(57)【要約】  少なくとも一つの面状導体と、少なくとも一つの面状誘電体を重ね合わせて構成された複数の面状伝搬媒体と、電子機器間で情報を送受する複数の送受信機と、前記送受信機と前記面状伝搬媒体の間で電磁波の送受を行なう第１のインターフェースとを備え、前記複数の面状伝搬媒体間にはそれぞれを隔離するための面状誘電体スペーサを設け、前記面状伝搬媒体は、他方の少なくとも一つの前記面状伝搬媒体と少なくとも一部が表裏に重なるように配置され、重なり部分の前記面状導体に前記面状伝搬媒体間で電磁波を送受する電磁波結合手段を設ける。
2013008292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の面状伝搬媒体と、
前記複数の面状伝搬媒体間を隔離するために配置された面状誘電体スペーサと、
前記面状伝搬媒体と送受信機との間で電磁波の送受を行なう第１のインターフェースとを備え、
前記各面状伝搬媒体は、各々、少なくとも一つの面状導体と少なくとも一つの面状誘電体とを重ね合わせて構成され、
前記各面状伝搬媒体は、他の少なくとも一つの前記面状伝搬媒体と、重なり部分を有するよう配置され、
前記重なり部分の前記面状導体に、該面状伝搬媒体間で電磁波を送受する電磁波結合手段が設けられている
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記面状伝搬媒体は、前記面状導体、面状誘電体、面状メッシュ導体を順に重ねて構成され、
前記面状メッシュ導体が前記送受信機との間で電磁波の送受を行なう
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記面状伝搬媒体のうち少なくとも一つとして、第１の面状導体、面状誘電体、第２の面状導体を順に重ねて構成し、
前記第２の面状導体に前記送受信機との間で電磁波の送受を行なうスロットを設けた
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記電磁波結合手段の少なくとも一つとして、前記重なり部分の前記面状導体にスロットを設けた
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記電磁波結合手段の少なくとも一つとして、前記重なり部分の前記面状導体にメッシュ構造を設けた
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記面状伝搬媒体内の電磁波の伝搬方向に位置する端面から前記スロットまでの距離を、１／４×（実効波長の整数倍）となるよう配置した
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記面状伝搬媒体について、
前記二つの面状伝搬媒体の前記重なり部分における、前記面状伝搬媒体内の電磁波の伝搬方向の距離を、１／４×（実効波長の整数倍）となるよう配置した
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項８】
請求項４において、
１つの前記面状伝搬媒体の前記スロットの寸法は、一部が表裏に重なるよう配置された他方の前記面状伝搬媒体の前記スロットの寸法より小さい
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項９】
請求項２において、
前記面状伝搬媒体の前記面状メッシュ導体における前記重なり部分のピッチは、重ならない部分のピッチより小さい
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記複数の面状伝搬媒体が、第１の面状伝搬媒体と複数の第２の面状伝搬媒体とで構成され、
前記第２の面状伝搬媒体は、
前記第１の面状伝搬媒体内の電磁波の伝搬方向に対し、少なくとも一部が同じ伝搬方向でかつ表裏に重なるよう構成された前記重なり部分と、
前記第２の面状伝搬媒体の電磁波の伝搬方向を傾けるように、前記重なり部分に対して曲げて構成された他の部分とを有し、
前記第１の面状伝搬媒体と複数の前記第２の面状伝搬媒体とが３次元的に分岐拡張される
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記第１の面状伝搬媒体の軸方向に、間隔をおいて前記複数の第２の面状伝搬媒体が接続されることにより、前記複数の面状伝搬媒体が３次元的に分岐拡張され、
前記第１の面状伝搬媒体から前記各面状伝搬媒体への電磁波は、それぞれの前記重なり部分に設けられた前記電磁波結合手段を介して入力され、
前記第１の面状伝搬媒体から前記第２の面状伝搬媒体への各電磁波の分配比率が、前記各電磁波結合手段の寸法によって調整される
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項１２】
請求項１０において、
前記第１の面状伝搬媒体には、通信基地局に接続する平行変換型インターフェースが接続され、
前記第２の面状伝搬媒体に前記第１のインターフェースを介して接続された前記送受信機には、該送受信機との間で電磁波の送受を行なう電子機器が接続される
ことを特徴とする電磁波伝搬装置。
【請求項１３】
複数の面状伝搬媒体と、
前記複数の面状伝搬媒体間を隔離するために配置された面状誘電体スペーサとを備え、
前記各面状伝搬媒体は、各々、少なくとも一つの面状導体と少なくとも一つの面状誘電体とを重ね合わせて構成され、
前記各面状伝搬媒体は、他の少なくとも一つの前記面状伝搬媒体と重なり部分を有するよう配置され、
前記重なり部分の前記面状導体に、該面状伝搬媒体間で電磁波を送受する電磁波結合手段が設けられている
ことを特徴とする電磁波伝搬路。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記電磁波結合手段の少なくとも一つとして、前記重なり部分の前記面状導体にスロットを設けた
ことを特徴とする電磁波伝搬路。
【請求項１５】
請求項１３において、
前記電磁波結合手段の少なくとも一つとして、前記重なり部分の前記面状導体にメッシュ構造を設けた
ことを特徴とする電磁波伝搬路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波伝搬路および電磁波伝搬装置に係り、特に、電磁波を伝搬させる面状伝搬媒体を用いた、３次元的な分岐拡張に適した電磁波伝搬路および電磁波伝搬装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンシューマ、社会インフラのあらゆる分野で電子機器のネットワーク化が進み、電子機器間を接続する配線コードの数が大幅に増加する傾向にある。同様に、電子機器の筐体内においても電子機器を構成するモジュール、電子部品間の配線数も増加の一途にあり、電子機器の小型化、低コスト化、信頼性向上を妨げている。【０００３】
無線ＬＡＮ等の一般的な無線通信システムの導入が一つの配線削減手段であるが、無線通信システムでは筐体の金属壁面で電磁波が乱反射され、通信品質を不安定化させるという懸念点がある。  
また、電子機器同士を結線するための従来の着脱式コネクタは、信頼性、コスト面での課題があり、物理的な着脱が不要で電極非露出の部品間接続へのニーズが増大している。【０００４】
これらの課題を解決する技術として、例えば、特許文献１には、２枚の面状導体で面状誘電体を挟み、その間で電磁波を伝達可能にするとともに、面状導体の一方をメッシュ状にして、薄膜の誘電体を介して電磁波伝搬装置のインターフェースを配置することで、メッシュ状導体近傍に滲み出るエバネッセント波により電磁波の出入を可能とする面状伝搬媒体が開示されている。同文献に記載されている技術では、電極となるメッシュ状導体とインターフェースの間に薄膜の誘電体が介在するため、物理的な着脱が不要であり、電極非露出の部品間接続が可能である。また、表面波と呼ばれる誘電体内を伝搬する電磁波を面状伝搬媒体内に閉じ込め、面状伝搬媒体に沿って２次元的に電力を伝送させるため、面状伝搬媒体外部への電磁波漏洩が小さく、金属筐体内の閉空間に設置しても乱反射による通信品質不安定化の問題が少ない。また、他システムによる外部からの妨害波に対する耐性が高いという特長も有する。また、特許文献１では、一つの面状伝搬媒体を２次元的な広がり方向に拡張するための技術が開示されている。すなわち、特許文献１では、二つの面状伝搬媒体の端面同士を対向させ、両者の接続部を表裏から挟むように覆う一対の導体板を備えることにより、面状伝搬媒体を低損失に拡張することが開示されている。【０００５】
また、特許文献２には、高周波線路の分岐拡張に関する技術が開示されている。すなわち、特許文献２には、誘電体層と、誘電体層を上下方向から挟み、誘電体層表面を被覆する、導電性材料から成る一対のグランド層とを積層し、同じく導電性材料から成る誘電体層内に配設された信号線で構成されたストリップ線路に関する技術であって、グランド層に開口部を設けた二つのストリップ線路同士を貼りあわせることで、電磁波を分岐させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０５６９５２号公報
【特許文献２】特開２００２−３５３７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の面状伝搬媒体の拡張技術は、一対の導体板を利用した２次元方向への媒体サイズ拡張に言及したものであり、筐体内に３次元配置された多数の電子機器や電子部品に電磁波を行き届かせるための３次元的な分岐拡張には適用困難である。特許文献１には、面状伝搬媒体が同一平面状で接続されるものに限定されず、その接続端部で折れ曲がるように任意の傾きを有するように接続しても良いとする例も記載されている。この例は、屋内の内壁面のような連続した面への適用は可能であるが、分岐拡張についての言及が無く、複数の面が立体的に配置されたような３次元的配置には適用が困難と考えられる。【０００８】
特許文献２に記載の高周波線路の分岐拡張技術は、ストリップ線路を前提とし、二つのストリップ線路の開口部に設けたグランド層は物理的に接しており、電子機器の通信機器等と接する電極が露出している。この電極の露出は、部品が設置された一つのストリップ線路を、部品交換等のメンテナンスのために電子機器外に取り出す際に磨耗しやすいことから好ましくない。また、特許文献２に記載のストリップ線路は、表裏二つのグランド層を設けており、各グランド層と信号線間の電磁波エネルギーが１／２ずつであるので、一つのグランド層に開口部を設けても１／２以上の電磁波エネルギーの伝送ができず、高効率伝送が困難である。【０００９】
また、特許文献２には、上記高周波線路ストリップ線路を屋内無線ＬＡＮシステムに適用した態様も開示されているが、このような無線ＬＡＮ親機と複数の無線ＬＡＮ子機との無線通信には、上記のとおり、屋内の筐体等の金属壁面で電磁波が乱反射され、通信品質を不安定化させるという課題がある。【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、面状伝搬媒体の３次元的な分岐拡張を、物理的な着脱が不要で電極非露出に、低損失、低漏洩に実施することのできる電磁波伝搬路及び電磁波伝搬装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の代表的なものの一例を示すと次の通りである。本発明の電磁波伝搬装置は、複数の面状伝搬媒体と、前記複数の面状伝搬媒体間を隔離するために配置された面状誘電体スペーサと、前記面状伝搬媒体と送受信機との間で電磁波の送受を行なう第１のインターフェースとを備え、前記各面状伝搬媒体は、各々、少なくとも一つの面状導体と少なくとも一つの面状誘電体とを重ね合わせて構成され、前記各面状伝搬媒体は、他の少なくとも一つの前記面状伝搬媒体と、重なり部分を有するよう配置され、前記重なり部分の前記面状導体に、該面状伝搬媒体間で電磁波を送受する電磁波結合手段が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電磁波伝搬装置によれば、伝搬経路の分岐拡張が低漏洩特性、高妨害波耐性を維持しつつ低損失でできるので、筐体内の様々な位置に３次元的に配置された複数の通信端末と高信頼な通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の実施形態１に係る電磁波伝搬装置における、電磁波伝搬路を構成する二つの面状伝搬媒体の電磁波結合手段の例を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの電磁波結合手段を備えた電磁波伝搬装置の構成例を示すために、主要な面が表示されるように分解した分解斜視図である。
【図２】実施形態１における電磁波結合手段の構成について説明する図である。
【図３】実施形態１に係る面状伝搬媒体の３次元的な分岐拡張例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る電磁波伝搬装置における、面状伝搬媒体の電磁波結合手段の断面図である。
【図５】実施形態２に係る電磁波伝搬装置の構成例を示す分解斜視図である。
【図６】実施形態２に係る面状伝搬媒体の３次元的な分岐拡張例を示す断面図である。
【図７】実施形態２に係る電磁波伝搬装置の他の分岐拡張例を示す断面図である。
【図８】実施形態２に係る電磁波伝搬装置の他の分岐拡張例を示す断面図である。
【図９】実施形態２に係る電磁波伝搬装置の他の分岐拡張例を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係る電磁波伝搬装置における、面状伝搬媒体の電磁波結合手段の断面図である。
【図１１】実施形態３に係る電磁波伝搬装置における、面状伝搬媒体の３次元的な分岐拡張例を示す断面図である。
【図１２】実施形態３に係る面状伝搬媒体の他の分岐拡張例を示す断面図である。
【図１３】実施形態３に係る面状伝搬媒体の他の分岐拡張例を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施形態４に係る、筐体内に電磁波伝搬装置を備えた電子機器の構成例を示す、斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の代表的な実施形態では、上記目的を達成するために、電磁波伝搬装置が、少なくとも一つの面状導体と、少なくとも一つの面状誘電体を重ね合わせて構成された複数の面状伝搬媒体と、電子機器間で情報を送受する複数の送受信機と、前記送受信機と前記面状伝搬媒体の間で電磁波の送受を行なう第１のインターフェースとを備えている。この電磁波伝搬装置では、前記複数の面状伝搬媒体間にはそれぞれを隔離するための面状誘電体スペーサを設け、前記面状伝搬媒体は、他方の少なくとも一つの前記面状伝搬媒体と少なくとも一部が表裏に重なるように配置され、重なり部分の前記面状導体に前記面状伝搬媒体間で電磁波を送受する第２のインターフェースとして機能する電磁波結合手段を設けている。
【００１５】
この電磁波伝搬装置によれば、低漏洩特性、高妨害波耐性を維持しつつ伝搬経路の分岐拡張が低損失でできるので、筐体内の様々な位置に配置された複数の通信端末と高信頼な通信が可能となる。また、複数の面状伝搬媒体の接続を電極非露出、物理的な固定不要の条件でできるため、組立てコスト、メンテナンスコストを削減できる。また、二つの面状伝搬媒体間および面状伝搬媒体とその上に配置される通信端末の間をそれぞれ直流近傍の低周波数帯において絶縁することができるので、例えば、面状伝搬媒体と通信端末間でグランド電位が異なり絶縁を要する用途に有用である。また、面状伝搬媒体は１００ミクロン厚以下のフレキシブル性の高い基板を用いることができるので、筐体形状を問わず容易に実装できる。
【００１６】
また、具体的な実施形態の電磁波伝搬装置では、前記面状伝搬媒体のうち少なくとも一つとして、面状導体、面状誘電体、面状メッシュ導体を順に重ねて構成し、前記面状メッシュ導体を前記第１のインターフェースとして用いている。  
この実施形態の電磁波伝搬装置によれば、面状伝搬媒体上の通信端末の位置に依らず安定した通信を行なうことができる。
【００１７】
また、具体的な他の実施形態の電磁波伝搬装置では、前記面状伝搬媒体のうち少なくとも一つとして、第１の面状導体、面状誘電体、第２の面状導体を順に重ねて構成し、前記第２の面状導体に設けたスロットを前記第１のインターフェースとして用いている。  
この実施形態の電磁波伝搬装置によれば、予め定められた通信端末の位置以外からの電磁波漏洩を低減し、面状伝搬媒体内の伝搬効率を向上させることができる。
【００１８】
また、具体的な他の実施形態の電磁波伝搬装置では、前記電磁波結合手段の少なくとも一つとして、前記少なくとも二つの面状伝搬媒体の重なり部分の前記面状導体にスロット（開口部）を設けている。  
この実施形態の電磁波伝搬装置によれば、面状伝搬媒体間の伝搬効率を向上させることができ、前記スロットの寸法により伝搬効率を可変とすることができる。
【００１９】
また、具体的な他の実施形態の電磁波伝搬装置では、前記電磁波結合手段の少なくとも一つとして、前記少なくとも二つの面状伝搬媒体の重なり部分の前記面状導体にメッシュ構造を設けている。  
この実施形態の電磁波伝搬装置によれば、面状伝搬媒体の広がり方向の位置ズレによる面状伝搬媒体間の伝搬効率の変動を小さく出来る。
【００２０】
また、具体的な他の実施形態の電磁波伝搬装置では、前記複数の面状伝搬媒体が、１つの第１の面状伝搬媒体と複数の第２の面状伝搬媒体とで構成され、前記第２の面状伝搬媒体は、前記第１の面状伝搬媒体内の電磁波の伝搬方向に対し、少なくとも一部が表裏に重なるように構成された前記重なり部分と、前記第２の面状伝搬媒体の電磁波の伝搬方向を傾けるように、前記重なり部分に対して曲げて構成された他の部分とを有する。  
この実施形態の電磁波伝搬装置によれば、様々な方向への分岐拡張が低漏洩特性、高妨害波耐性を維持したまま実施できる。  
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施形態１について、図１Ａ〜図３を参照しながら説明する。  
図１Ａは、実施形態１に係る電磁波伝搬装置における、電磁波伝搬路を構成する二つの面状伝搬媒体の電磁波結合手段の例を示している。また、図１Ｂは、電磁波伝搬装置の構成図であり、分かり易くするために、主要な面が表示されるように分解した斜視図である。【００２２】
電磁波伝搬装置１００は、少なくとも１つの通信基地局７と複数の通信端末１０（１０−１〜１０−ｎ）間で情報を送受信する装置であり、面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂ、及び、平行変換型インターフェース６を備える。各通信端末１０は、例えば、複数の電子機器の各々に通信モジュールとして組み込まれ、通信基地局７と通信を行う送受信機である。通信に使用される電磁波の周波数は、例えば、２．５ＧＨｚや９００ＭＨｚである。通信端末１０は、垂直変換型インターフェース８と送受信機９を備え、平行変換型インターフェース（第３のインターフェース）６と面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂを介して、通信基地局７と通信信号を送受する。  
二つの面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂは、それらの一部分、例えば端部近傍で、表裏が重なるようにして重ねて配置され、この重なり部分に電磁波結合手段が設けられ、通信信号としての電磁波の伝搬経路を成す。第１、第２の面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂは、それぞれ、面状導体１ａ、１ｂ、面状誘電体２ａ、２ｂ、面状メッシュ導体４ａ、４ｂ、面状誘電体スペーサ３ａ、３ｂの各部材を順に重ねて構成される。【００２３】
面状メッシュ導体４ａ、４ｂは碁盤目状になって広がっており、メッシュのピッチによって、電磁波が外界へ滲み出す量を制御することができる。エバネッセント波と呼ばれる外界へ滲み出す電磁波は、伝搬距離に対して指数関数的に減衰する。典型的には、振幅が１／ｅに減衰する距離は１ｃｍ程度である（ｅ：自然対数の底）。従って、面状メッシュ導体４ｂ近傍にのみ電磁波を局在させ、外界への不要放射を極めて小さくできる。また、放射素子の可逆原理により、外界からの妨害波からの影響をほとんど受けない。面状メッシュ導体４ｂは通信端末１０とのインターフェース（第１のインターフェース）として機能する。【００２４】
面状誘電体２ａ、２ｂは、伝搬効率を考慮すると低誘電率かつ低誘電正接である材料が望ましい。面状誘電体スペーサ３ａ、３ｂは面状メッシュ導体４ａ、４ｂを保護するのと同時に、面状誘電体スペーサ３ａは二つの面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂ間を、面状誘電体スペーサ３ｂは面状伝搬媒体５０ｂとその上に配置される通信端末１０の間を、それぞれ直流近傍の低周波数帯において絶縁する役割を持つ。【００２５】
ここで、二つの面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂの重なり部分の距離をＬとする。本実施形態では、Ｌ＝Ｌｍｃ１、第１の面状伝搬媒体５０ａの端面からスロット５ｂまでの距離をＬｍｔ１、第２の面状伝搬媒体５０ｂの端面からスロット５ｂまでの距離をＬｍｔ２とする。この重なり部分Ｌに設けられたスロット５ｂが、第１、第２の面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂ間で電磁波を送受するインターフェース（第２のインターフェース）の役割を果たす。すなわち、スロット５ｂは電磁波結合手段として機能する。【００２６】
なお、図１Ｂでは、分かり易くするために、スロット５ｂを面状誘電体スペーサ３ａ上に表示しているが、このスロット５ｂは第２の面状伝搬媒体５０ｂの下面に形成されていても良く、あるいはスロット５ｂを含む電磁波伝搬装置１００の各層をさらに細かく分解して形成しても良い。このように、図１Ａ、図１Ｂに示した電磁波伝搬装置１００は、全体として上記構成を具備していれば良く、それらの構成要素の区分は任意であり、また、この区分に沿って製造方法を適宜選択すればよい（以下の実施例でも同様）。【００２７】
平行変換型インターフェース６は、通信基地局７と面状伝搬媒体５０ａを接続するインターフェースであり、両者は電磁波の進行方向に対して平行に配置され、通信基地局７から出力された同軸線路モード等の電磁波を、面状伝搬媒体５０ａの表面波モードにモード変換する。通信基地局７は、平行変換型インターフェース６および面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂを介して通信端末１０と通信信号を送受する装置である。通信端末１０の垂直変換型インターフェース８は、面状伝搬媒体５０ｂから通信信号を受け取るためのインターフェースであり、この垂直変換型インターフェース８は面状伝搬媒体５０ｂにおける電磁波の進行方向に対して垂直に配置され、面状伝搬媒体５０ｂの表面波モードを同軸線路モード等の電磁波にモード変換する。このように、電磁波は、表面波モードから、エバネッセント波に変換され、さらに同軸線路モードに変換される。【００２８】
面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂは、各々、２次元的な広がりを持たせて表面波と呼ばれる電磁波を広域に伝搬させることができるが、ここでは典型例として、平行変換型インターフェース６から面状伝搬媒体５０ａの長手方向に沿って表面波が伝搬すると仮定して説明する。また、本構成では面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂの短手方向に存在する二つの端面は開放構造となっているため、寸法の制限無く全周波数帯の電磁波伝搬が可能である。しかし、二つの端面が短絡構造となっている場合は、面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂの短手方向の長さが１／２λｇ以上（λｇ：実効波長）となるように寸法を選ぶ必要がある。さらに、面状伝搬媒体５０ｂの端面が短絡もしくは開放の反射端の場合、内部で定在波が励起され、その上に配置される通信端末１０の位置によって受けられる電磁波エネルギーにバラツキが生じ、通信品質に偏差が現れる可能性がある。本現象の対策としては面状伝搬媒体５０ｂの端面に、使用周波数帯で動作する電波吸収体を配置することが有効である。【００２９】
先に述べたように、面状導体１ｂの端部近傍の重なり部分に空けられているスロット５ｂは、二つの面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂ間で電磁波を送受するインターフェース（第２のインターフェース）の役割を果たす。スロット５ｂは面状メッシュ導体４ａ、４ｂに電磁シールドされているので、外界への不要放射を極めて小さくできる。また同様に、外界からの妨害波からの影響をほとんど受けない。ここで、スロット５ｂの寸法を、面状伝搬媒体５０ａの長手方向の長さをＳｍｗ１、短手方向の長さをＳｍｅ１と定義する。スロット５ｂは使用周波数λｇにおいて共振を励起させることが面状伝搬媒体間の伝搬効率が良く、短手方向の長さＳｍｅ１≒（２ｎ−１）・λｇ／２に設定することが望ましい。ここでｎは自然数である。一方、長手方向の長さＳｍｗ１はプリント基板の一般的な最小加工寸法である０．１ｍｍ以上あれば問題ない。もちろん、複数の面状伝搬媒体を用いるようなケースでは、上述のような寸法を増減させてスロット毎に伝搬効率の調整を行なうことが可能である。調整の手段として、スロット自身の位置を面状伝搬媒体５０ａの長辺側に位置オフセットさせても良い。また、面状伝搬媒体５０ａに伝搬させる電磁波の周波数によって様々な伝搬モードが成立するため、Ｓｍｗ１とＳｍｅ１の寸法を入れ替え、面状伝搬媒体５０ａの長辺側に位置オフセットさせる、スロットの重心を軸に４５度回転させる、スロットを十字型にする等の方策も有効である。【００３０】
なお、本発明における二つの面状伝搬媒体の部分的な重なりは、端部近傍に限定されるものではない。例えば、下側に位置する第１の面状伝搬媒体５０ａの面積が上側に位置する第２の面状伝搬媒体５０ｂよりも大きく、第１の面状伝搬媒体５０ａの端部よりも内側において、表裏が部分的に重なるようにして重ねて配置されるものでも良い。【００３１】
図２は、二つの面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂの一部を重ねて配置し拡張した電磁波伝搬装置１００の断面図である。面状伝搬媒体５０ａは、面状伝搬媒体５０ｂとの重なり部分（Ｌ＝Ｌｍｃ１）と重ならない部分とで特性インピーダンスが異なる為、その境界で表面波の反射が起こり、全体の伝搬効率の低下や定在波励起による通信品質の位置バラツキ等の問題を引き起こす。反射を最小とするには、Ｌｍｃ１≒（２ｎ−１）・λｇ／４に設定することが望ましい。【００３２】
また、スロット５ｂの伝搬効率を向上させるには、スロット５ｂの位置で電界が最大となるようにＬｍｔ１、Ｌｍｔ２を決めればよく、面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂの端面が開放端の場合（図２（ｂ））は、Ｌｍｔ１＝Ｌｍｔ２≒ｎ・λｇ／２、金属による短絡端の場合（図２（ａ））は、Ｌｍｔ１＝Ｌｍｔ２≒（２ｎ−１）・λｇ／４となるように設定することが望ましい。【００３３】
以上は、面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂに用いる材料、厚み等が同一であると仮定した場合であり、異なる場合はＬｍｔ１、Ｌｍｔ２を個別に設定する必要がある。【００３４】
図３は、３次元的な分岐拡張を実現するために、１つの直線状の面状伝搬媒体（第１の面状伝搬媒体）５０ａと複数のＬ字型の面状伝搬媒体（第２の面状伝搬媒体）５０ｂ〜５０ｄとが、各第２の面状伝搬媒体の端部近傍でその一部分を第１の面状伝搬媒体の表面に重ねて配置された電磁波伝搬装置１００の断面図である。複数の第２の面状伝搬媒体５０ｂ〜５０ｄが、第１の面状伝搬媒体５０ａにその軸方向に間隔をおいて接続されている。第１の面状伝搬媒体５０ａから第２の面状伝搬媒体５０ｂ〜５０ｄへの電磁波はそれぞれ、第１の面状伝搬媒体５０ａと同じ伝搬方向で長さＬｎｃ１の重なり部分に設けられた電磁波結合手段であるスロット５ｂ〜５ｄを介して入力される。【００３５】
複数の第２の面状伝搬媒体５０ｂ〜５０ｄが、第１の面状伝搬媒体５０ａに対して垂直となるようにＬ字型に曲げている目的は、面状伝搬媒体５０ａ内の表面波の伝搬方向に対して垂直方向へも伝搬させ、さらに、分岐経路への電磁波の分配比率を可変とするよう重なり部分の長さを調節するためである。なお、本図では簡単のため面状伝搬媒体５０ｂ〜５０ｄを直角に曲げているが、緩やかなＲをつけて曲げる方が伝搬損失や反射損失が少なくできることは言うまでもない。【００３６】
第１の面状伝搬媒体５０ａから第２の面状伝搬媒体５０ｂ〜５０ｄへの分配比率が同程度となるようにするには、前述したようなスロット寸法の調整が必要である。典型的には、第２の面状伝搬媒体（５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ）が平行変換型インターフェース６から離れるに従って、対応するスロット（５ｂ、５ｃ、５ｄ）の寸法（図１ＢのＳｍｗ１、Ｓｍｅ１相当）を順次大きくすることで、同程度の分配比率とすることが可能である。【００３７】
また、重なり部分の寸法Ｌについては、面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂの重なり部分を代表例として説明する。重なり部分の距離をＬｎｃ１、面状伝搬媒体５０ｂの端面からスロット５ｂまでの距離をＬｎｔ１とし、面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂに用いる材料、厚み等が同一であると仮定する。前述したように面状伝搬媒体５０ａは面状伝搬媒体５０ｂとの重なり部分と重ならない部分で特性インピーダンスが異なる為、その境界で表面波の反射が起こり、全体の伝搬効率の低下や定在波励起による通信品質の位置バラツキ等の問題を引き起こす。反射を最小とするには、Ｌｎｃ１≒（２ｎ−１）・λｇ／４に設定することが望ましい。また、スロット５ｂの伝搬効率を向上させるには、スロット５ｂの位置で電界が最大となるようにＬｎｔ１を決めればよく、面状伝搬媒体５０ｂの端面が開放端の場合はＬｎｔ１≒ｎ・λｇ／２、短絡端の場合はＬｎｔ１≒（２ｎ−１）・λｇ／４となるように設定することが望ましい。以上は、スロット５ｃ、５ｄについても同様に当てはまるが、Ｌｎｃ１、Ｌｎｔ１を、分配比率を変えるためのパラメータとすることもできる。【００３８】
本実施形態は、２個または４個の面状伝搬媒体を用いた伝搬経路の分岐拡張について説明したが、それ以上の面状伝搬媒体についても同様に実施することができる。また、二つの面状伝搬媒体の接続に一つのスロットを用いたが、二つ以上のスロットを設けてより両者間の伝搬効率を上げることも可能である。【００３９】
また、本実施形態は通信端末の下面と面状伝搬媒体が接する構成として説明したが、天地を逆転させて、通信端末の上面と面状伝搬媒体が接する構成にしてもよい。【００４０】
以上のように、本実施形態１に係る電磁波伝搬装置１００は、複数の面状伝搬媒体を、スロット（第２のインターフェース）を介して接続することにより、低漏洩特性、高妨害波耐性を維持しつつ伝搬経路の分岐拡張、特に３次元的な分岐拡張、が低損失でできるので、筐体内の様々な位置に３次元的に配置された複数の通信端末と、電磁波伝搬路を介して高信頼な通信が可能となる。【００４１】
また、本実施形態１によれば、複数の面状伝搬媒体の接続を電極非露出、物理的な固定不要でできるため、組立てコスト、メンテナンスコストを削減できる。【００４２】
また、本実施形態１によれば、面状メッシュ導体は周期構造であるため、スロット寸法であるＳｍｅ１の値を面状伝搬媒体の短手方向の長さよりも十分小さく設定することで、面状伝搬媒体の広がり方向の位置ズレによる面状伝搬媒体間の伝搬効率の変動を小さく出来る。【００４３】
また、本実施形態１によれば、面状誘電体スペーサにより二つの面状伝搬媒体間および面状伝搬媒体とその上に配置される通信端末の間をそれぞれ直流近傍の低周波数帯において絶縁することができるので、例えば、面状伝搬媒体と通信端末間でグランド電位が異なり絶縁を要する用途に有用である。【００４４】
また、本実施形態１によれば、面状伝搬媒体は１００ミクロン厚以下のフレキシブル性の高い、例えばフィルム基板を用いることができるので、筐体が平面であっても曲面であっても実装することは容易である。【００４５】
また、本実施形態１は通信装置として説明したが、通信基地局７、送受信機９をそれぞれ送電装置、受電装置に置き換えることで、電磁波を通信信号として送るのではなく、電子機器を動作させる電力として送ることも可能である。もちろん、両者を同時もしくは時分割に送ることも組み合わせの構成で実現できることは言うまでもない。
【実施例２】
【００４６】
次に、本発明の実施形態２について、図４〜図９を参照しながら説明する。  
図４は、実施形態２に係る電磁波伝搬装置における、面状伝搬媒体の電磁波結合手段の断面図である。【００４７】
電磁波伝搬装置１００は、通信基地局７と通信端末１０で情報を送受信する装置であり、面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂ、平行変換型インターフェース６を備える。  
二つの面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂは、それらの端部近傍で表裏が重なるようにして重ねて配置され、この重なり部分に電磁波結合手段が設けられ、通信信号としての電磁波の伝搬経路を成す。ここで、重なり部分の距離をＬとする。本実施形態では、面状伝搬媒体５１ａの端面からスロット５ａまでの距離をＬｐｔ１、面状伝搬媒体５１ｂの端面からスロット５ｂまでの距離をＬｐｔ２とする。従って、重なり部分の距離Ｌ＝Ｌｐｔ１＋Ｌｐｔ２となる。【００４８】
スロット５ａ、５ｂの伝搬効率を向上させるには、スロット５ａ、５ｂの位置で電界が最大となるようにＬｐｔ１、Ｌｐｔ２をそれぞれ決めればよく、面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂの端面が開放端の場合はＬｐｔ１＝Ｌｐｔ２≒ｎ・λｇ／２、短絡端の場合はＬｐｔ１＝Ｌｐｔ２≒（２ｎ−１）・λｇ／４となるように設定することが望ましい。以上は、面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂに用いる材料、厚み等が同一であると仮定した場合であり、異なる場合はＬｐｔ１、Ｌｐｔ２は個別に設定する必要がある。【００４９】
図５は、実施形態２に係る電磁波伝搬装置の主要な面が表示されるように分解した斜視図である。  
二つの面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂは、それらの端部近傍で重なるようにして重ねて配置され、この重なり部分に電磁波結合手段が設けられ、通信信号としての電磁波の伝搬経路を成す。面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂはそれぞれ、面状導体１ａ、１ｂ、面状誘電体２ａ、２ｂ、面状導体１１ａ、１１ｂ、面状誘電体スペーサ３ａ、３ｂを順に重ねて構成される。【００５０】
面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂは２次元的な広がりを持たせて平行平板モードの電磁波を広域に伝搬させることができるが、ここでは典型例として、平行変換型インターフェース６から面状伝搬媒体５１ａの長手方向に沿って電磁波が伝搬すると仮定して説明する。また、本構成では面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂの短手方向に存在する二つの端面は開放構造（平行平板モード）となっているため、寸法の制限無く全周波数帯の電磁波伝搬が可能である。しかし、二つの端面が短絡構造となっている場合は、導波管モードが伝搬できるよう面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂの短手方向の長さが１／２λｇ以上となるように寸法を選ぶ必要がある。さらに、面状伝搬媒体５１ｂの端面が短絡もしくは開放の反射端の場合、内部で定在波が励起され、その上に配置される通信端末１０の位置によって受けられる電磁波エネルギーにバラツキが生じ、通信品質に偏差が現れる可能性がある。本現象の対策としては面状伝搬媒体５１ｂの端面に、使用周波数帯で動作する電波吸収体を配置することが有効である。【００５１】
スロット１２は面状導体１１ｂに空けられており、その直上の通信端末１０と通信信号の送受をするのに用いられる。スロット１２は通信端末１０とのインターフェース（第１のインターフェース）として機能する。ここで、スロット１２の寸法を、面状伝搬媒体５１ｂの長手方向の長さをＳｔｗ１、短手方向の長さをＳｔｅ１と定義する。スロット１２はＳｔｅ１≒（２ｎ−１）・λｇ／２に設定し、後述するスロット５ａ、５ｂと同様にそれ自身の共振により外界へ放射させても良いが、Ｓｔｅ１≪λｇ／２として、通信に必要な最低限の放射量に制御することも有効である。また、垂直変換型インターフェース８が直上にある時に動作周波数で共振するように構造を定めてやれば尚良い。以上により、外界への不要放射を極めて小さくできる。また、放射素子の可逆原理により、外界からの妨害波からの影響をほとんど受けない。図５では３つのスロット１２は同一サイズで図示されているが、通信端末１０間で信号レベルのばらつきが生じないように、中央の二つのスロット１２のＳｔｅ１の値を端に位置するスロット１２のＳｔｅ１の値よりも小さく設定することも有効である。面状誘電体２ａ、２ｂは、伝搬効率を考慮すると低誘電率かつ低誘電正接である材料が望ましい。面状誘電体スペーサ３ａ、３ｂは面状導体１１ａ、１１ｂを保護するのと同時に、面状誘電体スペーサ３ａは二つの面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂ間を、面状誘電体スペーサ３ｂは面状伝搬媒体５１ｂとその上に配置される通信端末１０の間をそれぞれ直流近傍の低周波数帯において絶縁する役割を持つ。【００５２】
電磁波結合手段として面状導体１１ａ、１ｂの重なり部分にそれぞれ空けられているスロット５ａ、５ｂは、二つの面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂ間で電磁波を送受する第２のインターフェースの役割を果たす。スロット５ａ、５ｂは面状導体１ａ、１１ｂに電磁シールドされているので、外界への不要放射を極めて小さくできる。また同様に、外界からの妨害波からの影響をほとんど受けない。ここで、スロット５ａ、５ｂの寸法をそれぞれ、面状伝搬媒体５１ａの長手方向の長さをＳｐｗ１、Ｓｐｗ２、短手方向の長さをＳｐｅ１、Ｓｐｅ２と定義する。スロットは使用周波数において共振を励起させることが面状伝搬媒体間の伝搬効率が良く、さらにＳｐｅ１≠Ｓｐｅ２とした方がスロット５ａ、５ｂ間の位置ズレの感度を小さくできる。したがって、Ｓｐｅ１≧（２ｎ−１）・λｇ／２≧Ｓｐｅ２と設定することが望ましい。一方、Ｓｐｗ１、Ｓｐｅ２はプリント基板の一般的な最小加工寸法である０．１ｍｍ以上あればよく、上述と同様にＳｐｗ１≧Ｓｐｗ２と設定するのが良い。以上は、スロット５ｂよりもスロット５ａの方が大きいとして説明したが、反対であっても同様の効果が得られる。【００５３】
また、複数の面状伝搬媒体を用いるようなケースでは、上述のような寸法を増減させてスロット毎に伝搬効率の調整を行なうことが可能である。調整の手段として、スロット自身の位置を面状伝搬媒体５１ａの長辺側に位置オフセットさせても良い。また、面状伝搬媒体５１ａに伝搬させる電磁波の周波数によって様々な伝搬モードが成立するため、スロット５ａ、５ｂの短辺と長辺の寸法を入れ替え、面状伝搬媒体５１ａの長辺側に位置オフセットさせる、スロットの重心を軸に４５度回転させる、スロットを十字型にする等の方策も有効である。【００５４】
図６は、３次元的な分岐拡張を実施するために１つの面状伝搬媒体（第１の面状伝搬媒体）５１ａと複数の面状伝搬媒体（第２の面状伝搬媒体）５１ｂ〜５１ｄを、各第２の面状伝搬媒体の端部近傍でその一部分を第１の面状伝搬媒体に重ねて配置した電磁波伝搬装置１００の断面図である。面状伝搬媒体５１ｂ〜５１ｄを面状伝搬媒体５１ａに対して垂直となるように曲げているのは、面状伝搬媒体５０ａ内の表面波の伝搬方向に対して垂直方向へも伝搬させるためである。なお、本図では簡単のため面状伝搬媒体５１ｂ〜５１ｄを直角に曲げているが、緩やかなＲをつけて曲げる方が伝搬損失や反射損失が少なくできることは言うまでもない。【００５５】
第１の面状伝搬媒体５１ａから第２の面状伝搬媒体５１ｂ〜５１ｄへの電磁波はそれぞれスロット５ｂ〜５ｄを介して入力される。面状伝搬媒体５１ｂ〜５１ｄへの分配比率が同程度とするには、前述したようなスロット寸法の調整が必要である。典型的には第２の面状伝搬媒体５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが平行変換型インターフェース６から離れるに従って、対応する各段のスロット５ａ、及びスロット５ｂ、５ｃ、５ｄの寸法を大きくすることで、同程度の分配比率とすることが可能である。【００５６】
また、スロット位置については、代表してスロット５ｂについて説明する。ここで、面状伝搬媒体５１ｂの端面からスロット５ｂまでの距離をＬｑｔ１とし、面状伝搬媒体５０ａ、５０ｂに用いる材料、厚み等が同一であると仮定する。スロット５ａ、５ｂの伝搬効率を向上させるには、スロット５ａ、５ｂの位置で電界が最大となるようにＬｑｔ１を決めればよく、面状伝搬媒体５１ａ、５１ｂの端面が開放端の場合はＬｑｔ１≒ｎ・λｇ／２、短絡端の場合はＬｑｔ１≒（２ｎ−１）・λｇ／４となるように設定することが望ましい。以上はスロット５ｃ、５ｄについても同様に当てはまるが、Ｌｑｔ１を、分配比率を変えるためのパラメータとすることもできる。【００５７】
図７〜９は、本実施形態における電磁波伝搬装置１００の３次元的な分岐の変形例である。  
図７の電磁波伝搬装置１００は、主流となる中央の面状伝搬媒体（第１の面状伝搬媒体）５１ａの両面にそれぞれスロット５ａを設け、分流となる左右の２組の（第２の）面状伝搬媒体（５１ｂ〜５１ｄ、５１ｅ〜５１ｇ）と各々接続する構成を示している。図８の電磁波伝搬装置１００は、主流となる図の下方の面状伝搬媒体（第１の面状伝搬媒体）５１ａから支流となる複数の（第２の）面状伝搬媒体５１ｍ、５１ｎが伸びており、さらにそこからこれらの面状伝搬媒体（５１ｍ、５１ｎを第１の面状伝搬媒体としてその分流となる（第２の）面状伝搬媒体（５１ｂ〜５１ｄ、５１ｅ〜５１ｇ）が各々接続される構成である。図７、図８の両電磁波伝搬装置１００とも、３次元的配置で、かつ、より複雑形状の筐体への適用が可能である。【００５８】
図９の電磁波伝搬装置１００は、通信基地局７から二つの平行変換型インターフェース６を介して一対の（第１の）面状伝搬媒体５１ａ、５１ｅに通信信号を入力し、分流となる複数の（第２の）面状伝搬媒体（５１ｂ〜５１ｄ）と各々接続する構成である。ここで、一対の面状伝搬媒体５１ａ、５１ｅは筐体内側の側面に配置することを想定している。ただし、大型の汎用筐体へ適用する場合、筐体加工精度が不十分であるために、例えば一方の面状伝搬媒体５１ａと面状伝搬媒体５１ｂ〜５１ｄの接続面が接触せずに１ｍｍ程度のギャップができる可能性がある。このギャップは通信品質の低下を招く。本構成によれば、入力を２系統用意しているので、面状伝搬媒体５１ａ、５１ｅの何れかギャップの小さい方で確実に通信を行ない、ギャップの悪影響を軽減できる。また、２系統の入力の間に、周波数差、位相差を持たせて通信品質を向上させることも有効な手段である。【００５９】
また、図７〜９の電磁波伝搬装置１００について、実施形態１、３の面状伝搬媒体間の接続手段を用いても同様な構成を実現できることは言うまでもない。【００６０】
本実施形態では複数の面状伝搬媒体を用いた伝搬経路の分岐拡張の代表例について説明したが、これらの組合せや置換えによる面状伝搬媒体の構成についても同様に実施することができる。また、二つの面状伝搬媒体の接続に１セットのスロットを用いたが、２セット以上のスロットを設けてより両者間の伝搬効率を上げることも可能である。【００６１】
以上のように本実施形態２に係る電磁波伝搬装置１００は、複数の面状伝搬媒体を、スロットのセットを介して接続することにより、低漏洩特性、高妨害波耐性を維持しつつ伝搬経路の分岐拡張が低損失でできるので、筐体内の様々な位置に３次元的に配置された複数の通信端末と高信頼な通信が可能となる。【００６２】
また、本実施形態２によれば、複数の面状伝搬媒体の接続を電極非露出、物理的な固定不要でできるため、組立てコスト、メンテナンスコストを削減できる。【００６３】
また、本実施形態２によれば、二つの面状伝搬媒体を接続する二つのスロットのサイズを異ならせることで、二つの面状伝搬媒体の広がり方向の位置ズレによる面状伝搬媒体間の伝搬効率の変動を小さく出来る。【００６４】
また、本実施形態２によれば、面状誘電体スペーサにより二つの面状伝搬媒体間および面状伝搬媒体とその上に配置される通信端末の間をそれぞれ直流近傍の低周波数帯において絶縁することができるので、例えば、面状伝搬媒体と通信端末間でグランド電位が異なり絶縁を要する用途に有用である。【００６５】
また、本実施形態２によれば、面状伝搬媒体は１００ミクロン厚以下のフレキシブル性の高い、例えばフィルム基板を用いることができるので、筐体が平面であっても曲面であっても実装することは容易である。【００６６】
また、本実施形態２は通信装置として説明したが、通信基地局７、送受信機９をそれぞれ送電装置、受電装置に置き換えることで、電磁波を通信信号として送るのではなく、機器を動作させる電力として送ることも可能である。もちろん、両者を同時もしくは時分割に送ることも組み合わせの構成で実現できることは言うまでもない。
【実施例３】
【００６７】
次に、本発明の実施形態３について、図１０〜図１３を参照しながら説明する。  
図１０は、実施の形態３に係る電磁波伝搬装置１００の構成を断面図で示したものである。電磁波伝搬装置１００は、通信基地局７と通信端末１０で情報を送受信する装置であり、面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂ、平行変換型インターフェース６を備える。【００６８】
電磁波結合手段として、二つの面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂの重なり部分（重なり部分の距離＝Ｌｒｔ１）に、前者には、重ならない部分の面状メッシュ導体４ａよりもメッシュピッチを大きくした疎メッシュ導体１３ａを設け、後者には、新たに面状導体１ｂに疎メッシュ導体１３ｂを設ける。これにより、二つの面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂを接続し、通信信号としての電磁波の伝搬経路を成す。すなわち、疎メッシュ導体１３ａ、１３ｂは、２つの面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂ間で電磁波を送受する電磁波結合手段（第２のインターフェース）の役割を果たす。二つの面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂの重なり部分におけるメッシュピッチを大きくすることにより、両者間の伝搬効率を向上させることができる。典型的には、面状メッシュ導体４ａのピッチが１／２０λｇ〜１／１０λｇであるのに対し、疎メッシュ導体１３ａ、１３ｂは１／４λｇ以上と設定する。【００６９】
なお、二つの面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂは、実施形態１と同様に、それぞれ、面状導体、面状誘電体、面状メッシュ導体、面状誘電体の各部材を順に重ねて構成される。面状誘電体スペーサ３ａの上の面状メッシュ導体が通信端末１０とのインターフェース（第１のインターフェース）として機能する。【００７０】
面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂは２次元的な広がりを持たせて表面波と呼ばれる電磁波を広域に伝搬させることができるが、ここでは典型例として、平行変換型インターフェース６から面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂの長手方向に沿って表面波が伝搬すると仮定して説明する。面状伝搬媒体５２ａは面状伝搬媒体５２ｂとの重なり部分と重ならない部分で特性インピーダンスが異なる為、その境界で表面波の反射が起こり、全体の伝搬効率の低下や定在波励起による通信品質の位置バラツキ等の問題を引き起こす。反射を最小とするには、Ｌｒｔ１≒（２ｎ−１）・λｇ／４に設定することが望ましい。また、伝搬効率を向上させることを重視するのであれば、重なり部分で共振を励起させるようにＬｒｔ１を決めればよく、面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂの端面が開放端の場合はＬｒｔ１≒ｎ・λｇ／２、短絡端の場合はＬｒｔ１≒（２ｎ−１）・λｇ／４となるように設定することが望ましい。以上は、面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂに用いる材料、厚み等が同一であると仮定した典型例について説明した。【００７１】
図１１は、３次元的な分岐を実施するために１つの面状伝搬媒体（第１の面状伝搬媒体）５２ａと、他の複数の面状伝搬媒体（第２の面状伝搬媒体）５２ｂ〜５２ｄの各第２の面状伝搬媒体の端部近傍でその一部分とを、重ねて配置した電磁波伝搬装置１００の断面図である。第２の面状伝搬媒体５２ｂ〜５２ｄを第１の面状伝搬媒体５２ａに対して垂直となるように曲げている目的は、面状伝搬媒体５２ａ内の表面波の伝搬方向に対して垂直方向へも伝搬させ、さらに、分岐経路への電磁波の分配比率を可変とするよう重なり部分の長さを調節するためである。なお、本図では簡単のため面状伝搬媒体５２ｂ〜５２ｄを直角に曲げているが、緩やかなＲをつけて曲げる方が伝搬損失や反射損失が少なくできることは言うまでもない。【００７２】
第１の面状伝搬媒体５２ａから複数の第２の面状伝搬媒体５２ｂ〜５２ｄへの電磁波はそれぞれ疎メッシュ導体１３ｂ〜１３ｄを介して入力される。第２の面状伝搬媒体５２ｂ〜５２ｄへの分配比率が同程度とするには、前述したように重なり部分のメッシュピッチの調整が必要である。典型的には、第２の面状伝搬媒体５２ｂ、５２ｃ、５２ｄが平行変換型インターフェース６から離れるに従って、対応する疎メッシュ導体１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのメッシュピッチを大きくすることで、同程度の分配比率とすることが可能である。【００７３】
また、重なり部分の寸法については、面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂの重なり部分を代表例として説明する。重なり部分の距離をＬｒｃ１とし、面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂに用いる材料、厚み等が同一であると仮定する。前述したように面状伝搬媒体５２ａは面状伝搬媒体５２ｂとの重なり部分と重ならない部分で特性インピーダンスが異なる為、その境界で表面波の反射が起こり、全体の伝搬効率の低下や定在波励起による通信品質の位置バラツキ等の問題を引き起こす。反射を最小とするには、Ｌｒｃ１≒（２ｎ−１）・λｇ／４に設定することが望ましい。また、伝搬効率を向上させることを重視するのであれば、重なり部分で共振を励起させるようにＬｒｃ１を決めればよく、面状伝搬媒体５２ａ、５２ｂの端面が開放端の場合はＬｒｃ１≒ｎ・λｇ／２、短絡端の場合はＬｒｃ１≒（２ｎ−１）・λｇ／４となるように設定することが望ましい。【００７４】
図１２は、本実施形態の電磁波伝搬装置１００の変形例であり、第１の面状伝搬媒体５２ａと第２の面状伝搬媒体５２ｂ〜５２ｄとの重なり部分において、それぞれシールド導体１４ｂ〜１４ｄを設け、通信端末が配置されない区域からの漏洩電磁波をさらに低減している。【００７５】
図１３も同じく本実施形態の電磁波伝搬装置１００の変形例であり、第２の面状伝搬媒体５３ｂ〜５３ｄを、図１２の例とは逆方向に曲げて、第１の面状伝搬媒体５３ａと接続しており、面状伝搬媒体５３ａ〜５３ｄの一つの導体層は完全な平面導体とすることができ、筐体内への実装性向上につながる。【００７６】
以上のように本実施形態３に係る電磁波伝搬装置１００は、重なり部分において一部を重ねて配置した二つの面状伝搬媒体を、疎メッシュ導体を介して接続することにより、低漏洩特性、高妨害波耐性を維持しつつ伝搬経路の分岐拡張が低損失でできるので、筐体内の様々な位置に３次元的に配置された複数の通信端末と高信頼な通信が可能となる。また、連続的なメッシュ構造であるため、面状伝搬媒体同士の位置ズレによる伝搬効率の変動は小さく抑えることができる。
【実施例４】
【００７７】
次に、本発明の実施形態４について、図１４を参照しながら説明する。本実施形態は、筐体内に３次元的配置された多数の電子機器としての電池モジュールを備えた、電池システムに関するものである。  
図１４は、実施の形態４に係る電池システム２００の構成例を示したものである。電池システム２００は、筐体２１０内の収納ラック内に３次元的に配置された複数の電池モジュール２２０（２２０−１〜２２０−ｎ）と、電池モジュールの各々に対応してそれらの送受信機として組み込まれた通信端末２３０（２３０−１〜２３０−ｎ）と、各通信端末２３０と通信基地局７とを接続する電磁波伝搬装置１００と、通信基地局７に制御バス２４２を介して接続された電池システムコントローラ２４０とを備えている。この実施形態では、図６に示した電磁波伝搬装置１００が筐体２１０内のマルチパス環境に対応して収納ラックに配設され、通信端末２３０と電池システムコントローラ２４０との間で制御信号やデータ等の情報の送受を行う通信がなされ、電池システムコントローラ２４０による各電池モジュール２２０の制御が行われる。他の実施形態の電磁波伝搬装置１００を採用しても良いことは言うまでもない。【００７８】
この電磁波伝搬装置によれば、低漏洩特性、高妨害波耐性を維持しつつ伝搬経路の分岐拡張が低損失でできるので、筐体２１０内の様々な位置に３次元的に配置された複数電池モジュール２２０の通信端末２３０と電池システムコントローラ２４０との間で、高信頼な通信が可能となる。電磁波伝搬装置１００を採用することで、無線通信のように、筐体の金属壁面で電磁波が乱反射され、通信品質を不安定化させるという懸念はない。また、電磁波伝搬装置１００の採用により個別の配線が不要になるため、高耐圧、設置位置のフリー化、メンテナンス容易化が図れる。さらに、複数の面状伝搬媒体と電子機器の接続には、従来の着脱式コネクタが不要となるため、電極非露出、物理的な固定不要となり、信頼性の向上、組立てコストやメンテナンスコストの削減を図ることができる。さらに、高耐圧化も図ることができる。また、通信基地局７、通信端末２３０に、送電装置、受電装置の機能を付加することで、電池モジュールを動作させる電力を送ることも可能である。【００７９】
なお、本発明の電磁波伝搬装置１００は、筐体内や屋内の閉じた空間に３次元的に配置された多数の電子機器を備え、センターのコントローラとの高信頼な通信が必要なるシステムである、データーセンター、ハードディスクコントローラ、病院の医療診断システム、交通管理センター等にも、適用が可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１ａ、１ｂ：面状導体、２ａ、２ｂ：面状誘電体、３ａ、３ｂ：面状誘電体スペーサ、４ａ、４ｂ：面状メッシュ導体、５ａ、５ｂ：スロット、６：平行変換型インターフェース、７：通信基地局、８：垂直変換型インターフェース、９：送受信機、１０：通信端末、１１ａ、１１ｂ：面状導体、１２：スロット、１３ａ、１３ｂ：疎メッシュ導体、１４ｂ〜１４ｄ：シールド導体、５０ａ〜５３ａ、５０ｂ〜５３ｂ：面状伝搬媒体、１００：電磁波伝搬装置、２００：電池システム。
【図１Ａ】
2013008292.tif 000003
【図１Ｂ】
2013008292.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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