(57)【要約】【課題】金属部材の近くに配置する場合に適切な指向性を有するパッチアンテナを設計できるアンテナ設計支援プログラム、アンテナ設計支援装置、及びアンテナ設計支援方法を提供する。【解決手段】アンテナ設計支援プログラムは、接地導体と、給電点を有するアンテナエレメントとを有するパッチアンテナの設計を支援するアンテナ設計支援プログラムであって、コンピュータに、前記パッチアンテナの周辺に配置される金属部材と前記パッチアンテナとの位置関係に基づき、前記金属部材の前記パッチアンテナ側の表面の垂線上に前記パッチアンテナの平面視での中心点と前記給電点とが位置するように、前記給電点と前記金属部材の相対位置を決定する決定処理を行わせる。【選択図】図１４
2020098430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地導体と、給電点を有するアンテナエレメントとを有するパッチアンテナの設計を支援するアンテナ設計支援プログラムであって、コンピュータに、
前記パッチアンテナの周辺に配置される金属部材と前記パッチアンテナとの位置関係に基づき、前記金属部材の前記パッチアンテナ側の表面の垂線上に前記パッチアンテナの平面視での中心点と前記給電点とが位置するように、前記給電点と前記金属部材の相対位置を決定する決定処理を行わせる、アンテナ設計支援プログラム。
【請求項２】
前記決定処理は、前記表面を地面とみなした場合に、前記パッチアンテナが放射する電波が垂直偏波になるように前記給電点と前記金属部材の相対位置を決定する処理である、請求項１記載のアンテナ設計支援プログラム。
【請求項３】
前記給電点の位置が決定している場合に、前記決定されている給電点と前記金属部材の相対位置に基づき、平面視における前記パッチアンテナに対して、前記金属部材を配置可能な方向をディスプレイに表示させる表示処理を前記コンピュータにさらに行わせる、請求項１又は２記載のアンテナ設計支援プログラム。
【請求項４】
前記表示処理は、平面視における前記パッチアンテナに対して、前記給電点と前記中心点を結ぶ第１方向において、前記金属部材を配置可能な方向を表示する処理である、請求項３記載のアンテナ設計支援プログラム。
【請求項５】
前記表示処理は、前記決定されている給電点と前記金属部材の相対位置に基づき、平面視における前記パッチアンテナに対して、前記金属部材を配置不可能な方向をさらに表示させる処理である、請求項３又は４記載のアンテナ設計支援プログラム。
【請求項６】
前記表示処理は、平面視における前記パッチアンテナに対して、前記アンテナエレメントの表面を含む面内で前記給電点と前記中心点を結ぶ第１方向に垂直な第２方向に、前記金属部材を配置不可能な方向を表示する処理である、請求項５記載のアンテナ設計支援プログラム。
【請求項７】
前記パッチアンテナは電子機器に設けられており、
前記給電点の位置が決定している場合に、前記決定されている給電点と前記金属部材の相対位置に基づき、前記金属部材を配置可能な方向を表す目印を前記電子機器に付与する処理を前記コンピュータにさらに行わせる、請求項１又は２記載のアンテナ設計支援プログラム。
【請求項８】
前記パッチアンテナ及び前記金属部材の位置が決定している場合に、前記決定されている給電点と前記金属部材の相対位置に基づき、前記給電点を配置可能な位置をディスプレイに表示させる表示処理を前記コンピュータにさらに行わせる、請求項１又は２記載のアンテナ設計支援プログラム。
【請求項９】
前記表示処理は、前記垂線の上に前記給電点を配置可能な位置を前記ディスプレイに表示させる処理である、請求項８記載のアンテナ設計支援プログラム。
【請求項１０】
接地導体と、給電点を有するアンテナエレメントとを有するパッチアンテナの設計を支援するアンテナ設計支援装置であって、
前記パッチアンテナの周辺に配置される金属部材と前記パッチアンテナとの位置関係に基づき、前記金属部材の前記パッチアンテナ側の表面の垂線上に前記パッチアンテナの平面視での中心点と前記給電点とが位置するように、前記給電点と前記金属部材の相対位置を決定する決定処理を行う決定処理部を含む、アンテナ設計支援装置。
【請求項１１】
接地導体と、給電点を有するアンテナエレメントとを有するパッチアンテナの設計を支援するアンテナ設計支援方法であって、
前記パッチアンテナの周辺に配置される金属部材と前記パッチアンテナとの位置関係に基づき、前記金属部材の前記パッチアンテナ側の表面の垂線上に前記パッチアンテナの平面視での中心点と前記給電点とが位置するように、前記給電点と前記金属部材の相対位置を決定する決定処理を行う、アンテナ設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ設計支援プログラム、アンテナ設計支援装置、及びアンテナ設計支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、１つの給電アンテナ素子と少なくとも１つの無給電アンテナ素子とをそれぞれ有する複数の可変指向性アンテナと、上記各給電アンテナ素子の長手方向の長さよりも長い少なくとも１つの金属ブロックとを備えたアレーアンテナ装置がある。
【０００３】
上記複数の可変指向性アンテナのうちの少なくとも２つが同時に励振される。上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して、上記金属ブロックのうちの少なくとも１つが設けられて、上記給電アンテナ素子に対して反射器として動作し、上記無給電アンテナ素子のそれぞれは、その電気長を切り換えるためのスイッチ回路を備える。
【０００４】
上記スイッチ回路により電気長を切り換えることにより、当該無給電アンテナ素子と同じ可変指向性アンテナに含まれる給電アンテナ素子に対して反射器として動作することを特徴とする（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０７３４２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のような従来技術には、金属部材の近くにパッチアンテナを配置する場合に、パッチアンテナが放射する電波が金属部材の表面を大地とみなした場合の垂直偏波と水平偏波とのいずれであるかでパッチアンテナの指向性が大きく変わることは開示されていない。
【０００７】
そこで、金属部材の近くに配置する場合に適切な指向性を有するパッチアンテナを設計できるアンテナ設計支援プログラム、アンテナ設計支援装置、及びアンテナ設計支援方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施の形態のアンテナ設計支援プログラムは、接地導体と、給電点を有するアンテナエレメントとを有するパッチアンテナの設計を支援するアンテナ設計支援プログラムであって、コンピュータに、前記パッチアンテナの周辺に配置される金属部材と前記パッチアンテナとの位置関係に基づき、前記金属部材の前記パッチアンテナ側の表面の垂線上に前記パッチアンテナの平面視での中心点と前記給電点とが位置するように、前記給電点と前記金属部材の相対位置を決定する決定処理を行わせる。
【発明の効果】
【０００９】
金属部材の近くに配置する場合に適切な指向性を有するパッチアンテナを設計できるアンテナ設計支援プログラム、アンテナ設計支援装置、及びアンテナ設計支援方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】パッチアンテナ１０を示す図である。
【図２】パッチアンテナ１０と金属部材２０とを示す図である。
【図３】パッチアンテナ１０の放射特性を示す図である。
【図４】パッチアンテナ１０の指向性を示す図である。
【図５】０度と９０度のパッチアンテナ１０の指向性を示す図である。
【図６】金属部材２０の近くに配置したパッチアンテナ１０の周辺の電界分布を示す図である。
【図７】実施の形態のアンテナ設計支援装置１００のハードウェア構成図である。
【図８】アンテナ設計支援装置１００の制御装置１１０の機能的な構成を示す図である。
【図９】ＩｏＴ機器モデル５０の構成とＣＡＤデータを示す図である。
【図１０】実施の形態のアンテナ設計支援方法の処理を示すフローチャートである。
【図１１】ディスプレイ４３の表示を示す図である。
【図１２】ディスプレイ４３の表示を示す図である。
【図１３】ディスプレイ４３の表示を示す図である。
【図１４】ディスプレイ４３の表示を示す図である。
【図１５】ディスプレイ４３の表示を示す図である。
【図１６】実施の形態の変形例におけるディスプレイ４３の表示とＩｏＴ機器５０Ａとを示す図である。
【図１７】実施の形態の変形例によるアンテナ設計支援方法の処理を示すフローチャートである。
【図１８】ディスプレイ４３に表示される画像の一例を示す図である。
【図１９】ディスプレイ４３に表示される画像の一例を示す図である。
【図２０】実施の形態の変形例によるＩｏＴ機器５０Ａを示す図である。
【図２１】実施の形態の変形例によるフローチャートを示す図である。
【図２２】実施の形態の変形例においてＩｏＴ機器５０Ａが実行する処理を表すフローチャートを示す図である。
【図２３】０度と９０度のパッチアンテナ１０の指向性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のアンテナ設計支援プログラム、アンテナ設計支援装置、及びアンテナ設計支援方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１２】
＜実施の形態＞
図１は、パッチアンテナ１０を示す図である。パッチアンテナ１０は、基板１０Ａ、アンテナエレメント１１、及び接地導体１２を含む。基板１０Ａは、一例として平面視で正方形で絶縁体製の板状部材である。アンテナエレメント１１は、基板１０Ａの一方の面に設けられる円板状の導体であり、一例として銅箔製である。アンテナエレメント１１は、中心点１１Ｃからオフセットした位置に給電点１１Ａを有する。接地導体１２は、基板１０Ａの他方の面に設けられる平面視で正方形の板状の導体であり、一例として銅箔製である。
【００１３】
給電点１１Ａには、例えば、基板１０Ａ及び接地導体１２に設けられた貫通孔の内部に挿通された同軸ケーブルの芯線が接続され、給電される。なお、この場合に、接地導体１２は、同軸ケーブルのシールド線に接続される。
【００１４】
図２は、パッチアンテナ１０と金属部材２０とを示す図である。図２（Ａ）と図２（Ｂ）では、アンテナエレメント１１は、基板１０ＡのＺ軸正方向側の表面に設けられている。図２（Ａ）と図２（Ｂ）では、給電点１１Ａの位置が異なる。以下では、直交座標系としてＸＹＺ座標系を用いて説明する。
【００１５】
金属部材２０は、一例として、ＹＺ平面に広がる金属板であり、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に６００ｍｍの寸法を有する。金属部材２０の表面２１は、パッチアンテナ１０に対してＹＺ平面方向に無限に広がるグランド面に相当する。なお、金属部材２０のＸ軸方向の寸法は、幾つであってもよいが、ここでは一例として数ｍｍであるものとする。
【００１６】
図２（Ａ）、（Ｂ）では、金属部材２０は、パッチアンテナ１０のＸ軸負方向側に配置されている。金属部材２０の表面２１は、パッチアンテナ１０側の表面であり、金属部材２０とパッチアンテナ１０とは離間している。表面２１の垂線は、Ｘ軸方向に平行である。
【００１７】
図２（Ａ）では、給電点１１Ａは、中心点１１Ｃを通る表面２１の垂線２１Ａ上にあり、中心点１１ＣよりもＸ軸正方向側に位置している。また、図２（Ｂ）では、給電点１１Ａは、図２（Ａ）に示す給電点１１ＡをＸＹ平面視で反時計回りに９０度回転させた位置にある。換言すれば、図２（Ｂ）では、給電点１１Ａは、中心点１１Ｃを通る表面２１の垂線２１Ａ上には存在せず、中心点１１Ｃを通るＹ軸に平行な直線上で中心点１１ＣよりもＹ軸正方向側に位置している。
【００１８】
図３は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すパッチアンテナ１０の放射特性を示す図である。図３に示す放射特性は、電磁界シミュレーションで得たものである。ここでは、図２（Ａ）に示すパッチアンテナ１０を０度のパッチアンテナ１０と称し、図２（Ｂ）に示すパッチアンテナ１０を９０度のパッチアンテナ１０と称して両者を区別する。図３（Ａ）〜（Ｃ）では、０度のパッチアンテナ１０の特性を実線で示し、９０度のパッチアンテナ１０の特性を破線で示す。
【００１９】
図３（Ａ）には、アンテナエレメント１１のＸ軸負方向側の端部と、金属部材２０の表面２１との間の距離Ｘ１に対する共振周波数ｆ０の変動を示す。ここで、一例として、パッチアンテナ１０の自由空間中における共振周波数は、１．００３ＧＨｚである。また、アンテナエレメント１１のＸ軸負方向側の端部とは、中心点１１Ｃを通る垂線２１Ａとアンテナエレメント１１の外周との交点である。
【００２０】
０度及び９０度のパッチアンテナ１０の共振周波数は、ともに、距離Ｘ１が１００ｍｍから約３３ｍｍ程度までは殆ど変化せず１．００３ＧＨｚである。０度のパッチアンテナ１０の共振周波数は、距離Ｘ１が約３３ｍｍから約１７ｍｍまでは約１．００２ＧＨｚまで低下し、さらに距離Ｘ１が０ｍｍに近づくにつれて、約０．９９３ＧＨｚまで低下している。
【００２１】
また、９０度のパッチアンテナ１０の共振周波数は、距離Ｘ１が１００ｍｍから約１７ｍｍまでは約１．００３ＧＨｚで殆ど変化せず、約１７ｍｍから０ｍｍに近づくにつれて、約１．００８ＧＨｚまで上昇している。
【００２２】
このように、距離Ｘ１を１００ｍｍから０ｍｍまで近づけたところ、０度のパッチアンテナ１０の共振周波数は、約１０ＭＨｚ低下し、９０度のパッチアンテナ１０の共振周波数は、約５ＭＨｚ増大した。このように、距離Ｘ１の変化に対する０度及び９０度のパッチアンテナ１０の共振周波数の変化は微小であることが分かった。なお、距離Ｘ１を０ｍｍにすることは、アンテナエレメント１１が金属部材２０に接触することを意味するため、距離Ｘ１は０ｍｍには設定していない。
【００２３】
図３（Ｂ）には、距離Ｘ１に対する帯域幅の変動を示す。ここで帯域幅は、Ｓ１１パラメータの値が−６ｄＢにおける帯域幅を用いる。一例として、パッチアンテナ１０の自由空間中における帯域幅は、２２．３５ＭＨｚである。
【００２４】
図３（Ｂ）に示すように、０度及び９０度のパッチアンテナ１０の帯域幅は、距離Ｘ１が１００ｍｍから０ｍｍに近づいても殆ど変動せずに約２２．３５ＭＨｚであった。より具体的には、帯域幅の変動は、約３ＭＨｚ以下であった。
【００２５】
このように、距離Ｘ１によって０度及び９０度のパッチアンテナ１０の帯域幅は殆ど変動しないことが分かった。
【００２６】
図３（Ｃ）は、距離Ｘ１に対するＺ軸正方向における実利得の変動を示す。一例として、パッチアンテナ１０の自由空間中における実利得は、６．１１ｄＢｉである。
【００２７】
図３（Ｃ）に示すように、０度のパッチアンテナ１０の実利得は、距離Ｘ１が約１０ｍｍ以上で５ｄＢｉ以上になったのに対して、９０度のパッチアンテナ１０のの実利得は、距離Ｘ１が約６５ｍｍ以上で５ｄＢｉ以上になった。
【００２８】
このように、０度のパッチアンテナ１０と、９０度のパッチアンテナ１０とでは、金属部材２０との距離Ｘ１によって実利得が大きく変動することが分かった。
【００２９】
図４は、パッチアンテナ１０の指向性を示す図である。図４に示す指向性は、電磁界シミュレーションで得たものである。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、パッチアンテナ１０の実利得は、Ｚ軸正方向で最大になる。なお、図４（Ａ）に示すパッチアンテナ１０は０度のパッチアンテナ１０であるが、９０度のパッチアンテナ１０であっても同様である。
【００３０】
図５は、０度と９０度のパッチアンテナ１０の指向性を示す図である。図５に示す指向性は、電磁界シミュレーションで得たものであり、ＸＺ平面での放射パターン（絶対利得特性（ｄＢ））のシミュレーション結果を示す図である。
【００３１】
図５（Ａ）に示すように、０度のパッチアンテナ１０では、矢印で示すメインローブの最も指向性が強い方向は、Ｚ軸正方向（＋Ｚ方向）から約１５度ほどＸ軸正方向（＋Ｘ方向）に傾いたが、全体的にＺ軸正方向の指向性が得られることが分かった。Ｚ軸正方向（＋Ｚ方向）は、パッチアンテナ１０単独で最も指向性が強くなる方向であり、設計方向である。なお、図５（Ａ）において、サイドローブは約−２ｄＢでＸＺ平面に均等に表れた。
【００３２】
また、図５（Ｂ）に示すように、９０度のパッチアンテナ１０では、矢印で示すメインローブの最も指向性が強い方向はＺ軸正方向（＋Ｚ方向）から約４５度ほどＸ軸正方向（＋Ｘ方向）に傾き、０度のパッチアンテナ１０よりも金属部材２０の影響を大きく受けることが確認できた。なお、サイドローブは、約０．５ｄＢでＸＺ平面に均等に表れた。
【００３３】
図６は、金属部材２０の近くに配置したパッチアンテナ１０の周辺の電界分布を示す図である。図６に示す電界分布は、電磁界シミュレーションで得たものである。図６（Ａ）、（Ｂ）に示す電界分布は、パッチアンテナ１０から放射される電波と、パッチアンテナ１０から放射され、金属部材２０によって反射された反射波との合成波の電界分布を示す。
【００３４】
ここで、金属部材２０の表面２１を大地（地面）とみなすと、０度のパッチアンテナ１０が放射する電波の電界は、ＸＺ平面内でＸ軸方向に振動しながらＺ軸方向に進行する垂直偏波として取り扱うことができる。また、９０度のパッチアンテナ１０が放射する電波の電界は、ＹＺ平面内でＹ軸方向に振動しながらＺ軸方向に進行する垂直偏波として取り扱うことができる。
【００３５】
垂直偏波は、導体の表面（ここでは金属部材２０の表面２１）で反射され難いが、水平偏波は導体の表面（ここでは金属部材２０の表面２１）で反射され易い。このため、図６（Ａ）に示すように、垂直偏波の電界は、金属部材２０の影響をあまり受けずに電界の大きさ及び方向が揃っている。
【００３６】
これに対して、図６（Ｂ）に示すように、水平偏波の電界は、金属部材２０の表面２１で反射された成分と相殺し合うことにより、特にパッチアンテナ１０に近い領域では電界が小さくなっていることが分かる。
【００３７】
以上より、実施の形態では、金属部材２０の近くにパッチアンテナ１０を配置する場合に、垂直偏波が得られるように給電点１１Ａの位置を調整する。
【００３８】
例えば、ＩｏＴ(Internet of Things)機器にパッチアンテナ１０を設けて通信を行う場合に、ＩｏＴ機器の周囲には様々な金属製の物体が存在し得る。このような場合に、実施の形態では、金属部材２０との位置関係に基づいて、指向性の良好なパッチアンテナ１０を設計できるアンテナ設計支援プログラム、アンテナ設計支援装置、及びアンテナ設計支援方法を提供する。
【００３９】
図７は、実施の形態のアンテナ設計支援装置１００のハードウェア構成図である。アンテナ設計支援装置１００は、パッチアンテナ１０のアンテナ特性を計算するためのアンテナ設計支援プログラムを動作させる。アンテナ設計支援装置１００は、一般的に使用されるパーソナルコンピューターであってもよい。
【００４０】
アンテナ設計支援装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、メモリ４２、ディスプレイ４３、キーボード４４、Ｉ／Ｆ（Interface）４５、バス４６を有する。
【００４１】
ＣＰＵ４１は、メモリ４２に記録されたアンテナ設計支援プログラムを読出し、実行することにより、アンテナ設計処理を実現する演算装置である。
【００４２】
メモリ４２は、アンテナ設計支援プログラムおよびＣＰＵ４１によりプログラムを実行した結果、発生したデータなどを記憶する記憶装置である。メモリ４２は、フラッシュメモリ等の不揮発メモリであってもよいし、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリであってもよい。メモリ４２は、ＣＰＵ４１が実行するプログラムを一時的に記憶してもよい。記憶装置として、メモリ４２の他に、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの他の記憶装置を用いてもよい。ディスプレイ４３、キーボード４４、Ｉ／Ｆ４５、ＣＰＵ４１、メモリ４２は、バス４６により互いに電気的に接続されている。
【００４３】
ディスプレイ４３は、解析対象モデルを作成するための三次元ＣＡＤの操作画面などを表示するための表示装置であり、タッチパネルが一体化されていてもよい。
【００４４】
キーボード４４は、利用者がアンテナ設計支援装置１００に対し外部から操作するための入力装置である。Ｉ／Ｆ４５は、アンテナ設計支援装置１００と外部装置とを接続するための外部接続装置である。
【００４５】
図８は、アンテナ設計支援装置１００の制御装置１１０の機能的な構成を示す図である。制御装置１１０は、図７に示すＣＰＵ４１及びメモリ４２によって実現される。
【００４６】
制御装置１１０は、主制御部１１１、位置決定部１１２、表示処理部１１３、及びメモリ１１４を有する。主制御部１１１、位置決定部１１２、表示処理部１１３は、制御装置１１０の機能を表したものであり、メモリ１１４は、制御装置１１０のメモリを機能的に表したものである。
【００４７】
主制御部１１１は、制御装置１１０の処理を統括する処理部であり、位置決定部１１２及び表示処理部１１３が実行する処理以外の処理を行う。
【００４８】
位置決定部１１２は、給電位置決定部１１２Ａと方向判定部１１２Ｂを有する。給電位置決定部１１２Ａは、パッチアンテナ１０及び金属部材２０の位置が決まっている場合に、給電点１１Ａと金属部材２０の相対位置に基づき、給電点を配置可能な位置を決定する。
【００４９】
方向判定部１１２Ｂは、給電点１１Ａの位置が決まっている場合に、給電点１１Ａと金属部材２０の相対位置に基づき、パッチアンテナ１０に対して、平面視において金属部材２０を配置可能な方向を判定する。
【００５０】
このような給電位置決定部１１２Ａと方向判定部１１２Ｂを有する位置決定部１１２は、次のような処理を行う処理部であると言える。位置決定部１１２は、パッチアンテナ１０の周辺に配置される金属部材２０とパッチアンテナ１０との位置関係に基づき、金属部材２０のパッチアンテナ１０側の表面の垂線上にパッチアンテナ１０の平面視での中心と給電点１１Ａとが位置するように、給電点１１Ａと金属部材２０の相対位置を決定する処理を行う処理部である。位置決定部１１２は、決定処理部の一例である。また、金属部材２０のパッチアンテナ１０側の表面は、ここでは金属部材２０のパッチアンテナ１０に最も近い表面である。
【００５１】
表示処理部１１３は、主制御部１１１及び位置決定部１１２が決定した内容をディスプレイ４３に表示する表示処理を行う。
【００５２】
図９は、ＩｏＴ機器モデル５０の構成とＣＡＤデータを示す図である。図９（Ａ）に示すＩｏＴ機器モデル５０は、一例としてオーディオ５５のスピーカ５５Ａの隣に配置される人感センサである。オーディオ５５は、２つのスピーカ５５Ａ、電子回路５５Ｂ、及びモニタ５５Ｃ等を含む。
【００５３】
人感センサとしてのＩｏＴ機器モデル５０は、一例として、熱、光、音等を利用して人間の存在を検出する。ＩｏＴ機器モデル５０は、一方のスピーカ５５Ａの隣に配置される。
【００５４】
スピーカ５５Ａは、金属部材を内蔵するため、スピーカ５５Ａの隣にＩｏＴ機器モデル５０を配置するには、所望の指向性が得られるように、スピーカ５５Ａの金属部材を金属部材２０として考えた場合に、給電点１１Ａ、中心点１１Ｃ、及び金属部材２０が図２（Ａ）に示すような位置関係になるようにパッチアンテナ１０を配置することが望ましい。
【００５５】
図９（Ｂ）には、ＩｏＴ機器モデル５０のＣＡＤデータを示す。ＩｏＴ機器モデル５０のＣＡＤデータは、ＩｏＴ機器モデル５０のＩＤ(Identifier)及びサイズ、パッチアンテナ１０の中心点１１Ｃのｘ、ｙ、ｚ座標、パッチアンテナ１０の半径、及びパッチアンテナ１０の給電点１１Ａのｘ、ｙ、ｚ座標を含む。なお、中心点１１Ｃと給電点１１Ａのｘ、ｙ、ｚ座標は、ＩｏＴ機器モデル５０の基準点に対する相対的な座標である。
【００５６】
ここで、ＣＡＤデータでは小文字で示すｘｙｚ座標系を用いている。ｘｙｚ座標系の基準点と、図２等に示す大文字で示すＸＹＺ座標系の基準点との差を図９（Ｂ）に示すＩｏＴ機器モデル５０のサイズ、パッチアンテナ１０の中心点１１Ｃのｘ、ｙ、ｚ座標、及びパッチアンテナ１０の給電点１１Ａのｘ、ｙ、ｚ座標に加算すれば、ＩｏＴ機器モデル５０のサイズと、中心点１１Ｃ及び給電点１１Ａの座標とをＸＹＺ座標系で表すことができる。
【００５７】
図１０は、実施の形態のアンテナ設計支援方法の処理を示すフローチャートである。図１０に示す処理は、アンテナ設計支援装置１００がアンテナ設計支援プログラムを実行することによって行われる。
【００５８】
主制御部１１１は、処理がスタート（ＳＴＡＲＴ）すると、パッチアンテナ１０を含むＩｏＴ機器モデル５０の仕様データを取得する（ステップＳ１）。ＩｏＴ機器モデルとは、ディスプレイ４３に表示するためのＩｏＴ機器を表すモデルである。
【００５９】
仕様データとは、ＩｏＴ機器モデル５０のサイズ、各部の位置、ＩｏＴ機器モデル５０におけるパッチアンテナ１０の位置、中心点１１Ｃ（図１参照）の位置等の仕様を表すデータであり、例えばＩｏＴ機器モデル５０のＣＡＤ(Computer-Aided Design)データである。仕様データは、給電点１１Ａの位置を含むものと、含まないものとがある。例えば、主制御部１１１がディスプレイ４３に仕様データの入力を求めるメッセージを表示し、利用者がアンテナ設計支援装置１００に入力することによって取得される。
【００６０】
表示処理部１１３は、ＩｏＴ機器モデル５０とパッチアンテナ１０をディスプレイ４３に表示する（ステップＳ１Ａ）。
【００６１】
主制御部１１１は、仕様データに給電点１１Ａの位置が含まれるかどうかを判定する（ステップＳ２）。
【００６２】
主制御部１１１によって仕様データに給電点１１Ａの位置が含まれる（Ｓ２：ＹＥＳ）と判定されると、方向判定部１１２Ｂは、給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分の延長方向を配置可能方向として判定する（ステップＳ３）。
【００６３】
配置可能方向とは、パッチアンテナ１０に対して金属部材２０を配置可能な方向であり、その方向に金属部材２０を配置すると、図２（Ａ）に示すパッチアンテナ１０と金属部材２０との関係と同様に、図６（Ａ）に示す垂直偏波が得られる方向である。配置可能方向については、図１２を用いて後述する。なお、給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分が延在する方向は、第１方向の一例である。
【００６４】
表示処理部１１３は、ディスプレイ４３に、給電点１１Ａと、パッチアンテナ１０に対して金属部材２０を配置可能な方向を表示する（ステップＳ４）。
【００６５】
表示処理部１１３によるステップＳ４の処理が終了すると、主制御部１１１は、一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００６６】
また、ステップＳ２において主制御部１１１によって仕様データに給電点１１Ａの位置が含まれない（Ｓ２：ＮＯ）と判定されると、主制御部１１１は、金属部材２０の位置を決めるかどうかを利用者に問うメッセージとＹＥＳ／ＮＯボタンをディスプレイ４３に表示し、利用者によってＹＥＳボタンが押されたかどうかを判定する（ステップＳ５）。
【００６７】
主制御部１１１は、ＮＯボタンが押された（Ｓ５：ＮＯ）と判定すると、利用者に給電点１１Ａの位置の入力を求めるメッセージをディスプレイ４３に表示し、入力を待つ（ステップＳ６）。
【００６８】
表示処理部１１３は、ステップＳ１Ａでのディスプレイ４３の表示内容に、給電点１１Ａを追加して表示する（ステップＳ６Ａ）。主制御部１１１は、ステップＳ６Ａの処理を終えるとフローをステップＳ２にリターンする。
【００６９】
また、主制御部１１１は、ステップＳ５において、ＹＥＳボタンが押された（Ｓ５：ＹＥＳ）と判定すると、利用者に金属部材２０の位置の入力を求めるメッセージをディスプレイ４３に表示し、入力を待つ（ステップＳ７）。
【００７０】
利用者によって金属部材２０の位置が入力されると、給電位置決定部１１２Ａは、金属部材２０の表面２１の垂線２１Ａと、アンテナエレメント１１の中心点１１Ｃの位置とに基づいて給電点１１Ａを配置可能な位置を決定し、ディスプレイ４３に表示する（ステップＳ８）。
【００７１】
給電位置決定部１１２ＡによるステップＳ８の処理が終了すると、主制御部１１１は、一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００７２】
図１１乃至図１５は、図１０に示すフローチャートが実行される際のディスプレイ４３の表示を示す図である。
【００７３】
ステップＳ１Ａでは、一例として、図１１に示すように表示処理部１１３がＩｏＴ機器モデル５０とパッチアンテナ１０をディスプレイ４３に表示する。
【００７４】
また、ステップＳ４では、一例として、図１２に示すように表示処理部１１３が図１１に示す表示内容に、給電点１１Ａ、金属モデル３０、及び垂線３１Ａを追加して表示する。金属モデル３０は、パッチアンテナ１０に対して金属部材２０を配置可能な方向を表す。ここでは、配置可能な方向は、パッチアンテナ１０側を向く表面を有する金属部材２０が延在可能な向きを表し、延在可能な向きはパッチアンテナ１０から見た方向である。
【００７５】
また、配置可能な方向は、パッチアンテナ１０のアンテナエレメント１１の給電点１１Ａ及び中心点１１Ｃを含む軸方向（Ｘ軸方向（第１方向））と、アンテナエレメント１１の表面に平行で、アンテナエレメント１１の給電点１１Ａ及び中心点１１Ｃを含む軸方向（第１方向）に垂直な軸方向（Ｙ軸方向（第２方向））とで表す。
【００７６】
すなわち、配置可能な方向は、パッチアンテナ１０に対して金属部材２０を配置可能な方向をＸ軸及びＹ軸の２軸方向で表したものである。図１２では、金属モデル３０は、表面３１がＹＺ平面に平行になる状態で、パッチアンテナ１０のＸ軸正方向側又はＸ軸負方向側に金属部材２０を配置可能であることを示している。
【００７７】
表面３１は、金属モデル３０の表面のうち、パッチアンテナ１０側を向いている表面であり、パッチアンテナ１０に最も近い表面である。また、垂線３１Ａは、給電点１１Ａ及び中心点１１Ｃを通る表面３１の垂線である。なお、ステップＳ４では、垂線３１Ａを表示しなくてもよい。
【００７８】
また、ステップＳ６Ａでは、一例として、図１３に示すように表示処理部１１３が図１１に示す表示内容に、給電点１１Ａを追加して表示する。
【００７９】
また、ステップＳ８では、一例として、図１４（Ａ）に示すように表示処理部１１３が図１１に示す表示内容に、ステップＳ７で入力された位置に金属モデル３０と、アンテナエレメント１１の中心点１１Ｃを通る垂線３１Ａとを追加して表示する。垂線３１Ａのうち、アンテナエレメント１１の内部にある線分から中心点１１Ｃを除いた部分は、給電点１１Ａを配置可能な位置である。なお、設計パラメータから整合が最善となる位置が明白な場合は、垂線３１Ａに加えて、或いは代わりに、給電点１１Ａを配置可能な位置（２点）を表示してもよい。
【００８０】
なお、図１４（Ａ）とはＩｏＴ機器モデル５０に対する金属モデル３０の位置がＸＹ平面視で９０度異なる場合には、図１４（Ｂ）のように表示されることになる。
【００８１】
なお、ステップＳ４において、図１２に示すように表示処理部１１３が図１１に示す表示内容に、給電点１１Ａ、金属モデル３０、及び垂線３１Ａを追加して表示する形態について説明した。
【００８２】
しかしながら、ステップＳ４では、図１５に示すように、パッチアンテナ１０の給電点１１Ａ及び中心点１１Ｃとの関係で、金属部材２０を配置可能な方向と、金属部材２０を配置不可能な方向とをＩｏＴ機器モデル５０の表示に重ねてイラスト３２Ａ、３２Ｂでディスプレイ４３に示してもよい。また、給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ仮想的な垂線３１Ｂを示してもよい。なお、パッチアンテナ１０のアンテナエレメント１１の平面内において、給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ方向（Ｘ軸方向）に垂直な方向（Ｙ軸方向）は、第２方向の一例である。
【００８３】
ディスプレイ４３に表示される金属部材２０を配置可能な方向と、金属部材２０を配置不可能な方向とを表すイラスト３２Ａ、３２Ｂを見て、例えば、利用者がＩｏＴ機器に、金属部材２０を配置可能な方向と、金属部材２０を配置不可能な方向とを表すシールを貼るように指示するメッセージを表示してもよい。
【００８４】
また、図１２及び図１５に示す処理の代わりに、ステップＳ４において次のような処理を行ってもよい。図１６は、実施の形態の変形例におけるディスプレイ４３の表示とＩｏＴ機器５０Ａとを示す図である。
【００８５】
図１６（Ａ）に示すように、ディスプレイ４３にパッチアンテナ１０及びＩｏＴ機器モデル５０に加えて、パッチアンテナ１０に対して金属部材２０を配置可能な方向を表す目印３３を表示する。なお、ＩｏＴ機器モデル５０を配置する段階では、パッチアンテナ１０等のように筐体に覆われて見えないものは省略してもよい。
【００８６】
そして、アンテナ設計支援装置１００が、図１６（Ａ）に示すディスプレイ４３の表示の通りに、図１６（Ｂ）に示すように、実物のＩｏＴ機器５０Ａに実物の目印３３Ａを付与してもよい。
【００８７】
目印３３Ａは、製造会社のロゴを表すシール等であってもよく、取扱説明書に目印３３Ａの方向は、金属部材２０を配置可能な方向であることを明記しておけばよい。また、このような目印３３Ａは、ＩｏＴ機器５０Ａの筐体に加工されるマーク等であってもよい。
【００８８】
以上のように、実施の形態によれば、パッチアンテナ１０を金属部材２０の近くに配置する場合に、金属部材２０の位置が決まっている場合には、適切な指向性が得られる給電点１１Ａの位置を決定することができる。また、給電点１１Ａの位置が決まっている場合には、適切な指向性が得られる金属部材２０の位置を決定することができる。
【００８９】
したがって、金属部材２０の近くに配置する場合に適切な指向性を有するパッチアンテナを設計できるアンテナ設計支援プログラム、アンテナ設計支援装置１００、及びアンテナ設計支援方法を提供することができる。
【００９０】
なお、図１０に示す処理の代わりに、図１７に示す処理を実行してもよい。図１７は、実施の形態の変形例によるアンテナ設計支援方法の処理を示すフローチャートである。図１７に示す処理は、アンテナ設計支援装置１００がアンテナ設計支援プログラムを実行することによって行われる。ここで説明する処理は、ＩｏＴ機器の配置を決めるＩｏＴ機器配置支援方法として捉えてもよい。
【００９１】
主制御部１１１は、処理がスタート（ＳＴＡＲＴ）すると、ＩｏＴ機器モデル５０の仕様データと金属部材２０の仕様データとの決定を求めるメッセージと、仕様データの入力方法（手入力又はＣＡＤデータ）を選択する選択ボタンとをディスプレイ４３に表示し、どちらの選択ボタン（手入力又はＣＡＤデータ）が押されたかを判定する（ステップＳ１１）。
【００９２】
主制御部１１１は、手入力が選択されたと判定すると、目印とＩｏＴ機器モデル５０の仕様データとを入力する入力画面の画像をディスプレイ４３に表示する（ステップＳ１２）。目印は、パッチアンテナ１０に対して金属部材２０を配置可能な方向を表す目印であり、図１６（Ａ）に示す目印３３と同様である。
【００９３】
また、ＩｏＴ機器モデル５０の仕様データとは、ＩｏＴ機器モデル５０のサイズ、各部の位置、ＩｏＴ機器モデル５０におけるパッチアンテナ１０の位置、給電点１１Ａ及び中心点１１Ｃ（図１参照）の位置等の仕様を表すデータである。
【００９４】
ここでは、利用者がキーボード４４又はマウス等を利用してディスプレイ４３を見ながら、目印とＩｏＴ機器モデル５０の仕様データとを入力できるようにすればよい。なお、ステップＳ１２では、ディスプレイ４３には目印とパッチアンテナ１０は表示されるが、給電点１１Ａ及び中心点１１Ｃは表示されない。
【００９５】
主制御部１１１は、目印とＩｏＴ機器モデル５０の仕様データとの入力が完了すると、利用者に金属部材２０の位置の選択を求める入力画面をディスプレイ４３に表示する（ステップＳ１３）。一例として、パッチアンテナ１０を平面視した表示において、ＩｏＴ機器モデル５０の周囲に金属部材２０を配置する候補になる領域（配置候補領域）を表示し、利用者にいずれかの配置候補領域を選択させればよい。利用者は、ディスプレイ４３に表示されるパッチアンテナ１０と目印とを見ながら、配置候補領域を選択する。
【００９６】
方向判定部１１２Ｂは、目印から給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分が延在する方向を求め、ステップＳ１３で選択された配置候補領域が、給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分を含む垂線を有するかどうかを判定する（ステップＳ１４）。
【００９７】
主制御部１１１は、ステップＳ１４において、方向判定部１１２Ｂによって配置候補領域が給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分を含む垂線を有する（Ｓ１４：ＹＥＳ）と判定されると、金属部材２０の配置が適切であることを表すメッセージをディスプレイ４３に表示する（ステップＳ１５）。
【００９８】
主制御部１１１は、ステップＳ１５の処理を終えると、一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００９９】
また、主制御部１１１は、ステップＳ１４において、方向判定部１１２Ｂによって配置候補領域が給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分を含む垂線を有しない（Ｓ１４：ＮＯ）と判定されると、金属部材２０の配置が適切ではないことを表すメッセージをディスプレイ４３に表示する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、適切な金属部材２０の配置を表す画像をディスプレイ４３に表示してもよい。
【０１００】
主制御部１１１は、ステップＳ１６の処理を終えると、フローをステップＳ１１にリターンする。
【０１０１】
また、主制御部１１１は、ステップＳ１１において、ＣＡＤデータを選択する選択ボタンが押されたと判定すると、目印と、ＩｏＴ機器モデル５０の仕様データと、金属部材２０の仕様データとを表すＣＡＤデータの入力を求めるメッセージをディスプレイ４３に表示する（ステップＳ１７）。
【０１０２】
ＩｏＴ機器モデル５０の仕様データを表すＣＡＤデータとは、ＩｏＴ機器モデル５０のサイズ、各部の位置、ＩｏＴ機器モデル５０におけるパッチアンテナ１０の位置、給電点１１Ａ及び中心点１１Ｃ（図１参照）の位置等の仕様を表すＣＡＤデータである。
【０１０３】
金属部材２０の仕様データを表すＣＡＤデータとは、金属部材２０のサイズ、形状、材質名等を表すＣＡＤデータである。
【０１０４】
ＩｏＴ機器モデル５０の仕様データと、金属部材２０の仕様データとを表すＣＡＤデータは、アンテナ設計支援装置１００のメモリ４２に格納されている場合には、メモリ４２から読み出せばよい。また、アンテナ設計支援装置１００がインターネット等のネットワークに接続された状態で、利用者がＩｏＴ機器モデル５０の仕様データと、金属部材２０の仕様データとを表すＣＡＤデータをダウンロードしてもよい。また、その他の方法によって、ＩｏＴ機器モデル５０の仕様データと、金属部材２０の仕様データとを表すＣＡＤデータを入手してもよい。
【０１０５】
なお、ステップＳ１７では、ディスプレイ４３には目印とパッチアンテナ１０は表示されるが、給電点１１Ａ及び中心点１１Ｃは表示されない。
【０１０６】
上述の処理におけるステップＳ１３では、例えば、図１８に示すような画像をディスプレイ４３に表示すればよい。図１８は、ステップＳ１３においてディスプレイ４３に表示される画像の一例を示す図である。
【０１０７】
図１８に示すように、パッチアンテナ１０をＸＹ平面視した表示において、パッチアンテナ１０の近くに目印３３を表示するとともに、ＩｏＴ機器モデル５０の周囲に配置候補領域３４を表示し、利用者にいずれかの配置候補領域３４を選択させればよい。
【０１０８】
また、ステップＳ１４では、図１８に示す４つの配置候補領域３４のうち、パッチアンテナ１０に対してＸ軸正方向側又はＸ軸負方向側に位置する配置候補領域３４が選択されている場合に、配置候補領域３４が給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分を含む垂線を有すると判定されることになる。なお、パッチアンテナ１０等のように筐体に覆われて見えないものは省略してもよい。
【０１０９】
また、ステップＳ１６では、図１９に示すように、パッチアンテナ１０に対してＸ軸正方向側及びＸ軸負方向側に位置する配置候補領域３４を強調表示して「パッチアンテナ１０の右又は左にある配置候補領域３４を選択して下さい」というメッセージ３５を表示すればよい。図１９は、ステップＳ１６においてディスプレイ４３に表示される画像の一例を示す図である。なお、パッチアンテナ１０等のように筐体に覆われて見えないものは省略してもよい。
【０１１０】
以上、図１７に示す処理によれば、図１０に示す処理と同様に、パッチアンテナ１０を金属部材２０の近くに配置する場合に、金属部材２０の位置が決まっている場合には、適切な指向性が得られる給電点１１Ａの位置を決定することができる。また、給電点１１Ａの位置が決まっている場合には、適切な指向性が得られる金属部材２０の位置を決定することができる。
【０１１１】
したがって、金属部材２０の近くに配置する場合に適切な指向性を有するパッチアンテナを設計できるアンテナ設計支援プログラム、アンテナ設計支援装置１００、及びアンテナ設計支援方法を提供することができる。
【０１１２】
なお、図１７では、目印３３(図１８参照)の入力を利用者に求め、目印３３を用いて配置候補領域３４が給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分を含む垂線を有するかどうかを判定する形態について説明した。
【０１１３】
しかしながら、目印３３を用いずに、給電点１１Ａと中心点１１Ｃの位置を用いて、配置候補領域３４が給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分を含む垂線を有するかどうかを判定してもよい。この場合には、目印３３の入力を利用者に求めなくてよい。
【０１１４】
また、図１７におけるステップＳ１１の処理において、仕様データの入力方法に、手入力とＣＡＤデータに加えて、ＩｏＴ機器５０Ａの外観写真を選択するボタンを加えてもよい。ＩｏＴ機器５０Ａの外観からパッチアンテナ１０、給電点１１Ａ、中心点１１Ｃを特定できる場合には、外観写真から給電点１１Ａと中心点１１Ｃの位置関係を特定して、ステップＳ１２以降の処理を行ってもよい。
【０１１５】
また、図１７に示すステップＳ１６の処理内容を変更し、その後にさらに処理を追加してもよい。ここでは、図２０及び図２１を用いる。図２０は、実施の形態の変形例によるＩｏＴ機器５０Ａを示す図である。図２１は、実施の形態の変形例によるフローチャートを示す図である。図２２は、実施の形態の変形例においてＩｏＴ機器５０Ａが実行する処理を表すフローチャートを示す図である。
【０１１６】
前提として、アンテナ設計支援装置１００は、ケーブル等を介してＩｏＴ機器５０Ａとデータ通信が可能になっており、ＩｏＴ機器５０Ａは、図２０に示すように複数の給電点１１Ａ、１１Ｂを切り替えるスイッチ１３を有することとする。ＩｏＴ機器５０Ａは、マイクロコンピュータ等で実現される制御部５１Ａを有し、制御部５１Ａは、ケーブル５２Ａを介してアンテナ設計支援装置１００から入力される指令に基づいて、スイッチ１３を切り替える。なお、ケーブル５２Ａの代わりに無線通信を用いてもよい。
【０１１７】
図２１に示すフローチャートは、図１７に示すフローチャートのステップＳ１６をステップＳ１６Ａに変更し、ステップＳ１６Ａの後にステップＳ１８を追加したものである。
【０１１８】
主制御部１１１は、ステップＳ１４において、方向判定部１１２Ｂによって配置候補領域が給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分を含む垂線を有しない（Ｓ１４：ＮＯ）と判定されると、給電位置を変更するかどうかを問うメッセージと、変更するかどうかを選択するボタンとをディスプレイ４３に表示する(ステップＳ１６Ａ)。
【０１１９】
主制御部１１１は、ステップＳ１６Ａで変更するボタンが押されると、給電点を切り替えさせる切替指令をＩｏＴ機器５０Ａに送信する（ステップＳ１８）。切替指令は、ケーブル５２Ａを介してＩｏＴ機器５０Ａに送信される。
【０１２０】
なお、主制御部１１１は、ステップＳ１６Ａで変更しないボタンが押されると、一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。
【０１２１】
図２２に示すように、制御部５１Ａは、切替指令を受信したかどうかを判定する（ステップＳ２１）。
【０１２２】
制御部５１Ａは、切替指令を受信すると、スイッチ１３を切り替える（ステップＳ２２）。
【０１２３】
制御部５１Ａは、ステップＳ２２の処理を終えると一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。
【０１２４】
例えば、スイッチ１３が給電点１１Ａに接続されている状態で、図２１に示すステップＳ１４において配置候補領域が給電点１１Ａと中心点１１Ｃとを結ぶ線分を含む垂線を有しない（Ｓ１４：ＮＯ）と判定された場合には、ステップＳ２２の処理により、スイッチ１３は給電点１１Ｂに接続される。
【０１２５】
給電点１１Ｂは、中心点１１Ｃに対して平面視で反時計回りに９０度の位置にあるため、垂直偏波から水平偏波に切り替えることができる。
【０１２６】
なお、ここでは、パッチアンテナ１０が２つの給電点１１Ａ、１１Ｂを有し、スイッチ１３で切り替える形態について説明したが、パッチアンテナ１０は、３つ以上の給電点を有していて、スイッチ１３によっていずれかの給電点に切り替え可能であってもよい。
【０１２７】
以上、図２１に示す処理によれば、図１０及び図１７に示す処理と同様に、パッチアンテナ１０を金属部材２０の近くに配置する場合に、金属部材２０の位置が決まっている場合には、適切な指向性が得られる給電点１１Ａ又は１１Ｂの位置を決定することができる。また、給電点１１Ａ又は１１Ｂの位置が決まっている場合には、適切な指向性が得られる金属部材２０の位置を決定することができる。
【０１２８】
また、利用者が適切な指向性が得られる金属部材２０の位置を選択しなかった場合に、適切な指向性が得られる金属部材２０の位置が得られるように給電点の位置を変更することができる。
【０１２９】
したがって、金属部材２０の近くに配置する場合に適切な指向性を有するパッチアンテナを設計できるアンテナ設計支援プログラム、アンテナ設計支援装置１００、及びアンテナ設計支援方法を提供することができる。
【０１３０】
なお、図２０には、制御部５１Ａがスイッチ１３で給電点１１Ａ、１１Ｂを切り替える形態を示したが、パッチアンテナ１０が１つの給電点１１Ａを有し、ＩｏＴ機器５０Ａがパッチアンテナ１０をＸＹ平面内で回転させる機構を含み、上述のように給電点１１Ａ、１１Ｂを切り替える代わりに、パッチアンテナ１０を回転させてもよい。
【０１３１】
また、以上では、垂直偏波が得られるように、給電点１１Ａ及び中心点１１Ｃと、金属部材２０との位置関係を調整する形態について説明した。このように垂直偏波が得られる場合には、パッチアンテナ１０が金属部材２０の近くに配置されても、図５（Ａ）に示すようにパッチアンテナ１０が向く方向（図５（Ａ）では＋Ｚ方向）に最も近い指向性が得られ、パッチアンテナ１０の良好な放射特性を得ることができる。
【０１３２】
しかしながら、例えば、パッチアンテナ１０の通信距離がそれほど長くなくてよい場合、周囲の金属部材２０との関係で理想的な配置が困難な場合等には、図５（Ａ）に矢印で示す最も指向性が強い方向からずれていてもよい。
【０１３３】
図２３は、０度と９０度のパッチアンテナ１０の指向性を示す図である。図２３に示す指向性は、電磁界シミュレーションで得たものであり、ＸＺ平面での放射パターン（絶対利得特性（ｄＢ））のシミュレーション結果を示す図である。
【０１３４】
図２３（Ａ）に示すように、０度のパッチアンテナ１０では、実線の矢印で示すメインローブの最も指向性が強い方向よりも、例えば、破線の矢印で示すように、指向性が少し弱まる方向で通信を行ってもよい。破線の矢印で示す方向は、図１０、図１７、図２１に示す方法によって実線の矢印で示す最も指向性が強い方向を求めてから、実線の矢印で示す方向からずれた方向として選択すればよい。
【０１３５】
また、図２３（Ｂ）に示すように、９０度のパッチアンテナ１０を用いて実線の矢印で示すメインローブの最も指向性が強い方向を求めてから、この方向からずれた破線で示す方向を通信に用いる方向として選択してもよい。
【０１３６】
以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ設計支援プログラム、アンテナ設計支援装置、及びアンテナ設計支援方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
接地導体と、給電点を有するアンテナエレメントとを有するパッチアンテナの設計を支援するアンテナ設計支援プログラムであって、コンピュータに、
前記パッチアンテナの周辺に配置される金属部材と前記パッチアンテナとの位置関係に基づき、前記金属部材の前記パッチアンテナ側の表面の垂線上に前記パッチアンテナの平面視での中心点と前記給電点とが位置するように、前記給電点と前記金属部材の相対位置を決定する決定処理を行わせる、アンテナ設計支援プログラム。
（付記２）
前記決定処理は、前記表面を地面とみなした場合に、前記パッチアンテナが放射する電波が垂直偏波になるように前記給電点と前記金属部材の相対位置を決定する処理である、付記１記載のアンテナ設計支援プログラム。
（付記３）
前記給電点の位置が決定している場合に、前記決定されている給電点と前記金属部材の相対位置に基づき、平面視における前記パッチアンテナに対して、前記金属部材を配置可能な方向をディスプレイに表示させる表示処理を前記コンピュータにさらに行わせる、付記１又は２記載のアンテナ設計支援プログラム。
（付記４）
前記表示処理は、平面視における前記パッチアンテナに対して、前記給電点と前記中心点を結ぶ第１方向において、前記金属部材を配置可能な方向を表示する処理である、付記３記載のアンテナ設計支援プログラム。
（付記５）
前記表示処理は、前記決定されている給電点と前記金属部材の相対位置に基づき、平面視における前記パッチアンテナに対して、前記金属部材を配置不可能な方向をさらに表示させる処理である、付記３又は４記載のアンテナ設計支援プログラム。
（付記６）
前記表示処理は、平面視における前記パッチアンテナに対して、前記アンテナエレメントの表面を含む面内で前記給電点と前記中心点を結ぶ第１方向に垂直な第２方向に、前記金属部材を配置不可能な方向を表示する処理である、付記５記載のアンテナ設計支援プログラム。
（付記７）
前記パッチアンテナは電子機器に設けられており、
前記給電点の位置が決定している場合に、前記決定されている給電点と前記金属部材の相対位置に基づき、前記金属部材を配置可能な方向を表す目印を前記電子機器に付与する処理を前記コンピュータにさらに行わせる、付記１又は２記載のアンテナ設計支援プログラム。
（付記８）
前記パッチアンテナ及び前記金属部材の位置が決定している場合に、前記決定されている給電点と前記金属部材の相対位置に基づき、前記給電点を配置可能な位置をディスプレイに表示させる表示処理を前記コンピュータにさらに行わせる、付記１又は２記載のアンテナ設計支援プログラム。
（付記９）
前記表示処理は、前記垂線の上に前記給電点を配置可能な位置を前記ディスプレイに表示させる処理である、付記８記載のアンテナ設計支援プログラム。
（付記１０）
接地導体と、給電点を有するアンテナエレメントとを有するパッチアンテナの設計を支援するアンテナ設計支援装置であって、
前記パッチアンテナの周辺に配置される金属部材と前記パッチアンテナとの位置関係に基づき、前記金属部材の前記パッチアンテナ側の表面の垂線上に前記パッチアンテナの平面視での中心点と前記給電点とが位置するように、前記給電点と前記金属部材の相対位置を決定する決定処理を行う決定処理部を含む、アンテナ設計支援装置。
（付記１１）
接地導体と、給電点を有するアンテナエレメントとを有するパッチアンテナの設計を支援するアンテナ設計支援方法であって、
前記パッチアンテナの周辺に配置される金属部材と前記パッチアンテナとの位置関係に基づき、前記金属部材の前記パッチアンテナ側の表面の垂線上に前記パッチアンテナの平面視での中心点と前記給電点とが位置するように、前記給電点と前記金属部材の相対位置を決定する決定処理を行う、アンテナ設計支援方法。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  パッチアンテナ
１１Ａ  給電点
１１Ｃ  中心点
１２  接地導体
２０  金属部材
１００  アンテナ設計支援装置
１１０  制御装置
１１２  位置決定部
１１２Ａ  給電位置決定部
１１２Ｂ  方向判定部
１１３  表示処理部
【図１】
2020098430.tif 000003
【図２】
2020098430.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020098430.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2020098430.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2020098430.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2020098430.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2020098430.tif 000023
【図２２】
2020098430.tif 000024
【図２３】
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