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公開番号2025104718
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023222726
出願日2023-12-28
発明の名称RFIDインレイ
出願人株式会社サトー
代理人弁理士法人グローバル・アイピー東京
主分類H01Q 9/04 20060101AFI20250703BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】メタマテリアルアンテナを適用したRFIDインレイについて従来よりも小型化を図る。
【解決手段】本発明のある態様は、基材上に配置され、リーダから所定の周波数帯の電波を受信して動作するRFIDインレイである。このRFIDインレイは、基材上に所定の導体パターンで形成されたキャパシタ部と、基材上に所定の導体パターンで形成されたインダクタ部と、一対の給電部と、一対の給電部に接続されるICチップと、を備える。キャパシタ部、インダクタ部、一対の給電部、およびICチップにより単一の直列回路が形成され、この単一の直列回路が上記周波数帯に含まれる所定の周波数で共振するように構成されている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
基材上に配置され、リーダから所定の周波数帯の電波を受信して動作するＲＦＩＤインレイであって、
前記基材上に所定の導体パターンで形成されたキャパシタ部と、
前記基材上に所定の導体パターンで形成されたインダクタ部と、
一対の給電部と、
前記一対の給電部に接続されるＩＣチップと、
を備え、
前記キャパシタ部、前記インダクタ部、前記一対の給電部、および前記ＩＣチップにより単一の直列回路が形成され、前記単一の直列回路が前記周波数帯に含まれる所定の周波数で共振するように構成されている、
ＲＦＩＤインレイ。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
基材上に配置され、リーダから所定の周波数帯の電波を受信して動作するＲＦＩＤインレイであって、
前記基材上に所定の導体パターンで形成されたキャパシタ部と、
前記基材上に所定の導体パターンで形成されたインダクタ部と、
一対の給電部と、
前記一対の給電部に接続されるＩＣチップと、
を備え、
前記キャパシタ部、前記インダクタ部、前記一対の給電部、および前記ＩＣチップにより並列回路が形成され、前記並列回路が前記周波数帯に含まれる所定の周波数で共振するように構成されている、
ＲＦＩＤインレイ。
【請求項３】
前記キャパシタ部は、１以上のインターディジタルキャパシタで形成されている、
請求項１又は２に記載されたＲＦＩＤインレイ。
【請求項４】
前記キャパシタ部は、一対の対向する導体パターンが前記基材の表面側および裏面側にそれぞれ形成された１以上のキャパシタを含む、
請求項１又は２に記載されたＲＦＩＤインレイ。
【請求項５】
前記インダクタ部は、直線状又はメアンダ状の導体パターンで形成されている、
請求項１又は２に記載されたＲＦＩＤインレイ。
【請求項６】
前記キャパシタ部は、第１ノードと第２ノードの間に第１方向に沿って配列された１以上のキャパシタを有し、
前記インダクタ部は、前記第１ノードと前記第２ノードを接続する導体パターンで形成され、
前記インダクタ部が形成される導体パターンは、前記第１ノードと前記第２ノードの各々から前記第１方向と直交する第２方向に延びており、当該導体パターンの前記第２方向における長さが、前記第１ノードと前記第２ノードの間の距離と実質的に同一であるか、前記距離よりも長い、
請求項１又は２に記載されたＲＦＩＤインレイ。
【請求項７】
前記キャパシタ部が前記基材の表面側又は裏面側の一方に形成され、前記インダクタ部が前記基材の表面側又は裏面側の他方に形成されている、
請求項１又は２に記載されたＲＦＩＤインレイ。
【請求項８】
前記周波数帯は、８６０～９６０ＭＨｚである、
請求項１又は２に記載されたＲＦＩＤインレイ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤインレイに関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来からメタマテリアルを利用したマイクロ波共振器を有するメタマテリアルアンテナが知られている。メタマテリアルアンテナでは、右手左手複合系（ＣＲＬＨ：composite right- and left-handed）伝送線路が構成される。ここで、「右手系」とは、電磁波の電界ベクトル、磁界ベクトル、波数ベクトルが右手系をなす方向関係を有する電磁波の伝搬状態を指す。「左手系」とは、電界ベクトル、磁界ベクトル、波数ベクトルが左手系をなす関係を有する電磁波の伝搬状態を指す。通常、平行伝送線路には、線路の直列枝の寄生インダクタ成分と線路間の分岐枝の寄生キャパシタ成分とが存在し、これらの成分が右手系要素となる。それに対して線路の直列枝のキャパシタと線路間の分岐枝のインダクタとを左手系要素として配置することでＣＲＬＨ伝送線路が構成される。ＣＲＬＨ伝送線路により構成されるメタマテリアルアンテナでは、特定の共振周波数において位相定数がゼロとなり（電流分布が一様となり）、伝送波の波長が実質的に無限大となる０次共振を実現できることから、共振時の波長がアンテナサイズに依存するアンテナ（ダイポールアンテナや１波長ループアンテナ等）と比較してアンテナの小型化に寄与することが期待されている。
このメタマテリアルアンテナをＲＦＩＤインレイ（以下適宜、単に「インレイ」という。）のアンテナとして適用する提案がなされている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Muhammad Mubeen Masud, “ZEROTH ORDER RESONATOR (ZOR) BASED RFID ANTENNA DESGIN”, a dissertation submitted to the graduate faculty of the North Dakota State University of Agriculture and Applied Science, approved on August 06, 2014.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１では、ＩＣチップが配置される一対の給電点から両端のノードにそれぞれ２個のキャパシタが直列に接続され、当該両端のノードに２個のインダクタが並列に接続され、給電点から見て全体として２つの直列回路により構成されるインレイが提案されている（非特許文献１のFIG.23参照；同じ構成のインレイを図３に記載）。この提案されているインレイでは、２個のインダクタが直列接続された複数のキャパシタを挟んで配置されているためにアンテナ幅が大きくなり、インレイの小型化に限界がある。
【０００５】
そこで、本発明は、メタマテリアルアンテナを適用したＲＦＩＤインレイについて従来よりも小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、基材上に配置され、リーダから所定の周波数帯の電波を受信して動作するＲＦＩＤインレイであって、
前記基材上に所定の導体パターンで形成されたキャパシタ部と、
前記基材上に所定の導体パターンで形成されたインダクタ部と、
一対の給電部と、
前記一対の給電部に接続されるＩＣチップと、を備え、
前記キャパシタ部、前記インダクタ部、前記一対の給電部、および前記ＩＣチップにより単一の直列回路が形成され、前記単一の直列回路が前記周波数帯に含まれる所定の周波数で共振するように構成されている、ＲＦＩＤインレイである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のある態様によれば、メタマテリアルアンテナを適用したＲＦＩＤインレイについて従来よりも小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
直列共振回路型のメタマテリアルアンテナと並列共振回路型のメタマテリアルアンテナの等価回路を示す図である。
電波の放射方向の定義と、電磁界シミュレータを用いた電波の放射特性の表示例と、を示す図である。
参照例のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
図３に示した参照例のインレイについて、電波の放射特性、及び、異なる方向での通信距離のシミュレーション結果を示す図である。
図３に示した参照例のインレイの共振時における電流分布を示す図である。
改良例のインレイの形状と、当該インレイについて電波の放射特性のシミュレーション結果を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
図７に示したインレイについて、電波の放射特性、及び、異なる方向での通信距離のシミュレーション結果を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
図９に示したインレイについて、電波の放射特性、及び、異なる方向での通信距離のシミュレーション結果を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
図１３に示したインレイについて、電波の放射特性、及び、異なる方向での通信距離のシミュレーション結果を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
図２０に示したインレイについて、電波の放射特性、及び、異なる方向での通信距離のシミュレーション結果を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
図２３に示したインレイについて、電波の放射特性、及び、異なる方向での通信距離のシミュレーション結果を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
一実施形態のインレイの形状とその等価回路を示す図である。
外形が円形や三角形のインレイを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に記載する形態は、図面の簡単な説明により説明される図面に限定されるものではない。
【００１０】
本発明のある態様の第１の態様は、基材上に配置され、リーダから所定の周波数帯の電波を受信して動作するＲＦＩＤインレイであって、
前記基材上に所定の導体パターンで形成されたキャパシタ部と、
前記基材上に所定の導体パターンで形成されたインダクタ部と、
一対の給電部と、
前記一対の給電部に接続されるＩＣチップと、を備え、
前記キャパシタ部、前記インダクタ部、前記一対の給電部、および前記ＩＣチップにより単一の直列回路が形成され、前記単一の直列回路が前記周波数帯に含まれる所定の周波数で共振するように構成されている、ＲＦＩＤインレイである。
（【００１１】以降は省略されています）

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