID tag includes a conductive substance (for example, a metal material, a carbon material, a conductive polymer material, etc.) in an antenna and the like, and a semiconductor in an IC chip. Then, when the food is microwaved, the RFID tag may be burned out. Then, the food container may be melted by the heat generated by burning, and the conductive substance or the semiconductor may be scattered in the microwave oven. Of course, if the RFID tag is removed from the food container before the food is put into the microwave oven, there is no possibility of burning the RFID tag. However, it takes time and effort to remove the RFID tag from the food container, and there is a risk of forgetting to remove the RFID tag from the food container.
そして、ＲＦＩＤタグは、異なる用途の無線通信と干渉する恐れがある。むろん、異なる用途の無線通信用の周波数を除去する周波数フィルタを設置するならば、ＲＦＩＤタグが異なる用途の無線通信と干渉する恐れはなくなる。しかし、周波数フィルタを設計する手間がかかり、周波数フィルタを設置する場所が必要となる。 Then, the RFID tag may interfere with wireless communication for different purposes. Of course, if a frequency filter that removes frequencies for wireless communication for different purposes is installed, there is no risk that the RFID tag will interfere with wireless communication for different purposes. However, it takes time and effort to design the frequency filter, and a place for installing the frequency filter is required.
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、（１）マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくし、（２）異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present disclosure provides (1) eliminating the risk that an RFID tag including an antenna and an IC chip for wireless communication will be burned by microwave heating or microwave drying, and (2) different uses. The purpose is to eliminate the risk of interfering with the wireless communication of.
前記課題を解決するために、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナのダイポール長さ方向及びこれに対する直交方向のサイズを最適化することにより、ＲＦＩＤタグの非希望波の周波数において、利得をほぼ極小とし、ＩＣチップに流れる電流を減少させる。 In order to solve the above problem, by optimizing the size of the linear antenna bent in a meander shape in the dipole length direction and the direction orthogonal thereto, the gain is substantially minimized at the frequency of the undesired wave of the RFID tag. Then, the current flowing through the IC chip is reduced.
具体的には、本開示は、アンテナ及びＩＣチップを備え、無線通信を行うＲＦＩＤタグであって、前記アンテナは、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナであり、前記アンテナの共振条件は、前記ＲＦＩＤタグの無線通信用の周波数で満足され、前記アンテナの利得は、前記ＲＦＩＤタグの非希望波の周波数でほぼ極小となることを特徴とするＲＦＩＤタグである。 Specifically, the present disclosure is an RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication, wherein the antenna is a linear antenna bent in a meandering shape, and the resonance condition of the antenna is The RFID tag is characterized in that it is satisfied at a frequency for radio communication of the RFID tag, and the gain of the antenna becomes substantially minimum at a frequency of an undesired wave of the RFID tag.
この構成によれば、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、（１）ＲＦＩＤタグの非希望波（加熱用又は乾燥用のマイクロ波等）により焼損する恐れをなくし、（２）異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことができる。 According to this configuration, the RFID tag that includes the antenna and the IC chip and performs wireless communication can be prevented from being burned by (1) undesired waves (such as heating or drying microwaves) of the RFID tag, and (2) It is possible to eliminate the risk of interfering with wireless communication for different purposes.
また、本開示は、前記アンテナの給電点は、前記アンテナの中央点からオフセットした位置に設置されることを特徴とするＲＦＩＤタグである。 Further, the present disclosure is the RFID tag, wherein a feeding point of the antenna is installed at a position offset from a central point of the antenna.
静電気等の高電圧インパルスの周波数は、ＲＦＩＤタグの無線通信用の周波数と比べて直流的であるところ、この構成によれば、アンテナの給電点を直流的にショートさせることができるため、ＩＣチップを静電気等の高電圧インパルスから保護することができる。 The frequency of the high-voltage impulse such as static electricity is direct current as compared with the frequency of the RFID tag for wireless communication. With this configuration, the feeding point of the antenna can be short-circuited in direct current. Can be protected from high voltage impulses such as static electricity.
また、本開示は、前記ＲＦＩＤタグの非希望波の周波数は、マイクロ波加熱用又はマイクロ波乾燥用の周波数であることを特徴とするＲＦＩＤタグである。 Further, the present disclosure is the RFID tag characterized in that the frequency of the undesired wave of the RFID tag is a frequency for microwave heating or microwave drying.
この構成によれば、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくすことができる。 According to this configuration, it is possible to eliminate the risk that an RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication will be burned by microwave heating or microwave drying.
また、本開示は、前記ＲＦＩＤタグの非希望波の周波数は、前記ＲＦＩＤタグの無線通信用の周波数と異なる無線通信用の周波数であることを特徴とするＲＦＩＤタグである。 Further, the present disclosure is the RFID tag, wherein the frequency of the undesired wave of the RFID tag is a frequency for wireless communication different from a frequency for wireless communication of the RFID tag.
この構成によれば、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことができる。 With this configuration, it is possible to eliminate the risk that an RFID tag that includes an antenna and an IC chip and that performs wireless communication will interfere with wireless communication for different purposes.
このように、本開示は、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、（１）マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくし、（２）異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことができる。 As described above, according to the present disclosure, an RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication eliminates (1) the risk of being burned by microwave heating or microwave drying, and (2) interfering with wireless communication for different applications. You can eliminate fear.
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the implementation of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments.
本開示の電子レンジ加熱用容器の構成を図１に示す。電子レンジ加熱用容器Ｃは、ＲＦＩＤタグＲ及び内容物３を収容する容器２から構成される。ＲＦＩＤタグＲは、アンテナパターン１及びアンテナ基板１’（誘電体基板及び誘電体フィルム等）から構成される。
The configuration of the microwave oven heating container of the present disclosure is shown in FIG. The microwave oven heating container C is composed of the RFID tag R and the
ＲＦＩＤタグＲのアンテナパターン１は、図２、６、８で後述するアンテナ１１及びＩＣチップ１２を備え、無線通信を行う。ここで、ＲＦＩＤタグＲのアンテナパターン１は、マイクロ波を吸収しない部材（図１では、アンテナ基板１’）に印刷される。よって、ＲＦＩＤタグＲのアンテナパターン１を簡便に製造することができる。そして、アンテナ基板１’付きのＲＦＩＤタグＲは、容器２の表面に貼付される。
The
本開示の第１実施形態のアンテナの構成を図２に示す。第１実施形態では、本開示の原理を検証するために、アンテナパターン１を自由空間中に配置している。
The configuration of the antenna according to the first embodiment of the present disclosure is shown in FIG. In the first embodiment, in order to verify the principle of the present disclosure, the
アンテナ１１は、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナである。アンテナパターン１の形成面をｘｙ平面とし、これに対する直交方向をｚ軸とする。アンテナ１１のダイポール長さ方向をｙ軸にとり、これに対する直交方向をｘ軸とする。ｘｙｚ３次元空間の原点は、アンテナ１１が占める２次元面内の中央点にあるとする。
The antenna 11 is a linear antenna bent in a meandering shape. The formation surface of the
アンテナ１１のダイポール長さ方向のサイズを、２Ｌ＝１８．２ｍｍ×２に設計する。アンテナ１１のこれに対する直交方向のサイズを、Ｗ＝１５．４ｍｍに設計する。アンテナ１１の上記の直交方向に沿って、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットを、Ｃ＝３．５ｍｍに設計する。アンテナ１１のストリップ幅をＬ／３６ｍｍに設計する。アンテナ１１のストリップ間隙をＬ／２４ｍｍに設計する。ＩＣチップ１２は、アンテナ１１の中央点１４ではなくオフセットされた給電点１３に接続される。
The size of the antenna 11 in the dipole length direction is designed to be 2L = 18.2 mm × 2. The size of the antenna 11 in the direction orthogonal to this is designed to be W = 15.4 mm. The offset between the
本開示の第１実施形態のアンテナの性能を図３に示す。ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の反射係数は極小となり、アンテナ１１の実効利得は極大となる。つまり、ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の共振条件は満足される。一方で、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚにおいて、アンテナ１１の実効利得及び指向性利得は極小となる。 The performance of the antenna according to the first embodiment of the present disclosure is shown in FIG. At a frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the reflection coefficient of the antenna 11 is minimum and the effective gain of the antenna 11 is maximum. That is, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the frequency 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R. On the other hand, at the frequency of 2.45 GHz for heating the microwave oven, the effective gain and the directional gain of the antenna 11 become minimum.
本開示の第１実施形態のアンテナの設計方法を図４に示す。アンテナ１１のダイポール長さ方向のストリップは、インダクタを構成し、アンテナ１１のこれに対する直交方向のストリップは、線間キャパシタを構成する。ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、これらのインダクタと線間キャパシタとの間の共振条件は満足される。なお、図４では、図２と比べて、メアンダ状の折り曲げ回数が異なる。 FIG. 4 shows a method of designing the antenna according to the first embodiment of the present disclosure. The strip of the antenna 11 in the dipole length direction forms an inductor, and the strip of the antenna 11 in the direction orthogonal thereto forms a line capacitor. At the frequency 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the resonance condition between these inductors and line capacitors is satisfied. In addition, in FIG. 4, the number of meander-shaped folds is different from that in FIG. 2.
ここで、ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の共振条件は、様々なＬ及びＷで満足される。しかし、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚにおいて、アンテナ１１の利得極小は、特定のＬ及びＷで実現される。例えば、Ｗ＝９ｍｍに設計したときに、Ｌを適切に設計すれば、ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の共振条件が満足されるとともに、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚにおいて、アンテナ１１の利得極小が実現される。なお、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナでは、メアンダ状に折り曲げられない線状アンテナと異なり、線状アンテナの利得極小が実現される周波数は、ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚに対して、必ずしも約２倍でなくてもよい。
Here, at the frequency 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied with various L and W. However, at the microwave heating frequency of 2.45 GHz, the minimum gain of the antenna 11 is realized at specific L and W. For example, when W is designed to be 9 mm, if L is properly designed, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the frequency 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, and the
一方で、Ｗ＝８ｍｍに設計したときに、Ｌを適切に設計すれば、ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の共振条件は満足されるものの、アンテナ１１の利得極小が実現されるのは、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚより高い周波数２．６ＧＨｚにおいてである。このときには、Ｗをより長く設計することにより、アンテナ１１の利得極小が実現される周波数をより低くすることができる。 On the other hand, when W is designed to be 8 mm, if L is appropriately designed, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the frequency 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, but the gain minimum of the antenna 11 is realized. What is done is at a frequency of 2.6 GHz, which is higher than the frequency of 2.45 GHz for microwave heating. At this time, by designing W to be longer, the frequency at which the minimum gain of the antenna 11 is realized can be lowered.
そして、Ｗ＝１０ｍｍに設計したときに、Ｌを適切に設計すれば、ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の共振条件は満足されるものの、アンテナ１１の利得極小が実現されるのは、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚより低い周波数２．３ＧＨｚにおいてである。このときには、Ｗをより短く設計することにより、アンテナ１１の利得極小が実現される周波数をより高くすることができる。 Then, when W is designed to be 10 mm, if L is properly designed, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the frequency 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, but the gain minimum of the antenna 11 is realized. It is at a frequency of 2.3 GHz lower than the microwave heating frequency of 2.45 GHz. At this time, the frequency at which the minimum gain of the antenna 11 is realized can be further increased by designing W to be shorter.
なお、電子レンジ加熱用の周波数に幅や双峰性があるときでも、それらの電子レンジ加熱用の周波数において、アンテナ１１の利得ほぼ極小が実現されればよい。 Even when the microwave heating frequency has a width or bimodal characteristics, it is sufficient that the gain of the antenna 11 is substantially minimized at those microwave heating frequencies.
本開示の第１実施形態のアンテナの誘起電流を図５に示す。照射波源は微小ダイポールであり、微小ダイポールの方向はｙ方向であり、微小ダイポールの位置はｚ軸上３００ｍｍにあり、印可電力は周波数の掃引過程で５００Ｗに維持している。 The induced current of the antenna of the first embodiment of the present disclosure is shown in FIG. The irradiation wave source is a minute dipole, the direction of the minute dipole is the y direction, the position of the minute dipole is 300 mm on the z axis, and the applied power is maintained at 500 W during the frequency sweep process.
ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の給電点１３の終端抵抗５０Ωの誘起電流は極大（５７４ｍＡ）となる。一方で、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚにおいて、アンテナ１１の給電点１３の終端抵抗５０Ωの誘起電流及び誘起電力は極小（０．２４７ｍＡ及び３μＷ）となり、アンテナ１１のストリップ上の誘起電流はアンテナ１１の中央点１４（ｙ軸位置０ｍｍ）で極小となる。
At a frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the induced current of the terminating resistance 50Ω at the
つまり、メアンダ状に折り曲げられた線状のアンテナ１１のダイポール長さ方向及びこれに対する直交方向のサイズ２Ｌ、Ｗを最適化することにより、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚにおいて、利得をほぼ極小とし、ＩＣチップ１２に流れる電流を減少させている。すると、アンテナ１１及びＩＣチップ１２を備え無線通信を行うＲＦＩＤタグＲが、電子レンジ加熱により焼損する恐れをなくすことができる。
That is, by optimizing the sizes 2L and W in the dipole length direction of the linear antenna 11 bent in a meandering shape and in the direction orthogonal thereto, the gain is substantially minimized at the microwave heating frequency of 2.45 GHz. The current flowing through the
さらに、ＲＦＩＤタグＲが電子レンジ加熱により焼損する恐れがないため、容器２の廃棄処理時にＲＦＩＤタグＲから容器２の廃棄方法を読み取ることができ、内容物３の温め直し時にＲＦＩＤタグＲから内容物３の調理方法を読み取ることができる。
Further, since the RFID tag R is not likely to be burnt out by heating in the microwave oven, the disposal method of the
そして、図２に示したように、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットを、有限の値Ｃ＝３．５ｍｍに設計している。すると、静電気等の高電圧インパルスの周波数は、ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚと比べて直流的であるところ、アンテナ１１の給電点１３を直流的にショートさせることができるため、ＩＣチップ１２を静電気等の高電圧インパルスから保護することができる。
Then, as shown in FIG. 2, the offset between the
ここで、アンテナ１１の給電点１３を直流的にショートさせるためには、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットＣを大きくすることが望ましい（図２を参照）。一方で、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚにおいて、ＩＣチップ１２に流れる電流を減少させるためには、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットＣを小さくすることが望ましい（図５の下段を参照）。そこで、両者間のトレードオフを最適化するように、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットＣを設計することが望ましい。なお、アンテナ１１のインピーダンスの虚数部が０になるように、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットＣを設計する必要がある。
Here, in order to short-circuit the
本開示の第２実施形態のアンテナの構成を図６に示す。第２実施形態では、電波暗室内で検証するために、アンテナパターン１を誘電体基板上に配置している。誘電体基板について、厚みは０．５ｍｍであり、比誘電率は３．５であり、誘電正接は０．００６である。アンテナ１１のストリップについて、材質は銅であり、厚みは０であるとする。
The configuration of the antenna according to the second embodiment of the present disclosure is shown in FIG. In the second embodiment, the
アンテナ１１は、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナである。アンテナパターン１の形成面をｘｙ平面とし、これに対する直交方向をｚ軸とする。アンテナ１１のダイポール長さ方向をｙ軸にとり、これに対する直交方向をｘ軸とする。ｘｙｚ３次元空間の原点は、アンテナ１１が占める２次元面内の中央点にあるとする。
The antenna 11 is a linear antenna bent in a meandering shape. The formation surface of the
アンテナ１１のダイポール長さ方向のサイズを、２Ｌ＝２４ｍｍ×２に設計する。アンテナ１１のこれに対する直交方向のサイズを、Ｗ＝１１ｍｍに設計する。アンテナ１１の上記の直交方向に沿って、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットを、Ｃ＝６ｍｍに設計する。アンテナ１１のストリップ幅をＬ／４８ｍｍに設計する。アンテナ１１のストリップ間隙をＬ／３６ｍｍに設計する。ＩＣチップ１２は、アンテナ１１の中央点１４ではなくオフセットされた給電点１３に接続される。
The size of the antenna 11 in the dipole length direction is designed to be 2L = 24 mm × 2. The size of the antenna 11 in the direction orthogonal to this is designed to be W = 11 mm. The offset between the
本開示の第２実施形態のアンテナの性能を図７に示す。ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の反射係数は極小となり、アンテナ１１の実効利得は極大となる。つまり、ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の共振条件は満足される。一方で、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚにおいて、アンテナ１１の実効利得は極小となる。 The performance of the antenna according to the second embodiment of the present disclosure is shown in FIG. 7. At a frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the reflection coefficient of the antenna 11 is minimum and the effective gain of the antenna 11 is maximum. That is, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the frequency 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R. On the other hand, the effective gain of the antenna 11 becomes minimum at the frequency of 2.45 GHz for heating the microwave oven.
本開示の第２実施形態のアンテナの誘起電流を計算してみる。照射波源は微小ダイポールである。第１の場合では、微小ダイポールの方向はｙ方向であり、微小ダイポールの位置はｘ軸上３００ｍｍにある。第２の場合では、微小ダイポールの方向はｚ方向であり、微小ダイポールの位置はｙ軸上３００ｍｍにある。第３の場合では、微小ダイポールの方向はｙ方向であり、微小ダイポールの位置はｚ軸上３００ｍｍにある。いずれの場合でも、印可周波数は２．４５ＧＨｚであり、印可電力は５００Ｗである。 The induced current of the antenna according to the second embodiment of the present disclosure will be calculated. The irradiation wave source is a small dipole. In the first case, the direction of the minute dipole is the y direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the x axis. In the second case, the direction of the minute dipole is the z direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the y axis. In the third case, the direction of the minute dipole is the y direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the z axis. In either case, the applied frequency is 2.45 GHz and the applied power is 500W.
第１の場合では、アンテナ１１の給電点１３の終端抵抗５０Ωの誘起電流及び誘起電力は極小（４．８７ｍＡ及び１．１９ｍＷ）となる。第２の場合では、アンテナ１１の給電点１３の終端抵抗５０Ωの誘起電流及び誘起電力は極小（０．３９ｍＡ及び０．０１ｍＷ）となる。第３の場合では、アンテナ１１の給電点１３の終端抵抗５０Ωの誘起電流及び誘起電力は極小（１．７５ｍＡ及び０．１５ｍＷ）となる。いずれの場合でも、アンテナ１１のストリップ上の誘起電流はアンテナ１１の中央点１４で極小となる。このように、誘電体基板の影響により、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットＣ＝６ｍｍが大きくなり、終端抵抗５０Ωの誘起電力が多少大きくなっている。
In the first case, the induced current and the induced power of the terminating resistance 50Ω at the
本開示の第３実施形態のアンテナの構成を図８に示す。第３実施形態では、実際のＲＦＩＤタグＲを想定して、アンテナパターン１を誘電体フィルムで挟み込んでいる。誘電体フィルムについて、厚みは５０μｍであり、比誘電率は３．０であり、誘電正接は０．００６であり、ＸＹ平面上で無限に続くとして、２．５次元モデルを採用する。アンテナ１１のストリップについて、材質は銅であり、厚みは０であるとする。
The configuration of the antenna according to the third embodiment of the present disclosure is shown in FIG. In the third embodiment, assuming an actual RFID tag R, the
アンテナ１１は、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナである。アンテナパターン１の形成面をｘｙ平面とし、これに対する直交方向をｚ軸とする。アンテナ１１のダイポール長さ方向をｙ軸にとり、これに対する直交方向をｘ軸とする。ｘｙｚ３次元空間の原点は、アンテナ１１が占める２次元面内の中央点にあるとする。
The antenna 11 is a linear antenna bent in a meandering shape. The formation surface of the
アンテナ１１のダイポール長さ方向のサイズを、２Ｌ＝１８．５ｍｍ×２に設計する。アンテナ１１のこれに対する直交方向のサイズを、Ｗ＝１３ｍｍに設計する。アンテナ１１の上記の直交方向に沿って、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットを、Ｃ＝３ｍｍに設計する。アンテナ１１のストリップ幅をＬ／４８ｍｍに設計する。アンテナ１１のストリップ間隙をＬ／３６ｍｍに設計する。ＩＣチップ１２は、アンテナ１１の中央点１４ではなくオフセットされた給電点１３に接続される。
The size of the antenna 11 in the dipole length direction is designed to be 2L = 18.5 mm × 2. The size of the antenna 11 in the direction orthogonal to this is designed to be W = 13 mm. The offset between the
本開示の第３実施形態のアンテナの性能を図９に示す。ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の反射係数は極小となり、アンテナ１１の実効利得は極大となる。つまり、ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１の共振条件は満足される。一方で、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚにおいて、アンテナ１１の実効利得は極小となる。 The performance of the antenna according to the third embodiment of the present disclosure is shown in FIG. At a frequency of 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R, the reflection coefficient of the antenna 11 is minimum and the effective gain of the antenna 11 is maximum. That is, the resonance condition of the antenna 11 is satisfied at the frequency 920 MHz for wireless communication of the RFID tag R. On the other hand, the effective gain of the antenna 11 becomes minimum at the frequency of 2.45 GHz for heating the microwave oven.
本開示の第３実施形態のアンテナの誘起電流を計算してみる。照射波源は微小ダイポールである。第１の場合では、微小ダイポールの方向はｙ方向であり、微小ダイポールの位置はｘ軸上３００ｍｍ（ただし、誘電体フィルムはＸＹ平面上で無限に続くため、ｚ軸方向に１０ｍｍ浮かせる。）にある。第２の場合では、微小ダイポールの方向はｚ方向であり、微小ダイポールの位置はｙ軸上３００ｍｍ（ただし、誘電体フィルムはＸＹ平面上で無限に続くため、ｚ軸方向に１０ｍｍ浮かせる。）にある。第３の場合では、微小ダイポールの方向はｙ方向であり、微小ダイポールの位置はｚ軸上３００ｍｍにある。いずれの場合でも、印可周波数は２．４５ＧＨｚであり、印可電力は５００Ｗである。 The induced current of the antenna according to the third embodiment of the present disclosure will be calculated. The irradiation wave source is a small dipole. In the first case, the direction of the minute dipole is the y direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the x axis (however, since the dielectric film continues infinitely on the XY plane, it is floated 10 mm in the z axis direction). is there. In the second case, the direction of the minute dipole is the z direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the y axis (however, since the dielectric film continues infinitely on the XY plane, it is floated 10 mm in the z axis direction). is there. In the third case, the direction of the minute dipole is the y direction, and the position of the minute dipole is 300 mm on the z axis. In either case, the applied frequency is 2.45 GHz and the applied power is 500W.
第１の場合では、アンテナ１１の給電点１３の終端抵抗５０Ωの誘起電流及び誘起電力は極小（２．５５ｍＡ及び０．３３ｍＷ）となる。第２の場合では、アンテナ１１の給電点１３の終端抵抗５０Ωの誘起電流及び誘起電力は極小（０．３５ｍＡ及び０．０１ｍＷ）となる。第３の場合では、アンテナ１１の給電点１３の終端抵抗５０Ωの誘起電流及び誘起電力は極小（０．６０ｍＡ及び０．０２ｍＷ）となる。いずれの場合でも、アンテナ１１のストリップ上の誘起電流はアンテナ１１の中央点１４で極小となる。このように、誘電体フィルムの影響により、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットＣ＝３ｍｍが小さくなり、終端抵抗５０Ωの誘起電力が一桁小さくなっている。
In the first case, the induced current and induced power of the terminating resistance 50Ω at the
本開示のＲＦＩＤタグ貼付容器の構成を図１０に示す。ＲＦＩＤタグ貼付容器Ｃ’は、ＲＦＩＤタグＲ及び内容物を収容する容器４から構成される。ＲＦＩＤタグＲは、アンテナパターン１及びアンテナ基板１’（誘電体基板及び誘電体フィルム等）から構成される。
The configuration of the RFID tag sticking container of the present disclosure is shown in FIG. 10. The RFID tag sticking container C'is composed of the RFID tag R and a
ＲＦＩＤタグＲのアンテナパターン１は、図２、６、８で上述したアンテナ１１及びＩＣチップ１２を備え、無線通信を行う。ここで、ＲＦＩＤタグＲのアンテナパターン１は、マイクロ波を吸収しない部材（図１０では、アンテナ基板１’）に印刷される。よって、ＲＦＩＤタグＲのアンテナパターン１を簡便に製造することができる。そして、アンテナ基板１’付きのＲＦＩＤタグＲは、容器４の表面に貼付される。
The
そして、メアンダ状に折り曲げられた線状のアンテナ１１のダイポール長さ方向及びこれに対する直交方向のサイズ２Ｌ、Ｗを最適化することにより、異なる用途の無線通信用の周波数２．４５ＧＨｚにおいて、利得をほぼ極小とし、ＩＣチップ１２に流れる電流を減少させている。すると、アンテナ１１及びＩＣチップ１２を備え無線通信を行うＲＦＩＤタグＲが、異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことができる。
Then, by optimizing the sizes 2L and W in the dipole length direction of the linear antenna 11 bent in a meandering shape and in the direction orthogonal thereto, gain can be obtained at a frequency of 2.45 GHz for wireless communication for different applications. It is made to be almost minimum, and the current flowing through the
さらに、図２、６、８に示したように、アンテナ１１の給電点１３と中央点１４との間のオフセットを、有限の値Ｃに設計している。すると、静電気等の高電圧インパルスの周波数は、ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚと比べて直流的であるところ、アンテナ１１の給電点１３を直流的にショートさせることができるため、ＩＣチップ１２を静電気等の高電圧インパルスから保護することができる。
Further, as shown in FIGS. 2, 6 and 8, the offset between the
図１から図９まででは、無線通信用の周波数９２０ＭＨｚを有する電磁波により動作するＲＦＩＤタグＲが、電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚを有する電磁波により焼損する恐れをなくしている。図１から図９までを一般化して、無線通信用の任意の周波数を有する電磁波により動作するＲＦＩＤタグＲが、マイクロ波加熱用又はマイクロ波乾燥用の任意の周波数を有する電磁波により焼損する恐れをなくしてもよい。 1 to 9, there is no fear that the RFID tag R operated by the electromagnetic wave having the frequency of 920 MHz for wireless communication will be burned by the electromagnetic wave having the frequency of 2.45 GHz for heating the microwave oven. By generalizing FIGS. 1 to 9, there is a fear that the RFID tag R that operates by an electromagnetic wave having an arbitrary frequency for wireless communication may be burned by the electromagnetic wave having an arbitrary frequency for microwave heating or microwave drying. You can lose it.
図１０では、無線通信用の周波数９２０ＭＨｚを有する電磁波により動作するＲＦＩＤタグＲが、異なる用途の無線通信用の周波数２．４５ＧＨｚを有する電磁波により干渉する恐れをなくしている。図１０を一般化して、無線通信用の任意の周波数を有する電磁波により動作するＲＦＩＤタグＲが、異なる用途の無線通信用の任意の周波数（≠ＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数）を有する電磁波により干渉する恐れをなくしてもよい。 In FIG. 10, the RFID tag R that operates with an electromagnetic wave having a frequency of 920 MHz for wireless communication does not interfere with an electromagnetic wave having a frequency of 2.45 GHz for wireless communication for different purposes. By generalizing FIG. 10, an RFID tag R that operates by an electromagnetic wave having an arbitrary frequency for wireless communication has an electromagnetic wave having an arbitrary frequency for wireless communication for different applications (≠ frequency for wireless communication of RFID tag R). May eliminate the risk of interference.
本開示のＲＦＩＤタグは、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、（１）マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくし、（２）異なる用途の無線通信と干渉する恐れをなくすことができる。 In the RFID tag of the present disclosure, an RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication eliminates (1) the risk of being burnt out by microwave heating or microwave drying, and (2) the risk of interfering with wireless communication for different applications. Can be eliminated.
Ｃ：電子レンジ加熱用容器
Ｃ’：ＲＦＩＤタグ貼付容器
Ｒ：ＲＦＩＤタグ
１：アンテナパターン
１’：アンテナ基板
２：容器
３：内容物
４：容器
１１：アンテナ
１２：ＩＣチップ
１３：給電点
１４：中央点
C: Microwave oven heating container C ': RFID tag sticking container R: RFID tag 1: Antenna pattern 1': Antenna substrate 2: Container 3: Content 4: Container 11: Antenna 12: IC chip 13: Feed point 14: Central point
Claims (3)
前記アンテナは、メアンダ状に折り曲げられた線状アンテナであり、
前記アンテナの共振条件は、前記ＲＦＩＤタグの無線通信用の周波数で満足され、
前記アンテナの利得は、前記ＲＦＩＤタグの非希望波の周波数でほぼ極小となり、
前記アンテナの給電点は、前記アンテナの中央点からオフセットした位置に設置され、直流的にショートされ、前記ＩＣチップを接続されることを特徴とするＲＦＩＤタグ。 An RFID tag that includes an antenna and an IC chip and performs wireless communication,
The antenna is a linear antenna bent in a meandering shape,
The resonance condition of the antenna is satisfied at a frequency for wireless communication of the RFID tag,
Gain of the antenna, Ri Do substantially minimum at undesired wave frequency of the RFID tag,
The RFID tag is characterized in that a feeding point of the antenna is installed at a position offset from a central point of the antenna, is short-circuited in direct current, and is connected to the IC chip .
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