(57)【要約】      （修正有）【課題】反射波による電波干渉を抑制し、通信環境を改善できる周期構造体を提供する。【解決手段】周期構造体１０は、複数の導体パッチ４１を備えるパッチ層４０と、グランド層５０と、絶縁層６０と、板状接続導体７０とを備え、板状接続導体７０の接続位置を異ならせることにより２種類以上のＬＣ共振回路を構成する。これら２種類以上のＬＣ共振回路は特定の周波数をもつ入射波に対し、反射位相が前記ＬＣ共振回路の各種類で異なる。【選択図】図２
2011109414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類以上のＬＣ共振回路を具備し、これら２種類以上のＬＣ共振回路は特定の周波数をもつ入射波に対し、反射波位相が前記ＬＣ共振回路の各種類で異なる
ことを特徴とする周期構造体。
【請求項２】
複数の導体パッチを具備し、これら導体パッチが互いに隣り合うどうし間にギャップを有して配列されるパッチ層と、
前記パッチ層に対して離間して配置されるグランド層と、
前記パッチ層と前記グランド層との間に設けられる絶縁層と、
前記導体パッチの輪郭部と前記グランド層とを電気的に接続する接続導体と
を具備し、
前記ＬＣ共振回路は、互いに隣り合う前記導体パッチ間の前記ギャップと、当該ギャップを規定する互いに隣り合う前記導体パッチと前記グランド層とこれら導体パッチとグランド層とを電気的に接続する前記接続導体とによって形成される電流経路とを具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の周期構造体。
【請求項３】
複数の第１の導体パッチを具備し、これら第１の導体パッチが互いに隣り合うどうし間にギャップを有して配置される第１のパッチ層と、
前記第１のパッチ層に対して離間して配置されるとともに、複数の第２の導体パッチを具備してこれら第２の導体パッチが互いに隣り合うどうし間にギャップを有して配置される第２のパッチ層と、
前記第２のパッチ層を挟んで前記第１のパッチ層と反対側に設けられるグランド層と、
前記第１のパッチ層と前記第２のパッチ層との間に設けられる第１の絶縁層と、
前記第２のパッチ層と前記グランド層との間に設けられる第２の絶縁層と、
前記第１の導体パッチの各々に設けられる接続導体であって、前記複数の第１の導体パッチのうち互いに隣り合う第１の導体パッチからなる組み合わせを少なくとも１つ以上備えるとともに前記組み合わせが互いに隣り合う導体パッチユニットを、前記複数の第２の導体パッチのうちの１つの共通の前記第２の導体パッチに電気的に直流的に接続する接続導体と
を具備し、
前記２種類以上のＬＣ共振回路のうちの１種類のＬＣ共振回路は、前記接続導体と前記第２の導体パッチとを介して互いに直流的に電気的に接続される前記一対の前記第１の導体パッチ間に規定される第１のギャップを具備し、
他の少なくとも１種類のＬＣ共振回路は、互いに隣り合う前記第１の導体パッチのうち互いに直流的に電気的に接続しない前記第１の導体パッチ間に規定される第２のギャップを具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の周期構造体。
【請求項４】
複数の導体パッチを具備し、前記導体パッチが互いに隣り合うどうし間にギャップを有して配置されるパッチ層と、
前記パッチ層と離間して配置されるグランド層と、
前記パッチ層と前記グランド層との間に設けられる絶縁層と
を具備し、
前記導体パッチの内部には、当該導体パッチを貫通する溝部が形成され、
前記２種類以上のＬＣ共振回路のうち少なくとも１種類は、隣り合う前記導体パッチ間の前記ギャップを具備し、
他の少なくとも１種類のＬＣ共振回路は、前記導体パッチの前記溝部を具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の周期構造体。
【請求項５】
前記ＬＣ共振回路にさらに絶縁層が積層される
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の周期構造体。
【請求項６】
前記絶縁層は、損失材料で形成される
ことを特徴とする請求項２に記載の周期構造体。
【請求項７】
前記第１，２の絶縁層のうち少なくとも一方は、損失材料で形成される
ことを特徴とする請求項３または４に記載の周期構造体。
【請求項８】
前記さらに積層される絶縁層が損失材料で形成される
ことを特徴とする請求項５に記載の周期構造体。
【請求項９】
前記２種類以上のＬＣ共振回路のうち少なくとも１種類のＬＣ共振回路の前記入射波に対する反射波の位相差は、−９０度以上９０度以下の範囲の値となる
ことを特徴とする請求項１に記載の周期構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電波の反射を抑制する周期構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグを物体に取付け、この物体の所在を管理する物品管理システムが導入されている。例えば、書類にＲＦＩＤタグを取付けるとともに、固有のＩＤをこの書類と関連付けして登録した後にこの書類を書類棚に収容する。利用者は、書庫から所定の書類を探す際には、書類棚に設置されたＲＦＩＤ読取装置あるいはハンディ型読取装置を用いて書類と関連付けられたＩＤをもつＲＦＩＤタグの位置を探すことで、書類の検索時間を短くすることができる。この結果、棚卸作業を短縮することもできる。
【０００３】
この物品管理システムを導入する場合、既存の書類棚をそのまま用いることが望まれる。しかしながら、既存の書類棚が金属製のフレームを有する構造である場合、読取装置から出力された通信電波と書類棚で反射した電波が干渉することによって定在波が発生する。
【０００４】
書類に添付されるＲＦＩＤタグの位置が上記定在波の節となる位置に一致すると、読取装置からの信号の強度が極端に小さくなり、それゆえ、ＲＦＩＤタグが読取装置からの信号を読み取れなくなることが生じる。
【０００５】
定在波に起因するＲＦＩＤタグを読み取りにくくなるという問題の解消策として、電磁波吸収体を書類棚の内面に貼るという手段がある。電磁波吸収体は、電磁波エネルギを熱に交換する機能を有する損失材料を用いるとともに、この損失材料の材質や厚みを所望の周波数に合わせて設計する。
【０００６】
また、１／４波長型電磁波吸収体がある。１／４波長型電磁波吸収体は、反射面から反射波の１／４波長の位置に抵抗皮膜が設けられる。しかしながら、１／４波長型電磁波吸収体は、所望する周波数の１／４波長の厚みを必要とする。例えば、ＲＦＩＤの使用周波数帯の１つのＵＨＦ帯の場合、空気中での波長の１／４の長さは、約８ｃｍである。
【０００７】
１／４波長型電磁波吸収体では、抵抗皮膜と反射面との間にパッチ素子を配置し、薄型化した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、電磁波吸収体は、電磁波エネルギを熱に変換するための損失材料や抵抗皮膜を必要とする。損失材料としては、磁性体粉末を樹脂に混合した透磁損失を有する材料や、導電性物質を絶縁体に分散して誘電損失を持たせた材料がある。これらの材料を用いる場合、所望の周波数の電磁波の吸収特性を得るためには設計および製造コストが増加する傾向にある。
【０００９】
この結果、上記電磁波吸収体を用いるシステムの導入のコストが増加する傾向にある。このため、反射波による電波干渉を抑制し通信環境を改善することが難しくなる。
【００１０】
本発明は、反射波による電波干渉を抑制し、通信環境を改善できる構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
周期構造体は、２種類以上のＬＣ共振回路を備える。これら２種類以上のＬＣ共振回路は特定の周波数をもつ入射波に対し、反射位相が前記ＬＣ共振回路の各種類で異なる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、反射波による電波干渉を抑制し、通信環境を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる周期構造体が設けられる書類棚を示す斜視図。
【図２】図１に示された周期構造体が一部切り欠かれた状態を示す斜視図。
【図３】図２に示すＦ３−Ｆ３線に沿って周期構造体が断面された状態を示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる周期構造体が一部切り欠かれた状態を示す斜視図。
【図５】本発明の第３の実施形態にかかる周期構造体の一部を示す平面図。
【図６】図５に示した周期構造体の表面から１ｍｍ上方の電界のｘ軸成分のシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図７】図５に示した周期構造体の表面から上方に１５７ｍｍ離れた位置の反射波電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図８】本発明の第４の実施形態にかかる周期構造体の一部を示す平面図。
【図９】図８に示した周期構造体の表面から上方に１５７ｍｍ離れた位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図１０】本発明の第５の実施形態にかかる周期構造体が一部切り欠かれた状態を示す斜視図。
【図１１】図１０に示されるＦ１１−Ｆ１１線にそって示す周期構造体の断面図。
【図１２】図１０に示された周期構造体の、ある瞬間の電荷分布と電気力線（電界）を示した模式図。
【図１３】本発明の第６の実施形態にかかる周期構造体が一部切り欠かれた状態を示す斜視図。
【図１４】本発明の第７の実施形態にかかる周期構造体が一部切り欠かれた状態を示す斜視図。
【図１５】本発明の第８の実施形態にかかる周期構造体の一部を示す平面図。
【図１６】図１５に示された周期構造体の第２のパッチ層の一部を示す、周期構造体の断面図。
【図１７】図１５に示された周期構造体の表面から１ｍｍ上方の位置での電界のｘ軸成分のシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１８】図１５に示された周期構造体の表面から上方に１５７ｍｍ離れた位置での反射出力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果。
【図１９】本発明の第９の実施形態にかかる周期構造体の表面の一部を示す平面図。
【図２０】図１９に示された周期構造体の第２のパッチ層の一部を示す、周期構造体の断面図。
【図２１】図１９に示された周期構造体の表面から上方に１５７ｍｍ離れた位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図２２】本発明の第１０の実施形態にかかる周期構造体の表面の一部を示す平面図。
【図２３】図２２に示された周期構造体の第２のパッチ層の一部を示す、周期構造体の断面図。
【図２４】図２２に示された周期構造体の表面から上方に１５７ｍｍの位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図２５】本発明の第１１の実施形態にかかる周期構造体の表面の一部を示す平面図。
【図２６】図２５に示された周期構造体の第２のパッチ層の一部を示す、周期構造体の断面図。
【図２７】図２５に示された周期構造体の表面から上方に１５７ｍｍ離れた位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図２８】本発明の第１２の実施形態にかかる周期構造体の表面の一部を示す平面図。
【図２９】図２８に示された周期構造体の第２のパッチ層を示す、周期構造体の断面図。
【図３０】図２８に示された周期構造体の表面から上方に１５７ｍｍの位置での反射電力減衰率の周波数特性をシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図３１】本発明の第１３の実施形態にかかる周期構造体の表面から上方に１５７ｍｍの位置での反射電力減衰率の周波数特性をシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図３２】本発明の第１４の実施形態にかかる周期構造体の表面の一部を示す平面図。
【図３３】本発明の第１５の実施形態にかかる周期構造体の表面の一部を示す平面図。
【図３４】本発明の第１６の実施形態にかかる周期構造体の表面の一部を示す平面図。
【図３５】図３４に示された周期構造体の表面から上方に１５７ｍｍの位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図３６】本発明の第１７の実施形態にかかる周期構造体を積層方向に断面した状態を示す周期構造体の断面図。
【図３７】本発明の第１８の実施形態にかかる周期構造体のＬＣ共振回路が形成される様子を示す概略図。
【図３８】本発明の第１８の実施形態にかかる周期構造体を一部切り欠いて示す斜視図。
【図３９】図３８に示された周期構造体の周期構造体との距離に対するＲＦＩＤタグの読取距離を計測する実験の結果を示すグラフ。
【図４０】図３９の実験の条件を示す概略図。
【図４１】図４０に示される実験に用いられるＥＢＧを示す斜視図。
【図４２】図４１に示されるＦ４２−Ｆ４２線に沿って示すＥＢＧの断面図。
【図４３】本発明の第１９の実施形態にかかる周期構造体を積層方向に断面した状態を示す、周期構造体の断面図。
【図４４】本発明の第２０の実施形態にかかる周期構造体を積層方向に断面した状態を示す、周期構造体の断面図。
【図４５】図４４中のＦ４５−Ｆ４５線に沿って示す周期構造体の断面図。
【図４６】図４４に示される周期構造体の表面１１から１５７ｍｍ上方の位置での反射電力減衰率の周波数特性をシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図４７】図３４に示された周期構造体の表面から１ｍｍ上方の位置での電界のｘ軸成分のシミュレーション結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態にかかる周期構造体を、図１〜３を用いて説明する。図１は、本実施形態の周期構造体１０が設けられる書類棚２０を示す斜視図である。書類棚は書庫２１内に例えば複数設置されており、書類棚２０は、これら複数の書類棚のうちの１つである。
【００１５】
図１に示すように、書類棚２０には、複数の書類２２が保管されている。図中拡大して示すように、各書類２２には、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ２３が設けられている。
【００１６】
周期構造体１０が設けられる書類棚２０は、これら書類２２の所在を管理する物品管理システムに用いられている。各書類２２は、ＲＦＩＤタグ２３が取付けられるとともに、固有のＩＤをこの書類２２と関連付けして登録された後、書類棚２０に収容される。書類の利用者は、所定の書類を探す際には、ＲＦＩＤ読取装置（図４４に示す）あるいはハンディ型読取装置（図示せず）を用いて書類と関連付けられたＩＤをもつＲＦＩＤタグの位置を探す。
【００１７】
具体的には、ＲＦＩＤ読取装置またはハンディ型読取装置を操作することによって、図中に示すワンド型アンテナ３０から特定の周波数の電磁波が出力される。本実施形態では、一例としてＵＨＦ帯の９５３ＭＨｚが用いられている。９５３ＭＨｚは、本発明で言う特定の周波数の一例である。ＲＦＩＤタグは、この電磁波を受信するとともにこのＲＦＩＤタグの固有ＩＤ信号を出力する。読取装置は、固有ＩＤ信号を受信する。このことで、書類の検索時間を短くすることができる。
【００１８】
書類棚２０は、金属製のフレーム２４を備える構造であって、例えば第１〜３の収容スペース２５，２６，２７を備える。第１〜３の収容スペース２５〜２７は、上下方向に並んで配置されている。
【００１９】
周期構造体１０は、第１〜３の収容スペース２５〜２７の内面２５ａ，２６ａ，２７ａに貼り付けられて固定されている。周期構造体１０は、当該周期構造体１０が貼り付けられる内面２５ａ〜２７ａの大きさに略合わせた大きさを有している。このため、内面２５ａ〜２７ａの略全域は、周期構造体１０によって覆われている。なお、各内面２５ａ〜２７ａの略全域ではなく、各内面２５ａ〜２７ａの全域が周期構造体１０によって覆われてもよい。
【００２０】
周期構造体１０は、ワンド型アンテナ３０から出力された電磁波が第１〜３の収容スペース２５〜２７の内面２５ａ〜２７ａからの反射波と干渉して定常波となることを抑制する機能を有する。
【００２１】
周期構造体１０について説明する。なお、第１〜３の収容スペース２５〜２７の内面２５ａ〜２７ａに貼り付けられる周期構造体１０は、各々の大きさは異なるが、構造は同じである。
【００２２】
図２は、周期構造体１０の一部を切り欠いて示す斜視図である。図２に示すように、周期構造体１０は、複数の導体パッチ４１を備えるパッチ層４０と、グランド層５０と、絶縁層６０と、接続導体とを備えている。グランド層５０が内面２５ａ〜２７ａに面するように配置される。
【００２３】
図３は、図２に示すＦ３−Ｆ３線に沿って示す周期構造体１０の断面図である。パッチ層４０は、金属製の平板状の導体パッチ４１を複数備えている。図２，３に示すように、各導体パッチ４１は、各々同じ構造（形状）である。図２に示すように、導体パッチ４１の平面形状は、四角であり、４つの角度が９０度である。
【００２４】
導体パッチ４１は、互いに隣り合うどうし離間して配置されている。各導体パッチ４１は、互いに対向する辺が平行になるように配置されている。このため、各導体パッチ４１は、一方向と、当該一方向に直交する方向とに並んでいる。なお、本実施形態では、便宜上、一方向をｘ軸ｘにそう方向、言い換えるとｘ軸ｘに平行な方向（以下、ｘ軸ｘ方向）とし、他方向をｙ軸ｙにそう方向、言い換えるとｙ軸ｙに平行な方向（以下、ｙ軸ｙ方向）とする。導体パッチ４１において外部に露出する表面４２は、全て面一である。
【００２５】
言い換えると、導体パッチ４１は、導体パッチ４１の互いに対向する一対の辺部（縁部）がｘ軸ｘ方向に平行になるように、かつ、上記一対の辺部とは異なる互いに対向する一対の辺部がｙ軸ｙ方向に平行になるように配置されている。そして、ｘ軸ｘ方向に並ぶ一列上の導体パッチ４１の周縁においてｘ軸ｘ方向にそう辺は、互いに同一直線（ｘ軸ｘに平行）上に配置される。同様に、ｙ軸ｙに並ぶ１列上の導体パッチ４１の周縁においてｙ軸ｙ方向にそう辺は、互いに同一直線（ｙ軸ｙに平行）上に配置される。導体パッチ４１は、ｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に隣り合う別の導体パッチ４１と接触しないように離間して配置されている。
【００２６】
なお、図２では一部の導体パッチ４１を示しており、ｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に並ぶ他の導体パッチ４１は、２点鎖線で省略されて示されている。
【００２７】
グランド層５０は、グランドプレート５１で構成されている。グランドプレート５１は、金属製の平板状の１つの部材である。グランドプレート５１によって構成されるグランド層５０は、パッチ層４０と対向するように、かつ、パッチ層４０から離間して配置されている（各導体パッチ４１は、直接はグランドプレート５１に接触しない）。
【００２８】
絶縁層６０は、誘電体から構成されている。絶縁層６０は、グランド層５０に積層されており、絶縁層６０にパッチ層４０が積層されている。絶縁層６０の一端がパッチ層４０に接し、他端がグランド層５０に接している。なお、本実施形態では、周期構造体１０は、一例として、両面に銅箔層が形成される基板から形成される。パッチ層４０は、絶縁層６０の一方の表面に設けられる銅箔層から導体パッチ４１以外の部分を取り除くことによって形成されている。他方の銅箔層は、グランド層５０になる。このため、絶縁層６０の表面６１とパッチ層４０の表面４２とは面一ではない。
【００２９】
接続導体は、本実施形態では、板状接続導体７０が用いられている。板状接続導体７０は、１つの導体パッチ４１に１つ設けられており、導体パッチ４１とグランドプレート５１とに電気的に接続されており、パッチ層４０とグランド層５０とを電気的に接続している。板状接続導体７０は、厚みが一定の平板形状であって、導体パッチ４１のｙ軸ｙ方向の一端から他端までｙ軸ｙに平行に延びている。また、板状接続導体７０は、グランドプレート５１上においても、パッチ層４０と絶縁層６０との積層方向に導体パッチ４１のｙ軸ｙ方向の一端から他端までの範囲でグランド層５０に接続されている。
【００３０】
このため、板状接続導体７０は、導体パッチ４１の輪郭部４３に電気的に接続されており、それゆえ、導体パッチ４１の輪郭部４３とグランドプレート５１とが電気的に接続される。なお、輪郭部４３は、導体パッチ４１の輪郭（周縁部）であり、図中、一例として１つの導体パッチ４１中に２点鎖線で輪郭部４３を示している。
【００３１】
周期構造体１０は、ｘ軸ｘ方向に互いに隣り合う導体パッチ４１間に、コンデンサとして機能するギャップ８０が規定される。具体的には、導体パッチ４１において互いに対向する辺部（輪郭部４３）が、コンデンサとして機能する。各ギャップ８０の間隔は、本実施形態では、同じである。また、ギャップ８０の間隔は、ｙ軸方向に一定である。ｙ軸ｙ方向に隣り合う導体パッチ４１間のギャップ８１の間隔は、全て同じであるとともに、当該ギャップ８１の延びる方向（ｘ軸ｘ方向）に一定である。
【００３２】
なお、ギャップ８０がコンデンサとして機能することは、周期構造体１０に入射される電磁波がｘ軸ｘ方向の偏波成分を持つことを前提とする。
【００３３】
また、１つのギャップ８０を規定する２つの導体パッチ４１は、板状接続導体７０とグランドプレート５１とによって、互いに電気的に直流的に接続される。図３に示すように、上記関係の一対の導体パッチ４１を互いに電気的に直流的に接続する電流経路８００（導体パッチ４１、板状接続導体７０、グランドプレート５１）は、コイルとして機能する。このため、ｘ軸ｘ方向に互いに隣り合う導体パッチ４１によって、ＬＣ共振回路が構成される。周期構造体１０は、ＬＣ共振回路が複数集まった構造体である。
【００３４】
周期構造体１０は、表面１１（本実施形態では、パッチ層４０の表面４２）に入射する電磁波を反射する際に、第１の反射波Ｒ１と第２の反射波Ｒ２とを反射できるように構成されている。第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２は、互いに同じ周波数であるとともに、位相差が１８０度である。本実施形態では、第１の反射波Ｒ１は、一例として、入射波に対して位相が９０度ずれている。第２の反射波Ｒ２は、入射波に対して位相が２７０度ずれている。
【００３５】
図２に示すように、本実施形態では、各導体パッチ４１の形状は互いに同じである。ｘ軸ｘ方向に隣り合う導体パッチ４１の間に規定されるギャップ８０の間隔は、各ギャップ８０で同じであり、かつｙ軸ｙ方向に一定である。
【００３６】
板状接続導体７０は、導体パッチ４１内において、ｙ軸ｙ方向に平行に延びて両端を結んでいる。板状接続導体７０は、ｘ軸ｘ方向においては、一方の端から板状接続導体７０のｘ軸ｘ方向の中心までの距離が第１の距離ａ１であり、かつ、他方の端から板状接続導体７０のｘ軸ｘ方向の中心までの距離が第２の距離ａ２となるように配置されている。第１の距離ａ１と第２の距離ａ２とは異なる。第１の距離ａ１を規定する一方の端を第１の端４４とし、第２の距離ａ２を規定する他方の端を第２の端４５とする。導体パッチ４１は、ｘ軸ｘ方向に第１の端４４と第２の端４５とが向かい合うように配置されている。
【００３７】
このため、コイルとして機能する電流経路８００の距離が互いに異なるＬＣ共振回路が、ｘ軸ｘ方向に交互に配置される。言い換えると、第１の端４４どうしが互いに向かい合うように設定されるＬＣ共振回路と、第２の端４５どうしが互いに隣り合うように設定されるＬＣ共振回路とが、ｘ軸ｘ方向に交互に入れ替わる。
【００３８】
ここで、第１の端４４どうしが互いに対向するように配置されて構成されるＬＣ共振回路を第１のＬＣ共振回路９０とし、第２の端４５どうしが互いに対向するように配置されて構成されるＬＣ共振回路を第２のＬＣ共振回路９１とする。第１のＬＣ共振回路９０は、第１の反射波Ｒ１を反射するように設定される。第２のＬＣ共振回路９１は、第２の反射波Ｒ２を反射するように設定される。第１，２のＬＣ共振回路９０，９１は、入射波に対する反射波の位相が互いに異なるＬＣ共振回路である。
【００３９】
導体パッチ４１の大きさ、ギャップ８０の間隔、第１の距離ａ１、第２の距離ａ２など第１，２のＬＣ共振回路９０，９１を構成する要素の形状、寸法は、第１のＬＣ共振回路９０が第１の反射波Ｒ１を反射し、第２のＬＣ共振回路９１が第２の反射波Ｒ２を反射するように設定されている。
【００４０】
第１，２のＬＣ共振回路９０，９１は、ｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に交互に配置される。図２中、周期構造体１０の単位素子１２を２点差線で示すＦ２の範囲内に示す。本実施形態では、単位素子１２は、ｘ軸方向に隣り合う一対の第１，２のＬＣ共振回路９０，９１と、これらとｙ軸方向に隣り合う第１，２のＬＣ共振回路９０，９１であり、合計２種類４つのＬＣ共振回路を備えている。
【００４１】
つぎに、周期構造体１０の動作を説明する。図１に示すように、作業者が目的の書類２２を探すために読取装置（図示せず）を動作すると、ワンド型アンテナ３０より電磁波が出力される。ワンド型アンテナ３０から出力された電磁波は、書類２２に設けられるＲＦＩＤタグ２３に直接到達する部分と、書類棚２０の内面２５ａ〜２７ａに向かう部分がある。内面２５ａ〜２７ａの略全域には周期構造体１０が貼り付けられている。内面２５ａ〜２７ａに向かって進む電磁波は、周期構造体１０に到達する。
【００４２】
図３は、周期構造体１０の表面１１に電磁波が入射している状態を示している。図３に示すように、入射波Ｉは、各ギャップ８０内に入射し、反射される。このとき、第１のＬＣ共振回路９０を構成するギャップ８０内に入射した入射波Ｉに対しては、第１の反射波Ｒ１が反射される。第２のＬＣ共振回路９１を構成するギャップ８０内に入射した入射波Ｉに対しては第２の反射波Ｒ２が反射される。
【００４３】
この点を具体的に説明する。本実施形態の周期構造体１０に対して板状接続導体７０を備えない点以外の構造が略同様の周期構造体では、各ギャップから入射した入射波は、パッチ層とグランド層との間を移動し、入射したギャップとは別のギャップからも反射する。
【００４４】
言い換えると、特定のギャップから反射される反射波は、他のギャップに入射した入射波が影響する。このため、他のギャップへの入射波の影響により、入射波に対する反射波の位相のずれを制御することが難しくなる。
【００４５】
しかしながら、周期構造体１０は、板状接続導体７０を備える。板状接続導体７０は、他のギャップ８０に入射した入射波Ｉの影響を遮る壁として機能する。このため、１つのギャップ８０から反射される反射波Ｒ１，Ｒ２は、当該ギャップ８０に入射した入射波Ｉからのみ構成されるようになる。
【００４６】
このため、入射波Ｉに対する反射波の位相のずれを、個々のＬＣ共振回路で制御することができる。本実施形態では、第１，２のＬＣ共振回路９０，９１を第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２を反射することができるように設計している。
【００４７】
周期構造体１０は、第１，２のＬＣ共振回路９０，９１がｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそって交互に配置されるので、第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２が交互に反射される。第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２の位相差は１８０度であるので、第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２は、互いに打ち消し合う。この結果、周期構造体１０から反射される反射波は抑制される。
【００４８】
周期構造体１０からの反射波が抑制されることによって、反射波と入射波とが干渉することに起因する定在波が発生しなくなる。このため、信号強度が極端に小さくなる節が発生しないので、ＲＦＩＤタグ２３がワンド型アンテナ３０から出力された電磁波を検出できなくなるということが抑制される。
【００４９】
このように、本実施形態では、周期構造体１０が第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２を反射し、これら第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２が互いに干渉することによって、周期構造体１０が反射する反射波が抑制される。それゆえ、反射波と入射波との干渉による定在波の発生を抑制する。
【００５０】
このため、周期構造体１０は、反射波と入射波との干渉による定在波の発生を抑制する目的として、電磁波エネルギを十分小さくできる損失の大きな損失材料や抵抗皮膜を用いない。この結果、周期構造体１０のコストを小さく抑えることができるので、周期構造体１０を導入しやすくなり、それゆえ、反射波による電磁波干渉を抑制し、通信環境を改善することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、周期構造体１０は、第１，２のＬＣ共振回路９０，９１を備える構造である。しかしながら、これに限定されない。例えば、２種類ではなく、３、４種類など他の異なる複数の種類のＬＣ共振回路を備えてもよい。
【００５２】
この場合であっても、これら複数の種類のＬＣ共振回路は、各々の構造が調整されることによって（例えば本実施形態のようにコイルとして機能する電流経路の長さを調整することによって）、入射波に対する反射波の位相差が調整される。これら、複数の種類のＬＣ共振回路は、反射波が互いに干渉し、打ち消すように設計される。
【００５３】
このように２種類以上のＬＣ共振回路を備える構造であることによって、反射波が抑制され、それゆえ、入射波と反射波とによる定在波の発生が抑制される。
【００５４】
なお、本実施形態では、第１，２のＬＣ共振回路９０，９１は、入射波がｘ軸ｘ方向の偏波成分を持つことを前提として形成されたが、これに限定されない。例えば、板状接続導体７０をｘ軸ｘ方向の両縁（輪郭部４３）を結ぶように一例としてｘ軸ｘ方向に沿って配置することによって、ｙ軸ｙ方向に隣り合う導体パッチ４１間のギャップ８１がコンデンサとして機能するｙ軸ｙ方向の偏波成分に対応可能なＬＣ共振回路を構成することができる。この場合でも、上記と同様に、接続導体７０の位置を調整するなどして複数のＬＣ共振回路を形成して複数種類の位相差を有する反射波を発生することによって、これら反射波を互いに打ち消し合い、同様の作用と効果とが得られる。
【００５５】
つぎに、本発明の第２の実施形態にかかる周期構造体を、図４を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、接続導体が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【００５６】
図４は、本実施形態の周期構造体１０を一部切り欠いて示す斜視図である。図４に示すように、本実施形態では、接続導体は、板状接続導体７０ではなく、ビア７１が用いられている。ビア７１は、導体パッチ４１の輪郭部４３とグランドプレート５１とに電気的に接続されている。
【００５７】
ビア７１は、導体パッチ４１の輪郭部４３のうちｘ軸ｘ方向に沿う部分であって、かつ、第１の端４４から第１の距離ａ１となり、第２の端４５から第２の距離ａ２となる位置に１つずつ配置されている。
【００５８】
ビア７１は、導体パッチ４１（パッチ層４０）と絶縁層６０とグランドプレート５１（グランド層５０）とを貫通する孔７２の内面に導電材料７３が設けられることによって形成されている。このため、ビア７１の中央部は、導体パッチ４１からグランドプレート５１まで（グランドプレート５１を含む）貫通する孔が形成されている。孔７２の平面形状は、例えば円である。ビア７１の径は、一例として２ｍｍである。
【００５９】
第１の端４４からビア７１の中心までの距離が第１の距離ａ１となり、第２の端４５からビア７１の中心までの距離が第２の距離ａ２となっている。このため、第１の実施形態と同様に、ｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にＬＣ共振回路９０，９１が交互に配置される。
【００６０】
パッチ層４０とグランド層５０とは、導体パッチ４１とビア７１（導電材料）とグランドプレート５１とが互いに電気的に接続されることによって、互いに電気的に接続されている。
【００６１】
ビア７１は、第１の実施形態で説明された板状接続導体７０と同様に壁として機能する。この点を具体的に説明する。高周波の入射波Ｉが入射することによって導体パッチ４１に生じる電流は、導体パッチ４１の輪郭部４３に沿って流れる。本実施形態のように、輪郭部４３に接続導体としてのビア７１が配置されることによって、当該ビア７１が第１の実施形態で説明した壁として機能する。
【００６２】
このため、本実施形態は、第１の実施形態と同様の作用と効果とを得ることができる。
【００６３】
つぎに、本発明の第３の実施形態にかかる周期構造体を、図５〜７を用いて説明する。なお、第２の実施形態と同様の機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、周期構造体１０は、第２の実施形態で説明された周期構造体１０と同じ構造である。本実施形態では、第２の実施形態で説明した周期構造体１０の寸法を所定の値に定め、さらに、反射波の電力減衰率の周波数特性のシミュレーションを行った。
【００６４】
図５は、周期構造体１０の一部を示す平面図である。図中、単位素子１２を構成する４つの導体パッチ４１を２点鎖線Ｆ５１で囲って示している。周期構造体１０に入射される入射波は、ｘ軸ｘ方向にそう直線偏波成分を有する。周期構造体１０の表面１１から１５７ｍｍ（ミリメートル）上方の位置でシミュレーションにより算出された入射波と反射波との合成波から入射波成分を差し引いたものを反射波する。そして、当該反射波と入射波とを比較して反射波の電力減衰率を算出する。なお、１５７ｍｍは、ワンド型アンテナ３０から出力される電磁波（一例として９５３ＭＨｚ）の半波長である。
【００６５】
ワンド型アンテナ３０から出力される電磁波の波長は、本発明出言う、特定の周波数であり、それゆえ、９５３ＭＨｚは、上記特定の周波数の一例となる。
【００６６】
本実施形態では、絶縁層６０の比誘電率は、４．４であり、誘電接正は、０．０１８である。ｘ軸ｘにそう導体パッチ４１の長さをｘ１とし、ｙ軸ｙにそう導体パッチ４１の長さをｙ１とする。本実施形態では、ｘ１は、２７ｍｍであり、ｙ１は、２７ｍｍである。ｘ軸ｘ方向に隣り合う導体パッチ４１間のギャップ８０の間隔をｇ１とし、ｙ軸ｙ方向に隣り合う導体パッチ４１間のギャップ８１の間隔をｇ２とする。本実施形態では、ｇ１は、１ｍｍであり、ｇ２は、１ｍｍである。
【００６７】
また、図中に２点鎖線で示すＦ５２の範囲内に、周期構造体１０の一部を切り欠いた状態を示している。ここに示すように、表面１１（本実施形態では、パッチ層４０の導体パッチ４１の表面４２）からグランド層５０の上面（絶縁層に対向する面）までの深さをｈ３とする。本実施形態では、ｈ３は、６．４ｍｍである。本実施形態では、第１の距離ａ１は、９．５ｍｍである。
【００６８】
図６は、周期構造体１０の表面１１（表面４２）から１ｍｍ上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）であって、図５に示すように導体パッチ４１のｙ軸ｙ方向に中間の位置であるｅ１＝１３．５ｍｍでの電界のｘ軸成分のシミュレーションの結果を示すグラフである。図６は、１つの導体パッチ４１近傍のシミュレーション結果を示している。
【００６９】
図６中、横軸は、導体パッチ４１のｘ軸ｘ方向にそう位置を示しており、単位はｍｍである。また、ｘ軸ｘ方向にそう方向のうち、一方向を正とし他方向を負としている。０は、導体パッチ４１の中央の位置（両端から１３．５ｍｍの位置）位置を示している。図６中、縦軸は、表面１１から上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）に１ｍｍの位置での入射波に対する反射波のｘ軸ｘ方向に沿う電界の倍率を示している。
【００７０】
図６に示すように、導体パッチ４１の中央の位置（０の位置）では、反射波電界強度は、１（１００％）前後となっており、入射波に対する位相差は１８０度前後である。ｘ軸ｘ方向に隣り合う導体パッチ４１との間のギャップ８０の位置を示す１３．５ｍｍの位置と−１３．５ｍｍの位置とでは、反射波電界が強くなっている。
【００７１】
また、１３．５ｍｍの位置では、入射波Ｉに対する反射波（例えば第１の反射波Ｒ１）の位相差が略−３０度であり、−１３．５ｍｍの位置では、入射波Ｉに対する反射波（例えば第２の反射波Ｒ２）位相差が略１５０度となっており、ｘ軸ｘ方向に隣り合うギャップ８０間での位相差が略１８０度となっている。
【００７２】
前記のとおり、ｘ軸ｘ方向に隣り合う導体パッチ４１との間のギャップ８０における反射波の内の一方（第１の反射波Ｒ１）は、入射波に対する位相差が略−３０度である。つまり、−９０度以上であって９０度以下の範囲内の値である。
【００７３】
通常、金属板で反射される反射波は、入射波に対する位相差が１８０度前後である。このため、反射波の打ち消し合いを発生させる場合、複数のＬＣ共振回路のうちの少なくとも１種類のＬＣ共振回路での反射波の入射波に対する位相差が、所望の周波数（本実施形態では、９５３ＭＨｚ）で−９０度以上であってかつ９０度以下の範囲の値になるように調整されることが望ましい。
【００７４】
以上のシミュレーション結果より、本実施形態の周期構造体１０では周期的に異なる反射位相を有する反射波が反射されることがわかる。このため、本実施形態の周期構造体１０の表面１１から離れた位置では局所的に位相の異なる反射波が互いに打ち消し合うので、反射波が抑制される。
【００７５】
図７は、周期構造体１０の表面１１から上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）１５７ｍｍ離れた位置の反射波電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示している。図７に示すように、９５３ＭＨｚ周辺で反射波電力が小さくなっていることがわかる。なお、図７は、周期構造体１０が、入射波Ｉとして９５３ＭＨｚの周波数を用いた場合に反射波を抑制できるように設計された場合のシミュレーションの結果を示している。
【００７６】
つぎに、本発明の第４の実施形態にかかる周期構造体を、図８，９を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
図８は、本実施形態の周期構造体１０の一部を示す平面図である。本実施形態では、絶縁層６０の比誘電率は、４．４であり、誘電接正は、０．０１８である。図８に示すように、本実施形態では、導体パッチ４１は、一方向に長い形状であって、平面形状が四角形であり、４つの角度は各々９０度である。本実施形態では、単位素子１２は、四つの導体パッチ群１００，１０１，１０２，１０３を備えている。なお、単位素子１２を２点鎖線で示す範囲Ｆ８１内に示す。また、第１，２のＬＣ共振回路９０，９１に代えて異なるＬＣ共振回路が形成される。
【００７８】
まず、４つの導体パッチ群１００〜１０３について説明する。導体パッチ群１００〜１０３の１つずつは、それぞれ、４つの導体パッチ４１を備えており、導体パッチ４１がｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に２つずつ並んで組み合わさって構成されている。
【００７９】
各導体パッチ郡内の導体パッチ４１は、周縁のうち、互いに対向する２辺の１組はｘ軸ｘに平行であり、他方の互いに対向する一組はｙ軸ｙに平行である。導体パッチ４１において、長い方向がｘ軸ｘ方向にそう姿勢を第１の姿勢Ｐ１とする。短い方向がｘ軸ｘ方向にそう姿勢を第２の姿勢Ｐ２とする。
【００８０】
各導体パッチ群内では、導体パッチ４１の姿勢は、第１，２の姿勢Ｐ１，Ｐ２が交互になるように、かつ、互いに隣りあうどうし間にギャップが規定されて配置される。このように配置されることによって、導体パッチ群１００〜１０３の各々は、４つの導体パッチ４１が組み合わさることによって四角形となる。
【００８１】
そして、導体パッチ群１０１〜１０４は、ｘ軸ｘ方向に隣り合うどうしでは、各導体パッチ４１の配置がｙ軸ｙをさかいに対称になるように、かつ、ｙ軸ｙの方向に隣り合うどうしでは、各導体パッチ４１の配置がｘ軸ｘをさかいに対称になるように、設定されている。このため、単位素子１２を９０度回転させ、ｘ軸ｘ方向に半周期分移動すると、回転前と同様の形状となる。
【００８２】
また、ｘ軸ｘ方向に隣り合う導体パッチ群（本実施形態では導体パッチ群１００，１０１と、導体パッチ群１０２，１０３）の周縁においてｘ軸ｘ方向に沿う辺は、互いに同一線上にあるとともにｘ軸ｘ方向に平行である。同様に、ｙ軸ｙ方向に隣り合う導体パッチ群（本実施形態では導体パッチ群１００，１０３と導体パッチ群１０１，１０４）の周縁においてｙ軸ｙ方向に沿う辺は、互いに同一直線状にあるとともにｙ軸ｙ方向に平行である。
【００８３】
本実施形態では、単位素子１２内の周縁に配置される導体パッチ４１は、ｘ軸ｘ方向にそって、第２の姿勢Ｐ２、第１の姿勢Ｐ１、第１の姿勢Ｐ１、第２の姿勢Ｐ２の順番で配置される。ｙ軸ｙ方向にそって、第２の姿勢Ｐ２、第１の姿勢Ｐ１、第１の姿勢Ｐ１，第２の姿勢Ｐ２の順番で配置される。
【００８４】
各導体パッチ群を構成する各導体パッチ４１において、各導体パッチ郡の中心に面する内側端に第２の実施形態で説明されたビア７１が設けられる。ビア７１は、板状接続導体７０に代えて用いられる。ビア７１は、各導体パッチ４１とグランド層５０と互いに電気的に接続する。ビア７１は、第２の実施形態で説明された構造と同様である。
【００８５】
このように構成されることによって、第１の姿勢Ｐ１の導体パッチ４１で構成されたｘ軸ｘ方向に長いＬＣ共振回路９４と、第２の姿勢Ｐ２の導体パッチ４１で構成されたｙ軸ｙ方向に長いＬＣ共振回路９５とが、ｘ軸ｘ方向に交互に並んで配置される。ｙ軸ｙ方向上では、１つおきに第１，２の姿勢Ｐ１，Ｐ２が入れ交わる。図中、ｘ軸ｘ方向に長いＬＣ共振回路９４を２点鎖線Ｆ８２で囲んで示す。ｙ軸ｙ方向に長いＬＣ共振回路９５を２点鎖線Ｆ８３で囲んで示す。
【００８６】
また、ＬＣ共振回路９４，９５は、ｙ軸ｙ方向にも構成されている。ｙ軸ｙ上においては、図中２点鎖線で示す範囲Ｆ８６内にＬＣ共振回路９４を示す。このＬＣ共振回路９４は、ｙ軸ｙ方向に長い。範囲Ｆ８７中にＬＣ共振回路９５を示す。このＬＣ共振回路９５は、ｙ軸ｙ方向に短い。このため、入射波Ｉがｙ軸ｙ方向の直線偏波成分を有する場合であっても、入射波Ｉがｘ軸ｘ方向の直線偏波成分を有する場合と同様の作用と同様の効果とが得られる。
【００８７】
ＬＣ共振回路９４，９５内のコンデンサとして機能する導体パッチ４１間のギャップ８２の間隔をｇ３とする。本実施形態では、ｇ３は、１ｍｍである。ＬＣ共振回路９４のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に沿う長さをｘ３とする。本実施形態では、ｘ３は、４０ｍｍである。ＬＣ共振回路９４，９５の間の間隔をｇ４とする。本実施形態では、ｇ４は、１ｍｍである。ＬＣ共振回路９５のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に沿う間隔をｘ４とする。本実施形態では、ｘ４は、２８ｍｍである。
【００８８】
図中、ｘ軸ｘ方向に長い導体パッチ４１の近傍を、一部切り欠くとともに斜めから見た状態を２点鎖線で囲う範囲Ｆ８４内に示す。Ｆ８４内に示すように、周期構造体１０の表面１１（表面４２）からグランド層５０において絶縁層６０と対向する面までの距離をｈ３とする。ｈ３は、第３の実施形態と同様に、６．４ｍｍである。
【００８９】
上記のように構成される周期構造体１０では、ＬＣ共振回路９４，９５を備えることによって、２種類のＬＣ共振回路が設けられる。また、ＬＣ共振回路９４は、第１の反射波Ｒ１を反射し、ＬＣ共振回路９５は、第２の反射波Ｒ２を反射するように設定されている。第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２は、互いの位相差が１８０度である。このとき、第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２の少なくともいずれかは、入射波に対する位相差が−９０度以上であって９０度以下である。
【００９０】
上記各寸法は、ＬＣ共振回路９４，９５が第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２を反射するように設定された値である。このため、ＬＣ共振回路９４での反射波とＬＣ共振回路９５での反射波どうしが互いに干渉することによって、反射波が抑制される。
【００９１】
また、ＬＣ共振回路９４，９５は、ｙ軸ｙ方向にも構成されている。このため、入射波Ｉがｙ軸ｙ方向の直線偏波成分を有する場合であっても、入射波Ｉがｘ軸ｘ方向の直線偏波成分を有する場合と同様の作用と同様の効果とが得られる。
【００９２】
このように、本実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、ｙ軸ｙ方向の直線偏波成分を有する場合であっても同様の作用と効果が得られる。
【００９３】
図９は、第３の実施形態で用いた図７と同様であって、周期構造体１０の表面１１（表面４２）から上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）に１５７ｍｍ離れた位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフである。なお、周期構造体１０は、入射波Ｉの周波数を９５３ＭＨｚ（本発明で言う特定の周波数の一例）と想定した場合での反射波の抑制効果を持つように設計されている。
【００９４】
つぎに、本発明の第５の実施形態にかかる周期構造体を、図１０〜１２を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【００９５】
本実施形態では、周期構造体１０の構造が第１の実施形態と異なる。本実施形態では、周期構造体１０は、パッチ層４０に代えて、第１のパッチ層１１０と、第２のパッチ層１２０とを備える。さらに、板状接続導体７０に代えて、第１，２のパッチ層１１０，１２０を互いに電気的に接続する板状接続導体７５が設けられる。さらに、絶縁層６０に代えて、第１，２の絶縁層１３０，１４０が設けられる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【００９６】
図１０は、周期構造体１０を一部切り欠いて示す斜視図である。図１０に示すように、第１のパッチ層１１０は、周期構造体１０の表面１１の一部である。第１のパッチ層１１０は、複数の第１の導体パッチ１１２を備えている。各第１の導体パッチ１１２の形状は、各々同じであってよい。
【００９７】
第１の導体パッチ１１２は、平面形状が四角であり、一方向に長い形状である。第１の導体パッチ１１２の４つの角度は、各々９０度である。第１の導体パッチ１１２は、長手方向がｙ軸ｙ方向に平行になるように、かつ、短い方向がｘ軸ｘ方向に平行になるように、ｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に離間して配置されている。このとき、第１の導体パッチ１１２の長手方向の辺（縁）はｙ軸ｙ方向に平行であり、第１の導体パッチ１１２の短い方向の辺（縁）はｘ軸ｘ方向に平行である。
【００９８】
図中、第１の導体パッチ１１２は、ｘ軸ｘ方向に一列（４つ並んだ状態）が示されているが、実際には複数あり、かつ、ｙ軸ｙ方向にも複数並んで配置されている。図中では、第１の導体パッチ１１２が並んでいる状態は、２点鎖線で省略して示している。
【００９９】
ｘ軸ｘ方向に並ぶ第１の導体パッチ１１２の列（図中では、１列のみ図示）は、ｘ軸ｘ方向に平行であり、かつ、ｙ軸ｙ方向に隣り合う第１の導体パッチ１１２との距離が一定に保たれている。ｘ軸ｘ方向に並ぶ１列上の第１の導体パッチ１１２の周縁においてｘ軸ｘ方向にそう辺は、同一直線（ｘ軸ｘ方向に平行）上に配置されている。
【０１００】
ｙ軸ｙ方向に並ぶ第１の導体パッチ１１２の列（図中では４列のみ図示）は、互いにｙ軸ｙ方向に平行であり、かつ、ｘ軸ｘ方向に隣り合う第１の導体パッチ１１２との距離が一定に保たれている。ｙ軸ｙ方向に並ぶ１列上の第１の導体パッチ１１２の周縁においてｙ軸ｙ方向にそう辺は、同一直線（ｙ軸ｙ方向に平行）上に配置されている。
【０１０１】
第２のパッチ層１２０は、第１のパッチ層１１０とグランド層５０との間に設けられている。第２のパッチ層１２０は、複数の第２の導体パッチ１２１を備える。各第２の導体パッチ１２１は、各々同じである。図に示すように、第２の導体パッチ１２１は、平面形状が四角であり、各角度は９０度である。第２導体パッチ１２１の周縁において互いに対向する２辺の一組はｘ軸ｘに平行であり、対向する他方の２辺の一組はｙ軸ｙに平行である。
【０１０２】
第２の導体パッチ１２１は、ｘ軸ｘ方向に互いに隣り合う第１の導体パッチ１１２の１組に対して第１，２のパッチ層１１０，１２０の積層方向に重なるように配置されており、ｘ軸ｘ方向に隣り合う第１の導体パッチ１１２の一組と積層方向に重なる大きさ（同じ大きさ）を有している。さらに、第２の導体パッチ１２１の周縁は、単位素子１２を構成する第１の導体パッチ１１２の周縁と積層方向に重なる。第２の導体パッチ１２１間は、ギャップ７００が規定されている。
【０１０３】
第１の導体パッチ１１２と第２の導体パッチ１２１とは、板状接続導体７５によって互いに電気的に接続されている。本実施形態の板状接続導体７５は、第１の実施形態で説明された板状接続導体７０と同様の構造であり、金属製の厚みが略一定（完全に一定も含む概念）である平板形状である。
【０１０４】
板状接続導体７５は、ｘ軸ｘ方向に隣り合う１組の第１の導体パッチ１１２の輪郭部１１４（第１の実施形態の輪郭部４３と同様）のうちｘ軸ｘ方向外側の部分と第２の導体パッチ１２１のｙ軸ｙ方向にそう縁部とを電気的に接続している。板状接続導体７５は、第１，２の導体パッチ１１２，１２１のｙ軸ｙの一端から他端まで延びており、ｙ軸ｙ方向に平行である。
【０１０５】
図１１は、図１０に示されるＦ１１−Ｆ１１線にそう周期構造体１０の断面図である。図１１は、周期構造体１０をｘ軸ｘ方向にそって断面した状態を示している。図１１に示すように、第１，２のパッチ層１１０，１２０と板状接続導体７５とは、ｙ軸ｙ方向に見る側面形状がＣ字形状となる。
【０１０６】
図１１に示すように、第１のパッチ層１１０から第２のパッチ層１２０まで第１の絶縁層１３０が設けられている。周期構造体１０の表面１１は、第１のパッチ層１１０の第１の導体パッチ１１２の表面１１３と、第１の絶縁層１３０の表面１３１とで構成されている。なお、第１のパッチ層１１０の表面１１３と、第１の絶縁層１３０の表面１３１とは、面一ではなく、表面１３１上に第１のパッチ層１１０が形成されている。これは、本実施形態においても周期構造体１０がプリント基板から構成されており、第１のパッチ層１１０は、プリント基板の表面に形成される銅箔層から第１の導体パッチ１１２以外の部分を取り除くことによって形成されるためである。
【０１０７】
第２のパッチ層１２０からグランド層５０までは、第２の絶縁層１４０が設けられている。第２の絶縁層１４０は、誘電体で形成されている。
【０１０８】
周期構造体１０は、第１のパッチ層１１０から第２のパッチ層１２０までは、１枚の両面基板で形成される。両面基板は、両面に銅箔層が形成され、これら銅箔層の間に絶縁層が形成されている。この銅箔層の一方が第１のパッチ層１１０となり、他方が第２のパッチ層１２０となる。間に設けられる絶縁層が第１の絶縁層１３０となる。
【０１０９】
第２の絶縁層１４０とグランド層５０とは、一枚の片面基板から構成される。片面基板は、絶縁層の一方の面に銅箔層が形成されている。この銅箔層がグランド層５０となり、絶縁層が第２の絶縁層１４０となる。上記のように形成される２枚の基板を重ね合わせて接合することによって、周期構造体１０が形成される。
【０１１０】
この場合、第２のパッチ層１２０は、銅箔層から第２のパッチ層１２０以外の部分を取り除くことによって形成されるので、第２のパッチ層１２０の表面１２２と第２の絶縁層１４０の表面１４１とは面一にならない。
【０１１１】
この結果、第２のパッチ層１２０において第２の導体パッチ１２１がない部分は、空気の層１２５となる。この空気の層も絶縁体として機能する。この空気の層の有無による周期構造体１０の反射特性の変化は少ない。
【０１１２】
周期構造体１０を本実施形態のように２枚の基板から構成する場合では、両面に銅箔層が形成される基板から、第１，２の導体パッチ１１２，１２１以外の部分を削りとることによって第１，２のパッチ層１１０，１２０を形成できるので、第１，２のパッチ層１１０，１２０の調整を容易に行える。また、試作時の反射波の位相の調整が行いやすい。
【０１１３】
なお、本実施形態では、周期構造体１０は、一例として２枚の基板から構成されている。しかしながら、これに限定されない。例えば、周期構造体１０を構成するプリント基板として、多層基板が用いられてもよい。この多層基板の内部には、第２のパッチ層１２０が予め形成されているので、第２のパッチ層１２０と第２の絶縁層１４０との間には、空気の層１２５は形成されない。
【０１１４】
周期構造体１０を多層基板で構成する場合には、周期構造体１０の組み立て作業が容易になる。
【０１１５】
図１０中では、第１，２の第１の導体パッチ１１２，１２１と板状接続導体７５をわかりやすくするために、第１，２の絶縁層１３０，１４０は、２点鎖線で省略して図示している。
【０１１６】
上記のように、ｘ軸ｘ方向に隣り合う一対の第１の導体パッチ１１２と第２の導体パッチ１２１とが、板状接続導体７５によって電気的に接続されることによって、上記一対の第１の導体パッチ１１２が、板状接続導体７５と第２の導体パッチ１２１とによって電気的に直流的に接続される。接続導体（本実施形態では、板状接続導体７５）を介して共通の第２の導体パッチ１２１に電気的に接続される一対の第１の導体パッチ１１２は、導体パッチユニット５００を構成している。
【０１１７】
なお、導体パッチユニット５００は、本発明で言う導体パッチユニットの一例であるとともに、本発明で言う組み合わせの一例でもある。言い換えると、本実施形態では、導体パッチユニットが、隣り合う第１の導体パッチ１１２の１つの組み合わせを備えており、それゆえ、導体パッチユニットと組み合わせとが同じとなっている。
【０１１８】
この構造では、接続導体７５で接続される第１の導体パッチ１１２間のギャップ８３がコンデンサとして機能するとともに、板状接続導体７５と第２の導体パッチ１２１とによる電流経路８００がコイルとして機能するＬＣ共振回路９６となる。ギャップ８３は、本発明で言う第１のギャップの一例である。
【０１１９】
上記のように一対の第１の導体パッチ１１２と、１つの第２の導体パッチ１２１と、これらを接続する板状接続導体７５とによって構成されるＬＣ共振回路９６は、全て同様の構造で合ってよい。ＬＣ共振回路９６のギャップ８３の間隔は、全てのＬＣ共振回路９６は同じであってよい。このＬＣ共振回路９６は、板状接続導体７５が第１の実施形態と同様に壁として機能するので、他のＬＣ共振回路のギャップなどに入射した入射波の影響を受けることがない。このため、第１の実施形態のように、１つのＬＣ共振回路９６から反射される反射波は、当該ＬＣ共振回路９６のギャップ８３に入射した入射波Ｉから構成される。
【０１２０】
本実施形態では、一対の第１の導体パッチ１１２と、これら一対の第１の導体パッチ１１２を第２の導体パッチ１２１に接続する板状接続導体７５とによって、単位素子１２が構成されている。
【０１２１】
図１１に示すように、ｘ軸ｘ方向に隣り合うＬＣ共振回路９６間には、ＬＣ共振回路９７が規定される。ＬＣ共振回路９７について説明する。ＬＣ共振回路９７は、ｘ軸ｘ方向に隣り合う第１の導体パッチ１１２のうち、板状接続導体７５と第２の導体パッチ１２１とによって互いに電気的に接続されていない第１の導体パッチ１１２間のギャップ８４がコンデンサとして機能する。ギャップ８４は、本発明で言う第２のギャップの一例である。さらに、このＬＣ共振回路９７では、第１，２の絶縁層１３０，１４０を電流経路の一部とし、絶縁層１３０，１４０とグランド層５０とによってコイルとして機能する電流経路が構成される。ギャップ８４の間隔は、全て同じでよい。このため、第２の導体パッチ１２１間のギャップ７００の幅は、ギャップ８４の幅と同じである。
【０１２２】
このＬＣ共振回路９７は、壁として機能する接続導体を備えていないので、別のギャップ８４に入射する入射波Ｉの影響を受ける。言い換えると、ＬＣ共振回路９７が反射する反射波の位相変位は、周囲の影響を受ける。
【０１２３】
このため、ＬＣ共振回路９６，９７で反射される反射波の入射波Ｉに対する位相差を異なるように設定することによって、周期構造体１０は、互いに位相が異なる２種類の反射波を反射することができる。すなわち、２種類のＬＣ共振回路が形成される。本実施形態では、ＬＣ共振回路９６から第１の反射波Ｒ１が反射され、ＬＣ共振回路９７から第２の反射波Ｒ２が反射される。
【０１２４】
第１の反射波Ｒ１の位相と第２の反射波Ｒ２の位相とは、互いに異なる。第１の反射波Ｒ１の反射位相は、ギャップ８３の影響を受ける。第２の反射波Ｒ２の反射位相は、ギャップ８４の影響を受ける。周期構造体１０は、ギャップ８３，８４の形状（幅）をトライアンドエラーで調整することによって、第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２の位相差が所望になるように構成される。
【０１２５】
図１２は、周期構造体１０に入射波Ｉが入射した場合の、ある瞬間の電荷分布と電気力線（電界）を示した模式図である。図１２に示すように、ＬＣ共振回路９６のギャップ８３間のうち一方側（本実施形態では、図中右側）がプラス電荷となり、他方側（本実施形態では、図中左側）がマイナス電荷となっている。
【０１２６】
ＬＣ共振回路９７では、ギャップ８４の一方側（本実施形態では、右側）がマイナス電荷となり、他方側（本実施形態では、図中左側）がプラス電荷となっている。
【０１２７】
以上のように、ギャップ８３，８４での電荷の正負の位置がｘ軸ｘ方向に入れ替わることによって、ＬＣ共振回路９６で反射される第１の反射波Ｒ１の位相と、ＬＣ共振回路９７で反射される第２の反射波Ｒ２との位相とが、１８０度ずれる。つまり、ＬＣ共振回路９６，９７で反射される第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２の位相差は、１８０度となる。このため、ＬＣ共振回路９６，９７からの第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２が互いに打ち消し合うので、周期構造体１０で反射される反射波が抑制される。
【０１２８】
なお、ＬＣ共振回路９６，９７で反射される電磁波の反射位相は、ＬＣ共振回路９６，９７の構造を調整することによって調整される。具体的には、ギャップ８３，８４の間隔、第１，２のパッチ層１１０，１２０の間隔、第１，２の第１の導体パッチ１１２，１２１の形状（大きさも含む）、第２のパッチ層１２０とグランド層５０との間隔などである。
【０１２９】
本実施形態であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３０】
つぎに、本発明の第６の実施形態にかかる周期構造体を、図１３を用いて説明する。なお、第５の実施形態と同様の機能を有する構成は、第５の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、接続導体が第５の実施形態と異なる。他の構造は、第５の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０１３１】
図１３は、本実施形態の周期構造体１０を一部切り欠いて示す斜視図である。図１３に示すように、本実施形態では、接続導体として、第２の実施形態で説明されたビア７６が用いられる。ビア７６は、第２の実施形態のビア７１と同様の構造である。ビア７６は、ＬＣ共振回路９６を構成する一対の第１の導体パッチ１１２の輪郭部１１４のうち、外側の隅に配置されている。ビア７６は、第１の導体パッチ１１２と第２の導体パッチ１２１を電気的に接続している。
【０１３２】
本実施形態は、第５の実施形態と同様の作用と効果とを得ることができる。
【０１３３】
つぎに、本発明の第７の実施形態にかかる周期構造体を、図１４を用いて説明する。なお、第５の実施形態と同様の機能を有する構成は、第５の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第１の導体パッチ１１２と接続導体とが、第５の実施形態と異なる。他の構造は、第５の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０１３４】
図１４は、周期構造体１０を一部切り欠いて示す斜視図である。図１４に示すように、周期構造体１０の単位素子１２は、４つの第１の導体パッチ１１２と、１つの第２の導体パッチ１２１とを備えている。図中、２点鎖線で示される範囲Ｆ１４内に単位素子１２を示す。
【０１３５】
第１の導体パッチ１１２は各々同じであって、平面形状は、一例として正方形である。第１の導体パッチ１１２の周縁のうち互いに対向する２辺の一組はｘ軸ｘに平行であり、他方の互いに対向する一組はｙ軸ｙ方向に平行である。ｘ軸ｘ方向に並ぶ一列上の第１の導体パッチ１１２の周縁においてｘ軸ｘ方向にそう辺は、互いに同一直線（ｘ軸ｘに平行）上に配置される。同様に、ｙ軸ｙに並ぶ１列上の第１の導体パッチ１１２の周縁においてｙ軸ｙ方向にそう辺は、互いに同一直線（ｙ軸ｙに平行）上に配置される。
【０１３６】
単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２は、ｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に２つずつ隣り合って配置されている。なお、図１４では第１，２の絶縁層１３０，１４０を２点鎖線で示して省略している。単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２間のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に規定されるギャップの間隔は、同じである。
【０１３７】
第２の導体パッチ１２１の平面形状は、四角であり、各角度は９０度である。第２の導体パッチ１２１の周縁のうち、互いに対向する２辺の一組はｘ軸ｘに平行であり、他方の一組はｙ軸ｙに平行である。
【０１３８】
第２の導体パッチ１２１は、単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２に、第１，２のパッチ層１１０，１２０の積層方向に重なる。さらに、第２の導体パッチ１２１の周縁は、積層方向に単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２の周縁と重なる。
【０１３９】
本実施形態では、接続導体として、第５の実施形態で用いられたビア７６が用いられる。接続導体としてのビア７６は、第１の導体パッチ１１２に１つ設けられており、単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２の各々の隅に配置されている。ビア７６は、第２の導体パッチ１２１の４隅に電気的に接続している。この第２の導体パッチ１２１は、本発明で言う共通の第２の導体である。
【０１４０】
本実施形態では、単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２のうちｘ軸ｘ方向に隣り合うどうしが組み合わせ６００を構成し、これら組み合わせ６００がｙ軸ｙ方向に互いに隣り合っており導体パッチユニット５００を構成している。
【０１４１】
本実施形態では、単位素子１２内の第１の導体パッチ１１２のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に規定されるギャップ８５を有するＬＣ共振回路９８と、単位素子１２間の第１の導体パッチ１１２のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に規定されるギャップ８６を有するＬＣ共振回路９９とが設けられる。
【０１４２】
第２の導体パッチ１２１間のギャップ７００の幅は、ギャップ８６と同じである。ギャップ８５は、全て同じ間隔である。ギャップ８６は、全て同じ間隔である。ギャップ７００は、全て同じである。ＬＣ共振回路９８は、第１の反射波Ｒ１を反射する。ＬＣ共振回路９９は、第２の反射波Ｒ２を反射する。
【０１４３】
ＬＣ共振回路９８，９９は、ｘ軸ｘ方向に交互に並ぶとともに、ｙ軸ｙ方向にも交互に並ぶ。このため、入射波Ｉがｙ軸ｙ方向にそう直線偏波成分を有する場合であっても反射波が抑制される。このため、本実施形態は、第５の実施形態と同様の作用と効果とが得られるともに、入射波がｙ軸ｙ方向にそう直線偏波成分を有するであっても反射波を抑制することができる。
【０１４４】
本実施形態では、単位素子１２内に入射波に対する反射位相が互いに異なる２種類のＬＣ共振回路（ＬＣ共振回路９８，９９）が設けられる構造である。なお、単位素子１２内に入射波に対する反射位相が互いに異なる複数種類のＬＣ共振回路が設けられる構造の場合では、言い換えると、局所的に反射位相の異なる強い反射波を発するギャップが単位素子１２内に複数ある場合、反射波を入射波の偏波方向成分の電界強度絶対値と位相で表されるベクトルとし、各反射波ベクトルを総和したベクトルの絶対値が一定値以下（例えば、各反射波ベクトルの絶対値の単純加算の１／√２以下）となるよう各ギャップのＬＣ共振回路の構造・寸法を調整する。このように調整することによって、反射波を抑制することができる。
【０１４５】
つぎに、本発明の第８の実施形態にかかる周期構造体を、図１５〜１８を用いて説明する。なお、第７の実施形態と同様の機能を有する構成は、第７の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、周期構造体１０の構造は第７の実施形態と同様である。本実施形態では、周期構造体１０の各寸法を所定の値に設定している。
【０１４６】
図１５は、周期構造体１０の一部を示す平面図である。図１５中では、単位素子１２を２点鎖線で示す範囲Ｆ１５１内に示す。単位素子１２のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそう幅をｘ５とする。本実施形態では、ｘ５は、３８ｍｍである。単位素子１２内では、ｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に互いに隣り合うどうしの間にギャップ８５が規定されている。ギャップ８５の間隔は、ｇ５である。本実施形態では、ｇ５は、０．５ｍｍである。ｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に隣り合う単位素子１２の間に規定されるギャップ８６の間隔は、ｇ６である。本実施形態ではｇ６は、１ｍｍである。
【０１４７】
図中、２点鎖線で示す範囲Ｆ１５２内に、１つの第１の導体パッチ１１２の周辺を切り欠いて斜めに見た状態を示している。範囲Ｆ１５２内に示すように、周期構造体１０の表面１１（本実施形態では、表面１１３）から第２のパッチ層１２０において第１の絶縁層１３０に対向する面までの距離をｈ２とし、表面１１からグランド層５０において第２の絶縁層１４０に対向する面までの距離をｈ３とする。本実施形態では、ｈ２＝１．６ｍｍとし、ｈ３＝６．４ｍｍとする。
【０１４８】
本実施形態では、第１，２の絶縁層１３０，４０の比誘電率は、４．４であり、誘電正接は、０．０１８である。
【０１４９】
図１６は、周期構造体１０を、第１，２のパッチ層１１０，１２０間で断面した状態を示す断面図である。図１６は、第２のパッチ層１２０の一部を示している。図１６では、第１，２のパッチ層１１０，１２０の積層方向に重なる第１の導体パッチ１１２を、２点鎖線で示している。図に示すように、第２の導体パッチ１２１は、単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２と積層方向に重なる。さらに、第２の導体パッチ１２１の周縁は、単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２の周縁と上記積層方向に重なる。
【０１５０】
図１７は、周期構造体１０の表面１１（本実施形態では、表面１１３）から１ｍｍ上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）であって、図１５に示すように、周期構造体１０のｙ軸ｙ方向の端を規定する第１の導体パッチ１１２のｙ軸ｙ方向の端からｅ２の距離の位置での電界のｘ軸成分のシミュレーション結果を示すグラフである。本実施形態では、ｅ２＝９．５ｍｍである。
【０１５１】
図中、横軸は、第２の実施形態で用いられた図６と同様であり、ｘ軸ｘ方向に沿う位置を示している。横軸が示す０の位置は、単位素子１２のｘ軸ｘ方向に沿う中心を示している。本実施形態では、図中右を正とし、左側を負として示している。図中、縦軸は図６と同様であり、表面１１から上方１ｍｍでの、入射波に対する反射波のｘ軸ｘ方向に沿う成分の電界の倍率を示している。
【０１５２】
なお、図１７においても図６と同様に、周期構造体１０の反射特性の代表値のうちの１つ（ギャップ８６の電界）の入射波に対する位相差が−９０度以上であって９０度以下の範囲の値となっている。
【０１５３】
図１７に示すように、単位素子１２内のギャップ８５での反射波の、入射波Ｉに対する位相差は約１２０度である。単位素子１２間のギャップ８６で反射される反射波の、入射波Ｉに対する位相差は約−６０度である。この結果、周期構造体１０において隣り合うギャップ８５，８６で反射される反射波の位相差が約１８０度となるので、反射波は互いに打ち消し合う。
【０１５４】
また、図１７に示すように、各ギャップ８５，８６の周辺で強い電界が発生していることから、各ギャップ８５，８６の電界を周期構造体１０の反射特性の代表値として考えることができる。このため、各ギャップ８５，８６の電界が互いに打ち消し合うような位相差をギャップ８５，８６に与えることで、反射波を抑制することができる。
【０１５５】
図１８は、第３の実施形態で用いられた図７と同様であって、周期構造体１０の表面１１から上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）に１５７ｍｍ離れた位置での反射出力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果である。図中、横軸は、周波数を示している。図中、縦軸は、入射波電力に対する反射の倍率を示している。図１８に示すように、９５３ＭＨｚ近傍で小さくなっていることがわかる。
【０１５６】
なお、本実施形態の周期構造体１０は、入射波Ｉの周波数が９５３ＭＨｚ（本発明で言う特定の周波数の一例）である場合の反射波を抑制する効果をもつことを目的としている。
【０１５７】
つぎに、本発明の第９の実施形態にかかる周期構造体を、図１９〜２１を用いて説明する。なお、第８の実施形態と同様の機能を有する構成は、第８の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第２の導体パッチ１２１の形状と、ビア７６の配置が第８の実施形態と異なる。また、各寸法が第８の実施形態と異なる。他の構造は、第８の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０１５８】
図１９は、周期構造体１０の表面１１の一部を示す平面図である。図２０は、第２のパッチ層１２０の一部を示す周期構造体１０の断面図である。図２０は、第８の実施形態の図１６と同様に第１，２のパッチ層１１０，１２０間を断面している。
【０１５９】
図１９中では、１つの単位素子１２内に一例として、第２の導体パッチ１２１が点線で示されている。図２０中に単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２の外縁を２点鎖線で示す。本実施形態では、周期構造体１０のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそう幅であるｘ５は、４４ｍｍである。単位素子１２内のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に規定されるギャップ８５の間隔であるｇ５は、０．５ｍｍである。
【０１６０】
単位素子１２間のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に規定されるギャップ８６の間隔であるｇ６は、１ｍｍである。周期構造体１０の表面１１（表面１１３）から第２のパッチ層１２０までの長さであるｈ２は、１．６ｍｍである。表面１１からグランド層５０までの長さであるｈ３は、６．４ｍｍである。本実施形態では比誘電率は、４．４であり、誘電正接は、０．０１８である。
【０１６１】
図１９に示すように、本実施形態では、ビア７６は、第１の導体パッチ１１２の周縁よりも内側に配置されている。第１の導体パッチ１１２は、正方形である。単位素子１２を構成する第１の導体パッチ１１２の縁においてギャップ８５を規定する部分からｘ軸ｘ方向にビア７６の中心までの距離をｖ１とする。また、単位素子１２を構成する第１の導体パッチ１１２の縁においてギャップ８５を規定する部分からｙ軸ｙ方向にビア７６の中心までの距離をｖ１とする。本実施形態ではｖ１は、１４．５ｍｍである。
【０１６２】
このように、ビア７６が第１の導体パッチ１１２の周縁の内側に配置されることによって、上記したように２枚の基板から周期構造体１０を形成する際に、所望の反射波の位相を得るための調整を行いやすくなる。つまり、基板の表面に形成される銅箔層を削ることによって第１のパッチ層１１０を形成する場合、所望の反射波の位相を得るためにギャップ８５，８６を調整するためには、銅箔層をさらに削ることになる。このとき、ビア７６が第１の導体パッチ１１２の周縁よりも内側に位置することによって、ビア７６の存在によってギャップ８５，８６の調整が行えなくなるということがない。
【０１６３】
図２０に示すように、第２の導体パッチ１２１の平面形状は、略正方形である。第２の導体パッチ１２１の周縁のうち対向する２辺の一組はｘ軸ｘに平行であり、他方の対向する２辺の一組はｙ軸ｙ方向に平行である。第２の導体パッチ１２１の４隅は、ビア７６の中心に一致する。言い換えると、第２の導体パッチ１２１は、４隅に設けられるビア７６を除くと、正方形となる。ビア７６は、第２の導体パッチ１２１の４隅に電気的に接続されている。第２の導体パッチ１２１のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそう幅をｘ６とすると、本実施形態では、ｘ６は、２９．５ｍｍである。ｘ６は、単位素子１２のギャップ８５を挟んで隣り合うビア７６の中心間のｘ軸ｘ方向に沿う距離でもある。本実施形態では、第２の導体パッチ１２１間のギャップ７００の幅は、ギャップ８６とは異なる。
【０１６４】
図２１は、第３の実施形態で用いられた図７と同様であって、周期構造体１０の表面１１（表面１１３）から上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）に１５７ｍｍ離れた位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフである。横軸は、入射波Ｉの周波数を示している。縦軸は、入射波電力に対する反射波の電力の倍率を示している。
【０１６５】
本実施形態では、周期構造体１０は、入射波Ｉの周波数が９５３ＭＨｚ（本発明で言う特定の周波数の一例）である場合に反射波を抑制することを目的として構成されている。
【０１６６】
本実施形態では、第８の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【０１６７】
つぎに、本発明の第１０の実施形態にかかる周期構造を、図２２〜２４を用いて説明する。なお、第９の実施形態と同様の機能を有する構成は、第９の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第１の導体パッチ１１２が第９の実施形態と異なる。他の構造は、第９の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０１６８】
図２２は、周期構造体１０の表面１１の一部を示す平面図である。図２３は、周期構造体１０を第１のパッチ層１１０と第２のパッチ層１２０との間で断面した状態を示す断面図である。図２３は、第２のパッチ層１２０を示している。第２の導体パッチ１２０は、第９の実施形態と同じ構造であり、正方形である。図２２に示すように、本実施形態では、単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２は、単位素子１２の４隅に対応する部位がビア７６まで切り欠かれている。２点鎖線で示す範囲Ｆ２２内に単位素子１２を示す。上記４隅は、各導体パッチ１１２においてｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそって導体パッチ１１２の中心までいたる範囲である。単位素子１２を構成する第１の導体パッチ１１２の構造は、第９の実施形態と異なる上記点以外は、第９の実施形態と同じであってよい。
【０１６９】
本実施形態では、単位素子１２のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそう幅であるｘ５は、４８ｍｍである。第２の導体パッチのｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそう幅であるｘ６は、３３．５ｍｍである。ｖ１は、１６．５ｍｍである。
【０１７０】
図２４は、第３の実施形態で用いられた図７と同様であって、周期構造体１０の表面１１から上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）に１５７ｍｍの位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフである。図中、横軸は、入射波Ｉの周波数を示している。図中、縦軸は、入射波電力に対する反射電力の倍率を示している。
【０１７１】
本実施形態の周期構造体１０は、入射波Ｉの周波数が９５３ＭＨｚ（本発明で言う特定の周波数の一例）である場合に反射波を抑制できることを目的として構成されている。
【０１７２】
本実施形態では、第９の実施形態と同様の作用と効果とを得ることができる。
【０１７３】
つぎに、本発明の第１１の実施形態にかかる周期構造体を、図２５〜２７を用いて説明する。なお、第９の実施形態と同様の機能を有する構成は、第９の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態は、第２の導体パッチ１２１が第９の実施形態と異なる。他の構造は、第９の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０１７４】
図２５は、周期構造体１０の表面１１の一部を示す平面図である。図２６は、周期構造体１０を、第１のパッチ層１１０と第２のパッチ層１２０との間で断面した状態を示す断面図である。図２６は、第２のパッチ層１２０を示している。図２５中、単位素子１２を２点鎖線で示す範囲Ｆ２５内に示す。
【０１７５】
図２６に示すように、第２の導体パッチ１２１は、平面形状が正方形であり各角度は９０度である。第２の導体パッチ１２１の周縁のうち互いに対向する２辺の一組はｘ軸ｘ方向に平行であり、他方の対向する２辺の一組はｙ軸ｙ方向に平行である。
【０１７６】
単位素子１２を構成する第２の導体パッチ１２１は、単位素子１２を構成する４つの第１の導体パッチ１１２とおなじ大きさを有しており、第１，２のパッチ層１１０，１２０の積層方向に互いの縁が重なるように配置されている。本実施形態では、第２の導体パッチ１２１間に規定されるギャップ７００の幅は、ギャップ８６の幅と同じである。
【０１７７】
本実施形態では、単位素子１２のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそう幅であるｘ５は、５８ｍｍである。第２の導体パッチ１２１のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそう幅であるｘ６は、本実施形態ではｘ５と同じであり、５８ｍｍである。単位素子１２内のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそうギャップ８５の間隔であるｇ５は、本実施形態では、０．５ｍｍである。単位素子１２間のギャップ８６の間隔であるｇ６は、本実施形態では５ｍｍである。単位素子１２内において外縁からビア７６の中心までの距離であるｖ１は、本実施形態では、１９．５ｍｍである。周期構造体１０の表面１１から第２のパッチ層１２０までの距離であるｈ２は、本実施形態では１．６ｍｍである。表面１１からグランド層５０までの距離であるｈ３は、本実施形態では、６．４ｍｍである。本実施形態では、比誘電率は、４．４であり、誘電正接触は、０．０１８である。
【０１７８】
図２７は、第３の実施形態で用いた図７と同様であって、周期構造体１０の表面１１から上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）に１５７ｍｍ離れた位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフである。図中、横軸は、入射波Ｉの周波数を示している。図中、縦軸は、入射波電力に対する反射電力の倍率を示している。
【０１７９】
本実施形態の周期構造体１０は、入射波Ｉの周波数が９５３ＭＨｚ（本発明で言う特定の周波数の一例）である場合に反射波を抑制することを目的として構成されている。
【０１８０】
本実施形態は、第９の実施形態と同様の作用と効果とを得ることができる。
【０１８１】
つぎに、本発明の第１２の実施形態にかかる周期構造体を、図２８〜３０を用いて説明する。なお、第１１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第１の導体パッチ１１２が第１１の実施形態と異なる。また、各寸法が第１１の実施形態と異なる。他の構造は、第１１の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０１８２】
図２８は、周期構造体１０の表面１１の一部を示す平面図である。２点鎖線で示す範囲Ｆ２８内に単位素子１２を示す。図２８に示すように、第１の導体パッチ１１２の輪郭部１１４からビア７６に向かって延びるスロット状の線路１１５が設けられている。線路１１５は、第１の導体パッチ１１２を貫通している。線路１１５は、第１の導体パッチ１１２の４辺（輪郭部１１４）のうち、単位素子１２内において隣り合う第１の導体パッチ１１２と対向する部位からｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に平行に延びている。
【０１８３】
言い換えると、第１の導体パッチ１１２は、四角の部分１１６と、四角の部分１１６を覆うＬ字状の部分１１７とを有している。四角の部分１１６は、単位素子１２内のギャップ８５の一部を規定する。Ｌ字状の部分１１７は、単位素子１２間のギャップ８６を規定する。ビア７６の上端には、四角の部分１１６の輪郭部と、Ｌ字状の部分１１７の輪郭部とが電気的に接続されている。単位素子１２を構成する第１の導体パッチ１１２は、第１１の実施形態と異なる上記点以外の構造は、第１１の実施形態と同様であってよい。
【０１８４】
線路１１５の幅をｓ１とし、ｓ１は、一定である。言い換えると、ｓ１を規定する四角の部分１１６の辺とＬ字状の部分１１７の辺とは、平行である。線路１１５の幅Ｓ１の中心は、ビア７６の中心を通る。
【０１８５】
単位素子１２のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそう幅をｘ５とし、本実施形態ではｘ５＝５７ｍｍとする。単位素子１２内のギャップ８５の幅ｇ５を、本実施形態ではｇ５＝０．５ｍｍとする。単位素子１２間のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に沿うギャップ８６の幅ｇ６を、本実施形態では、ｇ６＝５ｍｍとする。ビア７６の中心から単位素子１２内のギャップ８５までの距離（具体的には、ビア７６の中心からギャップ８５を規定する四角の部分１１６の端までの距離）をｖ１とし、本実施形態ではｖ１＝１９ｍｍとする。
【０１８６】
ギャップ８４，８５で反射される電磁波の位相差を１８０度とするために、四角の部分１１６と、Ｌ字状の部分１１７の寸法を調整する。
【０１８７】
図２９は、周期構造体１０を第１のパッチ層１１０と第２のパッチ層１２０との間で断面した周期構造体１０の断面図である。図２９は、第２のパッチ層１２０を示している。第２の導体パッチ１２０は、第１１の実施形態と同じ構造であり、正方形である。第２の導体パッチ１２１の幅であるｘ６は、本実施形態ではｘ５と同じであり、５７ｍｍである。図３０は、第３の実施形態で用いた図７と同様であって、周期構造体１０の表面１１から上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）に１５７ｍｍの位置での反射電力減衰率の周波数特性をシミュレーションの結果を示すグラフである。図中、横軸は入射波Ｉの周波数を示す。図中、縦軸は、入射波電力に対する反射波電力の倍率を示す。
【０１８８】
なお、本実施形態の周期構造体１０は、入射波の周波数が９５３ＭＨｚ（本発明で言う特定の周波数の一例）である場合に反射波を抑制することを目的として構成されている。本実施形態は、第１０の実施形態と同様の作用と効果とを得ることができる。
【０１８９】
つぎに、本発明の第１３の実施形態にかかる周期構造を、図３１を用いて説明する。なお、第８の実施形態と同様の機能を有する構成は、第８の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態の周期構造体１０は、第１，２の絶縁層１３０，１４０の誘電正接の値が第８の実施形態と異なる。他の構造は第８の実施形態と同様である。
【０１９０】
本実施形態では、第１，２の絶縁層１３０，１４０の誘電正接の値が０．０４である。図３１は、第３の実施形態で用いた図７と同様であって、本実施形態での周期構造体１０の表面１１（表面１１３）から上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）に１５７ｍｍの位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフである。
【０１９１】
第８の実施形態では、絶縁層１３０，１４０の誘電正接は０．０１８である。このため、本実施形態は、第８の実施形態に比べて損失成分が大きい。このため、本実施形態では、第８の実施形態と同様の効果が得られるとともに、第８の実施形態に比べて反射波の抑制効果が大きい。
【０１９２】
反射波の抑制効果が大きくなることを、第８の実施形態と比較して説明する。第８の実施形態の場合では、図１８に示すように、２つの谷間（図中ａ、ｂで示す）が接近しており、谷間の間の反射波の入射波電力に対する倍率の最大値は６９％（１ＧＨｚ）のため、周期構造体１０の損失成分を大きくすることで５０％ｏｆｆの帯域幅が大きくなる。本実施形態では５０％ｏｆｆの帯域幅は、２３２ＭＨｚであるのに対して、第８の実施形態では、５０パーセントｏｆｆの帯域幅は、本実施形態よりも小さくなる。なお、図１８中に谷間ａにおいて５０パーセントｏｆｆとなる帯域幅は、４２ＭＨｚである。
【０１９３】
なお、第１，２の絶縁層１３０，１４０の誘電正接の値を０．０４としたことは、一例であってこれに限定されない。
【０１９４】
第１，２の絶縁層１３０，１４０をより損失成分の大きい損失材料を用いて形成することによって、大きな反射波抑制効果を得ることができる。本発明で言う損失材料とは、磁性体粉末を樹脂に混合して透磁損失を持たせた材料や、導電性物質を絶縁体に分散して誘電損失を持たせた材料である。なお、これらの損失材料は、電波吸収体として市販されているものを使用してもよい。
【０１９５】
つぎに、本発明の第１４の実施形態にかかる周期構造を、図３２を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施では、第１の実施形態に対して、導体パッチ４１の構造と、板状接続導体７０を備えない点と、ＬＣ共振回路９０，９１に代えてＬＣ共振回路２３０，２４０が形成される点が異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０１９６】
図３２は、周期構造体１０の表面１１（表面４２）の一部を示す平面図である。図３２に示すように、導体パッチ４１には、ｙ軸ｙ方向に平行に延びるとともに両端においてｘ軸ｘ方向に平行に延びる部分を有するＩ字状の線路２２０が形成されている。線路２２０は、導体パッチ４１を貫通している。線路２２０は、ＬＣ共振回路２３０を形成している。
【０１９７】
導体パッチ４１は、本実施形態では正方形であり、線路２２０の中心が導体パッチ４１の中心に位置している。線路２２０の形状は、線路２２０の中心を境にｙ，ｘ軸ｙ，ｘに対称な形状である。
【０１９８】
ＬＣ共振回路２３０について説明する。このＬＣ共振回路２３０は、入射波がｘ軸ｘ方向にそう直線偏波成分をもつ場合、線路２２０においてｙ軸ｙ方向に平行に延びる直線部分２２１がコンデンサとして機能し、当該直線部分２２１の両端よりｘ軸ｘ方向に平行に延びる部分２２２がコイルとして機能する。導体パッチ４１間には、導体パッチ４１間に規定されるギャップ８０がコンデンサとして機能するＬＣ共振回路２４０が構成される。
【０１９９】
本実施形態では、単位素子１２は、１つの導体パッチ４１より構成される。本実施形態は、ＬＣ共振回路２３０，２４０を備え、それゆえ、２種類のＬＣ共振回路を備える。
【０２００】
図３２中において２点鎖線で示される境界線２４５より上側には、ある瞬間での電荷分布を模式的に示している。なお、境界線２４５は、電荷分布の状態を説明するために便宜上用いる線であって、導体パッチ４１に実際に境界線が設けられるわけではない。図に示されるように、単位素子１２（導体パッチ４１）内のギャップである直線部分２２１の周囲での電荷の符号と、導体パッチ４１間に規定されるギャップ８０の周囲での電荷の符号が、互いに異なる。
【０２０１】
このため、ＬＣ共振回路２３０，２４０の直線部分２２１とギャップ８０とで反射される反射波の位相差は１８０度となる。本実施形態では、ＬＣ共振回路２３０は、第１の反射波Ｒ１を反射する。ＬＣ共振回路２４０は、第２の反射波Ｒ２を反射する。第１，２の反射波Ｒ１，Ｒ２は、１８０度の位相差を有するので、互いに打ち消しあう。
【０２０２】
本実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、導体パッチ４１とグランド層５０とを接続する接続導体を用いることなく導体パッチ４１内にＬＣ共振回路２３０を形成する構造であるので、板状接続導体７０など接続導体の加工が不要になり、それゆえ、周期構造体１０の構造を簡素にすることができる。
【０２０３】
つぎに、本発明の第１５の実施形態にかかる周期構造体を、図３３を用いて説明する。なお、第１４の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１４の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、導体パッチ４１内でＬＣ共振回路２３０を構成する線路２２０が第１４の実施形態と異なる。他の構造は、第１４の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０２０４】
図３３は、周期構造体１０の表面１１の一部を示す平面図である。図３３に示すように、線路２２０は、導体パッチ４１の中央に配置される＋（プラス）字状の＋字部２５０と、＋字部２５０の端からｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に平行に延びる直線部２６０とを備える。
【０２０５】
＋字部２５０は、コンデンサとして機能する。＋字部２５０は、＋字状であることによって、入射波がｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向のどちらの直線偏波成分を有していてもコンデンサとして機能することができる。本実施形態では、導体パッチ４１は正方形であり、＋字部２５０の中心は、導体パッチ４１の中心に一致している。
【０２０６】
直線部２６０は、コイルとして機能する。また、直線部２６０の両端部を折り曲げることによって、コイルとして機能する部分を延長することができる。本実施形態では、直線部２６０の両端部を、導体パッチ４１の中央に向けて折り曲げている。このようにすることによって、コイルとして機能する部分の長さを調整することができる。線路２２０は、中心を境にｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に対称な形状である。
【０２０７】
本実施形態であっても、第１４の実施形態と同様の作用と効果とが得られる。さらに、入射波がｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向のどちらの直線偏波成分を有していても、反射波を抑制することができる。
【０２０８】
つぎに、本発明の第１６の実施形態にかかる周期構造体を、図３４，３５，４７を用いて説明する。なお、第１５の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１５の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、導体パッチ４１が第１５の実施形態と異なる。他の構造は、第１５の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造について説明する。
【０２０９】
図３４は、周期構造体１０の表面１１の一部を示す平面図である。図３４に示すように、１つの導体パッチ４１が単位素子１２を構成している。導体パッチ４１の中央に、線路２２０が形成されている。
【０２１０】
線路２２０は、＋字部２５０と、＋字部２５０の端部からｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に平行に延びる直線部２６０とを有している。本実施形態では、直線部２６０は、導体パッチ４１の中央に向かって折り曲げられていない。
【０２１１】
導体パッチ４１（単位素子１２）のｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向にそう幅をｘ７とし、本実施形態ではｘ７＝２７ｍｍとする。単位素子１２内のギャップ（＋字部分２５０）の幅をｇ９とし、本実施形態ではｇ９＝０．５ｍｍとする。単位素子１２間のギャップ８０，８１の幅をｇ１０とし、本実施形態では、ｇ１０＝１ｍｍとする。直線部２６０の幅をｓ３とし、本実施形態では、ｓ３＝１ｍｍとする。直線部２６０の長さをｓ４とし、本実施形態では、ｓ４＝１９ｍｍとする。直線部２６０の外縁間の長さをｘ８とし、本実施形態ではｘ８＝２５ｍｍとする。周期構造体１０の表面１１からグランド層５０までの距離であるｈ３は、本実施形態では、６．４ｍｍとする。本実施形態では、比誘電率は、４．４であり、誘電正接は、０．０１８である。
【０２１２】
本実施形態であっても、線路２２０によってＬＣ共振回路２３０が形成され、単位素子１２間にＬＣ共振回路２４０が形成される。このように、２種類のＬＣ共振回路が形成され、かつ、各種類のＬＣ共振回路での反射波が互いに打ち消し合うので、反射波が抑制される。
【０２１３】
図３５は、第３の実施形態で用いた図７と同様であって、周期構造体１０の表面１１から上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）に１５７ｍｍの位置での反射電力減衰率の周波数特性のシミュレーションの結果を示すグラフである。図中、横軸は、入射波Ｉの周波数を示している。図中、縦軸は、入射波電力に対する反射波電力の倍率を示している。
【０２１４】
図４７は、周期構造体１０の表面１１（本実施形態では、表面４２）から１ｍｍ上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）であってかつ図３４に示すように導体パッチ４１のｙ軸ｙの端からｅ３の距離の位置での電界のｘ軸成分のシミュレーション結果を示すグラフである。本実施形態では、ｅ３は、６．５ｍｍである。
【０２１５】
図中、横軸は、第２の実施形態で用いられた図６と同様であり、ｘ軸ｘ方向に沿う位置を示している。横軸が示す０の位置は、単位素子１２のｘ軸ｘ方向に沿う中心を示している。本実施形態では、図中右を正とし、左側を負として示している。図中、縦軸は図６と同様であり、表面１１から上方１ｍｍでの、入射波に対する反射波のｘ軸ｘ方向に沿う成分の電界の倍率を示している。
【０２１６】
本実施形態であっても、第１５の実施形態と同様の作用と効果とが得られる。
【０２１７】
つぎに、本発明の第１７の実施形態にかかる周期構造体を、図３６を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、パッチ層４０に、絶縁層３００が積層される点が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０２１８】
図３６は、周期構造体１０を積層方向に断面した状態を示す断面図である。図３６に示すように、パッチ層４０に絶縁層３００が積層されている。言い換えると、ＬＣ共振回路に絶縁層３００が積層される。絶縁層３００は、誘電体から形成されている。絶縁層３００は、パッチ層４０の全域を覆う大きさを有している。絶縁層３００は、本発明で言う、ＬＣ共振回路にさらに積層される絶縁層の一例である。
【０２１９】
本実施形態では、第１の実施形態と同様の作用と効果とをえることができる。さらに、絶縁層３００は、ＬＣ共振回路９０，９１が周囲の物体から受ける影響を小さくするスペーサとして機能する。また、ＬＣ共振回路９０，９１の周囲が絶縁層３００で満たされることによって、絶縁体による波長短縮効果により、ＬＣ共振回路９０，９１の小型化にも寄与する。
【０２２０】
なお、本実施形態では絶縁層３００は、第１の実施形態で説明された周期構造体１０に設けられたが、これに限定されない。第２〜５の実施形態で説明された周期構造体１０に、本実施形態と同様に、パッチ層４０に絶縁層３００が積層されてもよい。この場合であっても、本実施形態と同様効果がさらにえられる。
【０２２１】
つぎに、本発明の第１８の実施形態にかかる周期構造体を、図３７〜４２を用いて説明する。なお、第５の実施形態と同様の機能を有する構成は、第５の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、ＬＣ共振回路９６，９７に代えて、単位素子１２内に３種類のＬＣ共振回路１５０，１５１，１５２が設けられている。また、第１，２の絶縁層１３０，１４０の構造が異なる。他の構造は、第５の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０２２２】
図３８は、周期構造体１０を一部切り欠いて示す斜視図である。図３８に示すように、本実施形態では、ＬＣ共振回路１５０，１５１，１５２が設けられている。図３７は、ＬＣ共振回路１５０，１５１が形成される様子を示す概略図である。図３７に示すように、ＬＣ共振回路１５０は、第１の部材１６０で形成される。第１の部材１６０は、銅製の厚みが一定の板部材であり、幅ｄ１（本実施形態では、一例として５０ｍｍ）、長さがｆ１（本実施形態では一例として１５０ｍｍ）の板形状である。平面形状は、４角であり、各角度が９０度である。
【０２２３】
第１の部材１６０は、Ｃ管状に折り曲げられて両端間にギャップ１６１が形成されるとともに、ギャップ１６１が上を向くように押しつぶされることによって形成される。ギャップ１６１の間隔ｇ７は、一例として３ｍｍであってギャップ１６１が延びる方向に一定である。
【０２２４】
ＬＣ共振回路１５１は、第２の部材１７０で形成される。第２の部材１７０は、銅製（一例として第１の部材１６０と同じ材質）であって厚みが一定（一例として第１の部材１６０と同じ厚み）の板部材であり、幅がｄ２（本実施形態では一例として５０ｍｍ）、長さがｆ２（本実施形態では一例として１６４ｍｍ）の板形状である。平面形状は４角であり、各角度は、９０度である。ＬＣ共振回路１５１は、第２の板部材がＣ管上に折り曲げられて両端間にギャップ１７１が形成されるとともに、ギャップ１７１が上を向くように押しつぶされることによって形成される。ギャップ１７１の間隔ｇ８は、３ｍｍであって、ギャップ１７１が延びる方向に一定である。
【０２２５】
上記のように構成されるＬＣ共振回路１５０，１５１は、ギャップ１６１，１７１が配置される面を上壁部１６２，１７２とする。上壁部１６２，１７２において外側に面する面を表面１６３，１７３とする。上壁部１６２，１７２と対向する壁部を下壁部１６４，１７４とする。
【０２２６】
図３８に示されるように、ＬＣ共振回路１５０，１５１は、棒状発泡材１８０に取り付けられる。棒状発泡材１８０は、第１の絶縁層１３０を構成する。棒状発泡材１８０は、断面形状が四角形であり、厚みがｄ３（本実施形態では一例として１０ｍｍ）、幅がｆ３（本実施形態では一例として３５ｍｍ）であって直線状に延びている。棒状発泡材１８０は、ＬＣ共振回路１５０，１５１内に通される。このとき、棒状発泡材１８０は、上壁部１６２，１７２と下壁部１６４，１７４とに面接触する。
【０２２７】
ＬＣ共振回路１５０，１５１は、棒状発泡材１８０上で交互に複数配置されるとともに、一例として互いに２ｍｍの間隔を有して配置されている。このとき、棒状発泡材１８０に取り付けられるＬＣ共振回路１５０，１５１の数は、同じ偶数とする。具体的には、ＬＣ共振回路１５０を４つ取り付けるときは、ＬＣ共振回路１５１の数も同じ４つとする。
【０２２８】
棒状発泡材１８０にＬＣ共振回路１５０，１５１が組み付けられて構成されるユニット１９０は、複数設けられる。グランド層５０を構成するグランドプレート５１は、一例として銅板が用いられる。また、第２の絶縁層１４０として、厚みがｄ４（本実施形態では一例として１４ｍｍ）の板状発泡材２００が用いられる。板状発泡材２００は、グランド層５０の上に積層される。
【０２２９】
各ユニット１９０は、板状発泡材２００の上に積層される。このとき、棒状発泡材１８０が延びる方向、言い換えると、棒状発泡材１８０に沿ってＬＣ共振回路１５０，１５１が交互に並ぶ方向をｙ軸ｙ方向に平行にし、各ユニット１９０を複数並べる方向をｘ軸ｘ方向に平行にする。各ユニット１９０は、ｘ軸ｘ方向にＬＣ共振回路１５０，１５１が交互に配置されるように並べられる。このため、ＬＣ共振回路１５０，１５１は、ｘ，ｙ軸ｘ，ｙ方向に交互に配置される。また、グランド層５０に対する各上壁部１６２，１７２の高さは、同じである。グランド層５０に対する各下壁部１６４，１７４の高さは、同じである。
【０２３０】
ユニット１９０の数は、棒状発泡材１８０上のＬＣ共振回路１５０，１５１の各々と同じ偶数とする。具体的には、棒状発泡材１８０にＬＣ共振回路１５０，１５１が各々４つ設けられる場合は、ユニット１９０の数は、４つとする。このように、ユニット１９０に用いるＬＣ共振回路１５０，１５１の各々の数を同じ偶数にするとともに、ユニット１９０の数を同じ偶数とすることによって、周期構造体１０の中心は、２つのＬＣ共振回路１５０と２つのＬＣ共振回路１５１とによって囲まれる。
【０２３１】
図３８中では、単位素子１２を２点鎖線で示す範囲Ｆ３８１内に示している。本実施形態では、単位素子１２は、ｘ軸ｘ方向に並ぶＬＣ共振回路１５０，１５１と、これらとｙ軸ｙ方向に並ぶＬＣ共振回路１５０，１５１との計４つを備える。
【０２３２】
複数のユニット１９０を並べる際、ｘ軸ｘ方向に隣り合うＬＣ共振回路１５０，１５１の間隔は、一例として３ｍｍとする。各ユニット１９０の上方には、厚さがｄ５（本実施形態では一例として１０ｍｍ）の板状発泡材２１０が積層される。図中、板状発泡材２１０は、２点鎖線で示されている。周期構造体１０は、ギャップ１６１，１７１が延びる方向（ｙ軸方向ｙ）がＲＦＩＤタグ２３の長手方向Ａと直交するように配置される。なお、ＲＦＩＤタグ２３の長手方向Ａは、図１に示される。
【０２３３】
上記のように構成される周期構造体１０では、上壁部１６２，１７２が第５の実施形態で言う第１の導体パッチ１１２として機能するとともに、上壁部１６２，１７２の集まりが第５の実施形態でいう第１のパッチ層１１０として機能する。下壁部１６４，１７４が第５の実施形態で言う第２の導体パッチ１２１として機能するとともに、下壁部１６４，１７４の集まりが第５の実施形態でいう第２のパッチ層１２０となる。上壁部１６２，１７２と下壁部１６４，１７４とを連結する部分が接続導体として機能する。ＬＣ共振回路１５０，１５１が備える一対の上壁部１６２，１７２が導体パッチユニット５００（本発明で言う組み合わせでもある）を構成する。
【０２３４】
また、ｘ軸ｘ方向に隣り合うＬＣ共振回路１５０，１５１間に、ＬＣ共振回路１５２が形成される。図３８中ＬＣ共振回路１５２を２点鎖線で示される範囲Ｆ３８２内に示す。ＬＣ共振回路１５０，１５１の間に規定されるギャップ２２５がＬＣ共振回路１５２のコンデンサとして機能する。
【０２３５】
このようにして、本実施形態では、３種類のＬＣ共振回路１５０〜１５２が形成される。ＬＣ共振回路１５０は、第４の反射波Ｒ４を反射する。ＬＣ共振回路１５１は、第５の反射波Ｒ５を反射する。ＬＣ共振回路１５２は、第６の反射波Ｒ６を反射する。第４〜６の反射波Ｒ４〜Ｒ６は、互いに打ち消しあう位相差を有している。
【０２３６】
つぎに、ＲＦＩＤタグ２３と周期構造体１０との距離に対するＲＦＩＤタグ２３の読取距離を計測する実験について説明する。図４０は、上記実験条件を示す。図４０に示すように、ＲＦＩＤタグ２３は、一例としてＵＨＦ帯のダイポールタイプのアンテナが用いられている。ＲＦＩＤ読取装置３５の出力は、５０ｍＷとし、ＲＦＩＤ読取装置３５のアンテナ３０は、円編波が用いられている。ＲＦＩＤ読取装置３５の本体３５ａとアンテナ３０とは、ケーブル３３によって連結されている。ＲＦＩＤ読取装置３５では、ケーブル３３を含めた空中線利得は、４．１ｄＢｉとした。
【０２３７】
ＲＦＩＤタグ２３とＲＦＩＤ読取装置３５のアンテナ３０とは、アンテナ３０の中心３０ａと、ＲＦＩＤタグ２３の中心２３ａとが床３６上１ｍで直線に並ぶよう配置されている。なお、図中、中心３１ａ，２３ａ直線に並ぶ様子を、１点鎖線で示している。
【０２３８】
図３９は、ＲＦＩＤタグ２３と周期構造体１０との距離に対するＲＦＩＤタグ２３の読取距離を計測する実験の実験結果を示すグラフである。図３９に示されるグラフでは、横軸は、ＲＦＩＤタグ２３と周期構造体１０との距離を示している。単位は、ｃｍ（センチメートル）である。縦軸は、ＲＦＩＤタグの読取距離を示している。単位は、ｃｍである。ここで言うＲＦＩＤタグの読取距離とは、この距離より離れると読み取れなく値である。
【０２３９】
また、図３９には、図４０に示される実験において、周期構造体１０の代わりに一般的なＥＢＧ（Electronic Band Gap）１０００を用いた場合の実験結果も示されている。図４１は、ＥＢＧ１０００を示す斜視図である。図４２は、図４１中に示されるＦ４２−Ｆ４２線に沿うＥＢＧ１０００の断面図である。図４１，４２に示すように、ＥＢＧ１０００は、パッチ層１００１と、グランド層１００２と、絶縁層１００３と、ビア１００４とを備えている。ＥＢＧ１０００は、マッシュルーム型である。
【０２４０】
ＥＢＧ１０００は、例えば両面に銅箔層が設けられる基板から構成されている。この基板の一方の銅箔層からパッチ層１００１が形成され、他方の銅箔層がグランド層１００２となる。両銅箔層間に絶縁層１００３が形成される。
【０２４１】
パッチ層１００１は、複数の正方形状のパッチ導体１００５を備えている。これらパッチ導体１００５は、互いに対向する一対の辺がｘ軸ｘ方向に平行に、かつ、他方の一対の辺がｙ軸ｙ方向に平行である。そして、互いに隣り合うどうし、間隔１ｍｍあけて平行に並んでいる。パッチ導体１００５は、基板の表面の銅箔層からパッチ導体１００５以外の部分を取り除くことによって形成されている。絶縁層１００３の厚みは、２０ｍｍである。ビア１００４の構造は、先の実施形態に示されたビア７１，７６と同様の構造であってよく、その中心がパッチ導体１００５の中心に配置されている。
【０２４２】
また、図３９には、図４０に示される実験において、周期構造体１０の代わりに銅板１０１０を用いた場合の実験結果も示されている。
【０２４３】
図３９に示すように、本実施形態の周期構造体１０では、周期構造体１０とＲＦＩＤタグ２３との間の距離に対する読取距離の変化は、周期構造体１０の代わりに銅板１０１０を用いた場合、または周期構造体１０の代わりにＥＢＧ１０００を用いた場合に比べて小さい。言い換えると、周期構造体１０からの反射波による影響が小さいことがわかる。本実施形態では、第５の実施形態と同様の作用と効果とが得られる。
【０２４４】
また、板状発泡材２１０は、第１７の実施形態で説明された絶縁層３００に対応するので、周囲からの影響を小さくするスペーサとして機能する。また、板状発泡材２１０の誘電率を調整することによって、第１７の実施形態と同様に周期構造体１０を小さくすることができる。
【０２４５】
つぎに、本発明の第１９の実施形態に係る周期構造体を、図４３を用いて説明する。なお、第５の実施形態と同様の機能を有する構成は、第５の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第１のパッチ層１１０に、第１７の実施形態で説明された絶縁層３００が積層される点が第５の実施形態と異なる。他の構造は、第５の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造を説明する。
【０２４６】
図４３は、周期構造体１０を積層方向に断面した状態を示す断面図である。図４３に示すように、第１のパッチ層１１０に絶縁層３００が積層される。
【０２４７】
本実施形態では、第５の実施形態の作用と効果とをえることができる。さらに、絶縁層３００は、ＬＣ共振回路９６，９７が周囲の物体から受ける影響を小さくするスペーサとして機能する。また、ＬＣ共振回路９６，９７の周囲が絶縁層３００で満たされることによって、絶縁層３００の誘電率を調整することによって絶縁体による波長短縮効果により、ＬＣ共振回路９６，９７の小型化にも寄与する。
【０２４８】
なお、第１８，１９の実施形態の周期構造体１０の第１のパッチ層１１０に絶縁層３００が積層されたが、これに限定されない。例えば、第６〜１３の実施形態の周期構造体１０においても第１のパッチ層１１０に絶縁層３００が積層されてもよい。この場合であっても、絶縁層３００の誘電率を調整することによって、第１８，１９の実施形態と同様の効果をさらにえることができる。
【０２４９】
つぎに、本発明の第２０の実施形態にかかる周期構造体を、図４４〜４６を用いて説明する。なお、第１６の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１６の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、パッチ層４０に第１７の実施形態で用いられた絶縁層３００が積層される点と、各寸法とが第１６の実施形態と異なる。他の構造は、第１７実施形態と同様であってよい。上記異なる点について説明する。
【０２５０】
図４４は、周期構造体１０を積層方向に断面した状態を示す断面図である。図４４に示すように、周期構造体１０は、パッチ層４０上に絶縁層３００が積層されている。絶縁層３００は、誘電体から形成されている。絶縁層３００は、パッチ層４０の全域を覆う大きさを有している。
【０２５１】
周期構造体１０の表面１１（本実施形態では、絶縁層３００の表面３０１）からパッチ層４０の表面４２までの長さをｈ１とし、本実施形態では、ｈ１＝１．６ｍｍとする。表面１１からグランド層５０までの距離であるｈ３は、本実施形態では、６．４ｍｍである。
【０２５２】
図４５は、図４４中のＦ４５−Ｆ４５線に沿って示す周期構造体１０の断面図である。図４５は、パッチ層４０を示している。本実施形態では、パッチ層４０の構造は、各種寸法以外は、第１６の実施形態と同様である。
【０２５３】
本実施形態では、ｘ７＝２３ｍｍとする。ｇ９＝０．５ｍｍとする。ｇ１０＝１ｍｍとする。ｓ３＝１ｍｍとする。ｓ４＝１７ｍｍとする。ｘ８＝２１ｍｍとする。絶縁層６０，３００の比誘電率は４．４であり、誘電正接は、０．０１８である。
【０２５４】
図４６は、第３の実施形態で用いた図７と同様であって、周期構造体１０の表面１１から１５７ｍｍ上方（グランド層５０に向かう方向に対して反対方向）の位置での反射電力減衰率の周波数特性をシミュレーションの結果を示すグラフである。本実施形態の周期構造体１０は、入射波の周波数が９５３ＭＨｚ（本発明で言う特定の周波数の一例）である場合に反射波を抑制することを目的として形成されている。
【０２５５】
本実施形態は、第１６の実施形態と同様の作用と効果とが得られる。さらに、絶縁層３００は、ＬＣ共振回路２３０，２４０が周囲の物体から受ける影響を小さくするスペーサとして機能する。また、ＬＣ共振回路２３０，２４０の周囲が絶縁層３００で満たされることから、絶縁層３００の誘電率を調整することによって絶縁体による波長短縮効果により、ＬＣ共振回路２３０，２４０の小型化にも寄与する。
【０２５６】
なお、本実施形態の周期構造体１０に絶縁層３００が積層されたが、これに限定されない。第１４〜１６の実施形態の周期構造体１０のパッチ層４０に絶縁層３００が積層されてもよい。この場合、本実施形態と同様の効果をさらにえることができる。
【０２５７】
第１３の実施形態において、第１，２の絶縁層１３０，１４０を形成する誘電体として損失材料を用いた。しかしながら、他の実施形態（第５〜１３，１８，１９の実施形態）においても絶縁層１３０，１４０を備える構造の場合は、絶縁層１３０，１４０を形成する誘電体を第１３の実施形態と同様の損失材料とすることによって、第１３の実施形態と同様の効果をさらに得ることができる。同様に、絶縁層６０を備える他実施形態（第１〜４，１４〜１７，２０の実施形態）においても、絶縁層６０を第１３の実施形態と同様の損失材料とすることによって、第１３の実施形態と同様の効果をさらにえることができる。
【０２５８】
また、他の実施形態において、複数の絶縁層を備える構造の場合、例えば、絶縁層６０，３００（第１７，２０の実施形態）や絶縁層１３０，１４０（第５〜１３，１８，１９の実施形態）や絶縁層１３０，１４０，３００（第１８，１９の実施形態）を備える構造の場合、これら複数の絶縁層のうちいずれか１つ形成する誘電体を、第１３の実施形態で説明した損失材料を用いることによって、第１３の実施形態と同様の効果をさらに得ることができる。
【０２５９】
また、第１〜１７，１９，２０の実施形態では、周期構造体１０は２種類のＬＣ共振回路を備えている。第１８の実施形態では、３種類のＬＣ共振回路が設けられている。しかしながら、これに限定されない。これらの実施形態においても、３つや４つなど、他の複数種類のＬＣ共振回路が設けられてもよい。この場合、これら複数のＬＣ共振回路は、各種のＬＣ共振回路から反射される反射波どうしが互いに打ち消し合うように設計される。
【０２６０】
このように３つや４つなど他の複数種類ＬＣ共振回路を備える構造であっても、反射波による電波干渉を抑制し、通信環境を改善できる。
【０２６１】
また、第１〜２０の実施形態の各々が備える入射波に対する位相差が互いに異なる複数種類（２種類以上）のＬＣ共振回路のうち、各実施形態において少なくとも１種類のＬＣ共振回路の入射波に対する反射波の位相差を−９０度以上であって９０度以下の値に設定することによって、反射波どうしの打ち消し合いがより一層促進される。
【０２６２】
これは、通常の金属板での反射波は、入射波に対して１８０度前後の位相差を有しているためであり、上記のように少なくとも一種類の反射波の入射波に対する位相差が−９０度以上であって９０度以下の範囲内の値であることによって、反射波どうしの打ち消し合いがより一層効果的になる。
【０２６３】
位相差を−９０度以上であって９０度以下に設定するためには、上記各実施形態で説明したように、ＬＣ共振回路を形成するギャップの幅を調整したり、または、導体パッチの長さを調整したりする。
【０２６４】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０２６５】
１０…周期構造体、４０…パッチ層、４１…導体パッチ、５０…グランド層、６０…絶縁層、７０…板状接続導体（接続導体）、７１…ビア（接続導体）、７５…板状接続導体（接続導体）、８０…ギャップ、８１…ギャップ、８３…ギャップ（第１のギャップ）、８４…ギャップ（第２のギャップ）、８５…ギャップ（第１のギャップ）、８６…ギャップ（第２のギャップ）、９０…第１のＬＣ共振回路、９１…第２のＬＣ共振回路、９４…ＬＣ共振回路、９５…ＬＣ共振回路、９６…ＬＣ共振回路、９８…ＬＣ共振回路、９９…ＬＣ共振回路、１１０…第１のパッチ層、１２０…第２のパッチ層、１２１…第２の導体パッチ、１３０…第１の絶縁層、１４０…第２の絶縁層、１５０…ＬＣ共振回路、１５２…ＬＣ共振回路、１６１…ギャップ、１７１…ギャップ、２２０…線路（溝部）、２２５…ギャップ、２３０…ＬＣ共振回路、２４０…ＬＣ共振回路、４００…ＬＣ共振回路、４０１…ＬＣ共振回路、７００…ギャップ、８００…電流経路、Ｉ…入射波、Ｒ１…第１の反射波（反射波）、Ｒ２…第２の反射波（反射波）、Ｒ３…反射波、Ｒ４…反射波、Ｒ５…反射波。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２６６】
【特許文献１】特開２００４−１４０１９４号公報
【図１】
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【図２】
2011109414.tif 000004
【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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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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