(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導体板と、
前記第１の導体板と平行に配置されている第２の導体板と、
前記第１の導体板と前記第２の導体板との間に配置され、内部の空間に希ガスを封入している密閉容器と、
前記第１の導体板又は前記第２の導体板と前記密閉容器との間に配置されている誘電体と、
前記密閉容器の内部に設けられ、前記第１の導体板と接続されている第１の電極と、
前記密閉容器の内部に設けられている第２の電極と、
前記第２の電極に電圧を印加する電源と
を備えたマイクロストリップデバイス。
【請求項２】
前記密閉容器の内部空間の厚さより、前記誘電体の厚さが厚いことを特徴とする請求項１記載のマイクロストリップデバイス。
【請求項３】
内部の空間に希ガスを封入している密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置されている第１の導体板と、
前記密閉容器の内部に、前記第１の導体板と平行に配置されている第２の導体板と、
前記第１の導体板と前記第２の導体板との間に位置するように、前記密閉容器の内部空間の一部に配置されている誘電体と、
一端が前記第１の導体板と接続され、前記密閉容器を貫通するように他端が前記密閉容器の外側に出ている第１の接続導体と、
一端が前記第２の導体板と接続され、前記誘電体及び前記密閉容器を貫通するように他端が前記密閉容器の外側に出ている第２の接続導体と、
前記第１及び第２の接続導体の他端と接続されており、前記第１の接続導体と前記第２の接続導体との間に電圧を印加する電源と
を備えたマイクロストリップデバイス。
【請求項４】
前記密閉容器の内部の中で、前記希ガスを封入している空間部分の厚さより、前記誘電体の厚さが厚いことを特徴とする請求項３記載のマイクロストリップデバイス。
【請求項５】
前記第１及び第２の導体板、前記誘電体及び前記希ガスで形成される共振器の固有共振モードにおける電界零点の位置に、前記第２の接続導体が配置されていることを特徴とする請求項３または請求項４記載のマイクロストリップデバイス。
【請求項６】
前記第１の導体板と前記第２の導体板が、使用する電波の波長より狭い間隔で配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のマイクロストリップデバイス。
【請求項７】
第１の導体板と、
前記第１の導体板と平行に配置されている第２の導体板と、
前記第１の導体板と前記第２の導体板との間に配置され、内部の空間に希ガスを封入している密閉容器と、
前記第１の導体板又は前記第２の導体板と前記密閉容器との間に配置されている誘電体と、
前記密閉容器の内部に設けられ、前記第１の導体板と接続されている第１の電極と、
前記密閉容器の内部に設けられている第２の電極と、
前記第２の電極に電圧を印加する電源と
を備えたマイクロストリップデバイスが複数個並んでいるリフレクトアレー。
【請求項８】
内部の空間に希ガスを封入している密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置されている第１の導体板と、
前記密閉容器の内部に、前記第１の導体板と平行に配置されている第２の導体板と、
前記第１の導体板と前記第２の導体板との間に位置するように、前記密閉容器の内部空間の一部に配置されている誘電体と、
一端が前記第１の導体板と接続され、前記密閉容器を貫通するように他端が前記密閉容器の外側に出ている第１の接続導体と、
一端が前記第２の導体板と接続され、前記誘電体及び前記密閉容器を貫通するように他端が前記密閉容器の外側に出ている第２の接続導体と、
前記第１及び第２の接続導体の他端と接続されており、前記第１の接続導体と前記第２の接続導体との間に電圧を印加する電源と
を備えたマイクロストリップデバイスが複数個並んでいるリフレクトアレー。
【請求項９】
第１の導体板と、
前記第１の導体板と平行に配置されている第２の導体板と、
前記第１の導体板と前記第２の導体板との間に配置され、内部の空間に希ガスを封入している密閉容器と、
前記第１の導体板又は前記第２の導体板と前記密閉容器との間に配置されている誘電体と、
一端が前記第１の導体板と接続されている同軸線路の外導体と、
一端が前記第２の導体板と接続され、前記誘電体及び前記密閉容器を貫通するように他端が前記密閉容器の外側に出ている前記同軸線路の内導体と、
前記密閉容器の内部に設けられ、前記第１の導体板と接続されている第１の電極と、
前記密閉容器の内部に設けられている第２の電極と、
前記第２の電極に電圧を印加する電源と
を備えたマイクロストリップアンテナ。
【請求項１０】
前記密閉容器の内部空間の厚さより、前記誘電体の厚さが厚いことを特徴とする請求項９記載のマイクロストリップアンテナ。
【請求項１１】
内部の空間に希ガスを封入している密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置されている第１の導体板と、
前記密閉容器の内部に、前記第１の導体板と平行に配置されている第２の導体板と、
前記第１の導体板と前記第２の導体板との間に位置するように、前記密閉容器の内部空間の一部に配置されている誘電体と、
一端が前記第１の導体板と接続され、前記密閉容器を貫通するように他端が前記密閉容器の外側に出ている同軸線路の外導体と、
一端が前記第２の導体板と接続され、前記誘電体及び前記密閉容器を貫通するように他端が前記密閉容器の外側に出ている前記同軸線路の内導体と、
前記同軸線路の外導体及び内導体の他端と接続されている通信器と、
前記同軸線路の外導体及び内導体の他端と接続され、前記外導体と前記内導体との間に電圧を印加する電源と
を備えたマイクロストリップアンテナ。
【請求項１２】
前記密閉容器の内部の中で、前記希ガスを封入している空間部分の厚さより、前記誘電体の厚さが厚いことを特徴とする請求項１１記載のマイクロストリップアンテナ。
【請求項１３】
前記同軸線路の外導体及び内導体の他端と前記通信器との間に、前記通信器により送信又は受信される周波数帯以外の周波数の通過を阻止するフィルタが挿入されていることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載のマイクロストリップアンテナ。
【請求項１４】
前記同軸線路の外導体及び内導体の他端と前記電源との間に、前記電源により印加される電圧の周波数帯以外の周波数の通過を阻止するフィルタが挿入されていることを特徴とする請求項１１から請求項１３のうちのいずれか１項記載のマイクロストリップアンテナ。
【請求項１５】
前記第１の導体板と前記第２の導体板が、放射又は受信する電波の波長より狭い間隔で配置されていることを特徴とする請求項９から請求項１４のうちのいずれか１項記載のマイクロストリップアンテナ。
【請求項１６】
第１の導体板と、
前記第１の導体板と平行に配置されている第２の導体板と、
前記第１の導体板と前記第２の導体板との間に配置され、内部の空間に希ガスを封入している密閉容器と、
前記第１の導体板又は前記第２の導体板と前記密閉容器との間に配置されている誘電体と、
一端が前記第１の導体板と接続されている同軸線路の外導体と、
一端が前記第２の導体板と接続され、前記誘電体及び前記密閉容器を貫通するように他端が前記密閉容器の外側に出ている前記同軸線路の内導体と、
前記密閉容器の内部に設けられ、前記第１の導体板と接続されている第１の電極と、
前記密閉容器の内部に設けられている第２の電極と、
前記第２の電極に電圧を印加する電源と
を備えたマイクロストリップアンテナが複数個並んでいるマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項１７】
内部の空間に希ガスを封入している密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置されている第１の導体板と、
前記密閉容器の内部に、前記第１の導体板と平行に配置されている第２の導体板と、
前記第１の導体板と前記第２の導体板との間に位置するように、前記密閉容器の内部空間の一部に配置されている誘電体と、
一端が前記第１の導体板と接続され、前記密閉容器を貫通するように他端が前記密閉容器の外側に出ている同軸線路の外導体と、
一端が前記第２の導体板と接続され、前記誘電体及び前記密閉容器を貫通するように他端が前記密閉容器の外側に出ている前記同軸線路の内導体と、
前記同軸線路の外導体及び内導体の他端と接続されている通信器と、
前記同軸線路の外導体及び内導体の他端と接続され、前記外導体と前記内導体との間に電圧を印加する電源と
を備えたマイクロストリップアンテナが複数個並んでいるマイクロストリップアレーアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロストリップ構造を有するマイクロストリップデバイス、リフレクトアレー、マイクロストリップアンテナ及びマイクロストリップアレーアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、マイクロストリップ線路、マイクロストリップ共振器、マイクロストリップアンテナなどのマイクロストリップデバイスは、マイクロストリップ構造を有している。
マイクロストリップ構造は、使用する電磁波の波長より小さい間隔（電磁波の波長の約１０分の１以下の間隔）で略平行に配置されている２つの導体板から構成されているものである。
あるいは、上記のような２つの導体板を備えるとともに、２つの導体板の間に誘電体や磁性体を備えているものである。
【０００３】
２つの導体板のうち、一方の導体板は、地導体、地板又はグランド板などと呼ばれる。
例えば、地板の上方に細長い導体板を配置し、地板と細長い導体板の間で電磁波を伝搬させるマイクロストリップ構造がマイクロストリップ線路である。
また、地板の上方に多角形や円形の導体板を配置し、地板と多角形等の導体板との間に電磁波が侵入してきたときに特定の周波数で共振するマイクロストリップ構造がマイクロストリップ共振器であり、マイクロストリップ共振器に電磁波を供給して共振周波数付近の電磁波を空間に放射させるマイクロストリップ構造がマイクロストリップアンテナ（パッチアンテナ）である。
【０００４】
マイクロストリップデバイスであるマイクロストリップ線路の特性インピーダンスＺ０を求める近似式はいくつか提案されており、２つの導体板の間に誘電体が存在しない場合の近似式は、例えば、下記の式（１）で与えられる（例えば、非特許文献１を参照）。
0006305353.tif 000002
式（１）において、Ｗ０は線路導体（地板の上方に配置される細長い導体板）の幅、ｈは地板と線路導体との間の距離である。
【０００５】
一方、２つの導体板の間に誘電体が存在する場合の特性インピーダンスＺｃは、下記の式（２）で与えられる。
0006305353.tif 000003
式（２）において、εeffはマイクロストリップ線路の実効比誘電率である。
【０００６】
また、導体板の半径がａ、厚さ（２つの導体板の間の距離）がｈ、誘電体の比誘電率がεrのマイクロストリップ共振器又はマイクロストリップアンテナの共振周波数ｆｒは、下記の式（３）で与えられる（例えば、非特許文献２を参照）。
0006305353.tif 000004
【０００７】
以上より、マイクロストリップデバイスの共振周波数ｆｒは誘電体の比誘電率εrに依存することが分かる。
このため、何らかの手段で比誘電率εrを可変な構造にすれば、マイクロストリップデバイスの特性を可変にすることが可能になる。
例えば、以下の特許文献１には、２つの導体板の間に電極を有する密封容器が配置されているマイクロストリップ共振器が開示されており、このマイクロストリップ共振器では、電極に電圧を印加することで、密封容器内にプラズマ状態を作り出す際、その印加電圧を調整することで、マイクロストリップ共振器の共振周波数ｆｒを動的に制御するようにしている。即ち、マイクロストリップ共振器の特性を動的に制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−９６７２６号公報（段落番号［００１４］、図１）
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】小西良弘、実用マイクロ波回路設計ガイド、総合電子出版社、東京、1996年
【非特許文献２】羽石操、平澤一紘、鈴木康夫、小形・平面アンテナ、電子情報通信学会、1996年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のマイクロストリップデバイスは以上のように構成されているので、共振周波数ｆｒを動的に制御することができるが、共振周波数ｆｒを制御することが可能な範囲が狭いという課題があった。
共振周波数ｆｒを制御することが可能な範囲が狭い理由は、下記の通りである。
まず、非衝突性・低温プラズマの比誘電率εrは下記の式（４）で与えられる。
0006305353.tif 000005
式（４）において、ｎｅは電子密度、ｍｅは電子の質量、ｅは電子の電荷、ε０は真空の誘電率、ωは電磁波の角周波数である。
電子密度ｎｅ以外は定数であり、電極に印加する電圧や電流を変化させることで、プラズマ周波数ｆｐ＝ωｐ／２πを変化させることができ、その結果、プラズマの比誘電率εrを動的に制御することが可能となる。式（４）から分かるように、比誘電率εrの最大値は１で最小値はマイナスの無限大である。
しかしながら、プラズマの比誘電率εrが負のときは、電磁波がプラズマの内部に侵入することができないので、共振周波数ｆｒを制御することが可能な有効範囲は０＜εr≦１である。従って、例えば円形のマイクロストリップ共振器の場合、共振周波数ｆｒの下限値が下記の式（５）のようになり、この下限値より共振周波数ｆｒを低くすることができないため、共振周波数ｆｒを制御することが可能な範囲が狭いものとなる。
0006305353.tif 000006
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、共振周波数を制御することが可能な範囲を広げることができるマイクロストリップデバイス、リフレクトアレー、マイクロストリップアンテナ及びマイクロストリップアレーアンテナを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るマイクロストリップデバイスは、第１の導体板と、第１の導体板と平行に配置されている第２の導体板と、第１の導体板と第２の導体板との間に配置され、内部の空間に希ガスを封入している密閉容器と、第１の導体板又は第２の導体板と密閉容器との間に配置されている誘電体と、密閉容器の内部に設けられ、第１の導体板と接続されている第１の電極と、密閉容器の内部に設けられている第２の電極と、第２の電極に電圧を印加する電源とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、第１の導体板又は第２の導体板と密閉容器との間に誘電体を配置するように構成したので、共振周波数を制御することが可能な範囲を広げることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１によるマイクロストリップ共振器を示す構成図である。
【図２】プラズマ４の比誘電率εr1を変化させてマイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveを計算した結果を示す説明図である。
【図３】マイクロストリップ共振器の共振周波数の変化を計算した結果を示す説明図である。
【図４】図１のマイクロストリップ共振器が複数個並んでいるリフレクトアレーを示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるマイクロストリップ共振器を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるマイクロストリップアンテナを示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４によるマイクロストリップアンテナを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態１．
この実施の形態１では、マイクロストリップデバイスがマイクロストリップ共振器である例を説明する。
図１はこの発明の実施の形態１によるマイクロストリップ共振器を示す構成図である。
図１において、地板１は第１の導体板であり、パッチ導体２は多角形や円形の形状をなしている第２の導体板である。
地板１とパッチ導体２は概ね平行に配置されており、地板１とパッチ導体２の間隔は、外部から到来する電磁波（使用する電波）の波長より狭い間隔である。例えば、電磁波の波長の約１０分の１以下の間隔である。
【００１６】
密閉容器３は地板１とパッチ導体２との間に配置され、内部の空間にアルゴン、ネオン、ヘリウムなどの希ガスを封入している。このため、後述する電極７に電圧が印加されることで、密閉容器３の内部には気体のプラズマ４が発生する。
誘電体５はパッチ導体２と密閉容器３の間に配置されている。
【００１７】
電極６は密閉容器３の内部に設けられ、地板１と接続されている第１の電極である。
電極７は密閉容器３の内部に設けられている第２の電極である。
電源８は密閉容器３の内部空間にプラズマ４を発生させる際に、電極７に電圧を印加する。その印加電圧を調整することで、図１のマイクロストリップ共振器の共振周波数を動的に制御することができる。
【００１８】
次に動作について説明する。
外部から電磁波が図１のマイクロストリップ共振器に到来したとき、その電磁波の周波数帯が、マイクロストリップ共振器の共振周波数ｆｒに近い周波数帯（電磁波の周波数がマイクロストリップアンテナの共振周波数ｆｒと一致する場合を含む）であれば、地板１とパッチ導体２に大きな電流が流れるため、地板１とパッチ導体２の間や、地板１とパッチ導体２の周辺に電磁界が励振される。
この電磁界の分布は、基本的にマイクロストリップ共振器に固有のモードになる。即ち、地板１とパッチ導体２の間の誘電体５の特性と、パッチ導体２の形状とで決まるモードになる。
【００１９】
マイクロストリップ共振器に電磁界が励振されると、マイクロストリップ共振器が電磁波を再放射するように作用する。
このとき、電源８が電極７に印加する電圧や電流を変化させることで、密閉容器３の内部に生じるプラズマ４の周波数ｆｐ＝ωｐ／２πを変化させることができる。その結果、マイクロストリップ共振器から再放射させる電磁波の周波数を動的に制御することが可能になる。
【００２０】
地板１とパッチ導体２の間に複数の誘電体層がある場合のマイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveは、静電近似を用いることで、下記の式（６）のように近似的に求めることができる。
0006305353.tif 000007
式（６）において、ｔ１はプラズマ４の厚さ（密閉容器３の内部空間の厚さ）、ｔ２は誘電体５の厚さ、εr1はプラズマ４の比誘電率、εr2は誘電体５の比誘電率である。
【００２１】
図２はプラズマ４の比誘電率εr1を変化させてマイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveを計算した結果を示す説明図である。
図２の実効比誘電率εr_aveの計算例では、ｔ２＝３ｔ１、εr2＝９としている。
図２において、実線は特許文献１に開示されているマイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveを示し、破線は実施の形態１における図１のマイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveを示している。
この計算例では、特許文献１に開示されているマイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveが０．０〜１．０の範囲で可変することができるが、図１のマイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveは、０．０〜約２．６の範囲で可変することができ、実効比誘電率の可変範囲が広がっていることが分かる。
【００２２】
図２の計算結果は、プラズマ４の厚さｔ１より誘電体５の厚さｔ２が厚い例を示しており（ｔ２／ｔ１＞１）、具体的にはｔ２＝３ｔ１の例を示しているため、図１のマイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveの最大値が約２．６になっているが、更にｔ２／ｔ１を大きな値にすれば、実効比誘電率εr_aveの最大値を更に大きくすることができる。
したがって、マイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveの可変範囲を広げるためには、ｔ２／ｔ１を極力大きくすることが望ましい。
【００２３】
図３はマイクロストリップ共振器の共振周波数の変化を計算した結果を示す説明図である。
図３に示している共振周波数ｆｒは、図２の計算結果である実効比誘電率εr_aveを用いて、式（５）によって計算している。
図３において、実線は特許文献１に開示されているマイクロストリップ共振器の共振周波数を示し、破線は実施の形態１における図１のマイクロストリップ共振器の共振周波数を示している。
横軸はプラズマ４の比誘電率εr1、縦軸はマイクロストリップ共振器の共振周波数ｆｒであり、地板１とパッチ導体２の間が真空であるのときの共振周波数で規格化している。
この実施の形態１における図１のマイクロストリップ共振器では、パッチ導体２と密閉容器３の間に誘電体５を配置しているので、図３に示すように、特許文献１に開示されているマイクロストリップ共振器よりも、共振周波数ｆｒの可変範囲をより低い周波数まで拡張することができている。
【００２４】
図４は図１のマイクロストリップ共振器が複数個並んでいるリフレクトアレーを示す斜視図である。
図４の例では、６４個（８×８個）のマイクロストリップ共振器が導体板１１の上に並べられている。
リフレクトアレーは、アレーを構成する各素子（マイクロストリップ共振器）の励振位相を所望の分布に制御して、外部から到来する電磁波を所望の方向へ反射させるものである。
各素子の励振位相は、各素子固有の共振周波数ｆｒに依存するため、パッチ導体２の形状・寸法、地板１とパッチ導体２の間の距離、実効比誘電率εr_aveを変えることで制御することができる。
この実施の形態１の場合、アレーを構成する各素子であるマイクロストリップ共振器毎に、電源８が電極７に印加する電圧や電流を調整することによって、共振周波数ｆｒを制御することが可能であるため、各素子の励振位相を所望の分布に制御して、リフレクトアレーによる到来波の反射方向を動的に制御することが可能になる。
【００２５】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、パッチ導体２と密閉容器３の間に誘電体５を配置するように構成したので、共振周波数ｆｒを制御することが可能な範囲を広げることができる効果を奏する。
また、この実施の形態１によれば、電源８が電極７に印加する電圧や電流を調整することで、到来波の反射方向を動的に制御することができる効果を奏する。
【００２６】
この実施の形態１では、誘電体５がパッチ導体２と密閉容器３の間に配置されている例を示しているが、誘電体５が地板１と密閉容器３の間に配置されているものであってもよく、同様の効果を奏することができる。
【００２７】
実施の形態２．
この実施の形態２では、マイクロストリップデバイスがマイクロストリップ共振器である例を説明する。
図５はこの発明の実施の形態２によるマイクロストリップ共振器を示す構成図であり、図５において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
密閉容器２１は図１の密閉容器３と同様に、内部の空間に希ガスを封入しているが、図１の密閉容器３と異なり、内部空間の一部に誘電体５が配置されている。
【００２８】
図５の例では、内部の下層側に誘電体５が配置されて、内部の上層側に希ガスを封入しているが、内部の上層側に誘電体５が配置されて、内部の下層側に希ガスを封入しているものであってもよい。
この実施の形態２でも、マイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveの可変範囲を広げるため、希ガスを封入している内部空間の厚さｔ１より、誘電体５の厚さｔ２を厚くすることで、ｔ２／ｔ１を極力大きくすることが望ましい。
また、密閉容器２１は図１の密閉容器３と異なり、地板１とパッチ導体２が内部に略平行に配置されている。
地板１とパッチ導体２が密閉容器２１の内部に配置される場合でも、地板１とパッチ導体２の間隔は、外部から到来する電磁波（使用する電波）の波長より狭い間隔である。例えば、電磁波の波長の約１０分の１以下の間隔である。
【００２９】
接続導体２２は一端が地板１と接続され、密閉容器２１を貫通するように他端が密閉容器２１の外側に出ている第１の接続導体である。
接続導体２３は一端がパッチ導体２と接続され、誘電体５及び密閉容器２１を貫通するように他端が密閉容器２１の外側に出ている第２の接続導体である。
なお、接続導体２３の配置位置は、どこの位置であっても、マイクロストリップ共振器として動作するが、地板１、パッチ導体２、プラズマ４及び誘電体５で形成されるマイクロストリップ共振器の固有共振モードで動作させたい場合には、その固有モードにおける電界零点の位置又は電界が非常に小さい位置に、接続導体２３を配置することが望ましい。
電源２４は密閉容器２１の内部空間にプラズマ４を発生させる際に、接続導体２２と接続導体２３との間に電圧を印加する。その印加電圧を調整することで、図５のマイクロストリップ共振器の共振周波数を動的に制御することができる。
【００３０】
次に動作について説明する。
外部から電磁波が図５のマイクロストリップ共振器に到来したとき、その電磁波の周波数帯が、マイクロストリップ共振器の共振周波数ｆｒに近い周波数帯であれば、図１のマイクロストリップ共振器と同様に、地板１とパッチ導体２に大きな電流が流れるため、地板１とパッチ導体２の間や、地板１とパッチ導体２の周辺に電磁界が励振される。
この電磁界の分布は、基本的にマイクロストリップ共振器に固有のモードになる。即ち、地板１とパッチ導体２の間の誘電体５の特性と、パッチ導体２の形状とで決まるモードになる。
【００３１】
マイクロストリップ共振器に電磁界が励振されると、マイクロストリップ共振器が電磁波を再放射するように作用する。
このとき、電源２４が接続導体２２と接続導体２３との間に印加する電圧や電流を変化させることで、密閉容器２１の内部に生じるプラズマ４の周波数ｆｐ＝ωｐ／２πを変化させることができる。その結果、上記実施の形態１と同様に、マイクロストリップ共振器から再放射させる電磁波の周波数を動的に制御することが可能になる。
【００３２】
この実施の形態２でも、希ガスを封入している空間部分の厚さｔ１より、誘電体５の厚さｔ２を厚くすることで、上記実施の形態１と同様に、マイクロストリップ共振器の実効比誘電率εr_aveの可変範囲を広げることができる。
また、この実施の形態２でも、地板１とパッチ導体２の間に誘電体５を配置しているので、上記実施の形態１と同様に、特許文献１に開示されているマイクロストリップ共振器よりも、共振周波数ｆｒの可変範囲をより低い周波数まで拡張することができる。
【００３３】
よって、この実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、共振周波数ｆｒを制御することが可能な範囲を広げることができる効果を奏する。
また、電源２４が接続導体２２と接続導体２３との間に印加する電圧や電流を変化させることで、到来波の反射方向を動的に制御することができる効果を奏する。
この実施の形態２によれば、地板１とパッチ導体２を電極として利用しているため、図１に示すような電極６，７を設けることなく、プラズマ４を発生させることができるようになり、製作コストを低減することができる。
【００３４】
この実施の形態２でも、図４に示すように、導体板１１の上に図５のマイクロストリップ共振器を複数個並べることで、上記実施の形態１と同様にリフレクトアレーを構成することができる。
図５のマイクロストリップ共振器では、電極６，７を不要にして低コスト化が図られているので、リフレクトアレーが実装するマイクロストリップ共振器の個数が増える程、大きな低コスト化が図られる。
【００３５】
実施の形態３．
この実施の形態３では、マイクロストリップデバイスがマイクロストリップアンテナである例を説明する。
図６はこの発明の実施の形態３によるマイクロストリップアンテナを示す構成図であり、図６において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
同軸線路３０の外導体３１は一端が地板１と接続されている。
同軸線路３０の内導体３２は一端がパッチ導体２と接続され、誘電体５及び密閉容器３を貫通するように他端が密閉容器３の外側に出ている。
【００３６】
上記実施の形態１では、マイクロストリップデバイスがマイクロストリップ共振器である例を示したが、同軸線路３０の外導体３１を地板１と接続し、同軸線路３０の内導体３２をパッチ導体２と接続とすることで、マイクロストリップデバイスがマイクロストリップアンテナとして動作する。
即ち、外部から電磁波が図６のマイクロストリップアンテナに到来したとき、その電磁波の周波数帯が、マイクロストリップアンテナの共振周波数ｆｒに近い周波数帯（電磁波の周波数がマイクロストリップアンテナの共振周波数ｆｒと一致する場合を含む）であれば、地板１とパッチ導体２に大きな電流が流れて、その電流が同軸線路３０に流れるため、受信アンテナとして動作する。
逆に、同軸線路３０から地板１とパッチ導体２に電流を流せば、マイクロストリップアンテナの共振周波数ｆｒと近い周波数帯の電磁波を放射する送信アンテナとして動作する。
このとき、電源８が電極７に印加する電圧や電流を変化させることで、密閉容器３の内部に生じるプラズマ４の周波数ｆｐ＝ωｐ／２πを変化させることができるため、マイクロストリップアンテナにより受信させる電磁波の周波数や、マイクロストリップアンテナから放射させる電磁波の周波数を動的に制御することが可能になる。
【００３７】
マイクロストリップデバイスをマイクロストリップアンテナとして動作させる場合も、上記実施の形態１と同様に、パッチ導体２と密閉容器３の間に誘電体５を配置するように構成したので、共振周波数ｆｒを制御することが可能な範囲を広げることができる効果を奏する。
【００３８】
この実施の形態３では、誘電体５がパッチ導体２と密閉容器３の間に配置されている例を示しているが、誘電体５が地板１と密閉容器３の間に配置されているものであってもよく、同様の効果を奏することができる。
【００３９】
上記実施の形態１では、導体板１１の上にマイクロストリップ共振器を複数個並べることで、リフレクトアレーを構成するものを示したが、導体板１１の上に図６のマイクロストリップアンテナを複数個並べることで、マイクロストリップアレーアンテナを構成するようにしてもよい。
【００４０】
実施の形態４．
この実施の形態４では、マイクロストリップデバイスがマイクロストリップアンテナである例を説明する。
図７はこの発明の実施の形態４によるマイクロストリップアンテナを示す構成図であり、図７において、図５及び図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
通信器４１は送信器、受信器あるいは送受信器であり、同軸線路３０の外導体３１及び内導体３２の他端と接続されている。
帯域通過フィルタ４２は同軸線路３０の外導体３１及び内導体３２の他端と通信器４１の間に挿入され、通信器４１により送信又は受信される周波数帯以外の周波数の通過を阻止するフィルタである。
電源４３は密閉容器２１の内部にプラズマ４を発生させる際に、同軸線路３０の外導体３１と内導体３２との間に電圧を印加する。その印加電圧を調整することで、図７のマイクロストリップアンテナの共振周波数を動的に制御することができる。
帯域通過フィルタ４４は同軸線路３０の外導体３１及び内導体３２の他端と電源４３の間に挿入され、電源４３により印加される電圧の周波数帯以外の周波数の通過を阻止するフィルタである。
【００４１】
上記実施の形態２では、マイクロストリップデバイスがマイクロストリップ共振器である例を示したが、同軸線路３０の外導体３１を地板１と接続し、同軸線路３０の内導体３２をパッチ導体２と接続とすることで、マイクロストリップデバイスがマイクロストリップアンテナとして動作する。
即ち、外部から電磁波が図７のマイクロストリップアンテナに到来したとき、その電磁波の周波数帯が、マイクロストリップアンテナの共振周波数ｆｒに近い周波数帯であれば、地板１とパッチ導体２に大きな電流が流れて、その電流が同軸線路３０に流れたのち、通信器４１に受信される。
逆に、通信器４１が信号を送信すれば、同軸線路３０から地板１とパッチ導体２に電流が流れるため、マイクロストリップアンテナの共振周波数ｆｒと近い周波数帯の電磁波が放射される。
【００４２】
マイクロストリップデバイスをマイクロストリップアンテナとして動作させる場合も、上記実施の形態２と同様に、地板１とパッチ導体２の間に誘電体５を配置するように構成したので、共振周波数ｆｒを制御することが可能な範囲を広げることができる効果を奏する。
また、図７のマイクロストリップアンテナでは、図６に示すような電極６，７を設けることなく、プラズマ４を発生させることができるため、製作コストを低減することができる。
【００４３】
この実施の形態４では、密閉容器２１の内部の下層側に誘電体５が配置されて、内部の上層側に希ガスを封入しているが、内部の上層側に誘電体５が配置されて、内部の下層側に希ガスを封入しているものであってもよく、同様の効果を奏することができる。
【００４４】
上記実施の形態２では、導体板１１の上にマイクロストリップ共振器を複数個並べることで、リフレクトアレーを構成するものを示したが、導体板１１の上に図７のマイクロストリップアンテナを複数個並べることで、マイクロストリップアレーアンテナを構成するようにしてもよい。
図７のマイクロストリップアンテナでは、電極６，７を不要にして低コスト化が図られているので、マイクロストリップアレーアンテナが実装するマイクロストリップアンテナの個数が増える程、大きな低コスト化が図られる。
【００４５】
上記実施の形態１〜４では、マイクロストリップアンテナやリフレクトアレーへの応用について説明したが、本発明の技術は、マイクロストリップ線路を用いた平面回路におけるショートスタブ、オープンスタブ、マイクロストリップ共振器型フィルタの特性を可変にすることについても応用可能である。
【００４６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  地板（第１の導体板）、２  パッチ導体（第２の導体板）、３  密閉容器、４  プラズマ、５  誘電体、６  電極（第１の電極）、７  電極（第２の電極）、８  電源、１１  導体板、２１  密閉容器、２２  接続導体（第１の接続導体）、２３  接続導体（第２の接続導体）、２４  電源、３０  同軸線路、３１  外導体、３２  内導体、４１  通信器、４２  帯域通過フィルタ、４３  電源、４４  帯域通過フィルタ。
【図１】
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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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