(57)【要約】【課題】取り扱いや運搬が容易な電磁波伝達媒体を複数枚接続した所望の面積の電磁波伝達媒体システムを提供することを目的とする。【解決手段】シート状の第一の電磁波伝達媒体と、シート状の第二の電磁波伝達媒体と、第一の電磁波伝達媒体と第二の電磁波伝達媒体とを、電磁波が伝達できるように接続する端部を、表裏から挟むように覆う一対の導体板とを備える電磁波伝達媒体システムとする。また、接続される電磁波伝達媒体は、特性インピーダンスが略等しい関係を有するものとする。【選択図】図１
2010056952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の第一の電磁波伝達媒体と、
シート状の第二の電磁波伝達媒体と、
前記第一の電磁波伝達媒体と前記第二の電磁波伝達媒体とを、電磁波が伝達できるように接続する端部を、表裏から挟むように覆う一対の導体板と、
を備えることを特徴とする電磁波伝達媒体システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁波伝達媒体システムにおいて、
前記第一の電磁波伝達媒体は、シート状の第一導電体層と、前記第一導電体層に対向して平行に配置されたシート状の第二導電体層と、前記第一導電体層と前記第二導電体層との間に配置された第一誘電体層と、を備え、
前記第二の電磁波伝達媒体は、シート状の第三導電体層と、前記第三導電体層に対向して平行に配置されたシート状の第四導電体層と、前記第三導電体層と前記第四導電体層との間に配置された第二誘電体層と、を備え、
前記一対の導体板は、
前記第一導電体層と前記第三導電体層とを表面側で覆う第一の導体板と、
前記第二導電体層と前記第四導電体層とを裏面側で覆う第二の導体板と、
であることを特徴とする電磁波伝達媒体システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電磁波伝達媒体システムにおいて、
前記第一導電体層と前記第三導電体層とは共にメッシュ状の導電体層であって、
前記第一の導体板は、前記端部において、前記メッシュ状の導電体層を覆う
ことを特徴とする電磁波伝達媒体システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電磁波伝達媒体システムにおいて、
前記導体板は、
前記電磁波伝達媒体を伝わる電磁波の伝搬方向に対する幅が、下記式（１）の関係を充足する
ことを特徴とする電磁波伝達媒体システム。
2010056952.tif 000013
但し、Ｘは電磁波伝達媒体を伝わる電磁波の伝搬方向に対する導体板の幅、λは電磁波伝達媒体を伝搬する電磁波の波長とする。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電磁波伝達媒体システムにおいて、
前記第一の電磁波伝達媒体の特性インピーダンスと、前記第二の電磁波伝達媒体の特性インピーダンスとが、所定の関係を満たす
ことを特徴とする電磁波伝達媒体システム。
但し、電磁波伝達媒体の特性インピーダンスをＺ０、比誘電率をεｒ、比透磁率をμｒ、誘電体層の厚さをＤ、電磁波の伝搬方向に垂直な方向の幅をＷとすると、特性インピーダンスＺ０は、下記式（２）で示されるものとする。
2010056952.tif 000014
【請求項６】
請求項５に記載の電磁波伝達媒体システムにおいて、
前記第一の電磁波伝達媒体の前記特性インピーダンスと、前記第二の電磁波伝達媒体の前記特性インピーダンスとが、略等しい
ことを特徴とする電磁波伝達媒体システム。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の電磁波伝達媒体システムにおいて、
前記第一の電磁波伝達媒体と前記第二の電磁波伝達媒体とを接続する端部は、前記電磁波伝達媒体を伝搬する電磁波の伝搬方向に対して略垂直であり、かつ前記端部における前記第一の電磁波伝達媒体の幅と前記第二の電磁波伝達媒体の幅とが等しい
ことを特徴とする電磁波伝達媒体システム。
【請求項８】
シート状の第一の電磁波伝達媒体とシート状の第二の電磁波伝達媒体とを、電磁波が伝搬するように接続した電磁波伝達媒体システムにおいて、
前記第一の電磁波伝達媒体の特性インピーダンスと、前記第二の電磁波伝達媒体の特性インピーダンスとが、所定の関係を満たす
ことを特徴とする電磁波伝達媒体システム。
但し、電磁波伝達媒体の特性インピーダンスをＺ０、比誘電率をεｒ、比透磁率をμｒ、誘電体層の厚さをＤ、電磁波の伝搬方向に垂直な方向の幅をＷとすると、特性インピーダンスＺ０は、下記式（２）で示されるものとする。
2010056952.tif 000015
【請求項９】
複数のシート状の電磁波伝達媒体が接続された電磁波伝達媒体システムにおける、前記電磁波伝達媒体を接続する方法であって、
前記電磁波伝達媒体は、略平行に対向して配置されたシート状の一対の導電体層と、前記一対の導電体層の間に配置されたシート状の誘電体層と、を備え、
前記電磁波伝達媒体の接続端部において、表裏面毎に、接続される二つの前記電磁波伝達媒体の前記導電体層を共に覆うように、表裏一対の導体板を配置する
ことを特徴とする電磁波伝達媒体を接続する方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の電磁波伝達媒体を接続する方法において、
前記導体板は、
前記電磁波伝達媒体を伝搬する電磁波の伝搬方向に対する幅が、下記式（１）の関係を充足する
ことを特徴とする電磁波伝達媒体を接続する方法。
2010056952.tif 000016
但し、Ｘは電磁波伝達媒体を伝搬する電磁波の伝搬方向に対する導体板の幅、λは電磁波伝達媒体を伝搬する電磁波の波長とする。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の電磁波伝達媒体を接続する方法において、
接続される二つの前記電磁波伝達媒体の各々の特性インピーダンスが、所定の関係を満たす
ことを特徴とする電磁波伝達媒体を接続する方法。
但し、電磁波伝達媒体の特性インピーダンスをＺ０、比誘電率をεｒ、比透磁率をμｒ、誘電体層の厚さをＤ、電磁波の伝搬方向に垂直な方向の幅をＷとすると、特性インピーダンスＺ０は、下記式（２）で示されるものとする。
2010056952.tif 000017
【請求項１２】
請求項１１に記載の電磁波伝達媒体を接続する方法において、
接続される二つの前記電磁波伝達媒体の各々の前記特性インピーダンスが、略等しい
ことを特徴とする電磁波伝達媒体を接続する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波伝達媒体システムと電磁波伝達媒体を接続する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対向する導電性シート体に挟まれる狭間領域に電磁場を存在させ、二つの導電性シート体の間の電圧を変化させて当該電磁場を変化させたり、当該電磁場の変化によって導電性シート体の間の電圧を変化させたりして、電磁場を所望の方向に進行させることで、電磁波伝送を行う技術が提案されている。
【０００３】
また、このような導電性シートは、布状、紙状、箔状、板状、メッシュ状、帯状など、面としての広がりを有し、厚さが薄いものを用いる。また、二枚の導電性シートで、シート状の絶縁体を挟み、その間で電磁場を伝達可能にすると共に、シート状導体の一方をメッシュ状にして、その近傍に滲み出る電界を介して、近接して配置した通信インターフェースにより、通信を可能とするシート状の信号伝達媒体が提案されている。
【０００４】
インターフェース装置は、異なる場所に二つの電極が配置されたものであって、このように電磁波を伝達することができる二次元電磁波伝達媒体の原理等は、例えば下記特許文献１及び下記非特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００７−８２１７８号公報
【非特許文献１】篠田裕之、「素材表面に形成する高速センサネットワーク」、計測と制御、２００７年２月号、第４６巻、第２号、p.98-103
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、平面状の電磁波伝達媒体は、大きな面積にすると、重量が増して運搬や取り扱いが困難となる傾向にある。一方で、通信網の進展とともに、必要とされる電磁波伝達領域は拡大することが見込まれ、必要な領域全てを補うような面積を有しつつ、取り扱い等が容易である電磁波伝達媒体の実現が望まれるところであった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであって、取り扱いや運搬が容易な電磁波伝達媒体を複数枚接続し、所望の面積の電磁波伝達媒体システム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】
【０００７】
本発明のある態様では、シート状の第一の電磁波伝達媒体と、シート状の第二の電磁波伝達媒体と、第一の電磁波伝達媒体と第二の電磁波伝達媒体とを、電磁波が伝達できるように接続する端部を、表裏から挟むように覆う一対の導体板とを備える電磁波伝達媒体システムとする。
【０００８】
また、本発明のある態様では、好ましくは第一の電磁波伝達媒体が、シート状の第一導電体層と、第一導電体層に対向して平行に配置されたシート状の第二導電体層と、第一導電体層と第二導電体層との間に配置された第一誘電体層と、を備え、第二の電磁波伝達媒体は、シート状の第三導電体層と、第三導電体層に対向して平行に配置されたシート状の第四導電体層と、第三導電体層と第四導電体層との間に配置された第二誘電体層と、を備え、一対の導体板は、第一導電体層と第三導電体層とを表面側で覆う第一の導体板と、第二導電体層と第四導電体層とを裏面側で覆う第二の導体板とである電磁波伝達媒体システムとしてもよい。
【０００９】
また、本発明のある態様では、さらに好ましくは第一導電体層と第三導電体層とが共にメッシュ状の導電体層であり、または第二導電体層と第四導電体層とは共にメッシュ状の導電体層であって、第一の導体板または第二の導体板は、端部において、メッシュ状の導電体層を覆う電磁波伝達媒体システムとしてもよい。
【００１０】
また、本発明のある態様では、さらに好ましくは導体板が、電磁波伝達媒体を伝わる電磁波の伝搬方向に対する幅が、下記式（１）の関係を充足する電磁波伝達媒体システムとしてもよい。
【００１１】
【数１】
2010056952.tif 000003
【００１２】
但し、Ｘは電磁波伝達媒体を伝わる電磁波の伝搬方向に対する導体板の幅、λは電磁波伝達媒体を伝搬する電磁波の波長とする。
【００１３】
また、本発明のある態様では、さらに好ましくは第一の電磁波伝達媒体の特性インピーダンスと、第二の電磁波伝達媒体の特性インピーダンスとが、所定の関係を満たす電磁波伝達媒体システムとしてもよい。
【００１４】
但し、電磁波伝達媒体の特性インピーダンスをＺ０、比誘電率をεｒ、比透磁率をμｒ、誘電体層の厚さをＤ、電磁波の伝搬方向に垂直な方向の幅をＷとすると、特性インピーダンスＺ０は、下記式（２）で示されるものとする。
【００１５】
【数２】
2010056952.tif 000004
【００１６】
また、本発明のある態様では、さらに好ましくは第一の電磁波伝達媒体の特性インピーダンスと、第二の電磁波伝達媒体の特性インピーダンスとが、略等しい電磁波伝達媒体システムとしてもよい。
【００１７】
また、本発明のある態様では、さらに好ましくは第一の電磁波伝達媒体と第二の電磁波伝達媒体とを接続する端部が、電磁波伝達媒体を伝搬する電磁波の伝搬方向に対して略垂直であり、かつ端部における第一の電磁波伝達媒体の幅と第二の電磁波伝達媒体の幅とが等しい電磁波伝達媒体システムとしてもよい。
【００１８】
また、本発明の他の態様では、シート状の第一の電磁波伝達媒体とシート状の第二の電磁波伝達媒体とを、電磁波が伝搬するように接続した電磁波伝達媒体システムにおいて、第一の電磁波伝達媒体の特性インピーダンスと、第二の電磁波伝達媒体の特性インピーダンスとが、略等しい電磁波伝達媒体システムとする。
【００１９】
但し、電磁波伝達媒体の特性インピーダンスをＺ０、比誘電率をεｒ、比透磁率をμｒ、誘電体層の厚さをＤ、電磁波の伝搬方向に垂直な方向の幅をＷとすると、特性インピーダンスＺ０は、下記式（２）で示されるものとする。
【００２０】
【数３】
2010056952.tif 000005
【００２１】
また、本発明のある方法では、複数のシート状の電磁波伝達媒体が接続された電磁波伝達媒体システムにおける、電磁波伝達媒体を接続する方法であって、電磁波伝達媒体は、略平行に対向して配置されたシート状の一対の導電体層と、一対の導電体層の間に配置されたシート状の誘電体層とを備え、電磁波伝達媒体の接続端部において、表裏面毎に、接続される二つの電磁波伝達媒体の導電体層を共に覆うように、表裏一対の導体板を配置する電磁波伝達媒体を接続する方法とする。
【００２２】
また、本発明のある方法では、好ましくは導体板が、電磁波伝達媒体を伝搬する電磁波の伝搬方向に対する幅が、下記式（１）の関係を充足する電磁波伝達媒体を接続する方法としてもよい。
【００２３】
【数４】
2010056952.tif 000006
【００２４】
但し、Ｘは電磁波伝達媒体を伝搬する電磁波の伝搬方向に対する導体板の幅、λは電磁波伝達媒体を伝搬する電磁波の波長とする。
【００２５】
また、本発明のある方法では、さらに好ましくは接続される二つの電磁波伝達媒体の各々の特性インピーダンスが、所定の関係を満たす電磁波伝達媒体を接続する方法としてもよい。
【００２６】
但し、電磁波伝達媒体の特性インピーダンスをＺ０、比誘電率をεｒ、比透磁率をμｒ、誘電体層の厚さをＤ、電磁波の伝搬方向に垂直な方向の幅をＷとすると、特性インピーダンスＺ０は、下記式（２）で示されるものとする。
【００２７】
【数５】
2010056952.tif 000007
【００２８】
また、本発明のある方法では、さらに好ましくは接続される二つの電磁波伝達媒体の各々の特性インピーダンスが、略等しい電磁波伝達媒体を接続する方法としてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、取り扱いや運搬が容易な電磁波伝達媒体を複数枚接続した所望の面積の電磁波伝達媒体システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は例示であって、これに限定されるものではなく、かつ本願発明の範囲を限定するものではない。
【００３１】
また、以下の説明においては、説明と理解とを容易にするため、電磁波の伝搬に用いる電磁波周波数帯において導電体であるものを「導電体」と呼び、当該周波数帯において誘電体であるものを「誘電体」と呼ぶ。したがって、例えば直流電流に対して導体であるか半導体であるか絶縁体であるか等によって、直接的には何ら制約されるものではない。また、導電体と誘電体とは、電磁波との関係においてその特性により定義されるものであって、固体であるか液体であるか気体であるか等の態様や構成材料を限定するものではない。
【００３２】
図１は、本実施形態の電磁波伝達媒体システム２００の構成を、概念的に例示する図である。電磁波伝達媒体システム２００は、電磁波伝達媒体１００（１）と電磁波伝達媒体１００（２）との、少なくとも二つの電磁波伝達媒体を備える。また、電磁波伝達媒体システム２００は、三つ以上の電磁波伝達媒体を具備してもよいものであるが、説明の便宜上、以下では二つの電磁波伝達媒体を備える場合について説明することとする。
【００３３】
電磁波伝達媒体１００（１）は、薄い平面的なメッシュ状の第一導電体層１１０（１）と、第一導電体層１１０（１）と対向して略平行に配置された薄い平面状の第二導電体層１２０（１）と、第一導電体層１１０（１）と第二導電体層１２０（１）との間に配置された誘電体層１３０（１）と、を備える。また、第一導電体層１１０（１）と第二導電体層１２０（１）とは、いわゆる導電性シートであり、布状、紙状、箔状、板状、メッシュ状、帯状など、面としての広がりを有し、厚さが薄い導電体層であればよい。また、誘電体層１３０（１）は、比誘電率がεｒ１であり、比透磁率がμｒ１であり、厚さがＤ１である薄いシート状の誘電体であるものとする。
【００３４】
また、電磁波伝達媒体１００（２）は、薄い平面的なメッシュ状の第一導電体層１１０（２）と、第一導電体層１１０（２）と対向して略平行に配置された薄い平面状の第二導電体層１２０（２）と、第一導電体層１１０（２）と第二導電体層１２０（２）との間に配置された誘電体層１３０（２）と、を備える。また、第一導電体層１１０（２）と第二導電体層１２０（２）とは、いわゆる導電性シートであり、布状、紙状、箔状、板状、メッシュ状、帯状など、面としての広がりを有し、厚さが薄い導電体層であればよい。また、誘電体層１３０（２）は、比誘電率がεｒ２であり、比透磁率がμｒ２であり、厚さがＤ２である薄いシート状の誘電体であるものとする。
【００３５】
また、電磁波伝達媒体１００（１）と電磁波伝達媒体１００（２）とは、両者を接続する接続端部２５０において、電磁波的に接続される。ここで、電磁波的に接続されるとは、電気的または物理的な直接接触または間接接触を意味するものではなく、電磁波伝達媒体１００（１）と電磁波伝達媒体１００（２）との間で、電磁波を伝達できる程度の相関関係を有する接続をいうものとする。
【００３６】
このため、図１に示すように、電磁波伝達媒体１００（１）と電磁波伝達媒体１００（２）とは、任意の間隔を有してまたは間隔を有さずに、接続端部２５０において、電磁波的に接続される。なお、電磁波伝達媒体１００（１）と電磁波伝達媒体１００（２）との間に、任意の間隔を有する場合には、その隙間部分が空気層であってもよいし、クッションゴムや端面を保護する保護層などの樹脂層であってもよい。
【００３７】
また、電磁波伝達媒体システム２００は、第一導電体層１１０（１）と第一導電体層１１０（２）とを、接続端部２５０において、共に覆う第一の導体板２１０を備える。図１では、第一の導体板２１０が、第一導電体層１１０（１）と第一導電体層１１０（２）とに直接接触しているかのように記載しているが、第一の導体板２１０と、第一導電体層１１０（１）または／および第一導電体層１１０（２）との間に、保護シートのような樹脂層を具備していてもよい。
【００３８】
また、電磁波伝達媒体システム２００は、第二導電体層１２０（１）と第二導電体層１２０（２）とを、接続端部２５０において、共に覆う第二の導体板２２０を備える。図１では、第二の導体板２２０が、第二導電体層１２０（１）と第二導電体層１２０（２）とに直接接触しているかのように記載しているが、第二の導体板２２０と、第二導電体層１２０（１）または／および第二導電体層１２０（２）との間に、保護シートのような樹脂層を具備していてもよい。なお、第一の導体板２１０と第二の導体板２２０とは、例えば薄い金属板とすることができ、典型的には銅板としてもよい。
【００３９】
電磁波伝達媒体システム２００は、上述した構成を備えることにより、電磁波伝達媒体１００（１）と電磁波伝達媒体１００（２）との間で、低反射かつ低損失に、電磁波を伝達することが可能となる。次に、電磁波伝達媒体について詳述する。
【００４０】
（電磁波伝達媒体）
図２は、実施形態に係る電磁波伝達媒体の概要構成を示す説明図である。図２（ａ）は、電磁波伝達媒体１００の平面図を示し、図２（ｂ）は、電磁波伝達媒体１００のＡ−Ａ′断面図を示す。電磁波伝達媒体は、典型的には二次元のシート状であって、電磁波を所望の方向に伝送し、あるいは拡散させて電力伝送することができる媒体である。
【００４１】
図２（ｂ）に示すように、電磁波伝達媒体１００は、メッシュ状の第一導電体層１１０と、これに略平行な平板状の第二導電体層１２０とを備えており、典型的にはいわゆる通信シートと称される平面的に一定の広がりを有する二次元の電磁波伝達媒体である。また、第一導電体層１１０は、第二導電体層１２０に対して、上方に設けられるものとして図２に記載する。また、図２（ａ）において、第一導電体層１１０は、略正方形のメッシュ状の導電体から構成されるものとする。
【００４２】
また、第一導電体層１１０と第二導電体層１２０との間に、誘電体層１３０として空気又は透明なシート状の誘電材料を介在させた場合には、第一導電体層１１０の略正方形の開口から第二導電体層１２０が透けて見える。しかし、第一導電体層１１０と第二導電体層１２０との間の誘電体層１３０として、不透明な誘電材料を介在させた場合には、第一導電体層１１０のメッシュの開口から第二導電体層１２０は見えない。ここで、誘電体層１３０に用いる不透明な誘電材料として、例えば柔軟性のある樹脂性部材等を用いてもよい。また、誘電体層１３０として、シート状又は帯状の布、紙、ゴム、発泡体、ゲル材等を用いることができる。
【００４３】
また、誘電体層１３０は、例えば発泡部材のように、ある程度の強度と柔軟性と軽量性と美観とを兼ね備えた部材を用いることが好ましい。また、第一導電体層１１０のメッシュの繰り返し単位（メッシュ周期）は、隣り合う正方形開口の中心同士の距離に等しいものとする。
【００４４】
また、図２（ｂ）において、第一導電体層１１０の上方には電磁波が浸出する浸出領域１４０が概念上、存在するものと理解できる。誘電体層１３０および浸出領域１４０は、いずれも空気であってもよいが、いずれか一方もしくは両方もしくはそれらの一部分を他の誘電体としてもよく、例えば液体や真空としたりしてもよい。また、浸出領域１４０の一部を樹脂シート等で被覆してもよい。
【００４５】
また、例えば、浸出領域１４０の一部を保護シートや保護フィルムで被覆することにより、実用に耐えうる強度と、耐久性及び美観と、を具備する電磁波伝達媒体１００とできる。また、浸出領域１４０と同様に、第二導電体層１２０の裏面側、すなわち第二導電体層１２０の誘電体層１３０に対して反対側の面も、保護シートや保護フィルムで被覆することにより、実用に耐えうる強度と、耐久性及び美観と、を具備する電磁波伝達媒体１００とできる。
【００４６】
また、誘電体層１３０内において定在波が生じることを防止し、定在波を低減させるために、伝搬される電磁波の特定の周波数帯において、誘電損失や抵抗損失が大きな材料を誘電体層１３０の所定の位置に配置したり充填したりしてもよい。典型的には、電磁波伝達媒体１００の端部や辺縁部分等において、電磁波の反射を低減させるようないわゆる終端処理を施すことができる。
【００４７】
ただし、図１に示した接続端部２５０においては、電磁波を低損失に伝達する性質上、終端処置を施さないことが好ましい。終端処理を施さないことで、二つの通信シート間を伝達される電磁波が、終端処理部分において消費され、これにより伝達される電磁波の損失が大きくなることを回避できる。
【００４８】
このような終端処理により、定在波が低減されるだけでなく、現実には有限の広さを有する電磁波伝達媒体１００であっても、あたかも無限の広さに展開されているかのように、理論的な取り扱いをすることも可能となる。これにより、電磁波伝達媒体１００は、伝達する電磁波がその辺縁部分の端部等において反射されて生じる反射波の影響を受けることを抑制でき、従って電磁波の偏在や予期せぬ不均衡等の発生を低減することができるので好ましい場合がある。
【００４９】
また、第一導電体層１１０と第二導電体層１２０とは、いずれも二次元的に一定の広がりを有するシート状に構成される。ここで、シート状とは、帯上、シート状、布状、紙状、箔状、板状、膜状、フィルム状、メッシュ状、ゴム状、導電インクなどの液体状、ゲル状等により、面として一定の広がりを持ち、厚さが薄いものを意味する。また、第二導電体層１２０は、第一導電体層１１０と同じ素材を用いて同一構造を有するメッシュ状としてもよい。
【００５０】
したがって、たとえば、部屋の壁を本実施形態の電磁波伝達媒体１００とする場合には、まず第二導電体層１２０として金属箔を貼り付け、つぎに誘電体層を形成する絶縁体を吹き付け、又は塗布する。その後、第一導電体層１１０としてメッシュ状の金属網を貼り付け又は塗布し、さらに保護フィルムとして絶縁体の壁紙を貼り付け又は塗布することとできる。
【００５１】
また、導電性インクや導電性ゴムを利用し、必要に応じて任意の模様や絵を描きながら、これらを印刷したり塗装したり吹き付けたりすることによって、第一導電体層１１０や第二導電体層１２０を作製することができる。またこの場合に、電磁波伝達媒体１００の辺縁部分に給電部を形成し、任意の給電部から電磁波伝達媒体１００内に給電してもよい。
【００５２】
ここで、電磁波伝達媒体１００において、第一導電体層１１０と第二導電体層１２０とに挟まれる誘電体層１３０の間を伝播する電磁波モードに注目する。かりに第一導電体層１１０がメッシュ状ではなく、開口がないベタ状の構造であった場合には、電磁波は誘電体層１３０内に閉じ込められることとなる。
【００５３】
一方、この実施形態で例示するように、第一導電体層１１０は、典型的にはメッシュ周期が７ｍｍのメッシュ状の構造をとり、従って開口部分を有する。このような形状では、第一導電体層１１０から一定の高さまで、電磁場が染み出すようになる。この電磁場が染み出す領域が、図１に浸出領域１４０として概念的に示す領域である。この高さは、メッシュのパターン形状と電磁波伝達媒体の誘電体の厚みと誘電率とによって決まる。なお、メッシュを構成する第一導電体層１１０の線幅は、例えば１ｍｍとできる。
【００５４】
また、メッシュの繰返しの単位寸法（メッシュ周期）は、誘電体層１３０における電磁波長λより十分に短い長さの周期とすることが好ましい。また、第一導電体層１１０は、典型的には電磁波長λに対して、λ／５以下、λ／１０〜λ／１００、λ／１００〜λ／１０００などの長さのメッシュ周期とできるが、電磁波伝達媒体１００の適用分野に応じて、適宜メッシュ周期は調整して設計することが好ましい。
【００５５】
また、所望の電磁的特性を有する任意の素材を組み合わせて実験やシミュレーション等を行い、所望の電磁波の強度等が得られるように、浸出領域１４０の高さを設定し、調整してもよい。誘電体層１３０の厚みは、電磁波伝達媒体１００における電磁波の波長λよりも十分に小さいものとする。
【００５６】
電磁波インターフェース装置に接続される機器としては、外部の通信装置、各種の通信素子、通信回路、センサ、ＲＦタグ、アクチュエータ、電力送受信機器などが考えられる。これらの機器は、電磁波伝達媒体１００を介して他の通信機器と通信することができる。他の通信機器としては、上記のもののほか、電磁波伝達媒体１００に埋め込まれている通信素子やセンサ、ＲＦタグ（ＲＦＩＤ）等などとすることも可能である。
【００５７】
また、電磁波伝達媒体１００は、ウェアラブルコンピュータの情報伝達媒体としてスーツやコート等のように人体に着脱可能な衣服類として構成することもできる。例えば、導電性繊維を用いて絶縁体を挟んで織込んだ生地で、衣類を縫製して電磁波伝達媒体１００としてもよい。また、上述するように電磁波伝達媒体１００は、電磁波を伝達する機能を有して構成されており、電力を供給及び／又は伝達する電力供給システムとして構成し、無線給電装置としてもよい。
【００５８】
次に、伝搬する電磁波の伝搬方向と、伝搬方向における導体板の幅と、の関係について、以下に詳述する。図３は、電磁波伝達媒体システム２００の、電磁波伝搬方向における幅Ｘについて説明する概要図である。図３に示すように、電磁波は矢印３１０の方向に伝搬しているものとする。
【００５９】
また、電磁波は電磁波伝達媒体１００（１）から電磁波伝達媒体１００（２）に伝達されており、接続端部２５０における電磁波伝達媒体１００（１）と電磁波伝達媒体１００（２）との辺縁は、矢印３１０に対して略垂直方向であるものとする。図３に示した電磁波が伝搬される矢印３１０の方向における、第一の導体板２１０と第二の導体板２２０との幅Ｘは、各々電磁波の波長の半分程度以下であることが好ましい。
【００６０】
詳細は後述するが、第一の導体板２１０と第二の導体板２２０との幅Ｘを、電磁波の波長の半分程度以下とすれば、接続端部２５０における電磁波の反射が低減されて、効率良く電磁波伝達媒体１００（２）へと電磁波が伝達される。また、第一の導体板２１０と第二の導体板２２０との幅Ｘは、好ましくは伝達される電磁波の波長の半分程度とする。これにより、接続端部２５０における電磁波の反射がさらに低減されて、さらに高効率の電磁波伝達が行えるので好ましい。
【００６１】
また、上述するように、電磁波伝達媒体１００（１）の特性インピーダンスＺ１は、誘電体層１３０（１）の比誘電率をεｒ１、比透磁率をμｒ１、厚さをＤ１とし、電磁波が伝搬される矢印３１０の方向と垂直方向の幅をＷとすると、
【数６】
2010056952.tif 000008
として求めることができる。
【００６２】
同様に、電磁波伝達媒体１００（２）の特性インピーダンスＺ２は、誘電体層１３０（２）の比誘電率をεｒ２、比透磁率をμｒ２、厚さをＤ２とし、電磁波が伝搬される矢印３１０の方向と垂直方向の幅をＷとすると、
【数７】
2010056952.tif 000009
として求めることができる。
【００６３】
また、二つの電磁波伝達媒体を電磁波が伝達できる程度に接続する場合に、各々の特性インピーダンスが異なると、接続端部２５０において反射が生じ、接続ロスが増大する。接続端部２５０におけるエネルギーの反射率Γは、下記の式（５）で求めることができる。
【００６４】
【数８】
2010056952.tif 000010
【００６５】
上述の式（５）から、特性インピーダンスの不整合による伝送損失を求めることができる。典型的には、特性インピーダンスが同一であれば、エネルギーの反射はない。また、好ましくは接続端部２５０における伝送損失は、−１ｄＢ程度であれば、通信シートを用いたワイヤレス通信をするための許容範囲であると考えられるところ、下記式（６）に示す所定の関係を満たせば、伝送損失は−１ｄＢより小さいものと算出できる。従って、下記の式（６）に示す所定の関係を満たせば、低損失で効率の良い電磁波伝送が行えるものとなる。
【００６６】
【数９】
2010056952.tif 000011
【００６７】
さらに、通信プロトコルによっては、より大きな損失が伝送損失があっても、信頼性の高い高速通信を確立する上で、十分に許容される場合も生じ得る。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇなどは、小さな受信強度でも高速で通信が可能である。この場合には、通信シートの接続個所（接続端部２５０に対応）で、−５ｄＢ程度の伝送損失があっても許容範囲内であると考えられる。従って、この場合には、特性インピーダンスが下記式（７）に示す所定の関係を満たせば、通信に必要な程度の電磁波伝送が行えることとなる。
【００６８】
【数１０】
2010056952.tif 000012
【００６９】
なお、図３においては、説明を簡略にするため、電磁波伝達媒体１００（１）と電磁波伝達媒体１００（２）との幅Ｗが等しいものとして説明したが、これに限られることはない。電磁波伝達媒体１００（１）の幅Ｗと電磁波伝達媒体１００（２）の幅Ｗとは、同じでもよいし異なっていてもよい。
【００７０】
上述した式（３）と式（４）とで示される電磁波伝達媒体１００（１）と電磁波伝達媒体１００（２）との特性インピーダンスが、式（５）に示すように略等しければ（Ｚ１＝Ｚ２）、接続端部２５０での電磁波の反射が低減されて、高効率に電磁波を伝達することが可能となる。また、仮に電磁波伝達媒体１００（１）と電磁波伝達媒体１００（２）との特性インピーダンスが、等しくないものとしても近い値（Ｚ１≒Ｚ２）であればあるほど、効率よく電磁波を伝達できることとなるので好ましい。
【００７１】
また、図４は、電磁波伝達媒体の繋げ方の他の例を概念的に示す図である。図４に示す電磁波伝達媒体システム４００においては、電磁波伝達媒体１００（３）と電磁波伝達媒体（４）とで、メッシュ状導電体層の面が表裏関係となる。すなわち、電磁波伝達媒体１００（３）のメッシュ状の第一導電体層１１０（３）のある面側（図４の上面側）と、電磁波伝達媒体１００（４）のメッシュ状の第一導電体層１１０（４）のある面側（図４の下面側）とが異なる面となる。
【００７２】
この場合においても、電磁波伝達媒体システム４００の同一面側において、電磁波伝達媒体１００（３）と電磁波伝達媒体（４）との各々の導電体層が、その同一面側の導体板により、覆われていればよい。電磁波伝達媒体システム４００の上面側においては、第一導電体層１１０（３）と第二導電体層１２０（４）との間隔をＹ１とし、第一の導体板２１０（４）の幅をＸ１とすれば、Ｘ１＞Ｙ１の関係が成立するものとする。
【００７３】
また、同様に、電磁波伝達媒体システム４００の下面側においては、第二導電体層１２０（３）と第一導電体層１１０（４）との間隔をＹ２とし、第二の導体板２２０（４）の幅をＸ２とすれば、Ｘ２＞Ｙ２の関係が成立するものとする。なお、上述の説明において、導体板２１０，２２０は、導電体層１１０、１２０全体を覆う必要はなく、接続端部２５０において、少なくともその端部分を覆っていればよい。
【００７４】
また、図５は、電磁波伝達媒体の接続態様のバリエーションを例示する図である。図５（ａ）は、電磁波伝達媒体１００（ａ１）と電磁波伝達媒体１００（ａ２）と電磁波伝達媒体１００（ａ３）と電磁波伝達媒体１００（ａ４）と、を全体として四角形状の電磁波伝達媒体システムとなるように接続した例である。
【００７５】
また、図５（ｂ）は、電磁波伝達媒体１００（ｂ２）の中央部に四角形状のくり抜き孔を設け、そのくり抜き孔に電磁波伝達媒体１００（ｂ１）を嵌め込むようにして接続した例である。
【００７６】
また、図５（ｃ）は、電磁波伝達媒体１００（ｃ１）の辺縁部に四角形状のくり抜き孔を設け、そのくり抜き孔に電磁波伝達媒体１００（ｃ２）を嵌め込むようにして接続した例である。また、図５（ｄ）は、大きさの異なる電磁波伝達媒体１００（ｄ１）と電磁波伝達媒体１００（ｄ２）とを、長さが異なる辺を合わせて接続した例を示すものである。図５に示すいずれも場合においても、接続される各電磁波伝達媒体同士の特性インピーダンスが略等しいことが、低損失の電磁波伝達の観点からは好ましい。
【００７７】
（シミュレーションによる確認）
次に、本実施形態による低損失な電磁波伝達の効果をシミュレーションにより確認したので、下記に説明する。図６は、シミュレーションに用いた電磁波伝達媒体システム６００のモデルを概念的に示すブロック図である。
【００７８】
電磁波伝達媒体システム６００は、１１３ｍｍ×５６ｍｍの大きさの電磁波伝達媒体１００（５）と電磁波伝達媒体１００（６）とを、接続端部２５０（６）で電磁波的に接続して構成した。電磁波伝達媒体１００（５）と電磁波伝達媒体１００（６）とは、同一の構造・大きさとし、メッシュ状の第一導電体層１１０（５）、１１０（６）は、共にメッシュ線幅１ｍｍ、メッシュ周期７ｍｍであるとした。また、電磁波伝達媒体１００（５）と電磁波伝達媒体１００（６）とは、接続端部２５０（６）において、間隔Ｓを空けて配置し、第一の導体板２１０（６）がその間隔Ｓを含めてメッシュ状の第一導電体層１１０（５）、１１０（６）を覆うものとした。なお、図６においては、第一の導体板２１０（６）を斜線で示すことにより、遮られた部分の構成が理解容易となるように示した。
【００７９】
また、第一の導体板２１０（６）の電磁波の伝搬方向における幅は、Ｘ（６）であるとして計算した。なお、図６には示していないが、メッシュ状の第一導電体層１１０（５）、１１０（６）の裏面側においても、間隔Ｓを含めた不図示の第二導電体層１２０（５）、１２０（６）を覆う第二の導体板２２０（６）を備えるものとする。また、このシミュレーションにおいては全て、第一の導体板２１０（６）と第二の導体板２２０（６）とは、共に同一の大きさ、構造であるものとする。
【００８０】
また、不図示の電磁波伝達媒体システム６００の誘電体層１３０（６）の厚さは、２ｍｍであり、比誘電率は１．４であるとしてシミュレーションした。
【００８１】
このシミュレーションは、汎用シミュレータを用いてマクスウェル方程式を有限要素法により解いて計算した。また、電磁波伝達媒体１００（５）と電磁波伝達媒体１００（６）との間隔Ｓを１ｍｍとして、第一の導体板２１０（６）及び第二の導体板２２０（６）の電磁波の伝搬方向における幅Ｘ（６）を２０ｍｍ、長さを１１３ｍｍとした。その結果、５．２ＧＨｚの平面波の電磁波を、電磁波伝達媒体１００（５）から電磁波伝達媒体１００（６）へと伝搬させた場合に、その接続端部２５０での伝送損失は、接続部がない一枚ものの電磁波伝達媒体である場合に比して、−０．２ｄＢと算出した。
【００８２】
また、上述の前提において、仮に第一の導体板２１０（６）と第二の導体板２２０（６）とがないとすると、その接続端部２５０での損失は、−５ｄＢ程度となるものと計算できた。このことから、第一の導体板２１０（６）と第二の導体板２２０（６）とにより、これらが無い場合に比べて、極めて高効率かつ低損失に電磁波の伝達が行えているだけではなく、実質的には接続部がない一の電磁波伝達媒体といえる程度に損失増大を０．２ｄＢの微差に抑えることが可能であることがわかる。
【００８３】
また、図７は、第一の導体板２１０（６）の電磁波の伝搬方向における幅Ｘ（６）と、損失との関係のシミュレーションの結果を示す図である。図７は、損失が最も小さくなる場合を基準（０ｄＢ）としてプロットした図である。図７から明らかなように、Ｘ（６）が２８ｍｍ程度の場合に最も損失が小さくなっていることがわかる。すなわち、計算に用いた電磁波周波数である５．２ＧＨｚに対する波長の半分程度の幅Ｘ（６）とする場合に、最も損失を低減した電磁波の伝達が可能となる。
【００８４】
さらに図７の結果から、第一の導体板２１０（６）の電磁波の伝搬方向における幅Ｘ（６）が、２８ｍｍより大きくなると比較的急激に損失が増大し、逆に幅Ｘ（６）が２８ｍｍよりも小さくなると比較的損失が増大しないで安定していることが理解できる。より具体的には、幅Ｘ（６）が、２８ｍｍから５ｍｍ程度までの間においては、２ｄＢ程度の損失の緩やかな増大に留まる一方で、２８ｍｍから３２ｍｍ程度までの間では３ｄＢの急激な損失増大となることが示された。
【００８５】
このため、伝搬する電磁波の半波長程度の幅Ｘ（６）よりも小さい幅を有する導体板とすることで、損失が少なく、かつ低コスト・低材料費で、電磁波伝達媒体を接続することが可能となることが理解される。
【００８６】
また、図８は、電磁波伝達媒体１００（５）と電磁波伝達媒体１００（６）との間隔Ｓに対する損失の関係を示すシミュレーション結果である。図８から明らかなように、間隔Ｓが小さければ損失が低減されて、より高効率かつ低損失に良好な電磁波伝達が可能となる。また、間隔Ｓを１５ｍｍまで大きくしても損失は３ｄＢ程度で比較的安定し、この範囲で損失が抑えられることが示されている。なお、この場合の金属板の幅は、２０ｍｍである。
【００８７】
すなわち、二つの電磁波伝達媒体を接合する場合に、現実には物理的制約や配置誤差等により、間隔Ｓが仮にある程度大きくなった場合においても、第一の導体板と第二の導体板とが、上述したように第一、第二導電体層を覆うように配置する限り、配置誤差等に拘わらず、損失を低減できることがわかる。これにより、運搬時や保管収納時には、手頃感のある取り扱い容易な大きさ・重量としながらも、使用時にはより大面積な電磁波伝達媒体システムを、必要に応じて容易かつ低損失に組み立て作製することが可能となる。
【００８８】
なお、上述の説明においては、二つの電磁波伝達媒体が同一平面状で接続されるものとして説明したが（すなわち電磁波伝達媒体システムが単一平面状）、これに限られることはなく、二つの電磁波伝達媒体が、接続端部２５０で折れ曲がるように任意の傾きを有するように接続することとしてもよい。
【００８９】
この実施形態で例示した電磁波伝達媒体システム２００，４００，６００においては、複数の通信シートを接合して任意の大きさの通信シートとすることができる。このため、取り扱いやメンテナンスや保管管理や運搬等が容易に行えると共に、必要に応じて大面積の通信シートとすることができる。この場合でも、接続による損失の増大は抑制されており、高効率な伝達が可能となる。例えば、大きな会議場において、小型のＬＡＮ通信シートを任意の大きさ形状に組み立て、巨大なＬＡＮ通信シートを作製することも可能となる。
【００９０】
このため、例えば、一対の金属板を中心部分を樹脂で固定して接続することにより、断面Ｈ字形状の接続部材を作製してもよい。断面Ｈ字形状の金属製接続部材の凹部で通信シートの端の両面を導体で挟んで接合することによって、電磁波の伝達損失を低廉に抑えながら、大面積化することが可能となる。また、大面積の通信シートが必要とされるようなアプリケーションでの使用に際しても、通信シートの取扱い運搬上の困難さが解消されるので好ましい。特に、丸めたり折り畳んだりできないようなフレキシブルでない硬質な通信シートの場合には、取り扱い上のメリットが大きいと考えられる。
【００９１】
さらには、単一の通信シートとしては個々には大面積ではなくてもよいので、通信シートの作製が低コストかつ技術的にも容易となる。また、本発明の電磁波伝達媒体システムは、上述した構成と特性とに限定されることはなく、自明な範囲で適宜構成と特性とを変更して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本実施形態の電磁波伝達媒体システムの構成を、概念的に例示する図である。
【図２】（ａ）は電磁波伝達媒体の平面図であり、（ｂ）は電磁波伝達媒体の断面図である。
【図３】電磁波伝達媒体システムの、電磁波伝搬方向における幅について説明する概要図である。
【図４】電磁波伝達媒体の繋げ方の他の例を概念的に示す図である。
【図５】電磁波伝達媒体の接続構成のバリエーションを例示する図である。
【図６】シミュレーションに用いた電磁波伝達媒体システムの構成モデルを概念的に示すブロック図である。
【図７】第一の導体板の電磁波の伝搬方向における幅と損失との関係のシミュレーションの結果を示す図である。
【図８】電磁波伝達媒体と電磁波伝達媒体との間隔に対する損失の関係を示すシミュレーション結果である。
【符号の説明】
【００９３】
１００・・電磁波伝達媒体、１１０・・第一導電体層、１２０・・第二導電体層、１３０・・誘電体層、１４０・・浸出領域、２００・・電磁波伝達媒体システム、２１０・・導体板、２２０・・導体板、２５０・・接続端部、３１０・・矢印。
【図１】
2010056952.tif 000018
【図２】
2010056952.tif 000019
【図３】
2010056952.tif 000020
【図４】
2010056952.tif 000021
【図５】
2010056952.tif 000022
【図６】
2010056952.tif 000023
【図７】
2010056952.tif 000024
【図８】
2010056952.tif 000025