JP2022020288A - アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】省スペースで放射素子へ給電ができる構造を有するアンテナを提供する。
【解決手段】所定の方向に順次配置された放射素子１０８、１１３、１１７、１２０と、給電線路と、を備える。給電線路は、第一の分岐線路１０５、１１０、１１５と第二の分岐線路１０６、１１１、１１８とに分岐する分岐点１０４、１０９、１１４を有する。第一の分岐線路１０５、１１０、１１５は、放射素子１０８、１１３、１１７に接続し、第二の分岐線路１０６、１１１は分岐点１０９、１１４に接続し、第二の分岐線路１１８は放射素子１２０に接続する。第一の分岐線路１０５、１１０、１１５と第二の分岐線路１０６、１１１、１１８の信号電力の割合は各々１：３、１：２、１：１であり、第一の分岐線路１０５、１１０、１１５及び第二の分岐線路１０６、１１１の長さは動作周波数の略四分の一波長であり、第二の分岐線路１１８の長さは動作周波数の略四分の二波長である。
【選択図】図２

Description

本発明はアンテナに関する。

近年、免許不要のＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンド無線を用いたＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）による個体識別システムが開発されている。この個体識別システムは、工場、病院、店舗などにおける物品管理に用いられている。この個体識別システムでは、ランダムに置かれた物品に貼付されたタグを様々な方向から感度よく認識するために、円偏波アンテナを用いる場合が多い。

特許文献１は、複数の給電線路を用い各円偏波パッチアンテナ素子（放射素子）へ給電する円偏波アンテナを開示している。特許文献１の円偏波アンテナでは、各放射素子は２つのグループ（アレー）に分けられて、基板上に実装されている。また、特許文献１のアンテナでは、導波管から基板上の２つの放射素子アレーへ給電をする際、１つの放射素子アレーに対して１８０度の位相差で他方の放射素子アレーに給電している。

特開２０１５－４６７９８号公報

しかしながら、１つの放射素子アレーに対して１８０度の位相差で他方の放射素子アレーに給電を行うためには、放射素子アレーが実装された基板上に、１８０度位相差相当の給電線路が必要である。このような給電線路では線路長が長くなってしまう。
そこで、本発明は省スペースで放射素子へ給電ができる構造を有するアンテナを提供することを目的とする。

本発明の１つの態様によるアンテナは、所定の動作周波数で動作するアンテナであって、信号電力を供給する給電手段と、所定の方向に順次配置されたＮ（Ｎは４以上の自然数）個の放射素子と、前記給電手段からの前記信号電力を前記Ｎ個の放射素子に順次給電する給電線路と、を備え、前記給電線路は、１番目からＮ－１番目の前記放射素子のそれぞれの前に分岐点を有し、前記分岐点の各々において第一の分岐線路と第二の分岐線路に分岐し、前記給電手段からｉ番目（ｉはＮ－１以下の自然数）の前記分岐点において、前記第一の分岐線路へ分岐する信号電力と前記第二の分岐線路へ分岐する信号電力の割合は１: Ｎ－ｉであり、前記第一の分岐線路はｉ番目の前記放射素子に接続し、前記第一の分岐線路の長さは前記動作周波数の略四分の一波長であり、Ｎ－１番目の前記分岐点の前記第二の分岐線路を除き、前記第二の分岐線路はｉ＋１番目の前記分岐点に接続し、前記第二の分岐線路の長さは前記動作周波数の略四分の一波長であり、前記Ｎ－１番目の前記分岐点の前記第二の分岐線路は、Ｎ番目の前記放射素子に接続し、前記Ｎ－１番目の分岐点の前記第二の分岐線路の長さは、前記動作周波数の略四分の二波長である。

本発明のアンテナによれば、省スペースで放射素子へ給電することができる。

本発明の第一の実施形態における個体識別リーダのブロック図。 第一の実施形態におけるアンテナの給電構造を示す図。 比較例のアンテナの給電構造を示す図。 第一の実施形態の給電構造のシミュレーション図。 シミュレーションの結果を示す表。 第二の実施形態におけるアンテナの給電構造を示す図。 図６のアンテナの信号分配部の詳細を示す図。

以下、本発明の実施形態に係るアンテナを備える個体識別リーダについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。実施形態の構成は、本発明が適用される装置の仕様や各種条件（使用条件、使用環境等）によって適宜修正又は変更され得る。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されない。

第一の実施形態
図１は本実施形態における個体識別リーダ１０のブロック図を示している。個体識別リーダ１０は、無線通信部１１と、制御部１２と、アンテナ１３と、記憶部１４とを有する。本実施形態の個体識別リーダ１０は、図示しない個体（例えば、物品）に貼付されたタグを読み取り、当該物品を識別する装置である。タグは、例えば、ＲＦＩＤタグ（ＲＦタグ）である。タグには個体識別コードが付されている。個体識別コードは例えば、物品固有番号であり、本実施形態でタグを読み取るとは、物品固有番号を読み取ることを含む。

無線通信部１１は高周波無線信号（例えば、ＩＳＭバンド無線信号）を生成する。
制御部１２は、記憶部１４に記憶される制御プログラムを実行することにより個体識別リーダ１０全体を制御する。制御部１２は１つまたは複数のプロセッサ（例えば、ＣＰＵやＭＰＵ）を有する。ＣＰＵはＣｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略である。ＭＰＵはＭｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略である。
アンテナ１３は、本実施形態では、円偏波アンテナである。アンテナ１３の詳細は図２を用いて後述する。
記憶部１４は、制御部１２が実行する制御プログラムや通信パラメータ等の各種情報を記憶する。また、記憶部１４は、外部から受信した情報や、無線通信部１１で復調された情報を記憶する。記憶部１４は、１つ以上のＲＯＭやＲＡＭなどからなる。ＲＯＭはＲｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略であり、ＲＡＭはＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略である。

無線通信部１１が生成した高周波無線信号は、アンテナ１３を通じて空間（個体識別リーダ１０の外部）に放射される。アンテナ１３より放射された信号は、物品に貼付されたタグで受信される。
タグは、物品固有番号に基づき、受信信号を変調する。受信信号の変調は、タグ自身がもつ電源、もしくは個体識別リーダ１０から受信した電力を用いて行われる。そして、タグは、変調後の信号（変調信号）を個体識別リーダ１０に送信する。
タグから送信された変調信号は、アンテナ１３を介して個体識別リーダ１０に受信され、無線通信部１１で復調される。当該復調により取得した物品固有番号は、記憶部１４に記憶される。個体識別リーダ１０は無線通信部１１とアンテナ１３を備えるので、通信装置であると言える。

なお、個体識別リーダ１０は、表示部、入力部、電源などを備えてもよい。表示部は、例えばＬＣＤを有し、種々の情報（文字、画像）を表示する。ＬＣＤはＬｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙの略である。入力部は、個体識別リーダ１０のユーザにより操作され、各種のデータ、数値、指示、プログラム等を個体識別リーダ１０に入力する。入力部は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなどを含む。

図２は、本実施形態におけるアンテナ１３を示す。図２（ａ）はアンテナ１３の給電基板１０１を示している。図２（ｂ）はアンテナ１３の放射基板１０２を示している。図２（ｃ）はアンテナ１３の側面図である。図２（ｃ）に示すように、放射基板１０２は、給電基板１０１から所定距離だけ上方に隔てられて位置している。
アンテナ１００は給電基板１０１と放射基板１０２を有する。給電基板１０１および放射基板１０２は、ガラスエポキシ樹脂、テフロン（登録商標）、ポリイミドなどの基材からなる電子基板である。放射基板１０２は放射素子基板と称される場合もある。後述するように、給電基板１０１には、給電線路が設けられる。本実施形態では、給電線路はマイクロストリップ線路であるとする。

図２（ａ）に示すように、給電基板１０１は、１つの給電部（給電点）１０３と、３つの分岐点１０４、１０９、１１４と、６つの分岐線路（給電線路）１０５、１０６、１１０、１１１、１１５、１１８とを有する。分岐線路１０５、１１０、１１５、１１８の端部には、それぞれ、放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９の一端が設けられている（接続されている）。なお、給電基板１０１は図２（ａ）の紙面の裏側にグランド（接地部）を備える。給電部１０３は、信号電力を分岐線路（給電線路）１０５、１０６、１１０、１１１、１１５、１１８に供給する。

３つの分岐点１０４、１０９、１１４は、給電部１０３から見て所定の方向（本実施形態では、右回り）に順次位置している。また、各分岐点からは、２つの分岐線路が延びている。より詳しくは、第一の分岐点１０４から分岐線路１０５、１０６が延び、第二の分岐点１０９から分岐線路１１０、１１１が延び、分岐点１１４から分岐線路１１５、１１８が延びている。また、放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９も、給電部１０３から見て右回りに順次位置している。
本明細書において、給電基板１０１上の分岐点１０４から各放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９までの配線を、給電線路と称する。また、給電基板１０１と、給電線路とをまとめて、アンテナ１３の給電構造と称する。給電線路は、給電部１０３から信号電力を放射素子１０７、１１２、１１６、１１９に順次給電する。

放射基板１０２は、図２（ｂ）に示すように、４つ放射素子１０８、１１３、１１７、１２０を有する。放射素子１０８、１１３、１１７、１２０の端部には、それぞれ、放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９の他端が接続されている。４つの放射素子１０８、１１３、１１７、１２０も、右回り（所定の方向）に順次配置されている。各放射素子１０８、１１３、１１７、１２０は、図２（ｂ）では長方形で示されているが、実際にはモノポールを折り曲げた逆Ｌアンテナ形状を呈している。また、各放射素子１０８、１１３、１１７、１２０は、アンテナ素子と称されることがある。アンテナ１３は放射素子１０８、１１３、１１７、１２０から高周波無線信号を放射する円偏波アンテナである。
図２（ｃ）に示すように、給電基板１０１の上方に放射基板１０２が位置する。給電基板１０１と放射基板１０２の間には、給電基板１０１を放射基板１０２に接続する放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９が立設されている。

給電基板１０１の給電部１０３は、無線通信部１１に接続される。給電部１０３から給電された信号電力は、第一の分岐点１０４において、第一の分岐線路１０５と第二の分岐線路１０６に分配（分岐）される。この分配（信号電力分岐）は電力比１：３で行われる。本実施形態では、放射素子の数をＮ個とした場合（Ｎは４以上の自然数）、給電部１０３からｉ番目（ｉはＮ－１以下の自然数）の分岐点における信号電力の分岐の割合（電力比）は１：Ｎ－ｉになるように設定される。上記したように、本実施形態では、Ｎは４であり、第一の分岐点１０４ではｉが１になるので、第一の分岐点１０４における信号電力の分岐の割合は、１：４－１（つまり１：３）となる。なお、以下の記載において、信号電力は単に信号と称する場合がある。本実施形態では、１番目の放射素子が放射素子１０８であり、２番目の放射素子が放射素子１１３であり、Ｎ番目の放射素子が放射素子１２０である。放射素子１１７はＮ－１番目の放射素子である。

第一の分岐線路１０５に分配された信号電力は、第一の分岐点１０４での分岐後、第一の放射素子接続部１０７まで動作周波数帯域の略四分の一波長の長さを伝送し、第一の放射素子１０８で放射される。略四分の一波長の長さを伝送させることにより、分岐での反射を低減している。以下の記載において、第一の放射素子接続部１０７での信号電力の位相を位相基準（０度）とする。

第二の分岐線路１０６に分配された信号電力は、第一の分岐点１０４での分岐後、第二の分岐点１０９まで動作周波数帯域の略四分の一波長の長さを伝送する。信号電力は第二の分岐点１０９において、第三の分岐線路１１０と第四の分岐線路１１１に分配される。この分配は電力比１：２で行われる（Ｎが４で、ｉが２であるので、１：４－２）。第三の分岐線路１１０に分配された信号電力は、分岐後、第二の放射素子接続部１１２まで動作周波数帯域の略四分の一波長の長さを伝送し、第二の放射素子１１３で放射される。第二の放射素子接続部１１２での信号位相は略９０度となる。

第四の分岐線路１１１に分配された信号電力は、分岐後、第三の分岐点１１４まで動作周波数帯域の略四分の一波長の長さを伝送する。信号電力は第三の分岐点１１４において、第五の分岐線路１１５と第六の分岐線路１１８に分配される。この分配は電力比１：１で行われる（Ｎが４で、ｉが３であるので、１：４－３）。
第五の分岐線路１１５に分配された信号電力は、分岐後、第三の放射素子接続部１１６まで、動作周波数帯域の略四分の一波長の長さを伝送し、第三の放射素子１１７で放射される。第三の放射素子接続部１１６での信号位相は略１８０度となる。
第六の分岐線路１１８に分配された信号電力は、分岐後、第四の放射素子接続部１１９まで動作周波数帯域の略四分の二波長の長さを伝送し、第四の放射素子１２０で放射される。第四の放射素子接続部１１９での信号位相は略２７０度となる。
このように、本実施形態の給電線路は、１番目から３番目（つまりＮ－１番目）の放射素子接続部１０７、１１２、１１６のそれぞれの前に、１番目の分岐点１０４、２番目の分岐点１０９、３番目の分岐点１１４を有している。

放射素子１０８、１１３、１１７、１２０は、開放端が反時計回りになるように配置されている。つまり、放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９から見た場合、放射素子１０８、１１３、１１７、１２０は反時計回りに略３６０度/Ｎずつ異なる方向へ延びる開放端を有している。反時計回りの方向は、所定の巡回方向と称してよい。
給電部１０３から分配された信号電力は、各放射素子１０８、１１３、１１７、１２０に信号振幅が等しく、信号位相が９０度ずつずれて給電されることで円偏波を形成する。なお、放射基板１０２上の各放射素子１０８、１１３、１１７、１２０は、ステンレスや銅などの金属板で構成されてもよく、その場合は、基材を用いなくてもよい。

図３は本実施形態のアンテナ１３の給電構造の優位性を説明するための比較例（アンテナ３００）を示している。図３（ａ）が図２（ａ）に対応し、アンテナ３００の給電基板３０１を示している。図３（ｂ）が図２（ｂ）に対応し、アンテナ３００の放射基板３０２を示している。図３（ａ）に示すように、給電基板３０１は、１つの給電部３０３と、１つの分岐点３０４と、４つの分岐線路３０５、３０６、３０７、３０８と、４つの放射素子接続部３０９、３１０、３１１、３１２とを有している。また、図３（ｂ）に示すように、放射基板３０２は、４つ放射素子３１３、３１４、３１５、３１６を有している。
放射基板３０２上における放射素子３１３～３１６の配置は図２（ｂ）と同様である。また、給電基板３０１と放射基板３０２の位置関係も、図２（ｃ）と同様である。さらに、給電基板３０１と放射基板３０２の接続も図２（ｃ）に示したものと同様であり、給電基板３０１は４つの放射素子接続部３０９、３１０、３１１、３１２により放射基板３０２に接続されている。

図３の比較例の給電構造では、分岐点３０４において、各分岐線路３０５～３０８に信号電力が等分配（電力比１：１：１：１）される。等分配された信号電力は各放射素子接続部３０９～３１２まで、それぞれ、略四分の一、略四分の二、略四分の三、略四分の四波長の長さを伝送する。伝送された信号電力は各放射素子３１３～３１６で放射される。各放射素子３１３～３１６での信号振幅および信号位相は図２と同様であり、円偏波を形成する。

次に、図２の給電構造と図３の給電構造を比較する。図２のアンテナ１３の給電構造では、第一の分岐点１０４から各放射素子接続点１０７、１１２、１１６、１１９までの給電線路の総長は略四分の七波長である。これに対し、図３のアンテナ３００の給電構造では、分岐点３０４から各放射素子接続点３０９、３１０、３１１、３１２までの給電線路の総長は略四分の十波長である。従って、給電線路の総長は、本実施形態（図２）の給電構造の方が短い。つまり、給電基板上で給電線路が占める面積は、本実施形態の給電構造の方が小さい。その結果、本実施形態の給電構造を採用すると、給電基板を小さくすることができるので、アンテナ１３全体を小型化することができる。あるいは、給電基板の大きさを変えない場合は、本実施形態の給電構造を採用すると、給電線路が占める面積が小さくなって給電基板上に空き領域が増えるので、当該領域を無線通信部１１や記憶部１４などの周辺の回路の実装領域として使用することができる。

図４は本実施形態の給電基板１０１の給電線路（給電構造）の電磁界シミュレーションの例を示しており、図５はシミュレーションの結果を示している。基板４０１の基材はＦＲ４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｔｙｐｅ ４）である。基板４０１の厚さは０．５ｍｍとし、給電線路構造（線路種）はマイクロストリップ線路とし、動作周波数は９００ＭＨｚとした。
給電点４０２から給電された信号電力は、分岐４０３において、分岐線路４０４、４０５に分岐（分配）される。分岐線路４０５はさらに分岐線路４０７、４０８に分岐される。分岐線路４０８はさらに分岐線路４１０、４１３に分岐される。分岐線路４０５、４０８、４１３および分岐線路４０４、４０７、４１０の長さは、ぞれぞれ、４６ｍｍである。４６ｍｍという長さは、この基材（基板４０１）での９００ＭＨｚの四分の一波長相当の長さである。以下の説明では、分岐線路４０４、４０７、４１０、４１３の先端４０６、４０９、４１２、４１４をポート１、２、３、４と称する。

給電点４０２からポート１、２、３、４に向かう電力の割合はそれぞれ図５の「透過量」に示した通りであり、各ポートに等分配されている。なお、損失等があるので、透過量の合計は１．０にはならない。
ポート１とポート２の位相差（∠２－∠１）は９３．９度であり、ポート２とポート３の位相差（∠３－∠２）は８３．９度であるので、位相差は略９０度であると言える。分岐線路の幅については、分岐４０３の幅がｗ０で０．７８ｍｍ、分岐線路４０４の幅がｗ１で０．０６ｍｍ、分岐線路４０７の幅がｗ２で０．３ｍｍ、分岐線路４１０の幅がｗ３で０．１６ｍｍ、分岐線路４１３の幅がｗ４で０．１６ｍｍである。また、分岐線路４０５の幅がｗ０’で０．６１ｍｍ、分岐線路４０８の幅がｗ０”で０．４ｍｍである。
なお、本シミュレーションにおいて、線路は直線であるが、曲がっていても同様の効果が得られる。また、他の基材、基板厚および線路種においても適用可能である。

上記したように、本実施形態によれば、給電線路に３つの分岐点１０４、１０９、１１４を効率良く配置して、６つの分岐線路１０５、１０６、１１０、１１１、１１５、１１８の長さを抑制したので、給電基板１０１上の給電線路の総長を短くすることができる。つまり、図２と図３の比較で説明したように、本実施形態によれば、給電基板１０１上で給電線路の総長が短くなり、給電基板１０１上で給電線路が占める面積を小さくすることができる。よって、本実施形態の給電構造を採用すると、省スペースで放射素子１０８、１１３、１１７、１２０への給電を行うことができる。これにより、アンテナ１３全体を小型化することができる。また、給電線路が長いと各放射素子への電力分配が乱れてしまう可能性があるが、本実施形態によればその可能性が低減される。なお、給電基板１０１の大きさを変えない場合は、給電基板１０１上における給電線路の占有面積が小さくなるので、給電基板１０１上に空き領域に、無線通信部１１や記憶部１４などの周辺の回路の実装することができる。
また、本実施形態では、導波管を使用していないので、導波管を使用するアンテナ（特許文献１）と比較して、アンテナ１３を小型化することができる。

なお、第一の実施形態において、給電線路はマイクロストリップ線路としたが、給電線路はマイクロストリップ線路に限定されない。例えば、給電線路は、コプレナー線路、グランド付コプレナー線路、ストリップ線路、スロット線路などでもよい。このような給電線路にしても、第一の実施形態と同様の効果が得られる。
第一の実施形態において、放射素子１０８、１１３、１１７、１２０はモノポールを折り曲げた逆Ｌアンテナ形状であるとしたが、放射素子の形状はこれに限定されない。例えば、放射素子は、接地面に短絡する逆Ｆアンテナ形状としてもよい。
第一の実施形態において、給電基板１０１と給電線路をまとめて、アンテナ１３の給電構造と称するとしたが、給電構造は給電部１０３や放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９を含んでもよい。

図２（ａ）において、給電線路（１０４～１０６、１１０、１１１、１１５、１１８）は直線片（条）形状であるが、蛇行形状、らせん形状としてもよい。また、放射素子１０８、１１３、１１７、１２０も直線片形状であるが、蛇行形状、螺旋形状としてもよい。
第一の実施形態では、給電基板１０１の裏側にグランド（接地部）を設けるとしたが、接地部を設ける位置は給電基板１０１の裏側に限定されない。また、放射素子の種類や接地部の位置によっては、放射素子は、接地部への短絡部を備えてもよい。例えば、図２（ｂ）に示した放射素子１０８、１１３、１１７、１２０に短絡部を取り付けてもよい。

図２（ａ）において、分岐点１０４、１０９、１１４は時計回りに配置されたが、反時計回りに配置されてもよい。また、放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９も反時計回りに配置されてよい。図２（ｃ）において、放射素子１０８、１１３、１１７、１２０の開放端は反時計回りに配置されたが、時計回りに配置されてもよい。
第一の実施形態において、放射素子の数は４としたが、当該数は４に限定されず、５以上でもよい。
放射素子の数が４以上の自然数Ｎのとき、給電点（給電部１０３）からｉ番目の分岐点において、１：Ｎ－ｉで信号分配する分岐線の線幅は、分岐前の線路インピーダンスをＺとしたとき線路インピーダンスがそれぞれ、式（１）および式（２）のようになる線幅となる。ｓｑｒｔはｓｑｕａｒｅ ｒｏｏｔの略である。
sqrt(N-i+1) * Z 式（１）
sqrt((N-i+1)/(N-i)) * Z 式（２）

例えば、Ｎが４で、ｉが２の場合、２番目の分岐点１０９において、１：２で信号分配する分岐線路１１０、１１１の線幅は、分岐線路１１０のインピーダンスが３^０．５Ｚとなり、分岐線路１１１のインピーダンスが（３／２）^０．５Ｚとなる線幅である。

第二の実施形態
次に、図６および図７を参照して、本発明の第二の実施形態を説明する。図６は第二の実施形態のアンテナ５００の給電基板５０１を示しており、図２（ａ）に対応する図である。本実施形態のアンテナ５００も、図１の個体識別リーダ１０に使用される。第二の実施形態の個体識別リーダは、アンテナ５００以外の構成において、第一の実施形態の個体識別リーダ１０と同様な構成を有する。また、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示した構成は、第二の実施形態のアンテナ５０１でも採用する。つまり、第一の実施形態の放射基板１０２と放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９は第二の実施形態のアンテナ５００においても採用される。以下、第一の実施形態との相違点を説明する。図６では、第一実施形態と同様な構成要素には同じ参照番号を付けている。

図６に示すように、給電基板５０１は、１つの給電部１０３と、３つの信号分配部５０６、５０７、５０８と、６つの分岐部５０４、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８とを有する。分岐部５０４、５１５、５１７、５１８の端部には、ぞれぞれ、放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９が接続されている。給電部１０３から４つの放射素子接続部１０７、１１２、１１６、１１９までの給電線路の配置は、図２（ａ）とほぼ同じである。

本実施形態では、第一の実施形態の分岐点１０４、１０９、１１４の代わりに、信号分配部５０６、５０７、５０８が設けられている。信号分配部５０６～５０８には色々なタイプ（型）の分配部を用いることができる。図７には、例として、信号分配部５０６～５０８の３つのタイプが示されている。
図７（ａ）はＴ型の信号分配部５０６－Ａを示している。信号分配部５０６－Ａは、３つの抵抗５０９、５１０、５１１をＴ字状に結線して構成されている。なお、信号分配部５０７－Ａ、５０８－Ａは、信号分配部５０６－Ａと同様な構造を有する。
図７（ｂ）はΔ型の信号分配部５０６―Ｂを示している。信号分配部５０６―Ｂは、３つの抵抗５０９、５１０、５１１をΔ状に結線して構成されている。なお、信号分配部５０７－Ｂ、５０８－Ｂは、信号分配部５０６－Ｂと同様な構造を有する。
図７（ｃ）は図７（ａ）とは異なるＴ型の信号分配部５０６―Ｃを示している。信号分配部５０６―Ｃは、３つのキャパシタ（コンデンサ）５１２と３つのインダクタ５１３をＴ字状に結線して構成されている。なお、信号分配部５０７－Ｃ、５０８－Ｃは、信号分配部５０６－Ｃと同様な構造を有する。

上記したように、本実施形態によれば、図３の比較例と比較して、給電基板５０１上の給電線路の総長を短くすることができる。よって、本実施形態のアンテナ給電構造でも、第一の実施形態と同様な効果を得ることができる。
なお、上記した第一の実施形態と第二の実施形態では、個体識別リーダ１０に用いられるアンテナ１０を説明したが、本発明のアンテナの給電構造は、個体識別リーダ１０以外の通信装置にも適用することができる。

１０…個体識別リーダ，１３…アンテナ，１０１…給電基板，１０２…放射基板，１０３…給電部，１０４、１０９、１１４…分岐点，１０５、１０６、１１０、１１１、１１５、１１８…分岐線路，１０８、１１３、１１７、１２０…放射素子，５００…アンテナ

Claims (9)

1. 所定の動作周波数で動作するアンテナであって、
   信号電力を供給する給電手段と、
   所定の方向に順次配置されたＮ（Ｎは４以上の自然数）個の放射素子と、
   前記給電手段からの前記信号電力を前記Ｎ個の放射素子に順次給電する給電線路と、
   を備えるアンテナであって、
   前記給電線路は、１番目からＮ－１番目の前記放射素子のそれぞれの前に分岐点を有し、前記分岐点の各々において第一の分岐線路と第二の分岐線路に分岐し、
   前記給電手段からｉ番目（ｉはＮ－１以下の自然数）の前記分岐点において、前記第一の分岐線路へ分岐する信号電力と前記第二の分岐線路へ分岐する信号電力の割合は１: Ｎ－ｉであり、
   前記第一の分岐線路はｉ番目の前記放射素子に接続し、前記第一の分岐線路の長さは前記動作周波数の略四分の一波長であり、
   Ｎ－１番目の前記分岐点の前記第二の分岐線路を除き、前記第二の分岐線路はｉ＋１番目の前記分岐点に接続し、前記第二の分岐線路の長さは前記動作周波数の略四分の一波長であり、
   前記Ｎ－１番目の前記分岐点の前記第二の分岐線路は、Ｎ番目の前記放射素子に接続し、前記Ｎ－１番目の分岐点の前記第二の分岐線路の長さは、前記動作周波数の略四分の二波長であることを特徴とするアンテナ。
2. 前記Ｎ個の放射素子は、それぞれ、所定の巡回方向に略３６０度/Ｎずつ異なる方向へ延びる開放端を有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記給電線路は接地部を備え、前記放射素子は前記接地部への短絡部を備え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。
4. 前記分岐点における前記第一の分岐線路へ信号電力分岐と前記第二の分岐線路への信号電力分岐は、前記第一の分岐線路の幅と前記第二の分岐線路の幅とにより決まることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載のアンテナ。
5. 前記第一の分岐線路の幅と前記第二の分岐線路の幅は、分岐前の線路インピーダンスをＺとしたとき、前記第一の分岐線路の線路インピーダンスがsqrt(N-i+1)*Zとなり、前記第二の分岐線路の線路インピーダンスがsqrt((N-i+1)/(N-i))*Zとなる線幅であることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ。
6. 前記分岐点における前記第一の分岐線路へ信号電力分岐と前記第二の分岐線路への信号電力分岐は、抵抗により行われるか、コンデンサおよびインダクタにより行われることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載のアンテナ。
7. 前記アンテナは、給電基板と、前記給電基板から所定距離だけ隔てられて位置する放射基板と、前記給電基板を前記放射基板に接続する接続部とを備え、
   前記給電手段と前記給電線路は、前記給電基板に設けられ、
   前記放射素子は前記放射基板に設けられ、
   前記接続部は前記給電線路を前記放射素子に接続することを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載のアンテナ。
8. 前記アンテナは前記放射素子から高周波無線信号を放射する円偏波アンテナであることを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載のアンテナ。
9. 請求項１～８の何れか一項に記載のアンテナと、
   前記アンテナの放射素子から無線信号を放射させる無線通信手段と、
   前記無線信号手段を制御する制御手段と、
   を備える通信装置。

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