JP2023053664A - Radio antenna, and radio communication system - Google Patents

Abstract

To provide a radio antenna capable of forming a service area simply and at low costs and further capable of setting transmission/reception directions of electromagnetic waves.SOLUTION: A radio antenna 100 includes a cable-like waveguide 110 formed using a dielectric substance and an antenna function unit 120. The dielectric constant of the waveguide 110 is larger than the dielectric constant of the periphery of the waveguide 110 excluding the antenna function unit 120. The antenna function unit 120 includes M (M≥1) mass bodies 110c formed using a dielectric substance. Each of the M mass bodies 110c is positioned on the waveguide 110 or in the vicinity of the waveguide 110. An angle γ formed by a longer direction of a single mass body 110c and a longer direction of the waveguide 110 in the case of M=1 or an angle γ formed by a direction in which the M mass bodies 110c are arranged and the longer direction of the waveguide 110 in the case of M≥2 is larger than 0 degrees and smaller than 90 degrees.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、無線アンテナとこの無線アンテナを用いた無線通信システムに関する。 The present invention relates to a radio antenna and a radio communication system using this radio antenna.

本発明の発明者らによる先の発明が特許文献１に開示されている。特許文献１は、簡易かつ低コストでサービスエリアを形成することのできる無線アンテナとこの無線アンテナを用いた無線通信システムを開示している。先の発明による無線アンテナは、誘電体で形成されたケーブル状の導波路と、誘電体で形成された１個以上の塊体を含む。導波路の誘電率は、導波路の周囲の誘電率よりも大きい。塊体は、導波路上に位置する。導波路の一端は、例えば、ミリ波（30GHz～300GHz）あるいは準ミリ波（明確な定義はないがおよそ20GHz～30GHz）の周波数を持つ信号を生成する信号生成装置に接続される。塊体から電磁波が放射され、通信端末はこの電磁波を受信する。 A previous invention by the inventors of the present invention is disclosed in US Pat. Patent Literature 1 discloses a radio antenna capable of forming a service area simply and at low cost, and a radio communication system using this radio antenna. The radio antenna according to the previous invention includes a cable-shaped waveguide made of dielectric material and one or more masses made of dielectric material. The dielectric constant of the waveguide is greater than the dielectric constant around the waveguide. A mass is located on the waveguide. One end of the waveguide is connected to a signal generator that generates a signal having a frequency of, for example, millimeter waves (30 GHz to 300 GHz) or quasi-millimeter waves (approximately 20 GHz to 30 GHz, although not clearly defined). Electromagnetic waves are radiated from the mass, and the communication terminal receives these electromagnetic waves.

特開2021-114766号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-114766

本発明は、先の発明に対する新たな取り組みであり、具体的には、簡易かつ低コストでサービスエリアを形成することができ、さらに電磁波の送受信方向を設定できる無線アンテナとこの無線アンテナを用いた無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention is a new approach to the above invention. It is an object of the present invention to provide a wireless communication system.

ここで述べる技術事項は、特許請求の範囲に記載された発明を明示的にまたは黙示的に限定するためではなく、さらに、本発明によって利益を受ける者（例えば出願人と権利者である）以外の者によるそのような限定を容認する可能性の表明でもなく、単に、本発明の要点を容易に理解するために記載される。他の観点からの本発明の概要は、例えば、この特許出願の出願時の特許請求の範囲から理解できる。
本発明の無線アンテナは、誘電体導波路とアンテナ機能部を持っている。誘電体導波路は、アンテナ機能部を除く周囲の誘電率よりも大きい誘電率を持っている。アンテナ機能部は、誘電体で形成された１個以上の塊体を含む。塊体は、誘電体導波路上または誘電体導波路の近傍に位置している。塊体は、電磁波の放射と吸収を行う部位である。塊体と通信端末との間で電磁波の送受信が実現される。誘電体導波路は、分岐構造を持っていてもよい。誘電体導波路は、電磁波を伝播できる媒体に接続していてもよい。先の発明に対する取り組みの特徴的事項は、塊体の長手方向と導波路の長手方向がなす角度が０度よりも大きく９０度よりも小さい、あるいは、２個以上の塊体が配置される方向と導波路の長手方向がなす角度が０度よりも大きく９０度よりも小さいことである。 The technical matter set forth herein is not intended to limit, either explicitly or implicitly, the claimed invention, nor is it No representation is made of the possibility of accepting such limitations by any one, but merely to facilitate understanding of the gist of the invention. A summary of the invention from other aspects can be gleaned, for example, from the claims as filed of this patent application.
A radio antenna of the present invention has a dielectric waveguide and an antenna function section. The dielectric waveguide has a higher dielectric constant than the surrounding dielectric constant except for the antenna function part. The antenna function part includes one or more masses made of dielectric material. The mass is located on or near the dielectric waveguide. A mass is a site that radiates and absorbs electromagnetic waves. Transmission and reception of electromagnetic waves are realized between the mass and the communication terminal. The dielectric waveguide may have a branched structure. The dielectric waveguide may be connected to a medium through which electromagnetic waves can propagate. A feature of the approach to the previous invention is that the angle formed by the longitudinal direction of the mass and the longitudinal direction of the waveguide is greater than 0 degrees and less than 90 degrees, or the direction in which two or more masses are arranged and the angle formed by the longitudinal direction of the waveguide is larger than 0 degree and smaller than 90 degrees.

本発明によると、電磁波の放射部あるいは吸収部が誘電体導波路上または誘電体導波路の近傍の塊体で実現されるので、簡易かつ低コストでサービスエリアを形成することができる。さらに、塊体の長手方向、あるいは、２個以上の塊体が配置される方向に応じて、電磁波の送受信方向が設定される。 According to the present invention, since the electromagnetic wave radiation part or absorption part is realized by a mass on or near the dielectric waveguide, the service area can be formed easily and at low cost. Furthermore, the transmission/reception direction of electromagnetic waves is set according to the longitudinal direction of the mass or the direction in which two or more masses are arranged.

無線通信システムの構成例。A configuration example of a wireless communication system. 誘電体導波路の断面図。Sectional drawing of a dielectric waveguide. 導波路が直方体でありアンテナ機能部に含まれる塊体が斜三角柱体である場合の無線アンテナの構成例。（ａ）平面図。（ｂ）（ａ）にて一点鎖線で示す断面図。（ｃ）（ａ）にて二点鎖線で示す断面図。An example of the configuration of a radio antenna in which the waveguide is a rectangular parallelepiped and the mass included in the antenna function part is an oblique triangular prism. (a) Plan view. (b) A cross-sectional view indicated by a dashed line in (a). (c) A cross-sectional view indicated by a two-dot chain line in (a). 導波路が直方体でありアンテナ機能部に含まれる塊体が斜半円柱体である場合の無線アンテナの構成例。（ａ）平面図。（ｂ）（ａ）にて一点鎖線で示す断面図。（ｃ）（ａ）にて二点鎖線で示す断面図。An example of the configuration of a radio antenna in which the waveguide is a rectangular parallelepiped and the mass included in the antenna function part is an oblique semicylinder. (a) Plan view. (b) A cross-sectional view indicated by a dashed line in (a). (c) A cross-sectional view indicated by a two-dot chain line in (a). 図４に示す構成例の変形例の平面図。FIG. 5 is a plan view of a modification of the configuration example shown in FIG. 4; 導波路が円柱である場合の無線アンテナの構成例。（ａ）平面図。（ｂ）（ａ）にて一点鎖線で示す断面図。（ｃ）側面図。A configuration example of a radio antenna in which the waveguide is cylindrical. (a) Plan view. (b) A cross-sectional view indicated by a dashed line in (a). (c) Side view. 導波路が直方体でありアンテナ機能部に含まれる塊体が４個の半球である場合の無線アンテナの構成例の平面図。FIG. 2 is a plan view of a configuration example of a radio antenna in which the waveguide is a rectangular parallelepiped and the lumps included in the antenna function part are four hemispheres; 塊体が近傍に位置する導波路の断面図。（ａ）第１例。（ｂ）第２例。（ｃ）第３例。FIG. 3B is a cross-sectional view of a waveguide with a mass located nearby; (a) First example. (b) Second example. (c) Third example. カバーで覆われた無線アンテナの断面図。Sectional drawing of the radio antenna covered with a cover. 分岐構成を持つ無線アンテナの例。An example of a radio antenna with a branch configuration. 導波路が媒体に接続されている構造。（ａ）第１例。（ｂ）第２例。（ｃ）第３例。A structure in which a waveguide is connected to a medium. (a) First example. (b) Second example. (c) Third example. 図３に示す無線アンテナの放射パターンを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a radiation pattern of the radio antenna shown in FIG. 3; 方位角φと極角θの定義を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining definitions of an azimuth angle φ and a polar angle θ; 図３に示す無線アンテナの通過損失を示す図。4 is a diagram showing passage loss of the radio antenna shown in FIG. 3; FIG. 図３に示す無線アンテナの反射損失を示す図。4 is a diagram showing return loss of the radio antenna shown in FIG. 3; FIG. 無線アンテナの変形例。（ａ）誘電体に反射体を設置した例。（ｂ）支持部材に反射体を設置した例。A modification of the radio antenna. (a) An example in which a reflector is installed on a dielectric. (b) An example in which a reflector is installed on the supporting member. 無線アンテナの変形例。（ａ）誘電体に反射体を設置した例。（ｂ）支持部材に反射体を設置した例。A modification of the radio antenna. (a) An example in which a reflector is installed on a dielectric. (b) An example in which a reflector is installed on the supporting member.

図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１に示す実施形態の無線通信システム１は、実施形態の無線アンテナ１００と、通信端末２００と、信号生成装置８００を含む。無線アンテナ１００は、図１に示すように、誘電体で形成された細長いケーブル状の導波路１１０と、Ｎ個（ただし、ＮはＮ≧１を満たす予め定められた整数である）のアンテナ機能部１２０を含む構成を持つ。導波路１１０は、直線的な形状を持っていてもよいし、図１に示すように少し蛇行する形状、換言すれば、後述する導波路１１０の低損失伝播に悪影響を及ぼさない程度の曲げを持つ形状を持っていてもよいし、あるいは、分岐構造を持っていてもよい。導波路１１０の分岐構造については後述する。ｉ番目（ただし、ｉ∈｛１，…，Ｎ｝）のアンテナ機能部１２０が位置する導波路１１０の局所領域において、導波路１１０は直線的な形状を持つとする。Ｎ個のアンテナ機能部１２０のそれぞれは、誘電体で形成された１個以上の塊体１１０ｃを含む。各アンテナ機能部１２０が含む塊体１１０ｃの数に制限はない。したがって、或る１個のアンテナ機能部１２０が含む塊体１１０ｃの数は、他のいずれか１個のアンテナ機能部１２０が含む塊体１１０ｃの数と同じでもよいし、あるいは、異なってもよい。各塊体１１０ｃは、導波路１１０と同じ誘電体でもよいし、導波路１１０と異なる誘電体でもよい。各塊体１１０ｃは、導波路１１０上に位置する。この場合、塊体１１０ｃは、導波路１１０から突起のように突出している。あるいは、各塊体１１０ｃは、導波路１１０から離れた導波路１１０の近傍に位置する。あるいは、ｉ番目のアンテナ機能部１２０が含む塊体１１０ｃの数をｎ_ｉ（ただし、ｎ_ｉはｎ_ｉ≧１を満たす予め定められた整数である）とし、Ｔ＝Σ_ｉ＝１ ^Ｎｎ_ｉとして、Ｔ個の塊体１１０ｃのうちｔ個（ただし、ｔは１≦ｔ＜Ｔを満たす予め定められた整数である）の塊体１１０ｃは導波路１１０上に位置しており、残りのＴ－ｔ個の塊体１１０ｃは導波路１１０から離れた導波路１１０の近傍に位置する。この実施形態では、導波路１１０の一端は、ミリ波（30GHz～300GHz）あるいは準ミリ波（明確な定義はないがおよそ20GHz～30GHz）の周波数を持つ信号を生成する信号生成装置８００に接続されている。この信号の種類に限定はなく、アナログ信号でも、デジタル信号でも、離散時間信号でも、連続時間信号でもよい。導波路１１０の他端は、図１に示す例では、何にも接続されず開放されているが、短絡されていてもよいし、アンテナ（例えば、線状アンテナ、開口面アンテナなど）に接続されていてもよいし、あるいは、終端されていてもよい。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A radio communication system 1 of the embodiment shown in FIG. 1 includes a radio antenna 100 of the embodiment, a communication terminal 200, and a signal generation device 800. FIG. As shown in FIG. 1, the radio antenna 100 includes an elongated cable-shaped waveguide 110 made of a dielectric material and N antenna functions (where N is a predetermined integer that satisfies N≧1). It has a configuration including a unit 120 . The waveguide 110 may have a straight shape, or a slightly meandering shape as shown in FIG. It may have a shape with a shape, or it may have a branched structure. The branch structure of waveguide 110 will be described later. It is assumed that the waveguide 110 has a linear shape in a local region of the waveguide 110 where the i-th (where iε{1, . . . , N}) antenna function unit 120 is located. Each of the N antenna function units 120 includes one or more lumps 110c made of dielectric material. There is no limit to the number of lumps 110c included in each antenna function unit 120. FIG. Therefore, the number of clusters 110c included in one antenna function unit 120 may be the same as the number of clusters 110c included in any other antenna function unit 120, or may be different. . Each mass 110 c may be of the same dielectric as waveguide 110 or of a different dielectric than waveguide 110 . Each mass 110c is located on the waveguide 110. FIG. In this case, the mass 110c protrudes from the waveguide 110 like a protrusion. Alternatively, each mass 110 c is located near waveguide 110 away from waveguide 110 . Alternatively, let the number of lumps 110c included in the i-th antenna function unit 120 be n _i (where n _i is a predetermined integer that satisfies n _i ≧1), and T=Σ _i=1 ^N n _i , t (where t is a predetermined integer that satisfies 1≤t<T) out of T chunks 110c are located on the waveguide 110, and the remaining T -t masses 110c are located near the waveguide 110 away from the waveguide 110; In this embodiment, one end of the waveguide 110 is connected to a signal generator 800 that generates a signal having a frequency of millimeter wave (30 GHz to 300 GHz) or quasi-millimeter wave (approximately 20 GHz to 30 GHz, although not clearly defined). ing. The type of this signal is not limited, and may be an analog signal, a digital signal, a discrete time signal, or a continuous time signal. The other end of the waveguide 110 is open without being connected to anything in the example shown in FIG. It may be terminated or terminated.

導波路１１０は、導波路１１０の長手方向の任意の位置（ただし、アンテナ機能部１２０が存在する部位を除く）における当該長手方向に垂直な断面図である図２に示すように、形状と大きさが共に一定の断面を持つ。この例では、導波路１１０の断面形状は長方形である。したがって、細長い直方体状の導波路１１０は、導波路１１０の長手方向と直交する方向において互いに対向する二つの長辺側面１１１ａ，１１１ｂと、導波路１１０の長手方向と直交する方向において互いに対向する二つの短辺側面１１３ａ，１１３ｂを持つ。長辺側面１１１ａ，１１１ｂは、幅（つまり、導波路１１０の長手方向と直交する方向の長さ）が断面の長方形の長辺の長さに等しい側面であり、短辺側面１１３ａ，１１３ｂは、幅が断面の長方形の短辺の長さに等しい側面である。このように、実施形態における導波路１１０は、アンテナ機能部１２０が存在する部位を除いて一様な構造、つまり、任意の位置（ただし、アンテナ機能部１２０が存在する部位を除く）での断面の形状と大きさが共に一定であり、材質が任意の位置（ただし、アンテナ機能部１２０が存在する部位を除く）で一定である構造を持っている。なお、導波路１１０の断面形状は、図２では長方形であるが、このような構造に限定されず、例えば、正方形あるいは円であってもよい。 The waveguide 110 has a shape and size as shown in FIG. Both sides have a constant cross section. In this example, the cross-sectional shape of waveguide 110 is rectangular. Therefore, the elongated rectangular parallelepiped waveguide 110 has two long side surfaces 111a and 111b facing each other in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the waveguide 110 and two long side surfaces 111a and 111b facing each other in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the waveguide 110. It has two short sides 113a and 113b. The long side surfaces 111a and 111b are side surfaces whose width (that is, the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide 110) is equal to the length of the long side of the rectangular cross section, and the short side surfaces 113a and 113b are A side whose width is equal to the length of the short side of the rectangular cross section. As described above, the waveguide 110 in the embodiment has a uniform structure except for the portion where the antenna function portion 120 exists, that is, the cross section at an arbitrary position (excluding the portion where the antenna function portion 120 exists) has a constant shape and size, and has a structure in which the material is constant at any position (except for the part where the antenna function part 120 exists). Although the cross-sectional shape of the waveguide 110 is rectangular in FIG. 2, it is not limited to such a structure, and may be square or circular, for example.

導波路１１０の誘電率は、アンテナ機能部１２０を除く導波路１１０の周囲の誘電率よりも大きい。図２に示す例では、導波路１１０の周囲は空気であり、空気の誘電率はおよそ１であるので、導波路１１０の誘電率は１よりも大きい。このため、導波路１１０の上記一端に入力された信号生成装置８００からの信号の電磁界は、アンテナ機能部１２０が存在しない場合、誘電率の大きい導波路１１０に集中して、導波路１１０の上記他端に向かって低損失に伝わり、導波路１１０の上記他端に至る。 The dielectric constant of the waveguide 110 is greater than the dielectric constant around the waveguide 110 excluding the antenna function portion 120 . In the example shown in FIG. 2, the waveguide 110 is surrounded by air and the dielectric constant of air is approximately 1, so the dielectric constant of the waveguide 110 is greater than one. Therefore, the electromagnetic field of the signal from the signal generation device 800 input to the one end of the waveguide 110 is concentrated in the waveguide 110 with a large dielectric constant and It propagates toward the other end with low loss and reaches the other end of the waveguide 110 .

各塊体１１０ｃの形状は、例えば、多角柱、円柱、球あるいはそれらのうちのいずれかの一部分である。塊体１１０ｃの総数Ｔが２以上である場合、Ｔ個の塊体１１０ｃの一部（つまりｐ個、ただし、ｐは１≦ｐ＜Ｔを満たす）が共通して持つ形状が、Ｔ個の塊体１１０ｃの他の一部（つまりｑ個、ただし、ｑは１≦ｑ＜Ｔ－ｐを満たす）あるいは全部（つまりｑ個、ただし、ｑはｑ＝Ｔ－ｐを満たす）が共通して持つ形状と同じでもよいし異なっていてもよい。あるいは、Ｔ≧２の場合、Ｔ個の塊体１１０ｃのうちの互いに異なる任意の２個の塊体１１０ｃが、互いに異なる形状を持っていてもよい。さらに、塊体１１０ｃの総数Ｔが２以上である場合、Ｔ個の塊体１１０ｃの一部（つまりｐ個、ただし、ｐは１≦ｐ＜Ｔを満たす）が共通して持つ大きさが、Ｔ個の塊体１１０ｃの他の一部（つまりｑ個、ただし、ｑは１≦ｑ＜Ｔ－ｐを満たす）あるいは全部（つまりｑ個、ただし、ｑはｑ＝Ｔ－ｐを満たす）が共通して持つ大きさと同じでもよいし異なっていてもよい。あるいは、Ｔ≧２の場合、Ｔ個の塊体１１０ｃのうちの互いに異なる任意の２個の塊体１１０ｃが、互いに異なる大きさを持っていてもよい。 The shape of each lump 110c is, for example, a polygonal prism, a cylinder, a sphere, or a portion thereof. When the total number T of the lumps 110c is 2 or more, the shape shared by some of the T lumps 110c (that is, p pieces, where p satisfies 1≦p<T) is Other part (that is, q pieces, where q satisfies 1≦q<Tp) or all (that is, q pieces, where q satisfies q=Tp) of the lumps 110c are common It may be the same as the shape it has, or it may be different. Alternatively, if T≧2, any two different lumps 110c among the T lumps 110c may have different shapes. Furthermore, when the total number T of the lumps 110c is 2 or more, the common size of some of the T lumps 110c (that is, p pieces, where p satisfies 1≦p<T) is Some (that is, q, where q satisfies 1≤q<Tp) or all (that is, q, where q satisfies q=Tp) of the T chunks 110c are It may be the same as or different from the common size. Alternatively, if T≧2, any two different chunks 110c among the T chunks 110c may have different sizes.

以下、任意のｉ番目のアンテナ機能部１２０が含む塊体１１０ｃの数ｎ_ｉをＭに書き換えて説明する。Ｍ＝１の場合、１個の塊体１１０ｃは「導波路１１０の側面に沿う長手方向を持っている形状」を持っており、この塊体１１０ｃの長手方向と導波路１１０の長手方向がなす角度γは０度よりも大きく９０度よりも小さい。角度γは、塊体１１０ｃの長手方向と導波路１１０の長手方向がなす鋭角として定める。導波路１１０が非直線的な形状（例えば上述の蛇行形状）を持っている場合、角度γを測るときの「導波路１１０の長手方向」は、ｉ番目のアンテナ機能部１２０が位置する導波路１１０の局所領域における導波路１１０の伸長方向として定める。
（ａ）ｉ番目のアンテナ機能部１２０が位置する導波路１１０の局所領域に円筒座標系を適用し、且つ、（ｂ）円筒座標系の緯線が局所領域における導波路１１０の伸長方向と平行であり、且つ、（ｃ）局所領域における導波路１１０の長手方向に垂直な平面と局所領域における導波路１１０の側面との交線（ただし、この交線はジョルダン閉曲線である）に従う円筒座標系の方位角が０ラジアンから２πラジアンまで変化する場合、「導波路１１０の側面に沿う長手方向を持っている形状」として、次の条件を満たす導波路１１０の側面上の線Ｘに沿う形状を例示できる。［条件］（１）線Ｘは、線分（つまり、有限の長さと両端を持つ、直線の一部である）またはジョルダン弧（つまり、有限の長さと両端を持つ、単純な曲線の一部である）であり、且つ、（２）線Ｘに従う円筒座標系の高度ｚの増大に応じて線Ｘに従う円筒座標系の方位角φ［単位：radian］がａ≦φ≦ｂ（ただし、φ＝ａは線Ｘの一端に対応し、φ＝ｂは線Ｘの他端に対応し、ａ，ｂは、０＜ｂ－ａ＜πを満たし、好ましくはπ／４≦ｂ－ａ＜πを満たし、さらに好ましくはπ／３≦ｂ－ａ＜πを満たす）の範囲で狭義単調増加あるいは狭義単調減少し、且つ、（３）線Ｘに従う円筒座標系の方位角φの増大に応じて線Ｘに従う円筒座標系の高度ｚが狭義単調増加あるいは狭義単調減少する。
線Ｘは、好ましくは、一つの平面に含まれる。この場合、線Ｘは、上記条件を満たし、且つ、導波路１１０と斜めに交わる平面と導波路１１０の側面との交線の一部である。
導波路１１０の断面形状が矩形である場合、「導波路１１０の側面に沿う長手方向を持っている形状」として、導波路１１０の平らな側面と平行な母線を持つ多角柱、半円柱、斜多角柱（つまり、斜柱且つ角柱）、斜半円柱（つまり、斜柱且つ半円柱）を例示できる。図３は、互いに対向する２個の長辺側面１１１ａ，１１１ｂのそれぞれに１個のアンテナ機能部１２０が存在しており、各アンテナ機能部１２０は１個の斜三角柱体である塊体１１０ｃを含み、一方の塊体１１０ｃの一端底面が一方の短辺側面１１３ａと一方の長辺側面１１１ａとの境界に及び、一方の塊体１１０ｃの他端底面が他方の短辺側面１１３ｂと一方の長辺側面１１１ａとの境界に及び、他方の塊体１１０ｃの一端底面が一方の短辺側面１１３ａと他方の長辺側面１１１ｂとの境界に及び、他方の塊体１１０ｃの他端底面が他方の短辺側面１１３ｂと他方の長辺側面１１１ｂとの境界に及ぶ例を示している。図４は、互いに対向する２個の長辺側面１１１ａ，１１１ｂのそれぞれに１個のアンテナ機能部１２０が存在しており、各アンテナ機能部１２０は１個の斜半円柱体である塊体１１０ｃを含み、一方の塊体１１０ｃの一端底面が一方の短辺側面１１３ａと一方の長辺側面１１１ａとの境界に及び、一方の塊体１１０ｃの他端底面が他方の短辺側面１１３ｂと一方の長辺側面１１１ａとの境界に及び、他方の塊体１１０ｃの一端底面が一方の短辺側面１１３ａと他方の長辺側面１１１ｂとの境界に及び、他方の塊体１１０ｃの他端底面が他方の短辺側面１１３ｂと他方の長辺側面１１１ｂとの境界に及ぶ例を示している。図５は、図４に示す構成の変形例であり、塊体１１０ｃが直半円柱体（つまり、直柱且つ半円柱）であり、一方の塊体１１０ｃの一端底面が一方の短辺側面１１３ａと一方の長辺側面１１１ａとの境界に及ばず、一方の塊体１１０ｃの他端底面が他方の短辺側面１１３ｂと一方の長辺側面１１１ａとの境界に及ばず、他方の塊体１１０ｃの一端底面が一方の短辺側面１１３ａと他方の長辺側面１１１ｂとの境界に及ばず、他方の塊体１１０ｃの他端底面が他方の短辺側面１１３ｂと他方の長辺側面１１１ｂとの境界に及ばない例を示している。
導波路１１０の断面形状が円である場合、「導波路１１０の側面に沿う長手方向を持っている形状」として、導波路１１０と斜めに交わる平面と導波路１１０の側面との交線の一部である楕円弧に沿った湾曲斜多角柱、湾曲斜半円柱を例示できる。図６は、導波路１１０の円周上の互いに１８０度離れた位置のそれぞれに１個のアンテナ機能部１２０が存在しており、各アンテナ機能部１２０が１個の湾曲斜半円柱体である塊体１１０ｃを含む例を示している。
角度γを測るときの「塊体１１０ｃの長手方向」は、例えば、線Ｘの両端を結ぶ方向として定める。 In the following description, the number _ni of lumps 110c included in an arbitrary i-th antenna function unit 120 is replaced by M. FIG. In the case of M=1, one lump 110c has "a shape having a longitudinal direction along the side surface of the waveguide 110", and the longitudinal direction of this lump 110c and the longitudinal direction of the waveguide 110 form The angle γ is greater than 0 degrees and less than 90 degrees. Angle γ is defined as the acute angle between the longitudinal direction of mass 110 c and the longitudinal direction of waveguide 110 . When the waveguide 110 has a nonlinear shape (for example, the meandering shape described above), the “longitudinal direction of the waveguide 110” when measuring the angle γ is the waveguide in which the i-th antenna function unit 120 is located. 110 is defined as the extension direction of the waveguide 110 in the local region of 110 .
(a) applying a cylindrical coordinate system to the local region of the waveguide 110 where the i-th antenna function unit 120 is located; and (c) a cylindrical coordinate system following the line of intersection between the plane perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide 110 in the local region and the side surface of the waveguide 110 in the local region (this line of intersection is a Jordan closed curve) When the azimuth angle changes from 0 radian to 2π radian, the shape along the line X on the side surface of the waveguide 110 that satisfies the following conditions is exemplified as "a shape having a longitudinal direction along the side surface of the waveguide 110". can. [Conditions] (1) Line X is a line segment (i.e., part of a straight line with finite length and both ends) or a Jordan arc (i.e., part of a simple curve with finite length and both ends). and (2) the azimuth angle φ [unit: radian] of the cylindrical coordinate system following the line X is a ≤ φ ≤ b (where φ =a corresponds to one end of the line X, φ=b corresponds to the other end of the line X, a and b satisfy 0<ba<π, preferably π/4≦ba<π and more preferably satisfy π/3≦ba<π), and (3) according to the increase in the azimuth angle φ of the cylindrical coordinate system following the line X The height z of the cylindrical coordinate system along the line X increases or decreases monotonically in the strict sense.
Line X is preferably contained in one plane. In this case, the line X is a part of the line of intersection between a plane that satisfies the above conditions and obliquely intersects the waveguide 110 and the side surface of the waveguide 110 .
When the cross-sectional shape of the waveguide 110 is rectangular, the “shape having a longitudinal direction along the side surface of the waveguide 110” may be a polygonal column, a semi-cylindrical column, or an oblique shape having a generatrix parallel to the flat side surface of the waveguide 110. A polygonal prism (that is, an oblique prism and a prism) and an oblique semi-cylindrical column (that is, an oblique prism and a semi-cylindrical column) can be exemplified. In FIG. 3, one antenna function portion 120 exists on each of two long side surfaces 111a and 111b facing each other, and each antenna function portion 120 has a block 110c that is an oblique triangular prism. One end bottom surface of one mass 110c extends to the boundary between one short side surface 113a and one long side surface 111a, and the other end bottom surface of one mass 110c extends to the other short side surface 113b and one long side surface 113b. The bottom surface of one end of the other mass 110c reaches the boundary between one short side 113a and the other long side 111b, and the bottom surface of the other end of the other mass 110c reaches the boundary between the other short side 113a and the other long side 111b. An example extending to the boundary between the side surface 113b and the other long side surface 111b is shown. In FIG. 4, one antenna function portion 120 exists on each of the two long side surfaces 111a and 111b facing each other, and each antenna function portion 120 is a block 110c that is an oblique semi-cylindrical body. , one end bottom surface of one lump 110c reaches the boundary between one short side surface 113a and one long side surface 111a, and the other end bottom surface of one lump 110c is between the other short side surface 113b and one long side surface 111a. One end bottom surface of the other mass 110c reaches the boundary between one short side surface 113a and the other long side surface 111b, and the other end bottom surface of the other mass 110c An example extending to the boundary between the short side surface 113b and the other long side surface 111b is shown. FIG. 5 is a modification of the configuration shown in FIG. 4, in which the mass 110c is a straight semicylinder (that is, a straight column and a semicylinder), and one end bottom surface of one mass 110c is one short side surface 113a. and one long side surface 111a, the other end bottom surface of one block 110c does not reach the boundary between the other short side surface 113b and one long side surface 111a, and the other block 110c One end bottom surface does not reach the boundary between one short side surface 113a and the other long side surface 111b, and the other end bottom surface of the other lump 110c does not reach the boundary between the other short side surface 113b and the other long side surface 111b. It shows a lesser example.
When the cross-sectional shape of the waveguide 110 is a circle, the “shape having a longitudinal direction along the side surface of the waveguide 110” is defined as one line of intersection between a plane obliquely intersecting the waveguide 110 and the side surface of the waveguide 110. A curved oblique polygonal prism and a curved oblique semi-cylindrical cylinder along an elliptical arc, which is a part, can be exemplified. In FIG. 6, one antenna function part 120 exists at each position separated by 180 degrees on the circumference of the waveguide 110, and each antenna function part 120 is one curved oblique semicylinder. An example including mass 110c is shown.
The "longitudinal direction of the mass 110c" when measuring the angle γ is defined as the direction connecting both ends of the line X, for example.

あるいは、Ｍ≧２の場合においてＭ個の塊体１１０ｃが配置される方向と導波路１１０の長手方向がなす角度γは０度よりも大きく９０度よりも小さい。各塊体１１０ｃの形状は、限定は無いものの、例えば、多角柱、円柱、球あるいはそれらのうちのいずれかの一部分である。Ｍ個の塊体１１０ｃは、例えば、上述の線Ｘに沿って配置される。隣り合う塊体１１０ｃは互いに接触していることが好ましい。角度γは、Ｍ個の塊体１１０ｃが配置される方向と導波路１１０の長手方向がなす鋭角として定める。角度γを測るときの「Ｍ個の塊体１１０ｃが配置される方向」は、例えば、線Ｘの両端を結ぶ方向として定める。導波路１１０が非直線的な形状（例えば上述の蛇行形状）を持っている場合、角度γを測るときの「導波路１１０の長手方向」は、ｉ番目のアンテナ機能部１２０が位置する導波路１１０の局所領域における導波路１１０の伸長方向として定める。図７は、１個のアンテナ機能部１２０が４個の半球塊体１１０ｃを含む場合において、図３に示す塊体１１０ｃが４個の半球塊体１１０ｃに置換されたこと以外は図３に示す構造と同じ構造を持つ例を示している。 Alternatively, when M≧2, the angle γ between the direction in which the M chunks 110c are arranged and the longitudinal direction of the waveguide 110 is greater than 0 degrees and less than 90 degrees. The shape of each mass 110c is, but not limited to, a polygonal prism, a cylinder, a sphere, or a portion thereof. The M masses 110c are arranged, for example, along the line X mentioned above. Adjacent masses 110c are preferably in contact with each other. An angle γ is defined as an acute angle between the direction in which the M chunks 110 c are arranged and the longitudinal direction of the waveguide 110 . "The direction in which the M lumps 110c are arranged" when measuring the angle γ is defined as the direction connecting both ends of the line X, for example. When the waveguide 110 has a nonlinear shape (for example, the meandering shape described above), the “longitudinal direction of the waveguide 110” when measuring the angle γ is the waveguide in which the i-th antenna function unit 120 is located. 110 is defined as the extension direction of the waveguide 110 in the local region of 110 . FIG. 7 is the same as in FIG. 3 except that the mass 110c shown in FIG. 3 is replaced with four hemispherical masses 110c when one antenna function unit 120 includes four hemispherical masses 110c. It shows an example with the same structure as the structure.

角度γは、上述のとおり０＜γ＜９０を満たすが、好ましくは３０≦γ＜９０を満たし、さらに好ましくは４５≦γ＜９０を満たす。 The angle γ satisfies 0<γ<90 as described above, preferably 30≦γ<90, more preferably 45≦γ<90.

長手方向における導波路１１０上でのアンテナ機能部１２０の位置は、好ましくは、導波路１１０の両端を除く位置であり、さらに好ましくは、不整合が発生しにくく、且つ、伝播モードの変換が発生しにくい位置である。アンテナ機能部１２０の総数Ｎが２以上である場合、Ｎ個のアンテナ機能部１２０のうちの互いに異なる任意の２個のアンテナ機能部１２０の導波路１１０の一端からその長手方向に沿って計測した距離が互いに異なってもよいし、例えば、互いに異なる或る２個以上のアンテナ機能部１２０の導波路１１０の一端からその長手方向に沿って計測した距離が互いに等しくてもよい。後者の場合、これら２個以上のアンテナ機能部１２０は、導波路１１０の周上の異なる位置に位置する。さらに、この後者の場合、導波路１１０を伝わる電磁波の伝播モードを考慮すると、好ましくは、２個のアンテナ機能部１２０が導波路１１０の周上の互いに１８０度離れた位置に位置する（図３，４，６参照）。２個のアンテナ機能部１２０が導波路１１０の周上の互いに１８０度離れた位置に位置する場合、一方のアンテナ機能部１２０における１個の塊体１１０ｃの長手方向またはＭ個の塊体１１０ｃが配置される方向と、他方のアンテナ機能部１２０における１個の塊体１１０ｃの長手方向またはＷ個（ただし、Ｗは２以上の予め定められた整数である）の塊体１１０ｃが配置される方向は、例えば、鏡映対称の関係にある（図３，４，６参照）。導波路１１０が例えば細長い直方体である場合、鏡映面は、長辺側面１１１ａ，１１１ｂと平行であり且つ二つの長辺側面１１１ａ，１１１ｂから同じ距離に位置する平面である。 The position of the antenna function unit 120 on the waveguide 110 in the longitudinal direction is preferably a position excluding both ends of the waveguide 110, and more preferably, mismatching is unlikely to occur and propagation mode conversion occurs. It is a difficult position. When the total number N of the antenna function units 120 is 2 or more, measurement is performed along the longitudinal direction from one end of the waveguide 110 of any two different antenna function units 120 out of the N antenna function units 120. The distances may be different from each other, or, for example, the distances of two or more different antenna function parts 120 measured along the longitudinal direction from one end of the waveguide 110 may be equal to each other. In the latter case, these two or more antenna function units 120 are located at different positions on the circumference of waveguide 110 . Furthermore, in the latter case, considering the propagation mode of the electromagnetic wave propagating through the waveguide 110, preferably the two antenna function parts 120 are located at positions separated from each other by 180 degrees on the circumference of the waveguide 110 (FIG. 3). , 4, 6). When two antenna function parts 120 are located at positions separated from each other by 180 degrees on the circumference of the waveguide 110, the longitudinal direction of one lump 110c or M lumps 110c in one antenna function part 120 is The direction of arrangement and the longitudinal direction of one lump 110c in the other antenna function unit 120 or the direction of arrangement of W (where W is a predetermined integer of 2 or more) lumps 110c have, for example, a mirror symmetry relationship (see FIGS. 3, 4 and 6). If the waveguide 110 is for example an elongated cuboid, the plane of reflection is a plane parallel to the long sides 111a, 111b and located at the same distance from the two long sides 111a, 111b.

ｊ番目（ｊ∈Ｓ，Ｓは集合｛１，…，Ｎ｝の空集合を除く予め定められた部分集合である）のアンテナ機能部１２０が導波路１１０上に位置する例において、ｊ番目のアンテナ機能部１２０に含まれる各塊体１１０ｃは、導波路１１０と一体に形成された物でもよいし、導波路１１０と別に形成された物でもよい。後者の場合、各塊体１１０ｃは、導波路１１０に取り付けられるが、その後、導波路１１０から取り外せなくてもよいし、導波路１１０から取り外せてもよい。各塊体１１０ｃが導波路１１０から取り外せる場合であっても、ひとたび各塊体１１０ｃが導波路１１０に取り付けられたならば、各塊体１１０ｃが導波路１１０上で動かないことが望まれる。各塊体１１０ｃは導波路１１０に密着した状態にある。このため、塊体１１０ｃを導波路１１０に取り付ける場合、塊体１１０ｃは、塊体１１０ｃが取り付けられる導波路１１０の部位の局所的表面形状と同じ形状の密着面を持ち、例えば、導波路１１０が細長い直方体であれば塊体１１０ｃの密着面は少なくとも１個の平面で構成され（図３，４参照）、導波路１１０が細長い円柱であれば塊体１１０ｃの密着面は円柱面の一部である（図６参照）。塊体１１０ｃを導波路１１０に密着させる際に接着剤または粘着剤を用いる場合、接着剤または粘着剤の誘電率は導波路１１０の誘電率と同じ程度か、または、塊体１１０ｃの誘電率と同じ程度であることが望ましい。 In the example where the j-th antenna function 120 (where jεS, S is a predetermined subset of the set {1, . Each block 110c included in the antenna function unit 120 may be formed integrally with the waveguide 110, or may be formed separately from the waveguide 110. FIG. In the latter case, each mass 110c is attached to the waveguide 110 and may or may not be subsequently detachable from the waveguide 110 . Even if each mass 110c can be removed from waveguide 110, it is desirable that each mass 110c not move on waveguide 110 once each mass 110c is attached to waveguide 110. FIG. Each mass 110 c is in close contact with the waveguide 110 . Therefore, when the mass 110c is attached to the waveguide 110, the mass 110c has a contact surface having the same shape as the local surface shape of the portion of the waveguide 110 to which the mass 110c is attached. If the waveguide 110 is an elongated rectangular parallelepiped, the contact surface of the block 110c is composed of at least one plane (see FIGS. 3 and 4). (see Figure 6). When an adhesive or adhesive is used to adhere the mass 110c to the waveguide 110, the dielectric constant of the adhesive or adhesive is about the same as the dielectric constant of the waveguide 110 or the same as the dielectric constant of the mass 110c. preferably to the same extent.

ｋ番目（ｋ∈Ｒ，Ｒは集合｛１，…，Ｎ｝の空集合を除く予め定められた部分集合である）のアンテナ機能部１２０が導波路１１０から離れた導波路１１０の近傍に位置する例において、ｋ番目のアンテナ機能部１２０に含まれる塊体１１０ｃと導波路１１０との間の距離の上限は、塊体１１０ｃの誘電率、導波路１１０の誘電率、塊体１１０ｃと導波路１１０との間の媒質（媒質として、空気または発砲プラスチックを例示できる）の誘電率、導波路１１０を伝播する信号の強度、導波路１１０の断面の形状、導波路１１０の断面の大きさなどによって決まる。ただし、ここで「塊体１１０ｃと導波路１１０との間の距離」は、塊体１１０ｃ上の任意の点と導波路１１０上の任意の点との間の距離のうち最短のものをいう。塊体１１０ｃと導波路１１０との間の距離が上記上限以下であれば、塊体１１０ｃは後述する放射部としてあるいは受信部として機能する。換言すれば、塊体が位置する「導波路の近傍」とは、塊体１１０ｃが後述する放射部としてあるいは受信部として機能できる範囲である。 The k-th antenna function unit 120 (where kεR, R is a predetermined subset of the set {1, . In this example, the upper limit of the distance between the lump 110c included in the k-th antenna function unit 120 and the waveguide 110 is the dielectric constant of the lump 110c, the dielectric constant of the waveguide 110, and the lump 110c and the waveguide 110 depending on the dielectric constant of the medium (the medium can be air or foamed plastic), the intensity of the signal propagating through the waveguide 110, the shape of the cross section of the waveguide 110, the size of the cross section of the waveguide 110, etc. Determined. However, the “distance between the mass 110c and the waveguide 110” here refers to the shortest distance between any point on the mass 110c and any point on the waveguide 110. FIG. If the distance between the mass 110c and the waveguide 110 is equal to or less than the above upper limit, the mass 110c functions as a radiation section or a reception section, which will be described later. In other words, the “near the waveguide” where the mass is located is the range in which the mass 110c can function as a radiation section or a reception section, which will be described later.

アンテナ機能部１２０と導波路１１０との位置関係は、永続的関係でもよいし、一時的関係でもよい。永続的関係の場合、例えば図８（ａ）に示すように、導波路１１０に固定された取付部品３１０に、アンテナ機能部１２０が固定されている。取付部品３１０の材質は、誘電体でもよいし金属でもよい。ただし、アンテナ機能部１２０と導波路１１０との間に電気伝導体（例えば、取付部品３１０の材質が金属である場合、取付部品３１０の一部または全部である）が存在することを避けることが望ましい。取付部品３１０は、アンテナ機能部１２０を保持するホルダーとしての役割と、アンテナ機能部１２０と導波路１１０との間の距離を一定に保つスペーサーとしての役割を担っている。 The positional relationship between the antenna function unit 120 and the waveguide 110 may be a permanent relationship or a temporary relationship. In the case of a permanent relationship, the antenna function 120 is secured to a mounting component 310 secured to the waveguide 110, for example as shown in FIG. 8(a). The material of the mounting part 310 may be dielectric or metal. However, it is necessary to avoid the presence of an electrical conductor (eg, part or all of the mounting component 310 if the mounting component 310 is made of metal) between the antenna function unit 120 and the waveguide 110. desirable. The attachment part 310 plays a role of a holder that holds the antenna function part 120 and a role of a spacer that keeps the distance between the antenna function part 120 and the waveguide 110 constant.

一時的関係の場合、例えば図８（ｂ）に示すように、筒状のスライダー３２０にアンテナ機能部１２０を固定し、このスライダー３２０を導波路１１０に取り付ける。スライダー３２０は、導波路１１０に沿って移動できる。スライダー３２０の材質は、誘電体でもよいし金属でもよい。ただし、この例においても、アンテナ機能部１２０と導波路１１０との間に電気伝導体（例えば、スライダー３２０の材質が金属である場合、スライダー３２０の一部または全部である）が存在することを避けることが望ましい。スライダー３２０は、アンテナ機能部１２０を保持するホルダーとしての役割と、アンテナ機能部１２０と導波路１１０との間の距離を一定に保つスペーサーとしての役割を担っている。 In the case of a temporary relationship, for example, as shown in FIG. Slider 320 can move along waveguide 110 . The material of the slider 320 may be dielectric or metal. However, even in this example, it is assumed that an electric conductor (for example, if the material of the slider 320 is metal, it is part or all of the slider 320) exists between the antenna function part 120 and the waveguide 110. should be avoided. The slider 320 plays a role of a holder that holds the antenna function part 120 and a role of a spacer that keeps the distance between the antenna function part 120 and the waveguide 110 constant.

一時的関係の他の例として、アンテナ機能部１２０が可動物（可動物として、履物、アンクレットのような人体に着用する物、あるいは、搬送ロボットを例示できる）に取り付けられており、導波路１１０の全部または一部が床、通路のような構造物に埋設されている形態を例示できる。図８（ｃ）に可動物が搬送ロボット３３０の場合の例を示す。この場合、構造物上を移動する可動物が導波路１１０に近づいたとき、つまり、可動物に取り付けられたアンテナ機能部１２０が、導波路１１０からの距離が上記上限以下である範囲に入ったとき、アンテナ機能部１２０は後述する放射部としてあるいは受信部として機能する。可動物が受信機あるいは送信機を持っている場合（可動物は、必要に応じて、増幅器などの電子部品を持っていてもよい）、信号生成装置８００（後述するとおり、信号生成装置８００に限らず、受信装置、あるいは、送受信装置でもよい）と可動物の受信機あるいは送信機との間で、通信が実現する。アンテナ機能部１２０が可動物に取り付けられている例によると、可動物が導波路１１０に近づいたときだけ電磁波の放射が発生するので、エネルギーの利用効率が向上する。 As another example of the temporary relationship, the antenna function unit 120 is attached to a movable object (the movable object can be footwear, an object worn on the human body such as an anklet, or a carrier robot can be exemplified), and the waveguide 110 can be exemplified by a form in which all or part of is embedded in a structure such as a floor or passageway. FIG. 8(c) shows an example in which the movable object is the carrier robot 330. As shown in FIG. In this case, when the movable object moving on the structure approaches the waveguide 110, that is, the antenna function unit 120 attached to the movable object enters the range where the distance from the waveguide 110 is equal to or less than the above upper limit. At this time, the antenna function unit 120 functions as a radiation unit or a reception unit, which will be described later. If the movable object has a receiver or transmitter (the movable object may have electronic components such as amplifiers if desired), the signal generator 800 (as described below, the signal generator 800 communication is realized between the receiving device or the transmitting/receiving device) and the receiver or transmitter of the movable object. According to the example in which the antenna function unit 120 is attached to a movable object, electromagnetic waves are radiated only when the movable object approaches the waveguide 110, so energy utilization efficiency is improved.

図２～７に示す例に限定されず、Ｎ個のアンテナ機能部１２０を持つ導波路１１０の外周に、誘電体で形成されたカバー１１０ｂを配置してもよい（導波路１１０の長手方向に垂直な断面図である図９参照）。カバー１１０ｂは、導波路１１０および導波路１１０上のアンテナ機能部１２０に密着している。この例に限らず、カバー１１０ｂは、アンテナ機能部１２０を除き、あるいは、アンテナ機能部１２０が位置する導波路１１０の部位およびアンテナ機能部１２０を除き、導波路１１０を覆ってもよい。導波路１１０の誘電率およびアンテナ機能部１２０に含まれる各塊体１１０ｃの誘電率は、カバー１１０ｂの誘電率よりも大きい。このため、導波路１１０の上記一端に入力された信号生成装置８００からの信号の電磁界は、アンテナ機能部１２０が存在しない場合、誘電率の大きい導波路１１０に集中して、導波路１１０の上記他端に向かって低損失に伝わり、導波路１１０の上記他端に至る。 It is not limited to the examples shown in FIGS. 2 to 7, and a cover 110b made of a dielectric may be arranged around the waveguide 110 having N antenna function parts 120 (in the longitudinal direction of the waveguide 110). (see FIG. 9, which is a vertical section). The cover 110b is in close contact with the waveguide 110 and the antenna function portion 120 on the waveguide 110 . The cover 110b may cover the waveguide 110 except for the antenna function part 120, or the part of the waveguide 110 where the antenna function part 120 is located and the antenna function part 120, but not limited to this example. The permittivity of waveguide 110 and the permittivity of each mass 110c included in antenna function unit 120 are greater than the permittivity of cover 110b. Therefore, the electromagnetic field of the signal from the signal generation device 800 input to the one end of the waveguide 110 is concentrated in the waveguide 110 with a large dielectric constant and It propagates toward the other end with low loss and reaches the other end of the waveguide 110 .

ｉ番目（ｉ∈｛１，…，Ｎ｝）のアンテナ機能部１２０に含まれる各塊体１１０ｃは、電磁波（帯域としては電波である）を放射する放射部として機能することができる。塊体１１０ｃにおいて電磁波の放射によって失われる電力は、主に、塊体１１０ｃの形状、大きさ、数およびその誘電率に依存する。より強い電力の電磁波を放射する観点から、例えば、塊体１１０ｃの誘電率は導波路１１０の誘電率と同じまたは大きいことが好ましい。さらに好ましくは、損失の観点から、使用する電磁波の周波数帯において誘電正接が小さい材料が導波路１１０と塊体１１０ｃのそれぞれの誘電体として選定される。一般に、誘電率が高くなると誘電正接が大きくなるので、放射量と損失量を考慮して、導波路１１０と塊体１１０ｃのそれぞれの誘電体が持つべき誘電率が決定される。このように、塊体１１０ｃが存在する場合、信号生成装置８００からの信号は、この塊体１１０ｃで電磁波として放射される。なお、「放射」とは、塊体１１０ｃに到達した信号の電力のうち電磁波の放射によって失われる電力が、当該塊体１１０ｃが存在しない場合に実際には発生する伝送損失を超えることをいう。塊体１１０ｃで電磁波の放射によって失われる電力は、通常、塊体１１０ｃに到達した信号の電力の一部であり、残余の電力を持った信号は導波路１１０において塊体１１０ｃが位置する部位を通過する。塊体１１０ｃを通過した信号は、導波路１１０を伝わり、隣の塊体１１０ｃに向かって、隣の塊体１１０ｃが無ければ導波路１１０の上記他端に向かって、低損失に伝播する。塊体１１０ｃで放射された電磁波は、携帯電話などの通信端末２００が持つ無線アンテナ（図示せず）によって受信される。 Each lump 110c included in the i-th (iε{1, . . . , N}) antenna function unit 120 can function as a radiation unit that radiates electromagnetic waves (radio waves as a band). The power lost by the radiation of electromagnetic waves in the masses 110c depends mainly on the shape, size, number of the masses 110c and their dielectric constant. From the viewpoint of radiating electromagnetic waves with stronger power, for example, the dielectric constant of the mass 110c is preferably the same as or greater than the dielectric constant of the waveguide 110 . More preferably, from the viewpoint of loss, a material having a small dielectric loss tangent in the frequency band of the electromagnetic waves to be used is selected as the dielectric of each of the waveguide 110 and the mass 110c. Generally, the dielectric loss tangent increases as the dielectric constant increases, so the dielectric constants of the waveguide 110 and the mass 110c are determined in consideration of the amount of radiation and the amount of loss. Thus, when the mass 110c is present, the signal from the signal generator 800 is radiated as electromagnetic waves at this mass 110c. Note that the term "radiation" means that the power lost due to the radiation of the electromagnetic wave, out of the power of the signal that reaches the mass 110c, exceeds the transmission loss that actually occurs when the mass 110c does not exist. The power lost by the radiation of electromagnetic waves at mass 110c is typically a fraction of the power of the signal reaching mass 110c, and the signal with residual power passes through the portion of waveguide 110 where mass 110c is located. pass. A signal that has passed through block 110c propagates through waveguide 110 and propagates toward adjacent block 110c, or to the other end of waveguide 110 if there is no adjacent block 110c, with low loss. The electromagnetic waves radiated by the mass 110c are received by a wireless antenna (not shown) of the communication terminal 200 such as a mobile phone.

導波路１１０は、単一の製品としての構成を持っていてもよいし、例えば同一の構造を持つ複数の導波路（以下、サブ導波路と呼称する）が一列に接続された構成を持っていてもよい。後者の場合、サブ導波路とサブ導波路との接続として、光ファイバーを参考に、融着による接続またはコネクタを用いる接続を採用できる。あるいは、溶接または溶着によって、サブ導波路とサブ導波路を互いに接続してもよい。互いに接続された隣り合う２個のサブ導波路の一方のサブ導波路の誘電率は、他方のサブ導波路の誘電率と異なってもよい。 The waveguide 110 may have a configuration as a single product, or may have a configuration in which a plurality of waveguides (hereinafter referred to as sub-waveguides) having the same structure are connected in a row. may In the latter case, as a connection between sub-waveguides, connection by fusion or connection using a connector can be adopted with reference to optical fibers. Alternatively, sub-waveguides and sub-waveguides may be connected together by welding or welding. The permittivity of one sub-waveguide of two adjacent sub-waveguides connected to each other may be different from the permittivity of the other sub-waveguide.

導波路１１０は分岐構造を持っていてもよい。分岐形状および分岐数に限定は無い。図１０に、分岐数が２の場合のＴ型導波路１１０の例を示す。分岐構造を持つ導波路１１０は、単一の製品としての構成を持っていてもよいし、例えば同一の構造を持つ複数のサブ導波路を接続した構成を持っていてもよい。後者の場合、サブ導波路とサブ導波路との接続として、例えば分岐導波管３５０を用いる接続を採用できる。 Waveguide 110 may have a branched structure. There are no restrictions on the branch shape and the number of branches. FIG. 10 shows an example of a T-shaped waveguide 110 with two branches. The waveguide 110 having a branch structure may have a structure as a single product, or may have a structure in which a plurality of sub-waveguides having the same structure are connected, for example. In the latter case, a connection using a branch waveguide 350, for example, can be adopted as the connection between the sub-waveguides.

上述の実施形態では、導波路１１０の一端は信号生成装置８００に物理的に接続されているが、この構成に限定されない。例えば図１１に示すように、導波路１１０の一端を電磁波を伝播できる媒体の一部に接続し、媒体の他部を信号生成装置８００に接続してもよい。媒体として、導波路１１０の材料と異なる材料で作られた線路（例えば、同軸線路、あるいは、導波路１１０の誘電率と異なる誘電率を持つ導波路である）、あるいは、空気、あるいは、光ファイバーを例示できる。媒体が空気である場合から理解できるように、「接続」という用語は、必ずしも物理的接続のみを意味せず、電磁波が伝播可能である物理的態様を意味する。媒体が線路１１０ａである場合、図１１（ａ）に示すように、線路１１０ａと導波路１１０は例えばコネクタ３６０を用いて互いに接続される。媒体が空気である場合、例えば図１１（ｂ）に示すように、信号生成装置８００に取り付けたアンテナ装置３７０ａと、導波路１１０の一端に取り付けたアンテナ装置３７０ｂによって、信号生成装置８００と導波路１１０との間で電磁波の伝播が実現する。導波路１１０の一端に取り付けるアンテナ装置３７０ｂは、例えば、捕捉した電磁波を増幅するレピーター（repeater）を含んでもよい。ただし、信号生成装置８００に取り付けたアンテナ装置３７０ａと導波路１１０の一端とのアラインメントが良好である場合、導波路１１０の一端が直接、信号生成装置８００からの信号を受信してもよい。 In the embodiments described above, one end of waveguide 110 is physically connected to signal generator 800, but is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 11, one end of waveguide 110 may be connected to a portion of a medium through which electromagnetic waves can propagate, and the other portion of the medium may be connected to signal generator 800 . As a medium, a line made of a material different from that of the waveguide 110 (for example, a coaxial line or a waveguide having a dielectric constant different from that of the waveguide 110), air, or an optical fiber. I can give an example. As can be understood from the case where the medium is air, the term "connection" does not necessarily mean only a physical connection, but the physical manner in which electromagnetic waves can propagate. When the medium is the line 110a, the line 110a and the waveguide 110 are connected to each other using a connector 360, for example, as shown in FIG. 11(a). When the medium is air, for example, as shown in FIG. 110, the propagation of electromagnetic waves is realized. Antenna device 370b attached to one end of waveguide 110 may include, for example, a repeater that amplifies the captured electromagnetic wave. However, if the antenna device 370a attached to the signal generating device 800 and one end of the waveguide 110 are well aligned, one end of the waveguide 110 may receive the signal from the signal generating device 800 directly.

媒体が光ファイバー１１２である場合、例えば図１１（ｃ）に示すように、導波路１１０の一端は第１光電変換器３８０ａに接続しており、第１光電変換器３８０ａは光ファイバー１１２の一端に接続しており、光ファイバー１１２の他端は信号生成装置８００が持つ第２光電変換器３８０ｂに接続している。第２光電変換器３８０ｂは、例えばレーザーダイオードであり、信号生成装置８００が生成した電気信号を光信号に変換する。光信号は光ファイバー１１２を伝播する。第１光電変換器３８０ａは、例えばフォトダイオードであり、光ファイバー１１２からの光信号を電気信号に変換する。したがって、信号生成装置８００と導波路１１０との間で電磁波（この例では、光）の伝播が実現する。
例えば、塊体１１０ｃを設置すべき場所が信号生成装置８００から遠く離れた場所に限られている状況の下で信号生成装置８００から塊体１１０ｃの設置場所までに至る長い導波路１１０を使用するならば、導波路１１０の通過損失を無視できなくなる。光ファイバー１１２の通過損失は通例、導波路１１０の通過損失よりも小さいので、図１１（ｃ）に示す構成は、信号の長距離低損失伝送にとって有益である。信号の長距離低損失伝送の観点からは、図１１（ｃ）に示す構成において、塊体１１０ｃの形状あるいは配置に関する上述の条件（つまり、塊体１１０ｃの長手方向と導波路１１０の長手方向がなす角度γが０度よりも大きく９０度よりも小さいこと、あるいは、２個以上の塊体１１０ｃが配置される方向と導波路１１０の長手方向がなす角度γが０度よりも大きく９０度よりも小さいこと）は不要であり、この他の技術的事項はこの明細書に説明されるとおりである。 When the medium is the optical fiber 112, for example, as shown in FIG. , and the other end of the optical fiber 112 is connected to the second photoelectric converter 380 b of the signal generation device 800 . The second photoelectric converter 380b is, for example, a laser diode, and converts the electrical signal generated by the signal generator 800 into an optical signal. The optical signal propagates through optical fiber 112 . The first photoelectric converter 380a is, for example, a photodiode, and converts the optical signal from the optical fiber 112 into an electrical signal. Therefore, propagation of electromagnetic waves (light in this example) is realized between the signal generator 800 and the waveguide 110 .
For example, in a situation where the place where the block 110c should be installed is limited to a place far away from the signal generator 800, the long waveguide 110 from the signal generator 800 to the installation place of the block 110c is used. Then, the passage loss of the waveguide 110 cannot be ignored. The configuration shown in FIG. 11(c) is beneficial for long-distance low-loss transmission of signals because the passage loss of optical fiber 112 is typically less than the passage loss of waveguide 110. FIG. From the viewpoint of long-distance low-loss transmission of signals, in the configuration shown in FIG. The angle γ formed is greater than 0 degrees and less than 90 degrees, or the angle γ formed between the direction in which the two or more lumps 110c are arranged and the longitudinal direction of the waveguide 110 is greater than 0 degrees and less than 90 degrees. small) is not necessary, and other technical matters are as described in this specification.

導波路１１０は通例、広域通過フィルタと同等の特性を持っており、広帯域の信号を伝送できる。したがって、図１に示すように信号生成装置８００から導波路１１０に入力された信号がＱ個（ただし、ＱはＱ≧２を満たす予め定められた整数である）の帯域を持つマルチバンド信号である場合、それぞれの塊体１１０ｃからＱ個の当該帯域の電磁波が放射される。また、光ファイバー１１２も通例、広帯域の信号を伝送できる。したがって、図１１（ｃ）に示す構成によると、信号生成装置８００が生成したマルチバンド信号は、光電変換によって光信号として光ファイバー１１２を伝播し、さらに、光電変換によって再び電気信号として導波路１１０を伝播し、それぞれの塊体１１０ｃからＱ個の当該帯域の電磁波として放射される。 Waveguide 110 typically has characteristics equivalent to a high-pass filter and can transmit wideband signals. Therefore, as shown in FIG. 1, the signal input from the signal generator 800 to the waveguide 110 is a multiband signal having Q bands (where Q is a predetermined integer that satisfies Q≧2). In some cases, each mass 110c radiates Q electromagnetic waves in that band. Optical fiber 112 is also typically capable of transmitting broadband signals. Therefore, according to the configuration shown in FIG. 11C, the multiband signal generated by the signal generation device 800 is propagated through the optical fiber 112 as an optical signal by photoelectric conversion, and further converted into an electrical signal by photoelectric conversion again through the waveguide 110. propagates and is radiated from each mass 110c as Q electromagnetic waves in that band.

マルチバンド信号の場合、塊体１１０ｃから空間に放射された電磁波の伝播特性は帯域ごとに異なるので、放射に最適な塊体１１０ｃの位置は帯域ごとに異なる。例えば、高周波帯域の電磁波は、電磁波遮蔽物によってより大きな影響を受ける。したがって、低周波帯域の電磁波の放射に最適な位置と同じ位置から高周波帯域の電磁波を放射するならば、電磁波遮蔽物の存在によって不感地帯が増えてしまう。しかし、無線アンテナ１００を使用し、低周波帯域の電磁波の放射に最適な位置に設置される塊体１１０ｃとは別に、電磁波遮蔽物を避け得る導波路１１０上の位置（つまり、高周波帯域の電磁波の放射に最適な位置）に塊体１１０ｃを設置することによって、好ましくは、さらに、適切な形状を持つ塊体１１０ｃを設置することによって、或いは、複数の塊体１１０ｃを適切な方向に配置することによって、高周波帯域の電磁波の放射方向が最適化され、この結果、電磁波遮蔽物による不感地帯を減らすことができる。 In the case of a multiband signal, the propagation characteristics of the electromagnetic waves radiated into space from the mass 110c differ for each band, so the optimum position of the mass 110c for radiation differs for each band. For example, electromagnetic waves in the high frequency band are more affected by electromagnetic wave shields. Therefore, if electromagnetic waves in a high frequency band are radiated from the same position as the optimum position for radiating electromagnetic waves in a low frequency band, dead zones increase due to the existence of electromagnetic wave shields. However, using the radio antenna 100, apart from the block 110c installed at the optimum position for radiating low-frequency electromagnetic waves, there is a position on the waveguide 110 that can avoid electromagnetic shielding (that is, high-frequency electromagnetic waves). by placing the mass 110c in a position that is optimal for the radiation of the beam, preferably also by placing a mass 110c with an appropriate shape, or by arranging a plurality of masses 110c in an appropriate direction. As a result, the radiation direction of electromagnetic waves in a high frequency band is optimized, and as a result, dead zones due to electromagnetic wave shields can be reduced.

図１２は、空気（誘電率：1）で囲まれた直方体状の導波路１１０（誘電率：2.1、短辺：7mm、長辺：14mm、長さ：50mm）の長辺側面１１１ａ，１１１ｂに設置された２個の塊体１１０ｃ（図３参照）から放射された電波の指向特性を示している。各塊体１１０ｃは、底面が一辺5mmの正三角形である斜三角柱である。斜三角柱の平行四辺形の一側面は導波路１１０の長辺側面に接している（図３参照）。図１３に示すように、導波路１１０の長手方向をＺ軸とし、長辺側面１１１ａの法線方向をＸ軸とし、短辺側面１１３ａの法線方向をＹ軸とすると、θはＹＺ平面上でＺ軸から測った角度であり、φはＸＹ平面上でＸ軸から測った角度である。指向特性は、θ＝６０［度］における角度φによって示されている。図１２中のγは、図３に示すγである。γ＝９０［度］である場合に最大放射方向は０度と１８０度であるが、γ＝８０［度］である場合に最大放射方向は１０度と１７０度であり、γ＝７５［度］である場合に最大放射方向は２５度と１５５度である。したがって、角度γの変更に応じて最大放射方向および電波放射の指向特性を変更できることが分かる。 FIG. 12 shows a rectangular parallelepiped waveguide 110 (dielectric constant: 2.1, short side: 7 mm, long side: 14 mm, length: 50 mm) surrounded by air (dielectric constant: 1). It shows the directional characteristics of radio waves radiated from two installed masses 110c (see FIG. 3). Each block 110c is an oblique triangular prism whose base is an equilateral triangle with a side of 5 mm. One side of the parallelogram of the oblique triangle is in contact with the long side of the waveguide 110 (see FIG. 3). As shown in FIG. 13, when the longitudinal direction of the waveguide 110 is the Z-axis, the normal direction of the long side surface 111a is the X axis, and the normal direction of the short side surface 113a is the Y axis, θ is on the YZ plane. is the angle measured from the Z-axis, and φ is the angle measured from the X-axis on the XY plane. The directional characteristics are indicated by an angle φ at θ=60 [degrees]. γ in FIG. 12 is γ shown in FIG. 3 . When γ = 90 [degrees], the maximum radiation directions are 0 and 180 degrees, but when γ = 80 [degrees], the maximum radiation directions are 10 and 170 degrees, and ], the maximum radiation directions are 25 and 155 degrees. Therefore, it can be seen that the maximum radiation direction and the directional characteristics of radio wave radiation can be changed according to the change of the angle γ.

図１４および図１５は、長辺側面１１１ａ，１１１ｂのそれぞれに１個の塊体１１０ｃが設置されており且つ空気（誘電率：1）で囲まれた直方体状の導波路１１０（誘電率：2.1、短辺：7mm、長辺：14mm、長さ：50mm）の通過損失（Ｓパラメータ：Ｓ２１）および反射特性（Ｓパラメータ：Ｓ１１）を示している。各塊体１１０ｃは、底面が一辺5mmの正三角形である斜三角柱である。斜三角柱の平行四辺形の一側面は導波路１１０の長辺側面に接している（図３参照）。ここで、誘電正接によって生じる損失（誘電体損失）は無いものとした。これらの図から、角度γを変更してもＳ２１およびＳ１１は大きく変化しないことが分かる。したがって、角度γの変更に応じて、通過特性および反射特性に大きな影響を与えることなく放射方向を変更できることが分かる。 14 and 15 show a rectangular parallelepiped waveguide 110 (dielectric constant: 2.1) surrounded by air (dielectric constant: 1), with one block 110c installed on each of the long side surfaces 111a and 111b. , short side: 7 mm, long side: 14 mm, length: 50 mm). Each block 110c is an oblique triangular prism whose base is an equilateral triangle with a side of 5 mm. One side of the parallelogram of the oblique triangle is in contact with the long side of the waveguide 110 (see FIG. 3). Here, it is assumed that there is no loss (dielectric loss) caused by the dielectric loss tangent. From these figures, it can be seen that S21 and S11 do not change significantly even if the angle γ is changed. Therefore, it can be seen that the radiation direction can be changed according to the change of the angle γ without significantly affecting the transmission characteristics and the reflection characteristics.

既述のとおり、互いに異なる２個のアンテナ機能部１２０の導波路１１０の一端からその長手方向に沿って計測した距離が互いに等しく、且つ、当該２個のアンテナ機能部１２０が導波路１１０の周上の互いに１８０度離れた位置に位置する場合、例えば図１２からわかるように、二方向に放射が行われることがわかる。放射方向を一方向に限定したい場合、導波路１１０の長手方向に沿った断面図である図１６に示すように、希望しない放射方向に電磁波を放射するアンテナ機能部１２０の上方に反射体１５０を設置する。図１６（ａ）に示す例では、導波路１１０の誘電率よりも小さい誘電率を持つ誘電体１６０で導波路１１０を囲んでおり、誘電体１６０の外表面に反射体１５０を設置している。反射体１５０は、金属でもよいし、導波路１１０の誘電率あるいはアンテナ機能部１２０に含まれる各塊体１１０ｃの誘電率と異なる誘電率を持つ誘電体でもよいが、アンテナ機能部１２０から放射された電磁波が好ましくは全反射する条件を有するものである。図１６（ａ）に示す例に限定されず、図１６（ｂ）に示すように、反射体１５０を支持する機能を有する支持部材１６５を用いてもよい（この例は、例えば図１６（ａ）の例において誘電体１６０が空気である場合に有用である）。 As described above, the distances measured along the longitudinal direction from one end of the waveguide 110 of the two antenna function units 120 different from each other are equal to each other, and the two antenna function units 120 are arranged around the waveguide 110. When positioned 180 degrees apart from each other above, it can be seen that the radiation takes place in two directions, as can be seen from FIG. 12, for example. When it is desired to limit the radiation direction to one direction, as shown in FIG. Install. In the example shown in FIG. 16(a), the waveguide 110 is surrounded by a dielectric 160 having a dielectric constant smaller than that of the waveguide 110, and the reflector 150 is installed on the outer surface of the dielectric 160. . The reflector 150 may be a metal, or a dielectric having a dielectric constant different from the dielectric constant of the waveguide 110 or the dielectric constant of each block 110c included in the antenna function unit 120. The electromagnetic wave preferably has conditions for total reflection. The example shown in FIG. 16(a) is not limited to the example shown in FIG. 16(a), and as shown in FIG. ) when the dielectric 160 is air).

導波路１１０上の或る部位あるいは導波路１１０から離れた導波路１１０の近傍に１個のアンテナ機能部１２０が存在する場合であっても、アンテナ機能部１２０から、導波路１１０から離れる第１の向きだけでなく、第１の向きと反対の第２の向きにも電磁波は放射される。放射方向を第１の向きに限定したい場合、導波路１１０の長手方向に沿った断面図である図１７に示すように、第２の向きにおいてアンテナ機能部１２０の上方に反射体１５０を設置する。図１７（ａ）に示す例では、導波路１１０の誘電率よりも小さい誘電率を持つ誘電体１６０で導波路１１０を囲んでおり、誘電体１６０の外表面に反射体１５０を設置している。反射体１５０は、金属でもよいし、導波路１１０の誘電率あるいはアンテナ機能部１２０に含まれる各塊体１１０ｃの誘電率と異なる誘電率を持つ誘電体でもよいが、アンテナ機能部１２０から放射された電磁波が好ましくは全反射する条件を有するものである。図１７（ａ）に示す例に限定されず、図１７（ｂ）に示すように、反射体１５０を支持する機能を有する支持部材１６５を用いてもよい（この例は、例えば図１７（ａ）の例において誘電体１６０が空気である場合に有用である）。 Even if there is one antenna function unit 120 at a certain location on the waveguide 110 or in the vicinity of the waveguide 110 away from the waveguide 110, the antenna function unit 120 is the first antenna away from the waveguide 110. electromagnetic waves are radiated not only in the direction of , but also in a second direction opposite to the first direction. When it is desired to limit the radiation direction to the first direction, a reflector 150 is installed above the antenna function portion 120 in the second direction, as shown in FIG. . In the example shown in FIG. 17(a), the waveguide 110 is surrounded by a dielectric 160 having a dielectric constant smaller than that of the waveguide 110, and the reflector 150 is installed on the outer surface of the dielectric 160. . The reflector 150 may be a metal, or a dielectric having a dielectric constant different from the dielectric constant of the waveguide 110 or the dielectric constant of each block 110c included in the antenna function unit 120. The electromagnetic wave preferably has conditions for total reflection. It is not limited to the example shown in FIG. 17(a), and as shown in FIG. ) when the dielectric 160 is air).

導波路１１０が２個以上のアンテナ機能部１２０を持つ場合、アンテナ機能部１２０の総数Ｎは、電磁波の放射によって失われる所望の電力に応じて定められる。導波路１１０の上記一端に入力される信号生成装置８００からの信号の電力は、各アンテナ機能部１２０と導波路１１０の上記他端とで電磁波の放射によって失われる電力の総和に、導波路１１０において導波路として機能する部分での実際には発生する伝送損失を加えた総電力であることが必要である。 If the waveguide 110 has two or more antenna function parts 120, the total number N of the antenna function parts 120 is determined according to the desired power lost by radiation of electromagnetic waves. The power of the signal from the signal generation device 800 input to the one end of the waveguide 110 is the sum of the power lost by the radiation of electromagnetic waves at each antenna function unit 120 and the other end of the waveguide 110. It is necessary that the power is the total power including the transmission loss that actually occurs in the portion functioning as a waveguide in .

あるいは、導波路１１０の上記一端に入力される信号生成装置８００からの信号の電力（以下、入力電力と呼称する）が予め定まっている場合には、導波路１１０において導波路として機能する部分での実際には発生する伝送損失を入力電力から除いた電力が、各アンテナ機能部１２０と導波路１１０の上記他端とで電磁波の放射によって失われる電力に分配され、各アンテナ機能部１２０での放射の程度は、分配される電力に応じて定められる。例えば、各アンテナ機能部１２０で等しい放射損失が望まれる場合がある。この場合、Ｎ個のアンテナ機能部１２０が在るとして信号生成装置８００に近い方から１番目、２番目、…、ｉ番目、…、Ｎ番目のアンテナ機能部１２０と呼称すると、ｉ番目（ｉ∈｛１，…，Ｎ｝）のアンテナ機能部１２０が位置する部位に到達する信号の電力のうち１／（Ｎ－ｉ＋１）で表される割合の電力を放射によって損失するようにｉ番目のアンテナ機能部１２０の放射の程度を調整すればよい。この場合、Ｎ番目のアンテナ機能部１２０では、ここに到達した信号の電力のほぼ全部が放射によって損失されるため、導波路１１０の上記他端での電磁波の放射はほぼ無い。例えばＮ＝５の場合、１番目、２番目、３番目、４番目の各アンテナ機能部１２０は、それぞれ、到達した信号のうち、-7dB（５分の１），-6dB（４分の１），-4.8dB（３分の１），-3dB（２分の１）を電磁波として放射し、５番目のアンテナ機能部１２０は、可能な限り、到達した信号の全電力を電磁波として放射する。 Alternatively, when the power of the signal from the signal generation device 800 input to the one end of the waveguide 110 (hereinafter referred to as input power) is predetermined, the portion of the waveguide 110 functioning as a waveguide The power obtained by subtracting the transmission loss that actually occurs from the input power is distributed to the power lost due to the radiation of electromagnetic waves at each antenna function unit 120 and the other end of the waveguide 110, and the power at each antenna function unit 120 The degree of radiation is determined according to the distributed power. For example, equal radiation loss may be desired for each antenna function 120 . In this case, assuming that there are N antenna function units 120, the i-th (i ∈{1,...,N}) of the power of the signal reaching the site where the antenna function unit 120 is located, the i-th The degree of radiation of the antenna function unit 120 may be adjusted. In this case, at the Nth antenna function unit 120, almost all of the power of the signal that reaches here is lost by radiation, so there is almost no radiation of electromagnetic waves at the other end of the waveguide 110. FIG. For example, when N=5, the first, second, third, and fourth antenna function units 120 receive -7 dB (1/5) and -6 dB (1/4) of the arriving signal, respectively. ), -4.8 dB (one-third), and -3 dB (one-half) are radiated as electromagnetic waves, and the fifth antenna function unit 120 radiates all the power of the arriving signal as electromagnetic waves as much as possible. .

上述の例によるとｉ番目のアンテナ機能部１２０に到達する信号の電力と放射損失の割合はｉの増大とともに大きくなるため、ｉの増大に伴いｉ番目のアンテナ機能部１２０では放射電力が大きくなるようにアンテナ機能部１２０に含まれる各塊体１１０ｃの形状や大きさなどが選定される。 According to the above example, the ratio between the power of the signal reaching the i-th antenna function unit 120 and the radiation loss increases as i increases, so the radiation power in the i-th antenna function unit 120 increases as i increases. The shape, size, etc. of each block 110c included in the antenna function unit 120 are selected as described above.

図３～図７に示す実施形態の無線アンテナ１００では、ｊ番目（ｊ∈Ｓ，Ｓは集合｛１，…，Ｎ｝の空集合を除く予め定められた部分集合である）のアンテナ機能部１２０に含まれる全ての塊体１１０ｃの密着状態の保持が恒久的な方法でなされなければ、導波路１１０の一部を電磁波の放射部として機能させるｊ番目のアンテナ機能部１２０に含まれる全ての塊体１１０ｃの密着状態はいつでも解消可能である。つまり、導波路１１０の一部を電磁波の放射部として機能させる必要のある期間ではｊ番目のアンテナ機能部１２０に含まれる全ての塊体１１０ｃの密着状態は保持され続けるが、当該必要が無くなった場合、放射部として機能する部位のｊ番目のアンテナ機能部１２０に含まれる全ての塊体１１０ｃの密着状態が解消される。密着状態が解消された部位は、電磁波の放射部としての機能を失うとともに導波路として機能する。このため、サービスエリアの変更に応じて電磁波の放射部の位置、つまりアンテナ機能部１２０を導波路１１０に取り付ける位置を容易に変更することができる。 In the radio antenna 100 of the embodiments shown in FIGS. 3 to 7, the j-th (jεS, S is a predetermined subset of the set {1, . . . , N} excluding an empty set) antenna function unit 120, unless all of the blocks 110c included in 120 are kept in close contact with each other, all of the j-th antenna function units 120 that cause part of the waveguide 110 to function as an electromagnetic wave radiation unit The close contact state of the mass 110c can be canceled at any time. In other words, during the period in which a part of the waveguide 110 needs to function as an electromagnetic wave radiating section, all the lumps 110c included in the j-th antenna functioning section 120 continue to be kept in close contact, but this is no longer necessary. In this case, the contact state of all lumps 110c included in the j-th antenna function portion 120 that functions as a radiation portion is eliminated. The part where the close contact state is eliminated loses its function as an electromagnetic wave radiation part and also functions as a waveguide. Therefore, the position of the electromagnetic wave radiating portion, that is, the position where the antenna function portion 120 is attached to the waveguide 110 can be easily changed according to the change of the service area.

上述の無線アンテナ１００は、送信用のアンテナとしてではなく、受信用のアンテナとしても使用できる。この場合、例えば、導波路１１０の上記一端には、信号生成装置８００に替えて受信装置が接続される。例えば携帯電話から発せられた電磁波は受信部（つまり、アンテナ機能部１２０である）で吸収され、導波路１１０によって受信装置に伝達される。３ｄＢの損失は、受信部で吸収された電磁波が導波路１１０の上記一端と上記他端とに向かって分配されることによって発生する。導波路１１０の上記一端には、信号生成装置８００に替えて送信機能と受信機能の両方を持つ送受信装置が接続されてもよい。この他、（１）上記一端に信号生成装置８００が接続されている導波路１１０の上記他端に受信装置を接続する構成も採用できるし、（２）上記一端に送受信装置が接続されている導波路１１０の上記他端に受信装置を接続する構成も採用できるし、（３）無線アンテナ１００の上記一端と上記他端のそれぞれに受信装置を接続する構成も採用できるし、（４）無線アンテナ１００の上記一端と上記他端のそれぞれに送受信装置を接続する構成も採用できる。特に、（２），（３），（４）の構成によると、図示しない合成装置が導波路１１０の両端に接続された装置の受信機能で受信した電磁波を合成することによって、上述の３ｄＢの損失を解消することができる。 The radio antenna 100 described above can be used not only as a transmitting antenna but also as a receiving antenna. In this case, for example, a receiver is connected to the one end of the waveguide 110 instead of the signal generator 800 . For example, an electromagnetic wave emitted from a mobile phone is absorbed by the receiving section (that is, the antenna function section 120) and transmitted to the receiving device through the waveguide 110. FIG. A loss of 3 dB is caused by the electromagnetic waves absorbed in the receiving section being distributed toward the one end and the other end of the waveguide 110 . A transmitting/receiving device having both a transmitting function and a receiving function may be connected to the one end of the waveguide 110 instead of the signal generating device 800 . In addition, (1) a configuration in which a receiving device is connected to the other end of the waveguide 110 to which the signal generating device 800 is connected to one end can also be adopted, and (2) a transmitting/receiving device is connected to the one end. A configuration in which a receiving device is connected to the other end of the waveguide 110 can be adopted, (3) a configuration in which a receiving device is connected to each of the one end and the other end of the radio antenna 100 can be adopted, and (4) a radio A configuration in which a transmitting/receiving device is connected to each of the one end and the other end of the antenna 100 can also be adopted. In particular, according to the configurations of (2), (3), and (4), a synthesizing device (not shown) combines the electromagnetic waves received by the receiving functions of the devices connected to both ends of the waveguide 110, thereby achieving the above-described 3 dB loss can be eliminated.

上述の各種の実施形態に開示された技術的特徴は互いに排他的であるとは限らない。技術的観点から矛盾の無い限り、或る実施形態の技術的特徴を他の実施形態の技術的特徴に適用してもよい。 The technical features disclosed in the various embodiments described above are not necessarily mutually exclusive. Technical features of one embodiment may be applied to technical features of other embodiments as long as there is no contradiction from a technical point of view.

＜補遺＞
例示的な実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者は本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行い、その要素を均等物で置き換えることができることを理解するであろう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定のシステム、デバイス、またはそのコンポーネントを本発明の教示に適合させるために、多くの修正を加えることができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むものとする。 <Addendum>
Although the invention has been described with reference to illustrative embodiments, those skilled in the art will appreciate that various changes can be made and equivalents substituted for elements thereof without departing from the scope of the invention. deaf. In addition, many modifications may be made to adapt a particular system, device, or component thereof to the teachings of the invention without departing from the essential scope of the invention. Therefore, it is intended that the present invention not be limited to the particular embodiments disclosed for carrying out the invention, but include all embodiments falling within the scope of the appended claims.

さらに、「第１」、「第２」などの用語の使用は、それがもしあれば、順序や重要性を示すものではなく、「第１」、「第２」などの用語は要素を区別するために使用される。本明細書で使用される用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定することを意図するものでは決してない。用語「含む」とその語形変化は、本明細書および/または添付の請求の範囲で使用される場合、言及された特徴、ステップ、操作、要素、および/またはコンポーネントの存在を明らかにするが、一つ以上の他の特徴、ステップ、操作、要素、コンポーネント、および/またはそれらのグループの存在または追加を排除しない。「および/または」という用語は、それがもしあれば、関連するリストされた要素の一つ以上のありとあらゆる組み合わせを含む。請求の範囲および明細書において、特に明記しない限り、「接続」、「結合」、「接合」、「連結」、またはそれらの同義語、およびそのすべての語形は、例えば互いに「接続」または「結合」されているか互いに「連結」している二つの間の一つ以上の中間要素の存在を必ずしも否定しない。請求の範囲および明細書において、「任意」という用語は、それがもしあれば、特に明記しない限り、全称記号∀と同じ意味を表す用語として理解されるべきである。例えば、「任意のＸについて」という表現は「すべてのＸについて」あるいは「各Ｘについて」と同じ意味を持つ。 Further, the use of the terms "first," "second," etc., if any, does not imply an order or importance, if any, and the terms "first," "second," etc. distinguish between elements. used to The terminology used herein is for the purpose of describing embodiments and is not intended to be limiting of the invention in any way. The term "comprising" and its conjugations, when used herein and/or in the appended claims, reveal the presence of the mentioned features, steps, operations, elements and/or components, does not exclude the presence or addition of one or more other features, steps, operations, elements, components, and/or groups thereof. The term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed elements, if any. In the claims and the specification, unless otherwise stated, the terms "connect", "couple", "join", "link" or synonyms thereof and all forms thereof may be used, for example, to "connect" or "couple" to each other. does not necessarily deny the existence of one or more intermediate elements between the two that are "connected" or "connected" to each other. In the claims and in the specification, the term "arbitrary", if any, is to be understood as a term synonymous with the universal symbol ∀, unless otherwise specified. For example, the phrase "for any X" has the same meaning as "for all X" or "for each X".

特に断りが無い限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。さらに、一般的に使用される辞書で定義されている用語などの用語は、関連技術および本開示の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、明示的に定義されていない限り、理想的にまたは過度に形式的に解釈されるものではない。 Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Moreover, terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be construed to have a meaning consistent with their meaning in the context of the relevant art and this disclosure and are not explicitly defined. should not be interpreted ideally or overly formally unless

本発明の説明において、多くの技法およびステップが開示されていることが理解されるであろう。これらのそれぞれには個別の利点があり、それぞれ他の開示された技法の一つ以上、または場合によってはすべてと組み合わせて使用することもできる。したがって、煩雑になることを避けるため、本明細書では、個々の技法またはステップのあらゆる可能な組み合わせを説明することを控える。それでも、明細書および請求項は、そのような組み合わせが完全に本発明および請求項の範囲内であることを理解して読まれるべきである。 It will be appreciated that many techniques and steps are disclosed in describing the present invention. Each of these has individual advantages, and each can also be used in combination with one or more, and possibly all, of the other disclosed techniques. Therefore, to avoid clutter, this specification refrains from describing every possible combination of individual techniques or steps. Nevertheless, the specification and claims should be read with the understanding that such combinations are fully within the scope of the invention and claims.

以下の請求項において手段またはステップと結合したすべての機能的要素の対応する構造、材料、行為、および同等物は、それらがあるとすれば、他の要素と組み合わせて機能を実行するための構造、材料、または行為を含むことを意図する。 Corresponding structures, materials, acts, and equivalents of all functional elements combined with means or steps in the following claims refer to structures, if any, for performing a function in combination with other elements. intended to include , materials, or acts.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更と変形が許される。選択され且つ説明された実施形態は、本発明の原理およびその実際的応用を解説するためのものである。本発明は様々な変更あるいは変形を伴って様々な実施形態として使用され、様々な変更あるいは変形は期待される用途に応じて決定される。そのような変更および変形のすべては、添付の請求の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれることが意図されており、公平、適法および公正に与えられる広さに従って解釈される場合、同じ保護が与えられることが意図されている。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. Various changes and modifications are allowed without departing from the gist of the present invention. The selected and described embodiments are intended to illustrate the principles of the invention and its practical application. The present invention may be used in various embodiments with various modifications or variations determined according to the expected application. All such modifications and variations are intended to be included within the scope of the invention as defined by the appended claims and, when construed in accordance with the breadth given to fairness, lawfulness and fairness, the same It is intended to be protected.

Claims (9)

ミリ波帯または準ミリ波帯の信号を送受信可能な無線アンテナであって、
誘電体で形成されたケーブル状の導波路と、アンテナ機能部を含み、
上記導波路の誘電率は、上記アンテナ機能部を除く上記導波路の周囲の誘電率よりも大きく、
上記アンテナ機能部は、誘電体で形成されたＭ個（ただし、Ｍは１以上の予め定められた整数である）の塊体を含み、
上記Ｍ個の塊体のそれぞれは、上記導波路上に、または、上記導波路の近傍に、位置しており、
Ｍ＝１の場合において上記１個の塊体の長手方向と上記導波路の長手方向がなす角度、あるいは、Ｍ≧２の場合において上記Ｍ個の塊体が配置される方向と上記導波路の長手方向がなす角度は、０度よりも大きく９０度よりも小さい
無線アンテナ。 A radio antenna capable of transmitting and receiving signals in the millimeter wave band or quasi-millimeter wave band,
including a cable-shaped waveguide made of dielectric material and an antenna function part,
the dielectric constant of the waveguide is greater than the dielectric constant around the waveguide excluding the antenna function part;
The antenna function unit includes M pieces (where M is a predetermined integer of 1 or more) formed of a dielectric,
each of the M masses is located on or near the waveguide;
In the case of M=1, the angle formed by the longitudinal direction of the one lump and the longitudinal direction of the waveguide, or in the case of M≧2, the direction in which the M lumps are arranged and the angle of the waveguide A radio antenna whose longitudinal direction forms an angle greater than 0 degrees and less than 90 degrees. 請求項１に記載の無線アンテナにおいて、
上記Ｍ個の塊体は、上記導波路に固定されている
ことを特徴とする無線アンテナ。 The radio antenna according to claim 1,
A wireless antenna, wherein the M lumps are fixed to the waveguide. 請求項１に記載の無線アンテナにおいて、
上記Ｍ個の塊体は、上記導波路から取り外せる
ことを特徴とする無線アンテナ。 The radio antenna according to claim 1,
The radio antenna, wherein the M blocks are detachable from the waveguide. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線アンテナにおいて、
上記Ｍ個の塊体のそれぞれの誘電率は、上記導波路の誘電率以上である
ことを特徴とする無線アンテナ。 In the radio antenna according to any one of claims 1 to 3,
A radio antenna, wherein the permittivity of each of the M lumps is equal to or greater than the permittivity of the waveguide. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線アンテナにおいて、
さらに、もう一つのアンテナ機能部を含み、
上記もう一つのアンテナ機能部は、誘電体で形成されたＷ個（ただし、Ｗは１以上の予め定められた整数である）の塊体を含み、
上記Ｗ個の塊体のそれぞれは、上記導波路上に、または、上記導波路の近傍に、位置しており、
Ｗ＝１の場合において上記１個の塊体の長手方向と上記導波路の長手方向がなす角度、あるいは、Ｗ≧２の場合において上記Ｍ個の塊体が配置される方向と上記導波路の長手方向がなす角度は、０度よりも大きく９０度よりも小さく、
上記アンテナ機能部と上記もう一つのアンテナ機能部が上記導波路の周上の互いに１８０度離れた位置に位置する場合、上記アンテナ機能部における上記１個の塊体の長手方向（ただし、Ｍ＝１）または上記Ｍ個の塊体が配置される方向（ただし、Ｍ≧２）と、上記もう一つのアンテナ機能部における上記１個の塊体の長手方向（ただし、Ｗ＝１）または上記Ｗ個の塊体が配置される方向（ただし、Ｗ≧２）は、鏡映対称の関係にある
ことを特徴とする無線アンテナ。 In the radio antenna according to any one of claims 1 to 4,
Furthermore, including another antenna function part,
The another antenna function unit includes W (where W is a predetermined integer of 1 or more) lumps formed of a dielectric,
each of the W masses is located on or near the waveguide;
The angle formed by the longitudinal direction of the one lump and the longitudinal direction of the waveguide in the case of W=1, or the direction in which the M lumps are arranged and the waveguide in the case of W≧2 The angle formed by the longitudinal direction is greater than 0 degrees and less than 90 degrees,
When the antenna functioning portion and the other antenna functioning portion are positioned 180 degrees apart from each other on the circumference of the waveguide, the lengthwise direction of the one lump in the antenna functioning portion (where M= 1) Or the direction in which the M blocks are arranged (where M≧2) and the longitudinal direction of the one block in the other antenna function unit (W = 1) or the above W 1. A wireless antenna characterized in that the directions in which the clusters are arranged (where W≧2) have a relationship of reflection symmetry. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線アンテナにおいて、
上記導波路は分岐構造を持っている
ことを特徴とする無線アンテナ。 In the radio antenna according to any one of claims 1 to 5,
A radio antenna, wherein the waveguide has a branched structure. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線アンテナにおいて、
上記導波路は、電磁波を伝播できる媒体に接続している
ことを特徴とする無線アンテナ。 In the radio antenna according to any one of claims 1 to 6,
A radio antenna, wherein the waveguide is connected to a medium capable of propagating electromagnetic waves. ミリ波帯または準ミリ波帯の信号を送受信可能な無線アンテナであって、
誘電体で形成されたケーブル状の導波路と、アンテナ機能部と、光電変換器と、光ファイバーを含み、
上記導波路の誘電率は、上記アンテナ機能部を除く上記導波路の周囲の誘電率よりも大きく、
上記アンテナ機能部は、誘電体で形成されたＭ個（ただし、Ｍは１以上の予め定められた整数である）の塊体を含み、
上記Ｍ個の塊体のそれぞれは、上記導波路上に、または、上記導波路の近傍に、位置しており、
上記導波路の一端は上記光電変換器に接続しており、
上記光電変換器は上記光ファイバーに接続している
無線アンテナ。 A radio antenna capable of transmitting and receiving signals in the millimeter wave band or quasi-millimeter wave band,
Including a cable-shaped waveguide made of a dielectric, an antenna function part, a photoelectric converter, and an optical fiber,
the dielectric constant of the waveguide is greater than the dielectric constant around the waveguide excluding the antenna function part;
The antenna function unit includes M pieces (where M is a predetermined integer of 1 or more) formed of a dielectric,
each of the M masses is located on or near the waveguide;
One end of the waveguide is connected to the photoelectric converter,
The photoelectric converter is a radio antenna connected to the optical fiber. 無線アンテナと通信端末とを含む無線通信システムであって、
上記無線アンテナは、誘電体で形成されたケーブル状の導波路と、アンテナ機能部を含み、
上記導波路の誘電率は、上記アンテナ機能部を除く上記導波路の周囲の誘電率よりも大きく、
上記アンテナ機能部は、誘電体で形成されたＭ個（ただし、Ｍは１以上の予め定められた整数である）の塊体を含み、
上記Ｍ個の塊体のそれぞれは、上記導波路上に、または、上記導波路の近傍に、位置しており、
Ｍ＝１の場合において上記１個の塊体の長手方向と上記導波路の長手方向がなす角度、あるいは、Ｍ≧２の場合において上記Ｍ個の塊体が配置される方向と上記導波路の長手方向がなす角度は、０度よりも大きく９０度よりも小さく、
上記通信端末は、上記通信端末のアンテナで、上記アンテナ機能部から放射された電磁波を受信し、
上記アンテナ機能部は、上記通信端末のアンテナからの電磁波を受信する
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system including a wireless antenna and a communication terminal,
The radio antenna includes a cable-shaped waveguide made of a dielectric and an antenna function part,
the dielectric constant of the waveguide is greater than the dielectric constant around the waveguide excluding the antenna function part;
The antenna function unit includes M pieces (where M is a predetermined integer of 1 or more) formed of a dielectric,
each of the M masses is located on or near the waveguide;
In the case of M=1, the angle formed by the longitudinal direction of the one lump and the longitudinal direction of the waveguide, or in the case of M≧2, the direction in which the M lumps are arranged and the angle of the waveguide The angle formed by the longitudinal direction is greater than 0 degrees and less than 90 degrees,
The communication terminal receives an electromagnetic wave radiated from the antenna function unit with an antenna of the communication terminal,
The radio communication system, wherein the antenna function unit receives electromagnetic waves from an antenna of the communication terminal.

Images