WO2006137575A1 - ストリップ線路型の右手/左手系複合線路または左手系線路とそれらを用いたアンテナ - Google Patents
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- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
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- H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/28—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave comprising elements constituting electric discontinuities and spaced in direction of wave propagation, e.g. dielectric elements or conductive elements forming artificial dielectric
Definitions
- the present invention relates to a stripline-type right-handed Z-left-handed composite line or a stripline-type left-handed line composed of metamaterials and an antenna using them.
- a normal medium in which the equivalent permittivity ⁇ and permeability ⁇ are positive at the same time is called “Right-Handed Material (a Right-Handed Material).
- the regions related to the permittivity ⁇ and permeability ⁇ and the medium are classified into media in the first quadrant to the fourth quadrant according to the positive / negative of the permittivity ⁇ and the positive / negative of the permeability //. it can.
- the “left-handed medium (LHM)” is called a backward wave, and there is a wave in which the signs of wave group velocity (velocity of energy propagation) and phase velocity (velocity of phase advance) are reversed.
- amplification of epanescent waves which are waves that exponentially decay in the non-propagating region, It has unique properties such as.
- this line for propagating packed word waves by periodically arranging unit cells made of metal patterns.
- this line has a left-handed transmission band, a panda gearbap occurs between the left-handed transmission band and the right-handed transmission band, and the pandagap radiation is in the unit cell. It is possible to control with the reactance of
- Figure 2 (A) shows the partial configuration of the right / left-handed line structure of the microstrip line.
- the line consists of a unit cell, leaving a metal pattern 4 on the surface of the dielectric substrate 1 and leaving a dielectric around it.
- the entire surface of the dielectric substrate 1 formed by the unit cell assembly is formed with a grounded conductor 3 on the back surface.
- This microstrip line type right-handed Z-left-handed line emits part of the transmitted energy in the frequency range where the wave phase constant is smaller than the wave number in vacuum.
- a right-handed / left-handed track can be operated as an antenna (see References 2 and 3).
- the electromagnetic field in the transmission mode of the microstrip line in Fig. 2 (A) is as shown in Fig. 2 (B). Since the half space on one side of the line is open, the radiation region (the phase constant of the propagation wave of the line) Radiation occurs in the region where is smaller than the wave number in vacuum).
- a conventional microstrip line type right / left-handed line has the structure shown in Fig. 2 (A) and the transmission mode shown in Fig. 2 (B), and the half space on one side of the line is open.
- a microstrip line type right-handed / left-handed line with a structure most of the electric and magnetic fields are transmitted inside the dielectric 1, but some of the lines do not have a ground conductor because the half space of the line is open. Radiated to the surface. In other words, a part of the transmission energy is radiated to the outside and a loss occurs in the transmission line. The same thing happened when using a conventional microstrip line as a left-handed line.
- the conventional microstrip line type right-handed Z-left handed line or microstrip line type left-handed line emits radiation in the radiation region and does not have a mechanism for controlling the amount of radiation from the unit cell. For this reason, when operating as an antenna, the amount of radiation from the unit cell is constant, resulting in radiation non-uniformity in which radiation near the input is large and radiation is small in the distance. As a result, the aperture surface efficiency was lowered and the beam could not be narrowed down. Also, the direction of polarization of radiant energy could not be chosen freely. Disclosure of the invention
- the phase constant of the propagating wave is smaller than the wave number in vacuum, and an open line does not radiate even in a so-called radiation region, and can transmit signals without radiation.
- the aperture surface efficiency is increased, the beam can be narrowed down, the radiation amount can be easily controlled, and the polarization direction can be freely selected.
- the purpose is to provide an antenna composed of a strip line type right-handed left-handed system line and an antenna composed of a strip line type left-handed system line.
- a middle layer conductor disposed in a middle layer dielectric is a collection of unit cells formed by leaving a dielectric around a metal pattern.
- a strip line type right-handed / left-handed composite line is realized which is configured by combining and has a structure in which both sides of the intermediate layer are surrounded by grounding conductors so as to function in the right-handed region and the left-handed region.
- the intermediate layer conductor disposed in the dielectric of the intermediate layer is constituted by an assembly of unit cells formed by leaving the dielectric around the metal pattern, A stripline type right hand Z that is configured so that both sides of the intermediate layer are surrounded by ground conductors, and the phase constant of the propagation wave functions in the range of 1.0 to 1.0.
- a left-handed composite line is realized.
- the strip line type right-handed / left-handed composite line of the present invention surrounds both the front and back surfaces of the substrate with ground conductors, even in an open system line where the phase constant of the propagating wave is smaller than the wave number in vacuum, It does not radiate even in the so-called radiation area, and it transmits signals without releasing anything. Therefore, transmission energy can be transmitted efficiently without loss on the transmission line.
- the intermediate layer conductor disposed in the intermediate layer dielectric is constituted by an assembly of unit cells formed by leaving the dielectric around the metal pattern, A strip line type left-handed line is realized, in which both sides of the layer are surrounded by grounding conductors and function in the left-handed area.
- the intermediate layer conductor arranged in the dielectric of the intermediate layer is composed of an assembly of unit cells formed by leaving the dielectric around the metal pattern, A strip line type left-handed system in which both sides of the intermediate layer are surrounded by a ground conductor, and the phase constant of the propagating wave functions in the range of 1.0 to 0 in terms of (JtZa).
- the stripline-type right-handed / left-handed composite line and the stripline-type left-handed line of the present invention surround the front and back surfaces of the substrate with ground conductors, so the phase constant of the propagating wave is smaller than the wave number in vacuum.
- the so-called radiation region is not radiated, and signal transmission can be performed without radiation, and transmission energy can be efficiently transmitted without loss in the transmission line.
- the intermediate layer conductor arranged in the dielectric layer of the intermediate layer is constituted by an assembly of unit cells formed by leaving the dielectric around the metal pattern,
- a strip line that surrounds both sides of the intermediate layer with grounding conductors and functions in the right-handed region and left-handed region, and by providing multiple openings on one side of the grounding conductor to control the frequency of the input signal
- An antenna consisting of a stripline type right-handed left-handed composite line with a configuration that controls the direction of energy radiation will be realized.
- the sixth invention of this application is that the intermediate layer conductor E placed in the dielectric of the intermediate layer is It consists of a set of unit cells formed by leaving a dielectric around the metal pattern. Surrounding both sides of the intermediate layer with a ground conductor, the phase constant of the propagation wave is normalized by (Za). 1. Configure a strip line to function in the range of 0 to 1.0, provide multiple openings on one side of the ground conductor, and control the direction of energy radiation by controlling the frequency of the input signal An antenna consisting of a stripline type right / left-handed composite line is realized.
- the radiation amount can be easily controlled by providing a slit having a different area on the antenna and ground conductor of the strip line type right / left-handed composite line of the present invention, and the slit area is theoretically determined.
- the amount of antenna radiation can be controlled freely in each part, and the direction of energy radiation can be controlled freely by controlling the frequency of the input signal.
- an intermediate layer conductor disposed in an intermediate layer dielectric is constituted by an assembly of unit cells formed by leaving a dielectric around a metal pattern.
- a slip line is formed by surrounding both sides of the layer with a grounding conductor, and functions in the right-handed region and the left-handed region, and a plurality of openings are formed on one side of the grounding conductor in a direction perpendicular to the propagation direction of the line.
- an antenna consisting of a strip line type right-handed Z-left handed composite line with a configuration in which the direction of each opening is angled and the polarization direction is variable.
- the intermediate layer conductor arranged in the dielectric of the intermediate layer is constituted by an assembly of unit cells formed by leaving the dielectric around the metal pattern, Surrounding both sides of the intermediate layer with a ground conductor, a strip line is constructed that allows the phase constant ⁇ of the propagation wave to function within the range of 1.0 to 1.0, normalized by (? RZa).
- This is a stripline type right / left-handed composite line that has multiple openings on one side in the vertical direction with respect to the propagation direction of the line, an angle in the direction of each opening, and the polarization direction is variable. To achieve an antenna.
- the antenna composed of the stripline type right-hand Z-left-handed composite line of the present invention has an opening in the ground conductor on one side of the stripline-type left-handed line, and the polarization direction ( The direction of the radiation electric field can be freely changed, and the magnitude of the electric field can be easily controlled.
- the intermediate layer conductor disposed in the dielectric of the intermediate layer is constituted by an assembly of unit cells formed by leaving the dielectric around the metal pattern, A strip line that surrounds both sides of the layer with a grounding conductor to form a strip line that functions in the left-handed region, and that has multiple openings on one side of the grounding conductor is realized. .
- the intermediate layer conductor arranged in the dielectric of the intermediate layer is constituted by an assembly of unit cells formed by leaving the dielectric around the metal pattern,
- a strip line is formed by enclosing both sides of the intermediate layer with ground conductors, and allowing the phase constant of the propagating wave to function within the range of 1.0 to 0, with multiple values on one side of the ground conductor.
- An antenna consisting of a strip line type left-handed line with a configuration with an opening is realized.
- the antenna composed of the strip line type left-handed line of the present invention can easily control the radiation amount by providing an opening in the ground conductor on one side, and the opening area is designed according to the theory.
- the antenna radiation can be controlled freely in each part.
- the intermediate layer conductor arranged in the dielectric of the intermediate layer is constituted by an assembly of unit cells formed by leaving the dielectric around the metal pattern, Both sides of the interlayer are surrounded by a ground conductor to form a strip line that functions in the left-handed region, and a plurality of openings are provided on one side of the ground conductor in a direction perpendicular to the propagation direction of the line.
- Stripline left hand with an angled orientation and variable polarization direction Realize an antenna consisting of a transmission line.
- the intermediate layer conductor E placed in the intermediate layer dielectric is constituted by an assembly of unit cells formed by leaving a dielectric around the metal pattern,
- a strip line is constructed by enclosing both sides of the intermediate layer with ground conductors, and allowing the wave number of the propagating wave to function within the range of 1.0 to 0, normalized by (arZa).
- An antenna consisting of a strip line type left-handed line with a configuration in which a plurality of apertures are provided in the vertical direction with respect to the propagation direction of the beam, the angle of the direction of each aperture is changed, and the polarization direction is variable is realized.
- the antenna composed of the strip line type left-handed line of the present invention has an opening in the ground conductor on one side of the strip line type left-handed line, and the polarization direction (radiated electric field (Direction) can be freely changed, and the magnitude of the electric field can be easily controlled.
- the invention of the 13th aspect of this application is the antenna of the inventions of the fifth to 12th inventions, wherein the area of the aperture is changed so that the amount of energy radiation from the aperture is controlled to have a desired characteristic
- An antenna consisting of a strip line type right-handed Z-left-handed composite line or an antenna consisting of a slip-line type left-handed line is constructed.
- the radiation amount of the antenna composed of the strip line type right-hand Z left-handed system line or the strip line type left-handed system line of the present invention can be easily controlled by providing an opening in the ground conductor on one side.
- the aperture area By designing the aperture area according to the theory, the amount of antenna radiation can be controlled freely in each part.For example, if the ratio of radiation on the antenna surface is set appropriately, the sidelobe value is kept constant. A Chebyshev-type radiation directivity pattern that can be kept low can also be created.
- the 14th invention of this application is the antenna according to any of the 5th to 12th inventions, wherein the aperture area is used as an input port so that the amount of energy radiation from each of the openings is constant.
- the radiation amount of the antenna composed of the strip line type right-handed / left-handed composite line or the strip line type left-handed line of the present invention can be easily controlled by providing an opening in the ground conductor on one side.
- the energy radiation from each aperture is constant, the radiation beam can be designed easily, and the direction of energy radiation can be controlled freely by controlling the frequency of the input signal. I can do it.
- the fifteenth invention of this application is a strip line type in which the area is changed by changing the length or width of the opening in the antennas of the fifth to 12th inventions.
- An antenna consisting of a composite right / left-handed line or an antenna consisting of a stripline type left-handed line can be realized.
- the 16th invention of this application is the antenna according to any of the 5th to 12th inventions, wherein the opening comprises a slit or a slot or an opening having a shape having the same function.
- An antenna consisting of a strip line type right-handed / left-handed composite line or an antenna consisting of a stripline type left-handed line is realized.
- the line-type left-handed line surrounds both the front and back sides of the board with grounding conductors, so even in an open line where the phase constant of the propagating wave is smaller than the wave number in vacuum, the so-called radiation region is also used. Signals can be transmitted without radiation without radiation, and transmission energy can be transmitted efficiently without loss in the transmission line.
- the antenna comprising the strip line type right-handed left-handed system line and the antenna comprising the strip line type left-handed system line according to the present invention can easily control the radiation amount by providing an opening in the ground conductor on one side. Therefore, a desired radiation beam can be designed, and the plane of polarization can be changed depending on the direction of the aperture.
- Figure 1 shows the relationship between the permittivity ⁇ and permeability ⁇ and the medium.
- Figure 2 shows a conventional microstrip line.
- FIG. 3 is a strip line type right / left-handed composite line diagram used in the present invention.
- Fig. 4 is a structural diagram of the stripline type right-handed / left-handed composite line used in the present invention.
- Fig. 5 shows the metal pattern of the intermediate layer of the unit cell of the stripline used in the present invention.
- 6 is an equivalent circuit diagram of a unit cell of a strip line used in the present invention.
- Figure 7 shows an example of numerical simulation calculation of dispersion characteristics.
- FIG. 8 shows an antenna comprising a stripline type right / left-handed composite line according to the present invention.
- FIG. 9 is an exploded view of the prototype antenna of the present invention.
- FIG. 10 is a graph showing the relationship between the constant radiation amount of the antenna and the ratio of slit radiation.
- FIG. 11 is a schematic diagram of the operation of the antenna of the present invention.
- Figure 12 is a plan view of an antenna consisting of a stripline-type right / left-handed composite line or a stripline-type left-handed line.
- Figure 13 shows the slit direction and polarization direction on the ground conductor.
- FIG. 14 shows an antenna comprising a stripline type right-handed Z-left handed composite line or a stripline type left-handed line according to the present invention.
- Figure 15 is an exploded view of the prototype antenna of the present invention.
- FIG. 16 is a radiation pattern diagram of the antenna of the present invention.
- Figure 17 shows the radiation pattern measured toward the front of the antenna.
- Figure 18 shows the radiation pattern measured in the front direction of an antenna with other characteristics.
- the strip line type right / left-handed composite line and the strip line type left-handed line used in the present invention have ground conductors on both sides of the intermediate layer 1 having the intermediate layer conductor 4 inside as shown in FIG. It consists of a stripline structure surrounded by 2 and 3. As shown in Figs. 4 (A) and 4 (B), a more specific configuration of this stripline structure is that the intermediate layer conductor 4 placed in the intermediate layer dielectric 1 is placed on the surface of the dielectric substrate. A unit cell is formed by leaving a dielectric around the metal pattern, and is composed of an assembly of unit cells. Figure 5 shows an enlarged metal pattern of the intermediate layer conductor of this unit cell.
- the metal pattern of the intermediate layer conductor of the unit cell in Fig. 5 extends in the horizontal direction in the middle of the metal strip A, the metal strip B connecting them, and the metal strip B, which serve as an electrode for providing a series gap capacity with the adjacent cell.
- Fig. 6 (A) shows the equivalent circuit of the unit cell
- Fig. 6 (B) shows the simplified equivalent circuit.
- This line is a strip line type transmission where the electric field concentrates on the metal pattern 4 in the intermediate layer.
- the mode is the basic mode.
- the electromagnetic field in the transmission mode of the strip line formed in this way is as shown in Fig. 3 (B), and if it is left as it is, both the front and back sides of the line are surrounded by the ground conductor 23, so there is essentially no radiation. .
- the dispersiveness (relationship between the phase constant and the angular frequency ⁇ ) is well designed to eliminate the panda gap, and in a narrow frequency range from negative (left-handed) to positive (right-handed) (Note that the wave number of waves is often referred to as the “phase constant” for waves that propagate in a certain direction, such as propagation waves on a transmission line.) So in this description we will say that.)
- ⁇ ( ⁇ ) 1/2 [1 / j ⁇ + j wL R ]
- the horizontal axis shows the value obtained by normalizing the phase constant of the propagating wave with ( ⁇ rZa), and the vertical axis shows the frequency.
- the strip line type right-handed and left-handed composite line of the present invention is a unit in which the intermediate layer conductor 4 disposed in the dielectric of the intermediate layer 1 is formed leaving the dielectric around the metal pattern. It consists of an assembly of cells, and has a structure in which both sides of the intermediate layer 4 are surrounded by ground conductors 2 and 3, and the phase constant /? Of the propagating wave is in the range of 1.0 to 1.0 By using this function, it is possible to continuously test without causing a bandgap between the left-handed transmission band and the right-handed transmission band.
- the intermediate layer conductor 4 disposed in the dielectric of the intermediate layer 1 is an aggregate of unit cells formed by leaving a dielectric around the metal pattern.
- the strip line type right / left handed composite line and the strip line type left handed line of the present invention surround the front and back surfaces of the substrate with the ground conductor, the wave number of the propagating wave is higher than the wave number in the vacuum. Even in an open system line that becomes smaller, so-called radiation region does not radiate, and signal transmission can be performed without radiation, and transmission energy can be efficiently transmitted without loss in the transmission line.
- the strip line type right / left handed composite line and the antenna using the strip line type left handed line will be described.
- a plurality of openings 5 are periodically provided on one side (here, the upper surface of the ground conductor) 2 of the ground conductor of this line, and the amount of radiation can be easily controlled by changing the area thereof.
- the opening may be a slit or slot or a shape having a similar function.
- the intermediate layer conductor 4 disposed in the dielectric 1 which is the intermediate layer is constituted by an assembly of unit cells formed by leaving the dielectric around the metal pattern.
- a strip line is formed by surrounding both surfaces of the intermediate layer 1 with ground conductors 2 and 3, and a plurality of openings (for example, slits) 5 are periodically provided on one surface (the upper surface ground conductor 2) of the ground conductor. Change the setting from near to far from the input port.
- Fig. 9 shows a block diagram of an antenna consisting of a strip line type right-handed / left-handed composite line or a strip line type left-handed line of the present invention that was actually prototyped.
- Figure 9 (A) shows the upper ground conductor surface
- Figure 9 (B) shows the intermediate layer.
- the length of the aperture 5 is shorter as it is closer to the input port, and vice versa, so that the amount of radiation from each aperture 5 is constant and the side lobe level is almost symmetrical. It is.
- a means of changing the width of 5 can also be adopted.
- the amount of energy radiation can be freely controlled in each part without changing the antenna area so that the amount of radiation from each aperture 5 is constant.
- the amount of energy radiation from the opening can be freely controlled in each part to provide desired antenna characteristics.
- the reason why the antenna composed of the strip line type right / left handed composite line or the antenna composed of the strip line type left handed line of the present invention is capable of wide-angle beam scanning will be described.
- an opening for example, a slit
- one side upper surface grounding conductor 2 of the grounding conductor of the strip line
- the distinction between an antenna consisting of a stripline type left-handed line and an antenna consisting of a slipline type right-handed left-handed composite line is a dispersion curve with a positive slope. (That is, when the energy propagation direction is positive in the wave propagation coordinates)
- (A) is used in a frequency range that is a negative region, it becomes a stripline type left-handed line
- An antenna
- the antenna When used in the frequency range where (B) is a positive region, the antenna is a stripline type right-handed line,
- the antenna used in all areas where (C) is positive and negative is an antenna composed of a stripline type right / left-handed composite line.
- Figure 7 shows an example of the unit cell specifications.
- the strip line type right-hand Z left-handed composite line eliminates the panda gap by properly designing the dispersibility (relationship between phase constant ⁇ and angular frequency ⁇ ), and is negative (left-handed) in a narrow frequency range to positive (right-handed) ),
- the beam radiation angle 0 can be swung over a wide angle in both the forward and backward directions.
- the radiation angle ⁇ of the beam becomes 0 ° ⁇ ⁇ 90 °, which is the forward direction.
- the radiation angle of the beam is 90 ° 0 ⁇ 0. And the backward direction.
- the radiation angle of the beam is 0 °, and the radiation is emitted in the front direction. Theoretically, the beam radiation angle can be realized in the direction of 90 ° ⁇ 90 °.
- conventional leaky wave antennas include a method using a waveguide, a method using a spatial harmonic component by adding a periodic disturbance body, and a method using a higher-order propagation mode of a line.
- k any practical frequency variable range (for example, a range of about 10% of the specific band), k. Because it is not possible to take a large change in the change of. Cannot be changed greatly. For this reason, the change in the radiation angle is very limited. Furthermore, it was not possible to continuously change from positive to negative by changing the frequency, and as a result, the radiation direction of the peak was limited to only forward or backward.
- the radiation angle ⁇ of the antenna beam formed of the strip line type right-handed / left-handed composite line or strip line type left-handed line of the present invention is wider than that of the conventional one.
- an antenna having a normal aperture is provided with a plurality of apertures 5 in a direction perpendicular to the propagation direction of the line and periodically on the ground conductor upper surface 2 of the line ground conductor. Therefore, the direction in which the electric field is directed, that is, the direction of polarization, is oriented perpendicularly to the longer direction of the opening 5 as indicated by the arrow in the figure unless special control is performed.
- the antenna application such as wireless LAN applications, it may be necessary to freely select the direction of polarization.
- the basic configuration of the antenna with a variable polarization direction in this embodiment is the same as that of the antenna composed of the strip line type right-handed left-handed composite line in FIG.
- the intermediate layer conductor 4 disposed in the intermediate layer dielectric 1 forms a unit cell by leaving a dielectric around the metal pattern on the surface of the dielectric substrate, and is constituted by an assembly of the unit cells.
- the upper surface 2 of the ground conductor is provided with a plurality of openings 5 in a direction perpendicular to the propagation direction of the line and periodically.
- the opening may be a slit or slot or a shape having a function similar to this.
- a plurality of openings 6 are provided on one side of the ground conductor of the strip line in a vertical direction and periodically with respect to the propagation direction of the line, and an angle is given to the direction of each opening.
- the polarization direction can be made variable with respect to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the opening 6, that is, the angle. As a result, the polarization direction can be freely selected by freely selecting the angle ⁇ of the direction of the opening 6.
- the radiation energy closer to the input port is increased, and the radiation energy from the opening far from the input port is reduced.
- the area of 6 was set to change from the side closer to the input port toward the far side, and the radiant energy could be easily controlled by changing the area of the opening.
- FIG. 15 shows a more specific configuration of an antenna composed of a strip line type right-handed left-handed composite line or a stripline type left-handed line with variable polarization direction according to the present invention.
- Figure 15 (A) shows the upper ground conductor surface
- Figure 15 (B) shows the intermediate layer.
- For the upper ground conductor surface 2 select the direction of the opening at a predetermined angle, and shorten the length of the opening 6 closer to the input port, and vice versa, so that the amount of radiation from each opening 6 is constant It is.
- a means for changing the area of the opening 6 there is a means for changing the length of the opening 6 as shown in FIG. 15, or a means for changing the width of the opening 6 can also be adopted.
- the ratio of the area of the opening 6 is as shown in Fig. 10.
- the propagation energy of the energy input from the input port is larger and farther closer to the input port ⁇ . Therefore, the radiation rate of the aperture 6 should be set to be smaller as it is closer to the input port and larger as it is farther so that the antenna radiation is constant.
- the amount of energy radiation can be controlled freely in each part without changing the antenna area so that the amount of radiation from each aperture 6 is constant.
- the slit area according to the theory of the antenna of the present invention, the amount of energy radiation from the opening 6 can be freely controlled in each part to provide desired antenna characteristics.
- the antenna composed of a stripline type right-handed / left-handed composite line or a stripline-type left-handed system line with a variable polarization direction in this embodiment is a stripline-type right-hand / left-handed composite line or a stripline-type left-handed.
- a slit is provided in the ground conductor of the transmission line, and the polarization direction (direction of the radiated electric field) can be freely changed by providing an angle to the direction of the slit, and the electric field magnitude can be easily controlled. Therefore, it can be directly applied to various uses for controlling the plane of polarization.
- the radiated beam is positive with respect to the front direction at 10.4 GHz. Radiates in an angular direction, emits a radiation beam in a negative angle direction with respect to the front direction at 1 0.04 4 GHz, and emits a radiation beam in the front direction at 1 0.2.2 GHz. is doing. In this way, it can be understood that the features of the right-handed Z-left-handed composite line or the stripline-type left-handed line are combined as they are.
- Fig. 9 shows the measured radiation pattern of the prototype antenna.
- the measured radiation pattern is Figure 1-7.
- the figure shows the conventional microstrip type (open type) antenna that has the same opening area as the antenna structure consisting of the stripline type right hand Z left handed composite line or stripline type left handed line of this invention and operates at the same frequency. The measured values are also shown.
- the 3 dB beam width was 14 degrees, but the stripline type right / left-handed composite line or stripline type left-handed line of this invention It can be seen that the antenna is narrowed by 12 degrees. At the same time, it can also be seen that the sidelobe level, which was around 20 degrees of the radiation pattern of the conventional antenna, has been reduced by about 3 dB to less than 1 O dB. These are due to the effect of uniform radiation.
- the antenna of the present invention can control the antenna radiation amount freely in each part by designing the opening area according to the theory. For example, if the ratio of radiation on the antenna surface is set appropriately, Fig. 18 As shown in Fig. 4, a Chiepichev-type radiation directivity pattern can be created in which the sidelobe value is kept low.
- the strip line type right-handed Z-left handed composite line and the strip line type left-handed system line of the present invention can be applied to transmission lines, couplers, resonators, splitters, etc. as well as microwave antennas.
- the antenna composed of the strip line type right / left handed composite line and the antenna composed of the strip line type left handed system line of the present invention can reduce the radiation beam and can be polarized. Since the direction can be freely controlled, it can be directly applied to various applications that control the plane of polarization. When used as an antenna for detecting obstacles in automobiles and walking mouth pots, Accurate operation can be secured without being affected by electromagnetic waves.
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
明 細 書 ストリップ線路型の右手ノ左手系複合線路または左手系線路とそれらを用いたアンテ ナ 技術分野
この発明はメタマテリアルで構成されたストリップ線路型右手 Z左手系複合線路ま たはストリップ線路型左手系線路とそれらを用いたアンテナに関する。 背景技術
金属、 誘電体、 磁性体、 超伝導体などの小片を、 波長に対して十分短い間隔(波長 の 1 0分の 1程度以下)で並べることで自然にはない性質を持った媒質を人工的に構 成することができる。 この媒質を自然にある媒質を超えると言う意味でメタマテリア ル (metamat- er i a l s ) と呼んでいる。 メタマテリアルの性質は、 単位粒子の形状、 材 質およびそれらの配置により様々に変化するが、 中でも、 等価的な誘電率 εと透磁率 とが同時に負となるメタマテリアルは、 その電界と磁界と波数べクトルが左手系を なすことから「左手系媒質 (Lef t- Handed Mater i a l s ) 」 と名づけられた。 これに対 して、 等価的な誘電率 εと透磁率 μとが同時に正となる通常の媒質は 「右手系媒質 (Right-Handed Mater i a l s ) 」 と呼ばれる。 これら誘電率 ε、 透磁率 μと媒質との関 係領域は、 図 1に示すように、 誘電率 εの正負及び透磁率//の正負に応じた第 1象限 〜第 4象限の媒質に分類できる。
特に、 「左手系媒質 (LHM) 」 は、 バックワード波と呼ばれる、 波の群速度(ェ ネルギ一の伝播する速度) と位相速度(位相の進む速度) の符号が逆転している波の 存在や、 また、 非伝播領域で指数関数的に減衰する波であるェパネセント波の増幅、
等の特異な性質を持つものである。 そして、 左手系媒質によるパックワード波を伝送 する線路を人工的に構成することができることは、
D. R. Smith, W. J. Padilla, D. C. Vier, S, C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, "Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity," Phys. Rev. Lett., vol. 84, no. 18, pp.4184-4187, May 2000. (文献 1 ) 、 C. Caloz, and T. Itoh, "Application of the transmission line theory of left -handed (LH) materials to the realization of a microstrip LH line" , IEEE - APS Inf 1 S卿. Digest, vol. 2, pp. 412-415, June 2002. (文献 2) に公知であ る。
この左手系媒質構成の概念に基づき、 金属パターンからなる単位セルを周期的に並 ベてパックワード波を伝搬させる線路が提案されている。 これまで、 その伝送特性が 理論的に取り扱われ、 この線路が左手系伝送帯域を持つこと、 左手系伝送帯域と右手 系伝送帯域との間にパンドギヤッブが生じること、 そのパンドギャップ輻は単位セル 中のリアクタンスによりコント口一ルすることができること等が、
Atsushi Sanada, Chritopk Caloz and Tatsuo Itoh, "Charact— eristics of the Co攀 site Right/Left-Handed Transmissin Lines, " IEEE Microwave and Wire less Component Letters, Voll.14, No.2,, pp. 68-70, February 2004. (文献 3 )で理論 的に明らかになつている。 また、 左手系伝送帯域と右手系伝送帯域を同時に伝送でき る線路は右手 Z左手系複合線路と呼ばれている (文献 3参照。 ) 。
従来、 図 2に示すようなマイクロストリップ線路構成において、 右手 Z左手系線路 が作製され、 このマイクロストリッブ線路の右手ノ左手系伝送特性が実験的に実証さ れている (文献 2、 3参照。 )。
図 2 (A) はマイクロストリップ線路の右手/左手系線路構造の部分構成を示す。 該線路は、 誘電体基板 1の表面に金属パターン 4を周囲に誘電体を残して単位セルを
形成し、 この単位セルの集合体により構成される誘電体基板 1の裏面には全面ヒ接地 導体 3を有して形成される。
このマイクロストリッブ線路型の右手 Z左手系線路は、 波の位相定数が真空中の波 数に比べて小さくなる周波数領域において伝送エネルギーの一部を放射する性質をも つため、 この性質を用いてこれまで右手ノ左手系線路をアンテナとして動作させるこ とができることが実証されている (文献 2、 3参照。 ) 。
図 2 (A) のマイクロストリップ線路の伝送モードの電磁界は、 図 2 ( B ) のよう になり、 線路の片側の半空間が開放されているため、 放射領域 (線路の伝搬波の位相 定数が真空中の波数よりも小さくなる領域) において放射が起こる。
従来のマイクロストリップ線路型右手/左手系線路は、 図 2 (A) のような構造と 図 2 (B ) の伝送モードをもち、 線路の片側の半空間が開放されているため、 このよ うな構造のマイクロストリップ線路型の右手ノ左手系線路では、 電界、 磁界の大部分 は誘電体 1の内部で伝送されるが、 線路の半空間が開放されているため、 一部は接地 導体のない表面に放射される。 即ち、 伝送エネルギーの一部は外部に放射されて伝送 線路に損失が生じることとなる。 このことは従来のマイクロストリツブ線路を左手系 線路として使用するときにも同様なことが生じていた。
また、 従来のマイクロストリッブ線路型右手 Z左手系線路またはマイクロストリツ プ線路型左手系線路は、 放射領域において放射が起こり、 かつ単位セルからの放射量 をコントロールする機構はもたない。 このため、 アンテナとして動作させる場合には、 単位セルからの放射量が一定であるため、 入力に近い部分での放射が大きく、 離れた 部分では放射が少ないという放射の不均一性を生じ、 その結果、 開口面効率が下がり ビームを細く絞ることができないという欠点があった。 また、 放射エネルギーの偏波 方向を自由に選ぶことができなかった。
発明の開示
そこで、 この発明は、 伝搬波の位相定数が真空中の波数よりも小さくなる、 開放系 の線路では、 所謂、 放射領域となる領域でも放射せず、 放射なく信号伝送を行うこと ができ、 伝送エネルギーを伝送線路において損失することがなく、 左手系伝送帯域と 右手系伝送帯域との間にパンドギャップが生じることがないストリップ線路型右手 κ 左手系複合線路とストリップ線路型左手系線路を実頊することを目的とする。
また、 これらのストリップ線路型線路を用い、 開口面効率が上がりビームを細く絞 ることができ、 また、 容易に放射量をコントロールすることができ、 また、 偏波方向 を自由に選ぶことができるストリッブ線路型右手 左手系複合線路でなるアンテナと ストリッブ線路型左手系線路でなるアンテナを提供することを目的とする。 上記目的を達成するために、 この出願の第 1の発明は、 中間層の誘電体の中に配置 される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集 合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体により囲んでなり、 右手系領域及び 左手系領域で機能させる構成としたストリッブ線路型右手 Ζ左手系複合線路を実現す る。
また、 この出願の第 2の発明は、 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体により囲んでなり、 伝搬波の位相定数 を ( ノ a ) で規 格化した値が一 1. 0〜1. 0の範囲で機能させる構成としたストリップ線路型右手 Z 左手系複合線路を実現する。
これにより、 この発明のストリップ線路型右手ノ左手系複合線路は基板の表裏両面 を接地導体で囲んでいるため、 伝搬波の位相定数が真空中の波数よりも小さくなる開 放系の線路でも、 所謂、 放射領域となる領域でも放射せず、 放財なく信号伝送を行う
ことができ、 伝送エネルギーを伝送線路において損失することなく効率良く伝送でき る。 そして、 左手系伝送帯域と右手系伝送帯域との間にバンドギャップが生じること がない右手/左手系複合線路を実頊できる。
この出願の第 3の発明は、 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パ ターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間 層の両面を接地導体により囲んでなり、 左手系領域で機能させる構成としたストリッ プ線路型左手系線路を実現する。
また、 この出頤の第 4の発明は、 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体により囲んでなり、 伝搬波の位相定数 を (JtZa) で規 格化した値が一 1 . 0〜0の範囲で機能させる構成としたストリッブ線路型左手系線 路を実現する。
これにより、 この発明のストリップ線路型右手ノ左手系複合線路とストリップ線路 型左手系線路は、 基板の表裏両面を接地導体で囲んでいるため、伝搬波の位相定数が 真空中の波数よりも小さくなる開放系の線路でも、 所謂、 放射領域となる領域でも放 射せず、 放射なく信号伝送を行うことができ、 伝送エネルギーを伝送線路において損 失することなく効率良く伝送できる。
この出願の第 5の発明は、 中間層の誘電体め中に配置される中間層導体は、 金属パ 夕一ンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間 層の両面を接地導体により囲んでなり、 右手系領域及び左手系領域で機能させるスト リップ線路を構成し、 接地導体の片面に複数の開口を設け、 入力信号の周波数を制御 することによりエネルギー放射の方向を制御する構成としたストリップ線路型右手ノ 左手系複合線路でなるアンテナを実現する。
また、 この出願の第 6の発明は、 中間層の誘電体の中に E置される中間層導体は、
金属パターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体により囲んで、 伝搬波の位相定数 を ( Za) で規格化 した値が一 1. 0〜1. 0の範囲で機能させるストリップ線路を構成し、 接地導体の片 面に複数の開口を設け、 入力信号の周波数を制御することによりエネルギー放射の方 向を制御する構成としたストリップ線路型右手/左手系複合線路でなるアンテナを実 現する。
これにより、 この発明のストリップ線路型右手/左手系複合線路でなるアンテナ、 接地導体に面積を異ならせたスリットを設けることにより容易に放射量をコントロー ルすることができるようにし、 スリット面積を理論に従って設計することにより、 ァ ンテナ放射量を各部で自由に制御でき、 かつ入力信号の周波数を制御することにより エネルギー放射の方向を自由に制御することができる。
この出願の第 7の発明は、 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パ ターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間 層の両面を接地導体により囲んでなり、 右手系領域及び左手系領域で機能させるス卜 リップ線路を構成し、 接地導体の片面に線路の伝搬方向に対して縦方向に、 かつ複数 の開口を設け、 各開口の向きに角度をつけ、偏波方向を可変にした構成としたストリツ プ線路型右手 Z左手系複合線路でなるアンテナを実現する。
また、 この出願の第 8の発明は、 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体により囲んで、 伝搬波の位相定数^を (?rZa )で規格化 した値が一 1. 0〜1. 0の範囲で機能させるストリップ線路を構成し、 接地導体の片 面に線路の伝搬方向に対して縦方向に、 かつ複数の開口を設け、 各開口の向きに角度 をつけ、 偏波方向を可変にした構成としたストリップ線路型右手/左手系複合線路で なるアンテナを実現する。
これにより、 この発明のストリップ線路型右手 Z左手系複合線路でなるアンテナは, ストリッブ線路型左手系線路の片側の接地導体に開口を設け、 開口の向きに角度をつ けることで偏波方向 (放射電界の向き) を自由に変化させることができ、 また、 容易 に電界の大きさををコントロールすることができる。
この出願の第 9の発明は、 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パ ターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間 層の両面を接地導体により囲んでなり、 左手系領域で機能させるストリップ線路を構 成し、 接地導体の片面に複数の開口を設けた構成としたストリッブ線路型左手系線路 でなるアンテナを実現する。
また、 この出願の第 1 0の発明は、 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体により囲んで、 伝搬波の位相定数 を (TrZa ) で規格化 した値が一 1. 0〜0の範囲で機能させるストリップ線路を構成し、 接地導体の片面 に複数の開口を設けた構成としたストリッブ線路型左手系線路でなるアンテナを実現 する。
これにより、 この発明のストリップ線路型左手系線路でなるアンテナは、 片側の接 地導体に開口を設けることにより容易に放射量をコントロールすることができるよう にし、 開口面積を理論に従って設計することにより、 アンテナ放射量を各部で自由に 制御できる。
この出願の第 1 1の発明は、 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属 パターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中 間層の両面を接地導体により囲んでなり、 左手系領域で機能させるストリッブ線路を 構成し、 接地導体の片面に線路の伝搬方向に対して縦方向に、 かつ複数の開口を設け、 各開口の向きに角度をつけ、 偏波方向を可変にした構成としたストリップ線路型左手
系線路でなるアンテナを実現する。
また、 この出願の第 1 2の発明は、 中間層の誘電体の中に E置される中間層導体は 金属パターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体により囲んで、 伝搬波の波数 を (arZa) で規格化した 値が一 1. 0〜0の範囲で機能させるストリップ線路を構成し、 接地導体の片面に線 路の伝搬方向に対して縦方向に、 かつ複数の開口を設け、 各開口の向きに角度をつけ, 偏波方向を可変にした構成としたストリッブ線路型左手系線路でなるアンテナを実現 する。
これにより、 この発明のストリップ線路型左手系線路でなるアンテナは、 ストリツ プ線路型左手系線路の片側の接地導体に開口を設け、 開口の向きに角度をつけること で偏波方向 (放射電界の向き) を自由に変化させることができ、 また、 容易に電界の 大きさをコントロールすることができる。
この出願の第 1 3の発明は、 上記第 5の発明〜第 1 2の発明のアンテナにおいて、 前記開口からのエネルギー放射量を制御して所望の特性をもたせるように、 開口の面 積を変化させて設定した構成としたストリッブ線路型右手 Z左手系複合線路でなるァ ンテナまたはス卜リップ線路型左手系線路でなるアンテナを実頊する。
これにより、 この発明のストリッブ線路型右手 Z左手系複合線路でなるアンテナま たはストリップ線路型左手系線路でなるアンテナは、 片側の接地導体に開口を設ける ことにより容易に放射量をコントロールすることができるようにし、 開口面積を理論 に従って設計することにより、 アンテナ放射量を各部で自由に制御できるので、 例え ば、 アンテナ面上の放射の割合を適当に設定すると、 サイドローブの値を一定に低く 抑えるチェビシェフ型の放射指向性パターンを作ることもできる。
この出願の第 1 4の発明は、 上記第 5の発明〜第 1 2の発明のアンテナにおいて、 前記各開口からのエネルギー放射量を一定とするように、 開口の面積を入力ポートに
近いほど小さく、 逆に遠いほど大きく設定した構成としたストリップ線路型右手/左 手系複合線路でなるアンテナまたはストリップ線路型左手系線路でなるアンテナを実 頊する。
これにより、 この発明のストリッブ線路型右手ノ左手系複合線路でなるアンテナま たはストリップ線路型左手系線路でなるアンテナは、 片側の接地導体に開口を設ける ことにより容易に放射量をコントロールすることができるようにし、 各開口からのェ ネルギ一放射量を一定とし、 放射ビームの設計を容易に行なうことができ、 かつ入力 信号の周波数を制御することによりエネルギー放射の方向を自由に制御することがで きる。
この出願の第 1 5の発明は、 上記第 5の発明〜第 1 2の発明のアンテナにおいて、 開口の長さ又は幅を変化させることによりその面積を変化させる構成としたス卜リッ ブ線路型右手/左手系複合線路でなるアンテナまたはストリップ線路型左手系線路で なるアンテナはを実現する。
また、 この出願の第 1 6の発明は、 上記第 5の発明〜第 1 2の発明のアンテナにお いて、 前記開口はスリット又はスロットあるいはこれと同様な機能を有する形状の開 口でなる構成としたストリッブ線路型右手ノ左手系複合線路でなるアンテナまたはス トリップ線路型左手系線路でなるアンテナを実現する。
これにより、 この発明のストリップ線路型右手 左手系複合線路でなるアンテナ、 またはストリッブ線路型左手系線路でなるアンテナは、 片 ffl!iの接地導体に開口を設け ることにより容易に放射量をコントロールすることができるようにし、 開口面積を理 論に従って設計することにより、 アンテナ放射量を各部で自由に制御できる。 発明の効果
以上のように、 この発明のストリップ線路型右手/左手系複合線路と、 ストリップ
線路型左手系線路は、 基板の表裏両面を接地導体で囲んでいるため、 伝搬波の位相定 数が真空中の波数よりも小さくなる開放系の線路でも、 所謂、 放射領 となる領域で も放射せず、 放射なく信号伝送を行うことができ、 伝送エネルギーを伝送線路におい て損失することなく効率良く伝送できる。
そして、 左手系伝送帯域と右手系伝送帯域との間にバンドギャップが生じることが なくストリッブ線路型右手系線路を連続的にもったストリップ線路型右手 Z左手系複 合線路を実頊できる。
この発明のストリップ線路型右手 左手系複合線路でなるアンテナとストリッブ線 路型左手系線路でなるアンテナは、 片側の接地導体に開口を設けることにより容易に 放射量をコントロールすることができるようになるため、 所望の放射ビームを設計す ることができ、 また、 開口の方向により偏波面を変化させることができる。 図面の簡単な説明
図 1は誘電率 ε、 透磁率 μと媒質との関係領域図である。 図 2は従来のマイクロス トリッブ線路図である。 図 3はこの発明に用いるストリッブ線路型右手/左手系複合 線路図である。 図 4はこの発明に用いるストリップ線路型右手ノ左手系複合線路の構 造図である。 図 5はこの発明に用いるストリップ線路の単位セルの中間層の金属パター ンである。 図 6この発明に用いるストリップ線路の単位セルの等価回路図である。 図 7は分散特性の数値シミュレーション計算例である。
図 8はこの発明のストリップ線路型右手/左手系複合線路でなるアンテナ。 図 9は この発明の試作アンテナの分解図である。 図 1 0はアンテナの放射量一定とスリッ卜 の放射の割合の関係図である。 図 1 1はこの発明のアンテナの動作模式図である。 図 1 2はストリップ線路型右手/左手系複合線路またはストリップ線路型左手系線 路でなるアンテナの平面図である。 図 1 3は接地導体上のスリット方向と偏波方向と
0
の関係解析図である。
図 1 4はこの発明のストリップ線路型右手 Z左手系複合線路またはストリップ線路 型左手系線路でなるアンテナである。 図 1 5はこの発明の試作アンテナの分解図であ る。
図 1 6はこの発明のアンテナの放射パターン図である。 図 1 7はアンテナの正面方 向への放射パターン測定図である。 図 1 8は他の特性のアンテナの正面方向への放射 パターン測定図である。 発明を実施するための最良の形態
この発明に用いるストリッブ線路型右手/左手系複合線路と、 ストリップ線路型左 手系線路は、 図 3 (A) のように、 内部に中間層導体 4を有する中間層 1の両面を接 地導体 2、 3により囲まれたストリップ線路構造からなる。 このストリップ線路構造 のより具体的な構成は、 図 4 (A) ( B ) に示すように、 中間層の誘電体 1の中に S 置される中間層導体 4は、 誘電体基板の表面に金属パターンを、 周囲に誘電体を残し て単位セルを形成し、 この単位セルの集合体により構成される。 図 5に、 この単位セ ルの中間層導体の金属パターンを拡大したものを示す。
図 5の単位セルの中間層導体の金属パターンは、 隣り合うセルと直列ギャップ容量 を持たせるための電極となる金属ストリップ A、 それらを接続する金属ストリップ B、 金属ストリップ Bの途中横方向に延びた並列インダクタンスを持たせるための金属ス トリップ C、 及び金属ストリップ Cの端に接続され接地導体との容量を持たせること で、 ビアで接地導体と接続しなくとも金属ストリップ Cの一端が接地されたと同等の 効果を得る仮想接地の役割を果たす金属ストリップ Dから構成される。
また、 図 6 (A) に単位セルの等価回路と、 図 6 ( B ) に簡略化された等価回路を 示す。 この線路は中間層の金属パターン 4に電界が集中するストリッブ線路型の伝送
モ一ドを基本モ一ドにもつものである。
このように形成されたストリップ線路の伝送モードの電磁界は、 図 3 (B ) のよう になり、 このままでは線路の表裏両面が接地導体 2 3に囲まれているため本質的に 放射を生じない。
次に、 線路の表裏両面が接地導体 2 3に囲まれている構成のストリップ線路が、 本発明のストリッブ線路型右手/左手系複合線路またはストリッブ線路型左手系線路 となる理由を説明する。
ストリッブ線路型右手ノ左手系複合線路では分散性(位相定数 と角周波数 ωとの 関係) をうまく設計することでパンドギャップをなくし、 狭い周波数範囲で を負( 左手系)から正(右手系) の値に急激に変化させることができる (尚、 波の波数は、 伝送線路上の伝搬波のようにある決まった方向に伝搬する波に対しては 「位相定数」 と称されることが多いので、 この明細書ではそのように記す。 ) 。
このことを理論的に説明する。 図 6 (Β) に示す単位セルの簡略化された等価回路 に基づいてこの周期構造線路の分散関係を計算すれば、
[数 1]
=1 /a · c o s -1 [1 +Z (ω) Υ (ω) ]
となる。
ί
Ζ (ω) = 1/2 [1/ j ωθν + j wLR ]
Y (ω) = 1/ [ j OJLL ω08 ] + j & CR
である。
この位相定数 に対する周波数 f { = ω/2 ΐί ) を、 図 7において、 本発明の構造 の単位セルに対して周期境界条件を与えて得られた本周期構造線路の分散特性を、 三 次元有限要素法による電磁界シミュレーション計算結果としてプロットすると、 緩や
2
かな傾きをもち、 縦軸と交差する。 ここで、横軸は伝搬波の位相定数 を (^rZa) で規格化した値を示し、 縦軸は周波数を示す。
一方、 真空中の波数 k。 は光速を c。 とすると、
[数 2]
k0 =±ωΖο:。
であり、 と比例関係にある。 これをやはり図 7の分散関係にプロットすると図中の 直線 (Air 1 ine となる。
図 7で、 一 1≤ <0である 9.5 GHzから 10.2 GH zの周波数範囲において、 位相速度 (= ) は負、 分散曲線の傾きで表わされる群速度( = ό»ωΖ )は 正、 とこれらの符号が逆転しており、 これはパックワード波の存在を示している。 即 ち、 これはこの媒質が左手系特性を示す媒質であることの証拠である。 また、 0< ≤+1である 10.2GHzから 11.8GHzの周波数範囲では、 位相速度 ( = ω/ 3>0 ) と群速度 二 dw/d0>O、が共に正で同符号であり右手系特性を示す。 同図では左手系と右手系の伝送周波数帯が 10.2 GHzにおいてつながつており、 それらの間にパンドギヤップが存在しないこともわかる。
このように、 この発明のストリップ線路型の右手 左手系複合線路は、 中間層 1の 誘電体の中に配置される中間層導体 4が、 金属パターンを周囲に誘電体を残して形成 される単位セルの集合体により構成され、 該中間層 4の両面を接地導体 2、 3により 囲んだ構造とし、 伝搬波の位相定数/?を ( ノ a)で規格化した値が一 1.0〜1.0 の範囲で機能させることにより、 左手系伝送帯域と右手系伝送帯域との間にバンドギヤ ッブが生じることなく連続的に実頊できる。
また、 この発明のストリップ線路型の左手系線路は、 中間層 1の誘電体の中に配置 される中間層導体 4は、 金属パターンを周囲に誘電体を残して形成される単位セルの 集合体により構成され、 該中間層 4の両面を接地導体 2、 3により囲んだ構造とし、
3
伝搬波の波数/?を (vr/ a ) で規格化した値が一 1 . 0〜0の範囲で機能させること により実現することができる。
以上のように、 この発明のストリップ線路型右手/左手系複合線路と、 ストリップ 線路型左手系線路は、 基板の表裏両面を接地導体で囲んでいるため、 伝搬波の波数が 真空中の波数よりも小さくなる開放系の線路でも、 所謂、 放射領域となる領域でも放 射せず、 放射なく信号伝送を行うことができ、 伝送エネルギーを伝送線路において損 失することなく効率良く伝送できる。 次に、 この発明のストリッブ線路型右手/左手系複合線路と、 ストリップ線路型左 手系線路を用いたアンテナについて説明する。
この発明では、 図 8に示すように、 この線路の接地導体の片面(ここでは接地導体 上面) 2に周期的に複数の開口 5を設け、 その面積を変化させることで放射量を容易 にコントロールすることができるようにした。 開口はスリット又はスロットあるいは これと同様な機能を有する形状のものであればよい。
即ち、 中間層である誘電体 1の中に配置される中間層導体 4は、 金属パターンを周 囲に誘電体を残して形成される単位セルの集合体により構成する。 該中間層 1の両面 を接地導体 2、 3により囲んでストリップ線路を構成し、 接地導体の片面(上面接地 導体 2 ) に周期的に複数の開口 (例えば、 スリット) 5を設け、 開口の面積を入力ポ一 トに近い方から遠い方へ向かって変化させて設定する。
図 9に実際に試作したこの発明のストリッブ線路型右手ノ左手系複合線路またはス トリップ線路型左手系線路でなるアンテナの構成図を示す。 図 9 (A) は上接地導体 面、 図 9 ( B ) は中間層である。 上接地導体面 2には、 各開口 5からの放射量を一定 とし、 かつサイドローブレベルをほぼ対称にするように、 開口 5の長さを入力ポート に近いほど短く、 逆に遠いほど長くしてある。 ここで、 開口 5の面積を変化させる手
4
段としては、 図 9のように、 開口 5の長さを変化させる手段もあるが、 または、 開口
5の幅を変化させる手段も採用できる。
開口 5からの放射量を一定とする場合の各開口 5の面積の割合は、 図 1 0に示すよ うに、 入力ポートから入力されるエネルギーを伝搬するエネルギーは、 入力ポートに 近いほど大きく、 遠くなるほど小さくなるので、 アンテナの放射量が一定になるよう に、 開口の放射の割合を入力ポートに近いほど小さく、 遠いほど大きくなるように設 定すれば良い。
また、 アンテナの用途によっては、 各開口 5からの放射量を一定となるようにアン テナ面積を変化させることなく、 エネルギー放射量を各部で自由に制御できることが 望まれる。 その場合は、 この発明のアンテナは開口面積を理論に従って設計すること により、 開口からのエネルギー放射量を各部で自由に制御して所望のアンテナ特性を もたせることができる。
次に、 この発明のストリッブ線路型右手/左手系複合線路でなるアンテナまたはス トリップ線路型左手系線路でなるアンテナが広角度ビームスキャンが可能な理由を説 明する。
図 8に示すように、 ストリップ線路の接地導体の片面(上面接地導体 2 ) に開口 ( 例えば、 スリット) 5を設ければ、 この開口からビームが放射される。
上記説明で図 6 ( B ) に示す単位セルの等価回路に基づいてこの周期構造線路の分 散関係を計算したように、 [数 1 ] で求められる位相定数/?に対する周波数 ί ( = c / 2 π ) と、 [数 2 ] の真空中の波数 k:。 をブロットした、 図 7の分散特性から明ら かなように、 ストリップ線路型左手系線路からなるアンテナとス卜リップ線路型右手 左手系複合線路からなるアンテナとの区別は、 傾きが正の分散曲線を描いたとき ( つまり波の伝搬の座標をエネルギーが伝搬する方向を正の向きにとった場合)、 (A) が負の領域となる周波数範囲で用いるとストリップ線路型左手系線路でなる
アンテナであり、
(B) が正の領域となる周波数範囲で用いるとストリップ線路型右手系線路でなる アンテナであり、
(C) が正負のすべての領域で用いるものがストリップ線路型右手/左手系複合線 路でなるアンテナとなる。
ブロードサイドからの角度である、 ビームの放射角度は^、 線路中の伝搬波の位相 定数を 、 真空中の波の波数を k。 とすると、
[数 3]
(y /2) -0 = c o s— 1 Zk。
で与えられる。
図 7を参照すると、 [数 3]中の逆余弦関数 (cos—1)の中身/?/ k。 の値は、 周波数が fxl〜f r 〜: fX2の間で一 1 〜0〜+1 と変化し、 従って式(3) によると 放射角^は一 90° 〜0〜90° と変化することになる。 これは周波数を変化させた 時に k。 に比べて が大きく変化することによるものである。
ここで、 図 7は単位セルの諸元が次の例である。
1 i i= 2.8mm, 1 wi= 1.0mm, 1 )2= 1.8mm, lwZ=0.5mm, ^L の周期 4.0mm, 厚さ s = 1.016mm, εγ= 2 7
ストリップ線路型右手 Z左手系複合線路では分散性 (位相定数^と角周波数 ωとの 関係) をうまく設計することでパンドギャップをなくし、 狭い周波数範囲で を負 < 左手系) から正 (右手系) の値に急激に変化させることができるため、 ビームの放射 角度 0を前方および後方の両方向に広角度に振ることができる。
このことを図 11のこの発明のアンテナの動作模式図により、 入力信号の周波数と アンテナの放射エネルギーの方向と関係について表示する。 図 11において、 入力信
6
号の周波数がある値より高いと、 ビームの放射角度^は 0 ° < θ < 9 0 ° となり、 前 方方向となる。
入力信号の周波数がある値より低いと、 ビームの放射角度 は一 9 0 ° く 0 < 0。 となり、 後方方向となる。 また、 左手系特性と右手特性の変換点でピ一ムの放射角度 は^は 0 ° なり、 正面方向に放射されることになる。 そして、 ビームの放射角度は理 論的には、 一9 0 ° < ^く 9 0 ° の方向を実現することができる。
一方、 従来の漏波アンテナでは、 導波管を利用した方式あるいは周期的擾乱体を付 加して空間高調波成分を利用した方式や線路の高次伝播モードを利用した方式などが あるが、 いずれも実用的な周波数可変範囲(例えば比帯域約 1 0 %の範囲) では、 k。 の変化に対して の変化を大きく取ることはできないため、 ノ k。 を大きく変 化させることはできない。 このため放射角 の変化は非常に限られたものとなる。 更に、 周波数を変化させて を正から負へと連続的に変化させことはできず、 その結 果ピ一ムの放射方向は前方あるいは後方へのみに限られるものであった。
これに対し、 この発明のストリッブ線路型右手ノ左手系複合線路またはストリップ 線路型左手系線路でなるアンテナのビームの放射角度^は、 従来のものに比べて広角 度である。
次に、 ストリップ線路型右手/左手系複合線路、 またはストリップ線路型左手系線 路でなるアンテナの他の実施形態を説明する。 通常の開口をもつアンテナは、 図 1 2 の平面図に示すように、 線路の接地導体の接地導体上面 2に線路の伝搬方向に対して 垂直方向に、 かつ周期的に複数の開口 5を設けているので、 電界の向いている方向、 即ち、 偏波方向は、 格別の制御を行なわなければ、 図中の矢印のように、 開口 5の長 手方向に対して垂直方向を向いていた。 ところが、 無線 LAN等のアプリケーション のようにアンテナの用途によっては、 偏波の方向を自由に選ぶことが必要となる場合 がある。
7
そこで、 この実施形態は開口に角度をつけることで偏波方向 (放射電界の向き) を 自由に変化させることができ、 また、 容易に電界の大きさををコントロールすること ができるアンテナを実現しょうとするものである。
この実施形態の偏波方向が可変のアンテナの基本構成は、 図 4のストリッブ線路型 右手 左手系複合線路でなるアンテナと同様であり、 中間層 1の両面を接地導体 2、
3により囲まれたストリップ線路構造からなる。 中間層の誘電体 1の中に配置される 中間層導体 4は、 誘電体基板の表面に金属パターンを周囲に誘電体を残して単位セル を形成し、 この単位セルの集合体により構成される。 そして接地導体の上面 2に線路 の伝搬方向に対して縦方向に、 かつ周期的に複数の開口 5を設けるものを基本として いる。 尚、 開口はスリット又はスロットあるいはこれと同様な機能を有する形状の開 口でもよい。
次に、 図 1 2の平面図を参考にして 1つの開口 (例えば、 スリット) に注目して、 開口方向と偏波方向との関係を理論的に説明する。
図 13の接地導体上のスリットにおいて、 X軸からの角度 ø、 Z軸からの角度 と し、 P ( r, Θ, ψ)点における長さ W、 幅 tの開口からの放射電磁界 、 E, は、 スリット上で一様な磁流を仮定すると、 次のように表わすことができ、 角度 øに依存 する値となる。
[数 4]
Ee =— j (VO/T) · (exp j kor l/r )
X {s i n [ (koW/2 ) s i n ^ c o s ^] / ( s i n^ c o s ^) } - s i n
=-j (VO TC) · (exp (- j k0r l/r )
X { s i n [ (k oW/ 2) s i n ^ c o s ^l /s i n ^} - c o s e
8
ちなみに、 例えば、 z軸上の距離 rの電磁界は、 上式に =0。 0 = 0° の場合で あるので、 次の数 2の公式を利用して、 中の sin 0の部分、 中の sin () の 部分を求めると、 [数 6]、 [数 7] となる。
[数 5]
1 i mx→o ( s i ηχ) κ x = 1 [数 6]
1 imstn*→o { s i n [ ( k 0W/ 2 ) s in^cos0] / (s i n^cos0) } 二 1 i mSin 。 { s i n [ ( k oW/ 2 ) s in cos ]
/ [ (koW/2) (s in<9cos0) ] X (k0W/2) }
= k0W/2
[数 7]
1 i ms i ηβ—。 { s in [ (k。WZ 2 ) s in^cos0] Zs i n^}
二 1 i IDs ϊ na→o {s i n [ (k。W/2) s i n <9 c o s
/ [ (koW/2) s in<9cos0] X (koW/2) c o s = (k。WZ2) cos0
二 k。WZ 2 V cos 0=1
これら [数 6]、 [数 7]を [数 4]の放射電磁界 、 ΕΦ の式に挿入して、 ^ = 0° Φ = 0° を代入すると、 次の [数 8] が得られる。
[数 8]
E* = 0
E* =-i (VO/TT) · (exp (- j k0r)/r ) · (k0W/2) このことより、 θ = 0ο 0 = 0° の時は、 ζ軸上の距離 rの電磁界が ø方向、 即ち y成分のみをもつことが説明できる。 このように、 偏波の向き (電界の向き) は開口 の長手方向に対して垂直方向となる。
従って、 図 14のように、 ストリップ線路の接地導体の片面に、 線路の伝搬方向に 対して縦方向に、 かつ周期的に複数の開口 6を設け、 各開口の向きに角度 をつける ことにより、 偏波方向を開口 6の長手方向に対して垂直方向、 即ち角度 だけ可変に することができる。 この結果、 開口 6の向きの角度 øを自由に選択することにより、 偏波方向も自由に選択できる。
また、 周期的な複数の開口 6を全て同じにすると、 入力ポートに近い方の放射エネ ルギ一が多くなり、 入力ポートから遠い開口からの放射エネルギーが少なくなるので, 本発明では、 複数の開口 6の面積を入力ポー卜に近い方から遠い方へ向かって変化さ せて設定し、 開口の面積を変化させることで放射エネルギーを容易にコントロールす ることができるようにした。
図 15に、 この発明の偏波方向が可変のス卜リッブ線路型右手 左手系複合線路、 またはストリップ線路型左手系線路でなるアンテナのより具体的な構成を示す。 図 1 5 (A) は上接地導体面、 図 15 (B) は中間層である。 上接地導体面 2には、 開口 の向きを所定の角度に選択し、 各開口 6からの放射量を一定なるように、 開口 6の長 さを入力ポートに近いほど短く、 逆に遠いほど長くしてある。 ここで、 開口 6の面積 を変化させる手段としては、 図 15のように、 開口 6の長さを変化させる手段もある が、 または、 開口 6の幅を変化させる手段も採用できる。
開口 6からの放射エネルギー量を一定とする場合の開口 6の面積の割合は、 図 1 0 に示すように、 入力ポートから入力されるエネルギーの伝搬エネルギーは、 入力ポー 卜に近いほど大きく、 遠いほど小さくなるので、 アンテナの放射量が一定になるよう に、 開口 6の放射の割合を入力ポートに近いほど小さく、 遠いほど大きくなるように 設定すれば良い。
また、 アンテナの用途によっては、 各開口 6からの放射量を一定となるようにアン テナ面積を変化させることなく、 エネルギー放射量を各部で自由に制御できることが 望まれる。 その場合は、 この発明のアンテナはスリット面積を理論に従って設計する ことにより、 開口 6からのエネルギー放射量を各部で自由に制御して所望のアンテナ 特性をもたせることができる。
このように、 この実施形態の偏波方向が可変のストリップ線路型右手ノ左手系複合 線路またはストリップ線路型左手系線路でなるアンテナは、 ストリップ線路型右手/ 左手系複合線路、 またはストリッブ線路型左手系線路の接地導体にスリットを設け、 スリットの向きに角度をつけることで偏波方向 (放射電界の向き) を自由に変化させ ることができ、 また、 容易に電界の大きさををコントロールすることができるので、 偏波面を制御する各種用途への直接的な応用が可能である。
以上の結果の例示として、 図 1 6に放射エネルギーのピークが発生する角度と入力 信号の周波数との関係を表示すると、 1 0. 4 GH zの時は放射ピームを正面方向に 対して正 の角度方向に放射し、 1 0. 0 4 GH zの時は放射ビームを正面方向に対し て負の角度方 向に放射し、 1 0. 2 2 GH zの時は放射ビームを正面方向に放射して いる。 このように、 右手 Z左手系複合線路またはストリップ線路型左手系線路の特徴 をそのまま兼ね備えていることが理解できる。
図 9のように試作したアンテナの放射パターンの測定値を示すと、 入力信号の周波 数を適正に設定し、 ビームの放射角度 を 0 ° とした時の、 放射パターンの測定値は
図 1 7になった。 同図にはこの発明のストリップ線路型右手 Z左手系複合線路または ストリップ線路型左手系線路でなるアンテナ構造と同じ開口面積をもち、 同じ周波数 で動作する従来のマイクロストリップ型(開放型) アンテナの测定値を併せて示して いる。
図 1 7のように、 従来のマイクロストリップ構造のものでは 3 d Bビーム幅が 1 4 度であったものが、 この発明のストリップ線路型右手/左手系複合線路またはストリッ プ線路型左手系線路でなるアンテナでは 1 2度と細くなつていることがわかる。 同時 に、 従来方式アンテナの放射パターンの 2 0度付近にあったサイドローブレベルが約 3 d B低減されて、 1 O d B以下となっていることも分かる。 これらは放射量が均一 化された効果によるものである。
図 9の試作例では、 各開口 5からの放射量を一定とし、 かつサイドローブレベルを ほぼ対称になるようにアンテナ面積を変化させたが、 アンテナの用途によっては、 ァ ンテナ放射量を各部で自由に制御できることが望まれる。 その場合は、 この発明のァ ンテナは開口面積を理論に従って設計することにより、 アンテナ放射量を各部で自由 に制御できるので、 例えば、 アンテナ面上の放射の割合を適正に設定すると、 図 1 8 に示すように、 サイドローブの値を一定に低く抑えるチエピシェフ型の放射指向性パ ターンを作ることもできる。 産業上の利用可能性
この発明のストリップ線路型右手 Z左手系複合線路と、 ストリッブ線路型左手系線 路は、 マイクロ波のアンテナはもとより伝送線路、 結合器、 共振器、 分 K器等に応用 できる。
また、 この発明のストリップ線路型右手/左手系複合線路でなるアンテナと、 スト リップ線路型左手系線路でなるアンテナは、 放射ピームを絞ることができ、 かつ偏波
方向を自由に制御できるので、 偏波面を制御する各種用途への直接的な応用が可能で あり、 自動車や歩行用口ポットの障害物検知用のアンテナとして用いた場合、 対向車 や対抗ロボットの電磁波の影響を受けることなく、 正確な動作を確保できる。
また、 無線 LAN等のアプリケーションのように、 偏波の方向を自由に選ぶことが 必要となる場合のアンテナの用途に適用できる。 また、 特定方向の場所の防犯用の探 知手段等にも適用できる。
Claims
1. 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を 残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の雨面を接地導体 により囲んでなり、 右手系領域及び左手系領域で機能させることを特徴とするス トリッブ線路型右手 Z左手系複合線路。
2. 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を 残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体 により囲んでなり、 伝搬波の位相定数 >9を ( Z a〉で規格化した値が一 1. 0 〜 1. 0の範囲で機能させることを特徴とするストリツプ線路型右手ノ左手系複 合線路。
3 . 中間層の誘電体の中に E置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を 残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体 により囲んでなり、 左手系領域で機能させることを特徴とするストリップ線路型 左手系線路。
4. 中間層の誘電体の中に E置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を 残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体 により囲んでなり、 伝搬波の位相定数 を (? rZ a ) で規格化した値が一 1. 0 〜0の範囲で機能させることを特徴とするストリップ線路型左手系線路。
5 . 中間層の誘電体の中に K置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を 残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体 により囲んでなり、 右手系領域及び左手系領域で機能させるストリッブ線路を構 成し、 接地導体の片面に複数の開口を設け、 入力信号の周波数を制御することに よりエネルギー放射の方向を制御することを特徴とするストリップ線路型右手ノ
左手系複合線路でなるアンテナ。
6. 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を 残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導 体により囲んで、 伝搬波の位相定数 を で規格化した値が一 1. 0 〜1. 0の範囲で機能させるストリップ線路を構成し、 接地導体の片面に複数 の開口を設け、 入力信号の周波数を制御することによりエネルギー放射の方向 を制御することを特徴とするストリップ線路型右手 Z左手系複合線路でなるァ ンテナ。
7. 中間層の誘電体の中に配置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を 残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体 により囲んでなり、 右手系領域及び左手系領域で機能させるストリップ線路を構 成し、 接地導体の片面に線路の伝搬方向に対して縦方向に、 かつ複数の開口を設 け、 各開口の向きに角度をつけ、 偏波方向を可変にしたことを特徴とするストリツ プ線路型右手/左手系複合線路でなるアンテナ。
8. 中間層の誘電体の中に se置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を 残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体 により囲んで、 伝搬波の位相定数 を で規格化した値が一 1. 0〜1. 0の範囲で機能させるストリップ線路を構成し、 接地導体の片面に線路の伝搬方 向に対して縱方向に、 かつ複数の開口を設け、 各開口の向きに角度をつけ、 偏波 方向を可変にしたことを特徴とするストリップ線路型右手/左手系複合線路でな るアンテナ。
9. 中間層の誘電体の中に e置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体を 残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導体 により囲んでなり、 左手系領域で機能させるストリップ線路を構成し、 接地導体
の片面に複数の開口を設けたことを特徴とするストリップ線路型左手系線路でな るアンテナ。
0. 中間層の誘電体の中に記置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体 を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導 体により囲んで、 伝搬波の位相定数 を (?r/ a )で規格化した値が一 1. 0〜 0の範囲で機能させるストリップ線路を構成し、 接地導体の片面に複数の開口を 設けたことを特徴とするストリップ線路型左手系線路でなるアンテナ。
1 . 中間層の誘電体の中に K置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体 を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導 体により囲んでなり、 左手系領域で機能させるストリップ線路を構成し、 接地導 体の片面に線路の伝搬方向に対して縦方向に、 かつ複数の開口を設け、 各開口の 向きに角度をつけ、 偏波方向を可変にしたことを特徴とするストリップ線路型左 手系線路でなるアンテナ。
2. 中間層の誘電体の中に K置される中間層導体は、 金属パターンを周囲に誘電体 を残して形成される単位セルの集合体により構成され、 該中間層の両面を接地導 体により囲んで、 伝搬波の位相定数 を (JtZ a ) で規格化した値が一 1. 0〜 0の範囲で機能させるストリッブ線路を構成し、 接地導体の片面に線路の伝搬方 向に対して縦方向に、 かつ複数の開口を設け、 各開口の向きに角度をつけ、 偏波 方向を可変にしたことを特徴とするストリップ線路型左手系線路でなるアンテナ。 3 - 前記開口からのエネルギー放射量を制御して所望の放射特性をもたせるように、 開口の面積を変化させて設定したことを特徴とする請求項 5乃至請求項 1 2記載 のアンテナ。
4. 前記各開口からのエネルギー放射量を一定とするように、 開口の面積を入力ポ一 卜に近いほど小さく、 逆に遠いほど大きく設定したことを特徴とする請求項 5乃
至請求項 1 2記載のアンテナ。
. 開口の長さ又は幅を変化させることによりその面積を変化させることを特徴と する請求項 5乃至請求項 1 2記載のアンテナ。
. 前記開口はスリツ卜又はスロットあるいはこれと同様な機能を有する形状の開 口でなることを特徴とする請求項 5乃至請求項 1 2記載のアンテナ。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007081825A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 漏れ波アンテナ |
JP2008028010A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Yamaguchi Univ | 人工磁性体 |
JP2008211547A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Yokohama National Univ | アンテナおよびアンテナの製造方法 |
WO2008111460A1 (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | National University Corporation Kyoto Institute Of Technology | 伝送線路マイクロ波装置 |
JP2011508468A (ja) * | 2007-11-16 | 2011-03-10 | レイスパン コーポレーション | フィルタ設計方法およびメタマテリアル構造ベースのフィルタ |
JP2014003670A (ja) * | 2006-04-27 | 2014-01-09 | Tyco Electronics Services Gmbh | メタマテリアルアンテナデバイス |
CN108199147A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-22 | 天津大学 | 一种工字型左手材料 |
CN112255466A (zh) * | 2020-10-18 | 2021-01-22 | 河南师范大学 | 一种基于混合左右手传输线的相消型传感器 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000036711A (ja) * | 1998-07-17 | 2000-02-02 | Ntt Mobil Communication Network Inc | 導波管スロットアンテナ |
JP2001094340A (ja) * | 1999-07-19 | 2001-04-06 | Hitachi Kokusai Electric Inc | キャビティ付きスロットアレーアンテナ |
JP2001217608A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-10 | Fujitsu Ltd | 超伝導フィルタ |
JP2002534883A (ja) * | 1999-01-04 | 2002-10-15 | マルコニ キャスウェル リミテッド | 磁気特性を有する構造 |
JP2003158416A (ja) * | 2001-08-17 | 2003-05-30 | Lucent Technol Inc | オブジェクトとセンサとを含む装置およびオブジェクトを励起するステップとフィールド強度を検出するステップとを有する方法 |
JP2003526423A (ja) * | 2000-03-06 | 2003-09-09 | マルコニ オプティカル コンポーネンツ リミテッド | 切替可能な磁気特性を有する構造 |
WO2004025783A1 (en) * | 2002-09-14 | 2004-03-25 | Bae Systems Plc | Periodic electromagnetic structure |
-
2006
- 2006-06-21 WO PCT/JP2006/312847 patent/WO2006137575A1/ja active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000036711A (ja) * | 1998-07-17 | 2000-02-02 | Ntt Mobil Communication Network Inc | 導波管スロットアンテナ |
JP2002534883A (ja) * | 1999-01-04 | 2002-10-15 | マルコニ キャスウェル リミテッド | 磁気特性を有する構造 |
JP2001094340A (ja) * | 1999-07-19 | 2001-04-06 | Hitachi Kokusai Electric Inc | キャビティ付きスロットアレーアンテナ |
JP2001217608A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-10 | Fujitsu Ltd | 超伝導フィルタ |
JP2003526423A (ja) * | 2000-03-06 | 2003-09-09 | マルコニ オプティカル コンポーネンツ リミテッド | 切替可能な磁気特性を有する構造 |
JP2003158416A (ja) * | 2001-08-17 | 2003-05-30 | Lucent Technol Inc | オブジェクトとセンサとを含む装置およびオブジェクトを励起するステップとフィールド強度を検出するステップとを有する方法 |
WO2004025783A1 (en) * | 2002-09-14 | 2004-03-25 | Bae Systems Plc | Periodic electromagnetic structure |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007081825A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 漏れ波アンテナ |
JP2014003670A (ja) * | 2006-04-27 | 2014-01-09 | Tyco Electronics Services Gmbh | メタマテリアルアンテナデバイス |
JP2008028010A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Yamaguchi Univ | 人工磁性体 |
JP2008211547A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Yokohama National Univ | アンテナおよびアンテナの製造方法 |
WO2008111460A1 (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | National University Corporation Kyoto Institute Of Technology | 伝送線路マイクロ波装置 |
US8294538B2 (en) | 2007-03-05 | 2012-10-23 | National University Corporation Kyoto Institute Of Technology | Transmission line microwave apparatus including at least one non-reciprocal transmission line part between two parts |
JP5234667B2 (ja) * | 2007-03-05 | 2013-07-10 | 国立大学法人京都工芸繊維大学 | 伝送線路マイクロ波装置 |
JP2011508468A (ja) * | 2007-11-16 | 2011-03-10 | レイスパン コーポレーション | フィルタ設計方法およびメタマテリアル構造ベースのフィルタ |
CN108199147A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-22 | 天津大学 | 一种工字型左手材料 |
CN112255466A (zh) * | 2020-10-18 | 2021-01-22 | 河南师范大学 | 一种基于混合左右手传输线的相消型传感器 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 06767464 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |