JP7077796B2 - RF tag structure - Google Patents
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Description
本発明は,無線による個体識別で用いるRFタグ(Radio Frequency)に関し,更に詳しくは,電子部品を実装するプリント基板(PCB: printed circuit board)など,比誘電率の高い電気物性を有する板状の物に適したRFタグに関する。 The present invention relates to an RF tag (Radio Frequency) used for individual identification by radio, and more specifically, a plate-like material having a high relative permittivity, such as a printed circuit board (PCB) on which an electronic component is mounted. Regarding RF tags suitable for things.
無線による個体識別で用いるRFタグラベルが,RFタグラベルを貼付する貼付面の電気物性に適していないと,RFタグラベルの通信性能が著しく悪化することがある。例えば,金属対応を図っていないRFタグラベルを金属面に貼付すると,金属面に貼付したRFタグラベルの通信性能は著しく悪化する。特許文献1で開示されている発明では,金属対応を図ったRFタグラベルとして,放射素子とマッチング回路からなるアンテナをRFタグラベルに実装し,放射素子が金属面と電気的に導通することで,RFタグラベルを貼付した金属面をRFタグラベルのアンテナの一部として利用できるようにしている。
If the RF tag label used for wireless individual identification is not suitable for the electrical characteristics of the surface to which the RF tag label is attached, the communication performance of the RF tag label may be significantly deteriorated. For example, if an RF tag label that is not compatible with metal is attached to a metal surface, the communication performance of the RF tag label attached to the metal surface is significantly deteriorated. In the invention disclosed in
RFタグラベルを貼付する貼付面の電気物性にRFタグラベルが適していないと,RFタグラベルの通信性能が著しく悪化するケースとして,金属面にRFタグラベルを貼付する以外に,誘電体の性質を有する貼付面にRFタグラベルを貼付するケースがある。 If the RF tag label is not suitable for the electrical characteristics of the surface to which the RF tag label is attached, the communication performance of the RF tag label will be significantly deteriorated. There is a case where the RF tag label is attached to.
特許文献2のように,RFタグラベルの一部を誘電体から離間させて,RFタグラベルを誘電体に貼付すれば,平らな状態で誘電体に貼付しても,RFタグラベルの通信性能が著しく悪化しないように構成することが可能であるが,この場合,誘電体から離間するRFタグラベルの長さが問題になることがある。 If a part of the RF tag label is separated from the dielectric and the RF tag label is attached to the dielectric as in Patent Document 2, the communication performance of the RF tag label is significantly deteriorated even if the RF tag label is attached to the dielectric in a flat state. It can be configured so that it does not, but in this case the length of the RF tag label away from the dielectric can be a problem.
例えば,電気機器に内蔵するプリント基板(Printed Circuit Board)にRFタグラベルを貼る場合,プリント基板と電気機器の筐体間の隙間は小さいことが多いため,誘電体から出っ張るRFタグラベルの長さを短くできることが望まれる。 For example, when an RF tag label is attached to a printed circuit board built into an electrical device, the gap between the printed circuit board and the housing of the electrical device is often small, so the length of the RF tag label protruding from the dielectric is shortened. It is hoped that it can be done.
そこで,本発明は,誘電体に貼り付けたRFタグラベルの通信性能が著しく悪化せず,誘電体から出っ張るRFタグラベルの長さを短くしたRFタグ構造体を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an RF tag structure in which the communication performance of the RF tag label attached to the dielectric is not significantly deteriorated and the length of the RF tag label protruding from the dielectric is shortened.
上述した課題を解決する本発明は,ICチップを接続させたループ状素子と,導波線路を利用して前記ループ状素子と接続している面状の結合素子を有する構造のアンテナを実装したRFタグラベルと,比誘電率の高い材料が用いられた誘電体板を備え,前記RFタグラベルに実装する前記アンテナは,縦の長さが表1に従い,横の長さが表2に従い,共振周波数が表3に従うように設計され,前記ループ状素子の一部が前記誘電体板の端から出っ張る長さが表4に従うように,前記ループ状素子の一部が前記誘電体板の端から出っ張り,前記結合素子の全てが前記誘電体板と重なる状態で,前記RFタグラベルが前記誘電体板に貼られていることを特徴とするRFタグ構造体である。なお,本発明では,前記誘電体板をプリント基板とすることが好適である。
本発明に係るRFタグ構造体が備えるRFタグラベルは,誘電体の性質を有する貼付面に適した構造にするために,誘電体が有する波長短縮効果を考慮して設計されている。また,本発明に係るRFタグ構造体において,誘電体から出っ張るRFタグラベルの長さは,通信性能が著しく悪化しない範囲で,誘電体から出っ張る長さが短くなるように規定されている。 The RF tag label included in the RF tag structure according to the present invention is designed in consideration of the wavelength shortening effect of the dielectric in order to make the structure suitable for the sticking surface having the property of the dielectric. Further, in the RF tag structure according to the present invention, the length of the RF tag label protruding from the dielectric is specified so that the length protruding from the dielectric is shortened within a range in which the communication performance is not significantly deteriorated.
ここから,本発明の好適な実施形態を記載する。なお,以下の記載は本発明の技術的範囲を束縛するものでなく,理解を助けるために記述するものである。 From here, suitable embodiments of the present invention will be described. The following description does not constrain the technical scope of the present invention, but is intended to aid understanding.
図1は,本実施形態に係るRFタグ構造体1を説明する図である。図1で図示したように,本実施形態に係るRFタグ構造体1は,比誘電率の高い材料を用いた板状の部材である誘電体板12と,ICチップ113を接続させたループ状素子110と,導波線路112を利用してループ状素子110と接続している面状の結合素子111を有する構造のアンテナ11を実装したRFタグラベル10を備え,RFタグラベル10のアンテナ11は,通信性能が著しく悪化しないように設計され,RFタグラベル10は,ループ状素子110の一部が誘電体板12の端から出っ張り,結合素子111の全てが誘電体板12と重なる状態で誘電体板12に貼られている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an
図2は,本実施形態に係るRFタグラベル10を説明する図で,図2(a)は,RFタグラベル10の層構成を説明する図,図2(b)は,RFタグラベル10に実装するアンテナ11を説明する図である。
2A and 2B are diagrams for explaining the
RFタグラベル10を使用する周波数帯はUHF帯(860~960Mhz)で,図2(a)で図示したように,RFタグラベル10は,ICチップ113を接続させたアンテナ11を実装したインレイ100と,アンテナ11を実装したインレイ100の面に積層した第1粘着層101と,第1粘着層101を保護する剥離紙102と,アンテナ11を実装したインレイ100の面の裏面に積層した第2粘着層103と,第2粘着層103を利用してインレイ100と接着している表面シート104から少なくとも構成されている。なお,RFタグラベル10は,第2粘着層103と表面シート104を省いた構成にすることもできる。
The frequency band in which the
RFタグラベル10の材料について説明する。インレイ100のベースフィルムと表面シート104には,ポリエチレンテレフタラート(PET),ポリプロピレン(PP)等の合成樹脂製フィルムに加え,アート紙などを用いることができ,インレイ100に形成するアンテナ11にはアルミ箔などの金属箔を利用できる。また,第1粘着層101および第2粘着層103にはアクリル系やゴム系の粘着剤を利用できる。更に,剥離紙102には,シリコーン系などの剥離剤を塗布した合成樹脂製フィルムや剥離剤を塗布した紙を利用できる。なお,結合素子111に対応する箇所の剥離紙102のみを容易に剥がせるようにするための切り込み102aを剥離紙102に設けている。
The material of the
図2(b)を参照しながら,RFタグラベル10のインレイ100に実装するアンテナ11の構造について説明する。インレイ100に実装するアンテナ11は,ダイポールアンテナで,ICチップ113を接続させたループ状素子110および結合素子111を有し,導波線路112を介してループ状素子110が結合素子111と接続している構造になっている。
The structure of the
アンテナ11を構成するループ状素子110は,インレイ100に実装するICチップ113とのインピーダンス整合をとるためのアンテナ素子である。ICチップ113の入力端子間には容量性リアクタンス(キャパシタンス)が存在するので,ICチップ113と接続するループ状素子110の形状をループ形状にし,ICチップ113の入力端子間に存在する容量性リアクタンスに対応した誘導性リアクタンス(インダクタンス)をループ状素子110に持たせている。
The loop-
アンテナ11を構成する結合素子111は,RFタグラベル10を貼付した誘電体板12と電気的に結合し易いように,プレート電極のような板状の導体で構成されている。結合素子111が誘電体板12と重なるように,RFタグラベル10を誘電体板12に貼り付けると,誘電体板12に放射された電波は,誘電体板12を伝播し,結合素子111を介してRFタグラベル10に伝播され,RFタグラベルが放射する電波は,その逆の経路で誘電体板12に伝播される。
The
図1で図示したように,ループ状素子110の一部が誘電体板12から出っ張り,結合素子111の全てが誘電体板12と重なる状態でRFタグラベル10を誘電体板12に貼ると,結合素子111は,誘電体板12と電気的に結合する。誘電体板12を伝搬する電波の波長は,誘電体板12が有する波長短縮効果により元の波長よりも短くなるので,本発明では,RFタグラベル10に実装するアンテナ11における縦の長さを表5のように規定している。
更に,RFタグラベル10を誘電体板12に貼付すると,誘電体板12の影響で大きな寄生容量がRFタグラベル10に発生し,RFタグラベル10の共振周波数が低い方向にシフトしてしまう。RFタグラベル10の共振周波数を容易に変更可能とするために,線状の導線をジグザグ状に折り曲げたアンテナ素子をループ状素子と接続させることも考えられるが,誘電体板12から出っ張る長さが長くなるため,本実施形態では,線状の導線をジグザグ状に折り曲げたアンテナ素子をあえてRFタグラベル10に設けていない。
Further, when the
線状の導線をジグザグ状に折り曲げたアンテナ素子を設けていないRFタグラベル10では,RFタグラベル10の横の長さで,RFタグラベル10の共振周波数を調整できるので,RFタグラベル10の横の長さとRFタグラベル10の共振周波数を表6,7のように規定する。
また,電気機器に内蔵するプリント基板を誘電体板12として利用する場合,プリント基板と電気機器の筐体間の隙間は小さいことが多いため,本実施形態では,通信性能が著しく悪化しないことを考慮して,ループ状素子110の一部が誘電体板12から出っ張る長さを表8のように規定している。
本実施形態に係るRFタグ構造体1の一例について説明する。本実施形態に係るRFタグ構造体1が備える誘電体板12は,誘電体の性質を有する様々な部材に置き換えることができる。
An example of the
図3は,本実施形態に係るRFタグ構造体1の一例を説明する図である。図3で図示したRFタグ構造体1では,本実施形態に係るRFタグ構造体1が備える誘電体板12を,電子部品を実装するPCB12a(Printed Circuit Board)に置き換えている。図3では,ループ状素子110の全てと導波線路112の一部がPCB12aから出っ張り,結合素子111の全てがPCB12aと重なるように,誘電体材料を基材に用いたPCB12aの一辺にRFタグラベル10を貼り付けている。なお,これ以外の例としては,本実施形態に係るRFタグ構造体1が備える誘電体板12をガラス板に置き換える例が考えられる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the
1 RFタグ構造体
10 RFタグラベル
100 インレイ
101 第1粘着層
102 剥離紙
103 第2粘着層
104 表面シート
11 アンテナ
110 ループ状素子
111 結合素子
112 導波線路
113 ICチップ
12 誘電体板
12a PCB
1
Claims (2)
The RF tag structure according to claim 1, wherein the dielectric plate is used as a printed circuit board.
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