JPWO2013186968A1 - 電磁波伝搬システム、インターフェース装置および電磁波伝搬シート - Google Patents
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Abstract
接続インターフェース装置（２００）は、第１導体層（２１０）と、第２導体層（２７０）と、誘電体層（２６０）と、を備える。第１導体層（２１０）には、両側が帯状の導波スロットになっている伝送線路である導波ライン（２２２）が設けられているとともに、導波ライン（２２２）の一端と他端とには第２結合スロット（２３１）で環囲されたアンテナとしての第２結合ライン（２３２）がそれぞれ設けられ、第２導体層（２７０）には、第２結合ライン（２３２）に対向する位置にそれぞれ第３スロット（２７１）が設けられ、電磁波伝搬シート（１００）の表面導体層（１３０）には、インターフェース装置（２００）が当該電磁波伝搬シート（１００）に重ねられた際に、第３スロット（２００）を通して第２結合ライン（２３２）と共振結合するように、第１結合スロット（１５１）中に配置されたアンテナとしての第１結合ライン（１５２）が設けられている。
Description
本発明は、電磁波伝搬システムに関する。具体的には、電磁波を伝搬する電磁波伝搬シートに対して電磁波を入出力するための電磁波インターフェース装置に関し、例えば、給電装置から電磁波伝搬シートに電磁波を入力するインターフェース装置、および、電磁波伝搬シート同士を繋ぐためのインターフェース装置に関する。
シート状媒体を介して電子機器の間で通信を行うシステムとして、二次元通信システムが知られている。二次元通信システムは、電磁波伝搬シートと、電磁伝搬シートの上に載置される近接カプラと、を有する。電磁波伝搬シートの表面から電磁界が染み出してくる現象を利用することにより、近接カプラは、電磁波伝搬シートの内部との間で電磁波の入出力を行う電磁結合デバイスとなる。近接カプラを電子機器のアンテナ端子に電気接続すれば、電磁波伝搬シート上の任意の位置において電子機器同士の通信が可能になる。この技術は、通信のみならず、電力伝送にも適用できる。
このような二次元通信システムは、電磁波伝搬シートの表面上で通信が可能になることから、サーフェイス通信システムと呼ばれることもある。
このような二次元通信システムは、電磁波伝搬シートの表面上で通信が可能になることから、サーフェイス通信システムと呼ばれることもある。
このような電磁波伝搬シートに給電するための方法がいくつか提案されている。
例えば、特許文献１（特開２０１０−１６５９２号公報）や特許文献２（特開２０１１―９８０１号公報）には、クリップ型の電磁波インターフェース装置が提案されている。このクリップ型の電磁波インターフェース装置は、電磁波伝搬シートの辺縁部を上下方向から挟み込むクリップ部を有している。電磁波インターフェース装置は、このクリップ部で電磁波伝搬シートの側面部に取り付き、そして、電磁波伝搬シートの側面から電磁波を給電する。
例えば、特許文献１（特開２０１０−１６５９２号公報）や特許文献２（特開２０１１―９８０１号公報）には、クリップ型の電磁波インターフェース装置が提案されている。このクリップ型の電磁波インターフェース装置は、電磁波伝搬シートの辺縁部を上下方向から挟み込むクリップ部を有している。電磁波インターフェース装置は、このクリップ部で電磁波伝搬シートの側面部に取り付き、そして、電磁波伝搬シートの側面から電磁波を給電する。
また、特許文献３（特開２０１０−５６９５２号公報）には、電磁波伝搬シート同士を、電磁波が伝達できるように接合する構造が開示されている。特許文献３では、一方の電磁波伝搬シートと他方の電磁波伝搬シートとを接合するにあたって、互いの端部同士が近接かつ対向するようにして二つのシートを並べる。そして、近接かつ対向している両者の端部を上下一対の導体板で挟み込む。このような構造によって、一方の端面から出た電磁波が他方の端面から入力されるようにできる。
上記先行技術のように電磁波伝搬シートを上下両面から導体板で挟み込むような仕様とした場合、隙間が生じていけない。この隙間から電磁波が漏洩してしまい、給電あるいは伝送の効率が落ちてしまうからである。
しかし、シートの端面を隙間が生じないように上下両面から挟み込むようにすることは、案外、容易なことではない。
電磁波伝搬シートは、柔軟性を持たせるようにできることも利点の一つであるが、柔軟性をもつシートを二枚の板で隙間無く挟めるようにすることは益々難しい。しかも、電気工事の専門家ではなく、エンドユーザーが自分で給電したり、シート同士を接合したりすることも考慮しなければならない。
しかし、シートの端面を隙間が生じないように上下両面から挟み込むようにすることは、案外、容易なことではない。
電磁波伝搬シートは、柔軟性を持たせるようにできることも利点の一つであるが、柔軟性をもつシートを二枚の板で隙間無く挟めるようにすることは益々難しい。しかも、電気工事の専門家ではなく、エンドユーザーが自分で給電したり、シート同士を接合したりすることも考慮しなければならない。
また、インターフェース装置の導体板の間隔を極めて精密に管理しなければならないが、これには相当のコストが予想される。また、繰り返しの使用に耐えなければならないが、導体板の間隔はわずかな外力で容易にずれてしまう恐れもある。すると、電磁伝搬シートの端部を上下方向から導体板で挟み込むようにして電磁波を入出力させる構造には課題が多いことがわかる。
本発明の目的は、簡易な構造でありながらも、高効率に二つ以上の電磁波伝搬シートを電磁波伝達可能に接続できる電磁波伝搬システムを提供することにある。
本発明の電磁波伝搬システムは、
一方の電磁伝搬シートと、他方の電磁波伝搬シートと、前記一方の電磁波伝搬シートと前記他方の電磁波伝搬シートとを電磁波が伝達できるように接続する接続インターフェース装置と、を具備する電磁波伝搬システムであって、
前記接続インターフェース装置は、
第１導体層と、前記第１導体層に対向配置された第２導体層と、前記第１導体層と前記第２導体層とに挟まれた誘電体層と、を備え、
前記第１導体層には、
両側が帯状の導波スロットになっている伝送線路である導波ラインが設けられているとともに、前記導波ラインの一端と他端とには第２結合スロットで環囲されたアンテナとしての第２結合ラインがそれぞれ設けられており、
前記第２導体層には、前記第２結合ラインに対向する位置にそれぞれ第３スロットが設けられており、
前記一方の電磁波伝搬シートおよび前記他方の電磁伝搬シートは、ともに、
少なくとも一部がメッシュ状になっている表面導体層と、前記表面導体層に対向配置された裏面導体層と、前記表面導体層と前記裏面導体層との間に挟まれた誘電体層と、を備え、
前記表面導体層および前記裏面導体層のいずれか一方には、
前記接続インターフェース装置が一方および他方の電磁波伝搬シートに重ねられた際に、前記第３スロットを通して前記第２結合ラインと共振結合するように、第１結合スロット中に配置されたアンテナとしての第１結合ラインが設けられている
ことを特徴とする。
一方の電磁伝搬シートと、他方の電磁波伝搬シートと、前記一方の電磁波伝搬シートと前記他方の電磁波伝搬シートとを電磁波が伝達できるように接続する接続インターフェース装置と、を具備する電磁波伝搬システムであって、
前記接続インターフェース装置は、
第１導体層と、前記第１導体層に対向配置された第２導体層と、前記第１導体層と前記第２導体層とに挟まれた誘電体層と、を備え、
前記第１導体層には、
両側が帯状の導波スロットになっている伝送線路である導波ラインが設けられているとともに、前記導波ラインの一端と他端とには第２結合スロットで環囲されたアンテナとしての第２結合ラインがそれぞれ設けられており、
前記第２導体層には、前記第２結合ラインに対向する位置にそれぞれ第３スロットが設けられており、
前記一方の電磁波伝搬シートおよび前記他方の電磁伝搬シートは、ともに、
少なくとも一部がメッシュ状になっている表面導体層と、前記表面導体層に対向配置された裏面導体層と、前記表面導体層と前記裏面導体層との間に挟まれた誘電体層と、を備え、
前記表面導体層および前記裏面導体層のいずれか一方には、
前記接続インターフェース装置が一方および他方の電磁波伝搬シートに重ねられた際に、前記第３スロットを通して前記第２結合ラインと共振結合するように、第１結合スロット中に配置されたアンテナとしての第１結合ラインが設けられている
ことを特徴とする。
本発明によれば、インターフェース装置と電磁波伝搬シートとの間で共振結合により、電磁波伝搬シートに対して電磁波を高効率に供給することができる。したがって、接続インターフェース装置を介して一方の電磁波伝搬シートと他方の電磁波伝搬シートとを繋ぐことができる。さらに、接続インターフェース装置は極めて簡易な構成であり、かつ、電磁波伝搬シートと同様に平面的な構造であるので、複数の電磁波伝搬シートを接続インターフェース装置を用いて接続した場合でも全体としての平面性を維持することができる。
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態としては、電磁波伝搬システムとして、電磁波伝搬シート１００に給電を行うためのインターフェース装置２００と、このインターフェース装置２００に結合可能な電磁波伝搬シート１００と、について説明する。
図１は、電磁波伝搬シート１００と、インターフェース装置２００と、を結合する前の状態を示している。一方、図２は、電磁波伝搬シート１００にインターフェース装置２００を接合した状態を示す図である。
（第１実施形態）
第１実施形態としては、電磁波伝搬システムとして、電磁波伝搬シート１００に給電を行うためのインターフェース装置２００と、このインターフェース装置２００に結合可能な電磁波伝搬シート１００と、について説明する。
図１は、電磁波伝搬シート１００と、インターフェース装置２００と、を結合する前の状態を示している。一方、図２は、電磁波伝搬シート１００にインターフェース装置２００を接合した状態を示す図である。
図２のように、電磁波伝搬シート１００にインターフェース装置２００を接合し、さらに、インターフェース装置２００に高周波で電力を供給する。すると、インターフェース装置２００を介して電磁波伝搬シート１００に電力が給電される。
この状態で、電磁波伝搬シート１００から染み出す電力を吸い上げる近接カプラ９００を電磁波伝搬シート１００に載置する。すると、電子機器９１０は、近接カプラ９００で吸い上げられた電力を利用して動作することができるようになる。
この状態で、電磁波伝搬シート１００から染み出す電力を吸い上げる近接カプラ９００を電磁波伝搬シート１００に載置する。すると、電子機器９１０は、近接カプラ９００で吸い上げられた電力を利用して動作することができるようになる。
本実施形態の特徴の一つ目は、電磁波伝搬シート１００が平面形状であることに合わせて、インターフェース装置２００に平面回路を採用した点にある。また本実施形態の特徴の二つ目は、インターフェース装置２００から電磁波伝搬シート１００への電力伝達に共振結合を利用した点にある。
以下、順に説明する。
以下、順に説明する。
（電磁波伝搬シートの構成）
まず、電磁波伝搬シート１００の構造について説明する。
電磁波伝搬シート１００の基本的構造は従来知られているものと同等であるが、本実施形態においては、電磁波伝搬シート１００はインターフェース装置２００と共振結合するための結合部１２０を有している。図１に示すように、電磁波伝搬シート１００の表面は、ほぼ全面にわたってメッシュ状（１４０）になっており、メッシュ（１４０）の開口から電磁波が浸出してくるようになっている。
まず、電磁波伝搬シート１００の構造について説明する。
電磁波伝搬シート１００の基本的構造は従来知られているものと同等であるが、本実施形態においては、電磁波伝搬シート１００はインターフェース装置２００と共振結合するための結合部１２０を有している。図１に示すように、電磁波伝搬シート１００の表面は、ほぼ全面にわたってメッシュ状（１４０）になっており、メッシュ（１４０）の開口から電磁波が浸出してくるようになっている。
なお、「メッシュ状」とは、規則的な網目である状態の他、規則的又は不規則的な形状の複数の開口が形成されている状態を言う。メッシュ状としては、開口部の形状が矩形である格子パターンが典型的ではあるが、その他、開口部の形状としては亀甲形、菱形、円形、三角形など各種形状をとり得る。
図１に示す例では、電磁波伝搬シート１００は、いわゆる短冊形状であって、長手方向と短手方向とを有する矩形である。そして、図１または図２のように電磁波伝搬シート１００を左右方向に長さを有するように配置したとき、右端から約三分の２の長さにかけて表面がメッシュ状になっている。一方、左端から約三分の一の長さにかけては表面がメッシュ状ではなく、スロット１５１を有するプレーン板部１４５になっており、この部分がインターフェース装置２００と結合する結合部１２０になる。
メッシュ状（１４０）である右側部分は、電磁波を外部に浸出させてサーフェイス通信を実現する部分となるので、この部分をサーフェイス通信部１１０と称する。
メッシュ状ではなく、プレーン板部１４５になっている左側部分は、インターフェース装置２００との結合を実現する部分となるので、この部分を結合部１２０と称する。
サーフェイス通信部１１０と結合部１２０とは連続的に繋がっており、すなわち、サーフェイス通信部１１０と結合部１２０とは一連かつ一体になっている。
メッシュ状ではなく、プレーン板部１４５になっている左側部分は、インターフェース装置２００との結合を実現する部分となるので、この部分を結合部１２０と称する。
サーフェイス通信部１１０と結合部１２０とは連続的に繋がっており、すなわち、サーフェイス通信部１１０と結合部１２０とは一連かつ一体になっている。
図３に電磁波伝搬シートの断面図を示す。
また、図４は、電磁波伝搬シートのおもて面を平面視した図であり、図５は、電磁波伝搬シートの裏面を示す図である。
電磁波伝搬シート１００は、表面導体層１３０と、誘電体層１０１と、裏面導体層１０２と、ショート導体１０３と、を備える。図３に示すように、真ん中の誘電体層１０１が表面導体層１３０と裏面導体層１０２とで挟まれ、３層構造となっている。
また、図４は、電磁波伝搬シートのおもて面を平面視した図であり、図５は、電磁波伝搬シートの裏面を示す図である。
電磁波伝搬シート１００は、表面導体層１３０と、誘電体層１０１と、裏面導体層１０２と、ショート導体１０３と、を備える。図３に示すように、真ん中の誘電体層１０１が表面導体層１３０と裏面導体層１０２とで挟まれ、３層構造となっている。
表面導体層１３０は、サーフェイス通信部１１０に相当するメッシュ状になった部分１４０と、結合部１２０に相当するプレーン板の部分１４５と、を有している。サーフェイス通信部１１０において、複数の縦方向の配線１４１と、複数の横方向の配線１４２と、が格子状に配列されている。（短手方向を縦方向とし、長手方向を横方向とした。）
プレーン板の部分１４５には、短手方向に長さを有する細長い第１結合スロット１５１が開口形成されており、さらに、この第１結合スロット１５１の内側には細長い直線状の導体線１５２が配置されている。この導体線１５２は共振器としての結合ラインとなるので、導体線１５２を第１結合ライン１５２と称することにする。そして、第１結合スロット１５１と第１結合ライン１５２とにより、インターフェース装置２００からの電磁波と共振する第１共振アンテナ１５０が構成される。
なお、第１結合スロット１５１および第１結合ライン１５２の位置やサイズについては後述する。
表面導体層１３０は、金属（例えばアルミニウム）の薄板をエッチングすることによって製造でき、製造時にメッシュ状の部分１４０と第１結合スロット１５１とを同時にパターン形成してしまえばよい。
裏面導体層１０２は、図５に示すように、単なるプレーンの導体薄板である。
また、図３の断面図に示すように、表面導体層１３０と裏面導体層１０２とは、電磁波伝搬シート１００の端部でショート導体１０３により接続されている。すなわち、電磁波伝搬シート１００の４つの端面全てがショート導体１０３で囲まれている。ショート導体１０３は、導電性テープの貼付け、金属めっき、導電性塗料の塗布などにより実現可能である。
（インターフェース装置の構成）
次に、インターフェース装置２００について説明する。
図１を参照してわかるように、インターフェース装置２００も電磁波伝搬シート１００と同じように全体として偏平薄板形状である。
図６は、インターフェース装置２００の分解斜視図である。
また、図７は、インターフェース装置２００の断面図である。
インターフェース装置２００も電磁波伝搬シート１００と同じように３層構造であり、誘電体層２６０を二枚の導体層２１０、２７０で挟んだ構造を有する。
説明のため、図６または図７において、誘電体層２６０の上面に配置される層を第１導体層２１０とし、誘電体層の下面に配置される層を第２導体層２７０とする。
次に、インターフェース装置２００について説明する。
図１を参照してわかるように、インターフェース装置２００も電磁波伝搬シート１００と同じように全体として偏平薄板形状である。
図６は、インターフェース装置２００の分解斜視図である。
また、図７は、インターフェース装置２００の断面図である。
インターフェース装置２００も電磁波伝搬シート１００と同じように３層構造であり、誘電体層２６０を二枚の導体層２１０、２７０で挟んだ構造を有する。
説明のため、図６または図７において、誘電体層２６０の上面に配置される層を第１導体層２１０とし、誘電体層の下面に配置される層を第２導体層２７０とする。
図８は、インターフェース装置２００の上面図であり、すなわち、第１導体層２１０の平面図である。
第１導体層２１０には、電磁波を伝送しかつ電磁波を電磁波伝搬シート１００に向けて放射できる平面回路として、いわゆるコプレーナ線路が設けられている。
図８のように第１導体層２１０を配置したとき、紙面左右方向にｘ軸をとり、紙面上下方向にｙ軸をとる。
すると、第１導体層２１０の上下方向（ｙ軸方向）略中央において左端からｘ軸方向に延びる細長いスロット２２１が形成されている。このスロット２２１はさらに、第１導体層２１０のｘ軸方向長さの約３／５のところで直角に曲がって＋ｙ軸方向と−ｙ軸方向に延びている。説明のために、スロットのうち、ｘ軸方向に延びる部分を導波スロット２２１と称し、ｙ軸方向に延びる部分を第２結合スロット２３１と称することにする。
第１導体層２１０には、電磁波を伝送しかつ電磁波を電磁波伝搬シート１００に向けて放射できる平面回路として、いわゆるコプレーナ線路が設けられている。
図８のように第１導体層２１０を配置したとき、紙面左右方向にｘ軸をとり、紙面上下方向にｙ軸をとる。
すると、第１導体層２１０の上下方向（ｙ軸方向）略中央において左端からｘ軸方向に延びる細長いスロット２２１が形成されている。このスロット２２１はさらに、第１導体層２１０のｘ軸方向長さの約３／５のところで直角に曲がって＋ｙ軸方向と−ｙ軸方向に延びている。説明のために、スロットのうち、ｘ軸方向に延びる部分を導波スロット２２１と称し、ｙ軸方向に延びる部分を第２結合スロット２３１と称することにする。
導波スロット２２１の内側にはｘ軸方向に延びる導体のライン２２２が設けられており、このライン２２２と導波スロット２２１とによりマイクロ波導波路２２０が構成されている。この導体のライン２２２を導波ライン２２２と称する。
また、第２結合スロット２３１の内側には、ｙ軸方向に延びる導体のライン２３２が設けられている。この導体ライン２３２を第２結合ライン２３２と称することにする。
また、第２結合スロット２３１の内側には、ｙ軸方向に延びる導体のライン２３２が設けられている。この導体ライン２３２を第２結合ライン２３２と称することにする。
第２結合スロット２３１と第２結合ライン２３２とによって、電磁波を電磁波伝搬シート１００に向けて放射する第２共振アンテナ２３０が構成されることになる。
導波ライン２２２は、第２結合ライン２３２の中央付近に接続されている。ただし、マッチングのために、導波ライン２２２と第２結合ライン２３２との接合点は、第２結合ライン２３２の中央からわずかにずれた位置である。
第２結合スロット２３１および第２結合ライン２３２の位置やサイズについては後述する。
図９は、インターフェース装置２００を裏面から見た図であり、すなわち、第２導体層２７０を平面視した図である。
図９に示すように、第２導体層２７０にも細長いスロット２７１が開口形成されている。
このスロット２７１を、第３スロット２７１と称することにする。
第３スロット２７１は、第１導体層２１０と第２導体層２７０とが誘電体層２６０を挟んで対向したときに、第２共振アンテナ２３０（第２結合スロット２３１および第２結合ライン２３２）に対向する位置に形成されている。さらに、第３スロット２７１の形状は、第２共振アンテナ２３０（第２結合スロット２３１および第２結合ライン２３２）に対応した形状である。すなわち、図９のように第２導体層２７０を配置したとき、第３スロット２７１は、左端から約３／５の位置においてｙ軸に長さをもつように細長い形状に形成されている。
図９に示すように、第２導体層２７０にも細長いスロット２７１が開口形成されている。
このスロット２７１を、第３スロット２７１と称することにする。
第３スロット２７１は、第１導体層２１０と第２導体層２７０とが誘電体層２６０を挟んで対向したときに、第２共振アンテナ２３０（第２結合スロット２３１および第２結合ライン２３２）に対向する位置に形成されている。さらに、第３スロット２７１の形状は、第２共振アンテナ２３０（第２結合スロット２３１および第２結合ライン２３２）に対応した形状である。すなわち、図９のように第２導体層２７０を配置したとき、第３スロット２７１は、左端から約３／５の位置においてｙ軸に長さをもつように細長い形状に形成されている。
さらに、図６に示すように、第１導体層２１０および誘電体層２６０には、導波スロット２２１および第２結合スロット２３１を取り囲むように複数のビア２４０が貫通形成されている。ビア２４０には導電材料が充填されており、ビア２４０によって第１導体層２１０と第２導体層２７０とが電気的に接続されている。ビア２４０の列に囲まれることによって、マイクロ波導波路２２０および第２共振アンテナ２３０がシールドされる。
また、第１導電層２１０の左端にはコネクタ２８０を取り付けられるようになっており、マイクロ波導波路２２０に高周波電力を供給できるようになっている（図１または図２参照）。
そして、インターフェース装置２００を介して電磁波伝搬シート１００に給電する際にはインターフェース装置２００を電磁波伝搬シート１００の上に重ねるように配置する。このとき、図２のようにインターフェース装置２００を電磁波伝搬シート１００の結合部１２０に重ねると、第１結合ライン１５２の直上に第２結合ライン２３２が位置するようになっている。第２導体層２７０には第３スロット２７１が開口形成されているので、この第３スロット２７１の開口を通して、第１結合ライン１５２と第２結合ライン２３２とは共振結合できるようになっている。
（デザインコンセプト）
次に、インターフェース装置２００から電磁波伝搬シート１００へ効率よく電力を伝送するための各要素の設計思想（デザインコンセプト）について説明する。
まず、インターフェース装置２００のデザインコンセプトを説明する。
図８において、第２結合ライン２３２の長さをＬＬ２と表すと、第２結合ライン２３２の長さＬＬ２はλｇ／４からλｇ／２とする。
（λｇは、自由空間における波長λに対し、誘電体層の実効誘電率で決まる波長短縮率を乗じた実効波長である）
好ましい例として、第２結合ラインの長さＬＬ２は、１／４波長（λｇ／４）を基準としつつ、結合度等を考慮して、λｇの１／３とすることが例として挙げられる。
次に、インターフェース装置２００から電磁波伝搬シート１００へ効率よく電力を伝送するための各要素の設計思想（デザインコンセプト）について説明する。
まず、インターフェース装置２００のデザインコンセプトを説明する。
図８において、第２結合ライン２３２の長さをＬＬ２と表すと、第２結合ライン２３２の長さＬＬ２はλｇ／４からλｇ／２とする。
（λｇは、自由空間における波長λに対し、誘電体層の実効誘電率で決まる波長短縮率を乗じた実効波長である）
好ましい例として、第２結合ラインの長さＬＬ２は、１／４波長（λｇ／４）を基準としつつ、結合度等を考慮して、λｇの１／３とすることが例として挙げられる。
ｙ軸方向における第２結合ライン２３２と第２スロット２３１との間のギャップをＧａとし、ｘ軸方向における第２結合ライン２３２と第２結合スロット２３１との間のギャップをＧｂとする。ギャップＧａおよびギャップＧｂは狭いほど良いが、製造上の制約で決定され、最小のオーダーとしては例えば１００μｍ程度になる。
次に、図９において、第２導体層２７０に形成する第３スロット２７１のサイズについて説明する。
第３スロット２７１の開口サイズとして、縦の長さをＬＳ３とし、幅をＷＳ３とする。
長さＬＳ３およびＷＳ３を決定する要素としては、例えば、第２結合スロット２３１のサイズ、インターフェース装置２００の厚み、電磁波伝搬シート１００の厚み、および、各材料定数がある。
例えば、インターフェース装置２００と電磁波伝搬シート１００とで材料定数が同じであり、かつ、インターフェース装置２００と電磁波伝搬シート１００との厚みがほぼ同じであるとする。
この場合、第２導体層２７０の第３スロット２７１の開口サイズとしては、第２結合スロット２３１のサイズよりも前記厚み分の程度広げるとよい。すなわち、第２結合スロット２３１のｙ軸方向の長さをＬＳ２とし、ｘ軸方向の長さをＷＳ２とする。さらに、インターフェース装置２００の厚みと電磁波伝搬シート１００の厚みとが同じＨであるとする。この場合、第２導体層２７０の第３スロット２７１の開口サイズを、例えば、ＬＳ３＝ＬＳ２＋Ｈ、ＷＳ３＝ＷＳ２＋Ｈ、とする。
第３スロット２７１の開口サイズとして、縦の長さをＬＳ３とし、幅をＷＳ３とする。
長さＬＳ３およびＷＳ３を決定する要素としては、例えば、第２結合スロット２３１のサイズ、インターフェース装置２００の厚み、電磁波伝搬シート１００の厚み、および、各材料定数がある。
例えば、インターフェース装置２００と電磁波伝搬シート１００とで材料定数が同じであり、かつ、インターフェース装置２００と電磁波伝搬シート１００との厚みがほぼ同じであるとする。
この場合、第２導体層２７０の第３スロット２７１の開口サイズとしては、第２結合スロット２３１のサイズよりも前記厚み分の程度広げるとよい。すなわち、第２結合スロット２３１のｙ軸方向の長さをＬＳ２とし、ｘ軸方向の長さをＷＳ２とする。さらに、インターフェース装置２００の厚みと電磁波伝搬シート１００の厚みとが同じＨであるとする。この場合、第２導体層２７０の第３スロット２７１の開口サイズを、例えば、ＬＳ３＝ＬＳ２＋Ｈ、ＷＳ３＝ＷＳ２＋Ｈ、とする。
次に、電磁波伝搬シート１００の結合部１２０の設計思想（デザインコンセプト）を説明する。
図４において、第１結合スロット１５１の開口サイズは、前記第３スロット２７１の開口サイズと同じとしてもよい。すなわち、第１結合スロット１５１のｙ軸方向の長さをＬＳ１とし、ｘ軸方向の長さをＷＳ１とすると、例えば、ＬＳ１＝ＬＳ３、ＷＳ１＝ＷＳ３、としてもよい。
図４において、第１結合スロット１５１の開口サイズは、前記第３スロット２７１の開口サイズと同じとしてもよい。すなわち、第１結合スロット１５１のｙ軸方向の長さをＬＳ１とし、ｘ軸方向の長さをＷＳ１とすると、例えば、ＬＳ１＝ＬＳ３、ＷＳ１＝ＷＳ３、としてもよい。
また、第１結合ライン１５２の長さをＬＬ１とすると、第１結合ラインの長さＬＬ１は、λｇ／４からλｇ／２とする。
（λｇは、自由空間における波長λに対し、誘電体層の実効誘電率で決まる波長短縮率を乗じた実効波長である）
好ましい例として、第１結合ライン１５２の長さＬＬ１は、１／４波長（λｇ／４）を基準としつつ、結合度を考慮して、λｇの１／３とすることが例として挙げられる。
（λｇは、自由空間における波長λに対し、誘電体層の実効誘電率で決まる波長短縮率を乗じた実効波長である）
好ましい例として、第１結合ライン１５２の長さＬＬ１は、１／４波長（λｇ／４）を基準としつつ、結合度を考慮して、λｇの１／３とすることが例として挙げられる。
次に、電磁波伝搬シート１００における第１共振アンテナ１５０の位置について説明する。
図４において、電磁波伝搬シート１００の左端から第１結合ライン１５２までの距離をＤ１とする。すなわち、結合部１２０においてサーフェイス通信部１１０とは反対側の端部から第１結合ライン１５２までの距離をＤ１とする。
このとき、Ｄ１をλf／４からλf／２とし、たとえば、λf／３としてもよい。
電磁波伝搬シート１００は周囲をショート導体１０３で囲まれた構造をしているので、誘電体導波管として扱うことができる。
電磁波伝播シート100を導波管とみなしたときの管内波長λｆを考えると、最も単純には、シート端部から１／４波長（λｆ／４）で最大電界となり、第１結合ライン１５２から入力された電磁波が電磁波伝搬シート１００の内部の誘電体層１０１に効率よく結合できると考えることができる。
なお、実際の結合のしやすさは、インターフェース装置２００と電磁波伝搬シート１００とがそれぞれ作る電界と磁界とのバランスで決まるものであり、端部からλf／４〜λf／２の範囲に結合効率が最もよいポイントを見いだせると考えられる。
図４において、電磁波伝搬シート１００の左端から第１結合ライン１５２までの距離をＤ１とする。すなわち、結合部１２０においてサーフェイス通信部１１０とは反対側の端部から第１結合ライン１５２までの距離をＤ１とする。
このとき、Ｄ１をλf／４からλf／２とし、たとえば、λf／３としてもよい。
電磁波伝搬シート１００は周囲をショート導体１０３で囲まれた構造をしているので、誘電体導波管として扱うことができる。
電磁波伝播シート100を導波管とみなしたときの管内波長λｆを考えると、最も単純には、シート端部から１／４波長（λｆ／４）で最大電界となり、第１結合ライン１５２から入力された電磁波が電磁波伝搬シート１００の内部の誘電体層１０１に効率よく結合できると考えることができる。
なお、実際の結合のしやすさは、インターフェース装置２００と電磁波伝搬シート１００とがそれぞれ作る電界と磁界とのバランスで決まるものであり、端部からλf／４〜λf／２の範囲に結合効率が最もよいポイントを見いだせると考えられる。
（使用形態）
実際の使用にあたっては、第１結合ライン１５２の直上に第２結合ライン２３２が位置するようにして、インターフェース装置２００を電磁波伝搬シート１００の結合部１２０に重ねる（図２参照）そして、インターフェース装置２００の導波ライン２２２にコネクタ２８０を取り付けて、マイクロ波導波路２２０に高周波電力を供給する。高周波電力は、マイクロ波導波路２２０によって伝送されて、第２結合ライン２３２から電磁波伝搬シート１００に放射されることになる。このとき、第２結合ライン２３２は、第３スロット２７１の開口を介して電磁波伝搬シート１００の第１結合ライン１５２と対向した状態になっているので、第２結合ライン２３２と第１結合ライン１５２とが共振カップリングする。第２結合ライン２３２と第１結合ライン１５２とが共振結合することにより、第１共振アンテナ１５０（第１結合ライン１５２および第１結合スロット１５１）を介して、電力が電磁波伝搬シート１００の内部に投入されることになる。
実際の使用にあたっては、第１結合ライン１５２の直上に第２結合ライン２３２が位置するようにして、インターフェース装置２００を電磁波伝搬シート１００の結合部１２０に重ねる（図２参照）そして、インターフェース装置２００の導波ライン２２２にコネクタ２８０を取り付けて、マイクロ波導波路２２０に高周波電力を供給する。高周波電力は、マイクロ波導波路２２０によって伝送されて、第２結合ライン２３２から電磁波伝搬シート１００に放射されることになる。このとき、第２結合ライン２３２は、第３スロット２７１の開口を介して電磁波伝搬シート１００の第１結合ライン１５２と対向した状態になっているので、第２結合ライン２３２と第１結合ライン１５２とが共振カップリングする。第２結合ライン２３２と第１結合ライン１５２とが共振結合することにより、第１共振アンテナ１５０（第１結合ライン１５２および第１結合スロット１５１）を介して、電力が電磁波伝搬シート１００の内部に投入されることになる。
電磁波伝搬シート１００内に伝わった電磁波は、シート内を伝搬していく。そして、電磁波は、サーフェイス通信部１１０のメッシュ構造（１４０）の開口から染み出す。サーフェイス通信部１１０の上に所定構造のカプラ９００を載置して、染み出してくる電磁波を吸い上げる。吸い上げた電磁波（電力）を電子機器９１０に供給することによって電子機器９１０を動作させることができる。
（実験例）
次に実験例を説明する。
図１０のように、長手方向を有する短冊状の電磁波伝搬シート１００Ａを用意し、さらに、この電磁波伝搬シート１００Ａの両端にそれぞれ結合部１２０、１２０を設けるとする。そして、二つの結合部１２０、１２０にそれぞれインターフェース装置２００、２００を接合し、二つのインターフェース装置２００、２００を入出力ポートとする。
次に実験例を説明する。
図１０のように、長手方向を有する短冊状の電磁波伝搬シート１００Ａを用意し、さらに、この電磁波伝搬シート１００Ａの両端にそれぞれ結合部１２０、１２０を設けるとする。そして、二つの結合部１２０、１２０にそれぞれインターフェース装置２００、２００を接合し、二つのインターフェース装置２００、２００を入出力ポートとする。
各種設定値を次のようにした。
電磁波伝搬シート１００Ａの横幅を６０ｍｍとし、電磁波伝搬シート１００の結合部１２０、１２０を除いたサーフェイス通信部１１０に相当する部分の長さを３２０ｍｍとした。
第１結合ライン１５２の長さＬＬ１を２７．７ｍｍとし、第１結合ライン１５２の幅ＷＬ１を１．５５ｍｍとし、第１結合ライン１５２と第１結合スロット１５１との間のギャップをｘ方向、ｙ方向ともに１．５ｍｍとした。
第２結合ライン２３２の長さＬＬ２を２７．７ｍｍとし、第２結合ライン２３２の幅ＷＬ２を１．５５ｍｍ、とした。
また、第２結合ライン２３２と第２結合スロット２３１とのギャップＧａ、Ｇｂをともに、１．５ｍｍとした。
また、導波ライン２２２と第２結合ライン２３２との接続点は、第２結合ラインの中心から２．４ｍｍずらした。
なお、第３スロット２７１のサイズは、第１結合スロット１５１および第２結合スロット２３１と同じサイズとした。
電磁波伝搬シート１００Ａの横幅を６０ｍｍとし、電磁波伝搬シート１００の結合部１２０、１２０を除いたサーフェイス通信部１１０に相当する部分の長さを３２０ｍｍとした。
第１結合ライン１５２の長さＬＬ１を２７．７ｍｍとし、第１結合ライン１５２の幅ＷＬ１を１．５５ｍｍとし、第１結合ライン１５２と第１結合スロット１５１との間のギャップをｘ方向、ｙ方向ともに１．５ｍｍとした。
第２結合ライン２３２の長さＬＬ２を２７．７ｍｍとし、第２結合ライン２３２の幅ＷＬ２を１．５５ｍｍ、とした。
また、第２結合ライン２３２と第２結合スロット２３１とのギャップＧａ、Ｇｂをともに、１．５ｍｍとした。
また、導波ライン２２２と第２結合ライン２３２との接続点は、第２結合ラインの中心から２．４ｍｍずらした。
なお、第３スロット２７１のサイズは、第１結合スロット１５１および第２結合スロット２３１と同じサイズとした。
なお、２７．７ｍｍは、波長λｇの３分の１に相当する。
電磁波伝搬シート１００の端から第１結合ライン１５２までの距離Ｄ１は４０ｍｍとした。これは、管内波長の３分の１に相当する。
インターフェース装置２００、２００の厚みを０．５ｍｍとし、電磁波伝搬シート１００の厚みを１．０ｍｍとした。
インターフェース装置２００および電磁波伝搬シート１００の誘電体層１０１、２６０の比誘電率は２．２であり、損失（ｔａｎδ）は０．０００９であった。
上記のような条件のもとで電磁界シミュレーション（ＣＳＴ社 ＭＷ Ｓｔｕｄｉｏ２０１１）をしたときのポート間の反射特性および透過特性を図１１に示す。
周波数２．４５ＧＨｚの電磁波を用いたとき、透過特性が−１．２ｄＢ程度となっている。したがって、インターフェース装置−電磁波伝搬シート−インターフェース装置で高効率のマイクロ波伝送ができることが示されている。
これにより、平面回路であるインターフェース装置２００を用い、さらに、共振結合を利用して、電磁波伝搬シート１００にマイクロ波を伝送できることが示された。
周波数２．４５ＧＨｚの電磁波を用いたとき、透過特性が−１．２ｄＢ程度となっている。したがって、インターフェース装置−電磁波伝搬シート−インターフェース装置で高効率のマイクロ波伝送ができることが示されている。
これにより、平面回路であるインターフェース装置２００を用い、さらに、共振結合を利用して、電磁波伝搬シート１００にマイクロ波を伝送できることが示された。
このような構成を備える本実施形態によれば、次の効果を奏する。
（１）本実施形態では、シート状の電磁波伝搬シート１００に給電するにあたって、インターフェース装置２００としても電磁波伝搬シート１００の結合部１２０としても平面回路を利用している。電磁波伝搬シート１００は平面的であることにメリットがあるのであるが、電磁波伝搬シートをクリップ状に上下方向から挟むような従来の給電方式ではデコボコしてしまって、給電インターフェースを取り付けた状態では平面シートとしてのメリットが減殺されてしまう恐れもあった。この点、本実施形態では、電磁波伝搬シート１００にインターフェース装置２００を取り付けた状態でも全体としての平面性を保つことができる。
（１）本実施形態では、シート状の電磁波伝搬シート１００に給電するにあたって、インターフェース装置２００としても電磁波伝搬シート１００の結合部１２０としても平面回路を利用している。電磁波伝搬シート１００は平面的であることにメリットがあるのであるが、電磁波伝搬シートをクリップ状に上下方向から挟むような従来の給電方式ではデコボコしてしまって、給電インターフェースを取り付けた状態では平面シートとしてのメリットが減殺されてしまう恐れもあった。この点、本実施形態では、電磁波伝搬シート１００にインターフェース装置２００を取り付けた状態でも全体としての平面性を保つことができる。
（２）結合部１２０は、プレーン板部１４５に第１結合スロット１５１と第１結合ライン１５２とを配置しただけの構成であるので、結合部１２０とメッシュ状部分１４０とは面一（つらいち）に作ることができる。したがって、電磁波伝搬シート１００に結合部１２０を連続一体的に設けたとしても電磁波伝搬シート１００の平面性を害することがない。また、表面導体層１３０にメッシュ状部分１４０を作り込む際にプレーン板の部分１４５に第１結合スロット１５１や第１結合ライン１５２も同時に作り込むことができるので、製造コストの上昇を招来することもない。
（３）従来の給電インターフェースは、電磁波伝搬シートを上下方向からクリップ状に挟持するものであったところ、電磁波伝搬シートを挟持する二枚の導体板のギャップが次第に変化してしまう恐れもあった。この点、本実施形態では、スロット（１５１、２３１）内に結合ライン（１５２、２３２）を配する構造であるので、ユーザの繰り返しの使用に耐え、耐用年数が格段に長くなることが期待できる。
（４）従来のように電磁波伝搬シートを上下方向からクリップ状に挟む給電インターフェースを使用するとなると、給電インターフェースと電磁波伝搬シートとの間に隙間が生じないようにするのが難しかった。この点、本実施形態では、平面的なインターフェース装置２００を平面的な電磁波伝搬シート１００に重ねるだけでよく、つまり、平面に平面を重ねるだけである。これは、電磁波伝搬シートを上下両方向から隙間無く挟み込もうとする構造に比べて格段に簡単であり、本実施形態によれば、電気専門家ではないエンドユーザーであっても電磁波伝搬シート１００とインターフェース装置２００とを簡単に重ねるだけで隙間無く両者を結合できる。
（５）電磁波伝搬シート１００とインターフェース装置２００との間で第１結合ライン１５２と第２結合ライン２３２との共振結合を利用して電力伝送を行うので、所定の周波数において極めて高効率の電力伝送を実現することができる。
（６）結合部１２０において、電磁波伝搬シート１００の端からλf／４〜λf／２の位置に第１結合ライン１５２を配置した。これによって、第１結合ライン１５２で受けた電磁波を電磁波伝搬シート１００の内部にスムースに導入することができる。
（第２実施形態）
図１２Ａ、図１２Ｂを参照して、第２実施形態を説明する。
第２実施形態の基本的構成は第１実施形態と同じであるが、第２実施形態では、電磁波伝搬シート１００Ｂの結合部１２０Ｂが裏面側に設けられている点に特徴を有する。
図１２Ａは、第２実施形態に係る電磁波伝搬シート１００Ｂのおもて面を示す図である。図１２Ｂは、第２実施形態に係る電磁波伝搬シート１００Ｂの裏面を示す図である。
図１２Ａ、図１２Ｂを参照して、第２実施形態を説明する。
第２実施形態の基本的構成は第１実施形態と同じであるが、第２実施形態では、電磁波伝搬シート１００Ｂの結合部１２０Ｂが裏面側に設けられている点に特徴を有する。
図１２Ａは、第２実施形態に係る電磁波伝搬シート１００Ｂのおもて面を示す図である。図１２Ｂは、第２実施形態に係る電磁波伝搬シート１００Ｂの裏面を示す図である。
図１２Ａおよび図１２Ｂを参照してわかるように、第１共振アンテナ１５０Ｂが電磁波伝搬シートの裏面に設けられている。すなわち、第１結合スロット１５１Ｂおよび第１結合ライン１５２Ｂが裏面導体層１０２に設けられている。裏面導体層１０２において、端から第１結合スロット１５１Ｂまでの範囲を結合部１２０Ｂと称することにする。
表面導体層１３０において、裏面の第１結合スロット１５１Ｂおよび第１結合ライン１５２Ｂに対向する位置にはプレーン部分１４３を設けている。すなわち、表面導体層１３０においてこのプレーン部分１４３にはメッシュの開口が無いことになる。一方、表面導体層１３０において、プレーン部分１４３を除く部分はメッシュ構造１４０になっている。図１２Ａを参照してわかるように、端からプレーン部分１４３までの範囲にもメッシュ構造１４０が設けられている。
なお、このプレーン部分１４３は、第１結合アンテナ１５０Ｂに対向する位置の開口を塞ぐものである。仮にプレーン部分１４３に相当する領域にもメッシュの開口を設けていると、第１結合アンテナ１５０Ｂから導入されてきた電磁波の多くがこの領域の開口からすぐに抜けてしまって電磁波伝搬シート中を伝搬する電磁波が少なくなってしまうことも考えられる。そこで本実施形態では、表面導体層１３０において裏面の第１共振アンテナ１５０Ｂに対向する領域には開口のないプレーン部分１４３を設けているのであるが、このプレーン部分１４３を設けるか否か、プレーン部分１４３のサイズをどの程度にするかについては、使用する電磁波の強度、周波数、電磁波伝搬シートの大きさ（サーフェイス通信部の大きさ）等を勘案しつつ適宜選択すればよい。
この第２実施形態に電力を給電するにあたって使用するインターフェース装置２００は、第１実施形態で説明したものと同じである。ただし、当然のことながら、使用にあたっては、インターフェース装置２００を裏面導体層１０２の側に重ねる。
本第２実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加えて、次の効果を奏する。
（７）結合部１２０を表面導体層１３０に設けていた第１実施形態に比べて、第２実施形態では表面導体層１３０においてメッシュ構造にできる領域が格段に広がっている。第１実施形態においては、表面導体層１３０にインターフェース装置２００を重ねていたので、両者が重なり合う部分はサーフェイス通信部１１０として利用できなかった。一方、本第２実施形態によれば、電磁波伝搬シート１００Ｂのおもて面をほぼ全面に渡ってサーフェイス通信部１１０として利用できるようになる。
（７）結合部１２０を表面導体層１３０に設けていた第１実施形態に比べて、第２実施形態では表面導体層１３０においてメッシュ構造にできる領域が格段に広がっている。第１実施形態においては、表面導体層１３０にインターフェース装置２００を重ねていたので、両者が重なり合う部分はサーフェイス通信部１１０として利用できなかった。一方、本第２実施形態によれば、電磁波伝搬シート１００Ｂのおもて面をほぼ全面に渡ってサーフェイス通信部１１０として利用できるようになる。
（変形例１）
上記第１実施形態で説明したインターフェース装置２００においては、導波ライン２２２を第２結合ライン２３２のほぼ中心に接続していた。
ここで、インピーダンスマッチングのために、例えば、図１３Ａのようにスタブ２３３を設けてもよい。
図１３Ａにおいては、スタブ２３３は、グランドとなる第１導体層２１０に連結されているのでショートスタブとなっている。
なお、スタブ２３３と第１導体層２１０との連結を切って、オープンスタブにしてもよい。
上記第１実施形態で説明したインターフェース装置２００においては、導波ライン２２２を第２結合ライン２３２のほぼ中心に接続していた。
ここで、インピーダンスマッチングのために、例えば、図１３Ａのようにスタブ２３３を設けてもよい。
図１３Ａにおいては、スタブ２３３は、グランドとなる第１導体層２１０に連結されているのでショートスタブとなっている。
なお、スタブ２３３と第１導体層２１０との連結を切って、オープンスタブにしてもよい。
スタブ２３３は、第２結合ライン２３２の長さ方向（インターフェース装置２００の短手方向、すなわちｙ軸方向）に対して直交方向に配置されている。第２結合ライン２３２は、一方の端でｘ方向に屈曲し、スタブ２３３に繋がる。
導波ライン２２２は、左端からｘ軸方向へ延びたあと、途中でｙ方向に屈曲し、スタブ２３３と第２結合ライン２３２との接合点（給電点）に接合されている。第２結合ライン２３２のｙ方向長さＬＬ２ａは、第１実施形態と同様に、４分の一波長（λｇ／４）から半波長（λｇ／２）とする。
導波ライン２２２は、左端からｘ軸方向へ延びたあと、途中でｙ方向に屈曲し、スタブ２３３と第２結合ライン２３２との接合点（給電点）に接合されている。第２結合ライン２３２のｙ方向長さＬＬ２ａは、第１実施形態と同様に、４分の一波長（λｇ／４）から半波長（λｇ／２）とする。
なお、図１３Ｂに示すように、第２導体層２７０に形成する第３スロット２７１は、第１実施形態と同様の形状およびサイズでよい。
このようにマッチング用のスタブ２３３を利用することによりインピーダンス整合を図ることができ、第２結合ライン２３２に対する給電の効率が向上する。そして、この場合であってもｘ軸方向に長さを持つようにマッチングスタブ２３３を配することにより、インターフェース装置２００のｙ軸方向長さに影響はなく、効率向上を図りつつも小型のインターフェース装置を実現できる。
（変形例２）
上記第１実施形態では、共振アンテナ構造としての第１結合ライン１５２および第２結合ライン２３２は直線的形状であったが、別の形状を採用してもよい。
例えば、図１４は、共振器構造としてオープンリング形状を採用した場合を示す図である。
図１４は、インターフェース装置２００Ｃの第１導体層２１０を平面視した図であり、第１導体層２１０に導波スロット２２１および導波ライン２２２が設けられている点は第１実施形態と同じである。ここで、図１４の変形例２においては、第２結合スロット２３１Ｃがほぼ正方形になっており、その中にリング状の第２結合ライン２３２Ｃが配置されている。
上記第１実施形態では、共振アンテナ構造としての第１結合ライン１５２および第２結合ライン２３２は直線的形状であったが、別の形状を採用してもよい。
例えば、図１４は、共振器構造としてオープンリング形状を採用した場合を示す図である。
図１４は、インターフェース装置２００Ｃの第１導体層２１０を平面視した図であり、第１導体層２１０に導波スロット２２１および導波ライン２２２が設けられている点は第１実施形態と同じである。ここで、図１４の変形例２においては、第２結合スロット２３１Ｃがほぼ正方形になっており、その中にリング状の第２結合ライン２３２Ｃが配置されている。
詳しく図示しないが、インターフェース装置２００Ｃに対応して、電磁波伝搬シート１００の結合部１２０としても図１４と同じオープンリング型の共振器を設けておく。
このようにオープンリング型の共振器構造を用いた場合でも、電磁波伝搬シート１００の結合部１２０およびインターフェース装置２００Ｃの構造として平面回路構造とできるので、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
（第３実施形態）
次に第３実施形態について説明する。
第３実施形態としては、二つの電磁波伝搬シートを電気的に接続する接続インターフェース装置を説明する。
図１５は、接続インターフェース装置４００と、二つの電磁波伝搬シート１００C、１００Dと、を示す図である。
電磁波伝搬シートの構成は、第１実施形態で説明したものと同じである。図１５において、左側の電磁波伝搬シートを第１電磁波伝搬シート１００Ｃとし、右側の電磁波伝搬シートを第２電磁波伝搬シート１００Ｄとする。
次に第３実施形態について説明する。
第３実施形態としては、二つの電磁波伝搬シートを電気的に接続する接続インターフェース装置を説明する。
図１５は、接続インターフェース装置４００と、二つの電磁波伝搬シート１００C、１００Dと、を示す図である。
電磁波伝搬シートの構成は、第１実施形態で説明したものと同じである。図１５において、左側の電磁波伝搬シートを第１電磁波伝搬シート１００Ｃとし、右側の電磁波伝搬シートを第２電磁波伝搬シート１００Ｄとする。
接続インターフェース装置４００の構造は、第１実施形態の給電用インターフェース装置２００と対応する要素を備えている。そこで、接続インターフェース装置４００の構成を説明するにあたって、対応する要素については第１実施形態で説明した給電用インターフェース装置２００の要素の符号を４００番台に変えて使用する。接続インターフェース装置４００の説明は簡約にするが、対応する要素については第１実施形態の説明を参照されたい。
接続インターフェース装置４００も、第１実施形態の給電用インターフェース装置２００と同様に、三層構造になっており、第１導体層４１０と、誘電体層４６０と、第２導体層４７０と、を有する。
図１６Ａは、接続インターフェース装置４００の上面図であり、すなわち、第１導体層４１０の平面図である。また、図１６Ｂは、接続インターフェース装置４００を裏面から見た図であり、すなわち、第２導体層４７０を平面視した図である。
図１６Ａは、接続インターフェース装置４００の上面図であり、すなわち、第１導体層４１０の平面図である。また、図１６Ｂは、接続インターフェース装置４００を裏面から見た図であり、すなわち、第２導体層４７０を平面視した図である。
図１５および図１６Ａに示すように、第１導体層４１０の上下中央において、ｘ軸方向に長さを有するマイクロ波導波路４２０が形成されている。
マイクロ波導波路４２０は、導波スロット４２１と導波ライン４２２とによって構成されている。そして、マイクロ波導波路２２０の両端にはそれぞれ第２共振アンテナ４３０Ａ、４３０Ｂが設けられている。
図１５および図１６Ａにおいて、左側の第２共振アンテナの符号を４３０Ａとし、右側の第２共振アンテナの符号を４３０Ｂとする。左側の第２共振アンテナ４３０Ａは第２結合スロット４３１Ａと第２結合ライン４３２Ａとを有し、同じく右側の第２共振アンテナ４３０Ｂは第２結合スロット４３１Ｂと第２結合ライン４３２Ｂとを有する。
マイクロ波導波路４２０は、導波スロット４２１と導波ライン４２２とによって構成されている。そして、マイクロ波導波路２２０の両端にはそれぞれ第２共振アンテナ４３０Ａ、４３０Ｂが設けられている。
図１５および図１６Ａにおいて、左側の第２共振アンテナの符号を４３０Ａとし、右側の第２共振アンテナの符号を４３０Ｂとする。左側の第２共振アンテナ４３０Ａは第２結合スロット４３１Ａと第２結合ライン４３２Ａとを有し、同じく右側の第２共振アンテナ４３０Ｂは第２結合スロット４３１Ｂと第２結合ライン４３２Ｂとを有する。
第２導体層４７０には、図１６Ｂに示されるように、第１導体層４１０の二つの第２共振アンテナ４３０Ａ、４３０Ｂに対応して、二つの第３スロット４７１Ａ、４７１Ｂが設けられている。図１６Ｂの第２導体層４７０において、左側の第３スロットを４７１Ａとし、右側の第３スロットを４７１Ｂとする。
図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、マイクロ波導波路４２０および第２共振アンテナ４３０Ａ、４３０Ｂを囲むように複数のビア４４０が設けられている。
なお、図１６Ｂを見てわかるように、本実施形態においては、ビア４４０を第２導体層４７０にも貫通形成している。ただし、マイクロ波導波路４２０および第２共振アンテナ４３０Ａ、４３０Ｂをシールドできればよいので、ビアを設ける際に第１導体層４１０および第２導体層４７０を貫通させるかどうかは適宜選択できる設計的事項である。
なお、図１６Ｂを見てわかるように、本実施形態においては、ビア４４０を第２導体層４７０にも貫通形成している。ただし、マイクロ波導波路４２０および第２共振アンテナ４３０Ａ、４３０Ｂをシールドできればよいので、ビアを設ける際に第１導体層４１０および第２導体層４７０を貫通させるかどうかは適宜選択できる設計的事項である。
図１７は、接続インターフェース装置４００を用いて二つの電磁波伝搬シート１００Ｃ、１００Ｄを接続した状態を示している。
二つの電磁波伝搬シート１００Ｃ、１００Ｄを接続するにあたっては、図１５に示すように、第１電磁波伝搬シート１００Ｃと第２電磁波伝搬シート１００Ｄとを互いの結合部１２０、１２０が近位するように並列に配置する。
この状態で、上側から（表面導体層１３０の側から）接続インターフェース装置４００を二つの結合部１２０、１２０に重ねる。このとき、左側の第２共振アンテナ４３０Ａが第１電磁波伝搬シート１００Ｃの第１共振アンテナ１５０に重なるようにし、かつ、右側の第２共振アンテナ４３０Ｂが第２電磁波伝搬シート１００Ｄの第１共振アンテナ１５０に重なるようにする。
二つの電磁波伝搬シート１００Ｃ、１００Ｄを接続するにあたっては、図１５に示すように、第１電磁波伝搬シート１００Ｃと第２電磁波伝搬シート１００Ｄとを互いの結合部１２０、１２０が近位するように並列に配置する。
この状態で、上側から（表面導体層１３０の側から）接続インターフェース装置４００を二つの結合部１２０、１２０に重ねる。このとき、左側の第２共振アンテナ４３０Ａが第１電磁波伝搬シート１００Ｃの第１共振アンテナ１５０に重なるようにし、かつ、右側の第２共振アンテナ４３０Ｂが第２電磁波伝搬シート１００Ｄの第１共振アンテナ１５０に重なるようにする。
すると、図１７において、左側で第１共振アンテナ１５０と第２共振アンテナ４３０Ａとが共振結合し、右側で第１共振アンテナ１５０と第２共振アンテナ４３０Ｂとが共振結合し、さらに、マイクロ波導波路４２０（導波スロット４２１、導波ライン２２２）により第２共振アンテナ４３０Ａと第２共振アンテナ４３０Ａとが繋がっている。したがって、第１電磁波伝搬シート１００Ｃの電磁界と第２電磁波伝搬シート１００Ｄの電磁界とは接続インターフェース装置４００を介して繋がる。そして、図１７に示すように、第１電磁波伝搬シート１００Ｃの上にカプラ付きの第１電子機器９１０Ａを載置し、第２電磁波伝搬シート１００Ｄの上にカプラ付きの第２電子機器９１０Ｂを載置する。すると、第１電子機器９１０Ａと第２電子機器９１０Ｂとが電気的に繋がることになる。例えば、第１電子機器９１０Ａと第２電気機器９１０Ｂとは電磁波伝搬シート１００Ｃ、１００Ｄを介した通信を行うことができる。
このような構成を有する第３実施形態によれば、二つの電磁波伝搬シート（１００Ｃ、１００Ｄ）を接続して使用することができる。例えば、個々の電磁波伝搬シートの面積がそれほど大きくないとしても、二つを連結することによって広い面積でサーフェイス通信を行うことができるようになる。さらに、本実施形態の接続インターフェース装置４００は平面的であるので、第１実施形態と同様の作用効果を奏することは容易に理解できるであろう。
（変形例３）
第３実施形態の変形例を説明する。
第３実施形態においては、一の電磁波伝搬シートは一つの第１共振アンテナを有していた。ここで、図１８のように、一つの電磁波伝搬シート１００Ｅに二つの第１共振アンテナ１５０Ｃ、１５０Ｄを設けておいてもよい。すると、接続インターフェース装置４００を用いて、図１９のように複数の電磁波伝搬シートを一次元的に繋げていくことができる。
第３実施形態の変形例を説明する。
第３実施形態においては、一の電磁波伝搬シートは一つの第１共振アンテナを有していた。ここで、図１８のように、一つの電磁波伝搬シート１００Ｅに二つの第１共振アンテナ１５０Ｃ、１５０Ｄを設けておいてもよい。すると、接続インターフェース装置４００を用いて、図１９のように複数の電磁波伝搬シートを一次元的に繋げていくことができる。
また、第１実施形態の図１２Ａ、図１２Ｂで説明したように電磁波伝搬シートにおいて結合部を裏面側に設けるとよい。すると、図２０のように、複数の電磁波伝搬シート１００Ｆを繋げたときのデッドスペースが少なくなり、電磁波伝搬シート１００Ｆの表側のほぼ全面をサーフェイス通信部として利用できるようになる。
また、図２１に示すように、電磁波伝搬シート１００Ｇが矩形である場合に、４辺それぞれに結合部１２０、１２０、１２０、１２０を設けてもよい。
このように電磁波伝搬シート１００Ｇに４つの結合部１２０、１２０、１２０、１２０が設けられていれば、図２２のように、多数の電磁波伝搬シート１００Ｇを２次元的に配列することができる。
このように電磁波伝搬シート１００Ｇに４つの結合部１２０、１２０、１２０、１２０が設けられていれば、図２２のように、多数の電磁波伝搬シート１００Ｇを２次元的に配列することができる。
なお、平面を敷きつめる多角形は、四角形の他、三角形、六角形などがある。
したがって、電磁波伝搬シートの形状を三角形や六角形等にして、辺縁部に複数の結合部を設けるなどは適宜工夫すればよい。
したがって、電磁波伝搬シートの形状を三角形や六角形等にして、辺縁部に複数の結合部を設けるなどは適宜工夫すればよい。
また、この場合も、図２３Ａ、図２３Ｂに示すように、結合部１２０を電磁波伝搬シートの裏面側に配置すれば、複数の電磁波伝搬シートを連結した際にデッドスペースが少なくなることは容易に理解できるであろう。
（変形例４）
図２４のように、第１実施形態で説明したインターフェース装置２００、２００を二つ用意し、これらを同軸ケーブル５００で接続してもよい。すると、図２４のように、第１電磁波伝搬シート１００Ｃと第２電磁波伝搬シート１００Ｄとが同一平面上ではない場合でも、二つの電磁波伝搬シート１００Ｃ、１００Ｄを電気的に接続することができる。
あるいは、図２５に示すように、両端に結合部１２０、１２０を有する短冊状の電磁波伝搬シート１００Ｅを複数並列に並べた状態で電気的に結合させることができる。
図２４のように、第１実施形態で説明したインターフェース装置２００、２００を二つ用意し、これらを同軸ケーブル５００で接続してもよい。すると、図２４のように、第１電磁波伝搬シート１００Ｃと第２電磁波伝搬シート１００Ｄとが同一平面上ではない場合でも、二つの電磁波伝搬シート１００Ｃ、１００Ｄを電気的に接続することができる。
あるいは、図２５に示すように、両端に結合部１２０、１２０を有する短冊状の電磁波伝搬シート１００Ｅを複数並列に並べた状態で電気的に結合させることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
インターフェース装置２００において、マイクロ波導波路（導波スロット、導波ライン）および第２共振アンテナ（第２結合スロット、第２結合ライン）を囲むように複数のビアを設けた。
これにより、マイクロ波導波路および第２共振アンテナをシールドしていた。
マイクロ波導波路および第２共振アンテナをシールドできればよいのであるから、ビアに限らず、マッシュルーム型ＥＢＧ構造やビアレスＥＢＧ構造など、ＥＢＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｂａｎｄ Ｇａｐ）構造でマイクロ波導波路および第２共振アンテナを取り囲んでシールドしてもよいことはもちろんである。
インターフェース装置２００において、マイクロ波導波路（導波スロット、導波ライン）および第２共振アンテナ（第２結合スロット、第２結合ライン）を囲むように複数のビアを設けた。
これにより、マイクロ波導波路および第２共振アンテナをシールドしていた。
マイクロ波導波路および第２共振アンテナをシールドできればよいのであるから、ビアに限らず、マッシュルーム型ＥＢＧ構造やビアレスＥＢＧ構造など、ＥＢＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｂａｎｄ Ｇａｐ）構造でマイクロ波導波路および第２共振アンテナを取り囲んでシールドしてもよいことはもちろんである。
上記説明では、インターフェース装置と電磁波伝搬シートとを結合させた状態で固定する手段については特に触れなかったが、このような固定手段としては、係脱可能な係合手段で両者を係合させてもよく、螺合手段で螺合してもよく、粘着テープで貼り付けるようにしてもよいのであり、その手段は特に限定されない。
また、電磁波伝搬シートとインターフェース装置とを重ねたときに第１共振アンテナと第２共振アンテナとが適切に対向するように、位置決めのマークや嵌合手段などを適宜設けてもよい。
また、電磁波伝搬シートとインターフェース装置とを重ねたときに第１共振アンテナと第２共振アンテナとが適切に対向するように、位置決めのマークや嵌合手段などを適宜設けてもよい。
上記実施形態の説明では、説明の都合上、第１実施形態のインターフェース装置２００を主として給電用インターフェースとし、第３実施形態のインターフェース装置４００を主として接続用インターフェースとするなど用途を分けて説明した。
しかし、給電用の電磁波と通信用の電磁波というのは電磁波という点で本質的同じなのであって、例えば、第１実施形態で説明した（給電用）インターフェース装置２００を通信用電磁波の媒介に利用したり、第３実施形態で説明した（接続用）インターフェース装置４００を給電用電磁波の媒介に利用したりするなどは当然のことであり、両者を区別する必要はない。
しかし、給電用の電磁波と通信用の電磁波というのは電磁波という点で本質的同じなのであって、例えば、第１実施形態で説明した（給電用）インターフェース装置２００を通信用電磁波の媒介に利用したり、第３実施形態で説明した（接続用）インターフェース装置４００を給電用電磁波の媒介に利用したりするなどは当然のことであり、両者を区別する必要はない。
この出願は、２０１２年６月１１日に出願された日本出願特願２０１２−１３２００９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、・・・電磁波伝搬シート、１０１・・・誘電体層、１０２・・・裏面導体層、１０３・・・ショート導体、１１０・・・サーフェイス通信部、１２０・・・結合部、１２０Ｂ・・・結合部、１３０・・・表面導体層、１４０・・・メッシュ状部分、１４１・・・縦配線、１４２横配線、１４３・・・プレーン部分、１４５・・・プレーン板部、１５０、１５０Ｂ、１５０Ｃ・・・第１共振アンテナ、１５１、１５１Ｂ・・・第１結合スロット、１５２、１５２Ｂ・・・第１結合ライン、２００、２００Ｃ・・・インターフェース装置、２１０・・・第１導体層、２２０・・・マイクロ波導波路、２２１・・・導波スロット、２２２・・・導波ライン、２３０・・・第２共振アンテナ、２３１、２３１Ｃ・・・第２結合スロット、２３２、２３２Ｃ・・・第２結合ライン、２３３・・・マッチングスタブ、２４０・・・ビア、２６０・・・誘電体層、２７０・・・第２導体層、２７１・・・第３スロット、２８０・・・コネクタ、４００・・・接続インターフェース装置、４１０・・・第１導体層、４２０・・・マイクロ波導波路、４２１・・・導波スロット、４２２・・・導波ライン、４３０Ａ、４３０Ｂ・・・第２共振アンテナ、４３１Ａ、４３１Ｂ・・・第２結合スロット、４３２Ａ、４３２Ｂ・・・第２結合ライン、４４０・・・ビア、４６０・・・誘電体層、４７０・・・第２導体層、４７１Ａ・・・第３スロット、５００・・・同軸ケーブル、９００・・・近接カプラ、９１０、９１０Ａ、９１０Ｂ・・・電子機器。
Claims (12)
- 一方の電磁伝搬シートと、他方の電磁波伝搬シートと、前記一方の電磁波伝搬シートと前記他方の電磁波伝搬シートとを電磁波が伝達できるように接続する接続インターフェース装置と、を具備する電磁波伝搬システムであって、
前記接続インターフェース装置は、
第１導体層と、前記第１導体層に対向配置された第２導体層と、前記第１導体層と前記第２導体層とに挟まれた誘電体層と、を備え、
前記第１導体層には、
両側が帯状の導波スロットになっている伝送線路である導波ラインが設けられているとともに、前記導波ラインの一端と他端とには第２結合スロットで環囲されたアンテナとしての第２結合ラインがそれぞれ設けられており、
前記第２導体層には、前記第２結合ラインに対向する位置にそれぞれ第３スロットが設けられており、
前記一方の電磁波伝搬シートおよび前記他方の電磁伝搬シートは、ともに、
少なくとも一部がメッシュ状になっている表面導体層と、前記表面導体層に対向配置された裏面導体層と、前記表面導体層と前記裏面導体層との間に挟まれた誘電体層と、を備え、
前記表面導体層および前記裏面導体層のいずれか一方には、
前記接続インターフェース装置が一方および他方の電磁波伝搬シートに重ねられた際に、前記第３スロットを通して前記第２結合ラインと共振結合するように、第１結合スロット中に配置されたアンテナとしての第１結合ラインが設けられている
ことを特徴とする電磁波伝搬システム。 - 請求項１に記載の電磁波伝搬システムにおいて、
前記第２結合ラインおよび前記第１結合ラインは、直線的形状またはオープンリング形状であって、λｇ／２からλｇ／４の長さを有する
ことを特徴とする電磁波伝搬システム。
ただし、λｇは、伝搬される電磁波の実効波長である。 - 請求項１または請求項２に記載の電磁波伝搬システムにおいて、
前記接続インターフェース装置には、前記導波スロットおよび前記第２結合スロットを環囲するように電磁シールド手段が設けられている
ことを特徴とする電磁波伝搬システム。 - 請求項３に記載の電磁波伝搬システムにおいて、
前記電磁シールド手段は、前記導波スロットおよび前記第２結合スロットを環囲するように設けられた複数のビアまたはＥＢＧ構造である
ことを特徴とする電磁波伝搬システム。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載の電磁波伝搬システムにおいて、
前記電磁波伝搬シートは、前記表面導体層と前記裏面導体層とを当該電磁波伝搬シートの端部で接続するショート導体をさらに備え、
前記第1結合ラインは、当該電磁波伝搬シートの端部からλf／４〜λf／２の位置に配置されている
ことを特徴とする電磁波伝搬システム。
ただし、λfは、電磁波伝播シートを導波管とみなしたときの管内波長である。 - 請求項１から請求項５のいずれかに記載の電磁波伝搬システムにおいて、
一つの前記電磁波伝搬シートに二つ以上の前記第1結合ラインが設けられている
ことを特徴とする電磁波伝搬システム。 - 請求項６に記載の電磁波伝搬システムにおいて、
複数の前記電磁波伝搬シートを一次元的または二次元的に配列し、これら複数の電磁波伝搬シートを複数の前記接続インターフェース装置で接続した
ことを特徴とする電磁伝搬システム。 - 請求項１から請求項７のいずれかに記載の電磁波伝搬システムと、
前記電磁波伝搬シートに対して電磁波の送信または受信を行う電磁波結合部を有する近接カプラと、
この近接カプラに電気的に接続された電子機器と、を備える二次元通信システム。 - 二つの電磁波伝搬シートを電磁波が伝達できるように接続する接続インターフェース装置であって、
第１導体層と、前記第１導体層に対向配置された第２導体層と、前記第１導体層と前記第２導体層とに挟まれた誘電体層と、を備え、
前記第１導体層には、
両側が帯状の導波スロットになっている伝送線路である導波ラインが設けられているとともに、前記導波ラインの一端と他端とには第２結合スロットで環囲されたアンテナとしての第２結合ラインがそれぞれ設けられており、
前記第２導体層には、前記第２結合ラインに対向する位置にそれぞれ第３スロットが設けられている
ことを特徴とする接続インターフェース装置。 - 請求項９に記載の接続インターフェース装置によって接続される電磁波伝搬シートであって、
少なくとも一部がメッシュ状になっている表面導体層と、前記表面導体層に対向配置された裏面導体層と、前記表面導体層と前記裏面導体層との間に挟まれた誘電体層と、を備え、
前記表面導体層および前記裏面導体層のいずれか一方には、
前記接続インターフェース装置が当該電磁波伝搬シートに重ねられた際に、前記第３スロットを通して前記第２結合ラインと共振結合するように、第１結合スロット中に配置されたアンテナとしての第１結合ラインが設けられており、
前記第1結合ラインは、一つの電磁波伝搬シートに対して二つ以上設けられている
ことを特徴とする電磁波伝搬シート。 - 請求項１０に記載の電磁波伝搬シートにおいて、
当該電磁波伝搬シートは短冊形状であって、長手方向の両端部にそれぞれ前記第1結合ラインが設けられている
ことを特徴とする電磁波伝搬シート。 - 請求項１０に記載の電磁波伝搬シートにおいて、
当該電磁波伝搬シートは矩形状であって、矩形の各辺に前記第1結合ラインが設けられている
ことを特徴とする電磁波伝搬シート。
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