アンテナ設計方法、アンテナ設計プログラム、及び、このアンテナ設計方法によって設計されたアンテナ
【課題】小型のアンテナを設計する場合において、アンテナ特性を十分に最適化しつつ、アンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制する。
【解決手段】本発明に係るアンテナ設計方法では、第１の子集団取得ステップは、第１の子集団取得ステップで取得された第１の子集団又は第２の子集団取得ステップで取得された第２の子集団を初期集団として用いて再開され、第２の子集団取得ステップは、第１の子集団取得ステップで取得された第１の子集団を初期集団として用いて再開される。第１の子集団取得ステップでは、携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして計算されて取得された第１の子集団を、携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして最適化され、第２の子集団取得ステップでは、携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして計算されて取得された第２の子集団を、携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして最適化される。
【解決手段】本発明に係るアンテナ設計方法では、第１の子集団取得ステップは、第１の子集団取得ステップで取得された第１の子集団又は第２の子集団取得ステップで取得された第２の子集団を初期集団として用いて再開され、第２の子集団取得ステップは、第１の子集団取得ステップで取得された第１の子集団を初期集団として用いて再開される。第１の子集団取得ステップでは、携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして計算されて取得された第１の子集団を、携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして最適化され、第２の子集団取得ステップでは、携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして計算されて取得された第２の子集団を、携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして最適化される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時刻管理サーバ、情報端末、時刻管理システム及び時刻管理方法に関する。本発明は、特に、情報端末間の時刻の一致を図るために好適な時刻管理サーバ、情報端末、時刻管理システム及び時刻管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のブロックに区切られたアンテナ素子面を有しており、金属が配置されるブロック及び金属が配置されないブロックを有するアンテナを設計する方法として、遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm；以下、ＧＡ）を用いたアンテナ設計方法が知られている。
【０００３】
具体的には、アンテナ素子面の各ブロックに金属を配置するか否か、すなわち、金属配置パターンをＧＡによって計算することによって、金属配置パターンに多様性を持たせることができ、最適なアンテナを設計することができる（例えば、非特許文献1）。
【０００４】
ここで、アンテナ素子面の縦のブロック数が“ｍ”で、横のブロック数が“ｎ”である場合において、金属配置パターンの組合せは、２ｍｎ通りという膨大な数となるが、従来のアンテナ設計方法によれば、金属配置パターンの計算量をＧＡによって抑制することができる。
【０００５】
なお、線状アンテナの小型化を図る手法として、ＧＡとベクトル評価法とを用いた並列計算方法も提案されている（例えば、非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】丸山、長、「平面小型多周波共用アンテナの遺伝的アルゴリズムを用いた自動最適設定の検討」、信学レター、B,vol.J88-B No.6 June 2005
【非特許文献２】T.MARUYAMA,T.HORI、「Vector Evaluated GA-ICT for Novel Optimum Design Method of Arbitrarily Arranged Wire Grid Model Antenna and Application of GA-ICT to Sector-antenna Downsizing Problem」、IEICE Trans. Vol.E84-B,No.11 pp.3014-3022 Nov.,2001）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、小型のアンテナを設計する場合には、金属配置パターンだけではなく、アンテナ素子面のサイズも重要な要素となる。
【０００８】
しかしながら、従来のアンテナ設計方法では、アンテナ素子面のサイズが予め定められた条件下で、金属配置パターンが計算される。すなわち、アンテナの小型化を図る場合には、アンテナ素子面のサイズを何度も設定し直した上で、設定されたサイズ毎に金属配置パターンを計算しなければならない。
【０００９】
一方、設定された各サイズにおける金属配置パターンの計算量（ＧＡにおける世代数）を減らしてしまうと、リターンロスなどのアンテナ特性を十分に最適化することができない。
【００１０】
従って、アンテナを少しでも小型化するためには、アンテナ素子面のサイズを少しずつ小さく設定した上で、設定されたサイズ毎にアンテナ特性を十分に最適化しなければならず、金属配置パターンの計算量が増えてしまう。
【００１１】
また、ＧＡとベクトル評価法とを用いた方法については、線状アンテナに適用できても、平面や局面などのアンテナ素子面を有するアンテナに適用することはできない。
【００１２】
そこで、本発明は、小型のアンテナを設計する場合において、アンテナ特性を十分に最適化しつつ、アンテナに設けられたアンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制することが可能なアンテナ設計方法、アンテナ設計プログラム、及び、このアンテナ設計方法によって設計された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】
【００１３】
本発明の第１の特徴は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法が、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である子集団を取得する一の計算ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記子集団を取得する他の計算ステップと、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の前記金属配置パターンの集団を初期集団構成個体群として抽出する抽出ステップとを含み、前記初期集団構成個体群には、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の一部が少なくとも含まれており、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを要旨とする。
【００１４】
かかる特徴によれば、一の計算ステップ及び他の計算ステップでは、互いに異なる設定条件に従って遺伝的アルゴリズムが適用されて、初期集団から子集団がそれぞれ取得される。また、抽出ステップでは、一の計算ステップ及び他の計算ステップで取得された子集団の中から、一の計算ステップ及び他の計算ステップを再開する際に用いられる初期集団の一部（又は、全部）である初期集団構成個体群を抽出する。
【００１５】
従って、遺伝的アルゴリズムを適用することによって取得される金属配置パターンに多様性を持たせることができる。また、金属配置パターンに多様性を持たせることにより、アンテナ特性を十分に最適化することができる。
【００１６】
また、一の設定条件及び他の設定条件が、アンテナ素子面のサイズ又はブロックのサイズを少なくとも含み、互いに異なる設定条件であることにより、アンテナ素子面のサイズを何度も設定し直して、設定されたサイズ毎にアンテナ特性を十分に最適化する場合に比べて、アンテナ素子面の小型化をどこまで図ることができるかを容易に把握することができる。
【００１７】
すなわち、アンテナに設けられたアンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制することができる。
【００１８】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記抽出ステップが、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、前記アンテナのアンテナ特性に係る評価が高い順に選択された前記金属配置パターンの集団をエリート集団として抽出し、前記初期集団構成個体群が、前記エリート集団を含むことを要旨とする。
【００１９】
本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴において、前記抽出ステップが、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、ランダムに選択された前記金属配置パターンの集団をランダム集団として抽出し、前記初期集団構成個体群が、前記エリート集団に加えて、前記ランダム集団を含むことを要旨とする。
【００２０】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップが、前記アンテナのアンテナ特性を評価するための評価関数に基づいて、前記アンテナ特性に係る評価を前記金属配置パターン毎に計算するステップを含み、前記一の計算ステップで用いられる前記評価関数の種類、前記評価関数による評価項目又は前記評価関数に含まれる重付値は、前記他の計算ステップで用いられる前記評価関数の種類、前記評価関数による評価項目又は前記評価関数に含まれる重付値と異なることを要旨とする。
【００２１】
本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴において、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップが、異なる計算機によって並列で行われることを要旨とする。
【００２２】
本発明の第６の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップが、前記アンテナのアンテナ特性を評価するための評価関数に基づいて、前記アンテナ特性に係る評価を前記金属配置パターン毎に計算するステップを含み、前記一の計算ステップで用いられる前記評価関数が、前記アンテナ特性を評価する周波数の数の点で、前記他の計算ステップで用いられる前記評価関数と異なっており、前記一のラウンド終了条件及び前記他のラウンド終了条件が、前記アンテナ特性を評価する周波数の数の相違に応じて定められる世代数であることを要旨とする。
【００２３】
本発明の第７の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記アンテナが、誘電体が用いられる構成を有しており、前記一の計算ステップが、波長短縮率が設定されたＦＤＴＤ法に従って、前記アンテナのアンテナ特性を前記金属配置パターン毎に評価するステップを含み、前記他の計算ステップは、モーメント法に従って、前記アンテナのアンテナ特性を前記金属配置パターン毎に評価するステップを含むことを要旨とする。
【００２４】
本発明の第８の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップが、前記アンテナのアンテナ特性を評価するための評価関数に基づいて、前記アンテナ特性に係る評価を前記金属配置パターン毎に計算するステップを含み、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップが再開された場合に、前記遺伝的アルゴリズムで適用される交叉確率及び突然変異確率、前記評価関数に含まれる重付値、前記一のラウンド終了条件又は前記他のラウンド終了条件が変更されることを要旨とする。
【００２５】
本発明の第９の特徴は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計プログラムが、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である子集団を取得する一の計算ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記子集団を取得する他の計算ステップと、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の前記金属配置パターンの集団を初期集団構成個体群として抽出する抽出ステップとを実行させ、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを要旨とする。
【００２６】
本発明の第１０の特徴は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法であって、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップとを備え、前記アンテナが設置された折り畳み可能な携帯通信端末は、前記携帯通信端末の上側の金属板及び下側の金属板が開いた状態であるｏｐｅｎ状態と、前記携帯通信端末の上側の金属板及び下側の金属板が閉じた状態であるｃｌｏｓｅ状態とに変形可能であり、前記第１の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団又は前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開され、前記第１の子集団取得ステップでは、前記携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして計算されて取得された前記第１の子集団を、前記携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして最適化され、前記第２の子集団取得ステップでは、前記携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして計算されて取得された前記第２の子集団を、前記携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして最適化されることを要旨とする。
【００２７】
本発明の第１１の特徴は、本発明の第１０の特徴において、前記第１の子集団取得ステップ又は前記第２の子集団取得ステップの少なくとも一方は、一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団から子集団を取得する一の計算ステップと、前記一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団から子集団を取得する他の計算ステップと、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の初期集団構成個体群を抽出する抽出ステップとによって取得された前記子集団を、前記第１又は第２の子集団とし、前記初期集団構成個体群には、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の一部が少なくとも含まれており、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを要旨とする。
【００２８】
本発明の第１２の特徴は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法であって、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップと、前記第１の子集団取得ステップは、前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開されることを要旨とする。
【００２９】
かかる発明によれば、形状や構造等が異なる状態で、１つのアンテナを使用する場合であっても、所望特性を同時に満たすアンテナを設計することができる。
【００３０】
本発明の第１３の特徴は、本発明の第１２の特徴において、前記第１の子集団取得ステップ又は前記第２の子集団取得ステップの少なくとも一方は、一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である子集団を取得する一の計算ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記子集団を取得する他の計算ステップと、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の前記金属配置パターンの集団を初期集団構成個体群として抽出する抽出ステップとによって取得された前記子集団を、前記第１又は第２の子集団とし、前記初期集団構成個体群には、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の一部が少なくとも含まれており、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを要旨とする。
【００３１】
本発明の第１４の特徴は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法であって、コンピュータに、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップとを実行させ、前記第１の子集団取得ステップは、前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開されるアンテナ設計プログラムであることを要旨とする。
【００３２】
本発明の第１５の特徴は、本発明の第１０乃至第１３の特徴において、前記第１のラウンド終了条件が、再開される前の第１の子集団取得ステップで取得された第１の子集団での評価よりも高いことであり、前記第２のラウンド終了条件が、再開される前の第２の子集団取得ステップで取得された第２の子集団での評価よりも高いことであることを要旨とする。
【００３３】
本発明の第１６の特徴は、アンテナが、本発明の第１乃至第８の特徴、第１０乃至第１３の特徴のいずれかに記載されたアンテナ設計方法によって設計されたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、小型のアンテナを設計する場合において、アンテナ特性を十分に最適化しつつ、アンテナに設けられたアンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制することが可能なアンテナ設計方法、アンテナ設計プログラム、及び、このアンテナ設計方法によって設計されたアンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る計算機１０を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１００を示す図である（その１）。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１００を示す図である（その２）。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ素子面１１０を示す展開図である（その１）。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ素子面１１０を示す展開図である（その２）。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る基準点ブロックに割当てられるbit列を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計方法を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る「初期集団構成個体群」の抽出方法を示す図である（その１）
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る「初期集団構成個体群」の抽出方法を示す図である（その２）。
【図１１】実施例１に係る計算機１０ａ〜計算機１０ｈに設定された設定条件を示す図である。
【図１２】実施例１に係る各世代におけるリターンロスを計算機１０毎に示す図である（その１）。
【図１３】実施例１に係る各世代におけるリターンロスを計算機１０毎に示す図である（その２）。
【図１４】実施例１に係る計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。
【図１５】実施例２に係る計算機１０ａ〜計算機１０ｈに設定された設定条件を示す図である。
【図１６】実施例２に係る計算機１０ｃ及び計算機１０ｇによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。
【図１７】アンテナを具備する一般的な携帯通信端末の全体構成図である。
【図１８】ヒンジ近くにアンテナを設置した携帯通信端末において、従来の計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を示す図である（その１）。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を示す図である（その２）。
【図２２】実施例３に係るアンテナを具備する一般的な携帯通信端末の全体構成図である。
【図２３】実施例３に係る計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。
【図２４】実施例３に係る各世代におけるリターンロスを計算機１０毎に示す図である。
【図２５】実施例４に係る各世代におけるリターンロスを計算機１０毎に示す図である。
【図２６】実施例４に係る計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。
【図２７】本発明の変更例に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【図２８】本発明の変更例に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【図２９】本発明の変更例に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【図３０】本発明の変更例に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【図３１】本発明の変更例に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
＜第１の実施形態＞
（アンテナ設計システムの構成）
以下において、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計システムの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計システムの構成を示す図である。
【００３７】
なお、アンテナ設計システムによって設計されるアンテナは、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナである。また、アンテナとは、曲面又は平面のアンテナ素子面を有するアンテナである。例えば、アンテナは、パッチアンテナ、逆Ｆアンテナ、逆Ｌアンテナ及びメアンダラインアンテナである。また、アンテナ素子面とは、アンテナ素子として機能する金属（金属パッチ）が配置される面である。
【００３８】
図１に示すように、アンテナ設計システムは、複数の計算機１０（計算機１０ａ〜計算機１０ｈ）によって構成される。各計算機１０は、アンテナ素子面のサイズ及びブロックのサイズを少なくとも含む設定条件に従って遺伝的アルゴリズムを適用して、ブロックに配置される金属のパターン（金属配置パターン）の集団である「初期集団」から「子集団」を取得する。また、各計算機１０には、互いに異なる設定条件が設定される。
【００３９】
具体的には、後述するように、アンテナ素子面のサイズは、アンテナ素子面の高さやアンテナ素子面の幅によって定められ、各計算機１０にそれぞれ設定される設定条件には、互いに異なるアンテナ素子面の高さ（又は、アンテナ素子面の幅）が含まれている。
【００４０】
また、ブロックのサイズは、後述する基準点ブロックの高さや基準点ブロックの幅によって定められ、各計算機１０にそれぞれ設定される設定条件には、互いに異なる基準点ブロックの高さ（又は、基準点ブロックの幅）が含まれている。
【００４１】
ここで、基準点ブロックの高さ（又は、基準点ブロックの幅）が変更されると、この変更に伴って、ラインの高さ（又は、ラインの幅）も変更される。また、ブロックのサイズが変更される例としては、各ブロック間のサイズの比率を保ちながら各ブロックのサイズが均一に変更される場合と、各ブロック間のサイズの比率が変更されて各ブロックのサイズが不均一に変更される場合とが挙げられる。
【００４２】
なお、アンテナ素子面のサイズ及びブロックのサイズの詳細については後述する（図５及び図６）。
【００４３】
（計算機の構成）
以下において、本発明の第１の実施形態に係る計算機の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る計算機１０を示すブロック図である。なお、計算機１０ａ〜計算機１０ｈは同様の構成を有しているため、以下においては、これらをまとめて計算機１０として説明する。
【００４４】
図２に示すように、計算機１０は、通信部１１と、ＧＡ処理部１２と、設定条件記憶部１３と、評価結果計算部１４とを有する。
【００４５】
通信部１１は、他の計算機１０と通信を行うインターフェースである。具体的には、通信部１１は、ＧＡ処理部１２が遺伝的アルゴリズムを適用して取得した金属配置パターン（個体）の集団（後述する子集団）を他の計算機１０に出力する。また、通信部１１は、他の計算機１０が遺伝的アルゴリズムを適用して取得した金属配置パターン（個体）の集団（後述する子集団）を取得する。
【００４６】
ＧＡ処理部１２は、遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm；ＧＡ）に基づいて、最適なアンテナ素子面の金属配置パターンを計算する。
【００４７】
具体的には、ＧＡ処理部１２は、金属配置パターンを示すbit列を有する個体をランダムに生成し、所定数の個体を「初期集団」として取得する。また、ＧＡ処理部１２は、「初期集団」に含まれる個体の中から、次世代の個体を生成するために複数の個体を選択する。
【００４８】
さらに、ＧＡ処理部１２は、選択した複数の個体（親）から次世代の個体（子）を生成する。具体的には、ＧＡ処理部１２は、親となる個体に含まれるbitを所定の交叉確率で交叉させる。なお、交叉されるbitは、１つ（１点交叉）であっても、２つ（２点交叉）であってもよい。また、ＧＡ処理部１２は、所定の突然変異確率で子となる個体に含まれるbitを反転させる。
【００４９】
また、ＧＡ処理部１２は、親となる個体から子となる個体を生成するまでを「一世代」として、所定のラウンド終了条件が満たされるまで、選択、交叉及び突然変異を繰り返す。
【００５０】
なお、所定のラウンド終了条件とは、処理された世代数が予め定められた世代数となったこと、処理を開始してから経過した時間が予め定められた時間となったこと、後述する評価結果計算部１４によって計算されたアンテナ特性に係る評価が予め定められた評価となったことなどである。
【００５１】
さらに、ＧＡ処理部１２は、所定のラウンド終了条件が満たされると、自計算機による計算によって得られた個体の集団（以下、「子集団」）の出力を通信部１１に指示する。
【００５２】
また、ＧＡ処理部１２は、自計算機による計算によって取得された「子集団」及び他の計算機による計算によって取得された「子集団」の中から、所定数の個体を「初期集団構成個体群」として抽出する。ここで、「初期集団構成個体群」には、自計算機による計算によって取得された「子集団」及び他の計算機による計算によって取得された「子集団」の少なくとも一部が含まれている。
【００５３】
さらに、ＧＡ処理部１２は、抽出された「初期集団構成個体群」を含む「初期集団」を用いて、選択、交叉及び突然変異を再開する。
【００５４】
また、ＧＡ処理部１２は、アンテナ特性に係る評価が高い順に選択された個体の集団を「エリート集団」として抽出し、「初期集団構成個体群」に「エリート集団」を含ませる。
【００５５】
なお、各計算機１０のＧＡ処理部１２は、互いに連携して自計算機１０用の「初期集団」を抽出するが、この処理の詳細については後述する（図８〜図１０）。
【００５６】
設定条件記憶部１３は、アンテナ素子面のサイズ及びブロックのサイズを設定条件として記憶する。なお、アンテナ素子面のサイズとは、後述するように、アンテナ素子面の高さ（ＨＡ）などであり、ブロックのサイズとは、基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）などである。
【００５７】
また、設定条件記憶部１３は、アンテナ特性に係る評価を計算するための評価関数の種類、評価関数による評価項目、評価関数に含まれる重付値などを設定条件として記憶する。
【００５８】
なお、各計算機１０の設定条件記憶部１３には、互いに異なる設定条件が記憶されているが、この内容については後述する（表１及び表２を参照）。
【００５９】
評価結果計算部１４は、設定条件記憶部１３に記憶された設定条件に従って、ＧＡ処理部１２によって生成された個体（金属配置パターン）毎にアンテナ特性に係る評価を計算する。
【００６０】
ここで、上述した評価関数の一例について説明する。なお、以下においては、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３におけるリターンロス特性及び利得特性をアンテナ特性として計算する場合を例に挙げて説明する。
【００６１】
最初に、リターンロス特性について説明する。リターンロス（ＲＬ）は、式（１）によって表される
【数１】
【００６２】
ここで、Γは、反射係数を表しており、式（２）によって表される。
【数２】
【００６３】
ここで、Ｚｉｎは、入力インピーダンスであり、Ｚ０は、伝送路の特性インピーダンスである。
【００６４】
なお、リターンロス（ＲＬＯＳＳ）は正の値であり、反射係数（Γ）が小さい場合には、リターンロス（ＲＬＯＳＳ）は大きくなり、反射係数（Γ）が大きい場合には、リターンロス（ＲＬＯＳＳ）は小さくなる。
【００６５】
次に、リターンロス特性及び利得特性を用いた評価関数について説明する。なお、以下においては、３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の「リターンロス」を、それぞれ、ＲＬｆ１、ＲＬｆ２、ＲＬｆ３とし、所望とする３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の「利得」を、それぞれ、Ｇｆ１、Ｇｆ２、Ｇｆ３とする。
【００６６】
評価関数（ＥＶＡＬ）は、式（３）によって表される。
【数３】
【００６７】
ここで、ｗ１〜ｗ６は、リターンロス又は利得に乗算される重付値である。
【００６８】
例えば、多周波共用アンテナを設計する際に、相互に関連する複数の条件について最適化を図る場合には、一の評価項目が所望特性を満たしたときは、他の所望特性を満たしていない評価項目に対して重付値が重くなるように重付値を設定する方法が有効である。
【００６９】
さらに、他の評価関数（Ｏ（ｘ））は、式（４）によって表される。評価関数（Ｏ（ｘ））において、所望の共振周波数は、９００ＭＨｚ（ｆｌ）、１．５ＧＨｚ（ｆｍ）及び１．９ＧＨｚ（ｆｈ）であり、所望のリターンロスは、１０ｄＢ以上であり、所望の利得は、３ｄＢｉ以上である。
【数４】
【００７０】
ここで、ＲＬｆｋ（ｘ）は、個体ｘの周波数ｆｋ（ｋ：ｌ，ｍ，ｈ）におけるリターンロスであり、Ｇｆｋ（ｘ）は、個体ｘの周波数ｆｋ（ｋ：ｌ，ｍ，ｈ）における利得であり、ｗｉ（ｉ：１〜１１）は、重付値である。また、ＤＲＬは、所望のリターンロスであり、ＤＧＡＩＮは、所望の利得である。
【００７１】
さらに、ＲＬｆｌεｌ（ｘ）、ＲＬｆｍεｍ（ｘ）及びＲＬｆｈεｈ（ｘ）は、所望の周波数（ｆｌ、ｆｍ及びｆｈ）からεｌ、εｍ、εｈ離れた周波数におけるリターンロスである。
【００７２】
このように、所望の周波数に近い周波数におけるリターンロスも低くなるように重み付けることによって、所望の特性が特異点でのみ現れることを避けている。
【００７３】
また、第１項及び第２項では、３波（ｆｌ、ｆｍ及びｆｈ）の中で最も低いリターンロス及び利得に強い重みをかけるために、３波（ｆｌ、ｆｍ及びｆｈ）の中で最も低いリターンロス及び利得を選んで重みを付けている。
【００７４】
第３項〜第８項は、各周波数におけるリターンロス及び利得が所望値に近づくにつれて評価が高くなり、所望値となった後では、リターンロス及び利得が所望値が所望値以上となっても評価が変わらないように定義されている。
【００７５】
（アンテナの構成）
以下において、本発明の第１の実施形態に係るアンテナの構成について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るアンテナ１００の構成を示す模式図である。
【００７６】
図３に示すように、アンテナ１００は、スクロール形状のアンテナ素子面１１０と、板状の地板１２０とによって構成される。また、スクロール形状のアンテナ素子面１１０は、その一辺で地板１２０に接しており、給電点１０１によって地板１２０に接続されている。
【００７７】
なお、アンテナ素子面１１０は、スクロール形状に限定されるものではなく、逆Ｆアンテナの形状、逆Ｌアンテナの形状、柱状の形状、地板１２０と同一平面上にアンテナ素子面１１０が連続する形状などであってもよい。
【００７８】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１００の最終形状を示す図である。図４に示すように、アンテナ素子面１１０には、金属が配置されたブロックと金属が配置されていないブロックとによって構成されている。なお、アンテナ素子面１１０上に配置された金属のパターンは、遺伝的アルゴリズムに基づいて計算されるが、染色体の割当て方や計算方法については後述する。
【００７９】
（アンテナ素子面の構成）
以下において、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ素子面の構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、本発明の一実施形態に係るアンテナ素子面１１０を示す展開図である。
【００８０】
図５に示すように、アンテナ素子面１１０は、複数のブロックに区切られており、各ブロックは、点ではなくて一辺で他のブロックと接している。また、アンテナ素子面１１０には、遺伝的アルゴリズムが適用される際に基準とされるブロック（以下、基準点ブロック）が配置されており、各基準点ブロックには、１〜ｎの識別番号が割り振られている。
【００８１】
また、基準点ブロックには、後述するように、基準点ブロックの周辺に位置するブロック（以下、周辺ブロック）のうち、どのブロックの金属を除去するかを示すbit列が染色体として割当てられる。
【００８２】
なお、本実施形態において、周辺ブロックとは、基準点ブロックの右側に隣接するブロック、基準点ブロックの右上のブロック、及び、基準点ブロックの上側に隣接するブロックである。
【００８３】
なお、本実施形態では、基準点ブロックについては、金属がデフォルトで除去されるようにbit列（染色体）が割当てられており、基準点ブロックの右上のブロックについては、金属がデフォルトで除去されないようにbit列（染色体）が割当てられている。一方、基準点ブロックの上側に隣接するブロック及び基準点ブロックの右側に隣接するブロックについては、金属が除去されるか否かがbit列に応じて定められる。
【００８４】
このように、基準点ブロックに割当てられる識別番号及びbit列によって、アンテナ素子面１１０の金属配置パターンが定められる。
【００８５】
また、上述したように、アンテナ素子面１１０は、その一辺（地板接地領域）で地板１２０に接地している。この地板接地領域の最下層のブロックのうち、金属が除去されないブロックがある場合には、そのブロックは、アンテナ素子面１１０と地板１２０との間を短絡する短絡素子として機能する。
【００８６】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る他のアンテナ素子面１１０を示す展開図である。図６に示すように、遺伝的アルゴリズムに基づいて金属配置パターンを計算する際に、基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）の設定を自由に変更してもよい。なお、基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）の変更に伴って、ラインの高さ（ＬＺｊ）も変更される。
【００８７】
また、基準点ブロックの高さと同様に、基準点ブロックの幅（ＲＸｊ、ＲＹｊ）の設定を自由に変更してもよい。なお、基準点ブロックの幅（ＲＺｊ）の変更に伴って、ラインの幅（ＬＸｊ、ＬＹｊ）も変更される。
【００８８】
以下において、本発明の第１の実施形態に係る基準点ブロックに割当てられるbit列（染色体）について説明する。図７は、本発明の第１の実施形態に係る基準点ブロックに割当てられるbit列（染色体）を示す図である。
【００８９】
図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、基準点ブロックには、２bit長のbit列が割当てられる。
【００９０】
図７（ａ）に示すように、基準点ブロックに“００”が割当てられる場合には、基準点ブロックの上側及び右側に隣接するブロックの金属が除去され、図７（ｂ）に示すように、基準点ブロックに“１０”が割当てられる場合には、基準点ブロックの右側に隣接するブロックの金属が除去される。
【００９１】
同様に、図７（ｃ）に示すように、基準点ブロックに“０１”が割当てられる場合には、基準点ブロックの上側に隣接するブロックの金属が除去され、図７（ｄ）に示すように、基準点ブロックに“１１”が割当てられる場合には、いずれの周辺ブロックの金属も除去されない。
【００９２】
また、本実施形態では、地板接地領域の最下層のブロックに基準点ブロックが含まれているため、アンテナ素子面１１０と地板１２０とを短絡するブロックが遺伝的アルゴリズムに基づいて計算される。従って、アンテナ素子面１１０と地板１２０とを短絡する位置や数について多様性を持たせることができる。
【００９３】
（アンテナ設計方法）
以下において、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計方法について、図面を参照しながら説明する。図８は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計方法を示す図である。ここで、図８に示すように、計算機１０ａ〜計算機１０ｈは、選択、交叉及び突然変異を並列で処理する。
【００９４】
また、計算機１０ａの処理は、計算機１０ｂ〜計算機１０ｈの処理と同様であるため、ステップ１０ａ〜ステップ６０ａを例に説明する。
【００９５】
ステップ１０ａにおいて、計算機１０ａは、金属配置パターンを示すbit列、すなわち、上述した基準点ブロックに割当てられたbit列の組合せを個体としてランダムに生成し、所定数の個体を「初期集団ａ」として取得する。
【００９６】
ステップ２０ａにおいて、計算機１０ａは、アンテナ設計方法の計算を終了する条件（以下、計算終了条件）が満たされているか否かを判定する。
【００９７】
ここで、計算終了条件とは、後述するステップ７０（「初期集団構成個体群」の抽出）の回数が予め定められた回数となったこと、処理を開始してから経過した時間が予め定められた時間となったこと、後述する評価結果計算部１４によって計算されたアンテナ特性に係る評価が予め定められた評価となったことなどである。
【００９８】
また、計算機１０ａは、計算終了条件が満たされている場合には、アンテナ設計方法に係る処理を終了し、計算終了条件が満たされていない場合には、ステップ３０ａの処理に移る。
【００９９】
ステップ３０ａにおいて、計算機１０ａは、「初期集団ａ」に含まれる個体の中から、次世代の個体（子となる個体）を生成するために複数の個体（親となる個体）を選択する。ここで、計算機１０ａは、親となる個体を選択する際に、アンテナ特性に係る評価が高い順に個体を選択することが好ましい。
【０１００】
ステップ４０ａにおいて、計算機１０ａは、親となる個体に含まれるbitを所定の交叉確率で交叉させ、子となる個体を生成する。なお、上述したように、交叉されるbitは、１つ（１点交叉）であっても、２つ（２点交叉）であってもよい。
【０１０１】
ステップ５０ａにおいて、計算機１０ａは、所定の突然変異確率で子となる個体に含まれるbitを反転させる。
【０１０２】
ステップ６０ａにおいて、計算機１０ａは、ラウンド終了条件が満たされたか否かを判定する。
【０１０３】
ここで、ラウンド終了条件とは、上述したように、処理された世代数が予め定められた世代数となったこと、処理を開始してから経過した時間が予め定められた時間となったこと、後述する評価結果計算部１４によって計算されたアンテナ特性に係る評価が予め定められた評価となったことなどである。
【０１０４】
また、計算機１０ａは、ラウンド終了条件が満たされている場合には、ステップ７０の処理に移り、ラウンド終了条件が満たされていない場合には、ステップ３０ａの処理に戻る。
【０１０５】
ステップ７０において、計算機１０ａは、自計算機１０ａによる計算によって取得された「子集団ａ」及び他の計算機１０による計算によって取得された「子集団」（「子集団ｂ〜子集団ｈ」の中から所定数の個体を「初期集団構成個体群ａ」として抽出する。また、計算機１０ａは、「初期集団構成個体群ａ」を含む「初期集団ａ」を再生成し、ステップ２０ａの処理に戻る。
【０１０６】
（「初期集団構成個体群」の抽出方法）
以下において、本発明の第１の実施形態に係る「初期集団構成個体群」の抽出方法について、図面を参照しながら説明する。図９及び図１０は、上述した「初期集団構成個体群」の抽出方法を示す図である。
【０１０７】
まず、「初期集団構成個体群」の抽出方法の一例について、図９を参照しながら説明する。
【０１０８】
図９に示すように、各計算機１０は、選択、交叉及び突然変異に係る処理をラウンド終了条件が満たされるまで繰り返すことによって、金属配置パターンの集団である「初期集団」（「初期集団ａ」〜「初期集団ｈ」）から金属配置パターンの集団である「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）をそれぞれ取得する。
【０１０９】
次に、各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）の中から、アンテナ１００のアンテナ特性に係る評価が高い順に選択された個体（金属配置パターン）の集団が「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）としてそれぞれ抽出される。
【０１１０】
ここで、計算機１０ａを例に挙げて説明すると、計算機１０ａは、各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）からそれぞれ抽出された「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）を集めて、集められた「エリート集団」の中から「初期集団構成個体群ａ」を抽出する。また、計算機１０ａは、「初期集団構成個体群ａ」を含む「初期集団ａ」を用いて、選択、交叉及び突然変異に係る処理を再開する。
【０１１１】
計算機１０ｂ〜計算機１０ｈについても、計算機１０ａと同様にして、「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）の中から「初期集団構成個体群ｂ」〜「初期集団構成個体群ｈ」をそれぞれ抽出して、「初期集団構成個体群ｂ」〜「初期集団構成個体群ｈ」をそれぞれ含む「初期集団ｂ」〜「初期集団ｈ」を用いて、選択、交叉及び突然変異に係る処理を再開する。
【０１１２】
次に、「初期集団構成個体群」の抽出方法の他の例について、図１０を参照しながら説明する。
【０１１３】
図１０に示すように、各計算機１０は、選択、交叉及び突然変異に係る処理をラウンド終了条件が満たされるまで繰り返すことによって、金属配置パターンの集団である「初期集団」（「初期集団ａ」〜「初期集団ｈ」）から金属配置パターンの集団である「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）をそれぞれ取得する。
【０１１４】
次に、各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）の中から、アンテナ１００のアンテナ特性に係る評価が高い順に選択された個体（金属配置パターン）の集団が「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）としてそれぞれ抽出される。
【０１１５】
また、各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）の中からランダムに選択された個体（金属配置パターン）の集団が「ランダム集団」（「ランダム集団ａ」〜「ランダム集団ｈ」）としてそれぞれ抽出される。
【０１１６】
ここで、計算機１０ａを例に挙げて説明すると、計算機１０ａは、各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）からそれぞれ抽出された「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）及び「ランダム集団」（「ランダム集団ａ」〜「ランダム集団ｈ」）を集めて、集められた「エリート集団」及び「ランダム集団」の中から「初期集団構成個体群ａ」を抽出する。また、計算機１０ａは、「初期集団構成個体群ａ」を含む「初期集団ａ」を用いて、選択、交叉及び突然変異に係る処理を再開する。
【０１１７】
計算機１０ｂ〜計算機１０ｈについても、計算機１０ａと同様にして、「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）及び「ランダム集団」（「ランダム集団ａ」〜「ランダム集団ｈ」）の中から「初期集団構成個体群ｂ」〜「初期集団構成個体群ｈ」をそれぞれ抽出して、「初期集団構成個体群ｂ」〜「初期集団構成個体群ｈ」をそれぞれ含む「初期集団ｂ」〜「初期集団ｈ」を用いて、選択、交叉及び突然変異に係る処理を再開する。
【０１１８】
なお、各計算機１０によって取得された「子集団」から抽出される「ランダム集団」に含まれる個体の数は、互いに同じであっても、異なっていてもよい。
【０１１９】
また、「初期集団構成個体群」としては、各計算機１０に共通する「初期集団構成個体群」が抽出されてもよく、計算機１０毎に異なる「初期集団構成個体群」が抽出されてもよい。
【０１２０】
さらに、選択、交叉及び突然変異係る処理が再開される際に用いられる「初期集団」は、「初期集団構成個体群」のみによって構成されていてもよく、「初期集団構成個体群」に加えて、「初期集団構成個体群」以外の個体を含んでいてもよい。
【０１２１】
（設定条件）
以下において、各計算機１０に設定される設定条件の一例について、表を参照しながら説明する。表１及び表２は、本発明の一実施形態に係る設定条件の一例を示す表である。
【表１】
【表２】
【０１２２】
表１に示すように、各計算機１０には、アンテナ素子面１１０の高さ（ＨＡ）がアンテナ素子面のサイズとして設定され、基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）がブロックのサイズとして設定されている。また、各計算機１０には、アンテナ特性を評価する周波数の数及びラウンド終了条件が設定されている。
【０１２３】
また、表２に示すように、各計算機１０には、評価関数（例えば、上述した評価関数（Ｏ（ｘ））で用いられる重付値が設定され、遺伝的アルゴリズムによる計算で用いられる交叉確率、突然変異確率及び乱数の種が設定されている。
【０１２４】
このように、各計算機１０には、互いに異なる設定条件がそれぞれ設定されている。なお、各計算機１０に設定される設定条件の一部が共通していてもよいことは勿論である。
【０１２５】
（作用及び効果）
上述した第１の実施形態に係るアンテナ設計方法によれば、アンテナ素子面のサイズ及びブロックのサイズを少なくとも含み、互いに異なる設定条件に従って遺伝的アルゴリズムが適用されて、「初期集団」から「子集団」が取得される。また、各計算機１０によって取得された「子集団」の中から「初期集団構成固体群」が抽出される。さらに、各計算機１０は、「初期集団構成固体群」を含む「初期集団」を用いて遺伝的アルゴリズムに係る処理を再開する。
【０１２６】
従って、遺伝的アルゴリズムが適用されることによって取得される金属配置パターンに多様性を保つことができる。
【０１２７】
また、金属配置パターンに多様性を持たせることにより、アンテナ特性を十分に最適化することができる。
【０１２８】
また、各計算機１０に設定される設定条件が、アンテナ素子面のサイズ及びブロックのサイズを少なくとも含み、互いに異なる条件であることにより、アンテナ素子面のサイズを何度も設定し直して、設定されたサイズ毎にアンテナ特性を十分に最適化する場合に比べて、アンテナ素子面の小型化をどこまで図ることができるかを容易に把握することができる。
【０１２９】
すなわち、アンテナに設けられたアンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制することができる。
【０１３０】
また、各計算機１０が並列で処理を進めることにより、所望のアンテナ特性を有する金属配置パターンが計算されるまでの時間を短縮することができる。
【０１３１】
さらに、アンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制することにより、計算に時間がかかるＦＤＴＤ（Finite Difference Time Domain）法をアンテナ特性の評価方法として用いても、所望のアンテナ特性を有する金属配置パターンの計算の収束が極端に遅くなることを防止することができる。
【０１３２】
（変更例）
各計算機１０で用いられる評価関数の種類、評価関数による評価項目、評価関数に含まれる重付値は、互いに異なる値であることが好ましい。各計算機１０で用いられるこれらの値が互いに異なっており、各計算機１０によって取得された「子集団」の中から「初期集団構成個体群」を抽出することによって、個体（金属配置パターン）の多様性を保つことができる。
【０１３３】
また、処理された世代数が所定の世代数となったことがラウンド終了条件である場合には、所定の世代数は、アンテナ特性を評価する周波数の数に応じて定められることが好ましい。
【０１３４】
所定の世代数が、アンテナ特性を評価する周波数の数に応じて定められることにより、各計算機１０が「初期集団」から「子集団」を取得するタイミングについて同期を取ることができ、各計算機１０によって取得された「子集団」から「初期集団構成個体群」を抽出する際に、各計算機１０の待ち時間を短くすることができる。
【０１３５】
さらに、アンテナ１００が誘電体を用いた構成を有している場合には、各計算機１０に適用されるアンテナ特性の評価方法として、波長短縮率が設定されたＦＤＴＤ法とモーメント法とを用いてもよい。
【０１３６】
また、遺伝的アルゴリズムで適用される交叉確率及び突然変異確率、評価関数に用いられる重付値は、個体（金属配置パターン）の多様性を保つために、「初期集団」から取得された「子集団」から「初期集団構成個体群」が抽出される毎に変更されてもよい。
【０１３７】
さらに、アンテナ設計プログラムが、上述したアンテナ設計方法をコンピュータに実行させてもよい。
【０１３８】
また、上述した実施形態では、子となる個体（金属配置パターン）の計算は、複数の計算機１０によって並列で行われるが、これに限定されるものではなく、計算結果を一時的にメモリ等に格納しておくことによって、一つの計算機１０によって順次行われてもよい。
【０１３９】
さらに、ラウンド終了条件は、各計算機１０に共通であってもよく、計算機１０毎に異なっていても良い。
【０１４０】
また、金属を除去するか否かを示すbit列の割当て方（染色体の割当て方）については、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な染色体の割当て方を本発明の一実施形態に係るアンテナ設計方法に適用してもよい。例えば、金属を除去するか否かを示す１bitのbit列を全てのブロックにそれぞれ割当ててもよい。
【０１４１】
（実施例１）
以下において、本発明の実施例１について図面を参照しながら説明する。図１１は、計算機１０ａ〜計算機１０ｈに設定された設定条件を示す図である。
【０１４２】
なお、実施例１では、図５及び図６に示したアンテナ素子面のブロックの数及び図７に示した基準点ブロックに割当てられるbit列は、各計算機１０に共通である。
【０１４３】
図１１に示すように、各計算機１０には、１４ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内で互いに異なるアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）をアンテナ素子面のサイズとして設定した。
【０１４４】
また、各計算機１０には、ライン幅（ＬＺｊ）との比が０．８５〜１．２５の範囲内で互いに異なる基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）をブロックのサイズとして設定した。
【０１４５】
すなわち、基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）はライン幅（ＬＺｊ）との比で表されており、計算機１０ｃ、計算機１０ｅ及び計算機１０ｆの基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）は、実際には互いに異なる。
【０１４６】
ラウンド終了条件は、処理された世代数が５世代となったことという共通の条件にして、各計算機１０が「初期集団」から「子集団」を取得するタイミングについて同期をとった。
【０１４７】
また、交叉確率、突然変異確率及び評価関数に含まれる重付値については、個体の多様性を保つために、計算機１０毎に異なるものとした。
【０１４８】
図１２及び図１３は、各世代におけるリターンロスを計算機１０毎に示す図である。図１２及び図１３に示すように、各世代におけるリターンロスは、１００世代を超えても最適値に近づいており、各計算機１０による計算の多様性が保たれていることが確認できた。
【０１４９】
これに加えて、図１２に示すように、最も大きい高さ（２０ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ａによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスは、遺伝的アルゴリズムを開始した当初から所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認された。
【０１５０】
２番目に大きい高さ（１８ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｂによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスは、遺伝的アルゴリズムを開始してから７５世代程で所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認された。
【０１５１】
３番目に大きい高さ（１６ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスは、遺伝的アルゴリズムを開始してから２７０世代程で所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認された。
【０１５２】
最も小さい高さ（１４ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｄによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスは、遺伝的アルゴリズムを開始してから３００世代を超えても所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達しないことが確認された。
【０１５３】
一方、図１３に示すように、計算機１０ａと同じ高さ（２０ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｅでは、計算機１０ａと基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）が異なっていると、個体（金属配置パターン）のリターンロスは、３００世代を超えても所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達しないことが確認された。
【０１５４】
計算機１０ｂと同じ高さ（１８ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｆでは、計算機１０ｂと基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）が異なっていても、個体（金属配置パターン）のリターンロスは、遺伝的アルゴリズムを開始してから７５世代程で所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認された。
【０１５５】
計算機１０ｃと同じ高さ（１６ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｇでは、計算機１０ｃと基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）が異なっていると、個体（金属配置パターン）のリターンロスは、３００世代を超えても所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達しないことが確認された。
【０１５６】
計算機１０ｄと同じ高さ（１４ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｈでは、計算機１０ｄと基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）が異なっていても、個体（金属配置パターン）のリターンロスは、３００世代を超えても所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達しないことが確認された。
【０１５７】
図１４は、計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。図１２に示すように、所望の３つの周波数におけるリターンロスが所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認できた。
【０１５８】
上述した考察結果の通り、個体（金属配置パターン）のリターンロスが所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達した計算機のうち、最も小さい高さがアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定されていた計算機は、計算機１０ｃであることが確認された。
【０１５９】
このように、アンテナ素子面のサイズをどこまで小さくすることが可能であるか分からない状況であっても、互いに異なるアンテナ素子面のサイズ、及び、互いに異なる基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）を各計算機１０に設定することによって、所望の特性を有する最適な（最小の）アンテナ素子面を確認することができた。
【０１６０】
これは、アンテナ素子面のサイズ及び基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）として異なる値が設定された各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）の一部を含む「初期集団構成個体群」を用いて、遺伝的アルゴリズムに係る計算が再開されることによって、各計算機１０による計算の多様性が図られた結果であると考えられる。
【０１６１】
（実施例２）
以下において、本発明の実施例２について図面を参照しながら説明する。図１５は、計算機１０ａ〜計算機１０ｈに設定された設定条件を示す図である。
【０１６２】
なお、実施例２では、図５及び図６に示したアンテナ素子面のブロックの数及び図７に示した基準点ブロックに割当てられるbit列は、各計算機１０に共通である。
【０１６３】
図１５に示すように、各計算機１０には、アンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として共通な値（２０ｍｍ）を設定した。また、各計算機１０には、指数表示で０．８５〜１．２５の範囲内で互いに異なる基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）をブロックのサイズとして設定した。
【０１６４】
さらに、計算機１０ａ〜計算機１０ｄには、アンテナ特性を評価する周波数の数として“３”を設定し、処理された世代数が１０世代となったことをラウンド終了条件として設定した。
【０１６５】
一方、計算機１０ｅ〜計算機１０ｈには、アンテナ特性を評価する周波数の数として“６”を設定し、処理された世代数が５世代となったことをラウンド終了条件として設定した。
【０１６６】
このように、アンテナ特性を評価する周波数の数に応じて、選択、交叉及び突然変異に係る処理を繰り返す世代数を定めることによって、各計算機１０が「初期集団」から「子集団」を取得するタイミングについて同期をとった。
【０１６７】
図１６は、各計算機によって計算された個体（金属配置パターン）のうち、最適な個体のリターンロスを示す図である。図１６に示すように、所望の３つの周波数におけるリターンロスが所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認できた。このように、第２実施例では、所望の３つの周波数におけるリターンロスが所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達する基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）を見つけることができた。
【０１６８】
＜第２の実施形態＞
図１７乃至図２１を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。以下、上述の第１の実施形態との相違点を主として、本発明の第２の実施形態について説明する。
【０１６９】
本実施形態に係るアンテナ設計方法は、図１７（ａ）に示すような「ｏｐｅｎ状態（すなわち、携帯通信端末の金属板１２０Ａ，１２０Ｂを開いた状態）」や、図１７（ｂ）に示すような「ｃｌｏｓｅ状態（すなわち、携帯通信端末の金属板１２０Ａ，１２０Ｂを閉じた状態）」といった異なる状態で使用されることが想定される携帯通信端末用のアンテナにおいて、設計条件を満足するように設計を行うものである。
【０１７０】
また、本実施形態に係るアンテナ設計方法は、半田の方法や材料の違い等から生じる個体ごとのバラつきのような異なる形状で使用されることが想定される携帯通信端末用のアンテナにおいて、設計条件を満足するように設計を行うものである。
【０１７１】
図１８に、図１７に示すように、ヒンジ５近くにアンテナ１００を設置した携帯通信端末において、従来のアンテナ設計方法によって計算された金属配置パターンを有するアンテナ１００におけるリターンロス（ｏｐｅｎ状態及びｃｌｏｓｅ状態のそれぞれについて）を示す。
【０１７２】
図１８に示すように、従来のアンテナ設計方法によって計算された金属配置パターンを有するアンテナ１００では、「ｏｐｅｎ状態」の場合の共振周波数と「ｃｌｏｓｅ状態」の場合の共振周波数との間で、ずれが大きくなっていることが確認できる。
【０１７３】
図１９に示すように、本実施形態に係るアンテナ設計方法は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナ１００を設計するものである。
【０１７４】
そして、本実施形態に係るアンテナ設計方法では、携帯通信端末が「ｏｐｅｎ状態」であるものとして計算されて取得された「第１の子集団」を、携帯通信端末が「ｃｌｏｓｅ状態」であるものとして評価し、携帯通信端末が「ｃｏｌｅｓｅ状態」であるものとして計算されて取得された「第２の子集団」を、携帯通信端末が「ｏｐｅｎ状態」であるものとして評価する。そして、かかる動作を繰り返すことによって、「ｏｐｅｎ状態」及び「ｃｏｌｅｓｅ状態」のいずれの状態においても、所望特性を満たすアンテナ１００を設計する。
【０１７５】
以下において、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法について、図面を参照しながら説明する。図２０は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を示す図である。ここで、図２０に示すように、計算機１０ａ，計算機１０ｂは、選択、交叉及び突然変異を並列で処理する。なお、並列で処理を行う計算機１０の数は、２つ以上であってもよい。
【０１７６】
ステップ１０ａにおいて、計算機１０ａは、金属配置パターンを示すbit列、すなわち、上述した基準点ブロックに割当てられたbit列の組合せを個体としてランダムに生成し、所定数の個体を「初期集団ａ」として取得する。
【０１７７】
ステップ２０ａにおいて、計算機１０ａは、アンテナ設計方法の計算を終了する条件（以下、計算終了条件）が満たされているか否かを判定する。
【０１７８】
ここで、計算終了条件とは、後述するステップ７１ａ（「子集団ａ」の抽出）の回数が予め定められた回数となったこと、処理を開始してから経過した時間が予め定められた時間となったこと、後述する評価結果計算部１４によって計算されたアンテナ特性に係る評価が予め定められた評価となったことなどである。
【０１７９】
また、計算機１０ａは、計算終了条件が満たされている場合には、アンテナ設計方法に係る処理を終了し、計算終了条件が満たされていない場合には、ステップ３０ａの処理に移る。
【０１８０】
ステップ３０ａにおいて、計算機１０ａは、「初期集団ａ」に含まれる個体の中から、次世代の個体（子となる個体）を生成するために複数の個体（親となる個体）を選択する。ここで、計算機１０ａは、親となる個体を選択する際に、アンテナ特性に係る評価が高い順に個体を選択することが好ましい。
【０１８１】
ステップ４０ａにおいて、計算機１０ａは、親となる個体に含まれるbitを所定の交叉確率で交叉させ、子となる個体を生成する。なお、上述したように、交叉されるbitは、１つ（１点交叉）であっても、２つ（２点交叉）であってもよい。
【０１８２】
ステップ５０ａにおいて、計算機１０ａは、所定の突然変異確率で子となる個体に含まれるbitを反転させる。
【０１８３】
ステップ６０ａにおいて、計算機１０ａは、ラウンド終了条件が満たされたか否かを判定する。
【０１８４】
ここで、ラウンド終了条件とは、上述したように、処理された世代数が予め定められた世代数となったこと、処理を開始してから経過した時間が予め定められた時間となったこと、後述する評価結果計算部１４によって計算されたアンテナ特性に係る評価が予め定められた評価となったことなどである。
【０１８５】
また、計算機１０ａは、ラウンド終了条件が満たされている場合には、ステップ７１ａの処理に移り、ラウンド終了条件が満たされていない場合には、ステップ３０ａの処理に戻る。
【０１８６】
ステップ７１ａにおいて、計算機１０ａは、自計算機１０ａによる計算によって取得された「子集団ａ」を取得する。
【０１８７】
そして、ステップ１０ｂにおいて、計算機１０ｂは、計算機１０ａによる計算によって取得された第１の子集団を、初期集団ｂとして用いてステップ１０ｂ乃至７１ｂを行って、第２の子集団を計算して取得する。
【０１８８】
その後、ステップ１０ａにおいて、計算機１０ａは、計算機１０ｂによる計算によって取得された第２の子集団を、初期集団ａとして用いてステップ１０ａ乃至７１ａを再開する。
【０１８９】
なお、ステップ１０ａにおいて、計算機１０ａは、計算機１０ｂによる計算によって取得された第２の子集団ではなく、計算機１０ａによる計算によって取得された第１の子集団を、初期集団ａとして用いてステップ１０ａ乃至７１ａを再開してもよい（図２７乃至図３１参照）。
【０１９０】
すなわち、本実施形態に係るアンテナ設計方法では、図２１に示すように、ラウンド１では、計算機１０ａが、ランダムに生成された初期集団ａを用いて、「ｃｌｏｓｅ」状態の携帯通信端末におけるアンテナ１００の最適化を図る（すなわち、最適な金属配置パターンであると推定される子集団ａを取得する）と共に、計算機１０ｂが、ランダムに生成された初期集団ｂを用いて、「ｏｐｅｎ」状態の携帯通信端末におけるアンテナ１００の最適化を図る（すなわち、最適な金属配置パターンであると推定される子集団ｂを取得する）。
【０１９１】
具体的には、上述の第１の実施形態と同様に、ラウンド１において、計算機１０ａは、アンテナ素子面のサイズ又はブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、ラウンド１の終了条件（第１のラウンド終了条件）が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、かかるブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団ａから、かかる金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する。
【０１９２】
同様に、ラウンド１において、計算機１０ｂは、アンテナ素子面のサイズ又はブロックのサイズを少なくとも含み、上述の第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、ラウンド１の終了条件（第２のラウンド終了条件）が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団ｂから、金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する。
【０１９３】
ラウンド２では、計算機１０ａが、ラウンド１で取得された子集団ｂを初期集団ａとして用いて、「ｃｌｏｓｅ」状態の携帯通信端末におけるアンテナ１００の最適化を図る（すなわち、最適な金属配置パターンであると推定される子集団ａを取得する）と共に、計算機１０ｂが、ラウンド１で取得された子集団ａを初期集団ｂとして用いて、「ｏｐｅｎ」状態の携帯通信端末におけるアンテナ１００の最適化を図る（すなわち、最適な金属配置パターンであると推定される子集団ｂを取得する）。
【０１９４】
すなわち、ラウンド２では、計算機１０ａが、ラウンド１で取得された子集団ｂを初期集団ａとして用いて、ラウンド１と同様の動作を再開し、計算機１０ｂが、ラウンド１で取得された子集団ａを初期集団ｂとして用いて、ラウンド１と同様の動作を再開する。
【０１９５】
ラウンド３以降も、本実施形態に係るアンテナ設計方法における計算終了条件を満たすまで、かかる動作を繰り返すことによって、「ｏｐｅｎ状態」と「ｃｌｏｓｅ状態」といった異なる状態において、それぞれ所望特性を満たす個体（金属配置パターン）を取得することができる。
【０１９６】
なお、各ラウンドにおいて、計算機１０ａ又は計算機１０ｂの少なくとも一方が、上述の第１の実施形態に係るアンテナ設計方法によって取得される最適な金属配置パターンを、子集団ａ又は子集団ｂとして取得するように構成されていてもよい。
【０１９７】
すなわち、各ラウンドにおいて、計算機１０ａ又は計算機１０ｂの少なくとも一方が、ステップ（１）において、一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である子集団を取得し、ステップ（２）において、アンテナ素子面のサイズ又はブロックのサイズを少なくとも含み、一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団から子集団を取得する他の計算ステップと、ステップ（３）において、ステップ（１）で取得された子集団及びステップ（２）で取得された子集団の中から、所定数の金属配置パターンの集団を初期集団構成個体群として抽出することによって取得された子集団を、上述の子集団ａ（第１の子集団）又は子集団ｂ（第２の子集団）としてもよい。
【０１９８】
ここで、初期集団構成個体群には、ステップ（１）で取得された子集団及びステップ（２）で取得された子集団の一部が少なくとも含まれており、ステップ（１）及びステップ（２）は、ステップ（３）で抽出された初期集団構成個体群を含む初期集団を用いて再開されるものとする。
【０１９９】
また、各ラウンドにおいて、図２０のステップ６０ａ及び６０ｂにおけるラウンド終了条件を、世代数によって決定し、かかる世代数を小さい値にすれば、各ラウンドにおいて個体（子集団）を早く作ることが可能になるが、かかる世代数をあまりに小さくすると、各計算機間でデータをやり取りするだけになってしまい、子集団の最適化が進まなくなる（進化しなくなる）場合がある。
【０２００】
したがって、かかる点を解消する手段として、各ラウンドにおいて、各計算機における子集団の評価値が、前のラウンドにおける評価値よりも改善されることを、図２０のステップ６０ａ及び６０ｂにおけるラウンド終了条件としてもよい。
【０２０１】
（変更例）
なお、上述のアンテナ設計方法は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計する場合に限定されず、任意の構造のアンテナを設計する場合に適用可能である。
【０２０２】
例えば、上述のアンテナ設計方法によれば、携帯通信端末が開閉したり、携帯通信端末のアンテナが伸縮したりするように、構造が変換するアンテナを設計する場合にも適用可能である。
【０２０３】
（実施例３）
次に、図２２乃至図２４を参照して、実施例３について説明する。
【０２０４】
すなわち、図２２に示すように、上述の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を用いて設計したアンテナ１００を、携帯通信端末のトップの位置に設置した場合の実施例３について説明する。
【０２０５】
図２３は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法によって計算した最終結果の金属配置パターンのアンテナ素子面を有するアンテナ１００について、「ｏｐｅｎ状態」の場合と、「ｃｌｏｓｅ状態」の場合のリターンロスの周波数特性を求めたものである。
【０２０６】
図１８に示す従来技術に係るアンテナの例では、「ｃｌｏｓｅ状態」の特性が劣化してしまったのに対して、図２３に示す本実施形態に係るアンテナ設計方法で設計されたアンテナの場合には、「ｏｐｅｎ状態」及び「ｃｌｏｓｅ状態」のいずれの場合でも、「リターンロスが、−７ｄＢ以下である」という所望特性を満たしている。
【０２０７】
ここで、周波数比は、図１８の場合と同様に、８５７.５：１７９５：２０４５と設定した。
【０２０８】
図２４に、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法によって設計されたアンテナについて、世代ごとのリターンロスの変化の様子を示す。
【０２０９】
ここで、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法において、「ｏｐｅｎ状態」で、３つの所望周波数において所望特性を満たすものを、「ｃｌｏｓｅ状態」における初期集団として計算を始めた。また、集団数（人口）を「３０」とし、各ラウンドにおける世代数を「２」とした。
【０２１０】
元々、「ｏｐｅｎ状態」において評価の高い個体（金属配置パターン）を初期集団としているため、２世代ごと、すなわち、ラウンドが変わるたびに、かかるアンテナの特性が増減する。
【０２１１】
すなわち、「ｃｌｏｓｅ状態」及び「ｏｐｅｎ状態」における優良個体を、次のラウンドで、「ｃｌｏｓｅ状態」及び「ｏｐｅｎ状態」に代入すると特性が劣化する。
【０２１２】
かかる動作を何度も繰り返すことにより、リターンロスの最悪値が、次第に小さくなっていくことがわかる。
【０２１３】
「ｃｌｏｓｅ状態」及び「ｏｐｅｎ状態」のいずれの場合のリターンロスの最悪値も、−６ｄＢ以下となってから、約３０世代で計算を終了した。
【０２１４】
ここで、それぞれ計算機ごとの人口を「３０」としているため、最終世代の評価値が最も高い個体は、２つの計算機で同じとは限らない。
【０２１５】
なお、図２３におけるのデータは、「ｃｌｏｓｅ状態」の最優良個体（金属配置パターン）を、アンテナ素子面に採用して、「ｃｌｏｓｅ状態」及び「ｏｐｅｎ状態」における特性を、それぞれ計算して求めたものである。
【０２１６】
（実施例４）
次に、図２５及び図２６を参照して、実施例４について説明する。
【０２１７】
すなわち、図１７に示すように、上述の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を用いて設計したアンテナ１００を、携帯通信端末におけるヒンジ５の近くに設置した場合の実施例４について説明する。
【０２１８】
図２５は、上述の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を、図１７に示すように、ヒンジ５の近くに設置されたアンテナ１００について、「ｃｌｏｓｅ状態」及び「ｏｐｅｎ状態」の両方の状態で、所望特性を満たすための設計に適用した場合の例であり、世代ごとのリターンロスの変化の様子を示している。
【０２１９】
実施例４においては、各ラウンドにおける計算を、１０世代とした。「ｏｐｅｎ状態」のときに所望特性を満たす個体群を、「ｃｌｏｓｅ状態」における初期集団とする設定を用いた。
【０２２０】
「ｃｌｏｓｅ状態」の場合のリターンロス特性に着目すると、各ラウンドにおいて、ラウンド終了条件に達するまで（１０世代ごと）、３つの周波数におけるリターンロスの最悪値が小さくなるように動作するが、ラウンドが変わると、「ｏｐｅｎ状態」において最適化されたデータと入れ替わるため、リターンロスの最悪値が悪い方に引き戻される。
【０２２１】
しかしながら、ラウンドが繰り返されるにつれて、徐々に引き戻されたリターンロスの最悪値も、小さくなるように収束していく様子が確認できる。
【０２２２】
一方、「ｏｐｅｎ状態」の場合のリターンロス特性に着目すると、元々、「ｏｐｅｎ状態」で特性の高いものを、「ｃｌｏｓｅ状態」における初期集団としているため、ラウンド１で、かかる初期集団の進化したものが、「ｏｐｅｎ状態」における初期集団として入るため、初めの方の特性がよく、「ｃｌｏｓｅ状態」におけるリターンロスの優良値と融合されることにより、一旦、やや特性が劣化する。
【０２２３】
図２６に、実施例４における「ｃｌｏｓｅ状態」の最終個体を用いて、アンテナ１００を形成し、かかるアンテナ１００について、「ｏｐｅｎ状態」の場合と「ｃｌｏｓｅ状態」の場合とで比較したリターンロスの周波数特性を示す。
【０２２４】
域が得られていることが確認できる。
【０２２５】
図２６に示す本実施形態に係るアンテナ設計方法で設計されたアンテナの場合も、「ｏｐｅｎ状態」及び「ｃｌｏｓｅ状態」のいずれの場合でも、「リターンロスが、−７ｄＢ以下である」という所望特性を満たしている。
【符号の説明】
【０２２６】
１０…計算機
１１…通信部
１２…ＧＡ処理部
１３…設定条件記憶部
１４…評価結果計算部
１００…アンテナ
１０１…・給電点
１１０…アンテナ素子面
１２０…地板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時刻管理サーバ、情報端末、時刻管理システム及び時刻管理方法に関する。本発明は、特に、情報端末間の時刻の一致を図るために好適な時刻管理サーバ、情報端末、時刻管理システム及び時刻管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のブロックに区切られたアンテナ素子面を有しており、金属が配置されるブロック及び金属が配置されないブロックを有するアンテナを設計する方法として、遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm；以下、ＧＡ）を用いたアンテナ設計方法が知られている。
【０００３】
具体的には、アンテナ素子面の各ブロックに金属を配置するか否か、すなわち、金属配置パターンをＧＡによって計算することによって、金属配置パターンに多様性を持たせることができ、最適なアンテナを設計することができる（例えば、非特許文献1）。
【０００４】
ここで、アンテナ素子面の縦のブロック数が“ｍ”で、横のブロック数が“ｎ”である場合において、金属配置パターンの組合せは、２ｍｎ通りという膨大な数となるが、従来のアンテナ設計方法によれば、金属配置パターンの計算量をＧＡによって抑制することができる。
【０００５】
なお、線状アンテナの小型化を図る手法として、ＧＡとベクトル評価法とを用いた並列計算方法も提案されている（例えば、非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】丸山、長、「平面小型多周波共用アンテナの遺伝的アルゴリズムを用いた自動最適設定の検討」、信学レター、B,vol.J88-B No.6 June 2005
【非特許文献２】T.MARUYAMA,T.HORI、「Vector Evaluated GA-ICT for Novel Optimum Design Method of Arbitrarily Arranged Wire Grid Model Antenna and Application of GA-ICT to Sector-antenna Downsizing Problem」、IEICE Trans. Vol.E84-B,No.11 pp.3014-3022 Nov.,2001）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、小型のアンテナを設計する場合には、金属配置パターンだけではなく、アンテナ素子面のサイズも重要な要素となる。
【０００８】
しかしながら、従来のアンテナ設計方法では、アンテナ素子面のサイズが予め定められた条件下で、金属配置パターンが計算される。すなわち、アンテナの小型化を図る場合には、アンテナ素子面のサイズを何度も設定し直した上で、設定されたサイズ毎に金属配置パターンを計算しなければならない。
【０００９】
一方、設定された各サイズにおける金属配置パターンの計算量（ＧＡにおける世代数）を減らしてしまうと、リターンロスなどのアンテナ特性を十分に最適化することができない。
【００１０】
従って、アンテナを少しでも小型化するためには、アンテナ素子面のサイズを少しずつ小さく設定した上で、設定されたサイズ毎にアンテナ特性を十分に最適化しなければならず、金属配置パターンの計算量が増えてしまう。
【００１１】
また、ＧＡとベクトル評価法とを用いた方法については、線状アンテナに適用できても、平面や局面などのアンテナ素子面を有するアンテナに適用することはできない。
【００１２】
そこで、本発明は、小型のアンテナを設計する場合において、アンテナ特性を十分に最適化しつつ、アンテナに設けられたアンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制することが可能なアンテナ設計方法、アンテナ設計プログラム、及び、このアンテナ設計方法によって設計された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】
【００１３】
本発明の第１の特徴は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法が、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である子集団を取得する一の計算ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記子集団を取得する他の計算ステップと、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の前記金属配置パターンの集団を初期集団構成個体群として抽出する抽出ステップとを含み、前記初期集団構成個体群には、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の一部が少なくとも含まれており、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを要旨とする。
【００１４】
かかる特徴によれば、一の計算ステップ及び他の計算ステップでは、互いに異なる設定条件に従って遺伝的アルゴリズムが適用されて、初期集団から子集団がそれぞれ取得される。また、抽出ステップでは、一の計算ステップ及び他の計算ステップで取得された子集団の中から、一の計算ステップ及び他の計算ステップを再開する際に用いられる初期集団の一部（又は、全部）である初期集団構成個体群を抽出する。
【００１５】
従って、遺伝的アルゴリズムを適用することによって取得される金属配置パターンに多様性を持たせることができる。また、金属配置パターンに多様性を持たせることにより、アンテナ特性を十分に最適化することができる。
【００１６】
また、一の設定条件及び他の設定条件が、アンテナ素子面のサイズ又はブロックのサイズを少なくとも含み、互いに異なる設定条件であることにより、アンテナ素子面のサイズを何度も設定し直して、設定されたサイズ毎にアンテナ特性を十分に最適化する場合に比べて、アンテナ素子面の小型化をどこまで図ることができるかを容易に把握することができる。
【００１７】
すなわち、アンテナに設けられたアンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制することができる。
【００１８】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記抽出ステップが、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、前記アンテナのアンテナ特性に係る評価が高い順に選択された前記金属配置パターンの集団をエリート集団として抽出し、前記初期集団構成個体群が、前記エリート集団を含むことを要旨とする。
【００１９】
本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴において、前記抽出ステップが、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、ランダムに選択された前記金属配置パターンの集団をランダム集団として抽出し、前記初期集団構成個体群が、前記エリート集団に加えて、前記ランダム集団を含むことを要旨とする。
【００２０】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップが、前記アンテナのアンテナ特性を評価するための評価関数に基づいて、前記アンテナ特性に係る評価を前記金属配置パターン毎に計算するステップを含み、前記一の計算ステップで用いられる前記評価関数の種類、前記評価関数による評価項目又は前記評価関数に含まれる重付値は、前記他の計算ステップで用いられる前記評価関数の種類、前記評価関数による評価項目又は前記評価関数に含まれる重付値と異なることを要旨とする。
【００２１】
本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴において、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップが、異なる計算機によって並列で行われることを要旨とする。
【００２２】
本発明の第６の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップが、前記アンテナのアンテナ特性を評価するための評価関数に基づいて、前記アンテナ特性に係る評価を前記金属配置パターン毎に計算するステップを含み、前記一の計算ステップで用いられる前記評価関数が、前記アンテナ特性を評価する周波数の数の点で、前記他の計算ステップで用いられる前記評価関数と異なっており、前記一のラウンド終了条件及び前記他のラウンド終了条件が、前記アンテナ特性を評価する周波数の数の相違に応じて定められる世代数であることを要旨とする。
【００２３】
本発明の第７の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記アンテナが、誘電体が用いられる構成を有しており、前記一の計算ステップが、波長短縮率が設定されたＦＤＴＤ法に従って、前記アンテナのアンテナ特性を前記金属配置パターン毎に評価するステップを含み、前記他の計算ステップは、モーメント法に従って、前記アンテナのアンテナ特性を前記金属配置パターン毎に評価するステップを含むことを要旨とする。
【００２４】
本発明の第８の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップが、前記アンテナのアンテナ特性を評価するための評価関数に基づいて、前記アンテナ特性に係る評価を前記金属配置パターン毎に計算するステップを含み、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップが再開された場合に、前記遺伝的アルゴリズムで適用される交叉確率及び突然変異確率、前記評価関数に含まれる重付値、前記一のラウンド終了条件又は前記他のラウンド終了条件が変更されることを要旨とする。
【００２５】
本発明の第９の特徴は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計プログラムが、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である子集団を取得する一の計算ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記子集団を取得する他の計算ステップと、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の前記金属配置パターンの集団を初期集団構成個体群として抽出する抽出ステップとを実行させ、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを要旨とする。
【００２６】
本発明の第１０の特徴は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法であって、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップとを備え、前記アンテナが設置された折り畳み可能な携帯通信端末は、前記携帯通信端末の上側の金属板及び下側の金属板が開いた状態であるｏｐｅｎ状態と、前記携帯通信端末の上側の金属板及び下側の金属板が閉じた状態であるｃｌｏｓｅ状態とに変形可能であり、前記第１の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団又は前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開され、前記第１の子集団取得ステップでは、前記携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして計算されて取得された前記第１の子集団を、前記携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして最適化され、前記第２の子集団取得ステップでは、前記携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして計算されて取得された前記第２の子集団を、前記携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして最適化されることを要旨とする。
【００２７】
本発明の第１１の特徴は、本発明の第１０の特徴において、前記第１の子集団取得ステップ又は前記第２の子集団取得ステップの少なくとも一方は、一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団から子集団を取得する一の計算ステップと、前記一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団から子集団を取得する他の計算ステップと、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の初期集団構成個体群を抽出する抽出ステップとによって取得された前記子集団を、前記第１又は第２の子集団とし、前記初期集団構成個体群には、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の一部が少なくとも含まれており、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを要旨とする。
【００２８】
本発明の第１２の特徴は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法であって、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップと、前記第１の子集団取得ステップは、前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開されることを要旨とする。
【００２９】
かかる発明によれば、形状や構造等が異なる状態で、１つのアンテナを使用する場合であっても、所望特性を同時に満たすアンテナを設計することができる。
【００３０】
本発明の第１３の特徴は、本発明の第１２の特徴において、前記第１の子集団取得ステップ又は前記第２の子集団取得ステップの少なくとも一方は、一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である子集団を取得する一の計算ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記子集団を取得する他の計算ステップと、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の前記金属配置パターンの集団を初期集団構成個体群として抽出する抽出ステップとによって取得された前記子集団を、前記第１又は第２の子集団とし、前記初期集団構成個体群には、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の一部が少なくとも含まれており、前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを要旨とする。
【００３１】
本発明の第１４の特徴は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法であって、コンピュータに、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップとを実行させ、前記第１の子集団取得ステップは、前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開されるアンテナ設計プログラムであることを要旨とする。
【００３２】
本発明の第１５の特徴は、本発明の第１０乃至第１３の特徴において、前記第１のラウンド終了条件が、再開される前の第１の子集団取得ステップで取得された第１の子集団での評価よりも高いことであり、前記第２のラウンド終了条件が、再開される前の第２の子集団取得ステップで取得された第２の子集団での評価よりも高いことであることを要旨とする。
【００３３】
本発明の第１６の特徴は、アンテナが、本発明の第１乃至第８の特徴、第１０乃至第１３の特徴のいずれかに記載されたアンテナ設計方法によって設計されたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、小型のアンテナを設計する場合において、アンテナ特性を十分に最適化しつつ、アンテナに設けられたアンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制することが可能なアンテナ設計方法、アンテナ設計プログラム、及び、このアンテナ設計方法によって設計されたアンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る計算機１０を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１００を示す図である（その１）。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１００を示す図である（その２）。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ素子面１１０を示す展開図である（その１）。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ素子面１１０を示す展開図である（その２）。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る基準点ブロックに割当てられるbit列を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計方法を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る「初期集団構成個体群」の抽出方法を示す図である（その１）
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る「初期集団構成個体群」の抽出方法を示す図である（その２）。
【図１１】実施例１に係る計算機１０ａ〜計算機１０ｈに設定された設定条件を示す図である。
【図１２】実施例１に係る各世代におけるリターンロスを計算機１０毎に示す図である（その１）。
【図１３】実施例１に係る各世代におけるリターンロスを計算機１０毎に示す図である（その２）。
【図１４】実施例１に係る計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。
【図１５】実施例２に係る計算機１０ａ〜計算機１０ｈに設定された設定条件を示す図である。
【図１６】実施例２に係る計算機１０ｃ及び計算機１０ｇによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。
【図１７】アンテナを具備する一般的な携帯通信端末の全体構成図である。
【図１８】ヒンジ近くにアンテナを設置した携帯通信端末において、従来の計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を示す図である（その１）。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を示す図である（その２）。
【図２２】実施例３に係るアンテナを具備する一般的な携帯通信端末の全体構成図である。
【図２３】実施例３に係る計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。
【図２４】実施例３に係る各世代におけるリターンロスを計算機１０毎に示す図である。
【図２５】実施例４に係る各世代におけるリターンロスを計算機１０毎に示す図である。
【図２６】実施例４に係る計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。
【図２７】本発明の変更例に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【図２８】本発明の変更例に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【図２９】本発明の変更例に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【図３０】本発明の変更例に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【図３１】本発明の変更例に係るアンテナ設計方法の概念を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
＜第１の実施形態＞
（アンテナ設計システムの構成）
以下において、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計システムの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計システムの構成を示す図である。
【００３７】
なお、アンテナ設計システムによって設計されるアンテナは、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナである。また、アンテナとは、曲面又は平面のアンテナ素子面を有するアンテナである。例えば、アンテナは、パッチアンテナ、逆Ｆアンテナ、逆Ｌアンテナ及びメアンダラインアンテナである。また、アンテナ素子面とは、アンテナ素子として機能する金属（金属パッチ）が配置される面である。
【００３８】
図１に示すように、アンテナ設計システムは、複数の計算機１０（計算機１０ａ〜計算機１０ｈ）によって構成される。各計算機１０は、アンテナ素子面のサイズ及びブロックのサイズを少なくとも含む設定条件に従って遺伝的アルゴリズムを適用して、ブロックに配置される金属のパターン（金属配置パターン）の集団である「初期集団」から「子集団」を取得する。また、各計算機１０には、互いに異なる設定条件が設定される。
【００３９】
具体的には、後述するように、アンテナ素子面のサイズは、アンテナ素子面の高さやアンテナ素子面の幅によって定められ、各計算機１０にそれぞれ設定される設定条件には、互いに異なるアンテナ素子面の高さ（又は、アンテナ素子面の幅）が含まれている。
【００４０】
また、ブロックのサイズは、後述する基準点ブロックの高さや基準点ブロックの幅によって定められ、各計算機１０にそれぞれ設定される設定条件には、互いに異なる基準点ブロックの高さ（又は、基準点ブロックの幅）が含まれている。
【００４１】
ここで、基準点ブロックの高さ（又は、基準点ブロックの幅）が変更されると、この変更に伴って、ラインの高さ（又は、ラインの幅）も変更される。また、ブロックのサイズが変更される例としては、各ブロック間のサイズの比率を保ちながら各ブロックのサイズが均一に変更される場合と、各ブロック間のサイズの比率が変更されて各ブロックのサイズが不均一に変更される場合とが挙げられる。
【００４２】
なお、アンテナ素子面のサイズ及びブロックのサイズの詳細については後述する（図５及び図６）。
【００４３】
（計算機の構成）
以下において、本発明の第１の実施形態に係る計算機の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る計算機１０を示すブロック図である。なお、計算機１０ａ〜計算機１０ｈは同様の構成を有しているため、以下においては、これらをまとめて計算機１０として説明する。
【００４４】
図２に示すように、計算機１０は、通信部１１と、ＧＡ処理部１２と、設定条件記憶部１３と、評価結果計算部１４とを有する。
【００４５】
通信部１１は、他の計算機１０と通信を行うインターフェースである。具体的には、通信部１１は、ＧＡ処理部１２が遺伝的アルゴリズムを適用して取得した金属配置パターン（個体）の集団（後述する子集団）を他の計算機１０に出力する。また、通信部１１は、他の計算機１０が遺伝的アルゴリズムを適用して取得した金属配置パターン（個体）の集団（後述する子集団）を取得する。
【００４６】
ＧＡ処理部１２は、遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm；ＧＡ）に基づいて、最適なアンテナ素子面の金属配置パターンを計算する。
【００４７】
具体的には、ＧＡ処理部１２は、金属配置パターンを示すbit列を有する個体をランダムに生成し、所定数の個体を「初期集団」として取得する。また、ＧＡ処理部１２は、「初期集団」に含まれる個体の中から、次世代の個体を生成するために複数の個体を選択する。
【００４８】
さらに、ＧＡ処理部１２は、選択した複数の個体（親）から次世代の個体（子）を生成する。具体的には、ＧＡ処理部１２は、親となる個体に含まれるbitを所定の交叉確率で交叉させる。なお、交叉されるbitは、１つ（１点交叉）であっても、２つ（２点交叉）であってもよい。また、ＧＡ処理部１２は、所定の突然変異確率で子となる個体に含まれるbitを反転させる。
【００４９】
また、ＧＡ処理部１２は、親となる個体から子となる個体を生成するまでを「一世代」として、所定のラウンド終了条件が満たされるまで、選択、交叉及び突然変異を繰り返す。
【００５０】
なお、所定のラウンド終了条件とは、処理された世代数が予め定められた世代数となったこと、処理を開始してから経過した時間が予め定められた時間となったこと、後述する評価結果計算部１４によって計算されたアンテナ特性に係る評価が予め定められた評価となったことなどである。
【００５１】
さらに、ＧＡ処理部１２は、所定のラウンド終了条件が満たされると、自計算機による計算によって得られた個体の集団（以下、「子集団」）の出力を通信部１１に指示する。
【００５２】
また、ＧＡ処理部１２は、自計算機による計算によって取得された「子集団」及び他の計算機による計算によって取得された「子集団」の中から、所定数の個体を「初期集団構成個体群」として抽出する。ここで、「初期集団構成個体群」には、自計算機による計算によって取得された「子集団」及び他の計算機による計算によって取得された「子集団」の少なくとも一部が含まれている。
【００５３】
さらに、ＧＡ処理部１２は、抽出された「初期集団構成個体群」を含む「初期集団」を用いて、選択、交叉及び突然変異を再開する。
【００５４】
また、ＧＡ処理部１２は、アンテナ特性に係る評価が高い順に選択された個体の集団を「エリート集団」として抽出し、「初期集団構成個体群」に「エリート集団」を含ませる。
【００５５】
なお、各計算機１０のＧＡ処理部１２は、互いに連携して自計算機１０用の「初期集団」を抽出するが、この処理の詳細については後述する（図８〜図１０）。
【００５６】
設定条件記憶部１３は、アンテナ素子面のサイズ及びブロックのサイズを設定条件として記憶する。なお、アンテナ素子面のサイズとは、後述するように、アンテナ素子面の高さ（ＨＡ）などであり、ブロックのサイズとは、基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）などである。
【００５７】
また、設定条件記憶部１３は、アンテナ特性に係る評価を計算するための評価関数の種類、評価関数による評価項目、評価関数に含まれる重付値などを設定条件として記憶する。
【００５８】
なお、各計算機１０の設定条件記憶部１３には、互いに異なる設定条件が記憶されているが、この内容については後述する（表１及び表２を参照）。
【００５９】
評価結果計算部１４は、設定条件記憶部１３に記憶された設定条件に従って、ＧＡ処理部１２によって生成された個体（金属配置パターン）毎にアンテナ特性に係る評価を計算する。
【００６０】
ここで、上述した評価関数の一例について説明する。なお、以下においては、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３におけるリターンロス特性及び利得特性をアンテナ特性として計算する場合を例に挙げて説明する。
【００６１】
最初に、リターンロス特性について説明する。リターンロス（ＲＬ）は、式（１）によって表される
【数１】
【００６２】
ここで、Γは、反射係数を表しており、式（２）によって表される。
【数２】
【００６３】
ここで、Ｚｉｎは、入力インピーダンスであり、Ｚ０は、伝送路の特性インピーダンスである。
【００６４】
なお、リターンロス（ＲＬＯＳＳ）は正の値であり、反射係数（Γ）が小さい場合には、リターンロス（ＲＬＯＳＳ）は大きくなり、反射係数（Γ）が大きい場合には、リターンロス（ＲＬＯＳＳ）は小さくなる。
【００６５】
次に、リターンロス特性及び利得特性を用いた評価関数について説明する。なお、以下においては、３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の「リターンロス」を、それぞれ、ＲＬｆ１、ＲＬｆ２、ＲＬｆ３とし、所望とする３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の「利得」を、それぞれ、Ｇｆ１、Ｇｆ２、Ｇｆ３とする。
【００６６】
評価関数（ＥＶＡＬ）は、式（３）によって表される。
【数３】
【００６７】
ここで、ｗ１〜ｗ６は、リターンロス又は利得に乗算される重付値である。
【００６８】
例えば、多周波共用アンテナを設計する際に、相互に関連する複数の条件について最適化を図る場合には、一の評価項目が所望特性を満たしたときは、他の所望特性を満たしていない評価項目に対して重付値が重くなるように重付値を設定する方法が有効である。
【００６９】
さらに、他の評価関数（Ｏ（ｘ））は、式（４）によって表される。評価関数（Ｏ（ｘ））において、所望の共振周波数は、９００ＭＨｚ（ｆｌ）、１．５ＧＨｚ（ｆｍ）及び１．９ＧＨｚ（ｆｈ）であり、所望のリターンロスは、１０ｄＢ以上であり、所望の利得は、３ｄＢｉ以上である。
【数４】
【００７０】
ここで、ＲＬｆｋ（ｘ）は、個体ｘの周波数ｆｋ（ｋ：ｌ，ｍ，ｈ）におけるリターンロスであり、Ｇｆｋ（ｘ）は、個体ｘの周波数ｆｋ（ｋ：ｌ，ｍ，ｈ）における利得であり、ｗｉ（ｉ：１〜１１）は、重付値である。また、ＤＲＬは、所望のリターンロスであり、ＤＧＡＩＮは、所望の利得である。
【００７１】
さらに、ＲＬｆｌεｌ（ｘ）、ＲＬｆｍεｍ（ｘ）及びＲＬｆｈεｈ（ｘ）は、所望の周波数（ｆｌ、ｆｍ及びｆｈ）からεｌ、εｍ、εｈ離れた周波数におけるリターンロスである。
【００７２】
このように、所望の周波数に近い周波数におけるリターンロスも低くなるように重み付けることによって、所望の特性が特異点でのみ現れることを避けている。
【００７３】
また、第１項及び第２項では、３波（ｆｌ、ｆｍ及びｆｈ）の中で最も低いリターンロス及び利得に強い重みをかけるために、３波（ｆｌ、ｆｍ及びｆｈ）の中で最も低いリターンロス及び利得を選んで重みを付けている。
【００７４】
第３項〜第８項は、各周波数におけるリターンロス及び利得が所望値に近づくにつれて評価が高くなり、所望値となった後では、リターンロス及び利得が所望値が所望値以上となっても評価が変わらないように定義されている。
【００７５】
（アンテナの構成）
以下において、本発明の第１の実施形態に係るアンテナの構成について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るアンテナ１００の構成を示す模式図である。
【００７６】
図３に示すように、アンテナ１００は、スクロール形状のアンテナ素子面１１０と、板状の地板１２０とによって構成される。また、スクロール形状のアンテナ素子面１１０は、その一辺で地板１２０に接しており、給電点１０１によって地板１２０に接続されている。
【００７７】
なお、アンテナ素子面１１０は、スクロール形状に限定されるものではなく、逆Ｆアンテナの形状、逆Ｌアンテナの形状、柱状の形状、地板１２０と同一平面上にアンテナ素子面１１０が連続する形状などであってもよい。
【００７８】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１００の最終形状を示す図である。図４に示すように、アンテナ素子面１１０には、金属が配置されたブロックと金属が配置されていないブロックとによって構成されている。なお、アンテナ素子面１１０上に配置された金属のパターンは、遺伝的アルゴリズムに基づいて計算されるが、染色体の割当て方や計算方法については後述する。
【００７９】
（アンテナ素子面の構成）
以下において、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ素子面の構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、本発明の一実施形態に係るアンテナ素子面１１０を示す展開図である。
【００８０】
図５に示すように、アンテナ素子面１１０は、複数のブロックに区切られており、各ブロックは、点ではなくて一辺で他のブロックと接している。また、アンテナ素子面１１０には、遺伝的アルゴリズムが適用される際に基準とされるブロック（以下、基準点ブロック）が配置されており、各基準点ブロックには、１〜ｎの識別番号が割り振られている。
【００８１】
また、基準点ブロックには、後述するように、基準点ブロックの周辺に位置するブロック（以下、周辺ブロック）のうち、どのブロックの金属を除去するかを示すbit列が染色体として割当てられる。
【００８２】
なお、本実施形態において、周辺ブロックとは、基準点ブロックの右側に隣接するブロック、基準点ブロックの右上のブロック、及び、基準点ブロックの上側に隣接するブロックである。
【００８３】
なお、本実施形態では、基準点ブロックについては、金属がデフォルトで除去されるようにbit列（染色体）が割当てられており、基準点ブロックの右上のブロックについては、金属がデフォルトで除去されないようにbit列（染色体）が割当てられている。一方、基準点ブロックの上側に隣接するブロック及び基準点ブロックの右側に隣接するブロックについては、金属が除去されるか否かがbit列に応じて定められる。
【００８４】
このように、基準点ブロックに割当てられる識別番号及びbit列によって、アンテナ素子面１１０の金属配置パターンが定められる。
【００８５】
また、上述したように、アンテナ素子面１１０は、その一辺（地板接地領域）で地板１２０に接地している。この地板接地領域の最下層のブロックのうち、金属が除去されないブロックがある場合には、そのブロックは、アンテナ素子面１１０と地板１２０との間を短絡する短絡素子として機能する。
【００８６】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る他のアンテナ素子面１１０を示す展開図である。図６に示すように、遺伝的アルゴリズムに基づいて金属配置パターンを計算する際に、基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）の設定を自由に変更してもよい。なお、基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）の変更に伴って、ラインの高さ（ＬＺｊ）も変更される。
【００８７】
また、基準点ブロックの高さと同様に、基準点ブロックの幅（ＲＸｊ、ＲＹｊ）の設定を自由に変更してもよい。なお、基準点ブロックの幅（ＲＺｊ）の変更に伴って、ラインの幅（ＬＸｊ、ＬＹｊ）も変更される。
【００８８】
以下において、本発明の第１の実施形態に係る基準点ブロックに割当てられるbit列（染色体）について説明する。図７は、本発明の第１の実施形態に係る基準点ブロックに割当てられるbit列（染色体）を示す図である。
【００８９】
図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、基準点ブロックには、２bit長のbit列が割当てられる。
【００９０】
図７（ａ）に示すように、基準点ブロックに“００”が割当てられる場合には、基準点ブロックの上側及び右側に隣接するブロックの金属が除去され、図７（ｂ）に示すように、基準点ブロックに“１０”が割当てられる場合には、基準点ブロックの右側に隣接するブロックの金属が除去される。
【００９１】
同様に、図７（ｃ）に示すように、基準点ブロックに“０１”が割当てられる場合には、基準点ブロックの上側に隣接するブロックの金属が除去され、図７（ｄ）に示すように、基準点ブロックに“１１”が割当てられる場合には、いずれの周辺ブロックの金属も除去されない。
【００９２】
また、本実施形態では、地板接地領域の最下層のブロックに基準点ブロックが含まれているため、アンテナ素子面１１０と地板１２０とを短絡するブロックが遺伝的アルゴリズムに基づいて計算される。従って、アンテナ素子面１１０と地板１２０とを短絡する位置や数について多様性を持たせることができる。
【００９３】
（アンテナ設計方法）
以下において、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計方法について、図面を参照しながら説明する。図８は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ設計方法を示す図である。ここで、図８に示すように、計算機１０ａ〜計算機１０ｈは、選択、交叉及び突然変異を並列で処理する。
【００９４】
また、計算機１０ａの処理は、計算機１０ｂ〜計算機１０ｈの処理と同様であるため、ステップ１０ａ〜ステップ６０ａを例に説明する。
【００９５】
ステップ１０ａにおいて、計算機１０ａは、金属配置パターンを示すbit列、すなわち、上述した基準点ブロックに割当てられたbit列の組合せを個体としてランダムに生成し、所定数の個体を「初期集団ａ」として取得する。
【００９６】
ステップ２０ａにおいて、計算機１０ａは、アンテナ設計方法の計算を終了する条件（以下、計算終了条件）が満たされているか否かを判定する。
【００９７】
ここで、計算終了条件とは、後述するステップ７０（「初期集団構成個体群」の抽出）の回数が予め定められた回数となったこと、処理を開始してから経過した時間が予め定められた時間となったこと、後述する評価結果計算部１４によって計算されたアンテナ特性に係る評価が予め定められた評価となったことなどである。
【００９８】
また、計算機１０ａは、計算終了条件が満たされている場合には、アンテナ設計方法に係る処理を終了し、計算終了条件が満たされていない場合には、ステップ３０ａの処理に移る。
【００９９】
ステップ３０ａにおいて、計算機１０ａは、「初期集団ａ」に含まれる個体の中から、次世代の個体（子となる個体）を生成するために複数の個体（親となる個体）を選択する。ここで、計算機１０ａは、親となる個体を選択する際に、アンテナ特性に係る評価が高い順に個体を選択することが好ましい。
【０１００】
ステップ４０ａにおいて、計算機１０ａは、親となる個体に含まれるbitを所定の交叉確率で交叉させ、子となる個体を生成する。なお、上述したように、交叉されるbitは、１つ（１点交叉）であっても、２つ（２点交叉）であってもよい。
【０１０１】
ステップ５０ａにおいて、計算機１０ａは、所定の突然変異確率で子となる個体に含まれるbitを反転させる。
【０１０２】
ステップ６０ａにおいて、計算機１０ａは、ラウンド終了条件が満たされたか否かを判定する。
【０１０３】
ここで、ラウンド終了条件とは、上述したように、処理された世代数が予め定められた世代数となったこと、処理を開始してから経過した時間が予め定められた時間となったこと、後述する評価結果計算部１４によって計算されたアンテナ特性に係る評価が予め定められた評価となったことなどである。
【０１０４】
また、計算機１０ａは、ラウンド終了条件が満たされている場合には、ステップ７０の処理に移り、ラウンド終了条件が満たされていない場合には、ステップ３０ａの処理に戻る。
【０１０５】
ステップ７０において、計算機１０ａは、自計算機１０ａによる計算によって取得された「子集団ａ」及び他の計算機１０による計算によって取得された「子集団」（「子集団ｂ〜子集団ｈ」の中から所定数の個体を「初期集団構成個体群ａ」として抽出する。また、計算機１０ａは、「初期集団構成個体群ａ」を含む「初期集団ａ」を再生成し、ステップ２０ａの処理に戻る。
【０１０６】
（「初期集団構成個体群」の抽出方法）
以下において、本発明の第１の実施形態に係る「初期集団構成個体群」の抽出方法について、図面を参照しながら説明する。図９及び図１０は、上述した「初期集団構成個体群」の抽出方法を示す図である。
【０１０７】
まず、「初期集団構成個体群」の抽出方法の一例について、図９を参照しながら説明する。
【０１０８】
図９に示すように、各計算機１０は、選択、交叉及び突然変異に係る処理をラウンド終了条件が満たされるまで繰り返すことによって、金属配置パターンの集団である「初期集団」（「初期集団ａ」〜「初期集団ｈ」）から金属配置パターンの集団である「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）をそれぞれ取得する。
【０１０９】
次に、各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）の中から、アンテナ１００のアンテナ特性に係る評価が高い順に選択された個体（金属配置パターン）の集団が「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）としてそれぞれ抽出される。
【０１１０】
ここで、計算機１０ａを例に挙げて説明すると、計算機１０ａは、各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）からそれぞれ抽出された「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）を集めて、集められた「エリート集団」の中から「初期集団構成個体群ａ」を抽出する。また、計算機１０ａは、「初期集団構成個体群ａ」を含む「初期集団ａ」を用いて、選択、交叉及び突然変異に係る処理を再開する。
【０１１１】
計算機１０ｂ〜計算機１０ｈについても、計算機１０ａと同様にして、「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）の中から「初期集団構成個体群ｂ」〜「初期集団構成個体群ｈ」をそれぞれ抽出して、「初期集団構成個体群ｂ」〜「初期集団構成個体群ｈ」をそれぞれ含む「初期集団ｂ」〜「初期集団ｈ」を用いて、選択、交叉及び突然変異に係る処理を再開する。
【０１１２】
次に、「初期集団構成個体群」の抽出方法の他の例について、図１０を参照しながら説明する。
【０１１３】
図１０に示すように、各計算機１０は、選択、交叉及び突然変異に係る処理をラウンド終了条件が満たされるまで繰り返すことによって、金属配置パターンの集団である「初期集団」（「初期集団ａ」〜「初期集団ｈ」）から金属配置パターンの集団である「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）をそれぞれ取得する。
【０１１４】
次に、各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）の中から、アンテナ１００のアンテナ特性に係る評価が高い順に選択された個体（金属配置パターン）の集団が「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）としてそれぞれ抽出される。
【０１１５】
また、各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）の中からランダムに選択された個体（金属配置パターン）の集団が「ランダム集団」（「ランダム集団ａ」〜「ランダム集団ｈ」）としてそれぞれ抽出される。
【０１１６】
ここで、計算機１０ａを例に挙げて説明すると、計算機１０ａは、各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）からそれぞれ抽出された「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）及び「ランダム集団」（「ランダム集団ａ」〜「ランダム集団ｈ」）を集めて、集められた「エリート集団」及び「ランダム集団」の中から「初期集団構成個体群ａ」を抽出する。また、計算機１０ａは、「初期集団構成個体群ａ」を含む「初期集団ａ」を用いて、選択、交叉及び突然変異に係る処理を再開する。
【０１１７】
計算機１０ｂ〜計算機１０ｈについても、計算機１０ａと同様にして、「エリート集団」（「エリート集団ａ」〜「エリート集団ｈ」）及び「ランダム集団」（「ランダム集団ａ」〜「ランダム集団ｈ」）の中から「初期集団構成個体群ｂ」〜「初期集団構成個体群ｈ」をそれぞれ抽出して、「初期集団構成個体群ｂ」〜「初期集団構成個体群ｈ」をそれぞれ含む「初期集団ｂ」〜「初期集団ｈ」を用いて、選択、交叉及び突然変異に係る処理を再開する。
【０１１８】
なお、各計算機１０によって取得された「子集団」から抽出される「ランダム集団」に含まれる個体の数は、互いに同じであっても、異なっていてもよい。
【０１１９】
また、「初期集団構成個体群」としては、各計算機１０に共通する「初期集団構成個体群」が抽出されてもよく、計算機１０毎に異なる「初期集団構成個体群」が抽出されてもよい。
【０１２０】
さらに、選択、交叉及び突然変異係る処理が再開される際に用いられる「初期集団」は、「初期集団構成個体群」のみによって構成されていてもよく、「初期集団構成個体群」に加えて、「初期集団構成個体群」以外の個体を含んでいてもよい。
【０１２１】
（設定条件）
以下において、各計算機１０に設定される設定条件の一例について、表を参照しながら説明する。表１及び表２は、本発明の一実施形態に係る設定条件の一例を示す表である。
【表１】
【表２】
【０１２２】
表１に示すように、各計算機１０には、アンテナ素子面１１０の高さ（ＨＡ）がアンテナ素子面のサイズとして設定され、基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）がブロックのサイズとして設定されている。また、各計算機１０には、アンテナ特性を評価する周波数の数及びラウンド終了条件が設定されている。
【０１２３】
また、表２に示すように、各計算機１０には、評価関数（例えば、上述した評価関数（Ｏ（ｘ））で用いられる重付値が設定され、遺伝的アルゴリズムによる計算で用いられる交叉確率、突然変異確率及び乱数の種が設定されている。
【０１２４】
このように、各計算機１０には、互いに異なる設定条件がそれぞれ設定されている。なお、各計算機１０に設定される設定条件の一部が共通していてもよいことは勿論である。
【０１２５】
（作用及び効果）
上述した第１の実施形態に係るアンテナ設計方法によれば、アンテナ素子面のサイズ及びブロックのサイズを少なくとも含み、互いに異なる設定条件に従って遺伝的アルゴリズムが適用されて、「初期集団」から「子集団」が取得される。また、各計算機１０によって取得された「子集団」の中から「初期集団構成固体群」が抽出される。さらに、各計算機１０は、「初期集団構成固体群」を含む「初期集団」を用いて遺伝的アルゴリズムに係る処理を再開する。
【０１２６】
従って、遺伝的アルゴリズムが適用されることによって取得される金属配置パターンに多様性を保つことができる。
【０１２７】
また、金属配置パターンに多様性を持たせることにより、アンテナ特性を十分に最適化することができる。
【０１２８】
また、各計算機１０に設定される設定条件が、アンテナ素子面のサイズ及びブロックのサイズを少なくとも含み、互いに異なる条件であることにより、アンテナ素子面のサイズを何度も設定し直して、設定されたサイズ毎にアンテナ特性を十分に最適化する場合に比べて、アンテナ素子面の小型化をどこまで図ることができるかを容易に把握することができる。
【０１２９】
すなわち、アンテナに設けられたアンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制することができる。
【０１３０】
また、各計算機１０が並列で処理を進めることにより、所望のアンテナ特性を有する金属配置パターンが計算されるまでの時間を短縮することができる。
【０１３１】
さらに、アンテナ素子面の金属配置パターンに係る計算量を抑制することにより、計算に時間がかかるＦＤＴＤ（Finite Difference Time Domain）法をアンテナ特性の評価方法として用いても、所望のアンテナ特性を有する金属配置パターンの計算の収束が極端に遅くなることを防止することができる。
【０１３２】
（変更例）
各計算機１０で用いられる評価関数の種類、評価関数による評価項目、評価関数に含まれる重付値は、互いに異なる値であることが好ましい。各計算機１０で用いられるこれらの値が互いに異なっており、各計算機１０によって取得された「子集団」の中から「初期集団構成個体群」を抽出することによって、個体（金属配置パターン）の多様性を保つことができる。
【０１３３】
また、処理された世代数が所定の世代数となったことがラウンド終了条件である場合には、所定の世代数は、アンテナ特性を評価する周波数の数に応じて定められることが好ましい。
【０１３４】
所定の世代数が、アンテナ特性を評価する周波数の数に応じて定められることにより、各計算機１０が「初期集団」から「子集団」を取得するタイミングについて同期を取ることができ、各計算機１０によって取得された「子集団」から「初期集団構成個体群」を抽出する際に、各計算機１０の待ち時間を短くすることができる。
【０１３５】
さらに、アンテナ１００が誘電体を用いた構成を有している場合には、各計算機１０に適用されるアンテナ特性の評価方法として、波長短縮率が設定されたＦＤＴＤ法とモーメント法とを用いてもよい。
【０１３６】
また、遺伝的アルゴリズムで適用される交叉確率及び突然変異確率、評価関数に用いられる重付値は、個体（金属配置パターン）の多様性を保つために、「初期集団」から取得された「子集団」から「初期集団構成個体群」が抽出される毎に変更されてもよい。
【０１３７】
さらに、アンテナ設計プログラムが、上述したアンテナ設計方法をコンピュータに実行させてもよい。
【０１３８】
また、上述した実施形態では、子となる個体（金属配置パターン）の計算は、複数の計算機１０によって並列で行われるが、これに限定されるものではなく、計算結果を一時的にメモリ等に格納しておくことによって、一つの計算機１０によって順次行われてもよい。
【０１３９】
さらに、ラウンド終了条件は、各計算機１０に共通であってもよく、計算機１０毎に異なっていても良い。
【０１４０】
また、金属を除去するか否かを示すbit列の割当て方（染色体の割当て方）については、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な染色体の割当て方を本発明の一実施形態に係るアンテナ設計方法に適用してもよい。例えば、金属を除去するか否かを示す１bitのbit列を全てのブロックにそれぞれ割当ててもよい。
【０１４１】
（実施例１）
以下において、本発明の実施例１について図面を参照しながら説明する。図１１は、計算機１０ａ〜計算機１０ｈに設定された設定条件を示す図である。
【０１４２】
なお、実施例１では、図５及び図６に示したアンテナ素子面のブロックの数及び図７に示した基準点ブロックに割当てられるbit列は、各計算機１０に共通である。
【０１４３】
図１１に示すように、各計算機１０には、１４ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内で互いに異なるアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）をアンテナ素子面のサイズとして設定した。
【０１４４】
また、各計算機１０には、ライン幅（ＬＺｊ）との比が０．８５〜１．２５の範囲内で互いに異なる基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）をブロックのサイズとして設定した。
【０１４５】
すなわち、基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）はライン幅（ＬＺｊ）との比で表されており、計算機１０ｃ、計算機１０ｅ及び計算機１０ｆの基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）は、実際には互いに異なる。
【０１４６】
ラウンド終了条件は、処理された世代数が５世代となったことという共通の条件にして、各計算機１０が「初期集団」から「子集団」を取得するタイミングについて同期をとった。
【０１４７】
また、交叉確率、突然変異確率及び評価関数に含まれる重付値については、個体の多様性を保つために、計算機１０毎に異なるものとした。
【０１４８】
図１２及び図１３は、各世代におけるリターンロスを計算機１０毎に示す図である。図１２及び図１３に示すように、各世代におけるリターンロスは、１００世代を超えても最適値に近づいており、各計算機１０による計算の多様性が保たれていることが確認できた。
【０１４９】
これに加えて、図１２に示すように、最も大きい高さ（２０ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ａによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスは、遺伝的アルゴリズムを開始した当初から所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認された。
【０１５０】
２番目に大きい高さ（１８ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｂによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスは、遺伝的アルゴリズムを開始してから７５世代程で所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認された。
【０１５１】
３番目に大きい高さ（１６ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスは、遺伝的アルゴリズムを開始してから２７０世代程で所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認された。
【０１５２】
最も小さい高さ（１４ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｄによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスは、遺伝的アルゴリズムを開始してから３００世代を超えても所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達しないことが確認された。
【０１５３】
一方、図１３に示すように、計算機１０ａと同じ高さ（２０ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｅでは、計算機１０ａと基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）が異なっていると、個体（金属配置パターン）のリターンロスは、３００世代を超えても所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達しないことが確認された。
【０１５４】
計算機１０ｂと同じ高さ（１８ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｆでは、計算機１０ｂと基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）が異なっていても、個体（金属配置パターン）のリターンロスは、遺伝的アルゴリズムを開始してから７５世代程で所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認された。
【０１５５】
計算機１０ｃと同じ高さ（１６ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｇでは、計算機１０ｃと基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）が異なっていると、個体（金属配置パターン）のリターンロスは、３００世代を超えても所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達しないことが確認された。
【０１５６】
計算機１０ｄと同じ高さ（１４ｍｍ）がアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定された計算機１０ｈでは、計算機１０ｄと基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）が異なっていても、個体（金属配置パターン）のリターンロスは、３００世代を超えても所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達しないことが確認された。
【０１５７】
図１４は、計算機１０ｃによって計算された個体（金属配置パターン）のリターンロスを示す図である。図１２に示すように、所望の３つの周波数におけるリターンロスが所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認できた。
【０１５８】
上述した考察結果の通り、個体（金属配置パターン）のリターンロスが所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達した計算機のうち、最も小さい高さがアンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として設定されていた計算機は、計算機１０ｃであることが確認された。
【０１５９】
このように、アンテナ素子面のサイズをどこまで小さくすることが可能であるか分からない状況であっても、互いに異なるアンテナ素子面のサイズ、及び、互いに異なる基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）を各計算機１０に設定することによって、所望の特性を有する最適な（最小の）アンテナ素子面を確認することができた。
【０１６０】
これは、アンテナ素子面のサイズ及び基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）として異なる値が設定された各計算機１０によって取得された「子集団」（「子集団ａ」〜「子集団ｈ」）の一部を含む「初期集団構成個体群」を用いて、遺伝的アルゴリズムに係る計算が再開されることによって、各計算機１０による計算の多様性が図られた結果であると考えられる。
【０１６１】
（実施例２）
以下において、本発明の実施例２について図面を参照しながら説明する。図１５は、計算機１０ａ〜計算機１０ｈに設定された設定条件を示す図である。
【０１６２】
なお、実施例２では、図５及び図６に示したアンテナ素子面のブロックの数及び図７に示した基準点ブロックに割当てられるbit列は、各計算機１０に共通である。
【０１６３】
図１５に示すように、各計算機１０には、アンテナ素子面の高さ（ＨＡ）として共通な値（２０ｍｍ）を設定した。また、各計算機１０には、指数表示で０．８５〜１．２５の範囲内で互いに異なる基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）をブロックのサイズとして設定した。
【０１６４】
さらに、計算機１０ａ〜計算機１０ｄには、アンテナ特性を評価する周波数の数として“３”を設定し、処理された世代数が１０世代となったことをラウンド終了条件として設定した。
【０１６５】
一方、計算機１０ｅ〜計算機１０ｈには、アンテナ特性を評価する周波数の数として“６”を設定し、処理された世代数が５世代となったことをラウンド終了条件として設定した。
【０１６６】
このように、アンテナ特性を評価する周波数の数に応じて、選択、交叉及び突然変異に係る処理を繰り返す世代数を定めることによって、各計算機１０が「初期集団」から「子集団」を取得するタイミングについて同期をとった。
【０１６７】
図１６は、各計算機によって計算された個体（金属配置パターン）のうち、最適な個体のリターンロスを示す図である。図１６に示すように、所望の３つの周波数におけるリターンロスが所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達することが確認できた。このように、第２実施例では、所望の３つの周波数におけるリターンロスが所望のレベル（−１０ｄＢ以下）に達する基準点ブロックの高さ（ＲＺｊ）を見つけることができた。
【０１６８】
＜第２の実施形態＞
図１７乃至図２１を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。以下、上述の第１の実施形態との相違点を主として、本発明の第２の実施形態について説明する。
【０１６９】
本実施形態に係るアンテナ設計方法は、図１７（ａ）に示すような「ｏｐｅｎ状態（すなわち、携帯通信端末の金属板１２０Ａ，１２０Ｂを開いた状態）」や、図１７（ｂ）に示すような「ｃｌｏｓｅ状態（すなわち、携帯通信端末の金属板１２０Ａ，１２０Ｂを閉じた状態）」といった異なる状態で使用されることが想定される携帯通信端末用のアンテナにおいて、設計条件を満足するように設計を行うものである。
【０１７０】
また、本実施形態に係るアンテナ設計方法は、半田の方法や材料の違い等から生じる個体ごとのバラつきのような異なる形状で使用されることが想定される携帯通信端末用のアンテナにおいて、設計条件を満足するように設計を行うものである。
【０１７１】
図１８に、図１７に示すように、ヒンジ５近くにアンテナ１００を設置した携帯通信端末において、従来のアンテナ設計方法によって計算された金属配置パターンを有するアンテナ１００におけるリターンロス（ｏｐｅｎ状態及びｃｌｏｓｅ状態のそれぞれについて）を示す。
【０１７２】
図１８に示すように、従来のアンテナ設計方法によって計算された金属配置パターンを有するアンテナ１００では、「ｏｐｅｎ状態」の場合の共振周波数と「ｃｌｏｓｅ状態」の場合の共振周波数との間で、ずれが大きくなっていることが確認できる。
【０１７３】
図１９に示すように、本実施形態に係るアンテナ設計方法は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナ１００を設計するものである。
【０１７４】
そして、本実施形態に係るアンテナ設計方法では、携帯通信端末が「ｏｐｅｎ状態」であるものとして計算されて取得された「第１の子集団」を、携帯通信端末が「ｃｌｏｓｅ状態」であるものとして評価し、携帯通信端末が「ｃｏｌｅｓｅ状態」であるものとして計算されて取得された「第２の子集団」を、携帯通信端末が「ｏｐｅｎ状態」であるものとして評価する。そして、かかる動作を繰り返すことによって、「ｏｐｅｎ状態」及び「ｃｏｌｅｓｅ状態」のいずれの状態においても、所望特性を満たすアンテナ１００を設計する。
【０１７５】
以下において、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法について、図面を参照しながら説明する。図２０は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を示す図である。ここで、図２０に示すように、計算機１０ａ，計算機１０ｂは、選択、交叉及び突然変異を並列で処理する。なお、並列で処理を行う計算機１０の数は、２つ以上であってもよい。
【０１７６】
ステップ１０ａにおいて、計算機１０ａは、金属配置パターンを示すbit列、すなわち、上述した基準点ブロックに割当てられたbit列の組合せを個体としてランダムに生成し、所定数の個体を「初期集団ａ」として取得する。
【０１７７】
ステップ２０ａにおいて、計算機１０ａは、アンテナ設計方法の計算を終了する条件（以下、計算終了条件）が満たされているか否かを判定する。
【０１７８】
ここで、計算終了条件とは、後述するステップ７１ａ（「子集団ａ」の抽出）の回数が予め定められた回数となったこと、処理を開始してから経過した時間が予め定められた時間となったこと、後述する評価結果計算部１４によって計算されたアンテナ特性に係る評価が予め定められた評価となったことなどである。
【０１７９】
また、計算機１０ａは、計算終了条件が満たされている場合には、アンテナ設計方法に係る処理を終了し、計算終了条件が満たされていない場合には、ステップ３０ａの処理に移る。
【０１８０】
ステップ３０ａにおいて、計算機１０ａは、「初期集団ａ」に含まれる個体の中から、次世代の個体（子となる個体）を生成するために複数の個体（親となる個体）を選択する。ここで、計算機１０ａは、親となる個体を選択する際に、アンテナ特性に係る評価が高い順に個体を選択することが好ましい。
【０１８１】
ステップ４０ａにおいて、計算機１０ａは、親となる個体に含まれるbitを所定の交叉確率で交叉させ、子となる個体を生成する。なお、上述したように、交叉されるbitは、１つ（１点交叉）であっても、２つ（２点交叉）であってもよい。
【０１８２】
ステップ５０ａにおいて、計算機１０ａは、所定の突然変異確率で子となる個体に含まれるbitを反転させる。
【０１８３】
ステップ６０ａにおいて、計算機１０ａは、ラウンド終了条件が満たされたか否かを判定する。
【０１８４】
ここで、ラウンド終了条件とは、上述したように、処理された世代数が予め定められた世代数となったこと、処理を開始してから経過した時間が予め定められた時間となったこと、後述する評価結果計算部１４によって計算されたアンテナ特性に係る評価が予め定められた評価となったことなどである。
【０１８５】
また、計算機１０ａは、ラウンド終了条件が満たされている場合には、ステップ７１ａの処理に移り、ラウンド終了条件が満たされていない場合には、ステップ３０ａの処理に戻る。
【０１８６】
ステップ７１ａにおいて、計算機１０ａは、自計算機１０ａによる計算によって取得された「子集団ａ」を取得する。
【０１８７】
そして、ステップ１０ｂにおいて、計算機１０ｂは、計算機１０ａによる計算によって取得された第１の子集団を、初期集団ｂとして用いてステップ１０ｂ乃至７１ｂを行って、第２の子集団を計算して取得する。
【０１８８】
その後、ステップ１０ａにおいて、計算機１０ａは、計算機１０ｂによる計算によって取得された第２の子集団を、初期集団ａとして用いてステップ１０ａ乃至７１ａを再開する。
【０１８９】
なお、ステップ１０ａにおいて、計算機１０ａは、計算機１０ｂによる計算によって取得された第２の子集団ではなく、計算機１０ａによる計算によって取得された第１の子集団を、初期集団ａとして用いてステップ１０ａ乃至７１ａを再開してもよい（図２７乃至図３１参照）。
【０１９０】
すなわち、本実施形態に係るアンテナ設計方法では、図２１に示すように、ラウンド１では、計算機１０ａが、ランダムに生成された初期集団ａを用いて、「ｃｌｏｓｅ」状態の携帯通信端末におけるアンテナ１００の最適化を図る（すなわち、最適な金属配置パターンであると推定される子集団ａを取得する）と共に、計算機１０ｂが、ランダムに生成された初期集団ｂを用いて、「ｏｐｅｎ」状態の携帯通信端末におけるアンテナ１００の最適化を図る（すなわち、最適な金属配置パターンであると推定される子集団ｂを取得する）。
【０１９１】
具体的には、上述の第１の実施形態と同様に、ラウンド１において、計算機１０ａは、アンテナ素子面のサイズ又はブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、ラウンド１の終了条件（第１のラウンド終了条件）が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、かかるブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団ａから、かかる金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する。
【０１９２】
同様に、ラウンド１において、計算機１０ｂは、アンテナ素子面のサイズ又はブロックのサイズを少なくとも含み、上述の第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、ラウンド１の終了条件（第２のラウンド終了条件）が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団ｂから、金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する。
【０１９３】
ラウンド２では、計算機１０ａが、ラウンド１で取得された子集団ｂを初期集団ａとして用いて、「ｃｌｏｓｅ」状態の携帯通信端末におけるアンテナ１００の最適化を図る（すなわち、最適な金属配置パターンであると推定される子集団ａを取得する）と共に、計算機１０ｂが、ラウンド１で取得された子集団ａを初期集団ｂとして用いて、「ｏｐｅｎ」状態の携帯通信端末におけるアンテナ１００の最適化を図る（すなわち、最適な金属配置パターンであると推定される子集団ｂを取得する）。
【０１９４】
すなわち、ラウンド２では、計算機１０ａが、ラウンド１で取得された子集団ｂを初期集団ａとして用いて、ラウンド１と同様の動作を再開し、計算機１０ｂが、ラウンド１で取得された子集団ａを初期集団ｂとして用いて、ラウンド１と同様の動作を再開する。
【０１９５】
ラウンド３以降も、本実施形態に係るアンテナ設計方法における計算終了条件を満たすまで、かかる動作を繰り返すことによって、「ｏｐｅｎ状態」と「ｃｌｏｓｅ状態」といった異なる状態において、それぞれ所望特性を満たす個体（金属配置パターン）を取得することができる。
【０１９６】
なお、各ラウンドにおいて、計算機１０ａ又は計算機１０ｂの少なくとも一方が、上述の第１の実施形態に係るアンテナ設計方法によって取得される最適な金属配置パターンを、子集団ａ又は子集団ｂとして取得するように構成されていてもよい。
【０１９７】
すなわち、各ラウンドにおいて、計算機１０ａ又は計算機１０ｂの少なくとも一方が、ステップ（１）において、一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である子集団を取得し、ステップ（２）において、アンテナ素子面のサイズ又はブロックのサイズを少なくとも含み、一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団から子集団を取得する他の計算ステップと、ステップ（３）において、ステップ（１）で取得された子集団及びステップ（２）で取得された子集団の中から、所定数の金属配置パターンの集団を初期集団構成個体群として抽出することによって取得された子集団を、上述の子集団ａ（第１の子集団）又は子集団ｂ（第２の子集団）としてもよい。
【０１９８】
ここで、初期集団構成個体群には、ステップ（１）で取得された子集団及びステップ（２）で取得された子集団の一部が少なくとも含まれており、ステップ（１）及びステップ（２）は、ステップ（３）で抽出された初期集団構成個体群を含む初期集団を用いて再開されるものとする。
【０１９９】
また、各ラウンドにおいて、図２０のステップ６０ａ及び６０ｂにおけるラウンド終了条件を、世代数によって決定し、かかる世代数を小さい値にすれば、各ラウンドにおいて個体（子集団）を早く作ることが可能になるが、かかる世代数をあまりに小さくすると、各計算機間でデータをやり取りするだけになってしまい、子集団の最適化が進まなくなる（進化しなくなる）場合がある。
【０２００】
したがって、かかる点を解消する手段として、各ラウンドにおいて、各計算機における子集団の評価値が、前のラウンドにおける評価値よりも改善されることを、図２０のステップ６０ａ及び６０ｂにおけるラウンド終了条件としてもよい。
【０２０１】
（変更例）
なお、上述のアンテナ設計方法は、所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計する場合に限定されず、任意の構造のアンテナを設計する場合に適用可能である。
【０２０２】
例えば、上述のアンテナ設計方法によれば、携帯通信端末が開閉したり、携帯通信端末のアンテナが伸縮したりするように、構造が変換するアンテナを設計する場合にも適用可能である。
【０２０３】
（実施例３）
次に、図２２乃至図２４を参照して、実施例３について説明する。
【０２０４】
すなわち、図２２に示すように、上述の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を用いて設計したアンテナ１００を、携帯通信端末のトップの位置に設置した場合の実施例３について説明する。
【０２０５】
図２３は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法によって計算した最終結果の金属配置パターンのアンテナ素子面を有するアンテナ１００について、「ｏｐｅｎ状態」の場合と、「ｃｌｏｓｅ状態」の場合のリターンロスの周波数特性を求めたものである。
【０２０６】
図１８に示す従来技術に係るアンテナの例では、「ｃｌｏｓｅ状態」の特性が劣化してしまったのに対して、図２３に示す本実施形態に係るアンテナ設計方法で設計されたアンテナの場合には、「ｏｐｅｎ状態」及び「ｃｌｏｓｅ状態」のいずれの場合でも、「リターンロスが、−７ｄＢ以下である」という所望特性を満たしている。
【０２０７】
ここで、周波数比は、図１８の場合と同様に、８５７.５：１７９５：２０４５と設定した。
【０２０８】
図２４に、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法によって設計されたアンテナについて、世代ごとのリターンロスの変化の様子を示す。
【０２０９】
ここで、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法において、「ｏｐｅｎ状態」で、３つの所望周波数において所望特性を満たすものを、「ｃｌｏｓｅ状態」における初期集団として計算を始めた。また、集団数（人口）を「３０」とし、各ラウンドにおける世代数を「２」とした。
【０２１０】
元々、「ｏｐｅｎ状態」において評価の高い個体（金属配置パターン）を初期集団としているため、２世代ごと、すなわち、ラウンドが変わるたびに、かかるアンテナの特性が増減する。
【０２１１】
すなわち、「ｃｌｏｓｅ状態」及び「ｏｐｅｎ状態」における優良個体を、次のラウンドで、「ｃｌｏｓｅ状態」及び「ｏｐｅｎ状態」に代入すると特性が劣化する。
【０２１２】
かかる動作を何度も繰り返すことにより、リターンロスの最悪値が、次第に小さくなっていくことがわかる。
【０２１３】
「ｃｌｏｓｅ状態」及び「ｏｐｅｎ状態」のいずれの場合のリターンロスの最悪値も、−６ｄＢ以下となってから、約３０世代で計算を終了した。
【０２１４】
ここで、それぞれ計算機ごとの人口を「３０」としているため、最終世代の評価値が最も高い個体は、２つの計算機で同じとは限らない。
【０２１５】
なお、図２３におけるのデータは、「ｃｌｏｓｅ状態」の最優良個体（金属配置パターン）を、アンテナ素子面に採用して、「ｃｌｏｓｅ状態」及び「ｏｐｅｎ状態」における特性を、それぞれ計算して求めたものである。
【０２１６】
（実施例４）
次に、図２５及び図２６を参照して、実施例４について説明する。
【０２１７】
すなわち、図１７に示すように、上述の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を用いて設計したアンテナ１００を、携帯通信端末におけるヒンジ５の近くに設置した場合の実施例４について説明する。
【０２１８】
図２５は、上述の第２の実施形態に係るアンテナ設計方法を、図１７に示すように、ヒンジ５の近くに設置されたアンテナ１００について、「ｃｌｏｓｅ状態」及び「ｏｐｅｎ状態」の両方の状態で、所望特性を満たすための設計に適用した場合の例であり、世代ごとのリターンロスの変化の様子を示している。
【０２１９】
実施例４においては、各ラウンドにおける計算を、１０世代とした。「ｏｐｅｎ状態」のときに所望特性を満たす個体群を、「ｃｌｏｓｅ状態」における初期集団とする設定を用いた。
【０２２０】
「ｃｌｏｓｅ状態」の場合のリターンロス特性に着目すると、各ラウンドにおいて、ラウンド終了条件に達するまで（１０世代ごと）、３つの周波数におけるリターンロスの最悪値が小さくなるように動作するが、ラウンドが変わると、「ｏｐｅｎ状態」において最適化されたデータと入れ替わるため、リターンロスの最悪値が悪い方に引き戻される。
【０２２１】
しかしながら、ラウンドが繰り返されるにつれて、徐々に引き戻されたリターンロスの最悪値も、小さくなるように収束していく様子が確認できる。
【０２２２】
一方、「ｏｐｅｎ状態」の場合のリターンロス特性に着目すると、元々、「ｏｐｅｎ状態」で特性の高いものを、「ｃｌｏｓｅ状態」における初期集団としているため、ラウンド１で、かかる初期集団の進化したものが、「ｏｐｅｎ状態」における初期集団として入るため、初めの方の特性がよく、「ｃｌｏｓｅ状態」におけるリターンロスの優良値と融合されることにより、一旦、やや特性が劣化する。
【０２２３】
図２６に、実施例４における「ｃｌｏｓｅ状態」の最終個体を用いて、アンテナ１００を形成し、かかるアンテナ１００について、「ｏｐｅｎ状態」の場合と「ｃｌｏｓｅ状態」の場合とで比較したリターンロスの周波数特性を示す。
【０２２４】
域が得られていることが確認できる。
【０２２５】
図２６に示す本実施形態に係るアンテナ設計方法で設計されたアンテナの場合も、「ｏｐｅｎ状態」及び「ｃｌｏｓｅ状態」のいずれの場合でも、「リターンロスが、−７ｄＢ以下である」という所望特性を満たしている。
【符号の説明】
【０２２６】
１０…計算機
１１…通信部
１２…ＧＡ処理部
１３…設定条件記憶部
１４…評価結果計算部
１００…アンテナ
１０１…・給電点
１１０…アンテナ素子面
１２０…地板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法であって、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップと
を備え、
前記アンテナが設置された折り畳み可能な携帯通信端末は、前記携帯通信端末の上側の金属板及び下側の金属板が開いた状態であるｏｐｅｎ状態と、前記携帯通信端末の上側の金属板及び下側の金属板が閉じた状態であるｃｌｏｓｅ状態とに変形可能であり、
前記第１の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団又は前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、
前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開され、
前記第１の子集団取得ステップでは、前記携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして計算されて取得された前記第１の子集団を、前記携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして最適化され、
前記第２の子集団取得ステップでは、前記携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして計算されて取得された前記第２の子集団を、前記携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして最適化される
ことを特徴とするアンテナ設計方法。
【請求項２】
前記第１の子集団取得ステップ又は前記第２の子集団取得ステップの少なくとも一方は、
一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団から子集団を取得する一の計算ステップと、
前記一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団から子集団を取得する他の計算ステップと、
前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の初期集団構成個体群を抽出する抽出ステップとによって取得された前記子集団を、前記第１又は第２の子集団とし、
前記初期集団構成個体群には、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の一部が少なくとも含まれており、
前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ設計方法。
【請求項３】
所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法であって、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップと、
前記第１の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団又は前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、
前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開されることを特徴とするアンテナ設計方法。
【請求項４】
前記第１の子集団取得ステップ又は前記第２の子集団取得ステップの少なくとも一方は、
一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である子集団を取得する一の計算ステップと、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記子集団を取得する他の計算ステップと、
前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の前記金属配置パターンの集団を初期集団構成個体群として抽出する抽出ステップとによって取得された前記子集団を、前記第１又は第２の子集団とし、
前記初期集団構成個体群には、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の一部が少なくとも含まれており、
前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ設計方法。
【請求項５】
所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナプログラムであって、コンピュータに、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップとを実行させ、
前記第１の子集団取得ステップは、前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、
前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開されることを特徴とするアンテナ設計プログラム。
【請求項６】
前記第１のラウンド終了条件は、再開される前の第１の子集団取得ステップで取得された第１の子集団での評価よりも高いことであり、
前記第２のラウンド終了条件は、再開される前の第２の子集団取得ステップで取得された第２の子集団での評価よりも高いことであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ設計方法。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載されたアンテナ設計方法によって設計されたことを特徴とするアンテナ。
【請求項１】
所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法であって、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップと
を備え、
前記アンテナが設置された折り畳み可能な携帯通信端末は、前記携帯通信端末の上側の金属板及び下側の金属板が開いた状態であるｏｐｅｎ状態と、前記携帯通信端末の上側の金属板及び下側の金属板が閉じた状態であるｃｌｏｓｅ状態とに変形可能であり、
前記第１の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団又は前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、
前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開され、
前記第１の子集団取得ステップでは、前記携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして計算されて取得された前記第１の子集団を、前記携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして最適化され、
前記第２の子集団取得ステップでは、前記携帯通信端末がｏｐｅｎ状態であるものとして計算されて取得された前記第２の子集団を、前記携帯通信端末がｃｌｏｓｅ状態であるものとして最適化される
ことを特徴とするアンテナ設計方法。
【請求項２】
前記第１の子集団取得ステップ又は前記第２の子集団取得ステップの少なくとも一方は、
一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団から子集団を取得する一の計算ステップと、
前記一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、初期集団から子集団を取得する他の計算ステップと、
前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の初期集団構成個体群を抽出する抽出ステップとによって取得された前記子集団を、前記第１又は第２の子集団とし、
前記初期集団構成個体群には、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の一部が少なくとも含まれており、
前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ設計方法。
【請求項３】
所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナ設計方法であって、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップと、
前記第１の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団又は前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、
前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開されることを特徴とするアンテナ設計方法。
【請求項４】
前記第１の子集団取得ステップ又は前記第２の子集団取得ステップの少なくとも一方は、
一の設定条件に従って、一のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である子集団を取得する一の計算ステップと、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記一の設定条件と異なる他の設定条件に従って、他のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記子集団を取得する他の計算ステップと、
前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の中から、所定数の前記金属配置パターンの集団を初期集団構成個体群として抽出する抽出ステップとによって取得された前記子集団を、前記第１又は第２の子集団とし、
前記初期集団構成個体群には、前記一の計算ステップで取得された前記子集団及び前記他の計算ステップで取得された前記子集団の一部が少なくとも含まれており、
前記一の計算ステップ及び前記他の計算ステップは、前記抽出ステップで抽出された前記初期集団構成個体群を含む前記初期集団を用いて再開されることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ設計方法。
【請求項５】
所定数のブロックに区切られたアンテナ素子面が設けられたアンテナを設計するアンテナプログラムであって、コンピュータに、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含む第１の設定条件に従って、第１のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記ブロックに金属が配置されているか否かを示す金属配置パターンの集団である初期集団から前記金属配置パターンの集団である第１の子集団を取得する第１の子集団取得ステップと、
前記アンテナ素子面のサイズ又は前記ブロックのサイズを少なくとも含み、前記第１の設定条件と異なる第２の設定条件に従って、第２のラウンド終了条件が満たされるまで遺伝的アルゴリズムを適用して、前記初期集団から前記金属配置パターンの集団である第２の子集団を取得する第２の子集団取得ステップとを実行させ、
前記第１の子集団取得ステップは、前記第２の子集団取得ステップで取得された前記第２の子集団を前記初期集団として用いて再開され、
前記第２の子集団取得ステップは、前記第１の子集団取得ステップで取得された前記第１の子集団を前記初期集団として用いて再開されることを特徴とするアンテナ設計プログラム。
【請求項６】
前記第１のラウンド終了条件は、再開される前の第１の子集団取得ステップで取得された第１の子集団での評価よりも高いことであり、
前記第２のラウンド終了条件は、再開される前の第２の子集団取得ステップで取得された第２の子集団での評価よりも高いことであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ設計方法。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載されたアンテナ設計方法によって設計されたことを特徴とするアンテナ。
【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２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図１９】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【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２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図１９】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２０１１−１４１８８２（Ｐ２０１１−１４１８８２Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６５７５（Ｐ２０１１−２６５７５）
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【分割の表示】特願２００６−２０７２５０（Ｐ２００６−２０７２５０）の分割
【原出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【分割の表示】特願２００６−２０７２５０（Ｐ２００６−２０７２５０）の分割
【原出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]