(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナの電波の出射方向上に設けられ、電界分布を制御する電磁波フィルタであって、
導電体からなり、複数の折曲面と、前記折曲面に開口形成されたスロットとを有し、所定の通信エリア内をほぼ一定な電界とし、前記通信エリア外で急激に電界を弱くする、
ことを特徴とする電磁波フィルタ。
【請求項２】
前記折曲面は、前記出射方向に対し所定の角度をなし、
前記スロットは、前記アンテナの偏波方向と直交する方向に所定の長さで開口され、前記長さは、電波の波長のおよそ１／２であることを特徴とする請求項１に記載の電磁波フィルタ。
【請求項３】
前記折曲面の前記角度は、前記スロットを単体としたとき、透過波が最も小さく、反射波が最も大きくなる角度であることを特徴とする請求項２に記載の電磁波フィルタ。
【請求項４】
前記折曲面は、前記出射方向に対し所定の角度を有するＶ字形および逆Ｖ字形を交互に組み合わせて配置した略波型の形状であることを特徴とする請求項１に記載の電磁波フィルタ。
【請求項５】
さらに、前記折曲面の前記角度に応じて、所定の電界分布および電界強度を有する前記通信エリアが得られることを特徴とする請求項４に記載の電磁波フィルタ。
【請求項６】
前記折曲面の前記角度は３０°であることを特徴とする請求項２に記載の電磁波フィルタ。
【請求項７】
前記折曲面全体の幅は、前記通信エリアの大きさに応じた所定の幅であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の電磁波フィルタ。
【請求項８】
アンテナを備えたアクセスポイントと、
前記アンテナの電波の出射方向上に設けられ、電界分布を制御する電磁波フィルタと、
前記アクセスポイントおよび前記電磁波フィルタを収容し、所定の通信エリアを構築する箇所に取り付けられるカバーと、
前記通信エリア内に位置したとき、前記アクセスポイントと通信する端末と、を備え、
前記電磁波フィルタは、
導電体からなり、複数の折曲面と、前記折曲面に開口形成されたスロットとを有し、所定の通信エリア内をほぼ一定な電界とし、前記通信エリア外で急激に電界を弱くする、
ことを特徴とする空間電磁界制御システム。
【請求項９】
前記通信エリアを所定の間隔を有して複数隣接して配置したことを特徴とする請求項８に記載の空間電磁界制御システム。
【請求項１０】
複数の前記通信エリアは、前記通信エリアの両端に位置する所定の電界を有する通信不能エリアが、隣接する他の通信エリアの通信不能エリアと重ならない間隔を有して配置したことを特徴とする請求項９に記載の空間電磁界制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を制御する電磁波フィルタおよび空間電磁界制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ルータやアクセスポイント（ＡＰ）の設置により端末等が無線通信できる。ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｅｎｅｔ  Ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）技術を用いたセンサや端末は、異なる無線通信システムが同じエリアに混在して配置されることがある。例えば、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の通信周波数のＷｉＦｉ（登録商標）は、工場、病院、飲食店等で用いられ、混在した環境においても、各通信システム別に無線通信システムの構築の容易性や、セキュリティの確保が求められている。【０００３】
無線ルータやＡＰに主に用いられるダイポールアンテナは、通信エリアに向かって電波が円状に広がるため、所望するエリア外に余分な電波の漏れや、隣接するＡＰの電波や壁、金属面からの反射波との干渉により、電波が弱くなるヌルスポットが生じている。【０００４】
従来技術として、アンテナから放射された空間の電磁界を制御する電磁波フィルタがある。例えば、アンテナの放射方向上に複数のスリットを有する金属スリット板を配置し、サイドローブの反射波を低減した車載用レーダの技術がある（例えば、下記特許文献１参照。）。また、一次放射器のＶ，Ｈ偏波を、スリットを有する反射器によりスリットに直交する偏波のみ通過させてビーム幅を可変する技術がある（例えば、下記特許文献２参照。）。また、放射素子の小反射板を、間隙を空けて複数配置し、小反射板の交換が容易で大きな反射板のアンテナと等価にした技術がある（例えば、下記特許文献３参照。）。また、基板上にミリ波用の多数のアンテナの開口面を大きくアレイ化して配置することでビームを絞り、ゲート等の所定エリアで一定の電界値（フレネルゾーン）を形成する技術がある（例えば、下記非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０２９８３４号公報
【特許文献２】特開平１１−２１４９２０号公報
【特許文献３】特開昭６３−０２６００６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｍｉａｏ  Ｚｈａｎｇ、外５名、「Ａ  ６０−ＧＨｚ  Ｂａｎｄ  Ｃｏｍｐａｃｔ−Ｒａｎｇｅ  Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｓｉｎｇ  Ｌａｒｇｅ  Ａｒｒａｙ  Ａｎｔｅｎｎａｓ」、ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＡＮＴＥＮＮＡＳ  ＡＮＤ  ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ，ＶＯＬ．６３，ＮＯ．８、Ａｕｇ．２０１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術では、汎用の無線ルータやＡＰを用いた無線通信において、電波を特定の通信エリアに閉じ込めることができなかった。特許文献１，２のようにアンテナ前方にスリットを有する金属板（反射器）を配置しただけでは偏波制御しか行えず電波のエリア制御が行えない。また、特許文献３、非特許文献１は、アレイ化した反射板を用いることに加え、汎用の無線ルータやＡＰが放射する電波を用いることができない。【０００８】
一つの側面では、本発明は、特定の通信エリアに電波を閉じ込めることができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの案では、電磁波フィルタは、アンテナの電波の出射方向上に設けられ、電界分布を制御する電磁波フィルタであって、導電体からなり、複数の折曲面と、前記折曲面に開口形成されたスロットとを有し、所定の通信エリア内でほぼ一定な電界とし、前記通信エリア外で急激に電界を弱くする、ことを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
一つの実施形態によれば、特定の通信エリアに電波を閉じ込めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態にかかる電磁波フィルタを示す図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかる電磁波フィルタに対する電磁波の入射角度が斜めの場合を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態にかかる電磁波フィルタに対する電磁波の入射角度がより斜めの場合を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態にかかる電磁波フィルタの条件別の特性例を示す図である。（その１）
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態にかかる電磁波フィルタの条件別の特性例を示す図である。（その２）
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態にかかる電磁波フィルタの条件別の特性例を示す図である。（その３）
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態にかかる電磁波フィルタの条件別の特性例を示す図である。（その４）
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態にかかる電磁波フィルタの条件別の特性例を示す図である。（その５）
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態にかかる電磁波フィルタの条件別の特性例を示す図である。（その６）
【図７】図７は、実施の形態にかかる電磁波フィルタによる通信エリアの説明図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態にかかる電磁波フィルタを備えた空間電磁界制御システムの構成例を示す図である。（その１）
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態にかかる電磁波フィルタを備えた空間電磁界制御システムの構成例を示す図である。（その２）
【図９】図９は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの送信機のハードウェア構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの端末のハードウェア構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態にかかるシミュレーションに用いた電磁波フィルタの構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態にかかる電磁波フィルタの電界分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態にかかる電磁波フィルタを用いた際の各種アンテナ特性を示す図である。（その１）
【図１４】図１４は、実施の形態にかかる電磁波フィルタを用いた際の各種アンテナ特性を示す図である。（その２）
【図１５Ａ】図１５Ａは、実施の形態にかかる電磁波フィルタを用いた際の各種アンテナ特性を示す図である。（その３）
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、実施の形態にかかる電磁波フィルタを用いた際の各種アンテナ特性を示す図である。（その４）
【図１６】図１６は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの通信エリアをスケールアップした図である。
【図１７】図１７は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの複数の通信エリアを示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの複数の通信エリアの構築例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態にかかる電磁波フィルタを用いた通信エリアを説明する図である。
【図２０】図２０は、実施の形態にかかる電磁波フィルタの幅の大きさを変えたときの電界分布を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態にかかる電磁波フィルタの高さを変えた状態を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態）
以下、本発明の電磁波フィルタおよび空間電磁界制御システムの実施の形態を説明する。実施の形態にかかる電磁波フィルタは、無線通信のルータやアクセスポイント（ＡＰ）からなる送信器のアンテナが出射する電波の出射方向上に設けられ、特定の通信エリアに電波を閉じ込める。電磁波フィルタは、通信エリア内ではほぼ一定な電波強度（電界）とし、通信エリア外では急激に電波強度（電界）が弱くなるように電磁波を制御することで、電波を通信エリア内に閉じ込める。
【００１３】
また、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムは、上記の電磁波フィルタと、無線電波を送信する送信機と、特定の通信エリア内に位置したときに送信機が送信する電波を受信する受信機とを含む。例えば、送信機は、上記のルータやアクセスポイント（ＡＰ）であり、受信機は、特定の通信エリアに移動自在なユーザが保持する端末（スマートフォン、携帯型パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等）である。
【００１４】
図１は、実施の形態にかかる電磁波フィルタを示す図である。図１（ａ）は一部側断面図、図１（ｂ）は部分正面図である。図１（ａ）に示すように、電磁波フィルタ１００は、金属板等の導電体を折り曲げることで、略波状に形成されている。導電体は、例えば、銅、アルミニウム、鉄等の金属板や、高周波基板（例えば、ガラスエポキシ等の誘電体基材（例えば、厚さ１ｍｍ））の片面または両面に設けた銅等の金属層（例えば厚さ１８ミクロン）の部分を指す。
【００１５】
図１（ａ）の例では、角度θが３０度であり、この場合、折り曲げられた折曲面１０１は、隣接する折曲面１０１との間で略三角形のうち２辺による逆Ｖ字形を形成し、電磁波フィルタ１００は、逆Ｖ字形がＸ軸方向に連続して略波状に形成されている。
【００１６】
図１（ｂ）には折曲面１０１の部分図を示す。この折曲面１０１には、電磁波の入射方向と直交する方向に沿って所定の幅Ｗおよび長さＬを有するスロット１０２が開口形成されている。スロット１０２の幅Ｗは、電波を透過させる微小な幅（例えば２ｍｍ）程度である。スロット１０２の長さＬは、例えば、電波（電磁波）の波長λに対し、Ｌ＝λａ／２の関係を有する。このスロット１０２は、図１（ａ）に示す折曲面１０１の奥行方向Ｚに所定間隔を有して複数形成されている。
【００１７】
図１の例では、隣接する折曲面１０１のいずれにもスロット１０２を設けるダブルスロットを説明したが、これに限らず、隣接する折曲面１０１の一方にのみスロット１０２を設けてもよい（シングルスロット）。例えば、特定の通信エリア内の形状や、通信エリア内で所望する無線電波の強度分布に応じて、ダブルスロットとシングルスロットを適宜選択できる。
【００１８】
また、上記の説明では、電磁波フィルタ１００は、折曲面１０１が逆Ｖ字形であると説明したが、詳細は後述するように、最適な角度θを有して、逆Ｖ字形とＶ字形とを交互に組み合わせて配置した波型の形状となっている。
【００１９】
電磁波フィルタ１００の一方の入射面１００ａ（図下部の正面側）にはルータやＡＰが配置され、これらルータやＡＰの送信機のアンテナから放射された電波（電磁波）が入射面１００ａに入射される。
【００２０】
次に、図１〜図３を用いて、電磁波フィルタ１００への電磁波の入射角度別の透過および反射の特性の概要を説明する。図１には、電磁波フィルタ１００に対する電磁波の入射角度が０°、すなわち電磁波フィルタ１００に対し正面方向から電磁波が入射する場合を示している。
【００２１】
図１の正面方向からの電磁波の入射時、電磁波フィルタ１００に対して、正面方向の電磁波の波長λａ／２に対して、スロット１０２はＬｓｉｎθで傾いた状態で位置することとなり、Ｌｓｉｎθが小さくなる。これにより、電磁波フィルタ１００は、入射面１００ａに対し正面方向から電磁波が入射したとき、電磁波を反射（ｒｅｆ．）させる割合が大きくなり、これにより透過（ｐａｓｓ）させる割合が小さくなり、入力される電磁波のパワーを多く減衰させる。
【００２２】
例えば、図１に示す入射角度０°（Ｘ軸に対し９０°）において、入射面１００ａに入力される電磁波のパワーＰｉｎ＝１００（１００％）であるとする。この場合、反射パワーＰｒｅｆ．＝１００×０．８＝８０（８０％）となり、透過パワーＰｐａｓｓ＝１００×０．２＝２０（２０％）となる。
【００２３】
図２は、実施の形態にかかる電磁波フィルタに対する電磁波の入射角度が斜めの場合を示す図である。図２には、Ｘ軸に対し電磁波の入射角度がθ（３０°）、すなわち電磁波の波長λａ／２に対し、電磁波フィルタ１００のスロット１０２の長さＬがほぼ同じ大きさで斜め方向から電磁波が入射する場合を示している。
【００２４】
図２の斜め方向からの電磁波の入射時、電磁波フィルタ１００に対して、斜め方向の電磁波の波長λａ／２に対して、スロット１０２のＬがほぼ同じ大きさで位置することとなる。この場合、電磁波を反射（ｒｅｆ．）させる割合が小さくなり、これにより透過（ｐａｓｓ）させる割合が大きくなり、入力される電磁波のパワーを多く通過させる。
【００２５】
例えば、図２に示す入射角度０°の場合、入射面１００ａに入力される電磁波のパワーＰｉｎ＝１００のとき、反射パワーＰｒｅｆ．＝１００×０．２＝２０となり、透過パワーＰｐａｓｓ＝１００×０．８＝８０となる。
【００２６】
図３は、実施の形態にかかる電磁波フィルタに対する電磁波の入射角度がより斜めの場合を示す図である。図３の例では、Ｘ軸に対し電磁波の入射角度θが、図２よりもさらにＸ軸方向に傾いている場合であり（１５°程度）、電磁波フィルタ１００の折曲面１０１にあたって、スロット１０２部分に少ししか入射しない場合を示している。
【００２７】
図３のように、より斜め方向からの電磁波の入射時、電磁波フィルタ１００は、入射面１００ａに対し斜め方向から入射する電磁波を反射（ｒｅｆ．）させる割合が大きくなり、これにより透過（ｐａｓｓ）させる割合が小さくなり、入力される電磁波のパワーを多く減衰させる。
【００２８】
例えば、図３に示す入射角度１５°の場合、入射面１００ａに入力される電磁波のパワーＰｉｎ＝１００のとき、反射パワーＰｒｅｆ．＝１００×０．８＝８０となり、透過パワーＰｐａｓｓ＝１００×０．２＝２０となる。
【００２９】
図１〜図３に示すように、電磁波フィルタ１００は、入射面１００ａに対し正面方向（Ｘ軸に対し９０°）から入射される電磁波に対し反射の割合が高い。また、入射面１００ａに対し所定角度（例えばＸ軸に対しθ＝３０°）から入射される電磁波に対し透過の割合が高い。さらに、処置角度よりも斜めの角度（例えばＸ軸に対しθ＝１５°）から入射される電磁波に対しては反射の割合が高い。
【００３０】
図４（図４Ａ，図４Ｂ）〜図６（図６Ａ，図６Ｂ）は、実施の形態にかかる電磁波フィルタの条件別の特性例を示す図である。電磁界シミュレータを用い、送信機のアンテナに対して電磁波フィルタの角度を変えた場合の電磁波フィルタを透過した電波の電界状態を説明する。
【００３１】
はじめに、図４（図４Ａ，図４Ｂ）を用いて単体のスロット１０２が設けられた電磁波フィルタ１００（折曲面１０１）に対する電磁波の入射角度を変えたときの電界（Ｅ）分布を説明する。
【００３２】
図４Ａ（ａ）に示すように、折曲面１０１はＹ軸平面上に位置し、送信機のアンテナ４００は、Ｚ軸方向に沿って２７ｍｍの長さを有するダイポールアンテナであり、Ｙ軸方向で折曲面１０１の図中手前側（−３０ｍｍの位置）に位置している。折曲面１０１はＹ軸面上で縦横１２０ｍｍの正方形であり、スロット１０２はアンテナ４００の方向（偏波方向）と直交する方向に沿って２７ｍｍの開口を有している。送信機のアンテナ４００から放射される電波の中心周波数ｆ０＝５ＧＨｚ、入射面１００ａに入力される電磁波のパワーＰｉｎ＝１Ｗとした。
【００３３】
図４Ａ（ｂ）は、固定したアンテナ４００に対し、電磁波フィルタ（折曲面１０１）をＺ軸を中心にＸ，Ｙ軸間で角度θを変化させた場合の電界Ｅを示す図表である。この電界Ｅは、Ｙ軸方向で折曲面１０１の奥側（１１０ｍｍの位置）での値である。なお、図中点線は、ｓｉｎカーブの特性線である。
【００３４】
また、図４Ｂ（ａ）〜（ｄ）は、図４Ａ（ｂ）に対応した電波分布であり、アンテナ４００に対し、電磁波フィルタ１００（折曲面１０１）をＺ軸を中心にＸ，Ｙ軸間で角度θを変化させた場合の電波分布の状態を示す図である。これらの各図には、アンテナ４００と電磁波フィルタ１００を含み、Ｘ軸方向に２００ｍｍ、Ｙ軸方向に１６０ｍｍのエリアの電界分布を示す。
【００３５】
図４Ｂ（ａ）には、折曲面１０１がＹ軸上（Ｘ軸に対して９０°）に位置しており、Ｚ軸に沿った長さのアンテナ４００の偏波方向に対して電磁波フィルタ１００（スロット１０２）が直交した（θ＝９０°）状態を示す。スロット１０２に対して電波が真正面（θ＝９０°）から入射する場合、電磁波フィルタ１００はスロット１０２を介して多くの電波を透過させる。そして、電磁波フィルタ１００を透過した側（図中上部側）ではＹ軸に沿った範囲で透過パワーＰｐａｓｓが大きいことが示されている。この際、図表の最上部の位置Ｙａ（Ｙ＝１１０ｍｍ）における電界は６７Ｖ／ｍである。
【００３６】
図４Ｂ（ｂ）には、折曲面１０１がＹ軸に対し６０°傾いて位置した状態である。電磁波フィルタ１００はスロット１０２を透過した左上側に透過パワーＰｐａｓｓの範囲が示されている。この際、図表の最上部（位置Ｙａ）における電界は４５Ｖ／ｍである。
【００３７】
図４Ｂ（ｃ）には、折曲面１０１がＹ軸に対し３０°傾いて位置した状態である。電磁波フィルタ１００はスロット１０２を透過した左上側に透過パワーＰｐａｓｓの範囲が示され、図４Ｂ（ｂ）よりも透過パワーが小さいことが示されている。この際、図表の最上部（位置Ｙａ）における電界は１０Ｖ／ｍである。
【００３８】
図４Ｂ（ｄ）には、折曲面１０１がＹ軸に対し１５°傾いて位置した状態である。電磁波フィルタ１００はスロット１０２を透過した左側に透過パワーＰｐａｓｓの範囲が示され、図４Ｂ（ｃ）よりも透過パワーが小さいことが示されている。この際、図表の最上部（位置Ｙａ）における電界は１４Ｖ／ｍである。
【００３９】
図４Ａ（ａ）に示した電磁波フィルタ１００のスロット１０２の場合、図４Ｂ（ａ）〜（ｄ）に示したように、真正面（θ＝９０°）から電波が入射されたときには、透過率が大きい。一方、スロット１０２に対して一定の角度を有して電波が入射された場合には、透過率が小さくなる。
【００４０】
ここで、図４Ａ（ｂ）に示した位置Ｙａの電界強度Ｅは、Ｙ軸に対する角度θが９０°のときはＥ＝６７（Ｖ／ｍ）であり、傾斜角度を小さくするにしたがいｓｉｎカーブに沿ってＥが減少していく。角度θが３０°のとき最も電界強度Ｅが小さく（Ｅ＝１０Ｖ／ｍ）、角度θが１５°のときには、再度電界強度Ｅが増加する（Ｅ＝１４Ｖ／ｍ）。図４Ａ（ｂ）の特性でみると、透過波が最小で反射波が最大となる角度（θ）が３０°のとき、複数スロット化時の最適値となる。
【００４１】
次に、図５（図５Ａ，図５Ｂ）および図６（図６Ａ，図６Ｂ）を用いてダブルスロットが設けられた電磁波フィルタ１００（折曲面１０１）に対する電磁波の入射角度を変えたときの電界（Ｅ）分布を説明する。
【００４２】
はじめに、図５Ａ（ａ）に示す電磁波フィルタ１００は、金属板等を折り曲げた２つの折曲面１０１を有し、２つの折曲面１０１は、電磁波の入射方向（Ｙ軸手前側）に凸状に突出して設けられ、各折曲面１０１にスロット１０２が形成されている。２つの折曲面１０１は、図１同様にＹ軸に対し３０°ずつ傾斜している。
【００４３】
なお、送信機のアンテナ４００は、図４Ａと同様に、Ｚ軸方向に沿って２７ｍｍの長さを有するダイポールアンテナであり、Ｙ軸方向で折曲面１０１の図中手前側（−３０ｍｍの位置）に位置している。
【００４４】
また、２つの折曲面１０１はそれぞれ縦横１２０ｍｍの正方形であり、スロット１０２はアンテナ４００の方向（偏波方向）と直交する方向に沿ってそれぞれ２７ｍｍの開口を有している。送信機のアンテナ４００から放射される電波の中心周波数ｆ０＝５ＧＨｚ、入射面１００ａに入力される電磁波のパワーＰｉｎ＝１Ｗとした。
【００４５】
図５Ａ（ｂ）は、固定したアンテナ４００に対し、電磁波フィルタ１００をＺ軸を中心にＸ，Ｙ軸間で角度θを変化させた場合の電界Ｅを示す図表である。この電界Ｅは、Ｙ軸方向で電磁波フィルタ１００の奥側（１１０ｍｍの位置）での値である。なお、図中点線は、ｓｉｎカーブの特性線である。
【００４６】
また、図５Ｂ（ａ）〜（ｄ）は、図５Ａ（ｂ）に対応した電波分布であり、アンテナ４００に対し、電磁波フィルタ１００をＺ軸を中心にＸ，Ｙ軸間で角度θを変化させた場合の電波分布の状態を示す図である。
【００４７】
図５Ｂ（ａ）には、電磁波フィルタ１００がＹ軸上（Ｘ軸に対して９０°）に位置しており、Ｚ軸に沿った長さのアンテナ４００の偏波方向に対して電磁波フィルタ１００（スロット１０２）が直交した（θ＝９０°）状態を示す。スロット１０２に対して電波が真正面（θ＝９０°）から入射する場合、電磁波フィルタ１００はスロット１０２を介して多くの電波を透過させる。そして、電磁波フィルタ１００を透過した側（図中上部側）ではＹ軸に沿った範囲で透過パワーＰｐａｓｓが大きいことが示されている。
【００４８】
図５Ｂ（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ電磁波フィルタ１００がＹ軸に対し６０°、３０°、１５°傾いて位置した状態である。これらの傾きでも電磁波フィルタ１００はスロット１０２を透過した側（図中上部側）でＹ軸に沿った範囲で透過パワーＰｐａｓｓの範囲が示されている。
【００４９】
この際、図表の最上部（位置Ｙａ）における電界は、θが９０°のとき７０Ｖ／ｍ、θが６０°のとき６０Ｖ／ｍ、θが３０°のとき３５Ｖ／ｍ、θが１５°のとき２５Ｖ／ｍである。θが小さいほどアンテナ４００（ダイポールアンテナ）から見えるスロット長が短くなるため、発生電界Ｅｖが小さくなることが示されている。
【００５０】
次に、図６（図６Ａ，図６Ｂ）を用いてダブルスロットが設けられた電磁波フィルタ１００（折曲面１０１）に対する電磁波の入射角度を変えたときの電界（Ｅ）分布を説明する。
【００５１】
図６Ａ（ａ）に示す電磁波フィルタ１００は、金属板等を折り曲げた２つの折曲面１０１を有し、２つの折曲面１０１は、電磁波の入射方向（Ｙ軸手前側）に広がる凹状に設けられ、各折曲面１０１にスロット１０２が形成されている。２つの折曲面１０１は、図１同様にＹ軸に対し３０°ずつ傾斜している。
【００５２】
図６Ａ（ｂ）は、固定したアンテナ４００に対し、電磁波フィルタ１００をＺ軸を中心にＸ，Ｙ軸間で角度θを変化させた場合の電界Ｅを示す図表である。この電界Ｅは、Ｙ軸方向で電磁波フィルタ１００の奥側（１１０ｍｍの位置）での値である。なお、図中点線は、ｓｉｎカーブの特性線である。
【００５３】
また、図６Ｂ（ａ）〜（ｄ）は、図６Ａ（ｂ）に対応した電波分布であり、アンテナ４００に対し、電磁波フィルタ１００をＺ軸を中心にＸ，Ｙ軸間で角度θを変化させた場合の電波分布の状態を示す図である。
【００５４】
図６Ｂ（ａ）には、電磁波フィルタ１００がＹ軸上（Ｘ軸に対して９０°）に位置しており、Ｚ軸に沿った長さのアンテナ４００の偏波方向に対して電磁波フィルタ１００（スロット１０２）が直交した（θ＝９０°）状態を示す。スロット１０２に対して電波が真正面（θ＝９０°）から入射する場合、電磁波フィルタ１００はスロット１０２を介して多くの電波を透過させる。そして、電磁波フィルタ１００を透過した側（図中上部側）ではＹ軸に沿った範囲で透過パワーＰｐａｓｓが大きいことが示されている。
【００５５】
図６Ｂ（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ電磁波フィルタ１００がＹ軸に対し６０°、３０°、１５°傾いて位置した状態である。これらの傾きでも電磁波フィルタ１００はスロット１０２を透過した側（図中上部側）でＹ軸に沿った範囲で透過パワーＰｐａｓｓの範囲が示されている。
【００５６】
この際、図表の最上部（位置Ｙａ）における電界は、θが９０°のとき６５Ｖ／ｍ、θが６０°のとき６２Ｖ／ｍ、θが３０°のとき４０Ｖ／ｍ、θが１５°のとき１０Ｖ／ｍである。θが小さいほどアンテナ４００（ダイポールアンテナ）から見えるスロット長が短くなるため、電界Ｅｖが小さくなることが示されている。
【００５７】
ここで、図６Ａ（ｂ）には、電界分布Ｅｖｒの特性と、上述した凸状の電磁波フィルタ１００（図５Ａ（ｂ））の電界Ｅｖの特性を示している。この図６Ａ（ｂ）の特性でみると、θ＝３０°付近でθの変化に対する電界分布Ｅｖｒと電界Ｅｖがバランスよく同じ値になる最適値が得られる。すなわち、電磁波フィルタ１００は、ダブルスロットの構成の場合、図５（図５Ａ（ａ））に示した凸状と、図６（図６Ａ（ａ））に示した凹状とを組み合わせた形状が適している（図１相当）。
【００５８】
図７は、実施の形態にかかる電磁波フィルタによる通信エリアの説明図である。上述した凸状と凹状を組み合わせた電磁波フィルタ１００の通信エリアと、各状態Ａ〜Ｃ別の電波の強さ（電界）を示す。電磁波フィルタ１００から所定距離離れた位置（図の上部）には、ＡＰのアンテナ４００が設けられる。図中の数値は、例えば、電波の強度（例えば受信電力ｍｗ）である。
【００５９】
（１）電磁波フィルタ１００部分における電波の透過および反射状態は、
状態Ａ（θ＝９０°）では、受信電波の強度が１００とすると、反射（Ｐｒｅｆ．）は１００×０．８＝８０、透過（Ｐｐａｓｓ）は１００×０．２＝２０となる。
状態Ｂ（θ＝３０°）では、状態ＡよりＡＰ（アンテナ４００）からの距離が大きいため、受信電波の強度が小さく７０となった場合、反射（Ｐｒｅｆ．）は７０×０．２＝１４、透過（Ｐｐａｓｓ）は７０×０．８＝５６となる。
状態Ｃ（θ＝１５°）では、状態ＢよりＡＰ（アンテナ４００）からの距離が大きいため、受信電波の強度が小さく５０となった場合、反射（Ｐｒｅｆ．）は×０．８＝４０、透過（Ｐｐａｓｓ）は×０．２＝１０となる。
【００６０】
（２）通信エリア７００（および通信不能エリア７０１）における電波の強度は、
状態Ａ’（θ＝９０°）では、ＡＰ（電磁波フィルタ１００）からの距離減衰により強度は１０となる。
状態Ｂ’（θ＝３０°）では、状態Ａ’より電磁波フィルタ１００からの距離が大きいため、強度は１２となる。
状態Ｃ’（θ＝１５°）では、状態Ｂ’より電磁波フィルタ１００からの距離が大きいため、強度は１となる。
【００６１】
図７に示すように実施の形態の電磁波フィルタ１００によれば、通信エリア７００では、ほぼ一定な強度（１０〜１２）の電波を受信できる。加えて、通信不能エリア７０１では、急激に強度が低下し（強度１）、通信できない状態が示されている。このように、実施の形態の電磁波フィルタ１００によれば、通信エリア７００内にユーザの端末（ＭＳ）７１０が位置しているときには、一定な電波強度で電波を受信できる。また、通信不能エリア７０１内にユーザの端末（ＭＳ）７１０が位置しているときには、受信電波の強度が急激に弱まり、受信できなくなるようにすることができる。すなわち、実施の形態の電磁波フィルタ１００は、汎用のＡＰ（アンテナ４００）から放射された電波を所定の通信エリア７００内でのみ一定な電波強度となるように放射（透過）できる。
【００６２】
図８（図８Ａ，図８Ｂ）は、実施の形態にかかる電磁波フィルタを備えた空間電磁界制御システムの構成例を示す図である。図８Ａは空間電磁界制御システム８００の分解斜視図、図８Ｂは取り付け状態を示す図である。
【００６３】
図８Ａに示すように、空間電磁界制御システム８００は、送信機（ＡＰ）８１０と、上述した電磁波フィルタ１００と、カバー８２０を含む。ＡＰ８１０は、アンテナ４００からλ／４の縦偏波の電波を放射する。電磁波フィルタ１００は、上述したように、ＡＰ８１０（アンテナ４００）から所定距離離して配置され、カバー８２０内に収容される。カバー８２０は、電波を透過させる材質、例えば、ＡＢＳ樹脂により電磁波フィルタ１００とＡＰ８１０を覆うボックス形状に成形される。なお、実施の形態では、ＡＰ８１０を送信機として説明するが、ＡＰ８１０は、後述する端末との間でデータを送受信し、受信機の機能も有している。
【００６４】
そして、図８Ｂに示すように、カバー８２０内に電磁波フィルタ１００とＡＰ８１０を収容した状態で、カバー８２０を所望する壁あるいは天井８３０の設置個所にボルト８２１を介して簡単に取り付けることができる。
【００６５】
この空間電磁界制御システム８００は、汎用のＡＰ８１０と、上述した電磁波フィルタ１００をカバー８２０に収容して構成でき、簡単かつ低コストに製造できる。そして、所望の設置個所にカバー８２０を取り付けることで、ＡＰ８１０が放射する電波を、所定の通信エリア７００内に位置する端末（ＭＳ）７１０との間でのみ通信することができるようになる。
【００６６】
図９は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの送信機のハードウェア構成例を示す図である。送信機（ＡＰ）８１０は、汎用の各ハードウェア構成であり、ＣＰＵ９０１、ＲＡＭ９０２、ＲＦ−フロントエンド９０３、信号処理部９０４、操作部インタフェース（ＩＦ）９０５、ＬＡＮポート９０６、電源ポート９０７、アンテナ４００を含む。
【００６７】
ＣＰＵ９０１は、ＲＯＭやＲＡＭ９０２等に格納された制御プログラムを実行し、ＡＰ８１０の全体を制御し、この際、ＲＡＭ９０２を作業領域として使用する。ＲＦ−フロントエンド９０３は、信号処理部９０４の無線送受信にかかる制御により、データをアンテナ４００を介して送受信する。操作部インタフェース（ＩＦ）９０５は、ユーザによる操作設定を行うためのインタフェースである。送受信するデータは、ＬＡＮポート９０６を介して入出力される。ＡＰ８１０は、電源ポート９０７から供給される電源に基づき動作する。
【００６８】
図１０は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの端末のハードウェア構成例を示す図である。端末（ＭＳ）７１０は、ＣＰＵ１００１、ＲＡＭ１００２、ＲＦ−フロントエンド１００３、信号処理部１００４、操作部インタフェース（ＩＦ）１００５を含む。さらに、センサ１００６、スピーカ１００７、マイク１００８、カメラ１００９、キーボード１０１０、ディスプレイ１０１１、パワーソース１０１２、アンテナ１０１３を含む。端末（ＭＳ）７１０は、例えば、スマートフォン等の汎用の各ハードウェア構成を有する。
【００６９】
ＣＰＵ１００１は、ＲＯＭやＲＡＭ１００２等に格納された制御プログラムを実行し、端末（ＭＳ）７１０の全体を制御し、この際、ＲＡＭ１００２を作業領域として使用する。ＲＦ−フロントエンド１００３は、信号処理部１００４の無線送受信にかかる制御により、データをアンテナ１０１３を介して送受信する。操作部インタフェース（ＩＦ）１００５は、ユーザによる操作設定を行うためのインタフェースである。
【００７０】
端末（ＭＳ）７１０は、ＣＰＵ１００１の制御により、センサ１００６やマイク１００８、カメラ１００９、キーボード１０１０から入力されたデータを送信し、受信したデータをディスプレイ１０１１に表示する。端末（ＭＳ）７１０は、例えば、内蔵バッテリ等のパワーソース１０１２から供給される電源に基づき動作する。図１０の例では、端末７１０としてスマートフォン等の構成例を説明したが、端末７１０としては、ＩｏＴセンサ等のセンサ、ＣＰＵ、メモリ、ＲＦＩＤ等を含む簡素なものも含む。
【００７１】
（空間電磁界制御システムによる通信エリアの電界分布のシミュレーション）
次に、空間電磁界制御システムによる通信エリアの電界分布を説明する。通信周波数ｆ０＝５ＧＨｚ（λ＝６０ｍｍ）、電磁波フィルタ１００に対する入力パワーを１Ｗとした。
【００７２】
図１１は、実施の形態にかかるシミュレーションに用いた電磁波フィルタの構成例を示す図である。電磁波フィルタ１００は、高さ（Ｚ軸）と幅（Ｘ軸）が２００ｍｍ×３９０ｍｍであり、縦の長さ（Ｙ軸）は２６ｍｍである。この電磁波フィルタ１００は、ダブルスロットの構造により各折曲面１０１がＹ軸に対してそれぞれ３０°ずつ傾斜した波状に形成されている。一つの折曲面１０１は縦幅が３０ｍｍであり、各折曲面１０１には、スロット１０２は２７ｍｍ×２ｍｍの開口幅を有して形成されている。各スロット１０２は、Ｚ軸方向上で２７ｍｍ間隔で複数設けられている。
【００７３】
図１２は、実施の形態にかかる電磁波フィルタの電界分布のシミュレーション結果を示す図である。縦横が３００ｍｍ×６００ｍｍの空間におけるＸ−Ｙ平面上での電界分布を示しており、電磁波フィルタ１００の電界分布は、矩形状に閉じ込められていることがわかる。すなわち、電磁波フィルタ１００の幅であるＸ軸方向に広がりを有する電界分布を有し、電磁波フィルタ１００の透過側の空間の境界（３辺）部分では同様に電界強度が低くなり、矩形状の空間に適応した電界分布が得られた。
【００７４】
図１３〜図１５（図１５Ａ，図１５Ｂ）は、実施の形態にかかる電磁波フィルタを用いた際の各種アンテナ特性を示す図である。図１３（ａ）は入力インピーダンス特性を示す複素反射係数Γの極座標図（スミスチャート）であり、特性線Ｓはアンテナ４００との整合性が良好であることが示されている。図１３（ｂ）は入力の反射特性（Ｓ１１）を示し、横軸が周波数、縦軸が反射量であり、広帯域な周波数特性を維持できることが示されている。そして、電磁波フィルタ１００を用いた構成においても、共振点ｆ０（５ＧＨｚ）がずれていないことが示されている。
【００７５】
図１４（ａ）はＸＹ面のゲイン特性であり、図１４（ｂ）は３次元（３Ｄ）のゲイン特性である。これらには、所望する放射方向（＋Ｙ軸方向）に対し、−２〜４．５ｄＢｉの良好なゲイン特性が得られることが示されている。
【００７６】
図１５Ａ，図１５Ｂは、電磁波フィルタ１００から所定距離上の電界値を示す図である。図１５Ａに示すように、電磁波フィルタ１００から所定距離離れた（Ｙ＝２００ｍｍ）上の電界値を図１５Ｂに示す。図１５Ｂの横軸は空間の横方向（Ｘ軸）の距離０ｍｍ〜６００ｍｍであり、縦軸は各距離での電界強度である。図１５Ｂに示すように、距離１００〜５００ｍｍまでの所定範囲１５０１（４００ｍｍ）においてほぼ一定な電界強度が得られている。また、この所定範囲１５０１（４００ｍｍ）よりも外の範囲（距離０ｍｍ〜１００ｍｍと、距離５００ｍｍ〜６００ｍｍ）においては電界強度が急激に低下していることが示されている。
【００７７】
図１６は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの通信エリアをスケールアップした図である。ここで、実際の計算機を用いたシミュレーションでは、メモリの制約上数ｍの範囲の空間の計算は不可能であり、図示の例では、スケールアップした縦横の所定範囲（１５００ｍｍ×３０００ｍｍ）の通信エリアの構築例を示している。
【００７８】
図１６の例では、解析空間（３００ｍｍ×６００ｍｍ）を約５倍にスケールアップした場合を示す。ＡＰ８１０のアンテナ４００と電磁波フィルタ１００の間の距離を３０ｍｍ、電磁波フィルタ１００と通信エリア７００の間の距離を１２００ｍｍとした。このスケールアップにより、電界一定な通信エリア７００の範囲はＸ軸方向に１０００ｍｍが得られる。なお、図１６の例は、通信周波数（ｆ０）が５ＧＨｚの例であるため、例えば、ｆ０が２．４ＧＨｚであれば図１６の各数値は約２倍となり、通信エリア７００の範囲はＸ軸方向に約２０００ｍｍとなる。
【００７９】
図１７は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの複数の通信エリアを示す図である。この図１７には、図１６に示すスケールアップした各通信エリアをＸ軸方向に複数配置した状態を示す（ｆ０＝５ＧＨｚ）。このように、複数の通信エリア７００（Ａ，Ｂ，Ｃ，…）を少しの間隔を有して隣接して設けることで、各通信エリア７００内だけでの通信を行うことができるようになる。図１７の例では、通信エリア７００（Ｂ）は、隣接する通信エリア７００（Ａ）と、通信エリア７００（Ｃ）の干渉を受けることがない。
【００８０】
図１８は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの複数の通信エリアの構築例を示す図である。図１８（ａ）は実施の形態にかかる電磁波フィルタ１００を用いた通信エリアである。図１８（ｂ）は比較用の従来のダイポールアンテナによる通信エリアである。これらの図は、いずれも電界分布のシミュレーション結果であり、縦横（Ｘ，Ｙ）の範囲は５ｍ×２０ｍである。
【００８１】
図１８（ａ）の上半部には２つの通信エリアに対応して、２つのＡＰ８１０（アンテナ４００）を所定距離（１０ｍ）離して隣接配置した状態を示す。ここで、ＡＰ８１０（アンテナ４００）をＹ軸方向で異なる位置に配置し、また、放射方向が対向する方向となっている。また、図１８（ａ）の下半部には一つのＡＰ８１０（アンテナ４００）のみを配置した状態を示す。
【００８２】
この図１８（ａ）に示すように、隣接する通信エリア７００（Ａ）、通信エリア７００（Ｂ）は、それぞれＸ軸方向に６ｍの範囲を有し、通信エリア７００の両端にはそれぞれ０．５ｍずつ（計１ｍ）の通信不能エリア７０１を有する。この場合、ＡＰ８１０（アンテナ４００）は、それぞれＸ軸方向に７ｍまで狭めることもでき、隣接する通信エリア７００（Ａ）、通信エリア７００（Ｂ）間の干渉を防いで事故の通信エリア７００内だけでの通信が可能となる。
【００８３】
これに対し、図１８（ｂ）に示す従来のダイポールアンテナ（アンテナ４００）では、下半部の図に示すように、通信エリア１８００の両端から通信不能エリア１８０１がＸ軸方向にそれぞれ長い距離で位置している。ここで、図１８（ａ）に示すように、実施の形態と同様にＡＰ８１０（アンテナ４００）を１０ｍの間隔で配置したとする。この場合、通信エリア１８００（Ａ）の通信不能エリア（ガードエリア）１８０１が他の通信エリア１８００（Ｂ）に重なってしまう。同様に、通信エリア１８００（Ｂ）のガードエリア１８０１が他の通信エリア１８００（Ａ）に重なってしまう。
【００８４】
これにより、従来技術では、一つの通信エリア１８００（Ａ）が隣接する他の通信エリア１８００（Ｂ）に干渉し、一つの通信エリア１８００内だけでの通信ができなくなる。この場合、各通信エリア１８００毎に異なる暗号化を施す等の対策が必要となり、セキュリティを確保しなければならなくなる。
【００８５】
図１９は、実施の形態にかかる電磁波フィルタを用いた通信エリアを説明する図である。図１９を用いて、実施の形態にかかる電磁波フィルタ１００を用いた通信エリアと、従来技術のアンテナによる通信エリアとを比較する。図１９（ａ）は、実施の形態にかかる電磁波フィルタ１００を用いた電界分布を示す図である。図１９（ｂ）は、従来のダイポールアンテナによる電界分布を示す図、図１９（ｃ）は、従来の平面状のパッチアンテナによる電界分布を示す図である。
【００８６】
図１９（ａ）に示すように、実施の形態にかかる電磁波フィルタ１００の電界分布は、矩形状に閉じ込められている。この場合、電磁波フィルタ１００の幅であるＸ軸方向に広がりを有する電界分布を有し、電磁波フィルタ１００の透過側の空間の境界（３辺）部分では同様に電界強度が低くなり、矩形状の空間に適応した電界分布が得られている。
【００８７】
これに対し、図１９（ｂ）に示すダイポールアンテナ４００のみの電界分布では、アンテナ４００から放射される電波は、放射状（略円形状）に広がる形となる。このダイポールアンテナ４００のみでは、例えば、Ｘ軸上の端部（０ｍｍ，６００ｍｍ）においても、所定の電界強度を有しており、矩形のエリア内に電波を閉じ込めることができない。図１９（ｃ）に示すパッチアンテナ１９０１についても同様に、パッチアンテナ１９０１から放射される電波は、放射状に広がる形となり、矩形のエリア内に電波を閉じ込めることができない。
【００８８】
このように、実施の形態にかかる電磁波フィルタ１００を用いることで、アンテナ４００から放射された電波を部屋などの矩形のエリアに閉じ込めることができる。
【００８９】
図２０は、実施の形態にかかる電磁波フィルタの幅の大きさを変えたときの電界分布を示す図である。上述した説明では、電磁波フィルタ１００の幅（Ｘ軸）を３９０ｍｍとしたが、図２０では電磁波フィルタ１００の幅を６３０ｍｍとし、空間のエリアの幅は７００ｍｍとした。電磁波フィルタ１００の幅を大きくしたとき、幅（Ｘ軸）両端部での電界の強度をより急激に小さくできるようになる。したがって、電磁波フィルタ１００の幅は大きい方が矩形の通信エリア内に電波をより閉じ込めることができるようになる。電磁波フィルタ１００の幅（Ｘ軸）は、空間電磁界制御システム８００（カバー８２０）の幅に相当するため、実用性の観点から適宜な幅とすることが望ましい。
【００９０】
図２１は、実施の形態にかかる電磁波フィルタの高さを変えた状態を示す図である。上述した説明では、電磁波フィルタ１００の高さ（Ｚ軸）を２６ｍｍとした（図１１参照）。図２１（ａ）は、電磁波フィルタ１００の高さ（Ｚ軸）を１４０ｍｍ、図２１（ｂ）は、電磁波フィルタ１００の高さ（Ｚ軸）を９０ｍｍとした。この場合の電界分布は、いずれも上述した電界分布（図１９等参照）とほぼ同様であった。このように、電磁波フィルタ１００の高さ（Ｚ軸）が大小いずれであってもＸＹ面内の電界分布は変わらない。
【００９１】
図２２は、実施の形態にかかる空間電磁界制御システムの適用例を示す図である。実施の形態の空間電磁界制御システム８００によれば、下記１．〜３．に適用できる。
１．隣接する所望の通信エリア毎に電波的な閉空間を構築することができる。
２．所望エリア外へ不要放射を防ぎ、公共の場での傍受リスクを低減できる。
３．電磁波が懸念される空間への無線環境の提供が行える。
【００９２】
上記１．については、例えば、図２２（ａ）に示すように、工場の各製造ライン（レーン）Ｌ１〜Ｌ３毎に、レーンＬ１〜Ｌ３上で搬送されるＩｏＴセンサ（端末７１０に相当）を搭載した部品や資材の管理を行うことができる。
【００９３】
レーンＬ１〜Ｌ３毎に上述した空間電磁界制御システム８００（ＡＰ８１０と電磁波フィルタ１００を収容するカバー８２０）を配置する。これにより、レーンＬ１〜Ｌ３でそれぞれ独立した通信エリア７００を構築できる。例えば、レーンＬ１上で搬送されるＩｏＴセンサ（端末７１０に相当）は、通信エリア７００に位置した際にレーンＬ１上のＡＰ８１０と通信を行うことができる。この際、ＩｏＴセンサ（端末７１０に相当）は、他のレーンＬ２，Ｌ３のＡＰ８１０の通信エリア７００には位置しておらず、これら他のレーンＬ２，Ｌ３のＡＰ８１０とは通信を行わない。レーンＬ１の通信エリア７００内での電波は、隣接する他のレーンＬ２，Ｌ３の通信エリア７００に漏れないため、レーンＬ１でのＡＰ８１０とＩｏＴセンサ（端末７１０に相当）との間の通信データのセキュリティを確保できる。さらに、特別な暗号化等のセキュリティ対策も不要にできる。
【００９４】
また、レーンへの適用例に限らず、展示場や水族館等での隣接する各ブース毎の情報提供、同一事務所内で隣接する異部門（机の島）でのセキュリティ確保にも適用できる。また、同一ビル内で隣接する異店舗でのセキュリティ確保、展示会やフェスタの混雑した入場ゲートでチェック対象者だけの読取管理、にも適用できる。
【００９５】
上記２．については、例えば、駅や空港の待合室、電車や航空機のシート、飲食店等の座席に適用することができる。例えば、図２２（ｂ）に示すように、電車の各シートＮ１〜Ｎ３毎に天井あるいは床面に、上述した空間電磁界制御システム８００（ＡＰ８１０と電磁波フィルタ１００を収容するカバー８２０）を配置する。これにより、シートＮ１〜Ｎ３でそれぞれ独立した通信エリア７００を構築できる。そして、シートＮ１の通信エリア７００内での電波は、隣接する他のシートＮ２，Ｎ３の通信エリア７００に漏れないため、シートＮ１でのＡＰ８１０とユーザの端末７１０（ＭＳ）との間の通信データのセキュリティを確保できる。さらに、特別な暗号化等のセキュリティ対策も不要にできる。
【００９６】
上記３．については、例えば、病院やサーバルーム等に適用できる。実施の形態によれば、所定のエリアのみ通信エリア７００を構築できるため、病院内の診療用の機器や、サーバに対して不要な電磁波を与えない。すなわち、実施の形態によれば、病院やサーバルーム内においても、電波を閉じ込めた通信エリア７００を構築することができる。
【００９７】
以上説明した実施の形態の電磁波フィルタは、アンテナの電波の出射方向上に設けられ、電界分布を制御する。この電磁波フィルタは、導電体からなり、複数の折曲面と、折曲面に開口形成されたスロットとを有し、所定の通信エリア内をほぼ一定な電界にする。また、通信エリア外で急激に電界を弱くする。これにより、電波を通信エリア内に閉じ込めることができる。
【００９８】
このような電磁波フィルタを汎用の無線ルータやＡＰと組み合わせることで、通信エリア外への電波の漏れを簡単な構成で防ぐことができ、また、セキュリティ性を向上できるようになる。例えば、異なる無線通信システムの端末やセンサが互いに干渉しないよう通信エリアを分けて配置できるようになる。この場合、異なる無線通信システム別の暗号化等の手段を不要にできる。
【００９９】
また、折曲面は、アンテナの電波の入射方向に対し所定の角度を有し、スロットは、アンテナの偏波方向と直交する方向に所定の長さで開口され、長さは、電波の波長のおよそ１／２としてもよい。また、折曲面の角度は、スロットを単体としたとき、透過波が最も小さく、反射波が最も大きくなる角度にしてもよい。これにより、アンテナの電波の出射方向上に位置するスロットは、電波の透過率が小さく、反射率が大きい。さらに、所定角度を有する部分の折曲面のスロットは、アンテナから斜めに入射される電波の透過率が大きく、反射率は小さい。アンテナからさらに斜めに入射される電波は透過率が小さく、反射率が大きくなる。これにより、固定位置のアンテナから出射される電波が各スロット別に異なる角度で透過あるいは反射して各スロット部分を透過後の電波の強さを制御でき、所定形状の通信エリアを構築できるようになる。
【０１００】
例えば、電磁波フィルタは、折曲面が電波の入射方向に対し所定の角度を有するＶ字形および逆Ｖ字形を交互に組み合わせて配置した略波型の形状とすることができる。例えば、折曲面の角度は３０°である。また、電磁波フィルタの折曲面の角度は、通信エリア内の電界分布と電界強度に基づく所定角度にしてもよい。これにより、例えば、略矩形状の通信エリアを構築できるようになる。
【０１０１】
また、電磁波フィルタの折曲面全体の幅は、通信エリアの大きさに応じた所定の幅とすることができる。電磁波フィルタを幅方向に大きくすることで、通信エリアに対する電波の回り込みを抑制できるようになる。
【０１０２】
また、実施の形態の空間電磁界制御システムは、上記の電磁波フィルタと、アンテナを備えたアクセスポイントと、アクセスポイントおよび電磁波フィルタを収容するカバーで構成できる。カバーは、所定の通信エリアを構築する箇所に簡単に取り付けることができる。また、移動可能な端末は、通信エリア内に位置した状態のときのみ、アクセスポイントと通信することができる。
【０１０３】
また、通信エリアを所定の間隔を有して複数隣接して配置することで、通信エリアに位置する端末は、この通信エリアのアクセスポイントのみと通信を行うことができる。各通信エリアは隣接する通信エリアに対して干渉しないため、通信エリアごとに異なる暗号化等の手段を不要にしてもセキュリティを維持できる。
【０１０４】
また、複数の通信エリアは、通信エリアの両端に位置する所定の電界を有する通信不能エリアが、隣接する他の通信エリアの通信不能エリアと重ならない間隔を有して配置してもよい。これにより、できるだけ通信エリアを近接させることができる。言い換えれば、隣接するアクセスポイントの距離をできるだけ近接させることができるようになり、小さい空間においても通信エリアを区切って配置できるようになる。
【符号の説明】
【０１０５】
１００  電磁波フィルタ
１００ａ  入射面
１０１  折曲面
１０２  スロット
４００，１０１３  アンテナ（ダイポールアンテナ）
７００  通信エリア
７０１  通信不能エリア
７１０  端末
８００  空間電磁界制御システム
８１０  ＡＰ（アクセスポイント）
８２０  カバー
８３０  天井
９０１，１００１  ＣＰＵ
９０２，１００２  ＲＡＭ
９０３，１００３  ＲＦ−フロントエンド
９０４，１００４  信号処理部
１８００  通信エリア
１８０１  通信不能エリア（ガードエリア）
【図１】
0006989033.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006989033.tif 000004
【図４Ａ】
0006989033.tif 000005
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
0006989033.tif 000007
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
0006989033.tif 000010
【図７】
0006989033.tif 000011
【図８Ａ】
0006989033.tif 000012
【図８Ｂ】
0006989033.tif 000013
【図９】
0006989033.tif 000014
【図１０】
0006989033.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0006989033.tif 000019
【図１５Ａ】
0006989033.tif 000020
【図１５Ｂ】
0006989033.tif 000021
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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