JP2017212685A - 設置体及び設置システム - Google Patents

Abstract

【課題】送信機の小型化及び薄型化と、送信機と受信機との相対的な角度によらず、送信機が送信する電波のより良好な受信を行うことができる確率の向上と、を両立させ得る設置体の提供。
【解決手段】本発明の設置体は、送信機が近接した状態において、前記送信機の備えるアンテナの近傍に位置する導体を備える。前記導体には、前記アンテナの駆動電流による誘導電流が生じる。前記誘導電流は、前記駆動電流の方向と異なる方向の電流成分を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明はアンテナ近傍に位置する設置体に関する。

携帯無線機器においては、他の携帯無線機器と無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等による近距離通信を行う利用が行われることが多い。携帯無線機器は当該近距離通信用のアンテナを備えているが、近年、携帯無線機器は小型化、薄型化が進み、そのために、アンテナについても小型化、薄型化が図られている。

ここで、特許文献１は、給電素子と電磁界結合することにより給電されて放射導体として機能する放射素子を有し、給電点それぞれにおける信号の振幅を調整して、前記アンテナの指向性を制御する、アンテナ指向性制御システムを開示する。

国際公開第２０１５／１０８１３３号

前記近距離通信用アンテナの小型化、薄型化のため、当該アンテナの性能が低下し、通信距離がある程度離れると、送信機の設定方向と受信機の設定方向との相対的な関係によっては、受信機において良好な受信が行われない場合がある。しかしながら、アンテナの小型化、薄型化と性能の確保とを両立することが望ましい局面も多い。一例を挙げると、最近では携帯無線機器であるモバイルルータを自宅でホームルータのように使用するユーザが増えている。その場合には、モバイルルータが送る電波を、様々な方向の他の無線機器端末が良好に受信できることが望ましい。

特許文献１が開示するアンテナ指向性制御システムは、送信機の内部に給電素子とは離れた放射素子を備える。しかしながら、特許文献１が開示するアンテナ指向性制御システムは、アンテナの指向性を制御することはできても、送信電波を多偏波にすることはできないことが想定される。その場合は、特許文献１が開示するアンテナ指向性制御システムは、送信機と受信機との相対的な角度によらず送信機が送信する電波の良好な受信を可能にすることはできない。さらに、特許文献１が開示するアンテナ指向性制御システムは、送信機の内部に給電素子とは離れた放射素子を備えるため、送信機の小型化、薄型化の実現が困難である。

本発明は、送信機の小型化及び薄型化と、送信機と受信機との相対的な角度によらず、送信機が送信する電波のより良好な受信を行うことができる確率の向上と、を両立させ得る設置体の提供を目的とする。

本発明の設置体は、送信機が近接した状態において前記送信機の備えるアンテナの近傍に位置する導体を備える。前記導体には、前記アンテナの駆動電流による誘導電流が生じる。前記誘導電流は、前記駆動電流の方向と異なる方向の電流成分を有する。

本発明の設置体は、送信機の小型化及び薄型化と、送信機と受信機との相対的な角度によらず送信機が送信する電波のより良好な受信を行うことができる確率の向上と、を両立させ得る。

第一実施形態の設置体の例を表す斜視概念図（その１）である。 第一実施形態の設置体の例を表す斜視概念図（その２）である。 導体の拡大概念図である。 アンテナの例を表す斜視概念図である。 アンテナと導体との位置関係を表す図である。 計算に用いた、基板、アンテナ、導体等の寸法等を表す図である。 導体を削除した構成における、アンテナのインピーダンス及びリターンロスの計算結果例を表す図である。 アンテナと導体との組み合わせについての、インピーダンス及びリターンロスの計算結果例を表す図である。 導体を削除した構成においてアンテナから電波を放出させることを想定した場合の、垂直偏波及び水平偏波の電波強度の計算結果例を表す図である。 図５に表す構成において、アンテナから電波を放出させることを想定した場合の、垂直偏波及び水平偏波の電波強度の計算結果例を表す図である。 導体を設けた場合に垂直偏波の電波強度が改善される理由を表すイメージ図である。 導体を削除した構成における、アンテナの放射効率の計算結果を表す図である。 第二実施形態の設置体に適用し得る導体の例を表す斜視概念図である。 第三実施形態の設置体が備える複数の導体の例を表す斜視概念図である。 図１４に表すアンテナの放射効率の算出結果例を表す図である。 図１４に表すアンテナ１１１ｂからアンテナ１１１ｃへの信号の漏れであるアイソレーションの周波数変化の計算結果を表す図である。 アンテナ１１１ｂの放射パターンとアンテナ１１１ｃの放射パターンとの相関係数の計算結果を表す図である。 本発明の設置体の最小限の構成例を表す概念図である。

＜第一実施形態＞
第一実施形態は、送信機が備えるアンテナの駆動電流による誘導電流により電波を放出する導体を備える設置体についての実施形態である。
［構成と動作］
図１及び図２は、第一実施形態の設置体の例である設置体２０１ａを表す斜視概念図である。同図には、送信機の例である送信機１０１ａも併せて表してある。なお、以下の説明において、上下左右は、各図に向かっての上下左右を表すものとする。

送信機１０１ａは、端部に、他の送信機への送信を行う際に、当該他の送信機に電波を送るためのアンテナ１１１ａを備える。アンテナ１１１ａは上下方向がアンテナ１１１ａの長手方向になるように設置されている。なお、アンテナ１１１ａは、基板上に形成されたアンテナでも、チップ等に形成されたアンテナでも、単体の素子のアンテナでも構わない。

設置体２０１ａには、送信機１０１ａを設置するための設置個所２２１ａが設けられている。図１は、送信機１０１ａを設置個所２２１ａに設置していない状態を表す。また、図２は、送信機１０１ａの下方の一部を設置個所２２１ａに収容するように、送信機１０１ａを設置個所２２１ａに設置した状態を表す。

設置体２０１ａの右端部近傍には導体２１１ａが設置されている。導体２１１ａは、例えば金属からなる薄板又は膜である。導体２１１ａは、例えば、金属の板から切り出すことにより作成することができる。あるいは、導体２１１ａは、蒸着やスパッタ等により金属薄膜を所定の基板上に形成することにより作成することもできる。導体２１１ａは、図２に表す状態において、アンテナ１１１ａの近傍に位置する。

なお、図１及び図２には、導体２１１ａが設置体２０１ａの内部に設置された場合を表したが、導体２１１ａは、設置体２０１ａの表面に設置されても構わない。また、導体２１１ａの少なくとも一部が設置個所２２１ａに露出していても構わない。

また、設置体２０１ａの形状及び大きさは、送信機１０１ａを設置でき、導体２１１ａを設けることが可能な限り、任意である。

設置体２０１ａは、例えば、送信機１０１ａを充電する際や通信を行う際に用いられるクレードルや、送信機１０１ａを設置するための設置台である。

送信機１０１ａは、例えば、モバイルルータである。

図３は、図１及び図２に表す導体２１１ａを、図１及び図２に表す方向と同じ方向を想定した、拡大概念図である。導体２１１ａは、長手長さ２９１ａと短手長さ２９２ａの長方形である。

長手長さ２９１ａは、アンテナ１１１ａを流れる電流（及び当該電流による電波）と共振させるため、当該電波の波長の約半分にする。ただし、長手長さ２９１ａは、筐体等や周辺部品等の影響により当該電波の波長の半分から若干ずれた方がより好ましい場合もある。

一方、短手長さ２９２ａは、アンテナ１１１ａと導体２１１ａとの距離により調整すべき値である。当該距離が長くなる程、アンテナ１１１ａが放出する電波により導体２１１ａ内に共振電流が発生しにくくなるが、短手長さ２９２ａを長くすることにより共振が可能になる場合がある。

導体２１１ａの内部に、アンテナ１１１ａが放出する電波による共振電流が発生した場合には、導体２１１ａはアンテナとして動作する。そのため、アンテナ１１１ａが放出する電波に、導体２１１ａが放出する同じ周波数の電波が重なり、後述のように、電波の特性及び受信機による受信特性が向上する場合がある。

図４は、図１及び図２に表す送信機１０１ａに設置されたアンテナ１１１ａの例である、アンテナ１１１ｂを表す斜視概念図である。

アンテナ１１１ｂは、逆エル字型と呼ばれているアンテナである。

アンテナ１１１ｂは、送信機１０１ａに設置された基板１２１ａ、に設置される（図４（ａ）参照）。

アンテナ１１１ｂは、図４（ｂ）に表すように、基板１２１ａ上に形成されており、基板１２１ａ上に形成された駆動部１３２ａに接続されている。アンテナ１１１ｂは、駆動部１３２ａにより駆動され、通信用の電波を放出する。アンテナ１１１ｂは、駆動部１３２ａとの接続箇所を除き、アンテナ１１１ｂの長手方向が上下方向になるように形成されている。

図４（ｃ）は、アンテナ１１１ｂと、図２に表す導体２１１ａとの位置関係を表す概念図である。アンテナ１１１ｂの長手方向と導体２１１ａの長手方向とは略垂直である。また、基板１２１ａの面と導体２１１ａの面とは略垂直であるほうがより好ましい。アンテナ１１１ｂが放出する電波と導体２１１ａが放出する電波とが重なって得られる電波の偏りをより弱めることができる場合が多いためである。

図５は、以下において説明する計算に用いた、アンテナ１１１ｂと導体２１１ａとの位置関係を表す図である。図５（ａ）は斜視図であり、図５（ｂ）は基板１２１ａの面に垂直な方向から基板１２１ａ上に形成されたアンテナを見た場合を想定した図である。図５（ｂ）において、下向きがＸ方向の正の向きであり、基板１２１ａの面に垂直に手前から奥に向かう向きがＹ方向の正の向きであり、右向きがＺ方向の正の向きである。アンテナ１１１ｂの長手方向と導体２１１ａの長手方向とは垂直であり、アンテナ１１１ｂの面（すなわち基板１２１ａの面）と導体２１１ａの面とは垂直であることを想定する。また、アンテナ１１１ｂが放出する電波の周波数は２．４ＧＨｚ帯であることを想定する。

図６は、以下において説明する計算に用いた、基板、アンテナ、導体等の寸法等を表す図である。

図６（ａ）に表すように、基板１２１ａは幅１０３ｍｍ高さ５５ｍｍ厚さ０．７ｍｍの直方体の板である。そして、基板１２１ａは、端部１６９ａから２ｍｍの部分を除いて金属であることを想定する。実際の基板では、基板の素子形成部が金属で覆われた構成になるが、ここでは、計算の容易性を考慮して、基板が金属であるという近似を用いている。当該近似は経験上妥当なものであると考えられる。なお、基板１２１ａの端部１６９ａから２ｍｍの部分は絶縁体である。

図６（ｂ）に表すように、基板１２１ａの端部１６９ａから２ｍｍの範囲の基板１２１ａ上に、逆Ｌ字型のアンテナ１１１ｂが形成されている。アンテナ１１１ｂは、幅０．５ｍｍ、厚み０．１ｍｍの金属板である。そして、アンテナ１１１ｂの長い方の直線部の長さは１２．５ｍｍ、アンテナ１１１ｂの短い方の直線部の長さは１ｍｍである。

アンテナ１１１ｂの右端は基板１２１ａの右端と一致する。アンテナ１１１ｂの上端と基板１２１ａの下端との間隔は１２．５ｍｍである。

また、図示を省略するが、短い方の直線部と駆動部１３２ａとの間には、後述の整合回路１５１ａが形成されていることを想定する。整合回路１５１ａは、基板１２１ａ上の、基板１２１ａの金属でない箇所に形成されていることを想定する。また、図５に表す駆動部１３２ａは図６（ｂ）では図示が省略されている。駆動部１３２ａは、基板１２１ａ上の、基板１２１ａの金属部分の内部に形成されていることを想定する。

アンテナ１１１ｂと導体２１１ａとの間隔は４ｍｍである。

また、図６（ｃ）に表すように、導体２１１ａは、幅５１．７ｍｍ、高さ７ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの直方体である。導体２１１ａは、金属であることを想定する。

図６（ｄ）は前述の整合回路１５１ａを表す図である。整合回路１５１ａは、前述のように、駆動部１３２ａとアンテナ１１１ｂとの間に形成されることが想定される。そして、整合回路１５１ａは、駆動部１３２ａとアンテナ１１１ｂとの間に形成される４．１ｎＨのインダクタ１４１ａと、駆動部１３２ａとの接続部とグランドとの間に形成される１．１ｎＨのインダクタ１４１ｂとからなる。

図７は、図５に表す構成から導体２１１ａを削除した構成における、アンテナ１１１ｂのインピーダンス及びリターンロスの計算結果例を表す図である。アンテナ１１１ｂのリターンロスは、図６（ｄ）に表す入力端子１４６ａから整合回路１５１ａを介してアンテナ１１１ｂに入力される進行波に対する、アンテナ１１１ｂから整合回路１５１ａを介して入力端子１４６ａに戻る反射波の強度比である。図７（ａ）は、図６（ｄ）に表す入力端子１４６ａから整合回路１５１ａを介してアンテナ１１１ｂに入力される進行波と、アンテナ１１１ｂから整合回路１５１ａを介して入力端子１４６ａに戻る反射波と、の関係を表すスミスチャートである。図７（ｂ）は、図７（ａ）に表すスミスチャートから導出したリターンロスの周波数特性である。ここで、マーカの示す周波数は、アンテナ１１１ｂから放出される電波の周波数である。

図５に表す構成から導体２１１ａを削除した構成は、図１に表すような、設置体２０１ａに設置されていない送信機１０１ａにおける構成に相当する。

図７（ｂ）によると、周波数が２４４０ＭＨｚ付近でリターンロスの減少がある。これは、アンテナ１１１ｂの形状を、周波数が２４４０ＭＨｚでリターンロスが最小になるように設計したためである。しかしながら、リターンロスの最小値は−１０ｄＢ程度である。

図８は、図５に表す構成における、アンテナ１１１ｂと導体２１１ａとの組み合わせについての、インピーダンス及びリターンロスの計算例を表す図である。図８（ａ）は、図６（ｄ）に表す入力端子１４６ａから整合回路１５１ａを介してアンテナ１１１ｂに入力される進行波と、アンテナ１１１ｂから整合回路１５１ａを介して入力端子１４６ａに戻る反射波と、の関係を表すスミスチャートである。図８（ｂ）は、図８（ａ）に表すスミスチャートから導出したリターンロスの周波数特性である。図５に表す構成は、図２に表すように、設置体２０１ａに設置された送信機１０１ａの構成に相当する。

図８（ｂ）によると、周波数が２４５５ＭＨｚ付近でリターンロスが最小になる。リターンロスの最小値は−３０ｄＢであり、図７（ｂ）に表すのリターンロスの最小値と比較して、顕著に小さいことがわかる。

図５に表すようにアンテナ１１１ｂの近傍に導体２１１ａを設けたことにより、アンテナ１１１ｂが放出する電波の周波数である２４３０ＭＨｚ付近でのリターンロスが大きく改善されることがわかる。

図９は、図５に表す構成から導体２１１ａを削除した構成においてアンテナ１１１ｂから電波を放出させることを想定した場合の、電波の放射パターンの計算結果例である。図９は、垂直偏波及び水平偏波の電波強度の計算結果例を表す。当該電波強度は、当該位置において、Ｘ−Ｚ平面内の各方向についてのものである。ここで、Ｘ方向及びＺ方向は図５に表した通りである。

図９中（及び後述の図１０中）の水平偏波を表す閉じた曲線の各点と、図９に表す円の中心との距離は、Ｘ−Ｚ平面内における、その点と中心とを結ぶ方向についての、水平偏波の電波強度を表す。図９中（及び後述の図１０中）の、垂直偏波を表す閉じた曲線の各点と、図９（及び後述の図１０中）に表す円の中心との距離は、Ｘ−Ｚ平面内における、その点と中心とを結ぶ方向についての、水平偏波の電波強度を表す。ここで、水平偏波は基板１２１ａに対して水平方向の偏波である。また、垂直偏波は基板１２１ａに対して垂直方向の偏波である。当該電波強度の単位はｄＢｉである。ただし、図９中（及び後述の図１０中）の電波強度を表す数値は相対値であり、それ自体に意味のある数値ではない。

図９によると、Ｘ−Ｚ平面内のいずれの向きについても、水平偏波の電波強度は、ある程度の大きさになっている。一方、Ｘ−Ｚ平面内のいずれの向きについても、垂直偏波の電波強度は非常に小さいことがわかる。

図１０は、図５に表す構成において、アンテナ１１１ｂから電波を放出させることを想定した場合の、電波の放射パターンの計算結果例を表す。図１０は、垂直偏波及び水平偏波の電波強度の計算結果例を表す。当該電波強度は、Ｘ−Ｚ平面内で回転させた場合を想定した各方向についてのものである。ここで、Ｘ方向及びＺ方向については図５に表したものである。

図９によると、Ｘ−Ｚ平面内のいずれの向きについても、水平偏波の電波強度は、ある程度の大きさになっている。一方、Ｘ−Ｚ平面内のいずれの向きについても、垂直偏波の電波強度もある程度の大きさになっている。

すなわち、図５に表すように導体２１１ａを設けることにより、Ｘ−Ｚ平面内の各方向についての垂直偏波の電波強度が大きく改善されることがわかる。

前記位置において垂直偏波の電波強度が改善されることは、ある受信機の受信用アンテナをその位置に置いた場合に、その受信用アンテナの向きによらずに、その受信用アンテナが良好な受信を行える確率が向上することを意味する。

図１０に表すように垂直偏波の電波強度が改善されるのは、以下の理由によるものと考えられる。

図１１は、図５に表すように導体２１１ａを設けた場合に、図１０に表すように垂直偏波の電波強度が改善される理由を表すイメージ図である。図１１（ａ）は、導体２１１ａがない場合を、図１１（ｂ）は導体２１１ａがある場合を、それぞれ表す。

図１１（ａ）に表す場合、アンテナ１１１ｂには矢印２９９ａの方向に駆動電流が印加される。当該駆動電流は、図５に表す駆動部１３２ａにより駆動される交流の電流である。当該駆動電流は、主にｘ方向に流れるものなので、点２８９ａにおいては、ｘ−ｚ平面内におけるいずれの向きについても、水平偏波の電波強度はある程度あるが、垂直偏波の電波強度はほとんどない状況が生じる。

一方、図１１（ｂ）の場合、アンテナ１１１ｂを流れる矢印２９９ａの方向の駆動電流により、導体２１１ａの内部において、矢印２９９ｃの方向を含む方向の共振電流（誘導電流）が生じる。この、共振電流は、導体２１１ａの長手長さがアンテナ１１１ｂが放出する電波の波長の略半分であることから生じるものである。そして、点２８９ａには、アンテナ１１１ｂを流れる矢印２９９ａの方向の駆動電流による電波と、導体２１１ａを流れる共振電流による電波とが重なり合った電波が到達する。矢印２９９ａと矢印２９９ｃとは直交している。そのため、点２８９ａにおいては、ｘ−ｚ平面内の各方向について、水平偏波と垂直偏波とが観測される。当該水平偏波は、主として、アンテナ１１１ｂを流れる矢印２９９ａの方向の電流による電波である。また、当該垂直偏波は、主として、導体２１１ａを流れる矢印２９９ｃの方向の共振電流による電波である。

図１２は、図５に表す構成の場合、及び、図５に表す構成から導体２１１ａを削除した構成の場合、のそれぞれにおける、アンテナ１１１ｂの放射効率の計算結果を表す図である。ここで、アンテナ１１１ｂの放射効率は、アンテナ１１１ｂからの全放射電力とアンテナ１１１ｂへの供給電力の比である。

図１２に表す周波数範囲において、導体２１１ａがある場合は、導体２１１ａが無い場合と比較して、アンテナ１１１ｂの放射効率が改善されることがわかる。

以上説明したように、設置体２０１ａは、送信機１０１ａを設置した状態において、送信機１０１ａのアンテナ１１１ａの近傍に位置する導体２１１ａを備える。導体２１１ａはアンテナ１１１ａの放出する電波の波長の略半分の長さの長辺を持つ。そして、当該長辺は、アンテナ１１１ａと略垂直である。その場合、アンテナ１１１ａを流れる駆動電流による共振電流が導体２１１ａの長手方向に生じる。そして、アンテナ１１１ａを流れる駆動電流による電波と、導体２１１ａを流れる共振電流による電波とが重なり合った電波が、アンテナ１１１ａと導体２１１ａの組合せから放出される。そのため、受信機の受信位置においては、十分な強度の水平偏波及び垂直偏波が得られる。従い、設置体２０１ａは、受信機が、受信機が備えるアンテナの設置角度によらず、送信機１０１ａが送信する電波の良好な受信を行うことができる確率を向上させることができる。

なお、以上の説明においては、図１に表すように、通信機器の一部を収容する設置体について説明した。しかしながら、本実施形態の設置体は、通信機器のすべてを収容するものでもよいし、通信機器を設置するだけで、通信機器の一部を収容しなくてもよい。さらには、本実施形態の設置体は、通信機器に設置又は収用される物でもよいし、単に通信装置と組み合わされる物でもよい。

また、以上の説明においては、送信機が備えるアンテナが逆エル字型のアンテナの場合を例に説明した。しかしながら、送信機が備えるアンテナは、エル字型アンテナでも、さらには、その他のアンテナでも構わない。
［効果］
第一実施形態の設置体は、送信機を設置した状態において、当該送信機のアンテナの近傍に導体を備える。前記導体は前記アンテナの放出する電波の波長の略半分の長さの長辺を持つ。そして、当該長辺は、前記アンテナの長手方向と略垂直である。その場合、前記アンテナを流れる電流と共振する電流が前記導体の長手方向に生じる。そして、前記アンテナを流れる電流による電波と、前記導体を流れる電流による電波とが重なり合った電波が、前記アンテナと前記導体の組合せから放出される。そのため、受信機の受信位置においては、十分な強度の水平偏波及び垂直偏波が得られる。そのため、第一実施形態の設置体は、受信機に対し、受信機が備えるアンテナの設置角度によらず、前記送信機が送信する電波の良好な受信を行うことができる確率を向上させることができる。

さらに、前記導体は前記送信機の外部であるため、上記効果と前記送信機の小型化及び薄型化とを両立させることが可能である。
＜第二実施形態＞
第二実施形態は、折れ曲がった形状を有する導体を備える設置体に関する実施形態である。
［構成と動作］
第二実施形態の設置体の構成例は、例えば、図１及び図２に表す設置体２０１ａにおいて、導体２１１ａを、次に説明する導体２１１ｂ乃至２１１ｄのうちのいずれかで置き換えたものである。また、第二実施形態の設置体と組み合わせて使用される送信機の構成例は、図１及び図２に表す送信機１０１ａのアンテナ１１１ａを次に説明するアンテナで置き換えた構成である。

図１３は、第二実施形態の設置体に適用し得る導体の例を表す斜視概念図である。図１３には、図１に表す送信機１０１ａを第二実施形態の設置体に設置した状態におけるアンテナ１１１ｂ及び基板１２１ａを併せて表してある。

図１３に表すように、第二実施形態の設置体に適用し得る導体としては、種々の折れ曲がった形状の導体を用いることができる。

導体２１１ｂにおける、端部２６９ｂａと端部２６９ｂｂとの間の電流経路の長さ、すなわち、長さ２７９ｂａと長さ２７９ｂｂとの和は、アンテナ１１１ｂから放出される電波の波長の約半分である。端部２６９ｂａと端部２６９ｂｂとの間の電流経路において、アンテナ１１１ｂを流れる駆動電流により導体２１１ｂに生じる共振電流による電波を発生させるためである。

また、導体２１１ｃにおける、端部２６９ｃａと端部２６９ｃｂとの間の電流経路の長さ、すなわち、長さ２７９ｃａと長さ２７９ｃｂとの和は、アンテナ１１１ｂから放出される電波の波長の約半分である。端部２６９ｃａと端部２６９ｃｂとの間の電流経路において、アンテナ１１１ｂを流れる駆動電流により導体２１１ｃに生じる共振電流による電波を発生させるためである。

また、導体２１１ｄにおける、端部２６９ｄａと端部２６９ｄｂとの間の電流経路の長さ、すなわち、長さ２７９ｄａと長さ２７９ｄｂとの和は、アンテナ１１１ｂから放出される電波の波長の約半分である。端部２６９ｄａと端部２６９ｄｂとの間の電流経路において、アンテナ１１１ｂを流れる駆動電流により導体２１１ｄに生じる共振電流による電波を発生させるためである。

なお、図１３には１回のみ折れ曲がった形状の導体を表すが、導体は、端部間の電流経路の長さがアンテナ１１１ｂから放出される電波の波長の約半分であれば、３回以上折れ曲がっていても構わない。

図１及び図２に表す導体２１１ａは長方形なため、少なくとも長辺の長さはアンテナ１１１ａ（又は１１１ｂ）から放出される電波の波長の約半分になる。そのため、設置体に導体２１１ａを設置するためには、アンテナ１１１ａ（又は１１１ｂ）近傍に長方形の導体２１１ａを設置するための大きな部分を確保することが必要になる場合がある。

これに対し、第二実施形態の導体は、折れ曲がった形状であるため、最長の長さを抑えることができる。第二実施形態の導体は、さらには、配置すべき設置体の部分の形状に合わせた折り曲がり形状にすることもできる。そのため、第二実施形態の設置体は、その大きさや形状の自由度がより向上する。
［効果］
第二実施形態の設置体は、まず、第一実施形態の設置体と同様の効果を奏する。

第二実施形態の設置体が備える導体は、折れ曲がった構造なため、最長の長さを抑えることができる。第二実施形態の導体は、さらには、配置すべき設置体の部分の形状に合わせた折り曲がり形状にすることもできる。そのため、第二実施形態の設置体は、その大きさや形状の自由度がより向上する。
＜第三実施形態＞
第三実施形態は、送信機が複数のアンテナを備える場合の設置体に関する実施形態である。
［構成と動作］
第三実施形態の設置体の構成例は、例えば、図１及び図２に表す設置体２０１ａの導体２１１ａを、次に説明する複数の導体で置き換えた構成になる。また、第三実施形態の設置体と組み合わせて使用される送信機の構成例は、図１及び図２に表す送信機１０１ａのアンテナ１１１ａを次に説明する複数のアンテナで置き換えた構成である。

図１４は、第三実施形態の設置体が備える複数の導体の例である、導体２１１ａ及び導体２１１ｅを表す斜視概念図である。図１４には、第三実施形態の設置体と組み合わされた図示しない送信機のアンテナの例であるアンテナ１１１ｂ、１１１ｃ、及び、アンテナ１１１ｂ、１１１ｃを設置した基板１２１ａを併せて表してある。

アンテナ１１１ｃの形状はアンテナ１１１ｂの形状を上下方向に反転させた形状である。そして、アンテナ１１１ｂの近傍には導体２１１ａが、アンテナ１１１ｃの近傍には導体２１１ｅが、それぞれ配置される。アンテナ１１１ｂと導体２１１ａとの位置関係と、アンテナ１１１ｃと導体２１１ｅとの位置関係とは、上下が反転している点を除いて、同じである。

なお、以下の計算結果に用いた、基板、アンテナ、導体等の寸法等は、図１４に表す上記内容を除いて、図６に表す内容と同じである。ただし、図１４に表すアンテナ１１１ｃの下端と、アンテナ１１１ｂの上端と、の間隔は９ｍｍとする。

図１５は、図１４に表す、アンテナ１１１ｂ及びアンテナ１１１ｃの放射効率の計算結果例を表す図である。図１５（ａ）はアンテナ１１１ｂの放射効率を表し、図１５（ｂ）はアンテナ１１１ｃの放射効率を表す。図１５（ａ）、（ｂ）のそれぞれには、導体２１１ａ及び導体２１１ｅを設置した場合と設置していない場合のそれぞれを表してある。アンテナ１１１ｂとアンテナ１１１ｃの放射効率は、導体を設置した場合と設置しない場合のいずれの場合においても、ほぼ同様の値になる。また、アンテナ１１１ｂとアンテナ１１１ｃのいずれにおいても、導体を設置した場合は、導体を設置しない場合より、放射効率が向上する。

図１６は、図１４に表すアンテナ１１１ｂからアンテナ１１１ｃへの信号の漏れであるアイソレーションの周波数変化の計算結果例を表す図である。図１６に表す「導体あり」は図１４に表すように導体２１１ａ、２１１ｅがある場合であり、「導体なし」は図１４に表す導体２１１ａ、２１１ｅがない場合である。図１６に表すように、導体２１１ａ、２１１ｅがある場合は、導体２１１ａ、２１１ｅがない場合と比較して、アンテナ１１１ｂ、１１１ｃが放出することが想定された電波の周波数である２４３０ＭＨｚ近傍でのアイソレーションの値がより小さくなっている。これは、アンテナ１１１ｂから導体２１１ａへの電波の流れにより、アンテナ１１１ｂからアンテナ１１１ｃに流れる電波が抑えられるためと考えられる。

図１７は、アンテナ１１１ｂの放射パターンとアンテナ１１１ｃの放射パターンとの相関係数の計算結果を表す図である。図１７に表す「導体あり」は図１４に表すように導体２１１ａ、２１１ｅがある場合であり、「導体なし」は図１４に表す導体２１１ａ、２１１ｅがない場合である。図１７において相関係数が大きいことは、アンテナ１１１ｂの放射パターンとアンテナ１１１ｃの放射パターンとがより強い相関があることを表す。

図１７に表すように、導体２１１ａ、２１１ｅがある場合は、導体２１１ａ、２１１ｅがない場合と比較して、アンテナ１１１ｂの放射パターンとアンテナ１１１ｃの放射パターンとの相関係数が小さくなっている。従い、導体２１１ａ、２１１ｅがある場合の方が、アンテナ１１１ｂの放射パターンとアンテナ１１１ｃの放射パターンとがより相関が低いことがわかる。

導体２１１ａ、２１１ｅがない場合に、アンテナ１１１ｂの放射パターンとアンテナ１１１ｃの放射パターンの相関がより高いのは、アンテナ１１１ｂとアンテナ１１１ｃの共通のグランドの影響と考えられる。導体２１１ａ、２１１ｅがない場合は、共通のグランドを流れる電流により放出される放射パターンにより、アンテナ１１１ｂの放射パターンとアンテナ１１１ｃの放射パターンとは、相関が強くなる。これに対し、導体２１１ａ、２１１ｅがある場合は、導体２１１ａ、２１１ｅがあることにより、アンテナ１１１ｂ、１１１ｃから放出される電波が導体２１１ａ、２１１ｅに誘導される。そのため、共通のグランドを流れる電流による電波の影響が緩和されることが考えられる。そのため、導体２１１ａ、２１１ｅがあることにより、アンテナ１１１ｂの放射パターンとアンテナ１１１ｃの放射パターンの相関がより低くなると考えられる。

なお、例えば、ＭＩＭＯ装置の場合は、高速通信を実現するために、複数のアンテナ間のアイソレーションを抑え、また、複数のアンテナの放射パターン間の相関を小さくすることが重要である。ここで、ＭＩＭＯはＭｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔの略である。上記特性は、導体２１１ａ、２１１ｅがあることは、ＭＩＭＯ装置における高速通信実現のために効果的であることを示している。
［効果］
第三実施形態の設置体は、まず、第一実施形態の設置体と同じ効果を奏する。

第三実施形態の設置体は、複数のアンテナを備える送信機を設置した状態において、それぞれのアンテナの近傍に導体を備える。それらの導体のそれぞれは、アンテナの放出する電波の波長の約半分の長さを有する。そのため、それらの導体のそれぞれは、対応するアンテナの放出する電波により共振し、同じ周波数の電波を放出する。その際に、それらの導体のそれぞれは、対応するアンテナの放出する電波を誘導すると考えられる。そのため、それらの導体は、前記複数のアンテナの一つから前記複数のアンテナの他の一つに到達する電波を弱めることができると考えられる。そのため、それらの導体は、複数のアンテナ間で生じる信号の漏れを改善することができる。さらに、それらの導体は、複数のアンテナのそれぞれ及び対応する導体から放出される電波の放射パターンが類似するのを抑えることができる。上記特性は、それらの導体が、ＭＩＭＯ装置における高速通信実現のために効果的であることを示している。

図１８は、本発明の設置体の最小限の構成の例である設置体２０１ｘを表す概念図である。

設置体２０１ｘは、図示しない送信機が近接した状態において、前記送信機の備えるアンテナの近傍に位置する導体２１１ｘを備える。導体２１１ｘには、前記アンテナの駆動電流による誘導電流が生じる。前記誘導電流は、前記駆動電流の方向と異なる方向の電流成分を有する。

なお、設置体２０１ｘの形状及び導体２１１ｘの形状は、上記条件を満たす限りにおいて任意である。

設置体２０１ｘは前記アンテナに近傍に位置する導体２１１ｘを備える。導体２１１ｘには、前記アンテナの駆動電流による誘導電流が生じる。そして、前記アンテナの駆動電流による電波と、導体２１１ｘに生じる誘導電流による電波とが重なり合った電波が、前記アンテナと導体２１１ｘの組合せから放出される。そして、導体２１１ｘに生じる誘導電流は前記アンテナの駆動電流の向きと異なる向きの成分を含む。そのため、図示しない受信機の受信位置においては、水平偏波と垂直偏波の割合が改善される。従い、設置体は、前記受信機に対し、前記受信機が備えるアンテナの設置角度によらず、前記送信機が送信する電波のより良好な受信を行うことができる確率を向上させることができる。

さらに、導体２１１ｘは前記送信機の外部であるため、上記効果と前記送信機の小型化及び薄型化とを両立させることが可能である。

そのため、設置体２０１ｘは、上記構成により、［発明の効果］の項に記載した効果を奏する。

以上、好ましい実施形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することができる。

また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。

（付記Ａ１）
送信機が近接した状態において、前記送信機の備えるアンテナの近傍に位置する導体を備え、
前記導体には、前記アンテナの駆動電流による誘導電流が生じ、前記誘導電流が、前記駆動電流の方向と異なる方向の電流成分を有する、
設置体。

（付記Ａ１．１）
前記誘導電流が共振電流である付記Ａ１に記載された設置体。

（付記Ａ２）
前記近接した状態が、前記送信機を設置した状態、又は、前記送信機に設置された状態である、付記Ａ１又は付記Ａ１．１に記載された設置体。

（付記Ａ３）
前記近接した状態が、前記送信機を収容した状態、又は、前記送信機に収容された状態である、付記Ａ１乃至付記Ａ２のうちのいずれか一に記載された設置体。

（付記Ａ４）
前記導体の形状が屈折した形状である、付記Ａ１乃至付記Ａ３のうちのいずれか一に記載された設置体。

（付記Ａ５）
複数の前記導体を備える、付記Ａ１乃至付記Ａ４のうちのいずれか一に記載された設置体。

（付記Ａ６）
前記複数の前記導体のそれぞれが、異なる前記アンテナの近傍に位置する、付記Ａ５に記載された設置体。

（付記Ａ７）
前記導体が板又は膜である、付記Ａ１乃至付記Ａ６のうちのいずれか一に記載された設置体。

（付記Ａ８）
前記導体が薄板である、付記Ａ７に記載された設置体。

（付記Ａ９）
前記導体が薄膜である、付記Ａ７に記載された設置体。

（付記Ａ１０）
前記アンテナが基板に形成されている、付記Ａ１乃至付記Ａ９のうちのいずれか一に記載された設置体。

（付記Ａ１１）
前記アンテナがエル字型アンテナ又は逆エル字型アンテナである、付記Ａ１乃至付記Ａ１０のうちのいずれか一に記載された設置体。

（付記Ａ１２）
クレードルである、付記Ａ１乃至付記Ａ２４のうちのいずれか一に記載された設置体。

（付記Ｂ１）
付記Ａ１乃至付記Ａ１２のうちのいずれか一に記載された設置体と、前記送信機と、を備える設置システム。

１０１ａ 送信機
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ アンテナ
１２１ａ 基板
１３２ａ 駆動部
１４１ａ、１４１ｂ インダクタ
１４６ａ 入力端子
１５１ａ 整合回路
１６９ａ 端部
２０１ａ 設置体
２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ、２１１ｅ 導体
２２１ａ 設置個所
２６９ｂａ、２６９ｂｂ、２６９ｃａ、２６９ｃｂ、２６９ｄａ、２６９ｄｂ
端部
２７９ｂａ、２７９ｂｂ、２７９ｃａ、２７９ｃｂ、２７９ｄａ、２７９ｄｂ
長さ
２９１ａ 長手長さ
２９２ａ 短手長さ
２８９ａ 点
２９９ａ、２９９ｃ 矢印

Claims (10)

1. 送信機が近接した状態において、前記送信機の備えるアンテナの近傍に位置する導体を備え、
   前記導体には、前記アンテナの駆動電流による誘導電流が生じ、前記誘導電流が、前記駆動電流の方向と異なる方向の電流成分を有する、
   設置体。
2. 前記誘導電流が共振電流である請求項１に記載された設置体。
3. 前記近接した状態が、前記送信機を設置した状態、又は、前記送信機に設置された状態である、請求項１又は請求項２に記載された設置体。
4. 前記導体の形状が屈折した形状である、請求項１乃至請求項３のうちのいずれか一に記載された設置体。
5. 複数の前記導体を備える、請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一に記載された設置体。
6. 前記複数の前記導体のそれぞれが、異なる前記アンテナの近傍に位置する、請求項５に記載された設置体。
7. 前記導体が板又は膜である、請求項１乃至請求項６のうちのいずれか一に記載された設置体。
8. 前記アンテナが基板に形成されている、請求項１乃至請求項７のうちのいずれか一に記載された設置体。
9. 前記アンテナがエル字型アンテナ又は逆エル字型アンテナである、請求項１乃至請求項８のうちのいずれか一に記載された設置体。
10. 請求項１乃至請求項９のうちのいずれか一に記載された設置体と、前記送信機と、を備える設置システム。

Images