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NON-RECIPROCAL TRANSMISSION LINE DEVICE

Foreign code F150008555
File No. (S2014-0542-N0)
Posted date Nov 26, 2015
Country WIPO
International application number 2015JP055434
International publication number WO 2015129757
Date of international filing Feb 25, 2015
Date of international publication Sep 3, 2015
Priority data
  • P2014-036943 (Feb 27, 2014) JP
Title NON-RECIPROCAL TRANSMISSION LINE DEVICE
Abstract Provided is a non-reciprocal transmission line device that is constructed by vertically connecting between one pair of ports a plurality of unit cells having a microwave transmission line portion, serial branch circuitry and parallel branch circuitry, wherein the propagation constant for the forward direction and the propagation constant for the reverse direction are mutually different. The unit cells are arranged in a non-linear shape. The unit cells have a transmission line portion that is magnetized in a different direction from the microwave propagation direction and is magnetized so as to have gyro anisotropic properties. The device is structured such that microwaves are propagated by using, as the operating frequency, a frequency band within a band gap created as a result of the mutual intersection and coupling of dispersion curves for the right-handed system mode and the left-handed system mode, for which the directions of transmitted power transmitted along the non-reciprocal transmission line device are mutually opposite, or a frequency near the intersection point of two dispersion curves for which no band gap appears. Both ends of the device are provided with a reflector that reflects a signal to be inputted.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
マイクロ波の伝送線路部分と、容量性素子を等価的に含む直列枝の回路と、上記伝送線路部分からそれぞれ分岐して設けられかつ誘導性素子を等価的に含む並列枝の回路とを有する少なくとも1つの単位セルを、第1と第2のポートの間で縦続接続して構成され、順方向の伝搬定数と逆方向の伝搬定数とが互いに異なる非相反伝送線路装置において、
上記各単位セルは非線形形状で配置され、
上記各単位セルは、上記マイクロ波の伝搬方向に対して異なる方向に磁化されてジャイロ異方性を有するように自発磁化を有するか又は外部磁界により磁化される伝送線路部分を有し、
上記非相反伝送線路装置は、上記マイクロ波が、上記非相反伝送線路装置に沿って伝送される伝送電力の方向が互いに逆方向の関係にある右手系モードと左手系モードの分散曲線が互いに交差し、結合の結果生じるバンドギャップ内の周波数帯域、もしくはバンドギャップが現れず2本の分散曲線の交点となる周波数付近を動作周波数として利用して伝搬するように構成され、
上記非相反伝送線路装置は、上記非相反伝送線路装置の両端のそれぞれに接続され、入力される信号を反射する第1及び第2の反射器を備えたことを特徴とする非相反伝送線路装置。
[請求項2]
上記非相反伝送線路装置は擬似進行波共振器を構成し、
上記擬似進行波共振器は、所定の第1の方向に電流を流し、上記第1の方向に偏波した電磁波を放射する第1の線路部分と、上記第1の線路部分に流れる電流に対して実質的に直交する垂直方向である第2の方向に電流を流し、上記第2の方向に偏波していて、しかも、上記第1の線路部分よりも位相が90度進み、もしくは遅れる電磁波を放射する第2の線路部分を含むことを特徴とする請求項1記載の非相反伝送線路装置。
[請求項3]
上記各単位セルを、円形状、楕円形状、正方形状、又は長方形状を有する一巻きリング形状、複数回巻きのスパイラル形状、もしくはL型形状で配置したことを特徴とする請求項1又は2記載の非相反伝送線路装置。
[請求項4]
請求項1~3のうちのいずれか1つに記載の非相反伝送線路装置と、
上記第1の反射器に接続された給電線とを備えた円偏波アンテナ装置であって、
上記非相反伝送線路装置の非可逆性に起因する位相勾配の方向に依存して、右旋円偏波又は左旋円偏波の電磁波を放射することを特徴とする円偏波アンテナ装置。
[請求項5]
上記磁化の方向を互いに逆方向に切り替えることにより、右旋円偏波又は左旋円偏波の電磁波を放射することを特徴とする請求項4記載の円偏波アンテナ装置。
[請求項6]
上記各単位セルによりそれぞれ形成される複数の線路部分のうち、上記非相反伝送線路装置の略中心部を挟んで互いに対向する位置にある各1対の線路部分の位相勾配を、当該各1対の線路部分間の位相差が実質的に180度となるように調整することで放射ビームを放射することを特徴とする請求項4又は5記載の円偏波アンテナ装置。
[請求項7]
上記各単位セルによりそれぞれ形成される複数の線路部分のうち、上記非相反伝送線路装置の略中心部を挟んで互いに同じ側にある隣接する位置にある各1対の線路部分の位相勾配を、当該各1対の線路部分間の位相差が実質的に0度となるように調整することで放射ビームを放射することを特徴とする請求項4又は5記載の円偏波アンテナ装置。
[請求項8]
上記位相勾配を、上記単位セルの数と、上記磁化の大きさと、上記並列枝の回路の電気長とのうちの少なくとも1つを変化させて調整することを特徴とする請求項6又は7記載の円偏波アンテナ装置。
[請求項9]
上記第1及び第2の反射器はそれぞれ、
(1)インピーダンスが0、もしくは所定値以下の値を有するインピーダンスである第1の設定条件と、
(2)アドミタンスが0、もしくは所定値以下の値を有するアドミタンスである第2の設定条件と、
(3)互いに複素共役の関係を有するリアクタンス素子を有する第3の設定条件と
のうちの1つの設定条件を満たすように構成されたことを特徴とする請求項4~8のうちのいずれか1つに記載の円偏波アンテナ装置。
補正された請求の範囲(条約第19条)
[
2015年6月10日
(
10.06.2015
) 国際事務局受理 ]

[1]
[補正後] マイクロ波の伝送線路部分と、容量性素子を等価的に含む直列枝の回路と、上記伝送線路部分からそれぞれ分岐して設けられかつ誘導性素子を等価的に含む並列枝の回路とを有し、順方向の伝搬定数と逆方向の伝搬定数とが互いに異なる非相反伝送線路装置を含む円偏波アンテナ装置であって、
上記非相反伝送線路装置は非線形形状で形成されるとともに、上記マイクロ波の伝搬方向に対して異なる方向に磁化され、
上記非相反伝送線路装置は、当該非相反伝送線路装置の両端のそれぞれに信号を反射する第1及び第2の反射器を備え、
(A)上記非相反伝送線路装置の略中心部を挟んで互いに対向する位置にある各1対の線路部分間の位相差が実質的に180度であることと、
(B)上記非相反伝送線路装置の略中心部を挟んで互いに同じ側にありかつ互いに隣接する位置にある各1対の線路部分間の位相差が実質的に0度であることと、
(C)上記非相反伝送線路装置の略直交する位置にある少なくとも1対の線路部分間の位相差が実質的に90度であることと
の少なくともいずれか1つであり、
右旋円偏波又は左旋円偏波の電磁波を放射することを特徴とする円偏波アンテナ装置。
[2]
[補正後] 上記非相反伝送線路装置は擬似進行波共振器を構成し、
上記擬似進行波共振器は、所定の第1の方向に電流を流し、上記第1の方向に偏波した電磁波を放射する第1の線路部分と、上記第1の線路部分に流れる電流に対して実質的に直交する垂直方向である第2の方向に電流を流し、上記第2の方向に偏波していて、しかも、上記第1の線路部分よりも位相が90度進み、もしくは遅れる電磁波を放射する第2の線路部分を含むことを特徴とする請求項1記載の円偏波アンテナ装置。
[3]
[補正後] 上記非相反伝送線路装置を、円形状、楕円形状、正方形状、又は長方形状を有する一巻きリング形状、複数回巻きのスパイラル形状、半円形状もしくはL型形状で配置したことを特徴とする請求項1又は2記載の円偏波アンテナ装置。
[4]
[削除]
[5]
[補正後] 上記磁化の方向を互いに逆方向に切り替えることにより、右旋円偏波又は左旋円偏波の電磁波を放射することを特徴とする請求項1~3のうちのいずれか1つに記載の円偏波アンテナ装置。
[6]
[削除]
[7]
[削除]
[8]
[補正後] 上記位相勾配を、
(a)上記伝送線路部分、上記直列枝の回路及び上記並列枝の回路を含む回路の数と、
(b)上記磁化の大きさと、
(c)上記並列枝の回路の電気長と
のうちの少なくとも1つを変化させて調整することを特徴とする請求項1~3及び5のうちのいずれか1つに記載の円偏波アンテナ装置。
[9]
[補正後] 上記第1及び第2の反射器はそれぞれ、
(1)インピーダンスが0、もしくは所定値以下の値を有するインピーダンスである第1の設定条件と、
(2)アドミタンスが0、もしくは所定値以下の値を有するアドミタンスである第2の設定条件と、
(3)互いに複素共役の関係を有するリアクタンス素子を有する第3の設定条件と
のうちの1つの設定条件を満たすように構成されたことを特徴とする請求項1~3、5及び8のうちのいずれか1つに記載の円偏波アンテナ装置。
条約第19条(1)に基づく説明書
別紙手続補正書において、請求項4、6及び7を削除するとともに、請求項1において、請求項4、6及び7及び図30(段落0108)、図31(段落0109)の実施形態の内容を挿入して「円偏波アンテナ装置」として記載しかつ技術的に明確になるように補正しました。請求項3において、半円形状の実施形態(図30、段落0108)の内容を追加するように補正しました。請求項2及び3において「円偏波アンテナ装置」として記載し、請求項5、8及び9において従属先の請求項番号を補正しました。
補正後の本願発明に係る円偏波アンテナ装置は、非相反伝送線路装置は非線形形状で形成され、(A)上記非相反伝送線路装置の略中心部を挟んで互いに対向する位置にある各1対の線路部分間の位相差が実質的に180度であることと、(B)上記非相反伝送線路装置の略中心部を挟んで互いに同じ側にありかつ互いに隣接する位置にある各1対の線路部分間の位相差が実質的に0度であることと、(C)上記非相反伝送線路装置の略直交する位置にある少なくとも1対の複合線路部分間の位相差が実質的に90度であることとの少なくともいずれか一つであるように構成したことを特徴としております。ここで、(A)の構成は円形状等の一巻きリング形状に対応し、(B)の構成は複数回巻きのリング形状に対応し、(C)の構成は90度移相器なしで構成された半円形状(図30)又はL型形状(図31)に対応しております。従って,本発明によれば、従来技術に比較してコンパクトで軽量な円偏波アンテナ装置を提供することができるという特有の効果を有しております。
以 上
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY
  • Inventor
  • UEDA TETSUYA
  • POROKHNYUK ANDREY
IPC(International Patent Classification)
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