(57)【要約】【課題】近接場において十分な均一性と強度を有する電界を形成できるアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、第１誘電体層と、グランドプレーンと、給電点になる一端と、グランドプレーンに接続される接地端、又は、開放端になる他端とを有し、第１誘電体層の第２面に配設される導電線と、第１誘電体層との間に導電線を挟んだ状態で、第１誘電体層に重ねて配設される第２誘電体層と、導電線に流れる電流の定在波の第１及び第２の節に対応する第１位置及び第２位置で、平面視で導電線と交差するように配設される第１導電エレメント及び第２導電エレメントとを含み、第１及び第２導電エレメントは、それぞれ、平面視で導電線と交差する第１及び第２位置に対して、平面視で給電点に向かって湾曲しており、又は、折れ曲がっており、第１導電エレメントと第２導電エレメントは、湾曲度合、折れ曲がり度合、又は長さが異なる。【選択図】図１
2015091110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視で矩形状の第１誘電体層と、
前記第１誘電体層の第１面に配設されるグランドプレーンと、
給電点になる一端と、前記グランドプレーンに接続される接地端、又は、開放端になる他端とを有し、前記第１誘電体層の第２面に配設される導電線と、
前記第１誘電体層に対応した形状を有し、前記第１誘電体層との間に前記導電線を挟んだ状態で、前記第１誘電体層の前記第２面に重ねて配設される第２誘電体層と、
前記第２誘電体層の前記第１誘電体層に重ねられる第１面とは反対の第２面において、前記導電線に流れる電流の定在波の第１の節に対応する第１位置で、平面視で前記導電線と交差するように配設される第１導電エレメントと、
前記第２誘電体層の前記第１誘電体層に重ねられる第１面とは反対の第２面において、前記導電線に流れる電流の定在波の第２の節に対応する第２位置で、平面視で前記導電線と交差するように配設される第２導電エレメントと
を含み、
前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントは、それぞれ、平面視で前記導電線と交差する第１位置及び第２位置に対して、平面視で前記給電点に向かって湾曲しており、又は、折れ曲がっており、
前記第１導電エレメントの湾曲度合、折れ曲がり度合、又は長さは、前記第２導電エレメントの湾曲度合、折れ曲がり度合、又は長さとは異なる、アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントは、それぞれ、前記導電線と電磁結合しており、共振器を構築する、請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントの長さは、共振周波数における波長の１波長の長さに対応する、請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記導電線の前記他端が前記開放端である場合に、前記導電線に流れる電流の定在波の前記第１の節及び前記第２の節に対応する前記第１位置及び前記第２位置は、前記導電線の前記他端からの前記導電線の長さが共振周波数における波長の半波長の整数倍の長さに対応する位置である、請求項１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記半波長の整数倍の長さは、前記半波長の奇数倍の長さである、請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記導電線の前記他端が前記接地端である場合に、前記導電線に流れる電流の定在波の前記第１の節及び前記第２の節に対応する前記第１位置及び前記第２位置は、前記導電線の前記他端からの前記導電線の長さが共振周波数における波長の半波長の整数倍の長さから、四分の一波長の長さを減じた長さに対応する位置である、請求項１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記共振周波数における波長の半波長の整数倍の長さから、四分の一波長の長さを減じた長さは、前記半波長の奇数倍の長さから、四分の一波長の長さを減じた長さである、請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントは、それぞれ、平面視で前記第１位置及び前記第２位置から前記導電線と交差する方向に伸延する第１線部と、前記第１線部の両端に接続され、前記第１線部の伸延方向とは異なる方向に伸延する一対の第２線部とを有する、請求項１乃至７のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントは、それぞれ、前記第２線部の先端に接続される第３線部をさらに有する、請求項８記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記第２線部は、前記第１線部に接続される接続部から先端部に伸延する方向において平面視で角度が広がるテーパ状に形成される、請求項８又は９記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記導電線は、前記給電点と前記導電線の前記他端との間で平面視でミアンダ状の形状を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記ミアンダ状の形状は、ミアンダの折れ曲がり部が丸く折れ曲がったミアンダ形状である、請求項１１記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、Radio Frequency IDentification(RFID)システムが広く利用されている。RFIDシステムには、代表的には、通信媒体としてUHF帯(900MHz帯）またはマイクロ波(2.45GHz)に相当する電磁波を利用するものと、相互誘導磁界を利用するものがある。このうち、UHF帯の電磁波を利用するRFIDシステムが、比較的通信可能な距離が長いので注目されている。
【０００３】
UHF帯の電磁波を利用するRFIDタグと通信するリーダライタが利用するアンテナとして、マイクロストリップアンテナが提案されている。マイクロストリップアンテナは、マイクロストリップラインをアンテナとして用いる（例えば、特許文献１及び非特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７７５０８１３号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】カーラ アール. メディロス他、"アールエフアイディ  スマート  シェルフ  ウィズ  コンファインド  ディテクション  ヴォリューム  アット  ユーエッチエフ"、アイトリプルイー アンテナズ  アンド  ワイヤレス  プロパゲーション  レターズ、 vol. 7、 pp. 773-776、 2008年（Carla R. Medeiros, Jorge R. Costa, Member, IEEE, and Carlos A. Fernandes, Senior Member, IEEE "RFID Smart Shelf With Confined Detection Volume at UHF"、IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS、 vol. 7、 pp. 773-776、 2008）
【非特許文献２】エイ. マイケル、 エイ. ブッフィ他、"デザイン  アンド  パフォーマンス  アナリシス  オブ  ア  プラナー  アンテナ  フォー  ニアフィールド  ユーエッチエフ  デスクトップ  リーダーズ"、Proceeding of APMC 2012, Kaohsiung, Taiwan, Dec. 4-7, 2012年（A. Michel, A. Buffi, R. Caso, P. Nepa, G. Isola and H. T. Chou  "Design and Performance Analysis of a Planar Antenna for Near-Field UHF-RFID Desktop Readers", Proceeding of APMC 2012, Kaohsiung, Taiwan, Dec. 4-7, 2012）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、アンテナを棚の上面に設置して、棚に置かれた物品のRFIDタグを読み取っている状態で、物品が棚から持ち出された場合に、当該物品のRFIDタグが読み取れなくなることにより、棚から持ち出された物品を特定するようなシステムがある。このようなシステムには、アンテナの表面近傍にある物品を読み取ることができ、かつ、棚の上面の全体でRFIDタグを読み取ることができるアンテナ装置が好適である。
【０００７】
しかしながら、従来のアンテナは、通信距離が十分ではなく、特に、アンテナのサイズを大きくした場合に、アンテナ全体で均一な電界を得ることが難しく、均一かつ十分な通信距離を得ることが困難である。
【０００８】
このため、上述のようなシステムに従来のアンテナを用いると、棚に複数の物品が並べて置かれたような場合に、すべての物品のRFIDタグを均一に読み取ることが困難である。
【０００９】
そこで、近接場において十分な均一性と強度を有する電界を形成できるアンテナ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】
【００１０】
本発明の実施の形態のアンテナ装置は、平面視で矩形状の第１誘電体層と、前記第１誘電体層の第１面に配設されるグランドプレーンと、給電点になる一端と、前記グランドプレーンに接続される接地端、又は、開放端になる他端とを有し、前記第１誘電体層の第２面に配設される導電線と、前記第１誘電体層に対応した形状を有し、前記第１誘電体層との間に前記導電線を挟んだ状態で、前記第１誘電体層の前記第２面に重ねて配設される第２誘電体層と、前記第２誘電体層の前記第１誘電体層に重ねられる第１面とは反対の第２面において、前記導電線に流れる電流の定在波の第１の節に対応する第１位置で、平面視で前記導電線と交差するように配設される第１導電エレメントと、前記第２誘電体層の前記第１誘電体層に重ねられる第１面とは反対の第２面において、前記導電線に流れる電流の定在波の第２の節に対応する第２位置で、平面視で前記導電線と交差するように配設される第２導電エレメントとを含み、前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントは、それぞれ、平面視で前記導電線と交差する第１位置及び第２位置に対して、平面視で前記給電点に向かって湾曲しており、又は、折れ曲がっており、前記第１導電エレメントの湾曲度合、折れ曲がり度合、又は長さは、前記第２導電エレメントの湾曲度合、折れ曲がり度合、又は長さとは異なる。
【発明の効果】
【００１１】
近接場において十分な均一性と強度を有する電界を形成できるアンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１のアンテナ装置１００を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１のアンテナ装置１００を示す平面図である。
【図３】実施の形態１のアンテナ装置１００の一部を拡大して示す図である。
【図４】実施の形態１のアンテナ装置１００の一部を拡大して示す図である。
【図５】実施の形態１のアンテナ装置１００を示す斜視分解図である。
【図６】図１に示す実施の形態１のアンテナ装置１００のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。
【図７】実施の形態１のアンテナ装置１００の変形例の導電ストリップ１７１〜１７５を示す図である。
【図８】実施の形態１のアンテナ装置１００を用いたシェルフアンテナシステムを示す図である。
【図９】実施の形態２のアンテナ装置２００を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態２のアンテナ装置２００を示す平面図である。
【図１１】実施の形態２のミアンダ部２４２を示す図である。
【図１２】実施の形態２の調整部２４３を示す図である。
【図１３】実施の形態２のアンテナ装置２００のＳ１１パラメータと、比較用のアンテナ装置のＳ１１パラメータとの周波数特性を示す図である。
【図１４】アンテナ装置２００の電界ベクトルを示すシミュレーション結果である。
【図１５】アンテナ装置２００の電界ベクトルを示すシミュレーション結果である。
【図１６】アンテナ装置２００の電界ベクトルを示すシミュレーション結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のアンテナ装置を適用した実施の形態について説明する。
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１のアンテナ装置１００を示す斜視図である。図２は、実施の形態１のアンテナ装置１００を示す平面図である。図３及び図４は、実施の形態１のアンテナ装置１００の一部を拡大して示す図である。図５は、実施の形態１のアンテナ装置１００を示す斜視分解図である。図６は、図１に示す実施の形態１のアンテナ装置１００のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。
【００１５】
以下では、直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義してアンテナ装置１００について説明する。また、以下では、説明の便宜上、Ｚ軸負方向側に位置する面を底面と称し、Ｚ軸正方向側に位置する面を上面と称するが、底面と上面は便宜的な名称であり、普遍的な上下関係を示すものではない。
【００１６】
アンテナ装置１００は、誘電体層１１０、１２０、グランドプレーン１３０、ミアンダ導電線１４０、及び導電ストリップ１５０を含む。なお、導電ストリップ１５０は１１個あり、各々を区別する場合には、導電ストリップ１５０Ａ１、１５０Ａ２、１５０Ｂ１、１５０Ｂ２、１５０Ｃ１、１５０Ｃ２、１５０Ｄ１、１５０Ｄ２、１５０Ｅ１、１５０Ｅ２、１５０Ｅ３と称す。区別しない場合には、導電ストリップ１５０と称す。
【００１７】
ここで、実施の形態１のアンテナ装置１００は、ＵＨＦ帯の電磁波を通信に用いるものであり、一例として、共振周波数（中心周波数）は８６０ＭＨｚから９６０ＭＨｚ程度である。ここでは特に、共振周波数（中心周波数）を９１９ＭＨｚに設定したアンテナ装置１００について説明する。
【００１８】
また、アンテナ装置１００は、共振周波数（中心周波数）で通信を行うため、アンテナ装置１００に含まれる構成要素のうち、ミアンダ導電線１４０と導電ストリップ１５０の長さは、共振周波数における波長の長さに対応した長さに設定される。
【００１９】
共振周波数における波長の長さは、誘電体の内部では短縮効果によって短くなるため、ミアンダ導電線１４０と導電ストリップ１５０の長さは、誘電体層１１０及び１２０の比誘電率を考慮して設定される。
【００２０】
例えば、９１９ＭＨｚにおける実際の波長が約３２６ｍｍであるのに対して、誘電体層１１０及び１２０の比誘電率を考慮した波長λ（設計に用いる波長）は約１８０ｍｍとなる。
【００２１】
以下では、誘電体層１１０及び１２０等の誘電体の比誘電率を考慮した波長に基づいて、ミアンダ導電線１４０及び導電ストリップ１５０等の構成要素の寸法を設定することを、共振周波数における波長に対応した長さに設定すると称す。また、誘電体の内部における波長の長さを共振周波数における波長に対応する長さと称す。
【００２２】
誘電体層１１０、１２０は、平面視で矩形状の薄板状の基板材料である。誘電体層１１０、１２０は、互いの間にミアンダ導電線１４０を挟んだ状態で、互いに貼り合わされることにより、アンテナ装置１００の基板を構築する。誘電体層１１０は第１誘電体層の一例であり、誘電体層１２０は第２誘電体層の一例である。
【００２３】
誘電体層１１０、１２０のＸ軸方向の長さは、ともに７３０ｍｍであり、Ｙ軸方向の長さ(幅)は、ともに２００ｍｍである。また、誘電体層１１０の厚さは１．６ｍｍであり、誘電体層１２０の厚さは１．０ｍｍである。なお、説明の便宜上、図１及び図５では、誘電体層１１０と誘電体層１２０の厚さを実際よりも厚く示している。
【００２４】
実施の形態１では、誘電体層１１０、１２０は、一例として、FR4(Flame Retardant type 4)規格の基板材料であり、例えば、ガラス布基材をエポキシ樹脂に含浸させた基板材料を用いることができる。一例として、誘電体層１１０、１２０の比誘電率εrは4.4、誘電正接tanδは0.02である。
【００２５】
誘電体層１１０の底面にはグランドプレーン１３０が配設され、上面にはミアンダ導電線１４０が配設される。また、誘電体層１２０の上面には導電ストリップ１５０が配設される。
【００２６】
グランドプレーン１３０は、誘電体層１１０の底面に配設される。グランドプレーン１３０は、例えば、銅箔で形成されており、ミアンダ導電線１４０とマイクロストリップラインを構築する。
【００２７】
ミアンダ導電線１４０は、誘電体層１１０の上面に配設される。ミアンダ導電線１４０は、導電線の一例である。ミアンダ導電線１４０は、グランドプレーン１３０とマイクロストリップラインを構築し、マイクロストリップアンテナとして機能する。このようなマイクロストリップアンテナの特性インピーダンスは、例えば、５０Ω又は７５Ωであればよい。
【００２８】
また、ミアンダ導電線１４０は、誘電体層１１０の上面に配設され、誘電体層１２０の下面に位置するため、誘電体層１２０の上面に配設される導電ストリップ１５０とは絶縁されている。
【００２９】
ミアンダ導電線１４０は、例えば、銅箔をパターニングすることによって形成される。ミアンダ導電線１４０は、Ｘ軸に沿ってミアンダ状に折れ曲がりながら伸延する導電パターンである。ミアンダ導電線１４０の線幅は、例えば、３ｍｍである。
【００３０】
ミアンダ導電線１４０は、直線部１４１、ミアンダ部１４２、及びＬ字部１４３を有する。直線部１４１は、Ｘ軸方向に伸延しており、直線部１４１のＸ軸負方向側の端部は、ミアンダ導電線１４０の一端であり、給電点１４１Ａになっている。
【００３１】
直線部１４１は、誘電体層１１０及び１２０のＸ軸に平行な中心軸上に位置する。給電点１４１Ａには、例えば、リーダライタに接続される同軸ケーブルの芯線が接続される。
【００３２】
また、直線部１４１のＸ軸正方向側には、１０個のミアンダ部１４２が直列に接続されている。図３に示すように、１０個のミアンダ部１４２は同一のパターンを有する。ミアンダ部１４２は、図３に示す構造を１単位としており、直線部１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、１４２Ｄ、１４２Ｅ、１４２Ｆ、１４２Ｇを有する。なお、図３では、ミアンダ部１４２と導電ストリップ１５０の位置関係を分かり易くするために、ミアンダ部１４２と導電ストリップ１５０を透過的に示す。
【００３３】
図３に示すように、各ミアンダ部１４２は、一対の導電ストリップ１５０の間に位置する。各ミアンダ部１４２の線路長は、共振周波数における波長の１波長の長さ（λ）に対応する長さに設定される。ミアンダ部１４２の線路長は、直線部１４２Ａと導電ストリップ１５０とが交差する点と、直線部１４２Ｇと導電ストリップ１５０とが交差する点との間のミアンダ部１４２の線路長である。
【００３４】
また、図３においてＸ軸方向に伸延する破線は、誘電体層１１０及び１２０のＸ軸に平行な中心線である。直線部１４２Ａと１４２Ｇは、中心線上に位置する。また、ミアンダ部１４２は、直線部１４２Ｄと中心線とが交差する点に対して、点対称な形状を有する。
【００３５】
直線部１４２Ａは、中心線上をＸ軸負方向側からＸ軸正方向側に伸延している。直線部１４２ＡのＸ軸正方向側の端部には、Ｙ軸正方向側に伸延する直線部１４２Ｂが接続されている。
【００３６】
また、直線部１４２ＢのＹ軸正方向側の端部には、Ｘ軸正方向側に伸延する直線部１４２Ｃが接続されている。直線部１４２ＣのＸ軸正方向側の端部には、Ｙ軸負方向側に伸延する直線部１４２Ｄが接続されている。直線部１４２ＤのＹ軸負方向側の端部には、Ｘ軸正方向側に伸延する直線部１４２Ｅが接続されている。
【００３７】
また、直線部１４２ＥのＸ軸正方向側の端部には、Ｙ軸正方向側に伸延する直線部１４２Ｆが接続されている。直線部１４２ＦのＹ軸正方向側の端部には、中心線上をＸ軸正方向側に伸延する直線部１４２Ｇが接続されている。
【００３８】
このような構成の直線部１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、１４２Ｄ、１４２Ｅ、１４２Ｆ、１４２Ｇにより、ミアンダ部１４２は、Ｘ軸に沿ってミアンダ状に伸延している。また、ミアンダ導電線１４０の直線部１４１とＬ字部１４３との間に、１０個のミアンダ部１４２がＸ軸負方向側からＸ軸正方向側にかけて直列に接続されている。
【００３９】
また、１０個のミアンダ部１４２のＸ軸正方向側には、Ｌ字部１４３(図２参照)が接続されている。Ｌ字部１４３は、ミアンダ部１４２の端部からＸ軸正方向側に伸延し、Ｙ軸正方向側に直角に折れ曲がっている。Ｌ字部１４３の端部は、ミアンダ導電線１４０のＸ軸正方向側に位置する他端であり、接地点(接地端)１４３Ａになっている。
【００４０】
接地点１４３Ａは、図５に示すように、誘電体層１１０を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通するスルーホール１６０によってグランドプレーン１３０に接続されている。スルーホール１６０は、接地点１４３Ａとグランドプレーン１３０を電気的に接続する導電壁を含む。これにより、ミアンダ導電線１４０の他端は接地され、接地点１４３Ａになっている。
【００４１】
Ｌ字部１４３の長さは、共振周波数における波長の１／４波長の長さ（λ／４）に対応する長さである。なお、Ｌ字部１４３が開放端である場合には、Ｌ字部１４３の長さは共振周波数における波長の１／２の波長の長さ（λ／２）に対応する長さに設定すればよい。
【００４２】
このようなミアンダ導電線１４０に給電点１４１Ａから給電を行うと、接地点１４３Ａを有するＬ字部１４３の長さが共振周波数における波長の１／４波長の長さ（λ／４）に対応する長さであるため、ミアンダ導電線１４０には電流の定在波が生じる。定在波の節は、接地点１４３Ａからλ／４、３λ／４、５λ／４、７λ／４、９λ／４、１１λ／４、１３λ／４、１５λ／４、１７λ／４、１９λ／４、２１λ／４に対応する位置に生じる。これらの長さは、半波長に整数を乗じ、乗じた結果から、四半波長を減じることによって得られる。
【００４３】
すなわち、定在波の節は、直線部１４１及びミアンダ部１４２の境界と、１０個のミアンダ部１４２の間の９つの境界と、ミアンダ部１４２及びＬ字部１４３の境界との１１箇所に生じる。
【００４４】
電流の定在波の節は、電流値がゼロになり、電界が最大値になる点である。実施の形態１のアンテナ装置１００では、ミアンダ導電線１４０と導電ストリップ１５０とを電磁結合させ、かつ、導電ストリップ１５０が発生する電界が最大になるようにするために、ミアンダ導電線１４０の電流の節になる位置で、ミアンダ導電線１４０と導電ストリップ１５０とを誘電体層１２０を介して交差させている。
【００４５】
以上のようなミアンダ導電線１４０を含むマイクロストリップアンテナは、上面側から漏れる漏れ電界により、近接界での通信が可能になる。
【００４６】
導電ストリップ１５０は、誘電体層１２０の上面に配設される１１個の導電パターンであり、第１導電エレメント及び第２導電エレメントの一例である。第１導電エレメント及び第２導電エレメントは、それぞれ、１１個の導電ストリップ１５０のうち、互いに、湾曲度合、折れ曲がり度合、又は長さが異なる導電ストリップ１５０である。
導電ストリップ１５０は誘電体層１２０の上面に配設されているため、ミアンダ導電線１４０とは絶縁されている。導電ストリップ１５０は、例えば、銅箔をパターニングすることによって形成される。導電ストリップ１５０の線幅は、例えば、４ｍｍに設定される。
【００４７】
１１個の導電ストリップ１５０は、図４に示すように直線部１５１、１５２、１５３を有する。なお、図４では、導電ストリップ１５０とミアンダ部１４２の直線部１４２Ａ及び１４２Ｇの位置関係を分かり易くするために、ミアンダ部１４２と導電ストリップ１５０を透過的に示す。
【００４８】
直線部１５１は、Ｙ軸に平行に伸延している。すなわち、直線部１５１は、ミアンダ部１４２の直線部１４２Ａ及び１４２Ｇと直交している。直線部１５１のＹ軸正方向側の端部には、直線部１５２が連続的に形成されており、直線部１５１のＹ軸負方向側の端部には、直線部１５３が連続的に形成されている。
【００４９】
直線部１５２、１５３は、直線部１５１に対して、給電点１４１Ａ側に折れ曲がっている。換言すれば、直線部１５２、１５３は、直線部１５１に対して、Ｘ軸負方向側に折り曲げられている。直線部１５２、１５３が直線部１５１の中心軸に対して折れ曲がる角度は、ともに角度θで等しい。折れ曲がる角度は折曲度合の一例である。
【００５０】
このような導電ストリップ１５０は、直線部１５１のＹ軸方向における中心点が、ミアンダ導電線１４０の電流の定在波の節が生じる位置と平面視で重なるように配設されている。すなわち、１１個の導電ストリップ１５０は、それぞれ、ミアンダ導電線１４０の電流の定在波の１１個の節において、平面視でミアンダ導電線１４０と交差するように誘電体層１２０上に配設されている。
【００５１】
各導電ストリップ１５０の直線部１５２の端部から直線部１５３の端部までの長さは、共振周波数における波長の１波長（λ）に対応する長さに設定されている。このため、各導電ストリップ１５０は、共振器として機能する。
【００５２】
また、誘電体層１２０の厚さは、各導電ストリップ１５０とミアンダ導電線１４０との電磁結合を妨げない厚さに設定されている。このため、各導電ストリップ１５０は、ミアンダ導電線１４０と電磁結合された共振器として機能する。また、各導電ストリップ１５０は、ミアンダ導電線１４０を介して電波の放射及び受信が可能であり、共振周波数における通信を行うことができる。
【００５３】
また、上述したように、電流の定在波の節は、電流値がゼロになり、電界が最大値になる点である。従って、導電ストリップ１５０を用いることにより、ミアンダ導電線１４０を含むマイクロストリップアンテナのＺ軸正方向側における電界の強度を向上させることができる。
【００５４】
また、導電ストリップ１５０は、アンテナ装置１００のＸ軸方向及びＹ軸方向の全体を網羅するように配設されているため、アンテナ装置１００の上面側における電界の強度を全体的に向上させることができ、かつ、電界の強度を均一化することができる。
【００５５】
ここで、導電ストリップ１５０Ａ１、１５０Ａ２、１５０Ｂ１、１５０Ｂ２、１５０Ｃ１、１５０Ｃ２、１５０Ｄ１、１５０Ｄ２、１５０Ｅ１、１５０Ｅ２、１５０Ｅ３の長さと角度θについて説明する。
【００５６】
導電ストリップ１５０Ａ１、１５０Ａ２の長さは、例えば、ともに１８６ｍｍに設定される。また、導電ストリップ１５０Ｅ１、１５０Ｅ２、１５０Ｅ３の長さは、例えば、すべて２０２ｍｍに設定される。１８６ｍｍと２０２ｍｍは、共振周波数における波長の１波長に相当する長さである。
【００５７】
また、導電ストリップ１５０Ｂ１と１５０Ｂ２、導電ストリップ１５０Ｃ１と１５０Ｃ２、導電ストリップ１５０Ｄ１と１５０Ｄ２の長さは、それぞれ等しい。導電ストリップ１５０Ｂ１と１５０Ｂ２、導電ストリップ１５０Ｃ１と１５０Ｃ２、導電ストリップ１５０Ｄ１と１５０Ｄ２の長さは、それぞれ、１８６ｍｍより長く、２０２ｍｍより短く設定されており、この順に長くなる。これらの長さも共振周波数における波長の１波長に相当する長さである。
【００５８】
なお、各導電ストリップ１５０における直線部１５１の長さは６０ｍｍであり、直線部１５２と１５３の長さは等しい。
【００５９】
また、図２に示すように、導電ストリップ１５０Ａ１、１５０Ａ２における直線部１５１の中心軸に対する直線部１５２、１５３が折れ曲がる角度θは、３０度であり、導電ストリップ１５０Ｂ１、１５０Ｂ２における直線部１５１の中心軸に対する直線部１５２、１５３が折れ曲がる角度θは、３５度である。
【００６０】
また、導電ストリップ１５０Ｃ１、１５０Ｃ２における直線部１５１の中心軸に対する直線部１５２、１５３が折れ曲がる角度θは、４０度であり、導電ストリップ１５０Ｄ１、１５０Ｄ２における直線部１５１の中心軸に対する直線部１５２、１５３が折れ曲がる角度θは、４５度である。
【００６１】
また、導電ストリップ１５０Ｅ１、１５０Ｅ２、１５０Ｅ３における直線部１５１の中心軸に対する直線部１５２、１５３が折れ曲がる角度θは、５０度である。
【００６２】
このような長さと角度θは、有限要素法による電磁界シミュレーションによって導出したものであり、シミュレーション結果については後述するが、１１個の導電ストリップ１５０の長さがすべて同一の場合よりも、異なる場合の方が良好なＳ１１パラメータの値が得られ、帯域も広がった。
【００６３】
また、１１個の導電ストリップ１５０の角度θをすべて同一値にする場合よりも、異なる値にする方が、より均一な電界分布が得られた。これは、図２に示すように、導電ストリップ１５０によって生じる電界ＥｄのＸ軸方向成分ＥｘとＹ軸方向成分Ｅｙとを考えると、異なる角度θを与えることにより、Ｙ軸方向成分Ｅｙが増えたためと考えられる。
【００６４】
ここで、導電ストリップ１５０がすべてＹ軸に平行な直線状である場合は、導電ストリップ１５０によって生じる電界Ｅｄは、Ｘ軸方向成分Ｅｘのみとなる。
【００６５】
このため、各導電ストリップ１５０において、直線部１５１に対して直線部１５２、１５３が角度θをなしていることは、電界ＥｄのＹ軸方向成分Ｅｙを稼ぐために重要である。また、１１個の導電ストリップ１５０の角度θを異なる値にすることにより、様々なＹ軸方向成分Ｅｙを得ることができ、より均一な電界分布を得ることができる。
【００６６】
以上、実施の形態１によれば、ミアンダ導電線１４０とグランドプレーン１３０とを含むマイクロストリップアンテナに、共振器として機能する導電ストリップ１５０を電磁結合させることにより、近接場において十分な均一性と強度を有する電界を形成できるアンテナ装置１００を提供することができる。
【００６７】
なお、以上では、接地点１４３Ａから所定の距離の位置に、それぞれ、導電ストリップ１５０Ａ１、１５０Ａ２、１５０Ｂ１、１５０Ｂ２、１５０Ｃ１、１５０Ｃ２、１５０Ｄ１、１５０Ｄ２、１５０Ｅ１、１５０Ｅ２、１５０Ｅ３を配設する形態について説明した。
【００６８】
所定の距離の位置は、接地点１４３Ａから、それぞれ、λ／４、３λ／４、５λ／４、７λ／４、９λ／４、１１λ／４、１３λ／４、１５λ／４、１７λ／４、１９λ／４、２１λ／４に対応する長さだけ離れた位置である。
【００６９】
すなわち、導電ストリップ１５０Ａ１、１５０Ａ２、１５０Ｂ１、１５０Ｂ２、１５０Ｃ１、１５０Ｃ２、１５０Ｄ１、１５０Ｄ２、１５０Ｅ１、１５０Ｅ２、１５０Ｅ３同士の間隔は、λ／２に対応する長さである。
【００７０】
このため、導電ストリップ１５０Ａ１、１５０Ａ２、１５０Ｂ１、１５０Ｂ２、１５０Ｃ１、１５０Ｃ２、１５０Ｄ１、１５０Ｄ２、１５０Ｅ１、１５０Ｅ２、１５０Ｅ３に流れる電流は、隣接する導電ストリップ１５０同士で逆位相となる。
【００７１】
ここで、実施の形態１のアンテナ装置１００の変形例として、導電ストリップ１５０Ａ１、１５０Ｂ１、１５０Ｃ１、１５０Ｄ１、１５０Ｅ１、１５０Ｅ３のみを含むようにしてもよい。この場合は、隣接する導電ストリップ１５０に流れる電流の位相を等しくすることができ、導電ストリップ１５０Ａ１、１５０Ｂ１、１５０Ｃ１、１５０Ｄ１、１５０Ｅ１、１５０Ｅ３によって形成される電界を強め合う構成にすることができる。
【００７２】
また、以上のようなアンテナ装置１００は、例えば、次のようにして作製することができる。両面に銅箔を形成した基板材料の一方の面の銅箔をパターニングしてミアンダ導電線１４０を形成すれば、誘電体層１１０の底面にグランドプレーン１３０が形成され、上面にミアンダ導電線１４０が形成された第１構造体を作製することができる。
【００７３】
また、別の基板材料の一方の面に形成された銅箔をパターニングして導電ストリップ１５０を形成することにより、誘電体層１２０の上面に導電ストリップ１５０が形成された第２構造体を作製することができる。
【００７４】
そして、第１構造体の上面と、第２構造体の底面とを貼り合わせれば、図１に示すアンテナ装置１００を作製することができる。誘電体層１１０と誘電体層１２０の貼り合わせは、熱圧着、又は、接着等で行えばよい。
【００７５】
また、以上では、銅を用いて、グランドプレーン１３０、ミアンダ導電線１４０、及び導電ストリップ１５０を形成する形態について説明したが、銅の代わりに、金、銀、ニッケル等の金属、又は、これら金属の合金等を用いてもよい。
【００７６】
また、グランドプレーン１３０の下面を覆うカバーを設けてもよい。このようなカバーは、例えば、樹脂製であればよく、誘電体層１１０と同様のＸ軸方向及びＹ軸方向の寸法を有していればよい。また、同様に、導電ストリップ１５０及び誘電体層１２０の上面を覆うカバーを設けてもよい。このようなカバーは、例えば、樹脂製であればよく、誘電体層１２０と同様のＸ軸方向及びＹ軸方向の寸法を有していればよい。
【００７７】
ここで、図７を用いて、実施の形態１のアンテナ装置１００の変形例について説明する。
【００７８】
図７は、実施の形態１のアンテナ装置１００の変形例の導電ストリップ１７１〜１７５を示す図である。図７の（Ａ）〜（Ｅ）に示す導電ストリップ１７１〜１７５は、図１乃至図６に示す導電ストリップ１５０の代わりに用いることができるものである。
【００７９】
図７（Ａ）に示すように、導電ストリップ１７１は、直線部１７１Ａ及び直線部１７１Ｂによって構築される。直線部１７１Ａ及び１７１Ｂは、ともに破線で示す誘電体層１１０及び１２０のＸ軸に平行な中心線に対して、角度θ１をなす方向に伸延している。角度θ１は、０°＜θ１＜９０°であればよい。
【００８０】
図７（Ｂ）に示すように、導電ストリップ１７２は、直線部１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃ、及び１７２Ｄによって構築される。直線部１７２Ａ及び１７２Ｂは、ともに破線で示す誘電体層１１０及び１２０のＸ軸に平行な中心線に対して、角度θ２をなす方向に伸延している。角度θ２は、０°＜θ１＜９０°であればよい。
【００８１】
また、直線部１７２Ｃ及び１７２Ｄは、それぞれ、直線部１７２Ａ及び１７２Ｂの端部から連続的に形成され、直線部１７２Ａ及び１７２Ｂよりもさらに給電点１４１Ａ(図１、２参照)の方を向くように折り曲げられていればよい。
【００８２】
図７（Ｃ）に示すように、導電ストリップ１７３は、直線部１７３Ａ、１７３Ｂ、１７３Ｃ、１７３Ｄ、及び１７３Ｅによって構築される。直線部１７３Ａは、図１乃至図６に示す導電ストリップ１５０の直線部１５１と同様に、Ｙ軸方向に伸延している。
【００８３】
また、直線部１７３Ｂ及び１７３Ｃは、それぞれ、直線部１７３Ａの両端から連続的に形成され、直線部１７３Ａから給電点１４１Ａ(図１、２参照)の方を向くように折り曲げられていればよい。
【００８４】
また、直線部１７３Ｄ及び１７３Ｅは、それぞれ、直線部１７３Ｂ及び１７３Ｃの端部から連続的に形成され、直線部１７３Ｂ及び１７３Ｃよりもさらに給電点１４１Ａ(図１、２参照)の方を向くように折り曲げられていればよい。
【００８５】
図７（Ｄ）に示すように、導電ストリップ１７４は、直線部１７４Ａと、テーパ部１７４Ｂ及び１７４Ｃとによって構築される。直線部１７４Ａは、図１乃至図６に示す導電ストリップ１５０の直線部１５１と同様に、Ｙ軸方向に伸延している。
【００８６】
また、テーパ部１７４Ｂ及び１７４Ｃは、それぞれ、直線部１７４Ａの両端から連続的に形成され、テーパ部１７４Ｂ及び１７４Ｃのテーパ形状の中心線が直線部１７３Ａから給電点１４１Ａ(図１、２参照)の方を向くように折り曲げられていればよい。
【００８７】
図７（Ｅ）に示すように、導電ストリップ１７５は、直線部１７５Ａ、１７５Ｂ、及び１７５Ｃと、分岐部１７５Ｄ及び１７５Ｅによって構築される。直線部１７５Ａ、１７５Ｂ、及び１７５Ｃは、図７（Ｃ）に示す直線部１７３Ａ、１７３Ｂ、及び１７３Ｃと同様である。
【００８８】
また、分岐部１７５Ｄ及び１７５Ｅは、それぞれ、直線部１７５Ｂ及び１７５Ｃの端部から連続的に形成され、二手に分岐して伸延している。分岐部１７５Ｄ及び１７５Ｅは、分岐部１７５Ｄ及び１７５Ｅの中心線が直線部１７５Ｂ及び１７５Ｃよりもさらに給電点１４１Ａ(図１、２参照)の方を向くように折り曲げられていればよい。
【００８９】
以上、図７の（Ａ）〜（Ｅ）に示す導電ストリップ１７１〜１７５を、図１乃至図６に示す導電ストリップ１５０の代わりに用いてもよい。また、折り曲げる角度、又は、分岐の数は、図７の（Ａ）〜（Ｅ）に示す形態に限られず、任意に変更することができる。ただし、Ｙ軸と平行な直線に対して、給電点１４１Ａ(図１、２参照)の方を向くように折り曲げられていることが望ましい。
【００９０】
すなわち、導電ストリップ１５０は、Ｙ軸方向に対して非直線状に湾曲又は折れ曲がっていればよい。
【００９１】
また、以上では、導電ストリップ１５０がＹ軸方向に対して非直線状に湾曲又は折れ曲がっている形態について説明したが、導電ストリップ１５０がＹ軸方向に直線状に伸延している状態でも、近接場における十分な電界強度が得られる場合は、導電ストリップ１５０がＹ軸方向に直線状に伸延していてもよい。
【００９２】
次に、図８を用いて、実施の形態１のアンテナ装置１００を用いたシェルフアンテナシステムについて説明する。
【００９３】
図８は、実施の形態１のアンテナ装置１００を用いたシェルフアンテナシステムを示す図である。図８に示すシェルフアンテナシステムでは、４つのアンテナ装置１００はリーダライタ５００に接続されるとともに、４段の棚５０１の各々段に設置されている。アンテナ装置１００は近接界での通信が可能であるため、読み取り可能な範囲５０２は、それぞれ、棚５０１の各段に形成される。
【００９４】
このようなシェルフアンテナシステムにおいて、４つのアンテナ装置１００の上にRFIDタグを取り付けた物品を置いておき、各物品のRFIDタグをリーダライタ５００で読み取っている状態で、物品が棚５０１から持ち出された場合に、当該物品のRFIDタグが読み取れなくなることにより、棚５０１から持ち出された物品を特定することができる。棚５０１に置かれた物品のRFIDタグは、読み取り可能な範囲５０２から外れると、リーダライタ５００で読み取れなくなる。
【００９５】
＜実施の形態２＞
図９は、実施の形態２のアンテナ装置２００を示す斜視図である。図１０は、実施の形態２のアンテナ装置２００を示す平面図である。実施の形態２のアンテナ装置２００は、実施の形態１のアンテナ装置１００のミアンダ導電線１４０と導電ストリップ１５０の構成を変更したものである。
【００９６】
このため、実施の形態１のアンテナ装置１００と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。なお、図１０には、主な寸法を記す。
【００９７】
アンテナ装置２００は、誘電体層１１０、１２０、グランドプレーン１３０、ミアンダ導電線２４０、及び導電ストリップ２５０を含む。なお、導電ストリップ２５０は１１個あり、各々を区別する場合には、導電ストリップ２５０Ａ１、２５０Ａ２、２５０Ｂ１、２５０Ｂ２、２５０Ｃ１、２５０Ｃ２、２５０Ｄ１、２５０Ｄ２、２５０Ｅ１、２５０Ｅ２、２５０Ｅ３と称す。区別しない場合には、導電ストリップ２５０と称す。
【００９８】
ミアンダ導電線２４０は、実施の形態１のミアンダ導電線１４０を丸く折れ曲がるように形状を変更するとともに、接地点１４３Ａを開放端２４３Ａに変更したものである。
【００９９】
ミアンダ導電線２４０は、誘電体層１１０の上面に配設される。ミアンダ導電線２４０は、導電線の一例である。ミアンダ導電線１４０は、グランドプレーン１３０とマイクロストリップラインを構築し、マイクロストリップアンテナとして機能する。
【０１００】
ミアンダ導電線２４０は、直線部２４１、ミアンダ部２４２、及び調整部２４３を有する。直線部２４１は、Ｘ軸方向に伸延しており、実施の形態１のＸ軸負方向側の端部は、ミアンダ導電線２４０の一端であり、給電点２４１Ａになっている。これは、実施の形態１の直線部１４１と同様である。直線部２４１の長さは６０ｍｍである。
【０１０１】
１０個のミアンダ部２４２は、実施の形態１の１０個のミアンダ部１４２と同様に、直線部２４１と調整部２４３との間で直列に接続されている。１０個のミアンダ部２４２は同様の構成を有するため、ミアンダ部２４２については図１１を用いて説明する。また、調整部２４３については図１２を用いて説明する。
【０１０２】
図１１は、実施の形態２のミアンダ部２４２を示す図である。図１１には、一例として、導電ストリップ２５０Ｂ１と２５０Ｂ２の間に位置するミアンダ部２４２を示す。
【０１０３】
ミアンダ部２４２は、線部２４２Ａ、２４２Ｂ、２４２Ｃ、２４２Ｄ、２４２Ｅ、２４２Ｆ、２４２Ｇを有する。線部２４２Ａ、２４２Ｂ、２４２Ｃ、２４２Ｄ、２４２Ｅ、２４２Ｆ、２４２Ｇは、図１１に示すように、互いの接続部が平面視で円弧状に丸く湾曲した形状になっている。
【０１０４】
線部２４２Ａ、２４２Ｂ、２４２Ｃ、２４２Ｄ、２４２Ｅ、２４２Ｆ、２４２Ｇの幅は、直線状の部分と湾曲した部分とで等しく、例えば、３ｍｍである。また、湾曲する部分の曲率半径は、例えば、９ｍｍである。曲率半径は、湾曲度合の一例である。その他、線部２４２Ａ、２４２Ｂ、２４２Ｃ、２４２Ｄ、２４２Ｅ、２４２Ｆ、２４２Ｇは、一例として、図１１に示すような寸法（単位はｍｍ）を有する。
【０１０５】
ミアンダ部２４２が導電ストリップ２５０Ｂ１と交差する一端から、導電ストリップ２５０Ｂ２と交差する他端までの線路長は、共振周波数における波長の１波長の長さ（λ）に対応する長さに設定される。なお、導電ストリップ２５０Ｂ１と２５０Ｂ２との間隔は、６３ｍｍである。
【０１０６】
図１２は、実施の形態２の調整部２４３を示す図である。
【０１０７】
調整部２４３の一端は、給電点２４１Ａから最も遠いミアンダ部２４２の他端に接続され、他端は開放端２４３Ａとなる。開放端２４３Ａは、開放されており、電気的には何にも接続されていない。
【０１０８】
調整部２４３は、一端からＸ軸正方向側に伸延してから平面視で円弧状に丸く湾曲してＹ軸正方向側に伸延し、平面視で円弧状に丸く湾曲してＹ軸負方向側に伸延し、さらに、平面視で円弧状に丸く湾曲してＸ軸正方向側に伸延して開放端２４３Ａに至っている。
【０１０９】
調整部２４３の一端から他端までの長さは、共振周波数における波長の半波長の長さ（λ／２）に対応する長さに設定される。調整部２４３の幅は、一端から他端まで等しく、例えば、３ｍｍである。また、調整部２４３は、図１２に示すような各部の寸法（単位はｍｍ）を有する。
【０１１０】
開放端２４３Ａを有する調整部２４３の線路長が共振周波数における波長の半波長の長さ（λ／２）に対応する長さであるため、給電点２４１Ａからミアンダ導電線２４０に給電を行うと、ミアンダ導電線２４０に流れる電流が開放端で反射されることにより、ミアンダ導電線２４０には電流の定在波が生じる。
【０１１１】
定在波の節は、開放端２４３Ａからλ／２、λ、３λ／２、２λ、５λ／２、３λ、７λ／２、４λ、９λ／２、５λ、１１λ／２に対応する位置に生じる。これらの長さは、半波長に整数を乗じることによって得られる。
【０１１２】
すなわち、定在波の節は、直線部２４１及びミアンダ部２４２の境界と、１０個のミアンダ部２４２の間の９つの境界と、ミアンダ部２４２及び調整部２４３の境界との１１箇所に生じる。
【０１１３】
電流の定在波の節は、電流値がゼロになり、電界が最大値になる点である。実施の形態２のアンテナ装置２００では、ミアンダ導電線２４０と導電ストリップ２５０とを電磁結合させ、かつ、導電ストリップ２５０が発生する電界が最大になるようにするために、ミアンダ導電線２４０の電流の節になる位置で、ミアンダ導電線２４０と導電ストリップ２５０とを誘電体層１２０を介して交差させている。
【０１１４】
以上のようなミアンダ導電線２４０を含むマイクロストリップアンテナは、上面側から漏れる漏れ電界により、近接界での通信が可能になる。
【０１１５】
また、図９に示す１１個の導電ストリップ２５０は、それぞれ、図３に示す導電ストリップ１５０と同様に、３つの直線部を有するが、実施の形態２の１１個の導電ストリップ２５０の長さと角度θは、実施の形態１の１１個の導電ストリップ１５０の長さと角度θとは異なる。
【０１１６】
ここで、導電ストリップ２５０Ａ１、２５０Ａ２、２５０Ｂ１、２５０Ｂ２、２５０Ｃ１、２５０Ｃ２、２５０Ｄ１、２５０Ｄ２、２５０Ｅ１、２５０Ｅ２、２５０Ｅ３の長さをそれぞれ、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６、Ｌ２７、Ｌ２８、Ｌ２９、Ｌ３０、Ｌ３１とする。
【０１１７】
また、導電ストリップ２５０Ａ１、２５０Ａ２、２５０Ｂ１、２５０Ｂ２、２５０Ｃ１、２５０Ｃ２、２５０Ｄ１、２５０Ｄ２、２５０Ｅ１、２５０Ｅ２、２５０Ｅ３に含まれる直線部同士がなす角度θをそれぞれ、θ２１、θ２２、θ２３、θ２４、θ２５、θ２６、θ２７、θ２８、θ２９、θ３０、θ３１とする。
【０１１８】
長さＬ２１とＬ２２は、ともに１７３ｍｍである。長さＬ２３、Ｌ２４は、ともに１７５ｍｍである。長さＬ２５、Ｌ２６は、ともに１７７ｍｍである。長さＬ２７、Ｌ２８は、ともに１７５ｍｍである。長さＬ２９、Ｌ３０、Ｌ３１は、すべて１７３ｍｍである。
【０１１９】
すなわち、実施の形態２のアンテナ装置２００では、Ｘ軸方向における中央部に配設される導電ストリップ２５０Ｃ１と２５０Ｃ２の長さＬ２５、Ｌ２６が最も長い。また、Ｘ軸方向における両端部に配設される導電ストリップ２５０Ａ１、２５０Ａ２、２５０Ｅ１、２５０Ｅ２、２５０Ｅ３の長さＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２９、Ｌ３０、Ｌ３１の長さが最も短い。
【０１２０】
なお、長さＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６、Ｌ２７、Ｌ２８、Ｌ２９、Ｌ３０、Ｌ３１は、共振周波数における波長の１波長（λ）に対応する長さである。
【０１２１】
また、角度θ２１とθ２２は、ともに３０°である。角度θ２３とθ２４は、ともに３５°である。角度θ２５とθ２６は、ともに４０°である。角度θ２７とθ２８は、ともに４５°である。角度θ２９、θ３０、θ３１は、すべて５０°である。
【０１２２】
すなわち、導電ストリップ２５０Ａ１、２５０Ａ２、２５０Ｂ１、２５０Ｂ２、２５０Ｃ１、２５０Ｃ２、２５０Ｄ１、２５０Ｄ２、２５０Ｅ１、２５０Ｅ２、２５０Ｅ３の角度θ２１〜θ３１は、給電部２４１Ａに近いほど小さく、開放端２４３Ａに近いほど大きくすることが良いことが分かった。
【０１２３】
このような長さＬ２１〜Ｌ３１と角度θ２１〜θ３１は、有限要素法による電磁界シミュレーションによって導出した最適値である。
【０１２４】
ここで、導電ストリップ２５０Ａ１から２５０Ｅ３の長さＬ２１〜Ｌ３１を上述のように異なる値に設定したことの効果を検証するために、長さＬ２１〜Ｌ３１をすべて１８６ｍｍで一定にした比較用のアンテナ装置のＳ１１パラメータをシミュレーションで求め、実施の形態２のアンテナ装置２００について求めたＳ１１パラメータと比較した。
【０１２５】
図１３は、実施の形態２のアンテナ装置２００のＳ１１パラメータと、比較用のアンテナ装置のＳ１１パラメータとの周波数特性を示す図である。
【０１２６】
図１３において、実線は、アンテナ装置２００によって得られるＳ１１パラメータの周波数特性を示す。また、破線は、比較用のアンテナ装置において、１１個の導電ストリップ２５０Ａ１から２５０Ｅ３の長さＬ２１〜Ｌ３１をすべて同一（１８６ｍｍ）にした場合のＳ１１パラメータの周波数特性を示す。
【０１２７】
なお、アンテナ装置２００と比較用のアンテナ装置のＳ１１パラメータは、約９３５ＭＨｚにおけるＳ１１パラメータの値が略揃うように条件を揃えて求めた。また、Ｓ１１パラメータは、−１０ｄＢを判断基準とした。
【０１２８】
図１３に示すように、アンテナ装置２００のＳ１１パラメータは、比較用のアンテナ装置のＳ１１パラメータよりも、−１０ｄＢ以下の値が得られる帯域が広がっていることが分かる。
【０１２９】
以上より、導電ストリップ２５０Ａ１から２５０Ｅ３の長さＬ２１〜Ｌ３１を上述のように異なる値に設定すると、帯域が広がることが分かった。
【０１３０】
また、次に、アンテナ装置２００の給電部２４１Ａに入力する入力信号の位相φを変化させた場合におけるアンテナ装置２００の誘電体層１１０の上面から４００ｍｍ上方の位置における電界ベクトルをシミュレーションで求めた。
【０１３１】
図１４乃至図１６は、アンテナ装置２００の電界ベクトルを示すシミュレーション結果である。図１４乃至図１６には、給電部２４１Ａからアンテナ装置２００に入力する電力の周波数をそれぞれ９１９ＭＨｚ、９１０ＭＨｚ、９３０ＭＨｚにした場合の電界ベクトルを示す。
【０１３２】
また、図１４乃至図１６には、それぞれ、アンテナ装置２００の給電部２４１Ａに入力する入力信号の位相φを０°、４０°、８０°、１２０°、１６０°に変化させた場合の５種類の電界ベクトルの分布及び向きを示す。入力信号の位相φは、周波数が９１９ＭＨｚ、９１０ＭＨｚ、９３０ＭＨｚの場合における１周期（３６０°）のうちの位相を表す。
【０１３３】
なお、実際のシミュレーション結果はカラーで電界の強度を示し、０（Ｖ／ｍ）の電界Ｅが青（凡例の下端参照）で表され、５（Ｖ／ｍ）の電界Ｅが赤（凡例の上端参照）で表されるが、図１４乃至図１６では電界の強度を無彩色で示すため、５（Ｖ／ｍ）の電界Ｅと０（Ｖ／ｍ）の電界Ｅとを色だけで区別することはできない。
【０１３４】
しかしながら、実際のシミュレーション結果で赤く示される強い電界Ｅは、平面視でアンテナ装置２００の中心部に位置し、青く示される弱い電界は、平面視でアンテナ装置２００の外周部に位置する。
【０１３５】
このため、図１４乃至図１６では、実際のシミュレーション結果で赤く示される強い電界Ｅが位置する中心部に、大きな矢印で強い電界の主な方向を示す。
【０１３６】
図１４に示すように、アンテナ装置２００の給電部２４１Ａに入力する９１９ＭＨｚの入力信号の位相φが０°のときは、アンテナ装置２００の中心部に表れる強い電界の向きはＸ軸負方向である。
【０１３７】
また、給電部２４１Ａに入力する９１９ＭＨｚの入力信号の位相φを４０°、８０°、１２０°、１６０°に変化させると、強い電界の向きは、反時計回りに変化し、位相φが１６０°のときは、強い電界の向きは略Ｘ軸正方向である。
【０１３８】
これは、入力信号の位相φが変化するにつれて、アンテナ装置２００の表面に生じる電界の向きが円偏波のように回転することを意味する。
【０１３９】
このような傾向は、図１５及び図１６に示すように、アンテナ装置２００の給電部２４１Ａに９１０ＭＨｚ、９３０ＭＨｚの入力信号を入力した場合にも同様である。
【０１４０】
従って、実施の形態２によれば、入力信号の位相φが変化するにつれて、９１９ＭＨｚ、９１０ＭＨｚ、９３０ＭＨｚの周波数で、電界の向きが円偏波のように回転するアンテナ装置２００を提供することができる。
【０１４１】
このようにアンテナ装置２００の表面に生じる電界の向きが入力信号の位相φに応じて変わるので、例えば、図８に示すように、アンテナ装置２００を棚５０１に設置し、アンテナ装置２００の上にRFIDタグを取り付けた物品がどのような向きで配置されても、RFIDタグの識別情報を読み取ることができる。
【０１４２】
従って、実施の形態２によれば、ミアンダ導電線２４０とグランドプレーン１３０とを含むマイクロストリップアンテナに、共振器として機能する導電ストリップ２５０を電磁結合させることにより、近接場において十分な均一性と強度を有する電界を形成できるアンテナ装置２００を提供することができる。
【０１４３】
なお、図１３乃至図１６に示すようなシミュレーション結果は、実施の形態２のアンテナ装置２００について求めたものであるが、実施の形態１のアンテナ装置１００においても同様の結果を求められることが推察される。
【０１４４】
以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
平面視で矩形状の第１誘電体層と、
前記第１誘電体層の第１面に配設されるグランドプレーンと、
給電点になる一端と、前記グランドプレーンに接続される接地端、又は、開放端になる他端とを有し、前記第１誘電体層の第２面に配設される導電線と、
前記第１誘電体層に対応した形状を有し、前記第１誘電体層との間に前記導電線を挟んだ状態で、前記第１誘電体層の前記第２面に重ねて配設される第２誘電体層と、
前記第２誘電体層の前記第１誘電体層に重ねられる第１面とは反対の第２面において、前記導電線に流れる電流の定在波の第１の節に対応する第１位置で、平面視で前記導電線と交差するように配設される第１導電エレメントと、
前記第２誘電体層の前記第１誘電体層に重ねられる第１面とは反対の第２面において、前記導電線に流れる電流の定在波の第２の節に対応する第２位置で、平面視で前記導電線と交差するように配設される第２導電エレメントと
を含み、
前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントは、それぞれ、平面視で前記導電線と交差する第１位置及び第２位置に対して、平面視で前記給電点に向かって湾曲しており、又は、折れ曲がっており、
前記第１導電エレメントの湾曲度合、折れ曲がり度合、又は長さは、前記第２導電エレメントの湾曲度合、折れ曲がり度合、又は長さとは異なる、アンテナ装置。
（付記２）
前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントは、それぞれ、前記導電線と電磁結合しており、共振器を構築する、付記１記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントの長さは、共振周波数における波長の１波長の長さに対応する、付記１又は２記載のアンテナ装置。
（付記４）
前記導電線の前記他端が前記開放端である場合に、前記導電線に流れる電流の定在波の前記第１の節及び前記第２の節に対応する前記第１位置及び前記第２位置は、前記導電線の前記他端からの前記導電線の長さが共振周波数における波長の半波長の整数倍の長さに対応する位置である、付記１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記５）
前記半波長の整数倍の長さは、前記半波長の奇数倍の長さである、付記４記載のアンテナ装置。
（付記６）
前記導電線の前記他端が前記接地端である場合に、前記導電線に流れる電流の定在波の前記第１の節及び前記第２の節に対応する前記第１位置及び前記第２位置は、前記導電線の前記他端からの前記導電線の長さが共振周波数における波長の半波長の整数倍の長さから、四分の一波長の長さを減じた長さに対応する位置である、付記１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記７）
前記共振周波数における波長の半波長の整数倍の長さから、四分の一波長の長さを減じた長さは、前記半波長の奇数倍の長さから、四分の一波長の長さを減じた長さである、付記６記載のアンテナ装置。
（付記８）
前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントは、それぞれ、平面視で前記第１位置及び前記第２位置から前記導電線と交差する方向に伸延する第１線部と、前記第１線部の両端に接続され、前記第１線部の伸延方向とは異なる方向に伸延する一対の第２線部とを有する、付記１乃至７のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記９）
前記第１導電エレメント及び前記第２導電エレメントは、それぞれ、前記第２線部の先端に接続される第３線部をさらに有する、付記８記載のアンテナ装置。
（付記１０）
前記第２線部は、前記第１線部に接続される接続部から先端部に伸延する方向において平面視で角度が広がるテーパ状に形成される、付記８又は９記載のアンテナ装置。
（付記１１）
前記導電線は、前記給電点と前記導電線の前記他端との間で平面視でミアンダ状の形状を有する、付記１乃至１０のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記１２）
前記ミアンダ状の形状は、ミアンダの折れ曲がり部が丸く折れ曲がったミアンダ形状である、付記１１記載のアンテナ装置。
【符号の説明】
【０１４５】
１００  アンテナ装置
１１０  誘電体層
１２０  誘電体層
１３０  グランドプレーン
１４０  ミアンダ導電線
１４１Ａ  給電点
１４３Ａ  接地点
１５０、１５０Ａ１、１５０Ａ２、１５０Ｂ１、１５０Ｂ２、１５０Ｃ１、１５０Ｃ２、１５０Ｄ１、１５０Ｄ２、１５０Ｅ１、１５０Ｅ２、１５０Ｅ３  導電ストリップ
２００  アンテナ装置
２４０  ミアンダ導電線
２４１Ａ  給電点
２４３Ａ  開放端
２５０、２５０Ａ１、２５０Ａ２、２５０Ｂ１、２５０Ｂ２、２５０Ｃ１、２５０Ｃ２、２５０Ｄ１、２５０Ｄ２、２５０Ｅ１、２５０Ｅ２、２５０Ｅ３  導電ストリップ
【図１】
2015091110.tif 000003
【図２】
2015091110.tif 000004
【図３】
2015091110.tif 000005
【図４】
2015091110.tif 000006
【図５】
2015091110.tif 000007
【図６】
2015091110.tif 000008
【図７】
2015091110.tif 000009
【図８】
2015091110.tif 000010
【図９】
2015091110.tif 000011
【図１０】
2015091110.tif 000012
【図１１】
2015091110.tif 000013
【図１２】
2015091110.tif 000014
【図１３】
2015091110.tif 000015
【図１４】
2015091110.tif 000016
【図１５】
2015091110.tif 000017
【図１６】
2015091110.tif 000018