[发明专利]天线设备和RFID系统

说明书

发明领域

本发明涉及使用无线电波在天线设备之间进行通信的技术，或涉及用于在读/写器与RFID标签之间进行非接触式通信的技术，作为特定应用示例。

背景技术

已知射频识别系统(RFID系统)。RFID系统被配置成使用读/写器从RFID标签读取信息。RFID系统向远离RFID系统设置的RFID标签发送约1W(瓦特)的射频信号，并且从RFID标签接收响应信号。用于在RFID系统与RFID标签之间发送和接收射无线电信号的信道可以处于UHF带(860至960MHz)中。在日本，使用范围从952至954MHz的射频作为该信道。取决于所使用的RFID标签的天线增益、所使用的无线电IC芯片的工作电压、所使用的读/写器的天线增益以及周围环境，RFID系统与RFID标签之间的通信距离约为3至10m。RFID标签包括天线和IC芯片(约0.5mm²)，该IC芯片与天线的馈电点电连接、而并不安装特定匹配电路。在RFID标签中，通过印刷、蚀刻等在透明膜上形成天线图案。

可以使用内部电阻Rc(例如，1700Ω)和电容Cc(例如，1.0pF)的并联电路来等同表达RFID标签的IC芯片。同样，可以使用辐射电阻Ra(例如，2000Ω)和电感La(例如，30nH)的并联电路来等同表达RFID标签的天线。由于IC芯片与天线并联连接，所以，通过电容Cc和电感La产生振荡，以在所需的振荡频率fo(例如，953MHz)建立阻抗匹配。结果，允许RFID标签获得最大接收功率。振荡频率fo表达如下：

fo=12π×(La×CC)1/2]]>

还已知存在包括可用于RFID系统的网状电极在内的电磁波传输薄片。该薄片的宽度尺寸几乎等于在与宽度方向正交的方向沿着该薄片的表面所传播的电磁波的波长一半的整数倍。由于该宽度尺寸，该薄片可以在与传播方向正交的方向中生成电磁波的振荡。电磁波传输薄片具有三层结构：网状电极、平板导电层以及被其它两层所夹置的电介质层。可以认为该结构有助于在该薄片上方特定距离中生成电磁波。作为电磁波传输薄片的应用，日本专利特开平No.2010-114696公开了用于管理架上存储的物品的RFID系统。该系统包括读/写器和电磁波传输薄片，它们通过同轴线缆彼此电连接。电磁波传输薄片用作天线，并且设置在架上以检测附接在RFID系统所管理的物品的表面上的RFID标签。RFID系统具有以下这样的优点：其防止了由于来自天线的电磁波的并不希望的传输范围所导致的对附接在不被该系统所管理的物品上的RFID标签的错误检测。

然而，传统薄片具有这样的问题：对RFID标签的检测依赖于RFID标签相对于用作天线的电磁波传输薄片的方向，这导致当RFID标签设置在电磁波传输薄片上方的特定方向中时检测不到RFID标签的存在。

发明内容

因此，本发明的一个方面中的目的是提供一种消除上述缺点或问题的天线设备和RFID系统。

根据本发明的一个方面，提供一种向能够接收无线电波的标签发射无线电波的天线设备。所述天线设备包括第一层、第二层和第一板。第一层、第二层和第一板都是导电的。第二层平行于第一层且与第一层分开设置，从而生成沿着第一轴传播的电磁波，并且，第二层包括多个部分以在第二层上方生成漏电场，其中，该多个部分是不导电的，该漏电场指向两个方向，这两个方向彼此相反且平行于与第二轴，第二轴正交于第一轴且平行于第二层。第一板设置在第二层上或其上方且具有一区域，该区域具有沿着第一轴的第一长度，第一长度被确定为使得当该标签设置在第一板上方的第一高度并且与第一轴、第二轴或第三轴中的任意一个平行设置时，该标签接收到的无线电波的功率等于或不同于第一基准值，其中，第三轴与第一轴和第二轴正交。