(57)【要約】  アンテナが提供され、該アンテナは、第１面に沿って延在する放射体アセンブリと、第２面に沿って延在するパターン化フェライトレイヤと、第３面に沿って延在するバンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）とを含む。バンドストップＦＳＳの第３面は放射体アセンブリの第１面と、パターン化フェライトレイヤの第２面との間に軸方向に介在している。
2019528640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に沿って延在する放射体アセンブリと、
第２面に沿って延在するパターン化フェライトレイヤと、
第３面に沿って延在するバンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）とを含み、
前記バンドストップＦＳＳの第３面は前記放射体アセンブリの第１面と、前記パターン化フェライトレイヤの第２面との間に軸方向に介在している、
アンテナ。
【請求項２】
前記パターン化フェライトレイヤおよび前記バンドストップＦＳＳは、画定された同時位相中心に従って形成される、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
水平接地面と、
前記水平接地面内に部分的に組み込まれ、信号が前記放射体アセンブリに配信される給電線とをさらに有する、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記放射体アセンブリは、
前記バンドストップＦＳＳに面したアパチャーレイヤと、
第１と第２のＦＳＳスーパーストレート構造体と、
前記アパチャーレイヤと、前記第１と第２のＦＳＳスーパーストレート構造体との間に軸方向に介在する空間的に設計された誘電体レイヤとを有する、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
少なくとも前記パターン化フェライトレイヤと前記バンドストップＦＳＳに対して前記放射体アセンブリを支持する給電タワー部材をさらに有する、請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第１と第２のＦＳＳスーパーストレート構造体はエッチングされた導体を含み、１０：１より大きい帯域幅比率を提供する、請求項４に記載のアンテナ。
【請求項７】
パターン化されたフェライトレイヤは、Ｘ字型構造体に構成されたフェライト材料を含み、
前記バンドストップＦＳＳは、パターン化されたフェライトレイヤのＸ字型構造体に対して中心にある環状導体を含む、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項８】
二重直線偏波および同時位相中心を有するアンテナのパターン化フェライトレイヤであって、
少なくとも前記同時位相中心と一直線上に構成される鉄材料を含み、
前記鉄材料は前記同時位相中心からオフセットした開口部を画定するように形成される、
パターン化フェライトレイヤ。
【請求項９】
前記鉄材料は、交差が前記同時位相中心と整列して、Ｘ字型構造体で配置される、
請求項８に記載のパターン化フェライトレイヤ。
【請求項１０】
複数のモジュール式アンテナセルにより構成されるフェーズドアレイアンテナであって、各モジュール式アンテナセルは、
放射体アセンブリと、
パターン化フェライトレイヤと、
前記放射体アセンブリと前記パターン化フェライトレイヤとの間に軸方向に介在するバンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）と、
隣接するアンテナセルの相補的な接続要素と接続するために、接続要素がその周囲に沿って構成されている接地面アセンブリとを含む、
フェーズドアレイアンテナ。
【請求項１１】
前記接地面アセンブリは隣接する接地面アセンブリと、その４つ以上の側面のうち少なくとも１つに沿って接続されるように構成される、請求項１０に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項１２】
前記パターン化フェライトレイヤおよび前記バンドストップＦＳＳは、画定された同時位相中心に従って形成される、請求項１０に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項１３】
前記接地面アセンブリは、
前記パターン化フェライトレイヤがその上に配置され、その周囲に前記接続要素が配置される水平接地面と、
前記水平接地面内に部分的に組み込まれ、信号が前記放射体アセンブリに配信される給電線とを有する、
請求項１０に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項１４】
前記放射体アセンブリは、
前記バンドストップＦＳＳに面したアパチャープリント配線板（ＰＷＢ）レイヤと、
第１と第２のＦＳＳスーパーストレート構造体と、
前記アパチャーＰＷＢレイヤと、前記第１と第２のＦＳＳスーパーストレート構造体との間に軸方向に介在する空間的に設計された誘電体レイヤとを有する、
請求項１０に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項１５】
前記アパチャーＰＷＢレイヤは前記パターン化フェライトレイヤからオフセット角度を有して配置される、
請求項１４に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項１６】
前記放射体アセンブリはさらに、
接地面アセンブリと前記アパチャーＰＷＢレイヤとの間に延在する垂直伝送ライン構造体と、
前記第１のＦＳＳスーパーストレート構造体を前記接地面アセンブリに対して支持する第１の給電タワー部材と、
前記第２のＦＳＳスーパーストレート構造体を前記接地面アセンブリに対して支持する第２の給電タワー部材とを有する、
請求項１４に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項１７】
前記第１と第２の給電タワーは異なる材料を含む、
請求項１６に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項１８】
前記第１と第２のＦＳＳスーパーストレート構造体はエッチングされた導体を含み、１０：１より大きい帯域幅比率を提供する、請求項１４に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項１９】
パターン化されたフェライトレイヤは、Ｘ字型構造体で構成されたフェライト材料を含み、
前記バンドストップＦＳＳは、パターン化されたフェライトレイヤのＸ字型構造体に対して中心にある環状導体を含む、
請求項１０に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【請求項２０】
パターン化フェライトレイヤのＸ字形構造体は、接地面の周囲に対して鋭角に配置された交差フェライト部材を含む、
請求項１９に記載のフェーズドアレイアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は、概して広帯域アレイアンテナに関し、より具体的には、同時位相中心（ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｔ  ｐｈａｓｅ  ｃｅｎｔｅｒ）を有する薄型、ウルトラワイドバンド、低周波モジュール式フェーズドアレイアンテナに関する。
【０００２】
ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ、ウルトラワイドバンドおよびウルトラバンドとしても知られる）は、（例えば、５００ＭＨｚまたは比帯域の２０％を超える）無線スペクトルの広い部分にわたる短距離広帯域通信に対して非常に低いエネルギーレベルを使用することができる無線技術である。ＵＷＢは、非協調レーダイメージングにおける従来の用途を有し、センサデータ収集、精密位置特定および追跡用途を対象とした最近の用途も有する。
【０００３】
電力レベル、周波数および／または正弦波位相を変化させることによって情報を送信する従来の無線伝送とは異なり、ＵＷＢ送信システムは、ある時間間隔で無線エネルギーを発生し、広い帯域幅を占めることにより、パルス位置または時間を変調することにより、情報を送信する。また、情報はパルスの極性、その振幅を符号化することによって、および／または直交パルスを使用することによって、ＵＷＢ信号（パルス）上で変調することができる。ＵＷＢパルスは、時間または位置変調をサポートするために比較的低いパルスレートで発散的に送信することができるが、ＵＷＢパルス帯域幅の逆数までのレートで送信することもできる。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、アンテナが提供される。該アンテナは、第１面に沿って延在する放射体アセンブリと、第２面に沿って延在するパターン化フェライトレイヤと、第３面に沿って延在するバンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）とを含む。前記バンドストップＦＳＳの第３面は前記放射体アセンブリの第１面と、前記パターン化フェライトレイヤの第２面との間に軸方向に介在している。
【０００５】
他の一実施形態では、二重直線偏波および同時位相中心を有するアンテナのパターン化フェライトレイヤが提供される。該パターン化フェライトレイヤは、少なくとも同時位相中心と一直線上に構成される鉄材料を含む。前記鉄材料は前記同時位相中心からオフセットした開口部を画定するように形成される。
【０００６】
さらに他の一実施形態によれば、複数のモジュール式アンテナセルにより構成されるフェーズドアレイアンテナが提供される。各モジュール式アンテナセルは、放射体アセンブリと、パターン化フェライトレイヤと、前記放射体アセンブリと前記パターン化フェライトレイヤとの間に軸方向に介在されたバンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）と、隣接するアンテナセルの相補的な接続要素と接続するために、接続要素がその周囲に沿って構成されている接地面アセンブリとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
この開示をより完全に理解するために、添付の図面および詳細な説明に関連して以下の簡単な説明を参照する。同様の参照番号は同様の部品を表す。
【図１】実施形態によるフェーズドアレイアンテナで使われるアンテナセルを示す斜視図である。
【図２】実施形態による、図１のアンテナセルのバンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）とパターン化フェライトレイヤを示す上面図である。
【図３】他の実施形態によるアンテナセルのバンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）とパターン化フェライトレイヤを示す上面図である。
【図４】他の実施形態によるアンテナセルのバンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）とパターン化フェライトレイヤを示す上面図である。
【図５】アンテナ接地面上のフェライトレイヤを示すアパチャースーパーセルサブアセンブリプロセスの初期段階から得られるアセンブリを示す斜視図である。
【図６】中間バンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）を有するフェライトレイヤとアンテナ接地面上に配置されたアパチャーアレイを示す、アパチャースーパーセルサブアセンブリプロセスの後段から得られるアセンブリを示す斜視図である。
【図７】メタマテリアル広角インピーダンス整合（Ｍ−ＷＡＩＭ）レイヤスーパーセルサブアセンブリプロセスの初期段階から得られるアセンブリを示す斜視図である。
【図８】メタマテリアル広角インピーダンス整合（Ｍ−ＷＡＩＭ）レイヤスーパーセルサブアセンブリプロセスの後段から得られるアセンブリを示す斜視図である。
【図９】図５および６のスーパーセルアセンブリと、図７および８のスーパーセルアセンブリとを含む完全なサブアレイの最終的アセンブリを示す斜視図である。
【図１０】実施形態によるフェーズドアレイアンテナのスーパーセルを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ウルトラワイドバンド（＞４：１）アパチャーは、次世代の多機能無線周波数（ＲＦ）システムにとって必要である。それらは固定ビームはたアクティブフェーズドアレイアンテナで提供され得る。アパチャーは、プラットフォーム実装のためには、きわめて薄く、メタルバックプレーンに従わなければならない。また、アパチャー（ａｐｅｒｔｕｒｅｓ）は、低コストであり必要があり、サブアレイを他のサブアレイと組み合わせて、任意サイズのスーパーアレイ（ｓｕｐｅｒ  ａｒｒａｙ）を構成できるようにモジュール式でなければならない。バックエンド電子回路と較正が複雑にならないように、低放射交差偏波ゲイン（ｌｏｗ  ｒａｄｉａｔｅｄ  ｃｒｏｓｓ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ｇａｉｎ）も必要である。このように、以下で説明するように、広周波数帯域（例えば、１３０ＭＨｚ−２ＧＨｚ）にわたり１５：１の帯域幅性能を提供し、低プロファイル構成に沿ったスキャンボリュームを提供するアンテナを提供する。このアンテナはモジュール式であり、消耗サイズにスケーラブルである。また、放射体の上下にフェライト材料と周波数選択面を組み合わせて設け、きわめて低プロファイル低周波数性能を可能とする。
【０００９】
図１を参照して、アンテナセル１０が設けられ、複数のアンテナセルを含むフェーズドアレイアンテナで用いられ、またはより具体的には、同時位相中心を有する低プロファイル、ウルトラワイドバンド、低周波数のモジュール式フェーズドアレイアンテナで用いられる。アンテナセル１０は、視野（ＦＯＶ）全体にわたり維持される優れた交差偏光性能を示す。アンテナセル１０は、６０度スキャン角度までで１５：１帯域幅を提供するウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）フェーズドアレイアンテナに展開できる。アンテナセル１０は、位相中心が一致している二重偏波であり、アンテナセル１０を隣接するアンテナセル１０に接続することを可能にするために、要素またはサブアレイレベルのモジュール設計を有する。アンテナセル１０はさらに、深さ低減及び熱的性能改善のためにグラウンド面内に組み込まれた給電電子回路と、帯域幅を広げつつＲＦ損失と重量を低減するために戦略的に配置されるフェライトと、フェライト材料における散逸損失を最小化する放射体とフェライトとの間の少なくとも一以上のバンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）とを含む。
【００１０】
特に、アンテナセル１０は、第１のＸ−Ｙ面Ｐ１に沿って延在する放射体アセンブリ２０と、第２のＸーＹ面Ｐ２に沿って延在するパターン化フェライトレイヤ３０と、第３のＸ−Ｙ面Ｐ３に沿って延在し、パターン化れふぁいとレイヤ３０における散逸損失を最小化するように構成されたバンドストップ周波数選択面（ＦＳＳ）４０とを含む。バンドストップＦＳＳ４０の第３のＸ−Ｙ面Ｐ３は、放射体アセンブリ２０の第１のＸ−Ｙ面Ｐ１とパターン化フェライトレイヤ３０の第２のＸ−Ｙ面Ｐ２との間に、高さ（またはＺ軸）方向に沿って軸方向に介在される。アンテナセル１０は、以下に説明する同時位相中心１１（図２ないし４参照）も含む。パターン化フェライトレイヤ３０のパターンの中心と、バンドストップＦＳＳ４０の操作可能部材の対応する中心とは、同時位相中心１１に従って形成され配置される。
【００１１】
アンテナセル１０はさらに、水平接地面５０と、給電電子回路６０とを含む。水平接地面５０は、アルミニウムまたは他の適切な金属材料で形成することができる支持プレート５１と、支持プレート５１の上面に配置された電力分割器給電プリント配線板（ＰＷＢ）５２と、スペーサ５３とを含む（図５を参照）。スペーサ５３は、電力分割器給電ＰＷＢ５２の上面に配置され、パターン化フェライトレイヤ３０を支持する。給電電子回路６０は、電力分割器給電ＰＷＢ５２内の水平接地面５０によって画定される実質的に水平なＸ−Ｙ平面に沿って走る電気回路トレースとして設けることができ、したがって少なくとも部分的に水平接地面５０内に埋め込まれる。給電電子回路６０は、アンテナセル１０全体の奥行きプロファイルを減少させることを可能にし、熱性能を改善することができる。いずれにせよ、給電電子回路６０は、給電電子回路６０および放射体アセンブリ２０に電気的に結合された（後述する）垂直伝送ライン構造体７０を介して放射体アセンブリ２０に配信するための信号を担うように、動作可能に配置される。
【００１２】
放射体アセンブリ２０は、アパチャーＰＷＢレイヤ２１と、第１のＦＳＳスーパーストレート構造体２２と、第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２３と、空間的に設計された誘電体レイヤ２４とを含む。互いに組み合わせて、特に第１および第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２２および２３ならびに空間的に設計された誘電体レイヤ２４を含む放射体アセンブリの様々な構成要素は、メタマテリアル広角インピーダンス整合（Ｍ−ＷＡＩＭ）レイヤまたは構造体を形成する。
【００１３】
アパチャーＰＷＢレイヤ２１の対向する面はそれぞれ、バンドストップＦＳＳ４０の方を向くものと、反対を向くものとがある。アパチャーＰＷＢレイヤ２１は、配線板基板２１０と、その配線板基板２１０上に配置された回路トレース２１１とを含む。アパチャーＰＷＢレイヤ２１は、アンテナセル１０の両極の回路トレース２１１とアパチャー２１２のすべての対称的な組み合わせによって画定される同時位相中心１１からオフセットした１つまたは複数のアパチャー２１２を画定するように形成される。実施形態によれば、アパチャーＰＷＢレイヤ２１は、パターン化フェライトレイヤ３０と同様のパターンであるが、パターン化フェライトレイヤ３０に対してオフセット角度を有して形成することができる。すなわち、後述するように、パターン化フェライトレイヤ３０がＸ字形に形成される場合、アパチャーＰＷＢレイヤ２１は、Ｘ字形に対して４５度の角度で配置される十字形に形成することができる。
【００１４】
空間的に設計された誘電体レイヤ２４およびＭ−ＷＡＩＭは全体として、バンドストップＦＳＳ４０とは反対側を向いているアパチャーＰＷＢレイヤ２１の表面上に配置されている。空間的に設計された誘電体レイヤ２４は、アパチャーＰＷＢレイヤ２１と、第１および第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２２および２３との間に介在される。シアネートエステル石英ラミネートまたは他の類似の材料で形成された第１および第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２２および２３を用いて、空間的に設計された誘電体レイヤ２４は、高誘電率含有物が規定されるマトリックスで形成され得る。第１および第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２２および２３について、ラミネートは、一緒に硬化され、したがって自由空間とのインピーダンス整合を提供し、場合によっては環境シールを提供する複数のシートから製造されてもよい。
【００１５】
第１のＦＳＳスーパーストレート構造体２２は、空間的に設計された誘電体レイヤ２４から距離を置いて配置され、本体２２０を含む。上述のように、本体２２０は、シアン酸エステル水晶ラミネートまたは他の同様の材料から形成されてもよく、その表面上またはその内部構造内に設けられた第１のエッチング導体２２１を有する。第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２３は、第１のＦＳＳスーパーストレート構造体２２から距離を置いて配置され、本体２３０を含む。上述のように、本体２３０は、シアン酸エステル水晶ラミネートまたは他の同様の材料から形成されてもよく、その表面上またはその内部構造内に設けられた第２のエッチング導体２３１を有する。実施形態によれば、第１および第２のエッチング導体２２１および２３１はそれぞれ、長方形または正方形であり、それぞれの第１および第２のマトリックス２２２および２３２で構成されてもよい。さらに別の実施形態によれば、第２のエッチング導体２３１の各々のサイズは、第１のエッチング導体２２１の各々のサイズよりも小さくてもよく、一方、第２のマトリックス２３２のピッチは、第１のマトリックス２２２のピッチよりも小さくてもよい。
【００１６】
すなわち、第１および第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２２および２３はそれぞれ、空間的に設計された誘電体レイヤ２４の高誘電率含有物と一緒に構成されて１０：１より大きい帯域幅比率を提供、空間的に変化する第１および第２のエッチング導体２２１および２３１を含み得る。または、より具体的には、アンテナセル１０が最大６０度以上のスキャン角度で１３０ＭＨｚないし２ＧＨｚで動作可能な１５：１の帯域幅比率を提供する。
【００１７】
アンテナセル１０は、同軸ケーブル、ＰＷＢベースのマイクロストリップおよびストリップライン要素または他の同様の構造として提供され得る垂直伝送ライン構造体７０、ならびに第１および第２の給電タワー部材８０および８１をさらに含み得る。垂直伝送ライン構造体７０は、給電電子回路６０に結合され、バンドストップＦＳＳ４０を通って延在する第１の端部と、アパチャーＰＷＢレイヤ２１に電気的に結合された第２の端部とを有する。したがって、上述のように、垂直伝送ライン構造体７０は、給電電子回路６０から放射体アセンブリ２０のアパチャーＰＷＢレイヤ２１に信号を搬送するように動作可能に配置されている。第１および第２の給電タワー部材８０および８１は、少なくともパターン化されたフェライトレイヤ３０およびバンドストップＦＳＳ４０に対して、放射体アセンブリ２０の様々な構成要素を支持する。
【００１８】
第１の給電タワー部材８０は、アンテナセル１０の周囲に沿って配置され、水平接地面５０の電力分割器給電ＰＷＢ５２の上面から、バンドストップＦＳＳ４０内のアパチャー部を通って、アパチャーＰＷＢレイヤ２１の下面まで延在し得る。第１の給電タワー部材８０は、電力分割器給電ＰＷＢ５２にボルト締め、はんだ付け、または他の方法で接着することができ、ボルトまたはスナップフィット機構８０１を含むことができ、そのボルトまたはスナップフィット機構８０１によって、第１の給電タワー部材８０はアパチャーＰＷＢレイヤ２１にしっかりと接続可能であり、場合によって、空間的に設計された誘電体レイヤ２４にもしっかりと接続可能である。第１の給電タワー部材８０は、アルミニウムまたは他の適切な金属材料で形成されてもよく、より強い支持のために、任意的フィレット端部（ｏｐｔｉｏｎａｌ  ｆｉｌｌｅｔｅｄ  ｅｎｄ）を有する長方形その他の断面形状を有してもよい。
【００１９】
第２の給電タワー部材８１は、アンテナセル１０のコーナー部に配置され、水平接地面５０の支持プレート５１の上面から、アパチャーＰＷＢレイヤ２１のアパチャー２１２を通って、第１および第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２２および２３まで延在する。第２の給電タワー部材８１は、第１のボルト８１０によって支持プレート５１にボルト締めされ、そして第２のボルト８１１によって第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２３にボルト締めされることができる（図８参照）。第２の給電タワー部材８１は、第１のＦＳＳスーパーストレート構造体２２に画定された貫通孔８１２（図７参照）を通って延在してもよく、それらの貫通孔８１２の側壁に接着または接着されてもよい。第２の給電タワー部材８１はＲｅｘｏｌｉｔｅ（商標）または他の適切な誘電材料から形成され得る。
【００２０】
上記の構成により、アンテナセル１０は従来のアンテナより改善された性能を示す。パターン化されたフェライトレイヤ３０、バンドストップＦＳＳ４０、および結果として生じる同時位相中心１１を有するアンテナセル１０は、１５：１の帯域幅比率にわたって上限に近い実現利得性能を示す。
【００２１】
図２ないし図４を参照すると、留意点として、アンテナセル１０は、図１および図２において例示的な長方形または正方形の形状を有するように示されているが、隣接するアンテナセル１０へのアンテナセル１０のモジュール式接続をサポートする限り、この形状は必須ではなく、他の形状も可能である。したがって、アンテナセル１０は、図２に示すように長方形または正方形の形状を有することができ、図３に示すように三角形の形状を有することができ、図４に示すように六角形の形状を有することができ、一方、パターン化フェライトレイヤ３０のパターンおよびバンドストップＦＳＳ４０の構成は、それぞれの場合で異なってもよい。
【００２２】
すなわち、図２の長方形または正方形の場合、パターン化フェライトレイヤ３０は、アンテナセル１０の対向するコーナー部間に延在する長いクロス部材３１０と、長いクロス部材３１０の側面からアンテナセル１０の残りのコーナー部に延在する短い横方向クロス部材３１１とを含むＸ字型構造体３１に設けることができる。長いクロス部材３１０および短い横方向クロス部材３１１はそれぞれ、アンテナセル１０の周囲に対して鋭角に配置されてもよく、鉄材料で形成されてもよい。ここで、バンドストップＦＳＳ４０は、その中に懸架された環状導電要素４２を有する誘電体基板として設けられてもよい。環状導電要素４２は、第１の給電タワー部材８０が貫通するアパチャー部まで半径方向外向きに延びることなく、垂直伝送ライン構造体７０を囲むように配置することができる。環状導電要素４２は、Ｘ字型構造体３１の交差点と実質的に同軸の中心を有し、それによって同時位相中心１１を画定する。
【００２３】
図３の三角形の場合、パターン化フェライトレイヤ３０は、アンテナセルの周囲に対してすべて鋭角に配置され、すべて鉄材料で形成され、中心領域から三角アンテナセルのコーナー部に延在する横方向部材３２０を含むＹ字型構造体３２で設けることができる。ここで再び、バンドストップＦＳＳ４０は、その中に懸架された環状導電要素４２を有する誘電体基板として設けられてもよい。上述のように、環状導電要素４２は、第１の給電タワー部材８０が貫通するアパチャー部まで半径方向外向きに延びることなく垂直伝送ライン構造体７０を囲むように配置され、Ｙ字型構造体３２の中心領域と実質的に同軸の中心を有し、これにより同時位相中心１１が画定される。
【００２４】
図４の六角形の場合、パターン化フェライトレイヤ３０は、アンテナセルの対向するコーナー部間に延在する長いクロス部材３３０と、長いクロス部材３３０の側面から六角形アンテナセルの残りのコーナー部に延在する短い横方向クロス部材３３１とを含む二重クロスＸ字型構造体３３で設けることができる。長いクロス部材３３０および短い横方向クロス部材３３１はそれぞれ、アンテナセルの周囲に対して鋭角に配置されてもよく、鉄材料で形成されてもよい。ここで再び、バンドストップＦＳＳ４０は、その中に懸架された環状導電要素４２を有する誘電体基板として設けられてもよい。上述のように、環状導電要素４２は、第１の給電タワー部材８０が貫通するアパチャー部まで半径方向外向きに延びることなく垂直伝送ライン構造体７０を囲むように配置され、二重クロスＸ字型構造体３３の交差点と実質的に同軸の中心を有し、これにより同時位相中心１１が画定される。
【００２５】
実施形態によれば、アンテナセルおよびパターン化フェライトレイヤ３０の様々な潜在的形状のそれぞれに対して、パターン化は、同時位相中心１１からオフセットしている開口部すなわちアパチャー３４を画定するのに役立つ。かかる開口部すなわちアパチャー３４は、ＲＦ損失を低減し、フェライトおよびアンテナセルの全体的な重さを低減する役に立つ。
【００２６】
非網羅的に説明した図２ないし図４の代替的形状では、言うまでもなく、以下の説明は、アンテナセル１０が図１および図２に示すように長方形または正方形（例えば正方形）である場合にのみ関連する。これは、明確さと簡潔さの目的でなされており、いかなる意味、形状または形態でも、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００２７】
ここで図５と６、および図７と８、および図９と１０を参照して、複数のアンテナセル１０（以下、アンテナセル１０、モジュール式アンテナセル１０、および一体型アンテナセル１０と交換可能に呼ばれる）から形成されるフェーズドアレイアンテナ１０’（図１０参照）の組み立て工程を説明する。モジュール式アンテナセル１０の各々は、再度説明する必要はない上述の特徴と、接地面アセンブリ９０とを含む。接地面アセンブリ９０は、水平接地面５０とパターン化フェライトレイヤ３０の高さ方向部分とを囲み、隣接するアンテナセル１０の相補的接続要素９１と接続するために、モジュール式アンテナセル１０の周囲に沿って配置された接続要素９１を含む。モジュール式アンテナセル１０がすべて正方形である実施形態では、モジュール式アンテナセル１０の各々の周囲は４つの側面を有する。したがって、接続要素９１により、４つの側面のいずれかまたはすべてに沿って、モジュール式アンテナセル１０のうちの任意の１つの接地面アセンブリ９０と、隣接するモジュール式アンテナセル１０のそれぞれの接地面アセンブリ９０との間の接続が可能になる。
【００２８】
図５および図６を参照すると、組立工程は、マトリックス状に構成された９個の一体型アンテナセル１０を含むアパチャースーパーセルサブアセンブリ１００を組み立てるための初期および後期組立工程で開始することができる。図５に示すように、アパチャースーパーセルサブアセンブリ１００の初期組み立て工程は、電力分割器給電ＰＷＢ５２を支持プレート５１に結合すること（図１参照）、スペーサ５３を電力分割器給電ＰＷＢ５２の上面に結合すること、及びパターン化されたフェライトレイヤ３０の構成要素（この場合、長いクロス部材３１０と短い横方向クロス部材３１１）のスペーサ５３の上面に結合することを含むことができる。アパチャースーパーセルサブアセンブリ１００の初期組み立て工程は、少なくとも水平接地面５０の周囲の周りに接続要素９１を形成することをさらに含むことができる。実施形態によれば、接続要素９１は、周辺構造９１０と、周辺構造９１０中に画定される接続開口部（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｏｐｅｎｉｎｇｓ）９１１とを含むことができる。図６に示すように、アパチャースーパーセルサブアセンブリ１００の後期組み立て工程は、バンドストップＦＳＳ４０のパターン化フェライトレイヤ３０への結合と、第１の給電タワー部材８０の電力分割器給電ＰＷＢ５２及びアパチャーＰＷＢレイヤ２１への接続と、垂直伝送ライン構造体７０の給電電子回路６０（図１参照）およびアパチャーＰＷＢレイヤ２１へのはんだ付けとを含んでいてもよい。
【００２９】
図７および図８を参照すると、組み立てプロセスは、アパチャースーパーセルアセンブリ１００の９つの一体型アンテナセル１０にフィットするように形成およびサイズ決めされたＭ−ＷＡＩＭスーパーセルサブアセンブリ１１０を組み立てる初期および後期組み立てプロセスに続く。図７に示すように、Ｍ−ＷＡＩＭスーパーセルアセンブリ１１０の初期組み立てプロセスは、第１および第２のエッチング導体２２１、２３１の、第１および第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２２、２３の本体２２０、２３０それぞれへのまたはそれぞれの中への接着または取り付けを含み得る。
【００３０】
図８に示すように、Ｍ−ＷＡＩＭスーパーセルアセンブリ１１０に対する後期組立工程は、第２の給電タワー部材８１の、貫通孔８１２の側壁における第１のＦＳＳスーパーストレート構造体２２への接合と、第２の給電タワー部材８１の、第２のＦＳＳスーパーストレート構造体２３へのボルト締めとを含むことができる。
【００３１】
図９を参照して、第２の給電タワー部材８１を水平接地面アセンブリ９０の支持プレート５１（図１参照）にボルト締めすることによって、Ｍ−ＷＡＩＭスーパーセルサブアセンブリ１１０をアパチャースーパーセルサブアセンブリ１００に固定または接続して、スーパーセルアセンブリ１２０を形成する。
【００３２】
図１０を参照して、スーパーセルアセンブリ１２０は、接続要素９１（図５参照）によって互いに接続可能である。図１０に示すように、実施形態によれば、コネクタボス９３を有するガイドバー９２を、接続されるスーパーセルアセンブリ１２０のそれぞれの側面に沿って平行または十字状に設けることができる。したがって、コネクタボス９３は、接続開口部９１１（図５および図６参照）内にしっかりと受け入れられ、それによって対応するスーパーセルアセンブリ１２０をガイドバー９２に固定する。例示的な場合では、各スーパーセル１２０自体が９Ｖ−ｐｏｌと９Ｈ−ｐｏｌ要素を有するモジュール式３×３アレイである２５個のモジュール式スーパーセル１２０を使用して、４５インチ×４５インチである１５×１５要素アレイをこのように構築することができる。
【００３３】
ここで用いる用語は、具体的な実施形態を説明することを目的としており、本開示の限定を意図したものではない。ここで、冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、明らかに文脈に反しない限り、複数の場合も含む。さらに、言うまでもなく、「有する」との用語は、本明細書で用いるとき、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又はコンポーネントがあることを示し、その他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント及び／またはこれらのグループがあることを排除するものではない。
【００３４】
添付の特許請求の範囲における対応する構造、材料、行為、およびすべての手段またはステップに加えて機能要素の均等物は、特に請求される他の請求される要素と組み合わせて機能を果たす任意の構造、材料または行為を含むことが意図されている。本開示の説明を、例示と説明を目的としてしたが、網羅的なものではなく、開示した形式の実施形態に限定することを意図したものでもない。本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく、多くの修正および変形が当業者には明らかであろう。実施形態は、本開示の原理および実際の適用を最もよく説明し、当業者が、企図される特定の用途に適したさまざまな修正を加えてさまざまな実施形態についての開示を理解できるようにするために選択および説明された。
【００３５】
図５ないし図９に示したフローは単なる一例である。本開示の精神から逸脱しない多くの変形があるだろう。例えば、ステップは異なる順序で実行されてもよいし、ステップが追加されても、削除されても、修正されてもよい。これらの変形例はすべて、特許請求に係わる実施形態の一部と見なされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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