(57)【要約】【課題】本発明の一実施形態に係る無線装置は、特定方向のアンテナ利得は高いままで、特定方向以外のアンテナ利得は抑制する無線装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様としての無線装置は、アンテナと、集束部と、電波吸収体と、を備える。集束部は、一方が電波を透過し、他方が電波を遮蔽するまたは電波の位相を変える、第１領域および第２領域を少なくとも有する。第１領域の形状は、アンテナからの平面視において、円形である。第２領域の形状は、アンテナからの平面視において、第１領域の直径を内径とする円環である。アンテナは、第１領域の円形の中心軸上にある。電波吸収体は、アンテナが存在する中心軸と垂直な第１平面と、第２領域が存在する中心軸と垂直な第２平面と、の間に、少なくとも一部が存在し、中心軸と垂直な第１方向において、アンテナから第２領域の円環の外周以上離れた位置にある。【選択図】図１
2018121127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、
一方が電波を透過し、他方が電波を遮蔽するまたは電波の位相を変える、第１領域および第２領域を少なくとも有する集束部と、
電波吸収体と、
を備え、
前記第１領域の形状が、前記アンテナからの平面視において、円形であり、
前記第２領域の形状が、前記アンテナからの平面視において、前記第１領域の直径を内径とする円環であり、
前記アンテナが、前記第１領域の前記円形の中心軸上にあり、
前記アンテナが存在する前記中心軸と垂直な第１平面と、前記第２領域が存在する前記中心軸と垂直な第２平面と、の間に、前記電波吸収体の少なくとも一部が存在し、
前記電波吸収体が、前記中心軸と垂直な第１方向において、前記アンテナから前記第２領域の前記円環の外周以上離れた位置にある
無線装置。
【請求項２】
前記電波吸収体がさらに前記第２平面に存在し、
前記第２平面において、前記第２領域と前記電波吸収体との間には隙間がある
請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記第２平面において、
前記中心軸から前記第２領域の前記円環の外周までの距離が、第ｎ（ｎは正の整数）次のフレネルゾーンの前記第２平面におけるフレネルゾーン半径よりも小さく、
前記中心軸から前記電波吸収体までの距離が、第ｎ+１次のフレネルゾーンの前記第２平面におけるフレネルゾーン半径よりも大きい
請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記電波吸収体が、前記第２領域の前記円環の外周を囲む
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項５】
前記電波吸収体がない場合に前記アンテナが送信または受信する電波によってサイドローブが生ずる方向の少なくとも１つに、前記電波吸収体が位置する
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項６】
前記第２領域が金属により形成されている
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項７】
前記第２領域が誘電体により形成されている
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の無線装置。
【請求項８】
前記第２領域の前記中心軸と平行な第２方向の長さが、前記第２領域を通過した電波の位相を、前記第１領域を通過した電波の位相と同じにする長さである
請求項７に記載の無線装置。
【請求項９】
前記中心軸と平行な第２方向における、前記アンテナに遠い方の前記電波吸収体の端部が、前記第２方向における、前記アンテナに遠い方の前記第２領域の端部よりも、前記アンテナから離れている
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレネルゾーンプレートは、電波を集束させてエネルギー密度を増大するという集束効果を有する。ゆえに、フレネルゾーンプレートを正面方向に備えるアンテナ装置は、正面方向のアンテナ利得を向上することが知られている。これにより、フレネルゾーンプレートを備えるアンテナ装置は、フレネルゾーンプレートを備えないアンテナ装置に比べ、電波に含まれるＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号をより遠くまで送信することができる。
【０００３】
しかし、正面以外の方向においてもアンテナ利得が高い場合、マルチパスの影響を受けて遅延波が送受信されることにより、アンテナの通信性能が劣化するという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８５２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る無線装置は、特定方向のアンテナ利得は高いままで、特定方向以外のアンテナ利得は抑制する無線装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様としての無線装置は、アンテナと、集束部と、電波吸収体と、を備える。集束部は、一方が電波を透過し、他方が電波を遮蔽するまたは電波の位相を変える、第１領域および第２領域を少なくとも有する。第１領域の形状は、アンテナからの平面視において、円形である。第２領域の形状は、アンテナからの平面視において、第１領域の直径を内径とする円環である。アンテナは、第１領域の円形の中心軸上にある。電波吸収体は、アンテナが存在する中心軸と垂直な第１平面と、第２領域が存在する中心軸と垂直な第２平面と、の間に、少なくとも一部が存在し、中心軸と垂直な第１方向において、アンテナから第２領域の円環の外周以上離れた位置にある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る無線装置の第１の例を示す図。
【図２】第１の実施形態に係る無線装置の第２の例を示す図。
【図３】第１の実施形態に係る無線装置の第３の例を示す平面図。
【図４】第１の実施形態に係る無線装置の第４の例を示す端面図。
【図５】第１の実施形態に係る無線装置の第５の例を示す図。
【図６】第２の実施形態に係る無線装置の一例を示す図。
【図７】第１の実施形態から電波吸収体が除外された形態の電磁界シミュレーション結果を示す図。
【図８】第１の実施形態の電磁界シミュレーション結果を示す図。
【図９】第２の実施形態の電磁界シミュレーション結果を示す図。
【図１０】図７から９に示されたシミュレーション結果の数値を示す図。
【図１１】第３の実施形態に係る無線装置の一例を示す端面図。
【図１２】第３の実施形態の電磁界シミュレーション結果を示す図。
【図１３】図１２に示されたシミュレーション結果の数値を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線装置の第１の例を示す図である。図１（Ａ）は平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した１Ｂ−１Ｂ線の端面図である。第１の実施形態に係る無線装置１は、アンテナ１１と、集束部（円環構造体）１２と、電波吸収体１３と、を備える。集束部１２は、少なくとも第１領域１２１および第２領域１２２を有する。
【００１０】
また、図１の無線装置１は、基板１４と、固定部１５と、を備えており、基板１４の上面にアンテナ１１が設置され、固定部１５の上面に集束部１２が設置され、固定部１５の側面に電波吸収体１３が設置されている。しかし、基板１４および固定部１５は、第１の実施形態の構成要素の位置を説明するために便宜上示したでものあって、基板１４および固定部１５はなくともよい。例えば、基板１４と、固定部１５とが集束部１２の一部であってもよい。また、その他の構成要素が無線装置１に含まれていてもよい。
【００１１】
なお、第１領域１２１の円形の中心軸（図１（Ｂ）の点線）と平行の方向を鉛直方向とする。また、直交座標系のＺ軸が鉛直方向を示す。ゆえに、ＸＹ平面は中心軸に垂直な水平面である。アンテナ１１から第１領域１２１へ向かう方向を上とする。水平面において、アンテナ１１に向かう方向を内側、アンテナ１１から離れる方向を外側とする。
【００１２】
アンテナ１１は、ＲＦ信号に係る電波の送信、受信、または両方を行う。アンテナ１１の種類は、特に限られるものではない。アンテナ１１が平面アンテナの場合は、例えば、パッチアンテナ、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、逆Ｆアンテナなどでもよい。アンテナ１１が平面アンテナ以外の場合では、例えば、チップアンテナ、誘電体アンテナ、導波管アンテナなどでもよい。なお、これらは例であり、アンテナ１１がこれらのアンテナに限定されるものではない。
【００１３】
集束部１２は、アンテナ１１が送信または受信する電波を集束させることにより、エネルギー密度を増大させるという集束効果を得るためのものである。そのため、集束部１２には集束効果を得る領域があり、アンテナ１１から当該集束効果を得る部分への方向において、無線装置１のアンテナ利得が向上する。
【００１４】
集束部１２の第１領域１２１および第２領域１２２は、集束効果を得る部分である。第１領域１２１および第２領域１２２は、電波を透過する領域（電波透過領域）であるか電波を透過しない領域（電波非透過領域）であるかにより区別される。あるいは、電波を透過する領域（電波透過領域）であるか電波の位相を変化する領域（電波位相変化領域）であるかにより区別される。つまり、第１領域１２１および第２領域１２２のいずれか一方の領域は電波を透過する。そして、他方の領域が電波を遮蔽するまたは電波の位相を変える。
【００１５】
電波透過領域は、誘電体などの電波を透過する素材（電波透過素材）により構成されてもよい。あるいは、電波透過領域は、空気で構成されてもよい。つまり、電波透過領域は、集束部１２に設けられた貫通穴であってもよい。電波非透過領域は、金属などの電波を透過しない素材（電波非透過素材）で構成されればよい。電波非透過素材として金属を用いれば、信号が遮蔽される割合が高くなり、集束効果を高くすることができる。電波位相変化領域は、誘電体などの電波を透過しつつ電波の位相を変えることができる素材（電波位相変化素材）で構成されればよい。電波位相変化素材として誘電体を用いれば、電波非透過素材として金属を用いる場合よりも、集束部１２を軽量にすることができる。
【００１６】
第１領域１２１の形状は、アンテナ１１からの平面視において、円形である。第２領域１２２の形状は、アンテナ１１からの平面視において、第１領域１２１の直径を内径とする円環である。なお、平面視とあるが、実際には視認できなくてもよい。そして、アンテナ１１は、第１領域１２１の円形の中心軸上にある。
【００１７】
上記の特徴により、集束部１２の第１領域１２１および第２領域１２２はフレネルゾーンプレートと同様に機能する。フレネルゾーンプレートは、一般的に電波を透過する円環と、電波を遮蔽する円環とが交互に配置された構成を有する。但し、フレネルゾーンプレートの最も内側の領域の形状は円環ではなく円形である。
【００１８】
フレネルゾーンプレートにおいて、電波を透過する円環および電波を遮蔽する円環は、それぞれ第ｎ（ｎは１以上の整数）フレネルゾーンと第ｎ＋１フレネルゾーンに対応している。これにより、フレネルゾーンプレートは、自身を透過する電波とは逆位相である電波をブロックし、透過する電波を焦点（電波を受信する他の無線装置の位置）にて、無線電波を互いに強め合わせ、集束効果を得ることができる。
【００１９】
例えば、第１領域１２１が電波を透過し、第２領域１２２が電波を遮蔽すると想定する。本想定においては、図１（Ｂ）に示すように、集束部１２は、内円が貫通穴であって金属で構成された円環状のプレート（円環プレート）でもよい。円環プレートの内円が第１領域１２１となり、円環プレート自身が第２領域１２２となる。あるいは、円環プレートの内円に誘電体がはめ込まれた円盤状のプレートであってもよい。そして、第１フレネルゾーンを通る電波が円環プレートの内円を通過し、第２フレネルゾーンを通る電波の少なくとも一部が円環プレートにより遮蔽（反射）されるように、円環プレートとアンテナ１１との距離と、円環プレートのサイズとを調整する。これにより、焦点において電波が互い強め合い、無線装置１は上方向のアンテナ利得を向上することができる。
【００２０】
なお、アンテナ１１からの平面視において、第２領域１２２が第１領域１２１の直径を内径とする円環状であれば、第２領域１２２の鉛直方向の位置は特に限られない。図１（Ｂ）では円環プレートが固定部１５の上面の上側にあるが、円環プレートが固定部１５の上面の下側にあってもよいし、上面の内部に含まれていてもよい。
【００２１】
集束部１２は、集束効果を得る領域ではないその他の領域を有してもよく、集束部１２のその他の領域は、任意の構造であってよい。そのため、無線装置１の構造、用途などに応じて集束部１２は様々な構造を取り得る。例えば、集束部１２が立体構造物であって、基板１４上に自立していてもよい。
【００２２】
なお、集束効果は遮られた電波に応じて得られる。ゆえに、遮蔽対象とするフレネルゾーンを通過する電波を完全に遮らなくとも一部が遮られれば、遮られた電波に応じた集束効果は得られる。
【００２３】
なお、第２領域１２２が存在する水平面において、第２領域１２２の円環の内周が第１フレネルゾーンと第２フレネルゾーンとの境界に位置し、円環の外周が第２フレネルゾーンと第３フレネルゾーンとの境界に位置する場合、第２フレネルゾーンを通る電波全てが遮蔽されるため、集束効果が高くなる。
【００２４】
水平面において、フレネルゾーンの径方向の長さは、アンテナ１１と水平面との間の距離と、ＲＦ信号の波長と、アンテナ１１とＲＦ信号の受信先との間の距離と、に基づく。アンテナ１１との水平面との間の距離をｄとし、ＲＦ信号の波長をλ、アンテナ１１と受信先との間の距離をＤとすると、水平面でのフレネルゾーン半径Ｒは、次式のように表される。
【数１】
2018121127.tif 000003
ｎはフレネルゾーンの次数を示す。第２フレネルゾーンであれば、ｎは２である。フレネルゾーン半径Ｒは、中心軸からフレネルゾーンの外側の境界までの水平方向の距離を示す。ゆえに、図１（Ｂ）に示す場合では、第２領域１２２の円環の内径が２Ｒ１（ｄ）より大きく、第２領域１２２の円環の外径が２Ｒ２（ｄ）より小さいときは、第２領域１２２が第２フレネルゾーンを通過する電波を遮蔽しつつ、第１フレネルゾーンおよび第３フレネルゾーンを通過する電波を遮蔽しなくなる。このように、対象とするＲＦ信号の波長およびＲＦ信号の受信先との距離に応じて、第２領域１２２のサイズおよび位置を定めればよい。例えば、ＲＦ信号の波長と、第２領域１２２の鉛直方向の位置とが定まれば、第２領域１２２の円環の幅（内径と外径との間の長さ）の許容範囲が定まる。
【００２５】
なお、距離Ｄが距離ｄに比べて十分に大きいとみなせる場合には、上の式は近似的に次式で表すこともできる。
【数２】
2018121127.tif 000004
【００２６】
例えば、ＲＦ信号がマイクロ波であって第２領域１２２の円環の外径が２０ｃｍ程度の場合において、ＲＦ信号をミリ波に変えると、第２領域１２２の円環の外径は１０ｍｍ程度になる。したがって、ＲＦ信号がミリ波の場合のほうが、マイクロ波の場合よりも、第１領域１２１および第２領域１２２は小さくすることができる。
【００２７】
なお、第１領域１２１が電波を遮蔽し、第２領域１２２が電波を透過してもよい。例えば、集約部１２が電波透過素材で作られた円環プレートの内円に電波非透過素材がはめ込まれた円盤状のプレートとする。そして、第１フレネルゾーンを通る電波が円環プレートの内円により遮蔽され、第２フレネルゾーンを通る電波が円環プレートを通過するように、円環プレートとアンテナ１１との距離と、円環プレートのサイズとを調整する。この場合においては、第２フレネルゾーンを通過する電波が受信先に到達する。そして、第２フレネルゾーンを通過する電波と位相が反対の電波は遮蔽されているため、第２フレネルゾーンを通過する電波が集束効果を得られる。
【００２８】
このように、所望のフレネルゾーンを遮蔽するために、集束部１２は少なくとも第１領域１２１および第２領域１２２を有し、第１領域１２１および第２領域１２２のいずれか一方の領域が電波を透過し、他方の領域が電波を遮蔽する。
【００２９】
なお、上述の説明では、第１領域１２１または第２領域１２２が電波を遮蔽した。しかし、電波を遮蔽するのではなく、電波の位相を変化させてもよい。例えば、円環プレートが電波位相変化素材で作られていてもよい。この場合では、第１領域１２１および第２領域１２２ともに電波を透過するが、第１領域１２１を通過した電波および第２領域１２２を通過した電波の位相が反転の関係にはならないように、第２領域１２２の鉛直方向の長さを調整する。このように調整することにより、電波を打消す成分が減るため、電波が集束効果を得られる。
【００３０】
また、上記の場合、第１領域１２１を通過した電波と、第２領域１２２を通過した電波とが同じ位相になるように、第１領域１２１および第２領域１２２の電波が透過する方向の長さ（厚さ）を調節することが望ましい。これにより、電波非透過領域を通過した電波が、電波透過領域を通過した電波と強め合う関係となり、集束効果をさらに強めることができる。
【００３１】
また、電波位相変化領域の角を丸くするように構成してもよい。電波位相変化領域の角が丸いことにより、角による電波の散乱を防ぐことができ、散乱により集束効果が弱まるという問題を低減することができる。
【００３２】
電波透過領域と、電波非透過領域、および電波移相領域の形成方法は、特に限られるものではない。例えば、電波透過素材と電波非透過素材とを接合して、第１領域１２１および第２領域１２２を形成してもよい。電波透過素材の表面に、電波非透過素材を被膜させることにより、第１領域１２１および第２領域１２２を形成してもよい。
【００３３】
集束部１２は、前述の通り、様々な構造をとり得る。集束部１２が複数の構造物により構成されていてもよい。また、第１領域１２１および第２領域１２２も複数の構造体により構成されていてもよい。例えば、２つのＵ字型のプレートが組み合わされて、１つの円環プレートが形成されてもよい。
【００３４】
集束部１２の無線装置１への固定方法は、特に限られるものではない。接着剤により固定されていてもよい。ねじ等で固定されていてもよい。集束部１２の一部を挟み込むまたはフックすることにより集束部１２を取付ける取付け部を無線装置１が備えていてもよい。集束部１２の取り外すことができる取付け部であれば、集束部１２が交換可能となる。したがって、無線装置１の用途に応じて、アンテナ１１の特性を簡易に変えることができる。例えば、近傍の無線装置と無線通信を行う場合と、遠方の無線装置と無線通信を行う場合とで、用いられる集束部１２を変更してもよい。
【００３５】
電波吸収体１３は、電波を吸収する。電波吸収体１３は、電波を吸収する素材（電波吸収素材）により形成されていればよい。なお、電波吸収体１３は、全体が電波吸収素材により形成されていなくともよい。例えば、電波非吸収体を電波吸収素材にて覆った場合、電波吸収素材にて覆われた部分を電波吸収体１３とみなしてよい。
【００３６】
電波吸収体１３の位置について、図１の例で説明する。電波吸収体１３は、第１領域１２１の中心軸と垂直な方向（水平方向）において、アンテナ１１から第２領域１２２の円環の外周以上離れた位置にある。図１の例では、電波吸収体１３は第２領域１２２の円環の外周と接しており、電波吸収体１３とアンテナ１１との水平方向の距離は、アンテナ１１と第２領域１２２の円環の外周との水平方向の距離と同じである。また、前記電波吸収体１３の少なくとも一部が、第１領域１２１の円形の中心軸と平行な方向（鉛直方向）において、アンテナ１１と第２領域１２２の間に存在する。このような配置構成により、電波吸収体１３は、円環プレートが位置しない方向に進む電波を防ぐ。ゆえに、本実施形態の無線装置１は、特定方向に発生するサイドローブを抑制することができる。
【００３７】
電波吸収体１３がない場合、円環プレートが位置しない方向に進んだ電波はサイドローブを発生させる。このサイドローブにより、周囲の無線システム等に悪影響を及ぼす可能性がある。また、無線装置１が干渉を受ける可能性がある。
【００３８】
また、第２領域１２２が電波非透過領域の場合、第２領域１２２により反射波が発生する。図１（Ｂ）に実線の矢印で示された電波２は、アンテナ１１から放射された電波が第２領域１２２により反射されることを示す。この電波２（反射波）もサイドローブを発生させる原因となり得る。ゆえに、集束部１２を備えているが電波吸収体１３を備えていない無線装置は、通信性能が劣化しやすい。しかし、本実施形態では、円環プレートが位置しない方向に進む反射波を電波吸収体１３が防ぐためにサイドローブが抑えられ、無線装置１の通信性能を上げることができる。
【００３９】
なお、電波吸収体１３が、第１領域１２１の中心軸と垂直な方向（水平方向）において、アンテナから第２領域１２２の円環の外周よりも離れていない位置（外周の内側）にある場合、鉛直方向のアンテナ利得が減少する恐れがある。
【００４０】
なお、図１の電波吸収体１３は、固定部１５の外側に位置しているが、固定部１５の内側に位置してもよい。図２は、第１の実施形態に係る無線装置の第２の例を示す図である。図２（Ａ）は平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した２Ｂ−２Ｂ線の端面図である。図２に示すように、電波吸収体１３は固定部１５の内側に位置してもよい。また、無線装置１が複数の電波吸収体１３を備えていてもよい。図２（Ｂ）に示すように、固定部１５の上面の上側と下側に、電波吸収体１３が設置されていてもよい。
【００４１】
図１および図２の電波吸収体１３は、第２領域１２２の円環の外周を囲むような構成されている。ゆえに、全水平方向において、第２領域１２２の円環の外周より外側の電磁界を低減させることができ、集束部１２が位置しない方向に発生するサイドローブを抑制することができる。
【００４２】
一方、特定の方向のサイドローブを抑えればよい場合もあり得る。ゆえに、電波吸収体１３は、第２領域１２２の円環の外周の一部を囲むような構成されていてもよい。図３は、第１の実施形態に係る無線装置の第３の例を示す平面図である。図３に示すように、特定の水平方向には電波吸収体１３が存在するが、電波吸収体１３が存在しない水平方向もある。例えば、電波吸収体１３がない場合にアンテナ１１が送信または受信する電波によってサイドローブが生ずる方向の少なくとも１つに電波吸収体１３を配置することにより、当該方向のサイドローブを抑制してもよい。
【００４３】
なお、図１から図３のように、集束効果を得る電波が固定部１５も通過する場合、固定部１５は電波を透過しやすく、比誘電率と誘電正接が低い材料で構成されることが望ましい。また、電波が透過する方向の長さ（厚さ）ができる限り短い（薄い）ことが望ましい。
【００４４】
なお、図１および図２においては、電波吸収体１３の下端が基板１４と接しているが、電波吸収体１３の下端の位置をアンテナ１１の上面よりも高くしてもよい。図４は、第１の実施形態に係る無線装置の第４の例を示す端面図である。第４の例の平面図は、図１（Ａ）と同じであるため省略する。図４のように、電波吸収体１３の下端がアンテナ１１の上面よりも高い場合に、サイドローブの抑制が全くできなくなるわけではない。
【００４５】
また、集束部１２が複数の円環状の領域を有してもよい。つまり、集束部１２は、集束効果を得る部分として、第１領域１２１および第２領域１２２以外の領域を有していてもよい。図５は、第１の実施形態に係る無線装置の第５の例を示す図である。図５（Ａ）は平面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示した５Ｂ−５Ｂ線の端面図である。図５では、第１領域１２１および第２領域１２２に加えて、第３領域１２３と、第４領域１２４が示されている。第３領域１２３および第４領域１２４も、電波透過領域、電波非透過領域、または電波位相変化領域であるかにより区別される。
【００４６】
集束効果を高めるために、第１領域１２１の径方向において、電波透過領域と、電波非透過領域または電波位相変化領域と、が交互に現れる。図５の例では、第１領域１２１および第３領域１２３は電波透過領域であり、第２領域１２２および第４領域１２４は電波非透過領域である。そして、第１領域１２１および第３領域１２３は奇数のフレネルゾーンの電波を透過し、第２領域１２２および第４領域１２４は偶数のフレネルゾーンの電波を遮蔽また位相を変える。
【００４７】
例えば、円環プレートＡが第２フレネルゾーンを通る電波を遮り、円環プレートＢが第４フレネルゾーンを通る電波を遮り、円環プレートＡと円環プレートＢとの間の隙間が第３フレネルゾーンを通る電波を通過させるように、円環プレートＡ、円環プレートＢおよび当該隙間のサイズを調整する。これにより、円環プレートが１つの場合よりも、上方向のアンテナ利得をより高くすることができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、特定方向のアンテナ利得の向上に加えて、特定方向以外に発生するサイドローブを抑制することができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る無線装置の一例を示す図である。図６（Ａ）は平面図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示した６Ｂ−６Ｂ線の端面図である。
【００５０】
第２の実施形態の無線装置１は、図６に示す通り、第１領域１２１と、第２領域１２２と、電波吸収体１３と、を含む水平面において、第２領域１２２と電波吸収体１３との間には隙間１６がある点が第１の実施形態とは異なる。水平方向における隙間１６の長さを距離Ｄと記載する。
【００５１】
これまでの実施形態と同様な点は、説明を省略する。例えば、図６では、電波吸収体１３が固定部１５の内側に貼付けられているが、図１のように外側に貼付けられてもよい。
【００５２】
なお、図６では、電波吸収体１３が固定部の内側に設置されているが、外側に設置されてもよい。
【００５３】
隙間１６は電波を透過する。そして、隙間の両隣は、電波を遮蔽する第２領域１２２と電波吸収体１３とであるため、電波を遮蔽する円環プレートを１つ増やした場合と同じ効果が得られる。すなわち、図５に示した無線装置１と同様に、上方向のアンテナ利得をより高くすることができる。また、当該隙間により、第１の実施形態よりも電波吸収体１３に吸収される電波の量が減るため、アンテナ１１の放射効率も改善することができる。
【００５４】
特に、ある特定のフレネルゾーンを通る全ての電波が隙間１６を通過することができるように、隙間１６の幅（径方向の長さ）が調整されていることが望ましい。例えば、中心軸から第２領域１２２の円環の外周までの距離が、第ｎ次のフレネルゾーンの当該水平面におけるフレネルゾーン半径よりも小さく、かつ、中心軸から電波吸収体１３までの距離が、第ｎ+１次のフレネルゾーンの当該水平面におけるフレネルゾーン半径よりも大きくしてもよい。例えば、図６では、中心軸から第２領域１２２の円環の外周までの距離が、第２フレネルゾーンの当該水平面におけるフレネルゾーン半径よりも小さく、かつ、中心軸から電波吸収体１３までの距離が、第３次のフレネルゾーンの当該水平面におけるフレネルゾーン半径よりも大きくしている。ゆえに、図６では、第２領域１２２の円環の外周が第２および第３フレネルゾーンの境界よりも内側にあり、電波吸収体１３が第３および第４フレネルゾーンの境界よりも外側にある。このような配置では、第３フレネルゾーンを通過する電波が、第２領域１２２および電波吸収体１３に遮られることなく、隙間１６を通過する。これにより、アンテナ利得を高くすることができる。このように、隙間１６の幅が調整されて、隙間内に収まるフレネルゾーンが存在することが望ましい。
【００５５】
第２の実施形態の効果を電磁界シミュレーションの結果を用いて説明する。図７は、第１の実施形態から電波吸収体が除外された形態の電磁界シミュレーション結果を示す図である。図８は、第１の実施形態の電磁界シミュレーション結果を示す図である。図９は、第２の実施形態の電磁界シミュレーション結果を示す図である。
【００５６】
シミュレーションモデルにおいては、アンテナ１１はパッチアンテナとし、円環プレートは誘電体により構成されると想定した。また、固定部による影響はないものとした。動作周波数は６２ＧＨｚとした。
【００５７】
図７および８には、隙間１６は存在せず、電波吸収体１３と円環プレートの外周とが接している場合の放射指向性パターンが示されている。図９では、隙間１６の幅が４ｍｍ（Ｄ＝４ｍｍ）であり、アンテナ１１から放射された電波が隙間１６に接するフレネルゾーンを通過できる場合の放射指向性パターンが示されている。なお、各図は、それぞれ最大値で規格化されている。
【００５８】
また、図１０は、図７から９に示されたシミュレーション結果の数値を示す図である。図１０には、アンテナ利得、指向性利得、放射効率、Ｅ面のサイドローブレベルが表に表されている。
【００５９】
図１０に示す通り、図７の電波吸収体１３のない場合と比較して、図８および９の電波吸収体１３が設置された場合のほうが、サイドローブレベルが改善されている。これにより、電波吸収体１３がサイドローブレベルの抑制に有効であることが分かる。
【００６０】
また、電波吸収体１３のない場合と比較し、第１の実施形態では上方向のアンテナ利得は低下している。電波吸収体１３により放射効率が劣化していることが主な原因である。
【００６１】
第２の実施形態では、第１の実施形態と比較して、放射効率、アンテナ利得、指向性利得ともに改善している。放射効率が改善した理由は、隙間１６により、電波吸収体１３に吸収される量が減ったためである。指向性利得が改善した理由は、第２領域１２２と隙間１６と電波吸収体１３とが並んで配置されているために集束効果が得られ、同位相の電波を焦点で互いに強め合うようにすることができたためである。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、隙間１６を設けることにより、円環プレートを増やすことなく、円環プレートを増やした場合と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の無線装置１は、電波吸収体１３の上端が、第１領域１２１および第２領域１２２の電波非透過領域のほうの領域の上端よりも上方向に突出している点が、これまでの実施形態と異なる。つまり、電波吸収体１３の上端が、電波非透過領域の上端よりもアンテナ１１から離れている。なお、上端は、第１領域１２１の中心軸と平行な方向における、アンテナに遠い方の端部を指す。
【００６４】
図１１は、第３の実施形態に係る無線装置の一例を示す端面図である。電波吸収体１３の上端と、電波非透過領域の上端との間の鉛直方向における長さを距離Ｈと記載する。図１１に示す無線装置１の平面図は、図６（Ａ）と同じとし省略する。
【００６５】
これまでの実施形態と同様な点は説明を省略する。例えば、図１１では、第２の実施形態と同様に隙間１６が設けられているが、第１の実施形態と同様に、隙間１６が設けなくともよい。
【００６６】
電波吸収体１３の上端が電波非透過領域の上端よりも高い位置にあると、電波吸収体１３より外側へ伝搬する電波をより多く遮ることができ、サイドローブをより抑制することができる。
【００６７】
なお、電波吸収体１３の上端が電波非透過領域の上端よりも上部に突出していない箇所があってもよい。例えば、特定の箇所においては、電波吸収体１３の上端が電波非透過領域の上端よりも高いが、その他の箇所においては電波吸収体１３の上端と電波非透過領域の上端の高さが同じでもよい。例えば、サイドローブの抑制を目的に、電波吸収体１３がない場合にサイドローブが発生する方向においては、電波吸収体１３の上端が電波非透過領域の上端よりも高くなるようにしてもよい。
【００６８】
本実施形態での電磁界シミュレーション結果を説明する。図１２は、第３の実施形態の電磁界シミュレーション結果を示す図である。図１２の電磁界シミュレーションでは、動作周波数は６２ＧＨｚとし、隙間１６の幅は４ｍｍ（Ｄ＝４ｍｍ）とした。電波吸収体１３の上端は、電波非透過領域の上端よりも６ｍｍ（Ｈ＝６ｍｍ）高いとした。また、図１２は最大値で規格化されている。
【００６９】
図１３は、図１２に示されたシミュレーション結果の数値を示す図である。図１３には、第３の実施形態と、電波吸収体１３の上端の位置以外は同じ構成である第２の実施形態とのアンテナ利得、指向性利得、放射効率、Ｅ面のサイドローブレベルが表に表されている。当該表から、第３の実施形態が第２の実施形態よりもサイドローブレベルを改善していることが確認できる。
【００７０】
以上のように、本実施形態によれば、これまでの実施形態よりも、さらにサイドローブを抑制することができる。
【００７１】
上記に、本発明の一実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１  無線装置
１１  アンテナ
１２  集束部
１２１  第１領域
１２２  第２領域
１２３  第３領域
１２４  第４領域
１３  電波吸収体
１４  基板
１５  固定部
１６  隙間
２  電波
【図１】
2018121127.tif 000005
【図２】
2018121127.tif 000006
【図３】
2018121127.tif 000007
【図４】
2018121127.tif 000008
【図５】
2018121127.tif 000009
【図６】
2018121127.tif 000010
【図７】
2018121127.tif 000011
【図８】
2018121127.tif 000012
【図９】
2018121127.tif 000013
【図１０】
2018121127.tif 000014
【図１１】
2018121127.tif 000015
【図１２】
2018121127.tif 000016
【図１３】
2018121127.tif 000017