特許 7616970 アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/22 20060101AFI20250109BHJP

   H01Q 13/10 20060101ALI20250109BHJP

   H01P 11/00 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/22 Z

H01Q13/10

H01P11/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021140384

(22)【出願日】2021-08-30

(65)【公開番号】P2023034238

(43)【公開日】2023-03-13

【審査請求日】2023-11-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000226932

【氏名又は名称】日星電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100164471

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 大和

(74)【代理人】

【識別番号】100176728

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 慎吾

(72)【発明者】

【氏名】竹内 陽祐

(72)【発明者】

【氏名】笠原 久稔

(72)【発明者】

【氏名】岡村 陽介

(72)【発明者】

【氏名】高村 祐

(72)【発明者】

【氏名】望月 太貴

【審査官】麻生 哲朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－３４２９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０１７２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６５２０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １／２２

Ｈ０１Ｑ １３／１０

Ｈ０１Ｐ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の出入口に配設される、スリット孔が形成された金属板によって構成されている第１のアンテナ部と、
導電性の部材であって、一端が、前記金属板における、前記スリット孔の側面、又は他の領域より薄く、前記スリット孔を含む領域に接続されている接続部と、
を備え、
前記金属板における、前記構造物の外部側の面から、前記金属板に前記接続部の一端が接続されている給電点までの長さは、前記金属板の厚さの１／２以下である、アンテナ装置。

【請求項2】

前記スリット孔は、前記金属板が前記構造物に配設された際に、他の部材に当接しない部分である床版部に形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記接続部の他端は、電気信号を送受信する内部装置に接続されている、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記接続部の他端に接続されている第２のアンテナ部を備える、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記金属板の面上に凸部が形成されており、
前記スリット孔は、前記凸部から５ｍｍ以上離れた位置に形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記接続部は、
ケーブルと、
前記ケーブルの一端が接続されている導電板と、を含み、
前記導電板が、導電性粘着剤によって前記第１のアンテナ部に固定されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナ装置及びアンテナ装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

市場拡大が見込まれるＩｏＴ（Internet of Things）分野において、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）の通信方式を用いることが知られている（非特許文献１）。また、ＬＰＷＡ、Ｗｉ-Ｆｉ（登録商標）、５Ｇ、６Ｇ等の電波は、直進性が高く、通信距離が短いため、多数のアンテナを設置することが望まれている。

【0003】

そこで、多数のアンテナの設置を実現するために、室内外を問わず、既存の構造物にアンテナを取り付けること望まれている。このとき、アンテナを構造物に取り付けることによって、構造物の美観が損なれないようにすることが要求されている。このため、目立たない外観を有し、後付けすることが可能なガラスアンテナが提供されている（非特許文献２）。

【0004】

また、特製のマンホールの鉄蓋にアンテナを内蔵させることによって、アンテナが外力により損傷を受けることを抑制しつつ、車両の障害とならないように路面に取り付ける技術も開発されている（非特許文献３）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【文献】ＮＴＴ西日本、「ＩｏＴ事業拡大のためのＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）の事業化」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２０１８年１０月号、ｐｐ.４４－４７

【文献】ＡＧＣ、「ＡＧＣの『窓を基地局化するガラスアンテナ』５Ｇ対応の開発が完了」、［online］、［令和３年７月５日検索］、インターネット＜URL:https://www.agc.com/news/detail/1200821_2148.html＞

【文献】明電舎、「管きょリアルタイム監視用マンホールアンテナ」、［online］、［令和３年７月５日検索］、インターネット＜URL: https://www.meidensha.co.jp/catalog/bb/BB524-3291.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述したガラスアンテナのような脆性材料によって構成されるアンテナが、金属又は鉄筋コンクリートによって構成される構造物に取り付けられている場合、アンテナは、構造物が耐えうる外力と同等の外力に耐えることができない。このため、構造物が外力に対して損傷を受けない状況においても、アンテナは損傷を受けやすいことがある。したがって、アンテナが構造物に取り付けられる場合、該アンテナには、該アンテナが取り付けられる構造物と同等の靭性を有することが要求されている。また、アンテナが該構造物と同等の靭性を有するために、上述したような、構造物にアンテナを内蔵する手法には、高い作業負荷が発生し、高コストとなっている。

【0007】

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、高い作業負荷が発生し、高コストとなるのを抑制しつつ、構造物と同等の靭性を有することができるアンテナ装置及びアンテナ装置の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一実施形態に係るアンテナ装置は、構造物の出入口に配設される、スリット孔が形成された金属板によって構成されている第１のアンテナ部と、導電性の部材であって、一端が、前記金属板における、前記スリット孔の側面、又は他の領域より薄く、前記スリット孔を含む領域に接続されている接続部と、を備える。

【0009】

一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法は、構造物に配設される金属板にスリット孔を形成するステップと、ケーブルの一端を導電板に取り付けるステップと、前記金属板における、前記スリット孔の側面、又は他の領域より薄く、前記スリット孔を含む領域に前記導電板を取り付けるステップと、を含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、作業負荷を抑制しつつ、構造物と同等の靭性を有することができるアンテナ装置及びアンテナ装置の製造方法を提供することにある。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態に係るアンテナ装置の一例を示す概略図である。

【図2】図１に示す鉄蓋を詳細に示す図である。

【図3A】図２に示す鉄蓋の上面図である。

【図3B】図２に示す鉄蓋の底面図である。

【図4】図１に示すアンテナ装置のＶＳＷＲを示す図である。

【図5】第１の実施形態に係るアンテナ装置の製造方法一例を示すフローチャートである。

【図6A】図２に示す鉄蓋の一部の第１の変形例を示す図である。

【図6B】図２に示す鉄蓋の一部の第２の変形例を示す図である。

【図7】第２の実施形態に係るアンテナ装置の一例を示す概略図である。

【図8】第２の実施形態に係るアンテナ装置の製造方法一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜＜第１の実施形態＞＞
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0013】

＜アンテナ装置の構成＞
本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の構成の一例を説明する。

【0014】

図１に示すように、アンテナ装置１００は、内部装置２００と電気信号を送受信する。本例では、アンテナ装置１００は、有線通信により、内部装置２００と電気信号を送受信してもよい。

【0015】

また、アンテナ装置１００は、外部装置３００と無線通信により電気信号を送受信する。本例では、アンテナ装置１００は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬｏＲａＷＡＮ（Long Range Wide Area Network）などの広域ネットワークにより、外部装置３００と電気信号を送受信する。

【0016】

内部装置２００は、アンテナ装置１００から送信された電気信号を受信し、アンテナ装置１００に電気信号を送信する送受信部、電気信号を制御する制御部、電源等を備える通信装置（第１の通信装置）である。内部装置２００は、構造物の内部Ｓ１側に配設される。

【0017】

外部装置３００は、例えば、内部装置２００によって取得された各種の情報を管理するサーバ等の通信装置（第２の通信装置）である。外部装置３００は、構造物の外部Ｓ２側に配設される。

【0018】

本実施形態における構造物は、地中内の空間を画定するための構造物である。構造物は、例えば、地中Ａに埋設されたマンホール４００である。構造物は、金属、コンクリート、又はレジンコンクリート等によって形成される。

【0019】

マンホール４００は、首部４１と、筐体４２と、鉄蓋４３とを備える。首部４１および筐体４２は、例えば、鉄筋コンクリートによって形成されている。首部４１は、略円筒形状とすることができ、首部４１によって画定される空間は、構造物の外部Ｓ２と連通している。筐体４２は、略直方体形状とすることができる。また、首部４１によって画定される空間と、筐体４２とによって画定される空間とは連通されている。

【0020】

鉄蓋４３は、構造物が画定する内部Ｓ１側の空間と、外部Ｓ２側への空間との境界（マンホール４００の出入口）を覆う部材である。図１に示す例では、鉄蓋４３は、首部４１における外部Ｓ２側に配設されている。一例では、図２に示すように、鉄蓋４３は、板面の形状を有する板面部４３１を含む。また、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、板面部４３１の面は円形とすることができる。

【0021】

図２、図３Ａ、及び図３Ｂに示すように、鉄蓋４３は、板面部４３１より十分に小さい、凸部４３２をさらに含んでもよい。凸部４３２は、板面部４３１の面上に配設され、面の両方の側に配設されてもよいし、面の一方の側に配設されてもよい。なお、図３Ａ及び図３Ｂにおいては、一部の凸部４３２のみに符号が付され、他の凸部４３２の符号は省略されている。

【0022】

例えば、図３Ａに示すように、鉄蓋４３は、外部Ｓ２側から見て、複数の略正方形の凸部４３２ａを有していてもよい。また、鉄蓋４３は、外部Ｓ２側から見て、略円形の凸部４３２ｂを有してもよい。また、鉄蓋４３には、該鉄蓋４３を貫通する、該鉄蓋４３より十分に小さい穴ＨＬが形成されていてもよい。

【0023】

また、図３Ｂに示すように、鉄蓋４３は、内部Ｓ１側の面に、凸部４３２を有していてもよい。具体的には、鉄蓋４３は、内部Ｓ１側の面に、一の方向（ｙ軸方向）に延在する２つの凸部４３２ｃを有し、一の方向に直交する方向（ｘ軸方向）に２つの凸部４３２ｄを有していてもよい。ｘ軸方向に延在する２つの凸部４３２ｃと、ｙ軸方向に延在する２つの凸部４３２ｄとによって井桁が形成されてもよい。井桁は、構造物に配設された鉄蓋４３に負荷される重量を支持する部材である。

【0024】

鉄蓋４３には、該鉄蓋４３を貫通している、矩形状の孔であるスリット孔ＳＨＬが形成されている。該鉄蓋４３におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に流れる電流が変化すると、該鉄蓋４３の周辺における磁場が変化することにより、該鉄蓋４３は、電波を送信し、アンテナ（後述するアンテナ部１１に相当）として機能する。

【0025】

スリット孔ＳＨＬは、鉄蓋４３の面の法線方向（ｚ軸方向）から見て、矩形の形状を有している。スリット孔ＳＨＬは、該スリット孔ＳＨＬが形成されていない金属板を切削加工することにより、スリット孔ＳＨＬを形成してもよいし、スリット孔ＳＨＬが形成されるように金属板を成型してもよい。

【0026】

スリット孔ＳＨＬは、鉄蓋４３における床版部に形成されていてもよい。床版部は、鉄蓋４３が構造物に配設された際に、他の部材に当接しない部分である。床版部に及ぼされる耐力影響は小さいため、アンテナ部１１におけるスリット孔ＳＨＬ周辺が破損されるのを抑制することができる。図２及び図３Ｂに示す例では、床版部は、鉄蓋４３における井桁を構成する凸部４３２ｃ及び４３２ｄが設けられていない部分である。

【0027】

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、スリット孔ＳＨＬは、凸部４３２から５ｍｍ以上離れた位置に形成されてもよい。具体的には、スリット孔ＳＨＬの長辺が延在する方向（ｙ軸方向）において凸部４３２から５ｍｍ以上（図３Ａでは５ｍｍであり、図３Ｂでは７ｍｍ）離れた位置に形成され、かつスリット孔ＳＨＬの短辺が延在する方向（ｘ軸方向）において凸部４３２から５ｍｍ以上（図３Ａ及び図３Ｂでは５ｍｍ）離れるように形成されてよい。スリット孔ＳＨＬ凸部４３２から５ｍｍ以上離れていることによる効果は、追って図４を参照して説明される。

【0028】

同様にして、スリット孔ＳＨＬは、穴ＨＬから５ｍｍ以上離れるように形成されてもよい。

【0029】

また、スリット孔ＳＨＬのサイズは、内部装置２００及び外部装置３００と送受信する電気信号に基づく電波の波長λに応じた値とすることができる。例えば、スリット孔ＳＨＬの長辺の長さｙ＿ｓｈｌは０．７λ以上で０．８λ以下とすることができる。また、スリット孔ＳＨＬの短辺の長さｘ＿ｓｈｌは０．０２λ以上で０．０５λ以下とすることができる。また、スリット孔ＳＨＬの高さｚ１（図２参照）は、波長λによらず、一例として、９ｍｍとすることができる。スリット孔ＳＨＬが、鉄蓋４３より十分に小さく形成されることによって、鉄蓋４３の強度は、スリット孔ＳＨＬにより及ぼされる影響は小さい。

【0030】

また、スリット孔ＳＨＬに樹脂等の絶縁物が充填されてもよい。これにより、アンテナ装置１００は、スリット孔ＳＨＬにおける、空気、水等の通過を抑制することができる。これにより、アンテナ装置１００は、スリット孔ＳＨＬを画定している、鉄蓋４３の表面の防錆を図ることができる。

【0031】

また、スリット孔ＳＨＬに樹脂等の絶縁物が充填されていなくてもよい。このような構成において、鉄蓋４３におけるスリット孔ＳＨＬを画定する面に防錆処理が施されていてもよい。これにより、アンテナ装置１００は、鉄蓋４３におけるスリット孔ＳＨＬを画定する面の防錆を図りつつ、通気性を保つことができる。

【0032】

鉄蓋４３には、複数のスリット孔ＳＨＬが形成されていてもよい。これにより、複数のスリット孔ＳＨＬの周辺それぞれが複数の電波を送信するため、鉄蓋４３は、複数の電波を送信するアンテナとして機能する。これにより、１つのスリット孔ＳＨＬが形成される場合に比べて、単位時間あたりに多くの電波を送信することができ、通信速度が向上される。また、複数のスリット孔ＳＨＬの位置及び方向が適宜設計されることによって、アンテナ装置１００は、鉄蓋４３から送信される電気信号に基づく電波の指向性をよりよく制御することができる。これに伴い、特に無給電中継する場合に顕著に発生する電波減衰を抑制することができる。

【0033】

アンテナ装置１００は、アンテナ部（第１のアンテナ部）１１と、接続部１２とを備える。

【0034】

アンテナ部１１は、構造物の出入口に配設される、スリット孔ＳＨＬが形成された金属板によって構成されている。金属板は、例えば、上述したマンホール４００が備える鉄蓋４３の板面部４３１とすることができる。アンテナ部１１におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に流れる電流が変化すると、該アンテナ部１１の周辺における磁場が変化することにより、アンテナ部１１は、電波を送信する。アンテナ部１１は、アクティブアンテナとして機能することもでき、パッシブアンテナとして機能することもできる。

【0035】

また、アンテナ部１１を構成する金属板の面上に凸部が形成されていてもよい。上述したような、金属板が、鉄蓋４３の板面部４３１である例において、金属板の面上に形成される凸部は、鉄蓋４３の凸部４３２である。そのため、鉄蓋４３の例を参照して説明したように、アンテナ部１１に形成されているスリット孔ＳＨＬは、アンテナ部１１を構成する金属板の面上の凸部から５ｍｍ以上離れた位置に形成されていてもよい。

【0036】

接続部１２は、導電性の部材であって、該接続部１２の一端は、アンテナ部１１を構成する金属板におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に接続されている。本例では、スリット孔ＳＨＬの周辺は、スリット孔ＳＨＬの側面である。接続部１２の他端は、電気信号を送受信する内部装置２００に接続されている。接続部１２は、ケーブルを含み、該ケーブルは、例えば、同軸ケーブル１２１とすることができる。接続部１２は、ケーブルの一端が接続されている導電板１２２をさらに含んでいてもよい。

【0037】

ケーブルの一端は、アンテナ部１１を構成する金属板におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に接続される。ケーブルが同軸ケーブル１２１である構成において、同軸ケーブル１２１は、内部導体１２１ａと、内部導体１２１ａの周縁を囲む外部導体１２１ｂとを含む。

【0038】

図２に示すように、同軸ケーブル１２１の内部導体１２１ａ及び外部導体１２１ｂそれぞれの一端は、アンテナ部１１を構成する金属板におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に接続される。具体的は、同軸ケーブル１２１の内部導体１２１ａの一端は、金属板における、スリット孔ＳＨＬを画定する一方の内側面に接続されている。また、同軸ケーブル１２１の外部導体１２１ｂの一端は、金属板における、スリット孔ＳＨＬを画定する一方の内側面に対向する他方の内側面に接続されている。図２に示す例では、追って詳細に説明するように、内部導体１２１ａ及び外部導体１２１ｂのそれぞれの一端は、内側面に取り付けられた導電板１２２を介して、金属板に接続されている。

【0039】

なお、同軸ケーブル１２１は、結束部材によって結束されてアンテナ部１１に接続されていてもよいし、カシメ片によってアンテナ部１１に接続されていてもよい。これにより、接続部１２はアンテナ部１１に強固に接続される。

【0040】

金属板における、構造物の外部Ｓ２側の面から給電点までの長さは、アンテナ部１１を構成する金属板の厚さの１／２以下であってよい。ここで、給電点は、アンテナ部１１を構成する金属板における接続部１２の一端が接続されている部分である。また、「厚さ」は、金属板の面に直交する方向（ｚ軸方向）における長さである。図２に示す例では、金属板における、構造物の外部Ｓ２側の面から給電点までの長さは、鉄蓋４３における、構造物の外部Ｓ２側の面から給電点までの長さｚ２に相当する。アンテナ部１１を構成する金属板の厚さは、鉄蓋４３の厚さｚ１に相当する。

【0041】

導電板１２２は、導電性の部材である。導電板１２２には、同軸ケーブル１２１の一端が取り付けられており、導電板１２２は、アンテナ部１１に固定されている。具体的には、接続部１２は、２つの導電板１２２を備え、一方の導電板１２２には、同軸ケーブル１２１の内部導体１２１ａが取り付けられ、他方の導電板１２２には、同軸ケーブル１２１の外部導体１２１ｂが取り付けられている。導電板１２２は、アンテナ部１１より小さく、そのため、導電板１２２と同軸ケーブルとの熱容量の差は、アンテナ部１１と同軸ケーブルとの熱容量の差より小さい。このため、同軸ケーブル１２１をアンテナ部１１に直接、はんだ付けする場合に比べて、安定して同軸ケーブル１２１を導電板１２２にはんだ付けすることができる。

【0042】

一例では、導電板１２２は、導電性粘着剤によってアンテナ部１１に固定されていてもよい。導電性粘着剤は、例えば、導電性テープ、導電性接着剤とすることができる。また、このとき、導電板１２２は、はんだ付けによりアンテナ部１１に取り付けられてから、導電性粘着剤によってアンテナ部１１に固定されていてもよい。他の例では、導電板１２２は、カシメ片により固定され、はんだ付けにより給電点に取り付けられていてもよい。

【0043】

ここで、図１から図３Ｂを参照して説明したアンテナ装置１００におけるＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）について、図４を参照して説明する。

【0044】

図４においては、凸部４３２までの距離が０ｍｍであるようにスリット孔ＳＨＬが形成されている場合におけるＶＳＷＲ（実線参照）が示されている。また、凸部４３２までの距離が１ｍｍであるようにスリット孔ＳＨＬが形成されている場合におけるＶＳＷＲ（破線参照）が示されている。また、凸部４３２までの距離が５ｍｍであるようにスリット孔ＳＨＬが形成されている場合におけるＶＳＷＲ（一点鎖線参照）が示されている。

【0045】

凸部４３２までの距離が０ｍｍ又は１ｍｍであるようにスリット孔ＳＨＬが形成されている場合、いずれの周波数帯域においてもＶＳＷＲは２より大きい。これに対して、凸部４３２までの距離が５ｍｍであるようにスリット孔ＳＨＬが形成されている場合、２．３０ＧＨｚ以上で２．５８ＧＨｚ未満の周波数帯域において、ＶＳＷＲは２以下である。すなわち、凸部４３２までの距離が５ｍｍであるようにスリット孔ＳＨＬが形成されている場合、２．３０ＧＨｚ以上で２．５８ＧＨｚ未満の周波数帯域において、インピーダンス整合がとれている。また、凸部４３２までの距離が５ｍｍより大きいようにスリット孔ＳＨＬが形成されている場合も、該周波数帯域において、ＶＳＷＲは２以下であることが見出された。さらに、穴ＨＬまでの距離が５ｍｍ以上であるようにスリット孔ＳＨＬが形成されている場合も、該周波数帯域において、ＶＳＷＲは２以下であることが見出された。このように、スリット孔ＳＨＬが、凸部及び穴ＨＬまでの距離が５ｍｍ以上であるように形成されていることによって、アンテナ装置１００は、電波を安定的に放射することができ、必要十分な通信特性を得ることができる。

【0046】

＜アンテナ装置の製造方法＞
ここで、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００を製造する工程について、図５を参照して説明する。図５は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００を製造する工程の一例を示すフローチャートである。図５を参照して説明するアンテナ装置１００を製造する工程は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の製造方法一例に相当する。

【0047】

ステップＳ１において、構造物に配設される金属板にスリット孔ＳＨＬを形成する。ここでは、スリット孔ＳＨＬが形成されていない金属板を切削加工することにより、スリット孔ＳＨＬを形成してもよいし、スリット孔ＳＨＬが形成されるように金属板を成型してもよい。また、本ステップにおいて、さらに、金属板における、スリット孔ＳＨＬを画定する、切削加工された部分を研磨してもよい。

【0048】

ステップＳ２において、ケーブルの一端を導電板１２２に取り付ける。上述したように、ケーブルが同軸ケーブル１２１である例では、同軸ケーブル１２１の一端を導電板１２２に取り付ける。具体的には、同軸ケーブル１２１の内部導体１２１ａを一の導電板１２２に取り付け、外部導体１２１ｂを他の導電板１２２に取り付ける。

【0049】

ステップＳ３において、金属板におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に導電板１２２を取り付ける。スリット孔ＳＨＬの周辺とは、スリット孔ＳＨＬの側面であってもよい。具体的には、アンテナ部１１における一の給電点に一の導電板１２２を取り付け、アンテナ部１１における他の給電点に他の導電板１２２を取り付ける。このとき、例えば、導電板１２２は、はんだ付けにより給電点に取り付けられてもよい。

【0050】

ステップＳ４において、アンテナ部１１に導電板１２２を固定する。このとき、例えば、導電性粘着剤を用いて、アンテナ部１１に導電板１２２を固定してもよい。

【0051】

このようにして製造されたアンテナ装置１００は、同軸ケーブル１２１の他端を内部装置２００に接続させることによって、内部装置２００と電気信号を送受信することができる。なお、同軸ケーブル１２１は、コネクタ、他のケーブル等を介して、内部装置２００に接続されてもよい。また、内部装置２００から受信した電気信号に基づく電波を外部装置３００に送信したり、外部装置３００から電波を受信して、該電波に基づく電気信号を内部装置２００に送信したりすることができる。

【0052】

なお、上述したように、アンテナ装置１００は、導電板１２２を備えなくてもよく、そのような構成において、ステップＳ３において、導電板１２２ではなく、同軸ケーブル１２１の一端がアンテナ部１１に接続されてもよい。

【0053】

また、上述したステップＳ３において、アンテナ部１１の給電点にはんだ付けにより導電板１２２を取り付け、ステップＳ４において、導電性粘着剤により導電板１２２を固定したがこれに限られない。例えば、ステップＳ３において、カシメ片により導電板１２２を固定し、ステップＳ４において、導電板１２２をはんだ付けにより給電点に取り付けてもよい。

【0054】

以上、説明したように、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００は、構造物に配設される、スリット孔ＳＨＬが形成された金属板によって構成されているアンテナ部１１と、導電性の部材であって、金属板におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に一端が接続されている接続部１２と、を備える。これにより、作業負荷を抑制しつつ、構造物と同等の靭性を有することができる。

【0055】

また、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００において、スリット孔ＳＨＬは、金属板において、構造物に当接しない部分である床版部に形成されている。これにより、アンテナ装置１００は、構造物と同等の靭性を有することができる。

【0056】

また、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００において、接続部１２の他端は、電気信号を送受信する内部装置２００に接続されている。これにより、内部装置２００からアンテナ部１１に直接給電され、高い電波放射特性を実現することができる。

【0057】

また、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００において、金属板の面上に凸部４３２が形成されており、スリット孔ＳＨＬは、凸部４３２から５ｍｍ以上離れた位置に形成されている。これにより、アンテナ装置１００は、インピーダンス整合をとることができる。

【0058】

また、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００では、金属板における、構造物の外部Ｓ２側の面から、接続部１２の一端が金属板に接続される給電点までの長さは、金属板の厚さｚ１の１／２以下である。これにより、アンテナ装置１００は、構造物の外部Ｓ２に配設されている外部装置３００へ送信される電波への金属板による影響を低減することができる。

【0059】

また、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の製造方法は、構造物に配設される金属板にスリット孔ＳＨＬを形成するステップと、同軸ケーブル１２１の一端を導電板１２２に取り付けるステップと、金属板におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に導電板１２２を取り付けるステップとを含む。これにより、構造物に用いられる金属板における外形の変化を抑制しつつ、かつ、強度が損なわれることなく、構造物と同等の靭性を有するアンテナ装置１００を製造することができる。

【0060】

（第１の変形例）
アンテナ部１１を構成する金属板は、上述した実施形態の金属板とは異なり、厚さが一定でなくてもよい。ここで、厚さとは、金属板の面の法線方向における長さである。ここで、図６Ａを参照して、金属板が鉄蓋４３の板面部４３１－１である例における厚さについて説明する。図６Ａに示す板面部４３１－１は、金属板の一例である。例えば、板面部４３１－１において、第２の領域４３１－１Ｂの厚さｚ１は、一例として９ｍｍとすることができる。第１の領域４３１－１Ａの厚さｚ２は、第２の領域４３１－１Ｂの厚さｚ１の１／２未満であってよい。さらに、厚さｚ２が０．５以上２．０ｍｍ以下の範囲である場合、最も安定した送受信が可能となる。第１の領域４３１－１Ａは、スリット孔ＳＨＬが形成されている領域である。第２の領域４３１―１Ｂは、スリット孔ＳＨＬの短辺の方向（ｘ軸方向）で、第１の領域４３１－１Ａに隣接して位置する領域である。このような構成において、接続部１２は、導電性の部材であって、該接続部１２の一端は、アンテナ部１１を構成する金属板におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に接続されている。本例では、スリット孔ＳＨＬの周辺は、金属板における、他の領域（第２の領域４３１－１Ｂ）より薄く、スリット孔ＳＨＬを含む領域（第１の領域４３１－１Ａ）である。具体的には、導電板１２２が、第１の領域４３１－１Ａにおける内部Ｓ１側の面に取り付けられ、同軸ケーブル１２１の一端が、該導電板１２２に取り付けられている。このとき、導電板１２２は、アンテナ部１１の外部Ｓ２側の表面から給電点までの距離が、第２の領域４３１－１Ｂの厚さｚ１の１／２以下となるように取り付けられてもよい。なお、本変形例では、アンテナ装置１００を製造する工程における、上述したステップＳ３において、金属板におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に導電板１２２を取り付けるにあたり、スリット孔ＳＨＬの周辺は、他の領域（第２の領域４３１－１Ｂ）より薄く、スリット孔ＳＨＬを含む領域（第１の領域４３１－１Ａ）であってもよい。

【0061】

（第２の変形例）
アンテナ部１１を構成する金属板は、上述した実施形態の金属板とは異なり、厚さが一定でなくてもよい。ここで、図６Ｂを参照して、金属板が鉄蓋４３の板面部４３１－２である例における厚さについて説明する。図６Ｂに示す板面部４３１－２は、金属板の一例である。例えば、板面部４３１－２において、第１の領域４３１－２Ａは、スリット孔ＳＨＬから離れるほど厚さが大きくなるようなテーパ形状を有している。ここで、第１の領域４３１－２Ａは、厚さｚ２のスリット孔ＳＨＬが形成されている領域である。第２の領域４３１－２Ｂの厚さｚ１は、一定であり、例えば、９ｍｍとすることができる。また、厚さｚ２は、厚さｚ１の１／２未満であってもよい。さらに、厚さｚ２が０．５以上２．０ｍｍ以下の範囲である場合、最も安定した送受信が可能となる。ここで、第２の領域４３１―２Ｂは、スリット孔ＳＨＬの短辺の方向（ｘ軸方向）で、第１の領域４３１－２Ａに隣接して位置する領域である。このような構成において、接続部１２は、導電性の部材であって、該接続部１２の一端は、アンテナ部１１を構成する金属板における、他の領域（第２の領域４３１－２Ｂ）より薄く、スリット孔ＳＨＬを含む領域（第１の領域４３１－２Ａ）に接続されている。具体的には、導電板１２２が、第１の領域４３１－２Ａのテーパ状に形成された部分に取り付けられ、同軸ケーブル１２１の一端が、該導電板１２２に取り付けられている。このとき、導電板１２２は、アンテナ部１１の外部Ｓ２側の表面から給電点までの距離が、第２の領域４３１－２Ｂの厚さｚ１の１／２以下となるように取り付けられてもよい。なお、本変形例でも、アンテナ装置１００を製造する工程における、上述したステップＳ３において、金属板におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に導電板１２２を取り付けるにあたり、スリット孔ＳＨＬの周辺は、他の領域（第２の領域４３１－１Ｂ）より薄く、スリット孔ＳＨＬを含む領域（第１の領域４３１－１Ａ）であってもよい。

【0062】

＜＜第２の実施形態＞＞
以下、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0063】

＜アンテナ装置の構成＞
本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置１００－１の構成の一例を説明する。第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0064】

図７に示すように、アンテナ装置１００－１は、第１の実施形態のアンテナ装置１００と同様に、アンテナ装置１００－１は、内部装置２００と電気信号を送受信し、外部装置３００と無線通信により電気信号を送受信する。本例では、アンテナ装置１００－１は、無線通信により、内部装置２００と電気信号を送受信する。また、アンテナ装置１００－１は、第１の実施形態のアンテナ装置１００と同様に、例えば、ＬＴＥ、ＬｏＲａＷＡＮ等の広域ネットワークにより外部装置３００と外部装置３００と電気信号を送受信する。

【0065】

アンテナ装置１００－１は、アンテナ部（第１のアンテナ部）１１と、接続部１２－１と、第２のアンテナ部１３とを備える。

【0066】

第２のアンテナ部１３は、接続部１２－１の他端に接続されている。第２のアンテナ部１３は、アンテナ機能を有する部材であり、指向性アンテナとすることができる。第２のアンテナ部１３は、内部基板および内部基板上に設けられる指向性の導電パターンを含むことができる。内部基板は、方形状とすることができる。指向性アンテナは、例えば、パッチアンテナであってよい。

【0067】

接続部１２－１は、導電性の部材であって、該接続部１２－１の一端は、アンテナ部１１を構成する金属板におけるスリット孔ＳＨＬの周辺に接続されている。接続部１２－１の他端は、第２のアンテナ部１３に接続されている。接続部１２－１は、ケーブルを備え、ケーブルは、例えば、同軸ケーブル１２１とすることができる。接続部１２－１は、導電板１２２をさらに備えてもよい。

【0068】

第２のアンテナ部１３は、アンテナ部１１から接続部１２－１を介して受信した電気信号に基づいて、内部装置２００に向けて電波を送信する。また、第２のアンテナ部１３は、内部装置２００から送信された電波を受信し、該電波に基づく電気信号を、接続部１２－１を介してアンテナ部１１に送信する。

【0069】

＜アンテナ装置の製造方法＞
ここで、第２の実施形態に係るアンテナ装置１００－１を製造する工程について、図８を参照して説明する。図８は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１００－１を製造する工程の一例を示すフローチャートである。図８を参照して説明するアンテナ装置１００－１を製造する工程は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１００－１の製造方法一例に相当する。なお、第２の実施形態における、第１の実施形態と同じステップには同じ符号を付し、説明を省略する。

【0070】

まず、第１の実施形態と同様に、ステップＳ１からステップＳ４の処理を実行する。

【0071】

ステップＳ５において、同軸ケーブル１２１の他端を第２のアンテナ部１３に取り付ける。

【0072】

以上、説明したように、第２の実施形態に係るアンテナ装置１００－１は、第２のアンテナ部１３をさらに備え、接続部１２－１の他端は、第２のアンテナ部１３に接続されている。これにより、アンテナ装置１００－１は、マンホール４００内に配設された放射源である内部装置２００との無線通信により電気信号を送受信することができる。

【0073】

＜その他の変形例＞
本実施形態では、構造物として、マンホール４００を適用する場合を一例に挙げて説明したが、構造物は、マンホール４００に限定されるものではなく、例えば、ハンドホール、シールドトンネル、汚泥貯留槽などであってもよい。

【0074】

本実施形態では、金属板が鉄蓋４３の板面部４３１である例を説明したが、金属板は、鉄蓋４３の板面部４３１に限定されるものではなく、例えば、扉等が形成している板面上の部材であってもよい。

【0075】

本発明は上記の実施形態および変形例に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載にしたがって時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

【0076】

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【符号の説明】

【0077】

１１ アンテナ部（第１のアンテナ部）
１２、１２－１ 接続部
１３ 第２のアンテナ部
４１ 首部
４２ 筐体
４３ 鉄蓋
１００、１００－１ アンテナ装置
１２１ 同軸ケーブル
１２１ａ 内部導体
１２１ｂ 外部導体
１２２ 導電板
２００ 内部装置
３００ 外部装置
４００ マンホール
４３１、４３１－１、４３１－２ 板面部
４３１－１Ａ、４３１－２Ａ 第１の領域
４３１－１Ｂ、４３１－２Ｂ 第２の領域
４３２、４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃ、４３２ｄ 凸部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】