專利名稱：天線裝置和物品管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線裝置和物品管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
JP-A-2005-247566公開了一種用于管理多個物品的系統(tǒng)，其管理方式為貼上無線標(biāo)簽；讀取寫在這些無線標(biāo)簽上的信息。
在上述系統(tǒng)中，上面貼著無線標(biāo)簽的多個物品設(shè)在貨架外殼中。天線移動機構(gòu)將天線機械地移到設(shè)在貨架外殼中的多個物品的排列方向，從而有序地讀取寫在這些無線標(biāo)簽上的信息。該系統(tǒng)包括一個控制器，當(dāng)讀取分給無線標(biāo)簽的標(biāo)簽編號時，該控制器根據(jù)天線的位置信息，生成無線標(biāo)簽的位置信息。
但是，由于在上述系統(tǒng)中天線是機械地移動的，所以，需要天線移動機構(gòu)及其控制器，這樣一來，系統(tǒng)就變得很復(fù)雜和龐大。此外，在諸如天線移動機構(gòu)之類的機械機構(gòu)中還有可能出現(xiàn)問題。
此外，在上述系統(tǒng)中，無線標(biāo)簽的信息是在天線移動和發(fā)出電磁波的時候讀取的，因此，有必要抑制和另一無線設(shè)備之間發(fā)生的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種天線裝置和物品管理系統(tǒng)，其能夠在不機械移動天線的情況下讀取多個無線標(biāo)簽的信息，故能抑制不必要的電波輻射。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種天線裝置，包括導(dǎo)電元件，其一端經(jīng)由終端電阻連到接地平面，并且，給其另一端供電；至少一個支路導(dǎo)電元件，其是從所述導(dǎo)電元件分支出來的且具有短路到所述接地平面的末端，并且，所述支路導(dǎo)電元件的元件長度大約是工作頻率的四分之一波長。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種天線裝置，包括導(dǎo)電元件，其一端經(jīng)由終端電阻連到接地平面，并且，給其另一端供電；至少一個支路導(dǎo)電元件，其是從所述導(dǎo)電元件分支出來的且具有開路的末端，并且，所述支路導(dǎo)電元件的元件長度大約是工作頻率的二分之一波長。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種物品管理系統(tǒng)，包括天線裝置，包括導(dǎo)電元件，其一端經(jīng)由終端電阻連到接地平面，并且，給其另一端供電；至少一個支路導(dǎo)電元件，其是從所述導(dǎo)電元件分支出來的且具有短路到所述接地平面的末端，并且，所述支路導(dǎo)電元件的元件長度大約是工作頻率的四分之一波長；發(fā)射單元，經(jīng)由所述天線裝置向設(shè)置在物品上的無線標(biāo)簽發(fā)送信號；接收單元，從所述無線標(biāo)簽接收信號。


在附圖中圖1的示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物品管理系統(tǒng)；圖2的示意性框圖示出了根據(jù)第一實施例的文件管理裝置1；圖3的示意性透視圖示出了根據(jù)第一實施例的天線單元13；圖4的示意性平面圖示出了根據(jù)第一實施例的天線單元13的修改；圖5的示意性框圖示出了根據(jù)第一實施例的無線標(biāo)簽12-1；圖6A和6B的示意圖示出了根據(jù)第一實施例的天線單元13的操作；圖7的示意圖示出了根據(jù)第一實施例的物品管理系統(tǒng)的架子；圖8的示意性透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的天線單元13；圖9的示意性平面圖示出了根據(jù)第二實施例的天線單元13的修改；圖10的示意性透視圖示出了根據(jù)第二實施例的天線單元13的第二修改；圖11的示意性透視圖示出了根據(jù)第二實施例的天線單元13的第三修改。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
下面將參照圖1至圖7描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物品管理系統(tǒng)。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明本實施例的物品管理系統(tǒng)。文件管理裝置1通過讀取寫在無線標(biāo)簽12-1、12-2、...、12-n上的信息或?qū)⑿畔懺谶@些無線標(biāo)簽上來管理多個文件11-1、11-2、...、11-n，其中，無線標(biāo)簽12-1、12-2、...、12-n貼在多個文件11-1、11-2、...、11-n上。將各無線標(biāo)簽的唯一ID、文件的標(biāo)題等寫在各無線標(biāo)簽12-1、12-2、...、12-n上。后面將把寫在無線標(biāo)簽12-1、12-2、...、12-n上的信息稱為文件信息。文件管理裝置1讀取寫在無線標(biāo)簽12-1、12-2、...、12-n上的文件信息，從而基于讀取的文件信息來管理物品。此外，例如，在添加新文件或重寫文件標(biāo)題的情況下，將新的文件信息寫在無線標(biāo)簽12-1、12-2、...、12-n上。
接下來，將參照圖2至4描述文件管理裝置1的構(gòu)造。
讀取/寫入(R/W)單元15連接到用于管理文件信息的計算機(PC)16。讀取/寫入(R/W)單元15經(jīng)由天線單元13將從無線標(biāo)簽讀取的文件信息輸出到PC 16。此外，讀取/寫入(R/W)單元15將從PC16接收到的文件信息寫到無線標(biāo)簽上。
接下來，將參照圖3描述天線單元13。天線單元13包括接地平面130；電線元件131，其以預(yù)定間隔大約平行于接地平面130，并且，經(jīng)由饋電點133給其一端供電；終端電阻134，其連接在電線元件131和接地平面130之間；多個支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n(在圖3中n＝4)，其與電線元件131在同一平面上且垂直連接到電線元件131；外殼(未示出)，用于將天線單元13裝入其中。此外，將電線元件131和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n之間的連接點分別稱為連接點132-1a、132-2a、...、132-na。雖然在本實施例中導(dǎo)電元件131是電線，但導(dǎo)電元件131的形狀并不限于是電線。
此外，可以對終端電阻134進行選擇，以使終端電阻134的阻抗對應(yīng)于經(jīng)由饋電點133連接到電線元件131的饋電線(未示出)的特性阻抗。
支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n的各元件長度大約是工作頻率的四分之一波長。各支路導(dǎo)電元件的一端垂直連接到電線元件131，并且，支路導(dǎo)電元件的另一端分別接地(短路)于接地平面10上的連接點132-1b、132-2b、...、132-nb。因此，電線元件131和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n之間的連接點132-1a、132-2a...、132-na與電線元件131相比，處于高阻抗。因此，有較小的電路流過支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n。
圖3示出了當(dāng)支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n的各元件長度大約是工作頻率的四分之一波長時的情形。但是，支路導(dǎo)電元件的各元件長度可以大約是工作頻率的二分之一波長。這里，工作頻率表示在無線標(biāo)簽12-1、12-2、...、12-n和文件管理裝置之間的通信所用的頻帶的近似中心頻率。圖4示出了當(dāng)支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n的各元件長度大約是工作頻率的二分之一波長時天線單元13的構(gòu)造。在這種情況下，各支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n的一端垂直連接到電線元件131，并且，其另一端是開路的。
接下來，將描述要由物品管理裝置1管理的各文件11-1、11-2、...、11-n的構(gòu)造。無線標(biāo)簽12-1、12-2、...、12-n分別貼在文件11-1、11-2、...、11-n上。因為相應(yīng)的無線標(biāo)簽12-1、12-2、...、12-n的構(gòu)造和操作是相同的，所以，下面僅描述無線標(biāo)簽12-1。
圖5的框圖示出了無線標(biāo)簽12-1。
在無線標(biāo)簽12-1中，IC 120直接設(shè)置在天線121上。IC 120包括檢測整流器122，其根據(jù)接收信號檢測驅(qū)動IC 120的直流電DC；解調(diào)單元123，其用于解調(diào)接收信號；調(diào)制單元124，其用于調(diào)制待發(fā)送信號；存儲器125，其用于存儲文件11-1的信息等；控制單元126，其用于控制各個單元。
對于天線121，例如，可以采用偶極天線、八木-宇田天線或微帶天線。在天線121(如偶極天線)中，當(dāng)輸入文件11-1放在文件管理裝置1的天線單元13附近時，將天線單元13的支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n(參見圖3)排列成大約平行于天線121。因此，天線121的極化方向?qū)?yīng)于天線單元13的支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n的各極化方向。
接下來，將描述根據(jù)第一實施例的物品管理系統(tǒng)的操作。這里，假設(shè)貼有無線標(biāo)簽12-1的文件11-1處于天線單元13的支路導(dǎo)電元件132-1的附近。其它文件11-2、...、11-n和支路導(dǎo)電元件132-2、...、132-n的操作分別與文件11-1和支路導(dǎo)電元件132-1的操作相同。
首先，將參照圖6A和6B描述天線單元13的操作。
圖6A示出了當(dāng)無線標(biāo)簽12-1不處于天線單元13附近時的操作。如上所述，因為電線元件131和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2之間的連接點132-1a、132-2a與電線元件131相比處于高阻抗，所以，有較小的電流流過支路導(dǎo)電元件132-1、132-2。因此，當(dāng)在支路導(dǎo)電元件132-1、132-2的附近沒有無線標(biāo)簽時，沒有電磁波從支路導(dǎo)電元件132-1、132-2發(fā)出。
另一方面，圖6B示出了當(dāng)無線標(biāo)簽12-1處于天線單元13的支路導(dǎo)電元件132-1附近時的操作。在這種情況下，在無線標(biāo)簽12-1和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2之間產(chǎn)生電磁場耦合。因此，在并入到無線標(biāo)簽12-1中的天線121中產(chǎn)生接收電壓，并且，給IC 120供電。由此，無線標(biāo)簽12-1發(fā)送存儲器125中存儲的信息，并且，天線單元13接收該信息。
接下來，將參照圖2和圖5描述當(dāng)無線標(biāo)簽12-1處于天線單元13附近時物品管理裝置1和無線標(biāo)簽12-1的操作。
從支路導(dǎo)電元件132-1發(fā)出的電波(后面稱之為接收信號)經(jīng)由天線121輸入到檢測整流器122。檢測整流器122根據(jù)輸入的接收信號檢測直流電DC，從而給IC 120的各單元供電。另一方面，檢測整流器122將接收信號輸入到解調(diào)單元123。解調(diào)單元123將輸入的接收信號解調(diào)等，并將結(jié)果輸入到控制單元126?？刂茊卧?26將從解調(diào)單元接收的結(jié)果寫入到存儲器125。由于解調(diào)，當(dāng)文件管理裝置1讀取文件信息時，控制單元126依照存儲器125生成發(fā)射信號?？刂茊卧獙l(fā)射信號輸出到調(diào)制單元124。調(diào)制單元124將輸入的發(fā)射信號進行編碼等，將其中的開關(guān)打開或關(guān)閉，并改變天線121的阻抗，以發(fā)送信號。
R/W單元15通過天線單元13接收從無線標(biāo)簽12-1發(fā)送過來的信號，并將接收信號解調(diào)等，以獲取文件信息。接下來，R/W單元15將獲取的文件信息輸出到PC 16。然后，PC 16根據(jù)輸入的文件信息管理文件11-1。
另一方面，當(dāng)把文件信息寫到無線標(biāo)簽12-1上時，將要寫上的文件信息經(jīng)由PC輸入到R/W單元15。R/W單元15將輸入的文件信息解調(diào)等，從而生成發(fā)射信號。發(fā)射信號經(jīng)由天線單元13發(fā)送到無線標(biāo)簽12-1。
接下來，將參照圖7描述根據(jù)本實施例的物品管理系統(tǒng)適用于放置物品的架子的情形。
適用于圖7所示的物品管理系統(tǒng)的架子包括多個架板17-1、17-2...，其分別有天線單元13；設(shè)于架子上表面上的R/W單元15。設(shè)在多個架板17-1、17-2...中的天線單元13分別通過同軸電纜14連接到R/W單元15。
R/W單元15連接到用于管理物品的PC 16(在圖7中未示出)，并將所收到的物品信息(在圖7中貼有無線標(biāo)簽12的文件11)通過天線單元13輸出到PC 16。
因為適用于該架子的物品管理系統(tǒng)的操作與圖1所示的物品管理系統(tǒng)的操作相同，所以將不再對此操作進行贅述。此外，R/W單元15并不總是需要設(shè)在架子的上表面上，也可以設(shè)在其下表面上。
如上所述，在第一實施例中，多個支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n與其附近的無線標(biāo)簽進行通信。因此，可以在不機械移動天線單元13的情況下讀取多個無線標(biāo)簽的信息。此外，因為沒有電流流過在支路導(dǎo)電元件附近沒有無線標(biāo)簽的支路導(dǎo)電元件，所以，支路電元件132-1、132-2、...、132-n不會發(fā)出不必要的電波，除了無線標(biāo)簽處在其附近之外。因此，和另一無線設(shè)備之間產(chǎn)生的干擾可以得到抑制。
此外，電線元件131和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n在同一平面上相連，并相互垂直，從而可以抑制其之間的電磁場耦合。如果在電線元件131和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n之間產(chǎn)生不必要的電磁場耦合，則支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n的各諧振頻率會改變。因此，天線單元讀取從無線標(biāo)簽發(fā)送過來的信息的能力降低了。如果在預(yù)先考慮到不必要的電磁場之后設(shè)計天線裝置，則對于設(shè)計而言需要較大的資源。預(yù)先抑制電線元件131和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n之間或支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n之間的電磁場耦合是非常重要的。
接下來，將參照圖8至圖11描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的物品管理系統(tǒng)。因為除了天線單元13的構(gòu)造之外根據(jù)第二實施例的物品管理系統(tǒng)的構(gòu)造和操作與圖1所示的物品管理系統(tǒng)的構(gòu)造和操作相同，所以，除了天線單元13之外，給相同的單元分配相同的標(biāo)號，并且，將省略對相同單元的描述。
圖8是根據(jù)本實施例的天線單元13的透視圖。圖8所示的天線單元的構(gòu)造大約與圖3所示的天線單元13的構(gòu)造相同。但是，在本實施例的天線單元13中，多個支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n(在圖8中n＝6)交替地設(shè)置在電線元件131的兩側(cè)。
因此，加寬了相鄰支路導(dǎo)電元件彼此之間的間隔，并減弱了支路導(dǎo)電元件之間的電磁場耦合。
接下來，將參照圖9至圖11描述根據(jù)本實施例的天線單元13的修改。
圖9的平面圖示出了根據(jù)本實施例的天線單元13的修改。
除了支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n的元件長度L1、L2、..、Ln彼此略微不同之外，圖9所示的天線單元的構(gòu)造大約與圖3所示的天線單元的構(gòu)造相同。
因為元件長度L1、L2、..、Ln彼此不同，所以，支路導(dǎo)電元件的諧振頻率彼此略微不同。因此，減弱了支路導(dǎo)電元件之間的電磁場耦合，并且，支路導(dǎo)電元件彼此很難發(fā)生諧振。但是，因為元件長度L1、L2、..、Ln分別與支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n的工作頻率的四分之一波長略微不同，所以，各支路導(dǎo)電元件與處于該工作頻率的電磁波發(fā)生諧振。此外，雖然在第一修改中支路導(dǎo)電元件的元件長度彼此不同，但是，僅僅彼此相鄰的兩個支路導(dǎo)電元件的元件長度可以彼此不同。
圖10的透視圖示出了根據(jù)本實施例的天線單元13的第二修改。
在圖10所示的天線單元13的修改中，在圖8中所示的天線單元13的電線元件131和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n用作微帶線。此外，在圖10中所示的天線單元13包括對應(yīng)于接地平面130的地135；在地135和電線元件131之間的絕緣體136。
圖11的透視圖示出了根據(jù)本實施例的天線單元13的第三修改。
在圖11所示的天線單元13的修改中，在圖8中所示的天線單元13的電線元件131和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n用作共面波導(dǎo)(CPW)。也就是說，電線元件131、支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n和地135是由單個導(dǎo)體板構(gòu)成的。
如上所述，根據(jù)第二實施例，可以獲得與第一實施例相同的效果。此外，因為支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n交替地設(shè)置在電線元件131的兩側(cè)，所以，即使增加了支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n的數(shù)量，也可以加寬元件之間的間隔。因此，支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n之間不必要的電磁場耦合可以得到抑制。
此外，如第一修改所示，因為支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n的元件長度彼此略微不同，所以，各支路導(dǎo)電元件的諧振頻率可以略微改變，并且，支路導(dǎo)電元件之間的諧振可以得到抑制。因此，支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n之間不必要的電磁場耦合可以得到抑制。
此外，如第二修改所示，因為電線元件131和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n用作微帶線，所以，可以用PCB(印刷電路板)制造這些元件，并且，可以提高生產(chǎn)能力。
同樣，如第三修改所示，因為電線元件131和支路導(dǎo)電元件132-1、132-2、...、132-n用作共面波導(dǎo)，所以，接地平面130、電線元件131和支路導(dǎo)電元件可以用單個導(dǎo)體板構(gòu)成，并且，可以提高生產(chǎn)能力。
根據(jù)本實施例的天線裝置和物品管理系統(tǒng)，可以在不機械移動天線的情況下讀取多個無線標(biāo)簽的信息。因此，可以抑制不必要的電波輻射。
此外，本發(fā)明不只限于以上實施例，并且，在不脫離所實施的保護范圍的前提下，可以對其進行修改。此外，可以適當(dāng)?shù)亟M合在以上實施例中使用的多個部件而做出各種發(fā)明。例如，可以從在以上實施例中使用的所有部件中去掉一些部件?；蛘?，可以適當(dāng)?shù)叵嗷ソM合在彼此不同的實施例中使用的部件。
圖2a.文件信息12-1無線標(biāo)簽13天線單元15R/W單元圖5a.供電122檢測整流器123解調(diào)器124調(diào)制器125存儲器126控制單元圖6Ba.耦合
權(quán)利要求
1.一種天線裝置，包括導(dǎo)電元件，其一端經(jīng)由終端電阻連到接地平面，并且，給其另一端供電；以及至少一個支路導(dǎo)電元件，其是從所述導(dǎo)電元件分支出來的且具有短路到所述接地平面的末端，并且，所述支路導(dǎo)電元件的元件長度大約是工作頻率的四分之一波長。
2.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中，所述導(dǎo)電元件是電線。
3.一種天線裝置，包括導(dǎo)電元件，其一端經(jīng)由終端電阻連到接地平面，并且，給其另一端供電；以及至少一個支路導(dǎo)電元件，其是從所述導(dǎo)電元件分支出來的且具有開路的末端，并且，所述支路導(dǎo)電元件的元件長度大約是工作頻率的二分之一波長。
4.如權(quán)利要求3所述的天線裝置，其中，所述導(dǎo)電元件是電線。
5.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中，所述導(dǎo)電元件和所述至少一個支路導(dǎo)電元件設(shè)置在大約相同的平面上，以及其中，所述至少一個支路導(dǎo)電元件大約垂直地從所述導(dǎo)電元件分支出來。
6.如權(quán)利要求3所述的天線裝置，其中，所述導(dǎo)電元件和所述至少一個支路導(dǎo)電元件設(shè)置在大約相同的平面上，以及其中，所述至少一個支路導(dǎo)電元件大約垂直地從所述導(dǎo)電元件分支出來。
7.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中，所述至少一個支路導(dǎo)電元件交替地設(shè)置在所述導(dǎo)電元件的兩側(cè)。
8.如權(quán)利要求3所述的天線裝置，其中，所述至少一個支路導(dǎo)電元件交替地設(shè)置在所述導(dǎo)電元件的兩側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中，所述至少一個支路導(dǎo)電元件包括多個支路導(dǎo)電元件，至少有兩個支路導(dǎo)電元件的元件長度彼此不同，其中，所述多個支路導(dǎo)電元件中至少有一個和具有所述工作頻率的電磁波發(fā)生諧振。
10.如權(quán)利要求3所述的天線裝置，其中，所述至少一個支路導(dǎo)電元件包括多個支路導(dǎo)電元件，至少有兩個支路導(dǎo)電元件的元件長度彼此不同，其中，所述多個支路導(dǎo)電元件中至少有一個和具有所述工作頻率的電磁波發(fā)生諧振。
11.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中，所述導(dǎo)電元件和所述至少一個支路導(dǎo)電元件構(gòu)成微帶線。
12.如權(quán)利要求3所述的天線裝置，其中，所述導(dǎo)電元件和所述至少一個支路導(dǎo)電元件構(gòu)成微帶線。
13.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中，所述導(dǎo)電元件和所述至少一個支路導(dǎo)電元件用作共面波導(dǎo)。
14.如權(quán)利要求3所述的天線裝置，其中，所述導(dǎo)電元件和所述至少一個支路導(dǎo)電元件用作共面波導(dǎo)。
15.一種物品管理系統(tǒng)，包括天線裝置，包括導(dǎo)電元件，其一端經(jīng)由終端電阻連到接地平面，并且，給其另一端供電；以及至少一個支路導(dǎo)電元件，其是從所述導(dǎo)電元件分支出來的且具有短路到所述接地平面的末端，并且，所述支路導(dǎo)電元件的元件長度大約是工作頻率的四分之一波長；發(fā)射單元，經(jīng)由所述天線裝置向設(shè)置在物品上的無線標(biāo)簽發(fā)送信號；以及接收單元，從所述無線標(biāo)簽接收信號。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種天線裝置，包括導(dǎo)電元件，其一端經(jīng)由終端電阻連到接地平面，并且，給其另一端供電；至少一個支路導(dǎo)電元件，其是從所述導(dǎo)電元件分支出來的且具有短路連接到所述接地平面的末端，并且，所述支路導(dǎo)電元件的元件長度大約是工作頻率的四分之一波長。
文檔編號H01Q13/08GK101071906SQ20071010289
公開日2007年11月14日 申請日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者山田亞希子, 關(guān)根秀一 申請人:株式會社東芝