JP6861907B1

JP6861907B1 - 周波数選択表面及び電波吸収体

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Publication number: JP6861907B1
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Inventors: 航一古谷; 小林　剛; 剛小林
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Filing date: 2020-02-27
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Abstract

ＦＳＳ単位素子（２１）は、素子中央部から外側に向けて延びる複数の導体（３１〜３４）と、素子中央部において複数の導体（３１〜３４）と接続し、当該複数の導体（３１〜３４）の数よりも少ない数で配置される回路素子（４１）とを備える。

Description

本開示は、周波数選択表面及び電波吸収体に関する。

周波数選択表面（Frequency Selective Surface；以下、「ＦＳＳ」と称す）は、特定周波数帯の電磁波を選択的に吸収するものである。ＦＳＳは、例えば、通信情報の漏洩対策又はシステム間の電磁干渉対策等に利用されている。

ＦＳＳは、１つ又は複数のＦＳＳ単位素子を有している。ＦＳＳ単位素子は、１つ又は複数の導体を有している。ＦＳＳに電磁波が入射すると、導体には、電流が誘起される。

ＦＳＳ単位素子においては、電磁波の吸収量を増加させるために、回路素子が導体に組み込まれる場合がある。このような、回路素子が組み込まれたＦＳＳ単位素子は、例えば、特許文献１に開示されている。この特許文献１には、回路素子の一例として、抵抗体が開示されている。

特開２００９−３８７８５号公報

特許文献１に開示されたＦＳＳ単位素子は、導体ごとに抵抗体を有している。このため、特許文献１に開示されたＦＳＳ単位素子においては、抵抗体が、導体の数の分だけ必要となる。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、回路素子を、導体の数よりも少ない数で配置することができる周波数選択表面を提供することを目的とする。

本開示に係る周波数選択表面は、素子中央部から外側に向けて互いに直交する２つの方向に同じ長さで延びる複数の導体と、素子中央部において複数の導体と接続し、当該複数の導体の数よりも少ない数で配置される回路素子とを有する周波数選択表面単位素子を、周期配列させた周波数選択表面であって、複数の周波数選択表面単位素子を周期配列させた第１配列と、第１配列における周波数選択表面単位素子を反転させた複数の周波数選択表面単位素子を周期配列させた第２配列と、第１配列における周波数選択表面単位素子を回転させた複数の周波数選択表面単位素子を周期配列させた第３配列と、第２配列における周波数選択表面単位素子を回転させた複数の周波数選択表面単位素子を周期配列させた第４配列とを備えるものである。

本開示によれば、回路素子を、導体の数よりも少ない数で配置することができる。

実施の形態１に係るＦＳＳ単位素子を備えた電波吸収体の構成を示す正面図である。実施の形態１に係るＦＳＳ単位素子を備えたＦＳＳの構成を示す正面図である。実施の形態１に係るＦＳＳ単位素子の構成を示す正面図である。実施の形態２に係るＦＳＳ単位素子の構成を示す正面図である。実施の形態２に係るＦＳＳ単位素子の他の構成を示す正面図である。実施の形態３に係るＦＳＳ単位素子の構成を示す正面図である。実施の形態３に係るＦＳＳ単位素子の他の構成を示す正面図である。実施の形態３に係るＦＳＳ単位素子の他の構成を示す正面図である。実施の形態４に係るＦＳＳの構成を示す正面図である。実施の形態４に係るＦＳＳの他の構成を示す正面図である。実施の形態５に係るＦＳＳの構成を示す正面図である。図１２Ａは実施の形態５に係るＦＳＳ単位素子の構成を示す正面図である。図１２Ｂは実施の形態５に係る電波吸収体の構成を示す正面図である。図１３Ａは従来のＦＳＳ単位素子の構成を示す正面図である。図１３Ｂは従来の電波吸収体の構成を示す正面図である。周波数と正規化反射量との関係を示した図である。

以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
実施の形態１に係るＦＳＳ単位素子２１について、図１から図３を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係るＦＳＳ単位素子２１を備えた電波吸収体１０の構成を示す正面図である。図２は、実施の形態１に係るＦＳＳ単位素子２１を備えたＦＳＳの構成を示す正面図である。図３は、実施の形態１に係るＦＳＳ単位素子２１の構成を示す正面図である。

図１に示すように、電波吸収体１０は、所謂、電磁波バンドフィルタであって、特定周波数帯の電磁波を選択的に吸収するものである。この電波吸収体１０は、基板１１及び導体板１２を備えている。基板１１は、例えば、誘電体基板である。この基板１１の前面は、ＦＳＳを構成している。導体板１２は、基板１１の背面側に設けられている。

図２に示すように、ＦＳＳは、複数のＦＳＳ単位素子２１を備えている。これらのＦＳＳ単位素子２１は、ＦＳＳにおいて、２次元的に周期配列されている。

図３に示すように、ＦＳＳ単位素子２１は、例えば、複数の導体３１〜３４、及び、１つの回路素子４１を有している。即ち、ＦＳＳ単位素子２１は、４つの導体３１〜３４を有しているため、４極型のＦＳＳ単位素子である。

導体３１〜３４は、入射した電磁波の電界１００によって電流が誘起される導体である。この導体３１〜３４は、直線状に形成されており、ＦＳＳ単位素子２１の中央部から外側に向けて延びている。導体３１〜３４の一端は、ＦＳＳ単位素子２１の中央部に配置されており、導体３１〜３４の他端は、ＦＳＳ単位素子２１の中央部よりも外側に配置されている。

回路素子４１は、ＦＳＳ単位素子２１の中央部に配置されており、導体３１〜３４の各一端と接続している。導体３１〜３４の各一端は、回路素子４１の４つの側面にそれぞれ接続されている。即ち、回路素子４１の数は、導体３１〜３４の数よりも少ない。このとき、導体３１〜３４の一端同士は、接続されていても、接続されていなくても、どちらでも良い。

なお、図３においては、電界１００を示す矢印は、当該電界１００の偏波方向を表している。

回路素子４１は、導体３１〜３４から流れ込んだ電流に応答する。この回路素子４１は、例えば、チップ部品等の回路部品又は導体パターンによって、抵抗、又は、周波数特性を有する電気回路等、電気回路的に特定の働きをするものである。

そして、電波吸収体１０に電磁波が入射した場合、導体３１〜３４のうち、その電界１００の偏波方向と最も平行に近い導体に、電流が誘起される。この電流が導体３１〜３４から回路素子４１に流れ込むと、当該回路素子４１は、以下に説明する、その種類に応じた応答をする。

回路素子４１に抵抗素子を適用した場合、回路素子４１を流れる電流には、当該回路素子に３１によって、損失が生じる。このため、入射した電磁波のエネルギは、吸収される。

従って、ＦＳＳ単位素子２１は、入射する電磁波に対する吸収特性を、１つの抵抗素子のみを使用して得ることができるため、導体ごとに抵抗素子を有する従来の単位素子構造と比べて、単位素子当たりの抵抗素子の数を削減することができる。なお、抵抗素子は、例えば、抵抗器又は抵抗膜である。

回路素子４１にキャパシタ素子を適用した場合、回路素子４１を流れる電流には、当該回路素子４１によって、回路的にキャパシタンスの効果が生じる。このため、ＦＳＳ単位素子２１の等価的なキャパシタンス値が、増加されることにより、ＦＳＳ単位素子２１の周波数特性は、低周波側に移行する。即ち、ＦＳＳは、ＦＳＳ単位素子２１の寸法を保ったまま、その動作周波数を低周波化することができるため、当該ＦＳＳ単位素子２１を小型化することができる。

従って、ＦＳＳは、入射する電磁波に対する周波数特性の調整、及び、ＦＳＳ単位素子２１の小型化を、１つのキャパシタ素子のみを使用して行うことができるため、導体ごとにキャパシタ素子を有する従来の単位素子構造と比べて、単位素子当たりのキャパシタ素子の数を削減することができる。なお、キャパシタ素子は、コンデンサ、又は、導体３１〜３４の一端間に形成される隙間によるキャパシタンス回路である。

回路素子４１にインダクタ素子を適用した場合、回路素子４１を流れる電流には、当該回路素子４１によって、回路的にインダクタンスの効果が生じる。このため、ＦＳＳ単位素子２１の等価的なインダクタンス値が、増加されることにより、ＦＳＳ単位素子２１の周波数特性は、低周波側に移行する。即ち、ＦＳＳは、ＦＳＳ単位素子２１の寸法を保ったまま、その動作周波数を低周波化することができるため、当該ＦＳＳ単位素子２１を小型化することができる。

従って、ＦＳＳは、入射する電磁波に対する周波数特性の調整、及び、ＦＳＳ単位素子２１の小型化を、１つのインダクタ素子のみを使用して行うことができるため、導体ごとにインダクタ素子を有する従来の単位素子構造と比べて、単位素子当たりのインダクタ素子の数を削減することができる。なお、インダクタ素子は、例えば、インダクタ、又は、導体の蛇行等によるインダクタンス回路である。

回路素子４１に能動素子を適用した場合、回路素子４１に流れる電流に対する導通状態が、例えば、外部バイアス回路によって変更可能となる。このため、ＦＳＳは、ＦＳＳ単位素子２１の特性を電気的に変更可能となる。

従って、ＦＳＳは、入射する電磁波に対する動的制御機能を、１つの能動素子のみを使用して得ることができるので、導体ごとに能動素子を有する従来の単位素子構造と比べて、単位素子当たりの能動素子の数を削減することができる。なお、能動素子は、例えば、ダイオード等である。

ここで、回路素子４１に、抵抗素子、キャパシタ素子、及び、インダクタ素子等の受動素子を適用した場合、その受動素子の素子値は、導体ごとに受動素子を有する従来の単位素子構造における当該受動素子を２つ直列に接続した値と、おおよそ、等しい値となる。

以上、実施の形態１に係るＦＳＳ単位素子２１は、素子中央部から外側に向けて延びる複数の導体３１〜３４と、素子中央部において複数の導体３１〜３４と接続し、当該複数の導体３１〜３４の数よりも少ない数で配置される回路素子４１とを備える。このため、ＦＳＳ単位素子２１は、回路素子４１を、導体３１〜３４の数よりも少ない数で配置することができる。

ＦＳＳ単位素子２１は、回路素子４１の数を１つとすることにより、製造コストを削減することができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係るＦＳＳ単位素子２３について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、実施の形態２に係るＦＳＳ単位素子２３の構成を示す正面図である。図５は、実施の形態２に係るＦＳＳ単位素子２３の他の構成を示す正面図である。

図４に示すように、ＦＳＳ単位素子２３は、例えば、複数の導体３１〜３４、及び、回路素子５１を有している。回路素子５１は、回路素子４１と同様に、抵抗素子、キャパシタ素子、インダクタ素子、及び、能動素子のうちのいずれか１つが適用されるものである。

ＦＳＳ単位素子２３では、導体３１〜３４は、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組とに分けられている。導体３１，３２は、一端同士を互いに接続した接続部を回路素子５１に接続している。導体３３，３４は、一端同士を互いに接続した接続部を回路素子５１に接続している。

回路素子５１は、２つの端子を有している。このうち、回路素子５１の一方の端子は、導体３１，３２の接続部と接続している。また、回路素子５１の他方の端子は、導体３３，３４の接続部と接続している。

上述したように、ＦＳＳ単位素子２３においては、２組それぞれの接続部が、回路素子５１に接続することにより、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組とが、回路素子５１を中心として、点対称に配置されている。

また、図５に示したＦＳＳ単位素子２３では、導体３１〜３４は、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組とに分けられるものの、各組は、互いの一端同士が接続する上記接続部を有するのではなく、互いに交差する交差部を有している。

具体的には、導体３１の一端は、導体３２における一端及び他端以外の途中部分に接続している。このとき、導体３２の一端は、回路素子５１における一方の端子と接続している。また、導体３３の一端は、導体３４における一端及び他端以外の途中部分に接続している。このとき、導体３４の一端は、回路素子５１における他方の端子と接続している。

上述したように、他のＦＳＳ単位素子２３においては、各組の一端が、回路素子５１に接続されることにより、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組とが、回路素子５１を中心として、点対称に配置されている。

以上、実施の形態２に係るＦＳＳ単位素子２３は、一端同士が互いに接続された接続部を有する導体３１，３２及び導体３３，３４から成る組を設け、各組の接続部を、回路素子５１に接続する。また、実施の形態２に係るＦＳＳ単位素子２３は、互いに交差した導体３１，３２及び導体３３，３４から成る組を設け、各組の導体３２，３４の一端を、回路素子５１に接続する。このため、ＦＳＳ単位素子２３は、回路素子５１における導体３１〜３４との接続位置を少なくすることができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係るＦＳＳ単位素子２４について、図６から図８を用いて説明する。図６は、実施の形態３に係るＦＳＳ単位素子２４の構成を示す正面図である。図７は、実施の形態３に係るＦＳＳ単位素子２４の他の構成を示す正面図である。図８は、実施の形態３に係るＦＳＳ単位素子２４の他の構成を示す正面図である。

実施の形態３に係るＦＳＳ単位素子２４は、実施の形態２に係るＦＳＳ単位素子２３に対して、回路素子５２を加えた構成となっている。この回路素子５２は、回路素子４１，５１と同様に、抵抗素子、キャパシタ素子、インダクタ素子、及び、能動素子のうちのいずれか１つが適用されるものである。また、回路素子５２は、２つの端子を有している。

例えば、図６に示したＦＳＳ単位素子２４は、図４に示したＦＳＳ単位素子２３に対して、回路素子５２を加えた構成となっている。回路素子５１，５２は、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組との間で、直列に接続されている。

回路素子５１の一方の端子は、導体３１，３２の接続部と接続し、回路素子５１の他方の端子は、回路素子５２の一方の端子と接続している。また、回路素子５２の他方の端子は、導体３３，３４の接続部と接続している。このため、図６に示したＦＳＳ単位素子２４においては、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組とが、回路素子５１，５２を中心として、点対称に配置されている。

なお、図６示したＦＳＳ単位素子２４においては、回路素子５１，５２が、導体３１，３２の接続部と導体３３，３４の接続部との間で、並列に接続されても良い。

図７に示したＦＳＳ単位素子２４は、図５に示したＦＳＳ単位素子２３に対して、回路素子５２を加えた構成となっている。回路素子５１，５２は、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組との間で、直列に接続されている。

回路素子５１の一方の端子は、導体３２の一端と接続し、回路素子５１の他方の端子は、回路素子５２の一方の端子と接続している。また、回路素子５２の他方の端子は、導体３４の一端と接続している。このため、図６に示したＦＳＳ単位素子２４においては、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組とが、回路素子５１，５２を中心として、点対称に配置されている。

図８に示したＦＳＳ単位素子２４は、図５に示したＦＳＳ単位素子２３に対して、回路素子５２を加えた構成となっている。回路素子５１，５２は、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組との間で、並列に接続されている。

回路素子５１の一方の端子、及び、回路素子５２の一方の端子は、導体３２の一端と接続している。また、回路素子５１の他方の端子、及び、回路素子５２の他方の端子は、導体３４の一端と接続している。このため、図８に示したＦＳＳ単位素子２４においては、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組とが、回路素子５１，５２を中心として、点対称に配置されている。

以上、実施の形態３に係るＦＳＳ単位素子２４は、一端同士が互いに接続された接続部を有する導体３１，３２及び導体３３，３４から成る組を設け、各組の接続部を、回路素子５１，５２に接続する。また、実施の形態３に係るＦＳＳ単位素子２４は、互いに交差した導体３１，３２及び導体３３，３４から成る組を設け、各組の導体３２，３４の一端を、回路素子５１，５２に接続する。このため、ＦＳＳ単位素子２３は、回路素子５１，５２を、複数の導体３１〜３４の数よりも少ない数で配置することができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係るＦＳＳについて、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、実施の形態４に係るＦＳＳの構成を示す正面図である。図１０は、実施の形態４に係るＦＳＳの他の構成を示す正面図である。

ここで、上述した実施の形態２，３に係るＦＳＳ単位素子２３，２４を周期配列したＦＳＳにおいては、当該ＦＳＳ単位素子２３，２４の向きが同じ構成となっている。このような構成を採用した場合、ＦＳＳにおいては、偏波が入射する際に、この偏波の入射方向と略直交する方向に交差偏波が発生し、この交差偏波が反射及び透過することが問題となっている。

そこで、実施の形態４に係るＦＳＳは、上記問題を解決することを目的として、ＦＳＳ単位素子２３，２４の向きを部分的に変えた構成を採用し、交差偏波の発生を抑えるものである。なお、実施の形態４に係るＦＳＳにおいては、実施の形態２，３に係るＦＳＳ単位素子２３，２４のうち、図５に示したＦＳＳ単位素子２３を適用した場合について説明する。

図９に示したＦＳＳは、ＦＳＳ単位素子２３を周期配列した配列６１，６２を備えている。配列６１におけるＦＳＳ単位素子２３の向きと、配列６２におけるＦＳＳ単位素子２３の向きとは、互いに異なった向きとなっている。

例えば、配列６１は、図５に示した複数のＦＳＳ単位素子２３を周期配列させたものである。配列６２は、配列６１の各ＦＳＳ単位素子２３を、ＦＳＳの上下方向中心線を中心として、１８０度反転させたものを、周期配列させたものである。なお、配列６２は、配列６１の各ＦＳＳ単位素子２３を、ＦＳＳの左右方向中心線を中心として、１８０度反転させたものを、周期配列させたものであっても良い。配列６１は、第１配列を構成し、配列６２は、第２配列を構成するものである。

従って、電波吸収体１０のＦＳＳに電磁波が入射すると、配列６１の各ＦＳＳ単位素子２３上、及び、配列６２の各ＦＳＳ単位素子２３上において、電流が流れる。これに伴って、交差偏波が反射及び透過して、反射波及び透過波が発生する。

このとき、反射波及び透過波の電界は、主偏波成分と交差偏波成分との２つの直交成分に分解することができる。主偏波成分は、電界の向きが、偏波の入射方向と同じ方向の成分であり、交差偏波成分は、電界の向きが、偏波の入射方向と直交する方向の成分である。

上述したように、配列６１におけるＦＳＳ単位素子２３の向きと、配列６２におけるＦＳＳ単位素子２３の向きとは、反転されている。このため、配列６１において発生する反射波及び透過波の主偏波成分と、配列６２において発生する反射波及び透過波の主偏波成分とは、同じ位相で、且つ、同じ振幅となっている。また、配列６１において発生する反射波及び透過波の交差偏波成分と、配列６２において発生する反射波及び透過波の交差偏波成分とは、逆位相で、且つ、同じ振幅となっている。

この結果、各交差偏波成分は、遠方において打ち消し合い、当該交差偏波成分は、「０」となる。即ち、交差偏波の発生は抑制される。

なお、配列６１と配列６２とは、互いのＦＳＳ単位素子２３の向きが、左右方向中心線を中心として、反転した構成でも良い。また、配列６１，６２は、矩形をなしているが、半円形でも良い。更に、配列６１が円形をなし、配列６２がその円形をなす配列６１の外周に同心円状に位置する環状をなして良い。

その他の例として、図１０に示したＦＳＳにおいては、配列６１，６２がそれぞれ複数設けられている。図１０の例では、上述したような、反転関係にある配列６１，６２が、２組ある場合を示している。図１０の例においては、配列６１，６２が、２組設けられているが、３組以上でも構わない。

以上、実施の形態４に係るＦＳＳは、複数のＦＳＳ単位素子２３を周期配列した配列６１と、配列６１におけるＦＳＳ単位素子２３の向きと異なる向きで複数のＦＳＳ単位素子２３を周期配列した配列６２とを備える。このため、ＦＳＳは、交差偏波の発生を抑制することができる。

実施の形態５．
実施の形態５について、図１１から図１４を用いて説明する。図１１は、実施の形態５に係るＦＳＳの構成を示す正面図である。

実施の形態５に係るＦＳＳは、入射する偏波に依存することなく、実施の形態４に係るＦＳＳによって得られた交差偏波の抑制と同等の効果を、得るものである。

図１１に示したＦＳＳは、ＦＳＳ単位素子２３の向きがそれぞれ同一となる配列６１〜６４を備えている。配列６１〜６４は、配置したＦＳＳ単位素子２３の向きが、互いに異なっている。

例えば、配列６１は、図５に示した複数のＦＳＳ単位素子２３を周期配列させたものである。配列６２は、配列６１の各ＦＳＳ単位素子２３を左回り又は右回りに９０度回転させたものを周期配列させたものである。配列６３は、配列６１の各ＦＳＳ単位素子２３を、ＦＳＳの上下方向中心線を中心として、１８０度反転させたものを、周期配列させたものである。配列６４は、配列６３の各ＦＳＳ単位素子２３を左回り又は右回りに９０度反転させたものを周期配列させたものである。配列６１は、第１配列を構成し、配列６２〜６３は、第２配列を構成するものである。

従って、ＦＳＳは、ＦＳＳ単位素子２３の配列方向が互いに異なる配列６１〜６４を備えることにより、偏波の入射方向がどのような方向であっても、交差偏波の発生を抑制することができ、且つ、反射特性又は透過特性を偏波の入射方向に依存しない特性とすることができる。

次に、実施の形態５に係るＦＳＳを備える電波吸収体１０と、従来のＦＳＳを備える電波吸収体９０とについて、図１２から図１４を用いて説明する。

図１２Ａは、実施の形態５に係るＦＳＳ単位素子２３の構成を示す正面図である。図１２Ｂは、実施の形態５に係る電波吸収体１０の構成を示す正面図である。図１３Ａは、従来のＦＳＳ単位素子９１の構成を示す正面図である。図１３Ｂは、従来の電波吸収体９０の構成を示す正面図である。

図１２Ａに示したＦＳＳ単位素子２３は、図４に示したＦＳＳ単位素子２３の構成と同等の構成を有している。即ち、このＦＳＳ単位素子２３は、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組とが、１つの回路素子５１を中心として、点対称に配置されている。その回路素子５１は、抵抗素子が適用されている。

図１２Ｂに示すように、ＦＳＳを形成する配列６１〜６４は、複数のＦＳＳ単位素子２３を周期配列するものである。その周期配列については、図１１に示したものと同じであるため、その説明は省略する。また、図１２Ｂに示した電波吸収体１０は、上記ＦＳＳが前面に形成される基板１１と、この基板１１の前面の反対側に配置される導体板１２とを備えている。

図１２Ａ及び図１２Ｂの例では、ＦＳＳ単位素子２３は、ＦＳＳにおいて、一辺が１５ｍｍの正方形内に配置されている。この正方形は、１セルを形成する。導体３１〜３４の幅は、０．５ｍｍである。回路素子５１の長さは、０．２８ｍｍである。回路素子５１の素子値は、３２０Ωである。導体３１，３２の組と導体３３，３４の組との間における回路素子５１を含んだ長さ、即ち、導体３１，３３の他端間の長さ、及び、導体３２，３４の他端間の長さは、１２ｍｍである。なお、導体３１〜３４の各他端には、当該導体３１〜３４の長さ方向と直交する導体片がそれぞれ形成されており、この導体片の長さは、４ｍｍである。

電波吸収体１０のＦＳＳは、一辺が３００ｍｍの正方形である。即ち、このＦＳＳは、２０セルによって構成されている。基板１１の厚さは、１．６ｍｍである。基板１１の比誘電率は、４．４である。導体板１２は、基板１１の背面から６ｍｍを隔てて配置されている。また、電波吸収体１０の上下方向は、ｘ軸方向となっており、下方に向かう方向がプラス方向である。電波吸収体１０の左右方向は、ｙ軸方向となっており、右側に向かう方向がプラス方向である。電波吸収体１０の前後方向は、ｚ軸方向となっており、前方に向かう方向がプラス方向である。

図１３Ａに示した従来のＦＳＳ単位素子９１においては、導体３１〜３４の一端同士が直接的に接続している。抵抗素子となる４つの回路素子５１は、導体３１〜３４の途中部分、言い換えれば、導体３１〜３４の一端及び他端以外の部分にそれぞれ設けられている。図１３Ｂに示した従来の電波吸収体９０においては、複数のＦＳＳ単位素子９１がＦＳＳに周期配列されている。即ち、従来のＦＦＳは、配列６１〜６４を備えていない。

なお、図１３Ａ及び図１３Ｂの例における各箇所の寸法及び座標系等については、図１２Ａ及び図１２Ｂの例における各箇所の寸法及び座標系等と同じであるため、説明を省略する。但し、従来のＦＳＳ単位素子９１に適用された回路素子５１の素子値は、１００Ωである。

図１４は、周波数（ＧＨｚ）と正規化反射量（ｄＢ）との関係を示した図である。具体的には、図１４は、実施の形態５に係る電波吸収体１０及び従来の電波吸収体９０に対して、ｘ軸方向偏波が＋ｚ軸方向から入射した場合における、＋ｚ軸方向での正規化反射量を示した図である。但し、正規化反射量は、ＦＳＳの面積と同面積の導体板１２による反射波の主偏波成分、即ち、反射波のｘ軸方向偏波成分の反射電力を基準とした場合における、電波吸収体１０，９０による反射波の主偏波成分、即ち、反射波のｘ軸方向偏波成分、及び、反射波の交差偏波成分、即ち、反射波のy軸方向偏波成分の反射電力で定義する。なお、図１４に示した４種類の線種は、従来の電波吸収体９０による反射波のｘ軸方向偏波成分及び反射波のｙ軸方向偏波成分、及び、実施の形態５に係る電波吸収体１０による反射波のｘ軸方向偏波成分及び反射波のｙ軸方向偏波成分を示している。

図１４に示すように、実施の形態５に係る電波吸収体１０は、従来の電波吸収体９０よりも、回路素子５１の数を４分の１に削減しながらも、当該従来の電波吸収体９０によって得られる反射波のＸ軸方向偏波成分の電波吸収性能（約１０ｄB）と同等のものを得ている。また、実施の形態５に係る電波吸収体１０においては、反射波のｙ軸方向偏波成分の値が反射波のｘ軸方向偏波成分の値よりも非常に小さい値であることから、当該電波吸収体１０が反射波のｙ軸方向偏波成分の低減に有効であることが確認できる。また、電波吸収体１０は、導体３１，３２の組と、導体３３，３４の組とが、回路素子５１を中心として、左回り又は右回りに９０度回転しても、それらの形状が同一となる、点対称な構成であるため、入射する偏波に対する依存性がないことも明らかである。

以上、実施の形態５に係るＦＳＳは、複数のＦＳＳ単位素子２３を周期配列した配列６１と、配列６１におけるＦＳＳ単位素子２３の向きと異なる向きで複数のＦＳＳ単位素子２３を周期配列した配列６２〜６４とを備える。このため、ＦＳＳは、交差偏波の発生を抑制することができる。

また、実施の形態５に係る電波吸収体１０は、実施の形態４，５に係るＦＳＳと、ＦＳＳが形成される基板１１と、基板１１におけるＦＳＳが形成された面の反対側に配置される導体板１２とを備える。このため、電波吸収体１０は、交差偏波の発生を抑制することができる。

なお、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは、各実施の形態における任意の構成要素の変形、もしくは、各実施の形態における任意の構成要素の省略が可能である。

本開示に係る周波数選択表面は、素子中央部において、複数の導体の数よりも少ない数で配置される回路素子を備えることにより、回路素子を、導体の数よりも少ない数で配置することができるので、周波数選択表面等に用いるのに適している。

１０，９０電波吸収体、１１基板、１２導体板、２１，２３，２４，９１ＦＳＳ単位素子、３１〜３４導体、４１，５１，５２回路素子、６１〜６４配列、１００電界。

Claims

素子中央部から外側に向けて互いに直交する２つの方向に同じ長さで延びる複数の導体と、前記素子中央部において前記複数の導体と接続し、当該複数の導体の数よりも少ない数で配置される回路素子とを有する周波数選択表面単位素子を、周期配列させた周波数選択表面であって、
複数の周波数選択表面単位素子を周期配列させた第１配列と、
前記第１配列における周波数選択表面単位素子を反転させた複数の周波数選択表面単位素子を周期配列させた第２配列と、
前記第１配列における周波数選択表面単位素子を回転させた複数の周波数選択表面単位素子を周期配列させた第３配列と、
前記第２配列における周波数選択表面単位素子を回転させた複数の周波数選択表面単位素子を周期配列させた第４配列とを備える
ことを特徴とする周波数選択表面。
一端同士が互いに接続された接続部を有する複数の導体から成る組を、複数設け、
各組の接続部を、前記回路素子に接続する
ことを特徴とする請求項１記載の周波数選択表面。
互いに交差した複数の導体から成る組を、複数設け、
各組における複数の導体のうちのいずれか１つの導体の一端を、前記回路素子に接続する
ことを特徴とする請求項１記載の周波数選択表面。
前記回路素子は、抵抗素子である
ことを特徴とする請求項１記載の周波数選択表面。
前記回路素子は、キャパシタ素子である
ことを特徴とする請求項１記載の周波数選択表面。
前記回路素子は、インダクタ素子である
ことを特徴とする請求項１記載の周波数選択表面。
前記回路素子は、能動素子である
ことを特徴とする請求項１記載の周波数選択表面。
前記回路素子は、受動素子である
ことを特徴とする請求項１記載の周波数選択表面。
請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の周波数選択表面と、
前記周波数選択表面が形成される基板と、
前記基板における前記周波数選択表面が形成された面の反対側に配置される導体板とを備える
ことを特徴とする電波吸収体。