频率选择反射板和反射结构体制造技术

一种频率选择反射板，其将特定频带的电磁波向与正反射方向不同的方向反射，其中，所述频率选择反射板具有：反射部件，其反射所述电磁波；以及使所述电磁波透过的电介质层，其相对于所述反射部件配置于所述电磁波的入射侧，具有配置有多个单位结构的凹凸结构，所述单位结构具有在规定的方向上厚度增加的厚度分布，所述电介质层的所述单位结构具有厚度不同的多个单元区域，所述电介质层至少具有第1单位结构作为所述单位结构，该第1单位结构具有厚度不同的3个以上的所述单元区域，通过利用所述电介质层的厚度分布控制所述电磁波的相对反射相位分布，由此对所述电磁波的反射方向进行控制。行控制。行控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】频率选择反射板和反射结构体


[0001]本公开涉及将特定频带的电磁波向与正反射方向不同的方向反射的频率选择反射板、以及具有频率选择反射板和用于保护该频率选择反射板的保护部件的反射结构体。

技术介绍

[0002]在移动通信系统中，为了改善传播环境及传播区域，正在探讨反射阵列的技术。反射阵列的技术例如记载于专利文献1及专利文献2、以及非专利文献1及非专利文献2。特别是，在第5代通信系统中使用的那样的高频的电波的直进性较强，因此覆盖盲区的消除是重要的课题。第5代通信系统也被称为5G通信系统。覆盖盲区是指电波无法到达的区域。
[0003]所期望的是，对于从规定的方向的基站入射的特定频率的电磁波，反射阵列能够将电磁波向期望的方向反射。在这样的反射阵列中例如排列有多个反射元件。通过改变反射元件的尺寸或形状，由此改变每个反射元件的共振频率，从而对电磁波的反射相位进行控制。开发有这样的技术：通过控制电磁波的反射相位，由此控制电磁波的入射方向和反射方向。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特许第5371633号公报
[0007]专利文献2：日本特许第5162677号公报
[0008]专利文献3：国际公开第2016/002832号
[0009]非专利文献
[0010]非专利文献1：松野宏己等、“可见光透射超颖表面反射板的开发”、电子信息通信学会技术研究报告(IEICE Technical Report)、2020、Vol.120、No.9、pp.13
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[0011]非专利文献2：芳野真弓等、“基于超颖表面反射板的、L字型走廊视野外环境的接收电力的改善”、信学技报(IEICE Technical Report)、A
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P 2020
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5(2020
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04)

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的课题
[0013]在上述反射阵列中，已知反射元件的图案例如是通过使用光刻技术对金属层进行蚀刻而形成的。
[0014]在此，在移动通信系统中，关于基站的位置、覆盖盲区的位置、以及反射阵列的设置位置之间的关系，设想了各种各样的状况。因此，需要根据状况使用这样的反射阵列：其具有成为目标入射角及目标反射角的反射特性。
[0015]然而，如果要根据各种状况来定制反射特性，则反射阵列的制造成本会增大。这是因为需要定制用于金属层的光刻加工的光掩模。因此，根据状况定制反射阵列的反射特性是不现实的。实际上，不得不使用具有不适合于该状况的反射特性的反射阵列。
[0016]另外，在上述反射阵列中，例如，通过缩窄反射元件的间距，能够增大反射角。但
是，在反射元件的平面排列中，反射元件的间距的狭小化存在极限，因此难以增大反射角。进而，为了根据状况得到具有成为目标反射角的反射特性的反射阵列，需要在反射阵列面内精细地控制反射相位。但是，金属层的光刻加工在加工精度上存在极限，因此，在波长短且要求加工精度的高频下，难以精细地控制反射相位。
[0017]本公开是鉴于上述实际情况而完成的，其第1目的在于提供容易定制反射特性的频率选择反射板。
[0018]然而，需要保护反射阵列免受外部环境破坏。但是，若在反射阵列上配置保护部件，则存在电磁波因保护部件而衰减的问题。
[0019]在此，不是反射阵列，而是天线的技术，但已知这样的技术：在具备用于保护天线主体的天线罩的天线装置中，对天线罩引起的电磁波的衰减进行抑制，从而对天线的指向性的紊乱进行抑制。例如，已知天线罩的厚度为电磁波的有效波长的1/2或其整数倍、或者为电磁波的有效波长的1/4或其整数倍。例如，已知天线与天线罩之间的距离为电磁波的有效波长的1/2或其整数倍。这些技术例如记载于专利文献3。
[0020]可以想到：即使在反射阵列上配置保护部件的情况下，通过将保护部件的厚度、以及反射阵列与保护部件间的距离设为上述那样的特定的值，也能够抑制由保护部件引起的电磁波的衰减。但是，在反射阵列和保护部件的设计中会产生制约。
[0021]另外，在反射阵列中，在电磁波的入射角和反射角不同的情况下，在入射波和反射波中，保护部件的入射侧表面与反射阵列表面之间的路径长度不同。因此，在反射阵列上配置保护部件的情况下，即使将保护部件的厚度、以及反射阵列与保护部件间的距离如上述那样设定为特定的值，也无法充分抑制由保护部件引起的电磁波的衰减。
[0022]本公开是鉴于上述实际情况而完成的，其第2目的在于提供一种反射结构体，该反射结构体具有将特定频带的电磁波向与正反射方向不同的方向反射的频率选择反射板、和用于保护该频率选择反射板的保护部件，其中，该反射结构体能够在不对设计造成制约的情况下抑制由保护部件引起的电磁波的衰减。
[0023]用于解决课题的手段
[0024]本公开的第一目的在于提供一种容易定制反射特性的频率选择反射板。第一目的通过下述的本公开实施方式实现：
[0025]本公开的一个实施方式提供一种频率选择反射板，其将24GHz以上的特定频带的电磁波向与正反射方向不同的方向反射，其中，所述频率选择反射板具有：反射部件，其反射所述电磁波；和使所述电磁波透过的电介质层，其相对于所述反射部件配置于所述电磁波的入射侧，并且具有配置有多个单位结构的凹凸结构，所述单位结构具有在规定的方向上厚度增加的厚度分布，所述电介质层的所述单位结构具有厚度不同的多个单元区域，关于所述电介质层的各单位结构，在将所述单位结构在所述规定的方向上的长度作为横轴，将所述电磁波透过所述电介质层被所述反射部件反射而再次透过所述电介质层并向所述电磁波的入射侧放出时的相对反射相位作为纵轴，并且所述电磁波的相对反射相位的值超过
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360度且为0度以下的曲线图中，描绘与各单元区域在所述规定的方向上的中心位置和各单元区域中的所述电磁波的相对反射相位对应的点，并引出通过与具有最小厚度的最小厚度单元区域对应的点的直线，此时，各点处于同一直线上，所述电介质层至少具有第1单位结构作为所述单位结构，所述第1单位结构具有厚度不同的3个以上的所述单元区域，通
过利用所述电介质层的厚度分布来控制所述电磁波的相对反射相位分布，由此控制所述电磁波的反射方向。
[0026]本公开的另一实施方式提供一种频率选择反射板，其将24GHz以上的特定频带的电磁波向与正反射方向不同的方向反射，其中，所述频率选择反射板具有：反射部件，其反射所述电磁波；和使所述电磁波透过的电介质层，其相对于所述反射部件配置于所述电磁波的入射侧，并且具有配置有多个单位结构的凹凸结构，所述单位结构具有在规定的方向上厚度增加的厚度分布，所述电介质层的所述单位结构具有厚度不同的多个单元区域，关于所述电介质层的各单位结构，在将具有最小厚度的最小厚度单元区域在所述规定的方向上的中心位置作为0、将具有最大厚度的最大厚度单元区域在所述规定的方向上的中心位置作为1时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种频率选择反射板，其将24GHz以上的特定频带的电磁波向与正反射方向不同的方向反射，其中，所述频率选择反射板具有：反射部件，其反射所述电磁波；和使所述电磁波透过的电介质层，其相对于所述反射部件配置于所述电磁波的入射侧，并且具有配置有多个单位结构的凹凸结构，所述单位结构具有在规定的方向上厚度增加的厚度分布，所述电介质层的所述单位结构具有厚度不同的多个单元区域，关于所述电介质层的各单位结构，在将所述单位结构在所述规定的方向上的长度作为横轴，将所述电磁波透过所述电介质层被所述反射部件反射而再次透过所述电介质层并向所述电磁波的入射侧放出时的相对反射相位作为纵轴，并且所述电磁波的相对反射相位的值超过
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360度且为0度以下的曲线图中，描绘与各单元区域在所述规定的方向上的中心位置和各单元区域中的所述电磁波的相对反射相位对应的点，并引出通过与具有最小厚度的最小厚度单元区域对应的点的直线，此时，各点处于同一直线上，所述电介质层至少具有第1单位结构作为所述单位结构，所述第1单位结构具有厚度不同的3个以上的所述单元区域，通过利用所述电介质层的厚度分布来控制所述电磁波的相对反射相位分布，由此控制所述电磁波的反射方向。2.根据权利要求1所述的频率选择反射板，其中，在所述电介质层的所述单位结构中，相邻的所述单元区域中的所述电磁波的相对反射相位之差的绝对值超过0度且小于180度。3.根据权利要求1或2所述的频率选择反射板，其中，在所述电介质层的所述单位结构中，相邻的所述单元区域中的所述电磁波的相对反射相位之差相等。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的频率选择反射板，其中，在所述电介质层的所述单位结构中，具有最小厚度的最小厚度单元区域中的所述电磁波的相对反射相位与具有最大厚度的最大厚度单元区域中的所述电磁波的相对反射相位之差的绝对值小于360度。5.一种频率选择反射板，其将24GHz以上的特定频带的电磁波向与正反射方向不同的方向反射，其中，所述频率选择反射板具有：反射部件，其反射所述电磁波；和使所述电磁波透过的电介质层，其相对于所述反射部件配置于所述电磁波的入射侧，并且具有配置有多个单位结构的凹凸结构，所述单位结构具有在规定的方向上厚度增加的厚度分布，所述电介质层的所述单位结构具有厚度不同的多个单元区域，关于所述电介质层的各单位结构，在将具有最小厚度的最小厚度单元区域在所述规定的方向上的中心位置作为0、将具有最大厚度的最大厚度单元区域在所述规定的方向上的中心位置作为1时的相对位置为横轴，将所述最小厚度单元区域的厚度作为0、将所述最大
厚度单元区域的厚度作为1时的各单元区域的厚度与所述最大厚度单元区域的厚度之比为纵轴的曲线图中，描绘与各单元区域在所述规定的方向上的中心位置和各单元区域的厚度相对于所述最大厚度单元区域的厚度之比对应的点，并求出下述式(1)：y＝ax
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(1)的回归直线，此时，所述回归直线的斜率a为0.7以上且1.2以下，所述回归直线的决定系数为0.9以上，所述电介质层至少具有第1单位结构作为所述单位结构，所述第1单位结构具有厚度不同的3个以上的所述单元区域。6.一种频率选择反射板，其将24GHz以上的特定频带的电磁波向与正反射方向不同的方向反射，其中，所述频率选择反射板具有：反射部件，其反射所述电磁波；和使所述电磁波透过的电介质层，其相对于所述反射部件配置于所述电磁波的入射侧，并且具有配置有多个单位结构的凹凸结构，所述单位结构具有在规定的方向上厚度增加的厚度分布，所述电介质层的所述单位结构具有厚度不同的多个单元区域，在所述电介质层的各单位结构中，最小厚度与最大厚度之差为0.2mm以上且15mm以下，所述电介质层至少具有第1单位结构作为所述单位结构，所述第1单位结构具有厚度不同的3个以上的所述单元区域。7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的频率选择反射板，其中，在所述电介质层的各单位结构中，最小厚度与最大厚度之差为0.2mm以上且15mm以下。8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的频率选择反射板，其中，所述反射部件是仅反射所述电磁波的频率选择板。9.根据权利要求8所述的频率选择反射板，其中，所述反射部件具有对所述电磁波的反射相位进行控制的反射相位控制功能。10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的频率选择反射板，其中，所述电介质层具有所述单位结构重复配置的周期结构。11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的频率选择反射板，其中，所述电介质层具有与所述第1单位结构不同的第2单位结构作为所述单位结构。12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的频率选择反射板，其中，所述电介质层含有树脂。13.根据权利要求12所述的频率选择反射板，其中，所述电介质层含有填料。14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的频率选择反...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫崎祐一，朝仓裕之，中村厚生，关口毅，河野茂树，
申请(专利权)人：大日本印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：