JP6921441B2 - アンテナ複合体、アンテナ構造体及び通信システム - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ複合体、アンテナ構造体及び通信システムに関する。

特許文献１には、自己の識別情報を含む電波を予め設定した送信周期と送信出力で近距離無線送信し、電池で駆動する電波送信機と、電波送信機を収容し、電波送信機から送信される電波の特定方向への放射を規制し予め設定した領域に電波を送信する遮蔽体と、を備える電波送信装置が記載されている。

特許文献２には、携帯端末機は所持者に帯同して移動され、電波発信機から受信した電波情報と、携帯端末機の方位情報とを、所定の間隔でネットワーク機器を介して管理サーバに送信して、管理サーバ用データベースに保存し、管理サーバの制御部は、複数の電波情報から算出した携帯端末機の平面座標と、方位情報とからなる端末機位置データを生成し、端末機位置データから携帯端末機の移動軌跡の算出と、移動軌跡中の各地点における滞在時間の算出と、当該地点における携帯端末機の向いている指向方向の検出とを行う位置情報取得システムが記載されている。

特開２０１５−１０６８１４号公報 特開２０１５−１５２４８３号公報

ところで、ビーコンを使用した位置検出では、一般的に複数のビーコンを空間に配置し、端末などが受信したビーコンのＩＤと受信電波強度とから位置を検出する。しかし、ビーコンは、一方的に自身のＩＤを電波により送信するだけであるため、実際に位置を検出するためには、受信した端末からビーコンのＩＤと受信電波強度とを別回線にてホストコンピュータなどに問い合わせ、位置の情報などを得る必要があり、システムが複雑となっていた。
本発明の目的は、一方的に電波を送信するビーコンの機能を備えるとともにデータの送受信を可能としたアンテナ構造体を複数備えるアンテナ複合体などを提供する。

請求項１に記載の発明は、それぞれが個別に電波を送受信する複数のアンテナ構造体と、複数の前記アンテナ構造体と接続されるとともに、データを送受信するデータ線を有する配線板と、を備え、複数の前記アンテナ構造体は、それぞれに対して定められた通信可能なセルに対して電波を送受信する指向性を有するアンテナ部と、それぞれに対して設けられた、前記データ線から受信したデータを当該アンテナ部が送信する電波による信号に変換し、又は、当該アンテナ部が受信した電波による信号を当該データ線へ送信するデータに変換する通信制御部とを備えるアンテナ複合体である。
請求項２に記載の発明は、複数の前記アンテナ構造体は、列状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ複合体である。
請求項３に記載の発明は、複数の前記アンテナ構造体の配列の外側の少なくとも一方に設けられ、隣接して設けられた他のアンテナ複合体に含まれるアンテナ構造体と電波を介してデータの送受信を行う他のアンテナ構造体を、備えることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ複合体である。
請求項４に記載の発明は、前記他のアンテナ構造体は、前記他のアンテナ複合体に含まれるアンテナ構造体と電波の送受信を行う他のアンテナ部と、前記データ線から受信したデータを前記他のアンテナ部が送信する電波による信号に変換し、又は、当該他のアンテナ部が受信した電波による信号を当該データ線へ送信するデータに変換する他の通信制御部とを備えることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ複合体である。
請求項５に記載の発明は、前記アンテナ部、前記他のアンテナ部及び前記配線板は、可撓性を有することを特徴とする請求項４に記載のアンテナ複合体である。
請求項６に記載の発明は、前記アンテナ部は、送受信する電波のピーク周波数がそれぞれ異なる複数のアンテナを備えることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ複合体である。
請求項７に記載の発明は、複数の前記アンテナは、接地電極と放射電極とが対向するように構成されたパッチアンテナであって、ピーク周波数に対応して当該放射電極の面積が異なることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ複合体である。
請求項８に記載の発明は、前記他のアンテナ部は、位相の異なる電波を送受信する電波の位相がそれぞれ異なる複数の他のアンテナを備えることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ複合体である。
請求項９に記載の発明は、複数の前記アンテナ構造体及び前記配線板は、表面及び裏面のいずれか一方に粘着剤が付与され、表面及び裏面のいずれか他方に絵柄が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ複合体である。
請求項１０に記載の発明は、送受信する電波のピーク周波数がそれぞれ異なる複数のアンテナを備えたアンテナ部と、受信したデータを前記アンテナ部が送信する電波による信号に変換し、又は、当該アンテナ部が受信した電波による信号をデータに変換して送信する通信制御部とを備えるアンテナ構造体である。
請求項１１に記載の発明は、前記アンテナ部が備える複数の前記アンテナの前記ピーク周波数は、送受信する電波の周波数帯域を複数に分割して設定されていることを特徴とする請求項１０に記載のアンテナ構造体である。
請求項１２に記載の発明は、複数の前記アンテナは、接地電極と放射電極とが対向するように構成されたパッチアンテナであって、ピーク周波数に対応して当該放射電極の面積が異なることを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ構造体である。
請求項１３に記載の発明は、データが送受信されるデータ線を有する配線板と、定められた通信可能なセルに対して電波を送受信する指向性を有するアンテナ部と、前記データ線から受信したデータを当該アンテナ部が送信する電波による信号に変換し、又は、当該アンテナ部が受信した電波による信号を当該データ線へ送信するデータに変換する通信制御部と、をそれぞれ有し、個別に電波を送受信する複数のアンテナ構造体と、を備えるアンテナ複合体を含み、複数の前記アンテナ構造体が、当該アンテナ構造体が有する前記通信制御部を介して複数の当該アンテナ構造体間でデータを伝搬させるとともに、データが外部に設けられるホストコンピュータと送受信されることを特徴とする通信システムである。
請求項１４に記載の発明は、複数の前記アンテナ構造体は、列状に配列され、前記アンテナ構造体間でのデータの伝搬が、配列に沿ってリレー方式で行われることを特徴とする請求項１３に記載の通信システムである。
請求項１５に記載の発明は、複数の前記アンテナ構造体の列状に配列された一方の端部に設けられたアンテナ構造体を介して、複数の当該アンテナ構造体を伝搬したデータが前記ホストコンピュータと送受信されることを特徴とする請求項１４に記載の通信システムである。

請求項１に記載の発明によれば、一方的に電波を送信するビーコンの機能を備えるとともにデータの送受信が可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、列状に配列されていない場合に比べ、構成が簡易になる。
請求項３に記載の発明によれば、他のアンテナ構造体を備えない場合に比べ、拡張性が高くなる。
請求項４に記載の発明によれば、アンテナ部と他のアンテナ部とを備えない場合に比べ、小型化できる。
請求項５に記載の発明によれば、可撓性を有しない場合に比べ、搬送及び設置が容易になる。
請求項６、１０に記載の発明によれば、複数のアンテナを備えない場合に比べ、広周波数帯域化できる。
請求項７、１２に記載の発明によれば、パッチアンテナでない場合に比べ、薄型にしやすい。
請求項８に記載の発明によれば、位相を異ならせない場合に比べ、薄型にしやすい。
請求項９に記載の発明によれば、より容易に設置できると共に、環境に溶け込みやすくなる。
請求項１１に記載の発明によれば、周波数帯域を複数に分割しない場合に比べ、ピーク周波数が設定しやすい。
請求項１３に記載の発明によれば、容易に通信システムが構築できる。
請求項１４に記載の発明によれば、リレー方式でない場合に比べ、通信制御が容易になる。
請求項１５に記載の発明によれば、端部で接続しない場合に比べ、接続が容易になる。

本実施の形態が適用される通信システムの概念を説明する図である。 アンテナ複合体及びアンテナ構造体を説明する図である。（ａ）は、アンテナ複合体、（ｂ）は、アンテナ構造体の平面図、（ｃ）は、（ｂ）のＩＩＣ−ＩＩＣ線でのアンテナ構造体の断面図である。 アンテナ部に高い周波数帯の信号を入力して励振した状態を説明する図である。（ａ）は、放射電極への給電の様子を示す図、（ｂ）は、遠方界における電波の指向性を示す図である。 アンテナ構造体を説明する図である。（ａ）は、アンテナ構造体の平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線でのアンテナ構造体の断面図、（ｃ）は、アンテナ構造体におけるアンテナ部の電波の指向性を説明する図である。 アンテナ構造体の変形例を示す平面図である。

ビーコンは、位置を検出することが基本的な機能である。位置を検出する方法としては、複数のビーコンを空間に配置し、端末などが受信したビーコンのＩＤ（以下では、ビーコンＩＤと表記する。）と受信電波強度とから位置を検出する。しかし、ビーコンは、自身のビーコンＩＤを送信するだけであるため、実際に位置を検出するためには、受信した端末からビーコンＩＤと受信電波強度を別回線にてホストコンピュータなどに問い合わせ、ホストコンピュータにおいて位置の計算をして、端末に返送する必要があり、システムが複雑となっていた。

また、このようにビーコンＩＤを送信するビーコンのアンテナは、指向性を有しない。つまり、電波をアンテナの周囲の３６０°方向に無指向に送信する。電波は、距離の２乗で減衰する。よって、２つのビーコンの一方に近ければ、電波の強度が大きく、距離による差分が取れる。しかし、ビーコンが無指向性の電波を送信する場合、電波の届く範囲は同心円状になるため、隣接する２つのビーコン間における隙間を少なくするためには、電波の重なる領域を大きくせざるを得ないとともに、このような領域では電波の減衰量が大きく、差分が取れにくい。つまり、数メートル離れるだけでも、受信強度が許容範囲以下になって、位置が算定しにくくなってしまうという問題があった。

そこで、電波を一方的に送信する機能（ビーコンの機能）に加え、電波の受信ができる機能（レシーバの機能）を有するアンテナ構造体を構成し、アンテナ構造体からビーコンとしての電波を受信した端末などから、アンテナ構造体を介して、ビーコンＩＤと受信電波強度などの情報をホストコンピュータに送信することを考えた。このようにすれば、ホストコンピュータに問い合わせるための通信回線を別に用意することを要しない。

また、アンテナ構造体が備えるアンテナが送信する電波に指向性を持たせて、距離が離れることによる電波の急激な減衰が抑制されるようにしている。よって、位置の違いによる電波強度の変化が大きくなるので、位置検出がしやすくなる。また、アンテナ構造体は、端末などから電波を受信しやすくなる。さらに、アンテナが送信する電波に指向性を持たせることで、隣接するアンテナ構造体間で指向性の向きが並列するようにすれば、電波の重なる領域が狭くできる。よって、隣接するアンテナ構造体間において、位置が算定しにくくなることが抑制される。

そして、アンテナ構造体を複数搭載して一体化したアンテナ複合体とすることで、容易に設置可能としている。

このようにすることで、アンテナ構造体及びアンテナ複合体は、端末などの位置を検出する用途以外に、簡易な通信システムとして使用することを可能としている。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態（本実施の形態）について詳細に説明する。
なお、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬＥ（Low Energy）の機能を実現する半導体部品（チップ）を、通信制御部の一例として説明する。なお、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＳＩＧによって策定された省電力を強調した規格である。

（通信システム１）
図１は、本実施の形態が適用される通信システム１の概念を説明する図である。
図１は、予め設定されたエリア（区画）内（室内）に通信システム１が構成された図である。通信システム１は、複数（ここでは、３つ）のアンテナ複合体１０、ホストコンピュータ２０、ＡＣ給電部３０及び電池給電部４０を備える。３つのアンテナ複合体１０をそれぞれ区別する場合には、アンテナ複合体１０−１、１０−２、１０−３と表記する。

ここでは、２つのアンテナ複合体１０−１、１０−２は、エリアを区画する２方向のそれぞれ壁面に貼るようにして設けられている。また、アンテナ複合体１０−３は、エリアの床面に貼るようにして設けられている。
ＡＣ給電部３０は、交流電源（ＡＣ電源）のコンセントであって、接続されることにより交流電源からアンテナ複合体１０に電力が供給される。電池給電部４０は、電池を内蔵し、接続されることにより電池からアンテナ複合体１０に電力が供給される。

そして、エリア内には、アンテナ複合体１０と電波の送受信が可能な通信端末５０を所持する移動者Ａ、電波の発信のみが可能な発信専用端末６０を所持する移動者Ｂがいる。さらに、エリア内には、アンテナ複合体１０と電波の送受信が可能な無人搬送車（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）７０及びアンテナ複合体１０と電波の送受信が可能なドローン（無人航空機）８０がある。ここでは、移動者Ａの所持する通信端末５０、移動者Ｂが所持する発信専用端末６０、無人搬送車７０及びドローン８０を、エリア内において移動可能であることから移動体と表記することがある。なお、エリア内に移動可能な他の移動体があってもよい。なお、移動体は、エリア内からエリア外に移動するもの、エリア外からエリア内に移動するものを含む。

アンテナ複合体１０は、複数のアンテナ構造体１００、２００を備える。アンテナ構造体１００は、列状に配列されている。そして、アンテナ構造体２００は、アンテナ構造体１００の配列の両端部に配置されている。これらのアンテナ構造体１００、２００は、エリア内に電波を送信するとともに、エリア内から電波を受信する。なお、後述するように、アンテナ構造体１００、２００は、エリア内と電波を送受信可能な指向性を有している。

ここで、アンテナ構造体１００のそれぞれを区別する場合、アンテナ複合体１０−１がアンテナ構造体１００−１１〜１００−１５を備え、アンテナ複合体１０−２がアンテナ構造体１００−２１、１００−２２を備え、アンテナ複合体１０−３がアンテナ構造体１００−３１、１００−３２を備えるとする。また、アンテナ構造体２００のそれぞれを区別する場合、アンテナ複合体１０−１がアンテナ構造体２００−１１、２００−１２を備え、アンテナ複合体１０−２がアンテナ構造体２００−２１、２００−２２を備え、アンテナ複合体１０−３がアンテナ構造体２００−３１、２００−３２を備えるとする。

これらのアンテナ構造体１００、２００は、配線（後述する図２（ａ）の配線板３００）で接続されている。配線板３００をそれぞれ区別する場合、アンテナ複合体１０−１が配線板３００−１を備え、アンテナ複合体１０−２が配線板３００−２を備え、アンテナ複合体１０−３が配線板３００−３を備えるとする。配線板３００は、電力を供給する電力供給線とデータを送受信するデータ線を備える。つまり、アンテナ複合体１０に含まれる複数のアンテナ構造体１００、２００は、電力供給線により電力が供給され、データ線によりデータが送受信される。ここでは、データは、一例としてリレー方式で伝搬（送受信）されるとする。つまり、データ線は、隣接するアンテナ構造体１００、２００間を接続するように設けられている。リレー方式での通信は、マルチホップと呼ばれるので、以下ではマルチホップと表記する。図１において、データ線を用いたマルチホップによる通信を両端に矢印を設けた直線で表記する。なお、バスを設け、バスに複数のアンテナ構造体１００、２００を接続するようにしてもよい（バス方式）。
なお、リレー方式で通信を行うことで、通信制御部１２０における通信制御が容易になる。

そして、アンテナ複合体１０の内、アンテナ複合体１０−１、１０−２は、ＡＣ給電部３０に接続されている。つまり、アンテナ複合体１０−１、１０−２に含まれるアンテナ構造体１００は、交流電源から電力が供給される。なお、ＡＣ給電部３０に接続されるアンテナ複合体１０は、交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）に変換するＡＣ−ＤＣ変換器（コンバータ）を備える。

一方、アンテナ複合体１０−３は、電池給電部４０に接続されている。つまり、アンテナ複合体１０−３に含まれるアンテナ構造体１００は、電池から電力が供給される。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥを用いれば、省電力であるので、電池からの電力供給で長期間の駆動が可能である。
また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥでは、電波の出力に応じて通信可能距離が１ｍから数１０ｍに設定可能である。よって、通信可能距離によりアンテナ構造体１００、２００のそれぞれの通信可能距離内の領域であるセルの大きさ（広さ）が設定できる。つまり、用途によって、セルの大きさ、つまりアンテナ構造体１００、２００を配列する間隔などを設定できる。

アンテナ複合体１０−２は、アンテナ複合体１０−１に近い端部に位置するアンテナ構造体２００−３１が、アンテナ複合体１０−１のアンテナ複合体１０−２に近い端部に位置するアンテナ構造体２００−１２と無線で相互に接続されるようになっている。同様に、アンテナ複合体１０−３も、アンテナ複合体１０−１に近い端部に位置するアンテナ構造体２００−２１が、アンテナ複合体１０−１のアンテナ複合体１０−２に近い端部に位置するアンテナ構造体２００−１１と無線で相互に接続されている。これらの無線での相互接続もアンテナ複合体１０内のアンテナ構造体１００間での通信と同様に、マルチホップで行われる。なお、図１において、無線によるマルチホップによる通信を両端に矢印を設けた弧で表記する。

つまり、アンテナ構造体２００は、アンテナ構造体１００と同様に、エリア内と電波の送受信を行うとともに、隣接するアンテナ複合体１０と電波による通信を行えるようになっている。なお、アンテナ複合体１０−２におけるアンテナ構造体２００−２２及びアンテナ複合体１０−３におけるアンテナ構造体２００−３２は、隣接するアンテナ複合体１０が存在しないため、他のアンテナ複合体１０と無線での通信をしない。

そして、アンテナ複合体１０−１の一端部に位置するアンテナ構造体２００−１２の部分（配線板３００の部分）で、ホストコンピュータ２０に接続されている。一端部に位置するアンテナ構造体２００−１２を介して、ホストコンピュータ２０と接続することで、アンテナ複合体１０とホストコンピュータ２０との接続が容易になる。
なお、図１では、アンテナ複合体１０−１の一端部に位置するアンテナ構造体２００−１２の部分と、ホストコンピュータ２０とが有線（信号線）にて接続されているように記載されているが、アンテナ構造体２００−１２が備えるアンテナ部１１０（後述する図２参照）などを介して無線で接続されてもよい。

また、後述するように、アンテナ構造体１００及びアンテナ構造体２００の備える通信制御部１２０（後述する図２参照）は、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備え、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥの機能を実現するためのソフトウェアに加えて、アプリケーション開発者が開発したソフトウェアが実装されている。よって、アンテナ構造体１００及び／又はアンテナ構造体２００が、ホストコンピュータとして機能するようにしてもよい。このような場合であっても、ホストコンピュータとして機能するアンテナ構造体１００及び／又はアンテナ構造体２００をホストコンピュータとする。

以上説明したように、アンテナ複合体１０（アンテナ複合体１０−１、１０−２、１０−３）のアンテナ構造体１００、２００間において、マルチホップで通信（データの伝搬）を行う。そして、すべてのアンテナ構造体１００、２００は、アンテナ複合体１０−１のホストコンピュータ２０に接続されたアンテナ構造体２００−１２を介して、ホストコンピュータ２０と通信を行うようになっている。
アンテナ構造体１００、２００を列状に配列することで、アンテナ複合体１０の構成が簡易になる。

なお、アンテナ複合体１０は、両端部にアンテナ構造体２００を備えるとしたが、一端部のみにアンテナ構造体２００を備えてもよい。また、アンテナ複合体１０は、アンテナ構造体２００を備えなくてもよい。この場合、アンテナ複合体１０の一端部に設けられたアンテナ構造体１００（アンテナ複合体１０−１の場合では、例えばアンテナ構造体１００−１５）を介して、ホストコンピュータ２０に接続すればよい。

アンテナ複合体１０間の通信（データの伝搬）を無線によるマルチホップで行うことで、２つのアンテナ複合体１０の端部間を無線が届く距離に配置すればよく、接続のための有線の配線を設けることを要しない。そして、複数のアンテナ複合体１０を制限なく接続（連結）することが可能になる。つまり、アンテナ複合体１０の両端部を無線によるマルチホップによる通信が可能なアンテナ構造体２００としておけば、複数のアンテナ複合体１０を用いた通信システム１が容易に構築できる。

なお、アンテナ構造体１００、２００には、識別可能なアドレス（ＩＤ）が付される。よって、マルチホップであっても、通信されるデータ（情報）がアンテナ構造体１００、２００毎に識別可能である。

（アンテナ複合体１０及びアンテナ構造体１００）
図２は、アンテナ複合体１０及びアンテナ構造体１００を説明する図である。図２（ａ）は、アンテナ複合体１０、図２（ｂ）は、アンテナ構造体１００の平面図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＩＩＣ−ＩＩＣ線でのアンテナ構造体１００の断面図である。

アンテナ複合体１０は、複数のアンテナ構造体１００、２００及び配線板３００を備える。複数のアンテナ構造体１００は、可撓性（フレキシビリティ性）を有する配線板３００に列状に配列されて接続されている。そして、配線板３００の両端部のそれぞれには、アンテナ構造体２００が接続されている。

配線板３００は、例えばフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible printed circuits）である。配線板３００内には、電力供給線とデータ線とが設けられている。そして、電力供給線を構成する電源線（＋側）と接地（ＧＮＤ）線（−側）が、アンテナ複合体１０に含まれるすべてのアンテナ構造体１００、２００に電力が供給されるように、すべてのアンテナ構造体１００に並列に接続されている。

一方、データ線は、マルチホップで通信するように、隣接するアンテナ構造体１００間、及びアンテナ構造体２００とアンテナ構造体２００に隣接するアンテナ構造体１００との間に設けられている。なお、並行して設けられるデータ線の数は、行うデータ通信の方式などによって設定されている。

つまり、配線板３００は、帯状であって、一端部から他端部まで電力供給線が設けられている。そして、アンテナ構造体１００，２００が接続される部分において、アンテナ構造体１００を電力供給線に接続できるように端子が形成されている。一方、データ線は、隣接するアンテナ構造体１００間、及び両端部に設けられたアンテナ構造体２００とアンテナ構造体２００に隣接するアンテナ構造体１００との間に設けられ、アンテナ構造体１００、２００がデータ線に接続できるように端子が形成されている。なお、配線板３００は、例えば、基材がポリイミドなどの樹脂フィルムで構成され、電力供給線及びデータ線が基材上に設けられた銅層（銅箔）、銀層（銀箔）などの導電性材料で構成されている。そして、電力供給線及びデータ線は、電力供給線及びデータ線に設けられた端子の部分を除いて、電気絶縁性材料の保護層で覆われている。

図２（ｂ）に示すように、アンテナ構造体１００は、アンテナ部１１０と通信制御部１２０とを備えている。

図２（ｃ）に示すように、アンテナ部１１０は、絶縁基板１１１、絶縁基板１１１の一方の面（裏面）に設けられた接地（ＧＮＤ）電極１１２、絶縁基板１１１の他方の面（表面）に設けられた複数（ここでは、４個）の放射電極１１３、放射電極１１３と通信制御部１２０とを接続する信号分配配線１１４を備える。放射電極１１３は、外形が正方形である。なお、４個の放射電極１１３をそれぞれ区別する場合には、放射電極１１３−１、１１３−２、１１３−３、１１３−４と表記する。なお、絶縁基板１１１の表面側をアンテナ部１１０の表面、絶縁基板１１１の裏面側をアンテナ部１１０の裏面と表記する。そして、アンテナ部１１０の表面側をアンテナ構造体１００の表面、アンテナ部１１０の裏面側をアンテナ構造体１００の裏面と表記する。さらに、アンテナ構造体１００の表面側をアンテナ複合体１０の表面、アンテナ構造体１００の裏面側をアンテナ複合体１０の裏面と表記する。

絶縁基板１１１は、例えば、基材がポリイミドなどの樹脂フィルムで構成され、接地電極１１２、放射電極１１３及び信号分配配線１１４が基材上に設けられた銅層（銅箔）、銀層（銀箔）などの電導性材料で構成されている。そして、放射電極１１３及び信号分配配線１１４は、１つの電導性材料の層から構成され、連続している。そして、アンテナ部１１０は、絶縁基板１１１の裏面に設けられた接地電極１１２と絶縁基板１１１の表面に設けられた放射電極１１３とで構成されたパッチアンテナ（アンテナと表記することがある。）である。このような構造とすることで、アンテナ部１１０が薄型になるとともに、可撓性を持たせることができる。なお、アンテナは、パッチアンテナでなくともよく、逆Ｆアンテナやダイポールアンテナなどの他のアンテナであってもよい。

さらに、アンテナ部１１０をパッチアンテナにすることで、電波はアンテナ部１１０の表面側に送受信される。よって、アンテナ部１１０を取り付ける場所（例えば、壁面）の材質やそれからの距離などにより電波の出力などが影響を受けない利点がある。

一方、通信制御部１２０は、アンテナ部１１０と信号の送受信を行うとともに、データの処理及びホストコンピュータ２０との間でデータのやり取りを行う。通信制御部１２０は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥの機能を搭載した１チップの半導体部品として構成されている。つまり、通信制御部１２０は、データを変換してアンテナ部１１０が送信する信号を生成する送信部、アンテナ部１１０が受信した信号をデータに変換する受信部、送信部及び受信部を制御するベースバンド部、データ（プロトコル）を処理するマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えている。そして、動作状態におけるクロックを発生するクロック発生器に加え、消費電力の少ないスタンバイ状態のための低い周波数のクロックを発生するクロック発生器を備えている。そして、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥの機能を実現するためのソフトウェアに加えて、アプリケーション開発者が開発したソフトウェアが実装されている。

そして、通信制御部１２０は、ＣＳＰ（Chip Size Package）などの技術により、アンテナ部１１０の絶縁基板１１１上に搭載されている。通信制御部１２０は、複数の端子を有している。アンテナ部１１０との信号の送受信を行う端子は、絶縁基板１１１の表面に設けられたアンテナ部１１０の信号分配配線１１４に接続されている。通信制御部１２０に電力を供給するための電源電圧（＋側）と接地電圧（ＧＮＤ）とを供給する端子、ホストコンピュータ２０との間でデータのやり取りを行う端子は、絶縁基板１１１を貫いて設けられた配線（不図示）の一方の端子に接続される。この配線の他方の端子は、絶縁基板１１１の裏面において、配線板３００の電力供給線及びデータ線に接続するための端子となっている。そして、絶縁基板１１１の裏面に設けられたこれらの端子が、配線板３００の電力供給線及びデータ線に設けられた端子と接続される。これにより、アンテナ構造体１００が配線板３００に固定される。

＜アンテナ部１１０＞
次に、アンテナ構造体１００におけるアンテナ部１１０を詳細に説明する。
複数の放射電極１１３（放射電極１１３−１〜１１３−４）は、異なるピーク周波数の電波を送受信するように構成されている。すなわち、ピーク周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４とした場合（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４）、放射電極１１３−１がピーク周波数ｆ１、放射電極１１３−２がピーク周波数ｆ２、放射電極１１３−３がピーク周波数ｆ３、放射電極１１３−４がピーク周波数ｆ４の電波に対応するように設定されている。ここで、ピーク周波数ｆ１〜ｆ４をそれぞれ区別しない場合は、ピーク周波数ｆと表記する。

具体的には、放射電極１１３は、平面形状である正方形の一辺長がピーク周波数ｆに対応するように構成されている。つまり、ピーク周波数ｆ２に対応する放射電極１１３−２の一辺長は、ピーク周波数ｆ２より低いピーク周波数ｆ１に対応する放射電極１１３−１の一辺長より小さい。同様に、ピーク周波数ｆ３に対応する放射電極１１３−３の一辺長は、ピーク周波数ｆ３より低いピーク周波数ｆ２に対応する放射電極１１３−２の一辺長より小さい。さらに、ピーク周波数ｆ４に対応する放射電極１１３−４の一辺長は、ピーク周波数ｆ４より低いピーク周波数ｆ３に対応する放射電極１１３−３の一辺長より小さい。

つまり、アンテナ部１１０は、接地電極１１２と、放射電極１１３−１、１１３−２、１１３−３、１１３−４のそれぞれとで構成されるピーク周波数ｆが異なる４個のパッチアンテナ（パッチアンテナＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ）で構成されていることになる。このようにすることで、アンテナ部１１０は、広い周波数帯域の電波の送受信が可能になる。ここで、パッチアンテナＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶがアンテナの一例である。

例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥでは、２．４００ＧＨｚから２．４８３５ＧＨｚまでの帯域を２ＭＨｚ毎に区切った４０チャネルを使用する。この場合の比帯域（帯域幅を中心周波数で割った値）は、約３．３％である。このような広い帯域は、比帯域が１％前後である１個のパッチアンテナではカバーしづらい。

そこで、ピーク周波数ｆが異なる４個のパッチアンテナＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶによりアンテナ部１１０を構成することで、帯域を広げている。そして、４個の放射電極１１３−１、１１３−２、１１３−３、１１３−４は、信号分配配線１１４で接続されている。なお、信号分配配線１１４は、接地電極１１２とで、マイクロストリップラインによる分配回路を構成している。そして、上記の広い周波数帯域の信号が伝搬できる広帯域の分配回路となるように、形状（パタン）が設定されている。

Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥでは、用いる周波数を切り替えること（周波数ホッピング）により通信が行われている。つまり、２．４００ＧＨｚから２．４８３５ＧＨｚまでの周波数帯域を２ＭＨｚ毎に区切った４０チャネルを切り替えることで通信が行われる。そこで、例えば、２．４００ＧＨｚから２．４８３５ＧＨｚまでの帯域を４つに分割し、上記のピーク周波数ｆ１〜ｆ４を、分割した帯域の中心周波数に設定しておく。これにより、ピーク周波数ｆ１に対応する信号の場合には、分配回路を経由してピーク周波数ｆ１に対応する放射電極１１３−１を励振して電波が放射される。なお、上記の４０チャネルにおける周波数差は小さいので、ピーク周波数ｆ１の近傍のピーク周波数ｆの信号もピーク周波数ｆ１に対応する放射電極１１３−１を励振して電波が放射される。他のピーク周波数ｆの信号も同様である。そして、例えばピーク周波数ｆ１とピーク周波数ｆ２との間のピーク周波数ｆの場合には、ピーク周波数ｆ１に対応する放射電極１１３−１とピーク周波数ｆ２に対応する放射電極１１３−２とをともに励振して電波が放射される。他のピーク周波数ｆ間の場合も同様である。
周波数帯域を分割してピーク周波数ｆを設定することで、ピーク周波数ｆの設定が容易になる。

アンテナ部１１０の大きさは、５０ｍｍ×２００ｍｍである。

図３は、アンテナ部１１０に高い周波数帯の信号を入力して励振した状態を説明する図である。図３（ａ）は、放射電極１１３への給電の様子を示す図、図３（ｂ）は、遠方界における電波の指向性を示す図である。これらは、シミュレーションにより求めた。ここで、高い周波数帯の信号とは、ピーク周波数ｆ３とピーク周波数ｆ４との間の周波数の信号である。図３（ａ）において、給電されている部分を斜線で示す。

図３（ａ）に示すように、アンテナ部１１０の信号分配配線１１４及び放射電極１１３−３、１１３−４に給電がされていることが分かる。
そして、図３（ｂ）に示すように、アンテナ部１１０の放射電極１１３に垂直方向に電波が放射される。つまり、アンテナ部１１０は、指向性を有するアンテナとなっている。

このように、帯域をいくつかに分割して、分割した帯域のそれぞれに対応するピーク周波数ｆの異なるパッチアンテナを複数配列することで、アンテナ部１１０の周波数帯域を広げている。パッチアンテナの数は、４個以外であってもよく、送受信する電波の周波数帯域によって設定すればよい。
なお、アンテナ部１１０の周波数帯域を広げる方法として、無給電素子を用いる方法があるが、無給電素子を放射電極１１３に対向するように設けると、アンテナ部１１０の厚さが増して薄型であることを阻害するとともに、可撓性を失わせてしまう。つまり、アンテナ部１１０をピーク周波数ｆの異なるパッチアンテナを複数配列して構成することで、薄型としつつ可撓性を有するようにしている。

（アンテナ構造体２００）
次に、アンテナ構造体２００を説明する。アンテナ構造体２００は、アンテナ構造体１００におけるアンテナ部１１０に、無線によるマルチホップの通信を行うアンテナ部を等価的に加えた構成である。
図４は、アンテナ構造体２００を説明する図である。図４（ａ）は、アンテナ構造体２００の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線でのアンテナ構造体２００の断面図、図４（ｃ）は、アンテナ構造体２００におけるアンテナ部２１０の電波の指向性を説明する図である。

図４（ａ）に示すように、アンテナ構造体２００は、アンテナ部２１０及び通信制御部１２０を備える。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、アンテナ部２１０は、絶縁基板２１１、絶縁基板２１１の裏面に設けられた接地（ＧＮＤ）電極２１２、絶縁基板２１１の表面に設けられた複数（ここでは、４個）の放射電極１１３、同様に絶縁基板２１１の表面に設けられた複数（ここでは、２個）の放射電極２１３、放射電極１１３と通信制御部１２０とを接続する信号分配配線１１４、及び放射電極２１３と通信制御部１２０とを接続する信号分配配線２１４を備える。

放射電極１１３及び信号分配配線１１４は、アンテナ部１１０と同じである。よって、同じ符号を付している。
２個の放射電極２１３は、平面形状が正方形であって、同じ面積である。なお、２個の放射電極２１３をそれぞれ区別する場合には、放射電極２１３−１、２１３−２と表記する。

つまり、放射電極１１３−１〜１１３−４と接地電極２１２とでパッチアンテナＩ〜ＩＶを構成する。そして、信号分配配線１１４を含めて、アンテナ部１１０と同じであって、エリアに対して電波の送受信を行う。

一方、放射電極２１３−１、２１３−２と接地電極２１２とでパッチアンテナ（パッチアンテナＶ、ＶＩ）を構成する。そして、信号分配配線２１４を含めて、隣接するアンテナ複合体１０との間で、無線によるマルチホップの通信を行うアンテナ部（マルチホップ用のアンテナ部）を構成する。ここで、パッチアンテナＶ、ＶＩが他のアンテナの一例である。また、マルチホップ用のアンテナ部が他のアンテナ部の一例である。
つまり、アンテナ構造体２００は、エリアに対して通信するエリア用のアンテナ部１１０に、マルチホップ用のアンテナ部を１つの部材として構成している。

なお、信号分配配線１１４における通信制御部１２０に接続される部分（端子）をエリア用アンテナ端子、信号分配配線２１４における通信制御部１２０に接続される部分（端子）をマルチホップ用アンテナ端子と表記することがある。

アンテナ部２１０の放射電極２１３−１、２１３−２は、信号分配配線２１４により位相が１８０°異なるように構成されている。よって、図４（ｃ）の放射電極２１３−１、２１３−２に、それぞれ０［ｄｅｇ］、１８０［ｄｅｇ］と表記する。

図４（ｃ）に示すように、アンテナ部２１０の放射電極２１３−１、２１３−２に位相が１８０°異なる信号が供給されると、電波は、アンテナ構造体２００の表面に対して横方向の指向性（実線で示す指向性）を示す。つまり、薄型であるパッチアンテナの特徴を維持しつつ、アンテナ構造体２００の表面（放射電極２１３）の垂直方向から傾いた方向に電波を送受信できる。
なお、放射電極２１３−１、２１３−２に位相が同じ信号が供給された場合には、図４（ｃ）に破線で示す指向性のように、電波は、アンテナ構造体２００の表面に対して垂直方向の指向性を示す。これは、アンテナ部１１０の場合に対応する。

アンテナ複合体１０の両端部にそれぞれアンテナ構造体２００を設けて、横方向に電波の指向性を持たせることで、図１のアンテナ複合体１０−１とアンテナ複合体１０−２との間や、アンテナ複合体１０−１とアンテナ複合体１０−３との間のように、直交（９０°）するように設置された２つのアンテナ複合体１０の間が電波で接続される。なお、アンテナ複合体１０を長手方向に２つ並べた場合、つまりアンテナ複合体１０の間の角度が１８０°の場合であっても、電波の送受信が可能となる。

図５は、アンテナ構造体２００の変形例であるアンテナ構造体２００′を示す平面図である。
図５に示すように、放射電極２１３−１と放射電極２１３−２との間に、放射電極２１３−３と放射電極２１３−４を設け、放射電極２１３−１と放射電極２１３−３とを位相０°とし、放射電極２１３−２と放射電極２１３−４とを位相１８０°とする。このようにすると、指向性を強くすることができる（ビーム幅が狭くなる）。よって、マルチホップの距離、つまりアンテナ複合体１０間の距離が大きくてもよい。

＜通信制御部１２０＞
次に、通信制御部１２０を詳細に説明する。以下では、通信制御部１２０がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥの機能を搭載するとして、通信制御部１２０の機能を説明する。

まず、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥにおける２つの機器間における接続について説明する。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥでは、２つの機器がマスタとスレーブとの関係で接続される。前述したように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥでは、４０チャネルをデータのやり取りに使用する。そのうち、３チャネル（チャネルインデックス３７、３８、３９）は、アドバタイズチャネルである。チャネルインデックス３７は、中心周波数が２．４０２ＧＨｚ、チャネルインデックス３８は、中心周波数が２．４２６ＧＨｚ、チャネルインデックス３９は、中心周波数が２．４８０ＧＨｚに設定されている。つまり、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥが使用する２．４００ＧＨｚから２．４８３５ＧＨｚまでの周波数帯域の上限、下限及びほぼ中央に設定されている。なお、他のチャネルは、データチャネルである。

図１において、移動者Ａが保持する通信端末５０とアンテナ複合体１０−１における通信端末５０の近傍に位置するアンテナ構造体１００−１３との間でデータ通信する手順を説明する。ここでは、通信端末５０からアンテナ構造体１００−１３に対して、接続を要求するとする。

通信端末５０は、セントラルとして機能し、ブロードキャスタとしてアドバタイズチャネルを用いて、アドバタイズパケットを送信する（アドバタイズ）。アドバタイズパケットには、自身のアドレス（ＩＤ）などの自身の機器情報が入っている。なお、通信端末５０は、アドバタイズパケットを中心周波数の異なる３つのアドバタイズチャネルに順に送信するので、アンテナ構造体１００−１３は、通信端末５０のアドバタイズを受信しやすくなっている。

アンテナ構造体１００−１３は、ペリフェラルとして機能し、オブザーバとしてアドバタイズパケットを受信すると、アドバタイズパケットに含まれている機器情報以外の機器情報を受信するために、アドバタイズチャネルを用いて、スキャン要求パケットを通信端末５０に対して送信する（スキャン）。

通信端末５０は、時分割でオブザーバとして機能し、スキャン要求パケットを受信すると、アドバタイズチャネルを用いて、機器情報を含むスキャン応答パケットを送信する。

すると、アンテナ構造体１００−１３は、スキャン応答パケットを受信すると、アドバタイズチャネルを用いて、接続を要求する接続要求パケットを通信端末５０に対して送信する（イニシャライズ）。

これにより、アドバタイズチャネルからデータチャネルに移動して、アンテナ構造体１００−１３と通信端末５０とがデータ通信可能な状態になる（接続）。つまり、通信が確立する。なお、アンテナ構造体１００−１３がマスタ、通信端末５０がスレーブになる。そして、アンテナ構造体１００−１３と通信端末５０との間で、定期的にデータパケットが送受信されることでデータ通信がされる。

そして、アンテナ構造体１００−１３又は通信端末５０が終了パケットを送信することで、データ通信が終了する。なお、アンテナ構造体１００−１３又は通信端末５０からのデータパケットが届かなくなった場合、データエラーが発生した場合などにおいても、データ通信が終了するようになっている。

なお、アドバタイズパケットの機器情報で十分である場合には、スキャン要求パケット及びスキャン応答パケットの送受信を要しない。

以上では、アンテナ構造体１００−１３をマスタ、通信端末５０をスレーブとしたが、アンテナ構造体１００−１３と通信端末５０とを入れ替えて、通信端末５０をマスタ、アンテナ構造体１００−１３をスレーブとしてもよい。

次に、通信システム１の動作、つまり通信システム１が行う機能（サービス）について説明する。
まず、通信端末５０の位置検出機能について説明する。ここでは、通信端末５０を所有する移動者Ａに、現在の位置を通知する機能を説明する。
アンテナ複合体１０におけるすべてのアンテナ構造体１００が、アドバタイズパケットを送信しているとする。それぞれのアンテナ構造体１００が送信するアドバタイズパケットには、それぞれのアンテナ構造体１００（通信制御部１２０）のアドレス（ＩＤ）が含まれている。

ホストコンピュータ２０は、アンテナ構造体１００のアドレス（ＩＤ）と設置されている位置との関係、及びアンテナ構造体１００からの距離に対する受信電波強度の変化など、位置を算出するための情報（以下では、位置算出情報と表記する。）と位置を算出するためのアプリケーションソフトウェアを保持している。

一方、通信端末５０は、アンテナ構造体１００と電波によって信号の送受信が可能なアンテナと通信制御部１２０と同様な信号処理部を備えるとともに、通信端末５０の表示部（ディスプレイ）に自身の位置を表示するアプリケーションソフトウェアを備えているとする。なお、通信端末５０の備えるアンテナは、アンテナ構造体１００の指向性を有するアンテナ部１１０と異なり、アンテナの周囲の３６０°に対して電波を送受信できる無指向性であることがよい。

通信端末５０は、アドバタイズパケットの受信により、受信電波強度とアンテナ構造体１００のアドレス（ＩＤ）とを取得する。なお、複数のアドバタイズパケットを受信し、それぞれの受信電波強度とアンテナ構造体１００のアドレス（ＩＤ）とを取得してもよい。そして、１つのアンテナ構造体１００と上記の手順により通信を確立する。

そして、通信端末５０は、受信電波強度及びアンテナ構造体１００のアドレス（ＩＤ）を、データパケットとして、アンテナ構造体１００に送信する。アンテナ構造体１００は、受信したデータパケットにおける受信電波強度及びアンテナ構造体１００のアドレス（ＩＤ）をホストコンピュータ２０に送信する。

すると、ホストコンピュータ２０は、保持する位置算出情報に基づいて、受信した受信電波強度及びアンテナ構造体１００のアドレス（ＩＤ）から通信端末５０の位置（位置情報）を算出する。
そして、通信端末５０と通信が確立しているアンテナ構造体１００に、通信端末５０の位置情報を送信する。なお、アンテナ構造体１００はアドレス（ＩＤ）を有しているので、ホストコンピュータ２０は、アンテナ構造体１００のアドレス（ＩＤ）を指定して位置情報を送信する。

位置情報を受信したアンテナ構造体１００は、確立された通信経路を使って、通信端末５０に位置情報を送信する。これにより、通信端末５０の表示部に通信端末５０での位置が表示される。

以上説明したように、アンテナ構造体１００は、ビーコンとしての電波の送信のみならず、通信端末５０との間でデータの通信を行うように構成されている。つまり、アンテナ構造体１００をビーコンとしての電波の送信のみならず、通信端末５０とのデータの通信を行うように構成することで、通信端末５０とホストコンピュータ２０との間には、アンテナ複合体１０を介した通信回線のみを設定すればよい。
一方、アンテナ構造体１００を電波の送信のみを行うビーコンとして使用した場合には、通信端末５０とホストコンピュータ２０との間でデータの送受信を行うための通信回線を別に用意することが必要になる。

そして、ホストコンピュータ２０は、通信端末５０に位置情報に加えて、その場所に関係する他の情報を合わせて送信することもできる。例えば、場所が商店街であれば、特売情報などを送信することで、販売促進になる。また、場所が観光地であれば、景色の情報などを送信することで、観光地に関する詳細な情報が提供できる。さらにまた、場所が展覧会会場であれば、展示物毎に解説を送信することで、より深く鑑賞ができるようになる。そしてまた、場所がコンサート会場であれば、通信端末５０と同様な機能を有するペンライトを観客に所持させることで、観客の位置を個別に認識するとともに、位置に応じてペンライトの色を制御できる。これにより、観客が場所ごとに色が異なるペンライトを翳すことでコンサートに参加させ、一体感を盛り上げることができる。そして、例え観客が予め決められた席を移動しても、ペンライトの色がずれることが抑制される。

そして、アンテナ構造体１００が送受信する電波の到達可能距離（セルの大きさ）を小さく設定すれば、室内（展覧会会場）などをエリアにでき、大きく設定すれば、室外（上記の商店街、観光地）などをエリアにできる。

次に、発信専用端末６０による位置検出機能について説明する。ここでは、発信専用端末６０を所有する移動者Ｂの位置を検知（監視）する機能を説明する。

発信専用端末６０は、アドバタイズパケットをアンテナ複合体１０のアンテナ構造体１００が受信可能な周波数帯の信号として発生する信号発生部とこの信号（アドバタイズパケット）を電波として送信するアンテナとを備える。すなわち、信号発生部は、アンテナ構造体１００が備える通信制御部１２０と同様な構成を備えなくてもよい。つまり、発信専用端末６０は、アドバタイズパケットを送信できればよい。このため、小型且つ安価に製造できる。
なお、発信専用端末６０の信号発生器を、アンテナ構造体１００が備える通信制御部１２０と同様なものとした場合には、スキャン応答パケットを送信しないようにスキャン要求パケットを受け付けないように設定しておけばよい。このようにすることで、電力消費が抑制される。

また、発信専用端末６０が備えるアンテナは、指向性を有するアンテナ構造体１００と異なり、無指向性であることがよい。つまり、アンテナは、アンテナの周囲の３６０°に対して電波を送受信できる無指向性であることがよい。

そして、発信専用端末６０は、常にアドバタイズパケットを送信しているとする。発信専用端末６０の送信するアドバタイズパケットには、発信専用端末６０のアドレス（ＩＤ）が含まれている。

一方、アンテナ複合体１０のアンテナ構造体１００は、常に受信状態（パッシブスキャン）になっているとする。

ホストコンピュータ２０は、アンテナ構造体１００のアドレス（ＩＤ）とアンテナ構造体１００が設置されている位置との関係、及びアンテナ構造体１００が受信する発信専用端末６０からの電波のアンテナ構造体１００からの距離に対する強度（受信電波強度）の変化など、発信専用端末６０の位置を算出するための情報（位置算出情報）と位置を算出するためのアプリケーションソフトウェアを保持している。

アンテナ複合体１０が設置されたエリア（室など）に移動者Ｂが入ると、移動者Ｂに近い位置にあるアンテナ構造体１００（図１におけるアンテナ構造体１００−２１）は、発信専用端末６０からのアドバタイズパケットを受信する。このとき、アンテナ構造体１００−２１は、発信専用端末６０のアドレス（ＩＤ）とともに受信電波強度を合わせて取得する。なお、複数のアンテナ構造体１００が、発信専用端末６０からアドバタイズパケットを受信してもよい。そして、アンテナ構造体１００−２１は、自身のアドレス（ＩＤ）とともに、取得した発信専用端末６０のアドレス（ＩＤ）及び受信電波強度をホストコンピュータ２０に送信する。

すると、ホストコンピュータ２０は、アンテナ構造体１００−２１のアドレス（ＩＤ）、発信専用端末６０のアドレス（ＩＤ）及び受信電波強度から、発信専用端末６０の位置を算出する。このようにして、移動者Ｂの位置を算出することで、移動者Ｂの移動軌跡が取得できる。

ここでは、発信専用端末６０であるので、ホストコンピュータ２０からデータを送信することができない。しかし、発信専用端末６０からのアドバタイズパケットを受信したアンテナ構造体１００−２１にデータを送信することができる。よって、アンテナ構造体１００に表示部（ディスプレイ）やスピーカを設けて、上記と同様な販売促進、観光地案内、展示物解説などを行うようにしてもよい。

また、通信端末５０は常にアドバタイズパケットを送信している。そして、通信端末５０の送信するアドバタイズパケットには、通信端末５０のアドレス（ＩＤ）が含まれている。一方、アンテナ複合体１０のアンテナ構造体１００は、常に受信状態（パッシブスキャン）になっているので、アンテナ構造体１００のアドレス（ＩＤ）とアンテナ構造体１００が受信する通信端末５０からの電波の強度（受信電波強度）などから、通信端末５０の位置を算出できる。つまり、通信端末５０は、発信専用端末６０と同様に動作させられる。

また、人通りの多い場所、通行人にそれぞれ発信専用端末６０を所持させることで、通行人の動態統計など、いわゆるビックデータを容易に収集することが可能になる。例えば、空港などに設けることで、空港内を移動する搭乗者などの動態統計を取得することで、空港内の改善などに寄与できる。

さらに、無人搬送車７０を制御する機能について説明する。工場内などのエリアにおいて、無人搬送車７０を使用する場合、工場内における位置を知ることが必要となる。よって、アンテナ複合体１０のアンテナ構造体１００（図１におけるアンテナ構造体１００−１４）から、無人搬送車７０に行先についてのデータ（指示）を送信することができる。そして、無人搬送車７０は、移動に伴って近傍に位置するアンテナ構造体１００と通信を繰り返すことにより、自身の位置を知る。よって、自身の位置と受信した行先とから、行先に到達することができる。

アンテナ複合体１０を介して通信が行われるので、別に通信回線を設けることを要しない。また、アンテナ複合体１０は、可撓性を有する構造となっているので、丸めて搬送できるとともに、工場内の床や壁に貼り付けることで、無人搬送車７０を制御する経路が構築される。そして、アンテナ複合体１０は、両端部に無線によるマルチホップの通信ができるアンテナ構造体２００を備えているので、複数のアンテナ複合体１０を長手方向に配置して用いても、有線の配線で接続することを要しない。つまり、無人搬送車７０を制御する経路が容易に構築できる。

なお、前述したように、アンテナ複合体１０は、交流電源（ＡＣ電源）（図１のＡＣ給電部３０）のみならず電池（図１の電池給電部４０）で駆動できるので、交流電源が用いにくい場合であっても、使用可能である。

以上説明したように、アンテナ複合体１０は、全体として可撓性を有するようにできるので、丸めた小さくした状態において搬送可能である。そして、アンテナ複合体１０の表面及び裏面のいずれか一方に両面テープを貼り付けるなどにより粘着（接着）剤を設けることで、設置がより容易になる。また、表面及び裏面のいずれか他方の面に広告を印刷して宣伝に用いたり、壁や床の模様を印刷してアンテナ複合体１０を環境に溶け込ませたりしてもよい。広告や壁や床の模様などをまとめて絵柄と表記する。

なお、アンテナ構造体２００は、エリアに対して電波の送受信を行うアンテナ部１１０に、無線によるマルチホップの通信を行うアンテナ部を加えた構成とした。しかし、アンテナ構造体２００の代わりに、アンテナ部１１０を備えるアンテナ構造体１００と、無線によるマルチホップの通信を行うアンテナ部を備えるアンテナ構造体とを別に設けてもよい。

以上においては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥを例としたが、国際標準規格であるＩＥＥＥ ８０２．１１規格に基づいたＷｉ−Ｆｉ（登録商標）など他の無線技術を適用してもよい。

また、アンテナ構造体１００、２００を、例えば、振動、音、光、温度、湿度などの環境状態を感知するセンサを備ええてもよい。すなわち、アンテナ構造体１００、２００は、センサビーコンとして機能してもよい。アンテナ構造体１００、２００が振動を感知する振動センサを備えた振動ビーコンとして機能する場合、ペイロードに振動センサが感じた振動の強度を含ませてアドバタイズパケットを送信するようにしてもよい。音を感知する音センサを備えた音ビーコンの場合は音の強度、光を感知する光センサを備えた光ビーコンの場合は光の強度、温度を感知する温度センサを備えた温度ビーコンの場合は温度、湿度を感知する湿度ビーコンの場合は湿度をペイロードに含んだアドバタイズパケットを送信すればよい。このようにすることで、位置だけでなく、環境状態を感知できる。このようにすると、コンサート会場などにおいて、人の位置とともに、人の動きによる振動を感知して、盛り上がりの具合を判断し、判断した盛り上がり具合に応じて会場の演出を行うことで、コンサートをより盛り上げるようにすることができる。

以上、本実施の形態を説明したが、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形を行っても構わない。

１…通信システム、１０、１０−１〜１０−３…アンテナ複合体、２０…ホストコンピュータ、３０…ＡＣ給電部、４０…電池給電部、５０…通信端末、６０…発信専用端末、７０…無人搬送車、１００、１００−１１〜１００−１５、１００−２１、１００−２２、１００−３１、１００−３２、２００、２００−１１、２００−１２、２００−２１、２００−２２、２００−３１、２００−３２、２００′…アンテナ構造体、１１０…アンテナ部、１１１、２１１…絶縁基板、１１２、２１２…接地（ＧＮＤ）電極、１１３、１１３−１〜１１３−４、２１３、２１３−１〜２１３−４…放射電極、１１４、２１４…信号分配配線、３００、３００−１〜３００−２…配線板、Ａ、Ｂ…移動者、Ｉ〜ＶＩ…パッチアンテナ

Claims (15)

1. それぞれが個別に電波を送受信する複数のアンテナ構造体と、
   複数の前記アンテナ構造体と接続されるとともに、データを送受信するデータ線を有する配線板と、を備え、
   複数の前記アンテナ構造体は、それぞれに対して定められた通信可能なセルに対して電波を送受信する指向性を有するアンテナ部と、それぞれに対して設けられた、前記データ線から受信したデータを当該アンテナ部が送信する電波による信号に変換し、又は、当該アンテナ部が受信した電波による信号を当該データ線へ送信するデータに変換する通信制御部とを備えるアンテナ複合体。
2. 複数の前記アンテナ構造体は、列状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ複合体。
3. 複数の前記アンテナ構造体の配列の外側の少なくとも一方に設けられ、隣接して設けられた他のアンテナ複合体に含まれるアンテナ構造体と電波を介してデータの送受信を行う他のアンテナ構造体を、備えることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ複合体。
4. 前記他のアンテナ構造体は、
   前記他のアンテナ複合体に含まれるアンテナ構造体と電波の送受信を行う他のアンテナ部と、
   前記データ線から受信したデータを前記他のアンテナ部が送信する電波による信号に変換し、又は、当該他のアンテナ部が受信した電波による信号を当該データ線へ送信するデータに変換する他の通信制御部とを備えることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ複合体。
5. 前記アンテナ部、前記他のアンテナ部及び前記配線板は、可撓性を有することを特徴とする請求項４に記載のアンテナ複合体。
6. 前記アンテナ部は、送受信する電波のピーク周波数がそれぞれ異なる複数のアンテナを備えることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ複合体。
7. 複数の前記アンテナは、接地電極と放射電極とが対向するように構成されたパッチアンテナであって、ピーク周波数に対応して当該放射電極の面積が異なることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ複合体。
8. 前記他のアンテナ部は、位相の異なる電波を送受信する電波の位相がそれぞれ異なる複数の他のアンテナを備えることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ複合体。
9. 複数の前記アンテナ構造体及び前記配線板は、表面及び裏面のいずれか一方に粘着剤が付与され、表面及び裏面のいずれか他方に絵柄が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ複合体。
10. 送受信する電波のピーク周波数がそれぞれ異なる複数のアンテナを備えたアンテナ部と、
    受信したデータを前記アンテナ部が送信する電波による信号に変換し、又は、当該アンテナ部が受信した電波による信号をデータに変換して送信する通信制御部と
    を備えるアンテナ構造体。
11. 前記アンテナ部が備える複数の前記アンテナの前記ピーク周波数は、送受信する電波の周波数帯域を複数に分割して設定されていることを特徴とする請求項１０に記載のアンテナ構造体。
12. 複数の前記アンテナは、接地電極と放射電極とが対向するように構成されたパッチアンテナであって、ピーク周波数に対応して当該放射電極の面積が異なることを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ構造体。
13. データが送受信されるデータ線を有する配線板と、
    定められた通信可能なセルに対して電波を送受信する指向性を有するアンテナ部と、前記データ線から受信したデータを当該アンテナ部が送信する電波による信号に変換し、又は、当該アンテナ部が受信した電波による信号を当該データ線へ送信するデータに変換する通信制御部と、をそれぞれ有し、個別に電波を送受信する複数のアンテナ構造体と、を備えるアンテナ複合体を含み、
    複数の前記アンテナ構造体が、当該アンテナ構造体が有する前記通信制御部を介して複数の当該アンテナ構造体間でデータを伝搬させるとともに、
    データが外部に設けられるホストコンピュータと送受信されることを特徴とする通信システム。
14. 複数の前記アンテナ構造体は、列状に配列され、
    前記アンテナ構造体間でのデータの伝搬が、配列に沿ってリレー方式で行われることを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
15. 複数の前記アンテナ構造体の列状に配列された一方の端部に設けられたアンテナ構造体を介して、複数の当該アンテナ構造体を伝搬したデータが前記ホストコンピュータと送受信されることを特徴とする請求項１４に記載の通信システム。

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