JP2015185996A - 漏れ波アンテナ構造及びスマートシェルフ - Google Patents

Abstract

【課題】サイズが小さい漏れ波アンテナであってもより効率的に電波を放射することができる漏れ波アンテナ構造及び当該漏れ波アンテナ構造を用いたスマートシェルフを提供する。【解決手段】漏れ波アンテナ構造１００は、高周波ポート１Ａをそれぞれ少なくとも２個備える複数の漏れ波アンテナ１＿１、１＿２、・・・、１＿ｎと、漏れ波アンテナ１の高周波ポート１Ａに接続される複数の高周波ケーブル２＿１、２＿２、２＿３、・・・、２＿ｍと、を備え、一の漏れ波アンテナ１＿１と他の漏れ波アンテナ１＿２との間は高周波ケーブル２＿２によって接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、漏れ波アンテナ構造及びスマートシェルフに関する。

特許文献１〜３に、一般的な漏れ波アンテナとして、右手系左手系複合線路を用いた漏れ波アンテナが開示されている。
具体的には、特許文献１の図１２に示すように、右手系左手系複合線路は、右手系の特性を有する通常のホスト線路（ｘ軸方向の主線路）を備える。また、特許文献１の図１２に示す右手系左手系複合線路では、ホスト線路のシリーズ部分に周期的にキャパシタンス成分（ギャップ）が導入されている。さらに、当該右手系左手系複合線路は、ホスト線路のシャント部分にインダクタンス成分（スタブ）が導入されている。

当該右手系左手系複合線路では、自由空間に存在し得る電磁波のモードと位相整合条件を満たす周波数帯域において、線路内を伝搬する電磁波が自由空間へ漏れ出す。そのため、右手系左手系複合線路を用いる漏れ波アンテナは、通常の共振アンテナと比較して、広帯域な周波数領域において電波を効率よく放射することができる。

また、特許文献１の図１１には、線路に導波管を用いて、導波管の側部にスリットを設けた漏れ波アンテナが開示されている。当該漏れ波アンテナは、右手系左手系複合線路を用いた漏れ波アンテナと同様に広帯域な周波数領域において電波を放射することができる。また、当該漏れ波アンテナは、導波管の側部にスリットを有するため、電波の放射方向は導波管の電力伝搬方向に対して前方のみに制限されるという特徴を有する。

特許第４７３６６５８号 特許第４５３４９４８号 特許第４４７９５１９号

しかしながら、特許文献１〜３に開示されている漏れ波アンテナでは、優れた放射効率を実現するためには、右手系左手系複合線路を長くする必要がある。しかし、一般的に用いられるプリント基板の製造プロセスでは、基板のサイズが制約されている。そのため、大きな漏れ波アンテナを製造することは困難である、製造コストが低減できないという問題がある。
また、漏れ波アンテナを棚の中に設置する場合等では、アンテナのサイズに構造的な制約があり、漏れ波アンテナの長さは短く設計される。そのため、漏れ波アンテナの放射効率が著しく劣化してしまうという問題がある。

本発明は、サイズが小さい漏れ波アンテナであってもより効率的に電波を放射することができる漏れ波アンテナ構造及び当該漏れ波アンテナ構造を用いたスマートシェルフを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかる漏れ波アンテナ構造は、複数の漏れ波アンテナと、複数の高周波ケーブルと、を備える。また、前記漏れ波アンテナは、高周波ポートをそれぞれ少なくとも２個備える。また、前記高周波ケーブルは、前記漏れ波アンテナの前記高周波ポートに接続される。また、一の前記漏れ波アンテナと他の前記漏れ波アンテナとの間は前記高周波ケーブルによって接続されている。

本発明の第２の態様にかかるスマートシェルフは、複数の漏れ波アンテナと、複数の高周波ケーブルと、１以上の棚板と、を備える。また、前記漏れ波アンテナは、高周波ポートをそれぞれ少なくとも２個備える。また、前記高周波ケーブルは、前記漏れ波アンテナの前記高周波ポートに接続される。また、前記漏れ波アンテナは、前記棚板によって仕切られた２以上の空間に、それぞれ、配置されている。また、一の前記漏れ波アンテナと他の前記漏れ波アンテナとの間は前記高周波ケーブルによって接続されている。

本発明により、サイズが小さい漏れ波アンテナであってもより効率的に電波を放射することができる漏れ波アンテナ構造及び当該漏れ波アンテナ構造を用いたスマートシェルフを提供することができる。

本発明の実施の形態１にかかる漏れ波アンテナ構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１にかかる漏れ波アンテナを示す斜視図である。 本発明の実施の形態２にかかるスマートシェルフを示す斜視図である。

添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる漏れ波アンテナ構造１００を示す斜視図である。図１に示すように、漏れ波アンテナ構造１００は、複数の漏れ波アンテナ１＿１、１＿２、・・・、１＿ｎ（ｎは正の整数）、複数の高周波ケーブル２＿１、２＿２、２＿３、・・・、２＿ｍ（ｍは正の整数）、を備える。
なお、図１においては、説明簡単のため、２つの漏れ波アンテナ１＿１、１＿２、３つの高周波ケーブル２＿１、２＿２、２＿３を備える漏れ波アンテナ構造１００を例示的に示す。しかし、本発明の実施の形態１にかかる漏れ波アンテナ構造１００に備えられる漏れ波アンテナ１＿ｎ及び高周波ケーブル２＿ｍの数はこれに限定されるものではない。また、以下、特に個々の漏れ波アンテナ１＿ｎを区別する必要がない場合、単に漏れ波アンテナ１と称する。同様に、個々の高周波ケーブル２＿ｍを区別する必要がない場合、単に高周波ケーブル１と称する。

図２に、漏れ波アンテナ１を示す斜視図を示す。図２に示すように、漏れ波アンテナ１は、高周波ポート１Ａ、電磁波（高周波信号）が伝搬する線路１Ｂ、誘電体基板１Ｃを備える。また、漏れ波アンテナ１は、少なくとも２個の高周波ポート１Ａを備える。図２では、電磁波が伝搬する線路１Ｂとして、右手系左手系複合線路を例示的に示すが、線路１Ｂは電磁波を伝搬可能なものであればよく、例えば、特許第４７３６６５８号に示されるような、導波管の側部にスリットを設けた構造であってもよい。
また、漏れ波アンテナ１＿１と他の漏れ波アンテナ１＿２との間は高周波ケーブル２＿２によって接続されている。

高周波ケーブル２は、漏れ波アンテナ１の高周波ポート１Ａに接続される。また、高周波ケーブル２＿２の一端は一の漏れ波アンテナ１＿１の高周波ポート１Ａに接続され、高周波ケーブル２＿２の他端は他の漏れ波アンテナ１＿２の高周波ポート１Ａに接続されている。

より具体的には、複数の漏れ波アンテナ１＿１、１＿２は、高周波ケーブル２＿２によって一列に接続されている。
また、一列に接続された複数の漏れ波アンテナ１＿１、１＿２のうち、一端に位置する漏れ波アンテナ１＿１は高周波ケーブル２＿１を介して通信装置２００に接続されている。また、一列に接続された複数の漏れ波アンテナ１＿１、１＿２のうち、他端に位置する漏れ波アンテナ１＿２は高周波ケーブル２＿３を介して終端装置３００に接続されている。

換言すれば、漏れ波アンテナ１＿１の一方の高周波ポート１Ａには高周波ケーブル２＿１が接続されており、漏れ波アンテナ１＿１の他方の高周波ポート１Ａには高周波ケーブル２＿２が接続されている。
また、漏れ波アンテナ１＿２の一方の高周波ポート１Ａには高周波ケーブル２＿２が接続されており、漏れ波アンテナ１＿１の他方の高周波ポート１Ａには高周波ケーブル２＿３が接続されている。

また、高周波ケーブル２＿１の漏れ波アンテナ１＿１と接続されていない端部は、通信装置２００と接続されている。また、高周波ケーブル２＿３の漏れ波アンテナ１＿２と接続されていない端部は、終端装置３００と接続されている。

次に、本実施の形態１にかかる漏れ波アンテナ構造１００の動作について説明する。
まず、通信装置３００において発生された高周波信号は高周波ケーブル２＿１を介して漏れ波アンテナ１＿１に給電される。

次に、漏れ波アンテナ１＿１に給電された高周波信号は、線路１Ｂを伝搬した後、高周波ケーブル２＿２を介して、漏れ波アンテナ１＿２に給電される。
一方、漏れ波アンテナ１＿１に給電された高周波信号の一部は、線路１Ｂから漏れ出して、空間に放射される。

次に、漏れ波アンテナ１＿２に給電された高周波信号は、線路１Ｂを伝搬した後、高周波ケーブル２＿３を介して、終端装置４０で終端される。
一方、漏れ波アンテナ１＿２に給電された高周波信号の一部は、漏れ波アンテナ１＿１と同様に、線路１Ｂから漏れ出して、空間に放射される。

ここでは、通信装置２００において高周波信号が発生され、漏れ波アンテナ構造１００により高周波信号が空間に放射される場合を説明したが、漏れ波アンテナ１の可逆性により高周波信号を逆に伝搬することができる。すなわち、全く同じ構造の漏れ波アンテナ構造１００により空間の高周波信号を受信し、通信装置２００に入力することも可能である。

以上に説明した、本発明の実施の形態１にかかる漏れ波アンテナ構造１００においては、複数の漏れ波アンテナ１と、複数の高周波ケーブル２＿１、２＿２、２＿３と、を備える。また、漏れ波アンテナ１は、高周波ポート１Ａをそれぞれ少なくとも２個備える。また、高周波ケーブル２は、漏れ波アンテナ１の高周波ポート１Ａに接続される。また、一の漏れ波アンテナ１＿１と他の漏れ波アンテナ１＿２との間は高周波ケーブル２＿２によって接続されている。

漏れ波アンテナ１のサイズが小さくても、本発明の実施の形態１にかかる漏れ波アンテナ構造１００においては、複数の漏れ波アンテナ１を高周波ケーブル２により接続して用いることができる。そのため、個々の漏れ波アンテナ１のサイズが小さく、個々の漏れ波アンテナ１の電波の放射効率が低くても、漏れ波アンテナ構造１００全体としては、効率的に電波を放射することができる。これにより、サイズが小さい漏れ波アンテナ１であってもより効率的に電波を放射することができる漏れ波アンテナ構造１００を提供することができる。

また、個々の漏れ波アンテナ１のサイズは小さくてもよいため、右手系左手系複合線路の製造で一般的に用いられるプリント基板の製造プロセスで個々の漏れ波アンテナ１を製造することができる。
また、本発明の実施の形態１にかかる漏れ波アンテナ構造１００においては、漏れ波アンテナのサイズが大きくなることによって製造が困難になる、製造コストが増大するという問題が生じることもない。

また、個々の漏れ波アンテナ１のサイズは小さくてもよいため、アンテナの形状が大きい場合では構造的に制約を受けて設置できないような、設置できるアンテナのサイズに限度がある環境においても、漏れ波アンテナ１を当該サイズの限度以下の大きさにすることができ、当該環境に漏れ波アンテナ構造１００を設置することができるとともに、放射効率の劣化を抑制することができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかるスマートシェルフ４００を示す斜視図である。図３に示すように、スマートシェルフ４００は、実施の形態１にかかる漏れ波アンテナ構造１００を用いたものである。
具体的には、スマートシェルフ４００は、天板４０１、底板４０２、１以上の棚板４０３、側方支持部材４０４、背面支持部材４０５、及び漏れ波アンテナ構造１００を備える。
側方支持部材４０４は、棚板４０３を側方で支持する。
なお、側方支持部材４０４及び背面支持部材４０５は、天板４０１、底板４０２及び棚板４０３と同様に、板状の部材であってもよいし、図３に示すように、棒形状の桟（横木）やクロスバー等であってもよい。

また、漏れ波アンテナ１は、棚板４０３によって仕切られた２以上の空間に、それぞれ、配置されている。具体的には、漏れ波アンテナ１は、棚板４０３によって仕切られた空間において側方支持部材４０４に配置されている。
また、漏れ波アンテナ１は、天板４０１及び底板４０２にも配置されている。

なお、漏れ波アンテナ１は、棚板４０３によって仕切られた２以上の空間において、天板４０１、底板４０２、棚板４０３、側方支持部材４０４、及び背面支持部材４０５によって、当該空間に配置されたそれぞれの漏れ波アンテナ１のアンテナ性能を劣化させないように配置されていればよく、図３に記載された漏れ波アンテナ１の配置に限定されるものではない。当該空間に配置されたそれぞれの漏れ波アンテナ１のアンテナ性能を劣化させる場合として、例えば、天板４０１、底板４０２、棚板４０３、側方支持部材４０４、及び背面支持部材４０５が漏れ波アンテナ１の動作に干渉してしまうことが挙げられる。具体的には、天板４０１、底板４０２、棚板４０３、側方支持部材４０４、及び背面支持部材４０５によって、漏れ波アンテナ１から放射される高周波信号が反射されたり、天板４０１、底板４０２、棚板４０３及び側方支持部材４０４と線路１Ｂとの間で電磁気的な結合が生じたりすることによって、漏れ波アンテナ１のアンテナ性能が劣化してしまう。

また、図３においては、通信装置２００及び終端装置３００は省略されているが、一列に接続された複数の漏れ波アンテナ１のうち、一端に位置する漏れ波アンテナ１は高周波ケーブル２を介して通信装置２００に接続されており、他端に位置する漏れ波アンテナ１は高周波ケーブル２を介して終端装置３００に接続されている。

以上に説明した、本発明の実施の形態２にかかるスマートシェルフ４００によれば、実施の形態１にかかる漏れ波アンテナ構造１００と同様の効果が得られるのは勿論のこと、スマートシェルフ４００の漏れ波アンテナ構造１００が、例えば、各棚板４０３上に収納される書籍等の商品に付されたＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の識別タグから識別情報等を読み取ることができる。これにより、スマートシェルフ４００により商品管理を容易に行えることができる。また、スマートシェルフ４００と同様に冷蔵庫に漏れ波アンテナ構造１００を配置することにより、当該冷蔵庫内に収納される食品や薬品の管理を容易に行うことができる。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１＿１、１＿２、・・・、１＿ｎ 漏れ波アンテナ
１Ａ 高周波ポート
１Ｂ 線路
１Ｃ 誘電体基板
２＿１、２＿２、２＿３、・・・、２＿ｍ 高周波ケーブル
１００ 漏れ波アンテナ構造
２００ 通信装置
３００ 終端装置
４００ スマートシェルフ

Claims (8)

1. 高周波ポートをそれぞれ少なくとも２個備える、複数の漏れ波アンテナと、
   前記漏れ波アンテナの前記高周波ポートに接続される、複数の高周波ケーブルと、
   を備え、
   一の前記漏れ波アンテナと他の前記漏れ波アンテナとの間は前記高周波ケーブルによって接続されている、漏れ波アンテナ構造。
2. 前記高周波ケーブルの一端は一の前記漏れ波アンテナの前記高周波ポートに接続され、
   前記高周波ケーブルの他端は他の前記漏れ波アンテナの前記高周波ポートに接続されている、請求項１に記載の漏れ波アンテナ構造。
3. 複数の前記漏れ波アンテナは、前記高周波ケーブルによって一列に接続されており、
   一列に接続された複数の前記漏れ波アンテナのうち、一端に位置する前記漏れ波アンテナは前記高周波ケーブルを介して通信装置に接続されており、他端に位置する前記漏れ波アンテナは前記高周波ケーブルを介して終端装置に接続されている、請求項１又は２に記載の漏れ波アンテナ構造。
4. 高周波ポートをそれぞれ少なくとも２個備える、複数の漏れ波アンテナと、
   前記漏れ波アンテナの前記高周波ポートに接続される、複数の高周波ケーブルと、
   １以上の棚板と、
   を備え、
   前記漏れ波アンテナは、前記棚板によって仕切られた２以上の空間に、それぞれ、配置され、
   一の前記漏れ波アンテナと他の前記漏れ波アンテナとの間は前記高周波ケーブルによって接続されている、スマートシェルフ。
5. 前記高周波ケーブルの一端は一の前記漏れ波アンテナの前記高周波ポートに接続され、
   前記高周波ケーブルの他端は他の前記漏れ波アンテナの前記高周波ポートに接続されている、請求項４に記載のスマートシェルフ。
6. 複数の前記漏れ波アンテナは、前記高周波ケーブルによって一列に接続されており、
   一列に接続された複数の前記漏れ波アンテナのうち、一端に位置する前記漏れ波アンテナは前記高周波ケーブルを介して通信装置に接続されており、他端に位置する前記漏れ波アンテナは前記高周波ケーブルを介して終端装置に接続されている、請求項４又は５に記載のスマートシェルフ。
7. １以上の前記棚板を側方で支持する側方支持部材を備え、
   前記漏れ波アンテナは、前記側方支持部材に配置される、請求項４乃至６の何れか１項に記載のスマートシェルフ。
8. 天板及び底板を備え、
   前記漏れ波アンテナは、前記天板及び底板に配置される、請求項７に記載のスマートシェルフ。

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