(57)【要約】【課題】ミリ波を用いて好適に近接通信を行なうことができる、優れた無線通信装置を提供する。【解決手段】電波渦の生成方法と、Ｌ＝０又はＬ＝±２の状態が距離の４乗に比例して減衰する特性である。したがって、ミリ波帯で使用できない電界誘導アンテナの代わりに、イニシエーターとレスポンダーの両方に電波渦を生成するアレイ・アンテナを装備し、距離の４乗に比例して減衰する特性を有する電波渦の状態を用いて通信することにより、通信相手の接近検出を容易にし、通信エリアを適切に制限して、誤接続を防止することが可能になる。【選択図】  図５
2015207799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波渦を送受信するアンテナ部と、
前記アンテナ部で送受信する電波渦の状態を設定する設定部と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
前記設定部は、前記アンテナ部を、距離の（２＋Ｋ）乗に比例して減衰する特性となる電波渦の状態に設定する（但し、Ｋ＞０）、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記アンテナ部は、複数のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて、円周に沿って等間隔に配置した円形アレイ・アンテナからなり、
送信信号を前記複数のアンテナ素子の各々に分配し、又は、前記複数のアンテナ素子の受信信号を合成する分配・合成部をさらに備える、
請求項１又は２のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記複数のアンテナ素子の送信信号又は受信信号を各々が配置された角度に応じて移相する移相器を備える、
請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記アンテナ部は、Ｎ個のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて、円周に沿って等間隔に配置した円形アレイ・アンテナを備え、
前記設定部は、送信時において、ｎ番目のアンテナ素子からの送信信号をそれぞれ下式（１）に示す励振位相Φnだけ移相して前記アンテナ部が所望するＯＡＭ状態Ｌの電波渦を送信するようにし、又は、受信時において、ｎ番目のアンテナ素子の受信信号を下式（１）に示す位相Φnだけ移相して、前記アンテナ部が所望する電波渦を受信できるようにする、
請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信装置。
【数１】
2015207799.tif 000020
【請求項６】
前記分配・合成部は、送信信号を前記複数のアンテナ素子に等しい位相で分配し、又は、前記複数のアンテナ素子の受信信号を等しい位相で合成する、
請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記アンテナ部は、送信用の複数のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて円周に沿って等間隔に配置した第１の円形アレイ・アンテナと、受信用の複数のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて円周に沿って等間隔に配置した第２の円形アレイ・アンテナを個別に備える、
請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記第１の円形アレイ・アンテナと前記第２の円形アレイ・アンテナを同心円の円周上に配設する、
請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記第１の円形アレイ・アンテナを前記第２の円形アレイ・アンテナの内側に配設する、
請求項７又は８のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記複数のアンテナ素子は、それぞれ直線偏波パッチ・アンテナからなる、
請求項３乃至９のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記複数のアンテナ素子は、それぞれミリ波帯の信号を送受信するように構成されている、
請求項３乃至９のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記アンテナ部は、送信用のアンテナと受信用のアンテナを個別に持ち、
第１の状態の電波渦を使用して送信するとともに、前記第１の状態とは異なる第２の状態の電波渦を受信する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
それぞれ電波渦を送受信するアンテナ部を持つ複数の通信ブランチを備え、
通信ブランチ毎に状態の異なる電波渦を使用して送受信する、
無線通信装置。
【請求項１４】
前記設定部は、機器検索時には、前記アンテナ部を距離の（２＋Ｋ）乗に比例して減衰する特性となる電波渦の状態に設定し（但し、Ｋ＞０）、接続確立後は、前記アンテナ部を距離の２乗に比例して減衰する特性となる電波渦の状態に設定する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
それぞれ電波渦を送受信する第１の無線機と第２の無線機で構成され、前記第１の無線機から前記第２の無線機へ第１の状態の電波渦を使用して送信し、前記第２の無線機から前記第１の無線機へ前記第１の状態とは異なる第２の状態の電波渦を使用して送信する、
無線通信システム。
【請求項１６】
それぞれ電波渦を送信するアンテナ部を持つ複数の送信ブランチを備え、送信ブランチ毎に状態の異なる電波渦を送信する送信機と、
それぞれ電波渦を受信するアンテナ部を持つ複数の受信ブランチを備え、受信ブランチ毎に状態の異なる電波渦を受信する受信機と、
を具備する無線通信システム。
【請求項１７】
それぞれ電波渦を送受信するイニシエーターとレスポンダーで構成され、前記イニシエーターは、距離の（２＋Ｋ）乗に比例して減衰する特性となる電波渦を用いて定期的に接続要求を送信しながら前記レスポンダーからの応答を待ち（但し、Ｋ＞０）、前記レスポンダーは、間欠受信しながら前記イニシエーターからの電波渦を待ち受け前記イニシエーターの接近を検出すると接続受付を応答し、接続を確立した後は、前記イニシエーターと前記レスポンダーはアンテナ部を距離の２乗に比例して減衰する特性となる電波渦に切り替えてデータ通信を行なう、
無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、主にミリ波を用いて近接無線通信を行なう無線通信装置並びに無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
数センチメートル程度の至近距離で非接触により無線通信を行なう近接無線通信が、例えば、電子定期券や電子マネーなどで利用されている。また、近接無線通信を利用した電子定期券や電子マネーの機能を有する携帯電話機が広く普及してきている。近接無線通信は、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４４３や、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １８０９２（以下、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）とも言う）として規格化されている。
【０００３】
また、ＮＦＣよりも高速な通信速度での近接無線通信が普及しつつある。そのような高速な近接無線通信の通信方式として、例えば、ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）を挙げることができる。ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）を利用した近接無線通信方式であり（例えば、特許文献１を参照のこと）、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １７５６８やＩＳＯ／ＩＥＣ  １７５６９として規格化されている。ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）では、４．４８ＧＨｚのキャリアが採用され、最高５６０Ｍｂｐｓの通信速度で近接無線通信が行なわれる。
【０００４】
ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）のような近接無線通信方式を用いることにより、ディジタルカメラや、パーソナル・コンピューター（ＰＣ）、プリンターなど機器間で高速のデータ転送が可能になる（例えば、特許文献２を参照のこと）。かかる近接無線通信方式を用いた近接無線通信システムでは、アンテナから放射される電波が距離の４乗に比例して減衰する電界誘導アンテナを用いることで、至近距離にいる通信相手のみ検出することを容易にし、また、通信距離を意図的に数センチメートルの至近距離に限定してセキュリティーを確保することにより、煩雑なセキュリティー設定を不要にするとともに、ユーザーの使い勝手（程よいタッチ操作感）を向上させている。
【０００５】
また近年では、ミリ波帯の広帯域な周波数を用いてさらに高速なデータ転送を行なう試みがなされている。電波は周波数の２乗に比例して減衰するので、周波数の高いミリ波では、利得の低い上記の電界誘導アンテナを使用することができない。このため、ミリ波を用いた電波通信では、放射される電波が距離の２乗に比例して減衰する通常のアンテナを使用するのが相当と思料される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書で開示する技術の目的は、ミリ波を用いて好適に近接無線通信を行なうことができる、優れた無線通信装置並びに無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の技術は、
電波渦を送受信するアンテナ部と、
前記アンテナ部で送受信する電波渦の状態を設定する設定部と、
を具備する無線通信装置である。
【０００８】
本願の請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置の前記設定部は、前記アンテナ部を、距離の（２＋Ｋ）乗に比例して減衰する特性となる電波渦の状態に設定する）ように構成されている（但し、Ｋ＞）。
【０００９】
本願の請求項３に記載の技術によれば、請求項１又は２のいずれかに記載の無線通信装置の前記アンテナ部は、複数のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて、円周に沿って等間隔に配置した円形アレイ・アンテナからなる。また、送信信号を前記複数のアンテナ素子の各々に分配し、又は、前記複数のアンテナ素子の受信信号を合成する分配・合成部をさらに備えている。
【００１０】
本願の請求項４に記載の技術によれば、請求項３に記載の無線通信装置の前記設定部は、前記複数のアンテナ素子の送信信号又は受信信号を各々が配置された角度に応じて移相する移相器を備えている。
【００１１】
本願の請求項５に記載の技術によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信装置の前記アンテナ部は、Ｎ個のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて、円周に沿って等間隔に配置した円形アレイ・アンテナを備えている。そして、前記設定部は、送信時において、ｎ番目のアンテナ素子からの送信信号をそれぞれ後述する下式（４）に示す励振位相Φnだけ移相して前記アンテナ部が所望するＯＡＭ状態Ｌの電波渦を送信するようにし、又は、受信時において、ｎ番目のアンテナ素子の受信信号を後述する下式（４）に示す位相Φnだけ移相して、前記アンテナ部が所望するＯＡＭ状態Ｌ電波渦を受信できるようにする。
【００１２】
本願の請求項６に記載の技術によれば、請求項３に記載の無線通信装置の前記分配・合成部は、送信信号を前記複数のアンテナ素子に等しい位相で分配し、又は、前記複数のアンテナ素子の受信信号を等しい位相で合成するように構成されている。
【００１３】
本願の請求項７に記載の技術によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信装置の前記アンテナ部は、送信用の複数のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて円周に沿って等間隔に配置した第１の円形アレイ・アンテナと、受信用の複数のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて円周に沿って等間隔に配置した第２の円形アレイ・アンテナを個別に備えている。
【００１４】
本願の請求項８に記載の技術によれば、請求項７に記載の無線通信装置は、前記第１の円形アレイ・アンテナと前記第２の円形アレイ・アンテナを同心円の円周上に配設している。
【００１５】
本願の請求項９に記載の技術によれば、請求項７又は８のいずれかに記載の無線通信装置は、前記第１の円形アレイ・アンテナを前記第２の円形アレイ・アンテナの内側に配設している。
【００１６】
本願の請求項１０に記載の技術によれば、請求項３乃至９のいずれかに記載の無線通信装置の前記複数のアンテナ素子は、それぞれ直線偏波パッチ・アンテナからなる。
【００１７】
本願の請求項１１に記載の技術によれば、請求項３乃至９のいずれかに記載の無線通信装置の前記複数のアンテナ素子は、それぞれミリ波帯の信号を送受信するように構成されている。
【００１８】
本願の請求項１２に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置の前記アンテナ部は、送信用のアンテナと受信用のアンテナを個別に持ち、第１の状態の電波渦を使用して送信するとともに、前記第１の状態とは異なる第２の状態の電波渦を受信するように構成されている。
【００１９】
また、本願の請求項１３に記載の技術は、
それぞれ電波渦を送受信するアンテナ部を持つ複数の通信ブランチを備え、
通信ブランチ毎に状態の異なる電波渦を使用して送受信する、
無線通信装置である。
【００２０】
本願の請求項１４に記載の技術によれば、請求項１に記載の無線通信装置の前記設定部は、機器検索時には、前記アンテナ部を距離の（２＋Ｋ）乗に比例して減衰する特性となる電波渦の状態に設定し（但し、Ｋ＞０）、接続確立後は、前記アンテナ部を距離の２乗に比例して減衰する特性となる電波渦の状態に設定するように構成されている。
【００２１】
また、本願の請求項１５に記載の技術は、
それぞれ電波渦を送受信する第１の無線機と第２の無線機で構成され、前記第１の無線機から前記第２の無線機へ第１の状態の電波渦を使用して送信し、前記第２の無線機から前記第１の無線機へ前記第１の状態とは異なる第２の状態の電波渦を使用して送信する、
無線通信システムである。
【００２２】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない（以下、同様）。
【００２３】
また、本願の請求項１６に記載の技術は、
それぞれ電波渦を送信するアンテナ部を持つ複数の送信ブランチを備え、送信ブランチ毎に状態の異なる電波渦を送信する送信機と、
それぞれ電波渦を受信するアンテナ部を持つ複数の受信ブランチを備え、受信ブランチ毎に状態の異なる電波渦を受信する受信機と、
を具備する無線通信システムである。
【００２４】
また、本願の請求項１７に記載の技術は、
それぞれ電波渦を送受信するイニシエーターとレスポンダーで構成され、前記イニシエーターは、距離の（２＋Ｋ）乗に比例して減衰する特性となる電波渦を用いて定期的に接続要求を送信しながら前記レスポンダーからの応答を待ち（但し、Ｋ＞０）、前記レスポンダーは、間欠受信しながら前記イニシエーターからの電波渦を待ち受け前記イニシエーターの接近を検出すると接続受付を応答し、接続を確立した後は、前記イニシエーターと前記レスポンダーはアンテナ部を距離の２乗に比例して減衰する特性となる電波渦に切り替えてデータ通信を行なう、
無線通信システムである。
【発明の効果】
【００２５】
本明細書で開示する技術によれば、ミリ波を用いて好適に近接無線通信を行なうことができる、優れた無線通信装置並びに無線通信システムを提供することができる。
【００２６】
本明細書で開示する技術によれば、ミリ波を用いた近接無線通信において、イニシエーター及びレスポンダーとして動作する無線通信装置の双方に、電波渦を生成するアレイ・アンテナを装備している。したがって、無線通信装置は、距離の４乗に比例して減衰する特性を有する電波渦の状態を用いて通信することにより、通信相手の接近を容易に検出するとともに、通信エリアを適切に制限して誤接続を防止することができる。
【００２７】
なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本発明の効果はこれに限定されるものではない。また、本発明が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。
【００２８】
本明細書で開示する技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】図１Ａは、ＯＡＭ状態Ｌ＝３のときの偏波面の回転を模式的に示した図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ＯＡＭ状態Ｌ＝２のときの偏波面の回転を模式的に示した図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、ＯＡＭ状態Ｌ＝１のときの偏波面の回転を模式的に示した図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、ＯＡＭ状態Ｌ＝０のときの偏波面の回転を模式的に示した図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、ＯＡＭ状態Ｌ＝−１のときの偏波面の回転を模式的に示した図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、ＯＡＭ状態Ｌ＝−２のときの偏波面の回転を模式的に示した図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは、ＯＡＭ状態Ｌ＝−３のときの偏波面の回転を模式的に示した図である。
【図２】図２は、シーケンシャル・ローテーション技術を適用して作成した円形アレイ・アンテナ２００を示した図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２に示した円形アレイ・アンテナ２００で発生させたＯＡＭ状態Ｌ＝３における遠方電磁界の電磁界シミュレーションの結果を示した図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２に示した円形アレイ・アンテナ２００で発生させたＯＡＭ状態Ｌ＝２における遠方電磁界の電磁界シミュレーションの結果を示した図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図２に示した円形アレイ・アンテナ２００で発生させたＯＡＭ状態Ｌ＝１における遠方電磁界の電磁界シミュレーションの結果を示した図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図２に示した円形アレイ・アンテナ２００で発生させたＯＡＭ状態Ｌ＝０における遠方電磁界の電磁界シミュレーションの結果を示した図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、図２に示した円形アレイ・アンテナ２００で発生させたＯＡＭ状態Ｌ＝−１における遠方電磁界の電磁界シミュレーションの結果を示した図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、図２に示した円形アレイ・アンテナ２００で発生させたＯＡＭ状態Ｌ＝−２における遠方電磁界の電磁界シミュレーションの結果を示した図である。
【図３Ｇ】図３Ｇは、図２に示した円形アレイ・アンテナ２００で発生させたＯＡＭ状態Ｌ＝−３における遠方電磁界の電磁界シミュレーションの結果を示した図である。
【図４】図４は、円偏波アレイ・アンテナを対向させて距離を変化させたときの各ＯＡＭ状態における電波渦の伝搬損失のシミュレーション結果を示した図である。
【図５】図５は、電波渦を使用する近接無線通信装置５００の構成例（第１の実施例）を示した図である。
【図６】図６は、電波渦を使用する近接無線通信装置６００の構成例（第２の実施例）を示した図である。
【図７】図７は、送信用と受信用で個別にアンテナ部を備えた近接無線通信装置７００の構成例（第３の実施例）を示した図である
【図８】図８は、送信用と受信用で個別にアンテナ部を備えた近接無線通信装置８００の変形例を示した図である。
【図９】図９は、送受信用円形アレイ・アンテナの構成例を示した図である。
【図１０】図１０は、電波渦を使用する近接無線通信システム１０００の構成例（第４の実施例）を示した図である。
【図１１】図１１は、ｈ11と第１の無線機１００１及び第２の無線機１００２の送信電力Ｐtをパラメーターとして掃引したＳＩＮＲのグラフを例示した図である。
【図１２】図１２は、変調方式にＱＰＳＫを用いた場合のＢＥＲとＣＮＲの関係を示したグラフである。
【図１３】図１３は、第４の実施例において、ＯＡＭ状態を決定する励振位相に誤差がある場合にｈ11及びｈ21の変化をシミュレーションした結果を示した図である。
【図１４】図１４は、電波渦を使用する近接無線通信システム１４００の構成例（第５の実施例）を示した図である。
【図１５】図１５は、第５の実施例において、ＯＡＭ状態を決定する励振位相に誤差がある場合にｈ12及びｈ21の変化をシミュレーションした結果を示した図である。
【図１６】図１６は、電波渦を使用する近接無線通信システム１６００の構成例（第６の実施例）を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら本明細書で開示する技術の実施形態について詳細に説明する。
【００３１】
ＵＷＢを利用した近接無線通信方式が既に開発され（例えば、特許文献１を参照のこと）、ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）などで標準規格化が進められている（前述）。ここで、ＵＷＢに代えてミリ波を用いて、さらに高速なデータ通信が可能な近接無線通信方式について考察してみる。
【００３２】
ＵＷＢを利用した近接無線通信方式では、放射電波が距離の４乗に比例して減衰する電界誘導アンテナを用いることで、意図的に通信距離を至近距離に限定して、セキュリティーを確保している。これに対し、ミリ波を用いた近接無線通信では、電波は周波数の２乗に比例して減衰するので、利得の低い電界誘導アンテナを用いると、ごく僅かな通信距離となってしまうので、ＵＷＢを利用した近接無線通信方式と同様のタッチ操作感を得ることができない。また、放射される電波が距離の２乗に比例して減衰する通常のアンテナを使用して、ミリ波の近接無線通信を行なおうとすると、距離減衰特性の違いのため、所望する通信エリアを超えて到達してしまうという問題がある。例えば、ミリ波を用いた近接無線通信システムにおいて、相手装置から送信されたビーコン信号を受信して通信相手との距離を推定して、自装置の位置と通信相手装置との位置関係から通信可能エリア内と判断した場合だけ通信を接続する無線通信装置について提案がなされている（例えば、特許文献３を参照のこと）。
【００３３】
これに対し、本明細書では、電波渦を生成するアレイ・アンテナを装備した無線通信装置によりミリ波を用いた近接無線通信を行なう技術について提案する。イニシエーター及びレスポンダーの双方に、本明細書で開示する技術を適用した無線通信装置を配置すると、例えば距離の４乗に比例して減衰する特性を有する電波渦の状態を用いて通信することにより、通信相手の接近を容易に検出するとともに、通信エリアを適切に制限して誤接続を防止することができる。
【００３４】
まず、電波渦について説明する。光と電波は伝搬方向を回転軸として螺旋状に偏波面がねじれた渦、すなわち電波渦の状態で伝搬することができる。この電波渦の状態には電子の固有状態の軌道角運動量（Ｏｒｂｉｔａｌ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｍｏｍｅｎｔｕｍ：ＯＡＭ）と同様の複数の状態が存在する。電波渦の状態は以下のように状態番号Ｌが振られて識別される。
【００３５】
【数１】
2015207799.tif 000003
【００３６】
図１Ａ〜図１Ｇには、ＯＡＭ状態Ｌ毎の偏波面の回転を模式的に示している。各図において、左側にはｘｙを電波の偏波方向とし、ｚを電波の進行方向として偏波面を示し、右側にはｚ方向（すなわち、進行方向）から眺めた偏波面を示している。図１Ｃから、ＯＡＭの状態Ｌ＝１のときの偏波面は、一般的な右旋円偏波（Ｒｉｇｈｔ−Ｈａｎｄ  Ｃｉｒｃｕｌａｒｌｙ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ：ＲＨＣＰ）と同じであることが分かる。また、図１Ｄから、ＯＡＭの状態Ｌ＝−１のときの偏波面は、一般的な左旋円偏波（Ｌｅｆｔ−Ｈａｎｄ  Ｃｉｒｃｕｌａｒｌｙ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ：ＬＨＣＰ）と同じであることが分かる。異なるＯＡＭ状態の電波渦は、互いに直交する性質がある。
【００３７】
電波渦は、円形に配置したフェーズド・アレイ・アンテナを用いて発生させることができる（例えば、非特許文献１、２を参照のこと）。また、当業界では、複数のアンテナを円周に沿って配置した円形アレイ・アンテナが知られている（例えば、特許文献４、５を参照のこと）。各アンテナを円の中心に向けて、円周に沿って等間隔に配置するとともに、配置された角度に応じた位相で各アンテナを励振するというシーケンシャル・ローテーション技術により、電波渦を生成することができる。
【００３８】
図２には、シーケンシャル・ローテーション技術を適用して作成した円形アレイ・アンテナ２００を示している。図示の円形アレイ・アンテナ２００は、ｘｙ平面上に配置され、下面がＧＮＤ層となっている両面プリント基板２１０の上面に、８個の直線偏波パッチ・アンテナ２０１〜２０８を所定の半径の円周上に等間隔に配置して構成される。円形アレイ・アンテナ２００を構成する各パッチ・アンテナ２０１〜２０８は、シーケンシャル・ローテーション技術により、給電部が円の中心を向いて配置されている。そして、各アンテナ２０１〜２０８を、それぞれが配置された角度に応じた位相で励振することにより、図中でｚ方向に進行する電波渦を生成することができる。直線偏波パッチ・アンテナ２０１〜２０８の具体的な構成については説明を省略するが、所望する無線周波数帯すなわちミリ波帯の信号を送受信できる構造並びに寸法で構成されているものとする。
【００３９】
ここで、円形アレイ・アンテナに含まれるパッチ・アンテナの総数をＮとすると（図２に示す例では、Ｎ＝８）、ｎ番目のパッチ・アンテナは（但し、ｎはＮ以下の正の整数）、１番目のパッチ・アンテナを基準として、下式（２）で表される角度φnだけ回転している。
【００４０】
【数２】
2015207799.tif 000004
【００４１】
Ｎ個のパッチ・アンテナで生成可能なＯＡＭ状態Ｌは、下式（３）の範囲となる（例えば、非特許文献２を参照のこと）。
【００４２】
【数３】
2015207799.tif 000005
【００４３】
図２に示したような、円形アレイ・アンテナに含まれるパッチ・アンテナの総数Ｎ＝８の場合、生成可能なＯＡＭ状態は、Ｌ＝３、２、１、０、−１、−２、−３の７状態になる。また、各ＯＡＭ状態Ｌを発生させるために必要なｎ番目のパッチ・アンテナの励振位相は、１番目のパッチ・アンテナの励振位相を基準として、下式（４）で表される角度Φnになる。
【００４４】
【数４】
2015207799.tif 000006
【００４５】
図３Ａ〜図３Ｇには、図２に示した円形アレイ・アンテナ２００で発生させた各ＯＡＭ状態Ｌ＝３、２、１、０、−１、−２、−３における遠方電磁界の電磁界シミュレーションの結果を示している。各図中のｘｙｚ軸は図２と一致するものとする。各図において、電磁界強度の低い部分は暗く表示され、電磁界強度の高い部分は明るく表示されている。なお、各ＯＡＭ状態における電界の位相分布は、図１を参照されたい。
【００４６】
既に述べたように、状態Ｌ＝±１はそれぞれ一般的な右旋円偏波と左旋円偏波である。右旋円偏波と左旋円偏波の遠方電磁界のビームは、図３Ｃ並びに図３Ｅに示すように、伝搬方向に集中している。その他のＯＡＭ状態の遠方電磁界は、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｄ、図３Ｆ、図３Ｇに示すように、中心にヌルのあるカップ状のビームになる。
【００４７】
図２に示した円形アレイ・アンテナ２００が伝搬方向に放射する電界を求める際、各パッチ・アンテナ２０１〜２０２は理想的に直線偏波であるが、一般性を欠かさないために楕円偏波を放射するものとして解析を行なう。
【００４８】
１番目のパッチ・アンテナが伝搬方向に放射する電界の楕円偏波Ｅ1を下式（５）で表す。但し、同式（５）中、ＵとＶは直交する偏波の単位ベクトルであり、ａとｂは各ベクトルの振幅である。
【００４９】
【数５】
2015207799.tif 000007
【００５０】
このとき、ｎ番目のパッチ・アンテナが伝搬方向に放射する電界の楕円偏波Ｅnは、下式（６）に示す通りとなる。
【００５１】
【数６】
2015207799.tif 000008
【００５２】
上式（６）に上式（２）〜（４）を代入して解くことで、ｎ個のパッチ・アンテナの伝搬方向に放射する合成電界が下式（７）として求められる。
【００５３】
【数７】
2015207799.tif 000009
【００５４】
ここで、上式（７）から、Ｌが±１の場合には、偏波ベクトルＵとＶの振幅が等しいため、合成された電界は完全な円偏波ベクトルになることが分かる。各パッチ・アンテナが直線偏波を放射している場合も、振幅ａ又はｂのどちらか片方がゼロとなるが、偏波ベクトルＵとＶの振幅は等しいため、合成された電界は完全な円偏波になる。これが、Ｌ＝±１の場合に円偏波が生じている理由である。
【００５５】
また、上式（７）から、Ｌ＝０、±２、±３の場合に合成された電界はゼロになることが分かる。これが、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｄ、図３Ｆ、図３Ｇに示したように、遠方電磁界が中心にヌルのあるカップ状のビームになる理由である。図３Ｃ並びに図３Ｅのように遠方電磁界のビームが伝搬方向に集中する場合に比較すると、エネルギーが分散することから、通信距離が短くなる。
【００５６】
図４並び表１には、ＯＡＭ状態を同じにした１対の円形アレイ・アンテナを対向させて距離を変化させたときの、各ＯＡＭ状態Ｌ＝０、１、２、３における電波渦の伝搬損失のシミュレーション結果を示している。但し、距離は使用波長λを単位にして表している。なお、図４並び表１では省略したが、各ＯＡＭ状態Ｌ＝−１、−２、−３のときの結果は、それぞれＯＡＭ状態Ｌ＝１、２、３の結果と同様である。
【００５７】
【表１】
2015207799.tif 000010
【００５８】
ＯＡＭ状態Ｌ＝１のグラフは、距離が２倍になると減衰が６ｄＢ増加する。このことから、対向するアレイ・アンテナに到達する電波は距離の２乗に比例して減衰することが分かる。
【００５９】
また、ＯＡＭ状態Ｌ＝０とＬ＝２のグラフは、距離が２倍になると減衰が１２ｄＢ増加する。このことから、対向するアレイ・アンテナに到達する電波は距離の４乗に比例して減衰することが分かる。
【００６０】
また、ＯＡＭ状態Ｌ＝３のグラフは、距離が２倍になると減衰が１８ｄＢ増加する。このことから、対向するアレイ・アンテナに到達する電波は距離の６乗に比例して減衰することが分かる。
【００６１】
以上の検討により、電波渦の生成方法と、ＯＡＭ状態Ｌ＝０又はＬ＝±２の電波渦の状態を用いた無線通信では電波は距離の４乗に比例して減衰する特性であること、並びに、Ｌ＝±３の電波渦の状態を用いた無線通信では電波は距離の６乗に比例して減衰することが明らかになった。ＯＡＭ状態Ｌ＝１の場合の遠方電磁界のビームが伝搬方向に集中するため、電波の距離減衰が小さい。これに対し、ＯＡＭ状態Ｌ＝０、±２、±３の場合の遠方電磁界は中心にヌルのあるカップ状で、エネルギーが分散するため、電波の距離減衰が大きくなる。
【００６２】
ミリ波を用いた近接無線通信において、利得の低い電界誘導アンテナを用いると、ごく僅かな通信距離となってしまうので、ＵＷＢを利用した近接無線通信方式と同様のタッチ操作感を得ることができない。一方、放射電波が距離の２乗に比例して減衰する通常のアンテナを使用すると、距離減衰特性の違いのため、所望する通信エリアを超えて到達してしまうという問題がある（前述）。これに対し、本明細書で開示する技術では、イニシエーターとレスポンダーの両方に電波渦を生成するアレイ・アンテナを装備し、且つ、距離の４乗に比例して減衰する特性を有する電波渦の状態（Ｌ＝０又はＬ＝±２）を用いて通信することにより、通信相手の接近検出を容易にし、通信エリアを適切に制限して、誤接続を防止することが可能になる。また、ユーザーは、ＵＷＢを利用した近接無線通信方式と同様のタッチ操作感を得ることができる。
【００６３】
ちなみに、イニシエーターとレスポンダーの両方に電波渦を生成するアレイ・アンテナを装備し、且つ、距離の２乗に比例して減衰する特性を有する電波渦の状態（Ｌ＝±１）を用いると、近接無線通信として所望する通信エリアを超えて到達してしまうという問題がある。
【実施例１】
【００６４】
図５には、電波渦を使用する近接無線通信装置５００の構成例（第１の実施例）を示している。
【００６５】
図示の近接無線通信装置５００は、Ｎ個のアンテナ素子５０１−１、５０１−２、…、５０１−Ｎで構成される円形アレイ・アンテナ５０１を装備している。
【００６６】
各アンテナ素子５０１−１、５０１−２、…、５０１−Ｎは、例えば、それぞれ直線偏波パッチ・アンテナで構成され、下面がＧＮＤ層となっている両面プリント基板の上面に、所定の半径の円周上に等間隔に配置されて（図２を参照のこと）、１つの円形アレイ・アンテナ５０１を構成する。使用される直線偏波パッチ・アンテナの具体的な構成については説明を省略するが、所望する無線周波数帯すなわちミリ波帯の信号を送受信できる構造並びに寸法で構成されているものとする。
【００６７】
近接無線通信装置５００は、各アンテナ素子５０１−１、５０１−２、…、５０１−Ｎに対して、それぞれ対応するＮ個の送信アンプ５０２−１、５０２−２、…、５０２−Ｎと、受信アンプ５０３−１、５０３−２、…、５０３−Ｎと、送信用移相器５０４−１、５０４−２、…、５０４−Ｎと、受信用移相器５０５−１、５０５−２、…、５０５−Ｎを備えている。また、近接無線通信装置５００は、分配・合成部５０６と、ディジタル・アナログ変換部（ＤＡＣ）５０７と、電力増幅部５０８と、アップ・コンバーター５０９と、発振部５１０と、ダウン・コンバーター５１１と、低雑音増幅部５１２と、アナログ・ディジタル変換部（ＡＤＣ）５１３を備えている。
【００６８】
送信時には、上位レイヤー（図示しない）からのディジタル送信信号をディジタル・アナログ変換部５０７でアナログ信号に変換し、電力増幅部５０８で増幅した後、アップ・コンバーター５０９は、発振部５１０の発振周波数を用いて所望の無線周波数帯（例えば、ミリ波帯）にアップ・コンバートする。分配・合成部５０６は、アップ・コンバートされたアナログ送信信号を各送信用移相器５０４−１、５０４−２、…、５０４−Ｎに分配する。
【００６９】
各送信用移相器５０４−１、５０４−２、…、５０４−Ｎで移相された送信信号は、それぞれ送信アンプ５０２−１、５０２−２、…、５０２−Ｎで増幅された後、各アンテナ素子５０１−１、５０１−２、…、５０１−Ｎから送出される。送信用移相器５０４−１、５０４−２、…、５０４−Ｎは、各アンテナ素子５０１−１、５０１−２、…、５０１−Ｎからの送信信号をそれぞれ上式（４）に示した励振位相だけ移相して、円形アレイ・アンテナ５０１が所望のＯＡＭ状態Ｌの電波渦を送信できるようにする。
【００７０】
一方、受信時には、各アンテナ素子５０１−１、５０１−２、…、５０１−Ｎの受信信号を受信アンプ５０３−１、５０３−２、…、５０３−Ｎで増幅し、受信用移相器５０５−１、５０５−２、…、５０５−Ｎでそれぞれ移相した後に、分配・合成部５０６で位相合成する。各受信用移相器５０５−１、５０５−２、…、５０５−Ｎが受信信号をそれぞれ上式（４）に従って移相することで、円形アレイ・アンテナ５０１が所望のＯＡＭ状態Ｌの電波渦を受信できるようになる。
【００７１】
ダウン・コンバーター５１１は、発振部５１０の発振周波数を用いて、位相合成した後の無線周波数帯（例えば、ミリ波帯）の受信信号をダウンコンバートする。ダウンコンバートされた受信信号は、低雑音増幅部５１２で増幅され、アナログ・ディジタル変換部５１３でディジタル受信信号に変換されてから、上位レイヤー（図示しない）に渡される。
【００７２】
表２には、近接無線通信装置５００がＯＡＭ状態Ｌ＝１の電波渦を送受信するために必要な送信用移相器５０４−１、５０４−２、…、５０４−Ｎと、受信用移相器５０５−１、５０５−２、…、５０５−Ｎの位相を例示している。同表において、ｎ番目の送信用移相器５０４−ｎの位相Φnは、上式（４）にＮ＝８とＬ＝１を代入したラジアン値である。一方、受信側からは電波渦が逆回転して見えるので、ｎ番目の受信用移相器５０５−ｎの位相Φnは、上式（４）にＮ＝８とＬ＝−１を代入したラジアン値である。これらの位相Φnの値は、１番目のパッチ・アンテナを基準とする相対値である。この場合、通信相手に到達する電波は距離の２乗に比例して減衰する（図４を参照のこと）。
【００７３】
【表２】
2015207799.tif 000011
【００７４】
また、表３には、近接無線通信装置５００がＯＡＭ状態Ｌ＝２の電波渦を送受信するために必要な送信用移相器５０４−１、５０４−２、…、５０４−Ｎと、受信用移相器５０５−１、５０５−２、…、５０５−Ｎの位相を例示している。同表において、ｎ番目の送信用移相器５０４−ｎの位相Φnは、上式（４）にＮ＝８とＬ＝２を代入したラジアン値である。一方、受信側からは電波渦が逆回転して見えるので、ｎ番目の受信用移相器５０５−ｎの位相Φnは、上式（４）にＮ＝８とＬ＝−２を代入したラジアン値である。これらの位相Φnの値は、１番目のパッチ・アンテナを基準とする相対値である。
【００７５】
【表３】
2015207799.tif 000012
【００７６】
この場合、通信相手に到達する電波は距離の４乗に比例して減衰する（図４を参照のこと）。したがって、送信用移相器５０４−１、５０４−２、…、５０４−Ｎと、受信用移相器５０５−１、５０５−２、…、５０５−ＮによりＯＡＭ状態Ｌ＝２に設定して近接無線通信装置５００を使用すると、通信相手の接近検出を容易にし、通信エリアを適切に制限して、誤接続を防止することが可能になる。また、近接無線通信装置５００のユーザーは、ＵＷＢを利用した近接無線通信方式と同様のタッチ操作感を得ることができる。
【００７７】
また、表４には、近接無線通信装置５００がＯＡＭ状態Ｌ＝３の電波渦を送受信するために必要な送信用移相器５０４−１、５０４−２、…、５０４−Ｎと、受信用移相器５０５−１、５０５−２、…、５０５−Ｎの位相を例示している。同表において、ｎ番目の送信用移相器５０４−ｎの位相Φnは、上式（４）にＮ＝８とＬ＝３を代入したラジアン値である。一方、受信側からは電波渦が逆回転して見えるので、ｎ番目の受信用移相器５０５−ｎの位相Φnは、上式（４）にＮ＝８とＬ＝−３を代入したラジアン値である。これらの位相Φnの値は、１番目のパッチ・アンテナを基準とする相対値である。この場合、通信相手に到達する電波は距離の６乗に比例して減衰する（図４を参照のこと）。
【００７８】
【表４】
2015207799.tif 000013
【実施例２】
【００７９】
図６には、電波渦を使用する近接無線通信装置６００の構成例（第２の実施例）を示している。
【００８０】
図示の近接無線通信装置６００は、Ｎ個のアンテナ素子６０１−１、６０１−２、…、６０１−Ｎで構成される円形アレイ・アンテナ６０１を装備している。
【００８１】
各アンテナ素子６０１−１、６０１−２、…、６０１−Ｎは、例えば、それぞれ直線偏波パッチ・アンテナで構成され、下面がＧＮＤ層となっている両面プリント基板の上面に、所定の半径の円周上に等間隔に配置されて（図２を参照のこと）、円形アレイ・アンテナ６０１を構成する。使用される直線偏波パッチ・アンテナの具体的な構成については説明を省略するが、所望する無線周波数帯すなわちミリ波帯の信号を送受信できる構造並びに寸法で構成されているものとする。
【００８２】
近接無線通信装置６００は、分配・合成部６０３と、ディジタル・アナログ変換部（ＤＡＣ）６０４と、電力増幅部６０５と、アップ・コンバーター６０６と、送信アンプ６０７と、発振部６０８と、受信アンプ６０９と、ダウン・コンバーター６１０と、低雑音増幅部６１１と、アナログ・ディジタル変換部（ＡＤＣ）６１２をさらに備えている。
【００８３】
送信時には、上位レイヤー（図示しない）からのディジタル送信信号をディジタル・アナログ変換部６０４でアナログ信号に変換し、電力増幅部６０５で増幅した後、アップ・コンバーター６０６は、発振部６０８の発振周波数を用いて所望の無線周波数帯（例えば、ミリ波帯）にアップ・コンバートした後、送信アンプ６０７で増幅する。そして、分配・合成部６０３は、送信信号を、各アンテナ素子６０１−１、６０１−２、…、６０１−Ｎに等しい位相で分配する。
【００８４】
一方、受信時には、各アンテナ素子６０１−１、６０１−２、…、６０１−Ｎの受信信号を等しい位相で分配・合成部６０３で合成した後、受信アンプ６０９で増幅する。ダウン・コンバーター６１０は、発振部６０８の発振周波数を用いて、無線周波数帯（例えば、ミリ波帯）の受信信号をダウンコンバートする。ダウンコンバートされた受信信号は、低雑音増幅部６１１で増幅され、アナログ・ディジタル変換部６１２でディジタル受信信号に変換されてから、上位レイヤー（図示しない）に渡される。
【００８５】
図６に示す近接無線通信装置６００は、ＯＡＭ状態のＬ＝０の電波渦だけを送受信可能である。この場合、通信相手に到達する電波は距離の４乗に比例して減衰する（図４を参照のこと）。したがって、近接無線通信装置６００は、通信相手の接近検出を容易にし、通信エリアを適切に制限して、誤接続を防止することが可能である。また、近接無線通信装置６００のユーザーは、ＵＷＢを利用した近接無線通信方式と同様のタッチ操作感を得ることができる。
【００８６】
また、図６に示す近接無線通信装置６００は、図５に示した近接無線通信装置５００と相違して、移相器が不要となるため、回路が簡素化される利点がある。
【実施例３】
【００８７】
図７には、送信用と受信用で個別にアンテナ部を備えた近接無線通信装置７００の構成例（第３の実施例）を示している。
【００８８】
図示の近接無線通信装置７００は、Ｍ個のアンテナ素子７０１−１、７０１−２、…、７０１−Ｍで構成される送信用の円形アレイ・アンテナ７０１と、Ｎ個のアンテナ素子７１１−１、７１１−２、…、７１１−Ｎで構成される受信用の円形アレイ・アンテナ７１１を装備している。
【００８９】
送信用の各アンテナ素子７０１−１、７０１−２、…、７０１−Ｎは、例えば、それぞれ直線偏波パッチ・アンテナで構成され、下面がＧＮＤ層となっている両面プリント基板の上面に、所定の半径の円周上に等間隔に配置されて（図２を参照のこと）、１つの円形アレイ・アンテナ７０１を構成する。また、受信用の各アンテナ素子７１１−１、７１１−２、…、７１１−Ｎは、例えば、それぞれ直線偏波パッチ・アンテナで構成され、下面がＧＮＤ層となっている両面プリント基板の上面に、所定の半径の円周上に等間隔に配置されて（図２を参照のこと）、１つの円形アレイ・アンテナ７１１を構成する。使用される直線偏波パッチ・アンテナの具体的な構成については説明を省略するが、所望する無線周波数帯すなわちミリ波帯の信号を送受信できる構造並びに寸法で構成されているものとする。
【００９０】
近接無線通信装置７００は、送信用の各アンテナ素子７０１−１、７０１−２、…、７０１−Ｍに対して、それぞれ対応するＭ個の送信アンプ７０２−１、７０２−２、…、７０２−Ｍと、送信用移相器７０３−１、７０３−２、…、７０３−Ｍを備えている。また、近接無線通信装置７００は、受信用の各アンテナ素子７１１−１、７１１−２、…、７１１−Ｎに対して、それぞれ対応するＮ個の受信アンプ７１２−１、７１２−２、…、７１２−Ｎと、受信用移相器７１３−１、７１３−２、…、７１３−Ｎを備えている。また、近接無線通信装置７００は、分配部７０４と、アップ・コンバーター７０５と、電力増幅部７０６と、ディジタル・アナログ変換部（ＤＡＣ）７０７と、発振器７０８と、合成部７１４と、ダウン・コンバーター７１５と、低雑音増幅部７１６と、アナログ・ディジタル変換部（ＡＤＣ）７１７を備えている。近接無線通信装置７００は、送信用と受信用で個別にアンテナ部を備える点で、送受信でアンテナ部を共用する近接無線通信装置５００とは相違する。
【００９１】
送信時には、上位レイヤー（図示しない）からのディジタル送信信号をディジタル・アナログ変換部７０７でアナログ信号に変換し、電力増幅部７０６で増幅した後、アップ・コンバーター７０５は、発振部７０８の発振周波数を用いて所望の無線周波数帯（例えば、ミリ波帯）にアップ・コンバートする。分配部７０４は、アップ・コンバートされたアナログ送信信号を各送信用移相器７０３−１、７０３−２、…、７０３−Ｍに分配する。
【００９２】
各送信用移相器７０３−１、７０３−２、…、７０３−Ｍで移相された送信信号は、それぞれ送信アンプ７０２−１、７０２−２、…、７０２−Ｍで増幅された後、各アンテナ素子７０１−１、７０１−２、…、７０１−Ｍから送出される。送信用移相器７０３−１、７０３−２、…、７０３−Ｍは、各アンテナ素子７０１−１、７０１−２、…、７０１−Ｍからの送信信号をそれぞれ上式（４）に示した励振位相だけ移相して、円形アレイ・アンテナ７０１が所望のＯＡＭ状態Ｌの電波渦を送信できるようにする。
【００９３】
一方、受信時には、各アンテナ素子７１１−１、７１１−２、…、７１１−Ｎの受信信号を受信アンプ７１２−１、７１２−２、…、７１２−Ｎで増幅し、受信用移相器７１３−１、７１３−２、…、７１３−Ｎでそれぞれ移相した後に、合成部７１３で位相合成する。各受信用移相器７１３−１、７１３−２、…、７１３−Ｎが各アンテナ素子７１１−１、７１１−２、…、７１１−Ｎの受信信号をそれぞれ上式（４）に従って移相することで、円形アレイ・アンテナ７１１が所望のＯＡＭ状態Ｌの電波渦を受信できるようになる。
【００９４】
ダウン・コンバーター７１５は、発振部７０８の発振周波数を用いて、位相合成した後の無線周波数帯（例えば、ミリ波帯）の受信信号をダウンコンバートする。ダウンコンバートされた受信信号は、低雑音増幅部７１６で増幅され、アナログ・ディジタル変換部７１７でディジタル受信信号に変換されてから、上位レイヤー（図示しない）に渡される。
【００９５】
図示の近接無線通信装置７００を、ミリ波帯を使用する近接無線通信システムで利用する際には、各送信用移相器７０３−１、７０３−２、…、７０３−Ｍは、円形アレイ・アンテナ７０１が所望のＯＡＭ状態Ｌ＝±２又はＬ＝０の電波渦を送信できるように、上式（４）に従って、各アンテナ素子７０１−１、７０１−２、…、７０１−Ｍからの送信信号を移相するとともに、円形アレイ・アンテナ７１１が所望のＯＡＭ状態Ｌの電波渦を受信できるように、上式（４）に従って、各アンテナ素子７１１−１、７１１−２、…、７１１−Ｎの受信信号を移相するようにすればよい。
【００９６】
また、図８には、送信用と受信用で個別にアンテナ部を備えた近接無線通信装置８００の変形例を示している。近接無線通信装置８００は、送信用のアンテナ素子８０１−１、８０１−２、…、８０１−Ｍに分配する前の送信信号を単一の送信アンプ８０２で増幅するとともに、各アンテナ素子８１１−１、８１１−２、…、８１１−Ｎの受信信号を位相合成した後に単一の受信アンプ８１２で増幅するように構成されている点で、図７に示した近接無線通信装置７００とは相違する。その他の点は近接無線通信装置７００とほぼ同様なので、近接無線通信装置８００についての詳細な説明は省略する。
【００９７】
図９には、図７、図８に示した近接無線通信装置７００、８００で使用可能な送受信用円形アレイ・アンテナの構成例を示している。但し、アンテナ素子の総数Ｍ＝Ｎ＝８とする。
【００９８】
下面がＧＮＤ層となっている両面プリント基板９００の上面に、送信用の円形アレイ・アンテナを構成する８個の直線偏波パッチ・アンテナ９０１〜９０８が、所定の半径の円周上に等間隔に配置されている。各直線偏波パッチ・アンテナ９０１〜９０８は、シーケンシャル・ローテーション技術により、給電部が円の中心を向いて配置されている。使用される直線偏波パッチ・アンテナの具体的な構成については説明を省略するが、所望する無線周波数帯すなわちミリ波帯の信号を送受信できる構造並びに寸法で構成されているものとする。
【００９９】
また、同じ両面プリント基板９００の上面には、受信用の円形アレイ・アンテナを構成する８個の直線偏波パッチ・アンテナ９１１〜９１８が、上記の送信用の円形アレイ・アンテナとは同心円となる円周上に等間隔に配置されている。また、各直線偏波パッチ・アンテナ９１１〜９１８は、同様に、シーケンシャル・ローテーション技術により、給電部が円の中心を向いて配置されている。使用される直線偏波パッチ・アンテナの具体的な構成については説明を省略するが、所望する無線周波数帯すなわちミリ波帯の信号を送受信できる構造並びに寸法で構成されているものとする。
【０１００】
図示の例では、送信用の直線偏波パッチ・アンテナ９０１〜９０８は内側の円周に、受信用の８個の直線偏波パッチ・アンテナ９１１〜９１８は外側の円周に、それぞれ配設されている。送信用の円形アレイ・アンテナを内側に配設するのは、近接無線通信に使用するＯＡＭ状態Ｌ＝±２、０の電波渦の遠方電磁界が中心にヌルのあるカップ状のビーム（図３Ｂ、図３Ｄ、図３Ｆを参照のこと）になることに依拠する。すなわち、送信用の直線偏波パッチ・アンテナ９０１〜９０８から生成された電波渦は進行するに従って外側に広がっていくので、通信相手側では外側に配置された受信用の直線偏波パッチ・アンテナ９１１〜９１８で感度よく受信することができる。
【実施例４】
【０１０１】
図１０には、電波渦を使用する近接無線通信システム１０００の構成例（第４の実施例）を示している。図示の近接無線通信システム１０００は、第１の無線機１００１と第２の無線機１００２で構成され、電波渦を使用する近接無線通信により１対１の全二重（Ｆｕｌｌ  Ｄｕｐｌｅｘ）を行なう。第１の無線機１００１と第２の無線機１００２は、例えば図８に示した、送信用と受信用で個別にアンテナ部を備えた近接無線通信装置８００の構成からなるものとする。
【０１０２】
当業界では、アップリンクとダウンリンクで周波数を分けるＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）や、アップリンクとダウンリンクで時間を分けるＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）などの方式によりＦｕｌｌ  Ｄｕｐｌｅｘ通信を行なうことが知られている。同一周波数で同時に送受信を行なう（言い換えれば、アップリンクとダウンリンクで周波数も時間も分けない）Ｆｕｌｌ  Ｄｕｐｌｅｘ通信の場合、送信アンテナが放射した電波の一部が受信アンテナに強烈な信号として入力されてＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：低雑音アンプ）を飽和させてしまうため、送信波を抑圧するアナログ干渉キャンセラーが必要になる。アナログ干渉キャンセラーは、干渉波に対して逆相になるレプリカ信号を加算して打ち消す方法を行なうが、周波数の高いミリ波において高精度な逆相レプリカ信号を生成するのは困難であり、課題が多い。
【０１０３】
これに対し、本実施例では、異なるＯＡＭ状態の電波渦は互いに直交する性質があること（前述）を利用して、アナログ干渉キャンセラーを用いることなく、Ｆｕｌｌ  Ｄｕｐｌｅｘ通信を行なう。具体的には、第１の無線機１００１から第２の無線機１００２への送信にはＯＡＭ状態Ｌ＝２の電波渦を使用し、第２の無線機１００２から第１の無線機１００１への送信にはＯＡＭ状態Ｌ＝−２の電波渦を使用する。送受信で異なるＯＡＭ状態の電波渦を使用するため、第１の無線機１００１及び第２の無線機１００２はともに、送信用のアンテナと受信用のアンテナを個別に持つ。好ましくは、第１の無線機１００１及び第２の無線機１００２は、図９に示した送受信用円形アレイ・アンテナを備えている。
【０１０４】
第１の無線機１００１の送信アレイ・アンテナが送信したＯＡＭ状態Ｌ＝２の電波渦が第２の無線機１００２の受信アレイ・アンテナに到達する経路の伝搬特性をｈ21、第２の無線機１００２の送信アレイ・アンテナが送信したＯＡＭ状態Ｌ＝−２の電波渦が第１の無線機１００１に到達する経路の伝搬特性をｈ12とする。
【０１０５】
また、第１の無線機１００１の送信アレイ・アンテナが送信した電波渦が送受信アンテナ間の結合によって第１の無線機１００１の受信アレイ・アンテナに到達する経路の伝搬特性をｈ11、第２の無線機１００２の送信アレイ・アンテナが送信した電波渦が送受信アンテナ間の結合によって第２の無線機１００１の受信アレイ・アンテナに到達する経路の伝搬特性をｈ22とする。
【０１０６】
第１の無線機１００１と第２の無線機１００２の間の伝搬特性ｈ21及びｈ12は、図４並びに表１に示したように、３λから２０λの距離で−２０ｄＢから−５０ｄＢまで変化する。これに対し、第１の無線機１００１並びに第２の無線機１００２それぞれの送受信アンテナ間の結合であるｈ11とｈ22は、アンテナの加工精度や励振位相の精度を高めることにより、−６０ｄＢ以下の一定値にすることができる。
【０１０７】
第１の無線機１００１の受信電力Ｓ［ｄＢｍ］は、第２の無線機１００２の送信電力Ｐt［ｄＢｍ］に対して伝搬損失をｈ21［ｄＢ］、インプリメンテーション・ロスをＩＬ［ｄＢ］とすると、下式（８）に示す通りとなる。
【０１０８】
【数８】
2015207799.tif 000014
【０１０９】
また、第１の無線機１００１の受信ノイズＮ［ｄＢｍ］は、帯域幅をＢ［Ｈｚ］、ノイズ・フィギュアをＮＦ［ｄＢ］とすると、下式（９）に示す通りとなる。
【０１１０】
【数９】
2015207799.tif 000015
【０１１１】
さらに、第１の無線機１００１が受信する干渉電力Ｉ［ｄＢｍ］は、第１の無線機１００１の送信電力をＰt［ｄＢｍ］、アイソレーションをｈ11［ｄＢ］とすると、下式（１０）に示す通りとなる。
【０１１２】
【数１０】
2015207799.tif 000016
【０１１３】
上式（８）〜（１０）を用いて、第１の無線機１００１の受信における信号対雑音干渉電力比ＳＩＮＲは、下式（１１）で表すことができる。
【０１１４】
【数１１】
2015207799.tif 000017
【０１１５】
図１１には、例として、ｈ21＝−４０［ｄＢ］、Ｂ＝２．１６［ＧＨｚ］、ＩＬ＝２［ｄＢ］、ＮＦ＝６［ｄＢ］とした場合に、ｈ11と第１の無線機１００１及び第２の無線機１００２の送信電力Ｐtをパラメーターとして掃引したＳＩＮＲのグラフを示している。
【０１１６】
変調方式にＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を用いた場合のビット誤り率（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ：ＢＥＲ）と搬送波電力対雑音電力比（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：ＣＮＲ）の関係は下式（１２）となることが当業界で知られている。したがって、図１２に示すようにＢＥＲ＝１０-3にするためには、約１０ｄＢのＣＮＲが必要になる。
【０１１７】
【数１２】
2015207799.tif 000018
【０１１８】
再び図１１を参照すると、送信電力が−２２ｄＢｍ以上であればＳＩＮＲが１０ｄＢ以上となるので、干渉キャンセラーを用いることなくＦｕｌｌ  Ｄｕｐｌｅｘ通信が可能なことが分かる。
【０１１９】
図１３には、ＯＡＭ状態を決定する励振位相に誤差がある場合にｈ11及びｈ21の変化をシミュレーションした結果を示している。本実施例では、ｈ11が−６０ｄＢ以下とみなしてＦｕｌｌ  Ｄｕｐｌｅｘ通信が行なえることを示した。図１３から、励振位相の誤差によってＯＡＭ状態がＬ＝２からずれると直ちにｈ11に大きな変化が現れることが分かる。−６０ｄＢ以下とするＬの値は２±０．０３の範囲である。
【実施例５】
【０１２０】
図１４には、電波渦を使用する近接無線通信システム１４００の構成例（第５の実施例）を示している。図示の近接無線通信システム１４００は、第１の無線機１４０１と第２の無線機１４０２で構成される。第１の無線機１４０１は複数（図示の例では２個）の送信ブランチＴＸ１、ＴＸ２を備えている。また、第２の無線機１４０２は複数（図示の例では２個）の受信ブランチＲＸ１、ＲＸ２を備えている。そして、第１の無線機１４０１と第２の無線機１４０２間では、電波渦を使用する近接無線通信によりＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）多重通信を行なう。
【０１２１】
一般的に、ＭＩＭＯ多重通信を行なうには、送受信機がチャネル状態情報を既知である必要がある。これに対し、送受信アンテナに直交した偏波アンテナを用いることで、チャネル状態情報が不要になる空間直交偏波ＭＩＭＯがある。
【０１２２】
本実施例では、異なるＯＡＭ状態の電波渦は互いに直交する性質がある（前述）ことを利用して、空間直交偏波ＭＩＭＯによる多重通信が可能になることを示す。具体的には、第１の無線機１４０１側では、ＴＸ１はＯＡＭ状態Ｌ＝−２の電波渦を送信し、ＴＸ２はＯＡＭ状態Ｌ＝２の電波渦を送信する。また、第２の無線機１４０２側では、ＲＸ１がＴＸ１からの電波渦を受信し、ＲＸ２がＴＸ１からの電波渦を受信する。
【０１２３】
ＴＸ１が送信したＯＡＭ状態Ｌ＝−２電波渦がＲＸ１に到達する経路の伝搬特性をｈ11、ＴＸ２が送信したＯＡＭ状態Ｌ＝２の電波渦がＲＸ２に到達する経路の伝搬特性をｈ22とする。
【０１２４】
また、ＴＸ１が送信したＯＡＭ状態Ｌ＝−２電波渦がＲＸ２に到達する経路の伝搬特性をｈ21、ＴＸ２が送信したＯＡＭ状態Ｌ＝２の電波渦がＲＸ１に到達する経路の伝搬特性をｈ12とする。
【０１２５】
第１の無線機１４０１側では、図９に示した同心円上に配置した内側の円形アレイ・アンテナをＴＸ１に割り当て、外側の円形アレイ・アンテナをＴＸ２に割り当てる。また、第２の無線機１４０２側では、内側の円形アレイ・アンテナをＲＸ２に割り当て、外側の円形アレイ・アンテナをＲＸ１に割り当てることで、伝搬特性ｈ11とｈ22を同等の特性に揃えることができる。
【０１２６】
ＴＸ１とＲＸ１間の伝搬特性ｈ11及びＴＸ２とＲＸ２間の伝搬特性ｈ22は、図４並びに表１に示したように、３λから２０λの距離で−２０ｄＢから−５０ｄＢまで変化する。これに対し、直交した電波渦の伝搬であるｈ12とｈ21は、アンテナの加工精度や励振位相の制度の影響を受けて変化する。
【０１２７】
図１５には、ＯＡＭ状態を決定する励振位相に誤差がある場合にｈ12及びｈ21の変化をシミュレーションした結果を示している。励振位相の誤差によってＯＡＭ状態がＬ＝２からずれると直ちにｈ12に大きな変化が現れることが分かる。空間直交偏波ＭＩＭＯ多重通信を行なう目安として、ｈ11とｈ12の差を２０ｄＢ以上となるＯＡＭ状態の誤差範囲はＬ＝２±０．４になる。
【実施例６】
【０１２８】
図１６には、電波渦を使用する近接無線通信システム１６００の構成例（第６の実施例）を示している。図示の近接無線通信システム１６００は、電波渦を使用して近接無線通信を行なうイニシエーター１６０１とレスポンダー１６０２で構成される。イニシエーター１６０１とレスポンダー１６０２はそれぞれ、例えば図５、図７、図８のいずれかに示した近接無線通信装置で構成されるものとする。
【０１２９】
イニシエーター１６０１は、距離の４乗に比例して減衰する特性を有する電波渦を用いて（すなわち、ＯＡＭ状態Ｌ＝±２又はＬ＝０に設定して）、定期的に接続要求を発呼しながら、応答を待つ。
【０１３０】
いっぽう、レスポンダー１６０２は、距離の４乗に比例して減衰する特性を有する電波渦を用いて（すなわち、ＯＡＭ状態Ｌ＝±２又はＬ＝０に設定して）間欠受信しながら、イニシエーター１６０１が送信する電波渦を待ち受ける（イニシエーター１６０１をサーチする）。勿論、レスポンダー１６０２は、常時受信して電波渦を待ち受けてもよい。そして、レスポンダー１６０２は、イニシエーター１６０１からの電波渦を受信して、接近を検出したしときには、接続受付を応答して、イニシエーター１６０１と接続を確立する。
【０１３１】
イニシエーター１６０１とレスポンダー１６０２は、接続を確立した後に、双方が距離の２乗に比例して減衰する特性を有する電波渦に切り替えて（すなわち、ＯＡＭ状態Ｌ＝±１に設定して）、データ伝送を行なう。そして、データ伝送が終了すると、イニシエーター１６０１とレスポンダー１６０２は、再び距離の４乗に比例して減衰する特性を有する電波渦に切り替えて（すなわち、ＯＡＭ状態Ｌ＝±２又はＬ＝０に設定して）、待ち受け状態に戻る。
【０１３２】
以上で説明したイニシエーター１６０１とレスポンダー１６０２の動作は、例えばＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御により実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３３】
【特許文献１】特許第４３４５８４９号公報
【特許文献２】特許第４７８８５６２号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６９７７９号公報
【特許文献４】特開昭５３−８５４６号公報
【特許文献５】特開昭６０−２０６２０７号公報
【非特許文献】
【０１３４】
【非特許文献１】Ｑ．Ｂａｉ，Ａ．Ｔｅｎｎａｎｔ，Ｂ．Ａｌｌｅｎ，Ｍ．Ｕ．Ｒｅｈｍａｎ，“Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｒｂｉｔａｌ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｍｏｍｅｎｔｕｍ  （ＯＡＭ）  Ｒａｄｉｏ  Ｂｅａｍｓ  ｗｉｔｈ  Ｐｈａｓｅｄ  Ｐａｔｃｈ  Ａｒｒａｙ，”（Ａｎｔｅｎｎａｓ  ａｎｄ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  （ＬＡＰＣ  ２０１３），Ｌｏｕｇｈｂｏｒｏｕｇｈ，ｐｐ．４１０−４１３，Ｎｏｖ．２０１３）
【非特許文献２】Ｓ．Ｍ．Ｍｏｈａｍｍａｄｉ，Ｌ．Ｋ．Ｓ．Ｄａｌｄｏｒｆｆ，Ｊ．Ｅ．Ｓ．Ｂｅｒｇｍａｎ，Ｒ．Ｌ．Ｋａｒｌｓｓｏｎ，Ｂ．Ｔｈｉｄｅ，Ｋ．Ｆｏｒｏｚｅｓｈ，Ｔ．Ｄ．Ｃａｒｉｚｚｉ，Ｂ．Ｉｓｈａｍ，“Ｏｒｂｉｔａｌ  ａｎｇｕｌａｒ  ｍｏｍｅｎｔｕｍ  ｉｎ  ａ  ｒａｄｉｏ  −  Ａ  ｓｙｓｔｅｍ  ｓｔｕｄｙ，”（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ａｎｔｅｎｎａｓ  Ｐｒｏｐａｇ．，ｖｏｌ．５８，ｎｏ．２，ｐｐ．５６５−５７２，Ｆｅｂ．２０１０）
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本明細書で開示する技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本明細書で開示する技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１３６】
本明細書では、主にミリ波を用いて近接無線通信を行なうシステムに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本明細書で開示する技術の要旨はこれに限定されるものではない。電波渦を送受信するさまざまなタイプの無線通信システムに、同様に本明細書で開示する技術を適用することができる。
【０１３７】
要するに、例示という形態により本明細書で開示する技術について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本明細書で開示する技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【０１３８】
なお、本明細書の開示の技術は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）電波渦を送受信するアンテナ部と、
前記アンテナ部で送受信する電波渦の状態を設定する設定部と、
を具備する無線通信装置。
（２）前記設定部は、前記アンテナ部を、距離の（２＋Ｋ）乗に比例して減衰する特性となる電波渦の状態に設定する（但し、Ｋ＞０）、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（３）前記アンテナ部は、複数のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて、円周に沿って等間隔に配置した円形アレイ・アンテナからなり、
送信信号を前記複数のアンテナ素子の各々に分配し、又は、前記複数のアンテナ素子の受信信号を合成する分配・合成部をさらに備える、
上記（１）又は（２）のいずれかに記載の無線通信装置。
（４）前記設定部は、前記複数のアンテナ素子の送信信号又は受信信号を各々が配置された角度に応じて移相する移相器を備える、
上記（３）に記載の無線通信装置。
（５）前記アンテナ部は、Ｎ個のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて、円周に沿って等間隔に配置した円形アレイ・アンテナを備え、
前記設定部は、送信時において、ｎ番目のアンテナ素子からの送信信号をそれぞれ下式（１３）に示す励振位相Φnだけ移相して前記アンテナ部が所望するＯＡＭ状態Ｌの電波渦を送信するようにし、又は、受信時において、ｎ番目のアンテナ素子の受信信号を下式（１３）に示す位相Φnだけ移相して、前記アンテナ部が所望する電波渦を受信できるようにする、
上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の無線通信装置。
【数１３】
2015207799.tif 000019
（６）前記分配・合成部は、送信信号を前記複数のアンテナ素子に等しい位相で分配し、又は、前記複数のアンテナ素子の受信信号を等しい位相で合成する、
上記（３）に記載の無線通信装置。
（７）前記アンテナ部は、送信用の複数のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて円周に沿って等間隔に配置した第１の円形アレイ・アンテナと、受信用の複数のアンテナ素子をそれぞれ円の中心に向けて円周に沿って等間隔に配置した第２の円形アレイ・アンテナを個別に備える、
上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の無線通信装置。
（８）前記第１の円形アレイ・アンテナと前記第２の円形アレイ・アンテナを同心円の円周上に配設する、
上記（７）に記載の無線通信装置。
（９）前記第１の円形アレイ・アンテナを前記第２の円形アレイ・アンテナの内側に配設する、
上記（７）又は（８）のいずれかに記載の無線通信装置。
（１０）前記複数のアンテナ素子は、それぞれ直線偏波パッチ・アンテナからなる、
上記（３）乃至（９）のいずれかに記載の無線通信装置。
（１１）前記複数のアンテナ素子は、それぞれミリ波帯の信号を送受信するように構成されている、
上記（３）乃至（９）のいずれかに記載の無線通信装置。
（１２）前記アンテナ部は、送信用のアンテナと受信用のアンテナを個別に持ち、
第１の状態の電波渦を使用して送信するとともに、前記第１の状態とは異なる第２の状態の電波渦を受信する、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（１３）それぞれ電波渦を送受信するアンテナ部を持つ複数の通信ブランチを備え、
通信ブランチ毎に状態の異なる電波渦を使用して送受信する、
無線通信装置。
（１４）前記設定部は、機器検索時には、前記アンテナ部を距離の（２＋Ｋ）乗に比例して減衰する特性となる電波渦の状態に設定し（但し、Ｋ＞０）、接続確立後は、前記アンテナ部を距離の２乗に比例して減衰する特性となる電波渦の状態に設定する、
上記（１）に記載の無線通信装置。
（１５）それぞれ電波渦を送受信する第１の無線機と第２の無線機で構成され、前記第１の無線機から前記第２の無線機へ第１の状態の電波渦を使用して送信し、前記第２の無線機から前記第１の無線機へ前記第１の状態とは異なる第２の状態の電波渦を使用して送信する、
無線通信システム。
（１６）それぞれ電波渦を送信するアンテナ部を持つ複数の送信ブランチを備え、送信ブランチ毎に状態の異なる電波渦を送信する送信機と、
それぞれ電波渦を受信するアンテナ部を持つ複数の受信ブランチを備え、受信ブランチ毎に状態の異なる電波渦を受信する受信機と、
を具備する無線通信システム。
（１７）それぞれ電波渦を送受信するイニシエーターとレスポンダーで構成され、前記イニシエーターは、距離の（２＋Ｋ）乗に比例して減衰する特性となる電波渦を用いて定期的に接続要求を送信しながら前記レスポンダーからの応答を待ち（但し、Ｋ＞０）、前記レスポンダーは、間欠受信しながら前記イニシエーターからの電波渦を待ち受け前記イニシエーターの接近を検出すると接続受付を応答し、接続を確立した後は、前記イニシエーターと前記レスポンダーはアンテナ部を距離の２乗に比例して減衰する特性となる電波渦に切り替えてデータ通信を行なう、
無線通信システム。
【符号の説明】
【０１３９】
２００…円形アレイ・アンテナ
２０１〜２０８…直線偏波パッチ・アンテナ
５００…近接無線通信装置（第１の実施例）
５０１…円形アレイ・アンテナ
５０２…送信アンプ、５０３…受信アンプ
５０４…送信用移相器、５０５…受信用移相器、５０６…分配・合成部
５０７…ディジタル・アナログ変換部（ＤＡＣ）、５０８…電力増幅部
５０９…アップ・コンバーター、５１０…発振部
５１１…ダウン・コンバーター、５１２…低雑音増幅部
５１３…アナログ・ディジタル変換部（ＡＤＣ）
６００…近接無線通信装置（第２の実施例）
６０１…円形アレイ・アンテナ
６０３…分配・合成部、６０４…ディジタル・アナログ変換部（ＤＡＣ）
６０５…電力増幅部、６０６…アップ・コンバーター、６０７…送信アンプ
６０８…発振部、６０９…受信アンプ、６１０…ダウン・コンバーター
６１１…低雑音増幅部、６１２…アナログ・ディジタル変換部（ＡＤＣ）
７００…近接無線通信装置（第３の実施例）
７０１…円形アレイ・アンテナ（送信用）、７０２…送信アンプ  
７０３…送信用移相器、７０４…分配部
７０５…アップ・コンバーター、７０６…電力増幅部
７０７…ディジタル・アナログ変換部（ＤＡＣ）、７０８…発振部
７１１…円形アレイ・アンテナ（受信用）、７１２…受信アンプ
７１３…受信用移相器、７１４…合成部、７１５…ダウン・コンバーター
７１６…低雑音増幅部、７１７…アナログ・ディジタル変換部（ＡＤＣ）
８００…近接無線通信装置（第３の実施例の変形例）
８０１…円形アレイ・アンテナ（送信用）、８０２…送信アンプ  
８０３…送信用移相器、８０４…分配部
８０５…アップ・コンバーター、８０６…電力増幅部
８０７…ディジタル・アナログ変換部（ＤＡＣ）、８０８…発振部
８１１…円形アレイ・アンテナ（受信用）、８１２…受信アンプ
８１３…受信用移相器、８１４…合成部、８１５…ダウン・コンバーター
８１６…低雑音増幅部、８１７…アナログ・ディジタル変換部（ＡＤＣ）
１０００…近接無線通信システム（第４の実施例）
１００１…第１の無線機、１００２…第２の無線機
１４００…近接無線通信システム（第５の実施例）
１４０１…第１の無線機、１４０２…第２の無線機
１６００…近接無線通信システム（第６の実施例）
１６０１…イニシエーター、１６０２…レスポンダー
【図４】
2015207799.tif 000021
【図５】
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【図６】
2015207799.tif 000023
【図７】
2015207799.tif 000024
【図８】
2015207799.tif 000025
【図１０】
2015207799.tif 000026
【図１１】
2015207799.tif 000027
【図１４】
2015207799.tif 000028
【図１６】
2015207799.tif 000029
【図１Ａ】
2015207799.tif 000030
【図１Ｂ】
2015207799.tif 000031
【図１Ｃ】
2015207799.tif 000032
【図１Ｄ】
2015207799.tif 000033
【図１Ｅ】
2015207799.tif 000034
【図１Ｆ】
2015207799.tif 000035
【図１Ｇ】
2015207799.tif 000036
【図２】
2015207799.tif 000037
【図３Ａ】
2015207799.tif 000038
【図３Ｂ】
2015207799.tif 000039
【図３Ｃ】
2015207799.tif 000040
【図３Ｄ】
2015207799.tif 000041
【図３Ｅ】
2015207799.tif 000042
【図３Ｆ】
2015207799.tif 000043
【図３Ｇ】
2015207799.tif 000044
【図９】
2015207799.tif 000045
【図１２】
2015207799.tif 000046
【図１３】
2015207799.tif 000047
【図１５】
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