(57)【要約】【課題】信号の干渉を抑制するメタマテリアル構造、アンテナ装置を提供する。【解決手段】複数のセルが周期的に配置されるメタマテリアル構造であって、前記セルは、リング形状の第１周縁部と前記第１周縁部の内部に配置される第１中央部と、前記第１周縁部と前記第１中央部とを接続する第１接続部とを有する第１層を含む、メタマテリアル構造とする。【選択図】図１
2017005578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルが周期的に配置されるメタマテリアル構造であって、
前記セルは、
リング形状の第１周縁部と
前記第１周縁部の内部に配置される第１中央部と、
前記第１周縁部と前記第１中央部とを接続する第１接続部とを有する第１層を含む、
メタマテリアル構造。
【請求項２】
前記セルは、
リング形状の第２周縁部と
前記第２周縁部の内部に配置される第２中央部と、
前記第２周縁部と前記第２中央部とを接続する第２接続部とを有する第２層を含み、
前記第１層と前記第２層とは、平行である
請求項１に記載のメタマテリアル構造。
【請求項３】
切り欠け部を含むリング形状のスプリットリング部を有する第２層を含み、
前記第１層と前記第２層とは、平行である
請求項１に記載のメタマテリアル構造。
【請求項４】
平板状の誘電体板を含み、
誘電体板の一方の面に前記第１層が形成され、前記誘電体板の他方の面に前記第２層が形成される
請求項２または３に記載のメタマテリアル構造。
【請求項５】
前記セルは、隣接するセルと電気的に接続している、
請求項１から４のいずれか１つに記載のメタマテリアル構造。
【請求項６】
平板状の誘電体板と、
前記誘電体板に形成される第１アンテナと、
前記誘電体板に形成される第２アンテナと、
前記誘電体板において、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナとの間に形成される請求項１から５のいずれか１つに記載のメタマテリアル構造とを含む、
アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタマテリアル構造、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同一の回路基板の一面に複数の平面アンテナを形成するミリ波等のパターンアンテナがある。当該回路基板上のグラウンド（ＧＮＤ）は電気的な壁となり、電磁界を反射する性質がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１４−５２７３６６号公報
【特許文献２】特開２０１４−０８６９４９号公報
【特許文献３】特表２０１３−５３２４３６号公報
【特許文献４】特開２００５−０９４４４０号公報
【特許文献５】特開平０９−２３２８２２号公報
【特許文献６】特開２００６−２４５９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ミリ波等のパターンアンテナでは、電磁界の反射によって所望信号波に対し干渉が発生し、その影響がリップルとして現れてくることがある。また、アンテナ間の距離が近傍であると、一方のアンテナからの送信波が他方のアンテナに回り込み、ＳＮ比（Signal to Noise ratio）が劣化し、パターンアンテナを含む装置の装置特性の低下につながること
がある。ＧＮＤとアンテナやアンテナ間の距離を離すことによりリップルを減衰させることができるが、これは、現代の高密度実装や製品の小型化に逆行する形となる。よって、高密度実装や製品の小型化とリップルの減衰との両立は、難しい。
【０００５】
パターンアンテナを含む回路基板に、メタマテリアル構造の一種であるＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）構造を設けることによる干渉制御などを行うことがある。メタマテリアル構造は、自然界に存在しない特性を有する人工物等の構造である。ＥＢＧ構造は、特定の周波数帯において電磁波伝搬が抑制される特性を有し、導体等で構成される複数個のセルを周期的に配列させて形成する構造である。ＥＢＧ構造のセルとしてＳＲＲ（Sprit Ring Resonator）を用いる方法があるが、従来のＳＲＲではＳＲＲの周囲に所定の空間をとるためミリ波等の高周波域では広帯域化や十分な減衰量が確保できないといった問題がある。
【０００６】
本発明は、信号の干渉を抑制するメタマテリアル構造、アンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、第１の態様は、
複数のセルが周期的に配置されるメタマテリアル構造であって、
前記セルは、
リング形状の第１周縁部と、
前記第１周縁部の内部に配置される第１中央部と、
前記第１周縁部と前記第１中央部とを接続する第１接続部とを有する第１層を含む、
メタマテリアル構造である。
第１の態様によると、第１層の第１周縁部と第１中央部と第１接続部とに囲まれる空間部分によりスプリットリングが形成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、信号の干渉を抑制するメタマテリアル構造、アンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、メタマテリアル構造の１つのセル（セル１）の上面図の例を示す図である。
【図２】図２は、メタマテリアル構造の１つのセル（セル２）の斜視図の例を示す図である。
【図３】図３は、メタマテリアル構造の１つのセル（セル２）の第２層の上面図の例を示す図である。
【図４】図４は、メタマテリアル構造の１つのセル（セル２）の上面図の例を示す図である。
【図５】図５は、メタマテリアル構造の１つのセル（セル３）の斜視図の例を示す図である。
【図６】図６は、メタマテリアル構造の１つのセル（セル３）の第１層の上面図の例を示す図である。
【図７】図７は、メタマテリアル構造の１つのセル（セル３）の上面図の例を示す図である。
【図８】図８は、セルの等価回路の例を示す図である。
【図９】図９は、図１で示したセル１の反射特性（Ｓ１１）、減衰特性（Ｓ２１）のグラフの例を示す図である。
【図１０】図１０は、図２等で示したセル２の反射特性（Ｓ１１）、減衰特性（Ｓ２１）のグラフの例を示す図である。
【図１１】図１１は、セルを含むミリ波のアンテナ装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明にかかるメタマテリアル構造、アンテナ装置について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は開示の実施形態の構成に限定されない。
【００１１】
〔実施形態〕
（構成例１）
図１は、メタマテリアル構造（ＥＢＧ構造）の１つのセルの例（セルパターン）を示す図である。図１のセル１は、正方形から当該正方形より小さい正方形をくり抜いたリング形状の周縁部１１と、周縁部１１の内部に形成される正方形状の中央部１２と、周縁部１１と中央部１２とを接続する長方形状の接続部１３とを含む。図１のセル１は、セル１の上面図である。
【００１２】
周縁部１１、中央部１２、接続部１３は、導体である。導体として、例えば、銅等の金属が使用される。周縁部１１、中央部１２、接続部１３は、電気的に接続している。周縁部１１、中央部１２、接続部１３は、一体化して形成される。周縁部１１、中央部１２、接続部１３は、略同一の平面上に存在する。周縁部１１、中央部１２、接続部１３は、導体部分及び導体部分の周囲の空間部分によって所望のキャパシタンスＣ及びインダクタンスＬを有するように設計される。Ｃ及びＬは、セルの所望の共振周波数に依存する。セルの設計方法については後に説明する。セル１は、例えば、平面状の誘電体の一方の面に形成される。誘電体として、例えば、ガラスエポキシが使用される。セル１は、例えば、ガ
ラスエポキシ製の基板の一方の面に、銅によって形成される。周縁部１１の内側、中央部１２及び接続部１３の外側によって形成される空間部分は、誘電体（気体または液体）で充填されてもよいし、真空であってもよい。誘電体として、誘電率の異なる複数の種類の誘電体が使用されてもよい。
【００１３】
周縁部１１は、正方形（外側の正方形）から当該正方形より小さい正方形（内側の正方形）をくり抜いたリング形状である。外側の正方形のそれぞれの辺と、内側の正方形のそれぞれの辺とは、平行である。周縁部１１の幅は、全周に亘って略均一である。周縁部１１の外形及び内形は、正方形以外の形状（例えば、長方形）であってもよい。
【００１４】
中央部１２は、周縁部１１の内側の正方形よりも小さい正方形状であり、周縁部１１の内部に配置される。中央部１２の正方形の各辺は、周縁部１１の正方形のいずれかの辺と平行である。中央部１２の正方形の対角線の交点と、周縁部１１の外側の正方形の対角線の交点とは、一致する。中央部１２の形状は、ここに示す正方形に限定されず、円形などの他の形状であってもよい。
【００１５】
接続部１３は、周縁部１１の内側の一辺と中央部１２の一辺とを接続する長方形状である。接続部１３の幅方向の長さ（周縁部１１との接続部分から中央部１２との接続部分への方向と平面上で直角方向）は、中央部１２の一辺の長さよりも短い。接続部１３の長方形の各辺は周縁部１１の正方形のいずれかの辺と平行である。接続部１３は、周縁部１１の内側の正方形の一辺の中央部分で周縁部１１と接続する。接続部１３は、中央部１２の正方形の一辺の中央部分で中央部１２と接続する。従って、中央部１２及び接続部１３の外側と周縁部１１の内側部分によって形成される空間部分は、切り欠け部分を有するリング形状（スリットリング形状）である。接続部１３が切り欠け部分に相当する。当該空間部分をスロットラインともいう。即ち、セル１では、スロットラインによって、ＳＲＲが形成されている。セル１の形状は、平面の正方形の導体から、スリットリング形状をくり抜いた残りの形状である。接続部１３の形状は、ここに示す長方形に限定されず、他の形状であってもよい。
【００１６】
ここでは、セル１のサイズの例を挙げる。セル１のサイズは、ここに示すものに限定されるものではなく、所望の共振周波数によって変更され得る。周縁部１１の外側の正方形の一辺の長さは、０．９ｍｍである。周縁部１１の内側の正方形の一辺の長さは、０．７ｍｍである。よって、周縁部１１の幅の長さは、０．１ｍｍである。また、中央部１２の正方形の一辺の長さは０．３ｍｍである。接続部１３の幅の長さは、０．１ｍｍである。周縁部１１と中央部１２との間の最短距離は、０．２ｍｍである。セル１の厚さは、０．００１ｍｍである。
【００１７】
メタマテリアル構造では、セル１の周縁部１１、中央部１２、接続部１３が存在する平面において、複数のセルが１方向または２方向に周期的に配置される。メタマテリアル構造において、隣接するセル同士は、直接接続され、電気的に接続している。具体的には、セル１の周縁部１１は、隣接するセルの周縁部と電気的に接続している。周縁部１１は、接地されるため、隣接するセルの周縁部と電気的に接続することができる。
【００１８】
（構成例２）
図２、図３、図４は、メタマテリアル構造の１つのセルの例を示す図である。図２は、セル２の斜視図の例である。図２のセル２は、第１層１０及び第２層２０を有する。セル２の第１層１０は、図１のセル１と同様である。セル２の第２層２０は、正方形から当該正方形より小さい正方形をくり抜いたリング形状の周縁部２１と、周縁部２１の内部に形成される正方形状の中央部２２と、周縁部２１と中央部２２とを接続する長方形状の接続部２３とを含む。第１層１０の外形及び第２層２０の外形は、正方形状の平面であり、そ
れぞれの正方形の大きさは同じである。また、第１層１０及び第２層２０は、各平面が平行になるように配置される。更に、第１層１０の平面の法線方向から第１層１０及び第２層２０を見たとき、２つの正方形の各角の位置が一致し、接続部１３と接続部２３とは重ならない。
【００１９】
周縁部２１、中央部２２、接続部２３は、導体である。第１層１０と第２層２０とは、所定の距離、離れている。第１層１０と第２層２０との間は、真空であっても誘電体（気体または個体）が充填されてもよい。第１層１０と第２層２０の間は、間隔を置かずに接触していてもよい。第１層１０及び第２層２０は、導体部分及び導体部分の周囲の空間部分によって所望のインダクタンスＬ及びキャパシタンスＣを有するように設計される。例えば、セル２の第１層１０は、平面状の誘電体の一方の面に形成され、第２層２０は、他方の面に形成される。このとき、第１層１０と第２層２０との間は、誘電体で充填される。誘電体として、例えば、ガラスエポキシが使用される。
【００２０】
図３は、セル２の第２層２０の上面図の例を示す図である。セル２の第２層２０の周縁部２１と、中央部２２と、接続部２３は、第１層１０の周縁部１１と、中央部１２と、接続部１３と同様の構成を有する。ただし、第２層２０の周縁部２１の幅は、周縁部１１の幅よりも小さい。また、第２層２０の中央部２２の正方形の一辺の長さは、中央部１２の正方形の一辺の長さよりも長い。
【００２１】
図４は、セル２を第１層１０（第２層２０）の平面の法線方向から、セル２を見た図である。図４（Ａ）は、第１層１０側から見た図であり、図４（Ｂ）は、第２層２０側から見た図である。図４（Ａ）では、第１層１０の奥に第２層２０の中央部２２及び接続部２３が見えている。図４（Ｂ）では、第２層２０の奥に第１層１０の周縁部１１及び接続部１３が見えている。
【００２２】
ここでは、セル２のサイズの例を挙げる。セル２のサイズは、ここに示すものに限定されるものではなく、所望の特性によって変更され得る。第１層１０の周縁部１１、中央部１２、接続部１３のサイズは、セル１と同様である。第２層２０の周縁部２１の外側の正方形の一辺の長さは、０．９ｍｍである。周縁部２１の内側の正方形の一辺の長さは、０．８ｍｍである。よって、周縁部２１の幅の長さは、０．０５ｍｍである。また、中央部２２の正方形の一辺の長さは０．４ｍｍである。接続部２３の幅の長さは、０．１ｍｍである。周縁部２１と中央部２２との間の最短距離は、０．２ｍｍである。第１層１０及び第２層２０の厚さは、０．００１ｍｍである。第１層１０と第２層２０との間の距離は、０．０５ｍｍである。
【００２３】
（構成例３）
図５、図６、図７は、メタマテリアル構造の１つのセルの例を示す図である。図５は、セル３の斜視図の例である。図５のセル３は、第１層３０及び第２層２０を有する。セル３の第２層２０は、図２等のセル２の第２層２０と同様である。
【００２４】
セル３の第１層３０は、正方形（外側の正方形）から当該正方形より小さい正方形をくり抜き、さらに、外側の正方形の一辺の中央部分からくり抜かれた小さい正方形に接続する長方形をくり抜かれた形状を有する。セル３の第１層３０の形状は、セル１における周縁部１１の内側と中央部１２及び接続部１３の外側とに囲まれる空間の形状と同様の形状である。ただし、セル３の第１層３０のサイズは、セル１の空間のサイズとは異なる。セル３の第１層３０は、切り欠け部分を有するリング形状である。セル３の第１層３０は、導体によるスプリットリングである。くり抜かれた長方形の部分がスプリットリングにおける切り欠け部分（スプリット部分）に相当する。第１層３０は、接地されない。
【００２５】
また、第１層３０及び第２層２０は、各平面が平行になるように配置される。更に、第１層３０の平面の法線方向から第１層３０及び第２層２０を見たとき、第１層３０の外側の正方形の各角の位置と第２層２０の周縁部２１の内側の正方形の各角の位置とが一致し、第１層３０の長方形部分と接続部２３とは重ならない。第１層３０と第２層２０とは、所定の距離、離れている。第１層３０と第２層２０との間は、真空であっても誘電体が充填されてもよい。第１層３０と第２層２０とは、間隔を置かずに接触していてもよい。第１層３０及び第２層２０は、導体部分及び導体部分の周囲の空間部分によって所望のキャパシタンスＣ及びインダクタンスＬを有するように設計される。第１層３０は、接地されない。例えば、セル３の第１層３０は、平面状の誘電体の一方の面に形成され、第２層２０は、他方の面に形成される。このとき、第１層３０と第２層２０との間は、誘電体で充填される。誘電体として、例えば、ガラスエポキシが使用される。
【００２６】
図６は、セル３の第１層３０の上面図の例を示す図である。第１層３０は、中央部分のくり抜かれた正方形状及び中央部分の正方形と外枠とを接続するくり抜かれた長方形状により、切り欠きを含むリング（スプリットリング）を形成する。第１層３０の外形は、第２層２０の外形よりも小さい。第１層３０は、導体である。
【００２７】
図７は、セル３を第１層３０（第２層２０）の平面の法線方向から、セル３を見た図である。図７（Ａ）は、第１層３０側から見た図であり、図７（Ｂ）は、第２層２０側から見た図である。図７（Ａ）では、第１層３０の奥に第２層２０の中央部２２及び接続部２３が見えている。図７（Ｂ）では、第２層２０の奥に第１層３０が見えている。
【００２８】
ここでは、セル３のサイズの例を挙げる。セル３のサイズは、ここに示すものに限定されるものではなく、所望の特性によって変更され得る。第２層２０の周縁部２１、中央部２２、接続部２３のサイズは、セル２の第２層２０と同様である。第１層３０の外側の正方形の一辺の長さは、０．８ｍｍである。第１層３０の内側の正方形の一辺の長さは、０．２ｍｍである。よって、第１層３０のリングの幅の長さは、０．３ｍｍである。また、中央部分と外周とを接続するくり抜かれた長方形状の幅の長さは、０．１ｍｍである。第１層３０及び第２層２０の厚さは、０．００１ｍｍである。第１層３０と第２層２０との間の距離は、０．０５ｍｍである。
【００２９】
ここでは、セル３の第２層２０は、セル２の第２層２０と同様のサイズであるとしたが、セル３の第２層２０は、セル２の第１層１０と同様のサイズであってもよい。
【００３０】
構成例２及び構成例３では、２層のセルとしているが３層以上であってもよい。
上記の各構成例に記載される事項は、可能な限り組み合され得る。
【００３１】
（設計方法）
セルの設計方法（セルのサイズの決定方法）について説明する。
図８は、セルの等価回路の例を示す図である。図８のように、セルの等価回路は、接地されたコイル及び当該コイルに接続されるコンデンサによって表される。セルにおいてコンデンサは、例えば、周縁部の導体と中央部の導体との間、第１層の導体と第２層の導体との間、等に形成される。セルにおいてコイルは、例えば、中央部、接続部、周縁部等の導体に形成される。セルは、隣接するセルと、直列に接続される。
【００３２】
図８の等価回路の共振周波数ｆは、次のように求められる。
【００３３】
【数１】
2017005578.tif 000003
ここで、ＬはコイルのインダクタンスＬ、ＣはコンデンサのキャパシタンスＣである。この式により、所望の共振周波数ｆに対するＬ及びＣの積が求まる。
【００３４】
また、セルの形状と、コンデンサのキャパシタンスＣ及びコイルのインダクタンスＬとの関係は、次のように表される。
【００３５】
【数２】
2017005578.tif 000004
【００３６】
【数３】
2017005578.tif 000005
【００３７】
ここで、ｌは導体の長さ、Ｗは導体の幅、Ｈは導体の高さ、εは導体間の誘電率（真空であれば８．８５×１０−１２）、Ｓは導体面積、ｄは導体間幅（誘電体厚）である。これらの式に基づいて、所望の共振周波数ｆとなるセルのサイズを決定することができる。導体間の誘電率を変更（導体間の誘電体を変更）することにより、セルのサイズを変更することもできる。
【００３８】
上記の各構成例に示したセルのサイズでは、７０ＧＨｚ帯において有効な特性を示すメタマテリアル構造を実現することができる。
【００３９】
（特性）
図９は、図１で示したセル１の反射特性（Ｓ１１）、減衰特性（Ｓ２１）のグラフの例を示す図である。図９のグラフの横軸は、周波数であり、縦軸は、Ｓ１１に対しては反射特性であり、Ｓ２１に対しては通過特性である。縦軸の値が大きいほど、電磁波が反射し（Ｓ１１）、通過する（Ｓ２１）。図９のグラフでは、７６ＧＨｚ近傍で、減衰特性、反射特性は低い値で緩やかであるため、セル１は、広帯域での適用が有効である。この特性から、スプリアスなどの不要輻射についても減衰することから、アンテナ間にメタマテリアル構造を配置して、アンテナ間のアイソレーション確保に有効である。セル１は、広帯域での電磁波の反射や通過を抑制する。
【００４０】
図１０は、図２等で示したセル２の反射特性（Ｓ１１）、減衰特性（Ｓ２１）のグラフ
の例を示す図である。図１０のグラフの横軸は、周波数であり、縦軸は、Ｓ１１に対しては反射特性であり、Ｓ２１に対しては通過特性である。図１０のグラフでは、７６ＧＨｚ近傍で、減衰特性、反射特性は急激に減少する。よって、セル２は、帯域が狭く、所望帯域で、有効であることが分かる。即ち、アンテナからの７６ＧＨｚ近傍の送信波が、セル２を含むメタマテリアル構造によって、吸収されやすく、反射されにくい。この特性を利用して、アンテナを有する基板のエッジにセル２を含むメタマテリアル構造を実装することで、アンテナからの送信波の不要な反射を抑制ことができる。セル２は、特に７６ＧＨｚ近傍の電磁波の反射や通過を抑制する。セル３についても、セル２と同様である。
【００４１】
（アンテナ装置）
図１１は、セルを含むミリ波のアンテナ装置の構成例を示す図である。図１１のアンテナ装置１００は、第１アンテナ１１０、第２アンテナ１２０、メタマテリアル構造１３０を含む。第１アンテナ１１０、第２アンテナ１２０、メタマテリアル構造１３０は、略同一の平面（基板）に設けられる。メタマテリアル構造１３０は、第１アンテナ１１０の周囲、第２アンテナ１２０の周囲、第１アンテナ１１０と第２アンテナ１２０との間に、配置される。メタマテリアル構造１３０は、第１アンテナ１１０の周囲、第２アンテナ１２０の周囲、第１アンテナ１１０と第２アンテナ１２０との間のうちの一部に、配置されてもよい。図１１の右側では、メタマテリアル構造１３０の一部が拡大されて示されている。
【００４２】
第１アンテナ１１０は、例えば、ミリ波を送信する送信アンテナである。第２アンテナ１２０は、例えば、ミリ波を受信する受信アンテナである。第１アンテナ１１０及び第２アンテナ１２０は、例えば、誘電体の基板（平面状の誘電体。誘電体板。例えば、エポキシガラスなどによる基板）の一方の面に形成されるパターンアンテナである。第１アンテナ１１０と第２アンテナ１２０とが、互いに異なる面に形成されてもよい。第１アンテナ１１０及び第２アンテナ１２０は、銅などの金属によって形成される。
【００４３】
メタマテリアル構造１３０では、メタマテリアル構造１３０の範囲にわたって、上記のセル（セル１、セル２、または、セル３）が隣接して第１方向及び第２方向（図１１では、ｘ方向及びｙ方向）に空間的に周期的に配置されている。メタマテリアル構造１３０は、第１アンテナ１１０及び第２アンテナ１２０が形成される誘電体の基板に形成される。図１１の例では、セルが周期的に配置されるｘ方向とｙ方向とは直交しているが、セルが周期的に配置される第１方向と第２方向とは直交していなくてもよい。また、隣接するセルは、間を置かずにセルの周縁部同士が接続している。よって、隣接するセルは、電気的に接続されている。メタマテリアル構造１３０の周囲は、接地されている。メタマテリアル構造１３０の周囲が接地されることで、各セルの周縁部が接地される。メタマテリアル構造１３０が、上記の構成例２又は構成例３のように２層構造を有するとき、第１層は誘電体の基板の一方の面に形成され、第２層は他方の面に形成される。このとき、第１アンテナ１１０及び第２アンテナは、誘電体の基板の一方の面または他方の面に形成される。メタマテリアル構造１３０内のセルは、すべて同じ形状であっても、異なる形状を含んでいてもよい。
【００４４】
例えば、メタマテリアル構造１３０が存在しない場合、第１アンテナ１１０から放出された電波は、第２アンテナ１２０へ直接回りこみ、第２アンテナの本来の受信電波と干渉する。アンテナ装置１００では、メタマテリアル構造１３０を含むことで、第１アンテナ１１０から送出される電波の第２アンテナ１２０への回り込みが低減される。即ち、アンテナ間の干渉が抑制される。また、第１アンテナ１１０から送信される電波がメタマテリアル構造１３０で反射される成分が小さいため、第１アンテナ１１０において自己送信電力が干渉することを抑制することができる。また、メタマテリアル構造１３０により、誘電体の基板のエッジからの輻射を抑制することができる。
【００４５】
また、従来のＳＲＲによるセルでは、導体部分を接地しないため、セルの周囲に空間を設けることが求められていた。このため、従来のＳＲＲによるセルによるメタマテリアル構造では、設置スペースを小さくすることが困難であった。上記のような周縁部を有するセルを周期的に配列したメタマテリアル構造１３０では、各セルの周縁部が接地されるため、隣接するセル同士を周縁部で接触させることができる。このためセルの配置するスペースを小さくすることができる。メタマテリアル構造１３０は、アンテナのアイソレーションに有効である。
【００４６】
（実施形態の作用、効果）
本実施形態のメタマテリアル構造は、セル内のＳＲＲを、周縁部、中央部、接続部に囲まれる空間部分（スロットライン）によるスリットリング形状によって実現する。従来のセルの導体によるＳＲＲは接地されないため、隣接するセルの間隔を空けることが求められるが、本実施形態の空間部分によるＳＲＲでは、ＳＲＲの周囲の導体部分を接地するため、隣接するセルの間隔を空けなくてもよい。よって、ＳＲＲを空間部分によって実現することにより、ＳＲＲを導体で実現する場合に比べて、セルの密度を向上させることができる。例えば、セルの密度を向上させることで、アンテナ間により多くのセルを配置することができ、アンテナ間の信号干渉を抑制することができる。また、アンテナの周囲にセルを配置することで、基板のエッジの接地による反射を抑制することができる。即ち、本実施形態のメタマテリアル構造により、より減衰特性及び反射特性のよいアンテナ装置を実現することができる。また、セルの密度を向上より、アンテナ装置１００の実装面積を低減することができる。
【００４７】
本実施形態のメタマテリアル構造によれば、構成例２及び構成例３のように、セルを２層とすることにより、層間にもキャパシタンスＣを形成することができるため、所望の共振周波数をより適切なサイズで実現することができる。
【００４８】
ミリ波等のパターンアンテナでは、同一の回路基板の一面に、複数の平面アンテナを形成することになるため、平面アンテナ同士が近接するので、平面アンテナ同士の相互干渉が問題となる。本実施形態のアンテナ装置１００では、２つのアンテナ間に本実施形態のメタマテリアル構造が配置されるため、アンテナ間の干渉を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１      メタマテリアル構造のセル
２      メタマテリアル構造のセル
３      メタマテリアル構造のセル
１０      第１層
１１        周縁部
１２        中央部
１３        接続部
２０      第２層
２１        周縁部
２２        中央部
２３        接続部
３０      第１層
１００      アンテナ装置
１１０        第１アンテナ
１２０        第２アンテナ
１３０        メタマテリアル構造
【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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