知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
2022-131457漏れ波アンテナ、その設計方法、その製造方法、測定装置、および、非接触給電装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022131457
(43)【公開日】2022-09-07
(54)【発明の名称】漏れ波アンテナ、その設計方法、その製造方法、測定装置、および、非接触給電装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 13/20 20060101AFI20220831BHJP
H01Q 21/08 20060101ALI20220831BHJP
H01Q 21/24 20060101ALI20220831BHJP
【ＦＩ】
H01Q13/20
H01Q21/08
H01Q21/24
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021030413
(22)【出願日】2021-02-26
(71)【出願人】
【識別番号】000217653
【氏名又は名称】電気興業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100193389
【弁理士】
【氏名又は名称】谷口 智利
(72)【発明者】
【氏名】吉田 翔
(72)【発明者】
【氏名】関野 昇
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 啓介
【テーマコード（参考）】
5J021
5J045
【Ｆターム（参考）】
5J021AA01
5J021AA02
5J021AA05
5J021AA07
5J021AA08
5J021AB00
5J021CA01
5J021HA00
5J021JA05
5J021JA07
5J045AB05
5J045AB06
5J045CA02
5J045CA03
5J045DA00
5J045HA03
5J045MA01
5J045NA00
(57)【要約】
【課題】広帯域、かつ、小型であり、アンテナの偏波および利得を容易に設計・調整でき、周囲の機器との干渉も小さい漏れ波アンテナ、その設計方法、その製造方法、測定装置、および、非接触給電装置を提供することを目的とする。
【解決手段】漏れ波アンテナは、ユニットセルを複数備える。ユニットセルは独立アンテナであり、直列キャパシタと並列インダクタを備え、略一平面上で互いに異なる所定の角度で配置され、異なる角度の偏波に対応する。
【選択図】図１
【解決手段】漏れ波アンテナは、ユニットセルを複数備える。ユニットセルは独立アンテナであり、直列キャパシタと並列インダクタを備え、略一平面上で互いに異なる所定の角度で配置され、異なる角度の偏波に対応する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユニットセルを複数備えた漏れ波アンテナであって、
前記ユニットセルは
独立アンテナであり、
直列キャパシタと並列インダクタを備え、
略一平面上で互いに異なる所定の角度で配置され、異なる角度の偏波に対応することを特徴とする、漏れ波アンテナ。
前記ユニットセルは
独立アンテナであり、
直列キャパシタと並列インダクタを備え、
略一平面上で互いに異なる所定の角度で配置され、異なる角度の偏波に対応することを特徴とする、漏れ波アンテナ。
【請求項2】
相互に接続された前記ユニットセルの中心間の距離が、前記ユニットセル同士の接続方向に沿った長さの１．５倍以上であることを特徴とする、請求項１に記載の漏れ波アンテナ。
【請求項3】
前記ユニットセルが１０個以下であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の漏れ波アンテナ。
【請求項4】
前記所定の角度は略９０度であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の漏れ波アンテナ。
【請求項5】
前記ユニットセルは略円弧状に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の漏れ波アンテナ。
【請求項6】
前記ユニットセルに接続され到来する電波を検知する検知部を備えることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の漏れ波アンテナ。
【請求項7】
前記ユニットセルは曲面上に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の漏れ波アンテナ。
【請求項8】
２の端子部を有し、１の前記端子部は給電され、他方の前記端子部は外部のアンテナに接続されていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の漏れ波アンテナ。
【請求項9】
前記直列キャパシタとしてインターディジタルキャパシタまたはスロットキャパシタを備えることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の漏れ波アンテナ。
【請求項10】
前記並列コイルとしてショートスタブを備えることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の漏れ波アンテナ。
【請求項11】
同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応する前記ユニットセルをさらに有することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の漏れ波アンテナ。
【請求項12】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナを設計する、漏れ波アンテナの設計方法であって、
前記ユニットセルの配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップを有することを特徴とする、漏れ波アンテナの設計方法。
前記ユニットセルの配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップを有することを特徴とする、漏れ波アンテナの設計方法。
【請求項13】
請求項１１に記載の漏れ波アンテナを設計する、漏れ波アンテナの設計方法であって、
前記ユニットセルの配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップ、および、
同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応する前記ユニットセルの個数を調整することで利得を調整する利得調整ステップ、を有することを特徴とする、漏れ波アンテナの設計方法。
前記ユニットセルの配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップ、および、
同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応する前記ユニットセルの個数を調整することで利得を調整する利得調整ステップ、を有することを特徴とする、漏れ波アンテナの設計方法。
【請求項14】
請求項１２または１３のいずれかに記載の漏れ波アンテナの設計方法を実行する設計ステップ、
基板を製造する製造ステップ、および、
基板上に前記ユニットセルを配置する配置ステップ、
を有することを特徴とする、漏れ波アンテナの製造方法。
基板を製造する製造ステップ、および、
基板上に前記ユニットセルを配置する配置ステップ、
を有することを特徴とする、漏れ波アンテナの製造方法。
【請求項15】
前記直列キャパシタの長さまたは前記並列インダクタの長さを調節することで動作周波数を調整する動作周波数調整ステップを有することを特徴とする、請求項１４に記載の漏れ波アンテナの製造方法。
【請求項16】
基準測定アンテナ、受信アンテナ、および、電波測定部を備え、
前記電波測定部は、測定の対象となる信号に対して、前記基準測定アンテナで測定された信号を基準として、前記受信アンテナで測定された信号から位相を求めるものであり、
前記基準測定アンテナは請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナであることを特徴とする、測定装置。
前記電波測定部は、測定の対象となる信号に対して、前記基準測定アンテナで測定された信号を基準として、前記受信アンテナで測定された信号から位相を求めるものであり、
前記基準測定アンテナは請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナであることを特徴とする、測定装置。
【請求項17】
非接触給電部、および、給電対象検知部を備え、
前記非接触給電部または前記給電対象検知部は請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナを備えることを特徴とする、非接触給電装置。
前記非接触給電部または前記給電対象検知部は請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナを備えることを特徴とする、非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、漏れ波アンテナ、その調整方法、その製造方法、および、非接触給電装置に関するものであり、特に、直列キャパシタと並列インダクタにより構成されるユニットセルを用いた、その設計方法、その製造方法、および、非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、インターディジタルキャパシタとショートスタブにより構成されるユニットセルを有する漏れ波アンテナが記載されている。
特許文献２には、基板上層のパッチと基板下部のらせん負荷により構成されたアンテナが記載されている。
特許文献３には素子間にキャパシタを形成した円偏波アンテナ装置が記載されている（段落００６０、図１３）。
特許文献４（段落００２８、図３）には、素子間にキャパシタを形成した非相反複合メタマテリアル伝送線路が記載されている。
特許文献５には、放射状に１０個のＮＣＲＬＨ線路を配置した疑似進行波共振アンテナ装置が記載されている。
（段落００４０、図１５A）
特許文献２には、基板上層のパッチと基板下部のらせん負荷により構成されたアンテナが記載されている。
特許文献３には素子間にキャパシタを形成した円偏波アンテナ装置が記載されている（段落００６０、図１３）。
特許文献４（段落００２８、図３）には、素子間にキャパシタを形成した非相反複合メタマテリアル伝送線路が記載されている。
特許文献５には、放射状に１０個のＮＣＲＬＨ線路を配置した疑似進行波共振アンテナ装置が記載されている。
（段落００４０、図１５A）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６３４５３２５号明細書
【特許文献2】特表２０１２－５０８５３８号公報
【特許文献3】特表２０１５－１２９７５７号公報
【特許文献4】特表２０１７－１８４１１１号公報
【特許文献5】特表２０１７－１５２８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の構造では、ユニットセルの配置方法の関係から、アンテナを設計する上での自由度が低い。また、スモールセルとしての設計のため、垂直方向に多数配置する必要がありアンテナ構造が大型になる。
特許文献２に記載の構造では、ユニットセルの構造上、非常に狭帯域であり、製造した際の誤差によっては良好な特性が得られない可能性がある。
特許文献３，４に記載の構造は、基本的に円偏波に対応するものであり、素子間でキャパシタを構成するため設計の自由度が低く、製造した際の誤差によっては良好な特性が得られない可能性がある。
特許文献５に記載の構造は、放射状であるため、アンテナ構造が大型になるとともに設計の自由度も低く、製造した際の誤差によっては良好な特性が得られない可能性がある。
また、特許文献１，３，４，５に記載の構造は、基本的に相当数の素子を有することを前提にしている点からも設計の自由度が低い。
そして、いずれの構造も、他のアンテナなどの電磁機器との干渉が大きく、例えば他のアンテナと共用する場合に影響が大きいため、他のアンテナとの相互の影響を含めて設計し当該他のアンテナと所定の配置で使用する必要があり、設計においても装置としても制限が多い。
そこで、本発明は、広帯域、かつ、小型であり、アンテナの偏波および利得を容易に設計・調整できる漏れ波アンテナ、その設計方法、その製造方法、測定装置、および、非接触給電装置を提供することを目的とする。
さらに、周囲の機器との干渉が小さい漏れ波アンテナ、その設計方法、その製造方法、測定装置、および、非接触給電装置を提供することを目的とする。
特許文献２に記載の構造では、ユニットセルの構造上、非常に狭帯域であり、製造した際の誤差によっては良好な特性が得られない可能性がある。
特許文献３，４に記載の構造は、基本的に円偏波に対応するものであり、素子間でキャパシタを構成するため設計の自由度が低く、製造した際の誤差によっては良好な特性が得られない可能性がある。
特許文献５に記載の構造は、放射状であるため、アンテナ構造が大型になるとともに設計の自由度も低く、製造した際の誤差によっては良好な特性が得られない可能性がある。
また、特許文献１，３，４，５に記載の構造は、基本的に相当数の素子を有することを前提にしている点からも設計の自由度が低い。
そして、いずれの構造も、他のアンテナなどの電磁機器との干渉が大きく、例えば他のアンテナと共用する場合に影響が大きいため、他のアンテナとの相互の影響を含めて設計し当該他のアンテナと所定の配置で使用する必要があり、設計においても装置としても制限が多い。
そこで、本発明は、広帯域、かつ、小型であり、アンテナの偏波および利得を容易に設計・調整できる漏れ波アンテナ、その設計方法、その製造方法、測定装置、および、非接触給電装置を提供することを目的とする。
さらに、周囲の機器との干渉が小さい漏れ波アンテナ、その設計方法、その製造方法、測定装置、および、非接触給電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】
【0005】
本発明は、従来の漏れ波アンテナが多くの構造の繰り返しにより全体として１つのアンテナを構成されていたのに対し、本発明におけるユニットセルでのアンテナは個別のアンテナとして独立して機能できる点に着目し、それぞれをユニットセルとして独立させたうえで、ユニットセルの配置により所望の性能を得た漏れ波アンテナである。
本発明の請求項１に係る漏れ波アンテナは、
ユニットセルを複数備えた漏れ波アンテナであって、
ユニットセルは
独立アンテナであり、
直列キャパシタと並列インダクタを備え、
略一平面上で互いに異なる所定の角度で配置され、異なる角度の偏波に対応することを特徴とする、漏れ波アンテナである。
本構成により、ユニットセルの間隔や相互の配置方向を自由に設計し所望の性能を有する漏れ波アンテナを容易に構成することができる。
本発明の請求項２に係る漏れ波アンテナは、
相互に接続されたユニットセルの中心間の距離が、ユニットセル同士の接続方向に沿った長さの１．５倍以上であることを特徴とする、請求項１に記載の漏れ波アンテナである。
本発明の請求項３に係る漏れ波アンテナは、
ユニットセルが１０個以下であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本発明の請求項４に係る漏れ波アンテナは、
所定の角度は略９０度であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本構成により、垂直偏波と水平偏波に対応できるうえに、アンテナの面積を効率的に活用することができる。
本発明の請求項５に係る漏れ波アンテナは、
ユニットセルは略円弧状に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本構成により、円状の他のアンテナの周囲などのスペースを有効に活用しつつ、ユニットセルごとに互いに異なる偏波方向に対応できる。通常は干渉を避けるために距離を空けるが、本発明に係る漏れ波アンテナであれば、干渉が抑えられるため、このように他のアンテナに近接して配置して使用することが可能となる。
本発明の請求項６に係る漏れ波アンテナは、
ユニットセルに接続され到来する電波を検知する検知部を備えることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本構成により、様々な偏波方向に対応できるアンテナにより、その偏波方向が不明な検知対象となる電波を検知することができる。
本発明の請求項７に係る漏れ波アンテナは、
ユニットセルは曲面上に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本構成により、例えばフレキシブル基板上などでも、様々な偏波方向に対応した漏れ波アンテナとすることができる。
本発明の請求項８に係る漏れ波アンテナは、
２の端子部を有し、１の端子部は給電され、他方の端子部は外部のアンテナに接続されていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本構成により、外部のアンテナとの間に本装置を接続する簡単な構成で、外部のアンテナの送受信領域をさらに拡大することが可能となる。
本発明の請求項９に係る漏れ波アンテナは、
直列キャパシタとしてインターディジタルキャパシタまたはスロットキャパシタを備えることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本発明の請求項１０に係る漏れ波アンテナは、
並列コイルとしてショートスタブを備えることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本発明の請求項１１に係る漏れ波アンテナは、
同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応するユニットセルをさらに有することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本発明の請求項１２に係る漏れ波アンテナの設計方法は、
請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナを設計する、漏れ波アンテナの設計方法であって、
ユニットセルの配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップを有することを特徴とする、漏れ波アンテナの設計方法である。
本発明の請求項１３に係る漏れ波アンテナの設計方法は、
請求項１１に記載の漏れ波アンテナを設計する、漏れ波アンテナの設計方法であって、
ユニットセルの配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップ、および、
同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応するユニットセルの個数を調整することで利得を調整する利得調整ステップ、を有することを特徴とする、漏れ波アンテナの設計方法である。
本発明の請求項１４に係る漏れ波アンテナの製造方法は、
請求項１２または１３のいずれかに記載の漏れ波アンテナの設計方法を実行する設計ステップ、
基板を製造する製造ステップ、および、
基板上にユニットセルを配置する配置ステップ、
を有することを特徴とする、漏れ波アンテナの製造方法である。
本発明の請求項１５に係る漏れ波アンテナの製造方法は、
直列キャパシタの長さまたは並列インダクタの長さを調節することで動作周波数を調整する動作周波数調整ステップを有することを特徴とする、本発明の請求項１４に記載の漏れ波アンテナの製造方法である。
本発明の請求項１６に係る測定装置は、
基準測定アンテナ、受信アンテナ、および、電波測定部を備え、
電波測定部は、測定の対象となる信号に対して、基準測定アンテナで測定された信号を基準として、受信アンテナで測定された信号から位相を求めるものであり、
基準測定アンテナは請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナであることを特徴とする、測定装置である。
本発明の請求項１７に係る非接触給電装置は、
非接触給電部、および、給電対象検知部を備え、
非接触給電部または給電対象検知部は請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナを備えることを特徴とする、非接触給電装置である。
本発明の請求項１に係る漏れ波アンテナは、
ユニットセルを複数備えた漏れ波アンテナであって、
ユニットセルは
独立アンテナであり、
直列キャパシタと並列インダクタを備え、
略一平面上で互いに異なる所定の角度で配置され、異なる角度の偏波に対応することを特徴とする、漏れ波アンテナである。
本構成により、ユニットセルの間隔や相互の配置方向を自由に設計し所望の性能を有する漏れ波アンテナを容易に構成することができる。
本発明の請求項２に係る漏れ波アンテナは、
相互に接続されたユニットセルの中心間の距離が、ユニットセル同士の接続方向に沿った長さの１．５倍以上であることを特徴とする、請求項１に記載の漏れ波アンテナである。
本発明の請求項３に係る漏れ波アンテナは、
ユニットセルが１０個以下であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本発明の請求項４に係る漏れ波アンテナは、
所定の角度は略９０度であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本構成により、垂直偏波と水平偏波に対応できるうえに、アンテナの面積を効率的に活用することができる。
本発明の請求項５に係る漏れ波アンテナは、
ユニットセルは略円弧状に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本構成により、円状の他のアンテナの周囲などのスペースを有効に活用しつつ、ユニットセルごとに互いに異なる偏波方向に対応できる。通常は干渉を避けるために距離を空けるが、本発明に係る漏れ波アンテナであれば、干渉が抑えられるため、このように他のアンテナに近接して配置して使用することが可能となる。
本発明の請求項６に係る漏れ波アンテナは、
ユニットセルに接続され到来する電波を検知する検知部を備えることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本構成により、様々な偏波方向に対応できるアンテナにより、その偏波方向が不明な検知対象となる電波を検知することができる。
本発明の請求項７に係る漏れ波アンテナは、
ユニットセルは曲面上に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本構成により、例えばフレキシブル基板上などでも、様々な偏波方向に対応した漏れ波アンテナとすることができる。
本発明の請求項８に係る漏れ波アンテナは、
２の端子部を有し、１の端子部は給電され、他方の端子部は外部のアンテナに接続されていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本構成により、外部のアンテナとの間に本装置を接続する簡単な構成で、外部のアンテナの送受信領域をさらに拡大することが可能となる。
本発明の請求項９に係る漏れ波アンテナは、
直列キャパシタとしてインターディジタルキャパシタまたはスロットキャパシタを備えることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本発明の請求項１０に係る漏れ波アンテナは、
並列コイルとしてショートスタブを備えることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本発明の請求項１１に係る漏れ波アンテナは、
同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応するユニットセルをさらに有することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の漏れ波アンテナである。
本発明の請求項１２に係る漏れ波アンテナの設計方法は、
請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナを設計する、漏れ波アンテナの設計方法であって、
ユニットセルの配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップを有することを特徴とする、漏れ波アンテナの設計方法である。
本発明の請求項１３に係る漏れ波アンテナの設計方法は、
請求項１１に記載の漏れ波アンテナを設計する、漏れ波アンテナの設計方法であって、
ユニットセルの配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップ、および、
同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応するユニットセルの個数を調整することで利得を調整する利得調整ステップ、を有することを特徴とする、漏れ波アンテナの設計方法である。
本発明の請求項１４に係る漏れ波アンテナの製造方法は、
請求項１２または１３のいずれかに記載の漏れ波アンテナの設計方法を実行する設計ステップ、
基板を製造する製造ステップ、および、
基板上にユニットセルを配置する配置ステップ、
を有することを特徴とする、漏れ波アンテナの製造方法である。
本発明の請求項１５に係る漏れ波アンテナの製造方法は、
直列キャパシタの長さまたは並列インダクタの長さを調節することで動作周波数を調整する動作周波数調整ステップを有することを特徴とする、本発明の請求項１４に記載の漏れ波アンテナの製造方法である。
本発明の請求項１６に係る測定装置は、
基準測定アンテナ、受信アンテナ、および、電波測定部を備え、
電波測定部は、測定の対象となる信号に対して、基準測定アンテナで測定された信号を基準として、受信アンテナで測定された信号から位相を求めるものであり、
基準測定アンテナは請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナであることを特徴とする、測定装置である。
本発明の請求項１７に係る非接触給電装置は、
非接触給電部、および、給電対象検知部を備え、
非接触給電部または給電対象検知部は請求項１ないし１１のいずれかに記載の漏れ波アンテナを備えることを特徴とする、非接触給電装置である。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの構成例を示す。
【図2】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの構成例を示す。
【図3】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの構成例を示す。
【図4】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの構成例を示す。
【図5】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの構成例を示す。
【図6】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの構成例を示す。
【図7】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの構成例を示す。
【図8】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの構成例を示す。
【図9】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの調整方法の例を示す。
【図10】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの調整方法の例を示す。
【図11】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの製造方法の例を示す。
【図12】本発明の一実施例における漏れ波アンテナの製造方法の例を示す。
【図13】本発明の一実施例における測定装置の構成例を示す。
【図14】本発明の一実施例における非接触給電装置の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図１、図２は、本発明の一実施例における漏れ波アンテナ１００の構成例を示す。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００はユニットセル１０を複数備える。
ユニットセル１０は独立アンテナである。独立アンテナである、とは、配列や個数が制限されず、単体で機能した場合の偏波方向と略同一の方向の電磁波において機能することを示す。つまり、先行技術に記載のような、集合体としてのアンテナではない。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００はユニットセル１０を複数備える。
ユニットセル１０は独立アンテナである。独立アンテナである、とは、配列や個数が制限されず、単体で機能した場合の偏波方向と略同一の方向の電磁波において機能することを示す。つまり、先行技術に記載のような、集合体としてのアンテナではない。
【0008】
ユニットセル１０は直列キャパシタ１１と並列インダクタ１２を備える。
本実施例において、直列キャパシタ１１はインターディジタルキャパシタである。直列キャパシタ１１としてスロットキャパシタを備えてもよい。また、他のキャパシタでもよい。
本実施例において、並列インダクタ１２はショートスタブである。他の種類のコイルを使用してもよい。
本実施例において、直列キャパシタ１１はインターディジタルキャパシタである。直列キャパシタ１１としてスロットキャパシタを備えてもよい。また、他のキャパシタでもよい。
本実施例において、並列インダクタ１２はショートスタブである。他の種類のコイルを使用してもよい。
【0009】
ユニットセル１０は、基板１０１に略一平面上で互いに異なる所定の角度で配置され、異なる角度の偏波に対応する。ユニットセル１０同士は接続導体１０５を介して接続されている。また、漏れ波アンテナ１００は両端部に端子部１０３，１０４を備える。なお、異なる所定の角度で配置され、異なる角度の偏波に対応することから、当然、１８０度以外の角度を含んでいる。
本実施例においては、２つのユニットセル１０が９０度の角度で配置されている。これにより、例えばＶＨ偏波の双方に対応することが可能となる。
本実施例では、２つのユニットセル１０が略くの字型に配置されているが、略コの字型、略ロの字型などに配置してもよい。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００は、ユニットセル１０間ではなく、個々のユニットセル１０が直列キャパシタ１１と並列インダクタ１２を備える。したがって、ユニットセルなどの素子間の長さや配置方向に制限がなく、設計の自由度も高くなり、製造時の微調整も容易となる。
本実施例においては、２つのユニットセル１０が９０度の角度で配置されている。これにより、例えばＶＨ偏波の双方に対応することが可能となる。
本実施例では、２つのユニットセル１０が略くの字型に配置されているが、略コの字型、略ロの字型などに配置してもよい。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００は、ユニットセル１０間ではなく、個々のユニットセル１０が直列キャパシタ１１と並列インダクタ１２を備える。したがって、ユニットセルなどの素子間の長さや配置方向に制限がなく、設計の自由度も高くなり、製造時の微調整も容易となる。
【0010】
本実施例において、漏れ波アンテナ１００は、２つの端子部１０３，１０４を有し、一方の端子部１０４は給電され、他方の端子部１０３は終端されている。
そして、電波を発信することにより、小型アンテナなど発信を行うアンテナとして機能することができる。
本実施例ではユニットセル１０は形状や材質が同一のものであるが、ＣＲＬＨ線路を構成するものであれば、目的の感度などに応じて異なるものを有していても良い。
本構成により、ユニットセル１０の間隔や相互の配置方向を自由に設計し所望の性能を有する漏れ波アンテナ１００を容易に構成することができる。
そして、電波を発信することにより、小型アンテナなど発信を行うアンテナとして機能することができる。
本実施例ではユニットセル１０は形状や材質が同一のものであるが、ＣＲＬＨ線路を構成するものであれば、目的の感度などに応じて異なるものを有していても良い。
本構成により、ユニットセル１０の間隔や相互の配置方向を自由に設計し所望の性能を有する漏れ波アンテナ１００を容易に構成することができる。
【0011】
本実施例では、相互に接続されたユニットセル１０の中心間の距離が、ユニットセル１０同士の接続方向に沿った長さの１．５倍以上である。ユニットセル１０の配列方向の長さとは、接続方向に沿った中心間の距離を示す。本実施例では接続導体１０５の中心に沿うくの字型の線の長さである。
本実施例では、ユニットセル１０はすべて直列に接続されているが、もちろん、分岐を設け一部を並列に接続してもよい。
本構成により、出力を抑え、周囲の機器との干渉を抑制することができる。
本実施例では、ユニットセル１０はすべて直列に接続されているが、もちろん、分岐を設け一部を並列に接続してもよい。
本構成により、出力を抑え、周囲の機器との干渉を抑制することができる。
【0012】
本実施例では、ユニットセル１０が１０個以下である。
本実施例における漏れ波アンテナ１００は、独立したアンテナであることから、他の機器との干渉が少ないが、さらに１０個以下とすることにより、漏れ波アンテナ１００全体としても、干渉が少なく、かつ、コンパクトな構造とすることができる。
本実施例における漏れ波アンテナ１００は、独立したアンテナであることから、他の機器との干渉が少ないが、さらに１０個以下とすることにより、漏れ波アンテナ１００全体としても、干渉が少なく、かつ、コンパクトな構造とすることができる。
【0013】
図３、図４は、本発明の一実施例における漏れ波アンテナ１００の構成例を示す。
本実施例において、ユニットセル１０は略円弧状に配置されている。円弧状とは、円やＳ字、１周以上略円弧状などに配置されている渦巻き型を含む。
円状に均等に配置した場合には、様々な偏波方向に対して、電波を送信する場合には出力をほぼ一様とすることができ、また、様々な偏波方向において、電波を受信する場合には感度をほぼ一様とすることができる。
また、所定の点を中心として略渦巻き状に配置した場合には、様々な方向の偏波に対応できるうえに、アンテナの面積を効率的に活用することができる。
本実施例において、ユニットセル１０は略円弧状に配置されている。円弧状とは、円やＳ字、１周以上略円弧状などに配置されている渦巻き型を含む。
円状に均等に配置した場合には、様々な偏波方向に対して、電波を送信する場合には出力をほぼ一様とすることができ、また、様々な偏波方向において、電波を受信する場合には感度をほぼ一様とすることができる。
また、所定の点を中心として略渦巻き状に配置した場合には、様々な方向の偏波に対応できるうえに、アンテナの面積を効率的に活用することができる。
【0014】
図５は、本発明の一実施例における漏れ波アンテナ１００の構成例を示す。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００は、ユニットセル１０に検知部１１０が接続されている。そして、検知部１１０は到来する電波を検知する。検知部１１０はユニットセル１０に直接でなくとも間接的に接続されていてもよい。
偏波方向が未知である検知対象の電波を、２つ以上の偏波方向を有する２つ以上のユニットセル１０により確実に検知することが可能となる。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００は、ユニットセル１０に検知部１１０が接続されている。そして、検知部１１０は到来する電波を検知する。検知部１１０はユニットセル１０に直接でなくとも間接的に接続されていてもよい。
偏波方向が未知である検知対象の電波を、２つ以上の偏波方向を有する２つ以上のユニットセル１０により確実に検知することが可能となる。
【0015】
図６は、本発明の一実施例における漏れ波アンテナ１００の構成を示す。
本実施例において、ユニットセル１０は曲面上に配置されている。
例えば、電波の送信または受信について、厳密な方向は必要ではないが１方向では不十分である場合、２つの異なる偏波方向に電波を送信または受信することにより、確実に電波を送信あるいは受信することが可能となる。
例えば、フレキシブルな素材上に配置される場合などにも適用できる。本漏れ波アンテナであれば、特にフレキシブルな素材上に配置された場合、２つの異なる偏波方向に対応できるため、１方向の偏波にしか対応できない場合に比べ、ほぼ確実に様々な方向の偏波に対応することができる。
本実施例において、ユニットセル１０は曲面上に配置されている。
例えば、電波の送信または受信について、厳密な方向は必要ではないが１方向では不十分である場合、２つの異なる偏波方向に電波を送信または受信することにより、確実に電波を送信あるいは受信することが可能となる。
例えば、フレキシブルな素材上に配置される場合などにも適用できる。本漏れ波アンテナであれば、特にフレキシブルな素材上に配置された場合、２つの異なる偏波方向に対応できるため、１方向の偏波にしか対応できない場合に比べ、ほぼ確実に様々な方向の偏波に対応することができる。
【0016】
図７は、本発明の一実施例における漏れ波アンテナ１００の構成を示す。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００は、２の端子部１０３，１０４を有し、１の端子部１０４は給電され、他方の端子部１０３は外部のアンテナに接続されている。
例えば外部アンテナ５００が主となるアンテナである場合、漏れ波アンテナ１００により、２つの方向に、補助的に電波を送信または受信することができる。
この構成により、外部アンテナ５００により、主な出力領域あるいは検知領域を確保しながら、漏れ波アンテナ１００を途中に接続するだけで、出力領域あるいは検知領域を容易に補強することができる。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００は、２の端子部１０３，１０４を有し、１の端子部１０４は給電され、他方の端子部１０３は外部のアンテナに接続されている。
例えば外部アンテナ５００が主となるアンテナである場合、漏れ波アンテナ１００により、２つの方向に、補助的に電波を送信または受信することができる。
この構成により、外部アンテナ５００により、主な出力領域あるいは検知領域を確保しながら、漏れ波アンテナ１００を途中に接続するだけで、出力領域あるいは検知領域を容易に補強することができる。
【0017】
図８は、本発明の一実施例における漏れ波アンテナ１００の構成を示す。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００は、同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応するユニットセル１０をさらに有する。
ユニットセル１０が独立したアンテナであるため、所望の偏波方向に対する、出力あるいは感度について、所望の偏波方向に対応するユニットセル１０の配置方向、および、ユニットセル１０の個数を設定するだけで、基本的な構成が可能となる。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００は、同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応するユニットセル１０をさらに有する。
ユニットセル１０が独立したアンテナであるため、所望の偏波方向に対する、出力あるいは感度について、所望の偏波方向に対応するユニットセル１０の配置方向、および、ユニットセル１０の個数を設定するだけで、基本的な構成が可能となる。
【0018】
図９は、本発明の一実施例における漏れ波アンテナ１００の設計方法を示す。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００の設計方法は、ユニットセル１０の配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップを有する。
ユニットセル１０が独立したアンテナであるため、所望の偏波方向に対する、出力あるいは感度について、所望の偏波方向に対応するユニットセル１０の配置方向を設定するだけで、基本的な構成が可能となる。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００の設計方法は、ユニットセル１０の配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップを有する。
ユニットセル１０が独立したアンテナであるため、所望の偏波方向に対する、出力あるいは感度について、所望の偏波方向に対応するユニットセル１０の配置方向を設定するだけで、基本的な構成が可能となる。
【0019】
図１０は、本発明の一実施例における漏れ波アンテナ１００の設計方法を示す。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００の設計方法は ユニットセル１０の配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップ、および、同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応するユニットセル１０の個数を調整することで利得を調整する利得調整ステップを有する。
ユニットセル１０が独立したアンテナであるため、所望の偏波方向に対する、出力あるいは感度について、所望の偏波方向に対応するユニットセル１０の配置方向、および、ユニットセル１０の個数を設定するだけで、基本的な構成が可能となる。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００の設計方法は ユニットセル１０の配置方向を調整することで偏波方向を調整する偏波方向調整ステップ、および、同一方向に配置され同じ角度の偏波に対応するユニットセル１０の個数を調整することで利得を調整する利得調整ステップを有する。
ユニットセル１０が独立したアンテナであるため、所望の偏波方向に対する、出力あるいは感度について、所望の偏波方向に対応するユニットセル１０の配置方向、および、ユニットセル１０の個数を設定するだけで、基本的な構成が可能となる。
【0020】
図１１は、本発明の一実施例における漏れ波アンテナ１００の製造方法を示す。
本実施例において、製造方法は、上述の漏れ波アンテナ１００の設計方法を実行する設計ステップＳ１０、基板１０１を製造する製造ステップＳ２０、および、基板１０１上にユニットセル１０を配置する配置ステップＳ３０を有する。
基板１０１上にユニットセル１０を載置する構成でもよい。
積層基板１０１として製造する場合には、積層基板１０１中にユニットセル１０を実装するため、例えば、製造ステップの途中から配置ステップを同時に実施する形式でも良い。
本実施例において、製造方法は、上述の漏れ波アンテナ１００の設計方法を実行する設計ステップＳ１０、基板１０１を製造する製造ステップＳ２０、および、基板１０１上にユニットセル１０を配置する配置ステップＳ３０を有する。
基板１０１上にユニットセル１０を載置する構成でもよい。
積層基板１０１として製造する場合には、積層基板１０１中にユニットセル１０を実装するため、例えば、製造ステップの途中から配置ステップを同時に実施する形式でも良い。
【0021】
図１２は、本発明の一実施例における漏れ波アンテナ１００の製造方法を示す。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００の製造方法は、設計ステップＳ１０、製造ステップＳ２０、配置ステップＳ３０の後、直列キャパシタ１１の長さまたは並列インダクタ１２の長さを調節することで動作周波数を調整する動作周波数調整ステップＳ４０を有する。
製造時には誤差が生じるため、従来の製造方法では、所望の周波数特性を達成することが難しく、周波数調整が必要となることが多い。特に、直列キャパシタ１１としてインターディジタルキャパシタを用いた場合、および、直列キャパシタ１１としてスロットキャパシタを用いた場合には、トリミングなどで微調整が可能となり、調整がさらに容易となる。
本実施例において、漏れ波アンテナ１００の製造方法は、設計ステップＳ１０、製造ステップＳ２０、配置ステップＳ３０の後、直列キャパシタ１１の長さまたは並列インダクタ１２の長さを調節することで動作周波数を調整する動作周波数調整ステップＳ４０を有する。
製造時には誤差が生じるため、従来の製造方法では、所望の周波数特性を達成することが難しく、周波数調整が必要となることが多い。特に、直列キャパシタ１１としてインターディジタルキャパシタを用いた場合、および、直列キャパシタ１１としてスロットキャパシタを用いた場合には、トリミングなどで微調整が可能となり、調整がさらに容易となる。
【0022】
図１３は、本発明の一実施例における測定装置２００の構成を示す。
測定装置２００は、基準測定アンテナとしての上述の漏れ波アンテナ１００、受信アンテナ２１０、および、電波測定部２２０を備える。
電波測定部２２０は、測定の対象となる信号に対して、基準測定アンテナで測定された信号を基準として、受信アンテナで測定された信号から位相を求める。
測定装置２００は、基準測定アンテナとしての上述の漏れ波アンテナ１００、受信アンテナ２１０、および、電波測定部２２０を備える。
電波測定部２２０は、測定の対象となる信号に対して、基準測定アンテナで測定された信号を基準として、受信アンテナで測定された信号から位相を求める。
【0023】
以下に測定の一例を示す。
まず、被測定アンテナ５１０より信号を送信する。この信号は、振幅、位相ともに未知である。送信された信号を、受信アンテナ２１０および漏れ波アンテナ１００により受信する。受信アンテナ２１０は振幅と位相を測定する。また、漏れ波アンテナ１００は位相を測定する。漏れ波アンテナ１００で測定された位相を基準として、受信アンテナ２１０での位相との位相差から、被測定アンテナ５１０からの信号の位相が測定できる。漏れ波アンテナ１００は、被測定アンテナ５１０と同じ台座に固定するなどすることにより、被測定アンテナ５１０と漏れ波アンテナ１００との位置関係を固定しつつ、台座を回転させるなどして、被測定アンテナ５１０の特性を計測できる。
つまり、被測定アンテナ５１０から電波を放射すると、被測定アンテナ５１０と漏れ波アンテナ１００は測定時に位置関係が変化しないよう設置すれば、漏れ波アンテナ１００において常に一定の位相、つまり、基準位相が取得できる。受信アンテナ２１０では位相および振幅がともに変化するので、そのデータを取得する。振幅は受信アンテナ２１０で直接測定でき、位相は漏れ波アンテナ１００で取得した基準位相に対して、受信アンテナの位相差を取ることで取得できる。
このようにして、漏れ波アンテナ１００を参照用のアンテナとして用いた、複素電力パターン測定、つまり、位相および振幅の測定が可能な、ＯＴＡ（Ｏｖｅｒ ｔｈｅ ａｉｒ）測定装置を構成することができる。
通常のアンテナを被測定アンテナ５１０のそばに配置すると被測定アンテナ５１０に影響を与えてしまうが、本発明における漏れ波アンテナ１００は、干渉が小さいため、被測定アンテナ５１０のすぐそばに設置しても、被測定アンテナ５１０への影響が小さい。このため、正確な基準位相の測定が可能となる。
まず、被測定アンテナ５１０より信号を送信する。この信号は、振幅、位相ともに未知である。送信された信号を、受信アンテナ２１０および漏れ波アンテナ１００により受信する。受信アンテナ２１０は振幅と位相を測定する。また、漏れ波アンテナ１００は位相を測定する。漏れ波アンテナ１００で測定された位相を基準として、受信アンテナ２１０での位相との位相差から、被測定アンテナ５１０からの信号の位相が測定できる。漏れ波アンテナ１００は、被測定アンテナ５１０と同じ台座に固定するなどすることにより、被測定アンテナ５１０と漏れ波アンテナ１００との位置関係を固定しつつ、台座を回転させるなどして、被測定アンテナ５１０の特性を計測できる。
つまり、被測定アンテナ５１０から電波を放射すると、被測定アンテナ５１０と漏れ波アンテナ１００は測定時に位置関係が変化しないよう設置すれば、漏れ波アンテナ１００において常に一定の位相、つまり、基準位相が取得できる。受信アンテナ２１０では位相および振幅がともに変化するので、そのデータを取得する。振幅は受信アンテナ２１０で直接測定でき、位相は漏れ波アンテナ１００で取得した基準位相に対して、受信アンテナの位相差を取ることで取得できる。
このようにして、漏れ波アンテナ１００を参照用のアンテナとして用いた、複素電力パターン測定、つまり、位相および振幅の測定が可能な、ＯＴＡ（Ｏｖｅｒ ｔｈｅ ａｉｒ）測定装置を構成することができる。
通常のアンテナを被測定アンテナ５１０のそばに配置すると被測定アンテナ５１０に影響を与えてしまうが、本発明における漏れ波アンテナ１００は、干渉が小さいため、被測定アンテナ５１０のすぐそばに設置しても、被測定アンテナ５１０への影響が小さい。このため、正確な基準位相の測定が可能となる。
【0024】
図１４は、本発明の一実施例における非接触給電装置３００の構成を示す。
本実施例における非接触給電装置３００は、非接触給電部３２０、および、給電対象検知部３３０を備える。
本実施例では、給電対象検知部３３０が漏れ波アンテナ１００である。
この漏れ波アンテナ１００は、非接触給電部３２０を含む周囲の機器との干渉が小さい。
このため、非接触給電部３２０に影響をほとんど与えることなく、非接触給電と、給電対象の検知とを同時に行える。
本実施例における非接触給電装置３００は、非接触給電部３２０、および、給電対象検知部３３０を備える。
本実施例では、給電対象検知部３３０が漏れ波アンテナ１００である。
この漏れ波アンテナ１００は、非接触給電部３２０を含む周囲の機器との干渉が小さい。
このため、非接触給電部３２０に影響をほとんど与えることなく、非接触給電と、給電対象の検知とを同時に行える。
【0025】
非接触給電部３２０にも漏れ波アンテナ１００を用いることができる。また、非接触給電部３２０、および、給電対象検知部３３０の双方に漏れ波アンテナ１００を用いることも、あるいは、１つの漏れ波アンテナ１００を非接触給電部３２０、および、給電対象検知部３３０として用いることもできる。
【0026】
本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うでもない。
例えば、検知部を備え到来する電波を検知しながら、同時に漏れ波アンテナとして電波を送信する構成であってもよい。
例えば、検知部を備え到来する電波を検知しながら、同時に漏れ波アンテナとして電波を送信する構成であってもよい。
【符号の説明】
【0027】
１０ ユニットセル
１１ 直列キャパシタ
１２ 並列インダクタ
１００ 漏れ波アンテナ
１０１ 基板
１０２ グラウンド
１０３ 端子部
１０４ 端子部
１０５ 接続導体
１１０ 検知部
１２０ 参照用電波発信部
２００ 測定装置
２１０ 受信アンテナ
２２０ 電波測定部
３００ 非接触給電装置
３１０ 制御部
３２０ 非接触給電部
３３０ 給電対象検知部
５００ 外部アンテナ
５１０ 被測定アンテナ
１１ 直列キャパシタ
１２ 並列インダクタ
１００ 漏れ波アンテナ
１０１ 基板
１０２ グラウンド
１０３ 端子部
１０４ 端子部
１０５ 接続導体
１１０ 検知部
１２０ 参照用電波発信部
２００ 測定装置
２１０ 受信アンテナ
２２０ 電波測定部
３００ 非接触給電装置
３１０ 制御部
３２０ 非接触給電部
３３０ 給電対象検知部
５００ 外部アンテナ
５１０ 被測定アンテナ
【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】
【図14】