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NONRECIPROCAL TRANSMISSION LINE DEVICE AND ANTENNA APPARATUS NEW_EN

Foreign code F190009984
File No. (S2018-0417-N0)
Posted date Oct 28, 2019
Country WIPO
International application number 2019JP008438
International publication number WO 2019172192
Date of international filing Mar 4, 2019
Date of international publication Sep 12, 2019
Priority data
  • P2018-039021 (Mar 5, 2018) JP
Title NONRECIPROCAL TRANSMISSION LINE DEVICE AND ANTENNA APPARATUS NEW_EN
Abstract A nonreciprocal transmission line device (10) having mutually different propagation characteristics in forward and backward directions is provided with a plurality of unit cells (20) which are formed on a substrate having first and second surfaces facing each other, and are cascade-connected. Each of the unit cells (20) is provided with a grounded conductor (1) formed on the first surface of the substrate, an electromagnetic wave transmission line portion (11) formed on the second surface of the substrate, and a first parallel branch circuit (12) formed on the second surface of the substrate and equivalently including a capacitive element connected to the transmission line portion (11). Each of the unit cells (20) is magnetized in a magnetization direction different from a direction along the first and second surfaces of the substrate and different from the propagation direction of the transmission line portion (11) and has gyro anisotropy. Each of the first parallel branch circuits (12) is formed on one side of a plane passing through the transmission line portion (11) and formed by the propagation direction and the magnetization direction. The substrate comprises a magnetic substance (15) between each of the first parallel branch circuits (12) and the grounded conductor (1).
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
In recent years, research related to non-reciprocal transmission line device is performed. The non-reciprocal transmission line device, in its forward and reverse direction, the non-reciprocal electromagnetic wave propagation to the (non-reversible). That is, in the forward direction, the electromagnetic wave is, the direction of the flow direction of power transfer phase is the same as each other (the right-handed mode) and the forward propagated as a wave, on the other hand, in the reverse direction, electromagnetic waves, the direction of the flow direction of power transfer and the reverse phase different from each other (left-handed mode) propagates as a wave. The present inventors have found, for example in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1-3 and the like, some of the non-reciprocal transmission line device is proposed.
For example, Patent Document 1 is, at least one of the first non-reciprocal transmission line 1 1 and 2 connected in cascade between the first port of the microwave transmission line constituted by a transmission line microwave apparatus is disclosed. Is a non-reciprocal transmission line, the capacitive element of the series branch circuit equivalently including, which is equivalent to an inductive element and a circuit including the parallel branch. Is a non-reciprocal transmission line, relative to the direction of propagation of the microwaves is magnetized in the direction of magnetization different from the gyro that has anisotropy, the magnetization direction and the direction of propagation with respect to the plane formed by the asymmetrical structure. Lossy transmission line is, in the reverse direction propagation constant in the forward direction propagation constant different from that of the non-reciprocal phase so as to have properties, and an operating frequency and the propagation constant in a predetermined dispersion curve showing the relationship between the propagation constant and operating frequency becomes set.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
 順方向の伝搬特性と逆方向の伝搬特性とが互いに異なる非相反伝送線路装置であって、
 前記非相反伝送線路装置は、互いに対向する第1及び第2の面を有する基板に形成され、互いに縦続接続された複数の単位セルを備え、
 前記各単位セルは、
 前記基板の第1の面に形成された接地導体と、
 前記基板の第2の面に形成された電磁波の伝送線路部分と、
 前記基板の第2の面に形成され、前記伝送線路部分に接続された容量性素子を等価的に含む第1の並列枝回路とを備え、
 前記各単位セルは、前記基板の第1及び第2の面に沿った方向とは異なり、かつ、前記伝送線路部分の伝搬方向とは異なる磁化方向に磁化されてジャイロ異方性を有し、
 前記各第1の並列枝回路は、前記伝送線路部分を通りかつ前記伝搬方向と前記磁化方向とにより形成される面に対して一方の側に形成され、
 前記各第1の並列枝回路と前記接地導体との間において前記基板は磁性体にてなる、
非相反伝送線路装置。

[請求項2]
 前記各第1の並列枝回路は、開放された先端を有する少なくとも1つの第1のスタブ導体を含む、
請求項1記載の非相反伝送線路装置。

[請求項3]
 前記各第1の並列枝回路は少なくとも1つの第1のスタブ導体を含み、前記各第1のスタブ導体は前記接地導体に容量的に結合し、互いに隣接する前記各第1のスタブ導体は互いに容量的に結合する、
請求項1記載の非相反伝送線路装置。

[請求項4]
 互いに隣接する前記各第1のスタブ導体は、可変容量素子を介して互いに容量的に結合する、
請求項3記載の非相反伝送線路装置。

[請求項5]
 前記各単位セルは、前記基板の第2の面に形成され、前記伝送線路部分に接続された誘導性素子を等価的に含む第2の並列枝回路をさらに備え、
 前記各第2の並列枝回路は、前記伝送線路部分を通りかつ前記伝搬方向と前記磁化方向とにより形成される面に対して、前記各第1の並列枝回路が形成された側とは逆の側に形成され、
 前記各第2の並列枝回路と前記接地導体との間において前記基板は誘電体にてなる、
請求項1~4のうちの1つに記載の非相反伝送線路装置。

[請求項6]
 前記各第2の並列枝回路は、前記接地導体に短絡された先端を有する少なくとも1つの第2のスタブ導体を含む、
請求項5記載の非相反伝送線路装置。

[請求項7]
 前記磁性体の比誘電率は前記誘電体の比誘電率よりも高い、
請求項5又は6記載の非相反伝送線路装置。

[請求項8]
 前記磁性体の比誘電率は5よりも高く、前記誘電体の比誘電率は4よりも低い、
請求項7記載の非相反伝送線路装置。

[請求項9]
 前記各単位セルは、前記基板の第2の面に形成され、前記伝送線路部分に接続された容量性素子を等価的に含む第2の並列枝回路をさらに備え、
 前記各第2の並列枝回路は、前記伝送線路部分を通りかつ前記伝搬方向と前記磁化方向とにより形成される面に対して、前記各第1の並列枝回路が形成された側とは逆の側に形成され、
 前記各第2の並列枝回路と前記接地導体との間において前記基板は磁性体にてなり、
 前記各第2の並列枝回路は少なくとも1つの第2のスタブ導体を含み、前記各第2のスタブ導体は前記接地導体に容量的に結合し、互いに隣接する前記各第2のスタブ導体は互いに容量的に結合する、
請求項3又は4記載の非相反伝送線路装置。

[請求項10]
 互いに隣接する前記各第2のスタブ導体は、可変容量素子を介して互いに容量的に結合する、
請求項9記載の非相反伝送線路装置。

[請求項11]
 前記伝送線路部分と前記接地導体との間において前記基板は磁性体にてなる、
請求項1~10のうちの1つに記載の非相反伝送線路装置。

[請求項12]
 請求項1~11のうちの1つに記載の非相反伝送線路装置を備え、
 前記各単位セルは、前記基板の第2の面に形成され、前記伝送線路部分に接続された容量性素子を等価的に含む直列枝回路をさらに備え、
 前記非相反伝送線路装置の漏れ波として電磁波を送受信する、
アンテナ装置。

[請求項13]
 前記アンテナ装置は、前記磁化方向に可変な強さの磁界を印加する磁力源をさらに備え、
 前記磁力源によって発生される磁界の強さを変化させることにより前記アンテナ装置の放射方向を変化させる、
請求項12記載のアンテナ装置。

[請求項14]
 前記アンテナ装置の動作周波数は、前記非相反伝送線路装置の分散曲線において前記順方向の位相定数及び前記逆方向の位相定数が互いに一致するときの周波数に等しく設定される、
請求項12又は13記載のアンテナ装置。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • KYOTO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
  • Inventor
  • UEDA, Tetsuya
  • OKAMOTO Koji
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO JP KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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