JP6980148B2 - アンテナ装置及び通信装置 - Google Patents
アンテナ装置及び通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6980148B2 JP6980148B2 JP2021513044A JP2021513044A JP6980148B2 JP 6980148 B2 JP6980148 B2 JP 6980148B2 JP 2021513044 A JP2021513044 A JP 2021513044A JP 2021513044 A JP2021513044 A JP 2021513044A JP 6980148 B2 JP6980148 B2 JP 6980148B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric constant
- variable
- antenna
- radio wave
- incident radio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Description
特許文献1に開示されているRCS低減装置では、制御装置が、レーダ探知装置により検知されたレーダ波の周波数と、レーダ波の到来方向とに基づいて、RCS記憶装置から、RCSを打消すために必要なレーダ波の振幅及び位相のそれぞれを示す情報の読み出しを行う。
特許文献1に開示されている制御装置は、読み出した情報に基づいて、アンテナにより受信されたレーダ波の振幅及び位相のそれぞれを制御する振幅位相制御器を制御する。
特許文献1に開示されている振幅位相制御器により振幅及び位相のそれぞれが制御されたレーダ波は、アンテナから放射される。アンテナから放射されたレーダ波によってRCSが低減される。
しかし、RCSが低減される方向以外の方向では、アンテナから放射されたレーダ波が不要波となってしまうという課題があった。
図1は、実施の形態1に係るアンテナ装置1を含む通信装置を示す構成図である。
図1において、通信装置は、通信信号を送信、又は、通信信号を受信するアンテナ装置1を備えている。
アンテナ装置1は、図2に示すように、x軸、y軸及びz軸が示す座標系に配置されている。
図2において、地板11は、入射電波を反射させる導電性の板である。
地板11は、x−y平面に配置されている。
地板11が有する2つの面11a,11bのうち、面11aは、入射電波が当たる側の面である。
図2に示すアンテナ装置1では、x−y平面における地板11の形状が円である。しかし、これは一例に過ぎず、x−y平面における地板11の形状が、例えば、矩形であってもよいし、楕円形であってもよい。
アンテナ支持部材12は、アンテナ13を支持する支持面12aと、地板11に対する取り付け部12bとを備えている。
地板11が有する2つの面11a,11bのうち、入射電波が当たる面11aの側に支持面12aが配置されるように、取り付け部12bの一端が、地板11に取り付けられている。
図2に示すアンテナ装置1では、アンテナ支持部材12の取り付け部12bが地板11に取り付けられている。しかし、これは一例に過ぎず、取り付け部12bが地板11以外の図示せぬ部材に取り付けられていてもよい。
アンテナ13は、アンテナ支持部材12の支持面12aに配置されており、電波を送受信する複数のアンテナセル13aを有している。
複数のアンテナセル13aは、入射電波を受信するほかに、電波を放射する機能を有している。アンテナセル13aから放射される電波は、RCSを打消すための電波ではなく、通信信号を送信するための電波である。
図2に示すアンテナ装置1では、アンテナセル13aが、電波を放射する機能を有している。しかし、これは一例に過ぎず、アンテナセル13aが、電波を放射する機能を有していなくてもよい。
誘電率可変部14は、y−z平面において、地板11とアンテナ13との間に配置されており、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される。
誘電体層14aは、例えば、ガラス管によって実現され、ガラス管は、例えば、粉末状の誘電体を内蔵している。
誘電体層14bは、例えば、ガラス管によって実現され、ガラス管は、例えば、粉末状の誘電体を内蔵している。
誘電体入出口14cは、ゴムチューブ等が取り付けられる。誘電体層14aは、誘電体入出口14cに取り付けられたゴムチューブ等を介して、ポンプ23aと接続されている。
誘電体入出口14dは、ゴムチューブ等が取り付けられる。誘電体層14bは、誘電体入出口14dに取り付けられたゴムチューブ等を介して、ポンプ23bと接続されている。
図2に示すアンテナ装置1では、誘電率可変部14が、誘電体層14aと誘電体層14bとを備える二層構造である。しかし、これは一例に過ぎず、誘電率可変部14が、誘電体層14aのみを備える一層構造であってもよいし、誘電率可変部14が、3つ以上の誘電体層を備える三層以上の構造であってもよい。
誘電率可変部14におけるリングの中心部分は、アンテナ13によって、入射電波が遮られているため、入射電波が当たらない。図2に示すアンテナ装置1では、アンテナ13によって、入射電波が遮られない位置にのみ誘電率可変部14を配置するために、x−y平面における誘電率可変部14の形状が、リング状の形状になっている。
しかし、これは一例に過ぎず、x−y平面における誘電率可変部14の形状が、x−y平面における地板11の形状と同じ形状であってもよい。
方向探知装置21は、入射電波の到来方向を探知し、探知した到来方向を演算装置22に出力する。
演算装置22は、例えば、プロセッサ及びメモリのそれぞれを有するコンピュータによって実現される。
演算装置22は、方向探知装置21から出力された入射電波の到来方向に基づいて、誘電率可変部14と地板11とを含む多層面での入射電波の反射係数を算出する。
演算装置22は、算出した入射電波の反射係数を調整装置23に出力する。
調整装置23は、演算装置22により算出された反射係数に基づいて、誘電率可変部14の誘電率を調整する。
具体的には、調整装置23は、演算装置22により算出された反射係数を実現することが可能な、誘電体層14aの誘電率εa及び誘電体層14bの誘電率εbをそれぞれ算出する。
調整装置23は、誘電体層14aの誘電率が、算出した誘電率εaとなるように、ポンプ23aを制御して、誘電体層14aに内蔵されている誘電体の密度を調整する。
調整装置23は、誘電体層14bの誘電率が、算出した誘電率εbとなるように、ポンプ23bを制御して、誘電体層14bに内蔵されている誘電体の密度を調整する。
調整装置23の内部メモリには、誘電体層14aの誘電率εaと誘電体層14aに内蔵されている誘電体の密度との関係、及び、誘電体層14bの誘電率εbと誘電体層14bに内蔵されている誘電体の密度との関係が格納されている。誘電体層14aの誘電率εaと誘電体層14aに内蔵されている誘電体の密度との関係、及び、誘電体層14bの誘電率εbと誘電体層14bに内蔵されている誘電体の密度との関係は、アンテナ装置1の外部から与えられるものであってもよい。
ポンプ23aは、調整装置23から出力された制御信号に従って、図示せぬ容器に格納されている粉末状の誘電体を誘電体層14aに掃出、又は、誘電体層14aから粉末状の誘電体の吸込を行う。
ポンプ23bは、ゴムチューブ等を介して、誘電体入出口14dと接続されている。
ポンプ23bは、調整装置23から出力された制御信号に従って、図示せぬ容器に格納されている粉末状の誘電体を誘電体層14bに掃出、又は、誘電体層14bから粉末状の誘電体の吸込を行う。
電波の散乱現象を評価する指標の1つであるレーダ断面積σは、以下の式(1)によって表される。
式(1)において、Eiは、散乱体に対する入射界、Esは、入射界Eiによって散乱体に電流が励振されたとき、当該電流によって放射される散乱界である。アンテナ装置1は、散乱体である。Rは、入射電波の図示せぬ放射元とアンテナ装置1との間の距離である。
図3において、x軸、y軸及びz軸が示す座標系は、図2に示す座標系と同じである。
図2に示す誘電率可変部14は、x−y平面に配置されているため、誘電率可変部14の法線方向nハットは、図3に示すように、z軸と平行な方向である。明細書の文章中では、電子出願の関係上、文字nの上に“^”の記号を付することができないため、「nハット」のように表記している。
誘電率可変部14に対する入射電波の到来方向は、z軸とのなす角が+θの方向であり、誘電率可変部14による反射電波の反射方向は、z軸とのなす角が−θの方向である。
到来方向と反射方向とを含む面である平行面と、x軸とのなす角がφであるため、入射電波の到来方向は、θとφとによって決まる。
ei ||ハットは、入射電波における到来方向の平行成分の単位ベクトル、ei ⊥ハットは、入射電波における到来方向の垂直成分の単位ベクトル、er ||ハットは、誘電率可変部14による反射電波の反射方向の平行成分の単位ベクトルである。
方向探知装置21は、探知した到来方向θ,φを演算装置22に出力する。
演算装置22は、方向探知装置21から到来方向θ,φを受けると、到来方向θ,φに基づいて、誘電率可変部14と地板11とを含む多層面での入射電波の反射係数R||,R⊥を算出する。
以下、演算装置22による反射係数R||,R⊥の算出処理を具体的に説明する。
演算装置22の内部メモリに、到来方向θ,φに対応する複素散乱界E1 Sが記録されていれば、演算装置22が、内部メモリから、到来方向θ,φに対応する複素散乱界E1 Sの読み出しを行う。
演算装置22は、電磁界シミュレーション等を実施することで、到来方向θ,φに対応する複素散乱界E1 Sを計算するようにしてもよい。
アンテナ装置1の全体の複素散乱界ESが零になれば、アンテナ装置1からの不要な反射波の放射をなくすことができる。
アンテナ装置1の全体の複素散乱界ESを零にするには、誘電率可変部14の複素散乱界E2 Sの振幅を、アンテナ13の複素散乱界E1 Sの振幅と同じ振幅とし、複素散乱界E2 Sの位相を、複素散乱界E1 Sの位相と逆位相とすればよい。
式(3)〜(5)において、jは、虚数単位、ωは、角周波数、μは、真空の透磁率、εは、真空の誘電率、ηは、真空のインピーダンス、kは、波数である。
Ae及びAmにおけるそれぞれの積分範囲は、誘電率可変部14において、入射電波を反射させる面の範囲である。
式(6)及び式(7)において、E2|| iは、入射界Eiのうち、図3に示す平行面の方向成分である。図3に示す平行面の方向成分は、ei ||ハットが示す方向の成分である。
E2⊥ iは、入射界Eiのうち、図3に示す平行面及び法線方向nハットのそれぞれに垂直となる面の方向成分である。それぞれに垂直となる面の方向成分は、ei ⊥ハットが示す方向の成分である。
反射係数R||は、誘電率可変部14と地板11とを含む多層面におけるei ||ハットが示す方向の反射係数、反射係数R⊥は、誘電率可変部14と地板11とを含む多層面におけるei ⊥ハットが示す方向の反射係数である。
演算装置22は、探索した反射係数R||,R⊥を調整装置23に出力する。
調整装置23は、取得した反射係数R||,R⊥を実現する誘電率可変部14の誘電率εとして、誘電体層14aの誘電率εaと、誘電体層14bの誘電率εbとを算出する。
誘電率可変部14は、誘電体層14aと誘電体層14bとを備える二層構造であるため、誘電率可変部14と地板11とを含む多層面は、誘電体層14aと、誘電体層14bと、地板11との多層媒質とみなすことができる。多層媒質におけるそれぞれの層の反射係数と誘電率との関係は、例えば、以下の非特許文献1に開示されている。
したがって、反射係数R||,R⊥を実現する誘電体層14aの誘電率εaと、反射係数R||,R⊥を実現する誘電体層14bの誘電率εbとを算出する処理自体は、公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。
[非特許文献1]細矢良雄. “電波伝搬ハンドブック.” リアライズ理工センター, 東京 (1999): 65.
具体的には、調整装置23は、例えば、内部メモリから、算出した誘電率εaに対応している誘電体の密度を取得する。
調整装置23は、誘電体層14aに内蔵されている誘電体の密度が、取得した誘電体の密度になるように、ポンプ23aを制御する。
調整装置23は、誘電体層14bの誘電率が、算出した誘電率εbとなるように、ポンプ23bを制御して、誘電体層14bに内蔵されている誘電体の密度を調整する。
具体的には、調整装置23は、例えば、内部メモリから、算出した誘電率εbに対応している誘電体の密度を取得する。
調整装置23は、誘電体層14bに内蔵されている誘電体の密度が、取得した誘電体の密度になるように、ポンプ23bを制御する。
図4は、図2に示すアンテナ装置1のアンテナ13から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部14との位置関係を示す側面図である。
ここでは、アンテナ13は、電波を放射する機能を有するものとしている。
図5Aは、アンテナ13から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部14との位置関係を示す側面図である。
図5Bは、アンテナ13から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部14との位置関係を示す上面図である。図5Bが示す誘電率可変部14は、+z方向から見ている。
図6Aは、アンテナ13から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部14との位置関係を示す側面図である。
図6Bは、アンテナ13から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部14との位置関係を示す上面図である。図6Bが示す誘電率可変部14は、+z方向から見ている。
誘電率可変部14が電力半値幅領域と重ならない領域に配置されているアンテナ装置1では、アンテナ13から放射される電波の一部が、誘電率可変部14に遮られないため、図2に示すアンテナ装置1と同等の電波放射性能が得られる。
図2に示すアンテナ装置1では、誘電率可変部14が、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電体を内蔵している。
実施の形態2では、誘電率可変部30が、放電管30a,30bを備えているアンテナ装置1について説明する。
図8は、実施の形態2に係るアンテナ装置1が備える誘電率可変部30の要部を示す拡大図である。誘電率可変部30の要部は、図7において、破線で囲まれている部分である。
図1に示す通信装置は、図7に示すアンテナ装置1を備えている。
誘電率可変部30は、複数の放電管30a、複数の放電管30b、電極30c及び電極30dを備えている。
誘電率可変部30は、y−z平面において、地板11とアンテナ13との間に配置されており、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される。
放電管30aは、x−y平面において、y軸と平行な方向に配置されており、内部にガスが充填されている。
放電管30bは、x−y平面において、x軸と平行な方向に配置されており、内部にガスが充填されている。
放電管30aの内部及び放電管30bの内部のそれぞれに充填されているガスとしては、電離性のガスが用いられる。具体的には、アルゴン、キセノン、又は、アルゴンとキセノンとの混合ガス等が用いられる。
放電管30bは、調整装置31によって、電極30c,30dに電流が与えられると、内部に充填されているガスが電離されて、ガスがプラズマの状態に変えられる。
放電管30a,30bの素材としては、例えば、ガラスが用いられる。放電管30a,30bは、ガスを封じることができれば、ガラス以外の素材を用いてもよいが、低誘電正接な素材であれば、さらによい。
電極30c及び電極30dの組は、1つの放電管30a毎に設けられ、また、1つの放電管30b毎に設けられていている。あるいは、全ての放電管30a及び全ての放電管30bに共通な電極として、電極30c及び電極30dの組が一組設けられている。
具体的には、調整装置31は、演算装置22により算出された反射係数に基づいて、放電管30a,30bの内部のプラズマの誘電率をそれぞれ算出する。
調整装置31は、それぞれ算出したプラズマの誘電率が得られるように、電極30c,30dに与える電流を調整する。
放電管30aに充填されているガスは、電離されると、プラズマの状態に変わる。プラズマの電気的な性質を表すパラメータとして、プラズマ周波数ωpと、衝突周波数vmとがある。プラズマ周波数ωp及び衝突周波数vmについては、以下の非特許文献2,3に開示されている。
[非特許文献2]
R. J. Vidmar、“On the use of Atmospheric Pressure Plasmas as Electromagnetic Reflections and Absorbers、” IEEE Trans. Plasma Sci.、Vol. 18、No. 4、1990
[非特許文献3]
Francis F. Chen著、内田岱二郎訳『プラズマ物理入門』、丸善、1977年
衝突周波数vmは、自由電子が他の粒子と衝突することで消滅する1秒当たりの平均回数であり、衝突周波数vmは、ガスの種類と、ガスの密度とによって決まる。自由電子の運動は、電極30c,30dに対する印加電圧によって決定される。
式(8)において、meは、電子質量、eは、電荷、neは、電子の密度、ε0は、真空の誘電率である。
式(9)において、nnは、粒子密度、vは、粒子速度、σは、粒子が弾性衝突するとした場合の等価断面積である。σvの上の“−”の記号は、時間的な平均値を表している。
衝突周波数vmは、ガスの粒子の大きさを大きく、又は、密度を高くすることで、高くなる。
したがって、プラズマの誘電率εrは、ガスの種類、ガスの密度、又は、電極30c,30dに与える電流のいずれかを変えることで、調整することが可能である。
演算装置22は、算出した反射係数R||,R⊥を調整装置31に出力する。
反射係数R||,R⊥を実現するプラズマの誘電率εraと、反射係数R||,R⊥を実現するプラズマの誘電率εrbとを算出する処理自体は、公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。
また、調整装置31は、放電管30bに充填されているプラズマの誘電率εrbが、式(10)の左辺における誘電率εrであるとして、プラズマの誘電率がεrbになる電子の密度neを算出する。
ここでは、放電管30aに充填されているガスの種類と、放電管30bに充填されているガスの種類とが同じであり、放電管30aに充填されているプラズマの密度と、放電管30bに充填されているプラズマの密度とが同じであるとする。ガスの種類とプラズマの密度とが同じであれば、プラズマの誘電率がεraになる電子の密度neと、プラズマの誘電率がεrbになる電子の密度neとは、同じであるとする。
調整装置31は、電子の密度neを実現する電流の値として、内部メモリから、電子の密度neに対応する電流の値を取得する。
調整装置31は、電極30c,30dに与える電流の値が、取得した電流の値になるように制御することで、誘電率可変部30の誘電率εを調整する。
2段構造の放電管と地板11との組は、図9Bに示すように、3つのガラス部分と、2つのプラズマと、1つの地板11とを備える多層媒質に近似することができる。
図9Aは、2段構造の放電管を示す説明図であり、図9Bは、近似された多層媒質を示す説明図である。
例えば、3つのガラス部分の誘電率εrが、ガラスの誘電率に相当する4.0であるとする。プラズマの厚さが5mm、ガラス部分の厚さが2mmであるとする。ただし、放電管30aと放電管30bとが向かい合っている部分のガラス部分の厚さは4mmである。
入射電波の周波数が10GHz、入射電波の到来方向が法線方向nハットであるとして、プラズマ周波数ωp及び衝突周波数vmのそれぞれを、5〜30GHzの範囲で、5GHz刻みに変化させることで、反射係数R||,R⊥の振幅と位相とを調べる。
図10A及び図10Bの横軸は、プラズマ周波数ωpであり、図10A及び図10Bの縦軸は、衝突周波数vmである。
図9Bの例では、入射電波が多層媒質に直交するように入射されているため、反射係数R||と反射係数R⊥とは同じ値になる。
図10Aに示す反射係数の振幅のシミュレーション結果は、反射係数の振幅を−10〜0dB程度の範囲で調整可能であることを示している。
図10Bに示す反射係数の位相のシミュレーション結果は、反射係数の位相を−180〜180度の範囲で調整可能であることを示している。
したがって、アンテナ13の複素散乱界E1 Sの振幅が、誘電率可変部30の複素散乱界E2 Sの振幅に対して、−10〜0dB程度の範囲であれば、アンテナ13の複素散乱界E1 Sの位相が、どのような位相であっても、アンテナ装置1の全体の複素散乱界ESを零にできることが分かる。
実施の形態3では、調整装置40が、放電管30a,30bに充填されているガスの種類を変更することで、プラズマの誘電率εra,εrbを調整するアンテナ装置1について説明する。
図1に示す通信装置は、図11に示すアンテナ装置1を備えている。
誘電率可変部30は、複数の放電管30a、複数の放電管30b及び電極30c,30dを備えている。
放電管30a及び放電管30bのそれぞれは、ゴムチューブ等を介して、調整装置40のポンプ40aと接続されている。図11では、放電管30a及び放電管30bのそれぞれとポンプ40aとを接続するゴムチューブ等の記載を省略している。
ポンプ40aは、ゴムチューブ等を介して、N(Nは、2以上の整数)個のガス貯蔵器41−1〜41−Nと接続されている。
ポンプ40aは、ゴムチューブ等を介して、放電管30a及び放電管30bのそれぞれと接続されている。
調整装置40の内部メモリには、演算装置22により算出された反射係数R||,R⊥とガスの種類との関係が格納されている。反射係数R||,R⊥とガスの種類との関係は、アンテナ装置1の外部から与えられるものであってもよい。
調整装置40は、N種類のガスの中から、演算装置22により算出された反射係数R||,R⊥と対応しているガスを選択する。調整装置40は、ガス貯蔵器41−1〜41−Nのうち、選択したガスを貯蔵しているガス貯蔵器41−nから、ポンプ40aを用いて、選択したガスを吸引する。調整装置40は、ポンプ40aを用いて、吸引したガスを放電管30a及び放電管30bのそれぞれに充填する。
ガス貯蔵器41−1〜41−Nは、ゴムチューブ等を介して、調整装置40のポンプ40aと接続されている。
調整装置40は、演算装置22から反射係数R||,R⊥を受けると、内部メモリを参照して、N種類のガスの中から、反射係数R||,R⊥と対応しているガスを選択する。
調整装置40は、放電管30a及び放電管30bのそれぞれに充填されているガスの種類が、選択したガスの種類と異なっていれば、ポンプ40aを用いて、放電管30a及び放電管30bのそれぞれに充填されているガスを吸引する。
調整装置40は、ガス貯蔵器41−1〜41−Nのうち、吸引したガスと同じ種類のガスを貯蔵しているガス貯蔵器に対して、ポンプ40aを用いて、吸引したガスを排出する。
調整装置40は、ポンプ40aを用いて、吸引したガスを放電管30a及び放電管30bのそれぞれに充填する。
衝突周波数vmは、ガスの種類によって変化するため、調整装置40が、ガスの種類を変えることで、プラズマの誘電率εra,εrbを調整することができる。
したがって、図11に示すアンテナ装置1でも、図2に示すアンテナ装置1と同様に、RCSを打消すための電波を放射することなく、RCSを低減することができる。
衝突周波数vmは、ガスの密度によって変化するため、調整装置40が、ガスの密度を変えることで、プラズマの誘電率εra,εrbを調整することができる。
なお、放電管30a,30bに充填されているガスの密度は、調整装置40が、ポンプ40aを用いて、放電管30a,30bに充填されているガスを吸引することで、調整することができる。
また、調整装置40が、ガス貯蔵器41−1〜41−Nのうち、放電管30a,30bに充填されているガスと同じ種類のガスを貯蔵しているガス貯蔵器から、ポンプ40aを用いて、ガスを吸引する。そして、調整装置40が、ポンプ40aを用いて、吸引したガスを放電管30a,30bに充填することで、ガスの密度を調整することができる。
実施の形態4では、誘電率可変部50が、複数の誘電率可変セル50aを備えているアンテナ装置1について説明する。
図1に示す通信装置は、図12に示すアンテナ装置1を備えている。
図12では、図面の簡単化のために、アンテナ13の形状が円柱形になっている。アンテナ13は、図2に示すように、複数のアンテナセル13aを備え、複数のアンテナセル13aがアンテナ支持部材12の支持面12aに配置されている構造である。したがって、アンテナ13の実際の形状は、円柱形ではない。
誘電率可変セル50aは、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される。
誘電率可変セル50aは、図2に示す誘電率可変部14と同様に、誘電体層14a,14bを備えていてもよいし、図7及び図11に示す誘電率可変部30と同様に、放電管30a,30bを備えていてもよい。
遮蔽領域算出装置61の内部メモリは、アンテナ13の形状を示す形状データと、アンテナ13と誘電率可変部50との位置関係を示す位置データとを格納している。形状データ及び位置データは、アンテナ装置1の外部から与えられるものであってもよい。
遮蔽領域算出装置61は、方向探知装置21から入射電波の到来方向を取得する。
遮蔽領域算出装置61は、形状データと、位置データと、入射電波の到来方向とに基づいて、誘電率可変部50の中で、入射電波がアンテナ13によって遮蔽されて、入射電波が当たらない領域である遮蔽領域を算出する。
遮蔽領域算出装置61は、算出した遮蔽領域を示すデータを演算装置62に出力する。
演算装置62は、複数の誘電率可変セル50aの中から、遮蔽領域算出装置61により算出された遮蔽領域以外の領域に配置されている1つ以上の誘電率可変セル50aを選択する。
演算装置62は、入射電波の到来方向に基づいて、選択した誘電率可変セル50aと地板11とを含む多層面での入射電波の反射係数R||,R⊥を算出する。
演算装置62は、算出した入射電波の反射係数R||,R⊥を調整装置63に出力する。
調整装置63は、誘電率可変セル50aの構成が図2に示す誘電率可変部14の構成と同様であれば、図2に示す調整装置23と同様に、演算装置62により算出された反射係数R||,R⊥に基づいて、選択した誘電率可変セル50aの誘電率を調整する。
調整装置63は、誘電率可変セル50aの構成が、図7又は図11に示す誘電率可変部30の構成と同様であれば、図7に示す調整装置31、又は、図11に示す調整装置40と同様に、演算装置62により算出された反射係数R||,R⊥に基づいて、選択した誘電率可変セル50aの誘電率を調整する。
遮蔽領域算出装置61は、内部メモリから、アンテナ13の形状を示す形状データと、アンテナ13と誘電率可変部50との位置関係を示す位置データとを取得する。
遮蔽領域算出装置61は、方向探知装置21から入射電波の到来方向を取得する。
遮蔽領域算出装置61は、形状データと、位置データと、入射電波の到来方向とに基づいて、誘電率可変部50の中で、入射電波がアンテナ13によって遮蔽されて、入射電波が当たらない領域である遮蔽領域を算出する。
遮蔽領域算出装置61は、算出した遮蔽領域を示すデータを演算装置62に出力する。
入射電波が当たらない遮蔽領域を算出する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
G個の誘電率可変セル50aの複素散乱界E2 Sは、以下の式(11)のように表される。
式(11)において、E2i Sは、i番目の誘電率可変セル50aの複素散乱界、太字のkは、到来方向の波数ベクトルである。明細書の文章中では、電子出願の関係上、文字を太文字で表記することができないため、「太字のk」のように表記している。
太字のriは、i番目の誘電率可変セル50aの中心における空間上の位置ベクトルである。
アンテナ装置1の全体の複素散乱界ESを零にするには、複素散乱界E2 Sの振幅を、アンテナ13の複素散乱界E1 Sの振幅と同じ振幅とし、複素散乱界E2 Sの位相を、複素散乱界E1 Sの位相と逆位相とすればよい。
演算装置62は、探索した反射係数R||,R⊥を調整装置63に出力する。
調整装置63は、誘電率可変セル50aの構成が図2に示す誘電率可変部14の構成と同様であれば、図2に示す調整装置23と同様に、取得した反射係数R||,R⊥に基づいて、選択したG個の誘電率可変セル50aの誘電率を調整する。
調整装置63は、誘電率可変セル50aの構成が図7又は図11に示す誘電率可変部30の構成と同様であれば、図7に示す調整装置31、又は、図11に示す調整装置40と同様に、取得した反射係数R||,R⊥に基づいて、選択したG個の誘電率可変セル50aの誘電率を調整する。
実施の形態5では、入射電波の反射を抑える損失性部材71,72を備えるアンテナ装置1について説明する。
図13は、実施の形態5に係るアンテナ装置1の要部を示す構成図である。図13において、図2と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図13に示すアンテナ装置1では、記載を省略しているが、図2に示すアンテナ装置1と同様に、方向探知装置21、演算装置22及び調整装置23を備えている。
図13に示すアンテナ装置1では、誘電率可変部14が、一層構造である。しかし、これは一例に過ぎず、誘電率可変部14が、二層以上の構造であってもよい。
図13に示すアンテナ装置1では、誘電率可変部14が、例えば、誘電体層14aを有している。しかし、これは一例に過ぎず、図7及び図11に示すように、放電管30a,30bを備える誘電率可変部30であってもよい。また、図12に示すように、誘電率可変セル50aを備える誘電率可変部50であってもよい。
損失性部材71は、誘電率可変部14が有する2つの面のうち、入射電波が当たる反射面の側に配置されている。
損失性部材72は、誘電率可変部14と地板11との間に配置されている。
図13に示すアンテナ装置1では、損失性部材71及び損失性部材72の双方を備えている。しかし、これは一例に過ぎず、損失性部材71又は損失性部材72のいずれか一方のみを備えるアンテナ装置1であってもよい。
図13に示すアンテナ装置1では、入射電波の反射を抑える損失性部材71,72を備えているため、誘電率可変部30における入射電波の反射面が大きい場合でも、プラズマ周波数ωpを高くする方策等を施すことなく、RCSを低減することができる。
調整装置23等は、誘電率可変部14等の誘電率をリアルタイムに調整してもよいが、事前に設定された時間間隔毎に、調整装置23等が、誘電率可変部14等の誘電率を調整するようにしてもよい。
また、調整装置23等は、アンテナ13の指向方向が切り替えられる毎に、誘電率可変部14等の誘電率を調整するようにしてもよい。
Claims (11)
- 導電性の地板と、
前記地板が有する2つの面のうち、入射電波が当たる面の側に配置されているアンテナと、
前記地板と前記アンテナとの間に配置されており、前記入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部とを備え、
前記誘電率可変部は、前記地板と前記アンテナとの間に配置される代わりに、前記アンテナよりも前記入射電波の放射元側に配置されており、
前記誘電率可変部は、前記アンテナから放射される電波の指向方向における電力が半値以上である領域と重ならない領域に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記入射電波の到来方向に応じて、前記誘電率可変部の誘電率を調整する調整装置を備えたことを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記入射電波の到来方向に基づいて、前記誘電率可変部と前記地板とを含む多層面での前記入射電波の反射係数を算出する演算装置を備え、
前記調整装置は、前記演算装置により算出された反射係数に基づいて、前記誘電率可変部の誘電率を調整することを特徴とする請求項2記載のアンテナ装置。 - 前記入射電波の到来方向を探知し、探知した到来方向を前記演算装置に出力する方向探知装置を備えたことを特徴とする請求項3記載のアンテナ装置。
- 前記誘電率可変部は、前記入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電体を内蔵していることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記誘電率可変部は、電極に電流が与えられると、充填されているガスが電離されて、前記ガスがプラズマの状態に変えられる放電管を備えており、
前記調整装置は、前記電極に与える電流を調整することで、前記プラズマの誘電率を調整することを特徴とする請求項2記載のアンテナ装置。 - 前記誘電率可変部は、電極に電流が与えられると、充填されているガスが電離されて、前記ガスがプラズマの状態に変えられる放電管を備えており、
前記調整装置は、前記放電管に充填されているガスの種類を変更することで、前記プラズマの誘電率を調整することを特徴とする請求項2記載のアンテナ装置。 - 前記誘電率可変部は、電極に電流が与えられると、充填されているガスが電離されて、前記ガスがプラズマの状態に変えられる放電管を備えており、
前記調整装置は、前記放電管に充填されているガスの密度を調整することで、前記プラズマの誘電率を調整することを特徴とする請求項2記載のアンテナ装置。 - 導電性の地板と、
前記地板が有する2つの面のうち、入射電波が当たる面の側に配置されているアンテナと、
前記地板と前記アンテナとの間に配置されており、前記入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部とを備え、
前記誘電率可変部は、前記入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される複数の誘電率可変セルを備えており、
前記入射電波の到来方向に基づいて、前記誘電率可変部の中で、前記入射電波が前記アンテナによって遮蔽されて、前記入射電波が当たらない領域を算出する遮蔽領域算出装置を備え、
前記演算装置は、前記複数の誘電率可変セルの中から、前記遮蔽領域算出装置により算出された領域以外の領域に配置されている1つ以上の誘電率可変セルを選択し、前記入射電波の到来方向に基づいて、前記選択した誘電率可変セルと前記地板とを含む多層面での前記入射電波の反射係数を算出し、
前記調整装置は、前記演算装置により算出された反射係数に基づいて、前記選択した誘電率可変セルの誘電率を調整することを特徴とするアンテナ装置。 - 導電性の地板と、
前記地板が有する2つの面のうち、入射電波が当たる面の側に配置されているアンテナと、
前記地板と前記アンテナとの間に配置されており、前記入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部とを備え、
前記地板が有する2つの面のうち、前記アンテナが配置されている側の面に配置されており、前記入射電波の反射を抑える損失性部材を備えたことを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1から請求項10のうちのいずれか1項記載のアンテナ装置を備えた通信装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/015322 WO2020208682A1 (ja) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | アンテナ装置及び通信装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020208682A1 JPWO2020208682A1 (ja) | 2021-10-28 |
JP6980148B2 true JP6980148B2 (ja) | 2021-12-15 |
Family
ID=72750636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021513044A Active JP6980148B2 (ja) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | アンテナ装置及び通信装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6980148B2 (ja) |
WO (1) | WO2020208682A1 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6270654B2 (ja) * | 2014-07-28 | 2018-01-31 | 三菱電機株式会社 | 電磁波制御装置 |
JP6305353B2 (ja) * | 2015-01-27 | 2018-04-04 | 三菱電機株式会社 | マイクロストリップデバイス、リフレクトアレー、マイクロストリップアンテナ及びマイクロストリップアレーアンテナ |
-
2019
- 2019-04-08 WO PCT/JP2019/015322 patent/WO2020208682A1/ja active Application Filing
- 2019-04-08 JP JP2021513044A patent/JP6980148B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2020208682A1 (ja) | 2021-10-28 |
WO2020208682A1 (ja) | 2020-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102329147B1 (ko) | 통합 근접 감지 기능을 가진 방사 구조 | |
JP7001313B2 (ja) | アンテナおよび端末 | |
JP5969816B2 (ja) | 構造部材及び通信装置 | |
JP2010245742A (ja) | アンテナ装置 | |
JP6980148B2 (ja) | アンテナ装置及び通信装置 | |
JP2014110325A (ja) | 電磁波吸収体および光トランシーバ | |
JP2009060403A (ja) | 無線装置および無線装置が備えるアンテナ | |
JP2018063970A5 (ja) | ||
US20210059081A1 (en) | System and method for power management for an isolated housing | |
JP6270654B2 (ja) | 電磁波制御装置 | |
JP2010206319A (ja) | 通信体及びカプラ | |
Kieckhafer et al. | rf power system for thrust measurements of a helicon plasma source | |
Li et al. | Piezoelectric transducer design for a miniaturized injectable acoustic transmitter | |
WO2022227735A1 (zh) | 电子设备及通信系统 | |
JP7482100B2 (ja) | 放射線検出装置 | |
CN111211846B (zh) | 无线终端的测试系统 | |
Douglas | Design and Analysis of microstrip antenna for 2.4 GHz applications | |
JP6249906B2 (ja) | アレーアンテナ装置 | |
JP2001074797A (ja) | 携帯型電波測定装置 | |
Farahbakhsh et al. | Analysis and design of metallic parabolic anechoic chamber | |
Tokarsky | Parameters of a short dipole antenna placed over a two-layer lunar soil | |
Kolbun et al. | Simulation of electromagnetic radiation passing through liquid-containing nanostructured materials | |
JP2020027092A (ja) | プローブ保持装置およびそれを用いたアンテナパターン測定装置 | |
CN216133978U (zh) | 一种基于高真空室的强电磁波天线 | |
JP7201811B2 (ja) | 信号分離を含むウォークスルーゲート |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210616 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210616 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20210616 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211019 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211116 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6980148 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |