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公開番号2023076894
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-05
出願番号2021189919
出願日2021-11-24
発明の名称電磁波送信・受信装置
出願人個人
代理人個人
主分類H01Q 21/12 20060101AFI20230529BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】導波路がない場合に電磁波を効率よく、直進性がよく、送信し受信する電磁波送信・受信装置を提供する。
【解決手段】相互に垂直な3方向をx方向、y方向及びz方向としたとき、x方向に延びる電極11、12を2つ以上相互に平行、かつ、z方向に並べて配置し、2つ以上の電極を1つ毎に共通のリード線13、14に接続する。隣接する電極間に相互に逆特性の電圧を繰り返し印加し、電極間に電磁波速度と電極間の間隔とによって決まる共振周波数の電磁波を誘起させてz方向の空間に送信させるか又は空間をz方向に送信されてきた電磁波を2つ以上の電極によって受け、電磁波速度と電極間の間隔とによって決まる共振周波数の電磁波によって隣接する電極の間に電圧を誘起させてリード線から交流電流として出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
相互に垂直な３方向をｘ方向、ｙ方向及びｚ方向としたとき、ｘ方向に延びる電極が２つ以上相互に平行にかつｚ方向に並べて配置されており、上記２つ以上の電極が１つ毎に共通のリード線によって接続され、上記２つ以上の電極のうち相互に隣接する電極の間に相互に逆特性の電圧が繰り返し印加されることによって上記隣接する電極間に電磁波速度と電極間の間隔とによって決まる共振周波数の電磁波が誘起され、該電磁波がｚ方向の空間に送信されるようになっていることを特徴とする電磁波送信装置。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
上記２つ以上の電極間の間隔は相互に等しく、電磁波速度と印加する交番電圧の周波数で決まる波長の１／２の長さに設定されている請求項１記載の電磁波送信装置。
【請求項３】
上記２つ以上の電極間の間隔は相互に等しく、電磁波速度と印加する交番電圧の周波数で決まる波長の１／２の長さの３以上の奇数倍の長さに設定されている請求項１記載の電磁波送信装置。
【請求項４】
上記２つ以上の電極がｘ方向の異なる長さの部分を有する請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁波送信装置。
【請求項５】
相互に垂直な３方向をｘ方向、ｙ方向及びｚ方向としたとき、ｘ方向に延びる電極が２つ以上相互に平行にかつｚ方向に並べて配置されており、上記２つ以上の電極が１つ毎に共通のリード線によって接続され、空間をｚ方向に送信されてきた電磁波が上記２つ以上の電極によって受けられ、電磁波速度と電極間の間隔とによって決まる共振周波数の電磁波によって隣接する電極の間に電圧が誘起されて上記リード線から交流電流として出力されることを特徴とする電磁波受信装置。
【請求項６】
上記２つ以上の電極間の間隔は相互に等しく、電磁波速度と印加する交番電圧の周波数で決まる波長の１／２の長さに設定されている請求項５記載の電磁波受信装置。
【請求項７】
上記２つ以上の電極間の間隔は相互に等しく、伝授は速度と印加する交番電圧の周波数で決まる波長の１／２長さの３以上の奇数倍の長さに設定されている請求項５記載の電磁波受信装置。
【請求項８】
上記２つ以上の電極がｘ方向の異なる長さの部分を有する請求項５乃至7のいずれかに記載の電磁波受信装置。
【請求項９】
上記電極のｚ方向片側又は両側にリード線で電力を供給しない共振電極が設置されている請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁波送信装置。
【請求項１０】
上記電極のｚ方向片側又は両側にリード線で電力を供給しない共振電極が設置されている請求項５乃至８のいずれかに記載の電磁波受信装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は電磁波送信・受信装置に関し、特に２つの電極の間に交番電圧を印加して電界を生じさせることにより、電磁波を発生させて外部空間に送信し、外部空間を伝搬してきた電磁波を受信して信号を取り出せるようにした装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
マイクロ波やミリ波を用いた衛星通信や情報通信などの分野において導波技術や送受信技術は重要な要素である。
【０００３】
例えば、導波路の中に入力電極又は出力電極を備え、導波路に電磁波を入力して電磁波を導波し、あるいは導波路を伝搬してきた電磁波から電気信号を出力するようにした導波路装置において、入力電極を、導波路幅方向に延びる形状の２つ以上の電極を電磁波進行方向に並べかつ２つ以上の入力電極のうちの隣接する電極の間に高周波電流を印加し、入力電極を、その電極配列の外周形状が導波路に内在し数式１によって特定される形状の一部又は全部に対応した形状に配置することによって、外部からの信号を導波路に精度よく効率よく、しかも雑音少なく入力し、あるいは導波路を伝搬してきた電磁波から所望する周波数の信号を精度よく効率よく、しかも雑音少なく出力するようにした導波路装置が提案されている（特許文献１）。
数式１：ｔａｎ（ｋs ａ／２）＝ｋf ／ｋs 又はｔａｎ（ｋs ａ／２）＝－ｋs ／ｋf
ここで、前式は電磁波が余弦（ｃｏｓ）で伝搬されるとき、後式は電磁波が正弦（ｓｉｎ）で伝搬されるときの式であり、ｋs ：電磁波低速領域の伝搬定数、ｋf ：電磁波高速領域の伝搬定数、ａ：導波路の横幅方向Ｘ及び／又は高さ方向Ｙの最大寸法、である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１０８３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の導波技術は誘電体導波路に電磁波を入力して導波させ、導波路を伝搬して来た電磁波の信号を出力するための技術であり、電磁波を導波路横幅方向ｘ内に閉じ込めることを念頭に提案されており、導波路がない場合に、電極間に印加した電圧がどのようになるか分からなかった。
【０００６】
また、特許文献１の技術は導波路横幅方向に電磁波を閉じ込めて導波させ、信号を取り出すのに有効な技術であるが、導波路がない場合に電磁波の送信や外部からの電磁波の受信についてはどのように設計してよいか分からなかった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑み、導波路がない場合に電磁波を送信し受信するようにした電磁波送信・受信装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明に係る電磁波送信装置は、相互に垂直な３方向をｘ方向、ｙ方向及びｚ方向としたとき、ｘ方向に延びる電極が２つ以上相互に平行にかつｚ方向に並べて配置されており、上記２つ以上の電極が１つ毎に共通のリード線によって接続され、上記２つ以
上の電極のうち相互に隣接する電極の間に相互に逆特性の電圧が繰り返し印加されることによって上記隣接する電極間に電磁波速度と電極間の間隔とによって決まる共振周波数の電磁波が誘起され、該電磁波がｚ方向の空間に送信されるようになっていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る電磁波受信装置は、相互に垂直な３方向をｘ方向、ｙ方向及びｚ方向としたとき、ｘ方向に延びる電極が２つ以上相互に平行にかつｚ方向に並べて配置されており、上記２つ以上の電極が１つ毎に共通のリード線によって接続され、空間をｚ方向に送信されてきた電磁波が上記２つ以上の電極によって受けられ、電磁波速度と電極間の間隔とによって決まる共振周波数の電磁波によって隣接する電極の間に電荷が誘起されて電圧が発生し、上記リード線から交流電流として出力されることを特徴とする。
【００１０】
本件発明者は誘電体導波路における導波路横幅方向にモードが存在しない状況において、電磁波の放出、外部からの入射に関して鋭意研究を行ったところ、導波路がない状態では２つ以上の電極を電磁波進行方向ｚに配列し、＋－の極性の電圧を繰り返し印加すると、横幅方向ｘには関係なく、電磁波進行方向ｚに電界のモードを生じることにより、電界振動、つまり電磁波が誘起され、電磁波を電極外部空間に放出できることを知見するに至った。
（【００１１】以降は省略されています）

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