JP2012028869A

JP2012028869A - アンテナ装置及び通信装置

Info

Publication number: JP2012028869A
Application number: JP2010163215A
Authority: JP
Inventors: Kohei Ishikawa; 頌平石川; Terunao Ninomiya; 照尚二宮
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-02-09
Also published as: TW201205954A; EP2410610A1; KR101195363B1; KR20120010107A; US20120019427A1

Abstract

【課題】アンテナの指向性を十分に強化すること。
【解決手段】アンテナ装置１１０は、所定の軸Ｓを中心として線状導体を第１の間隔Ｐで螺旋状に巻回することにより形成され、軸Ｓの方向に円偏波の電波を放射するヘリカルアンテナ１１１を備えた。また、アンテナ装置１１０は、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される軸Ｓの方向に沿って、ヘリカルアンテナ１１１に対して第１の間隔Ｐと略同一となる第２の間隔Ｘを空けて配置された導波器１１２を備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナ装置及び通信装置に関する。

近年、非接触式の認識技術として、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）が普及しつつある。ＲＦＩＤは、リーダライタ装置等の通信装置と認識対象であるＩＣ（Integrated Circuit）タグ等の記録媒体との間で電波を用いてデータのやり取りを行う技術である。

ＲＦＩＤ用の通信装置に搭載されるアンテナ装置としては、円偏波の電波を放射する円偏波アンテナを利用したものが知られている。代表的な円偏波アンテナとしては、例えば、ヘリカルアンテナがある。ヘリカルアンテナは、線状導体を所定の軸の周囲に螺旋状に巻回することにより形成されるアンテナであり、螺旋の中心となる軸の方向に円偏波の電波を放射するものである。

ヘリカルアンテナを単体で用いた場合には、アンテナの指向性が弱いという欠点がある。アンテナの指向性が弱いと、ヘリカルアンテナの認識対象となるＩＣタグ近傍に配置された非認識対象のＩＣタグが、ヘリカルアンテナからの電波の放射範囲に意図せずして収容されるという問題を招く。

アンテナの指向性を強化する技術としては、ヘリカルアンテナの電波の放射方向に導波器を配置したアンテナ装置が知られている。このアンテナ装置では、ヘリカルアンテナの電波の放射方向に導波器を配置することで、アンテナの指向性を強化する。

特開２００８−１２３２３１号公報特開平０４−２１６２０４号公報

しかしながら、ヘリカルアンテナの電波の放射方向に単に導波器を配置した従来の構造では、アンテナが大きくなりすぎるという問題がある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、小型でアンテナの指向性を十分に強化することができるアンテナ装置及び通信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本願の開示するアンテナ装置は、所定の軸を中心として線状導体を第１の間隔で螺旋状に巻回することにより形成され、前記軸の方向に円偏波の電波を放射するアンテナを備えた。また、本願の開示するアンテナ装置は、前記アンテナによって電波が放射される前記軸の方向に沿って、前記アンテナに対して前記第１の間隔と略同一となる第２の間隔を空けて配置された導波器を備えた。

本願の開示するアンテナ装置の一つの態様によれば、アンテナの指向性を十分に強化することができるという効果を奏する。

図１は、本実施例に係るアンテナ装置を有するリーダライタ装置を説明するための図である。図２は、本実施例に係るアンテナ装置の外観を示す斜視図である。図３は、図２に示したアンテナ装置の側面図である。図４は、λ＝２２０ｍｍのときの誘電体の外観構成例を示す図である。図５は、ヘリカルアンテナ単体から放射される電波の放射態様を示す概略図である。図６は、本実施例に係るアンテナ装置から放射される電波の放射態様を示す概略図である。図７は、間隔Ｐ＝０．１２５λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙと前後比との関係を示した図である。図８は、間隔Ｐ＝０．１２５λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙと半値幅との関係を示した図である。図９は、間隔Ｐ＝０．１２５λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙとゲインとの関係を示した図である。図１０は、間隔Ｐ＝０．１１４λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙと前後比との関係を示した図である。図１１は、間隔Ｐ＝０．１１４λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙと半値幅との関係を示した図である。図１２は、間隔Ｐ＝０．１１４λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙとゲインとの関係を示した図である。図１３は、導体素子の外観構成例を示す図である。図１４は、導体素子の個数に対する前後比の変化を示す図である。図１５は、導体素子のその他の形状の例１を説明するための図である。図１６は、導体素子のその他の形状の例２を説明するための図である。図１７は、導体素子のその他の形状の例３を説明するための図である。

以下に、本願の開示するアンテナ装置及び通信装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下では、本願の開示するアンテナ装置を、ＲＦＩＤ用の通信装置であるリーダライタ装置に搭載した例について説明する。なお、この実施例により本願の開示するアンテナ装置及び通信装置が限定されるものではない。

まず、本実施例に係るアンテナ装置を有するリーダライタ装置について説明する。図１は、本実施例に係るリーダライタ装置１００を説明するための図である。図１に示す例では、リーダライタ装置１００の近傍にＩＣタグ２００が配置されている状況を示す。また、図１の破線１１０ａは、電波の放射範囲を示す。同図に示すように、リーダライタ装置１００は、アンテナ装置１１０と、入力部１２０と、出力部１３０と、制御回路１４０とを有する。

アンテナ装置１１０は、リーダライタ装置１００の内部又は外部に搭載され、制御回路１４０から給電されることで電波を放射するとともに、自身に向かって到来する電波を受信して制御回路１４０へ出力するアンテナ装置である。なお、アンテナ装置１１０の構成の詳細については後に説明する。

入力部１２０は、各種の情報を入力する入力手段であり、例えば、リーダライタ装置１００の通信機能を実行する場合に操作される操作ボタンである。出力部１３０は、各種の情報を出力する出力手段であり、例えば、リーダライタ装置１００による通信結果を出力する液晶表示装置やスピーカである。

制御回路１４０は、リーダライタ装置１００の全体を統括制御する制御部である。制御回路１４０は、アンテナ装置１１０に対する給電を行う。また、制御回路１４０は、アンテナ装置１１０から放射される電波を用いて記録媒体であるＩＣタグ２００との間で通信を行う。例えば、制御回路１４０は、アンテナ装置１１０から放射される電波を用いてＩＣタグ２００に対してデータの書き込みを行ったり、アンテナ装置１１０に向かって到来する電波を用いてＩＣタグ２００からデータの読み込みを行ったりする。

次に、図２及び図３を参照して、図１に示したアンテナ装置１１０の構成の詳細について説明する。図２は、本実施例に係るアンテナ装置１１０の外観を示す斜視図である。図３は、図２に示したアンテナ装置１１０の側面図である。図２及び図３に示すように、アンテナ装置１１０は、ヘリカルアンテナ１１１と、導波器１１２とを有する。なお、図２及び図３に示した例では、４個の導体素子１１２ａを含む導波器１１２を示したが、導体素子１１２ａの個数はこれに限られない。また、ヘリカルアンテナ１１１と導波器１１２とは、図示しない筐体等に固定されているものとする。

ヘリカルアンテナ１１１は、円偏波の電波を放射する円偏波アンテナである。本実施例では、ヘリカルアンテナ１１１は、円柱状の誘電体１１３の中心軸Ｓを中心として４本の線状導体１１１ａ〜１１１ｄを間隔Ｐで誘電体１１３の外周面に螺旋状に巻回することにより形成される４線式ヘリカルアンテナである。ヘリカルアンテナ１１１は、円柱状の誘電体１１３の中心軸Ｓの方向に円偏波の電波を放射する。

また、線状導体１１１ａ〜１１１ｄの一端は、制御回路１４０からの給電を受ける給電点１１４を中央に配置した十字状の給電用導体１１５に接続されている。線状導体１１１ａ〜１１１ｄの他端は、給電点１１４に対する制御回路１４０からの給電に応じて円偏波の電波を実際に放射する十字状の放射用導体１１６に接続されている。

また、ヘリカルアンテナ１１１における線状導体１１１ａ〜１１１ｄの間隔Ｐは、使用される円偏波の電波の実効波長をλとすると、０．１１λ以上０．１５λ以下、例えば、０．１２５λ近傍に設定されている。ここで、実効波長λとは、使用される円偏波の電波の真空中における波長をλ０とし、ヘリカルアンテナ１１１に対する誘電体１１３の実効誘電率をεｅｆｆとしたとき、λ＝λ０／（√εｅｆｆ）で表される波長である。

また、線状導体１１１ａ〜１１１ｄが螺旋状に巻回される円柱状の誘電体１１３の全長Ｌ及び直径Ｄは、ともに０．２５λ近傍に設定されている。図４に、λ＝２２０ｍｍのときの誘電体１１３の外観構成例を示す。図４に示すように、λ＝２２０ｍｍとすると、円柱状の誘電体１１３の全長Ｌは５５ｍｍとなっており、直径Ｄは５８ｍｍとなっていることが分かる。つまり、円柱状の誘電体１１３の全長Ｌ及び直径Ｄは、ともに０．２５λ近傍に設定されていることが分かる。

なお、線状導体１１１ａ〜１１１ｄの間隔Ｐ、全長Ｌ及び直径Ｄの設定手法については、文献「J.D.Kraus,R.J.Marhefka,”Antennas 3^rd.”,Chapter8,pp.292,McGRAW-HILL」に詳述されているので、ここではその説明を省略する。

導波器１１２は、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される誘電体１１３の中心軸Ｓ方向に沿ってヘリカルアンテナ１１１に対して間隔Ｘを空けて配置されている。導波器１１２は、誘電体１１３の中心軸Ｓの方向に沿って配置された４個の導体素子１１２ａを含んでいる。導体素子１１２ａの配置態様について図３を用いて具体的に説明する。

図３に示すように、４個の導体素子１１２ａは、円柱状の誘電体１１３の中心軸Ｓ上であってヘリカルアンテナ１１１における放射用導体１１６側に配置されている。４個の導体素子１１２ａのうちヘリカルアンテナ１１１に最も近接する導体素子１１２ａは、ヘリカルアンテナ１１１から間隔Ｘだけ離れた位置に配置されている。また、各導体素子１１２ａは、隣接する導体素子１１２ａから間隔Ｙだけ離れた位置に配置されている。

ここで、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される誘電体１１３の中心軸Ｓに沿って導波器１１２を配置する理由について説明する。図５は、ヘリカルアンテナ１１１単体から放射される電波の放射態様を示す概略図である。図６は、本実施例に係るアンテナ装置１１０から放射される電波の放射態様を示す概略図である。なお、図５及び図６の破線１１０ａは、電波の放射範囲を示す。

図５に示すように、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される中心軸Ｓに沿って導波器１１２が配置されていない場合、つまり、ヘリカルアンテナ１１１を単体で用いた場合には、ヘリカルアンテナ１１１からの電波の放射範囲が比較的に広幅である。すなわち、ヘリカルアンテナ１１１を単体で用いた場合には、アンテナの指向性が弱い。このような場合には、ヘリカルアンテナ１１１は、認識対象となるＩＣタグ２００の近傍に認識対象ではない別のＩＣタグが配置されていると、認識対象ではない別のＩＣタグを電波の放射範囲に意図せずして収容する可能性がある。

一方、図６に示すように、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される中心軸Ｓに沿って導波器１１２が配置された場合には、導波器１１２がヘリカルアンテナ１１１から放射される電波をヘリカルアンテナ１１１から導波器１１２へ向かう方向へ導く。すなわち、導波器１１２が電波の導波機能を発揮する。このため、ヘリカルアンテナ１１１からの電波の放射範囲が図５に示した状態よりも狭幅化する。さらに、ヘリカルアンテナ１１１からの電波の放射範囲は、誘電体１１３の中心軸Ｓに沿ってヘリカルアンテナ１１１から導波器１１２へ向かう方向に拡がる。これにより、アンテナ装置１１０の指向性がヘリカルアンテナ１１１から導波器１１２へ向かう方向に強まる。

すなわち、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される中心軸Ｓに沿って導波器１１２を配置する理由は、アンテナ装置１１０の指向性をヘリカルアンテナ１１１から導波器１１２へ向かう方向に強めるためである。これにより、アンテナ装置１１０は、認識対象となるＩＣタグ２００の近傍に認識対象ではない別のＩＣタグが配置されている場合であっても、認識対象となるＩＣタグ２００のみをヘリカルアンテナ１１１からの電波の放射範囲に収容し易くなる。

また、本実施例では、ヘリカルアンテナ１１１とヘリカルアンテナ１１１に最も近接する導体素子１１２ａとの間隔Ｘ、及び互いに隣接する導体素子１１２ａの間隔Ｙは、線状導体１１１ａ〜１１１ｄの間隔Ｐと略同一の間隔に設定されている。すなわち、ヘリカルアンテナ１１１とヘリカルアンテナ１１１に最も近接する導体素子１１２ａとの間隔Ｘ、及び互いに隣接する導体素子１１２ａの間隔Ｙは、０．１１λ以上０．１５λ以下に設定されている。好ましくは、間隔Ｘ及び間隔Ｙは、０．１２λ以上０．１３λ以下に設定される。より好ましくは、間隔Ｘ及び間隔Ｙは、０.１２５λに設定される。

ここで、間隔Ｘ及び間隔Ｙを線状導体１１１ａ〜１１１ｄの間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定する理由について説明する。いわゆる八木・宇多アンテナ方式においてダイポールアンテナと導波器との間隔が０．２５λ近傍に設定されていることを考慮すると、本実施例においても、間隔Ｘ及び間隔Ｙが０．２５λ近傍に設定されることが好ましいとも考えられる。これは、八木・宇多アンテナ方式では、ダイポールアンテナと導波器との間隔を０．２５λ近傍に設定することにより、前後比を高めることができるからである。なお、前後比とは、アンテナから導波器へ向かう方向に放射される電界と、該方向と反対の１８０°方向に放射される電界との比である。前後比が高いことは、アンテナ装置の指向性がアンテナから導波器へ向かう方向に強くなることを意味する。また、筐体内にヘリカルアンテナを内蔵したハンディ型のリーダライタ装置では、タグを読み取る指向性が弱く、隣接するタグまで読み取れてしまうという問題がある。本装置では、リーダライタ装置を改造することなく、且つ八木アンテナのように、外付けで導波器をアンテナから４分の１波長間隔に設けるものでない別の手法を考えた。つまり、その手法とは、本リーダライタ装置に内蔵したヘリカルアンテナから導波器までの間隔を、ヘリカルアンテナを構成する複数の導体素子間の間隔に合わせて導波器を外付けすることを特徴としている。

ところが、間隔Ｘ及び間隔Ｙが０．２５λ近傍に設定されると、使用電波の実効波長λが比較的に大きい場合にアンテナ装置１１０が大型化し、このため、アンテナ装置１１０をリーダライタ装置１００へ搭載することが困難となる。例えば、ＲＦＩＤに主として利用される約９５０ＭＨｚのＵＨＦ帯の電波が使用電波である場合には、間隔Ｘ及び間隔Ｙは、７．８９ｃｍまで大型化し、ハンディ型のような小型のリーダライタ装置１００へアンテナ装置１１０を搭載することが困難となる。

このような点に鑑みて、本発明者らは、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．２５λよりも小さくした場合であっても間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．２５λに設定した場合と同等に前後比を高めることができるか否かについて鋭意研究を重ねた。その結果、本発明者らは、間隔Ｘ及び間隔Ｙを線状導体１１１ａ〜１１１ｄの間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定した場合に、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．２５λ近傍に設定した場合よりも前後比を高めることができるという知見を得た。

かかる知見について図７〜図１２を用いて具体的に説明する。図７は、間隔Ｐ＝０．１２５λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙと前後比との関係を示した図である。図７の横軸は、間隔Ｘ及び間隔Ｙであり、図７の縦軸は、前後比［ｄＢ］である。なお、以下では、ヘリカルアンテナ１１１に対する誘電体１１３の実効誘電率εｅｆｆが「１」であり、実効波長λが、使用電波の真空中の波長λ０と等しいものとする。図７に示すように、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．２５λに設定すると前後比が１３．１６［ｄＢ］となり、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．２５λよりも小さく設定すると前後比が一旦１３．１６［ｄＢ］よりも低下する。一方で、間隔Ｘ及び間隔Ｙを間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定した場合の前後比は、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．２５λに設定した場合の前後比１３．１６［ｄＢ］よりも高くなっている。特に、間隔Ｘ及び間隔Ｙを間隔Ｐと同一の０．１２５λに設定した場合の前後比は、最大値１５［ｄＢ］となっている。

図８は、間隔Ｐ＝０．１２５λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙと半値幅との関係を示した図である。図８の横軸は、間隔Ｘ及び間隔Ｙであり、図８の縦軸は、半値幅［ｄｅｇ］である。なお、半値幅とは、アンテナから放射される電波の電力が最大値の半分となる角度幅である。図８に示すように、間隔Ｘ及び間隔Ｙを間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定した場合の半値幅は、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．２５λに設定した場合の半値幅と同等に維持されている。

図９は、間隔Ｐ＝０．１２５λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙとゲインとの関係を示した図である。図９の横軸は、間隔Ｘ及び間隔Ｙであり、図９の縦軸は、ゲイン［ｄＢｉ］である。なお、ゲインとは、同一電力を被測定アンテナ及び基準アンテナに加えた場合の両アンテナの電力の比である。図９に示すように、間隔Ｘ及び間隔Ｙを間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定した場合のゲインは、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．２５λに設定した場合のゲインと同等に維持されている。

図１０は、間隔Ｐ＝０．１１４λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙと前後比との関係を示した図である。図１０の横軸は、間隔Ｘ及び間隔Ｙであり、図１０の縦軸は、前後比［ｄＢ］である。なお、以下では、ヘリカルアンテナ１１１に対する誘電体１１３の実効誘電率εｅｆｆが所定値であり、実効波長λが使用電波の真空中の波長λ０よりも短いものとする。図１０に示すように、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．３４λに設定すると前後比が３４．７［ｄＢ］となり、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．３４λよりも小さく設定すると前後比が一旦３４．７［ｄＢ］よりも低下する。一方で、間隔Ｘ及び間隔Ｙを間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定した場合の前後比は、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．３４λに設定した場合の前後比３４．７［ｄＢ］よりも高くなっている。特に、間隔Ｘ及び間隔Ｙを間隔Ｐと同一の０．１１４λに設定した場合の前後比は、最大値３８［ｄＢ］となっている。

図１１は、間隔Ｐ＝０．１１４λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙと半値幅との関係を示した図である。図１１の横軸は、間隔Ｘ及び間隔Ｙであり、図１１の縦軸は、半値幅［ｄｅｇ］である。図１１に示すように、間隔Ｘ及び間隔Ｙを間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定した場合の半値幅は、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．３４λに設定した場合の半値幅と同等に維持されている。

図１２は、間隔Ｐ＝０．１１４λであるときの間隔Ｘ及び間隔Ｙとゲインとの関係を示した図である。図１２の横軸は、間隔Ｘ及び間隔Ｙであり、図１２の縦軸は、ゲイン［ｄＢｉ］である。図１２に示すように、間隔Ｘ及び間隔Ｙを間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定した場合のゲインは、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．３４λに設定した場合のゲインと同等に維持されている。

このように、間隔Ｘ及び間隔Ｙを線状導体１１１ａ〜１１１ｄの間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定すると、間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．２５λ近傍に設定した場合よりも前後比が高くなる。また、半値幅及びゲインが間隔Ｘ及び間隔Ｙを０．２５λ近傍に設定した場合の半値幅及びゲインと同等に維持される。そこで、本実施例に係るアンテナ装置１１０では、間隔Ｘ及び間隔Ｙが線状導体１１１ａ〜１１１ｄの間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定されている。このため、本実施例に係るアンテナ装置１１０では、アンテナと導波器との間隔を０．２５λ近傍に設定する八木・宇多アンテナ方式よりもアンテナの指向性を強化することができるとともに、八木・宇多アンテナ方式よりも装置の小型化を実現することができる。

また、本実施例では、４個の導体素子１１２ａは、誘電体１１３の中心軸Ｓに垂直な平面から見て十字状に形成されている。図１３に導体素子１１２ａの外観構成例を示す。図１３に例示するように、厚さ１ｍｍの導体素子１１２ａは、誘電体１１３の中心軸Ｓに垂直な平面から見て、長さ１２０ｍｍ、幅５ｍｍの十字状に形成されている。

このように、本実施例では、４個の導体素子１１２ａを、誘電体１１３の中心軸Ｓに垂直な平面から見て十字状に形成することによって、誘電体１１３の中心軸Ｓに垂直な平面における電波の感度を向上するようにしている。

ところで、本実施例では、導波器１１２は、４個の導体素子１１２ａを含んでいるが、導体素子１１２ａの個数は、偶数個であることが好ましい。図１４を用いて具体的に説明する。

図１４は、導体素子１１２ａの個数に対する前後比の変化を示す図である。図１４の横軸は、導体素子１１２ａの個数であり、図１４の縦軸は、前後比［ｄＢ］である。図１４に示すように、導体素子１１２ａの個数を偶数個とした場合には、導体素子１１２ａの個数を奇数個とした場合よりも、前後比が高くなる。例えば、導体素子１１２ａの個数を２個とした場合には、導体素子１１２ａの個数を１個や３個とした場合よりも、前後比が高くなる。

このように、導体素子１１２ａの個数を偶数個とした場合には、導体素子１１２ａの個数を奇数個とした場合よりも、前後比が高くなる。そこで、本実施例に係るアンテナ装置１１０では、導波器１１２が、偶数個である４個の導体素子１１２ａを含んでいる。

上述してきたように、本実施例に係るアンテナ装置１１０は、誘電体１１３の中心軸Ｓを中心として４本の線状導体１１１ａ〜１１１ｄを間隔Ｐで螺旋状に巻回することにより形成され、中心軸Ｓの方向に円偏波の電波を放射するヘリカルアンテナ１１１を有する。また、アンテナ装置１１０は、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される中心軸Ｓに沿って、ヘリカルアンテナ１１１に対して間隔Ｐと略同一となる間隔Ｘを空けて配置された導波器１１２を有する。このため、アンテナ装置１１０は、アンテナとしての指向性をヘリカルアンテナ１１１から導波器１１２へ向かう方向に十分に強化することができる。特に、アンテナ装置１１０は、アンテナの指向性に大きく影響する指標の一つである前後比を重点的に高めることができる。

また、本実施例に係るアンテナ装置１１０では、導波器１１２は、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される中心軸Ｓの方向に沿って配置された複数の導体素子１１２ａを含む。そして、ヘリカルアンテナ１１１とヘリカルアンテナ１１１に最も近接する導体素子１１２ａとの間隔Ｘ、及び互いに隣接する導体素子１１２ａの間隔Ｙが、線状導体１１１ａ〜１１１ｄの間隔Ｐと略同一の間隔に設定されている。このため、アンテナ装置１１０は、導体素子を１個だけ含む導波器を採用した構成と比較して、アンテナとしての指向性をより一層強化することができる。

また、本実施例に係るアンテナ装置１１０では、間隔Ｘ及び間隔Ｙは、線状導体１１１ａ〜１１１ｄの間隔Ｐと略同一の間隔である０．１１λ以上０．１５λ以下に設定されている。このため、アンテナ装置１１０は、アンテナと導波器との間隔を０．２５λ近傍に設定する八木・宇多アンテナ方式よりもアンテナの指向性を強化することができるとともに、八木・宇多アンテナ方式よりも装置の小型化を実現することができる。

また、本実施例に係るアンテナ装置１１０では、導体素子１１２ａの個数を偶数個としているので、導体素子１１２ａの個数を奇数個とした場合よりも前後比をより一層高めることができ、アンテナの指向性をより一層強化することができる。

また、本実施例に係るアンテナ装置１１０では、４個の導体素子１１２ａは、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される中心軸Ｓに垂直な平面から見て十字状（cross-shaped）に形成されているので、円偏波の電波を感度良く送受信することができる。

なお、本実施例では、４個の導体素子１１２ａは、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される中心軸Ｓに垂直な平面から見て十字状に形成されている例を説明したが、導体素子１１２ａの形状はこれに限定されるものではない。以下において、導体素子１１２ａのその他の形状の例１〜３について説明する。図１５〜図１７は、それぞれ導体素子１１２ａのその他の形状の例１〜例３を説明するための図である。図１５〜図１７に示すように、４個の導体素子１１２ａは、ヘリカルアンテナ１１１によって電波が放射される中心軸Ｓに垂直な平面から見て鉤十字状（hooked-cross-shaped）に形成されてもよい。このように、導体素子１１２ａを鉤十字状に形成することで、同一の導体素子を十字状に形成するよりも導波器１１２の外形を小型化でき、且つ、十字状に形成する導体素子と同じ素子長を保つことができる。その結果、十字状の導体素子と同程度に円偏波の電波を感度良く送受信でき、装置の小型化をより一層図ることができる。

また、本実施例では、円偏波アンテナの一例として、４本の線状導体１１１ａ〜１１１ｄを円柱状の誘電体１１３の外周面に螺旋状に巻回することにより形成される４線式のヘリカルアンテナ１１１を用いて実施例の説明を行ったがこれに限定されるものではない。
例えば、クロスダイポールアンテナ等の他の円偏波アンテナにもヘリカルアンテナ１１１と同様にして本願発明を適用することができる。また、円偏波アンテナとしてヘリカルアンテナを用いる場合には、２線式や単線式のヘリカルアンテナにも４線式のヘリカルアンテナ１１１と同様にして本願発明を適用することができる。

以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）所定の軸を中心として線状導体を螺旋状に巻回され、前記軸方向で隣接する線状導体間を第１の間隔で形成され、前記軸の方向に円偏波の電波を放射するアンテナと、
前記アンテナによって電波が放射される前記軸の方向に沿って、前記アンテナに対して前記第１の間隔と略同一となる第２の間隔を空けて配置された導波器と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。

（付記２）前記導波器は、前記アンテナによって電波が放射される前記軸の方向に沿って配置された複数の導体素子を含み、
前記アンテナと前記アンテナに最も近接する前記導体素子との間隔、及び互いに隣接する前記導体素子の間隔が、略同一となる前記第２の間隔に設定されていることを特徴とする付記１に記載のアンテナ装置。

（付記３）前記アンテナによって放射される電波の実効波長をλとすると、
前記第１の間隔及び前記第２の間隔は、０．１１λ以上０．１５λ以下に設定されていることを特徴とする付記１又は２に記載のアンテナ装置。

（付記４）前記複数の導体素子の個数は、偶数個であることを特徴とする付記２又は３に記載のアンテナ装置。

（付記５）前記複数の導体素子は、前記アンテナによって電波が放射される前記軸に垂直な平面から見て十字状に形成されていることを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載のアンテナ装置。

（付記６）前記複数の導体素子は、前記アンテナによって電波が放射される前記軸に垂直な平面から見て鉤十字状に形成されていることを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載のアンテナ装置。

（付記７）タグへ電波を放射して、前記タグと通信を行う通信装置であって、
所定の軸を中心として線状導体を第１の間隔で螺旋状に巻回することにより形成され、前記軸の方向に円偏波の電波を放射するアンテナと、
前記アンテナによって電波が放射される前記軸の方向に沿って、前記アンテナに対して前記第１の間隔と略同一となる第２の間隔を空けて配置され、前記タグに対して指向性を合わせた電波を放射する導波器と
を備えたことを特徴とする通信装置。

１００リーダライタ装置
１１０アンテナ装置
１１１ヘリカルアンテナ
１１１ａ〜１１１ｄ線状導体
１１２導波器
１１２ａ導体素子
１１３誘電体
１１４給電点
１１５給電用導体
１１６放射用導体

Claims

所定の軸を中心として線状導体を螺旋状に巻回され、前記軸方向で隣接する線状導体間を第１の間隔で形成され、前記軸の方向に円偏波の電波を放射するアンテナと、
前記アンテナによって電波が放射される前記軸の方向に沿って、前記アンテナに対して前記第１の間隔と略同一となる第２の間隔を空けて配置された導波器と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
前記導波器は、前記アンテナによって電波が放射される前記軸の方向に沿って配置された複数の導体素子を含み、
前記アンテナと前記アンテナに最も近接する前記導体素子との間隔、及び互いに隣接する前記導体素子の間隔が、略同一となる前記第２の間隔に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
タグへ電波を放射して、前記タグと通信を行う通信装置であって、
所定の軸を中心として線状導体を第１の間隔で螺旋状に巻回することにより形成され、前記軸の方向に円偏波の電波を放射するアンテナと、
前記アンテナによって電波が放射される前記軸の方向に沿って、前記アンテナに対して前記第１の間隔と略同一となる第２の間隔を空けて配置され、前記タグに対して指向性を合わせた電波を放射する導波器と
を備えたことを特徴とする通信装置。