特開 2022-153198 マルチアンテナ、無線通信デバイス、およびトラッキングシステム

(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】P2022153198

(43)【公開日】2022-10-12

(54)【発明の名称】マルチアンテナ、無線通信デバイス、およびトラッキングシステム

(51)【国際特許分類】

   H01Q 5/00 20150101AFI20221004BHJP

   H01Q 1/52 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

H01Q5/00

H01Q1/52

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021056309

(22)【出願日】2021-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平松 信樹

(72)【発明者】

【氏名】知識 洸

(72)【発明者】

【氏名】前田 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】白崎 隆行

【テーマコード（参考）】

5J046

【Ｆターム（参考）】

5J046AA03

5J046AA07

5J046AB11

5J046UA02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】マルチバンドに対応するアンテナ、無線通信デバイスおよびトラッキングシステムを提供する。
【解決手段】マルチアンテナ１は、第１方向Ｙに伸びる柱状体と、柱状体の側面に沿って第１方向Ｙにおける端部の上に位置する第１アンテナ１０ａと、柱状体の側面に沿って第１アンテナ１０ａの上に位置して第１方向Ｙに並ぶ第２アンテナ１０ｂと、を含む。第１アンテナ１０ａは、第１動作周波数帯となる電磁波に対して人工磁気壁特性を示すモードとなり、電磁波を放射する。第２アンテナ１０ｂは、第１動作周波数帯とは異なる第２動作周波数帯となる電磁波に対して人工磁気壁特性を示すモードとなり、電磁波を放射する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に伸びる柱状体と、
前記柱状体の側面に沿って前記第１方向における端部の上に位置する第１アンテナと、
前記柱状体の側面に沿って前記第１アンテナの上に位置して前記第１方向に並ぶ第２アンテナと、を含み、
前記第１アンテナは、第１動作周波数帯となる電磁波に対して人工磁気壁特性を示すモードとなり、電磁波を放射するように構成され、
前記第２アンテナは、前記第１動作周波数帯とは異なる第２動作周波数帯となる電磁波に対して前記人工磁気壁特性を示すモードとなり、電磁波を放射するように構成される、
マルチアンテナ。

【請求項2】

請求項１に記載のマルチアンテナであって、
前記第１アンテナは、第１周波数帯の電磁波を放射するように構成され、
前記第２アンテナは、前記第１周波数帯と異なる第２周波数帯の電磁波を放射するように構成される、マルチアンテナ。

【請求項3】

請求項１または２に記載のマルチアンテナであって、
前記第１アンテナは、ＧＰＳアンテナである、マルチアンテナ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載のマルチアンテナであって、
前記第１動作周波数帯は、前記第２動作周波数帯よりも高い、マルチアンテナ。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載のマルチアンテナであって、
前記第１アンテナは、前記第２アンテナとの距離が前記第１動作周波数帯のうち最も低い周波数の波長の１／４以下である、マルチアンテナ。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載のマルチアンテナと、
前記マルチアンテナから送信する送信信号を生成するように構成されているコントローラと、
を含む、無線通信デバイス。

【請求項7】

請求項６に記載の複数の無線通信デバイスと、
複数の前記無線通信デバイスの位置情報を管理する管理装置と、
を含む、トラッキングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、マルチアンテナ、無線通信デバイス、およびトラッキングシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

アンテナとして、例えば、ダイポールアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のダイポールアンテナは、磁性体の内部に平行に配置された放射素子と反射素子とを有している。放射素子と反射素子とは、両端を折り曲げたダイポールエレメントからなる折返しダイポール構造となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１０５１８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

２つの異なる周波数帯のアンテナを利用する場合、２つのアンテナを近接して配置すると、アンテナな同士が干渉することがある。また、２つの異なる周波数帯のアンテナには、それぞれ、求められるアンテナ特性が異なることがある。

【0005】

本開示は、マルチバンドに対応したマルチアンテナ、無線通信デバイス、およびトラッキングシステム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】

本開示に係るマルチアンテナは、第１方向に伸びる柱状体と、前記柱状体の側面に沿って前記第１方向における端部の上に位置する第１アンテナと、前記柱状体の側面に沿って前記第１アンテナの上に位置して前記第１方向に並ぶ第２アンテナと、を含み、前記第１アンテナは、第１動作周波数帯となる電磁波に対して人工磁気壁特性を示すモードとなり、電磁波を放射するように構成され、前記第２アンテナは、前記第１動作周波数帯とは異なる第２動作周波数帯となる電磁波に対して前記人工磁気壁特性を示すモードとなり、電磁波を放射するように構成される。

【0007】

本開示に係る無線通信デバイスは、本開示に係るマルチアンテナと、前記マルチアンテナから送信する送信信号を生成するように構成されているコントローラと、を含む。

【0008】

本開示に係るトラッキングシステムは、本開示に係る複数の無線通信デバイスと、複数の前記無線通信デバイスの位置情報を管理する管理装置と、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、マルチバンドに対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係るマルチアンテナの概略を示す図である。

【図2】図２は、本開示の一実施形態に係るアンテナの斜視図である。

【図3】図３は、図２に示すアンテナの一部を分解した斜視図である。

【図4】図４は、図２に示すアンテナのＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図5】図５は、第１周波数帯の電磁波が放射される際の電流及び電界を模式的に示す平面図である。

【図6】図６は、図５に示す状態の断面図である。

【図7】図７は、実施形態に係るマルチアンテナの構成例を示す図である。

【図8】図８は、実施形態に係るマルチアンテナの結合放射効率の変化を示すグラフである。

【図9A】図９Ａは、第１アンテナを柱状体の底側に位置させた場合の、マルチアンテナの放射パターンを示す図である。

【図9B】図９Ｂは、第１アンテナを柱状体の中心側に位置させた場合の、マルチアンテナの放射パターンを示す図である。

【図10】図１０は、本実施形態に係る無線通信デバイスの構成例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、本実施形態に係る無線通信デバイスの構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

【0012】

［実施形態］
図１を用いて、実施形態に係るマルチアンテナの概略について説明する。図１は、実施形態に係るマルチアンテナの概略を示す図である。

【0013】

図１に示すように、マルチアンテナ１ａは、第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとを含む。第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとを、アンテナ１０と総称することもある。

【0014】

図２は、本開示の一実施形態に係るアンテナ１０の斜視図である。図３は、図２に示すアンテナ１０の一部を分解した斜視図である。図４は、図２に示すアンテナ１０のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【0015】

図２及び図３に示すように、アンテナ１０は、基体２０と、第１接続導体群３０と、第２接続導体群３４と、第１導体４０と、第２導体５０と、給電線６０とを含む。第１接続導体群３０、第２接続導体群３４、第１導体４０、第２導体５０及び給電線６０は、同じ導電性材料を含んでよいし、異なる導電性材料を含んでよい。

【0016】

アンテナ１０は、外部から第１導体４０が位置する面へ入射する所定周波数の電磁波に対して、人工磁気壁特性（Artificial Magnetic Conductor Character）を示し得る。

【0017】

本開示において「人工磁気壁特性」は、１つの共振周波数における入射波と反射波との位相差が０度となる面の特性を意味する。アンテナ１０は、少なくとも１つの共振周波数のうちの少なくとも１つの近傍を動作周波数とし得る。人工磁気壁特性を有する面では、動作周波数帯において、入射波と反射波の位相差が－９０度から＋９０度までの範囲より小さくなる。

【0018】

基体２０は、第１導体４０を支持するように構成されている。基体２０の外観形状は、第１導体４０の形状に応じた、略直方体状であってよい。基体２０は、誘電体材料を含み得る。基体２０の比誘電率は、アンテナ１０の所望の共振周波数に応じて適宜調整されてよい。

【0019】

図４に示すように、基体２０は、上部２１と、側壁部２２と、２個の柱部２３とを有する。ただし、基体２０は、アンテナ１０の大きさ等に応じて、１個又は３個以上の柱部２３を有してよい。基体２０は、アンテナ１０の大きさ等に応じて、柱部２３を有さなくてよい。

【0020】

上部２１は、ＸＹ平面に沿って広がる。上部２１は、第１導体４０の形状に応じた、略長方形状であってよい。ただし、上部２１は、第１導体４０の形状に応じた形状であれば、任意の形状であってよい。上部２１は、ＸＹ平面に略平行な２つの面を含む。上部２１に含まれる当該２つの面のうち、一方は、基体２０の外側を向く。他方は、基体２０の内側を向く。

【0021】

側壁部２２は、略長方形状の上部２１の外周部を囲む。側壁部２２は、上部２１の外周部に接続されている。側壁部２２は、Ｚ方向に沿って、上部２１の外周部から第２導体５０に向けて延在する。上部２１と側壁部２２とによって囲まれる領域は、空洞である。ただし、上部２１と側壁部２２とによって囲まれる領域の少なくとも一部は、誘電体材料等で充填されていてよい。

【0022】

柱部２３は、上部２１と側壁部２２とによって囲まれる領域の中に位置する。柱部２３は、第１導体４０と第２導体５０との間に位置する。柱部２３は、第１導体４０と第２導体５０との間の間隔を保持するように構成されている。２個の柱部２３の各々は、互いに異なる位置で、第１導体４０と第２導体５０との間の間隔を保持するように構成されていてよい。Ｚ方向から観た柱部２３の形状は、クロス状であってよい。

【0023】

図３に示すように、第１接続導体群３０は、複数の第１接続導体３１を含む。図３に示す構成では、第１接続導体群３０は、２個の第１接続導体３１を含む。ただし、第１接続導体群３０は、例えば第１導体４０の形状等に応じて、任意の数の第１接続導体３１を含んでよい。

【0024】

複数の第１接続導体３１は、Ｘ方向に並ぶ。第１接続導体群３０が３個以上の第１接続導体３１を含む場合、複数の第１接続導体３１がＸ方向に並ぶ間隔は、略等間隔であってよい。第１接続導体３１は、Ｚ方向に沿ってよい。第１接続導体３１は、柱状の導体であってよい。第１接続導体３１は、第１接続導体３１の一端が第１導体４０に電気的に接続され、第１接続導体３１の他端が第２導体５０に電気的に接続されるように、構成されていてよい。

【0025】

第２接続導体群３４は、Ｙ方向において、第１接続導体群３０と並ぶ。第２接続導体群３４は、複数の第２接続導体３５を含む。図３に示す構成では、第２接続導体群３４は、２個の第２接続導体３５を含む。ただし、第２接続導体群３４は、例えば第１導体４０の形状等に応じて、任意の数の第２接続導体３５を含んでよい。

【0026】

複数の第２接続導体３５は、Ｘ方向に並ぶ。第２接続導体３５がＸ方向に並ぶ間隔は、第１接続導体３１がＸ方向に並ぶ間隔と略等しくてよい。第２接続導体３５は、Ｚ方向に沿ってよい。第２接続導体３５は、柱状の導体であってよい。第２接続導体３５は、第２接続導体３５の一端が第１導体４０に電気的に接続され、第２接続導体３５の他端が第２導体５０に電気的に接続されるように、構成されていてよい。

【0027】

第１導体４０は、共振器として機能するように構成されている。第１導体４０は、ＸＹ平面に沿って広がる。第１導体４０は、基体２０の上部２１に位置する。第１導体４０は、上部２１に含まれるＸＹ平面に略平行な２つの面のうち、基体２０の内側を向く面に位置してよい。第１導体４０は、平板状の導体であってよい。第１導体４０の形状は、略長方形状であってよい。略長方形状の第１導体４０の短辺は、Ｘ方向に沿う。略長方形状の第１導体４０の長辺は、Ｙ方向に沿う。

【0028】

第１導体４０は、第３導体４１－１と、第３導体４１－２と、接続部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆとを含む。ただし、第１導体４０は、接続部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆを含まなくてよい。以下、第３導体４１－１と第３導体４１－２とを特に区別しない場合、これらは、まとめて「第３導体４１」と記載される。第３導体４１及び接続部４３ａ～４３ｆは、同じ導電性材料を含んでよいし、異なる導電性材料を含んでよい。

【0029】

第３導体４１は、略長方形状であってよい。第３導体４１は、４つの角部を含む。第３導体４１は、Ｘ方向に沿う２つの辺と、Ｙ方向に沿う２つの辺とを含む。第３導体４１－１は、隙間４２－１を有する。第３導体４１－２は、隙間４２－２を有する。以下、隙間４２－１と隙間４２－２を特に区別しない場合、これらは、まとめて「隙間４２」と記載される。隙間４２は、第３導体４１のＹ方向に沿う２つの辺のうちの、一方の辺の中央部分から他方の辺の中央部分に向けて延在する。隙間４２は、Ｘ方向に沿っている。Ｘ方向に沿う隙間４２の中央付近の一部に、柱部２３のＺ軸正方向側の一部が位置してよい。隙間４２の幅は、アンテナ１０の所望の動作周波数に応じて、適宜調整されてよい。

【0030】

第３導体４１－１と第３導体４１－２とは、Ｙ方向に並ぶ。第３導体４１－１のＹ軸正方向側のＸ方向に沿う一辺と、第３導体４１－２のＹ軸負方向側のＸ方向に沿う一辺とは、一体化されている。第３導体４１－１の４つの角部のうちのＹ軸正方向側の２つの角部と、第３導体４１－２の４つの角部のうちのＹ軸負方向側の２つの角部とは、一体化されている。

【0031】

接続部４３ａ，４３ｂは、各々、第３導体４１－１のＹ軸負方向側の２つの角部に位置する。接続部４３ａ，４３ｂは、各々、第１接続導体３１に電気的に接続されるように構成されている。接続部４３ａ，４３ｂの形状は、第１接続導体３１に応じた、丸みを帯びた形状であってよい。第１導体４０が接続部４３ａ，４３ｂを含まない場合、第３導体４１－１のＹ軸負方向側の２つの角部は、第１接続導体３１に電気的に直接接続されるように構成されてよい。

【0032】

接続部４３ｅ，４３ｆは、各々、第３導体４１－２のＹ軸正方向側の２つの角部に位置する。接続部４３ｅ，４３ｆは、各々、第２接続導体３５に電気的に接続されるように構成されている。接続部４３ｅ，４３ｆの形状は、第２接続導体３５に応じた、丸みを帯びた形状であってよい。第１導体４０が接続部４３ｅ，４３ｆを含まない場合、第３導体４１－２のＹ軸正方向側の２つの角部は、第２接続導体３５に電気的に直接接続されるように構成されていてよい。

【0033】

第１導体４０は、第１接続導体群３０と、第２接続導体群３４とを容量的に接続するように構成されている。例えば、第３導体４１－１は、接続部４３ａ，４３ｂによって第１接続導体３１に電気的に接続されている。第３導体４１－２は、接続部４３ｅ，４３ｆによって第２接続導体３５に電気的に接続されるように構成されている。第１接続導体群３０と、第２接続導体群３４とは、第３導体４１－１の隙間４２－１及び第３導体４１－２の隙間４２－２を介して、容量的に接続され得る。

【0034】

第２導体５０は、アンテナ１０において基準となる電位を提供するように構成されている。第２導体５０は、アンテナ１０を備える機器のグラウンドに電気的に接続されるように構成されていてよい。第２導体５０は、図４に示すように、基体２０のＺ軸負方向側に位置する。第２導体５０のＺ軸負方向側には、アンテナ１０を備える機器の多様な部品が位置してよい。アンテナ１０は、当該多様な部品が第２導体５０のＺ軸負方向側に位置しても、上述の人工磁気壁特性を有することにより、動作周波数での放射効率を維持し得る。

【0035】

第２導体５０は、図３に示すように、ＸＹ平面に沿って広がる。第２導体５０は、平板状の導体であってよい。第２導体５０は、Ｚ方向において、第１導体４０から離れている。第２導体５０は、第１導体４０に対向してよい。第２導体５０は、第１導体４０の形状に応じた、略長方形状であってよい。ただし、第２導体５０は、第１導体４０の形状に応じた、任意の形状であってよい。略長方形状の第２導体５０の短辺は、Ｘ方向に沿う。略長方形状の第２導体５０の長辺は、Ｙ方向に沿う。第２導体５０は、給電線６０の構造に応じて、開口部５０Ａを有してよい。

【0036】

第２導体５０は、第４導体５１－１と、第４導体５１－２とを含む。以下、第４導体５１－１と第４導体５１－２とを特に区別しない場合、これらは、まとめて「第４導体５１」と記載される。

【0037】

第４導体５１は、略長方形状であってよい。略長方形状の第４導体５１は、４つの角部を含む。第４導体５１－１は、第３導体４１－１に対向する。第４導体５１－２は、第３導体４１－２に対向する。第４導体５１－１のＹ軸正方向側のＸ方向に沿う一辺と、第４導体５１－２のＹ軸負方向側のＸ方向に沿う一辺とは、一体化されている。第４導体５１－１の４つの角部のうちのＹ軸正方向側の２つの角部と、第４導体５１－２の４つの角部のうちのＹ軸負方向側の２つの角部とは、一体化されている。

【0038】

第２導体５０は、第１接続導体群３０に電気的に接続されるように構成されている。例えば、第４導体５１－１の４つの角部のうち、Ｙ軸負方向側の２つの角部は、各々、第１接続導体３１に電気的に接続されるように構成されている。

【0039】

第２導体５０は、第２接続導体群３４に電気的に接続されるように構成されている。例えば、第４導体５１－２の４つの角部のうち、Ｙ軸正方向側の２つの角部は、各々、第２接続導体３５が電気的に接続されるように構成されている。

【0040】

給電線６０の一部は、Ｚ方向に沿っている。給電線６０は、柱状の導体であってよい。給電線６０の一部は、上部２１と側壁部２２とによって囲まれる領域の中に位置し得る。

【0041】

給電線６０は、第１導体４０に電磁気的に接続されるように構成されている。本開示において「電磁気的な接続」は、電気的な接続又は磁気的な接続であってよい。例えば、給電線６０の一端は、第１導体４０に電気的に接続されるように構成されていてよい。給電線６０の他端は、図３に示す第２導体５０の開口部５０Ａから、外部に延在してよい。給電線６０の他端は、外部の機器等に電気的に接続されるように構成されていてよい。

【0042】

給電線６０は、第１導体４０に電力を給電するように構成されている。給電線６０は、第１導体４０からの電力を外部の機器等に給電するように構成されている。

【0043】

図５は、第１周波数帯の電磁波が放射される際の電流Ｌ１及び電界Ｅを模式的に示す平面図である。図５には、ある瞬間において、Ｚ軸正方向側から観た電界Ｅの向きを示す。図５において、実線の電流Ｌ１は、ある瞬間において、Ｚ軸正方向側から観た第１導体４０を流れる電流の向きを示す。破線の電流Ｌ１は、ある瞬間において、Ｚ軸正方向側から観た第２導体５０を流れる電流の向きを示す。図６は、図５に示す状態の断面図である。

【0044】

給電線６０から第１導体４０に電力が適宜給電されることにより、電流Ｌ１が励起され得る。アンテナ１０は、電流Ｌ１によって、第１周波数帯の電磁波を放射するように構成されている。第１周波数帯は、アンテナ１０の動作周波数帯の１つである。

【0045】

電流Ｌ１は、ループに沿って流れるループ電流となり得る。ループは、第１接続導体群３０と、第２接続導体群３４と、第１導体４０と、第２導体５０とを含み得る。例えば、ループは、第１接続導体３１と、第２接続導体群３４と、第３導体４１－１と、第４導体５１－１とを含み得る。

【0046】

電流Ｌ１は、１つの巨視的なループ電流とみなし得る。この巨視的なループ電流は、第１接続導体群３０と、第２接続導体群３４と、第１導体４０と、第２導体５０とを含むループに沿って流れるとみなし得る。この巨視的なループ電流によって生じる第１接続導体群３０付近の電界の向きと、この巨視的なループ電流によって生じる第２接続導体群３４付近の電界の向きとは、逆向きになり得る。例えば、図５に示すように、第１接続導体群３０付近の電界の向きがＺ軸正方向であるとき、第２接続導体群３４付近の電界の向きは、Ｚ軸負方向となり得る。

【0047】

巨視的なループ電流によって、共振器としての第１導体４０から観て、第１接続導体群３０と第２接続導体群３４とは、一対の電気壁として機能し得る。また、巨視的なループ電流によって、共振器としての第１導体４０から観て、Ｘ軸正方向側のＹＺ平面と、Ｘ軸負方向側のＹＺ平面とは、一対の磁気壁として機能し得る。このような一対の電気壁と、一対の磁気壁とによって第１導体４０が囲まれることにより、アンテナ１０は、外部から第１導体４０に入射する第１周波数帯の電磁波に対して、人工磁気壁特性を示す。

【0048】

図１に戻る。第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとは、同一の構成を有する。第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとは、略長方形に構成されている。第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとは、第１方向に並んでいる。第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとは、第１アンテナ１０ａの電気壁と、第２アンテナ１０ｂの電気壁とが対向するように並んでいる。図１に示す例では、第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂの２つのアンテナ１０が並んでいるが、本開示はこれに限定されない。本開示では、３つ以上のアンテナ１０が並んでいてもよい。この場合、各アンテナ１０は、電気壁が対向するように並んでいればよい。

【0049】

第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとの間の距離Ｌは、第１動作周波数帯に応じて、設定されている。第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとの間の距離Ｌは、第１動作周波数帯のうち、最も低い動作周波数をλとする、λ／４以下となっていることが好ましい。

【0050】

第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとは、動作周波数帯が異なる。第１アンテナ１０ａの動作周波数帯は、第１動作周波数帯と呼ばれる。第２アンテナ１０ｂの動作周波数帯は、第２動作周波数帯と呼ばれる。

【0051】

第１アンテナ１０ａは、例えば、図示しないＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を受信するように構成されている。この場合、第１動作周波数帯は、１５９０ＭＨｚ（Mega Hertz）帯であり得る。第１動作周波数帯は、その他の周波数帯であってもよい。

【0052】

第２アンテナ１０ｂは、例えば、通信規格としてＬＴＥ－Ｍ（Long Term Evolution for Machine-type-communication）の信号を受信するように構成されている。この場合、第２動作周波数帯は、８５０ＭＨｚ帯であり得る。第２動作周波数帯は、その他の周波数帯であってもよい。

【0053】

第１動作周波数帯および第２動作周波数帯は、それぞれ、例えば数百ＭＨｚ帯から数十ＧＨｚ（Giga Hertz）帯であり得る。例えば、第１アンテナ１０ａおよび第２アンテナ１０ｂは、それぞれ、２Ｇ（第２世代移動通信システム）、３Ｇ（第３世代移動通信システム）、４Ｇ（第４世代移動通信システム）、５Ｇ（第５世代移動通信システム）、ＬＴＥ－ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）、ＬＴＥ－ＴＤＤ（Time Division Duplex）、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、およびＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｒｏ等に対応するように構成され得る。

【0054】

第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとの間のアイソレーションは、２０ｄＢ以上となっている。このため、第２アンテナ１０ｂの放射効率は、第１アンテナ１０ａが第２アンテナ１０ｂに近接して並んでいる場合と並んでいない場合とで比較しても差はないといえる。すなわち、第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとの間のアイソレーションは、十分に確保されているといえる。

【0055】

上述のとおり、マルチアンテナ１ａにおいては、第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとを、互いの電気壁を対向させて、直線状に近接させて並べる。これにより、第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとは、結合することなく高いアンテナ効率を示し得る。したがって、マルチバンドに対応したマルチアンテナ１ａを小型化することができる。

【0056】

図７は、実施形態に係るマルチアンテナの構成例について説明する。図７は、実施形態に係るマルチアンテナの構成例を示す図である。

【0057】

図７に示すように、マルチアンテナ１は、第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂと、柱状体１２とを含む。

【0058】

柱状体１２は、第１方向に伸びるように構成されている。柱状体１２は、金属で構成され得る。本実施形態では、金属に特に制限はない。図７に示す例では、柱状体１２は、円柱であるが、本開示はこれに限定されない。柱状体１２は、角柱であってもよい。図７において、柱状体１２のＺＸ平面が、底面または天頂面となり得る。

【0059】

第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとは、柱状体１２の側面上に位置し得る。第１アンテナ１０ａの動作周波数帯が１５９０ＭＨｚ帯であり、第２アンテナ１０ｂの動作周波数帯が８５０ＭＨｚ帯である場合、第１アンテナ１０ａを柱状体１２の端側に位置し、第２アンテナ１０ｂを柱状体１２の中心側に位置することが好ましい。

【0060】

図８は、実施形態に係るマルチアンテナの結合放射効率の変化を示すグラフである。図８は、横軸が周波数［ＧＨｚ］を示し、縦軸が結合放射効率［ｄＢ］を示す。

【0061】

グラフＧ１は、第２アンテナ１０ｂを柱状体１２の側面の中心側に位置させた場合の結合放射効率を示す。グラフＧ２は、第２アンテナ１０ｂを柱状体１２の側面の端側に位置させた場合の放射効率を示す。グラフＧ１およびグラフＧ２に示すように、０．８５［ＧＨｚ］を中心として０．７５［ＧＨｚ］から０．９５［ＧＨｚ］における結合放射特性は、グラフＧ１の方が０．５［ｄＢ］から１［ｄＢ］程度良好な特性であることを示す。すなわち、第２アンテナ１０ｂを柱状体１２の側面の中心近くに位置させることで、高いアンテナ効率を得られ得る。

【0062】

図７に示すように、柱状体１２を立てた状態でマルチアンテナ１を使用する場合、第１アンテナ１０ａを柱状体１２の底側に位置させることが好ましい。言い換えれば、柱状体１２を立てた状態でマルチアンテナ１を使用する場合、第１アンテナ１０ａを地面側に位置させることが好ましい。第１アンテナ１０ａを地面側の端部の上に配置し、第１アンテナ１０ａの上に第２アンテナ１０ｂを位置させることで、天頂方向（－Ｙ方向）において高い利得が得られ得る。

【0063】

図９Ａと、図９Ｂとを用いて、第１アンテナ１０ａと第２アンテナ１０ｂとの位置の違いによるマルチアンテナ１の天頂方向の放射パターンの違いについて説明する。

【0064】

図９Ａは、第１アンテナ１０ａを柱状体１２の底側に位置させた場合の、マルチアンテナ１の放射パターンを示す図である。図９Ｂは、第１アンテナ１０ａを柱状体１２の中心側に位置させた場合の、マルチアンテナ１の放射パターンを示す図である。

【0065】

図９Ａおよび図９Ｂにおいて、それぞれ、－９０°の方向の点Ｐ１および点Ｐ２の位置の利得がマルチアンテナ１の天頂方向の利得を示す。図９Ａに示すように、第１アンテナ１０ａを柱状体１２の底側に位置させた場合の天頂方向の利得は、２．２［ｄＢｉ］程度である。図９Ｂに示すように、第１アンテナ１０ａを柱状体１２の中心側に位置させた場合の天頂方向の利得は、０．８［ｄＢｉ］程度である。すなわち、第１アンテナ１０ａを柱状体１２の底側に位置させることで、マルチアンテナ１の天頂方向において、高い利得を得られ得る。すなわち、柱状体１２の側面に第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとを並べる場合には、ＧＰＳアンテナを柱状体１２の底側に位置させるとよい。

【0066】

図７に示す例では、柱状体１２の側面には、第１アンテナ１０ａと、第２アンテナ１０ｂとの２つのアンテナ１０が並んでいるが、本開示はこれに限定されない。柱状体１２の側面には、３つ以上のアンテナ１０が並んでいてもよい。この場合、各アンテナ１０は、電気壁が対向するよう柱状体１２の側面に並んでいればよい。柱状体１２の側面に、３つ以上のアンテナ１０が並び、かつＧＰＳアンテナが含まれている場合には、ＧＰＳアンテナを端部に最も近い場所に位置させればよい。この場合、ＧＰＳアンテナの上には、動作周波数帯の低い順に並べるとよい。

【0067】

［無線通信デバイス］
図１０を用いて、本実施形態に係る無線通信デバイスについて説明する。図１０は、本実施形態に係る無線通信デバイスの構成例を示すブロック図である。

【0068】

図１０に示すように、無線通信デバイス１００、マルチアンテナ１と、メモリ２と、コントローラ３と、センサ４と、バッテリ５と、を備える。

【0069】

メモリ２は、例えば、半導体メモリなどを含み得る。メモリ２は、コントローラ３のワークメモリとして機能するように構成され得る。メモリ２は、コントローラ３に含まれ得る。メモリ２は、無線通信デバイス１００の各機能を実現する処理内容を記述したプログラム、および無線通信デバイス１００に用いられる情報などを記憶する。

【0070】

コントローラ３は、例えば、プロセッサを含み得る。コントローラ３は、１以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および、特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣを含んでよい。特定用途向けＩＣは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。プログラマブルロジックデバイスは、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）ともいう。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでよい。コントローラ３は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、およびＳｉＰ（System in a Package）の何れかであってよい。コントローラ３は、メモリ２に、各種情報又は無線通信デバイス１００の各構成部を動作させるためのプログラムなどを格納してよい。

【0071】

コントローラ３は、無線通信デバイス１００から送信する送信信号を生成するように構成され得る。コントローラ３は、例えば、センサ４から測定データを取得するように構成されていてよい。コントローラ３は、測定データに応じた送信信号を生成するように構成されていてよい。コントローラ３は、マルチアンテナ１にベースバンド信号を送信するように構成されていてよい。

【0072】

センサ４は、各種のセンサを含む。センサ４は、例えば、速度センサ、振動センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、回転角センサ、角速度センサ、地磁気センサ、マグネットセンサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、光センサ、照度センサ、ＵＶセンサ、ガスセンサ、ガス濃度センサ、雰囲気センサ、レベルセンサ、匂いセンサ、圧力センサ、空気圧センサ、接点センサ、風力センサ、赤外線センサ、人感センサ、変位量センサ、画像センサ、重量センサ、煙センサ、漏液センサ、バイタルセンサ、バッテリ残量センサ、および超音波センサなどを含んでよい。

【0073】

バッテリ５は、無線通信デバイス１００に電力を供給するように構成され得る。バッテリ５は、メモリ２、コントローラ３、およびセンサ４、の少なくとも１つに電力を供給するように構成され得る。バッテリ５は、１次バッテリおよび２次バッテリの少なくとも一方を含み得る。バッテリ５のマイナス電極は、図示しない回路基板のグラウンド端子に電気的に接続されるように構成され得る。

【0074】

［トラッキングシステム］
図１１を用いて、実施形態に係るトラッキングシステムの構成例について説明する。図１１は、実施形態に係るトラッキングシステムの構成例を示す図である。

【0075】

図１１に示すように、トラッキングシステム３００は、無線通信デバイス１００_１と、無線通信デバイス１００_２と、・・・、無線通信デバイス１００_ｎ（ｎは任意の整数）と、管理装置２００と、を含む。無線通信デバイス１００_１から無線通信デバイス１００_ｎと、管理装置２００とは、ネットワークＮを介して、通信可能に接続されている。

【0076】

無線通信デバイス１００_１から無線通信デバイス１００_ｎは、それぞれ、自身の現在位置を示す位置情報を検出するように構成されている。無線通信デバイス１００_１から無線通信デバイス１００_ｎは、それぞれ、検出した位置情報をネットワークＮを介して管理装置２００に送信するように構成されている。

【0077】

管理装置２００は、ネットワークＮを介して、無線通信デバイス１００_１から無線通信デバイス１００_ｎのそれぞれから位置情報を受信するように構成されている。すなわち、管理装置２００は、無線通信デバイス１００_１から無線通信デバイス１００_ｎのそれぞれの位置情報を管理するように構成されている。

【0078】

以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により本発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0079】

１，１ａ マルチアンテナ
２ メモリ
３ コントローラ
４ センサ
５ バッテリ
１０ アンテナ
１０ａ 第１アンテナ
１０ｂ 第２アンテナ
１２ 柱状体
２０ 基体
２１ 上部
２２ 側壁部
２３ 柱部
３０ 第１接続導体群
３１ 第１接続導体
３４ 第２接続導体群
３５ 第２接続導体
４０ 第１導体
４１ 第３導体
５０ 第２導体
５１ 第４導体
６０ 給電線
１００ 無線通信デバイス
２００ 管理装置
３００ トラッキングシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】