JP2009153095A - 無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る無線通信システムは、送信側装置から一次放射された電波を、反射、屈折或いは透過によって二次放射するように構成されている散乱体を具備し、散乱体に、メタマテリアル材料を用いる。
【選択図】図1
Description
すなわち、反射板2の表面(境界面)で反射した電波(反射波)は、当該電波(入射波)の入射角θi1と同じ角度θr1の方向(正規反射の方向)に進む。
図1乃至図3を参照して、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。
(1) 負の屈折率を有する材料(左手系材料)
(2) 誘電率及び透磁率の両方が負である材料
(3) 誘電率が負である材料(透磁率は負でも正でも構わない)
(4) 透磁率が負である材料(誘電率は負でも正でも構わない)
(5) 誘電率又は透磁率が負である材料
(6) 強磁性体
(7) プラズマ
(8) HIS(High Impedance Surface)を有する構造
(9) FSS周波数選択板に基づくEBG構造(FSS-Based EBG Surface)
(10) バンドギャップ構造
(11) マッシュルーム構造
(12) 人工結晶構造
(13) SRR構造(スプリット共振リング゛構造)
(14) Composite Right/Left-Handed Transmission Line Metamaterials
(15) ポインチングベクトルの向きと群速度の向きが逆になる構造
本実施形態に係る無線通信システムでは、第1の実施形態において用いられるメタマテリアル材料によって構成される散乱体2の形状を、多面体とし、かかるメタマテリアル材料に対して第1の入射角度で入射した電波が、第1の境界面によって第2の屈折角度の方向に屈折し、該屈折した電波が、該メタマテリアル材料の内部から空中へ出て行く第2の境界面において、該第1の入射角度とは異なる角度で二次放射されるように構成する。
本発明の第3の実施形態に係る無線通信システムとして、上述の屈折角度θtranを、散乱体2を構成するEBG構造におけるキャパシタ及びインダクタンスのいずれかの周期構造による配置によって決定する手法、及び、スーパープリズム効果によって電界強度を集中させる手法を示す。
本発明の第4の実施形態に係る無線通信システムでは、散乱体2は、所定の1又は複数の周波数帯域の電波のみを通過させる構造を有するメタマテリアル材料によって構成されている。
本発明の第5の実施形態に係る無線通信システムでは、散乱体2は、所定の1又は複数の周波数帯域の電波のみを二次放射させる構造を有するメタマテリアル材料によって構成されている。
本発明の第6の実施形態に係る無線通信システムでは、散乱体2は、第1周波数帯域及び第2周波数帯域で動作するメタマテリアル材料によって構成されている。
本発明の第7の実施形態に係る無線通信システムでは、散乱体2は、メタマテリアル材料の背面に金属反射板を配置することによって構成されている。
本発明の第8の実施形態に係る無線通信システムでは、メタマテリアル材料において、誘電率及び透磁率の少なくとも一方の電気定数を負とし、伝搬定数(波動ベクトルk)を負とすることにより、エバネセント波が、当該メタマテリアル材料の内部で増幅する構造とする。
なお、上述の散乱体2は、電波が入射される面と電波が二次放射される面とが平行でない構造を有するものであってもよいし、FSS構造を有する周波数選択板によって構成されていてもよい。
UE…移動局
1…送信アンテナ
2…散乱体、反射板
3…不感地域
Claims (16)
- 送信側装置から一次放射された電波を、反射、屈折或いは透過によって所望エリアに対して二次放射するように構成されている散乱体を具備する無線通信システムであって、
前記散乱体に、メタマテリアル材料を用いることを特徴とする無線通信システム。 - 前記散乱体は、正規反射の場合の反射角度と異なる方向に前記電波を二次放射する構造を有することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記散乱体は、所定の1又は複数の周波数帯域の電波のみを二次放射させる構造を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信システム。
- 前記散乱体は、入射された前記電波の伝搬方向を集中させるように構成されている構造を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記散乱体は、EBG構造によって構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記送信側装置は、無線基地局或いは移動局であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記EBG構造は、前記散乱体に入射された前記電波を、ブロッホ波とする周期構造によって構成されていることを特徴とする請求項5に記載の無線通信システム。
- 前記メタマテリアル材料の背面に金属反射板を配置するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 前記メタマテリアル材料を通過した電波が、前記金属反射板に到達し、該金属反射板で反射した該電波が、該メタマテリアル材料を通過することなく二次放射されるように構成されていることを特徴とする請求項8に記載の無線通信システム。
- 前記メタマテリアル材料を通過することなく前記金属反射板に到達した電波が、該金属反射板で反射した後、該メタマテリアル材料を通過して二次放射されるように構成されていることを特徴とする請求項8に記載の無線通信システム。
- 前記メタマテリアル材料は、第1周波数帯域及び第2周波数帯域で動作するように構成されており、
前記メタマテリアル材料は、前記無線基地局から前記第1周波数帯域で一次放射された電波を前記移動局に対して二次放射し、前記移動局から前記第2周波数帯域で一次放射された電波を前記無線基地局に対して二次放射するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の無線通信システム。 - 前記メタマテリアル材料の形状を、多面体で構成し、
前記メタマテリアル材料に対して第1の入射角度で入射した電波が、第1の境界面によって第2の屈折角度の方向に屈折するように構成されており、
前記屈折した電波が、該メタマテリアル材料の内部から空中へ出て行く第2の境界面が、前記第1の境界面と平行とならないように構成されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の無線通信システム。 - 前記メタマテリアル材料において、誘電率及び透磁率の少なくとも一方の電気定数を負とし、伝搬定数を負とすることにより、エバネセント波が該メタマテリアル材料の内部で増幅する構造とすることを特徴とする請求項4に記載の無線通信システム。
- 前記メタマテリアル材料は、前記散乱体に入射された前記電波を、ブロッホ波とする周期構造によって構成されていることを特徴とする請求項4に記載の無線通信システム。
- 前記散乱体は、前記送信側装置から一次放射された電波の反射波の位相を制御する反射板によって構成されており、
前記反射板は、前記送信側装置から一次放射された電波を、正規反射の場合の反射角度と異なる方向に向かう等位相の平面波として反射させるように反射特性が設定されていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一項に記載の無線通信システム。 - 前記反射板は、周波数選択性反射板によって構成されており、
前記反射板は、前記送信側装置から一次放射された電波のうち、所定の1又は複数の周波数帯域の電波のみを、正規反射の場合の反射角度と異なる方向に向かう等位相の平面波として反射させるように反射特性が設定されていることを特徴とする請求項15に記載の無線通信システム。
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