(57)【要約】電波の波形によって電波の吸収率が異なる波形選択メタサーフェスが、複数の導電性部材１１と、これら導電性部材１１の内、隣り合う２つの導電性部材１１間を繋ぐ回路２０、３０と、を備え、回路２０、３０は、２つの導電性部材１１の一方から他方に流れる電流により起電力を発生させるインダクタと電流を熱に変換する抵抗とを含むＲＬ回路３０を有する。
2016013466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波の波形によって電波の吸収率が異なるフィルタであって、
導電性部材と、
前記導電性部材の２箇所を繋ぐ整流回路と、
前記整流回路によって整流された電流により起電力を発生させるインダクタと前記電流を熱に変換する抵抗とを含むＲＬ回路と、を備えたフィルタ。
【請求項２】
電波の波形によって電波の吸収率が異なるフィルタであって、
導電性部材と、
前記導電性部材の２箇所を繋ぐ整流回路と、
インダクタと抵抗が直列に接続され、前記整流回路によって整流された電流が流れるＲＬ回路と、を備えたフィルタ。
【請求項３】
前記ＲＬ回路の時定数が可変になっていることで、電波のパルス幅に対する吸収特性の依存性を操作することが可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ。
【請求項４】
コンデンサと抵抗が並列に接続されたＲＣ回路を備え、
前記ＲＣ回路は、前記ＲＬ回路と並列に接続することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のフィルタ。
【請求項５】
コンデンサと抵抗が並列に接続されたＲＣ回路を備え、
前記ＲＣ回路は、前記ＲＬ回路と直列に接続することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のフィルタ。
【請求項６】
前記ＲＣ回路の時定数が可変になっていることで、電波のパルス幅に対する吸収特性の依存性を操作することが可能であることを特徴とする請求項４または５に記載のフィルタ。
【請求項７】
前記導電性部材は、複数個に分離して周期的に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一周波数の電波でも、電波の波形に応じて選択的に吸収、透過できるようにする電磁特性を持ったフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からある通常の材料は、同一の周波数の電波に対して、パルス幅に対する選択性がない。ここで、パルス幅とは、図１Ａに示すように、電波の発生している時間単位の電波（パルス）の長さである。また、パルス幅は、電波のエネルギーが発生している時間の長さ（励振時間）でもある。【０００３】
一方、メタサーフェスと呼ばれる「人工的に構築された入射電波波長よりも短い周期構造」では、周期構造の共振現象によって電磁界特性が決定することから、周期構造を適宜設計することで、自然界から得られないような特異な電磁界特性でも得られるようになった。【０００４】
非特許文献１、２のメタサーフェスは、全波整流を用い、平面状の誘電体の上に、導電性を有する複数の導電性部材を格子状に周期的に配置する構造を持っている。更に、図２４のように、隣接する導電性部材１１を、ダイオードブリッジで構成される全波整流回路２２で繋ぎ、全波整流回路２２内にはコンデンサを抵抗と並列に接続したＲＣ回路６０を有している。なお、この回路構造は電界の集中する場所に配置される。したがって、従来例のような構造ではＲＣ回路６０は導電性部材１１間に接続されている。【０００５】
図２４の従来例のメタサーフェスは同一周波数電波でも短いパルスのものを吸収し、長いパルスのものを透過する特性を持っている。その作動原理を説明する。コンデンサは１／ｊωＣから成るインピーダンスを有している。ここで、ｊは虚数単位であり、ω＝２πｆ（ｆは周波数）、Ｃはキャパシタンスを表す。【０００６】
つまり、コンデンサは、高い周波数のエネルギーを蓄えることができる。しかし、低い周波数成分のエネルギーはコンデンサを完全に充電してしまうため、コンデンサがそれ以上エネルギーを蓄えることができなくなる。なお、コンデンサに蓄えられたエネルギーは、その後抵抗へと放出される。よって、短いパルス幅電波は、次の電波が到来する前に、全てのエネルギーを消散できる。【０００７】
一方、入射波は表面電流を誘起させ、ここでは周波数成分ｆを有している。ただし、ダイオードの整流作用によってこの周波数成分は徐々に直流成分へと変換される。【０００８】
これらの点からパルス幅（励振時間または波形）の短い電波はメタサーフェスにより吸収され、長いものは透過される。非特許文献１、２では、図２５に示す特性が掲載されている。図２５中において、横軸はパルス幅、縦軸は吸収率であり、黒四角はシミュレーション結果を、白四角は実験結果を、表す。【０００９】
また、これらの特性は時定数ＲＣＣによってコントロール可能であることが記載されている。具体的には、図２５Ａのカーブを、今回、新たに特定した時定数ＲＣＣを変化させることにより図２５Ｂのように左右にシフトすることができる。ただし、図２５Ｂは全てシミュレーション結果を示し、白丸は黒四角よりも１０倍大きなキャパシタンス（すなわち１０倍大きな時定数）を使用しており、白三角は黒四角の１０分の１のキャパシタンス（すなわち１０分の１の時定数）を使用している。【００１０】
これらで開発された従来例の波形選択性は、時定数により吸収されるパルス幅のレンジを変更可能であるものの、必ず短いパルスの方が高い吸収特性となり、長いパルスや連続波の吸収特性は小さくなる。【００１１】
したがって、従来例には、以下の課題がある。短いパルス幅信号を通して、長いパルスを吸収することはこのコンデンサと抵抗を用いた構造からは得ることはできない。関連して、任意のパルス幅の信号のみ吸収または透過させ、その他の信号をそれぞれ透過、吸収することもできない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】H. Wakatsuchi, J. J. Rushton, J. Lee, F. Gao, M. Jacob, S. Kim, D. F. Sievenpiper, “Experimental Demonstration of Nonlinear Waveform-Dependent Metasurface Absorber with Pulsed Signals”, Electronics Letters, vol.49, no.24, pp.1530-1531, November 2013.
【非特許文献２】H. Wakatsuchi, S. Kim, J. J. Rushton, D. Sievenpiper, “Waveform-Dependent Absorbing Metasurfaces”, Physical Review Letters 111, 245501, December 2013.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、パルス幅が長くなるほど吸収率が上昇するような特性を少なくとも一部のパルス幅領域で有するフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、以下のような構成にすることにより、上記課題を解決しうることを見出した。すなわち、本発明によれば、以下のフィルタが提供される。【００１５】
第１の観点に係るフィルタは、電波の波形によって電波の吸収率が異なるフィルタであって、導電性部材と、導電性部材の２箇所を繋ぐ整流回路と、整流回路によって整流された電流により起電力を発生させるインダクタと電流を熱に変換する抵抗とを含むＲＬ回路と、を備えたフィルタである。【００１６】
第２の観点に係るフィルタは、電波の波形によって電波の吸収率が異なるフィルタであって、導電性部材と、導電性部材の２箇所を繋ぐ整流回路と、インダクタと抵抗が直列に接続され、整流回路によって整流された電流が流れるＲＬ回路と、を備えたフィルタである。【００１７】
第１または第２の観点に係るフィルタによれば、パルス幅が長くなるほど吸収率が上昇するような特性を少なくとも一部のパルス幅領域で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】パルス幅の定義を示す図である。
【図１Ｂ】同一周波数におけるパルス幅に依存した選択的な透過の概念を実施形態について示す図である。
【図２】波形選択メタサーフェスの全体構造を示す図である。
【図３Ａ】誘電体上の導電性部材の配置のパターン例を示す図である。
【図３Ｂ】誘電体上の導電性部材の配置のパターン例を示す図である。
【図３Ｃ】誘電体上の導電性部材の配置のパターン例を示す図である。
【図４Ａ】波形選択メタサーフェスの断面構造を示す図である。
【図４Ｂ】波形選択メタサーフェスの断面構造を示す図である。
【図４Ｃ】波形選択メタサーフェスの断面構造を示す図である。
【図５Ａ】裏打ちの金属板を有する波形選択メタサーフェスの断面構造を示す図である。
【図５Ｂ】裏打ちの金属板を有する波形選択メタサーフェスの断面構造を示す図である。
【図６Ａ】第１実施形態において、全波整流回路２２にＲＬ回路３０を接続した波形選択メタサーフェスを示す図である。
【図６Ｂ】第１実施形態において、半波整流回路２４ａ、２４ｂにＲＬ回路３０を接続した波形選択メタサーフェスの平面図である。
【図６Ｃ】図６ＢのＶＩＣ−ＶＩＣ断面図である。
【図７】波形選択メタサーフェスのパルス幅に対する吸収率を測定する実験装置を示す。
【図８Ａ】パルス幅に対する吸収率のシミュレーション結果と実験結果を示すグラフである。単一の時定数を用いている。
【図８Ｂ】周波数に対する吸収率のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図８Ｃ】パルス幅に対する吸収率のシミュレーション結果と実験結果を示すグラフである。複数の時定数を用いている。
【図９Ａ】第２実施形態に係る全波整流を用いる波形選択メタサーフェスの回路構成図である。
【図９Ｂ】第２実施形態に係る半波整流を用いる波形選択メタサーフェスの配置を示す構成図である。
【図９Ｃ】第２実施形態に係る半波整流を用いる波形選択メタサーフェスの回路構成図である。
【図１０Ａ】第２実施形態におけるパルス幅に対する吸収率のシミュレーション結果と実験結果を示す図である。
【図１０Ｂ】第２実施形態における周波数に対する吸収率のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１１Ａ】第３実施形態に係る全波整流を用いる波形選択メタサーフェスの回路構成図である。
【図１１Ｂ】第３実施形態に係る半波整流を用いる波形選択メタサーフェスの配置を示す構成図である。
【図１１Ｃ】第３実施形態に係る半波整流を用いる波形選択メタサーフェスの回路構成図である。
【図１２Ａ】第３実施形態におけるパルス幅に対する吸収率のシミュレーション結果と実験結果を示す。
【図１２Ｂ】第３実施形態における周波数に対する吸収率のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１３】メタサーフェスに連続波（表面波）を照射した際の時間領域における透過波の様子を簡易的に表した図である。
【図１４】第４実施形態における波形選択メタサーフェスの構成図である。
【図１５】第４実施形態における波形選択メタサーフェスの回路図である。
【図１６】第４実施形態における波形選択メタサーフェスの過渡特性を示す図である。
【図１７】第５実施形態における波形選択メタサーフェスの構成図である。
【図１８】第５実施形態における波形選択メタサーフェスの回路図である。
【図１９】第５実施形態における波形選択メタサーフェスの過渡特性を示す図である。
【図２０】第６実施形態における波形選択メタサーフェスの回路図である。
【図２１】第６実施形態における波形選択メタサーフェスの過渡特性を示す図である。
【図２２】第７実施形態における波形選択メタサーフェスの回路図である。
【図２３】第７実施形態における波形選択メタサーフェスの過渡特性を示す図である。
【図２４】従来例である全波整流回路２２にＲＣ回路６０を配置した図である。
【図２５Ａ】従来例の効果であるパルス幅に対する吸収率のシミュレーション結果と実験結果を示す図である。
【図２５Ｂ】従来例の効果であるパルス幅に対する吸収率のシミュレーション結果と実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２０】
本実施形態で使用する「パルス幅」を図１Ａに定義する。パルス幅は、電波の発生している時間単位の電波（パルス）の長さで、電波のエネルギーが連続で発生している時間の長さでもある。
【００２１】
本実施形態の波形選択メタサーフェスにおける、同一周波数におけるパルス幅に依存した選択的な透過特性を図１Ｂに示す。図１Ｂは、本実施形態の波形選択メタサーフェス（フィルタに相当する）が、同一周波数の電波を、パルス幅の短い電波は透過し、パルス幅の長い電波は吸収できることを示している。よって、波形選択メタサーフェスは、波形選択フィルタであり、フィルタ機能をもった電磁界材料でもある。
【００２２】
図２に、波形選択メタサーフェスの全体構造を示す。この波形選択メタサーフェスでは、金属板１３の上に誘電体１０があり、誘電体１０の上に複数の導電性部材１１が配置された平面状の基本形状をしている。
【００２３】
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに、誘電体１０上の導電性部材１１の配置のバリエーションのうち、周期性がある配置例を示す。図３Ａは、１個の四角形状（より具体的には正方形状）の誘電体１０の上に複数個の四角形状（例えば一辺が約１８ｍｍの正方形形状）の導電性部材１１を、周期性を持った２次元正方格子状（すなわち、マトリックス状）に配置した例を示す。
【００２４】
図３Ｂは、１個の四角形状（より具体的には正方形状）の誘電体１０の上に、四角形状の穴を２次元正方格子状（すなわち、マトリックス状）に複数個形成する格子縞形状の１個の導電性部材１１を配置した例を示す。この際、ＲＬ回路３０および／またはＲＣ回路４０（ＲＬ回路３０に対して並列追加または直列追加）は、誘電体１０内に配置する。
【００２５】
図３Ｃは、図３Ａの例に対して、導電性部材１１の形状を十字形状に変化させた例を示す。導電性部材１１の形状は、図３Ａ〜図３Ｃの例以外にも、周期性のある配置ができれば様々な形状が可能である。このように、複数個の導電性部材を、分離して周期的に配置することにより、波形選択メタサーフェスを平面形状または平板形状にすることができる。平面形状または平板形状にすることで、電波を効率的に受信できるアンテナとして波形選択メタサーフェスを機能させることができ、または既存のアンテナの上に積層して波形選択メタサーフェスを構成することができる。
【００２６】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、波形選択メタサーフェスの断面構造のバリエーションを示す。図４Ａは、誘電体１０の上に導電性部材１１を配置した基本構造を示す。図４Ｂは、誘電体１０の上下の両面に導電性部材１１を配置した構造を示す。図４Ｃは、図４Ａの基本構造を積層した構造を示す。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃの断面構造はどれでも、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃのいずれの配置とも組み合わせ可能である。
【００２７】
図４Ｂまたは図４Ｃのように複層にすることにより、選択吸収性を向上できたり、チューニングすることができたりする。図５Ａ、図５Ｂは、波形選択メタサーフェスの断面構造の更なるバリエーションとして、誘電体１０に裏打ちされた金属板１３を有する波形選択メタサーフェスの断面構造を示す。
【００２８】
図５Ａは、金属板１３の上に誘電体１０を積層し、誘電体１０の上に導電性部材１１を配置した基本構造を示す。図５Ｂは、金属板１３の上下の両面にそれぞれ１個ずつ誘電体１０を積層し、２つの誘電体１０の上にそれぞれ導電性部材１１を配置した構造を示す。金属板１３によって誘電体１０を裏打ちすることにより、自由空間中の電波だけでなく、金属板の表面上を図５Ａ、図５Ｂの左右方向に伝搬する電波に起因して同じ方向に伝搬する表面電流に対しても、選択吸収性を実現することができる。
【００２９】
また、図５Ｂのように金属板の両面に誘電体１０および導電性部材１１を配置することで、選択吸収性を両面において実現することができる。
【００３０】
なお、図５Ａ、図５の断面構造はどれでも、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃのいずれの配置とも組み合わせ可能である。
【００３１】
図３Ａ〜図３Ｃ、図４Ａ〜図４Ｃまたは図５Ａ、図５Ｂのように周期性を持って互いに間隔を開けて複数個配置された導電性部材１１は、図６Ａに示すように、全波整流回路２２の構造を介して電気的に接続される。ここでは、そのような波形選択メタサーフェスの一例としてダイオードブリッジを用いているものを示す。なお、ダイオードブリッジに代えて、トランジスタやオペアンプによって構成される理想ダイオードなどの整流回路素子や整流回路構造などを使用することでも、全波整流を得ることができる。
【００３２】
（第１実施形態）
図６Ａ、図６Ｂに、第１実施形態として、整流回路にＲＬ回路３０を接続した波形選択メタサーフェスを示す。図６Ａは、整流回路として全波整流回路２２を用いる場合を示す。図６Ａでは、隣り合う導電性部材１１の間の電気配線(接続回路)には、整流回路として全波整流回路２２が形成されている。全波整流回路２２の中に、インダクタＬと抵抗ＲＬが直列に接続したＲＬ回路３０が接続されている。ここで、上述のようにこの全波整流回路２２は、ダイオードブリッジだけでなく、その他の全波整流回路によって置き換えることが可能である。例えばトランジスタやオペアンプを使用した理想ダイオードを使用することで同等の役割が果たされる。
【００３３】
インダクタＬは全波整流回路２２に接続されているため、高周波数信号による特性劣化を受けない。
【００３４】
図６Ｂ、図６Ｃは、整流回路として、半波整流回路２４ａ、２４ｂを用いる波形選択メタサーフェスを示す。図６Ｂはこの波形選択メタサーフェスの平面図であり、図６Ｃは図６ＢのＶＩＣ−ＶＩＣ断面図である。図６Ｃ中で最上部の隣り合う導電性部材１１の間の電気配線(接続回路)には、整流回路として、導電性部材１１からの電流流出をカットする半波整流回路２４ａと、導電性部材１１への電流流入をカットする半波整流回路２４ｂが、交互に形成されている。半波整流回路２４ａ、２４ｂに対し、インダクタＬと抵抗ＲＬが直列に接続しており、これらインダクタＬと抵抗ＲＬがＲＬ回路３０を構成している。
【００３５】
なお、図示していないが、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃのいずれの波形選択メタサーフェスにおいても、図３Ａ〜図３Ｃ、図４Ａ〜図４Ｃ、図５Ａ、図５Ｂに示すような種々のバリエーションで、誘電体１０を配置することが可能である。
【００３６】
以上の通り、第１実施形態の波形選択メタサーフェスは、誘電体１０の上に、導電性部材１１を周期的に配置し、導電性部材１１の内、隣接する導電性部材１１を整流回路で配線したメタサーフェス（フィルタ）において、整流回路に、導電性部材１１の一方から他方に流れる電流により起電力を発生させるインダクタＬと電流を熱に変換する抵抗ＲＬとを含むＲＬ回路３０を接続している。ここで、整流回路は、全波整流回路２２、または半波整流回路２４ａまたは２４ｂを交互に配置したものである。
【００３７】
図６Ａ〜図６Ｃで示された第１実施形態の波形選択メタサーフェスは、同一周波数電波でも短いパルスのものを透過し、長いパルスのものを吸収する特徴を有する。
【００３８】
その作動原理を説明する。ＲＬ回路３０のインダクタＬは、ｊωＬから成るインピーダンスを有している。ここで、ｊは虚数単位であり、ω＝２πｆ（ｆは周波数）、Ｌはインダクタンスを表す。
【００３９】
このインダクタンスＬの効果により、低い周波数の信号は透過されるものの、高い周波数成分は起電力を生じて遮断される。なお、インダクタを通過した電流は、抵抗ＲＬによってそのエネルギーが消散される。
【００４０】
一方、入射波は、導電性部材の表面に、電流を誘起させる。ここでは、入射波および誘起される電流は周波数成分ｆを有しているとする。この周波数成分は、ダイオードの整流作用によって徐々に直流成分へと変換されるため、長いパルスはインダクタの起電力を弱め、そのエネルギーは抵抗にて消散される。
【００４１】
これらの点から、十分にパルス幅（励振時間または波形）の長い電波は、波形選択メタサーフェスにより吸収され、短いものは透過される。なお、これらの特性は時定数Ｌ／ＲＬ（ただし、Ｌはインダクタのインダクタンス、ＲＬは抵抗の抵抗値）によってコントロール可能である。
【００４２】
図７に、波形選択メタサーフェスのパルス幅に対する吸収率を測定する実験装置を示す。この実験装置を用いた実験では、信号発生器より正弦波パルス波が発生される。入射波のエネルギーＥｉは結合器に取り付けたパワーメータ、パワーセンサにより測定され、同様に反射波のエネルギーＥｒも測定される。
【００４３】
波形選択メタサーフェスはＴＥ導波管内の底面に配置され、入射波によって誘起される表面電流を吸収または透過する。よって、透過波のエネルギーＥｔは、ＴＥ導波管の通過後に測定される。以上より、吸収率Ａは、Ａ＝１−（Ｅｒ＋Ｅｔ）／Ｅｉという式により算出される。
【００４４】
第１実施形態の効果を示すため、図８Ａに、パルス幅に対する吸収率のシミュレーション結果と実験結果を示す。シミュレーションは、実験と同等の条件で行っている。黒四角はシミュレーション結果、白四角は実験結果を表す。パルス幅が短いとき吸収率は小さく、パルス幅が長いとき吸収率は大きい。
【００４５】
なお、このシミュレーションおよび実験では、インダクタＬは１００μＨのインダクタンスを有し、抵抗ＲＬは５．５オームの抵抗値を有する。電波の周波数はこの結果を含む全てのシミュレーションで４．２ＧＨｚとし、実験では４．０ＧＨｚとした。
【００４６】
なお、波形選択メタサーフェスで吸収等の効果を得られる電波の周波数（動作周波数ともいう）は、例えば、誘電体上の金属（導電性部材１１）の周期構造の大きさ（ここでは１８ｍｍ角の正方形）やその間隔などを変化させることで異なる周波数で動作可能である。
【００４７】
例えば、図８Ａのシミュレーションにおいて、電波のパルス幅を５０ｎｓに固定して電波の周波数を５ＧＨｚから５ＧＨｚまで変化させた場合、図８Ｂの黒三角に示すような吸収率を示した。なお、図８Ｂ中のシミュレーションにおいて、黒四角は、電波をパルスではなく連続波とした場合の吸収率を示す。
【００４８】
波形選択性の得られる周波数範囲としては全波整流回路２２が動作する範囲に最も強く依存し、例えばＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）を用いたダイオードを使用した場合は２０ＧＨｚなどの高い周波数でも動作可能となる。
【００４９】
図８Ｃには図８Ａのシミュレーション（図８Ｃ中の黒四角）に対して、インダクタンスを１０倍した結果を白丸で示し、１０分の１にした結果を白三角で示した。パルス幅が短いとき吸収率は小さく、パルス幅が長いとき吸収率は大きい。また、吸収率Ａは、インダクタンスが小さい程大きくなる。
【００５０】
このように、ＲＬ回路３０により、パルス幅が短いとき、吸収率が最小値となり、パルス幅が長いとき、吸収率が最大値となる特性を持つ波形選択メタサーフェスを得ることができる。また、ＲＬ回路３０の時定数を変化させることにより、パルス幅が短いとき、吸収率が最小値となり、パルス幅が長いとき、吸収率が最大値となる特性を持つ波形選択メタサーフェスの特性を変化させることができる。
【００５１】
（第２実施形態）
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに、第２実施形態である整流回路にインダクタＬと抵抗Ｒが直列に接続されたＲＬ回路３０とコンデンサＣと抵抗Ｒが並列に接続されたＲＣ回路４０を並列に接続したものを示す。
【００５２】
図９Ａは、全波整流を用いる波形選択メタサーフェスの回路構成図である。この波形選択メタサーフェスでは、隣り合う導電性部材１１の間の電気配線(接続回路)には、整流回路として全波整流回路２２が形成されている。全波整流回路２２の中に、インダクタＬと抵抗ＲＬが直列に接続したＲＬ回路３０に、コンデンサＣと抵抗ＲＣが並列に接続されたＲＣ回路４０を、並列に接続されている。インダクタＬは全波整流回路２２に接続されているため、高周波数信号による特性劣化を受けない。
【００５３】
図９Ｂ、図９Ｃは、半波整流を用いる波形選択メタサーフェスの配置を示す構成図および回路構成図である。これは、最上部の隣り合う導電性部材１１の間の電気配線（接続回路）には、整流回路として半波整流回路２４ａ、２４ｂが交互形成されている。半波整流回路２４ａ、２４ｂに、ＲＬ回路３０に並列にＲＣ回路４０が接続されている。
【００５４】
第２実施形態では、第１実施形態において少ししか吸収されなかった短いパルスもコンデンサＣを用いた回路で吸収することができる。一方、両回路構造において吸収されない中間のパルス幅信号は透過することができる。
【００５５】
ＲＣ回路４０の回路特性は、時定数ＲＣＣ（ただしＣはコンデンサのキャパシタンス、ＲＣは当該コンデンサとペアで使用される抵抗の抵抗値）によって制御可能であり、インダクタンスの回路構造の特性も、時定数Ｌ／Ｒlによって制御できることから、任意の特定波形を透過させ、その他の信号を吸収することができる。
【００５６】
よって、第２実施形態は、誘電体１０の上に、導電性部材１１を周期的に配置し、導電性部材１１の内、隣接する導電性部材１１を整流回路で配線したメタサーフェスにおいて、整流回路内に、ＲＬ回路３０と並列にＲＣ回路４０を接続している。ここで、整流回路は、全波整流回路２２、または半波整流回路２４ａ、２４ｂを交互に配置したものである。
【００５７】
なお、図示していないが、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃのいずれの波形選択メタサーフェスにおいても、図３Ａ〜図３Ｃ、図４Ａ〜図４Ｃ、図５Ａ、図５Ｂに示すような種々のバリエーションで、誘電体１０を配置することが可能である。
【００５８】
図１０Ａに、第２実施形態におけるパルス幅に対する吸収率のシミュレーション結果と実験結果を示す。図１０Ａ中、黒四角と黒丸は異なる時定数を使用した際のシミュレーション結果を示しており、白丸は黒丸のシミュレーションと同条件の実験結果を示している。ただし、黒四角のシミュレーションは、黒丸のシミュレーションに比べて大きなキャパシタンスと小さなインダクタンスを使用し、黒丸のシミュレーションシは、黒四角のミュレーションに比べ小さなキャパシタンスと大きなインダクタンスを使用した。
【００５９】
より具体的には、黒四角のシミュレーションでは、Ｃ、Ｌ、ＲＣ、ＲＬが、それぞれ１ｎＦ、１００μＨ、１０ｋΩ、５．５Ωであり、黒丸のシミュレーションおよび白丸の実験では、Ｃ、Ｌ、ＲＣ、ＲＬが、それぞれ１００ｐＦ、１ｍＨ、１０ｋΩ、３１．２Ωである。シミュレーションおよび実験の他の条件は、図８Ａ〜図８Ｃの場合と同じである。
【００６０】
これらの実験およびシミュレーションでは、パルス幅が長いときおよび短いとき、吸収率が最大値となり、パルス幅が当該長いときと当該短いときの間の時、即ち中間の時、吸収率が最小値となる特性を持っている。
【００６１】
すなわち黒丸は、図２５Ｂにおける小さな時定数（例えば黒四角に対する白三角）の回路と図８Ｃにおける大きな時定数（例えば黒四角に対する白丸）の回路を組み合わせたことになる。
【００６２】
本実施形態のようにＲＬ回路３０とＲＣ回路４０が並列になっている場合は、各パルス幅において、図２５Ｂのグラフと図８Ｃのグラフのうち、そのパルス幅で吸収率が高い方が実現され、その結果、図１０Ａのような吸収率が実現する。
【００６３】
なお、図１０Ａのシミュレーション結果と実験結果では、使用した回路のパラシティック・パラメータやインダクタの直流重畳特性によって差異が生じているものの、実験的にも特定のパルス幅信号を透過できることを示している。
【００６４】
また、図１０Ａのシミュレーションにおいては、電波のパルス幅を５０ｎｓに固定して電波の周波数を５ＧＨｚから５ＧＨｚまで変化させた場合、図１０Ｂの黒三角に示すような吸収率を示した。なお、図１０Ｂ中のシミュレーションにおいて、黒四角は、電波をパルスではなく連続波とした場合の吸収率を示す。
【００６５】
このように、ＲＬ回路３０とＲＣ回路４０が並列に接続されていることで、パルス幅が長いときおよび短いとき、吸収率が最大値となり、パルス幅が長いときと短いときの間の時、吸収率が最小値となる特性を持つ波形選択メタサーフェス（フィルタに相当する）ができる。よって、ＲＬ回路３０、および／またはＲＣ回路４０の時定数を変化させることにより、吸収率が最大値となるパルス幅を所望の値に設定することができる。
【００６６】
（第３実施形態）
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに、第３実施形態である整流回路にインダクタＬと抵抗ＲＬが直列に接続されたＲＬ回路３０とコンデンサＣと抵抗ＲＣが並列に接続されたＲＣ回路４０を直列に接続した波形選択メタサーフェスを示す。
【００６７】
図１１Ａは、全波整流を用いる波形選択メタサーフェスの回路構成図である。この波形選択メタサーフェスでは、隣り合う導電性部材１１の間の電気配線(接続回路)には、整流回路として全波整流回路２２が形成されている。全波整流回路２２の中に、インダクタＬと抵抗ＲＬが直列に接続したＲＬ回路３０に、コンデンサＣと抵抗ＲＣが並列に接続されたＲＣ回路４０を、直列に接続されている。インダクタは全波整流回路２２に接続されているため、高周波数信号による特性劣化を受けない。
【００６８】
図１１Ｂは、半波整流を用いた波形選択メタサーフェスの配置を示す構成図および回路構成図である。この波形選択メタサーフェスでは、最上部の隣り合う導電性部材１１の間の電気配線（接続回路）には、整流回路として半波整流回路２４ａ、２４ｂが交互形成されている。半波整流回路２４ａ、２４ｂにＲＬ回路３０が接続され、ＲＬ回路３０に直列にＲＣ回路４０が接続されている。
【００６９】
第３実施形態では、第１実施形態において吸収された長いパルスもコンデンサを用いた回路で透過することができる。一方、両回路構造において透過されない中間のパルス幅信号は吸収することができる。
【００７０】
ＲＣ回路４０のコンデンサの回路特性は、時定数ＲＣＣ（ただしＣはコンデンサのキャパシタンス、ＲＣはペアで使用される抵抗の抵抗値）によって制御可能であり、ＲＬ回路３０の回路構造の特性も時定数Ｌ／Ｒｌによって制御できることから、これら２つの時定数は独立に調整することで、任意の特定波形を吸収させ、その他の信号を透過することができる。
【００７１】
図１２Ａは、第３実施形態におけるパルス幅に対する吸収率のシミュレーション結果と実験結果を示す。黒四角と黒丸は異なる時定数を使用した際のシミュレーション結果を示しており、白四角は黒四角の実験結果を示している。ただし、黒四角は相対的に小さなキャパシタンスと大きなインダクタンスを使用し、黒丸は相対的に大きなキャパシタンスと小さなインダクタンスを使用した。
【００７２】
より具体的には、黒四角のシミュレーションでは、Ｃ、Ｌ、ＲＣ、ＲＬが、それぞれ１ｎＦ、１００μＨ、１０ｋΩ、５．５Ωであり、黒丸のシミュレーションおよび白丸の実験では、Ｃ、Ｌ、ＲＣ、ＲＬが、それぞれ１０ｎＦ、１０μＨ、１０ｋΩ、２Ωである。シミュレーションおよび実験の他の条件は、図８Ａ〜図８Ｃの場合と同じである。
【００７３】
パルス幅が長いときおよび短いとき、吸収率が最小値となり、パルス幅が当該長いとき１と当該短いときの間の時、即ち中間の時、吸収率が最大値となる特性を持っている。すなわち、黒丸は図２５Ｂにおける大きな時定数（例えば黒四角に対する白丸）の回路と図８Ｃにおける小さな時定数（例えば黒四角に対する白三角）の回路を組み合わせたことになる。
【００７４】
本実施形態のようにＲＬ回路３０とＲＣ回路４０が直列になっている場合は、図２５Ｂのグラフと図８Ｃのグラフのうち、パルス幅毎に、そのパルス幅で吸収率が低い方が実現され、その結果、図１２Ａのような吸収率が実現する。
【００７５】
なお、図１２Ａのシミュレーション結果と実験結果では使用した回路のパラシティック・パラメータやインダクタの直流重畳特性によって差異が生じているものの、実験的にも特定のパルス幅信号を吸収できることを示している。
【００７６】
また、図１２Ａのシミュレーションにおいては、電波のパルス幅を５０ｎｓに固定して電波の周波数を５ＧＨｚから５ＧＨｚまで変化させた場合、図１２Ｂの黒三角に示すような吸収率を示した。なお、図１２Ｂ中のシミュレーションにおいて、黒四角は、電波をパルスではなく連続波とした場合の吸収率を示す。
【００７７】
このように、ＲＬ回路３０、および／またはＲＣ回路４０の時定数を変化させることにより、パルス幅が長いときおよび短いとき、吸収率が最小値となり、パルス幅が長いときと短いときの間の時、吸収率が最大値となる特性を持つ、波形選択メタサーフェス（フィルタに相当する）ができる。
【００７８】
（時間領域における透過特性）
図１３は、本発明等のメタサーフェスに、連続波（表面波）を照射した際の時間領域における透過波の様子を簡易的に表した図である。（ａ）は従来例、（ｂ）は第１実施形態、（ｃ）は第２実施形態、（ｄ）は第３実施形態を示す。図１３の各グラフ中、黒く塗り潰されているように見える部分は、実際には波形が密集している部分である。
【００７９】
波形選択性は入射電波の波形を変更して透過するフィルタリング効果も併せ持つ。（ａ）は、従来例のメタサーフェスに連続波を照射した際の透過波を、時間領域において示す。従来例のメタサーフェスは、図２５Ａ、図２５Ｂに示す特性を持つので、パルス幅が小さい時に吸収率は大きく、パルス幅が大きい時に吸収率は小さい。よって、連続波は、時間領域において、初期状態において吸収され、時間が経過すると透過する。このように、透過波は、連続波から初期のエネルギーを切り取ったような波形になる。
【００８０】
（ｂ）は、第１実施形態のメタサーフェスに連続波を照射した際の透過波を、時間領域において示す。第１実施形態のメタサーフェスは、図８Ａ、図８Ｃに示す特性を持つので、パルス幅が小さい時に吸収率は小さく、パルス幅が大きい時に吸収率は大きい。よって、連続波は、時間領域において、初期状態において透過し、時間が経過すると吸収される。このように、透過波は、連続波のうち初期のエネルギーのみの波形になる。
【００８１】
（ｃ）は、第２実施形態のメタサーフェスに連続波を照射した際の透過波を、時間領域において示す。第２実施形態のメタサーフェスは図１０Ａに示す特性を持つので、パルス幅が小さい時および大きい時に吸収率は大きく、パルス幅がそれらの中間時に吸収率は小さい。よって、連続波は、時間領域において、初期状態および時間が経過した状態において吸収され、パルス幅がそれらの中間時に相当する時間において透過する。このように、透過波は、連続波から初期と時間が経過した状態のエネルギーをカットし、パルス幅がそれらの中間時に相当する時間のみの波形になる。
【００８２】
（ｄ）は、第３実施形態のメタサーフェスに連続波を照射した際の透過波を、時間領域において示す。第３実施形態のメタサーフェスは、図１２Ａに示す特性を持つので、パルス幅が小さい時および大きい時に吸収率は小さく、パルス幅がそれらの中間時に吸収率は大きい。よって、連続波は、時間領域において、初期状態および時間が経過した状態において透過し、パルス幅がそれらの中間時に相当する時間において吸収する。このように、透過波は、初期と時間が経過した状態のエネルギーを残し、パルス幅がそれらの中間時に相当する時間の波形をカットした波形になる。
【００８３】
以上のように、ある時間においてのみ強く透過または吸収し、その他の時間領域においてそれぞれ吸収、透過した波形に変換することが可能となる。したがって、波形選択性の応用例として、連続波をパルスに変換して発振するアンテナや、到来電波をパルスに変換して通信する受信機などの開発も考えられる。
【００８４】
なお、上記各実施形態および変形例では、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｂのどの例においても、導電性部材１１の２箇所を整流回路が繋ぐ。具体的には、図３Ａ、図３Ｃの例では、複数に分離した導電性部材１１の隣り合う２つ（すなわち２箇所）を、整流回路が繋ぐ。また、図３Ｂの例では、分離せず連続している導電性部材１１の２箇所を整流回路が繋ぐよう、当該２箇所に同じ整流回路が接続される。
【００８５】
（第４実施形態）
次に第４実施形態について、図１４〜図１６を用いて説明する。本実施形態の波形選択メタサーフェスは、図１４に示す通り、第１実施形態の図３Ａに示した波形選択メタサーフェスに対し、２次元格子状（すなわち、マトリックス状）に配置された導電性部材１１の各々の形状を縦長の矩形形状に変更したものである。
【００８６】
また、本実施形態においては、誘電体１０のうち、長手方向に隣り合う２つの導電性部材１１の間の部分１０ａに、全波整流回路２２および当該全波整流回路２２内に接続されたＲＬ回路３０が配置される。ＲＬ回路３０の構成は、図１５に示すように、第１〜第３実施形態と同じである。
【００８７】
そして、本実施形態では、波形選択メタサーフェスに到来する電波の伝搬方向は、図１４の紙面に垂直な方向かつ紙面手前側から奥側に向かう方向である。また、当該電波の電界ベクトルの向きは紙面上下方向であり、磁界ベクトルの向きは紙面左右方向である。
【００８８】
このような場合、波形選択メタサーフェスにおける当該電波の吸収率、透過率、および反射率のシミュレーション結果は、図１６のようになる。このシミュレーションにおいては、Ｌ、ＲＬが、それぞれ１００μＨ、５．５Ωである。
【００８９】
ただし、本実施形態のシミュレーションでは、シミュレーション対象の波形選択メタサーフェスに対して、連続波を入射させている。図１６のグラフの横軸は、波形選択メタサーフェスに電波の連続波が到来し始めてからの経過時間、すなわち、連続波が到来し続けている時間長を、示す。そして縦軸は、各経過時間から過去所定期間（具体的には連続波の一周期）における電波の吸収率を表している。したがって、ここでは各パルス幅に対する平均化された吸収特性ではなく、時間領域における過渡特性を評価している。ただし、パルス幅に対する吸収特性もこれに近い傾向が得られると考えられる。
【００９０】
したがって、このシミュレーションによれば、到来する電波に対する波形選択メタサーフェスの反射率は、当該電波のパルス幅が増大するほど小さくなる。また、到来する電波に対する波形選択メタサーフェスの透過率は、当該電波のパルス幅が増大するほど大きくなる。また、到来する電波に対する波形選択メタサーフェスの吸収率は、当該電波のパルス幅が０．１μ秒未満の場合に比べ、当該電波のパルス幅が０．１μ秒以上の場合の方が大きくなる傾向にある。
【００９１】
このように、本実施形態の波形選択メタサーフェスは、吸収率、透過率のみならず、反射率も、電波のパルス幅に応じて異なる。つまり、波形選択メタサーフェスは、散乱特性全般が、電波のパルス幅に応じて異なる。
【００９２】
（第５実施形態）
次に第５実施形態について、図１７〜図１９を用いて説明する。本実施形態の波形選択メタサーフェスは、図１７に示す通り、第１実施形態の図３Ｂに示した波形選択メタサーフェスに対し、二次元格子状（すなわち、マトリックス状）に形成された導電性部材１１の穴の形状を横長の矩形形状に変更したものである。
【００９３】
また、本実施形態においては、誘電体１０のうち当該複数個の穴の各々の長手方向中央部１０ｂに、全波整流回路２２および当該全波整流回路２２内に接続されたＲＬ回路３０が配置される。ＲＬ回路３０の構成は、図１８に示すように、第１〜第４実施形態と同じである。
【００９４】
そして、本実施形態では、波形選択メタサーフェスに到来する電波の伝搬方向は、図１７の紙面に垂直な方向かつ紙面手前側から奥側に向かう方向である。また、当該電波の電界ベクトルの向きは紙面上下方向であり、磁界ベクトルの向きは紙面左右方向である。
【００９５】
つまり、本実施形態の波形選択メタサーフェスは、第４実施形態の波形選択メタサーフェスを、電波の伝搬方向を軸に９０°回転し、更に、導電性部材１１のある場所と無い場所を入れ替えたものである。
【００９６】
このような場合、本実施形態の波形選択メタサーフェスにおける当該電波の散乱特性は、それぞれ、第４実施形態の波形選択メタサーフェスに対して反射率と透過率を入れ替えたものと同じになる。
【００９７】
より具体的には、本実施形態の波形選択メタサーフェスにおける当該電波の吸収率、透過率、および反射率のシミュレーション結果は、図１９のようになる。このシミュレーションにおいては、Ｌ、ＲＬが、それぞれ１００μＨ、５．５Ωである。なお、図１９のグラフは、図１６のグラフと同じ形式で記載されている。
【００９８】
このシミュレーションでは、到来する電波に対する波形選択メタサーフェスの透過率は、当該電波のパルス幅が増大するほど小さくなる。また、到来する電波に対する波形選択メタサーフェスの反射率は、当該電波のパルス幅が増大するほど大きくなる。また、到来する電波に対する波形選択メタサーフェスの吸収率は、当該電波のパルス幅が０．１μ秒未満の場合に比べ、当該電波のパルス幅が０．１μ秒以上の場合の方が大きくなる傾向にある。
【００９９】
このように、本実施形態の波形選択メタサーフェスは、吸収率、透過率のみならず、反射率も、電波のパルス幅に応じて異なる。つまり、波形選択メタサーフェスは、散乱特性全般が、電波のパルス幅に応じて異なる。
【０１００】
（第６実施形態）
次に第６実施形態について、図２０、図２１を用いて説明する。本実施形態の波形選択メタサーフェスは、第１実施形態で図６Ａに示した波形選択メタサーフェスに対して、全波整流回路２２の中に接続される回路を変更したものである。
【０１０１】
具体的には、本実施形態の波形選択メタサーフェスでは、全波整流回路２２の中に、第１ＲＬ回路３１、第２ＲＬ回路３２、第１ＲＣ回路４１、第２ＲＣ回路４２が接続されている。
【０１０２】
具体的には、第１ＲＬ回路３１と第１ＲＣ回路４１が直列に接続された回路、および、第２ＲＬ回路３２と第２ＲＣ回路４２が直列に接続された回路が、全波整流回路２２に対して並列に接続されている。
【０１０３】
第１ＲＬ回路３１は、インダクタＬ１と抵抗ＲＬ１が直列に接続した回路であり、第２ＲＬ回路３２は、インダクタＬ２と抵抗ＲＬ２が直列に接続した回路である。第１ＲＣ回路４１はコンデンサＣ１と抵抗ＲＣ１が並列に接続した回路であり、第２ＲＣ回路４２はコンデンサＣ２と抵抗ＲＣ２が並列に接続した回路である。
【０１０４】
このように、ＲＬ回路とＲＣ回路が直列に繋がったものを２個並列に配置する構成により、第１〜第５実施形態よりも複雑な吸収率が実現する。
【０１０５】
図２１は、本実施形態の波形選択メタサーフェスのシミュレーション結果である。このシミュレーションにおいては、Ｌ１、ＲＬ１、Ｌ２、ＲＬ２、Ｃ１、ＲＣ１、Ｃ２、ＲＣ２の値をそれぞれ３０μＨ、１０Ω、３００μＨ、１０Ω、３０ｐＦ、１０ｋΩ、３ｎＦ、１０ｋΩとし、他の条件を第４実施形態のシミュレーションと同じにしている。なお、図２１のグラフは、図１６のグラフと同じ横軸を用いて記載されている。
【０１０６】
図２１に示す通り、この波形選択メタサーフェスの吸収率のグラフは、第３実施形態の波形選択メタサーフェスの吸収率（図１２Ａ）のような中央部で吸収率が高い山形状のカーブを時間方向に２個並べたカーブを描く。
【０１０７】
これら２つの山のうち、一方が、第１ＲＬ回路３１および第１ＲＣ回路４１から成る回路に起因する吸収率の上昇を表し、他方が、第２ＲＬ回路３２および第２ＲＣ回路４２から成る回路に起因する吸収率の上昇を表している。
【０１０８】
このように、ＲＣ回路とＲＬ回路を複雑に組み合わせることで、吸収率のパルス幅に対する依存性を複雑にすることができる。
【０１０９】
（第７実施形態）
次に第7実施形態について、図２２、図２３を用いて説明する。本実施形態の波形選択メタサーフェスは、第１実施形態で図６Ａに示した波形選択メタサーフェスに対して、全波整流回路２２の中に接続される回路を変更したものである。
【０１１０】
具体的には、本実施形態の波形選択メタサーフェスでは、全波整流回路２２の中に、第１ＲＬ回路３１、第２ＲＬ回路３２、第１ＲＣ回路４１、第２ＲＣ回路４２が接続されている。これら回路３１、３２、４１、４２の内部構成は、第６実施形態と同じである。
【０１１１】
具体的には、第１ＲＬ回路３１と第１ＲＣ回路４１が並列に接続された回路、および、第２ＲＬ回路３２と第２ＲＣ回路４２が並列に接続された回路が、全波整流回路２２に対して直列に接続されている。
【０１１２】
このように、ＲＬ回路とＲＣ回路が並列に繋がったものを２個直列に配置する構成により、第１〜第５実施形態よりも複雑な吸収率が実現する。
【０１１３】
図２３は、本実施形態の波形選択メタサーフェスのシミュレーション結果である。このシミュレーションにおいては、Ｌ１、ＲＬ１、Ｌ２、ＲＬ２、Ｃ１、ＲＣ１、Ｃ２、ＲＣ２の値をそれぞれ３０μＨ、１０Ω、１０ｍＨ、１０Ω、３０ｐＦ、１０ｋΩ、１ｎＦ、１０ｋΩとし、他の条件を第６実施形態のシミュレーションと同じにしている。なお、図２４のグラフは、図２１のグラフと同じ横軸を用いて記載されている。
【０１１４】
ただし、本実施形態のシミュレーションでは、シミュレーション対象の波形選択メタサーフェスに対して、連続波を入射させている。図２３のグラフの表示形式は、図２１の表示形式と同じである。
【０１１５】
図２３に示す通り、この波形選択メタサーフェスの吸収率のグラフは、第２実施形態の波形選択メタサーフェスの吸収率（図１０Ａ）のような中央部で吸収率が低い谷形状のカーブを時間方向に２個並べたカーブを描く。
【０１１６】
これら２つの谷のうち、一方が、第１ＲＬ回路３１および第１ＲＣ回路４１から成る回路に起因する吸収率の下降を表し、他方が、第２ＲＬ回路３２および第２ＲＣ回路４２から成る回路に起因する吸収率の下降を表している。
【０１１７】
このように、ＲＣ回路とＲＬ回路を複雑に組み合わせることで、吸収率のパルス幅に対する依存性を複雑にすることができる。
【０１１８】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
【０１１９】
（変形例１）
上記第４、第５実施形態において、波形選択メタサーフェスは、散乱特性全般が、電波のパルス幅に応じて異なると説明したが、このことは、第１〜第３実施形態、第６、第７実施形態にも当てはまる。つまり、第１〜第３実施形態、第６、第７実施形態の波形選択メタサーフェスも、到来する電波のパルス幅が変化すると当該電波の反射率が変化する。
【０１２０】
（変形例２）
上記第１〜第７実施形態において用いられる抵抗の抵抗値、コンデンサのキャパシタンス、インダクタのインダクタンスは、それぞれ、可変であってもよい。この場合、上記第１〜第７実施形態において用いられるＲＬ回路およびＲＣ回路の時定数も、可変となる。
【０１２１】
（変形例３）
また、上記第１〜第７実施形態の抵抗は、抵抗単体として機能する素子に限らず、抵抗成分を有する素子中の抵抗成分を実現する部分であってもよい。抵抗成分を有する素子としては、例えば、ドレインとソースの間の電圧に応じた抵抗成分を発生することで、ドレインとソースの間の電圧が変化するとドレイン電流が可変になるＭＯＳＦＥＴがある。
【０１２２】
また、上記第１〜第７実施形態のコンデンサは、コンデンサ単体として機能する素子に限らず、キャパシタンス成分を有する素子（例えば、バリギャップダイオード）中のキャパシタンス成分を実現する部分であってもよい。
【０１２３】
また、上記第１〜第７実施形態のインダクタは、インダクタ単体として機能する素子に限らず、インダクタンス成分を有する素子中のキャパシタンス成分を実現する部分であってもよい。
（まとめ）
以上の通り、第１〜第７実施形態および変形例のフィルタ（波形選択メタサーフェス）の一部またはすべてのフィルタによれば、同一周波数電波でも長いパルス幅に対してより高い吸収特性を得る効果がある。また、パルス幅が長くなるほど吸収率が上昇するような特性を少なくとも一部のパルス幅領域で得ることができる。
【０１２４】
また、ＲＬ回路の時定数を変化させることにより、同一周波数電波でも長いパルス幅に対してより高い吸収特性を得る効果の電波のパルス幅に対する吸収特性の依存性を操作することができる。
【０１２５】
また、短いパルス幅信号と長いパルス幅信号を吸収し、その中間に位置する任意のパルス幅信号を選択的に透過する効果がある。
【０１２６】
また、短いパルス幅信号と長いパルス幅信号を透過し、その中間に位置する任意のパルス幅信号を選択的に吸収する効果がある。
【０１２７】
また、選択的な吸収特性のパルス幅に対する依存性を操作する効果がある。すなわち、短いパルス幅信号と長いパルス幅信号を吸収し、その中間に位置する任意のパルス幅信号を選択的に透過する効果、または短いパルス幅信号と長いパルス幅信号を透過し、その中間に位置する任意のパルス幅信号を選択的に吸収する効果、の２種の効果の電波のパルス幅に対する吸収特性の依存性を操作することができる。
【０１２８】
また、複数個の導電性部材を、分離して周期的に配置することにより、フィルタを平面形状にすることができる。平面形状にすることで電波を効率的に受信できるアンテナを構成することができる。
【０１２９】
以上の様に、第１実施形態ないし第３実施形態によれば、長いパルス幅信号の吸収を図ることができるとともに、短いパルスと長いパルスの間に位置するパルス幅信号を任意に透過または吸収できる波形選択はフィルタを提供することができる。よって、本発明によれば、同一周波数に対して、波形（パルス幅）によって選択する装置ができる。
【０１３０】
パルス幅に対する吸収率の特性が異なる第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態に基づく装置をアンテナに適用すれば、周波数資源を２次元的に拡張でき、無線通信技術の周波数枯渇問題に対する根本的な解決手段となる。
【０１３１】
なお、上記実施形態では、全波整流回路２２と直列に繋いだＲＬ回路３０およびＲＣ回路４０から成る回路が、隣り合う導電性部材間を電気的に繋ぐ接続回路の一例に相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
上記実施形態の波形選択メタサーフェスは、アンテナなどの既存の無線通信機器やアプリケーションに新たな自由度となる「パルス幅」を与えて利用することができるので、周波数資源の枯渇問題を解決する可能性が高まる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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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２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【国際調査報告】
2016013466.tif 000045
2016013466.tif 000046