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不可視包囲体

国内特許コード P160013276
整理番号 H20-98D
掲載日 2016年9月8日
出願番号 特願2009-001388
公開番号 特開2010-161533
登録番号 特許第5224529号
出願日 平成21年1月7日(2009.1.7)
公開日 平成22年7月22日(2010.7.22)
登録日 平成25年3月22日(2013.3.22)
発明者
  • 真田 篤志
出願人
  • 国立大学法人山口大学
発明の名称 不可視包囲体
発明の概要 【課題】
金属を使用しないメタマテリアルによって不可視包囲体を構成し、共振周波数近傍における金属損失をなくして低損失の不可視包囲体を提供する。
【解決手段】
メタマテリアルからなり、内部に空洞部を備えた円筒状の包囲体1であって、前記メタマテリアルは、板状の誘電体ディスク共振器をその平坦面の法線方向が前記包囲体の円筒の半径方向を向くように多数配置したものであり、さらに、前記メタマテリアルは、前記誘電体ディスク共振器の厚さを前記包囲体の円筒の半径に応じて変更して、前記メタマテリアルの半径方向の実効比透磁率が、前記包囲体の最内周で0となり、最外周で1より小さい所定値となるように、前記包囲体の円筒の半径に応じて順次増加する値としたものである。そして、前記空洞部に存在する物体および前記包囲体自体を特定の周波数範囲の電磁波に対してほぼ不可視とする。
【選択図】図10
従来技術、競合技術の概要


金属、誘電体、磁性体、超伝導体などの小片(単位構造体)を、波長に対して十分短い間隔(波長の10分の1程度以下)で並べることで自然にはない性質を持った媒質を人工的に構成することができる。この媒質を自然にある媒質のカテゴリに比べてより大きいカテゴリに属する媒質と言う意味でメタマテリアル(metamaterials)と呼んでいる。メタマテリアルの性質は、単位構造体の形状、材質およびそれらの配置により様々に変化する。



このようなメタマテリアルによる人工磁性体として、下記の特許文献1に記載されたような技術が公知である。特許文献1には、従来技術としてスプリットリング共振器を用いた人工磁性体が記載されており、また、誘電体を挟んで対向する導体片対を配列して構成した人工磁性体が記載されている。



そして、このようなメタマテリアルを利用すると、任意の物体を包囲する包囲体によって包囲体およびその物体を不可視とすることが可能である。このような包囲体は、クローク媒質などとも呼ばれ、被せたものが見えなくなるという、いわゆる透明マントの機能を実現するものである。



なお、ここで言う不可視とは、包囲体および物体を通過後の電磁波の伝播状態が、包囲体および物体が存在していない場合と全く同一となることである。このような不可視の状態では、包囲体および物体を通過した電磁波が、それらが存在しない場合と全く同一の状態で伝搬するため、その電磁波によってそれらが存在するか否かを検出することはできない。すなわち、包囲体および物体は全く見えない。



この明細書では、このような不可視の状態あるいは不可視に近いほぼ不可視の状態を作り出すことのできる包囲体を不可視包囲体と呼ぶことにする。このような不可視包囲体をメタマテリアルからなる人工磁性体によって構成することは、下記の非特許文献1などに記載されているように公知である。非特許文献1には、非磁性金属のスプリットリング共振器を円筒状に多数配列した包囲体が、特定の周波数の電磁波に対してほぼ不可視の状態を作り出すことが示されている。

産業上の利用分野


本発明は特定の周波数の電磁波に対して、物体を不可視あるいはほぼ不可視にするための包囲体に関する。詳しくは、メタマテリアルによって包囲体を構成し、その包囲体によって包囲された物体は特定の周波数の電磁波に対してほぼ不可視となるような不可視包囲体に関する。なお、ここで言う不可視とは、包囲体および物体を通過後の電磁波の伝播状態が、物体が存在していない場合と全く同一となることである。

特許請求の範囲 【請求項1】
メタマテリアルからなり、内部に空洞部を備えた円筒状の包囲体(1)であって、
前記メタマテリアルは、板状の誘電体ディスク共振器(2)をその平坦面の法線方向が前記包囲体(1)の円筒の半径方向を向くように多数配置したものであって金属を使用しないものであり、
さらに、前記メタマテリアルは、前記誘電体ディスク共振器(2)の厚さを前記包囲体(1)の円筒の半径に応じて変更して、前記メタマテリアルの半径方向の実効比透磁率が、前記包囲体(1)の最内周で0となり、最外周で1より小さい所定値となるように、前記包囲体(1)の円筒の半径に応じて順次増加する値としたものであり、
前記空洞部に存在する物体および前記包囲体(1)自体を特定の周波数範囲の電磁波に対してほぼ不可視とする不可視包囲体。


【請求項2】
請求項1に記載した不可視包囲体であって、
前記誘電体ディスク共振器(2)は、直径に比べて厚さが小さい円柱形状のものである不可視包囲体。

【請求項3】
請求項2に記載した不可視包囲体であって、
前記誘電体ディスク共振器(2)は、誘電体の比誘電率が20以上のものである不可視包囲体。

【請求項4】
請求項2,3のいずれか1項に記載した不可視包囲体であって、
前記誘電体ディスク共振器(2)は、円柱形状の厚さhと直径Dとの比h/Dが0.5より小さいものである不可視包囲体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009001388thum.jpg
出願権利状態 登録
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