(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022165140
(43)【公開日】2022-10-31
(54)【発明の名称】複合共振器および集合体
(51)【国際特許分類】
H01Q 15/12 20060101AFI20221024BHJP
H01Q 15/14 20060101ALI20221024BHJP
【ＦＩ】
H01Q15/12
H01Q15/14 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021070374
(22)【出願日】2021-04-19
(71)【出願人】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉川 博道
【テーマコード（参考）】
5J020
【Ｆターム（参考）】
5J020AA06
5J020AA07
5J020AA08
5J020BA01
5J020BB00
(57)【要約】
【課題】設計自由度の高い集合体を構成することができる複合共振器および集合体を提供すること。
【解決手段】複合共振器は、第１面方向に広がる第１共振器と、第１共振器と第１方向に離れており、第１面方向に広がる第２共振器と、第１方向において第１共振器および第２共振器の間に位置し、第１共振器および第２共振器の各々に、磁気的もしくは容量的に接続するように構成され、または電気的に接続する第３共振器と、第１面方向に広がり、第１方向において第１共振器および第２共振器の間に位置し、第１共振器および第２共振器の電位基準となる基準導体と、を含む。基準導体は、第１面方向において第３共振器の少なくとも一部を囲むように構成されている。
【選択図】図２
【解決手段】複合共振器は、第１面方向に広がる第１共振器と、第１共振器と第１方向に離れており、第１面方向に広がる第２共振器と、第１方向において第１共振器および第２共振器の間に位置し、第１共振器および第２共振器の各々に、磁気的もしくは容量的に接続するように構成され、または電気的に接続する第３共振器と、第１面方向に広がり、第１方向において第１共振器および第２共振器の間に位置し、第１共振器および第２共振器の電位基準となる基準導体と、を含む。基準導体は、第１面方向において第３共振器の少なくとも一部を囲むように構成されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１面方向に広がる第１共振器と、
前記第１共振器と第１方向に離れており、前記第１面方向に広がる第２共振器と、
前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器の間に位置し、第１共振器および第２共振器の各々に、磁気的もしくは容量的に接続するように構成され、または電気的に接続する第３共振器と、
前記第１面方向に広がり、前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器の間に位置し、前記第１共振器および前記第２共振器の電位基準となる基準導体と、を含み、
前記基準導体は、前記第１面方向において前記第３共振器の少なくとも一部を囲むように構成されている、
複合共振器。
前記第１共振器と第１方向に離れており、前記第１面方向に広がる第２共振器と、
前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器の間に位置し、第１共振器および第２共振器の各々に、磁気的もしくは容量的に接続するように構成され、または電気的に接続する第３共振器と、
前記第１面方向に広がり、前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器の間に位置し、前記第１共振器および前記第２共振器の電位基準となる基準導体と、を含み、
前記基準導体は、前記第１面方向において前記第３共振器の少なくとも一部を囲むように構成されている、
複合共振器。
【請求項2】
前記第３共振器は、複数の副共振器を含み、
前記複数の副共振器は、少なくとも他のいずれかの副共振器に、磁気的もしくは容量的に接続するように構成され、または電気的に接続する、
請求項１に記載の複合共振器。
前記複数の副共振器は、少なくとも他のいずれかの副共振器に、磁気的もしくは容量的に接続するように構成され、または電気的に接続する、
請求項１に記載の複合共振器。
【請求項3】
前記第３共振器の全ては、前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器で被われている、
請求項１または２に記載の複合共振器。
請求項１または２に記載の複合共振器。
【請求項4】
前記基準導体は、貫通孔を有し、
前記第３共振器は、前記貫通孔を通じて、前記第１共振器および前記第２共振器の各々に、磁気的もしくは容量的に接続するように構成され、または電気的に接続する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の複合共振器。
前記第３共振器は、前記貫通孔を通じて、前記第１共振器および前記第２共振器の各々に、磁気的もしくは容量的に接続するように構成され、または電気的に接続する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の複合共振器。
【請求項5】
前記第１共振器は、第１方向の順方向からの電磁波の受信によって共振するように構成されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の複合共振器。
請求項１から４のいずれか１項に記載の複合共振器。
【請求項6】
前記第２共振器は、共振する際に、電磁波を放射するように構成されている、
請求項５に記載の複合共振器。
請求項５に記載の複合共振器。
【請求項7】
前記第２共振器は、共振する際に、電磁波を第１方向の逆方向に放射するように構成されている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の複合共振器。
請求項１から６のいずれか１項に記載の複合共振器。
【請求項8】
前記第２共振器は、第１方向の逆方向からの電磁波の受信によって共振するように構成されている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の複合共振器。
請求項１から７のいずれか１項に記載の複合共振器。
【請求項9】
前記第１共振器は、共振する際に、電磁波を放射するように構成されている、
請求項１から８のいずれか１項に記載の複合共振器。
請求項１から８のいずれか１項に記載の複合共振器。
【請求項10】
前記第１共振器は、共振する際に、電磁波を第１方向の順方向に放射するように構成されている、
請求項９に記載の複合共振器。
請求項９に記載の複合共振器。
【請求項11】
前記第２共振器は、前記第１共振器と異なる位相で共振するように構成されている、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の複合共振器。
請求項８から１０のいずれか１項に記載の複合共振器。
【請求項12】
前記第２共振器は、前記第１面方向において、前記第１共振器と異なる面内方向に共振するように構成されている、
請求項８から１１のいずれか１項に記載の複合共振器。
請求項８から１１のいずれか１項に記載の複合共振器。
【請求項13】
前記第２共振器の共振方向は、前記第１面方向において、前記第１共振器の共振方向に対して経時変化するように構成されている、
請求項８から１２のいずれか１項に記載の複合共振器。
請求項８から１２のいずれか１項に記載の複合共振器。
【請求項14】
前記第２共振器は、前記第１共振器が受信した電磁波を、第１周波数帯を減衰させて放射するように構成されている、
請求項８から１３のいずれか１項に記載の複合共振器。
請求項８から１３のいずれか１項に記載の複合共振器。
【請求項15】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の複合共振器を複数含み、
複数の前記複合共振器は、前記第１面方向に並んでいる、
集合体。
複数の前記複合共振器は、前記第１面方向に並んでいる、
集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、複合共振器および集合体に関する。
【背景技術】
【0002】
誘電体レンズを用いずに、電磁波を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、共振器素子を配列した構造において、各素子のパラメータを変化させることで、電波を屈折させる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－２３１１８２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に記載のような共振器素子では、各素子のパラメータを変化させても位相の変化量は１８０°が最大となる。設計自由度の高い集合体を構成することのできる、共振器素子が求められている。
【0005】
本開示は、設計自由度の高い集合体を構成することのできる複合共振器および集合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る複合共振器は、第１面方向に広がる第１共振器と、前記第１共振器と第１方向 に離れており、前記第１面方向に広がる第２共振器と、前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器の間に位置し、第１共振器および第２共振器の各々に、磁気的もしくは容量的に接続するように構成され、または電気的に接続する第３共振器と、前記第１面方向に広がり、前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器の間に位置し、前記第１共振器および前記第２共振器の電位基準となる基準導体と、を含み、前記基準導体は、前記第１面方向において前記第３共振器の少なくとも一部を囲むように構成されている。
【0007】
本開示に係る集合体は、本開示に係る複合共振器を複数含み、複数の前記複合共振器は、前記第１面方向に並んでいる。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、設計自由度の高い集合体を構成することができる複合共振器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下に説明する実施形態により本開示が限定されるものではない。
【0011】
以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸と直交する水平面内のＹ軸と平行な方向をＹ軸方向とし、水平面と直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面を適宜ＸＹ平面と称し、Ｘ軸およびＺ軸を含む平面を適宜ＸＺ平面と称し、Ｙ軸およびＺ軸を含む平面を適宜ＹＺ平面と称する。ＸＹ平面は、水平面と平行である。ＸＹ平面とＸＺ平面とＹＺ平面とは直交する。
【0012】
［概要］
図１は、複数の複合共振器が周期的に並ぶ集合体を示す。集合体は、周期的に並ぶ複数の複合共振器が集合として機能を有している。例えば、集合体は、平面波に対する空間フィルタ板として機能する。例えば、集合体は、複数の複合共振器に位相差を生じさせることで電波屈折板として機能する。
図１は、複数の複合共振器が周期的に並ぶ集合体を示す。集合体は、周期的に並ぶ複数の複合共振器が集合として機能を有している。例えば、集合体は、平面波に対する空間フィルタ板として機能する。例えば、集合体は、複数の複合共振器に位相差を生じさせることで電波屈折板として機能する。
【0013】
図１に示すように、集合体１は、複数の単位構造１０と、基板１２と、を含む。
【0014】
複数の単位構造１０は、ＸＹ面方向に並んでいる。ＸＹ面方向は、第１面方向とも呼ばれ得る。すなわち、複数の単位構造１０は、２次元的に並んでいる。複数の単位構造１０は、それぞれ、共振構造を有する。単位構造１０の構造については、後述する。単位構造１０は、複合共振器とも呼ばれ得る。基板１２は、例えば、誘電体で形成された誘電体基板であり得る。集合体１は、誘電体から構成された基板１２に、共振構造を有する複数の単位構造１０を２次元的に並ぶことで構成されている。
【0015】
本開示では、以下の各実施形態の複合共振器を図１に示すように配列することで、集合体を構成することができる。
【0016】
【0017】
図２に示すように、単位構造１０は、第１共振器１４と、第２共振器１６は、基準導体１８と、接続線路２０と、を備える。
【0018】
第１共振器１４は、基板１２において、ＸＹ平面に広がるように並び得る。第１共振器１４は、導体で形成され得る。第１共振器１４は、例えば、矩形に形成されたパッチ導体であり得る。図２に示す例では、第１共振器１４は、矩形のパッチ導体として示しているが、本開示はこれに限定されない。第１共振器１４の形状は、例えば、線状、円状、ループ形状、矩形を除く多角形状であってもよい。すなわち、第１共振器１４の形状は、設計に応じて、任意に変更し得る。第１共振器１４は、＋Ｚ軸方向から受信した電磁波によって共振するように構成されている。
【0019】
第１共振器１４は、共振する際に、電磁波を放射するように構成されている。第１共振器１４は、共振する際に、電磁波を＋Ｚ軸方向側に放射するように構成されている。
【0020】
第２共振器１６は、基板１２において、第１共振器１４からＺ軸方向の離れた位置で、ＸＹ平面に広がるように並び得る。第２共振器１６は、例えば、矩形に形成されたパッチ導体であり得る。図２に示す例では、第２共振器１６は、矩形のパッチ導体として示しているが、本開示はこれに限定されない。第２共振器１６の形状は、例えば、線状、円状、ループ形状、矩形を除く多角形状であってもよい。すなわち、第２共振器１６の形状は、設計に応じて、任意に変更し得る。第２共振器１６の形状は、第１共振器１４の形状と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２共振器１６の面積は、第１共振器１４と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0021】
第２共振器１６は、共振する際に、電磁波を放射するように構成されている。第２共振器１６は、例えば、－Ｚ軸方向側に電磁波を放射するように構成されている。第２共振器１６は、共振する際に、電磁波を－Ｚ軸方向に放射するように構成されている。第２共振器１６は、－Ｚ軸方向からの電磁波の受信によって共振するように構成されている。
【0022】
第２共振器１６は、第１共振器１４と異なる位相で共振するように構成されてもよい。第２共振器１６は、ＸＹ平面方向において、第１共振器１４の共振方向と異なる方向に共振するように構成されてもよい。第２共振器１６は、例えば、第１共振器１４がＸ軸方向に共振するように構成されている場合には、Ｙ軸方向に共振するように構成されてもよい。第２共振器１６の共振方向は、ＸＹ平面方向において、第１共振器１４の共振方向の経時変化に対応して経時変化するように構成されてもよい。第２共振器１６は、第１共振器１４が受信した電磁波を、第１周波数帯が減衰した電磁波を放射するように構成されてもよい。
【0023】
基準導体１８は、基板１２において、第１共振器１４と、第２共振器１６との間に並び得る。基準導体１８は、例えば、基板１２において、第１共振器１４と、第２共振器１６との中心にあり得るが、本開示はこれに限定されない。基準導体１８は、例えば、第１共振器１４との距離と、第２共振器１６との距離が異なる位置にあってよい。基準導体１８は、接続線路２０が通過するスルーホール１８ａを有する。基準導体１８は、接続線路２０の少なくとも一部を囲うように構成されている。
【0024】
接続線路２０は、導体で形成され得る。接続線路２０は、Ｚ軸方向において、第１共振器１４と、第２共振器１６との間に位置する。Ｚ軸方向は、例えば、第１方向とも呼ばれ得る。接続線路２０は、第１共振器１４と、第２共振器１６との各々に接続され得る。接続線路２０は、スルーホール１８ａを通過するが、基準導体１８には接触していない。接続線路２０は、例えば、第１共振器１４および第２共振器１６の各々に磁気的もしくは容量的に接続するように構成され得る。接続線路２０は、例えば、第１共振器１４および第２共振器１６の各々に電気的に接続するように構成されてもよい。接続線路２０は、第１共振器１４のＸ軸方向に平行な辺に接続され、第２共振器１６のＸ軸方向に平行な辺に接続される。接続線路２０は、Ｚ軸方向に平行な経路であり得る。接続線路２０は、第３共振器とし得る。
【0025】
単位構造１０は、第１共振器１４および第２共振器１６を、磁気的もしくは容量的に接続、または電気的に接続されて複合するように構成されている。３つの共振器が複合化することで、単位構造１０は、第１共振器１４に入射した電磁波によって励振された高周波が複合共振器を伝送するように構成されている。単位構造１０は、単位構造の伝送特性によって位相シフト、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、およびロウパスフィルタのいずれか１つ、または複数の機能を奏しうる。
【0026】
単位構造１０は、第１共振器１４に入射した電磁波の位相を変化させて、第２共振器１６から出射するように構成されている。位相変化量は、接続線路２０の長さによって変化する。位相変化量は、第１共振器１４または第２共振器１６の面積によっても変化する。
【0027】
【0028】
図３において、横軸は周波数［ＧＨｚ（Giga Hertz）］、縦軸は利得［ｄＢ（deci Bel）］を示す。図３には、グラフＧ１と、グラフＧ２とが示されている。グラフＧ１は、透過係数を示す。グラフＧ２は、反射係数を示す。グラフＧ１は、２１.００ＧＨｚ近傍から２８.００ＧＨｚ近傍の領域の挿入損失が－３ｄＢ以上であり、良好な透過特性を示している。グラフＧ２は、２１.００ＧＨｚ近傍から２８.００ＧＨｚ近傍の領域の反射係数が低いことを示している。すなわち、図１に示す単位構造１０は、２１.００ＧＨｚ近傍から２８.００ＧＨｚ近傍のように幅広い良好な透過特性を有している。
【0029】
【0030】
図４において、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸は位相変化量［ｄｅｇ］を示す。図４には、グラフＧ３が示されている。グラフＧ３は、第１共振器１４に入射した電磁波を第２共振器１６から出射する際の電磁波の位相のシフト量を示す。例えば、単位構造１０は、周波数が２２．００ＧＨｚ近傍の電磁波が第１共振器１４に入射すると、電磁波の位相を約－３８°シフトさせて第２共振器１６から出射するように構成されている。例えば、単位構造１０は、周波数が２４．００ＧＨｚ近傍の電磁波が第１共振器１４に入射すると、電磁波の位相を約－１３０°シフトさせて第２共振器１６から出射するように構成されている。例えば、単位構造１０は、周波数が２８．００ＧＨｚ近傍の電磁波が第１共振器１４に入射すると、電磁波の位相を約１３５°シフトさせて第２共振器１６から出射するように構成されている。単位構造１０は、空間フィルタとして使用することができる。単位構造１０は、空間フィルタの中心周波数の設計値をシフトすることで、素子間で所望の位相差を得ることができる。
【0031】
集合体１において単位構造１０が並ぶことで、集合体１を透過する電磁波がシフトするように構成される。例えば、集合体１を通過する電磁波は、周波数２２．００ＧＨｚにおいて、約２２°シフトするように構成される。例えば、集合体１を通過する電磁波は、周波数２４．００ＧＨｚにおいて、約－１３０°シフトするように構成される。例えば、集合体１を通過する電磁波は、周波数２８ＧＨｚにおいて、約１３５°シフトするように構成される。
【0032】
【0033】
図５に示すように、単位構造１０Ａは、接続線路２０がＺ軸方向に平行な直線状の経路でない点で、図２に示す単位構造１０とは異なる。具体的には、単位構造１０Ａの接続線路２０は、第１経路部２０ａと、第２経路部２０ｂと、第３経路部２０ｃと、第４経路部２０ｄと、第５経路部２０ｅとを備える点で、図２に示す単位構造１０とは異なる。
【0034】
第１経路部２０ａは、一端が第１共振器１４に接続され、他端が第１共振器１４と、基準導体１８との間に位置するＺ軸方向に平行な経路であり得る。第２経路部２０ｂは、一端が第１経路部２０ａの他端に接続され、他端が第１共振器１４と、基準導体１８との間に位置するＸＹ平面に平行な経路であり得る。第３経路部２０ｃは、一端が第２経路部２０ｂの他端に接続され、他端が第２共振器１６と、基準導体１８との間に位置するＺ軸方向に平行な経路であり得る。第３経路部２０ｃは、基準導体１８のスルーホール１８ａを通過する。第３経路部２０ｃは、基準導体１８に接触していない。第４経路部２０ｄは、一端が第３経路部２０ｃの他端に接続され、他端が第２共振器１６と、基準導体１８との間に位置するＸＹ平面に平行な経路であり得る。第５経路部２０ｅは、一端が第４経路部２０ｄに接続され、他端が第５経路部２０ｅに接続された、Ｚ軸方向に平行な経路であり得る。
【0035】
図５では、接続線路２０は、第１経路部２０ａから第５経路部２０ｅの５個の経路を含むものとして説明したが、これは例示であり、本開示を限定するものではない。接続線路２０が含む経路の数は５よりも多くてもよいし、少なくてもよい。複数の経路部は、副共振器とも呼ばれ得る。接続線路２０は、例えば、曲線状に曲がった屈曲部を有していてもよい。
【0036】
単位構造１０Ａは、第１共振器１４に入射した電磁波の位相を変化させて、第２共振器１６から出射するように構成されている。位相変化量は、接続線路２０の長さによって変化する。位相変化量は、第１共振器１４または第２共振器１６の面積によっても変化する。
【0037】
【0038】
図６において、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸は利得［ｄＢ］を示す。図６には、グラフＧ４と、グラフＧ５とが示されている。グラフＧ４は、透過係数を示す。グラフＧ５は、反射係数を示す。グラフＧ４は、２２.００ＧＨｚ近傍から３１．４０ＧＨｚ近傍の領域の挿入損失が－３ｄＢ以上であり、良好な透過特性を示している。グラフＧ５は、２２.００ＧＨｚ近傍から３１.４０ＧＨｚ近傍の領域の反射係数が低いことを示している。すなわち、図５に示す単位構造１０Ａは、２２.００ＧＨｚ近傍から３１.４０ＧＨｚ近傍のように幅広い良好な透過特性を有している。
【0039】
【0040】
図７において、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸は位相変化量［ｄｅｇ］を示す。図７には、グラフＧ６が示されている。グラフＧ６は、第１共振器１４に入射した電磁波を第２共振器１６から出射する際の電磁波の位相のシフト量を示す。例えば、単位構造１０Ａは、周波数が２２．００ＧＨｚ近傍の電磁波が第１共振器１４に入射すると、電磁波の位相を約－６５°シフトさせて第２共振器１６から出射するように構成されている。例えば、単位構造１０は、周波数が２４．００ＧＨｚ近傍の電磁波が第１共振器１４に入射すると、電磁波の位相を約－１４０°シフトさせて第２共振器１６から出射するように構成されている。例えば、単位構造１０は、周波数が２８．００ＧＨｚ近傍の電磁波が第１共振器１４に入射すると、電磁波の位相を約１１０°シフトさせて第２共振器１６から出射するように構成されている。すなわち、単位構造１０Ａは、電磁波の位相を変化させる電磁波の位相を変化させる空間フィルタとして使用することができる。
【0041】
集合体１において単位構造１０Ａが並ぶことで、集合体１を透過する電磁波がシフトするように構成される。例えば、集合体１を通過する電磁波は、周波数２２．００ＧＨｚにおいて、約－６５°シフトするように構成される。例えば、集合体１を通過する電磁波は、周波数２４．００ＧＨｚにおいて、約－１４０°シフトするように構成される。例えば、集合体１を通過する電磁波は、周波数２８ＧＨｚにおいて、約１１０°シフトするように構成される。
【0042】
単位構造１０は、空間フィルタの中心周波数の設計値をシフトした素子を並べることで、素子間で所望の位相差を得ることができる。集合体１において単位構造１０と単位構造１０Ａとが並ぶことで、それぞれの単位構造１０，１０Ａを透過する電磁波がシフトする位相に差異が生じる。例えば、周波数２２．００ＧＨｚにおいて、２つの単位構造１０，１０Ａを透過する電磁波の位相は約２２°と約－６５°とそれぞれがシフトし、位相差は８５°となる。例えば、周波数２４．００ＧＨｚにおいて、２つの単位構造１０，１０Ａを透過する電磁波の位相は約－１３０°と約－１４０°とそれぞれがシフトし、位相差は１０°となる。例えば、周波数２８．００ＧＨｚにおいて、２つの単位構造１０，１０Ａを透過する電磁波の位相は約１３５°と１１０°とそれぞれがシフトし、位相差は２５°となる。
【0043】
【0044】
【0045】
単位構造１０Ｂにおいて、基準導体１８は、スルーホール１８ａと、スルーホール１８ｂとを有する。スルーホール１８ａは、接続線路２０Ａが通過するスルーホールである。スルーホール１８ｂは、接続線路２０Ｂが通過するスルーホールである。
【0046】
接続線路２０Ａは、導体で形成され得る。接続線路２０Ａは、Ｚ軸方向において、第１共振器１４と、第２共振器１６との間に位置する。接続線路２０Ａは、第１共振器１４と、第２共振器１６との各々に接続される。具体的には、接続線路２０Ａは、一端が第１共振器１４のＹ軸方向に平行な辺に接続され、他端が第２共振器１６のＹ軸方向に平行な辺に接続されている。接続線路２０Ａは、スルーホール１８ａを通過するが、基準導体１８には接触していない。
【0047】
接続線路２０Ｂは、導体で形成され得る。接続線路２０Ｂは、Ｚ軸方向において、第１共振器１４と、第２共振器１６との間に位置する。接続線路２０Ｂは、第１共振器１４と、第２共振器１６との各々に接続される。具体的には、接続線路２０Ｂは、一端が第１共振器１４のＸ軸方向に平行な辺に接続され、他端が第２共振器１６のＸ軸方向に平行な辺に接続されている。接続線路２０Ｂは、スルーホール１８ｂを通過するが、基準導体１８には接触していない。
【0048】
【0049】
図９において、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸は利得［ｄＢ］を示す。図９には、グラフＧ７と、グラフＧ８とが示されている。グラフＧ７は、Ｘ軸方向から入射した電磁波のＸ軸方向へ出射するときの透過係数を示す。グラフＧ８８は、反射係数を示す。グラフＧ１６は、２１.００ＧＨｚ近傍から２８.００Ｈｚ近傍の領域の挿入損失が－３ｄＢ程度以上であり、良好な透過特性を示している。グラフＧ８は、２１.００ＧＨｚ近傍から２８．００ＧＨｚ近傍の領域の反射係数が低いことを示している。すなわち、図８に示す単位構造１０Ｂは、２１.００ＧＨｚ近傍から２８．００ＧＨｚ近傍のように幅広い良好な透過特性を有している。
【0050】
図１０において、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸は利得［ｄＢ］を示す。図１０には、グラフＧ９が示されている。グラフＧ９は、Ｘ軸方向から入射した電磁波のＹ軸方向へ出射するときの透過係数を示す。グラフＧ９に示すように、Ｘ軸方向から入射した電磁波のＹ軸方向へ出射するときの透過係数は、２１.００ＧＨｚ近傍から２８.００Ｈｚ近傍の領域の挿入損失が－３ｄＢ程度以上であり、良好な透過特性を示している。
【0051】
単位構造１０Ｂは、電磁波のＸ軸方向からＸ軸方向への透過係数と、Ｘ軸方向からＹ軸方向への透過係数が良好である。すなわち、単位構造１０Ｂは、空間フィルタとしての機能と、偏波する機能との両方の性質を持つ。
【0052】
【0053】
図１１に示すように、単位構造１０Ｃは、基板１２と、第１共振器１４と、第２共振器１６と、基準導体１８と、接続線路２０と、第３共振器２２とを備える。単位構造１０Ｃは、第３共振器２２を備える点で、図２に示す単位構造１０とは異なる。単位構造１０Ｃでは、基準導体１８は、第３共振器２２を囲う開口部１８ｃを有する。
【0054】
第３共振器２２は、Ｚ軸方向において、第１共振器１４と、第２共振器１６との間にあり得る。第３共振器２２は、基準導体１８の開口部１８ｃ内にあり得る。第３共振器２２は、基準導体１８と接触しないように、開口部１８ｃ内にあり得る。すなわち、第３共振器２２は、基準導体１８に囲われている。第３共振器２２は、基準導体１８と容量的に接続されている。
【0055】
本実施形態では、到来する電磁波の基本波の波長をλとすると、第１共振器１４の少なくとも一辺の長さはλ／２、第２共振器１６の少なくとも一辺の長さはλ／２、第３共振器２２の少なくとも一辺の長さはλ／４に設定されている。
【0056】
【0057】
図１２において、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸は利得［ｄＢ］を示す。図１２には、グラフＧ１０と、グラフＧ１１とが示されている。グラフＧ１０は、Ｘ軸方向からＸ軸方向への透過係数を示す。グラフＧ１１は、Ｘ軸方向に入射した電磁波の反射係数を示す。グラフＧ１０は、１８.００ＧＨｚ近傍から２８.００ＧＨｚ近傍の領域の挿入損失が－２ｄＢ以上であり、良好な透過特性を示している。グラフＧ１１は、１８.００ＧＨｚ近傍から２８.００ＧＨｚ近傍の領域の反射係数が低いことを示している。グラフＧ１０に示すように、単位構造１０Ｃは、図２に示す単位構造１０よりも高周波数帯域において、急峻な減衰特性を有するように構成されている。すなわち、図１１に示す単位構造１０Ｃは、１８.００ＧＨｚ近傍から２８.００ＧＨｚ近傍のように幅広い良好な透過特性を有している。
【0058】
【0059】
図１３において、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸は利得［ｄＢ］を示す。図１３には、グラフＧ１２が示されている。グラフＧ１２は、第１共振器１４に入射した電磁波を第２共振器１６から出射する際の電磁波の位相のシフト量を示す。例えば、単位構造１０Ｃは、周波数が１８．００ＧＨｚ近傍の電磁波が第１共振器１４に入射すると、電磁波の位相を約―３７°シフトさせて第２共振器１６から出射する。例えば、単位構造１０Ｃは、周波数が２７．５０ＧＨｚ近傍の電磁波が第１共振器１４に入射すると、電磁波の位相を約－４０°シフトさせて第２共振器１６から出射する。すなわち、単位構造１０Ｃのように共振器を複数備えていても、到来した電磁波をシフトするように構成することができる。
【0060】
［第４実施形態の変形例］
単位構造１０Ｃにおいては、第１共振器１４、第２共振器１６、および第３共振器２２の設計を変えることで、位相変化量および位相を変化させる周波数帯域を変更することができる。
単位構造１０Ｃにおいては、第１共振器１４、第２共振器１６、および第３共振器２２の設計を変えることで、位相変化量および位相を変化させる周波数帯域を変更することができる。
【0061】
【0062】
図１４において、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸は利得［ｄＢ］を示す。図１４には、グラフＧ１３と、グラフＧ１４とが示されている。グラフＧ１３は、Ｘ軸方向からＸ軸方向への透過係数を示す。グラフＧ１３は、Ｘ軸方向に入射した電磁波の反射係数を示す。グラフＧ２２は、２１.００ＧＨｚ近傍から２８.００ＧＨｚ近傍の領域の挿入損失が－２ｄＢ以上であり、良好な透過特性を示している。グラフＧ１３は、２１.００ＧＨｚ近傍から２８.００ＧＨｚ近傍の領域の反射係数が低いことを示している。すなわち、図１１に示す単位構造１０Ｃは、２１.００ＧＨｚ近傍から２８.００ＧＨｚ近傍のように幅広い良好な透過特性を有している。
【0063】
【0064】
図１５において、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸は利得［ｄＢ］を示す。図１５には、グラフＧ１５が示されている。グラフＧ１５は、第１共振器１４に入射した電磁波を第２共振器１６から出射する際の電磁波の位相のシフト量を示す。例えば、単位構造１０Ｃは、周波数が２１．００ＧＨｚ近傍の電磁波が第１共振器１４に入射すると、電磁波の位相を約－５５°シフトさせて第２共振器１６から出射するように構成されている。例えば、単位構造１０Ｃは、周波数が２７．５０ＧＨｚ近傍の電磁波が第１共振器１４に入射すると、電磁波の位相を約１１７°シフトさせて第２共振器１６から出射するように構成されている。すなわち、単位構造１０Ｃのように共振器を複数備えていても、到来した電磁波をシフトするように構成することができる。
【0065】
図１１に示す例では、単位構造１０Ｃは、３個の共振器を備えるが、本開示はこれに限定されない。本開示では、複合共振器は、３個以上の共振器を備えていてもよい。本開示では、共振器の数を増やすことで、高周波帯域でより急峻な減衰特性を持つように構成することができる。
【0066】
以上、本開示の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により本開示が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【0067】
１ 集合体
１０ 単位構造
１２ 基板
１４ 第１共振器
１６ 第２共振器
１８ 基準導体
２０ 接続線路
２２ 第３共振器
１０ 単位構造
１２ 基板
１４ 第１共振器
１６ 第２共振器
１８ 基準導体
２０ 接続線路
２２ 第３共振器
【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】