JP6538881B2 - 受動素子 - Google Patents
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Description
図1は本発明の参考例に係る分割リング共振器の構造を示す平面図であるが、この図1を用いて本発明の原理を説明する。本発明の分割リング共振器10は、分断された環状の金属からなる導体部1と導体部1に設けられた第1のギャップ2とを備えている。さらに、本発明の分割リング共振器10は、外部電場(入射電磁波)によって第1のギャップ2に励起される起電力に起因した周回電流ICの経路において、第1のギャップ2における起電力とは逆方向の起電力を励起するための第2のギャップ3を1つ以上設けたものである。図1におけるx,y,zは座標軸を表し、Hは磁場の方向、Eは電場の方向、kは波数の方向を表している。
(I)本発明では、第1のギャップ2の寸法Gを大きくするほど共振強度が弱くなる周波数領域を形成することが可能で、移相量特性を狭帯域で変化させることができる(狭帯域な周波数掃引でも移相量が変化する)。また、共振強度を極端に小さくすることにより入射電磁場の散乱源とならない金属パターンも実現可能である。
(IV)また、本発明では、分割リング共振器10を多層化する層数により、透過電磁波伝搬特性の周波数掃引による変化量を変えることができる。
以下、本発明の参考例について図面を参照して説明する。図1に、本参考例に係るメタマテリアル受動素子の単位セルとなる分割リング共振器の平面図を示す。
図9に示した関連する分割リング共振器は、導体部100とギャップ101とから構成されている。この分割リング共振器では、外部電場によりギャップ101に励起される起電力V1に起因して導体部100に周回電流ICが流れ、LC共振周波数の電磁波が入射することにより周回電流ICは最大となる。
本発明の分割リング共振器の構造は、第1のギャップ2を有した金属リング構造において、外部電場によって誘起される周回電流ICの経路に第2のギャップ3を追加した構造を有していればよい。図1、図4A、図4Bに示した構造は、入射電磁波の偏波依存性が強い構造(すなわち、入射電磁波の偏波の方向が特定の方向のときに所望の透過特性が得られる構造)となるが、本発明はこのような構造に限るものではない。
なお、図1、図4A、図4B、図7A〜図7Eにおいて、第1のギャップ2と第2のギャップ3の位置を入れ替えてもよい。また、上記のとおり、C1<C2としてもよいし、C1>C2としてもよい。
参考例および第1の実施例では、複数の第2のギャップ3が存在する場合に、これら第2のギャップ3によって生じる容量C2が全て同一(複数の第2のギャップ3の寸法が同一)の場合について説明したが、複数の第2のギャップ3のうち少なくとも1つの第2のギャップ3によって生じる容量が他の第2のギャップ3によって生じる容量と異なるようにしてもよい。
また、図7A〜図7Eに示した構造において、複数の第2のギャップ3のうち少なくとも1つの第2のギャップ3によって生じる容量が他の第2のギャップ3によって生じる容量と異なるようにしてもよい。
Claims (6)
- 第1のギャップおよび前記第1のギャップと異なる第2のギャップによって分断された環状の金属からなる第1の導体部と、
前記第1の導体部によって囲まれた空間内に、前記第1の導体部の複数点の方向に延伸するように形成された金属からなる第2の導体部とを備え、
前記第1のギャップと前記第2のギャップとは、前記第1の導体部と前記第2の導体部との交差点に設けられ、前記第1の導体部を分割すると共に、前記第1の導体部と前記第2の導体部とを隔て、
前記第1のギャップによって生じる第1の容量は、前記第2のギャップによって生じる第2の容量と異なることを特徴とする受動素子。 - 請求項1記載の受動素子において、
複数の前記第2のギャップのうち少なくとも1つの第2のギャップによって生じる第2の容量が、他の第2のギャップによって生じる第2の容量と異なることを特徴とする受動素子。 - 請求項1または2記載の受動素子において、
前記第1の導体部と前記第2の導体部と前記第1のギャップと前記第2のギャップとを各々含む複数の単位セルを備え、
前記複数の単位セルは、アレイ状に配置され、
前記複数の単位セルの各々は、入射電磁波に対する所望の透過移相量を有するように前記第1のギャップおよび前記第2のギャップの寸法が単位セル毎に設定されることを特徴とする受動素子。 - 請求項3記載の受動素子において、
前記第1の導体部が配置される平面と垂直な方向を積層方向として、前記単位セルを複数積層したことを特徴とする受動素子。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の受動素子において、
前記第2のギャップによって生じる第2の容量が前記第1のギャップによって生じる第1の容量に比べて小さいことを特徴とする受動素子。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の受動素子において、
前記第2のギャップによって生じる第2の容量が前記第1のギャップによって生じる第1の容量に比べて大きいことを特徴とする受動素子。
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