×この技術を簡単クリック査定この機能をご利用いただくには、会員登録(無料)が必要です。出願した特許の牽制数、引用された数などを知る事ができます。気になる技術や特許をブックマークしておけば、いつでも後から読むことができます。後で印刷するために、公報をPDFでダウンロードできます。会員登録してastamuseを使えば、もっと簡単に便利にお使いいただけます。会員登録(無料)「astamuse」は世界中の挑戦したい社会課題に挑戦し、未来を創る人のプラットフォームです。二次装置を有するアンテナ※この項目の情報は公開日時点(2018年3月1日)のものです。絶対値が1以上のOAMモードを用いる場合に、受信アンテナの開口径の増大を抑制可能なレンズアンテナ装置を提供する。送信アンテナの中心と、受信アンテナの片端とを焦点とする斜め楕円において、少なくともOAMモード毎の最大利得となる放射箇所を含む範囲を、前記送信アンテナから放射される電磁波の放射軸を中心として一回転してできる回転体の構造を備える第1の反射板を備える。momentum:軌道角運動量)伝送技術は、複数の電磁波に異なる値のOAMを与え、各々の電磁波を直交独立した電磁波として見通し環境でも多重伝送可能な大容量化技術のため、最近注目されている(例えば、非特許文献1、2参照)。ここで、OAMのモードは通常Lで表され、整数値をとる。OAMのモードがLであれば電磁波の進行方向に垂直な面内で2πLまでの位相を変化させる必要があり、Lが正であれば左回り、負であれば右回りの位相変化を意味する。L=1のOAMモードを有する電磁波(OAM波)を生成するために、非特許文献1では、オフセットパラボラアンテナの反射鏡を中心から放射方向に切断し、螺旋状に高さを0〜λ/2で変化させる(図11参照)。非特許文献2では、円状に配置したN個の素子の位相を0〜2πまで2π/Nずつ変化させることで位相差を与えている(図12参照)。非特許文献2では、OAM波の特徴として、OAMモードの絶対値(|L|)が1以上では最大利得の放射角(θmax)がθ=0度(Z軸)方向ではないこと、また、絶対値が大きくなるにしたがって最大放射角が大きくなることが知られている(図13参照)。絶対値が1以上のOAMモードを用いる場合に、受信アンテナの開口径の増大を抑制可能なレンズアンテナ装置を提供する。送信アンテナの中心と、受信アンテナの片端とを焦点とする斜め楕円において、少なくともOAMモード毎の最大利得となる放射箇所を含む範囲を、前記送信アンテナから放射される電磁波の放射軸を中心として一回転してできる回転体の構造を備える第1の反射板を備える。請求項1送信アンテナの中心と、受信アンテナの片端とを焦点とする斜め楕円において、少なくともOAMモード毎の最大利得となる放射箇所を含む範囲を、前記送信アンテナから放射される電磁波の放射軸を中心として一回転してできる回転体の構造を備える第1の反射板を備える反射板。請求項2前記第1の反射板は、前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナ側に設けられ、環状に形成された請求項1に記載の反射板。請求項3前記第1の反射板は、前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナと反対側に設けられ、皿状に形成された請求項1に記載の反射板。請求項4前記送信アンテナから放射された電磁波の中で前記第1の反射板に反射されずに前記受信アンテナに到達する電磁波を、前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナと反対側に反射させる球体の一部からなる第2の反射板をさらに備え、前記第2の反射板は、前記受信アンテナに向かって前記放射軸付近を通る電磁波を前記反対側に反射させる請求項2に記載の反射板。請求項5前記送信アンテナから放射された電磁波の中で前記第1の反射板に反射されずに前記受信アンテナに到達する電磁波を前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナと反対側に反射させる、球体の一部からなる第2の反射板をさらに備え、前記第1の反射板には、前記第2の反射板で反射された電磁波が前記第1の反射板に入射する範囲において空洞が形成されている請求項3に記載の反射板。請求項6アレーアンテナの各アンテナ素子の位置を焦点とした複数の放物線回転体構造の反射板の一部を組み合せて構成される反射板。0001本発明は、反射板に関する。momentum:軌道角運動量)伝送技術は、複数の電磁波に異なる値のOAMを与え、各々の電磁波を直交独立した電磁波として見通し環境でも多重伝送可能な大容量化技術のため、最近注目されている(例えば、非特許文献1、2参照)。ここで、OAMのモードは通常Lで表され、整数値をとる。OAMのモードがLであれば電磁波の進行方向に垂直な面内で2πLまでの位相を変化させる必要があり、Lが正であれば左回り、負であれば右回りの位相変化を意味する。L=1のOAMモードを有する電磁波(OAM波)を生成するために、非特許文献1では、オフセットパラボラアンテナの反射鏡を中心から放射方向に切断し、螺旋状に高さを0〜λ/2で変化させる(図11参照)。図110003非特許文献2では、円状に配置したN個の素子の位相を0〜2πまで2π/Nずつ変化させることで位相差を与えている(図12参照)。非特許文献2では、OAM波の特徴として、OAMモードの絶対値(|L|)が1以上では最大利得の放射角(θmax)がθ=0度(Z軸)方向ではないこと、また、絶対値が大きくなるにしたがって最大放射角が大きくなることが知られている(図13参照)。2010.発明が解決しようとする課題0005しかしながら、非特許文献2のように、OAMモードの絶対値が1以上では最大利得の放射角が放射軸方向(θ=0度(Z軸)方向)ではないため、最大利得となる箇所で受信するためには、高次のOAMモードほど受信アンテナの開口径が増大してしまうという課題がある。0006本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、絶対値が1以上のOAMモードを用いる場合に、受信アンテナの開口径の増大を抑制可能な反射板を提供することである。課題を解決するための手段0007本発明の一態様は、送信アンテナの中心と、受信アンテナの片端とを焦点とする斜め楕円において、少なくともOAMモード毎の最大利得となる放射箇所を含む範囲を、前記送信アンテナから放射される電磁波の放射軸を中心として一回転してできる回転体の構造を備える第1の反射板を備える反射板。0008本発明の一態様は、上述の反射板であって、前記第1の反射板は、前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナ側に設けられ、環状に形成される。0009本発明の一態様は、上述の反射板であって、本発明の一態様は、上述のレンズアンテナ装置であって、前記第1の反射板は、前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナと反対側に設けられ、皿状に形成される。0010本発明の一態様は、上述の反射板であって、前記送信アンテナから放射された電磁波の中で前記第1の反射板に反射されずに前記受信アンテナに到達する電磁波を前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナと反対側に反射させる、球体の一部からなる第2の反射板をさらに備え、前記第2の反射板は、前記受信アンテナに向かって前記放射軸付近を通る電磁波を前記反対側に反射させるに反射させる。0011本発明の一態様は、上述の反射板であって、前記送信アンテナから放射された電磁波の中で前記第1の反射板に反射されずに前記受信アンテナに到達する電磁波を前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナと反対側に反射させる、球体の一部からなる第2の反射板をさらに備え、前記第1の反射板には、前記第2の反射板で反射された電磁波が前記第1の反射板に入射する範囲において空洞が形成されている。0012本発明の一態様は、上述の反射板であって、アレーアンテナの各アンテナ素子の位置を焦点とした複数の放物線回転体構造の反射板の一部を組み合せて構成される。0013本発明の一態様は、上述の反射板であって、前記アレーアンテナの各アンテナ素子と前記複数の放物線回転体構造の各放物線の頂点との距離とは、それぞれOAMを有する電磁波の最大利得の放射角に基づいて設定される。発明の効果0014以上説明したように、本発明によれば、絶対値が1以上のOAMモードを用いる場合に、受信アンテナの開口径の増大を抑制することができる。図面の簡単な説明0015OAM波の位相変化の例を示す図である。OAM波における放射距離と中心角とのそれぞれに対する位相変化の例を示す図である。本実施形態における反射板について説明する図であって、斜め楕円上の点の算出方法を示す図である。本実施形態における斜め楕円回転体構造の反射板70(第1の反射板)の構成概略の一例を示す図である。反射板70が無い場合(図5(a))と反射板70(図5(b))が有る場合とのそれぞれにおけるOAM波の放射角のシミュレーション結果を示す図である。図5(b)の反射板70が有る場合における電界強度のシミュレーション結果と、図6(a)の点線状での位相変化を示す図である。本実施形態における反射板70の第1の変形例を示す図である。本実施形態における反射板70の第2の変形例を示す図である。本実施形態における反射板70の第3の変形例を示す図である。本実施形態における反射板70の第4の変形例を示す図である。非特許文献1におけるオフセットパラボラアンテナの概要を示す図である。非特許文献2におけるアレーアンテナの概要を示す図である。OAMモードの絶対値が1以上の放射パターンの例を示す図である。図5図6実施例0016以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。図面は必ずしも実際の寸法を表現していない場合がある。momentum:軌道角運動量)波用の送信アンテナ用の反射板である。この反射板は、送信アンテナの中心と、受信アンテナの片端とを焦点とする斜め楕円において、少なくともOAMモード毎の最大利得となる放射箇所を含む範囲を、その送信アンテナから放射される電磁波の放射軸を中心として一回転してできる回転体の構造を備える。以下に、本実施形態における反射板について、具体的に説明する。0018まず、図1、図2を用いて、本実施形態における反射板の特徴について説明する。図1は、OAM波の位相変化の例を示す図である。図2は、OAM波における放射距離と中心角とのそれぞれに対する位相変化の例を示す図である。一般的に、送信アンテナの中心(図1に示す原点)から放射状に放射されたOAM波は、その放射された距離の変化に応じて位相が変化する(図2(a))。送信アンテナの中心(図1に示す原点)から放射状に放射されたOAM波は、図1に示すZ軸に垂直な面の円周上では中心角の変化に応じて位相が変化する(図2(b))。OAMのモードLが|L|の場合には1周で360°左回りに変化する。図1図20019これにより、例えば、アンテナ開口径が小さい場合や、最大利得となる放射角が大きい場合等、点波源と近似できる場合において、送信アンテナの中心と受信アンテナの中心とをそれぞれ焦点とする楕円をZ軸周りに一回転してできる回転体の一部からなる反射板を用いると、楕円の一方の焦点(送信アンテナの中心)から放射されたOAM波が、この反射板で反射されて他方の焦点(受信アンテナの中心)に到達する経路長は、どこでも長半径の2倍で等しくなる。そのため、受信アンテナの中心でそれぞれ異なった位相が合成され、打ち消し合ってしまう。そこで、本発明では、送信アンテナから出射されるOAM波に対して、斜め楕円をZ軸周りに一回転してできる回転体の一部からなる反射板を用いる。これにより、受信アンテナは、中心角毎に異なる複数の焦点で受信することができるため、上述したような打ち消しは生じない。0020以下に、本実施形態における反射板について、説明する。本実施形態における反射板は、斜め楕円回転体構造である。この斜め楕円回転体構造の反射板を実現するには、この斜め楕円上の点を算出する必要がある。以下に、本実施形態における反射板の斜め楕円上の点の算出方法について、説明する。図3は、本実施形態における反射板について説明する図であって、斜め楕円上の点の算出方法を示す図である。́とを持つ楕円10を考える。́ともにZ軸上にある楕円を楕円11とする。ここで、送信アンテナ50及び受信アンテナ60は、OAM波を生成し、モードを分離できるものであればよく、特定に限定されない。送信アンテナ50及び受信アンテナ60は、アレーアンテナに位相器を組み合わせたものであってもよい。図30022楕円11上の点を(z1、y1)とすると、楕円11の方程式は式(1)で示される。aは楕円10及び楕円11の長半径を示し、bは楕円10及び楕円11の短半径を示す。́との間の距離を示す。́との間の距離は、以下に示す式(2)の関係がある。00250026ただし、距離dは送信アンテナ50から受信アンテナ60までの距離を示し、Drxは受信アンテナ60の開口径である。したがって、式(2)を整理すると、以下に示す式(3)及び式(4)が導出される。002700280029したがって、式(4)で所望のdとDrxを設定し、aを仮定すると、式(3)に基づいてbが算出することができ、楕円11上の全ての点(z1,y1)の値が算出できる。0030次に、焦点Fと点(z1,y1)の距離をrとし、Z軸と点(z1,y1)とのなす角をβ°とすると、r及びβ°は以下に示す式で表される。003100320033したがって、楕円10上の点を点(z2,y2)とすると、z2、y2は、以下に示す式で表され、斜め楕円10上の点(z2,y2)の値が算出できる。003400350036本実施形態における斜め楕円回転体構造の反射板は、算出した斜め楕円10のy≧0に該当する箇所のうち、少なくともモード毎の最大利得となる放射箇所を含む任意の範囲をZ軸周りに一回転してできる回転体である。ここで、楕円10及び楕円11の長半径であるaと、使用するモードとを仮定したことにより、反射板の開口径Dref(反射板までを含めてアンテナ開口径とするならば送信アンテナ50の開口径)が決定する。したがって、Drefが既定の装置サイズに収まるようにするには、a及び使用するモードを調整する必要がある。0037図4は、本実施形態における斜め楕円回転体構造の反射板70(第1の反射板)の構成概略の一例を示す図である。図5,6は、斜め楕円回転体構造の反射板70による効果の一例を示す図である。図4図50038反射板70を送信アンテナ50の位置から見て、受信アンテナ60の位置と同じ側(z2≧0)に配置する必要がある場合、図4に示すように反射板70は環状に形成される。