JP7616970B2 - Antenna Device - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ装置及びアンテナ装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an antenna device and a method for manufacturing an antenna device.
市場拡大が見込まれるIoT(Internet of Things)分野において、LPWA(Low Power Wide Area)の通信方式を用いることが知られている(非特許文献1)。また、LPWA、Wi-Fi(登録商標)、5G、6G等の電波は、直進性が高く、通信距離が短いため、多数のアンテナを設置することが望まれている。 In the field of IoT (Internet of Things), where market expansion is expected, it is known that the LPWA (Low Power Wide Area) communication method is used (Non-Patent Document 1). In addition, radio waves such as LPWA, Wi-Fi (registered trademark), 5G, and 6G have high directivity and short communication distances, so it is desirable to install a large number of antennas.
そこで、多数のアンテナの設置を実現するために、室内外を問わず、既存の構造物にアンテナを取り付けること望まれている。このとき、アンテナを構造物に取り付けることによって、構造物の美観が損なれないようにすることが要求されている。このため、目立たない外観を有し、後付けすることが可能なガラスアンテナが提供されている(非特許文献2)。 In order to install a large number of antennas, it is desirable to attach antennas to existing structures, whether indoors or outdoors. When doing so, it is required that the aesthetic appearance of the structure is not marred by attaching the antennas to the structure. For this reason, glass antennas that have an inconspicuous appearance and can be retrofitted have been provided (Non-Patent Document 2).
また、特製のマンホールの鉄蓋にアンテナを内蔵させることによって、アンテナが外力により損傷を受けることを抑制しつつ、車両の障害とならないように路面に取り付ける技術も開発されている(非特許文献3)。 In addition, a technology has been developed that embeds an antenna in a specially made iron manhole cover, preventing the antenna from being damaged by external forces and attaching it to the road surface so as not to impede vehicles (Non-Patent Document 3).
しかしながら、上述したガラスアンテナのような脆性材料によって構成されるアンテナが、金属又は鉄筋コンクリートによって構成される構造物に取り付けられている場合、アンテナは、構造物が耐えうる外力と同等の外力に耐えることができない。このため、構造物が外力に対して損傷を受けない状況においても、アンテナは損傷を受けやすいことがある。したがって、アンテナが構造物に取り付けられる場合、該アンテナには、該アンテナが取り付けられる構造物と同等の靭性を有することが要求されている。また、アンテナが該構造物と同等の靭性を有するために、上述したような、構造物にアンテナを内蔵する手法には、高い作業負荷が発生し、高コストとなっている。 However, when an antenna made of a brittle material such as the above-mentioned glass antenna is attached to a structure made of metal or reinforced concrete, the antenna cannot withstand an external force equivalent to that which the structure can withstand. For this reason, the antenna may be susceptible to damage even in a situation where the structure is not damaged by the external force. Therefore, when an antenna is attached to a structure, the antenna is required to have the same toughness as the structure to which it is attached. In addition, in order for the antenna to have the same toughness as the structure, the above-mentioned method of incorporating an antenna into a structure requires a high workload and is expensive.
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、高い作業負荷が発生し、高コストとなるのを抑制しつつ、構造物と同等の靭性を有することができるアンテナ装置及びアンテナ装置の製造方法を提供することにある。 In light of these circumstances, the objective of the present invention is to provide an antenna device and a method for manufacturing the antenna device that can have the same toughness as a structure while minimizing the high workload and high costs.
一実施形態に係るアンテナ装置は、構造物の出入口に配設される、スリット孔が形成された金属板によって構成されている第1のアンテナ部と、導電性の部材であって、一端が、前記金属板における、前記スリット孔の側面、又は他の領域より薄く、前記スリット孔を含む領域に接続されている接続部と、を備える。 The antenna device according to one embodiment includes a first antenna section that is disposed at the entrance of a structure and is made of a metal plate with a slit hole formed therein, and a connection section that is a conductive member and has one end that is thinner than the side of the slit hole or other areas of the metal plate and is connected to an area that includes the slit hole.
一実施形態に係るアンテナ装置の製造方法は、構造物に配設される金属板にスリット孔を形成するステップと、ケーブルの一端を導電板に取り付けるステップと、前記金属板における、前記スリット孔の側面、又は他の領域より薄く、前記スリット孔を含む領域に前記導電板を取り付けるステップと、を含む。 A method for manufacturing an antenna device according to one embodiment includes the steps of forming a slit hole in a metal plate to be disposed in a structure, attaching one end of a cable to a conductive plate, and attaching the conductive plate to a side of the slit hole or to an area of the metal plate that is thinner than other areas and includes the slit hole.
本発明によれば、作業負荷を抑制しつつ、構造物と同等の靭性を有することができるアンテナ装置及びアンテナ装置の製造方法を提供することにある。 The present invention aims to provide an antenna device and a method for manufacturing an antenna device that can reduce the workload while having the same toughness as a structure.
<<第1の実施形態>>
以下、本発明の第1の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<アンテナ装置の構成>
本発明の第1の実施形態に係るアンテナ装置100の構成の一例を説明する。
<Configuration of Antenna Device>
An example of the configuration of the
図1に示すように、アンテナ装置100は、内部装置200と電気信号を送受信する。本例では、アンテナ装置100は、有線通信により、内部装置200と電気信号を送受信してもよい。
As shown in FIG. 1, the
また、アンテナ装置100は、外部装置300と無線通信により電気信号を送受信する。本例では、アンテナ装置100は、LTE(Long Term Evolution)、LoRaWAN(Long Range Wide Area Network)などの広域ネットワークにより、外部装置300と電気信号を送受信する。
The
内部装置200は、アンテナ装置100から送信された電気信号を受信し、アンテナ装置100に電気信号を送信する送受信部、電気信号を制御する制御部、電源等を備える通信装置(第1の通信装置)である。内部装置200は、構造物の内部S1側に配設される。
The
外部装置300は、例えば、内部装置200によって取得された各種の情報を管理するサーバ等の通信装置(第2の通信装置)である。外部装置300は、構造物の外部S2側に配設される。
The
本実施形態における構造物は、地中内の空間を画定するための構造物である。構造物は、例えば、地中Aに埋設されたマンホール400である。構造物は、金属、コンクリート、又はレジンコンクリート等によって形成される。
The structure in this embodiment is a structure for defining a space underground. The structure is, for example, a
マンホール400は、首部41と、筐体42と、鉄蓋43とを備える。首部41および筐体42は、例えば、鉄筋コンクリートによって形成されている。首部41は、略円筒形状とすることができ、首部41によって画定される空間は、構造物の外部S2と連通している。筐体42は、略直方体形状とすることができる。また、首部41によって画定される空間と、筐体42とによって画定される空間とは連通されている。
The
鉄蓋43は、構造物が画定する内部S1側の空間と、外部S2側への空間との境界(マンホール400の出入口)を覆う部材である。図1に示す例では、鉄蓋43は、首部41における外部S2側に配設されている。一例では、図2に示すように、鉄蓋43は、板面の形状を有する板面部431を含む。また、図3A及び図3Bに示すように、板面部431の面は円形とすることができる。
The
図2、図3A、及び図3Bに示すように、鉄蓋43は、板面部431より十分に小さい、凸部432をさらに含んでもよい。凸部432は、板面部431の面上に配設され、面の両方の側に配設されてもよいし、面の一方の側に配設されてもよい。なお、図3A及び図3Bにおいては、一部の凸部432のみに符号が付され、他の凸部432の符号は省略されている。
2, 3A, and 3B, the
例えば、図3Aに示すように、鉄蓋43は、外部S2側から見て、複数の略正方形の凸部432aを有していてもよい。また、鉄蓋43は、外部S2側から見て、略円形の凸部432bを有してもよい。また、鉄蓋43には、該鉄蓋43を貫通する、該鉄蓋43より十分に小さい穴HLが形成されていてもよい。
For example, as shown in FIG. 3A, the
また、図3Bに示すように、鉄蓋43は、内部S1側の面に、凸部432を有していてもよい。具体的には、鉄蓋43は、内部S1側の面に、一の方向(y軸方向)に延在する2つの凸部432cを有し、一の方向に直交する方向(x軸方向)に2つの凸部432dを有していてもよい。x軸方向に延在する2つの凸部432cと、y軸方向に延在する2つの凸部432dとによって井桁が形成されてもよい。井桁は、構造物に配設された鉄蓋43に負荷される重量を支持する部材である。
Also, as shown in FIG. 3B, the
鉄蓋43には、該鉄蓋43を貫通している、矩形状の孔であるスリット孔SHLが形成されている。該鉄蓋43におけるスリット孔SHLの周辺に流れる電流が変化すると、該鉄蓋43の周辺における磁場が変化することにより、該鉄蓋43は、電波を送信し、アンテナ(後述するアンテナ部11に相当)として機能する。
The
スリット孔SHLは、鉄蓋43の面の法線方向(z軸方向)から見て、矩形の形状を有している。スリット孔SHLは、該スリット孔SHLが形成されていない金属板を切削加工することにより、スリット孔SHLを形成してもよいし、スリット孔SHLが形成されるように金属板を成型してもよい。
The slit hole SHL has a rectangular shape when viewed from the normal direction (z-axis direction) of the surface of the
スリット孔SHLは、鉄蓋43における床版部に形成されていてもよい。床版部は、鉄蓋43が構造物に配設された際に、他の部材に当接しない部分である。床版部に及ぼされる耐力影響は小さいため、アンテナ部11におけるスリット孔SHL周辺が破損されるのを抑制することができる。図2及び図3Bに示す例では、床版部は、鉄蓋43における井桁を構成する凸部432c及び432dが設けられていない部分である。
The slit hole SHL may be formed in the deck portion of the
図3A及び図3Bに示すように、スリット孔SHLは、凸部432から5mm以上離れた位置に形成されてもよい。具体的には、スリット孔SHLの長辺が延在する方向(y軸方向)において凸部432から5mm以上(図3Aでは5mmであり、図3Bでは7mm)離れた位置に形成され、かつスリット孔SHLの短辺が延在する方向(x軸方向)において凸部432から5mm以上(図3A及び図3Bでは5mm)離れるように形成されてよい。スリット孔SHL凸部432から5mm以上離れていることによる効果は、追って図4を参照して説明される。
3A and 3B, the slit hole SHL may be formed at a position 5 mm or more away from the
同様にして、スリット孔SHLは、穴HLから5mm以上離れるように形成されてもよい。 Similarly, the slit hole SHL may be formed so as to be 5 mm or more away from the hole HL.
また、スリット孔SHLのサイズは、内部装置200及び外部装置300と送受信する電気信号に基づく電波の波長λに応じた値とすることができる。例えば、スリット孔SHLの長辺の長さy_shlは0.7λ以上で0.8λ以下とすることができる。また、スリット孔SHLの短辺の長さx_shlは0.02λ以上で0.05λ以下とすることができる。また、スリット孔SHLの高さz1(図2参照)は、波長λによらず、一例として、9mmとすることができる。スリット孔SHLが、鉄蓋43より十分に小さく形成されることによって、鉄蓋43の強度は、スリット孔SHLにより及ぼされる影響は小さい。
The size of the slit hole SHL can be a value according to the wavelength λ of the radio wave based on the electrical signal transmitted and received between the
また、スリット孔SHLに樹脂等の絶縁物が充填されてもよい。これにより、アンテナ装置100は、スリット孔SHLにおける、空気、水等の通過を抑制することができる。これにより、アンテナ装置100は、スリット孔SHLを画定している、鉄蓋43の表面の防錆を図ることができる。
The slits SHL may also be filled with an insulating material such as resin. This allows the
また、スリット孔SHLに樹脂等の絶縁物が充填されていなくてもよい。このような構成において、鉄蓋43におけるスリット孔SHLを画定する面に防錆処理が施されていてもよい。これにより、アンテナ装置100は、鉄蓋43におけるスリット孔SHLを画定する面の防錆を図りつつ、通気性を保つことができる。
Furthermore, the slit hole SHL does not have to be filled with an insulating material such as resin. In such a configuration, the surface that defines the slit hole SHL in the
鉄蓋43には、複数のスリット孔SHLが形成されていてもよい。これにより、複数のスリット孔SHLの周辺それぞれが複数の電波を送信するため、鉄蓋43は、複数の電波を送信するアンテナとして機能する。これにより、1つのスリット孔SHLが形成される場合に比べて、単位時間あたりに多くの電波を送信することができ、通信速度が向上される。また、複数のスリット孔SHLの位置及び方向が適宜設計されることによって、アンテナ装置100は、鉄蓋43から送信される電気信号に基づく電波の指向性をよりよく制御することができる。これに伴い、特に無給電中継する場合に顕著に発生する電波減衰を抑制することができる。
The
アンテナ装置100は、アンテナ部(第1のアンテナ部)11と、接続部12とを備える。
The
アンテナ部11は、構造物の出入口に配設される、スリット孔SHLが形成された金属板によって構成されている。金属板は、例えば、上述したマンホール400が備える鉄蓋43の板面部431とすることができる。アンテナ部11におけるスリット孔SHLの周辺に流れる電流が変化すると、該アンテナ部11の周辺における磁場が変化することにより、アンテナ部11は、電波を送信する。アンテナ部11は、アクティブアンテナとして機能することもでき、パッシブアンテナとして機能することもできる。
The
また、アンテナ部11を構成する金属板の面上に凸部が形成されていてもよい。上述したような、金属板が、鉄蓋43の板面部431である例において、金属板の面上に形成される凸部は、鉄蓋43の凸部432である。そのため、鉄蓋43の例を参照して説明したように、アンテナ部11に形成されているスリット孔SHLは、アンテナ部11を構成する金属板の面上の凸部から5mm以上離れた位置に形成されていてもよい。
In addition, a convex portion may be formed on the surface of the metal plate constituting the
接続部12は、導電性の部材であって、該接続部12の一端は、アンテナ部11を構成する金属板におけるスリット孔SHLの周辺に接続されている。本例では、スリット孔SHLの周辺は、スリット孔SHLの側面である。接続部12の他端は、電気信号を送受信する内部装置200に接続されている。接続部12は、ケーブルを含み、該ケーブルは、例えば、同軸ケーブル121とすることができる。接続部12は、ケーブルの一端が接続されている導電板122をさらに含んでいてもよい。
The
ケーブルの一端は、アンテナ部11を構成する金属板におけるスリット孔SHLの周辺に接続される。ケーブルが同軸ケーブル121である構成において、同軸ケーブル121は、内部導体121aと、内部導体121aの周縁を囲む外部導体121bとを含む。
One end of the cable is connected to the periphery of a slit hole SHL in the metal plate that constitutes the
図2に示すように、同軸ケーブル121の内部導体121a及び外部導体121bそれぞれの一端は、アンテナ部11を構成する金属板におけるスリット孔SHLの周辺に接続される。具体的は、同軸ケーブル121の内部導体121aの一端は、金属板における、スリット孔SHLを画定する一方の内側面に接続されている。また、同軸ケーブル121の外部導体121bの一端は、金属板における、スリット孔SHLを画定する一方の内側面に対向する他方の内側面に接続されている。図2に示す例では、追って詳細に説明するように、内部導体121a及び外部導体121bのそれぞれの一端は、内側面に取り付けられた導電板122を介して、金属板に接続されている。
As shown in FIG. 2, one end of each of the
なお、同軸ケーブル121は、結束部材によって結束されてアンテナ部11に接続されていてもよいし、カシメ片によってアンテナ部11に接続されていてもよい。これにより、接続部12はアンテナ部11に強固に接続される。
The
金属板における、構造物の外部S2側の面から給電点までの長さは、アンテナ部11を構成する金属板の厚さの1/2以下であってよい。ここで、給電点は、アンテナ部11を構成する金属板における接続部12の一端が接続されている部分である。また、「厚さ」は、金属板の面に直交する方向(z軸方向)における長さである。図2に示す例では、金属板における、構造物の外部S2側の面から給電点までの長さは、鉄蓋43における、構造物の外部S2側の面から給電点までの長さz2に相当する。アンテナ部11を構成する金属板の厚さは、鉄蓋43の厚さz1に相当する。
The length of the metal plate from the surface facing the outside S2 of the structure to the power supply point may be 1/2 or less of the thickness of the metal plate constituting the
導電板122は、導電性の部材である。導電板122には、同軸ケーブル121の一端が取り付けられており、導電板122は、アンテナ部11に固定されている。具体的には、接続部12は、2つの導電板122を備え、一方の導電板122には、同軸ケーブル121の内部導体121aが取り付けられ、他方の導電板122には、同軸ケーブル121の外部導体121bが取り付けられている。導電板122は、アンテナ部11より小さく、そのため、導電板122と同軸ケーブルとの熱容量の差は、アンテナ部11と同軸ケーブルとの熱容量の差より小さい。このため、同軸ケーブル121をアンテナ部11に直接、はんだ付けする場合に比べて、安定して同軸ケーブル121を導電板122にはんだ付けすることができる。
The
一例では、導電板122は、導電性粘着剤によってアンテナ部11に固定されていてもよい。導電性粘着剤は、例えば、導電性テープ、導電性接着剤とすることができる。また、このとき、導電板122は、はんだ付けによりアンテナ部11に取り付けられてから、導電性粘着剤によってアンテナ部11に固定されていてもよい。他の例では、導電板122は、カシメ片により固定され、はんだ付けにより給電点に取り付けられていてもよい。
In one example, the
ここで、図1から図3Bを参照して説明したアンテナ装置100におけるVSWR(Voltage Standing Wave Ratio:電圧定在波比)について、図4を参照して説明する。
Here, the VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) of the
図4においては、凸部432までの距離が0mmであるようにスリット孔SHLが形成されている場合におけるVSWR(実線参照)が示されている。また、凸部432までの距離が1mmであるようにスリット孔SHLが形成されている場合におけるVSWR(破線参照)が示されている。また、凸部432までの距離が5mmであるようにスリット孔SHLが形成されている場合におけるVSWR(一点鎖線参照)が示されている。
In FIG. 4, the VSWR (see solid line) is shown when the slit hole SHL is formed so that the distance to the
凸部432までの距離が0mm又は1mmであるようにスリット孔SHLが形成されている場合、いずれの周波数帯域においてもVSWRは2より大きい。これに対して、凸部432までの距離が5mmであるようにスリット孔SHLが形成されている場合、2.30GHz以上で2.58GHz未満の周波数帯域において、VSWRは2以下である。すなわち、凸部432までの距離が5mmであるようにスリット孔SHLが形成されている場合、2.30GHz以上で2.58GHz未満の周波数帯域において、インピーダンス整合がとれている。また、凸部432までの距離が5mmより大きいようにスリット孔SHLが形成されている場合も、該周波数帯域において、VSWRは2以下であることが見出された。さらに、穴HLまでの距離が5mm以上であるようにスリット孔SHLが形成されている場合も、該周波数帯域において、VSWRは2以下であることが見出された。このように、スリット孔SHLが、凸部及び穴HLまでの距離が5mm以上であるように形成されていることによって、アンテナ装置100は、電波を安定的に放射することができ、必要十分な通信特性を得ることができる。
When the slit hole SHL is formed so that the distance to the
<アンテナ装置の製造方法>
ここで、第1の実施形態に係るアンテナ装置100を製造する工程について、図5を参照して説明する。図5は、第1の実施形態に係るアンテナ装置100を製造する工程の一例を示すフローチャートである。図5を参照して説明するアンテナ装置100を製造する工程は、第1の実施形態に係るアンテナ装置100の製造方法一例に相当する。
<Method of manufacturing antenna device>
Here, a process for manufacturing the
ステップS1において、構造物に配設される金属板にスリット孔SHLを形成する。ここでは、スリット孔SHLが形成されていない金属板を切削加工することにより、スリット孔SHLを形成してもよいし、スリット孔SHLが形成されるように金属板を成型してもよい。また、本ステップにおいて、さらに、金属板における、スリット孔SHLを画定する、切削加工された部分を研磨してもよい。 In step S1, slit holes SHL are formed in a metal plate to be disposed in a structure. Here, the slit holes SHL may be formed by cutting a metal plate in which no slit holes SHL are formed, or the metal plate may be shaped so that the slit holes SHL are formed. In this step, the cut portions of the metal plate that define the slit holes SHL may be polished.
ステップS2において、ケーブルの一端を導電板122に取り付ける。上述したように、ケーブルが同軸ケーブル121である例では、同軸ケーブル121の一端を導電板122に取り付ける。具体的には、同軸ケーブル121の内部導体121aを一の導電板122に取り付け、外部導体121bを他の導電板122に取り付ける。
In step S2, one end of the cable is attached to the
ステップS3において、金属板におけるスリット孔SHLの周辺に導電板122を取り付ける。スリット孔SHLの周辺とは、スリット孔SHLの側面であってもよい。具体的には、アンテナ部11における一の給電点に一の導電板122を取り付け、アンテナ部11における他の給電点に他の導電板122を取り付ける。このとき、例えば、導電板122は、はんだ付けにより給電点に取り付けられてもよい。
In step S3, a
ステップS4において、アンテナ部11に導電板122を固定する。このとき、例えば、導電性粘着剤を用いて、アンテナ部11に導電板122を固定してもよい。
In step S4, the
このようにして製造されたアンテナ装置100は、同軸ケーブル121の他端を内部装置200に接続させることによって、内部装置200と電気信号を送受信することができる。なお、同軸ケーブル121は、コネクタ、他のケーブル等を介して、内部装置200に接続されてもよい。また、内部装置200から受信した電気信号に基づく電波を外部装置300に送信したり、外部装置300から電波を受信して、該電波に基づく電気信号を内部装置200に送信したりすることができる。
The
なお、上述したように、アンテナ装置100は、導電板122を備えなくてもよく、そのような構成において、ステップS3において、導電板122ではなく、同軸ケーブル121の一端がアンテナ部11に接続されてもよい。
As described above, the
また、上述したステップS3において、アンテナ部11の給電点にはんだ付けにより導電板122を取り付け、ステップS4において、導電性粘着剤により導電板122を固定したがこれに限られない。例えば、ステップS3において、カシメ片により導電板122を固定し、ステップS4において、導電板122をはんだ付けにより給電点に取り付けてもよい。
In addition, in the above-mentioned step S3, the
以上、説明したように、第1の実施形態に係るアンテナ装置100は、構造物に配設される、スリット孔SHLが形成された金属板によって構成されているアンテナ部11と、導電性の部材であって、金属板におけるスリット孔SHLの周辺に一端が接続されている接続部12と、を備える。これにより、作業負荷を抑制しつつ、構造物と同等の靭性を有することができる。
As described above, the
また、第1の実施形態に係るアンテナ装置100において、スリット孔SHLは、金属板において、構造物に当接しない部分である床版部に形成されている。これにより、アンテナ装置100は、構造物と同等の靭性を有することができる。
In addition, in the
また、第1の実施形態に係るアンテナ装置100において、接続部12の他端は、電気信号を送受信する内部装置200に接続されている。これにより、内部装置200からアンテナ部11に直接給電され、高い電波放射特性を実現することができる。
In addition, in the
また、第1の実施形態に係るアンテナ装置100において、金属板の面上に凸部432が形成されており、スリット孔SHLは、凸部432から5mm以上離れた位置に形成されている。これにより、アンテナ装置100は、インピーダンス整合をとることができる。
In addition, in the
また、第1の実施形態に係るアンテナ装置100では、金属板における、構造物の外部S2側の面から、接続部12の一端が金属板に接続される給電点までの長さは、金属板の厚さz1の1/2以下である。これにより、アンテナ装置100は、構造物の外部S2に配設されている外部装置300へ送信される電波への金属板による影響を低減することができる。
In addition, in the
また、第1の実施形態に係るアンテナ装置100の製造方法は、構造物に配設される金属板にスリット孔SHLを形成するステップと、同軸ケーブル121の一端を導電板122に取り付けるステップと、金属板におけるスリット孔SHLの周辺に導電板122を取り付けるステップとを含む。これにより、構造物に用いられる金属板における外形の変化を抑制しつつ、かつ、強度が損なわれることなく、構造物と同等の靭性を有するアンテナ装置100を製造することができる。
The manufacturing method of the
(第1の変形例)
アンテナ部11を構成する金属板は、上述した実施形態の金属板とは異なり、厚さが一定でなくてもよい。ここで、厚さとは、金属板の面の法線方向における長さである。ここで、図6Aを参照して、金属板が鉄蓋43の板面部431-1である例における厚さについて説明する。図6Aに示す板面部431-1は、金属板の一例である。例えば、板面部431-1において、第2の領域431-1Bの厚さz1は、一例として9mmとすることができる。第1の領域431-1Aの厚さz2は、第2の領域431-1Bの厚さz1の1/2未満であってよい。さらに、厚さz2が0.5以上2.0mm以下の範囲である場合、最も安定した送受信が可能となる。第1の領域431-1Aは、スリット孔SHLが形成されている領域である。第2の領域431―1Bは、スリット孔SHLの短辺の方向(x軸方向)で、第1の領域431-1Aに隣接して位置する領域である。このような構成において、接続部12は、導電性の部材であって、該接続部12の一端は、アンテナ部11を構成する金属板におけるスリット孔SHLの周辺に接続されている。本例では、スリット孔SHLの周辺は、金属板における、他の領域(第2の領域431-1B)より薄く、スリット孔SHLを含む領域(第1の領域431-1A)である。具体的には、導電板122が、第1の領域431-1Aにおける内部S1側の面に取り付けられ、同軸ケーブル121の一端が、該導電板122に取り付けられている。このとき、導電板122は、アンテナ部11の外部S2側の表面から給電点までの距離が、第2の領域431-1Bの厚さz1の1/2以下となるように取り付けられてもよい。なお、本変形例では、アンテナ装置100を製造する工程における、上述したステップS3において、金属板におけるスリット孔SHLの周辺に導電板122を取り付けるにあたり、スリット孔SHLの周辺は、他の領域(第2の領域431-1B)より薄く、スリット孔SHLを含む領域(第1の領域431-1A)であってもよい。
(First Modification)
The metal plate constituting the
(第2の変形例)
アンテナ部11を構成する金属板は、上述した実施形態の金属板とは異なり、厚さが一定でなくてもよい。ここで、図6Bを参照して、金属板が鉄蓋43の板面部431-2である例における厚さについて説明する。図6Bに示す板面部431-2は、金属板の一例である。例えば、板面部431-2において、第1の領域431-2Aは、スリット孔SHLから離れるほど厚さが大きくなるようなテーパ形状を有している。ここで、第1の領域431-2Aは、厚さz2のスリット孔SHLが形成されている領域である。第2の領域431-2Bの厚さz1は、一定であり、例えば、9mmとすることができる。また、厚さz2は、厚さz1の1/2未満であってもよい。さらに、厚さz2が0.5以上2.0mm以下の範囲である場合、最も安定した送受信が可能となる。ここで、第2の領域431―2Bは、スリット孔SHLの短辺の方向(x軸方向)で、第1の領域431-2Aに隣接して位置する領域である。このような構成において、接続部12は、導電性の部材であって、該接続部12の一端は、アンテナ部11を構成する金属板における、他の領域(第2の領域431-2B)より薄く、スリット孔SHLを含む領域(第1の領域431-2A)に接続されている。具体的には、導電板122が、第1の領域431-2Aのテーパ状に形成された部分に取り付けられ、同軸ケーブル121の一端が、該導電板122に取り付けられている。このとき、導電板122は、アンテナ部11の外部S2側の表面から給電点までの距離が、第2の領域431-2Bの厚さz1の1/2以下となるように取り付けられてもよい。なお、本変形例でも、アンテナ装置100を製造する工程における、上述したステップS3において、金属板におけるスリット孔SHLの周辺に導電板122を取り付けるにあたり、スリット孔SHLの周辺は、他の領域(第2の領域431-1B)より薄く、スリット孔SHLを含む領域(第1の領域431-1A)であってもよい。
(Second Modification)
The metal plate constituting the
<<第2の実施形態>>
以下、本発明の第2の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
<<Second embodiment>>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<アンテナ装置の構成>
本発明の第2の実施形態に係るアンテナ装置100-1の構成の一例を説明する。第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
<Configuration of Antenna Device>
An example of the configuration of an antenna device 100-1 according to a second embodiment of the present invention will be described below. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図7に示すように、アンテナ装置100-1は、第1の実施形態のアンテナ装置100と同様に、アンテナ装置100-1は、内部装置200と電気信号を送受信し、外部装置300と無線通信により電気信号を送受信する。本例では、アンテナ装置100-1は、無線通信により、内部装置200と電気信号を送受信する。また、アンテナ装置100-1は、第1の実施形態のアンテナ装置100と同様に、例えば、LTE、LoRaWAN等の広域ネットワークにより外部装置300と外部装置300と電気信号を送受信する。
As shown in FIG. 7, similar to the
アンテナ装置100-1は、アンテナ部(第1のアンテナ部)11と、接続部12-1と、第2のアンテナ部13とを備える。
The antenna device 100-1 comprises an antenna section (first antenna section) 11, a connection section 12-1, and a
第2のアンテナ部13は、接続部12-1の他端に接続されている。第2のアンテナ部13は、アンテナ機能を有する部材であり、指向性アンテナとすることができる。第2のアンテナ部13は、内部基板および内部基板上に設けられる指向性の導電パターンを含むことができる。内部基板は、方形状とすることができる。指向性アンテナは、例えば、パッチアンテナであってよい。
The
接続部12-1は、導電性の部材であって、該接続部12-1の一端は、アンテナ部11を構成する金属板におけるスリット孔SHLの周辺に接続されている。接続部12-1の他端は、第2のアンテナ部13に接続されている。接続部12-1は、ケーブルを備え、ケーブルは、例えば、同軸ケーブル121とすることができる。接続部12-1は、導電板122をさらに備えてもよい。
The connection part 12-1 is a conductive member, and one end of the connection part 12-1 is connected to the periphery of the slit hole SHL in the metal plate that constitutes the
第2のアンテナ部13は、アンテナ部11から接続部12-1を介して受信した電気信号に基づいて、内部装置200に向けて電波を送信する。また、第2のアンテナ部13は、内部装置200から送信された電波を受信し、該電波に基づく電気信号を、接続部12-1を介してアンテナ部11に送信する。
The
<アンテナ装置の製造方法>
ここで、第2の実施形態に係るアンテナ装置100-1を製造する工程について、図8を参照して説明する。図8は、第2の実施形態に係るアンテナ装置100-1を製造する工程の一例を示すフローチャートである。図8を参照して説明するアンテナ装置100-1を製造する工程は、第2の実施形態に係るアンテナ装置100-1の製造方法一例に相当する。なお、第2の実施形態における、第1の実施形態と同じステップには同じ符号を付し、説明を省略する。
<Method of manufacturing antenna device>
Here, a process for manufacturing the antenna device 100-1 according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 8. Fig. 8 is a flowchart showing an example of a process for manufacturing the antenna device 100-1 according to the second embodiment. The process for manufacturing the antenna device 100-1 described with reference to Fig. 8 corresponds to an example of a method for manufacturing the antenna device 100-1 according to the second embodiment. Note that the same steps in the second embodiment as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
まず、第1の実施形態と同様に、ステップS1からステップS4の処理を実行する。 First, as in the first embodiment, steps S1 to S4 are executed.
ステップS5において、同軸ケーブル121の他端を第2のアンテナ部13に取り付ける。
In step S5, the other end of the
以上、説明したように、第2の実施形態に係るアンテナ装置100-1は、第2のアンテナ部13をさらに備え、接続部12-1の他端は、第2のアンテナ部13に接続されている。これにより、アンテナ装置100-1は、マンホール400内に配設された放射源である内部装置200との無線通信により電気信号を送受信することができる。
As described above, the antenna device 100-1 according to the second embodiment further includes a
<その他の変形例>
本実施形態では、構造物として、マンホール400を適用する場合を一例に挙げて説明したが、構造物は、マンホール400に限定されるものではなく、例えば、ハンドホール、シールドトンネル、汚泥貯留槽などであってもよい。
<Other Modifications>
In this embodiment, a
本実施形態では、金属板が鉄蓋43の板面部431である例を説明したが、金属板は、鉄蓋43の板面部431に限定されるものではなく、例えば、扉等が形成している板面上の部材であってもよい。
In this embodiment, an example has been described in which the metal plate is the
本発明は上記の実施形態および変形例に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載にしたがって時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications. For example, the various processes described above may not only be executed in chronological order as described, but may also be executed in parallel or individually depending on the processing capacity of the device executing the processes or as necessary. In addition, appropriate modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、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。 The above-described embodiments have been described as representative examples, but it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and substitutions are possible within the spirit and scope of the present disclosure. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes are possible without departing from the scope of the claims.
11 アンテナ部(第1のアンテナ部)
12、12-1 接続部
13 第2のアンテナ部
41 首部
42 筐体
43 鉄蓋
100、100-1 アンテナ装置
121 同軸ケーブル
121a 内部導体
121b 外部導体
122 導電板
200 内部装置
300 外部装置
400 マンホール
431、431-1、431-2 板面部
431-1A、431-2A 第1の領域
431-1B、431-2B 第2の領域
432、432a、432b、432c、432d 凸部
11 Antenna section (first antenna section)
12, 12-1
Claims (6)
導電性の部材であって、一端が、前記金属板における、前記スリット孔の側面、又は他の領域より薄く、前記スリット孔を含む領域に接続されている接続部と、
を備え、
前記金属板における、前記構造物の外部側の面から、前記金属板に前記接続部の一端が接続されている給電点までの長さは、前記金属板の厚さの1/2以下である、アンテナ装置。 a first antenna unit configured of a metal plate having a slit hole formed therein and disposed at an entrance of the structure;
a connection portion which is a conductive member and has one end which is thinner than a side surface of the slit hole or other areas of the metal plate and is connected to an area including the slit hole;
Equipped with
An antenna device, wherein the length of the metal plate from the surface facing the exterior of the structure to a feed point where one end of the connection portion is connected to the metal plate is equal to or less than 1/2 the thickness of the metal plate .
前記スリット孔は、前記凸部から5mm以上離れた位置に形成されている、請求項1から4のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 A protrusion is formed on a surface of the metal plate,
The antenna device according to claim 1 , wherein the slit hole is formed at a position 5 mm or more away from the protruding portion.
ケーブルと、
前記ケーブルの一端が接続されている導電板と、を含み、
前記導電板が、導電性粘着剤によって前記第1のアンテナ部に固定されている、請求項1から5のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 The connection portion is
Cables and
a conductive plate to which one end of the cable is connected;
The antenna device according to claim 1 , wherein the conductive plate is fixed to the first antenna portion by a conductive adhesive.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003342966A (en) | 2002-05-28 | 2003-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | Manhole cover for wireless communication, wireless communication data collection device and data collection system |
| JP2009017282A (en) | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Sharp Corp | Parasitic antenna |
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