ホーム > 特許ランキング > エイターリンク株式会社
(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】P2023064764
(43)【公開日】2023-05-11
(54)【発明の名称】受電アンテナ
(51)【国際特許分類】
H01Q 7/00 20060101AFI20230501BHJP
H01Q 13/08 20060101ALI20230501BHJP
H01Q 9/04 20060101ALI20230501BHJP
H01Q 5/307 20150101ALI20230501BHJP
H01Q 1/38 20060101ALI20230501BHJP
【ＦＩ】
H01Q7/00
H01Q13/08
H01Q9/04
H01Q5/307
H01Q1/38
【審査請求】未請求
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023025596
(22)【出願日】2023-02-21
(62)【分割の表示】P 2022574083の分割
【原出願日】2022-10-25
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2021/039559
(32)【優先日】2021-10-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】520354692
【氏名又は名称】エイターリンク株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003476
【氏名又は名称】弁理士法人瑛彩知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】田邉勇二
(72)【発明者】
【氏名】彦坂慎吾
(72)【発明者】
【氏名】小舘直人
【テーマコード（参考）】
5J045
5J046
【Ｆターム（参考）】
5J045AA05
5J045AB03
5J045AB05
5J045DA10
5J045LA04
5J046AA03
5J046AA07
5J046AA19
5J046AB11
5J046AB13
5J046PA09
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ある程度離れた位置にある送電機から送信された電力を効率よく受電でき、そのサイズについてある程度の範囲を許容できる受電アンテナを提供する。
【解決手段】無線給電に用いられる受電アンテナ２０であって、第１の導電板２１と、第１の導電板２１に対向する第２の導電板２２と、第１の導電板２１の第１端部と、第１端部に対向する第２の導電板２２の第２端部とを接続するフィーダー２５と、第１端部の反対側の第１他端部と、第２端部の反対側の第２他端部とを接続する導電性部材２３と、を備える。また、２つの並行の導電板２１、２２間に誘電体から成る剛性のコア材３０を挿入することで、製品の形状や強度の向上を図るとともに、波長短縮効果によるループアンテナ５０の小型化を図る。
【選択図】図３４
【解決手段】無線給電に用いられる受電アンテナ２０であって、第１の導電板２１と、第１の導電板２１に対向する第２の導電板２２と、第１の導電板２１の第１端部と、第１端部に対向する第２の導電板２２の第２端部とを接続するフィーダー２５と、第１端部の反対側の第１他端部と、第２端部の反対側の第２他端部とを接続する導電性部材２３と、を備える。また、２つの並行の導電板２１、２２間に誘電体から成る剛性のコア材３０を挿入することで、製品の形状や強度の向上を図るとともに、波長短縮効果によるループアンテナ５０の小型化を図る。
【選択図】図３４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の導電板と、
前記第１の導電板に対向する第２の導電板と、
前記第１の導電板の第１端部と、前記第１端部に対向する前記第２の導電板の第２端部とを接続するフィーダーと、
前記第１端部の反対側の第１他端部と、前記第２端部の反対側の第２他端部とを接続する導電性部材と、
を備える第１のアンテナ、
を備える無線給電に用いられる受電アンテナ。
前記第１の導電板に対向する第２の導電板と、
前記第１の導電板の第１端部と、前記第１端部に対向する前記第２の導電板の第２端部とを接続するフィーダーと、
前記第１端部の反対側の第１他端部と、前記第２端部の反対側の第２他端部とを接続する導電性部材と、
を備える第１のアンテナ、
を備える無線給電に用いられる受電アンテナ。
【請求項2】
前記導電性部材は、前記第１の導電板の第１他端部と、前記第２の導電板の第２他端部と、を接続する板状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の受電アンテナ。
【請求項3】
前記第１の導電板と、前記第２の導電板と、板状の前記導電性部材と、は一体成型されていることを特徴とする請求項２に記載の受電アンテナ。
【請求項4】
前記第１の導電板と、前記第２の導電板と、板状の前記導電性部材とは、１枚の導電板を折り曲げた状態で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の受電アンテナ。
【請求項5】
前記１枚の導電板を、端部から所定距離内を切り欠いた状態で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の受電アンテナ。
【請求項6】
前記第１の導電板は、長さ方向において中央部が段状に、前記第２の導電板に向けて突出しているとともに、
前記第２の導電板は、長さ方向において中央部が段状に、前記第１の導電板に向けて突出している
ことを特徴とする請求項１に記載の受電アンテナ。
前記第２の導電板は、長さ方向において中央部が段状に、前記第１の導電板に向けて突出している
ことを特徴とする請求項１に記載の受電アンテナ。
【請求項7】
板状の前記導電板は、端部から所定距離内を切り欠いた状態で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の受電アンテナ。
【請求項8】
前記第１の導電板と前記第２の導電板には、スロットが設けられていることを特徴とする請求項７に記載の受電アンテナ。
【請求項9】
前記第１の導電板の中央近傍の幅方向の端部から、前記第２の導電板に向けて、前記第１の導電板の一部が突出した突出部を備えることを特徴とする請求項８に記載の受電アンテナ。
【請求項10】
前記突出部の先端と、前記第２の導電板との間にはギャップが設けられていることを特徴とする請求項９に記載の受電アンテナ。
【請求項11】
前記第１の導電板と前記第２の導電板との間に誘電体のコア材を充填した、請求項１～１０のいずれか１項に記載の受電アンテナ。
【請求項12】
前記第１の導電板、前記導電性部材、及び前記第２の導電板のうちの少なくとも一つに中空のスペースを設け、その中に第２のアンテナを配置した、
請求項１～１０のいずれか１項に記載の受電アンテナ。
請求項１～１０のいずれか１項に記載の受電アンテナ。
【請求項13】
前記第１のアンテナは、ループアンテナとして機能する、
請求項１～１０のいずれか１項に記載の受電アンテナ。
請求項１～１０のいずれか１項に記載の受電アンテナ。
【請求項14】
前記第１の導電板、前記導電性部材、及び前記第２の導電板は、断面視で略コ字状の形状を有し、前記コの字の内側に前記ループアンテナの電界を生じさせるようにした、
請求項１３に記載の受電アンテナ。
請求項１３に記載の受電アンテナ。
【請求項15】
前記第１のアンテナは、電力受信用のアンテナである、
請求項１～１０のいずれか１項に記載の受電アンテナ。
請求項１～１０のいずれか１項に記載の受電アンテナ。
【請求項16】
前記第１のアンテナは、約９２０ＭＨｚの周波数領域で駆動する、
請求項１～１０に記載の受電アンテナ。
請求項１～１０に記載の受電アンテナ。
【請求項17】
前記第２のアンテナは、逆Ｆアンテナ又はチップアンテナのいずれかである、
請求項１２に記載の受電アンテナ。
請求項１２に記載の受電アンテナ。
【請求項18】
前記第２のアンテナは、データの送受信用のアンテナである、
請求項１２に記載の受電アンテナ。
請求項１２に記載の受電アンテナ。
【請求項19】
前記第２のアンテナは、約２．４ＧＨｚの周波数領域で駆動する、
請求項１２に記載の受電アンテナ。
請求項１２に記載の受電アンテナ。
【請求項20】
前記第１の導電板と前記第２の導電板との間に誘電体のコア材を充填した、請求項１２に記載の受電アンテナ。
【請求項21】
前記第１の導電板、前記導電性部材、及び前記第２の導電板は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）の第１の導電層により構成され、前記第２のアンテナは逆Ｆ型アンテナであり、かつ、前記逆Ｆ型アンテナは、前記ＦＰＣの第２の導電層により構成される、
請求項１２に記載の受電アンテナ。
請求項１２に記載の受電アンテナ。
【請求項22】
前記第１のアンテナは、逆Ｆアンテナとして機能する、
請求項１に記載の受電アンテナ。
請求項１に記載の受電アンテナ。
【請求項23】
前記第１の導電板の幅と、前記第２の導電板の幅とは、略同一であり、
前記第１の導電板の長さと、前記第２の導電板の長さとは、受信を想定する電波の周波数帯を共振周波数とする長さよりも、１０～３０％好ましくは２０％程度長い、
請求項２２に記載の受電アンテナ。
前記第１の導電板の長さと、前記第２の導電板の長さとは、受信を想定する電波の周波数帯を共振周波数とする長さよりも、１０～３０％好ましくは２０％程度長い、
請求項２２に記載の受電アンテナ。
【請求項24】
前記第１の導電板の幅と、前記第２の導電板の幅とは、略同一であり、
前記第１の導電板の長さと、前記第２の導電板の長さとは、受信を想定する電波の周波数帯を共振周波数とする長さよりも、１０～３０％好ましくは２０％程度短い、
請求項２２に記載の受電アンテナ。
前記第１の導電板の長さと、前記第２の導電板の長さとは、受信を想定する電波の周波数帯を共振周波数とする長さよりも、１０～３０％好ましくは２０％程度短い、
請求項２２に記載の受電アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[関連出願]
本出願は、２０２１年１０月２６日に出願された「受電アンテナ」と題する国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２１／０３９５５９号の優先権を主張し、その開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本開示は、ワイヤレス給電による電力を受電するための受電アンテナに関する。
本出願は、２０２１年１０月２６日に出願された「受電アンテナ」と題する国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２１／０３９５５９号の優先権を主張し、その開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本開示は、ワイヤレス給電による電力を受電するための受電アンテナに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ワイヤレスによる給電が行われており、各種の電子装置の充電や稼働を実現している。特許文献１及び特許文献２には、ワイヤレス給電を行うための受電アンテナの構成について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－０２５５０２号公報
【特許文献2】特開２０２０－１８４７１８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、近年、様々なＩｏＴ機器が開発され利用されており、このようなＩｏＴ機器の多くは、各種のセンサ装置として用いられるものが含まれる。このようなセンサ装置にあっては、長く稼働することが望まれるものの電池による稼働には時間的制限がある。これらのセンサ装置にあっては実際の稼働に必要な電力はそれほど多くなく、ワイヤレス給電により給電される電力でも十分に稼働できる。とはいえ、送信された電力を効率よく受電できるに越したことはなく、効率よく受電できる受電アンテナの開発が望まれる。また、センサ等においては、遠く離れた位置からの送電でも受電できて稼働することが求められる。特許文献１に係る受電アンテナは、送電側が近しい位置に配置される必要があるという問題がある。また、受電アンテナは、様々な機器に搭載されて用いられることから、様々な形状に合わせる必要があるという問題もある。
【0005】
そこで、本開示は、ある程度離れた位置にある送電機から送信された電力を効率よく受電でき、そのサイズについてある程度の範囲を許容できる受電アンテナ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】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、受電アンテナは、第１の導電板と、第１の導電板に対向する第２の導電板と、第１の導電板の第１端部と、第１端部に対向する第２の導電板の第２端部とを接続するフィーダーと、第１端部の反対側の第１他端部と、第２端部の反対側の第２他端部とを接続する導電性部材と、を備える。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、受電アンテナは、第１の導電板と、第１の導電板に対向する第２の導電板と、第１の導電板の第１端部と、第１端部に対向する第２の導電板の第２端部とを接続するフィーダーと、第１端部の反対側の第１他端部と、第２端部の反対側の第２他端部とを接続する導電性部材と、を備える。
【0007】
上記受電アンテナにおいて、導電性部材は、第１の導電板の第１他端部と、第２の導電板の第２他端部と、を接続する板状の部材であることとしてもよい。
【0008】
上記受電アンテナにおいて、第１の導電板と、第２の導電板と、板状の導電性部材と、は一体成型されていることとしてもよい。
【0009】
上記受電アンテナにおいて、第１の導電板と、第２の導電板と、板状の導電性部材とは、１枚の導電板を折り曲げた状態で構成されていることとしてもよい。
【0010】
上記受電アンテナにおいて、１枚の導電板を、端部から所定距離内を切り欠いた状態で構成されていることとしてもよい。
【0011】
上記受電アンテナにおいて、第１の導電板は、長さ方向において中央部が段状に、第２の導電板に向けて突出しているとともに、第２の導電板は、長さ方向において中央部が段状に、第１の導電板に向けて突出していることとしてもよい。
【0012】
上記受電アンテナにおいて、板状の導電板は、端部から所定距離内を切り欠いた状態で構成されていることとしてもよい。
【0013】
上記受電アンテナにおいて、第１の導電板と第２の導電板には、スロットが設けられていることとしてもよい。
【0014】
上記受電アンテナにおいて、第１の導電板の中央近傍の幅方向の端部から、第２の導電板に向けて、第１の導電板の一部が突出した突出部を備えることとしてもよい。
【0015】
上記受電アンテナにおいて、突出部の先端と、第２の導電板との間にはギャップが設けられていることとしてもよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明の一態様に係る無線給電に用いられる受電アンテナは、その形状により効率よく電力を受電し、受電アンテナが接続される装置等に電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本実施形態に係るワイヤレス給電（無線給電）に係る受電アンテナについて、図面を参照しながら説明する。
【0019】
（実施例１）
本実施形態に係るアンテナ１は、図１に示すように、長尺板状の第１導電板１０ａと、長尺板状の第２導電板１０ｂとが互いに対向し、その一端部において、フィーダー１１（整流器）を介して互いに接続されるとともに、導電性部材１０ｃ（ショートピン）により接続されてなる無線給電における受電側の装置に用いられるアンテナである。アンテナ１は、無線給電に係る９２０メガヘルツ帯にて利用されるアンテナであるが、使用する通信帯域は、９２０メガヘルツ帯に限定するものではなく、２．４ギガヘルツ、５．７ギガヘルツであってもよい。本明細書においては使用する通信帯域を９２０メガヘルツ帯として説明する。
本実施形態に係るアンテナ１は、図１に示すように、長尺板状の第１導電板１０ａと、長尺板状の第２導電板１０ｂとが互いに対向し、その一端部において、フィーダー１１（整流器）を介して互いに接続されるとともに、導電性部材１０ｃ（ショートピン）により接続されてなる無線給電における受電側の装置に用いられるアンテナである。アンテナ１は、無線給電に係る９２０メガヘルツ帯にて利用されるアンテナであるが、使用する通信帯域は、９２０メガヘルツ帯に限定するものではなく、２．４ギガヘルツ、５．７ギガヘルツであってもよい。本明細書においては使用する通信帯域を９２０メガヘルツ帯として説明する。
【0020】
アンテナ１は、遠距離ワイヤレス給電を行うための受電アンテナであり、様々なＩｏＴ機器が動作するための電力を受電して、供給する。そのため、アンテナ１は、様々な機器に搭載あるいは接続される可能性があり、なるべく様々な形状や大きさに対応できることが望ましい。また、アンテナ１にあっては、アンテナはインダクティブであり、フィーダー１１（整流器）をキャパシティブにすることで、損失を有するインピーダンスマッチング回路がなくともマッチングをとることができ、高効率な受電アンテナシステムとして機能する。
第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂは、共に、長さＬ１、幅Ｗ１の平板状の薄板である。図１では、幅Ｗ１＝１５ｍｍ、長さＬ１＝４０ｍｍ、薄板間距離Ｈ１＝１０ｍｍである場合を例に示している。
第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂは、共に、長さＬ１、幅Ｗ１の平板状の薄板である。図１では、幅Ｗ１＝１５ｍｍ、長さＬ１＝４０ｍｍ、薄板間距離Ｈ１＝１０ｍｍである場合を例に示している。
【0021】
また、導電性部材１０ｃは、図１においては、棒状にした例を示しているが、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂを接続できれば棒状に限定するものではなく、板状であってもよい。第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂ、導電性部材１０ｃは、例えば、銅、アルミ等、電流をよく流す任意の素材により実現される。
【0022】
フィーダー１１は、所謂給電線であり、アンテナ１の一端において、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂとを接続するように設けられる。即ち、フィーダー１１は、第１導電板１０ａの端部に接続するとともに、第１導電板１０ａに対向する第２導電板１０ｂの端部に接続する。図１において、導電性部材１０ｃは、フィーダー１１寄りの位置に設けている例を示しているが、この導電性部材１０ｃは、フィーダー１１が設けられている端部とは逆側の端部に設けられていることが好ましい。ここでいう逆側の端部とは、フィーダー１１が接続している第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂの端部から見て、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂの長手方向での反対側の端部のことをいう。以下、この理由について、図２、図３を用いて説明する。
【0023】
図２は、導電性部材１０ｃの位置を様々な位置に配した場合のアンテナ１の放射効率を示しており、各周波数における放射効率を示している。図３は、アンテナ１の各周波数におけるＳパラメータの変化を示している。アンテナ１は、ワイヤレス給電における受電アンテナとして用いられるアンテナであり、放射効率は、放射源から放射された電力をどれだけ効率よく電力として受電できるかを示す指標となる。
【0024】
図２、図３に示すデータは、アンテナ１において、Ｗ１＝３０ｍｍ、Ｌ１＝６０ｍｍ、Ｈ１＝１０ｍｍとし、導電性部材１０ｃの配置箇所を、アンテナ１の長さ方向の中心からの距離ｄを変化させていったときのデータである。また、距離ｄについては、フィーダー１１に近づく方向を正方向として、ｄ＝－３０、ｄ＝－２３．３３３３、ｄ＝－１６．６６６７、ｄ＝－１０、ｄ＝－３．３３３３、ｄ＝３．３３３３、ｄ＝１０、ｄ＝１６．６６６７とした場合それぞれでシミュレーションを行った結果を示している。ｄ＝０は、アンテナ１の長尺方向における中心位置であり、ｄ＝－３０は、フィーダー１１が設けられている位置とは反対側の第１導電板１０ａ（第２導電板１０ｂ）の端部の位置である。
【0025】
図２からは、アンテナ１の放射効率は、９２０メガヘルツ帯においては、導電性部材１０ｃの位置には大きく依存しないことが理解できる。図２は、横軸に通信周波数、縦軸に、放射効率を示している。具体的には、９２０メガヘルツ帯において、ｄ＝－３０とした場合の放射効率は、０．９２４９２２６４であり、ｄ＝－２３．３３３３とした場合の放射効率は、０．９１８４８８３９であり、ｄ＝－１６．６６６７とした場合の放射効率は、０．９０６５３６６４であり、ｄ＝－１０とした場合の放射効率は、０．８９３０２６８８であり、ｄ＝－３．３３３３とした場合の放射効率は、０．８８０１３３６２であり、ｄ＝３．３３３３とした場合の放射効率は、０．８７３００８３であり、ｄ＝１０とした場合の放射効率は、０．８７８７８１３９であり、ｄ＝１６．６６６７とした場合の放射効率は、０．９００７０５９である。このように、いずれの場合も９２０メガヘルツ帯においては、０．８５以上の放射効率は担保できることが理解できる。
【0026】
また、ｄ＝２３．３３３３の場合を除いて、導電性部材１０ｃをフィーダー１１から遠ざけた方が、アンテナ１の放射効率が高い。これらの情報は、出願人らがシミュレーションにより得た値である。これらの値の中で、ｄ＝－３０、即ち、導電性部材１０ｃをフィーダー１１の反対側に設けた場合の放射効率は、シミュレーションした配置の中では比較的高い放射効率を有することが理解できる。図２からすると、導電性部材１０ｃは、フィーダー１１が設けられている第１導電板１０ａ及び第２導電板１０ｂの端部とは、長尺方向において、反対側の端部で、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂとを接続するように設けられることが好ましい。
【0027】
図３は、導電性部材１０ｃの中央からの配置位置に応じた周波数帯域ごとの、アンテナ１のＳパラメータ、より厳密にはＳ１１パラメータの推移を示しているグラフである。図３のグラフでは、横軸に通信周波数を示し、縦軸には、デシベル値を示している。Ｓ１１は、アンテナ１に対する入力反射係数である。但し、反射は少ない方が、効率がよく、デシベル値としては低い方が好ましい。但し、図３の例では５０オームに対しての反射係数がシミュレーションされており、本来直接回路側との整合をとる際には、５０オームではないため、実際の値とは異なっている。導電性部材１０ｃをフィーダー１１に近づけるとＳパラメータが９２０メガヘルツ帯において落ち込むことから、導電性部材１０ｃは、フィーダー１１からなるべく遠ざける位置とすることが好ましい。
【0028】
なお、図３において、導電性部材１０ｃの各配置位置に応じた９２０メガヘルツ帯のＳパラメータの値は、ｄ＝－３０、即ち、導電性部材１０ｃをフィーダー１１から最も遠ざけた位置に配置した場合のＳ１１パラメータ（単にＳ１１とのみ記載することもある）は、－０．１１５９８８９８である。同様に、ｄ＝－２３．３３３３の場合に、Ｓ１１＝－０．１２１２４５５３、ｄ＝－１６．６６６７の場合に、Ｓ１１＝－０．１３１２１９３８、ｄ＝－１０の場合に、Ｓ１１＝－０．１４７９４４６６、ｄ＝－３．３３３３の場合に、Ｓ１１＝－０．１７４８４５７１、ｄ＝３．３３３３の場合に、Ｓ１１＝－０．２１９６９５２１、ｄ＝１０の場合に、Ｓ１１＝－０．３０２９１５、ｄ＝１６．６６６７の場合に、Ｓ１１＝－０．５０７５０５５９であるとの情報を、出願人らは、シミュレーションにより取得した。
【0029】
この値からすると、ｄ＝１６．６６６７とした方が、反射率からするとアンテナ１にとって好ましいことが理解できるものの、アンテナパターン（アンテナの指向性）において、導電性部材１０ｃをフィーダー１１から離れた位置に配置した方が無指向性に近づくため、受電アンテナとして、送電機に対してどの位置に置いたとしても受電できることが望ましいことを考慮すると、アンテナパターンは無指向性であるに越したことはなく、放射効率と相まって、ｄ＝－３０、即ち、導電性部材１０ｃが、フィーダー１１が設けられている第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂの端部とは、長尺方向における反対側の端部において、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂとを接続するように設けられることが好ましい。
【0030】
以上、図２、図３に示すパラメータ並びにアンテナパターン、アンテナ１の使用場面から考慮すると、導電性部材１０ｃは、フィーダー１１とは、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂの長さ方向の反対側の端部で第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂとを接続するようにアンテナ１を構成することが好ましい。したがって、アンテナ１は、第１導電板１０ａと、第１導電板１０ａに対向する第２導電板１０ｂが、所定の距離を離して、一方の端部でフィーダー１１により接続し、他方の端部で導電性部材１０ｃにより接続する構成とするのが好ましいと言える。
【0031】
図４は、アンテナ１において、Ｗ１とＬ１との組み合わせをそれぞれ、（Ｗ１，Ｌ１）＝（３０ｍｍ，６０ｍｍ）、（Ｗ１，Ｌ１）＝（６０ｍｍ，１２０ｍｍ）、（Ｗ１，Ｌ１）＝（１２０ｍｍ，２４０ｍｍ）とした場合の、アンテナ１のＳパラメータの変化を示している。なお、図４の例は、電力の送電元から、アンテナ１までの距離を１ｍとして測定したものである。
【0032】
図４に示すように、給電に用いる周波数として、９２０メガヘルツ帯において、最も良好なＳパラメータを示した（最も高い受信レベル（デシベル値）を示した）のは、（Ｗ１，Ｌ１）＝（３０ｍｍ，６０ｍｍ）とした場合であり、次点が（Ｗ１，Ｌ１）＝（１２０ｍｍ，２４０ｍｍ）とした場合であり、最も低かったのは、（Ｗ１，Ｌ１）＝（６０ｍｍ，１２０ｍｍ）とした場合であった。しかし、その数値は、実質的には大きな差異はなく、いずれの場合も実用に耐える値であるといえる。そのことから、実際の電力を要する何らかの装置において、アンテナ１が占める割合は、なるべく小さい方がよいこと、受信精度が最も高いことを考慮すると、図４に示す３種類の導電板（第１導電板１０ａ，第２導電板１０ｂ）の中では、その大きさを、（Ｗ１，Ｌ１）＝（３０ｍｍ，６０ｍｍ）とすることが好ましいといえる。
【0033】
図２、図３、図４においては、導電性部材１０ｃの配置位置を変更した場合、並びに、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂのサイズを変更した場合の性能比較を行った。ここから、図５、図６を用いて、図２、図３の場合と比較して、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂのサイズを異ならせた上で、導電性部材１０ｃの配置位置を変更した場合のアンテナ性能について検討する。即ち、形状は、図１と同じで、Ｗ１＝１５ｍｍ、Ｌ１＝４０ｍｍ、Ｈ１＝１０ｍｍとした場合のアンテナにおいて、導電性部材１０ｃの接続位置を変更した場合のアンテナ性能について説明する。つまり、図５、図６における性能を示すアンテナは、図２、図３において特性を示したアンテナよりも、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂの面積が小さいアンテナの特性について説明する。また、導電性部材１０ｃの配置位置としては、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂの中心位置からの距離をｄとし、フィーダー１１に近づく方向をプラスとして、ｄ＝－２０、ｄ＝－１３．３３３３、ｄ＝－６．６６６７、ｄ＝０、ｄ＝６．６６６７、ｄ＝１３．３３３３とした場合の、性能について示すこととする。
【0034】
図５は、図１に示すアンテナとは異なるサイズのアンテナの通信周波数に応じた放射効率の推移を示すグラフである。図５に示すように、９２０メガヘルツ帯においては、ｄ＝－２０とした場合に最も放射効率が高く、導電性部材１０ｃの位置が、フィーダー１１に近づくほど、落ちていることがわかる。より具体的には、ｄ＝－２０とした場合の放射効率は、０．８２０４１５３４であり、ｄ＝－１３．３３３３とした場合の放射効率は、０．７８１６１０９７であり、ｄ＝－６．６６６７とした場合の放射効率は、０．７１８４６７０５であり、ｄ＝０とした場合の放射効率は、０．６３１８８０９であり、ｄ＝６．６６６７とした場合の放射効率は、０．５２８３９６３４であり、ｄ＝１３．３３３３とした場合の放射効率は、０．４３９１４５１９である。これらの値からも、ｄ＝－２０、即ち、導電性部材１０ｃをフィーダー１１の反対側に設けた場合の放射効率は、シミュレーションした配置の中では最も高い放射効率を有することが理解できる。その一方で、Ｌ１＝４０ｍｍ、Ｗ１＝１５ｍｍとした場合、Ｌ１＝６０ｍｍ、Ｗ１＝３０ｍｍとした場合に比して、放射効率の面では劣ることが理解できるものの、Ｌ１＝４０、Ｗ１＝１５ｍｍとした場合でも、無線給電を実行するにあたって問題ない程度の放射効率を発揮することが理解できる。
【0035】
図６は、Ｌ１＝４０ｍｍ、Ｗ１＝１５ｍｍとしたアンテナ１の通信周波数に応じたＳパラメータの推移を示すグラフである。図７によれば、９２０メガヘルツ帯においては、Ｓパラメータに差異はほとんどないといえ、導電性部材１０ｃの配置位置による変動はないことが理解できる。より具体的には、ｄ＝－２０とした場合のＳパラメータは、－０．０２３１５２８６７であり、ｄ＝－１３．３３３３とした場合のＳパラメータは、－０．０２５０１１７９２であり、ｄ＝－６．６６６７とした場合のＳパラメータは、－０．０２５７８４８２４であり、ｄ＝０とした場合のＳパラメータは、－０．０２０４２０９１８であり、ｄ＝６．６６６７とした場合のＳパラメータは、－０．０２０８７００５８であり、ｄ＝１３．３３３３とした場合のＳパラメータは、－０．０２１０２６１５２であり、これらの値からも差違がないことが理解できる。
【0036】
図６のグラフに示すＳパラメータは、５０Ωに対する反射損を示している。Ｓパラメータは、基本的に使用する周波数帯で、デシベル値において低い値を示す方が反射率が低いことを意味し、好ましいとされる。図６のグラフからすると、この場合のアンテナは、導電性部材１０ｃがどの位置に配されていても、９２０メガヘルツ帯においては、５０Ωに対する反射損に対してはあまり好ましくないことが理解できる。
【0037】
図７は、図１に示すアンテナのサイズをＷ１＝１５ｍｍ、Ｌ１＝４０ｍｍとしたアンテナの通信周波数に応じた各Ｓパラメータの推移であって、送電側との間の距離を１ｍとした場合の推移を示すグラフである。また、図８は、同アンテナの通信周波数に応じた垂直方向の各Ｓパラメータの推移であって、送電側との間の距離を１ｍとした場合の推移を示すグラフである。
【0038】
図７において、９２０メガヘルツ帯における（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２）はそれぞれ、（－４６．７０３１１、－２１．２７１５２４、－２１．１６４３９９、－４２．５４８００９）を示した。また、図８において、９２０メガヘルツ帯における（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２）はそれぞれ、（－６７．６５５７７１、－５８．３９１２１２、－６４．４４２０４７、－８７．９３８０２３）を示した。いずれの場合であっても、アンテナ１は、９２０メガヘルツ帯において、マッチングされた条件下においてはアンテナ１のＳパラメータ（Ｓ１１）は大きなマイナスのデシベル値を示し、Ｓ２１（伝送特性）は改善され、１ｍの距離において問題なく給電できることを示している。
【0039】
図９は、Ｗ１＝２０ｍｍ、Ｌ１＝５０ｍｍ、Ｈ１＝１０ｍｍとした場合のアンテナ１の通信周波数毎の放射効率を示すグラフである。また、導電性部材１０ｃの配置位置としては、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂの長手方向の中心位置からの距離をｄとし、フィーダー１１に近づく方向をプラスとして、ｄ＝－２５、ｄ＝－１９．４４４４、ｄ＝－１３．８８８９、ｄ＝－８．３３３３、ｄ＝－２．７７７８、ｄ＝２．７７７８、ｄ＝８．３３３３、ｄ＝１３．８８８９、ｄ＝１９．４４４４とした場合の、性能について示すこととする。
【0040】
図９に示すように、Ｗ１＝２０ｍｍ、Ｌ１＝５０ｍｍとした場合においても、ｄ＝－２５、即ち、導電性部材１０ｃを、フィーダー１１が設けられている第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂの端部とは、長手方向において、反対側の端部に設けられている場合が、９２０メガヘルツ帯において、最も放射効率が高く、基本的には、導電性部材１０ｃがフィーダー１１に近づけば近づくほど放射効率が低下することが理解できる。より具体的には、ｄ＝－２５とした場合の放射効率は、０．８８３３４６８８であり、ｄ＝－１９．４４４４とした場合の放射効率は、０．８７００４８８５であり、ｄ＝－１３．８８８９とした場合の放射効率は、０．８４６９５０７３であり、ｄ＝－８．３３３３とした場合の放射効率は、０．８１７９６３９２であり、ｄ＝－２．７７７８とした場合の放射効率は、０．７８３０２７６９であり、ｄ＝２．７７７８とした場合の放射効率は、０．７４５２５８３５であり、ｄ＝８．３３３３とした場合の放射効率は、０．７１３９９８７であり、ｄ＝１３．８８８９とした場合の放射効率は、０．７０４１３１０４であり、ｄ＝１９．４４４４とした場合の放射効率は、０．７１８５３２３８である。即ち、Ｗ１＝２０ｍｍ、Ｌ１＝５０ｍｍとした場合においても、導電性部材１０ｃの配置位置を、フィーダー１１から遠ざけるほど、アンテナ１としての放射効率は向上することが理解できる。また、Ｗ１＝２０ｍｍ、Ｌ１＝５０ｍｍとした場合においても導電性部材１０ｃをどこに配置したとしても、９２０メガヘルツ帯においては、０．７以上の放射効率を示すことから、無線給電において、十分な性能を発揮するといえる。
【0041】
図２～図９からすると、図１０に示すように、Ｗ１＝３０ｍｍ、Ｌ１＝６０ｍｍとしたアンテナと、Ｗ１＝２０ｍｍ、Ｌ１＝５０ｍｍとしたアンテナと、Ｗ１＝１５ｍｍ、Ｌ１＝４０ｍｍとしたアンテナと、では、前者の方が放射効率は高いと言える。その一方で、アンテナ面積を広くしていく過程において、Ｗ１＝１５ｍｍ、Ｌ１＝４０ｍｍとした辺りから、アンテナの放射効率が横ばい傾向を示すようになっており、それらの間に大きな性能差はあまりないともいえる。事実、Ｗ１＝１５ｍｍ、Ｌ１＝４０ｍｍとした場合でも無線給電における受電アンテナとして十分な性能を発揮する。その一方で、アンテナを搭載する対象を比較的小型なＩｏＴ機器であることを想定した場合には、アンテナとしてのサイズが小さい方がＩｏＴ機器としては望ましいと言えるため、アンテナ１のサイズを１５×４０ｍｍと小さくした方が好ましいと言えるが、いずれのサイズであっても、本発明に係るアンテナ１は、無線給電における受電アンテナとして一定以上の性能を発揮するといえる。
【0042】
図１１は、図１とは異なる構成のアンテナの構成例を示す図である。図１１に示すアンテナ１Ａは、アンテナ１における導電性部材１０ｃを１枚の導電板として構成した例を示している。即ち、アンテナ１Ａは、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂとが、その一端において、フィーダー１１により接続され、他端において、導電性の板である導電板１０ｃにより接続している例を示している。第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂと導電板１０ｃとは、それぞれ個別の板により形成されて、互いに通電可能に接続されるように構成してもよいし、一枚の導電板を折り曲げることで、導電板１０ａ～１０ｃを構成するようにしてもよい。
【0043】
図１２上図は、アンテナの高さを変更した場合の通信周波数に応じた放射効率の推移を示すグラフである。図１２下図は、アンテナの幅を変更した場合の通信周波数に応じた放射効率の推移を示すグラフである。
図１２上図は、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂの長さと幅を固定（例えば、Ｌ２＝６０ｍｍ、Ｗ２＝３０ｍｍ）し、Ｈ２を変動させていった場合のアンテナ１Ａの放射効率の推移を示している。図１２上図に示されるように、アンテナ１Ａにおいて高さＨ２を長くしていくほど放射効率が高くなっていることが理解できる。ただ、図１２上図に示されるように、高さＨ２が５ｍｍを超えたあたりから、放射効率は横ばいになっていっており、１０ｍｍ付近では大きな放射効率の向上は望めないことも理解できる。アンテナ１Ａとしては、小型の装置にも搭載することを考慮すると、可能であればそのサイズは小さいことが望ましいと言える。そのため、サイズと放射効率との双方を考慮すると、高さＨ２は、５～１０ｍｍ程度にするのがよいと言える。なお、この点は、図１のアンテナ１における高さＨ１についても同様のことが言える。
図１２上図は、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂの長さと幅を固定（例えば、Ｌ２＝６０ｍｍ、Ｗ２＝３０ｍｍ）し、Ｈ２を変動させていった場合のアンテナ１Ａの放射効率の推移を示している。図１２上図に示されるように、アンテナ１Ａにおいて高さＨ２を長くしていくほど放射効率が高くなっていることが理解できる。ただ、図１２上図に示されるように、高さＨ２が５ｍｍを超えたあたりから、放射効率は横ばいになっていっており、１０ｍｍ付近では大きな放射効率の向上は望めないことも理解できる。アンテナ１Ａとしては、小型の装置にも搭載することを考慮すると、可能であればそのサイズは小さいことが望ましいと言える。そのため、サイズと放射効率との双方を考慮すると、高さＨ２は、５～１０ｍｍ程度にするのがよいと言える。なお、この点は、図１のアンテナ１における高さＨ１についても同様のことが言える。
【0044】
図１２下図は、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂの長さと高さを固定（例えば、Ｌ２＝６０ｍｍ、Ｈ２＝８ｍｍ）し、Ｗ２を変動させていった場合のアンテナ１Ａの放射効率の推移を示している。図１２下図に示されるように、アンテナ１Ａにおいて幅Ｗ２を長くしていくほど放射効率が高くなっていることが理解できる。ただ、幅についても高さと同様に、ある一定以上の長さから放射効率の向上率が低下することが図１２下図から理解できる。具体的には、幅Ｗ２の長さが、１０ｍｍを超えた当たりから、放射効率は横ばいになっている。したがって、サイズと放射効率との双方を考慮すると、幅Ｗ２は、１０～３０ｍｍ程度にするのがよいと言えるが、アンテナ１Ａを搭載したい装置のサイズによって制限されてよい。
【0045】
図１３は、アンテナの高さを変更した場合のアンテナパターン（指向性）を示す図である。本実施形態においては、アンテナ１の中心を原点とし、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂと平行で原点を通る面をＸＹ平面とし、アンテナ１の短尺方向（図１のＷ１方向）をＸ軸とし、アンテナ１の長尺方向（図１のＬ１方向）をＹ軸とし、それらのＸ軸とＹ軸に対して垂直な軸をＺ軸とし、Ｚ軸のＸＹ平面に対する角度をＴｈｅｔａ（θ）、Ｚ軸回りの方位角をＰｈｉ（Φ）としたときに、ＴｈｅｔａとＰｈｉの角度で示される方向から見た場合のアンテナパターンを示すものとする。
【0046】
図１３に示すアンテナパターンは、アンテナ１Ａを正面から見た（フィーダー１１を右に、導電性部材１０ｃを左に、第１導電板１０ａを上、第２導電板１０ｂを下とした場合の正面図）場合におけるアンテナ１を中心としたアンテナパターンを示している。つまり、Ｔｈｅｔａ＝９０°、Ｐｈｉ＝０°とした場合のアンテナパターンであり、ＹＺ平面におけるアンテナパターンを示している。アンテナ１Ａは、ワイヤレス給電における受電アンテナとして利用される関係上、また、アンテナ１Ａを搭載するセンサ等の装置がどこに配置されるか推定できない以上、アンテナ１Ａの指向性はなるべく均一になっていることが、望ましい。図１３には、アンテナ１Ａの第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂの面積を固定し、高さＨ１を、２ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍとした場合のアンテナパターン（指向性）を示している。
【0047】
図１３に示されるように、高さＨ２が２ｍｍの場合に、０度及び１８０度においてアンテナパターンに大きく凹みがあるといえる。そして、高さＨ２を高くしていくごとに、その凹みが少なくなり、Ｈ２＝１０ｍｍの場合には、凹みは少なくアンテナパターンが円に近くなる（無指向性に近くなる）ことから、これらの高さの中では、Ｈ２＝１０ｍｍとすることが、受電アンテナとして好ましいということが理解できる。Ｈ２は、高ければ高いほど良いというものではなく、また、アンテナ１Ａを搭載する装置の積載量にも依存するとともに、Ｈ２を高くしていった際に、アンテナパターンが歪まない高さとすることが好ましい。
【0048】
以上の図２～図１３に示す内容から、図１に示す長尺板状の第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂとが互いに対向してフィーダー１１により一端部が接続され、更に、導電性部材１０ｃとで接続されるアンテナ１において、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂとの間の距離、即ち、アンテナ１の高さは、１０ｍｍ程度とすることが好ましく、導電性部材１０ｃは、フィーダー１１からなるべく離れた位置、即ち、フィーダー１１が配置されている端部とは反対側の他端部において第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂとを接続することが好ましいと言える。また、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂのサイズとしても、上述した各種のサイズの中では、１５ｍｍ×４０ｍｍを中心とする範囲とすることが好ましいといえるが、いずれのサイズのアンテナであっても、図１、図１１に示す形状でアンテナ長が９２０メガヘルツの１／４λに近ければ、十分に受電アンテナとして機能する。
【0049】
図１４（ａ）～（ｆ）は、本発明に係るアンテナの種々のバリエーションを示しており、各種のアンテナの構成例を示している。図１４（ａ）～（ｆ）においては符号としては示していないが、図１１に示したようにベースとしては、第１導電板１０ａと、第２導電板１０ｂと、導電板１０ｃがコの字型に配され、第１導電板１０ａと導電板１０ｃとの端部がフィーダー１１により接続される構成になっているという認識のもと、以降の説明を行う。
【0050】
【0051】
図１４（ｂ）に示すアンテナ１ｂは、アンテナ１ａの変形例である。図１４（ｂ）に示すアンテナ１ｂは、アンテナ１ａの第１導電板１０ａの中央部において第２導電板１０ｂの方に突出する凸部が設けられるとともに、第２導電板１０ｂの中央部において第１導電板１０ａの方に突出する凸部が設けられた形状をしている。即ち、アンテナ１ｂは、第１導電板１０ａと、第１導電板１０ａに対向する第２導電板１０ｂと、導電板１０ｃと、フィーダー１１と、を備え、導電板１０ｃは、第１導電板１０ａの一端と、第２導電板１０ｂの第１導電板１０ａの一端に対向する一端とを接続し、フィーダー１１は、第１導電板１０ａの他端と、第２導電板１０ｂの第１導電板１０ａの他端に対向する他端とを接続して成る。
【0052】
図１４（ｃ）に示すアンテナ１ｃは、アンテナ１ａの他の変形例である。図１４（ｃ）に示すように、アンテナ１ａの導電板１０ａ～１０ｃの外縁部を残した形状をしている。換言すると、アンテナ１ｃは、導電板１０ａ～１０ｃを１枚の導電板で形成して、各辺の端部から所定距離だけ内側を切り欠いた状態の導電板を、図１４（ｃ）に示す状態になるように折り曲げて端部をフィーダー１１で接続している構成を有する。コの字型の第１導電板１０ａと、第１導電板１０ａに対向するコの字型の第２導電板１０ｂと、枠状の導電板１０ｃと、フィーダー１１と、を備え、導電板１０ｃは、第１導電板１０ａの一端と、第２導電板１０ｂの第１導電板１０ａの一端に対向する一端とを接続し、フィーダー１１は、第１導電板１０ａの他端と、第２導電板１０ｂの第１導電板１０ａの他端に対向する他端とを接続して成る。
【0053】
図１４（ｄ）に示すアンテナ１ｄは、アンテナ１ａにおいて、導電板１０ｃの内部を切り欠いて、枠状にしたアンテナである。即ち、アンテナ１ｄは、第１導電板１０ａと、第１導電板１０ａに対向する第２導電板１０ｂと、枠状の導電板１０ｃと、フィーダー１１と、を備え、導電板１０ｃは、第１導電板１０ａの一端と、第２導電板１０ｂの第１導電板１０ａの一端に対向する一端とを接続し、フィーダー１１は、第１導電板１０ａの他端と、第２導電板１０ｂの第１導電板１０ａの他端に対向する他端とを接続して成る。
【0054】
図１４（ｅ）に示すアンテナ１ｅは、アンテナ１ｄに対して、更に、第１導電板１０ａ及び第２導電板１０ｂにスロットを設けた構成になっている。即ち、アンテナ１ｅは、長手方向に延伸するスロットが設けられた第１導電板１０ａと、長手方向に延伸するスロットが設けられた第２導電板１０ｂと、が互いに対向し、一方の端部でフィーダー１１により接続され、他方の端部で板状の導電性部材１０ｃとにより接続されて成る。
【0055】
図１４（ｆ）に示すアンテナ１ｆは、アンテナ１ｅに対して、更に、第１導電板１０ａの長手方向中央付近で、Ｗ２方向の両端から、第２導電板１０ｂに向けて突出部１０ｄを有する構成を有する。即ち、アンテナ１ｆは、長手方向に延伸するスロットが設けられた第２導電板１０ｂと、長手方向に延伸するスロットが設けられるとともに、長手方向中央付近の幅方向の端部において垂直に延伸する突出部１０ｄを有する第１導電板１０ａとが互いに対向し、一方の端部でフィーダー１１により接続され、他方の端部で板状の導電性部材１０ｃとにより接続されて成る。
【0056】
図１５は、図１４（ｆ）に示すアンテナ１ｆと、その一部拡大図である。図１５の一部拡大図に示されるように、第１導電板１０ａの幅（Ｗ）方向の端部であって、長さ（Ｌ）方向の中央近傍から突出する突出部１０ｄは、第２導電板１０ｂに向けて第１導電板１０ａから延伸しているものの、第２導電板１０ｂには接続しない。即ち、第２導電板１０ｂと突出部１０ｄとの間には所定のギャップが設けられている。このギャップの長さによってもアンテナ１ｆの性能が変動する。この点については、図１９を用いて後述する。
【0057】
以下、図１４に示した各アンテナについて、それらの性能比較を行うことでアンテナ１として望ましい形状について検討する。
【0058】
図１６は、図１４に示す各アンテナの通信周波数に応じた放射効率の推移を示すグラフである。図１６に示すように、９２０メガヘルツ帯においては、アンテナ１ｆ、アンテナ１ａ、アンテナ１ｄ、アンテナ１ｂ、アンテナ１ｅ、アンテナ１ｃの順に、高い放射効率を示している。より具体的には、アンテナ１ｆの９２０メガヘルツ帯における放射効率は、０．９９０１００６８、アンテナ１ａの９２０メガヘルツ帯における放射効率は、０．９３００２３５６、アンテナ１ｄの９２０メガヘルツ帯における放射効率は、０．９０７０９８８９、アンテナ１ｂの９２０メガヘルツ帯における放射効率は、０．９０５３２４２６、アンテナ１ｅの９２０メガヘルツ帯における放射効率は、０．９０４７５９５９、アンテナ１ｃの９２０メガヘルツ帯における放射効率は、０．７９９２８９０６であることがシミュレーションにより得られた。このことから、９２０メガヘルツ帯に最も適したアンテナは、放射効率からすると、アンテナ１ｆの形状であるということになるが、いずれの形状であっても、０．７以上の放射効率を有することから、受電アンテナとしての要件は満たすと言える。
【0059】
図１７は、図１４に示す各アンテナのアンテナパターン（指向性）を示す図である。
図１７の右側のアンテナパターンは、図１４に示す各アンテナを、天面（第１導電板１０ａ側）から見て、上端にフィーダー１１が位置するようにして測定したアンテナパターンを示している。即ち、θ＝９０°としたときのＸＹ平面上のアンテナパターンを示している。天面から見たアンテナパターンは、図１４に示す各アンテナのいずれの場合もほぼ真円に近い円を描くことがシミュレーションによりわかった。したがって、天面から見たアンテナパターンについては、いずれのアンテナにも大きな差異はないと言える。
図１７の右側のアンテナパターンは、図１４に示す各アンテナを、天面（第１導電板１０ａ側）から見て、上端にフィーダー１１が位置するようにして測定したアンテナパターンを示している。即ち、θ＝９０°としたときのＸＹ平面上のアンテナパターンを示している。天面から見たアンテナパターンは、図１４に示す各アンテナのいずれの場合もほぼ真円に近い円を描くことがシミュレーションによりわかった。したがって、天面から見たアンテナパターンについては、いずれのアンテナにも大きな差異はないと言える。
【0060】
一方で、図１７の左側のアンテナパターンは、図１４に示す各アンテナを、導電性部材１０ｃ側から見た場合のアンテナパターンを示している。即ち、Φ＝９０°としたときのＸＺ平面上のアンテナパターンを示している。図１７に示すアンテナパターンでは、いずれのアンテナパターンも９０度方向に長軸半径、０度、１８０度方向に短軸半径を有する楕円状になっている。そして、アンテナ１ｆのアンテナパターンの短軸半径が最も長く、アンテナ１ｆが描くアンテナパターンが最も円に近いことになる。アンテナパターンの短軸半径は、図示するように、アンテナ１ｆに次いで、アンテナ１ｅ、アンテナ１ｃ、アンテナ１ａ、アンテナ１ｂの順に短くなっている。図１４に示すアンテナは上述の通りワイヤレス給電における受電アンテナとして用いられることを想定しており、一例として、ＩｏＴ機器としての小型センサ等への搭載が想定されている。この場合、ＩｏＴ機器は、どこに設置されるかわかっていない以上、アンテナパターンとしては、いずれの方向からの電波であっても受信して受電できるようになっていることが好ましいことから、アンテナ１ａ～アンテナ１ｆに示すアンテナの中では、アンテナパターンとしては、アンテナ１ｆが最も好ましいということになる。
【0061】
図１６、図１７からすると、図１４に示すアンテナ群の中では、アンテナ１ｆの形状が、ワイヤレス給電に用いる受電アンテナとして最も適していると推察される。アンテナ１ｆが高い適性を示した理由について図１８を用いて説明する。
【0062】
図１８は、図１４（ｆ）に示すアンテナが複合アンテナとして機能することを示す図である。図１６、１７からすると、アンテナ１ｆが受電アンテナとして効率がよいと考えられるが、これは、アンテナ１ｆが、図１８に示すように複合アンテナとして機能していると推察されるためである。
【0063】
図１８に示すように、アンテナ１ｆは、二つのループアンテナ、二つのスロットアンテナ、三つのダイポールアンテナとして機能していると推定される。即ち、アンテナ１ｆは、導電性部材１０ｃの枠の周囲から成るループアンテナ１８ｇ、第１導電板１０ａ－導電性部材１０ｃ－第２導電板１０ｂ－フィーダー１１の端部により形成されるループアンテナ１８ｆ、第１導電板１０ａに設けられているスロットにより形成されるスロットアンテナ１８ｄ、第２導電板１０ｂに設けられているスロットにより形成されるスロットアンテナ１８ｅ、フィーダー１１－第１導電板１０ａの中央まで－突出部１０ｄからなるダイポールアンテナ１８ａ、１８ｃ、第１導電板１０ａ－フィーダー１１からなるダイポールアンテナ１８ｂの６種類のアンテナとして機能する部位を有する複合アンテナとして見做すことができ、その結果、優れたアンテナ性能を示すこととなった。
【0064】
図１９は、図１４（ｆ）に示すアンテナの突出部１０ｄと第２導電板１０ｂとの間のギャップを変更した場合のアンテナの通信周波数に応じた放射効率を示すグラフである。図１９に示すグラフは、横軸に周波数を、縦軸にデシベル値をとっており、デシベル値が低い方が、効率が低いことになる。
【0065】
図１９には、突出部１０ｄと第２導電板１０ｂとの間の距離（ギャップ）が、０～２．４８ｍｍの範囲でギャップを変更した場合の放射効率を示している。図１９に示すように、ギャップがない場合（０ｍｍの場合）と、それ以外の場合とで、放射効率は異なり、ギャップがない構成の場合、ギャップがある構成に比して、放射効率が大きく劣ることが理解できる。より具体的には、ギャップが０ｍｍ以外の場合であれば、いずれのギャップであっても、放射効率は９０％付近を示した。このことから、アンテナ１ｆにおいては、第１導電板１０ａからの突出部と、第２導電板１０ｂとの間には、ギャップを設けた方がよいことになる。
【0066】
図２０は、図１４（ｆ）に示すアンテナの突出部と第２導電板との間のギャップを変更した場合のアンテナのアンテナパターン（指向性）を示す図である。図２０においては、ギャップを、０．０２ｍｍ、０．１３ｍｍ、０．２ｍｍ、０．６ｍｍとした場合のアンテナパターンの例を示している。図２０の左側は、アンテナ１ｆを天面側から見た場合であってアンテナ１ｆの長尺方向を図面左右方向とした場合のアンテナパターンであり、図２０の右側は、アンテナ１ｆを端部、即ち、フィーダー１１の方から見た場合のアンテナパターンを示している。即ち、図２０の左側は、Φ＝０°としたときのＹＺ平面上のアンテナパターンを示している。また、図２０の右側は、Φ＝９０°としたときのＸＺ平面上のアンテナパターンを示している。
【0067】
図２０に示すように、ギャップを０．１３ｍｍとした場合が最も円に近いアンテナパターンを形成することなり、次いで、ギャップを０．０２ｍｍ、０．６ｍｍ、０．２ｍｍの順に、アンテナパターンが小さく、楕円に近い形状となることがシミュレーションによりわかった。前述の通り、本実施形態に係るアンテナは、ワイヤレス給電における受電アンテナとして用いられ、どこに設置されるか製作段階ではわからないことから、アンテナパターンは、なるべく広範囲の無指向性のアンテナパターンを形成することが望ましい。
【0068】
そうすると、図２０に示されるように、（ｉ）アンテナパターンが最も真円に近いこと、（ｉｉ）放射効率が最もよかったギャップが２．４８ｍｍの場合に比して、ギャップをより狭くした場合でも放射効率が大きく劣るものではないこと、（ｉｉｉ）放射効率が最もよかったギャップが０．６ｍｍの場合のアンテナパターンが、ギャップがより狭い０．１３ｍｍや０．０２ｍｍの場合のアンテナパターンよりも大きく劣ること（アンテナパターンが楕円になっていること）、を考慮すると、以上、図１９、図２０から、アンテナ１ｆの場合、突出部と第２導電板１０ｂとの間にはギャップを設けた方がよく、そのギャップの距離はアンテナ１ｆが形成するアンテナパターンが無指向性に近くなるように、なるべく短い方がよいといえる。
【0069】
図２１は、アンテナを球状に構成した場合の構成例を示す図である。より、具体的には、図２１に示すアンテナは、図１４（ｆ）に示すアンテナ１ｆを曲面状（図示では球状）に構成した場合の例を示している。図２１に示すように、アンテナ１ｇは、スロットが設けられた第１導電板１０ａと、スロットが設けられた第２導電板１０ｂとを、内部を切り欠いた枠状の導電性部材１０ｃにより一方の端部を接続し、フィーダー１１により他方の端部を接続してなる。第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂ、導電性部材１０ｃは、図示するように、全体で球状に湾曲させている。また、第１導電板１０ａの中程から、第２導電板１０ｂに向けて突出する板状の突出部を設けており、この突出部は図示の通り、第２導電板１０ｂには接触しない。
【0070】
【0071】
【0072】
図２３は、図２１に示すアンテナのアンテナパターン（指向性）を示す図である。図２３の左図は、アンテナ１ｇを天面方向、即ち、図２１に示す矢印２１Ａの方から見た場合のアンテナパターンを示す図であり、図２３の中央図は、アンテナ１ｇを側面方向、即ち、図２１に示す矢印２１Ｂの方から見た場合のアンテナパターンを示す図であり、図２３の右図は、アンテナ１ｇを正面方向、即ち、図２１に示す矢印２１Ｃの方から見た場合のアンテナパターンを示す図である。換言すると、図２３の左側は、Φ＝０°としたときのＸＹ平面上のアンテナパターンを示しており、図２３の中央は、θ＝９０°としたときのＸＺ平面上のアンテナパターンを示しており、また、図２３の右側は、Φ＝９０°としたときのＹＺ平面上のアンテナパターンを示している。
【0073】
図２３に示されるように、アンテナ１ｇのアンテナパターンは、図２３の左図及び右図では多少楕円状になっているもののほぼ真円に近い形状をしており、中央図は、ほぼ真円に等しい形状をしていることが理解でき、無指向性のアンテナとして、ほぼ理想的な形状のアンテナパターンを有していることが理解できる。
【0074】
従って、アンテナ１ｆを、図２１に示すように湾曲させて構成したアンテナ１ｇも、受電アンテナとして使用できることがわかった。
【0075】
図２４は、アンテナを柱状（環状）に構成した場合の構成例を示す図である。より、具体的には、図２１に示すアンテナは、図１４（ｆ）に示すアンテナ１ｆを柱状に構成した場合の例を示している。図２４に示すように、アンテナ１ｈは、アンテナ１ｆを長手方向に湾曲させて柱状に構成した例を示しており、スロットが設けられ、長尺方向に湾曲させた長尺板状の第１導電板１０ａと、スロットが設けられ長尺方向に湾曲させた長尺板状の第２導電板１０ｂと、が、それぞれ一方の端部で内部を切り欠いた枠状で湾曲させた導電性部材１０ｃにより接続され、他端でフィーダー１１により接続された構成を成す。
【0076】
図２５は、図２４に示すアンテナ１ｈの通信周波数に応じた放射効率を示すグラフである。図２５に示されるように、図２４に示す形状のアンテナ１ｈは、９２０メガヘルツ帯において、０．９５７６１５５１と高い放射効率を示しており、受電アンテナとして十分に高い性能を示すことが理解できる。
【0077】
図２６は、図２４に示すアンテナ１ｈのアンテナパターン（指向性）を示す図である。図２６の左図は、アンテナ１ｈを矢印２４Ａの方から見た場合のアンテナパターンを示しており、図２６の中央図は、アンテナ１ｈを矢印２４Ｂの方から見た場合のアンテナパターンを示しており、図２６の右図は、アンテナ１ｈを矢印２４Ｃの方から見た場合のアンテナパターンを示している。換言すると、図２６の左側は、Φ＝９０°としたときのＹＺ平面上のアンテナパターンを示しており、図２６の中央は、Φ＝０°としたときのＸＹ平面上のアンテナパターンを示しており、また、図２６の右側は、θ＝０°としたときのＸＺ平面上のアンテナパターンを示している。図２６に示されるように、矢印２４Ａ及び２４Ｂの方から見た場合のアンテナパターンは楕円状になっているものの、歪みは大きくなく、また、矢印２４Ｃの方から見た場合のアンテナパターンはほぼ円形と言えるので、アンテナ１ｈは、十分に無指向性の受電アンテナとしての使用に耐える受電アンテナであるといえる。
【0078】
図２１～図２６に示したように、アンテナ１ｆを球状あるいは柱状に構成した場合には、アンテナ１ｆを図１４（ｆ）に示すように箱状に構成した場合と比してもワイヤレス給電における受電アンテナとして一定の適性を有することが理解できる。このような形状のアンテナ１ｆとしては、一例として、人感センサに接続して、例えば柱状のペン立てに取り付けるようにして自然な形で、アンテナ１ｆを搭載したＩｏＴ機器を、人に意識させない態様で設置することができる。このＩｏＴ機器は、アンテナ１Ｆが受電した電力を用いて動作してセンシングを行って、センシングにより得られたデータを送信することとしてよい。
【0079】
図２７は、導電板の一方に受電回路を設けた場合のアンテナの構成例を示す図である。図２７に示す例では、第１導電板１０ａに受電回路が設けられ、受電回路と、第２導電板１０ｂとがフィーダー１１を介して接続されている。なお、図２７では、第２導電板１０ｂが幅を狭めて第１導電板１０ａ方向へ延伸させる場合を例に記載しているが、第２導電板１０ｂと接続する導電性部材が、受電回路とフィーダー１１を介して接続してもよい。
【0080】
図２７に示すように構成することで、アンテナ１を構成しやすく、かつ、アンテナ１の剛性を、図１や図１１等に示す場合よりも向上させることができる。図２８、図２９を用いて図２７に示すアンテナの性能に説明する。
【0081】
図２８は、図２７に示すアンテナの通信周波数に応じた放射効率を示すグラフである。図２８に示されるように、図２８に示すアンテナの放射効率は、第１導電板１０ａと受電、蓄電回路、センサ、蓄電装置、マイクロコントローラを含むＰＣＢ（Printed Circuit Board）と併せた薄さに応じたアンテナの放射効率を示している。具体的には、第１導電板１０ａとＰＣＢとを合わせた厚みを０．３ｍｍとした場合、第１導電板１０ａとＰＣＢとを合わせた厚みを１ｍｍとした場合、そして、第１導電板１０ａとＰＣＢとを接着して併せて厚みを０．３ｍｍとした場合の３通りでシミュレーションを行ったところ、図２８に示す放射効率を示すグラフが得られた。このグラフによれば、９２０メガヘルツ帯における各アンテナの放射効率は、第１導電板１０ａとＰＣＢとを接着して併せて厚みを０．３ｍｍとした場合のアンテナが０．７９２２８２７３であり、第１導電板１０ａとＰＣＢとを合わせた厚みを１ｍｍとした場合のアンテナが０．６２７８２３８７であり、第１導電板１０ａとＰＣＢとを接着せずに厚みを０．３ｍｍとした場合のアンテナが０．５９７９６３６７であり、この順に高かったことが理解できる。
【0082】
図２８に示す放射効率からすると、アンテナの第１導電板１０ａとＰＣＢとは接着した方がよく、厚みは薄い方がよいと推察される。
図２９は、図２７に示すアンテナのアンテナパターン（指向性）を示す図である。図２９に示すアンテナパターンは、図２７に示すアンテナを天面から見たときのアンテナパターンを示しており、図示するようにいずれの場合も楕円形状をしており、大きな差異はないと言える。
したがって、図２８、図２９を総合すると、アンテナの第１導電板１０ａとＰＣＢとは接着した方がよく、厚みは薄い方がよいと推察される。
図２９は、図２７に示すアンテナのアンテナパターン（指向性）を示す図である。図２９に示すアンテナパターンは、図２７に示すアンテナを天面から見たときのアンテナパターンを示しており、図示するようにいずれの場合も楕円形状をしており、大きな差異はないと言える。
したがって、図２８、図２９を総合すると、アンテナの第１導電板１０ａとＰＣＢとは接着した方がよく、厚みは薄い方がよいと推察される。
【0083】
なお、図示はしていないが前述したように、本実施形態に係るアンテナ１（１Ａ、１ａ～１ｈ）はワイヤレス給電における受電アンテナとして構成されてよく、コンデンサ等を備えて送信機から送信された電力を受電して蓄積し、センサ等を動作させる電力として供給するＩｏＴ機器として構成されてよい。なお、アンテナ１で受電した電力は、直接センサ等に供給されてよく、センシングにより得られたセンシングデータは別途通信回路からアンテナ１により受電した電力を用いて、外部のサーバ装置等に送信されてよい。このとき、アンテナ１は、必要に応じて通信可能であれば、データを送受信する通信アンテナとして共用されてもよい。
【0084】
図３０は、本実施形態に係るアンテナ１をケーシングして、ＩｏＴ機器として形成した例を示す模式図である。図３０（ａ）は、ＩｏＴ機器の外観図であり、図３０（ｂ）は、ＩｏＴ機器の内部透視図である。また、図３１は、図３０（ａ）に示したＩｏＴ機器の分解斜視図である。
【0085】
図３０（ａ）に示すように、一例としてＩｏＴ機器は、箱状の筐体３０００として提供されてよい。図３０（ｂ）に示すように、筐体３０００内には、本実施形態に係るアンテナの一例としてアンテナ１ｆと、アンテナ１ｆ上に設けられて、アンテナ１ｆに接続されたＰＣＢ３００１を内蔵した例を示している。なお、筐体３０００は、内部にアンテナ１とＰＣＢ３００１とを内蔵した態様であれば、箱状に限定するものではなく、例えば、柱状であってもよいし、錐状であってもよいし、球状であってもよい。
【0086】
図３１は、筐体３０００を分解した分解斜視図である。図３１に示すように、アンテナ１ｆ上には、ＰＣＢ３００１が設けられて接続される。ＰＣＢ３００１には図示していないが、ＩｏＴ機器として実行するセンシングに対応するセンサや、受電回路、蓄電回路、蓄電装置、マイクロコントローラ等のＩｏＴ機器として実現すべき機能を実現する各種回路が搭載される。そして、ＰＣＢ３００１を搭載したアンテナ１ｆを、上部筐体３１００と、下部筐体３１０１とで、挟み込んで内蔵することで、ＩｏＴ機器を形成する。このように、本実施形態に係るアンテナ１は、ＩｏＴ機器の一部として提供されてもよい。
【0087】
ＩｏＴ機器として提供する場合には、ＩｏＴ機器のサイズに応じた最も適切なサイズかつ受電性能の高いアンテナ１を選定し、搭載することで、所望の機能を実現しつつ、送電機からの電力を受電できる限り、動作し続けることができるＩｏＴ機器を提供することができる。このＩｏＴ機器の場合には、ＩｏＴ機器を動作させるために必要となる大型のバッテリーを搭載する必要がないため、そのサイズを相対的に小型にすることができるとともに大型のバッテリーを搭載することによって伴うコスト増を抑制することができる。なお、図３１においては、アンテナ１ｆに合わせて、ＰＣＢにもスロットを入れた態様を示しているが、ＰＣＢにスロットは設けなくともよい。
【0088】
また、アンテナ１は、可変構造をとってもよい。例えば、導電性部材１０ｃとフィーダー１１とを伸縮性の部材（例えば、スライド機構等により伸縮可能な部材）により長さを変える構造によって、アンテナ長を変えられるように構成されてもよい。
【0089】
本発明に係る受電アンテナは、一定以上の距離（例えば、１ｍであるが、１ｍに限定するものではなく、１ｍ以上であってもよい）から離れた送電機から送電された電力を効率よく受電できる。また、本発明に係る受電アンテナは、一般的なワイヤレス給電によく用いられる平面ループアンテナよりも、平面面積を小さくすることができ、センサ装置を備えたＩｏＴ機器等に用いやすい受電アンテナとして提供することができる。また、本実施形態に係るアンテナは、様々なサイズに変更したとしても、一定以上の放射効率を得ることができるので、様々なサイズの機器に内蔵して用いる場合に、その機器に応じた寸法としつつも、一定以上の受電性能を有するアンテナとして提供することができる。また、本実施形態に係るアンテナは、全方位に渡って指向性がほぼ０ｄｂｉとなる放射パターンを有するアンテナであり、当該アンテナを搭載した機器は、電力を送電する送電機から所定の距離内で、間に無線送電を妨害する物体がなければ、どこに配置しても受電でき、作動することができる。
【0090】
図１１で示されるアンテナ１Ａは、例えば、逆Ｆアンテナとして扱ってもよい。アンテナ１Ａを逆Ｆアンテナとして扱う場合、例えば、第１導電板１０ａがアンテナエレメントとなり、第２導電板１０ｂが第１導電板１０ａに対するグランドとなり、導電板１０ｃが短絡部となる。第１導電板１０ａは、導電板１０ｃにより、第２導電板１０ｂに短絡される。図１１において、第１導電板１０ａの幅と、グランドとしての第２導電板１０ｂの幅とは略同一である。また、図１１において、第１導電板１０ａの幅と、第２導電板１０ｂの幅と、導電板１０ｃの幅とは略同一である。
【0091】
図１１において、第１導電板１０ａ及び第２導電板１０ｂの、導電板１０ｃにより接続される端部と逆の端部は、フィーダー１１を介して接続されている。通常の逆Ｆアンテナでは、短絡部と、給電部とが所定の距離に位置するようになっている。アンテナ１Ａでは、第１導電板１０ａ及び第２導電板１０ｂの、導電板１０ｃにより接続される端部と逆の端部を、フィーダー１１を介して接続することで、放射効率、反射率、指向性について良好なシミュレーション結果が得られている。
【0092】
アンテナ１Ａの長さＬ２は、例えば、図１０で示されるように、４０ｍｍ～６０ｍｍとなっている。この長さは、例えば、アンテナ１Ａで受信が想定される、９２０メガヘルツ帯の電波の波長λの１／４と同程度の長さである。本説明において、同程度の長さとは、例えば、数値の桁数が同じ、つまり、ずれが１０倍未満であることを表す。アンテナ１Ａは、長さＬ２が４０ｍｍ～６０ｍｍとなることで、９２０メガヘルツ帯の電波を効率的に受信することが可能となる。
【0093】
第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂ、及び導電板１０ｃの特性インピーダンスと、フィーダー１１の特性インピーダンスとは、一致するように設計されている。具体的には、例えば、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂ、及び導電板１０ｃの特性インピーダンスと、フィーダー１１の特性インピーダンスとは、複素共役を利用してマッチングされている。例えば、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂ、及び導電板１０ｃの特性インピーダンスは、Ｒ＋ｊＸになるように設計されている。また、フィーダー１１の特性インピーダンスは、Ｒ－ｊＸになるように設計されている。
【0094】
通常の逆Ｆアンテナにおいて給電部に所定の特性インピーダンスの同軸ケーブルを取り付ける場合、アンテナの特性インピーダンスを同軸ケーブルの特性インピーダンスに合わせる必要がある。本実施形態では、特性インピーダンスの実部のみを併せ、虚部については複素共役で打ち消すようにしているため、効率的にインピーダンスマッチングを行うことが可能となる。なお、インダクタンスやキャパシタンスの値が大きくなると一般的に挿入損失が大きくなるので、コンポーネントの数を減らし、かつ値を小さくすることで、損失を抑えたマッチングが可能となる。特に、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂ、及び導電板１０ｃの特性インピーダンスＲ＋ｊＸのＲの値がフィーダー１１の（整流回路などの）特性インピーダンスＲ－ｊＸ（複素共役）のＲの値と等しいことが理想である。したがって、これを実現するためにはアンテナの共振付近（λ/４）は避け、周波数が低いもしくは高いところで、Ｒ値が共通となる基材の長さを決定する必要がある。
【0095】
アンテナ１Ａは、グランドとしての第２導電板１０ｂを有することで、取り付けられる部材の表面の素材により、アンテナ特性が影響を受けることを避けることが可能となる。これにより、アンテナ１Ａを金属面、導電体の機器又はセンサの表面に載置することができるようになり、使い勝手を大幅に高めることが可能となる。
【0096】
続いて、図１に示すアンテナ１のＺパラメータ、即ち、インピーダンスについて説明する。
図４２は、図１に示すアンテナ１の各種周波数におけるＺパラメータ、即ち、インピーダンスの変化を示す図である。図４２は、実部と虚部のそれぞれの各周波数におけるシミュレーション結果を示している。図４２において上側のグラフが実部の通信周波数に応じたＺパラメータを示しており、下側のグラフが虚部の通信周波数に応じたＺパラメータを示している。虚部の成分はリアクタンスとも呼称される。
図４２は、図１に示すアンテナ１の各種周波数におけるＺパラメータ、即ち、インピーダンスの変化を示す図である。図４２は、実部と虚部のそれぞれの各周波数におけるシミュレーション結果を示している。図４２において上側のグラフが実部の通信周波数に応じたＺパラメータを示しており、下側のグラフが虚部の通信周波数に応じたＺパラメータを示している。虚部の成分はリアクタンスとも呼称される。
【0097】
図４２によれば、導電性部材１０ｃの位置を変化させた場合の９２０メガヘルツ帯におけるインピーダンスとリアクタンスの値は、ｄ＝－３０の場合に、（実部、虚部）＝（６５１３．８６６９Ω、－２５１９．７８８６Ω）、ｄ＝－２３．３３３３の場合に、（実部、虚部）＝（６０９６．２６３８Ω、－２５５１．２４０９Ω）、ｄ＝－１６．６６６７の場合に、（実部、虚部）＝（５８７６．８７７７Ω、－２０８９．０１０２Ω）、ｄ＝－１０の場合に、（実部、虚部）＝（５１５４．６３７２Ω、－１９２１．７７４８Ω）、ｄ＝－３．３３３３の場合に、（実部、虚部）＝（４２８２．２１４３Ω、－１７１３．４６５Ω）、ｄ＝３．３３３３の場合に、（実部、虚部）＝（３２７８．０９０４Ω、－１４８８．１７８Ω）、ｄ＝１０の場合に、（実部、虚部）＝（２２２０．３８８５Ω、－１１９８．５９８３Ω）、ｄ＝１６．６６６７の場合に、（実部、虚部）＝（１３０１．１８４２Ω、－７３０．６９３１Ω）、ｄ＝２３．３３３３の場合に、（実部、虚部）＝（２６８．３１１３Ω、－８０．５９９９Ω）、ｄ＝３０の場合に、（実部、虚部）＝（５５５．１２５５Ω、－１５３．２２３４Ω）、である。
【0098】
図４２の上側のグラフによれば、９２０メガヘルツ帯付近で、導電性部材１０ｃをいずれの位置において配置した場合も急激に高くなっている。このことから、アンテナ１は、９２０メガヘルツ帯に対して共振するアンテナであるということが理解できる。また、ｄＢが高いほど共振の度合が高いことを意味する。図４２によれば、ｄ＝－３０の場合に、９２０メガヘルツ帯において、インピーダンスが最も高くなる。したがって、導電性部材１０ｃをｄ＝－３０の位置、即ち、フィーダー１１から最も遠い位置に配した場合に、最も放射効率が高くなる。
【0099】
なお、Ｒ＋ｊＸがアンテナのインピーダンスと仮定したとき、実部Ｒとなる点は、二カ所存在する（図４４）。上記でアンテナのインピーダンスは、整流回路の複素共役となるときが理想であることを説明した。なお、アンテナインピーダンスがＲ＋ｊＸで、整流回路のインピーダンスがＲ－ｊＸのときが理想的なマッチング条件であるが、実際にこのマッチングを行うことは難しい。一般的に、整流回路の実部は５０オーム以下であり、数十オーム程度であることが多い。従って、アンテナの共振付近では、数千オームという非常に高いＲ値になるが、これを数十オームに合わせると良い。
【0100】
アンテナの実部インピーダンスと整流器の実部インピーダンスのマッチングについて、図４４で説明する様に、低い周波数帯ではアンテナ長Ｌを１０～３０％、好ましくは２０％程度短くすることでＲ値を下げ、所望のＲ値にマッチングを行うことが可能である。また、高い周波数ではアンテナ長Ｌを１０～３０％、好ましくは２０％程度長くすることでＲ値を下げ、所望のＲ値にマッチングを行うことが可能である。低い周波数帯でインピーダンスマッチングを行うことで、アンテナ長Ｌを初期状態から１０～３０％程度短くすることが可能となり、アンテナ全体の小型化を行うことも可能である。
このときに指定されたターゲット値を下回った場合、すなわちＲ値が低くなりすぎており、これを高くしたい場合には、低い周波数帯ではアンテナ長Ｌを長くし、高い周波数帯ではアンテナ長Ｌを短くすることでＲ値を調整することが可能である。アンテナの理想の長さは１/４波長であるが、これに対してアンテナ長を±２０％程度調整することで理想的なマッチングに近づけることが可能となる。
このときに指定されたターゲット値を下回った場合、すなわちＲ値が低くなりすぎており、これを高くしたい場合には、低い周波数帯ではアンテナ長Ｌを長くし、高い周波数帯ではアンテナ長Ｌを短くすることでＲ値を調整することが可能である。アンテナの理想の長さは１/４波長であるが、これに対してアンテナ長を±２０％程度調整することで理想的なマッチングに近づけることが可能となる。
【0101】
それぞれのインピーダンスＲ値をそろえることができれば、ｊＸ値だけを調整すれば良いので、コンポーネントは一つでインピーダンスマッチングをすることができる。実施例として、９２０メガヘルツにおいて、６０ｍｍの長さ、幅１６ｍｍ、高さ８ｍｍのアンテナ（基材にはテフロン（登録商標）を使用）において、２２ｎＨのインダクタを直列に一つ挿入してアンテナと整流器のインピーダンスマッチングを行っている。
受信を想定する電波の周波数帯を共振周波数とする長さ、すなわち例えば受信波長λの１／４の長さをアンテナの初期状態とした場合に、低い周波数でインピーダンスマッチングを行うことで、アンテナ長Ｌを初期状態から１０～３０％程度、好ましくは２０％程度短くすることが可能となり、アンテナ全体の小型化を行うことが可能である。
受信を想定する電波の周波数帯を共振周波数とする長さ、すなわち例えば受信波長λの１／４の長さをアンテナの初期状態とした場合に、低い周波数でインピーダンスマッチングを行うことで、アンテナ長Ｌを初期状態から１０～３０％程度、好ましくは２０％程度短くすることが可能となり、アンテナ全体の小型化を行うことが可能である。
【0102】
以上のことから、導電性部材１０ｃをフィーダー１１からなるべく遠ざける配置とし、出来れば、第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂにおいてフィーダー１１の設けられている端部とは反対側となる端部に第１導電板１０ａと第２導電板１０ｂとを接続するように構成することが好ましいといえる。
【0103】
（実施例２）
以上、実施例１では、図１～図３１、図４２を参照して、様々な形態の受電アンテナ１、１Ａ、１ａ～１ｈについて説明した。
次に、実施例２に係るアンテナ２０について説明する。
以下、記載の重複を避けるため、実施例１に係るアンテナ１、１Ａ、１ａ～１ｈとの重複部分については、その説明を割愛する。
以上、実施例１では、図１～図３１、図４２を参照して、様々な形態の受電アンテナ１、１Ａ、１ａ～１ｈについて説明した。
次に、実施例２に係るアンテナ２０について説明する。
以下、記載の重複を避けるため、実施例１に係るアンテナ１、１Ａ、１ａ～１ｈとの重複部分については、その説明を割愛する。
【0104】
実施例２に係るアンテナ２０は、実施例１と同様、無線給電における受電側の装置として用いることができる。
即ち、実施例２に係るアンテナ２０は、ＷＰＴ（ワイヤレス電力伝送：Wireless Power Transmission又はWireless Power Transfer）に基づいて、３次元空間内でワイヤレスに送電されるエネルギーを受電する受電装置として用いることができる。
実施例２に係るアンテナ２０は、受電したエネルギーを、センサ、ロボット、機器、ＰＣ等の任意の対象物に対して、エネルギーを送電することができる。
実施例２に係るアンテナ２０は、アンテナ又はレクテナとして実装することができる。
実施例２に係るアンテナ２０は、アンテナ又はレクテナと、関連する電子部品と一体化されたモジュール（アンテナ・モジュール等）として実装することができる。
実施例２に係るアンテナ２０は、アンテナ又はレクテナと、関連する電子部品と、送電対象であるセンサ等と一体化されたモジュール（センサ・モジュール等）として実装することができる。
即ち、実施例２に係るアンテナ２０は、ＷＰＴ（ワイヤレス電力伝送：Wireless Power Transmission又はWireless Power Transfer）に基づいて、３次元空間内でワイヤレスに送電されるエネルギーを受電する受電装置として用いることができる。
実施例２に係るアンテナ２０は、受電したエネルギーを、センサ、ロボット、機器、ＰＣ等の任意の対象物に対して、エネルギーを送電することができる。
実施例２に係るアンテナ２０は、アンテナ又はレクテナとして実装することができる。
実施例２に係るアンテナ２０は、アンテナ又はレクテナと、関連する電子部品と一体化されたモジュール（アンテナ・モジュール等）として実装することができる。
実施例２に係るアンテナ２０は、アンテナ又はレクテナと、関連する電子部品と、送電対象であるセンサ等と一体化されたモジュール（センサ・モジュール等）として実装することができる。
【0105】
まず、図３２～図３７を参照して、実施例２に係るアンテナ２０の基本構成について説明する。
図３２は、実施例２に係るアンテナの基本構成及び、その中に適用可能なコア材を示す図の例である。
図３２（Ａ）を参照すると、特に図１１に例示した実施例１に係るアンテナ１Ａ等と同様の方向から眺めたときの、実施例２に係るアンテナ２０の斜視図が例示されている。
図３２（Ｂ）を参照すると、反対側の方向から眺めたアンテナ２０の斜視図が例示されている。これら図によって、実施例２に係るアンテナ２０の基本構成が、全周囲から理解できるようになっている。
なお、実施例１に係る受電アンテナ１、１Ａ、１ａ～１ｈでは、板厚を省略して、構造が概略的に例示されていた（例えば、図１１及び図１４（ａ）～（ｆ）参照）。図３２（Ａ）、（Ｂ）では、アンテナ２０の板厚についてより具体的に例示している。
図３２は、実施例２に係るアンテナの基本構成及び、その中に適用可能なコア材を示す図の例である。
図３２（Ａ）を参照すると、特に図１１に例示した実施例１に係るアンテナ１Ａ等と同様の方向から眺めたときの、実施例２に係るアンテナ２０の斜視図が例示されている。
図３２（Ｂ）を参照すると、反対側の方向から眺めたアンテナ２０の斜視図が例示されている。これら図によって、実施例２に係るアンテナ２０の基本構成が、全周囲から理解できるようになっている。
なお、実施例１に係る受電アンテナ１、１Ａ、１ａ～１ｈでは、板厚を省略して、構造が概略的に例示されていた（例えば、図１１及び図１４（ａ）～（ｆ）参照）。図３２（Ａ）、（Ｂ）では、アンテナ２０の板厚についてより具体的に例示している。
【0106】
図３２（Ａ）に例示したアンテナ２０は、多面体形状を有する。好適には、アンテナ２０は、略直方体形状を有する。特に、図３２（Ａ）に例示したアンテナ２０は、所定の幅方向（Ｘ軸方向）の寸法Ｗ３、長手方向（Ｙ軸方向）の寸法Ｌ３及び高さ方向（Ｚ軸方向）の寸法Ｈ３を有している。
実施態様に応じて、各寸法には適当な調整をすることができる。例えば、高さ方向の寸法Ｈ３を比較的小さく抑えて、全体として低姿勢にしてもよい。また、幅方向の寸法Ｗ３と長手方向の寸法Ｌ３との積から求められる面積を小さく抑えて、全体として設置面積を最小にしてもよい。
実施態様に応じて、各寸法には適当な調整をすることができる。例えば、高さ方向の寸法Ｈ３を比較的小さく抑えて、全体として低姿勢にしてもよい。また、幅方向の寸法Ｗ３と長手方向の寸法Ｌ３との積から求められる面積を小さく抑えて、全体として設置面積を最小にしてもよい。
【0107】
図３２（Ａ）に例示したアンテナ２０は、特に図１１に例示した実施例１と同様に、第１の導電板（導電性部材）２１と第２の導電板（導電性部材）２２とが互いに対向するように配置されており、それぞれの一端部において、フィーダー（整流器）２５を介して互いに接続されるとともに、反対側の端部において、第３の導電板（導電性部材）２３を介して互いに接続されている。
第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、銅、アルミ等、電流をよく流す任意の素材から構成されている。
従って、第１の導電板２１、第３の導電板２３、第２の導電板２２及びフィーダー２５により、閉じた電流の経路がつくられていて、図３２（Ａ）、（Ｂ）の矢印に例示するように、ループアンテナ５０が形成されている。
第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、銅、アルミ等、電流をよく流す任意の素材から構成されている。
従って、第１の導電板２１、第３の導電板２３、第２の導電板２２及びフィーダー２５により、閉じた電流の経路がつくられていて、図３２（Ａ）、（Ｂ）の矢印に例示するように、ループアンテナ５０が形成されている。
【0108】
なお、ここで言うループアンテナ５０は、厳密には一般的な「ループアンテナ」とは異なるが、３つの導電板及びフィーダー２５により、ループができあがるため、本実施例ではこれを「ループアンテナ」と呼ぶ。このアンテナは、例えば給電用アンテナとして機能する。実施例１の図１８で例示した、第１導電板１０ａ、導電性部材１０ｃ、第２導電板１０ｂ及びフィーダー１１の端部により形成されるループアンテナ１８ｆについても同様に、厳密には一般のループアンテナとは原理が少し異なるが、ループができあがるため、「ループアンテナ」と呼ぶ。また、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したループアンテナ５０の矢印の向きは逆であってもよい。
【0109】
好適には、第１の導電板２１と第２の導電板２２とは、互いに所定間隔で離間して、略同一方向に、略平行に延在する。なお、第１の導電板２１と第２の導電板２２とは、互いに平行な形態に限定されない。
好適には、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、それぞれ長尺板状に形成される。なお、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、長尺板状の四辺の長さや方向を様々に修正することは可能である。また、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、全体的又は部分的に、平ら状であってもよく、湾曲状であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。
例示した実施例では、第３の導電板２３は、第１の導電板２１及び第２の導電板２２に対して、略直交するようにつなげられている。しかしながら、以下に詳述するように、特にループアンテナ５０の効率の観点から、第３導電板２３の接続角度は９０度に限定されない。
好適には、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、それぞれ長尺板状に形成される。なお、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、長尺板状の四辺の長さや方向を様々に修正することは可能である。また、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、全体的又は部分的に、平ら状であってもよく、湾曲状であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。
例示した実施例では、第３の導電板２３は、第１の導電板２１及び第２の導電板２２に対して、略直交するようにつなげられている。しかしながら、以下に詳述するように、特にループアンテナ５０の効率の観点から、第３導電板２３の接続角度は９０度に限定されない。
【0110】
好適には、単一の導電板を曲げ加工して、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３を形成する。例えば、一枚の銅板を曲げ加工して、断面視で略コ字状（略Ｕ字状又は略Ｃ字状）となるように、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３を形成する。曲げ加工では、例えば、金型を用いて、銅板等を塑性加工してもよい。
ただし、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、それぞれ個別の導電板により形成されて、互いに通電可能に接続されてもよい。
ただし、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、それぞれ個別の導電板により形成されて、互いに通電可能に接続されてもよい。
【0111】
実施例２では、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３のうちの少なくともいずれかに抜き加工を行って、所定の大きさで中空のスペース２４を画定することができる。例えば、第３導電性部材２３に対してプレス抜き加工を行って、任意の場所で、略四角形状の中空のスペース２４を画定してもよい。この中空のスペースは、その中に逆Ｆ型アンテナ６０が取付可能となるように、大きさと形状とを定めることができる。
【0112】
なお、実施例１において、図１４（ｄ）及び図１８に例示したアンテナ１ｄは、導電板１０ｃの内部を切り欠くことで、その枠の周囲から成るループアンテナ１８ｇを構成している。実施例２では、同様に導電板２３の内部を切り欠いているものの、その抜き加工の主要な目的は、ループアンテナを構成することではない。そのため、実施例２では、中空のスペース２４（切り抜き、切り欠きと呼ぶこともある）を画定する周囲の枠の大きさや、枠の太さ等は、実施例１の場合とは相違し得る。
【0113】
従って、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したアンテナ２０は、第１の導電板２１、第２の導電板２２、第３の導電板２３及びフィーダー２５から成るループアンテナ５０と、第３の導電板２３の中空のスペース２４内に配置された逆Ｆ型アンテナ６０と、を有するデュアル・バンド・アンテナとして構成することができる。
【0114】
ループアンテナ５０と逆Ｆ型アンテナ６０とは、互いに異なる２つの周波数のアンテナパターンを利用可能にしている。このため、ループアンテナ５０と逆Ｆ型アンテナ６０とは、互いに異なる目的のために用いることができる。例えば、ループアンテナ５０は電力受信用アンテナとして用い、逆Ｆ型アンテナ６０は、データ通信用アンテナとして用いることができる。
【0115】
具体的には、実施例２に係るアンテナ２０は、ループアンテナ５０によって９２０メガヘルツ帯の電力送受信アンテナを構成するとともに、逆Ｆ型アンテナ６０によって２．４ギガヘルツ帯のデータ通信アンテナを構成することができる。ただし、各アンテナの帯域は、この例に限定されない。例えば、ループアンテナ５０によって９００メガヘルツ帯の電力受信アンテナを提供するとともに、逆Ｆ型アンテナ６０によって５．６ギガヘルツ帯のデータ通信アンテナを提供してもよい。
【0116】
図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したアンテナ２０は、異なる２種類のアンテナ５０、６０を利用可能とするため、アプリケーションの幅を広げており、ユーザー側のアンテナ設計負荷の軽減に寄与することができる。
特に、アンテナ２０は、ワイヤレス電力伝送に基づくアプリケーションへの適用に適している。無線センサネットワークでは、電力受信アンテナとデータ通信アンテナとが必要とされている。例えば、無線給電を利用したＩｏＴのセンシングでは、無線給電用の帯域９２０ＭＨｚとデータ通信用の帯域２．４ＧＨｚの２つの帯域を同時に利用することが求められることがある。図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したアンテナは、これら２つのアンテナを提供することができるため、この分野への適用に適している。
特に、アンテナ２０は、ワイヤレス電力伝送に基づくアプリケーションへの適用に適している。無線センサネットワークでは、電力受信アンテナとデータ通信アンテナとが必要とされている。例えば、無線給電を利用したＩｏＴのセンシングでは、無線給電用の帯域９２０ＭＨｚとデータ通信用の帯域２．４ＧＨｚの２つの帯域を同時に利用することが求められることがある。図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したアンテナは、これら２つのアンテナを提供することができるため、この分野への適用に適している。
【0117】
さらに、実施例２に係るアンテナ２０は、これら２つのアンテナを一体化して小型に作り込むことができるため、アンテナ、レクテナ及び／又はモジュールの小型化を可能にしている。このため、広く、様々な分野での適用を可能にしている。
例えば、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したアンテナ２０は、第１の導電板２１と第２の導電板２２とは、それぞれ、所定の幅方向の寸法Ｗ３と、所定の長手方向の寸法Ｌ３を有し、２次元方向に所定の面積Ａ３を確保している。この面積Ａ３を利用して、第１の導電板２１の表面上に、電子回路等を搭載することを可能にしている。
例えば、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したアンテナ２０は、第１の導電板２１と第２の導電板２２とは、それぞれ、所定の幅方向の寸法Ｗ３と、所定の長手方向の寸法Ｌ３を有し、２次元方向に所定の面積Ａ３を確保している。この面積Ａ３を利用して、第１の導電板２１の表面上に、電子回路等を搭載することを可能にしている。
【0118】
例えば、第１の導電板２１の表面上にプリント基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）を搭載してもよい。ＰＣＢとは、基板の一種であり、プリント配線板（ＰＷＢ：Printed Wiring Board）に電子部品を取り付けて、電子回路として動作可能にしたものをいう。
電子回路の具体的な構成は、実施形態に応じて任意に選択することができる。例えば、電子回路は、受電回路、蓄電回路、センサ、蓄電装置、マイクロコントローラ（マイコン）を含むことができるが、これに限定されない。
電子回路の具体的な構成は、実施形態に応じて任意に選択することができる。例えば、電子回路は、受電回路、蓄電回路、センサ、蓄電装置、マイクロコントローラ（マイコン）を含むことができるが、これに限定されない。
【0119】
図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したアンテナ２０は、デュアル・バンド・アンテナ（又はマルチ・バンド・アンテナ）として構成できるとともに、場所を選ばずに使用することができる。特に、アンテナ２０は、導電板２２を金属面や導電体上に設置した場合であっても、導電板２１と導電板２２で挟まれた空間の中にループ状に電流が流れるループアンテナを構成することができ、受信効率が大きく低下することはない。従ってアンテナ２０を容易に金属面や導電体の機器やセンサの表面へ設置することができ、使い勝手を大幅に高めている。
以上、図３２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、アンテナ２０の基本構造について、概念的に例示した。
以上、図３２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、アンテナ２０の基本構造について、概念的に例示した。
【0120】
図３４（Ａ）、（Ｂ）は、実施例２に係るアンテナの実装例を示す図である。
図３４（Ａ）、（Ｂ）の図では、特に、第１の導電板２１の上方に配置される電子回路の層４４（図３３参照）についてより具体的に例示されている。
図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示した構成と、図３４（Ａ）、（Ｂ）に例示した構成は、必ずしも厳密に対応しなくてもよい。例えば、電子回路の立体的な形状によっては、図３３に例示したカバーレイ４５は、部分的に省略することができる。また、電子回路は、第１の導電板２１の上面だけでなく、第３の導電板２３及び／又は第２の導電板２２の一部を利用して配置されてもよい（図示略）。カバーレイ４５等の説明については、後述される。
図３４（Ａ）、（Ｂ）の図では、特に、第１の導電板２１の上方に配置される電子回路の層４４（図３３参照）についてより具体的に例示されている。
図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示した構成と、図３４（Ａ）、（Ｂ）に例示した構成は、必ずしも厳密に対応しなくてもよい。例えば、電子回路の立体的な形状によっては、図３３に例示したカバーレイ４５は、部分的に省略することができる。また、電子回路は、第１の導電板２１の上面だけでなく、第３の導電板２３及び／又は第２の導電板２２の一部を利用して配置されてもよい（図示略）。カバーレイ４５等の説明については、後述される。
【0121】
図３４（Ａ）に例示したアンテナ２０は、コア材を挿入した場合は波長短縮効果によって比較的に小型に構成することができ、例えば、大人の手の中に納まる程度の大きさを有することができる。コア材等の説明は後述する。
例えば、アンテナ２０は、図３２（Ａ）に例示した長手方向の寸法Ｌ３について、凡そ、４０ｍｍ付近～６０ｍｍ付近の大きさを有することができる。
また、アンテナ２０は、各導電板の板厚として、数ｍｍの大きさ、又は５ｍｍ付近～８ｍｍ付近の大きさを有することができる。
ただし、アンテナ２０の各寸法は、例示した数値範囲に限定されない。
例えば、アンテナ２０は、図３２（Ａ）に例示した長手方向の寸法Ｌ３について、凡そ、４０ｍｍ付近～６０ｍｍ付近の大きさを有することができる。
また、アンテナ２０は、各導電板の板厚として、数ｍｍの大きさ、又は５ｍｍ付近～８ｍｍ付近の大きさを有することができる。
ただし、アンテナ２０の各寸法は、例示した数値範囲に限定されない。
【0122】
図３４（Ａ）、（Ｂ）では、アンテナ２０の上に乗せる電子回路には、例えば、電源、センサ駆動回路及び／又は無線通信回路を載せることができる。
デュアル・バンド・アンテナとしてアンテナ２０を構成する場合、ループアンテナ５０（例えば、９２０ＭＨｚ）から電源電圧を受信し、逆Ｆ型アンテナ６０（例えば、２．４ＧＨｚ）からセンサによる取得データの電波送信を行うことが考えられる。この際、接続はワイヤーで行う必要がある。このように、アンテナ２０の上にＰＣＢ（電子回路）を設ける場合、その厚みの分、高さ方向の寸法の増加が想定できる。
デュアル・バンド・アンテナとしてアンテナ２０を構成する場合、ループアンテナ５０（例えば、９２０ＭＨｚ）から電源電圧を受信し、逆Ｆ型アンテナ６０（例えば、２．４ＧＨｚ）からセンサによる取得データの電波送信を行うことが考えられる。この際、接続はワイヤーで行う必要がある。このように、アンテナ２０の上にＰＣＢ（電子回路）を設ける場合、その厚みの分、高さ方向の寸法の増加が想定できる。
【0123】
そこで、アンテナ２０を構成する際、上記ＰＣＢの替わりに、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）を用いることができる。ＦＰＣは、可撓性を有し、例えば、厚さの薄い絶縁材（プラスチックフィルム）を用いて形成することができる。
例えば、アンテナ２０は、２層ＦＰＣを用いて構成されてもよい。このうち、第一層を９２０ＭＨｚ帯アンテナ（ループアンテナ５０）とし、第二層を整流回路、電源、センサ制御回路、無線通信回路、２．４ＧＨｚ帯アンテナ（逆Ｆ型アンテナ６０）として構成することができる。
ＰＣＢ又はＦＰＣを任意に用いることで、比較的に小型で、かつ低姿勢（高さを抑えた）アンテナ２０を構成するのが好ましい。
例えば、アンテナ２０は、２層ＦＰＣを用いて構成されてもよい。このうち、第一層を９２０ＭＨｚ帯アンテナ（ループアンテナ５０）とし、第二層を整流回路、電源、センサ制御回路、無線通信回路、２．４ＧＨｚ帯アンテナ（逆Ｆ型アンテナ６０）として構成することができる。
ＰＣＢ又はＦＰＣを任意に用いることで、比較的に小型で、かつ低姿勢（高さを抑えた）アンテナ２０を構成するのが好ましい。
【0124】
次に、アンテナ２０の内部形状の説明を行う。
実施例１では、図１１等に例示したように、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂ及び第３導電板１０ｃは、断面視で略コ字状に構成され、その内部を中空にしていた。このため、製品の重量、製品の部品点数、製品のコスト及び製品の加工の手間の抑制という観点からは長所があった。
実施例２においても同様に、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、断面視で略コ字状に構成され、その内部を中空にすることができる。この場合、同様に、製品の重量等の抑制の他、ループアンテナ５０の性能の確保の面で、利点がある。
実施例１では、図１１等に例示したように、第１導電板１０ａ、第２導電板１０ｂ及び第３導電板１０ｃは、断面視で略コ字状に構成され、その内部を中空にしていた。このため、製品の重量、製品の部品点数、製品のコスト及び製品の加工の手間の抑制という観点からは長所があった。
実施例２においても同様に、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、断面視で略コ字状に構成され、その内部を中空にすることができる。この場合、同様に、製品の重量等の抑制の他、ループアンテナ５０の性能の確保の面で、利点がある。
【0125】
ここで、アンテナ２０の内部形状が中空の場合、２つの並行の導電板２１、２２間の距離を固定し、製品の形状の維持や、製品の強度の確保を行うと良い。
そこで、実施例２では、さらに、２つの並行の導電板２１、２２間に誘電体から成る剛性のコア材３０を挿入することで、製品の形状や強度の向上を図るとともに、波長短縮効果によるループアンテナ５０の小型化を図っている。
そこで、実施例２では、さらに、２つの並行の導電板２１、２２間に誘電体から成る剛性のコア材３０を挿入することで、製品の形状や強度の向上を図るとともに、波長短縮効果によるループアンテナ５０の小型化を図っている。
【0126】
図３２（Ｃ）、（Ｄ）を参照すると、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したアンテナ形状の内部に挿入可能なコア材３０が例示されている。コア材３０は、アンテナ２０の内部形状に対応した外部形状を有することができる。
例えば、図３２（Ａ）に例示したアンテナ２０は、全体として略直方体に形成され、所定の幅方向の寸法Ｗ３、長手方向の寸法Ｌ３及び高さ方向の寸法Ｈ３を有している。
図３２（Ｃ）に例示したコア材３０は、同様に、その本体３１を全体として略直方体に形成して、所定の幅方向の寸法Ｗ４、長手方向の寸法Ｌ４及び高さ方向の寸法Ｈ４を有している。
例えば、図３２（Ａ）に例示したアンテナ２０は、全体として略直方体に形成され、所定の幅方向の寸法Ｗ３、長手方向の寸法Ｌ３及び高さ方向の寸法Ｈ３を有している。
図３２（Ｃ）に例示したコア材３０は、同様に、その本体３１を全体として略直方体に形成して、所定の幅方向の寸法Ｗ４、長手方向の寸法Ｌ４及び高さ方向の寸法Ｈ４を有している。
【0127】
コア材３０の各寸法Ｗ４、Ｌ４及びＨ４は、アンテナ２０の内部にコア材４０が充填可能となるように任意に定めることができる。一般的に、コア材３０の誘電率（ε、イプシロン）の値が高いと、コア材３０が用いられない場合と比較して、波長短縮効果によってアンテナ２０の寸法（Ｗ３、Ｌ３及びＨ３のうちの任意のもの）を短くして、アンテナ２０の小型化が可能になる。この小型化の効果は、デュアル・バンド・アンテナに限らず、シングル・バンド・アンテナとして構成されたアンテナ２０についても同様である。
なお、コア材３０の本体３１は、アンテナ２０の内部形状の全域にわたって設けられる必要はない。必要に応じて、アンテナ２０の内部形状の一部にのみコア材３０が充填されるようにしてもよい。
なお、コア材３０の本体３１は、アンテナ２０の内部形状の全域にわたって設けられる必要はない。必要に応じて、アンテナ２０の内部形状の一部にのみコア材３０が充填されるようにしてもよい。
【0128】
また、コア材３０の本体３１は、中実状に限定されない。必要に応じて、本体３１を穿孔することは可能である。必要に応じて、本体３１の内部に中空のスペースを設けてもよい。中空を設けると、全体として軽く作ることができ、かつ受電効率すなわち放射効率が向上する。さらに、中空の形状を工夫し、中央部分の空間を広く取り、アンテナの先端部分の空間を狭く取ると、効率が向上する。
また、コア材３０の本体３１は、単一部品に限定されない。必要に応じて、２つ又は複数の部品から構成されていてもよい。
また、コア材３０の本体３１は、単一部品に限定されない。必要に応じて、２つ又は複数の部品から構成されていてもよい。
【0129】
コア材３０は、誘電体であることが好ましい。
例えば、コア材３０は、プラスチックを用いて構成することができる。プラスチックとは、誘電体の一種である。プラスチックは、可塑性のある有機高分子物質のことであり、合成樹脂と呼ばれることもある。プラスチックは、複雑な形に加工しやすく、かつコストが安い為、大量生産に有利な素材である。
例えば、コア材３０は、プラスチックを用いて構成することができる。プラスチックとは、誘電体の一種である。プラスチックは、可塑性のある有機高分子物質のことであり、合成樹脂と呼ばれることもある。プラスチックは、複雑な形に加工しやすく、かつコストが安い為、大量生産に有利な素材である。
【0130】
より好適には、コア材３０は、アクリルを用いて構成することができる。アクリルとは、プラスチックの一種であり、アクリル樹脂やアクリル繊維のことである。アクリルガラスと呼ばれることもある。アクリルは、透明性が高く、美観に優れるだけでなく、比較的に堅い素材である。アクリルは、比較的に衝撃に弱いとされているが、アクリルの厚みを持たせることで、耐衝撃性を高めることができる。
【0131】
他には、コア材３０は、ポリカーボネートを用いて構成することができる。ポリカーボネートとは、プラスチックの一種であり、特にポリカーボネート樹脂を原料に用いた素材である。
他には、コア材３０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；フッ素樹脂）を用いて構成することができる。例えば、コア材３０は、テフロン（登録商標）を用いて構成することができる。
他には、コア材の素材はプラスチック、アクリル、ポリカーボネート、ＰＴＦＥ等に限定されず、高い誘電率を有する別の素材を用いることが可能である。
なお、テフロンは誘電損失が少ないため、他のコア材と比べてテフロンを用いると、放射効率が向上する。
他には、コア材３０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；フッ素樹脂）を用いて構成することができる。例えば、コア材３０は、テフロン（登録商標）を用いて構成することができる。
他には、コア材の素材はプラスチック、アクリル、ポリカーボネート、ＰＴＦＥ等に限定されず、高い誘電率を有する別の素材を用いることが可能である。
なお、テフロンは誘電損失が少ないため、他のコア材と比べてテフロンを用いると、放射効率が向上する。
【0132】
従って、アンテナ２０は、コア材３０の周りに各導電板２１、２２及び２３を巻き付けるように構成することで、強度を向上することができる。例えば、上記ＦＰＣをコア材３０に巻き付けるようにして、アンテナ２０を構成してもよい。ＦＰＣは可撓性を有するため、平面だけでなく、曲面から構成されたコア材３０への巻き付けを容易にしている。
【0133】
幅方向に一様にアンテナ２０を形成することで、例えば、図４１に例示するように、多数のアンテナ２０を製造する場合には、生産効率を高めることができる。例えば、複数組のアンテナ及び回路基板を並列してＦＰＣ上に成型し（実線と破線の３つの符号２０参照）、これら複数組のアンテナ及び回路基板が乗っているＦＰＣを長いコア材に巻き付け、その後、１組のアンテナ及び回路基板毎にコア材ごとＦＰＣを切断することで（実線の１つの符号２０参照）、複数のアンテナ２０を効率よく製造することができる。
【0134】
なお、コア材３０は、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３から成る略直方体のアンテナ２０とは別に加工された後、アンテナ２０の内部に挿入されて、接着されてもよい。例えば、接着剤として、エポキシ樹脂接着剤等を用いることができる。他、コア材３０は、任意の態様で射出成形等されてもよい。
【0135】
このように、互いに離間する２つの導電板２１、２２の間にコア材３０を挿入することで、製品の形状維持や製品の強度確保を改善している。
さらに、アンテナ２０の内部にコア材３０を挿入することで、その誘電体の特性に基づいて、波長短縮効果によって、ループアンテナ５０のサイズの小型化を図ることができる。ただし、アンテナ２０の内部にコア材３０を挿入すると、その物質による誘電損により、ループアンテナ５０の電力受信効率が低下する可能性がある。
さらに、アンテナ２０の内部にコア材３０を挿入することで、その誘電体の特性に基づいて、波長短縮効果によって、ループアンテナ５０のサイズの小型化を図ることができる。ただし、アンテナ２０の内部にコア材３０を挿入すると、その物質による誘電損により、ループアンテナ５０の電力受信効率が低下する可能性がある。
【0136】
従って、アンテナ２０の内部にコア材３０を用いる場合には、ループアンテナ５０と逆Ｆ型アンテナ６０の機能の低下を避けるべく、可能な限り誘電損失の少ない物質を用いるのが好ましい。例えば、コア材３０の素材として、上記プラスチック、アクリル、ポリカーボネート、ＰＴＦＥ等を用いることができる。しかしながら、別の物質のコア材３０を用いることは可能である。特に、誘電率が比較的に高めで、かつ誘電損失が低い素材が好ましい。
【0137】
図３３は、図３２（Ｂ）の第１の導電板２１の側面２６の断面構成を示す図の例である。
図３３から理解できるように、第１の導電板２１は、複数の層４１～４５から成る多層構造を有し、例えば２層ＦＰＣである。２層ＦＰＣとは、回路に用いる銅箔が２層という意味である。
なお、第１の導電板２１の多層構造は、例示した５層に限定されない。これより少ない数又はこれより多い数の多層構造とすることは可能である。また、第２の導電板２２と第３の導電板２３についても多層構造とすることができるが、それらの構成は、第１の導電板２１の場合とは相違させることができる。
図３３から理解できるように、第１の導電板２１は、複数の層４１～４５から成る多層構造を有し、例えば２層ＦＰＣである。２層ＦＰＣとは、回路に用いる銅箔が２層という意味である。
なお、第１の導電板２１の多層構造は、例示した５層に限定されない。これより少ない数又はこれより多い数の多層構造とすることは可能である。また、第２の導電板２２と第３の導電板２３についても多層構造とすることができるが、それらの構成は、第１の導電板２１の場合とは相違させることができる。
【0138】
例えば、第１の導電板２１の一番下側の層４１は、カバーレイである。カバーレイとは、保護層に相当する。カバーレイは、その周囲を電気的、機械的、化学的及び／又は熱的に保護するため、任意の素材から形成され得る。
例えば、第１の導電板２１の一番下から２番目の層４２は、導電層である。この導電層は、例えば銅箔で形成される。銅箔は、第１の導電板２１を形成し、ループアンテナを構成するために用いられる。
例えば、第１の導電板２１の一番下から２番目の層４２は、導電層である。この導電層は、例えば銅箔で形成される。銅箔は、第１の導電板２１を形成し、ループアンテナを構成するために用いられる。
【0139】
例えば、第１の導電板２１の一番下から３番目の層４３は、絶縁層である。絶縁層は、特に電気絶縁性に優れた素材から形成され、好適にはポリイミドである。
例えば、第１の導電板２１の一番下から４番目の層４４は、導電層である。この導電層は、例えば銅箔で形成される。この銅箔により電子回路が形成され、若しくは、この銅薄に別に成型した電子回路やバッテリー、センサ等が導通される。また、この電子回路に接続される形で、層４４の銅箔により逆Ｆアンテナ６０を成型することができる。
例えば、第１の導電板２１の一番下から５番目の層４５は、カバーレイである。
なお、層４２及び層４４の材料は、銅に限られず、その他の導電性部材であってよい。
例えば、第１の導電板２１の一番下から４番目の層４４は、導電層である。この導電層は、例えば銅箔で形成される。この銅箔により電子回路が形成され、若しくは、この銅薄に別に成型した電子回路やバッテリー、センサ等が導通される。また、この電子回路に接続される形で、層４４の銅箔により逆Ｆアンテナ６０を成型することができる。
例えば、第１の導電板２１の一番下から５番目の層４５は、カバーレイである。
なお、層４２及び層４４の材料は、銅に限られず、その他の導電性部材であってよい。
【0140】
また、図３３のような５層のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）だけではなく、より多層のＦＰＣを用いることにより、導電板２１の上により複雑な電子回路を形成することが可能になる。また、層を増やすことでグランド層を設けることができ、アンテナのグランドと回路側のグランドを分離することでより干渉を抑えることが可能となる。
このように、ＦＰＣにより、導電板２１、２３、２２と、逆Ｆアンテナ６０と、回路を一体成型し、コア材に巻き付けてループアンテナ５０と逆Ｆアンテナ６０を有するデュアルアンテナを形成することで、本実施例のアンテナ２０を容易に製造することができる。
このように、ＦＰＣにより、導電板２１、２３、２２と、逆Ｆアンテナ６０と、回路を一体成型し、コア材に巻き付けてループアンテナ５０と逆Ｆアンテナ６０を有するデュアルアンテナを形成することで、本実施例のアンテナ２０を容易に製造することができる。
【0141】
第１の導電板２１の上方に配置される電子回路の層４４と、その下方に配置されるループアンテナ５０の層４２とは、一部のコンタクトポイントを除いて絶縁層４３によって互いに絶縁されている。このため、第１の導電板２１の上方に電子回路を積層したとしても、それによって、同じ第１の導電板２１によって形成されるループアンテナ５０の機能が損なわれないように工夫している。
また、２層ＦＰＣの層４２の銅箔でループアンテナ５０を形成し、層４４の銅箔で逆Ｆアンテナ６０を形成し、それぞれの間がポリイミドの層４３で絶縁されているため、それぞれのアンテナが独立して駆動でき、それぞれのアンテナのパフォーマンスが維持されるように工夫している。
また、２層ＦＰＣの層４２の銅箔でループアンテナ５０を形成し、層４４の銅箔で逆Ｆアンテナ６０を形成し、それぞれの間がポリイミドの層４３で絶縁されているため、それぞれのアンテナが独立して駆動でき、それぞれのアンテナのパフォーマンスが維持されるように工夫している。
【0142】
なお、層４３によって、層４２と層４４との間は絶縁はされているものの、高周波成分は通してしまうことが起こり得る。但し、逆Ｆアンテナ６０は、上述のように、多層構造のうち、ＦＰＣの第２の導電層により構成されており、層４２の一部をくり抜いた中空のスペース２４内に配置されている。従って、逆Ｆアンテナ６０は、電流密度の低い箇所に配置されているため、ループアンテナ５０と逆Ｆアンテナ６０との干渉が起きることが抑制されている。
【0143】
また、ループアンテナ５０は、アンテナ２０の内側に配置されている（図３２（Ａ）の符号５０参照）。つまり、アンテナ２０は、断面視で略コ字状の形状を有するが、そのコの字（略Ｃの字又は略Ｕの字）の内側にループアンテナ５０の電界が生じる。
図４３は、アンテナ２０の電界のシミュレーション結果を示す図の例である。同図から理解できるように、導電板２１と２２の間に垂直方向の電界が生じる。ここで、ループアンテナ５０は、保護層４５によって外部環境から保護することができる。このため、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したアンテナは、例えば、第１の導電板２１を上とし、第２の導電板２２を下にして配置された場合、その設置面の物質にかかわらず、ループアンテナ５０の機能が損なわれることはない。上下を逆にした場合も同様である。
図４３は、アンテナ２０の電界のシミュレーション結果を示す図の例である。同図から理解できるように、導電板２１と２２の間に垂直方向の電界が生じる。ここで、ループアンテナ５０は、保護層４５によって外部環境から保護することができる。このため、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したアンテナは、例えば、第１の導電板２１を上とし、第２の導電板２２を下にして配置された場合、その設置面の物質にかかわらず、ループアンテナ５０の機能が損なわれることはない。上下を逆にした場合も同様である。
【0144】
なお、完全ワイヤレスのセンサ・モジュールを構成するためには、電力のみならずセンサのデータを送信するためのデータ通信部分も無線で構成されるとよい。アンテナの一面にＰＣＢを設置して、電源、センサ駆動、無線通信を行う場合、無線通信用のアンテナはＰＣＢ上のパターンアンテナとして構成することができる。
しかしながら、第１の導電板２１の上に電子回路のパターンアンテナを構成する場合、その分、２次元方向に大きな面積をとることになる。
しかしながら、第１の導電板２１の上に電子回路のパターンアンテナを構成する場合、その分、２次元方向に大きな面積をとることになる。
【0145】
これに対して、実施例２に係るアンテナ２０は、略コ字状に延在する導電板２１、２２及び２３の側面に沿ってループアンテナ５０を構成する際、導電板２１、２２及び２３の一部領域を使ってデータ通信用の帯域のアンテナ（例えば逆Ｆ型アンテナ６０）を構成することで、アンテナ全体の小型化を実現している。この結果、回路基板と同一平面上のパターンアンテナを不要にしたので、その分、第１の導電板２１の上面をより広く活用することが可能になっている。
【0146】
図３４（Ａ）、（Ｂ）の、アンテナの実装例に示す通り、ワイヤレス給電用の例えば９２０メガヘルツ帯のアンテナ５０と、データ通信用の例えば２．４ギガヘルツ帯のアンテナ６０の実装は様々考えられる。例えば、図３４（Ｂ）を参照すると、アンテナ２０のうち、第１の導電板２１の表面に中空のスペース２４を設け、その中に逆Ｆ型アンテナ６０を配置している。
例えば、図３４（Ａ）、（Ｂ）は、図３２に対応する実装である。これを参照すると、アンテナ２０のうち、第３の導電板２３に中空のスペース２４を画定して、その中に逆Ｆ型アンテナ６０を配置している。
いずれの場合であっても、アンテナ２０の大きさを小型に保ちながら、第１の導電板２１の上面に電子回路（ＰＣＢ又はＦＰＣ）を設けることを可能にしている。特に、１つのＦＰＣにアンテナを一体化する場合、アンテナ２０の小型化、組立て工数軽減が可能になる。
例えば、図３４（Ａ）、（Ｂ）は、図３２に対応する実装である。これを参照すると、アンテナ２０のうち、第３の導電板２３に中空のスペース２４を画定して、その中に逆Ｆ型アンテナ６０を配置している。
いずれの場合であっても、アンテナ２０の大きさを小型に保ちながら、第１の導電板２１の上面に電子回路（ＰＣＢ又はＦＰＣ）を設けることを可能にしている。特に、１つのＦＰＣにアンテナを一体化する場合、アンテナ２０の小型化、組立て工数軽減が可能になる。
【0147】
次に、アンテナ２０のループアンテナ５０の変形例について説明する。
図３５は、アンテナの変更例及び、その中に適用可能なコア材を示す図の例である。
ループアンテナ５０の形状は、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３から成る導電板の外部形状が基準となっている。図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示した場合では、第１の導電板２１と第２の導電板２２とは互いに略平行に延在し、端部側で第３の導電板２３によって略９０度の角度でつなげられていた。ループアンテナの性能は、この形状によって影響を受け得る。
これに対して、図３５（Ａ）、（Ｂ）に例示した場合では、第１の導電板２１と第２の導電板２２とは、端部側で第３の導電板２３によって９０度よりも大きな角度で、かつより多い角を有するようにつなげられている。
図３５は、アンテナの変更例及び、その中に適用可能なコア材を示す図の例である。
ループアンテナ５０の形状は、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３から成る導電板の外部形状が基準となっている。図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示した場合では、第１の導電板２１と第２の導電板２２とは互いに略平行に延在し、端部側で第３の導電板２３によって略９０度の角度でつなげられていた。ループアンテナの性能は、この形状によって影響を受け得る。
これに対して、図３５（Ａ）、（Ｂ）に例示した場合では、第１の導電板２１と第２の導電板２２とは、端部側で第３の導電板２３によって９０度よりも大きな角度で、かつより多い角を有するようにつなげられている。
【0148】
具体的には、図３５（Ａ）、（Ｂ）に例示した態様では、第３の導電板２３は、符号２６、２７で例示するように、多角形状に曲げ加工されている。反対側の端部では、第１の導電板２１と第２の導電板２２とは、同様に、符号２８、２９で例示するように、多角形状に曲げ加工されている。このため、アンテナ２０は、全体として、断面視で略八角形状の本体を有する。
従って、ループアンテナ５０の形状は、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示した略四角形状から、図３５（Ａ）、（Ｂ）に例示した略八角形状へと変えられている。ループアンテナ５０の形状を、より円形（又は楕円形）に近づけることで、意匠の幅を広げたり、アンテナの性能向上を期待することができる。
従って、ループアンテナ５０の形状は、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示した略四角形状から、図３５（Ａ）、（Ｂ）に例示した略八角形状へと変えられている。ループアンテナ５０の形状を、より円形（又は楕円形）に近づけることで、意匠の幅を広げたり、アンテナの性能向上を期待することができる。
【0149】
また、再度図３４（Ａ）、（Ｂ）を参照すると、第１の導電板２１と第２の導電板２２とは互いに略平行に延在し、端部側で第３の導電板２３によって湾曲状（又は円弧状）につなげられている。この場合、ループアンテナ５０の外部形状をより一層円形（又は楕円形）に近づけることで、意匠の幅を広げたり、アンテナの性能向上を期待することができる。
この際、第３の導電板２３は、全体的に湾曲状（円弧状）に延在してもよい。又は、特に図３４（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、第３の導電板２３は、両端側で部分的に湾曲状に延在し、その中央では部分的にまっすぐに延在してもよい。
この際、第３の導電板２３は、全体的に湾曲状（円弧状）に延在してもよい。又は、特に図３４（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、第３の導電板２３は、両端側で部分的に湾曲状に延在し、その中央では部分的にまっすぐに延在してもよい。
【0150】
第１の導電板２１の上面には電子回路が設置されるため、その面は平らな方が好ましい。また、第２の導電板２２の底面は、アンテナ２０の設置面として用いられるため、その面は平らな方が好ましい。一方、第３の導電板２３は、比較的に形状の自由度が高いため、その形状を修正することで、ループアンテナ５０の形状を変えることができる。
このように、実施形態に応じて、好適なループアンテナ５０の性能が確保できるように、第３の導電板２３は任意の形状を有することができる。例えば、第３の導電板２３は、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、全体的にまっすぐに延在してもよく、図３４（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、全体的又は部分的に湾曲状に延在してもよく、図３５（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、全体的に多角形状に延在してもよい。
このように、実施形態に応じて、好適なループアンテナ５０の性能が確保できるように、第３の導電板２３は任意の形状を有することができる。例えば、第３の導電板２３は、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、全体的にまっすぐに延在してもよく、図３４（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、全体的又は部分的に湾曲状に延在してもよく、図３５（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、全体的に多角形状に延在してもよい。
【0151】
アンテナ２０の内部にコア材３０を充填させる場合、その保持効果を高めるように、各導電板２１、２２及び２３の形状を修正してもよい。
例えば、図３５（Ａ）、（Ｂ）に例示した場合、第１導電板２１、第２導電板２２及び第３導電板２３は全体で略八角形状を有している。この際、第３導電板２３は、多段階に曲げ加工されている（符号２６、２７参照）。これに対応して、第１導電板２１と第２導電板２２とはそれぞれ端部を内側に向って折り返している（符号２８、２９参照）。
例えば、図３５（Ａ）、（Ｂ）に例示した場合、第１導電板２１、第２導電板２２及び第３導電板２３は全体で略八角形状を有している。この際、第３導電板２３は、多段階に曲げ加工されている（符号２６、２７参照）。これに対応して、第１導電板２１と第２導電板２２とはそれぞれ端部を内側に向って折り返している（符号２８、２９参照）。
【0152】
アンテナ２０の内部に収納されるコア材３０もまた、その本体３１の外部形状をアンテナ２０の内部形状に合わせることが好ましい。例えば、図３５（Ｃ）、（Ｄ）に例示した場合、コア材３０の本体３１は、各角部に面取り加工をしてもよい（号３６、３７、３８、３９参照）アンテナ２０とコア材３０の本体３１とを断面視で多角形状にすることで、コア材の保持力を高めてもよい。
さらに、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、任意の場所に凸部又は凹部を設けるとともに、それと対応してコア材３０の本体３１に凹部又は凸部を設けることで、その場所でコア材を係止させるようにして、コア材の保持力を高めてもよい。
さらに、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、任意の場所に凸部又は凹部を設けるとともに、それと対応してコア材３０の本体３１に凹部又は凸部を設けることで、その場所でコア材を係止させるようにして、コア材の保持力を高めてもよい。
【0153】
次に、逆Ｆ型アンテナ６０の変形例について説明する。
図３６（Ａ）～（Ｄ）は、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示した逆Ｆ型アンテナ６０の変形例を示す。
図３６（Ａ）に例示するように、逆Ｆ型アンテナ６０は、主に、給電線６１、短絡線６２及び本体部６３から構成されている。給電線６１、短絡線６２及び本体部６３は、それぞれ、太さ、長さ、位置、形状等について、実施形態に応じて調整可能となっている。
例えば、給電線６１、短絡線６２及び本体部６３の太さを調整してもよい。
例えば、本体部６３の長さを調整してもよい。
例えば、本体部６３の高さを調整してもよい。
例えば、給電線６１に対する短絡線６２の相対的な位置を調整してもよい。
図３６（Ａ）～（Ｄ）は、図３２（Ａ）、（Ｂ）に例示した逆Ｆ型アンテナ６０の変形例を示す。
図３６（Ａ）に例示するように、逆Ｆ型アンテナ６０は、主に、給電線６１、短絡線６２及び本体部６３から構成されている。給電線６１、短絡線６２及び本体部６３は、それぞれ、太さ、長さ、位置、形状等について、実施形態に応じて調整可能となっている。
例えば、給電線６１、短絡線６２及び本体部６３の太さを調整してもよい。
例えば、本体部６３の長さを調整してもよい。
例えば、本体部６３の高さを調整してもよい。
例えば、給電線６１に対する短絡線６２の相対的な位置を調整してもよい。
【0154】
さらに、逆Ｆ型アンテナ６０の本体部６３の形状は、実施形態に応じて調整可能となっている。
例えば、図３６（Ａ）に例示するように、逆Ｆ型アンテナ６０は、本体部６３を単純なライン状（モノポールアンテナ状）に構成することができる。
例えば、図３６（Ｂ）に例示するように、逆Ｆ型アンテナ６０は、本体部６３を単純なライン状に構成する替わりに、図３６（Ａ）の状態からさらに内側に略９０度で折り曲げるように構成することができる（符号６４参照）。
例えば、図３６（Ｃ）に例示するように、逆Ｆ型アンテナ６０は、図３６（Ｂ）の状態からさらに本体部６３を内側に略９０度で折り曲げるように構成することができる（符号６５参照）。
例えば、図３６（Ａ）に例示するように、逆Ｆ型アンテナ６０は、本体部６３を単純なライン状（モノポールアンテナ状）に構成することができる。
例えば、図３６（Ｂ）に例示するように、逆Ｆ型アンテナ６０は、本体部６３を単純なライン状に構成する替わりに、図３６（Ａ）の状態からさらに内側に略９０度で折り曲げるように構成することができる（符号６４参照）。
例えば、図３６（Ｃ）に例示するように、逆Ｆ型アンテナ６０は、図３６（Ｂ）の状態からさらに本体部６３を内側に略９０度で折り曲げるように構成することができる（符号６５参照）。
【0155】
さらに、逆Ｆ型アンテナ６０は、本体部６３を単純なライン状に構成する替わりに、本体部６３をメアンダ・ライン状に折り曲げるように構成することができる（図示略）。
このように、逆Ｆ型アンテナ６０は、本体部６３を様々な形状に調整することができる。その際、本体部６３をまっすぐに延在させてもよく、一回又は複数回にわたって内側に折り曲げてもよく、一回又は複数回にわたって内側と外側とに折り曲げてもよい（例えば、メアンダ状に折り曲げる）。本体部６３を折り曲げる角度は、９０度に限定されない。
このように、逆Ｆ型アンテナ６０は、本体部６３を様々な形状に調整することができる。その際、本体部６３をまっすぐに延在させてもよく、一回又は複数回にわたって内側に折り曲げてもよく、一回又は複数回にわたって内側と外側とに折り曲げてもよい（例えば、メアンダ状に折り曲げる）。本体部６３を折り曲げる角度は、９０度に限定されない。
【0156】
さらに、逆Ｆ型アンテナ６０は、アンテナ２０の任意の場所に設置することができる。
図３４（Ａ）、（Ｂ）、図３６（Ａ）～（Ｃ）等を参照すると、逆Ｆ型アンテナ６０は、直方体のアンテナ形状の側面（第３の導電板２３）に中空のスペース２４を設け、その中に配置されている。
図３６（Ｄ）等を参照すると、逆Ｆ型アンテナ６０は、直方体のアンテナ形状の上面（第１の導電板２１）に中空のスペース２４を設け、その中に配置されている。
図３４（Ａ）、（Ｂ）、図３６（Ａ）～（Ｃ）等を参照すると、逆Ｆ型アンテナ６０は、直方体のアンテナ形状の側面（第３の導電板２３）に中空のスペース２４を設け、その中に配置されている。
図３６（Ｄ）等を参照すると、逆Ｆ型アンテナ６０は、直方体のアンテナ形状の上面（第１の導電板２１）に中空のスペース２４を設け、その中に配置されている。
【0157】
さらに、逆Ｆ型アンテナ６０は、直方体のアンテナ形状の底面（第２の導電板２２）に中空のスペースを設け、その中に配置されもよい（図示略）。
さらに、逆Ｆ型アンテナ６０は、アンテナ２０が直方体よりも側面の数が多い多面体形状に形成されるとき、その任意の面に同様に配置されてもよい。
なお、例示した実施形態では、中空のスペース２４は、四角形状の枠の形状を有している。しかしながら、中空のスペース２４は、その中に逆Ｆ型アンテナを取付けることができ、ループアンテナ５０の特性を維持できれば、四角形状に限定されず、任意の形状を有することができる。
さらに、逆Ｆ型アンテナ６０は、アンテナ２０が直方体よりも側面の数が多い多面体形状に形成されるとき、その任意の面に同様に配置されてもよい。
なお、例示した実施形態では、中空のスペース２４は、四角形状の枠の形状を有している。しかしながら、中空のスペース２４は、その中に逆Ｆ型アンテナを取付けることができ、ループアンテナ５０の特性を維持できれば、四角形状に限定されず、任意の形状を有することができる。
【0158】
さらに、アンテナ２０は、任意の場所に逆Ｆ型アンテナ６０を設置する替わりに、チップアンテナを設置してもよい（図示略）。
チップアンテナは、必要な周波数信号を送信・受信する機能を有するチップ型コンポーネントであって、特に、小型かつ薄型に構成することができる。
この場合、実施例２に係るアンテナ２０は、ループアンテナ５０とチップアンテナとを含むデュアル・バンド・アンテナとして構成することができる。
さらに、アンテナ２０は、逆Ｆ型アンテナ６０、チップアンテナの替わりに、他、同様の特性を有する任意の形状の他のアンテナを用いることも可能である。
チップアンテナは、必要な周波数信号を送信・受信する機能を有するチップ型コンポーネントであって、特に、小型かつ薄型に構成することができる。
この場合、実施例２に係るアンテナ２０は、ループアンテナ５０とチップアンテナとを含むデュアル・バンド・アンテナとして構成することができる。
さらに、アンテナ２０は、逆Ｆ型アンテナ６０、チップアンテナの替わりに、他、同様の特性を有する任意の形状の他のアンテナを用いることも可能である。
【0159】
このように、逆Ｆ型アンテナ６０又はチップアンテナは、アンテナ２０の側面や上面等の任意の場所に取付けることができる。ただし、好適には、アンテナ２０の上面には、上述のように電子回路（ＰＣＢ又はＦＰＣ）用の設置面積を確保する必要がある。このため、アンテナ２０の上面に逆Ｆ型アンテナを取付ける場合には、側面に取付ける場合と比較して、上面の大きさをその分大きくしてもよい。
例えば、図３６（Ｃ）を参照すると、長さＬ３、幅Ｗ３、高さＨ３の各寸法を有する直方体のアンテナ形状の上面のほぼ全域（領域Ａ３参照）が電子回路の設置面積として確保されている。この場合、Ａ３の面積は、Ｌ３×Ｗ３として近似することができる。
例えば、図３６（Ｃ）を参照すると、長さＬ３、幅Ｗ３、高さＨ３の各寸法を有する直方体のアンテナ形状の上面のほぼ全域（領域Ａ３参照）が電子回路の設置面積として確保されている。この場合、Ａ３の面積は、Ｌ３×Ｗ３として近似することができる。
【0160】
また、図３６（Ｄ）を参照すると、直方体のアンテナ形状の上面に逆Ｆ型アンテナ又はチップアンテナを取付ける場合、電子回路の設置面積（領域Ａ５参照）を確保するため、直方体のアンテナ形状がより細長く構成されている。例えば、直方体のアンテナ形状は、長さＬ５、幅Ｗ５、高さＨ５の各寸法を有するが、上記長さＬ３、幅Ｗ３、高さＨ３と対比して、特にＬ３の値がＬ５へと増大させている。なお、幅Ｗ３の値がＷ５へと増大されてもよい。好適には、Ａ５の値は、Ａ３の値とほぼ同様である。
【0161】
以上、実施例２に係るアンテナ２０は、好適には、略直方体形状の本体を有し、その断面形状を略コ字状にする。この略コ字状の形状には、第１の導電板２１と第２の導電板２２とを第３の導電板２３でつなげる任意の態様が含まれえる。好適には、この略コ字状の態様には、第１の導電板２１と第２の導電板２２とをつなげる第３の導電板２３のまっすぐな態様（図３２（Ａ）参照）と、略多角形状な態様（図３５（Ａ）参照）と、略湾曲形状（円弧形状）な態様（図３４（Ａ）参照）とが含まれる。
【0162】
しかしながら、実施例２に係るアンテナ２０の形状は、略直方体形状に限定されない。
例えば、アンテナ２０は、図２１に例示した実施例１に係るアンテナ１ｆと同様に、球状に構成することも可能である。
例えば、アンテナ２０は、図２４に例示した実施例１に係るアンテナ１ｆと同様に、柱状に構成することも可能である。
例えば、アンテナ２０は、他、多面体形状、三角柱状、多角柱状、円柱状、楕円柱状等、任意の形状に構成することも可能である。
例えば、アンテナ２０は、図２１に例示した実施例１に係るアンテナ１ｆと同様に、球状に構成することも可能である。
例えば、アンテナ２０は、図２４に例示した実施例１に係るアンテナ１ｆと同様に、柱状に構成することも可能である。
例えば、アンテナ２０は、他、多面体形状、三角柱状、多角柱状、円柱状、楕円柱状等、任意の形状に構成することも可能である。
【0163】
上述のように、実施例２に係るアンテナ２０は、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３を利用して、ループアンテナ５０を形成する。この際、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３は、その上面を略板状に構成することが好ましい。
しかしながら、実施例２に係るアンテナ２０の形状は、この形状に限定されない。
例えば、アンテナ２０は、図１４（ｅ）に例示した実施例１に係るアンテナ１ｅと同様に、第１導電板１０ａ及び／又は第２導電板１０ｂにスロットを設けた構成にすることも可能である。
この際、図１８に例示したように、第１導電板１０ａに設けられているスロットにより形成されるスロットアンテナ１８ｄ及び／又は第２導電板１０ｂに設けられているスロットにより形成されるスロットアンテナ１８ｅを備えることも可能である。
しかしながら、実施例２に係るアンテナ２０の形状は、この形状に限定されない。
例えば、アンテナ２０は、図１４（ｅ）に例示した実施例１に係るアンテナ１ｅと同様に、第１導電板１０ａ及び／又は第２導電板１０ｂにスロットを設けた構成にすることも可能である。
この際、図１８に例示したように、第１導電板１０ａに設けられているスロットにより形成されるスロットアンテナ１８ｄ及び／又は第２導電板１０ｂに設けられているスロットにより形成されるスロットアンテナ１８ｅを備えることも可能である。
【0164】
以上、図３２～図３６を参照して、実施例２に係るアンテナ２０の基本構成について説明した。
実施例２に係るアンテナ２０は、デュアル・バンド・アンテナとして構成され、好適には、ループアンテナ５０と逆Ｆ型アンテナ６０とを含む。この場合、ループアンテナ５０によって、第１の周波数（例えば９２０ＭＨｚ）の電力受信アンテナを構成可能にするとともに、逆Ｆ型アンテナ６０によって、第２の周波数（例えば２．４ＧＨｚ）のデータ通信アンテナを構成可能にするのが好ましい。
実施例２に係るアンテナ２０は、デュアル・バンド・アンテナとして構成され、好適には、ループアンテナ５０と逆Ｆ型アンテナ６０とを含む。この場合、ループアンテナ５０によって、第１の周波数（例えば９２０ＭＨｚ）の電力受信アンテナを構成可能にするとともに、逆Ｆ型アンテナ６０によって、第２の周波数（例えば２．４ＧＨｚ）のデータ通信アンテナを構成可能にするのが好ましい。
【0165】
ただし、アンテナ２０は、ループアンテナ５０とチップアンテナとを含むデュアル・バンド・アンテナとして構成されてもよい。
さらに、実施例２に係るアンテナ２０を、シングル・バンド・アンテナとして構成することも可能である。この場合、ループアンテナ５０のみを含むようにアンテナ２０を構成してもよい。
さらに、実施例２に係るアンテナ２０を、シングル・バンド・アンテナとして構成することも可能である。この場合、ループアンテナ５０のみを含むようにアンテナ２０を構成してもよい。
【0166】
さらに、実施例２に係るアンテナ２０を、マルチ・バンド・アンテナとして構成して、３帯域以上を同時に実現してもよい。例えば、ループアンテナ５０及び逆Ｆ型アンテナ６０に対して、さらにスロットアンテナ１８ｄ、１８ｅ等を追加してもよい。または、ループアンテナ５０及び逆Ｆ型アンテナ６０に対して、他のループアンテナを追加してもよい。または、ループアンテナ５０及び逆Ｆ型アンテナ６０に対して、モノポールアンテナやダイポールアンテナ等の線状アンテナを追加してもよい。
【0167】
このように、実施例２に係るアンテナ２０は、１つ以上の帯域を受信可能とし、アンテナ、レクテナ又は回路モジュール（例えば、アンテナ・モジュール又はセンサ・モジュール等）として構成することができる。
次に、図３７、図３８を参照して、上記アンテナ２０を用いて、特にセンサに給電して、稼働させる実装例について説明する。
次に、図３７、図３８を参照して、上記アンテナ２０を用いて、特にセンサに給電して、稼働させる実装例について説明する。
【0168】
図３７は、実施例２に係るアンテナを用いて、センサに給電する実装例を示す図である。
左側に点線で囲んだ送信機能を有する送信機７０を示すとともに、右側に点線で囲んだ受信機能を有する受信機８０を示している。送信機７０と受信機８０とは、互いに所定間隔で離間する。例えば、送信機７０と受信機８０とは、互いに約１ｍの距離で離間する。
なお、この例では、送受信間距離を１ｍとしたとき、１ｍＷ～３ｍＷ程度の充電、又は１ｍＷ～２ｍＷ程度の充電を想定している。しかしながら、この数値範囲は例示に過ぎない。
左側に点線で囲んだ送信機能を有する送信機７０を示すとともに、右側に点線で囲んだ受信機能を有する受信機８０を示している。送信機７０と受信機８０とは、互いに所定間隔で離間する。例えば、送信機７０と受信機８０とは、互いに約１ｍの距離で離間する。
なお、この例では、送受信間距離を１ｍとしたとき、１ｍＷ～３ｍＷ程度の充電、又は１ｍＷ～２ｍＷ程度の充電を想定している。しかしながら、この数値範囲は例示に過ぎない。
【0169】
送信機７０は、無線給電時に、送電側の装置として機能する。発振器７１は、所定周波数で信号を発振させる。この信号は、必要に応じて、増幅されて、不要周波数成分が除去されてもよい。その後、送信アンテナ７２は、外部に電波を放射する。送信アンテナ７２は、マイコン（制御器）７３によって制御される。マイコン（制御器）７３は、データ送受信アンテナ７５を介して受信したデータに基づく、データ送受信機７４からのフィードバック信号に基づいて、送信アンテナ２の送信を制御する。
【0170】
受信機８０は、無線給電時に、受電側の装置として機能する。この受信機８０として、図３２～図３６に例示したアンテナ２０を利用することができる。
受信アンテナ８１（例えば、アンテナ２０のループアンテナ５０）は、送信アンテナ７２から外部に送信された給電用のマイクロ波を受信する。例えば、ループアンテナ５０は、９２０ＭＨｚ帯の電力受信アンテナとして機能することができる。整流器８２（例えば、ＰＣＢ又はＦＰＣの一部）は、受信電波を整流し、整流電圧に変換する。電力管理部８３（例えば、ＰＣＢ又はＦＰＣの一部）は、整流電圧に基づいて充電電圧を制御する。充電電圧により、例えば、ＰＣＢ又はＦＰＣの一部に実装されているバッテリーが充電される。
受信アンテナ８１（例えば、アンテナ２０のループアンテナ５０）は、送信アンテナ７２から外部に送信された給電用のマイクロ波を受信する。例えば、ループアンテナ５０は、９２０ＭＨｚ帯の電力受信アンテナとして機能することができる。整流器８２（例えば、ＰＣＢ又はＦＰＣの一部）は、受信電波を整流し、整流電圧に変換する。電力管理部８３（例えば、ＰＣＢ又はＦＰＣの一部）は、整流電圧に基づいて充電電圧を制御する。充電電圧により、例えば、ＰＣＢ又はＦＰＣの一部に実装されているバッテリーが充電される。
【0171】
整流回路８２と電力管理部８３とから構成される受信機能は、ＰＣＢ又はＦＰＣの一部に実装されているマイコン８５によって制御されて、バッテリー８４を充電し、また、受電された電力によって任意のセンサ８６を駆動する。又、バッテリー８４の電力でセンサ８６を駆動することも可能である。
なお、センサ８６は、ＰＣＢ又はＦＰＣの一部として回路整形されてもよい。あるいは、センサ８６は、ＰＣＢ又はＦＰＣに外付けして接続されていてもよい。センサ８６の種類は、任意であるが、例えば熱センサ、温度センサ、光センサ、湿度センサ、振動センサ、等を用いることができる。
なお、センサ８６は、ＰＣＢ又はＦＰＣの一部として回路整形されてもよい。あるいは、センサ８６は、ＰＣＢ又はＦＰＣに外付けして接続されていてもよい。センサ８６の種類は、任意であるが、例えば熱センサ、温度センサ、光センサ、湿度センサ、振動センサ、等を用いることができる。
【0172】
電力管理部８３の状況やセンサ８６の状況、センサ８６が取得した情報等はマイコン８５によって、継続的又は断続的にモニタされており、その状況を示す信号やセンサ８６が取得した情報は、データ送信機８７により、送受信アンテナ８８（例えば、アンテナ２０の逆Ｆ型アンテナ６０）を介して外部の送信機７０に送信される。例えば、逆Ｆ型アンテナ６０は、２．４ＧＨｚ帯のデータ通信アンテナとして機能することができる。
なお、ワイヤレス給電（９２０ＭＨｚ）のパワー（マイクロ波）は一方向に送られるのに対して、データ通信（２．４ＧＨｚ）の電波は双方向に送られることが可能である。
なお、ワイヤレス給電（９２０ＭＨｚ）のパワー（マイクロ波）は一方向に送られるのに対して、データ通信（２．４ＧＨｚ）の電波は双方向に送られることが可能である。
【0173】
このように、アンテナ２０は、モジュール化することができ、特にセンサ・モジュールとして構成されるのに適している。
アンテナ２０は、金属面に設置して使用できる利点を生かしながら、２つの周波数帯域に対応することができる。従って、設置面の物質の制約を受けづらく、場所を選ばずに使用することが可能なため、特に、センサ・モジュールの小型化への対応を可能にしている。
アンテナ２０は、金属面に設置して使用できる利点を生かしながら、２つの周波数帯域に対応することができる。従って、設置面の物質の制約を受けづらく、場所を選ばずに使用することが可能なため、特に、センサ・モジュールの小型化への対応を可能にしている。
【0174】
図３８は、２つのアンテナの電波効率のシミュレーション結果を示す図の例である。
図３８は、図３７に例示した使用状況下で、後述する図３９で示す、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のデータ用アンテナと、９１８ＭＨｚの給電用アンテナを設ける図３９で示す受信アンテナ２０の電波効率のシミュレーション結果が例示されている。
図３８では、横軸に周波数を示すとともに、縦軸に効率（１を１００パーセントとする）を示している。図３８の上方には、ループアンテナ５０のシミュレーション結果が示され、下方に逆Ｆ型アンテナ６０のシミュレーション結果が示されている。なお、このシミュレーション結果は、電力の送電元から、上記のように、アンテナ１までの距離を１ｍとして、理想的な状況下（エネルギの受電を遮る障害物がない状況下）での電磁界シミュレーション結果に相当する。
図３８は、図３７に例示した使用状況下で、後述する図３９で示す、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のデータ用アンテナと、９１８ＭＨｚの給電用アンテナを設ける図３９で示す受信アンテナ２０の電波効率のシミュレーション結果が例示されている。
図３８では、横軸に周波数を示すとともに、縦軸に効率（１を１００パーセントとする）を示している。図３８の上方には、ループアンテナ５０のシミュレーション結果が示され、下方に逆Ｆ型アンテナ６０のシミュレーション結果が示されている。なお、このシミュレーション結果は、電力の送電元から、上記のように、アンテナ１までの距離を１ｍとして、理想的な状況下（エネルギの受電を遮る障害物がない状況下）での電磁界シミュレーション結果に相当する。
【0175】
図３８を参照すると、９１８ＭＨｚ（０．９１８ＧＨｚ）の周波数で、ループアンテナ５０は、８７パーセント程度の効率を達成できていることが理解できる。また、２．５ＧＨｚの周波数で、逆Ｆ型アンテナ６０は、凡そ８３パーセント程度の効率を達成できていることが理解できる。
【0176】
従って、アンテナ２０をデュアル・バンド・アンテナとして構成した場合であっても、各アンテナが互いに干渉して、効率が低下すること回避されている。特に、ループアンテナ５０側では、９２０ＭＨｚ帯の特性が大きく劣化しないことが確認された。また、逆Ｆ型アンテナ６０側では、２．４ＧＨｚ帯の特性が大きく劣化しないことが確認された。従って、実施例２のアンテナ２０は、ループアンテナ５０によって、実用に耐え得る電力受信アンテナを実現するとともに、逆Ｆ型アンテナ６０によって、実用に耐え得るデータ通信アンテナを実現している。
【0177】
上述のように、アンテナ２０は、複数のアンテナを立体的に配置するデュアル・バンド・アンテナとして構成されている。この際、シングル・バンドをデュアル・バンドに変更したとしても、双方のアンテナの特性劣化が少ないアンテナ形状が得られることが確認された。従って、アンテナ２０は、全体の小型化を達成するとともに、良好なアンテナ性能を発揮することが期待できる。
【0178】
上述のように、実施例２に係るアンテナ２０は、受電したエネルギーを、センサ８６に給電することの他、ロボット、機器、ＰＣ等の任意の対象物に対して、エネルギーを送電することができる。
特に、ＦＡ（Factory Automation）への適用時には、センサ８６の替わりに機器に対してアンテナ２０を適用してもよい。さらには、ビルマネジメントへの適用も可能であって、その場合、社員証等、人体に近い場所に用いられる任意の部材に対してアンテナ２０を適用してもよい。
さらに、送電のターゲットは、他、携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末）、ワイヤレス・マイク、ワイヤレスＵＳＢ、ワイヤレス・シアター、ワイヤレス・テレビ、ワイヤレス・カメラ、ワイヤレス・ヘッドフォン、ワイヤレス・マウス、ワイヤレス・キーボード、ワイヤレス・ルータ、ワイヤレス・プリンタ等でもよい。
特に、ＦＡ（Factory Automation）への適用時には、センサ８６の替わりに機器に対してアンテナ２０を適用してもよい。さらには、ビルマネジメントへの適用も可能であって、その場合、社員証等、人体に近い場所に用いられる任意の部材に対してアンテナ２０を適用してもよい。
さらに、送電のターゲットは、他、携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末）、ワイヤレス・マイク、ワイヤレスＵＳＢ、ワイヤレス・シアター、ワイヤレス・テレビ、ワイヤレス・カメラ、ワイヤレス・ヘッドフォン、ワイヤレス・マウス、ワイヤレス・キーボード、ワイヤレス・ルータ、ワイヤレス・プリンタ等でもよい。
【0179】
次に、図３９、図４０を参照して、上記アンテナ２０を用いて、センサを含む機器に給電して、稼働させる場合の実装例について説明する。
図３９は、アンテナを用いて、機器に配置されたセンサに給電する実装例を示す図である。
図３９を参照すると、点線で示す機器９０の一側面に対してアンテナ２０を取付けて、機器９０に設置されたセンサへの給電を可能にした場合が概念的に例示されている。この機器９０は、図３８に例示したセンサ８６の替わりに用いることができる。
上述したように、アンテナ２０のループアンテナ５０は、アンテナ２０の内側に形成されるため、設置面の物質によってアンテナの性能が損なわれないように工夫されている。このため、機器９０の金属面に対して、直接、アンテナ２０を取付けた場合であっても、ループアンテナ５０は継続して機能することができる。
図３９は、アンテナを用いて、機器に配置されたセンサに給電する実装例を示す図である。
図３９を参照すると、点線で示す機器９０の一側面に対してアンテナ２０を取付けて、機器９０に設置されたセンサへの給電を可能にした場合が概念的に例示されている。この機器９０は、図３８に例示したセンサ８６の替わりに用いることができる。
上述したように、アンテナ２０のループアンテナ５０は、アンテナ２０の内側に形成されるため、設置面の物質によってアンテナの性能が損なわれないように工夫されている。このため、機器９０の金属面に対して、直接、アンテナ２０を取付けた場合であっても、ループアンテナ５０は継続して機能することができる。
【0180】
この場合も、アンテナ２０は、第１の導電板２１、第２の導電板２２及び第３の導電板２３から成るループアンテナ５０によって、第１の周波数（例えば９１８ＭＨｚ）の電力送信アンテナを構成している。例えば、ループアンテナ５０によって、機器９０への給電を可能にしている。
また、アンテナ２０は、逆Ｆ型アンテナ６０によって、第２の周波数（例えば２．４５Ｇ）のデータ通信アンテナを構成している。例えば、逆Ｆ型アンテナ６０によって、機器９０に関する状態を示す情報や、センサにより計測された情報を外部に送信可能にしている。
また、アンテナ２０は、逆Ｆ型アンテナ６０によって、第２の周波数（例えば２．４５Ｇ）のデータ通信アンテナを構成している。例えば、逆Ｆ型アンテナ６０によって、機器９０に関する状態を示す情報や、センサにより計測された情報を外部に送信可能にしている。
【0181】
図４０は、２つのアンテナの受信強度のシミュレーション結果を示す図の例である。
図４０（Ａ）及び（Ｂ）は、図３９における機器９０のｘ軸の方向を上にし、ｙｚ面を下に配置した状態（すなわち図３９の機器９０をｙ軸周りに９０度時計回りに回転させた状態）での、３次元空間内での各アンテナの受電状況についての、シミュレーション結果を示す。なお、このシミュレーション結果は、電力の送電元から、アンテナ２０までの距離を１ｍとして、理想的な状況下（エネルギの受電を遮る障害物がない状況下）での電磁界シミュレーション結果に相当する。
図４０（Ａ）では、色が濃くなる程（灰色から黒色に近づく程）受電状況が好適であることを示している。同図から理解できるように、ループアンテナ５０は、導電板２１、２２、２３により構成されるアンテナ２０の全長に沿って、比較的偏りなく、エネルギーを受電できていることが確認された。
図４０（Ａ）及び（Ｂ）は、図３９における機器９０のｘ軸の方向を上にし、ｙｚ面を下に配置した状態（すなわち図３９の機器９０をｙ軸周りに９０度時計回りに回転させた状態）での、３次元空間内での各アンテナの受電状況についての、シミュレーション結果を示す。なお、このシミュレーション結果は、電力の送電元から、アンテナ２０までの距離を１ｍとして、理想的な状況下（エネルギの受電を遮る障害物がない状況下）での電磁界シミュレーション結果に相当する。
図４０（Ａ）では、色が濃くなる程（灰色から黒色に近づく程）受電状況が好適であることを示している。同図から理解できるように、ループアンテナ５０は、導電板２１、２２、２３により構成されるアンテナ２０の全長に沿って、比較的偏りなく、エネルギーを受電できていることが確認された。
【0182】
図４０（Ｂ）を参照すると、３次元空間内での逆Ｆ型アンテナ６０の受電状況についての、シミュレーション結果が示されている。なお、このシミュレーション結果は、電力の送電元から、アンテナ２０までの距離を１ｍとして、理想的な状況下（エネルギの受電を遮る障害物がない状況下）での電磁界シミュレーション結果に相当する。
図４０（Ｂ）では、同様に、色が濃くなる程（灰色から黒色に近づく程）受電状況が好適であることを示している。同図から理解できるように、逆Ｆ型アンテナ６０は、アンテナ２０の一端部側に偏って設けられているため、その全長の一端部側に偏っているものの、機器９０の全域にわたってエネルギーを送受電できることが確認された。
なお、本シミュレーションで用いたアンテナの受電パワーの見積もりを行うと、電力送信出力１Ｗ、送電距離１ｍの条件においては、７．２６ｍＷ、－２１．３９ｄＢ程度の給電が可能であり、バッテリーに対して３．５ｍＷ程度の充電が可能であることが推定できた。ただし、この数値は例示に過ぎず、限定的ではないことを理解されたい。
図４０（Ｂ）では、同様に、色が濃くなる程（灰色から黒色に近づく程）受電状況が好適であることを示している。同図から理解できるように、逆Ｆ型アンテナ６０は、アンテナ２０の一端部側に偏って設けられているため、その全長の一端部側に偏っているものの、機器９０の全域にわたってエネルギーを送受電できることが確認された。
なお、本シミュレーションで用いたアンテナの受電パワーの見積もりを行うと、電力送信出力１Ｗ、送電距離１ｍの条件においては、７．２６ｍＷ、－２１．３９ｄＢ程度の給電が可能であり、バッテリーに対して３．５ｍＷ程度の充電が可能であることが推定できた。ただし、この数値は例示に過ぎず、限定的ではないことを理解されたい。
【0183】
このように、アンテナ２０は、２つの周波数帯のアンテナパターンを組み合わせることで、ループアンテナ５０（例えば、９１８ＭＨｚ）と逆Ｆ型アンテナ６０（例えば、２．４５ＧＨｚ）のデュアル・バンド・アンテナを実現している。さらに、アンテナ２０はデュアル・バンドだけでなく、さらなる別の周波数の電波を送受信できるようにし、３帯以上のマルチ・バンド・アンテナとして構成することもできる。
【0184】
以上、実施例２に係るアンテナ２０は、ループアンテナ５０と逆Ｆ型アンテナ６０との２の周波数のアンテナを一体化している。これら２つのアンテナは、一体的に構成されているものの、使用時には、それぞれのアンテナの性能が大きく阻害されないように機能する。
なお、ループアンテナ５０単体と逆Ｆ型アンテナ６０単体よりも、それらを組み合わせた本実施例のデュアル・バンドのアンテナの方が、以下の理由により受信効率が高まる場合がある。
・ループアンテナ５０は、受電用アンテナ自身のグランドと共通なので、アンテナサイズが大きくなり効率が改善される。
・また、逆Ｆアンテナ６０については、ループアンテナ５０用のために設けた中空のスペース２４があり、その切り抜かれたウィンドウの両サイドを電流が通り抜けることにより、放射パターンの改善とわずかな放射効率向上に寄与する。
なお、ループアンテナ５０単体と逆Ｆ型アンテナ６０単体よりも、それらを組み合わせた本実施例のデュアル・バンドのアンテナの方が、以下の理由により受信効率が高まる場合がある。
・ループアンテナ５０は、受電用アンテナ自身のグランドと共通なので、アンテナサイズが大きくなり効率が改善される。
・また、逆Ｆアンテナ６０については、ループアンテナ５０用のために設けた中空のスペース２４があり、その切り抜かれたウィンドウの両サイドを電流が通り抜けることにより、放射パターンの改善とわずかな放射効率向上に寄与する。
【0185】
更に、アンテナ２０は、ループアンテナ５０と逆Ｆ型アンテナ６０の取付け位置を工夫することで、各アンテナが互いに干渉する影響を減らし、それぞれの効率が低下することを抑制してもよい。他、各アンテナの効率が適当となるように、例えば、各アンテナのインピーダンスの調整や、各アンテナのマッチング等を行いより効率を高めることもできる。例えば、高周波伝送を必要とする小型機器での使用に適した、Ｕ．ＦＬコネクタや任意のマッチング回路等を利用してもよい。
逆Ｆ型アンテナ６０は、フィーダー２５から遠い位置に設置することで、干渉の影響が低減できる。また、受電アンテナ５０の電流が小さくなる位置（λ／４の共振の節の位置）に設置すると、干渉の影響が低減できる。
逆Ｆ型アンテナ６０は、フィーダー２５から遠い位置に設置することで、干渉の影響が低減できる。また、受電アンテナ５０の電流が小さくなる位置（λ／４の共振の節の位置）に設置すると、干渉の影響が低減できる。
【0186】
以上、図３２～図４３を参照して、実施例２に係るアンテナ２０について説明した。
実施例２に係るアンテナ２０は、様々な態様で実装することができる。
態様１
アンテナ２０は、その最もシンプルな実装態様として、少なくともループアンテナ５０を含むアンテナとして構成することができる。アンテナ２０は、ループアンテナ５０から成るシングル・バンド・アンテナとして構成することができる。実装態様によっては、ループアンテナ５０は、さらに、整流器（又は整流回路８２等）と組み合わされてもよい。
実施例２に係るアンテナ２０は、様々な態様で実装することができる。
態様１
アンテナ２０は、その最もシンプルな実装態様として、少なくともループアンテナ５０を含むアンテナとして構成することができる。アンテナ２０は、ループアンテナ５０から成るシングル・バンド・アンテナとして構成することができる。実装態様によっては、ループアンテナ５０は、さらに、整流器（又は整流回路８２等）と組み合わされてもよい。
【0187】
態様２
アンテナ２０の実装態様として、少なくともループアンテナ５０と、整流器（又は整流回路８２）とを組み合わせて含むとともに、高い効率を得るためには、アンテナのインピーダンスの調整を行うことができる。この際、アンテナ２０の寸法、形状のバリエーションによるマッチングの対応や、周波数対応等を行ってもよい。
アンテナ２０の実装態様として、少なくともループアンテナ５０と、整流器（又は整流回路８２）とを組み合わせて含むとともに、高い効率を得るためには、アンテナのインピーダンスの調整を行うことができる。この際、アンテナ２０の寸法、形状のバリエーションによるマッチングの対応や、周波数対応等を行ってもよい。
【0188】
態様３
アンテナ２０の実装態様として、少なくともループアンテナ５０と、整流器（又は整流回路８２）と、電源回路（又は電力管理８３）と、データ通信回路基板（又はマイコン８５等）を組み合わせて構成することができる。この場合、アンテナ・モジュールとして提供することができる。
アンテナ２０の実装態様として、少なくともループアンテナ５０と、整流器（又は整流回路８２）と、電源回路（又は電力管理８３）と、データ通信回路基板（又はマイコン８５等）を組み合わせて構成することができる。この場合、アンテナ・モジュールとして提供することができる。
【0189】
態様４
実施例３に対して、さらに逆Ｆ型アンテナ６０を追加してもよい。この際、逆Ｆ型アンテナ６０は、特に高周波への適用を可能とし、例えば、２．４ＧＨｚ帯への適用を可能とする。その際、逆Ｆ型アンテナ６０のアンテナパターン部分を様々に調整してもよい（図３６（Ａ）～（Ｃ）参照）。また、逆Ｆ型アンテナ６０の取付け位置を様々に調整してもよい（図３６（Ｂ）、（Ｄ）参照）。逆Ｆ型アンテナ６０のアンテナパターン部分が適当な形状をとり得るように、任意の様々な調整を行うことができる。
実施例３に対して、さらに逆Ｆ型アンテナ６０を追加してもよい。この際、逆Ｆ型アンテナ６０は、特に高周波への適用を可能とし、例えば、２．４ＧＨｚ帯への適用を可能とする。その際、逆Ｆ型アンテナ６０のアンテナパターン部分を様々に調整してもよい（図３６（Ａ）～（Ｃ）参照）。また、逆Ｆ型アンテナ６０の取付け位置を様々に調整してもよい（図３６（Ｂ）、（Ｄ）参照）。逆Ｆ型アンテナ６０のアンテナパターン部分が適当な形状をとり得るように、任意の様々な調整を行うことができる。
【0190】
態様５
さらに、アンテナ２０の実装態様として、少なくともループアンテナ５０と、整流器（又は整流回路８２）と、電源回路（又は電力管理８３）と、データ通信回路基板（又はマイコン８５、逆Ｆ型アンテナ６０）と、センサ８６（図３７参照）を組み合わせて含む、センサネットワークシステム（又はセンサ・モジュール）を構築してもよい。センサ８６の替わりに、機器９０等を用いてもよい（図３９参照）。
さらに、アンテナ２０の実装態様として、少なくともループアンテナ５０と、整流器（又は整流回路８２）と、電源回路（又は電力管理８３）と、データ通信回路基板（又はマイコン８５、逆Ｆ型アンテナ６０）と、センサ８６（図３７参照）を組み合わせて含む、センサネットワークシステム（又はセンサ・モジュール）を構築してもよい。センサ８６の替わりに、機器９０等を用いてもよい（図３９参照）。
【0191】
態様６
態様１～態様５の各場合で、アンテナ２０の内部にさらにコア材３０を組み合わせてもよい。その際、コア材の素材、大きさ、形状等を様々に調整することで、各アンテナの大きさ、形状、特性を様々に調整してもよい。その際、アンテナ２０は、ＦＰＣを利用してもよい。
態様１～態様５の各場合で、アンテナ２０の内部にさらにコア材３０を組み合わせてもよい。その際、コア材の素材、大きさ、形状等を様々に調整することで、各アンテナの大きさ、形状、特性を様々に調整してもよい。その際、アンテナ２０は、ＦＰＣを利用してもよい。
【0192】
以上、本発明によれば、１つ以上の帯域を受信可能、小型低姿勢かつ設置位置の制約の少ないアンテナ、レクテナおよび回路モジュールを提供する。このため、幅広い小型センシングアプリケーションに対応したアンテナ・モジュール、センサ・モジュール等を提供することができる。
【0193】
以上、実施例１では、図１～図３１、図４２を参照して、様々な形態の受電アンテナ１、１Ａ、１ａ～１ｈについて説明した。
また、実施例２では、図３２～図４１、図４３を参照して、様々な形態の受電アンテナ２０について説明した。
実施例１と実施例２とは、互いに独立して実装されてもよく、又は、互いに組み合わせて実装されてもよい。例えば、実施例２に係るコア材３０や、逆Ｆ型アンテナ６０等は、実施例１に係る受電アンテナ１、１Ａ、１ａ～１ｈに適用することができる。同様に、実施例１の説明は、実施例２に対して適用可能である。
また、実施例２では、図３２～図４１、図４３を参照して、様々な形態の受電アンテナ２０について説明した。
実施例１と実施例２とは、互いに独立して実装されてもよく、又は、互いに組み合わせて実装されてもよい。例えば、実施例２に係るコア材３０や、逆Ｆ型アンテナ６０等は、実施例１に係る受電アンテナ１、１Ａ、１ａ～１ｈに適用することができる。同様に、実施例１の説明は、実施例２に対して適用可能である。
【0194】
なお、給電用に用いた通信帯域は、９２０ＭＨｚ帯に限定するものではなく、例えばＵＨＦ帯域であれば良く、欧州においては８６８ＭＨｚの帯域が用いられ、米国においては９１５ＭＨｚの帯域が用いられても良い。また、ＵＨＦ帯域に属するその他の周波数帯であっても構わない。
また、データ通信用の通信帯域は、２．４ＧＨｚ帯に限定するものでは無く、２．４ＧＨｚの近傍の（±１０％）の範囲の周波数帯を用いてもかまわない。例えば２．４５ＧＨｚの帯域を用いることもできる。また、５．７ＧＨｚの近傍の通信帯域を用いても構わない。高速データ通信のために高い周波数帯域が求められる一方、給電には、データ通信と比較して低い周波数帯域を用いることが可能である。
また、データ通信用の通信帯域は、２．４ＧＨｚ帯に限定するものでは無く、２．４ＧＨｚの近傍の（±１０％）の範囲の周波数帯を用いてもかまわない。例えば２．４５ＧＨｚの帯域を用いることもできる。また、５．７ＧＨｚの近傍の通信帯域を用いても構わない。高速データ通信のために高い周波数帯域が求められる一方、給電には、データ通信と比較して低い周波数帯域を用いることが可能である。
【0195】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
なお、上述の実施例は少なくとも特許請求の範囲に記載の構成を開示している。
なお、上述の実施例は少なくとも特許請求の範囲に記載の構成を開示している。
【符号の説明】
【0196】
１、１Ａ、１ａ－１ｈ・・・アンテナ
１０ａ・・・第１導電板
１０ｂ・・・第２導電板
１０ｃ・・・導電性部材
１０ｄ・・・突出部
１１・・・フィーダー
２０・・・アンテナ
２１・・・第１の導電板
２２・・・第２の導電板
２３・・・第３の導電板
３０・・・コア材
５０・・・ループアンテナ
６０・・・逆Ｆ型アンテナ
１０ａ・・・第１導電板
１０ｂ・・・第２導電板
１０ｃ・・・導電性部材
１０ｄ・・・突出部
１１・・・フィーダー
２０・・・アンテナ
２１・・・第１の導電板
２２・・・第２の導電板
２３・・・第３の導電板
３０・・・コア材
５０・・・ループアンテナ
６０・・・逆Ｆ型アンテナ
【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】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
