(57)【要約】【課題】安定な通信特性を示し、既存の移動体（交通システム）にも簡単に導入・設置することができるアンテナシートを実現する。【解決手段】メッシュ状の電極８１を平面上に有し、メッシュ状の電極８１に電圧を印加することにより電磁波の伝送路を形成させることによって電磁波を伝達する電磁波伝達シート７０と、電磁波伝達シート７０の一端に設けられ、電磁波をこの一端から所定の進行方向に伝達するように入力する入力インターフェースと、電磁波伝達シート７０の平面上の一部分に設置され、電磁波伝達シート７０内を伝播する電磁波を空間へ放射させるとともに、空間から到達した電磁波を電磁波伝達シート７０内へ入力する放射器８２と、を備え、前記電磁波伝達シートを介して電磁波を入出力するアンテナシート８０とする。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュ状の電極を平面上に有し、前記メッシュ状の電極に電圧を印加することにより電磁波の伝送路を形成させることによって電磁波を伝達する電磁波伝達シートと、
前記電磁波伝達シートの一端に設けられ、電磁波を前記一端から所定の進行方向に伝達するように入力する入力インターフェースと、
前記電磁波伝達シートの平面上の一部分に設置され、前記電磁波伝達シート内を伝播する電磁波を空間へ放射させるとともに、空間から到達した電磁波を前記電磁波伝達シート内へ入力する放射器と、
を備え、前記電磁波伝達シートを介して電磁波を入出力することを特徴とするアンテナシート。
【請求項２】
前記電磁波伝達シートが、少なくとも下記の導電体Ａ層、基材層および導電体Ｂ層の３層を順に積層してなる請求項１に記載のアンテナシート。
導電体Ａ層：連続するメッシュ状の導電部Ａと非導電部Ａが存在し、前記導電部Ａの電気抵抗値が１Ω／□以下である層
基材層：周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚにおける比誘電率が１．０から５．０である樹脂成形体または繊維構造体からなる層
導電体Ｂ層：面積の９０％以上に亘って導電部Ｂが存在し、前記導電部Ｂの電気抵抗値が１Ω／□以下である層
【請求項３】
前記導電体Ａ層のメッシュ状の導電部Ａが、線幅０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、線間隔５ｍｍ〜１０ｍｍの格子状である請求項１または２に記載のアンテナシート。
【請求項４】
前記基材層が、空隙率５０〜８５％の発泡ポリプロピレン樹脂または発泡ポリエチレン樹脂からなる請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンテナシート。
【請求項５】
前記導電体Ａ層の上に、比誘電率が基材層よりも高く、かつ、誘電正接が０．００１以下である高誘電率層が積層されている請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンテナシート。
【請求項６】
前記高誘電率層の比誘電率が２．０〜１０．０である請求項５に記載のアンテナシート。
【請求項７】
前記導電体Ａ層と前記高誘電率層との間に、厚さ０．０２〜０．３ｍｍの保護層Ａを有する請求項６に記載のアンテナシート。
【請求項８】
前記放射器が、前記電磁波伝達シートから脱着可能であり、または、前記電磁波伝達シート上を移動可能であり、前記放射器を前記電磁波伝達シートの任意の場所に配置することができる、請求項１〜７のいずれかに記載のアンテナシート。
【請求項９】
移動体に装着される装着面を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載のアンテナシート。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のアンテナシートをルーフ、ピラー、センターコンソール、インパネのいずれかに装着した移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を伝達することによって通信を行うアンテナシートおよび移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットに代表されるコンピュータ通信網や情報ネットワークの利用が一般家庭・企業などを問わずに普及、一般化し増加してきている。最も一般的な利用形態は、パソコンなどにＬＡＮケーブルを直接接続したり、無線を用いて接続したりしてＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を形成し、ＬＡＮ内のコンピュータからインターネットなどのネットワークへのアクセスを可能としたものがある。
【０００３】
特に、無線を用いてネットワークへのアクセスを可能にする無線ＬＡＮは、ワイヤレス通信可能である利点を生かし、自動車、鉄道、航空機、および船舶などの各種移動体（以下、交通システムと称することがある）にも導入されつつある。このような交通システムにおいて、ユーザは、自らが移動体内に持ち込んだスマートフォン、タブレット、モバイルパソコンなどの無線機を用いて、提供された無線通信環境を通じでネットワークへアクセスし、ニュース、交通情報、天気予報などの各種情報を入手したり、所望のウェブサイトにアクセスしたりする。
【０００４】
このような無線ＬＡＮにおいては、無線機をネットワークに接続するために空間用アンテナが空間内に設置されることがある。しかしながら、空間用アンテナを用いた方法では、アンテナ放射面と、無線機との間に障害物（主に散乱体）があると、無線機まで到達する電波量が減るため、無線通信が不安定となり易い問題がある。また、例えば自動車など設置空間が狭い場合は、空間用アンテナの取り付け場所が限られており、美観を損ねるといった問題もある。また、無線ＬＡＮでは、電波の放射を用いて通信を行うため、情報漏洩や不正アクセスなどのセキュリティ上の問題がある。
【０００５】
そこで、通信手段として二次元状の通信媒体を用いることで、これら問題を解決できることが、特許文献１（特開２０１０−１３６１３５号公報）、特許文献２（特開２００４−７４４８号公報）、特許文献３（特開２００６−１９９７９号公報）、特許文献４（国際公開ＷＯ２０１１／０４３３０５号明細書）、特許文献５（特開２０１０−１１４６９６号公報）に示されている。
【０００６】
しかしながら、我々が自動車等の移動体への前記二次元状の通信媒体の応用を検討したところ、特許文献１〜５に示された二次元状の通信媒体をそのまま設置しただけでは、スマートフォン等の無線機との通信が安定しなかったり、通信をする無線機の場所が制限されたりする問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１３６１３５号公報
【特許文献２】特開２００４−７４４８号公報
【特許文献３】特開２００６−１９９７９号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ２０１１／０４３３０５号明細書
【特許文献５】特開２０１０−１１４６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、安定な通信特性を示し、既存の移動体（交通システム）にも簡単に導入・設置することができるアンテナシートおよびこれを設けた移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため検討した結果、次のアンテナシートにより解決することを見出した。
【００１０】
本発明によれば、メッシュ状の電極を平面上に有し、前記メッシュ状の電極に電圧を印加することにより電磁波の伝送路を形成させることによって電磁波を伝達する電磁波伝達シートと、前記電磁波伝達シートの一端に設けられ、電磁波を前記一端から所定の進行方向に伝達するように入力する入力インターフェースと、前記電磁波伝達シートの平面上の一部分に設置され、前記電磁波伝達シート内を伝播する電磁波を空間へ放射させるとともに、空間から到達した電磁波を前記電磁波伝達シート内へ入力する放射器と、を備え、前記電磁波伝達シートを介して電磁波を入出力するアンテナシートが提供される。
【００１１】
電磁波伝達シートは、少なくとも下記の導電体Ａ層、基材層および導電体Ｂ層の３層を順に積層してなる。
導電体Ａ層：連続するメッシュ状の導電部Ａと非導電部Ａが存在し、前記導電部Ａの電気抵抗値が１Ω／□以下である層
基材層：周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚにおける比誘電率が１．０から５．０である樹脂成形体または繊維構造体からなる層
導電体Ｂ層：面積の９０％以上に亘って導電部Ｂが存在し、前記導電部Ｂの電気抵抗値が１Ω／□以下である層
【００１２】
また、アンテナシートは、移動体に装着される装着面を有する。
【００１３】
また、本発明によれば、上記アンテナシートをルーフ、ピラー、センターコンソール、インパネのいずれかに装着した移動体が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のアンテナシートを用いることで、自動車、鉄道、航空機および船舶など既存の移動体（交通システム）に簡単に導入・設置することができ、交通システムの高度な情報インテリジェンス化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一態様による電磁波伝達シートの略横断面図である。
【図２】本発明の別態様による電磁波伝達シートの略横断面図である。
【図３】本発明の別態様による電磁波伝達シートの略横断面図である。
【図４】本発明の別態様による電磁波伝達シートの略横断面図である。
【図５】本発明のアンテナシートの一具体例を説明する上面図である。
【図６】本発明のアンテナシートに設けられる放射器の一具体例を説明する断面図である。
【図７】アンテナシートに放射器を設置した場合と設置しない場合とにおける電界強度の比較を説明する図である。
【図８】ポール型アンテナから放射された電磁波の伝播の様子を模式的に示す図である。
【図９】本発明によるアンテナシートから放射された電磁波の伝播の様子を模式的に示す図である。
【図１０】屈曲部に対応する導電体Ａ層の部分が全面金属層である態様の模式図である。
【図１１】本発明によるアンテナシートの自動車への設置例を説明する透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、適宜図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
【００１７】
図１に示したように、本発明に用いる電磁波伝達シート（以下、シート構造体と称することがある）１０は、少なくとも下記の導電体Ａ層１１、基材層１２、導電体Ｂ層１３の３層を順に積層してなる。かかる３層構成により、シート構造体の内部に電磁エネルギーを閉じ込めてそれを通信に利用することができる。
【００１８】
導電体Ａ層１１：
連続するメッシュ状の導電部Ａ１４と非導電部Ａ１５が存在し、導電部Ａの電気抵抗値が１Ω／□以下であることが好ましく、これにより、良好な通信状態を保つことができる。導電体Ａ層１１の導電部Ａ１４の電気抵抗値が１Ω／□を超える場合、シート構造体内において電磁エネルギーを伝達、内在させることが困難となり、２次元での通信が不十分となる。
【００１９】
導電体Ａ層１１に上記のような導電性能を付与するには、導電部Ａ１４を構成する導電体Ａに導電性を有する素材を使用すれば良い。そのような素材の好適な例として、銅、銀、アルミニウム、ステンレス、ニッケルなどの金属を含むもの等が挙げられる。導電部Ａ１４の電気抵抗値は０．００１Ω／□から０．５Ω／□であることが好ましい。
【００２０】
導電体Ａ層１１の導電部Ａ１４の形状は特に限定されないが、電磁波伝達シート１０の製造時の加工性を考慮し、格子状や蜂の巣状（ハニカム構造）であることが好ましい。その中でも、格子状であり、格子線幅が０．５ｍｍから１．５ｍｍ、格子線間隔が５ｍｍから１０ｍｍであることが特に好ましい。
【００２１】
また、導電体Ａ層１１の導電部Ａ１４の厚さは、電磁波伝達シートを伝達する電磁波の周波数に対応する導電体の表皮深さよりも厚いことが好ましく、これにより電磁波を通信シート構造体内に閉じ込めやすくなる。導電体Ａ層１１の導電部Ａ１４の厚さは、好ましくは０．０００１μｍから５０μｍであり、より好ましくは１μｍから２５μｍである。
【００２２】
基材層１２：
基材層１２は、周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚでの比誘電率が１．０から５．０であり、より好ましくは１．０から３．０である樹脂成形体または繊維構造体からなる。上記特性をもつ基材を用いることで、電磁波伝達シート１０は、シート内を伝達する電磁波の減衰を少なくすることができ、きわめて優れた二次元通信性能を発揮する。
【００２３】
上記基材を構成する比誘電率を満足する素材としては、オレフィン樹脂（ＴＰＯ）やスチレン樹脂（ＳＢＣ）、塩ビ樹脂（ＴＰＶＣ）、ウレタン樹脂（ＰＵ）、エステル樹脂（ＴＰＥ）、アミド樹脂（ＴＰＡＥ）、フッ素化樹脂（ＰＴＦＥ）などが挙げられる。中でも、比誘電率や加工性を考慮し、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）といったポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）といったポリエステル、ポリイミド（ＰＩ）が好ましく、特にポリエステル、ポリオレフィンが好ましい。
【００２４】
基材が樹脂成形体の場合は、多孔質素材であることが好ましい。例えば、空隙率５０〜８５％の発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレンなどが挙げられる。基材が多孔質素材であることにより、基材の空隙率が上がり、比誘電率が１に近づくため、安定した通信性能を得ることができる。多孔質な素材であれば、連続発泡でも独立発泡でも構わない。
【００２５】
基材が繊維構造体の場合は、具体的には、織物、編物、不織布などが挙げられる。この場合、１本のフィラメントの繊度が、０．５から３０ｄｔｅｘであることが好ましく、０．５から１０ｄｔｅｘであることがより好ましい。また、基材が織物、編物の場合は、総繊度が好ましくは３０〜１５００ｄｔｅｘ、より好ましくは３０〜８００ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸を用いることが好ましい。さらに、基材が織物の場合は、織物密度が、経糸密度、緯糸密度が共に、１５から２００本／ｉｎｃｈであることが好ましく、１５から１５０本／ｉｎｃｈであることがより好ましい。なお、経糸密度と緯糸密度は、同じであっても異なっていてもよい。
【００２６】
また、基材はエラスティックな性質を持つ基材であることが好ましい。例えば、合成ゴムシート、エラストマー繊維構造体などが挙げられる。合成ゴムシートとしては、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ・ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムを例示することができる。エラストマー繊維構造体としては、エラストマー繊維を使用した織物や編物、不織布などが挙げられ、特に空隙率の高い不織布が好ましい。中でも、０．１μｍから２０μｍのエラストマー繊維を使用することが好ましい。エラスティックな性質を持つ合成ゴムシートやエラストマー繊維構造体を使用した通信用フレキシブルシート構造体は、通常の樹脂シート等を使用した通信用フレキシブルシート構造体に比べて柔軟性や屈曲疲労性に優れ、収納時や運搬時に、繰り返し折り曲げたり丸めたりすることができる。
【００２７】
なお、基材の厚さは、好ましくは０．２ｍｍから１０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍから２．０ｍｍである。また、基材の目付けは、好ましくは５０ｇ／ｍ2から８００ｇ／ｍ2、より好ましくは８０ｇ／ｍ2から３００ｇ／ｍ2である。
【００２８】
導電体Ｂ層１３：
導電体Ｂ層１３は、その面積の９０％以上、好ましくは９５％以上に亘り導電部Ｂが存在している必要があり、これにより良好な通信状態を保つことができる。
【００２９】
上記導電部Ｂを構成する導電体Ｂの電気抵抗値としては、好ましくは１Ω／□以下、より好ましくは０．００１Ω／□から０．５Ω／□であればよい。ここで、電気抵抗値を０．５Ω／□以下とし、電磁波伝達シート製造時の加工性を考えた場合、導電体Ｂとして、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、ニッケルを含んだ素材を使用することが好ましい。
【００３０】
導電体Ｂ層１３に上記のような導電性能を付与する手法としては、該層を構成する導電性を有する素材（導電体Ｂ）を基材の片面にプリント、めっき、蒸着、ラミネートすれば良い。特に、銅、銀、アルミニウム、ニッケルなどの金属を含む素材をめっきもしくはラミネートすることにより、導電体Ｂ層を厚く作製することができ好ましい。
【００３１】
なお、導電体Ｂ層１３の厚さは、通常、好ましくは０．００００１μｍから５０μｍ、より好ましくは１μｍから２５μｍである。
【００３２】
本発明においては、図２に示したように、電磁波伝達シート２０の耐久性を向上させるため、導電体Ａ層２１及び基材２２を保護層Ａ２６によって覆い、かつ／または、導電体Ｂ層２３を保護層Ｂ２７によって覆うことが好ましい。
【００３３】
保護層ＡまたはＢは、樹脂、シート、フィルムであってもよい。ＰＥＴやＰＥＮなどのポリエステルフィルム、ＰＥやＰＰなどのポリオレフィンフィルム、ポリイミドフィルム、エチレン−ビニルアルコールフィルムなどのフィルムや、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂が含まれる。
【００３４】
また、保護層Ａ２６または保護層Ｂ２７は、織物、編物、不織布等の繊維構造体であってよい。該繊維の構成する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）などのポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２などの脂肪族ポリアミド、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンテレフタルアミドなどの芳香族ポリアミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）を例示することができる。
【００３５】
保護層Ａ２６または保護層Ｂ２７は、前述したようにエラストマー樹脂やエラストマー不織布であってもよい。また、保護層ＡとＢとは、同じものであっても異なっていても良い。
【００３６】
このように、保護層Ａ２６を設ける場合は、前述したように、基材２２に直接導電体Ａ層２１を形成し、さらにその上に保護層Ａ２６を被覆してもよいし、保護層Ａ２６に直接導電体Ａ層２１を形成し、その導電体Ａ層２１側に基材２２を接合して成形してもよい。
【００３７】
一方、保護層Ｂ２７を設ける際にも、基材２２に直接導電体Ｂ層２３を形成し、さらにその上に保護層Ｂ２７を被覆してもよいし、保護層Ｂ２７に直接導電体Ｂ層２３を形成し、その導電体Ｂ層２３側に基材２２を接合し、電磁波伝達シート２０を製造してもよい。
【００３８】
導電体層８４、基材及び保護層の間の接合方法としては、接着手段や融着手段を用い、点状に接合する方法、ストライプ状に接合する方法、面状に接合する方法、等が挙げられる。接着手段を用いて接合する場合、接着剤としては、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、合成ゴム系接着剤、天然ゴム系接着剤、等を使用することができる。また、接着剤としてポリエステル系、ポリアミド系、等のホットメルト接着剤を用いる熱ラミネート法を採用してもよい。融着手段を用いて接合する方法としては、例えば、予め積層しておいた３層シート（基材＋導電体Ｂ層＋保護層Ｂ）と２層シート（導電体Ａ層＋保護層Ａ）とを、その基材と導電体Ａ層とを向かい合わせてそれらの間にＰＥ等の溶融ポリマーを供給しながら加熱ローラーで加熱・加圧するプレス成形法が挙げられる。加熱温度は、溶融ポリマーの融点にもよるが１２０〜１４０℃が一般的である。かかるプレス成形法において、導電体Ａ層の形状が異なるシートを一体物として製造することができる。例えば、導電体Ａ層のエッチングパターンを変更することにより格子状又は蜂の巣状部分と全面金属層部分とが連続している２層シートを作製し、これを上記３層シートと組み合わせてプレス成形に供することにより、導電体Ａ層の形状が異なるシートを一体成形することができる。後述するように、本発明によるアンテナシートを敷設するに際し電磁波の減衰が大きくなる屈曲部には全面金属層部分が配置されるように設計された一体化シートを提供することが好ましい。
【００３９】
本発明においては、図３に示したように、導電体Ａ層３１の上に、上記保護層Ａの代わりに、基材層３２よりも高い比誘電率を有し、誘電正接が０．００１以下である高誘電率層３８が積層されていることが好ましい。高誘電率層３８が積層されていることによって、非導電部Ａ３５から漏出する電磁波の強度を増大させ、無線機との通信特性を著しく向上させることができる。基材層３２と高誘電率層３８との比誘電率の差は可能な限り大きいことがよく、特に０．２以上が好ましく、更には１．０以上がより好ましい。
【００４０】
高誘電率層３８の比誘電率としては、上記要件を満たし、好ましくは２．０〜１０．０であり、より好ましくは５．０〜１０．０である。比誘電率が２．０未満では、基材の比誘電率との差が十分でなく通信特性が低下する傾向にある。一方、比誘電率は大きいほど好ましいが、誘電正接を充分に小さくする必要があるため、比誘電率が１０．０を超えないものを選定したほうがよい。
【００４１】
また、高誘電率層３８の厚さは、１．０〜５．０ｍｍが好ましく、１．０〜３．０ｍｍがより好ましい。厚さが、１．０ｍｍ未満では、読取性能を向上させる効果が充分に現れず、５．０ｍｍを超えるとシート構造体３０の厚さが大きくなりすぎ、取り扱い性が悪くなる。
【００４２】
上記高誘電率層３８としては、織物、編物、不織布、樹脂、シート、フィルムが挙げられ、中でも樹脂、シート、フィルムが好ましく、シートは発泡体であってもよい。
【００４３】
上記の樹脂、シート、フィルムを構成するポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳｔ）などのポリオレフィン、ポリイミド、エチレン−ビニルアルコール、アクリル、ウレタンなどを例示することができる。
【００４４】
特に、上記高誘電率層３８としては、上記誘電率と誘電正接を同時に満足するため、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＳｔのフィルムやシートが好ましい。
【００４５】
また、本発明においては、図４に示したように、導電体Ａ層４１と高誘電率層４８との間に、厚さが０．０２〜０．３ｍｍの保護層Ａ４６を有していてもよい。これにより、たとえば、本発明に用いる電磁波伝達シート４０を成形する際、基材４２に直接、導電体Ａ層４１をラミネート等するのではなく、保護層Ａ４６となるフィルムやシートに導電体Ａ層４１をラミネートしておき、導電体Ａ層４１の一部をエッチング等して除去し、格子状などに加工し、その後、その保護層Ａ４６を基材４２に対して、導電体Ａ４４が基材４２側になるように積層して公知の方法で接合するといったことが可能となり、成形がしやすくなる。よって、かかる点から、保護層Ａ４６の厚さは薄い方が好ましいため０．３ｍｍ以下とするのがよく、あまり薄すぎても取り扱い性が悪くなるため０．０３ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００４６】
この場合、上記保護層Ａ４６は、樹脂、シート、フィルムが好ましく、これを構成するポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳｔ）などのポリオレフィン、ポリイミド、エチレン−ビニルアルコール、アクリル、ウレタンなどを例示することができる。
【００４７】
本発明に用いる電磁波伝達シートは、上述した積層構造を有する面状かつ帯状のシート形状を有する。すなわち、メッシュ状の電極を平面上（導電体Ａ層）に有し、メッシュ状の電極に電圧を印加することにより電磁波の伝送路を形成させることによって電磁波を伝達する。図５は、本発明のアンテナシートの一具体例を説明する上面図である。図５に示すように、電磁波伝達シート７０の形状を面状および帯状とすることで電磁波の放射領域を拡張する。電磁波伝達シート７０の一端には入出力インターフェース（図示せず）が設けられ、この入出力インターフェースを介して、ネットワークとの接続のための信号処理を実行する情報機器（図示せず）からの電磁波を所定の進行方向に伝達するよう電磁波伝達シート７０へ入力するとともに、電磁波伝達シート７０上を伝播してきた電磁波を、上記情報機器へ送出する。また、電磁波伝達シート７０の平面上には、放射器８２が設けられる。放射器８２は、この放射器８２が設置された部位におけるシート内を伝播する電磁波を空間へ放射させるとともに、空間から放射器８２に到達した電磁波をシート内へ入力する機能を有する。電磁波伝達シート７０の寸法の一例を挙げると、電磁波伝達シート７０の厚さｈは例えば２ｍｍである。メッシュが正方格子状である場合、メッシュ状の電極８１の格子１線あたりの線幅は例えば０．５ｍｍであり、電極の線間隔（すなわち格子の間隔）は例えば７ｍｍである。また、電磁波伝達シート７０の電磁波の進行方向の寸法および進行方向に直交する幅方向の寸法については、アンテナシートの設置場所に応じて適宜決定すればよいが、電磁波伝達シート７０の電磁波の進行方向と直交する幅方向の寸法は電磁波伝達シート７０に伝播する電磁波の波長の略半分にすることが好ましい。
【００４８】
また、電磁波の反射を低減するために、電磁波の進行方向に直交する幅方向に沿う端部に電磁波吸収体が設けられる場合がある。電磁波吸収体はフェライトやカーボンなどが練りこまれた樹脂成型体などが挙げられる。
【００４９】
図６は、本発明のアンテナシートに設けられる放射器の一具体例を説明する断面図である。
【００５０】
本発明に用いる放射器８２は、少なくとも誘電体層８５と導電体層８４を積層してなるものである。放射器７２を電磁波伝達シート７０に配置する場合は、誘電体層８５が電磁波伝達シート７０側になるように配置する。
【００５１】
上記誘電体層８５は、樹脂、シート、フィルムや、織物、編物、不織布等の繊維構造体等の形状を有していてもよい。誘電体層８５を構成する樹脂としては、ＡＢＳ系樹脂、エポキシ系樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＢＴ等のポリエステル系樹脂、ＰＰ、ＰＥ等のポリオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂が例示でき、中でも、ＡＢＳ系樹脂、エポキシ系樹脂が好ましい。一方、導電体層８４は、銅、銀、アルミニウム、ニッケル等を好ましく例示することができる。
【００５２】
放射器８２の大きさは、導電体層８４の一片の長さが、誘電体層８５に取り込まれる電磁波の波長の略半分とすることが好ましい。また、放射器８２は、特にこれを後述するように移動して設置できるようにする場合は、取扱い性の点からは、少なくとも一辺の長さが好ましくは５〜３５ｃｍ、より好ましくは１０〜２５ｃｍの正方形、長方形、または、直径が好ましくは５〜３５ｃｍ、より好ましくは１０〜２５ｃｍの円形、断面の短径が好ましくは５〜３５ｃｍ、より好ましくは１０〜２５ｃｍの楕円形等とするのが望ましい。なお、ここで正方形、長方形は、角が丸い、略正方形、略長方形といった形状であってもよい。
【００５３】
誘電体層８５の厚みは、好ましくは０．５〜１０ｍｍ、より好ましくは１〜５ｍｍ、導電体層８４の厚みは、好ましくは０．００５〜０．１ｍｍ、好ましくは０．０１〜０．０５ｍｍである。
【００５４】
導電体層８４の表面には保護層８３を設けてもよく、該保護層８３は、樹脂、シート、フィルムであってもよい。素材としては、ＰＥＴやＰＥＮなどのポリエステルフィルム、ＰＥやＰＰなどのポリオレフィンフィルム、ポリイミドフィルム、エチレン−ビニルアルコールフィルムなどのフィルムや、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂が含まれる。また、保護層８３は、織物、編物、不織布等の繊維構造体であってよい。該繊維の構成する樹脂としては、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＴＴなどのポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２などの脂肪族ポリアミド、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンテレフタルアミドなどの芳香族ポリアミド、ＰＰ、ＰＥ、ＰＣ、ＰＩを例示することができる。
【００５５】
放射器８２は、電磁波伝達シート７０に固定して用いることもできるが、電磁波伝達シート７０上の任意の場所に移動して設置できるようにしてもよい。後者の場合は、放射器８２と電磁波伝達シート７０の全面または一部にマジックテープ（登録商標）を設け自由に放射器８２を電磁波伝達シート７０に取り付け取外しができるようにしたり、電磁波伝達シート７０上にレール等を設けそれに沿って放射器８２を移動できるようにしたりすることができる。このように放射器８２を、電磁波伝達シート７０上で移動可能として、自動車等の移動体の内部形状等に合わせて配置したり、乗車している人の位置に応じて配置を変えたり、信号の受信度合に応じて配置を変えたりすることができる。
【００５６】
図７は、電磁波伝達シートに放射器を設置した場合と設置しない場合とにおける電界強度の比較を説明する図である。電磁波伝達シート７０の面状に放射器８２を設置することで、放射器８２を設置しない場合に比べ、放射器８２の特に上方において電界強度が著しく高くなっており、また、シート全面に渡っても電界強度がより高くなることが分かる。
【００５７】
またさらに、図８および図９を用いて本発明によるアンテナシートと従来技術によるポール型アンテナとの電磁波の伝播について比較すると次の通りである。図８は、ポール型アンテナから放射された電磁波の伝播の様子を模式的に示す図であり、図９は、本発明によるアンテナシートから放射された電磁波の伝播の様子を模式的に示す図である。図８に示すように、ポール型アンテナ９０から放射された電磁波を、人間９１−１の背後にいる人間９１−２が、手に持ったスマートフォンなどの無線機９２で受信しようとした場合、ポール型アンテナ９０から放射された電磁波は、人間９１−１が障害物となってその多くが遮られ、人間９１−１の背後に回りこんだ電磁波が無線機９２に到達するが、その電界強度は弱い。これに対し、図９（ａ）に示すように、本発明のアンテナシートによれば、電磁波の放射面が面状であることと放射器８２の効果とにより、電磁波伝達シート７０から放射される電磁波の電界強度も電磁波伝達シート７０の上方全面に渡ってより一層高くなるので、人間９１−１の背後に電磁波が回り込みやすくなり、人間９１−２が手に持った無線機９２に安定的に電磁波が到達する。また、図９（ｂ）に示すように、電磁波伝達シート７０に設置する放射器８２の放射面の大きさを大きくするとともに、放射器８２の設置間隔を広げれば、人間９１−１の背後に電磁波がより一層回り込みやすくなるので、人間９１−２が手に持った無線機９２にさらに多くの電磁波が到達する。このように、本発明によれば、電磁波伝達シート７０と放射器８２とからなるアンテナシートと無線機９２との間に障害物があっても安定的に通信することができる。
【００５８】
本発明のアンテナシートは、上述のような構成を有することにより、高効率かつ低損失な電磁波の伝達を行うことが可能となり、格子状の導電体Ａ層から漏出する電磁波の強度が全体として増大する。このような構造を有するシートは、格子状の導電体Ａ層から漏出する電磁波の強度が増大するため、無線機との通信に用いるアンテナシートとして用いることができる。
【００５９】
自動車、鉄道、航空機および船舶など既存の移動体（交通システム）におけるアンテナシート７０の設置部分に屈曲部が存在する場合、電磁波の減衰を最小限に抑えるため、その屈曲部に対応する導電体Ａ層の部分を、導電体Ｂ層と同様にその面積の９０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは１００％（全面）に亘り導電部Ａが存在している形態にすることが好ましい。一例として、屈曲部に対応する導電体Ａ層の部分が全面金属層である態様の模式図を図１０に示す。図１０において、平坦部には、導電部Ａ６４と非導電部Ａ６５とが格子状又は蜂の巣状を構成する導電体Ａ層６１の部分が配置され、屈曲部６０には、平坦部から引き続く導電部Ａ６４が連続した金属層を構成する導電体Ａ層６１の部分が配置されている。屈曲部６０の程度としては、曲率半径Ｒが好ましくは２５ｍｍ以下、より好ましくは１００ｍｍ以下である場合に、図１０に示したような導電体Ａ層を構成することが好ましい。このように屈曲部に対応する導電体Ａ層を導電体Ｂ層と同様の構造とすることにより、屈曲部における電磁波減衰を極力抑えることができる。
【００６０】
本発明によるアンテナシート８０は、自動車、鉄道、航空機および船舶などの移動体に装着される。アンテナシート８０は平面状に構成されるので、アンテナシート８０の少なくとも一方の面が移動体に対する装着面になる。例えば、アンテナシート８０が移動体の構造物内に挟み込まれるように装着される場合にはアンテナシート８０の両面が装着面になる。
【００６１】
図１１は、本発明によるアンテナシートの自動車への設置例を説明する透視図である。自動車１００の客室内は曲面状の壁面が多く存在するが、本発明によるアンテナシート８０は、設置部分に屈曲部があっても曲面に沿って設置することが可能である。自動車１００における設置箇所の例としては、ルーフ（天井）、ピラー、センターコンソール、インパネなどがある。それぞれの曲面に沿って設置することが可能であるので、場所を不用意に占有することもなく、美観を損ねることもない。また、障害物となり得る座席や座席に座った乗員が存在しても、本発明によれば回折する電磁波の量がポール型アンテナの場合よりも多く発生するので、安定した無線通信環境を実現することができる。また、アンテナシート８０の放射面は面状であるので、座席のある方向に当該放射面が向かうように設置すれば、例えば１ｍ程度以内とったように範囲が限られた安定通信領域を客室内に作ることも容易である。これにより、自動車１００に乗り込んだユーザは、自らが持ち込んだスマートフォン、タブレット、モバイルパソコンなどの無線機を用いて、快適にネットワークへアクセスし、ニュース、交通情報、天気予報などの各種情報を入手したり、所望のウェブサイトを閲覧したりすることができる。
【００６２】
また、本発明によるアンテナシート８０を、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）用ＩＣタグとの間でデータを読み出しおよび書き込みをする際に用いられるアンテナとして用いてもよい。例えばトラックの荷台、貨物列車の荷台、航空機や船舶の荷物室内にアンテナシート８０を設置し、荷物にＲＦＩＤ用ＩＣタグを貼り付けておけば、積み込んだ荷物のＲＦＩＤ用ＩＣタグの読み出しおよび書き込みを容易に行うことができる。本発明によるアンテナシート８０は、シート状であるので荷台や荷物室を狭めることもない。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によるアンテナシートは、自動車、鉄道、航空機および船舶などの移動体（交通システム）における無線通信システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０、２０、３０、４０、７０    電磁波伝達シート
１１、２１、３１、４１、６１    導電体Ａ層
１２、２２、３２、４２、６２    基材層
１３、２３、３３、４３、６３    導電体Ｂ層
１４、２４、３４、４４、５４、６４    導電部Ａ
１５、２５、３５、４５、５５、６５    非導電部Ａ
２６、４６、６６    保護層Ａ
２７、３７、４７、６７    保護層Ｂ
３８、４８    高誘電率層
５９    コネクタ
６０    屈曲部
８０    アンテナシート
８１    電極
８２    放射器
８３    保護層
８４    導電体層
８５    誘電体層
１００    自動車
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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