反射陣列的製作方法

2023-05-05 08:11:56

專利名稱：反射陣列的製作方法
技術領域：
本發明涉及反射陣列。
背景技術：
在移動通信中，當電波的路徑中存在建築物等障礙物時，接收水平會降低。因此， 存在以下技術在與該建築物相同高度以上的位置設置反射板(反射體(reflector))，將反射波發送到電波難以到達的場所。當通過反射板反射電波時，在垂直面內的電波的入射角較小的情況下，反射板難以向期望方向反射電波。通常，這是由於電波的入射角與反射角相等的緣故。為了應對這個問題，考慮使反射板傾斜使其朝向地面。這樣，能夠增大相對於反射板的入射角以及反射角，能夠使入射波朝向期望方向。但是，從安全性的觀點出發，在地面側傾斜地設置與遮擋電波的建築物相同高度的場所的反射板並不是優選。基於這樣的觀點，期望有一種反射體，其即使在電波的入射角較小時也能將反射波反射到期望方向。作為這樣的反射體，公知有反射陣列的應用。(例如，參見非專利文獻1、2)介紹了如下技術通過使反射波的相位差一致使得波束朝向期望方向來設計反射陣列的如圖1所示的使用短截線(Stub)的方法、改變尺寸的方法等技術(例如，參見非專利文獻3)。非專利文獻__專禾Il文獻 1 :L. Li et al. ,"Microstrip reflectarray using crossed-dipole withfrequency selective surface of loops, " ISAP2008, TP-C05,1645278.非專禾丨J 文獻 2 :T. Maruyama, Τ. Furuno, and S. Uebayashi, "Experiment and analysis ofrefIect beam direction control using a reflector having periodic tapered mushroom-likestructure，，，ISAP2008, M0-IS1,1644929，p. 9.非專利文獻 3 :J. Huang and J. A. Encinar, Reflectarrayantennas. Piscataway, N. J. Hoboken :IEEE Press ；ffiley-Interscience,2008.

發明內容
但是，在如圖1(a)所示的現有的使用短截線的方法中，存在因短截線導致的損失或來自短截線的不需要的輻射的問題，此外，在圖1(b)的改變貼片尺寸的方法中，存在為了產生相位差而變化貼片尺寸的問題。因此，尺寸不同的貼片存在不僅使相位差變化、而且對輻射也有影響的問題。而且，這些方法通常存在反射相位的變化範圍小於360度的問題。圖2示出現有反射陣列的一例。該反射陣列1將微帶天線設為陣列元件10，將地板20設為金屬平板。圖2示出陣列元件10是方形的例子。陣列元件10的尺寸a、b由相位差決定。為了實現利用多個元件將電波朝向期望方向的反射陣列，需要對賦予預定的反射係數的相位(反射相位)的元件進行排列。理想情況是，針對如貼片大小一樣的任何結構參數的預定範圍，希望反射相位能涵蓋大於2 π弧度的範圍(2 π弧度=360度)。但是，當利用微帶天線構成陣列元件時，存在給予的頻率中的反射係數的相位並沒有涵蓋較寬範圍的問題。因此，本發明是鑑於上述問題點而做出的，其目的在於提供一種反射陣列，該反射陣列能擴展反射係數的相位範圍，並且能在不改變構成反射陣列的元件的尺寸的情況下改變相位差。本反射陣列具有基板；以及多個貼片，它們形成於將該基板上的一個主面分割為多個區域的各個區域，上述多個貼片經由預定的間隙而形成。根據公開的反射陣列，能夠擴展反射係數的相位範圍。而且，根據公開的反射陣列，能夠在不改變構成反射陣列的元件的尺寸的情況下改變相位差，能夠防止輻射的惡化。


圖1是示出現有問題點的圖。圖2是示出現有的微帶反射陣列的圖。圖3是示出根據本實施例的反射陣列的示意圖。圖4是示出根據本實施例的陣列元件的示意圖(其1)。圖5是示出根據本實施例的陣列元件的示意圖(其2)。圖6是示出根據本實施例的陣列元件的尺寸的一例(24GHz)的圖。圖7A是示出根據本實施例的陣列元件的尺寸的一例(12GHz)的圖。圖7B是示出根據本實施例的陣列元件的尺寸的一例(3GHz)的圖。圖8是示出根據本實施例的陣列元件的反射係數的相位特性(其1) (24GHz)的特性圖。圖9是示出根據本實施例的陣列元件的反射係數的相位特性(其1) (3GHz)的特性圖。圖10是示出根據本實施例的陣列元件的反射係數的相位特性(其1) (12GHz)的特性圖。圖11是示出根據本實施例的陣列元件的反射係數的相位特性(其2)的特性圖。圖12是示出根據本實施例的陣列元件的反射係數的相位特性(其3) (24GHz)的特性圖。圖13是示出根據本實施例的反射陣列(其1)的示意圖。圖14是示出根據本實施例的反射陣列(其1)的尺寸的一例的圖。圖15是示出根據本實施例的反射陣列(其1)的輻射方向圖的一例的圖。圖16是示出根據本實施例的反射陣列(其2)的示意圖。圖17是示出根據本實施例的反射陣列(其2)的尺寸的一例的圖。圖18是示出根據本實施例的反射陣列(其3)的示意圖。圖19是示出根據本實施例的反射陣列(其3)的尺寸的一例的圖。圖20是示出根據本實施例的反射陣列(其3)的輻射方向圖的一例的圖。圖21是示出根據本變形例的陣列元件的示意圖。圖22是示出根據本變形例的陣列元件的示意圖。
4
圖23是示出根據本變形例的陣列元件的示意圖。圖24是示出根據本實施例的陣列元件(未設置反射板的例子)的示意圖。標號說明1反射陣列10陣列元件20地板100反射陣列200元件區202 基板 204a、204b、204c 貼片 205(205r2056)間隙206金屬反射板207a、207b、207c、207d、207e、207f、207g、207f、207i、207j 梳齒形的齒部分
具體實施例方式接著，參照附圖根據以下實施例說明本發明的具體實施方式
。另外，在用於說明實施例的全部附圖中，具有相同功能的部分使用相同符號，並省略重複說明。下面，使用圖3和圖4說明本發明的第一實施例。圖3示出反射陣列的整體構造， 圖4示出構成反射陣列的陣列元件。說明根據本實施例的反射陣列。圖3示出根據本實施例的反射陣列100。在該反射陣列100中，在將基板上的一個主面分割為多個區域的各區域中形成有陣列元件。該陣列元件由多個貼片構成。陣列元件的多個貼片隔開預定間隔地進行配置。下面，將形成有陣列元件的基板上的各區域稱為元件區(element cell) 200。該元件區200也稱為周期區(periodic cell)。各陣列元件的尺寸(即圖4的It^Pwd)是完全相同的值。在圖3所示的反射陣列100中，示出了以二維的方式配置成X方向7個陣列元件、 Y方向4個陣列元件的例子，也可以以一維的方式進行配置。此外，配置的陣列元件的數目不限，可以配置任意數量。詳細情況將在後面說明。說明根據本實施例的元件區200。圖4表示根據本實施例的元件區200。圖4(a)表示上表面圖(從Z方向觀察的圖)，圖4(b)表示剖面圖(從A方向觀察圖4(a)的單點劃線部分的剖面)。元件區200形成一邊為L的正方形，在相對介電常數ε r的基板202的一個主面通過導體形成有貼片204a、204b。通過貼片204a、204b形成了偶極子。在基板202的形成有貼片204a、204b的一面的反面形成有金屬反射板206。基板202的一邊的長度用L表示。 該L也可以是元件區200的一邊的長度。此外，在其他實施例中，陣列元件也可以是長方形。例如，基板202的厚度用t表示。在圖4所示的例子中，陣列元件的縱向長度是ld、橫向長度(寬度)是wd。兩個鄰接的貼片之間形成有預定的間隙205 (gap)。通過該間隙205，在鄰接的貼片之間形成有邊緣電容(fringe capacitor)。在本實施例中，說明兩個貼片鄰接部分的形狀形成為梳齒形(梳形)(207a、 207b)、該兩個貼片以隔開預定間隔而嚙合的方式配置的例子。該梳齒狀也可以稱為曲折狀
5(meander)。通過將該兩個貼片配置成隔開預定間隔而嚙合，從而形成大致矩形波形狀的間隙。如果在兩個貼片之間形成間隙，則該間隙的形狀可以是任意形狀。例如，可以是直線形狀，可以是任意曲線例如正弦波形狀，也可以是鋸波形狀。在圖4所示的例子中，梳齒形的齒部分(finger) 207a、207b的縱向長度用Is表示， 橫向長度(寬度)用I表示。此外，間隙205，即本實施例中的兩個貼片鄰接的齒部分之間的間隔用s表示。因此，一個貼片的梳齒形的齒距由2 (ws+s)來表示。這裡，齒距表示鄰接的齒部分之間的間隔與梳齒形的齒部分的寬度之和。此外，Ws= Iwd-(N-I) s}/N。這裡，N 是梳齒形的齒的數目(the number of the fingers)，在圖4所示的元件區200中，對於貼片204a而言N是6、對於貼片204b而言N是5，總計11。圖5示出與圖4相比N的值不同的陣列元件的例子。在圖5所示的元件區200中， 梳齒形的齒部分207a、207b的數目N的值對於貼片204a而言是4、對於貼片204b而言是 3，總計是7 ο圖6、圖7A以及圖7B示出本元件區200中的貼片的尺寸的一例。圖6示出圖4所示的元件區200的尺寸的一例。入射波的頻率是24GHz。如圖6 所示，作為入射波為24GHz時的元件區200的設計例子，L是5. 0 [mm]、Id是4. 0 [mm]、wd是
I.2 [mm]、s 是 0. 05 [mm]、t 是 0. 75 [mm]、ε r 是 2. 5。圖7A示出圖5所示的元件區200的尺寸的一例。入射波的頻率是12GHz。如圖 7A所示，作為入射波為12GHz時的元件區200的設計例子，L是10. 0 [mm]、Id是8. 0 [mm]、wd 是 2. 6 [mm]、s 是 0. 2 [mm]、t 是 1. 6 [mm]、ε r 是 2. 5。圖7B示出圖5所示的元件區200的尺寸的一例。入射波的頻率是3GHz。如圖7B 所示，作為入射波為3GHz時的元件區200的設計例子，L是40. 0 [mm]、Id是32. 0 [mm]、wd是 9. 6 [mm]、s 是 0. 4[mm]、t 是 6. 0[mm]、ε r 是 2. 5。圖8-圖10示出反射係數的相位(Reflection Phase (Deg.))與貼片梳齒形的齒部分207a、207b的縱向長度Is之間的關係。在圖8 圖10中，貼片的梳齒形的齒部分207a、 207b的縱向長度Is用「齒的長度(Length of fingers) (ls，mm) 」表示。圖8 圖10示出平面波與陣列元件200的表面垂直地入射的情況。入射波在圖8中是24GHz、在圖9中是 3GHz、在圖10中是12GHz。梳齒形的齒部分207a、207b的數目N在圖8中是11、在圖9中是
II、在圖10中是7。ws在圖8中是0.06[mm]、在圖9中是0. 5[mm]、在圖10中是0. 2[mm]。 t在圖8中是0. 75_、在圖9中是6_、在圖10中是1. 6_。貼片的梳齒形的齒部分207a、207b的縱向長度Is越長，兩個貼片鄰接的大致矩形波形狀的間隙的長度就越長。換言之，Is越長，貼片的鄰接部分的表面積就越大。通過改變梳齒形的齒的長度Is，能夠使形成間隙(該間隙形成於鄰接的貼片之間)的各貼片的表面積變化。該間隙相當於散射元件的加載負載。該間隙也能根據梳齒形的齒部分207a、207b的橫向長度(寬度)ws而變化。在本元件區200中，由於能夠在較寬範圍內改變貼片的梳齒形的齒部分207a、 207b的縱向長度Is以及/或者梳齒形的齒部分207a、207b的橫向長度(寬度)ws，因此能夠在較寬範圍內調整負載阻抗。由於能夠在較寬範圍內調整負載阻抗，因此能夠擴展可以調節反射係數的相位的範圍。示出了在本元件區200中將兩個貼片的鄰接部分的形狀形成為梳齒形(梳形)的例子。通過形成為梳齒形，通過使梳齒形的齒的長度Is變化，能夠容易地改變形成間隙(該間隙形成於鄰接貼片之間)的各貼片的表面積。根據圖8-圖10，示出了能夠通過調整縱向長度Is來獲得較寬的反射係數的相位範圍。具體而言，還能獲得反射係數的相位範圍是1000度以上。反射係數的相位根據所使用的頻率、入射角而不同。圖11示出入射波的頻率不同時的反射係數的相位與貼片的梳齒形的齒部分 207a、207b的縱向長度Is(Length of fingers (ls, mm))之間的關係。圖11示出入射波的頻率是23GHz、24GHz、25GHz的情況。根據圖11，示出了在23GHZ、24GHz、25GHz任何一種的情況下，都能獲得反射係數的相位範圍是1000度以上，本反射陣列通過考慮頻帶來進行設計，能夠在較寬頻帶中工作。圖12示出入射角不同時的反射係數的相位與貼片的梳齒形的齒部分的縱向長度 Is(Length of fingers (ls, mm))之間的關係。圖12示出了在垂直入射的情況下，X-Z平面中入射角是30度、45度、60度的情況。入射波是24GHz。根據圖12，由於斜入射(oblique incidence)的影響不大，所以根據反射陣列的尺寸可以忽略。但是，當反射陣列的尺寸大到一定程度時，還是考慮為佳。〈反射陣列(其1)>圖13示出反射陣列的設計例子(其1)。圖13所示的反射陣列與圖3所示的反射陣列一樣，在X方向配置7個陣列元件， 在Y方向配置4個陣列元件。入射波是24GHz。該反射陣列的尺寸在X方向是35[mm]，在 Y方向是20[mm]。t是0. 75mm。各陣列元件的尺寸大致相同。在圖13所示的反射陣列中，在縱向的列(即配置於X方向的陣列元件)中，鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is不同。圖13所示的反射陣列的左側附加的數值表示陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度ls[mm]。此外，在橫向的列(即配置於Y方向的陣列元件)中，鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度ls[mm]相同。梳齒形的齒部分的縱向長度是一個例子，可以適當進行變更。例如，可以使在X方向鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is相同，而使在Y方向鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is不同，此外，還可以使至少一部分陣列元件的長度不同。此外，也可以使全部陣列元件的長度相同。由於主波束在X-Z平面進行掃描，所以配置在X方向的鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is不同，配置在Y方向的鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is相同。圖14示出圖13所示的反射陣列100的設計尺寸的一個例子和所補償的相位 (Compensation Phase (Deg.))0根據圖14，在X方向鄰接的陣列元件間補償的相位大約為120度。圖15示出本反射陣列100的輻射方向圖的一例。當入射波為3GHz時，指向性最大。該指向性是14. l[dBi]。相對於設計值60度，指向性最大時的方向為58度。該58度表示與設計值的偏差小。
〈反射陣列(其2)>圖16表示反射陣列的設計例(其2)。圖16所示的反射陣列與圖3所示的反射陣列同樣，在X方向配置7個陣列元件， 在Y方向配置4個陣列元件。入射波是3GHz。該反射陣列的尺寸在X方向是280[mm]，在 Y方向是160[mm]。t是6mm。各陣列元件的尺寸大致相同。在圖16所示的反射陣列中，在縱向的列(即配置於X方向的陣列元件)中，鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is不同。圖16所示的反射陣列的左側附加的數值表示陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度ls[mm]。此外，在橫向的列(即配置於Y方向的陣列元件)中，鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度ls[mm]相同。梳齒形的齒部分的縱向長度是一個例子，可以適當進行變更。例如，可以使在X方向鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is相同，而使在Y方向鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度13不同，此外，也可以使至少一部分陣列元件的長度不同。此外還可以使全部陣列元件的長度相同。由於主波束在X-Z平面進行掃描，所以配置在X方向的鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is不同，配置在Y方向的鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is相同。圖17示出圖16所示的反射陣列100的設計尺寸的一個例子和所補償的相位 (Compensation Phase (Deg.))0根據圖17，在X方向鄰接的陣列元件間補償的相位大約為120度。〈反射陣列(其3)>圖18示出反射陣列的設計例(其3)。圖18所示的反射陣列與圖3所示的反射陣列不同，在X方向配置11個陣列元件、 在Y方向配置6個陣列元件。入射波是12GHz。該反射陣列的尺寸在X方向是110[mm]，在 Y方向是60[mm]。t是1. 6mm。各陣列元件的尺寸大致相同。在圖18所示的反射陣列中，在縱向的列(即配置於X方向的陣列元件)中，鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is不同。圖18所示的反射陣列的左側附加的數值表示陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度ls[mm]。此外，在橫向的列(即配置於Y方向的陣列元件)中，鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度ls[mm]相同。梳齒形的齒部分的縱向長度是一個例子，可以適當進行變更。例如，可以使在X方向鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is相同，而使在Y方向鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度13不同，此外，也可以使至少一部分陣列元件的長度不同。此外還可以使全部陣列元件的長度相同。由於主波束在X-Z平面進行掃描，所以配置在X方向的鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is不同，配置在Y方向的鄰接的陣列元件的梳齒形的齒部分的縱向長度Is相同。圖19表示圖18所示的反射陣列的設計尺寸的一個例子和所補償的相位 (Compensation Phase (Deg.))。
8
根據圖19，在X方向鄰接的陣列元件間補償的相位大約為120度。圖20表示本反射陣列100的輻射方向圖的一例。當入射波的頻率為12GHz時，指向性增益為17[dBi]。相對於設計值60度，指向增益最大時的方向為58度。該58度表示與設計值的偏差小。根據本元件區，通過調整形成於鄰接貼片之間的間隙，能夠在較寬範圍內調整負載阻抗。由於能夠在較寬範圍內調整負載阻抗，從而能夠擴展可以調節反射係數的相位的範圍。由於能夠擴展元件區中可以調節反射係數的相位的範圍，在配置有多個該元件區的反射陣列中也能擴展可以調節反射係數的相位的範圍。具體而言，通過改變貼片的梳齒形的齒部分的縱向長度Is以及/或者梳齒形的齒部分(finger)的橫向長度(寬度)Ws，能夠在較寬範圍內調整負載阻抗。由於能在較寬範圍內調整負載阻抗，從而能夠擴展可以調節反射係數的相位的範圍。根據本元件區，通過調整形成於鄰接貼片之間的間隙，能夠擴展可以調節反射係數的相位的範圍。因此，在配置了多個該元件區的反射陣列中，能夠在不改變陣列元件的大小的情況下擴展可以調節反射係數的相位的範圍。由於不需要改變陣列元件的大小，所以能夠降低因鄰接陣列元件之間的間隔不同而導致的反射陣列的特性惡化。〈變形例(其1)>〈反射陣列〉根據本變形例的反射陣列與圖3以及圖13相同。〈元件區〉說明根據本變形例的元件區。圖21表示根據本變形例的元件區200。圖21(a)表示上表面圖(從Z方向觀察的圖)，圖21(b)表示剖面圖(從A方向觀察圖21(a)的單點劃線部分的剖面)。元件區200在基板202的一個主面上通過導體形成有貼片204a、204b、204c。在基板202的形成有貼片204a、204b、204c的一面的反面形成有金屬反射板206。元件區200 的一邊的長度用L表示。例如，基板202由絕緣體構成。該基板202的相對介電常數用ε,表示。該基板 202的厚度用t表示。在圖21所示的例子中，陣列元件的縱向長度是ld、橫向長度(寬度)是wd。兩個鄰接的貼片之間形成有預定的間隙(gap)。通過該間隙在兩個鄰接的貼片之間形成有邊緣電· (fringe capacitor)。在本元件區200中，兩個貼片的鄰接部分的形狀形成為梳齒狀(梳形)(207c、 207d、207e、207f)，該兩個貼片以隔開預定間隔而嚙合的方式配置。通過將該兩個貼片配置成隔開預定間隔而嚙合，從而形成大致矩形波形狀的間隙。如果在兩個貼片之間形成間隙， 則該間隙的形狀可以是任意形狀。例如，可以是直線形狀，可以是任意曲線例如正弦波形狀，也可以是鋸波形狀。在圖21所示的例子中，在貼片204a和鄰接於該貼片204a的貼片204b中，梳齒形的齒部分(finger) 207c、207d的縱向長度用Isl表示，橫向長度(寬度)用Wsl表示。該兩個貼片鄰接的齒部分間的間隙2051用S1表示。因此，一個貼片上的梳齒形的齒距用2(wsl+Sl) 來表示。這裡，齒距表示鄰接的齒部分之間的間隔與梳齒形的齒部分的寬度之和。此外，Wsl=Iwd-(N-I) sj/N。在此，N是梳齒形的齒的數目，在圖21所示的陣列元件200中，對於貼片204a而言N是6、對於與貼片204a鄰接的貼片204b而言N是5，總計11。S1是鄰接的齒之間的間隔。此外，在貼片204b和鄰接於該貼片204b的貼片204c中，梳齒形的齒部分207e、 207f的縱向長度用Is2表示，橫向長度(寬度)用ws2表示。該兩個貼片鄰接的齒部分之間的間隙2052用S2表示。因此，一個貼片上的梳齒形的齒距用2(Ws2+S2)來表示。這裡，齒距表示鄰接的齒部分之間的間隔與梳齒形的齒部分的寬度之和。此外，ws2= {wd-(N-l) s2}/ N2。這裡，N2是梳齒形的齒的數目，在圖21所示的元件區200中，對於貼片204b而言N2是 6、對於與該貼片204b鄰接的貼片204c而言N2是5，總計11。S2是鄰接的齒之間的間隔。 N與N2可以相等也可以不同。梳齒形的齒部分(finger)的縱向長度Isl和Is2可以相等也可以不同。此外，橫向長度(寬度)WS1和Ws2可以相等也可以不同。此外，兩個貼片鄰接的齒部分之間的間隔S1 和S2可以相等也可以不同。在本變形例中說明了在元件區200中形成的貼片之間的間隙的數目為2的情況， 但是也可以是3個以上。當貼片間的間隙的數目為3個以上時，各間隙的形狀可以相同，也可以不同。〈變形例(其2)>〈反射陣列〉根據本變形例的反射陣列與圖3以及圖13相同。〈元件區〉說明根據本變形例的元件區200。圖22示出根據本變形例的元件區200。圖22 (a)表示上表面圖(從Z方向觀察的圖)，圖22(b)表示剖面圖(從A方向觀察圖22(a)的單點劃線部分的剖面)。在上述實施例、變形例中，偶極子形狀不限於矩形。作為矩形以外的形狀的一個例子，示出了將偶極子的形狀設為十字的情況。元件區200在基板202的一個主面上通過導體形成貼片204a、204b、204c。在基板 202的形成有貼片204a、204b、204c的一面的反面，形成有金屬反射板206。元件區200的
一邊的長度用L表示。例如，基板202由絕緣體構成。該基板202的相對介電常數用ε,表示。該基板 202的厚度用t表示。在圖22所示的例子中，偶極子為縱向長度是ld、橫向長度(寬度)是Wd的兩個貼片的一部分重合的形狀。兩個鄰接的貼片之間形成有預定的間隙(gap)。通過該間隙，在兩個鄰接的貼片之間形成有邊緣電容(fringe capacitor) 0對以下例子進行說明，S卩，在本元件區200中，兩個貼片的鄰接部分的形狀形成為梳齒狀(梳形)(207g、207h、207i、207j)，該兩個貼片以隔開預定間隔而嚙合的方式配置。 通過將該兩個貼片配置成隔開預定間隔而嚙合，從而形成大致矩形波形狀的間隙。如果在兩個貼片之間形成間隙，則該間隙的形狀可以是任何形狀。例如，可以是直線形狀，可以是任意曲線例如正弦波形狀，也可以是鋸波形狀。在圖22所示的例子中，在貼片204a和鄰接於該貼片204a的貼片204b中，梳齒形的齒部分207g、207h的縱向長度用Is3表示，橫向長度(寬度)用ws3表示。該兩個貼片鄰接的齒部分之間的間隙2053用S3表示。因此，一個貼片上的梳齒形的齒距由2(Ws3+S3)來表示。這裡，齒距表示鄰接的齒部分之間的間隔與梳齒形的齒部分的寬度之和。這裡，Ws3 = Iwd-(N-I)sJ/N2。這裡，N是梳齒形的齒的數目，在圖22所示的陣列元件200中，對於貼片 204a而言N是5、對於與貼片204a鄰接的貼片204b而言N是6，總計11。S3是鄰接的齒之間的間隔。N和N2可以相等也可以不同。此外，在貼片204b和鄰接於該貼片204b的貼片204c中，梳齒形的齒部分207i、 207j的縱向長度用Is4表示，橫向長度(寬度)用ws4表示。該兩個貼片鄰接的齒部分之間的間隙2054用S4表示。因此，一個貼片上的梳齒形的齒距由2(Ws4+S4)來表示。這裡，齒距表示鄰接的齒部分之間的間隔與梳齒形的齒部分的寬度之和。此外，Ws4= {wd-(N-l) s4}/N20 在此，N是梳齒形的齒的數目，在圖22所示的元件區200中，對於貼片204b而言N是6、對於與貼片204b鄰接的貼片204c而言N是5，總計11。S4是鄰接的齒之間的間隔。N與N2 可以相等也可以不同。梳齒形的齒部分的縱向長度Is3和Is4可以相等也可以不同。此外，橫向長度(寬度)ws3和Ws4可以相等也可以不同。此外，兩個貼片鄰接的齒部分之間的間隔S3和S4可以相等也可以不同。在本變形例中說明了貼片間的間隙的數目為2的情況，但是也可以是3個以上。當貼片間的間隙的數目為3個以上時，該間隙的形狀可以相同，也可以不同。圖23是根據本變形例的元件區200，使用3個導體層和2個絕緣層而形成多層結構。進而，通過使第1層和第2層的導體層的偶極子的朝向交叉(cross)，從而構成多層交叉偶極子反射陣列。根據本陣列元件，可以構成在不改變貼片大小的情況下能夠改變相位的交叉偶極子反射陣列。圖24是根據本實施例的陣列元件，是不使用金屬反射板時的反射陣列的例子。
根據本實施例以及變形例，可以實現反射陣列。本反射陣列具有基板；以及多個貼片，它們形成於將該基板上的一個主面分割為多個區域的各個區域，所述多個貼片隔開預定的間隙而形成。通過調整形成於鄰接的貼片之間的間隙，能夠在較寬範圍調整負載阻抗。由於能在較寬範圍調整負載阻抗，因此能夠擴展可以調節反射係數的相位的範圍。進而，所述多個貼片與其它貼片鄰接的一個端面的形狀為梳齒形。通過將兩個貼片鄰接的部分的形狀形成為梳齒形，通過改變梳齒形的齒的長度 Is，能夠容易地改變形成間隙(該間隙形成在鄰接貼片之間)的各貼片的表面積。而且，容易加工。進而，所述多個貼片中，至少一部分貼片的梳齒形的齒的高度以及/或者寬度不同。通過調整形成於鄰接的貼片之間的間隙，能夠在較寬範圍調整負載阻抗。由於能在較寬範圍調整負載阻抗，從而能擴展可以調節反射係數的相位的範圍。進而，在形成於所述各個區域的多個貼片中，形成於至少一部分區域的多個貼片之間的間隙的尺寸、間隙的形狀、間隙的長度、間隙的寬度、以及間隙的長度與寬度之比的至少一項，與形成於其它區域的多個貼片之間的對應項不同。
在元件區之間，能夠使反射係數的相位不同。進而，形成於所述各個區域的多個貼片的尺寸相等。由於鄰接的陣列元件之間的尺寸不同，因此能夠降低反射陣列的特性惡化。進而，所述反射陣列具有金屬板，其形成於所述一個主面的反面，用作反射板。以上，本發明參照特定的實施例進行了說明，但是各實施例僅僅是例示，所屬領域的技術人員可以理解各種變形例、修正例、代替例、置換例。為了便於說明，使用示意圖對本發明實施例涉及的裝置進行了說明，但那樣的裝置還可以由硬體、軟體或它們的組合來實現。本發明不限於上述實施例，還包括在不脫離本發明的精神的情況下的各種變形例、修正例、代替例、置換例等。
權利要求
1.一種反射陣列，其具有 基板；以及多個貼片，它們形成於將該基板上的一個主面分割為多個區域後的各個區域， 所述多個貼片隔開預定的間隙而形成。
2.根據權利要求1所述的反射陣列，其中，所述多個貼片與其它貼片鄰接的一個端面的形狀為梳齒形。
3.根據權利要求2所述的反射陣列，其中，所述多個貼片中，至少一部分貼片的梳齒形的齒的高度以及/或者寬度不同。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的反射陣列，其中，在形成於所述各個區域的多個貼片中，形成於至少一部分區域的多個貼片之間的間隙的尺寸、間隙的形狀、間隙的長度、間隙的寬度、以及間隙的長度與寬度之比的至少一項，與形成於其它區域的多個貼片之間的對應項不同。
5.根據權利要求1 4中任一項所述的反射陣列，其中， 形成於所述各個區域的多個貼片的尺寸相等。
6.根據權利要求1 5中任一項所述的反射陣列，其中，該反射陣列具有 金屬板，其形成於所述一個主面的反面，用作反射板。
全文摘要
本發明提供一種反射陣列。本發明的課題是能夠擴展反射係數的相位範圍，並且在不改變構成反射陣列的元件的尺寸的情況下改變相位差。作為解決手段的反射陣列具有基板；以及多個貼片，它們形成於將該基板上的一個主面分割為多個區域的各個區域，多個貼片經由預定的間隙而形成。
文檔編號H01Q15/14GK102437434SQ201110246689
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月24日 優先權日2010年8月27日
發明者丸山珠美, 古野辰男, 大矢智之, 屈世偉, 李建峰, 澤谷邦男, 袁巧微, 陳強 申請人:國立大學法人東北大學, 株式會社Ntt都科摩