特許 6965989 電磁波伝搬制御部材、電磁波伝搬制御構造体、電磁波伝搬制御部材付きサッシ及び窓構造体

(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】6965989

(24)【登録日】2021年10月25日

(45)【発行日】2021年11月10日

(54)【発明の名称】電磁波伝搬制御部材、電磁波伝搬制御構造体、電磁波伝搬制御部材付きサッシ及び窓構造体

(51)【国際特許分類】

   H01Q 17/00 20060101AFI20211028BHJP

   H01Q 19/06 20060101ALI20211028BHJP

   E06B 7/28 20060101ALI20211028BHJP

   H05K 9/00 20060101ALI20211028BHJP

【ＦＩ】

   H01Q17/00

   H01Q19/06

   E06B7/28 B

   H05K9/00 M

【請求項の数】11

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2020-513403(P2020-513403)

(86)(22)【出願日】2019年4月9日

(86)【国際出願番号】JP2019015422

(87)【国際公開番号】WO2019198702

(87)【国際公開日】20191017

【審査請求日】2020年8月24日

(31)【優先権主張番号】特願2018-74884(P2018-74884)

(32)【優先日】2018年4月9日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】特許業務法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三川 賢太郎

【審査官】 岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０３３８５６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００９／０１７２０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−００４１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２３１１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１３４９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２０９６６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｐ １／００−１１／００

Ｈ０１Ｑ １／００−２５／０４

Ｅ０６Ｂ ７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁波が通過する開口の縁に配置され、
前記開口の面に平行な表面と、前記表面に設けられた平坦で複数の帯状の導電体面と、前記開口の法線方向に見て、隣り合う２つの前記帯状の導電体面の間において前記表面から離れる方向に窪む形状を有する溝と、を有し、
前記溝の、前記開口の面に対する垂直方向の深さは、
前記電磁波の波長をλ、前記溝内の比誘電率をεr、0 又は正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記導電体面及び前記溝は前記開口の縁に対して直交方向に延びる、
ことを特徴とする、電磁波伝搬制御部材。

【請求項2】

電磁波が通過する開口の縁に配置され、
前記開口の面に平行な導体面と、当該導体面に対して平行に離れた複数の帯状の導電体面と、を有し、
前記開口の法線方向に見て、隣り合う２つの前記帯状の導電体面の間、かつ、前記開口の法線方向において、前記導体面と前記帯状の導電体面との間に導体が存在しない領域が形成されており、
前記導体面から前記帯状の導電体面までの距離は、
前記電磁波の波長をλ、前記導体面と前記帯状の導電体面との間に介在する部材の比誘電率をεr、0 または正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記帯状の導電体面は前記開口の縁に対して直交方向に延びる、
ことを特徴とする電磁波伝搬制御部材。

【請求項3】

屋内と屋外の境界に開口が位置し、
電磁波が通過する前記開口の縁に配置され、
前記開口の面に平行な表面と、前記表面に設けられた平坦で複数の帯状の導電体面と、前記開口の法線方向に見て、隣り合う２つの前記帯状の導電体面の間において前記表面から離れる方向に窪む形状を有する溝と、を有し、
前記溝の、前記開口の面に対する垂直方向の深さは、
前記電磁波の波長をλ、前記溝内の比誘電率をεr、0 又は正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記導電体面及び前記溝は前記開口の縁に対して平行方向に延び、
前記屋内側に取り付けられる、
ことを特徴とする電磁波伝搬制御部材。

【請求項4】

屋内と屋外の境界に開口が位置し、
電磁波が通過する前記開口の縁に配置され、
前記開口の面に平行な導体面と、当該導体面に対して平行に離れた複数の帯状の導電体面と、を有し、
前記開口の法線方向に見て、隣り合う２つの前記帯状の導電体面の間、かつ、前記開口の法線方向において、前記導体面と前記帯状の導電体面との間に導体が存在しない領域が形成されており、
前記導体面から前記帯状の導電体面までの距離は、
前記電磁波の波長をλ、前記導体面と前記帯状の導電体面との間に介在する部材の比誘電率をεr、0 または正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記帯状の導電体面は前記開口の縁に対して平行方向に延び、
前記屋内側に取り付けられる、
ことを特徴とする電磁波伝搬制御部材。

【請求項5】

屋内と屋外の境界に開口が位置し、
前記開口の面は、上下方向に延びる直線と平行であり、
電磁波が通過する前記開口の縁に配置され、
前記開口の面に平行な表面と、前記表面に設けられた平坦で複数の帯状の導電体面と、前記開口の法線方向に見て、隣り合う２つの前記帯状の導電体面の間において前記表面から離れる方向に窪む形状を有する溝と、を有し、
前記溝の、前記開口の面に対する垂直方向の深さは、
前記電磁波の波長をλ、前記溝内の比誘電率をεr、0 又は正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記導電体面及び前記溝は前記開口の縁に対して平行方向に延び、
前記屋外の前記開口の下側に取り付けられる、
ことを特徴とする電磁波伝搬制御部材。

【請求項6】

屋内と屋外の境界に開口が位置し、
前記開口の面は、上下方向に延びる直線と平行であり、
電磁波が通過する前記開口の縁に配置され、
前記開口の面に平行な導体面と、当該導体面に対して平行に離れた複数の帯状の導電体面と、を有し、
前記開口の法線方向に見て、隣り合う２つの前記帯状の導電体面の間、かつ、前記開口の法線方向において、前記導体面と前記帯状の導電体面との間に導体が存在しない領域が形成されており、
前記導体面から前記帯状の導電体面までの距離は、
前記電磁波の波長をλ、前記導体面と前記帯状の導電体面との間に介在する部材の比誘電率をεr、0 または正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記帯状の導電体は前記開口の縁に対して平行方向に延び、
前記屋外の前記開口の下側に取り付けられる、
ことを特徴とする電磁波伝搬制御部材。

【請求項7】

前記溝の幅は、隣り合う２つの前記導電体面の間の距離で定義され、
前記溝の幅は前記電磁波の波長の１／２以下である、請求項１、３、５のいずれかに記載の電磁波伝搬制御部材。

【請求項8】

前記電磁波は、放送又は通信で用いられる周波数帯の電磁波である、請求項１から７のいずれかに記載の電磁波伝搬制御部材。

【請求項9】

請求項１から８のいずれかに記載の電磁波伝搬制御部材と、
前記開口に形成された、指向性又は指向方向を制御する平面レンズアンテナと、で構成される、電磁波伝搬制御構造体。

【請求項10】

請求項１から８のいずれかに記載の電磁波伝搬制御部材とサッシとで構成され、
前記開口は前記サッシの開口である、電磁波伝搬制御部材付きサッシ。

【請求項11】

請求項１から８のいずれかに記載の電磁波伝搬制御部材とサッシと窓ガラスとで構成され、
前記窓ガラスは、平行に配列されて長さの異なる複数の線状の導体パターンを備え、
前記導体パターンは、これら導体パターンの配列により、前記窓ガラスを透過する前記電磁波の位相を遅らせる量に分布をもたせて、前記電磁波を屈折させる、
窓構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁波の伝搬を制御する電磁波伝搬制御部材、電磁波伝搬制御構造体、それらを備える電磁波伝搬制御部材付きサッシ及び窓構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、住宅やビルに設けられるサッシには、操作性以外に断熱性や遮音性を考慮して設計されたものが多い。

【0003】

例えば特許文献１には２重ガラス窓枠とすることにより、断熱性や遮音性を高めたサッシが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１９６１６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

住宅、ビル、車、電車、船舶等において、窓を介して、屋外にある通信装置と屋内にある通信装置との間で通信を行う場合や、屋外にある放送装置からの電磁波を屋内にある受信装置で受信する場合等で、金属製のサッシで生じる電磁波の回折が問題となることがある。例えば、屋外に設置される基地局を利用する移動通信システムにおいて、その基地局と屋内にある通信端末（携帯電話端末等）との間で通信を行う状況下では、基地局から到来する電磁波がサッシで回折する。

【0006】

図３４は上記回折の作用を示す図である。図３４において、サッシ２は例えばアルミニウム製である。このサッシ２には窓ガラス１がはめ込まれている。屋外の基地局のアンテナ１１と屋内の移動体通信端末のアンテナ１２との間で送受信される電磁波は窓ガラス１を透過する。

【0007】

基地局のアンテナ１１からの電磁波はほぼ平面波であるが、この平面波はサッシ２で回折して広がる。そのため、屋内の移動体通信端末のアンテナ１２が受ける電磁波の強度が弱くなり、通信特性が劣化する場合がある。また、屋内の移動体通信端末のアンテナ１２と屋外の基地局のアンテナ１１とが窓を介して直視できない位置関係にあるとき、通信に寄与する電磁波の強度が弱く、通信特性が劣化する場合がある。

【0008】

上述の問題は、住宅やビルの窓を介する通信に限らず、電磁波が通過する開口を介して通信や放送受信を行う状況で同様に生じる。また、電子機器等において、窓を介して、外側にある通信装置と内側にある通信回路との間で通信を行う場合にも同様に生じる。

【0009】

そこで、本発明の目的は、何らかの窓や、電子機器の電磁波透過部等、電磁波の開口を介して通信や放送受信を行う場合に、開口における電磁波の挙動を適宜制御する電磁波伝搬制御部材、電磁波伝搬制御構造体、それらを備える電磁波伝搬制御部材付きサッシ及び窓構造体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）本開示の一例としての電磁波伝搬制御部材は、電磁波が通過する開口の縁に配置され、前記開口の面に平行な表面と、前記表面に設けられた平坦で帯状の導電体面と、前記表面に設けられ、導電体で定義される溝と、を有する。この溝の、前記開口の面に対する垂直方向の深さは、
前記電磁波の波長をλ、前記溝内の比誘電率をεr、0 又は正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記導電体面及び前記溝は前記開口の縁に対して直交方向に延びる、
ことを特徴とする。

【0011】

上記構成の電磁波伝搬制御部材は、開口の縁で回折してこの電磁波伝搬制御部材に沿って伝搬しようとする電磁波の伝搬を抑制する。このことにより、回折による、通信に寄与しない電磁波の伝搬が抑制され、その結果、通信に寄与する電磁波の強度を向上させることができる。

【0012】

（２）本開示の一例としての電磁波伝搬制御部材は、電磁波が通過する開口の縁に配置され、前記開口の面に平行な導体面と、当該導体面に対して平行に離れた帯状の導電体と、を有する。この導体面から帯状の導電体までの距離は、
電磁波の波長をλ、導体面と帯状の導電体との間に介在する部材の比誘電率をεr、0 または正の整数をNで表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記帯状の導電体は前記開口の縁に対して直交方向に延びる、
ことを特徴とする。

【0013】

上記構成の電磁波伝搬制御部材は、開口の縁で回折してこの電磁波伝搬制御部材に沿って伝搬しようとする電磁波の伝搬を抑制する。このことにより、回折による、通信や放送受信に寄与しない電磁波の伝搬が抑制され、その結果、通信や放送受信に寄与する電磁波の強度を向上させることができる。

【0014】

（３）本開示の一例としての電磁波伝搬制御部材は、電磁波が通過する開口の縁に配置され、前記開口の面に平行な表面と、前記表面に設けられた平坦で帯状の導電体面と、前記表面に設けられ、導電体で定義される溝と、を有する。この溝の、前記開口の面に対する垂直方向の深さは、
前記電磁波の波長をλ、前記溝内の比誘電率をεr、0 又は正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記導電体面及び前記溝は前記開口の縁に対して平行方向に延び、
前記開口を挟んで仕切られる屋内と屋外において、屋内側に取り付けられる、
ことを特徴とする。

【0015】

（４）本開示の一例としての電磁波伝搬制御部材は、電磁波が通過する開口の縁に配置され、前記開口の面に平行な導体面と、当該導体面に対して平行に離れた帯状の導電体と、を有する。この導体面から前記帯状の導電体までの距離は、
前記電磁波の波長をλ、前記導体面と前記帯状の導電体との間に介在する部材の比誘電率をεr、0 または正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記帯状の導電体は前記開口の縁に対して平行方向に延び、
前記開口を挟んで仕切られる屋内と屋外において、屋内側に取り付けられる、
ことを特徴とする。

【0016】

（５）本開示の一例としての電磁波伝搬制御部材は、電磁波が通過する開口の縁に配置され、前記開口の面に平行な表面と、前記表面に設けられた平坦で帯状の導電体面と、前記表面に設けられ、導電体で定義される溝と、を有する。この溝の、前記開口の面に対する垂直方向の深さは、
前記電磁波の波長をλ、前記溝内の比誘電率をεr、0 又は正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記導電体面及び前記溝は前記開口の縁に対して平行方向に延び、
前記開口を挟んで仕切られる屋内と屋外において、屋外の前記開口の下側に取り付けられる、
ことを特徴とする。

【0017】

（６）本開示の一例としての電磁波伝搬制御部材は、電磁波が通過する開口の縁に配置され、前記開口の面に平行な導体面と、当該導体面に対して平行に離れた帯状の導電体と、を有する。この導体面から前記帯状の導電体までの距離は、
前記電磁波の波長をλ、前記導体面と前記帯状の導電体との間に介在する部材の比誘電率をεr、0 または正の整数をN で表すとき、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であり、
前記帯状の導電体は前記開口の縁に対して平行方向に延び、
前記開口を挟んで仕切られる屋内と屋外において、屋外の前記開口の下側に取り付けられる、
ことを特徴とする。

【0018】

（７）本開示の一例としての電磁波伝搬制御部材は、前記溝の幅が電磁波の波長の１／２以下であることが好ましい。このことにより、偏波方向が開口の面に対して平行な電磁波は、間隙を電磁波の伝搬路としてみたときにカットオフ状態となって伝搬されないようになる。

【0019】

（８）上記（１）から（７）のいずれかに記載の電磁波伝搬制御部材において、前記電磁波は、典型的には放送又は通信で用いられる周波数帯の電磁波である。このことにより、電磁波が通過する開口の縁での回折による、通信や放送受信に寄与しない電磁波の伝搬が抑制され、その結果、通信や放送受信に寄与する電磁波の強度を向上させることができる。

【0020】

（９）本開示の電磁波伝搬制御構造体は、上記（１）から（８）のいずれかに記載の電磁波伝搬制御部材と、前記開口に形成された、指向性又は指向方向を制御する平面レンズアンテナと、で構成される。

【0021】

（１０）本開示の電磁波伝搬制御部材付きサッシは、上記（１）から（８）のいずれかに記載の電磁波伝搬制御部材とサッシとで構成される。そして、前記開口はサッシの開口である。

【0022】

上記構成の電磁波伝搬制御部材付きサッシによれば、サッシの開口の縁で回折して電磁波伝搬制御部材に沿って伝搬しようとする電磁波の伝搬が抑制される。このことにより、回折による、通信や放送受信に寄与しない電磁波の伝搬が抑制され、その結果、通信や放送受信に寄与する電磁波の透過性能の高い窓を構成できる。

【0023】

（１１）本開示の窓構造体は、上記（１）から（８）のいずれかに記載の電磁波伝搬制御部材とサッシと窓ガラスとで構成され、窓ガラスは、平行に配列されて長さの異なる複数の線状の導体パターンを備え、導体パターンは、これら導体パターンの配列により、窓ガラスを透過する電磁波の位相を遅らせる量に分布をもたせることで電磁波を屈折させる。

【0024】

上記構成の窓構造体によれば、開口の縁での回折だけでなく、開口で屈折させることで電磁波の伝搬をより大きく制御できる。

【0025】

（１２）本開示の電子機器は、筐体の一部に設けられ、電磁波が通過する開口と、この開口に形成され、電磁波の指向性又は指向方向を制御する平面レンズアンテナと、この平面レンズアンテナを介して電磁波の送信、受信または送受信を行うアンテナと、を備え、前記平面レンズアンテナは、配列された、大きさの異なる複数の導体パターンを備え、前記導体パターンは、これら導体パターンの配列により、前記開口を透過する前記電磁波の位相を遅らせる量に分布をもたせて、前記電磁波を屈折させる。この構成により、平面レンズアンテナで電磁波の指向性又は指向方向が制御される電子機器が得られる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、何らかの窓や、電子機器の電磁波透過部等、電磁波の開口を介して通信や放送受信を行う場合に、開口における電磁波の挙動を適宜制御する電磁波伝搬制御部材、電磁波伝搬制御構造体、それらを備える電磁波伝搬制御部材付きサッシ及び窓構造体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１（Ａ）は第１の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシの正面図である、図１（Ｂ）はこの電磁波伝搬制御部材付きサッシを備える窓の断面図である。

【図2】図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、サッシ２に対する電磁波伝搬制御部材５の取り付け構造を示す正面図である。

【図3】図３は、電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０１の開口（窓ガラス１）を通過する電磁波の波面を示す図である。

【図4】図４は電磁波伝搬制御部材５の正面図及びその右側面図である。

【図5】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、実在する電気導体面ＥＣＳにおける境界条件を示す図である。図５（Ｃ）は、偏波方向（電界の振動方向）が電気導体面ＥＣＳに対して平行な電磁波を示す図である。図５（Ｄ）は、偏波方向（電界の振動方向）が電気導体面ＥＣＳに対して垂直な電磁波を示す図である。

【図6】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、等価的磁気導体面ＭＣＳにおける境界条件を示す図である。図６（Ｃ）は、偏波方向（電界の振動方向）が等価的磁気導体面ＭＣＳに対して平行な電磁波を示す図である。図６（Ｄ）は、偏波方向（電界の振動方向）が等価的磁気導体面ＭＣＳに対して垂直な電磁波を示す図である。

【図7】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、電磁波が進行する方向に対して垂直方向に電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面の斜視図である。

【図8】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、電磁波が進行する方向に対して平行方向に電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面の斜視図である。

【図9】図９は電気導体面によって等価的磁気導体面を形成する例を示す斜視図である。

【図10】図１０は電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された電磁波伝搬制御部材５の部分斜視図である。

【図11】図１１は第２の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材５の部分斜視図である。

【図12】図１２は第２の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材５の正面図及びその右側面図である。

【図13】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、第３の実施形態に係る、サッシ２に対する電磁波伝搬制御部材５の取り付け構造を示す正面図である。

【図14】図１４は第３の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０１の開口（窓ガラス１）を通過する電磁波の波面を示す図である。

【図15】図１５は第４の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材５の部分斜視図である。

【図16】図１６は、第５の実施形態に係る平面レンズアンテナの一つの素子である導体パターン９と、その擬似的伝送線路を示す図である。

【図17】図１７は、電磁波が透過する幾つかの導体について、透過波の周波数と位相との関係を示す図である。

【図18】図１８は、窓ガラス１に形成された導体パターンの例を示す斜視図である。

【図19】図１９は、窓ガラス１に多数の導体パターンを形成した例を示す図である。

【図20】図２０は、窓ガラス１に形成された導体パターンの例を示す斜視図である。

【図21】図２１は、窓ガラス１に多数の導体パターンを形成した例を示す図である。

【図22】図２２は、第６の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０３の正面図及びその概略左側面図である。

【図23】図２３は、第７の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０４の正面図及びその概略左側面図である。

【図24】図２４は、第８の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０５の、屋内側から視た正面図、その概略左側面図及び背面図（屋外側から視た図）である。

【図25】図２５は、第８の実施形態に係る別の電磁波伝搬制御部材付きサッシの、屋内側から視た正面図及び背面図（屋外側から視た図）である。

【図26】図２６は、面全体が電気導体面ＥＣＳとして作用する電磁波伝搬制御部材の部分斜視図である。

【図27】図２７は、第９の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０６の、屋内側から視た正面図、その概略左側面図及び背面図（屋外側から視た図）である。

【図28】図２８は、第９の実施形態に係る別の電磁波伝搬制御部材付きサッシの、屋内側から視た正面図及び背面図（屋外側から視た図）である。

【図29】図２９は、第１０の実施形態に係る電子機器１２１の平面図及びそのＸ−Ｘ部分での断面図である。

【図30】図３０は、第１１の実施形態に係る電子機器１２２の平面図である。

【図31】図３１は、第１１の実施形態に係る別の電子機器１２３の平面図である。

【図32】図３２は、第１１の実施形態に係るさらに別の電子機器１２４の平面図である。

【図33】図３３は、各実施形態に係る電磁波伝搬制御部材、電磁波伝搬制御部材付きサッシ及び窓構造体において、制御対象とする電磁波の周波数帯を示す図である。

【図34】図３４は、サッシで生じる電磁波の回折の作用を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、実施形態を便宜上分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせは可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

【0029】

以降に示す実施形態に係る電磁波伝搬制御部材、電磁波伝搬制御部材付きサッシ及び窓構造体で、制御対象とする電磁波の周波数帯は、例えば図３３に示すとおりである。図３３においては電磁波の用途と、利用する周波数帯を表している。ただし、周波数帯が複数あって、且つ近接する場合にはまとめて表している。

【0030】

《第１の実施形態》
第１の実施形態では、主にUHF帯(λ=0.1m〜10m)で用いる携帯電話のセルラー通信向けの電波（電磁波）を通過させやすくすることを目的とした窓について説明する。

【0031】

図１（Ａ）は第１の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０１の正面図である、図１（Ｂ）はこの伝搬制御部材付きサッシを備える窓の断面図である。

【0032】

本実施形態において、窓構造体１１１は窓ガラスが嵌め込まれたサッシ２とこのサッシ２が装着されたサッシ枠３とで構成される。サッシ２と、後に詳述する電磁波伝搬制御部材５とで電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０１が構成されている。

【0033】

図１（Ａ）は図１（Ｂ）に示す窓構造体１１１のうち、サッシ２を屋内側から視た正面図である。図１（Ｂ）に示すように、サッシ２はサッシ枠３に対してスライド自在に、又は固定状態に、装着されている。サッシ枠３は壁６に取り付けられている。図１（Ｂ）においては、木製の窓枠４も表している。

【0034】

図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、サッシ２に対する電磁波伝搬制御部材５の取り付け構造を示す正面図である。図２（Ａ）の例では、サッシ２の窓ガラス１が嵌め込まれた箇所（以降、「サッシ２の開口」という。）の縁である四辺に４つの電磁波伝搬制御部材５が貼付されている。図２（Ｂ）の例では、サッシ２の開口の縁に沿って電磁波伝搬制御部材５が周回するように取り付けられている。

【0035】

次に、電磁波伝搬制御部材５の詳細な構成とその作用について説明する。

【0036】

図３は、電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０１の開口（窓ガラス１）を通過する電磁波の波面を示す図である。サッシ２の屋内側の面に電磁波伝搬制御部材５が設けられている。屋外の基地局のアンテナ１１と屋内の移動体通信端末のアンテナ１２との間で送受信される電磁波は窓ガラス１を透過する。この状態で、図３４に示したような電磁波の回折が電磁波伝搬制御部材５によって抑制される。

【0037】

図４は上記電磁波伝搬制御部材５の正面図及びその右側面図である。この電磁波伝搬制御部材５は、導体面５１と複数の導体壁５２とによる、導電性の複数の溝Ｇを有する。これら溝Ｇの内部には誘電体部材５３が設けられている。

【0038】

前記溝Ｇの、開口の面に対して垂直方向（法線方向）の深さ（図４中に示す座標軸で−Ｔ方向）Dと、溝Ｇの幅Wの条件については後に述べる。また、電磁波伝搬制御部材５の材料や製造方法についても後に述べる。

【0039】

図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、実在する電気導体面ＥＣＳにおける境界条件を示す図である。電界及び磁界は物性による境界条件を受けるので、電磁波についても境界条件を受ける。電気導体面における境界条件は、
電界：電気導体面ＥＣＳに平行な成分は０
磁界：電気導体面ＥＣＳに垂直な成分は０
である。

【0040】

図５（Ａ）に示す実線矢印で示す電界Ｅは、電界の、電気導体面ＥＣＳに対する垂直方向の成分であり、これは存在できる。また、破線矢印で示す電界Ｅは、電界の、電気導体面ＥＣＳに対する平行方向の成分であり、存在できない。

【0041】

一方、図５（Ｂ）に示す実線矢印で示す磁界Ｈは、磁界の、電気導体面ＥＣＳに対する平行方向の成分であり、これは存在できる。また、破線矢印で示す磁界Ｈは、磁界の、電気導体面ＥＣＳに対する垂直方向の成分であり、存在できない。

【0042】

図５（Ｃ）は、偏波方向（電界の振動方向）が電気導体面ＥＣＳに対して平行な電磁波を示す図である。ここでポインティングベクトルをＳで表している。この電磁波の電界Ｅは電気導体面ＥＣＳに対して平行な方向であり、磁界Ｈは電気導体面ＥＣＳに対して垂直な方向であるので、この偏波方向の電磁波は伝搬できない。

【0043】

一方、図５（Ｄ）は、偏波方向（電界の振動方向）が電気導体面ＥＣＳに対して垂直な電磁波を示す図である。ここでポインティングベクトルをＳで表している。この電磁波の電界Ｅは電気導体面ＥＣＳに対して垂直な方向であり、磁界Ｈは電気導体面ＥＣＳに対して平行な方向であるので、この偏波方向の電磁波は伝搬する。

【0044】

次に、仮想的な磁気導体面を考えるため、マクスウェル方程式における双対性から、仮想の磁気導体面について以下の境界条件を与える。つまり、仮想の磁気導体面における境界条件は、
磁界：磁気導体面に平行な成分は０
電界：磁気導体面に垂直な成分は０
である。

【0045】

図６（Ａ）に示す実線矢印で示す磁界Ｈは、磁界の、等価的磁気導体面ＭＣＳに対する垂直方向の成分を示す図である。この成分は存在できる。また、破線矢印で示す磁界Ｈは、磁界の、等価的磁気導体面ＭＣＳに対する平行方向の成分を示す図である。この成分は存在できない。

【0046】

一方、図６（Ｂ）に示す実線矢印で示す電界Ｅは、電界の、等価的磁気導体面ＭＣＳに対する平行方向の成分であり、これは存在できる。また、破線矢印で示す電界Ｅは、電界の、等価的磁気導体面ＭＣＳに対する垂直方向の成分であり、存在できない。

【0047】

図６（Ｃ）は、偏波方向（電界の振動方向）が等価的磁気導体面ＭＣＳに対して平行な電磁波を示す図である。ここでポインティングベクトルをＳで表している。この電磁波の電界Ｅは等価的磁気導体面ＭＣＳに対して平行な方向であり、磁界Ｈは等価的磁気導体面ＭＣＳに対して垂直な方向であるので、この偏波方向の電磁波は伝搬する。

【0048】

一方、図６（Ｄ）は、偏波方向（電界の振動方向）が等価的磁気導体面ＭＣＳに対して垂直な電磁波を示す図である。ここでポインティングベクトルをＳで表している。この電磁波の電界Ｅは等価的磁気導体面ＭＣＳに対して垂直な方向であり、磁界Ｈは等価的磁気導体面ＭＣＳに対して平行な方向であるので、この偏波方向の電磁波は伝搬できない。

【0049】

次に、電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面を考える。

【0050】

図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、電磁波が進行する方向に対して垂直方向に電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面の斜視図である。

【0051】

偏波方向が電気導体面ＥＣＳ及び等価的磁気導体面ＭＣＳに対して垂直な電磁波は、図７（Ａ）に示すように、等価的磁気導体面ＭＣＳで伝搬を妨げられる。また、偏波方向が電気導体面ＥＣＳ及び等価的磁気導体面ＭＣＳに対して平行な電磁波は、図７（Ｂ）に示すように、電気導体面ＥＣＳで伝搬が妨げられる。つまり、電磁波が進行する方向に対して垂直方向に電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面は電磁波が伝搬できない面である。以降この面を”Soft Surface” と言う。

【0052】

図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、電磁波が進行する方向に対して平行方向に電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面の斜視図である。

【0053】

偏波方向が電気導体面ＥＣＳ及び等価的磁気導体面ＭＣＳに対して平行な電磁波は、図８（Ａ）に示すように、電気導体面ＥＣＳで伝搬できる。また、偏波方向が電気導体面ＥＣＳ及び等価的磁気導体面ＭＣＳに対して平行な電磁波は、図８（Ｂ）に示すように、等価的磁気導体面ＭＣＳで伝搬できる。つまり、電磁波が進行する方向に対して平行方向に電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面は電磁波が伝搬する面である。以降、この面を”Hard Surface” と言う。

【0054】

次に、上記等価的磁気導体面ＭＣＳを、実在する物質で構成するための構造の例を示す。

【0055】

電気導体面に垂直に入射する電磁波について、電気導体面では、電界は制約を受ける（電界０）（固定端反射）。また、磁界は制約を受けない（自由端反射）。つまり、電気導体面において、電界強度は０、磁界の振幅は最大である。電気導体面から所定距離離れた位置においては、その距離に応じて位相に差が生じるので、電気導体面から１／４波長分離れた位置においては、電界の振幅は最大、磁界強度は０である。

【0056】

図９は、電気導体面ＥＣＳによって等価的磁気導体面ＭＣＳを形成する例を示す斜視図である。電気導体面ＥＣＳでは、電界強度は０、磁界の振幅は最大である。そのため、電気導体面ＥＣＳから垂直方向に１／４波長分離れた位置では、電界の振幅は最大、磁界強度は０となる。つまり、電気導体面から垂直方向に１／４波長分離れた位置の面は等価的磁気導体面ＭＣＳである。

【0057】

図１０は上記電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された電磁波伝搬制御部材５の部分斜視図である。電磁波伝搬制御部材５は、導体面５１の上に複数の導体壁５２が配列されたものである。導体壁５２とそれに隣接する導体壁５２との間に溝Ｇが形成されている。導体壁５２の上面は電気導体面ＥＣＳとして作用する。溝Ｇの深さ（導体壁５２の高さ）Dは、伝搬を制御しようとする電磁波の波長λの１／４である。ただし、溝Ｇの比誘電率εrが１以上であれば、誘電体による波長短縮効果を考慮して、溝Ｇの深さＤはλ／4√εrであればよい。さらに、１／２波長の整数バイアスがあっても同様に作用するので、溝Ｇの深さＤは(λ／√εr) ( 1 / 4 + N / 2 )であればよい。ここで、Nは0または正の整数である。つまり電気長で１／４であればよい。また、さらに、±1 / 8 波長分の許容範囲を考慮すると、結局、溝Ｇの深さ（導体壁５２の高さ）Dは、
(λ / √εr ) ( 1 / 8 + N / 2 ) 以上、
且つ(λ / √εr ) ( 3 / 8 + N / 2 ) 以下であればよい。

【0058】

言い換えると、溝Ｇの形状や溝Ｇ内部の物性により溝内部の電磁波の波長が変動したとしても、その変動した波長をλgとしたとき、λg( 1 / 4 + N / 2 )であればよい。つまり、溝Ｇの開口面において溝Ｇ内部を視たときに、電磁波の入射波と反射波の位相差が2Zπあればよい（Zは整数）。また、さらに、±π/ 2分の許容範囲を考慮すると、結局、溝Ｇの開口面において溝Ｇ内部を視たときに、電磁波の入射波と反射波の位相差は、
(2Z - 1 / 2)π以上、
且つ(2Z + 1 / 2)π以下であればよい。

【0059】

したがって、導体壁５２の上面と、これに隣接する導体壁５２の上面との間（溝Ｇの開口面）は等価的磁気導体面ＭＣＳとして作用する。したがって、この電磁波伝搬制御部材５は、導体壁５２に沿った方向（Ｒ方向）を伝搬する電磁波に対しては”Hard Surface” として作用し、導体壁５２の交差方向（Ｓ方向）を伝搬する電磁波に対しては”Soft Surface” として作用する。

【0060】

電磁波伝搬制御部材５を”Soft Surface” として使用する場合、溝Ｇの幅Wgは伝搬を阻止しようとする電磁波の波長λの１／２以下とする。このことによって、偏波方向が電気導体面ＥＣＳ及び等価的磁気導体面ＭＣＳに対して平行な電磁波は、溝Ｇを電磁波の伝搬路としてみたときにカットオフ状態となって伝搬しない。このように、偏波方向が電気導体面ＥＣＳ及び等価的磁気導体面ＭＣＳに対して平行な電磁波が溝Ｇ内に伝搬しないことにより、この電磁波にとっては等価的磁気導体面ＭＣＳの影響が視えなくなり、電気導体面ＥＣＳの影響のみ視えるため、この電磁波は伝搬しにくくなる。

【0061】

また、電磁波伝搬制御部材５を”Hard Surface” として使用する場合、溝Ｇの幅Wgは、伝搬させようとする電磁波の波長λの１／２以下とする。これは、溝Ｇが、偏波方向が電気導体面ＥＣＳ及び等価的磁気導体面ＭＣＳに対して垂直な電磁波をカットオフさせるためである。これにより、偏波方向が電気導体面ＥＣＳ及び等価的磁気導体面ＭＣＳに対して垂直な電磁波が溝Ｇ内に伝搬しないことにより、この電磁波にとっては等価的磁気導体面ＭＣＳの影響が視えなくなり、電気導体面ＥＣＳの影響のみ視えるため、この電磁波は伝搬しやすくなる。

【0062】

電磁波伝搬制御部材５を”Hard Surface” として使用する場合、導体壁５２に沿って伝搬する電磁波の偏波方向が”Hard Surface” に対して垂直方向であれば、この電磁波は導体壁５２の上面に沿って伝搬するので、一定の幅に占める割合で、導体壁５２の幅Ｗ５２が溝Ｇの幅Ｗｇよりも大きい程、伝搬効率は高い。逆に、電磁波の偏波方向が”Hard Surface” に対して平行方向であれば、この電磁波は溝Ｇを伝搬するので、一定の幅に占める割合で、溝Ｇの幅Ｗｇが導体壁５２の幅Ｗ５２よりも大きい程、伝搬効率は高い。したがって、電磁波伝搬制御部材５を”Hard Surface” として使用する場合において、導体壁５２の幅Ｗ５２と溝Ｇの幅Ｗｇとの比率を定めることで、偏波方向に応じた選択性をもたせることができる。

【0063】

図４に示した電磁波伝搬制御部材５において、導体面５１及び導体壁５２は図１０に示した導体面５１及び導体壁５２にそれぞれ対応する。図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示したように、サッシ２の開口の縁に対して直交方向が”Soft Surface” となるように、電磁波伝搬制御部材５をサッシ２の開口の縁に沿って設けることによって、サッシ２の開口の縁での回折が抑制される。その分、開口を直進する電磁波の強度が高められる。

【0064】

図４に示した電磁波伝搬制御部材５の製造方法には幾つかあるが、その一つとして、Ｃｕ箔又はＣｕペーストの焼結体等による複数の導体層と複数の誘電体基材層とが交互に積層された積層体を形成する。この製造方法は多層基板の製造方法と基本的に同様である。例えば、比誘電率εrが100のセラミックス材料を用いる。そして、この積層体の側面に導電性ペーストを塗布し、焼成すること等によって導体面５１を形成する。また、この導体面５１は積層体に直接形成することなく、金属製のサッシ２の表面を導体面５１として兼用してもよい。

【0065】

図４に示した電磁波伝搬制御部材５は、溝Ｇ内に誘電体部材５３が充填された構造であるので、この溝Ｇでの波長短縮効果により、溝Ｇ内が空気である場合に比べて、溝Ｇの深さを浅くできる。例えば、周波数f=750MHz（λ=40cm）において特に効果を奏するように、D=λ/(4√εr) を満たすように、溝Ｇの深さＤを10mmに設定する。また、W < λ/(2√(εr)) を満たすように溝の幅（積層方向での厚さ）Wを15mmに設定する。このことにより、この電磁波伝搬制御部材５を”Soft Surface” として使用するとき、偏波方向が”Soft Surface” に平行である電磁波が伝搬し易くなることを防げる。

【0066】

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、第１の実施形態で示したものとは構造が異なる電磁波伝搬制御部材について示す。

【0067】

図１１は本実施形態に係る電磁波伝搬制御部材５の部分斜視図である。電磁波伝搬制御部材５は、導体面５１から垂直方向にＤだけ離れた位置に、導体面５１と導通する帯状導電体５４が配列されたものである。帯状導電体５４はビア導体Ｖを介して導体面５１と導通している。

【0068】

帯状導電体５４は電気導体面ＥＣＳとして作用する。帯状導電体５４が存在しない箇所は等価的磁気導体面ＭＣＳとして作用する。したがって、この電磁波伝搬制御部材５は”Soft Surface” 又は”Hard Surface” として用いることができる。

【0069】

電磁波伝搬制御部材５を”Soft Surface” として使用する場合、隣接する帯状導電体５４間（間隙）の幅Wgは伝搬を阻止しようとする電磁波の波長λの１／２以下とする。このことによって、偏波方向が電気導体面ＥＣＳ及び等価的磁気導体面ＭＣＳに対して平行な電磁波は、間隙を電磁波の伝搬路としてみたときにカットオフ状態となって伝搬しない。また、電磁波伝搬制御部材５を”Hard Surface” として使用する場合、間隙の幅Wgは伝搬させようとする電磁波の波長λの１／２以下とする。間隙でその電磁波をカットオフさせるためである。

【0070】

また、図１１において、帯状導電体５４の延びる方向での、ビア導体Ｖの配列ピッチPは電磁波の波長λの１／２以下とする。このことにより、隣接するビア導体Ｖ間の間隙は電磁波に対してカットオフ状態となるので、導体面５１と帯状導電体５４との間を伝搬しようとする（漏れる）電磁波が殆ど無くなる、つまり、これらビア導体Ｖと帯状導電体５４とで、図１０に示した電磁波伝搬制御部材５の導体壁５２と同等に作用する。

【0071】

図１２は、より具体的な構造を示す、本実施形態の電磁波伝搬制御部材５の正面図及びその右側面図である。この電磁波伝搬制御部材５は、導体面５１と複数の帯状導電体５４とを有する。これら帯状導電体５４と導体面５１とは複数の層間接続導体（ビア導体）Ｖを介して接続されている。

【0072】

本実施形態の電磁波伝搬制御部材５は、Ｃｕ箔がラミネートされた誘電体基材を用い、Ｃｕ箔をパターンニングし、誘電体基材にビア導体を形成し、このＣｕ箔パターンが形成された層を複数層積層した積層体を形成する。なお、帯状導電体５４としてはＣｕ箔パターンではなく、導電性ペーストによるパターン等であってもよい。この製造方法は多層基板の製造方法と基本的に同様である。なお、導体面５１は積層体に形成することなく、金属製のサッシ２を導体面５１として兼用してもよい。

【0073】

なお、図１２に示した電磁波伝搬制御部材５は、上記間隙内に誘電体部材５３が充填された構造であるので、この間隙での波長短縮効果により、間隙内が空気である場合に比べて、全体の高さを低くできる。

【0074】

なお、ビア導体Ｖがない方が簡素に製造でき、またビア導体Ｖが無くても電磁波伝搬制御部材５を”Soft Surface”や”Hard Surface”に構成できる。ただし、ビア導体Ｖがある方が等価的磁気導体面ＭＣＳをより明確に構成できるため、この点ではビア導体Ｖがある方が好ましい。

【0075】

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、第１の実施形態で示した電磁波伝搬制御部材付きサッシとは逆に、サッシの開口の縁で生じる回折を強化する方向に電磁波の伝搬を制御する例について示す。

【0076】

図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、サッシ２に対する電磁波伝搬制御部材５の取り付け構造を示す正面図である。図１３（Ａ）の例では、サッシ２の開口の縁である四辺に４つの電磁波伝搬制御部材５が貼付されている。図１３（Ｂ）の例では、サッシ２の開口の縁に沿って電磁波伝搬制御部材５が周回するように取り付けられている。

【0077】

図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示した例とは異なり、サッシ２の開口の縁に対して直交方向が”Hard Surface” となるように、電磁波伝搬制御部材５をサッシ２の開口の縁に沿って設けている。また、本実施形態では、電磁波伝搬制御部材５をサッシ２の屋外面側に設けている。

【0078】

図１４は、本実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０２の開口（窓ガラス１）を通過する電磁波の波面を示す図である。サッシ２の屋外側の面に電磁波伝搬制御部材５が設けられている。屋外の基地局のアンテナ１１と屋内の移動体通信端末のアンテナ１２との間で送受信される電磁波は窓ガラス１を透過する。この状態で、開口（窓ガラス１）の縁で電磁波が回折されるが、電磁波伝搬制御部材５は電磁波の回折方向に対して”Hard Surface” となるように作用するので、上記回折は電磁波伝搬制御部材５によって強化される。その結果、屋内の移動体通信端末のアンテナ１２と屋外の基地局のアンテナ１１とが窓を介して直視できない位置関係にあっても、通信が可能となる。

【0079】

なお、本実施形態で用いる電磁波伝搬制御部材５としては、図４や、図１２に示した電磁波伝搬制御部材を用いることができる。ただし、溝の幅WはW ≦ λ/(2√(εr)) であることが好ましい。このことにより、偏波方向が”Hard Surface” に平行な方向である電磁波も伝搬させやすくなって、あらゆる偏波方向の電磁波を伝搬させることができる。

【0080】

《第４の実施形態》
第４の実施形態では、溝の形状に特徴を有する電磁波伝搬制御部材の例について示す。

【0081】

図１５は第４の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材５の部分斜視図である。この電磁波伝搬制御部材５は、導体面５１の上に複数の導体壁５２が配列されたものである。導体壁５２とそれに隣接する導体壁５２との間に溝Ｇが形成されている。導体壁５２及び溝Ｇの断面形状は「かぎのて」状である。

【0082】

導体壁５２の上面は電気導体面ＥＣＳとして作用し、溝Ｇの開口面は等価的磁気導体面ＭＣＳとして作用する。

【0083】

本実施形態で示すように、溝Ｇは”Soft Surface” 面や”Hard Surface”面に対して垂直方向に掘られた形状に限らず、その内部で方向が変化していてもよい。

【0084】

《第５の実施形態》
第５の実施形態では、平面レンズアンテナ及びそれを備える窓構造体の例について示す。

【0085】

図１６は平面レンズアンテナの一つの素子である導体パターン９と、その擬似的伝送線路を示す図である。空間に電磁波が伝播する現象は、空間のインピーダンスに相当する特性インピーダンスＺ０の伝送線路を信号が伝搬する現象として擬似的に考えることができる。図１６に示すように、空間における導体パターン９は、伝送線路の途中に、シャントに挿入されるＬＣ共振回路として表現することができる。つまり、何も無い空間に配置された導体パターン（例えば線状導体）は擬似的な直列共振回路と考えられる。

【0086】

このように、伝送線路にシャントにＬＣ共振回路が挿入される場合、そのアドミタンスYを用いて、透過係数Ｓ２１は次式で表すことができる。

【0087】

Ｓ２１＝２／（２＋Ｙ＊Ｚ０）
上記導体パターンは大きさにより共振周波数をもち、共振するときは電磁波を反射する（１８０度位相反転、透過は０）。そして、導体パターンは、共振周波数以外の周波数においても、透過波（及び反射波）に位相を与える。つまり、このＳ２１の位相が平面レンズアンテナにおける各素子に与える移相量となり、線路が長いほど、周波数が高いほど、与える移相量は大きい。つまり、電磁波が遅れて透過する。

【0088】

図１７は電磁波が透過する幾つかの導体について、透過波の周波数と位相との関係を示す図である。図１７において、特性ラインＣＬ１は小さな導体パターンについての、透過波の周波数と位相との関係を示すラインである。特性ラインＣＬ２は大きな導体パターンについての、透過波の周波数と位相との関係を示すラインである。特性ラインＣＬ０はその中間の大きさの導体パターンについての、透過波の周波数と位相との関係を示すラインである。透過波の位相が−１８０度となる周波数が共振周波数である。このように、導体パターンの大きさに応じて共振周波数は異なる。

【0089】

図１８は、窓ガラス１に形成された導体パターンの例を示す斜視図である。窓ガラス１には線状の導体パターン９ａ，９ｂ，９ｃが形成されている。導体パターン９ｂの長さは導体パターン９ａ，９ｃの長さより長い。導体パターン９ａ，９ｂ，９ｃの延びる方向が、窓ガラス１を透過する電磁波の偏波方向（Ｙ方向）である場合、各導体パターン９ａ，９ｂ，９ｃでの透過波の位相が異なるため、透過波はＸ−Ｚ面内で偏向される。図１８に示す例では、平面波（波源から十分に遠いの球面波の場合も含む）が入射し、導体パターン９ｂを透過する電磁波は、導体パターン９ａ，９ｃを透過する電磁波より位相が遅れるので、電磁波はセンターへ集束される。つまり、導体パターン９ａ，９ｂ，９ｃが形成された窓ガラス１は、電磁波の平面レンズアンテナとして作用する。

【0090】

図１９は、窓ガラス１に多数の導体パターンを形成した例を示す図である。線状の導体パターン９は隣接方向に繰り返すパターンである。そして、この隣接する導体パターンの繰り返しパターン間で、導体パターンの繰り返し周期での位相差が２πとなるように、導体パターンを形成している。また、同じ繰返し周期内のパターンは、電磁波を集束させたい位置から遠いほど、導体パターンの長さの変化が急になるように構成し、電磁波を集束させるのに必要な移相量を調整している。このような多数の導体パターンを配置することによって、窓ガラス１の広い領域から電磁波を集中させることができる。

【0091】

例えば図１９に示した焦点ＦＰ付近にＷｉ−Ｆｉルータを設置すれば、通信に寄与する電磁波が相対的に増加するので、このルータと通信装置との間で送受される電磁波の強度を高めることができ、高いＳ／Ｎ比のもとで通信できる。または、通信速度を増した（通信容量が大きい）通信方法での通信が可能となる。

【0092】

図２０は、窓ガラス１に形成された導体パターンの例を示す斜視図である。窓ガラス１には線状の導体パターン９ａ，９ｂ，９ｃが形成されている。導体パターン９ａ，９ｃの長さは導体パターン９ｂの長さより長い。導体パターン９ａ，９ｂ，９ｃの延びる方向が、窓ガラス１を透過する電磁波の偏波方向（Ｙ方向）である場合、各導体パターン９ａ，９ｂ，９ｃでの透過波の位相が異なるため、透過波はＸ−Ｚ面内で偏向される。図２０に示す例では、導体パターン９ａ，９ｃを透過する電磁波は、導体パターン９ｂを透過する電磁波より位相が遅れるので、電磁波は外方へ拡散される。

【0093】

図２１は、窓ガラス１に多数の導体パターンを形成した例を示す図である。線状の導体パターン９は隣接方向に繰り返すパターンである。そして、この隣接する導体パターンの繰り返しパターン間で、導体パターンの繰り返し周期での位相差が２πとなるように、導体パターンを形成している。このような多数の導体パターンを配置することによって、窓ガラス１を透過する電磁波を拡散させることができる。これにより、屋外から屋内に向かって、または屋内から屋外に向かって、電磁波（例えば携帯電話の電波等）を効果的に拡散させることができ、そのことで、屋内で通信可能な空間を拡げることができるる。

【0094】

図１８〜図２１に示した、複数の導体パターンを形成した窓ガラス１は、図１（Ａ）に示した電磁波伝搬制御部材付きサッシに適用することで窓構造体が構成される。

【0095】

《第６の実施形態》
第６の実施形態では、電磁波伝搬制御部材と平面レンズアンテナとを備える窓構造体の例について示す。この窓構造体は、屋外の広角度範囲から飛来する電磁波を集めて、屋内へ集束させることを目的とするものである。

【0096】

図２２は、第６の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０３の正面図及びその概略左側面図である。

【0097】

本実施形態において、電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０３は、サッシ２、窓ガラス１、及びサッシ２に設けられた電磁波伝搬制御部材５Ｓ，５Ｈで構成されている。

【0098】

図２２に示す例では、サッシ２の開口の縁である四辺の屋内側に電磁波伝搬制御部材５Ｓが設けられている。また上記四辺の屋外側には電磁波伝搬制御部材５Ｈが設けられている。

【0099】

電磁波伝搬制御部材５Ｓは、窓に対して放射方向、つまり電磁波が進行する方向、に対して垂直方向に電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面、すなわち、既に述べた”Soft Surface” を構成する。また、電磁波伝搬制御部材５Ｈは、窓に対して放射方向、つまり電磁波が進行する方向、に対して平行方向に電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面、すなわち、既に述べた”Hard Surface” を構成する。以降、第６の実施形態から第１１の実施形態において、窓に対して放射方向に進もうとする電磁波に関して”Soft Surface”及び”Hard Surface”を定義する。つまり、窓に対して周方向に電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面を” Soft Surface”と定義し、窓に対して径方向に電気導体面ＥＣＳと等価的磁気導体面ＭＣＳとが繰り返し配置された面を”Hard Surface”と定義する。

【0100】

このように、屋外側のサッシ２の開口の縁に、”Hard Surface” としての電磁波伝搬制御部材５Ｈが形成されていることにより、図中破線Ｐａで示すように、サッシ２の開口の周囲に届いた電磁波が窓ガラス１側へ誘導され、窓ガラス１を透過して屋内へ伝搬される。また、屋内側のサッシの開口の縁に、”Soft Surface” としての電磁波伝搬制御部材５Ｓが形成されていることにより、図中破線Ｐｂで示すように、サッシ２の開口の周囲を伝って放射方向に電磁波が広がることが抑制される。

【0101】

上記屋外側の”Hard Surface” としての電磁波伝搬制御部材５Ｈと、屋内側の”Soft Surface” としての電磁波伝搬制御部材５Ｓとによって、屋外から屋内への電磁波の集束（集光）性が向上する。

【0102】

一方、電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０３の開口（窓ガラス１）には、導体パターン９による平面レンズアンテナが構成されている。この平面レンズアンテナは、電磁波が集束するように、窓の外側から内側に向かって、導体パターン９による素子のサイズが順に大きくなるパターンが繰り返し形成されている。そして、この周期での位相差が２πとなるように配置されている。図１８〜図２１に示したように、導体パターン９のサイズが順に大きくなる配列方向に電磁波が偏向されるので、窓ガラス１を透過する電磁波は、集束（集光）される。この例では、導体パターン９は矩形状であり、Ｘ方向の振動モード及びＹ方向の振動モードをもつ。また、Ｘ方向にもＹ方向にも、窓の内側から外側に向かって、導体パターン９による素子のサイズが順に大きくなるように、複数サイズの矩形状の導体パターン９が配列されているので、電磁波はＸ方向、Ｙ方向共に集束（集光）される。

【0103】

また、この例では、窓ガラス１の中央部より外周部ほど、素子サイズの大きさの変化が急になっている。これにより、外周部ほど、平面レンズが電磁波に与える位相差の変化量が大きく、電磁波の中心軸方向への偏向角が大きい。その結果、電磁波の焦点への集束（集光）性が高まる。

【0104】

上記焦点位置に例えばモバイルルータを置くことによって、例えばモバイルルータを窓の近くに置かなくても、所定の利得を確保できる。

【0105】

なお、導体パターン９の形状としては、Ｘ方向成分とＹ方向成分を有する形状であればよく、例えば矩形状以外に、十字型、L字型、T字型、Π型、Ω型等であってもよい。

【0106】

また、平面レンズアンテナ形成用の導体パターンは、窓ガラスの表面、裏面、内部の何れに形成されてもよい。

【0107】

本実施形態によれば、サッシ２の開口の縁に形成された電磁波伝搬制御部材５Ｓ，５Ｈによる誘導・集束作用と平面レンズアンテナによる集束作用の相乗効果によって、焦点位置での利得が高まる。

【0108】

なお、窓ガラス１の透光性の低下を抑えるためには、上記導体パターン９は例えばITO膜等の透明電極で構成してもよい。このことは、以降に示す別の実施形態についても同様である。

【0109】

《第７の実施形態》
第７の実施形態では、電磁波伝搬制御部材と平面レンズアンテナを備える窓構造体の例について示す。この窓構造体は、屋外の広角度範囲から飛来する電磁波を集めて、かつ屋内では拡散させることを目的とするものである。

【0110】

図２３は、第７の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０４の正面図及びその左側面図である。

【0111】

本実施形態において、電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０４は、サッシ２、窓ガラス１、及びサッシ２に設けられた電磁波伝搬制御部材５Ｈで構成されている。

【0112】

図２３に示す例では、サッシ２の開口の縁である四辺の屋内側に電磁波伝搬制御部材５Ｈが設けられている。また上記四辺の屋外側にも電磁波伝搬制御部材５Ｈが設けられている。電磁波伝搬制御部材５Ｈは、既に述べた”Hard Surface” を構成する。

【0113】

このように、屋外側のサッシ２の開口の縁に、”Hard Surface” としての電磁波伝搬制御部材５Ｈが形成されていることにより、図中破線Ｐａで示すように、サッシ２の開口の周囲に届いた電磁波が窓ガラス１側へ誘導され、窓ガラス１を透過して屋内へ伝搬される。また、屋内側のサッシの開口の縁に、”Hard Surface” としての電磁波伝搬制御部材５Ｈが形成されていることにより、図中破線Ｐｃで示すように、屋内側へはサッシ２を伝って、電磁波が拡がる。

【0114】

一方、電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０４の開口（窓ガラス１）には導体パターン９による平面レンズアンテナが構成されている。この平面レンズアンテナは、電磁波が拡散するように、窓の内側から外側に向かって、導体パターン９による素子のサイズが順に大きくなるパターンが繰り返し形成されている。そして、この周期での位相差が２πとなるように配置されている。図１８〜図２１に示したように、導体パターン９のサイズが順に大きくなる配列方向に電磁波が偏向されるので、窓ガラス１を透過する電磁波は、拡散される。この例では、導体パターン９は矩形状であり、Ｘ方向の振動モード及びＹ方向の振動モードをもつ。また、Ｘ方向にもＹ方向にも、窓の内側から外側に向かって、導体パターンによる素子のサイズが順に大きくなるように、複数サイズの矩形状の導体パターンが配列されているので、電磁波はＸ方向、Ｙ方向共に拡散される。

【0115】

また、この例では、窓ガラス１の外周部より中央部ほど、素子サイズの大きさの変化が急になっている。平面レンズアンテナの中央部（内側）は直進する電磁波が発生しやすいが、上記の構成により、中央部ほど、平面レンズが電磁波に与える位相の変化量が大きく、電磁波の外周方向（放射方向）へ効果的に偏向される。その結果、電磁波の拡散性が高まる。

【0116】

なお、導体パターン９の形状としては、Ｘ方向成分とＹ方向成分を有する形状であればよく、例えば矩形状以外に、十字型、L字型、T字型、Π型、Ω型等であってもよい。

【0117】

また、平面レンズアンテナ形成用の導体パターンは、窓ガラスの表面、裏面、内部の何れに形成されてもよい。

【0118】

本実施形態によれば、サッシ２の開口の屋外側の縁に形成された電磁波伝搬制御部材５Ｈによる誘導作用によって、窓から屋内へ取り入れる電磁波の強度が高まる。また、サッシ２の開口の屋内側の縁に形成された電磁波伝搬制御部材５Ｈによる拡散作用と平面レンズアンテナによる拡散作用の相乗効果によって、屋内（室内）の隅々に電磁波を飛ばすことができる。

【0119】

《第８の実施形態》
第８の実施形態では、電磁波伝搬制御部材と平面レンズアンテナを備える窓構造体の例について示す。この窓構造体は、窓の高さより高い位置にあるアンテナ（例えば携帯電話の基地局アンテナ）と部屋内の携帯電話との間で垂直偏波の電磁波で通信を効果的に行うことを目的とする。

【0120】

図２４は、第８の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０５の、屋内側から視た正面図、その概略左側面図及び背面図（屋外側から視た図）である。

【0121】

本実施形態において、電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０５は、サッシ２、窓ガラス１、及びサッシ２に設けられた電磁波伝搬制御部材５Ｓ及び電極膜５Ｗで構成されている。

【0122】

図２４に示す例では、サッシ２の屋内側において、開口の縁の四辺に電磁波伝搬制御部材５Ｓが設けられている。また、屋外側において左右二辺及び上辺に電磁波伝搬制御部材５Ｈが設けられている。また、下辺に電磁波伝搬制御部材５Ｓが設けられている。

【0123】

電磁波伝搬制御部材５Ｓは、前述の”Soft Surface” を構成する。そして、電磁波伝搬制御部材５Ｈは、前述の”Hard Surface” を構成する。

【0124】

このように、屋外側のサッシの開口の縁の上部に電磁波伝搬制御部材５Ｈが設けられているので、図中破線Ｐａで示すように、サッシの高い位置に届く電磁波が窓ガラス１へ誘導される。また、屋外側のサッシの開口の縁の下部に電磁波伝搬制御部材５Ｓが設けられているので、図中破線Ｐｄで示すように、窓ガラス１へ入っていかない電磁波が抑えられ、窓ガラス１を透過する量が増大する。また、屋内側のサッシの開口の縁に電磁波伝搬制御部材５Ｓが形成されていることにより、図中破線Ｐｂで示すように、サッシの開口の周囲を伝って放射方向に電磁波が広がることが抑制される。

【0125】

電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０５の開口（窓ガラス１）には導体パターン９による平面レンズアンテナが構成されている。この平面レンズアンテナは、サッシ２の開口の縁である四辺のうち下辺から上辺へ向かって、導体パターン９による素子のサイズが順に大きくなるように、導体パターンが周期的に繰り返し形成されている。そして、この周期での位相差が２πとなるように配置されている。そのため、上側の（高さ方向での電磁波到来方向側の）電磁波の位相が遅れて、電磁波が偏向する。そして、窓ガラス１の面に平行な位置で位相面が揃うことにより、屋内へは、窓ガラス１に対して垂直方向に電磁波が伝搬する。

【0126】

なお、本実施形態では、窓ガラス１に対して、主に、高さ方向で斜めに電磁波が到来するので、上記四辺のうち屋外側の左右の電磁波伝搬制御部材５Ｈは無くてもよい。同様に、上記四辺のうち屋内側の左右の電磁波伝搬制御部材５Ｓは無くてもよい。また、窓ガラス１に対して、屋外から到来する電磁波の波源が、窓よりも高い直上だけでなく、水平方向にずれた位置から到来する場合は、上記四辺のうち屋外側の左右の電磁波伝搬制御部材は波源に近い側を”Hard Surface”、遠い側を”SoftSurface”とすることで、効率よく屋内に電磁波を誘導することができる。

【0127】

図２５は第８の実施形態に係る別の電磁波伝搬制御部材付きサッシの屋内側から視た正面図及び背面図（屋外側から視た図）である。

【0128】

本実施形態では、窓の高さより高い位置にあるアンテナから到来する電磁波が垂直偏波の電磁波である場合に限定している。よって、電磁波を阻止する効果は”Soft Surface”よりも電気導体面ＥＣＳ又は等価的磁気導体面ＭＣＳの方が強く、同様に電磁波を伝播させる効果は”Hard Surface”よりも電気導体面ＥＣＳ又は等価的磁気導体面ＭＣＳの方が強い。よって、窓の高さより高い位置にあるアンテナから到来する電磁波の場合には、図２４に示す、屋外側の下辺の”Soft Surface”、屋内側の上辺及び下辺の”Soft Surface”を、図２５に示すようにそれぞれＭＣＳに変更してもよい。また、図２４に示す屋外側の上辺及び左右の辺の”Hard Surface”を、図２５に示すようにＥＣＳに変更してもよい。

【0129】

図２６は、面全体を等価的磁気導体面ＭＣＳとして作用させる電磁波伝搬制御部材の部分斜視図である。等価的磁気導体面ＭＣＳについては、図１０に示したＥＣＳの領域を図２６に示すように小さくすることにより、ＭＣＳの領域が大きくなり、面全体をＭＣＳとして作用させることができる。ただし、このように構成したＭＣＳが機能するには、電磁波の偏波方向と溝の形成方向に組み合わせがある。図２６中に（１）で示すように、面に対して垂直に偏波方向を持つ電磁波に対しては、図２６に示すように、電磁波の進行方向Ｓとは垂直な方向に溝を形成すればよい。また、図２６中に（２）に示すように、面に対して平行に偏波方向を持つ電磁波に対しては、図２６に示すように、電磁波の進行方向とは平行な方向に溝Ｇを形成すればよい。つまり、図２４に示す”Soft Surface”及び”HardSurface” を図２５に示すＭＣＳに変更する場合は、そのまま、”Soft Surface”及び”HardSurface”におけるＭＣＳの部分の領域を大きくすればよい。

【0130】

この例のように、屋外から到来する電磁波が垂直偏波の電磁波である場合、導体パターン９による素子は偏波方向のサイズが有効に作用する。したがって、図２５に示したように、導体パターン９は縦方向（Ｙ方向）に延びるパターンであることが好ましい。また、このことにより、Ｘ方向の幅を細いままにできるので、窓ガラス１の全面に対する導体パターンの面積割合が抑えられ、電磁波の透過量が多くなる。

【0131】

《第９の実施形態》
第９の実施形態では、電磁波伝搬制御部材と平面レンズアンテナを備える窓構造体の例について示す。この窓構造体は、窓の高さより高い位置にあるアンテナと部屋内の携帯電話との間で水平偏波の電磁波で通信を効果的に行うことを目的とする。

【0132】

図２７は、第９の実施形態に係る電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０６の、屋内側から視た正面図、その概略左側面図及び背面図（屋外側から視た図）である。

【0133】

本実施形態において、電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０６は、サッシ２、窓ガラス１、及びサッシ２に設けられた電磁波伝搬制御部材５Ｓ，５Ｈで構成されている。

【0134】

図２７に示す例では、サッシ２の屋内側において、開口の縁の上辺、下辺、左辺、右辺に電磁波伝搬制御部材５Ｓがそれぞれ設けられている。また、屋外側において上辺、左辺、右辺に電磁波伝搬制御部材５Ｈがそれぞれ設けられている。下辺には電磁波伝搬制御部材５Ｓが設けられている。電磁波伝搬制御部材５Ｓは、前述の”Soft Surface” を構成する。また、電磁波伝搬制御部材５Ｈは、前述の”Hard Surface” を構成する。

【0135】

このように、屋外側のサッシの開口の縁の上部に、”Hard Surface” を構成する電磁波伝搬制御部材５Ｈが設けられているので、図中破線Ｐａで示すように、サッシの高い位置に届く電磁波が窓ガラス１へ誘導される。屋外側のサッシの開口の縁の下部には電磁波伝搬制御部材５Ｓが設けられているので、図中破線Ｐｄで示すように、窓ガラス１へ入っていかない電磁波が抑えられ、窓ガラス１を透過する量が増大する。また、屋内側のサッシの開口の縁の上部には電磁波伝搬制御部材５Ｓが形成されていることにより、図中破線Ｐｂで示すように、サッシの開口の周囲を伝って放射方向に電磁波が広がることが抑制される。また、屋内側のサッシの開口の縁の下部に電磁波伝搬制御部材５Ｓが形成されていることにより、図中破線Ｐｂで示すように、サッシの開口の周囲を伝って放射方向に電磁波が広がることが抑制される。

【0136】

なお、この例では、窓の高さより高い位置にあるアンテナから到来する電磁波が水平偏波の電磁波である場合に限定している。よって、電磁波を阻止する効果は”Soft Surface”よりも電気導体面ＥＣＳ又は等価的磁気導体面ＭＣＳの方が強く、同様に電磁波を伝播させる効果は”Hard Surface”よりも電気導体面ＥＣＳ又は等価的磁気導体面ＭＣＳの方が強い。よって、窓の高さより高い位置にあるアンテナから到来する電磁波の場合は、図２７に示す”Soft Surface”及び”Hard Surface”を図２８に示すようにＥＣＳ又はＭＣＳに変更してもよい。

【0137】

図２６を参照して既に述べたとおり、図２６中に（１）で示すように、面に対して垂直に偏波方向を持つ電磁波に対しては、図２６に示すように、電磁波の進行方向Ｓとは垂直な方向に溝を形成すればよい。図２６中に（２）に示すように、面に対して平行に偏波方向を持つ電磁波に対しては、図２６に示すように、電磁波の進行方向とは平行な方向に溝Ｇを形成すればよい。つまり、図２７に示す”Soft Surface”及び”HardSurface” を図２８に示すＭＣＳに変更する場合は、そのまま、”Soft Surface”及び”HardSurface”におけるＭＣＳの部分の領域を大きくすればよい。

【0138】

電磁波伝搬制御部材付きサッシ１０６の開口（窓ガラス１）には導体パターン９による平面レンズアンテナが構成されている。この平面レンズアンテナは、サッシ２の開口の縁である四辺のうち下辺から上辺へ向かって導体パターン９の線長が長くなるように、導体パターンが繰り返し形成されている。そして、この周期での位相差が２πとなるように配置されている。そのため、上側の（電磁波到来方向側の）電磁波の位相が遅れて、電磁波が偏向する。そして、窓ガラス１の面に平行な位置で位相面が揃うことにより、屋内へは、窓ガラス１に対して垂直方向に電磁波が伝搬する。

【0139】

本実施形態では、屋外から到来する電磁波は水平偏波の電磁波であるので、導体パターン９による素子は偏波方向のサイズが有効に作用する。したがって、図２７に示したように、導体パターン９は水平方向（Ｘ方向）に延びるパターンであることが好ましい。また、このことにより、Ｙ方向の幅を細いままにできるので、窓ガラス１の全面に対する導体パターンの面積割合が抑えられ、電磁波の透過量が多くなる。

【0140】

なお、本実施形態では、窓ガラス１に対して、主に、高さ方向で斜めに電磁波が到来するので、上記四辺のうち屋外側の左右の電磁波伝搬制御部材５Ｈは無くてもよい。また、窓ガラス１に対して、屋外から到来する電磁波の波源が窓よりも高い直上だけでなく、水平方向にずれた位置から到来する場合は、上記四辺のうち屋外側の左右の電磁波伝搬制御部材が波源に近い側を”Hard Surface”、遠い側を”SoftSurface”とすることで、電磁波を屋内に効率よく誘導することができる。

【0141】

《第１０の実施形態》
第１０の実施形態では、平面アンテナを備える電子機器の例について示す。

【0142】

図２９は、第１０の実施形態に係る電子機器１２１の平面図及びそのＸ−Ｘ部分での断面図である。

【0143】

本実施形態において、電子機器１２１は例えばいわゆるスマートフォンやタブレットＰＣなどの機器である。この電子機器１２１は、金属フレーム８１及び平板部８２，８３で構成される筐体と、この筐体内に設けられた基板７１、通信モジュール７２及びフェーズドアレイアンテナ７３とを備える。平板部８２，８３の一方はガラスや樹脂で構成され、他方はディスプレイパネルである。通信モジュール７２は第５世代移動通信システム（５Ｇ）に対応した通信モジュールであり、例えば低SHF帯（3GHz〜6GHz帯）で通信を行う。

【0144】

フェーズドアレイアンテナ７３は、Ｘ−Ｙ面に配列された複数のパッチアンテナと、これらパッチアンテナに対する給電位相を制御する位相制御回路とで構成される。この位相制御回路は、Ｘ方向の位置に応じてパッチアンテナへの給電位相を制御することで、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、の所定方位にアンテナの指向方向を向ける。つまり、各パッチアンテナに対する給電位相を同相にすれば、平板部８２に対する法線方向を指向し、＋Ｘ方向に沿って給電位相を順次遅らせれば、指向方位が＋θ方向に傾き、−Ｘ方向に沿って給電位相を順次遅らせれば、指向方位が−θ方向に傾く。ただし、フェーズドアレイアンテナは、偏向角が大きくなる程、グレーティングローブが顕著に現れるので、実質的に有効な偏向角は制限される。

【0145】

本実施形態では、平板部８２に、導体パターン９による平面レンズアンテナが構成されている。この平面レンズアンテナは、平板部８２の開口の＋Ｘ方向と−Ｘ方向の縁である二辺に近づくほど導体パターン９による素子サイズが大きい。そのため、平板部８２を透過する電磁波のうち、＋Ｘ方向寄り又は−Ｘ方向寄りであるほど、そこを透過する電磁波の位相が遅れる。その結果、上記フェーズドアレイアンテナ７３での偏向角が平面レンズアンテナで増大される。そのため、偏向可能な角度が拡大される。又は、フェーズドアレイアンテナでの必要な偏向角が抑えられるので、上記グレーティングローブの発生が抑えられる。

【0146】

《第１１の実施形態》
第１１の実施形態では、電磁波伝搬制御部材と平面レンズアンテナとで構成される電磁波伝搬制御構造体を備える電子機器の例について示す。

【0147】

図３０は、第１１の実施形態に係る電子機器１２２の平面図である。電子機器１２２は例えばいわゆるスマートフォンやタブレットＰＣなどの機器である。この電子機器１２２は、金属フレーム８１、電磁波伝搬制御部材５Ｓ及び平板部８２，８３で構成される筐体と、この筐体内に設けられた基板７１及びフェーズドアレイアンテナ７３とを備える。平板部８２，８３の一方はガラスや樹脂で構成され、他方はディスプレイパネルである。平板部８２には、導体パターン９による平面レンズアンテナが構成されている。図２９に示した電子機器１２１とは、電磁波伝搬制御部材５Ｓを備える点で異なる。

【0148】

電磁波伝搬制御部材５Ｓは”Soft Surface” を構成する。平板部８２の縁に、”Soft Surface” としての電磁波伝搬制御部材５Ｓが形成されていることにより、電磁波伝搬制御部材５Ｓを伝って電磁波が広がることが抑制される。そのため、電磁波伝搬制御部材５Ｓが無い構造に比べて、Ｘ方向に傾く電磁波の指向性が強められる。

【0149】

図３１は、第１１の実施形態に係る別の電子機器１２３の平面図である。図３０に示した電子機器１２２とは、電磁波伝搬制御部材５Ｈを備える点で異なる。

【0150】

電磁波伝搬制御部材５Ｈは”Hard Surface” を構成する。平板部８２の縁に、”Hard Surface” としての電磁波伝搬制御部材５Ｈが形成されていることにより、電磁波伝搬制御部材５Ｈを伝って電磁波が広がる。そのため、指向性（鋭さ）は崩れるが、横方向（Ｘ方向）や後方（−Ｚ方向）にも利得が生じる。

【0151】

図３２は、第１１の実施形態に係るさらに別の電子機器１２４の平面図である。図３０に示した電子機器１２２や、図３１に示した電子機器１２３とは、電磁波伝搬制御部材５Ｈ及び電磁波伝搬制御部材５Ｓの両方を備える点で異なる。

【0152】

平板部８２の縁に、”Hard Surface” としての電磁波伝搬制御部材５Ｈが形成されていて、側部及び底面の一部に、”Soft Surface” としての電磁波伝搬制御部材５Ｓが形成されている。そのため、電磁波伝搬制御部材５Ｈを伝って電磁波が広がるので、指向性（鋭さ）は崩れるが、横方向（Ｘ方向）の利得が高まる。また、電磁波伝搬制御部材５Ｓを伝って電磁波が広がることが抑制されるので、電磁波の後方への回り込みが抑制される。さらには、図３２において左側部を経由して後方に回り込む電磁波との不要な干渉が、電磁波伝搬制御部材５Ｓの存在によって抑制される。

【0153】

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

【0154】

例えば、以上に示した実施形態のうち、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示した例では、サッシ２に電磁波伝搬制御部材５を設けたが、サッシ枠３に電磁波伝搬制御部材５を設けてもよいし、サッシ２とサッシ枠３の両方に電磁波伝搬制御部材５を設けてもよい。

【0155】

また、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示した例では、電磁波伝搬制御部材５を、サッシ２とは基本的に別部材で構成したものについて説明したが、サッシ２自体の金属に溝Ｇを形成することによって、図１０に示した導体面５１及び導体壁５２が構成されてもよい。その場合、必要に応じて、図４に示したような誘電体部材５３が溝Ｇに埋設されてもよい。

【符号の説明】

【0156】

Ｅ…電界
ＥＣＳ…電気導体面
ＦＰ…焦点
Ｇ…溝
Ｈ…磁界
ＭＣＳ…等価的磁気導体面
Ｖ…ビア導体
１…窓ガラス
２…サッシ
３…サッシ枠
４…窓枠
５，５Ｓ，５Ｈ…電磁波伝搬制御部材
５Ｗ…電極膜
６…壁
９，９ａ，９ｂ，９ｃ…導体パターン
１１…基地局アンテナ
１２…移動体通信端末のアンテナ
５１…導体面
５２…導体壁
５３…誘電体部材
５４…帯状導電体
７１…基板
７２…通信モジュール
７３…フェーズドアレイアンテナ
８１…金属フレーム
８２，８３…平板部
１０１〜１０６…電磁波伝搬制御部材付きサッシ
１１１…窓構造体
１２１〜１２４…電子機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】