JP6431002B2 - 電力伝送通信ユニット及び電力伝送通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力伝送通信ユニット及び電力伝送通信装置に関する。

従来、非接触で電力の伝送を行う電力伝送システムがある。例えば、電力伝送システムは、送電側の電力伝送モジュールの電極と受電側の電力伝送モジュールの電極とを対向させ、電界結合により非接触で電力を伝送する（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−２２３３０３号公報

ところで、電力伝送モジュールに無線通信機能を追加するためには、通信モジュールを電力伝送モジュールと同一平面上の別の場所に追加する必要がある。このため、電力伝送モジュールと通信モジュールとを含めたサイズが大きくなる問題があった。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化することができる電力伝送通信ユニット及び電力伝送通信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電力伝送通信ユニットは、基材と、前記基材に配置され、非接触で電力を伝送する平板状の第１電極と、前記第１電極と並んで前記基材に配置され、非接触で電力を伝送する平板状の第２電極と、前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方に形成されたスリットを介して電波を送信又は受信するスロットアンテナと、を備えることを特徴とする。

また、上記電力伝送通信ユニットにおいて、前記スリットは、矩形状に形成されており、前記スリットの長辺の長さは、前記電波の波長の１／２であり、前記スリットの短辺の長さは、前記電波の波長の１／３０以下であることが好ましい。

また、上記電力伝送通信ユニットにおいて、前記スロットアンテナに信号線を介して接続され、当該スロットアンテナに対して電気信号を入出力する信号入出力回路を備えることが好ましい。

また、上記電力伝送通信ユニットにおいて、前記スロットアンテナは、前記信号線が接続される給電点を有し、前記給電点は、前記スリットの長辺の中央に設けられることが好ましい。

また、上記電力伝送通信ユニットにおいて、前記スリットは、矩形状に形成されており、前記スロットアンテナは、前記スリットにおける一方の長辺と他方の長辺とを電気的に接続する短絡部を有することが好ましい。

また、上記電力伝送通信ユニットにおいて、前記短絡部は、前記スリットの長辺と直交する方向に沿って設けられ、前記スリットの長辺の中央よりも端部側に位置することが好ましい。

また、本発明に係る電力伝送通信装置は、送電側の基材と、前記送電側の基材に配置され、非接触で電力を送電する平板状の送電側の第１電極と、前記送電側の第１電極と並んで前記送電側の基材に配置され、非接触で電力を送電する平板状の送電側の第２電極と、前記送電側の第１電極又は前記送電側の第２電極の少なくとも一方に形成された送電側のスリットを介して電波を送信又は受信する送電側のスロットアンテナと、を備える送電通信ユニットと、受電側の基材と、前記受電側の基材に配置され、非接触で電力を受電する平板状の受電側の第１電極と、前記受電側の第１電極と並んで前記受電側の基材に配置され、非接触で電力を受電する平板状の受電側の第２電極と、前記受電側の第１電極又は前記受電側の第２電極の少なくとも一方に形成された受電側のスリットを介して電波を送信又は受信する受電側のスロットアンテナと、を備える受電通信ユニットと、を備え、前記送電側の第１電極及び前記送電側の第２電極と、前記受電側の第１電極及び前記受電側の第２電極とを電力伝送可能に対向させ、かつ、前記送電側のスロットアンテナと前記受電側のスロットアンテナとを通信可能に対向させて配置することを特徴とする。

また、上記電力伝送通信装置において、前記送電通信ユニットは、前記送電側の第１電極と前記送電側の第２電極とに電線を介して接続され、交流電力を供給する交流電源を備え、前記交流電源により交流電力が供給されると、電界結合により前記受電通信ユニットに交流電力を供給することが好ましい。

また、本発明に係る電力伝送通信ユニットは、基材と、前記基材に配置され、非接触で電力を伝送する平板状の第１電極と、前記第１電極と並んで前記基材に配置され、非接触で電力を伝送する平板状の第２電極と、前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方に形成されたＵ字型の金属板を介して電波を送信又は受信するＵ字型折返しモノポールアンテナと、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る電力伝送通信装置は、送電側の基材と、前記送電側の基材に配置され、非接触で電力を送電する平板状の送電側の第１電極と、前記送電側の第１電極と並んで前記送電側の基材に配置され、非接触で電力を送電する平板状の送電側の第２電極と、前記送電側の第１電極又は前記送電側の第２電極の少なくとも一方に形成されたＵ字型の金属板を介して電波を送信又は受信する送電側のＵ字型折返しモノポールアンテナと、を備える送電通信ユニットと、受電側の基材と、前記受電側の基材に配置され、非接触で電力を受電する平板状の受電側の第１電極と、前記受電側の第１電極と並んで前記受電側の基材に配置され、非接触で電力を受電する平板状の受電側の第２電極と、前記受電側の第１電極又は前記受電側の第２電極の少なくとも一方に形成されたＵ字型の金属板を介して電波を送信又は受信する受電側のＵ字型折返しモノポールアンテナと、を備える受電通信ユニットと、を備え、前記送電側の第１電極及び前記送電側の第２電極と、前記受電側の第１電極及び前記受電側の第２電極とを電力伝送可能に対向させ、かつ、前記送電側のＵ字型折返しモノポールアンテナと前記受電側のＵ字型折返しモノポールアンテナとを通信可能に対向させて配置することを特徴とする。

本発明に係る電力伝送通信ユニット及び電力伝送通信装置は、第１電極又は第２電極の少なくとも一方に形成されたスリットを介して電波を送信又は受信するスロットアンテナを備えるので、小型化することができる。

また、本発明に係る電力伝送通信ユニット及び電力伝送通信装置は、第１電極又は第２電極の少なくとも一方に形成されたＵ字型の金属板を介して電波を送信又は受信するＵ字型折返しモノポールアンテナを備えるので、小型化することができる。

図１は、実施形態１に係る電力伝送通信ユニットの構成例を示す斜視図である。 図２は、実施形態１に係る電力伝送通信装置の構成例を示す斜視図である。 図３は、実施形態１に係る電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。 図４は、実施形態１に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。 図５は、実施形態１に係る通信伝送特性（Ｓ３４）を示す図である。 図６は、実施形態１に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図７は、実施形態１に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。 図８は、実施形態１に係る反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図９は、実施形態１に係るスリットの短辺の長さが１０ｍｍにおける通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図１０は、実施形態１に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。 図１１は、実施形態１に係る通信伝送特性（Ｓ３４）を示す図である。 図１２は、実施形態１に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図１３は、実施形態１に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。 図１４は、実施形態１に係る反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図１５は、変形例に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。 図１６は、変形例に係る通信伝送特性（Ｓ３４）を示す図である。 図１７は、変形例に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図１８は、変形例に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。 図１９は、変形例に係る通信伝送特性（Ｓ３４）を示す図である。 図２０は、変形例に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図２１は、実施形態２に係る電力伝送通信装置の構成例を示す斜視図である。 図２２は、実施形態２に係るＵ字型折返しモノポールアンテナの構成例を示す斜視図である。 図２３は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。 図２４は、実施形態２に係る１ＧＨｚ帯の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。 図２５は、実施形態２に係る１ＧＨｚ帯の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図２６は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図２７は、実施形態２に係る１ＧＨｚ帯のアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。 図２８は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯のアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。 図２９は、実施形態２に係る１ＧＨｚ帯の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図３０は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図３１は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。 図３２は、実施形態２に係る２ＧＨｚ帯の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。 図３３は、実施形態２に係る２ＧＨｚ帯の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図３４は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図３５は、実施形態２に係る２ＧＨｚ帯のアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。 図３６は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯のアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。 図３７は、実施形態２に係る２ＧＨｚ帯の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図３８は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図３９は、参考例に係る反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図４０は、参考例に係る反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図４１は、参考例に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図４２は、参考例に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図４３は、実施形態３に係る電力伝送通信ユニットの構成例を示す斜視図である。 図４４は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＷＰＴ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図４５は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＷＰＴ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。 図４６は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＷＰＴ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図４７は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＷＰＴ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。 図４８は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＷＰＴ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図４９は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＷＰＴ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。 図５０は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＷＰＴ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図５１は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＷＰＴ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。 図５２は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＷＰＴ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図５３は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＷＰＴ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。 図５４は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＷＰＴ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図５５は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＷＰＴ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。 図５６は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＮＦＣ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図５７は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＮＦＣ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。 図５８は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図５９は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。 図６０は、実施形態３に係る短絡位置と比帯域との関係を示す図である。 図６１は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＮＦＣ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図６２は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＮＦＣ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。 図６３は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図６４は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。 図６５は、実施形態３に係る給電位置と比帯域との関係を示す図である。 図６６は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＮＦＣ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図６７は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＮＦＣ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。 図６８は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＮＦＣ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。 図６９は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＮＦＣ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。 図７０は、実施形態３に係る伝送距離と比帯域との関係を示す図である。 図７１は、参考例に係るスロットアンテナの構成例を示す斜視図である。 図７２は、参考例に係る短絡位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信反射特性（Ｓ１１）を示す図である。 図７３は、参考例に係る給電位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信反射特性（Ｓ１１）を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
実施形態１に係る電力伝送通信ユニット及び電力伝送通信装置について説明する。図１は、実施形態１に係る電力伝送通信ユニットの構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る電力伝送通信装置の構成例を示す斜視図である。

電力伝送通信ユニット１は、電界結合（電界共振結合）により電力を伝送すると共に、無線通信を行うものである。電力伝送通信ユニット１は、図１に示すように、基材１０と、第１電極２０と、第２電極３０と、インダクタ２１，３１と、電線２２，３２と、スロットアンテナ４０と、信号線４２ａ，４２ｂと、信号入出力回路５０とを備えている。

基材１０は、平板状の絶縁素材から形成され、長辺１０ａと短辺１０ｂとを有する矩形状に形成されている。ここで、基材１０の長辺１０ａに沿う方向をＸ軸方向とし、基材１０の短辺１０ｂに沿う方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに同一平面上で直交する方向をＺ軸方向とする。

第１電極２０は、非接触で電力を伝送するものである。第１電極２０は、平板状の導電部材から形成され、長辺２０ａと短辺２０ｂとを有する矩形状に形成されている。第１電極２０は、長辺２０ａがＹ軸方向と平行になるように基材１０に配置され、かつ、短辺２０ｂがＸ軸方向と平行になるように基材１０に配置されている。第１電極２０は、インダクタ２１を介して電線２２が接続されている。例えば、インダクタ２１の一端は、第１電極２０のＸ軸方向における一方側の端部に接続されている。インダクタ２１の他端は、電線２２の一端が接続されている。

第２電極３０は、非接触で電力を伝送するものである。第２電極３０は、平板状の導電部材から形成され、長辺３０ａと短辺３０ｂとを有する矩形状にされている。第２電極３０は、第１電極２０と略同じサイズに形成されている。第２電極３０は、長辺３０ａがＹ軸方向と平行であり、かつ、短辺３０ｂがＸ軸方向と平行である。第２電極３０は、Ｘ軸方向に第１電極２０と並んで基材１０の同一平面上に配置され、Ｙ軸方向において第１電極２０と同じ位置に配置されている。Ｘ軸方向における第１電極２０と第２電極３０との間には、キャパシタＣが形成されている。第２電極３０は、インダクタ３１を介して電線３２が接続されている。例えば、インダクタ３１の一端は、第２電極３０のＸ軸方向における一方側の端部に接続されている。インダクタ３１の他端は、電線３２の一端が接続されている。電線３２，２２は、例えば、同軸ケーブルである。

電力伝送通信ユニット１は、Ｘ軸方向における第１電極２０と第２電極３０との間に形成されるキャパシタＣと、インダクタ２１，３１とにより直列共振回路を構成する。

第１電極２０の電線２２と第２電極３０の電線３２とは、第１電極２０と第２電極３０との領域、及び第１電極２０と第２電極３０との間のキャパシタＣの領域を回避するように配置されると共に、これらの領域から遠ざかるようにＹ軸方向に延在して配置されている。電線２２，３２の他端には、後述する交流電源６０又は負荷７０が接続される。

スロットアンテナ４０は、電波を送信又は受信するものである。スロットアンテナ４０は、スリット（スロット）４１を有している。スリット４１は、第１電極２０又は第２電極３０の少なくとも一方に形成された開口部である。本実施形態１では、スリット４１は、第１電極２０の略中央に形成されている。スリット４１は、第１電極２０をＺ軸方向に貫通している。スリット４１は、長辺４１ａと短辺４１ｂとを有する矩形状に形成され、スリット４１の長辺４１ａは、Ｙ軸方向に沿って形成され、スリット４１の短辺４１ｂは、Ｘ軸方向に沿って形成されている。スリット４１の長辺４１ａの長さｓｌは、電波の波長λの１／２であり、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗは、電波の波長λの１／３０以下である。スロットアンテナ４０は、信号線４２ａ、４２ｂが接続される給電点４１ｃを有する。スリット４１の一方の長辺４１ａの給電点４１ｃには、信号線４２ａの一端が接続され、スリット４１の他方の長辺４１ａの給電点４１ｃには、信号線４２ｂの一端が接続されている。スリット４１の給電点４１ｃは、スリット４１の長辺４１ａのＹ軸方向における中心からＹ軸方向にオフセットされている。信号線４２ａ，４２ｂは、例えば、同軸ケーブルである。

信号入出力回路５０は、信号線４２ａ，４２ｂの他端が接続され、高周波数の電気信号を信号線４２ａ，４２ｂを介してスロットアンテナ４０に出力する。また、信号入出力回路５０は、高周波数の電気信号を信号線４２ａ，４２ｂを介してスロットアンテナ４０から入力する。

電力伝送通信ユニット１は、図２に示すように、電力を送電する送電通信ユニット１Ａ、又は、電力を受電する受電通信ユニット１Ｂとして機能する。送電通信ユニット１Ａと受電通信ユニット１Ｂとは、電力伝送通信装置１００を構成する。

電力伝送通信装置１００において、送電通信ユニット１Ａの第１電極２０及び第２電極３０と、受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０及び第２電極３０とは、電力伝送可能に対向している。例えば、送電通信ユニット１Ａの第１電極２０と受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０とは、Ｘ軸方向とＹ軸方向とからなるＸＹ平面に対して平行に配置され、かつ、ＸＹ平面座標において同じ位置に配置されている。また、送電通信ユニット１Ａの第１電極２０と受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０とは、Ｚ軸方向に所定の間隔ｄを有して配置されている。同様に、送電通信ユニット１Ａの第２電極３０と受電通信ユニット１Ｂの第２電極３０とは、ＸＹ平面に対して平行に配置され、かつ、ＸＹ平面座標において同じ位置に配置されている。また、送電通信ユニット１Ａの第２電極３０と受電通信ユニット１Ｂの第２電極３０とは、Ｚ軸方向に所定の間隔ｄを有して配置されている。

電力伝送通信装置１００において、送電通信ユニット１Ａのスロットアンテナ４０と、受電通信ユニット１Ｂのスロットアンテナ４０とは、通信可能に対向されている。例えば、送電通信ユニット１Ａのスロットアンテナ４０のスリット４１と受電通信ユニット１Ｂのスロットアンテナ４０のスリット４１とは、ＸＹ平面に対して平行に配置され、かつ、ＸＹ平面座標において同じ位置に配置されている。また、送電通信ユニット１Ａのスリット４１と受電通信ユニット１Ｂのスリット４１とは、Ｚ軸方向に所定の間隔、つまり送電通信ユニット１Ａの第１電極２０と受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０と同じ間隔ｄを有して配置されている。

電力伝送通信装置１００は、交流電源６０と負荷７０とを備えている。交流電源６０は、送電通信ユニット１Ａの第１電極２０に電線２２とインダクタ２１とを介して接続されている。また、交流電源６０は、送電通信ユニット１Ａの第２電極３０に電線３２とインダクタ３１とを介して接続されている。交流電源６０は、電線２２とインダクタ２１とを介して送電通信ユニット１Ａの第１電極２０に交流電力を供給し、電線３２とインダクタ３１とを介して送電通信ユニット１Ａの第２電極３０に交流電力を供給する。

負荷７０は、例えば蓄電池であり、受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０に電線２２とインダクタ２１とを介して接続されている。また、負荷７０は、受電通信ユニット１Ｂの第２電極３０に電線３２とインダクタ３１とを介して接続されている。負荷７０は、インダクタ２１と電線２２とを介して受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０から交流電力を受電し、インダクタ３１と電線３２とを介して受電通信ユニット１Ｂの第２電極３０から交流電力を受電する。

次に、電力伝送通信装置１００の動作例について説明する。送電通信ユニット１Ａは、交流電源６０から交流電力が供給されると、電界結合により受電通信ユニット１Ｂに非接触で交流電力を供給する。受電通信ユニット１Ｂは、送電通信ユニット１Ａから供給された交流電力を受電して、蓄電池である負荷７０に蓄電する。

送電通信ユニット１Ａは、信号入出力回路５０から電気信号が出力されると、スロットアンテナ４０から受電通信ユニット１Ｂのスロットアンテナ４０に電波を送信する。受電通信ユニット１Ｂは、送電通信ユニット１Ａから送信された電波をスロットアンテナ４０により受信し、電気信号を信号入出力回路５０に出力する。また、受電通信ユニット１Ｂは、信号入出力回路５０から電気信号が出力されると、スロットアンテナ４０から送電通信ユニット１Ａのスロットアンテナ４０に電波を送信する。送電通信ユニット１Ａは、受電通信ユニット１Ｂから送信された電波をスロットアンテナ４０により受信し、電気信号を信号入出力回路５０に出力する。

次に、電力伝送通信装置１００の動作特性について説明する。図３は、実施形態１に係る電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。図４は、実施形態１に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。図５は、実施形態１に係る通信伝送特性（Ｓ３４）を示す図である。図６は、実施形態１に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図７は、実施形態１に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。

この例では、スロットアンテナ４０から送信する電波の周波数を１ＧＨｚ帯とする。また、スロットアンテナ４０のスリット４１の長辺４１ａの長さｓｌを１５０ｍｍとし、短辺４１ｂの長さｓｗを１ｍｍとし、スリット４１の長辺４１ａのＹ軸方向における中央ＱからＹ軸方向にオフセットされる給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを５０ｍｍとする。なお、電波の周波数を１ＧＨｚ帯（波長λ＝３００ｍｍ）とするので、電波をスロットアンテナ４０に共振させるためにスリット４１の長辺４１ａの長さｓｌを１５０ｍｍ（λ／２）とした。また、送電通信ユニット１Ａと受電通信ユニット１Ｂとの間隔ｄを１０ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ又は２００ｍｍとする。また、第１電極２０の短辺２０ｂの長さｗ１は、１０７．８ｍｍであり、第１電極２０の長辺２０ａの長さｗ２は、２５０ｍｍである。同様に、第２電極３０の短辺３０ｂの長さｗ１は、１０７．８ｍｍであり、第２電極３０の長辺３０ａの長さｗ２は、２５０ｍｍである。第１電極２０と第２電極３０とのＸ軸方向における間隔ｗｇは、３４．４ｍｍである。インダクタ２１，３１のインダクタンスは、２．８ｅ^−６（Ｈ）である。

電力伝送通信装置１００は、図３に示すように、電力伝送特性（Ｓ２１）は、３０ＭＨｚ周辺の周波数において９０％以上となることが確認できる。つまり、送電通信ユニット１Ａの第１電極２０と受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０とにスロットアンテナ４０を設けても、電力伝送特性に影響がないことを確認できる。なお、図３の縦軸は、電力伝送特性（Ｓ２１）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００は、図４に示すように、電力供給が通信に及ぼす影響を示すアイソレーション特性（Ｓ３１）は、３５ｄＢ以上である。つまり、電力供給が通信に及ぼす影響は、抑えられていることが確認できる。なお、３５ｄＢ以上のアイソレーションでも不足する場合、フィルタ等によりアイソレーションを強化することも可能である。図４の縦軸は、アイソレーション特性（Ｓ３１）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００は、図５に示すように、通信伝送特性（Ｓ３４）は、１ＧＨｚ帯付近において、１０ｄＢ以下程度である。つまり、電力供給が通信に及ぼす影響は、抑えられていることが確認できる。また、１ＧＨｚ帯付近においてフラットな通信伝送特性が得られている。図５の縦軸は、通信伝送特性（Ｓ３４）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００は、図６に示すように、通信反射特性（Ｓ３３）は、広帯域に渡り、０．５以下である。以下に示す表１には、送電通信ユニット１Ａと受電通信ユニット１Ｂとの間隔ｄごとに、通信反射特性（Ｓ３３）が０．５以下となる周波数帯域と比帯域とを示している。また、比較例として、スロットアンテナ４０を単体で用いた場合における周波数帯域と比帯域とを示している。表１によれば、距離（間隔）ｄが２００ｍｍ以外においては、スロットアンテナ４０単体の比帯域（１９％）よりも比帯域が広くなっている。これは、相互に結合する送電通信ユニット１Ａの第１電極２０と受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０とにスロットアンテナ４０を形成したため、スロットアンテナ４０同士の過結合が起こったためである。なお、図６の縦軸は、通信反射特性（Ｓ３３）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００は、図７に示すように、通信が電力供給に及ぼす影響を示すアイソレーション特性（Ｓ３１）は、２０ｄＢ以上である。つまり、通信が電力供給に及ぼす影響は、抑えられていることが確認できる。なお、通信の電力は小電力であるので、大電力である電力供給に及ぼす影響については、あまり厳しく考える必要はなく、現状で十分である。図７の縦軸は、アイソレーション特性（Ｓ３１）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

次に、上述した電力伝送通信装置１００の動作特性（１ＧＨｚ帯）を満たすスロットアンテナ４０のスリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗの範囲例について説明する。図８は、実施形態１に係る反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図９は、実施形態１に係るスリットの短辺の長さが１０ｍｍにおける通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。この例では、単体のスロットアンテナ４０、つまり送電通信ユニット１Ａのスロットアンテナ４０又は受電通信ユニット１Ｂのスロットアンテナ４０のいずれか一方を用いてシミュレーションを行った。図８に示すように、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗが１０ｍｍ程度を超えると、反射特性（Ｓ１１）が０．５よりも大きくなり、スロットアンテナ４０として動作しなくなることが確認できる。このため、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗを１０ｍｍ（λ／３０）以下にする必要がある。ここで、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗ（＝１０ｍｍ）を１ＧＨｚにおける波長λで正規化すると、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗは、λ／３０である。電力伝送通信装置１００は、図９に示すように、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗが１０ｍｍ（λ／３０）における通信反射特性（Ｓ３３）は、０．５以下となっているものの、限界に近いことが確認できる。また、図９に示すスリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗが１０ｍｍの通信反射特性（Ｓ３３）は、図６に示すスリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗが１ｍｍの通信反射特性（Ｓ３３）と比較すると、帯域拡大の効果は少なくなっている。これにより、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗは、λ／３０以下に設定することが好ましい。なお、図８の縦軸は、反射特性（Ｓ１１）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。また、図９の縦軸は、通信反射特性（Ｓ３３）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

次に、スロットアンテナ４０から送信する電波の周波数を２ＧＨｚ帯とする例について説明する。また、スロットアンテナ４０のスリット４１の長辺４１ａの長さｓｌを７５ｍｍとし、短辺４１ｂの長さｓｗを０．５ｍｍとし、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを２５ｍｍとする。なお、電波の周波数を２ＧＨｚ帯（波長λ＝１５０ｍｍ）とするので、共振させるためにスリット４１の長辺４１ａの長さｓｌを７５ｍｍ（λ／２）とした。また、送電通信ユニット１Ａと受電通信ユニット１Ｂとの間隔ｄを１０ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ又は２００ｍｍとする。

図１０は、実施形態１に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。図１１は、実施形態１に係る通信伝送特性（Ｓ３４）を示す図である。図１２は、実施形態１に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図１３は、実施形態１に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。図１４は、実施形態１に係る反射特性（Ｓ１１）を示す図である。

電力伝送通信装置１００は、図示は省略するが、電力伝送特性（Ｓ２１）は、３０ＭＨｚ周辺の周波数において９０％以上となることが確認できた。つまり、送電通信ユニット１Ａの第１電極２０と受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０とにスロットアンテナ４０を設けても、電力伝送特性に影響がないことを確認できた。

電力伝送通信装置１００は、図１０に示すように、電力供給が通信に及ぼす影響を示すアイソレーション特性（Ｓ３１）は、５５ｄＢ以上である。つまり、電力供給が通信に及ぼす影響は、抑えられていることが確認できる。図１０の縦軸は、アイソレーション特性（Ｓ３１）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００は、図１１に示すように、通信伝送特性（Ｓ３４）は、２ＧＨｚ帯付近において、１０ｄＢ以下程度である。つまり、電力供給が通信に及ぼす影響は、抑えられていることが確認できる。また、２ＧＨｚ帯付近においてフラットな通信伝送特性が得られている。図１１の縦軸は、通信伝送特性（Ｓ３４）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００は、図１２に示すように、通信反射特性（Ｓ３３）は、広帯域に渡り、０．５以下である。以下の表２には、送電通信ユニット１Ａと受電通信ユニット１Ｂとの間隔ｄごとに、通信反射特性（Ｓ３３）が０．５以下となる周波数帯域と比帯域とを示している。また、比較例として、スロットアンテナ４０を単体で用いた場合における周波数帯域と比帯域とを示している。表２によれば、距離（間隔）ｄが１００ｍｍと２００ｍｍとにおいて、スロットアンテナ４０単体の比帯域（２７％）よりも比帯域が広くなっている。これは、相互に結合する送電通信ユニット１Ａの第１電極２０と受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０とにスロットアンテナ４０を形成したため、スロットアンテナ４０同士の過結合が起こったためである。なお、図１２の縦軸は、通信反射特性（Ｓ３３）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００は、図１３に示すように、通信が電力供給に及ぼす影響を示すアイソレーション特性（Ｓ３１）は、４５ｄＢ以上である。つまり、通信が電力供給に及ぼす影響は、抑えられていることが確認できる。図１３の縦軸は、アイソレーション特性（Ｓ３１）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

次に、上述した電力伝送通信装置１００の動作特性（２ＧＨｚ帯）を満たすスロットアンテナ４０のスリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗの範囲例について説明する。この例では、単体のスロットアンテナ４０、つまり送電通信ユニット１Ａのスロットアンテナ４０又は受電通信ユニット１Ｂのスロットアンテナ４０のいずれか一方を用いてシミュレーションを行った。図１４に示すように、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗが５ｍｍ程度を超えると、反射特性（Ｓ１１）が０．５よりも大きくなり、スロットアンテナ４０として動作しなくなることが確認できる。このため、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗを５ｍｍ（λ／３０）以下にする必要がある。ここで、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗ（＝５ｍｍ）を２ＧＨｚにおける波長λで正規化すると、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗは、λ／３０である。

以上のように、実施形態１に係る電力伝送通信ユニット１によれば、第１電極２０に形成されたスリット４１を介して電波を送信又は受信するスロットアンテナ４０を備える。これにより、従来のように、通信モジュールを電力伝送モジュールと同一平面上の別の場所に追加する必要がないので、電力伝送通信ユニット１を小型化できる。また、電力供給が通信に及ぼす影響を抑制することができ、通信が電力供給に及ぼす影響を抑制することができる。つまり、第１電極２０とスロットアンテナ４０を一体化しても、電力供給と通信とが干渉することを抑制できる。

また、スロットアンテナ４０のスリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗは、電波の波長λの１／３０以下であるので、反射特性（Ｓ１１）を０．５よりも小さくすることができる。これにより、反射波を抑制できるので、スロットアンテナ４０により良好に通信を行うことができる。また、スリット４１の短辺４１ｂの長さｓｗが波長λの１／３０以下において、短辺４１ｂの長さｓｗが短くなるに従って、反射特性（Ｓ１１）を改善することができる。

また、電力伝送通信ユニット１は、信号入出力回路５０を備えるので、スロットアンテナ４０に電気信号を出力したり、又は、当該スロットアンテナ４０から電気信号を入力したりすることができる。

また、実施形態１に係る電力伝送通信装置１００によれば、送電通信ユニット１Ａの第１電極２０及び第２電極３０と、受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０及び第２電極３０とを電力伝送可能に対向させ、かつ、送電通信ユニット１Ａのスロットアンテナ４０と受電通信ユニット１Ｂのスロットアンテナ４０とを通信可能に対向させて配置する。これにより、電力伝送通信装置１００は、送電通信ユニット１Ａと受電通信ユニット１Ｂとの間で、電力伝送及び通信を行うことができる。

また、相互に結合する送電通信ユニット１Ａの第１電極２０と受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０とにスロットアンテナ４０を形成したため、スロットアンテナ４０同士の過結合が起り、スロットアンテナ４０単体の比帯域よりも比帯域を広くすることができる。これにより、電力伝送通信装置１００は、高速無線通信で必要とされる広帯域通信に有効である。

また、送電通信ユニット１Ａは、交流電力を供給する交流電源６０を備えるので、電界結合により受電通信ユニット１Ｂに交流電力を供給することができる。

〔実施形態１の変形例〕
次に、実施形態１の変形例について説明する。基材１０は、長辺１０ａと短辺１０ｂとを有する矩形の平板状に形成される例を説明したが、これに限定されない。例えば、基材１０は、正方形や円形などの形状であってもよい。

また、第１電極２０は、長辺２０ａと短辺２０ｂとを有する矩形の平板状に形成され、第２電極３０は、長辺３０ａと短辺３０ｂとを有する矩形の平板状に形成される例を説明したが、これに限定されない。例えば、第１電極２０と第２電極３０とは、正方形や円形などの形状であってもよい。

また、スロットアンテナ４０は、第１電極２０の略中央に形成される例を説明したが、これに限定されない。例えば、スロットアンテナ４０は、第１電極２０のＸ軸方向における端部に形成されてもよいし、第１電極２０のＹ軸方向における端部に形成されてもよい。また、スロットアンテナ４０は、長辺４１ａがＹ軸方向に沿って形成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、スロットアンテナ４０は、長辺４１ａがＸ軸方向に沿って形成されてもよいし、長辺４１ａがＸ軸方向とＹ軸方向とに沿わない方向に形成されてもよい。また、スロットアンテナ４０は、第２電極３０に形成されてもよい。なお、送電通信ユニット１Ａのスロットアンテナ４０と受電通信ユニット１Ｂのスロットアンテナ４０とは、スロットアンテナ４０の位置や向きにおいて、通信可能に対向させて配置する必要がある。

また、電力伝送通信ユニット１は、Ｘ軸方向における第１電極２０と第２電極３０との間に形成されるキャパシタＣと、インダクタ２１，３１とにより直列共振回路を構成する例として説明したが、直列共振回路を構成するものでなくてもよい。

また、電力伝送通信装置１００は、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを５０ｍｍ（２５ｍｍ）としたが、これに限定されない。図１５は、変形例に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。図１６は、変形例に係る通信伝送特性（Ｓ３４）を示す図である。図１７は、変形例に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。

変形例に係る電力伝送通信装置１００Ａ及び電力伝送通信ユニット２は、スロットアンテナ４０の給電点４１ｃのオフセット量ｓｆが０ｍｍである。つまり、電力伝送通信装置１００Ａは、スロットアンテナ４０の給電点４１ｃが、スリット４１の長辺４１ａの中央Ｑに設けられる。なお、給電点４１ｃの位置は、スリット４１の長辺４１ａの中央Ｑから第１電極２０の幅方向（Ｘ軸方向）にずれていてもよい。

電力伝送通信装置１００Ａの動作特性について説明する。この例では、スロットアンテナ４０から送信する電波の周波数を１ＧＨｚ帯とする。電力伝送通信装置１００Ａは、図示は省略するが、電力伝送特性（Ｓ２１）が、３０ＭＨｚ周辺の周波数において９０％以上となることが確認できた。つまり、電力伝送通信装置１００Ａは、送電通信ユニット１Ａの第１電極２０と受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０とにスロットアンテナ４０を設けても電力伝送特性に影響がないことを確認できた。

電力伝送通信装置１００Ａは、図１５に示すように、電力供給が通信に及ぼす影響を示すアイソレーション特性（Ｓ３１）は、１５ｄＢ以上である。つまり、電力伝送通信装置１００Ａは、電力供給が通信に及ぼす影響が抑えられている。図１５の縦軸は、アイソレーション特性（Ｓ３１）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ａは、図１６に示すように、通信伝送特性（Ｓ３４）が、１ＧＨｚ帯付近において、概ね１０ｄＢ以下である。つまり、電力伝送通信装置１００Ａは、電力供給が通信に及ぼす影響が抑えられている。また、電力伝送通信装置１００Ａは、１ＧＨｚ帯付近において実施形態１の電力伝送通信装置１００よりもフラットな通信伝送特性が得られており、さらに広帯域化されている。なお、図１６の縦軸は、通信伝送特性（Ｓ３４）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ａは、図１７に示すように、通信反射特性（Ｓ３３）が、広帯域に渡り、０．５以下である。以下に示す表３には、電力伝送通信装置１００Ａの送電通信ユニット１Ａと受電通信ユニット１Ｂとの間隔ｄごとに、通信反射特性（Ｓ３３）が０．５以下となる周波数帯域と比帯域とを示している。また、比較例として、スロットアンテナ４０を単体で用いた場合における周波数帯域と比帯域とを示している。表３によれば、電力伝送通信装置１００Ａは、距離（間隔）ｄが１００ｍｍを除いて、スロットアンテナ４０単体の比帯域（５３％）よりも比帯域が広くなっている。また、電力伝送通信装置１００Ａは、実施形態１の電力伝送通信装置１００よりも比帯域を広くすることができる。なお、図１７の縦軸は、通信反射特性（Ｓ３３）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

次に、スロットアンテナ４０の信号線４２ａ，４２ｂのオフセット量ｓｆが０ｍｍにおいて、スロットアンテナ４０から送信する電波の周波数を２ＧＨｚ帯とする例について説明する。図１８は、変形例に係るアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。図１９は、変形例に係る通信伝送特性（Ｓ３４）を示す図である。図２０は、変形例に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。

電力伝送通信装置１００Ａは、図示は省略するが、電力伝送特性（Ｓ２１）が、３０ＭＨｚ周辺の周波数において９０％以上となることが確認できた。つまり、電力伝送通信装置１００Ａは、送電通信ユニット１Ａの第１電極２０と受電通信ユニット１Ｂの第１電極２０とにスロットアンテナ４０を設けても、電力伝送特性に影響がないことを確認できた。

電力伝送通信装置１００Ａは、図１８に示すように、電力供給が通信に及ぼす影響を示すアイソレーション特性（Ｓ３１）が、４５ｄＢ以上である。つまり、電力伝送通信装置１００Ａは、電力供給が通信に及ぼす影響が抑えられている。なお、図１８の縦軸は、アイソレーション特性（Ｓ３１）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ａは、図１９に示すように、通信伝送特性（Ｓ３４）が、２ＧＨｚ帯付近において、概ね１５ｄＢ以下である。つまり、電力伝送通信装置１００Ａは、電力供給が通信に及ぼす影響が抑えられている。また、電力伝送通信装置１００Ａは、２ＧＨｚ帯付近においてフラットな通信伝送特性が得られている。なお、図１９の縦軸は、通信伝送特性（Ｓ３４）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ａは、図２０に示すように、通信反射特性（Ｓ３３）が、広帯域に渡り、０．５以下である。以下の表４には、電力伝送通信装置１００Ａの送電通信ユニット１Ａと受電通信ユニット１Ｂとの間隔ｄごとに、通信反射特性（Ｓ３３）が０．５以下となる周波数帯域と比帯域とを示している。また、比較例として、スロットアンテナ４０を単体で用いた場合における周波数帯域と比帯域とを示している。表４によれば、電力伝送通信装置１００Ａは、距離（間隔）ｄが２００ｍｍにおいて、スロットアンテナ４０単体の比帯域（３８％）よりも比帯域が広くなっている。また、電力伝送通信装置１００Ａは、間隔ｄが２０ｍｍの場合を除いて、実施形態１の電力伝送通信装置１００よりも比帯域を広くすることができる。なお、図２０の縦軸は、通信反射特性（Ｓ３３）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

以上のように、変形例に係る電力伝送通信装置１００Ａ及び電力伝送通信ユニット２は、スロットアンテナ４０の給電点４１ｃがスリット４１の長辺４１ａの中央Ｑに設けられる。これにより、電力伝送通信装置１００Ａ及び電力伝送通信ユニット２は、給電点４１ｃがオフセットされた実施形態１の電力伝送通信装置１００及び電力伝送通信ユニット１よりも、概ね通信周波数の帯域を広くすることができ、最大の通信周波数の帯域を得ることができる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る電力伝送通信装置１００Ｂ及び電力伝送通信ユニット３について説明する。電力伝送通信装置１００Ｂは、スロットアンテナ４０の代わりにＵ字型折返しモノポールアンテナ（ＵＦＭＡ：U-shaped Folded Monopole Antenna）８０を備える点で実施形態１と異なる。電力伝送通信装置１００Ｂは、実施形態１の電力伝送通信装置１００と同じ構成には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。図２１は、実施形態２に係る電力伝送通信装置の構成例を示す斜視図である。図２２は、実施形態２に係るＵ字型折返しモノポールアンテナの構成例を示す斜視図である。

電力伝送通信ユニット３は、電界結合により電力を伝送すると共に、無線通信を行うものである。電力伝送通信ユニット３は、図２１に示すように、基材１０と、第１電極２０と、第２電極３０と、インダクタ２１，３１と、電線２２，３２と、ＵＦＭＡ８０と、信号線４２ａ，４２ｂと、信号入出力回路５０とを備えている。

ＵＦＭＡ８０は、電波を送信又は受信するものであり、第１電極２０又は第２電極３０の少なくとも一方に形成される。本実施形態２では、ＵＦＭＡ８０は、第１電極２０の角部に形成され、Ｚ軸方向から見た場合に第１電極２０内に位置している。ＵＦＭＡ８０は、図２２に示すように、グランド板である第１電極２０と高さｈだけ離間して対向して配置されると共に側端の一部が第１電極２０に電気的に接続されて接地された第１素子部８１と、第１電極２０と高さｈだけ離間して対向して配置され、第１素子部８１に連続する折返部８２と、折返部８２に連続し、第１電極２０と間隔ｓａだけ離間して対向して配置され、終端が第１電極２０に電気的に接続された第２素子部８３と、第１素子部８１と第１電極２０との接続部に信号入出力回路５０から高周波数の電気信号を出力するための給電点８１ａと、を備えている。第１素子部８１、折返部８２及び第２素子部８３は、Ｚ軸方向から見た場合、Ｕ字型（コの字型）に形成された金属板である。

１ＧＨｚの周波数で通信するＵＦＭＡ８０は、第１及び第２素子部８１，８３のＹ軸方向における長さｌａが９４ｍｍであり、第１素子部８１の幅ｗａ２が４０ｍｍであり、第２素子部８３の幅ｗａ１が４ｍｍであり、第１素子部８１と第２素子部８３との間隔ｓａが４ｍｍであり、第１素子部８１が第１電極２０に接続される部分の長さｗｆが４０ｍｍであり、ＵＦＭＡ８０の高さｈが３６ｍｍであり、第１電極２０の厚みｆｐｌが４ｍｍである。２ＧＨｚの周波数で通信するＵＦＭＡ８０は、１ＧＨｚの周波数で通信するＵＦＭＡ８０の半分のサイズである。つまり、２ＧＨｚの周波数で通信するＵＦＭＡ８０は、第１及び第２素子部８１，８３のＹ軸方向における長さｌａが４７ｍｍであり、第１素子部８１の幅ｗａ２が２０ｍｍであり、第２素子部８３の幅ｗａ１が２ｍｍであり、第１素子部８１と第２素子部８３との間隔ｓａが２ｍｍであり、第１素子部８１が第１電極２０に接続される部分の長さｗｆが２０ｍｍであり、ＵＦＭＡ８０の高さｈが１８ｍｍである。なお、第１電極２０の厚みｆｐｌは、４ｍｍである。

電力伝送通信ユニット３は、電力を送電する送電通信ユニット３Ａ、又は、電力を受電する受電通信ユニット３Ｂとして機能する。送電通信ユニット３Ａと受電通信ユニット３Ｂとは、電力伝送通信装置１００Ｂを構成する。

電力伝送通信装置１００Ｂにおいて、送電通信ユニット３Ａの第１電極２０及び第２電極３０と、受電通信ユニット３Ｂの第１電極２０及び第２電極３０とは、電力伝送可能に対向し、Ｚ軸方向に所定の間隔Ｄを有して配置されている。

電力伝送通信装置１００Ｂにおいて、送電通信ユニット３ＡのＵＦＭＡ８０と、受電通信ユニット３ＢのＵＦＭＡ８０とは、通信可能に対向されている。例えば、送電通信ユニット３ＡのＵＦＭＡ８０の第１及び第２素子部８１，８３と受電通信ユニット３ＢのＵＦＭＡ８０の第１及び第２素子部８１，８３とは、ＸＹ平面に対して平行に配置され、かつ、ＸＹ平面座標において同じ位置に配置されている。また、送電通信ユニット３Ａの第１及び第２素子部８１，８３と受電通信ユニット３Ｂの第１及び第２素子部８１，８３とは、Ｚ軸方向に所定の間隔ｄ１を有して配置されている。間隔ｄ１は、第１電極２０同士の間隔ＤからＵＦＭＡ８０のＺ軸方向におけるそれぞれの高さｈを引いた長さである（ｄ１＝Ｄ−２ｈ）。

電力伝送通信装置１００Ｂは、交流電源６０と負荷７０とを備えている。交流電源６０は、送電通信ユニット３Ａの第１電極２０に電線２２とインダクタ２１とを介して接続され、第２電極３０に電線３２とインダクタ３１とを介して接続されている。交流電源６０は、送電通信ユニット３Ａの第１及び第２電極２０、３０に交流電力を供給する。

負荷７０は、受電通信ユニット３Ｂの第１電極２０に電線２２とインダクタ２１とを介して接続され、第２電極３０に電線３２とインダクタ３１とを介して接続されている。負荷７０は、受電通信ユニット３Ｂの第１及び第２電極２０、３０から交流電力を受電する。

次に、電力伝送通信装置１００Ｂの動作例について説明する。送電通信ユニット３Ａは、交流電源６０から交流電力が供給されると、電界結合により受電通信ユニット３Ｂに非接触で交流電力を供給する。受電通信ユニット３Ｂは、送電通信ユニット３Ａから供給された交流電力を受電して、蓄電池である負荷７０に蓄電する。

送電通信ユニット３Ａは、信号入出力回路５０から電気信号が出力されると、ＵＦＭＡ８０から受電通信ユニット３ＢのＵＦＭＡ８０に電波を送信する。受電通信ユニット３Ｂは、送電通信ユニット３Ａから送信された電波をＵＦＭＡ８０により受信し、電気信号を信号入出力回路５０に出力する。また、受電通信ユニット３Ｂは、信号入出力回路５０から電気信号が出力されると、ＵＦＭＡ８０から送電通信ユニット３ＡのＵＦＭＡ８０に電波を送信する。送電通信ユニット３Ａは、受電通信ユニット３Ｂから送信された電波をＵＦＭＡ８０により受信し、電気信号を信号入出力回路５０に出力する。

次に、電力伝送通信装置１００Ｂの動作特性について説明する。図２３は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。図２４は、実施形態２に係る１ＧＨｚ帯の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。図２５は、実施形態２に係る１ＧＨｚ帯の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図２６は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図２７は、実施形態２に係る１ＧＨｚ帯のアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。図２８は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯のアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。図２９は、実施形態２に係る１ＧＨｚ帯の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図３０は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。

この例では、ＵＦＭＡ８０から送信する電波の周波数を１ＧＨｚ帯とする。また、送電通信ユニット３Ａと受電通信ユニット３Ｂとにおける第１電極２０同士の間隔ＤをＤ＝１００ｍｍ（ｄ１＝２８ｍｍ）、Ｄ＝１５０ｍｍ（ｄ１＝７８ｍｍ）、Ｄ＝２００ｍｍ（ｄ１＝１２８ｍｍ）又はＤ＝３００ｍｍ（ｄ１＝２２８ｍｍ）とする。

電力伝送通信装置１００Ｂは、図２３に示すように、電力伝送特性（Ｓ２１）は、３０ＭＨｚ周辺の周波数において９０％以上となることが確認できる。つまり、電力伝送通信装置１００Ｂは、送電通信ユニット３Ａの第１電極２０と受電通信ユニット３Ｂの第１電極２０とにＵＦＭＡ８０を設けても、電力伝送特性に影響がないことが確認できる。なお、図２３の縦軸は、電力伝送特性（Ｓ２１）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ｂは、図２４に示すように、通信通過特性（Ｓ４３）が１ＧＨｚ帯付近において、概ね１５ｄＢ以下である。つまり、電力伝送通信装置１００Ｂは、電力供給が通信に及ぼす影響が抑えられている。また、電力伝送通信装置１００Ｂは、０．５ＧＨｚ〜０．９ＧＨｚ帯付近においてフラットな広帯域特性が得られている。なお、図２４の縦軸は、通信通過特性（Ｓ４３）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ｂは、図２５及び図２６に示すように、通信反射特性（Ｓ３３）が、１ＧＨｚ帯において広帯域に渡って０．５以下である。以下に示す表５には、送電通信ユニット３Ａと受電通信ユニット３Ｂとにおける第１電極２０同士の距離（間隔）Ｄごとに、通信反射特性（Ｓ３３）が０．５以下となる周波数帯域と比帯域とを示している。また、比較例として、ＵＦＭＡ８０を単体で用いた場合における周波数帯域と比帯域とを示している。表５によれば、電力伝送通信装置１００Ｂは、ＵＦＭＡ８０単体の比帯域より若干減少するが、実施形態１のスロットアンテナ４０を用いた場合よりも比帯域が広くなることが確認できる。特に、電力伝送通信装置１００Ｂは、間隔Ｄが広い場合に比帯域が広くなり有効であることが確認できる。なお、図２５及び図２６の縦軸は、通信反射特性（Ｓ３３）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ｂは、図２７及び図２８に示すように、電力供給が通信に及ぼす影響を示すアイソレーション特性（Ｓ３１）が、２０ｄＢ以上である。つまり、電力伝送通信装置１００Ｂは、電力供給が通信に及ぼす影響が抑えられている。なお、図２７及び図２８の縦軸は、アイソレーション特性（Ｓ３１）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ｂは、図２９及び図３０に示すように、１ＧＨｚ帯及び３０ＭＨｚ帯において反射特性（Ｓ１１）が０．５よりも小さくなり、反射波を抑制できることが確認できる。

次に、ＵＦＭＡ８０から送信する電波の周波数を２ＧＨｚ帯とする例について説明する。図３１は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。図３２は、実施形態２に係る２ＧＨｚ帯の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。図３３は、実施形態２に係る２ＧＨｚ帯の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図３４は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図３５は、実施形態２に係る２ＧＨｚ帯のアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。図３６は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯のアイソレーション特性（Ｓ３１）を示す図である。図３７は、実施形態２に係る２ＧＨｚ帯の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図３８は、実施形態２に係る３０ＭＨｚ帯の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。

電力伝送通信装置１００Ｂは、図３１に示すように、電力伝送特性（Ｓ２１）が、３０ＭＨｚ周辺の周波数において９０％以上となることが確認できる。つまり、電力伝送通信装置１００Ｂは、送電通信ユニット３Ａの第１電極２０と受電通信ユニット３Ｂの第１電極２０とにＵＦＭＡ８０を設けても、電力伝送特性に影響がないことが確認できる。なお、図３１の縦軸は、電力伝送特性（Ｓ２１）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ｂは、図３２に示すように、周波数が１ＧＨｚよりも２ＧＨｚのほうがフラットな広帯域特性が得られている。なお、図３２の縦軸は、通信通過特性（Ｓ４３）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ｂは、図３３及び図３４に示すように、通信反射特性（Ｓ３３）が２ＧＨｚ帯において広帯域に渡って０．５以下である。以下に示す表６には、送電通信ユニット３Ａと受電通信ユニット３Ｂとにおける第１電極２０同士の距離（間隔）Ｄごとに、通信反射特性（Ｓ３３）が０．５以下となる周波数帯域と比帯域とを示している。また、比較例として、ＵＦＭＡ８０を単体で用いた場合における周波数帯域と比帯域とを示している。表６によれば、周波数が２ＧＨｚの電力伝送通信装置１００Ｂは、周波数が１ＧＨｚの電力伝送通信装置１００Ｂよりも比帯域が広くなることが確認できる。また、電力伝送通信装置１００Ｂは、間隔Ｄが狭い場合でも比帯域が広くなり有効であることが確認できる。なお、図３３及び図３４の縦軸は、通信反射特性（Ｓ３３）を示し、横軸は、信号入出力回路５０から出力する電気信号の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ｂは、図３５及び図３６に示すように、電力供給が通信に及ぼす影響を示すアイソレーション特性（Ｓ３１）が、一部の帯域（９５０ＭＨｚ±５０ＭＨｚ）を除いて、２ＧＨｚ帯、３０ＭＨｚ帯の両方で３０ｄＢ以上確保されている。つまり、電力伝送通信装置１００Ｂは、電力供給が通信に及ぼす影響が抑えられている。なお、図３５及び図３６の縦軸は、アイソレーション特性（Ｓ３１）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。

電力伝送通信装置１００Ｂは、図３７及び図３８に示すように、１ＧＨｚ帯及び３０ＭＨｚ帯において反射特性（Ｓ１１）が０．５よりも小さくなり、反射波を抑制できることが確認できる。

以上のように、実施形態２に係る電力伝送通信ユニット３は、第１電極２０又は第２電極３０の少なくとも一方に形成されたＵ字型の金属板を介して電波を送信又は受信するＵ字型折返しモノポールアンテナ（ＵＦＭＡ）８０を備える。電力伝送通信ユニット３は、従来のように、通信モジュールを電力伝送モジュールと同一平面上の別の場所に追加する必要がないので、小型化することができる。また、電力伝送通信ユニット３は、電力供給が通信に及ぼす影響を抑制することができ、通信が電力供給に及ぼす影響を抑制することができる。つまり、電力伝送通信ユニット３は、第１電極２０とＵＦＭＡ８０を一体化しても、電力供給と通信とが干渉することを抑制できる。また、電力伝送通信ユニット３は、実施形態１の電力伝送通信装置１００と比較して、概ね通信帯域を広くすることができる。

また、実施形態２に係る電力伝送通信装置１００Ｂは、送電通信ユニット３Ａの第１電極２０及び第２電極３０と、受電通信ユニット３Ｂの第１電極２０及び第２電極３０とを電力伝送可能に対向させ、かつ、送電通信ユニット３ＡのＵＦＭＡ８０と受電通信ユニット３ＢのＵＦＭＡ８０とを通信可能に対向させて配置する。これにより、電力伝送通信装置１００Ｂは、送電通信ユニット３Ａと受電通信ユニット３Ｂとの間で、電力伝送及び通信を行うことができる。

〔参考例〕
次に、参考例に係るスロットアンテナについて説明する。参考例では、スロットアンテナを第１及び第２電極２０，３０に形成せずにスロットアンテナ単体で用いる例について説明する。図３９は、参考例に係る反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図４０は、参考例に係る反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図４１は、参考例に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図４２は、参考例に係る通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。

図示しないスロットアンテナは、給電点がスリットの長辺の中央に設けられる。スロットアンテナは、スロットアンテナ単体で用いられる場合においても、給電点のオフセット量を変化させると共振周波数は上昇するものの広帯域化しており、給電点のオフセット量を０ｍｍとすることで最大の帯域幅を得ることができる（図３９及び図４０参照）。

また、図４１に示すように、１ＧＨｚの実測結果においてもシミュレーション結果と同様に、給電点のオフセット量を０ｍｍとすることで最大の帯域幅が得られることを確認できる。また、周波数を１ＧＨｚ、２ＧＨｚ、３ＧＨｚと変化させた場合の通信反射特性（Ｓ３３）は、図４２に示すように、通信反射特性（Ｓ３３）が０．５以下となる帯域が、２ＧＨｚの周波数を除いて３０％前後の比帯域であった。これにより、周波数に応じて変化するスリットの長辺の長さは、通信反射特性（Ｓ３３）に対してはあまり影響を与えないことが分かる。なお、図４１の縦軸は、通信反射特性（Ｓ３３）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。図４２の縦軸は、通信反射特性（Ｓ３３）を示し、横軸は、交流電源６０から供給する交流電力の周波数を示す。

以上のように、参考例に係るスロットアンテナは、給電点がスリットの長辺の中央に設けられるので、スロットアンテナ単体で用いても通信周波数の帯域を広くすることができる。

〔実施形態３〕
次に、実施形態３に係る電力伝送通信装置１００Ｃ及び電力伝送通信ユニット４について説明する。電力伝送通信装置１００Ｃは、スロットアンテナ４０Ａに短絡部としての短絡ストリップ４３を備える点で実施形態１と異なる。電力伝送通信装置１００Ｃは、実施形態１の電力伝送通信装置１００と同じ構成には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。図４３は、実施形態３に係る電力伝送通信ユニットの構成例を示す斜視図である。

スロットアンテナ４０Ａは、図４３に示すように、スリット４１Ａにおける一方の長辺４１ａと他方の長辺４１ａとを電気的に接続する短絡ストリップ４３を１つ有する。短絡ストリップ４３は、矩形状（正方形を含む）に形成された導体であり、スリット４１Ａの長辺４１ａと直交する方向に沿って設けられる。この例では、短絡ストリップ４３は、正方形に形成され、各辺の長さがスリット４１Ａの短辺４１ｂの長さｓｗと等しい長さである。短絡ストリップ４３は、例えば、第１電極２０と同じ素材で形成され、第１電極２０のスロットアンテナ４０Ａと一体成型される。なお、短絡ストリップ４３は、スロットアンテナ４０Ａに一部品として組み付けられてもよい。短絡ストリップ４３は、例えば、スリット４１Ａの長辺４１ａの中央Ｑよりも端部側（短辺４１ｂ側）に位置する。つまり、短絡ストリップ４３は、スリット４１Ａの長辺４１ａの半分（１／２）の位置よりも端部側に位置する。好ましくは、短絡ストリップ４３は、長辺４１ａの半分のさらに半分の位置よりも端部側に位置する。より好ましくは、短絡ストリップ４３は、長辺４１ａの中央Ｑから端部までの長さが７５ｍｍの場合、長辺４１ａの中央Ｑから端部側に６０ｍｍ離れた場所に位置する。つまり、短絡ストリップ４３は、長辺４１ａの中央Ｑから端部までの距離を「１」としたとき、中央Ｑから端部側に「４／５」離れた場所に位置する。なお、短絡ストリップ４３は、スリット４１Ａの端部側に位置することが好ましいが、スリット４１Ａの短辺４１ｂと電気的に接続されない。

電力伝送通信ユニット４は、電力を送電する送電通信ユニット４Ａ、又は、電力を受電する受電通信ユニット４Ｂとして機能する。送電通信ユニット４Ａと受電通信ユニット４Ｂとは、電力伝送通信装置１００Ｃを構成する。

電力伝送通信装置１００Ｃにおいて、送電通信ユニット４Ａの第１電極２０及び第２電極３０と、受電通信ユニット４Ｂの第１電極２０及び第２電極３０とは、電力伝送可能に対向し、Ｚ軸方向に所定の伝送距離（間隔）Ｄ１を有して配置されている。

また、電力伝送通信装置１００Ｃにおいて、送電通信ユニット４Ａのスロットアンテナ４０Ａと、受電通信ユニット４Ｂのスロットアンテナ４０Ａとは、通信可能に対向されている。例えば、送電通信ユニット４Ａと受電通信ユニット４Ｂとは、各スロットアンテナ４０Ａが対向し、各スロットアンテナ４０Ａの短絡ストリップ４３がスリット４１Ａの同じ端部側に位置している。なお、送電通信ユニット４Ａと受電通信ユニット４Ｂとは、対向した状態で、各短絡ストリップ４３が同じ端部側に位置することに限定されない。

次に、電力伝送通信装置１００Ｃの動作特性について説明する。この例では、第１電極２０の短辺２０ｂの長さｗ１は、１０７．８ｍｍとし、第１電極２０の長辺２０ａの長さｗ２は、２５０ｍｍとする。同様に、第２電極３０の短辺３０ｂの長さｗ１は、１０７．８ｍｍとし、第２電極３０の長辺３０ａの長さｗ２は、２５０ｍｍとする。スロットアンテナ４０Ａは、スリット４１Ａの長辺４１ａの長さｓｌを１５０ｍｍとし、短辺４１ｂの長さｓｗを１ｍｍとする。ＷＰＴ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ；無線電力伝送）帯域は、０ＭＨｚ〜５０ＭＨｚの範囲とし、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；近距離無線通信）帯域は、０．５ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚの範囲で解析を行った。また、スリット４１Ａの長辺４１ａの中央Ｑ（０ｍｍ）から見て、長辺４１ａの一方側をプラスの長さとし、長辺４１ａの他方側をマイナスの長さとする。つまり、スリット４１Ａの中央Ｑ（０ｍｍ）から見て、長辺４１ａの一方側を０ｍｍ〜７５ｍｍの長さとし、長辺４１ａの他方側を０ｍｍ〜−７５ｍｍの長さとする。この場合、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆを−１０ｍｍ〜−６０ｍｍの範囲で変更し、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲で変更する。また、伝送距離Ｄ１を１０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で変更する。

図４４は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＷＰＴ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図４５は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＷＰＴ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。図４６は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＷＰＴ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図４７は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＷＰＴ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。図４４の縦軸は電力反射特性（Ｓ１１）を示し、図４５の縦軸は電力伝送特性（Ｓ２１）を示し、図４６の縦軸は通信反射特性（Ｓ３３）を示し、図４７の縦軸は通信通過特性（Ｓ４３）を示し、図４４〜図４７の横軸は、ＷＰＴ帯域の周波数を示す。この例では、ＷＰＴ帯域において短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆを−１０ｍｍ〜−６０ｍｍの範囲で変更する。また、スリット４１Ａの長辺４１ａの中央ＱからＹ軸方向にオフセットされる給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍとし、伝送距離Ｄ１を１０ｍｍとしている。

電力伝送通信装置１００Ｃは、図４４、図４５、図４６、図４７に示すように、ＷＰＴ帯域において短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆを−１０ｍｍ〜−６０ｍｍの範囲で変更しても電力反射特性（Ｓ１１）、電力伝送特性（Ｓ２１）、通信反射特性（Ｓ３３）、通信通過特性（Ｓ４３）にほとんど変化が見られなかった。これにより、電力伝送通信装置１００Ｃは、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆがＷＰＴ帯域における動作特性にほとんど影響を及ばさないことが分かる。

図４８は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＷＰＴ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図４９は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＷＰＴ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。図５０は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＷＰＴ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図５１は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＷＰＴ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。図４８の縦軸は電力反射特性（Ｓ１１）を示し、図４９の縦軸は電力伝送特性（Ｓ２１）を示し、図５０の縦軸は通信反射特性（Ｓ３３）を示し、図５１の縦軸は通信通過特性（Ｓ４３）を示し、図４８〜図５１の横軸は、ＷＰＴ帯域の周波数を示す。この例では、ＷＰＴ帯域において給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲で変更する。また、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆを−６０ｍｍとし、伝送距離Ｄ１を１０ｍｍとしている。

電力伝送通信装置１００Ｃは、図４８、図４９、図５０、図５１に示すように、ＷＰＴ帯域において給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲で変更しても電力反射特性（Ｓ１１）、電力伝送特性（Ｓ２１）、通信反射特性（Ｓ３３）、通信通過特性（Ｓ４３）に変化がほとんど見られなかった。これにより、電力伝送通信装置１００Ｃは、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆがＷＰＴ帯域における動作特性にほとんど影響を及ばさないことが分かる。

図５２は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＷＰＴ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図５３は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＷＰＴ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。図５４は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＷＰＴ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図５５は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＷＰＴ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。図５２の縦軸は電力反射特性（Ｓ１１）を示し、図５３の縦軸は電力伝送特性（Ｓ２１）を示し、図５４の縦軸は通信反射特性（Ｓ３３）を示し、図５５の縦軸は通信通過特性（Ｓ４３）を示し、図５２〜図５５の横軸は、ＷＰＴ帯域の周波数を示す。この例では、ＷＰＴ帯域において伝送距離Ｄ１を１０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で変更する。また、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍとし、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆを−６０ｍｍとしている。

電力伝送通信装置１００Ｃは、図５２に示すように、ＷＰＴ帯域において伝送距離Ｄ１を１０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で変更しても所定の帯域で電力反射特性（Ｓ１１）を０．５以下に抑えることができた。また、電力伝送通信装置１００Ｃは、ＷＰＴ帯域において伝送距離Ｄ１を１０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で変更しても図５３に示す電力伝送特性（Ｓ２１）が図３における短絡ストリップ４３を有しない電力伝送通信装置１００の電力伝送特性（Ｓ２１）とほとんど変化が見られなかった。これにより、短絡ストリップ４３や給電点４１ｃのオフセット量ｓｆは、ＷＰＴ帯域における電力伝送特性（Ｓ２１）にほとんど影響を及ばさないことが分かる。また、電力伝送通信装置１００Ｃは、図５４、図５５に示すように、ＷＰＴ帯域において伝送距離Ｄ１を１０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で変更しても通信反射特性（Ｓ３３）、通信通過特性（Ｓ４３）に変化がほとんど見られなかった。これにより、電力伝送通信装置１００Ｃは、伝送距離Ｄ１がＷＰＴ帯域における通信特性にほとんど影響を及ばさないことが分かる。

図５６は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＮＦＣ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図５７は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＮＦＣ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。図５８は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図５９は、実施形態３に係る短絡位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。図６０は、実施形態３に係る短絡位置と比帯域との関係を示す図である。図５６の縦軸は電力反射特性（Ｓ１１）を示し、図５７の縦軸は電力伝送特性（Ｓ２１）を示し、図５８の縦軸は通信反射特性（Ｓ３３）を示し、図５９の縦軸は通信通過特性（Ｓ４３）を示し、図５６〜図５９の横軸は、ＮＦＣ帯域の周波数を示す。図６０は、縦軸が比帯域を示し、横軸が短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆを示し、通信反射特性（Ｓ３３）が０．５以下となる帯域幅と、通信通過特性（Ｓ４３）が最大値から−３ｄＢまでの帯域幅との関係を示す。この例では、ＮＦＣ帯域において短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆを−１０ｍｍ〜−６０ｍｍの範囲で変更する。また、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍとし、伝送距離Ｄ１を１０ｍｍとしている。

電力伝送通信装置１００Ｃは、図５６、図５７に示すように、ＮＦＣ帯域において短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆを−１０ｍｍ〜−６０ｍｍの範囲で変更しても電力反射特性（Ｓ１１）、電力伝送特性（Ｓ２１）にほとんど変化が見られなかった。これにより、電力伝送通信装置１００Ｃは、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆがＮＦＣ帯域における電力特性にほとんど影響を及ばさないことが分かる。

電力伝送通信装置１００Ｃは、図５８に示すように、通信反射特性（Ｓ３３）の結果から１ＧＨｚ帯と１．７ＧＨｚ帯で多周波共振が得られていることが分かる。また、電力伝送通信装置１００Ｃは、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆをスリット４１Ａの長辺４１ａの中央Ｑから端部側に遠ざけるに従って帯域幅（０．５≧Ｓ３３）が広くなることが分かる。また、電力伝送通信装置１００Ｃは、図５９に示すように、通信通過特性（Ｓ４３）の最大値から−３ｄＢの帯域幅を確認すると、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆをスリット４１Ａの長辺４１ａの中央Ｑから端部側に遠ざけるに従って帯域幅が広くなることが分かる。このように、電力伝送通信装置１００Ｃは、図６０に示すように、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆをスリット４１Ａの長辺４１ａの中央Ｑから端部側に遠ざけるに従って比帯域を大きくすることができる。電力伝送通信装置１００Ｃは、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆが−６０ｍｍのときに最大帯域を得ることができ、このときの比帯域は５９．６％であった。また、電力伝送通信装置１００Ｃは、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆの距離に応じて比帯域が単調に増加するので、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆにより帯域幅を微調整することができる。

図６１は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＮＦＣ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図６２は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＮＦＣ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。図６３は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図６４は、実施形態３に係る給電位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。図６５は、実施形態３に係る給電位置と比帯域との関係を示す図である。図６１の縦軸は電力反射特性（Ｓ１１）を示し、図６２の縦軸は電力伝送特性（Ｓ２１）を示し、図６３の縦軸は通信反射特性（Ｓ３３）を示し、図６４の縦軸は通信通過特性（Ｓ４３）を示し、図６１〜図６４の横軸は、ＮＦＣ帯域の周波数を示す。図６５は、縦軸が比帯域を示し、横軸が給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを示し、通信反射特性（Ｓ３３）が０．５以下となる帯域幅と、通信通過特性（Ｓ４３）が最大値から−３ｄＢまでの帯域幅との関係を示す。この例では、ＮＦＣ帯域において給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲で変更する。また、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆを−６０ｍｍとし、伝送距離Ｄ１を１０ｍｍとしている。

電力伝送通信装置１００Ｃは、図６１、図６２に示すように、ＮＦＣ帯域において給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲で変更しても電力反射特性（Ｓ１１）、電力伝送特性（Ｓ２１）にほとんど変化が見られなかった。これにより、電力伝送通信装置１００Ｃは、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆがＮＦＣ帯域における電力特性にほとんど影響を及ばさないことが分かる。

電力伝送通信装置１００Ｃは、図６３、図６４に示すように、給電点４１ｃがスリット４１Ａの長辺４１ａの中央Ｑに近いほど通信反射特性（Ｓ３３）及び通信通過特性（Ｓ４３）の帯域幅が広い。これにより、電力伝送通信装置１００Ｃは、図６５に示すように、給電点４１ｃをスリット４１Ａの長辺４１ａの中央Ｑに設定することにより、比帯域を大きくすることができる。なお、通信反射特性（Ｓ３３）において、比帯域の最大値は、８２．３％であり、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆが０ｍｍではなく１５ｍｍの場合であった。これは、短絡ストリップ４３の追加によって乱れた整合が１５ｍｍのオフセット位置で最良となるためと考えられる。

図６６は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＮＦＣ帯域の電力反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図６７は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＮＦＣ帯域の電力伝送特性（Ｓ２１）を示す図である。図６８は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＮＦＣ帯域の通信反射特性（Ｓ３３）を示す図である。図６９は、実施形態３に係る伝送距離変更におけるＮＦＣ帯域の通信通過特性（Ｓ４３）を示す図である。図７０は、実施形態３に係る伝送距離と比帯域との関係を示す図である。図６６の縦軸は電力反射特性（Ｓ１１）を示し、図６７の縦軸は電力伝送特性（Ｓ２１）を示し、図６８の縦軸は通信反射特性（Ｓ３３）を示し、図６９の縦軸は通信通過特性（Ｓ４３）を示し、図６６〜図６９の横軸は、ＮＦＣ帯域の周波数を示す。図７０は、縦軸が比帯域を示し、横軸が伝送距離Ｄ１を示し、通信反射特性（Ｓ３３）が０．５以下となる帯域幅と、通信通過特性（Ｓ４３）が最大値から−３ｄＢまでの帯域幅との関係を示す。この例では、ＮＦＣ帯域において伝送距離Ｄ１を１０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で変更する。また、短絡ストリップ４３の位置ｓｏｆを−６０ｍｍとし、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍとしている。

電力伝送通信装置１００Ｃは、図６６、図６７に示すように、ＮＦＣ帯域において伝送距離Ｄ１を１０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で変更しても電力反射特性（Ｓ１１）、電力伝送特性（Ｓ２１）にほとんど変化が見られなかった。これにより、電力伝送通信装置１００Ｃは、伝送距離Ｄ１がＮＦＣ帯域における電力特性にほとんど影響を及ばさないことが分かる。

電力伝送通信装置１００Ｃは、図６８に示す通信反射特性（Ｓ３３）、図６９に示す通信通過特性（Ｓ４３）によれば、電力供給が通信に及ぼす影響が抑えられ、フラットな通信特性が得られており帯域幅が広くなっている。電力伝送通信装置１００Ｃは、上述した電力伝送通信装置１００Ａと同様の特性を示しているが、図１７に示す電力伝送通信装置１００Ａの通信反射特性（Ｓ３３）と比較すると共振点が新たに生じたことが分かる。電力伝送通信装置１００Ｃは、図７０に示すように、伝送距離Ｄ１を変更しても比帯域が大きく変化しなかった。

以上のように、実施形態３に係る電力伝送通信装置１００Ｃは、スロットアンテナ４０Ａが、スリット４１Ａにおける一方の長辺４１ａと他方の長辺４１ａとを電気的に接続する短絡ストリップ４３を有する。これにより、電力伝送通信装置１００Ｃは、帯域幅を微調整することができると共に比帯域を大きくすることができる。

また、電力伝送通信装置１００Ｃは、短絡ストリップ４３が、スリット４１Ａの長辺４１ａと直交する方向に沿って設けられ、スリット４１Ａの長辺４１ａの中央Ｑよりも端部側に位置する。これにより、電力伝送通信装置１００Ｃは、短絡ストリップ４３がスリット４１Ａの長辺４１ａの中央Ｑに位置する場合よりも比帯域を大きくすることができる。

〔参考例〕
次に、参考例に係る短絡ストリップ４３Ｂを有したスロットアンテナ４０Ｂについて説明する。スロットアンテナ４０Ｂは、上述した電力を伝送する第１及び第２電極２０，３０に設けられず、スロットアンテナ単体で用いられる点で実施形態３と異なる。スロットアンテナ４０Ｂは、図７１に示すように、矩形状の金属板１０１に形成され、上述のスロットアンテナ４０Ａと同様に構成される。例えば、スロットアンテナ４０Ｂは、スリット４１Ｂにおける一方の長辺４１ａと他方の長辺４１ａとを電気的に接続する短絡ストリップ４３Ｂを１つ有する。短絡ストリップ４３Ｂは、矩形状（正方形を含む）に形成された導体であり、スリット４１Ｂの長辺４１ａと直交する方向に沿って設けられる。この例では、短絡ストリップ４３Ｂは、正方形に形成され、各辺の長さがスリット４１Ｂの短辺４１ｂの長さｓｗと等しい長さである。短絡ストリップ４３Ｂは、例えば、金属板１０１と同じ素材で形成され、スロットアンテナ４０Ｂと一体成型される。なお、短絡ストリップ４３Ｂは、スロットアンテナ４０Ｂに一部品として組み付けられてもよい。短絡ストリップ４３Ｂは、例えば、スリット４１Ｂの長辺４１ａの中央Ｑよりも端部側（短辺４１ｂ側）に位置する。つまり、短絡ストリップ４３Ｂは、スリット４１Ｂの長辺４１ａの半分（１／２）の位置よりも端部側に位置する。好ましくは、短絡ストリップ４３Ｂは、長辺４１ａの半分のさらに半分の位置よりも端部側に位置する。より好ましくは、短絡ストリップ４３Ｂは、長辺４１ａの中央Ｑから端部までの長さが７５ｍｍの場合、長辺４１ａの中央Ｑから端部側に６０ｍｍ離れた場所に位置する。つまり、短絡ストリップ４３Ｂは、長辺４１ａの中央Ｑから端部までの距離を「１」としたとき、中央Ｑから端部側に「４／５」離れた場所に位置する。

次に、スロットアンテナ４０Ｂの動作特性について説明する。この例では、金属板１０１の短辺２０ｂの長さｗ１は、１０７．８ｍｍとし、金属板１０１の長辺２０ａの長さｗ２は、２５０ｍｍとする。スロットアンテナ４０Ｂは、スリット４１Ｂの長辺４１ａの長さｓｌを１５０ｍｍとし、短辺４１ｂの長さｓｗを１ｍｍとする。ＮＦＣ帯域は、０．５ＧＨｚ〜３．０ＧＨｚの範囲で解析を行った。また、スリット４１Ｂの長辺４１ａの中央Ｑ（０ｍｍ）から見て、長辺４１ａの一方側をプラスの長さとし、長辺４１ａの他方側をマイナスの長さとする。つまり、スリット４１Ｂの中央Ｑ（０ｍｍ）から見て、長辺４１ａの一方側を０ｍｍ〜７５ｍｍの長さとし、長辺４１ａの他方側を０ｍｍ〜−７５ｍｍの長さとする。この場合、短絡ストリップ４３Ｂの位置ｓｏｆを−１０ｍｍ〜−７０ｍｍの範囲で変更し、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲で変更する。

図７２は、参考例に係る短絡位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図７２の縦軸は通信反射特性（Ｓ１１）を示し、図７２の横軸は、ＮＦＣ帯域の周波数を示す。この例では、ＮＦＣ帯域において短絡ストリップ４３Ｂの位置ｓｏｆを−１０ｍｍ〜−７０ｍｍの範囲で変更する。また、給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍとしている。スロットアンテナ４０Ｂは、図７２に示すように、ＮＦＣ帯域において短絡ストリップ４３Ｂの位置ｓｏｆを−１０ｍｍ〜−７０ｍｍの範囲で変更した場合、短絡ストリップ４３Ｂの位置ｓｏｆをスリット４１Ｂの長辺４１ａの中央Ｑから端部側に遠ざけるに従って帯域幅（０．５≧Ｓ１１）が広くなる傾向を有することが分かる。スロットアンテナ４０Ｂは、短絡ストリップ４３Ｂの位置ｓｏｆが−６０ｍｍのときに最大帯域を得ることができ、このときの比帯域は６１．３％であった。

図７３は、参考例に係る給電位置変更におけるＮＦＣ帯域の通信反射特性（Ｓ１１）を示す図である。図７３の縦軸は通信反射特性（Ｓ１１）を示し、図７３の横軸は、ＮＦＣ帯域の周波数を示す。この例では、ＮＦＣ帯域において給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲で変更する。また、短絡ストリップ４３Ｂの位置ｓｏｆを−６０ｍｍとしている。スロットアンテナ４０Ｂは、図７３に示すように、ＮＦＣ帯域において給電点４１ｃのオフセット量ｓｆを０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲で変更した場合、スロットアンテナ４０Ｂは、給電点４１ｃがスリット４１Ｂの長辺４１ａの中央Ｑに近いほど通信反射特性（Ｓ１１）の帯域幅が広くなった。これにより、スロットアンテナ４０Ｂは、給電点４１ｃをスリット４１Ｂの長辺４１ａの中央Ｑに設定することにより、比帯域を大きくすることができる。

以上のように、参考例に係るスロットアンテナ４０Ｂは、スロットアンテナ４０Ｂ単体で構成され、スリット４１Ｂにおける一方の長辺４１ａと他方の長辺４１ａとを電気的に接続する短絡ストリップ４３Ｂを有する。これにより、スロットアンテナ４０Ｂは、帯域幅を微調整することができると共に比帯域を大きくすることができる。

また、スロットアンテナ４０Ｂは、短絡ストリップ４３Ｂが、スリット４１Ｂの長辺４１ａと直交する方向に沿って設けられ、スリット４１Ｂの長辺４１ａの中央Ｑよりも端部側に位置する。これにより、スロットアンテナ４０Ｂは、短絡ストリップ４３Ｂがスリット４１Ｂの長辺４１ａの中央Ｑに位置する場合よりも比帯域を大きくすることができる。また、スロットアンテナ４０Ｂは、給電点４１ｃがスリット４１Ｂの長辺４１ａの中央Ｑに設けられるので、比帯域を大きくすることができる。

１、２、３、４ 電力伝送通信ユニット
１Ａ、３Ａ 送電通信ユニット
１Ｂ、３Ｂ 受電通信ユニット
１０ 基材
２０ 第１電極
２１ インダクタ
２２ 電線
３０ 第２電極
３１ インダクタ
３２ 電線
４０ スロットアンテナ
４１ スリット
４１ｃ 給電点
４２ａ，４２ｂ 信号線
４３ 短絡ストリップ
５０ 信号入出力回路
６０ 交流電源
７０ 負荷
８０ Ｕ字型折返しモノポールアンテナ
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 電力伝送通信装置
１０ａ，２０ａ，３０ａ，４１ａ 長辺
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４１ｂ 短辺
ｓｌ，ｓｗ 長さ

Claims (10)

1. 基材と、
   前記基材に配置され、非接触で電力を伝送する平板状の第１電極と、
   前記第１電極と並んで前記基材に配置され、非接触で電力を伝送する平板状の第２電極と、
   前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方に形成されたスリットを介して電波を送信又は受信するスロットアンテナと、
   を備えることを特徴とする電力伝送通信ユニット。
2. 前記スリットは、矩形状に形成されており、
   前記スリットの長辺の長さは、前記電波の波長の１／２であり、
   前記スリットの短辺の長さは、前記電波の波長の１／３０以下である請求項１に記載の電力伝送通信ユニット。
3. 前記スロットアンテナに信号線を介して接続され、当該スロットアンテナに対して電気信号を入出力する信号入出力回路を備える請求項１又は２に記載の電力伝送通信ユニット。
4. 前記スロットアンテナは、
   前記信号線が接続される給電点を有し、
   前記給電点は、
   前記スリットの長辺の中央に設けられる請求項３に記載の電力伝送通信ユニット。
5. 前記スリットは、矩形状に形成されており、
   前記スロットアンテナは、
   前記スリットにおける一方の長辺と他方の長辺とを電気的に接続する短絡部を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力伝送通信ユニット。
6. 前記短絡部は、
   前記スリットの長辺と直交する方向に沿って設けられ、前記スリットの長辺の中央よりも端部側に位置する請求項５に記載の電力伝送通信ユニット。
7. 送電側の基材と、前記送電側の基材に配置され、非接触で電力を送電する平板状の送電側の第１電極と、前記送電側の第１電極と並んで前記送電側の基材に配置され、非接触で電力を送電する平板状の送電側の第２電極と、前記送電側の第１電極又は前記送電側の第２電極の少なくとも一方に形成された送電側のスリットを介して電波を送信又は受信する送電側のスロットアンテナと、を備える送電通信ユニットと、
   受電側の基材と、前記受電側の基材に配置され、非接触で電力を受電する平板状の受電側の第１電極と、前記受電側の第１電極と並んで前記受電側の基材に配置され、非接触で電力を受電する平板状の受電側の第２電極と、前記受電側の第１電極又は前記受電側の第２電極の少なくとも一方に形成された受電側のスリットを介して電波を送信又は受信する受電側のスロットアンテナと、を備える受電通信ユニットと、を備え、
   前記送電側の第１電極及び前記送電側の第２電極と、前記受電側の第１電極及び前記受電側の第２電極とを電力伝送可能に対向させ、かつ、前記送電側のスロットアンテナと前記受電側のスロットアンテナとを通信可能に対向させて配置することを特徴とする電力伝送通信装置。
8. 前記送電通信ユニットは、
   前記送電側の第１電極と前記送電側の第２電極とに電線を介して接続され、交流電力を供給する交流電源を備え、
   前記交流電源により交流電力が供給されると、電界結合により前記受電通信ユニットに交流電力を供給する請求項７に記載の電力伝送通信装置。
9. 基材と、
   前記基材に配置され、非接触で電力を伝送する平板状の第１電極と、
   前記第１電極と並んで前記基材に配置され、非接触で電力を伝送する平板状の第２電極と、
   前記第１電極又は前記第２電極の少なくとも一方に形成されたＵ字型の金属板を介して電波を送信又は受信するＵ字型折返しモノポールアンテナと、
   を備えることを特徴とする電力伝送通信ユニット。
10. 送電側の基材と、前記送電側の基材に配置され、非接触で電力を送電する平板状の送電側の第１電極と、前記送電側の第１電極と並んで前記送電側の基材に配置され、非接触で電力を送電する平板状の送電側の第２電極と、前記送電側の第１電極又は前記送電側の第２電極の少なくとも一方に形成されたＵ字型の金属板を介して電波を送信又は受信する送電側のＵ字型折返しモノポールアンテナと、を備える送電通信ユニットと、
    受電側の基材と、前記受電側の基材に配置され、非接触で電力を受電する平板状の受電側の第１電極と、前記受電側の第１電極と並んで前記受電側の基材に配置され、非接触で電力を受電する平板状の受電側の第２電極と、前記受電側の第１電極又は前記受電側の第２電極の少なくとも一方に形成されたＵ字型の金属板を介して電波を送信又は受信する受電側のＵ字型折返しモノポールアンテナと、を備える受電通信ユニットと、を備え、
    前記送電側の第１電極及び前記送電側の第２電極と、前記受電側の第１電極及び前記受電側の第２電極とを電力伝送可能に対向させ、かつ、前記送電側のＵ字型折返しモノポールアンテナと前記受電側のＵ字型折返しモノポールアンテナとを通信可能に対向させて配置することを特徴とする電力伝送通信装置。

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