特許 6052013 無線装置、無線システム、及び自動取引装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6052013

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】無線装置、無線システム、及び自動取引装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 9/14 20060101AFI20161219BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20161219BHJP

   H01Q 13/08 20060101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   H01Q9/14

   H01Q1/24 Z

   H01Q13/08

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-70103(P2013-70103)

(22)【出願日】2013年3月28日

(65)【公開番号】特開2014-195135(P2014-195135A)

(43)【公開日】2014年10月9日

【審査請求日】2015年8月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129067

【弁理士】

【氏名又は名称】町田 能章

(74)【代理人】

【識別番号】100183162

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 義文

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100132001

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 政幸

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(72)【発明者】

【氏名】畑本 浩伸

(72)【発明者】

【氏名】清水 聡

(72)【発明者】

【氏名】菊池 典恭

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２４９２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６１５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１６３６２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／２４

Ｈ０１Ｑ ５／００− ５／５５

Ｈ０１Ｑ ９／１４

Ｈ０１Ｑ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

共振部を有するアンテナと該アンテナに高周波信号を給電する無線モジュールとを備え、アクセスポイントと無線通信を行う無線装置であって、
前記無線モジュールを前記アンテナの軸方向に移動可能に構成し、
前記無線モジュールが移動させられることにより、前記アンテナの全長を変えずに共振部の長さを変化させ、
前記アクセスポイントは、前記アンテナの先端部から、該アンテナの軸に対して垂直方向に離間して配設され、
前記無線モジュールが移動させられることにより、該無線モジュールと前記アクセスポイントとの距離が変わり、
前記アンテナは、前記無線モジュールが前記アクセスポイントに近くなる位置に移動したときには、前記共振部の長さが短くなり、前記無線モジュールが前記アクセスポイントから遠くなる位置に移動したときには、前記共振部の長さが長くなるように構成されており、
前記無線モジュールは、
電圧定在波比を最小にするように前記高周波信号の搬送周波数を帰還制御し、
前記共振部の長さが短くなることで前記搬送周波数を高くし、
前記共振部の長さが長くなることで前記搬送周波数を低くする
ことを特徴とする無線装置。

【請求項2】

請求項１に記載の無線装置であって、
前記アンテナは、１又は複数のスイッチが前記共振部に設けられ、該スイッチを切り替えることで前記共振部の長さを変更可能にしたことを特徴とする無線装置。

【請求項3】

請求項２に記載の無線装置であって、
前記無線モジュールは、開放された前記スイッチの近傍に配置され、長さが変化した前記共振部に給電することを特徴とする無線装置。

【請求項4】

請求項２又は請求項３に記載の無線装置であって、
前記共振部は、前記１又は複数のスイッチの何れかを短絡したときと、開放したときとで先端部が共通していることを特徴とする無線装置。

【請求項5】

請求項２乃至請求項４の何れか一項に記載の無線装置であって、
開放された前記スイッチの近傍に配置された前記無線モジュールと前記共振部の他端部とを接続するための他のスイッチを設け、
前記他のスイッチは、前記スイッチが短絡したときに開放することを特徴とする無線装置。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の無線装置であって、
前記アンテナは、逆Ｆ型アンテナであることを特徴とする無線装置。

【請求項7】

共振部を有するアンテナと、該アンテナの軸方向に移動可能に設けられ、高周波信号を給電する無線モジュールと、前記無線モジュールとの間で無線通信を行うアクセスポイントとしての制御部とを備える無線システムであって、
前記無線モジュールは、前記アンテナの軸方向に移動可能に構成されており、
前記無線モジュールの軸方向の移動は、前記アンテナの全長を変えずに共振部の長さを変化させ、
前記アクセスポイントは、前記アンテナの先端部から、該アンテナの軸に対して垂直方向に離間して配設され、
前記無線モジュールが移動させられることにより、該無線モジュールと前記アクセスポイントとの距離が変わり、
前記無線モジュールが前記アクセスポイントに近くなる位置に移動したときには、前記共振部の長さが短くなり、前記無線モジュールが前記アクセスポイントから遠くなる位置に移動したときには、前記共振部の長さが長くなり、
前記無線モジュールは、
電圧定在波比を最小にするように前記高周波信号の搬送周波数を帰還制御し、
前記共振部の長さが短くなることで前記搬送周波数を高くし、
前記共振部の長さが長くなることで前記搬送周波数を低くする
ことを特徴とする無線システム。

【請求項8】

共振部を有するアンテナと、該アンテナの軸方向に移動可能に設けられ、高周波信号を給電する無線モジュールと、前記無線モジュールとの間で無線通信を行うアクセスポイントとしての制御部とを備える無線システムであって、
前記制御部は、前記無線モジュールの位置に応じて、前記アンテナの全長を変えずに共振部の長さを変化させるように制御し、
前記無線モジュールは、電圧定在波比を最小にするように前記高周波信号の搬送周波数を帰還制御する
ことを特徴とする無線システム。

【請求項9】

請求項１に記載の無線装置を備えたことを特徴とする自動取引装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナと給電部とが独立している無線装置、及び無線システム、並びに印刷装置、及び自動取引装置に関し、特に、アンテナが固定され、給電部が移動可能な無線装置、及び無線システム、並びに印刷装置、及び自動取引装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、無線ＬＡＮ等の電磁波による無線通信が盛んに行われており、無線装置には、アンテナが実装されている。無線ＬＡＮは、２．４ＧＨｚ帯のみならず、９００ＭＨｚ帯、５．２ＧＨｚ帯や５．６ＧＨｚ帯も使用されている。これらの無線ＬＡＮは、データ伝送量に応じて、周波数帯を切り換えて使用されることが多く、それに伴いアンテナの共振周波数が切り換えられている。
特許文献１には、このアンテナの共振周波数を切り替える方法が記載されており、具体的には、アンテナに電子部品を追加し、この電子部品をスイッチによって切り替えることで、共振周波数を変更する構造が記載されている。
また、特許文献２には、平面アンテナのパターン部に対して複数の給電点を用意し、選択された一つの給電点とアンテナパターンとをピンにより接続することで、共振周波数が変更される構造が記載されている。
さらに、特許文献３には、プリント基板上に逆Ｆ形と逆Ｌ形のアンテナパターンを二つ用意し、共用することで共振周波数が変更される構造が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１９５２６号公報

【特許文献2】特開２００６−２１７３８９号公報

【特許文献3】特開２００４−２０１２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、伝搬損失は、伝搬距離が長くなるほど増加し、搬送周波数が高くなるほど増加する傾向がある。つまり、無線装置とアクセスポイント（ＡＰ）との間の伝搬距離が長くなると、伝搬損失が大きくなる傾向がある。伝搬損失が大きくなった無線通信は、受信ＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）の低下とともに通信品質の劣化をもたらす。
特許文献１に記載の技術は、アンテナに具備される電子部品を変更し、共振周波数を低下させることにより、伝搬損失を小さくすることができる。しかしながら、特許文献１に記載の技術は、電磁波の波長を長くしたにも関わらずアンテナサイズ（共振部の長さ）を変更することができないので、アンテナ利得が低下してしまうという問題点がある。
さらに、特許文献１に記載の技術は、切り替えたい共振周波数の数に応じて、固定化されたアンテナ基板上に複数パターンを用意する必要があるため、無線モジュールとＡＰの距離に応じて共振周波数を変更する際の柔軟性に欠ける問題点があった。

【0005】

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、アンテナ利得を変えることなく、伝搬距離の増加による伝搬損失の低下を抑えることができる無線装置、及び無線システム、並びに印刷装置、及び自動取引装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の無線装置は、共振部を有するアンテナと該アンテナに高周波信号を給電する無線モジュールとを備え、アクセスポイントと無線通信を行う無線装置であって、前記無線モジュールを前記アンテナの軸方向に移動可能に構成し、前記無線モジュールが移動させられることにより、前記アンテナの全長を変えずに共振部の長さを変化させ、前記アクセスポイントは、前記アンテナの先端部から、該アンテナの軸に対して垂直方向に離間して配設され、前記無線モジュールが移動させられることにより、該無線モジュールと前記アクセスポイントとの距離が変わり、前記アンテナは、前記無線モジュールが前記アクセスポイントに近くなる位置に移動したときには、前記共振部の長さが短くなり、前記無線モジュールが前記アクセスポイントから遠くなる位置に移動したときには、前記共振部の長さが長くなるように構成されており、前記無線モジュールは、電圧定在波比を最小にするように前記高周波信号の搬送周波数を帰還制御し、前記共振部の長さが短くなることで前記高周波信号の搬送周波数を高くし、前記共振部の長さが長くなることで前記高周波信号の搬送周波数を低くすることを特徴とする。
また、本発明の無線システムは、共振部を有するアンテナと、該アンテナの軸方向に移動可能に設けられ、高周波信号を給電する無線モジュールと、前記無線モジュールとの間で無線通信を行うアクセスポイントとしての制御部とを備える無線システムであって、前記制御部は、前記無線モジュールの位置に応じて、前記アンテナの全長を変えずに共振部の長さを変化させるように制御し、前記無線モジュールは、電圧定在波比を最小にするように前記高周波信号の搬送周波数を帰還制御することを特徴とする。

【0007】

伝搬損失は、伝搬距離が長くなるほど増加し、搬送周波数が高くなるほど増加する。つまり、伝搬損失の増加を搬送周波数の低下により補完することができる。搬送周波数（共振周波数）を低下させると、共振部を長くする必要があるが、逆Ｆ型アンテナの利得は、共振部の長さ（共振長）にかかわらず、その共振周波数において、略一定である。したがって、本発明によれば、アンテナ利得を変えないで、伝搬距離の増加による伝搬損失の増加を低減することができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、アンテナ利得を変えることなく、伝搬距離の増加による伝搬損失の低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態である無線装置の構成図である。

【図2】無線モジュールからアクセスポイントへの無線伝送手順を示すフローチャートである。

【図3】本発明の第１実施形態である無線システムの構成図である。

【図4】印刷装置、及びこの印刷装置を備えた自動取引装置の構成図である。

【図5】印刷装置の側面図、及び平面図である。

【図6】Ｎ個の共振位置を有した逆Ｆ型アンテナの構成図である。

【図7】無線モジュールが共振位置１にある場合の共振周波数切り換え可動部の状態を示す図である。

【図8】無線モジュールが共振位置Ｎにある場合の共振周波数切り換え可動部の状態を示す図である。

【図9】アンテナと無線モジュールとの間の反射特性を示す図である。

【図10】アクセスポイントと無線モジュールとの間の伝搬損失を示した図である。

【図11】平面逆Ｆアンテナの特性シミュレーションに用いたプリント基板パターン図である。

【図12】搬送周波数に対するアンテナ利得を示す特性図である。

【図13】比較例としての印刷装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である無線装置の構成図である。
無線装置２５０は、アンテナ（逆Ｆ型アンテナ）１０１と、センサ部２０５を有した無線モジュール２０１とを備え、アクセスポイント（ＡＰ）と無線通信を行うものである。また、無線装置２５０は、アンテナ１０１が固定され、発振器としての無線モジュール２０１がアンテナ１０１の軸方向に沿って平行に配設されたシャフト３０１を往復移動するように構成されている。

【0012】

（アンテナ１０１）
アンテナ１０１は、プリント基板１０３、共振周波数切り替え用可動部１０８、及び給電パターン切り換え用可動部１０９，１１０を備え、プリント基板１０３は、共振決定銅箔パターン１０２、高共振周波数用の給電銅箔パターン１０４、高共振周波数用の短絡銅箔パターン１０５、Ｌ字状の低共振周波数用の給電銅箔パターン１０６、及びＬ字状の低共振周波数用の短絡銅箔パタ一ン１０７が形成されており、低共振周波数用の短絡銅箔パタ一ン１０７は、その先端部が低共振周波数用の給電銅箔パターン１０６の屈曲部に接続されている。

【0013】

アンテナ１０１は、低共振周波数では、低共振周波数用の短絡銅箔パタ一ン１０７の軸方向部分、低共振周波数用の給電銅箔パターン１０６の軸方向部分、及び共振決定銅箔パターン１０２が共振部を構成し、高共振周波数では、共振決定銅箔パターン１０２のみが共振部を構成する。つまり、アンテナ１０１は、全長が変わることなく、共振が行われる共振部の長さ（共振長）が変わるように構成されている。なお、図１では、２箇所の共振位置で説明しているが、実際には、図６のように、共振位置をＮ個有している。

【0014】

また、アンテナ１０１は、いわゆる逆Ｆ型アンテナであり、低共振周波数用の短絡銅箔パタ一ン１０７や高共振周波数用の短絡銅箔パターン１０５が短絡部を構成し、低共振周波数用の給電銅箔パターン１０６や高共振周波数用の給電銅箔パターン１０４との間の距離を事前設定して、整合をとるようになっている。

【0015】

共振周波数切り替え用可動部１０８、及び給電パターン切り換え用可動部１０９，１１０は、例えば、マイクロスイッチやリードスイッチのような機械的スイッチであり、アンテナ外部にアンテナ可動部駆動機構３０４（図４）や、制御部（ＡＰ）３０５（図４））を設け、機械的スイッチをＯＮ／ＯＦＦ制御できるように構成されている。また、共振周波数切り替え用可動部１０８をＯＮ／ＯＦＦしたときの共振部は、共振決定銅箔パターン１０２により、先端部（開放端）が共通になっている。なお、これらの可動部は、機械的スイッチに限定されず、例えば、トランジスタ等の電子的スイッチでもよい。

【0016】

（無線モジュール２０１）
無線モジュール２０１は、無線信号給電部２０２と、地板銅箔部２０３と、パケット生成部２０４と、センサ部２０５と搬送周波数特定部２０６とを備え、プリント基板上に実装されている。

【0017】

無線信号給電部２０２は、搬送周波数０．３〜６ＧＨｚの高周波信号（高周波電力）をアンテナ１０１に給電する構成部であり、アンテナ１０１からの反射波の電圧振幅、及び進行波の電圧振幅を測定することができるように構成されている。地板銅箔部２０３は、多層プリント基板を構成する複数層の銅パターンの１層であり、接地回路を構成する。無線信号給電部２０２、及び地板銅箔部２０３は、アンテナ１０１の銅箔パターン１０６，１０７や１０４，１０５の先端と近接配置されており、高周波的に接続されている。

【0018】

センサ部２０５は、圧力、温度、加速度等のアナログ量やデジタル量を検出するセンサであり、検出データをパケット生成部２０４に引き渡す。パケット生成部２０４は、センサ部２０５が検出した検出情報（センサ情報）をパケット化して、無線信号給電部２０２に引き渡す構成部である。

【0019】

搬送周波数特定部２０６は、無線モジュール２０１が往復移動中であっても、外部から位置情報を得ることなく、アンテナ１０１の共振周波数（搬送周波数）を特定し、無線信号給電部２０２に引き渡す機能部である。例えば、搬送周波数特定部２０６は、無線信号給電部２０２がアンテナ１０１に対して出力する進行波の電圧振幅とアンテナ１０１から反射する反射波の電圧振幅とを用いて、電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）を演算し、この演算値が最小になるように搬送周波数を帰還制御する。なお、パケット生成部２０４、及び搬送周波数特定部２０６は、制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）がプログラムを実行することにより機能を実現している。

【0020】

図２は、無線モジュールからアクセスポイントへの無線伝送手順を示すフローチャートである。
無線モジュール２０１は、センサ部２０５がセンサ情報を取得し（Ｓ２）、パケット生成部２０４が取得したセンサ情報をパケットに変換する（Ｓ４）。無線モジュール２０１は、搬送周波数特定部２０６が搬送周波数を特定し（Ｓ６）、無線信号給電部２０２がパケット化された無線電力（高周波信号、無線信号）をアンテナ１０１に給電する（Ｓ８）。このとき、搬送周波数特定部２０６は、無線信号給電部２０２に微小の高周波電力を出力させて、ＶＳＷＲを演算し、演算されたＶＳＷＲが最小値になるように搬送周波数を決定する。そして、Ｓ２の処理に戻り、割り込み処理により停止するまで、無線パケットの給電が繰り返される。アンテナ１０１から送信された無線信号は、無線伝搬路を介して、アクセスポイントＡＰのアンテナにおいて受電され（Ｓ１０）、アクセスポイントＡＰは、受電されたパケットの無線信号からセンサ情報を復号し（Ｓ１２）、センサ情報を取得する（Ｓ１４）。

【0021】

図３は、本発明の第１実施形態である無線システムの構成図であり、金属筐体内部におけるアンテナ、無線モジュール、アクセスポイントＡＰの配置関係を示している。
無線システムとして印刷装置（画像形成装置）を想定している。図３において、印刷装置１０００は、金属筐体と、印刷部と、制御部３０５とを備え、印刷部は、前記したアンテナ１０１、シャフト３０１、及び印字ヘッダ３０２等（図４）とを備え、無線モジュール２０１は、印字ヘッダ３０２に取り付けられている（図５参照）。制御部３０５は、印字ヘッダ３０２を制御すると共に、前記したアクセスポイントＡＰとして機能している。制御部３０５は、アンテナ１０１の先端部の後方に配設されている。

【0022】

また、図３（ａ）は、無線モジュール２０１とＡＰとの間の距離が長い場合を示し、図３（ｂ）は、無線モジュール２０１とアクセスポイントＡＰとの間の距離が短い場合を示している。つまり、図３（ａ）は、印字ヘッダ３０２、及び無線モジュール２０１がアンテナ１０１の一方の端部に移動した状態を示しており、図３（ｂ）は、印字ヘッダ３０２、及び無線モジュール２０１がアンテナ１０１の他方の端部に移動した状態を示している。

【0023】

アンテナ共振部の中点位置とアクセスポイントＡＰとの間の距離は、図３（ａ）の状態では、低共振周波数用の給電銅箔パターン１０６（図１）、及び共振決定銅箔パターン１０２（図１）の中点位置とアクセスポイントＡＰとの間の距離であり、この距離が長くなっている。また、図３（ｂ）の状態では、アンテナ共振部の中点位置とアクセスポイントＡＰとの間の距離は、共振決定銅箔パターン１０２の中点位置とアクセスポイントＡＰとの間の距離であり、この距離が短くなっている。つまり、図３（ａ）の状態の方が、図３（ｂ）の状態よりも伝搬損失が大きくなっている。なお、この伝搬損失は、単に距離だけの影響でなく、機器内部の金属物による影響も含まれている。

【0024】

図４は、印刷装置、及びこの印刷装置を備えた自動取引装置の構成図である。
自動取引装置２０００は、通帳等の媒体に印刷する印刷装置１０００と、現金入出金部５１０と、磁気カードやＩＣカードに格納された個人情報を読み取るカード情報読取部５２０と、入力表示部５３０と、これらを制御する主制御部５５０とを備える。

【0025】

前記したように、印刷装置１０００は、無線装置２５０と、印刷部と、制御部（ＡＰ）３０５とを備え、無線装置２５０は、アンテナ１０１と無線モジュール２０１とを備え、印刷部は、シャフト３０１と、印字ヘッダ３０２と、媒体搬送機構３０３と、アンテナ可動部駆動機構３０４とを備える。アンテナ可動部駆動機構３０４は、アンテナ１０１の可動部１０８，１０９，１１０の機械的スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるアクチュエータである。

【0026】

このアンテナ可動部駆動機構３０４は、制御部（ＡＰ）３０５により制御され、印字ヘッダ３０２の往復移動に同期して制御される。印字ヘッダ３０２の移動と同期する手段としては、例えば印字ヘッダ３０２を駆動させるための駆動源としてパルスモータを用い、パルスモータの回転数を測定したり、パルスモータを駆動するパルス数を計数したりすることで印字ヘッダ３０２の位置を把握することができる。これにより、印字ヘッダの位置に適した可動部１０８，１０９,１１０を切り換えることができる。また、アンテナ可動部駆動機構３０４は、印字ヘッダ３０２の往復移動に伴って、可動部１０８，１０９，１１０をＯＮ／ＯＦＦ駆動させるように機械的に構成することもできる。特に、アンテナ１０１の長さが数ｃｍであり、その共振位置が２箇所や３箇所程度であれば、この機械的構成は有用である。

【0027】

図５は、印刷装置の側面図、及び平面図であり、図５（ａ）が側面図であり、図５（ｂ）が平面図である。
媒体搬送機構３０３は、搬送路に沿った複数のローラ対により構成されている。シャフト３０１は、印字ヘッダ３０２の下部に設けられ、図示しない駆動源によって印字ヘッダ３０２を媒体搬送面内であって媒体搬送方向に対して直角方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。印字ヘッダ３０２は、通帳等の媒体に印字する印字機構であり、媒体搬送面内であって媒体搬送方向に対して直角方向に往復移動することにより、順次、文字や数字を印字する。媒体搬送機構３０３は、媒体挿入口に挿入された通帳等の媒体を、サイドフレームに沿って、印字ヘッダ３０２まで搬送し、印字後、媒体を排出する。

【0028】

無線モジュール２０１は、印字ヘッダ３０２の上部に配設され、印字ヘッダ３０２と共に主走査方向に往復移動する。アンテナ１０１は、印字ヘッダ３０２の近傍に配設されており、媒体搬送面内であって媒体搬送方向に対して直角方向を向き、無線モジュール２０１に対して近接して配設されている。

【0029】

印刷装置１０００の無線モジュール２０１は、センサ部２０５（図１）が取得した印字状態情報データや周辺環境情報データをパケット化し、無線通信により低遅延で制御部（ＡＰ）３０５や主制御部５５０まで送信する。つまり、無線装置２５０を使用することで制御部（ＡＰ）における受信ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が高まり、従来技術よりも安定した無線通信が可能となる。

【0030】

図６は、Ｎ個の共振位置を有した逆Ｆ型アンテナの構成図である。
図１，３は、説明の便宜上、共振位置を２個にしていたが、本実施形態で使用されるアンテナ１０１は、最大Ｎ個の共振位置に給電用と短絡用との銅箔パターンセットが用意されており、共振周波数の変更に柔軟性を持たせている。
アンテナ１０１は、Ｎ個の共振位置１、２、・・・、（Ｎ−１）、Ｎを有し、各共振位置に対応して給電用銅箔パターン、及び短絡用銅箔パターンが設けられ、給電用銅箔パターン、及び短絡用銅箔パターンの何れかに無線モジュール２０１（図１，３）が近接する。これにより、給電用銅箔パターン、及び短絡用銅箔パターンの何れかと無線モジュール２０１とが高周波的に接続される。

【0031】

（アンテナの動作説明）
図７は、無線モジュールが共振位置１にある場合の共振周波数切り換え可動部の状態を示す図である。図７（ａ）は、アンテナ共振部が長くなるように、共振周波数切り替え可動部１０８のＯＮ、ＯＦＦ状態が設定されている。つまり、アンテナ１０１は、可動部１０８が全てＯＮに設定されており、給電パターン切り換え可動部１０９，１１０が全てＯＦＦに設定されている。なお、図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態のアンテナ１０１の実際の見え方を示したものであり、共振部の長さが最も長くなっている。この状態のときの共振周波数がｆ１の場合、無線モジュール２０１は、ｆ１が中心周波数となるように無線信号を送信する。

【0032】

図８は、無線モジュールが共振位置Ｎにある場合の共振周波数切り換え可動部の状態を示す図である。図８（ａ）は、アンテナ共振部の長さが最も短くなるように、共振周波数切り替え可動部のＯＮ、ＯＦＦ状態が設定されている。つまり、アンテナ１０１は、共振位置Ｎに対応した可動部１０９Ｎ，１１０ＮのみがＯＮに設定されており、共振位置１，２，・・・，（Ｎ−１）に対応した可動部１０９，１１０、及び可動部１０８が全てＯＦＦに設定されている。このとき、可動部１０９Ｎ，１１０Ｎは、開放されたスイッチ（可動部１０８）の近傍に配置された無線モジュール２０１と共振部の受電端とを接続する他のスイッチとして機能している。なお、図８（ｂ）は、図８（ａ）に関して、アンテナの実際の見え方を示したものである。この状態のときの共振周波数がｆｎの場合、無線モジュール２０１は、ｆｎが中心周波数となるように無線信号を送信する。

【0033】

ここで、アンテナ共振部の長さを短くするために、無線モジュール２０１を移動させずに、可動部（スイッチ）１０８で共振部の長さを変更することを考える。つまり、図１に示す高共振周波数用の給電銅箔パターン１０４、及び高共振周波数用の短絡銅箔パターン１０５を設けることなく、可動部１０８をＯＮすることにより、共振部を長くし、可動部１０８をＯＦＦすることにより、共振部を短くすることを考える。例えば、共振部の長さの中点に可動部１０８を設け、可動部１０８をＯＦＦすることにより、低共振周波数の約２倍の高共振周波数で共振させることを考える。

【0034】

この場合のアンテナ電流分布は、可動部１０８近傍では微小であるので、可動部１０８の有無は機能に影響しない。言い換えれば、可動部１０８よりも先端側の共振部により、電磁波の位相が打ち消され、全体としてアンテナとして機能しない。このため、図３（ｂ）や図８のように、可動部１０８は、短絡銅箔パターン１０５近傍のインピーダンスが低いところで、ＯＦＦ状態にするのが好ましい。言い換えれば、アンテナ１０１の共振部は、可動部１０８を短絡したときと、開放したときとで先端部（開放端）を共通させることが好ましい。

【0035】

（作用効果）
図９は、アンテナと無線モジュールとの間の反射特性を示す図であり、共振位置１、・・・、共振位置Ｎにおける反射特性を示している。
無線モジュール２０１が共振位置１に配置されているときの共振周波数をｆ１とし、共振位置Ｎに移動しているときの共振周波数をｆｎとする。アンテナ１０１は、共振位置１の方が共振位置Ｎよりも共振部の長さが長いため、共振周波数ｆｎよりも低い搬送周波数ｆ１で共振する。反射特性は、無線モジュール２０１の搬送周波数と共振周波数とが一致したとき、低反射率になるが、搬送周波数が共振周波数からずれたとき、高反射率となる。

【0036】

アンテナ１０１は、Ｎ個の共振位置を有しているので、共振周波数もＮ個存在する。この場合は、搬送周波数特定部２０６は、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が最小になるような共振周波数ｆ１，・・・，ｆｎを選択する。

【0037】

図１０は、アクセスポイントと無線モジュールとの間の伝送距離に対する伝搬損失を示す図である。
図１０において、実線は搬送周波数（共振周波数）がｆ１の場合であり、破線は搬送周波数（共振周波数）がｆｎの場合である。同図を用いて、本アンテナシステムの効果を示す。
一般的に、自由空間における伝搬損失Ｌ（ｄ，ｆ）［ｄＢ］は、
Ｌ（ｄ，ｆ）＝３２．４４＋２０log_１０（ｆ）＋２０log_１０（ｄ）
で与えられる。ここで、ｄ［ｋｍ］は伝送距離であり、ｆ［ＭＨｚ］は搬送周波数である。伝搬損失は、伝送距離と共に増加し、搬送周波数が高い方がさらに増加する。
なお、自由空間でなく筐体内の場合は、金属等の遮蔽物が存在しており、電磁波のパスが遮断されるので、伝搬損失が理論式の値よりも２０ｄＢ程度高くなることがある。

【0038】

アクセスポイントＡＰと共振位置１との間の距離ｄ１、搬送周波数ｆｎの場合の伝搬損失は、Ｌｏｓｓ（ｄ１，ｆｎ）である。また、アクセスポイントＡＰと共振位置Ｎとの距離ｄｎ、搬送周波数ｆｎの場合の伝搬損失は、Ｌｏｓｓ（ｄｎ，ｆｎ）である。Ｌｏｓｓ（ｄ１，ｆｎ）とＬｏｓｓ（ｄｎ，ｆｎ）とを比較すると、Ｌｏｓｓ（ｄｎ，ｆｎ）よりもＬｏｓｓ（ｄ１，ｆｎ）の方が大幅に大きな値である。

【0039】

ここで、無線装置２５０は、アンテナ１０１の共振位置１では、共振周波数、及び搬送周波数を低く設定し、ｆ１とする。その伝搬損失Ｌｏｓｓ（ｄ１，ｆ１）は、Ｌｏｓｓ（ｄ１，ｆｎ）よりも少なくでき、Ｌｏｓｓ（ｄｎ，ｆｎ）に近づけることができる。無線装置２５０によれば、伝搬損失が少ないため、共振位置１から送信された高周波信号はアクセスポイントＡＰにおいて高い受信ＳＮＲを達成できる。

【0040】

図１１は、平面逆Ｆアンテナの特性シミュレーションに用いたガラスエポキシ（ＦＲ４）製プリント基板パターン図である。なお、プリント基板は、ガラスエポキシ製でなくても、絶縁基板を用いていれば、何でもよい。
この特性シミュレーションは、ＸＹ平面内にサイズ６０ｍｍ四方のプリント基板を配置し、逆Ｆ部以外を接地（ＧＮＤ）させたベタ基板としている。この特性シミュレーションは、アンテナ共振部の長さをＬ［ｍｍ］とし、短絡部の銅箔長さをＨ［ｍｍ］とし、短絡部と給電部との間隔をＳ［ｍｍ］とし、周波数［ＧＨｚ］して、電圧反射係数Ｓ１１，及び各面（ＸＹ面，ＹＺ面，ＺＸ面）の最大利得（Max Gain）［ｄＢｉ］を演算している。

【0041】

ここで、電圧反射係数Ｓ１１は、散乱行列の一要素であり、利得の単位「ｄＢｉ」は、アイソトロピックゲインを示している。利得の基準になるアイソトロピックアンテナは、指向性が立体的に見ると完全な球となる仮想の理想アンテナ（等方向性アンテナ）のことである。

【0042】

アンテナ共振部の長さＬが短い場合（Ｌ＝１８．３ｍｍ）、且つ高い周波数（２．４５ＧＨｚ）で電圧反射係数Ｓ１１が小さく（−３６．９９ｄＢ）、利得も高い（０．５２〜２．３６ｄＢｉ）。また、アンテナ共振部の長さＬが長い場合（Ｌ＝５３．５７ｍｍ）、且つ低い周波数（０．９２ＧＨｚ）で電圧反射係数Ｓ１１が小さく（Ｓ１１＝−１９．６４ｄＢ）、利得も高い（−４ｄＢｉ程度）。つまり、逆Ｆ型アンテナの利得は、共振部の長さＬが短い場合も、長い場合も、各々の共振周波数において、同程度である。

【表1】

【0043】

図１２は、搬送周波数に対するアンテナ利得を示す特性図である。
実線は、本実施形態で期待できる特性であり、破線は、従来技術で想定される特性である。従来技術である電子部品の変更により共振周波数を低くした場合には、アンテナ長が低い搬送周波数において必要となる長さに満たないため、アンテナ利得が低くなってしまう。一方、本実施形態において共振周波数を低く設定した場合には、アンテナ長が低い搬送周波数において必要となる長さを十分に満たすことができるため、アンテナ利得の低下を防止することが可能となる。

【0044】

（比較例）
図３の印刷装置１０００は、制御部３０５がアンテナ１０１の先端部の後方に配設されていた。ここで、制御部（ＡＰ）３０５が、アンテナ１０１の先端部の後方でなく、低共振周波数用の短絡銅箔パタ一ン１０７の後方に配設されている場合を考える。
図１３は、比較例としての印刷装置の構成図である。印刷装置１０００Ｂにおいて、アンテナ共振部の中点位置と制御部（ＡＰ）３０５Ｂとの間の距離は、図１３（ａ）の状態の方が図１３（ｂ）の状態よりも短くなる。つまり、図１３（ａ）の状態は、伝搬距離が短く、共振周波数（搬送周波数）も低いので、最も伝搬損失が低減する状態である。一方、図１３（ａ）の状態は、伝搬距離が長く、且つ、共振周波数（搬送周波数）も高いので、伝搬損失が二重に増加している状態である。つまり、前記実施形態は、制御部（ＡＰ）３０５のアンテナがアンテナ１０１の先端部の後方に配設されていることを前提にしている。

【0045】

（変形例）
本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。例えば、下記の変形が可能である。
（１）前記実施形態の無線装置２５０は、逆Ｆ型アンテナを前提として説明していたが、逆Ｌ型アンテナでもよく、λ／４ダイポールアンテナでもよい。また、無線モジュール２０１の移動により、アンテナの中点位置で給電するときは、Ｔ型アンテナ（λ／２ダイポールアンテナ）の構成になるように、銅箔パターンや可動部を配設することもできる。
（２）前記実施形態は、アンテナ１０１を筐体に固定し、無線モジュール２０１を移動させたが、無線モジュール２０１を筐体に固定させて、アンテナ１０１を移動させることもできる。つまり、アンテナ１０１と無線モジュール２０１との相対位置が変化する。

【符号の説明】

【0046】

１０１ アンテナ（逆Ｆ型アンテナ）
１０２ 共振決定銅箔パターン
１０３ プリント基板
１０４ 高共振周波数用の給電銅箔パターン
１０５ 高共振周波数用の短絡銅箔パターン
１０６ 低共振周波数用の給電銅箔パターン
１０７ 低共振周波数用の短絡銅箔パタ一ン
１０８ 共振周波数切り替え用可動部（スイッチ）
１０９，１１０ 給電パターン切り換え用可動部（他のスイッチ）
２０１ 無線モジュール（発振器）
２０２ 無線信号給電部
２０３ 地板銅箔部
２０４ パケット生成部
２０５ センサ部
２０６ 搬送周波数特定部
２５０ 無線装置
３０１ シャフト
３０２ 印字ヘッダ
３０３ 媒体搬送機構
３０４ アンテナ可動部駆動機構
３０５ 制御部（ＡＰ）
５１０ 現金入出金部
５２０ カード情報読取部
５３０ 入力表示部
５５０ 主制御部
１０００ 印刷装置
２０００ 自動取引装置
１，２，・・・，Ｎ−１，Ｎ 共振位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】