WO2017126147A1 - ループアンテナアレイ - Google Patents

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loop
antenna array
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loop antennas
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佐々木　愛一郎
枚田　明彦
森澤　文晴
岡　宗一
加々見　修
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日本電信電話株式会社
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/04—Screened antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

Definitions

  • the present invention relates to a loop antenna array capable of forming a linear and clear communication area boundary.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a loop antenna array capable of forming a linear and clear boundary of a communication area.
  • the loop antenna array of the present invention includes two loop antennas in which currents in opposite directions flow.
  • loop antenna array of the present invention since two loop antennas in which currents in opposite directions flow are provided, a linear and clear communication area boundary can be formed.
  • the loop antenna array of the present embodiment is a magnetic field antenna.
  • a low-frequency (approximately 10 MHz or less) magnetic field has a feature that the interaction with the human body and the surrounding environment is significantly lower than the electric field. Therefore, it is conceivable to use a low-frequency magnetic field as a communication medium as one means for solving the problem. If a “sharp magnetic field distribution” in which the magnetic field intensity rapidly attenuates at the boundary of the communication area can be created, a highly reliable area limited wireless system can be constructed.
  • the attenuation factor of the magnetic field is 60 dB / dec and the magnetic field to be formed is shown in FIG.
  • the shape of the area becomes a curved surface. For this reason, it is difficult to form a straight and clear boundary of the communication area.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a loop antenna array according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a magnetic field area formed by the loop antenna array of FIG.
  • the loop antenna array includes two loop antennas 1 and 2.
  • Each of the loop antennas 1 and 2 has a conductor formed in a loop shape, and is formed, for example, on a substrate (not shown) (same plane).
  • the loop antennas 1 and 2 have, for example, the same shape (circle), the area of the area surrounded by the loop antennas is the same, and the number of turns is one.
  • the loop antennas 1 and 2 are formed by, for example, a continuous conducting wire LN.
  • the + terminal which is one end of the conducting wire LN is connected to the signal terminal of the AC power supply E, and the ⁇ terminal which is the other end of the conducting wire LN is connected to the GND terminal of the AC power supply E.
  • the loop antennas 1 and 2 are provided with a + terminal and a ⁇ terminal, that is, not formed by continuous conductors, and the + terminal of the loop antenna 1 and the ⁇ terminal of the loop antenna 2 are connected to the signal terminal of the AC power source E.
  • the minus terminal of the loop antenna 1 and the plus terminal of the loop antenna 2 may flow.
  • each of the loop antennas 1 and 2 is provided with a + terminal and a ⁇ terminal, and two AC power supplies are provided.
  • the + terminal and the ⁇ terminal of the loop antenna 1 are connected to the signal terminal and the GND terminal of one AC power supply, respectively.
  • the + terminal and the ⁇ terminal of the loop antenna 2 By connecting the + terminal and the ⁇ terminal of the loop antenna 2 to the signal terminal and the GND terminal of the other AC power supply, respectively, currents in opposite directions may flow.
  • the signal terminal of one AC power supply is a positive voltage
  • the signal terminal of the other AC power supply may be synchronized so as to be a negative voltage.
  • the boundary of the communication area can be flattened compared to the case of a single loop antenna (FIG. 9).
  • the direction penetrating the loop antenna from the midpoint PL of the center line segment L connecting the center 1c of the loop antenna 1 and the center 2c of the loop antenna 2 (z direction) It is preferable that (d / 2) ⁇ a, where a (the minimum distance from the midpoint PL to the communication area boundary) is a distance to the communication area boundary that is far away. That is, it is desirable to set the distance between the antennas so as to satisfy d ⁇ 2a.
  • the contour line of the magnetic field intensity passing through the point Pa ′ separated from the middle point PL by a predetermined distance d / 2 ( ⁇ a) in the z direction does not intersect the center-to-center straight line segment L. Therefore, by setting d ⁇ 2a, the condition that the contour line of the magnetic field strength passing through the point Pa farther from the midpoint PL than the point Pa ′ can be satisfied without crossing the straight line segment L between the centers.
  • the contour line of the magnetic field intensity passing through the point Pa has a portion substantially parallel to the straight line segment L between the centers. That is, the contour lines of the parallel magnetic field strength can be used as a linear and clear boundary of the communication area.
  • the amplitude of the magnetic field generated far away by the loop antenna is proportional to the magnitude of the magnetic dipole moment vector m.
  • m is given by the following equation.
  • I is the current value flowing through the loop antenna
  • S is the area of the area surrounded by the loop antenna
  • direction of m (vector) is the direction of the right screw with respect to the current rotation direction It is.
  • a current flows in the opposite direction.
  • the sum of m considering the direction becomes zero.
  • the loop antenna array according to the first embodiment can be regarded as a quadrupole obtained by arranging loop antennas having one turn (with an attenuation factor of 60 dB / dec) in the reverse direction.
  • the attenuation factor of the magnetic field is 80 dB / dec.
  • the first embodiment it is possible to form a magnetic field area (communication area) that is sharper than a loop antenna having one winding.
  • the shape of the magnetic field area does not depend on the shape of the loop antenna, and thus the shape is not circular, but may be square, rectangular, elliptical, fan-shaped, triangular, semicircular, helical, or string-wound. However, the shape is not limited to these. The shape may be any shape as long as a magnetic dipole moment vector is formed when a current is passed.
  • the number of turns is not limited to one. Further, the N ⁇ S1 ⁇ 2 (number of turns ⁇ area) of the loop antennas 1 and 2 may be made equal and the shapes may be different.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a loop antenna array according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a magnetic field area formed by the loop antenna array of FIG.
  • the loop antenna array of the second embodiment includes a plurality (two) of loop antenna arrays (FIG. 1) of the first embodiment. That is, two loop antennas 1 and 2 are provided. All the loop antennas are arranged on the same plane. For convenience, one loop antenna 1 is called a loop antenna 3, and one loop antenna 2 is called a loop antenna 4.
  • the centers of all loop antennas 1 to 4 are arranged on the same straight line LL.
  • the loop antennas 1 and 2 constitute one unit loop antenna array A
  • the loop antenna 3 4 constitutes another unit loop antenna array B.
  • the directions of currents flowing through the loop antenna 3 located on the left side of the drawing are opposite to each other.
  • the loop antenna array of the second embodiment includes a plurality of the loop antenna arrays of the first embodiment, and preferably, each loop antenna array has d ⁇ 2a (see FIG. 2).
  • the contour line of the magnetic field strength separated from the straight line LL by the distance a has a portion substantially parallel to the same straight line LL. That is, the contour lines of the parallel magnetic field strength can be used as a linear and clear boundary of the communication area.
  • the current direction is as described above, for example, if the shape, area, and number of turns of each of the loop antennas 1 to 4 are the same, the sum of m considering the direction becomes zero. .
  • the loop antenna array of the second embodiment can be regarded as an octupole obtained by arranging the quadrupoles in the opposite direction, and the attenuation factor of the magnetic field is 100 dB / dec. Become.
  • a sharper magnetic field area (communication area) can be formed than in the first embodiment.
  • the shape of the loop antenna is not limited to a circle. It may be different for each loop antenna and for each unit loop antenna array. The number of turns is not limited to one.
  • the loop antennas 1 and 2 do not have to be formed of continuous conducting wires.
  • the loop antennas 2 and 3 may be formed with continuous conducting wires. That is, even if it is a different loop antenna array, the group of adjacent loop antennas may be formed with continuous conducting wires.
  • the loop antennas 1 to 4 may be formed of continuous conductive wires.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a loop antenna array according to the third embodiment.
  • the loop antenna array of the third embodiment includes a plurality (four) of the loop antenna array (FIG. 1) of the first embodiment. That is, four loop antennas 1 and 2 are provided. All the loop antennas are arranged on the same plane.
  • the loop antennas 1 other than one loop antenna 1 are referred to as loop antennas 3, 5, and 7, and the loop antennas 2 other than one loop antenna 2 are referred to as loop antennas 4, 6, and 8.
  • the centers of all loop antennas 1 to 4 are arranged on the same straight line (not shown).
  • the loop antennas 1 to 4 constitute one unit loop antenna array AB
  • the loop antenna 5 8 constitute another unit loop antenna array CD.
  • the direction of current flowing in the loop antenna 1 located on one end side (for example, the left side of the drawing) of the same straight line LL and the one end side (for example, in the other unit loop antenna array CD, for example) are opposite to each other.
  • the loop antenna array according to the third embodiment includes a plurality of the loop antenna arrays according to the first embodiment.
  • each loop antenna array satisfies d / 2 ⁇ a (d ⁇ 2a) ( Therefore, the contour lines of the magnetic field strength separated by the distance a from the same straight line passing through the center of each loop antenna have a portion substantially parallel to the same straight line. That is, the contour lines of the parallel magnetic field strength can be used as a linear and clear boundary of the communication area.
  • the direction of current is as described above, for example, if the shape, area, and number of turns of each of the loop antennas 1 to 8 are the same, the sum of m considering the direction becomes zero. .
  • the loop antenna array of the third embodiment can be regarded as a 16-pole element obtained by arranging octupoles in the opposite direction, and the attenuation factor of the magnetic field is 120 dB / dec. Become.
  • a sharper magnetic field area (communication area) than that of the second embodiment can be formed.
  • the shape of the loop antenna is not limited to a circle. It may be different for each loop antenna and for each unit loop antenna array. The number of turns is not limited to one. Further, each set of loop antennas 2 and 3, loop antennas 4 and 5, and loop antennas 6 and 7 may be formed of continuous conductors. That is, even if it is a different loop antenna array, the group of adjacent loop antennas may be formed with continuous conducting wires. Further, the loop antennas 1 to 8 may be formed of continuous conducting wires.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

直線的かつ明瞭な通信エリアの境界を形成できるループアンテナアレイを提供する。ループアンテナアレイは、２つのループアンテナ１、２を備える。ループアンテナ１、２には、互いに逆方向の電流が流れる。つまり、各ループアンテナ１、２を貫通する方向に見て、交流電源Ｅの信号端子がプラス電圧のタイミングでは、ループアンテナ１に時計回りの電流が流れ、ループアンテナ２には反時計回りの電流が流れる。逆に、交流電源Ｅの信号端子がマイナス電圧のタイミングでは、ループアンテナ１に反時計回りの電流が流れ、ループアンテナ２には時計回りの電流が流れる。

Description

ループアンテナアレイ
　本発明は、直線的かつ明瞭な通信エリアの境界を形成できるループアンテナアレイに関する。
　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。例えば、下記の特許文献１に開示された「電界通信システム」は、エリア限定無線を実現するための一手段である。
特開２００７－１７４５７０号公報
　電界通信では、環境に設置されたアクセスポイント装置の近傍のエリアに存在する端末装置だけが、アクセスポイント装置との通信を行うことができる。しかし、アクセスポイント装置の近傍の電界分布は設置環境やユーザの姿勢などに大きく依存するため、電界によって直線的かつ明瞭な通信エリアの境界を実現することが困難であった。したがって、通信すべき位置に存在している端末装置が通信できなかったり、その逆のケースも生じたり、安定で信頼性の高いエリア限定無線システムを構築することができなかった。
　このような困難が生じる原因の一つは、通信媒体として電界を用いていることであると考えられる。なぜならば、電界分布は周囲に存在する導体や誘電体の影響を強く受けるためである。
　本発明は、上記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、直線的かつ明瞭な通信エリアの境界を形成できるループアンテナアレイを提供することにある。
　上記の課題を解決するために、本発明のループアンテナアレイは、互いに逆方向の電流が流れる２つのループアンテナを備える。
　本発明のループアンテナアレイによれば、互いに逆方向の電流が流れる２つのループアンテナを備えるので、直線的かつ明瞭な通信エリアの境界を形成できる。
第１の実施の形態のループアンテナアレイの一例を示す図である。 図１のループアンテナアレイが形成する磁界エリアを示す図である。 第２の実施の形態のループアンテナアレイの一例を示す図である。 図３のループアンテナアレイが形成する磁界エリアを示す図である。 第２の実施の形態の変形例であるループアンテナアレイの一例を示す図である。 第３の実施の形態のループアンテナアレイの一例を示す図である。 各実施の形態のループアンテナアレイにおける作用を示す説明図である。 本実施の形態のループアンテナアレイの比較例であるループアンテナを示す図である。 図８に示すループアンテナが形成する磁界エリアを示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
　本実施の形態のループアンテナアレイは、磁界アンテナである。例えば、低周波(およそ１０ＭＨｚ以下)磁界は、人体や周囲環境との相互作用が電界と比べて著しく低いという特徴を有する。したがって、課題を解決する一つの手段として、通信媒体として低周波磁界を用いることが考えられる。そして、通信エリアの境界で磁界強度が急激に減衰するような、「シャープな磁界分布」を創り出すことができれば、信頼性の高いエリア限定無線システムを構築することが可能である。
　しかし、一般的に磁界エリアの形成に使用されている、巻数が１のループアンテナ(図８)では、磁界の減衰率が６０ｄＢ／ｄｅｃとなるうえに、図９に示すように、形成する磁界エリアの形状が曲面になってしまう。このため、直線的かつ明瞭な通信エリアの境界を形成することが困難である。
　［第１の実施の形態］
　図１は、第１の実施の形態のループアンテナアレイの一例を示す図である。図２は、図１のループアンテナアレイが形成する磁界エリアを示す図である。
　図１に示すように、ループアンテナアレイは、２つのループアンテナ１、２を備える。各ループアンテナ１、２は、導体をループ状に形成したものであり、例えば、図示しない基板（同一平面）上に形成される。各ループアンテナ１、２は、例えば、同一形状（円）であり、ループアンテナに囲まれたエリアの面積は同一であり、巻数は共に１である。
　ループアンテナ１、２は、例えば、連続した導線ＬＮで形成される。導線ＬＮの一方端である＋端子は、交流電源Ｅの信号端子に接続され、導線ＬＮの他方端である－端子は、交流電源ＥのＧＮＤ端子に接続される。
　ループアンテナ１、２には、互いに逆方向の電流が流れる。つまり、各ループアンテナ１、２を貫通する方向（ｚ方向）に見て、交流電源Ｅの信号端子がプラス電圧のタイミングでは、ループアンテナ１に時計回りの電流が流れ、ループアンテナ２には反時計回りの電流が流れる。逆に、交流電源Ｅの信号端子がマイナス電圧のタイミングでは、ループアンテナ１に反時計回りの電流が流れ、ループアンテナ２には時計回りの電流が流れる。
　なお、各ループアンテナ１、２に＋端子と－端子を設け、すなわち、連続した導線で形成せず、ループアンテナ１の＋端子とループアンテナ２の－端子を交流電源Ｅの信号端子に接続し、ループアンテナ１の－端子とループアンテナ２の＋端子を交流電源ＥのＧＮＤ端子に接続することで、互いに逆方向の電流が流れるようにしてもよい。
　または、各ループアンテナ１、２に＋端子と－端子を設けるとともに、２つの交流電源を設け、ループアンテナ１の＋端子と－端子をそれぞれ一方の交流電源の信号端子とＧＮＤ端子に接続し、ループアンテナ２の＋端子と－端子をそれぞれ他方の交流電源の信号端子とＧＮＤ端子に接続することで、互いに逆方向の電流が流れるようにしてもよい。この場合、一方の交流電源の信号端子がプラス電圧のとき、他方の交流電源の信号端子がマイナス電圧となるように同期をとればよい。
　図２に示すように、２つのループアンテナから構成されるループアンテナアレイでは、単一のループアンテナの場合（図９）に比べて通信エリアの境界を平坦化できる。
　通信エリアの境界を平坦化するという観点においては、ループアンテナ１の中心１ｃとループアンテナ２の中心２ｃとを結ぶ中心間線分Ｌの中点ＰＬから、ループアンテナを貫通する方向（ｚ方向）に離れた通信エリア境界までの距離をａ（中点ＰＬから通信エリア境界までの最小距離）とした場合に、（ｄ／２）＜ａとなっていることが好ましい。つまり、ｄ＜２ａを満たすようにアンテナ間距離を設定することが望ましい。
　図２に示すように、中点ＰＬからｚ方向に所定の距離ｄ／２（＜ａ）だけ離れた点Ｐａ’を通る磁界強度の等高線は中心間直線分Ｌに交差しない。よって、ｄ＜２ａとすることで、点Ｐａ’よりも中点ＰＬから遠い点Ｐａを通る磁界強度の等高線が中心間直線分Ｌに交差しないとの条件を必ず満たすことができる。
　点Ｐａを通る磁界強度の等高線は、中心間直線分Ｌにほぼ平行な部分を有する。すなわち、この平行な磁界強度の等高線の部分は、直線的かつ明瞭な通信エリアの境界として使用できる。
　一般に、ループアンテナが遠方に生成する磁界の振幅は、磁気双極子モーメントベクトルｍの大きさに比例する。ｍは次式で与えられる。
　ｍ＝Ｎ・Ｉ・Ｓ
　Ｎはループアンテナの巻数、Ｉはループアンテナを流れる電流値で、Ｓはループアンテナに囲まれたエリアの面積であり、ｍ（ベクトル）の方向は、電流の回転方向に対して右ネジの方向である。
　第１の実施の形態では、逆方向に電流が流れるので、例えば、各ループアンテナ１、２の形状、面積、巻数を同一とすれば、向きを考慮したｍの総和がゼロとなる。
　すなわち、図７に示すように、第１の実施の形態のループアンテナアレイは、巻数が１のループアンテナ（減衰率は６０ｄＢ／ｄｅｃ）を逆向きに並べて得た４重極子とみなすことができ、その磁界の減衰率は８０ｄＢ／ｄｅｃとなる。
　すなわち、第１の実施の形態によれば、巻数が１のループアンテナよりシャープな磁界エリア（通信エリア）を形成できる。
　なお、磁界エリアの形状は、ループアンテナの形状には依存せず、よって形状は、円形でなく、正方形、長方形、楕円形、扇形、三角形、半円形、螺旋形、弦巻線形でもよい。ただし、形状はこれらに限定されない。形状は、電流を流した際に磁気双極子モーメントベクトルが形成されるものであればよい。
　また、巻数は１に限らない。また、各ループアンテナ１、２のＮ×Ｓ (巻数×面積)を等しくし、形状は異ならせてもよい。
　[第２の実施の形態] 
　図３は、第２の実施の形態のループアンテナアレイの一例を示す図である。図４は、図３のループアンテナアレイが形成する磁界エリアを示す図である。
　第２の実施の形態のループアンテナアレイは、第１の実施の形態のループアンテナアレイ（図１）を複数（２個）備える。つまり、ループアンテナ１、２をそれぞれ２個備える。全てのループアンテナは同一平面上に配置されている。便宜上、一方のループアンテナ１をループアンテナ３、一方のループアンテナ２をループアンテナ４という。
　ループアンテナアレイでは、ループアンテナの総数が２のｎ乗（ｎ＝２）＝４となっている。
　また、全てのループアンテナ１～４の中心が同一直線分ＬＬ上に配置されている。
　また、２の（ｎ－１）乗個（＝２個）のループアンテナのまとまりを単位ループアンテナアレイとした場合、ループアンテナ１、２が１つの単位ループアンテナアレイＡを構成し、ループアンテナ３、４が他の１つの単位ループアンテナアレイＢを構成する。
　一方の単位ループアンテナアレイＡにおいて同一直線分ＬＬの一方端側（例えば、図面の左側）に位置するループアンテナ１に流れる電流の方向と他方の単位ループアンテナアレイＢにおいて前記一方端側（例えば、図面の左側）に位置するループアンテナ３に流れる電流の方向とが互いに逆である。
　第２の実施の形態のループアンテナアレイは、第１の実施の形態のループアンテナアレイを複数備え、好ましくは、各ループアンテナアレイでは、ｄ＜２ａになっている（図２参照）ので、同一直線分ＬＬから距離ａだけ離れた磁界強度の等高線は同一直線分ＬＬにほぼ平行な部分を有する。すなわち、この平行な磁界強度の等高線の部分は、直線的かつ明瞭な通信エリアの境界として使用できる。
　第２の実施の形態では、電流の向きを上記のようにしたので、例えば、各ループアンテナ１～４の形状、面積、巻数を同一とすれば、向きを考慮したｍの総和がゼロとなる。
　すなわち、図７に示すように、第２の実施の形態のループアンテナアレイは、４重極子を逆向きに並べて得た８重極子とみなすことができ、その磁界の減衰率は１００ｄＢ／ｄｅｃとなる。
　すなわち、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態よりシャープな磁界エリア（通信エリア）を形成できる。
　なお、第２の実施の形態においても、ループアンテナの形状は円形に限らない。ループアンテナごと、単位ループアンテナアレイごとに異なっていてもよい。巻き数は１に限らない。ループアンテナ１、２が連続した導線で形成されていなくてもよい。また、ループアンテナ２、３が連続した導線で形成されていてもよい。すなわち、異なるループアンテナアレイであっても、隣り合うループアンテナの組が連続した導線で形成されていてもよい。
　また、図５に示すように、ループアンテナ１～４が連続した導線で形成されていてもよい。
　[第３の実施の形態] 
　図６は、第３の実施の形態のループアンテナアレイの一例を示す図である。
　第３の実施の形態のループアンテナアレイは、第１の実施の形態のループアンテナアレイ（図１）を複数（４個）備える。つまり、ループアンテナ１、２をそれぞれ４個備える。全てのループアンテナは同一平面上に配置されている。便宜上、１つループアンテナ１以外のループアンテナ１をループアンテナ３、５、７といい、１つのループアンテナ２以外のループアンテナ２をループアンテナ４、６、８という。
　ループアンテナアレイでは、ループアンテナの総数が２のｎ乗（ｎ＝３）＝８となっている。
　また、全てのループアンテナ１～４の中心が同一直線分（図示せず）上に配置されている。
　また、２の（ｎ－１）乗個（＝４個）のループアンテナのまとまりを単位ループアンテナアレイとした場合、ループアンテナ１～４が１つの単位ループアンテナアレイＡＢを構成し、ループアンテナ５～８が他の１つの単位ループアンテナアレイＣＤを構成する。
　一方の単位ループアンテナアレイＡＢにおいて同一直線分ＬＬの一方端側（例えば、図面の左側）に位置するループアンテナ１に流れる電流の方向と他方の単位ループアンテナアレイＣＤにおいて前記一方端側（例えば、図面の左側）に位置するループアンテナ５に流れる電流の方向とが互いに逆である。
　第３の実施の形態のループアンテナアレイは、第１の実施の形態のループアンテナアレイを複数備え、好ましくは、各ループアンテナアレイでは、ｄ／２＜ａ（ｄ＜２ａ）になっている（図２参照）ので、各ループアンテナの中心を通る同一直線分から距離ａだけ離れた磁界強度の等高線は同一直線分にほぼ平行な部分を有する。すなわち、この平行な磁界強度の等高線の部分は、直線的かつ明瞭な通信エリアの境界として使用できる。
　第３の実施の形態では、電流の向きを上記のようにしたので、例えば、各ループアンテナ１～８の形状、面積、巻数を同一とすれば、向きを考慮したｍの総和がゼロとなる。
　すなわち、図７に示すように、第３の実施の形態のループアンテナアレイは、８重極子を逆向きに並べて得た１６重極子とみなすことができ、その磁界の減衰率は１２０ｄＢ／ｄｅｃとなる。
　すなわち、第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態よりシャープな磁界エリア（通信エリア）を形成できる。
　なお、第３の実施の形態においても、ループアンテナの形状は円形に限らない。ループアンテナごと、単位ループアンテナアレイごとに異なっていてもよい。巻き数は１に限らない。また、ループアンテナ２、３の組、ループアンテナ４、５の組、ループアンテナ６、７の組のいずれか１組以上について、各組が連続した導線で形成されていてもよい。すなわち、異なるループアンテナアレイであっても、隣り合うループアンテナの組が連続した導線で形成されていてもよい。また、ループアンテナ１～８が連続した導線で形成されていてもよい。
　また、図７に示すように、ｎ（＝ｋ）は４以上としてもよい。ｋは４以上とし、ループアンテナを直線状に並べることにより、２の（ｋ＋１）乗重極子が形成され、２０（ｋ＋３）ｄＢ／ｄｅｃの減衰率を得ることが可能となる。つまり、ｎ（＝ｋ）が大きいほどシャープな磁界エリア（通信エリア）を形成できる。
１～８　ループアンテナ
Ａ、Ｂ、ＡＢ、ＣＤ　単位ループアンテナアレイ

Claims (9)

  1. 　互いに逆方向の電流が流れる２つのループアンテナを備えることを特徴とするループアンテナアレイ。
  2. 　請求項１記載のループアンテナアレイを複数備え、かつ、前記ループアンテナの総数が２のｎ乗（ｎは２以上の整数）であり、かつ、全ての前記ループアンテナの中心が同一直線分上に配置され、かつ、２の（ｎ－１）乗個の前記ループアンテナのまとまりを単位ループアンテナアレイとした場合、一方の単位ループアンテナアレイにおいて前記同一直線分の一方端側に位置するループアンテナに流れる電流の方向と他方の単位ループアンテナアレイにおいて前記一方端側に位置するループアンテナに流れる電流の方向とが互いに逆であることを特徴とするループアンテナアレイ。
  3. 　全ての前記ループアンテナが同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のループアンテナアレイ。
  4. 　全ての前記ループアンテナの磁気モーメントの総和がゼロであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のループアンテナアレイ。
  5. 　前記各ループアンテナアレイの形状が正方形、円形、長方形、楕円形、扇形、三角形、半円形、螺旋形、弦巻線形のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のループアンテナアレイ。
  6. 　全ての前記ループアンテナアレイの形状が同一であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のループアンテナアレイ。
  7. 　隣り合う２つの前記ループアンテナからなる少なくとも１組のループアンテナにおいて、一方のループアンテナと他方のループアンテナが連続した導線で形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のループアンテナアレイ。
  8. 　全ての前記ループアンテナが連続した導線で形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のループアンテナアレイ。
  9. 　請求項１ないし８のいずれかに記載のループアンテナアレイであって、
    　前記２つのループアンテナの中心間の直線距離は、前記中心間の中点からループアンテナを貫通する方向に離れた通信エリア境界までの距離の２倍未満であることを特徴とするループアンテナアレイ。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6263662B1 (ja) * 2017-06-19 2018-01-17 日本電信電話株式会社 アンテナ回路
US11158946B2 (en) 2017-08-24 2021-10-26 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Dual loop antenna
USD892091S1 (en) 2018-09-21 2020-08-04 Smartstripe, Llc Staggered hollowed disk antenna sheet
TWI749987B (zh) * 2021-01-05 2021-12-11 友達光電股份有限公司 天線結構及陣列天線模組

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004328722A (ja) * 2003-04-07 2004-11-18 Omron Corp アンテナ装置
JP2005102185A (ja) * 2003-08-29 2005-04-14 Seiko Epson Corp ループアンテナ装置
JP2007174570A (ja) 2005-12-26 2007-07-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電極対および通信システム
JP2013125998A (ja) * 2011-12-13 2013-06-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ループアンテナ
JP2014116887A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 近傍磁界アンテナ
JP2015508987A (ja) * 2012-01-26 2015-03-23 ワイトリシティ コーポレーションＷｉｔｒｉｃｉｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 減少した場を有する無線エネルギー伝送

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2235163A (en) * 1938-12-15 1941-03-18 Rca Corp Broad band antenna
US4260990A (en) * 1979-11-08 1981-04-07 Lichtblau G J Asymmetrical antennas for use in electronic security systems
US4751516A (en) * 1985-01-10 1988-06-14 Lichtblau G J Antenna system for magnetic and resonant circuit detection
US4866455A (en) * 1985-01-10 1989-09-12 Lichtblau G J Antenna system for magnetic and resonant circuit detection
US5218371A (en) 1990-08-14 1993-06-08 Sensormatic Electronics Corporation Antenna array for enhanced field falloff
US5694139A (en) * 1994-06-28 1997-12-02 Sony Corporation Short-distance communication antenna and methods of manufacturing and using the short-distance communication antenna
JP3528367B2 (ja) * 1995-09-30 2004-05-17 ソニーケミカル株式会社 リーダ・ライタ用アンテナ
JPH10209737A (ja) 1996-11-22 1998-08-07 Teruya:Kk ループアンテナおよび認証装置
US5914692A (en) 1997-01-14 1999-06-22 Checkpoint Systems, Inc. Multiple loop antenna with crossover element having a pair of spaced, parallel conductors for electrically connecting the multiple loops
US6570541B2 (en) * 1998-05-18 2003-05-27 Db Tag, Inc. Systems and methods for wirelessly projecting power using multiple in-phase current loops
US6388628B1 (en) * 1998-05-18 2002-05-14 Db Tag, Inc. Systems and methods for wirelessly projecting power using in-phase current loops
US6960984B1 (en) * 1999-12-08 2005-11-01 University Of North Carolina Methods and systems for reactively compensating magnetic current loops
DE60038218T2 (de) * 2000-02-21 2009-02-26 Naamloze Vennootschap Nederlandsche Apparatenfabriek Nedap Antennenkonfiguration eines elektromagnetischen Detektierungssystems und ein derartiges System mit einer solchen Antennenkonfiguration
CA2314449A1 (en) * 2000-07-25 2002-01-25 Superpass Company Inc. High gain printed loop antennas
JP3498716B2 (ja) * 2001-02-09 2004-02-16 オムロン株式会社 アンテナ装置
JP3587185B2 (ja) * 2001-09-28 2004-11-10 オムロン株式会社 誘導無線アンテナ、およびこれを用いた非接触データ通信装置
AU2003283644A1 (en) * 2002-12-04 2004-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for improving the perceived resolution of a colour matrix display
CN100583554C (zh) * 2003-08-29 2010-01-20 精工爱普生株式会社 环形天线装置
US7417599B2 (en) * 2004-02-20 2008-08-26 3M Innovative Properties Company Multi-loop antenna for radio frequency identification (RFID) communication
JP2006173415A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Keio Gijuku 電子回路
JP2007028472A (ja) 2005-07-21 2007-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ装置
WO2007058619A1 (en) 2005-11-19 2007-05-24 Agency For Science, Technology And Research Antenna for radio frequency identification system
US7603837B2 (en) * 2006-01-13 2009-10-20 Cnh America Llc Header height control system and apparatus
GB0724704D0 (en) * 2007-12-19 2008-01-30 Rhodes Mark Antenna formed of multiple planar arrayed loops
US7714791B2 (en) * 2008-07-02 2010-05-11 Raytheon Company Antenna with improved illumination efficiency
JP5307241B2 (ja) * 2009-06-16 2013-10-02 株式会社ビー・アンド・プラス 双方向伝送用コイルおよびこれを用いた双方向伝送装置
JP5484843B2 (ja) * 2009-09-24 2014-05-07 パナソニック株式会社 非接触充電システム
US8772976B2 (en) * 2011-03-30 2014-07-08 Intel Corporation Reconfigurable coil techniques
KR101880258B1 (ko) * 2011-09-09 2018-07-19 위트리시티 코포레이션 무선 에너지 전송 시스템에서의 이물질 검출
US20150090789A1 (en) * 2012-01-05 2015-04-02 Hid Global Gmbh Calculated compensated magnetic antennas for different frequencies
EP2828951B1 (en) * 2012-03-20 2020-05-27 Auckland UniServices Limited Winding arrangements in wireless power transfer systems
ITTO20120477A1 (it) * 2012-05-31 2013-12-01 St Microelectronics Srl Rete di dispositivi elettronici fissati ad un supporto flessibile e relativo metodo di comunicazione
KR102034718B1 (ko) * 2012-07-06 2019-10-22 삼성전자주식회사 리튬공지전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬공기전지
CN109995149A (zh) * 2012-10-19 2019-07-09 韦特里西提公司 无线能量传输系统中的外来物检测
KR101542525B1 (ko) * 2013-02-14 2015-08-06 주식회사 아모텍 무선통신 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말
JP6030991B2 (ja) 2013-04-17 2016-11-24 日本電信電話株式会社 逆相二重ループアンテナ
JP2015070587A (ja) * 2013-10-01 2015-04-13 セイコーエプソン株式会社 アンテナ及び電子装置
EP3061176B1 (en) * 2013-10-24 2020-11-11 Harald Merkel Method and arrangement for wireless energy transfer
US9450303B2 (en) * 2013-11-18 2016-09-20 Inpaq Technology Co., Ltd. Antenna structure
US9276616B2 (en) * 2014-01-10 2016-03-01 Qualcomm Technologies International, Ltd. Integrated circuit chip inductor configuration
DE102014003409A1 (de) * 2014-03-13 2015-09-17 Checkpoint Systems, Inc. RFID-Lesegerät und Antennenvorrichtung
JP6369623B2 (ja) * 2015-02-24 2018-08-08 株式会社村田製作所 アンテナ装置およびｒｆｉｄシステム
JP6392715B2 (ja) * 2015-08-17 2018-09-19 日本電信電話株式会社 ループアンテナアレイ群
JP6059837B1 (ja) * 2016-03-22 2017-01-11 日本電信電話株式会社 アンテナ制御装置、アンテナ制御プログラムおよびアンテナ制御システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004328722A (ja) * 2003-04-07 2004-11-18 Omron Corp アンテナ装置
JP2005102185A (ja) * 2003-08-29 2005-04-14 Seiko Epson Corp ループアンテナ装置
JP2007174570A (ja) 2005-12-26 2007-07-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電極対および通信システム
JP2013125998A (ja) * 2011-12-13 2013-06-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ループアンテナ
JP2015508987A (ja) * 2012-01-26 2015-03-23 ワイトリシティ コーポレーションＷｉｔｒｉｃｉｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 減少した場を有する無線エネルギー伝送
JP2014116887A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 近傍磁界アンテナ

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