UHF帯RFID用アンテナの設計講座

講師は30年以上にわたり、無線通信機器の高周波回路およびアンテナの設計・開発に携わってきました。その豊富な実務経験を活かし、現在は国内外の無線通信機器メーカーの技術アドバイザーとして、電子回路設計やアンテナ設計の技術指導を行っています。 　物流分野を中心にUHF帯RFIDは使われていますが、使用環境に最適化された高性能なRFIDアンテナへの要求は高まる一方で、その設計にはRFIDタグ特有の専門知識とノウハウが不可欠です。しかし、それらの技術は一般には十分に公開されておらず、設計上の課題となっています。 　講師は、小形アンテナの研究で博士 (工学) の学位を取得するとともに、RFID用ICの設計・開発にも携わってきました。本セミナーでは、この両分野の知見を融合し、RFID用ICの内部回路の動作原理と、電波の反射を利用するRFID特有のアンテナ設計について、具体的な設計事例を交えながら分かりやすく解説します。 　従来のRFIDアンテナセミナーではアンテナ単体の設計に重点が置かれることが多くありましたが、本セミナーでは、電子回路とアンテナの電気的な関係を体系的に理解することで、小形・高効率なUHF帯RFIDアンテナを設計するための実践的な考え方を習得していただきます。また、講師のもとに数多く寄せられる設計上の疑問や課題についても取り上げ、実務に直結するノウハウを提供します。

• はじめに
  • アンテナの遠方と近傍では電波の振る舞いが異なる
  • 電磁気学もオームの法則で解けるのか?
  • 小形アンテナの寸法の定義は?

1. RFID (Radio Frequency IDentification) の動作について理解する)
   1. RFIDとは
   2. HF帯RFIDとUHF帯RFID
      • (参考) HF帯 RFIDのアンテナの設計 (電磁誘導方式)
2. アンテナの基本を学ぼう
   1. 磁界と電界
      1. 磁界って何?
      2. 電界って何?
   2. 今さら聞けない設計で使う式の意味
      • (わかっているようでわかっていなかった式の整理)
   3. アンペールの法則 と ファラデーの法則 (電波はどうして飛ぶのか?)
   4. Maxwell の方程式を視覚的に理解する
      1. マックスウェルの方程式の第1番目の式
      2. マックスウェルの方程式の第2番目の式
      3. マックスウェルの方程式の第3番目の式
      4. マックスウェルの方程式の第4番目の式
      5. Maxwell の方程式のまとめ
3. アンテナ設計入門
   1. アンテナの基本は 1/2波長 ダイポールアンテナ
   2. 周囲長が1波長のル – プアンテナ
   3. アンテナ近傍の金属やグラウンドは電波の飛びを悪くする
      1. なぜ金属やグラウンドが近くにあると アンテナはうまく働かなくなってしまうのか?
      2. アンテナ近傍の金属やグラウンドの影響を緩和する方法
4. RFIDタグ用アンテナの設計
   1. 高周波信号の反射を考える
   2. 反射波に情報を載せる
   3. 変調方式によりRFIDタグ用アンテナの設計インピーダンスは変わる?
      1. PSK方式 RFID の場合
      2. ASK方式 RFID の場合
   4. 具体的なRFIDタグ用アンテナの設計 (株式会社アンプレットでの事例)
   5. ダイポールアンテナの小形化
   6. 小形アンテナは気難しい
   7. 電源再生回路とアンテナ
      1. レクテナで電源を再生する
      2. 電源再生用アンテナと通信用アンテナの目的は違う
5. RFIDリーダ用アンテナの設計
   1. パッチアンテナ (平面アンテナ)
      1. パッチアンテナの設計
      2. パッチアンテナの試作
      3. パッチアンテナの絶対利得
      4. 円偏波パッチアンテナ
   2. 小形ループ アンテナの設計 (スパイラル リング アンテナ)
      1. ヘリカルエレメントによる小形化
      2. バラン不要のループアンテナ
      3. 周囲長1波長 ループ アンテナ
      4. スパイラル リング アンテナ
      5. 50Ω同軸ケーブルで直接給電
      6. スパイラル リング アンテナの設計
      7. スパイラル リング アンテナ と 1波長 ループ アンテナの性能比較
      8. スパイラル リング アンテナ (まとめ)
6. 質疑応答