[发明专利]无线通信系统、周期构造反射板以及带有锥度的伞形构造

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统，周期构造反射板以及带有锥度的伞形构造。例 如，本发明涉及具备以下功能的无线通信系统。

(1)在控制反射波的相位(反射相位)的反射板中设定反射特性，以便 把从发送侧装置一次发射的电波作为朝向与正规反射(具体地说，镜面反射) 不同方向的希望区域的等相位的平面波进行反射的功能。

(2)通过周期性排列通过控制反射波的相位差来控制反射角的构造，构 成对于波长十分大的反射板的功能。

背景技术

近年来，盛行超物质材料的研究，如在非专利文献1中所示，在伞形构造 中，正在研究附加锥度(倾斜)对反射波赋予相位差，来控制发射方向的技术。

图44表示非专利文献1所示的现有的带有锥度的伞形构造。如图44所示， 该带有锥度的伞形构造由L1至L11这11个具有长度不同的补片(patch)的 伞形元件构成。在表1中表示了图44所示的伞形构造的详细尺寸。

(表1)

通过改变补片的尺寸，如图44那样周期性排列的伞形构造的共振频率如 图45那样变化。

图45表示与图44所示的带有锥度的伞形构造体中的L1至L11的长度的 伞形元件相对的反射波的相位。

如图45所示，在2.4Ghz中，相对于在长度L11(20.70mm)中相位为-90 °，在长度L1(17.70mm)时相位成为90°。

为了控制反射波的相位使反射波朝向希望的方向，希望相位能够从-180 °(-π弧度)到180°(π弧度)自由地变化。

当考虑现有的带有锥度的伞形构造时，根据传输线路理论，按照在图44 的Y轴方向上相邻的补片之间的缝隙间隔近似地决定反射波的相位，但当补 片的Y轴方向的长度与补片间隔相比变得过小时，难以应用传输线路理论， 反射波的相位不发生变化，此外，当增大补片的Y轴方向的长度时补片间隔 变小，但如果过小，存在制造上的限制。

由于这些原因，现有的带有锥度的伞形构造已无法确保足够的动态范围。

此外，关于图44所示的带有锥度的伞形构造的大小，Y轴方向为161mm， X轴方向为187mm，全部为1.5λ以下，作为用于反射电波的反射板，并不足 够大。

并且，在使用图44所示的带有锥度的伞形构造的相位差的控制中，反射 角θ和X轴方向的周期间隔Δx(间距)具有通过(式1)近似的关系。

θ＝sin^-1((λ·Δφ)/(2π·Δx))        (式1)

关于图44以及表1的设计值，假设反射角θ大约为22°的情况，当进一 步增大反射角θ时，根据(式1)，存在进一步减小Δx，反射板整体的尺寸也 进一步变小的缺点。

此外，现有的带有锥度的伞形构造，对在正交的方向(在该例子中，在Y 方向)上控制波束的方法，没有做任何考虑。

【非专利文献1】K.Chang，J.Ahn and Y.J.Yoon：“High-impedance Surface with Nonidentical Lattices”，iWAT2008，p.315，pp.474～477

发明内容

如上所述，在现有的带有锥度的伞形构造中存在这样的缺点，亦即，由于 在对形成周期构造的各个伞形元件的尺寸进行变化而求出的相位差中具有界 限，所以无法构成大的反射板。

因此，本发明是鉴于以上课题而提出的，其目的在于提供(1)可以较大 地构成具有将反射波的前进方向控制为希望方向的功能的反射板的尺寸；(2) 可以通过变动反射板的周期来控制希望方向；(3)可以XY二维地控制反射波 的前进方向的无线通信系统、周期构造反射板以及带有锥度的伞形构造。

本发明第一特征为：是使用控制反射波的相位的反射板，通过反射向希望 区域对从发送侧装置一次发射的电波进行二次发射的无线通信系统，把所述反 射板的反射特性设定成：把从所述发送侧装置一次发射的电波，作为朝向与镜 面反射时的反射角度不同方向的等相位的平面波来进行反射。

在本发明的第一特征中，所述反射板由频率选择性反射板构成，也可以把 所述反射板的反射特性设定成：在从所述发送侧装置一次发射的电波中，仅把 规定的一个或多个频带的电波，作为朝向与镜面反射时的反射角度不同方向的 等相位的平面波来进行反射。