特開 2023-165333 電波反射装置

(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】P2023165333

(43)【公開日】2023-11-15

(54)【発明の名称】電波反射装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 15/14 20060101AFI20231108BHJP

   H01Q 15/10 20060101ALI20231108BHJP

   H01Q 15/23 20060101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

H01Q15/14 Z

H01Q15/10

H01Q15/23

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022076236

(22)【出願日】2022-05-02

(71)【出願人】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】竇 元珠

【テーマコード（参考）】

5J020

【Ｆターム（参考）】

5J020AA02

5J020AA03

5J020BA01

5J020BA06

5J020BB01

5J020BB08

(57)【要約】

【課題】薄型化を図った電波反射装置を提供する。
【解決手段】電波反射装置は、電波レンズと、前記電波レンズを透過した電波を反射する凹曲面形状の反射面を有する反射体とを含み、前記反射面は前記電波レンズの焦点距離を半径とする球面の一部であり、前記電波レンズは、平板状である。
【選択図】図２Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電波レンズと、
前記電波レンズを透過した電波を反射する凹曲面形状の反射面を有する反射体と
を含み、
前記反射面は前記電波レンズの焦点距離を半径とする球面の一部であり、
前記電波レンズは、平板状である、電波反射装置。

【請求項2】

前記電波レンズは、基板と、前記基板に設けられる共振器とを有するメタマテリアルレンズである、請求項１に記載の電波反射装置。

【請求項3】

前記電波レンズの中心と、前記焦点距離を半径とする球面を含む球体の中心とが一致する、請求項１に記載の電波反射装置。

【請求項4】

前記メタマテリアルレンズは、前記共振器を複数有し、
複数の前記共振器は、平面視における前記電波レンズの中心に対して対称的に配置される、請求項２に記載の電波反射装置。

【請求項5】

前記共振器は、リング共振器である、請求項２に記載の電波反射装置。

【請求項6】

複数の前記共振器は、複数のリング共振器であり、
前記複数のリング共振器は、直径が異なる複数種類のリング共振器を含む、請求項４に記載の電波反射装置。

【請求項7】

前記共振器は、非リング状で平面視において点対称又は線対称な形状を有する、請求項２に記載の電波反射装置。

【請求項8】

前記メタマテリアルレンズは、前記共振器を複数有し、
複数の前記共振器の各々は、非リング状で平面視において点対称又は線対称な形状を有し、
複数の前記共振器は、平面視におけるサイズが異なる複数種類の共振器を含む、請求項２に記載の電波反射装置。

【請求項9】

前記反射体は、柔軟素材で形成されている、請求項１に記載の電波反射装置。

【請求項10】

前記電波レンズ及び前記反射面を複数含み、
複数の前記電波レンズ及び前記反射面は、平面的に配置されている、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電波反射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電波反射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、電磁波に対して透明な球形の誘電体レンズと、前記誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、前記反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する保持機構とを有する誘電体レンズを含む反射器がある。前記誘電体レンズは、球形に形成する代わりに、球を少なくとも１つの平面あるいは曲面でカットした形状を有する（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２００９－０５５６３２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、従来の反射器（電波反射装置）は、球を少なくとも１つの平面あるいは曲面でカットした樽のような形状を有する誘電体レンズを含むため、電波反射装置が厚くなり、薄型化が求められるような用途には不向きである。

【0005】

そこで、薄型化を図った電波反射装置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】

本開示の実施形態の電波反射装置は、電波レンズと、前記電波レンズを透過した電波を反射する凹曲面形状の反射面を有する反射体とを含み、前記反射面は前記電波レンズの焦点距離を半径とする球面の一部であり、前記電波レンズは、平板状である。

【発明の効果】

【0007】

薄型化を図った電波反射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態の電波反射装置１００の一例を示す図である。

【図2A】図１の破線の四角で囲む部分を拡大して示す図である。

【図2B】図１の破線の四角で囲む部分の断面構造の一例を示す図である。

【図3A】電波反射装置１００に電波が入射したときの反射の様子の一例を示す図である。

【図3B】電波反射装置１００に電波が入射したときの反射の様子の一例を示す図である。

【図4A】電波レンズ１２０のバリエーションの一例を説明する図である。

【図4B】電波レンズ１２０のバリエーションの一例を説明する図である。

【図5】共振器１２２の平面形状のバリエーションの一例を示す図である。

【図6】共振器１２２の平面形状のバリエーションの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の電波反射装置を適用した実施形態について説明する。

【0010】

以下では、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。Ｘ軸に平行な方向（Ｘ方向）、Ｙ軸に平行な方向（Ｙ方向）、Ｚ軸に平行な方向（Ｚ方向）は、互いに直交する。また、以下では、説明の便宜上、－Ｚ方向側を下側又は下、＋Ｚ方向側を上側又は上と称す場合があるが、普遍的な上下関係を表すものではない。また、平面視とはＸＹ面視することをいう。

【0011】

また、以下では構成が分かりやすくなるように各部の長さ、太さ、厚さ等を誇張して示す場合がある。また、平行、上下等の文言は、実施形態の効果を損なわない程度のずれを許容するものとする。

【0012】

＜実施形態＞
図１は、実施形態の電波反射装置１００の一例を示す図である。図２Ａは、図１の破線の四角で囲む部分を拡大して示す図である。図２Ｂは、図１の破線の四角で囲む部分の断面構造の一例を示す図である。

【0013】

＜電波反射装置１００の構成＞
電波反射装置１００は、反射体１１０及び電波レンズ１２０を含み、電波を反射する。電波は、どのような周波数帯のものであってもよいが、例えば、ミリ波帯（３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚの周波数帯域）の電波であってもよい。

【0014】

電波レンズ１２０は、一例として、反射体１１０の上部に配置され、反射体１１０に対して固定されている。図示しない接着剤やネジ等を用いて電波レンズ１２０を反射体１１０に直接固定してもよいし、図示しない部材等を用いて、反射体１１０及び電波レンズ１２０の相対位置を固定してもよい。この場合に、反射体１１０の上面と電波レンズ１２０の下面との間に隙間が存在していてもよい。

【0015】

反射体１１０は、図２Ｂに示すように反射面１１１及び傾斜面１１２を有し、電波レンズ１２０は、図１、図２Ａ、及び図２Ｂに示すように基板１２１と、複数の共振ユニット１２２Ｕとを有する。すなわち、１つの反射面１１１に対して１つの電波レンズ１２０が設けられており、電波反射装置１００は、反射面１１１及び電波レンズ１２０を複数含む。反射面１１１及び電波レンズ１２０の数は等しい。複数の反射面１１１及び電波レンズ１２０は、平面的（２次元的）に配置されている。共振ユニット１２２Ｕは、図１に破線の四角内に示すように略円形状に集合する複数の共振器１２２を有する。１つの共振ユニット１２２Ｕに含まれる複数の共振器１２２は、平面視では図２Ａに示すように、サイズの異なる共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３を含む。以下では、共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３を特に区別しない場合には、単に共振器１２２と称す。

【0016】

各共振器１２２は、メタマテリアルである。このため、電波レンズ１２０は、メタマテリアルレンズである。また、電波レンズ１２０は、平板状であり、薄型のメタマテリアルレンズである。

【0017】

図１には、一例として、Ｘ方向及びＹ方向に４個ずつの合計１６個の共振ユニット１２２Ｕが平面的（２次元的）に配置されている状態を示す。反射面１１１は、各共振ユニット１２２Ｕに対応して１つずつ設けられている。このため、反射体１１０は、１６個の反射面１１１を有する。

【0018】

図１には、電波反射装置１００が１６個の反射面１１１と１６個の共振ユニット１２２Ｕとを有する形態について説明するが、このような構成は一例であり、電波反射装置１００は、反射面１１１及び共振ユニット１２２Ｕを少なくとも１つずつ有していればよく、反射面１１１及び共振ユニット１２２Ｕの数は幾つであってもよい。また、共振ユニット１２２Ｕは共振器１２２を少なくとも１つ有していればよく、共振ユニット１２２Ｕに含まれる共振器１２２の数は幾つであってもよい。

【0019】

＜電波レンズ１２０の具体的な構成＞
電波レンズ１２０の基板１２１は、電波反射装置１００が反射する電波に対して透明な材料で作製されていればよい。基板１２１は、例えば、ガラスやテフロン（登録商標）、液晶ポリマ等の樹脂で作製可能な薄板状の基板である。各共振器１２２は、基板１２１の一方の面（ここでは一例として上面１２１Ａ）に銅箔等の導体パターンで形成され、所定の共振周波数を有し、共振周波数と等しい周波数の電波の位相を遅延させるメタマテリアルである。

【0020】

図２Ａに示すように、１つの共振ユニット１２２Ｕの中では、サイズの異なる共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３が同心円状に配置されている。図２Ａには、ＸＹＺ座標の方向を示すとともに、共振ユニット１２２Ｕの中心１２２Ｃを原点とするＸ軸とＹ軸を示す。また、図２Ａには、中心１２２Ｃを中心とする破線の円Ｃ１及びＣ２を示す。円Ｃ２の半径は、円Ｃ１の半径よりも大きい。

【0021】

共振器１２２－１は、中心１２２Ｃを中心として、共振ユニット１２２Ｕの中央に１つ設けられている。８つの共振器１２２－２は、円Ｃ１上に中心が位置するように、円Ｃ１上に等間隔で配置されている。また、１６個の共振器１２２－３は、円Ｃ２上に中心が位置するように、円Ｃ２上に等間隔で配置されている。このため、共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３は、同心円状に配置されている。なお、平面視において、共振器１２２－１及び１２２－２は、反射面１１１と重なる位置にあるが、共振器１２２－３は、反射面１１１よりも外側にある。

【0022】

また、共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３は、中心１２２Ｃに対して対称的に配置されている。ここで、中心１２２Ｃに対して対称的に配置されるとは、共振器１２２－２及び１２２－３については、平面視で、中心１２２Ｃに対して点対称、又は、中心１２２Ｃを通るＸ軸と、Ｙ軸と、Ｘ軸及びＹ軸に対して角度を有する軸（例えばＸ軸及びＹ軸に対して４５度の方向に延在する破線の２本）とを対称軸として線対称に配置されることである。また、中心１２２Ｃに対して対称的に配置されるとは、中心１２２Ｃ上に位置する共振器１２２－１については、平面視で、中心１２２Ｃを中心とする点対称、又は、中心１２２Ｃを通る対称軸に対して線対称な形状を有することである。なお、共振ユニット１２２Ｕは、中心１２２Ｃ上に位置する共振器１２２－１を有していなくてもよい。

【0023】

共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３の各々は、円環状のリング共振器であり、共振器１２２－１の等価誘電率が最も高く、共振器１２２－３の等価誘電率が最も小さい。このため、共振器１２２－１が電波を遅延する量が最も大きく、共振器１２２－３が電波を遅延する量が最も小さい。共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３に生じる電波遅延は中心１２２Ｃから離れるに従って小さく設定されており、電波レンズ１２０は、共振ユニット１２２Ｕに入射する電波を１点に集束させることができるように構成されている。共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３によって電波を１点に集束する焦点距離を、以下では電波レンズ１２０の焦点距離と称す。

【0024】

このような共振ユニット１２２Ｕを有する電波レンズ１２０は、上面側から入射する電波を集束する集束レンズとして機能する。なお、図２Ｂには、共振器１２２が基板１２１の上面に設けられる構成を示すが、共振器１２２は、基板１２１の下面に設けられていてもよい。

【0025】

＜反射体１１０の具体的な構成＞
反射体１１０の反射面１１１は、例えば金属等の導体で形成される。反射面１１１の周囲には、傾斜面１１２が設けられている。傾斜面１１２は、平面視で円形の反射面１１１の周囲を囲む円環状の部分であり、図２Ｂに示すように径方向の内側に向かって傾斜しているテーパ状かつ円環状の表面である。傾斜面１１２は、円錐体の側面のような形状を有する。傾斜面１１２は、平面視で反射面１１１よりも外側に位置する共振器１２２－３で集束された電波が反射面１１１に向けて伝搬する経路を確保するために設けられており、再帰性の反射には関与しない部分である。なお、ここでは、反射体１１０が反射面１１１の周囲に傾斜面１１２を有する形態について説明するが、傾斜面１１２の代わりに、図２Ｂに傾斜面１１２を示す部分に、反射体１１０の上面から反射面１１１の上端の位置まで－Ｚ方向に凹んだ凹部が設けられていてもよい。また、反射面１１１は、半球状であってもよい。

【0026】

反射体１１０は、全体が導体製であってもよい。反射体１１０は、例えば、金属等の導体の塊を削ることによって作製されていてもよく、薄板状の導体をプレス加工等で加工することによって作製してもよい。また、反射体１１０は、樹脂製であって、反射面１１１の部分にだけ金属等の導体が形成されている構成であってもよい。例えば、柔軟性を有する樹脂のような柔軟素材で反射体１１０を作製し、反射面１１１の部分にだけ金属等の導体が形成した場合には、様々な物体の湾曲面等に取り付けることが容易になる。この場合に、例えば、反射面１１１及び電波レンズ１２０のペア毎に、様々な物体の湾曲面等の凹凸形状等に合わせた形で取り付けてもよい。この場合には、反射面１１１の変形等を効果的に抑制でき、再帰性反射板としての良好な反射特性を保持できる。また、反射面１１１及び電波レンズ１２０のペアが、湾曲面等の凹凸を跨ぐ場合でも、柔軟素材で作製される反射体１１０が凹凸を吸収することで、再帰性反射板としての良好な反射特性を保持できる。なお、電波反射装置１００が反射面１１１及び電波レンズ１２０を１つずつ含む構成であっても、反射体１１０が柔軟素材で作製されることで、様々な物体の湾曲面等に合わせて取り付けることが容易になり、再帰性反射板としての良好な反射特性を保持できる。

【0027】

反射面１１１は、一例として板状の反射体１１０の上面からテーパ状かつ円環状に凹んだ傾斜面１１２の下端から、曲面状に凹んだ反射面である。反射面１１１は、半径ｒの球体の球面の一部に相当する凹曲面形状を有し、半径ｒは、電波レンズ１２０の焦点距離に等しい。図２Ｂには、反射面１１１の凹曲面形状を含む仮想的な球体の中心１１１Ｃを通りＺ軸に平行な中心軸ＣＡを太破線で示す。反射面１１１は、電波レンズ１２０の焦点距離を半径とする球面のうちの中心１１１Ｃよりも下方の部分であることで、半径ｒの球体の球面の一部に相当する凹曲面形状を有する。反射面１１１は、中心軸ＣＡに対して軸対称な形状を有する。また、以下では、反射面１１１を含む仮想球体の中心１１１Ｃと称す。

【0028】

このような反射面１１１の半径ｒは、電波レンズ１２０の焦点距離に等しく、反射体１１０及び電波レンズ１２０は、反射面１１１を含む仮想球体の中心１１１Ｃと、共振ユニット１２２Ｕの平面視における中心１２２Ｃとが一致するように配置されるため、反射面１１１の全体が電波レンズ１２０の焦点距離の位置に存在することになる。このため、電波レンズ１２０に様々な方向から電波が入射しても、反射面１１１上に集束すれば、反射面１１１に対して入射した方向に反射される。すなわち、反射面１１１は、電波を入射方向に反射する再帰性反射面として機能する。反射体１１０は、電波レンズ１２０を透過して反射面１１１に集束する電波を、反射面１１１に対する入射方向と等しい方向に反射する再帰性反射板として機能する。このことについては、図３Ａ及び図３Ｂを用いて後述する。

【0029】

図３Ａ及び図３Ｂは、電波反射装置１００に電波が入射したときの反射の様子の一例を示す図である。反射面１１１は、中心軸ＣＡに対して軸対称な形状を有し、電波レンズ１２０は、平面視において中心１２２Ｃに対して点対称な構成を有するため、反射面１１１での反射は、中心軸ＣＡを含む断面であれば、どのような断面においても同様に生じる。このため、図３Ａ及び図３Ｂでは、ＸＺ断面での反射について説明する。

【0030】

図３Ａ及び図３Ｂにおいて、入射波Ａ及び反射波Ａを実線で示し、入射波Ｂ及び反射波Ｂを破線で示し、入射波Ｃ及び反射波Ｃを一点鎖線で示す。入射波Ａ及び反射波Ａ、入射波Ｂ及び反射波Ｂ、入射波Ｃ及び反射波Ｃ、及び中心軸ＣＡが重なる部分については、見やすさを優先して、線同士をずらして示す。

【0031】

例えば、図３Ａに示すように、電波反射装置１００の上方から－Ｚ方向に伝搬する電波が電波レンズ１２０の全体に入射した場合には、電波レンズ１２０の中央の共振器１２２－１に入射する入射波Ａは、中心軸ＣＡに沿って－Ｚ方向に伝搬し、反射面１１１と中心軸ＣＡの交点αで反射され、反射波Ａは入射波Ａと同じ経路を辿って電波レンズ１２０の共振器１２２－１を透過する。電波レンズ１２０の＋Ｘ方向側の共振器１２２－３に入射する入射波Ｂは、反射面１１１と中心軸ＣＡの交点αに向かって集束され、反射面１１１上の交点αで反射され、反射波Ｂは電波レンズ１２０の－Ｘ方向側の共振器１２２－３を透過する。電波レンズ１２０の－Ｘ方向側の共振器１２２－３に入射する入射波Ｃは、反射面１１１と中心軸ＣＡの交点αに向かって集束され、反射面１１１上の交点αで反射され、反射波Ｃは電波レンズ１２０の＋Ｘ方向側の共振器１２２－３を透過する。入射波Ｃ及び反射波Ｃの経路は、入射波Ｂ及び反射波Ｂの経路の逆である。入射波Ａ、Ｂ、及びＣの位相は揃っており、反射波Ａ、Ｂ、及びＣの位相も揃っている。このようにして、電波レンズ１２０の全体に入射して集束された電波は、反射面１１１と中心軸ＣＡの交点αで反射され、再び電波レンズ１２０を通る際に平行な電波に変換されて＋Ｚ方向に伝搬する。共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３の等価誘電率は、このような再帰性反射が実現されるように設定されている。このように、反射面１１１を有する反射体１１０が再帰性反射板として機能することで、電波は電波反射装置１００に到来した方向に反射される。

【0032】

また、例えば、図３Ｂに示すように、電波反射装置１００の上方から中心軸ＣＡに対して角度θの方向から伝搬する電波が電波レンズ１２０の全体に入射した場合には、電波レンズ１２０の中央の共振器１２２－１に入射する入射波Ａは、角度θの方向に真っ直ぐ伝搬し、反射面１１１上の点βで反射し、反射波Ａは入射波Ａと同じ経路を辿って電波レンズ１２０を透過する。反射面１１１上の点βは、反射面１１１と中心軸ＣＡの交点αからずれている。電波レンズ１２０の＋Ｘ方向側の共振器１２２－３に角度θで入射する入射波Ｂは、反射面１１１上の点βに向けて集束されて反射面１１１上の点βで反射され、反射波Ｂは電波レンズ１２０の－Ｘ方向側の共振器１２２－３を透過し、角度θで出射する。電波レンズ１２０の－Ｘ方向側の共振器１２２－３に角度θで入射する入射波Ｃは、反射面１１１上の点βに向けて集束されて反射面１１１上の点βで反射され、反射波Ｃは電波レンズ１２０の＋Ｘ方向側の共振器１２２－３を透過し、角度θで出射する。入射波Ｃ及び反射波Ｃの経路は、入射波Ｂ及び反射波Ｂの経路の逆である。入射波Ａ、Ｂ、及びＣの位相は揃っており、反射波Ａ、Ｂ、及びＣの位相も揃っている。このようにして、電波レンズ１２０の全体に角度θで入射した電波は、反射面１１１上の点βで反射され、平行な電波に変換されて角度θの方向に出射する。共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３の等価誘電率は、このような再帰性反射が実現されるように設定されている。このように、反射面１１１を有する反射体１１０が再帰性反射板として機能することで、中心軸ＣＡに対して角度θの方向に到来した電波は、電波反射装置１００に到来した方向（中心軸ＣＡに対する角度θの方向）に反射される。

【0033】

＜電波レンズ１２０のバリエーション＞
図４Ａ及び図４Ｂは、電波レンズ１２０のバリエーションの一例を説明する図である。

【0034】

図４Ａに示す電波レンズ１２０Ａは、図２Ａに示す電波レンズ１２０の共振器１２２－２及び１２２－３のうち、Ｘ軸上に位置しない共振器１２２－２及び１２２－３の位置をＹ方向における外側にずらした構成を有する。Ｘ軸上に位置しない共振器１２２－２及び１２２－３の中心は、Ｙ方向においてＸ軸から遠ざかるほど、円Ｃ１及びＣ２からずらされている。このため、８つの共振器１２２－２と、１６個の共振器１２２－３とは、平面視でＹ方向に長軸を有する楕円状に配置されている。

【0035】

このように、８つの共振器１２２－２と、１６個の共振器１２２－３とが、平面視でＹ方向に長軸を有する楕円状に配置される場合には、図２Ａに示す電波レンズ１２０に比べて、円Ｃ１及びＣ２からずれた分だけＹ方向において反射の向きが変化し、Ｙ方向に広がる。このため、電波レンズ１２０Ａは、電波を反射する領域をＹ方向に広げることができ、Ｙ方向に広がった反射波を利用したいような用途に向いている。なお、図２Ａに示す電波レンズ１２０の共振器１２２－２及び１２２－３のうち、Ｙ軸上に位置しない共振器１２２－２及び１２２－３の位置をＸ方向における外側にずらせば、Ｘ方向に広がった反射波を得ることができる。

【0036】

なお、図４Ａに示す電波レンズ１２０Ａでは、共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３は、中心１２２Ｃを通るＸ軸と、Ｙ軸とを対称軸として線対称に配置されている。

【0037】

また、図４Ｂに示す電波レンズ１２０Ｂでは、円Ｃ１上に直径の異なる８つの共振器１２２－２が位置している。８つの共振器１２２－２の直径は３種類あり、直径が最も小さい２つの共振器１２２－２がＹ軸上に位置し、直径が最も大きい２つの共振器１２２－２がＸ軸上に位置し、直径が中間サイズの４つの共振器１２２－２がＸ軸とＹ軸の間に位置している。

【0038】

また、１６個の共振器１２２－３の直径は５種類あり、Ｙ軸上に位置する２つの共振器１２２－３の直径が最も小さく、Ｘ軸上に位置する２つの共振器１２２－３の直径が最も大きい。一例として、１６個の共振器１２２－３の直径は、Ｙ軸上に位置する２つの共振器１２２－３からＸ軸上に位置する２つの共振器１２２－３に向かって順番に大きくなっている。

【0039】

このように、円Ｃ１上に直径が異なる８つの共振器１２２－２を配置すると、円Ｃ１上において電波が屈折される電波の周波数が異なるため、８つの共振器１２２－２によって複数の周波数の電波を集束することができる。なお、８つの共振器１２２－２によって、電波は１点に集束する。

【0040】

また、円Ｃ２上に直径が異なる１６個の共振器１２２－３を配置すると、円Ｃ２上において電波が屈折される電波の周波数が異なるため、１６個の共振器１２２－３によって複数の周波数の電波を集束することができる。なお、１６個の共振器１２２－３によって、電波は１点に集束し、８つの共振器１２２－２によって電波が集束する位置と等しい。

【0041】

このため、電波レンズ１２０Ｂは、集束する電波の広帯域化を図ることができる。このような電波レンズ１２０Ｂは、例えば、複数の周波数の電波を反射させたいような用途に向いている。

【0042】

なお、電波レンズ１２０Ｂでは、共振器１２２－１、１２２－２、及び１２２－３は、中心１２２Ｃを通るＸ軸と、Ｙ軸とを対称軸として線対称に配置されている。

【0043】

また、図４Ａに示す電波レンズ１２０Ａのように、Ｘ軸上に位置しない共振器１２２－２及び１２２－３の位置をＹ方向における外側にずらす構成と、図４Ｂに示す電波レンズ１２０Ｂのように、円Ｃ１上に直径が異なる８つの共振器１２２－２を配置するとともに、円Ｃ２上に直径が異なる１６個の共振器１２２－３を配置する構成とを組み合わせてもよい。このようにすることで、電波レンズが電波を反射する領域をＹ方向に広げるとともに、集束する電波の広帯域化を図ることができる。

【0044】

＜共振器１２２のバリエーション＞
図５及び図６は、共振器１２２の平面形状のバリエーションの一例を示す図である。共振器１２２は、図２Ａに示すようにリング状のリング共振器である代わりに、図５及び図６に示すような平面視において非リング状（円環状ではない形状）で、点対称又は線対称な形状であってもよい。

【0045】

例えば、共振器１２２は、図５（Ａ）に示すように円形であってもよい。また、共振器１２２は、図５（Ｂ）に示すように矩形状であってもよく、正方形又は長方形であってもよい。また、共振器１２２は、図５（Ｃ）に示すように三角形であってもよい。また、共振器１２２は、図５（Ｄ）に示すように四隅を湾曲させた四角形であってもよい。また、共振器１２２は、図５（Ｅ）に示すように菱形であってもよい。また、共振器１２２は、図５（Ｆ）に示すように五角形であってもよく、さらに、六角形以上の多角形であってもよい。

【0046】

また、共振器１２２は、図６（Ａ）に示すように十字型であってもよい。また、共振器１２２は、図６（Ｂ）に示すように正方形型の矩形環状であってもよい。また、共振器１２２は、図６（Ｃ）に示すように長方形型の矩形環状であってもよい。また、共振器１２２は、図６（Ｄ）に示すように、変形した十字型、又は、凹型の多角形と言えるような形状であってもよい。

【0047】

図５及び図６に示すような様々な形状の共振器１２２を用い、各共振器１２２のサイズを調整することで、電波に対して与える遅延量を調整することができる。

【0048】

＜効果＞
以上のように、電波反射装置１００は、電波レンズ１２０と、電波レンズ１２０を透過した電波を反射する凹曲面形状の反射面１１１を有する反射体１１０とを含み、反射面１１１は電波レンズ１２０の焦点距離を半径とする球面の一部であり、電波レンズ１２０は、平板状である。

【0049】

したがって、薄型化を図った電波反射装置１００を提供することができる。

【0050】

また、電波レンズ１２０は、基板１２１と、基板１２１に設けられる共振器１２２とを有するメタマテリアルレンズであるので、立体型の誘電体レンズよりも焦点距離を短くすることができ、メタマテリアルレンズを用いることで効果的に薄型化を図った電波反射装置１００を提供することができる。

【0051】

また、電波レンズ１２０の共振器１２２の中心１２２Ｃと、電波レンズ１２０の焦点距離を半径ｒとする球面を含む球体の中心１１１Ｃとが一致するので、反射面１１１を有する反射体１１０を再帰性反射板として機能させて、電波を入射方向に反射することができる。

【0052】

また、メタマテリアルレンズは、共振器１２２を複数有し、複数の共振器１２２は、平面視における基板１２１の中心１２１Ｃに対して対称的に配置されるので、メタマテリアルレンズに入射する電波を焦点に向けて高い精度で集束させることができる。

【0053】

また、複数の共振器１２２は、複数のリング共振器であるので、集束させる電波の周波数をリング共振器の共振周波数で正確に設定することができ、所望の周波数の電波を焦点に向けて高い精度で集束させることができる。

【0054】

また、複数のリング共振器は、直径が異なる複数種類のリング共振器を含むので、様々な周波数の電波を集束させることができ、集束可能な電波の広帯域化を図ることができる。

【0055】

また、共振器１２２は、非リング状で平面視において点対称又は線対称な形状を有するので、非リング状の共振器１２２の共振特性に応じて所望の周波数の電波を焦点に向けて高い精度で集束させることができる。

【0056】

また、メタマテリアルレンズは、共振器１２２を複数有し、複数の共振器１２２の各々は、非リング状で平面視において点対称又は線対称な形状を有し、複数の共振器１２２は、平面視におけるサイズが異なる複数種類の共振器１２２を含むので、複数の非リング状の共振器１２２の共振特性に応じて、様々な周波数の電波を集束させることができ、集束可能な電波の広帯域化を図ることができる。

【0057】

反射体１１０は、柔軟素材で形成されているので、湾曲面等に対して容易かつ確実に取り付けることができる。

【0058】

以上のような実施形態の電波反射装置１００は、例えば、車両の後部に取り付けて、ミリ波レーダを搭載した後続車両が自車両をミリ波レーダで検出する際に、ミリ波レーダが後続車両に向かって反射されることで、自車両が後続車両によって検出されやすくすることができる。車両の後部には、可視光を反射する再帰性反射板の設置が義務づけられている。これと同様に、例えば、ミリ波レーダを再帰性反射する反射装置を車両の後部等に設置する場合に、実施形態の電波反射装置１００は、非常に有用である。また、このような場合に、反射体１１０が柔軟素材で形成されていれば、車両の外表面の湾曲面等に対して容易かつ確実に取り付けることができる。

【0059】

以上、本開示の例示的な実施形態の電波反射装置について説明したが、本開示は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【符号の説明】

【0060】

１００ 電波反射装置
１１０ 反射体
１１１ 反射面
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ 電波レンズ
１２１ 基板
１２２、１２２－１、１２２－２、１２２－３ 共振器
１２２Ｕ 共振ユニット

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】