(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】P2022178175
(43)【公開日】2022-12-02
(54)【発明の名称】無線通信用中継アンテナシート
(51)【国際特許分類】
H01Q 1/38 20060101AFI20221125BHJP
H01Q 9/04 20060101ALI20221125BHJP
H01Q 9/16 20060101ALI20221125BHJP
H01Q 11/10 20060101ALI20221125BHJP
H01Q 1/40 20060101ALI20221125BHJP
H01Q 5/49 20150101ALI20221125BHJP
【ＦＩ】
H01Q1/38
H01Q9/04
H01Q9/16
H01Q11/10
H01Q1/40
H01Q5/49
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021084757
(22)【出願日】2021-05-19
(71)【出願人】
【識別番号】591186888
【氏名又は名称】株式会社トッパンインフォメディア
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100109335
【弁理士】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(72)【発明者】
【氏名】板倉 哲之
(72)【発明者】
【氏名】斎藤 孝一
(72)【発明者】
【氏名】槇田 知巳
(72)【発明者】
【氏名】久保 泰一
(72)【発明者】
【氏名】折井 一也
【テーマコード（参考）】
5J046
【Ｆターム（参考）】
5J046AA03
5J046AA07
5J046AB07
5J046PA07
5J046PA09
5J046QA02
(57)【要約】 （修正有）
【課題】通信障害となる障害物が存在しても、簡便な方法で、無電力で安定した無線通信を行う無線通信用中継アンテナシートを提供する。
【解決手段】無線中継用アンテナシート１は、一方の面と一方の面とは反対の他方の面とを有するシート状基材２と、シート状基材２の一方の面に設けられたアンテナ回路パターン３とを備える。アンテナ回路パターン３は、第１のアンテナ部３１、第１のアンテナ部３１と距離的に離れて設けられた第２のアンテナ部３２及び第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２とを接続する伝送線部３３を備える。
【選択図】図１
【解決手段】無線中継用アンテナシート１は、一方の面と一方の面とは反対の他方の面とを有するシート状基材２と、シート状基材２の一方の面に設けられたアンテナ回路パターン３とを備える。アンテナ回路パターン３は、第１のアンテナ部３１、第１のアンテナ部３１と距離的に離れて設けられた第２のアンテナ部３２及び第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２とを接続する伝送線部３３を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線通信に用いられる無電力の中継アンテナシートであって、該中継アンテナシートは、
一方の面と前記一方の面とは反対の他方の面とを有するシート状基材と、
該シート状基材の前記一方の面に設けられたアンテナ回路パターンと
を備え、
前記アンテナ回路パターンは、
第１のアンテナ部と、
該第１のアンテナ部と距離的に離れて設けられた第２のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部とを接続する伝送線部と
を備えた、無線通信用中継アンテナシート。
一方の面と前記一方の面とは反対の他方の面とを有するシート状基材と、
該シート状基材の前記一方の面に設けられたアンテナ回路パターンと
を備え、
前記アンテナ回路パターンは、
第１のアンテナ部と、
該第１のアンテナ部と距離的に離れて設けられた第２のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部とを接続する伝送線部と
を備えた、無線通信用中継アンテナシート。
【請求項2】
前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部が、線状アンテナで構成される、請求項１に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項3】
前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部が、ダイポールアンテナである、請求項１または２に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項4】
前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部が、広帯域アンテナである、請求項１または２に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項5】
前記広帯域アンテナがログペリオディックアンテナである、請求項４に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項6】
前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部がそれぞれ異なるアンテナパターンである、請求項１または２に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項7】
前記シート状基材の前記一方の面において、前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部の少なくとも一方の近傍に無給電エレメントを備えた、請求項１～３のいずれか１項に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項8】
前記シート状基材の前記他方の面において、前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部の少なくとも一方の近傍に無給電エレメントを備えた、請求項１～３のいずれか１項に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項9】
前記無給電エレメントが線状エレメントである、請求項７または８に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項10】
前記伝送線部が平行伝送路または交差伝送路である、請求項１～９のいずれか１項に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項11】
前記伝送線部が同軸ケーブルである、請求項１～９のいずれか１項に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項12】
前記シート状基材が、ポチエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンエーテルの中から選ばれる少なくとも１つの低誘電熱可塑性樹脂からなる、請求項１～１１のいずれか１項に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項13】
前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部が、印刷アンテナ、エッチングアンテナ、導電線の埋め込みアンテナのいずれかである、請求項１～１２のいずれか１項に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項14】
前記シート状基材の前記一方の面に、前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部と前記伝送線部とを覆う保護層が設けられた、請求項１～１３のいずれか１項に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【請求項15】
前記シート状基材の前記一方の面および前記他方の面のいずれか一方に粘着層を設けた、請求項１～１４のいずれか１項に記載の無線通信用中継アンテナシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電波を通さない又は減衰退させる障害物があっても、無電力で通信距離を伸ばすことができる、無線通信用中継アンテナシートに関する。
【背景技術】
【0002】
一般にパソコンやスマートフォンをインターネットに接続するときには、中継機となるモデムやルーターを介して、インターネット回線に接続する。無線ＬＡＮルーター（Ｗｉ－Ｆｉルーター）を利用して別の場所にあるパソコンやスマホなどの機器をインターネットに無線接続する場合、親機となる無線ＬＡＮルーターと子機となるパソコンなどとをケーブルで接続する必要がないため、見栄えや使い勝手はよいが、例えば、家庭など室内で利用する場合は、扉や壁や天井などを構成する部材の材質によっては電波を通さない、または電波を減衰退させることがあり、通信が十分にできない場合がある。またＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダとの間で比較的短い通信距離で無線通信を行うＲＦＩＤシステムにおいても、障害物が介在することで、同様の通信障害が起きる場合がある。
このような場合、中継装置（リピーター）や中継アンテナを設置することで通信距離の延長や、電波の届かない死角エリアへの通信を可能にすることができる。
このような場合、中継装置（リピーター）や中継アンテナを設置することで通信距離の延長や、電波の届かない死角エリアへの通信を可能にすることができる。
【0003】
例えば、特許文献１には、室内の壁面の対向するそれぞれの面に設けた平面アンテナを壁板内に配設された高周波伝送用ケーブルで接続することで、部屋の外観を損なうことなく、各部屋で安定した無線通信を行うことができる、屋内中継用平面アンテナが記載されている。
【0004】
また、特許文献２、３には、ＲＦＩＤタグと、当該ＲＦＩＤタグと無線通信を行うＲＦＩＤリーダとを含むＲＦＩＤシステムにおいて用いられる、ＲＦＩＤ用中継アンテナが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００４－９６６０７号公報
【特許文献2】特開２００６－２４６３７２号公報
【特許文献3】特表２００７－５１５８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、通信障害となる障害物が存在しても、簡便な方法で、無電力で安定した無線通信を行うことができる、無線通信用中継アンテナシートを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、無線通信に用いられる無電力の中継アンテナシートであって、該中継アンテナシートは、一方の面と前記一方の面とは反対の他方の面とを有するシート状基材と、該シート状基材の前記一方の面に設けられたアンテナ回路パターンとを備え、前記アンテナ回路パターンは、第１のアンテナ部と、該第１のアンテナ部と距離的に離れて設けられた第２のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部とを接続する伝送線部とを備えた、無線通信用中継アンテナシートである。
【0008】
前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部は、線状アンテナで構成されていてよい。
あるいは、前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部は、ダイポールアンテナで構成されていてよい。
あるいは、前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部は、ダイポールアンテナで構成されていてよい。
【0009】
さらには、前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部は、広帯域アンテナであってよい。
この場合、前記広帯域アンテナはログペリオディックアンテナであってよい。
この場合、前記広帯域アンテナはログペリオディックアンテナであってよい。
【0010】
あるいは、前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部は、それぞれ異なるアンテナパターンであってよい。
【0011】
本発明の無線通信用中継アンテナシートは、前記シート状基材の前記一方の面において、前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部の少なくとも一方の近傍に無給電エレメントを備えていてよい。
あるいは、前記シート状基材の前記他方の面において、前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部の少なくとも一方の近傍に無給電エレメントを備えていてよい。
前記無給電エレメントは、線状エレメントであってよい。
あるいは、前記シート状基材の前記他方の面において、前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部の少なくとも一方の近傍に無給電エレメントを備えていてよい。
前記無給電エレメントは、線状エレメントであってよい。
【0012】
本発明の無線通信用中継アンテナシートにおいて、前記伝送線部は、平行伝送路または交差伝送路であってよい。
あるいは、前記伝送線部は、同軸ケーブルであってよい。
あるいは、前記伝送線部は、同軸ケーブルであってよい。
【0013】
本発明の無線通信用中継アンテナシートにおいて、前記シート状基材は、ポチエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンエーテルの中から選ばれる少なくとも１つの低誘電熱可塑性樹脂からなるものとすることができる。
【0014】
前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部は、印刷アンテナ、エッチングアンテナ、導電線の埋め込みアンテナのいずれかであってよい。
【0015】
本発明の無線通信用中継アンテナシートは、前記シート状基材の前記一方の面に、前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部と前記伝送線部とを覆う保護層が設けられたものとすることができる。
【0016】
本発明の無線通信用中継アンテナシートはまた、前記シート状基材の前記一方の面および前記他方の面のいずれか一方に粘着層を設けたものとすることができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、通信障害となる障害物が存在しても、簡便な方法で、無電力で安定した無線通信を行うことができる。具体的には、本発明の無線通信用中継アンテナシートを、建造物を構成する部材に対して、例えば、扉や壁、窓などの建築物の建具に、粘着層を介して容易に貼り付けることができ、これにより、通信距離の延長や、電波の届かない死角エリアへの通信を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】（ａ）は、本発明の無線通信用中継アンテナシートの一例を模式的に示す平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図2】（ａ）は、本発明の無線通信用中継アンテナシートの別の一例を模式的に示す平面図、（ｂ）はさらに別の一例を模式的に示す平面図である。
【図3】（ａ）は、本発明の無線通信用中継アンテナシートに用いられる広帯域アンテナの一例を模式的に示す平面図である。（ｂ）は広帯域アンテナを構成する第１部分パターンの一例を模式的に示す平面図、（ｃ）は広帯域アンテナを構成する第２部分パターンの一例を模式的に示す平面図である。
【図4】（ａ）は、広帯域アンテナを用いた本発明の無線通信用中継アンテナシートの一例を模式的に示す平面図、（ｂ）は別の一例を模式的に示す平面図である。
【図5】本発明の無線通信用中継アンテナシートの第１のアンテナ部と第２のアンテナ部に異なるアンテナパターンを設けた一例を模式的に示す平面図である。
【図6】無給電エレメントを設けた本発明の無線通信用中継アンテナシートの一例を模式的に示す平面図である。
【図7】無給電エレメントを設けた本発明の無線通信用中継アンテナシートの別の一例を模式的に示す平面図であって、（ａ）はシート状基材のアンテナ回路パターンが設けられた一方の面を模式的に示す平面図、（ｂ）はシート状基材のアンテナ回路パターンが設けられていない他方の面を模式的に示す平面図である。
【図8】（ａ）は、本発明の無線通信用中継アンテナシートの伝送線部に交差伝送路が設けられた一例を模式的に示す平面図、（ｂ）は交差伝送路を構成する第１部分パターンの一例を模式的に示す平面図、（ｃ）は交差伝送路を構成する第２部分パターンの一例を模式的に示す平面図、（ｄ）はその断面図、（ｅ）はその別の一例を示す断面図である。
【図9】本発明の無線通信用中継アンテナシートの伝送線部に同軸ケーブルが設けられた一例を模式的に示す平面図である。
【図10】（ａ）は、本発明の無線通信用中継アンテナシートの貼り付け態様の一例を示す模式図、（ｂ）は貼り付け態様を上面から見た図である。
【図11】本発明の無線通信用中継アンテナシートの貼り付け態様の別の一例を示す模式図である。
【図12】無給電エレメントを設けた本発明の無線通信用中継アンテナシートのさらに別の一例を模式的に示す平面図である。
【図13】本発明の無線通信用中継アンテナシートに用いられる広帯域アンテナの別の一例を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１（ａ）は本発明の無線通信用中継アンテナシートの一例を模式的に示す平面図である。図１（ｂ）は本発明の無線通信用中継アンテナシートの一例を模式的に示す断面図である。
図１（ａ）を参照して、無線通信用中継アンテナシート１は、シート状基材２と、シート状基材２の一方の面に設けられたアンテナ回路パターン３とを備えている。アンテナ回路パターン３は、第１のアンテナ部３１と、第１のアンテナ部３１と距離的に離れて設けられた第２のアンテナ部３２と、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２とを接続する伝送線部３３とを有する。図１（ａ）に示されている実施の形態では、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２は、線状アンテナで構成されている。
図１（ａ）は本発明の無線通信用中継アンテナシートの一例を模式的に示す平面図である。図１（ｂ）は本発明の無線通信用中継アンテナシートの一例を模式的に示す断面図である。
図１（ａ）を参照して、無線通信用中継アンテナシート１は、シート状基材２と、シート状基材２の一方の面に設けられたアンテナ回路パターン３とを備えている。アンテナ回路パターン３は、第１のアンテナ部３１と、第１のアンテナ部３１と距離的に離れて設けられた第２のアンテナ部３２と、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２とを接続する伝送線部３３とを有する。図１（ａ）に示されている実施の形態では、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２は、線状アンテナで構成されている。
【0020】
図１（ｂ）を参照して、シート状基材２のアンテナ回路パターン３が設けられた一方の面に保護層５を設け、シート状基材２のアンテナ回路パターン３が設けられていない他方の面に粘着層５を設けている。
【0021】
再び図１（ａ）を参照して、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２は、全長Ｗ１が、無線通信に使用する無線周波数の波長の半分（１／２波長）の長さを有し、これをおおよそ２分割（１／４波長）した長さＷ２のアンテナエレメントを左右対称にコの字に設けた、ベントダイポールアンテナを構成している。
ベントダイポールアンテナのアンテナエレメントは、伝送線部３３とつながる直線部（長さｂ）と、直線部から直角方向に折れ曲がり端部を有する折り曲げ部（長さａ）からなり、アンテナエレメントの長さＷ２＝ａ＋ｂは無線周波数のおおよそ１／４波長に相当する。アンテナエレメントの折り曲げ率は〔ａ／（ａ＋ｂ）〕×１００％で定義され、６０％以下、好ましくは４０％以下であるとよい。特に折り曲げ率を最大４０％までとして折り曲げると、放射効率の悪化を非常に小さく抑えることができ、アンテナの小型化に寄与することができる。
無線周波数とアンテナエレメントの長さを例示すると、日本において移動体通信用に割り当てられた周波数帯８００ＭＨｚの場合は波長λ＝３７５ｍｍとなり、アンテナ部の全長Ｗ１は約１８７ｍｍ、アンテナエレメントの長さＷ２は約９３．５ｍｍとなり、折り曲げ率４０％であれば、直線部の長さｂは約５６ｍｍ、折り曲げ部の長さａは約３７．５ｍｍとなる。
ベントダイポールアンテナのアンテナエレメントは、伝送線部３３とつながる直線部（長さｂ）と、直線部から直角方向に折れ曲がり端部を有する折り曲げ部（長さａ）からなり、アンテナエレメントの長さＷ２＝ａ＋ｂは無線周波数のおおよそ１／４波長に相当する。アンテナエレメントの折り曲げ率は〔ａ／（ａ＋ｂ）〕×１００％で定義され、６０％以下、好ましくは４０％以下であるとよい。特に折り曲げ率を最大４０％までとして折り曲げると、放射効率の悪化を非常に小さく抑えることができ、アンテナの小型化に寄与することができる。
無線周波数とアンテナエレメントの長さを例示すると、日本において移動体通信用に割り当てられた周波数帯８００ＭＨｚの場合は波長λ＝３７５ｍｍとなり、アンテナ部の全長Ｗ１は約１８７ｍｍ、アンテナエレメントの長さＷ２は約９３．５ｍｍとなり、折り曲げ率４０％であれば、直線部の長さｂは約５６ｍｍ、折り曲げ部の長さａは約３７．５ｍｍとなる。
【0022】
第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２とを接続する伝送線部３３は、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２との間で電力信号を送信する伝送路であって、平行な２本の直線で構成された平行伝送路で構成されている。伝送線部３３の長さは、特に制限はないが、例えば、５ｍｍ～５００ｍｍ、好ましくは、１０ｍｍ～１００ｍｍである。また、平行伝送路の間隔は、１ｍｍ～５ｍｍ、好ましくは、１．５ｍｍ～３ｍｍである。
【0023】
上では、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２がベントダイポールアンテナである実施の形態について説明したが、本発明の他の実施の形態では、第１のアンテナ部および第２のアンテナ部が、図２（ａ）に示すようなフォールデッドダイポールアンテナ（Ｗ１≒１／２λ）であってよい。
本発明のさらに他の実施の形態は、図２（ｂ）に示すような逆Ｖ型アンテナ（Ｗ２≒１／４λ、Ｗ２×２≒１／２λ）であってよい。第１のアンテナ部および第２のアンテナ部のアンテナパターンは、無線通信に用いられる周波数帯により適宜選んで構成することができる。
本発明のさらに他の実施の形態は、図２（ｂ）に示すような逆Ｖ型アンテナ（Ｗ２≒１／４λ、Ｗ２×２≒１／２λ）であってよい。第１のアンテナ部および第２のアンテナ部のアンテナパターンは、無線通信に用いられる周波数帯により適宜選んで構成することができる。
【0024】
図３を参照して、本発明のまた別の実施の形態は、前記第１のアンテナ部および前記第２のアンテナ部が広帯域アンテナである無線通信用中継アンテナシートである。図３は、本発明の無線通信用中継アンテナシートに用いられる広帯域アンテナの一例を模式的に示す平面図である。図３では、第１のアンテナ部３１のみを示し、伝送線部および第２のアンテナ部は図示していない。第１のアンテナ部３１および第２のアンテナ部は同じアンテナパターンの広帯域アンテナであってよい。
【0025】
図３を参照して、図３（ａ）は、シート状基材２の一方の面に、任意の間隔ｄをもって折返された複数のエレメント部（ｌ１、ｌ２、…ｌｎ、…、ｎは２以上の整数である。）が給電線３５１、３５２を介して逆位相になるように対数周期的に配列した第１部分パターン３１１および第２部分パターン３１２を有し、第１部分パターン３１１および第２部分パターン３１２のそれぞれのエレメントが間隔Dをもって線対称となるように互いの給電線３５１、３５２を交差させて配設したログペリオディックアンテナの例を示している。
図３（ｂ）は、第１部分パターン３１１の一例を模式的に示す平面図、図３（ｃ）は、第２部分パターン３１２の一例を模式的に示す平面図である。第１部分パターン３１１および第２部分パターン３１２のそれぞれのエレメントが間隔Dをもって線対称となるように互いの給電線３５１、３５２を交差させて配設され、図３（ａ）のログペリオディックアンテナの構造になっている。
図３（ｂ）は、第１部分パターン３１１の一例を模式的に示す平面図、図３（ｃ）は、第２部分パターン３１２の一例を模式的に示す平面図である。第１部分パターン３１１および第２部分パターン３１２のそれぞれのエレメントが間隔Dをもって線対称となるように互いの給電線３５１、３５２を交差させて配設され、図３（ａ）のログペリオディックアンテナの構造になっている。
【0026】
図３（ａ）を参照して、第１のアンテナ部３１は、任意の間隔ｄもって折返された１つのエレメントが１つのダイポール素子を構成し、各素子のエレメント長さｌ、折り返し間隔ｄおよびエレメント間隔Ｘは給電点３４に向かって徐々に短くなるように複数配列されている。各寸法は、一般的な対数周期アンテナの構造式に基づき、対数周期比（寸法係数）τおよび間隔係数σを受信周波数に整合した適当な値に設定することで広帯域対数構造とすることができる。エレメントの長さは最大周波数と最小周波数の１／４λの範囲で等比的に短くなり、寸法係数τは、必要とするアンテナンの大きさから求められる寸法比で、各周波数に対応するエレメントの長さ、幅（折り返し間隔ｄ）はこれにより決まる。また最低周波数、最高周波数及び寸法係数からエレメント本数が決定される。
周波数帯域とアンテナパターンを例示すると、周波数帯を７００ＭＨｚ～４０００MHｚとした場合、ブーム長を２１８．７ｍｍとすれば、τは０．７６０、σは０．１３４、エレメント数は１０となる。各エレメントの具体的な寸法例を表１に示す。
周波数帯域とアンテナパターンを例示すると、周波数帯を７００ＭＨｚ～４０００MHｚとした場合、ブーム長を２１８．７ｍｍとすれば、τは０．７６０、σは０．１３４、エレメント数は１０となる。各エレメントの具体的な寸法例を表１に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
図１３を参照して、図１３は、第１のアンテナ部および第２のアンテナ部が広帯域アンテナであるログペリオディックアンテナを用いた無線通信用中継アンテナシートを例示したものである。
図１３に示されている実施の形態では、シート状の基材２と、シート状の基材２の一方の表面に設けられるアンテナ回路パターン３からなるアンテナシート１において、アンテナ回路パターン３は、第１のアンテナ部３１と、該第１のアンテナ部３１と距離的に離れて設けられた第２のアンテナ部３２と、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２とを接続する伝送線部３３とを備えている。
第１のアンテナ部３１及び第２のアンテナ部３２は、図３（ａ）～（ｃ）に示したように、第１及び第２の部分アンテナパターン３１１、３１２を含み、第１及び第２の部分アンテナパターン３１１、３１２はそれぞれ、折返し配置することで形成された複数のエレメント部ｌnと、複数のエレメント部ｌnを連結する給電線部３５１、３５２を含み、第１及び第２の部分アンテナパターン３１１、３１２のエレメント部同士が線対称の逆位相になり、給電線部同士が交差するように、対数周期的に配列されている。
図１３に示されている実施の形態では、シート状の基材２と、シート状の基材２の一方の表面に設けられるアンテナ回路パターン３からなるアンテナシート１において、アンテナ回路パターン３は、第１のアンテナ部３１と、該第１のアンテナ部３１と距離的に離れて設けられた第２のアンテナ部３２と、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２とを接続する伝送線部３３とを備えている。
第１のアンテナ部３１及び第２のアンテナ部３２は、図３（ａ）～（ｃ）に示したように、第１及び第２の部分アンテナパターン３１１、３１２を含み、第１及び第２の部分アンテナパターン３１１、３１２はそれぞれ、折返し配置することで形成された複数のエレメント部ｌnと、複数のエレメント部ｌnを連結する給電線部３５１、３５２を含み、第１及び第２の部分アンテナパターン３１１、３１２のエレメント部同士が線対称の逆位相になり、給電線部同士が交差するように、対数周期的に配列されている。
【0029】
上では、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２がログペリオディックアンテナである実施の形態について説明したが、本発明の他の実施の形態では、第１のアンテナ部および第２のアンテナ部が、図４（ａ）に示すようなＡＷＸアンテナ（Ｗ２≒１／４λ、Ｗ２×２≒１／２λ）あってよい。
本発明のさらに他の実施の形態では、第１のアンテナ部および第２のアンテナ部が、図４（ｂ）に示すような変形ＡＷＸアンテナ（ａ＋ｂ＝Ｗ２≒１／４λ、Ｗ２×２≒１／２λ）であってよい。ＡＷＸアンテナは２つのダイポールアンテナのエレメントを直線状ではなく、６０～９０度の範囲で「く」の字状に折り曲げてＸ字形に対向させ、給電点で並列に接続したアンテナである。Ｘ字のエレメントを垂直面内に展開することで、ダイポールアンテナよりも利得が高く、非常に広い周波数帯域で使用可能である。
本発明のさらに他の実施の形態では、第１のアンテナ部および第２のアンテナ部が、図４（ｂ）に示すような変形ＡＷＸアンテナ（ａ＋ｂ＝Ｗ２≒１／４λ、Ｗ２×２≒１／２λ）であってよい。ＡＷＸアンテナは２つのダイポールアンテナのエレメントを直線状ではなく、６０～９０度の範囲で「く」の字状に折り曲げてＸ字形に対向させ、給電点で並列に接続したアンテナである。Ｘ字のエレメントを垂直面内に展開することで、ダイポールアンテナよりも利得が高く、非常に広い周波数帯域で使用可能である。
【0030】
本発明のまた別の実施の形態では、第１のアンテナ部および第２のアンテナ部がそれぞれ異なるアンテナパターンであってよい。例えば、通信環境において最適な送受信が行えるように第１のアンテナ部と第２のアンテナ部にそれぞれ指向性の異なるアンテナ形状とすることができる。
このような実施の形態の例では、図５に示すように、第１のアンテナ部がほぼ無指向性の変形ＡＷＸアンテナ、第２のアンテナ部がベントダイポールアンテナであってよい。
このような実施の形態の他の例では、第１のアンテナ部がＡＷＸアンテナ、第２のアンテナ部を広帯域で指向性の強いログペリオディックアンテナであってよい。
このような実施の形態の例では、図５に示すように、第１のアンテナ部がほぼ無指向性の変形ＡＷＸアンテナ、第２のアンテナ部がベントダイポールアンテナであってよい。
このような実施の形態の他の例では、第１のアンテナ部がＡＷＸアンテナ、第２のアンテナ部を広帯域で指向性の強いログペリオディックアンテナであってよい。
【0031】
本発明の無線通信用中継アンテナシートは、シート状基材の一方の面の第１のアンテナ部および第２のアンテナ部の少なくともどちらか一方の近傍に、無給電エレメントを備えることができる。無給電エレメントは、設計の自由度が高いので指向性や周波数帯域をある程度調整でき、また入力インピーダンスの整合を取ることができる。
図６は、無給電エレメントを設けた本発明の無線通信用中継アンテナシートの一例を模式的に示す平面図である。図６を参照して、図１に例示した無線通信用中継アンテナシート１の第１のアンテナ部３１の外側近傍に、無給電エレメント６を設けている。無給電エレメント６は、単に直線状のエレメントであってもよいが、典型的には、線状エレメントで構成され、第１のアンテナ部３１のエレメント形状と同じ形状を有するものとする。
無給電エレメント６は、第１のアンテナ部３１または第２のアンテナ部３２のエレメント形状と同じ形状とするのが典型的ではあるものの、必ずしもこれらと同じ寸法とする必要はない。無給電エレメント６の寸法は、アンテナエレメントの寸法、具体的には、各図中に示したＷ１、Ｗ２、ａ、ｂの寸法に対し、５０～１００％、好ましくは６０～９０％であってよい。
図６は、無給電エレメントを設けた本発明の無線通信用中継アンテナシートの一例を模式的に示す平面図である。図６を参照して、図１に例示した無線通信用中継アンテナシート１の第１のアンテナ部３１の外側近傍に、無給電エレメント６を設けている。無給電エレメント６は、単に直線状のエレメントであってもよいが、典型的には、線状エレメントで構成され、第１のアンテナ部３１のエレメント形状と同じ形状を有するものとする。
無給電エレメント６は、第１のアンテナ部３１または第２のアンテナ部３２のエレメント形状と同じ形状とするのが典型的ではあるものの、必ずしもこれらと同じ寸法とする必要はない。無給電エレメント６の寸法は、アンテナエレメントの寸法、具体的には、各図中に示したＷ１、Ｗ２、ａ、ｂの寸法に対し、５０～１００％、好ましくは６０～９０％であってよい。
【0032】
本発明の無線通信用中継アンテナシートはまた、シート状基材の他方の面であって、第１のアンテナ部および第２のアンテナ部の少なくともどちらか一方の近傍に無給電エレメント部を備えることができる。
図７は、無給電エレメントを設けた本発明の無線通信用中継アンテナシートの別の一例を模式的に示す平面図である。図７（ａ）はシート状基材２の、第１のアンテナ部３１、第２のアンテナ部３２、及び伝送線部３３を有するアンテナ回路パターンが設けられた一方の面を模式的に示す平面図、（ｂ）はシート状基材２のアンテナ回路パターンが設けられていない他方の面を模式的に示す平面図である。
図７を参照して、アンテナシート１は、アンテナ回路パターンが設けられていない他方の面の第１のアンテナ部３１の近傍に無給電エレメント６を備えている。無給電エレメント６と第１のアンテナ部３１をシート状基材２の異なる面に設けることで、指向性や周波数帯域をある程度調整でき、また入力インピーダンスの整合を取ることができる他、無給電エレメント６を備えてもシート状基材２を大きくする必要がなく、全体として小型の無線通信用中継アンテナシートにすることができる。
図７は、無給電エレメントを設けた本発明の無線通信用中継アンテナシートの別の一例を模式的に示す平面図である。図７（ａ）はシート状基材２の、第１のアンテナ部３１、第２のアンテナ部３２、及び伝送線部３３を有するアンテナ回路パターンが設けられた一方の面を模式的に示す平面図、（ｂ）はシート状基材２のアンテナ回路パターンが設けられていない他方の面を模式的に示す平面図である。
図７を参照して、アンテナシート１は、アンテナ回路パターンが設けられていない他方の面の第１のアンテナ部３１の近傍に無給電エレメント６を備えている。無給電エレメント６と第１のアンテナ部３１をシート状基材２の異なる面に設けることで、指向性や周波数帯域をある程度調整でき、また入力インピーダンスの整合を取ることができる他、無給電エレメント６を備えてもシート状基材２を大きくする必要がなく、全体として小型の無線通信用中継アンテナシートにすることができる。
【0033】
本発明の無線通信用中継アンテナシートでは、例えば、図６に示す実施の形態と図７（ｂ）に示す実施の形態とを組み合わせて、シート状基材２の両面に無給電エレメント６を設けることにより、シート形状でありながら立体的なアンテナ設計とすることが可能である。無給電エレメントは電波の送信または受信の方向に対してアンテナエレメントの前方にあると送受信の障害になる場合がある、この場合は、図１２に示すように、電波の送信または受信の方向に対してアンテナエレメントの後方に無給電エレメント６を設けることができる。
【0034】
再び図１を参照して、本発明の無線通信用中継アンテナシートは、伝送線部が図１（ａ）に示すような平行伝送路であるものとすることができるが、伝送線部が交差伝送路であるものとすることもできる。
例えば、図８に示すように、伝送線部３３を、一定周期の波形の形状をなす２本の交差する伝送路３３１，３３２で構成することができる。伝送線部３３を構成する２本の伝送路３３１，３３２をそれぞれ一定周期の波形の形状にし、この２本の伝送路３３１，３３２を交差させ、撚り対線状に形成することで、外部磁場（ノイズ）の影響を受け難くすることができる。
例えば、図８に示すように、伝送線部３３を、一定周期の波形の形状をなす２本の交差する伝送路３３１，３３２で構成することができる。伝送線部３３を構成する２本の伝送路３３１，３３２をそれぞれ一定周期の波形の形状にし、この２本の伝送路３３１，３３２を交差させ、撚り対線状に形成することで、外部磁場（ノイズ）の影響を受け難くすることができる。
【0035】
本発明の無線通信用中継アンテナシートは、伝送線部が同軸ケーブルであるものとすることができる。
これは例えば、図９に示すように、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２のそれぞれの給電点に同軸ケーブルを接続することで、構成することができる。同軸ケーブルは、銅線の束で形成される内部導体とそのまわりを覆う網組み銅線で形成される外部導体で構成され、外部導体は、信号の漏洩や外部磁場の侵入を防ぐシールド効果があるため、高周波信号の伝達に効果的である。
これは例えば、図９に示すように、第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２のそれぞれの給電点に同軸ケーブルを接続することで、構成することができる。同軸ケーブルは、銅線の束で形成される内部導体とそのまわりを覆う網組み銅線で形成される外部導体で構成され、外部導体は、信号の漏洩や外部磁場の侵入を防ぐシールド効果があるため、高周波信号の伝達に効果的である。
【0036】
本発明の無線通信用中継アンテナシートは、３ＭＨｚから３０ＧＨｚの周波数帯で好適に用いられる。
例えば、本発明の無線通信用中継アンテナシートは、３ＭＨｚから３０ＭＨｚの周波数帯（ＨＦ帯）で好適に用いられる。この周波数帯では、例えば、第１のアンテナ部や第２のアンテナ部に逆Ｖ字アンテナが好適に用いられる。
本発明の無線通信用中継アンテナシートはまた、３０ＭＨｚから３００ＭＨｚ（ＶＨＦ帯）で好適に用いられる。この周波数帯では、例えば、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部に、ベントダイポールアンテナやフォールデッドダイポールアンテナが好適に用いられる。
本発明の無線通信用中継アンテナシートはさらに、３００ＭＨｚから３ＧＨｚ（ＵＨＦ帯）で好適に用いられる。この周波数帯では、例えば、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部に広帯域のＡＷＸアンテナが好適に用いられる。
あるいは、本発明の無線通信用中継アンテナシートは、２６．５ＧＨｚから２９．５ＧＨｚ（ｎ２５７）の５Ｇ新無線周波数帯を含む３ＧＨｚから３０ＧＨｚ（ＳＨＦ帯、ミリ波帯）で好適に用いられる。この周波数帯では、例えば、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部に広帯域のログペリオディックアンテナが好適に用いられる。
各周波数帯に用いられる好ましいアンテナの種類について例示したが、特にこれらに限定されるものではなく、通信環境において最適な送受信が行えるようにアンテナパターンを適宜設計することができる。
例えば、本発明の無線通信用中継アンテナシートは、３ＭＨｚから３０ＭＨｚの周波数帯（ＨＦ帯）で好適に用いられる。この周波数帯では、例えば、第１のアンテナ部や第２のアンテナ部に逆Ｖ字アンテナが好適に用いられる。
本発明の無線通信用中継アンテナシートはまた、３０ＭＨｚから３００ＭＨｚ（ＶＨＦ帯）で好適に用いられる。この周波数帯では、例えば、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部に、ベントダイポールアンテナやフォールデッドダイポールアンテナが好適に用いられる。
本発明の無線通信用中継アンテナシートはさらに、３００ＭＨｚから３ＧＨｚ（ＵＨＦ帯）で好適に用いられる。この周波数帯では、例えば、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部に広帯域のＡＷＸアンテナが好適に用いられる。
あるいは、本発明の無線通信用中継アンテナシートは、２６．５ＧＨｚから２９．５ＧＨｚ（ｎ２５７）の５Ｇ新無線周波数帯を含む３ＧＨｚから３０ＧＨｚ（ＳＨＦ帯、ミリ波帯）で好適に用いられる。この周波数帯では、例えば、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部に広帯域のログペリオディックアンテナが好適に用いられる。
各周波数帯に用いられる好ましいアンテナの種類について例示したが、特にこれらに限定されるものではなく、通信環境において最適な送受信が行えるようにアンテナパターンを適宜設計することができる。
【0037】
以下、本発明の無線通信用中継アンテナシートの製造方法について説明する。
本発明に用いるシート状基材は、所定の厚みを有し、単層又は複数層で構成されるものでよく、紙、合成紙、熱可塑性樹脂シートなどの材料を用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、熱可塑性ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等を用いることができ、これらを２種以上含有するものであってもよい。特に、２６．５ＧＨｚから２９．５ＧＨｚ（ｎ２５７）の５Ｇ新無線周波数帯を含む３ＧＨｚから３０ＧＨｚ（ＳＨＦ帯、ミリ波帯）に用いる場合は、伝送損失による信号の遅延や損失を低減できる低損失材料であることが好ましく、低誘電率、低誘電正接の特性を有する低誘電熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。具体的には。ポチエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンエーテルからなるシート状基材が、好適に用いられる。
本発明に用いるシート状基材は、所定の厚みを有し、単層又は複数層で構成されるものでよく、紙、合成紙、熱可塑性樹脂シートなどの材料を用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、熱可塑性ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等を用いることができ、これらを２種以上含有するものであってもよい。特に、２６．５ＧＨｚから２９．５ＧＨｚ（ｎ２５７）の５Ｇ新無線周波数帯を含む３ＧＨｚから３０ＧＨｚ（ＳＨＦ帯、ミリ波帯）に用いる場合は、伝送損失による信号の遅延や損失を低減できる低損失材料であることが好ましく、低誘電率、低誘電正接の特性を有する低誘電熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。具体的には。ポチエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンエーテルからなるシート状基材が、好適に用いられる。
【0038】
シート状基材を複数層で構成する場合の例としては、紙基材上に熱可塑性樹脂を塗工やラミネートしたものを挙げることができる。
シート状基材を熱可塑性樹脂シートで構成する場合、透明な熱可塑性樹脂シートからなるものであると、全体として透明な無線通信用中継アンテナシートを好適に作製することができる。全体として透明な無線通信用中継アンテナシートは、貼り付け対象となる建築物等の被着体の意匠性を損なうことなく被着体に貼着することができる。
シート状基材には、無機微細粉末あるいは有機フィラー、分散剤、酸化防止剤、相溶化剤、紫外線安定剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤等を適宜添加することができる。
シート状基材の厚みは、好ましくは０．０３０ｍｍ～１．０００ｍｍ、さらに好ましくは０．０５０ｍｍ～０．５００ｍｍである。
上述のようにシート状基材は単層又は複数層（即ち、異なる材料の層の組み合わせ）で構成されていてよいが、シート状基材全体としては、可撓性又は可塑性を有することが好ましい。その理由は、後述する図１０～１１に示すように、折り曲げて使用する態様に適用することができるからである。
シート状基材を熱可塑性樹脂シートで構成する場合、透明な熱可塑性樹脂シートからなるものであると、全体として透明な無線通信用中継アンテナシートを好適に作製することができる。全体として透明な無線通信用中継アンテナシートは、貼り付け対象となる建築物等の被着体の意匠性を損なうことなく被着体に貼着することができる。
シート状基材には、無機微細粉末あるいは有機フィラー、分散剤、酸化防止剤、相溶化剤、紫外線安定剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤等を適宜添加することができる。
シート状基材の厚みは、好ましくは０．０３０ｍｍ～１．０００ｍｍ、さらに好ましくは０．０５０ｍｍ～０．５００ｍｍである。
上述のようにシート状基材は単層又は複数層（即ち、異なる材料の層の組み合わせ）で構成されていてよいが、シート状基材全体としては、可撓性又は可塑性を有することが好ましい。その理由は、後述する図１０～１１に示すように、折り曲げて使用する態様に適用することができるからである。
【0039】
シート状基材の一方の面にアンテナ回路パターンを形成する場合、印刷方法、エッチングによる形成、導電線の埋め込み方式などにより、所望のアンテナ回路パターンを形成することができる。
印刷方式では、銀ペースト等の導電性インキを、スクリーン印刷やオフセット印刷、インクジェット印刷などの印刷方式を用いて、シート状基材の一方の面に所望のアンテナ回路パターンからなる印刷アンテナを形成することができる。
再び図８を参照して、図８（ａ）に示すように、伝送線部３３を一定周期の波形の形状をなす２本の交差する伝送路で構成する場合は、伝送線部３３を構成する２本の伝送路３３１、３３２の間に絶縁層を形成するとよい。この場合は、シート状基材の一方の面に図８（ｂ）に示す交差伝送路を構成する第１部分パターンを印刷形成し、第１部分パターン上に絶縁樹脂を塗布形成又はラミネート形成した後、絶縁樹脂上に図８（ｃ）に示す交差伝送路を構成する第２部分パターンを印刷形成するとよい。また、第１部分パターンと第２部分パターンをそれぞれ別のシート状基材に印刷形成し、第１部分パターンと第２部分パターンを、シート状基材を介して貼り合わせてもよい（図８（ｄ））。さらにまた、第１部分パターンと第２部分パターンを同じシート状基材の表裏に分けて印刷形成してもよい（図８（ｅ））。
第１部分パターンと第２部分パターンをそれぞれ分けて印刷形成する方法について、図８に示す交差伝送路を構成した例を用いて説明したが、伝送線部が平行伝送路の場合も同様に、第１部分パターンと第２部分パターンに分けて印刷形成しても構わない。図９に示すように、伝送線部３３を同軸ケーブルで構成する場合は、シート状基材２の一方の面に第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２を印刷形成し、同軸ケーブルを第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２のそれぞれの給電点に接続するように配設すればよい。
印刷方式では、銀ペースト等の導電性インキを、スクリーン印刷やオフセット印刷、インクジェット印刷などの印刷方式を用いて、シート状基材の一方の面に所望のアンテナ回路パターンからなる印刷アンテナを形成することができる。
再び図８を参照して、図８（ａ）に示すように、伝送線部３３を一定周期の波形の形状をなす２本の交差する伝送路で構成する場合は、伝送線部３３を構成する２本の伝送路３３１、３３２の間に絶縁層を形成するとよい。この場合は、シート状基材の一方の面に図８（ｂ）に示す交差伝送路を構成する第１部分パターンを印刷形成し、第１部分パターン上に絶縁樹脂を塗布形成又はラミネート形成した後、絶縁樹脂上に図８（ｃ）に示す交差伝送路を構成する第２部分パターンを印刷形成するとよい。また、第１部分パターンと第２部分パターンをそれぞれ別のシート状基材に印刷形成し、第１部分パターンと第２部分パターンを、シート状基材を介して貼り合わせてもよい（図８（ｄ））。さらにまた、第１部分パターンと第２部分パターンを同じシート状基材の表裏に分けて印刷形成してもよい（図８（ｅ））。
第１部分パターンと第２部分パターンをそれぞれ分けて印刷形成する方法について、図８に示す交差伝送路を構成した例を用いて説明したが、伝送線部が平行伝送路の場合も同様に、第１部分パターンと第２部分パターンに分けて印刷形成しても構わない。図９に示すように、伝送線部３３を同軸ケーブルで構成する場合は、シート状基材２の一方の面に第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２を印刷形成し、同軸ケーブルを第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２のそれぞれの給電点に接続するように配設すればよい。
【0040】
エッチングによる形成では、銅箔やアルミ箔を絶縁フィルムと貼り合せた基材をエッチングし、所望のアンテナ回路パターンからなるエッチングアンテナを形成する。エッチングによる形成では、絶縁フィルムをそのままシート状基材として用いてよく、また絶縁フィルムのアンテナ回路パターンを形成した面にシート状基材を貼り合せ、絶縁フィルムとシート状基材でアンテナ回路パターンを挟み込んだ形にしてもよい。エッチングによる形成の場合も、印刷形成と同様に第１部分パターンと第２部分パターンを分けてアンテナ回路パターン形成してもよい。図９に示すように、伝送線部３３を同軸ケーブルで構成する場合は、シート状基材２の一方の面に第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２をエッチング形成し、同軸ケーブルを第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２のそれぞれの給電点に接続するように配設すればよい。
【0041】
導電線の埋め込み方式では、典型的にはシート基材の一方の面に、導電線を引き回して、所定のパターン形態を描き、導電線を少なくともシート基材の一方の面の表面に埋め込み固定することで導電線の埋め込みアンテナを形成することができる。この場合、シート状基材の少なくとも一層が樹脂材料からなるものが好ましい。
シート基材の表面への導電線の埋め込み方法では、例えば、少なくともシート状基材の一方の面の表面を樹脂熱可塑性樹脂で構成するシート状基材を用い、超音波融着の原理を活用して導電線をシート状基材の表面に埋め込むことが望ましい。超音波融着を行うに際しては、導電線を繰り出しながら熱可塑性樹脂からなるシート状基材の表面を溶融させ、導電線をシート状基材の表面に埋め込むことが可能な配線描画装置を用いることができる。このような配線描画装置が備える超音波ヘッドにより、導電線をシート状基材の表面上へ繰り出しつつ、振動と加圧によりシート状基材の表面に導電線を埋め込むことができる。
シート状基材の表面への導電線の埋め込みにより、シート状基材上でのアンテナ回路パターンの位置決めを行うことができ、外部からの衝撃等による導電線の位置ずれの抑制を図ることができる。また、シート状基材の表面に導電線を埋め込むことで、シート状基材の表面上に導電線を配置することによるシート状基材の表面の凹凸の程度を低減することができる。
シート基材の表面への導電線の埋め込み方法では、例えば、少なくともシート状基材の一方の面の表面を樹脂熱可塑性樹脂で構成するシート状基材を用い、超音波融着の原理を活用して導電線をシート状基材の表面に埋め込むことが望ましい。超音波融着を行うに際しては、導電線を繰り出しながら熱可塑性樹脂からなるシート状基材の表面を溶融させ、導電線をシート状基材の表面に埋め込むことが可能な配線描画装置を用いることができる。このような配線描画装置が備える超音波ヘッドにより、導電線をシート状基材の表面上へ繰り出しつつ、振動と加圧によりシート状基材の表面に導電線を埋め込むことができる。
シート状基材の表面への導電線の埋め込みにより、シート状基材上でのアンテナ回路パターンの位置決めを行うことができ、外部からの衝撃等による導電線の位置ずれの抑制を図ることができる。また、シート状基材の表面に導電線を埋め込むことで、シート状基材の表面上に導電線を配置することによるシート状基材の表面の凹凸の程度を低減することができる。
【0042】
導電線を用いる場合、その導電線は、少なくとも金属線を含んで構成され、好ましくは、金属線が自己融着性の絶縁被膜により被覆されてなるものとすることができる。金属線としては、例えば、銅、鉄、金、銀、銅ニッケル、ニッケルクロム、鉄ニッケルクロム等の金属線を用いることができるが、導電性を有するものであれば他の材料を用いることもできる。通信特性や耐久性、コストの観点から、金属線として銅又は銅合金が好ましい。銅合金の例としては、亜鉛、鉛、錫、銀、アルミ、ニッケル、ベリリウム、ジルコニウムなどを単独もしくは複数組み合わせてある銅合金を用いることが好ましい。
金属線を被覆する絶縁被膜としては、絶縁性の樹脂被膜であり、絶縁被膜で被覆された導電線は市販のエナメル線を使用することができる。絶縁性の樹脂被膜の具体例としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂等を挙げることができる。絶縁被膜は、典型的には黒色であるが、貼り付け対象となる被着体の色彩にあわせて絶縁被膜を任意の色に着色させてもよい。
導電線の直径は、通信特性を考慮すると、例えば、０．０３ｍｍ～０．２ｍｍである。細い導電線を形成するのは容易ではない場合もあるが、貼り付け対象となる被着体の意匠性を損なわないためには導電線はできるだけ細いほうがよく、導電線の直径は好ましくは、０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍである。
絶縁被膜を有す導電線で形成する場合、図８（ａ）に示すような交差伝送路であっても、伝送線部３３をなす２本の導電線をシート状基材２の一方の面上で直接重ねて交差させることができ、伝送線部３３を構成する２本の伝送路の間に絶縁層を形成する必要がない。また、印刷方式やエッチングによる形成と同様に第１部分パターンと第２部分パターンに分けて形成することもできる。図９に示すように、伝送線部３３を同軸ケーブルで構成する場合は、シート状基材２の一方の面に第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２を形成し、同軸ケーブルを第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２のそれぞれの給電点に接続するように配設すればよい。
金属線を被覆する絶縁被膜としては、絶縁性の樹脂被膜であり、絶縁被膜で被覆された導電線は市販のエナメル線を使用することができる。絶縁性の樹脂被膜の具体例としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂等を挙げることができる。絶縁被膜は、典型的には黒色であるが、貼り付け対象となる被着体の色彩にあわせて絶縁被膜を任意の色に着色させてもよい。
導電線の直径は、通信特性を考慮すると、例えば、０．０３ｍｍ～０．２ｍｍである。細い導電線を形成するのは容易ではない場合もあるが、貼り付け対象となる被着体の意匠性を損なわないためには導電線はできるだけ細いほうがよく、導電線の直径は好ましくは、０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍである。
絶縁被膜を有す導電線で形成する場合、図８（ａ）に示すような交差伝送路であっても、伝送線部３３をなす２本の導電線をシート状基材２の一方の面上で直接重ねて交差させることができ、伝送線部３３を構成する２本の伝送路の間に絶縁層を形成する必要がない。また、印刷方式やエッチングによる形成と同様に第１部分パターンと第２部分パターンに分けて形成することもできる。図９に示すように、伝送線部３３を同軸ケーブルで構成する場合は、シート状基材２の一方の面に第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２を形成し、同軸ケーブルを第１のアンテナ部３１と第２のアンテナ部３２のそれぞれの給電点に接続するように配設すればよい。
【0043】
無給電エレメントは、第１のアンテナ部や第２のアンテナ部、伝送線部を形成する方法と同様、印刷方法、エッチングによる形成、導電線の埋め込み方式などで、シート状基材所定の位置に形成することができる。
【0044】
本発明の無線通信用中継アンテナシートでは、図１（ｂ）に例示したように、シート状基材２のアンテナ回路パターン３が設けられた一方の面に、アンテナ回路パターン３が外部に露出するのを保護する保護層５を設けることができる。保護層５は、シート状基材２の全面にアンテナ回路パターン３を被覆するように設けてもよく、アンテナ回路パターン３だけを被覆するようにシー状基材２に部分的に設けてもよい。
保護層５は、アンテナ回路パターン３を自己融着性の絶縁層により被覆された導電線で形成した場合は必ずしも必要ではないが、この場合でも、擦れなどで導電線がシート状基材から剥がれたり、衝撃で断線したりすることを防止することができる。
保護層を構成する材料の具体例としては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリアクリル系もしくはポリメタクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン共重合体、ポリビニルアセタール系樹脂、ゴム系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フェノール系樹脂、アミノ－プラスト系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、シリコーン系樹脂、セルロース系樹脂等を構成するモノマー、プレポリマーもしくはオリゴマーまたはポリマーの一種ないし２つ以上を主成分とする組成物を挙げることができる。
保護層５は、アンテナ回路パターン３を自己融着性の絶縁層により被覆された導電線で形成した場合は必ずしも必要ではないが、この場合でも、擦れなどで導電線がシート状基材から剥がれたり、衝撃で断線したりすることを防止することができる。
保護層を構成する材料の具体例としては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリアクリル系もしくはポリメタクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン共重合体、ポリビニルアセタール系樹脂、ゴム系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フェノール系樹脂、アミノ－プラスト系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、シリコーン系樹脂、セルロース系樹脂等を構成するモノマー、プレポリマーもしくはオリゴマーまたはポリマーの一種ないし２つ以上を主成分とする組成物を挙げることができる。
【0045】
保護層は、例えば、オフセット印刷やグラビア印刷等、スクリーン印刷等の印刷方式で、形成することができる。また、シート状基材と同様の透明な熱可塑性樹脂シートを、必要により接着層を介して熱プレスでラミネート形成して、保護層とすることもできる。シート状基材と保護層が透明なものであると、全体として透明な無線通信用中継アンテナシートを好適に作製することができる。全体として透明な無線通信用中継アンテナシートは、貼り付け対象となる建築物等の被着体の意匠性を損なうことなく、被着体に貼着することができる。
保護層の厚みは、例えば、印刷方式で形成する際には１μｍ～１００μｍ、好ましくは５μｍ～５０μｍ、熱可塑性樹脂シートを用いる際には１０μｍ～５００μｍ、好ましくは５０μｍ～３００μｍである。
保護層はまた、アンテナ回路パターンを視覚的に隠蔽する隠蔽層とすることができる。隠蔽層は保護層を着色したものでよく、保護層そのものでも、保護層上に印刷による意匠を施したものでもよい。意匠は、貼り付け対象となる建造物や建築物の建具等の被着体と外観類似の化粧層とすることで、貼り付けた無線通信用中継アンテナシートを目立たないようにすることができる。例えば、建築物の建具等の被着体が一定パターンの模様を表面に有している場合には、外見上、当該パターンと連続的になるように貼り付けることが可能な化粧層を、保護層としてもよい。
保護層の厚みは、例えば、印刷方式で形成する際には１μｍ～１００μｍ、好ましくは５μｍ～５０μｍ、熱可塑性樹脂シートを用いる際には１０μｍ～５００μｍ、好ましくは５０μｍ～３００μｍである。
保護層はまた、アンテナ回路パターンを視覚的に隠蔽する隠蔽層とすることができる。隠蔽層は保護層を着色したものでよく、保護層そのものでも、保護層上に印刷による意匠を施したものでもよい。意匠は、貼り付け対象となる建造物や建築物の建具等の被着体と外観類似の化粧層とすることで、貼り付けた無線通信用中継アンテナシートを目立たないようにすることができる。例えば、建築物の建具等の被着体が一定パターンの模様を表面に有している場合には、外見上、当該パターンと連続的になるように貼り付けることが可能な化粧層を、保護層としてもよい。
【0046】
本発明の無線通信用中継アンテナシートでは、図１（ｂ）に例示したようにシート状基材２のアンテナ回路パターン３が設けられていない他方の面に、粘着層４を設けることができる。
粘着層は、例えば、無線通信用中継アンテナシートを貼り付け対象となる建造物や建築物の建具等の被着体に貼り付けるものである。粘着層としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ゴム系、ポリエステル系、セルロース系、エマルジョン等の粘着剤が使用可能である。また必要により、粘着剤の特性向上のための添加剤として、フィラーや粘着付与剤や硬化剤などを適宜使用することもできる。
粘着層の厚みは、接着力が得られる厚みであれば特に限定されず、通常は２０μｍ～２００μｍとし、好ましくは２５μｍ～７５μｍ程度がよい。粘着層は、粘着剤をグラビアコーティング、グラビアリバースコーティング、コンマコーティング、ナイフコーティング、ダイコーティング等の塗布方式を用いて形成できる。
図１（ｂ）を参照して粘着層について説明したが、粘着層は、シート状基材２アンテナ回路パターンが設けられた一方の面、例えば、アンテナ回路パターン３や保護層５の上に設けることもできる。
粘着層は、例えば、無線通信用中継アンテナシートを貼り付け対象となる建造物や建築物の建具等の被着体に貼り付けるものである。粘着層としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ゴム系、ポリエステル系、セルロース系、エマルジョン等の粘着剤が使用可能である。また必要により、粘着剤の特性向上のための添加剤として、フィラーや粘着付与剤や硬化剤などを適宜使用することもできる。
粘着層の厚みは、接着力が得られる厚みであれば特に限定されず、通常は２０μｍ～２００μｍとし、好ましくは２５μｍ～７５μｍ程度がよい。粘着層は、粘着剤をグラビアコーティング、グラビアリバースコーティング、コンマコーティング、ナイフコーティング、ダイコーティング等の塗布方式を用いて形成できる。
図１（ｂ）を参照して粘着層について説明したが、粘着層は、シート状基材２アンテナ回路パターンが設けられた一方の面、例えば、アンテナ回路パターン３や保護層５の上に設けることもできる。
【0047】
本発明の無線通信用中継アンテナシートによれば、建造物を構成する少なくとも２つの面を有する部材において、該部材の第１面に第１のアンテナ部を、該第１面に近接する第２面に第２のアンテナ部を配置し、第１のアンテナ部と第２のアンテナ部に接続された伝送線部で第１のアンテナ部と第２のアンテナ部との間に電力信号を送信することができる。特に、建造物を構成する部材が建築物の建具である場合に、本発明の無線通信用中継アンテナシートを好適に用いることができる。
図１０は、コンクリートや土壁などの建造物の壁面に本発明の無線通信用中継アンテナシートを貼り付けた一例を示す模式図である。図１１は、建築物の建具、例えば扉に本発明の無線通信用中継アンテナシートを貼り付けた一例を示す模式図である。
図１０を参照して、コンクリートや土壁などの建造物の角部に無線通信用中継アンテナシートを貼り付けることで、コードレス電話機やＦＡＸ機、加熱中の電子レンジなどの電波干渉を起こすような機器があっても通信距離の延長や電波の届かない死角エリアへの通信を可能にすることができる。また図１１を参照して、通信障害となる扉や窓などの障害物の両面を跨ぐように無線通信用中継アンテナシートを貼り付けることで、電波が遮蔽された空間の無線通信を、簡便な方法で、安定に行うことができる。
図１０は、コンクリートや土壁などの建造物の壁面に本発明の無線通信用中継アンテナシートを貼り付けた一例を示す模式図である。図１１は、建築物の建具、例えば扉に本発明の無線通信用中継アンテナシートを貼り付けた一例を示す模式図である。
図１０を参照して、コンクリートや土壁などの建造物の角部に無線通信用中継アンテナシートを貼り付けることで、コードレス電話機やＦＡＸ機、加熱中の電子レンジなどの電波干渉を起こすような機器があっても通信距離の延長や電波の届かない死角エリアへの通信を可能にすることができる。また図１１を参照して、通信障害となる扉や窓などの障害物の両面を跨ぐように無線通信用中継アンテナシートを貼り付けることで、電波が遮蔽された空間の無線通信を、簡便な方法で、安定に行うことができる。
【符号の説明】
【0048】
１ 無線中継用アンテナシート
２ シート状基材
３ アンテナ回路パターン
３１ 第１のアンテナ部
３２ 第２のアンテナ部
３３ 伝送線部
４ 粘着層
５ 保護層
６ 無給電エレメント
２ シート状基材
３ アンテナ回路パターン
３１ 第１のアンテナ部
３２ 第２のアンテナ部
３３ 伝送線部
４ 粘着層
５ 保護層
６ 無給電エレメント
【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】