环形天线阵列制造技术

本发明专利技术提供一种能够形成清晰的通信区域的边界的环形天线阵列。环形天线阵列具备3个环形天线(1～3)，流过配置于中央的环形天线(2)的电流的方向与流过配置于两端的各环形天线(1、3)的电流的方向相反，各环形天线(1～3)的磁矩总和为0。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环形天线阵列
本专利技术涉及一种能够形成清晰的通信区域的边界的环形天线阵列。
技术介绍
近年来，对于刻意限定通信区域的无线通信系统的需求日渐高涨。作为这样的无线通信系统，专利文献1中公开了一种利用电场的电场通信系统。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-174570号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在电场通信系统中，只有位于所设置的接入点装置附近的区域中的终端装置才能够与接入点装置通信。然而，接入点装置附近的电场分布很大程度上依赖于设置环境或持有终端装置的用户的姿势等。因此，难以通过电场通信系统来形成清晰的通信区域的边界。因此，位于应该进行通信的位置上的终端装置变得无法通信，或产生与之相反的情况，无法构建稳定且可靠性高的无线通信系统。可以认为产生这种困难的原因之一在于使用电场作为通信介质。这是因为电场分布会受到存在于周围的导体或电介质的强烈影响。本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够形成清晰的通信区域的边界的环形天线阵列。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的环形天线阵列的特征在于：具备3个环形天线，流过配置于中央的上述环形天线的电流的方向与流过配置于两端的各上述环形天线的电流的方向相反，各上述环形天线的磁矩总和为0。专利技术效果根据本专利技术的环形天线阵列，能够形成清晰的通信区域的边界。附图说明图1是表示圈数为1的环形天线的一例的图。图2是表示沿z轴方向离开环形天线的距离和磁场强度之间关系的图。图3是表示圈数为1的环形天线形成的磁场强度的分布的图。图4是表示用于获得100dB/dec的磁场强度衰减系数的环形天线阵列的一例的图。图5是表示4个环形天线形成的磁场强度的分布的图。图6是表示第1实施方式的环形天线阵列的一例的图。图7是表示第1实施方式的环形天线阵列形成的磁场强度的分布的图。图8是表示改变了环形天线形状的环形天线阵列的一例的图。图9是表示作为第1实施方式的变形例的环形天线阵列的例子的图。图10是表示第1实施方式中磁场强度衰减系数和z轴方向标准化距离之间关系的图。图11的(a)是表示第2实施方式的环形天线阵列的一例的图，图11的(b)是表示作为第2实施方式的比较例的环形天线阵列的一例的图。图12的(a)是表示第3实施方式的环形天线阵列的一例的图，图12的(b)是表示作为第3实施方式的变形例的环形天线阵列的一例的图。图13是表示第4实施方式的环形天线阵列的一例的图。图14的(a)是表示第5实施方式的环形天线阵列的一例的图，图14的(b)是表示作为第5实施方式的比较例的环形天线阵列的一例的图。图15的(a)是表示第6实施方式的环形天线阵列的一例的图，图15的(b)是表示作为第6实施方式的比较例的环形天线阵列的一例的图。图16是表示第7实施方式的环形天线阵列的一例的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。本实施方式的环形天线阵列具备多个环形天线，该环形天线是磁场天线的一种。环形天线阵列形成的低频磁场(约为10MHz以下的磁场)具有与人体或周围环境之间的相互作用明显比电场低的特征。因此，适合作为用于形成清晰的通信区域的边界的通信介质来使用。如果能够使用环形天线阵列形成磁场强度在通信区域的边界急剧衰减的锐利的磁场强度分布的话，便能够提高限定了通信区域的无线通信系统的可靠性。一般来讲，用于形成磁场区域的磁场天线是圈数为1的环形天线。图1是表示圈数为1的环形天线的一例的图。例如，环形天线的正极(+)端子与交流电源E的信号端子相连，负极(-)端子与交流电源E的GND端子相连。由此，环线天线中将流过交流电流。图2是表示沿z轴方向离开环形天线的距离(z[cm])和磁场强度[dBμV/m]之间关系的图。在图2中作为单环示出的特性，是圈数为1的环形天线形成的磁场强度的特性，磁场强度的衰减系数为60dB/dec。磁场强度的衰减系数是表示通信区域的边界的清晰度的指标，可以说磁场强度的衰减系数越高，通信区域的边界就越清晰。图3是表示圈数为1的环形天线形成的磁场强度的分布的图，横轴表示图1的x轴方向，纵轴表示图1的z轴方向。磁场强度的等高线以5dB(具体为5dBμV/m)的间隔(5dB/div)描绘。如图3所示，磁场强度的等高线为曲线状。也就是说，磁场区域的形状成为曲面。因此，在圈数为1的环形天线中难以形成直线性且清晰的通信区域的边界。要想形成直线性且清晰的通信区域的边界，需要例如图2所示的100dB/dec的磁场强度衰减系数。图4是表示用于获得100dB/dec的磁场强度衰减系数的环形天线阵列的一例的图。这样的磁场强度衰减系数，能够通过如图4所示的具备4个环形天线1、2A、2B、3的环形天线阵列得到。环形天线1、2A、2B、3配置在直线上。配置于中央的两个环形天线2A、2B上流过方向相同的电流，配置于两端的两个环形天线1、3上流过与配置于中央的环形天线2A、2B方向相反的电流。1个环形天线可以被视为磁偶极子。由于作为偶极子的环形天线1和2A上流过等量且方向相反的电流，因此可以将环形天线1和2A作为整体看作是4极子。同样，也可以将环形天线2B和3作为整体看作是4极子。按照这个思路推导，图4中的环形天线阵列是将两个4极子进行了逆向排列，因此可以将其视为8极子。在图2中作为四环示出的特性，是图4所示环形天线阵列的特性，磁场强度的衰减系数为100dB/dec。图5是表示这样的4个环形天线形成的磁场强度的分布的图。磁场强度的等高线以5dB的间隔(5dB/div)描绘。与图3的分布相比，图5的磁场强度等高线有一部分形成了直线。即，可以看出形成了直线性且清晰的磁场区域。因此，通过图4的环形天线阵列，能够形成直线性且清晰的通信区域的边界。但是，由于在图4的环形天线阵列的结构中需要有4个环形天线，因此存在环形天线阵列复杂且昂贵的问题。[第1实施方式]图6是表示第1实施方式的环形天线阵列的一例的图。如图6所示，第1实施方式的环形天线阵列具备：配置于两端的环形天线1、3以及配置于中央的环形天线2。各环形天线1～3的中心例如配置在同一直线上，环形天线1、2的中心间距与环形天线2、3的中心间距相等。也就是说，相邻的环形天线的中心间距相等。各环形天线1～3是将导体形成为环形的天线，其形成在例如图中未示出的平面基板的同一面、即同一平面(图中的xy平面)上。后述的环形天线阵列也同样可以形成在同一平面上。各环形天线1～3例如为同一形状，图6所示的形状为圆形。此外，各环形天线1～3的形状也可以不相同，形状也可以是圆以外的形状。这在后述的环形天线阵列中也是同样的。各环形天线1～3的圈数相同，例如，圈数为1。此外，圈数也可以为2以上。例如，被配置于两端的环形天线1、3包围的区域的面积相同，被配置于中央的环形天线2包围的区域的面积是被配置于两端的各环形天线1、3包围的区域的面积的2倍。环形天线1～3例如由连续的导线LN形成。导线LN的一端即正极端子与交流电源E的信号端子相连，导线LN的另一端即负极端子与交流电源E的GND端子相连。像这样所有的环形天线1～3由连续的导线形成，从而能够通过1个交流电源E向所有的环形天线供给电流。此外，电流的大小任意，根据所需通信区域的大小等来设定即可。例如，环形天线1、2之间的导线LN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环形天线阵列，其特征在于，具备3个环形天线，流过配置于中央的上述环形天线的电流的方向与流过配置于两端的各上述环形天线的电流的方向相反，各上述环形天线的磁矩的总和为0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.15 JP 2016-0506711.一种环形天线阵列，其特征在于，具备3个环形天线，流过配置于中央的上述环形天线的电流的方向与流过配置于两端的各上述环形天线的电流的方向相反，各上述环形天线的磁矩的总和为0。2.根据权利要求1所述的环形天线阵列，其特征在于，被配置于两端的各上述环形天线包围的区域的面积相同，被配置于中央的上述环形天线包围的区域的面积是被配置于两端的各上述环形天线包围的区域的面积的2倍。3.根据权利要求1所述的环形天线阵列，其特征在于，被各上述环形天线包围的区域的面积相同，且配置于中央的上述环形天线的圈数是配置于两端的各上述环形天线的圈数之和。4.根据权利要求1所述的环形天线阵列，其特征在于，被各上述环形天线包围的区域的面积相同，且流过配置于中央的上述环形天线的电流的大小是流过配置于两端的各上述环形天线的电流的大小的2倍。5.根据权利要求4所述的环形天线阵列，其特征在于，流过配置于中央的上述环形天线的电流分支并流过配置于两端的各上述环形天线。6.一种环形天线阵列，其特征在于，具备2的n次幂个权利要求1至5中任一项所述的环形天线阵列，其中，n为1以上的整数，当以2的(n－1...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木爱一郎，枚田明彦，冈宗一，森泽文晴，加加见修，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP