(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子と、前記アンテナ素子に接続される共振線と、を備え、前記アンテナ素子へと入射される電磁波を前記共振線の終端部で反射させ前記アンテナ素子から放射させる電磁波反射素子が、面内に複数個配置され、
前記面内のうちの１次元方向に配置される複数個の前記電磁波反射素子は、前記面内のうちの前記１次元方向の配置座標に比例する長さを有する前記共振線を備える
ことを特徴とする電磁波反射装置。
【請求項２】
アンテナ素子と、前記アンテナ素子に接続される共振線と、を備え、前記アンテナ素子へと入射される電磁波を前記共振線の終端部で反射させ前記アンテナ素子から放射させる電磁波反射素子が、面内に複数個配置され、
前記面内のうちの１次元方向に配置される複数個の前記電磁波反射素子は、前記面内のうちの前記１次元方向の配置座標に無相関な長さを有する前記共振線を備える
ことを特徴とする電磁波反射装置。
【請求項３】
各々の前記電磁波反射素子は、互いに直交する偏波毎に、２種類の前記共振線を備え、前記アンテナ素子へと入射される電磁波を、前記互いに直交する偏波毎に、２種類の前記共振線の終端部で反射させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電磁波反射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を所定の方向に反射させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁波を所定の方向に反射させる技術として、特許文献１のメタマテリアルを利用する技術及び特許文献２の導体パッチを利用する技術等があげられる。特許文献１では、ＥＢＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｂａｎｄ  Ｇａｐ）構造を適切に設計することにより、電磁波を所定の角度に反射させる。特許文献２では、互いに隣り合う導体パッチの間に接続する容量素子を適切に設計することにより、電磁波を所定の位相で反射させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５３０９５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９３３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、メタマテリアルのＥＢＧ構造は、構造が複雑であり設計が困難である。特に、ＥＢＧ構造と反射角度の関係は、単純な関係とはならない。そして、特許文献２では、導体パッチの配置構造は、構造が単純であるが設計が困難である。特に、容量素子と反射位相の関係は、単純な関係とはならない。
【０００５】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、電磁波を所定の方向に反射させる装置において、構造を単純にするとともに、設計を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、アンテナ素子に共振線を接続したうえで、アンテナ素子へと入射される電磁波を、共振線の終端部で反射させ、アンテナ素子から放射させる。この場合には、電磁波の反射位相は、共振線の長さの１次関数となる。
【０００７】
具体的には、本発明は、アンテナ素子と、前記アンテナ素子に接続される共振線と、を備え、前記アンテナ素子へと入射される電磁波を前記共振線の終端部で反射させ前記アンテナ素子から放射させる電磁波反射素子が、面内に複数個配置されることを特徴とする電磁波反射装置である。
【０００８】
この構成によれば、電磁波を所定の方向に反射させる装置において、構造を単純にするとともに、設計を容易にすることができる。
【０００９】
また、本発明は、各々の前記電磁波反射素子は、互いに直交する偏波毎に、２種類の前記共振線を備え、前記アンテナ素子へと入射される電磁波を、前記互いに直交する偏波毎に、２種類の前記共振線の終端部で反射させることを特徴とする電磁波反射装置である。
【００１０】
この構成によれば、互いに直交する偏波毎に、電磁波を所定の方向に反射させる装置において、構造を単純にするとともに、設計を容易にすることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記面内のうちの１次元方向に配置される複数個の前記電磁波反射素子は、前記面内のうちの前記１次元方向の配置座標に比例する長さを有する前記共振線を備えることを特徴とする電磁波反射装置である。
【００１２】
この構成によれば、電磁波を面内に垂直な入射方向と異なる一方向に反射させる装置において、構造を単純にするとともに、設計を容易にすることができる。
【００１３】
また、本発明は、前記面内のうちの１次元方向に配置される複数個の前記電磁波反射素子は、前記面内のうちの前記１次元方向の配置座標に無相関な長さを有する前記共振線を備えることを特徴とする電磁波反射装置である。
【００１４】
この構成によれば、電磁波を面内に垂直な入射方向と無相関な方向に散乱させる装置において、構造を単純にするとともに、設計を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明は、電磁波を所定の方向に反射させる装置において、構造を単純にするとともに、設計を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態の電磁波反射装置の原理を示す図である。
【図２】第１の実施形態の電磁波反射装置の構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態の電磁波反射装置の原理を示す図である。
【図４】第２の実施形態の電磁波反射装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。
【００１８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の電磁波反射装置の原理を図１に示す。第１の実施形態の電磁波反射装置１は、電磁波反射素子・・・、１１−１、１１−２、１１−３、１１−４、・・・から構成される。電磁波反射素子１１−１、１１−２、１１−３、１１−４は、それぞれ、アンテナ素子１２−１、１２−２、１２−３、１２−４及び共振線１３−１、１３−２、１３−３、１３−４から構成される。図１において、電磁波反射素子は、１次元方向に配置されているが、図２のように、電磁波反射素子は、２次元方向に配置されてもよい。
【００１９】
アンテナ素子１２−１、１２−２、１２−３、１２−４は、図１においては、パッチアンテナ素子であるが、どのようなアンテナ素子であってもよい。共振線１３−１、１３−２、１３−３、１３−４は、それぞれ、アンテナ素子１２−１、１２−２、１２−３、１２−４に接続される。共振線１３−１、１３−２、１３−３、１３−４は、図１において、紙面上下方向に延伸されているが、図２のように、紙面左右方向に延伸されてもよい。
【００２０】
電磁波反射素子１１−１、１１−２、１１−３、１１−４は、それぞれ、アンテナ素子１２−１、１２−２、１２−３、１２−４へと入射される電磁波を、共振線１３−１、１３−２、１３−３、１３−４の終端部で反射させ、アンテナ素子１２−１、１２−２、１２−３、１２−４から放射させる。そのためには、アンテナ素子１２−１、１２−２、１２−３、１２−４と共振線１３−１、１３−２、１３−３、１３−４の間で、インピーダンス整合がとれていることが望ましい。共振線１３−１、１３−２、１３−３、１３−４の終端部は、開放されていてもよく、短絡されていてもよい。
【００２１】
面内のうちの１次元方向に配置される電磁波反射素子１１−１、１１−２、１１−３、１１−４は、それぞれ、面内のうちの１次元方向の配置座標に比例する長さを有する共振線１３−１、１３−２、１３−３、１３−４を備える。
【００２２】
入射される電磁波の波長及び反射される電磁波の波長をλとする。共振線１３−１、１３−２、１３−３、１３−４の長さを、それぞれ、λ／ｎ、２λ／ｎ、３λ／ｎ、４λ／ｎとする。アンテナ素子１２−１、１２−２、１２−３、１２−４の間隔を、ｄとする。
【００２３】
電磁波反射装置１が設置される構造物の面内に垂直に入射される電磁波の位相は、アンテナ素子１２−１、１２−２、１２−３、１２−４において同相である。アンテナ素子１２−１、１２−２、１２−３、１２−４から放射される電磁波の位相は、アンテナ素子１２−１から放射される電磁波の位相と基準として、０、２π（−２／ｎ）、２π（−４／ｎ）、２π（−６／ｎ）となる。アンテナ素子１２−１、１２−２、１２−３、１２−４から放射される電磁波の波面は、電磁波反射装置１が設置される構造物の面内を基準として、紙面の左から右への方向に−２λ／ｎｄの傾きを有する。
【００２４】
このように、電磁波を面内に垂直な入射方向と異なる一方向に反射させる電磁波反射装置１において、構造を単純にするとともに、設計を容易にすることができる。
【００２５】
第１の実施形態の電磁波反射装置の構成を図２に示す。図２に示した電磁波反射装置１は、図１に示した電磁波反射装置１を、紙面上下方向に繰り返し配置したものである。図２に示した電磁波反射素子１１−１、１１−２、１１−３、１１−４は、図１に示した電磁波反射素子１１−１、１１−２、１１−３、１１−４と比べて、それぞれ、共振線１４−１、１４−２、１４−３、１４−４をさらに備える。
【００２６】
共振線１３−１、１３−２、１３−３、１３−４は、紙面上下方向（実用上は、例えば、垂直方向）の偏波を有する電磁波を、終端部へと導波させ、終端部から反射させる。共振線１４−１、１４−２、１４−３、１４−４は、紙面左右方向（実用上は、例えば、水平方向）の偏波を有する電磁波を、終端部へと導波させ、終端部から反射させる。
【００２７】
このように、互いに直交する偏波（実用上は、例えば、垂直方向及び水平方向）毎に、電磁波を面内に垂直な入射方向と異なる一方向に反射させる電磁波反射装置１において、構造を単純にするとともに、設計を容易にすることができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の電磁波反射装置の原理を図３に示す。第２の実施形態の電磁波反射装置２は、電磁波反射素子・・・、２１−１、２１−２、２１−３、２１−４、・・・から構成される。電磁波反射素子２１−１、２１−２、２１−３、２１−４は、それぞれ、アンテナ素子２２−１、２２−２、２２−３、２２−４及び共振線２３−１、２３−２、２３−３、２３−４から構成される。図３において、電磁波反射素子は、１次元方向に配置されているが、図４のように、電磁波反射素子は、２次元方向に配置されてもよい。
【００２９】
アンテナ素子２２−１、２２−２、２２−３、２２−４は、図３においては、パッチアンテナ素子であるが、どのようなアンテナ素子であってもよい。共振線２３−１、２３−２、２３−３、２３−４は、それぞれ、アンテナ素子２２−１、２２−２、２２−３、２２−４に接続される。共振線２３−１、２３−２、２３−３、２３−４は、図３において、紙面上下方向に延伸されているが、図４のように、紙面左右方向に延伸されてもよい。
【００３０】
電磁波反射素子２１−１、２１−２、２１−３、２１−４は、それぞれ、アンテナ素子２２−１、２２−２、２２−３、２２−４へと入射される電磁波を、共振線２３−１、２３−２、２３−３、２３−４の終端部で反射させ、アンテナ素子２２−１、２２−２、２２−３、２２−４から放射させる。そのためには、アンテナ素子２２−１、２２−２、２２−３、２２−４と共振線２３−１、２３−２、２３−３、２３−４の間で、インピーダンス整合がとれていることが望ましい。共振線２３−１、２３−２、２３−３、２３−４の終端部は、開放されていてもよく、短絡されていてもよい。
【００３１】
面内のうちの１次元方向に配置される電磁波反射素子２１−１、２１−２、２１−３、２１−４は、それぞれ、面内のうちの１次元方向の配置座標に無相関な長さを有する共振線２３−１、２３−２、２３−３、２３−４を備える。
【００３２】
入射される電磁波の波長及び反射される電磁波の波長をλとする。共振線２３−１、２３−２、２３−３、２３−４の長さを、それぞれ、２λ／ｎ、４λ／ｎ、３λ／ｎ、λ／ｎとする。アンテナ素子２２−１、２２−２、２２−３、２２−４の間隔を、ｄとする。
【００３３】
電磁波反射装置１が設置される構造物の面内に垂直に入射される電磁波の位相は、アンテナ素子２２−１、２２−２、２２−３、２２−４において同相である。アンテナ素子２２−１、２２−２、２２−３、２２−４から放射される電磁波の位相は、アンテナ素子２２−１から放射される電磁波の位相と基準として、０、２π（−４／ｎ）、２π（−２／ｎ）、２π（＋２／ｎ）となる。アンテナ素子２２−１、２２−２のみから放射される電磁波の波面は、電磁波反射装置２が設置される構造物の面内を基準として、紙面の左から右への方向に−４λ／ｎｄの傾きを有する。アンテナ素子２２−２、２２−３のみから放射される電磁波の波面は、電磁波反射装置２が設置される構造物の面内を基準として、紙面の左から右への方向に＋２λ／ｎｄの傾きを有する。アンテナ素子２２−３、２２−４のみから放射される電磁波の波面は、電磁波反射装置２が設置される構造物の面内を基準として、紙面の左から右への方向に＋４λ／ｎｄの傾きを有する。
【００３４】
このように、電磁波を面内に垂直な入射方向と無相関な方向に散乱させる電磁波反射装置２において、構造を単純にするとともに、設計を容易にすることができる。
【００３５】
第２の実施形態の電磁波反射装置の構成を図４に示す。図４に示した電磁波反射装置２は、図３に示した電磁波反射装置２を、紙面上下方向に繰り返し配置したものである。図４に示した電磁波反射素子２１−１、２１−２、２１−３、２１−４は、図３に示した電磁波反射素子２１−１、２１−２、２１−３、２１−４と比べて、それぞれ、共振線２４−１、２４−２、２４−３、２４−４をさらに備える。
【００３６】
共振線２３−１、２３−２、２３−３、２３−４は、紙面上下方向（実用上は、例えば、垂直方向）の偏波を有する電磁波を、終端部へと導波させ、終端部から反射させる。共振線２４−１、２４−２、２４−３、２４−４は、紙面左右方向（実用上は、例えば、水平方向）の偏波を有する電磁波を、終端部へと導波させ、終端部から反射させる。
【００３７】
このように、互いに直交する偏波（実用上は、例えば、垂直方向及び水平方向）毎に、電磁波を面内に垂直な入射方向と無相関な方向に散乱させる電磁波反射装置２において、構造を単純にするとともに、設計を容易にすることができる。
【００３８】
（変形例）
図２、４においては、電磁波反射素子における反射位相が、互いに直交する偏波間で同様になるように、共振線の長さが、互いに直交する偏波間で同様に設計されている。変形例としては、電磁波反射素子における反射位相が、互いに直交する偏波間で独立になるように、共振線の長さが、互いに直交する偏波間で独立に設計されてもよい。
【００３９】
図２、４においては、紙面左右方向の共振線が、折り曲げられることにより、紙面左右方向の電磁波反射素子の配置を密にしている。変形例としては、紙面上下方向の共振線が、折り曲げられることにより、紙面上下方向の電磁波反射素子の配置を密にしてもよい。あるいは、紙面左右方向の共振線及び／又は紙面上下方向の共振線が、紙面垂直方向にビア構造により折り曲げられることにより、紙面左右方向の電磁波反射素子の配置及び／又は紙面上下方向の電磁波反射素子の配置を密にしてもよい。
【００４０】
図２、４においては、電磁波反射装置を構造物に設置している。変形例としては、既存の平面アンテナ装置において、各アンテナ素子に共振線を接続してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の電磁波反射装置は、電磁波を面内に垂直な入射方向と異なる一方向に反射させる目的（例えば、レーダ探査回避）で、又は、電磁波を面内に垂直な入射方向と無相関な方向に散乱させる目的（例えば、電波暗室）で、適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１：電磁波反射装置
１１−１、１１−２、１１−３、１１−４：電磁波反射素子
１２−１、１２−２、１２−３、１２−４：アンテナ素子
１３−１、１３−２、１３−３、１３−４：共振線
１４−１、１４−２、１４−３、１４−４：共振線
２：電磁波反射装置
２１−１、２１−２、２１−３、２１−４：電磁波反射素子
２２−１、２２−２、２２−３、２２−４：アンテナ素子
２３−１、２３−２、２３−３、２３−４：共振線
２４−１、２４−２、２４−３、２４−４：共振線
【図１】
0006636740.tif 000002
【図２】
0006636740.tif 000003
【図３】
0006636740.tif 000004
【図４】
0006636740.tif 000005