特許 5721728 電磁波を送受信するためのデバイス、そのデバイスを備えたシステム、及びそのようなデバイスの使用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5721728

(24)【登録日】2015年4月3日

(45)【発行日】2015年5月20日

(54)【発明の名称】電磁波を送受信するためのデバイス、そのデバイスを備えたシステム、及びそのようなデバイスの使用

(51)【国際特許分類】

   H01Q 15/00 20060101AFI20150430BHJP

【ＦＩ】

   H01Q15/00

【請求項の数】20

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-537419(P2012-537419)

(86)(22)【出願日】2010年11月9日

(65)【公表番号】特表2013-510486(P2013-510486A)

(43)【公表日】2013年3月21日

(86)【国際出願番号】EP2010067104

(87)【国際公開番号】WO2011054963

(87)【国際公開日】20110512

【審査請求日】2012年10月17日

(31)【優先権主張番号】PCT/IB2009/056039

(32)【優先日】2009年11月9日

(33)【優先権主張国】IB

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】512118716

【氏名又は名称】タイム・リバーサル・コミュニケーションズ

(73)【特許権者】

【識別番号】506128396

【氏名又は名称】サントル ナスィオナル ド ラ ルシェルシュ スィアンティフィク（セ．エン．エル．エス．）

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ジュリアン・ドゥ・ロニー

(72)【発明者】

【氏名】ジェオフロイ・ルロシー

(72)【発明者】

【氏名】アーナウ・トゥーリン

(72)【発明者】

【氏名】マティアス・フィンク

(72)【発明者】

【氏名】ファブリス・ルモールト

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２２１５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４５６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３５８５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１８９６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０１／０３１７４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−１６００１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ ３／４４

Ｈ０１Ｑ １５／００

Ｈ０１Ｑ １９／３２

Ｈ０１Ｑ ２１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１ｍｍと１ｍとの間の自由空間波長λ_０を有する電磁波を送受信するためのデバイスであって、
実質的に平坦な第一の表面（Ｓ１）を少なくとも有する固体誘電体の媒体（１１）であって、前記自由空間波長λ_０が該媒体（１１）内部の波長λに対応する、媒体（１１）と、
前記媒体内部に組み込まれた複数の導体素子（１２）であって、各導体素子が、前記第一の表面に近接する第一の端部（１２ａ）と前記第一の表面から離れた第二の端部（１２ｂ）との間において前記第一の表面（Ｓ１）と交差する方向（Ｄ）に沿って延伸する所定の長さのワイヤであり、二つの隣接する導体素子（１２）がλ／１０未満の距離で互いに間隔が空けられている、複数の導体素子（１２）と、
電気信号（Ｓ）を送受信するために電子デバイス（１４）に接続される少なくとも一つのアンテナ素子（１３）とを備え、
前記ワイヤの前記第二の端部が、λ／１０よりも大きな末端間距離で前記ワイヤの前記第一の端部から離れていて、
前記複数の導体素子のうち少なくとも一つの同調導体素子が、前記アンテナ素子（１３）からλ／１０未満の距離において第一の端部を有し、前記同調導体素子が、前記波長λに対応する前記同調導体素子に沿った電磁共鳴を発生させるように構成された長さＨ_ｗｉｒｅを有し、
各導体素子が、
曲線部分を含み、且つ、
λ／４よりも大きな前記曲線部分に沿った曲線距離で互いに離れている第一の点及び第二の点を備え、
前記第一の点及び前記第二の点が、λ／１０よりも大きな曲線距離でも互いに離れている、デバイス。

【請求項2】

前記第一の表面（Ｓ１）に沿って延伸する電気ベクトル及び磁気ベクトルを有し、且つ、前記方向（Ｄ）に沿って延伸する伝播ベクトルを有する前記媒体内部の複数の横電磁モード（ＴＥＭ）を有し、前記複数の横電磁モードが、前記波長λに対応する媒体の共鳴周波数を有する、請求項１に記載のデバイス。

【請求項3】

前記アンテナ素子（１３）が、前記媒体（１１）の横電磁モード（ＴＥＭ）の少なくとも一つの腹に近接して配置されている、請求項２に記載のデバイス。

【請求項4】

他の電気信号を送受信するために前記電子デバイスに接続される他のアンテナ素子（１３）を更に備え、前記他のアンテナ素子が前記アンテナ素子と異なり、前記他の電気信号が前記電気信号と異なり、前記同調導体素子が前記他のアンテナ素子からλ／１０未満の距離において第一の端部（１２ａ）を有する、請求項１に記載のデバイス。

【請求項5】

前記アンテナ素子（１３）が前記複数の導体素子（１２）のうちの一つである、請求項１に記載のデバイス。

【請求項6】

前記アンテナ素子（１３）が、前記第一の表面に実質的に近接する電子ボードの導体である、請求項１に記載のデバイス。

【請求項7】

前記長さＨ_ｗｉｒｅが、０．７・Ｎ・λ／２とＮ・λ／２との間であり、Ｎが自然数である、請求項１に記載のデバイス。

【請求項8】

前記長さＨ_ｗｉｒｅが実質的にＮ・λ／２に等しく、Ｎが自然数である、請求項１に記載のデバイス。

【請求項9】

前記複数の導体素子のうちの他の同調導体素子を更に備え、前記他の同調導体素子が前記同調導体素子と異なり、前記他の同調導体素子が、前記アンテナ素子からλ／１０未満の距離において第一の端部を有し、前記他の同調導体素子が、他の波長λ^＊に対応する前記他の同調導体素子に沿った電磁共鳴を発生させるように構成された他の長さＨ_ｗｉｒｅ^＊を有し、前記他の波長λ^＊が前記波長λと異なり、前記アンテナ素子が、前記波長λの電磁波及び前記他の波長λ^＊の電磁波を同時に送受信することができる、請求項１に記載のデバイス。

【請求項10】

前記方向が直線であり、アクティブな導体素子が前記方向（Ｄ）に沿って延伸する線形ワイヤである、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項11】

前記媒体が第二の表面（Ｓ２）を有し、前記第二の表面が実質的に平坦であり、前記方向と交差し、前記第一の表面に平行ではなく、前記媒体が傾斜形状を有し、前記媒体内部に組み込まれた複数の導体素子が波長範囲に適合した複数の長さを有する、請求項１に記載のデバイス。

【請求項12】

前記方向が、前記第一の表面と前記第二の表面との間のアーチ状方向であり、円弧の中心を有し、前記円弧の中心近くの導体素子が他の導体素子よりも短い長さを有する、請求項１１に記載のデバイス。

【請求項13】

前記複数の導体素子のうちの他の同調導体素子を更に備え、前記他の同調導体素子が前記同調導体素子と異なり、前記他の同調導体素子が前記アンテナ素子からλ／１０未満の距離において第一の端部を有し、前記他の同調導体素子が、他の波長λ^＊に対応する前記他の同調導体素子に沿った電磁共鳴を発生させるように構成された前記他の同調導体素子を覆う誘電体層を備え、前記他の波長λ^＊が前記波長λと異なり、前記アンテナ素子が、前記波長λの電磁波及び前記波長λ^＊の電磁波を同時に送受信することができる、請求項１から１２のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項14】

前記媒体が、前記媒体の屈折率を変更する孔を備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項15】

前記導体素子の前記第一の端部が前記第一の表面内において規則的に間隔が空けられていて、前記第一の表面（Ｓ１）内に周期パターンを形成している、請求項１から１４のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項16】

前記媒体が、前記第一の表面から実質的に前記方向に沿って前記媒体周囲に延伸する側面を更に備え、前記側面が導体で覆われている、請求項１から１５のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項17】

前記導体素子の各第一の端部が、電気質量、定電位、パッシブインピーダンス、抵抗インピーダンス、キャパシタインピーダンス、及びインダクタインピーダンスから成る群から選択された電荷に接続される、請求項１から１６のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項18】

前記曲線距離がλ／２よりも大きい、請求項１から１７のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項19】

前記請求項１から１８のいずれか一項に記載の電磁波を送受信するためのデバイスを備えたシステムであって、前記アンテナ素子（１３）が、前記電磁波を表す電気信号を送受信するために電子デバイスに接続されている、システム。

【請求項20】

１ｍｍから１ｍの間、好ましくは１０ｃｍから４０ｃｍの間の自由空間波長λ_０を有する電磁波を送受信するための請求項１から１２のいずれか一項に記載のデバイスの使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁波を送受信するためのデバイス、そのデバイスを備えたシステム、及びそのようなデバイスの使用に関する。

【背景技術】

【0002】

本出願人自身の特許文献１から、複数の金属拡散器に取り囲まれた反応型アンテナ素子を有するデバイスが知られている。この構成によって、電磁波は、サブ波長距離においてアンテナ素子付近の点ｉに集束される。

【0003】

このデバイスは十分なものではあるが、依然として改善の必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２００８／００７０２４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の一課題は、電磁波を送受信するための改善されたデバイスを提供することである。

【0006】

このため、本デバイスは、１ｍｍから１ｍの間の自由空間波長λ_０を有する電磁波を送受信するためのデバイスを提案し、そのデバイスは：
‐ 実質的に平坦な第一の表面を少なくとも有する固体誘電体の媒体（自由空間波長λ_０は媒体（１１）内部の波長λに対応する）と、
‐ 媒体内部に組み込まれた複数の導体素子（各導体素子は、第一の表面に近接する第一の端部と第一の表面から離れた第二の端部との間において第一の表面と交差する方向に沿って延伸する所定の長さのワイヤであり、二つの隣接する導体素子はλ／１０未満の距離で互いに間隔が空けられていて、第二の端部は第一の端部からλ／１０よりも大きな末端間距離で離れていて、導体素子は、λ／４よりも大きな導体素子に沿った曲線距離で互いに離れている第一の点及び第二の点を有し、第一の点及び第二の点は、λ／１０よりも大きな直線距離においても互いに離れている）と、
‐ 電磁波を表す電気信号を送受信するために電子デバイスに接続される少なくとも一つのアンテナ素子とを備え、
複数の導体素子のうちの少なくとも一つの同調導体素子は、アンテナ素子からλ／１０未満の距離において第一の端部を有し、その同調導体素子は、波長λに対応する同調導体素子に沿った電磁共鳴を発生させるように構成された長さＨ_ｗｉｒｅを有する。

【0007】

これらの特徴によって、本デバイスは、導体素子を含む媒体（ワイヤ媒体）の横電磁モード（ＴＥＭ）と一致する電磁共鳴を有する同調導体素子を備える。従って、本デバイスは、電磁波を効率的に送受信することができ、このようなデバイスはサイズが非常に小型であり、方向Ｄに垂直な横方向Ｘ、Ｙに沿ったサイズが小型である。

【0008】

本デバイスの多様な実施形態においては、以下の特徴のうち一つ以上が任意で組み込まれ得る：
‐ 媒体内部の複数の横電磁モードは、第一の表面に沿って延伸する電気ベクトル及び磁気ベクトルを有し、且つ、前記方向に沿って延伸する伝播ベクトルを有し、複数の横電磁モードは、波長λに対応する媒体の共鳴周波数を有する；
‐ アンテナ素子は、媒体の横電磁モードの少なくとも一つの腹に近接して配置される；
‐ 本デバイスは、他の電気信号を送受信するために電子デバイスに接続される他のアンテナ素子を備え、他のアンテナ素子は前記アンテナ素子と異なり、他の電気信号は前記電気信号と異なり、同調導体素子は、他のアンテナ素子からλ／１０未満の距離において第一の端部を有する；
‐ アンテナ素子は、媒体の横電磁モードの少なくとも一つの腹に近接して配置され、他のアンテナ素子は、媒体の横電磁モードの少なくとも一つの他の腹に近接して配置され、腹及び他の腹は横電磁モードの異なるモードに属する；
‐ アンテナ素子は複数の導体素子のうちの一つである；
‐ アンテナ素子は第一の表面に実質的に近接した電子ボードの導体である；
‐ 長さＨ_ｗｉｒｅは０．７・Ｎ・λ／２とＮ・λ／２との間であり、Ｎは自然数である；
‐ 長さＨ_ｗｉｒｅはＮ・λ／２に実質的に等しく、Ｎは自然数である；
‐ 本デバイスは、複数の導体素子のうちの他の同調導体素子を更に備え、他の同調導体素子は前記同調導体素子と異なり、他の同調導体素子は、アンテナ素子からλ／１０未満の距離において第一の端部を有し、他の同調導体素子は、他の波長λ^＊に対応する他の同調導体素子に沿った電磁共鳴を発生させるように構成された他の長さＨ_ｗｉｒｅ^＊を有し、他の波長λ^＊は波長λと異なり、前記アンテナ素子が、波長λの電磁波及び他の波長λ^＊の電磁波を同時に送受信できるようになっている；
‐ 前記方向は直線であり、アクティブな導体素子が前記方向に沿って延伸する線形ワイヤとなっている；
‐ 媒体が第二の表面を有し、その第二の表面が実質的に平坦で、前記方向と交差し、第一の表面と平行ではなく、媒体が傾斜形状を有し、媒体内部に組み込まれた導体素子が波長範囲に適合した複数の長さを有するようになっている；
‐ 前記方向が、第一の表面と第二の表面との間のアーチ状方向であり、円弧の中心を有し、その円弧の中心近くの導体素子が、他の導体素子よりも短い長さを有するようになっている；
‐ 本デバイスは、複数の導体素子のうちの他の同調導体素子を更に備え、他の同調導体素子は前記同調導体素子と異なり、他の同調導体素子は、アンテナ素子からλ／１０未満の距離において第一の端部を有し、他の同調導体素子は、他の波長λ^＊に対応する他の同調導体素子に沿った電磁共鳴を発生させるように構成された他の同調導体素子を覆う誘電体層を備え、他の波長λ^＊は波長λと異なり、アンテナ素子が、波長λの電磁波及び他の波長λ^＊の電磁波を同時に送受信できるようになっている；
‐ 媒体が、媒体の屈折率を変更する孔を備える；
‐ 導体素子の第一の端部が第一の表面内において規則的に間隔が空けられて、第一の表面内に周期パターンを形成する；
‐ 媒体が、第一の表面から実質的に前記方向に沿って媒体周囲に延伸する側面を更に備え、その側面が導体で覆われる；
‐ 導体素子の各第一の端部が、電気質量、定電位、パッシブインピーダンス、抵抗インピーダンス、キャパシタインピーダンス、及びインダクタインピーダンスから成る群から選択された電荷に接続される；
‐ 曲線距離がλ／２よりも大きい。

【0009】

本発明の他の課題は、電磁波を送受信するためのデバイスを備えたシステムを提供することであり、アンテナ素子は前記電磁波を表す電気信号を送受信するために電子デバイスに接続される。

【0010】

本発明の他の課題は、１ｍｍと１ｍの間、好ましくは１０ｃｍと４０ｃｍとの間の自由空間波長λ_０を有する電磁波を送受信するためのデバイスの使用である。

【0011】

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照する以下の非限定的な例として与えられる六実施形態の詳細な説明から明らかになるものである。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の係る電磁波を送受信するためのデバイスの斜視図である。

【図2】図１のデバイス内部の三つの横電磁モードの三つの図である。

【図3】傾斜形状を有する媒体を備えた本発明の第二の実施形態である。

【図4】アーチ形状を有する媒体を備えた本発明の第三の実施形態である。

【図5】デバイスのいくつかの導体素子を取り囲む誘電体層を備えた本発明の第四の実施形態である。

【図6】デバイスの媒体内部に孔を備えた本発明の第五の実施形態である。

【図7】非平行な導体素子を有する本発明の第六の実施形態である。

【図8】いずれか一つの実施形態によるデバイスに属する導体素子の詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

多様な図面において、同じ参照番号は、同一又は同様の要素を示す。方向Ｚは垂直方向である。方向Ｘ又はＹは水平方向である。

【0014】

図１は、空間において電磁波を送受信するためのデバイス１０の第一の実施形態を示し、その電磁波は、１ｍｍから１ｍの間、好ましくは１０ｃｍから４０ｃｍの間の自由空間波長λ_０を有する。

【0015】

本デバイスは：
‐ 固体誘電体の媒体１１と、
‐ その媒体１１内部に組み込まれたワイヤである複数の導体素子１２と、
‐ 電磁波Ｗを表す電気信号Ｓを送受信するための電子デバイス１４に接続されるアンテナ素子１３とを備える。

【0016】

媒体は屈折率ｎ_ｄを有する。

【0017】

空間は空気であるか、又は１に等しい屈折率を有するものとされる。

【0018】

自由空間波長λ_０は、以下の関係式で媒体１１内部の波長λに対応する：
ｎ_ｄ・λ＝λ_０

【0019】

媒体１１は、平行六面体形状を有し、第一の表面Ｓ１と、垂直方向Ｚに沿って第一の表面に対向する第二の表面Ｓ２とを備える。第一及び第二の表面Ｓ１、Ｓ２は実質的に平行な面である。方向Ｄはこれら表面に垂直で且つ垂直方向Ｚに平行な実質的な直線である。第一及び第二の表面Ｓ１、Ｓ２は高さＨで離れている。

【0020】

媒体はε_ｄの誘電率を有する。

【0021】

導体素子１２は或る直径の円形ワイヤであり、方向Ｄに沿って延伸している。これら導体素子１２は、第一の表面Ｓ１上の第一の端部１２ａと、第二の表面Ｓ２上の第二の端部１２ｂとを有する。各導体素子１２は同じ値Ｈの長さを有する。本第一の実施形態では、導体素子１２は、第一の表面Ｓ１上に、又は垂直方向Ｚに垂直なあらゆる平面ＸＹ上に、規則的な間隔の正方形グリッドを形成する。導体素子１２は垂直方向Ｚに沿って互いに平行であり、λ／１０未満の距離ｄで方向Ｘ又はＹに沿って互いに間隔が空けられる。このサブ波長距離ｄは、グリッドのステップである。従って、導体素子１２はワイヤの規則的格子を形成する。

【0022】

一又は複数のアンテナ素子１３は、第一の表面Ｓ１、第二の表面Ｓ２、又はこれら両方の上に設置される。アンテナ素子１３には、単一の電磁波Ｗを送受信するように単一の電気信号Ｓが供給されるか、又は、複数の電磁波を同時に送受信するために複数の電気信号が供給され得る。

【0023】

媒体１１内部に埋め込まれたワイヤ導体素子１２を備えたこのようなワイヤ媒体において、磁場ベクトルＢ及び電場ベクトルＥは方向Ｄに垂直であり、伝播波ベクトルＫは、その方向Ｄと共線的な伝播ベクトルである。電磁波Ｗは、方向Ｄに沿って媒体１１内部を伝播する平面波である。

【0024】

磁場ベクトルＢ及び電場ベクトルＥは、節及び腹を備えた媒体１１内部の横電磁モードＴＥＭを有する。ＴＥＭモードは、方向Ｘ及びＹに沿ったサブ波長の変動を有する。図２ａ、２ｂ及び２ｃは、三つの異なるモードによる媒体１１内部の電場ベクトルＥの振幅の変動を示し、媒体１１は７×７の導体素子１２を含む。各モードは、媒体１１内部に異なるパターンを有し、他のモードと直交する。このダイバーシティの物理的性質によって、媒体１１の境界における複数のアンテナ素子１３の電気信号が互いに無相関となる。これらアンテナ素子１３は、互いに独立的に使用可能であり、又はＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ）構成で使用可能である。更に、この複数又はアレイのアンテナは、サイズが非常に小型のデバイスである。

【0025】

ワイヤ媒体は非分散性媒体であり、その分散関係は：
ω＝ｋ_ｚ・ｃ／ｎ_ｄ
であり、
ｋ_ｚは伝播波ベクトルＫのＺ成分の値、
ｃは真空中の電磁波の速さ、
ｎ_ｄは媒体の物質の屈折率である。

【0026】

例えば、空気の屈折率は１であり、エポキシの屈折率は略２である。

【0027】

従って、媒体１１は、異方性媒体である。各ＴＥＭモードは、同じ伝播速度と、同じ共鳴周波数ｆとを有し、ｆ＝ω／（２π）である。

【0028】

媒体１１の全ての又は一部の導体素子１２はこの共鳴周波数ｆに同調可能である。導体素子１２は、０．７・Ｎ・λ／２からＮ・λ／２の間の特定長さＨ_ｗｉｒｅを有し得て、
‐ Ｎは自然数であり、
‐ λは媒体内部の波長である。

【0029】

より正確には、導体素子１２は、以下の特定長さＨ_ｗｉｒｅを有し得る：
Ｈ_ｗｉｒｅ＝Ｎ・λ／２

【0030】

従って、同調導体素子１２は、ＴＥＭモードの共鳴周波数と一致する共鳴周波数を有する。

【0031】

この同調によって、ＴＥＭモードが励起し得るか、又は媒体１１内部に組み込まれた大抵の導体素子１２によって励起され得る。

【0032】

有利には、アンテナ素子１３は、媒体１１の横電磁モードの少なくとも一つの腹に近接して配置され得る。これは、電磁波を送受信するデバイスの感度を改善し得る。

【0033】

複数のアンテナ素子１３がデバイス内部に組み込まれ得る。これら複数のものの各アンテナ素子１３は、横電磁モードＴＥＭの異なる腹に近接して配置され得る。そして、各アンテナ素子１３に、単一の電気信号Ｓが供給される。そして、ＴＥＭモードに属する複数のモードが励起されて、より多くの導体素子１２が、電磁波Ｗの送受信に寄与する。このようにして、デバイスの放射ダイアグラムが影響を受け得る。

【0034】

複数のアンテナ素子１３がデバイス内部に組み込まれ得る。これら複数のものの各アンテナ素子１３は、横電磁モードＴＥＭの異なる腹に近接して配置され得る。各アンテナ素子１３には、異なる電気信号Ｓが供給され得る。このようにして、本デバイスが、異なる独立的な電磁波Ｗを同時に送受信することができる。

【0035】

第一の変形例では、アンテナ素子１３が、単純に、電子デバイス１４に接続されたワイヤ媒体の導電素子１２のうちの一つであり得る。

【0036】

第二の変形例では、アンテナ素子１３は、電子ボード上方の導体のパッチ又はワイヤであり、その電子ボードは、媒体１１の第一の表面Ｓ１及び／又は第二の表面に近接している。

【0037】

多様な実施形態において、異なる共鳴周波数のＴＥＭモードを媒体内部に発生させることができる。

【0038】

図３に示される第二の実施形態では、上述のワイヤ媒体が、第一の表面Ｓ１に平行ではない面に沿って切断され、傾斜形状が形成される。このような媒体に組み込まれた導体素子１２は、Ｈ_{ｗｉｒｅ，ｍｉｎ}とＨ_{ｗｉｒｅ，ｍａｘ}との間の複数の長さを有し、Ｈ_{ｗｉｒｅ，ｍｉｎ}は媒体の最下部の高さに相当し、Ｈ_{ｗｉｒｅ，ｍａｘ}は、媒体の最高部の高さに相当する。そして、本デバイスは、この高さ範囲に対応する所定の波長範囲に適合される。

【0039】

図４に示される第三の実施形態では、方向Ｄは、第一の表面Ｓ１と第二の表面Ｓ２との間のアーチ状方向である。例えば、媒体は、その各々の上に導体ストリップを有する複数のフレキシブルシート製であり、それらのシートがアーチ状にされ互いに積層される。円弧の中心近くの又は半径の短い導体ストリップ（導体素子）１２は、半径の長い導体ストリップよりも短い。

【0040】

図５に示される第四の実施形態では、いくつかの導体素子１２が、導体素子を覆う誘電体層１５を有する。誘電体層１５は、媒体１１の誘電率ε_ｄとは異なる誘電率ε_{ｌａｙｅｒ}を有する。誘電体層１５で覆われた導体素子１２の共鳴周波数は、層１５の無い導体素子１２の共鳴周波数と異なる。

【0041】

図６に示される第五の実施形態では、媒体１１に孔が開けられて、孔１６が形成される。孔は、所定の導体素子１２近くの媒体１１の屈折率ｎ_ｄを変更する。

【0042】

図７に示される第六の実施形態では、導体素子１２は互いに平行ではない。導体素子１２の長さは媒体１１内部で異なる。

【0043】

更に、上述の実施形態とは対照的に、導体素子１２は第一の表面Ｓ１に沿った周期パターンを形成していない。

【0044】

これまでの五つの異なる実施形態によって、媒体１１が複数の共鳴周波数を有し、電磁波を送受信するためのデバイスが拡大された帯域幅を有し得る。

【0045】

更に、追加の変形例によると：
‐ 媒体の側面ＬＳが導体で覆われ得て、
‐ 第一の表面が接地板を有し得て、
‐ 導体素子１２がループ形状又は曲線形状を形成し得て、
‐ アンテナ素子１３が単極子又は双極子であり得て、
‐ アンテナ素子１３が波長よりも短い又は波長よりも長いワイヤであり得て、
‐ アンテナ素子１３が、媒体１１内部に、第一の表面Ｓ１に沿って、又は第一及び第二の表面Ｓ１、Ｓ２に沿って組み込まれ得る。

【0046】

本発明のデバイス１０は既知の方法で製造可能である。例えば、エポキシ材料上の多層銅のエッチングが使用可能であり、その各層は、層の面内部に複数の導体素子を備える。

【0047】

図１から図７に示される本発明の全ての実施形態において、導体素子１２はループを形成しない。

【0048】

ループ状導体素子は電気インダクタンスである。

【0049】

このようなループ状導体素子は、磁場を送受信する電気ＬＣ共振器として機能する容量性素子に付随し得る。

【0050】

このような場合、導体素子１２に属する第一及び第二の端部間の末端間距離はλ／１０未満である。

【0051】

このようなループを形成する導体素子１２は、スプリットリング素子、容量負荷ループ、又は人工磁気導体と称されることが多い。

【0052】

このような電気ループを用いた電磁波を送受信するためのデバイスは一般的に平坦であり、一般的には横方向Ｘ、Ｙ内に大きなサイズを有する。

【0053】

本願の導体素子１２は、このような全体的な電気挙動を有さない。導体素子１２は、アーチ状であり得る主に線形ワイヤであり、電場を送受信する長さ方向に沿った電磁共鳴を有する。

【0054】

導体素子１２は、波長λにおいて振動する磁場を発生させるように構成されたループを形成していない。

【0055】

図８に示されるように、各導体素子１２に属する第一の端部１２ａ及び第二の端部１２ｂは、サブ波長λ／１０よりも大きな末端間距離で互いに離れている。波長λは、媒体１１の誘電体内部の波長である。

【0056】

第一及び第二の端部は離れている。ループ状導体とは対照的に、導体素子１２は、顕著な電気容量効果を生じさせない。

【0057】

導体素子１２は、その導体素子１２に属する第一及び第二の点Ｐ１、Ｐ２が、λ／２よりも大きな導体素子１２に沿った曲線距離、又はλ／１０よりも大きな第一及び第二の点の間の直線距離で互いに離れるような形状を有する。

【0058】

第一及び第二の点Ｐ１、Ｐ２の間の導体素子１２の部分はループを形成しない。ループ状導体とは対照的に、導体素子１２は顕著な電気誘導効果を生じさせない。

【0059】

導体素子１２は、電磁波の波長λに対応する共鳴周波数を有する電気ＬＣ共振器として機能しない。

【0060】

実質的に線形又はアーチ状ワイヤの導体素子１２の形状によって、電磁波を送受信するための本デバイスは、方向Ｄに垂直な横方向Ｘ、Ｙに沿ってサイズが小型である。

【0061】

導体素子１２は横方向Ｘ、Ｙにおいて互いに近接していて、二つの隣接する導体素子は、λ／２未満の距離で互いに間隔が空けられている。各導体素子１２の電磁場及び共鳴は、隣接する導体素子の電磁波及び共鳴に結合されるので、複合ＴＥＭモードが提供される。

【符号の説明】

【0062】

１１ 媒体
１２ 導体素子
１３ アンテナ素子
１４ 電子デバイス

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】