特許 6741503 狭指向性アンテナ

(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】6741503

(24)【登録日】2020年7月29日

(45)【発行日】2020年8月19日

(54)【発明の名称】狭指向性アンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 3/26 20060101AFI20200806BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20200806BHJP

【ＦＩ】

   H01Q3/26

   G06K7/10 236

   G06K7/10 268

   G06K7/10 132

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-136954(P2016-136954)

(22)【出願日】2016年7月11日

(65)【公開番号】特開2018-11127(P2018-11127A)

(43)【公開日】2018年1月18日

【審査請求日】2019年3月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000113665

【氏名又は名称】マスプロ電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】加藤 真基

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３１８２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８０９１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｋ ７／１０

Ｇ０６Ｋ １７／００

Ｈ０１Ｑ ３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

予め設定された配列方向に沿って配列された３つ以上のアンテナ素子を有する放射部と、
一つの送信入力を分配することで、前記放射部を構成する各アンテナ素子に供給する複数の分配入力を生成する分配器と、
前記放射部を構成する全ての前記アンテナ素子の出力が、いずれも同位相となり、且つ、少なくとも前記配列方向の最も外側に位置する前記アンテナ素子である端部素子の出力が、該端部素子以外の前記アンテナ素子の出力よりも小さくなるように、前記分配器にて生成された前記複数の分配入力の位相及び電力を調整する入力調整部と、
前記３つ以上のアンテナ素子のそれぞれに給電する３つ以上の給電回路であって、前記配列方向の中央に設けられた前記アンテナ素子に対応する中央給電回路と、前記端部素子に対応する端部給電回路と、を含む３つ以上の給電回路と、
前記中央給電回路及び前記分配器が搭載された基板と、を備え、
前記入力調整部は、前記分配器と前記放射部を構成する各アンテナ素子とを個別に接続し、前記アンテナ素子のそれぞれに前記分配入力を供給する伝送線路を備え、
前記伝送線路は、
前記基板に形成され、前記分配器から前記中央給電回路へ前記複数の分配入力のうちの１つを供給する線路と、
前記分配器から前記端部給電回路へ前記複数の分配入力のうちの別の１つを供給する同軸ケーブルと、を含み、
前記入力調整部は、前記端部給電回路に供給される前記分配入力の位相及び電力を、前記同軸ケーブルの長さによって調整する、ことを特徴とする狭指向性アンテナ。

【請求項2】

前記入力調整部は、前記伝送線路の少なくとも一部に、前記端部給電回路に供給される前記分配入力の電力を調整する減衰器を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の狭指向性アンテナ。

【請求項3】

矩形形状の金属板を更に備え、
前記放射部は、前記３つ以上のアンテナ素子が前記金属板に設けられており、
前記入力調整部は、前記端部端子の出力に０ｄＢよりも大きく且つ７ｄＢ以下の負の重み付けをする、
請求項１又は２に記載の狭指向性アンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、狭指向性アンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

タグに埋め込んだＩＣチップの情報を非接触で読み取るＲＦＩＤシステムなど、狭い領域で通信を実施したいシステムでは、アンテナの指向性を鋭くすることが望まれる。そこで、特許文献１に記載のＩＣタグ読取装置は、矩形平板状のＲＦＩＤアンテナの対向する縁の近傍から、電波の放射方向へ突出するように電波吸収壁を設けることで、ＲＦＩＤアンテナから放射させる電波を制御して狭指向性を実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１４０２１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記装置は、ＲＦＩＤアンテナの対向する縁の近傍から、電波の放射方向へ突出するように電波吸収壁を設けているため、ＲＦＩＤアンテナ及び電波吸収壁を含むアンテナ部分が大型化するという問題がある。また、電波吸収壁は、ポリカーボネート、粘着剤、Ａｇ膜、ＰＥＴ等の複数の部材を順次積層して形成される高価な部材であるため、電波吸収壁を使用するとコストが増加するという問題がある。

【0005】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、大型化及びコストの増加を抑制しつつ狭指向性を実現可能な狭指向性アンテナを提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、狭指向性アンテナであって、
予め設定された配列方向に沿って配列された３つ以上のアンテナ素子を有する放射部と、
一つの送信入力を分配することで、前記放射部を構成する各アンテナ素子に供給する複数の分配入力を生成する分配器と、
前記放射部を構成する全ての前記アンテナ素子の出力が、いずれも同位相となり、且つ、少なくとも前記配列方向の最も外側に位置する前記アンテナ素子である端部素子の出力が、該端部素子以外の前記アンテナ素子の出力よりも小さくなるように、前記分配器にて生成された前記複数の分配入力の位相及び電力を調整する入力調整部と、
を備える、ことを特徴とする。

【0007】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の狭指向性アンテナであって、
前記入力調整部は、前記分配器と前記放射部を構成する各アンテナ素子とを個別に接続し、前記アンテナ素子のそれぞれに前記分配入力を供給する伝送線路を備え、該伝送線路の少なくとも一部を同軸ケーブルで構成し、該同軸ケーブルの長さによって前記分配入力の位相及び電力を調整する、ことを特徴とする。

【0008】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の狭指向性アンテナであって、
前記入力調整部は、前記伝送線路の少なくとも一部に前記分配入力の電力を調整する減衰器を更に備える、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

請求項１に記載の発明によれば、各アンテナ素子に供給される分配入力の位相が調整されて、各アンテナ素子の出力が同位相となり、同位相の出力が混合されて出力される。よって、アンテナの半値角は、アンテナ素子が１つの場合と比べて狭くなる。しかしながら、３つ以上のアンテナ素子の出力を混合することで、サイドローブが出現して指向性が広がる。そこで、各アンテナ素子の出力のうちの少なくとも端部素子の出力が、他のアンテナ素子の出力よりも小さくなるように、各アンテナ素子に供給される分配入力の電力が調整される。これにより、サイドローブレベルが低減される。すなわち、電波吸収壁を用いることなく、半値角を狭くしつつサイドローブレベルを低減することができる。したがって、大型化及びコストの増加を抑制して、アンテナの狭指向性を実現することができる。

【0010】

請求項２に記載の発明によれば、同軸ケーブルの長さを調整することで分配入力の位相及び電力を調整することができる。よって、同軸ケーブルを付け替えるだけで、容易にアンテナの指向性を変更することができる。

【0011】

請求項３に記載の発明によれば、同軸ケーブルの長さで分配入力の位相を同位相となるように調整するとともに、分配入力の電力をある程度調整し、さらに、減衰器で分配入力の電力を細かく調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態に係るＲＦＩＤ通信用ゲートの外観を表す斜視図である。

【図2】図１のＲＦＩＤ通信用ゲートから、ゲートの内壁を構成する化粧板及び天用枠部を外した状態を表す斜視図である。

【図3】本実施形態に係る平面アンテナの外観を表す上面図である。

【図4】本実施形態に係る平面アンテナの外観を表す背面図である。

【図5】両サイドのアンテナ素子に供給する分配入力に対する重みと、アンテナの半値角と、サイドローブレベルとの関係を示す図である。

【図6】各アンテナ素子に供給する分配入力に重み付けしない場合の指向性パターンを示す図である。

【図7】各アンテナ素子に供給する分配入力に重み付けした場合の指向性パターンを示す図である。

【図8】他の実施形態に係る平面アンテナの外観を表す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
本実施形態に係る狭指向性のアンテナ装置６０は、ＲＦＩＤ通信用ゲートに設置されることを想定している。また、本実施形態に係るＲＦＩＤ通信用ゲート２は、監視対象となる施設の出入り口に設けられて、その出入口を通過する通行人が所持する物品に添付されたＲＦＩＤタグから識別情報を読み取ることを想定している。

【0014】

＜通信用ゲートの構成＞
まず、ＲＦＩＤ通信用ゲート２の構成について、図１及び図２を参照して簡単に説明する。なお、ＲＦＩＤ通信用ゲート２の構成の詳細については、特願２０１５−１８７９０３に記載されている。

【0015】

ＲＦＩＤ通信用ゲート２は、出入口の通路を左右側方及び上方から囲むことで、人が通過可能な領域を制限する枠体１０と、枠体１０を介して出入口の通路を挟むように対向配置される一対の側壁部３２，３４と、を備える。

【0016】

枠体１０は、出入り口の通路を挟んで対向配置される一対の壁用枠部１２，１４と、壁用枠部１２，１４の上端同士を連結する天用枠部１６と、により構成されている。側壁部３２，３４は、それぞれ壁用枠部１２，１４に固定されている。

【0017】

天用枠部１６は、複数の棒状のパイプ１８と、そのパイプ１８を連結するパイプ連結具２０とにより、矩形の枠形状に組立てられて、通路を跨ぐように配置されている。
壁用枠部１２，１４は、組立て時の作業効率を上げるため、それぞれ、ゲートの高さ方向に２つに分割された分割枠部１２ａと１２ｂとが連結され、分割枠部１４ａと１４ｂが連結されて、構成されている。分割枠部１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂは、それぞれ、複数のパイプ１８とパイプ連結具２０とにより、側面が矩形の箱形状に組立てられている。

【0018】

側壁部３２，３４は、電波吸収体で構成されており、通路側を表面とし通路と反対側を裏面とした場合に、裏面には、電波を反射するアルミシートが張り付けられている。側壁部３２，３４は、分割枠部１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂに対してそれぞれ固定できるように、２つの部分側壁部３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂに分けられている。

【0019】

そして、部分側壁部３２ａ，３２ｂにおいて、上下に配置した際に互いに対向する端縁に沿って、裏面のアルミシートの端縁側を覆うように、金属板５０が配置されている。部分側壁部３４ａ，３４ｂにおいても、同様に金属板５０が配置されている。金属板５０は、上下のアルミシートを電気的に接続する。これにより、側壁部３２，３４全体で、通信用ゲート２の外から侵入してくる電波を反射する。また、上方に配置される分割枠部１２ａ，１４ａにおいて、上方の開口部分は金属板５４で閉塞され、部分側壁部３２ａ，３２ｂよりも上方の開口部分も、金属板５２で閉塞されている。

【0020】

また、壁用枠部１２，１４には、ＲＦＩＤタグとの間で無線通信を行うための４つのアンテナ装置６２，６４，６６，６８が固定されている。アンテナ装置６２，６４，６８は、それぞれ、分割枠部１２ｂ，１４ａ，１４ｂの通路側のパイプ１８に固定されている。また、アンテナ装置６６は、分割枠部１４ａと分割枠部１４ｂとが接続される部分に、分割枠部１４ａ，１４ｂを跨ぐように通路側のパイプ１８に固定されている。アンテナ装置６２，６４，６６，６８は、矩形形状となっており、長手方向が通路の通過方向となるように、壁用枠部１２，１４に固定されている。このように固定したアンテナ装置６２，６４，６６，６８にＲＦＩＤリーダライタを接続することで、ＲＦＩＤリーダライタはＲＦＩＤタグから情報を高精度に読み取ることができるようになる。なお、アンテナ装置６２，６４，６６，６８の詳細な構成は後述する。

【0021】

さらに、分割枠部１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂの通路側のパイプ１８には、通路側からアンテナ装置６２，６４，６６，６８を覆うように、固定具７０を介して、化粧板３６ａ，３６ｂ，３８ａ，３８ｂが固定されている。化粧板３６ａ，３６ｂ，３８ａ，３８ｂは、電波を透過可能な合成樹脂の板である。

【0022】

＜アンテナ装置の構成＞
以下では、アンテナ装置６２，６４，６６，６８を総称してアンテナ装置６０とし、アンテナ装置６０について説明する。

【0023】

アンテナ装置６０は、平面アンテナ６００を、電波を透過可能な樹脂製のアンテナケースに収納することにより構成されている。
平面アンテナ６００は、図３及び図４に示すように、反射器６１０と、３つの放射器６２１〜６２３と、３つの給電回路６３１〜６３３と、分配器６４０と、減衰器６６１，６６２と、同軸ケーブル６５１，６５２と、を備える。

【0024】

反射器６１０は、矩形形状に形成された金属の板から構成されている。反射器６１０は、無給電素子であり、放射器６２１〜６２３から放射された電波を反射する。図３に示すように、反射器６１０の表面６１０Ａには、３つの放射器６２１〜６２３が設置されている。また、図４に示すように、反射器６１０の裏面６１０Ｂには、３つの給電回路６３１〜６３３と、分配器６４０とが設置されている。

【0025】

放射器６２１〜６２３は、反射器６１０よりも小さい矩形形状に形成されたパッチアンテナである。放射器６２１〜６２３は、給電素子であり、反射器６１０へ向かう方向と反対の方向に向けて電波を放射する。放射器６２１〜６２３は、反射器６１０の長手方向に沿って表面６１０Ａ上に等間隔で配列されている。つまり、放射器６２１〜６２３は、アレイアンテナを構成している。具体的には、放射器６２２を中心として、放射器６２１，６２３が両端に配置されている。以下では、放射器６２１の配置側を左側、放射器６２３の配置側を右側とする。アンテナ装置６０は、反射器６１０の表面６１０Ａが通路側を向くように、すなわち、電波が通路に向かって放射されるように、壁用枠部１２，１４に固定されている。なお、本実施形態では、放射器６２１〜６２３から放射部が構成されており、反射器６１０の長手方向、すなわち、通路の通行方向がアンテナ素子の配列方向に設定されている。

【0026】

分配器６４０は、平面アンテナ６００に入力された高周波信号である送信入力を３つに等分配して、放射器６２１〜６２３に供給する３つの分配入力を生成する回路である。以下では、放射器６２１に供給する分配入力をＳ１、放射器６２２に供給する分配入力をＳ２、放射器６２３に供給する分配入力をＳ３とする。

【0027】

給電回路６３１〜６３３は、それぞれ別体の基板６７１〜６７３に形成されており、反射器６１０の裏面６１０Ｂから表面６１０Ａの放射器６２１〜６２３に接続し、放射器６２１〜６２３を励振する回路である。配列の中央に配置された給電回路６３２と分配器６４０は、同じ基板６７２に形成されている。基板６７１〜６７３は、反射器６１０の裏面６１０Ｂ上で、放射器６２１〜６２３の裏側の位置辺りに配置されている。

【0028】

分配器６４０と給電回路６３１〜６３３のそれぞれとは、個別に接続されている。分配器６４０により生成された分配入力Ｓ２は、基板６７２に形成された高周波信号を伝送する線路６５３を介して給電回路６３２に供給される。また、分配入力Ｓ１は、減衰器６６１及び同軸ケーブル６５１を介して、左側の給電回路６３１に供給され、分配入力Ｓ３は、減衰器６６２及び同軸ケーブル６５２を介して、右側の給電回路６３３に供給される。左側の同軸ケーブル６５１と右側の同軸ケーブル６５２は、同じ長さのケーブルである。つまり、平面アンテナ６００は、給電回路６３２を中心として左右対称な構成になっている。給電回路６３１〜６３３は、分配入力Ｓ１〜Ｓ３の供給を受けて放射器６２１〜６２３を励振する。励振された放射器６２１〜６２３は電波を放射する。

【0029】

平面アンテナ６００の出力は、放射器６２１〜６２３の各出力が混合された混合出力となる。つまり、平面アンテナ６００は、放射器６２１〜６２３がそれぞれ放射した電波が合成された合成電波を放射する。アレイアンテナの特性から、放射器６２１〜６２３の各出力がいずれも同位相となる場合、平面アンテナ６００の半値角は、放射器が１つの場合の半値角よりも狭くなる。そこで、狭指向性を得るため、放射器６２１〜６２３の各出力が同位相となるように、３つの分配入力Ｓ１〜Ｓ３の位相を調整する。

【0030】

具体的には、同軸ケーブル６５１，６５２の長さによって分配入力Ｓ１，Ｓ３の位相を調整する。放射器６２１〜６２３の各出力を同位相とするためには、給電回路６３１〜６３３に供給された時点の分配入力Ｓ１〜Ｓ３の位相を同位相とする必要がある。送信入力が分配されて分配入力Ｓ１〜Ｓ３が生成された時点では、３つの分配入力Ｓ１〜Ｓ３は同位相となっているが、線路６５３及び同軸ケーブル６５１，６５２の伝送中に、分配入力Ｓ１〜Ｓ３の位相は変化する。

【0031】

中央の給電回路６３２を基準回路として、分配器６４０から給電回路６３２への伝送中に変化した分配入力Ｓ２の位相変化量をθａ[°]とすると、分配器６４０から給電回路６３１，６３３への伝送中に変化した分配入力Ｓ１，Ｓ３の位相変化量θｂをθａ＋２Ｎπ、Ｎは０以上の整数、とする必要がある。この場合、同軸ケーブル６５１，６５２の波長短縮率をｂ[％]、光速を３．０×１０^８、分配入力Ｓ１〜Ｓ３の中心周波数をＦ[ＭＨｚ]とすると、位相変化量θｂ＝θａ＋２Ｎπとする同軸ケーブル６５１，６５２の長さＬは、Ｌ＝（３００／Ｆ）×[（θａ＋２Ｎπ）／（２π）]×（ｂ／１００）[ｍ]と表される。すなわち、同軸ケーブル６５１，６５２の長さを、上記Ｌの式を満たす値とすることで、放射器６２１〜６２３の各出力を同位相とすることができる。

【0032】

ここで、放射器６２１〜６２３の各出力を混合することで、混合しない場合よりも、半値角を狭くすることができる一方で、サイドローブが出現し指向性が広がることがわかった。そこで、サイドローブレベルを低減するため、配列の最も外側に位置する放射器６２１，６２３の出力が、中央の放射器６２２の出力よりも小さくなるように、３つの分配入力Ｓ１〜Ｓ３の電力を調整する。

【0033】

放射器６２１，６２３の出力を放射器６２２の出力よりも小さくするには、３つの分配入力Ｓ１〜Ｓ３に重み付けして、給電回路６３１，６３３に供給する分配入力Ｓ１，Ｓ３の電力を、給電回路６３２に供給する分配入力Ｓ２の電力よりも小さくすればよい。

【0034】

ただし、図５に示すように、放射器６２１，６２３の出力を低減するほど、サイドローブレベルが低減される一方で、アレイアンテナとしての機能が低下して半値角が増大する。図５は、中心周波数Ｆを９１５ＭＨｚとした場合において、分配入力Ｓ２に対する分配入力Ｓ１，Ｓ３の重みと、半値角及びサイドローブレベルの対応を示す。この重みは負の重みであり、重みの分だけ分配入力Ｓ１，Ｓ３の電力を低減する。アンテナ装置６０を設置するシステムによって、要求される半値角及びサイドローブレベルは異なるため、加重する重みは、要求される仕様に合わせて良好な狭指向性が得られるように選択すればよい。

【0035】

具体的には、同軸ケーブル６５１，６５２の長さと減衰器６６１，６６２とによって、分配入力Ｓ１，Ｓ３の電力を調整する。まず、上記Ｌの式において、Ｌが基板６７２と基板６７１，６７３との間隔よりも少し長くなるようなＮを決める。このようにして決めたＮをＮ１とし、上記Ｌの式において、Ｎ＝Ｎ１としたときのＬをＬ１とする。同軸ケーブルの中心周波数Ｆでの通過損失をＣ[ｄＢ／ｍ]とすると、同軸ケーブル６５１，６５２の損失Ｄは、Ｄ＝Ｃ×Ｌ１となる。つまり、同軸ケーブル６５１，６５２によって、分配入力Ｓ１，Ｓ３にＤの重みが加重される。分配入力Ｓ１，Ｓ３に加重する重みをＷ０と設定した場合、減衰器６６１，６６２により、分配入力Ｓ１，Ｓ３に残りの重みＷ０−Ｄを加重する。同軸ケーブル６５１，６５２と減衰器６６１，６６２とを組み合わせることで、分配入力Ｓ１，Ｓ３の電力を細かく調整できる。

【0036】

なお、中央の放射器６２２を基準素子として、分配入力の電力を基準素子に対して左右対称に調整するとよい。本実施形態では、分配入力Ｓ１，Ｓ３の電力を等しくするように、同軸ケーブル６５１と同軸ケーブル６５２の長さは等しくし、減衰器６６１の減衰量と減衰器６６２の減衰量は等しくする。これにより、サイドローブレベルを確実に低減できる。分配入力Ｓ１，Ｓ３の電力が異なる値となると、混合出力の主ビームがずれて、サイドローブレベルが大きくなるおそれがある。

【0037】

なお、本実施形態では、平面アンテナ６００が狭指向性アンテナに相当し、放射器６２１〜６２３がそれぞれアンテナ素子に相当する。また、両端の放射器６２１，６２３が端部素子に相当する。更に、同軸ケーブル６５１，６５２、線路６５３、及び減衰器６６１，６６２が伝送線路に相当し、同軸ケーブル６５１，６５２及び減衰器６６１，６６２が入力調整部に相当する。

【0038】

＜実験＞
図６に、放射器６２１〜６２３の出力を同位相に調整し、分配入力Ｓ１〜Ｓ３に重み付けしていない場合における、平面アンテナ６００の指向性の実験結果を示す。また、図７に、放射器６２１〜６２３の出力を同位相に調整し、分配入力Ｓ１，Ｓ３に５ｄＢの重み付けをした場合における、平面アンテナ６００の指向性の実験結果を示す。図６に示すように、重み付けをしていない場合は、半値角が２０°程度に狭くなっているが、−１５ｄＢ以上のレベルのサイドローブが出現している。これに対して、図７に示すように、重み付けをした場合は、重み付けしていない場合よりも半値角がやや大きくなっているが、サイドローブレベルが非常に小さくなっており、鋭い指向性を実現している。

【0039】

＜効果＞
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）放射器６２１〜６２３の出力が同位相となり、且つ、放射器６２１，６２３の出力が放射器６２２の出力よりも小さくなるように、分配入力Ｓ１〜Ｓ３の位相及び電力が調整される。これにより、半値角を狭くしつつサイドローブレベルを低減して、平面アンテナ６００の狭指向性を実現することができる。

【0040】

（２）同軸ケーブル６５１，６５２の長さを調整することで、分配入力Ｓ１，Ｓ３の位相及び電力を調整することができる。そのため、同軸ケーブル６５１，６５２を長さの異なる同軸ケーブルに付け替えるだけで、平面アンテナ６００の指向性を変更することができる。

【0041】

（３）給電回路６３１，６３３と分配器６４０とを同軸ケーブル６５１，６５２で接続したことにより、給電回路６３１〜６３３をそれぞれ異なる基板６７１〜６７３に形成することができる。そのため、給電回路６３１〜６３３を１枚の大きな基板に形成する場合よりも、コストを低減することができる。

【0042】

（４）同軸ケーブル６５１，６５２と減衰器６６１，６６２とで分配出力Ｓ１，Ｓ３の電力を調整するため、電力を細かく調整することができる。
（他の実施形態）
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

【0043】

（ａ）上記実施形態では、アンテナ素子である放射器を３つ配列しているが、４つ以上のアンテナ素子を配列してもよい。４つ以上のアンテナ素子を配列する場合、全てのアンテナ素子の出力がいずれも同位相となり、且つ、少なくとも配列方向の最も外側に位置するアンテナ素子の出力が、他のアンテナ素子の出力よりも小さくなるように、複数の分配入力の電力を調整すればよい。その際、入力調整部は、センターのアンテナ素子を基準素子として、各アンテナ素子への分配入力を、基準素子に対して左右対称となるようにするとよい。すなわち、基準素子の両隣のアンテナ素子である隣接素子への分配電力に対する重みを同じ値とし、さらに各隣接素子の基準素子と反対側のアンテナ素子への分配電力に対する重みを同じ値とする。他のアンテナ素子も同様にする。

【0044】

また、センターのアンテナ素子と最も外側のアンテナ素子を除く他のアンテナ素子への分配入力は、電力を調整してもよいししなくてもよい。他のアンテナ素子への分配入力の電力を調整する場合は、最も外側のアンテナ素子への分配入力に対する重みと同じ重みにしてもよいし、大きさを小さくした重みにしてもよい。図８に示すように、５個のアンテナ素子７２１〜７２５が等間隔に配列された平面アンテナ７００の場合、アンテナ素子７２１，７２５への分配入力には、アンテナ素子７２１，７２５の出力がアンテナ素子７２３の出力よりも小さくなるように重み付けする。アンテナ素子７２２，７２４への分配入力には、重み付けしなくてもよいし、アンテナ素子７２１，７２５への分配入力と同じ重みを付けてもよい。また、アンテナ素子７２２，７２４への分配入力には、アンテナ素子７２２，７２４の出力が、アンテナ素子７２３の出力よりも小さく、且つ、アンテナ素子７２１，７２５の出力よりも大きくなるように重み付けしてもよい。

【0045】

平面アンテナ７００の場合、アンテナ素子７２３を中心として、例えば、減衰器の減衰量及び同軸ケーブルの長さを左右対称とすることで、重みを左右対称とすることができる。詳しくは、分配器６４０からアンテナ素子７２１への伝送線路を構成する減衰器の減衰量及び同軸ケーブルの長さを、分配器６４０からアンテナ素子７２５への伝送線路を構成する減衰器の減衰量及び同軸ケーブルの長さと同じ値にする。同様に、分配器６４０からアンテナ素子７２２，７２４のそれぞれへの伝送線路を構成する減衰器の減衰量及び同軸ケーブルの長さも同じ値にする。アンテナ素子は、パッチアンテナ以外でもよい。

【0046】

（ｂ）減衰器６６１，６６２を設置せず、同軸ケーブル６５１，６５２だけで、分配入力Ｓ１，Ｓ３に重みＷ０を加重してもよい。この場合、Ｗ０＝Ｃ×Ｌを満たすＮを決める。このようにして決めたＮをＮ２とし、上記Ｌの式において、Ｎ＝Ｎ２としたときのＬをＬ２として、同軸ケーブル６５１，６５２の長さをＬ２とすればよい。

【0047】

（ｃ）平面アンテナ６００の反射器６１０は、放射器６２１〜６２３及び給電回路６３１〜６３３の配置間隔を可変にする固定構造が備えられていてもよい。給電回路６３１，６３３と分配器６４０とを同軸ケーブル６５１，６５２で接続することで、容易に配置間隔を変えることができる。

【0048】

（ｄ）３枚の基板にそれぞれ形成する場合よりもコストは増加するが、給電回路６３１〜６３３を１つの基板上に形成してもよい。この場合、同軸ケーブル６５１，６５２の代わりに、基板に形成したストリップラインを分配入力の伝送線路とし、ストリップラインで分配入力の位相及び電力を調整してもよい。

【0049】

（ｅ）分配入力の位相の調整は、フィルタによって行ってもよい。また、分配入力の電力の調整も、フィルタによって行ってもよい。分配入力の位相及び電力の調整は、同軸ケーブル、減衰器、フィルタ等を適宜組み合わせて行えばよい。

【0050】

（ｆ）上記実施形態では、入力調整部を同軸ケーブル６５１，６５２と減衰器６６１，６６２とで構成していたが、同軸ケーブル６５１，６５２と混合器とから構成してもよい。混合器には分配損失があり、９００ＭＨｚ帯では、分配損失は約５ｄＢ程度になる。よって、放射器６２１と放射器６２３との出力を混合器で混合し、分配損失を重みとして利用すればよい。そして、混合器の出力と放射器６２２の出力とを、別の混合器で混合すれば、上記実施形態と同様に、半値角が狭くしつつ、サイドローブレベルを低減することができる。このとき、２つの混合器は、分配器を混合器として利用すればよい。また、最初の混合器の出力と放射器６２２の出力とを混合する２番目の混合器は、分岐器を用いてもよい。分岐器を用いる場合、メインアンテナ素子である放射器６２２の出力と、サブアンテナ素子である放射器６２１，６２３の出力の比率を任意に変更することができる。なお、アンテナ素子が４つ以上の場合も、混合器を用いてもよい。

【0051】

（ｇ）平面アンテナ６００は、ＲＦＩＤ通信用ゲート２の天用枠部１６や通路の床下に設置してもよい。また、ＲＦＩＤ通信用ゲート２の通過方向を幅として、平面アンテナ６００は、ＲＦＩＤ通信用ゲート２の幅の中央に設置してもよいし、幅の端に寄せて設置しても、すなわち、ＲＦＩＤ通信用ゲート２の入口又は出口に寄せて設置してもよい。ＲＦＩＤ通信用ゲート２の入口又は出口付近に、ＲＦＩＤ通信用ゲート２の読取対象外のタグ製品が置かれている場合には、読取対象外のタグまで読み取ってしまわないように、平面アンテナ６００を、読取対象外のタグ製品が置かれている側と反対側の端に寄せて設置するとよい。また、平面アンテナ６００を設置する場所や個数は、用途に応じて適宜選択すればよい。

【0052】

（ｈ）平面アンテナ６００は、ＲＦＩＤ通信用ゲートに限らず、狭指向性アンテナを利用する種々のシステムや装置に適用してもよい。
（ｉ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

【0053】

（ｊ）上述した狭指向性アンテナの他、狭指向性アンテナを構成要素とするＲＦＩＤシステムや通信用ゲートなど、種々の形態で本発明を実現することもできる。

【符号の説明】

【0054】

２…ＲＦＩＤ通信用ゲート、６０，６２，６４，６６，６８…アンテナ装置、６００，７００…平面アンテナ、６１０，７１０…反射器、６２１，６２２，６２３，７２１，７２２，７２３，７２４，７２５…放射器、６３１，６３２，６３３…給電回路、６４０…分配器、６５１，６５２…同軸ケーブル、６６１，６６２…減衰器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】