(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のプレート（１１ａ、１１ｂ）を含み、互いの角度がπ−２αであって、０＜α＜π／４となるように形成され、各プレートは、少なくとも１つの誘電層（１３ａ、１３ｂ）と放射素子（１４ａ、１４ｂ）のアレイとを有するグラウンドプレーンを含み、ここで入射波は、両方のプレート上での二重の反射を介して反射され、
第１のプレートの放射素子の第１のアレイは、第１の位相シフトを生み出すことを可能とし、前記第１のプレートの外から二面角の中心へ向かって２枚のプレートが交わる軸に垂直な第１の軸をたどって所定の位相法則に従うものであり、
第２のプレートの放射素子の第２のアレイは、第２の位相シフトを生み出すことを可能とし、前記第２のプレートの外から二面角の中心へ向かって２枚のプレートが交わる前記軸に垂直な第２の軸をたどって前記所定の位相法則に従うものであり、
前記第１のアレイと前記第２のアレイとによって生じた前記位相シフトは、ある所与の作動周波数のために正反射に対する偏向を導入することを可能にする二面形状の装置（１０）。
【請求項２】
入射波が、該入射波を受ける２枚のプレートのうちの各１枚の表面に対する垂直方向に対する角度αを形成し、位相法則は、以下のように表わされ、
【数１】
0006267219.tif 000007
ここで、ｋ０＝２π／λ＝２πｃ／ｆ０は作動周波数がｆ０のときの波数であり、前記装置の等価レーダー断面積を増やすために、正反射に対する前記偏向が二面角の中心に向かってπ／２−２αとなるように、入射波を来た方向に反射する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
入射波が、該入射波を受ける２枚のプレートのうちの各１枚の表面に対する垂直と角度αを形成し、位相法則は、以下とは異なり、
【数２】
0006267219.tif 000008
ここでｋ０＝２π／λ＝２πｃ／ｆ０は作動周波数がｆ０のときの波数であり、前記装置の等価レーダー断面積を減らすために、前記装置が入射波を来た方向と異なる方向に反射する請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記位相法則を時間に応じて変更する手段（１１１、１１３）を含み、装置の等価レーダー断面積を時間に応じて可変にする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記放射素子は、それぞれ可変位相シフトを導入する放射素子であり、その中に有する前記変更手段は、それぞれの放射素子におけるアレイのために、各々が前記放射素子の位相シフトをコントロールする複数の能動回路（１１１）を含む請求項４に記載の装置。
【請求項６】
それぞれのプレートで、放射素子が前記少なくとも１層の誘電層にプリントされた放射素子である、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記放射素子のそれぞれのアレイについて、２つの連続した放射素子の間の位相シフトを、２枚のプレートの交差の軸に垂直な軸をたどって二面角装置の外から中心に向って放射素子の少なくとも１つの寸法を変更することによって得るものである、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
放射素子のそれぞれのアレイのピッチが、λ／２よりも小さく、かつλが作動波長である、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
それぞれのプレートが、放射素子（１４ａ’、１４ｂ’）の少なくとももう１つのアレイを含み、もう１つの与えられた作動周波数のために正反射に対する偏向を導入することを可能とする、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
放射素子はそれぞれ一定の位相シフトを導入する放射素子である、請求項１乃至請求項３、又は、請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、２つのプレートを含む二面形状（dihedral shaped）の、又は二面体（dihedral）装置に関するものである。より具体的には、本発明は、扁平化された二面形状（すなわち２枚のプレートが、互いの角度がπ−２αであって、０＜α＜π／４となるように形成する二面角又は二面体（dihedron））を有する装置のモノスタティック構造における（極大化又は極小化した）等価レーダー断面積（ＲＣＳ：radar cross-section）の適用の技術に関する。
【０００２】
本発明は、対象におけるＲＣＳを適合（特に極大化、又は、極小化）することが要求される様々なアプリケーションに使うことができる。ＲＣＳを極大化することで、モノスタティックレーダーによって非常に容易に対象を検出できるようにしている。本発明は、車の衝突防止レーダーによる検出を容易にするために、例えば自転車に使うことができる。同様のアプリケーションは、沿岸のレーダーか、他の船に載せたレーダーによる船（セールボートのような特に小型船）の発見を可能とする。ここでもまた、コンパクトなシステムを使うことによって衝突を防ごうとすることができる。一般に、どのような配向の入射波にも必ず合うシステムを要求しているすべてのアプリケーションは、ＲＣＳを極大化しようとするときに本発明に関係してくる。すなわち無線周波数、追跡システム、ＲＣＳのアジリティーなどに関係するアプリケーションである。ＲＣＳを極小化する場合、本発明はステルスアプリケーションを達成することを可能にする。このことは、レーダーによって対象を発見することを困難にしようとする。
【背景技術】
【０００３】
［ＲＣＳの極大化］
ＲＣＳの極大化（すなわち大きなＲＣＳを達成すること）に用いられる第１の先行技術の解決法は、金属の二面体の使用からなる。
【０００４】
図１Ａと図１Ｂは、異なる入射角βに対してπ／２の内部的二面角（金属二面体１を形成している２枚のプレート２、３の間の角度）を有する、金属二面体１の主要部を示している。（図１Ａではβ＝０であり、図１Ｂではβ≠０である）。言い換えると、２枚のプレート２、３は、互いにπ−２αであって、α＝π／４となる角度を形成する。
【０００５】
入射波は、金属二面角の各金属表面２、３における二重の反射を介して、来た方向に反射されることを看て取ることができる。デカルトの反射の法則の効果によって、対象物（金属二面体）のＲＣＳを極大化するのが、この２度の正反射である。この作用は、光学におけるレトロリフレクター（retro reflector）によるものと似ている。この原則は、多様な入射角β（主要ローブ（major lobe）では±約１５°）においても同様である。言い換えると、金属二面体の興味深い特性は、入射角ゼロの構成における入射方向に対して約±２０°という入射角βの変化に対して、ほぼコンスタントなＲＣＳ（最大ＲＣＳに関する３ｄＢの変化）を有しているということである。
【０００６】
この第１の先行技術による解決法は、大きな欠点を有している。これは、２枚の金属版（例えばＬ×Ｌの寸法を有する）は、二重反射メカニズムが効果的なものとなるためにπ／２の角度を形成しなくてはならないという欠点である（すなわちそのためには反射角と同等な入射波の角度となりうる。）。このことは結果として、３Ｄの対象物に深さ（Ｐ＝Ｌ／√２）（図１Ａ参照）という比較的大きなスペースを要求することになる。
【０００７】
第２の解決手段は、バンアッタアレイ（Van Atta array）の使用によって構成される。この場合、１枚のプリントされたアレイ（格子）となる。しかしながらこのようなアレイでは、アレイの異なる要素間に配線が印刷されていることが要求される。これらの配線は、寄生放射（parasitic radiation）とデザインの複雑化という欠点を生じる。
【０００８】
第３の先行技術による解決法は、ヘテロダインレトロディレクティブアレイ（heterodyne retrodirective array）タイプの再送信信号に位相共役（phase conjugation）の原理を使う構造体の使用からなっている。これらの構造体は、これら（ローカル発振機（oscillator）が受信する信号の２倍の周波数で発振するように増倍する）能動構造に基づいているため、さらに実施が困難である。
【０００９】
［ＲＣＳの極小化］
モノスタティックレーダーの場合には、様々な既知の対象物（及びそれにおける二面体）のＲＣＳを減らす技術がある。第１群の方法としては、二面体の面における表面インピーダンス（surface impedance）を変更する。例えば、二面体の面上に吸収材料（absorbent material）を堆積させる。これにより反射のメカニズムは、吸収材料の存在によって弱まる。
【００１０】
我々は、レーダーによって放射された波を吸収する材料（ＲＡＭｓ（Radar Absorbent Materials）、又は、レーダー吸収材料とも言う）もまた言及しなくてはならない。これらのＲＡＭｓは、内部に電磁波を吸収する（例えば磁性材料）混合剤の数層の不均質構造（heterogeneous structure）を有していると説明されている。
【００１１】
もう１つの、素材による波の減衰方法は、素材の中の入射電磁波を特定の幾何学形状手段によりトラッピング（trapping）することである。この幾何学形状は、グラウンドプレーン（ground plane）と、与えられた厚さで規定されている（ソールズベリースクリーン（Salisbury screen））。
【００１２】
最終的に、これらそれぞれの素材の反射の総和が相殺的となるように、異なるタイプの素材を組み合わせること(例えばＡＭＣ（Artificial Magnetic Conductor）タイプの構造と、ＰＥＣ（Perfect Electric Conductor）タイプの構造による組み合わせ）もまた可能である。
【００１３】
したがって、簡単に上記した、モノスタティックレーダー構成におけるＲＣＳを減らすための全ての解決方法は、特別な吸収特性を有する素材か、素材の層の特定の幾何学的配置による入射電磁波の吸収に基本的に基づいている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の少なくとも１つの実施形態は、特に先行技術の異なる欠点の克服を目的としている。具体的には、二面体におけるスペースの要求が、古典的な金属二面体のそれよりも小さくなり、このうち２枚のプレートが互いにπ／２の角度を形成する、扁平な二面形状（すなわち二面体の形状における２枚のプレートが互いにπ−２αであって、０＜α＜π／４となる角度を形成する）、を有する装置における等価レーダー断面積（ＲＣＳ）を適合（極大化又は極小化）させる技術を提供するのが、本発明の少なくとも１つの実施形態における目的である。
【００１５】
また、本発明における少なくとも１つの実施形態においては、異なるアレイ要素間の相互接続線の不要な（バンアッタアレイとは異なる）技術の提供を目的としている。
【００１６】
本発明の少なくとも１つの実施形態におけるもう１つの目的は、完全に受動的な構造（ヘテロダインレトロディレクティブアレイ（heterodyne retrodirective arrays）の場合と異なる）を使用する技術を提供することであり、それゆえこれを簡素化し、安価にし、エネルギーの観点で完全に自立的なものにする。
【００１７】
本発明における少なくとも１つの実施形態におけるもう１つの目的は、マルチ周波数機能（multi-frequency functioning）（例えば、いくつかの、可能性としては分離した作動周波数において機能とする）を可能にする技術を提供することである。
【００１８】
最後に、本発明における少なくとも１つの実施形態におけるもう１つの目的は、簡単に実行できて、コストのかからない技術を提供することでもある。
【００１９】
本発明における少なくとも１つの実施形態におけるもう１つの目的は、時間に応じて変調可能なＲＣＳ（例えばＲＣＳアジリティーを有する技術）を提案する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の二面形状の装置における１つの特定の実施形態は、２枚のプレートを含み、互いの角度がπ−２αであって、０＜α＜π／４となるように形成されることを特徴とする装置として提案される。各プレートは、少なくとも１つの誘電層と放射素子のアレイとを有するグラウンドプレーンを含み、ここで、入射波は、両方のプレート上での二重の反射を介して装置により反射されるものである。各プレートのそれぞれの放射素子のアレイは位相シフトを生み出すことを可能とし、外から二面角の中心へ向かって２枚のプレートの交差点の軸に垂直な軸をたどって所定の位相法則に従ってある所与の作動周波数のために正反射からの偏向（deviation）を導入することを可能にする。
【００２１】
したがって本発明のこの特定の実施形態は、放射素子の二つのアレイ（二面体の２つのプレートにそれぞれ１つの）を用い、同じ位相法則を用いるが異なる向きに適用する（各アレイが二面体の外から中心へ位相シフトをつくる）全く新規で発明的なアプローチに関するものである。それぞれのアレイは正反射に対する付加的な偏向を導入する。それゆえに、（反射板が形成する）２枚のプレート間のアパーチャー（aperture）の角度π−２αがいくらであるかにかかわらず、入射波の再放射の方向のコントロールを可能にする。
【００２２】
この効果的な操作は、十分小さな角度α（すなわちとても開いた構造）を保つことができる（アプリケーションによってＲＣＳは大きく、又は小さくなる）。したがって、扁平二面体構造が達成され、そしてその深さはより小さくなる。(例えば、図１Ａに示す古典的な金属二面体のための深さＰ＝Ｌ／√２の代わりに、図２に示すプレートの寸法がＬ×Ｌで深さがＰ’＝Ｌ．ｓｉｎ（α））。したがって、本発明における１つのオリジナルな特徴は、この構造体がほとんど平らであるという事実に関連する（もしこれが、バンアッタアレイのように完全に平らでなければ）、しかし放射素子に付加的な配線を必要としない（バンアッタアレイの場合と異なる）。
【００２３】
さらに本発明におけるもう１つのオリジナルの特徴は、いくつかの特別な異なった目的（例えば、装置のＲＣＳを増やす、装置のＲＣＳを減らす、又は時間に応じて可変なＲＣＳを達成する実施形態）のアプリケーションを可能にする。
【００２４】
第１の特定の実施形態として、前述した位相シフト法則は、装置における等価レーダー断面積を増やすために、この装置が入射波を来た方向に反射することを可能にする。
【００２５】
１つの特定の態様によれば、これらの（前述した入射波を受ける）２枚のプレートの表面に垂直に入射波は角度αを形成する。また、正反射に対する偏向は、二面体の中心に向かってπ／２−２αである。
【００２６】
入射波が、該入射波を受ける２枚のプレートのうちの各１枚の表面に対する垂直と角度αを形成するように、位相法則は次のように表わすことができる。
【数１】
0006267219.tif 000002
ここで、ｋ０＝２πｃ／ｆ０は、作動周波数がｆ０であるときの波動であり、ｄはアレイのピッチである。
【００２７】
第２の特定の態様としては、前述した位相法則は、装置における等価レーダー断面積を減らすために、この装置が入射波の来る方向と異なる方向へ反射させることを可能にする。
【００２８】
第３の特定の態様としては、前述した位相法則を時間に応じて変えることで、この装置の等価レーダー断面積を時間の関数として可変にする手段を含む。
【００２９】
１つの特定の態様によれば、前記放射素子はそれぞれ可変位相シフトを導入する放射素子であり、その中に有する前記変更手段はそれぞれの放射素子におけるアレイのために、それぞれが前記放射素子の位相シフトをコントロールする複数の能動回路（１１１）を含む。
【００３０】
本発明は、上述した異なった特定の態様のためのその他の特徴もまた提案する。
【００３１】
１つの特定の態様によれば、放射素子はそれぞれのプレートで、前記少なくとも１層の導電層にプリントされた放射素子である。
【００３２】
１つの特定の態様によれば、前記放射素子のそれぞれのアレイについて、２枚のプレートの交差軸に垂直な軸に沿って二面体の外から中心に向かった放射素子の少なくとも１つの寸法の変更によって、２つの連続する（隣接する）放射素子の間の位相シフトが得られる。
【００３３】
１つの特定の態様によれば、放射素子のそれぞれのアレイのピッチがλ／２よりも小さいものであって、λが作動長さとなる。
【００３４】
１つの特定の態様によれば、それぞれのプレートが少なくとももう１つの放射素子のアレイを含み、もう１つの与えられた作動周波数のための正反射に対する偏向を導入することを可能にしている。したがって、作動可能な周波数の数は増える（マルチ周波数オペレーション）。
【００３５】
１つの特定の態様によれば、放射素子はそれぞれ固定の位相シフトを導入する放射素子である。この場合、装置は完全に受け身の構造になる（先行技術におけるヘテロダインバックファイヤーアレイ（heterodyne backfire arrays））とは違い、とてもシンプルな構造になり、安価になり、エネルギーの観点で完全に独立する。
【００３６】
本発明におけるその他の特徴と有利な点は、以下の記述から表す。これは本発明における例示による方法であって、全ての例ではなく、添付した図面によって行う。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ．１Ｂ】上に記載した先行技術であり、古典的な金属二面体における反射の原理を示す。
【図２】本発明のある特定の態様による、二面形状の装置又は二面体装置の側面図を示す。
【図３】本発明のある特定の態様による、二面形状の装置又は二面体装置の斜視図を示す。
【図４】位相シフトアレイ（phase shifter array）の位相法則と、垂直入射（入射角βがゼロ）の平面波の様子を示す。
【図５】垂直入射の波の構成に対する位相遅れを入射波が有する場合の、図４の位相シフトアレイの作用を示す。
【図６】垂直入射の波の構成に対する位相進みを入射波が有する場合の、図４の位相シフトアレイの作用を示す。
【図７】垂直入射する平面波に対して、図２の装置における等価バックプレーンの作用について示す。
【図８】入射波が装置の左側プレート（パネル）上に垂直入射する構成について位相を遅らせることを提供した際の、図２の装置の作用を示す。
【図９】入射波が装置の左側プレート（パネル）上に垂直入射する構成について位相を進ませることを提供した際の、図２の装置の作用を示す。
【図１０】２つの可能な周波数を有する図３の装置の１つの変形例を示す。
【図１１】時間によって位相を変える手段を含む、図３の装置のもう１つの変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本願の全ての図において、同一の要素には同じ参照番号を記載している。
【００３９】
［本発明における原則］
本発明において、二面形状の装置の各プレートに、要求された反射のための位相法則を作り出すのは、反射アレイにおける異なる放射素子間の位相シフトの適用である。実際、位相シフトは、正反射に対する偏向の導入を可能とする各プレートによって作り出される。したがって、２枚のプレート（反射プレート）間のアパーチャー（aperture）の角度π−２αにかかわらず、装置における再放射の方向のコントロールが可能となる。したがって、小さな角度α（すなわちとても開いた構造体）であっても、効果的なオペレーション（例えば、大きなＲＣＳ）を保つことが可能となる。つまり、扁平な二面体上にプリントされた構造が得られ、それによりその深さが制限される（図２のＰ’＝Ｌ．ｓｉｎ（α）を参照）。
【００４０】
以下の記述において、装置の等価レーダー断面積（ＲＣＳ）を増大させるために、位相法則によって、この装置が入射波を来た方向へ反射することを可能にするという特定のケースについて、より詳細な説明を提供している。
【００４１】
ここで、図２と図３を参照し、本発明の１つの実施態様における二面角装置１０を説明する。
【００４２】
装置１０は、互いにπ−２αの角度を持つ、０＜α＜π／４となる２枚のプレート１１ａと１１ｂを含んでいる。それぞれのプレート１１ａと１１ｂは、グラウンドプレーン１２ａ、１２ｂと、誘電層１３ａ、１３ｂと放射素子１４ａ、１４ｂのアレイ（リフレクターアレイともいう）とを含んでいる。それぞれのアレイにおいては、放射素子は誘電層にプリントされている。
【００４３】
１つの代替的な実施態様としては、それぞれのプレートはいくつかの誘電層を含んでいる。図２及び図３の例においては、１つの誘電層の表面上から放射素子が１つの層に分離されている。もう１つの代替的な実施態様としては、放射素子はいくつかの層の上に分離される（これは、帯域幅を増やすための、リフレクターアレイ技術における古典的な構成である）。
【００４４】
入射波は、２枚のプレート１１ａ、１１ｂ上の二重反射によって反射される。入射波の伝播ベクトル（wave vector）は、二面体１０の２枚のプレートに同時（simultaneously）に垂直である平面に包含されているものと仮定する。
【００４５】
それぞれのプレート１１ａ、１１ｂの放射素子１４ａ、１４ｂのアレイは、２枚のプレートの交差の軸１６に対して垂直な軸（左側プレートの１５aと右側プレートの１５ｂを参照）に沿って外から二面体の中心へ、与えられた作動周波数について正反射に対する偏向の導入を可能にする所定の位相法則に則った位相シフトを生み出す。
【００４６】
図２及び図３の例では、それぞれのプレートにおいて、二面体の中心に向かって（左側のプレート１１ａにおいては左から右へ、右側のプレート１１ｂにおいては右から左へ）放射素子のサイズが減少することによって、位相シフトが得られる。それぞれのプレートにおいて、位相法則はこの場合、二面体の中心部に向けて増加するネガティブ位相シフトと同様である。２枚のプレートの放射素子１４ａ、１４ｂのアレイによって作られた位相シフトは、それ故に互いに反転する。したがって、それぞれのアレイの異なる素子１４ａ、１４ｂ間の位相シフトの適用によっては、二重反射に関与する２面（平面１１ａ、１１ｂ）間の直交性の制約から解放されると同時にＲＣＳが極大化される。
【００４７】
図２及び図３の例においては、それぞれアレイ１４ａ、１４ｂにおける位相シフトは、単に放射素子の幾何学形状に変化を加えることによって作られる。すなわち（古典的なアレイの場合と同じようにすべて同一の放射素子を使用する代わりに）放射素子の少なくとも１つの寸法に変更を加えることによる。
【００４８】
図２及び図３の例においては、アレイ１４ａ、１４ｂにおける放射素子は長方形のパッチ（patches）になっている。しかしながら、要求された位相シフトを達成するために使うことができる放射素子の形態は、他にも多数ある（例えば、環状パッチ、円形パッチ、スロットローデッド（slot loaded）パッチ、スタブローデッド（stub loaded）パッチ等）。いずれの場合においても、要求された位相シフトを作り出すため、アレイ１４ａ、１４ｂの表面上の放射素子の１または２以上の寸法に変更を加える。
【００４９】
［覚え書き：単一反射板における位相法則］
図４に示すように、アレイの素子が垂直入射の平面波によって照射（illuminate）されているとき、平面波は、アレイにおける素子の位相シフトによる反射の偏向を受ける。したがって、アレイの素子のサイズとアレイのピッチｄとによって、位相法則を決めるために、アレイにおける２つの連続する（隣接する）素子間の位相シフトを決定する。
【００５０】
もし、入射波の方向が位相シフトアレイの面に対して直角（入射角βが０°）ならば、φ０の方向（φ０は、図４に放射要素のサイズの減少とともに示す偏向の側において、正の角度を成している）に反射した波の方向が見られ、連続する素子の間の位相シフトγは以下の関係で説明される。
【数２】
0006267219.tif 000003
ここで、ｋ０＝２π／λ＝２πｃ／ｆ０は、作動周波数ｆ０における波数であり、ｄは素子間の距離（inter-element distance）（アレイのピッチ）である。
【００５１】
もし、入射角βの角度が０°と異なる場合は、２つの例は以下のように表される。
【００５２】
ケース１（図５参照）：入射角βによって、波が垂直に入射する構成に対して付加的な位相遅延を導入する。新たな位相法則γは以下のように表わすことができる。
【数３】
0006267219.tif 000004
このとき、φ０は垂直入射（図４参照）の波の反射波の偏向に対応する。
【００５３】
ケース２（図６参照）：入射角βによって、波が垂直に入射する構成に対して位相を進ませる。新たな位相法則γは以下のように表わすことができる。
【数４】
0006267219.tif 000005
このとき、角度φ０は、ケース１の場合と同じ意味である。
【００５４】
［課題における幾何学形状］
図７は、図２における装置１０の、装置の後方の等価平面に対して垂直に入射する平面波のオペレーションを図示している。
【００５５】
この図７は、つまり、入射波が後方の平面に垂直なとき「扁平化された（flattened）」二面体として知られる二面体における問題の幾何学形状を説明している。すなわち入射波が、位相シフトアレイの左側プレート１１ａの表面の垂直方向（入射波を受ける２枚のプレート１１ａ、１１ｂにおける、プレート１１ａの表面に垂直）に対して角度αを形成する場合である。この構成は「ゼロ入射構成（zero incidence configuration）」と呼ばれている。
【００５６】
この例では、二面体から出ていく波が入射波と同じ方向に反射するように、二面体に入ってくる波が異なる角度（複数）の偏向を受けることを表している。この目的のために、プレート１１ａと１１ｂのそれぞれ２枚は、２つの条件が確認されなければならない。
・２つの連続した素子（構造体における外から中心への）の間の位相シフトは、位相法則γで説明される遅延と対応していなければならない。
・この遅延は、角度αの大きさに従って調整され、二面体の内側に向かって、正反射に対する対応する偏向は（π／２−２α）に固定されていなくてはならない。（図７において、参照線７１ａは、左側プレート１１ａの正反射の軸を表し、参照線７１ｂは、右側プレート１１ｂの正反射の軸を表している。
【００５７】
２枚のそれぞれのプレート１１ａ、１１ｂにおける位相法則は、すでに上に定義したｋ0とｄとともに以下のように表される。
【数５】
0006267219.tif 000006
【００５８】
正反射に対するビーム（beam）の付加的な偏向を導入する際に、それぞれのプレート１１ａ、１１ｂにおけるアレイ１４ａ、１４ｂによって適用されたこの位相法則は、二面体におけるアパーチャーの代替を可能とする。
【００５９】
［入射角βの変形の限度］
上述した、二面体への照射波（ray）の入射角度を０°とは異なる偏向角βにできることについて、さらに示す。２つの例が、説明が必要な二面体の構成に適用できる。
【００６０】
図８は、ケース１（すなわち入射波が左側プレート（パネル）１１ａに、垂直波の構成に対する位相の遅れを導入するとき）における図２の装置の作用を示している。第１の例では、ゼロ入射角（β＝０）における構成に対して、左側のプレート１１ａに図５の現象が認められる場合と、右側のプレート１１ｂに図６の現象が認められる場合とが考えられる。
【００６１】
図９は、第２の例における図２の装置の働きを示している。すなわち入射波が装置１０の左側プレート（パネル）１１ａの垂直入射の構成に対して位相を進める場合である。この第２のケースでは、ゼロ入射（β＝０）の構成に対して左側のプレート１１ａに図６の現象が認められる場合と、右側のプレート１１ｂに図５の現象が認められる場合とが考えられる。言い換えると、補助的な位相の遅れと進みの現象は、第１の例を置換したものである。
【００６２】
上述した第１と第２の例（図８と図９で示した）では、βがゼロでないとき、第１のパネル１１ａ（左側のパネル）による反射波は、第２のパネル（右側のパネル）によって遮られるべきであり、収束するべきではない（誘電体により反射された照射波についての反射の角度）。この制約は、αが小さいほど厳しくなる（例えば、α＝１０°に対して、βの最大値は０．８９°となり、α＝２２．５°に対しては、βの最大値は４．８５°となる。）。
【００６３】
言い換えれば、二面角効果を保存し、反射アレイが斜めの入射角に届かないようにするためには、角度βには制限がある。（この影響は、古典的な二面体にもまた存在することが思い起こされる。）そして、二面体はアパーチャーの角度によって特徴づけられると言われている。このアパーチャーの角度は、二面体のアレイを作ることで大きくすることができる。したがって、本発明によるコンパクトな二面体１０を得ることは、全く適切なこととなる。
【００６４】
［各リフレクターアレイの放射素子の形状］
それぞれのリフレクターアレイ１４ａ、１４ｂを構成する放射素子（セルともいう）として、多数の形状（環状素子、円形素子、長方形素子、正方形素子）から選ぶことが可能である。セル形状は基本的に、様々なセルのサイズによって達成されることができる位相シフトのトータルレンジの機能と、位相シフト法則の周波数挙動とによって選択される。シミュレーションを使うことで、環状セルは、最広域のレンジの周波数における可能な限り最良な線形の位相シフトの最大限の偏向量（excursion）を得ようと探したときに、良い妥協案であることが示されている。
【００６５】
［各リフレクターアレイのピッチ］
リフレクターアレイ１４ａ、１４ｂのそれぞれのピッチは、できる限りサイドローブ（特にアレイのローブ）のレベルの増大を制限するように選ばれる。したがって、このピッチは、λ／２よりも小さなものが選ばれる（このときλは作動波長（working wavelength）である）。
【００６６】
しかしながら、このアレイのピッチは、もしセル間の位相シフトに多様な変形の可能性を持たせようとして探すなら、小さ過ぎないほうがよい（バリエーションは、サイズにより定められる）。この選択はアレイピッチλ／２とλ／３との間のシミュレーションの比較に基づいている。シミュレーション結果は、アレイピッチλ／２の場合よりもサイドローブのレベルを下げることから、アレイピッチがλ／３であることが好ましいことを示している。
【００６７】
［各リフレクターアレイのサイズ］
それぞれのリフレクターアレイ１４ａ、１４ｂのサイズ（それぞれのパネル１１ａ、１１ｂのサイズ）は、装置１０（２つのリフレクターアレイを持つ二面体）の最大ＲＣＳレベルに影響する。それゆえ、アレイのサイズとＲＣＳの最大レベルとの間には、妥協が見出されなくてはならない。ある金属二面体について、ＲＣＳが最大であるとして、比較は同サイズの金属二面体との間で行うことができる。
【００６８】
［帯域幅の改良］
全てのアレイが周波数選択的な素子を有する場合においては、上記に提案された解決方法における帯域幅は制限される。
【００６９】
しかしながら、多数のアプリケーションにおいて帯域幅は問題とはならない。例えば、自動車の衝突防止レーダーにおいては、使用する周波数は既知であり、固定されている。したがって、広帯域は必要不可欠ではない。識別タイプのアプリケーションのケースにおいてもまた同じである。
【００７０】
もし、マルチ周波数オペレーション（すなわち異なる（分離可能な）周波数での操作が可能である）を達成することが要求されている場合、それぞれのプレート１１ａ、１１ｂは、もう１つの与えられた周波数のために、例えば正反射からの偏向を導入することを可能にする、少なくとももう１つの放射素子のアレイを含んでいる。言い換えると、それぞれのプレートは、Ｎが２以上の整数であるとして、個々に異なる作動周波数を有するＮ個のリフレクターアレイを含みうる。ある所与の変動性の法則に従って、アレイのピッチを変化させることの可能性についてもまた留意しなくてはならない。
【００７１】
図１０は、２つの作動周波数（Ｎ＝２）を有する図３の装置の変形例を示している。
・第１は、アレイ１４ａ、１４ｂに依存する。（図３の長方形の放射素子を有するものと同一である。）
・第２は、放射素子１４ａ’、１４ｂ’における第２のアレイに依存する。（円形パッチである放射素子を有する。）
【００７２】
もし、広帯域のオペレーションを得ようとするならば、それぞれのプレートに放射素子の単一アレイを設けることでも十分だが、基礎となる素子は広帯域でなくてはならない。この作用は、素子の幾何学形状の適用によって得られる（例えば、素子がいくつかの共振回路、同じ層上、あるいは複数の層構造上にプリントされたものなどがある）。
【００７３】
［第１の変形例：ＲＣＳの極小化］
アレイの位相法則の改良によって、ＲＣＳを極大化する代わりに、極小化することが可能にとなる。モノスタティック構成のレーダーの場合と異なる方向に入射波を送り返すステップが、用いられる。この拡張は、ステルスアプリケーションの達成を可能にする。
【００７４】
［第２の変形例：時間に対する位相法則の変更］
（図１１に示された）第２の変形では、装置は位相法則を時間に応じて変えるための手段を含み、したがって時間（ＲＣＳのアジリティー）に応じて装置におけるＲＣＳを変える。それぞれのアレイ１４ａ、１４ｂによって造られた位相シフトは、例えば能動回路（位相シフト回路）１１１によってコントロールされる。この場合、放射素子はそれぞれが可変な位相シフト（そしてもはや、図２、３、７〜９の例に合った位相シフトではない）を導入する放射素子である。そして（それぞれの放射素子におけるアレイの）改良手段は、放射素子におけるそれぞれのアレイと、それぞれが放射素子のうちの１つの位相シフトをコントロールする複数の能動回路１１１とを含む。この複数の能動回路は、入力において構築された装置のＲＣＳの要求された変更を示す値を受け取る適切なコマンド装置１１３（例えばプロセッサー）によってそれ自体がコントロールされている。このようなＲＣＳのアジリティーは、例えばその装置（二面体）のシグニチャー（signature）を表すことを可能にし、それによってその識別を容易にする。
【符号の説明】
【００７５】
１０            二面形状の装置
１１ａ、１１ｂ  プレート
１２ａ、１２ｂ  グラウンド平面
１３ａ、１３ｂ  誘電層
１４ａ、１４ｂ  放射素子
【図１Ａ．１Ｂ】
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【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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