JP7240017B2 - 電磁波迂回型構造及び電磁波迂回方法 - Google Patents

Description

本発明は、電磁波迂回型構造及び電磁波迂回方法に関し、特に、伝送ユニット及び複数のアンテナを利用して入射した電磁波に障害物を迂回させる電磁波迂回型構造及び電磁波迂回方法に関する。

携帯通信システムにおいて、電磁波の短波長や高損失、及び建物、木、家具、看板等による遮蔽により、通信の死角、弱領域又は微弱信号領域が出る場合が多い。従来の解決方法としては、基地局又は増強装置の増設を採用するため、基地局を建設する際に、数千から数百万の小型基地局又は増強装置を密に建設すれば、高額のコスト、大量の労働力がかかる多大なプロジェクトとなり、且つ相当に多いパワーが消費され、後の保守工事も時間や手間がかかり、ひいては基地局付近に住んでいる住民に心理的ストレスを与える。

そのため、本発明者は、電磁波が障害物に入射する場合の通信死角を解決するために、電磁波迂回型構造及び電磁波迂回方法を提案する。

前記電磁波迂回型構造は、基板と、伝送ユニットと、複数のアンテナと、を備える。

前記基板は第１の媒体の空間に設けられ、材質が第２の媒体であり、前記伝送ユニットは、前記基板に設けられ、動作周波数に関連する第１の媒体動作波長に関連する伝送線路長さを有する順に接続される複数本の伝送線路を含み、前記アンテナは、それぞれ前記基板に設けられ、それぞれ少なくとも一部の前記伝送線路に隣接し、且つ対応する前記伝送線路での類似位相の位置にあり、前記動作周波数で受信した電磁波を対応する前記伝送線路に供給して伝送することができ、且つ対応する前記伝送線路で伝送される前記電磁波を前記動作周波数で外へ輻射させることができる。

更に、各伝送線路は、マイクロ波表面プラズマ伝送線路であり、また、四角形である第１の伝送部と、四角形であり且つ前記第１の伝送部に設けられる第２の伝送部と、を含む。

更に、各伝送線路は、四角形である１つの第１の伝送部と、前記第１の伝送部の長さ方向に沿って前記第１の伝送部に間隔をあけて設けられ且つ四角形である複数の第２の伝送部と、を含む。

更に、各伝送線路は、四角形であり且つ長さが延伸方向に平行である１つの第１の伝送部と、前記延伸方向に平行であって前記第１の伝送部に間隔をあけて設けられ、四角形であり、長さが前記延伸方向に垂直であり、且つ前記第１の伝送部に対して中心対称である複数の第２の伝送部と、を含み、任意の２つの前記第２の伝送部の間隔距離は、第１のピッチであり、任意の１つの前記第２の伝送部と隣り合う前記第２の伝送部のうちの１つとの両者の対応する同一の位置の間の距離は、第２のピッチであり、任意の１つの前記第２の伝送部の前記延伸方向に垂直である任意の一端から前記第１の伝送部までの最短距離は、第３のピッチであり、前記第１のピッチ、前記第２のピッチ及び前記第３のピッチの関係は、下記式から得られる。

ただし、

は動作周波数であり、

は動作波長であり、前記動作波長は前記第１の媒体動作波長に関連し、

は誘電率であり、ωは動作周波数角周波数であり、ｃは光速であり、ａは前記第１のピッチであり、ｐは前記第２のピッチであり、Ｈは前記第３のピッチである。

更に、電磁波迂回型構造は、複数の隔離素子を更に備え、前記アンテナは、それぞれ前記伝送線路に設けられ、前記隔離素子は、それぞれ前記伝送線路と前記アンテナとの間に設けられ、各隔離素子の材料は非導電材料である。

更に、各アンテナはダイポールアンテナであり、任意の２つの隣り合う前記ダイポールアンテナの中心のピッチは、前記第１の媒体動作波長の四分の一～四分の三にある。

更に、各アンテナはパッチアンテナであり、前記パッチアンテナと前記伝送ユニットとは同一の平面に位置し、前記パッチアンテナは、それぞれ隣接して前記伝送ユニットの前記伝送線路長さの方向の両側に交互に設けられる。

更に、隣接して交互に設けられる任意の２つの前記パッチアンテナの中心の前記伝送線路長さに平行である方向におけるピッチは、前記第１の媒体動作波長の四分の一～四分の三にある。

更に、前記伝送ユニットが第１の方向から湾曲して前記第１の方向に垂直である第２の方向へ延伸した場合、前記伝送ユニットの湾曲時の曲率半径は、少なくとも前記第１の媒体動作波長の五分の一である。

この電磁波迂回型構造は、基板と、伝送ユニットと、複数のアンテナと、を備える。

前記基板は、第１の媒体の空間に設けられ、且つ入射領域及び発射領域を含み、材質が第２の媒体であり、前記伝送ユニットは、前記基板に設けられ、動作周波数に関連する第１の媒体動作波長に関連する伝送線路長さを有する順に接続される複数本の伝送線路を含み、前記アンテナは、それぞれ前記基板の前記入射領域及び前記発射領域に設けられ、それぞれ前記入射領域及び前記発射領域における前記伝送線路に隣接し、且つ前記入射領域及び前記発射領域における対応する前記伝送線路での類似位相の位置にあり、前記動作周波数で受信した前記電磁波を対応する前記伝送線路に供給して伝送することができ、且つ対応する前記伝送線路で伝送される前記電磁波を前記動作周波数で外へ輻射させることができる。

前記電磁波迂回方法は、以下の工程を含む。

上記の電磁波迂回型構造を、電磁波を阻害し且つ第１の側及び第２の側を含む障害物に被覆し、前記電磁波が前記第１の側の法線ベクトルと角度をなす入射方向で前記第１の側にある前記電磁波迂回型構造に入射し、前記第１の側にある前記アンテナが前記電磁波を受信し、且つ受信した前記電磁波を対応する前記伝送線路に供給して伝送し、前記伝送線路を介して前記電磁波を前記第２の側にある位置に伝送し、前記第２の側にある前記アンテナが前記電磁波を前記第２の側の法線ベクトルと前記角度をなす方向で外へ輻射させる。

前記電磁波迂回方法は、以下の工程を含む。

上記の電磁波迂回型構造を障害物に被覆し、電磁波が入射領域の法線ベクトルと角度をなす入射方向で前記入射領域に入射し、前記入射領域の前記アンテナが前記電磁波を受信し、且つ受信した前記電磁波を対応する前記伝送線路に供給して伝送し、前記伝送線路を介して前記電磁波を前記発射領域に伝送し、前記発射領域の前記アンテナが前記電磁波を前記発射領域の法線ベクトルと前記角度をなす方向で外へ輻射させる。

上記の技術的特徴によれば、以下の効果を達成することができる。

１．前記電磁波迂回型構造を前記障害物に被覆する場合、前記アンテナにより前記電磁波を前記伝送ユニットに供給して前記伝送線路電磁波を形成し、前記伝送線路電磁波を更に前記伝送ユニットを介して別の前記アンテナに伝送し、更に別の前記アンテナを介して前記伝送線路電磁波を輻射させることで、前記電磁波が前記障害物に入射する時、前記障害物を迂回してそれによる阻害を回避し、前記電磁波が前記障害物に入射する場合の通信死角の欠点を解決することができる。

２．前記入射領域及び前記発射領域の前記基板における範囲、位置を調整し、前記アンテナがそれぞれ前記入射領域及び前記発射領域における前記伝送線路に隣接することで、前記電磁波をどこへ迂回させて発射するかを制御することができる。

３．前記電磁波が前記第１の側の法線ベクトルと前記角度をなす前記入射方向で前記障害物１０の前記第１の側に入射する場合、前記電磁波が前記第２の側で同様に前記第２の側の法線ベクトルと前記角度をなす方向で輻射することで、前記電磁波の前進方向を制御することができる。

４．前記伝送ユニットが延伸過程で前記第１の方向から湾曲して前記第１の方向に垂直である前記第２の方向へ延伸するように呈することで、前記電磁波が前記電磁波迂回型構造を介して伝送される場合でも前記偏波変換を形成する。

本願の電磁波迂回型構造の第１の実施例を説明する斜視図である。 局所が拡大された前記第１の実施例を説明する局所拡大斜視図である。 前記第１の実施例の伝送線路を説明する模式図である。 前記第１の実施例を障害物に被覆する場合を説明する模式図である。 前記第１の実施例を既に前記障害物に被覆し且つ前記障害物を一回り囲んだ場合を説明する斜視図である。 前記第１の実施例による電磁波の迂回を説明する側面図である。 前記障害物に前記第１の実施例を被覆した場合と被覆していない場合のパワーの比較を説明する測定図である。 前記電磁波が前記第１の実施例に入射する入射角が透過角に等しい場合を説明する上面図である。 本願の電磁波迂回型構造の第２の実施例を説明する斜視図である。 前記第２の実施例を前記障害物に被覆する場合を説明する模式図である。 前記第２の実施例を既に前記障害物に被覆した場合を説明する斜視図である。 本願の電磁波迂回型構造の第３の実施例を説明する前面図である。 局所が拡大された前記第３の実施例を説明する前面図である。 前記障害物に前記第３の実施例を被覆した場合と被覆していない場合のパワーの比較を説明する模擬図である。 前記障害物を説明する上面図である。 本願の電磁波迂回型構造の第４の実施例を既に前記障害物に被覆した場合を説明する斜視図である。 本願の電磁波迂回型構造の第５の実施例を説明する斜視図である。 本願の電磁波迂回型構造の第６の実施例を説明する斜視図である。 本願の電磁波迂回型構造の第７の実施例を説明する斜視図である。

上記の技術的特徴を纏めて、本発明の電磁波反射構造及びその製造方法の主な効果は、下記実施例を通じて明瞭になるであろう。

本発明を詳しく記述する前に、以下の説明内容では、類似する素子は同じ符号で表されていることに留意されたい。

図１～図３を参照し、本発明の電磁波迂回型構造の第１の実施例は、電磁波を阻害する障害物１０への被覆に適用され、前記障害物１０は、例えば、金属プレートであり、第１の側１０１及び第２の側１０２を含み、前記第１の側１０１が前記第２の側１０２と反対し、前記電磁波と前記第１の側１０１が前記障害物１０の同一の側に位置し、前記障害物１０に前記電磁波迂回型構造をまだ被覆しておらず、前記電磁波が前記障害物１０の第１の側１０１に入射した場合、前記電磁波は、前記障害物１０に阻害されて前記障害物１０を透過して前記第２の側１０２の後方に到達することができず、前記電磁波がある動作周波数で動作し、本例において、前記動作周波数を６．８ＧＨｚとして説明するが、これに限定されない。前記電磁波迂回型構造は、基板１と、複数の伝送ユニット２と、複数のアンテナ３と、複数の隔離素子４と、を備える。前記電磁波迂回型構造は、第１の媒体の空間に設けられ、本例において、前記第１の媒体は空気又は真空であるが、空気又は真空に限定されず、水、ガラス、又は任意の複合型材料であってもよいことに留意すべきである。

図１、図１Ａ及び図２を参照し、前記基板１は概ね矩形を呈し、その材質が第２の媒体であり、本例において、前記基板１は高周波マイクロ波板材のガラス強化炭化水素化合物とセラミック積層ボードであり、厚みが０．５０８ｍｍである。

前記伝送ユニット２は、それぞれ配列方向Ｘに平行であって前記基板１に間隔をあけて設けられている。各伝送ユニット２は、複数本の伝送線路２１を含み、前記伝送線路２１が順に接続されている。各伝送線路２１は伝送線路長さｄを有し、前記伝送線路長さｄが動作波長であり、前記動作波長が第１の媒体動作波長に関連し、前記第１の媒体動作波長が前記動作周波数に関連する。本例において、前記伝送線路長さｄは前記配列方向Ｘに垂直である延伸方向Ｙに平行し、前記伝送線路２１は、各伝送ユニット２が前記延伸方向Ｙに平行であって配列されるように、前記延伸方向Ｙに平行である直線方向に沿って順に接続されている。各伝送線路２１は、マイクロ波表面プラズマ伝送線路（Ｓｐｏｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｐｏｌａｒｉｔｏｎｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ；ＳＳＰＰ ＴＬ）である。前記マイクロ波表面プラズマ伝送線路で伝送される電磁波の波数ベクトルが自由空間で伝送される電磁波の波数ベクトルよりも大きい場合、前記マイクロ波表面プラズマ伝送線路で伝送される電磁エネルギーが外へ輻射しにくい特性を有するため、前記マイクロ波表面プラズマ伝送線路は、輻射ロスが極めて低い。各伝送線路２１は、１つの第１の伝送部２１１と、複数の第２の伝送部２１２と、を含む。本例において、６つの第２の伝送部２１２として説明する。前記第１の伝送部２１１は概ね矩形を呈する四角形であり、その長さが前記伝送線路長さｄであり、且つ前記延伸方向Ｙに平行である。前記第２の伝送部２１２は、前記延伸方向Ｙに平行であって前記第１の伝送部２１１に間隔をあけて設けられ、各第２の伝送部２１２も前記四角形であり、前記四角形も概ね前記矩形を呈し、各第２の伝送部２１２の長さは前記延伸方向Ｙに垂直であり、且つ前記第１の伝送部２１１に対して中心対称である。ここで、前記第１の伝送部２１１の長さは前記伝送線路長さｄであり、前記第１の伝送部２１１の幅は第１のピッチａよりも小さく、任意の２つの前記第２の伝送部２１２の間隔距離は、前記第１のピッチａであり、任意の１つの前記第２の伝送部２１２と隣り合う前記第２の伝送部２１２のうちの１つとの両者の対応する同一の位置の間の距離は、第２のピッチｐであり、任意の１つの前記第２の伝送部２１２の前記延伸方向Ｙに垂直である任意の一端から前記第１の伝送部２１１までの最短距離は、第３のピッチＨであり、前記第１のピッチａ、前記第２のピッチｐ、前記第３のピッチＨの間の関係は、下記式から得られる。

ただし、

は動作周波数であり、

は前記動作波長であり、

は誘電率であり、ωは動作周波数角周波数であり、ｃは光速であり、ａは前記第１のピッチであり、ｐは前記第２のピッチであり、Ｈは前記第３のピッチである。前記誘電率

は、前記第１の伝送部２１１と前記第２の伝送部２１２との間に充填される媒体の前記誘電率

であり、本例の前記媒体は前記第１の媒体であることに留意されたい。

図２～図４を参照し、前記アンテナ３は、それぞれ前記基板１に設けられ、それぞれ前記伝送線路２１に隣接し、且つ対応する前記伝送線路２１の類似位相の位置にあり、類似位相は位相差が３０度以内の位相である。つまり、各アンテナ３での信号と前記伝送線路２１での信号との間の位相差は２ｎπ＋σであり、－π／６<σ<π／６という条件を満たす。各アンテナ３は、前記動作周波数で受信した前記電磁波を対応する前記伝送線路２１に供給して伝送することができ、且つ対応する前記伝送線路２１で伝送される前記電磁波を前記動作周波数で外へ輻射させることができる。本例において、各アンテナ３はダイポールアンテナであり、本例の前記ダイポールアンテナの長さは、前記第１の媒体動作波長の二分の一であるように設定され、各ダイポールアンテナは、対応する前記伝送線路２１に設けられ、且つ一端が対応する前記伝送線路２１の端点から２番目の第２の伝送部２１２に揃い、前記ダイポールアンテナの中心の間のピッチは、前記第１の媒体動作波長の四分の一～四分の三にあり、本例において、前記ダイポールアンテナの中心の間のピッチは、前記第１の媒体動作波長の二分の一である。公式（１）から各伝送線路２１の前記第１のピッチａ、前記第２のピッチｐ、前記第３のピッチＨの間の関係が得られた場合、各伝送線路２１及び対応する前記アンテナ３がそれぞれ前記第１の媒体の波動インピーダンスで互いにマッチングするように、適切な前記第１のピッチａ、前記第２のピッチｐ、前記第３のピッチＨを選択可能であることを補足して説明しておく。

前記隔離素子４は、それぞれ前記伝送線路２１と前記アンテナ３との間に設けられ、その材料は非導電材料であり、本例において、各隔離素子４はフォームであり、前記隔離素子４によって、前記アンテナ３が前記伝送線路２１に隣接するが前記伝送線路２１に接触しない。

図４及び図５を参照し、前記電磁波迂回型構造は、電磁波迂回方法を実行し、前記電磁波迂回方法において、前記電磁波迂回型構造を前記障害物１０に被覆する時に前記障害物１０を一回り囲むようにし、前記電磁波は、ある入射方向で前記第１の側１０１にある前記電磁波迂回型構造に入射する時、前記第１の側１０１に位置する一部の前記アンテナ３に入射することになり、前記入射方向は法線方向Ｚに平行し、前記法線方向は前記配列方向Ｘ及び前記延伸方向Ｙに垂直であり、前記アンテナ３は、前記電磁波を対応する前記伝送線路２１に供給し、前記電磁波は、前記伝送線路２１においてそれぞれ反対方向へ伝送される２つの伝送線路電磁波に分けられ、前記伝送線路２１の間の接続により、前記２つの伝送線路電磁波がそれぞれ前記伝送線路２１で伝送され、且つ前記第１の側１０１における位置から伝送されて前記第２の側１０２における位置まで迂回してから合流し、前記第２の側１０２に位置するアンテナ３は、前記伝送線路電磁波を結合し、前記アンテナ３も、同じ位相の前記伝送線路電磁波を発生させ、且つ前記伝送線路電磁波を外へ輻射させるため、前記電磁波が前記電磁波迂回型構造を介して前記第１の側１０１から前記第２の側１０２まで迂回してから発射され、前記障害物１０により前記電磁波が阻害されて通信死角を引き起こすという欠点が解決される。

電磁シミュレーションソフトウェアを利用して前記第１の実施例を模擬し、まず、前記障害物１０がない場合の前記電磁波の空間パワー分布を模擬し、模擬により測定した前記電磁波の空間パワー値は１．３６４マイクロワットであり、次に、前記障害物１０がある場合を模擬し、前記障害物１０の第２の側１０２の後方で測定した前記電磁波の空間パワー値は０．０３９マイクロワットであり、元の空間パワー値に対して２．８６％以下まで低下し、続いて、前記電磁波迂回型構造を前記障害物１０に被覆し、且つ前記障害物１０を一回り囲んだ場合を模擬し、前記障害物１０の第２の側１０２の後方で測定した前記電磁波の空間パワー値は１マイクロワットであり、元の空間パワー値に対して約１．１ｄＢしか低下しておらず、つまり、元の空間パワー値の７７．８％も前記障害物１０を通過した。

図５及び図６を参照し、前記第１の実施例について実測し、前記障害物１０はアルミ箔プレートであり、まず、前記障害物１０に前記電磁波迂回型構造を被覆していない場合の前記電磁波のパワー通過量を測定し、次に、前記障害物１０に前記電磁波迂回型構造を被覆した後の前記電磁波のパワー通過量を測定し、測定結果から、前記障害物１０に前記電磁波迂回型構造を被覆した後、６．８ＧＨｚ周波数帯域の前記電磁波が確かに前記障害物１０を迂回し、前記障害物１０の第２の側１０２の後方でのパワー利得が１００倍（約２０ｄＢ）向上し、且つ帯域幅ゲインが実現され、効果的なゲインが実現された後の帯域幅が０．７ＧＨｚであることが分かる。

図１及び図２を参照し、各伝送線路２１の前記第２の伝送部２１２は、前記第１の伝送部２１１の位置に設けられているが、前記第１の伝送部２１１に対して中心対称であるとともに前記第１の伝送部２１１に垂直であることに限定されず、前記第１の伝送部２１１の長さの方向に沿って前記第１の伝送部２１１に間隔をあけて設けられてもよいことを補足して説明しておく。なお、各伝送線路２１の前記第２の伝送部２１２の数は限定されない。

図７を参照し、前記電磁波が前記第１の側１０１にある前記電磁波迂回型構造に斜めに入射し、前記第１の側１０１の法線ベクトルが前記法線方向Ｚに平行し、前記第２の側１０２の法線ベクトルも前記法線方向Ｚに平行である場合、前記入射方向は、前記第１の側１０１の法線ベクトルと角度をなし、即ち、前記法線方向Ｚと前記角度をなし、前記配列方向Ｘ、前記延伸方向Ｙ及び前記法線方向Ｚは、直交座標系を表し、前記角度は球面座標角度（θ，φ）で表され、前記球面座標角度（θ，φ）は±９０度の間にあり、前記伝送線路２１により前記電磁波を前記第２の側１０２における位置に伝送し、前記第２の側１０２にある前記アンテナ３により、前記伝送線路電磁波を前記第２の側１０２の法線ベクトルと同様の前記角度をなす方向で出射させ、前記第１の側１０１と前記第２の側１０２が平行するため、前記伝送線路電磁波は前記入射方向で外へ輻射することになることを補足して説明しておき、本例において、前記電磁波の透過角が入射角に等しいように保持することができるだけでなく、前記電磁波と入射面及び輻射面とのマッチングを維持することもできる。

図８～図１０を参照し、本発明の電磁波迂回型構造の第２の実施例は、前記第１の実施例と類似し、相違点としては、前記アンテナ３は、それぞれ前記基板１に設けられ、且つ前記伝送線路２１の一部のみに隣接し、前記隔離素子４を介して対応する前記伝送線路２１の一部の類似位相の位置に設けられ、前記第１の実施例と類似し、前記第１の側１０１にある前記アンテナ３は、前記電磁波を受信し、且つ受信した前記電磁波を対応する前記伝送線路２１に供給して伝送し、前記伝送線路２１により前記伝送線路電磁波を前記第２の側１０２における位置まで伝送し、前記第２の側１０２にある前記アンテナ３により、前記伝送線路電磁波を前記入射方向で外へ輻射させる。

図１１～図１３を参照し、本発明の電磁波迂回型構造の第３の実施例は、前記第２の実施例と類似し、相違点としては、各アンテナ３はパッチアンテナであり、前記パッチアンテナは円形金属シートを含み、前記円形金属シートの半径は前記動作周波数に反比例し、前記パッチアンテナと前記伝送ユニット２とは同一の平面にあり、前記パッチアンテナはそれぞれ隣接して前記伝送ユニット２の前記伝送線路長さｄの方向の両側に交互に設けられ、隣接して交互に設けられる任意の２つの前記パッチアンテナの中心の前記伝送線路長さｄに平行である方向におけるピッチｄ₁は、前記第１の媒体動作波長の四分の一～四分の三にあり、本例において、隣接して交互に設けられる任意の２つの前記パッチアンテナの中心のピッチｄ₁は、前記第１の媒体動作波長の二分の一である。前記パッチアンテナと前記伝送ユニット２とが同一の平面に位置するため、製作の複雑さが低減される。本例において、前記動作周波数を６．２ＧＨｚとして説明し、前記第３の実施例について模擬し、まず、前記障害物１０に前記電磁波迂回型構造を被覆していない場合の前記電磁波のパワー通過量を模擬し、次に、前記障害物１０に前記電磁波迂回型構造を被覆した後の前記電磁波のパワー通過量を模擬し、模擬結果から、前記第１の実施例の結果と類似し、前記障害物１０に前記電磁波迂回型構造を被覆した後、前記電磁波が確かに前記障害物１０を迂回し、前記障害物１０の後方で向上した最大エネルギーが１００倍（約２０ｄＢ）のパワー利得であることが分かる。

図１４～図１５を参照し、本発明の電磁波迂回型構造の第４の実施例は、前記第３の実施例と類似し、相違点としては、前記電磁波迂回型構造を前記障害物１０の一部の位置のみに被覆し、前記障害物１０は、例えば、壁及び前記壁から突出した柱であり、前記電磁波迂回型構造を実際に前記障害物１０に被覆する時、必ず前記障害物１０を一回り囲むことができるとは限らず、前記障害物１０の局所位置のみに被覆できる可能性があり、本例において、前記電磁波迂回型構造を前記柱の局所エリアのみに被覆し、前記電磁波が入射して前記アンテナ３により前記伝送線路２１に結合され、前記伝送線路電磁波が前記伝送ユニット２の終端まで伝送される時、反射効果が発生し、反射された前記伝送線路電磁波は流れてきた前記伝送線路電磁波と重畳して定在波を形成することで、前記伝送線路ユニット２の終端でブロードサイドアレイの輻射効果を形成するため、前記電磁波迂回型構造を前記障害物１０の一部の位置のみに被覆した場合でも、前記電磁波は、同様に前記電磁波迂回型構造により前記障害物１０を迂回して輻射することができる。更に、前記電磁波迂回型構造を前記障害物１０の２つの反対する側に被覆した場合、前記電磁波が前記入射方向で一側に入射した時、他側で同様に前記入射方向で外へ輻射することを補足して説明しておく。

図１６を参照し、本発明の電磁波迂回型構造の第５の実施例は、前記第４の実施例と類似し、相違点としては、前記伝送ユニット２がいくつかの位置で湾曲して延伸し、即ち、前記伝送線路２１が接続時に直線方向に接続されるわけではなく、前記伝送ユニット２は、第１の方向Ｌ₁から湾曲して前記第１の方向Ｌ₁に垂直である第２の方向Ｌ₂へ延伸するように湾曲し、前記伝送ユニット２の湾曲時の曲率半径は、少なくとも前記第１の媒体動作波長の五分の一であり、各伝送線路２１の第２の伝送部２１２（図２）は、前記第１の伝送部２１１（図２）の長さ方向に沿って前記第１の伝送部２１１に間隔をあけて設けられ、前記基板１は、入射領域１１及び発射領域１２を含み、前記入射領域１１と前記発射領域１２は、前記障害物１０の反対する両面に位置し、前記アンテナ３は、それぞれ前記基板１の前記入射領域１１及び前記発射領域１２に設けられ、前記アンテナ３は、それぞれ前記入射領域１１及び前記発射領域１２における前記伝送線路２１に隣接し、且つ前記入射領域１１及び前記発射領域１２における対応する前記伝送線路２１の類似位相の位置にある。前記電磁波迂回型構造を前記障害物１０の一部の位置に被覆した場合、前記入射領域１１と前記電磁波とは、前記障害物１０の同一の側に位置し、前記入射領域１１の前記アンテナ３は、前記電磁波を対応する前記伝送線路２１に供給して前記伝送線路電磁波として形成し、前記伝送線路電磁波は前記伝送線路２１により前記発射領域１２に伝送され、前記発射領域１２に位置する前記アンテナ３は、前記伝送線路電磁波を結合し、且つ前記伝送線路電磁波を輻射させるため、前記入射領域１１及び前記発射領域１２の前記基板１における範囲、位置を調整することで、前記電磁波をどこへ迂回させて発射するかを制御することができる。前記電磁波は、前記入射領域１１の前記アンテナ３に入射する時に水平偏波の態様であり、前記発射領域１２から輻射した前記電磁波は垂直偏波の態様であり、前記電磁波は前記電磁波迂回型構造を経由して偏波変換を形成することに留意されたい。

図１７を参照し、本発明の電磁波迂回型構造の第６の実施例は、前記第５の実施例と類似し、相違点としては、前記入射領域１１と前記発射領域１２は前記障害物１０の隣接する両面に位置し、前記伝送ユニット２は、前記入射領域１１から前記障害物１０の前記入射領域１１と反対する面まで延伸した後、更に前記発射領域１２まで延伸するが、前記伝送ユニット２が前記発射領域１２へ延伸する過程で湾曲することはなく、前記電磁波は前記第５の実施例の迂回過程と類似し、前記入射領域１１の前記アンテナ３は、前記電磁波を対応する前記伝送線路２１に供給して前記伝送線路電磁波を形成し、前記伝送線路電磁波は、前記伝送線路２１により前記発射領域１２に伝送され、前記発射領域１２に位置する前記アンテナ３は、前記伝送線路電磁波を結合し、且つ前記伝送線路電磁波を輻射させ、前記電磁波は輻射後に入射時の前進方向が変えられ、前記伝送ユニット２が湾曲していないため、前記電磁波は前記偏波変換を形成していない。

図１８を参照し、本発明の電磁波迂回型構造の第７の実施例は、前記第６の実施例と類似し、相違点としては、前記伝送ユニット２は、前記入射領域１１から前記発射領域１２へ延伸する過程で湾曲し、前記電磁波は、前記入射領域１１の前記アンテナ３に入射する時に前記水平偏波の態様であり、前記発射領域１２から輻射した前記電磁波は前記垂直偏波の態様であり、前記電磁波が前記電磁波迂回型構造を介して伝送される場合でも前記偏波変換が形成される。前記電磁波が前記入射領域１１の法線ベクトルと角度をなす方向で入射する場合、前記電磁波は前記発射領域１２から輻射する時も前記発射領域１２の法線ベクトルと同様の前記角度をなす方向で外へ輻射することを補足して説明しておく。

以上を纏めると、前記電磁波迂回型構造を前記障害物１０に被覆する場合、前記アンテナ３により前記電磁波を前記伝送ユニット２に供給して前記伝送線路電磁波を形成し、前記伝送線路電磁波を更に前記伝送ユニット２を介して別の前記アンテナ３に伝送し、更に別の前記アンテナ３を介して前記伝送線路電磁波を輻射させることで、前記電磁波が前記障害物１０に入射する時、前記障害物１０を迂回してそれによる阻害を回避し、前記電磁波が前記障害物１０に入射する場合の通信死角の欠点を解決することができ、また、前記電磁波が前記入射方向で前記障害物１０の前記第１の側１０１に入射する場合、前記電磁波が前記第２の側１０２で同様に前記入射方向で輻射することで、前記電磁波の前進方向を制御することができ、また、前記入射領域１１及び前記発射領域１２の前記基板１における範囲、位置を調整し、前記アンテナ３がそれぞれ前記入射領域１１及び前記発射領域１２における前記伝送線路２１に隣接することで、前記電磁波をどこへ迂回させて発射するかを制御することができ、更に、前記伝送ユニット２が延伸過程で前記第１の方向Ｌ₁から湾曲して前記第１の方向Ｌ₁に垂直である前記第２の方向Ｌ₂へ延伸するように呈することで、前記電磁波が前記電磁波迂回型構造を介して伝送される場合でも前記偏波変換を形成する。

上記の実施例の説明を纏めれば、本発明の操作、使用及び本発明による効果を十分に理解できるはずであるが、以上に記載の実施例は本発明の好ましい実施例に過ぎず、それによって本発明の実施範囲を限定してはいけず、即ち、本発明の特許請求の範囲及び発明の明細書に基づいて行った簡単な等価変更と修飾は、全て本発明が包含する範囲内に属する。

Claims (9)

1. 第１の媒体の空間に設けられ、材質が第２の媒体である基板と、
   前記基板に設けられ、動作周波数に関連する第１の媒体動作波長に関連する伝送線路長さを有する順に接続される複数本の伝送線路を含む伝送ユニットと、
   それぞれ前記基板に設けられ、それぞれ少なくとも一部の前記伝送線路に隣接し、且つ対応する前記伝送線路での類似位相の位置にあり、前記動作周波数で受信した電磁波を対応する前記伝送線路に供給して伝送することができ、且つ対応する前記伝送線路で伝送される前記電磁波を前記動作周波数で外へ輻射させることができる複数のアンテナと、
   を備え、
   前記各アンテナはダイポールアンテナであり、任意の２つの隣り合う前記ダイポールアンテナの中心のピッチは、前記第１の媒体動作波長の四分の一～四分の三にある、
   電磁波迂回型構造。
2. 各伝送線路は、マイクロ波表面プラズマ伝送線路であり、また、四角形である第１の伝送部と、四角形であり且つ前記第１の伝送部に設けられる第２の伝送部と、を含む請求項１に記載の電磁波迂回型構造。
3. 各伝送線路は、四角形である１つの第１の伝送部と、前記第１の伝送部の長さ方向に沿って前記第１の伝送部に間隔をあけて設けられ且つ四角形である複数の第２の伝送部と、を含む請求項１に記載の電磁波迂回型構造。
4. 各伝送線路は、四角形であり且つ長さが延伸方向に平行である１つの第１の伝送部と、前記延伸方向に平行であって前記第１の伝送部に間隔をあけて設けられ、四角形であり、長さが前記延伸方向に垂直であり、且つ前記第１の伝送部に対して中心対称である複数の第２の伝送部と、を含み、任意の２つの前記第２の伝送部の間隔距離は、第１のピッチであり、任意の１つの前記第２の伝送部と隣り合う前記第２の伝送部のうちの１つとの両者の対応する同一の位置の間の距離は、第２のピッチであり、任意の１つの前記第２の伝送部の前記延伸方向に垂直である任意の一端から前記第１の伝送部までの最短距離は、第３のピッチであり、前記第１のピッチ、前記第２のピッチ及び前記第３のピッチの関係は、下記式から得られ、
   

   

   ただし、
   

   

   は動作周波数であり、
   

   

   は動作波長であり、前記動作波長は前記第１の媒体動作波長に関連し、
   

   

   は前記第１の伝送部と前記第２の伝送部間の媒体の誘電率であり、ωは動作周波数角周波数であり、ｃは光速であり、ａは前記第１のピッチであり、ｐは前記第２のピッチであり、Ｈは前記第３のピッチである請求項１に記載の電磁波迂回型構造。
5. 複数の隔離素子を更に備え、前記アンテナは、それぞれ前記伝送線路に設けられ、前記隔離素子は、それぞれ前記伝送線路と前記アンテナとの間に設けられ、各隔離素子の材料は非導電材料である請求項１に記載の電磁波迂回型構造。
6. 前記伝送ユニットが第１の方向から湾曲して前記第１の方向に垂直である第２の方向へ延伸した場合、前記伝送ユニットの湾曲時の曲率半径は、少なくとも前記第１の媒体動作波長の五分の一である請求項１に記載の電磁波迂回型構造。
7. 第１の媒体の空間に設けられ、且つ入射領域及び発射領域を含み、材質が第２の媒体である基板と、
   前記基板に設けられ、動作周波数に関連する第１の媒体動作波長に関連する伝送線路長さを有する順に接続される複数本の伝送線路を含む伝送ユニットと、
   それぞれ前記基板の前記入射領域及び前記発射領域に設けられ、それぞれ前記入射領域及び前記発射領域における前記伝送線路に隣接し、且つ前記入射領域及び前記発射領域における対応する前記伝送線路での類似位相の位置にあり、前記動作周波数で受信した電磁波を対応する前記伝送線路に供給して伝送することができ、且つ対応する前記伝送線路で伝送される前記電磁波を前記動作周波数で外へ輻射させることができる複数のアンテナと、
   を備え、
   前記各アンテナはダイポールアンテナであり、任意の２つの隣り合う前記ダイポールアンテナの中心のピッチは、前記第１の媒体動作波長の四分の一～四分の三にある、
   電磁波迂回型構造。
8. 請求項１～６の何れか一項に記載の電磁波迂回型構造を、電磁波を阻害し且つ第１の側及び第２の側を含む障害物に被覆する工程と、
   前記電磁波が前記第１の側の法線ベクトルと角度をなす入射方向で前記第１の側にある前記電磁波迂回型構造に入射し、前記第１の側にある前記アンテナが前記電磁波を受信し、且つ受信した前記電磁波を対応する前記伝送線路に供給して伝送し、前記伝送線路を介して前記電磁波を前記第２の側にある位置に伝送し、前記第２の側にある前記アンテナが前記電磁波を前記第２の側の法線ベクトルと前記角度をなす方向で外へ輻射させる工程と、
   を含む電磁波迂回方法。
9. 請求項７に記載の電磁波迂回型構造を障害物に被覆する工程と、
   電磁波が入射領域の法線ベクトルと角度をなす入射方向で前記入射領域に入射し、前記入射領域の前記アンテナが前記電磁波を受信し、且つ受信した前記電磁波を対応する前記伝送線路に供給して伝送し、前記伝送線路を介して前記電磁波を前記発射領域に伝送し、前記発射領域の前記アンテナが前記電磁波を前記発射領域の法線ベクトルと前記角度をなす方向で外へ輻射させる工程と、
   を含む電磁波迂回方法。

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