JP2014204348A

JP2014204348A - アンテナ装置

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Publication number: JP2014204348A
Application number: JP2013080016A
Authority: JP
Inventors: 真智子大内田; Machiko Ouchida; 浅村　直也; Naoya Asamura; 直也浅村
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2014-10-27
Also published as: US20160049731A1; CN105284003A; TW201442336A; EP2985835A4; WO2014163207A1; EP2985835A1

Abstract

【課題】通信機能と給電機能とを備え、小型で取り扱いが容易なアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、給電部２１と通信部３１とを備える。給電部２１は、第１の能動電極２３と、第１の受動電極２５とを備え、第１の能動電極２３と第１の受動電極２５との間には、高周波電圧が高周波発生器２７から印加される。通信部３１は、一端が給電点に接続され、外部装置の電磁結合する線路部３３と、線路部３３の他端に接続された終端抵抗３５と、を備え、通信装置３７の信号端が給電点に接続され、通信装置３７の接地端が終端抵抗に接続される。アンテナ装置は、全体として、シート状に形成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、給電機能と通信機能を備えるアンテナ装置に関する。

近時、無線電話機能と共にＷｉＦｉ機能とを備える情報処理端末が広く利用されている。

この種の情報処理端末は、その携帯性を生かすため、二次電池を内蔵し、電池で駆動されることが多い。

従来は、携帯端末の充電は、携帯端末の端子に充電器の端子を接続して行われていた。この方式は、接続端子の接続・離脱が煩雑であること、接触不良が発生すること、特に防水性が求められる為に端子の露出が好まれない電子機器には適していない、等の欠点がある。

このような問題を解決するため、非接触で電力を供給・受電する非接触給電・受電技術が実用化されている。

例えば、特許文献１には、静電誘導を用いた給電方法が開示されている。この技術は、給電側に、強い電場を生成する能動電極と弱い電場を生成する受動電極を配置し、受電装置の能動電極を強い電場に、受動電極を弱い電場に配置することにより、受電側の能動電極と受動電極との間に電位差を発生させ、給電側から受電側に電力を供給するものである。

国際公開第２００７／１０７６４２号

給電機能を備え且つ携帯端末との通信も可能とする場合、給電用の能動電極と受動電極に加えて通信用のアンテナを配置する必要がある。このため、能動電極及び受動電極、さらに、通信用アンテナの配置及び取り扱いが煩雑である。また、アンテナ装置が大型化するという問題がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、通信機能と給電機能とを備え、小型で取り扱いが容易なアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るアンテナ装置は、
通信装置の信号端子に一端が接続され、外部装置と通信するための線路部と、
第１の能動電極と、
前記第１の能動電極との間に高周波電圧が印加される第１の受動電極と、
を備え、シート状に形成されている。

例えば、前記線路部は、渦巻き状の形状をなし、当該渦巻きの中心側の端と周縁側の端の一方に終端抵抗部が接続され、他方の端に給電部が接続される。

例えば、前記線路部は、メッシュ状の形状をなすメッシュ状導体から構成され、当該メッシュ状導体のある位置に給電部が接続され、当該メッシュ状導体の他の位置に終端抵抗部が接続される。

例えば、前記線路部と前記第１の能動電極又は前記第１の受動電極とは同一である。

例えば、前記線路部の周囲に前記第１の能動電極又は前記第１の受動電極が配される。

前記第１の能動電極と前記第１の受動電極の間に前記線路部が配置されていてもよい。

例えば、前記第１の能動電極と前記第１の受動電極の少なくとも一方は、前記線路部と積層して配置され、前記線路部は、線路がピッチを置いて配置されて形成されており、前記高周波電圧の出力信号の波長は、線路のピッチよりも大きい。

前記外部装置は、例えば、前記第１の能動電極と容量結合する第２の能動電極と、前記第１の受動電極と容量結合し、前記第２の能動電極よりも大きい第２の受動電極と、前記第２の能動電極と前記第２の受動電極とに接続され、前記第２の能動電極と前記第２の受動電極との間に誘起される電圧により動作する負荷回路と、をさらに備える。

例えば、アンテナ装置を、移動体のルーフ、ピラ一、センターコンソール、インパネのいずれかに装着してもよい。

本発明によれば、通信用のアンテナと給電用のアンテナをシート状の構成としたので、通信機能と給電機能とを備え、且つ小型で取り扱いが容易なアンテナ装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成図である。図１に示す通信・給電一体シートの物理的構成を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図２（Ａ）のＩ−Ｉ線の断面図、（Ｃ）は下面図である。図１に示すアンテナ装置から外部装置への給電及び相互通信を説明するための図である。図２に示す通信・給電一体シートの物理的構成の変形例を説明するための図である。図２に示す通信・給電一体シートの物理的構成の他の変形例を説明するための図である。（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、線路部の構成の変形例を示す図である。能動電極及び受動電極の周囲に路線部を配置した構成を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図７（Ａ）のII−II線の断面構造の第１の例を示す断面図、（Ｃ）は、図７（Ａ）のII−II線の断面構造の第２の例を示す断面図である。能動電極と受動電極の間に路線部を配置した構成を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図８（Ａ）のIII−III線の断面構造の第１の例を示す断面図、（Ｃ）は、図８（Ａ）のIII−III線の断面構造の第２の例を示す断面図である。能動電極及び受動電極と線路部とを積層して配置した構成の例を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図９（Ａ）のIV−IV線の断面図、（Ｃ）は、配線を示す図である。線路部と能動電極とを一体化した構成のアンテナ装置を説明するための図であり、（Ａ）は回路図、（Ｂ）は、通信・給電一体シートの平面図である。線路部と受動電極とを一体化した構成のアンテナ装置を説明するための図である。実施形態に係るアンテナ装置を自動車の各部に配置した例を説明するための図である。

以下、この発明の実施の形態に係るアンテナ装置について図面を参照して説明する。
以下の各実施形態に係るアンテナ装置は、携帯端末、ＲＦタグ等の外部装置との間で通信を行う機能と外部装置に給電する（電力を供給する）機能とを備え、シート状に形成された通信・給電一体シートから構成される。

（実施形態１）
本実施の形態に係る通信・給電一体シート（アンテナ装置）１１は、図１に示すように、外部装置に容量結合して静電誘導により給電する給電部２１と、外部装置との間で容量結合若しくは電磁誘導結合することにより、静電誘導或いは電磁誘導により交信する通信部３１とを有するシート状の装置である。

給電部２１は、第１の能動電極２３と第１の受動電極２５とを備え、高圧高周波発生器２７に接続されている。

第１の能動電極（アクティブ電極；給電電極；給電アンテナ）２３は、外部装置に給電（電力を供給）するために、外部装置に配置された第２の能動電極と容量結合（静電誘導結合）されるものであり、薄膜導体等から構成される。

第１の受動電極（パッシブ電極；給電電極；給電アンテナ）２５は、外部装置に給電するために、外部装置に配置された第２の受動電極と容量結合（静電容量結合）されるものであり、薄膜導体等から構成される。第１の受動電極２５は、第１の能動電極２３よりも面積が大きく形成されている。また、第１の能動電極２３と第１の受動電極２５とは、例えば、互いに重なる位置を避けて（重ならないように）配置されている。

高圧高周波発生器２７は、他の装置に給電するため、高圧高周波電圧を生成するものであり、例えば、数十ボルト〜数千ボルト、数ＫＨｚ〜１００ＧＨｚの交流電圧を第１の端子Ｔ１１と第２の端子Ｔ１２との間に発生し、第１の端子Ｔ１１が第１の能動電極２３に接続され、第２の端子Ｔ１２が接地を介して第１の受動電極２５に接続されている。

一方、通信部３１は、線路部３３と終端抵抗３５とを備え、通信装置３７に接続されている。

線路部３３は、外部装置の通信アンテナと電磁結合（容量結合、電磁誘導結合等）し、送信周波数ｆｓと受信周波数ｆｒを含む周波数帯に共振点を有する
導体線（マイクロストリップライン）から構成され、通信アンテナとして機能する。線路部３３を導体線の長さＬは、例えば、周波数ｆｓとｆｒとを含む周波数帯の中心波長λの１／２の整数倍に設定されることが望ましい。

終端抵抗３５は、線路部３３の一端と通信装置３７の接地端Ｔ１４との間のインピーダンスを調整するものであり、線路部３３の他端部を接地する。

通信装置３７は、信号端子Ｔ１３と接地端子Ｔ１４とを有し、信号端子Ｔ１３は、線路部３３の一端部に接続され、接地端子Ｔ１４は接地されている。

通信装置３７の信号端子Ｔ１３と接地端子Ｔ１４とから見た入力インピーダンスＺｉ、線路部３３の特性インピーダンスＺ０、終端抵抗３５のインピーダンスＺｒは、次式に示すように、互いに等しくなるように設定されている。
Ｚｉ＝Ｚ０＝Ｚｒ

次に、上述した通信・給電一体シート１１の構造を、図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。

図２（Ａ）は、図１に示す通信・給電一体シート１１の上面図、（Ｂ）はそのＩ−Ｉ線での断面図、（Ｃ）は、下面図である。なお、上面図は、最上層の保護層４７を除去した状態を示している。

まず、絶縁性基板４１が用意される。絶縁性基板４１は、リジッド基板でもフレキシブル基板でもよい。

絶縁性基板４１は、周波数８００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚでの比誘電率が１．０〜１５、好ましくは、１．０〜５．０、好ましくは、１．０〜３．０である平板状のシートから構成される。

このシートとして樹脂シートを用いる場合は、これを構成し、前記比誘電率を満足する素材としては、オレフィン樹脂（ＴＰＯ）やスチレン樹脂（ＳＢＣ）、塩ビ樹脂（ＴＰＶＣ）、ウレタン樹脂（ＰＵ）、エステル樹脂（ＴＰＥ）、アミド樹脂（ＴＰＡＥ）、フッ素化樹脂（ＰＴＦＥ）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などが挙げられる。中でも、比誘電率や加工性を考慮し、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）といったポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）といったポリエステル、ポリイミド（ＰＩ）が好ましく、特にポリエステル、ポリオレフィンが好ましい。

上記樹脂シートは、多孔質素材であることが好ましい。例えば、空隙率５０〜８５％の発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレンなどが挙げられる。シートが多孔質素材であることにより、シートの空隙率が上がり、比誘電率が１に近づくため、安定した通信性能を得ることができる。多孔質な素材であれば、連続発泡でも独立発泡でも構わない。

前記シートは、織物、編物、湿式不織布、乾式不織布などの繊維構造体からなるシートを用いることができる。この場合、１本のフィラメントの繊度が、０．５ｄｔｅｘ〜３０ｄｔｅｘであることが好ましく、０．５ｄｔｅｘ〜１０ｄｔｅｘであることがより好ましい。また、シートが織物、編物の場合は、総繊度が好ましくは３０ｄｔｅｘ〜１５００ｄｔｅｘ、より好ましくは３０ｄｔｅｘ〜８００ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸を用いることが好ましい。さらに、シートが織物の場合は、織物密度が、経糸密度、緯糸密度が共に、１５本／ｉｎｃｈ〜２００本／ｉｎｃｈであることが好ましく、１５本／ｉｎｃｈ〜１５０本／ｉｎｃｈであることがより好ましい。なお、経糸密度と緯糸密度は、同じであっても異なっていてもよい。

上記繊維構造体を構成する素材としては、ポリエチレンテレフタレー卜（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフ夕レート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフ夕レート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフ夕レート（ＰＴＴ）などのポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２などの脂肪族ポリアミド、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンテレフタルアミドなどの芳香族ポリアミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ガラスなどを例示することができる。

また、前記シートはエラスティックな性質を持つシートを用いても良い。例えば、合成ゴムシート、エラストマー繊維構造体などが挙げられる。合成ゴムシートとしては、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ・ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムを例示することができる。エラストマー繊維構造体としては、エラストマー繊維を使用した織物や編物、不織布などが挙げられ、特に空隙率の高い不織布が好ましい。中でも、０．１μｍ〜２０μｍのエラストマー繊維を使用することが好ましい。エラスティックな性質を持つ合成ゴムシートやエラストマー繊維構造体を使用した場合は、柔軟性や屈曲疲労性の点で優れる。

上記シートとして、繊維構造体を用いる場合、これを構成する繊維の形状としては、丸断面以外に、中空断面繊維や、Ｃ字断面、Ｈ字断面、Ｉ字断面、Ｌ字断面、Ｔ字断面、十字断面、Ｙ字断面、三角断面、四角断面、扁平断面等の異型断面繊維を採用することもできる。また、サイドバイサイド型や、偏心芯鞘型断面を有する複合捲縮繊維、紡糸における異方冷却により捲縮を発現する繊維、機械的に捲縮を付与した繊維等を採用することができる。これによって、基材の空隙率を高くし、伝送効率を上げて通信性能を向上させることもできる。

絶縁性基板４１に用いるシートが、湿式不織布（紙を含む）、乾式不織布、織物等の繊維構造体で、これに後述する配線を形成するために導電体のペーストを基材表面にプリントする場合には、上記の繊維構造体の表面が樹脂でコ一ティングされているか、又は、繊維構造体に樹脂が含浸され固化されていることが好ましい。上記樹脂には、前記の樹脂シートで例示した素材を用いることができる。

なお、絶縁性基板４１の厚みは、好ましくは０．２ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである。また、基材の目付けは、好ましくは５０ｇ／ｍ^２〜８００ｇ／ｍ^２、より好ましくは８０ｇ／ｍ^２〜３００ｇ／ｍ^２である。

絶縁性基板４１の上面には、接地配線４２が、給電部２１と通信部３１に共通に形成されている。
接地配線４２を構成する導体の電気抵抗は、５Ω／□以下であることが好ましく、０．０００１Ω／□〜１Ω／□であることが好ましい。このため、接地配線４２を構成する導体としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレスを含んだ素材を使用することが望ましい。接地配線４２は、導体ペーストをプリントすること、導体をメッキ、蒸着、ラミネートし、さらに、これらをパターニングすること等により形成される。銅、銀、アルミニウム、ニッケルなどの金属を含んだものをメッキもしくはラミネートすれば、金属膜を厚く作成することができる。なお、金属膜の厚さは、好ましくは、０．００００１μｍ〜５０μｍ、より好ましくは、１μｍ〜２５μｍである。

接地配線４２を覆って絶縁膜４３が形成される。絶縁膜４３は、例えば、絶縁性基板４１と同様の組成を有する。

絶縁膜４３の上に、第１の能動電極２３と第１の受動電極２５が並んで配置されている。第１の能動電極２３は、絶縁性基板４１及び絶縁膜４３に形成されたビア５１を介して絶縁性基板４１の裏面に引き出されている。絶縁性基板４１の裏面には、ビア５１に接続されて、パッド６１が配置されている。パッド６１には、高圧高周波発生器２７の一方の端子Ｔ１１が接続される。

第１の受動電極２５は、第１の能動電極２３よりも大面積に形成され、絶縁基板４１及び絶縁膜４３に形成されたビア５３を介して接地配線４２に接続される。ビア５３は、さらに、絶縁性基板４１の裏面に引き出されている。絶縁性基板４１の裏面には、ビア５３に接続されて、パッド６３が配置されている。パッド６３には、高圧高周波発生器２７の他方の端子Ｔ１２（接地端）が接続される。

一方、絶縁膜４３上には、線路部３３が形成されている。線路部３３は、例えば、幅１．０ｍｍ〜６．０ｍｍ、厚さ１μｍ〜２５μｍに形成される。
線路部３３の一端部は、絶縁性基板４１及び絶縁膜４３に形成されたビア５５を介して絶縁性基板４１の裏面に引き出されている。絶縁性基板４１の裏面には、ビア５５に接続されて、パッド６５が配置されている。なお、接地配線４２には、ビア５５との接触を避けるように開口４５が形成されている。

さらに、絶縁膜４３の線路部３３の先端部に相当する位置には、終端抵抗３５が配置され、線路部３３の他端部と接地配線４２とを接続している。

さらに、絶縁性基板４１の、ビア５５の近傍の位置に、接地配線４２に接続されたビア５７が形成されている。絶縁性基板４１の裏面には、ビア５７に接続されて、パッド６７が配置されている。

パッド６５と６７は、線路部（通信用アンテナ）３３の給電点（給電部）として機能し、同軸ケーブル等を介して、通信装置３７の信号端子Ｔ１３と接地端子Ｔ１４がそれぞれ接続される。

また、第１の能動電力２３、第１の受動電極２５，線路部３３等をカバーして絶縁性の保護層４７が形成されている。

このように、通信・給電一体シート１１は、全体として薄い一枚のシート状に構成され、裏面に外部接続用のパッドが配置された構成を有している。

次に、通信・給電一体シート１１による外部装置への給電動作と通信動作について図３を参照して説明する。
外部装置１１１は、例えば、携帯通信端末、ＲＦタグ等から構成され、受電部１２１と通信部１３１とを備える。

受電部１２１は、通信・給電一体シート１１から静電誘導を介して供給される電力を受電するための装置であり、第２の能動電極１２３と第２の受動電極１２５と整流回路１２７と二次電池１２９とを備える。

第２の能動電極１２３は、第１の能動電極２３と対応して静電誘導結合する。
第２の受動電極１２５は、第１の受動電極２５と対向して静電誘導結合する。
整流回路１２７は、第２の能動電極１２３と第２の受動電極１２５とに接続され、第２の能動電極１２３と第２の受動電極１２５との間に静電誘導により誘起される交流電圧を、変圧、全波整流して、出力する。
二次電池１２９は、整流回路１２７から供給される直流電力を蓄電し、内部回路、例えば、通信部１３１に、動作電力として供給する。

通信部１３１は、通信アンテナ１３３と通信装置１３７とを備える。
通信アンテナ１３３は、線路部３３との間で、短距離無線通信を行う。
通信装置１３７は、二次電池１２９から供給される電力を電源として動作し、通信アンテナ１３３を介して通信装置３７交信する。

まず、給電動作を説明する。
通信・給電一体シート１１の高圧高周波回路２７は、第１の能動電極２３と第１の受動電極２５との間に、高圧、例えば、百数十ボルトの高周波電圧を印加する。この高周波電圧の印加により、第１の能動電極２３と第１の受動電極２５は、それぞれ、電界を発生する。ただし、第１の能動電極２３の方が第１の受動電極２５よりも小さいため、発生する電界の強度は、能電極の方が強い。

この状態で、第１の能動電極２３と第２の能動電極１２３とが容量結合し、第１の受動電極２５と第２の受動電極１２５とが容量結合すると、第２の能動電極１２３には、高い高周波電圧が、第２の受動電極１２５には、低い高周波電圧がそれぞれ誘導され、第２の能動電極１２３と第２の受動電極１２５との間に交流電圧が生ずる。

整流回路１２７は、この交流電圧を整流し、二次電池１２９を充電する。

一方、通信装置１３７は、二次電池１２９から供給される電力により動作し、送信動作時には、送信信号（ベースバンド信号）で搬送波信号を変調し、通信用アンテナ１３３に出力する。通信用アンテナ１３３は、これを放射する。放射された電波は、線路部３３により受信され、通信装置３７により処理される。また、通信装置３７により、線路部３３を介して送信された電波は、通信用アンテナ１３３に受信され、通信装置１３７により処理される。

こうして、通信・給電一体シート１１により、外部装置１１１への静電誘導を用いた電力の供給と、外部装置１１１との交信とが共に可能となる。

なお、図２の構成では、受動電極２５と接地配線４２とを配置したが、例えば、図４に示すように、受動電極２５と接地配線４２とを一体に形成してもよい。図４の構成では、接地配線４２全体が受動電極として機能する。また、能動電極２３は、絶縁基板４１上に配置されてもよい。

また、第１の能動電極２３と第１の受動電極２５の配置構成は任意であり、例えば、図５に示すように、相対的に小さい第１の能動電極２３を相対的に大きい第１の受動電極２５が取り囲む形状に配置してもよい。
このような構成とすると、強い電界の場（空間領域）の周囲を弱い電界の場が取り囲む電場配置となり、他の装置への電力の供給が容易となる。
また、接地配線４２として、１枚の導体膜を形成する例を示したが、他の形状、構造でもよい。

以上の説明では、給電部２１と通信部３１とを同一の絶縁性基板上に形成する例を示したが、給電部２１と通信部３１とを独立した基板に形成し、これらを接続及び固定することにより、１つの通信・給電一体シート１１を形成してもよい。

線路部３３として直線状に延びる形状を説明したが、既知の任意の形状を使用可能である。例えば、図６（Ａ）に示す螺旋状、図６（Ｂ）、（Ｃ）に例示する格子状、メッシュ状などの機知の形状も使用できる。

図６（Ａ）に例示する螺旋状の線路部３３の場合、一端Ｔ１又はＴ２が通信装置３７の信号端Ｔ１３に接続され、他端Ｔ２又はＴ１が終端抵抗３７を介して接地される。

図６（Ｂ）、（Ｃ）に例示するメッシュ状の線路部３３場合、その周縁部がλ／２以下のピッチで終端され、内部のいずれか一点に給電される。周縁部に吸収体を配置するなどしてもよい。

また、給電用のアンテナ（第１の能動電極２３と第１の受動電極２５）と、通信用のアンテナである線路部３３とを並べて配列するだけでなく、図７に示すように、給電用アンテナを中央に、線路部３３を周囲に配置するなどして、給電部２１と通信部３１とを一体化してもよい。逆に、中央に線路部３３を配置し、これを取り囲むように給電用のアンテナを配置してもよい。この場合の断面構成の例を図７（Ｂ）と（Ｃ）に示す。図７（Ｂ）は、下層に接地配線層４２を配置する構成例、図７（Ｃ）は配置しない構成例である。図７（Ｃ）では、例えば、接地配線は接地配線は同層に適宜配置される。

また、図８（Ａ）に示すように、第１の能動電極２３と第１の受動電極２５との間に、線路部３３を配置するなどして、給電部２１と通信部３１とを一体化してもよい。この場合の断面構成の例を図８（Ｂ）と（Ｃ）に示す。図８（Ｂ）は、下層に接地配線層４２を配置する構成例、図８（Ｃ）は配置しない構成例である。図８（Ｃ）では、例えば、接地配線は同層に適宜配置される。

なお、通信装置３７の入力インピーダンスＺｉ、線路部３３の特性インピーダンスＺ０，終端抵抗３５のインピーダンスＺｒを互いに等しく設定する例を示したが、これに限定されない。これらの値は、外部装置１１１との通信の都合により、適宜設定すればよい。

（実施形態２）
上記実施の形態においては、第１の能動電極２３及び第２の受動電極２５と線路部（通信用アンテナ）３３とを並べて配置したが、占有面積を抑えるため、重ねて（オーバーラップして）配置することも可能である。

例えば、図９（Ａ）、（Ｂ）には、第１層の絶縁性基板４１に板状の接地配線４２を配置し、スペーサ８１を介して第２層の絶縁性基板４８にメッシュ状の線路部３３を配置し、さらに、スペーサ８３を介して第３層の絶縁性基板４９に、能動電極２３と能動電極２３を囲む受動電極２５とを配置した構成の例を示す。線路部３３は、図示せぬ終端抵抗により、接地されている。

この場合、例えば、図９（Ｃ）に示すように結線される。

メッシュ状の線路部３３のメッシュのピッチＰが給電用の電磁界の波長よりも小さい（望ましくは十分小さい）場合、線路部３３は、給電動作には影響を与えない。従って、このような構成でも、給電と通信を共に実現することができる。なお、電力伝送の周波数は通信用の周波数よりも低い（すなわち電力伝送の波長の方が通信用の波長よりも長い）。

なお、線路部３３の形状はメッシュ型に限定されず、ピッチを置いて配置されて形成されるものに広く適用可能である。また、給電用の電極２３，２５全体と線路部３３全体とを重ねる必要はなく、第１の能動電極２３のみと線路部３３が積層されたり、第１の受動電極２５のみと線路部３３とが積層される等、一部のみが積層される構成でもよい。

（実施形態３）
上記実施形態１、２においては、給電用の電極２３，２５と線路部３３とを別個の構成としたが、給電用の電極と通信用のアンテナを一体化することも可能である。

以下、給電用の電極と通信用のアンテナを一体化した構成の通信・給電一体シート１１について説明する。

まず、第１の受動電極２５と線路部３３とを共通化した構成について説明する。

この場合の回路構成を図１０（Ａ）に示す。また、通信・給電一体シート１１の平面図を図１０（Ｂ）に示す。
この構成では、第１の受動電極２５、即ち、線路部３３は、一端部で通信装置３７に接続され、他端部で終端抵抗３５を介して接地されている。

第１の受動電極２５は、例えば、通信周波数に対する固有インピーダンスが、終端抵抗３５、通信回路３７の入力インピーダンスに等しくなるサイズ及び形状に設定されている。

また、高圧高周波器２７の一端と他端とを結ぶ回路上には、給電用の高周波を通過し、通信用の周波数をカットする帯域通過フィルタＢＰＦ７１が配置されている。また、第１の受動電極２５と接地端との間には、給電用の高周波に関し、第１の受動電極２５を接地する帯域通過フィルタＢＰＦ７５が配置されている。同様に、通信装置３７の信号端子Ｔ１３と接地端子Ｔ１３とを結ぶ回路上には、通信信号を通過させ、給電用の周波数をカットする、帯域通過フィルタ７３が配置されている。

なお、第１の能動電極２３と第１の受動電極２５の配置構成は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示す構成に限定されず、他の任意の構成を採用可能である。

また、第１の能動電極２３と線路部３３とを兼ねることも可能である。この場合の回路構成を図１１に示す。また、通信・給電一体シート１１の平面図は図１０（Ｂ）に等しい。

図示するように、第１の能動電極２３、即ち、線路部３３は、一端部で通信装置３７に接続され、他端部で終端抵抗３５と帯域通過フィルタＢＰＦ７７を介して接地されている。帯域通過フィルタ７７は、通信用の周波数信号を通過させ、他の周波数の信号、特に、高圧高周波器２７の出力周波数の信号の減衰率が大きい。

第１の受動電極２５は、通信周波数に対する固有インピーダンスＺ０が、終端抵抗３５のインピーダンスＺｒ、通信装置３７の入力インピーダンスＺｉに等しくなるサイズ及び形状に設定されている。

また、高圧高周波器２７の一端と他端とを結ぶ回路上には、給電用の高周波を通過し、通信用の周波数をカットする帯域通過フィルタＢＰＦ７１が配置されている。同様に、通信装置３７の信号端子Ｔ１３と接地端子Ｔ１３とを結ぶ回路上には、通信信号を通過し、給電用の周波数をカットする、帯域通過フィルタＢＰＦ７３が配置されている。

なお、同様の機能を果たすならば、帯域通過フィルタは、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等の他のフィルタで置き換えても良い。

また、例えば、図２の構成では、外部接続用の接地端子としてパッド６３と６７を配置したが、これらを共通化してもよい。その他、物理的構成、配置などは適宜変更可能である。
また、各絶縁層は、空気で置換してもよく、或いは、空気の部分（間隙）に絶縁体を充填してもよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、ＲＦタグ、携帯端末の外部装置に静電結合よる給電を行うと共に通信を行うことができるアンテナ装置を提供することができる。

上記構成のアンテナ装置は、薄型化、弾性体化が可能であり、ＷｉＦｉ機能を備える携帯端末やＲＦタグ等の外部装置が使用される場所には、どこにても設置可能である。例えば、部屋の壁面に設置しておけば、その部屋内で外部装置を使用する場合に外部装置に給電して起動させ、情報を交換することが可能である。
また、例えば、車両等の移動体に配置し、車両内で外部装置を使用する場合に、外部装置への電力を供給と通信をとも共に実行可能である。この場合、シート状という特徴を生かして、例えば、図１２に示すように、車両のルーフ、ピラ一、センターコンソール、インパネの等に装着される。

なおこの発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、上述した数値、形状、材質、配置などは例示であり、それに限定されるものではない。

１１通信・給電一体シート
２１給電部
２３第１の能動電極（アクティブ電極；給電アンテナ）
２５第１の受動電極（パッシブ電極；給電アンテナ）
２７高圧高周波発生器
３１通信部
３３線路部（マイクロストリップライン；通信アンテナ）
３５終端抵抗
３７通信装置
４２接地配線

Claims

通信装置の信号端子に一端が接続され、外部装置と通信するための線路部と、
第１の能動電極と、
前記第１の能動電極との間に高周波電圧が印加される第１の受動電極と、
を備え、シート状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記線路部は、渦巻き状の形状をなし、当該渦巻きの中心側の端と周縁側の端の一方に終端抵抗部が接続され、他方の端に給電部が接続される、アンテナ装置。
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記線路部は、メッシュ状の形状をなすメッシュ状導体から構成され、当該メッシュ状導体のある位置に給電部が接続され、当該メッシュ状導体の他の位置に終端抵抗部が接続される、アンテナ装置。
請求項１乃至３の何れかに記載のアンテナ装置であって、
前記線路部と前記第１の能動電極又は前記第１の受動電極とは同一である、アンテナ装置。
請求項１乃至３の何れかに記載のアンテナ装置であって、
前記線路部の周囲に前記第１の能動電極又は前記第１の受動電極が配された、アンテナ装置。
請求項１乃至３の何れかに記載のアンテナ装置であって、
前記第１の能動電極と前記第１の受動電極の間に前記線路部が配置されている、アンテナ装置。
請求項１乃至３の何れかに記載のアンテナ装置であって、
前記第１の能動電極と前記第１の受動電極の少なくとも一方は、前記線路部と積層して配置され、
前記線路部は、線路がピッチを置いて配置されて形成されており、
前記高周波電圧の出力信号の波長は、線路のピッチよりも大きい、アンテナ装置。
請求項１乃至７の何れかに記載のアンテナ装置であって、
前記外部装置は、前記第１の能動電極と容量結合する第２の能動電極と、前記第１の受動電極と容量結合し、前記第２の能動電極よりも大きい第２の受動電極と、前記第２の能動電極と前記第２の受動電極とに接続され、前記第２の能動電極と前記第２の受動電極との間に誘起される電圧により動作する負荷回路と、をさらに備えるアンテナ装置。
請求項１乃至８の何れかに記載のアンテナ装置が移動体のルーフ、ピラ一、センターコンソール、インパネのいずれかに装着た構成を有する移動体装置。