WO2019142673A1 - アンテナ、通信モジュールおよび街灯 - Google Patents

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WO2019142673A1
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antenna
resonator
communication module
unit
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吉川 博道
内村 弘志
伸治 磯山
信樹 平松
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京セラ株式会社
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    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
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    • H01Q19/10Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
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    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line

Definitions

  • the electromagnetic wave emitted from the antenna is reflected by the metal conductor.
  • the electromagnetic wave reflected by the metal conductor has a phase shift of 180 °.
  • the reflected electromagnetic wave is combined with the electromagnetic wave emitted from the antenna.
  • the electromagnetic wave emitted from the antenna may have a reduced amplitude due to the combination with the phase-shifted electromagnetic wave. As a result, the amplitude of the electromagnetic wave emitted from the antenna decreases.
  • the influence of the reflected wave is reduced by setting the distance between the antenna and the metal conductor to 1/4 of the wavelength ⁇ of the electromagnetic wave to be emitted.
  • a communication module includes an antenna mounted on a substantially horizontally extending pillar toward the ground, and a detector for acquiring information around the pillar.
  • the antenna includes a first conductor, a second conductor, a third conductor, a fourth conductor, and a feeder.
  • the second conductor faces the first conductor in a first direction.
  • the third conductor is spaced apart from the first conductor and the second conductor between the first conductor and the second conductor, and extends along the first direction.
  • the fourth conductor is connected to the first conductor and the second conductor, and extends along the first direction.
  • the feed line is electromagnetically connected to the third conductor.
  • the antenna is attached to the pillar such that the first direction is substantially parallel to a substantially horizontal direction in which the pillar extends.
  • the information acquired by the detector is transmitted to a mobile moving below the column using the antenna.
  • FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a resonator.
  • FIG. 2 is a plan view of the resonator shown in FIG. 1; It is sectional drawing of the resonator shown in FIG. It is sectional drawing of the resonator shown in FIG. It is sectional drawing of the resonator shown in FIG. It is sectional drawing of the resonator shown in FIG. It is a conceptual diagram which shows the unit structure body of the resonator shown in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a resonator.
  • FIG. 7 is a plan view of the resonator shown in FIG. 6; It is sectional drawing of the resonator shown in FIG. It is sectional drawing of the resonator shown in FIG. It is sectional drawing of the resonator shown in FIG. FIG.
  • the resonant structure may include a resonator.
  • the resonant structure includes a resonator and other members, and can be realized in combination.
  • the resonator 10 shown in FIGS. 1 to 62 includes a base 20, a pair of conductors 30, a third conductor 40, and a fourth conductor 50.
  • the base 20 is in contact with the pair of conductors 30, the third conductor 40, and the fourth conductor 50.
  • the pair of conductors 30, the third conductor 40, and the fourth conductor 50 function as a resonator.
  • the resonator 10 can resonate at a plurality of resonant frequencies.
  • the area in the yz plane may be referred to as a second area.
  • an area in the zx plane may be referred to as a third area.
  • the surface integral is counted in units such as square meters.
  • the length in the x direction may simply be referred to as "length”.
  • the length in the y direction may be simply referred to as "width”.
  • the length in the z direction may simply be referred to as "height".
  • the third conductor 40 functions as a resonator.
  • the third conductor 40 may include at least one of line, patch, and slot resonators.
  • the third conductor 40 is located on the base 20.
  • the third conductor 40 is located at the end of the base 20 in the z direction.
  • the third conductor 40 can be located in the base 20.
  • the third conductor 40 may be partially located inside the base 20, and the other may be located outside the base 20. A part of the third conductor 40 may face the outside of the base 20.
  • the phase difference between the incident wave and the reflected wave at the operating frequency is 0 degrees.
  • the resonator 10 the phase difference between the reflected wave and the incident wave at the first frequency f 1 is 0 degrees.
  • the phase difference between the incident wave and the reflected wave is ⁇ 90 degrees to +90 degrees in the operating frequency band.
  • Operating frequency band and is a frequency band between the second frequency f 2 and the third frequency f 3.
  • the second is the frequency f 2
  • phase difference between the incident wave and the reflected wave is a frequency that is +90 degrees.
  • the third frequency f 3 the phase difference between the incident wave and the reflected wave is a frequency that is -90 degrees.
  • the third conductor 40 can include a first conductor layer 41 and a second conductor layer 42.
  • the first conductor layer 41 includes at least one first unit conductor 411.
  • the first unit conductor 411 includes a first connection conductor 413 and a first floating conductor 414.
  • the first connection conductor 413 is connected to one of the pair of conductors 30.
  • the first floating conductor 414 is not connected to the paired conductor 30.
  • the second conductor layer 42 includes at least one second unit conductor 421.
  • the second unit conductor 421 includes a second connection conductor 423 and a second floating conductor 424.
  • the second connection conductor 423 is connected to one of the pair of conductors 30.
  • the second floating conductor 424 is not connected to the paired conductor 30.
  • the third conductor 40 may include a first unit conductor 411 and a second unit conductor 421.
  • current path 40I comprises a single conductor spatially separated from the first conductor 31 and the second conductor 32 and capacitively coupled to the first conductor 31 and the second conductor 32.
  • the current path 40I includes the first floating conductor 414 and the second connection conductor 423.
  • the current path 40I includes two second connection conductors 423.
  • the third conductor 40 has a capacitance between the two second connection conductors 423.
  • the two second connection conductors 423 can be capacitively connected via the at least one first floating conductor 414.
  • the two second connection conductors 423 can be capacitively connected via the plurality of first floating conductors 414 and the at least one second floating conductor 424.
  • the current flowing in the pair conductor 30, the third conductor 40, and the fourth conductor 50 loops.
  • an alternating current flows in the resonator 10.
  • the current flowing through the third conductor 40 is referred to as a first current
  • the current flowing through the fourth conductor 50 is referred to as a second current.
  • the first current flows in a direction different from the second current in the x direction. For example, when the first current flows in the + x direction, the second current flows in the ⁇ x direction.
  • the third conductor 40 includes a first conductor layer 41 and a second conductor layer 42.
  • the first conductor layer 41 and the second conductor layer 42 are capacitively coupled, it appears that current is flowing in one direction in a global manner in a resonant state.
  • the current through each conductor has a high density at the end in the y direction.
  • the resonator 10 can lower the resonance frequency by adding a capacitor as the impedance element 45.
  • the resonator 10 can increase the resonance frequency by adding an inductor as the impedance element 45.
  • Resonator 10 may include impedance elements 45 of different impedance values.
  • the resonator 10 may include capacitors of different capacitances as the impedance element 45.
  • the resonator 10 can include inductors of different inductances as the impedance element 45. In the resonator 10, the adjustment range of the resonance frequency is increased by adding the impedance elements 45 having different impedance values.
  • Resonator 10 can simultaneously include a capacitor and an inductor as impedance element 45.
  • the adjustment range of the resonance frequency is increased by simultaneously adding a capacitor and an inductor as the impedance element 45.
  • the resonator 10 can be an entire unit resonator or a part of an entire unit resonator by including the impedance element 45.
  • the first conductor layer 41 includes a patch resonator as the first unit resonator 41X.
  • the second conductor layer 42 includes a patch type resonator as a second unit resonator 42X.
  • the unit resonator 40X includes one first unit resonator 41X and four second partial resonators 42Y.
  • the unit structure 10X includes a unit resonator 40X, a part of the base 20 overlapping the unit resonator 40X in the z direction, and a part of the fourth conductor 50.
  • the first conductor layer 41 includes a slot type resonator as the first unit resonator 41X.
  • the second conductor layer 42 includes a slot type resonator as a second unit resonator 42X.
  • the unit resonator 40X includes one first unit resonator 41X and four second partial resonators 42Y.
  • the unit structure 10X includes a unit resonator 40X, a part of the base 20 overlapping the unit resonator 40X in the z direction, and a part of the fourth conductor 50.
  • the pair conductor 30 shown in FIGS. 1 to 21 is an example.
  • the configuration of the paired conductor 30 is not limited to the configuration shown in FIGS. 22A-28 illustrate a resonator 10 that includes a pair of conductors 30 of another configuration.
  • 22A to 22C are cross-sectional views corresponding to FIG. 19A.
  • the number of 5th conductor layers 301 can be changed suitably.
  • the fifth conductor layer 301 may not be located on the base 20.
  • the fifth conductor layer 301 may not be located in the base 20.
  • the unit structure 10X of the resonator 10 can be aligned with other unit structures 10X in the y direction.
  • the unit structure 10X of the resonator 10 can be aligned with the other unit structures 10X in the x direction without the pair conductor 30 interposed.
  • 32A to 34D show examples of the resonator 10.
  • the first feeder line 61 feeds power to at least one of the first conductor 31, the second conductor 32, and the third conductor 40.
  • the first antenna 60 may have a plurality of first feeder lines.
  • the first feeder line 61 can be electromagnetically connected to any of the first conductor 31, the second conductor 32, and the third conductor 40.
  • the first feeder line 61 may be any one of the first conductor 31, the second conductor 32, the third conductor 40, and the fourth conductor 50. Can be connected electromagnetically.
  • the first feeder line 61 is electrically connected to one of the fifth conductor layer 301 and the fifth conductor 302 in the pair of conductors 30. A portion of the first feeder line 61 may be integral with the fifth conductor layer 301.
  • the first antenna 60 is located on the circuit board 81.
  • the first feeder line 61 of the first antenna 60 is electromagnetically connected to the RF module 82 via the circuit board 81.
  • the fourth conductor 50 of the first antenna 60 is electromagnetically connected to the ground conductor 811 of the circuit board 81.
  • the first antenna 60 has a small change in resonant frequency due to the conductor on the circuit board 81 side.
  • the wireless communication module 80 can reduce the influence from the external environment by having the first antenna 60.
  • the controller 94 may include, for example, a processor. Controller 94 may include one or more processors.
  • the processor may include a general purpose processor that loads a specific program to execute a specific function, and a dedicated processor specialized for a specific process.
  • a dedicated processor may include an application specific IC.
  • the application specific IC is also referred to as an application specific integrated circuit (ASIC).
  • the processor may include programmable logic devices. Programmable logic devices are also referred to as PLDs (Programmable Logic Devices).
  • the PLD may include an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • the controller 94 may be either a system-on-a-chip (SoC) with which one or more processors cooperate, and a system in package (SiP).
  • SoC system-on-a-chip
  • SiP system in package
  • the controller 94 may store, in the memory 93, various types of information, programs for operating each component of the wireless communication device 90, and the like.
  • Wireless communication device 90 may be located on various objects. Wireless communication device 90 may be located on electrical conductor 99.
  • FIG. 86 is a plan view showing an embodiment of the wireless communication device 90.
  • the conductor 99 is a conductor that transmits electricity.
  • the material of the conductor 99 includes metals, highly doped semiconductors, conductive plastics, and liquids containing ions.
  • Conductor 99 may include a nonconductive layer that does not conduct electricity on the surface.
  • the part that transmits electricity and the nonconductive layer may contain a common element.
  • the conductor 99 containing aluminum may include a nonconductive layer of aluminum oxide on the surface.
  • the portion carrying electricity and the nonconductive layer may contain different elements.
  • the wireless communication device 90 can be placed on the conductor 99 in a direction in which the first conductor 31 and the second conductor 32 are aligned in the direction in which the conductor 99 extends long. In other words, the wireless communication device 90 can be placed on the conductor 99 in a direction in which the current of the first antenna 60 flows in the xy plane and the direction in which the conductor 99 extends long.
  • the first antenna 60 has a small change in resonant frequency due to the conductor on the circuit board 80 side.
  • the wireless communication device 90 can reduce the influence from the external environment.
  • the resonant circuit in the air may be different from the resonant circuit on the conductor 99.
  • FIG. 87 is a schematic circuit of a resonant structure formed in the air.
  • FIG. 88 is a schematic circuit of a resonant structure formed on the conductor 99.
  • L3 is an inductance of the resonator 10
  • L8 is an inductance of the eighth conductor 961
  • L9 is an inductance of the conductor 99
  • M is a mutual inductance of L3 and L8.
  • light bulbs and LEDs are consumables, light bulbs or LEDs used in streetlights cease to emit light when their product life is reached. Since the light emission luminance decreases sequentially, the LED lacks luminance over time. It is possible that the light bulb or LED ceases to emit light, such as due to a failure of the power supply supplying the light bulb or LED of the streetlight.
  • the case 120 covers the illuminance sensor 111, the antenna module 112, and the battery 113.
  • the case 120 protects the illuminance sensor 111, the antenna module 112, and the battery 113.
  • Case 120 is fixed to substrate 122.
  • Case 120 may be fixed to substrate 122 using, for example, an adhesive or double-sided tape.
  • the case 120 is made of a light shielding material.
  • the case 120 has a light transmitting hole 121 as an optical member.
  • the case 120 can receive light from the lamp 102 of the street lamp 100 through the light transmitting hole 121.
  • the communication module 110 can define from which direction light is incident on the illuminance sensor 111.
  • the antenna 114 may be an antenna having any of the configurations shown in FIGS.
  • the antenna 114 may be, for example, an antenna having a configuration of the first antenna 60 or the second antenna 70.
  • the antenna 114 may be appropriately configured to have a size according to the communication standard adopted by the communication module 110.
  • the antenna 114 may be attached to the pillar 101 via the substrate 122 such that the x direction (first direction) is substantially parallel to the direction in which the pillar 101 extends.
  • the antenna 114 may be attached to the substrate 122 such that the fourth conductor 50 included in the antenna 114 is in contact with the substrate 122.
  • the antenna 114 mainly emits an electromagnetic wave in the positive direction of the z-axis shown in FIG.
  • the antenna 114 can efficiently emit electromagnetic waves to the opposite side of the substrate 122.
  • the controller 116 may operate the RF module 115 to transmit a transmission signal corresponding to the measurement data to the antenna 114 as a wireless signal.
  • the controller 116 does not have to operate the RF module 115 every time it acquires measurement data from the illuminance sensor 111.
  • the controller 116 may operate the illuminance sensor 111 in a first predetermined cycle, and operate the RF module 115 in a second predetermined cycle longer than the first predetermined cycle.
  • the first predetermined cycle can be, for example, one day.
  • the second predetermined cycle can be, for example, one week.
  • the controller 116 may temporarily store in the memory 117 the measurement data acquired from the illuminance sensor 111 in a first predetermined cycle.
  • the controller 116 may collect measurement data stored in the memory 117 after transmitting a transmission signal last time to generate a transmission signal, and transmit the generated transmission signal to the RF module 115 in a second predetermined cycle.
  • the antenna 114 may be attached to the pillar 101 such that the first direction is substantially parallel to the direction in which the pillar 101 extends. As a result, on the surface of the pillar 101, the induced current flowing in the direction in which the pillar 101 extends is increased. Since the induced current flowing in the direction in which the column 101 extends radiates an electromagnetic wave, the radiation efficiency of the antenna 114 is improved.
  • the illuminance sensor 111 may be disposed outside the communication module 110.
  • the illuminance sensor 111 and the controller 116 may be connected by wire or wirelessly.
  • the pillar 201 is attached to a signal pillar 200 installed near the road.
  • the pillar 201 is attached to the signal pillar 200 so as to extend substantially horizontally above the road.
  • the pillar 201 supports the traffic light 202.
  • the case 220 covers the detector 211, the antenna module 212 and the controller module 213.
  • the case 220 protects the detector 211, the antenna module 212 and the controller module 213.
  • Case 220 is fixed to substrate 222.
  • Case 220 may be secured to substrate 222 using, for example, an adhesive or double-sided tape.
  • the antenna 214 may be appropriately configured to have a size according to the communication standard adopted by the communication module 210 for communication with the mobile unit 230.
  • the controller 216 may include, for example, a processor. Controller 216 may include one or more processors.
  • the processor may include a general purpose processor that loads a specific program to execute a specific function, and a dedicated processor specialized for a specific process.
  • a dedicated processor may include an application specific IC.
  • Application specific ICs are also referred to as ASICs.
  • the processor may include programmable logic devices. Programmable logic devices are also referred to as PLDs.
  • the PLD may include an FPGA.
  • the controller 216 may be either an SoC with which one or more processors cooperate, and a SiP.
  • the controller 216 may store, in the memory 217, various types of information, programs for operating each component of the communication module 210, and the like.
  • the communication module 210a includes a detector 211, a first antenna module 212a, a second antenna module 212b, a controller module 213, a case 220, a substrate 222, and a power cable 224.
  • the first antenna 214a and the second antenna 214b are attached to the pillar 201 via the substrate 222 such that the x direction (first direction) is substantially parallel to the substantially horizontal direction in which the pillar 201 extends. You may
  • the controller 216 may convert the generated transmission information from a baseband signal to a wireless signal by the first RF module 215a.
  • the controller 216 may cause the wireless signal to be transmitted directly to the mobile 230 by the first antenna 214a.

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Abstract

アンテナは、柱に取り付けられる。アンテナは、第1導体と、第2導体と、第3導体と、第4導体と、給電線と、を備える。第2導体は、第1導体と第1方向において対向する。第3導体は、第1導体および第2導体の間に、第1導体および第2導体と離れて位置し、第1方向に沿って広がる。第4導体は、第1導体および第2導体に接続され、第1方向に沿って広がる。給電線は、第3導体に電磁気的に接続される。アンテナは、柱が延びている方向に対して第1方向が略平行になるように、柱に取り付けられる。

Description

アンテナ、通信モジュールおよび街灯 関連出願の相互参照
 本出願は、日本国特許出願2018-008406号(2018年1月22日出願)および日本国特許出願2018-008408号(2018年1月22日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本開示は、アンテナ、通信モジュールおよび街灯に関する。
 アンテナから放射された電磁波は、金属導体で反射される。金属導体で反射された電磁波は、180°の位相ずれが生じる。反射された電磁波は、アンテナから放射された電磁波と合成される。アンテナから放射された電磁波は、位相のずれのある電磁波との合成によって、振幅が小さくなる場合がある。結果、アンテナから放射される電磁波の振幅は、小さくなる。アンテナと金属導体との距離を、放射する電磁波の波長λの1/4とすることで、反射波による影響を低減している。
 これに対して、人工的な磁気壁によって、反射波による影響を低減する技術が提案されている。この技術は例えば非特許文献1,2に記載されている。非特許文献1,2に記載の技術は、共振器構造を多数並べる必要がある。
村上他,"誘電体基板を用いた人工磁気導体の低姿勢設計と帯域特性" 信学論(B),Vol.J98-B No.2,pp.172-179 村上他,"AMC反射板付ダイポールアンテナのための反射板の最適構成" 信学論(B),Vol.J98-B No.11,pp.1212-1220
 本開示の一実施形態に係るアンテナは、柱に取り付けられるアンテナである。前記アンテナは、第1導体と、第2導体と、第3導体と、第4導体と、給電線と、を備える。前記第2導体は、前記第1導体と第1方向において対向する。前記第3導体は、前記第1導体および前記第2導体の間に、当該第1導体および第2導体と離れて位置し、前記第1方向に沿って広がる。前記第4導体は、前記第1導体および前記第2導体に接続され、前記第1方向に沿って広がる。前記給電線は、前記第3導体に電磁気的に接続される。前記アンテナは、前記柱が延びている方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられる。
 本開示の一実施形態に係る通信モジュールは、柱に取り付けられたアンテナと、前記柱の先端付近に配置された灯具の発する光を検出する照度センサと、を備える。前記アンテナは、第1導体と、第2導体と、第3導体と、第4導体と、給電線と、を備える。前記第2導体は、前記第1導体と第1方向において対向する。前記第3導体は、前記第1導体および前記第2導体の間に、当該第1導体および第2導体と離れて位置し、前記第1方向に沿って広がる。前記第4導体は、前記第1導体および前記第2導体に接続され、前記第1方向に沿って広がる。前記給電線は、前記第3導体に電磁気的に接続される。前記アンテナは、前記柱が延びている方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられる。前記照度センサが検出した前記灯具の発する光に基づくデータは、前記アンテナを用いて送信される。
 本開示の一実施形態に係る街灯は、柱と、前記柱に取り付けられたアンテナと、を備える。前記アンテナは、第1導体と、第2導体と、第3導体と、第4導体と、給電線と、を備える。前記第2導体は、前記第1導体と第1方向において対向する。前記第3導体は、前記第1導体および前記第2導体の間に、当該第1導体および第2導体と離れて位置し、前記第1方向に沿って広がる。前記第4導体は、前記第1導体および前記第2導体に接続され、前記第1方向に沿って広がる。前記給電線は、前記第3導体に電磁気的に接続される。前記アンテナは、前記柱が延びている方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられる。
 本開示の一実施形態に係るアンテナは、略水平方向に延びている柱に地上に向けて取り付けられるアンテナである。前記アンテナは、第1導体と、第2導体と、第3導体と、第4導体と、給電線と、を備える。前記第2導体は、前記第1導体と第1方向において対向する。前記第3導体は、前記第1導体および前記第2導体の間に、当該第1導体および第2導体と離れて位置し、前記第1方向に沿って広がる。前記第4導体は、前記第1導体および前記第2導体に接続され、前記第1方向に沿って広がる。前記給電線は、前記第3導体に電磁気的に接続される。前記アンテナは、前記柱が延びている略水平方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられる。
 本開示の一実施形態に係る通信モジュールは、略水平方向に延びている柱に地上に向けて取り付けられたアンテナと、前記柱の周辺の情報を取得する検出器と、を備える。前記アンテナは、第1導体と、第2導体と、第3導体と、第4導体と、給電線と、を備える。前記第2導体は、前記第1導体と第1方向において対向する。前記第3導体は、前記第1導体および前記第2導体の間に、当該第1導体および第2導体と離れて位置し、前記第1方向に沿って広がる。前記第4導体は、前記第1導体および前記第2導体に接続され、前記第1方向に沿って広がる。前記給電線は、前記第3導体に電磁気的に接続される。前記アンテナは、前記柱が延びている略水平方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられる。前記検出器が取得した情報は、前記アンテナを用いて、前記柱の下方を移動する移動体に送信される。
共振器の一実施形態を示す斜視図である。 図1に示した共振器の平面視した図である。 図1に示した共振器の断面図である。 図1に示した共振器の断面図である。 図1に示した共振器の断面図である。 図1に示した共振器の単位構造体を示す概念図である。 共振器の一実施形態を示す斜視図である。 図6に示した共振器の平面視した図である。 図6に示した共振器の断面図である。 図6に示した共振器の断面図である。 図6に示した共振器の断面図である。 共振器の一実施形態を示す斜視図である。 図10に示した共振器の平面視した図である。 図10に示した共振器の断面図である。 図10に示した共振器の断面図である。 図10に示した共振器の断面図である。 共振器の一実施形態を示す斜視図である。 図14に示した共振器の平面視した図である。 図14に示した共振器の断面図である。 図14に示した共振器の断面図である。 図14に示した共振器の断面図である。 共振器の一実施形態を示す平面視した図である。 図18に示した共振器の断面図である。 図18に示した共振器の断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一例を示す概略図である。 共振器の一例を示す概略図である。 共振器の一例を示す概略図である。 共振器の一例を示す概略図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 図43に示したアンテナの断面図である。 無線通信モジュールの一実施形態を示すブロック図である。 無線通信モジュールの一実施形態を示す部分断面斜視図である。 無線通信機器の一実施形態を示すブロック図である。 無線通信機器の一実施形態を示す平面視図である。 無線通信機器の一実施形態を示す断面図である。 無線通信機器の一実施形態を示す平面視図である。 無線通信機器の一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 無線通信機器の概略回路を示す図である。 無線通信機器の概略回路を示す図である。 一実施形態に係る通信モジュールが街灯に取り付けられている様子を示す図である。 一実施形態に係る通信モジュールが街灯に取り付けられている様子を示す拡大図である。 一実施形態に係る通信モジュールの機能ブロック図である。 一実施形態に係る通信モジュールが略水平方向に延びている柱に取り付けられている様子を示す図である。 一実施形態に係る通信モジュールが略水平方向に延びている柱に取り付けられている様子を示す拡大図である。 一実施形態に係る通信モジュールが街灯に取り付けられている様子を示す図である。 一実施形態に係る通信モジュールの機能ブロック図である。 変形例に係る通信モジュールが略水平方向に延びている柱に取り付けられている様子を示す拡大図である。 変形例に係る通信モジュールの機能ブロック図である。
 本開示は、金属導体による反射波の影響が少ない新たな共振構造を提供し、新たな共振構造を含むアンテナ、当該アンテナを含む通信モジュール、および当該アンテナが取り付けられた街灯を提供することに関する。
 本開示の複数の実施形態を以下に説明する。共振構造は、共振器を含みうる。共振構造は、共振器と他の部材とを含み、複合的に実現されうる。図1から図62に示す共振器10は、基体20、対導体30、第3導体40、および第4導体50を含む。基体20は、対導体30、第3導体40、および第4導体50と接する。共振器10は、対導体30、第3導体40、および第4導体50が共振器として機能する。共振器10は、複数の共振周波数で共振しうる。共振器10の共振周波数のうち、1つの共振周波数を第1の周波数f1とする。第1の周波数f1の波長は、λ1である。共振器10は、少なくとも1つの共振周波数のうちの少なくとも1つを動作周波数としうる。共振器10は、第1の周波数f1を動作周波数としている。
 基体20は、セラミック材料、および樹脂材料のいずれかを組成として含みうる。セラミック材料は、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ガラス母材中に結晶成分を析出させた結晶化ガラス、および雲母もしくはチタン酸アルミニウム等の微結晶焼結体を含む。樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、および液晶ポリマー等の未硬化物を硬化させたものを含む。
 対導体30、第3導体40、および第4導体50は、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、および導電性高分子のいずれかを組成として含みうる。対導体30、第3導体40、および第4導体50は、全てが同じ材料であってよい。対導体30、第3導体40、および第4導体50は、全てが異なる材料であってよい。対導体30、第3導体40、および第4導体50は、いずれかの組合せが同じ材料であってよい。金属材料は、銅、銀、パラジウム、金、白金、アルミニウム、クロム、ニッケル、カドミウム鉛、セレン、マンガン、錫、バナジウム、リチウム、コバルト、およびチタン等を含む。合金は、複数の金属材料を含む。金属ペースト剤は、金属材料の粉末を有機溶剤、およびバインダとともに混練したものを含む。バインダは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂を含む。導電性ポリマーは、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリピロール系ポリマー等を含む。
 共振器10は、2つの対導体30を有する。対導体30は、複数の導電体を含む。対導体30は、第1導体31および第2導体32を含む。対導体30は、3以上の導電体を含みうる。対導体30の各導体は、他の導体と第1方向において離れている。対導体30の各導体において、1つの導体は、他の導体と対となりうる。対導体30の各導体は、対となる導体の間にある共振器から電気壁として観えうる。第1導体31は、第2導体32と第1方向において離れて位置する。各導体31,32は、第1方向と交わる第2平面に沿って広がっている。
 本開示では、第1方向(first axis)をx方向として示す。本開示では、第3方向(third axis)をy方向として示す。本開示では、第2方向(second axis)をz方向として示す。本開示では、第1平面(first plane)を、xy面として示す。本開示では、第2平面(second plane)を、yz面として示す。本開示では、第3平面(third plane)を、zx面として示す。これら平面は、座標空間(coordinate space)における平面(plane)であって、特定の面(plate)および特定の面(surface)を示すものではない。本開示では、xy平面における面積(surface integral)を第1面積という場合がある。本開示では、yz平面における面積を第2面積という場合がある。本開示では、zx平面における面積を第3面積という場合がある。面積(surface integral)は、平方メートル(square meter)などの単位で数えられる。本開示では、x方向における長さを単に“長さ”という場合がある。本開示では、y方向における長さを単に“幅”という場合がある。本開示では、z方向における長さを単に“高さ”という場合がある。
 一例において、各導体31,32は、x方向において、基体20の両端部に位置する。各導体31,32は、一部が基体20の外に面しうる。各導体31,32は、基体20の内に一部が位置し、基体20の外に他の一部が位置しうる。各導体31,32は、基体20の中に位置しうる。
 第3導体40は、共振器として機能する。第3導体40は、ライン型、パッチ型、およびスロット型の共振器の少なくとも1つの型を含みうる。一例において、第3導体40は、基体20の上に位置する。一例において、第3導体40は、z方向において、基体20の端に位置する。一例において、第3導体40は、基体20の中に位置しうる。第3導体40は、基体20の内に一部が位置し、基体20の外に他の一部が位置しうる。第3導体40は、一部の面が基体20の外に面しうる。
 第3導体40は、少なくとも1つの導電体を含む。第3導体40は、複数の導電体を含みうる。第3導体40が複数の導電体を含む場合、第3導体40は、第3導体群と呼びうる。第3導体40は、少なくとも1つの導体層を含む。第3導体40は、1つの導体層に少なくとも1つの導電体を含む。第3導体40は、複数の導体層を含みうる。例えば、第3導体40は、3層以上の導体層を含みうる。第3導体40は、複数の導体層の各々に、少なくとも1つの導電体を含む。第3導体40は、xy平面に広がる。xy平面はx方向を含む。第3導体40の各導体層は、xy平面に沿って広がる。
 複数の実施形態の一例において、第3導体40は、第1導体層41および第2導体層42を含む。第1導体層41は、xy平面に沿って広がる。第1導体層41は、基体20の上に位置しうる。第2導体層42は、xy平面に沿って広がる。第2導体層42は、第1導体層41と容量的に結合しうる。第2導体層42は、第1導体層41と電気的に接続されうる。容量結合する2つの導体層は、y方向に対向しうる。容量結合する2つの導体層は、x方向に対向しうる。容量結合する2つの導体層は、第1平面内において対向しうる。第1平面において対向する2つの導体層は、1つの導体層に2つの導電体があると言い換えうる。第2導体層42は、少なくとも一部が第1導体層41とz方向に重なって位置しうる。第2導体層42は、基体20の中に位置しうる。
 第4導体50は、第3導体40と離れて位置する。第4導体50は、対導体30の各導体31,32に電気的に接続される。第4導体50は、第1導体31および第2導体32に電気的に接続される。第4導体50は、第3導体40に沿って広がる。第4導体50は、第1平面に沿って広がっている。第4導体50は、第1導体31から第2導体32に渡っている。第4導体50は、基体20の上に位置する。第4導体50は、基体20の中に位置しうる。第4導体50は、基体20の内に一部が位置し、基体20の外に他の一部が位置しうる。第4導体50は、一部の面が基体20の外に面しうる。
 複数の実施形態の一例において、第4導体50は、共振器10におけるグラウンド導体として機能しうる。第4導体50は、共振器10の電位基準となりうる。第4導体50は、共振器10を備える機器のグラウンドに接続されうる。
 複数の実施形態の一例において、共振器10は、第4導体50と、基準電位層51とを備えうる。基準電位層51は、z方向において、第4導体50と離れて位置する。基準電位層51は、第4導体50と電気的に絶縁される。基準電位層51は、共振器10の電位基準となりうる。基準電位層51は、共振器10を備える機器のグラウンドに電気的に接続されうる。第4導体50は、共振器10を備える機器のグラウンドと電気的に離れうる。基準電位層51は、第3導体40または第4導体50のいずれかとz方向において対向する。
 複数の実施形態の一例において、基準電位層51は、第4導体50を介して第3導体40と対向する。第4導体50は、第3導体40と基準電位層51との間に位置する。基準電位層51と第4導体50との間隔は、第3導体40と第4導体50との間隔に比べて狭い。
 基準電位層51を備える共振器10において、第4導体50は、1または複数の導電体を含みうる。基準電位層51を備える共振器10において、第4導体50は1または複数の導電体を含み、且つ第3導体40は対導体30に接続される1つの導電体としうる。基準電位層51を備える共振器10において、第3導体40および第4導体50のそれぞれは、少なくとも1つの共振器を備えうる。
 基準電位層51を備える共振器10において、第4導体50は、複数の導体層を含みうる。例えば、第4導体50は、第3導体層52および第4導体層53を含みうる。第3導体層52は、第4導体層53と容量的に結合しうる。第3導体層52は、第1導体層41と電気的に接続されうる。容量結合する2つの導体層は、y方向に対向しうる。容量結合する2つの導体層は、x方向に対向しうる。容量結合する2つの導体層は、xy平面内において対向しうる。
 z方向において対向して容量結合する2つの導体層の距離は、当該導体群と基準電位層51との距離に比べて短い。例えば、第1導体層41と第2導体層42との距離は、第3導体40と基準電位層51との距離に比べて短い。例えば、第3導体層52と第4導体層53との距離は、第4導体50と基準電位層51との距離に比べて短い。
 第1導体31および第2導体32の各々は、1または複数の導電体を含みうる。第1導体31および第2導体32の各々は、1つの導電体としうる。第1導体31および第2導体32の各々は、複数の導電体を含みうる。第1導体31および第2導体32の各々は、少なくとも1つの第5導体層301と、複数の第5導体302とを含みうる。対導体30は、少なくとも1つの第5導体層301と、複数の第5導体302とを含む。
 第5導体層301は、y方向に広がっている。第5導体層301は、xy平面に沿って広がる。第5導体層301は、層状の導電体である。第5導体層301は、基体20の上に位置しうる。第5導体層301は、基体20の中に位置しうる。複数の第5導体層301は、z方向において互いに離れている。複数の第5導体層301は、z方向に並んでいる。複数の第5導体層301は、z方向において一部が重なっている。第5導体層301は、複数の第5導体302を電気的に接続する。第5導体層301は、複数の第5導体302を接続する接続導体となる。第5導体層301は、第3導体40のいずれかの導体層と電気的に接続しうる。一実施形態において、第5導体層301は、第2導体層42と電気的に接続する。第5導体層301は、第2導体層42と一体化しうる。一実施形態において、第5導体層301は、第4導体50と電気的に接続しうる。第5導体層301は、第4導体50と一体化しうる。
 各第5導体302は、z方向に広がっている。複数の第5導体302は、y方向において互いに離れている。第5導体302の間の距離は、λ1の1/2波長以下である。電気的に接続された第5導体302の間の距離がλ1/2以下であると、第1導体31および第2導体32の各々は、第5導体302の間から共振周波数帯の電磁波が漏れるのを低減できる。対導体30は、共振周波数帯の電磁波の漏れが小さいので、単位構造体から電気壁として見える。複数の第5導体302の少なくとも一部は、第4導体50に電気的に接続されている。一実施形態において、複数の第5導体302の一部は、第4導体50と第5導体層301とを電気的に接続しうる。一実施形態において、複数の第5導体302は、第5導体層301を介して第4導体50に電気的に接続しうる。複数の第5導体302の一部は、1つの第5導体層301と他の第5導体層301とを電気的に接続しうる。第5導体302は、ビア導体、およびスルーホール導体を採用しうる。
 共振器10は、共振器として機能する第3導体40を含む。第3導体40は、人工磁気壁(AMC;Artificial Magnetic Conductor)として機能しうる。人工磁気壁は、反応性インピーダンス面(RIS;Reactive Impedance Surface)とも言いうる。
 共振器10は、x方向において対向する2つの対導体30の間に、共振器として機能する第3導体40を含む。2つの対導体30は、第3導体40からyz平面に広がる電気壁(Electric Conductor)と観える。共振器10は、y方向の端が電気的に解放されている。共振器10は、y方向の両端のzx平面が高インピーダンスとなる。共振器10のy方向の両端のzx平面は、第3導体40から磁気壁(Magnetic Conductor)と観える。共振器10は、2つの電気壁および2つの高インピーダンス面(磁気壁)で囲まれることで、第3導体40の共振器がz方向に人工磁気壁特性(Artificial Magnetic Conductor Character)を有する。2つの電気壁および2つの高インピーダンス面で囲まれることで、第3導体40の共振器は、有限の数で人工磁気壁特性を有する。
 「人工磁気壁特性」は、動作周波数における入射波と反射波との位相差が0度となる。共振器10では、第1の周波数f1における入射波と反射波との位相差が0度となる。「人工磁気壁特性」では、動作周波数帯において、入射波と反射波との位相差が-90度~+90度となる。動作周波数帯とは、第2の周波数f2および第3の周波数f3の間の周波数帯である。第2の周波数f2とは、入射波と反射波との間の位相差が+90度である周波数である。第3の周波数f3とは、入射波と反射波との間の位相差が-90度である周波数である。第2および第3の周波数に基づいて決定される動作周波数帯の幅は、例えば、動作周波数が約2.5GHzである場合に、100MHz以上であってよい。動作周波数帯の幅は、例えば、動作周波数が約400MHzである場合に、5MHz以上であってよい。
 共振器10の動作周波数は、第3導体40の各々の共振器の共振周波数と異なりうる。共振器10の動作周波数は、基体20、対導体30、第3導体40、および第4導体50の長さ、大きさ、形状、材料などで変化しうる。
 複数の実施形態の一例において、第3導体40は、少なくとも1つの単位共振器40Xを含みうる。第3導体40は、1つの単位共振器40Xを含みうる。第3導体40は、複数の単位共振器40Xを含みうる。単位共振器40Xは、第4導体50とz方向に重なって位置する。単位共振器40Xは、第4導体50と対向している。単位共振器40Xは、周波数選択表面(FSS;Frequency Selective Surface)として機能しうる。複数の単位共振器40Xは、xy平面に沿って並ぶ。複数の単位共振器40Xは、xy平面で規則的に並びうる。単位共振器40Xは、正方格子(square grid)、斜交格子(oblique grid)、長方格子(rectangular grid)、および六方格子(hexagonal grid)で並びうる。
 第3導体40は、z方向に並ぶ、複数の導体層を含みうる。第3導体40の複数の導体層は、各々が少なくとも1つ分の単位共振器を含む。例えば、第3導体40は、第1導体層41および第2導体42を含む。
 第1導体層41は、少なくとも1つ分の第1単位共振器41Xを含む。第1導体層41は、1つの第1単位共振器41Xを含みうる。第1導体層41は、1つの第1単位共振器41Xが複数に分かれた第1部分共振器41Yを複数含みうる。複数の第1部分共振器41Yは、隣接する単位構造体10Xによって、少なくとも1つ分の第1単位共振器41Xとなりうる。複数の第1部分共振器41Yは、第1導体層41の端部に位置する。第1単位共振器41Xおよび第1部分共振器41Yは、第3導体と呼びうる。
 第2導体層42は、少なくとも1つ分の第2単位共振器42Xを含む。第2導体層42は、1つの第2単位共振器42Xを含みうる。第2導体層42は、1つの第2単位共振器42Xが複数に分かれた第2部分共振器42Yを複数含みうる。複数の第2部分共振器42Yは、隣接する単位構造体10Xによって、少なくとも1つ分の第2単位共振器42Xとなりうる。複数の第2部分共振器42Yは、第2導体層42の端部に位置する。第2単位共振器42Xおよび第2部分共振器42Yは、第3導体と呼びうる。
 第2単位共振器42Xおよび第2部分共振器42Yの少なくとも一部は、第1単位共振器41Xおよび第1部分共振器41YとZ方向に重なって位置する。第3導体40は、各層の単位共振器および部分共振器の少なくとも一部がZ方向に重なって1つの単位共振器40Xとなっている。単位共振器40Xは、各層において、少なくとも1つ分の単位共振器を含む。
 第1単位共振器41Xがライン型またはパッチ型の共振器を含む場合、第1導体層41は、少なくとも1つの第1単位導体411を有する。第1単位導体411は、第1単位共振器41Xまたは第1部分共振器41Yとして機能しうる。第1導体層41は、xy方向においてn行m列で並ぶ複数の第1単位導体411を有する。nおよびmは、互いに独立した1以上の自然数である。図1~9等に示す一例において、第1導体層41は、2行3列の格子状に並ぶ6つの第1単位導体411を有する。第1単位導体411は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第1部分共振器41Yに相当する第1単位導体411は、第1導体層41のxy平面における端部に位置する。
 第1単位共振器41Xがスロット型の共振器である場合、第1導体層41は、少なくとも1つの導体層がxy方向に広がる。第1導体層41は、少なくとも1つの第1単位スロット412を有する。第1単位スロット412は、第1単位共振器41Xまたは第1部分共振器41Yとして機能しうる。第1導体層41は、xy方向においてn行m列で並ぶ複数の第1単位スロット412を含みうる。nおよびmは、互いに独立した1以上の自然数である。図6~9等に示す一例において、第1導体層41は、2行3列の格子状に並ぶ6つの第1単位スロット412を有する。第1単位スロット412は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第1部分共振器41Yに相当する第1単位スロット412は、第1導体層41のxy平面における端部に位置する。
 第2単位共振器42Xがライン型またはパッチ型の共振器である場合、第2導体層42は、少なくとも1つの第2単位導体421を含む。第2導体層42は、xy方向において並ぶ複数の第2単位導体421を含みうる。第2単位導体421は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第2単位導体421は、第2単位共振器42Xまたは第2部分共振器42Yとして機能しうる。第2部分共振器42Yに相当する第2単位導体421は、第2導体層42のxy平面における端部に位置する。
 第2単位導体421は、z方向において、少なくとも一部が第1単位共振器41Xおよび第1部分共振器41Yの少なくとも一方と重なっている。第2単位導体421は、複数の第1単位共振器41Xと重なりうる。第2単位導体421は、複数の第1部分共振器41Yと重なりうる。第2単位導体421は、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第1部分共振器41Yとに重なりうる。第2単位導体421は、1つの第1単位共振器41Xのみと重なりうる。第2単位導体421の重心は、1つの第1単位導体41Xと重なりうる。第2単位導体421の重心は、複数の第1単位導体41Xおよび第1部分共振器41Yの間に位置しうる。第2単位導体421の重心は、x方向またはy方向に並ぶ2つの第1単位共振器41Xの間に位置しうる。
 第2単位導体421は、少なくとも一部が2つの第1単位導体411と重なりうる。第2単位導体421は、1つの第1単位導体411のみと重なりうる。第2単位導体421の重心は、2つの第1単位導体411の間に位置しうる。第2単位導体421の重心は、1つの第1単位導体411と重なりうる。第2単位導体421は、少なくとも一部が第1単位スロット412と重なりうる。第2単位導体421は、1つの第1単位スロット412のみと重なりうる。第2単位導体421の重心は、x方向またはy方向に並ぶ2つの第1単位スロット412の間に位置しうる。第2単位導体421の重心は、1つの第1単位スロット412に重なりうる。
 第2単位共振器42Xがスロット型の共振器である場合、第2導体層42は、少なくとも1つの導体層がxy平面に沿って広がる。第2導体層42は、少なくとも1つの第2単位スロット422を有する。第2単位スロット422は、第2単位共振器42Xまたは第1部分共振器42Yとして機能しうる。第2導体層42は、xy平面において並ぶ複数の第2単位スロット422を含みうる。第2単位スロット422は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第2部分共振器42Yに相当する第2単位スロット422は、第2導体層42のxy平面における端部に位置する。
 第2単位スロット422は、y方向において、少なくとも一部が第1単位共振器41Xおよび第1部分共振器41Yの少なくとも一方と重なっている。第2単位スロット422は、複数の第1単位共振器41Xと重なりうる。第2単位スロット422は、複数の第1部分共振器41Yと重なりうる。第2単位スロット422は、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第1部分共振器41Yとに重なりうる。第2単位スロット422は、1つの第1単位共振器41Xのみと重なりうる。第2単位スロット422の重心は、1つの第1単位導体41Xと重なりうる。第2単位スロット422の重心は、複数の第1単位導体41Xの間に位置しうる。第2単位スロット422の重心は、x方向またはy方向に並ぶ2つの第1単位共振器41Xおよび第1部分共振器41Yの間に位置しうる。
 第2単位スロット422は、少なくとも一部が2つの第1単位導体411と重なりうる。第2単位スロット422は、1つの第1単位導体411のみと重なりうる。第2単位スロット422の重心は、2つの第1単位導体411の間に位置しうる。第2単位スロット422の重心は、1つの第1単位導体411と重なりうる。第2単位スロット422は、少なくとも一部が第1単位スロット412と重なりうる。第2単位スロット422は、1つの第1単位スロット412のみと重なりうる。第2単位スロット422の重心は、x方向またはy方向に並ぶ2つの第1単位スロット412の間に位置しうる。第2単位スロット422の中心は、1つの第1単位スロット412に重なりうる。
 単位共振器40Xは、少なくとも1つ分の第1単位共振器41Xと、少なくとも1つ分の第2単位共振器42Xとを含む。単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xを含みうる。単位共振器40Xは、複数の第1単位共振器41Xを含みうる。単位共振器40Xは、1つの第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、複数の第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、第1単位共振器41Xのうちの一部を含みうる。単位共振器40Xは、部分的な第1単位共振器41Xを1または複数含みうる。単位共振器40Xは、1または複数の部分的な第1単位共振器41X、および1または複数の第1部分共振器41Yから複数の部分的な共振器を含む。単位共振器40Xが含む複数の部分的な共振器は、少なくとも1つ分に相当する第1単位共振器41Xに合わさる。単位共振器40Xは、第1単位共振器41Xを含まず、複数の第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、例えば、4つの第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、部分的な第1単位共振器41Xのみを複数含みうる。単位共振器40Xは、1または複数の部分的な第1単位共振器41X、および1または複数の第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、例えば、2つの部分的な第1単位共振器41X、および2の第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、x方向における両端のそれぞれにおける、含まれる第1導体層41の鏡像が略同一となりうる。単位共振器40Xは、z方向に伸びる中心線に対して、含まれる第1導体層41が略対象になりうる。
 単位共振器40Xは、1つの第2単位共振器42Xを含みうる。単位共振器40Xは、複数の第2単位共振器42Xを含みうる。単位共振器40Xは、1つの第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、複数の第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、第2単位共振器42Xのうちの一部を含みうる。単位共振器40Xは、部分的な第2単位共振器42Xを1または複数含みうる。単位共振器40Xは、1または複数の部分的な第2単位共振器42X、および1または複数の第2部分共振器42Yから複数の部分的な共振器を含む。単位共振器40Xが含む複数の部分的な共振器は、少なくとも1つ分に相当する第2単位共振器42Xに合わさる。単位共振器40Xは、第2単位共振器42Xを含まず、複数の第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、例えば、4つの第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、部分的な第2単位共振器42Xのみを複数含みうる。単位共振器40Xは、1または複数の部分的な第2単位共振器42X、および1または複数の第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、例えば、2つの部分的な第2単位共振器42X、および2の第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、x方向における両端のそれぞれにおける、含まれる第2導体層42の鏡像が略同一となりうる。単位共振器40Xは、y方向に伸びる中心線に対して、含まれる第2導体層42が略対象になりうる。
 複数の実施形態の一例において、単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、複数の部分的な第2単位共振器42Xとを含む。例えば、単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第2単位共振器42Xの半分とを含む。当該単位共振器40Xは、1つ分の第1単位共振器41Xと、2つ分の第2単位共振器42Xとを含む。単位共振器40Xが含む構成は、この例に限られない。
 共振器10は、少なくとも1つの単位構造体10Xを含みうる。共振器10は、複数の単位構造体10Xを含みうる。複数の単位構造体10Xは、xy平面に並びうる。複数の単位構造体10Xは、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。単位構造体10Xは、正方格子(square grid)、斜交格子(oblique grid)、長方格子(rectangular grid)、および六方格子(hexagonal grid)のいずれかの繰り返し単位を含む。単位構造体10Xは、xy平面に沿って無限に並ぶことで、人工磁気壁(AMC)として機能しうる。
 単位構造体10Xは、基体20の少なくとも一部と、第3導体40の少なくとも一部と、第4導体50の少なくとも一部とを含みうる。単位構造体10Xが含む基体20、第3導体40、第4導体50の部位は、z方向において重なる。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、当該単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部と、当該単位共振器40Xとz方向に重なる第4導体50とを含む。共振器10は、例えば、2行3列で並ぶ6つの単位構造体10Xを含みうる。
 共振器10は、x方向において対向する2つの対導体30の間に、少なくとも1つの単位構造体10Xを有しうる。2つの対導体30は、単位構造体10Xからyz平面に広がる電気壁と観える。単位構造体10Xは、y方向の端が解放されている。単位構造体10Xは、y方向の両端のzx平面が高インピーダンスとなる。単位構造体10Xは、y方向の両端のzx平面が磁気壁と観える。単位構造体10Xは、繰り返して並ぶ際に、z方向に対して線対称としうる。単位構造体10Xは、2つの電気壁および2つの高インピーダンス面(磁気壁)で囲まれることで、z方向に人工磁気壁特性を有する。2つの電気壁および2つの高インピーダンス面(磁気壁)で囲まれることで、単位構造体10Xは、有限の数で人工磁気壁特性を有する。
 共振器10の動作周波数は、第1単位共振器41Xの動作周波数と異なりうる。共振器10の動作周波数は、第2単位共振器42Xの動作周波数と異なりうる。共振器10の動作周波数は、単位共振器40Xを構成する第1単位共振器41Xおよび第2単位共振器42Xの結合などによって変化しうる。
 第3導体40は、第1導体層41と第2導体層42とを含みうる。第1導体層41は、少なくとも1つの第1単位導体411を含む。第1単位導体411は、第1接続導体413と、第1浮遊導体414とを含む。第1接続導体413は、対導体30のいずれかと接続している。第1浮遊導体414は、対導体30と接続していない。第2導体層42は、少なくとも1つの第2単位導体421を含む。第2単位導体421は、第2接続導体423と、第2浮遊導体424とを含む。第2接続導体423は、対導体30のいずれかと接続している。第2浮遊導体424は、対導体30と接続していない。第3導体40は、第1単位導体411および第2単位導体421を含みうる。
 第1接続導体413は、第1浮遊導体414よりx方向に沿った長さを長くしうる。第1接続導体413は、第1浮遊導体414よりx方向に沿った長さを短くしうる。第1接続導体413は、第1浮遊導体414に比べてx方向に沿った長さを半分としうる。第2接続導体423は、第2浮遊導体424よりx方向に沿った長さを長くしうる。第2接続導体423は、第2浮遊導体424よりx方向に沿った長さを短くしうる。第2接続導体423は、第2浮遊導体424に比べてx方向に沿った長さを半分としうる。
 第3導体40は、共振器10が共振する際に、第1導体31と第2導体32との間の電流路となる電流路40Iを含みうる。電流路40Iは、第1導体31と、第2導体32とに接続されうる。電流路40Iは、第1導体31と第2導体32との間に、静電容量を有する。電流路40Iの静電容量は、第1導体31と第2導体32との間に、電気的に直列に接続される。電流路40Iは、第1導体31と第2導体32との間で導電体が離隔している。電流路40Iは、第1導体31に接続される導電体と、第2導体32に接続される導電体とを含みうる。
 複数の実施形態において、電流路40Iにおいて、第1単位導体411と第2単位導体421とは、z方向において一部が対向している。電流路40Iにおいて、第1単位導体411と第2単位導体421とは、容量結合している。第1単位導体411は、x方向における端部に容量成分を有する。第1単位導体411は、z方向において第2単位導体421と対向するy方向における端部において容量成分を有しうる。第1単位導体411は、z方向において第2単位導体421と対向するx方向における端部、且つy方向における端部において容量成分を有しうる。第2単位導体421は、x方向における端部に容量成分を有する。第2単位導体421は、z方向において第1単位導体411と対向するy方向における端部において容量成分を有しうる。第2単位導体421は、z方向において第1単位導体411と対向するx方向における端部、且つy方向における端部において容量成分を有しうる。
 共振器10は、電流路40Iにおける容量結合を大きくすることで共振周波数を低くすることができる。所望の動作周波数を実現する際に、共振器10は、電流路40Iの静電容量結合を大きくすることで、x方向に沿った長さを短くすることができる。第3導体40は、第1単位導体411と第2単位導体421とが基体20の積層方向に対向して容量結合している。第3導体40は、第1単位導体411と第2単位導体421との間の静電容量を対向する面積によって調整できる。
 複数の実施形態において、第1単位導体411のy方向に沿った長さは、第2単位導体421のy方向に沿った長さと異なる。共振器10は、第1単位導体411と第2単位導体421との相対的な位置が理想的な位置からxy平面に沿ってずれた場合に、第3方向に沿った長さが第1単位導体411と第2単位導体421とで異なることで、静電容量の大きさの変化を小さくすることができる。
 複数の実施形態において、電流路40Iは、第1導体31および第2導体32と空間的に離れ、第1導体31および第2導体32と容量的に結合している、1つの導電体からなる。
 複数の実施形態において、電流路40Iは、第1導体層41と、第2導体層42とを含む。当該電流路40Iは、少なくとも1つの第1単位導体411と、少なくとも1つの第2単位導体421とを含む。当該電流路40Iは、2つの第1接続導体413、2つの第2接続導体423、ならびに1つの第1接続導体413および1つの第2接続導体423のいずれかを含む。当該電流路40Iは、第1単位導体411と、第2単位導体421とが第1方向に沿って交互に並びうる。
 複数の実施形態において、電流路40Iは、第1接続導体413と、第2接続導体423とを含む。当該電流路40Iは、少なくとも1つの第1接続導体413と、少なくとも1つの第2接続導体423とを含む。当該電流路40Iにおいて、第3導体40は、第1接続導体413と第2接続導体423との間に静電容量を有する。実施形態の一例において、第1接続導体413は、第2接続導体423と対向し、静電容量を有しうる。実施形態の一例において、第1接続導体413は、第2接続導体423と他の導電体を介して容量的に接続されうる。
 複数の実施形態において、電流路40Iは、第1接続導体413と、第2浮遊導体424とを含む。当該電流路40Iは、2つの第1接続導体413を含む。当該電流路40Iにおいて、第3導体40は、2つの第1接続導体413の間に静電容量を有する。実施形態の一例において、2つの第1接続導体413は、少なくとも1つの第2浮遊導体424を介して容量的に接続されうる。実施形態の一例において、2つの第1接続導体413は、少なくとも1つの第1浮遊導体414と、複数の第2浮遊導体424とを介して容量的に接続されうる。
 複数の実施形態において、電流路40Iは、第1浮遊導体414と、第2接続導体423とを含む。当該電流路40Iは、2つの第2接続導体423を含む。当該電流路40Iにおいて、第3導体40は、2つの第2接続導体423の間に静電容量を有する。実施形態の一例において、2つの第2接続導体423は、少なくとも1つの第1浮遊導体414を介して容量的に接続されうる。実施形態の一例において、2つの第2接続導体423は、複数の第1浮遊導体414と、少なくとも1つの第2浮遊導体424と、を介して容量的に接続されうる。
 複数の実施形態において、第1接続導体413および第2接続導体423の各々は、共振周波数における波長λの4分の1の長さとしうる。第1接続導体413および第2接続導体423の各々は、それぞれが波長λの2分の1の長さの共振器として機能しうる。第1接続導体413および第2接続導体423の各々は、それぞれの共振器が容量結合することで奇モードと偶モードとで発振しうる。共振器10は、容量結合後の偶モードにおける共振周波数を動作周波数としうる。
 電流路40Iは、第1導体31に複数箇所で接続されうる。電流路40Iは、第2導体32に複数箇所で接続されうる。電流路40Iは、第1導体31から第2導体32までを独立して電導する複数の電導路を含みうる。
 第1接続導体413と容量結合する第2浮遊導体424において、当該容量結合している側の第2浮遊導体424の端は、対導体30との距離に比べて第1接続導体413との距離が短い。第2接続導体423と容量結合する第1浮遊導体414において、当該容量結合している側の第1浮遊導体414の端は、対導体30との距離に比べて第2接続導体423との距離が短い。
 複数の実施形態の共振器10において、第3導体40の導体層は、y方向における長さが各々で異なりうる。第3導体40の導体層は、z方向において他の導体層と容量的に結合する。共振器10は、導体層のy方向における長さが異なると、導体層がy方向にずれても静電容量の変化が小さくなる。共振器10は、導体層のy方向における長さが異なることで、導体層のy方向に対するズレの許容範囲を広げることができる。
 複数の実施形態の共振器10において、第3導体40は、導体層間の容量的な結合による静電容量を有する。当該静電容量を有する容量部位は、y方向に複数並びうる。y方向に複数並ぶ容量部位は、電磁気的に並列の関係となりうる。共振器10は、電気的に並列に並ぶ複数の容量部位を有することで、個々の容量誤差を相互に補完することができる。
 共振器10が共振状態にあるとき、対導体30、第3導体40、第4導体50に流れる電流は、ループする。共振器10が共振状態にあるとき、共振器10には、交流電流が流れている。共振器10において、第3導体40を流れる電流を第1電流とし、第4導体50を流れる電流を第2電流とする。共振器10が共振状態にあるとき、第1電流は、x方向において第2電流と異なる方向に流れる。例えば、第1電流が+x方向に流れるとき、第2電流は-x方向に流れる。また、例えば、第1電流が-x方向に流れるとき、第2電流は+x方向に流れる。つまり、共振器10が共振状態にあるとき、ループ電流は、+x方向および-x方向に交互に流れる。共振器10は、磁界を作るループ電流が反転を繰り返すことで、電磁波を放射する。
 複数の実施形態において、第3導体40は、第1導体層41と、第2導体層42とを含む。第3導体40は、第1導体層41と第2導体層42とが容量的に結合しているため、共振状態で大域的に電流が1つの方向に流れているようにみえる。複数の実施形態において、各導体を流れる電流は、y方向の端部において密度が大きい。
 共振器10は、対導体30を介して第1電流および第2電流がループする。共振器10は、第1導体31、第2導体32、第3導体40、および第4導体50が共振回路となる。共振器10の共振周波数は、単位共振器の共振周波数となる。共振器10が1つの単位共振器を含む場合、または、共振器10が単位共振器の一部を含む場合、共振器10の共振周波数は、基体20、対導体30、第3導体40、および第4導体50、並びに共振器10の周囲との電磁的な結合によって変わる。例えば、共振器10は、第3導体40の周期性が乏しい場合、全体が1つの単位共振器、または全体が1つの単位共振器の一部となる。例えば、共振器10の共振周波数は、第1導体31および第2導体32のz方向の長さ、第3導体40および第4導体50のx方向の長さ、第3導体40および第4導体50の静電容量によって変わる。例えば、第1単位導体411と第2単位導体421の間の容量が大きい共振器10は、第1導体31および第2導体32のz方向の長さ、ならびに第3導体40および第4導体50のx方向の長さを短くしつつ、共振周波数の低周波数化が可能となる。
 複数の実施形態において、共振器10は、z方向において第1導体層41が電磁波の実効的な放射面となる。複数の実施形態において、共振器10は、第1導体層41の第1面積が他の導体層の第1面積より大きい。当該共振器10は、第1導体層41の第1面積を大きくすることで、電磁波の放射を大きくすることができる。
 複数の実施形態において、共振器10は、1または複数のインピーダンス素子45を含みうる。インピーダンス素子45は、複数の端子間にインピーダンス値を有する。インピーダンス素子45は、共振器10の共振周波数を変化させる。インピーダンス素子45は、抵抗器(Register)、キャパシタ(Capacitor)、およびインダクタ(Inductor)を含みうる。インピーダンス素子45は、インピーダンス値を変更可能な可変素子を含みうる。可変素子は、電気信号によってインピーダンス値を変更しうる。可変素子は、物理機構によってインピーダンス値を変更しうる。
 インピーダンス素子45は、x方向において並ぶ、第3導体40の2つの単位導体に接続されうる。インピーダンス素子45は、x方向において並ぶ、2つの第1単位導体411に接続されうる。インピーダンス素子45は、x方向において並ぶ、第1接続導体413と第1浮遊導体414とに接続されうる。インピーダンス素子45は、第1導体31と、第1浮遊導体414とに接続されうる。インピーダンス素子45は、y方向における中央部において、第3導体40の単位導体に接続される。インピーダンス素子45は、2つの第1単位導体411のy方向における中央部に接続される。
 インピーダンス素子45は、xy平面内でx方向に並ぶ2つの導電体の間に、電気的に直列に接続される。インピーダンス素子45は、x方向において並ぶ、2つの第1単位導体411の間に電気的に直列に接続されうる。インピーダンス素子45は、x方向において並ぶ、第1接続導体413と第1浮遊導体414との間に電気的に直列に接続されうる。インピーダンス素子45は、第1導体31と、第1浮遊導体414との間に電気的に直列に接続されうる。
 インピーダンス素子45は、z方向に重なって静電容量を持つ、2つの第1単位導体411および第2単位導体421に対して、電気的に並列に接続されうる。インピーダンス素子45は、z方向に重なって静電容量を持つ、第2接続導体423および第1浮遊導体414に対して、電気的に並列に接続されうる。
 共振器10は、インピーダンス素子45としてキャパシタを追加することで、共振周波数を低くできる。共振器10は、インピーダンス素子45としてインダクタを追加することで共振周波数を高くできる。共振器10は、異なるインピーダンス値のインピーダンス素子45を含みうる。共振器10は、インピーダンス素子45として異なる電気容量のキャパシタを含みうる。共振器10は、インピーダンス素子45として異なるインダクタンスのインダクタを含みうる。共振器10は、異なるインピーダンス値のインピーダンス素子45を追加することで、共振周波数の調整範囲が大きくなる。共振器10は、インピーダンス素子45としてキャパシタおよびインダクタを同時に含みうる。共振器10は、インピーダンス素子45としてキャパシタおよびインダクタを同時に追加することで、共振周波数の調整範囲が大きくなる。共振器10は、インピーダンス素子45を備えることによって、全体が1つの単位共振器、または全体が1つの単位共振器の一部となりうる。
 図1~5は、複数の実施形態の一例である共振器10を示す図である。図1は、共振器10の概略図である。図2は、z方向からxy平面を平面視した図である。図3Aは、図2に示したIIIa-IIIa線に沿った断面図である。図3Bは、図2に示したIIIb-IIIb線に沿った断面図である。図4は、図3Aおよび図3Bに示したIV-IV線に沿った断面図である。図5は、複数の実施形態の一例である単位構造体10Xを示す概念図である。
 図1~5に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてパッチ型の共振器を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてパッチ型の共振器を含む。単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。
 図6~9は、複数の実施形態の一例である共振器10を示す図である。図6は、共振器10の概略図である。図7は、z方向からxy平面を平面視した図である。図8Aは、図7に示したVIIIa-VIIIa線に沿った断面図である。図8Bは、図7に示したVIIIb-VIIIb線に沿った断面図である。図9は、図8Aおよび図8Bに示したIX-IX線に沿った断面図である。
 図6~9に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてスロット型の共振器を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてスロット型の共振器を含む。単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。
 図10~13は、複数の実施形態の一例である共振器10を示す図である。図10は、共振器10の概略図である。図11は、z方向からxy平面を平面視した図である。図12Aは、図11に示したXIIa-XIIa線に沿った断面図である。図12Bは、図11に示したXIIb-XIIb線に沿った断面図である。図13は、図12Aおよび図12Bに示したXIII-XIII線に沿った断面図である。
 図10~13に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてパッチ型の共振器を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてスロット型の共振器を含む。単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。
 図14~17は、複数の実施形態の一例である共振器10を示す図である。図14は、共振器10の概略図である。図15は、z方向からxy平面を平面視した図である。図16Aは、図15に示したXVIa-XVIa線に沿った断面図である。図16Bは、図15に示したXVIb-XVIb線に沿った断面図である。図17は、図16Aおよび図16Bに示したXVII-XVII線に沿った断面図である。
 図14~17に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてスロット型の共振器を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてパッチ型の共振器を含む。単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。
 図1~17に示した共振器10は一例である。共振器10の構成は、図1~17に示した構造に限定されない。図18は、他の構成の対導体30を含む共振器10を示す図である。図19Aは、図18に示したXIXa-XIXa線に沿った断面図である。図19Bは、図18に示したXIXb-XIXb線に沿った断面図である。
 図1~19Bに示した基体20は一例である。基体20の構成は、図1~19Bに示した構成に限定されない。基体20は、図20に示したように、内部に空洞20aを含みうる。z方向において、空洞20aは、第3導体40と第4導体50との間に位置する。空洞20aの誘電率は、基体20の誘電率に比べて低い。基体20は、空洞20aを有することで、第3導体40と第4導体50との電磁気的な距離を短くできる。
 基体20は、図21に示したように、複数の部材を含みうる。基体20は、第1基体21、第2基体22、および接続体23を含みうる。第1基体21および第2基体22は、接続体23を介して機械的に接続されうる。接続体23は、内部に第6導体303を含みうる。第6導体303は、第4導体301または第5導体302と電気的に接続される。第6導体303は、第4導体301および第5導体302と合わせて第1導体31または第2導体32となる。
 図1~21に示した対導体30は一例である。対導体30の構成は、図1~21に示した構成に限定されない。図22A~28は、他の構成の対導体30を含む共振器10を示す図である。図22A~22Cは、図19Aに相当する断面図である。図22Aに示すように、第5導体層301の数は、適宜変更しうる。図22Bに示すように、第5導体層301は、基体20の上に位置しなくてよい。図22Cに示すように、第5導体層301は、基体20の中に位置しなくてよい。
 図23は、図18に相当する平面図である。図23に示すように、共振器10は、第5導体302を単位共振器40Xの境界から離しうる。図24は、図18に相当する平面図である。図24に示すように、2つの対導体30は、対となる他の対導体30側に出る凸部を有しうる。このような共振器10は、例えば、凹部を有する基体20に金属ペーストを塗布して硬化することで形成しうる。
 図25は、図18に相当する平面図である。図25に示すように、基体20は、凹部を有しうる。図25に示すように、対導体30は、x方向における外面から内側に窪む凹部を有している。図25に示すように、対導体30は、基体20の表面に沿って広がっている。このような共振器10は、例えば、凹部を有する基体20に微細な金属材料を吹き付けることで形成しうる。
 図26は、図18に相当する平面図である。図26に示すように、基体20は、凹部を有しうる。図25に示すように、対導体30は、x方向における外面から内側に窪む凹部を有している。図26に示すように、対導体30は、基体20の凹部に沿って広がっている。このような共振器10は、例えば、スルーホール導体の並びに沿ってマザー基板を分割することで製造しうる。かかる対導体30は、端面スルーホールなどと称しうる。
 図27は、図18に相当する平面図である。図27に示すように、基体20は、凹部を有しうる。図27に示すように、対導体30は、x方向における外面から内側に窪む凹部を有している。このような共振器10は、例えば、スルーホール導体の並びに沿ってマザー基板を分割することで製造しうる。かかる対導体30は、端面スルーホールなどと称しうる。
 図28は、図18に相当する平面図である。図28に示すように、対導体30は、x方向における長さが、基体20に比べて短くてよい。対導体30の構成はこれらに限られない。2つの対導体30は、互いに異なる構成と成りうる。例えば、一方の対導体30は、第5導体層301および第5導体302を含み、他方の対導体30は、端面スルーホールであってよい。
 図1~28に示した第3導体40は一例である。第3導体40の構成は、図1~28に示した構成に限定されない。単位共振器40X、第1単位共振器41X、および第2単位共振器42Xは、方形に限られない。単位共振器40X、第1単位共振器41X、および第2単位共振器42Xは、単位共振器40X等と称しうる。例えば、単位共振器40X等は、図29Aに示すように、三角形であってよく、図29Bに示すように六角形であってよい。単位共振器40X等の各辺は、図30に示すように、x方向およびy方向と異なる方向に伸びうる。第3導体40は、第2導体層42が基体20の上に位置し、第1導体層41が基体20の中に位置しうる。第3導体40は、第2導体層42が第1導体層41より第4導体50から遠くに位置しうる。
 図1~30に示した第3導体40は一例である。第3導体40の構成は、図1~30に示した構成に限定されない。第3導体40を含む共振器は、ライン型の共振器401であってよい。図31Aに示したのは、ミアンダライン型の共振器401である。図31Bに示したのは、スパイラル型の共振器401である。第3導体40の含む共振器は、スロット型の共振器402であってよい。スロット型の共振器402は、1つまたは複数の第7導体403を開口内に有しうる。開口内の第7導体403は、一端が解放され、他端が開口を規定する導体に電気的に接続される。図31Cに示した単位スロットは、5つの第7導体403が開口内に位置する。単位スロットは、第7導体403によってミアンダラインに相当する形となる。図31Dに示した単位スロットは、1つの第7導体403が開口内に位置する。単位スロットは、第7導体403によってスパイラルに相当する形となる。
 図1~31Dに示した共振器10の構成は一例である。共振器10の構成は、図1~31Dに示した構成に限定されない。例えば、共振器10の対導体30は、3以上含みうる。例えば、1つの対導体30は、2つの対導体30とx方向において対向しうる。当該2つの対導体30は、当該対導体30との距離が異なる。例えば、共振器10は、二対の対導体30を含みうる。二対の対導体30は、各対の距離、および各対の長さが異なりうる。共振器10は、5以上の第1導体を含みうる。共振器10の単位構造体10Xは、y方向において、他の単位構造体10Xと並びうる。共振器10の単位構造体10Xは、x方向において、対導体30を介さずに他の単位構造体10Xと並びうる。図32A~34Dは、共振器10の例を示す図である。図32A~34Dに示す共振器10では、単位構造体10Xの単位共振器40Xを正方形で示すが、これに限られない。
 図1~34Dに示した共振器10の構成は一例である。共振器10の構成は、図1~34Dに示した構成に限定されない。図35は、z方向からxy平面を平面視した図である。図36Aは、図35に示したXXXVIa-XXXVIa線に沿った断面図である。図36Bは、図35に示したXXXVIb-XXXVIb線に沿った断面図である。
 図35~36Bに示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてパッチ型の共振器の半分を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてパッチ型の共振器の半分を含む。単位共振器40Xは、1つの第1部分共振器41Yと、1つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40XとZ方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。図35に示した共振器10は、3つの単位共振器40Xがx方向に並んでいる。3つの単位共振器40Xに含まれる第1単位導体411および第2単位導体421は、1つの電流路40Iとなっている。
 図37は、図35に示した共振器10の他の例を示す。図37に示した共振器10は、図35に示した共振器10と比較してx方向に長い。共振器10の寸法は、図37に示した共振器10に限定されず、適宜変更しうる。図37の共振器10において、第1接続導体413は、x方向の長さが第1浮遊導体414と異なる。図37の共振器10において、第1接続導体413は、x方向の長さが第1浮遊導体414より短い。図38は、図35に示した共振器10の他の例を示す。図38に示した共振器10は、第3導体40のx方向の長さが異なる。図38の共振器10において、第1接続導体413は、x方向の長さが第1浮遊導体414より長い。
 図39は、共振器10の他の例を示す。図39は、図37に示した共振器10の他の例を示す。複数の実施形態において、共振器10は、x方向に並ぶ複数の第1単位導体411および第2単位導体421が容量的に結合する。共振器10は、一方から他方に電流が流れない、2つの電流路40Iがy方向に並びうる。
 図40は、共振器10の他の例を示す。図40は、図39に示した共振器10の他の例を示す。複数の実施形態において、共振器10は、第1導体31に接続される導電体の数と、第2導体32に接続される導電体の数とが異なりうる。図40の共振器10において、1つの第1接続導体413は、2つの第2浮遊導体424と容量的に結合している。図40の共振器10において、2つの第2接続導体423は、1つの第1浮遊導体414と容量的に結合している。複数の実施形態において、第1単位導体411の数は、当該第1単位導体411に容量結合する第2単位導体421の数と異なりうる。
 図41は、図39に示した共振器10の他の例を示す。複数の実施形態において、第1単位導体411は、x方向における第1端部において容量結合する第2単位導体421の数と、x方向における第2端部において容量結合する第2単位導体421の数が異なりうる。図41の共振器10において、1つの第2浮遊導体424は、x方向における第1端部に2つの第1接続導体413が容量結合し、第2端部に3つの第2浮遊導体424が容量結合している。複数の実施形態において、y方向に並ぶ複数の導電体は、y方向における長さが異なりうる。図41の共振器10において、y方向に並ぶ3つの第1浮遊導体414は、y方向における長さが異なる。
 図42は、共振器10の他の例を示す。図43は、図42に示したXLIII-XLIII線に沿った断面図である。図42,43に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてパッチ型の共振器の半分を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてパッチ型の共振器の半分を含む。単位共振器40Xは、1つの第1部分共振器41Yと、1つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。図42に示した共振器10は、1つの単位共振器40Xがx方向に延びている。
 図44は、共振器10の他の例を示す。図45は、図44に示したXLV-XLV線に沿った断面図である。図44,45に示した共振器10において、第3導体40は、第1接続導体413のみを含む。第1接続導体413は、xy平面において第1導体31と対向する。第1接続導体413は、第1導体31と容量的に結合する。
 図46は、共振器10の他の例を示す。図47は、図46に示したXLVII-XLVII線に沿った断面図である。図46,47に示した共振器10において、第3導体40は、第1導体層41および第2導体層42を有する。第1導体層41は、1つの第1浮遊導体414を有する。第2導体層42は、2つの第2接続導体423を有する。当該第1導体層41は、xy平面において対導体30と対向する。2つの第2接続導体423は、1つの第1浮遊導体414とz方向に重なっている。1つの第1浮遊導体414は、2つの第2接続導体423と容量的に結合している。
 図48は、共振器10の他の例を示す。図49は、図48に示したXLIX-XLIX線に沿った断面図である。図48,49に示した共振器10において、第3導体40は、第1浮遊導体414のみを含む。第1浮遊導体414は、xy平面において対導体30と対向する。第1接続導体413は、対導体30と容量的に結合する。
 図50は、共振器10の他の例を示す。図51は、図50に示したLI-LI線に沿った断面図である。図50,51に示した共振器10は、図42,43に示した共振器10と第4導体50の構成が異なる。図50,51に示した共振器10は、第4導体50と、基準電位層51とを備える。基準電位層51は、共振器10を備える機器のグラウンドに電気的に接続される。基準電位層51は、第4導体50を介して第3導体40と対向している。第4導体50は、第3導体40と基準電位層51との間に位置する。基準電位層51と第4導体50との間隔は、第3導体40と第4導体50との間隔に比べて狭い。
 図52は、共振器10の他の例を示す。図53は、図52に示したLIII-LIII線に沿った断面図である。共振器10は、第4導体50と、基準電位層51とを備える。基準電位層51は、共振器10を備える機器のグラウンドに電気的に接続される。第4導体50は、共振器を備える。第4導体50は、第3導体層52および第4導体層53を含む。第3導体層52および第4導体層53は、容量結合する。第3導体層52および第4導体層53は、z方向に対向する。第3導体層52および第4導体層53の距離は、第4導体層53と基準電位層51との距離に比べて短い。第3導体層52および第4導体層53の距離は、第4導体50と基準電位層51との距離に比べて短い。第3導体40は、1つの導体層となっている。
 図54は、図53に示した共振器10の他の例を示す。共振器10は、第3導体40と、第4導体50と、基準電位層51とを備える。第3導体40は、第1導体層41および第2導体層42を含む。第1導体層41は、第1接続導体413を含む。第2導体層42は、第2接続導体423を含む。第1接続導体413は、第2接続導体423と容量的に結合される。基準電位層51は、共振器10を備える機器のグラウンドに電気的に接続される。第4導体50は、第3導体層52および第4導体層53を含む。第3導体層52および第4導体層53は、容量結合する。第3導体層52および第4導体層53は、z方向に対向する。第3導体層52および第4導体層53の距離は、第4導体層53と基準電位層51との距離に比べて短い。第3導体層52および第4導体層53の距離は、第4導体50と基準電位層51との距離に比べて短い。
 図55は、共振器10の他の例を示す。図56Aは、図55に示したLVIa-LVIa線に沿った断面図である。図56Bは、図55に示したLVIb-LVIb線に沿った断面図である。図55に示した共振器10において、第1導体層41は、4つの第1浮遊導体414を有する。図55に示した第1導体層41は、第1接続導体413を有していない。図55に示した共振器10において、第2導体層42は、6つの第2接続導体423と、3つの第2浮遊導体424とを有する。2つの第2接続導体423の各々は、2つの第1浮遊導体414と容量的に結合している。1つの第2浮遊導体424は、4つの第1浮遊導体414と容量的に結合している。2つの第2浮遊導体424は、2つの第1浮遊導体414と容量的に結合している。
 図57は、図55に示した共振器の他の例を示す図である。図57の共振器10は、第2導体層42の大きさが図55に示した共振器10と異なる。図57に示した共振器10は、第2浮遊導体424のx方向に沿った長さが第2接続導体423のx方向に沿った長さより短い。
 図58は、図55に示した共振器の他の例を示す図である。図58の共振器10は、第2導体層42の大きさが図55に示した共振器10と異なる。図58に示した共振器10において、複数の第2単位導体421の各々は、第1面積が異なる。図58に示した共振器10において、複数の第2単位導体421の各々は、x方向における長さが異なる。図58に示した共振器10において、複数の第2単位導体421の各々は、y方向における長さが異なる。図58において、複数の第2単位導体421は、第1面積、長さ、および幅が互いに異なるがこれに限られない。図58において、複数の第2単位導体421は、第1面積、長さ、および幅の一部が互いに異なりうる。複数の第2単位導体421は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2単位導体421は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに異なりうる。複数の第2単位導体421は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2単位導体421の一部は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。
 図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2接続導体423は、第1面積が互いに異なる。図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2接続導体423は、x方向における長さが互いに異なる。図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2接続導体423は、y方向における長さが互いに異なる。図58において、複数の第2接続導体423は、第1面積、長さ、および幅が互いに異なるがこれに限られない。図58において、複数の第2接続導体423は、第1面積、長さ、および幅の一部が互いに異なりうる。複数の第2接続導体423は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2接続導体423は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに異なりうる。複数の第2接続導体423は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2接続導体423の一部は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。
 図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2浮遊導体424は、第1面積が互いに異なる。図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2浮遊導体424は、x方向における長さが互いに異なる。図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2浮遊導体424は、y方向における長さが互いに異なる。図58において、複数の第2浮遊導体424は、第1面積、長さ、および幅が互いに異なるがこれに限られない。図58において、複数の第2浮遊導体424は、第1面積、長さ、および幅の一部が互いに異なりうる。複数の第2浮遊導体424は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2浮遊導体424は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに異なりうる。複数の第2浮遊導体424は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2浮遊導体424の一部は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。
 図59は、図57に示した共振器10の他の例を示す図である。図59の共振器10は、y方向における第1単位導体411の間隔が図57に示した共振器10と異なる。図59の共振器10は、x方向における第1単位導体411の間隔に比べて、y方向における第1単位導体411の間隔が小さい。共振器10は、対導体30が電気壁として機能しうるため、電流がx方向に流れる。当該共振器10において、第3導体40をy方向に流れる電流は、無視しうる。第1単位導体411のy方向の間隔は、第1単位導体411のx方向における間隔に比べて短くしうる。第1単位導体411のy方向の間隔を短くすることで、第1単位導体411の面積を大きくしうる。
 図60~62は、共振器10の他の例を示す図である。これらの共振器10は、インピーダンス素子45を有する。インピーダンス素子45が接続する単位導体は、図60~62に示した例に限られない。図60~62に示したインピーダンス素子45は、一部を省略しうる。インピーダンス素子45は、キャパシタンス特性を取りうる。インピーダンス素子45は、インダクタンス特性を取りうる。インピーダンス素子45は、機械的または電気的な可変素子でありうる。インピーダンス素子45は、1つの層にある異なる2つの導体を接続しうる。
 アンテナは、電磁波の放射する機能、および電磁波を受信する機能の少なくとも一方を有する。本開示のアンテナは、第1アンテナ60および第2アンテナ70を含むが、これらに限られない。
 第1アンテナ60は、基体20、対導体30、第3導体40、第4導体50、第1給電線61を備える。一例において、第1アンテナ60は、基体20の上に第3基体24を有する。第3基体24は、基体20と異なる組成としうる。第3基体24は、第3導体40の上に位置しうる。図63~76は、複数の実施形態の一例である第1アンテナ60を示す図である。
 第1給電線61は、人工磁気壁として周期的に並ぶ共振器の少なくとも1つに給電する。複数の共振器に給電する場合、第1アンテナ60は、複数の第1給電線を有しうる。第1給電線61は、人工磁気壁として周期的に並ぶ共振器のいずれかに電磁気的に接続されうる。第1給電線61は、人工磁気壁として周期的に並ぶ共振器から電気壁として観える一対の導体のいずれかに電磁気的に接続されうる。
 第1給電線61は、第1導体31、第2導体32、および第3導体40の少なくとも1つに給電する。第1導体31、第2導体32、および第3導体40の複数の部分に給電する場合、第1アンテナ60は、複数の第1給電線を有しうる。第1給電線61は、第1導体31、第2導体32、および第3導体40のいずれかに電磁気的に接続されうる。第1アンテナ60が第4導体50の他に基準電位層51を備える場合、第1給電線61は、第1導体31、第2導体32、第3導体40、および第4導体50のいずれかに電磁気的に接続されうる。第1給電線61は、対導体30のうち、第5導体層301および第5導体302のいずれかに電気的に接続される。第1給電線61の一部は、第5導体層301と一体としうる。
 第1給電線61は、第3導体40に電磁気的に接続されうる。例えば、第1給電線61は、第1単位共振器41Xの1つに電磁気的に接続される。例えば、第1給電線61は、第2単位導体42Xの1つに電磁気的に接続される。第1給電線61は、第3導体40の単位導体に対して、x方向における中央と異なる点で電磁気的に接続される。第1給電線61は、一実施形態において、第3導体40に含まれる少なくとも1つの共振器に電力を供給する。第1給電線61は、一実施形態において、第3導体40に含まれる少なくとも1つの共振器からの電力を外部に給電する。第1給電線61は、少なくとも一部が基体20の中に位置しうる。第1給電線61は、基体20の2つのzx面、2つのyz面、および2つのxy面のいずれかから外部に臨みうる。
 第1給電線61は、z方向の順方向および逆方向から第3導体40に対して接しうる。第4導体50は、第1給電線61の周囲で省略しうる。第1給電線61は、第4導体50の開口を通じて、第3導体40に電磁気的に接続しうる。第1導体層41は、第1給電線61の周囲で省略しうる。第1給電線61は、第1導体層41の開口を通じて、第2導体層42に接続しうる。第1給電線61は、xy平面に沿って第3導体40に対して接しうる。対導体30は、第1給電線61の周囲で省略しうる。第1給電線61は、対導体30の開口を通じて、第3導体40に接続しうる。第1給電線61は、第3導体40の単位導体に対して、当該単位導体の中心部から離れて接続される。
 図63は、第1アンテナ60をz方向からxy平面を平面視した図である。図64は、図63に示したLXIV-LXIV線に沿った断面図である。図63,64に示した第1アンテナ60は、第3導体40の上に第3基体24を有する。第3基体24は、第1導体層41の上に開口を有する。第1給電線61は、第3基体24の開口を介して第1導体層41に電気的に接続される。
 図65は、第1アンテナ60をz方向からxy平面を平面視した図である。図66は、図65に示したLXVI-LXVI線に沿った断面図である。図65,66に示した第1アンテナ60において、第1給電線61の一部は、基体20の上に位置する。第1給電線61は、xy平面内にて第3導体40と接続しうる。第1給電線61は、xy平面内にて第1導体層41と接続しうる。一実施形態において、第1給電線61は、第2導体層42とxy平面に接続しうる。
 図67は、第1アンテナ60をz方向からxy平面を平面視した図である。図68は、図67に示したLXVIII-LXVIII線に沿った断面図である。図67,68に示した第1アンテナ60において、第1給電線61は、基体20の中に位置する。第1給電線61は、z方向における逆方向から第3導体40に接続しうる。第4導体50は、開口を有しうる。第4導体50は、第3導体40とz方向において重なる位置に開口を有しうる。第1給電線61は、開口を介して基体20の外部に臨みうる。
 図69は、第1アンテナ60をx方向からyz面を見た断面図である。対導体30は、開口を有しうる。第1給電線61は、開口を介して基体20の外部に臨みうる。
 第1アンテナ70が放射する電磁波は、第1平面において、y方向の偏波成分よりx方向の偏波成分が大きい。x方向の偏波成分は、z方向から金属板が第4導体50に近づいた際に、水平偏波成分より減衰が小さい。第1アンテナ70は、外部から金属板が近づいた際の放射効率を維持しうる。
 図70は、第1アンテナ60の他の例を示す。図71は、図70に示したLXXI-LXXI線に沿った断面図である。図72は、第1アンテナ60の他の例を示す。図73は、図72に示したLXXIII-LXXIII線に沿った断面図である。図74は、第1アンテナ60の他の例を示す。図75Aは、図74に示したLXXVa-LXXVa線に沿った断面図である。図75Bは、図74に示したLXXVb-LXXVb線に沿った断面図である。図76は、第1アンテナ60の他の例を示す。図76に示した第1アンテナ60は、インピーダンス素子45を有している。
 第1アンテナ60は、インピーダンス素子45によって、動作周波数を変更することができる。第1アンテナ60は、第1給電線61に接続される第1給電導体415と、第1給電線61に接続されない第1単位導体411とを含む。インピーダンス整合は、第1給電導体415と他の導電体とにインピーダンス素子45が接続されると変化する。第1アンテナ60は、インピーダンス素子45によって第1給電導体415と他の導電体とを接続することで、インピーダンスの整合を調整できる。第1アンテナ60において、インピーダンス素子45は、インピーダンス整合を調整するために、第1給電導体415と他の導電体との間に挿入されうる。第1アンテナ60において、インピーダンス素子45は、動作周波数を調整するために、第1給電線61に接続されない2つの第1単位導体411の間に挿入されうる。第1アンテナ60において、インピーダンス素子45は、動作周波数を調整するために、第1給電線61に接続されない第1単位導体411と、対導体30の何れかとの間に挿入されうる。
 第2アンテナ70は、基体20、対導体30、第3導体40、第4導体50、第2給電層71、および第2給電線72を備える。一例において、第3導体40は、基体20の中に位置する。一例において、第2アンテナ70は、基体20の上に第3基体24を有する。第3基体24は、基体20と異なる組成としうる。第3基体24は、第3導体40の上に位置しうる。第3基体24は、第2給電層71の上に位置しうる。
 第2給電層71は、第3導体40の上方に間を空けて位置する。第2給電層71と第3導体40との間に、基体20、または第3基体24が位置しうる。第2給電層71は、ライン型、パッチ型、およびスロット型の共振器を含む。第2給電層71は、アンテナ素子と言いうる。一例において、第2給電層71は、第3導体40と電磁気的に結合しうる。第2給電層71の共振周波数は、第3導体40との電磁気的な結合によって、単独の共振周波数から変化する。一例において、第2給電層71は、第2給電線72からの電力の伝送を受けて、第3導体40と共に共振する。一例において、第2給電層71は、第2給電線72からの電力の伝送を受けて、第3導体40および第3導体と共に共振する。
 第2給電線72は、第2給電層71に電気的に接続される。一実施形態において、第2給電線72は、第2給電層71に電力を伝送する。一実施形態において、第2給電線72は、第2給電層71からの電力を外部に伝送する。
 図77は、第2アンテナ70をz方向からxy平面を平面視した図である。図78は、図77に示したLXXVIII-LXXVIII線に沿った断面図である。図77,78に示した第2アンテナ70において、第3導体40は、基体20の中に位置する。第2給電層71は、基体20の上に位置する。第2給電層71は、単位構造体10Xとz方向に重なって位置する。第2給電線72は、基体20の上に位置する。第2給電線72は、xy平面において第2給電層71に電磁気的に接続される。
 本開示の無線通信モジュールは、複数の実施形態の一例として無線通信モジュール80を含む。図79は、無線通信モジュール80のブロック構造図である。図80は、無線通信モジュール80の概略構成図である。無線通信モジュール80は、第1アンテナ60、回路基板81、RFモジュール82を備える。無線通信モジュール80は、第1アンテナ60に代えて第2アンテナ70を備えうる。
 第1アンテナ60は、回路基板81の上に位置する。第1アンテナ60の第1給電線61は、回路基板81を介してRFモジュール82に電磁気的に接続される。第1アンテナ60の第4導体50は、回路基板81のグラウンド導体811に電磁気的に接続される。
 グラウンド導体811は、xy平面に広がりうる。グラウンド導体811は、xy平面において第4導体50より面積が広い。グラウンド導体811は、y方向において第4導体50より長い。グラウンド導体811は、x方向において第4導体50より長い。第1アンテナ60は、y方向において、グラウンド導体811の中心よりも端側に位置しうる。第1アンテナ60の中心は、xy平面においてグラウンド導体811の中心と異なりうる。第1アンテナ60の中心は、第1導体41および第2導体42の中心と異なりうる。第1給電線61が第3導体40に接続される点は、xy平面におけるグラウンド導体811の中心と異なりうる。
 第1アンテナ60は、対導体30を介して第1電流および第2電流がループする。第1アンテナ60は、グラウンド導体811の中心よりy方向における端側に位置することで、グラウンド導体811を流れる第2電流が非対象になる。グラウンド導体811を流れる第2電流が非対象になると、第1アンテナ60およびグラウンド導体811を含むアンテナ構造体は、放射波のx方向の偏波成分が大きくなる。放射波のx方向の偏波成分が大きくすることで、放射波は、総合放射効率が向上しうる。
 RFモジュール82は、第1アンテナ60に供給する電力を制御しうる。RFモジュール82は、ベースバンド信号を変調し、第1アンテナ60に供給する。RFモジュール82は、第1アンテナ60で受信された電気信号をベースバンド信号に変調しうる。
 第1アンテナ60は、回路基板81側の導体によって共振周波数の変化が小さい。無線通信モジュール80は、第1アンテナ60を有することで、外部環境から受ける影響を低減しうる。
 第1アンテナ60は、回路基板81と一体構成としうる。第1アンテナ60と回路基板81とが一体構成の場合、第4導体50とグラウンド導体811とが一体構成となる。
 本開示の無線通信機器は、複数の実施形態の一例として無線通信機器90を含む。図81は、無線通信機器90のブロック構造図である。図82は、無線通信機器90の平面視図である。図82に示した無線通信機器90は、構成の一部を省略している。図83は、無線通信機器90の断面図である。図83に示した無線通信機器90は、構成の一部を省略している。無線通信機器90は、無線通信モジュール80、電池91、センサ92、メモリ93、コントローラ94、第1筐体95、および第2筐体96を備える。無線通信機器90の無線モジュール80は、第1アンテナ60を有しているが、第2アンテナ70を有しうる。図84は、無線通信機器90の他の実施形態の1つである。無線通信機器90の有する第1アンテナ60は、基準電位層51を有しうる。
 電池91は、無線通信モジュール80に電力を供給する。電池91は、センサ92、メモリ93、およびコントローラ94の少なくとも1つに電力を供給しうる。電池91は、1次電池および二次電池の少なくとも一方を含みうる。電池91のマイナス極は、回路基板81のグラウンド端子に電気的に接続される。電池91のマイナス極は、アンテナ60の第4導体50に電気的に接続される。
 センサ92は、例えば、速度センサ、振動センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、回転角センサ、角速度センサ、地磁気センサ、マグネットセンサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、光センサ、照度センサ、UVセンサ、ガスセンサ、ガス濃度センサ、雰囲気センサ、レベルセンサ、匂いセンサ、圧力センサ、空気圧センサ、接点センサ、風力センサ、赤外線センサ、人感センサ、変位量センサ、画像センサ、重量センサ、煙センサ、漏液センサ、バイタルセンサ、バッテリ残量センサ、超音波センサまたはGPS(Global Positioning System)信号の受信装置等を含んでよい。
 メモリ93は、例えば半導体メモリ等を含みうる。メモリ93は、コントローラ94のワークメモリとして機能しうる。メモリ93は、コントローラ94に含まれうる。メモリ93は、無線通信機器90の各機能を実現する処理内容を記述したプログラム、および無線通信機器90における処理に用いられる情報等を記憶する。
 コントローラ94は、例えばプロセッサを含みうる。コントローラ94は、1以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。特定用途向けICは、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)ともいう。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。プログラマブルロジックデバイスは、PLD(Programmable Logic Device)ともいう。PLDは、FPGA(Field-Programmable Gate Array)を含んでよい。コントローラ94は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC(System-on-a-Chip)、およびSiP(System In a Package)のいずれかであってよい。コントローラ94は、メモリ93に、各種情報、または無線通信機器90の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
 コントローラ94は、無線通信機器90から送信する送信信号を生成する。コントローラ94は、例えば、センサ92から測定データを取得してよい。コントローラ94は、測定データに応じた送信信号を生成してよい。コントローラ94は、無線通信モジュール80のRFモジュール82にベースバンド信号を送信しうる。
 第1筐体95および第2筐体96は、無線通信機器90の他のデバイスを保護する。第1筐体95は、xy平面に広がりうる。第1筐体95は、他のデバイスを支える。第1筐体95は、無線通信モジュール80を支持しうる。無線通信モジュール80は、第1筐体95の上面95Aの上に位置する。第1筐体95は、電池91を支持しうる。電池91は、第1筐体95の上面95Aの上に位置する。複数の実施形態の一例において、第1筐体95の上面95Aの上には、無線通信モジュール80と、電池91とがx方向に沿って並んでいる。電池91は、第3導体40との間に第1導体31が位置する。電池91は、第3導体40から観て対導体30の向こう側に位置する。
 第2筐体96は、他のデバイスを覆いうる。第2筐体96は、第1アンテナ60のz方向側に位置する下面96Aを含む。下面96Aは、xy平面に沿って広がる。下面96Aは、平坦に限られず、凹凸を含みうる。第2筐体96は、第8導体961を有しうる。第8導体961は、第2筐体96の内部、外側および内側の少なくとも一方に位置する。第8導体961は、第2筐体96の上面および側面の少なくとも一方に位置する。
 第8導体961は、第1アンテナ60と対向する。第8導体961の第1部位9611は、z方向において、第1アンテナ60と対向する。第8導体961は、第1部位9611の他に、x方向において第1アンテナ60と対向する第2部位、およびy方向において第1アンテナと対向する第3部位の少なくとも一方を含みうる。第8導体961は、一部が電池91と対向している。
 第8導体961は、x方向において第1導体31より外側に延びる第1延部9612を含みうる。第8導体961は、x方向において第2導体32より外側に延びる第2延部9613を含みうる。第1延部9612は、第1部位9611と電気的に接続しうる。第2延部9613は、第1部位9611と電気的に接続しうる。第8導体961の第1延部9612は、z方向において、電池91と対向している。第8導体961は、電池91と容量的に結合しうる。第8導体961は、電池91との間がキャパシタンスとなりうる。
 第8導体961は、第1アンテナ60の第3導体40と離隔する。第8導体961は、第1アンテナ60の各導体と電気的に接続されていない。第8導体961は、第1アンテナ60と離隔しうる。第8導体961は、第1アンテナ60のいずれかの導体と電磁気的に結合しうる。第8導体961の第1部位9611は、第1アンテナ60と電磁気的に結合しうる。第1部位9611は、z方向から平面視したときに、第3導体40と重なりうる。第1部位9611は、第3導体40と重なることで、電磁気的な結合による伝播が大きくなりうる。第8導体961は、第3導体40との電磁気的な結合が相互インダクタンスとなりうる。
 第8導体961は、x方向に沿って広がっている。第8導体961は、xy平面に沿って広がっている。第8導体961の長さは、第1アンテナ60のx方向に沿った長さより長い。第8導体961のx方向に沿った長さは、第1アンテナ60のx方向に沿った長さより長い。第8導体961の長さは、無線通信機器90の動作波長λの1/2より長くしうる。第8導体961は、y方向に沿って延びる部位を含みうる。第8導体961は、xy平面内で曲がりうる。第8導体961は、z方向に沿って延びる部位を含みうる。第8導体961は、xy平面からyz平面またはzx平面に曲がりうる。
 第8導体961を備える無線通信機器90は、第1アンテナ60および第8導体961が電磁的に結合して第3アンテナ97として機能しうる。第3アンテナ97の動作周波数fcは、第1アンテナ60単独の共振周波数と異なってよい。第3アンテナ97の動作周波数fcは、第8導体961単独の共振周波数より第1アンテナ60の共振周波数に近くてよい。第3アンテナ97の動作周波数fcは、第1アンテナ60の共振周波数帯内にありうる。第3アンテナ97の動作周波数fcは、第8導体961単独の共振周波数帯外にありうる。図85は、第3アンテナ97の他の実施形態である。第8導体961は、第1アンテナ61と一体的に構成されうる。図85は、無線通信機器90の一部の構成を省略している。図85の例において、第2筐体96は第8導体961を備えなくてよい。
 無線通信機器90において、第8導体961は、第3導体40に対して容量的に結合する。第8導体961は、第4導体50に対して電磁気的に結合する。第3アンテナ97は、空中において、第8導体の第1延部9612および第2延部9613を含むことにより、第1アンテナ60に比べて利得が向上する。
 無線通信機器90は、種々の物体の上に位置しうる。無線通信機器90は、電導体99の上に位置しうる。図86は、無線通信機器90の一実施形態を示す平面視図である。電導体99は、電気を伝える導体である。電導体99の材料は、金属、ハイドープの半導体、電導プラスチック、イオンを含む液体を含み。電導体99は、表面上に電気を伝えない不導体層を含みうる。電気を伝える部位と不導体層とは、共通の元素を含みうる。例えば、アルミニウムを含む電導体99は、表面にアルミ酸化物の不導体層を含みうる。電気を伝える部位と不導体層とは、異なる元素を含みうる。
 電導体99の形状は、平板に限られず、箱形などの立体形状を含みうる。電導体99がなす立体形状は、直方体、円柱を含む。当該立体形状は、一部が窪んだ形状、一部が貫通した形状、一部が突出した形状を含みうる。例えば、電導体99は、円環(トーラス)型としうる。
 電導体99は、無線通信機器90を載せうる上面99Aを含む。上面99Aは、電導体99の全面に亘って広がりうる。上面99Aは、電導体99の一部としうる。上面99Aは、無線通信機器90より面積を広くしうる。無線通信機器90は、電導体99の上面99A上に置かれうる。上面99Aは、無線通信機器90より面積を狭くしうる。無線通信機器90は、電導体99の上面99A上に一部が置かれうる。無線通信機器90は、電導体99の上面99A上に種々の向きで置かれうる。無線通信機器90の向きは、任意としうる。無線通信機器90は、電導体99の上面99A上に固定具によって適宜固定されうる。固定具は、両面テープおよび接着剤などのように面で固定するものを含む。固定具は、ネジおよび釘などのように点で固定するものを含む。
 電導体99の上面99Aは、j方向に沿って延びる部位を含みうる。j方向に沿って延びる部位は、k方向に沿った長さに比べてj方向に沿った長さが長い。j方向とk方向とは、直交している。j方向は、電導体99が長く伸びる方向である。k方向は、電導体99がj方向に比べて長さが短い方向である。無線通信機器90は、x方向がj方向に沿うように、上面99A上に置かれうる。第1導体31および第2導体32が並ぶx方向と揃うように、無線通信機器90は、電導体99の上面99A上に置かれうる。無線通信機器90が電導体99の上に位置するときに、第1アンテナ60は、電導体99と電磁気的に結合しうる。第1アンテナ60の第4導体50は、x方向に沿って第2電流が流れる。第1アンテナ60と電磁気的に結合する電導体99は、第2電流によって電流が誘導される。第1アンテナ60のx方向と電導体99のj方向とが揃うと、電導体99は、j方向に沿って電流が流れる電流が大きくなる。第1アンテナ60のx方向と電導体99のj方向とが揃うと、電導体99は、誘導電流による放射が大きくなる。j方向に対するx方向の角度は、45度以下としうる。
 無線通信機器90のグラウンド導体811は、電導体99と離れている。グラウンド導体811は、電導体99と離れている。無線通信機器90は、上面99Aの長辺に沿った方向が、第1導体31および第2導体32が並ぶx方向と揃うように、上面99A上に置かれうる。上面99Aは、方形状の面の他に、菱形、円形を含みうる。電導体99は、菱形状の面を含みうる。この菱形状の面は、無線通信機器90を載せる上面99Aとしうる。無線通信機器90は、上面99Aの長対角線に沿った方向が、第1導体31および第2導体32が並ぶx方向と揃うように、上面99A上に置かれうる。上面99Aは、平坦に限られない。上面99Aは、凹凸を含みうる。上面99Aは、曲面を含みうる。曲面は、線織面(ruled surface)を含む。曲面は、柱面を含む。
 電導体99は、xy平面に広がる。電導体99は、y方向に沿った長さに比べてx方向に沿った長さを長くしうる。電導体99は、y方向に沿った長さを第3アンテナ97の動作周波数fcにおける波長λcの2分の1より短くしうる。無線通信機器90は、電導体99の上に位置しうる。電導体99は、z方向において第4導体50と離れて位置する。電導体99は、x方向に沿った長さが第4導体50に比べて長い。電導体99は、xy平面における面積が第4導体50より広い。電導体99は、z方向においてグラウンド導体811と離れて位置する。電導体99は、x方向に沿った長さがグラウンド導体811に比べて長い。電導体99は、xy平面における面積がグラウンド導体811より広い。
 無線通信機器90は、電導体99が長く延びる方向に、第1導体31および第2導体32が並ぶxが揃う向きで、電導体99の上に置かれうる。言い換えると、無線通信機器90は、xy平面において第1アンテナ60の電流が流れる方向と、電導体99が長く延びる方向とが揃う向きで、電導体99の上に置かれうる。
 第1アンテナ60は、回路基板80側の導体によって共振周波数の変化が小さい。無線通信機器90は、第1アンテナ60を有することで、外部環境から受ける影響を低減しうる。
 無線通信機器90において、グラウンド導体811は、電導体99と容量的に結合する。無線通信機器90は、電導体99のうち第3アンテナ97より外に拡がる部位を含むことにより、第1アンテナ60に比べて利得が向上する。
 無線通信機器90は、空中での共振回路と、電導体99上での共振回路とが異なりうる。図87は、空中でなす共振構造の概略回路である。図88は、電導体99上でなす共振構造の概略回路である。L3は共振器10のインダクタンスであり、L8は第8導体961のインダクタンスであり、L9は電導体99のインダクタンスであり、MはL3とL8の相互インダクタンスである。C3は第3導体40のキャパシタンスであり、C4は第4導体50のキャパシタンスであり、C8は第8導体961のキャパシタンスであり、C8Bは第8導体961と電池91とのキャパシタンスであり、C9は電導体99とグラウンド導体811とキャパシタンスである。R3は共振器10の放射抵抗であり、R8は、第8導体961の放射抵抗である。共振器10の動作周波数は、第8導体の共振周波数より低い。無線通信機器90は、空中において、グラウンド導体811がシャーシグラウンドとして機能する。無線通信機器90は、第4導体50が電導体99と容量的に結合する。電導体99上において無線通信機器90は、電導体99が実質的なシャーシグラウンドとして機能する。
 複数の実施形態において、無線通信機器90は、第8導体961を有する。この第8導体961は、第1アンテナ60と電磁気的に結合し、かつ第4導体50と容量的に結合している。無線通信機器90は、容量的な結合によるキャパシタンスC8Bを大きくすることで、空中から電導体99上へ置かれたときに動作周波数を高くすることができる。無線通信機器90は、電磁気的な結合による相互インダクタンスMを大きくすることで、空中から電導体99上へ置かれたときに動作周波数を低くすることができる。無線通信機器90は、キャパシタンスC8Bと相互インダクタンスMのバランスを変えることで、空中から電導体99上へ置かれたときの動作周波数の変化を調整できる。無線通信機器90は、キャパシタンスC8Bと相互インダクタンスMのバランスを変えることで、空中から電導体99上へ置かれたときの動作周波数の変化を小さくできる。
 無線通信機器90は、第3導体40と電磁気的に結合し、第4導体50と容量的に結合する第8導体961を有する。かかる第8導体961を有することで、無線通信機器90は、空中から電導体99上へ置かれたときの動作周波数の変化を調整できる。かかる第8導体961を有することで、無線通信機器90は、空中から電導体99上へ置かれたときの動作周波数の変化を小さくできる。
 第8導体961を含まない無線通信機器90も同様に、空中においては、グラウンド導体811がシャーシグラウンドとして機能する。第8導体961を含まない無線通信機器90も同様に、電導体99上においては、電導体99が実質的なシャーシグラウンドとして機能する。共振器10を含む共振構造は、シャーシグランドが変わっても発振可能である。基準電位層51を備える共振器10および基準電位層51を備えない共振器10が発振可能であることと対応する。
(街灯への用途)
 街灯は、屋外照明として広く使用されている。街灯は、例えば、道路および公園などに設置される。街灯は、柱の先に灯具が取り付けられた構造となっていることが多い。灯具は、例えば、電球またはLED(Light Emission Diode)などを含む。
 電球およびLEDは消耗品であるため、街灯に用いられている電球またはLEDは、製品寿命に達すると発光しなくなる。LEDは、発光輝度が順次減少するため、経年によって輝度が不足する。街灯の電球またはLEDに電力を供給している電源の故障などに起因して、電球またはLEDが発光しなくなることもありうる。
 街灯が正常に点灯しない状態が長く続くことは好ましくない。そのため、街灯が正常に点灯しているかどうかを定期的に点検することが望ましい。しかしながら、高い頻度で街灯の設置場所を回って街灯を目視し、街灯が正常に点灯しているかどうかを確認することは困難である。
 そのため、街灯の動作状態をセンサで検出し、検出結果を無線通信で送信することが望ましい。この検出結果の無線通信による送信において、本開示のアンテナ、例えば第1アンテナ60または第2アンテナ70を用いうる。
 図89は、一実施形態に係る通信モジュール110が、街灯100に取り付けられている様子を示す図である。
 街灯100は、柱101と、柱101の先端付近に配置される灯具102とを備える。
 柱101は、地面に設置される。柱101は、地面から地面に対して略垂直に延び、湾曲部103において湾曲する。湾曲部103は必須ではない。湾曲部103がない場合、柱101は、全体に渡って地面に対して略垂直に延びうる。
 柱101の先端付近には、灯具102が取り付けられている。柱101は、灯具102を支持する支柱としての役割を果たす。
 柱101は、図89に示す形状に限らず、様々な形状であってよい。柱101は、例えば、断面が、円形、楕円形、または多角形となる形状であってよい。
 柱101の表面は、導電性材料で覆われている。導電性材料は、金属または電導プラスチックなどであってよい。
 灯具102は、柱101の先端付近に配置される。灯具102は、所望の領域を照らすことができるように、照射面を所定方向に向けて配置される。例えば、街灯100が道路沿いに設置されている場合、灯具102は、道路および歩道などを照らすことができるように、柱101に配置される。
 灯具102は、発光部材を含む。発光部材は、例えば、LED、電球または蛍光灯などであってよい。灯具102は、発光部材が点灯することにより、所望の領域を照らすことができる。
 灯具102は、夜間など周囲が暗いときに点灯し、昼間など周囲が明るいときは消灯する。灯具102は、例えば、所定の時間帯において点灯し、所定の時間帯以外の時間帯においては消灯するように設定されてよい。所定の時間帯は、例えば、17時から7時までの時間帯であってよい。所定の時間帯は、日照時間に応じて、季節ごとなどに異なる時間帯であってよい。灯具102は、時間帯による設定ではなく、周囲の明るさが所定の明るさ以下になったら点灯するように設定されてよい。
 通信モジュール110は、通信モジュール110が備えるアンテナのx方向(第1方向)が、柱101が延びている方向に対して略平行になるように、柱101に取り付けられてよい。通信モジュール110が備えるアンテナは、図63~図78に示したいずれかの構成を有するアンテナであってよい。通信モジュール110が備えるアンテナは、例えば、第1アンテナ60または第2アンテナ70の構成を有するアンテナであってよい。柱101が延びている方向は、例えば、図89において矢印Aで示す方向である。通信モジュール110が備えるアンテナは、第1導体と、第2導体と、第3導体と、第4導体と、給電線とを含んでよい。通信モジュール110が備えるアンテナは、例えば図64に示す第1アンテナ60のように、第1導体31と、第2導体32と、第3導体40と、第4導体50と、第1給電線61とを含んでよい。
 街灯100の柱101に通信モジュール110を取り付ける際、通信モジュール110を配置する場所は特に限定されないが、通行人の手が届かない程度の高さに配置されてよい。通行人の手が届かない程度の高さに配置することにより、通信モジュール110に通行人が触れることによって通信モジュール110が故障するおそれを低減することができる。通信モジュール110は、柱101への取り付けが容易な程度の高さに配置されてよい。柱101への取り付けが容易な程度の高さに配置することにより、通信モジュール110を柱101に取り付ける際に必要な工数を低減することができる。
 図90は、一実施形態に係る通信モジュール110が、街灯100の柱101に取り付けられている様子を示す拡大図である。
 通信モジュール110は、照度センサ111と、アンテナモジュール112と、電池113と、ケース120と、基板122とを備える。
 照度センサ111、アンテナモジュール112、および電池113は、基板122に固定されている。照度センサ111、アンテナモジュール112、および電池113は、例えば、導電性の接着剤によって基板122に固定されていてよい。
 基板122は、導電性材料で構成されてよい。導電性材料は、金属または電導プラスチックなどであってよい。
 基板122は、ネジ123によって街灯100の柱101に固定される。ネジ123によって基板122を固定することにより、台風などの強風のときであっても、通信モジュール110が柱101から外れて落下するおそれを低減することができる。基板122を柱101に固定する手段はネジ123に限らない。例えば、接着剤、両面テープまたは釘を用いて、基板122を柱101に固定してよい。
 ケース120は、照度センサ111、アンテナモジュール112、および電池113を覆う。ケース120は、照度センサ111、アンテナモジュール112、および電池113を保護する。ケース120は、基板122に固定される。ケース120は、例えば、接着剤または両面テープを用いて基板122に固定されてよい。
 ケース120は、遮光性の材料で構成される。ケース120は、光学部材として、透光穴121を有する。ケース120は、透光穴121を通して、街灯100の灯具102からの光を入射することができる。透光穴121を有することによって、通信モジュール110は、どの方向からの光が照度センサ111に入射されるかを規定することができる。
 透光穴121は、レンズまたは透明な樹脂などの透光性の部材で塞いでよい。透光穴121を透光性の部材で塞ぐことにより、透光穴121を通して通信モジュール110の内部に埃などが入ることを抑制することができる。
 ケース120に設けられる光学部材は、透光穴121に限られない。例えば、透光穴121の代わりに、透光スリットをケース120に設けてよい。透光スリットによっても、通信モジュール110は、照度センサ111にどの方向からの光が入射されるかを規定することができる。
 図91は、一実施形態に係る通信モジュール110の機能ブロック図である。通信モジュール110は、照度センサ111と、アンテナモジュール112と、電池113とを備える。通信モジュール110は、ネットワークを介して情報処理装置と無線通信することができる。情報処理装置は、例えば、街灯100のメンテナンスを管理する事業者が有する情報処理装置であってよい。
 通信モジュール110と情報処理装置との間の通信規格は、遠距離通信規格であってよい。遠距離通信規格は、2G(2nd Generation)、3G(3rd Generation)、4G(4th Generation)、LTE(Long Term Evolution)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、Sigfox、およびPHS(Personal Handy-phone System)のいずれかを含んでよい。
 照度センサ111は、図90に示すように、透光穴121を通して入射される光を受光する。照度センサ111は、受光した光に基づいて、透光穴121が設けられている方向における照度を検出する。照度センサ111は、透光穴121を通して、灯具102の発する光を検出することができる。
 アンテナモジュール112は、アンテナ114と、RFモジュール115と、コントローラ116と、メモリ117とを備える。
 アンテナ114は、図63~図78に示したいずれかの構成を有するアンテナであってよい。アンテナ114は、例えば、第1アンテナ60または第2アンテナ70の構成を有するアンテナであってよい。
 アンテナ114は、通信モジュール110が採用する通信規格に応じたサイズを有するように、適宜構成されてよい。
 アンテナ114は、x方向(第1方向)が、柱101が延びている方向に対して略平行になるように、基板122を介して、柱101に取り付けられてよい。
 アンテナ114は、アンテナ114に含まれる第4導体50が基板122に接するように、基板122に取り付けられてよい。アンテナ114が例えば図64に示す構造である場合、アンテナ114は、主に図64に示すz軸の正方向に電磁波を放射する。第4導体50が基板122に接するように基板122に取り付けられることにより、アンテナ114は、基板122の反対側に効率的に電磁波を放射することができる。
 上述のように、基板122は導電性材料で構成され、柱101の表面は導電性材料で覆われている。そのため、アンテナ114は、基板122を介して、柱101と電磁気的に結合しうる。アンテナ114に電流が流れると、柱101の表面に電流が誘導される。アンテナ114のx方向が、柱101が延びている方向に対して略平行であるため、柱101の表面において、柱101が延びている方向に流れる誘導電流が大きくなる。柱101が延びている方向に流れる誘導電流が電磁波を放射するため、アンテナ114の放射効率が向上する。
 RFモジュール115は、アンテナ114の給電線に電磁気的に接続される。RFモジュール115は、変調回路および復調回路を含む。RFモジュール115は、コントローラ116から取得したベースバンド信号を変調して無線信号を生成し、アンテナ114に供給する。RFモジュール115は、アンテナ114から取得した無線信号を復調してベースバンド信号を生成し、コントローラ116に供給する。
 コントローラ116は、例えばプロセッサを含みうる。コントローラ116は、1以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。特定用途向けICは、ASICともいう。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。プログラマブルロジックデバイスは、PLDともいう。PLDは、FPGAを含んでよい。コントローラ116は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC、およびSiPのいずれかであってよい。コントローラ116は、メモリ117に、各種情報、または通信モジュール110の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
 コントローラ116は、通信モジュール110全体、および通信モジュール110の各構成部の動作を制御する。
 コントローラ116は、照度センサ111から、照度に関する測定データを取得する。コントローラ116は、取得した測定データに応じた送信信号をベースバンド信号として生成する。コントローラ116は、生成した送信信号をRFモジュール115に供給する。
 コントローラ116は、送信信号に、照度に関する測定データに加えて、照度を測定した時刻のデータ、および、街灯100を識別するための識別データを含めてよい。
 コントローラ116は、時計機能を含んでよい。コントローラ116は、周期的に動作するように、照度センサ111を制御してよい。コントローラ116は、例えば、1日に1回、1週間に1回、または1ヶ月に1回などの周期的な間隔で、照度センサ111を動作させてよい。コントローラ116は、夜間に照度センサ111を動作させてよい。夜間に照度センサ111を動作させることで、コントローラ116は、街灯100が点灯していない場合、街灯100に故障が発生したことを精度良く検出することができる。
 コントローラ116は、照度センサ111から測定データを取得すると、RFモジュール115を動作させて、測定データに応じた送信信号を無線信号としてアンテナ114に送信させてよい。
 コントローラ116は、照度センサ111から測定データを取得する度にRFモジュール115を動作させなくてよい。コントローラ116は、例えば、照度センサ111を第1の所定周期で動作させ、RFモジュール115を、第1の所定周期より長い第2の所定周期で動作させてよい。第1の所定周期は、例えば1日とすることができる。第2の所定周期は、例えば1週間とすることができる。コントローラ116は、照度センサ111から第1の所定周期で取得した測定データを、一旦メモリ117に記憶してよい。コントローラ116は、前回送信信号を送信してからメモリ117に記憶された測定データをまとめて送信信号を生成し、生成した送信信号を第2の所定周期でRFモジュール115に送信させてよい。
 このように、コントローラ116が所定周期で短時間だけ照度センサ111およびRFモジュール115を動作させることで、電池113から照度センサ111およびRFモジュール115に供給する電力を低減することができる。これにより、通信モジュール110は、電池113を長持ちさせることができる。
 コントローラ116は、RFモジュール115を動作させるタイミングを、一定の周期をベースとして、そこからランダムにずらした時間としてよい。コントローラ116は、例えば、一定の周期が1週間である場合、毎回、数分から数時間程度ずらしたタイミングでRFモジュール115を動作させてよい。コントローラ116は、例えば、乱数を発生させ、乱数に基づいて一定の周期からずらす時間の量を算出してよい。
 このように、コントローラ116が一定の周期をベースとして、そこからランダムにずらした時間でRFモジュール115を動作させることで、通信モジュール110と、街灯100のメンテナンスを管理する事業者が有する情報処理装置との間の通信負荷を分散することができる。
 メモリ117は、例えば半導体メモリ等を含みうる。メモリ117は、コントローラ116のワークメモリとして機能しうる。メモリ117は、コントローラ116に含まれうる。
 電池113は、通信モジュール110に電力を供給する。電池113は、照度センサ111、RFモジュール115、コントローラ116、およびメモリ117の少なくとも1つに電力を供給しうる。電池113は、1次電池および2次電池の少なくとも一方を含みうる。電池113のマイナス極は、基板122に電気的に接続される。電池113のマイナス極は、基板122を介して、アンテナ114の第4導体に電気的に接続される。
 電池113が、通信モジュール110に含まれることは必須ではない。通信モジュール110が電池113を含まない場合、例えば、街灯100に電力を供給している電源から、通信モジュール110に電力を供給してよい。
 以上述べたように、街灯100に取り付けられる一実施形態に係る通信モジュール110は、アンテナ114を備える。アンテナ114は、図63~図78に示したいずれかの構成を有するアンテナであってよい。すなわち、アンテナ114は、第1導体と、第2導体と、第3導体と、第4導体と、給電線と、を備えてよい。第2導体は、第1導体と第1方向において対向してよい。第3導体は、第1導体および第2導体の間に、第1導体および第2導体と離れて位置し、第1方向に沿って広がってよい。第4導体は、第1導体および第2導体に接続され、第1方向に沿って広がってよい。給電線は、第3導体に電磁気的に接続されてよい。このような構成を有するため、アンテナ114から電磁波を送信する際、街灯100の表面の金属導体による反射波の影響は少ない。また、アンテナ114は、柱101が延びている方向に対して第1方向が略平行になるように、柱101に取り付けられてよい。これにより柱101の表面において、柱101が延びている方向に流れる誘導電流が大きくなる。柱101が延びている方向に流れる誘導電流が電磁波を放射するため、アンテナ114の放射効率が向上する。
 本開示に係る構成は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
 例えば、照度センサ111は、通信モジュール110の外部に配置されてよい。この場合、照度センサ111とコントローラ116とは、有線または無線で接続されてよい。
 例えば、通信モジュール110は、街灯100の柱101以外の、街灯100周辺の他の柱に取り付けられてよい。周辺の柱の表面が導電性材料で覆われている場合、通信モジュール110が備えるアンテナ114のx方向が、当該柱が延びている方向に対して略平行になるように取り付けることで、アンテナ114の放射効率を向上させることができる。
 例えば、通信モジュール110は、街灯100に限らず、屋内に設置されている電灯の柱に取り付けられてよい。
(路車間通信への用途)
 交通安全および渋滞緩和などを目的として、路車間通信が広く行われている。路車間通信では、道路付近に設置された通信モジュールが、車などの移動体に設置された通信モジュールと無線通信を行う。
 路車間通信において、道路側に設置される通信モジュールが用いるアンテナとして、本開示のアンテナ、例えば第1アンテナ60または第2アンテナ70を用いうる。
 図92は、一実施形態に係る通信モジュール210が、略水平方向に延びている柱201に地上に向けて取り付けられている様子を示す図である。
 柱201は、道路付近に設置されている信号柱200に取り付けられている。柱201は、道路上方において略水平方向に延びるように、信号柱200に取り付けられている。柱201は、信号機202を支持する。
 柱201の表面は、導電性材料で覆われている。導電性材料は、金属または電導プラスチックなどであってよい。通信モジュール210は、融雪用のヒーターが取り付けられうる。
 通信モジュール210は、通信モジュール210が備えるアンテナのx方向(第1方向)が、柱201が延びている略水平方向に対して略平行になるように、柱201に取り付けられてよい。通信モジュール210が備えるアンテナは、図63~図78に示したいずれかの構成を有するアンテナであってよい。通信モジュール210が備えるアンテナは、例えば、第1アンテナ60または第2アンテナ70の構成を有するアンテナであってよい。柱201が延びている方向は、例えば、図92において矢印Aで示す方向である。通信モジュール210が備えるアンテナは、第1導体と、第2導体と、第3導体と、第4導体と、給電線とを含んでよい。通信モジュール210が備えるアンテナは、例えば図64に示す第1アンテナ60のように、第1導体31と、第2導体32と、第3導体40と、第4導体50と、第1給電線61とを含んでよい。
 通信モジュール210を設置する対象は、信号機202を支持する柱201に限定されない。通信モジュール210は、例えば図94に示すように、街灯の柱205のアーム部に設置されてよい。通信モジュール210は、例えば、歩道橋の略水平方向に延びている柱状の部分に設置されてよい。通信モジュール210は、例えば、通信モジュール210の設置のために専用に設けられた略水平方向に延びている柱に設置されてよい。
 本開示においては、図94に示すような街灯の柱205のアーム部も「略水平方向」に延びている柱に含める。本開示において、「略水平方向」は、水平方向に対して45度程度傾いている方向まで含む。
 図93は、一実施形態に係る通信モジュール210が、略水平方向に延びている柱201に取り付けられている様子を示す拡大図である。
 通信モジュール210は、検出器211と、アンテナモジュール212と、コントローラモジュール213と、ケース220と、基板222と、電源ケーブル224と、ネットワークケーブル225とを備える。
 検出器211、アンテナモジュール212、およびコントローラモジュール213は、基板222に固定されている。検出器211、アンテナモジュール212、およびコントローラモジュール213は、例えば、導電性の接着剤によって基板222に固定されていてよい。
 基板222は、導電性材料で構成されてよい。導電性材料は、金属または電導プラスチックなどであってよい。
 基板222は、ネジ223によって略水平方向に延びている柱201に固定される。ネジ223によって基板222を固定することにより、台風などの強風のときであっても、通信モジュール210が柱201から外れて落下するおそれを低減することができる。基板222を柱201に固定する手段はネジ223に限らない。例えば、接着剤、両面テープまたは釘を用いて、基板222を柱201に固定してよい。
 ケース220は、検出器211、アンテナモジュール212、およびコントローラモジュール213を覆う。ケース220は、検出器211、アンテナモジュール212、およびコントローラモジュール213を保護する。ケース220は、基板222に固定される。ケース220は、例えば、接着剤または両面テープを用いて基板222に固定されてよい。
 ケース220は、孔部221を有してよい。孔部221は、透明な樹脂などで塞いでよい。通信モジュール210の検出器211は、孔部221を通して周辺の情報を取得することができる。例えば検出器211がカメラである場合、検出器211は、孔部221を通して周辺の様子を撮像することができる。
 電源ケーブル224は、柱201の中空部分を通っている電力線などと接続し、当該電力線から電力の供給を受けることができる。電源ケーブル224は、少なくとも、検出器211、アンテナモジュール212およびコントローラモジュール213のいずれかに電力を供給することができる。電源ケーブル224で電力を供給することで、例えば検出器211が消費電力の大きいカメラであっても、長期間に渡って継続して電力を供給することができる。
 ネットワークケーブル225は、柱201の中空部分を通っている通信線などと接続する。コントローラモジュール213は、ネットワークケーブル225を介して、外部の情報処理装置240(図95参照)などと通信することができる。
 図95は、一実施形態に係る通信モジュール210の機能ブロック図である。通信モジュール210は、検出器211と、アンテナモジュール212と、コントローラモジュール213とを備える。通信モジュール210は、アンテナモジュール212によって、柱201の下方を移動する移動体230と無線通信により直接通信することができる。通信モジュール210は、図93に示すネットワークケーブル225を介して、情報処理装置240と通信することができる。
 移動体230は、通信モジュール210が取り付けられている柱201の下方を移動する車両である。ここで、本開示の「車両」は、自動車、鉄道車両、産業車両、および生活車両を含むが、これに限定されない。例えば車両は、滑走路を走行する飛行機を含んでよい。自動車は、乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含むがこれに限定されず、道路上を走行する他の車両を含んでよい。軌道車両は、機関車、貨車、客車、路面電車、案内軌道鉄道、ロープウエー、ケーブルカー、リニアモーターカー、およびモノレールを含むがこれに限定されず、軌道に沿って進む他の車両を含んでよい。産業車両は、農業および建設向けの産業車両を含む。産業車両は、フォークリフト、およびゴルフカートを含むがこれに限定されない。農業向けの産業車両は、トラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機を含むが、これに限定されない。建設向けの産業車両は、ブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラを含むが、これに限られない。生活車両は、自転車、車いす、乳母車、手押し車、および電動立ち乗り二輪車を含むが、これに限定されない。車両の動力機関は、ディーゼル機関、ガソリン機関、および水素機関を含む内燃機関、ならびにモーターを含む電気機関を含むが、これに限定されない。車両は、人力で走行するものを含む。なお、車両の分類は、上述に限られない。例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含んでよく、複数の分類に同じ車両が含まれてよい。
 通信モジュール210は、例えばVICS(Vehicle Information and Communication System)(登録商標)情報を移動体230に送信するための電波ビーコン用途として用いることができる。通信モジュール210は、例えばETC(Electronic Toll Collection)用途として、料金所付近に設けることができる。通信モジュール210は、例えばITS(Intelligent Transport Systems)スポット用途として、高速道路などに設けることができる。通信モジュール210は、例えば、自動運転に必要な情報を送信するための用途として、高速道路および一般道などに設けることができる。
 情報処理装置240は、ITSに関連する事業を運営する事業者などによって管理されてよい。
 検出器211は、通信モジュール210が取り付けられている柱201の周辺の情報を取得する。検出器211は、例えば、カメラ、レーダーまたは各種センサなどであってよい。各種センサは、例えば、照度センサ、地磁気センサ、温度センサ、湿度センサ、または気圧センサ等であってよい。検出器211がカメラである場合、検出器211は、通信モジュール210が取り付けられている柱201の下方を通行する車両などの様子を撮像することができる。
 アンテナモジュール212は、アンテナ214と、RFモジュール215とを備える。コントローラモジュール213は、コントローラ216と、メモリ217とを備える。
 アンテナ214は、図63~図78に示したいずれかの構成を有するアンテナであってよい。アンテナ214は、例えば、第1アンテナ60または第2アンテナ70の構成を有するアンテナであってよい。
 アンテナ214は、通信モジュール210が移動体230との間の通信に採用する通信規格に応じたサイズを有するように、適宜構成されてよい。
 アンテナ214は、x方向(第1方向)が、柱201が延びている略水平方向に対して略平行になるように、基板222を介して、柱201に取り付けられてよい。
 アンテナ214は、アンテナ214に含まれる第4導体50が基板222に接するように、基板222に取り付けられてよい。アンテナ214が例えば図64に示す構造である場合、アンテナ214は、主に図64に示すz軸の正方向に電磁波を放射する。第4導体50が基板222に接するように基板222に取り付けられることにより、アンテナ214は、基板222の反対側に、すなわち略水平方向に延びている柱201から地上に向けて、効率的に電磁波を放射することができる。
 上述のように、基板222は導電性材料で構成され、柱201の表面は導電性材料で覆われている。そのため、アンテナ214は、基板222を介して、柱201と電磁気的に結合しうる。アンテナ214に電流が流れると、柱201の表面に電流が誘導される。アンテナ214のx方向が、柱201が延びている方向に対して略平行であるため、柱201の表面において、柱201が延びている方向に流れる誘導電流が大きくなる。柱201が延びている方向に流れる誘導電流が電磁波を放射するため、アンテナ214の放射効率が向上する。
 RFモジュール215は、アンテナ214の給電線に電磁気的に接続される。RFモジュール215は、変調回路および復調回路を含む。RFモジュール215は、コントローラ216から取得したベースバンド信号を変調して無線信号を生成し、アンテナ214に供給する。RFモジュール215は、アンテナ214から取得した無線信号を復調してベースバンド信号を生成し、コントローラ216に供給する。
 コントローラ216は、例えばプロセッサを含みうる。コントローラ216は、1以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。特定用途向けICは、ASICともいう。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。プログラマブルロジックデバイスは、PLDともいう。PLDは、FPGAを含んでよい。コントローラ216は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC、およびSiPのいずれかであってよい。コントローラ216は、メモリ217に、各種情報、または通信モジュール210の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
 コントローラ216は、通信モジュール210全体、および通信モジュール210の各構成部の動作を制御する。
 コントローラ216は、検出器211から、通信モジュール210が取り付けられている柱201の周辺の情報を取得する。以後、「通信モジュール210が取り付けられている柱201の周辺の情報」を単に「周辺情報」ともいう。
 コントローラ216は、取得した周辺情報に基づいた送信情報をベースバンド信号として生成する。例えば、検出器211がカメラである場合、コントローラ216は、検出器211が撮像した画像を画像解析処理して送信情報を生成してよい。コントローラ216は、生成した送信情報を、RFモジュール215によってベースバンド信号から無線信号に変換させてよい。コントローラ216は、当該無線信号をアンテナ214によって移動体230に直接送信させてよい。コントローラ216は、生成した送信情報を、図93に示すネットワークケーブル225を介して、情報処理装置240に送信してよい。検出器211がカメラである場合、例えば、走行中の自動車のナンバープレートを検出器211で撮像し、撮像した画像を情報処理装置240に送信することができる。
 コントローラ216は、送信情報に、周辺情報に基づいたデータに加えて、周辺情報を測定した時刻のデータ、および、柱201を識別するための識別データを含めてよい。
 コントローラ216は、情報処理装置240から交通情報などを取得する。コントローラ216は、情報処理装置240から取得した交通情報などに基づいて送信情報を生成する。コントローラ216は、生成した送信情報を、RFモジュール215によって無線信号に変換させてよい。コントローラ216は、当該無線信号をアンテナ214によって移動体230に直接送信させてよい。
 メモリ217は、例えば半導体メモリ等を含みうる。メモリ217は、コントローラ216のワークメモリとして機能しうる。メモリ217は、コントローラ216に含まれうる。
 以上述べたように、略水平方向に延びている柱201に取り付けられる一実施形態に係る通信モジュール210は、アンテナ214を備える。アンテナ214は、図63~図78に示したいずれかの構成を有するアンテナであってよい。すなわち、アンテナ214は、第1導体と、第2導体と、第3導体と、第4導体と、給電線と、を備えてよい。第2導体は、第1導体と第1方向において対向してよい。第3導体は、第1導体および第2導体の間に、第1導体および第2導体と離れて位置し、第1方向に沿って広がってよい。第4導体は、第1導体および第2導体に接続され、第1方向に沿って広がってよい。給電線は、第3導体に電磁気的に接続されてよい。このような構成を有するため、アンテナ214から電磁波を送信する際、柱201の表面の金属導体による反射波の影響は少ない。また、アンテナ214は、柱201が延びている略水平方向に対して第1方向が略平行になるように、柱201に取り付けられてよい。これにより柱201の表面において、柱201が延びている方向に流れる誘導電流が大きくなる。柱201が延びている方向に流れる誘導電流が電磁波を放射するため、アンテナ214の放射効率が向上する。
(路車間通信への用途の変形例)
 図96は、変形例に係る通信モジュール210aが、略水平方向に延びている柱201に取り付けられている様子を示す拡大図である。
 通信モジュール210aは、検出器211と、第1アンテナモジュール212aと、第2アンテナモジュール212bと、コントローラモジュール213と、ケース220と、基板222と、電源ケーブル224とを備える。
 変形例に係る通信モジュール210aは、第2アンテナモジュール212bを備える点、および、図93に示すネットワークケーブル225を備えない点で、図93に示した通信モジュール210と相違する。図96に示した通信モジュール210aは、一例に過ぎず、ネットワークケーブル225を備えうる。変形例に係る通信モジュール210aが備える第1アンテナモジュール212aは、図93に示すアンテナモジュール212に対応する。
 変形例に係る通信モジュール210aについては、図93および図95に示した通信モジュール210との相違点について主に説明し、共通する内容については適宜説明を省略する。
 検出器211、第1アンテナモジュール212a、第2アンテナモジュール212bおよびコントローラモジュール213は、基板222に固定されている。検出器211、第1アンテナモジュール212a、第2アンテナモジュール212bおよびコントローラモジュール213は、例えば、導電性の接着剤によって基板222に固定されていてよい。
 第2アンテナモジュール212bは、図96に示すように、第1アンテナモジュール212aの近傍に配置してよい。
 ケース220は、検出器211、第1アンテナモジュール212a、第2アンテナモジュール212bおよびコントローラモジュール213を覆う。ケース220は、検出器211、第1アンテナモジュール212a、第2アンテナモジュール212bおよびコントローラモジュール213を保護する。
 電源ケーブル224は、柱201の中空部分を通っている電力線などと接続し、当該電力線から電力の供給を受けることができる。電源ケーブル224は、少なくとも、検出器211、第1アンテナモジュール212a、第2アンテナモジュール212bおよびコントローラモジュール213のいずれかに電力を供給する。
 図97は、変形例に係る通信モジュール210aの機能ブロック図である。通信モジュール210aは、検出器211と、第1アンテナモジュール212aと、第2アンテナモジュール212bと、コントローラモジュール213とを備える。通信モジュール210aは、第1アンテナモジュール212aによって、移動体230と無線通信により直接通信することができる。通信モジュール210aは、第2アンテナモジュール212bによる無線通信を介して、情報処理装置240と通信することができる。第2アンテナモジュール212bと情報処理装置240との間の通信は、有線通信を含んでよい。
 第1アンテナモジュール212aは、第1アンテナ214aと、第1RFモジュール215aとを備える。第2アンテナモジュール212bは、第2アンテナ214bと、第2RFモジュール215bとを備える。
 第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bは、図63~図78に示したいずれかの構成を有するアンテナであってよい。第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bは、例えば、第1アンテナ60または第2アンテナ70の構成を有するアンテナであってよい。
 第1アンテナ214aは、第1アンテナ214aを用いた無線通信の通信規格に応じたサイズを有するように、適宜構成されてよい。第2アンテナ214bは、第2アンテナ214bを用いた無線通信の通信規格に応じたサイズを有するように、適宜構成されてよい。
 第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bは、x方向(第1方向)が、柱201が延びている略水平方向に対して略平行になるように、基板222を介して、柱201に取り付けられてよい。
 第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bは、第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bに含まれる第4導体50が基板222に接するように、基板222に取り付けられてよい。第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bが例えば図64に示す構造である場合、第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bは、主に図64に示すz軸の正方向に電磁波を放射する。第4導体50が基板222に接するように基板222に取り付けられることにより、第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bは、基板222の反対側に効率的に電磁波を放射することができる。
 上述のように、基板222は導電性材料で構成され、柱201の表面は導電性材料で覆われている。そのため、第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bは、基板222を介して、柱201と電磁気的に結合しうる。第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bに電流が流れると、柱201の表面に電流が誘導される。第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bのx方向が、柱201が延びている方向に対して略平行であるため、柱201の表面において、柱201が延びている方向に流れる誘導電流が大きくなる。柱201が延びている方向に流れる誘導電流が電磁波を放射するため、第1アンテナ214aおよび第2アンテナ214bの放射効率が向上する。
 第1RFモジュール215aは、第1アンテナ214aの給電線に電磁気的に接続される。第2RFモジュール215bは、第2アンテナ214bの給電線に電磁気的に接続される。第1RFモジュール215aおよび第2RFモジュール215bの機能は、図95に示すRFモジュール215の機能と同様である。
 コントローラ216は、取得した周辺情報に基づいた送信情報をベースバンド信号として生成する。例えば、検出器211がカメラである場合、コントローラ216は、検出器211が撮像した画像を画像解析処理して送信情報を生成してよい。
 コントローラ216は、生成した送信情報を、第1RFモジュール215aによってベースバンド信号から無線信号に変換させてよい。コントローラ216は、当該無線信号を第1アンテナ214aによって移動体230に直接送信させてよい。
 コントローラ216は、生成した送信情報を、第2RFモジュール215bによってベースバンド信号から無線信号に変換させてよい。コントローラ216は、当該無線信号を第2アンテナ214bによって情報処理装置240に送信させてよい。
 コントローラ216は、情報処理装置240から第2アンテナ214bによって交通情報などを取得する。コントローラ216は、情報処理装置240から取得した交通情報などに基づいて送信情報を生成する。コントローラ216は、生成した送信情報を、第1RFモジュール215aによって無線信号に変換させてよい。コントローラ216は、当該無線信号を第1アンテナ214aによって移動体230に直接送信させてよい。
 以上述べたように、変形例に係る通信モジュール210aは、第2アンテナ214bを用いた無線通信を介して情報処理装置240と通信することができる。これにより、変形例に係る通信モジュール210aは、図93に示すようなネットワークケーブル225との接続を省略することができる。
 本開示に係る構成は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
 例えば、検出器211は、通信モジュール210または通信モジュール210aの外部に配置されてよい。この場合、検出器211とコントローラ216とは、有線または無線で接続されてよい。
 例えば、図96においては、第2アンテナモジュール212bを第1アンテナモジュール212aの近傍に配置しているが、第2アンテナモジュール212bは、第1アンテナモジュール212aから離して配置してよい。
 例えば、図97に示す構成において、情報処理装置240と無線通信するアンテナモジュールは、第2アンテナモジュール212bの1つであるが、複数のアンテナモジュールが情報処理装置240と無線通信してよい。これにより、複数の通信規格に対応することができる。
 本開示に係る構成を説明する図は、模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものと必ずしも一致しない。
 本開示において「第1」、「第2」、「第3」等の記載は、当該構成を区別するための識別子の一例である。本開示における「第1」および「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1の周波数は、第2の周波数と識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。例えば、第1導体31は、導体31としうる。本開示における「第1」および「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠、および大きい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。本開示には、第2導体層42が第2単位スロット422を有するが、第1導体層41が第1単位スロットを有さない構成が含まれる。
10 共振器(Resonator)
10X 単位構造体(Unit structure)
20 基体(Base)
20a 空洞(Cavity)
21 第1基体(First Base)
22 第2基体(Second Base)
23 接続体(Connector)
24 第3基体(Third Base)
30 対導体(Pair conductors)
301 第5導体層(Fifth conductive layer)
302 第5導体(Fifth conductor)
303 第6導体(Sixth conductor)
31 第1導体(First conductor)
32 第2導体(Second conductor)
40 第3導体群(Third conductor group)
401 第1共振器(First resonator)
402 スロット(Slot)
403 第7導体(Seventh conductor)
40X 単位共振器(Unit resonator)
40I 電流路(Current path)
41 第1導体層(First conductive layer)
411 第1単位導体(First unit conductor)
412 第1単位スロット(First unit slot)
413 第1接続導体(First connecting conductor)
414 第1浮遊導体(First floating conductor)
415 第1給電導体(First feeding conductor)
41X 第1単位共振器(First unit resonator)
41Y 第1部分共振器(First divisional resonator)
42 第2導体層(Second conductive layer)
421 第2単位導体(Second unit conductor)
422 第2単位スロット(Second unit slot)
423 第1接続導体(Second connecting conductor)
424 第1浮遊導体(Second floating conductor)
42X 第2単位共振器(Second unit resonator)
42Y 第2部分共振器(Second divisional resonator)
45 インピーダンス素子(Impedance element)
50 第4導体(Fourth conductor)
51 基準電位層(Reference potential layer)
52 第3導体層(Third conductive layer)
53 第4導体層(Fourth conductive layer)
60 第1アンテナ(First antenna)
61 第1給電線(First feeding line)
70 第2アンテナ(Second antenna)
71 第2給電層(Second feeding layer)
72 第2給電線(Second feeding line)
80 無線通信モジュール(Wireless communication module)
81 回路基板(Circuit board)
811 グラウンド導体(Ground conductor)
82 RFモジュール(RF module)
90 無線通信機器(Wireless communication device)
91 電池(Battery)
92 センサ(Sensor)
93 メモリ(Memory)
94 コントローラ(Controller)
95 第1筐体(First case)
95A 上面(Upper surface)
96 第2筐体(Second case)
96A 下面(Under surface)
961 第8導体(Eighth conductor)
9612 第1部位(First body)
9613 第1延部(First extra-body)
9614 第2延部(Second extra-body)
97 第3アンテナ(Third antenna)
99 電導体(Electrical conductive body)
99A 上面(Upper surface)
c 第3アンテナの動作周波数(Operating frequency of the third antenna)
λc 第3アンテナの動作波長(Operating wavelength of the third antenna)
100 街灯(Street lamp)
101 柱(Pole)
102 灯具(Lighting device)
103 湾曲部(Bent portion)
110 通信モジュール(Communication module)
111 照度センサ(Illuminance sensor)
112 アンテナモジュール(Antenna module)
113 電池(Battery)
114 アンテナ(Antenna)
115 RFモジュール(RF module)
116 コントローラ(Controller)
117 メモリ(Memory)
120 ケース(Case)
121 透光穴(Translucent hole)
122 基板(Board)
123 ネジ(Screw)
200 信号柱(Traffic light pole)
201 柱(Pole)
202 信号機(Traffic light)
205 柱(Pole)
210 通信モジュール(Communication module)
210a 通信モジュール(Communication module)
211 検出器(Detector)
212 アンテナモジュール(Antenna module)
212a 第1アンテナモジュール(First antenna module)
212b 第2アンテナモジュール(Second antenna module)
213 コントローラモジュール(Controller module)
214 アンテナ(Antenna)
214a 第1アンテナ(First antenna)
214b 第2アンテナ(Second antenna)
215 RFモジュール(RF module)
215a 第1RFモジュール(First RF module)
215b 第2RFモジュール(Second RF module)
216 コントローラ(Controller)
217 メモリ(Memory)
220 ケース(Case)
221 孔部(Hole)
222 基板(Board)
223 ネジ(Screw)
224 電源ケーブル(Power cable)
225 ネットワークケーブル(Network cable)
230 移動体(Moving vehicle)
240 情報処理装置(Information processing equipment)

Claims (20)

  1.  柱に取り付けられるアンテナであって、
     第1導体と、
     前記第1導体と第1方向において対向する第2導体と、
     前記第1導体および前記第2導体の間に、当該第1導体および第2導体と離れて位置し、前記第1方向に沿って広がる第3導体と、
     前記第1導体および前記第2導体に接続され、前記第1方向に沿って広がる第4導体と、
     前記第3導体に電磁気的に接続される給電線と、を備え、
     前記柱が延びている方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられる、アンテナ。
  2.  請求項1に記載のアンテナにおいて、
     前記柱は、街灯の柱である、アンテナ。
  3.  柱に取り付けられたアンテナと、
     前記柱の先端付近に配置された灯具の発する光を検出する照度センサと、を備え、
     前記アンテナは、
      第1導体と、
      前記第1導体と第1方向において対向する第2導体と、
      前記第1導体および前記第2導体の間に、当該第1導体および第2導体と離れて位置し、前記第1方向に沿って広がる第3導体と、
      前記第1導体および前記第2導体に接続され、前記第1方向に沿って広がる第4導体と、
      前記第3導体に電磁気的に接続される給電線と、を備え、
     前記アンテナは、前記柱が延びている方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられ、
     前記照度センサが検出した前記灯具の発する光に基づくデータは、前記アンテナを用いて送信される、通信モジュール。
  4.  請求項3に記載の通信モジュールにおいて、
     前記照度センサを覆うケースをさらに備え、
     前記ケースは、前記照度センサへの光の入射を規定する光学部材を有する、通信モジュール。
  5.  請求項4に記載の通信モジュールにおいて、
     前記光学部材は、透光穴または透光スリットである、通信モジュール。
  6.  請求項4に記載の通信モジュールにおいて、
     前記光学部材は、透光穴にレンズまたは透明な樹脂が設けられたものである、通信モジュール。
  7.  請求項3から6のいずれか一項に記載の通信モジュールにおいて、
     前記アンテナおよび前記照度センサの動作を制御するコントローラをさらに備え、
     前記コントローラは、前記灯具の発する光を周期的に検出するように前記照度センサを制御する、通信モジュール。
  8.  請求項7に記載の通信モジュールにおいて、
     前記コントローラは、一定の周期をベースとして、そこからランダムにずらしたタイミングで、前記照度センサが検出した前記灯具の発する光に基づくデータを、前記アンテナから送信させる、通信モジュール。
  9.  請求項3から8のいずれか一項に記載の通信モジュールにおいて、
     前記コントローラに電力を供給する電池をさらに備える、通信モジュール。
  10.  請求項3から9のいずれか一項に記載の通信モジュールにおいて、
     前記柱は、街灯の柱である、通信モジュール。
  11.  柱と、
     前記柱に取り付けられたアンテナと、を備え、
     前記アンテナは、
      第1導体と、
      前記第1導体と第1方向において対向する第2導体と、
      前記第1導体および前記第2導体の間に、当該第1導体および第2導体と離れて位置し、前記第1方向に沿って広がる第3導体と、
      前記第1導体および前記第2導体に接続され、前記第1方向に沿って広がる第4導体と、
      前記第3導体に電磁気的に接続される給電線と、を備え、
     前記アンテナは、前記柱が延びている方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられる、街灯。
  12.  略水平方向に延びている柱に地上に向けて取り付けられるアンテナであって、
     第1導体と、
     前記第1導体と第1方向において対向する第2導体と、
     前記第1導体および前記第2導体の間に、当該第1導体および第2導体と離れて位置し、前記第1方向に沿って広がる第3導体と、
     前記第1導体および前記第2導体に接続され、前記第1方向に沿って広がる第4導体と、
     前記第3導体に電磁気的に接続される給電線と、を備え、
     前記柱が延びている略水平方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられる、アンテナ。
  13.  請求項12に記載のアンテナにおいて、
     前記柱は、信号機を支持する柱である、アンテナ。
  14.  略水平方向に延びている柱に地上に向けて取り付けられたアンテナと、
     前記柱の周辺の情報を取得する検出器と、を備え、
     前記アンテナは、
      第1導体と、
      前記第1導体と第1方向において対向する第2導体と、
      前記第1導体および前記第2導体の間に、当該第1導体および第2導体と離れて位置し、前記第1方向に沿って広がる第3導体と、
      前記第1導体および前記第2導体に接続され、前記第1方向に沿って広がる第4導体と、
      前記第3導体に電磁気的に接続される給電線と、を備え、
     前記アンテナは、前記柱が延びている略水平方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられ、
     前記検出器が取得した情報は、前記アンテナを用いて、前記柱の下方を移動する移動体に送信される、通信モジュール。
  15.  請求項14に記載の通信モジュールにおいて、
     外部の情報処理装置と通信するために用いられるネットワークケーブルをさらに備える、通信モジュール。
  16.  請求項14に記載の通信モジュールにおいて、
     前記アンテナを第1アンテナとして、当該第1アンテナの近傍において、前記柱に取り付けられた第2アンテナを更に備える、通信モジュール。
  17.  請求項16に記載の通信モジュールにおいて、
     前記第2アンテナは、前記第1アンテナと同様の構成を有し、
     前記第2アンテナは、前記柱が延びている略水平方向に対して前記第1方向が略平行になるように、前記柱に取り付けられている、通信モジュール。
  18.  請求項16または17に記載の通信モジュールにおいて、
     前記第2アンテナは、外部の情報処理装置と通信するために用いられる、通信モジュール。
  19.  請求項14から18のいずれか一項に記載の通信モジュールにおいて、
     前記検出器に電力を供給可能な電源ケーブルをさらに備える、通信モジュール。
  20.  請求項14から18のいずれか一項に記載の通信モジュールにおいて、
     前記柱は、信号機を支持する柱である、通信モジュール。
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