(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号をプラズマ振動の伝播として伝送する伝送媒体であって、
該伝送媒体は、媒材に所定キャリア濃度の半導体の粒状を所定量含有させて板状に形成されたものであり、前記キャリア濃度に応じたプラズマ周波数を持つ電気信号の注入によりプラズマ振動を発生し、伝播するように構成されたものであることを特徴とする半導体中のプラズマ振動を用いた伝送媒体。
【請求項２】
該媒材は建築材または舗装材であり、該伝送媒体は、該建築材または舗装材で構築された構造物であることを特徴とする請求項１記載の半導体中のプラズマ振動を用いた伝送媒体。
【請求項３】
該半導体が硅素で、キャリア濃度が１×１０14 electrons／ｃｍ3 〜１×１０9 electrons ／ｃｍ3 であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体中のプラズマ振動を用いた伝送媒体。
【請求項４】
該半導体の粒状の平均半径が１０μｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の半導体中のプラズマ振動を用いた伝送媒体。
【請求項５】
キャリア濃度の異なる複数の半導体を含有するものであることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４記載の半導体中のプラズマ振動を用いた伝送媒体。
【請求項６】
請求項１記載の伝送媒体に面した送信アンテナで電気信号を励起し、該伝送媒体の表面から漏洩する該電気信号を受信アンテナで受信して通信を行うように構成したことを特徴とする通信システム。
【請求項７】
該通信の伝送周波数が１ＧＨｚ〜１００ＧＨｚであることを特徴とする請求項６記載の通信システム。
【請求項８】
送信アンテナおよび受信アンテナが平面アンテナで、伝送媒体表面との間隔が３〜３０ｃｍであることを特徴とする請求項７記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体中のプラズマ振動を用いた伝送媒体およびその伝送媒体を用いた通信システムに関する。
【０００２】
近年、地上から自動車に対し、その自動車が通行している道路の交通情報案内およびそれに基づく運転指示等をリアルタイムに行う移動体通信が注目されているが、伝送媒体によっては、受信点（移動体）が電波の影に入るシャドイングとか、送信点（送信アンテナ）が道路の美観を損ねるなどの課題があり、移動体通信に最適な伝送媒体が求められている。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
車相互間の情報通信を行ったり、移動中の車に対し、車の運転状態を路側から監視し、車間距離等に基づく運転速度、混雑度に応じた道路選択情報等をリアルタイムに指示する移動体通信システムでは、高速、且つ品質の良い伝送媒体が要求される。
【０００４】
この移動体通信用の伝送媒体として、道路に沿って一定間隔で送信点（または車相互間の通信のための中継点）を設けて電波で通信を行うことが考えられるが、送信点と受信点との間に他の車や建物が入ると、使用される電波の周波数が一般的に高い（数ＧＨｚ）ため、電波がその障害物の影となって通信が途切れる現象（以下シャドイングと称する）が発生する可能性がある。このため、送信点を地上の高い場所に設けるとか、漏洩同軸ケーブルを道路に沿って敷設する等が考えられるが、美観を損ねるとか、システムが高価になるといった課題がある。
【０００５】
また、近年では無線ローカルネットワークも注目されているが、構内の任意の位置にワークステーションを設置しようとすると、前述の移動体通信と同様の課題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、シャドイングが生じることがなく、しかも道路、または構内に沿う既設の通路等を伝送媒体として使用し得る簡易な伝送媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の半導体中のプラズマ振動を用いた伝送媒体および通信システムは、図１の本発明の原理図に示すように、以下のように構成される。
(1) 第１の発明
第１の発明は、電気信号をプラズマ振動の伝播として伝送する伝送媒体６であって、
伝送媒体６は、媒材２に所定キャリア濃度の粒状の半導体１を所定量含有させて板状に形成されたものより構成されたものである。
【０００８】
本発明は半導体中のプラズマ振動モード（参考文献例：Introduction to Solid State Physics, 5th edition, Kittel, pp287)を利用して電気信号を伝送させるもので、キャリア濃度で決まるプラズマ振動の周波数（プラズマ周波数）に電気信号の周波数を共振させることにより、半導体１中にプラズマ振動が発生し伝播する。このプラズマ振動を取り出すことにより伝送媒体６として構成できる。
【０００９】
なお、伝送媒体６は媒材２に半導体１を含有させて板状に形成される。その形は、帯状、方形状など、任意である。
(2) 第２の発明
第２の発明は、前記第１の発明において、媒材２をアスファルト，コンクリート等の建築材または舗装材とし、この建築材または舗装材で構築された構造物を伝送媒体６とする。
【００１０】
これにより、道路，建築物等が伝送媒体６として使用できる。
(3) 第３の発明
第３の発明は、前記第１の発明および第２の発明において、半導体１が硅素（シリコンＳｉ）で、キャリア濃度が１×１０14 electrons／ｃｍ3 〜１×１０9 electrons ／ｃｍ3 とする。
【００１１】
これにより、伝搬するプラズマ振動の周波数（通信周波数）は略１ギガヘルツ（ＧＨｚ）〜１００ギガヘルツ（ＧＨｚ）になり、移動体通信等に割り当て可能な周波数となる。
(4) 第４の発明
第４の発明は、前記第１の発明において、半導体１の粒状の平均半径を１０μｍ〜１０ｍｍとする。
【００１２】
このように、半導体１を粒状とし、所定含有率以上とすることにより、半導体の量を少なく、且つ比較的減衰量の少ない効率的な伝送媒体６が構成できる。
(5) 第５の発明
第５の発明は、前記第１，第２，第３，第４の発明において、媒材２にキャリア濃度の異なる複数の半導体１を含有させる。
【００１３】
これにより、複数種類のプラズマ振動周波数が使用できるので、伝送媒体６を多チャンネルの伝送媒体として使用できる。
(6) 第６の発明
第６の発明は、第１の発明の伝送媒体６を敷設し、この伝送媒体６に面した送信アンテナ３で電気信号を注入し、伝送媒体６の表面から漏洩する電気信号を受信アンテナ４で受信して通信を行うように構成する。
【００１４】
伝送媒体６を、例えば、薄板, 帯状に形成すると、ある方向に向かう伝送路となる。この伝送路に送信アンテナ３によって電気信号を吸収させてプラズマ振動を発生させるとともに、プラズマ振動が表面に沿って伝播するので、この電気信号を受信アンテナ４で受信する。なお、送受信アンテナの送受方向を逆にすると、双方向通信が達成できる。
(7) 第７の発明
第７の発明は、前記第６の発明で、通信の周波数を１ＧＨｚ〜１００ＧＨｚとする。この周波数は移動体通信等で割り当て可能な周波数である。
(8) 第８の発明
第８の発明は、前記第７の発明において、送信アンテナ３および受信アンテナ４は平面アンテナで、伝送媒体６との間隔を３〜３０ｃｍとする。
【００１５】
受信可能な距離は、一般に１〜３波長であるので、使用周波数を１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚとした場合、３〜３０ｃｍとなる。これは、移動体に搭載するアンテナ位置としては、走行上からも妥当な値である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図を用いて詳細に説明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を表す。
【００１７】
図２は実施例の構成図で、舗装道路８を伝送媒体６とした例を示す。
図２は、建材（媒材）７としてのアスファルトまたはコンクリートに、例えばキャリア濃度が１×１０10electrons ／ｃｍ3 のシリコン半導体で、平均半径が０．５ｍｍの粒を１０重量％混ぜて舗装した舗装道路８を伝送媒体６とした例を示すもので、道路基盤上に数ｃｍの厚さに舗装される。
【００１８】
アンテナ10は、平面状の送受面を持つ、例えば図示のような平面アンテナで、道路表面から１５ｃｍ程度離れた位置に設置し、地上装置12から、５．８ＧＨｚで、５ｍＷの電波を送信する。
【００１９】
これにより発信された電磁波は、アンテナ面と道路表面の間で共振し、効率よく道路表面に吸収されて道路表面のプラズマ振動モードが励起される。
このプラズマ振動モードは、波長３３ｃｍで、道路表面を表面に沿って伝搬し、アンテナ11およびアンテナ11a の位置に到達する。
【００２０】
この結果、アンテナ11と道路表面が構成する共振位置で、電磁波は効率よくアンテナ11（またはアンテナ11a ）に吸収され、地上装置12と車上装置９（または9a) との間で通信が行われる。
【００２１】
以上のごとく、建材７に半導体１を混ぜた舗装道路８を伝送媒体６とすることができ、移動体通信を行うことができる。
また、図２のごとく、車上装置９の発振器からアンテナ11を通して発信されたプラズマ振動が道路表面を伝搬して他車のアンテナ11a に到達し、該車両の車上装置9aに受信する場合は、いわゆる車両間通信となる。
【００２２】
なお、以上は舗装道路８を例に説明したが、板状に形成した伝送媒体６を構内の路上，もしくは室内の床面等に張ることにより、ネットワークを構築することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、道路，建築物等に半導体を混ぜて伝送媒体を構成するもので、移動体通信、構内ネットワーク等の伝送媒体として、シャドイングがなく、また任意の位置にワークステーションが設置できるなどの優れたネットワークを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の原理図
【図２】  実施例の構成図
【符号の説明】
１  半導体
２  媒材
３  送信アンテナ
４  受信アンテナ
６  伝送媒体
７  建材
８  舗装道路
９，9a  車上装置
10,11,11a アンテナ
12  地上装置
【図１】
0003812110.tif 000002
【図２】
0003812110.tif 000003