[发明专利]骨架均衡天线、使用了该天线的RFID标签以及RFID系统

说明书

技术领域

本发明涉及骨架均衡天线、使用了该天线的RFID标签以及 RFID系统，特别是，涉及被用于基站与终端站的距离较大的用途上 的天线以及以具备该天线的基站以及终端站作为构成要素的无线系 统。

背景技术

在基站与终端站之间将散射波作为直接载波来使用的系统中，已 知还可称为方向分割双工(Direction Divide Duplex：DDD)的现有技 术。在此技术中，利用使用循环器从基站出去的电磁波与进入基站的 电磁波的方向性之差异，等价地使发送波和接收波双工化。关于此技 术在非专利文献1(RFID手册第2版(Klaus Finkenzellar著、软件工 学研究所译、日刊工业新闻社刊、2004年5月)第45页)中有所记述。

远距离地识别不特定多数的物体的技术，伴随着物流的量的增加 以及流通速度的高速化，近年来对其有用性期待增大。为了这种大量 且高速地识别物体，并由于这些多个物体的位置关系不能确定，所以 渗透于该物体的信息传达手段的适用变得必不可少。对于这种用途， 无线技术较为合适，尤其是利用电磁波的物体的检测、该物体具有的 信息的传达，例如作为无线标签系统已经得以实现。但是，伴随物流 的高速化、大容量化，使该使用了电磁波的物体检测、信息传达能力， 换言之在该系统中使电磁波到达的距离提高则成为普遍的社会要求。 由于电磁波随着传达距离而与该距离的2～3次方成比例地衰减，若 该传达距离增加则从基站放射的电磁波再次来到该基站时，其电力将 显著减少，对于种种扰乱因子其耐受性非常低。

在这种系统中，为了使从基站到来的电磁波的能量的变换损失尽 量少地再次向基站放射，一般而言，将来自应识别的物体的散射电磁 场其本身作为用于信息传送的载波来使用的方法是一般的办法。为了 用某些手段生成新的载波，需要将电磁波的高频电力变换成用于某些 手段的电源电力，此时变换损耗必定实际产生。在使用了电磁波的无 线传送中，因应赋予载波的电力而使电磁波的到达距离受到限制，所 以使载波生成的电力效率最大就涉及到使系统中的电磁波的到达距 离、换言之使系统的适用限界最大。

在非专利文献1的图3-21所公开的使用了方向分割双工的系统 中，使用循环器作为方向性耦合器。从基站放射的电磁波的发生源、 即载波发生器的输出经由该循环器而自天线放射。从基站放射的电磁 波来到终端站，通过该终端站具备的天线将该电磁波的能量取入并用 整流电路变换成直流电源以后，使用该直流电源通过调制电路对该天 线的负载阻抗实施调制。作为振幅经过调制的电磁波而再次来到基站 的电磁波自天线引导到循环器，因循环器的非相反性而被传达至接收 电路而不是载波发生器。

在非专利文献1所公开的技术中，由于基站利用通过循环器的反 方向的电磁波相互独立这一点，对发送波和接收波进行区别，所以电 磁波就是利用放射场。放射场与其他二个场、即感应场和附近场相比 能够将电力传达到很远，接受电磁波能量的天线的尺寸优选为波长大 小。

另一方面，在现实的无线通信中，因空气中的尘土、水分等在能 够到达很远距离的电磁波的频率上具有特征，300MHz到3GHz频带 特别适合于远距离通信，并使用在移动无线等中。在此频带之中尤其 是800MHz到900MHz的频率，由于事实上的传播特性的优越性和高 频电路以及天线的实现性容易而最适合于远距离通信。此频率若换算 成波长则为40cm左右，所以实现远距离通信的天线的尺寸也同样为 40cm左右。

进而在通过无线技术来进行物体识别的系统中，由于在进行识别 的设备(基站)和应被识别的物体上所安装的设备(终端站)的周边，存在 散射电磁波的地面、墙壁、日常用具等，而发生电磁波的反射、衍射， 特别是由于反射波的存在使从基站到终端站或者从终端站到基站的 电磁波的到来路线与直接到来路线不同，所以引起波动现象固有的衰 减，对基站以及终端站中的电磁波的强度带来很大的扰乱。

无线系统的可通信距离在因这一扰乱而使电场强度减小的情况 下受到制约，所以为了扩大无线系统的可通信距离对这一衰减进行抑 制就是重要的。抑制衰减的有力手段就是使天线持有圆偏振特性。圆 偏振天线对于不同旋转方向的偏振的电磁波几乎不具有灵敏度。圆偏 振的电磁波每当反射时其偏振的旋转方向就反转，所以通过将圆偏振 天线适用于无线系统，就能够降低反射波的影响而使衰减得以抑制。 由于圆偏振天线形成具有正交的二个方向分量的电磁波，所以一般而 言就需要采取面构造。