JP6715532B2 - Electromagnetic wave conversion plate - Google Patents
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Description
本発明は、電磁波変換プレートに関する。 The present invention relates to an electromagnetic wave conversion plate.
従来、無線伝送を行う際に伝送効率を向上させる方法として、信号対雑音電力比を大きくする方法が用いられてきた。信号対雑音電力比を大きくさせる方法の一つとして、特定方向にアンテナの指向性を形成することでアンテナ利得を増大させる方法がある。特定の方向にアンテナの指向性を形成する方法として、リフレクタアンテナの利用や、アレーアンテナの利用が検討されている。しかしながら、リフレクタアンテナ又はアレーアンテナで、鋭い指向性の形成や、任意の方向への指向性の形成をするには、装置の大型化、給電回路の複雑化、または構造の複雑化の問題がある。 Conventionally, a method of increasing a signal-to-noise power ratio has been used as a method of improving transmission efficiency when performing wireless transmission. One of the methods for increasing the signal-to-noise power ratio is to increase the antenna gain by forming the directivity of the antenna in a specific direction. As a method of forming the directivity of the antenna in a specific direction, the use of a reflector antenna and the use of an array antenna have been studied. However, in order to form a sharp directivity or a directivity in an arbitrary direction with a reflector antenna or an array antenna, there is a problem that the device is upsized, the feeding circuit is complicated, or the structure is complicated. ..
構造又は給電回路の簡略化のため、アンテナ素子の開口にサブ波長構造を持つメタサーフェスを配置し、任意の方向への指向性を形成するアンテナ構造が提案されている。メタサーフェスは、波長に比べて小さい金属のパッチやスロットなどの構造体を単位セルとして、単位セルを周期的に配列する構造を持つ。メタサーフェスに入射した電磁波は、この構造との相互作用を介して、任意の方向への指向性の形成などの電磁波変換をすることができる。電磁波変換プレートは、メタサーフェスを用いて入射電磁波を変換するプレートのことである。 In order to simplify the structure or the feeding circuit, an antenna structure has been proposed in which a metasurface having a subwavelength structure is arranged in the aperture of an antenna element to form directivity in an arbitrary direction. The metasurface has a structure in which unit cells are arranged periodically, with structures such as metal patches and slots, which are smaller than the wavelength, as unit cells. The electromagnetic wave incident on the metasurface can undergo electromagnetic wave conversion such as formation of directivity in an arbitrary direction through interaction with this structure. The electromagnetic wave conversion plate is a plate that converts an incident electromagnetic wave using a metasurface.
これまでに、電界と相互作用する構造体と磁界と相互作用する構造体とが、プレート状の基盤のおもて面と裏面にそれぞれ平行に周期的に配置された構造（以下「単位電磁波プレート」という。）と、その単位セル構造が提案されている。 Up to now, a structure that interacts with an electric field and a structure that interacts with a magnetic field are periodically arranged in parallel on the front surface and the back surface of a plate-like base (hereinafter referred to as “unit electromagnetic wave plate”). "), and its unit cell structure is proposed.
しかしながら、電磁波の電界成分と磁界成分とは直交していることから、上記の技術で電磁波変換を行うには、単位電磁波プレートに対して垂直な方向に単位電磁波プレートをいくつも並べる必要があり、電磁場変換プレートが厚くなる問題があった。 However, since the electric field component and the magnetic field component of the electromagnetic wave are orthogonal to each other, in order to perform electromagnetic wave conversion by the above technique, it is necessary to arrange several unit electromagnetic wave plates in a direction perpendicular to the unit electromagnetic wave plate, There was a problem that the electromagnetic field conversion plate became thick.
上記事情に鑑み、本発明は、電磁波変換プレートの厚みが増大することを抑制できる技術を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing an increase in the thickness of the electromagnetic wave conversion plate.
本発明の一態様は、複数の単位セルが、基板側面同士が接して存在し、前記単位セルの少なくとも一つは、電磁波が入射する面のうち最も広い平面をおもて面とする非導電性物質の基板と、前記基板のおもて面を端から端まで横切り、長さ方向の一部に切れ目を有し、１辺の長さが前記電磁波の物質内波長である正方形より小さな断面を有し、導電性物質で形成され、線状構造を有するワイヤと、前記ワイヤの切れ目に存在し、極板に垂直に前記ワイヤが結合されたコンデンサと、前記ワイヤを含む前記基板おもて面に垂直な面に含まれ、前記コンデンサをスプリットリング共振器の切れ目とするスプリットリング共振器と、を有する、電磁波変換プレートである。 According to one embodiment of the present invention, a plurality of unit cells are present with side surfaces of the substrates in contact with each other, and at least one of the unit cells is a non-conductive surface having a widest plane among surfaces on which electromagnetic waves are incident. Cross section of a substrate made of a conductive material and a front surface of the substrate crossed from one end to the other with a cut in a part of the length direction and one side of which is smaller than a square, which is the internal wavelength of the electromagnetic wave. A wire having a linear structure and formed of a conductive material, a capacitor that is present in a cut of the wire and is coupled to the electrode plate perpendicularly to the plate, and the substrate front surface including the wire. And a split ring resonator included in a surface perpendicular to the surface and having the capacitor as a break of the split ring resonator, the electromagnetic wave conversion plate.
本発明の一態様は、複数の単位セルが、基板側面同士が接して存在し、前記単位セルの少なくとも一つは、電磁波が入射する面のうち最も広い平面をおもて面とする非導電性物質の基板と、前記基板のおもて面を端から端まで横切り、長さ方向の一部に切れ目を有し、１辺の長さが前記電磁波の物質内波長である正方形より小さな断面を有し、導電性物質で構成され、線状構造を有する第一のワイヤと、前記基板の裏面を端から端まで横切り、前記基板のおもて面に垂直で前記第一のワイヤを含む面内に第一のワイヤと平行に存在し、長さ方向の一部に切れ目を有し、１辺の長さが前記物質内波長の正方形より小さな断面を有し、導電性物質で構成され、線状構造を有する第二のワイヤと、前記第一のワイヤの切れ目に存在して、極板に垂直に前記第一のワイヤが結合された第一のコンデンサと、前記第二のワイヤの切れ目に存在して、極板に垂直に前記第二のワイヤが結合された第二のコンデンサと、スプリットリング共振器において、前記第一のワイヤを含む前記基板おもて面に垂直な面に含まれ、前記第一のコンデンサ及び前記第二のコンデンサをスプリットリング共振器の切れ目とするスプリットリング共振器と、を有する、電磁波変換プレートである。 According to one embodiment of the present invention, a plurality of unit cells are present with side surfaces of the substrates in contact with each other, and at least one of the unit cells is a non-conductive surface having a widest plane among surfaces on which electromagnetic waves are incident. Cross section of a substrate made of a conductive material and a front surface of the substrate crossed from one end to the other with a cut in a part of the length direction and one side of which is smaller than a square, which is the internal wavelength of the electromagnetic wave. Including a first wire having a linear structure, made of a conductive material, and traversing the back surface of the substrate from one end to the other, and including the first wire perpendicular to the front surface of the substrate. It is parallel to the first wire in the plane, has a cut in a part of the length direction, has a cross section whose one side is shorter than the square of the wavelength in the substance, and is made of a conductive substance. , A second wire having a linear structure, a first capacitor existing in a cut of the first wire and having the first wire coupled perpendicularly to a plate, and a second capacitor of the second wire. A second capacitor, which is present at a break and to which the second wire is coupled perpendicularly to the electrode plate, and a split ring resonator, in a plane perpendicular to the front surface of the substrate including the first wire. An electromagnetic wave conversion plate including: a split ring resonator including the first capacitor and the second capacitor as a break in the split ring resonator.
本発明の一態様は、複数の単位セルが、基板側面同士が接して存在し、前記単位セルの少なくとも一つは、電磁波が入射する面のうち最も広い平面をおもて面とする非導電性物質の基板と、前記基板のおもて面に存在するコンデンサと、前記コンデンサの極板と前記基板おもて面に垂直な面に含まれ、前記コンデンサをスプリットリング共振器の切れ目とするスプリットリング共振器と、を有する、電磁波変換プレートである。 According to one embodiment of the present invention, a plurality of unit cells are present with side surfaces of the substrates in contact with each other, and at least one of the unit cells is a non-conductive surface having a widest plane among surfaces on which electromagnetic waves are incident. Of a conductive material, a capacitor present on the front surface of the substrate, a polar plate of the capacitor and a surface perpendicular to the front surface of the substrate, and the capacitor serving as a break of the split ring resonator. And a split ring resonator.
本発明の一態様は、複数の単位セルが、基板側面同士が接して存在し、前記単位セルの少なくとも一つは、電磁波が入射する面のうち最も広い平面をおもて面とする非導電性物質の基板と、前記基板のおもて面に存在するコンデンサと、前記コンデンサの極板と前記基板おもて面に垂直な面に含まれ、前記コンデンサをスプリットリング共振器の切れ目とするスプリットリング共振器と、その長手方向が前記基板おもて面を端から端まで横切り、その幅が前記スプリットリング共振器のリングの断面に外接する長方形の最長の辺よりも広い、金属帯構造と、を有し、前記コンデンサと前記金属帯構造が、空間的に互いに独立に存在し、前記スプリットリング共振器と前記金属帯構造が、空間的に互いに独立に存在する、電磁波変換プレートである。 According to one embodiment of the present invention, a plurality of unit cells are present with side surfaces of the substrates in contact with each other, and at least one of the unit cells is a non-conductive surface having a widest plane among surfaces on which electromagnetic waves are incident. Of a conductive material, a capacitor present on the front surface of the substrate, a polar plate of the capacitor and a surface perpendicular to the front surface of the substrate, and the capacitor serving as a break of the split ring resonator. A split ring resonator and a metal strip structure whose longitudinal direction crosses the front surface of the substrate from end to end and whose width is wider than the longest side of a rectangle circumscribing the cross section of the ring of the split ring resonator. And the capacitor and the metal strip structure are spatially independent of each other, and the split ring resonator and the metal strip structure are spatially independent of each other. ..
本発明の一態様は、複数の単位セルが、基板側面同士が接して存在し、前記単位セルの少なくとも一つは、電磁波が入射する面のうち最も広い平面をおもて面とする非導電性物質の基板と、極板の一方が前記基板のおもて面に存在し、他方が前記基板の裏面に存在するコンデンサと、前記コンデンサをスプリットリング共振器の切れ目とし、前記基板をおもて面から裏面へと貫く導電性物質の線によって前記基板の極板同士を結合するスプリットリング共振器と、その長手方向が前記基板おもて面を端から端まで横切り、その長手方向が前記コンデンサの極板の長軸方向に平行に存在し、その幅が前記スプリットリング共振器のリングの断面に外接する長方形の最長の辺よりも広い、金属帯構造と、を有し、前記コンデンサと前記金属帯構造が、空間的に互いに独立に存在し、前記スプリットリング共振器と前記金属帯構造が、空間的に互いに独立に存在する、電磁波変換プレートである。 According to one embodiment of the present invention, a plurality of unit cells are present with side surfaces of the substrates in contact with each other, and at least one of the unit cells is a non-conductive surface having a widest plane among surfaces on which electromagnetic waves are incident. A substrate made of a conductive material and one of the polar plates on the front surface of the substrate and the other on the back surface of the substrate, and the capacitor serving as a break in the split ring resonator. A split ring resonator that couples the electrode plates of the substrate by a line of a conductive material that penetrates from the front surface to the back surface, and the longitudinal direction of the split ring resonator traverses the substrate front surface from end to end, and the longitudinal direction is the A metal strip structure which is present in parallel with the long axis direction of the electrode plate of the capacitor and whose width is wider than the longest side of a rectangle circumscribing the cross section of the ring of the split ring resonator; It is an electromagnetic wave conversion plate in which the metal strip structures are spatially independent of each other, and the split ring resonator and the metal strip structure are spatially independent of each other.
本発明の一態様は、複数の単位セルが、基板側面同士が接して存在し、前記単位セルの少なくとも一つは、電磁波が入射する面のうち最も広い平面をおもて面とする非導電性物質の基板と、前記基板のおもて面を端から端まで横切り、導電性物質で形成され、線状構造を有する金属帯構造と、外周に接することなく前記基板裏面に存在し、長手方向が前記金属帯構造に平行に存在し、その幅が、前記金属帯構造よりも狭い金属パッチ構造と、を有する、電磁波変換プレートである。 According to one embodiment of the present invention, a plurality of unit cells are present with side surfaces of the substrates in contact with each other, and at least one of the unit cells is a non-conductive surface having a widest plane among surfaces on which electromagnetic waves are incident. A substrate made of a conductive material, and a metal strip structure having a linear structure that is formed of a conductive material across the front surface of the substrate from end to end and is present on the back surface of the substrate without contacting the outer periphery, An electromagnetic wave conversion plate having a metal patch structure whose direction is parallel to the metal band structure and whose width is narrower than the metal band structure.
本発明により、電磁波変換プレートの厚みが増大することを抑制できる技術を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique capable of suppressing an increase in the thickness of the electromagnetic wave conversion plate.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による電磁波変換プレート１の構成例を示す図である。
図１においては、第１の実施形態による電磁波変換プレート１のおもて面を示す平面視の図であり、電磁波変換プレート１の表面パターンの構成例が示されている。図１において、点線で囲まれた部分を単位構造１１としてｘ軸方向及びｚ軸方向に周期的に並べることで本実施形態の電磁波変換プレート１が構成される。単位構造１１は、図１において太線で囲まれた部分が表す単位セル１００を配置することで構成される。単位セル１００の形状は、正方形である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an electromagnetic wave conversion plate 1 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a plan view showing the front surface of the electromagnetic wave conversion plate 1 according to the first embodiment, and shows a configuration example of the surface pattern of the electromagnetic wave conversion plate 1. In FIG. 1, the electromagnetic wave conversion plate 1 of the present embodiment is configured by periodically arranging portions surrounded by dotted lines as unit structures 11 in the x-axis direction and the z-axis direction. The unit structure 11 is configured by arranging the unit cells 100 indicated by the portion surrounded by the thick line in FIG. The unit cell 100 has a square shape.
図２は、単位構造１１の具体例を表す。図中太線で囲まれた部分が単位セル１００を表す。図２で表される単位構造は、単位セルを７つ１次元的に配列している。 FIG. 2 shows a specific example of the unit structure 11. The unit cell 100 is surrounded by a thick line. In the unit structure shown in FIG. 2, seven unit cells are arranged one-dimensionally.
単位セル１００は、タイプ１の単位セル１００Ａ、タイプ２の単位セル１００Ｂ、タイプ３の単位セル１００Ｃ、タイプ４の単位セル１００Ｄ、タイプ５の単位セル１００Ｅ又はタイプ６の単位セル１００Ｆのいずれか一つである。 The unit cell 100 includes one of a type 1 unit cell 100A, a type 2 unit cell 100B, a type 3 unit cell 100C, a type 4 unit cell 100D, a type 5 unit cell 100E, and a type 6 unit cell 100F. Is one.
図３は、タイプ１の単位セル１００Ａの鳥瞰図である。ｘｙｚ座標は図３に示すように定められている。図４は、タイプ１の単位セル１００Ａの側面をｘ軸方向から見た側面図である。図５は、電磁波プレートのタイプ１の単位セル１００Ａの側面をｚ軸方向から見た側面図である。 FIG. 3 is a bird's-eye view of the type 1 unit cell 100A. The xyz coordinates are defined as shown in FIG. FIG. 4 is a side view of the side surface of the type 1 unit cell 100A as viewed from the x-axis direction. FIG. 5 is a side view of the side surface of the type 1 unit cell 100A of the electromagnetic wave plate as viewed from the z-axis direction.
タイプ１の単位セル１００Ａは、Ａ基板１１１と、Ａコンデンサ１１２と、Ａ結合線１１３と、Ａ導体柱１１４とＡ非結合線１１５とを有する。Ａ結合線１１３はワイヤの一例である。 The type 1 unit cell 100A includes an A substrate 111, an A capacitor 112, an A coupling line 113, an A conductor post 114, and an A non-coupling line 115. The A coupling line 113 is an example of a wire.
Ａ基板１１１は、誘電体などの非導電性媒質で形成される基板である。 The A substrate 111 is a substrate formed of a non-conductive medium such as a dielectric.
Ａコンデンサ１１２は、Ａ基板１１１のおもて面に形成される。Ａコンデンサ１１２は、極板が導体で形成される。 The A capacitor 112 is formed on the front surface of the A substrate 111. The electrode plate of the A capacitor 112 is made of a conductor.
Ａ結合線１１３は、Ａ基板１１１のおもて面に導体物質で形成される直線状の細線である。Ａ結合線１１３は、途中に切れ目をもち、Ａ基板１１１のおもて面を通って、Ａ基板１１１のおもて面の端から端まで横切るように形成される。Ａ結合線１１３の切れ目には、Ａコンデンサ１１２が挿入される。Ａ結合線１１３とＡコンデンサ１１２とは電気的に接続している。Ａ結合線１１３は、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する。 The A bond line 113 is a linear thin line formed of a conductive material on the front surface of the A substrate 111. The A-bonding line 113 is formed so as to have a cut in the middle, pass through the front surface of the A substrate 111, and traverse from the end of the front surface of the A substrate 111. The A capacitor 112 is inserted at the break of the A coupling line 113. The A coupling line 113 and the A capacitor 112 are electrically connected. The A-bonding line 113 has a cross section whose one side is smaller than a square whose internal wavelength is the wavelength of the substance.
Ａ導体柱１１４は、Ａ基板１１１を貫通するように導体物質で形成される。Ａ導体柱１１４は、Ａ結合線１１３上に端面を有する。Ａ導体柱１１４は、Ａ結合線１１３の長手方向の中心を通りＡ基板１１１のおもて面に垂直な軸、を中心軸として対称な位置に二つ形成される。また、Ａ導体柱１１４は、Ａ結合線１１３を介してＡコンデンサ１１２とも電気的に接続している。Ａ導体柱１１４は、外接する四角形の一辺がＡ結合線１１３の幅程度の断面を有する。 The A conductor pillar 114 is formed of a conductor material so as to penetrate the A substrate 111. The A conductor column 114 has an end face on the A coupling line 113. Two A conductor pillars 114 are formed at symmetrical positions with respect to an axis that passes through the center of the A coupling line 113 in the longitudinal direction and is perpendicular to the front surface of the A substrate 111. Further, the A conductor column 114 is also electrically connected to the A capacitor 112 via the A coupling line 113. The A conductor column 114 has a cross section in which one side of the circumscribed quadrangle is approximately the width of the A coupling line 113.
Ａ非結合線１１５は、Ａ基板１１１の裏面に導体物質で形成される直線状の細線である。Ａ非結合線１１５は、Ａ基板１１１の裏面を通り、２つのＡ導体柱１１４を裏面で結合するように形成される。Ａ非結合線１１５は、Ａ結合線１１３と平行に形成される。ただし、Ａ非結合線１１５は、Ａ結合線１１３と異なり、Ａ基板１１１の裏面の端に到達することはない。Ａ非結合線１１５は、Ａ導体柱１１４と電気的に接続している。Ａ非結合線１１５は、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する。 The A non-bonding line 115 is a linear thin line formed of a conductive material on the back surface of the A substrate 111. The A non-bonding line 115 passes through the back surface of the A substrate 111 and is formed so as to bond the two A conductor columns 114 at the back surface. The A non-bonding line 115 is formed parallel to the A bond line 113. However, unlike the A coupling line 113, the A non-coupling line 115 does not reach the end of the back surface of the A substrate 111. The A non-bonding line 115 is electrically connected to the A conductor column 114. The A non-bonding line 115 has a cross section in which the length of one side is smaller than that of a square, which is the in-material wavelength.
Ａ非結合線１１５とＡコンデンサ１１２とは、Ａ導体柱１１４とＡ結合線１１３とを介して電気的に接続している。そのため、Ａ非結合線１１５と、Ａ導体柱１１４と、Ａ結合線１１３の一部と、Ａコンデンサ１１２とは、Ａ結合線１１３を含みＡ基板１１１のおもて面に垂直な面内に、電気的に接続されている環状構造を形成する。したがって、単位セル１００Ａは、スプリットリング共振器を有する。 The A non-coupling line 115 and the A capacitor 112 are electrically connected to each other via the A conductor column 114 and the A coupling line 113. Therefore, the A non-bonding line 115, the A conductor column 114, a part of the A bonding line 113, and the A capacitor 112 are included in the plane including the A bonding line 113 and perpendicular to the front surface of the A substrate 111. Form an annular structure that is electrically connected. Therefore, the unit cell 100A has a split ring resonator.
導電性物質を用いて形成された直線状の細線が、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する場合で、さらに、その細線に入射する入射電磁波の電界成分が細線に平行である場合、細線に電流が流れ、電気双極子モーメントを生成する。したがって、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する細線は、電気双極子モーメントを生成することで、電界と結合する構造である。 When a linear thin wire formed by using a conductive material has a cross section whose one side length is smaller than a square whose internal wavelength is the wavelength, and the electric field component of the incident electromagnetic wave incident on the thin wire is a thin wire. When parallel to, a current flows through the wire, producing an electric dipole moment. Therefore, a thin wire having a cross section in which the length of one side is smaller than the square, which is the wavelength of the material, is a structure that is coupled with an electric field by generating an electric dipole moment.
スプリットリング共振器は、導電性物質を用いて形成される。スプリットリング共振器は、導電性のリングの途中に切れ目を有する。スプリットリング共振器は、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する。スプリットリング共振器は、その環状構造の張る面の大きさが、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さい。スプリットリング共振器のリングを、入射電磁波の磁界が貫くとき電磁誘導がおこり、起電力が生じる。この起電力によってリングに周回電流が流れ、磁気双極子モーメントを生成する。したがって、スプリットリング共振器は磁気双極子モーメントを生成することで、磁界と相互作用する構造である。 The split ring resonator is formed using a conductive material. The split ring resonator has a cut in the middle of the conductive ring. The split ring resonator has a cross section in which the length of one side is smaller than the square, which is the in-material wavelength. In the split ring resonator, the size of the surface stretched by the annular structure is smaller than that of a square whose one side length is the in-material wavelength. When the magnetic field of the incident electromagnetic wave penetrates the ring of the split ring resonator, electromagnetic induction occurs and electromotive force is generated. This electromotive force causes a circulating current to flow in the ring, generating a magnetic dipole moment. Therefore, the split ring resonator is a structure that interacts with the magnetic field by generating a magnetic dipole moment.
タイプ１の単位セル１００Ａは、直線状の細線とスプリットリング共振器とを有するため、電気双極子モーメントと磁気双極子モーメントを有する構造である。 The type 1 unit cell 100A has a linear thin wire and a split ring resonator, and thus has a structure having an electric dipole moment and a magnetic dipole moment.
図６は、タイプ２の単位セル１００Ｂの鳥瞰図である。ｘｙｚ座標は図６に示すように定められている。図７は、タイプ２の単位セル１００Ｂの側面をｘ軸方向から見た側面図である。図８は、電磁波プレートのタイプ２の単位セル１００Ｂの側面をｚ軸方向から見た側面図である。 FIG. 6 is a bird's-eye view of the type 2 unit cell 100B. The xyz coordinates are defined as shown in FIG. FIG. 7 is a side view of the side surface of the type 2 unit cell 100B as viewed from the x-axis direction. FIG. 8 is a side view of the side surface of the type 2 unit cell 100B of the electromagnetic wave plate as viewed from the z-axis direction.
タイプ２の単位セル１００Ｂは、Ｂ基板１２１と、第１のＢコンデンサ１２２と、第１のＢ結合線１２３と、Ｂ導体柱１２４と、第２のＢコンデンサ１２５と、第２のＢ結合線１２６とを有する。第１のＢ結合線１２３は、第一のワイヤの一例であり、第２のＢ結合線１２６は、第二のワイヤの一例である。 The type 2 unit cell 100B includes a B substrate 121, a first B capacitor 122, a first B coupling line 123, a B conductor column 124, a second B capacitor 125, and a second B coupling line. And 126. The first B bond line 123 is an example of a first wire, and the second B bond line 126 is an example of a second wire.
Ｂ基板１２１は、誘電体などの非導電性媒質で形成される基板である。 The B substrate 121 is a substrate formed of a non-conductive medium such as a dielectric.
第１のＢコンデンサ１２２は、Ｂ基板１２１のおもて面に形成される。第１のＢコンデンサ１２２は、極板が導体で形成される。 The first B capacitor 122 is formed on the front surface of the B substrate 121. The electrode plate of the first B capacitor 122 is formed of a conductor.
第１のＢ結合線１２３は、Ｂ基板１２１のおもて面に導体物質で形成される直線状の細線である。第１のＢ結合線１２３は、途中に切れ目をもち、Ｂ基板１２１のおもて面を通って、Ｂ基板１２１のおもて面の端から端まで横切るように形成される。第１のＢ結合線１２３の切れ目には、前述の第１のＢコンデンサ１２２が挿入される。第１のＢ結合線１２３と第１のＢコンデンサ１２２とは電気的に接続している。第１のＢ結合線１２３は、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する。 The first B coupling line 123 is a linear thin line formed of a conductive material on the front surface of the B substrate 121. The first B coupling line 123 has a break in the middle and is formed so as to pass through the front surface of the B substrate 121 and cross from the end of the front surface of the B substrate 121. The above-mentioned first B capacitor 122 is inserted at the break of the first B coupling line 123. The first B coupling line 123 and the first B capacitor 122 are electrically connected. The first B-bonding line 123 has a cross section in which the length of one side is smaller than the square which is the in-material wavelength.
Ｂ導体柱１２４は、Ｂ基板１２１を貫通するように導体物質で形成される。Ｂ導体柱１２４は、Ｂ結合線１２３上に端面を有する。Ｂ導体柱１２４は二つ存在し、第１のＢ結合線１２３の長手方向の中心を通りＢ基板１２１のおもて面に垂直な軸、を中心軸として対称な位置に二つ形成される。Ｂ導体柱１２４は、第１のＢ結合線１２３と電気的に接続している。また、Ｂ導体柱１２４は、第１のＢ結合線１２３を介して第１のＢコンデンサ１２２とも電気的に接続している。Ｂ導体柱１２４は、外接する四角形の一辺がＢ結合線１２３の幅程度の断面を有する。 The B conductor pillar 124 is formed of a conductor material so as to penetrate the B substrate 121. The B conductor column 124 has an end face on the B coupling line 123. There are two B conductor columns 124, and two B conductor columns 124 are formed at symmetrical positions with respect to the axis that passes through the center of the first B coupling line 123 in the longitudinal direction and is perpendicular to the front surface of the B substrate 121. .. The B conductor column 124 is electrically connected to the first B coupling line 123. Further, the B conductor column 124 is also electrically connected to the first B capacitor 122 via the first B coupling line 123. The B conductor column 124 has a cross section in which one side of the circumscribed quadrangle is about the width of the B coupling line 123.
第２のＢコンデンサ１２５は、Ｂ基板１２１の裏面に形成される。第２のＢコンデンサ１２５は、極板が導体で形成される。 The second B capacitor 125 is formed on the back surface of the B substrate 121. The electrode plate of the second B capacitor 125 is formed of a conductor.
第２のＢ結合線１２３は、Ｂ基板１２１のおもて面に導体物質で形成される直線状の細線である。第２のＢ結合線１２６は、途中に切れ目をもち、Ｂ基板１２１の裏面を、Ｂ基板１２１の裏面の端から端まで横切るように形成される。第２のＢ結合線１２６の切れ目には、前述の第２のＢコンデンサ１２５が挿入される。第２のＢ結合線１２６と第２のＢコンデンサ１２５とは電気的に接続している。第２のＢ結合線１２６は、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する。 The second B coupling line 123 is a linear thin line formed of a conductive material on the front surface of the B substrate 121. The second B coupling line 126 has a break in the middle and is formed so as to cross the back surface of the B substrate 121 from one end to the other end of the back surface of the B substrate 121. The aforementioned second B capacitor 125 is inserted at the break of the second B coupling line 126. The second B coupling line 126 and the second B capacitor 125 are electrically connected. The second B-bonding line 126 has a cross section whose one side is smaller than a square having an in-material wavelength.
タイプ２の単位セル１００Ｂは、第１のＢコンデンサ１２２と、第１のＢ結合線１２３の一部と、Ｂ導体柱１２４と、第２のＢコンデンサ１２５と、第２のＢ結合線１２６の一部とが電気的に接続された環状構造を形成するため、スプリットリング共振器を有する。そのため、タイプ２の単位セル１００Ｂは、磁気双極子モーメントを有する。 The type 2 unit cell 100B includes a first B capacitor 122, a part of the first B coupling line 123, a B conductor column 124, a second B capacitor 125, and a second B coupling line 126. It has a split ring resonator because it forms an annular structure that is electrically connected to a part thereof. Therefore, the type 2 unit cell 100B has a magnetic dipole moment.
タイプ２の単位セル１００Ｂは、Ｂ基板１２３のおもて面と裏面とに、導体物質で形成された直線状の細線を有するため、二つの電気双極子モーメントを有する。 The type 2 unit cell 100B has two linear dipole moments on the front surface and the back surface of the B substrate 123 because it has thin linear wires made of a conductive material.
図９は、タイプ３の単位セル１００Ｃの鳥瞰図である。ｘｙｚ座標は図９に示すように定められている。図１０は、タイプ３の単位セル１００Ｃの側面をｘ軸方向から見た側面図である。図１１は、電磁波プレートのタイプ３の単位セル１００Ｃの側面をｚ軸方向から見た側面図である。 FIG. 9 is a bird's-eye view of the type 3 unit cell 100C. The xyz coordinates are defined as shown in FIG. FIG. 10 is a side view of the side surface of the type 3 unit cell 100C as viewed from the x-axis direction. FIG. 11 is a side view of the side surface of the type 3 unit cell 100C of the electromagnetic wave plate as viewed from the z-axis direction.
タイプ３の単位セル１００Ｃは、Ｃ基板１３１と、Ｃコンデンサ１３２と、第１のＣ非結合線１３３と、Ｃ導体柱１３４と、第２のＣ非結合線１３５とを有する。 The type 3 unit cell 100C includes a C substrate 131, a C capacitor 132, a first C non-coupling line 133, a C conductor post 134, and a second C non-coupling line 135.
Ｃ基板１３１は、誘電体などの非導電性媒質で形成される基板である。 The C substrate 131 is a substrate formed of a non-conductive medium such as a dielectric.
Ｃコンデンサ１３２は、Ｃ基板１３１のおもて面に形成される。Ｃコンデンサ１３２は、極板が導体で形成される。 The C capacitor 132 is formed on the front surface of the C substrate 131. An electrode plate of the C capacitor 132 is formed of a conductor.
第１のＣ非結合線１３３は、Ｃ基板１３１のおもて面に導体物質で形成される直線状の細線である。第１のＣ細線１３３は、途中に切れ目をもち、切れ目には、前述のＣコンデンサ１３２が挿入される。第１のＣ非結合線１３３とＣコンデンサ１３２とは電気的に接続している。第１のＣ非結合線１３３は、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する。第１のＣ非結合線１３３は、Ｃ基板１３１のおもて面の端に到達することはない。 The first C non-bonding line 133 is a linear thin line formed of a conductive material on the front surface of the C substrate 131. The first C thin wire 133 has a break in the middle, and the C capacitor 132 described above is inserted in the break. The first C non-coupling line 133 and the C capacitor 132 are electrically connected. The first C non-bonding line 133 has a cross section in which the length of one side is smaller than the square having the wavelength in the substance. The first C non-bonding line 133 does not reach the end of the front surface of the C substrate 131.
Ｃ導体柱１３４は、Ｃ基板１３１を貫通するように導体物質で形成される。Ｃ導体柱１３４は、Ｃ非結合線１３３上に端面を有する。Ｃ導体柱１３４は、第１のＣ結合線１３３の長手方向の中心を通りＣ基板１３１のおもて面に垂直な軸、を中心軸として対称な位置に二つ形成される。Ｃ導体柱１３４は、第１のＣ非結合線１３３と電気的に接続している。また、Ｃ導体柱１３４は、第１のＣ非結合線１３３を介してＣコンデンサ１３２とも電気的に接続している。Ｃ導体柱１３４は、外接する四角形の一辺が第１のＣ結合線１３３の幅程度の断面を有する。 The C conductor pillar 134 is formed of a conductor material so as to penetrate the C substrate 131. The C conductor column 134 has an end face on the C non-bonding line 133. Two C conductor posts 134 are formed at symmetrical positions with respect to a center axis that is an axis that passes through the center of the first C coupling line 133 in the longitudinal direction and is perpendicular to the front surface of the C substrate 131. The C conductor column 134 is electrically connected to the first C non-bonding line 133. Further, the C conductor column 134 is also electrically connected to the C capacitor 132 via the first C non-coupling wire 133. The C conductor column 134 has a cross section in which one side of the circumscribing quadrangle is approximately the width of the first C coupling line 133.
第２のＣ非結合線１３５は、Ｃ基板１３１の裏面に導体物質で形成される直線状の細線である。第２のＣ非結合線１３５は、Ｃ基板１３１の裏面を通り、２つのＣ導体柱１３４を裏面で結合するように形成される。第２のＣ非結合線１３５は、第１のＣ非結合線１３３と平行に形成される。第２のＣ非結合線１３５は、Ｃ基板１３１の裏面の端に到達することはない。第２のＣ非結合線１３５は、Ｃ導体柱１３４と電気的に接続している。第２のＣ非結合線１３５は、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する。 The second C non-bonding line 135 is a linear thin line formed of a conductive material on the back surface of the C substrate 131. The second C non-bonding line 135 passes through the back surface of the C substrate 131 and is formed so as to connect the two C conductor posts 134 at the back surface. The second C non-bonding line 135 is formed in parallel with the first C non-bonding line 133. The second C non-bonding line 135 does not reach the end of the back surface of the C substrate 131. The second C non-bonding line 135 is electrically connected to the C conductor column 134. The second C non-bonding line 135 has a cross section whose one side has a length smaller than that of a square having an in-material wavelength.
タイプ３の単位セル１００Ｃは、Ｃコンデンサ１３２と、第１のＣ非結合線１３３と、Ｃ導体柱１３４と、第２のＣ非結合線１３５とが電気的に接続された環状構造を形成するため、スプリットリング共振器を有する。そのため、タイプ３の単位セル１００Ｃは、磁気双極子モーメントを有する。 The type 3 unit cell 100C forms an annular structure in which the C capacitor 132, the first C non-bonding line 133, the C conductor column 134, and the second C non-bonding line 135 are electrically connected. Therefore, it has a split ring resonator. Therefore, the type 3 unit cell 100C has a magnetic dipole moment.
図１２は、タイプ４の単位セル１００Ｄの鳥瞰図である。ｘｙｚ座標は図１２に示すように定められている。図１３は、タイプ４の単位セル１００Ｄの側面をｘ軸方向から見た側面図である。図１４は、電磁波プレートのタイプ４の単位セル１００Ｄの側面をｚ軸方向から見た側面図である。 FIG. 12 is a bird's-eye view of the type 4 unit cell 100D. The xyz coordinates are defined as shown in FIG. FIG. 13 is a side view of the side surface of the type 4 unit cell 100D as viewed from the x-axis direction. FIG. 14 is a side view of the side surface of the type 4 unit cell 100D of the electromagnetic wave plate as viewed from the z-axis direction.
タイプ４の単位セル１００Ｄは、Ｄ基板１４１と、Ｄコンデンサ１４２と、第１のＤ非結合線１４３と、Ｄ導体柱１４４と、第２のＤ非結合線１４５と、Ｄ結合帯１４６とを有する。Ｄ結合帯１４６は、金属帯構造の一例である。 The type 4 unit cell 100D includes a D substrate 141, a D capacitor 142, a first D non-coupling line 143, a D conductor column 144, a second D non-coupling line 145, and a D coupling band 146. Have. The D coupling band 146 is an example of a metal band structure.
Ｄ基板１４１は、誘電体などの非導電性媒質で形成される基板である。 The D substrate 141 is a substrate formed of a non-conductive medium such as a dielectric.
Ｄコンデンサ１４２は、Ｄ基板１４１のおもて面に形成される。Ｄコンデンサ１４２は、極板が導体で形成される。 The D capacitor 142 is formed on the front surface of the D substrate 141. An electrode plate of the D capacitor 142 is formed of a conductor.
第１のＤ非結合線１４３は、Ｄ基板１４１のおもて面に導体物質で形成される直線状の細線である。第１のＤ非結合線１４３は、途中に切れ目をもち、切れ目には、前述のＤコンデンサ１４２が挿入される。第１のＤ非結合線１４３とＤコンデンサ１４２とは電気的に接続している。第１のＤ非結合線１４３は、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する。第１のＤ非結合線１４３は、Ｄ基板１４１のおもて面の端に到達することはない。 The first D non-bonding line 143 is a linear thin line formed of a conductive material on the front surface of the D substrate 141. The first D non-bonding line 143 has a break in the middle, and the above-mentioned D capacitor 142 is inserted in the break. The first D non-coupling line 143 and the D capacitor 142 are electrically connected. The first D non-bonding line 143 has a cross section in which the length of one side is smaller than the square having the wavelength in the substance. The first D non-bonding line 143 does not reach the end of the front surface of the D substrate 141.
Ｄ導体柱１４４は、Ｄ基板１４１を貫通するように導体物質で形成される。Ｄ導体柱１４４は、Ｄ非結合線１４３上に端面を有する。Ｄ導体柱１４４は、第１のＤ非結合線１４３の長手方向の中心を通りＤ基板１４１のおもて面に垂直な軸、を中心軸として対称な位置に二つ形成される。Ｄ導体柱１４４は、第１のＤ非結合線１４３と電気的に接続している。また、Ｄ導体柱１４４は、第１のＤ非結合線１４３を介してＤコンデンサ１４２とも電気的に接続している。Ｄ導体柱１４４は、外接する四角形の一辺がＤ非結合線１４３の幅程度の断面を有する。 The D conductor pillar 144 is formed of a conductor material so as to penetrate the D substrate 141. The D conductor column 144 has an end face on the D non-bonding line 143. Two D conductor columns 144 are formed at symmetrical positions with respect to the axis that passes through the center of the first D non-bonding line 143 in the longitudinal direction and is perpendicular to the front surface of the D substrate 141. The D conductor column 144 is electrically connected to the first D non-bonding line 143. Further, the D conductor column 144 is also electrically connected to the D capacitor 142 via the first D non-coupling line 143. The D conductor column 144 has a cross section in which one side of the circumscribing quadrangle is about the width of the D non-bonding line 143.
第２のＤ非結合線１４５は、Ｄ基板１４１の裏面に導体物質で形成される直線状の細線である。第２のＤ非結合線１４５は、第１のＤ非結合線１４３と互いにねじれの位置ではなく平行である。第２のＤ非結合線１４５は、Ｄ基板１４１の裏面の端に到達することはない。第２のＤ非結合線１４５は、２つのＤ導体柱１４４を裏面で結合するように形成される。第２のＤ非結合線１４５は、Ｄ導体柱１４４と電気的に接続している。第２のＤ非結合線１４５は、１辺の長さが物質内波長である正方形よりも小さな断面を有する。 The second D non-bonding line 145 is a linear thin line formed of a conductive material on the back surface of the D substrate 141. The second D non-bonding line 145 is parallel to the first D non-bonding line 143 rather than in a twisted position. The second D non-bonding line 145 does not reach the end of the back surface of the D substrate 141. The second D non-bonding line 145 is formed so as to bond the two D conductor columns 144 on the back surface. The second D non-bonding line 145 is electrically connected to the D conductor column 144. The second D non-bonding line 145 has a cross section in which the length of one side is smaller than the square having the in-material wavelength.
タイプ４の単位セル１００Ｄは、Ｄコンデンサ１４２と、第１のＤ非結合線１４３と、Ｄ導体柱１４４と、第２のＤ非結合線１４５とが電気的に接続された環状構造を形成するため、スプリットリング共振器を有する。そのため、タイプ４の単位セル１００Ｄは、磁気双極子モーメントを有する。 The type 4 unit cell 100D forms an annular structure in which the D capacitor 142, the first D non-bonding line 143, the D conductor column 144, and the second D non-bonding line 145 are electrically connected. Therefore, it has a split ring resonator. Therefore, the type 4 unit cell 100D has a magnetic dipole moment.
Ｄ結合帯１４６は、Ｄ基板１４１のおもて面に導体物質で形成される直線状の構造である。Ｄ結合帯１４６は、Ｄ基板１４１のおもて面を、端から端まで横切るように形成される。Ｄ結合帯１４６は、Ｄ単位セル１００Ｄに形成される前述の環状構造とは、空間的に独立して存在する。Ｄ結合帯１４６の幅は、Ｄ非結合線１４３の細線の幅よりも広い。Ｄ結合帯１４６の長手方向は、Ｄ非結合線１４３の長手方向と平行である。 The D coupling band 146 is a linear structure formed of a conductive material on the front surface of the D substrate 141. The D coupling band 146 is formed so as to cross the front surface of the D substrate 141 from end to end. The D coupling band 146 exists spatially independent of the above-described annular structure formed in the D unit cell 100D. The width of the D coupling band 146 is wider than the width of the thin line of the D non-coupling line 143. The longitudinal direction of the D coupling band 146 is parallel to the longitudinal direction of the D non-coupling line 143.
図１５は、タイプ５の単位セル１００Ｅのおもて面を示す平面視の図である。ｘｙｚ座標は図１５に示すように定められている。図１６は、タイプ５の単位セル１００Ｅの側面をｘ軸方向から見た側面図である。図１７は、電磁波プレートのタイプ５の単位セル１００Ｅの側面をｚ軸方向から見た側面図である。 FIG. 15 is a plan view showing the front surface of the type 5 unit cell 100E. The xyz coordinates are set as shown in FIG. FIG. 16 is a side view of the type 5 unit cell 100E as viewed from the x-axis direction. FIG. 17 is a side view of the side surface of the type 5 unit cell 100E of the electromagnetic wave plate as viewed from the z-axis direction.
タイプ５の単位セル１００Ｅは、Ｅ基板１５１と、第１のＥ極板１５２と、Ｅ導体柱１５３と、第２のＥ極板１５４と、Ｅ結合帯１５５とを有する電磁波変換プレートの単位セルである。Ｅ結合帯１５５は、金属帯構造の一例である。 The unit cell 100E of type 5 is an electromagnetic wave conversion plate unit cell having an E substrate 151, a first E electrode plate 152, an E conductor column 153, a second E electrode plate 154, and an E coupling band 155. Is. The E coupling band 155 is an example of a metal band structure.
Ｅ基板１５１は、誘電体などの非導電性媒質で形成される基板である。 The E substrate 151 is a substrate formed of a non-conductive medium such as a dielectric.
第１のＥ極板１５２は、金属などの導電性媒質で形成される板である。第１のＥ導体極板１５２は、Ｅ基板１５１のおもて面に存在する。 The first E electrode plate 152 is a plate formed of a conductive medium such as metal. The first E conductor electrode plate 152 exists on the front surface of the E substrate 151.
Ｅ導体柱１５３は、Ｅ基板１５１を貫通するように導体物質で形成される。Ｅ導体柱１５３の端面は、第１のＥ極板１５２と、第１のＥ極板１５２の長手方向の端で接している。Ｅ導体柱１５３は、Ｅ基板１５１に垂直な軸に沿って形成される。Ｅ導体柱１５３は、外接する四角形の一辺がＥ極板１５２の幅より小さな断面を有する。 The E conductor pillar 153 is formed of a conductor material so as to penetrate the E substrate 151. The end surface of the E conductor column 153 is in contact with the first E electrode plate 152 at the end in the longitudinal direction of the first E electrode plate 152. The E conductor column 153 is formed along an axis perpendicular to the E substrate 151. The E conductor column 153 has a cross section in which one side of a circumscribed quadrangle is smaller than the width of the E electrode plate 152.
第２のＥ極板１５４は、金属などの導電性媒質で形成される板である。第２のＥ極板１５４は、Ｅ基板１５１の裏面に存在する。第２のＥ極板１５４の面内の中心点は、第１のＥ極板１５２の面内の中心点を通り、Ｅ基板１５１に垂直な軸が、Ｅ基板１５１の裏面と交わる点にある。第１のＥ極板１５２と第２のＥ極板１５４とは長手方向を同じにする。 The second E electrode plate 154 is a plate formed of a conductive medium such as metal. The second E electrode plate 154 exists on the back surface of the E substrate 151. The in-plane center point of the second E-pole plate 154 passes through the in-plane center point of the first E-pole plate 152, and the axis perpendicular to the E-substrate 151 intersects with the back surface of the E-substrate 151. .. The first E electrode plate 152 and the second E electrode plate 154 have the same longitudinal direction.
第１のＥ極板１５２と第２のＥ極板１５４とは、Ｅ導体柱１５３によって接続されており、電気的に接続された環状構造を形成するため、タイプ５の単位セル１００Ｅは、スプリットリング共振器を有する。 The first E electrode plate 152 and the second E electrode plate 154 are connected by the E conductor column 153 and form an electrically connected annular structure. Therefore, the unit cell 100E of type 5 has a split structure. It has a ring resonator.
Ｅ結合帯１５５は、Ｅ基板１５１のおもて面に位置する。Ｅ結合帯１５５は、Ｅ単位セル１００Ｅに形成される前述の環状構造とは、空間的に独立して存在する。 The E coupling band 155 is located on the front surface of the E substrate 151. The E coupling band 155 exists spatially independent of the above-described annular structure formed in the E unit cell 100E.
前述のＥ単位セル１００Ｅに形成される前述の環状構造と、Ｅ結合帯構造１５５とは、Ｅ基板１５１のおもて面内におけるお互いの構造中心が、Ｅ基板１５１のおもて面の中心軸をはさんで互いに対称な位置に存在する。 The aforementioned annular structure formed in the aforementioned E unit cell 100E and the E coupling band structure 155 are such that the structural centers of the E substrate 151 in the front surface are the centers of the front surface of the E substrate 151. They exist in positions symmetrical to each other with the axis in between.
図１８は、タイプ６の単位セル１００Ｆの鳥瞰図である。ｘｙｚ座標は図１８に示すように定められている。図１９は、タイプ６の単位セル１００Ｆの側面をｘ軸方向から見た側面図である。図２０は、電磁波プレートのタイプ６の単位セル１００Ｆの側面をｚ軸方向から見た側面図である。 FIG. 18 is a bird's-eye view of the type 6 unit cell 100F. The xyz coordinates are defined as shown in FIG. FIG. 19 is a side view of the side surface of the type 6 unit cell 100F viewed from the x-axis direction. FIG. 20 is a side view of the side surface of the type 6 unit cell 100F of the electromagnetic wave plate as viewed from the z-axis direction.
タイプ６の単位セル１００Ｆは、Ｆ基板１６１と、Ｆ結合帯構造１６２とＦ非結合帯１６３とを有する。Ｆ結合帯構造１６２は、金属帯構造の一例であり、Ｆ非結合帯１６３は、金属パッチ構造の一例である。 The type 6 unit cell 100F includes an F substrate 161, an F coupling band structure 162, and an F non-coupling band 163. The F-bonding band structure 162 is an example of a metal band structure, and the F non-bonding band 163 is an example of a metal patch structure.
Ｆ基板１６１は、誘電体などの非導電性媒質で形成される基板である。 The F substrate 161 is a substrate formed of a non-conductive medium such as a dielectric.
Ｆ結合帯１６２は、Ｆ基板１６１のおもて面に位置する。Ｆ結合帯１６２は、基板のおもて面を端から端まで横切るように形成される。 The F coupling band 162 is located on the front surface of the F substrate 161. The F coupling band 162 is formed so as to cross the front surface of the substrate from end to end.
Ｆ非結合帯１６３は、Ｆ基板１６１の裏面に導体物質で形成される直線状の細線である。Ｆ非結合帯１６３は、前述のＦ結合帯１６２の長手方向に平行に形成される。Ｆ非結合帯１６３の幅は、Ｆ結合帯１６２の幅より狭い。 The F non-bonding band 163 is a linear thin line formed of a conductive material on the back surface of the F substrate 161. The F non-bonding zone 163 is formed parallel to the longitudinal direction of the F coupling band 162 described above. The width of the F non-bonding zone 163 is narrower than the width of the F coupling band 162.
以下に示す、ＺｓｅとＹｓｈとを用いて、電磁波プレートの設計を行う。 The electromagnetic wave plate is designed using Z se and Y sh shown below.
式（１）は、Ｙｓｈを表す式である。 Expression (1) is an expression representing Y sh .
式（２）は、Ｚｓｅを表す式である。 Expression (2) is an expression representing Z se .
ここで、Ｚｅは、
「入射電界Ｅ１に対して、これに比例する電気ダイポールモーメントｐeを境界に流れる電流とみなした場合に、入射電界E１とこの電流の電流密度Ｊｓ＝ｎ＾×［Ｈ２−Ｈ１］（ｎ＾はｎの上に＾がついていることを示す）の比で定義されるインピーダンス」
と定義される物理量である。
Where Z e is
“If the electric field E1 proportional to the incident electric field E1 is regarded as a current flowing at the boundary, the incident electric field E1 and the current density Js=n^×[H2-H1] (n^ is Impedance defined by the ratio)
Is a physical quantity defined as.
また、Ｚｍは、
「入射磁界H1に対して、これに比例する磁気ダイポールモーメントｐｍを境界に流れる磁流とみなした場合に、入射磁界H１とこの磁流の電流密度の比で定義されるインピーダンス」
と定義される物理量である。
なお、Ｈ２は、透過磁界を表す。
Also, Z m is
"Impedance defined by the ratio of the incident magnetic field H1 to the current density of this magnetic current when the magnetic dipole moment pm proportional to the incident magnetic field H1 is regarded as the magnetic current flowing at the boundary"
Is a physical quantity defined as.
In addition, H2 represents a transmitted magnetic field.
電磁波プレートの設計は、前述のタイプ１からタイプ６の各単位セルに対して、構造パラメータの変化に対するＺｓｅとＹｓｈとの値を求めることで行われる。 The design of the electromagnetic wave plate is performed by obtaining the values of Z se and Y sh with respect to the change of the structural parameter for each of the above-mentioned type 1 to type 6 unit cells.
設計の具体例として、前述の構造パラメータに依存する前述のＺｓｅ及びＹｓｈの計算結果を示す。図３に示されているタイプ１単位セル１００Ａの構造パラメータｄｖを２．５ｍｍから３．５ｍｍまで変化させ、図３に示されているタイプ１単位セル１００Ａの構造パラメータｗｔを１．３ｍｍから１．５ｍｍまで変化させると、Ｚｓｅは−０．２４１ｍｍから―０．１３５ｍｍまで変化することが計算される。前述のｄｖを２．５ｍｍから３．５ｍｍまで変化させ、ｗｔを１．３ｍｍから１．５ｍｍまで変化させると、Ｙｓｈは―０．０５２ｍｍから―０．０３０５ｍｍまで変化することが計算される。尚、この計算において、タイプ１単位セルの基板１１１の比誘電率は３．０に設定され、誘電体損は０に設定され、基板の厚さは１．５２４ｍｍに設定された。さらに、タイプ１単位セルの基板１１１のおもて面と裏面とは１辺１４ｍｍの正方形に設定され、計算が行われた。また、計算は電磁波の周波数は５．８ＧＨｚとして計算が行われた。 As a specific example of the design, calculation results of the above Z se and Y sh depending on the above structural parameters are shown. The structural parameter dv of the type 1 unit cell 100A shown in FIG. 3 is changed from 2.5 mm to 3.5 mm, and the structural parameter wt of the type 1 unit cell 100A shown in FIG. 3 is changed from 1.3 mm to 1 mm. It is calculated that when changing to 0.5 mm, Z se changes from -0.241 mm to -0.135 mm. When dv is changed from 2.5 mm to 3.5 mm and wt is changed from 1.3 mm to 1.5 mm, Y sh is calculated to change from −0.052 mm to −0.0305 mm. In this calculation, the relative permittivity of the substrate 111 of the type 1 unit cell was set to 3.0, the dielectric loss was set to 0, and the thickness of the substrate was set to 1.524 mm. Furthermore, the front surface and the back surface of the substrate 111 of the type 1 unit cell were set to a square having a side of 14 mm, and calculations were performed. In addition, the calculation was performed with the frequency of the electromagnetic wave being 5.8 GHz.
単位セルに対するＺｓｅとＹｓｈと値の算出は、タイプ１単位セル１００Ａについてだけ行われるものではなく、その他のタイプ２からタイプ６までの単位セルについても行われる。 The calculation of Z se and Y sh and the value for the unit cell is not only performed for the type 1 unit cell 100A, but is also performed for the other type 2 to type 6 unit cells.
図２１は、単位セルに対するＺｓｅ及びＹｓｈの値の算出を用いて、単位セルを並べた場合に、電磁波プレートのＺｓｅ及びＹｓｈがどのような空間変化を示すかを表した具体例である。計算時の各種条件は、前述の具体例と同じであり、計算時の条件は、基板の比誘電率が３．０、誘電体損が０、基板の厚さが１．５２４ｍｍであった。さらに、タイプ１単位セルの基板１１１のおもて面と裏面とは１辺１４ｍｍの正方形が設定され、計算が行われた。また、電磁波の周波数を５．８ＧＨｚとして、計算は行われた。 FIG. 21 is a specific example showing how Z se and Y sh of the electromagnetic wave plate show a spatial change when the unit cells are arranged by using the calculation of the values of Z se and Y sh for the unit cell. Is. The various conditions at the time of calculation were the same as those of the above-described specific example, and the conditions at the time of calculation were that the relative permittivity of the substrate was 3.0, the dielectric loss was 0, and the thickness of the substrate was 1.524 mm. Further, a square having a side of 14 mm was set for the front surface and the back surface of the substrate 111 of the type 1 unit cell, and calculation was performed. The calculation was performed with the frequency of the electromagnetic wave set to 5.8 GHz.
図２１は、単位セルを１次元的に並べた電磁波プレートに対するＺｓｅ及びＹｓｈの空間変化を表している。横軸のＮｏｄｅは、電磁波プレートの片側から順番に単位セルに対してつけた番号であり、横軸が空間座標を表す。 FIG. 21 shows the spatial variation of Z se and Y sh for an electromagnetic wave plate in which unit cells are arranged one-dimensionally. The node on the abscissa is a number given to the unit cells in order from one side of the electromagnetic wave plate, and the abscissa indicates the spatial coordinates.
図２１に示されているＮｏｄｅ＝８のセルからＮｏｄｅ＝１４までの単位セルを、図２が具体的に表している。また、図２は、図２１に示されているＮｏｄｅ＝８の単位セルからＮｏｄｅ＝１４の単位セルまでが、いかに配置されているかを表している。図２の各単位セルの上に記載された数値がＮｏｄｅを表す。Ｎｏｄｅ＝８の単位セルは、タイプ１の単位セル１００Ａである。Ｎｏｄｅ＝９からＮｏｄｅ＝９からＮｏｄｅ＝１１までの単位セルは、タイプ６の単位セル１００Ｆである。Ｎｏｄｅ＝１２からＮｏｄｅ＝１４までの単位セルは、タイプ４の単位セル１００Ｄである。
図２に示されているＮｏｄｅ＝８からＮｏｄｅ＝１４までの単位セルのみで構成される具体的な単位構造を、以下「Ｔ１６４単位電磁波プレート」という。
FIG. 2 specifically shows the unit cells from Node=8 to Node=14 shown in FIG. In addition, FIG. 2 shows how the unit cells of Node=8 to the unit cell of Node=14 shown in FIG. 21 are arranged. The numerical value described above each unit cell of FIG. 2 represents Node. The unit cell of Node=8 is a type 1 unit cell 100A. The unit cells from Node=9 to Node=9 to Node=11 are type 6 unit cells 100F. The unit cells from Node=12 to Node=14 are type 4 unit cells 100D.
A specific unit structure composed only of unit cells of Node=8 to Node=14 shown in FIG. 2 is hereinafter referred to as “T164 unit electromagnetic wave plate”.
図２２は、前述のＴ１６４単位電磁波プレートを一次元方向に二つ並べた構造をもちいて、電磁波解析を行う際の解析空間を表している。図２２は、ｘ軸方向の長さが１９６ｍｍであり、ｙ軸方向の長さが４００ｍｍであり、ｚ軸方向の長さが１４ｍｍの解析空間を示している。シミュレーションではｘ軸方向及びｚ軸方向に周期境界条件を用いている。図２２は、前述の解析空間の中央に、Ｔ１６４電磁波プレートをｘ軸方向に２枚とｚ軸方向に１４枚とを並べた電磁波プレート（以下「計算用電磁波プレート」という。）が設置されていることを表している。図２２は、前述の電磁波プレートのおもて面に向かって平面波を入射する様を表している。 FIG. 22 shows an analysis space when performing electromagnetic wave analysis using the structure in which two T164 unit electromagnetic wave plates described above are arranged in a one-dimensional direction. FIG. 22 shows an analysis space in which the length in the x-axis direction is 196 mm, the length in the y-axis direction is 400 mm, and the length in the z-axis direction is 14 mm. In the simulation, periodic boundary conditions are used in the x-axis direction and the z-axis direction. In FIG. 22, an electromagnetic wave plate in which two T164 electromagnetic wave plates are arranged in the x-axis direction and 14 in the z-axis direction (hereinafter referred to as “calculation electromagnetic wave plate”) is installed in the center of the analysis space. It means that there is. FIG. 22 shows how a plane wave is made incident on the front surface of the aforementioned electromagnetic wave plate.
図２３は、図２２に示された解析空間を用いたシミュレーションで使用された、各単位セル構造の構造パラメータの値を示している。図２３では、タイプ１の単位セル１００Ａは、構造パラメータとしてｄｖとｗｔを使用し、その値が、ｄｖ＝３．０６８８ｍｍとｗｔ＝３．３２６４ｍｍであったことを示す。タイプ６の単位セル１００Ｆは、図１８に記されている構造パラメータのｌとｗ６ｔとを使用し、単位セルごとに異なる値が与えられている。例えば、セル番号が９の単位セルでは、ｌ＝１２．１７４８ｍｍとｗ６ｔ＝３．３２６４ｍｍとであり、セル番号が１０の単位セルでは、ｌ＝１３．０ｍｍとｗ６ｔ＝５．０ｍｍとである。タイプ４の単位セル１００Ｄは、図１２に記されている構造パラメータのｗ４ｂとｗ４ｔとを使用し、単位セルごとに異なる値が与えられている。例えば、セル番号が１３の単位セルでは、ｗ４ｂ＝４．２０３７ｍｍとｗ４ｔ＝３．３８２４ｍｍとであり、セル番号が１４の単位セルでは、ｗ４ｂ＝４．２ｍｍとｗ４ｔ＝３．６０ｍｍとである。
各単位セルの表面及び裏面に形成される導体物質の厚さは、波長よりも十分に薄い厚さである。
FIG. 23 shows the value of the structural parameter of each unit cell structure used in the simulation using the analysis space shown in FIG. In FIG. 23, the unit cell 100A of type 1 uses d v and w t as structural parameters, and shows that the values were d v =3.0688 mm and w t =3.3264 mm. The type 6 unit cell 100F uses the structural parameters l and w6 t shown in FIG. 18, and is given different values for each unit cell. For example, in the unit cell having the cell number 9, 1=12.1748 mm and w6 t =3.3264 mm, and in the unit cell having the cell number 10, 1=13.0 mm and w6 t =5.0 mm. is there. The type 4 unit cell 100D uses the structural parameters w4 b and w4 t shown in FIG. 12, and is given different values for each unit cell. For example, in the unit cell with the cell number 13, w4 b =4.2037 mm and w4 t =3.3824 mm, and in the unit cell with the cell number 14, w4 b =4.2 mm and w4 t =3.60 mm. And.
The thickness of the conductor material formed on the front surface and the back surface of each unit cell is sufficiently smaller than the wavelength.
図２４は、図２２で表される解析空間を用いたシミュレーションによって算出された、前述の計算時電磁波プレートに入射した電磁波の強度分布を示している。計算では、基板の比誘電率は３．０、誘電体損は０、基板の厚さは１．５２４ｍｍであった。また、電磁波の周波数を５．８ＧＨｚとして、計算は行われた。また、計算では入射電磁波の入射方向は０ｄｅｇに設定され、反射方向は３０ｄｅｇに設定された。
前述の計算用電磁波プレートを用いることで、透過電磁波の指向性を図中左方向に２５度変化させることが可能であるとわかった。
FIG. 24 shows the intensity distribution of the electromagnetic wave incident on the electromagnetic wave plate at the time of the above calculation, which is calculated by the simulation using the analysis space shown in FIG. In the calculation, the relative permittivity of the substrate was 3.0, the dielectric loss was 0, and the thickness of the substrate was 1.524 mm. The calculation was performed with the frequency of the electromagnetic wave set to 5.8 GHz. In addition, in the calculation, the incident direction of the incident electromagnetic wave was set to 0 deg and the reflection direction was set to 30 deg.
It was found that it is possible to change the directivity of the transmitted electromagnetic wave to the left in the figure by 25 degrees by using the above-mentioned electromagnetic wave plate for calculation.
このことより、本願発明の電磁波変換プレートは、単位セルのおもて面に垂直な方向には基板を並べることなく、透過電磁波の指向性を２５°変化させる電磁波変換が可能であることがわかる。すなわち、本願発明の電磁波プレートは電磁波プレート一層で、電磁波変換が可能であるといえる。 From this, it is understood that the electromagnetic wave conversion plate of the present invention is capable of electromagnetic wave conversion in which the directivity of a transmitted electromagnetic wave is changed by 25° without arranging the substrates in the direction perpendicular to the front surface of the unit cell. .. That is, it can be said that the electromagnetic wave plate of the present invention is capable of electromagnetic wave conversion with one electromagnetic wave plate.
図２５は、周波数を５．５５ＧＨｚにして上記シミュレーション行った結果の、透過電磁波の水平面の放射パターンを示す。図中赤い線が、本願発明の電磁波プレートを使用した場合であり、図中黒の線が、電磁波プレートがない場合の参考用データである。半値ビーム幅はほとんど変わらないまま、電磁波の放射方向のピークが―２１度方向に変化したことがわかる。 FIG. 25 shows a radiation pattern of a transmitted electromagnetic wave on a horizontal plane as a result of the above simulation performed with a frequency of 5.55 GHz. The red line in the figure is the case where the electromagnetic wave plate of the present invention is used, and the black line in the figure is the reference data when there is no electromagnetic wave plate. It can be seen that the peak in the radiation direction of the electromagnetic wave changed to −21 degrees while the half-width beam width remained almost unchanged.
＜変形例＞
電磁波変換プレート１は、複数の偏光方向に対応可能なように、複数の回転角度をもった単位セルから構成されてもよい。
例えば、前述のＴ１６４電磁波プレートのすべての単位セルを、ｙ軸を軸として９０°回転させた電磁波プレートを、前述のＴ１６４電磁波プレートと接合させて使用してもよい。この場合、電磁波プレートは、図２に示されている電磁波プレートが動作する入射電磁波の偏光とは直交する偏光をもつ入射電磁波によっても、動作する。
<Modification>
The electromagnetic wave conversion plate 1 may be composed of unit cells having a plurality of rotation angles so as to be compatible with a plurality of polarization directions.
For example, an electromagnetic wave plate obtained by rotating all the unit cells of the above-mentioned T164 electromagnetic wave plate by 90° about the y axis may be used by being joined to the above-mentioned T164 electromagnetic wave plate. In this case, the electromagnetic wave plate is also operated by an incident electromagnetic wave having a polarization orthogonal to the polarization of the incident electromagnetic wave operated by the electromagnetic wave plate shown in FIG.
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、前述のタイプ１の単位セル１、タイプ２の単位セル２、タイプ３の単位セル３、タイプ４の単位セル４、タイプ５の単位セル５又はタイプ６の単位セル６の少なくともいずれか一つを持つ電磁波プレートを作製することにより、電磁波プレートのプレート面に垂直な方向に上記単位セルを重ねる必要のない薄い電磁波プレートを作製することが可能となる。 According to at least one embodiment described above, the unit cell 1 of type 1, unit cell 2 of type 2, unit cell 3 of type 3, unit cell 4 of type 4, unit cell 5 of type 5 or type By producing an electromagnetic wave plate having at least one of the unit cells 6 of 6, it is possible to produce a thin electromagnetic wave plate that does not require stacking the unit cells in a direction perpendicular to the plate surface of the electromagnetic wave plate. ..
また、プレート面に垂直な方向に重ねる必要がないために、電磁波プレート作成のためのリソグラフィの工程を減らすことができる。 Moreover, since it is not necessary to stack the plates in the direction perpendicular to the plate surface, the number of lithography steps for producing the electromagnetic wave plate can be reduced.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.
１…電磁波変換プレート， １１…単位構造， １００…単位セル， １００Ａ…タイプ１単位セル， １００Ｂ…タイプ２単位セル， １００Ｃ…タイプ３単位セル， １００Ｄ…タイプ４単位セル， １００Ｅ…タイプ５単位セル， １００Ｆ…タイプ６単位セル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electromagnetic wave conversion plate, 11... Unit structure, 100... Unit cell, 100A... Type 1 unit cell, 100B... Type 2 unit cell, 100C... Type 3 unit cell, 100D... Type 4 unit cell, 100E... Type 5 unit cell , 100F...Type 6 unit cell
Claims (6)
それぞれ前記電磁波の物質内波長より十分薄い非導電性物質の基板を有する複数の単位セルが、一平面上に前記基板の側面同士が接するように配置され、
前記単位セルの少なくとも一つは、
前記基板のおもて面を端から端まで横切り、長さ方向の一部に切れ目を有し、１辺の長さが前記物質内波長である正方形より小さな断面を有し、導電性物質で構成され、線状構造を有するワイヤと、
前記ワイヤの切れ目に存在し、極板に垂直に前記ワイヤが結合されたコンデンサと、
前記ワイヤを含む前記基板のおもて面に垂直な面に含まれ、前記コンデンサをスプリットリング共振器の切れ目とするスプリットリング共振器と、
を有し、
前記電磁波は、前記基板のおもて面に向かって略垂直に入射される、電磁波変換プレート。 In the electromagnetic wave conversion plate that converts the radiation direction of the transmitted electromagnetic waves,
A plurality of unit cells each having a substrate of the electromagnetic wave of a substance in a thin enough nonconductive material than the wavelength is arranged so as side surfaces of the substrate to contact the one plane,
At least one of the unit cells is
Across the front surface of the front Stories substrate from end to end, has a cut in a part of the length direction, has a smaller cross-section than the square length of one side is a pre-Symbol Substance in wavelength, conductive A wire having a linear structure, which is made of a conductive substance,
A capacitor, which is present in the break of the wire and in which the wire is coupled perpendicularly to the plate,
A split ring resonator included in a surface perpendicular to the front surface of the substrate including the wire, the split ring resonator having the capacitor as a break of the split ring resonator,
Have a,
An electromagnetic wave conversion plate in which the electromagnetic wave is incident substantially vertically toward the front surface of the substrate .
それぞれ前記電磁波の物質内波長より十分薄い非導電性物質の基板を有する複数の単位セルが、一平面上に前記基板の側面同士が接するように配置され、
前記単位セルの少なくとも一つは、
前記基板のおもて面を端から端まで横切り、長さ方向の一部に切れ目を有し、１辺の長さが前記物質内波長である正方形より小さな断面を有し、導電性物質で構成され、線状構造を有する第一のワイヤと、
前記基板の裏面を端から端まで横切り、前記基板のおもて面に垂直で前記第一のワイヤを含む面内に第一のワイヤと平行に存在し、長さ方向の一部に切れ目を有し、１辺の長さが前記物質内波長である正方形より小さな断面を有し、導電性物質で構成され、線状構造を有する第二のワイヤと、
前記第一のワイヤの切れ目に存在して、極板に垂直に前記第一のワイヤが結合された第一のコンデンサと、
前記第二のワイヤの切れ目に存在して、極板に垂直に前記第二のワイヤが結合された第二のコンデンサと、
前記第一のワイヤを含む前記基板のおもて面に垂直な面に含まれ、前記第一のコンデンサ及び前記第二のコンデンサをスプリットリング共振器の切れ目とするスプリットリング共振器と、
を有し、
前記電磁波は、前記基板のおもて面に向かって略垂直に入射される、電磁波変換プレート。 In the electromagnetic wave conversion plate that converts the radiation direction of the transmitted electromagnetic waves,
A plurality of unit cells each having a substrate of the electromagnetic wave of a substance in a thin enough nonconductive material than the wavelength is arranged so as side surfaces of the substrate to contact the one plane,
At least one of the unit cells is
Across the front surface of the front Stories substrate from end to end, has a cut in a part of the length direction, has a smaller cross-section than the square length of one side is a pre-Symbol Substance in wavelength, conductive A first wire having a linear structure, which is made of a conductive material,
The back surface of the substrate is crossed from one end to the other, existing in a plane including the first wire and parallel to the first wire in a direction perpendicular to the front surface of the substrate, and making a cut in a part of the length direction. A second wire which has a cross section having a length of one side smaller than a square which is the wavelength in the substance, and which is made of a conductive substance and has a linear structure;
A first capacitor that is present in the first wire break and has the first wire coupled perpendicularly to the plate;
A second capacitor which is present in the second wire break and in which the second wire is coupled perpendicularly to the plate;
Contained in a plane perpendicular to the front surface of the substrate including the previous SL first wire, and the split ring resonator which said first capacitor and said second capacitor and cuts a split ring resonator,
Have a,
An electromagnetic wave conversion plate in which the electromagnetic wave is incident substantially vertically toward the front surface of the substrate .
それぞれ前記電磁波の物質内波長より十分薄い非導電性物質の基板を有する複数の単位セルが、一平面上に前記基板の側面同士が接するように配置され、
前記単位セルの少なくとも一つは、
前記基板のおもて面に存在するコンデンサと、
前記コンデンサの極板と前記基板のおもて面に垂直な面に含まれ、前記コンデンサをスプリットリング共振器の切れ目とするスプリットリング共振器と、
を有し、
前記電磁波は、前記基板のおもて面に向かって略垂直に入射される、電磁波変換プレート。 In the electromagnetic wave conversion plate that converts the radiation direction of the transmitted electromagnetic waves,
A plurality of unit cells each having a substrate of the electromagnetic wave of a substance in a thin enough nonconductive material than the wavelength is arranged so as side surfaces of the substrate to contact the one plane,
At least one of the unit cells is
And a capacitor that is present on the front surface of the front Symbol substrate,
A split ring resonator included in a surface perpendicular to the front surface of the electrode plate and the substrate of the capacitor, the split ring resonator having the capacitor as a break of the split ring resonator;
Have a,
An electromagnetic wave conversion plate in which the electromagnetic wave is incident substantially vertically toward the front surface of the substrate .
それぞれ前記電磁波の物質内波長より十分薄い非導電性物質の基板を有する複数の単位セルが、一平面上に前記基板の側面同士が接するように配置され、
前記単位セルの少なくとも一つは、
前記基板のおもて面に存在するコンデンサと、
前記コンデンサの極板と前記基板のおもて面に垂直な面に含まれ、前記コンデンサをスプリットリング共振器の切れ目とするスプリットリング共振器と、
その長手方向が前記基板のおもて面を端から端まで横切り、その幅が前記スプリットリング共振器のリングの断面に外接する長方形の最長の辺よりも広い、金属帯構造と、
を有し、
前記コンデンサと前記金属帯構造が、空間的に互いに独立に存在し、
前記スプリットリング共振器と前記金属帯構造が、空間的に互いに独立に存在し、
前記電磁波は、前記基板のおもて面に向かって略垂直に入射される、電磁波変換プレート。 In the electromagnetic wave conversion plate that converts the radiation direction of the transmitted electromagnetic waves,
A plurality of unit cells each having a substrate of the electromagnetic wave of a substance in a thin enough nonconductive material than the wavelength is arranged so as side surfaces of the substrate to contact the one plane,
At least one of the unit cells is
And a capacitor that is present on the front surface of the front Symbol substrate,
A split ring resonator included in a surface perpendicular to the front surface of the electrode plate and the substrate of the capacitor, the split ring resonator having the capacitor as a break of the split ring resonator;
A metal strip structure whose longitudinal direction traverses the front surface of the substrate from end to end and whose width is wider than the longest side of a rectangle circumscribing the cross section of the ring of the split ring resonator;
Have
The capacitor and the metal strip structure are spatially independent of each other,
The split ring resonator and the metal strip structure are spatially independent of each other ,
An electromagnetic wave conversion plate in which the electromagnetic wave is incident substantially vertically toward the front surface of the substrate .
それぞれ前記電磁波の物質内波長より十分薄い非導電性物質の基板を有する複数の単位セルが、一平面上に前記基板の側面同士が接するように配置され、
前記単位セルの少なくとも一つは、
極板の一方が前記基板のおもて面に存在し、他方が前記基板の裏面に存在するコンデンサと、
前記コンデンサをスプリットリング共振器の切れ目とし、前記基板をおもて面から裏面へと貫く導電性物質の線によって前記基板の極板同士を結合するスプリットリング共振器と、
その長手方向が前記基板のおもて面を端から端まで横切り、その長手方向が前記コンデンサの極板の長軸方向に平行に存在し、その幅が前記スプリットリング共振器のリングの断面に外接する長方形の最長の辺よりも広い、金属帯構造と、
を有し、
前記コンデンサと前記金属帯構造が、空間的に互いに独立に存在し、
前記スプリットリング共振器と前記金属帯構造が、空間的に互いに独立に存在し、
前記電磁波は、前記基板のおもて面に向かって略垂直に入射される、電磁波変換プレート。 In the electromagnetic wave conversion plate that converts the radiation direction of the transmitted electromagnetic waves,
A plurality of unit cells each having a substrate of the electromagnetic wave of a substance in a thin enough nonconductive material than the wavelength is arranged so as side surfaces of the substrate to contact the one plane,
At least one of the unit cells is
A capacitor electrode one plate is present on the front surface of the substrate, the other is present on the back surface of the substrate,
A split ring resonator in which the capacitor is a break of a split ring resonator, and the polar plates of the substrate are coupled by a line of a conductive material that penetrates the substrate from the front surface to the back surface,
Its longitudinal direction traverses the front surface of the substrate from end to end, its longitudinal direction lies parallel to the major axis direction of the plates of the capacitor, and its width lies in the cross section of the ring of the split ring resonator. A metal strip structure wider than the longest side of the circumscribing rectangle,
Have
The capacitor and the metal strip structure are spatially independent of each other,
The split ring resonator and the metal strip structure are spatially independent of each other ,
An electromagnetic wave conversion plate in which the electromagnetic wave is incident substantially vertically toward the front surface of the substrate .
前記基板のおもて面を端から端まで横切り、導電性物質で形成され、線状構造を有する金属帯構造と、
外周に接することなく前記基板の裏面に存在し、長手方向が前記金属帯構造に平行に存在し、その幅が、前記金属帯構造よりも狭い金属パッチ構造と、
を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電磁波変換プレート。 At least one of the previous Symbol unit cell,
Across the front surface of the front Stories substrate from end to end, is formed of a conductive material, a metal strip structure having a linear structure,
A metal patch structure that exists on the back surface of the substrate without contacting the outer circumference, has a longitudinal direction that is parallel to the metal strip structure, and has a width narrower than the metal strip structure.
The electromagnetic wave conversion plate according to claim 1 , further comprising :
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