特許 6980148 アンテナ装置及び通信装置

(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】6980148

(24)【登録日】2021年11月18日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】アンテナ装置及び通信装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 17/00 20060101AFI20211202BHJP

【ＦＩ】

   H01Q17/00

【請求項の数】11

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2021-513044(P2021-513044)

(86)(22)【出願日】2019年4月8日

(86)【国際出願番号】JP2019015322

(87)【国際公開番号】WO2020208682

(87)【国際公開日】20201015

【審査請求日】2021年6月16日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003166

【氏名又は名称】特許業務法人山王内外特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 泰

(72)【発明者】

【氏名】瀧川 道生

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健太

【審査官】 岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１３９９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９３１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−３２１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 M.Osmar et al.，"Toroidal Plasma Lens Antenna"，IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS，2017年，Vol.16，pp.1155-1158

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １７／００

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性の地板と、
前記地板が有する２つの面のうち、入射電波が当たる面の側に配置されているアンテナと、
前記地板と前記アンテナとの間に配置されており、前記入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部とを備え、
前記誘電率可変部は、前記地板と前記アンテナとの間に配置される代わりに、前記アンテナよりも前記入射電波の放射元側に配置されており、
前記誘電率可変部は、前記アンテナから放射される電波の指向方向における電力が半値以上である領域と重ならない領域に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項2】

前記入射電波の到来方向に応じて、前記誘電率可変部の誘電率を調整する調整装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記入射電波の到来方向に基づいて、前記誘電率可変部と前記地板とを含む多層面での前記入射電波の反射係数を算出する演算装置を備え、
前記調整装置は、前記演算装置により算出された反射係数に基づいて、前記誘電率可変部の誘電率を調整することを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記入射電波の到来方向を探知し、探知した到来方向を前記演算装置に出力する方向探知装置を備えたことを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記誘電率可変部は、前記入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電体を内蔵していることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記誘電率可変部は、電極に電流が与えられると、充填されているガスが電離されて、前記ガスがプラズマの状態に変えられる放電管を備えており、
前記調整装置は、前記電極に与える電流を調整することで、前記プラズマの誘電率を調整することを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。

【請求項7】

前記誘電率可変部は、電極に電流が与えられると、充填されているガスが電離されて、前記ガスがプラズマの状態に変えられる放電管を備えており、
前記調整装置は、前記放電管に充填されているガスの種類を変更することで、前記プラズマの誘電率を調整することを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。

【請求項8】

前記誘電率可変部は、電極に電流が与えられると、充填されているガスが電離されて、前記ガスがプラズマの状態に変えられる放電管を備えており、
前記調整装置は、前記放電管に充填されているガスの密度を調整することで、前記プラズマの誘電率を調整することを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。

【請求項9】

導電性の地板と、
前記地板が有する２つの面のうち、入射電波が当たる面の側に配置されているアンテナと、
前記地板と前記アンテナとの間に配置されており、前記入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部とを備え、
前記誘電率可変部は、前記入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される複数の誘電率可変セルを備えており、
前記入射電波の到来方向に基づいて、前記誘電率可変部の中で、前記入射電波が前記アンテナによって遮蔽されて、前記入射電波が当たらない領域を算出する遮蔽領域算出装置を備え、
前記演算装置は、前記複数の誘電率可変セルの中から、前記遮蔽領域算出装置により算出された領域以外の領域に配置されている１つ以上の誘電率可変セルを選択し、前記入射電波の到来方向に基づいて、前記選択した誘電率可変セルと前記地板とを含む多層面での前記入射電波の反射係数を算出し、
前記調整装置は、前記演算装置により算出された反射係数に基づいて、前記選択した誘電率可変セルの誘電率を調整することを特徴とするアンテナ装置。

【請求項10】

導電性の地板と、
前記地板が有する２つの面のうち、入射電波が当たる面の側に配置されているアンテナと、
前記地板と前記アンテナとの間に配置されており、前記入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部とを備え、
前記地板が有する２つの面のうち、前記アンテナが配置されている側の面に配置されており、前記入射電波の反射を抑える損失性部材を備えたことを特徴とするアンテナ装置。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置を備えた通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部を備えるアンテナ装置及び通信装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

以下の特許文献１には、移動体のレーダ断面積（ＲＣＳ：Ｒａｄａｒ Ｃｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎ）を低減するＲＣＳ低減装置が開示されている。
特許文献１に開示されているＲＣＳ低減装置では、制御装置が、レーダ探知装置により検知されたレーダ波の周波数と、レーダ波の到来方向とに基づいて、ＲＣＳ記憶装置から、ＲＣＳを打消すために必要なレーダ波の振幅及び位相のそれぞれを示す情報の読み出しを行う。
特許文献１に開示されている制御装置は、読み出した情報に基づいて、アンテナにより受信されたレーダ波の振幅及び位相のそれぞれを制御する振幅位相制御器を制御する。
特許文献１に開示されている振幅位相制御器により振幅及び位相のそれぞれが制御されたレーダ波は、アンテナから放射される。アンテナから放射されたレーダ波によってＲＣＳが低減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−８１７８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されているＲＣＳ低減装置では、アンテナから、ＲＣＳを打消すためのレーダ波が放射されることで、ＲＣＳが低減される。
しかし、ＲＣＳが低減される方向以外の方向では、アンテナから放射されたレーダ波が不要波となってしまうという課題があった。

【0005】

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ＲＣＳを打消すための電波を放射することなく、ＲＣＳを低減することができるアンテナ装置及び通信装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に係るアンテナ装置は、導電性の地板と、地板が有する２つの面のうち、入射電波が当たる面の側に配置されているアンテナと、地板とアンテナとの間に配置されており、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部とを備え、前記誘電率可変部は、前記地板と前記アンテナとの間に配置される代わりに、前記アンテナよりも前記入射電波の放射元側に配置されており、前記誘電率可変部は、前記アンテナから放射される電波の指向方向における電力が半値以上である領域と重ならない領域に配置されていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0007】

この発明によれば、地板とアンテナとの間に配置されており、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部を備えるようにアンテナ装置を構成した。したがって、この発明に係るアンテナ装置は、ＲＣＳを打消すための電波を放射することなく、ＲＣＳを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係るアンテナ装置１を含む通信装置を示す構成図である。

【図2】実施の形態１に係るアンテナ装置１を示す構成図である。

【図3】入射電波の到来方向等を示す説明図である。

【図4】図２に示すアンテナ装置１のアンテナ１３から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部１４との位置関係を示す側面図である。

【図5】図５Ａは、アンテナ１３から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部１４との位置関係を示す側面図、図５Ｂは、アンテナ１３から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部１４との位置関係を示す上面図である。

【図6】図６Ａは、アンテナ１３から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部１４との位置関係を示す側面図、図６Ｂは、アンテナ１３から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部１４との位置関係を示す上面図である。

【図7】実施の形態２に係るアンテナ装置１を示す構成図である。

【図8】実施の形態２に係るアンテナ装置１が備える誘電率可変部３０の要部を示す拡大図である。

【図9】図９Ａは、２段構造の放電管を示す説明図、図９Ｂは、近似された多層媒質を示す説明図である。

【図10】図１０Ａは、反射係数の振幅のシミュレーション結果を示す説明図、図１０Ｂは、反射係数の位相のシミュレーション結果を示す説明図である。

【図11】実施の形態３に係るアンテナ装置１を示す構成図である。

【図12】実施の形態４に係るアンテナ装置１を示す斜視図である。

【図13】実施の形態５に係るアンテナ装置１の要部を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

【0010】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るアンテナ装置１を含む通信装置を示す構成図である。
図１において、通信装置は、通信信号を送信、又は、通信信号を受信するアンテナ装置１を備えている。

【0011】

図２は、実施の形態１に係るアンテナ装置１を示す構成図である。
アンテナ装置１は、図２に示すように、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸が示す座標系に配置されている。
図２において、地板１１は、入射電波を反射させる導電性の板である。
地板１１は、ｘ−ｙ平面に配置されている。
地板１１が有する２つの面１１ａ，１１ｂのうち、面１１ａは、入射電波が当たる側の面である。
図２に示すアンテナ装置１では、ｘ−ｙ平面における地板１１の形状が円である。しかし、これは一例に過ぎず、ｘ−ｙ平面における地板１１の形状が、例えば、矩形であってもよいし、楕円形であってもよい。

【0012】

アンテナ支持部材１２は、アンテナ１３を支持する部材であり、地板１１に取り付けられている。
アンテナ支持部材１２は、アンテナ１３を支持する支持面１２ａと、地板１１に対する取り付け部１２ｂとを備えている。
地板１１が有する２つの面１１ａ，１１ｂのうち、入射電波が当たる面１１ａの側に支持面１２ａが配置されるように、取り付け部１２ｂの一端が、地板１１に取り付けられている。
図２に示すアンテナ装置１では、アンテナ支持部材１２の取り付け部１２ｂが地板１１に取り付けられている。しかし、これは一例に過ぎず、取り付け部１２ｂが地板１１以外の図示せぬ部材に取り付けられていてもよい。
アンテナ１３は、アンテナ支持部材１２の支持面１２ａに配置されており、電波を送受信する複数のアンテナセル１３ａを有している。
複数のアンテナセル１３ａは、入射電波を受信するほかに、電波を放射する機能を有している。アンテナセル１３ａから放射される電波は、ＲＣＳを打消すための電波ではなく、通信信号を送信するための電波である。
図２に示すアンテナ装置１では、アンテナセル１３ａが、電波を放射する機能を有している。しかし、これは一例に過ぎず、アンテナセル１３ａが、電波を放射する機能を有していなくてもよい。

【0013】

誘電率可変部１４は、誘電体を内蔵している誘電体層１４ａと、誘電体を内蔵している誘電体層１４ｂとを備えている。
誘電率可変部１４は、ｙ−ｚ平面において、地板１１とアンテナ１３との間に配置されており、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される。
誘電体層１４ａは、例えば、ガラス管によって実現され、ガラス管は、例えば、粉末状の誘電体を内蔵している。
誘電体層１４ｂは、例えば、ガラス管によって実現され、ガラス管は、例えば、粉末状の誘電体を内蔵している。
誘電体入出口１４ｃは、ゴムチューブ等が取り付けられる。誘電体層１４ａは、誘電体入出口１４ｃに取り付けられたゴムチューブ等を介して、ポンプ２３ａと接続されている。
誘電体入出口１４ｄは、ゴムチューブ等が取り付けられる。誘電体層１４ｂは、誘電体入出口１４ｄに取り付けられたゴムチューブ等を介して、ポンプ２３ｂと接続されている。
図２に示すアンテナ装置１では、誘電率可変部１４が、誘電体層１４ａと誘電体層１４ｂとを備える二層構造である。しかし、これは一例に過ぎず、誘電率可変部１４が、誘電体層１４ａのみを備える一層構造であってもよいし、誘電率可変部１４が、３つ以上の誘電体層を備える三層以上の構造であってもよい。

【0014】

図２に示すアンテナ装置１では、ｘ−ｙ平面における誘電率可変部１４の形状が、リング状の形状である。
誘電率可変部１４におけるリングの中心部分は、アンテナ１３によって、入射電波が遮られているため、入射電波が当たらない。図２に示すアンテナ装置１では、アンテナ１３によって、入射電波が遮られない位置にのみ誘電率可変部１４を配置するために、ｘ−ｙ平面における誘電率可変部１４の形状が、リング状の形状になっている。
しかし、これは一例に過ぎず、ｘ−ｙ平面における誘電率可変部１４の形状が、ｘ−ｙ平面における地板１１の形状と同じ形状であってもよい。

【0015】

方向探知装置２１は、例えば、プロセッサ及びメモリのそれぞれを有するコンピュータによって実現される。
方向探知装置２１は、入射電波の到来方向を探知し、探知した到来方向を演算装置２２に出力する。
演算装置２２は、例えば、プロセッサ及びメモリのそれぞれを有するコンピュータによって実現される。
演算装置２２は、方向探知装置２１から出力された入射電波の到来方向に基づいて、誘電率可変部１４と地板１１とを含む多層面での入射電波の反射係数を算出する。
演算装置２２は、算出した入射電波の反射係数を調整装置２３に出力する。

【0016】

調整装置２３は、ポンプ２３ａ及びポンプ２３ｂを備えている。
調整装置２３は、演算装置２２により算出された反射係数に基づいて、誘電率可変部１４の誘電率を調整する。
具体的には、調整装置２３は、演算装置２２により算出された反射係数を実現することが可能な、誘電体層１４ａの誘電率ε_ａ及び誘電体層１４ｂの誘電率ε_ｂをそれぞれ算出する。
調整装置２３は、誘電体層１４ａの誘電率が、算出した誘電率ε_ａとなるように、ポンプ２３ａを制御して、誘電体層１４ａに内蔵されている誘電体の密度を調整する。
調整装置２３は、誘電体層１４ｂの誘電率が、算出した誘電率ε_ｂとなるように、ポンプ２３ｂを制御して、誘電体層１４ｂに内蔵されている誘電体の密度を調整する。
調整装置２３の内部メモリには、誘電体層１４ａの誘電率ε_ａと誘電体層１４ａに内蔵されている誘電体の密度との関係、及び、誘電体層１４ｂの誘電率ε_ｂと誘電体層１４ｂに内蔵されている誘電体の密度との関係が格納されている。誘電体層１４ａの誘電率ε_ａと誘電体層１４ａに内蔵されている誘電体の密度との関係、及び、誘電体層１４ｂの誘電率ε_ｂと誘電体層１４ｂに内蔵されている誘電体の密度との関係は、アンテナ装置１の外部から与えられるものであってもよい。

【0017】

ポンプ２３ａは、ゴムチューブ等を介して、誘電体入出口１４ｃと接続されている。
ポンプ２３ａは、調整装置２３から出力された制御信号に従って、図示せぬ容器に格納されている粉末状の誘電体を誘電体層１４ａに掃出、又は、誘電体層１４ａから粉末状の誘電体の吸込を行う。
ポンプ２３ｂは、ゴムチューブ等を介して、誘電体入出口１４ｄと接続されている。
ポンプ２３ｂは、調整装置２３から出力された制御信号に従って、図示せぬ容器に格納されている粉末状の誘電体を誘電体層１４ｂに掃出、又は、誘電体層１４ｂから粉末状の誘電体の吸込を行う。

【0018】

次に、図２に示すアンテナ装置１の動作について説明する。
電波の散乱現象を評価する指標の１つであるレーダ断面積σは、以下の式（１）によって表される。

式（１）において、Ｅ^ｉは、散乱体に対する入射界、Ｅ^ｓは、入射界Ｅ^ｉによって散乱体に電流が励振されたとき、当該電流によって放射される散乱界である。アンテナ装置１は、散乱体である。Ｒは、入射電波の図示せぬ放射元とアンテナ装置１との間の距離である。

【0019】

図３は、入射電波の到来方向等を示す説明図である。
図３において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸が示す座標系は、図２に示す座標系と同じである。
図２に示す誘電率可変部１４は、ｘ−ｙ平面に配置されているため、誘電率可変部１４の法線方向ｎハットは、図３に示すように、ｚ軸と平行な方向である。明細書の文章中では、電子出願の関係上、文字ｎの上に“＾”の記号を付することができないため、「ｎハット」のように表記している。
誘電率可変部１４に対する入射電波の到来方向は、ｚ軸とのなす角が＋θの方向であり、誘電率可変部１４による反射電波の反射方向は、ｚ軸とのなす角が−θの方向である。
到来方向と反射方向とを含む面である平行面と、ｘ軸とのなす角がφであるため、入射電波の到来方向は、θとφとによって決まる。
ｅ^ｉ_||ハットは、入射電波における到来方向の平行成分の単位ベクトル、ｅ^ｉ_⊥ハットは、入射電波における到来方向の垂直成分の単位ベクトル、ｅ^ｒ_||ハットは、誘電率可変部１４による反射電波の反射方向の平行成分の単位ベクトルである。

【0020】

まず、方向探知装置２１は、入射電波の到来方向として、θ及びφを探知する。入射電波の到来方向を探知する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
方向探知装置２１は、探知した到来方向θ，φを演算装置２２に出力する。
演算装置２２は、方向探知装置２１から到来方向θ，φを受けると、到来方向θ，φに基づいて、誘電率可変部１４と地板１１とを含む多層面での入射電波の反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を算出する。
以下、演算装置２２による反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥の算出処理を具体的に説明する。

【0021】

まず、演算装置２２は、入射電波の到来方向θ，φに基づいて、アンテナ１３の複素散乱界Ｅ_１^Ｓを算出する。アンテナ１３の複素散乱界Ｅ_１^Ｓは、アンテナ１３による反射電波によって生じる。
演算装置２２の内部メモリに、到来方向θ，φに対応する複素散乱界Ｅ_１^Ｓが記録されていれば、演算装置２２が、内部メモリから、到来方向θ，φに対応する複素散乱界Ｅ_１^Ｓの読み出しを行う。
演算装置２２は、電磁界シミュレーション等を実施することで、到来方向θ，φに対応する複素散乱界Ｅ_１^Ｓを計算するようにしてもよい。

【0022】

アンテナ装置１の全体の複素散乱界Ｅ^Ｓは、以下の式（２）に示すように、アンテナ１３の複素散乱界Ｅ_１^Ｓと、誘電率可変部１４の複素散乱界Ｅ_２^Ｓとによって表される。誘電率可変部１４の複素散乱界Ｅ_２^Ｓは、誘電率可変部１４による反射電波によって生じる。

アンテナ装置１の全体の複素散乱界Ｅ^Ｓが零になれば、アンテナ装置１からの不要な反射波の放射をなくすことができる。
アンテナ装置１の全体の複素散乱界Ｅ^Ｓを零にするには、誘電率可変部１４の複素散乱界Ｅ_２^Ｓの振幅を、アンテナ１３の複素散乱界Ｅ_１^Ｓの振幅と同じ振幅とし、複素散乱界Ｅ_２^Ｓの位相を、複素散乱界Ｅ_１^Ｓの位相と逆位相とすればよい。

【0023】

図３に示す反射方向に図示せぬ観測点が存在しており、観測点が存在している方向がｓハット、アンテナ装置１から観測点までの距離がｒであるとすると、複素散乱界Ｅ_２^Ｓは、以下の式（３）のように算出される。

式（３）〜（５）において、ｊは、虚数単位、ωは、角周波数、μは、真空の透磁率、εは、真空の誘電率、ηは、真空のインピーダンス、ｋは、波数である。
Ａ_ｅ及びＡ_ｍにおけるそれぞれの積分範囲は、誘電率可変部１４において、入射電波を反射させる面の範囲である。

【0024】

誘電率可変部１４における入射電波の反射面が、入射電波の波長よりも大きく、かつ、滑らかな形状であれば、式（４）におけるＩ_ｅは、以下の式（６）のように表され、式（５）におけるＭ_ｅは、以下の式（７）のように表される。

式（６）及び式（７）において、Ｅ_２||^ｉは、入射界Ｅ^ｉのうち、図３に示す平行面の方向成分である。図３に示す平行面の方向成分は、ｅ^ｉ_||ハットが示す方向の成分である。
Ｅ_２⊥^ｉは、入射界Ｅ^ｉのうち、図３に示す平行面及び法線方向ｎハットのそれぞれに垂直となる面の方向成分である。それぞれに垂直となる面の方向成分は、ｅ^ｉ_⊥ハットが示す方向の成分である。
反射係数Ｒ_||は、誘電率可変部１４と地板１１とを含む多層面におけるｅ^ｉ_||ハットが示す方向の反射係数、反射係数Ｒ_⊥は、誘電率可変部１４と地板１１とを含む多層面におけるｅ^ｉ_⊥ハットが示す方向の反射係数である。

【0025】

演算装置２２は、式（６）及び式（７）に記載の反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を調整しながら、式（３）に示す複素散乱界Ｅ_２^Ｓを繰り返し算出し、全体の複素散乱界Ｅ^Ｓが零になる複素散乱界Ｅ_２^Ｓが得られる反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を探索する。
演算装置２２は、探索した反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を調整装置２３に出力する。

【0026】

調整装置２３は、演算装置２２から出力された反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を取得する。
調整装置２３は、取得した反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を実現する誘電率可変部１４の誘電率εとして、誘電体層１４ａの誘電率ε_ａと、誘電体層１４ｂの誘電率ε_ｂとを算出する。
誘電率可変部１４は、誘電体層１４ａと誘電体層１４ｂとを備える二層構造であるため、誘電率可変部１４と地板１１とを含む多層面は、誘電体層１４ａと、誘電体層１４ｂと、地板１１との多層媒質とみなすことができる。多層媒質におけるそれぞれの層の反射係数と誘電率との関係は、例えば、以下の非特許文献１に開示されている。
したがって、反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を実現する誘電体層１４ａの誘電率ε_ａと、反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を実現する誘電体層１４ｂの誘電率ε_ｂとを算出する処理自体は、公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。
［非特許文献１］細矢良雄. “電波伝搬ハンドブック.” リアライズ理工センター, 東京 (1999): 65.

【0027】

調整装置２３は、誘電体層１４ａの誘電率が、算出した誘電率ε_ａとなるように、ポンプ２３ａを制御して、誘電体層１４ａに内蔵されている誘電体の密度を調整する。
具体的には、調整装置２３は、例えば、内部メモリから、算出した誘電率ε_ａに対応している誘電体の密度を取得する。
調整装置２３は、誘電体層１４ａに内蔵されている誘電体の密度が、取得した誘電体の密度になるように、ポンプ２３ａを制御する。
調整装置２３は、誘電体層１４ｂの誘電率が、算出した誘電率ε_ｂとなるように、ポンプ２３ｂを制御して、誘電体層１４ｂに内蔵されている誘電体の密度を調整する。
具体的には、調整装置２３は、例えば、内部メモリから、算出した誘電率ε_ｂに対応している誘電体の密度を取得する。
調整装置２３は、誘電体層１４ｂに内蔵されている誘電体の密度が、取得した誘電体の密度になるように、ポンプ２３ｂを制御する。

【0028】

以上の実施の形態１では、地板１１とアンテナ１３との間に配置されており、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部１４を備えるようにアンテナ装置１を構成した。したがって、アンテナ装置１は、ＲＣＳを打消すための電波を放射することなく、ＲＣＳを低減することができる。

【0029】

図２に示すアンテナ装置１では、誘電率可変部１４が、地板１１とアンテナ１３との間に配置されている。したがって、図２に示すアンテナ装置１では、図４に示すように、アンテナ１３から放射される電波の指向方向における電力が半値以上である領域（以下、「電力半値幅領域」と称する）に、誘電率可変部１４が重なることはない。
図４は、図２に示すアンテナ装置１のアンテナ１３から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部１４との位置関係を示す側面図である。
ここでは、アンテナ１３は、電波を放射する機能を有するものとしている。

【0030】

誘電率可変部１４が、地板１１とアンテナ１３との間ではなく、アンテナ１３よりも入射電波の放射元側に配置されている場合、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、誘電率可変部１４の一部が、電力半値幅領域と重なることがある。誘電率可変部１４の一部が、電力半値幅領域と重なる場合、アンテナ１３から放射される電波の一部が、誘電率可変部１４に遮られるため、図２に示すアンテナ装置１よりも電波の放射性能が劣化する。
図５Ａは、アンテナ１３から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部１４との位置関係を示す側面図である。
図５Ｂは、アンテナ１３から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部１４との位置関係を示す上面図である。図５Ｂが示す誘電率可変部１４は、＋ｚ方向から見ている。

【0031】

アンテナ１３よりも入射電波の放射元側に誘電率可変部１４を配置しても、電波の放射性能の劣化を防ぐ必要がある場合、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、誘電率可変部１４が電力半値幅領域と重ならない領域に配置されている必要がある。
図６Ａは、アンテナ１３から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部１４との位置関係を示す側面図である。
図６Ｂは、アンテナ１３から放射される電波の電力半値幅領域と、誘電率可変部１４との位置関係を示す上面図である。図６Ｂが示す誘電率可変部１４は、＋ｚ方向から見ている。
誘電率可変部１４が電力半値幅領域と重ならない領域に配置されているアンテナ装置１では、アンテナ１３から放射される電波の一部が、誘電率可変部１４に遮られないため、図２に示すアンテナ装置１と同等の電波放射性能が得られる。

【0032】

実施の形態２．
図２に示すアンテナ装置１では、誘電率可変部１４が、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電体を内蔵している。
実施の形態２では、誘電率可変部３０が、放電管３０ａ，３０ｂを備えているアンテナ装置１について説明する。

【0033】

図７は、実施の形態２に係るアンテナ装置１を示す構成図である。図７において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図８は、実施の形態２に係るアンテナ装置１が備える誘電率可変部３０の要部を示す拡大図である。誘電率可変部３０の要部は、図７において、破線で囲まれている部分である。
図１に示す通信装置は、図７に示すアンテナ装置１を備えている。
誘電率可変部３０は、複数の放電管３０ａ、複数の放電管３０ｂ、電極３０ｃ及び電極３０ｄを備えている。
誘電率可変部３０は、ｙ−ｚ平面において、地板１１とアンテナ１３との間に配置されており、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される。
放電管３０ａは、ｘ−ｙ平面において、ｙ軸と平行な方向に配置されており、内部にガスが充填されている。
放電管３０ｂは、ｘ−ｙ平面において、ｘ軸と平行な方向に配置されており、内部にガスが充填されている。
放電管３０ａの内部及び放電管３０ｂの内部のそれぞれに充填されているガスとしては、電離性のガスが用いられる。具体的には、アルゴン、キセノン、又は、アルゴンとキセノンとの混合ガス等が用いられる。

【0034】

放電管３０ａは、調整装置３１によって、電極３０ｃ，３０ｄに電流が与えられると、内部に充填されているガスが電離されて、ガスがプラズマの状態に変えられる。
放電管３０ｂは、調整装置３１によって、電極３０ｃ，３０ｄに電流が与えられると、内部に充填されているガスが電離されて、ガスがプラズマの状態に変えられる。
放電管３０ａ，３０ｂの素材としては、例えば、ガラスが用いられる。放電管３０ａ，３０ｂは、ガスを封じることができれば、ガラス以外の素材を用いてもよいが、低誘電正接な素材であれば、さらによい。
電極３０ｃ及び電極３０ｄの組は、１つの放電管３０ａ毎に設けられ、また、１つの放電管３０ｂ毎に設けられていている。あるいは、全ての放電管３０ａ及び全ての放電管３０ｂに共通な電極として、電極３０ｃ及び電極３０ｄの組が一組設けられている。

【0035】

調整装置３１は、演算装置２２により算出された反射係数に基づいて、誘電率可変部３０の誘電率を調整する。
具体的には、調整装置３１は、演算装置２２により算出された反射係数に基づいて、放電管３０ａ，３０ｂの内部のプラズマの誘電率をそれぞれ算出する。
調整装置３１は、それぞれ算出したプラズマの誘電率が得られるように、電極３０ｃ，３０ｄに与える電流を調整する。

【0036】

次に、図７に示すアンテナ装置１の動作について説明する。
放電管３０ａに充填されているガスは、電離されると、プラズマの状態に変わる。プラズマの電気的な性質を表すパラメータとして、プラズマ周波数ω_ｐと、衝突周波数ｖ_ｍとがある。プラズマ周波数ω_ｐ及び衝突周波数ｖ_ｍについては、以下の非特許文献２，３に開示されている。
［非特許文献２］
R. J. Vidmar、“On the use of Atmospheric Pressure Plasmas as Electromagnetic Reflections and Absorbers、” IEEE Trans. Plasma Sci.、Vol. 18、No. 4、1990
［非特許文献３］
Francis F. Chen著、内田岱二郎訳『プラズマ物理入門』、丸善、1977年

【0037】

プラズマ周波数ω_ｐは、電極３０ｃ，３０ｄに電流を与えることで生じた電子の密度ｎ_ｅによって決定される。
衝突周波数ｖ_ｍは、自由電子が他の粒子と衝突することで消滅する１秒当たりの平均回数であり、衝突周波数ｖ_ｍは、ガスの種類と、ガスの密度とによって決まる。自由電子の運動は、電極３０ｃ，３０ｄに対する印加電圧によって決定される。

【0038】

プラズマ周波数ω_ｐは、以下の式（８）によって表され、衝突周波数ｖ_ｍは、以下の式（９）によって表される。

式（８）において、ｍ_ｅは、電子質量、ｅは、電荷、ｎ_ｅは、電子の密度、ε_０は、真空の誘電率である。
式（９）において、ｎ_ｎは、粒子密度、ｖは、粒子速度、σは、粒子が弾性衝突するとした場合の等価断面積である。σｖの上の“−”の記号は、時間的な平均値を表している。
衝突周波数ｖ_ｍは、ガスの粒子の大きさを大きく、又は、密度を高くすることで、高くなる。

【0039】

プラズマの誘電率ε_ｒは、以下の式（１０）に示すように、プラズマ周波数ω_ｐ及び衝突周波数ｖ_ｍによって決定される。

したがって、プラズマの誘電率ε_ｒは、ガスの種類、ガスの密度、又は、電極３０ｃ，３０ｄに与える電流のいずれかを変えることで、調整することが可能である。

【0040】

演算装置２２は、方向探知装置２１から到来方向θ，φを受けると、実施の形態１と同様に、到来方向θ，φに基づいて、誘電率可変部３０と地板１１とを含む多層面での入射電波の反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を算出する。
演算装置２２は、算出した反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を調整装置３１に出力する。

【0041】

調整装置３１は、演算装置２２から反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を受けると、反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を実現する誘電率可変部３０の誘電率εとして、放電管３０ａに充填されているプラズマの誘電率ε_ｒａと、放電管３０ｂに充填されているプラズマの誘電率ε_ｒｂとを算出する。
反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を実現するプラズマの誘電率ε_ｒａと、反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を実現するプラズマの誘電率ε_ｒｂとを算出する処理自体は、公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。

【0042】

調整装置３１は、放電管３０ａに充填されているプラズマの誘電率ε_ｒａが、式（１０）の左辺における誘電率ε_ｒであるとして、プラズマの誘電率がε_ｒａになる電子の密度ｎ_ｅを算出する。
また、調整装置３１は、放電管３０ｂに充填されているプラズマの誘電率ε_ｒｂが、式（１０）の左辺における誘電率ε_ｒであるとして、プラズマの誘電率がε_ｒｂになる電子の密度ｎ_ｅを算出する。
ここでは、放電管３０ａに充填されているガスの種類と、放電管３０ｂに充填されているガスの種類とが同じであり、放電管３０ａに充填されているプラズマの密度と、放電管３０ｂに充填されているプラズマの密度とが同じであるとする。ガスの種類とプラズマの密度とが同じであれば、プラズマの誘電率がε_ｒａになる電子の密度ｎ_ｅと、プラズマの誘電率がε_ｒｂになる電子の密度ｎ_ｅとは、同じであるとする。

【0043】

調整装置３１の内部メモリには、電子の密度ｎ_ｅと電極３０ｃ，３０ｄに与える電流との関係が格納されている。電子の密度ｎ_ｅと電極３０ｃ，３０ｄに与える電流との関係は、アンテナ装置１の外部から与えられるものであってもよい。
調整装置３１は、電子の密度ｎ_ｅを実現する電流の値として、内部メモリから、電子の密度ｎ_ｅに対応する電流の値を取得する。
調整装置３１は、電極３０ｃ，３０ｄに与える電流の値が、取得した電流の値になるように制御することで、誘電率可変部３０の誘電率εを調整する。

【0044】

図７に示すアンテナ装置１では、誘電率可変部３０が、図９Ａに示すように、２段構造の放電管として、放電管３０ａと放電管３０ｂとを備えている。
２段構造の放電管と地板１１との組は、図９Ｂに示すように、３つのガラス部分と、２つのプラズマと、１つの地板１１とを備える多層媒質に近似することができる。
図９Ａは、２段構造の放電管を示す説明図であり、図９Ｂは、近似された多層媒質を示す説明図である。
例えば、３つのガラス部分の誘電率ε_ｒが、ガラスの誘電率に相当する４．０であるとする。プラズマの厚さが５ｍｍ、ガラス部分の厚さが２ｍｍであるとする。ただし、放電管３０ａと放電管３０ｂとが向かい合っている部分のガラス部分の厚さは４ｍｍである。
入射電波の周波数が１０ＧＨｚ、入射電波の到来方向が法線方向ｎハットであるとして、プラズマ周波数ω_ｐ及び衝突周波数ｖ_ｍのそれぞれを、５〜３０ＧＨｚの範囲で、５ＧＨｚ刻みに変化させることで、反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥の振幅と位相とを調べる。

【0045】

図１０Ａは、反射係数の振幅のシミュレーション結果を示す説明図であり、図１０Ｂは、反射係数の位相のシミュレーション結果を示す説明図である。
図１０Ａ及び図１０Ｂの横軸は、プラズマ周波数ω_ｐであり、図１０Ａ及び図１０Ｂの縦軸は、衝突周波数ｖ_ｍである。
図９Ｂの例では、入射電波が多層媒質に直交するように入射されているため、反射係数Ｒ_||と反射係数Ｒ_⊥とは同じ値になる。
図１０Ａに示す反射係数の振幅のシミュレーション結果は、反射係数の振幅を−１０〜０ｄＢ程度の範囲で調整可能であることを示している。
図１０Ｂに示す反射係数の位相のシミュレーション結果は、反射係数の位相を−１８０〜１８０度の範囲で調整可能であることを示している。
したがって、アンテナ１３の複素散乱界Ｅ_１^Ｓの振幅が、誘電率可変部３０の複素散乱界Ｅ_２^Ｓの振幅に対して、−１０〜０ｄＢ程度の範囲であれば、アンテナ１３の複素散乱界Ｅ_１^Ｓの位相が、どのような位相であっても、アンテナ装置１の全体の複素散乱界Ｅ^Ｓを零にできることが分かる。

【0046】

以上の実施の形態２では、誘電率可変部３０が、電極３０ｃ，３０ｄに電流が与えられると、充填されているガスが電離させて、ガスをプラズマの状態に変えられる放電管３０ａ，３０ｂを備えており、調整装置３１が、電極３０ｃ，３０ｄに与える電流を調整することで、プラズマの誘電率ε_ｒａ，ε_ｒｂを調整するように、図７に示すアンテナ装置１を構成した。したがって、図７に示すアンテナ装置１は、図２に示すアンテナ装置１と同様に、ＲＣＳを打消すための電波を放射することなく、ＲＣＳを低減することができる。

【0047】

実施の形態３．
実施の形態３では、調整装置４０が、放電管３０ａ，３０ｂに充填されているガスの種類を変更することで、プラズマの誘電率ε_ｒａ，ε_ｒｂを調整するアンテナ装置１について説明する。

【0048】

図１１は、実施の形態３に係るアンテナ装置１を示す構成図である。図１１において、図２及び図７と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１に示す通信装置は、図１１に示すアンテナ装置１を備えている。
誘電率可変部３０は、複数の放電管３０ａ、複数の放電管３０ｂ及び電極３０ｃ，３０ｄを備えている。
放電管３０ａ及び放電管３０ｂのそれぞれは、ゴムチューブ等を介して、調整装置４０のポンプ４０ａと接続されている。図１１では、放電管３０ａ及び放電管３０ｂのそれぞれとポンプ４０ａとを接続するゴムチューブ等の記載を省略している。

【0049】

調整装置４０は、ポンプ４０ａを備えている。
ポンプ４０ａは、ゴムチューブ等を介して、Ｎ（Ｎは、２以上の整数）個のガス貯蔵器４１−１〜４１−Ｎと接続されている。
ポンプ４０ａは、ゴムチューブ等を介して、放電管３０ａ及び放電管３０ｂのそれぞれと接続されている。
調整装置４０の内部メモリには、演算装置２２により算出された反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥とガスの種類との関係が格納されている。反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥とガスの種類との関係は、アンテナ装置１の外部から与えられるものであってもよい。

【0050】

調整装置４０は、ポンプ４０ａを用いて、放電管３０ａ及び放電管３０ｂのそれぞれに充填されているガスを吸引する。調整装置４０は、ガス貯蔵器４１−１〜４１−Ｎのうち、吸引したガスと同じ種類のガスを貯蔵しているガス貯蔵器に対して、ポンプ４０ａを用いて、吸引したガスを排出する。
調整装置４０は、Ｎ種類のガスの中から、演算装置２２により算出された反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥と対応しているガスを選択する。調整装置４０は、ガス貯蔵器４１−１〜４１−Ｎのうち、選択したガスを貯蔵しているガス貯蔵器４１−ｎから、ポンプ４０ａを用いて、選択したガスを吸引する。調整装置４０は、ポンプ４０ａを用いて、吸引したガスを放電管３０ａ及び放電管３０ｂのそれぞれに充填する。

【0051】

ガス貯蔵器４１−１〜４１−Ｎは、互いに種類が異なるガスを貯蔵している。
ガス貯蔵器４１−１〜４１−Ｎは、ゴムチューブ等を介して、調整装置４０のポンプ４０ａと接続されている。

【0052】

次に、図１１に示すアンテナ装置１の動作について説明する。
調整装置４０は、演算装置２２から反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を受けると、内部メモリを参照して、Ｎ種類のガスの中から、反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥と対応しているガスを選択する。
調整装置４０は、放電管３０ａ及び放電管３０ｂのそれぞれに充填されているガスの種類が、選択したガスの種類と異なっていれば、ポンプ４０ａを用いて、放電管３０ａ及び放電管３０ｂのそれぞれに充填されているガスを吸引する。
調整装置４０は、ガス貯蔵器４１−１〜４１−Ｎのうち、吸引したガスと同じ種類のガスを貯蔵しているガス貯蔵器に対して、ポンプ４０ａを用いて、吸引したガスを排出する。

【0053】

次に、調整装置４０は、ガス貯蔵器４１−１〜４１−Ｎのうち、選択したガスを貯蔵しているガス貯蔵器４１−ｎから、ポンプ４０ａを用いて、選択したガスを吸引する。
調整装置４０は、ポンプ４０ａを用いて、吸引したガスを放電管３０ａ及び放電管３０ｂのそれぞれに充填する。
衝突周波数ｖ_ｍは、ガスの種類によって変化するため、調整装置４０が、ガスの種類を変えることで、プラズマの誘電率ε_ｒａ，ε_ｒｂを調整することができる。
したがって、図１１に示すアンテナ装置１でも、図２に示すアンテナ装置１と同様に、ＲＣＳを打消すための電波を放射することなく、ＲＣＳを低減することができる。

【0054】

図１１に示すアンテナ装置１では、調整装置４０が、ガスの種類を変えることで、プラズマの誘電率ε_ｒａ，ε_ｒｂを調整している。しかし、これは一例に過ぎず、調整装置４０が、放電管３０ａ，３０ｂに充填されているガスの密度を変えることで、プラズマの誘電率ε_ｒａ，ε_ｒｂを調整するようにしてもよい。
衝突周波数ｖ_ｍは、ガスの密度によって変化するため、調整装置４０が、ガスの密度を変えることで、プラズマの誘電率ε_ｒａ，ε_ｒｂを調整することができる。
なお、放電管３０ａ，３０ｂに充填されているガスの密度は、調整装置４０が、ポンプ４０ａを用いて、放電管３０ａ，３０ｂに充填されているガスを吸引することで、調整することができる。
また、調整装置４０が、ガス貯蔵器４１−１〜４１−Ｎのうち、放電管３０ａ，３０ｂに充填されているガスと同じ種類のガスを貯蔵しているガス貯蔵器から、ポンプ４０ａを用いて、ガスを吸引する。そして、調整装置４０が、ポンプ４０ａを用いて、吸引したガスを放電管３０ａ，３０ｂに充填することで、ガスの密度を調整することができる。

【0055】

図１１に示すアンテナ装置１でも、調整装置４０が、図７に示す調整装置３１と同様に、電極３０ｃ，３０ｄに与える電流を調整することで、プラズマの誘電率ε_ｒａ，ε_ｒｂを調整するようにしてもよい。

【0056】

実施の形態４．
実施の形態４では、誘電率可変部５０が、複数の誘電率可変セル５０ａを備えているアンテナ装置１について説明する。

【0057】

図１２は、実施の形態４に係るアンテナ装置１を示す斜視図である。図１２において、図２、図７及び図１１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１に示す通信装置は、図１２に示すアンテナ装置１を備えている。
図１２では、図面の簡単化のために、アンテナ１３の形状が円柱形になっている。アンテナ１３は、図２に示すように、複数のアンテナセル１３ａを備え、複数のアンテナセル１３ａがアンテナ支持部材１２の支持面１２ａに配置されている構造である。したがって、アンテナ１３の実際の形状は、円柱形ではない。

【0058】

誘電率可変部５０は、複数の誘電率可変セル５０ａを備えている。
誘電率可変セル５０ａは、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される。
誘電率可変セル５０ａは、図２に示す誘電率可変部１４と同様に、誘電体層１４ａ，１４ｂを備えていてもよいし、図７及び図１１に示す誘電率可変部３０と同様に、放電管３０ａ，３０ｂを備えていてもよい。

【0059】

遮蔽領域算出装置６１は、例えば、プロセッサ及びメモリのそれぞれを有するコンピュータによって実現される。
遮蔽領域算出装置６１の内部メモリは、アンテナ１３の形状を示す形状データと、アンテナ１３と誘電率可変部５０との位置関係を示す位置データとを格納している。形状データ及び位置データは、アンテナ装置１の外部から与えられるものであってもよい。
遮蔽領域算出装置６１は、方向探知装置２１から入射電波の到来方向を取得する。
遮蔽領域算出装置６１は、形状データと、位置データと、入射電波の到来方向とに基づいて、誘電率可変部５０の中で、入射電波がアンテナ１３によって遮蔽されて、入射電波が当たらない領域である遮蔽領域を算出する。
遮蔽領域算出装置６１は、算出した遮蔽領域を示すデータを演算装置６２に出力する。

【0060】

演算装置６２は、例えば、プロセッサ及びメモリのそれぞれを有するコンピュータによって実現される。
演算装置６２は、複数の誘電率可変セル５０ａの中から、遮蔽領域算出装置６１により算出された遮蔽領域以外の領域に配置されている１つ以上の誘電率可変セル５０ａを選択する。
演算装置６２は、入射電波の到来方向に基づいて、選択した誘電率可変セル５０ａと地板１１とを含む多層面での入射電波の反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を算出する。
演算装置６２は、算出した入射電波の反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を調整装置６３に出力する。
調整装置６３は、誘電率可変セル５０ａの構成が図２に示す誘電率可変部１４の構成と同様であれば、図２に示す調整装置２３と同様に、演算装置６２により算出された反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥に基づいて、選択した誘電率可変セル５０ａの誘電率を調整する。
調整装置６３は、誘電率可変セル５０ａの構成が、図７又は図１１に示す誘電率可変部３０の構成と同様であれば、図７に示す調整装置３１、又は、図１１に示す調整装置４０と同様に、演算装置６２により算出された反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥に基づいて、選択した誘電率可変セル５０ａの誘電率を調整する。

【0061】

次に、図１２に示すアンテナ装置１の動作について説明する。
遮蔽領域算出装置６１は、内部メモリから、アンテナ１３の形状を示す形状データと、アンテナ１３と誘電率可変部５０との位置関係を示す位置データとを取得する。
遮蔽領域算出装置６１は、方向探知装置２１から入射電波の到来方向を取得する。
遮蔽領域算出装置６１は、形状データと、位置データと、入射電波の到来方向とに基づいて、誘電率可変部５０の中で、入射電波がアンテナ１３によって遮蔽されて、入射電波が当たらない領域である遮蔽領域を算出する。
遮蔽領域算出装置６１は、算出した遮蔽領域を示すデータを演算装置６２に出力する。
入射電波が当たらない遮蔽領域を算出する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。

【0062】

演算装置６２は、遮蔽領域算出装置６１から遮蔽領域を示すデータを受けると、複数の誘電率可変セル５０ａの中から、遮蔽領域以外の領域に配置されているＧ（Ｇは、１以上の整数）個の誘電率可変セル５０ａを選択する。
Ｇ個の誘電率可変セル５０ａの複素散乱界Ｅ_２^Ｓは、以下の式（１１）のように表される。

式（１１）において、Ｅ_２ｉ^Ｓは、ｉ番目の誘電率可変セル５０ａの複素散乱界、太字のｋは、到来方向の波数ベクトルである。明細書の文章中では、電子出願の関係上、文字を太文字で表記することができないため、「太字のｋ」のように表記している。
太字のｒ_ｉは、ｉ番目の誘電率可変セル５０ａの中心における空間上の位置ベクトルである。
アンテナ装置１の全体の複素散乱界Ｅ^Ｓを零にするには、複素散乱界Ｅ_２^Ｓの振幅を、アンテナ１３の複素散乱界Ｅ_１^Ｓの振幅と同じ振幅とし、複素散乱界Ｅ_２^Ｓの位相を、複素散乱界Ｅ_１^Ｓの位相と逆位相とすればよい。

【0063】

演算装置６２は、式（６）及び式（７）に記載の反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を調整しながら、式（１１）に示す複素散乱界Ｅ_２^Ｓを繰り返し算出し、全体の複素散乱界Ｅ^Ｓが零になる複素散乱界Ｅ_２^Ｓが得られる反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を探索する。
演算装置６２は、探索した反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を調整装置６３に出力する。

【0064】

調整装置６３は、演算装置６２から出力された反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥を取得する。
調整装置６３は、誘電率可変セル５０ａの構成が図２に示す誘電率可変部１４の構成と同様であれば、図２に示す調整装置２３と同様に、取得した反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥に基づいて、選択したＧ個の誘電率可変セル５０ａの誘電率を調整する。
調整装置６３は、誘電率可変セル５０ａの構成が図７又は図１１に示す誘電率可変部３０の構成と同様であれば、図７に示す調整装置３１、又は、図１１に示す調整装置４０と同様に、取得した反射係数Ｒ_||，Ｒ_⊥に基づいて、選択したＧ個の誘電率可変セル５０ａの誘電率を調整する。

【0065】

以上の実施の形態４では、誘電率可変部５０が、入射電波の到来方向に応じて誘電率が可変される複数の誘電率可変セル５０ａを備えており、入射電波の到来方向に基づいて、誘電率可変部５０の中で、入射電波がアンテナ１３によって遮蔽されて、入射電波が当たらない領域を算出する遮蔽領域算出装置６１を備えている。そして、演算装置６２が、複数の誘電率可変セル５０ａの中から、遮蔽領域算出装置６１により算出された領域以外の領域に配置されている１つ以上の誘電率可変セル５０ａを選択し、入射電波の到来方向に基づいて、選択した誘電率可変セル５０ａと地板１１とを含む多層面での入射電波の反射係数を算出する。そして、調整装置６３が、演算装置６２により算出された反射係数に基づいて、選択した誘電率可変セル５０ａの誘電率を調整するように、図１２に示すアンテナ装置１を構成した。したがって、図１２に示すアンテナ装置１は、図２に示すアンテナ装置１と同様に、ＲＣＳを打消すための電波を放射することなく、ＲＣＳを低減することができる。また、図１２に示すアンテナ装置１は、入射電波が当たらない遮蔽領域が存在する場合、図２に示すアンテナ装置１よりも、ＲＣＳの低減効果を高めることができる。

【0066】

実施の形態５．
実施の形態５では、入射電波の反射を抑える損失性部材７１，７２を備えるアンテナ装置１について説明する。
図１３は、実施の形態５に係るアンテナ装置１の要部を示す構成図である。図１３において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１３に示すアンテナ装置１では、記載を省略しているが、図２に示すアンテナ装置１と同様に、方向探知装置２１、演算装置２２及び調整装置２３を備えている。
図１３に示すアンテナ装置１では、誘電率可変部１４が、一層構造である。しかし、これは一例に過ぎず、誘電率可変部１４が、二層以上の構造であってもよい。
図１３に示すアンテナ装置１では、誘電率可変部１４が、例えば、誘電体層１４ａを有している。しかし、これは一例に過ぎず、図７及び図１１に示すように、放電管３０ａ，３０ｂを備える誘電率可変部３０であってもよい。また、図１２に示すように、誘電率可変セル５０ａを備える誘電率可変部５０であってもよい。

【0067】

損失性部材７１，７２は、入射電波の反射を抑えることが可能な高誘電正接の部材であり、例えば、炭素を含むセラミックによって実現される。
損失性部材７１は、誘電率可変部１４が有する２つの面のうち、入射電波が当たる反射面の側に配置されている。
損失性部材７２は、誘電率可変部１４と地板１１との間に配置されている。
図１３に示すアンテナ装置１では、損失性部材７１及び損失性部材７２の双方を備えている。しかし、これは一例に過ぎず、損失性部材７１又は損失性部材７２のいずれか一方のみを備えるアンテナ装置１であってもよい。

【0068】

実施の形態１〜４のアンテナ装置１では、誘電率可変部１４、誘電率可変部３０又は誘電率可変部５０を備えているため、ＲＣＳを打消すための電波を放射することなく、ＲＣＳを低減することができる。しかし、放電管３０ａ，３０ｂを備える誘電率可変部３０における入射電波の反射面が大きい場合、プラズマの層厚を厚くする方策、又は、プラズマ周波数ω_ｐを高くする方策等を施す必要がある。
図１３に示すアンテナ装置１では、入射電波の反射を抑える損失性部材７１，７２を備えているため、誘電率可変部３０における入射電波の反射面が大きい場合でも、プラズマ周波数ω_ｐを高くする方策等を施すことなく、ＲＣＳを低減することができる。

【0069】

実施の形態１〜５のアンテナ装置１では、調整装置２３、調整装置３１、調整装置４０又は調整装置６３（以下、「調整装置２３等」と称する）が、誘電率可変部１４の誘電率、誘電率可変部３０の誘電率、又は、誘電率可変部５０の誘電率（以下、「誘電率可変部１４等の誘電率」と称する）を調整している。
調整装置２３等は、誘電率可変部１４等の誘電率をリアルタイムに調整してもよいが、事前に設定された時間間隔毎に、調整装置２３等が、誘電率可変部１４等の誘電率を調整するようにしてもよい。
また、調整装置２３等は、アンテナ１３の指向方向が切り替えられる毎に、誘電率可変部１４等の誘電率を調整するようにしてもよい。

【0070】

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0071】

この発明は、電波の到来方向に応じて誘電率が可変される誘電率可変部を備えるアンテナ装置及び通信装置に適している。

【符号の説明】

【0072】

１ アンテナ装置、１１ 地板、１１ａ，１１ｂ 面、１２ アンテナ支持部材、１２ａ 支持面、１２ｂ 取り付け部、１３ アンテナ、１３ａ アンテナセル、１４ 誘電率可変部、１４ａ，１４ｂ 誘電体層，１４ｃ，１４ｄ 誘電体入出口、２１ 方向探知装置、２２ 演算装置、２３ 調整装置、２３ａ，２３ｂ ポンプ、３０ 誘電率可変部、３０ａ 放電管、３０ｂ 放電管、３０ｃ，３０ｄ 電極、３１ 調整装置、４０ 調整装置、４０ａ ポンプ、４１−１〜４１−Ｎ ガス貯蔵器、５０ 誘電率可変部、５０ａ 誘電率可変セル、６１ 遮蔽領域算出装置、６２ 演算装置、６３ 調整装置、７１，７２ 損失性部材。

【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】