(57)【要約】少なくとも基本波とその第二高調波を含む電力を出力する回路（１０２）を備えた交流電源（１０１）と、平面形状が、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの長辺と、長辺よりも短く、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの短辺とで囲まれた帯状であり、第１の短辺近傍に交流電源（１０１）の出力が入力される入力部（１０５）を有する電磁波伝達シート（１０４）と、を有する送電装置と、結合器（１０７ａ、１０７ｂ）を介して電磁波伝達シート（１０４）から電力を受電する受電装置（１０６ａ、１０６ｂ）と、を有し、電磁波伝達シート（１０４）の第２の短辺（１０８）は開放または短絡され、第２の短辺（１０８）が開放されている場合、結合器（１０７ａ、１０７ｂ）として電界結合器を備え、第２の短辺（１０８）が短絡されている場合、結合器（１０７ａ、１０７ｂ）として磁界結合器を備える電磁波伝送装置。
2013114508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基本波とその第二高調波を含む電力を出力する回路を備えた交流電源と、
平面形状が、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの長辺と、前記長辺よりも短く、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの短辺とで囲まれた帯状であり、第１の前記短辺近傍に前記交流電源の出力が入力される入力部を有する電磁波伝達シートと、
を有する送電装置と、
前記電磁波伝達シートから漏洩する電界または磁界を介して、結合器により電力を受電する受電装置と、
を有し、
前記電磁波伝達シートの第２の前記短辺は、開放または短絡され、
前記第２の短辺が開放されている場合には、前記結合器として電界結合器を備え、
前記第２の短辺が短絡されている場合には、前記結合器として磁界結合器を備える電磁波伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁波伝送装置において、
前記電磁波伝達シートの前記短辺の長さは、前記基本波の波長の半分の自然数倍に略等しい電磁波伝送装置。
【請求項３】
請求項２記載の電磁波伝送装置において、
前記電磁波伝達シートの前記短辺の長さは、前記基本波の波長の半分に略等しく、
前記第２の短辺が開放されている場合には、前記電磁波伝達シートの前記長辺は短絡され、
前記第２の短辺が短絡されている場合には、前記電磁波伝達シートの前記長辺は開放されている電磁波伝送装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の電磁波伝送装置において、
前記第１の短辺を除くその他の辺は、短絡されている電磁波伝送装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁波伝送装置において、
前記電磁波伝達シートの平面形状は長方形である電磁波伝送装置。
【請求項６】
少なくとも基本波とその第二高調波を含む電力を出力する回路を備えた交流電源と、平面形状が、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの長辺と、前記長辺よりも短く、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの短辺とで囲まれた帯状であり、第１の前記短辺近傍に前記交流電源の出力が入力される入力部を有する電磁波伝達シートと、を有し、前記電磁波伝達シートの第２の前記短辺は、開放または短絡されている送電装置の前記電磁波伝達シートから漏洩する電界または磁界を介して、前記第２の短辺が開放されている場合には、電界結合器を有し、前記第２の短辺が短絡されている場合には、磁界結合器を有する受電装置により電力を受電する電磁波伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波伝送装置及び電磁波伝送方法に関し、特に電磁波伝達シートを用いる電磁波伝送装置及び電磁波伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁波伝達シートを用いた電磁波伝送装置においては、シート内で定在波を生じることによる電磁波伝送の不安定性が以前から問題視されている。【０００３】
特許文献１（特開２００７−２８１６７８号公報）には、電磁波伝達シートの端部に抵抗や電磁波吸収体を配置して電磁波の反射を抑制し、定在波を低減する技術が開示されている。この場合、特許文献２（特開２０１０−１１４６９６号公報）に記載の通り、電磁波吸収部材により多くの電磁波エネルギーが吸収・廃棄されるという問題がある。【０００４】
一方、特許文献２には、伝達する電磁波の進行方向に垂直方向の幅の長さが、垂直方向で共振状態となるように、伝達する電磁波の波長の半分の自然数倍に略等しいものとし、且つ電磁波の進行方向の反射を低減する電磁波吸収媒体を備えた電磁波伝達シートが開示されている。なお、当該シートは、電磁波の進行方向に長辺を有し、幅方向に短辺を有する帯状であり、電磁波吸収媒体は、少なくともいずれか一方の短辺に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８１６７８号公報
【特許文献２】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】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の技術においても、少なくともいずれか一方の短辺に設けられた電磁波吸収媒体により、電磁波エネルギーが吸収・廃棄されるため、効率改善の余地があった。【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、定在波に起因して生じる電磁波強度の不均一を緩和することができる電磁波伝送装置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】
本願発明によれば、少なくとも基本波とその第二高調波を含む電力を出力する回路を備えた交流電源と、平面形状が、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの長辺と、前記長辺よりも短く、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの短辺とで囲まれた帯状であり、第１の前記短辺近傍に前記交流電源の出力が入力される入力部を有する電磁波伝達シートと、を有する送電装置と、前記電磁波伝達シートから漏洩する電界または磁界を介して、結合器により電力を受電する受電装置と、を有し、前記電磁波伝達シートの第２の前記短辺は、開放または短絡され、前記第２の短辺が開放されている場合には、前記結合器として電界結合器を備え、前記第２の短辺が短絡されている場合には、前記結合器として磁界結合器を備える電磁波伝送装置が提供される。【０００９】
また、本願発明によれば、少なくとも基本波とその第二高調波を含む電力を出力する回路を備えた交流電源と、平面形状が、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの長辺と、前記長辺よりも短く、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの短辺とで囲まれた帯状であり、第１の前記短辺近傍に前記交流電源の出力が入力される入力部を有する電磁波伝達シートと、を有し、前記電磁波伝達シートの第２の前記短辺は、開放または短絡されている送電装置の前記電磁波伝達シートから漏洩する電界または磁界を介して、前記第２の短辺が開放されている場合には、電界結合器を有し、前記第２の短辺が短絡されている場合には、磁界結合器を有する受電装置により電力を受電する電磁波伝送方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定在波に起因して生じる電磁波強度の不均一を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
上述した目的、および、その他目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、および、それに付随する以下の図面によって、さらに明らかになる。
【図１】本発明の第２の実施の形態に係る電磁波伝送装置の構成を模式的に示した図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る電圧、または電流の絶対値の一例を示した濃淡図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る電圧、または電流の絶対値の一例を示した濃淡図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、必要に応じて図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の電磁波伝送装置は、送電装置と受電装置を有する。送電装置は、電磁波伝達シートと交流電源を有する。受電装置は、結合器を有する。
【００１４】
電磁波伝達シートは、長手方向を有する帯状であり、当該長手方向が電磁波の進行方向となる。例えば、電磁波伝達シートの平面形状は、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの長辺と、当該長辺よりも短く、互いに平行に延在する平行部分を少なくとも一部に有する２つの短辺とで囲まれた帯状であってもよい。このような形状の一例としては長方形が考えられるが、これに限定されず、長方形を一部変形した略長方形も含む。
【００１５】
電磁波伝達シートの１つの短辺（第１の短辺）近傍には、入力部が設けられている。そして、電磁波伝達シートは、当該入力部を介して、交流電源と接続している。
【００１６】
交流電源は、少なくとも基本波とその第二高調波を含む電力を出力する回路を有している。そして、交流電源は、このような電力を、上記入力部を介して電磁波伝達シートに入力する。
【００１７】
受電装置は、例えば電磁波伝達シートの上に配置され、当該電磁波伝達シートから漏洩する電界、または磁界を介して、結合器により電力を受電する。
【００１８】
ここで、電磁波伝達シートの入力部が設けられていない側の短辺（第２の短辺）は、開放または短絡されている。
【００１９】
そして、本実施形態の電磁波伝送装置は、第２の短辺が開放されている電磁波伝達シートを備える場合には、結合器として、電界結合器を備える。一方、第２の短辺が短絡されている電磁波伝達シートを備える場合には、結合器として磁界結合器を備える。
【００２０】
なお、本実施形態の場合、電磁波伝達シートに、電磁波吸収媒体を備える必要がない。すなわち、２つの長辺及び２つの短辺いずれの近傍にも、電磁波吸収媒体を備えなくてよい。かかる場合、電磁波の進行方向および、それに垂直な方向のどちらの方向においても、電磁波吸収媒体により電磁波エネルギーが吸収・廃棄される不都合を抑制できる。
【００２１】
また、本実施形態のように、電磁波伝達シートの第２の短辺を反射終端とした場合、第２の短辺で未使用電力が熱として吸収・廃棄されることを抑制できる。
【００２２】
ここで、上述のように、第２の短辺を反射終端とした場合、交流電源から電磁波伝達シートに入力された電力に含まれる基本波と第二高調波は、各々、第２の短辺（反射終端）で反射され、第１の短辺に向かって進む。そして、第２の短辺に向かう波と、第２の短辺で反射した波とにより、電磁波伝達シートの長辺に沿って定在波を生じる。
【００２３】
しかしながら、第２の短辺（反射終端）を終端開放とした場合、電圧は自由端反射されるため、電磁波伝達シートの長辺に沿った方向では、電圧の基本波の節の点は、短辺の節と重複しない限り第二高調波の腹となる。従って、受電装置の結合器を電界結合器とすれば、点状に僅かに存在する基本波の節と第二高調波の節の重複する位置を除いて、電界結合により電力を受電できる。
【００２４】
一方、第２の短辺（反射終端）を終端短絡とした場合、電流は自由端反射されるため、電磁波伝達シートの長辺に沿った方向では、電流の基本波の節の点は、短辺の節と重複しない限り第二高調波の腹となる。従って、受電装置の結合器を磁界結合器とすれば、点状に僅かに存在する基本波の節と第二高調波の節の重複する位置を除いて、磁界結合により電力を受電できる。
【００２５】
すなわち、第２の短辺が開放されている電磁波伝達シートを備える場合には、結合器として電界結合器を備え、第２の短辺が短絡されている電磁波伝達シートを備える場合には、結合器として磁界結合器を備える本実施形態の電磁波伝送装置によれば、定在波に起因して生じる電磁波伝達シート内の電磁波強度の不均一を緩和して、受電装置により電力を受電することができる。
【００２６】
なお、本実施形態の電磁波伝送装置は、電磁波伝達シートの短辺の長さが、伝達する電磁波の波長、例えば基本波または第二高調波の半分の自然数倍に略等しい構成とすることができる。
【００２７】
このような構成とすれば、電磁波伝達シートの各長辺において電磁波が反射されることにより横幅方向（電磁波伝達シートの長手方向と垂直な方向、短辺が延在する方向）で共振状態となり、電磁波伝達シートから漏洩する電界、または磁界分布を安定させることができる。
【００２８】
また、本実施形態の電磁波伝送装置は、電磁波伝達シートの第１の短辺（近傍に入力部が設けられた短辺）以外の辺は、短絡させた構成とすることができる。すなわち、本実施形態の電磁波伝送装置は、第２の短辺及び２つの長辺を短絡させた構成とすることができる。
【００２９】
このような構成とした場合、電磁波伝達シートの第１の短辺以外の辺（短絡させた辺）からの電磁波の漏洩を抑制できる。したがって、周辺環境への電磁波漏洩による影響を少なくできる。また、周辺環境の変化による電磁波伝達シート内の電磁波伝搬の変化も抑制できる。
【００３０】
また、本実施形態の電磁波伝送装置は、電磁波伝達シートの短辺の長さを、伝達する電磁波の波長、例えば基本波又は第二高調波の半分に略等しくすることができる。そして第２の短辺を開放させるとともに、結合器を電界結合器とした場合には、長辺を短絡させることができる。一方、第２の短辺を短絡させるとともに、結合器を磁界結合器とした場合には、長辺を開放させることができる。
【００３１】
このような構成とした場合、点状に僅かに存在する基本波の節と第二高調波の節の重複する位置の多くを、短辺に位置させることができる。すなわち、電磁波伝達シートの辺（シートの平面形状を規定するエッジ）以外に生じる節をさらに少なくできる。
【００３２】
以上、本実施形態によれば、定在波に起因して生じる電磁波強度の不均一を緩和した状態で、電磁波の進行方向に垂直な方向のみならず、電磁波の進行方向においても、電磁波エネルギーが吸収・廃棄されることを抑制できる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
図１は本発明の第２の実施の形態を説明する模式図である。
【００３４】
図中左端に配置された交流電源１０１は、少なくとも基本波とその第二高調波を含む電力を出力する回路１０２を搭載する。ここで、出力電力は少なくとも基本波とその第二高調波を含むが、さらに高次の高調波や変調波などその他の周波数成分も含んでいてもよい。
【００３５】
交流電源１０１の出力は配線１０３を通して、帯状の電磁波伝達シート１０４の入力部１０５に入力される。電磁波伝達シート１０４の平面形状は、２つの長辺と２つの短辺を有する長方形である。入力部１０５は、１つの短辺（第１の短辺）の近傍に設けられる。
【００３６】
入力部１０５から入力された電磁波は、入力部１０５から放射状に進行するが、本実施の形態では、簡単のため、電磁波伝達シート１０４の短辺の長さＷは長辺の長さＬより十分短いとして、主として図１に示したｙ方向（長辺の延在する方向、電磁波伝達シート１０４の長手方向）に進行するものとして扱う。
【００３７】
なお、電磁波伝達シート１０４の短辺の長さは長辺の長さより十分短いとして扱えない場合は、長辺や短辺に対して斜めに進行する電磁波も十分大きな成分を有するが、一方で長辺に平行に進行する電磁波成分も十分大きく、本発明を適用できることは言うまでもない。また、斜めに進行する電磁波の成分が十分大きい場合、定在波はより抑制されるため、定在波に関する問題も生じにくい。
【００３８】
本実施形態では、このｙ方向を電磁波の進行方向と称する。受電装置１０６ａ、１０６ｂは、電磁波伝達シート１０４の電磁波の進行方向に沿って配置される。配置される受電装置の数は図示する２個に限定されず、１個でも、３個以上であってもよい。受電装置１０６ａ、１０６ｂには、各々、結合器１０７ａ、１０７ｂが搭載される。電磁波伝達シート１０４を伝搬する電力は、結合器１０７ａ、１０７ｂ各々を介して、受電装置１０６ａ、１０６ｂに受電される。
【００３９】
電磁波伝達シート１０４に沿って配置される受電装置１０６ａ、１０６ｂの順序によらず（入力部１０５からの距離によらず）、受電電力を適切な範囲に収めるためには、受電装置１０６ａ、１０６ｂの受電電力は電磁波伝達シート１０４を伝搬する電力より、十分小さくすることが望ましい。その場合、図１における電磁波伝達シートの第２の短辺１０８（図中、右端）に到達する電力は大きくなる。このような大きな電力を単に電磁波吸収媒体により吸収・廃棄すると、電力利用効率は極めて低くなってしまう。本実施の形態では、この問題を解決するため、電磁波伝達シート１０４の第２の短辺１０８（図中、右端）を反射終端とし、帯状の電磁波伝達シート１０４の長辺も、おなじく反射終端とする。
【００４０】
また、短辺の幅は、前記伝達する電磁波の波長、例えば、基本波又は第二高調波の半分の自然数倍に略等しくすることが望ましい。これにより、電磁波伝達シート１０４の各長辺において電磁波が反射されることにより横幅方向（図１に示すｘ方向）で共振状態となり、電磁波伝達シート１０４の電磁界の横幅方向の分布が安定する。したがって、電磁波伝達シート１０４から漏洩する電界、または磁界分布も安定する。
【００４１】
なお、略等しくすると表現した理由は、電磁波伝達シート１０４を伝搬する電磁波の周波数スペクトルは広がりを持っていてもよく（すなわち帯域幅を持っていてもよく）、その場合には電磁波伝達シート１０４を伝搬する電磁波が単一波長では表せないためである。このような場合は、おおむね周波数帯域の中心周波数に該当する波長を代表させて、電磁波伝達シート１０４を伝搬する電磁波の波長、例えば、基本波の波長又は第二高調波の波長とすればよい。あるいは変調波などの場合には搬送波の周波数に対応する波長を基本としてもよい。当該前提は、以下のすべての実施形態において同様である。
【００４２】
なお、電磁波伝達シート１０４の各長辺において電磁波が反射されることにより横幅方向（図１に示すｘ方向）で共振状態とするために、電磁波伝達シート１０４の２つの長辺の終端方法を、一方は開放、他方は短絡と異なる反射終端とし、短辺の幅を伝達する電磁波、例えば基本波又は第二高調波の１／４波長の奇数倍に略等しくしてもよい。この場合、上記と同様の効果が得られる。
【００４３】
その他、電磁波伝達シート１０４の第１の短辺（近傍に入力部１０５が設けられた短辺）以外の辺は、短絡させた構成とすることができる。すなわち、本実施形態の電磁波伝送装置は、第２の短辺１０８、及び、２つの長辺を短絡させた構成とすることができる。このように構成した場合、短絡された辺からは電磁波が漏洩しない。したがって、周辺環境への電磁波漏洩による影響を少なくできる。また、周辺環境の変化による電磁波伝達シート１０４内の電磁波伝搬の変化も抑制できる。したがって、周辺環境に大きな影響を受けることなく、電磁波伝達シート１０４を所望の位置に設置できる。
【００４４】
また、さらに電磁波伝達シート１０４の第１の短辺（近傍に入力部１０５が設けられた短辺）も短絡してもよい。その場合、交流電源１０１から入力部１０５を通して電磁波伝達シート１０４に効率よく電力を送るため、インピーダンス整合するように電磁波伝達シート１０４上の入力部１０５の配置を第１の短辺から第２の短辺１０８方向に向かって移動させ（図１中、右方向に移動）、さらに必要に応じてスタブなどの整合回路を設けるといった設計を行うことが望ましい。このような設計をすれば、電磁波伝送装置の動作に問題を生じることなく、電磁波伝達シート１０４の第１の短辺（近傍に入力部１０５が設けられた短辺）も短絡でき、さらに周辺環境と電磁波伝達シート１０４内の電磁波伝搬の相互依存性を弱くすることができる。
【００４５】
ここで、電磁波伝達シート１０４に生じている電圧、または電流の基本波成分と第二高調波成分の節と腹の位置関係を明らかにするため、図２（ａ）乃至図２（ｃ）に、電圧、または電流の絶対値の一例を濃淡図として示す。なお、図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、図１に示す第１の短辺１０８が開放終端の場合の電圧、または、短絡終端の場合の電流、を表している。
【００４６】
なお、図２（ａ）に示す原点０、ｘ方向及びｙ方向は、図１の電磁波伝達シート１０４上に示す原点０、ｘ方向及びｙ方向と一致している。なお、目盛りは、基本波成分の１／４波長を単位としている。図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、図２（ａ）と同様の手法で表示している。
【００４７】
図２（ａ）は、電磁波伝達シート１０４上の基本波成分を濃淡図で示している。図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、電磁波伝達シート１０４上の第二高調波成分を濃淡図で示している。
【００４８】
なお、図２（ａ）乃至図２（ｃ）は電磁波伝達シート１０４のすべての部分を表しているものではなく、原点０周辺の一部分を示している。濃淡と、電圧または電流の絶対値の関係は図２（ａ）の右端のカラーバーに示されている通り、０から最大１までの相対値をリニアに濃淡で表現している。なお、受電装置１０６ａ、１０６ｂを配置した場合、電磁波伝達シート１０４上の電力、電圧、電流分布に影響を与えるが、本実施の形態の説明では無視している。この理由は、電磁波伝達シート１０４を伝搬する電力より、受電装置１０６ａ、１０６ｂの受電電力は十分小さいためである。
【００４９】
電圧は開放終端で自由端反射し、電流は短絡終端で自由端反射する。このため、第２の短辺１０８が開放終端の場合は、電圧の節が、また、第２の短辺１０８が短絡終端の場合は、電流の節が、電磁波伝達シート１０４の第２の短辺１０８（ｙ＝０）から入力部１０５に向かって（図２（ａ）乃至図２（ｃ）のマイナスｙ方向に向かって）、まず１／４波長戻った点に線状に現れ、その後、その点から半波長ごとに線状に現れる。一方、腹はまず第２の短辺１０８（ｙ＝０）に現れ、その後、その点から入力部１０５に向かって（図２（ａ）乃至図２（ｃ）のマイナスｙ方向に向かって）半波長単位ごとに現れる。ｘ方向も同様の様相を示し、図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示したような格子状の濃淡模様を示す。
【００５０】
なお、図２（ａ）乃至図２（ｃ）は電磁波伝達シート１０４の第２の短辺１０８と図１の奥側に位置する長辺が同様の自由端反射する反射終端となっている場合を示しているが、本実施形態はこのような構成に限定されない。例えば、電磁波伝達シート１０４の２つの長辺の終端方法を一方は開放、他方は短絡と異なる反射終端とし、短辺の長さを伝達する電磁波、例えば、基本波又は第二高調波の１／４波長の奇数倍に略等しくしてもよい。
【００５１】
ここで、基本波とその第二高調波から構成される電力が交流電源１０１に搭載した回路１０２から電磁波伝達シート１０４に供給されている場合、基本波成分は上記の通り振る舞う。図２（ａ）の基本波成分の節の位置を、破線ａ１ａ１´、ａ２ａ２´、ａ３ａ３´、ａ４ａ４´で示した。このうち、破線ａ１ａ１´、ａ２ａ２´は、電磁波伝達シート１０４の短辺に平行に現れる線状の節であり、第二高調波成分と比較が容易なように図２（ｃ）まで延長した。また、破線ａ３ａ３´、ａ４ａ４´は、電磁波伝達シート１０４の長辺に平行に現れる線状の節であり、第二高調波成分と比較が容易なように図２（ｂ）まで延長した。
【００５２】
一方、第二高調波の波長は基本波の波長に対して１／２となる。したがって、第二高調波成分の腹は、電磁波伝達シート１０４の第２の短辺１０８（ｙ＝０）から入力部１０５に向かって、まず第２の短辺１０８（ｙ＝０）に線状に現れ、その後、基本波の波長に換算して１／４波長ごとに線状に現れる。実際、図２（ｂ）及び図２（ｃ）における破線ａ１ａ１´、ａ２ａ２´、ａ３ａ３´、ａ４ａ４´が重なる部分を観察すると、線状に腹が並んでいる。すなわち、電磁波伝達シート１０４の基本波成分の節の点は、ほぼ第二高調波成分では腹となる。
【００５３】
また、電磁波伝達シート１０４の長辺に平行に現れる第二高調波成分の線状の節を、図２（ｂ）に一点鎖線ｂ１ｂ１´、ｂ２ｂ２´、ｂ３ｂ３´、ｂ４ｂ４´で示した。また、電磁波伝達シート１０４の短辺に平行に現れる第二高調波成分の線状の節を、図２（ｃ）に一点鎖線ｃ１ｃ１´、ｃ２ｃ２´、ｃ３ｃ３´、ｃ４ｃ４´で示した。これらの一点鎖線で示される第二高調波成分の線状に現れる節が基本波成分と比較が容易なように、各一点鎖線は図２（ａ）まで延長した。
【００５４】
図２（ａ）上でこれらの一点鎖線と破線を観察すると、電磁波伝達シート１０４の長辺に平行に現れる基本波成分の線状の節（破線ａ３ａ３´、ａ４ａ４´）と電磁波伝達シート１０４の短辺に平行に現れる第二高調波成分の線状の節（一点鎖線ｃ１ｃ１´、ｃ２ｃ２´、ｃ３ｃ３´、ｃ４ｃ４´）との交点か、電磁波伝達シート１０４の短辺に平行に現れる基本波成分の線状の節（破線ａ１ａ１´、ａ２ａ２´）と電磁波伝達シート１０４の長辺に平行に現れる第二高調波成分の線状の節（一点鎖線ｂ１ｂ１´、ｂ２ｂ２´、ｂ３ｂ３´、ｂ４ｂ４´）との交点か、に節の位置は点状に限定されることが分かる。これらの交点の一部を、図２（ａ）の左上に白点２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄで示した。このように、基本波成分では線状に現れていた節が、第二高調波と重畳することにより、点状に限定される。
【００５５】
以上、電磁波伝達シート１０４の第２の短辺１０８が開放終端の場合には、電磁波伝達シート１０４上の電圧が図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示すような状態となり、節が点状に限定されることとなる。このような場合に、結合器１０７ａ、１０７ｂとして電界結合器を備える本実施形態の電磁波伝送装置によれば、定在波に起因して生じる電磁波強度の不均一を緩和して、受電装置１０６ａ、１０６ｂにより電力を受電することができる。
【００５６】
また、電磁波伝達シート１０４の第２の短辺１０８が短絡終端の場合には、電磁波伝達シート１０４上の電流が図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示すような状態となり、節が点状に限定されることとなる。このような場合に、結合器１０７ａ、１０７ｂとして磁界結合器を備える本実施形態の電磁波伝送装置によれば、定在波に起因して生じる電磁波強度の不均一を緩和して、受電装置１０６ａ、１０６ｂにより電力を受電することができる。
【００５７】
このように、本実施形態の電磁波伝送装置は、電磁波伝達シート１０４の第２の短辺１０８が開放終端か、または、短絡終端かに応じて、結合器１０７ａ、１０７ｂの構成を電界結合器とするか、または、磁界結合器とするかを選択することで、わずかに存在する点状の節を除いた電磁波伝達シート１０４上の略全面で電力を受電できる。すなわち、定在波に起因して生じる電磁波強度の不均一を緩和した電磁波伝送装置を提供できる。また、受電装置１０６ａ、１０６ｂの設置位置を大きく制限されないという効果もある。
【００５８】
さらに、本実施の形態では、送電装置側の工夫により上記の効果を得ており、受電装置側は結合器の種類を選択する以外に何ら特別な構成を必要としない。すなわち、既存のあらゆる受電装置をそのまま利用することができる。このため、受電装置の単価上昇を抑制できる。特に複数の受電装置を設置する場合でも、受電装置の単価上昇が抑制されるため、電磁波伝送装置全体の価格の上昇を抑制できる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る電磁波伝送装置の構成の一例は、第２の実施形態と同様、図１で示される。以下、第２の実施形態と異なる点を説明し、共通する点の説明は省略する。
【００６０】
図３（ａ）乃至図３（ｃ）、は本実施の形態を説明する電圧、または電流の絶対値の一例を濃淡図として示したものである。図３（ａ）は、電磁波伝達シート１０４上の基本波成分を濃淡図で示している。図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、電磁波伝達シート１０４上の第二高調波成分を濃淡図で示している。なお、図３（ａ）乃至図３（ｃ）は、図２（ａ）乃至図２（ｃ）と同様の手法で表示している。
【００６１】
本実施の形態の電磁波伝送装置では、特に電磁波伝達シート１０４の短辺の長さは、電磁波伝達シート１０４を伝搬する電磁波、例えば基本波又は第二高調波の波長の半分に略等しくしている。また、電磁波伝達シート１０４の第２の辺１０８（図１参照）を短絡終端した場合は、電磁波伝達シート１０４の長辺を開放終端し、電磁波伝達シート１０４の第２の辺１０８を開放終端した場合は、電磁波伝達シート１０４の長辺を短絡終端する。それに合わせて、各受電装置１０６ａ、１０６ｂに備えられる各結合器１０７ａ、１０７ｂとして、前者の場合は磁界結合器を、後者の場合は電界結合器を用いる。
【００６２】
電磁波伝達シート１０４に沿って配置される受電装置１０６ａ、１０６ｂの順序によらず（入力部１０５からの距離によらず）、受電電力を適切な範囲に収めるためには、受電装置１０６ａ、１０６ｂの受電電力は電磁波伝達シート１０４を伝搬する電力より、十分小さくすることが望ましい。その場合、第２の辺１０８に到達する電力は大きくなる。このような大きな電力を単に電磁波吸収媒体により吸収・廃棄すると、電力利用効率は極めて低くなってしまう。本実施の形態では、この問題を解決するため、電磁波伝達シート１０４の第２の短辺１０８を反射終端とし、帯状の電磁波伝達シート１０４の長辺も、おなじく反射終端とする。
【００６３】
この構成により、図３（ａ）に示すように、電磁波伝達シート１０４の長辺に平行に現れる基本波成分の線状の節は、受電装置１０６ａ、１０６ｂの配置位置としてあまり利用されない電磁波伝達シート１０４の長辺端部に位置する。かかる場合、当然、電磁波伝達シート１０４の短辺に平行に現れる第二高調波成分の線状の節（図３（ａ）及び図３（ｃ）に示す一点鎖線ｃ５ｃ５´、ｃ６ｃ６´、ｃ７ｃ７´、ｃ８ｃ８）と、電磁波伝達シート１０４の長辺に平行に現れる基本波成分の線状の節との交点も同様に、電磁波伝達シート１０４の長辺端部に位置することとなる。
【００６４】
したがって、基本波成分と第二高調波とを重畳することで点状となった節であって、電磁波伝達シート１０４の端部（長辺及び短辺）を除く平面内に現れる節は、電磁波伝達シート１０４の長辺に平行に現れる第二高調波成分の線状の節（図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す一点鎖線ｂ５ｂ５´、ｂ６ｂ６´）と、電磁波伝達シート１０４の短辺に平行に現れる基本波成分の線状の節（図３（ａ）及び図３（ｃ）に示す破線ａ５ａ５´、ａ６ａ６´）との交点のみとなる。これらの交点の一部を図３（ａ）左方に白点３０１ａ、３０１ｂで示した。このように、本実施形態によれば、第１の実施の形態と比較しても、さらに定在波に起因して生じる電磁波強度の不均一を緩和した電磁波伝送装置を提供できる。他の効果については第１の実施の形態に準じる。
【００６５】
なお、第２の短辺１０８で反射され、入力部１０５に戻ってきた反射電力は、交流電源１０１に戻すことができる。さらに、当該反射電力を、サーキュレータなどのデバイスを使用して進行波電力と分離、回収することも可能である。このような構成にすると、さらに電力利用効率を高めることができる（他の実施形態においても同様）。
【００６６】
なお、少なくとも基本波とその第二高調波から構成される電力を出力する回路１０２は、例えば周波数逓倍回路を使用すれば容易に構成できるため、特にその実現方法を詳述することはしない。また、電界結合器と磁界結合器についても、従来例などに詳述されているため、その実現方法を詳述することはしない。さらに、図示していないが、インピーダンス整合回路やアイソレータ、保護回路、制御回路などは必要に応じて適宜挿入される（他の実施形態においても同様）。
【００６７】
以上の通り、本発明によれば、定在波に起因して生じる電磁波強度の不均一を緩和した状態で、電磁波の進行方向に垂直な方向のみならず、電磁波の進行方向においても、電磁波エネルギーが吸収・廃棄されることを抑制できる。上記の構成によれば、特に送電装置側の伝送線路の終端の状態に合わせて受電装置の結合器を選択することにより、特に受電装置に何ら付加することがないため、受電装置の単価を上げずに、また、受電装置の波長依存性を緩和した状態で使用でき、受電装置の設置位置制限を緩和した電磁波伝送装置を提供することができる。
【００６８】
以上、本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６９】
この出願は、２０１２年２月３日に出願された日本特許出願特願２０１２−２２５０２号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
2013114508.tif 000003
【図２】
2013114508.tif 000004
【図３】
2013114508.tif 000005
【国際調査報告】
2013114508.tif 000006
2013114508.tif 000007
2013114508.tif 000008
2013114508.tif 000009