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(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】P2023113351
(43)【公開日】2023-08-16
(54)【発明の名称】電波散乱体
(51)【国際特許分類】
H01Q 15/14 20060101AFI20230808BHJP
【ＦＩ】
H01Q15/14 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022015664
(22)【出願日】2022-02-03
(71)【出願人】
【識別番号】000003621
【氏名又は名称】株式会社竹中工務店
(74)【代理人】
【識別番号】100107364
【弁理士】
【氏名又は名称】斉藤 達也
(72)【発明者】
【氏名】鶴田 壮広
(72)【発明者】
【氏名】小柳 慎一郎
【テーマコード（参考）】
5J020
【Ｆターム（参考）】
5J020AA03
5J020BA06
5J020DA03
(57)【要約】 （修正有）
【課題】電波の不感地帯を削減する電波散乱体を提供する。
【解決手段】電波を散乱する電波散乱体１００は、矩形の平板形状である基部１と、基部１の一方の面に相互に隣接して並べられ、電波を散乱する複数の平板部２と、を備える。複数の平板部２の幅は、相互に同じであり、複数の平板部２の厚みは、所定の演算式に基づいて定められている。所定の演算式は、複数の平板部２をアレイアンテナの放射素子とみなしたことに基いて定められる電波散乱体１００の散乱パターンと、複数の平板部２で反射された電波が干渉によって強め合う条件とに基づいて定められており、少なくとも、各回折次数における電波散乱体１００により散乱される電波の電界値と、複数の平板部２の厚さに対応する位相量と、の関係を示している。
【選択図】図２
【解決手段】電波を散乱する電波散乱体１００は、矩形の平板形状である基部１と、基部１の一方の面に相互に隣接して並べられ、電波を散乱する複数の平板部２と、を備える。複数の平板部２の幅は、相互に同じであり、複数の平板部２の厚みは、所定の演算式に基づいて定められている。所定の演算式は、複数の平板部２をアレイアンテナの放射素子とみなしたことに基いて定められる電波散乱体１００の散乱パターンと、複数の平板部２で反射された電波が干渉によって強め合う条件とに基づいて定められており、少なくとも、各回折次数における電波散乱体１００により散乱される電波の電界値と、複数の平板部２の厚さに対応する位相量と、の関係を示している。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電波を散乱する電波散乱体であって、
相互に隣接して並べられている複数の板状部分であって、電波を散乱する前記複数の板状部分、を備え、
前記複数の板状部分の幅は相互に同じであり
前記複数の板状部分の厚みは、所定の演算式に基づいて定められており、
前記所定の演算式は、前記複数の板状部分をアレイアンテナの放射素子とみなしたことに基いて定められる前記電波散乱体の散乱パターンと、前記複数の板状部分で反射された電波が干渉によって強め合う条件とに基づいて定められており、
前記所定の演算式は、少なくとも、各回折次数における前記電波散乱体により散乱される電波の電界値と、前記複数の板状部分の厚さに対応する位相量と、の関係を示している、
電波散乱体。
相互に隣接して並べられている複数の板状部分であって、電波を散乱する前記複数の板状部分、を備え、
前記複数の板状部分の幅は相互に同じであり
前記複数の板状部分の厚みは、所定の演算式に基づいて定められており、
前記所定の演算式は、前記複数の板状部分をアレイアンテナの放射素子とみなしたことに基いて定められる前記電波散乱体の散乱パターンと、前記複数の板状部分で反射された電波が干渉によって強め合う条件とに基づいて定められており、
前記所定の演算式は、少なくとも、各回折次数における前記電波散乱体により散乱される電波の電界値と、前記複数の板状部分の厚さに対応する位相量と、の関係を示している、
電波散乱体。
【請求項2】
前記複数の板状部分は、金属製である、
請求項１に記載の電波散乱体。
請求項１に記載の電波散乱体。
【請求項3】
前記複数の板状部分は、相互に連続して隣接するＫ（Ｋは２以上の整数）個の板状部分を１ユニットとして、複数ユニット分設けられており、
前記複数の板状部分は、前記複数ユニット各々において周期的に配置されている、
請求項１又は２に記載の電波散乱体。
前記複数の板状部分は、前記複数ユニット各々において周期的に配置されている、
請求項１又は２に記載の電波散乱体。
【請求項4】
前記所定の演算式は、次の数式であり、
上記数式において、
Ｅｓｕｍ（ｍ）は、各回折次数における前記電波散乱体により散乱される電波の電界値を示し、
ｍは、回折次数を示し、
Ｋは、前記１ユニットにおける板状部分の個数を示し、
Ｎは、前記複数のユニットの個数を示し、
Ａｋは、前記複数の板状部分における散乱振幅値を示し、
δｋは、前記複数の板状部分の厚さに対応する位相量を示す、
請求項３に記載の電波散乱体。
【数1】
Ｅｓｕｍ（ｍ）は、各回折次数における前記電波散乱体により散乱される電波の電界値を示し、
ｍは、回折次数を示し、
Ｋは、前記１ユニットにおける板状部分の個数を示し、
Ｎは、前記複数のユニットの個数を示し、
Ａｋは、前記複数の板状部分における散乱振幅値を示し、
δｋは、前記複数の板状部分の厚さに対応する位相量を示す、
請求項３に記載の電波散乱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電波散乱体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、屋内の無線通信環境を向上させるために屋内に電波吸収体を配置するような技術が知られていた。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１１－２６１２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、無線通信を行う場合において、比較的高い周波数帯の電波を用いる場合、当該電波の直進性が比較的強く、電波の不感地帯（無線通信可能なレベルの電波が到達しない領域）が発生しやすくなることが想定され、電波の不感地帯を削減する技術が要望されていた。
【0005】
本発明は上記事実に鑑みなされたもので、電波の不感地帯を削減することが可能となる電波散乱体を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の電波散乱体は、電波を散乱する電波散乱体であって、相互に隣接して並べられている複数の板状部分であって、電波を散乱する前記複数の板状部分、を備え、前記複数の板状部分の幅は相互に同じであり前記複数の板状部分の厚みは、所定の演算式に基づいて定められており、前記所定の演算式は、前記複数の板状部分をアレイアンテナの放射素子とみなしたことに基いて定められる前記電波散乱体の散乱パターンと、前記複数の板状部分で反射された電波が干渉によって強め合う条件とに基づいて定められており、前記所定の演算式は、少なくとも、各回折次数における前記電波散乱体により散乱される電波の電界値と、前記複数の板状部分の厚さに対応する位相量と、の関係を示している。
【0007】
請求項２に記載の電波散乱体は、請求項１に記載の電波散乱体において、前記複数の板状部分は、金属製である。
【0008】
請求項３に記載の電波散乱体は、請求項１又は２に記載の電波散乱体において、前記複数の板状部分は、相互に連続して隣接するＫ（Ｋは２以上の整数）個の板状部分を１ユニットとして、複数ユニット分設けられており、前記複数の板状部分は、前記複数ユニット各々において周期的に配置されている。
【0009】
請求項４に記載の電波散乱体は、請求項３に記載の電波散乱体において、前記所定の演算式は、次の数式であり、
上記数式において、Ｅｓｕｍ（ｍ）は、各回折次数における前記電波散乱体により散乱される電波の電界値を示し、ｍは、回折次数を示し、Ｋは、前記１ユニットにおける板状部分の個数を示し、Ｎは、前記複数のユニットの個数を示し、Ａｋは、前記複数の板状部分における散乱振幅値を示し、δｋは、前記複数の板状部分の厚さに対応する位相量を示す。
【数1】
【発明の効果】
【0010】
請求項１に記載の電波散乱体によれば、電波を散乱する複数の板状部分を備えることにより、例えば、電波を散乱させることができるので、電波の不感地帯を削減することが可能となる。また、複数の板状部分の厚みが所定の演算式に基づいて定められることにより、例えば、複数の板状部分の厚みを容易に定めることができるので、電波散乱体を容易に設計することが可能となる。
【0011】
請求項２に記載の電波散乱体によれば、複数の板状部分は金属製であることにより、例えば、電波散乱体での電波の減衰を抑えることができるので、電波散乱体に入射した電波のレベルを維持した状態で散乱することが可能となる。
【0012】
請求項３に記載の電波散乱体によれば、相互に連続して隣接するＫ（Ｋは２以上の整数）個の板状部分を１ユニットとして、複数ユニット分設けられており、複数の板状部分は複数ユニット各々において周期的に配置されていることにより、例えば、電波が本電波散乱体に入射することで回折波が発生し、電波を散乱させることができる。
【0013】
請求項４に記載の電波散乱体によれば、所定の演算式は数１の演算式であることにより、例えば、比較的単純な演算式に基づいて板状部分の厚みを容易に定めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本実施の形態に係る電波散乱体の設置状態を示す図ある。
【図2】電波散乱体の斜視図である。
【図3】電波散乱体の正面図である。
【図4】電波散乱体の正面図である。
【図6】平板部の厚みを決定するための演算式を示す図である。
【図7】電波散乱体を説明するための文字を例示した図である。
【図8】平板部の厚みの決定手法を説明するための図である。
【図9】電波散乱体によって散乱される電波に関する図である。
【図10】電波散乱体によって散乱される電波に関する図である。
【図11】電波散乱体によって散乱される電波に関する図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る電波散乱体の実施の形態を詳細に説明する。
【0016】
〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。実施の形態は、電波散乱体に関する。本発明に係る電波散乱体は、電波を散乱する物である。この電波散乱体の設置位置は任意であり、例えば、室内又は室外に設置することができる。
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。実施の形態は、電波散乱体に関する。本発明に係る電波散乱体は、電波を散乱する物である。この電波散乱体の設置位置は任意であり、例えば、室内又は室外に設置することができる。
【0017】
〔ＩＩ〕実施の形態の具体的内容
次に、実施の形態の具体的内容について説明する。
次に、実施の形態の具体的内容について説明する。
【0018】
【0019】
【0020】
また、各図のＸ－Ｙ－Ｚ軸は相互に直交していることとし、Ｚ軸が電波散乱体１００の高さ方向（各平板部２の厚み方向）を示しており、また、Ｘ軸が複数の平板部２が並べられている方向（各平板部２の幅方向）を示しており、また、Ｙ軸が各平板部２が延在している方向（各平板部２の長さ方向）を示していることして説明する。
【0021】
電波散乱体１００は、電波が照射された場合に当該電波を散乱する物であり、例えば、電波の電波散乱体１００への入射角度以外の角度にも当該電波を反射して散乱するものである。電波散乱体１００は、例えば、表面（＋Ｚ方向）に凹凸パターンを有するものであり、図１に示すように例えば、天井に設置されて用いられる。
【0022】
そして、図１では不図示であるが、図１の部屋には、例えば、所定周波数帯（一例としては、５Ｇ通信に対応する２８ＧＨｚ帯）の無線通信用の電波を送受信する通信装置が設置されていることとする。そして、この通信装置から送信された電波が、電波散乱体１００によって散乱されて、比較的広範囲に到達することになり、電波の不感地帯（無線通信可能なレベルの電波が到達しない領域）を削減することが可能となる。
【0023】
また、電波散乱体１００の設置位置は天井に限らず、例えば、壁、床等を含む任意の位置に設置してもよい。
【0024】
【0025】
（構成‐電波散乱体‐基部）
基部１は、複数の平板部２が配置される部分であり、例えば、矩形の平板形状である。基部１の一方の面（＋Ｚ方向）には複数の平板部２が固定されて配置され、他方の面（－Ｚ方向）は部屋の天井（図１）に取り付けられる。基部１の一方の面は、図３に示すように、凹凸が無く同じ高さの平面となっており、すなわち、ＸＹ平面に平行な平面である。基部１の材質は任意であり、例えば、金属製であってもよく、樹脂製であってもよい。
基部１は、複数の平板部２が配置される部分であり、例えば、矩形の平板形状である。基部１の一方の面（＋Ｚ方向）には複数の平板部２が固定されて配置され、他方の面（－Ｚ方向）は部屋の天井（図１）に取り付けられる。基部１の一方の面は、図３に示すように、凹凸が無く同じ高さの平面となっており、すなわち、ＸＹ平面に平行な平面である。基部１の材質は任意であり、例えば、金属製であってもよく、樹脂製であってもよい。
【0026】
（構成‐電波散乱体‐平板部）
平板部２は、電波を散乱する凹凸パターンを形成するものであり、図３に示すように例えば、相互に隣接して並べられている板状の部分（板状部分）であって、電波を散乱する複数の部分である。各平板部２は、所定の厚み（厚さ）及び所定の幅を有し、長さ方向（Ｙ軸方向）において延在する形状である。複数の平板部２の幅は、相互に同じである。各平板部２の厚みは、所定の演算式に基づいて決定されている。なお、各平板部２の厚みの決定については後述する。
平板部２は、電波を散乱する凹凸パターンを形成するものであり、図３に示すように例えば、相互に隣接して並べられている板状の部分（板状部分）であって、電波を散乱する複数の部分である。各平板部２は、所定の厚み（厚さ）及び所定の幅を有し、長さ方向（Ｙ軸方向）において延在する形状である。複数の平板部２の幅は、相互に同じである。各平板部２の厚みは、所定の演算式に基づいて決定されている。なお、各平板部２の厚みの決定については後述する。
【0027】
平板部２の材質は任意であり、例えば、金属製、樹脂製、又は他の材質を用いて形成してもよいが、本実施の形態では、平板部２での電波の減衰を抑える観点から、平板部２が金属にて形成されている金属板である場合を例示して説明する。
【0028】
複数の平板部２は、厚みを基準としたユニット単位で構成されており、１個のユニットのみとして構成してもよいし、複数ユニット（つまり、２個以上のユニット）として構成してもよいが、本実施の形態では、相互に連続して隣接する７個の平板部２を１個のユニットとし、２個のユニットとして構成する場合を例示して説明する。
【0029】
すなわち、複数の平板部２は、当該平板部２が並べられている方向（Ｘ軸）において、各ユニットに属する対応する平板部２の厚みが相互に同じになるように構成されている。具体的には、各ユニットにおける相互に対応する位置に設けられている平板部２の厚みが相互に同じになるように構成されている。各ユニットにおける相互に対応する位置に設けられている平板部２とは、各ユニット内において、電波散乱体１００の一方側（例えば、図４の－Ｘ方向）から数えて同じ順番に該当する平板部２を示す概念である。つまり、各平板部２の厚みに関して、複数の平板部２は、複数ユニット各々において周期的に配置されている。
【0030】
本実施の形態では、例えば、１ユニット目の１番目の平板部２０１の厚みと、２ユニット目の１番目の平板部２０８の厚みとが相互に同じになるように構成されており、また、１ユニット目の２番目～７番目の平板部２０２～２０７の厚みと、２ユニット目の２番目～７番目の平板部２０８～２１４の厚みとが相互に同じになるように構成されている場合について説明する。
【0031】
（平板部の厚みを決定する手法）
次に、電波散乱体１００の複数の平板部２の厚みを決定する手法について説明する。すなわち、電波散乱体１００の凹凸パターンを決定する手法について説明する。図６は、平板部の厚みを決定するための演算式を示す図である。
次に、電波散乱体１００の複数の平板部２の厚みを決定する手法について説明する。すなわち、電波散乱体１００の凹凸パターンを決定する手法について説明する。図６は、平板部の厚みを決定するための演算式を示す図である。
【0032】
複数の平板部２の厚みについては、概略的には、図６の演算式（１）及び演算式（２）によって導出される演算式（３）に基づいて、電波散乱体１００の特性に応じて決定される。ここでは、例えば、各演算式について説明した後、複数の平板部２の厚みを決定する手法について説明する。
【0033】
【0034】
例えば、図４等の「ｗ」は、平板部２の幅を示している。
【0035】
また、「ｋ」は、平板部２を特定する番号を示しており、詳細には、図４に示すように、電波散乱体１００の一方側（－Ｘ方向）から他方側（＋Ｘ方向）に向かって数えた順番に対応する番号を示している。図４の例では、「ｋ」が「１」であることを示す「ｋ＝１」は、図３の平板部２０１を示しており、また、「ｋ＝２」は、平板部２０２を示している。
【0036】
「Ｋ」は、１ユニット内に含まれる平板部２の個数を示しており、この「Ｋ」の値は２以上である。図４の例では、１ユニット内に７個の平板部２が含まれているので、「Ｋ」の値は「７」となる。
【0037】
「Ｎ」は、電波散乱体１００に含まれるユニットの個数を示している。図４の例では、電波散乱体１００内に２個のユニットが含まれているので、「Ｎ」の値は「２」となる。
【0038】
「θ」は、平板部２側からの平面波が強め合う方向に対応する角度を示しており、具体的には、平板部２で反射して散乱された電波に対応する平面波が強め合う方向に対応する角度を示しており、図４に示すＸＺ平面における角度を示している。
【0039】
「Ｄ」は、厚み方向（図４のＺ軸方向）における基準面９００と各平板部２の天面との間の距離を示している。なお、「基準面」９００とは平板部２の厚みを決定するために基準とする面であり、厚み方向における所定位置に定められる面である。基準面９００は、ＸＹ平面に平行な面である。基準面９００については、任意の位置に設定することができるが、図４では、説明の便宜上、「ｋ＝２」及び「ｋ＝４」の平板部２の天面に対応する位置に図示されている。また、図４の例では、基準面９００と「ｋ＝１」の平板部２の天面との間の距離を示す部分に「Ｄ」が代表して図示されている。
【0040】
「ｈ」は、各平板部２の厚みを示している。図４の例では、「ｋ＝１」の平板部２の厚みを示す部分に「ｈ」が代表して図示されている。
【0041】
図６の演算式（１）等の「λ」は、電波散乱体１００に照射される（入射する）電波の波長を示している。
【0042】
図６の演算式（１）等の「Ａｋ」は、各平板部２の散乱振幅値を示している。「散乱振幅値」とは、平板部２によって反射されて散乱される電波の振幅の大きさに対応する概念であり、例えば、平板部２の材質によって定まる固定値である。なお、「Ａｋ」の「ｋ」は、前述の「ｋ」を示しており、すなわち、「ｋ＝１」に対応する「Ａ１」は、「ｋ＝１」の平板部２の散乱振幅値を示しており、また、「ｋ＝２」に対応する「Ａ２」は、「ｋ＝２」の平板部２の散乱振幅値を示している。そして、本実施の形態では、複数の平板部２が相互に同じ金属材料にて形成されていることとし、各平板部２の「Ａｋ」が相互に同じである場合について説明する。
【0043】
図６の演算式（１）等の「δｋ」は、各平板部２の厚さに対応する位相量を示している。「位相量」とは、前述の「Ｄ」（基準面９００と各平板部２の天面との間の距離）に応じて定まる量であり、例えば、当該「Ｄ」に対応する光学的な距離を示す概念である。なお、「δｋ」の「ｋ」は、前述の「ｋ」を示しており、すなわち、「ｋ＝１」に対応する「δ１」は、「ｋ＝１」の平板部２の位相量を示しており、また、「ｋ＝２」に対応する「δ２」は、「ｋ＝２」の平板部２の位相量を示している。
【0044】
図６の演算式（２）等の「α」は、平板部２側からの平面波が強め合う方向に対応する角度を示しており、前述の「θ」と同様な概念を示している。
【0045】
図６の演算式（２）等の「ｍ」は、回折次数を示している。
【0046】
＝＝＝演算式＝＝＝
次に、各演算式について説明する。なお、ここでは、図４及び図５に示すように例えば、電波散乱体１００に対して電波に対応する平面波が+Ｚ方向から-Ｚ方向に向かって垂直入射した場合を例示して説明する。
次に、各演算式について説明する。なお、ここでは、図４及び図５に示すように例えば、電波散乱体１００に対して電波に対応する平面波が+Ｚ方向から-Ｚ方向に向かって垂直入射した場合を例示して説明する。
【0047】
＝演算式（１）＝
図６の演算式（１）は、複数の平板部２をアレイアンテナの放射素子とみなしたことに基いて定められる電波散乱体１００の散乱パターンを示す式である。
図６の演算式（１）は、複数の平板部２をアレイアンテナの放射素子とみなしたことに基いて定められる電波散乱体１００の散乱パターンを示す式である。
【0048】
なお、演算式（１）の「Ｅｓｕｍ（θ）」は、電波散乱体１００で反射されて散乱される電波の散乱パターンを示しており、具体的には、角度θ方向における各平板部２からの相互に重ね合わされた反射波の電界強度を示している。
【0049】
なお、演算式（１）の「ｇ（θ）」は、アレイアンテナ理論における素子１個での放射パターンに対応する概念であり、本実施の形態では、各平板部２における散乱パターンを示す概念であり、各平板部２において相互に同じ値となる。
【0050】
また、演算式（１）の「Ｄ（θ）」におけるｅｘｐ項内は、各平板部２の間の光学的な距離又は光学的な距離の差を示しており、例えば、図５の「ｋ＝２」及び「ｋ＝３」の平板部において、「（２π／λ）ｗｓｉｎθ」は、図５の符号９０１で示す部分の光学的な距離を示しており、また、「δｋ（具体的にはδ３）」は、図６の符号９０２で示す部分の光学的な距離を示している。
【0051】
電波散乱体１００については、電波の平面波が各平板部２に入射されると、各平板部２にて反射波を放射することになる。各平板部２の厚みが相互に異なることから、位相量がδｋの放射素子が配列されているアレイアンテナと考えて、当該アレイアンテナによる放射パターンに対応する散乱パターンを、電波散乱体１００による散乱パターンと考えることができる。よって、電波散乱体１００の散乱パターンを示す演算式として、演算式（１）を用いることができる。
【0052】
＝演算式（２）＝
図６の演算式（２）は、電波散乱体１００で反射されて散乱される電波の干渉によって各電波に対応する平面波が強め合う条件を示す演算式であり、具体的には、ユニット単位での強め合う条件を示す演算式である。この演算式（２）は、例えば、電波散乱体１００を格子定数Ｋｗの反射型回折格子とみなして、各要素である平板部２で反射された電波に対応する平面波が干渉によって強め合う条件（つまり、電波散乱体１００を格子定数Ｋｗの回折格子とみなして、当該回折格子で回折される電波に対応する波が干渉によって強め合う条件）を示している。
図６の演算式（２）は、電波散乱体１００で反射されて散乱される電波の干渉によって各電波に対応する平面波が強め合う条件を示す演算式であり、具体的には、ユニット単位での強め合う条件を示す演算式である。この演算式（２）は、例えば、電波散乱体１００を格子定数Ｋｗの反射型回折格子とみなして、各要素である平板部２で反射された電波に対応する平面波が干渉によって強め合う条件（つまり、電波散乱体１００を格子定数Ｋｗの回折格子とみなして、当該回折格子で回折される電波に対応する波が干渉によって強め合う条件）を示している。
【0053】
＝演算式（３）＝
図６の演算式（３）は、所定の演算式であって、少なくとも、各回折次数における電波散乱体１００により散乱される電波の散乱パターン（つまり、電界強度（電界値））である「Ｅｓｕｍ（ｍ）」と、複数の平板部２の厚さに対応する位相量である「δｋ」との関係を示している。
図６の演算式（３）は、所定の演算式であって、少なくとも、各回折次数における電波散乱体１００により散乱される電波の散乱パターン（つまり、電界強度（電界値））である「Ｅｓｕｍ（ｍ）」と、複数の平板部２の厚さに対応する位相量である「δｋ」との関係を示している。
【0054】
この演算式（３）については、強め合い条件を示す演算式（２）において、「α」を演算式（１）に対応する「θ」に変換した上で、当該変換された演算式（２）の「ｓｉｎθ＝ｍλ／Ｋｗ」を演算式（１）に代入して、演算式（１）を「ｍ」を変数とする演算式に変換することにより、演算式（３）が導出される。
【0055】
＝＝＝決定手法＝＝＝
次に、演算式（３）を用いて行う平板部２の厚みの決定手法について説明する。図８は、平板部の厚みの決定手法を説明するための図である。ここでは、例えば、図８の「共通条件」に示すように、「２８ＧＨｚ」の周波数の電波が図４に示すように電波散乱体１００に垂直入射する場合において、平板部２の幅が「１０．７１ｍｍ」であり、１ユニットの周期が「７４．９７ｍｍ」であり、電波散乱体１００の全体の幅が「１４９．９４ｍｍ」である場合について説明する。すなわち、１ユニット内に含まれる平板部２が７個（Ｋ＝７）であり、電波散乱体１００内のユニットの個数が２個（Ｎ＝２）である場合について説明する。また、図８では不図示であるが、各平板部２の散乱振幅値である「Ａｋ」が所定の数値（例えば、「１」）である場合について説明する。なお、この「Ａｋ」については、事前に行われる実験又はシミュレーションを含む任意の手法で定めた値を用いてもよい。
次に、演算式（３）を用いて行う平板部２の厚みの決定手法について説明する。図８は、平板部の厚みの決定手法を説明するための図である。ここでは、例えば、図８の「共通条件」に示すように、「２８ＧＨｚ」の周波数の電波が図４に示すように電波散乱体１００に垂直入射する場合において、平板部２の幅が「１０．７１ｍｍ」であり、１ユニットの周期が「７４．９７ｍｍ」であり、電波散乱体１００の全体の幅が「１４９．９４ｍｍ」である場合について説明する。すなわち、１ユニット内に含まれる平板部２が７個（Ｋ＝７）であり、電波散乱体１００内のユニットの個数が２個（Ｎ＝２）である場合について説明する。また、図８では不図示であるが、各平板部２の散乱振幅値である「Ａｋ」が所定の数値（例えば、「１」）である場合について説明する。なお、この「Ａｋ」については、事前に行われる実験又はシミュレーションを含む任意の手法で定めた値を用いてもよい。
【0056】
上述の共通条件の下で、各回折次数における電波散乱体１００により散乱される電波の散乱パターンが、以下の設計方針１及び設計方針２に対応する散乱パターンになる場合の、平板部２の厚みを決定する場合について説明する。
【0057】
＝設計方針１＝
設計方針１は、回折次数ｍ＝０、ｍ＝±１、ｍ＝±２、及びｍ＝±３の散乱パターンのピークが相互に等しくなるように平板部２の厚みを決定する方針である。
設計方針１は、回折次数ｍ＝０、ｍ＝±１、ｍ＝±２、及びｍ＝±３の散乱パターンのピークが相互に等しくなるように平板部２の厚みを決定する方針である。
【0058】
この場合、図６の演算式（３）において、ｍ＝０、ｍ＝±１、ｍ＝±２、及びｍ＝±３を代入して導出されるＥｓｕｍ（０）、Ｅｓｕｍ（±１）、Ｅｓｕｍ（±２）、Ｅｓｕｍ（±３）の７個の演算式が同じ値となるので、例えば、Ｅｓｕｍ（０）＝１、Ｅｓｕｍ（±１）＝１、Ｅｓｕｍ（±２）＝１、Ｅｓｕｍ（±３）＝１の合計７個の方程式が導出される。なお、これらの式の右辺についてはここでは「１」としているが、相互に同じ数値である限りにおいて他の数値を用いてもよい。
【0059】
なお、図６の演算式（３）のＤ（ｍ）の式の右辺に示されている「δｋ」の「ｋ」は、「ｋ＝１」～「ｋ＝１４」まで代入されることになるが、電波散乱体１００の平板部２の厚みが、ユニット単位で周期的に構成されているので、δ１＝δ８、δ２＝δ、δ３＝δ１０、δ４＝δ１１、δ５＝δ１２、δ６＝δ１３、δ７＝δ１４となる。すなわち、上記の合計７個の方程式においては、δ１～δ７の７個の変数（未知数）が設けられているので、この７個の方程式を解くことにより、δ１～δ７を求めることが可能となる。
【0060】
ここでは、例えば、まず、設計方針１に対応する値を演算式（３）に代入することにより、Ｅｓｕｍ（０）＝１、Ｅｓｕｍ（±１）＝１、Ｅｓｕｍ（±２）＝１、Ｅｓｕｍ（±３）＝１の合計７個の方程式を導出し、この７個の方程式を解くことにより、δ１～δ７を求める。次に、図８の共通条件に定められている「２８ＧＨｚ」に基づいて、電波の波長を演算し、演算した電波の波長を利用して、前述の求めたδ１～δ７に対応する基準面９００と各平板部２の天面との間の距離「Ｄ」（図４）を求めて、この求めた「Ｄ」となるように、平板部２の厚み（図４の「ｈ」）を決定する。
【0061】
なお、δ１～δ７に対応する基準面９００と各平板部２の天面との間の距離「Ｄ」（図４）を求める具体的な手法は任意であるが、例えば、（２Ｄ／λ）×２π＝δｋを解いた解を「Ｄ」の値としてもよい。
【0062】
なお、７個の方程式を解いてδ１～δ７を求める場合において、この方程式において解なしとなることも想定されるが、この場合、最小二乗法等の任意の手法を用いて解に近い値を求めて、この求めた値をδ１～δ７として用いてもよい。
【0063】
＝設計方針２＝
設計方針２は、回折次数ｍ＝０の散乱パターンのピークが「０」となり、ｍ＝±１、ｍ＝±２、及びｍ＝±３の散乱パターンのピークが相互に等しくなるように平板部２の厚みを決定する方針である。
設計方針２は、回折次数ｍ＝０の散乱パターンのピークが「０」となり、ｍ＝±１、ｍ＝±２、及びｍ＝±３の散乱パターンのピークが相互に等しくなるように平板部２の厚みを決定する方針である。
【0064】
ここでは、例えば、まず、設計方針２に対応する値を演算式（３）に代入することにより、Ｅｓｕｍ（０）＝０、Ｅｓｕｍ（±１）＝１、Ｅｓｕｍ（±２）＝１、Ｅｓｕｍ（±３）＝１の合計７個の方程式を導出し、この７個の方程式を解くことにより、δ１～δ７を求める。この後、設計方針１の場合と同様にして、各平板部２の厚みを決定する。
【0065】
（検証）
次に、前述の「（平板部の厚みを決定する手法）」を適用して決定した厚みを有する平板部２（つまり、凹凸パターン）を備える電波散乱体１００の検証結果について説明する。図９～図１１は、電波散乱体によって散乱される電波に関する図である。各図の（ａ）は、設計方針１に対応する厚み（つまり、設計方針１において決定された厚み）の平板部２を有する電波散乱体１００による電波の散乱特性（つまり、散乱パターン、散乱強度）を示している。また、各図の（ｂ）は、設計方針２に対応する厚み（つまり、設計方針２において決定された厚み）の平板部２を有する電波散乱体１００による電波の散乱特性（つまり、散乱パターン、散乱強度）を示している。
次に、前述の「（平板部の厚みを決定する手法）」を適用して決定した厚みを有する平板部２（つまり、凹凸パターン）を備える電波散乱体１００の検証結果について説明する。図９～図１１は、電波散乱体によって散乱される電波に関する図である。各図の（ａ）は、設計方針１に対応する厚み（つまり、設計方針１において決定された厚み）の平板部２を有する電波散乱体１００による電波の散乱特性（つまり、散乱パターン、散乱強度）を示している。また、各図の（ｂ）は、設計方針２に対応する厚み（つまり、設計方針２において決定された厚み）の平板部２を有する電波散乱体１００による電波の散乱特性（つまり、散乱パターン、散乱強度）を示している。
【0066】
なお、図９の各散乱特性は、前述の「（平板部の厚みを決定する手法）」を適用して決定した厚みを有する平板部２を備える電波散乱体１００に関して、平板部２の各厚みを考慮して演算した電波散乱体１００による電波の散乱特性（つまり、散乱強度）を示している。すなわち、図９は、平板部２の各厚みを考慮して求められる理論値に対応する散乱特性を示している。この理論値を求めるための理論式は任意であるが、例えば、図６の演算式（１）に対応する式を用いてもよい。また、図１０は、前述の「（平板部の厚みを決定する手法）」を適用して決定した厚みを有する平板部２を備える電波散乱体１００に関して、ＦＤＴＤ法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｍｅｔｈｏｄ）による電磁波解析を用いて行った解析結果に対応する散乱特性を示している。また、図１１は、前述の「（平板部の厚みを決定する手法）」を適用して決定した厚みを有する平板部２を備える電波散乱体１００に関して、実際に測定を行った測定結果（測定値）に対応する散乱特性を示している。
【0067】
図９～図１１の（ａ）の場合については、回折次数がｍ＝０、ｍ＝±１、ｍ＝±２、及びｍ＝±３の場合において、ほぼ同じピークを示しているので、前述の手法を用いて決定された平板部２の厚さを適用することにより、設計方針１に対応する電波散乱体１００が設計されていることが確認された。また、図９～図１１の（ａ）のグラフにおいて、ｍ＝０、ｍ＝±１、ｍ＝±２、及びｍ＝±３に関して、相互に同様な傾向が確認されたので、複数種類の検証手法によって、前述の手法を用いて決定された平板部２の厚みを適用することにより、設計方針１に対応する電波散乱体１００が設計されていることが確認された。
【0068】
図９～図１１の（ｂ）の場合については、回折次数がｍ＝±１、ｍ＝±２、及びｍ＝±３の場合において、ほぼ同じピークを示しており、回折次数がｍ＝０の場合において、極めて低いピークを示しており、ｍ＝±１、ｍ＝±２、及びｍ＝±３の場合において、ほぼ同じピークを示しているので、前述の手法を用いて決定された平板部２の厚さを適用することにより、設計方針２に対応する電波散乱体１００が設計されていることが確認された。また、図９～図１１の（ｂ）のグラフにおいて、ｍ＝０、ｍ＝±１、ｍ＝±２、及びｍ＝±３に関して、相互に同様な傾向が確認されたので、複数種類の検証手法によって、前述の手法を用いて決定された平板部２の厚みを適用することにより、設計方針２に対応する電波散乱体１００が設計されていることが確認された。
【0069】
（本実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、電波を散乱する複数の平板部２を備えることにより、例えば、電波を散乱させることができるので、電波の不感地帯を削減することが可能となる。また、複数の平板部２の厚みが所定の演算式に基づいて定められることにより、例えば、複数の平板部２の厚みを容易に定めることができるので、電波散乱体１００を容易に設計することが可能となる。
本実施の形態によれば、電波を散乱する複数の平板部２を備えることにより、例えば、電波を散乱させることができるので、電波の不感地帯を削減することが可能となる。また、複数の平板部２の厚みが所定の演算式に基づいて定められることにより、例えば、複数の平板部２の厚みを容易に定めることができるので、電波散乱体１００を容易に設計することが可能となる。
【0070】
〔ＩＩＩ〕実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。
【0071】
（平板部について）
また、上記実施の形態では、図２及び図３に示すように、基部１に平板部２を配置することにより、電波散乱体１００を形成する場合について説明したが、これに限らない。例えば、基部１に対応する部分及び平板部２に対応する部分を一体的に形成してもよい。すなわち、凹凸パターンを有する図２及び図３の電波散乱体１００となるように、所定の厚みを有する金属板を削ることにより、電波散乱体１００を形成してもよいし、あるいは、所定の金型を用いて電波散乱体１００を形成してもよい。
また、上記実施の形態では、図２及び図３に示すように、基部１に平板部２を配置することにより、電波散乱体１００を形成する場合について説明したが、これに限らない。例えば、基部１に対応する部分及び平板部２に対応する部分を一体的に形成してもよい。すなわち、凹凸パターンを有する図２及び図３の電波散乱体１００となるように、所定の厚みを有する金属板を削ることにより、電波散乱体１００を形成してもよいし、あるいは、所定の金型を用いて電波散乱体１００を形成してもよい。
【0072】
（平面波の入射方向について）
また、上記実施の形態では、電波散乱体１００に対して電波に対応する平面波が垂直入射する場合について説明したが、これに限らず、斜め方向から平面波が入射することとしてもよい。この場合、図６の演算式（１）における「Ｄ（θ）」を示す上辺のｅｘｐ項内の第１項の式を、斜め方向から平面波が入射する場合に対応する式に変更してもよい。
また、上記実施の形態では、電波散乱体１００に対して電波に対応する平面波が垂直入射する場合について説明したが、これに限らず、斜め方向から平面波が入射することとしてもよい。この場合、図６の演算式（１）における「Ｄ（θ）」を示す上辺のｅｘｐ項内の第１項の式を、斜め方向から平面波が入射する場合に対応する式に変更してもよい。
【0073】
（個数について）
また、上記実施の形態では、１ユニット内に含まれる平板部２の個数が７個であり、電波散乱体１００に含まれるユニットの個数が２個である場合を例示して説明しが、これらの個数に限らず、他の個数に変更して電波散乱体１００を設計して設けてもよい。
また、上記実施の形態では、１ユニット内に含まれる平板部２の個数が７個であり、電波散乱体１００に含まれるユニットの個数が２個である場合を例示して説明しが、これらの個数に限らず、他の個数に変更して電波散乱体１００を設計して設けてもよい。
【符号の説明】
【0074】
１ 基部
２ 平板部
１００ 電波散乱体
２０１ 平板部
２０２ 平板部
２０３ 平板部
２０４ 平板部
２０５ 平板部
２０６ 平板部
２０７ 平板部
２０８ 平板部
２０９ 平板部
２１０ 平板部
２１１ 平板部
２１２ 平板部
２１３ 平板部
２１４ 平板部
９００ 基準面
９０１ 符号
９０２ 符号
２ 平板部
１００ 電波散乱体
２０１ 平板部
２０２ 平板部
２０３ 平板部
２０４ 平板部
２０５ 平板部
２０６ 平板部
２０７ 平板部
２０８ 平板部
２０９ 平板部
２１０ 平板部
２１１ 平板部
２１２ 平板部
２１３ 平板部
２１４ 平板部
９００ 基準面
９０１ 符号
９０２ 符号
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】