アンテナ装置、及び、通信装置
【課題】良好な通信特性と機械的強度との両立を実現可能しつつ、結合用電極の小型化に有利な構造を有するアンテナ装置を提供する。
【解決手段】 誘電体の一方の面にグランド２が形成された誘電体基板１１と、誘電体基板１１のグランド２が形成された面と対向した面に形成された配線２５からなり、アンテナ装置と対向する位置に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極１８を備え、結合用電極１８は、複数の折り返し部を有し、通信波長の略半分の長さの配線１５からなり、配線１５のうち、一方の端部に信号の入出力端である接続端子１９が形成され、他方の端部がグランド２と電気的に接続される構造を有する。
【解決手段】 誘電体の一方の面にグランド２が形成された誘電体基板１１と、誘電体基板１１のグランド２が形成された面と対向した面に形成された配線２５からなり、アンテナ装置と対向する位置に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極１８を備え、結合用電極１８は、複数の折り返し部を有し、通信波長の略半分の長さの配線１５からなり、配線１５のうち、一方の端部に信号の入出力端である接続端子１９が形成され、他方の端部がグランド２と電気的に接続される構造を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の通信波長により、対向する一対の電極間での電磁界結合により情報通信を行うアンテナ装置、及び、このアンテナ装置が組み込まれた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータや小型携帯端末等の電子機器間で、音楽、画像等のデータを、ケーブルやメディアを介さずに無線伝送にて行うシステムが開発されている。このような無線伝送システムには、数ｃｍの近距離で最大５６０Ｍｂｐｓ程度の高速転送が可能なものがある。このような高速転送可能な伝送システムの中で、TransferJet（登録商標）は、通信距離が短いが盗聴される可能性が低く、伝送速度が速いという利点がある。
【０００３】
TransferJet（登録商標）では、超近距離を隔てて対応する高周波結合器の電磁界結合によりなしえるもので、その信号品質が高周波結合器の性能に依存する。例えば、特許文献１に記載された高周波結合器は、図９に示すように、一方の面にグランド２０２を形成したプリント基板２０１と、プリント基板２０１のもう一方の面に形成したマイクロストリップ構造のスタブ２０３と、結合用電極２０８と、この結合用電極２０８とスタブ２０３を接続する金属線２０７とを備える。また、特許文献１に記載された高周波結合器では、プリント基板２０１上に、送受信回路２０５も形成している。また、特許文献１には、プリント基板２０１上に送受信回路２０５が形成されていない変形例として、図１０に示すような、一方の面にグランド２０２を形成したプリント基板２０１と、プリント基板２０１のもう一方の面に形成したマイクロストリップ構造のスタブ２０３と、結合用電極２０８と、この結合用電極２０８とスタブ２０３を接続する金属線２０７とを備える構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３１１８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図９のように、特許文献１に記載された高周波結合器では、良好な通信を行うため、板状の結合用電極２０８の面積を大きくする必要があった。これは通信波長に依存した一定の長さが必要であるためと、結合強度を強くするためには結合用電極２０８を大きくしなければならないからである。また、金属線２０７は結合用電極２０８とスタブ２０３を所定の位置で接続する必要があるため、作製時に位置合わせ精度が要求される等、プロセス上の問題も生じる。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、良好な通信特性と機械的強度との両立を実現可能にしつつ、結合用電極の小型化に有利な構造を有するアンテナ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このアンテナ装置が組み込まれた通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための手段として、本発明に係るアンテナ装置は、所定の通信波長により、対向する一対の電極間で電磁界結合することで情報通信を行うアンテナ装置であって、誘電体の一方の面にグランド層が形成された基板と、基板のグランド層が形成された面と対向した面に形成された配線からなり、当該アンテナ装置と対向する位置に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極を備え、結合用電極は、複数の折り返し部を有し、通信波長の略半分の長さの配線からなり、配線のうち、一方の端部が信号の入出力端と接続され、他方の端部が基板に形成されたグランド層と電気的に接続される構造を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る通信装置は、所定の通信波長により、対向する位置に配置された他の通信装置の電極間での電磁界結合で情報通信を行う通信装置であって、誘電体の一方の面にグランド層が形成された基板と、基板のグランド層が形成された面と対向した面に形成された配線からなり、当該アンテナ装置と対向する位置に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極と、グランド層と、配線の一方の端部と、それぞれ電気的に接続され、信号の送受信処理を行う送受信処理部とを備え、結合用電極は、複数の折り返し部を有し、通信波長の略半分の長さの配線からなり、配線のうち、送受信処理部と接続されていない端部が基板に形成されたグランド層と電気的に接続される構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、結合用電極が、グランド層が形成された面と対向した面に、複数の折り返し部を有するように形成された配線からなり、配線のうち、一方の端部が信号の入出力端と接続され、他方の端部がグランド層と電気的に接続されているので、良好な機械的強度と、アンテナ装置全体の小型化とを実現することができる。また、本発明は、配線の長さが通信波長の略半分の長さであり、一方の端部が信号の入出力端と接続され、他方の端部がグランド層と接続されているので、配線の中央部で信号レベルが高い状態となることで効率よく基板の厚さ方向に電界の縦波を放出することで、対向する位置に配置された他の結合用電極との間の結合強度が強くなり、良好な通信特性を実現することができる。
【００１０】
以上のように、本発明は、良好な通信特性と機械的強度との両立を実現可能しつつ、装置全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が適用されたアンテナ装置が組み込まれる通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明が適用されたアンテナ装置である第１の実施形態に係る高周波結合器の構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る高周波結合器において、高周波結合器間での通信状態を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る高周波結合器での中心断面での電界解析結果を示す電界分布図である。
【図５】第１の実施形態に係る高周波結合器の電極面上１ｍｍでの電界解析結果を示す電界分布図である。
【図６】第１の実施形態に係る高周波結合器と基準結合器間の結合強度の解析結果を示す周波数特性図である。
【図７】本発明が適用されたアンテナ装置である変形例に係る高周波結合器の構成を示す図である。
【図８】変形例に係る高周波結合器と基準結合器間の結合強度の解析結果を示す周波数特性図である。
【図９】従来例に係る高周波結合器の構成を示す図である。
【図１０】従来例に係る高周波結合器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００１３】
＜通信システム＞
本発明が適用されたアンテナ装置は、対向する一対の電極間での電磁界結合により情報通信を行う装置であって、例えば図１に示すような、５６０Ｍｂｐｓ程度の高速転送を可能とする通信システム１００に組み込まれて使用されるものである。
【００１４】
通信システム１００は、２つのデータ通信を行う通信装置１０１、１０５から構成される。ここで、通信装置１０１は、結合用電極１０３を有する高周波結合器１０２と、送受信回路部１０４とを備える。また、通信装置１０５は、結合用電極１０７を有する高周波結合器１０６と、送受信回路部１０８とを備える。
【００１５】
図１に示すように通信装置１０１、１０５のそれぞれが備える高周波結合器１０２、１０６を向かい合わせて配置すると、２つの結合用電極１０３、１０７が１つのコンデンサとして動作し、全体としてバンドパスフィルタのように動作することによって、２つの高周波結合器１０２、１０６の間で、例えば５６０Ｍｂｐｓ程度の高速転送を実現するための４〜５ＧＨｚ帯域の高周波信号を効率よく伝達することができる。
【００１６】
ここで、高周波結合器１０２、１０６がそれぞれ持つ送受信用の結合用電極１０３、１０７は、例えば３ｃｍ程度離間して対向して配置され、電界結合が可能である。
【００１７】
通信システム１００において、例えば、高周波結合器１０２に接続された送受信回路部１０４は、上位アプリケーションから送信要求が生じると、送信データに基づいて高周波送信信号を生成し、結合用電極１０３から結合用電極１０７へ信号を伝搬する。そして、受信側の高周波結合器１０６に接続された送受信回路部１０８は、受信した高周波信号を復調及び復号処理して、再現したデータを上位アプリケーションへ渡す。
【００１８】
なお、本発明が適用されるアンテナ装置は、上述した４〜５ＧＨｚ帯域の高周波信号を伝達するものに限定されず、他の周波数帯の信号伝達にも適用可能であるが、以下の具体例では、４〜５ＧＨｚ帯域の高周波信号を伝達対象として説明する。
【００１９】
＜高周波結合器＞
このような通信システム１００に組み込まれるアンテナ装置として、図２に示すような高周波結合器１について説明する。
【００２０】
図２では、配線１５の接続状態をわかりやすくするために誘電体基板１１を透過させて示している。
【００２１】
図２に示すように、高周波結合器１は、誘電体基板１１の一方の面１１ａに結合用電極１８として機能する配線１５と、面１１ａと対向した他方の面１１ｂにグランド１２が形成された構造となっている。
【００２２】
また、結合用電極１８は、その配線１５の一端が、上述した送受信回路部１０４との接続部となる接続端子部１９となり、配線１５の他端が接続用スルーホール１４を介してグランド１２と接続される。結合用電極１８は、複数の折り返し部を有する形状、いわゆる九十九折り形状又はミアンダ形状の配線１５で形成されており、配線１５の配線長が通信波長の略半分の長さに調整されている。
【００２３】
このような構成からなる結合用電極１８では、下記の評価から明らかなように、接続端子部１９から通信波長の１／４離れた位置、すなわち、配線１５の中央部１５ａで、信号レベルが高い状態となり、この部分の電荷と、グランド１２を介して反対側の鏡像電荷とが電気双極子として機能する。したがって、結合用電極１８では、効率よく基板の厚さ方向に電界の縦波を放出することができ、結果として、対向する位置に配置された他の結合用電極との間の結合強度が強くなり、良好な通信特性を実現することができる。
【００２４】
このような構成からなる高周波結合器１は、次のような製造工程によって製造される。まず、誘電体基板１１の両面に、導電部材として、例えば銅箔を貼り付けた両面銅箔基板のうち、一方の面１１ｂをグランド１２として用い、他方の面１１ａの銅箔の一部をエッチング処理により取り除き、ミアンダ形状の配線１５から構成される結合用電極１８を形成する。
【００２５】
続いて、配線１５の一端にドリルあるいはレーザー加工によりホールを形成し、そのホールをメッキ処理、あるいは導電性ペースト等の導電性材料を充填することで接続用スルーホール１４を完成させる。この工程により、誘電体基板１１の面１１ａに形成された結合用電極１８を構成する配線１５と、誘電体基板１１の他方の面１１ｂのグランド１２が電気的に接続される。さらに、結合用電極１８を構成する配線１５のうち、グランド１２と接続されていないもう一方の端は接続端子部１９となり、上述した送受信回路部１０４との接続手段に適合する形状に加工することによって、高周波結合器１を完成させる。
【００２６】
上記の製造工程により、高周波結合器１は、一枚の両面銅箔基板を処理することで作製可能であり、一方の面１１ｂの全面がグランド１２となっているため、配線１５とグランド１２とを接続する際に、両面のパターンの位置合わせをする必要がなく、配線１５の一端に接して接続用スルーホール１４を設けることで容易に接続でき、簡易なプロセスにて作製することができる。
【００２７】
このように、高周波結合器１は、結合用電極１８が、グランド１２が形成された面１１ｂと対向した面１１ａに、ミアンダ形状となるように形成された配線１５からなり、配線１５のうち、一方の端部が信号の入出力端である接続端子部１９を介して送受信回路部１０４と接続され、他方の端部がグランド１２と電気的に接続されているので、良好な機械的強度と、高周波結合器全体の小型化とを実現することができる。
【００２８】
このように、機械的強度が強いのは、例えば図９に示すような従来例に係る高周波結合器と比べて、外力によって変形する虞がある金属線２０７を用いることなく誘電体基板１１上に結合用電極１８が実装されているからである。また、高周波結合器全体の小型化が図れるのは、必ずしも電極の面積を大きくしなくても、配線１５の長さを調整することで結合強度を強くすることができるからである。
【００２９】
また、高周波結合器１では、誘電体基板１１の材料として、ガラス、紙の基材、あるいはグラスファイバの織布をエポキシ樹脂、フェノール樹脂等で固めた、例えばガラスエポキシ、ガラスコンポジット基板や、低誘電率のポリイミド、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等や、更にそれらを多孔質化した材料を用いることができる。特に、誘電体基板１１は、電気的特性の面からは低誘電率の材料を用いるのが好ましい。
【００３０】
また、上述した製造工程において、高周波結合器１では、銅箔を貼り付けた両面基板を用いてエッチング処理により結合用電極１８として配線１５を形成したが、誘電体基板１１の面１１ａ、１１ｂにメッキ、真空蒸着法等により、マスキングした状態で直接形成する、あるいは形成後にエッチングするなどのパターニング処理を施して形成するようにしてもよい。
【００３１】
また、結合用電極１８の配線１５、及びグランド１２の材料としては、銅の他に、アルミニウム、金、銀等の良導体を用いることができるが、特にこれら材料に限らず導電率の高い導電体であればいずれも使用することができる。
【００３２】
また、結合用電極１８は、配線１５をミアンダ形状で形成しているので、誘電体基板１１の面１１ａのスペースを有効に活用することができ、高周波結合器１自体の小型化を図ることができる。
【００３３】
これは、上述したように、結合用電極１８の長さが通信周波数の略１／２波長としているが、これら配線を細く密集させて形成することで結合用電極１８の形成スペースを小さくすることができ、高周波結合器の小型化を図ることができるからである。
【００３４】
なお、上述のように結合用電極１８を構成する配線１５の配線パターンは、誘電体基板１１のスペースを有効に活用する観点から、形状の異なるミアンダ形状のパターンを複数つなぎ合わせても良く、またＬ字、円弧状の繰り返しパターン等を用いるようにしてもよい。
【００３５】
次に、高周波結合器１の性能を調べるために、アンソフト社製の３次元電磁界シミュレータＨＦＳＳを用いて結合強度の解析を行なった。ここで、高周波結合器１の解析モデルとして、次のような条件のものを用いた。誘電体基板１１の材料にはポリテトラフルオロエチレンを、また、結合用電極１８の導電体の材質には銅を設定した。また、高周波結合器１の大きさは、配線パターンが形成される面１１ａを６．５ｍｍ×６．５ｍｍとし、基板厚みを１．６７ｍｍとした。
【００３６】
結合強度は、高周波伝送特性を評価するのに用いられるＳパラメータの透過特性Ｓ２１で評価しており、高周波結合器１の信号入出力端となる接続端子部１９とグランド１２の間を入力ポートとして、一対の高周波結合器のポート間の結合強度Ｓ２１を算出した。図３は、結合強度Ｓ２１の解析に用いた高周波結合器間の相対的配置を示したものである。ここで、高周波結合器１の結合用電極１８を構成する配線１５と、高周波結合器１５０の電極１５０ａとの中心軸が一致するように対向させて、１５ｍｍ、１００ｍｍ間隔をあけた状態で結合強度Ｓ２１の周波数特性を調べた。なお、この例では一方の高周波結合器１５０には、板状の電極１５０ａを有し、評価の基準機である基準高周波結合器を用いた。
【００３７】
また、高周波結合器１での電界の発生状態を評価するために、高周波結合器１近傍の電界ベクトル分布も調べた。
【００３８】
図４は高周波結合器１の４．５ＧＨｚでの電界分布を解析したもので、図２の点線Ｙ−Ｙ’を厚み方向に分断した断面での電界分布を示している。この図４から明らかなように、結合用電極１８とグランド１２間で強い電界分布がみられ、結合用電極１８を構成する配線１５の中央部１５ａから外側に向かって円弧上に電界が分布している。
【００３９】
図５は高周波結合器１における結合用電極１８の形成された面１１ａから垂直上方向に１ｍｍ離れた面での電界分布を示したものである。この図５から明らかなように、結合用電極１８を構成する配線１５の中央部１５ａから略同心円状に電界が分布している。
【００４０】
これは、結合用電極１８を構成する配線１５の長さが通信波長の略半分で、この配線１５の一端がグランド１２と接続された構成、いわゆるショートスタブとなっているので、通信波長の１／４の部分に相当する中央部１５ａで電界が最大となるからである。このように、高周波結合器１では、結合用電極１８の中央部１５ａを中心に強い電界を発生することを解析にて確認することができた。
【００４１】
図６は、高周波結合器１と基準高周波結合器１５０との間の結合強度Ｓ２１の解析結果を示したもので、対向距離１５ｍｍの通信距離では４．５ＧＨｚ付近で−２２．５ｄＢの結合強度を有し、更に最大強度から３ｄＢ減衰した強度を示す周波数帯域である、−３ｄＢ帯域幅においては、０．６９ＧＨｚの広帯域特性が得られた。例えば、TransferJet（登録商標）では、５６０ＭＨｚの帯域幅が必要で、一般に高周波結合器のばらつきや回路基板とのインピーダンス整合の具合により、中心周波数がずれるが、高周波結合器２では必要帯域幅よりも十分に広い帯域幅を有しているので、これらのばらつきの影響を受けず良好な通信が行える。また対向距離１００ｍｍの非通信距離では−４８ｄＢ以下の通信遮断性が得られている。
【００４２】
以上のように、第１の実施形態に係る高周波結合器１では、上記のシミュレーションからも明らかなように、良好な通信特性を実現し、さらに、機械的強度との両立を実現可能しつつ、装置全体の小型化を図ることができる。
【００４３】
＜変形例＞
次に、通信システム１００に組み込まれるアンテナ装置として、図７に示すような変形例に係る高周波結合器２について説明する。
【００４４】
図７は、配線２５の接続状態をわかりやすくするために誘電体基板２１を透過させて示している。
【００４５】
図７に示すように、高周波結合器２は、誘電体基板２１の一方の面２１ａに、結合用電極２８として機能する配線２５と、配線２５と接続されたスタブ２７とが形成され、面２１ａと対向した他方の面２１ｂにグランド２２が形成された構造となっている。
【００４６】
また、前記結合用電極２８は、その配線２５の一端が、送受信回路部１０４との接続部となる接続端子部２９となり、配線２５の他端が接続用スルーホール２４ａを介してグランド２２と接続される。結合用電極２８は、複数の折り返し部を有する形状、九十九折り形状又はミアンダ形状の配線２５で形成されており、配線２５の配線長が通信波長の略半分の長さに調整されている。
【００４７】
このような構成からなる結合用電極２８では、下記の評価から明らかなように、接続端子部２９から通信波長の１／４離れた位置、すなわち、配線２５の中央部２５ａで、信号レベルが高い状態となり、この部分の電荷と、グランド２２を介して反対側の鏡像電荷とが電気双極子として機能する。したがって、結合用電極２８では、効率よく基板の厚さ方向に電界の縦波を放出することができ、結果として、対向する位置に配置された他の結合用電極との間の結合強度が強くなり、良好な通信特性を実現することができる。
【００４８】
スタブ２７は、その一端が、接続端子部２９で、結合用電極２８と接続され、他端が、接続用スルーホール２４ｂを介してグランド２２と接続される。また、スタブ２７は、その長さを調整したものを用いることで、結合用電極２８が他の電極と電磁界結合する際に、結合強度と帯域幅が所望の条件を満たすようにすることができる。
【００４９】
このような構成からなる高周波結合器１は、次のような製造工程によって製造される。まず、誘電体基板２１の両面に、導電部材として、例えば銅箔を貼り付けた両面銅箔基板のうち、一方の面２１ｂをグランド２２として用い、他方の面２１ａの銅箔の一部をエッチング処理により取り除き、ミアンダ形状の配線２５から構成される結合用電極２８と、スタブ２７とをそれぞれ形成する。
【００５０】
続いて、配線２５の一端と、スタブ２７の一端とに、ドリルあるいはレーザー加工によりホールをそれぞれ形成し、各ホールをメッキ処理、あるいは導電性ペースト等の導電性材料を充填することで接続用スルーホール２４ａ、２４ｂを完成させる。この工程により、誘電体基板２１の面２１ａに形成された結合用電極２８を構成する配線２５と、誘電体基板２１の他方の面２１ｂのグランド２２が電気的に接続される。同様にして、スタブ２７とグランド１２が電気的に接続される。さらに、結合用電極２８を構成する配線２５の、グランド２２と接続されていないもう一方の端は、スタブ２７と接続された接続端子部２９となり、上述した送受信回路部１０４との接続手段に適合する形状に加工することによって、高周波結合器を完成させる。
【００５１】
なお、図７に示すように、２つの接続用スルーホール２４ａ、２４ｂが近接するようなパターン形状となる場合は、結合用電極２８を構成する配線２５、あるいはスタブ２７の端部位置を調整して、ひとつの接続用スルーホールを兼用してグランド２２に接続することもできる。
【００５２】
このように、高周波結合器２は、結合用電極２８が、一枚の両面銅箔基板を処理することで作製可能であり、一方の面２１ｂの全面がグランド２２となっているため、配線２５とグランド２２とを接続する際に、両面のパターンの位置合わせをする必要がなく、結合用電極２８を構成する配線の一端と、スタブ２７の一端とにそれぞれ接して、接続用スルーホール２４ａ、２４ｂを設けることで容易に接続でき、簡易なプロセスにて作製することができる。
【００５３】
次に、高周波結合器２の性能を調べるために、アンソフト社製の３次元電磁界シミュレータＨＦＳＳを用いて結合強度の解析を行なった。ここで、高周波結合器２の解析モデルとして、次のような条件のものを用いた。誘電体基板２１の材料にはポリテトラフルオロエチレンを、また、結合用電極２８とスタブ２７として用いる導電体の材質には銅を設定した。また、高周波結合器２の大きさは、配線パターンが形成される面２１ａを６．５ｍｍ×６．５ｍｍとし、基板厚みを１．６７ｍｍとし、さらに、スタブ２７の長さは５．２ｍｍとした。
【００５４】
結合強度は、高周波伝送特性を評価するのに用いられるＳパラメータの透過特性Ｓ２１で評価しており、高周波結合器２の信号入出力端となる接続端子部２９とグランド２２の間を入力ポートとして、一対の高周波結合器のポート間の結合強度Ｓ２１を算出した。解析に用いた高周波結合器間の相対的配置は、上述した図３に示した条件と同様である。
【００５５】
図８は、高周波結合器間の対向距離を１５ｍｍとしたときの結合強度Ｓ２１の周波数特性の解析結果を示したものである。比較のために、スタブ２７を有しない高周波結合器１の特性である図６で示した対向距離１５ｍｍのときの結合強度も合わせて示した。
【００５６】
なお、この例でも一方の高周波結合器には、評価の基準機である基準高周波結合器１５０を用いている。
【００５７】
図８から明らかなように、スタブ２７を有した高周波結合器２では、結合強度を高めることができるが、強い結合強度の得られる周波数帯域が狭くなっている。一般に、結合強度の強さと、−３ｄＢ帯域幅はトレードオフの関係にあるため、これらのバランスが要求仕様に対して不十分な場合は、高周波結合器２のようにスタブ２７を設けて、主にその長さを変えることで、両者のバランスを調整することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１、２、１０２、１０６、１５０ 高周波結合器、１１、２１ 誘電体基板、１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ 面、１２、２２、２０２ グランド、１４、２４ａ、２４ｂ 接続用スルーホール、１５、２５ 配線、１５ａ 中央部、１８、２８、１０３、１０７、２０８ 結合用電極、１９、２９ 接続端子部、２７、２０３ スタブ、１００ 通信システム、１０１、１０５ 通信装置、１０４、１０８ 送受信回路部、１５０ａ 電極、２０１ プリント基板、２０５ 送受信回路、２０７ 金属線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の通信波長により、対向する一対の電極間での電磁界結合により情報通信を行うアンテナ装置、及び、このアンテナ装置が組み込まれた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータや小型携帯端末等の電子機器間で、音楽、画像等のデータを、ケーブルやメディアを介さずに無線伝送にて行うシステムが開発されている。このような無線伝送システムには、数ｃｍの近距離で最大５６０Ｍｂｐｓ程度の高速転送が可能なものがある。このような高速転送可能な伝送システムの中で、TransferJet（登録商標）は、通信距離が短いが盗聴される可能性が低く、伝送速度が速いという利点がある。
【０００３】
TransferJet（登録商標）では、超近距離を隔てて対応する高周波結合器の電磁界結合によりなしえるもので、その信号品質が高周波結合器の性能に依存する。例えば、特許文献１に記載された高周波結合器は、図９に示すように、一方の面にグランド２０２を形成したプリント基板２０１と、プリント基板２０１のもう一方の面に形成したマイクロストリップ構造のスタブ２０３と、結合用電極２０８と、この結合用電極２０８とスタブ２０３を接続する金属線２０７とを備える。また、特許文献１に記載された高周波結合器では、プリント基板２０１上に、送受信回路２０５も形成している。また、特許文献１には、プリント基板２０１上に送受信回路２０５が形成されていない変形例として、図１０に示すような、一方の面にグランド２０２を形成したプリント基板２０１と、プリント基板２０１のもう一方の面に形成したマイクロストリップ構造のスタブ２０３と、結合用電極２０８と、この結合用電極２０８とスタブ２０３を接続する金属線２０７とを備える構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３１１８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図９のように、特許文献１に記載された高周波結合器では、良好な通信を行うため、板状の結合用電極２０８の面積を大きくする必要があった。これは通信波長に依存した一定の長さが必要であるためと、結合強度を強くするためには結合用電極２０８を大きくしなければならないからである。また、金属線２０７は結合用電極２０８とスタブ２０３を所定の位置で接続する必要があるため、作製時に位置合わせ精度が要求される等、プロセス上の問題も生じる。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、良好な通信特性と機械的強度との両立を実現可能にしつつ、結合用電極の小型化に有利な構造を有するアンテナ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このアンテナ装置が組み込まれた通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための手段として、本発明に係るアンテナ装置は、所定の通信波長により、対向する一対の電極間で電磁界結合することで情報通信を行うアンテナ装置であって、誘電体の一方の面にグランド層が形成された基板と、基板のグランド層が形成された面と対向した面に形成された配線からなり、当該アンテナ装置と対向する位置に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極を備え、結合用電極は、複数の折り返し部を有し、通信波長の略半分の長さの配線からなり、配線のうち、一方の端部が信号の入出力端と接続され、他方の端部が基板に形成されたグランド層と電気的に接続される構造を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る通信装置は、所定の通信波長により、対向する位置に配置された他の通信装置の電極間での電磁界結合で情報通信を行う通信装置であって、誘電体の一方の面にグランド層が形成された基板と、基板のグランド層が形成された面と対向した面に形成された配線からなり、当該アンテナ装置と対向する位置に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極と、グランド層と、配線の一方の端部と、それぞれ電気的に接続され、信号の送受信処理を行う送受信処理部とを備え、結合用電極は、複数の折り返し部を有し、通信波長の略半分の長さの配線からなり、配線のうち、送受信処理部と接続されていない端部が基板に形成されたグランド層と電気的に接続される構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、結合用電極が、グランド層が形成された面と対向した面に、複数の折り返し部を有するように形成された配線からなり、配線のうち、一方の端部が信号の入出力端と接続され、他方の端部がグランド層と電気的に接続されているので、良好な機械的強度と、アンテナ装置全体の小型化とを実現することができる。また、本発明は、配線の長さが通信波長の略半分の長さであり、一方の端部が信号の入出力端と接続され、他方の端部がグランド層と接続されているので、配線の中央部で信号レベルが高い状態となることで効率よく基板の厚さ方向に電界の縦波を放出することで、対向する位置に配置された他の結合用電極との間の結合強度が強くなり、良好な通信特性を実現することができる。
【００１０】
以上のように、本発明は、良好な通信特性と機械的強度との両立を実現可能しつつ、装置全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が適用されたアンテナ装置が組み込まれる通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明が適用されたアンテナ装置である第１の実施形態に係る高周波結合器の構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る高周波結合器において、高周波結合器間での通信状態を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る高周波結合器での中心断面での電界解析結果を示す電界分布図である。
【図５】第１の実施形態に係る高周波結合器の電極面上１ｍｍでの電界解析結果を示す電界分布図である。
【図６】第１の実施形態に係る高周波結合器と基準結合器間の結合強度の解析結果を示す周波数特性図である。
【図７】本発明が適用されたアンテナ装置である変形例に係る高周波結合器の構成を示す図である。
【図８】変形例に係る高周波結合器と基準結合器間の結合強度の解析結果を示す周波数特性図である。
【図９】従来例に係る高周波結合器の構成を示す図である。
【図１０】従来例に係る高周波結合器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００１３】
＜通信システム＞
本発明が適用されたアンテナ装置は、対向する一対の電極間での電磁界結合により情報通信を行う装置であって、例えば図１に示すような、５６０Ｍｂｐｓ程度の高速転送を可能とする通信システム１００に組み込まれて使用されるものである。
【００１４】
通信システム１００は、２つのデータ通信を行う通信装置１０１、１０５から構成される。ここで、通信装置１０１は、結合用電極１０３を有する高周波結合器１０２と、送受信回路部１０４とを備える。また、通信装置１０５は、結合用電極１０７を有する高周波結合器１０６と、送受信回路部１０８とを備える。
【００１５】
図１に示すように通信装置１０１、１０５のそれぞれが備える高周波結合器１０２、１０６を向かい合わせて配置すると、２つの結合用電極１０３、１０７が１つのコンデンサとして動作し、全体としてバンドパスフィルタのように動作することによって、２つの高周波結合器１０２、１０６の間で、例えば５６０Ｍｂｐｓ程度の高速転送を実現するための４〜５ＧＨｚ帯域の高周波信号を効率よく伝達することができる。
【００１６】
ここで、高周波結合器１０２、１０６がそれぞれ持つ送受信用の結合用電極１０３、１０７は、例えば３ｃｍ程度離間して対向して配置され、電界結合が可能である。
【００１７】
通信システム１００において、例えば、高周波結合器１０２に接続された送受信回路部１０４は、上位アプリケーションから送信要求が生じると、送信データに基づいて高周波送信信号を生成し、結合用電極１０３から結合用電極１０７へ信号を伝搬する。そして、受信側の高周波結合器１０６に接続された送受信回路部１０８は、受信した高周波信号を復調及び復号処理して、再現したデータを上位アプリケーションへ渡す。
【００１８】
なお、本発明が適用されるアンテナ装置は、上述した４〜５ＧＨｚ帯域の高周波信号を伝達するものに限定されず、他の周波数帯の信号伝達にも適用可能であるが、以下の具体例では、４〜５ＧＨｚ帯域の高周波信号を伝達対象として説明する。
【００１９】
＜高周波結合器＞
このような通信システム１００に組み込まれるアンテナ装置として、図２に示すような高周波結合器１について説明する。
【００２０】
図２では、配線１５の接続状態をわかりやすくするために誘電体基板１１を透過させて示している。
【００２１】
図２に示すように、高周波結合器１は、誘電体基板１１の一方の面１１ａに結合用電極１８として機能する配線１５と、面１１ａと対向した他方の面１１ｂにグランド１２が形成された構造となっている。
【００２２】
また、結合用電極１８は、その配線１５の一端が、上述した送受信回路部１０４との接続部となる接続端子部１９となり、配線１５の他端が接続用スルーホール１４を介してグランド１２と接続される。結合用電極１８は、複数の折り返し部を有する形状、いわゆる九十九折り形状又はミアンダ形状の配線１５で形成されており、配線１５の配線長が通信波長の略半分の長さに調整されている。
【００２３】
このような構成からなる結合用電極１８では、下記の評価から明らかなように、接続端子部１９から通信波長の１／４離れた位置、すなわち、配線１５の中央部１５ａで、信号レベルが高い状態となり、この部分の電荷と、グランド１２を介して反対側の鏡像電荷とが電気双極子として機能する。したがって、結合用電極１８では、効率よく基板の厚さ方向に電界の縦波を放出することができ、結果として、対向する位置に配置された他の結合用電極との間の結合強度が強くなり、良好な通信特性を実現することができる。
【００２４】
このような構成からなる高周波結合器１は、次のような製造工程によって製造される。まず、誘電体基板１１の両面に、導電部材として、例えば銅箔を貼り付けた両面銅箔基板のうち、一方の面１１ｂをグランド１２として用い、他方の面１１ａの銅箔の一部をエッチング処理により取り除き、ミアンダ形状の配線１５から構成される結合用電極１８を形成する。
【００２５】
続いて、配線１５の一端にドリルあるいはレーザー加工によりホールを形成し、そのホールをメッキ処理、あるいは導電性ペースト等の導電性材料を充填することで接続用スルーホール１４を完成させる。この工程により、誘電体基板１１の面１１ａに形成された結合用電極１８を構成する配線１５と、誘電体基板１１の他方の面１１ｂのグランド１２が電気的に接続される。さらに、結合用電極１８を構成する配線１５のうち、グランド１２と接続されていないもう一方の端は接続端子部１９となり、上述した送受信回路部１０４との接続手段に適合する形状に加工することによって、高周波結合器１を完成させる。
【００２６】
上記の製造工程により、高周波結合器１は、一枚の両面銅箔基板を処理することで作製可能であり、一方の面１１ｂの全面がグランド１２となっているため、配線１５とグランド１２とを接続する際に、両面のパターンの位置合わせをする必要がなく、配線１５の一端に接して接続用スルーホール１４を設けることで容易に接続でき、簡易なプロセスにて作製することができる。
【００２７】
このように、高周波結合器１は、結合用電極１８が、グランド１２が形成された面１１ｂと対向した面１１ａに、ミアンダ形状となるように形成された配線１５からなり、配線１５のうち、一方の端部が信号の入出力端である接続端子部１９を介して送受信回路部１０４と接続され、他方の端部がグランド１２と電気的に接続されているので、良好な機械的強度と、高周波結合器全体の小型化とを実現することができる。
【００２８】
このように、機械的強度が強いのは、例えば図９に示すような従来例に係る高周波結合器と比べて、外力によって変形する虞がある金属線２０７を用いることなく誘電体基板１１上に結合用電極１８が実装されているからである。また、高周波結合器全体の小型化が図れるのは、必ずしも電極の面積を大きくしなくても、配線１５の長さを調整することで結合強度を強くすることができるからである。
【００２９】
また、高周波結合器１では、誘電体基板１１の材料として、ガラス、紙の基材、あるいはグラスファイバの織布をエポキシ樹脂、フェノール樹脂等で固めた、例えばガラスエポキシ、ガラスコンポジット基板や、低誘電率のポリイミド、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等や、更にそれらを多孔質化した材料を用いることができる。特に、誘電体基板１１は、電気的特性の面からは低誘電率の材料を用いるのが好ましい。
【００３０】
また、上述した製造工程において、高周波結合器１では、銅箔を貼り付けた両面基板を用いてエッチング処理により結合用電極１８として配線１５を形成したが、誘電体基板１１の面１１ａ、１１ｂにメッキ、真空蒸着法等により、マスキングした状態で直接形成する、あるいは形成後にエッチングするなどのパターニング処理を施して形成するようにしてもよい。
【００３１】
また、結合用電極１８の配線１５、及びグランド１２の材料としては、銅の他に、アルミニウム、金、銀等の良導体を用いることができるが、特にこれら材料に限らず導電率の高い導電体であればいずれも使用することができる。
【００３２】
また、結合用電極１８は、配線１５をミアンダ形状で形成しているので、誘電体基板１１の面１１ａのスペースを有効に活用することができ、高周波結合器１自体の小型化を図ることができる。
【００３３】
これは、上述したように、結合用電極１８の長さが通信周波数の略１／２波長としているが、これら配線を細く密集させて形成することで結合用電極１８の形成スペースを小さくすることができ、高周波結合器の小型化を図ることができるからである。
【００３４】
なお、上述のように結合用電極１８を構成する配線１５の配線パターンは、誘電体基板１１のスペースを有効に活用する観点から、形状の異なるミアンダ形状のパターンを複数つなぎ合わせても良く、またＬ字、円弧状の繰り返しパターン等を用いるようにしてもよい。
【００３５】
次に、高周波結合器１の性能を調べるために、アンソフト社製の３次元電磁界シミュレータＨＦＳＳを用いて結合強度の解析を行なった。ここで、高周波結合器１の解析モデルとして、次のような条件のものを用いた。誘電体基板１１の材料にはポリテトラフルオロエチレンを、また、結合用電極１８の導電体の材質には銅を設定した。また、高周波結合器１の大きさは、配線パターンが形成される面１１ａを６．５ｍｍ×６．５ｍｍとし、基板厚みを１．６７ｍｍとした。
【００３６】
結合強度は、高周波伝送特性を評価するのに用いられるＳパラメータの透過特性Ｓ２１で評価しており、高周波結合器１の信号入出力端となる接続端子部１９とグランド１２の間を入力ポートとして、一対の高周波結合器のポート間の結合強度Ｓ２１を算出した。図３は、結合強度Ｓ２１の解析に用いた高周波結合器間の相対的配置を示したものである。ここで、高周波結合器１の結合用電極１８を構成する配線１５と、高周波結合器１５０の電極１５０ａとの中心軸が一致するように対向させて、１５ｍｍ、１００ｍｍ間隔をあけた状態で結合強度Ｓ２１の周波数特性を調べた。なお、この例では一方の高周波結合器１５０には、板状の電極１５０ａを有し、評価の基準機である基準高周波結合器を用いた。
【００３７】
また、高周波結合器１での電界の発生状態を評価するために、高周波結合器１近傍の電界ベクトル分布も調べた。
【００３８】
図４は高周波結合器１の４．５ＧＨｚでの電界分布を解析したもので、図２の点線Ｙ−Ｙ’を厚み方向に分断した断面での電界分布を示している。この図４から明らかなように、結合用電極１８とグランド１２間で強い電界分布がみられ、結合用電極１８を構成する配線１５の中央部１５ａから外側に向かって円弧上に電界が分布している。
【００３９】
図５は高周波結合器１における結合用電極１８の形成された面１１ａから垂直上方向に１ｍｍ離れた面での電界分布を示したものである。この図５から明らかなように、結合用電極１８を構成する配線１５の中央部１５ａから略同心円状に電界が分布している。
【００４０】
これは、結合用電極１８を構成する配線１５の長さが通信波長の略半分で、この配線１５の一端がグランド１２と接続された構成、いわゆるショートスタブとなっているので、通信波長の１／４の部分に相当する中央部１５ａで電界が最大となるからである。このように、高周波結合器１では、結合用電極１８の中央部１５ａを中心に強い電界を発生することを解析にて確認することができた。
【００４１】
図６は、高周波結合器１と基準高周波結合器１５０との間の結合強度Ｓ２１の解析結果を示したもので、対向距離１５ｍｍの通信距離では４．５ＧＨｚ付近で−２２．５ｄＢの結合強度を有し、更に最大強度から３ｄＢ減衰した強度を示す周波数帯域である、−３ｄＢ帯域幅においては、０．６９ＧＨｚの広帯域特性が得られた。例えば、TransferJet（登録商標）では、５６０ＭＨｚの帯域幅が必要で、一般に高周波結合器のばらつきや回路基板とのインピーダンス整合の具合により、中心周波数がずれるが、高周波結合器２では必要帯域幅よりも十分に広い帯域幅を有しているので、これらのばらつきの影響を受けず良好な通信が行える。また対向距離１００ｍｍの非通信距離では−４８ｄＢ以下の通信遮断性が得られている。
【００４２】
以上のように、第１の実施形態に係る高周波結合器１では、上記のシミュレーションからも明らかなように、良好な通信特性を実現し、さらに、機械的強度との両立を実現可能しつつ、装置全体の小型化を図ることができる。
【００４３】
＜変形例＞
次に、通信システム１００に組み込まれるアンテナ装置として、図７に示すような変形例に係る高周波結合器２について説明する。
【００４４】
図７は、配線２５の接続状態をわかりやすくするために誘電体基板２１を透過させて示している。
【００４５】
図７に示すように、高周波結合器２は、誘電体基板２１の一方の面２１ａに、結合用電極２８として機能する配線２５と、配線２５と接続されたスタブ２７とが形成され、面２１ａと対向した他方の面２１ｂにグランド２２が形成された構造となっている。
【００４６】
また、前記結合用電極２８は、その配線２５の一端が、送受信回路部１０４との接続部となる接続端子部２９となり、配線２５の他端が接続用スルーホール２４ａを介してグランド２２と接続される。結合用電極２８は、複数の折り返し部を有する形状、九十九折り形状又はミアンダ形状の配線２５で形成されており、配線２５の配線長が通信波長の略半分の長さに調整されている。
【００４７】
このような構成からなる結合用電極２８では、下記の評価から明らかなように、接続端子部２９から通信波長の１／４離れた位置、すなわち、配線２５の中央部２５ａで、信号レベルが高い状態となり、この部分の電荷と、グランド２２を介して反対側の鏡像電荷とが電気双極子として機能する。したがって、結合用電極２８では、効率よく基板の厚さ方向に電界の縦波を放出することができ、結果として、対向する位置に配置された他の結合用電極との間の結合強度が強くなり、良好な通信特性を実現することができる。
【００４８】
スタブ２７は、その一端が、接続端子部２９で、結合用電極２８と接続され、他端が、接続用スルーホール２４ｂを介してグランド２２と接続される。また、スタブ２７は、その長さを調整したものを用いることで、結合用電極２８が他の電極と電磁界結合する際に、結合強度と帯域幅が所望の条件を満たすようにすることができる。
【００４９】
このような構成からなる高周波結合器１は、次のような製造工程によって製造される。まず、誘電体基板２１の両面に、導電部材として、例えば銅箔を貼り付けた両面銅箔基板のうち、一方の面２１ｂをグランド２２として用い、他方の面２１ａの銅箔の一部をエッチング処理により取り除き、ミアンダ形状の配線２５から構成される結合用電極２８と、スタブ２７とをそれぞれ形成する。
【００５０】
続いて、配線２５の一端と、スタブ２７の一端とに、ドリルあるいはレーザー加工によりホールをそれぞれ形成し、各ホールをメッキ処理、あるいは導電性ペースト等の導電性材料を充填することで接続用スルーホール２４ａ、２４ｂを完成させる。この工程により、誘電体基板２１の面２１ａに形成された結合用電極２８を構成する配線２５と、誘電体基板２１の他方の面２１ｂのグランド２２が電気的に接続される。同様にして、スタブ２７とグランド１２が電気的に接続される。さらに、結合用電極２８を構成する配線２５の、グランド２２と接続されていないもう一方の端は、スタブ２７と接続された接続端子部２９となり、上述した送受信回路部１０４との接続手段に適合する形状に加工することによって、高周波結合器を完成させる。
【００５１】
なお、図７に示すように、２つの接続用スルーホール２４ａ、２４ｂが近接するようなパターン形状となる場合は、結合用電極２８を構成する配線２５、あるいはスタブ２７の端部位置を調整して、ひとつの接続用スルーホールを兼用してグランド２２に接続することもできる。
【００５２】
このように、高周波結合器２は、結合用電極２８が、一枚の両面銅箔基板を処理することで作製可能であり、一方の面２１ｂの全面がグランド２２となっているため、配線２５とグランド２２とを接続する際に、両面のパターンの位置合わせをする必要がなく、結合用電極２８を構成する配線の一端と、スタブ２７の一端とにそれぞれ接して、接続用スルーホール２４ａ、２４ｂを設けることで容易に接続でき、簡易なプロセスにて作製することができる。
【００５３】
次に、高周波結合器２の性能を調べるために、アンソフト社製の３次元電磁界シミュレータＨＦＳＳを用いて結合強度の解析を行なった。ここで、高周波結合器２の解析モデルとして、次のような条件のものを用いた。誘電体基板２１の材料にはポリテトラフルオロエチレンを、また、結合用電極２８とスタブ２７として用いる導電体の材質には銅を設定した。また、高周波結合器２の大きさは、配線パターンが形成される面２１ａを６．５ｍｍ×６．５ｍｍとし、基板厚みを１．６７ｍｍとし、さらに、スタブ２７の長さは５．２ｍｍとした。
【００５４】
結合強度は、高周波伝送特性を評価するのに用いられるＳパラメータの透過特性Ｓ２１で評価しており、高周波結合器２の信号入出力端となる接続端子部２９とグランド２２の間を入力ポートとして、一対の高周波結合器のポート間の結合強度Ｓ２１を算出した。解析に用いた高周波結合器間の相対的配置は、上述した図３に示した条件と同様である。
【００５５】
図８は、高周波結合器間の対向距離を１５ｍｍとしたときの結合強度Ｓ２１の周波数特性の解析結果を示したものである。比較のために、スタブ２７を有しない高周波結合器１の特性である図６で示した対向距離１５ｍｍのときの結合強度も合わせて示した。
【００５６】
なお、この例でも一方の高周波結合器には、評価の基準機である基準高周波結合器１５０を用いている。
【００５７】
図８から明らかなように、スタブ２７を有した高周波結合器２では、結合強度を高めることができるが、強い結合強度の得られる周波数帯域が狭くなっている。一般に、結合強度の強さと、−３ｄＢ帯域幅はトレードオフの関係にあるため、これらのバランスが要求仕様に対して不十分な場合は、高周波結合器２のようにスタブ２７を設けて、主にその長さを変えることで、両者のバランスを調整することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１、２、１０２、１０６、１５０ 高周波結合器、１１、２１ 誘電体基板、１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ 面、１２、２２、２０２ グランド、１４、２４ａ、２４ｂ 接続用スルーホール、１５、２５ 配線、１５ａ 中央部、１８、２８、１０３、１０７、２０８ 結合用電極、１９、２９ 接続端子部、２７、２０３ スタブ、１００ 通信システム、１０１、１０５ 通信装置、１０４、１０８ 送受信回路部、１５０ａ 電極、２０１ プリント基板、２０５ 送受信回路、２０７ 金属線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の通信波長により、対向する一対の電極間で電磁界結合することで情報通信を行うアンテナ装置において、
誘電体の一方の面にグランド層が形成された基板と、
上記基板の上記グランド層が形成された面と対向した面に形成された配線からなり、当該アンテナ装置と対向する位置に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極を備え、
上記結合用電極は、複数の折り返し部を有し、通信波長の略半分の長さの配線からなり、該配線のうち、一方の端部に信号の入出力端が形成され、他方の端部が上記基板に形成されたグランド層と電気的に接続される構造を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記結合用電極には、上記配線に形成された入出力端から分岐した所定の長さのスタブが接続されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
所定の通信波長により、対向する位置に配置された他の通信装置の電極間での電磁界結合で情報通信を行う通信装置において、
誘電体の一方の面にグランド層が形成された基板と、
上記基板の上記グランド層が形成された面と対向した面に形成された配線からなり、当該アンテナ装置と対向する位置に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極と、
上記グランド層と、上記配線の一方の端部と、それぞれ電気的に接続され、信号の送受信処理を行う送受信処理部とを備え、
上記結合用電極は、複数の折り返し部を有し、通信波長の略半分の長さの配線からなり、該配線のうち、上記送受信処理部と接続されていない端部が上記基板に形成されたグランド層と電気的に接続される構造を有することを特徴とする通信装置。
【請求項１】
所定の通信波長により、対向する一対の電極間で電磁界結合することで情報通信を行うアンテナ装置において、
誘電体の一方の面にグランド層が形成された基板と、
上記基板の上記グランド層が形成された面と対向した面に形成された配線からなり、当該アンテナ装置と対向する位置に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極を備え、
上記結合用電極は、複数の折り返し部を有し、通信波長の略半分の長さの配線からなり、該配線のうち、一方の端部に信号の入出力端が形成され、他方の端部が上記基板に形成されたグランド層と電気的に接続される構造を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記結合用電極には、上記配線に形成された入出力端から分岐した所定の長さのスタブが接続されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
所定の通信波長により、対向する位置に配置された他の通信装置の電極間での電磁界結合で情報通信を行う通信装置において、
誘電体の一方の面にグランド層が形成された基板と、
上記基板の上記グランド層が形成された面と対向した面に形成された配線からなり、当該アンテナ装置と対向する位置に配置された他のアンテナ装置の電極と電磁界結合されて通信可能となる結合用電極と、
上記グランド層と、上記配線の一方の端部と、それぞれ電気的に接続され、信号の送受信処理を行う送受信処理部とを備え、
上記結合用電極は、複数の折り返し部を有し、通信波長の略半分の長さの配線からなり、該配線のうち、上記送受信処理部と接続されていない端部が上記基板に形成されたグランド層と電気的に接続される構造を有することを特徴とする通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−６５１０３（Ｐ２０１２−６５１０３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０６９３０（Ｐ２０１０−２０６９３０）
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]