特開 2024-179563 電波散乱方向制御板

(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】P2024179563

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】電波散乱方向制御板

(51)【国際特許分類】

   H01Q 15/14 20060101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

H01Q15/14 Z

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023098509

(22)【出願日】2023-06-15

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-12-04

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り （１）平野 誠（外２名），「歯形導体板の歯形幅比に対する反射散乱特性」，２０２２年６月２３日電磁界理論研究会，令和４年６月２０日，２９－３４ページ（２）平野 誠（外２名），令和６年６月２３日に電気学会 電磁界理論研究会にて行った発表

(71)【出願人】

【識別番号】390014306

【氏名又は名称】防衛装備庁長官

(74)【代理人】

【識別番号】100067323

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 教光

(74)【代理人】

【識別番号】100124268

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 典行

(72)【発明者】

【氏名】平野 誠

(72)【発明者】

【氏名】松林 一也

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼熊 亨

【テーマコード（参考）】

5J020

【Ｆターム（参考）】

5J020AA03

5J020BA06

5J020BD04

(57)【要約】

【課題】設置面積が小さくて済み、取り扱いやすく、耐候性に優れ、入射電波の散乱方向と強度を制御できる電波散乱方向制御板を提供する。
【解決手段】電波散乱方向制御板１は導体から構成され、ｙ方向に連続する矩形の凹部３及び凸部２が、ｘ方向に交互に繰り返し並んだ鋸歯状構造を具備する。歯形の高さ（凹部又は凸部の高さｄ）を、電波の波長λの４分の１の値を含む所定範囲内の値に設定することで反射電力を抑えることができる。反射電力が１００分の１となる帯域幅を求めると０．０２９λとなり、この場合の中心周波数に対する帯域幅、つまり比帯域は１２％となった（図２）。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導体から構成されるとともに、第１方向に連続する矩形の凹部及び凸部が、第１方向と直交する第２方向に交互に繰り返し並んだ構造を具備することを特徴とする電波散乱方向制御板。

【請求項2】

前記凹部を覆って前記凸部の表面に誘電体シートを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電波散乱方向制御板。

【請求項3】

前記凹部の内部に誘電体又は磁性体の少なくとも何れか一方を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電波散乱方向制御板。

【請求項4】

前記凹部の深さ又は前記凸部の高さが、電波の波長の４分の１の値を含む所定範囲内の値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電波散乱方向制御板。

【請求項5】

第２方向に関する前記凹部の長さと、第２方向に関する前記凹部と前記凸部の合計の長さの比が、０. ５を含む所定範囲内の値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電波散乱方向制御板。

【請求項6】

第２方向に関して隣接する前記凹部と前記凸部の合計の長さが、電波の１波長から２波長の長さの範囲内の値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電波散乱方向制御板。

【請求項7】

第２方向について隣り合う２つの前記凹部の深さ又は第２方向について隣り合う２つの前記凸部の高さが互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の電波散乱方向制御板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入射してくる電波（電磁波とも呼ぶ。以下同じ。）の散乱方向を制御することができる電波散乱方向制御板に関するものである。

【背景技術】

【0002】

レーダの運用やＲＣＳの屋外計測等においては、目標物以外からの不要反射、即ちクラッタの抑圧対策が求められる。レーダにおけるクラッタ源としては、送受信アンテナ周辺にある種々の構造物が考えられる。また屋外計測における主なクラッタ源としては、送受信アンテナから目標物への伝搬経路と等距離にある、目標物以外の他位置に存在する建物、樹木、塀、標識、屋外電灯、監視カメラ等が考えられる。これらのクラッタ源は、レーダの運用やＲＣＳの屋外計測等にとって障害となっても、その必要性から撤去できない場合が多い。

【0003】

そこで、レーダの運用やＲＣＳの屋外計測等においては、クラッタ源となる障害物に到来した電波を到来方向以外へ散乱させるか、または吸収させることが必要となる。そのための一般的な方法としては、図１１に示すように、傾斜した金属平板（図１１左図）や電波吸収体（図１１右図）を使用する方法が知られている。

【0004】

図１１上図に示すように、左側の反射面が上方を向くように金属平板を傾けると、反射の法則により入射電波は主に鏡面反射の方向に散乱されるため、傾斜角度を変えることで所望の方向に電波を散乱させることができる。

【0005】

図１１下図に示す屋外用電波吸収体によれば、電波を吸収させる効果が得られると同時に、電波散乱効果も期待できる。

【0006】

さらにまた、下記特許文献１、２に示すように、移動通信システムにおける伝搬エリア の改善策に関する技術として、リフレクトアレイやメタサーフェスによる散乱方向制御が知られている。これは、周期構造を施した平板を用い、傾斜させることなく正面からの入射電波を目的の方向に散乱させる技術である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３－４８３４４号

【特許文献2】特開２０２１－４８４６５号

【特許文献3】特開２０１２－３９５８７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

図１１上図に示した金属平板を傾けて使用する方法には次のような問題があった。すなわち、金属平板を傾けても、電波の場合は光線とは異なり、正面反射は減るものの、相当量の入射方向への反射が残るため、傾斜角度を大きくする必要がある。ところが、傾斜角度を大きくすると設置面への投影面積が大きくなり、設置に必要な面積が広大となってしまう。また、傾斜させた金属平板は安全に支持する必要があるが、特に高所に設置する場合には支持が難しいため危険を伴う恐れがあり、金属平板を傾けて使用する方法は安全上の観点からも現実的とは言えない。

【0009】

図１１下図に示した屋外用電波吸収体を用いてクラッタ抑圧を図る方法には次のような問題があった。すなわち、屋外用電波吸収体は、電波暗室用の電波吸収体に比べ吸収性能は劣るし、目標までの距離が長いほど、広範囲に電波が照射されるため、全てのクラッタ源に対して電波吸収体を適用することは実際上困難である。また、日射による品質劣化も無視できない。さらに、入射した電波を熱に変えて消費するため、どうしてもある程度の厚さが必要となり、取り扱いに手間を要する上、屋外環境では品質劣化が起こりやすく長期の使用には不向きである。

【0010】

また、特許文献１、特許文献２に例示したリフレクトアレイやメタサーフェス反射板による散乱方向制御は、基板上に導体反射素子の微細加工を要するため、費用対効果の点で現実的とはいえない。

【0011】

なお、特許文献３には電波散乱体の発明が開示されている。当該文献の記載によれば、この電波散乱体を用いることにより、電波を四方八方に散乱させることができるとのことであるが、そうであれば導体球と同様に入射方向にも反射が生じるはずであり、本願発明者が望む入射電波の散乱方向を制御する技術とはなり得ない。

【0012】

本発明は、以上説明した従来の技術と、その課題に鑑みてなされたものであり、大きな傾斜角度で設置する必要がないため設置面積が小さくて済み、取り扱いやすく、耐候性にも優れており、入射してくる電波の散乱方向と強度を制御することができる電波散乱方向制御板を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

請求項１に記載された電波散乱方向制御板は、導体から構成されるとともに、第１方向に連続する矩形の凹部及び凸部が、第１方向と直交する第２方向に交互に繰り返し並んだ構造を具備することを特徴としている。

【0014】

請求項２に記載された電波散乱方向制御板は、請求項１に記載の電波散乱方向制御板において、
前記凹部を覆って前記凸部の表面に誘電体シートを設けたことを特徴としている。

【0015】

請求項３に記載された電波散乱方向制御板は、請求項１に記載の電波散乱方向制御板 において、
前記凹部の内部に誘電体又は磁性体の少なくとも何れか一方を設けたことを特徴としている。

【0016】

請求項４に記載された電波散乱方向制御板は、請求項１に記載の電波散乱方向制御板において、
前記凹部の深さ（ｄ）又は前記凸部の高さ（ｄ）が、電波の波長（λ）の４分の１の値を含む所定範囲内の値に設定されていることを特徴としている。

【0017】

請求項５に記載された電波散乱方向制御板は、請求項１に記載の電波散乱方向制御板において、
第２方向に関する前記凹部の長さ（Ｗ）と、第２方向に関する前記凹部と前記凸部の合計の長さ（周期Ｌ）の比（Ｗ／Ｌ）が、０. ５を含む所定範囲内の値に設定されていることを特徴としている。

【0018】

請求項６に記載された電波散乱方向制御板は、請求項１に記載の電波散乱方向制御板において、
第２方向に関して隣接する前記凹部と前記凸部の合計の長さ（周期Ｌ）が、電波の１波長（λ）から２波長（２λ）の長さの範囲内の値に設定されていることを特徴としている。

【0019】

請求項７に記載された電波散乱方向制御板は、請求項１に記載の電波散乱方向制御板において、
第２方向について隣り合う２つの前記凹部の深さ又は第２方向について隣り合う２つの前記凸部の高さが互いに異なることを特徴としている。

【発明の効果】

【0020】

請求項１に記載された電波散乱方向制御板によれば、断面が矩形の凹部及び凸部から構成された鋸歯状構造において、凹部及び凸部の寸法、例えば第１方向と第２方向の両方と直交する方向に関する寸法である凹部の深さ及び凸部の高さ、また第２方向に関する凹部及び凸部の長さを適宜に設定することにより、入射する電波の散乱方向や強度を制御することができるので、これによって入射方向へ反射される不要な電波の強度を低減させることができる。また、この電波散乱方向制御板は導体により構成されるため、製造が容易であり、材料費及び製造コストを抑えることができるとともに、電波吸収体と比較して耐候性に優れており、劣化が少ない。また、電波は電波散乱方向制御板の表面で反射されるため、必ずしも導体の塊からの削り出しで製造する必要はなく、薄い導体板の板金加工で製造することができるため、軽量化も可能である。

【0021】

請求項２に記載された電波散乱方向制御板によれば、電波の影響を受けにくい誘電体シートを凸部の表面に設けて凹部を覆うことにより、凹部へ雨水が浸入するのを防ぐことができ、凹部へ水が浸入することで電波を散乱する性能が変動するのを防止することができる。

【0022】

請求項３に記載された電波散乱方向制御板によれば、凹部の内部に設けた材料の比誘電率に応じて内部波長が短くなるため、凹部内が空気である場合と同様の効果を保ちつつ、電波散乱方向制御板としての厚さを小さくすることができる。

【0023】

請求項４に記載された電波散乱方向制御板によれば、凹部の深さ（ｄ）又は凸部の高さ（ｄ）を、電波の波長（λ）の４分の１の値を含む所定範囲内の値に設定することにより、方向制御する電波を所望の周波数に合致させることができる。

【0024】

請求項５に記載された電波散乱方向制御板によれば、第２方向に関する凹部の長さ（Ｗ）と、第２方向に関して隣接する凹部と凸部の合計の長さ（周期Ｌ）の比を、０. ５を含む所定範囲内の値に設定することにより、反射電界を所望のレベル以下に低減させることができる。

【0025】

請求項６に記載された電波散乱方向制御板によれば、第２方向に関して隣接する凹部と凸部の合計の長さ（周期Ｌ）を、電波の１波長（λ）から２波長（２λ）の長さの範囲内の値に設定することにより、反射散乱波の反射散乱角度（θ_n ）を仰角で３０°から９０°の範囲内において任意に設定することができる。

【0026】

請求項７に記載された電波散乱方向制御板によれば、第２方向について隣り合う２つの凹部の深さ又は凸部の高さ（周期Ｌ）を異なる値とすること、すなわち凹部の深さ（ｄ）又は凸部の高さ（ｄ）について２種類以上の値を設けると、制御する電波の帯域幅（比帯域）を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】第１実施形態に係る電波散乱方向制御板の縦断面図であって、分図（ａ）は板金加工によって製造した場合の構造例を示し、分図（ｂ）は金属の削り出しによって製造した場合の構造例を示し、分図（ｃ）は分図（ｂ）の例において電波が入射する表面側に誘電体シートを設けた構造例を示す。

【図2】第１実施形態の電波散乱方向制御板における歯形の高さ（波長λによって規格化された凹部の深さｄ又は凸部の高さｄ、すなわちｄ／λ）と反射電界（Ｅ_rx ^I ／Ｅ_in）の関係を示すグラフと、反射が抑制される帯域幅の一例を説明するために同グラフの一部を拡大して示した説明図である。

【図3】第１実施形態において、歯形の幅比( 第２方向に関する凹部の長さＷと、第２方向に関する凹部と凸部の合計の長さ（周期）Ｌの比、すなわちＷ／Ｌ）と、反射電界（Ｅ_rx ^I ／Ｅ_in）及び散乱電界（Ｅ_rx ^I ／Ｅ_in）との関係を、波長（λ）で規定した異なる周期（Ｌ）ごとに示した図である。

【図4】第１実施形態において、波長（λ）で規格化した歯形の周期（Ｌ／λ）と反射散乱角度（θ_n ）の関係を示すグラフである。

【図5】第１実施形態において、電波が正面入射した場合における散乱波の方向（反射散乱角度（θ_n ））を示す説明図である。

【図6】第１実施形態において、波長（λ）で規格化した歯形の周期（Ｌ／λ）と、反射電界（Ｅ_rx ^I ／Ｅ_in）及び散乱電界（Ｅ_rx ^I ／Ｅ_in）との関係を示すグラフである。

【図7】第１実施形態において、電波が入射角度（θ_i ）で斜め入射した場合における散乱波の方向（反射散乱角度（θ_n ））を示す説明図である。

【図8】第１実施形態において、電波が斜め入射した場合における入射波の入射角度（θ_i ）と反射散乱角度（θ_n ）の関係を示すグラフである。

【図9】板金加工によって製造した第２実施形態に係る電波散乱方向制御板の縦断面図であって、歯形の凸部の前端が同一面であり、歯形の凸部の高さ又は凹部の深さにｄ₁ 、ｄ₂ の異なる２種類の寸法が含まれた構造例を示す図である。

【図10】板金加工によって製造した第３実施形態に係る電波散乱方向制御板の縦断面図であって、歯形の凹部の底面が同一面であり、歯形の凸部の高さ又は凹部の深さにｄ₁ 、ｄ₂ の異なる２種類の寸法が含まれた構造例を示す図である。

【図11】傾斜した金属平板及び屋外用電波吸収体を用いた従来の電波散乱方向制御の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明の第１実施形態を図１～図８を参照して説明する。
図１（ａ）に示す実施形態の電波散乱方向制御板は、導体から構成された板金を折曲して形成されており、その断面形状から理解されるように、矩形の凸部（歯部）２と凹部（スロット）３が交互に連続して現れる鋸歯状の繰り返し構造を備えている。図１（ｂ）に示す実施形態の電波散乱方向制御板１０は、図１（ａ）に示す電波散乱方向制御板１とは異なり、導体からの削り出しによって形成されているが、その反射面の形状・構造は図１（ａ）の電波散乱方向制御板１と同様であり、図１（ａ）に示す電波散乱方向制御板１と同様に電波は導体中へ進入することなく反射面で反射散乱されるので、得られる作用効果は図１（ａ）の電波散乱方向制御板１の場合と同様である。

【0029】

図１（ｃ）に示す電波散乱方向制御板１０は、図１（ｂ）に示す実施形態の電波散乱方向制御板１０において、その凹部３を覆って凸部２の表面に誘電体シート４を設けたものである。この電波散乱方向制御板１０によれば、凹部３へ雨水が浸入するのを防ぐことができ、以下に説明する電波散乱方向制御板１の電波を散乱する性能が、凹部３へ浸入した水によって変動するのを防止することができる。なお、誘電体シート４は電波の影響を受けにくいので、電波散乱方向制御板１０の電波を散乱する性能には影響を与えない。

【0030】

なお、図１（ａ）乃至（ｃ）に示した電波散乱方向制御板１，１０において、凹部３の内部に誘電体又は磁性体の一方又は両方を設けてもよい。この電波散乱方向制御板１，１０によれば、凹部３の内部に設けた材料の比誘電率に応じて内部波長が短くなるため、凹部３内が空気である場合と同様の効果を保ちつつ、電波散乱方向制御板１，１０としての厚さを小さくすることができる。例えば、電波散乱方向制御板１，１０において、凹部３内に誘電体がなく、凹部３内が空気で満たされている場合、電波の周波数が１０ＧＨｚの場合で波長は３ｃｍであるが、凹部３内に誘電体を入れると、その材料の比誘電率（＞１）に応じて波長は３ｃｍよりも短くなる。

【0031】

図１を参照して電波散乱方向制御板１，１０の構造をより具体的に説明する。
電波散乱方向制御板１，１０は、第１方向としてのｙ方向（紙面垂直方向）に沿って一様に連続する矩形の凸部（歯部）２と凹部（スロット）３を備えており、またｙ方向と直交する第２方向としてのｘ方向（紙面内の上下方向）に沿って凸部２と凹部３が繰り返して交互に並ぶ鋸歯状構造を備えている。なお、ｘ方向とｙ方向の両方に垂直な方向をｚ方向（紙面内の左右方向）と称する。ここで、凹部３の深さ又は凸部２の高さをｄ（総称して「高さ」ｄと称する。）で表し、ｘ方向に関して隣接する凹部３と凸部２の合計の長さ、すなわち凹凸構造の繰り返しの１周期をＬで表す。

【0032】

図１（ａ）に示すように、遠方から到来する入射波（磁界Ｈ_y 及び電界Ｅの電波）が入射角度θ_i で電波散乱方向制御板１に入射した際の反射散乱波を求める。なお、電波散乱方向制御板１０の場合も同様である。ここで、入射波が到来する自由空間を第Ｉ領域、凸部２の間の凹部３内を第II領域とし、それぞれの領域における物理量を表す記号にはサフィックスI 、 IIを付けて表すことにする。

【0033】

先に説明した電波散乱方向制御板１，１０の各部の寸法等の名称及び記号と、反射散乱波を求めるために使用する数式を記述するための文字、係数、関数等の記号と、その意味を次の（数１）にまとめて示す。

【0034】

【数1】

【0035】

各領域の電磁界をMaxwell の方程式を満たすように定め、ｚ＝０の境界条件を表す式に代入し整理すると、次の（数２）に示す式（１）のような基礎方程式が得られる。

【0036】

【数2】

【0037】

ただし、ｋ_x は、入射波の位相定数、ｋ_x ^I は第Ｉ領域の反射散乱波の位相定数である。ｋ_x ^IIは、第II領域の位相定数である。

【0038】

上記基礎方程式（１）を展開係数Ｂ_m について、必要な項数ｍに対して求めたものを、次の（数３）に示す式（２）に代入すれば、第Ｉ領域の反射散乱波を表す係数Ａ_n が求められる。

【0039】

【数3】

【0040】

得られたＡ_n を用いると、第Ｉ領域の反射散乱波（電界）は、次の（数４）に示す式（３）で表すことができる。

【0041】

【数4】

【0042】

電波が正面入射した場合（θ_i ＝０）、すなわちｎ＝０の場合における反射係数Ａ₀ を意味する値、すなわち式（３）から求めた領域Ｉの反射電界Ｅ_rxを入射電界Ｅ_inで除した値（Ｅ_rx ^I ／Ｅ_in）を縦軸にとり、凸部２（歯形）の高さｄを波長λで規格化したｄ／λを横軸にとって計算した。その結果を図２の上のグラフに示す。また、上のグラフにおいて、高さｄがλ／４近傍（ｄ／λが０．２５近傍）の極小値付近を拡大したのが下のグラフである。下のグラフにおいて、電波の散乱を制御する一つの目安として、入射電界で規格化した反射電界が０．１となる帯域幅、つまり反射電力が１００分の１となる帯域幅を求めると０．０２９λとなり、この場合の中心周波数に対する帯域幅、つまり比帯域は１２％となった。

【0043】

反射電界及び散乱電界（Ｅ_rx ^I ／Ｅ_in）を、ｘ方向に関する凹部３の長さ（Ｗ）と、ｘ方向に関して隣り合う凹部３と凸部２の長さの合計（周期Ｌ）の比、すなわち幅比Ｗ／Ｌを横軸にとり、波長（λ）で規定した異なる周期（Ｌ）、すなわち（イ）～（ハ）ごとに計算した結果を図３のグラフに示す。図３によれば、いずれの周期においても、幅比Ｗ／Ｌが０．５の近傍で反射電界が極小となる特性が得られる。ただし、必ずしも正確に幅比が０．５で極小とは限らないこともわかる。このことから、凸部２の先端面からの反射波と、凹部３の底面からの反射波が、単純に幅比１：１であれば打ち消し合うものではないといえる。従って、幅比Ｗ／Ｌを、０対１を越え、１対０未満の範囲で変化させることによって散乱電界（Ｅ_rx ^I ／Ｅ_in）を制御することができるが、その際には、特に幅比Ｗ／Ｌの値を、０. ５を含む所定範囲内において、反射電界（Ｅ_rx ^I ／Ｅ_in）が極小値となるような最適な値に設定することが好ましい。

【0044】

正面入射（θi ＝0 ）の時の反射散乱波の反射散乱角度（すなわち散乱波の伝搬方向）θ_n は、次の（数５）に示す式（４）で表すことができる。

【0045】

【数5】

【0046】

図４は、凸部２の周期Ｌを波長λで規格化した値、すなわちＬ／λを横軸にとり、式（４）の反射散乱角度θ_n を計算した結果を縦軸に示したグラフである。ｎ＝±１の散乱波は、凸部２の周期Ｌ（規格化したＬ／λ）が小さいほど入射方向からの開き角度が大きくなり、より広角に散乱される。図５は、このような正面入射の場合における散乱波の反射散乱角度θ_n を示した図である。なお、図５には電波散乱方向制御板１０を図示しているが、電波散乱方向制御板１でも同様である。

【0047】

図４において、凸部２の周期Ｌを１λ～２λの範囲で変化させると、反射散乱角度θ_n の仰角は、３０°と９０°の間、すなわち６０°の範囲で変化することになる。よって、凸部２の周期Ｌを適切に設定することにより、散乱波の反射散乱角度を制御することが可能である。

【0048】

図６は、凸部２の周期Ｌを波長λで規格化した値、すなわちＬ／λを横軸にとり、反射電界及び散乱電界（Ｅ_rx ^I ／Ｅ_in）を計算した結果を示す上下２つのグラフを示している。ここで、凸部２の高さｄは反射係数が極小値となるλ／4 とし、凹部３と凸部２の幅比は１：１としている。図６の上グラフがｎ＝0 の反射電界、下グラフがｎ＝±１の散乱電界を示しており、ｎの＋１と－１は同じ値であるため、共通のグラフとなっている。

【0049】

図６の上グラフに示すように、反射電界は、Ｌ／λの増加に対しほぼ単調減少となり、特に約１．５～２．０の間では、反射電界は抑圧されて完全反射の場合の５％以下となり、残り９５％は全て散乱され、図６の下グラフに示すように、エネルギー保存側により散乱電界はほぼ最大値で安定している。なお、このとき、先に示した図４から分かるように、散乱の方向は３０°～４１°の範囲に制御されている。このように、Ｌ／λを約１．５～２．０の間に設定すれば、反射が特に大きく抑制されて散乱量が大きくなり散乱方向制御には有効である。

【0050】

図７は、斜め入射の場合における入射波の入射角度θ_i と、散乱波の反射散乱角度θ_n を示した図である。なお図７には電波散乱方向制御板１０を図示しているが、電波散乱方向制御板１でも同様である。また図８は、凸部２の周期Ｌ＝１．５λとし、入射波を斜め入射させた場合の入射角度斜θ_i と、反射散乱角度θ_n の関係を示したグラフである。斜め入射（θ_i ＞０）の場合、散乱波は、反射の法則に従う鏡面反射の方向とは別の方向にも散乱し、凸部２の周期Ｌや凸部２の高さｄを最適に調整することにより、鏡面反射を抑圧すると共に散乱方向を制御することができる。このように、斜め入射の場合、散乱波（ｎ＝－１）の散乱角度θ_n は入射角度斜θ_i によって変化するので、散乱方向の制御が可能である。なお、図８の例では、－４２°から＋１９°の範囲で制御できる。

【0051】

図９は、第２実施形態に係る電波散乱方向制御板１１の縦断面図であって、図１（ａ）に示した第１実施形態の電波散乱方向制御板１と同様、板金加工によって製造したものである。この電波散乱方向制御板１１は、凸部２の前端が同一面であり、凸部２の高さ又は凹部３の深さについて、異なる２種類の高さｄ₁ 、ｄ₂ が含まれた構造となっている。

【0052】

図１０は、第３実施形態に係る電波散乱方向制御板１２の縦断面図であって、図１（ａ）に示した第１実施形態の電波散乱方向制御板１と同様、板金加工によって製造したものである。この電波散乱方向制御板１２は、凹部３の底面が同一面であり、凸部２の高さ又は凹部３の深さについて、異なる２種類の高さｄ₁ 、ｄ₂ が含まれた構造となっている。

【0053】

第１実施形態において図２で示したように、反射電界の強度の極小点は、波長λで規格化した凸部２の高さｄ（すなわちｄ／λ）に応じて決まるが、極小点には幅があるため、凸部２の高さｄ（ｄ／λ）が変わると極小値から外れて反射電界が大きくなってしまう。ところが、第２及び第３実施形態の電波散乱方向制御板１１，１２によれば、凸部２の高さ又は凹部３の深さについて２種類以上の寸法（高さｄ₁ 、ｄ₂ ）を設けているため、極小点をずらして複数持たせることができ、帯域幅（比帯域）を拡大することができる。そして、帯域幅（比帯域）の拡大により、より広い周波数に対して反射を抑えつつ、散乱方向を制御することが可能となる。

【0054】

以上説明したように、各実施形態に係る電波散乱方向制御板１，１０，１１，１２は、導体製であり、矩形の凹部３と凸部２からなる鋸歯形状の繰り返し構造を有しているため、その凹部３又は凸部２の寸法を変えることで、電波の散乱方向を任意に制御することができる。このような電波散乱方向制御板１，１０，１１，１２を、レーダや屋外計測用の送受信アンテナ近傍の構造物や目標物近くのクラッタ源に配置することにより、不要反射を低減して精度の高い目標信号を得ることができる。

【0055】

また、各実施形態に係る電波散乱方向制御板１，１０，１１，１２は、分厚い屋外用電波吸収体に比べて軽量で取り扱いやすく、また金属製であるため日射による劣化もない。風雨による経年劣化が想定されるとしても、電波特性に影響しない塗料を塗布することにより対策可能で、これは一般家屋の屋根や雨戸等と同様の維持要領である。

【0056】

また、各実施形態に係る電波散乱方向制御板１，１０，１１，１２は、基本的に斜めに傾ける必要はないので、設置面積が少なく安全上も有利である。そして、精密で高価なリフレクトアレイやメタサーフェスに頼ることなく、凹凸の板金加工のみで容易に安価に製造できる。

【符号の説明】

【0057】

１，１０，１１，１２…電波散乱方向制御板
２…凸部（歯部）
３…凹部（スロット）
４…誘電体シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2024-10-03

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項4】

前記凹部の深さ又は前記凸部の高さを電波の波長で規格化した値が、反射電界が０．１以下となる範囲の値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電波散乱方向制御板。

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項5】

第２方向に関する前記凹部の長さと、第２方向に関する前記凹部と前記凸部の合計の長さの比が、反射電界が極小値となるような値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電波散乱方向制御板。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0016】

請求項４に記載された電波散乱方向制御板は、請求項１に記載の電波散乱方向制御板において、
前記凹部の深さ（ｄ）又は前記凸部の高さ（ｄ）を電波の波長（λ）で規格化した値（ｄ／λ）が、反射電界が０．１以下となる範囲の値に設定されていることを特徴としている。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0017】

請求項５に記載された電波散乱方向制御板は、請求項１に記載の電波散乱方向制御板において、
第２方向に関する前記凹部の長さ（Ｗ）と、第２方向に関する前記凹部と前記凸部の合計の長さ（周期Ｌ）の比（Ｗ／Ｌ）が、反射電界が極小値となるような値に設定されていることを特徴としている。