(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナの放射方向を電子的に操作する方法であって、
カーボンナノチューブを照射するアドレス可能な光媒体のアレイを備える表面共形リフレクタを供給すること、
トランスミッタからリフレクタの方向へ高周波信号を放射すること、並びに
一又は複数の光信号を用いて光媒体に選択的にアドレスすることによりカーボンナノチューブを照射して、非金属状態と金属状態との間でカーボンナノチューブの状態を切り換えることにより、放射される高周波信号の反射を変更すること
を含む方法。
【請求項２】
光媒体のアレイに命令してカーボンナノチューブを照射させることにより、事前に生成したパターンに従って金属状態又は非金属状態を採用することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
リフレクタ上のカーボンナノチューブを無作為に方向付ける、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
複数の光ファイバーをカーボンナノチューブに連結してカーボンナノチューブを照射することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
光媒体の第２のアレイにアドレスすることによりカーボンナノチューブの表面の異なる部分を光で照射して、非金属状態と金属状態との間でカーボンナノチューブを切り換えることにより、放射される高周波信号の反射の方向を変更することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
高周波信号の作用を感知すること、及び前記作用に応答して反射方向を変更することを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
航空機の外表面上にカーボンナノチューブを配置し、航空機内部から発生する光信号を光ファイバーによって供給する、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
一又は複数の光学的にアドレス可能なカーボンナノチューブを備えた表面共形リフレクタであって、前記ナノチューブが、光学的にアドレスされると非金属状態と金属状態との間で切り換わる、表面共形リフレクタ、
表面リフレクタの方向へ高周波信号を放射するか、又は表面リフレクタの方向から高周波信号を受信するトランシーバ、並びに
一又は複数の光信号によりカーボンナノチューブの一部分を照射して当該部分を非金属状態と金属状態との間で切り換えることにより、放射される高周波信号を反射させる光導体
を備える航空宇宙システム。
【請求項９】
カーボンナノチューブの表面が感光材料を含み、この感光材料が、導体によって、事前に生成されたパターンに照射される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
カーボンナノチューブがリフレクタ上で無作為に方向付けられている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
カーボンナノチューブに光学的に連結されて、ナノチューブ上の一又は複数のパターンを照射する複数の光ファイバーを更に備えている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
カーボンナノチューブの表面の異なる部分を光で照射して、非金属状態と金属状態との間でカーボンナノチューブを切り換えることにより、放射される高周波信号の反射の方向を変更する、光媒体の第２アレイを更に備えている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
高周波信号の作用を検出するアンテナを更に備え、且つアンテナに応答して作用に応じて反射方向を変更する制御回路を更に備えている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
カーボンナノチューブが航空機の外表面上に配置されており、光導体がカーボンナノチューブに光学的に連結されて、航空機内部から発信される光信号をカーボンナノチューブに供給している、請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、航空機の高周波アンテナの再設定のための技術システム及び方法に関するものであり、具体的には、高周波アンテナから発生する電子信号の方向の光学的再設定と、感光性カーボンナノチューブを用いて構築されるリフレクタとに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機のアンテナの電磁作用を阻止するための既存の方法では、到来する電磁作用のパルスを遮断又は接地しようとすると、複雑で且つ周縁部でのみ効果的なエレクトロニクスが必要となる。さらにこの作用を絶縁するアンテナパターンを制御するために、現在利用可能な方法は、固定パターンのリフレクタを使用するか、動的再設定の場合には、各々がそれ自体の送信又は受信エレクトロニクスを有する小さなアンテナの大規模アレイか、或いは各々がそれ自体の受動的位相器を有する小さなアンテナの大規模アレイを使用する。先行技術によるシステム及び方法を用いて所望の結果が達成されているが、上述の望ましくない特徴が軽減された新規のシステム及び方法は有用である。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の教示による技術システム及び方法は、有利には、帯域内の強力な電磁作用に対し、動的に非感受性となることが可能なアンテナを提供する。この技術システムは、アンテナに大量のエレクトロニクスを追加することなく、アンテナを動的に再設定可能にするという二次的な利点を有する。
【０００４】
一実施形態では、システムは、光学的にアドレス可能なカーボンナノチューブドメインの二次元アレイを含む表面共形リフレクタを含む。ナノチューブは光感受性材料と組み合わせることができるので、正確な波長の光に曝されると、ナノチューブが金属状態と非金属状態との間で交互に切り換わる。各ドメインは、光学的にアドレスされてナノチューブの状態を切り換える。システムは、表面照射器及び光導体の方向に高周波信号を放射して、一又は複数の光信号でドメインを照射する。ドメインは、照射されると、カーボンナノチューブのアドレス可能なドメインを、非金属状態と金属状態の間で切り換えて、放射される高周波信号を反射する。これらのドメインを使用して、表面共形受動アレイを生成することができる。このようなアレイを単純な送受信機アンテナと共に使用することにより、操作可能且つ高速周波数可変な有効なアンテナが形成される。
【０００５】
別の実施形態によるエアロスペースアセンブリは、表面に操作可能に連結した構造及びエアロスペースシステムを含む。このエアロスペースシステムは、トランスミッタと、カーボンナノチューブの光学的にアドレス可能なドメインの二次元アレイを含む表面共形リフレクタとを含む。このドメインは、光学的にアドレスされると、非金属状態と金属状態との間でナノチューブを切り換える。トランスミッタは、表面照射器の方向に高周波信号を放射する。光導体は、リフレクタに連結されて一又は複数の光信号でドメインを照射して、カーボンナノチューブの光学的にアドレス可能なドメインを非金属状態と金属状態との間で交互に切り換えることにより、放射される高周波信号を選択的に反射する。
【０００６】
別の実施形態による方法は、カーボンナノチューブの光学的にアドレス可能なドメインの二次元アレイを含む表面共形リフレクタを提供することを含む。このドメインは、光学的にアドレスされると、非金属状態と金属状態との間で交互に切り換わる。高周波信号は、トランスミッタからリフレクタの方向に放射される。次いでカーボンナノチューブのドメインに光信号でアドレスすると、このドメインは非金属状態と金属状態との間で切り換わることにより、所定の方向に放射高周波信号を反射させる。
【０００７】
上述の、又は後述する特徴、機能、及び利点は、種々の実施形態において単独で達成することができるか、或いはまた別の実施形態において組み合わせることができる。これらの詳細について、以下の説明及び添付図面を参照して説明する。
【０００８】
本発明の教示によるシステム及び方法の実施形態について、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による光学的に再設定可能なリフレクタ及びアンテナを示す等角図である。
【図２】図２は、図１のシステムの光学的に再設定可能なリフレクタの拡大断面図である。
【図３】図３は、図１のシステムの光学的に再設定可能なリフレクタ及びアンテナを示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施形態によるアンテナの反射方向を光学的に設定する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、光学的に再設定可能な高周波アンテナ技術のシステム及び方法を開示するものである。本発明の特定の実施形態の多数の特定の詳細は、このような実施形態の完全な理解を可能にするために、後述の説明と図１−４とに規定される。しかしながら、当業者であれば、本発明には更なる実施形態が存在しうること、又は本発明が、後述する詳細のいくつかを欠いても実施されうることを理解するであろう。本明細書において、カーボンナノチューブは、隣接する感光材料が照射されると導電性となる材料として開示されており、照射されると導電性となるあらゆる材料を、ここに開示するカーボンナノチューブ及び感光材料の替わりに使用することができる。
【００１１】
感光性のカーボンナノチューブを使用することにより、薄くて軽量のパターン化されたインピーダンス表面を生成することができ、このような表面において、金属領域と非金属領域とを動的に変化させることができる。この性能により、一つのアンテナを複合表面と共に使用して、その周波数と作用の方向とを変更することができる。その結果、一つのアンテナを多数の異なる用途に使用することができ、ビークルの飛行表面にアンテナシステムを容易に適合させることができる。加えて、表面上においてパターン化されたインピーダンスを使用することにより、強力な高周波（ＲＦ）の作用の間にＲＦ入力に対してアンテナを非感受性にすることができる。
【００１２】
ここに開示される航空機システムは、送信又は受信のためのアンテナを含む。アンテナは、全方向から細いビームへと、その電磁パターンを円滑に変化させることができ、このビームを操作可能であり、動作の周波数を同調させることができ、電気的に受動的なデバイスから構成され、表面（例えば、航空機又は任意のビークルの表面）に適合した形状を有することができ、且つ電磁作用にきわめて抵抗性である。
【００１３】
ナノチューブを使用する航空機システムの動作には二つの部分がある。航空機に使用可能なシステムが開示されるが、この動作及びシステムは航空機に限定されず、あらゆる移動又は固定デバイスに使用することができる。第１の部分はホログラフィックプロセスであり、このプロセスによってアンテナは、ナノチューブの表面上のパターンと相互作用して、修正された複合ＲＦパターンを生成する。システムの動作の第２の部分は、小さな開口から光を照射する光導波路と、パターン化された表面上の反射を制御する光学的にアドレス可能なナノチューブとの間の相互作用を含む。光が、カーボンナノチューブ２０８に取り付けられた感光材料２１０を照射すると、感光材料２１０がエレクトロンを蓄積し、その結果、隣接するナノチューブが導体として作用することによりＲＦ信号を反射する。図１は、小規模な全方向送信アンテナを用いることにより、このようなプロセスが、固定された単一方向に向けられた焦点集束ビームを生成する様子を示す例示的図面である。
【００１４】
図１では、システム１００は、全方向に概ね均一にＲＦエネルギー１０４を放出する小規模な照射器アンテナ１０２（本明細書ではトランスミッタとも呼ぶ）を有している。放出されるエネルギーは、表面に適合するリフレクタ１０８の表面１０６の上方の空間および表面１０６を照射する。表面１０６が非金属材料である場合、アンテナ１０２から放出されるエネルギー１０４は表面１０６を通過する。表面１０６が金属などの導電材料から構成されている場合、放出されるエネルギー１０４は反射エネルギー１１０となる。エネルギー１０４が反射されると、反射エネルギー１１０は、アンテナ１０２から直接放出されたエネルギー１０４と組み合わされて、ＲＦ強度が高い円形領域と低い円形領域の（比較的）単純なパターンを生成する。
【００１５】
本明細書に記載されるシステム１００の表面１０６では、航空機の外板に取り付けられたカーボンナノチューブの、導電性領域１１２のパッチと非導電性領域１１４のパッチとが混じり合っている。パッチ１１２は、光信号がパッチ１１２を照射すると導電性となる。アンテナ１０２から直接送られるエネルギー１０４と、様々な導電性パッチ１１２（本明細書ではパターン表面とも呼ぶ）に反射するエネルギー１１０とは、外側に向かう一方向に集束させた反射エネルギー１１０のビームを生成するように構成することができる。パッチ１１２は、パッチの一部を選択的に有効にして導電性とするために、ここに開示される光信号を用いて個々にアドレス可能である。更に、パッチ１１２は、パッチの一部を選択的に無効にして結果として無効なパッチが非導電性となるように、ここに開示される光信号を用いて個々にアドレス可能である。パッチ１１２の導電性をこのように変更することにより、アンテナ１０２から発信されるＲＦ信号の方向又は反射が変化する。
【００１６】
このような反射及び組み合わせのプロセスは、アンテナ１０２が受信アンテナである場合は逆方向に等しく動作する。全方向送信を、何らかの軸に沿って外側に向かう細いビームに集束させる表面１０６が、当該軸上への細い入力ビームに曝される場合、パターン化された表面１１２で反射される細い入力ビームは、ビームの表面に当たらなかった部分と相互作用して、アンテナ１０２に向かう全方向信号を生成する。送信されている全方向信号を生成するアンテナ１０２は、受信している全方向信号に対しても感受性であるので、アンテナ１０２は、細いビームで送信される入力信号を検出する。
【００１７】
図２は、航空機の外板２０２に連結されたリフレクタ２００を示す。航空機の外板２０２は航空機の構造部分に取り付けられており、光媒体２０４ａ−２０４ｎ（例えば光導波路）のアレイを介して、カーボンナノチューブ／光増感剤２０８（図２の水平線で示す）の多数の小さなドメインからなる二次元アレイに連結された表面１０６を有し、各領域又はドメインは個々に光学的にアドレス可能である。光媒体２０４ａ−２０４ｎには、光ファイバ２０６ａ−２０６ｎを介して光信号を供給することができる。カーボンナノチューブ２０８に連結された光媒体２０４ａ−２０４ｎの隣には感光材料２１０が配置される（図２では交差線で示す）。カーボンナノチューブ２０８は、環境からカーボンナノチューブ２０８を保護するために使用可能なコーティング２１２によって覆われる。
【００１８】
光ファイバ２０４ａ−２０４ｎのアレイを使用して、強度の異なる光信号をカーボンナノチューブ２０８の各領域に送信することにより、変化する導電性のパターンを有する表面を生成することができる。更に、領域に適用される光信号の数及び位置を変化させることにより、表面の導電性のパターンを変化させることができる。パターンの方向を変化させることにより、アンテナ１０２が有効となる方向を変更することができる。同じ導電性を有する連続領域の数を増大及び減少させることにより、パターンの大きさの度合いを増大及び低減することができる。これにより、システムの動作の周波数を低下及び上昇させることができる。最後に、アンテナ１０２が急激に上昇するＲＦ入力信号を捕捉しようとする場合、アンテナ１０２によって供給される論理回路は、システムが強力な電磁作用を受けていると結論し、光学コントローラに指示して全領域を低導電性状態になるよう命令させるか、又はＲＦ信号の方向をシステムから変化させる。これにより、アンテナ／受信器システムは、作用を受ける方向に高い感受性を有さなくなり、したがって受信器が作用の影響を受けない可能性が最大となる。
【００１９】
小要素のアレイの各々は、感光材料２１０が物理的又は化学的に取り付けられた多数のカーボンナノチューブ２０８を含む。即ち、ナノチューブ２０８は光信号によってアドレス可能であり、この光信号は、金属状態と非金属状態との間でナノチューブを交互に切り換えることを制御するために使用される。光媒体２０４ａ−２０４ｎは開口２０５ａ−２０５ｎを有し、この開口を通過して光信号が感光材料２１０を照射することができる。ナノチューブの要素は、平坦な表面上又は複合構造を有する表面上のアレイに配置することができる。ナノチューブ２０８は、物理的に整列していても、又は無作為に配置されていてもよい。
【００２０】
要素のアレイの内部又は縁のいずれかに、図１に記載の単純な高周波アンテナ１０２が配置される。アンテナ１０２の単純なＲＦ域と、表面アレイでの当該領域の反射との相互作用により、ＲＦシステムの使用中に成形可能且つ操作可能な最終ＲＦ域パターンが形成される。アレイの要素を制御して一組でまとまって動作させることにより、高周波域でアレイを動作させることもできる。要素の制御には、要素に対して、各要素に個別にアドレスでき、且つ再設定可能なアンテナシステムを使用できる構造に適した光信号が用いられる。ドメイン内のカーボンナノチューブ２０８が、無作為に方向付けられているのではなく、物理的に整列している場合、特定の方向に向くナノチューブを有するドメインを駆動することにより、送信又は受信されるＲＦ信号の偏向を制御することができる。
【００２１】
図２において、光発生材料２１０の例には、ＣｄＳ及びＣｄＳｅなどの感光材料が含まれる。これらは光効率および応答時間が良好な周知の感光材料である。したがって、これらの材料が最善の選択であると考えられる。ＣｄＳ又はＣｄＳｅ由来の光発生電荷が量子キャパシタンスによりフェルミ準位に作用し、これによりカーボンナノチューブの導電性を変更する。
【００２２】
本発明に使用できる別の光発生技術が、２００４年３月、カナダ国ケベック州モントリオールで行われたアメリカ物理学協会（American Physical Society）の年次会合において開示された。会合での、Matthew S. Marcusらによる「Photo-gated Carbon Nanotube FET Devices」と題された発表では、ＨｅＮｅレーザ由来の可視光を使用して、シングルウォールナノチューブＦＥＴ（ＣＮＴＦＥＴ）のゲートを制御する機能が開示された。トランジスタデバイスがＳｉＯ／ｐ−Ｓｉ基板上に作製され、そこでナノチューブチャネルのゲートとして使用された。光はカーボンナノチューブによって吸収されて、光電流を発生させただけでなく、シリコンゲートにも吸収されて、ＳｉとＳｉＯ５との間の境界に光電圧を生成した。ＣＮＴＦＥＴの光ゲートを制御するための光を使用して、１ｎＡまでのチャネル電流に電荷が観察された。
【００２３】
また別の可能性は、感光性樹脂（「フォトポリマー」）の使用である。多数の研究論文によって、カーボンナノチューブにポリマーを利用した光電子デバイスの作製に関する結果及び議論が発表されている。ポリマーは通常、ナノチューブに共有結合的に接合されるのではなく、カーボンナノチューブ２０８と接触することによりナノチューブを機能させる。ポリマーが光を吸収するときに形成される電荷によりナノチューブ表面の近くに光電圧が生成され、上述したようにナノチューブの導電性が変更される。ナノチューブ周辺におけるポリマーのこのような「ラッピング」は、ナノチューブにポリマーを共有結合的にリンクさせることより優れた利点を有する。というのは、共有結合的リンクはナノチューブの構造を化学的に変化させるからである。カーボンナノチューブを用いた感光性樹脂の形成の例が、A. Star, D.W. Steuerman, J.R. Heath及びJ.F. Stoddart, Angewによる"Starched Carbon Nanotubes"（Int. Ed. 41 (2002), p. 2508）に記載されている。
【００２４】
興味深いことに、フォトポリマーは大きな光子断面を有し、ナノチューブの存在はフォトポリマーからの発光光子の放出を抑制する傾向があり、これは、ナノチューブの導電性に変化を生じさせるナノチューブへの電荷移動効果に有利に働く。このようなポリマーカーボンナノチューブハイブリッド構造については、ポリマーによって吸収される全ての光子についてナノチューブ導通において概ね１０５個の電子が増加するという幾分大きな光電子の利得が報告されている。
【００２５】
このシステムの動作の別の態様は、カーボンナノチューブの最近発見された特性の応用である。その特性とは、カーボンナノチューブが、光信号により導電性形態と非導電性形態との間で切り換え可能であることにより、方向が可変のビームの生成に使用できることである。
【００２６】
カーボンナノチューブの発見から程なくして、それらが多種であり、様々な特性を有することが判明した。本発明に重要であるのは、ナノチューブの種類によって大きく異なる特性の一つが導電性である、ということである。種類による変動を有さない一つの特性は、カーボンナノチューブが、外部の電磁界によるどのような影響に対しても、例えば端子とナノチューブとが実際に接触したことにより生成されるように電磁界が大規模にならない限り、高い抵抗性を有するということである。最近得られた測定値により、外部の電界に対してナノチューブを露出させても、電界強度が２００万ボルト／ｍ（即ち、海面の高さの大気中のガスがイオン化する電界強度であり、大気中にそれよりも強い電界が生じ得ない）に接近するまでは、その導電性は変化しないことが示されている。したがって、すべての実際的な目的のために、地球の大気中で使用されるカーボンナノチューブを用いたあらゆるデバイスは、電磁界由来の影響に対して抵抗性である。したがって、導電性および非導電性カーボンナノチューブを含むパターンで表面を被覆することにより形成される、導電性の高い領域と低い領域からなる表面上のパターンは、それに衝突するＲＦエネルギーによって変化することはない。加えて、このパターンは、当該パターンが処理しようとする電気信号により変化することがなく、脅威と考えられうる高周波兵器により変化することもない。
【００２７】
カーボンナノチューブの導電性が外部の電磁界に影響されることがなくとも、導電性は、ナノチューブ表面上に、帯電した分子又は電気的に分極した分子を配置することにより変化させることができる。ナノチューブに対して、帯電した分子又は分極した分子を物理的に接触させることにより、ナノチューブが支持可能な電子波の機能が変化し、それによりナノチューブの導電性を変化させることができる。カーボンナノチューブは、衝突光を受けると電子状態と関連する光学状態とが変化する分子に接触するナノチューブを有するシステム内に準備することができる。ナノチューブと感光性分子との組み合わせによる発光は、光に応答してその導電性を変化させるが、外部の高周波電磁界に応答して導電性を変化させることのないスイッチとなる。
【００２８】
本発明の潜在的に重要な特徴は、ナノチューブの個々の領域を、長さ寸法におけるミクロン単位で、必要に応じてきわめて小さく作製可能なことである。これは、パターン化された表面を使用して、低いテラヘルツ周波数レンジにおいてＲＦ伝送を成形することができることを意味する。表面が有効である周波数の上限は、各領域をどこまで小さく作製できるかに依存する。
【００２９】
図３は、個々のナノチューブを選択し、それらにアドレスすることにより、アンテナ１０２から発信されるＲＦ信号の伝送方向を変える回路３００の概略図である。回路３００は反射コントローラ３０２を含む。反射コントローラ３０２は、電気機器を介して光変換回路３０４に連結されて、光媒体３０６ａを通して光信号を供給することにより、コンピュータによって生成されたパターン３０７ａで、ナノチューブ３０８を照射する。回路３００も電気機器を介して光変換回路３０４に連結されており、光媒体３０６ｂを介して光信号を供給し、別のコンピュータ生成パターン３０７ｂでナノチューブ３０８の別の部分を照射する。トランシーバコントローラ３１０は、ライン３１４を介してアンテナ３１２とＲＦ信号の送受信を行う。光変換回路３０４は、電気信号を光信号に変換するあらゆるデバイスを含むことができる。
【００３０】
トランシーバコントローラ３１０は、システム(図示しない)からＲＦ信号を受信して、ライン３１４を介してこのＲＦ信号をアンテナ３１２に供給することができる。トランシーバコントローラ３１０は、アンテナ３１２から、アンテナ３１２が作用下にあることを示す信号を受信して、受信した信号を反射コントローラ３０２に供給することもできる。
【００３１】
反射コントローラ３０２は、アンテナ３１２が作用を受けたときを感知するために、プロセッサ及びメモリ（図示しない）、或いは他の何らかの論理回路網を含む。コントローラ３０２は、航空機内部に配置されて、光ファイバ２０６ａ−２０６ｎを介してリフレクタ２００に信号を供給することができる。リフレクタ２００は、図２に示すように、航空機の外部に配置することができる。コントローラ３０２は、作用を感知すると、光媒体３０６ａを介してナノチューブ３０８にパターン３０７ａを照射するために供給されている信号の第１アレイを選択的に停止させ、ライン３０６ｂを介して起動信号を供給することによりナノチューブ３０８にパターン３０７ｂを照射するために供給されている信号の第２アレイを起動することができる。ナノチューブを照射する異なるパターンを変更することにより、ナノチューブの導電状態及びアンテナ３１２から発信されているＲＦ信号の方向を変更することができる。
【００３２】
反射コントローラ３０２は、コンピュータで実行可能な指令を保存及び実行できる処理能力及びメモリを有する。一実施形態では、コントローラ３０２は、一又は複数のプロセッサ及びメモリ（図示しない）を含む。このメモリは、コンピュータで読み取り可能な指令、データ構造、プログラムモジュール又はその他のデータといった情報を保存するための任意の方法又は技術によって実装された、揮発性メモリ及び非揮発性メモリ、着脱可能な媒体及び着脱不能な媒体を含むことができる。このようなメモリには、限定しないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ又はその他のメモリ技術、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）又はその他の光学的記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、又はその他の磁気的記憶装置、個々のデータの冗長アレイ（ＲＡＩＤ）記憶システム、或いは、所望の情報を保存するために使用することができ、且つコンピュータシステムによってアクセス可能なその他あらゆる媒体が含まれる。
【００３３】
図４は、作用を受けた場合に、ナノチューブを制御してアンテナ１０２から送信されるＲＦ信号のビームの方向を変化させるために、コントローラ３０２によって実行されるフローチャート４００を示す。ブロック４０２では、反射コントローラ３０２は、一又は複数の光媒体にアドレスしてナノチューブ上のコンピュータ生成パターンを照射することにより、アンテナ１０２から発生する信号を所定の方向に向ける。生成された照射パターンは無作為なものでよいか、又はコンピュータによって生成されたものでよい。ブロック４０４では、反射コントローラ３０２は、トランシーバコントローラ３１０に、システムから送信されるＲＦ信号をアンテナ１０２に供給させることができる。別の実施形態では、ＲＦ信号はシステムから直接アンテナ１０２に供給される。
【００３４】
ブロック４０６において、反射コントローラ３０２は、トランシーバコントローラ３１０から作用の徴候が受信されたかどうかを感知する。ブロック４０８で反射コントローラ３０２は作用が発生しているかどうかを判断する。アンテナ１０２によって送信されているＲＦ信号が作用下にある場合（ブロック４０８の「はい」）、コントローラ３０２は、ブロック４１０において、ナノチューブを照射して新規反射パターンを形成するには、光信号によっていずれの光媒体を起動すればよいかを決定する。新規反射パターンが形成されると、アンテナ１０２から送信されるＲＦ信号の方向、又はアンテナ１０２によって受信されている任意のＲＦ信号の方向が変更される。アンテナ１０２が作用下にない場合（ブロック４０８の「いいえ」）、コントローラ３０２は、ブロック４０６で、トランシーバコントローラ３１０から作用の徴候が受信されたかどうかを感知し続ける。ブロック４１０において、新規反射パターンを形成するためにいずれの光媒体を起動すればよいかを決定した後、コントローラ３０２は、その結果に基づいて、一又は複数の光媒体を光学的に起動することにより、コンピュータが生成したパターンでナノチューブを照射する。ナノチューブが照射されると、ブロック４０２において、アンテナ１０２から発生する信号が別の所定の方向に再度方向付けられる。このような再方向付けも、アンテナ１０２に作用するあらゆる外部発信ＲＦ信号の反射を変化させる。
【００３５】
上述のように、本明細書では本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく多くの変更を加えることが可能である。したがって、本発明の範囲は、上記に示した特定の実施形態の開示によって限定されることはない。そうではなく、本発明は、特許請求の範囲によってその全体が決定されるものである。
また、本発明は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
アンテナの放射方向を電子的に操作する方法であって、
カーボンナノチューブを照射するアドレス可能な光媒体のアレイを備える表面共形リフレクタを供給すること、
トランスミッタからリフレクタの方向へ高周波信号を放射すること、並びに
一又は複数の光信号を用いて光媒体に選択的にアドレスすることによりカーボンナノチューブを照射して、非金属状態と金属状態との間でカーボンナノチューブの状態を切り換えることにより、放射される高周波信号の反射を変更すること
を含む方法。
（態様２）
光媒体のアレイに命令してカーボンナノチューブを照射させることにより、事前に生成したパターンに従って金属状態又は非金属状態を採用することを更に含む、態様１に記載の方法。
（態様３）
リフレクタ上のカーボンナノチューブを無作為に方向付ける、態様１に記載の方法。
（態様４）
複数の光チューブをカーボンナノチューブに連結してカーボンナノチューブを照射することを更に含む、態様１に記載の方法。
（態様５）
光媒体の第２のアレイにアドレスすることによりカーボンナノチューブの表面の異なる部分を光で照射して、非金属状態と金属状態との間でカーボンナノチューブを切り換えることにより、高周波信号の反射の方向を変更することを更に含む、態様１に記載の方法。
（態様６）
高周波信号の作用を感知すること、及び前記作用に応答して反射方向を変更することを更に含む、態様５に記載の方法。
（態様７）
航空機の外表面上にカーボンナノチューブを配置し、航空機内部から発生する光信号を光チューブによって供給する、態様４に記載の方法。
（態様８）
一又は複数の光学的にアドレス可能なカーボンナノチューブを備えた表面共形リフレクタであって、前記ナノチューブが、光学的にアドレスされると非金属状態と金属状態との間で切り換わる、表面共形リフレクタ、
表面リフレクタの方向へ高周波信号を放射するか、又は表面リフレクタの方向から高周波信号を受信するトランシーバ、並びに
一又は複数の光信号によりカーボンナノチューブの一部分を照射して当該部分を非金属状態と金属状態との間で切り換えることにより、放射された高周波信号を反射させる光導体
を備える航空宇宙システム。
（態様９）
カーボンナノチューブの表面が感光材料を含み、この感光材料が、導体によって、事前に生成されたパターンに照射される、態様８に記載のシステム。
（態様１０）
カーボンナノチューブがリフレクタ上で無作為に方向付けられている、態様８に記載の方法。
（態様１１）
カーボンナノチューブに光学的に連結されて、ナノチューブ上の一又は複数のパターンを照射する複数の光チューブを更に備えている、態様８に記載のシステム。
（態様１２）
カーボンナノチューブの表面の異なる部分を光で照射して、非金属状態と金属状態との間でカーボンナノチューブを切り換えることにより、放射される高周波信号の反射の方向を変更する、光媒体の第２アレイを更に備えている、態様８に記載のシステム。
（態様１３）
高周波信号の作用を検出するセンサを更に備え、且つセンサに応答して作用に応じて反射方向を変更する制御回路を更に備えている、態様８に記載のシステム。
（態様１４）
カーボンナノチューブが航空機の外表面上に配置されており、光導体がカーボンナノチューブに光学的に連結されて、航空機内部から発信される光信号をカーボンナノチューブに供給している、態様８に記載のシステム。
（態様１５）
構造体、及び
構造体に作用可能に連結された航空機システム
を備え、航空機システムが、
一又は複数の光学的にアドレス可能なカーボンナノチューブを備えた表面共形リフレクタであって、前記ナノチューブが、光学的にアドレスされると、非金属状態と金属状態との間で切り換わる表面リフレクタ、
表面リフレクタの方向へ高周波信号を放射するトランスミッタ、並びに
一又は複数の光信号でカーボンナノチューブの一部を照射して、非金属状態と金属状態との間でカーボンナノチューブの当該部分を切り換えることにより、放射された高周波信号を反射させる光導体
を含む、航空機アセンブリ。
（態様１６）
カーボンナノチューブの光学的にアドレス可能な部分が、事前に生成されたパターンに照射されるように動作可能な感光材料を含む、態様１５に記載の航空機アセンブリ。
（態様１７）
光学的にアドレス可能なカーボンナノチューブが、リフレクタ上で無作為に方向付けられている、態様１５に記載の航空機アセンブリ。
（態様１８）
カーボンナノチューブに光学的に連結されてナノチューブの一部を照射する複数の光チューブを更に備えている、態様１５に記載の航空機アセンブリ。
（態様１９）
カーボンナノチューブの表面の異なる部分を光で照射して、非金属状態と金属状態との間でカーボンナノチューブを切り換えることにより、高周波信号の反射方向を変更する光媒体の第２のアレイを更に備えている、態様１５に記載の航空機アセンブリ。
（態様２０）
高周波信号の作用を検出するセンサを更に備え、且つセンサに応答して作用に応じて反射の方向を変更する制御回路を更に備えている、態様１５に記載の航空機アセンブリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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