(57)【要約】【課題】  カットオフ周波数などの回路特性を連続的に変更することができるマイクロストリップラインからなるデバイスを導電性流体を使用することにより提供すること。【解決手段】  導電性流体使用デバイス１０は、誘電体からなる基体１１を備える。基体１１は、導電性流体（例えば、水銀）ＬＭを収容するとともに導電性流体ＬＭが移動可能な流路１１ｂ１，１１ｂ２を備える。基体の一面には平面状の接地電極が設けられている。導電性流体使用デバイス１０は、導電性流体ＬＭを前記流路内において移動させるためのアクチュエータを備え、このアクチュエータの作動により導電性流体ＬＭを前記流路内で移動させ、伝送線路の形状を変更する。これにより、インダクタンスや容量等を連続的に変更し、所望の回路特性を備えるマイクロストリップラインを提供する。【選択図】  図９
2005117636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性流体が移動可能な流路を備えた誘電体からなる基体と、
前記基体の一部であって前記流路から所定の距離だけ離れた位置に設けられた接地電極と、
前記導電性流体を前記流路内において移動させることにより少なくとも同導電性流体からなる伝送線路の形状を変更するアクチュエータと、
を備え、
前記導電性流体の移動により回路特性を連続的に変更可能な高周波回路を構成した導電性流体使用デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の導電性流体使用デバイスであって、
前記流路内に固体導電体からなる基本伝送線路が形成され、
前記導電性流体を前記流路内において前記基本伝送線路と接触させながら移動させることにより同基本伝送線路と同導電性流体とからなる前記伝送線路の形状を変更するように構成した導電性流体使用デバイス。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の導電性流体使用デバイスにおいて、
前記アクチュエータは、ダイヤフラムと同ダイヤフラムに固定された圧電／電歪膜とを備え、同圧電／電歪膜に印加される電圧の大きさに応じた量だけ同ダイヤフラムが変形することにより前記導電性流体を前記流路内において任意の距離だけ移動するように構成された圧電ポンプである導電性流体使用デバイス。
【請求項４】
薄板状に広がる空間を内部に有する誘電体からなる基体と、
前記薄板状の空間と平行に広がる平面部を有するように前記基体の一部に設けられた接地電極と、
前記空間に連通した連通路と、
導電性流体を前記連通路を介して前記空間に流入出し同空間内において少なくとも同導電性流体により構成される平面パッチ電極の面積を連続的に変更させるためのアクチュエータと、
を備え、前記平面パッチ電極の面積を連続的に変更することにより可変同調マイクロストリップアンテナを構成した導電性流体使用デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の導電性流体使用デバイスであって、
前記空間内に薄板状の固体電極が形成され、
前記導電性流体を前記固体電極と接触させながら移動させて同導電性流体と同固体電極とにより構成される前記平面パッチ電極の面積を連続的に変更させるように構成した導電性流体使用デバイス。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の導電性流体使用デバイスにおいて、
前記アクチュエータは、ダイヤフラムと同ダイヤフラムに固定された圧電／電歪膜とを備え、同圧電／電歪膜に印加される電圧の大きさに応じた量だけ同ダイヤフラムが変形することにより前記導電性流体を前記空間内において任意の距離だけ移動するように構成された圧電ポンプである導電性流体使用デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性流体を移動することにより、フィルタのカットオフ周波数やアンテナの同調周波数などの回路特性（電気的特性）を連続的に変更することができるデバイスを提供し得る導電性流体使用デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロストリップラインは、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ノッチフィルタ及びバンドパスフィルタなどの高周波信号用のフィルタやアンテナとして利用される。例えば、特許文献１には、半導体基板の一方の面に形成された伝送線路（信号線路）と、この伝送線路と前記半導体基板の他方の面に形成された接地導体との間にデュアルゲートＦＥＴからなる可変容量素子とを備え、同デュアルゲートＦＥＴのスイッチング状態を変更することでカットオフ周波数を可変とするローパスフィルタが開示されている。
【特許文献１】特開平５−７１０２号公報（第１欄及び第２欄、図１及び図２）
【０００３】
しかしながら、上記公報に記載されたローパスフィルタは、ＦＥＴのスイッチング状態に応じてキャパシタンスを段階的に変更するものであるので、カットオフ周波数等の回路特性を連続的に変更できないという問題がある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的の一つは、カットオフ周波数などの回路特性を連続的に変更することができるデバイスを提供することにある。
【０００５】
本発明の導電性流体使用デバイスは導電性流体が移動可能な流路を備えた誘電体からなる基体と、前記基体の一部であって前記流路から所定の距離だけ離れた位置に設けられた接地電極と、前記導電性流体を前記流路内において移動させることにより少なくとも同導電性流体からなる伝送線路の形状を変更するアクチュエータと、を備え、前記導電性流体の移動により回路特性を連続的に変更可能な高周波回路を構成したデバイスである。
【０００６】
これによれば、誘電体を挟んで形成された接地電極と伝送線路とからなるマイクロストリップラインの同伝送線路の形状（例えば、幅や長さ）が導電性流体の移動により変更されるので、所望の回路特性を有するデバイスを一つのデバイスにより構成することができる。
【０００７】
上記発明の態様において、導電性流体使用デバイスは、前記流路内に固体導電体からなる基本伝送線路が形成され、前記導電性流体を前記流路内において前記基本伝送線路と接触させながら移動させることにより同基本伝送線路と同導電性流体とからなる伝送線路の形状を変更するように構成される。このように、前記基本伝送線路を有することにより、少量の導電性流体を移動させるだけで回路特性を変化させることが可能となる。また、導電性流体に対して濡れ性を有する固体導電体を前記基本伝送線路に用いれば、導電性流体の形状を容易に保持することもできる。更に、この固体導電体が高い導電性を有するように構成すれば、基本伝送線路部分の断線を防止したり、損失を低下させることが可能である。以上のことから、固体導電体は、上記導電性流体使用デバイスの基本伝送線路として好適である。
【０００８】
上記発明の態様において、前記アクチュエータは、ダイヤフラムと同ダイヤフラムに固定された圧電／電歪膜とを備えた圧電ポンプである。圧電ポンプは、印加される電圧の大きさに応じた量だけダイヤフラムを変形させ、これにより所望の量の流体を吐出及び吸引可能なポンプである。従って、圧電ポンプは、導電性流体を任意の距離だけ移動させる上記導電性流体使用デバイスのアクチュエータとして好適である。
【０００９】
本発明による他の導電性流体使用デバイスは、薄板状に広がる空間を内部に有する誘電体からなる基体と、前記薄板状の空間と平行に広がる平面部を有するように前記基体の一部に設けられた接地電極と、前記空間に連通した連通路と、導電性流体を前記連通路を介して前記空間に流入出し同空間内において少なくとも同導電性流体により構成される平面パッチ電極の面積を連続的に変更させるためのアクチュエータと、を備え、前記平面パッチ電極の面積を連続的に変更することにより可変同調マイクロストリップアンテナを構成したデバイスである。
【００１０】
誘電体を挟んで互いに平行に形成された平面パッチ電極と接地電極とからなるマイクロストリップアンテナは、平面パッチ電極の面積を変更することにより同調周波数（の波長）を変更することができる。従って、上記構成によれば、平面パッチ電極の面積を導電性流体の移動により連続的に変更できるので、任意の周波数に同調可能なマイクロストリップアンテナを提供することができる。
【００１１】
上記発明の態様において、導電性流体使用デバイスは前記空間内に薄板状の固体電極が形成され、前記導電性流体を前記固体電極と接触させながら移動させて同導電性流体と同固体電極とにより構成される平面パッチ電極の面積を連続的に変更させるように構成される。このように、前記固体電極を有することにより、少量の導電性流体を移動させるだけで回路特性を変化させることが可能となる。また、導電性流体に対して濡れ性を有する固体電極を用いれば、導電性流体の形状を容易に保持することもできる。更に、この固体電極を用いることなく導電性流体のみにより平面パッチ電極を構成した場合、導電性流体の一部が分離（導電性流体が分裂）し、同平面パッチ電極が予期せぬ形状となってしまう恐れがあるところ、上記のように固体電極を用いれば、このような恐れがない。従って、回路特性が所望の特性とは異なる特性となってしまうことを回避でき、或いは、損失を低下させることができる。
【００１２】
上記発明の態様において、前記アクチュエータは、ダイヤフラムと同ダイヤフラムに固定された圧電／電歪膜とを備えた圧電ポンプである。圧電ポンプは、印加される電圧の大きさに応じた量だけダイヤフラムを変形させ、これにより所望の量の流体を吐出及び吸引可能なポンプである。従って、圧電ポンプは、導電性流体を前記空間に流入出し同空間内において前記固体電極と同導電性流体とにより構成される平面パッチ電極の面積を連続的に変更させるためのアクチュエータとして好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による導電性流体使用デバイスの各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る導電性流体使用デバイス１０は、ローパスフィルタとして機能するものであって、図１乃至図６に示されている。図１は導電性流体使用デバイス１０の平面図（後述するＺ軸正方向から見た図）、図２は導電性流体使用デバイス１０の正面図（後述するＸ軸正方向から見た図）である。図３乃至図５は、図１に示した１−１線に沿った平面、２−２線に沿った平面及び３−３線に沿った平面にて導電性流体使用デバイス１０をそれぞれ切断した断面図である。図６は、この導電性流体使用デバイス１０の等価回路図である。この導電性流体使用デバイス１０は、基体１１と、接地電極１２と、ポンプ１３とを備えている。
【００１５】
基体１１は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に沿って延びる各辺を有する略直方体形状を有している。基体１１のＸ軸方向長さ及びＹ軸方向長さは、何れも基体１１のＺ軸方向長さに比べて極めて大きい。換言すると、基体１１はＺ軸方向に厚みを有する薄膜状である。基体１１は、固体の誘電体から構成されている。基体１１は、内部に固体薄膜状の導体からなる基本伝送線路１１ａと非圧縮性の導電性流体（例えば、水銀などの液体金属）の流路１１ｂとを備えている。
【００１６】
基本伝送線路１１ａは、基体１１の上面及び下面と平行な面を有するように形成されている。基本伝送線路１１ａは、基体１１のＹ軸方向略中央部であってＸ軸方向に沿って直線状に伸びるＸ軸方向基本伝送線路１１ａ１と、Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１と直交してＹ軸方向に沿って直線状に伸びる３本のＹ軸方向基本伝送線路１１ａ２とを備えている。
【００１７】
Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１は、基体１１のＸ軸負方向端部からＸ軸正方向端部まで存在している。Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１は、Ｙ軸方向の長さが相対的に長い幅広部１１ａ１１と、Ｙ軸方向の長さが相対的に短い幅狭部１１ａ１２とを備えている。
【００１８】
Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１の幅広部１１ａ１１は、基体１１のＸ軸負方向端部から最もＸ軸負方向側のＹ軸方向基本伝送線路１１ａ２までの間と、基体１１のＸ軸正方向端部から最もＸ軸正方向側のＹ軸方向基本伝送線路１１ａ２までの間とにそれぞれ形成されている。Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１の幅狭部１１ａ１２は、最もＸ軸負方向側のＹ軸方向基本伝送線路１１ａ２から最もＸ軸正方向側のＹ軸方向基本伝送線路１１ａ２までの間に形成されている。Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１の幅狭部１１ａ１２の幅はＷ１である。
【００１９】
Ｙ軸方向基本伝送線路１１ａ２は、基体１１のＸ軸負方向端部から所定の第１距離だけ離れた部分、基体１１のＸ軸方向略中央部、及び基体１１のＸ軸正方向端部から第１距離だけ離れた部分の３箇所に位置している。Ｙ軸方向基本伝送線路１１ａ２のそれぞれは、基体１１のＹ軸方向中央（即ち、Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１の中心線）から距離Ｌ１だけＹ軸正方向及びＹ軸負方向に伸びている。即ち、Ｙ軸方向基本伝送線路１１ａ２のそれぞれは、Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１の中心線に対して線対称である。
【００２０】
導電性流体の流路１１ｂは、Ｘ軸方向に沿って伸びるＸ軸方向流路１１ｂ１と、Ｙ軸方向に沿って伸びる３本のＹ軸方向流路１１ｂ２とを備えている。
【００２１】
Ｘ軸方向流路１１ｂ１は、図１及び図４に示したように、Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１の幅狭部１１ａ１２の幅Ｗ１よりも大きい幅を有している。Ｘ軸方向流路１１ｂ１は、平面視においてＸ軸方向基本伝送線路１１ａ１の中心線に対して線対称である。Ｘ軸方向流路１１ｂ１は、Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１（の幅狭部１１ａ１２）の上部に形成されている。換言すると、Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１（の幅狭部１１ａ１２）は、Ｘ軸方向流路１１ｂ１の底部（溝部）に形成されていることになる。
【００２２】
Ｙ軸方向流路１１ｂ２のそれぞれは、図１及び図３から理解されるように、細長の直方体形状を有し、Ｙ軸方向基本伝送線路１１ａ２の幅（Ｘ軸方向長さ）と略等しい幅を有している。Ｙ軸方向基本伝送線路１１ａ２は、Ｙ軸方向流路１１ｂ２の底部に形成されている。Ｙ軸方向流路１１ｂ２のそれぞれは、基体１１のＹ軸方向中央（即ち、Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１の中心線）から距離Ｌ１よりも大きい所定距離だけＹ軸正方向及びＹ軸負方向に伸びている。即ち、Ｙ軸方向流路１１ｂ２のそれぞれは、Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１の中心線に対して線対称である。
【００２３】
接地電極１２は、基体１１の下面全体に形成されている。接地電極１２は、薄膜状の導体からなっている。
【００２４】
ポンプ１３は、導電性流体を流路１１ｂ内にて移動するためのアクチュエータである。ポンプ１３は、ポンプ室形成部１３ａと、圧電素子１３ｂ（圧電／電歪膜）とからなる圧電ポンプである。ポンプ１３は、基体１１の略中央部において、基体１１の上面に固定されている。
【００２５】
ポンプ室形成部１３ａは、図２に示したように、上面が閉止され下面が開放されたポンプ室１３ｃを形成している。ポンプ室形成部１３ａの上壁はセラミックダイヤフラムである。ポンプ室１３ｃは、図１に示したように、平面視で略正方形の空間である。ポンプ室１３ｃには導電性流体移動用流体Ｆ１が収容されている。ポンプ室１３ｃは基体１１の中央部においてＺ軸方向に沿って伸びる連通路１１ｃを介して、Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１の幅狭部１１ａ１２とＹ軸方向基本伝送線路１１ａ２とが交差する位置上部にて、流路１１ｂと連通している。
【００２６】
圧電素子１３ｂは、ポンプ室形成部１３ａの上壁の上に焼成により一体的に固定されている。圧電素子１３ｂは、圧電膜と同圧電膜を挟むすくなくとも一対の電極とからなる膜型圧電素子である。
【００２７】
圧電素子１３ｂの図示しない電極間に駆動電圧Ｖが印加されたとき、圧電素子１３ｂはポンプ室１３ｃの上壁を駆動電圧Ｖに応じた量だけ変形させ、ポンプ室１３ｃの容積を増減する。この作用により、ポンプ１３はポンプ室１３ｃ内部の導電性流体移動用流体Ｆ１を加減圧（吐出及び吸引）するようになっている。
【００２８】
流路１１ｂ及び連通路１１ｃには、一つの塊の導電性流体ＬＭが収容されている。前述した基本伝送線路１１ａには、この導電性流体ＬＭと濡れ性が良好な材質が採用されている。流路１１ｂの導電性流体ＬＭが満たされていない部分には、圧縮性流体（例えば、窒素ガスなどの不活性ガス）が封入されている。なお、流路１１ｂの導電性流体ＬＭが満たされていない部分に非圧縮性流体を満たした場合、同部分は圧力上昇に伴って体積変化する圧力吸収室を備えている必要がある。
【００２９】
次に、上記のように構成された導電性流体使用デバイス１０の作動について、図７乃至図１０を参照しながら説明する。図７及び図９は、導電性流体使用デバイス１０が、それぞれ初期状態及び駆動状態にあるときに、図２の４−４線に沿った平面で同導電性流体使用デバイス１０を切断した断面図である。図８及び図１０は、導電性流体使用デバイス１０が、それぞれ初期状態及び駆動状態にあるときに、図１の１−１線に沿った平面で同導電性流体使用デバイス１０を切断した断面図である。
【００３０】
先ず、導電性流体使用デバイス１０が初期状態にあるとき、ポンプ１３の電極には電圧が印加されない。このため、ポンプ室１３ｃの容積は初期容積となる。このとき、図７及び図８に示したように、導電性流体ＬＭは、Ｘ軸方向基本伝送線路１１ａ１の幅狭部１１ａ１２及びＹ軸方向基本伝送線路１１ａ２の上方にのみ存在している。
【００３１】
この結果、マイクロストリップラインのキャパシタンスを支配するＹ軸方向に延びる伝送線路のＸ軸方向基本伝送線路１１ａ１の中心線からの長さはＹ軸方向基本伝送線路１１ａ２の長さＬ１となり、インダクタンスを支配するＸ軸方向に伸びる伝送線路の幅はＸ軸方向基本伝送線路１１ａ１の幅狭部１１ａ１２の幅Ｗ１となる。
【００３２】
次に、ポンプ１３の電極に所定の電圧を印加し、導電性流体使用デバイス１０を作動状態とする。このとき、ポンプ室１３ｃの容積は初期容積から減少し、ポンプ室１３ｃから導電性流体移動用流体Ｆ１が吐出されるので、導電性流体ＬＭが流路１１ｂ内を流路１１ｂの各端部に向けて移動する。
【００３３】
これにより、図９及び図１０に示したように、導電性流体ＬＭは各Ｙ軸方向流路１１ｂ２内をＹ軸正方向及びＹ軸負方向に移動する（図中の矢印を参照。）。同時に、導電性流体ＬＭはＸ軸方向流路１１ｂ１内をＹ軸正方向及びＹ軸負方向に移動する（図中の矢印を参照。）。
【００３４】
この結果、マイクロストリップラインのキャパシタンスを支配するＹ軸方向に延びる伝送線路のＸ軸方向基本伝送線路１１ａ１の中心線からの長さは長さＬ１より長いＬ２となり、インダクタンスを支配するＸ軸方向に伸びる伝送線路の幅は幅Ｗ１より大きい幅Ｗ２となる。これにより、導電性流体使用デバイス１０が有するキャパシタンスとインダクタンスが変化するので、導電性流体使用デバイス１０の回路特性が変化する。
【００３５】
以上、説明したように、導電性流体使用デバイス１０は、導電性流体ＬＭの移動により連続的にキャパシタンス及びインダクタンスを変化させることができるマイクロストリップラインとなる。即ち、導電性流体使用デバイス１０の等価回路は、図６に示したようになる。従って、導電性流体使用デバイス１０は、カットオフ周波数等の回路特性を連続的に変更可能なフィルタとなっている。
【００３６】
なお、上記実施形態においては、キャパシタンス及びインダクタンスが同時に変更される構造となっていたが、何れか一方のみを変更する構造としてもよい。即ち、キャパシタンスのみを変更するデバイスとするには、上記デバイス１０のＸ軸方向流路１１ｂ１の幅をＸ軸方向基本伝送線路１１ａ１の幅狭部１１ａ１２の幅Ｗ１と一致させればよい。また、インダクタンスのみを変更するデバイスとするには、上記デバイス１０のＹ軸方向流路１１ｂ２の長さをＹ軸方向基本伝送線路１１ａ２の長さＬ１と一致させればよい。
【００３７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る導電性流体使用デバイス２０は、マイクロストリップアンテナとして機能するものであって、図１１乃至図１６に示されている。図１１は導電性流体使用デバイス２０の平面図、図１２は導電性流体使用デバイス２０の正面図である。
【００３８】
図１３は、導電性流体使用デバイス２０が初期状態にあるとき、図１２に示した６−６線に沿った平面にて同導電性流体使用デバイス２０を切断した断面図である。図１４は、導電性流体使用デバイス２０が初期状態にあるとき、図１１に示した５−５線に沿った平面にて同導電性流体使用デバイス２０を切断した断面図である。また、図１５は、導電性流体使用デバイス２０が作動状態にあるとき、図１２に示した６−６線に沿った平面にて同導電性流体使用デバイス２０を切断した断面図である。図１６は、導電性流体使用デバイス２０が作動状態にあるとき、図１１に示した５−５線に沿った平面にて同導電性流体使用デバイス２０を切断した断面図である。
【００３９】
導電性流体使用デバイス２０は、基体２１と、接地電極２２と、ポンプ２３とを備えている。
【００４０】
基体２１は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に沿って延びる各辺を有する略直方体形状を有している。基体２１のＸ軸方向長さとＹ軸方向長さとは略等しい。基体２１のＺ軸方向長さは、基体２１のＸ軸方向長さに比べ短い。基体２１は、固体の誘電体から構成されている。
【００４１】
基体２１は、内部に固体薄膜状の導体からなる固体電極２１ａと非圧縮性の導電性流体（例えば、水銀などの液体金属）ＬＭを収容する空間２１ｂとを備えている。
【００４２】
固体電極２１ａは、薄板（薄膜）の電極である。固体電極２１ａは、基体２１の上部（Ｚ軸正方向端部）近傍において、その面が基体２１の上面及び下面と平行となるように形成されている。固体電極２１ａは、平面視において（Ｚ軸正方向からみて）、各辺がＸ軸及びＹ軸の何れかに平行に伸びる略正方形状を有している。固体電極２１ａの正方形の各辺の長さはＬ３である。
【００４３】
空間２１ｂは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に沿って延びる各辺を有する略直方体形状の空間である。即ち、基体２１は薄板状に広がる空間２１ｂを内部に有している。空間２１ｂのＸ軸方向長さとＹ軸方向長さとは略等しい。空間２１ｂのＺ軸方向長さは、空間２１ｂのＸ軸方向長さに比べ極めて短い。空間２１ｂは、平面視において固体電極２１ａよりも大きい正方形状を有している。平面視における空間２１ｂの重心は、固体電極２１ａの重心と一致している。固体電極２１ａは、空間２１ｂの底部に形成され、空間２１ｂ内に収容されている。
【００４４】
接地電極２２は、基体２１の下面全体に形成されている。接地電極２２は、下面において第１接続導線２２ａと接続されている。即ち、接地電極２２は、前記薄板状の空間２１ｂと平行に広がる平面部を有するように前記基体２１の一部（下面）に設けられている。
【００４５】
ポンプ２３は、導電性流体を空間２１ｂ内にて移動（変形）するためのアクチュエータである。ポンプ２３は、ポンプ１３と同様な構造を有している。即ち、ポンプ２３は、ポンプ室形成部２３ａと、圧電素子２３ｂとからなる圧電ポンプである。ポンプ２３は、基体２１のＹ軸方向略中央部且つＸ軸正方向端部にて、接地電極２２の下面に固定されている。なお、ポンプ２３は、他の位置に設置されてもよいが、上記のように接地電極２２の下面に接地させることにより、ポンプ２３の駆動に伴うノイズを接地電極２２により遮断することができる。
【００４６】
ポンプ室形成部２３ａは、ポンプ室２３ｃを形成している。ポンプ室形成部２３ａの下壁はセラミックダイヤフラムである。ポンプ室２３ｃは、平面視で略正方形の空間である。ポンプ室２３ｃには導電性流体ＬＭが収容されている。ポンプ室２３ｃは基体２１の下方においてＸ軸負方向に沿って伸びる吐出通路２３ｄと、この吐出通路２３ｄに接続されるとともに基体２１をＺ軸方向に沿って貫通する連通路２１ｃと、固体電極２１ａに設けられた貫通孔とを介して前述した空間２１ｂに連通している。
【００４７】
圧電素子２３ｂは、ポンプ室形成部２３ａの下面に固定されている。圧電素子２３ｂは、圧電素子１３ｂと同様の膜型圧電素子である。圧電素子２３ｂは、圧電素子２３ｂの図示しない電極間に駆動電圧Ｖが印加されたとき、駆動電圧Ｖに応じた量だけポンプ室２３ｃの下壁（ダイヤフラム）を変形させ、ポンプ室２３ｃの容積を増減する。この作用により、ポンプ２３はポンプ室２３ｃ内部に収容された導電性流体ＬＭを直接加減圧し、導電性流体を吐出及び吸引するようになっている。
【００４８】
導電性流体ＬＭは、ポンプ室２３ｃから吐出通路２３ｄ、連通路２１ｃ及び空間２１ｂに至る一つの塊となって存在している。前述した固体電極２１ａには、この導電性流体ＬＭと濡れ性が良好な材質が採用されている。空間２１ｂの導電性流体ＬＭが満たされていない部分には、圧縮性流体（例えば、窒素ガスなどの不活性ガス）が封入されている。なお、空間２１ｂの導電性流体ＬＭが満たされていない部分に非圧縮性流体を満たした場合、同部分は圧力上昇に伴って体積変化する圧力吸収室を備えている必要がある。
【００４９】
固体電極２１ａは、第２接続導線２１ｄと接続されている。第２接続導線２１ｄは、固体電極２１ａから基体２１内をＺ軸負方向に伸び、接地電極２２に設けられた穴を貫通して基体２１の外部に至っている。前記穴には非導電性の接着剤が充填されている。また、前述した連通路２１ｃは、第２接続導線２１ｄの中心部に形成されている。
【００５０】
次に、上記のように構成された導電性流体使用デバイス２０の作動について説明する。先ず、導電性流体使用デバイス２０が初期状態にあるとき、ポンプ２３の電極には電圧（駆動電圧Ｖ）が印加されない。このため、ポンプ室２３ｃの容積は初期容積となる。このとき、図１３及び図１４に示したように、導電性流体ＬＭは、固定電極２１ａの上部全体に重なるように存在する。従って、固体電極２１ａと導電性流体ＬＭとにより構成される平面パッチ電極は、固体電極２１ａと同一の平面形状を有する。即ち、平面パッチ電極の平面形状は、一辺がＬ３の正方形である。
【００５１】
次に、ポンプ２３の電極に所定の電圧（駆動電圧Ｖ）を印加し、導電性流体使用デバイス２０を作動状態とする。このとき、ポンプ室２３ｃの容積は初期容積から減少するので、導電性流体ＬＭがポンプ室２３ｃから空間２１ｂへと流れ出す（移動する）。これにより、図１５及び図１６に示したように、導電性流体ＬＭは、固体電極２１ａの上面から固体電極２１ａの周囲へと移動（流出）する。
【００５２】
この結果、固体電極２１ａと導電性流体ＬＭとにより構成される平面パッチ電極の平面形状は、一辺がＬ３よりも大きいＬ４の正方形となる。この長さＬ４は、導電性流体ＬＭの流出量（従って、ポンプ２３の電極に付与する電圧に応じて変化するポンプ室２３ｃの容積変化量）を変更することにより、長さＬ３以上の任意の長さとすることができる。但し、長さＬ４は、空間２１ｂの一辺の長さ以下である。
【００５３】
ところで、導電性流体使用デバイス２０のようなマイクロストリップアンテナの場合、平面バッチ電極の一辺の長さをＸ、誘電体（平面バッチ電極と接地電極の間に挟まれた基体２１の部分）の誘電率をεとすると、同マイクロストリップアンテナの同調周波数の波長λは、λ＝２・（ε）1/2・Ｘなる式により求められる。
【００５４】
このことから明らかなように、導電性流体使用デバイス２０においては、バッチ電極の一辺の長さＸがＬ３以上の任意の長さに変更できるので、導電性流体使用デバイス２０により形成されるマイクロストリップアンテナは、その同調周波数を連続的に変更することができる。
【００５５】
（第３実施形態；ハイパスフィルタ）
本発明の第３実施形態に係る導電性流体使用デバイスは、ハイパスフィルタとしても機能するものである。図１７はこのハイパスフィルタとして機能する導電性流体使用デバイス３０の平面図、図１８は同デバイスの正面図、図１９は図１７に示した７−７線に沿った平面にて同デバイス３０を切断した断面図である。この導電性流体使用デバイス３０は、基体３１と、基体３１の下面全体に形成された接地電極３３と、３個のポンプ３４ａ，３４ｂ，３４ｃとを備えている。
【００５６】
基体３１は、第１実施形態の基体１１と略同形の直方体形状を有している。基体３１は、固体の誘電体から構成されている。基体３１は、第１基本伝送線路３１ａ、第２基本伝送線路３１ｂ及び第３基本伝送線路３１ｃを内部に備えている。第１〜第３基本伝送線路３１ａ〜３１ｃは、固体薄膜状の導体からなっている。この導体には、後述する導電性流体ＬＭと濡れ性が良好な材質が使用されている。第１〜第３基本伝送線路３１ａ〜３１ｃは、それぞれ基体３１の上面及び下面と平行な面を有するように形成されている。
【００５７】
第１基本伝送線路３１ａは、第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１と、第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２とを備えている。
【００５８】
第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１は、平面視においてＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ沿った長辺及び短辺からなる長方形状を有している。第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１のＹ軸方向長さは幅Ｗ10である。第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１は、基体３１のＹ軸方向略中央部において、基体３１のＸ軸負方向端部から所定距離だけＸ軸正方向に延びている。
【００５９】
第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２は、平面視において前記幅Ｗ10よりも小さい幅（Ｘ軸方向長さ）Ｗ20を短辺とする長方形状を有している。第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２は、第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１のＸ軸正方向端部近傍位置から所定の距離だけＹ軸正方向及びＹ軸負方向に伸びている。第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２のＹ軸方向両端部は、接地電極３３と接続されることにより接地されている。
【００６０】
第２基本伝送線路３１ｂは、第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１と、第２Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｂ２とを備えている。
【００６１】
第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１は、第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１のＸ軸正方向端部から距離Ｌ10だけＸ軸正方向に離れた位置（基体３１の略中央部）に設けられている。第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１は、平面視において所定の幅（Ｙ軸方向長さ）Ｗ10を長辺とする長方形状を有している。第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１の中心線は、第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１の中心線と一致している。
【００６２】
第２Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｂ２は、第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２と同一形状を有している。第２Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｂ２は、第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１の中央位置から所定の距離だけＹ軸正方向及びＹ軸負方向に伸びている。第２Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｂ２のＹ軸方向両端部は、図１９に示したように、接地電極３３と接続されることにより接地されている。
【００６３】
第３基本伝送線路３１ｃは、第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１と、第３Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｃ２とを備えている。
【００６４】
第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１は、基体３１のＸ軸方向中央を通るＹ軸に平行な直線に関して第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１と線対称となるように形成されている。従って、第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１は、第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１のＸ軸正方向端部から距離Ｌ10だけＸ軸正方向に離れた位置に設けられている。また、第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１は、基体３１のＹ軸方向略中央部において、基体３１のＸ軸正方向端部から所定距離だけＸ軸負方向に延びている。
【００６５】
第３Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｃ２は、第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２と同一形状を有している。第３Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｃ２は、第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１のＸ軸負方向端部近傍位置から所定の距離だけＹ軸正方向及びＹ軸負方向に伸びている。第３Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｃ２のＹ軸方向両端部は、接地電極３３と接続されることにより接地されている。
【００６６】
基体３１は、更に、第１Ｙ軸流路３２ａ、第２Ｙ軸流路３２ｂ、第３Ｙ軸流路３２ｃ及びＸ軸流路３２ｄを備えている。
【００６７】
第１Ｙ軸流路３２ａは、細長の直方体形状を有し、幅Ｗ10よりも小さく且つ幅Ｗ20よりも大きい幅（Ｘ軸方向長さ）Ｗ30を有している。第１Ｙ軸流路３２ａは、Ｚ軸方向長さが極めて小さい薄板状の空間である。第１Ｙ軸流路３２ａは、第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２の上部に第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２に沿うように形成され、第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２と同じ長さだけＹ軸正方向及びＹ軸負方向に直線状に伸びている。第１Ｙ軸流路３２ａのＹ軸に沿った中心線は、第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２のＹ軸に沿った中心線と一致している。
【００６８】
第２Ｙ軸流路３２ｂは、第１Ｙ軸流路３２ａと同一の形状を有している。第２Ｙ軸流路３２ｂは、第２Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｂ２の上部に第２Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｂ２に沿うように形成され、第２Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｂ２と同じ長さだけＹ軸正方向及びＹ軸負方向に直線状に伸びている。第２Ｙ軸流路３２ｂのＹ軸に沿った中心線は、第２Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｂ２のＹ軸に沿った中心線と一致している。
【００６９】
第３Ｙ軸流路３２ｃは、第１Ｙ軸流路３２ａと同一の形状を有している。第３Ｙ軸流路３２ｃは、第３Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｃ２の上部に第３Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｃ２に沿うように形成され、第３Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｃ２と同じ長さだけＹ軸正方向及びＹ軸負方向に直線状に伸びている。第３Ｙ軸流路３２ｃのＹ軸に沿った中心線は、第３Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｃ２のＹ軸に沿った中心線と一致している。
【００７０】
Ｘ軸流路３２ｄは、直方体形状を有し、第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１の幅Ｗ10と同一の幅（Ｙ軸方向長さ）を有している。Ｘ軸流路３２ｄは、Ｚ軸方向長さが極めて小さい薄板状の空間である。Ｘ軸流路３２ｄは、第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１のＸ軸正方向端部近傍位置の上部から第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１のＸ軸負方向端部近傍位置の上部までＸ軸方向に直線状に伸びている。Ｘ軸流路３２ｄのＸ軸に沿った中心線は、第１〜第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１〜３１ｃ１のＸ軸に沿った中心線と一致している。Ｘ軸流路３２ｄの底部に、第１〜第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１〜３１ｃ１が形成されている。
【００７１】
３個のポンプ３４ａ，３４ｂ，３４ｃのそれぞれは、上述したポンプ１３と同一構造を備えている。
ポンプ３４ａは、第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１のＸ軸正方向端部近傍位置の上部にて基体３１に固定されている。ポンプ３４ａのポンプ室は、連通路３４ａ１を介して第１Ｙ軸流路３２ａ及びＸ軸流路３２ｄと連通している。ポンプ３４ａのポンプ室、連通路３４ａ１、第１Ｙ軸流路３２ａ及びＸ軸流路３２ｄには、一つの塊の導電性流体ＬＭが収容されている。
【００７２】
ポンプ３４ｂは、第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１の中央の上部にて基体３１に固定されている。ポンプ３４ｂのポンプ室は、連通路３４ｂ１を介して第２Ｙ軸流路３２ｂ及びＸ軸流路３２ｄと連通している。ポンプ３４ｂのポンプ室、連通路３４ｂ１、第２Ｙ軸流路３２ｂ及びＸ軸流路３２ｄには、一つの塊の導電性流体ＬＭが収容されている。
ポンプ３４ｃは、第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１のＸ軸負方向端部近傍位置の上部にて基体３１に固定されている。ポンプ３４ｃのポンプ室は、連通路３４ｃ１を介して第３Ｙ軸流路３２ｃ及びＸ軸流路３２ｄと連通している。ポンプ３４ｃのポンプ室、連通路３４ｃ１、第３Ｙ軸流路３２ｃ及びＸ軸流路３２ｄには、一つの塊の導電性流体ＬＭが収容されている。
【００７３】
導電性流体ＬＭは、例えば、水銀などの液体金属からなる非圧縮性で導電性を有する流体である。また、第１Ｙ軸流路３２ａ、第２Ｙ軸流路３２ｂ、第３Ｙ軸流路３２ｃ及びＸ軸流路３２ｄの導電性流体ＬＭが満たされていない部分には、圧縮性流体（例えば、窒素ガスなどの不活性ガス）が封入されている。
【００７４】
このように構成された導電性流体使用デバイス３０において、信号は第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１のＸ軸負方向側端部から入力され、第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１のＸ軸正方向端部から出力される。従って、デバイス３０によれば、第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１のＸ軸正方向端部と第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１のＸ軸負方向端部とから形成される第１キャパシタ（コンデンサ）Ｃ１が信号の伝送線路に直列に挿入され、更に、第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１のＸ軸正方向端部と第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１のＸ軸負方向端部とから形成される第２キャパシタＣ２が信号の伝送線路に直列に挿入されていることになる。
【００７５】
また、デバイス３０によれば、第１Ｙ軸方向基本伝送線路３１ａ２と接地電極３３とにより第１インダクタ（コイル）Ｌy1が伝送線路に並列に接続され、第２Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｂ２と接地電極３３とにより第２インダクタ（コイル）Ｌy2が伝送線路に並列に接続され、第３Ｙ軸方向基本伝送線路３１ｃ２と接地電極３３とにより第３インダクタ（コイル）Ｌy3が伝送線路に並列に接続されていることになる。このようにデバイス３０は、図２０に等価回路により示したハイパスフィルタとなっている。
【００７６】
次に、上記のように構成された導電性流体使用デバイス３０の作動について、図２１及び図２２を参照しながら説明する。図２１及び図２２は、導電性流体使用デバイス３０が、それぞれ初期状態及び作動状態にあるときに、第１基本伝送線路３１ａ、第２基本伝送線路３１ｂ、第３基本伝送線路３１ｃ及び導電性流体ＬＭの様子を概念的に示した図である。
【００７７】
先ず、導電性流体使用デバイス３０が初期状態にあるとき、ポンプ３４ａ〜３４ｃの電極には電圧が印加されない。このため、ポンプ３４ａ〜３４ｃの各ポンプ室の容積は初期容積となる。このとき、導電性流体ＬＭは、第１基本伝送線路３１ａ、第２基本伝送線路３１ｂ及び第３基本伝送線路３１ｃの上方にのみ存在している。従って、デバイス３０の伝送線路は図２１に示したように、第１基本伝送線路３１ａ、第２基本伝送線路３１ｂ及び第３基本伝送線路３１ｃと一致する。
【００７８】
次に、ポンプ３４ａ〜３４ｃのそれぞれの電極にそれぞれ所定の電圧を印加する。このとき、ポンプ３４ａ〜３４ｃの各ポンプ室の容積は初期容積から減少し、各ポンプ室から導電性流体ＬＭが吐出される。これにより、導電性流体ＬＭは、図２２の矢印にて示したように移動する。
【００７９】
即ち、導電性流体ＬＭは、Ｘ軸流路３２ｄにおいて、第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１からＸ軸正方向に伸長し、第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１からＸ軸正方向及びＸ軸負方向に伸長し、第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１からＸ軸負方向に伸長する。
【００８０】
従って、Ｘ軸流路３２ｄにおいて、第１Ｘ軸方向基本伝送線路３１ａ１に繋がっている導電性流体ＬＭと、第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１に繋がっている導電性流体ＬＭと、の距離が図２１に示した距離Ｌ10から図２２に示した距離ＬX1へと変化する。同様に、第３Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｃ１に繋がっている導電性流体ＬＭと、第２Ｘ軸方向基本伝送線路３１ｂ１に繋がっている導電性流体ＬＭと、の距離が図２１に示した距離Ｌ10から図２２に示した距離ＬX2へと変化する。
【００８１】
この結果、上述した第１キャパシタＣ１の電極間距離が実質的に距離ＬX1へと変化したことにともなって、第１キャパシタＣ１の容量（キャパシタンス）が変化する。同様に、上述した第２キャパシタＣ２の電極間距離が実質的に距離ＬX2へと変化したことにともなって、第２キャパシタＣ２の容量（キャパシタンス）が変化する。
【００８２】
また、導電性流体ＬＭは、第１Ｙ軸流路３２ａ、第２Ｙ軸流路３２ｂ及び第３Ｙ軸流路３２ｃにおいてＸ軸正方向及びＸ軸負方向に広がる。これにより、第１インダクタＬy1を構成している線路の幅が図２１に示した幅Ｗ20から図２２に示した幅WY1へと変化する。この結果、第１インダクタＬy1のインダクタンスが変化する。同様に、第２インダクタＬy2を構成している線路の幅がＷ20から幅WY2へと変化する。この結果、第２インダクタＬy2のインダクタンスが変化する。更に、第３インダクタＬy3を構成している線路の幅がＷ20から幅WY3へと変化する。この結果、第３インダクタＬy3のインダクタンスが変化する。
【００８３】
以上により、図２０に示したハイパスフィルタを構成しているキャパシタＣ１,Ｃ２の各キャパシタンス及びインダクタＬy1〜Ｌy3の各インダクタンスが変化するので、ハイパスフィルタのカットオフ周波数などの回路特性が変化する。
【００８４】
更に、このデバイス３０は、第１〜第３ポンプ３４ａ〜３４ｃに付与する電圧を独立に変更できるので、幅ＬX1と幅ＬX2とを異ならせることもできる。また、デバイス３０は、幅ＬX1及び幅ＬX2を連続的に変更することができる。従って、デバイス３０は、キャパシタＣ１，Ｃ２の各キャパシタンスを連続的に変更することができる。同様に、デバイス３０は、第１〜第３ポンプ３４ａ〜３４ｃに付与する電圧を独立に変更できるので、幅WY1〜WY3を互いに異ならせることもできる。また、デバイス３０は、幅WY1〜WY3のそれぞれを連続的に変更することができる。従って、デバイス３０は、インダクタＬy1〜Ｌy3の各インダクタンスを連続的に変更することができる。以上により、デバイス３０は所望の回路特性を達成することができるハイパスフィルタとなっている。
【００８５】
なお、上記デバイス３０において、ポンプ３４ａ〜３４ｃは導電性流体ＬＭを直接吐出しているが、絶縁性流体を吐出することにより、各流路に存在している導電性流体ＬＭを移動（変形）させるように構成してもよい。また、３個のポンプ３４ａ〜３４ｃに代えて、ポンプを一つだけ備えるように構成し、そのポンプの吐出口を上述した連通路３４ａ１、３４ｂ１及び３４ｃ１に接続するように構成してもよい。これによれば、より低コストなデバイスを提供することができる。
【００８６】
（他の適用例）
本発明による導電性流体使用デバイスは、上記実施形態以外の形態により、マイクロストリップ等の高周波回路の回路特性（例えば、直列又は並列接続されたキャパシタの容量の変更、直列又は並列接続されたリアクタンス回路素子のインダクタンスの変更）を行うことができる。以下、それらの概略について図２３〜図２８を参照しながら説明する。なお、これらの図において、誘電体からなる基体に符号Sub、接地電極に符号GND、伝送線路に符号Sigを付している。
【００８７】
（直列接続されたキャパシタの容量の変更）
図２３は、マイクロストリップラインにおいて信号の伝送経路に直列接続されたキャパシタの一例を示している。この例では、幅が一定の伝送線路Sigが距離ｄを隔てて互いの端面同士が対向するように形成されてキャパシタを構成している。このような回路において、容量ＣはＣ＝ε・Ｓ／ｄにより得られる。εは基体の誘電率であり、Ｓは伝送線路Sig端面の面積である。従って、導線性流体を移動させることにより距離ｄを可変とすれば、直列接続されたキャパシタの容量が可変のマイクロストリップラインが得られる。
【００８８】
図２４及び図２５は、マイクロストリップラインにおいて信号の伝送経路に直列接続されたキャパシタの他の例を示している。これらの例では、伝送線路Sig同士が基体Subの上面のＸ軸方向において距離ｄだけ重なってキャパシタを構成している。この場合、伝送信号の波長λgに対してｄ＜λg／４であれば、実質的な容量Ｃeqは、Ｃeq＝Ｃ・ｄ（Ｃは伝送線路Sig同士が基体の上面のＸ軸方向において距離ｄだけ重なっている部分の単位長さあたりの容量）となる。従って、導線性流体の移動により距離ｄを可変とすれば、直列接続されたキャパシタの容量が可変のマイクロストリップラインが得られる。
【００８９】
（並列接続されたキャパシタの容量の変更）
図２６は、マイクロストリップラインにおいて信号の伝送経路に並列接続されたキャパシタの一例を示している。この例では、Ｘ軸方向に伸びた伝送線路SigからＹ軸方向に伸びた部分（幅Ｗ、長さｄ＜λg／４）が接地電極GNDとの間でキャパシタを構成している。このキャパシタの実質的容量Ｃeqは、Ｃeq＝ε・Ｓ／ｈ＝ε・Ｗ・ｄ／ｈ（但し、ｈは基体Subの厚み）であるから、導線性流体の移動により幅Ｗ及び／又は長さｄを可変とすれば、並列接続されたキャパシタの容量が可変のマイクロストリップラインが得られる。
【００９０】
（直列接続されたリアクタンス回路素子のインダクタンスの変更）
図２７は、マイクロストリップラインにおいて信号の伝送経路に直列接続されたリアクタンス回路素子の一例を示している。この例は、Ｙ軸方向長さ（幅）Ｗ１の幅広伝送線路がＸ軸方向に伸び、幅Ｗ１よりも狭い幅Ｗ２の幅狭伝送線路がＸ軸方向に距離ｄだけ伸び、再び幅Ｗ１の幅広伝送線路がＸ軸方向に伸びるパターンを有する。
【００９１】
この場合、幅広伝送線路のインダクタンスをＬ１、幅狭伝送線路のインダクタンスをＬ２とすると、実質的なインダクタンスＬeqは、Ｌeq＝（Ｌ２−Ｌ１）・ｄとなる。いま、幅広伝送線路における位相速度及び特性インピーダンスをそれぞれをvg1及びZ1とし、幅狭伝送線路における位相速度及び特性インピーダンスをそれぞれをvg2及びZ2とすると、Ｌ１＝Z1／vg1、Ｌ２＝Z2／vg2となる。また、一般に、マイクロストリップラインの特性インピーダンスZは、下記(1)式で表される。εは基体Subの誘電率、hは基板Subの厚み、Wは伝送線路Sigの幅、tは伝送線路Sigの厚みである。K1〜K4は定数である。
【数１】
2005117636.tif 000003
【００９２】
通常、幅広伝送線路のインダクタンスＬ１は５０Ω程度に設定される。また、誘電率ε及び基板Subの厚みｈは一定である。更に、伝送線路の厚みtは伝送線路の幅Wに比べて極めて小さい。従って、幅狭伝送線路の特性インピーダンスZ2が幅Ｗ２に依存して変化し、その結果、インダクタンスＬ２（＝Z2／vg2）が幅Ｗ２に依存して変化するから、導電性流体の移動により幅Ｗ２を可変とすれば、直列接続されたインダクタンスが可変のマイクロストリップラインが得られる。
【００９３】
（並列接続されたリアクタンス回路素子のインダクタンスの変更）
図２８は、マイクロストリップラインにおいて信号の伝送経路に並列接続されたリアクタンス回路素子の一例を示している。この例は、Ｘ軸方向に伸びる伝送線路からリアクタンス回路素子を形成するための部分がＹ軸方向に延びている。このＹ軸方向に延びた部分の幅（Ｘ軸方向長さ）はＷであり、Ｙ軸方向長さはｄである。また、Ｙ軸方向端部は接地されている。
【００９４】
この接地された伝送線路（Ｙ軸方向に伸びた伝送線路）の長さｄが、ｄ＜λｇ／４の場合、実質的なインダクタンスＬeqは、Ｌeq＝Ｌ・ｄで表され、インダクタンスＬは上述した(1)に示した式と同様の式に従って変化するから、インダクタンスＬは幅Ｗに依存して変化する。従って、導電性流体の移動により幅Ｗを可変とすれば、回路に並列接続されたインダクタンスが可変のマイクロストリップラインが得られる。
【００９５】
（並列接続されたキャパシタとリアクタンス回路素子との間の切り替え）
なお、図２６と図２８とを比較することにより理解されるように、これらのデバイスにおいてＹ軸方向に伸びた部分の端部を接地するか非接地とするかを導電性流体の移動により切り替えることにより、並列接続されたキャパシタを並列接続されたリアクタンス回路素子に切り替え、又は、並列接続されたリアクタンス回路素子を並列接続されたキャパシタに切り替えることもできる。
【００９６】
（リアルタイムの特性可変デバイス）
本発明による導電性流体使用デバイスによれば、導電性流体を移動させるアクチュエータ（圧電ポンプ）に印可する電圧を変化させることで、導電性流体の移動量をリアルタイムで連続的に制御することが可能となる。そのため、導電性流体使用デバイスの周囲（例えば、基体）に温度センサを設け、その温度センサが検出する温度に基づいてアクチュエータをフィードバック制御することにより、リアルタイム温度補償機能を有するデバイスを実現することができ、環境の変化によってデバイス特性（回路特性）が変化しないデバイスを提供することができる。また、フィードバック制御には、上記温度センサに限らず、圧力センサ、加速度センサ等の各種センサを使用することも可能である。更に、デバイス自身の経時変化をモニタし、その経時変化を補償するようにデバイス特性を制御することにより、長期間安定なデバイス特性を発揮するデバイスを提供することもできる。
【００９７】
以上、本発明による導電性流体使用デバイスの実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態は、マイクロストリップラインとマイクロストリップアンテナに関するものであったが、図２９乃至図３３に示したような、他の高周波回路（平面線路、同軸構造の線路）に本発明を適用してもよい。なお、これらの図において、伝送線路には符号Ｓを、接地電極には符号GNDを、基体（誘電体）には符号Subを付している。
【００９８】
また、導電性流体を移動させるアクチュエータとしては圧電ポンプに限定されることはなく、例えば、ポンプの圧電素子を反強誘電体膜に置き換えてもよい。更に、上記第１実施形態においては、固体導電体の基本伝送線路１１ａと導電性流体ＬＭとから伝送線路が形成されていたが、導電性流体ＬＭのみから伝送線路を構成してもよい。同様に、上記第２実施形態においては、平面パッチ電極が固体電極２１ａと導電性流体ＬＭとにより構成されていたが、導電性流体ＬＭのみにより平面パッチ電極を構成してもよい。
【００９９】
更に、上記の各実施形態において、導電性流体を移動させるアクチュエータとしての圧電ポンプの個数を増加することにより、各伝送線路部分の特性をより精度よく変化させてもよい。これとは逆に、流路の構造を工夫することにより、一つの圧電ポンプによって各伝送線路部分の特性を変化させてもよく、この場合、デバイスのコストをより低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１実施形態に係る導電性流体使用デバイスの平面図である。
【図２】図１に示した導電性流体使用デバイスの正面図である。
【図３】図１に示した１−１線に沿った平面にて導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図４】図１に示した２−２線に沿った平面にて導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図５】図１に示した３−３線に沿った平面にて導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図６】図１に示した導電性流体使用デバイスの等価回路図である。
【図７】図２の４−４線に沿った平面で初期状態にある導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図８】図１の１−１線に沿った平面で初期状態にある導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図９】図２の４−４線に沿った平面で作動状態にある導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図１０】図１の１−１線に沿った平面で作動状態にある導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る導電性流体使用デバイスの平面図である。
【図１２】図１１に示した導電性流体使用デバイスの正面図である。
【図１３】図１２に示した６−６線に沿った平面にて初期状態にある導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図１４】図１１に示した５−５線に沿った平面にて初期状態にある導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図１５】図１２に示した６−６線に沿った平面にて作動状態にある導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図１６】図１１に示した５−５線に沿った平面にて作動状態にある導電性流体使用デバイスを切断した断面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る導電性流体使用デバイスの平面図である。
【図１８】図１７に示した導電性流体使用デバイスの正面図である。
【図１９】図１７に示した７−７線に沿った平面にて導電性流体移動デバイスを切断した断面図である。
【図２０】図１７に示した導電性流体使用デバイスの等価回路図である。
【図２１】図１７に示した導電性流体使用デバイスが初期状態にあるときの伝送線路及び導電性流体の様子を概念的に示した図である。
【図２２】図１７に示した導電性流体使用デバイスが作動状態にあるときの伝送線路及び導電性流体の様子を概念的に示した図である。
【図２３】本発明による導電性流体使用デバイスが適用される高周波回路の一例の斜視図である。
【図２４】本発明による導電性流体使用デバイスが適用される他の高周波回路の斜視図である。
【図２５】本発明による導電性流体使用デバイスが適用される他の高周波回路の斜視図である。
【図２６】本発明による導電性流体使用デバイスが適用される他の高周波回路の斜視図である。
【図２７】本発明による導電性流体使用デバイスが適用される他の高周波回路の斜視図である。
【図２８】本発明による導電性流体使用デバイスが適用される他の高周波回路の斜視図である。
【図２９】本発明による導電性流体使用デバイスが適用されるストリップラインと呼ばれる高周波回路の断面図である。
【図３０】本発明による導電性流体使用デバイスが適用されるコプレーナラインと呼ばれる高周波回路の断面図である。
【図３１】本発明による導電性流体使用デバイスが適用されるスロットラインと呼ばれる高周波回路の断面図である。
【図３２】本発明による導電性流体使用デバイスが適用される他の高周波回路(コプレーナラインが基体に埋め込まれたタイプ）の断面図である。
【図３３】本発明による導電性流体使用デバイスが適用される他の高周波回路（接地電極付きコプレーナライン）の断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…導電性流体使用デバイス、１１…基体、１１ａ…基本伝送線路、１１ａ１…Ｘ軸方向基本伝送線路、１１ａ２…Ｙ軸方向基本伝送線路、１１ｂ…流路、１１ｂ１…Ｘ軸方向流路、１１ｂ２…Ｙ軸方向流路、１１ｃ…連通路、１２…接地電極、１３…ポンプ、１３ｂ…圧電素子、２０…導電性流体使用デバイス、２１…基体、２１ａ…固体電極、２１ｂ…空間（流路）、２２…接地電極、２３…ポンプ、２３ｂ…圧電素子、ＬＭ…導電性流体。
【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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【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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