CD ROM ディスクに RFID アンテナを付ける

CD ROM や DVD ROM のディスクに 2.45GHz の RFID アンテナをくっつければ、電算機室のディスク管理の自動化や、音楽店の在庫管理に役立つことでしょう。
ところが、CD/DVD ROM はアルミの蒸着面がありますから、その影響を受けてアンテナの整合を取ることがやっかいです。　やっとひとつで整合がとれたとしても、アルミ膜はどのディスクでも同じ厚さとは限りません。　さらに悪いことには、書き込み型のディスクでは有機物であることもあり、またまた整合がとれなくなってしまいます。

どうすればいいでしょうか。　、、、、　ここでちょっとおもしろいアイデアを紹介します。

このミソは２つあります。　１つは、CD が持っているアルミや有機物の導電度はものによって変化するので、こちらで良導電体を用意してマスクしてしまおうということです。　２つ目は、アルミ蒸着面の内周が 2.45GHz の共振に近いところにあるので、ドーナツ型のマスクの内周をうまく共振させ、広帯域のアンテナの一部として利用することです。
そのマスクはアルミ箔でドーナツ型にして、その内径がCD のアルミ蒸着膜の内径と同じか少し小さい程度にします。　記録面にかぶさる様に配置し、キャパシティブカップリングさせます。　主としてドーナツの内側の共振を使いますので、外側の寸法（つまりカップルしている CD の記録面）の寸法や、そのあるなしにはあまり関係しません。

マスクの内側にドライバエレメントをもうけ、これに RFID チップを接続します。　マスクとドライバの両方の共振点を分散させて帯域を稼ぎ、チップ接続部ではマッチングを取ります。

回転時のぶれを防ぐため、ドライバエレメントの対象位置にバランサの金属領域をもうけておきます。　この部分は電気的な共振を避けるため両端と中央をマスクに接続しておきます。
チップは CD ドライブの中のホルダとの干渉を避ける位置に付けます。　右の絵とは反対になりますが、ドライバエレメントの外側の方がいいでしょう。　全体はポリエチレンフィルムとアルミ箔で作りますが、アルミ箔面側を CD 板に接するようにしてチップを保護するといいでしょう。　 CD との接着は超音波など何でも OK です。

上の左の絵がシミュレータが出したアンテナのインピーダンスです。　右は2.45GHz での電流です。　ドーナツ部分とドライバエレメントの両方に電流が乗って、うまく共振している様子が分かります。
特性を見ると分かりますが、非常に広帯域にすることができます。　ちょっと細かいことですが、リアクタンスが 2.45G 辺りで右下がりになっています。　これは望ましい特性です。　というのは、チップ側のリアクタンスも周波数が高くなると（絶対値が）小さい方に動くからで、そのことも合わせると、ものすごく広帯域になります。

マッチング回路はガンマ型でも T 型でも自由に設計しますが、ネットワークアナライザやインピーダンスメータにつなぐにはガンマの方がいいでしょうね。　いずれにせよ、チップのインピーダンスの共役にすることは比較的容易です。　この例では 12+76j にしてみました。

とても効率よく電波をとばすことができます。

特許が公開されていますので、そのまままねをしないようにしてください。　