Rfid读写器用天线的制作方法

专利名称：Rfid读写器用天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种作为RFID读写器装置的天线部的RFID读写器用天 线，所述RFID读写器在基于电波方式(950MHz频带、2.45GHz频带等) 的RFID (Radio Frequency Identification:射频识别)系统中，向RFID标 签发送命令信号的电波，使其根据该命令信号的命令信息，将存储于RFID 标签内的存储器的标签信息作为读出信号，用电波发送回RFID读写器(包 括进行标签信息的更新或补写时)，所述RFID读写器接收该电波。
背景技术：
现有的RFID系统用于居室、工厂及活动会场等限制入内区域中的活 体进出室(进出场)管理和工厂及作业现场中的物品(物流)管理等，在 要进行管理的区域的门上设置RFID读写器用天线，在所管理的对象上安装 或粘贴RFID标签等以进行管理(例如，参照专利文献1)。另外，在RFID 读写器用天线的元件中，有如专利文献1的图3所示的、辐射导体通过利 用两根微带电路、以两点供电的方式来激励圆形的贴片导体的贴片天线， 除此以外还有采用以下方式的贴片天线即，虽然使用两点供电方式，但 辐射元件为方形的贴片导体，且供电电路为同轴电路(例如，参照专利文 献2);辐射元件为圆形的贴片导体，供电电路为微带电路，且采用一点供 电方式(例如，参照专利文献3);同样为一点供电方式，但辐射元件为圆 形的贴片导体，且供电电路为同轴电路(例如，参照专利文献4及5)等。 此外，如专利文献l， 3 5所示，在RFID读写器用天线与RFID标签之间 的通信中，由于因RFID标签的粘贴位置而引起RFID标签的天线元件的角 度不固定的情况较多，所以经常为了提高RFID读写器用天线与RFID标签 之间的通信概率而使用圆偏波的电波。另外，还有在现有的RFID系统中， 在FA (Factory Automation:工厂自动化)工厂等的传送流水线中，进行生产工序的履历管理(例如，放置在传送带等传送系统上、依次经过各工序 进行组装的产品的制造工序管理)，即，更新、追加贴在移动的物品上的
RFID标签的标签信息，或者获取该标签信息(例如，参照专利文献l、 6、 7)。
日本国专利特开2006—113869号公报(第0017 0026段，图1 4) [专利文献2]
日本国专利特开2006 — 279202号公报(第0010 0012段，图1及2) [专利文献3]
日本国专利特开2006— 180043号公报(第0024段，图4) [专利文献4]
日本国专利特开2001—237638号公报(第0038段，图4(a)及图4(b)) [专利文献5]
日本国专利特开2001 — 52123号公报(第0011、 0012段，图1及2) [专利文献6]
日本国专利特开2006—155511号公报(第0071段，图2) [专利文献7]
日本国专利特开2006—172101号公报(第0016 0020段，图1 5) 近年来，要求基于RFID系统的产品可追踪性的趋势不断增强。为了 实现该产品可追踪性，需要可靠地进行制造工序的所有流水线、或与其数 量接近的流水线的生产工序的履历管理。因而，即使在流水线工序间隔较 小的工序中，也设置RFID读写器用天线，但为了将RFID读写器用天线密 集排列、或确保安置加工机械和进行加工的操作者的空间，必须尽力避免 RFID读写器用天线的性能的恶化，并且减少RFID读写器用天线的尺寸(以 下，若无特别注释，则尺寸是指RFID读写器用天线的电波辐射面的面积)。 然而，在专利文献l， 6所示的信息读出(管理)系统中，有以下问题艮P， 若不考虑各工序间的间隔、RFID读写器用天线的种类、尺寸，而采用专利 文献7所示的环状的天线作为专利文献1， 6所示的RFID读写器用天线的 元件，则在流水线工序间隔较小的工序中，难以确保安置加工机械和进行加工的工人的空间以进行制造工序管理。
另一方面，专利文献1-5所记载的RFID读写器用天线的元件，是在电 介质基板的表面配置了辐射导体(圆形或方形的贴片导体)、在背面配置 了接地导体的贴片天线。若为了减小RFID读写器用天线的尺寸，而使用介 电常数高的电介质基板，则能够减小贴片天线的谐振器尺寸。即，因为能 够减小辐射导体本身的面积，所以能够减小RFID读写器用天线的尺寸。而 且，若采用将同轴线路的外部导体与贴片天线的接地导体电连接、将中心 导体与辐射导体电连接的同轴供电方式，则与微带供电方式相比，能够力
图实现尺寸的小型化。此外，作为RFID读写器用天线的元件的贴片天线， 往往不使用介质基片而使用空气层作为电介质基板(等效于用辐射导体和 接地导体夹着介电常数为1的电介质层的贴片天线)。
在此，由于贴片天线是谐振型的元件天线，所以若单单提高电介质基 板的介电常数，则会导致作为谐振器的Q值变高、辐射效率(来自天线的 辐射功率和提供给天线的功率的比)下降。因此，为了构成小型且辐射效
率高的贴片天线，增厚电介质基板即可。
然而，当增厚了电介质基板时，有以下问题即，有可能因环境温度 的变动而引起的基于电介质基板的热膨胀的厚度变动量会增加，施加在辐 射导体与同轴供电部的中心导体的连接部的应力也会增加，在进行焊接的 时候等情况下产生裂缝等，连接部分的可靠性下降，由于该可靠性的下降 而使RFID读写器用天线性能恶化或发生故障。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种新的 RFID读写器用天线，该RFID读写器用天线选择高介电常数材料作为以贴 片天线为元件的RFID读写器用天线的基板，并且，抑制因增厚电介质基板 的厚度而产生的RFID读写器用天线的可靠性的恶化，通过实现了贴片天线 的小型化，使得即使在流水线工序间隔较小时，也能够密集放置RFID读写 器用天线，提高抑制因RFID读写器用天线而使安置加工机械和进行加工的 操作者的空间减少的可能性
发明内容
权利要求1的发明的RFID读写器用天线由电介质基板、贯通孔、以 及同轴线路构成，与RFID标签进行通信，所述电介质基板在表面设置了圆 形或方形的贴片导体，在背面设置了接地导体，所述贯通孔贯穿所述电介 质基板，所述同轴线路具有中心导体和外部导体，所述中心导体插入到所 述贯通孔，与所述贴片导体上的供电部电连接，与所述接地导体电绝缘， 所述外部导体覆盖所述中心导体的周围直到所述电介质基板的背面，与所 述接地导体电连接，所述RFID读写器用天线中，其特征在于，包括多个 连接辅助单元，该连接辅助单元与所述贴片导体侧的所述中心导体的端部 电连接，向所述贴片导体侧的所述贯通孔的周边部辐射状地延伸；以及连 接单元，该连接单元将所述连接辅助单元与所述周边部电连接。
由此，能够获得一种RFID读写器用天线，该RFID读写器用天线的多 个连接辅助单元成为因基于电介质基板的热膨胀所导致的厚度的变动而施 加在同轴线路的中心导体与贴片导体的供电部的电连接部分即连接单元的 应力的缓冲体，从而提高同轴线路的中心导体与贴片导体的供电部的电连 接的可靠性，抑制因增厚电介质基板的厚度而引起的天线性能的恶化。
权利要求2的发明的RFID读写器用天线，是在如权利要求1所述的 RFID读写器用天线中，所述连接辅助单元为齿轮型导体。
由此，除了易于与贴片导体侧的中心导体的端部电连接的效果，而且 因基于电介质基板的热膨胀所导致的厚度的变动而引起的应力均匀地施加 在齿轮的齿的部分，从而更确实完成作为缓冲体的功能。因而，能够获得 提高了同轴线路的中心导体与贴片导体的供电部的电连接的可靠性的、抑 制了因增厚电介质基板的厚度所引起的天线性能的恶化的RFID读写器用 天线。
权利要求3的发明的RFID读写器用天线，是在如权利要求1所述的 RFID读写器用天线中，所述连接辅助单元为薄膜导体。
由此，能够获得对于因基于电介质基板的热膨胀所导致的厚度的变动 而引起的应力所产生的连接辅助单元的变形的容许范围变大的RFID读写 器用天线。
权利要求4的发明的RFID读写器用天线，是在如权利要求1所述的RFID读写器用天线中，所述中心导体在所述贴片导体侧的端部具有台阶部 或尖锥部，通过嵌合或导电性粘接剂将所述连接辅助单元固定并电连接到 该台阶部或尖锥部。
由此，由于贴片导体与连接辅助单元容易电连接，因此能够获得适合
批量生产的RFID读写器用天线。
权利要求5的发明的RFID读写器用天线，是在如权利要求1所述的 RFID读写器用天线中，所述中心导体的插入到所述贯通孔内的部分中至少 一部分的直径大于被所述外部导体覆盖的部分的直径。
由此，在增厚电介质基板的厚度时，由于随着厚度增加而对于电介质 基板的贯通孔内的中心导体需要使用较长的导体，因此，存在随电介质基 板的厚度增加而变大的中心导体的寄生电抗分量对RFID读写器用天线的 性能产生不良影响的问题，但通过使同轴线路的中心导体插入到贯通孔内 的部分的中心导体的直径大于被同轴线路的外部导体覆盖的部分的直径， 可以获得抑制贯通孔内的中心导体产生的寄生电抗分量、能获得同轴线路 的电波的良好反射特性、从而能高效地向贴片导体供电的RFID读写器用天 线。


图1是本发明的实施方式的RFID读写器用天线的结构图。 图2是本发明的实施方式的RFID读写器用天线的电介质基板表面图。 图3是本发明的实施方式的RFID读写器用天线的结构图(带有天线 屏蔽器)。
图4是本发明的实施方式的RFID读写器用天线的供电部中的连接辅 助单元的结构图。
图5是本发明的实施方式的RFID读写器的辐射方向图测定值图。 图6是本发明的实施方式的RFID读写器的轴比测定值图。 图7是本发明的实施方式的RFID读写器的回波损耗测定值图。 图8是本发明的实施方式的RFID读写器的天线增益测定值图。 图9是RFID读写器装置的结构图。图IO是使用了本发明的实施方式的RFID写入器天线的生产工序的履 历管理系统的结构图。
具体实施例方式
下面，为了更详细地说明本发明，参照

用于实施本发明的最 佳方式。
实施方式
下面，利用图1 3说明本发明的实施方式。图1是实施方式的RFID读 写器用天线的结构图，图l(a)是RFID读写器用天线的概观图(上部电介质 基板的一部分为透视图)，图l(b)是从标记在图l(a)上部的箭头方向看到的 附加在RFID读写器用天线的虚线部分的剖视图，图2是实施方式的RFID 读写器用天线的电介质基板表面图，图2(a)是RFID读写器用天线的贴片导 体图，图2(b)是RFID读写器用天线的无供电元件(带有退变分离元件)的 贴片导体图，图2(c)是RFID读写器用天线的无供电元件(无退变分离元件) 的贴片导体图，图3是实施方式的RFID读写器用天线的结构图(带有天线 屏蔽器)，在图1 3中，1是RFID读写器用天线的壳体，2是设置在壳体 1的厚度为H1的电介质基板(在本实施方式中，举例表示用4层的电介质 所构成的多层基板进行说明)，3是形成在电介质基板2的表面的圆形的贴 片导体，3a、 3b是设置在贴片导体3的切口状的退变分离元件，4是配置 在电介质基板2的背面的接地导体，la是将壳体1与接地导体4连接的壳 体固定螺钉(本实施方式中，在4处使用了壳体固定螺钉la。其中，图l(b) 及图3由于是剖视图，因此只能在两处看到壳体固定螺钉la) ， 5是向贴 片导体3的供电部供电的同轴线路，6是在电介质基板的背面配置同轴线路 5、并且也兼起到作为同轴线路5的外部导体的功能的同轴连接器，6a是将 同轴连接器6固定在电介质基板2的背面并且将同轴连接器6与接地导体4 电连接的同轴固定螺钉(一般，如图1所示，固定同轴连接器的凸缘部分 的四个角)，7是贯穿了形成在贴片导体3的供电部与接地导体4之间的电 介质基板2的贯通孔，8是插入到贯通孔7内的同轴线路5的中心导体(贯 通孔内部)，9是与中心导体8电连接的同轴连接器6的内部的中心导体(同
8轴连接器内部)，10是覆盖在中心导体9的周围、如图l(b)及图3所示的 同轴连接器6的虚线部分那样使作为外部导体的同轴连接器6及接地导体4 与中心导体9电绝缘的电介质层。这样一来，在电介质基板2形成贴片天 线。
11是设置在中心导体8的贴片导体3 —侧的端部(中心导体8的顶端 部)的、中心导体8的直径缩小了的台阶状的凸起部，12是用于将中心导 体8、 9与作为供电部的贯通孔7的贴片导体3 —侧的周边部电连接的连接 辅助单元，是在中心具有可与凸起部11嵌合的孔的、用铜箔等导电性的薄 膜形成的齿轮型导体，13是设置在离开电介质基板2的表面、距离为H2 的位置的上部电介质基板，14是形成在上部电介质基板13的表面或背面的 作为RFID读写器用天线的无供电元件的圆形的上部贴片导体，14a、 14b 是设置在上部贴片导体14的切口状的退变分离元件，15是形成在上部电介 质基板13的表面或背面的作为RFID读写器用天线的无供电元件的圆形的 上部贴片导体(无退变分离元件)，在本实施方式中，使用将上部贴片导 体14、 15形成在上部电介质基板13的背面的情况进行说明。16是设置在 电介质基板2和上部电介质基板13的四个角的、起到作为保持两基板2、 14的距离H2的隔离物的功能的、支承上部电介质基板13的圆筒状的支承 构件，16a是插入到4处的支承构件16的圆筒内的、将电介质基板2和上 部电介质基板13固定到壳体1的基板固定螺钉，17是覆盖电介质基板2 和上部电介质基板13的、固定在壳体1的天线屏蔽器。图中，相同的标号 表示相同或相当部分，将其详细的说明省略。另外，在后文中，有时将RFID 读写器、RFID读写器用天线、RFID标签分别省略为读写器、读写器用天 线、标签。此外，在图1 3中，有的图未对贴片导体部3的供电部和凸起 部11与齿轮型导体12进行电连接的导电性粘接剂或齿轮型导体12本身进 行图示(图l(a)、图3)，而这是为了使齿轮型导体12的形状和读写器用 天线的整体结构清楚。关于导电性粘接剂和齿轮型导体12的结构和说明， 将在读写器用天线的整体结构的说明后进行。
图l(a)所示的读写器用天线的上部电介质基板13的一部分为透视图 (关于形成在上部电介质基板13的背面的上部贴片导体的细节，参照图2(a)和图2(b))。下面，说明读写器用天线的动作。通过同轴电缆将读写器装
置的输入输出端子与读写器用天线的同轴连接器6连接，通过中心导体8、 9从读写器装置向贴片导体3上的供电部(贯通孔7的周边部)提供RF发 送信号用的通信信号功率，从而激励贴片导体3和上部贴片导体14进行振 荡，将圆偏波的电波作为发送波(RF发送信号)发送，在其可读取的范围 内的标签对发送波进行接收，并按照该发送波所包含的命令信号将返回波 返回。接着，由读写器用天线来接收返回波，通过同轴电缆将所接收的返 回波送到读写器装置，从而构成RFID系统。此外，对于RFID系统的应用 于生产工序的履历管理系统，将后述。
在此，形成在离开电介质基板2距离仅为H2的上部电介质基板13的 背面的上部贴片导体14，作为读写器用天线的无供电元件进行工作，由从 电介质基板2的贴片导体3辐射的电波激励振荡，利用来自各个贴片导体3 及上部贴片导体14的辐射波来发送圆偏波的电波。在供电贴片(贴片导体 3)上配置了无供电元件的贴片的贴片天线，具有使反射匹配的频带变宽和 提高辐射效率的效果。在此，在具有无供电元件的贴片天线中，决定各个 直径和电介质基板2的厚度Hl及距离H2，使得供电贴片(贴片导体3) 与无供电贴片(上部贴片导体14)各自作为独立的谐振器进行工作，且在 所期望的频率范围中力图实现反射匹配。此外，关于圆偏波的合成原理和 退变分离元件的细节，由于与发明内容中列举的专利文献所记载的内容或 公知技术相同，所以将其省略。
根据图l(b)所示的剖视图，可得知上述贴片导体3的供电部与同轴线 路5的连接关系，也可得知电介质基板2与上部电介质基板13的位置关系。 另外，根据读写器用天线的性能要求，也可采用如图2(c)所示的具有未设 置退变分离元件的上部贴片导体15的贴片天线(无供电元件)，而非如图 2(b)所示的上部贴片导体14具有退变分离元件14a、 14b的贴片天线(无供 电元件)。而且，根据读写器用天线的性能要求，有时也不需要无供电元 件(上部电介质基板13)本身，在此情况下，由于能够以不设置无供电元 件的结构来设计，所以与图l(b)的读写器用天线相比，成为取消了上部电 介质基板13和支承构件16的天线结构，读写器用天线的基板厚度方向的厚度能较薄，由于图3所示的天线屏蔽器17的厚度也能较薄，因此使读写 器用天线实现小型化且重量轻。
图4是实施方式的RFID读写器用天线的供电部中的连接辅助单元的 结构图，图4(a)是齿轮型导体的电连接过程图，图4(b)是齿轮型导体向供电
部电连接后的电介质基板外观图，图中，相同标号表示相同或相当部分， 将其详细的说明省略。在此，说明即使因电介质基板变厚而引起的基于热
膨胀所导致的基板厚度的变动幅度增大、也能减小对供电部与同轴线路的 连接所产生的影响的结构。在图4(a)中，通过嵌合和焊料等导电性粘接剂 来进行齿轮型导体12与凸起部11的电连接。虽然也可以仅靠嵌合，但从 电连接的可靠性考虑，使用导电性粘接剂更好。在本实施方式中，将焊料 用作导电性粘接剂。首先，将中心导体8插入到贯通孔7，使齿轮型导体 12的孔与形成在该中心导体8的顶端部的凸起部11嵌合，在该嵌合部分的 周围进行焊接(焊接1)。此时，若在中心导体8的顶端部与齿轮型导体 12的接触部分也进行焊接，使得焊料包围所述接触部分，则可靠性提高接 着，将贴片导体3与从齿轮型导体12的孔辐射状地延伸的各齿进行焊接(焊 接2)。关于焊接1及2，可以颠倒顺序，也可以同时进行。另外，只要齿 轮型导体12的孔与凸起部11能够嵌合或焊接，则也可以使中心导体8的 顶端部形成为尖锥状，使用该尖锥状的尖锥部来替代凸起部11。此外，图 2及图4所示的形成在电介质基板2和上部电介质基板13的四个角的孔， 是用于使基板固定螺钉16a通过的孔。
这样一来，通过齿轮型导体12 (齿轮型导体12的各齿)将同轴线路5 的中心导体8与贴片导体3电连接，从而能够利用齿轮型导体12 (齿轮型 导体12的各齿)吸收因电介质基板2的热膨胀所引起的施加在同轴线路的 中心导体与贴片导体3的供电部的焊接部的应力，抑制在焊接部产生焊料 裂缝的情况。此外，多个连接辅助单元不限于本实施方式所说明的齿轮型 导体12 (齿轮型导体12的各齿)，只要是向贴片导体3 —侧的贯通孔7 的周边部放射状地延伸的导体，则也可以采用十字型、星型、多边形型， 而且，也可以不在中心导体8的顶端部设置凸起部11或尖锥部，而铺设从 中心导体8的顶端部向贯通孔7的周边部辐射状地延伸的多个金带那样的
11较薄导体，进行电连接。即，选择连接辅助单元、使得成为和中心导体8 的顶端部与供电部(贯通孔7的周边部)连续地电连接的状态等效的状态 即可。
对于图1 4中的读写器用天线，图示了下述的情况即，为了抑制随
电介质基板3的厚度增加而变大的贯通孔7内的中心导体8的寄生电抗分 量，获得良好的反射特性，高效地向贴片导体供电，而使插入到同轴线路5 的贯通孔7内的中心导体8的直径大于被同轴线路的外部导体覆盖的中心 导体9的直径，但只要根据反射特性的性能要求选择中心导体8与中心导 体9的直径的关系即可，根据情况也可以使中心导体8与中心导体9的直 径相同或为一体型(与现有的同轴线路相同)。
接着，说明能够利用本实施方式的发明来解决中心导体8的直径较大 或中心导体8与中心导体9为一体型且直径较大时产生的问题。若在中心 导体8的直径较大或中心导体8与中心导体9为一体型的中心导体直径较 大时，将作为供电部的电介质基板2的表面侧的贯通孔7的周边部与中心 导体进行焊接，则由于作为中心导体的芯线较粗，所以焊接时难以加热焊 料，从焊烙铁向焊料、贯通孔7的周边部和芯线施加热量的时间变长。因 而，焊接的作业效率恶化，而且由于为了焊接而持续较长时间对电介质基 板3进行加热，所以有可能电介质基板3发生变质，电介质基板3的电特 性恶化。然而，在本实施方式的发明中，由于使用由铜箔的齿轮型导体12、 或十字型、星型、多边形型等从中心导体8的顶端部向贯通孔7的周边部 放射状地延伸的多个较薄导体形成的连接辅助单元，用于贯通孔7的周边 部与中心导体的电连接，所以如图4所示，由于部分地向连接辅助单元进 行焊接，而不在中心导体8的顶端部的周围整个涂敷焊料，因此局部地施 加热量即可，操作性好，能够将对基板变质的影响抑制到最小程度。
将本实施方式的发明应用于在950MHz频带利用的RFID系统的读写 器用天线，在相同条件下制作三台尺寸约为110mm正方形(厚度约40mm) 的读写器用天线，并分别测定其性能。图5是实施方式的RFID读写器的辐 射方向图测定值图，图6是实施方式的RFID读写器的轴比测定值图，图7 是实施方式的RFID读写器的回波损耗测定值图，图8是实施方式的RFID读写器的天线增益测定值图，ANT01 ANT03是所试制的3台读写器用天 线的识别号码。所试制的3台读写器用天线都在953MHz满足以下特性 即，根据图5的箭头所示的-3dB波束宽度约为100deg，根据图6的箭头所
示的波束宽度的范围内具有2.4dB以下的轴比，所以可得知在较宽角度范 围中读写器用天线的辐射波的轴比良好。接着，由于可得知所试制的3台
读写器用天线都在952 954MHz范围中满足以下特性即，根据图7其回 波损耗大约为-25dB，根据图8其天线增益为5.3dBi以上，所以根据图5 图8的测定值可得知，与现有的不使用基材而使用空气层作为电介质基板 的、尺寸约为210mm正方形(厚度约20mm)的读写器用天线比较，能 够维持性能，并且将天线面的一边的长度大约减小到一半，将天线面面积 大约减少到1/3至1/4。
利用图9及图10，表示将作为本实施方式的发明的RFID写入器天线 应用于FA等流水线的生产工序的履历管理系统的示例。为了简化说明，将 工序限定成工程1 工程4来进行说明。图9是RFID读写器装置的结构图。 在图中，18是与读写器装置通过同轴电缆连接的4个读写器用天线，分别 为读写器用天线18a d。 19是对读写器用天线17a 17d与RF部的连接依 次进行切换的分时控制开关。切换的时间间隔可根据系统的应用情况进行 变更，但由于在产品通过一个工序的时间("工序通过时间"，产品在该 工序中存在的时间)内需要至少读取一次ID信息，所以需要以比所述工序 通过时间足够短的时间进行切换。20是产生RF发送信号的发送部。该发 送部由调制部和功率放大器构成，所述调制部利用来自局部信号发送器(下 文省略为"局发")的局发信号，对作为基带信号的标签命令数据进行调 制并输出，所述功率放大器对该调制信号进行高频功率放大，并输出RF 发送信号。该RF发送信号经由循环器、分时控制开关19，向读写器用天 线17a 17d发送。21是进行RF接收信号的接收处理的接收部。该接收部 由低噪声放大器、解调部442、以及电平检测器构成，所述低噪声放大器对 来自循环器的RF接收信号进行放大并输出，所述解调部442利用局发信号， 对作为基带信号的解调数据进行解调并输出，所述电平检测器生成表示接 收信号的强度的RSSI (Received SignaH2 Strength Indicator:接收信号强度
13指示符)信号。
22是生成对标签的读取指示的命令信号的命令数据生成部，23是识别 所读入的标签的ID信息的标签ID识别部，24是判定在所选择的工序区域 内有无标签的判定部，25是控制分时控制开关42的切换的开关控制部，由 这些部来构成基带部。26是发送用于控制读写器装置的动作的各种工序参 数的工序参数设定部。作为工序参数，有传送系统(传送带)的移动方向、 移动速度、成为接收电平判定的阈值的基准值等。27是从读写器装置接收 标签的ID信息、进行生产工序的履历管理的履历管理部。由工序参数设定 部26和履历管理部27构成信号处理部。信号处理部可以用专用的信号处 理装置来实现，也可以对通用的PC安装信号处理软件来实现。图中，相同 的标号表示相同或相当部分，将其详细的说明省略。
图10是使用了实施方式的RFID写入器天线的生产工序的履历管理系 统的结构图。28是例如利用传送带等传送装置、依次流过各工序而在各工 序中被实施预定的生产处理(组装、检査等)的产品。按"工序1 —工序2 —工序3 —工序4"的顺序对产品28实施各工序中的处理。29是粘贴在产 品28上的RFID标签，在内部的存储器中存储有识别该标签的ID信息 (TAG1、 TAG2等分配给每个标签的标号)。该ID (Identification:识别) 信息对每个标签都不同。若对产品粘贴了标签，则产品与标签以一对一的 方式相对应，ID信息成为产品识别信息。在标签中内置有用于与读写器 间进行RF信号的发送接收的天线元件；存储标签信息的存储器；以及发送 接收电路等所需的电子电路元件。虽然图9示出读写器装置、信号处理部、 读写器用天线17a 17d，但读写器用天线17a 17d具有与标签29间进行 RF信号的发送接收的指向特性，在各工序区域中至少配置一个读写器用天 线17。对于各读写器用天线17a 17d，使其覆盖各工序区域来决定天线的 方向及离开产品传送装置的距离，从而进行配置。图10中，在各工序区域 的中央配置有正对着产品的移动方向的天线。天线的指向特性表示正面方 向上的峰值，具有大致左右对称的特性。图中，相同的标号表示相同或相 当部分，将其详细的说明省略。
接着，说明使用了作为本实施方式的发明的RFID写入器天线的生产工序的履历管理系统的动作。在该履历管理系统中，读写器用天线17的切 换与产品的工序流相同，按照"工序1 —工序2—工序3 —工序4—工序1 —工序2—…"的顺序，每隔预定时间巡回性地进行切换。在系统启动时， 通过信号处理器对读写器装置进行工序参数的初始设定。其后，对系统结 束一直进行监视。作为读写器装置的动作，首先选择第一工序1中的读写 器用天线17a。基于来自开关控制部25的控制指令，分时控制开关19将 RF部与读写器用天线17a连接，对所选择的工序1区域中的标签的ID信 息进行读出处理。标签命令生成部22所生成的读取信号，在发送部20中 进行调制和放大，成为RF信号，经由循环器、分时控制开关19，通过读 写器用天线17a，在工序1区域内作为读取电波信号发射，对标签28进行 访问。该动作进行预定的时间，直至切换到下一天线为止。然后，按照"工 序l 工序2—工序3 —工序4—工序1 —工序2—…"的顺序，每隔预定时 间巡回性地对读写器用天线17进行切换。
这样，由于本实施方式的读写器用天线能够在使用了现有的读写器用 天线的生产工序的履历管理系统中应用，所以本实施方式中的读写器用天 线与不使用基材而使用空气层作为现有的电介质基板的读写器相比，天线 面的一边的长度约变为一半，天线面面积约变为1/3至1/4，因此，即使在 流水线工序间隔较小的工序中，也可设置读写器用天线，能够密集排列读 写器用天线，或确保安置加工机械和进行加工的操作者的空间。因而，若 使用本实施方式的读写器用天线，则能够可靠地进行生产工序的所有流水 线、或与其数量接近的流水线的生产工序管理。另外，在本实施方式和附 图中，自始至终是通过辐射元件为圆形的贴片导体、且为1点供电方式的 读写器用天线进行了说明，但贴片导体的形状也可以是方形，也可以釆用2
点供电方式，当然这样也能够实现本实施方式的发明。 工业上的实用性
如上所述，本发明的RFID读写器用天线涉及与RFID标签进行通信的 RFID读写器装置的天线部的结构，适合在用于居室、工厂及活动会场等限 制入内区域中的活体进出室(进出场)管理或工厂及作业现场的物品(物
15流)管理等的RFID系统中使用。
权利要求
1.一种RFID读写器用天线，由电介质基板、贯通孔、以及同轴线路构成，与RFID标签进行通信，所述电介质基板在表面设置了圆形或方形的贴片导体，在背面设置了接地导体，所述贯通孔贯穿所述电介质基板，所述同轴线路具有中心导体和外部导体，所述中心导体插入到所述贯通孔、与所述贴片导体上的供电点电连接，与所述接地导体电绝缘，所述外部导体覆盖所述中心导体的周围直到所述电介质基板的背面，与所述接地导体电连接，所述RFID读写器用天线中，其特征在于，包括多个连接辅助单元，该连接辅助单元与所述贴片导体侧的所述中心导体的端部电连接，向所述贴片导体侧的所述贯通孔的周边部辐射状地延伸；以及连接单元，该连接单元将所述连接辅助单元与所述周边部电连接。
2. 如权利要求1所述的RFID读写器用天线，其特征在于，所述连接辅助单元为齿轮型导体。
3. 如权利要求1所述的RFID读写器用天线，其特征在于，所述连接辅助单元为薄膜导体。
4. 如权利要求1所述的RFID读写器用天线，其特征在于，所述中心导体在所述贴片导体侧的端部具有台阶部或尖锥部，通过嵌合或导电性粘接剂将所述连接辅助单元固定并电连接到所述台阶部或尖锥部。
5. 如权利要求1所述的RFID读写器用天线，其特征在于，所述中心导体的插入到所述贯通孔内的部分中至少一部分的直径大于被所述外部导体覆盖的部分的直径。
全文摘要
在本发明的RFID读写器用天线中设置了多个连接辅助单元(12)，该连接辅助单元(12)与贴片导体(3)一侧的同轴线路(5)的中心导体(8)的端部电连接，向贴片导体(3)一侧的贯通孔(7)的周边部辐射状地延伸。连接辅助单元(12)与贯通孔(7)的周边部通过嵌合或导电性粘接剂电连接。
文档编号G06K17/00GK101689708SQ20088002421
公开日2010年3月31日 申请日期2008年7月8日 优先权日2007年7月9日
发明者佐野博一, 大角德寿, 峰利加子, 水野友宏 申请人:三菱电机株式会社