TOP > 国内特許検索 > 非相反伝送線路装置及びアンテナ装置

非相反伝送線路装置及びアンテナ装置

国内特許コード P210017568
整理番号 (S2018-0417-N0)
掲載日 2021年5月10日
出願番号 特願2020-505019
出願日 平成31年3月4日(2019.3.4)
国際出願番号 JP2019008438
国際公開番号 WO2019172192
国際出願日 平成31年3月4日(2019.3.4)
国際公開日 令和元年9月12日(2019.9.12)
優先権データ
  • 特願2018-039021 (2018.3.5) JP
発明者
  • 上田 哲也
  • 岡本 浩司
出願人
  • 国立大学法人京都工芸繊維大学
発明の名称 非相反伝送線路装置及びアンテナ装置
発明の概要 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(10)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(20)を備える。各単位セル(20)は、基板の第1の面に形成された接地導体(1)と、基板の第2の面に形成された電磁波の伝送線路部分(11)と、基板の第2の面に形成され、伝送線路部分(11)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(12)とを備える。各単位セル(20)は、基板の第1及び第2の面に沿った方向とは異なり、かつ、伝送線路部分(11)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する。各第1の並列枝回路(12)は、伝送線路部分(11)を通りかつ伝搬方向と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る。各第1の並列枝回路(12)と接地導体(1)との間において基板は磁性体(15)にてなる。
従来技術、競合技術の概要

近年、非相反伝送線路装置に関する研究が行われている。非相反伝送線路装置では、その順方向と逆方向とにおいて、電磁波は非相反的(非可逆的)に伝搬する。すなわち、順方向では、電磁波は、電力伝送の向きと位相流れの向きが互いに同じである前進波として伝搬し(右手系モード)、一方、逆方向では、電磁波は、電力伝送の向きと位相流れの向きとが互いに異なる後退波として伝搬する(左手系モード)。本願発明者らは、例えば特許文献1~3及び非特許文献1などにおいて、いくつかの非相反伝送線路装置を提案した。

例えば、特許文献1は、少なくとも1つの非可逆伝送線路部分を第1と第2のポートの間で縦続接続して構成されたマイクロ波伝送線路を備える伝送線路マイクロ波装置を開示している。非可逆伝送線路部分は、容量性素子を等価的に含む直列枝の回路と、誘導性素子を等価的に含む並列枝の回路とを備える。非可逆伝送線路部分は、マイクロ波の伝搬方向に対して異なる磁化方向に磁化されてジャイロ異方性を有し、伝搬方向と磁化方向とにより形成される面に対して非対称な構造を有する。非可逆伝送線路部分は、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可逆位相特性を有するように、伝搬定数と動作周波数との関係を示す分散曲線において所定の伝搬定数及び動作周波数を設定してなる。

産業上の利用分野

本発明は、順方向の伝搬特性及び逆方向の伝搬特性が互いに異なる非相反伝送線路装置に関し、また、そのような非相反伝送線路装置を備えたアンテナ装置に関する。

特許請求の範囲 【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。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2020505019thum.jpg
出願権利状態 公開
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close