JP2013510487A - 電磁波を送受信するためのデバイス、そのデバイスを備えたシステム、及びそのようなデバイスの使用 - Google Patents

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Abstract

1mmと10cmの間の自由空間波長λを有する電磁波を送受信するためのデバイスは、固体誘電体の媒体(11)(自由空間波長λは媒体内部の波長λに対応する)と、媒体内部に組み込まれて互いにλ/10未満の距離で間隔が空けられた複数の導体(12)と、一つのアンテナ素子(13)とを備える。導体素子は小型ループ素子を形成する。複数の導体素子のうちの同調導体素子は、アンテナ素子からλ/10未満の距離において第一の端部を有し、波長λに対応する電気共鳴周波数を有する。

Description

本発明は、電磁波を送受信するためのデバイス、そのデバイスを備えたシステム、及びそのようなデバイスの使用に関する。
本出願人自身の特許文献1から、複数の金属拡散器に取り囲まれた反応型アンテナ素子を有するデバイスが知られている。この構成によって、電磁波は、サブ波長距離においてアンテナ素子付近の点iに集束される。
このデバイスは十分なものではあるが、依然として改善の必要がある。
国際公開第2008/007024号
本発明の一課題は、電磁波を送受信するための改善されたデバイスを提供することである。
このため、本デバイスは、1mmと1mとの間の自由空間波長λを有する電磁波を送受信するためのデバイスを提案し、そのデバイスは:
‐ 実質的に平坦な第一の表面を少なくとも有する固体誘電体の媒体(自由空間波長λは媒体(11)内部の波長λに対応する)と、
‐ その媒体内部に組み込まれた複数の導体素子(各導体素子は第一の端部及び第二の端部の間において第一の表面に沿って延伸する所定の長さのワイヤであり、二つの隣接する導体素子はλ/10未満の距離で互いに間隔が空けられていて、導体素子は電気キャパシタ及び電気インダクタンスを有する電気ループを形成する)と、
‐ 電気信号を送受信するために電子デバイスに接続されるアンテナ素子と、
‐ 他の電気信号を送受信するために前記電子デバイスに接続される他のアンテナ素子(他のアンテナ素子は前記アンテナ素子と異なり、他の電気信号は前記電気信号と異なる)とを備え、
‐ 複数の導体素子のうちの少なくとも一つの同調導体素子は前記導体素子及び前記他の導体素子からλ/10未満の距離において第一の端部を有し、
‐ 前記同調導体素子は媒体内部の波長λに対応する電気共鳴周波数を有し、
‐ アンテナ素子及び他のアンテナ素子の各々が複数の導体素子のうちの一つである。
こうした特徴によって、本デバイスは、導体素子を含む媒体の電磁モード(EM)と一致する電磁共鳴を有する同調導体素子を備える。従って、本デバイスは、電磁波を効率的に送受信することができて、このようなデバイスはz方向のサイズが非常に小型であり、特に非常に平坦である。本デバイスは単一の電子ボードに製造可能であり、非常に安価である。
本デバイスの多様な実施形態においては、以下の特徴のうち一つ以上が任意で組み込まれ得る:
‐ 本デバイスは、第一の表面に沿って延伸する電気ベクトル及び磁気ベクトルを有し且つ第一の表面に垂直な方向に沿って延伸する伝播ベクトルを有する前記媒体内部の複数の電磁モードを有し、該複数の電磁モードは前記波長λに対応する媒体の共鳴周波数を有有する;
‐ アンテナ素子は、前記媒体の電磁モードの少なくとも一つの腹に近接して配置され、他のアンテナ素子は、前記媒体の電磁モードの少なくとも一つの他の腹に近接して配置され、腹及び他の腹は電磁モードの異なるモードに属する;
‐ 導体素子、アンテナ素子、及び他のアンテナ素子は電子ボードの第一の表面の上方に印刷される;
‐ 本デバイスは、複数の導体素子のうちの他の同調導体素子を更に備え、その他の同調導体素子は前記同調導体素子と異なり、前記他の同調導体素子は、前記アンテナ素子からλ/10未満の距離において第一の端部を有し、前記他の同調導体素子は、他の波長λに対応する他の電気共鳴周波数を有し、他の波長λは波長λと異なる;
‐ 本デバイスは、複数の導体素子のうちの他の同調導体素子を更に備え、その他の同調導体素子は前記同調導体素子と異なり、他の同調導体素子は前記アンテナ素子からλ/10未満の距離においてその第一の端部を有し、他の同調導体素子は、他の波長λに対応する他の同調導体素子に沿った電磁共鳴を発生させるように構成された他の同調導体素子を覆う誘電体層を備え、他の波長λは波長λと異なる;
‐ 媒体はその媒体の屈折率を変更する孔を備える;
‐ 導体素子の第一の端部は、第一の表面において規則的に間隔が空けられて、第一の表面の上方に周期パターンを形成する;
‐ 導体の素子の各第一の端部は、電気質量、定電位、パッシブインピーダンス、抵抗インピーダンス、キャパシタインピーダンス、及びインダクタインピーダンスから成る群から選択された電荷に接続される;
‐ 第二の端部はλ/10未満の末端間距離で第一の端部から離れる。
本発明の他の課題は、電磁波を送受信するためのデバイスを備えたシステムを提供することであり、アンテナ素子は電気信号を送受信するために電子デバイスに接続され、他のアンテナ素子は他の電気信号を送受信するために該電子デバイスに接続される。
任意で、アンテナ素子は結合回路を介して電子デバイスに接続され、その結合回路は好ましくは反応性インピーダンスを有する。
本発明の他の課題は、1mmと1mの間、好ましくは10cmと40cmとの間の自由空間波長λを有する電磁波を送受信するためのデバイスの使用である。
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照する以下の非限定的な例として与えられる七実施形態の詳細な説明から明らかになるものである。
本発明の係る電磁波を送受信するためのデバイスの斜視図である。 図1のデバイス内部の三つの横電磁モードの三つの図である。 傾斜形状を有する媒体を備えた本発明の第二の実施形態である。 アーチ形状を有する媒体を備えた本発明の第三の実施形態である。 デバイスのいくつかの導体素子を取り囲む誘電体層を備えた本発明の第四の実施形態である。 デバイスの媒体内部に孔を備えた本発明の第五の実施形態である。 非平行な導体素子を有する本発明の第六の実施形態である。 ループ状導体素子を備えた本発明の第七の実施形態である。 図8のデバイスの導体素子の変形例の図である。 図8のデバイス内部の電磁モードの図である。
多様な図面において、同じ参照番号は、同一又は同様の要素を示す。方向Zは垂直方向である。方向X又はYは水平方向である。
図1は、空間において電磁波を送受信するためのデバイス10の第一の実施形態を示し、その電磁波は、1mmから1mの間、好ましくは10cmから40cmの間の自由空間波長λを有する。
本デバイスは:
‐ 固体誘電体の媒体11と、
‐ その媒体11内部に組み込まれたワイヤである複数の導体素子12と、
‐ 電磁波Wを表す電気信号Sを送受信するための電子デバイス14に接続されるアンテナ素子13とを備える。
媒体は屈折率nを有する。
空間は空気であるか、又は1に等しい屈折率を有するものとされる。
自由空間波長λは、以下の関係式で媒体11内部の波長λに対応する:
・λ=λ
媒体11は、平行六面体形状を有し、第一の表面S1と、垂直方向Zに沿って第一の表面に対向する第二の表面S2とを備える。第一及び第二の表面S1、S2は実質的に平行な面である。方向Dはこれら表面に垂直で且つ垂直方向Zに平行な実質的な直線である。第一及び第二の表面S1、S2は高さHで離れている。
媒体はεの誘電率を有する。
導体素子12は或る直径の円形ワイヤであり、方向Dに沿って延伸している。これら導体素子12は、第一の表面S1上の第一の端部12aと、第二の表面S2上の第二の端部12bとを有する。各導体素子12は同じ値Hの長さを有する。本第一の実施形態では、導体素子12は、第一の表面S1上に、又は垂直方向Zに垂直なあらゆる平面XY上に、規則的な間隔の正方形グリッドを形成する。導体素子12は垂直方向Zに沿って互いに平行であり、λ/10未満の距離dで方向X又はYに沿って互いに間隔が空けられる。このサブ波長距離dは、グリッドのステップである。従って、導体素子12はワイヤの規則的格子を形成する。
一又は複数のアンテナ素子13は、第一の表面S1、第二の表面S2、又はこれら両方の上に設置される。アンテナ素子13には、単一の電磁波Wを送受信するように単一の電気信号Sが供給されるか、又は、複数の電磁波を同時に送受信するために複数の電気信号が供給され得る。
媒体11内部に埋め込まれたワイヤ導体素子12を備えたこのようなワイヤ媒体において、磁場ベクトルB及び電場ベクトルEは方向Dに垂直であり、伝播波ベクトルKは、その方向Dと共線的な伝播ベクトルである。電磁波Wは、方向Dに沿って媒体11内部を伝播する平面波である。
磁場ベクトルB及び電場ベクトルEは、節及び腹を備えた媒体11内部の横電磁モードTEMを有する。TEMモードは、方向X及びYに沿ったサブ波長の変動を有する。図2a、2b及び2cは、三つの異なるモードによる媒体11内部の電場ベクトルEの振幅の変動を示し、媒体11は7×7の導体素子12を含む。各モードは、媒体11内部に異なるパターンを有し、他のモードと直交する。このダイバーシティの物理的性質によって、媒体11の境界における複数のアンテナ素子13の電気信号が互いに無相関となる。これらアンテナ素子13は、互いに独立的に使用可能であり、又はMIMO(multi−input multi−output)構成で使用可能である。更に、この複数又はアレイのアンテナは、サイズが非常に小型のデバイスである。
ワイヤ媒体は非分散性媒体であり、その分散関係は:
ω=k・c/n
であり、
は伝播波ベクトルKのZ成分の値、
cは真空中の電磁波の速さ、
は媒体の物質の屈折率である。
例えば、空気の屈折率は1であり、エポキシの屈折率は略2である。
従って、媒体11は、異方性媒体である。各TEMモードは、同じ伝播速度と、同じ共鳴周波数fとを有し、f=ω/(2π)である。
媒体11の全ての又は一部の導体素子12はこの共鳴周波数fに同調可能である。導体素子12は、0.7・N・λ/2からN・λ/2の間の特定長さHwireを有し得て、
‐ Nは自然数であり、
‐ λは媒体内部の波長である。
より正確には、導体素子12は、以下の特定長さHwireを有し得る:
wire=N・λ/2
従って、同調導体素子12は、TEMモードの共鳴周波数と一致する共鳴周波数を有する。
この同調によって、TEMモードが励起し得るか、又は媒体11内部に組み込まれた大抵の導体素子12によって励起され得る。
有利には、アンテナ素子13は、媒体11の横電磁モードの少なくとも一つの腹に近接して配置され得る。これは、電磁波を送受信するデバイスの感度を改善し得る。
複数のアンテナ素子13がデバイス内部に組み込まれ得る。これら複数のものの各アンテナ素子13は、横電磁モードTEMの異なる腹に近接して配置され得る。そして、各アンテナ素子13に、単一の電気信号Sが供給される。そして、TEMモードに属する複数のモードが励起されて、より多くの導体素子12が、電磁波Wの送受信に寄与する。このようにして、デバイスの放射ダイアグラムが影響を受け得る。
複数のアンテナ素子13がデバイス内部に組み込まれ得る。これら複数のものの各アンテナ素子13は、横電磁モードTEMの異なる腹に近接して配置され得る。各アンテナ素子13には、異なる電気信号Sが供給され得る。このようにして、本デバイスが、異なる独立的な電磁波Wを同時に送受信することができる。
第一の変形例では、アンテナ素子13が、単純に、電子デバイス14に接続されたワイヤ媒体の導電素子12のうちの一つであり得る。
第二の変形例では、アンテナ素子13は、電子ボード上方の導体のパッチ又はワイヤであり、その電子ボードは、媒体11の第一の表面S1及び/又は第二の表面に近接している。
多様な実施形態において、異なる共鳴周波数のTEMモードを媒体内部に発生させることができる。
図3に示される第二の実施形態では、上述のワイヤ媒体が、第一の表面S1に平行ではない面に沿って切断され、傾斜形状が形成される。このような媒体に組み込まれた導体素子12は、Hwire,minとHwire,maxとの間の複数の長さを有し、Hwire,minは媒体の最下部の高さに相当し、Hwire,maxは、媒体の最高部の高さに相当する。そして、本デバイスは、この高さ範囲に対応する所定の波長範囲に適合される。
図4に示される第三の実施形態では、方向Dは、第一の表面S1と第二の表面S2との間のアーチ状方向である。例えば、媒体は、その各々の上に導体ストリップを有する複数のフレキシブルシート製であり、それらのシートがアーチ状にされ互いに積層される。円弧の中心近くの又は半径の短い導体ストリップ(導体素子)12は、半径の長い導体ストリップよりも短い。
図5に示される第四の実施形態では、いくつかの導体素子12が、導体素子を覆う誘電体層15を有する。誘電体層15は、媒体11の誘電率εとは異なる誘電率εlayerを有する。誘電体層15で覆われた導体素子12の共鳴周波数は、層15の無い導体素子12の共鳴周波数と異なる。
図6に示される第五の実施形態では、媒体11に孔が開けられて、孔16が形成される。孔は、所定の導体素子12近くの媒体11の屈折率nを変更する。
図7に示される第六の実施形態では、導体素子12は互いに平行ではない。導体素子12の長さは媒体11内部で異なる。
更に、上述の実施形態とは対照的に、導体素子12は第一の表面S1に沿った周期パターンを形成していない。
これまでの五つの異なる実施形態によって、媒体11が複数の共鳴周波数を有し、電磁波を送受信するためのデバイスが拡大された帯域幅を有し得る。
更に、追加の変形例によると:
‐ 媒体の側面LSが導体で覆われ得て、
‐ 第一の表面が接地板を有し得て、
‐ 導体素子12がループ形状又は曲線形状を形成し得て、
‐ アンテナ素子13が単極子又は双極子であり得て、
‐ アンテナ素子13が波長よりも短い又は波長よりも長いワイヤであり得て、
‐ アンテナ素子13が、媒体11内部に、第一の表面S1に沿って、又は第一及び第二の表面S1、S2に沿って組み込まれ得る。
本発明のデバイス10は既知の方法で製造可能である。例えば、エポキシ材料上の多層銅のエッチングが使用可能であり、その各層は、層の面内部に複数の導体素子を備える。
図8に示される本発明の第七の実施形態では、媒体11は平面形状を有し、高さHで離れた第一の表面S1及び第二の表面S2を有する。この高さは上述の実施形態のものよりも低く、デバイス10は垂直方向Zにおいてより小型である。
導体素子12は第一の表面S1上に延伸するワイヤである。各導体素子は、少なくとも一つの開口を有する小型ループを形成する電気回路を形成する。例えば、導体素子12はC字型を有する。ループは電気インダクタンスLのように機能し、開口は電気キャパシタCのように機能して、導体素子12が、共鳴周波数fを有する小型電気回路のように機能して、そのような共鳴周波数fは(1/2π)√(LC)に実質的に等しい。これらの導体素子12はSRR(split ring resonator)と称される。
図9aから9dは、導体素子12の四つの変形例を示す。導体素子は第一の端部12aと第二の端部12bとの間に第一の点P1と第二の点P2を有する。
例えば、第一及び第二の点P1、P2は、λ/10未満の直線距離で互いに離れている。導体素子12は、第一及び第二の点P1、P2の間で電気キャパシタCの容量効果を有する。導体素子12は、第一及び第二の点P1、P2の間で小型ループを形成し、電気インダクタンスLの誘導効果を有する。
導体素子12は、共鳴周波数fを有する電気回路として機能する。
導体素子12は、第一及び第二の点12a、1bの間にHwireの値の長さを有する。
導体素子12は、複数のインダクタ及びキャパシタのように機能する複数のループ及び開口を有し得る。これらインダクタ及びキャパシタの構成は多数存在し、複数の共鳴周波数fを有する。
第一及び第二のアンテナ素子13(少なくとも二つ)が第一の表面S1上に設置される。各アンテナ素子13には、電磁波Wを送受信するための単一の電気信号Sが供給されるか(放射ダイアグラムの変更)、又は複数の電磁波を同時に送受信するための複数の異なる独立的な電気信号が供給される(MIMO)。
好ましくは、第一及び第二のアンテナ素子13は、電子デバイスに直接、又は結合回路を介して間接的に接続された導体素子12のうち二つである。従って、デバイスの設計は単純である。デバイスは、たった一層の回路板で製造可能である。デバイスは高価ではない。
結合回路は好ましくは反応性インピーダンスを有する。
媒体11は、図8に示されるように導体素子12のアレイを含み得る。このようなアレイは、節及び腹を備えた複数の電磁モードEMを第一の表面S1のXY面内に有するメタマテリアル媒体である。これらEMモードは、上述の六つの実施形態のTEMモードと同様に、方向X及びYに沿ってサブ波長の変動を有する。図10は、一つのEMモードによる媒体11内部の電場ベクトルEの振幅の変動を示し、媒体11は8×8の導体素子12を含む。各モードは、媒体11内部に異なるパターンを有し、他のモードに対して直交する。従って、第一及び第二のアンテナ素子13の電気信号は互いに非相関である。アンテナ素子13は、MIMO構成において互いに独立的に使用可能である。
このようなデバイスは、主に方向Zにおいてサイズが小型である。このようなデバイスは、単一のプレートの回路板であり得る。これは平坦で安価である。
同調導体素子12は、媒体11の電磁モードEMの共鳴周波数と一致する共鳴周波数fを有する。
この特徴によって、電磁モードEMが励起し得るか、又は媒体11内部に組み込まれた大抵の導体素子12によって励起され得る。
第一及び第二のアンテナ素子13は、媒体11の電磁モードの一つの腹に近接して配置されて、電磁波Wを送受信するデバイス感度を改善する。
導体素子12は全て同一であり得る。
導体素子12は全て同一でないものでもあり得る。複数の異なる(サイズ、形状等)導体素子12の分布が存在し得る。メタマテリアル中の電磁的ダイバーシティが増大されて、第一及び第二のアンテナ素子13の電気信号がより非相関になる。信号の分離が改善される。
導体素子12は、第一の表面S1上方に規則的なアレイとして配置され得る。
代わりに、導体素子12は、第一の表面上に規則的に配置されないものであり得る。これでも、メタマテリアル中の電磁的ダイバーシティが増大され、信号がサブ波長においてより非相関になる。
11 媒体
12 導体素子
13 アンテナ素子
14 電子デバイス

Claims (13)

  1. 1mmと1mとの間の自由空間波長λを有する電磁波を送受信するためのデバイスであって、
    実質的に平坦な第一の表面(S1)を少なくとも有する固体誘電体の媒体(11)であって、前記自由空間波長λが該媒体(11)内部の波長λに対応する、媒体(11)と、
    前記媒体内部に組み込まれた複数の導体素子(12)であって、各導体素子が、第一の端部(12a)と第二の端部(12b)との間において前記第一の表面(S1)に沿って延伸する所定の長さのワイヤであり、二つの隣接する導体素子(12)がλ/10未満の距離で互いに間隔が空けられていて、該導体素子が電気キャパシタ(C)及び電気インダクタンス(L)を有する電気ループを形成する、複数の導体素子(12)と、
    電気信号を送受信するために電子デバイス(14)に接続されるアンテナ素子(13)と、
    他の電気信号を送受信するために前記電子デバイスに接続される他のアンテナ素子(13)であって、該他のアンテナ素子が前記アンテナ素子と異なり、前記他の電気信号が前記電気信号と異なる、他のアンテナ素子(13)とを備え、
    前記複数の導体素子のうち少なくとも一つの同調導体素子が、前記アンテナ素子(13)及び前記他のアンテナ素子からλ/10未満の距離に第一の端部を有し、
    前記同調導体素子が、前記媒体(11)内部の前記波長λに対応する電気共鳴周波数を有し、
    前記アンテナ素子及び前記他のアンテナ素子の各々が前記複数の導体素子(12)のうちの一つである、デバイス。
  2. 前記第一の表面(S1)に沿って延伸する電気ベクトル及び磁気ベクトルを有し、且つ、前記第一の表面(S1)に垂直な方向(Z)に沿って延伸する伝播ベクトルを有する前記媒体内部の複数の電磁モード(EM)を有し、前記複数の電磁モードが前記波長λに対応する媒体の共鳴周波数を有する、請求項1に記載のデバイス。
  3. 前記アンテナ素子(13)が前記媒体(11)の電磁モード(EM)の少なくとも一つの腹に近接して配置され、前記他のアンテナ素子(13)が前記媒体(11)の電磁モード(EM)の少なくとも一つの他の腹に近接して配置され、前記腹及び前記他の腹が電磁モード(EM)の異なるモードに属している、請求項2に記載のデバイス。
  4. 前記導体素子(12)、前記アンテナ素子(13)、及び前記他のアンテナ素子が、電子ボードの前記第一の表面の上方に印刷された導体である、請求項1に記載のデバイス。
  5. 前記複数の導体素子のうちの他の同調導体素子を更に備え、前記他の同調導体素子が前記同調導体素子と異なり、前記他の同調導体素子が前記アンテナ素子からλ/10未満の距離に第一の端部を有し、前記他の同調導体素子が、他の波長λに対応する他の電気共鳴周波数を有し、前記他の波長λが前記波長λと異なる、請求項1から4のいずれか一項に記載のデバイス。
  6. 前記複数の導体素子のうちの他の同調導体素子を更に備え、前記他の同調導体素子が前記同調導体素子と異なり、前記他の同調導体素子が前記アンテナ素子からλ/10未満の距離に第一の端部を有し、前記他の同調導体素子が、他の波長λに対応する前記他の同調導体素子に沿った電磁共鳴を発生させるように構成された前記他の同調導体素子を覆う誘電体層を備え、前記他の波長λが前記波長λと異なる、請求項1から5のいずれか一項に記載のデバイス。
  7. 前記媒体が、前記媒体の屈折率を変更する孔を備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のデバイス。
  8. 前記導体素子の第一の端部が前記第一の表面内において規則的に間隔が空けられていて、前記第一の表面(S1)の上方に周期パターンを形成している、請求項1から7のいずれか一項に記載のデバイス。
  9. 前記導体素子の第一の端部の各々が、電気質量、定電位、パッシブインピーダンス、抵抗インピーダンス、キャパシタインピーダンス、及びインダクタインピーダンスから成る群から選択された電荷に接続される、請求項1から8のいずれか一項に記載のデバイス。
  10. 前記第二の端部が、λ/10未満の末端間距離で前記第一の端部から離れている、請求項1から9のいずれか一項に記載のデバイス。
  11. 請求項1から10のいずれか一項に記載の電磁波を送受信するためのデバイスを備えたシステムであって、前記アンテナ素子(13)が、電気信号を送受信するために電子デバイスに接続され、前記他のアンテナ素子が、他の電気信号を送受信するために前記電子デバイスに接続されている、システム。
  12. 前記アンテナ素子が結合回路を介して前記電子デバイスに接続されていて、前記結合回路が好ましくは反応性インピーダンスを有する、請求項11に記載のシステム。
  13. 1mmと1mとの間、好ましくは10cmと40cmの間の自由空間波長λを有する電磁波を送受信するための請求項1から10のいずれか一項に記載のデバイスの使用。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011055171A1 (en) * 2009-11-09 2011-05-12 Time Reversal Communications Device for receiving and / or emitting electromanetic waves
KR101961931B1 (ko) * 2011-12-20 2019-03-26 미래나노텍(주) 조명용 광학부재 및 이를 이용하는 조명장치
US9461706B1 (en) * 2015-07-31 2016-10-04 At&T Intellectual Property I, Lp Method and apparatus for exchanging communication signals
US11025460B2 (en) 2014-11-20 2021-06-01 At&T Intellectual Property I, L.P. Methods and apparatus for accessing interstitial areas of a cable
WO2019003830A1 (ja) * 2017-06-28 2019-01-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 アンテナ装置
US11258161B2 (en) * 2019-02-08 2022-02-22 Texas Instmments Incorporated Antenna-on-package integrated circuit device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000236216A (ja) * 1999-02-17 2000-08-29 Yagi Antenna Co Ltd マイクロストリップアレーアンテナ
JP2000341032A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Katsuya Hiroshige 多数の微細孔を有する支持体に導電パターンを形成した導電シート
JP2003223626A (ja) * 2002-01-31 2003-08-08 Dainippon Printing Co Ltd Rfidタグの製造方法、及びrfidタグ
JP2004172736A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Furukawa Electric Co Ltd:The アレイアンテナ
WO2006077645A1 (ja) * 2005-01-24 2006-07-27 Fujitsu Limited アンテナ及びこれを搭載するrfid用タグ
JP2007037105A (ja) * 2004-09-30 2007-02-08 Toto Ltd マイクロストリップアンテナ
JP2007104211A (ja) * 2005-10-03 2007-04-19 Denso Corp アンテナ、無線装置、アンテナの設計方法、及びアンテナの動作周波数測定方法
WO2008007024A1 (fr) * 2006-07-11 2008-01-17 Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs - Procede et dispositif de transmission d'ondes
JP2008028010A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Yamaguchi Univ 人工磁性体
JP2011097334A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Murata Mfg Co Ltd アンテナ装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1232538B1 (en) * 1999-10-29 2008-11-19 Antenova Limited Steerable-beam multiple-feed dielectric resonator antenna of various cross-sections
JP3435378B2 (ja) * 1999-12-28 2003-08-11 東洋通信機株式会社 アレーアンテナ
WO2001071774A2 (en) 2000-03-17 2001-09-27 The Regents Of The University Of California Left handed composite media
JP2001345633A (ja) * 2000-03-28 2001-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ装置
JP4147724B2 (ja) * 2000-06-09 2008-09-10 ソニー株式会社 アンテナ装置及び無線装置
WO2003088419A1 (en) * 2002-04-09 2003-10-23 Massachusetts Institute Of Technology Photonic crystal exhibiting negative refraction without requiring a negative effective index
WO2004020186A2 (en) * 2002-08-29 2004-03-11 The Regents Of The University Of California Indefinite materials
JP4243208B2 (ja) * 2003-10-31 2009-03-25 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 アレーアンテナ装置
FR2863109B1 (fr) * 2003-11-27 2006-05-19 Centre Nat Rech Scient Antenne a diagramme de rayonnement d'emission/reception configurable et orientable, station de base correspondante
US7173565B2 (en) * 2004-07-30 2007-02-06 Hrl Laboratories, Llc Tunable frequency selective surface
US7236138B2 (en) * 2004-09-24 2007-06-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Externally powered negatively refracting photonic bandgap medium
US7352941B2 (en) * 2005-09-19 2008-04-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for electromagnetic resonance and amplification using negative index material
US8207907B2 (en) * 2006-02-16 2012-06-26 The Invention Science Fund I Llc Variable metamaterial apparatus
JP2007221523A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 National Institute Of Information & Communication Technology アレーアンテナ装置
US7522105B1 (en) * 2006-07-17 2009-04-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Antenna using a photonic bandgap structure
US7492329B2 (en) * 2006-10-12 2009-02-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Composite material with chirped resonant cells
US20090040132A1 (en) * 2007-07-24 2009-02-12 Northeastern University Anisotropic metal-dielectric metamaterials for broadband all-angle negative refraction and superlens imaging
US7889127B2 (en) * 2008-09-22 2011-02-15 The Boeing Company Wide angle impedance matching using metamaterials in a phased array antenna system
US8130149B2 (en) * 2008-10-24 2012-03-06 Lockheed Martin Corporation Wideband strip fed patch antenna
WO2010065555A1 (en) 2008-12-01 2010-06-10 Drexel University Mimo antenna arrays built on metamaterial substrates
US8456620B2 (en) * 2009-07-24 2013-06-04 Empire Technology Development Llc Enabling spectrometry on IR sensors using metamaterials
WO2011055171A1 (en) * 2009-11-09 2011-05-12 Time Reversal Communications Device for receiving and / or emitting electromanetic waves
US9640848B2 (en) * 2011-04-12 2017-05-02 Kuang-Chi Innovative Technology Ltd. Artificial microstructure and metamaterial with the same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000236216A (ja) * 1999-02-17 2000-08-29 Yagi Antenna Co Ltd マイクロストリップアレーアンテナ
JP2000341032A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Katsuya Hiroshige 多数の微細孔を有する支持体に導電パターンを形成した導電シート
JP2003223626A (ja) * 2002-01-31 2003-08-08 Dainippon Printing Co Ltd Rfidタグの製造方法、及びrfidタグ
JP2004172736A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Furukawa Electric Co Ltd:The アレイアンテナ
JP2007037105A (ja) * 2004-09-30 2007-02-08 Toto Ltd マイクロストリップアンテナ
WO2006077645A1 (ja) * 2005-01-24 2006-07-27 Fujitsu Limited アンテナ及びこれを搭載するrfid用タグ
JP2007104211A (ja) * 2005-10-03 2007-04-19 Denso Corp アンテナ、無線装置、アンテナの設計方法、及びアンテナの動作周波数測定方法
WO2008007024A1 (fr) * 2006-07-11 2008-01-17 Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs - Procede et dispositif de transmission d'ondes
JP2008028010A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Yamaguchi Univ 人工磁性体
JP2011097334A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Murata Mfg Co Ltd アンテナ装置

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