(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の軸方向及び第2の軸方向に行列形式で配置された複数の素子を有し、第1の領域に属する複数の素子により入射波を第1の所望方向に反射し、第2の領域に属する複数の素子により前記入射波を第2の所望方向に反射するマルチビームリフレクトアレーであって、
前記第1及び第2の領域のうち少なくとも一方において、或る素子による反射波の位相は、前記第1の軸方向において該或る素子に隣接する素子による反射波の位相と所定値だけ異なりかつ前記第2の軸方向において該或る素子に隣接する素子による反射波の位相と等しい、マルチビームリフレクトアレー。
【請求項２】
第1の軸方向及び第2の軸方向に行列形式で配置された複数の素子を有し、第1の領域に属する複数の素子により入射波を第1の所望方向に反射し、第2の領域に属する複数の素子により前記入射波を第2の所望方向に反射するマルチビームリフレクトアレーであって、
前記第1及び第2の領域のうち少なくとも一方において、前記第1の軸方向に隣接する素子各々からの反射波の位相差(Δα1)と前記第2の軸方向に隣接する素子各々からの反射波の位相差(Δα2)との比率が所定値であり、前記Δα1及びΔα2が360度(2πラジアン)の整数倍の約数である、マルチビームリフレクトアレー。
【請求項３】
第1の軸方向及び第2の軸方向に行列形式で配置された複数の素子を有し、第1の領域に属する複数の素子により入射波を第1の所望方向に反射し、第2の領域に属する複数の素子により前記入射波を第2の所望方向に反射するマルチビームリフレクトアレーであって、
前記第1の領域における或る素子による反射波の位相は、前記第1の軸方向において該或る素子に隣接する素子による反射波の位相と所定値だけ異なりかつ前記第2の軸方向において該或る素子に隣接する素子による反射波の位相と等しく、
前記第2の領域における前記第1の軸方向に隣接する素子各々からの反射波の位相差(Δα1)と前記第2の軸方向に隣接する素子各々からの反射波の位相差(Δα2)との比率が所定値であり、前記Δα1及びΔα2が360度(2πラジアン)の整数倍の約数である、マルチビームリフレクトアレー。
【請求項４】
前記行列形式で配置された複数の素子のうち所定の1つ以上の列に属する素子は、前記第1の領域及び前記第2の領域の双方に属する、請求項1ないし3の何れか1項に記載のマルチビームリフレクトアレー。
【請求項５】
前記複数の素子の各々が地板及びパッチを少なくとも含み、前記第1の軸方向において素子のパッチ同士の間のギャップは徐々に変化している、請求項1ないし4の何れか1項に記載のマルチビームリフレクトアレー。
【請求項６】
前記複数の素子の各々がマッシュルーム構造により形成されている、請求項1ないし5の何れか1項に記載のマルチビームリフレクトアレー。
【請求項７】
前記第1の軸方向に隣接する素子各々からの反射波の位相差(Δα1)と共に前記第1の軸方向に整列する所定数個の素子により、当該マルチビームリフレクトアレーの前記第1の軸方向の1周期分の構造が形成され、及び
前記第2の軸方向に隣接する素子各々からの反射波の位相差(Δα2)と共に前記第2の軸方向に整列する前記所定数個と同じ数の素子により、当該マルチビームリフレクトアレーの前記第2の軸方向の1周期分の構造が形成される、
請求項2又は3に記載のマルチビームリフレクトアレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される発明はマルチビームリフレクトアレー等に関連する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムにおける伝搬環境又はエリアを改善するためにリフレクトアレーがしばしば使用される。リフレクトアレーは入射波を反射する際、鏡面反射方向だけでなく、所望方向にも反射させることができる。従来のリフレクトアレーについては特許文献1に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2012-34331号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリフレクトアレーの場合、入射波、鏡面反射波及び所望方向の反射波は同一平面内になければならず、入射波及び鏡面反射波により規定される面内の方向とは異なる任意の方向に入射波を反射させることはできない。まして入射波を複数の任意の方向に反射させるようなことはできない。このため、設計の自由度が制限されてしまう。更に、鏡面反射波及び所望方向の反射波が同一平面内に存在するので、鏡面反射波に起因して所望方向の反射波が劣化してしまうことも懸念される。
【０００５】
開示される発明の課題は、入射波を任意の複数の方向に反射させることが可能なマルチビームリフレクトアレーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示される発明によるマルチビームリフレクトアレーは、
第1の軸方向及び第2の軸方向に行列形式で配置された複数の素子を有し、第1の領域に属する複数の素子により入射波を第1の所望方向に反射し、第2の領域に属する複数の素子により前記入射波を第2の所望方向に反射するマルチビームリフレクトアレーであって、
前記第1及び第2の領域のうち少なくとも一方において、或る素子による反射波の位相は、前記第1の軸方向において該或る素子に隣接する素子による反射波の位相と所定値だけ異なりかつ前記第2の軸方向において該或る素子に隣接する素子による反射波の位相と等しい、マルチビームリフレクトアレーである。
【発明の効果】
【０００７】
開示される発明は、入射波を任意の複数の方向に反射させることが可能なマルチビームリフレクトアレーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】リフレクトアレーの原理を説明するための説明図。
【図２】マッシュルーム構造により素子が形成されている様子を示す図。
【図３】素子の代替構造を例示する図。
【図４】リフレクトアレーの拡大平面図。
【図５】リフレクトアレーの平面図。
【図６】マッシュルーム構造による素子の等価回路図。
【図７】マッシュルーム構造による素子のパッチのサイズWxと反射位相との関係を示す図。
【図８】垂直制御が行われる場合のリフレクトアレーの平面図。
【図９】垂直制御用のパッチの一例を示す図。
【図１０】垂直制御用のパッチの別の例を示す図。
【図１１】垂直制御用のパッチの別の例を示す図。
【図１２】リフレクトアレーの入射波と反射波の関係を一般的に示す図。
【図１３】リフレクトアレーを構成する複数の素子各々の中心座標が(mΔx，nΔy，0)にある様子を示す図。
【図１４】位相差αmnと反射方向(θr，φr)との関係を示す図。
【図１５】入射波のz軸からの偏角θiを固定した場合の反射角θr及びφrの関係を示す図。
【図１６】リフレクトアレーを構成する素子の反射位相の一例を示す図。
【図１７】リフレクトアレーを構成するように並んだ一列分の素子を示す図。
【図１８】反射波の散乱断面積を示す図。
【図１９】個々の素子が実現する反射位相を示す図。
【図２０】リフレクトアレーに電波が入射して反射した場合のシミュレーション結果を示す図(yz面)。
【図２１】シミュレーションに使用されるリフレクトアレーの構造を示す図。
【図２２】反射方向と位相差との間の関係を示す図。
【図２３】リフレクトアレーを形成する個々の素子が実現する反射位相を示す図。
【図２４】リフレクトアレーに電波が入射して反射した場合のシミュレーション結果を示す図(θr＝81度)。
【図２５】リフレクトアレーに電波が入射して反射した場合のシミュレーション結果を示す図(φr＝52度)。
【図２６】マルチビームリフレクトアレーを構成する単位構造を示す図。
【図２７】マルチビームリフレクトアレーを構成する個々の素子が実現する反射位相を示す図。
【図２８】個々の素子が所定の反射位相を実現するのに必要なギャップサイズを示す図。
【図２９】マルチビームリフレクトアレーを構成する個々の素子が実現する反射位相を示す図。
【図３０】従来例によるマルチビームリフレクトアレーを示す図。
【図３１】反射波の遠方放射界を示す図。
【図３２】マルチビームリフレクトアレーによる反射波を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
添付図面を参照しながら以下の観点から実施形態を説明する。図中、同様な要素には同じ参照番号又は参照符号が付されている。
【００１０】
1．リフレクトアレー
2．位相差制御
2．1  一次元位相差制御
2．2  二次元位相差制御
3．マルチビームリフレクトアレー
これらの項目の区分けは本発明に本質的ではなく、2以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に(矛盾しない限り)適用されてよい。
【００１１】
＜1．リフレクトアレー＞
まず、開示される発明で前提となるリフレクトアレーを説明する。図1は、リフレクトアレーの原理を説明するための説明図を示す。図示されているように、地板上に整列した複数の素子各々による反射波の位相が、隣接する素子同士の間で徐々に変化していたとする。図示の例の場合、隣接する素子各々による反射波の位相差は90度である。電波は等位相面(破線で示されている)に垂直な方向に進行するので、個々の素子からの反射位相を適切に調整しつつ、素子を二次元的に配置することでリフレクトアレーを形成し、入射波を所望の方向に反射させることができる。
【００１２】
図2は、リフレクトアレー用の素子として使用可能なマッシュルーム構造を示す。マッシュルーム構造は、接地プレート51と、ビア52と、パッチ53とを有する。接地プレート51は、多数のマッシュルーム構造に対して共通の電位を供給する導体である。Δx及びΔyは、隣接するマッシュルーム構造におけるビア間のx軸方向の間隔及びy軸方向の間隔をそれぞれ示す。Δx及びΔyは、マッシュルーム構造1つ分に対応する接地プレート51のサイズを表す。一般に、接地プレート51は多数のマッシュルーム構造が並んだアレイと同程度に大きい。ビア52は、接地プレート51とパッチ53とを電気的に短絡するために設けられる。パッチ53は、x軸方向にWxの長さを有し、y軸方向にWyの長さを有する。パッチ53は、接地プレート51に対して平行に距離tを隔てて設けられ、ビア52を介して接地プレート51に短絡される。図示の簡明化のため、図2ではマッシュルーム構造が2つしか示されていないが、リフレクトアレーには、このようなマッシュルーム構造がx軸及びy軸方向に多数設けられている。
【００１３】
図2に示す例の場合、リフレクトアレーを構成する個々の素子はマッシュルーム構造で構成されている。しかしながらこのことは実施の形態に必須ではない。電波を反射する任意の素子でリフレクトアレーが形成されてよい。例えば、正方形のパッチの代わりに、リング状の導電性パターン(図3(1))、十字型の導電性パターン(図3(2))、並列的な複数の導電性パターン(図3(3))等を有する素子が使用されてもよい。また、マッシュルーム構造において、パッチと接地プレートとを接続するビアがない構造(図3(4))が使用されてもよい。ただし、上記のように素子にマッシュルーム構造を採用することは、小さな反射素子を簡易に設計できる等の観点から好ましい。
【００１４】
図4は、図2に示されているようなリフレクトアレーの拡大平面図を示す。線pに沿って一列に並んだ4つのパッチ53と、その列に隣接して線qに沿って並んだ4つのパッチ43とが示されている。パッチの数は任意である。図5は図2及び図4に示すような素子がxy平面上に多数整列してリフレクトアレーを形成している様子を示す。
【００１５】
図6は、図2、図4、図5に示すマッシュルーム構造の等価回路を示す。図4の線pに沿って並ぶマッシュルーム構造のパッチ53と、線qに沿って並ぶマッシュルーム構造のパッチ53との間のギャップに起因して、キャパシタンスCが生じる。更に、線pに沿って並ぶマッシュルーム構造のビア52、及び線qに沿って並ぶマッシュルーム構造のビア52に起因して、インダクタンスLが生じる。したがって、隣接するマッシュルーム構造の等価回路は、図6右側に示されるような回路になる。すなわち、等価回路において、インダクタンスLとキャパシタンスCとが並列に接続されている。キャパシタンスC、インダクタンスL、表面インピーダンスZs及び反射係数Γは、次のように表すことができる。
【００１６】
【数１】
0005490194.tif 000002
数式(1)において、ε0は真空の誘電率を表し、εrはパッチ同士の間に介在する材料の比誘電率を表す。素子間隔は上記の例の場合、x軸方向のビア間隔Δxである。ギャップは隣接するパッチ同士の隙間であり、上記の例の場合、(Δx-Wx)である。Wxはx軸方向のパッチの長さを表す。すなわち、arccosh関数の引数は、素子間隔とギャップとの比率を表す。数式(2)において、μはビア同士の間に介在する材料の透磁率を表し、tはパッチ53の高さ(接地プレート51からパッチ53までの距離)を表す。数式(3)において、ωは角周波数を表し、ｊは虚数単位を表す。数式(4)において、ηは自由空間インピーダンスを表し、Φは位相差を表す。
【００１７】
図7は、図2、図4及び図5に示すようなマッシュルーム構造のパッチのサイズWxと反射位相との関係を示す。概して、マッシュルーム構造(素子)の反射位相は、共振周波数において0になり、共振周波数は上記のキャパシタンスC及びインダクタンスLにより決定される。従って、リフレクトアレーの設計においては、個々の素子が適切な反射位相を実現するように、キャパシタンスC及びインダクタンスLを適切に設定する必要がある。図中、実線は理論値を示し、丸印でプロットされているものは有限要素法解析によるシミュレーション値を示す。図7は、4種類のビアの高さ又は基板の厚みtの各々について、パッチのサイズWxと反射位相との関係を示す。t02は距離tが0.2mmである場合のグラフを表す。t08は距離tが0.8mmである場合のグラフを表す。t16は距離tが1.6mmである場合のグラフを表す。t24は距離tが2.4mmである場合のグラフを表す。ビア間隔Δx及びΔyは、一例として2.4mmである。
【００１８】
グラフt02より、厚さを0.2mmとすることにより、反射位相を175度の周辺にできることがわかる。しかし、パッチのサイズWxが0.5mmから2.3mmまで変化しても、反射位相の差は１度以下となり、反射位相の値はほとんど変化しない。グラフt08より、厚さを0.8mmとすることにより、位相を160度の周辺とすることができる。またこのとき、パッチのサイズWxが0.5mmから2.3mmまで変化すると、反射位相は約162度から148度まで変化するが、変化の範囲は14度と、小さい。グラフt16より、厚さを1.6mmとすると位相は145度以下となり、パッチのサイズWxが0.5mmから2.1mmに変化する場合、反射位相は144度から107度に緩慢にしか減少していないが、サイズWxが2.1mmより大きくなると、反射位相は急激に減少し、サイズWxが2.3mmの場合に、反射位相は、シミュレーション値(丸印)で54度及び理論値(実線)で0度に達する。グラフt24の場合、パッチのサイズWxが0.5mmから1.7mmに変化する場合、反射位相は117度から90度に緩慢にしか減少していないが、サイズWyが1.7mmより大きくなると、反射位相は急激に減少し、サイズWxが2.3mmの場合に、反射位相は、-90度に達する。
【００１９】
図2、図4及び図5に示すようなマッシュルーム構造で素子を形成する場合、y軸方向のパッチサイズWyは全ての素子で同一であり、x軸方向のパッチサイズWxが素子の場所によって異なる。しかしながら、パッチサイズWyが全ての素子で共通することは必須ではなく、素子毎に異なるように設計することも可能である。ただし、パッチサイズWyが全ての素子で同一であるマッシュルーム構造を用いてリフレクトアレーを設計する場合、設計が簡易になり、x軸方向のパッチサイズWxを、素子の場所に応じて決定すればよい。具体的には、様々なビアの高さ又は基板の厚みtの内、設計に使用するもの(例えば、t24)を選択し、整列する複数のパッチ各々のサイズが、そのパッチの位置で必要な反射位相に応じて決定される。例えば、t24が選択されていた場合において、あるパッチの位置で必要な反射位相が72度であった場合、パッチのサイズWxは約2mmである。同様にして、他のパッチについてもサイズが決定される。理想的には、リフレクトアレーの中で整列している1つの素子群全体による反射位相の変化が360度であるように、パッチサイズが設計されていることが好ましい。
【００２０】
ところで、図4及び図5に示す構造において、電界Eの振幅方向がx軸方向である電波がリフレクトアレーに入射した場合、反射波は反射位相が変化している方向、すなわちx軸方向に対して垂直方向又は横方向(y軸方向)に進む。このようにして反射波を制御することを便宜上「水平制御」と言及する。しかしながら本発明は水平制御に限定されない。例えば、図4及び図5に示す構造の代わりに、図8に示すような構造でリフレクトアレーを構成し、電界の振幅方向がy軸方向である電波を、電界の方向に対して並行に、すなわち縦方向(y軸方向)に反射させることが可能である。このようにして反射波を制御することを便宜上「垂直制御」と言及する。垂直制御を行う場合において、パッチサイズとギャップはいくつかの方法によって決めることができる。例えば、図9に示すように素子の間隔Δyを共通とし且つ個々のパッチを非対称にしてもよいし、図10に示すように個々のパッチを対称にし且つ素子の間隔を異ならせてもよいし、図11に示すように素子の間隔Δyを共通とし且つ個々のパッチを対称に設計してもよい。これらは一例に過ぎず、適切な如何なる方法でパッチサイズ及びギャップが決定されてもよい。
【００２１】
＜2．位相差制御＞
図12はリフレクトアレーに入射する入射波とそこから反射する反射波との関係を一般的に示している。図示の例の場合、入射波は(rθφ)極座標において、θ=θi及びφ=φiの方向から到来し、反射波はθ=θr及びφ=φrの方向へ進んでいる。原点はリフレクトアレーにおける1つの素子に対応する。上述したように、素子は典型的にはマッシュルーム構造の素子であるが、実施の形態はこれに限定されない。入射波が進行する方向に沿う入射単位ベクトルuiは、次のように書ける。
【００２２】
ui＝(uix，uiy，uiz)＝(sinθicosφi，sinθisinφi，cosθi)  ・・・（5）
反射波が進行する方向に沿う反射単位ベクトルurは、次のように書ける。
【００２３】
ur＝(urx，ury，urz)＝(sinθrcosφr，sinθrsinφr，cosθr)  ・・・（6）
図13に示すように、リフレクトアレーを構成する複数の素子各々の中心座標が、(mΔx，nΔy，0)にあるとする。ただし、m＝0，1，2，...Nx及びn＝0，1，2，...Nyであり、Nxはmの最大値及びNyはnの最大値である。x軸方向にm番目及びy軸方向にn番目の素子(便宜上、mn番目の素子と言及する)の位置ベクトルrmnは、次のように書ける。
【００２４】
rmn＝(mΔx，nΔy，0)  ・・・（7）
この場合、mn番目の素子で実現すべき反射位相αmnは、次のように書ける。
【００２５】
αmn＝k0(rmn・ui−rmn・ur)＋2πN  ・・・(8)
ただし、「・」はベクトルの内積を表す。k0は電波の波数(2π/λ)を表し、λは電波の波長を表す。(8)式に(5)-(7)式を代入すると、次のように書ける。
【００２６】
αmn＝k0(mΔx ×sinθicosφi＋nΔy×sinθisinφi−mΔx×sinθrcosφrーnΔy×sinθrsinφr)
＝k0mΔx(sinθicosφiーsinθrcosφr)＋k0nΔy(sinθisinφi−sinθrsinφr)・・・(9)
ただし、2πN＝0であるとしたが、一般性は失われない。なお、αmnは数式(9)により任意の値に設定可能であるが、ある1周期分の素子配列をxy平面上で反復的に設けることでリフレクトアレーを構成する観点からは、隣接する素子間の位相差(「αmn−αm-1n」又は「αmn−αmn-1」)は360度の約数(例えば、18度)であることが好ましい。
【００２７】
数式(9)を参照するに、mn番目の素子で実現すべき反射位相αmnは、一般的には、Δx及びΔyに依存している。これは、リフレクトアレーが任意の方向(θr，φr)に電波を反射させるためには、原則として、個々の素子の反射位相αmnがx軸方向に徐々に変化すると共に、y軸方向にも徐々に変化しなければならないことを示す。x軸方向及びy軸方向の双方向に反射位相を任意に変化させることは、不可能ではないが容易でない。
【００２８】
実施の形態では、数式(9)の右辺第1項(Δxを含む項)と第2項(Δyを含む項)が或る条件を満たすようにすることで、個々の素子が実現すべき反射位相を簡易に決定できるようにする。そのような条件は大別して2通りあり、第1の方法は、反射位相をx軸及びy軸の一方の方向に沿ってのみ変化させ、他の方向には変化させない方法であり、＜2．1  一次元位相差制御＞において説明される。第2の方法は、数式(9)の右辺第1項(Δxを含む項)と第2項(Δyを含む項)の比率を一定値に維持し、かつ隣接する素子による反射位相差を360度(2πラジアン)の約数(より一般的には、360度の整数倍の約数)にする方法であり、＜2．2  二次元位相差制御＞において説明される。
【００２９】
＜2．1  一次元位相差制御＞
＜＜反射位相がΔxにのみ依存するようにする＞＞
先ず、第1の方法において、反射位相をx軸方向に沿ってのみ変化させ、y軸方向には変化させないようにする方法を説明する。数式(9)において、仮に、Δyに乗算されている(sinθisinφi−sinθrsinφr)が恒等的に0に等しかったとすると、位相αmnはΔyには依存しなくなり、Δxにのみ依存するようになる。その場合、位相αmnは、x軸方向に徐々に変化するが、y軸方向には一定であってもよい。このように、個々の素子で実現すべき反射位相が、x軸方向には変化するがy軸方向には一定であるようにすることで、任意の方向に入射波を反射させるリフレクトアレーを簡易に実現できる。
【００３０】
Δyに乗算されている(sinθisinφi−sinθrsinφr)が0に等しい場合、次式が成立する。
【００３１】
sinθisinφi＝sinθrsinφr  ・・・(10)
これは、図12において入射波の入射単位ベクトルuiのy成分の大きさと反射波の反射単位ベクトルurのy成分の大きさとが等しいことを示す。すなわち、入射単位ベクトル及び反射単位ベクトルのy成分同士が等しい場合、個々の素子で実現すべき反射位相を、x軸方向に変化させる一方、y軸方向には一定であるようにできる。数式(10)は、次のようにも書ける。
【００３２】
sinθr＝sinθisinφi/sinφr   ・・・(11)
θr＝arcsin(sinθisinφi/sinφr)  ・・・(12)
従って、反射波のx軸からの偏角φrに基づいて、反射波のz軸からの偏角θrを一意に決定できる。目下の場合、mn番目の素子で実現すべき反射位相αmnは、次のように書ける。
【００３３】
αmn＝k0mΔx(sinθicosφi−sinθrcosφr)
＝k0mΔx[sinθicosφi−(sinθisinφi/sinφr)×cosφr]  ・・・(13)
従って、mn番目の素子で実現すべき反射位相αmnは、反射波のx軸からの偏角φrにより一意に決定される。  
一例として、入射波のx軸からの偏角φiが3π/2＝270度であったとする。この場合、sinφi＝-1及びcosφi＝0であるので、θr及びαmnは次のように書ける。
【００３４】
θr＝arcsin(-sinθi/sinφr)  ・・・(14)
αmn＝k0mΔx[(sinθi/sinφr)×cosφr]  ・・・(15)
図14は反射位相又は位相差αmnと反射方向(θr，φr)との関係(上記の数式(13))を示す。シミュレーションでは、リフレクトアレーにおける素子同士の間隔Δxは4mmであり、電波の周波数は11GHzであるとした。また、入射波のz軸からの偏角はθi＝20度であり、入射波のx軸からの偏角はφi＝270度であるとした。位相差αmn＝0の場合、反射波のz軸からの偏角θrは20度及びx軸からの偏角φrは90度となっており、これは鏡面反射を示す。図示されているように、位相差αmnが0から45度まで増加する場合に、反射波のz軸からの偏角θrは20度から徐々に増加して約67度に達する一方、反射波のx軸からの偏角φrは90度から徐々に減少して約22度に達している。
【００３５】
図15は入射波のz軸からの偏角θiを固定した場合の反射角θr及びφrの関係を示す。図示の例では入射角θiが10度、20度、45度及び70度の場合の反射角θr及びφrの関係が示されている。入射角のx軸からの偏角φiは270度である。入射角θiが10度の場合において、反射波のz軸からの偏角θrが10度である場合、反射波のx軸からの偏角φrは90度になっている。これは鏡面反射に対応する。図示の例の場合、反射角φrが90度である状態は鏡面反射を示す。何れの入射角θiについても、概して、反射角θrが90度に近づくように増加するにつれて、反射角φrは減少している。
【００３６】
図16は数式(13)に示すような関係式を用いて、リフレクトアレーを構成する素子の反射位相を決定した様子を示す。リフレクトアレーを構成する素子はx軸方向に4mm間隔で整列し(Δx＝4mm)、かつy軸方向にも4mm間隔で整列している(Δy＝Δx＝4mm)。上述したように、数式(10)が満たされる場合、素子で実現すべき反射位相αmnは、x軸方向には徐々に変化するが、y軸方向には一定であってよい。このため、図示の例の場合、反射位相はx軸方向に18度ずつ変化する一方、y軸方向には変化していない。
【００３７】
図17は図16に示すような方法で素子の反射位相を実現するように並べた素子の一部を示す。図17にはx軸方向に並ぶ一列分の素子しか示されていないが、実際にはy軸方向にも同様な素子列が存在し、リフレクトアレーを構成している。シミュレーションでは、80mm×80mmのリフレクトアレーを想定し、周期境界の条件と共に、以下の条件の下で反射波の強度を算出した。
【００３８】
電波の周波数＝11GHz
地板(接地プレート)とパッチとの間に介在する材料の誘電率＝8.85×10-12
地板(接地プレート)とパッチとの間に介在する材料の透磁率＝1.26×10-6
入射波の入射方向(θi，φi)＝(20度，270度）
反射波の所望方向(θr，φr)＝(29度，45度)。
【００３９】
図18は反射波の散乱断面積を示す。所望方向は(θr，φr)＝(29度，45度)の方向である。入射方向は(θi，φi)＝(20度，270度)である。従って、鏡面反射の方向は、(θi，φi)＝(20度，90度)である。図18では、この鏡面反射が生じる面内での散乱断面積(破線)と、所望方向における散乱断面積(実線)とが対比されている。図示されているように、θr＝29度付近において、所望方向のレベルは鏡面反射方向のレベルよりも約20dBも高くなっている。このように実施の形態によれば、任意の所望方向に反射波を強く形成することができる。
【００４０】
＜＜反射位相がΔyにのみ依存するようにする＞＞
次に、第1の方法において、反射位相をy軸方向に沿ってのみ変化させ、x軸方向には変化させないようにする方法を説明する。上記の説明では、数式(10)が満たされるようにすることで、素子が実現すべき反射位相αmnがx軸方向には徐々に変化する一方、y軸方向には一定であるようにしている。しかしながら実施の形態はこの例に限定されず、逆に、素子で実現すべき反射位相αmnが、y軸方向には徐々に変化するが、x軸方向には一定であるようにもできる。その場合、数式(9)において、Δxの係数である(sinθicosφiーsinθrcosφr)が恒等的に0になる必要がある。この場合、次式が成立する。
【００４１】
sinθicosφi＝sinθrcosφr  ・・・(16)
これは、図12において入射波の入射単位ベクトルuiのy成分と反射波の反射単位ベクトルurのx成分とが等しいことを示す。入射及び反射単位ベクトルのx成分同士が等しい場合に、個々の素子で実現すべき反射位相を、y軸方向に変化させる一方、x軸方向には一定であるようにできる。数式(16)は、次のようにも書ける。
【００４２】
sinθr＝sinθicosφi/cosφr   ・・・(17)
θr＝arcsin(sinθicosφi/cosφr)  ・・・(18)
従って、反射波のx軸からの偏角φrから、反射波のz軸からの偏角θrを一意に決定できる。この場合、mn番目の素子で実現すべき反射位相αmnは、次のように書ける。
【００４３】
αmn＝k0nΔy(sinθisinφi−sinθrsinφr)
＝k0nΔy[sinθisinφi−(sinθicosφi/cosφr)×sinφr]  ・・・(19)
従って、mn番目の素子で実現すべき反射位相αmnは、反射波のx軸からの偏角φrにより一意に決定される。
【００４４】
図19は数式(19)に示すような関係式を用いて、リフレクトアレーを構成する素子の反射位相を決定した様子を示す。リフレクトアレーを構成する素子はx軸方向に4．5mm間隔で整列し、かつy軸方向にも4．5mm間隔で整列している(Δy＝Δx＝4．5mm)。上述したように、数式(16)を満たす場合、素子で実現すべき反射位相αmnは、y軸方向には徐々に変化するが、x軸方向には一定であってよい。このため、図示の例の場合、反射位相はy軸方向に36度ずつ変化する一方、x軸方向には変化していない。シミュレーションでは、周期境界の条件と共に、以下の条件の下で反射波の強度を算出した。
【００４５】
電波の周波数＝11GHz
地板(接地プレート)とパッチとの間に介在する材料の誘電率＝8.85×10-12
地板(接地プレート)とパッチとの間に介在する材料の透磁率＝1.26×10-6
入射波の入射方向(θi，φi)＝(10度，270度）
反射波の所望方向(θr，φr)＝(51．2度，90度)。
【００４６】
図20は反射波のyz面における散乱断面積を示す。所望方向は(θr，φr)＝(51．2度，90度)の方向である。入射方向は(θi，φi)＝(10度，270度)である。従って、鏡面反射の方向は、(θi，φi)＝(10度，90度)である。図中、Eθのグラフは反射波の電界ベクトルを(rθφ)極座標で表現した場合のθ方向成分のレベルを示す。Eφのグラフは反射波の電界ベクトルを(rθφ)極座標で表現した場合のφ方向成分のレベルを示す。何れもφr＝51．2度の所望方向において強いピークが生じていることが分かる。
【００４７】
反射位相がΔxにのみ依存する場合及びΔyにのみ依存する場合の上記の説明を総合すると、リフレクトアレーを構成する複数の素子のうちの任意の或る素子(mn)による反射波の位相は、第1の軸(x軸又はy軸)方向においてmn番目の素子に隣接する素子による反射波の位相と所定値(上記の例では、18度又は36度)だけ異なり、かつ第2の軸(y軸又はx軸)方向においてmn番目の素子に隣接する素子による反射波の位相と等しい、と言える。更に、入射単位ベクトルuiの第2の軸方向成分の大きさは、反射単位ベクトルurの第2の軸方向成分の大きさと等しい、とも言える。
【００４８】
＜2．2  二次元位相差制御＞
素子の位相差を制御する第2の方法を説明する。先ず、mn番目の素子による反射位相とこの素子に隣接する素子による反射位相との差分を考察する。x軸方向に隣接する素子による反射位相差Δαxは、次のように書ける。
【００４９】
Δαx＝αmn−αm-1n
＝k0mΔx(sinθicosφiーsinθrcosφr)＋k0nΔy(sinθisinφi−sinθrsinφr)
ーk0(m-1)Δx(sinθicosφiーsinθrcosφr)−k0nΔy(sinθisinφi−sinθrsinφr)
＝k0Δx(sinθicosφiーsinθrcosφr)  ・・・(20)
y軸方向に隣接する素子による反射位相差Δαyは、次のように書ける。
【００５０】
Δαy＝αmn−αmn-1
＝k0mΔx(sinθicosφiーsinθrcosφr)＋k0nΔy(sinθisinφi−sinθrsinφr)
ーk0mΔx(sinθicosφiーsinθrcosφr)−k0(n-1)Δy(sinθisinφi−sinθrsinφr)
＝k0Δy(sinθisinφi−sinθrsinφr)・・・(21)
二次元位相差制御を行う実施の形態では、
Δαx＝γΔαy＝2π/κ  ・・・(22)
という関係が使用される。ここで、γは有理数であり、κは360の約数、すなわち360を割り切る整数である。数式(22)によれば、x軸方向に隣接する素子による反射位相差Δαxとy軸方向に隣接する素子による反射位相差Δαyとの比率が所定値γとなるように、パラメータの値が設定される。更に、x軸方向に隣接する素子による反射位相差Δαxが360度(2πラジアン)の約数(より一般的には、360度の整数倍の約数)であるように設定される。単なる一例として、所定値γは1であり、κは10である。
【００５１】
Δαx＝γΔαyという関係は、数式(20)及び(21)により、次のように書ける。
【００５２】
k0Δx(sinθicosφiーsinθrcosφr)＝γk0Δy(sinθisinφi−sinθrsinφr)・・・(23)
数式(22)より、Δαy＝2π/(κγ)  であるので、次式が得られる。
【００５３】
k0Δy(sinθisinφi−sinθrsinφr)＝2π/(κγ)
sinθrsinφr＝−2π/(k0Δyκγ)＋sinθisinφi  ・・・(24)
また、Δαx＝2π/κ  であるので、次式が得られる。
【００５４】
k0Δx(sinθicosφiーsinθrcosφr)＝2π/κ
sinθrcosφr＝−2π/( k0Δxκ)＋sinθicosφi  ・・・(25)
数式(24)を数式(25)で除算すると、次式が得られる。
【００５５】
φr＝arctan([−2π/(k0Δyκγ)＋sinθisinφi]/[−2π/( k0Δxκ)＋sinθicosφi])・・・(26)
数式(26)によれば、入射の偏角θi及びφiから、反射波の偏角φrを算出できる。更に、数式(24)及び(25)によれば、入射波の偏角θi、φi及び反射波の偏角φrから、反射波の偏角θrを算出できる。
【００５６】
仮に、入射波がx軸となす偏角φiが、φi＝3π/2＝270度であり、素子間隔がΔx＝Δyであったとすると、数式(26)は次のように書ける。
【００５７】
φr＝arctan([−2π/(k0Δyκγ)−sinθi]/[−2π/( k0Δxκ)])
＝arctan[1/γ＋( k0Δxκsinθi )/(2π)]・・・(27)
また、φi＝3π/2＝270度の場合、数式(24)及び(25)から、次式が得られる。
【００５８】
θr＝arcsin([−2π/(k0Δyκγ)−sinθi]/sinφr]・・・(28)
＝arcsin[−2π/(k0Δxκcosφr)]・・・(29)
このように、実施の形態は数式(22)のような制約又は条件を使用するので、x軸方向に隣接する素子間の反射位相差Δαxとy軸方向に隣接する素子間の反射位相差Δαyとの比率が一定値γであり、かつΔαxは360度の約数(より一般的には、360度の整数倍の約数)である。Δαxが360度の約数(例えば、360/κx)であるので、x軸方向に整列するκ個の素子により、x軸方向に周期境界を規定することができる。また、Δαyも360度の約数(例えば、360/(κγ))であるので(より一般的には、360度の整数倍の約数)、y軸方向に整列するκγ個の素子により、y軸方向にも周期境界を規定することができる。従ってx軸及びy軸の双方向に周期境界を有するリフレクトアレーの単位構造又は基本構造を簡易に形成することができる。この単位構造又は基本構造をx軸方向及びy軸方向に反復的に形成することで、所望のサイズのリフレクトアレーを実現できる。この点、x軸又はy軸の何れか一方の方向に整列した素子によって一方の方向にしか周期境界を形成できなかった従来のリフレクトアレーと大きく異なる。実施の形態によれば、x軸及びy軸の双方向において位相差を変化させることで、入射波を任意の所望方向に反射させることができる。
【００５９】
図21は＜2．位相差制御＞において説明した原理に基づいて電波を反射するリフレクトアレーのシミュレーションに使用された単位構造を示す。図示の単位構造では、x軸方向に10個の素子が整列し、y軸方向にも10個の素子が整列している。シミュレーションでは、この単位構造がxy平面上に多数設けられていることが想定されている。kは入射波の向きを示し、E0は反射波の向きを示す。シミュレーションでは以下のパラメータの値が使用されている。
【００６０】
入射波の周波数＝11GHz、
入射波の入射方向(θi，φi)＝(10度，270度）、
反射波の所望方向(θr，φr)＝(81度，52度）、
素子間の間隔Δx＝Δy＝4.5mm、
x軸及びy軸方向に隣接する素子の反射位相差の比率γ(＝Δαx/Δαy)＝1、
1周期の分割数κ＝10。
【００６１】
図22は、反射波の方向(θr，φr)と隣接する素子間の反射位相差(Δα＝Δαx＝Δαy)との間の関係を示すシミュレーション結果である。入射波の方向はθi＝10度及びφi＝270度であり、素子間隔はΔx＝Δy＝4.5mmである。反射波の所望方向がθr＝81度及びφr＝52度であった場合、それらに対応する位相差Δαは36度であることが図22から分かる。この場合、10個の素子で360度の全範囲の位相差を実現するので、1周期の分割数κは10であればよい。
【００６２】
図23は、図21に示すようなリフレクトアレーを構成する個々の素子が実現すべき反射位相を示す。この例の場合、x軸方向に10素子及びy軸方向に10素子が整列しており、Δαx＝Δαy＝36度、γ＝1、κ＝10である。
【００６３】
図24は、図21に示すリフレクトアレーに電波が入射した場合において、z軸と81度の角度をなす円錐面内で観測される反射波の電界レベルを示す。上述したように、θr＝81度は所望方向である。Eθのグラフは反射波の電界ベクトルを(rθφ)極座標で表現した場合のθ方向成分のレベルを示す。Eφのグラフは反射波の電界ベクトルを(rθφ)極座標で表現した場合のφ方向成分のレベルを示す。何れもφr＝52度の方向において強いピークが生じており、他の方向のレベルは低く抑制されている。図25は、図21に示すリフレクトアレーに電波が入射した場合において、x軸からの偏角がφr＝52度である面内で観測される反射波の電界レベルを示す。上述したように、φr＝52度は所望方向である。Eθのグラフは反射波の電界ベクトルを(rθφ)極座標で表現した場合のθ方向成分のレベルを示す。Eφのグラフは反射波の電界ベクトルを(rθφ)極座標で表現した場合のφ方向成分のレベルを示す。何れもθr＝81度の付近において強いピークが生じており、他の方向のレベルは低く抑制されている。従ってこのリフレクトアレーにより、入射波を所望方向に強く反射できていることが分かる。
【００６４】
＜3．マルチビームリフレクトアレー＞
次に、入射波を複数の所望方向に反射させるマルチビームリフレクトアレーを考察する。実施の形態におけるマルチビームリフレクトアレーは、x軸方向及びy軸方向に行列形式で配置された複数の素子を有し、第1の領域に属する複数の素子により入射波を第1の所望方向に反射し、第2の領域に属する複数の素子により入射波を第2の所望方向に反射する。複数の素子の各々は電波を反射する任意の素子とすることができるが、典型的にはマッシュルーム構造の素子である。入射波を所望方向に反射させる方法は、＜2．位相差制御＞において説明した何れかの方法を使用することができる。例えば、第1及び第2の領域が何れも＜2．1  一次元位相差制御＞により入射波を反射してもよい。この場合、第1及び第2の領域の双方が「反射位相をx軸方向(又はy軸方向)にのみ変化させる方法」により入射波を反射してもよい。或いは第1の領域が「反射位相をx軸方向にのみ変化させる方法」により入射波を反射し、第2の領域が「反射位相をy軸方向にのみ変化させる方法」により入射波を反射してもよい。或いは、第1及び第2の領域が何れも＜2．2  二次元位相差制御＞により入射波を反射してもよい。或いは、第1の領域が＜2．1  一次元位相差制御＞により入射波を反射し、第2の領域が＜2．2  二次元位相差制御＞により入射波を反射してもよい。
【００６５】
図26はマルチビームリフレクトアレーのシミュレーションに使用された単位構造又は基本構造を示す。図示の単位構造では、x軸方向に10個の素子が整列し、y軸方向にも10個の素子が整列し、行列形式に素子が配置されている。y軸に平行に並ぶ10列のうち、x座標が小さい方から6列分(1列目から6列目まで)の素子は第1の領域に属する。y軸に平行に並ぶ10列のうち、x座標が最も小さい1列目の素子と、7ないし10列目の素子は第2の領域に属する。従って1列目の素子は第1及び第2の領域で共有されている。シミュレーションでは、この単位構造がxy平面上に多数設けられていることが想定されている。kは入射波の向きを示し、E0は反射波の向きを示す。シミュレーションでは以下のパラメータの値が使用されている。
【００６６】
入射波の周波数＝11GHz、
入射波の方向(θi，φi)＝(10度，270度)、
第1の所望方向（θr1，φr1）＝(81度，52度)、
第2の所望方向（θr2，φr2）＝(29度，45度)、
素子間の間隔Δx＝Δy＝4.5mm、
x軸及びy軸方向に隣接する素子の反射位相差の比率γ(＝Δαx/Δαy)＝1、
1周期の分割数κ＝10。
【００６７】
図27は、図26に示す単位構造を構成する個々の素子が実現する反射位相を示す。y軸に平行に並ぶ10列のうち、x座標が小さい方から6列分(1列目から6列目まで)の素子が第1の領域に属する。y軸に平行に並ぶ10列のうち、x座標が最も小さい1列目の素子と、7ないし10列目の素子が第2の領域に属する。図示の例の場合、第1の領域は＜2．2  二次元位相差制御＞により入射波を反射する。このため、x軸及びy軸の双方向に反射位相が36度ずつ変化している。第2の領域は＜2．1  一次元位相差制御(反射位相がΔyにのみ依存する方法)＞により入射波を反射する。このため、反射位相はy軸方向に36度ずつ変化しているが、x軸方向には変化していない。
【００６８】
図28は図27に示す個々の素子の反射位相を実現する際に使用可能なギャップサイズを示す。ギャップサイズは、隣接する素子のパッチ同士の間の隙間の寸法である。個々の素子は地板とパッチとそれらの間のビアとを有する。
【００６９】
図26及び図27に示す単位構造を、x軸及びy軸方向に反復的に設けることで、所望のサイズのマルチビームリフレクトアレーを得ることができる。図29は、図26及び図27に示す単位構造をx軸方向に2つ及びy軸方向に2つ並べた様子を示す。実際には4つより多い単位構造が並べられてもよい。図示の例において、単位構造同士の境界でありかつ第1の領域の境界に隣接する2列分の素子(枠で囲まれた部分)に着目すると、y軸方向に沿う2列分の素子(x座標が40．5及び45)の反射位相は互いに等しいことが分かる。図示の例では、第1の領域に属する1列分の素子が第2の領域にも属し、かつそれらの素子列は互いに等しい反射位相を実現する。従って、10行10列に素子が整列している単位構造において、6列分の素子が入射波を第1の所望方向に反射させる第1の領域として機能し、5列分の素子が入射波を第2の所望方向に反射させる第2の領域として機能する。単位構造における1つの素子列を第1及び第2の領域の双方に共有することで、第1及び第2の所望方向以外の不要な方向への反射(サイドローブ又はグレーティングローブ)を抑制し、反射特性を改善することができる。
【００７０】
図26ないし図29を参照しながら説明した例では、単位構造における1つの素子列が第1及び第2の領域に共有されていたが、このことは実施の形態に必須ではなく、1つ以上の任意の素子列が第1及び第2の領域に共有されてもよい。更に、第1及び第2の領域に共有される1つ以上の素子列が、単位構造の境界をなすこと(すなわち、第1及び第2の領域各々が連続する複数の素子列で形成されること)も必須ではなく、第1及び第2の領域をなす複数の素子列は連続していてもよいし、或いは離散的でもよい。
【００７１】
更に、実施の形態によるマルチビームリフレクトアレーによる効果を説明する。先ず、入射波を第1の所望方向(α1)及び第2の所望方向(α2)に反射させる従来例によるマルチビームリフレクトアレーを考察する。ただし、本願において「従来例」は必ずしも公知技術ではなく、本発明に先行する発明が「従来例」に該当する。このマルチビームリフレクトアレーの場合、入射波を第1の所望方向(α1)に反射させるための素子配列の第1の周期と、入射波を第2の所望方向(α2)に反射させるための素子配列の第2の周期との公倍数により素子配列の設計周期が決まる。
【００７２】
図30は、そのような従来例によるマルチビームリフレクトアレーを示す。図示のマルチビームリフレクトアレーは、y軸方向に並んだ12個(一般的には、N個)の素子M1ないしM12の組を2つ以上有する。これら12個(一般的には、N個)の素子と同様な構造が、y軸方向及びx軸方向に反復的に又は周期的に設けられている。素子の各々は電波を反射する何らかの素子であり、図示の例ではマッシュルーム構造である。電波は、z軸∞方向から到来し、個々の素子により反射され、反射波が形成される。あるnk個の素子の各々が、隣接する素子との間でΔφ＝360/nk度だけ異なる反射位相を実現する場合、θr＝sin-1［(λΔφ)/(2πΔy)］の反射角で電波が反射する。ただし、kは波数であり、2π/λに等しい。λは電波の波長である。Δyは隣接する素子間の間隔である。例えば、4個の素子の反射位相φ11、φ12、φ13、φ14に関し、隣接する素子同士の位相差Δφ1(＝｜φ1i−φ1i+1｜)が360/4＝90度であった場合、α1＝sin-1［(λΔφ1)/(2πΔy)］の反射角で電波が反射する。また、6個の素子の反射位相φ21、φ22、φ23、φ24、φ25、φ26に関し、隣接する素子同士の位相差Δφ2(＝｜φ2i−φ2i+1｜)が360/6＝60度であった場合、α2＝sin-1［(λΔφ2)/(2πΔy)］の反射角で電波が反射する。
【００７３】
図30において「設計位相」として示されているように、
素子M1及びM2の反射位相は、第1の反射角α1に関する値φ11及びφ12に、
素子M3及びM4の反射位相は、第2の反射角α2に関する値φ23及びφ24に、
素子M5及びM6の反射位相は、第1の反射角α1に関する値φ11及びφ12に、
素子M7及びM8の反射位相は、第2の反射角α2に関する値φ21及びφ22に、
素子M9及びM10の反射位相は、第1の反射角α1に関する値φ11及びφ12に、
素子M11及びM12の反射位相は、第2の反射角α2に関する値φ25及びφ26にそれぞれ設定されている。図示の例の場合、12個の素子を含む素子配列は、第1の反射角α1方向に電波を反射させるための第1の素子群と、第2の反射角α2方向に電波を反射させるための第2の素子群とを含んでいる。従って、このような素子配列に電波が入射した場合、一部は第1の素子群により反射角α1の方向に反射し、一部は第2の素子群により反射角α2の方向に反射する。これにより、入射した電波をα1及びα2の方向にそれぞれ反射させるマルチビームリフレクトアレーを実現することができる。
【００７４】
このように、従来例によるマルチビームリフレクトアレーの場合、第1の所望方向(α1)に反射させる構造の周期(第1の素子群の個数＝4)と、第2の所望方向(α2)に反射させる構造の周期(第2の素子群の個数＝6)とは異なる。このため、それら双方の周期の公倍数の値で設計の1周期を形成する必要がある。図示の例の場合、設計の1周期は12素子分の長さを有する。図30には設計の2周期分の24個の素子が示されている。
【００７５】
図示の例の場合、第2の所望方向(α2)に関する第1周期(α2，第1周期)において、φ23及びφ24という値の反射位相が素子M3 及びM4により実現されている。この反射位相と同じ値の反射位相は、設計の第2周期における第2の所望方向(α2)に関する第4周期(α2，第4周期)で生じる。第2の所望方向(α2)に関する制御では、本来の6素子分の間隔で同相となるときに表れる放射方向のほかに18素子分の間隔で同相となるときに表れる放射方向にもビームが生じてしまうという問題がある。
【００７６】
位相が所望の周期以外でも揃ってしまうため、所望方向(α1＝45度、α2＝70度)のほかに鏡面反射方向(0度)や、その他の方向に不要ローブが発生する。図31は、反射波の遠方放射界を示し、反射波の強度を反射角とともに示している。シミュレーションでは、第1の反射角α1＝70度及び第2の反射角α2＝45度としている。図示されているように、70度及び45度の方向に強い反射波(ビーム)が生じている。0度方向にも強いビームが生じているが、これは地板等に起因する鏡面反射の影響を示す。
【００７７】
制御角Aと素子間隔Δyと位相差ΔφAとの間には、以下の数式が成立する。
【００７８】
Δy＝ΔφA・λ／(2π・sin（A）)
位相が所望の周期以外でも揃ってしまう場合、例えば、素子間隔がΔｙで同相となるべきところが3Δｙではじめて同相となる現象が生じる。この場合、
sin-1(ΔφA・λ／(2π・3 Δy)
の方向にも不要なローブが発生してしまう。具体的には、A=70度で設計しても28度の方向にサイドローブが生じてしまう。
【００７９】
これに対して、実施の形態によるマルチビームリフレクトアレーの場合、第1の所望方向(α1)のための素子群だけでなく、第2の所望方向(α2)のための素子群についても、Y軸方向の位相差は同じ-36度であり、1周期は、10素子で形成される。このため、周期配列を利用してマルチビームリフレクトアレーを構成することによって、全ての素子について所望の同相関係を構築できる。すなわち、全て素子が所望の1周期＝10素子の間隔で同相素子が現れるように、マルチビームリフレクトアレーを構築できる。更に、実施の形態によるマルチビームリフレクトアレーの場合、所定の素子列は、第1の所望方向(α1)のための構造及び第2の所望方向(α2)のための構造の双方に共有される。
【００８０】
図32は、実施の形態によるマルチビームリフレクトアレーによる反射波を示す。図示されているように、第1及び第2の所望方向に反射波が強く形成されている。
【００８１】
このように、従来の方法では各ビームの周期の公倍数を設計周期としているため設計周期でしか同期がとれないため、設計値（たとえばΔｙ）と異なる素子間隔（たとえば（Δｙのn倍）ではじめて同期がとれる。このため不要方向にサイドローブが発生してしまう。これに対して、本発明によれば、周期の公倍数を設計周期としない。すなわち、本来の周期のまま、マルチビームを実現することができる。このため不要方向のサイドローブを減らすことができる。
【００８２】
以上、リフレクトアレーにより電波を反射させる実施の形態を説明してきたが、開示される発明は上記の形態に限定されず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。例えば、本発明は、入射波を任意の方向に反射させる適切な如何なるリフレクトアレーに適用されてもよい。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。また、発明の理解を促すため具体的な数式を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数式は単なる一例に過ぎず、同様な結果をもたらす他の数式が使用されてもよい。上記の説明における項目の区分けは本発明に本質的ではなく、2以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に(矛盾しない限り)適用されてよい。機能ブロック図における機能部又は処理部の境界は必ずしも物理的な部品の境界に対応するとは限らない。複数の機能部の動作が物理的には1つの部品で行われてもよいし、あるいは1つの機能部の動作が物理的には複数の部品により行われてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。
【図１】
0005490194.tif 000003
【図２】
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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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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