无线通信系统、周期构造反射板以及带有锥度的伞形构造

摘要

本发明提供一种无线通信系统、周期构造反射板以及带有锥度的伞形构造。可以较大地构成具有将反射波的行进方向控制为希望方向的功能的反射板的大小。本发明的无线通信系统使用控制反射波的相位的反射板，通过反射向希望区域对从发送侧装置一次发射的电波进行二次发射，将反射板的反射特性设定为：把从发送侧装置一次发射的电波作为朝向与镜面反射时的反射角度不同方向的等相位的平面波进行反射。

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统，周期构造反射板以及带有锥度的伞形构造。例如，本发明涉及具备以下功能的无线通信系统。

(1)在控制反射波的相位(反射相位)的反射板中设定反射特性，以便把从发送侧装置一次发射的电波作为朝向与正规反射(具体地说，镜面反射)不同方向的希望区域的等相位的平面波进行反射的功能。

(2)通过周期性排列通过控制反射波的相位差来控制反射角的构造，构成对于波长十分大的反射板的功能。

背景技术

近年来，盛行超物质材料的研究，如在非专利文献1中所示，在伞形构造中，正在研究附加锥度(倾斜)对反射波赋予相位差，来控制发射方向的技术。

图44表示非专利文献1所示的现有的带有锥度的伞形构造。如图44所示，该带有锥度的伞形构造由L1至L11这11个具有长度不同的补片(patch)的伞形元件构成。在表1中表示了图44所示的伞形构造的详细尺寸。

(表1)

通过改变补片的尺寸，如图44那样周期性排列的伞形构造的共振频率如图45那样变化。

图45表示与图44所示的带有锥度的伞形构造体中的L1至L11的长度的伞形元件相对的反射波的相位。

如图45所示，在2.4Ghz中，相对于在长度L11(20.70mm)中相位为-90°，在长度L1(17.70mm)时相位成为90°。

为了控制反射波的相位使反射波朝向希望的方向，希望相位能够从-180°(-π弧度)到180°(π弧度)自由地变化。

当考虑现有的带有锥度的伞形构造时，根据传输线路理论，按照在图44的Y轴方向上相邻的补片之间的缝隙间隔近似地决定反射波的相位，但当补片的Y轴方向的长度与补片间隔相比变得过小时，难以应用传输线路理论，反射波的相位不发生变化，此外，当增大补片的Y轴方向的长度时补片间隔变小，但如果过小，存在制造上的限制。

由于这些原因，现有的带有锥度的伞形构造已无法确保足够的动态范围。

此外，关于图44所示的带有锥度的伞形构造的大小，Y轴方向为161mm，X轴方向为187mm，全部为1.5λ以下，作为用于反射电波的反射板，并不足够大。

并且，在使用图44所示的带有锥度的伞形构造的相位差的控制中，反射角θ和X轴方向的周期间隔Δx(间距)具有通过(式1)近似的关系。

θ＝sin^-1((λ·Δφ)/(2π·Δx))        (式1)

关于图44以及表1的设计值，假设反射角θ大约为22°的情况，当进一步增大反射角θ时，根据(式1)，存在进一步减小Δx，反射板整体的尺寸也进一步变小的缺点。

此外，现有的带有锥度的伞形构造，对在正交的方向(在该例子中，在Y方向)上控制波束的方法，没有做任何考虑。

【非专利文献1】K.Chang，J.Ahn and Y.J.Yoon：“High-impedance Surfacewith Nonidentical Lattices”，iWAT2008，p.315，pp.474～477

发明内容

如上所述，在现有的带有锥度的伞形构造中存在这样的缺点，亦即，由于在对形成周期构造的各个伞形元件的尺寸进行变化而求出的相位差中具有界限，所以无法构成大的反射板。

因此，本发明是鉴于以上课题而提出的，其目的在于提供(1)可以较大地构成具有将反射波的前进方向控制为希望方向的功能的反射板的尺寸；(2)可以通过变动反射板的周期来控制希望方向；(3)可以XY二维地控制反射波的前进方向的无线通信系统、周期构造反射板以及带有锥度的伞形构造。

本发明第一特征为：是使用控制反射波的相位的反射板，通过反射向希望区域对从发送侧装置一次发射的电波进行二次发射的无线通信系统，把所述反射板的反射特性设定成：把从所述发送侧装置一次发射的电波，作为朝向与镜面反射时的反射角度不同方向的等相位的平面波来进行反射。

在本发明的第一特征中，所述反射板由频率选择性反射板构成，也可以把所述反射板的反射特性设定成：在从所述发送侧装置一次发射的电波中，仅把规定的一个或多个频带的电波，作为朝向与镜面反射时的反射角度不同方向的等相位的平面波来进行反射。

在本发明的第一特征中，作为所述反射板，可以使用后述的第二特征的周期构造反射板。此外，在本发明的第一特征中，所述发送侧装置可以是无线基站或移动站。

本发明的第二特征是周期构造反射板，其具备以下的构造：周期性配置通过控制反射波的相位差来控制反射角的构造。

在本发明的第二特征中，在按照间隔ΔS_k排列的n个反射板构成片r_k(1≤k≤n)中，在把各个反射板构成片r_k中的反射波的相位设为Φ_k，把各个反射板构成片r_k与相邻的反射板构成片r_k+1的相位差(Φ_k+1-Φ_k)设为ΔΦ_k，并且把反射波的波长设为λ时，通过对于表示反射波希望的行进方向的角α，满足(式1)地排列的该n个发射板构成片r_k构成，

α＝sin^-1(λ·ΔΦ_k/2π·ΔS_k)                (式1)

可以对每个周期T(T≥RL)，设置多个由数学式：

$>\mathrm{RL}=\underset{K=1}{\overset{n}{\Sigma }}\Delta S_k$>

规定的长度RL的块。

在本发明的第二特征中，所述周期T可以是T＝λ/sinα成立的值。根据该发明，可以将反射板的大小确保为对于波长足够的大小。

在本发明的第二特征中，通过对应设置所述周期构造反射板的周围的电波传播环境改变各个块的周期T，可以使所述发射波传播的方向变化。

本发明的第三特征为：是一种由伞形元件构成的伞形构造体，该伞形元件由把底面作为金属底板的电介体基板、在该电介体基板的上表面构成的长条诗笺状的补片、以及使该金属底板与该补片短路的短路针构成，对于各个伞形元件，在X轴方向上按照规定间隔ΔX_i配置n个伞形元件，在Y轴方向上按照规定间隔ΔY_j配置m个伞形元件，使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿着X轴方向倾斜来使其变化，或者使各个伞形元件的X轴方向的长度LX_ij沿着Y轴方向倾斜来使其变化，或者使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿着X轴方向倾斜来使其变化并且使各个伞形元件的X轴方向的长度LX_ij沿着Y轴方向倾斜来使其变化，并且决定各个伞形元件的长度，以使在各个伞形元件中电波反射时的反射系数的相位针对在XY平面上任意规定的直线平行。

本发明的第四特征为：是一种由伞形元件构成的伞形构造体，该伞形元件由把底面作为金属底板的电介体基板、在该电介体基板的上表面构成的长条诗笺状的补片、以及使该金属底板与该补片短路的短路针构成，对于各个伞形元件，在X轴方向上按照规定间隔ΔX_i配置n个伞形元件，在Y轴方向上按照规定间隔ΔY_j配置m个伞形元件，使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿着Y轴方向倾斜来使其变化，或者使各个伞形元件的X轴方向的长度LX_ij沿着X轴方向倾斜来使其变化，或者使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿着Y轴方向倾斜来使其变化并且使各个伞形元件的X轴方向的长度LX_ij沿着X轴方向倾斜来使其变化，并且决定各个伞形元件的长度，以使在各个伞形元件中电波反射时的反射系数的相位针对在XY平面上任意规定的直线平行。

在本发明的第三或第四特征中，可以使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿着Y轴方向和X轴方向倾斜来使其变化。

在本发明的第三或第四特征中，可以使各个伞形元件的X轴方向的长度LX_ij沿着Y轴方向和X轴方向倾斜来使其变化。

在本发明的第三或第四特征中，可以使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿着Y轴方向和X轴方向倾斜来使其变化，并且使各个伞形元件的X轴方向的长度LX_ij沿着Y轴方向和X轴方向倾斜来使其变化。

在本发明的第三或第四特征中，在由于关于由所述规定间隔ΔXi以及ΔYi决定的X轴方向的长度LX_ij以及Y轴方向的长度LY_ij的制约，而无法配置m个或n个伞形元件时，可以周期性地反复配置在X轴方向上按照规定间隔ΔX_i并且在Y轴方向上按照规定间隔ΔY_j配置伞形元件的块。

在本发明的第三或第四特征中，可以配置各个伞形元件，以便在针对任意k的第k和第k-1之间不产生相位差的偏差。

在本发明的第三或第四特征中，可以配置各个伞形元件，以便在针对任意p的第p周期和第p-1周期之间不产生相位的偏差。

在第三或第四特征中，在按照间隔Δx排列的伞形元件中，在将各个伞形元件中的反射系数的相位差设为ΔΦ，将反射波的波长设为λ时，通过(式2)来决定表示反射波的希望的行进方向的角α，

α＝sin^-1(λ·ΔΦ/2π·Δx)    (式2)

使用自由空间阻抗η以及表面阻抗Zs，通过(式3)决定反射系数Γ，

Γ＝(Z_s-η)/(Z_s+η)＝|Γ|exp(jΦ)        (式3)

使用由所述带有锥度的伞形构造所决定的电感L以及电容C，通过(式4)来决定表面阻抗Z_s时，

Z_s＝jωL/1-ω²LC    (式4)

在X轴方向上配置i个伞形元件，对于每个所述间隔Δx，使根据所述电感L以及所述电容C近似求出的反射系数的相位为相等间隔，所述相位差ΔΦ变得相等，按照规定的周期T的间隔，排列在X轴方向上配置了i个伞形元件的块。

本发明第二特征的周期构造反射板可以构成本发明第三或第四特征的带有锥度的伞形构造。

在本发明的第五特征中，通过对应配置所述周期构造反射板的周围的电波传播环境使各个块的周期T变化，使所述反射波传播的方向变化。

如上所述，根据本发明，可提供增大了具有将反射波的前进方向控制为希望方向的功能的反射板的大小，可以简单地进行控制，并且可以二维地操作波束的无线通信系统、周期构造反射板以及带有锥度的伞形构造。

附图说明

图1表示本发明第一实施方式的带有锥度的伞形构造。

图2表示本发明第一实施方式的带有锥度的伞形构造的构造参数。

图3表示本发明第一实施方式的带有锥度的伞形构造的构造参数。

图4是表示本发明第一实施方式的带有锥度的伞形构造的远方散射位置的图表。

图5表示本发明第二实施方式的带有锥度的伞形构造。

图6表示构成本发明第二实施方式的带有锥度的伞形构造的一个块。

图7是表示本发明第二实施方式的带有锥度的伞形构造的远方散射位置的图表。

图8表示本发明第三实施方式的带有锥度的伞形构造。

图9是表示本发明第三实施方式的带有锥度的伞形构造的远方散射位置的图表。

图10表示本发明第四实施方式的带有锥度的伞形构造。

图11表示构成本发明第四实施方式的带有锥度的伞形构造的一个块。

图12表示本发明第四实施方式的带有锥度的伞形构造的构造参数。

图13是表示本发明第四实施方式的带有锥度的伞形构造的设计条件。

图14表示本发明第四实施方式的带有锥度的伞形构造的构造参数的值。

图15是表示在本发明第四实施方式的带有锥度的伞形构造中，针对改变了Y轴方向的伞形元件的长度W_y的值时的W_y的反射系数的相位的值的图表。

图16表示在本发明第四方式的带有锥度的伞形构造中，决定了W_y的值时的各个W_y的值以及相邻的伞形元件彼此的间隙的值。

图17是表示本发明第四实施方式的带有锥度的伞形构造的远方散射位置的图表。

图18表示本发明第五实施方式的带有锥度的伞形构造中的一个块的带有锥度的伞形构造的长度。

图19表示构成本发明第五实施方式的带有锥度的伞形构造的一个块。

图20是表示本发明第五实施方式的带有锥度的伞形构造的远方散射位置的图表。

图21是表示本发明第六实施方式的带有锥度的伞形构造的远方散射位置的图表。

图22表示构成本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造的一个块。

图23表示本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造的构造参数。

图24是表示本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造的设计条件。

图25表示本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造的构造参数的值。

图26是表示在本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造中，针对改变了Y轴方向的伞形元件的长度W_y的值时的W_y的反射系数的相位的值的图表。

图27表示构成本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造的一个块。

图28表示在本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造中使用的构造参数。

图29表示在本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造中使用的构造参数的细节。

图30表示构成本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造的一个块。

图31是表示本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造的远方散射位置的图表。

图32是表示在本发明第八实施方式的带有锥度的伞形构造中，针对改变了带有锥度的伞形构造中的块的周期T的值进行了配置时的周期T的反射波的发射方向的值的图表。

图33说明在本发明第八实施方式的带有锥度的伞形构造中，改变了周期T时的带有锥度的伞形构造以及相位的样态。

图34用于说明本发明第九实施方式的无线通信系统。

图35用于说明本发明第九实施方式的无线通信系统。

图36表示本发明变更例1的带有锥度的伞形构造。

图37表示构成本发明变更例1的带有锥度的伞形构造的一个块。

图38是本发明变更例1的带有锥度的伞形构造的反射系数的相位的等高线图。

图39表示本发明变更例2的带有锥度的伞形构造。

图40表示本发明变更例2的带有锥度的伞形构造。

图41表示本发明第十一实施方式的带有锥度的伞形构造的一例。

图42表示本发明第十实施方式的带有锥度的伞形构造的一例。

图43是本发明第一实施方式的带有锥度的伞形构造的反射系数的相位的等高线图。

图44表示现有的带有锥度的伞形构造。

图45表示在现有的带有锥度的伞形构造中，改变了Y轴方向的伞形元件的长度值时的反射系数的相位的值。

符号说明

1电介体基板、2伞形元件、2A补片、3通路孔

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的实施方式。

(本发明的第一实施方式)

参照图1说明本发明的第一实施方式的带有锥度的伞形构造。

图1是本实施方式的带有锥度的伞形构造，分别在X轴方向(纵向)上按照规定间隔ΔXi，等间隔地排列11个伞形元件2，并且在Y轴方向(横向)上按照规定的间隔ΔYi等间隔地排列7个伞形元件2。

如图1所示，伞形元件2由把底面作为金属底面的电介体基板1、在电介体基板1的上表面构成的长条诗笺状的补片2A、以及使金属底板与补片2A短路的短路针3构成。

在图1的例子中，各个伞形元件2的Y轴方向的长度LY_ij沿着X轴方向倾斜地变化。即，在本实施方式的带有锥度的伞形构造中，在纵向上附加有锥度(倾斜)，结果，可以使反射波的相位变化。

作为设计带有锥度的伞形构造的一例，已知以下两个方法。

(1)因为伞形构造是颠倒通常的传输线路模型的电感L和电容C的构造，所以使用左手坐标系传输线路模型近似地进行的方法。

(2)与反射式阵列相同，使各个伞形元件的反射波的相位与希望方向一致的方法。

在本实施方式中，使用(1)的左手坐标系传输线路模型。以下，说明本实施方式的各个伞形元件的设计方法。

图2以及图3表示本实施方式的带有锥度的伞形构造的构造参数。

在图2中，将X轴方向的伞形元件的间隔取为Δx。在此，对于在带有锥度的伞形构造中构成的反射板，在把从反射板的正方向(图1至图3中的Z轴的正方向)射入平面波时的反射系数的相位设为φ，把针对相邻的伞形元件的反射系数的相位的差设为Δφ时，可以通过(式5)表示角(反射角)α，该角α表示反射波的希望的行进方向。

α＝sin^-1(λ·ΔΦ/2π·Δx)        (式5)

在此，可以使用自由空间阻抗η以及表面阻抗Zs，如(式6)那样表示反射系数Γ。

Γ＝(Z_s-η)/(Z_s+η)＝|Γ|exp(jΦ)        (式6)

可以使用由所述带有锥度的伞形构造所决定的电感L以及电容C，如(式7)那样表示表面阻抗Z_s。

Z_s＝jωL/1-ω²LC    (式7)

在此。在把电介体基板1的厚度设为t，把自由空间的导磁率设为μo时，通过(式8)表示电感L。

L＝μo·t    (式8)

此外，通过(式9)表示电容C。

$>C=\frac{{ϵ}_o(1+{ϵ}_r)W_x}{\pi }\mathrm{arccosh}\left(\frac{\mathrm{\Delta y}}{\mathrm{\Delta y}-W_y}\right)$>(式9)

可以在横向上增大本发明的带有锥度的伞形构造，但想要在纵向上附加锥度地增大时，在已经决定了间距的期间，在制作短的伞形元件或长的伞形元件中产生界限，无法进一步增大。

图2以及图3表示使用(式5)至(式9)的近似式，构成为在从-π/2到π/2之间按照相等的间隔对相位进行变化时的各个参数，表2表示有关参数的值。

(表2)

  X方向的间隙gx  0.2mm  基板厚度t  3.2mm  介电常数εr  4.9  中心频率  12Ghz  X方向的间距：Δy  10mm  希望角α  70°  反射波的相位差  π/10  X方向的补片宽度W_x  1.1302mm  波长  25mm  X方向的间距：Δx  1.33mm

  Gyap(1)＝0.299580mm  Ylengeh(1)＝9.700420mm  Gyap(2)＝0.499814mm  Ylengeh(2)＝9.500186mm  Gyap(3)＝0.749932mm  Ylengeh(3)＝9.250068mm  Gyap(4)＝1.058274mm  Ylengeh(4)＝8.941726mm  Gyap(5)＝1.442206mm  Ylengeh(5)＝8.557794mm  Gyap(6)＝1.932170mm  Ylengeh(6)＝8.067830mm  Gyap(7)＝2.579860mm  Ylengeh(7)＝7.420140mm  Gyap(8)＝3.473434mm  Ylengeh(8)＝6.526566mm  Gyap(9)＝4.760696mm  Ylengeh(9)＝5.239304mm  Gyap(10)＝6.645830mm  Ylengeh(10)＝3.354170mm  Gyap(11)＝9.049691mm  Ylengeh(11)＝0.950309mm

在图2中，X轴方向的伞形元件的间隔由Δx表示，Y轴方向的伞形元件的间隔由Δy表示，Y轴方向的第n伞形元件的间隔(间隙)由Gygap(n)表示。

在图3中，W_x是X轴方向的伞形元件的宽度，g_x是X轴方向的伞形元件的间隔(间隙)，W_yn是第n个伞形元件的Y轴方向的宽度，Y_length(n)是第n个伞形元件的Y轴方向的长度。

图4表示本实施方式的带有锥度的伞形构造的远方散射位置的分析结果。图4是从Z轴的正方向对反射板给予了平面波时的结果。

如图4所示，根据该结果，可知电波没有朝向作为镜面反射方向的θ＝0°的方向的发射，而向倾斜45°的方向弯曲。但是，此时，伞形元件的数量为11×7个，X轴方向的相位仅从-π/2到π/2中进行变动。由于该影响，相对于反射波的主波束的设计值为α＝70°，实际的反射波的主波束与45°的倾斜不同。

另外，在本实施方式的带有锥度的伞形构造中，可以决定各个伞形元件的长度，以使在各个伞形元件中电波进行反射时的反射系数的相位针对在XY平面上任意决定的直线平行(参照图43)。

(本发明的第二实施方式)

然后，说明本发明的第二实施方式的带有锥度的伞形构造。

如图5所示，在本实施方式的带有锥度的伞形构造中，以图2以及图3所示的设计方法为基础，把附加了锥度的1×11个伞形元件的集合(参照图6)设为一个块，在纵向(X轴方向)以及横向(Y轴方向)上周期性地排列该块。

在本实施方式中，如图5所示，设纵向的周期为29.0324mm。在图7(a)以及图7(b)中表示本实施方式的带有锥度的伞形构造的远方散射位置的特性。

图7(a)表示通过有限元分析法对图5所示的带有锥度的伞形构造的远方散射位置进行分析后的结果，图7(b)表示通过有限元分析法对与图7(a)相同大小的金属平板的远方散射位置进行分析后的结果。

可知：相对于在为金属平板时，反射波仅朝向镜面反射的方向，而在为本实施方式的带有锥度的伞形构造时，朝向与设计值相比倾斜小10°的大约58°的方向，以比镜面反射的方向0°高的电平发射电波。

(本发明的第三实施方式)

然后，说明本发明的第三实施方式的带有锥度的伞形构造。

在本实施方式的带有锥度的伞形构造中，如图8所示，把上述的块的周期T设为26.6mm，在12GHz中，满足了α＝70°时的[T＝λ/sinα]。

图9表示本发明的带有锥度的伞形构造的远方散射位置。相对于在图7(a)的例子中成为58°方向的波束，通过将周期设为[T＝λ/sinα]，使波束朝向作为反射波的希望方向的α＝70°，以及抑制了图7(a)中存在的-70°方向的波束的电平。

(本发明的第四实施方式)

然后，说明本发明第四实施方式的带有锥度的伞形构造。

在图10中表示在8.8GHz，设计为α＝70°的本发明的第三实施方式的带有锥度的伞形构造。图10是在8.8GHz，作为周期36mm进行了排列的带有锥度的伞形构造的全体图。

图10对在X轴方向上排列了13个伞形元件的块，在X轴方向上排列13个，在Y轴方向上排列45个，作成450mm×450mm的周期构造反射板(带有锥度的伞形构造)。

图11表示该块的构造，在图12中表示构成各个块的伞形元件的构造。

在本实施方式中，关于涉及条件，如图13所示，即，把频率设为8.8GHz，设为垂直极化波，设反射波的反射方向α＝70°，设电介体基板1的厚度为3.20mm，设电介体基板1的介电常数εr＝4.4。

此外，关于图12所示的伞形元件的构造参数，如图14所示，将X轴方向的间距ax设为1.80mm，将Y轴方向的间距ay设为10mm，将X轴方向的伞形元件的宽度W_x设为1.20mm，将通路孔的直径d设为0.30mm。

在此，a_x的值是把反射系数的相位差Δφ取为π/10，把表示反射波的希望的行进方向的角α设为70°时的(式5)的Δx的值。

在本实施方式中，在图15中表示如图14所示，在设定了构造参数之后，求出与改变了Y轴方向的伞形元件的长度W_y的值时的W_y相对的反射系数的相位的值的结果。

为了使波束向希望方向弯曲，根据图15，求出相位差每次变化π/10°的W_y的值即可。

图16表示如此决定了带有锥度的伞形构造的W_y的值时的各个W_y的值以及相邻的伞形元件之间的间隙的值。为了方便，图16表示出了三个块的构造参数的值。

图17表示本实施方式的带有锥度的伞形构造的远方散射位置。如图17所示，根据该远方散射位置，波束朝向倾斜70°的方向，与镜面反射的方向θ＝0°方向相比，发射电平变高了。

(本发明的第五实施方式)

然后，说明本发明的第五实施方式的带有锥度的伞形构造。根据本发明的带有锥度的伞形构造，即使增加或者减少伞形元件的数量，也具有使波束朝向希望方向的效果。此外，在本实施方式的带有锥度的伞形构造中，附加锥度的方向既可以是正方向也可以是负方向。

在本实施方式中，相对于上述第四实施方式的带有锥度的伞形构造，追加短的伞形元件以及长的伞形元件做成15个伞形元件，使附加锥度的方向为上述第四实施方式的带有锥度的伞形构造的相反一侧。

在图18中表示构成本实施方式的带有锥度的伞形构造的一个块，即，表示15个伞形元件的带有锥度的伞形构造的长度。

在本实施方式中，在Y轴方向上排列45个图19所示的一个块的构造，在X轴方向上使周期为36mm地排列13个图19所示的一个块的构造。

图20表示此时的远方散射位置。如图20所示，可知反射波朝向作为希望方向的-70°的方向。

此外，当与把本发明第四实施方式所示的伞形元件的数量设为13个来作成相同大小的反射板的图17的结果相比较时，作为希望方向的70°方向的波束(图20的-70°的波束)，在13个伞形元件时，为9.12dB，与此相对，而在15个伞形元件时，电平则变高到9.37dB。

另一方面，镜面反射方向的电平，13个伞形元件时为3.66dB，与此相对，而在15个伞形元件时，电平则成为-0.16dB。即，可知在为15个伞形元件时，使反射波的波束弯曲的效果大。

(本发明的第六实施方式)

本发明的带有锥度的伞形构造可以改变在周期方向上排列的块的个数，还可以改变反射板的大小。

在本发明第六实施方式的带有锥度的伞形构造中，使一个块中的伞形元件的数量与第四实施方式的情况相同为13个，在Y轴方向上排列30个块，在X轴方向上设周期为36mm来排列11个块，构成300mm²的反射板。

在图21中表示此时的远方散射位置。如图21所述，可知最大发射方向的电平，在450mm²时为9.12dB，与此相对，虽然减小到4.15dB，但反射波弯曲到70°的方向。

(本发明第七实施方式)

然后，说明本发明第七实施方式的带有锥度的伞形构造。图22表示构成本实施方式的带有锥度的伞形构造的一个块，图23表示在本实施方式的带有锥度的伞形构造中使用的构造参数。

本实施方式，是在本发明的带有锥度的伞形构造中，将X轴方向的伞形元件的间距a_x以及Y轴方向的伞形元件的间距a_y设为与1.8mm大体相等的大小，将周期T设为36mm时的例子。

在本实施方式中，将设计条件设为：如图24所示，将频率设为8.8GHz，设为垂直极化波(在此，坐标表示在图23中)，在入射时波束向θ＝70°的方向弯曲。

此外，对于电介体基板1，设介电常数为4.4，设厚度为3.2mm，并且假设tanσ＝0.018。在图25中表示构造参数。

在图26中表示与此时的W_y的长度相对的反射系数的相位。图27表示从图26中，按X轴方向的每个间距a_x的相位差成为π/10而选择出的W_y的值。

在图28以及图29中表示在本实施方式的带有锥度的伞形构造中使用的构造参数以及它们的值的细节。

在图30中表示设周围T为2π，在X轴方向上排列两个块，在Y轴方向上排列7个块时的构造，在图31中表示在Y轴方向上排列250个块，在X轴方向上排列12个块，作成450mm₂的反射板时的远方散射位置。

(本发明第八实施方式)

然后，说明本发明第八实施方式的带有锥度的伞形构造。

图32表示出了改变图11所示的第四实施方式的带有锥度的伞形构造中的块的周期T的值、以及图6所示的第二实施方式的带有锥度的伞形构造中的块的周期T的值进行了配置时的、与周期T相对的反射波的发射方向的值。

如图32所示，可知：通过将T从2π变化到3π，可以使反射波的方向变化40°以上。

图33用于说明使周期T进行了变化时的带有锥度的伞形构造以及相位的样态。

在图33中，块1的伞形元件#1和块2的伞形元件#1为同相位，两者按照周期T的间隔分离开。

对于伞形元件#2～#11也相同。并且，在伞形元件#1和伞形元件#2之间附有π/10的相位差。由此，通过使周期T变化，可以控制反射波的方向。

(本发明的第九实施方式)

然后，说明本发明第九实施方式的带有锥度的伞形构造。

图34表示本发明第九实施方式的无线通信系统，该无线通信系统，在现有的镜面反射中，在即使设置反射板，电波也难以到达移动站j存在的方向的环境中，通过使用本发明的周期构造反射板(带有锥度的伞形构造)做到了电波可以到达。

在本实施方式的无线通信系统中，相对于当初假定的反射板的反射角θr1，根据环境的变化，在需要将反射角变化到θr2时，如图35所示，使反射板的周期滑动，可以使反射角变化到希望的方向上。进行滑动的方法既可以是手动，也可以是机械驱动。

(本发明第十实施方式)

然后，说明本发明第十实施方式的带有锥度的伞形构造。

图42表示在入射来的电波的电场朝向Y方向时，使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿Y轴方向倾斜来改变长度的例子。在此，设α＝sina^-1(λΔΦ/(2πΔy))。此时，在YZ面中，相对于镜面反射，可以将表示希望的反射波的行进方向的角度改变α。

(本发明第十一实施方式)

然后，说明本发明第十一实施方式的带有锥度的伞形构造。

在图41中，在入射波的电场朝向Y方向时，可以使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿X轴方向倾斜来改变长度，并且使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿Y轴方向倾斜来改变长度。

(本发明第十二实施方式)

然后，说明本发明第十二实施方式的带有锥度的伞形构造。

在入射来的电波的电场朝向X方向时，使各个伞形元件的X轴方向的长度LX_ij沿Y轴方向倾斜来使其变化，并且可以设为α＝sina^-1(λΔΦ/(2πΔy))。

(本发明第十三实施方式)

然后，说明本发明第十三实施方式的带有锥度的伞形构造。

在该带有锥度的伞形构造中，可以使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿X轴方向倾斜来使其变化，并且使各个伞形元件的X轴方向的长度LX_ij沿Y轴方向倾斜来使其变化。

(本发明第十四实施方式)

然后，说明本发明第十四实施方式的带有锥度的伞形构造。

在该带有锥度的伞形构造中，可以使各个伞形元件的Y轴方向的长度LY_ij沿Y轴方向和X轴方向倾斜来使其变化，并且使各个伞形元件的X轴方向的长度LX_ij沿X轴方向和Y轴方向倾斜来使其变化。

(变更例1)

图36以及图37表示排列了由电介体基板1以及补片2构成的没有通路孔3的伞形元件2的伞形构造。在此，补片2A的长度由相位差来决定。

图38表示该带有锥度的伞形构造中的反射系数的相位的等高线图。如图38所示，可知在该带有锥度的伞形构造中，对应补片2A的长度，清晰地附加了相位差。

(变更例2)

此外，图39表示仅由长条诗笺状的金属形成的带有锥度的伞形构造。

并且，图40表示仅由长条诗笺状的槽形成的带有锥度的伞形构造。

以上使用上述的实施方式对本发明进行了详细地说明，但对于本领域的人员来说，显而易见，本发明并不限于在本说明书中说明的实施方式。本发明在不超出由权利要求书的记载确定的本发明的宗旨以及范围的情况下，可以作为修改以及变更方式来实施。因此，本说明书的记载是以说明示例为目的的，对于本发明绝没有任何限制的意思。