(57)【要約】  通信装置は、アンテナと、アンテナに電力を供給して、アンテナに所定の周波数帯を有する電磁波を放射させる無線モジュールと、少なくとも一部に導体面を有する構造部と、複数の単位導体を含み、共振周波数を含む共振周波数帯を有する少なくとも１つの共振器とを備え、少なくとも１つの共振器は、導体面とアンテナとの間に位置し、所定の周波数帯は、共振周波数帯に含まれる。
2018079543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、
前記アンテナに電力を供給して、前記アンテナに所定の周波数帯を有する電磁波を放射させる無線モジュールと、
少なくとも一部に導体面を有する少なくとも１つの構造部と、
複数の単位導体を含み、共振周波数を含む共振周波数帯を有する少なくとも１つの共振器と
を備え、
少なくとも１つの前記共振器は、前記導体面と前記アンテナとの間に位置し、
前記所定の周波数帯は、前記共振周波数帯に含まれる
通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置であって、
前記共振周波数は、前記所定の周波数帯に含まれる、通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の通信装置であって、
前記アンテナと、前記導体面との間に、複数の前記共振器が位置する、通信装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願へのクロスリファレンス】
【０００１】
本出願は、日本国特許出願２０１６−２０８１７７号（２０１６年１０月２４日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、通信装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、通信装置において、アンテナは電池と重ならないように配置されることがある（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−７８１５号公報
【発明の概要】
【０００５】
本開示の一実施形態に係る通信装置は、アンテナと、前記アンテナに電力を供給して、前記アンテナに所定の周波数帯を有する電磁波を放射させる無線モジュールとを備える。前記通信装置は、少なくとも一部に導体面を有する少なくとも１つの構造部と、少なくとも１つの共振器とを備える。前記共振器は、複数の単位導体を含む。前記共振器は、共振周波数を含む共振周波数帯を有する。少なくとも１つの前記共振器は、前記導体面と前記アンテナとの間に位置する。前記所定の周波数帯は、前記共振周波数帯に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態に係る通信装置の外観の一例を示す斜視図である。
【図２Ａ】図１の通信装置の平面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＡ−Ａ断面図である。
【図３】一実施形態に係る通信装置の概略構成例を示すブロック図である。
【図４】送信波が共振器で反射される例を示す図である。
【図５】送信波と反射波との位相差の周波数特性を示すグラフである。
【図６】送信波に対する反射波の強度比の周波数特性を示すグラフである。
【図７Ａ】共振器に含まれる、パッチ型のパターンを有する単位導体の一例を示す図である。
【図７Ｂ】共振器に含まれる、ループ型のパターンを有する単位導体の一例を示す図である。
【図７Ｃ】共振器に含まれる、クロス型のパターンを有する単位導体の一例を示す図である。
【図８】比較例に係る通信装置における送信波の反射を示す図である。
【図９Ａ】一実施形態に係る通信装置の平面図の一例である。
【図９Ｂ】図９ＡのＢ−Ｂ断面図である。
【図１０Ａ】一実施形態に係る通信装置の平面図の一例である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＣ−Ｃ断面図である。
【図１１Ａ】一実施形態に係る通信装置の平面図の一例である。
【図１１Ｂ】図１１ＡのＤ−Ｄ断面図である。
【図１２Ａ】一実施形態に係る通信装置の平面図の一例である。
【図１２Ｂ】図１２ＡのＥ−Ｅ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
通信装置１（図１参照）は、ボタン型電池等の扁平形状の電池４０（図１参照）を内蔵する場合、アンテナ１０（図１参照）が電池４０と重ならないように配置されることによって、電池４０よりも大きくなりうる。この場合、通信装置１は、小型化されにくい。
【０００８】
図１、並びに、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、一実施形態に係る通信装置１は、アンテナ１０と、無線モジュール２０と、電池４０とを備える。
【０００９】
通信装置１は、筐体、ヒートシンク、シールドなどの種々の構造部を備えてよい。電池４０は、構造部に含まれてよい。電池４０は、例えばボタン型電池又はコイン型電池等であってよい。電池４０は、充電池であってよい。図２Ｂに例示される電池４０は、第１の面４１と、第２の面４２と、側面４３とを有する。第１の面４１及び第２の面４２はそれぞれ、Ｚ軸の正の方向の側及び負の方向の側に位置する。つまり、第１の面４１と第２の面４２とは、電池４０について互いに反対側に位置する。側面４３は、リング状であり、第１の面４１と第２の面４２との間に位置する。第１の面４１と第２の面４２との間の距離は、電池４０の高さともいう。電池４０をＺ軸の正の方向又は負の方向から平面視したときの第１の面４１又は第２の面４２の平面視における面積は、電池４０の面サイズともいう。電池４０の面サイズは、第１の面４１又は第２の面４２の中で最長の寸法であってよい。本実施形態において、電池４０の面サイズは、電池４０の高さと比較して大きいものとする。
【００１０】
通信装置１は、基板３０をさらに備えてよい。基板３０の形状は、電池４０の第１の面４１の形状と同じ又は類似の形状であってよい。アンテナ１０及び無線モジュール２０は、基板３０に実装されてよい。
【００１１】
基板３０は、電池４０の高さ方向から平面視したときに、電池４０の第１の面４１に重なるように位置してよい。基板３０は、電池４０の高さ方向において、電池４０と並んで位置してよい。電池４０は、通信装置１をＺ軸方向から平面視したときに、通信装置１において、通信装置１の他の構成部と比べて大きい面積を占めうる。通信装置１をＺ軸方向から平面視したときの通信装置１のサイズは、通信装置１の面サイズともいう。電池４０の面サイズは、通信装置１の面サイズのうちの大部分を占めるともいえる。電池４０の面サイズを規定する第１の面４１又は第２の面４２にＺ軸方向から見て重なるように基板３０が位置することで、通信装置１の面サイズが小さくなりうる。
【００１２】
アンテナ１０は、入力される電流又は電圧を含む電力に基づく電磁波を放射する。アンテナ１０は、無線モジュール２０に含まれてよい。アンテナ１０は、無線モジュール２０と別体であってよい。アンテナ１０は、基板３０に実装されてよい。アンテナ１０は、電池４０の第１の面４１の上に実装されてよい。アンテナ１０は、基板３０上に位置する導体であってよい。アンテナ１０は、基板３０中に位置する導体であってよい。アンテナ１０は、基板３０上に位置するチップアンテナであってよい。アンテナ１０は、基板３０上に位置するメタルシートアンテナであってよい。
【００１３】
無線モジュール２０は、アンテナ１０に電流又は電圧を含む電力を供給し、アンテナ１０に電磁波を放射させる。無線モジュール２０は、基板３０に実装されてよい。無線モジュール２０は、電池４０の第１の面４１の上に実装されてよい。
【００１４】
電池４０の表面の少なくとも一部は、電気伝導率が高い導体の性質を有してよい。導体は、温度の上昇に伴って電気伝導率が低下する物質を含んでよい。導体は、金属を含んでよい。導体は、金、銀、銅、白金、ニッケル、カドミウム鉛、セレン、マンガン、錫、バナジウム、又はリチウム等を含んでよい。導体の性質を有する面は、導体面ともいう。本実施形態において、電池４０の第１の面４１が導体面であると仮定する。以下、第１の面４１は、導体面４１ともいう。導体面４１は、接地されると仮定する。電池４０を含む構造部は、少なくとも一部に導体面を有するともいえる。
【００１５】
アンテナ１０は、Ｚ軸方向から平面視したときに、導体面４１に重なるように位置してよい。通信装置１は、アンテナ１０と導体面４１との間に、共振器５０をさらに備える。共振器５０は、電磁波の入射に応じて共振し、電磁波を反射する単位導体５５（図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃ参照）と、単位導体５５よりも電池４０に近い側にある導体層５６（図４参照）とを有する。導体層５６は共振器５０の全体又は一部を導体で埋めてよい。共振器５０は、アンテナ１０から放射された電磁波を反射しうる。アンテナ１０から放射された電磁波は、送信波１２（図４参照）ともいう。共振器５０が送信波１２を反射する場合、送信波１２は、導体面４１に到達しにくくなる。導体層５６が共振器５０の全体を導体で埋める場合、送信波１２は、共振器５０で完全に反射され、導体面４１に到達しない。
【００１６】
アンテナ１０は、基板３０上又は基板３０中に位置してよい。共振器５０は、アンテナ１０となる導体より電池４０の近くに位置してよい。電池４０の高さ方向からの平面視において、共振器５０は、アンテナ１０となる導体より広い範囲に位置してよい。電池４０の高さ方向からの平面視において、共振器５０の少なくとも一部は、アンテナ１０の周囲に位置してよい。
【００１７】
共振器５０は、無線モジュール２０に設けられてよい。共振器５０は、基板３０に設けられてよい。共振器５０は、電池４０の第１の面４１の上に設けられてよい。共振器５０が１つ設けられる場合、１つの共振器５０は、アンテナ１０、無線モジュール２０、基板３０、及び電池４０のいずれか１つに位置してよい。複数の共振器５０が設けられる場合、複数の共振器５０は、アンテナ１０、無線モジュール２０、基板３０、及び電池４０のいずれか１つに位置してよいし、複数に位置してよい。複数の共振器５０は、Ｚ軸方向からの平面視において、互いに重なるように位置してよい。複数の共振器５０は、Ｚ軸方向からの平面視において、互いの少なくとも一部が重なるように位置してよい。複数の共振器５０は、Ｚ軸方向からの平面視において、互いに重ならないように位置してよい。複数の共振器５０の少なくとも一部は、Ｚ軸方向からの平面視において、アンテナ１０と重なるように位置してよい。複数の共振器５０はそれぞれ、Ｚ軸方向からの平面視において、異なる大きさを有してよい。
【００１８】
図３に示されるように、通信装置１は、制御装置３２と、記憶装置３４と、センサ３６とをさらに備えてよい。制御装置３２、記憶装置３４及びセンサ３６は、基板３０に実装されてよい。制御装置３２は、無線モジュール２０と、記憶装置３４と、センサ３６とに通信可能に接続されてよい。アンテナ１０は、無線モジュール２０に電気的に接続されてよい。電池４０は、通信装置１の各構成部に給電しうる。
【００１９】
制御装置３２は、通信装置１から送信する送信信号を生成する。制御装置３２は、例えば、センサ３６から測定データを取得してよい。制御装置３２は、測定データに基づく送信信号を生成してよい。
【００２０】
制御装置３２は、例えばプロセッサとして構成されてよい。制御装置３２は、１以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、及び特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣを含んでよい。特定用途向けＩＣは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。プログラマブルロジックデバイスは、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）ともいう。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでよい。制御装置３２は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、及びＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってよい。制御装置３２は、記憶装置３４に、各種情報、又は通信装置１の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
【００２１】
記憶装置３４は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶装置３４は、制御装置３２のワークメモリとして機能してよい。記憶装置３４は、制御装置３２に含まれてよい。
【００２２】
センサ３６は、例えば、速度センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、回転角センサ、照度センサ、地磁気センサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、照度センサ、又はＧＰＳ（Global Positioning System）信号の受信装置等を含んでよい。
【００２３】
無線モジュール２０は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信を実行可能なデバイスを含んでよい。無線モジュール２０は、プロセッサを含んでよい。無線モジュール２０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processing）回路を含んでよい。無線モジュール２０は、制御装置３２の機能を実行可能に構成されてよい。無線モジュール２０は、制御装置３２を含んでよい。無線モジュール２０は、記憶装置３４を含んでよい。
【００２４】
無線モジュール２０は、制御装置３２から送信信号を取得してよい。無線モジュール２０は、送信信号を生成してよい。無線モジュール２０は、送信信号に基づく電力をアンテナ１０に供給して、アンテナ１０に送信波１２を放射させうる。無線モジュール２０は、アンテナ１０に対して、電圧又は電流を介して電力を供給しうる。送信波１２は、所定の周波数を有する搬送波を信号に応じて変調することによって生成されうる。送信波１２は、所定の周波数帯域を有してよい。所定の周波数帯域は、搬送波の周波数を含んでよい。搬送波の周波数が約２．５ＧＨｚである場合に、所定の周波数帯域の幅は、１ＭＨｚ又は２０ＭＨｚ等であってよい。所定の周波数帯域の幅は、搬送波の周波数と比較して、十分に小さい値であってよい。
【００２５】
図４に示されるように、アンテナ１０は、送信波１２の少なくとも一部をＺ軸の正の方向及び負の方向に放射しうる。図４において、Ｚ軸の正の方向は、右から左に向かう方向である。送信波１２の少なくとも一部は、送信波１２ａとしてＺ軸の負の方向に進みうる。Ｚ軸の負の方向に進む送信波１２の少なくとも一部は、電池４０の導体面４１に向けて進みうる。送信波１２ａは、共振器５０に入射しうる。送信波１２ａの少なくとも一部は、共振器５０を通過して、送信波１２ｂとして電池４０の導体面４１に入射しうる。送信波１２の少なくとも一部は、送信波１２ｃとしてＺ軸の正の方向に進みうる。
【００２６】
共振器５０に入射した送信波１２ａは、共振器５０によって反射波５２として反射されうる。送信波１２ａは、共振器５０に共振を生じさせうる。共振によって、共振器５０からは、反射波５２が放射されうる。言い換えれば、共振器５０は、送信波１２ａを反射波５２として反射しうる。図５に示されるように、送信波１２ａと反射波５２との位相差は、周波数特性を有しうる。図５の横軸は、送信波１２ａ及び反射波５２の周波数を表す。図５の縦軸は、送信波１２ａと反射波５２との間の位相差を表す。本開示では、共振器５０のアンテナ１０の側の面を観測点としたときの位相差を単に「位相差」という。
【００２７】
共振器５０は、共振周波数を有する。共振周波数は、送信波１２ａと反射波５２との間の位相差が０度となる周波数である。図５において、共振周波数はｆｒで表される。
【００２８】
共振器５０は、所定の周波数の範囲として定められる共振周波数帯を有する。共振周波数帯は、第１の周波数及び第２の周波数の間の周波数帯である。第１の周波数は、送信波１２ａと反射波５２との間の位相差が＋９０度である周波数である。第２の周波数は、送信波１２ａと反射波５２との間の位相差が−９０度である周波数である。共振周波数帯は、共振周波数域ともいう。所定の周波数の範囲は、共振周波数を含む。図５において、第１及び第２の周波数はそれぞれ、ｆ１及びｆ２で表される。
【００２９】
送信波１２ａと反射波５２との間の位相差は、共振周波数において０度となりうる。送信波１２ａと反射波５２との間の位相差は、共振周波数に近づくほど０度に近づきうる。送信波１２ａと反射波５２との間の位相差は、共振周波数の近傍において０度又は０度に近くなりうる。共振周波数帯に含まれる周波数帯の送信波１２ａと反射波５２との間の位相差は、各周波数において−９０度〜＋９０度の範囲内となりうる。
【００３０】
第１及び第２の周波数に基づいて決定される共振周波数帯の幅は、例えば、共振周波数が約２．５ＧＨｚである場合に、１００ＭＨｚ以上であってよい。
【００３１】
図６に示されるように、送信波１２ａに対する反射波５２の強度比は、周波数特性を有しうる。図６の横軸は、送信波１２ａ及び反射波５２の周波数を表す。図６の縦軸は、送信波１２ａに対する反射波５２の強度比を表す。強度比は、単位をデシベル（ｄＢ）として表される。強度比が０ｄＢである場合、反射波５２の強度は、送信波１２ａの強度と同じである。強度比が０ｄＢより小さい場合、反射波５２の強度は、送信波１２ａの強度より低い。図６において、共振周波数はｆｒで表される。第１及び第２の周波数はそれぞれ、ｆ１及びｆ２で表される。
【００３２】
共振周波数における送信波１２ａに対する反射波５２の強度比は、他の周波数における送信波１２ａに対する反射波５２の強度比より小さい。共振周波数帯における送信波１２ａに対する反射波５２の強度比は、共振周波数帯の範囲外の周波数における送信波１２ａに対する反射波５２の強度比より小さい。強度比の低下は、共振時に共振器５０に含まれる導体に流れる電流による損失等に起因する。
【００３３】
共振器５０は、複数の単位導体５５を含んでよい。単位導体５５の少なくとも一部は、共振器５０の共振周波数で共振しうる。単位導体５５の少なくとも一部は、共振器５０の共振周波数の近傍で共振しうる。単位導体５５の少なくとも一部は、共振器５０の共振周波数（ｆｒ）の近傍で共振しうる。図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、共振器５０に含まれる単位導体５５の形状の一例を示す図である。図７Ａは、パッチ型のパターンを表す。図７Ｂは、ループ型のパターンを表す。図７Ｃは、クロス型のパターンを表す。１つの共振器５０は、複数の形状の単位導体５５を含みうる。複数の共振器５０は、互いに異なる形状の単位導体５５を含みうる。
【００３４】
単位導体５５の大きさは、形状によって異なりうる。単位導体５５の大きさは、共振器５０の共振周波数、又は、共振周波数の近傍の周波数で共振できる大きさであってよい。単位導体５５の大きさは、例えば、送信波１２の波長の１／１０から１／２０の範囲が含まれてよい。単位導体５５は、例えば導電性材料であってよい。単位導体５５は、例えば金属の薄膜であってよい。
【００３５】
複数の単位導体５５は、１の層又は複数の層の各々に２次元配列してよい。複数の単位導体５５は、１の層又は複数の層の各々に格子配列されてよい。格子の形状は、方形に限られない。複数の単位導体５５は、１の層又は複数の層の各々に格子配列されてよい。複数の単位導体５５は、１の層又は複数の層の各々で１列に並んでよい。１つの共振器５０に含まれる複数の単位導体５５は、少なくとも１つの層で１列に並び、少なくとも１つの層で格子配列されてよい。単位導体５５は、一次元に配列されてよい。単位導体５５は、二次元に配列されてよい。単位導体５５は、周期的に配列されてよい。図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示される破線で囲まれた領域は、単位導体５５が周期的に配列される場合のピッチを表してよい。単位導体５５は、三次元に配列されてよい。１つの共振器５０は、複数の単位導体５５が二次元に配列された１つの層の積層体であってよい。
【００３６】
単位導体５５が二次元に周期的に無限個配列された構造は、周波数選択表面として機能しうる。周波数選択表面は、ＦＳＳ（Frequency Selective Surface）ともいう。ＦＳＳは、電気的に接地された部分と組み合わせることによって、人工磁気導体として機能しうる。人工磁気導体は、ＡＭＣ（Artificial Magnetic Conductor）ともいう。ＡＭＣは、入射した電磁波を略同位相で反射しうる。
【００３７】
共振器５０は、ＦＳＳであってよい。共振器５０がＦＳＳである場合、共振器５０は、電池４０の導体面４１との組み合わせによって、ＡＭＣとして機能しうる。共振器５０は、基板３０に含まれる導体との組合せによって、ＡＭＣとして機能しうる。共振器５０は、導体面４１とは異なる接地部との組み合わせによって、ＡＭＣとして機能しうる。共振器５０は、電気的に接地された部分を含んでよい。
【００３８】
共振が強い場合、共振器５０に含まれる導体に流れる電流が大きい。導体に流れる電流が大きい場合、導体での抵抗損失によって、エネルギー損失がより大きくなりうる。言い換えれば、共振が強いことによって、反射波５２の強度が小さくなりうる。
【００３９】
電池４０の導体面４１に入射する送信波１２ｂは、導体面４１で反射されて、反射波４４として放射される。反射波４４は、Ｚ軸の正の方向に進む。
【００４０】
反射波４４と送信波１２ｂとの間の位相差は、約１８０度である。
【００４１】
送信波１２の周波数が共振周波数に近いほど、共振器５０で吸収されて共振する送信波１２ａが多くなりうる。送信波１２の周波数が共振周波数に近いほど、共振器５０を通過する送信波１２ｂが少なくなりうる。言い換えれば、送信波１２が共振器５０の共振周波数帯に含まれる周波数を有する場合、共振器５０は、送信波１２の透過率を低くしうる。共振器５０は、共振周波数帯に含まれる周波数を有する送信波１２が電池４０の導体面４１に向かうことを妨げうる。通信装置１は、１層の共振器５０を備えてよい。通信装置１は、２層以上の共振器５０を備えてよい。共振器５０の層の数が増えることによって、送信波１２の透過率がより低くなりうる。
【００４２】
アンテナ１０と共振器５０との間の距離が送信波１２の波長の１／４の長さに対して無視できる程度に短い場合、共振器５０における反射波５２の位相は、アンテナ１０に到達した反射波５２の位相と同じであるとみなされてよい。この場合、Ｚ軸の正の方向に進む送信波１２ｃと、アンテナ１０に到達してさらに送信波１２ｃと同じ方向に進む反射波５２との間の位相差は、−９０度〜＋９０度の範囲内となりうる。この結果、送信波１２ｃと反射波５２とは、互いに弱めあうことなく、Ｚ軸の正の方向に進みうる。
【００４３】
送信波１２の周波数が２．５ＧＨｚである場合、送信波１２の波長の１／４の長さは約３０ｍｍである。アンテナ１０と共振器５０との間の距離は、例えば１ｍｍ以下であってよい。この場合、アンテナ１０と共振器５０との間の距離は、通信装置１の小型化を制約しにくい。
【００４４】
送信波１２は、所定の周波数帯域を有しうる。共振器５０の共振周波数帯が所定の周波数帯域を含む場合、送信波１２の各周波数成分において、送信波１２ａと反射波５２との間の位相差が−９０度〜＋９０度の範囲内となりうる。この場合、送信波１２は、反射波５２によって弱められることなく、Ｚ軸の正の方向に進みうる。
【００４５】
共振器５０の共振周波数が所定の周波数帯域に含まれる場合、送信波１２のうち少なくとも一部の周波数成分は、共振器５０で共振しうる。共振周波数帯の幅は、送信波１２の所定の周波数帯域の幅よりも広くなりやすい。共振周波数帯の幅が送信波１２の所定の周波数帯域の幅よりも広い場合、送信波１２の各周波数成分において、送信波１２ａと反射波５２との間の位相差は、−９０度〜＋９０度の範囲内となりうる。この場合、送信波１２は、反射波５２によって弱められることなく、Ｚ軸の正の方向に進みうる。
【００４６】
図８に示されるように、比較例に係る通信装置２は、共振器５０を備えない。共振器５０に入射する送信波１２ａは存在しない。Ｚ軸の負の方向に進む送信波１２ｂは、電池４０の導体面４１に入射する。送信波１２ａは、導体面４１で反射され、反射波４４として、Ｚ軸の正の方向に進む。反射波４４と送信波１２ａとの間の位相差は、約１８０度である。図８において、Ｚ軸の正の方向は、右から左に向かう方向である。
【００４７】
アンテナ１０と導体面４１との間の距離が送信波１２の波長の１／４の長さに対して無視できる程度に短い場合、導体面４１で反射された反射波４４の位相は、アンテナ１０に到達した反射波４４の位相と同じであるとみなされてよい。この場合、Ｚ軸の正の方向に進む送信波１２ｃと、アンテナ１０に到達してさらに送信波１２ｃと同じ方向に進む反射波４４との間の位相差は、ほぼ１８０度となりうる。この結果、送信波１２ｃと反射波４４とは、互いに弱めあう。送信波１２ｃと反射波４４とが互いに弱めあうことによって、アンテナ１０から放射される送信波１２の強度は、弱くなりうる。
【００４８】
アンテナ１０と導体面４１との間の距離が送信波１２の波長の１／４の長さである場合、電磁波がアンテナ１０から導体面４１までを往復する距離は、波長の１／２の長さである。この場合、電磁波がアンテナ１０から導体面４１までを往復する間に位相が１８０度ずれる。導体面４１で反射される際に位相が１８０度ずれることを考慮すると、送信波１２ｃと反射波４４とは互いに強めあう。言い換えれば、通信装置１が共振器５０を備えない場合でも、アンテナ１０と導体面４１との間の距離が送信波１２の波長の１／４の長さとされることによって、アンテナ１０からの送信波１２の強度が強くされうる。例えば、送信波１２の周波数が２．５ＧＨｚである場合、送信波１２の波長の１／４の長さは約３０ｍｍとなる。電池４０の高さは、電池４０がボタン型電池である場合、５ｍｍ未満であることが多い。
【００４９】
送信波１２ｃと反射波４４とが互いに強めあうようにアンテナ１０と導体面４１との間の距離が設計された場合、通信装置２のＺ軸方向のサイズは、電池４０の高さと比べて大きくなりうる。共振器５０を備えない場合、通信装置２に対する人体等の接近又は接触によって、導体面４１の接地状態が容易に変化しうる。導体面４１の接地状態の変化に応じて、反射波４４の位相が容易に変化しうる。結果として、送信波１２の強度は、安定しにくくなる。
【００５０】
共振器５０を備えない比較例に係る通信装置２においては、アンテナ１０からの送信波１２を強めることと、通信装置２を小型化することとが、両立されにくい。比較例に係る通信装置２において、送信波１２の強度は、安定しにくくなる。
【００５１】
比較例に係る通信装置２において、アンテナ１０と導体面４１との間に絶縁体層を配置することによって、送信波１２に対する導体面４１の影響が低減されうる。絶縁体層は、共振器５０より厚くなりやすい。つまり、比較例に係る通信装置２に絶縁体層を配置した場合でも、通信装置２は小型化されにくい。
【００５２】
図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、一実施形態に係る通信装置１は、アンテナ１０と電池４０の導体面４１とが重ならないように構成されてよい。このようにすることで、通信装置１が共振器５０を備えるか否かにかかわらず、アンテナ１０から放射される送信波１２が反射されて生じる反射波４４が低減されうる。送信波１２が反射波４４によって弱められにくいことによって、送信波１２の強度が低下しにくくなる。
【００５３】
通信装置１に含まれる導体面４１とアンテナ１０とがずれて位置する場合であっても、アンテナ１０は、通信装置１の外に位置する導体と重なって位置する場合がある。共振器５０を備えることで、通信装置１は、周囲に位置する導体による強度の変動を安定化させうる。
【００５４】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、一実施形態に係る通信装置１においては、アンテナ１０と無線モジュール２０とが別体として実装されてよい。アンテナ１０と無線モジュール２０とは、基板３０の上に実装されてよい。共振器５０は、アンテナ１０の電池４０に対向する側の面に設けられてよい。共振器５０は、アンテナ１０の面積と同程度の面積を有してよいし、より広い面積を有してよい。共振器５０は、基板３０に設けられてよい。共振器５０は、電池４０の第１の面４１の上に設けられてよい。
【００５５】
アンテナ１０と無線モジュール２０とが別体として設けられることによって、アンテナ１０の配置の自由度が増しうる。
【００５６】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示されるように、一実施形態に係る通信装置１においては、アンテナ１０が基板３０に含まれてよい。共振器５０は、基板３０の電池４０の側の面に設けられてよい。共振器５０は、アンテナ１０の面積と同程度の面積を有してよいし、より広い面積を有してよい。共振器５０は、電池４０の第１の面４１の上に設けられてよい。
【００５７】
アンテナ１０が基板３０に含まれることによって、アンテナ１０の面積は、大きくされうる。
【００５８】
図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるように、一実施形態に係る通信装置１においては、アンテナ１０と無線モジュール２０とが積層されてよい。共振器５０は、アンテナ１０の電池４０の側の面に設けられてよい。共振器５０は、アンテナ１０の面積と同程度の面積を有してよいし、より広い面積を有してよい。共振器５０は、無線モジュール２０又は基板３０に設けられてよい。共振器５０は、電池４０の第１の面４１の上に設けられてよい。
【００５９】
アンテナ１０が無線モジュール２０に積層されることによって、アンテナ１０の面積は、大きくされうる。
【００６０】
本開示に係る構成は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形又は変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【００６１】
本開示に係る構成を説明する図は、模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものと必ずしも一致しない。
【００６２】
本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１の周波数は、第２の周波数と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。
【００６３】
本開示において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１、２  通信装置
１０  アンテナ
１２  送信波
２０  無線モジュール
３０  基板
３２  制御装置
３４  記憶装置
４０  電池
４１  第１の面（導体面）
４２  第２の面
４３  側面
４４  反射波
５０  共振器
５２  反射波
５５  単位導体
５６  導体層
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
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