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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】P2024031319
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】電波散乱装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 15/14 20060101AFI20240229BHJP
【ＦＩ】
H01Q15/14 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022134809
(22)【出願日】2022-08-26
(71)【出願人】
【識別番号】000232287
【氏名又は名称】日本電業工作株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000208891
【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100149113
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 謹矢
(72)【発明者】
【氏名】丸山 央
(72)【発明者】
【氏名】王 琳
(72)【発明者】
【氏名】萩原 弘樹
(72)【発明者】
【氏名】陸田 裕子
(72)【発明者】
【氏名】小川 智也
(72)【発明者】
【氏名】松野 宏己
(72)【発明者】
【氏名】中野 雅之
【テーマコード（参考）】
5J020
【Ｆターム（参考）】
5J020AA03
5J020BA06
5J020BD04
(57)【要約】
【課題】メタサーフェスによる電波散乱部において電波の散乱角度を調整可能な電波散乱装置を提供する。
【解決手段】電波散乱装置は、誘電体により構成される基板と、接地電極を含む接地電極ユニットと、表面電極が配列された複数の表面電極ユニットと、接地電極ユニットと複数の表面電極ユニットとの位置関係の調整を可能にする位置調整手段と、を備え、表面電極ユニットは、基板を介して接地電極と対向する場合に、表面電極ユニットごとに予め定められた散乱角にて入射ビームを散乱し、位置調整手段は、位置関係の調整により、基板を介して接地電極ユニットに対向する表面電極ユニットを切り替えることを特徴とする。
【選択図】図３
【解決手段】電波散乱装置は、誘電体により構成される基板と、接地電極を含む接地電極ユニットと、表面電極が配列された複数の表面電極ユニットと、接地電極ユニットと複数の表面電極ユニットとの位置関係の調整を可能にする位置調整手段と、を備え、表面電極ユニットは、基板を介して接地電極と対向する場合に、表面電極ユニットごとに予め定められた散乱角にて入射ビームを散乱し、位置調整手段は、位置関係の調整により、基板を介して接地電極ユニットに対向する表面電極ユニットを切り替えることを特徴とする。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
誘電体により構成される基材と、
接地電極を含む接地電極ユニットと、
表面電極が配列された複数の表面電極ユニットと、
前記接地電極ユニットと前記複数の表面電極ユニットとの位置関係の調整を可能にする位置調整手段と、を備え、
前記表面電極ユニットは、前記基材を介して前記接地電極と対向する場合に、当該表面電極ユニットごとに予め定められた散乱特性にて入射ビームを散乱し、
前記位置調整手段は、前記位置関係の調整により、前記基材を介して前記接地電極ユニットに対向する表面電極ユニットを切り替える
ことを特徴とする、電波散乱装置。
接地電極を含む接地電極ユニットと、
表面電極が配列された複数の表面電極ユニットと、
前記接地電極ユニットと前記複数の表面電極ユニットとの位置関係の調整を可能にする位置調整手段と、を備え、
前記表面電極ユニットは、前記基材を介して前記接地電極と対向する場合に、当該表面電極ユニットごとに予め定められた散乱特性にて入射ビームを散乱し、
前記位置調整手段は、前記位置関係の調整により、前記基材を介して前記接地電極ユニットに対向する表面電極ユニットを切り替える
ことを特徴とする、電波散乱装置。
【請求項2】
前記予め定められた散乱特性は、予め定められた散乱角であることを特徴とする、請求項１記載の電波散乱装置。
【請求項3】
前記複数の表面電極ユニットは、それぞれ異なる散乱角にて前記入射ビームを散乱する３以上の表面電極ユニットを含み、
前記位置調整手段は、前記位置関係の調整により、互いに異なる散乱角にて前記入射ビームを散乱する２以上の表面電極ユニットを含むように、前記基材を介して前記接地電極に対向する表面電極ユニットの組合せを切り替える
ことを特徴とする、請求項２記載の電波散乱装置。
前記位置調整手段は、前記位置関係の調整により、互いに異なる散乱角にて前記入射ビームを散乱する２以上の表面電極ユニットを含むように、前記基材を介して前記接地電極に対向する表面電極ユニットの組合せを切り替える
ことを特徴とする、請求項２記載の電波散乱装置。
【請求項4】
前記表面電極ユニットの組合せは、予め定められた第１の散乱角にて入射ビームを散乱する第１の表面電極ユニットと、予め定められた第２の散乱角にて前記入射ビームを散乱する第２の表面電極ユニットとを含み、
前記第１の表面電極ユニットと前記第２の表面電極ユニットとは、隣接して配置され、当該第１の表面電極ユニットと当該第２の表面電極ユニットとの間は、予め定められた位相差に設定される
ことを特徴とする、請求項３記載の電波散乱装置。
前記第１の表面電極ユニットと前記第２の表面電極ユニットとは、隣接して配置され、当該第１の表面電極ユニットと当該第２の表面電極ユニットとの間は、予め定められた位相差に設定される
ことを特徴とする、請求項３記載の電波散乱装置。
【請求項5】
前記位置調整手段は、前記複数の表面電極ユニットの位置を変化させることで、前記位置関係を調整することを特徴とする、請求項１記載の電波散乱装置。
【請求項6】
前記複数の表面電極ユニットは、シート材上に隣接して配置されることを特徴とする、請求項５記載の電波散乱装置。
【請求項7】
前記複数の表面電極ユニットは、筒状の構造を有する前記シート材上の外周側に配置され、
前記位置調整手段は、前記シート材を前記筒状の構造における円周方向へ回転させて前記複数の表面電極ユニットの位置を変化させることを特徴とする、請求項６に記載の電波散乱装置。
前記位置調整手段は、前記シート材を前記筒状の構造における円周方向へ回転させて前記複数の表面電極ユニットの位置を変化させることを特徴とする、請求項６に記載の電波散乱装置。
【請求項8】
前記位置調整手段は、前記シート材の巻き取りにより前記複数の表面電極ユニットの位置を変化させることを特徴とする、請求項６に記載の電波散乱装置。
【請求項9】
前記位置調整手段はさらに、前記接地電極ユニットの位置を変化させることで、前記位置関係を調整することを特徴とする、請求項５乃至請求項８に記載の電波散乱装置。
【請求項10】
前記位置調整手段は、前記接地電極ユニットの位置のみを変化させることで、前記位置関係を調整することを特徴とする、請求項１記載の電波散乱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電波散乱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電波を利用する無線通信において、電波の届かない不感地帯が生じる場合がある。例えば、電波の透過に対して障壁となるビル等の障壁物が存在すると、障壁物で遮られた部分が不感地帯となり得る。また、無線通信を行う機器の疎密に応じて、ある地帯における電波の強度を高くしたい場合がある。例えば、通信端末を所持し電波を利用する利用者の密度が高い地帯では、利用者の密度が低い地帯に比べ、電波の強度を高くすることが求められる。不感地帯や電波の強度を高くしたい地帯等、狙いとする地帯において、電波の強度を確保するには、入射した電波を散乱して狙いとする地帯に照射する電波散乱装置を用いることが有効である。
【0003】
特許文献１には、メタサーフェス基板と、メタサーフェス基板に対向して配置される誘電体基板と、メタサーフェス基板と誘電体基板との間の距離を調整する調整部と、を有する電波散乱装置について記載されており、誘電体基板をメタサーフェス基板に対して傾けた状態とすることにより、反射波を偏向させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－１１４６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、例えば、障壁物の設置や撤去、移動の他、利用者の疎密の変化により、狙いとする地帯の位置や大きさが変化する場合がある。このような場合、電波の照射位置を変化させることが求められる。言い換えると、電波散乱装置による電波の散乱角を、動的に制御することが求められる。
また例えば、無線通信を行う機器の種類や、通信の内容により、照射する電波の周波数を変化させる必要がある。言い換えると、電波散乱装置により散乱される散乱ビームの周波数を動的に制御することが求められる。
このように、無線通信が行われる環境や状況によっては、電波散乱装置の散乱特性を動的に制御することが求められる。
また例えば、無線通信を行う機器の種類や、通信の内容により、照射する電波の周波数を変化させる必要がある。言い換えると、電波散乱装置により散乱される散乱ビームの周波数を動的に制御することが求められる。
このように、無線通信が行われる環境や状況によっては、電波散乱装置の散乱特性を動的に制御することが求められる。
【0006】
本発明は、電波の散乱特性の動的な制御が可能な電波散乱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】
【0007】
上記の目的を達成する本発明は、誘電体により構成される基材と、接地電極を含む接地電極ユニットと、表面電極が配列された複数の表面電極ユニットと、前記接地電極ユニットと前記複数の表面電極ユニットとの位置関係の調整を可能にする位置調整手段と、を備え、前記表面電極ユニットは、前記基材を介して前記接地電極と対向する場合に、当該表面電極ユニットごとに予め定められた散乱特性にて入射ビームを散乱し、前記位置調整手段は、前記位置関係の調整により、前記基材を介して前記接地電極ユニットに対向する表面電極ユニットを切り替えることを特徴とする、電波散乱装置である。
ここで、前記予め定められた散乱特性は、予め定められた散乱角であることを特徴として良い。
また、この電波散乱装置において、前記複数の表面電極ユニットは、それぞれ異なる散乱角にて前記入射ビームを散乱する３以上の表面電極ユニットを含み、前記位置調整手段は、前記位置関係の調整により、互いに異なる散乱角にて前記入射ビームを散乱する２以上の表面電極ユニットを含むように、前記基材を介して前記接地電極に対向する表面電極ユニットの組合せを切り替えることを特徴として良い。
さらに、前記表面電極ユニットの組合せは、予め定められた第１の散乱角にて入射ビームを散乱する第１の表面電極ユニットと、予め定められた第２の散乱角にて前記入射ビームを散乱する第２の表面電極ユニットとを含み、前記第１の表面電極ユニットと前記第２の表面電極ユニットとは、隣接して配置され、当該第１の表面電極ユニットと当該第２の表面電極ユニットとの間は、予め定められた位相差に設定されることを特徴として良い。
また、前記位置調整手段は、前記複数の表面電極ユニットの位置を変化させることで、前記位置関係を調整することを特徴として良い。
さらに、前記複数の表面電極ユニットは、シート材上に隣接して配置されることを特徴として良い。
さらにまた、前記複数の表面電極ユニットは、筒状の構造を有する前記シート材上の外周側に配置され、前記位置調整手段は、前記シート材を前記筒状の構造における円周方向へ回転させて前記複数の表面電極ユニットの位置を変化させることを特徴として良い。
さらにまた、前記位置調整手段は、前記シート材の巻き取りにより前記複数の表面電極ユニットの位置を変化させることを特徴として良い。
ここで、前記位置調整手段はさらに、前記接地電極ユニットの位置を変化させることで、前記位置関係を調整することを特徴として良い。
また、前記位置調整手段は、前記接地電極ユニットの位置のみを変化させることで、前記位置関係を調整することを特徴として良い。
ここで、前記予め定められた散乱特性は、予め定められた散乱角であることを特徴として良い。
また、この電波散乱装置において、前記複数の表面電極ユニットは、それぞれ異なる散乱角にて前記入射ビームを散乱する３以上の表面電極ユニットを含み、前記位置調整手段は、前記位置関係の調整により、互いに異なる散乱角にて前記入射ビームを散乱する２以上の表面電極ユニットを含むように、前記基材を介して前記接地電極に対向する表面電極ユニットの組合せを切り替えることを特徴として良い。
さらに、前記表面電極ユニットの組合せは、予め定められた第１の散乱角にて入射ビームを散乱する第１の表面電極ユニットと、予め定められた第２の散乱角にて前記入射ビームを散乱する第２の表面電極ユニットとを含み、前記第１の表面電極ユニットと前記第２の表面電極ユニットとは、隣接して配置され、当該第１の表面電極ユニットと当該第２の表面電極ユニットとの間は、予め定められた位相差に設定されることを特徴として良い。
また、前記位置調整手段は、前記複数の表面電極ユニットの位置を変化させることで、前記位置関係を調整することを特徴として良い。
さらに、前記複数の表面電極ユニットは、シート材上に隣接して配置されることを特徴として良い。
さらにまた、前記複数の表面電極ユニットは、筒状の構造を有する前記シート材上の外周側に配置され、前記位置調整手段は、前記シート材を前記筒状の構造における円周方向へ回転させて前記複数の表面電極ユニットの位置を変化させることを特徴として良い。
さらにまた、前記位置調整手段は、前記シート材の巻き取りにより前記複数の表面電極ユニットの位置を変化させることを特徴として良い。
ここで、前記位置調整手段はさらに、前記接地電極ユニットの位置を変化させることで、前記位置関係を調整することを特徴として良い。
また、前記位置調整手段は、前記接地電極ユニットの位置のみを変化させることで、前記位置関係を調整することを特徴として良い。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、電波の散乱特性の動的な制御が可能な電波散乱装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】電波散乱装置により不感地帯を解消する概念を説明する図であり、図１（Ａ）は、障壁物により生じる不感地帯を電波散乱装置により解消する様子を説明する図、図１（Ｂ）は、電波散乱装置による散乱方向を説明する図である。
【図2】電波散乱装置で散乱させた散乱ビームの一例を示す図であり、図２（Ａ）は、Ｖ（垂直）偏波を示す図、図２（Ｂ）は、Ｈ（水平）偏波を示す図、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）、（Ｂ）の電波散乱装置を４倍の面積にした電波散乱装置でのＶ偏波を示す図である。
【図3】第１の実施の形態が適用される電波散乱装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。
【図4】表面電極シートについて説明する図であり、（Ａ）は表面電極シートの平面図、（Ｂ）は平面状の表面電極シートの断面図、（Ｃ）は筒状の表面電極シートの断面図である。
【図5】表面電極ユニットについて説明する図であり、（Ａ）は表面電極ユニットの平面図、（Ｂ）はセルの平面図、（Ｃ）はセルのパラメータとその値を示す表である。
【図6】散乱角θを設定する方法を説明する図である。
【図7】θ＝１５，２５，３５度の表面電極ユニットを散乱可能とした場合の散乱特性について説明する図であり、（Ａ）は散乱可能な領域、（Ｂ）は散乱特性である。
【図8】θ＝２５，３５，４５度の表面電極ユニットを散乱可能とした場合の散乱特性について説明する図であり、（Ａ）は散乱可能な領域、（Ｂ）は散乱特性である。
【図9】θ＝３５，４５，５５度の表面電極ユニットを散乱可能とした場合の散乱特性について説明する図であり、（Ａ）は散乱可能な領域、（Ｂ）は散乱特性である。
【図10】第２の実施の形態が適用される電波散乱装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。
【図11】第３の実施の形態が適用される電波散乱装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。
【図12】第４の実施の形態が適用される電波散乱装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はｘ方向の断面図、（Ｃ）はｙ方向の断面図である。
【図13】電波散乱装置の応用例の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜電波散乱装置の概要＞
まず、電波散乱装置による狙いとする地帯への電波の照射の概念を説明する。ここでは、一例として、不感地帯を解消する概念を説明する。
図１は、電波散乱装置により不感地帯を解消する概念を説明する図である。図１（Ａ）は、障壁物により生じる不感地帯を電波散乱装置により解消する様子を説明する図、図１（Ｂ）は、電波散乱装置による散乱方向を説明する図である。
＜電波散乱装置の概要＞
まず、電波散乱装置による狙いとする地帯への電波の照射の概念を説明する。ここでは、一例として、不感地帯を解消する概念を説明する。
図１は、電波散乱装置により不感地帯を解消する概念を説明する図である。図１（Ａ）は、障壁物により生じる不感地帯を電波散乱装置により解消する様子を説明する図、図１（Ｂ）は、電波散乱装置による散乱方向を説明する図である。
【0011】
図１（Ａ）に示すように、地表１上に３つのビル３（区別する場合は、ビル３ａ、３ｂ、３ｃ）が並列して設けられている場合を考える。ビル３ａの屋上に電波を送受信する基地局アンテナ２が設けられている。図１（Ａ）では、基地局アンテナ２は、地表１に垂直に配置された複数のアンテナ（放射素子）で構成されたアレイアンテナとして図示されている。そして、ビル３ｃの屋上に電波散乱装置１０（区別する場合には、電波散乱装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）が設けられている。電波散乱装置１０は、基地局アンテナ２が見通せる位置に設けられている。つまり、基地局アンテナ２が、準ミリ波帯やミリ波帯のように波長が短い電波を送受信する場合であっても、基地局アンテナ２からの電波は、直接電波散乱装置１０に入射する。
【0012】
まず、ビル３ｃの屋上に電波散乱装置１０が設けられていないとする。基地局アンテナ２が、準ミリ波帯やミリ波帯のように波長が短い電波を送受信する場合、ビル３ｂが電波の透過に対する障壁物となる。このため、基地局アンテナ２から送信された電波は、直接には、ビル３ｂとビル３ｃとの間の地表１上に届かない。つまり、ビル３ｂとビル３ｃとの間の地表１の部分は、不感地帯となる。
【0013】
ここで、図１（Ａ）のようにビル３ｃの屋上に電波散乱装置１０を設けると、基地局アンテナ２からの電波は、電波散乱装置１０により散乱され、散乱ビームがビル３ｂとビル３ｃとの間の不感地帯に照射される。電波散乱装置１０を設けることで、電波散乱装置１０が設けられない場合に発生するビル３ｂとビル３ｃとの間の不感地帯が解消される。
【0014】
図１（Ｂ）では、基地局アンテナ２は、放射素子がマトリクス状に配列されたアレイアンテナとして示されている。ここでは、基地局アンテナ２と携帯端末４（無線通信を行う機器の一例）との間で電波を送受信する。図１（Ｂ）に示すように、基地局アンテナ２と携帯端末４との間には、電波の透過に対して障壁となるビル３が存在する。このため、基地局アンテナ２から携帯端末４の方向に直線的に入射するように進む入射ビーム１１ａは、ビル３が障壁物となって、携帯端末４に届かない（図では、届かないことをバツ印「×」で示している）。
【0015】
一方、基地局アンテナ２から入射する入射ビーム１１ｂが電波散乱装置１０で散乱されると、散乱によって生成された散乱ビーム１２ａが携帯端末４に届く。ここでは、電波散乱装置１０には入射ビーム１１ｂが入射角αで入射し、入射角αと異なる散乱角θで散乱ビーム１２ａが出射する（α≠θ）。なお、電波散乱装置１０が鏡面反射する場合には、散乱ビーム１２ｂは、散乱角αで出射する。図１（Ｂ）に示す例において、電波散乱装置１０が鏡面反射すると、図中の破線の矢印で示す方向に散乱ビーム１２ｂが生じる。このため、電波は、携帯端末４に届かない。このように、電波散乱装置１０が入射角αと異なる散乱角θで電波を散乱するように設定すると、電波散乱装置１０の設計が容易になる。
【0016】
本明細書では、電波を散乱させて出射することから、電波散乱装置と表記するが、電波を反射させて出射するとして、電波反射装置としても良い。また、電波散乱装置により散乱されることから散乱ビームと表記するが、反射ビームとしても良い。また、電波散乱装置の垂線方向に対する散乱ビームが出射する角度を散乱角、又は散乱角度と表記するが、反射角、又は反射角度としても良い。
【0017】
図２は、電波散乱装置１０で散乱させた散乱ビーム１２の一例を示す図である。図２（Ａ）は、Ｖ（垂直）偏波を示す図、図２（Ｂ）は、Ｈ（水平）偏波を示す図、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）、（Ｂ）の電波散乱装置１０を４倍の面積にした電波散乱装置１０′でのＶ偏波を示す図である。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では、紙面の上側に斜視図を示し、紙面の下側に散乱ビーム１２の強度を極座標で示す。斜視図において、図示するようにｘ方向、ｙ方向およびｚ方向を設定する。極座標において、紙面に対して、右方向が－ｘ方向、左方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｚ方向である。なお、散乱ビームの強度は、シミュレーションによって求めた。
【0018】
ここでは、電波散乱装置１０は、平面形状が長手方向と短手方向とを有する四角形であって、後述するセル＃がマトリクス状に配列されたメタサーフェスである。ここで、四角形の長手方向をｘ方向とし、短手方向をｙ方向とし、四角形の面に垂直な方向をｚ方向とする。ｚ軸からｘ軸に向かう角度をη、ｚ軸からｙ軸に向かう角度をζとする。ここでは、電波散乱装置１０に入射する入射ビーム（図１（Ｂ）における入射ビーム１１ｂに相当）は、角度ηを０度、角度ζを２０度に設定されている。つまり、入射ビームは、ｙｚ面にあって、ｚ軸からｙ軸側に２０度傾いている。一方、散乱ビーム１２は、角度ηを４５度、角度ζを０度に設定されている。つまり、散乱ビーム１２は、ｘｚ面において、ｚ軸からｘ軸側に４５度傾いている。また、電波は、２８ＧＨｚである。なお、Ｖ偏波は、ｙ方向に電界が振動する偏波であり、Ｈ偏波は、ｘ方向に電界が振動する偏波である。
【0019】
図２（Ａ）に示すように、Ｖ偏波は、ｘｚ面において４５度（角度η＝４５度、角度ζ＝０度）方向に散乱ビーム１２が発生している。そして、散乱ビーム幅は、８度である。同様に、図２（Ｂ）に示すように、Ｈ偏波は、ｘｚ面において４５度（角度η＝４５度、角度ζ＝０度）方向に散乱ビーム１２が発生している。そして、散乱ビーム１２の幅は、８度である。つまり、電波散乱装置１０は、Ｖ偏波とＨ偏波とに対して同様な散乱特性を有している。ここでの散乱ビーム１２幅は、－３ｄＢにおける幅である。
【0020】
図２（Ｃ）に示す電波散乱装置１０′は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示した電波散乱装置１０を４個配列して構成されている。つまり、面積が４倍となっている。なお、電波散乱装置１０′を構成する４個の電波散乱装置１０間においては、後述する位相の補正を行っていない。図２（Ｃ）に示す電波散乱装置１０′では、散乱ビーム１２′におけるＶ偏波のピーク強度は、図２（Ａ）に示した電波散乱装置１０の散乱ビーム１２のピーク強度より大きい。しかし、散乱ビーム１２′の散乱ビーム幅は、４度であって、図２（Ａ）に示した電波散乱装置１０の散乱ビーム１２の散乱ビーム幅（８度）に比べ狭くなっている。つまり、電波散乱装置１０の面積を大きくすると、散乱ビーム幅は逆に狭くなる。
【0021】
以上説明したように、電波散乱装置１０は、電波散乱装置１０′のように面積を広げても、散乱ビーム幅は広くならない。よって、より広く不感地帯を解消しようとする場合、図１（Ａ）に示したように、散乱ビーム幅が狭くならない間隔で複数の電波散乱装置１０を配置するのが良い。
【0022】
以降、本発明の第１、第２、第３、第４の実施の形態について説明するが、各実施の形態が適用される電波散乱装置１０を、実施の形態の番号ｉを用いて電波散乱装置１０－ｉと記載する。なお、各実施の形態を区別しない場合は、電波散乱装置１０と記載する。
【0023】
＜第１の実施の形態＞
図３～６を用いて、第１の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１の構成について説明する。
図３は、第１の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。なお、図３（Ａ）における右方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｚ方向であり、図３（Ｂ）における右方向が＋ｘ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｙ方向、下方向が＋ｚ方向である。
図４は、表面電極シート１００について説明する図であり、（Ａ）は表面電極シート１００の平面図、（Ｂ）は平面状の表面電極シート１００Ｆの断面図、（Ｃ）は筒状の表面電極シート１００Ｒの断面図である。なお、図４（Ａ）における右方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｚ方向であり、図４（Ｂ），（Ｃ）における右方向が＋ｘ方向、奥方向（紙面の裏方向）が＋ｙ方向、上方向が＋ｚ方向である。
図５は、表面電極ユニット１２１について説明する図であり、（Ａ）は表面電極ユニット１２１の平面図、（Ｂ）はセル＃の平面図、（Ｃ）はセル＃のパラメータとその値を示す表である。
図６は、散乱角θを設定する方法を説明する図である。図６において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｚ方向である。図６では、マトリクス状に並ぶセル＃の配列における１列分（ｘ方向）のセル＃を示している。
図３～６を用いて、第１の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１の構成について説明する。
図３は、第１の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。なお、図３（Ａ）における右方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｚ方向であり、図３（Ｂ）における右方向が＋ｘ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｙ方向、下方向が＋ｚ方向である。
図４は、表面電極シート１００について説明する図であり、（Ａ）は表面電極シート１００の平面図、（Ｂ）は平面状の表面電極シート１００Ｆの断面図、（Ｃ）は筒状の表面電極シート１００Ｒの断面図である。なお、図４（Ａ）における右方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｚ方向であり、図４（Ｂ），（Ｃ）における右方向が＋ｘ方向、奥方向（紙面の裏方向）が＋ｙ方向、上方向が＋ｚ方向である。
図５は、表面電極ユニット１２１について説明する図であり、（Ａ）は表面電極ユニット１２１の平面図、（Ｂ）はセル＃の平面図、（Ｃ）はセル＃のパラメータとその値を示す表である。
図６は、散乱角θを設定する方法を説明する図である。図６において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｚ方向である。図６では、マトリクス状に並ぶセル＃の配列における１列分（ｘ方向）のセル＃を示している。
【0024】
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、電波散乱装置１０－１は、基材６と、接地電極ユニット５と、表面電極シート１００と、軸部材７（７ａ，７ｂ）と、保持部材８（８ａ，８ｂ）とを備える。
基材６は、誘電体により構成される基材であって、例えば比誘電率εｒが３．３、厚さｔが１．５３ｍｍ（周波数２．４５ＧＨｚの場合で０．０１２λ）の誘電体基板である。比誘電率εｒおよび厚さｔは、他の値であっても良い。
基材６は、誘電体により構成される基材であって、例えば比誘電率εｒが３．３、厚さｔが１．５３ｍｍ（周波数２．４５ＧＨｚの場合で０．０１２λ）の誘電体基板である。比誘電率εｒおよび厚さｔは、他の値であっても良い。
【0025】
接地電極ユニット５は、導電性材料により構成され、接地電極として機能するユニットである。接地電極は、接地電位（ＧＮＤ）に設定されている。図３の例において、接地電極ユニット５は、基材６の片面（図３（Ａ）における－ｚ方向の面）側に固定されていて良い。
なお、本明細書中では、接地電極ユニット５の全体が接地電極として機能するものとして説明するが、接地電極ユニット５は接地電極を含んでいれば良く、少なくとも一部が接地電極として機能すれば良い。
なお、本明細書中では、接地電極ユニット５の全体が接地電極として機能するものとして説明するが、接地電極ユニット５は接地電極を含んでいれば良く、少なくとも一部が接地電極として機能すれば良い。
【0026】
表面電極シート１００は、導電膜により構成されるシート（フィルム）であるシート材１１０と、シート材１１０上に配置された表面電極ユニット１２１（後述）の纏まりであるユニット群１２０とを含んでいる。
ここで、図４（Ａ）を参照して、表面電極シート１００の詳細を説明する。表面電極シート１００には、基材６を介して接地電極ユニット５と対向する場合に、ユニットごとに予め定められた散乱角θにて入射ビームを散乱する複数の表面電極ユニット１２１が設けられている。以降、表面電極ユニット１２１が基材６を介して接地電極ユニット５と対向し、入射ビームを散乱できる状態であることを、「散乱可能」と記載する場合がある。また、散乱可能な状態において入射ビームを散乱角θで散乱することを、「散乱角θを有する」と記載する場合がある。
なお、予め定められた散乱角θは、表面電極ユニット１２１ごとに予め定められた散乱特性の一例である。
ここで、図４（Ａ）を参照して、表面電極シート１００の詳細を説明する。表面電極シート１００には、基材６を介して接地電極ユニット５と対向する場合に、ユニットごとに予め定められた散乱角θにて入射ビームを散乱する複数の表面電極ユニット１２１が設けられている。以降、表面電極ユニット１２１が基材６を介して接地電極ユニット５と対向し、入射ビームを散乱できる状態であることを、「散乱可能」と記載する場合がある。また、散乱可能な状態において入射ビームを散乱角θで散乱することを、「散乱角θを有する」と記載する場合がある。
なお、予め定められた散乱角θは、表面電極ユニット１２１ごとに予め定められた散乱特性の一例である。
【0027】
図４（Ａ）の例では、表面電極シート１００には、散乱角θ＝５，１５，２５，３５，４５，５５，６５度の７種類の表面電極ユニット１２１が３個ずつ、合計２１個設けられている。そして、同じ散乱角θを有する表面電極ユニット１２１の纏まりとして、散乱角θ＝５，１５，２５，３５，４５，５５，６５度のユニット群１２０が１個ずつ存在する。なお、各散乱角θを有する表面電極ユニット１２１について区別が必要な場合は、散乱角θを用いて、表面電極ユニット１２１（θ）と表記する。例えば、散乱角θ＝５度では表面電極ユニット１２１（５ｄｅｇ）、散乱角θ＝１５度では表面電極ユニット１２１（１５ｄｅｇ）である。同様に、各散乱角θに対応するユニット群１２０について区別が必要な場合は、散乱角θを用いて、ユニット群１２０（θ）と表記する。
なお、各表面電極ユニット１２１の散乱角θの値は、例示したものに限定されない。また、表面電極ユニット１２１の種類は、７種類より多く／少なくしても良い。
なお、各表面電極ユニット１２１の散乱角θの値は、例示したものに限定されない。また、表面電極ユニット１２１の種類は、７種類より多く／少なくしても良い。
【0028】
図４（Ａ）の例では、表面電極ユニット１２１は、ｘ方向およびｙ方向に配列されている。より詳しくは、異なる散乱角θを有する７個の表面電極ユニット１２１がｘ方向に配列され、同じ散乱角θを有する３個の表面電極ユニット１２１がｙ方向に配列されている。また、－ｘ方向（図４（Ａ）の左側）から＋ｘ方向（図４（Ｂ）の右側）に向かうに従い、表面電極ユニット１２１の散乱角θが大きくなるように配列されている。具体的には、散乱角θ＝５，１５，２５，３５，４５，５５，６５度の表面電極ユニット１２１がこの順で配列されている。
なお、表面電極ユニット１２１の配列および個数は一例であり、限定されるものではない。同じ散乱角θを有する表面電極ユニット１２１の個数を、３個より多く／少なくしても良い。
なお、表面電極ユニット１２１の配列および個数は一例であり、限定されるものではない。同じ散乱角θを有する表面電極ユニット１２１の個数を、３個より多く／少なくしても良い。
【0029】
ここで、表面電極シート１００は、柔軟性を有し、外力を加えることによる曲げや変形が可能なものとして構成されている。表面電極シート１００は例えば、外力が加わっていない状態では、図４（Ｂ）に示すような平面状となる。ここで、表面電極シート１００が「平面状」であるとは、すべての表面電極ユニット１２１が同一の平面に位置する状態である。また例えば、表面電極シート１００を変形させ、筒状とすることもできる。例えば、表面電極シート１００の－ｘ方向の辺と＋ｘ方向の辺とを繋ぎ合わせることで、図４（Ｃ）に示すような筒状となる。図４（Ｃ）の例では、筒状の表面電極シート１００において、表面電極ユニット１２１（５ｄｅｇ）と表面電極ユニット１２１（６５ｄｅｇ）とが隣接することになる。
以降、図４（Ｃ）に示すように表面電極シート１００の－ｘ方向の辺と＋ｘ方向の辺とを繋ぎ合わせて筒状とした状態を表面電極シート１００Ｒ、筒状としていない状態を表面電極シート１００Ｆとして区別する場合がある。
以降、図４（Ｃ）に示すように表面電極シート１００の－ｘ方向の辺と＋ｘ方向の辺とを繋ぎ合わせて筒状とした状態を表面電極シート１００Ｒ、筒状としていない状態を表面電極シート１００Ｆとして区別する場合がある。
【0030】
図５を参照して、表面電極ユニット１２１についてより詳しく説明する。
表面電極ユニット１２１には、少なくとも１つの表面電極１０２のセル＃（図５を用いて後述。以下、単に「セル＃」と呼ぶ。）が配列されている。そして、各表面電極ユニット１２１は、接地電極ユニット５と対向する場合に、セル＃の形状および配列に基づいて定まる散乱角θにて入射ビームを散乱する。
図５（Ａ）の例において、表面電極ユニット１２１は、セル＃をｘ方向にｊ個、ｙ方向にｉ個備えている。ｉ、ｊは、１以上の整数（自然数）である。つまり、セル＃は、ｉ×ｊ個のセル＃を備えている。各セル＃を区別する場合には、セル＃（ｉ，ｊ）（ｉ，ｊ＝１，２，３，…）と表記する。なお、各表面電極ユニット１２１が備えるセル＃の数は、同じであってもよく、異なっていてもよい。ここでは、表面電極ユニット１２１が備えるセル＃は、ｘ方向にｊ個、ｙ方向にｉ個としたが、ｘ方向に配列されたセル＃の数が行ごとに異なってもよく、ｙ方向に配列されたセル＃の数が列ごとに異なってもよい。
表面電極ユニット１２１には、少なくとも１つの表面電極１０２のセル＃（図５を用いて後述。以下、単に「セル＃」と呼ぶ。）が配列されている。そして、各表面電極ユニット１２１は、接地電極ユニット５と対向する場合に、セル＃の形状および配列に基づいて定まる散乱角θにて入射ビームを散乱する。
図５（Ａ）の例において、表面電極ユニット１２１は、セル＃をｘ方向にｊ個、ｙ方向にｉ個備えている。ｉ、ｊは、１以上の整数（自然数）である。つまり、セル＃は、ｉ×ｊ個のセル＃を備えている。各セル＃を区別する場合には、セル＃（ｉ，ｊ）（ｉ，ｊ＝１，２，３，…）と表記する。なお、各表面電極ユニット１２１が備えるセル＃の数は、同じであってもよく、異なっていてもよい。ここでは、表面電極ユニット１２１が備えるセル＃は、ｘ方向にｊ個、ｙ方向にｉ個としたが、ｘ方向に配列されたセル＃の数が行ごとに異なってもよく、ｙ方向に配列されたセル＃の数が列ごとに異なってもよい。
【0031】
図５（Ｂ）に示す例において、セル＃は、平面形状が一辺長Ｄの正方形である。表面電極ユニット１２１において、セル＃は、一辺長Ｄをピッチとしてｘ方向およびｙ方向に配列されている。以下では、セル＃は、ピッチＤで配列されているとして説明する。例えば、図５（Ｃ）に示すように、周波数２８ＧＨｚにおいて、一辺長Ｄ（ピッチＤ）は、５ｍｍに設定されている。５ｍｍは、周波数２８ＧＨｚの波長λの０．４６７に対応する（０．４６７λ）。なお、一辺長Ｄ（ピッチＤ）の具体的な値は、周波数などに応じて設定されれば良く、他の値であっても良い。一例として、図５に示す例では、Ｄの選択基準を、
Ｄ／λ＜１／（１＋ｓｉｎθ） （１）
としている。ここで、θは散乱角度である。
Ｄ／λ＜１／（１＋ｓｉｎθ） （１）
としている。ここで、θは散乱角度である。
【0032】
表面電極１０２である十字ダイポールは、全体の長さがｌ、十字部分の幅がｗである。図５（Ｂ）に示す例では、幅ｗは、１ｍｍ（周波数２８ＧＨｚの場合で０．０９３λ）である。なお、長さｌおよび幅ｗの具体的な値は、周波数などに応じて設定されれば良く、他の値であっても良い。十字ダイポールにおいて、長さｌや幅ｗを変更することにより、散乱角に影響を及ぼす位相差φを制御することができる。以下の説明において、位相差を位相と表記することがある。図５に示す例では、セル＃の表面電極１０２を十字ダイポールであるとして説明したが、他の形状であっても良い。セル＃の表面電極１０２の平面形状は、例えば、四角形、円形、リング状などの他の形状であっても良い。
【0033】
次に、図６を参照して、表面電極ユニット１２１における散乱角θの設定について説明する。
セル＃（１，ｊ）は、ｘ方向にピッチＤで配列されている。そして、セル＃の配列に対して垂直方向から（－ｚ方向に向かって）電波が入射し、ｘｚ面内において散乱ビーム２２がｚ軸からｘ軸側に向かって角度θ傾いた方向に散乱されるとする。図２（Ａ）に示したｚ軸からｘ軸に向かう角度ηが角度θの場合に相当する。なお、散乱ビーム２２の角度θを散乱角θと表記する。この場合、各セル＃間の位相差がφになるように設定すれば良い。つまり、セル＃（１，１）の位相が０、セル＃（１，２）の位相が－φ、セル＃（１，３）の位相が－２φ、セル＃（１，４）の位相が－３φ、セル＃（１，５）の位相が－４φ、セル＃（１，ｊ）の位相が－（ｊ－１）φとなるようにすれば良い。
セル＃（１，ｊ）は、ｘ方向にピッチＤで配列されている。そして、セル＃の配列に対して垂直方向から（－ｚ方向に向かって）電波が入射し、ｘｚ面内において散乱ビーム２２がｚ軸からｘ軸側に向かって角度θ傾いた方向に散乱されるとする。図２（Ａ）に示したｚ軸からｘ軸に向かう角度ηが角度θの場合に相当する。なお、散乱ビーム２２の角度θを散乱角θと表記する。この場合、各セル＃間の位相差がφになるように設定すれば良い。つまり、セル＃（１，１）の位相が０、セル＃（１，２）の位相が－φ、セル＃（１，３）の位相が－２φ、セル＃（１，４）の位相が－３φ、セル＃（１，５）の位相が－４φ、セル＃（１，ｊ）の位相が－（ｊ－１）φとなるようにすれば良い。
【0034】
散乱角θを得るために設定される各セル＃間の位相差φは、
φ＝ｋ・Ｄ・ｓｉｎθ （２）
で表される。なお、ｋは、波数で２π／λである。ここで、λは、波長である。つまり、隣接するセル＃間において、式（２）で設定される位相差φが生じるようにセル＃を設定する。
φ＝ｋ・Ｄ・ｓｉｎθ （２）
で表される。なお、ｋは、波数で２π／λである。ここで、λは、波長である。つまり、隣接するセル＃間において、式（２）で設定される位相差φが生じるようにセル＃を設定する。
【0035】
なお、図６では、ｘ方向に配列されたセル＃で説明したが、ｙ方向に配列されたセル＃に対しても同様にして位相差を設定することができる。また、ｘ方向とｙ方向とでセル＃間の位相差を設定すると、ｘｚ面以外の方向に散乱角θを設定できる。ここでは、セル＃の配列に対して、垂直に電波が入射する場合を説明したが、セル＃の配列に斜めに電波が入射する場合についても、同様な方法により位相差φを設定すれば良い。このように、予め設定された位相差でセル＃を配列して散乱角θを設定した電波散乱装置１０は、リフレクトアレイと呼ばれることがある。
【0036】
再び図３（Ａ）を参照して、第１の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１は、同様の表面電極シート１００Ｒ（図４（Ｃ）参照）を備えている。より詳しくは、図３（Ｂ）に示すように、筒状の表面電極シート１００Ｒにおける内側に軸部材７（７ａ，７ｂ）と、接地電極ユニット５および基材６とが位置している。
【0037】
軸部材７は、表面電極シート１００Ｒを円周方向に回転させる。より具体的には、図３（Ｂ）の例では、不図示のモータにより駆動されて回転する駆動軸７ａと従動軸７ｂとを備え、軸部材７の回転力が伝達されることで表面電極シート１００Ｒが円周方向に回転する。なお、この軸部材７の構成は一例であって、複数の駆動軸７ａまたは複数の従動軸７ｂを備えていても良く、駆動軸７ａのみを備えていても良い。つまり、軸部材７の構成は、表面電極シート１００Ｒを円周方向に回転させ得るものであれば限定されない。
ここで、軸部材７が回転し、表面電極シート１００Ｒが円周方向に回転すると、接地電極ユニット５に含まれる接地電極と表面電極シート１００上の表面電極ユニット１２１との位置関係が変化する。軸部材７は、接地電極と表面電極ユニット１２１との位置関係の調整を可能にする位置調整手段の一例である。
ここで、軸部材７が回転し、表面電極シート１００Ｒが円周方向に回転すると、接地電極ユニット５に含まれる接地電極と表面電極シート１００上の表面電極ユニット１２１との位置関係が変化する。軸部材７は、接地電極と表面電極ユニット１２１との位置関係の調整を可能にする位置調整手段の一例である。
【0038】
保持部材８（８ａ，８ｂ）は、表面電極シート１００と、接地電極ユニット５と、基材６と、軸部材７とを保持する部材であって、表面電極シート１００と軸部材７とを回転可能に保持する。
図３の例では、軸部材７の軸方向（±ｙ方向）の両端において、互いに対向する保持部材８ａ，８ｂが設けられている。保持部材８の構成は、図３の例に限定されるものではなく、表面電極シート１００と軸部材７とを回転可能に保持するものであれば良い。
図３の例では、軸部材７の軸方向（±ｙ方向）の両端において、互いに対向する保持部材８ａ，８ｂが設けられている。保持部材８の構成は、図３の例に限定されるものではなく、表面電極シート１００と軸部材７とを回転可能に保持するものであれば良い。
【0039】
先述したように、表面電極ユニット１２１は、基材６を介して接地電極ユニット５と対向することにより、入射ビームを予め定められた散乱角θに散乱可能となる。したがって、図３（Ｂ）の例では、破線で示す領域１００Ａに位置する表面電極ユニット１２１が散乱可能となる。第１の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１では、軸部材７により表面電極シート１００を円周方向に回転させることで、領域１００Ａに位置する表面電極ユニット１２１を切り替えることができる。言い換えると、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係を調整することで、散乱可能な表面電極ユニット１２１を切り替えることができる。
【0040】
また、電波散乱装置１０－１では、異なる散乱角θを有する複数の表面電極ユニット１２１が領域１００Ａに位置することになる。例えば、ユニット群１２０（５ｄｅｇ），１２０（１５ｄｅｇ），１２０（２５ｄｅｇ）が領域１００Ａに位置すると、表面電極ユニット１２１（５ｄｅｇ），１２１（１５ｄｅｇ），１２１（２５ｄｅｇ）のすべてが散乱可能となる。そして、軸部材７により表面電極シート１００を円周方向に回転させることで、領域１００Ａに位置する表面電極ユニット１２１の組合せを切り替えることができる。言い換えると、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係を調整することで、散乱可能な表面電極ユニット１２１の組合せを切り替えることができる。より詳しくは、それぞれ異なる散乱角θを有する７種類の表面電極ユニット１２１を備え、異なる散乱角θを有する３種類の表面電極ユニット１２１を含むように、散乱可能とする表面電極ユニット１２１の組合せを切り替えることができる。なお、この構成は一例であって、異なる散乱角θを有する３以上の表面電極ユニット１２１を備え、異なる散乱角θを有する２以上の表面電極ユニット１２１を含むように、散乱可能とする表面電極ユニット１２１の組合せを切り替えることが可能であると良い。
【0041】
＜散乱特性＞
次に、図７～９を用いて、散乱可能な表面電極ユニット１２１を切り替えた場合の、電波散乱装置１０－１の散乱特性の変化について説明する。
図７は、θ＝１５，２５，３５度の表面電極ユニット１２１を散乱可能とした場合の散乱特性について説明する図であり、（Ａ）は散乱可能な領域１００Ａ、（Ｂ）は散乱特性である。
図８は、θ＝２５，３５，４５度の表面電極ユニット１２１を散乱可能とした場合の散乱特性について説明する図であり、（Ａ）は散乱可能な領域１００Ａ、（Ｂ）は散乱特性である。
図９は、θ＝３５，４５，５５度の表面電極ユニット１２１を散乱可能とした場合の散乱特性について説明する図であり、（Ａ）は散乱可能な領域１００Ａ、（Ｂ）は散乱特性である。
図７（Ｂ）、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）において、横軸は角度（度）、縦軸はピーク強度で正規化された散乱ビームの強度（ｄＢ）である。散乱特性は、シミュレーションによって求めたものである。また、角度（度）は、電波散乱装置１０－１に垂直な方向（ｚ軸）からｘ軸に対する角度であって、図２（Ａ）に示した角度ηに対応する。なお、各表面電極ユニット１２１に対して垂直（－ｚ方向）に電波が入射するものとする。
次に、図７～９を用いて、散乱可能な表面電極ユニット１２１を切り替えた場合の、電波散乱装置１０－１の散乱特性の変化について説明する。
図７は、θ＝１５，２５，３５度の表面電極ユニット１２１を散乱可能とした場合の散乱特性について説明する図であり、（Ａ）は散乱可能な領域１００Ａ、（Ｂ）は散乱特性である。
図８は、θ＝２５，３５，４５度の表面電極ユニット１２１を散乱可能とした場合の散乱特性について説明する図であり、（Ａ）は散乱可能な領域１００Ａ、（Ｂ）は散乱特性である。
図９は、θ＝３５，４５，５５度の表面電極ユニット１２１を散乱可能とした場合の散乱特性について説明する図であり、（Ａ）は散乱可能な領域１００Ａ、（Ｂ）は散乱特性である。
図７（Ｂ）、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）において、横軸は角度（度）、縦軸はピーク強度で正規化された散乱ビームの強度（ｄＢ）である。散乱特性は、シミュレーションによって求めたものである。また、角度（度）は、電波散乱装置１０－１に垂直な方向（ｚ軸）からｘ軸に対する角度であって、図２（Ａ）に示した角度ηに対応する。なお、各表面電極ユニット１２１に対して垂直（－ｚ方向）に電波が入射するものとする。
【0042】
図７（Ａ）に示す表面電極ユニット１２１（１５ｄｅｇ）の各セル＃の位相はｘｚ面において散乱角θが＋１５度（θ＝１５度）になるように設定され、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）の各セル＃の位相はｘｚ面において散乱角θが＋２５度（θ＝２５度）になるように設定され、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の各セル＃の位相はｘｚ面において散乱角θが＋３５度（θ＝３５度）になるように設定されている。
また、表面電極ユニット１２１（１５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋２５度になるように設定されている。同様に、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋３５度になるように設定されている。その他のセル＃についても、表面電極ユニット１２１（θ１）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、隣接する表面電極ユニット１２１（θ２）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、＋ｘ方向側の表面電極ユニット１２１（θ２）の散乱角θ２となるセル＃間位相差φになるように設定されている。つまり、表面電極ユニット１２１のすべてのセル＃において位相が連続的に変化するように設定されている。
また、表面電極ユニット１２１（１５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋２５度になるように設定されている。同様に、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋３５度になるように設定されている。その他のセル＃についても、表面電極ユニット１２１（θ１）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、隣接する表面電極ユニット１２１（θ２）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、＋ｘ方向側の表面電極ユニット１２１（θ２）の散乱角θ２となるセル＃間位相差φになるように設定されている。つまり、表面電極ユニット１２１のすべてのセル＃において位相が連続的に変化するように設定されている。
【0043】
図７の例において、θ＝１５度は予め定められた第１の散乱角の一例であり、表面電極ユニット１２１（１５ｄｅｇ）は第１の表面電極ユニットの一例である。また、θ＝２５度は予め定められた第２の散乱角の一例であり、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）は第２の表面電極ユニットの一例である。さらに、隣接する表面電極ユニット間の位相差φは、予め定められた位相差の一例である。
【0044】
図７（Ｂ）に示すように、電波散乱装置１０－１は、表面電極ユニット１２１（１５ｄｅｇ）に設定した＋１５度の散乱角θより小さい１４度から、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）に設定した＋３５度の散乱角θより大きい３９度の範囲において、強度が大きい散乱ビームが得られている。そして、この範囲において、散乱ビームの強度の変化が少ない。つまり、表面電極ユニット１２１（１５ｄｅｇ），１２１（２５ｄｅｇ），１２１（３５ｄｅｇ）からの散乱ビームが重ね合わされ、強度－１０ｄＢでの散乱ビーム幅としては、２５度が得られる。
【0045】
図８（Ａ）に示す表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）の各セル＃の位相はｘｚ面において散乱角θが＋２５度（θ＝２５度）になるように設定され、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の各セル＃の位相はｘｚ面において散乱角θが＋３５度（θ＝３５度）になるように設定され、表面電極ユニット１２１（４５ｄｅｇ）の各セル＃の位相はｘｚ面において散乱角θが＋４５度（θ＝４５度）になるように設定されている。
また、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋３５度になるように設定されている。同様に、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（４５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋４５度になるように設定されている。その他のセル＃についても、表面電極ユニット１２１（θ１）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、隣接する表面電極ユニット１２１（θ２）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、＋ｘ方向側の表面電極ユニット１２１（θ２）の散乱角θ２となるセル＃間位相差φになるように設定されている。つまり、表面電極ユニット１２１のすべてのセル＃において位相が連続的に変化するように設定されている。
また、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋３５度になるように設定されている。同様に、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（４５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋４５度になるように設定されている。その他のセル＃についても、表面電極ユニット１２１（θ１）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、隣接する表面電極ユニット１２１（θ２）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、＋ｘ方向側の表面電極ユニット１２１（θ２）の散乱角θ２となるセル＃間位相差φになるように設定されている。つまり、表面電極ユニット１２１のすべてのセル＃において位相が連続的に変化するように設定されている。
【0046】
図８の例において、θ＝２５度は予め定められた第１の散乱角の一例であり、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）は第１の表面電極ユニットの一例である。また、θ＝３５度は予め定められた第２の散乱角の一例であり、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）は第２の表面電極ユニットの一例である。さらに、隣接する表面電極ユニット間の位相差φは、予め定められた位相差の一例である。
【0047】
図８（Ｂ）に示すように、電波散乱装置１０－１は、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ）に設定した＋２５度の散乱角θより小さい２１度から、表面電極ユニット１２１（４５ｄｅｇ）に設定した＋４５度の散乱角θより大きい４８度の範囲において、強度が大きい散乱ビームが得られている。そして、この範囲において、散乱ビームの強度の変化が少ない。つまり、表面電極ユニット１２１（２５ｄｅｇ），１２１（３５ｄｅｇ），１２１（４５ｄｅｇ）からの散乱ビームが重ね合わされ、強度－１０ｄＢでの散乱ビーム幅としては、２７度が得られる。そして、この散乱ビーム幅は、図７（Ｂ）に示したものと同様に広い。
【0048】
図９（Ａ）に示す表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の各セル＃の位相はｘｚ面において散乱角θが＋３５度（θ＝３５度）になるように設定され、表面電極ユニット１２１（４５ｄｅｇ）の各セル＃の位相はｘｚ面において散乱角θが＋４５度（θ＝４５度）になるように設定され、表面電極ユニット１２１（５５ｄｅｇ）の各セル＃の位相はｘｚ面において散乱角θが＋５５度（θ＝５５度）になるように設定されている。
また、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（４５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋４５度になるように設定されている。同様に、表面電極ユニット１２１（４５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（５５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋５５度になるように設定されている。その他のセル＃についても、表面電極ユニット１２１（θ１）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、隣接する表面電極ユニット１２１（θ２）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、＋ｘ方向の側の表面電極ユニット１２１（θ２）の散乱角θ２となるセル＃間位相差φになるように設定されている。つまり、表面電極ユニット１２１のすべてのセル＃において位相が連続的に変化するように設定されている。
また、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（４５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋４５度になるように設定されている。同様に、表面電極ユニット１２１（４５ｄｅｇ）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、表面電極ユニット１２１（５５ｄｅｇ）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、散乱角θが＋５５度になるように設定されている。その他のセル＃についても、表面電極ユニット１２１（θ１）の＋ｘ方向側の端部に位置するセル＃と、隣接する表面電極ユニット１２１（θ２）の－ｘ方向側の端部に位置するセル＃との間の位相差φが、＋ｘ方向の側の表面電極ユニット１２１（θ２）の散乱角θ２となるセル＃間位相差φになるように設定されている。つまり、表面電極ユニット１２１のすべてのセル＃において位相が連続的に変化するように設定されている。
【0049】
図９の例において、θ＝３５度は予め定められた第１の散乱角の一例であり、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）は第１の表面電極ユニットの一例である。また、θ＝４５度は予め定められた第２の散乱角の一例であり、表面電極ユニット１２１（４５ｄｅｇ）は第２の表面電極ユニットの一例である。さらに、隣接する表面電極ユニット間の位相差φは、予め定められた位相差の一例である。
【0050】
図９（Ｂ）に示すように、電波散乱装置１０－１は、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ）に設定した＋３５度の散乱角θより小さい２９度から、表面電極ユニット１２１（５５ｄｅｇ）に設定した＋５５度の散乱角θより大きい５８．５度の範囲において、強度が大きい散乱ビームが得られている。そして、この範囲において、散乱ビームの強度の変化が少ない。つまり、表面電極ユニット１２１（３５ｄｅｇ），１２１（４５ｄｅｇ），１２１（５５ｄｅｇ）からの散乱ビームが重ね合わされ、強度－１０ｄＢでの散乱ビーム幅としては、２９．５度が得られる。そして、この散乱ビーム幅は、図７（Ｂ），８（Ｂ）に示したものと同様に広い。
【0051】
このように、電波散乱装置１０－１においては、領域１００Ａに位置する表面電極ユニット１２１の組合せを切り替え、散乱可能な表面電極ユニット１２１を切り替えることにより、散乱ビームの散乱角を変化させることが可能となる。つまり、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係を調整することにより、散乱角度を動的に制御することが可能となっている。
また、電波散乱装置１０－１では、異なる散乱角θを有する２以上の表面電極ユニット１２１を含む、表面電極ユニット１２１の組合せを散乱可能とすることで、広い散乱ビーム幅を実現している。さらに、隣接する表面電極ユニット１２１間の位相差φを予め定められた位相差とすることで、広い散乱ビーム幅を実現している。
また、電波散乱装置１０－１では、異なる散乱角θを有する２以上の表面電極ユニット１２１を含む、表面電極ユニット１２１の組合せを散乱可能とすることで、広い散乱ビーム幅を実現している。さらに、隣接する表面電極ユニット１２１間の位相差φを予め定められた位相差とすることで、広い散乱ビーム幅を実現している。
【0052】
＜第２の実施の形態＞
上記した第１の実施の形態においては、筒状の表面電極シート１００Ｒを軸部材７で回転させることにより、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整を可能とした。第２の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－２は、表面電極ユニット１２１の動作に係る部分のみが、第１の実施の形態とは異なっている。
図１０は、第２の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－２の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。なお、図１０（Ａ）における右方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｚ方向であり、図１０（Ｂ）における右方向が＋ｘ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｙ方向、下方向が＋ｚ方向である。なお、図１０において、図３と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
上記した第１の実施の形態においては、筒状の表面電極シート１００Ｒを軸部材７で回転させることにより、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整を可能とした。第２の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－２は、表面電極ユニット１２１の動作に係る部分のみが、第１の実施の形態とは異なっている。
図１０は、第２の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－２の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。なお、図１０（Ａ）における右方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｚ方向であり、図１０（Ｂ）における右方向が＋ｘ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｙ方向、下方向が＋ｚ方向である。なお、図１０において、図３と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0053】
図１０（Ａ）に示すように、第２の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－２は、筒状でない表面電極シート１００Ｆと、軸部材７とを有している。この例では、駆動軸７ｃと従動軸７ｄとを有している。
そして、図１０（Ｂ）に示すように、表面電極シート１００Ｆの一端（－ｘ方向）は駆動軸７ｃに接続され、他端（＋ｘ方向）は従動軸７ｄに接続されている。また、図１０（Ｂ）では、従動軸７ｄに対し表面電極シート１００が反時計回りでロール状に巻き付けられた状態となっている。
そして、図１０（Ｂ）に示すように、表面電極シート１００Ｆの一端（－ｘ方向）は駆動軸７ｃに接続され、他端（＋ｘ方向）は従動軸７ｄに接続されている。また、図１０（Ｂ）では、従動軸７ｄに対し表面電極シート１００が反時計回りでロール状に巻き付けられた状態となっている。
【0054】
このような電波散乱装置１０－２において、駆動軸７ｃが不図示のモータによって時計回りに回転すると、表面電極シート１００Ｆの一部が駆動軸７ｃに巻き取られるとともに、従動軸７ｄに巻き付けられた部分が引き出される。この際、表面電極ユニット１２１が－ｘ方向へ移動し、領域１００Ａ（図１０（Ｂ）参照）に位置する表面電極ユニット１２１は、表面電極シート１００Ｆの巻き取りに応じて切り替わる。すなわち、表面電極シート１００Ｆの巻き取りに応じて、散乱可能な表面電極ユニット１２１が切り替わる。
したがって、第２の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－２においても、第１の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１と同様に、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係を調整することにより、散乱角度を動的に制御することが可能となっている。
したがって、第２の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－２においても、第１の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１と同様に、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係を調整することにより、散乱角度を動的に制御することが可能となっている。
【0055】
なお、電波散乱装置１０－２における軸部材７の構成は、表面電極シート１００Ｆの巻き取りが可能であれば限定されない。例えば、図１０の例において、軸部材７ｃ，７ｄの両方を駆動可能にしても良い。この場合、軸部材７ｃを時計回りに駆動可能とし、軸部材７ｄを反時計回りに駆動可能とすることで、表面電極ユニット１２１が±ｘ方向へ移動可能となり、制御の自由度が向上する。
【0056】
＜第３の実施の形態＞
上記した第１、第２の実施の形態においては、表面電極ユニット１２１の位置を変化させることにより、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整を可能とした。第３の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－３は、表面電極ユニット１２１ではなく接地電極ユニット５の位置を変化させる点で、第１、第２の実施の形態とは異なっている。
図１１は、第３の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－３の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。なお、図１１（Ａ）における右方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｚ方向であり、図１１（Ｂ）における右方向が＋ｘ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｙ方向、下方向が＋ｚ方向である。なお、図１１において、図３と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
上記した第１、第２の実施の形態においては、表面電極ユニット１２１の位置を変化させることにより、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整を可能とした。第３の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－３は、表面電極ユニット１２１ではなく接地電極ユニット５の位置を変化させる点で、第１、第２の実施の形態とは異なっている。
図１１は、第３の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－３の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。なお、図１１（Ａ）における右方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｚ方向であり、図１１（Ｂ）における右方向が＋ｘ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｙ方向、下方向が＋ｚ方向である。なお、図１１において、図３と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0057】
図１１（Ａ）に示すように、第３の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－３は、基材６の一方側（＋ｚ方向）に固定された表面電極シート１００と、シート材５１上に配置された接地電極ユニット５と、軸部材７（７ｅ，７ｆ）とを有している。
図１１（Ｂ）に示すように、シート材５１は筒状であり、その内側に軸部材７が位置している。一例として、軸部材７は駆動軸７ｅと従動軸７ｆにより構成される。そして、電波散乱装置１０－３において、不図示のモータによって軸部材７ｅが回転すると、シート材５１が円周方向へと回転する。例えば、駆動軸７ｅが反時計回りに回転すると、シート材５１も反時計回りに回転する。この際、接地電極ユニット５のみが＋ｘ方向へ移動し、領域１００Ａの位置が切り替わる。すなわち、シート材５１の回転に応じて、散乱可能な表面電極ユニット１２１が切り替わる。
図１１（Ｂ）に示すように、シート材５１は筒状であり、その内側に軸部材７が位置している。一例として、軸部材７は駆動軸７ｅと従動軸７ｆにより構成される。そして、電波散乱装置１０－３において、不図示のモータによって軸部材７ｅが回転すると、シート材５１が円周方向へと回転する。例えば、駆動軸７ｅが反時計回りに回転すると、シート材５１も反時計回りに回転する。この際、接地電極ユニット５のみが＋ｘ方向へ移動し、領域１００Ａの位置が切り替わる。すなわち、シート材５１の回転に応じて、散乱可能な表面電極ユニット１２１が切り替わる。
【0058】
このように、第３の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－３においても、第１、第２の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１，１０－２と同様に、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係を調整することにより、散乱角度を動的に制御することが可能となっている。より詳しくは、接地電極ユニット５の位置のみを変化させることで、位置関係を調整し、散乱角度を動的に制御することが可能となっている。
なお、接地電極ユニット５を移動させる方法は限定されず、第２の実施の形態における表面電極シート１００と同様に、軸部材７による巻き取りを利用しても構わない。
なお、接地電極ユニット５を移動させる方法は限定されず、第２の実施の形態における表面電極シート１００と同様に、軸部材７による巻き取りを利用しても構わない。
【0059】
＜第４の実施の形態＞
上記した第１、第２の実施の形態においては、表面電極ユニット１２１の位置のみを変化させることにより、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整を可能とした。第４の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－３は、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との両方の位置を変化させる点で、第１、第２の実施の形態とは異なっている。
図１２は、第４の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－４の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はｘ方向の断面図、（Ｃ）はｙ方向の断面図である。なお、図１２（Ａ）における右方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｚ方向であり、図１２（Ｂ）における右方向が＋ｘ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｙ方向、下方向が＋ｚ方向であり、図１２（Ｃ）における奥方向（紙面の裏方向）が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、右方向が＋ｚ方向である。なお、図１２において、図３と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
上記した第１、第２の実施の形態においては、表面電極ユニット１２１の位置のみを変化させることにより、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整を可能とした。第４の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－３は、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との両方の位置を変化させる点で、第１、第２の実施の形態とは異なっている。
図１２は、第４の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－４の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はｘ方向の断面図、（Ｃ）はｙ方向の断面図である。なお、図１２（Ａ）における右方向が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｚ方向であり、図１２（Ｂ）における右方向が＋ｘ方向、手前方向（紙面の表方向）が＋ｙ方向、下方向が＋ｚ方向であり、図１２（Ｃ）における奥方向（紙面の裏方向）が＋ｘ方向、上方向が＋ｙ方向、右方向が＋ｚ方向である。なお、図１２において、図３と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0060】
図１２（Ａ）に示すように、第４の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－４は、筒状のシート材５１上に配置された接地電極ユニット５と、シート材５１の円周方向への回転を可能とする軸部材７ｇ，７ｈとを有している。また、シート材５１および軸部材７ｇ，７ｈを回転可能に保持する保持部材８ｃ，８ｄを有している。
なお、シート材５１の円周は表面電極シート１００Ｒの円周の内側を通り、表面電極シート１００Ｒの円周はシート材５１の円周の内側を通っている。
なお、シート材５１の円周は表面電極シート１００Ｒの円周の内側を通り、表面電極シート１００Ｒの円周はシート材５１の円周の内側を通っている。
【0061】
図１２（Ｂ）を参照して、電波散乱装置１０－４における表面電極シート１００Ｒは、電波散乱装置１０－１における表面電極シート１００と同様に動作する。すなわち、表面電極シート１００Ｒは円周方向に回転可能であり、表面電極ユニット１２１のｘ方向における位置が変化する。そして、散乱可能な表面電極ユニット１２１が切り替わる。
また、図１２（Ｃ）を参照して、筒状であるシート材５１の内側に軸部材７ｇ，７ｈが位置している。そして、不図示のモータによって軸部材７ｇ，７ｈの少なくとも一方が回転すると、シート材５１が円周方向へと回転し、接地電極ユニット５のｙ方向における位置が変化する。例えば、駆動軸７ｇが反時計回りに回転すると、シート材５１も反時計回りに回転する。この際、接地電極ユニット５が＋ｙ方向へ移動する。すなわち、シート材５１の回転に応じて、領域１００Ａの位置が変化し、散乱可能な表面電極ユニット１２１が切り替わる。
また、図１２（Ｃ）を参照して、筒状であるシート材５１の内側に軸部材７ｇ，７ｈが位置している。そして、不図示のモータによって軸部材７ｇ，７ｈの少なくとも一方が回転すると、シート材５１が円周方向へと回転し、接地電極ユニット５のｙ方向における位置が変化する。例えば、駆動軸７ｇが反時計回りに回転すると、シート材５１も反時計回りに回転する。この際、接地電極ユニット５が＋ｙ方向へ移動する。すなわち、シート材５１の回転に応じて、領域１００Ａの位置が変化し、散乱可能な表面電極ユニット１２１が切り替わる。
【0062】
このように、第４の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－４では、表面電極シート１００Ｒおよびシート材５１の回転に応じて、表面電極ユニット１２１および接地電極ユニット５の両方の位置が変化し、散乱可能な表面電極ユニット１２１が切り替わる。このように構成することで、表面電極ユニット１２１または接地電極ユニット５のいずれか一方の位置のみを変化させる場合と比べ、散乱角度の制御に係る自由度が向上する。
なお、図１２の例では、表面電極ユニット１２１をｘ方向に移動させ、接地電極ユニット５をｙ方向に移動させる場合の例を示したが、限定されない。少なくとも、表面電極ユニット１２１が移動する方向と接地電極ユニット５が移動する方向とが交差していれば、散乱角度の制御に係る自由度を向上させることができる。
なお、図１２の例では、表面電極ユニット１２１をｘ方向に移動させ、接地電極ユニット５をｙ方向に移動させる場合の例を示したが、限定されない。少なくとも、表面電極ユニット１２１が移動する方向と接地電極ユニット５が移動する方向とが交差していれば、散乱角度の制御に係る自由度を向上させることができる。
【0063】
上記した第１、第２、第４の実施の形態においては、表面電極ユニット１２１が１枚のシート材１１０上に設けられ、このシート材１１０（表面電極シート１００）の回転または巻き取りにより表面電極ユニット１２１を移動させる方法について説明した。表面電極ユニット１２１を移動させる方法は限定されない。例えば、ユニット群１２０をそれぞれ別々の板材に配置し、この板材を互いにフィルムやチェーン、ベルト等で接続して数珠つなぎとしても良い。そして、数珠つなぎにした複数の板材の回転または巻き取りによって、表面電極ユニット１２１を移動させても構わない。
また、軸部材７の回転により表面電極ユニット１２１または接地電極ユニット５を移動させる方法について説明したが、他の方法によって表面電極ユニット１２１または接地電極ユニット５を移動させても構わない。すなわち、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整が可能であれば、その方法は限定されない。
また、軸部材７の回転により表面電極ユニット１２１または接地電極ユニット５を移動させる方法について説明したが、他の方法によって表面電極ユニット１２１または接地電極ユニット５を移動させても構わない。すなわち、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整が可能であれば、その方法は限定されない。
【0064】
上記した実施の形態において、軸部材７を回転させるモータの回転量は、不図示のコンピュータにより制御される。つまり、コンピュータによりモータの回転量が制御され、軸部材７の回転量が調節されることで、領域１００Ａに位置する表面電極ユニット１２１が制御される。これにより、電波散乱装置１０の散乱角を狙いの値とすることができる。
なお、コンピュータは、例えばユーザにより入力された散乱角の目標値に基づいて制御を行って良い。また例えば、周辺地帯における利用者の密度を監視する監視システム等を備え、利用者の密度に基づいて制御を行っても良い。
また、他の実施形態では、軸部材７を回転させるモータを設けずに、手動により軸部材７を回転させる構成としても良い。
なお、コンピュータは、例えばユーザにより入力された散乱角の目標値に基づいて制御を行って良い。また例えば、周辺地帯における利用者の密度を監視する監視システム等を備え、利用者の密度に基づいて制御を行っても良い。
また、他の実施形態では、軸部材７を回転させるモータを設けずに、手動により軸部材７を回転させる構成としても良い。
【0065】
上記した実施の形態においては、予め定められた散乱特性の一例として、表面電極ユニット１２１ごとに予め定められた散乱角θが存在することとした。つまり、電波散乱装置１０は、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整により、散乱可能な表面電極ユニット１２１を切り替え、入射ビームを散乱させる散乱角θを変化させることとした。
表面電極ユニット１２１ごとに予め定められた散乱特性は、例えば、散乱ビームの周波数（波長）であっても良い。つまり、電波散乱装置１０が、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整により、散乱ビームの周波数を変化させることとしても良い。また例えば、予め定められた散乱特性は、散乱ビーム（または反射ビーム）のビーム幅であっても良く、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整により、散乱ビームのビーム幅を変化させることとしても良い。さらに、散乱角θや周波数ｆ、散乱ビーム幅以外の他の予め定められた散乱特性であっても良く、同時に複数の散乱特性を変化させる構成としても良い。
表面電極ユニット１２１ごとに予め定められた散乱特性は、例えば、散乱ビームの周波数（波長）であっても良い。つまり、電波散乱装置１０が、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整により、散乱ビームの周波数を変化させることとしても良い。また例えば、予め定められた散乱特性は、散乱ビーム（または反射ビーム）のビーム幅であっても良く、表面電極ユニット１２１と接地電極ユニット５との位置関係の調整により、散乱ビームのビーム幅を変化させることとしても良い。さらに、散乱角θや周波数ｆ、散乱ビーム幅以外の他の予め定められた散乱特性であっても良く、同時に複数の散乱特性を変化させる構成としても良い。
【0066】
＜応用例等＞
第１～第４の実施の形態において、例えば、電波散乱装置１０を透明な（可視光の透過率の高い）材料を用いて構成して良い。例えば、シート材５１，１１０や軸部材７、保持部材８を透明な材料によって構成するとともに、表面電極ユニット１２１や接地電極ユニット５における電極を酸化インジウムスズ等による透明電極として、電波散乱装置１０の一部または全体を透明にすることができる。
第１～第４の実施の形態において、例えば、電波散乱装置１０を透明な（可視光の透過率の高い）材料を用いて構成して良い。例えば、シート材５１，１１０や軸部材７、保持部材８を透明な材料によって構成するとともに、表面電極ユニット１２１や接地電極ユニット５における電極を酸化インジウムスズ等による透明電極として、電波散乱装置１０の一部または全体を透明にすることができる。
【0067】
図１３を用いて、電波散乱装置１０の応用例について説明する。
図１３は、電波散乱装置１０の応用例の概略構成を示す図である。なお、図１３において、図３と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
応用例の電波散乱装置１０は、第１の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１の外側を囲う筐体９を有している。そして、筐体９の内部には、流体（液体）が充填されている。この流体としては、無色透明かつ絶縁性の流体であって、表面電極シート１００や基材６と屈折率の近いものが選択され、例えば油やフロリナート、有機溶剤を利用して良い。このような流体を充填することで、流体を充填しない（すなわち、空気層が存在する）場合と比べ、光が電波散乱装置１０を通過する際の屈折率変化による反射が抑制され、光の透過率を向上させることができる。
図１３は、電波散乱装置１０の応用例の概略構成を示す図である。なお、図１３において、図３と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
応用例の電波散乱装置１０は、第１の実施の形態が適用される電波散乱装置１０－１の外側を囲う筐体９を有している。そして、筐体９の内部には、流体（液体）が充填されている。この流体としては、無色透明かつ絶縁性の流体であって、表面電極シート１００や基材６と屈折率の近いものが選択され、例えば油やフロリナート、有機溶剤を利用して良い。このような流体を充填することで、流体を充填しない（すなわち、空気層が存在する）場合と比べ、光が電波散乱装置１０を通過する際の屈折率変化による反射が抑制され、光の透過率を向上させることができる。
【0068】
なお、上記で説明した各構成は、上記した実施の形態、変形例および応用例に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。言い換えると、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解される。
例えば、各構成の一部を省略したり、各構成に対して他の機能を付加したりしても良い。説明した複数の構成例について、一の構成例に含まれる構成と他の構成例に含まれる構成とを入れ替えたり、一の構成例に含まれる構成を他の構成例に付加したりしても構わない。
例えば、各構成の一部を省略したり、各構成に対して他の機能を付加したりしても良い。説明した複数の構成例について、一の構成例に含まれる構成と他の構成例に含まれる構成とを入れ替えたり、一の構成例に含まれる構成を他の構成例に付加したりしても構わない。
【符号の説明】
【0069】
５…接地電極ユニット、６…基材、７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ…軸部材、８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…保持部材、１０，１０－１，１０－２，１０－３，１０－４…電波散乱装置、１００，１００Ｆ，１００Ｒ…表面電極シート、１２１…表面電極ユニット、＃…セル
【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】
