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(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】6490439
(24)【登録日】2019年3月8日
(45)【発行日】2019年3月27日
(54)【発明の名称】電波反射体
(51)【国際特許分類】
H01Q 15/14 20060101AFI20190318BHJP
【ＦＩ】
H01Q15/14 Z
【請求項の数】1
【全頁数】28
(21)【出願番号】特願2015-20800(P2015-20800)
(22)【出願日】2015年2月5日
(65)【公開番号】特開2016-144164(P2016-144164A)
(43)【公開日】2016年8月8日
【審査請求日】2017年12月15日
(73)【特許権者】
【識別番号】301022471
【氏名又は名称】国立研究開発法人情報通信研究機構
(74)【代理人】
【識別番号】100082669
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 賢三
(74)【代理人】
【識別番号】100095337
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100095061
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 恭介
(72)【発明者】
【氏名】藤井 勝巳
【審査官】
米倉 秀明
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００３−２８３２４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１０−１０７５４０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｑ １５／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
直進性の高い周波数帯の電波を受けて反射させる反射面を備えた電波反射体であって、
前記反射面は、目的とする電波の波長λを直径とした外周縁に連なる曲面を有する拡散起生部を、平坦な反射基準面に複数設けることで、拡散反射構造とし、
前記反射面の拡散反射構造は、全ての拡散起生部が隣接する他の拡散起生部との隣接距離Ｌが等しくなるよう整列配置し、且つ、拡散起生部の特性に基づき定めた隣接距離係数ｋと波長λとの積で隣接距離Ｌを求めるようにし、
前記反射面に設ける拡散起生部は、目的とする電波λを直径とした半球状の窪みである拡散起生凹部と、目的とする電波λを直径とした半球状の起伏である拡散起生凸部とを含み、
前記反射面の拡散反射構造は、前記拡散起生凹部と前記拡散起生凸部とが必ず隣り合うように配置し、
前記隣接距離係数ｋは、０．６９＜ｋ＜０．７１の範囲内で設定することを特徴とする電波反射体。
前記反射面は、目的とする電波の波長λを直径とした外周縁に連なる曲面を有する拡散起生部を、平坦な反射基準面に複数設けることで、拡散反射構造とし、
前記反射面の拡散反射構造は、全ての拡散起生部が隣接する他の拡散起生部との隣接距離Ｌが等しくなるよう整列配置し、且つ、拡散起生部の特性に基づき定めた隣接距離係数ｋと波長λとの積で隣接距離Ｌを求めるようにし、
前記反射面に設ける拡散起生部は、目的とする電波λを直径とした半球状の窪みである拡散起生凹部と、目的とする電波λを直径とした半球状の起伏である拡散起生凸部とを含み、
前記反射面の拡散反射構造は、前記拡散起生凹部と前記拡散起生凸部とが必ず隣り合うように配置し、
前記隣接距離係数ｋは、０．６９＜ｋ＜０．７１の範囲内で設定することを特徴とする電波反射体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、直進性の高い周波数帯の電波を受けて反射させる反射面を備えた電波反射体に関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロ波・ミリ波・テラヘルツ波といった高い周波数の電波を無線通信に用いると、高速で大容量の通信が可能になる。その一方、高い周波数の電波（例えば、１ＧＨｚ〜１０ＴＨｚ）は直進性が強く、送信アンテナと受信アンテナの間に障害物があると、電波が届かないために通信不能になるという欠点がある。このような通信環境や通信エリアを改善するため、入射波を所望の方向へ反射させるリフレクトアレーが知られている。
【0003】
リフレクトアレーは、入射波、鏡面反射波及び所望方向の反射波が同一平面内になければならず、入射波及び鏡面反射波により規定される面内の方向とは異なる任意の方向に入射波を反射させることはできない。そこで、リフレクトアレーを構成する素子の隣接距離やパッチ形状を制御することで、反射波の位相を二次元的に変化させ、入射波と同一平面に制限されない任意の方向へ反射させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４−０４５３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載のリフレクトアレーにおいても、制御できる反射波は一方向に限定されるため、多様な方向へ反射させるためには、それぞれの反射方向に対応させたリフレクトアレーを用意しておく必要がある。したがって、入射波を任意の一方向へ反射させただけではカバーできない広範囲に複数の受信対象が分散しているような環境では、特許文献１に記載のリフレクトアレーは有効とはいえない。
【0006】
そこで、本発明は、直進性の高い電波を多様な方向へ反射させる拡散反射が可能な電波反射体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、直進性の高い周波数帯の電波を受けて反射させる反射面を備えた電波反射体であって、前記反射面は、目的とする電波の波長λを直径とした外周縁に連なる曲面を有する拡散起生部を、平坦な反射基準面に複数設けることで、拡散反射構造とし、前記反射面の拡散反射構造は、全ての拡散起生部が隣接する他の拡散起生部との隣接距離Ｌが等しくなるよう整列配置し、且つ、拡散起生部の特性に基づき定めた隣接距離係数ｋと波長λとの積で隣接距離Ｌを求めるようにし、前記反射面に設ける拡散起生部は、目的とする電波λを直径とした半球状の窪みである拡散起生凹部と、目的とする電波λを直径とした半球状の起伏である拡散起生凸部とを含み、前記反射面の拡散反射構造は、前記拡散起生凹部と前記拡散起生凸部とが必ず隣り合うように配置し、前記隣接距離係数ｋは、０．６９＜ｋ＜０．７１の範囲内で設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る電波反射体によれば、目的とする電波の波長λに対応させた拡散反射構造を反射面に形成することで、対応する周波数の電波が反射面に入射されたときには、これを多様な方向へ反射させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明に係る電波反射体を壁紙状の電波反射シートとした実施形態の構成説明図である。
【図2】反射面に設ける拡散反射構造の構成例を示すもので、（ａ１）は拡散起生凸部と拡散起生凹部とを混在させて拡散反射構造とした第１構成例に係る拡散反射面の斜視図、（ａ２）は第１構成例に係る拡散反射面の平面図、（ｂ１）は拡散起生凹部のみで拡散反射構造とした第２構成例に係る拡散反射面の斜視図、（ｂ２）は第２構成例に係る拡散反射面の平面図、（ｃ１）は拡散起生凸部のみで拡散反射構造とした第３構成例に係る拡散反射面の斜視図、（ｃ２）は第３構成例に係る拡散反射面の平面図である。
【図11】隣接距離係数ｋ＝０．６９０（隣接距離Ｌ＝０．６９λ）とした第１構成例の拡散反射面における反射特性を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１１（ａ）における矢視ｂ方向斜め上からの斜視図である。
【図12】隣接距離係数ｋ＝０．６９５（隣接距離Ｌ＝０．６９５λ）とした第１構成例の拡散反射面における反射特性を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１２（ａ）における矢視ｂ方向斜め上からの斜視図である。
【図14】隣接距離係数ｋ＝０．７０５（隣接距離Ｌ＝０．７０５λ）とした第１構成例の拡散反射面における反射特性を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１４（ａ）における矢視ｂ方向斜め上からの斜視図である。
【図34】隣接距離係数ｋ＝０．７（隣接距離Ｌ＝０．７λ）とした第１構成例の拡散反射面における反射特性を多面的に示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図３４（Ａ）における矢視Ｂ方向からの正面図、（Ｃ）は図３４（Ａ）における矢視Ｃ方向からの右側面図、（Ｄ）は図３４（Ａ）における矢視Ｄ方向からの背面図ある。
【図35】（ａ１）〜（ａ５）は３００ＧＨｚの電波を照射した金属平板の表面に流れる電流の瞬時値を位相０°〜１８０°まで４５°毎に示した電流分布特性である。（ｂ１）〜（ｂ５）は３００ＧＨｚの電波を照射した第１構成例の拡散反射面（ｋ＝０．７）の表面に流れる電流の瞬時値を位相０°〜１８０°まで４５°毎に示した電流分布特性である。（ｃ１）〜（ｃ５）は３００ＧＨｚの電波を照射した第１構成例の拡散反射面（ｋ＝１．０）の表面に流れる電流の瞬時値を位相０°〜１８０°まで４５°毎に示した電流分布特性である。
【図36】（ａ）はタイルドディスプレイの外観図である。（ｂ）は本発明に係る電波反射体を用いて構成するタイルドディスプレイの概略構成図である。
【図37】（ａ）は１ＧＨｚの電波に対応する拡散反射構造を形成した第１構成例の拡散反射面における反射特性図、（ｂ）は１００ＧＨｚの電波に対応する拡散反射構造を形成した第１構成例の拡散反射面における反射特性図、（ｃ）は５００ＧＨｚの電波に対応する拡散反射構造を形成した第１構成例の拡散反射面における反射特性図、（ｄ）は１ＴＨｚの電波に対応する拡散反射構造を形成した第１構成例の拡散反射面における反射特性図である。
【図38】３００ＧＨｚの電波に対応する拡散反射構造を形成した第１構成例の拡散反射面に３００ＧＨｚ前後の周波数の電波を照射したときの反射特性を示すもので、（１）は２９８ＧＨｚの電波を照射したときの反射特性図、（２）は２９９ＧＨｚの電波を照射したときの反射特性図、（３）は３００ＧＨｚの電波を照射したときの反射特性図、（４）は３０１ＧＨｚの電波を照射したときの反射特性図、（５）は３０２ＧＨｚの電波を照射したときの反射特性図である。
【図39】第１構成例の拡散反射面への電波の入射角をθ＝０゜に固定してφを変化させた場合の反射特性を示し、（ａ）はφ＝０゜における反射特性図、（ｂ）はφ＝１５゜における反射特性図、（ｃ）はφ＝３０゜における反射特性図、（ｄ）はφ＝４５゜における反射特性図である。
【図40】第１構成例の拡散反射面への電波の入射角をθ＝２０゜に固定してφを変化させた場合の反射特性を示し、（ａ）はφ＝０゜における反射特性図、（ｂ）はφ＝１５゜における反射特性図、（ｃ）はφ＝３０゜における反射特性図、（ｄ）はφ＝４５゜における反射特性図である。
【図41】第１構成例の拡散反射面への電波の入射角をθ＝４０゜に固定してφを変化させた場合の反射特性を示し、（ａ）はφ＝０゜における反射特性図、（ｂ）はφ＝１５゜における反射特性図、（ｃ）はφ＝３０゜における反射特性図、（ｄ）はφ＝４５゜における反射特性図である。
【図42】第１構成例の拡散反射面への電波の入射角をθ＝６０゜に固定してφを変化させた場合の反射特性を示し、（ａ）はφ＝０゜における反射特性図、（ｂ）はφ＝１５゜における反射特性図、（ｃ）はφ＝３０゜における反射特性図、（ｄ）はφ＝４５゜における反射特性図である。
【図43】第１構成例の拡散反射面への電波の入射角をθ＝８０゜に固定してφを変化させた場合の反射特性を示し、（ａ）はφ＝０゜における反射特性図、（ｂ）はφ＝１５゜における反射特性図、（ｃ）はφ＝３０゜における反射特性図、（ｄ）はφ＝４５゜における反射特性図である。
【図44】第１構成例の拡散反射面に設ける拡散反射構造を変えた改変例を示すもので、（ａ）は拡散反射面の斜視図、（ｂ）は拡散反射面の平面図、（ｃ）は図４４（ｂ）におけるＣ−Ｃ矢視方向の概略縦断面図である。
【図45】図４４に示す改変例の拡散反射面（隣接距離係数ｋ＝０．７）へ３００ＧＨｚの電波をθ＝４０゜，φ＝０゜の向きから照射したときの反射特性を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は図４５（ａ）における矢視ｂ方向斜め上からの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、添付図面に基づいて、本発明に係る電波反射体の実施形態につき詳細に説明する。図１に示すのは、電波反射体を壁紙状の電波反射シート１としたもので、適宜に巻回された反射シートロール１０から引き出して任意のサイズに切断し、拡散反射が望まれる壁面等へ貼り付けて使用するものである。
【0011】
電波反射シート１は、拡散反射面１１が一方の面に形成された適宜な厚さのシート基材１２から成り、このシート基材１２の他方の面には粘着剤等が塗布された糊面１３を形成し、壁体等の表面へ糊面１３を貼り付けると、拡散反射面１１が壁体の表面となる。従って、平坦な側壁だけでなく、天井や円柱状の支柱も拡散反射面１１で覆うことができる。なお、本実施形態で示す電波反射シート１では、拡散反射面１１側に反射面保護シート２を設け、拡散反射面１１の拡散反射構造（後に詳述）を損なわないように保護する。また、糊面１３側には剥離紙３を設けてあり、電波反射シート１を使用するときに剥がして糊面３を露出させる。
【0012】
上記拡散反射面１１は、導電性の薄膜等に拡散反射構造を設けたものである。この拡散反射構造は、平坦な反射基準面１１１に対して、目的とする電波の波長λを直径とした外周縁に連なる曲面（例えば、真球の半球面、円錐台の斜面、円柱の周面など）を有する拡散起生部１１２を複数設けたものである。全ての拡散起生部１１２は、隣接する他の拡散起生部１１２との隣接距離Ｌが等しくなるよう整列配置することが重要であり、且つ、その隣接距離Ｌは、拡散起生部の特性に基づき定めた隣接距離係数ｋと波長λとの積（Ｌ＝ｋλ）で求める。
【0013】
図２には、拡散反射面１１に設ける拡散反射構造の構成例を３種類示す。図２（ａ１）は第１構成例に係る拡散反射面１１Ａの斜視図、図２（ａ２）は第１構成例に係る拡散反射面１１Ａの平面図、図２（ｂ１）は第２構成例に係る拡散反射面１１Ｂの斜視図、図２（ｂ２）は第２構成例に係る拡散反射面１１Ｂの平面図、図２（ｃ１）は第３構成例に係る拡散反射面１１Ｃの斜視図、図２（ｃ２）は第３構成例に係る拡散反射面１１Ｃの平面図である。
【0014】
第１構成例である拡散反射面１１Ａは、目的とする電波の波長λを直径とした半球状の窪みである拡散起生凹部１１２ａと、目的とする電波の波長λを直径とした半球状の起伏である拡散起生凸部１１２ｂとが必ず隣り合うように配置したものであり、反射基準面１１１に対して、拡散起生凹部１１２ａはλ／２窪み、拡散起生凸部１１２ｂはλ／２突出することで、拡散反射面１１Ａは凹凸状となる。この拡散反射面１１Ａは、鋳型となる凹凸が形成された転写ドラムに可撓性の導電性薄膜を圧着して拡散起生凹部１１２ａおよび拡散起生凸部１１２ｂを連続転写することで形成できる。また、導電性樹脂を鋳型に流して硬化させる方法によっても拡散反射面１１Ａを形成できる。
【0015】
第２構成例である拡散反射面１１Ｂは、目的とする電波の波長λを直径とした半球状の窪みである拡散起生凹部１１２ａのみを整列配置したものであり、第３構成例である拡散反射面１１Ｃは、目的とする電波の波長λを直径とした半球状の起伏である拡散起生凸部１１２ｂのみを整列配置したものである。これら拡散反射面１１Ｂ，１１Ｃも上記拡散反射面１１Ａと同様の方法で形成できる。
【0016】
次に、上記のように構成した第１〜第３構成例の拡散反射面１１Ａ〜１１Ｃにおける隣接距離Ｌを変化させたときの反射特性への影響を説明する。以下の反射特性は、三次元電磁界解析シミュレータＦＥＫＯ（ファラッド株式会社製）を用いてシミュレーションしたものである。
【0017】
また、以下の説明においては、便宜上、電波の直進方向をＸ軸（電波到来側を＋、その逆を−）、これに直交するＹ軸（Ｘ軸＋側から−側に向って右手を＋、その逆を−）、Ｘ−Ｙ平面に直交するＺ軸（反射基準面１１１から突出する側を＋）を各々設定し、第１構成例の拡散反射面１１Ａにおいて拡散起生凹部１１２ａが連続して並ぶ向き（拡散起生凸部１１２ｂが連続して並ぶ向きと同じ）の一方がＸ軸となるように電波を照射する。電波が入射する向きは、Ｚ軸＋からＸ軸＋に向う入射角θと、Ｘ軸＋からＹ軸＋に向う方位角φで表す。なお、照射する電波は垂直偏波とし、入射方向にかかわらず電界の向きはＸ−Ｙ平面に直交する面内にある。
【0018】
図３〜図１９に示すのは、照射する電波の周波数（３００ＧＨｚ）に対応させて、拡散起生凹部１１２ａおよび拡散起生凸部１１２ｂの直径λ＝１〔ｍｍ〕とした拡散反射面１１Ａにおいて、隣接距離係数ｋを０〜１の範囲で適宜に変化（隣接距離Ｌを０〜λの範囲で変化）させたときの反射特性である。なお、電波の入射方向は、何れもθ＝４０゜，φ＝０゜である。
【0019】
図３は、隣接距離係数ｋ＝０（隣接距離Ｌ＝０）とし、隣接する拡散起生凹部１１２ａと拡散起生凸部１１２ｂの外縁が接触した構造での反射特性ある。多様な向きに反射しているものの、後方（入射した側）への反射が大きく、理想的な拡散状態とは言えない。なお、この放射特性は、最も強い反射ビームをメインローブとし、このメインローブの５０％以上の強度があるビーム束のみを示し、メインローブの５０％に満たないビーム束についての表示は省略した。以下に示す反射特性図も同様である。また、拡散するビームは、Ｘ軸に対して左右（Ｙ軸＋側と−側とで）対称に現れているが、これは、拡散起生凹部１１２ａもしくは拡散起生凸部１１２ｂが連続して並ぶ向きとＸ軸を一致させたからであると考えられる。
【0020】
図４は、隣接距離係数ｋ＝０．１（隣接距離Ｌ＝０．１λ＝０．１〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合も、後方（入射した側）への反射が大きく、理想的な拡散状態とは言えない。
【0021】
図５は、隣接距離係数ｋ＝０．２（隣接距離Ｌ＝０．２λ＝０．２〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前後の反射に加えて左右両側方へも拡散するが、やはり理想的な拡散状態とは言えない。
【0022】
図６は、隣接距離係数ｋ＝０．３（隣接距離Ｌ＝０．３λ＝０．３〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前方（Ｘ軸−側）への散乱が消えている。
【0023】
図７は、隣接距離係数ｋ＝０．４（隣接距離Ｌ＝０．４λ＝０．４〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前後方向への反射が主となり、側方への反射は弱い。
【0024】
図８は、隣接距離係数ｋ＝０．５（隣接距離Ｌ＝０．５λ＝０．５〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前方への反射のみとなり、拡散反射特性は認められない。
【0025】
図９は、隣接距離係数ｋ＝０．６（隣接距離Ｌ＝０．６λ＝０．６〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合も、前方への反射のみとなり、拡散反射特性は認められない。
【0026】
図１０は、隣接距離係数ｋ＝０．６８（隣接距離Ｌ＝０．６８λ＝０．６８〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前方への反射に加えて側方への反射も現れているが、後方への反射はない。
【0027】
図１１は、隣接距離係数ｋ＝０．６９０（隣接距離Ｌ＝０．６９λ＝０．６９〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前方と側方への反射に加えて後方への反射も現れており、実用に耐え得る拡散放射に近い特性が得られている。
【0028】
図１２は、隣接距離係数ｋ＝０．６９５（隣接距離Ｌ＝０．６９５λ＝０．６９５〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前後左右だけでなく、全周にわたって多様な方向への反射が確認でき、理想に近い拡散放射特性が得られている。
【0029】
図１３は、隣接距離係数ｋ＝０．７００（隣接距離Ｌ＝０．７λ＝０．７〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、理想的な拡散放射特性が得られている。
【0030】
図１４は、隣接距離係数ｋ＝０．７０５（隣接距離Ｌ＝０．７０５λ＝０．７０５〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前方への反射がやや大きいものの、全周にわたって多様な方向への反射が確認でき、理想に近い拡散放射特性が得られている。
【0031】
図１５は、隣接距離係数ｋ＝０．７１（隣接距離Ｌ＝０．７１λ＝０．７１〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0032】
図１６は、隣接距離係数ｋ＝０．７２（隣接距離Ｌ＝０．７２λ＝０．７２〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合も、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0033】
図１７は、隣接距離係数ｋ＝０．８（隣接距離Ｌ＝０．８λ＝０．８〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0034】
図１８は、隣接距離係数ｋ＝０．９（隣接距離Ｌ＝０．９λ＝０．９〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0035】
図１９は、隣接距離係数ｋ＝１．０（隣接距離Ｌ＝λ＝１．０〔ｍｍ〕）とした第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性である。この場合、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0036】
以上のように、第１構成例の拡散反射面１１Ａにおいて隣接距離係数ｋを０〜１の範囲で変化させた場合、ｋ＝０．７のときに理想的な拡散反射特性が得られることが分かる。また、前述した特性結果から、十分な拡散放射特性が得られる隣接距離係数ｋの下限は０．６９５と０．６９の間にあり、十分な拡散放射特性が得られる隣接距離係数ｋの上限は０．７０５と０．７１の間にあることから、第１構成例の拡散反射面１１Ａにおいては、０．６９＜ｋ＜０．７１の範囲内で隣接距離係数ｋを設定することにより、拡散反射構造を実現できる。
【0037】
図２０〜図２６に示すのは、照射する電波の周波数（３００ＧＨｚ）に対応させて、拡散起生凹部１１２ａの直径λ＝１〔ｍｍ〕とした第２構成例の拡散反射面１１Ｂにおいて、隣接距離係数ｋを０．４〜１の範囲で適宜に変化（隣接距離Ｌを０．４〜λの範囲で変化）させたときの反射特性である。なお、電波の入射方向は、何れもθ＝４０゜，φ＝０゜である。
【0038】
図２０は、隣接距離係数ｋ＝０．４（隣接距離Ｌ＝０．４λ＝０．４〔ｍｍ〕）とした第２構成例の拡散反射面１１Ｂにおける反射特性である。この場合、前方への反射が強く、側方や後方への反射も若干確認できるが、実用に耐え得るものではない。
【0039】
図２１は、隣接距離係数ｋ＝０．５（隣接距離Ｌ＝０．５λ＝０．５〔ｍｍ〕）とした第２構成例の拡散反射面１１Ｂにおける反射特性である。この場合、前後左右への拡散が確認でき、理想的とは言えないものの、拡散反射特性が得られている。
【0040】
図２２は、隣接距離係数ｋ＝０．６（隣接距離Ｌ＝０．６λ＝０．６〔ｍｍ〕）とした第２構成例の拡散反射面１１Ｂにおける反射特性である。この場合、前方への反射に比べて側方や後方への反射が弱く、実用に耐え得るものではない。
【0041】
図２３は、隣接距離係数ｋ＝０．７（隣接距離Ｌ＝０．７λ＝０．７〔ｍｍ〕）とした第２構成例の拡散反射面１１Ｂにおける反射特性である。この場合も、前方への反射に比べて側方や後方への反射が弱く、実用に耐え得るものではない。
【0042】
図２４は、隣接距離係数ｋ＝０．８（隣接距離Ｌ＝０．８λ＝０．８〔ｍｍ〕）とした第２構成例の拡散反射面１１Ｂにおける反射特性である。この場合、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0043】
図２５は、隣接距離係数ｋ＝０．９（隣接距離Ｌ＝０．９λ＝０．９〔ｍｍ〕）とした第２構成例の拡散反射面１１Ｂにおける反射特性である。この場合、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0044】
図２６は、隣接距離係数ｋ＝１．０（隣接距離Ｌ＝λ＝１．０〔ｍｍ〕）とした第２構成例の拡散反射面１１Ｂにおける反射特性である。この場合、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0045】
以上のように、第２構成例の拡散反射面１１Ｂにおいて隣接距離係数ｋを０．４〜１の範囲で変化させた場合、ｋ＝０．５のときに拡散反射特性が得られることが分かる。また、前述した各特性結果から、十分な拡散放射特性が得られる隣接距離係数ｋの下限は０．５と０．４の間にあり、十分な拡散放射特性が得られる隣接距離係数ｋの上限は０．５と０．６の間にあることから、第２構成例の拡散反射面１１Ｂにおいては、０．４＜ｋ＜０．６の範囲内で隣接距離係数ｋを設定することにより、拡散反射構造を実現できる。
【0046】
図２７〜図３２に示すのは、照射する電波の周波数（３００ＧＨｚ）に対応させて、拡散起生凸部１１２ｂの直径λ＝１〔ｍｍ〕とした第３構成例の拡散反射面１１Ｃにおいて、隣接距離係数ｋを０．５〜１の範囲で適宜に変化（隣接距離Ｌを０．５〜λの範囲で変化）させたときの反射特性である。なお、電波の入射方向は、何れもθ＝４０゜，φ＝０゜である。
【0047】
図２７は、隣接距離係数ｋ＝０．５（隣接距離Ｌ＝０．５λ＝０．５〔ｍｍ〕）とした第３構成例の拡散反射面１１Ｃにおける反射特性である。この場合、前方への反射が支配的で、多様な方向への拡散反射特性は得られていない。
【0048】
図２８は、隣接距離係数ｋ＝０．６（隣接距離Ｌ＝０．６λ＝０．６〔ｍｍ〕）とした第３構成例の拡散反射面１１Ｃにおける反射特性である。この場合も、前方への反射が支配的で、多様な方向への拡散反射特性は得られていない。
【0049】
図２９は、隣接距離係数ｋ＝０．７（隣接距離Ｌ＝０．７λ＝０．７〔ｍｍ〕）とした第３構成例の拡散反射面１１Ｃにおける反射特性である。この場合、前方への反射に加えて側方への反射が得られているものの、実用的な拡散反射特性であるとは言えない。
【0050】
図３０は、隣接距離係数ｋ＝０．８（隣接距離Ｌ＝０．８λ＝０．８〔ｍｍ〕）とした第３構成例の拡散反射面１１Ｃにおける反射特性である。この場合、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0051】
図３１は、隣接距離係数ｋ＝０．９（隣接距離Ｌ＝０．９λ＝０．９〔ｍｍ〕）とした第３構成例の拡散反射面１１Ｃにおける反射特性である。この場合も、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0052】
図３２は、隣接距離係数ｋ＝１．０（隣接距離Ｌ＝λ＝１．０〔ｍｍ〕）とした第３構成例の拡散反射面１１Ｃにおける反射特性である。この場合も、前方への反射が支配的となり、多様な方向への反射が失われている。
【0053】
以上のように、第３構成例の拡散反射面１１Ｃにおいて隣接距離係数ｋを０．５〜１の範囲で変化させた場合、ｋ＝０．７のときに前方と左右への反射が得られることが分かる。また、前述した各特性結果から、第３構成例の拡散反射面１１Ｃにおいては、０．６＜ｋ＜０．８の間に、拡散反射特性の得られる隣接距離係数ｋがあると考えられる。
【0054】
ここで、本発明のような拡散反射構造を設けていない平坦な金属面に対して、３００ＧＨｚの電波をθ＝４０゜，φ＝０゜の方向から入射させたときの反射特性を図３３に示す。本図より明らかなように、本発明のような拡散反射構造がないと、単に鏡面反射するだけであり、拡散反射構造の有用性が理解できよう。
【0055】
また、第１〜第３構成例の拡散反射面１１Ａ〜１１Ｃの中では、拡散起生凹部１１２ａと拡散起生凸部１１２ｂとが必ず隣り合うように配置した第１構成例の拡散反射面１１Ａにおいて、隣接距離係数ｋを０．７としたとき、理想的な拡散反射特性が得られた。このときの反射特性の立体形状を図３４に示す。図３４において、（Ａ）は拡散反射面１１Ａの平面であり、その矢視方向Ｂ（電波の入射側であるＸ軸の＋側）から見た正面の反射特性が図３４（Ｂ）であり、矢視方向Ｃ（Ｙ軸の＋側）から見た右側面の反射特性が図３４（Ｃ）であり、矢視方向Ｄ（Ｘ軸の−側）から見た背面の反射特性が図３４（Ｄ）である。なお、左側面の反射特性は右側面の反射特性と対象形状となっているので、図示を省略した。
【0056】
そして、第１構成例の拡散反射面１１Ａで隣接距離係数ｋを０．７としたときに理想的な反射特性が得られるのは、単に凹凸が反射面にあるからではなく、目的とする電波の波長λに適合するサイズの拡散起生凹部１１２ａおよび拡散起生凸部１１２ｂを形成することと併せて、目的とする電波の波長λに適合する隣接距離Ｌに設定することにより、はじめて良好な拡散反射特性が得られるのである。以下、図３５に基づいて、拡散反射が生じる原理について考察する。
【0057】
図３５（ａ１）〜（ａ５）は、θ＝４０゜，φ＝０゜の方向から３００ＧＨｚの電波を照射した金属平板の表面に流れる電流の瞬時値を位相０°〜１８０°まで４５°毎に示した電流分布特性である。黒に近いほど電流値が大きく、白に近いほど電流値が小さい状態を表している。凸凹がない平面の場合、強弱の模様が、電波の到来方向（Ｘ軸の＋側）に直交するＹ軸に沿って一直線に並んでおり、位相が０゜から１８０゜まで進むに従って、Ｘ軸＋側から−側（図３５紙面に向って左から右）に流れてゆく。このため、Ｘ軸＋方向（図の左の方向）から到来した電波は、金属平面で散乱することはなく、Ｘ軸−方向（図の右の方向）にだけ反射する鏡面反射を生じる。
【0058】
図３５（ｂ１）〜（ｂ５）はθ＝４０゜，φ＝０゜の方向から３００ＧＨｚの電波を照射した第１構成例の拡散反射面（λ＝１．０〔ｍｍ〕、ｋ＝０．７、Ｌ＝０．７〔ｍｍ〕）の表面に流れる電流の瞬時値を位相０°〜１８０°まで４５°毎に示した電流分布特性である。このｋ＝０．７の拡散反射面では、電流の強弱分布はＹ軸方向に整っておらず、位相が０゜から１８０゜まで進むに従って、Ｘ軸＋側から−側（図３５紙面に向って左から右）への単純な流れとならずに、拡散起生凹部１１２ａと拡散起生凹部１１２ａとの間、拡散起生凸部１１２ｂと拡散起生凸部１１２ｂとの間、拡散起生凹部１１２ａと拡散起生凸部１１２ｂとの間に強い電流が流れる複雑な変化となっており、これが多様な方向への反射要因になっているものと考えられる。
【0059】
図３５（ｃ１）〜（ｃ５）はθ＝４０゜，φ＝０゜の方向から３００ＧＨｚの電波を照射した第１構成例の拡散反射面（λ＝１．０〔ｍｍ〕、ｋ＝１．０、Ｌ＝１．０〔ｍｍ〕）の表面に流れる電流の瞬時値を位相０°〜１８０°まで４５°毎に示した電流分布特性である。このｋ＝１．０の拡散反射面では、拡散起生凹部１１２ａと拡散起生凸部１１２ｂが存在するために、前述した金属平板の場合と多少の違いはあるが、基本的に強弱の模様がＹ軸方向に揃った電流分布を示しており、Ｘ軸−方向に流れていくのが分かる。したがって、ｋ＝１．０の拡散反射面においても、Ｘ軸＋方向（図の左の方向）から到来した電波は、拡散せずに、Ｘ軸−方向（図の右の方向）にだけ反射する。
【0060】
以上のように、目的とする電波の波長λに適合するサイズの拡散起生凹部１１２ａおよび拡散起生凸部１１２ｂを形成することと併せて、目的とする電波の波長λに適合する隣接距離Ｌに設定することにより、拡散起生凹部１１２ａと拡散起生凹部１１２ａとの間、拡散起生凸部１１２ｂと拡散起生凸部１１２ｂとの間、拡散起生凹部１１２ａと拡散起生凸部１１２ｂとの間に共振を起こし、多様な定在波を発生させ、拡散反射を実現できるものと考える。
【0061】
本発明に係る電波反射体は、直進性の高い波長帯の電波を多様な方向へ振り分けて受信装置へ到達させる用途に有効である。例えば、複数のディスプレイを格子状に配置して一つの高解像度ディスプレイを構築するタイルドディスプレイに適用することができる。
【0062】
図３６（ａ）は、既存のタイルドディスプレイ５を示し、空港の電子案内板や、各種イベント、大型商業施設で広く用いられている。このようなタイルドディスプレイ５は、適宜な大きさの筐体５１の前面側に複数のディスプレイ５２，５２…をタイル状に配置してあり、筐体５１の目立たない側面等には内部へ人が出入りできるドア５３が設けてある。
【0063】
通常、タイルドディスプレイ５は、複数のディスプレイ５２に映し出される映像同士の連携を保ちながら使用されるため、単純には、１台のディスプレイ５２に対して１台の映像出力用コンピュータが接続されることとなり、さらに、これらの映像出力用コンピュータを束ねる役目の統括コンピュータが必要である。すなわち、ｎ台のディスプレイ１２から構成されるタイルドディスプレイ５には、ｎ＋１台のコンピュータと映像ケーブルが接続されており、ディスプレイ５２の裏面側には、少なくとも、ｎ＋１本の配線が混雑している。このため、タイルドディスプレイ５の設置や保守を煩雑になってしまうし、整列配置したディスプレイ５２の背面側に必要十分な作業スペース（筐体５１の内部空間）を用意しなければならないのである。
【0064】
そこで、本発明に係る電波反射体をタイルドディスプレイ５の筐体５１内部の側壁・天井・床に適用し、各ディスプレイ５２への映像データ伝送をワイヤレス化するのである。
【0065】
例えば、図３６（ｂ）に示すように、タイルドディスプレイ５の筐体５１の内部作業室の三側壁（ディスプレイ５２が配置される前面側を除く）、天井、必要によっては床面に、前述した電波反射シート１を貼設し、映像出力用コンピュータ６ａ〜６ｄからの映像データ信号を送信装置７から高周波帯の電波で送信させ、電波反射シート１の拡散反射面１１に照射された映像データ信号は拡散し、ディスプレイ５２が配置されている前面側へ広範囲に届くので、各映像出力用コンピュータ６ａ〜６ｄに対応したディスプレイ５２ａ〜５２ｄは全て送信装置７からの電波を受信することができ、各ディスプレイ５２ａ〜５２ｄは自分用の映像データに基づき、表示動作を行うのである。
【0066】
このように、本発明の電波反射シート１を用いれば、ケーブルを用いた煩雑な配線を廃して、各映像出力用コンピュータ６ａと各ディスプレイ５２ａ〜５２ｄを無線によって接続することができ、ディスプレイ５２ａ〜５２ｄの背面側に作業用の空間を設ける必要が無いので、タイルドディスプレイ５としての奥行を減らすことができ、タイルドディスプレイ５を導入するイベント会場や大型施設で、展示スペースを有効活用することが可能となる。
【0067】
なお、ディスプレイ５２ａ〜５２ｄの背面側へ反射される電波の分布を電波反射シート１によって必ずしも一様にできるものではないが、各ディスプレイ５２ａ〜５２ｄに取り付けられた各アンテナに必要最低限の受信強度で電波が行き渡るように調整できれば、多重反射波の除去などデジタル処理技術で如何様にも解決できる。また、１本の送信アンテナで全域をカバーできないときは、２本以上の送信アンテナを空間的に隔てて設け、電波反射シート１への照射位置を調整することで、送信対象のアンテナが散在する全域をカバーするようにしても良い。
【0068】
また、本発明に係る電波反射体は、どこへでも貼り付けて使える壁紙状の電波反射シート１に限定されるものではない。例えば、剛性の高い板材等の表面に拡散反射構造を形成することで電波反射板としたり、既設の構造物の壁体表面に導電性樹脂等を吹き付けた後に拡散反射構造の雌型となるシートを当着して拡散反射構造を転写することで既設の構造物を電波反射体とするようにしても良い。このように、電波反射体の拡散反射構造は、曲面にも適用できるが、その場合、拡散起生部が形成される反射面が、目的とする電波の波長λに対して、平坦と看做し得る程度の曲面であることが望ましい。
【0069】
次に、本発明の電波反射体を適用可能な周波数帯について説明する。図３７（ａ）は１ＧＨｚの電波（入射方向はθ＝４０゜，φ＝０゜）に対応する拡散反射構造（λ＝３００〔ｍｍ〕、Ｌ＝２１０〔ｍｍ〕）を形成した第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性であり、理想的な拡散反射を実現できていることがわかる。図３７（ｂ）は１００ＧＨｚの電波（入射方向はθ＝４０゜，φ＝０゜）に対応する拡散反射構造（λ＝３〔ｍｍ〕、Ｌ＝２．１〔ｍｍ〕）を形成した第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性であり、理想的な拡散反射を実現できていることがわかる。図３７（ｃ）は５００ＧＨｚの電波（入射方向はθ＝４０゜，φ＝０゜）に対応する拡散反射構造（λ＝０．６〔ｍｍ〕、Ｌ＝０．４２〔ｍｍ〕）を形成した第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性であり、理想的な拡散反射を実現できていることがわかる。図３７（ｄ）は１ＴＨｚの電波（入射方向はθ＝４０゜，φ＝０゜）に対応する拡散反射構造（λ＝０．０３〔ｍｍ〕、Ｌ＝０．０２１〔ｍｍ〕）を形成した第１構成例の拡散反射面１１Ａにおける反射特性であり、理想的な拡散反射を実現できていることがわかる。
【0070】
このように、本発明の電波反射体は、直進性の高い周波数帯域（例えば、１ＧＨｚ〜１０ＴＨｚ）に対応できることが分かる。これは、電波反射体の拡散反射構造（拡散起生部の外周直径および整列配置の隣接距離）が、目的とする電波の波長λを基準として形成されるものであるからと考えられる。
【0071】
次に、３００ＧＨｚの電波（入射方向はθ＝４０゜，φ＝０゜）に対応する拡散反射構造（λ＝１〔ｍｍ〕、Ｌ＝０．７〔ｍｍ〕）を形成した第１構成例の拡散反射面１１Ａに対して、目的外の周波数の電波を照射したときの反射特性について説明する。図３８（１）は２９８ＧＨｚの電波を照射したときの反射特性であり、ある程度の拡散反射効果は認められるものの、あまり良好な状態ではない。図３８（２）は２９９ＧＨｚの電波を照射したときの反射特性であり、理想的とは言いがたいが、十分な拡散反射効果が認められる。図３８（３）は３００ＧＨｚの電波を照射したときの反射特性であり、理想的な反射特性が得られている。図３８（４）は３０１ＧＨｚの電波を照射したときの反射特性であり、理想的とは言いがたいが、十分な拡散反射効果が認められる。図３８（５）は３０２ＧＨｚの電波を照射したときの反射特性であり、拡散反射効果はほとんど失われている。
【0072】
このように、本発明の電波反射体は、目的とする電波の周波数に対応させて拡散反射構造を形成することが重要であり、目的外の周波数に対しては、十分な拡散反射効果を得ることができないと考えられる。例えば、３００ＧＨｚの電波に対応させた拡散反射面１１Ａでは、３００ＧＨｚ±１ＧＨｚ程度の範囲で拡散反射効果が見られる程度である。
【0074】
図３９は、第１構成例の拡散反射面１１Ａへの電波の入射角をθ＝０゜に固定して、方位角φを変化させた場合の反射特性を示す。なお、θ＝０゜では、拡散反射面１１に垂直（Ｚ軸に平行）であるから、方位角φの変化は、入射電波（垂直偏波）の電界の向きの変化を示す。図３９（ａ）はφ＝０゜における反射特性、図３９（ｂ）はφ＝１５゜における反射特性、図３９（ｃ）はφ＝３０゜における反射特性、図３９（ｄ）はφ＝４５゜における反射特性を各々示す。何れの場合も、鏡面反射が強く、拡散反射効果が得られているとは言い難い。
【0075】
図４０は、第１構成例の拡散反射面１１Ａへの電波の入射角をθ＝２０゜に固定して、方位角φを変化させた場合の反射特性を示す。図４０（ａ）はφ＝０゜における反射特性、図４０（ｂ）はφ＝１５゜における反射特性、図４０（ｃ）はφ＝３０゜における反射特性、図４０（ｄ）はφ＝４５゜における反射特性を各々示す。何れの場合も、鏡面反射が強く、拡散反射効果が得られているとは言い難い。
【0076】
図４１は、第１構成例の拡散反射面１１Ａへの電波の入射角をθ＝４０゜に固定して、方位角φを変化させた場合の反射特性を示す。図４１（ａ）はφ＝０゜における反射特性を示し、理想的な拡散反射効果が得られている。図４１（ｂ）はφ＝１５゜における反射特性、図４１（ｃ）はφ＝３０゜における反射特性、図４１（ｄ）はφ＝４５゜における反射特性を各々示し、これらでは良好な拡散反射効果が得られていない。
【0077】
図４２は、第１構成例の拡散反射面１１Ａへの電波の入射角をθ＝６０゜に固定して、方位角φを変化させた場合の反射特性を示す。図４２（ａ）はφ＝０゜における反射特性を示し、拡散反射効果は得られているものの、電波入射側への反射が乏しく、理想的とは言い難い。図４２（ｂ）はφ＝１５゜における反射特性を示し、反射方向に偏りはあるものの良好な拡散反射効果が得られている。図４２（ｃ）はφ＝３０゜における反射特性を示し、あまり良好な拡散反射効果が得られているとは言えない。図４２（ｄ）はφ＝４５゜における反射特性を示し、理想的な拡散反射効果が得られている。
【0078】
図４３は、第１構成例の拡散反射面１１Ａへの電波の入射角をθ＝８０゜に固定して、方位角φを変化させた場合の反射特性を示す。図４３（ａ）はφ＝０゜における反射特性、図４３（ｂ）はφ＝１５゜における反射特性、図４３（ｃ）はφ＝３０゜における反射特性、図４３（ｄ）はφ＝４５゜における反射特性を各々示し、何れの方位角でも、理想的な拡散反射効果を得られている。
【0079】
以上のように、拡散反射面１１Ａへの入射方向を変えることによって、拡散反射特性が変化し、良好な拡散反射効果が得られる場合や、拡散反射効果が損なわれる場合もあるので、送信対象のアンテナが散在する範囲をカバーするように送信アンテナの配置を適切に調整することが重要である。また、拡散反射面１１Ａへ浅い角度で電波が照射される場合（例えば、入射角度が６０度以上の場合）に、理想的な拡散反射効果を得られ易いと考えられる。
【0080】
次に、拡散反射構造の他の例を示す。上述した拡散反射面１１Ａでは、目的とする電波の波長λを直径とした半球状の窪みである拡散起生凹部１１２ａと、目的とする電波の波長λを直径とした半球状の起伏である拡散起生凸部１１２ｂとが必ず隣り合うように配置したものであったが、拡散起生部は、必ずしも半球面の拡散起生凹部１１２ａと拡散起生凸部１１２ｂに限定されるものではない。
【0081】
図４４は、拡散反射面１１Ａに設ける拡散反射構造を変えた改変例である拡散反射面１１Ａ′を示す。この拡散反射面１１Ａ′においては、円錐台の窪みである拡散起生凹部１１２ａ′と円錐台の起伏である拡散起生凸部１１２ｂ′とが必ず隣り合うように配置したものである。拡散起生凹部１１２ａ′および拡散起生凸部１１２ｂ′を形作る円錐台は、目的とする電波の波長λを直径とする円を下底、０．８λを直径とする円を上底、高さをλ／２とするもので、目的とする電波の波長λを直径とした外周縁に連なる曲面は、下底に連なる斜面に相当する。
【0082】
図４５〜図４７に示すのは、照射する電波の周波数（３００ＧＨｚ）に対応させて、拡散起生凹部１１２ａ′および拡散起生凸部１１２ｂ′を形成し、隣接距離係数ｋ＝０．７（隣接距離Ｌ＝０．７〔ｍｍ〕）とした拡散反射面１１Ａ′において、電波の入射方向を変化させたときの反射特性である。
【0083】
図４５は、拡散反射面１１Ａ′へθ＝４０゜，φ＝０゜の向きから電波を照射したときの反射特性である。鏡面反射が強く、拡散反射効果が得られているとは言い難い。
【0084】
図４６は、拡散反射面１１Ａ′へθ＝６０゜，φ＝０゜の向きから電波を照射したときの反射特性である。拡散反射効果は得られているものの、電波入射側への反射が乏しく、理想的とは言い難い。
【0085】
図４７は、拡散反射面１１Ａ′へθ＝８０゜，φ＝０゜の向きから電波を照射したときの反射特性である。反射方向に偏りはあるものの良好な拡散反射効果が得られている。
【0086】
このように、拡散反射構造は、半球状の凹凸でなくても実現可能であり、拡散反射面に設ける拡散起生部と拡散起生部との間に共振を起こし、多様な定在波を発生させることができれば、拡散反射を実現できる。
【0087】
以上、本発明に係る電波反射体を実施形態に基づき説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りにおいて実現可能な全ての電波反射体を権利範囲として包摂するものである。
【符号の説明】
【0088】
１ 電波反射シート１１ 拡散反射面
１１１ 反射基準面
１１２ 拡散起生部
１１２ａ 拡散起生凹部
１１２ｂ 拡散起生凸部
１２ シート基材
１３ 糊面
２ 反射面保護シート
３ 剥離紙