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環境電磁工学研究所が超高密度化RFIDタグの試作に成功

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2020.11.18

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環境電磁工学研究所が超高密度化RFIDタグの試作に成功

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RFIDとは、電波を用いてRFタグのデータを非接触で読み書きするシステムです。現在、広く運用されているバーコードは、レーザー等を用いてタグを個々にスキャンする必要がありますが、RFIDを用いると、電波によりタグ全数を瞬時にスキャンすることができます。

このため、例えば、経済産業省では、2025年までに、セブン-イレブン、ファミリーマート、ローソン、ミニストップ、ニューデイズの全ての取扱商品(推計1000億個/年)に電子タグを利用することについて、一定の条件の下で各社と合意し、各社と共同で「コンビニ電子タグ1000億枚宣言」を策定のうえ、実証実験を推進しています。

青山学院大学環境電磁工学研究所の橋本修所長(理工学部電気電子工学科教授)と須賀良介研究員(理工学部電気電子工学科助教)らは、超高密度化の無線識別(RFID)タグの試作に成功しました。銅箔を用いて電波を効率よく反射するパターンを設計し、面積0.676cm2(長さ13mm×幅5.2mm)で10ビットの情報量(1024)のデータを書き込めます。

読み取る周波数は、超広帯域無線(UWB)ハイバンド帯であり、7・25ギガヘルツから10・25ギガヘルツです。この周波数帯にあわせて、銅箔にそれぞれの周波数で、電波を効率よく反射するように、電磁波シミュレーション技術を駆使して長さや幅を設計したスリットを施しました。これにより、読み取り機(リーダー)側で照射する電波の周波数を変化させることで、10ビットの反射波(情報)を一瞬で読み取ることができます。

反射波がリーダーに戻る場合(反射あり)は1、戻らない場合(反射なし)には0という仕組みで情報を識別します。高密度化達成には、隣り合うスリット同士の相互干渉を抑える必要がありますが、橋本教授らは、写真に示すようにスリット間隔や上下のスリット間にさらに左右の短いスリットを配置することにより、この相互干渉を抑圧しました。

試作したタグに電波を照射して、反射波の測定を行なったところ、設計通りUWB帯域周波数内に10の反射ピークを確認しました。さらに高ビット化して、20ビットの情報を書き込める超高密度タグのシミュレーション結果を既に確認しています。この超高密度化RFタグには、種々の製品の名称や製造日など最低限の情報を書き込むことができます。RFIDタグは使い捨てであるため、その普及に向けて安価であることが必須条件になります。試作したRFタグを印刷技術を用いて紙の材料に導電性インクなどでパターン形成をする、といった製造方法を用いることによりその要求を満たす可能性があるため、実用化に向けて製造メーカーとの共同研究が期待されます。

*…電波(電磁波)を用いて、データを非接触で読み書きする情報媒体 。※今回試作したタグは内蔵メモリがないものです。

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