JP2016072957A - アンテナ装置、送電装置および受電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ導体の抵抗を低減させることを目的とする。
【解決手段】受電装置２０と、受電装置２０に対して無線で電力を伝送する送電装置１０とからなる無線電力伝送システム１におけるアンテナ部４０であって、誘電体基板４１と、誘電体基板４１上で環状または渦巻状に形成されたアンテナ導体４２と、を有し、アンテナ導体４２は、上面、下面および側面の少なくとも何れかの一面にアンテナ導体４２の延出する方向に溝５１が形成され、溝５１は、溝間隔が表皮深さの２倍よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力を無線で伝送する無線電力伝送システムに用いられるアンテナ装置、送電装置および受電装置に関するものである。

近年、送電装置と受電装置との間で電力を無線で伝送する無線電力伝送システムの実用化が進められている。無線電力伝送システムには主に、磁気共鳴方式、電磁誘導方式があり、何れの方式も渦巻状のアンテナ導体を有するアンテナ装置が用いられる。このようなアンテナ装置を電子機器に搭載する場合、他の電子回路パターンと共にプリント基板上に形成することでアンテナ装置を低コストで製造することができる。

特許文献１には絶縁体の基板上に渦巻状のアンテナが配設された、電力を無線で送受信するアンテナ装置が開示されている。特許文献１のようなアンテナ装置では伝送距離を長くしたり、伝送効率を向上させたりするためにアンテナ導体の抵抗を低減させることが求められる。アンテナ導体の抵抗を低減させるには、一般的にアンテナ導体の線幅を広くしたり、アンテナ導体の厚みを厚くしたりする方法がある。しかしながら、アンテナ導体の線幅を広くしたり、厚みを厚くしたりした場合、アンテナ装置が大型化してしまう。

特許文献２には、導電部の上面および／または下面に、凹凸が形成された半導体装置が開示されている。特許文献２のような半導体装置では導電部の表面積が大きく、表面電流が増大するために、ある程度、導電部の抵抗を低減させることができる。

特開２００４−１１０８５４号公報 特開２００６−３１９２０８号公報

特許文献２に開示された半導体装置は、導電部の基部の厚みを表皮深さδの２倍以下にすること、および、凸部の幅を表皮深さδの２倍以下にすることが好ましいことが開示されている。しかしながら、高周波電流を流す場合、表皮効果により導体の表面に電流が集中することから、導電部の基部の厚みや凸部の幅を表皮深さδの２倍以下にしてしまうと、逆に電流が流れ難くなってしまうという問題がある。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、アンテナ装置を大型化することなくアンテナ導体の抵抗を低減することを目的とする。

本発明のアンテナ装置は、受電装置と、前記受電装置に対して無線で電力を伝送する送電装置とからなる無線電力伝送システムにおけるアンテナ装置であって、基材と、前記基材上で環状または渦巻状に形成されたアンテナ導体と、を有し、前記アンテナ導体は、上面、下面および側面の少なくとも何れかの一面に前記アンテナ導体の延出する方向に溝が形成され、前記溝は、溝間隔が表皮深さの２倍よりも大きいことを特徴とする。
本発明の送電装置は、上述したアンテナ装置を有することを特徴とする。
本発明の受電装置は、上述したアンテナ装置を有することを特徴とする。

本発明によれば、アンテナ導体の抵抗を低減できる。

図１は、アンテナ部４０の一部断面図である。 図２は、無線電力伝送システム１の構成の一例を示す図である。 図３は、受電装置２０の平面図である。 図４Ａは、アンテナ部４０の製造方法を説明するための図である。 図４Ｂは、アンテナ部４０の製造方法を説明するための図である。 図４Ｃは、アンテナ部４０の製造方法を説明するための図である。 図４Ｄは、アンテナ部４０の製造方法を説明するための図である。 図４Ｅは、アンテナ部４０の製造方法を説明するための図である。 図５Ａは、アンテナ部６０の平面図である。 図５Ｂは、アンテナ部６０の断面図である。 図６Ａは、アンテナ導体６２の抵抗の変化を示す図である。 図６Ｂは、アンテナ導体６２のインダクタンスの変化を示す図である。 図７Ａは、アンテナ導体６２の抵抗の変化を示す図である。 図７Ｂは、アンテナ導体６２のインダクタンスの変化を示す図である。 図８は、アンテナ部７０の断面図である。 図９Ａは、アンテナ導体７２の抵抗の変化を示す図である。 図９Ｂは、アンテナ導体７２のインダクタンスの変化を示す図である。 図１０は、アンテナ部８０の一部断面図である。 図１１は、アンテナ部８０の変形例である。 図１２は、アンテナ部９０の一部断面図である。 図１３は、アンテナ部９０の変形例である。 図１４は、アンテナ部１００の一部断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
図２は、無線電力伝送システム１の構成の一例を示す図である。
無線電力伝送システム１は、送電装置１０と、受電装置２０とを備えている。例えば、送電装置１０側には充電器が適用され、受電装置２０側には携帯端末やデジタルカメラのような電子機器が適用される。
送電装置１０は、電源部１１に接続され、受電装置２０に対して電力を送電する。電源部１１は、送電装置１０全体に電力を供給する。送電装置１０は、送電制御回路１２、整合回路１３、アンテナ装置として機能するアンテナ部３０を有している。送電制御回路１２は、電源部１１から供給された電力を所望の周波数、例えば数百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚに変換して、送電を制御する。整合回路１３は、例えばコンデンサとインダクタとからなる回路であって、送電装置１０と受電装置２０との間で効率的に電力を伝送できるようにインピーダンスを整合させる。アンテナ部３０は、後述するように渦巻状に形成され、受電装置２０のアンテナ部４０により共鳴する磁場を発生させる。

受電装置２０は、負荷部２３に接続され、送電装置１０から電力を受電する。負荷部２３は、受電した電力を利用して動作する。負荷部２３には、充電池や電子機器の機能を実現するための回路などが含まれる。受電装置２０は、整合回路２１、受電制御回路２２、アンテナ装置として機能するアンテナ部４０を有している。整合回路２１は、例えばコンデンサとインダクタとからなる回路であって、送電装置１０と受電装置２０との間でインピーダンスを整合させる。受電制御回路２２は、受電した電力を所望の直流または所望の周波数に変換する。アンテナ部４０は、後述するように渦巻状に形成され、送電装置１０のアンテナ部３０により発生された磁場に共鳴することで電流が生じる。

（第１の実施形態）
次に、本実施形態のアンテナ部４０の構成について図１および図３を参照して説明する。ここでは、受電装置２０のアンテナ部４０について説明するが、送電装置１０のアンテナ部３０も同様に構成することができる。

図３は、受電装置２０の一部を示す平面図である。
受電装置２０のアンテナ部４０は、基材としての誘電体基板４１と、誘電体基板４１上に形成されたアンテナ導体４２と、後述する保護層４３とを有している。図３に示すように、アンテナ導体４２は、渦巻状（コイル状）に形成される。ここで、渦巻状とは、平面視において徐々に一巻き分の大きさを変化させながら連続する一巻き以上の形状をいうものとする。ここでは、アンテナ導体４２の外側の一端４４から渦巻状に内側の他端４５まで到っている。アンテナ導体４２の他端４５と、整合回路２１から延びる導体の一端４６とは、誘電体基板４１の裏側に配線された配線パターンを介して導通される。
なお、図３に示すように、本実施形態の受電装置２０は、整合回路２１および受電制御回路２２も、アンテナ導体４２と同様に誘電体基板４１上に配置される。
また、誘電体基板４１の種類は問わず、例えばフレキシブル基板であってもよい。

図１は、図３に示すＩ−Ｉ線を切断した断面の一部を示す図、すなわちアンテナ導体４２の延出する方向に対して直交する方向に切断した断面図である。
図１に示すように、アンテナ部４０は、下側から誘電体基板４１、アンテナ導体４２、保護層４３の順番に積層されている。
本実施形態のアンテナ導体４２には、アンテナ導体４２の延出方向に溝５１が形成されている。具体的には、アンテナ導体４２の上面に複数（ここでは５つ）の凹状、より詳しくは断面視で矩形状の溝５１が等間隔で形成されている。各溝５１は、アンテナ導体４２の延出方向と平行にアンテナ導体４２の外側の一端４４から渦巻状に内側の他端４５まで形成されている。

アンテナ導体４２に溝５１を形成することで、アンテナ導体４２断面の外周の長さを増やすことができる。すなわち、アンテナ導体４２の表面積を増やすことができる。ここで、アンテナ導体４２に高周波電流を流す場合、表皮効果により導体の表面に電流が集中する。したがって、溝５１を形成してアンテナ導体４２の表面積を増やすことで電流がより流れ易くなり、アンテナ導体４２の抵抗を低減することができる。このとき、アンテナ導体４２に溝５１を形成するだけでよく、アンテナ導体４２の線幅を太くしたり、厚みを厚くしたりする必要がないために、アンテナ導体４２の大型化を防止することができる。なお、後述するようにアンテナ導体４２をコイルとして見たときのインダクタンスの値についてはほとんど変化しないため、伝送距離や伝送効率に影響を与えるほどではない。

次に、上述したアンテナ部４０の製造方法の一例について図４Ａ〜図４Ｅを参照して説明する。
図４Ａに示すように、誘電体基板４１上に銅箔５４を熱プレスにより形成する。その後、銅箔上にドライフィルムレジスト５５を塗布し、アンテナ導体パターンが描かれたマスクを用いてＵＶ露光を行い、現像により銅箔上にレジストパターンを形成する。
次に、図４Ｂに示すように、ウェットエッチングにより、アンテナ導体パターンを形成する。更に、剥離液によってドライフィルムレジスト５５を剥離する。
次に、図４Ｃに示すように、銅箔５４の上面をドリル、ルーター等で加工することで溝５１を形成する。また、銅箔５４の不必要な部分をドリル、ルーター等で切削する。
したがって、図４Ｄに示すように、上面に溝５１を形成されたアンテナ導体４２を製造することができる。

次に、図４Ｅに示すように、アンテナ導体４２を保護するために誘電体基板４１上にソルダーレジストやカバーレイなどの保護層４３を形成することでアンテナ部４０を製造する。
なお、誘電体基板４１上あるいは保護層４３上に整合回路２１および受電制御回路２２を実装することで受電装置２０を製造することができる。また、送電装置１０も受電装置２０と同様に製造することができる。
上述した製造方法では、切削することで溝５１を形成する場合について説明したが、この場合に限られず、例えば平坦な導体の上に更に導体を等間隔で積層させることで溝を形成してもよい。

次に、溝５１を形成したアンテナ部４０の効果を電磁界シミュレータにより解析した。（第１の検証）
第１の検証では、溝の深さを変化させたときのアンテナ導体の抵抗およびインダクタンスについて検証した。検証対象のアンテナ部６０の各種寸法などについて図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。図５Ａは、検証対象のアンテナ部６０の平面図である。図５Ｂは、図５Ａに示すＩＩ−ＩＩ線を切断した断面の一部を示す図である。

アンテナ部６０の誘電体基板６１は、厚みＴｄ５００μｍのポリイミド樹脂を用いた。また、アンテナ部６０のアンテナ導体６２は、巻き数を５巻きとし、内側に位置する一巻き分の矩形のうち対向する辺同士の距離Ｌ１、距離Ｌ２をそれぞれ４０ｍｍとした。
また、アンテナ導体６２は、厚みＴａ２００μｍの銅箔を用いた。また、アンテナ導体６２の一巻き毎の間隔Ｓを３００μｍとした。また、アンテナ導体６２の線幅ＷＬを１０００μｍとし、上面には等間隔で５つの矩形状の溝５２を形成した。

第１の検証では、各溝５２の溝幅Ｒｗを５０μｍとし、溝間隔Ｒｓを１２５μｍとして、溝深さＤをそれぞれ０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、１３０μｍ、１５０μｍ、１７５μｍ、１９０μｍに変化させた。なお、溝深さＤが０μｍとは、溝５２が形成されておらず、アンテナ導体６２の上面が平坦の場合である。
なお、送電制御回路１２、整合回路１３，２１、受電制御回路２２をモデル化することが困難であるために、アンテナ導体６２の一端と他端との間にポート６３を設置した。また、図５Ｂでは、便宜上保護層の図示を省略している。

周波数１３．５６［ＭＨｚ］とし、溝深さＤを変化させたときの抵抗およびインダクタンスの変化について図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。
図６Ａは、溝深さＤを変化させたときのアンテナ導体６２の抵抗の変化を示す図である。図６Ａでは、縦軸を抵抗［Ω］とし、横軸を溝深さＤ［μｍ］としている。
図６Ａに示すように、溝深さＤを０μｍ、すなわち溝を形成しない場合、アンテナ導体６２の抵抗が０．８６［Ω］である。アンテナ導体６２の抵抗は、溝深さＤが深くなるにしたがって低くなり、溝深さＤが１９０μｍでは０．８０［Ω］であった。すなわち、アンテナ導体に溝を形成することで、溝を形成しない場合に比べて抵抗が低減されることを検証できた。

一方、図６Ｂは、溝深さＤを変化させたときのアンテナ導体６２のインダクタンスの変化を示す図である。図６Ｂでは、縦軸をインダクタンス［μＨ］とし、横軸を溝深さＤ［μｍ］としている。
図６Ｂに示すように、何れの溝深さＤであっても、インダクタンスはほとんど変化がなかった。すなわち、溝の有無および溝深さＤの大きさがインダクタンスに影響を与えないことを検証できた。

（第２の検証）
第２の検証では、溝幅（溝間隔）を変化させたときのアンテナ導体の抵抗およびインダクタンスについて検証した。検証対象のアンテナ部の各種寸法などについては、第１の検証のアンテナ部６０と同様であり、異なる寸法などについて説明する。

第２の検証では、第１の検証と同様にアンテナ導体６２の上面に等間隔で５つの矩形状の溝５１を形成し、溝深さＤを１５０μｍで一定にし、溝幅Ｒｗの中心を同一位置にしたまま、溝幅Ｒｗをそれぞれ０μｍ、２０μｍ、４０μｍ、６０μｍ、８０μｍ、９０．９μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１４０μｍ、１６０μｍに変化させた。なお、溝５２の数は５つで一定であるために、溝幅Ｒｗが大きくなるにしたがって溝間隔Ｒｓはそれぞれ小さくなる。具体的には、溝幅Ｒｗ／溝間隔Ｒｓの関係で表すと、２０μｍ／１５０μｍ、４０μｍ／１３３．３μｍ、６０μｍ／１１６．７μｍ、８０μｍ／１００μｍ、９０．９μｍ／９０．９μｍ、１００μｍ／８３．３μｍ、１１０μｍ／７５μｍ、１２０μｍ／６６．７μｍ、１４０μｍ／５０μｍ、１６０μｍ／３３．３μｍとなる。また、溝幅Ｒｗが０μｍとは、溝５２が形成されておらず、アンテナ導体６２の上面が平坦の場合である。

周波数１３．５６［ＭＨｚ］とし、溝幅Ｒｗを変化させたときの抵抗およびインダクタンスの変化について図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明する。
図７Ａは、溝幅Ｒｗを変化させたときのアンテナ導体６２の抵抗の変化を示す図である。図７Ａでは、縦軸を抵抗［Ω］とし、横軸を溝幅Ｒｗ［μｍ］としている。
図７Ａに示すように、溝幅Ｒｗを０μｍ、すなわち溝を形成しない場合、アンテナ導体６２の抵抗が０．８６［Ω］である。アンテナ導体６２の抵抗は、溝幅Ｒｗが１００μｍで最も低くなり、溝幅Ｒｗが１００μｍよりも広くなると徐々に高くなり、溝幅Ｒｗが１６０μｍでは溝を形成しない場合よりも高くなった。

ここで、アンテナ導体６２の線幅ＷＬが一定であるときに、線幅ＷＬに対する溝幅Ｒｗを広くすると、逆に線幅ＷＬに対する溝間隔Ｒｓが狭くなり電流の流れが妨げられるために抵抗が高くなったものである。具体的には、図７Ａでは、溝間隔Ｒｓが表皮深さ（１３．５６ＭＨｚでは表皮深さ１７．９μｍ）の２倍よりも小さい場合（溝幅Ｒｗでは１５７μｍよりも大きい場合）、すなわち溝間隔Ｒｓ＜表皮深さ×２の場合、抵抗が低減される効果がなくなっている。
したがって、溝を形成する場合には、溝間隔Ｒｓを表皮深さの２倍よりも大きくすることで抵抗が低減されることを検証できた。なお、図７Ａに示すように、溝幅Ｒｗ／溝間隔Ｒｓが１４０μｍ／５０μｍの場合には、抵抗が低減されている。したがって、溝間隔Ｒｓ５０μｍ÷表皮深さ１７．９μｍ＝２．７９倍に基づいて、溝間隔Ｒｓを表皮深さの２．７９倍以上にすることが好ましい。

なお、表皮深さδは以下のようにして算出される。ここで、ｆ：周波数［Ｈｚ］、μ：透磁率［Ｈ／ｍ］、σ：導電率［Ｓ／ｍ］である。

一方、図７Ｂは、溝幅Ｒｗを変化させたときのアンテナ導体６２のインダクタンスの変化を示す図である。図７Ｂでは、縦軸をインダクタンス［μＨ］とし、横軸を溝幅Ｒｗ［μｍ］としている。
図７Ｂに示すように、何れの溝幅Ｒｗであっても、インダクタンスはほとんど変化がなかった。すなわち、溝の有無および溝幅Ｒｗの大きさがインダクタンスに影響を与えないことを検証できた。

このように、本実施形態によれば、アンテナ導体４２にアンテナ導体４２の延出する方向に溝５１を形成することでアンテナ導体４２の線幅を広げたり、厚みを厚くしたりすることなく、アンテナ導体４２の抵抗を低減させることができる。したがって、上述したアンテナ部４０を無線電力伝送システム１に用いた場合には伝送距離を長くしたり、伝送効率を向上させたりすることができる。
また、溝５１を形成する場合に隣接する溝５１の溝間隔を表皮深さの２倍よりも大きく、好ましくは２．７９倍以上にすることでアンテナ導体４２の抵抗を低減させることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、アンテナ導体４２の上面に矩形状の溝５１を形成する場合について説明したが、本実施形態ではアンテナ導体の上面から溝深さが深くなるにしたがって溝幅が狭くなる、逆三角形状の溝５３を形成する場合について説明する。なお、溝の形状以外は、第１の実施形態と同様であり、その説明を省略する。

次に、逆三角形状の溝５３を形成したアンテナ部４０の効果を電磁界シミュレータにより解析した。
（第３の検証）
第３の検証では、逆三角形状の溝の深さを変化させたときのアンテナ導体の抵抗およびインダクタンスについて検証した。検証対象のアンテナ部７０の各種寸法などについて図８を参照して説明する。図８は、図５Ａに示すＩＩ−ＩＩ線を切断した断面の一部を示す図である。アンテナ部７０の誘電体基板７１およびアンテナ導体７２は、第１の検証のアンテナ部６０の誘電体基板６１およびアンテナ導体６２と同一寸法であり、異なる寸法などについて説明する。

第３の検証では、各溝５３の溝幅Ｒｗを５０μｍとし、溝間隔Ｒｓを１２５μｍとして、溝深さＤをそれぞれ０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、１３０μｍ、１５０μｍ、１７５μｍ、１９０μｍに変化させた。なお、溝幅Ｒｗとは、アンテナ導体７２の上面での溝幅である。また、溝深さＤが０μｍとは、溝５３が形成されておらず、アンテナ導体７２の上面が平坦の場合である。

周波数１３．５６［ＭＨｚ］とし、溝深さＤを変化させたときの抵抗およびインダクタンスの変化について図９Ａおよび図９Ｂを参照して説明する。
図９Ａは、溝深さＤを変化させたときのアンテナ導体７２の抵抗の変化を示す図である。図９Ａでは、縦軸を抵抗［Ω］とし、横軸を溝深さＤ［μｍ］としている。
図９Ａに示すように、溝深さＤを０μｍ、すなわち溝を形成しない場合、アンテナ導体７２の抵抗が０．８６［Ω］である。アンテナ導体７２の抵抗は、溝深さＤが深くなるにしたがって徐々に低くなり、溝深さＤが１９０μｍでは０．８３［Ω］であった。すなわち、アンテナ導体に逆三角形状の溝を形成することでも、溝を形成しない場合に比べて抵抗が低減されることを検証できた。ただし、逆三角形状の溝を形成したときのアンテナ導体の表面積は、矩形状の溝に比べて小さいことから、抵抗の低減効果は矩形状の溝に比べて小さかった。

一方、図９Ｂは、溝深さＤを変化させたときのアンテナ導体７２のインダクタンスの変化を示す図である。図９Ｂでは、縦軸をインダクタンス［μＨ］とし、横軸を溝深さＤ［μｍ］としている。
図９Ｂに示すように、何れの溝深さＤであっても、インダクタンスはほとんど変化がなかった。すなわち、溝の有無および溝深さＤの大きさがインダクタンスに影響を与えないことを検証できた。

このように、本実施形態によれば、アンテナ導体４２に形成する溝５１の形状は矩形状に限られず、逆三角形状であっても、アンテナ導体４２の抵抗を低減させることができる。したがって、アンテナ部４０に製造し易さに応じて溝５１の形状を適宜、選択することができる。

（第３の実施形態）
第１、第２の実施形態ではアンテナ導体の上面に矩形状、逆三角形状の溝を形成する場合について説明したが、本実施形態ではアンテナ導体の下面、つまり誘電体基板側に溝を形成する場合について説明する。なお、溝の形成される位置、形状以外は第１の実施形態と同様であり、その説明を省略する。

本実施形態のアンテナ部８０のアンテナ導体８２の断面形状を説明する。図１０は、図３のＩ−Ｉ線と同様な位置で切断した断面の一部を示す図である。アンテナ導体８２の下面に複数（ここでは５つ）の凹状、より詳しくは矩形状の溝８３が等間隔で形成されている。各溝８３は、アンテナ導体８２の延出方向と平行に形成されている。
なお、図１１は、第３の実施形態の変形例を示す図である。図１１では、アンテナ導体８２の一部が誘電体基板８１に埋もれた状態で、アンテナ導体８２の下面に溝８３が形成されている。なお、図１０および図１１では、溝８３内には誘電体が充填されている場合について図示しているが、この場合に限られず、溝８３内は空隙であってもよい。

アンテナ導体８２の下面に溝８３を形成することで、第１の実施形態と同様にアンテナ導体８２断面の外周の長さを増やすことができ、アンテナ導体８２の表面積を増やすことができる。したがって、第１の実施形態と同様に、溝８３を形成してアンテナ導体８２の表面積を増やすことで電流がより流れ易くなり、アンテナ導体８２の抵抗を低減することができる。
なお、上述した第２の検証で説明したように、溝８３を形成する場合に隣接する溝８３の溝間隔Ｒｓを表皮深さの２倍よりも大きく、好ましくは２．７９倍以上にすることでアンテナ導体８２の抵抗を低減させることができる。

（第４の実施形態）
本実施形態ではアンテナ導体の上面および下面に溝を形成する場合について説明する。なお、溝の形成される位置、形状以外は第１の実施形態と同様であり、その説明を省略する。

本実施形態のアンテナ部９０のアンテナ導体９２の断面形状を説明する。図１２は、図３のＩ−Ｉ線と同様な位置で切断した断面の一部を示す図である。アンテナ導体９２の上面および下面に複数（ここでは５つずつ）の凹状、より詳しくは矩形状の溝９３が等間隔で形成されている。上面の溝９３と下面の溝９３は、上下で対向した位置に形成されている。また、各溝９３は、アンテナ導体８２の延出方向と平行に形成されている。
なお、図１３は、第４の実施形態の変形例を示す図である。図１３では、アンテナ導体９２の一部が誘電体基板９１に埋もれた状態で、アンテナ導体９２の下面に溝９３が形成されている。なお、図１２および図１３では、溝９３内には誘電体が充填されている場合について図示しているが、この場合に限られず、溝９３内は空隙であってもよい。

アンテナ導体９２の上面および下面に溝９３を形成することで、第１の実施形態と同様にアンテナ導体９２断面の外周の長さを増やすことができ、アンテナ導体９２の表面積を増やすことができる。したがって、第１の実施形態と同様に、溝９３を形成してアンテナ導体９２の表面積を増やすことで電流がより流れ易くなり、アンテナ導体９２の抵抗を低減することができる。
なお、上述した第２の検証で説明したように、溝９３を形成する場合に隣接する溝９３の溝間隔Ｒｓを表皮深さの２倍よりも大きく、好ましくは２．７９倍以上にすることでアンテナ導体９２の抵抗を低減させることができる。

（第５の実施形態）
本実施形態では第４の実施形態と同様に、アンテナ導体の上面および下面の両側に溝を形成する場合について説明する。
本実施形態のアンテナ部１００のアンテナ導体１０２の断面形状を説明する。図１４は、図３のＩ−Ｉ線と同様な位置で切断した断面の一部を示す図である。アンテナ導体１０２の上面および下面に複数（ここでは５つずつ）の凹状、より詳しくは矩形状の溝１０３が等間隔で形成されている。本実施形態では、隣接する上面の溝１０３間に下面の溝１０３が形成され、隣接する下面の溝１０３間に上面の溝１０３が形成されている。すなわち、上面の溝１０３の中心線と、下面の溝１０３の中心線とが一致せずにずれている。

アンテナ導体１０２の上面および下面に溝１０３を形成することで、第１の実施形態と同様にアンテナ導体１０２断面の外周の長さを増やすことができ、アンテナ導体１０２の表面積を増やすことができる。したがって、第１の実施形態と同様に、溝１０３を形成してアンテナ導体１０２の表面積を増やすことで電流がより流れ易くなり、アンテナ導体１０２の抵抗を低減することができる。
なお、上述した第２の検証で説明したように、溝１０３を形成する場合に隣接する溝１０３の溝間隔Ｒｓを表皮深さの２倍よりも大きく、好ましくは２．７９倍以上にすることでアンテナ導体１０２の抵抗を低減させることができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能であり、上述した実施形態を適時組み合わせてもよい。
本実施形態では、アンテナ部３０，４０を無線電力伝送システム１の送電装置１０、受電装置２０に用いる場合についてについて説明したが、この場合に限られず、無線通信等、渦巻状にアンテナ導体を形成する装置に適用することができる。例えば、無線通信媒体としてのＩＣカードと、無線通信装置としてのリーダライタ装置との間でデータを送受信する通信システムに用いることができる。この場合、上述したアンテナ部３０，４０をＩＣカードおよび無線通信装置に適用することができる。すなわち、無線電力伝送システムに限られず、ＮＦＣシステム、ＲＦＩＤシステムにも適用することができる。
また、本実施形態では、磁気共鳴方式を用いる場合について説明したが、この場合に限られず、電磁誘導方式にも適用することができる。

また、本実施形態では、アンテナ導体に複数の溝を形成する場合について説明したが、この場合に限られず、単数の溝を形成してもよい。
また、本実施形態では、アンテナ導体の上面および下面の少なくとも何れかの一面に溝を形成する場合について説明した。しかしながら、この場合に限られず、各断面図においてアンテナ導体の右側の側面および左側の側面の少なくとも何れかの一面に溝を形成してもよい。
また、本実施形態では、アンテナ導体を渦巻状に形成する場合について説明したが、この場合に限られず、略一巻きの環状であってもよい。
なお、溝間隔Ｒｓは、表皮深さの２倍よりも大きく、好ましくは２．７９倍以上である。一方、溝間隔Ｒｓの大きさを大きくすると溝自体が形成されないために、溝間隔Ｒｓの上限は溝自体が形成できる値となる。

１：無線電力伝送システム １０：送電装置 ２０：受電装置 ３０，４０：アンテナ部（アンテナ装置） ４１：誘電体基板（基材） ４２：アンテナ導体 ５１：溝

Claims (5)

1. 受電装置と、前記受電装置に対して無線で電力を伝送する送電装置とからなる無線電力伝送システムにおけるアンテナ装置であって、
   基材と、
   前記基材上で環状または渦巻状に形成されたアンテナ導体と、を有し、
   前記アンテナ導体は、上面、下面および側面の少なくとも何れかの一面に前記アンテナ導体の延出する方向に溝が形成され、
   前記溝は、溝間隔が表皮深さの２倍よりも大きいことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記溝は、複数形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記溝は、溝間隔が表皮深さの２．７９倍以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 請求項１ないし３の何れか１項に記載のアンテナ装置を有することを特徴とする送電装置。
5. 請求項１ないし３の何れか１項に記載のアンテナ装置を有することを特徴とする受電装置。

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