JPWO2019039094A1 - デュアルループアンテナ - Google Patents

Abstract

通信エリアの境界を明確に設定可能で、且バランスの良い通信エリアを創り出せるデュアルループアンテナを提供する。第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１を備えたデュアルループアンテナ１００であって、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１は、ｘ−ｙ平面に形成され、第１ループアンテナ１１の中心と第２ループアンテナ２１の中心は、デュアルループアンテナ１００の中心である原点から、ｘ軸上の同じ距離に配置され、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１のそれぞれに流れる電流の位相差は130度から230度の範囲の何れかの値である。

Description

本発明は、通信エリアの境界を明確に設定できるデュアルループアンテナに関する。

近年では、意図的に通信エリアを限定した無線通信（エリア限定無線）に対するニーズが高まっている。当該ニーズに対応する目的で、磁界を利用したシステムが実用化されている（例えば特許文献１）。

特許第６０６９５４８号公報

特許文献１に開示された方法は、アンテナの磁気モーメントが平行若しくは反平行になるように、複数のアンテナを並べ、且つそれらのアンテナを直列に接続する。この方法によれば、アンテナを配列した方向に通信エリアを拡大することができる。

しかし、特許文献１は、一方向に通信エリアを拡大することが出来るが、アンテナを中心に前後左右にバランスの取れた通信エリアを形成することが出来ないという課題がある。

本発明は、この課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、通信エリアの境界を明確に設定可能で、且つバランスの良い通信エリアを創り出せるデュアルループアンテナを提供することである。

本発明の一態様に係るデュアルループアンテナは、第１ループアンテナと第２ループアンテナを備えたデュアルループアンテナであって、前記第１ループアンテナと前記第２ループアンテナは、ｘ−ｙ平面に形成され、前記第１ループアンテナの中心と前記第２ループアンテナの中心は、前記デュアルループアンテナの中心である原点から、ｘ軸上の同じ距離に配置され、前記第１ループアンテナと前記第２ループアンテナのそれぞれに流れる電流の位相差は130度から230度の範囲の何れかの値であることを要旨とする。

本発明のデュアルループアンテナによれば、通信エリアの境界を明確に設定可能で、且つバランスの良い通信エリアを創り出せるデュアルループアンテナを提供することができる。

本発明の実施形態に係るデュアルループアンテナを構成するループアンテナの構成例を示す図である。 図１に示すループアンテナの斜視図である。 第１実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図３に示すデュアルループアンテナが創り出す磁界分布を示す図であり、（ａ）は上面から見た磁界分布、（ｂ）は（ａ）の半分（＋ｚ方向）の形状を３次元形状で示す図である。 図３に示すデュアルループアンテナへの給電信号の位相差を変えた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）は位相差δ＝0°、（ｂ）は位相差δ＝130°、（ｃ）は位相差δ＝180°、（ｄ）は位相差δ＝240°の磁界分布を示す図である。 第２実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図６に示すデュアルループアンテナを横（ｘ軸）から見た外観を示す図である。 図６に示すデュアルループアンテナを構成するループアンテナをｘ軸を中心にθ°回転させた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）はθ＝±0°、（ｂ）はθ＝±5°、（ｃ）はθ＝±15°の磁界分布を示す図である。 第３実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図９に示すデュアルループアンテナを構成するループアンテナをｙ軸を中心にφ°回転させた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）はφ＝±0°、（ｂ）はφ＝±5°、（ｂ）はφ＝±15°の磁界分布を示す図である。 第４実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図１１に示すデュアルループアンテナへの給電信号の位相差を変えた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）は位相差δ＝180±0°、（ｂ）は位相差δ＝180±5°、（ｃ）は位相差δ＝180±15°の磁界分布を示す図である。 第５実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図１３に示すデュアルループアンテナへの給電信号の位相差を変えた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）は位相差δ＝180+10°で回転角θ＝±0°、（ｂ）は位相差δ＝180+10°で回転角θ＝±2°の磁界分布を示す図である。 第６実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図１５に示すデュアルループアンテナへの給電信号の位相差を変えた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）は位相差δ＝180+0°で回転角φ＝±15°、（ｂ）は位相差δ＝180+6°で回転角φ＝±15°の磁界分布を示す図である。 本発明の実施形態に係るデュアルループアンテナを構成するバーアンテナの構成例を示す図である。 第７実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図１８に示すデュアルループアンテナを構成するバーアンテナの配置例を示す図である。 第８実施形態に係るデュアルループアンテナを構成するバーアンテナの配置例を示す図である。 第９実施形態に係るデュアルループアンテナを構成するバーアンテナの配置例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。複数の図面中同一のものには同じ参照符号を付し、説明は繰り返さない。

最初に、本実施形態に係るデュアルループアンテナを構成するループアンテナについて説明する。図１は、当該ループアンテナ１１の構成例を示す図である。

ループアンテナ１１は、絶縁体基板１０の上に形成される導体パターンによる開ループで構成される。絶縁体基板１０の重心（中心）から所定の半径で導体パターンが環状に形成され、１２時の方向が切り欠かれた開ループが形成されている。

開ループの両端子は、給電点１２，１３である。給電点１２は例えば＋極であり、給電点１３が−極である。極性は入れ替わっても構わない。

ループアンテナ１１の導体パターンによるループ面はｘ−ｙ面に平行であるとする。この例におけるｘ−ｙ面は鉛直面である。

給電点１２，１３に、図に示す極性で電流を流すと右ネジの方向に磁気双極子モーメントベクトル（以降、磁気モーメントベクトル）が発生し、磁界が生じる。磁気モーメントベクトルの方向は、ループ面（ｘ−ｙ面）に垂直（法線方向）である。この極性で電流を流した場合の磁気モーメントベクトルは、＋ｚ軸方向に発生する。

なお、電流と磁界は常に同相であり、電流の向きが反転すれば磁界の向きも反転する。

図２は、ループアンテナ１１の斜視図である。図２に示すように座標系を定義する。鉛直方向をｙ軸、鉛直方向と直交しループ面に平行な方向をｘ軸、ループ面の法線方向をｚ軸とする。

〔第１実施形態〕
図３は、第１実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。本実施形態のデュアルループアンテナ１００は、図１に示したループアンテナ１１を直線状に２つ並べて構成したものである。なお、ループアンテナには、バーアンテナなど螺旋状のアンテナも含むものとする。バーアンテナを用いた構成例については後述する。

鉛直方向に配置された絶縁体基板１０，２０が一直線状に配置される。絶縁体基板１０，２０のそれぞれの平面上に第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１が形成される。

図３に示す例では、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１の導電パターン（ターン数Ｎ＝1）の直径は同じである。しかし、それらの条件を一致させる必要はない。第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１の直径が異なっても良い。次式に示す磁気モーメントｍの大きさを合わせれば良い。

ここでＩＲＭＳはアンテナ電流の実効値、Ｓｅｆｆはループアンテナの実効面積である。なお、磁気モーメントベクトルは、磁気モーメントｍのベクトルである。

第１ループアンテナ１１の給電点１２には信号源１４の正極が接続され、同給電点１３には信号源１４の負極が接続される。この方向のアンテナ電流が流れると、第１ループアンテナ１１に発生する磁気モーメントベクトルの方向は、＋ｚ軸方向である。

第２ループアンテナ２１の給電点２２には信号源２４の負極が接続され、同給電点２３には信号源２４の正極が接続される。この方向のアンテナ電流が流れると、第２ループアンテナ２１に発生する磁気モーメントベクトルの方向は、−ｚ軸方向である。

信号源１４，２４は、同期した交流信号源であるので、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１のそれぞれの磁気モーメントベクトルの方向は常に反対である。

図４に、デュアルループアンテナ１００が創り出す磁界分布の例を示す。図４（ａ）は、デュアルループアンテナ１００の中心を原点（ｘ＝0、ｙ＝0、ｚ＝0）とし、＋ｙ方向（上）から見た磁界分布である。

図４（ａ）に示す閉曲線は、外側からｙ＝0,50,60,70,80cmの平面において磁界強度が58dBμA/mとなる等高線を表す。第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１の中心間の距離はｄ＝10cmとした。

図４に示すようにｙ＝0の等高線の形状は、ｘ方向とｚ方向が等しい形状である。つまり、デュアルループアンテナ１００を中心として前後左右にバランスの取れた通信エリアが創り出されている。

ｙ＝0の閉曲線（実線）で表される58dBμA/mの磁界強度の通信エリアは、ｘ方向に約220cm、ｚ方向に約220cmであり、縦横比が１である。なお、ｙ＝80cm（細い実線）では、閉曲線が分割され、原点付近では磁界強度の落ち込みが見られる。

図４（ｂ）は、デュアルループアンテナ１００がｚ＞0の領域に生成する磁界の強度を３次元で表した図である。図４（ｂ）に示すようにデュアルループアンテナ１００の磁界強度は、例えば果実の梨のような形状をしている。つまり、中心軸上の上部の磁界強度が減衰する特性を示す。なお、図４（ｂ）からもアンテナ中心から前後左右にバランスの取れた通信エリアが創り出されていることが分かる。

次に、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１の給電信号の位相差と、通信エリアの形状との関係について説明する。

図５は、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１の給電信号の位相差δを変化させた場合の磁界分布を示す。図５の横軸と縦軸の関係は図４と同じである。位相差δは0°〜250°まで10°ステップで変化させ、その一部を表記した。通信エリアの大きさは、ｙ＝0、磁界強度58dBμA/mの条件で比較する。

図５（ａ）は位相差δ＝0°の磁界分布を示す。58dBμA/mの磁界強度の通信エリアのｚ方向の大きさは約215cm、ｘ方向の大きさは約173cmである。このように縦横比が１では無くなり通信エリアは、位相差δ＝180°の場合より狭くなる。図５（ａ）に示す通信エリアは、位相差δ＝120°まで変化が無く、位相差δ＝130°から改善され始める。

図５（ｂ）は位相差δ＝130°の磁界分布を示す。その通信エリアの大きさは、ｚ方向で約215cm、ｘ方向で約176cmである。

位相差δ＝170°（特性を図示せず）の通信エリアの大きさは、ｚ方向で約215cm、ｘ方向で約200cmである。このように位相差δ＝180°に近づくと、通信エリアの縦横比が改善されアスペクト比＝１に近づく。

図５（ｃ）は位相差δ＝180°の磁界分布を示す。図５（ｃ）は図４（ａ）と同じである。位相差δ＝180°の通信エリアの大きさは、ｚ方向で約220cm、ｘ方向で約220cmであり、縦横比が１である。

更に位相差δを大きくして行くと、位相差δ＝240°で通信エリアの大きさが位相差δ＝0°とほぼ同じになる。図５（ｄ）は位相差δ＝240°の磁界分布を示す。その通信エリアの大きさは、ｚ方向で約215cm、ｘ方向で約173cmであり、位相差δ＝0°の通信エリアと同じである。

このように、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１の給電信号の位相差δを、δ＝130°からδ＝230°にすることで通信エリアの縦横比が改善される。

以上述べたように、通信エリアの縦横比を改善したデュアルループアンテナ１００は、巻数がｎ（ｎ≧１）の第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１を備えたデュアルループアンテナであって、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１のそれぞれのループ面は、縦方向に形成され、第１ループアンテナ１１の中心と第２ループアンテナ２１の中心は、デュアルループアンテナ１００の中心である原点から、前記縦方向と直交しループ面に平行なｘ軸上の同じ距離に配置され、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１のそれぞれに流れる電流の位相差は130度から230度の範囲の何れかの値である。

なお、本実施形態のデュアルループアンテナ１００では、図４（a）に示すように、ｙ＝80cm（細い実線）において閉曲線が分割されてしまう。また、中心軸上の上部の磁界強度が減衰する特性を示す。このような特性は、不安定な通信の原因になるので好ましくない場合がある。次に、これら特性を改善した第２実施形態について説明する。

〔第２実施形態〕
図６は、第２実施形態に係るデュアルループアンテナ２００の構成例を示す図である。デュアルループアンテナ２００は、デュアルループアンテナ１００（図３）に対して、絶縁体基板１０，２０のそれぞれが、ｘ軸を中心に回転している点で異なる。また、デュアルループアンテナ２００は、１つの信号源１４で、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１に逆位相のアンテナ電流を供給する点で異なる。このように、１つの信号源１４で２つのループアンテナに電流を供給しても良い。

図７は、−ｘ，ｙ＝0，ｚ＝0の位置から見たデュアルループアンテナ２００の外観を示す図である。視点側の絶縁体基板１０は、ｘ軸を中心に時計方向にθ°回転しており、ｙ軸に対して俯角を持つ。また、視点側から見て奥の絶縁体基板２０は、ｘ軸を中心に反時計方向にθ°回転しており、ｙ軸に対して仰角を持つ。回転角θは、例えば反時計方向を＋と定義する。

このように絶縁体基板１０，２０のそれぞれを、ｘ軸を中心に回転させることで、第１ループアンテナ１１の磁気モーメントベクトルと、第２ループアンテナ２１の磁気モーメントベクトルとが平行でなくなる。これにより、本実施形態では、上記の不安定な通信の原因になる特性を改善することができる。

図８は、デュアルループアンテナ２００の絶縁体基板１０，２０をｘ軸を中心に回転させた場合の磁界分布の変化を示す。図８（ａ）は、回転角θ＝0°であり、上記の図４（ａ）及び図５（ｃ）と同じである。

図８（ｂ）はθ＝±5°、図８（ｃ）はθ＝±15°である。このどちらもｙ＝80cm（細い実線）での閉曲線が分割される特性が解消され、原点付近での磁界強度の落ち込みも見られなくなる。

このように、本実施形態のデュアルループアンテナ２００は、第１ループアンテナ１１のループ面はｘ軸を中心に−θ度回転し、第２ループアンテナ２１のループ面はｘ軸を中心に＋θ度回転し、電流の位相差δはδ＝180°である。これにより、本実施形態では、不安定な通信の原因になる特性を改善することができる。なお、デュアルループアンテナ２００の第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１の給電信号の位相差δを変化させるようにしても良い。その例については後述する。

〔第３実施形態〕
図９は、第３実施形態に係るデュアルループアンテナ３００の構成例を示す図である。デュアルループアンテナ３００は、デュアルループアンテナ１００（図３）に対して、絶縁体基板１０，２０のそれぞれが、ｙ軸を中心に回転している点で異なる。なお、１つの信号源１４で２つのループアンテナに電流を供給している点は、第２実施形態と同じである。

図９に示すように、絶縁体基板１０はｙ軸を中心に時計方向に−φ°回転し、絶縁体基板２０はｙ軸を中心に反時計方向にφ°回転する。回転角φは、例えば反時計方向を＋と定義する。

このように絶縁体基板１０，２０のそれぞれを、ｙ軸を中心に回転させることで、第１ループアンテナ１１の磁気モーメントベクトルと、第２ループアンテナ２１の磁気モーメントベクトルとが平行でなくなる。これにより、本実施形態では、上記の不安定な通信の原因になる特性を改善することができる。

図１０は、デュアルループアンテナ３００の絶縁体基板１０，２０をｙ軸を中心に回転させた場合の磁界分布の変化を示す。図１０（ａ）は、回転角φ＝0°であり、上記の図４（ａ）、図５（ｃ）、及び図８（ａ）と同じである。

図１０（ｂ）はφ＝±5°、図１０（ｃ）はφ＝±15°である。このどちらもｙ＝80cm（細い実線）での閉曲線が分割される特性が解消され、原点付近での磁界強度の落ち込みも見られなくなる。また、このどちらも第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１の配置が反映され、ｚ＜0の領域で磁界が抑圧され、ｚ＞0の領域で磁界が増強され、ｚ＞0の方向の指向性が形成されている。

このように、本実施形態のデュアルループアンテナ３００は、第１ループアンテナ１１のループ面はｘ軸と鉛直方向で直交するｙ軸を中心に−φ度回転し、第２ループアンテナ２１のループ面はｙ軸を中心に＋φ度回転し、電流の位相差φはφ＝180°である。これにより、本実施形態では、不安定な通信の原因になる特性を改善することができる。また、指向性を持たせることもできる。なお、デュアルループアンテナ３００の第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１の給電信号の位相差δを変化させるようにしても良い。その例については後述する。

またここでは、y軸を中心に回転させるとして説明したが、回転軸は必ずしもy軸のみに限らず、y軸に平行な軸であれば、類似の効果が得られる。例えば、y軸に平行で第１ループアンテナ１１の中心を通る直線に関して第１ループアンテナ１１を回転し、またy軸に平行で第２ループアンテナ２１の中心を通る直線に関して第２ループアンテナ２１を回転することでも、類似の効果を得ることができる。

〔第４実施形態〕
図１１は、第４実施形態に係るデュアルループアンテナ４００の構成例を示す図である。デュアルループアンテナ４００は、デュアルループアンテナ１００（図３）に対して、アンテナ電流に位相差δを持たせるようにしたものである。

図１２は、デュアルループアンテナ４００の２つのループアンテナのアンテナ電流に位相差δを持たせた場合の磁界分布の変化を示す図である。なお、このことは、第１実施形態の説明の中で図５を用いて説明済みである。

図１２（ａ）は位相差δ＝180±0°の場合の磁界分布を示す。この特性は、上記の図４（ａ）等と同じである。ｙ＝80cm（細い実線）で閉曲線が分割され、原点付近で磁界強度の落ち込みが見られる。

図１２（ｂ）はδ＝180±5°の磁界分布を示す。これは、位相差δ＝175°と位相差δ＝185°に対応する。原点付近で磁界強度の落ち込みは解消されるが、ｙ＝80cm（細い実線）で閉曲線が分割されたままである。

図１２（ｃ）はδ＝180±15°の磁界分布を示す。これは、位相差δ＝165°と位相差δ＝195°に対応する。原点付近で磁界強度の落ち込みと、ｙ＝80cm（細い実線）での閉曲線の分割の両方が解消されている。

このように、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１は同一平面に形成され、それぞれのループアンテナに供給するアンテナ電流の位相差δを変えても良い。本実施形態のデュアルループアンテナ４００の作用効果は、第１実施形態のデュアルループアンテナ１００と同じである。

〔第５実施形態〕
図１３は、第５実施形態に係るデュアルループアンテナ５００の構成例を示す図である。デュアルループアンテナ５００は、デュアルループアンテナ２００（図６）に対してアンテナ電流間に位相差δを持たせるようにしたものである。

図１４は、位相差δと回転角θの両方を変えた場合の磁界分布の変化を示す。図１４（ａ）は、位相差δ＝180+10°で回転角θ＝±0°の場合の磁界分布を示す。位相差δ＝180+10°による影響は、同じ回転角θ＝±0°の場合の図８（ａ）と対比することで良く分かる。

図８（ａ）では存在したｙ＝80cm（細い実線）での閉曲線の分割と原点付近での磁界強度の落ち込みが、図１４（ａ）では位相差δ＝180+10°とすることで解消されている。

図１４（ｂ）は、位相差δ＝180+10°で回転角θ＝±2°の場合の磁界分布を示す。図１４（ｂ）でも、上記の不安定な通信の原因になる特性が改善されている。

このように、位相差δと回転角θを組み合わせても良い。つまり、本実施形態のデュアルループアンテナ５００は、第１ループアンテナ１１のループ面はｘ軸を中心に−θ°回転し、第２ループアンテナ２１のループ面はｘ軸を中心に＋θ°回転し、電流の位相差δは180±Δδ°である。これにより、本実施形態では、不安定な通信の原因になる特性を改善することができる。

〔第６実施形態〕
図１５は、第６実施形態に係るデュアルループアンテナ６００の構成例を示す図である。デュアルループアンテナ６００は、デュアルループアンテナ３００（図９）に対してアンテナ電流間に位相差δを持たせるようにしたものである。

図１６は、位相差δと回転角φの両方を変えた場合の磁界分布の変化を示す。図１６（ａ）は、位相差δ＝180+0°で回転角φ＝±15°の場合の磁界分布を示す。回転角φ＝±15°による影響は、同じ位相差δ＝180°で回転角φ＝±0°の場合の図１０（ａ）と対比することで良く分かる。

図１０（ａ）では存在したｙ＝80cm（細い実線）での閉曲線の分割と、原点付近での磁界強度の落ち込みが、図１６（ａ）では回転角φ＝±15°とすることで解消されている。

図１６（ｂ）は、位相差δ＝180+6°で回転角φ＝±15°の場合の磁界分布を示す。図１６（ｂ）でも、上記の不安定な通信の原因になる特性が改善されている。なお、位相差δ＝180+6°は、位相差δ＝180-6°と等価である。

このように、位相差180±Δδ°と回転角φを組み合わせても良い。つまり、本実施形態のデュアルループアンテナ６００は、第１ループアンテナ１１のループ面はｘ軸と鉛直方向で直交するｙ軸を中心に−φ°回転し、第２ループアンテナ２１のループ面はｙ軸を中心に＋φ°回転し、電流の位相差δは180±Δδ度である。これにより、本実施形態では、不安定な通信の原因になる特性を改善することができる。

以上述べた第１実施形態〜第６実施形態は、２つのループアンテナを用いた例で説明したが、ループアンテナをバーアンテナに置き換えても良い。

図１７は、バーアンテナを示す。バーアンテナは、磁性体（バー）３０に導線が巻かれたソレノイドコイルである。電流を流すと右ネジの方向に磁気モーメントベクトルが発生し、磁界が生じる。磁気モーメントベクトルの方向はバーに平行である。

また、電流と磁界は常に同相であり、電流の向きが反転すれば磁界も反転する。したがって、第１実施形態〜第６実施形態におけるループアンテナは、バーアンテナに置き換えることが可能である。次に、バーアンテナで構成した本発明の実施形態について説明する。

〔第７実施形態〕
図１８は、第７実施形態に係るデュアルループアンテナ７００の構成例を示す図である。デュアルループアンテナ７００は、ｘ−ｚ面内に平行させてバーアンテナ３１，３２を配置し、それぞれのバーアンテナ３１，３２に反対方向の磁気モーメントベクトルを発生させるようにしたものである。

図１９は、バーアンテナ３１，３２の配置例を示す図である。絶縁体基板４０の両端に台座４１，４２が配置され、台座４１の上にバーアンテナ３１が配置され、台座４２の上にバーアンテナ３２が配置される。

デュアルループアンテナ７００は、デュアルループアンテナ１００（図３）のループアンテナ１１，２１をバーアンテナ３１，３２に置き換えたものである。デュアルループアンテナ７００の作用効果は、デュアルループアンテナ１００と同じである。

〔第８実施形態〕
図２０は、第８実施形態に係るデュアルループアンテナ８００のバーアンテナの配置例を示す図である。デュアルループアンテナ８００は、デュアルループアンテナ２００（図６）のループアンテナ１１，２１をバーアンテナ３１，３２に置き換えたものである。この場合、バーアンテナ３１の磁気モーメントベクトルと、バーアンテナ３２の磁気モーメントベクトルとは、平行でない。これにより、デュアルループアンテナ８００の作用効果は、デュアルループアンテナ２００と同じである。

〔第９実施形態〕
図２１は、第９実施形態に係るデュアルループアンテナ９００のバーアンテナの配置例を示す図である。デュアルループアンテナ９００は、デュアルループアンテナ３００（図９）のループアンテナ１１，２１をバーアンテナ３１，３２に置き換えたものである。この場合、バーアンテナ３１の磁気モーメントベクトルと、バーアンテナ３２の磁気モーメントベクトルとは、平行でない。これにより、デュアルループアンテナ９００の作用効果は、デュアルループアンテナ３００と同じである。

以上述べたように、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１のそれぞれは、磁性体３０にコイルを巻回したソレノイドコイルで構成しても良い。

以上、実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。例えば、ループアンテナの形状は、楕円でも構わない。また、絶縁体基板１０，２０の形状は、長方形に限られない。

また、第１ループアンテナ１１と第２ループアンテナ２１の中心間の距離はｄ＝10cmの例を示したが、距離ｄは波長に比べて十分に小さな距離であれば上記の作用効果が得られる。

また、磁気モーメントベクトルｍは、ターン数Ｎ＝1の例で説明したが、ターン数Ｎを増やしても良い。このように本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

本実施の形態は、例えばＮＦＣ（Near Field Communication）等の短距離無線認証技術に適用することができる。また、自動車等の周囲と内部に、安定した通信エリアを確保する車両用の無線システムに利用可能である。

１０，２０，４０：絶縁体基板
１１：第１ループアンテナ（ループアンテナ）
２１：第２ループアンテナ（ループアンテナ）
１２，１３、２２、２３：給電点
１４、２４：信号源
３０：磁性体
３１，３２：バーアンテナ
４１，４２：台座
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００：デュアルループアンテナ

本発明の実施形態に係るデュアルループアンテナを構成するループアンテナの構成例を示す図である。 図１に示すループアンテナの斜視図である。 第１実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図３に示すデュアルループアンテナが創り出す磁界分布を示す図であり、（ａ）は上面から見た磁界分布、（ｂ）は（ａ）の半分（＋ｚ方向）の形状を３次元形状で示す図である。 図３に示すデュアルループアンテナへの給電信号の位相差を変えた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）は位相差δ＝0°、（ｂ）は位相差δ＝130°、（ｃ）は位相差δ＝180°、（ｄ）は位相差δ＝240°の磁界分布を示す図である。 第２実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図６に示すデュアルループアンテナを横（ｘ軸）から見た外観を示す図である。 図６に示すデュアルループアンテナを構成するループアンテナをｘ軸を中心にθ°回転させた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）はθ＝±0°、（ｂ）はθ＝±5°、（ｃ）はθ＝±15°の磁界分布を示す図である。 第３実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図９に示すデュアルループアンテナを構成するループアンテナをｙ軸を中心にφ°回転させた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）はφ＝±0°、（ｂ）はφ＝±5°、（ｃ）はφ＝±15°の磁界分布を示す図である。 第４実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図１１に示すデュアルループアンテナへの給電信号の位相差を変えた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）は位相差δ＝180±0°、（ｂ）は位相差δ＝180±5°、（ｃ）は位相差δ＝180±15°の磁界分布を示す図である。 第５実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図１３に示すデュアルループアンテナへの給電信号の位相差を変えた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）は位相差δ＝180+10°で回転角θ＝±0°、（ｂ）は位相差δ＝180+10°で回転角θ＝±2°の磁界分布を示す図である。 第６実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図１５に示すデュアルループアンテナへの給電信号の位相差を変えた場合の磁界分布を示す図であり、（ａ）は位相差δ＝180+0°で回転角φ＝±15°、（ｂ）は位相差δ＝180+6°で回転角φ＝±15°の磁界分布を示す図である。 本発明の実施形態に係るデュアルループアンテナを構成するバーアンテナの構成例を示す図である。 第７実施形態に係るデュアルループアンテナの構成例を示す図である。 図１８に示すデュアルループアンテナを構成するバーアンテナの配置例を示す図である。 第８実施形態に係るデュアルループアンテナを構成するバーアンテナの配置例を示す図である。 第９実施形態に係るデュアルループアンテナを構成するバーアンテナの配置例を示す図である。

Claims (5)

1. 第１ループアンテナと第２ループアンテナを備えたデュアルループアンテナであって、
   前記第１ループアンテナと前記第２ループアンテナは、ｘ−ｙ平面に形成され、前記第１ループアンテナの中心と前記第２ループアンテナの中心は、前記デュアルループアンテナの中心である原点から、ｘ軸上の同じ距離に配置され、
   前記第１ループアンテナと前記第２ループアンテナのそれぞれに流れる電流の位相差は130度から230度の範囲の何れかの値である
   ことを特徴とするデュアルループアンテナ。
2. 前記第１ループアンテナの磁気モーメントベクトルと、前記第２ループアンテナの磁気モーメントベクトルとが、平行でない
   ことを特徴とする請求項１に記載のデュアルループアンテナ。
3. 前記第１ループアンテナは前記ｘ軸を中心に−θ度回転し、
   前記第２ループアンテナは前記ｘ軸を中心に＋θ度回転し、
   前記電流の位相差は180±δ度である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデュアルループアンテナ。
4. 前記第１ループアンテナは前記ｘ軸と鉛直方向で直交するｙ軸もしくは該y軸に平行な軸に関し−φ度回転し、
   前記第２ループアンテナは前記ｙ軸もしくは該y軸に平行な軸に関し＋φ度回転し、
   前記電流の位相差は180±δ度である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデュアルループアンテナ。
5. 前記第１ループアンテナと前記第２ループアンテナのそれぞれは、磁性体にコイルを巻回したソレノイドコイルで構成される
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載したデュアルループアンテナ。