(57)【要約】グラウンド・プレーン（１４０）の上方に、グラウンド・プレーンから電気的に絶縁されて配置された少なくとも２つの受動アンテナ（１１０、１１２）および１つの能動アンテナ（１２０）と、各受動アンテナの真下にそれぞれ位置する共振ストリップ（１２１６）とを使用するアンテナ・アレーに関する。受動アンテナ素子が能動素子の周りに位置し、少なくとも２つの受動アンテナ素子のそれぞれが個別に反射モードまたは透過モードに設定されて、アンテナ装置の入／出力ビーム・パターンの特性を変化させる。
2005517326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信加入者ユニットで使用するアンテナ装置であって、
少なくとも２つの受動アンテナ素子および１つの能動アンテナ素子を備え、
前記受動素子の少なくとも１つがその他の受動素子と前記能動素子との共通な平面に位置しないように、かつ前記アンテナ装置の入／出力ビーム・パターンの特性を変化させるように前記少なくとも２つの受動アンテナ素子のそれぞれが反射モードまたは透過モードに個別に設定可能であるように、前記受動アンテナ素子が前記能動アンテナの近傍に配置されている、アンテナ装置。
【請求項２】
請求項１において、さらに、各受動アンテナ素子の下方にそれぞれ共振ストリップを備え、各受動アンテナ素子と各共振ストリップの組合せが不平衡ダイポール・アンテナ素子を実現することにより、前記複数のダイポール・アンテナ素子によって、水平方向に向けることができる合成入／出力指向性ビームが形成されるアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１において、さらに、前記アンテナ素子の少なくともいくつかに隣接して配置されたグラウンド・プレーンを有するアンテナ装置。
【請求項４】
請求項２において、前記グラウンド・プレーンが円柱形状であって、前記グラウンド・プレーンの上側が前記円柱状の平坦な端部であり、前記グラウンド・プレーンの下側が前記円柱形状の反対側の平坦な端部であるアンテナ装置。
【請求項５】
請求項２において、前記各共振ストリップが前記グラウンド・プレーンの対応する溝内に配置され、各溝の壁面が対応する共振ストリップの表面から離れており、壁面と共振ストリップの表面との間の空間が非金属材料で満たされて、共振ストリップの上端以外の部分をグラウンド・プレーンから電気的に絶縁しているアンテナ装置。
【請求項６】
請求項３において、さらに、
前記複数の共振ストリップと数が同じである複数プレートで作られたグラウンド・プレーンを備えたアンテナ装置。
【請求項７】
請求項６において、各プレートが外側縁および内側縁を有し、前記共振ストリップが前記プレートのそれぞれの外側縁に沿って整列し、前記プレートの内側縁が前記グラウンド・プレーンの中央で一体に接続されて、前記共振ストリップの軸とほぼ平行な軸との中央接続部を形成しており、前記能動アンテナ素子が前記中央接続部の軸に沿って整列しているアンテナ装置。
【請求項８】
請求項７において、前記中央接続部が、アンテナ装置を平らな小型ユニットに容易に折りたためるヒンジであるアンテナ装置。
【請求項９】
請求項７において、各プレートが、第１の非金属基板、およびこの第１の非金属基板の片面に積層された第１の導電性材料を備え、前記グラウンド・プレーンの導電性部分および前記共振ストリップが、前記第１の導電性材料から作製されているアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項７において、各プレートが、第１の非金属基板と、この第１の非金属基板の片面に積層された第１の導電性材料と、第２の非金属基板と、前記第１の非金属基板と前記第２の非金属基板の間にはさまれた第２の導電性材料と、前記第２の非金属基板の反対側に積層された第３の導電性材料とを備え、前記グラウンド・プレーンの導電性部分および前記共振ストリップが、それぞれ前記第１の導電性材料および第３の導電性材料から作製されているアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項２において、前記指向性ビームが、約０°〜１０°の角度で水平方向よりも上方を向いているアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項１において、前記受動アンテナ素子が、前記能動アンテナ素子の周囲に不等間隔で配置されているアンテナ装置。
【請求項１３】
請求項１において、前記受動アンテナ素子が、プリント回路基板の一方の面に形成され、前記能動アンテナ素子が、このプリント回路基板の他方の面に形成されているアンテナ装置。
【請求項１４】
請求項１３において、さらに、各受動素子にそれぞれ隣接して配置され、前記プリント回路基板上で前記それぞれの受動素子と同一面に位置する共振形状体を備えているアンテナ装置。
【請求項１５】
請求項１３において、さらに、前記受動素子に隣接して置かれたグラウンド構造体を有するアンテナ装置。
【請求項１６】
請求項１３において、さらに、前記能動素子に隣接して置かれたグラウンド構造体を有するアンテナ装置。
【請求項１７】
請求項１３において、前記共振形状体が前記各受動素子と平衡しているアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動アンテナ素子と受動アンテナ素子が不規則に配置されたアレー・アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
さまざまな方式の無線通信システムを利用して、中央基地局（または、アクセス・ポイント）と１つまたは複数の遠隔ユニットまたは移動ユニットとの間の無線通信を実現できる。これら無線通信システムは、いずれも基地局を有しており、基地局は通常は１つまたは複数のコンピュータによって制御される無線送受信機であり、音声通信の場合には公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）など、データ通信の場合には無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）などの地上のネットワークに接続されている。基地局は移動ユニットに順方向リンク無線周波数信号を送信するアンテナ装置を備えている。また、基地局アンテナは、各移動ユニットから送信される逆方向リンク無線周波数信号を受信する役割も果たす。各移動ユニットも、順方向リンク信号の受信および逆方向リンク信号の送信を行うアンテナ装置を有する。移動ユニットの典型例は、デジタル携帯電話装置、またはパーソナル・コンピュータに接続された無線モデムや無線アダプタである。
【０００３】
移動ユニットにおいて信号の送信および受信に使用される最も一般的な形式のアンテナは、無指向性モノポール・アンテナである。この形式のアンテナは、加入者ユニット内部の無線送受信機に接続された単一金属線すなわちアンテナ素子から構成される。無線送受信機が、送信すべき逆方向リンク信号を加入者ユニット内の回路から受け取り、この信号を当該加入者ユニットに割り当てられた特定の周波数で変調してアンテナ素子に送る。一方、アンテナ素子で受信された特定周波数の順方向リンク信号は、無線送受信機によって復調され、加入者ユニット内の処理回路に供給される。多くの形式の無線携帯電話システムにおいては、複数の移動加入者ユニットが同一周波数で信号を送信および受信し、ユニットごとに、符号化アルゴリズムを使用して個々の加入者ユニットに宛てられた信号情報を検出する。
【０００４】
モノポール・アンテナから送信される信号は、本質的に無指向性である。すなわち、信号は、一般に水平である平面において、全方向に同一信号強度で送信される。同様に、モノポール・アンテナによる信号の受信も無指向性である。モノポール・アンテナは、ある１つ方向の信号を、別の方向からの同一または異なる信号と区別して検出する能力を有していない。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の一構成は、携帯電話装置におけるビーム形成に関する。例として示す１つの実施形態においては、無線周波数（ＲＦ）信号を送信または受信できる能動アンテナ素子は、少なくとも２つの受動アンテナ素子の間に位置している。好ましくは、能動アンテナは２つの受動アンテナ素子を結んで引かれる想像線からずれており、したがって、能動素子は受動アンテナ素子と共通平面内には無い。特定の用途においては、能動および受動アンテナ素子は相互に平行に位置し、アンテナ素子によって三角形のアンテナ・アレーが形成される。さらに詳細には、能動素子を頂点に配置されるアンテナ・アレーによって形成される角度が、指向性送信および３６０°の水平方向（方位角平面）走査を可能にする。アンテナ素子は、鈍角を形成するように配置することができる。
【０００６】
本発明の別の構成は、携帯用アンテナ装置内に能動アンテナ素子と受動アンテナ素子の組合せを配置することを包む。例えば、受動アンテナ素子および能動アンテナ素子を備えているアンテナ・アレーを、保管を容易にするために折りたたみのできるヒンジ式の、ばね機構のパネル内に配置できる。パネルを開いたとき、固定式または調節可能なアンテナ・アレーを形成できる。
【０００７】
一般に、少なくとも２つの受動アンテナ素子の設定を調整して、アンテナ・アレーにより生成される入／出力ビーム・パターンを変化させることができる。さらに詳細には、アンテナ・アレーの少なくとも２つの受動アンテナ素子のそれぞれを独立に反射モードまたは透過モードに設定して、例えば当該無線アンテナ装置の入／出力ビーム・パターンの指向性や角度ビーム幅などの特性を変更できる。その結果、携帯電話装置の入／出力ビーム・パターンを、基地局など特定の目標受信機の方向に容易に向けることができ、信号対雑音の干渉レベルを下げ、当該アンテナ装置の利得を向上させることができる。
【０００８】
受動アンテナ素子が反射モードに設定されたとき、一般に、ＲＦ信号は受動アンテナから反射され、ローブ・パターンが調整される。反対に透過モードの場合には、各受動アンテナ素子により、ＲＦ信号は比較的減衰されず通過して、ＲＦ信号の指向性を実現し、特定の方向へのビームの送信を強化する。少なくとも２つの受動アンテナ素子を設定することにより、入／出力ビーム・パターンを例えばアンテナ・アレーの特定の向きに基づいて調節できる。
【０００９】
少なくとも２つの受動アンテナの特性は、重み付け制御信号に基づいて調節できる。すなわち、該当する受動アンテナ素子を駆動する重み付け制御信号に応じて、少なくとも２つの受動アンテナ素子を個別に、反射性大または反射性小に、あるいは透過性大または透過性小に調節できる。したがって、アンテナ・アレーの入／出力ビームを選択的に多重化または制御することにより、ほぼすべての方向へのビーム方向操作を実現できる。入／出力ビーム・パターンを走査して、送信または受信のための最適設定を見出すことができる。
【００１０】
１つの用途においては、少なくとも１つの受動アンテナ素子が２つの受動アンテナ素子を含み、この受動アンテナ素子のそのそれぞれを、選択的に透過モードまたは反射モードに設定できる。能動アンテナ素子は、２つの受動アンテナ素子の間に位置することができる。
【００１１】
能動アンテナ素子と少なくとも１つの受動アンテナの相互の間隔も、用途に応じて変えることができる。例えば、少なくとも２つの受動アンテナ素子の間隔は、動作周波数に応じて、相互および能動アンテナ素子に関連した間隔とすることができる。１つの用途においては、受動アンテナ素子を能動アンテナ素子から約４分の１波長離して配置することにより、ビーム方向操作能力を向上できる。能動アンテナ素子と少なくとも１つの受動アンテナ素子の間隔は、特定の小型携帯電話装置での用途については、たとえその間隔が対応する送受信ＲＦ信号の搬送波周波数の４分の１波長よりも小さい場合でも、３．５〜４．５インチ（８８．９〜１１４．３ｍｍ）近くとすることができる。
【００１２】
本発明は、従来技術に比べて多くの利点を有している。例えば、角度を形成するように配置された能動アンテナ素子と少なくとも２つの受動アンテナ素子との組み合わせを使用して、入／出力ビーム・パターンの指向性、利得、および角度ビーム幅を調整できる。直線状アレーに対比して、本発明の角度付きアンテナ・アレーは、従来技術のような分割または散在するビーム・ローブを持たない。アンテナ・アレーの構成部品が少ないため、小型携帯電話装置に容易に組み込むことができる。したがって、本発明の原理によるアンテナ装置を備えた小型携帯電話装置は、低コストで製造でき、しかも干渉およびフェージングが少ないという、ＲＦ信号の送信および受信に標準的な能動素子を用いただけでは得られない利益を提供する。
【００１３】
本発明の原理によるビーム生成を実現する別の利点は、基地局と最適に通信できる能力を有するようになることである。携帯型装置の出力ビームの指向性によって、電力消費の低減が可能になる。アンテナ・アレーを含む折り畳み式アンテナ装置は、収納が簡単で、容易に輸送できる。
【００１４】
本発明のアンテナ・アレーの別の特徴は、３６０°の任意の方向に向けることができる高利得のビーム・パターンを生成できる能力にある。各ビーム・パターンに、ほぼ等しい利得を持たせることができる。さらに、このようなアンテナ・アレーが、無指向性モードを実現することもでき、ラップトップ・コンピュータ内に一体化して製造するのが簡単である。
【００１５】
本発明の設計概念は、携帯電話無線アンテナ・システムの簡易で高性能なアンテナの必要性から始まった。これらの必要性には、水平面（方位角平面）内での走査能力（電気特性）、低コスト（市場の要請）、および使用の容易さ（ユーザ・インターフェイス）が含まれる。アンテナ素子が無指向性であると仮定すると、水平空間（方位角空間）を完全に走査できるためには、最低３つの素子が必要となる。低コストの要請に対しては、３つの素子のうちの２つが受動素子とされる。使用の容易性については、アレーはほぼ平らになる鈍角に配置され、収納を容易にされる。
【００１６】
放射パターン発生素子を、受動アンテナ素子を結ぶ線からわずかにずらすことにより、単一指向性ビームを生成する手段が提供される。このずれがないと、放射パターンは、２つの同一の主ビームをアレーの両側に１つずつ有するものとなる。単一指向性ビームによって、側方への指向性に追加の３ｄＢを与え、ビームの後方に対して向上した干渉除去を実現することができる。このずれによって、水平（方位角平面）方向の全角度をカバーする単一指向性のビームが形成される。
【００１７】
この設計の重要性は、以下に挙げる、携帯電話通信アンテナの広範囲の必要条件を満足する点にある。
１）広い角度有効範囲：水平（方位角平面）方向に３６０°走査できるこのアレーの能力は、高利得で広い角度有効範囲を可能にする。さらに、このアレーは無指向性モードも備えている。
２）優れた指向性：このアレーは導波器および反射器を有しているため、指向性の強い単一指向性ビームを生成する。その寸法を考慮すると、約６ｄＢｉの指向性はかなり高いといえる。
３）干渉除去：これは、パターンが、方向操作可能な単一主ビームと少なくとも1つのヌル（アンテナ・ビームの利得が極めて低くなる方向）を有することによって満足される。
４）小型の寸法：無指向性素子からなるアレーが３６０°の走査を可能とするために必要とする素子の最小数は３であるため、この鈍角三角形アレーについて３が選択される。
５）最小の相互結合損失：このアレーでは、ただ１つの能動素子を用いる結果、結合するための損失の大きい能動ポートがなく、相互結合損失が最小になる。アレーの２つの受動素子は、きわめて少ない損失で散乱するよう設計される。受動素子の損失は、主に、この素子が接続される負荷内で発生する。使用される負荷は、スイッチ、インダクタ、およびキャパシタなど、理論的には無損失の部品である。実際の場合でも、これらの部品の損失はきわめて小さく、電気的に小型のアレーにおける大きな相互結合損失の問題は無視される。
６）最小の回路損失：信号発生源が、電力配分回路の無い単一能動素子に給電するため、発生源回路の損失は最小となる。受動素子の負荷は、端子に可能な限り近く配置される低損失の部品であるため、受動素子回路の損失も最小となる。
７）利得：損失が最小であるため、このアレーは高効率であり、利得は同様の寸法の全能動アレーを上回る。
８）大電力の操作能力：全能動アレーでは、給電回路のすべての部品（電力分配器、移相器、その他）が、大きな送信電力を操作しなければならない。このアレーでは、能動素子がただ１つであるため電力分配器は使用されない。また、移相は受動アンテナ素子の部品によって操作される。受動素子に達する電力は空間結合によるものであるため、受動アンテナ素子は、能動アンテナ素子の電力のわずかの部分（通常、０．１波長離れていると能動素子より１０ｄＢ小さい）しか処理しない。したがって、部品の電力定格もこの割合で低減できる。
９）低コスト：使用する素子がわずか３つということだけで、すでにコストは最小になっている。能動素子が１つであるということは、電力分配部品がないことを意味しており、アンテナ自体のコストのほかにハードウェアのコストは存在しない。受動素子には、低コストの低電力スイッチおよび無効負荷のみが必要である。無効負荷は、アンテナを構成している同一回路基板上に印刷された短い伝送線部分とすることができるため、負荷のコストはアンテナに含まれる。残るコストは、スイッチおよびコントローラに関するものである。スイッチおよびコントローラの複雑さは、必要なビーム位置の数の関数である。これらのコストは、他のシステムのコストと同等である。ただし、このアレーでは２つのスイッチしか必要としないのに対し、他の多くのシステムにおいては３以上が必要である。
１０）収納の容易性：本アレーは、ほぼ平らな鈍角三角形形状に好都合に収納できる。完全に平らに収納することも可能である。新規な収納の考え方を以下に説明するが、そこではラップトップを閉じる通常の動作により、アレーも収納する。この形態により、ユーザはアレーを扱い易くなる。
【００１８】
無線通信システムの移動加入者ユニットにおいて使用される従来技術のアンテナには、他にもさまざまな問題が内在する。通常、走査能力を有するアンテナ・アレーは、グラウンド・プレーン（大地を模擬した平面状の金属板）の上面に置かれる多数のアンテナ素子から構成される。加入者ユニットにおいてグラウンド・プレーンは、携帯性要件を満足するため、物理的に小さくなければならない。例えば、携帯電話通信の用途において、グラウンド・プレーンは通常、送信および受信される信号の波長よりも小さくなる。この小さなグラウンド・プレーンと通常はモノポール素子であるアンテナ素子との相互作用のため、アレーの形成するビームのピーク強度が、ビーム自体は水平の方向に誘導されているにもかかわらず、水平より上方に例えば約３０°まで上昇してしまう。これに対応して、水平方向のビーム強度は、ピーク強度よりも約３ｄｂ低くなってしまう。一般に、加入者ユニットは基地局から大きく離れて位置しており、加入者ユニットと基地局の間の入射角度はほぼ零である。ピーク・ビームを水平方向に向かって下げることができるためには、グラウンド・プレーンは送／受信信号の波長よりもかなり大きくなければならない。例えば、８００ＭＨｚの携帯電話システムでは、グラウンド・プレーンは直径１４インチ（３５６ｍｍ）よりもかなり大きくなければならず、約１９００ＭＨｚで動作する個人用通信サービス（ＰＣＳ）システム（あるいは、同様の無線周波数で動作するＷＬＡＮ）においては、グラウンド・プレーンは直径約６．５インチ（１６５ｍｍ）よりもかなり大きくなければならない。このような寸法の大きなグラウンド・プレーンは、加入者ユニットを携帯装置として利用することを不可能にしてしまう。
【００１９】
平坦なグラウンド・プレーンを使用する既存の従来技術のアンテナの別の欠点は、グラウンド・プレーンの寸法を小さくした場合に、例えばアレーが金属表面やテーブルに置かれたとき、外部環境が直接アンテナに結合し、アレー入力インピーダンスが環境に大きく影響される点にある。すなわち、外部環境がアンテナの一部となる。グラウンド・プレーンの寸法が充分な寸法にまで増加される場合は、この結合の問題は最小限になる。しかしながら、多くの用途において大きな寸法のグラウンド・プレーンは好ましくないであろう。形付けられたグラウンド・プレーンを用いて、モノポール・アレーのビームを水平方向に引き下げることが行われてきている。これら形付けられたグラウンド・プレーンは、大きな三次元の形態を有している。したがって、好ましくは、過大な大きさおよび幅を持たないアンテナ構造体を用いて、ビームを水平方向に強制的に引き下げる。
【００２０】
本発明は、前述の従来技術のアンテナ・システムで発生する諸問題を大幅に軽減する。本発明は、ＣＤＭＡ携帯電話通信ネットワークやＷＬＡＮ通信ネットワークなどの“同一周波数”を使う無線ネットワーク通信システムにおいて、移動加入者ユニットで使用される安価なアンテナ・アレーを提供する。本発明は、グラウンド・プレーンの上方に位置するが、グラウンド・プレーンから電気的に絶縁されている少なくとも２つの受動アンテナおよび１つの能動アンテナ、ならびに各受動アンテナの真下にそれぞれ位置する共振ストリップを使用する。受動アンテナ素子および共振ストリップが能動素子の周りに位置し、共振ストリップはそれぞれの受動素子に接続され、利用可能なグラウンド・プレーン面積をより効率的に利用することによってアンテナ利得を高める。さらに、能動素子がグラウンド・プレーンの最上部に配置されているため、アンテナと外部環境要因の間の直接結合が最小化され、アンテナ・アレーの環境感度が低下する。
【００２１】
詳細には、共振ストリップと受動アンテナ素子の組合せが不平衡ダイポール・アンテナ素子を実現し、能動アンテナ素子と共に複数のダイポール・アンテナ素子が合成入／出力ビームを形成し、この合成ビームは、グラウンド・プレーンとほぼ平行な水平方向に誘導される。さらに、少なくとも２つの受動アンテナ素子のそれぞれが個々に反射モードまたは透過モードに設定されることにより、アンテナ装置の入／出力ビーム・パターンの特性を変化させる。受動素子は、能動アンテナ素子の周りに不規則に配置することができる。
【００２２】
１つの実施形態においては、受動素子および結合される共振ストリップを、プリント回路基板の一方の面に形成でき、能動アンテナ素子を、他方の面に形成することができる。回路基板の厚さによって、直線配置からのずれが発生し、不規則な配置の構造体が提供される。
【００２３】
本発明の実施形態はまた、以下の形態の１つまたは複数を含むことができる。グラウンド・プレーンは円柱形であってよく、グラウンド・プレーンの上側が円柱の平らな端部であり、グラウンド・プレーンの下側が円柱の反対側の平らな端部であってよい。この構成においては、各共振ストリップは、グラウンド・プレーンに設けられた対応する溝内に配置される。各溝の壁面は共振ストリップの表面から離れており、壁面と表面との間の空間が非金属材料で満たされて、共振ストリップの上端以外の部分をグラウンド・プレーンから電気的に絶縁している。
【００２４】
別の具現化においては、グラウンド・プレーンは複数の共振ストリップと同数の複数のプレートで作られている。プレートはそれぞれ、外側縁および内側縁を有している。共振ストリップは、それぞれのプレートの外側縁に沿って配置され、プレートの内側縁がグラウンド・プレーンの中央で一体に接続されて、軸が共振ストリップの軸とほぼ平行である中央接続部を形成する。能動アンテナ素子は、中央接続部の軸と一直線になっている。中央接続部はヒンジ機構であり、アンテナ装置を折りたたんで、平らな小型ユニットにするのに役立つ。
【００２５】
特定の実施形態においては、各プレートは、第１の非金属基板およびこの基板の片面に積層された第１の導電材料を有している。グラウンド・プレーンの導電性部分および共振ストリップは、これと同一の導電材料から形成される。各プレートはそれぞれ、第２の非金属基板と、前記第１基板層と第２基板層の間にはさまれた第２の導電材料と、前記第２の非金属基板の反対側に積層された第３の導電材料とを備えることができる。グラウンド・プレーンの導電性部分および共振ストリップを、第１導電性材料および第３導電性材料から形成することができる。
【００２６】
本発明の前述およびその他の目的、特徴、および利点は、添付図面に示す本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明で明らかになるであろう。図面では、同一参照符号は異なる図面においても同一部品を指す。図面は必ずしも縮尺通りでなく、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００２８】
図１は、本発明の特定の原理によるアンテナ装置１００のブロック図および部分的斜視図である。図示のとおり、能動アンテナ素子１２０が、第１受動アンテナ素子１１０および第２受動アンテナ素子１１２の間に配置されている。能動アンテナ素子１２０ならびに受動アンテナ素子１１０および１１２の両者は、図示のとおり、ほぼ平行に並んだモノポール素子である。ただし、これらは同一の垂直面内には位置しないように配置されている。例えば、各素子の底部を結ぶ線によって、能動アンテナ素子１２０の位置に頂点を有する角度βが形成されている。通常、アンテナ素子は、角度βが９０°と１８０°の間などの鈍角であって１８０°に近くなるよう配置される。ただし、この角度の正確な値は用途に応じて変更できる。
【００２９】
また、アンテナ装置１００で使用される受動アンテナ素子の本数も、必ずしも２つだけには限られず、図１に示す２つの受動アンテナ素子１１０、１１２は、可能な実施形態の１つにすぎない。素子の本数をさまざまに選択することによって、種々の指向性放射パターンを得ることができる。
【００３０】
能動アンテナ素子１２０ならびに受動アンテナ素子１１０および１１２の両者は、支持面１４０に固定できる。ただし、アンテナ装置１００は、アンテナ素子のいくつかまたはすべてを格納あるいは調整できるように設計することができる。例えば、アンテナ素子のいくつかまたはすべてを、自動式、手動式、電子式に、または機械式に調整して、このようなアンテナ装置１００を備える装置を、使用しない時には（薄型または平面型など）コンパクトでありながら、（図示のとおり）開いて使用するとき有効に機能するようにできる。したがって、アンテナ素子を携帯式にでき、使用しない時に損傷から保護することができる。
【００３１】
支持面１４０は、グラウンド・プレーンまたはその他の導電性の面とすることができ、あるいは、アンテナ装置１００が置かれるテーブルの上面やプラスチックのケースなど、絶縁性の面であってもよい。
【００３２】
すべてのアンテナ素子、すなわち能動アンテナ素子１２０ならびに受動アンテナ素子１１０および１１２は角度βを形成するように配置されているが、複数の受動アンテナ素子のこの線に沿った実際の配置は、用途に応じて変えることができる。例えば、各受動アンテナ素子を、直近の受動アンテナ素子から４分の１波長離して配置できる。この間隔により、能動アンテナ素子１２０におけるＲＦ信号の受信および送信性能を向上させることができる。１つの用途においては、素子間の間隔は約１インチ（２５．４ｍｍ）〜最大１０インチ（２５４ｍｍ）までである。
【００３３】
受動アンテナ素子１１０および１１２は、能動アンテナ素子１２０から４分の１波長以上または以下の距離だけ離して配置できる。例えば、アンテナが携帯電話無線周波数で作動する用途において、各受動アンテナ素子１１０、１１２を能動アンテナ素子１２０から４インチ（１０２ｍｍ）離すことができる。アンテナ素子間の間隔が、アンテナ装置１００がＲＦ信号の送信および受信を行なう搬送周波数の４分の１波長よりも長い、あるいは短い場合でも、アンテナ装置１００は効率的に通信を実行できる。
【００３４】
能動アンテナ素子１２０は、軸方向外方の全方向にＲＦ（無線周波）信号を発生する半波長ダイポール・アンテナ、ダイポールまたは他の無指向性アンテナとすることができる。なお、能動アンテナ素子１２０は指向性アンテナ装置であってもよい。ただし、動作時に、能動アンテナ素子１２０により発生したＲＦ信号の一部分を、受動アンテナ設定次第で、受動アンテナ素子１１０、１１２で反射することができる。
【００３５】
通常、受動アンテナ素子１１０および１１２の特性を制御ユニット１５０により調整して、上方から見て可能な３６０°のあらゆる方向に向く無線周波（ＲＦ）ビームを形成することができる。例えば、制御ユニット１５０は重み付け係数を選択的に適用して、各受動アンテナ素子１１０および１１２のインピーダンスを調整することにより、反射の程度を制御できる。選択された重み付けにより、該当する受動アンテナ素子の特性を、反射性あるいは非反射性に調整できる。さらに、該当する受動アンテナ素子１１０および１１２の特性を、透過性あるいは非透過性に調整できる。
【００３６】
受動アンテナの反射状態または透過状態は、受動アンテナ素子１１０および１１２の制御に使用する回路によって決まる。
【００３７】
処理装置１７０が、ＲＦアップ／ダウン・コンバータ１６０と信号交換して、能動アンテナ素子１２０を通してＲＦ信号を送信および受信する。一般に、さまざまな技術を利用して、携帯電話の音声システムまたはデータ・システム、あるいはローカル・エリア・データ・ネットワークなどの無線通信システムにおいて、アンテナ装置１００上の符号化デジタル・パケットなどの信号を目標装置に送信および受信するための最適な方向および角度ビーム幅を決定する。所望の設定に基づき、処理装置１７０が制御ユニット１５０と信号交換し、次いで制御ユニット１５０が受動アンテナ素子１１０および１１２の特性を選択的に調整する。その結果、送受信装置６５０に接続されたパーソナル・コンピュータ装置３０５が、アンテナ装置を通してデータ情報を送信および受信できる。
【００３８】
前述のように、アンテナ装置１００の入／出力ビーム・パターンは、受動アンテナ素子１１０および１１２の設定方法に応じて変化する。例えば、どちらの受動アンテナ素子も反射モードに設定されている場合、当該受動アンテナ素子に向けられた入射ＲＦ信号は、反対方向に散乱あるいは反射される。反対に、該当する受動アンテナ素子が透過モードに設定されているとき、ＲＦ信号は受動素子１１０または１１２を通過して伝播する。したがって、入／出力ビーム・パターンの特性を動的に調整することにより、ＲＦ信号を最適に受信または送信できる。
【００３９】
図２は、本発明の特定の原理による、ヒンジ式パネルとして配置できるアンテナ装置の斜視図である。図示のとおり、第１パネル２１５がヒンジ２２５により第２パネル２１８に連結されている。ヒンジ２２５にはばねを装填して、平らな面に置いたときにアンテナ装置２３５が開いて角度βを形成するようにできる。一般に、アンテナ装置は、本のように開いたり閉じたりすることができる。
【００４０】
能動アンテナ素子１２０は、ヒンジ２２５の軸に沿って配置することができ、一方、受動アンテナ素子１１０および１１２はそれぞれ、第１パネル２１５および第２パネル２１８の外側方向に位置する部位に配置される。アンテナ装置２３５は、有線ケーブル１４６を介して送受信装置６５０に接続できる。
【００４１】
１つの具体化においては、開いたときに第１パネル２１５と第２パネル２１８が角度βを形成するように、ヒンジ２２５に機械的ストッパを備えることができる。あるいは、ユーザの手によって、パネルを多数の角度のうちの１つに調節することもできる。一般に、パネル２１５および２１８を可撓性プラスチック形体に置き換えて、丸めるかまたは折りたたむことにより、コンパクトに収納できる。特定の用途においては、アンテナ装置２３５のカバーが開いたとき、能動アンテナおよび受動アンテナが図示のとおり平行で、角度βを構成しさえすればよい。
【００４２】
図３は１つの実施形態を示した斜視図であり、この実施形態では、アンテナ装置２３５を平たくしてブリーフケース３１０に収納できる。また、アンテナ装置２３５を充分小さくすることにより、携帯用コンピュータ３０５の内面に収納することも可能である。
【００４３】
本発明の１つの態様は、アンテナ２３５を展開して配置しまたは収納するという、ユーザが通常必要となるブリーフケースの開閉以外の手間を軽減することに関する。
【００４４】
１つの用途においては、アンテナ装置２３５は２ＧｈｚでのＲＦ通信に対応できる。このような用途においては、プレート２１５および２１８は、応力を受けない状態すなわち開いた状態において、２．９インチ×１．７インチ×０．２インチ（７４ｍｍ×４３ｍｍ×５ｍｍ）程度の寸法とすることができる。アンテナ装置２３５がこのように小さいとき、ラップトップ・コンピュータ３０５の内側に収納できる。例えば、アンテナ装置２３５を、ラップトップ・コンピュータ３０５表示画面とキーボードのハンドレストとの間に収まる寸法とすることができる。
【００４５】
能動アンテナ素子１２０ならびに受動アンテナ素子１１０および１１２によって構成されるアレーが、ほぼ直線を形成するため、このアレーのエンドファイア（一次元アレーの軸に沿う方向にメインビームを向ける）性能は、同様の線状アレーの性能から外れる。アンテナ装置２３５は、無指向性モードで動作することができる。
【００４６】
図４は、本発明の特定の原理によるアンテナ装置１００および対応する電子回路について、詳細に示した図である。
【００４７】
前述のとおり、受動アンテナ素子１１０および１１２は、２つの動作モードすなわち反射モードおよび透過モードのうちの１つで選択的に動作する。処理装置１７０および制御ユニット１５０はこの制御信号を提供できる。
【００４８】
各受動アンテナ素子１１０および１１２は、異なるインピーダンスに調節できる。反射モードにおいては、誘導性でグラウンドに接続されることによって、受動アンテナ素子１１０および１１２の実効長が長くなる。反対に、透過モードにおいては、容量性でグラウンドに接続されることによって、受動アンテナ素子１１０および１１２の実効長が短くなる。したがって、アンテナ装置１００によって方向操作されるビームの向きは、どの受動アンテナ素子が反射モードであり、どの受動アンテナ素子が透過モードであるのかを識別することにより、決定できる。一般に、入／出力ビーム・パターンの方向は能動アンテナ素子１２０の方向に延びるか、またはその素子１２０から延び出して、透過モードにある受動アンテナ素子を通過し、反射モードにある受動アンテナ素子から離れるように放射される。
【００４９】
この実施形態においては、アンテナ装置１００は底面１４０を有し、この底面１４０に、２つの受動アンテナ素子１１０および１１２ならびに能動アンテナ素子１２０を取り付けることができる。底面１４０に、調節可能なインピーダンス部品を備えることができる。図５には、本発明のヒンジ式事例の実施形態が示されており、受動アンテナ素子１１０、１１２および能動アンテナ素子１２０が取り付けられている。
【００５０】
引き続き図４を参照する。アンテナ装置１００の動作によれば、対応する受動アンテナ素子に組み合わされた選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２を個別に調整して、送受信機装置６５０との間で送信および／または受信される信号の指向性を変化させることができる。能動アンテナ素子１２０による信号送信の際に、各受動アンテナ素子の位相を適正に調整することによって、目標の方向に向かう合成ビームが形成される。すなわち、最適な位相設定とは、アンテンナ装置１００の状態が、ＲＦエネルギーを再放射する各受動アンテナ素子１１０および１１２についての位相設定が、指向性逆方向リンク信号の生成を助けるような位相設定にあることである。その結果、目標とする受信基地局の方向により強い逆方向リンク信号パターンを導くアンテナ装置１００、２３５を得ることができる。
【００５１】
また、送信信号のＲＦエネルギーを再放射するのに用いられる位相設定により、受動アンテナ素子１１０および１１２は、能動アンテナ素子１２０が基地局から送信される順方向リンク信号を最適に受信できるようにする。各受動アンテナ素子の有する設定可能な特性および個別の位相設定により、基地局の位置近辺の方向から到達する順方向リンク信号のみが、能動アンテナ１２０で受信される。同様の位置から送信されていない他の信号は、順方向リンク信号であっても受動アンテナ素子１１０、１１２が当然拒絶する。言い換えると、各受動アンテナ素子の位相を独立に調整することによって、指向性のアンテナ・ビームを形成できる。この分離方式によって、限定された無線帯域幅を共有する多数のユーザ間の干渉を減らすことができる。この手法により、マルチパス・フェージングも低減できる。
【００５２】
調整可能なインピーダンス部品は、インピーダンス制御入力６３０によって設定されたとおりに、特定の選択可能なインピーダンス部品それぞれに対応するインピーダンス設定によって、再放射ＲＦエネルギーに整合する方法で逆方向リンク信号の位相をシフトさせる。１つの実施形態においては、選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２のそれぞれについて、インピーダンス制御入力６３０は、受動アンテナ素子の数、例えば２に、インピーダンス状態数から１を引いた数を乗算した数に等しい数の線を通じて供給される。例えば、選択可能インピーダンス部品６０１および６０２が、２つの状態を有している場合、線の数は２本である。あるいは、状態の直列符号化方法を使用して、制御線の数を減らすこともできる。制御指令を復号するため、復号化回路を底板１４０または板２１５、２１８に配置して用いることができる。
【００５３】
送信信号の各受動素子１１０および１１２からの再放射ＲＦエネルギーの位相をシフトさせることにより、送信信号の特定部分の位相が送信信号の他の部分の位相に正しく一致する。このようにして、相互に位相が正しく一致した信号の部分が結合して、より強力な合成ビームを形成する。選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２を用いることによって各アンテナ素子１１０および１１２にそれぞれに与えられる位相シフトの量は、反射および透過に関して前に述べたとおり、より強力な合成ビームの送信方向を決定する。
【００５４】
前述のとおり、選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２により与えられ、かつ各受動アンテナ素子１１０および１１２からのＲＦ信号の再放射に用いられる位相設定は、基地局あるいはその他の送信装置から受信される順方向リンク周波数信号にも、同様の物理的効果を与える。すなわち、各受動アンテナ素子１１０および１１２が、基地局から受信した信号のＲＦエネルギーを能動アンテナ素子１２０に再放射する。それぞれの受信信号は、底面１４０上の各受動アンテナ素子１１０および１１２の位置の差から、最初は相互の位相がずれている。しかし、各受信信号は、選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２によって位相調整される。この調整によって、各信号は他の再放射信号と位相が一致する。したがって、各信号が能動アンテナ素子１２０によって受信されたとき、能動アンテナ素子１２０における合成受信信号は、基地局の方向において正確かつ強力になる。
【００５５】
アンテナ装置１００の選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２のそれぞれについてインピーダンスを最適に設定するため、選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２の制御値が制御ユニット１５０（図１）によって供給される。通常、好ましい実施の形態においては、制御ユニット１５０がこれら最適インピーダンス設定値を、送受信機装置６５０がアンテナ装置１００によるデータの送受信を行なっていない休止期間中に決定する。この間、基地局から連続的に送信されている順方向リンク・パイロット信号などの所定の受信信号が、受動アンテナ素子１１０および１１２ならびに能動アンテナ素子１２０のそれぞれで受信される。すなわち、休止期間の間、選択可能なインピーダンス部品を調整して、受信信号のエネルギーあるいは他のリンク品質評価基準を最大化するなどの方法で、基地局からのパイロット信号の受信を最適化できる。これにより、特定の到達角度についての最適なインピーダンス設定が可能になる。
【００５６】
このようにして、現在のパイロット信号の最適な受信に基づいて、処理装置１７０が、各受動アンテナ素子１１０および１１２について、最適位相設定を決定する。次いで、処理装置１７０は、選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２のそれぞれについて、最適なインピーダンスを供給して設定する。アンテナ装置１００が、基地局と送受信機装置６５０との間で信号を送信または受信するアクティブ・モードに入ったとき、調整可能なインピーダンス部品６０１および６０２のインピーダンス設定は、以前の休止時間期間中に設定された値を維持する。
【００５７】
処置装置１７０により実行される位相（すなわち、インピーダンス）設定計算を詳細に説明する前に、本発明の原理の一部が、任意の移動加入者ユニット（すなわち、送受信機装置６５０）と基地局との相互関係が本質的にほぼ円周上にあるとの考え方を基本としていることを、再度理解しておかねばならない。すなわち、移動加入者ユニットの周囲に円を描き、それぞれの位置が任意の２つの位置の間に最小１°の細分性を有すると仮定した場合、基地局は、多数の異なる可能な角度位置のうちの任意の位置に配置されていてもよい。例えば、精度を１°と仮定すると、アンテナ装置１００について、３６０の異なる可能な位相設定の組み合わせが存在する。各位相設定の組合せは、選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２にそれぞれ１つの、合計２つのインピーダンス値の組であると考えることができ、この選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２はそれぞれの受動アンテナ素子１１０および１１２に電気的に接続されている。なお、送受信機装置６５０は、適当な任意の数の能動アンテナ素子または受動アンテナ素子を備えることができる。
【００５８】
一般に、最適なインピーダンス値を見出すのに、少なくとも２つの異なる方法がある。第１の方法においては、制御ユニット１５０が、可能なインピーダンス設定の組合せをすべて試験する一種の最適化探索を実行する。各インピーダンス設定について（この場合、複数の角度設定のそれぞれについて）、前もって計算された２つのインピーダンス値が、例えば制御ユニット１５０内のメモリ記憶位置などから読み出され、次いで、選択可能なインピーダンス部品６０１および６０２のそれぞれに適用される。次に、受信機の応答が、制御ユニット１５０によって検出される。可能なすべての角度を試験した後、最大の信号対雑音の比（例えば、全干渉Ｉ０に対するビットあたりのエネルギーＥｂ、またはチップあたりのエネルギーＥＣの比）により評価されるような、最良の受信機応答を有するインピーダンスを用いて、ＲＦ信号を送信または受信できる。
【００５９】
第２の方法においては、各インピーダンス値を、他方のインピーダンス値を一定に保ちながら変化させることによって、個々に決定する。この動的方法を繰返して、２つのインピーダンス設定のそれぞれについての最適値を導き出す。
【００６０】
図６は、それぞれの受動アンテナ素子１１０に接続された選択可能なインピーダンス部品６０１の１つの実施形態を示している。選択可能なインピーダンス部品６０１はスイッチ８０１ａ、容量性負荷８０５ａ、および誘導性負荷８１０ａを含む。容量性負荷８０５ａおよび誘導性負荷８１０ａの両者は、図示のとおりグラウンド・プレーンに接続されている。
【００６１】
スイッチ８０１ａは、制御線６３０の信号によって制御される単極双投スイッチである。制御線６３０の信号が第１状態（例えば、デジタルの「１」）であるとき、スイッチ８０１ａは、受動アンテナ素子１１０を容量性負荷８０５ａに接続する。容量性負荷により、受動アンテナ素子１１０の実効長が短くなる。制御線６３０の信号が第２状態（例えば、デジタルの「０」）であるとき、スイッチ８０１ａは、受動アンテナ素子１１０を誘導性負荷８１０ａに接続して、受動アンテナ素子１１０の実効長を長くし、したがって反射性にする。
【００６２】
図７は、それぞれの受動アンテナ素子１１０に接続された選択可能なインピーダンス部品６０１の別の実施形態を示している。この実施形態においては、選択可能なインピーダンス部品６０１が、ＳＰＭＴ（単極多投）スイッチ８０１ｂを備え、このＳＰＭＴスイッチ８０１ｂが、値の異なるいくつかの個別のインピーダンス部品に接続されている。
【００６３】
スイッチ８０１ｂは、４本の制御線６３０の２進化１０進数（ＢＣＤ）信号によって制御される単極多投スイッチである。４本の制御線６３０の信号がスイッチ８０１ｂの極８０３に命令を出して、受動アンテナ素子１１０を最大１６の異なるインピーダンス部品の１つに接続する。図示のとおり、受動アンテナ素子１１０に接続する、９個のインピーダンス部品が与えられている。
【００６４】
選択可能インピーダンス部品は、容量性素子８０５ｂ、誘導性素子８１０ｂ、および遅延線素子８１５を含むことができる。各インピーダンス部品はそれぞれ、電気的にスイッチ８０１ｂとグラウンド・プレーンの間に接続されている。
【００６５】
この実施形態においては、容量性素子８０５ｂは、３つのキャパシタＣ１、Ｃ２およびＣ３を有する。各キャパシタは、それぞれ異なる静電容量を有しており、受動アンテナ素子１１０に接続されたとき、受動アンテナ素子１１０に異なる透過性を与える。例えば、容量性素子８０５ｂは、容量値が相互に１桁離れていてもよい。
【００６６】
同様に、誘導性素子８１０ｂは、３つのインダクタＬ１、Ｌ２およびＬ３を含むことができる。誘導性素子８１０ｂは、受動アンテナ素子１１０に接続されたとき、インダクタンス値が相互に１桁離れた値を有することにより、受動アンテナ素子１１０に異なる反射性を与えることができる。
【００６７】
遅延線素子８１５は、３つの異なる値Ｄ１、Ｄ２およびＤ３を含むことができる。これら遅延線８１５のサイズは、受動アンテナ素子１１０によって再放射される信号に、例えば３０°の増分の位相シフトを生じるように定めることができる。
【００６８】
別の実施形態においては、スイッチ８０１ｂが双極双投スイッチであり、受動アンテナ素子１１０に接続されたインピーダンスの種々の組合せを提供することにより、インピーダンスのさまざまな組合せを実現する。このようにして、受動アンテナ素子１１０を用いて、能動アンテナ素子１２０に種々の位相角度でＲＦエネルギーを再放射することにより、アンテナ装置１００がさまざまな角度の指向性ビームを実現できるようにする。１つの事例においては、制御ユニット１５０は、（１）第１のインピーダンス組合せを選択して、アンテナ装置１００による１つの角度での受信ビームを実現し、（２）第２のインピーダンス部品の組合せを提供して、アンテナ装置１００による第２の角度での送信ビームを生成する。なお、選択可能なインピーダンス部品８０５ｂ、８１０ｂ、および８１５の組合せの選択は、他の受動アンテナ素子１１２に接続された他の選択可能なインピーダンス部品６０２と同様の方法で実施される。
【００６９】
スイッチ８０１ｂの別の方法による実施形態も可能である。例えば、スイッチ８０１ｂを、種々に組み合わせた複数の単極単投スイッチから構成することができる。スイッチ８０１ｂを、通常の手法によって制御されるＧａＡｓスイッチやｐｉｎダイオードなど、半導体スイッチから構成してもよい。このようなスイッチは、場合によっては選択可能インピーダンス部品の特性を備えることができ、インピーダンス部品や遅延線部品を別個に設ける必要がなくなる。別の実施形態は、機械的なスイッチとして機能するが、きわめて高速の応答時間およびきわめて小型形状を有するマイクロ・エレクトロ・メカニカル・スイッチ（ＭＥＭＳ）を備えている。
【００７０】
図８は、受動アンテナ素子１１０に接続される選択可能インピーダンス部品６０１のさらに別の実施形態である。この実施の形態では、選択可能インピーダンス部品６０１はバラクター８０１ｃから構成されている。バラクター８０１ｃは、制御線６３０のアナログ信号によって制御される。別の実施形態においては、バラクター８０１ｃはデジタル制御線のＢＣＤ信号によって制御される。図示のとおり、バラクター８０１ｃはグラウンド・プレーンに接続されている。バラクター８０１ｃにより、受動アンテナ素子１１０にアナログ方式の位相シフトを選択的に加えることが可能となる。なお、この実施形態においては、各受動アンテナ素子１１０および１１２は対応するバラクターに接続され、バラクターの実質的に無限の選択可能なインピーダンス値によって、実質的に無限の位相シフトが実現される。このようにして、アンテナ装置１００は、例えば１８０°の円弧に沿って１°刻みなど、実質的にあらゆる方向の指向性ビームを実現できる。
【００７１】
図９および図９Ｂは、直線アンテナ・アレーの平面図である。一般に、放射パターンはアレーの軸に沿って対称である。したがって、放射ビームの少なくとも一部は、目標の方向に向いていないために無駄になる。したがって利得は小さくなり、図９Ａに示すとおり、ビーム・エネルギーの半分が目標とは反対の方向に向いている。一方、受信モードにおいては、後方のローブが望ましくない干渉信号を取り込む可能性がある。図９Ｂは、先が２つに分かれたローブを直線アレーが形成することを示している。
【００７２】
図１０Ａおよび図１０Ｂの両者は、本発明の特定の原理による非対称（すなわち、不等間隔）アレーで無線信号を送信および受信する指向性ビームを示している。受動アンテナ素子１１０および１１２のインピーダンスが反射モードに設定されたとき、アンテナ装置１００によって、利得の大きい単一のビームを生成できる。受動アンテナ素子１１０および１１２を含む平面から能動アンテナ素子１２０を少し変位させることで、空間位相を実現し、干渉信号を取り込む後方へのローブを打ち消す。受動アンテナ素子１１０、１１２を適切に調整することによって、利得が大きく指向性が強い幅の狭いビームを得ることができる。この構成により、利得を３ｄＢ（デシベル）の割合で増加できる。
【００７３】
１つの用途においては、アンテナ・アレー１００は、８００ＭＨｚ（メガヘルツ）近辺で最適な送信を行なうように調整され、６．９インチ×４インチ×０．５インチ（１７５×１０２ｍｍ×１３ｍｍ）の寸法を有している。すなわち、受動アンテナ素子１１０、１１２は約４インチ（１０２ｍｍ）の間隔を空け、各アンテナ素子は約７インチ（１７８ｍｍ）の高さを有している。能動アンテナ素子１２０は、各受動アンテナ素子１１０、１１２間に引かれた想像線から０．５インチ（１３ｍｍ）離すことができる。
【００７４】
図１１〜図１４は、各受動アンテナ素子１１０、１１２の実効インピーダンスを調整することによって達成できる指向性ビームを示している。方位角平面は、図の向きにあるアンテナ・アレーを見下ろしたローブ・パターンの平面図を表わしている。仰角平面は、アンテナ装置１００、２３５により発生するローブ・パターンの側面を表わしている。図示のとおり、指向性の達成可能範囲は５〜７ｄＢｉの間であり、前後比は６〜２９ｄｂの間である。なお、各図には、それぞれの指向性ビームを生成するために使用した各受動アンテナ素子１１０、１１２のインピーダンス設定も記されている。
【００７５】
図１１は横−右放射パターンである。図示のアレーは８００ＭＨｚでシミュレーションしたものである。アレーは、幅４インチ（１０２ｍｍ）、奥行き０．５インチ（１３ｍｍ）であり、１５２°の角度を形成している。素子の高さは６．９インチ（１７５ｍｍ）である。負荷インピーダンスは、Ｚ１およびＺ２として示されている。３オームが等価損失抵抗である。１００オームの容量リアクタンスで、ビームが横−右に形成された。指向性は５．３３ｄＢｉであり、利得は５．０８ｄＢｉであった。水平（方位角）方向のパターンが図の左側に示され、鉛直（仰角）方向のパターンが図の右側に示されている。前後比は６ｄＢである。
【００７６】
図１２は横−左放射である。Ｚ１およびＺ２のリアクタンスは、２５オームの誘導性に変更した。パターン点が左に変わっている。８００ＭＨｚにおける指向性は５．２５ｄＢiであり、利得は４．６４であった。
【００７７】
図１３はエンドファイア・パターン、つまりアレーに沿う方向のパターンである。このパターンは、２つの受動素子の１つを開回路（５００オームのスイッチ抵抗で表わされている）にし、他方を短絡回路にして達成された。８００ＭＨｚにおける指向性は６．４９ｄＢｉであり、利得は５．４２ｄＢｉであった。利得は入力インピーダンスを正確に整合させることによりさらに増加できるはずである。前後比は１０ｄＢであった。
【００７８】
図１４はエンドファイアから外れたパターンである。インピーダンスをさらに調整した場合、放射パターンを、任意の水平（方位角）方向に向けることができる。一例は、Ｚ１が容量性であり、Ｚ２が短絡の場合である。パターンは、エンドファイアから右に約２５°を向いている。指向性は７ｄＢｉであり、利得は６．７３ｄＢｉである。前後比は２９ｄＢである。
【００７９】
すでに述べたとおり、受動アンテナ素子の数は個々の用途に応じて変わるものであり、図１に示すような２つの受動アンテナ素子１１０、１１２の使用は、単に説明のためのものである。
【００８０】
図１７Ａおよび１７Ｂは、不規則に配置されたアンテナ装置１００のさらに別の実施形態を表わしている。ここでは、２つの受動アンテナ素子１１０、１１２が、プリント回路基板７００の一方の面に形成されており、能動アンテナ素子１２０が他方の面に形成されている。プリント回路基板の厚さが、完全な平面内配置からの必要なずれをもたらしている。この実施形態においては、好都合には、インピーダンス部品６０１および６０２、さらには送受信機装置６０６の部分もプリント回路基板７００上に配置できる。（この実施形態では、分かりやすくするため、制御線その他の詳細は省略されている）。
【００８１】
この特定の実施形態においては、グラウンド構造体７０８およびそれぞれの共振形状体７１０および７１２も示されている。グラウンド構造体７０８は、前記の実施形態において説明したグラウンド・プレーンの機能を果たす。
【００８２】
共振形状体７１０および７１２は、それぞれ受動素子１１０および１１２の追加の放射イメージを提供する。このようにして、各受動素子は、ダイポール素子として現れる各受動素子のイメージを伴う本質的にモノポールになる。実際、受動放射素子１１０，１１２はダイポールではなく、それぞれ自身の共振イメージを有するモノポールである。この相違の意義は、この特定の実施形態が給電または負荷のためのバランを必要としない点にある。
【００８３】
図１７Ｂに示すとおり、プリント回路基板の厚さによって、能動素子１２０に対する受動素子１１０および１１２の平面位置の差が与えられ、これにより角度βが図示のとおり形成されている。
【００８４】
好ましい実施形態においては、さらにグラウンド構造体７１８が、回路基板７００の能動素子１２０と同一面に位置している。グラウンド構造体７０８および７１８は、人間の手など物体の接近インピーダンスの影響の排除に役立つ。この説明から、共振構造体７１０および７１２が、グラウンド構造体７０８に接続されているか、あるいはグラウンド構造体７０８の一部であるのが望ましい、ことは理解されるべきである。共振形状体７１０および７１２は、共振できる自由端を有する、ほぼ４分の１波長の長さである。別の実施形態では、短絡された端部を有する２分の１波長とすることができ、同じく必要な共振を提供する。
【００８５】
さらに、共振構造体７１０および７１２が直線状長方形形状の部分として示されているが、要望に応じて、屈曲線または変形形状として実現することもできる。重要な点は、グラウンド・プレーンの一部に接続された共振構造体を、対応する１つの受動素子１１０または１１２により形成されるモノポールと平衡させることである。
【００８６】
別の実施形態においては、要望に応じて、アンテナ素子をプリント回路基板７００の両面にダイポール素子として実現することもできる。
【００８７】
能動素子に対する受動素子の間隔は、必要な不規則な配置が与えられる限りにおいて、さまざまな方法で実現可能である。例えば円弧を考えると、受動素子を円弧上に、中央の素子を円弧の中央からずらした状態で配置することができる。
【００８８】
別の例として、図１５Ａには、１つの能動アンテナ１２０を５本の受動アンテナ素子１１０／１１２で囲むアンテナ装置１１１０が示されている。受動アンテナ素子１１０／１１２のそれぞれは、前述の原理および技法に従って、受動アンテナ素子１１０または受動アンテナ素子１１２として作動する。すなわち、受動アンテナ素子１１０／１１２の１つが受動アンテナ素子１１０であると特定される場合、その両側に位置する受動アンテナ素子が、受動アンテナ素子１１２として機能する。
【００８９】
アンテナ装置１１１０は、無線携帯電話モデムに接続されたラップトップ・コンピュータ１１１４などの加入者ユニット１１１１と基地局１１１２との無線信号の送信および受信を達成するための手段として機能する。加入者ユニットは、無線データおよび／または音声サービスを提供し、ラップトップ・コンピュータ１１１４や携帯情報端末（ＰＤＡ）などの装置を、基地局１１１２を介して、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、パケット交換コンピュータ・ネットワーク、あるいはインターネットや非公開イントラネットなどの他のデータ・ネットワークなどの、ネットワークに接続できる。基地局１１１２は、プライマリＩＳＤＮ、さらにはネットワークがインターネットなどのイーサネット（登録商標）・ネットワークである場合にはＴＣＰ／ＩＰなど、任意の数のさまざまな効率的通信プロトコルを通じてネットワークと通信することができる。加入者ユニットは、本質的に移動可能でよく、基地局１１１２と通信しながら１つの場所から他の場所に移動してもよい。典型的なシナリオにおいては、多数の加入者アクセス・ユニット１１１１が、基地局１１１２を囲む領域内に位置し、この共通の基地局のサービスを受ける。ただし、別の構成も可能である。
【００９０】
また、図１５Ａは、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＧＳＭ、あるいは基地局１１１２と加入者ユニット１１１４の間に無線チャンネルを割当てることによりデータおよび／または音声信号を伝送するその他のシステムなど、標準的な携帯電話方式の通信システムでよいことも、当業者には理解されるであろう。好ましい実施形態においては、図１５Ａは、例えば米国特許第６、１５１、３３２号に定義されたような符号分割多重化原理を利用するＣＤＭＡ方式のシステムである。
【００９１】
アンテナ装置１１１０は、円柱形上の底面すなわちグラウンド・プレーン１１２０を有し、この平面上に能動アンテナ素子１２０および５本の受動アンテナ素子１１０／１１２が取り付けられている。図示のとおり、アンテナ装置１１１０は、ラップトップ・コンピュータ１１１４に接続される（図は縮尺比通りではない）。アンテナ装置１１１０により、ラップトップ・コンピュータ１１１４は、基地局１１１２から送信される順方向リンク信号１１３０および基地局１１１２に送信される逆方向リンク信号１１３２を介して、無線通信を実行できる。
【００９２】
ここに示す実施形態において、図面に示されているように、アンテナ素子はグラウンド・プレーン１１２０上に分散配置されている。すなわち、この実施形態は、グラウンド・プレーン１１２０の周上付近に非対称な間隔で位置している５つの受動アンテナ素子１１０／１１２と、グラウンド・プレーン１１２０の中央に相当する位置に配置されている能動アンテナ素子とを備えている。
【００９３】
図１６を参照すると、加入者アクセス・ユニット１１１１を制御する電子回路のブロック図が示されている。加入者アクセス・ユニット１１１１は、アンテナ装置すなわちアンテナ・アレー１１１０、および電子回路サブ・アセンブリ１１４２を備えている。能動アンテナ素子１２０は、送受切換器フィルタ１１６２を通して直接電子回路サブ・アセンブリ１１４２に接続され、一方、受動アンテナ素子１１０／１１２のそれぞれは、遅延素子１１５８、可変または集中インピーダンス素子１１５７、およびスイッチ１１５９に接続されている。
【００９４】
無線信号は基地局１１１２と能動アンテナ素子１２０との間で通信される。次に、能動アンテナ素子１２０が、信号を電子回路サブ・アセンブリ１１４２に送るか、あるいは信号をサブ・アセンブリ１１４２から受け取る。受動アンテナ素子１１０／１１２は信号を反射、すなわち能動アンテナ素子１２０に導く。図１６に示すように、コントローラ１１７２は制御信号１１７８を供給して、受動アンテナ素子１１０／１１２の遅延素子１１５８、インピーダンス素子１１５７、およびスイッチ１１５９を制御できる。
【００９５】
送信方向については、電子回路サブ・アセンブリ１１４２から提供される無線周波信号が能動アンテナ素子１２０に直接供給され、この能動アンテナが基地局１１１２に向かって信号を送信する。
【００９６】
受信方向については、電子回路サブ・アセンブリ１１４２が能動アンテナ素子１２０からの無線信号を送受切換器フィルタ１１６２で受信し、受信した信号を無線受信機１１６４に供給する。無線受信機１１６４は、復調された信号を、変調符号化を解除する復号回路１１６６に供給する。例えば、このような復号器は、当技術分野において公知の方法で、擬似ランダム符号および／またはウォルシュ符号を使用することを含む符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）方式の符号化を解除するように作動して、特定の加入者ユニットに宛てられた種々の信号を分離できる。次に、復号化された信号がデータ・バッファ回路１１６８に供給され、続いて、データ・バッファ回路１１６８が、復号化された信号をデータ・インターフェイス回路１１７０に供給する。次に、インターフェイス回路１１７０はデータ信号を、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）、ＰＣＭＣＩＡ形式のインターフェイス、シリアル・インターフェイス、あるいはラップトップ・コンピュータ１１１４と互換性がある他の公知のコンピュータ・インターフェイスにより実現されるような、通常のコンピュータ・インターフェイスに提供することができる。コントローラ１１７２はデータ・インターフェイスとメッセージ・インターフェイス回路１１７４との間でメッセージを送信および／または受信して、復号器１１６６および符号器１１７４の動作、ならびに送信機１１７６および受信機１１６４の調整を制御することができる。
【００９７】
次に図１５Ｂを参照すると、各受動アンテナ素子１１０／１１２は、グラウンド・プレーン１１２０の上面に取り付けられている。伝送給電線１１８２が、受動アンテナ素子１１０／１１２の底部給電点１１８３および遅延線１１５８に接続されており、さらにこの遅延線１１５８は可変または集中インピーダンス素子１１５７、およびスイッチ１１５９に接続されている。受動アンテナ素子１１０／１１２および伝送給電線１１８２は、グラウンド・プレーン１１２０から電気的に絶縁されている。遅延線１１５８、集中または可変インピーダンス素子１１５７、およびスイッチ１１５９は、グラウンド・プレーン１１２０内に位置しているが、やはりグラウンド・プレーンから電気的に絶縁されている。伝送給電線１１８２は受動アンテナ素子１１０／１１２への制御信号の経路を提供する。
【００９８】
各受動アンテナ素子１１０／１１２の真下に共振ストリップ１１９０が設けられ、グラウンド・プレーン１１２０に設けられた溝１１９２内に位置している。溝１１９２は、空間１１９４が形成されるよう、共振ストリップ１１９０よりもわずかに大きい寸法とされている。共振ストリップ１１９０の上端１１９６は、グラウンド・プレーン１１２０に電気的に接続されている。ただし、空間１１９４は、例えばポリスチレンまたはテフロン（登録商標）などのＰＣＢ材料など非金属材料で満たされ、共振ストリップ１１９０の上端以外の部分１１９８をグラウンド・プレーン１１２０から電気的に絶縁している。
【００９９】
アンテナ素子１１０／１１２およびそれぞれの共振ストリップ１１９０は、両者とも例えば銅で作られている。ＰＣＳバンド幅（１８５０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）での使用の場合、アンテナ素子１１０／１１２は、動作信号の４分の１波長の長さを有し、１０分の１波長の厚さを有する。各共振ストリップ１１９０も、４分の１波長の長さ、および１０分の１波長の厚さである。共振ストリップ１９０の下端は、グラウンド・プレーン１１２０の底部から上方の約８分の１波長の高さ「ｈ」に位置している（図１５Ａ）が、共振ストリップ１１９０の下端は、グラウンド・プレーン１１２０の底部にほぼ接触するまでにできる。
【０１００】
使用時、信号が能動アンテナ素子１２０に送信、または能動アンテナ素子１２０から受信され、アンテナ・アレー１１１０が基地局１１１２と通信できるようになる。曲線状の外側表面１２００の法線が水平軸を指すため、グラウンド・プレーン１１２０の曲線表面１２００により、アンテナ・アレー１１１０により形成されるビームは、水平方向に導かれる。共振ストリップ１１９０が存在するため、受動アンテナ素子１１０／１１２はそれぞれの共振ストリップ１１９０と結合して、事実上不平衡ダイポール・アンテナを形成する。このように、受動アンテナ素子１１０／１１２と共振ストリップ１１９０の組合せが、アレー・ビームを水平軸に沿って導く能力をさらに提供し、グラウンド・プレーン１１２０の寸法をアンテナ・アレー１１１０のビーム誘導能力を犠牲にすることなく小さくすることができる。不平衡ダイポール・アンテナ素子のアレーの特性として、アンテナ・アレー１１１０は、ビーム強度のピークが水平軸の上方約１０°よりも上方になることがなく、あるいはさらに小さく、例えば完全に０°であるビームを形成することができる。
【０１０１】
さらに、受動アンテナ素子１１０／１１２を共振ストリップ１１９０と組み合わせることにより、アンテナの有効面積が増加し、したがって利得が向上する。さらに、アンテナ素子１１０／１１２がグラウンド・プレーン１１２０の上部に取り付けられているため、外部環境要因（例えば、アレーが金属製のテーブルに置かれた場合など）へのアンテナ素子１１０／１１２の直接結合が最小化されて、これら要因に対するアンテナ・アレーの感度が低くなる。
【０１０２】
アンテナ・アレーは、非円柱形のグラウンド・プレーンで実現することも可能である。例えば図１８Ａには、６枚のプレート１２０４で作られたグラウンド・プレーン１２０２を有するアンテナ・アレー１２０１が示されている。７本のアンテナ素子が、グラウンド・プレーン１２０２に図面に示すとおりに取り付けられている。すなわち、この実施形態では、各プレート１２０４の外側縁１２０８の上方にグラウンド・プレーン１２０２の周上付近に間隔をあけて位置する６本の導波器素子／受動反射素子１１０／１１２、およびグラウンド・プレーン１２０２の中央に相当する位置に位置する７番目の能動素子１２０を備えている。各プレート１２０４の内側縁１２０７は、グラウンド・プレーン１２０２の中央において他の内側縁１２０７と一体に接続され、ヒンジ１２０９を構成している。ヒンジ１２０９にばねを装填して、プレート１２０４を折りたたんで平たくコンパクトなユニット（図１９）を形成し、アンテナ・アレーを持ち運びに便利なようにできる。
【０１０３】
詳細には図１８Ｂを参照すると、各アンテナ素子１１０／１１２がグラウンド・プレーン１２０２の上面に取り付けられているが、グラウンド・プレーン１２０２から電気的に絶縁されている。アンテナ素子１１０／１１２は、底部給電点１２１２で伝送給電線１２１０に接続されている。各プレート１２０４には、集中または可変インピーダンス素子１２１５に接続された遅延線１２１４、および伝送フィード線１２１０を介してアンテナ素子１１０／１１２に接続されたスイッチ１２１６を備えている。伝送給電線１２１０、遅延線１２１４、集中または可変インピーダンス素子１２１５、およびスイッチ１２１６は、図１５Ａおよび１５Ｂに関して説明した実施形態における伝送フィード線１１８２、遅延線１１５８、集中または可変インピーダンス素子１１５７、およびスイッチ１１５９と同じ機能を果たす。
【０１０４】
各プレート１２０４にはまた、プレート１２０４の外側縁１２０８に沿って位置する共振ストリップ１２１６を備える。共振ストリップ１２１６の上端１２２０は、上部バンド１２０３によってグラウンド・プレーン１２０２に電気的に接続されている。
【０１０５】
各プレート１２０４は、例えばポリスチレンやテフロンなどのＰＣＢ材料から作られた非金属絶縁基板１２２２を備えている。ＰＣＳ用途においては、基板は動作信号の約３分の１波長の高さ、約４分の１波長の幅、および０．０３インチ（０．８ｍｍ）の厚さを有する。グラウンド・プレーン１２０２および共振ストリップ１２１６は、プリント回路基板（ＰＣＢ）技術によって、基板１２２２の片面１２１８上に約０．００１５インチ（０．４ｍｍ）の厚さの銅を堆積させ、次いでこの銅を所望の形状に写真製版エッチングすることによって製造される。このようにして、グラウンド・プレーン１２０２、上部バンド１２０３および共振ストリップ１２１６が、基板１２２２の内側領域１２２４を囲む銅の連続層を形成する。さらに、高さ「ｈ１」の薄い領域１２２６が、共振ストリップ１２１６の下端を板１２０４の下端から隔てている。ＰＣＢ技術は、伝送給電線１２１０、遅延線１２１４、集中または可変インピーダンス素子１２１５、およびスイッチ１２１６を、基板１２２２の反対側に印刷するためにも使用される。アンテナ素子１１０／１１２および１２０も、通常、銅から作られる。アンテナ素子１１０／１１２および共振ストリップ１２１６は、長さが約４分の１波長、幅が約１０分の１波長である。
【０１０６】
次に図２０を参照すると、プレート１２０４の別の積層方法が示されている。ここでは、例えば銅である導電性材料１３０４が、絶縁性材料から作られた２枚の基板１３０２ａおよび１３０２ｂの間にはさまれている。基板１３０２ａおよび１３０２ｂの外側には、それぞれ導電性材料１３０６ａおよび１３０６ｂの層が設けられている。内側の導電性材料１３０４は、アンテナ素子１１０／１１２、さらには、通常は基板１３０２ａまたは１３０２ｂの１つに埋め込まれている遅延線１２１４、集中または可変インピーダンス素子１２１５、およびスイッチ１２１６のための伝送線に使用される。導電性材料１３０６ａおよび１３０６ｂの２つの外側層は、グラウンド・プレーン１２０２および共振ストリップ１２１６として機能する。
【０１０７】
図１５Ａおよび図１８Ａの実施形態に示されているアンテナ素子１１０／１１２は、実際に実施されるとき、好ましくは不均一な間隔とされ、したがって、アンテナ・アレー１１１０または１２０１からさまざまな方向に形成されるビームは、必ずしも同一形状を有さない。
【０１０８】
特定の状況においては、図２１に示すように、アンテナ・アレー１１１０または１２０１は、ラップトップ・コンピュータ１１１４のコンピュータ画面１１１５によって物理的に遮られるか、あるいは、アレーが何らかの別の物体によって遮られることがある。このようにアンテナ・アレーの領域３０００が遮られることで、アンテナ素子を少なくして、これらの領域における素子の間隔をより大きくすることが要求される。したがって、アレーの反対側３００２の素子の間隔は、より小さくなることがある。アレーの特定領域における受動素子の数が増し、すなわち素子密度が高くなることにより、アンテナ・アレーが、より高周波数で動作することが可能となり、利得を減らす量子化ローブ（grating lobe）によって影響されることなく当該領域の方向に幅広い帯域をカバーすることができる。
【０１０９】
さらに、アレー１１１０または１２０１の受動素子１１０／１１２の不均一間隔、すなわち不等間隔によって、アレーの特定のいくつかの素子の間隔が、アンテナ・アレー１１１０と図２１の基地局１１１２の位置関係によって示されるように、複数の通信端末を有する地理的領域の方向に向けられたアレーの領域３００２においてより狭い間隔である場合に、性能向上が実現される。選択された方向に低いサイド・ローブ・レベルを有することにより、アンテナ・アレーの性能が向上する。
【０１１０】
再度述べるが、前述の特定の実施形態、詳細には各受動アンテナ素子１１０および１１２がそれぞれのバラクターに接続されている実施形態においては、アンテナ・アレーが、バラクターの実質的に無限の選択できるインピーダンス値によって、実質的に無限の位相シフトを有する。したがって、このようなバラクターに接続された受動素子１１０／１１２を有するアンテナ・アレー１１１０または１２０１は、例えば１８０°の円弧において１°増分など、実質的に任意の方向の指向性ビームを実現できる。このような放射方向の微細調整能力により、不均一間隔の受動素子、すなわち不等間隔の受信素子を有するアンテナ・アレー１１１０または１２０１は、アンテナ・アレーに別の制御要因を追加する。
【０１１１】
以上述べた実施形態は、単に説明を目的として示したものであり、本発明を限定するものではない。例えば、図１５Ａおよび１８Ａに示したアンテナ・アレー１１１０および１２０１の受動アンテナ素子１１０／１１２は、それぞれ、対応する遅延線、インピーダンス素子、およびスイッチに結合されているが、素子１１０／１１２は、図１５Ａおよび１８Ａよりも先に述べた他の装置および手順のいずれでも作動することができる。詳細には、素子１１０／１１２のそれぞれは、アンテナ・アレー１１１０および１２０１の説明に先立って述べた技法および装置のいずれでも、透過モードと反射モードの間で切り換えることができる。
【０１１２】
本発明を好ましい実施形態により詳細に図示し、説明してきたが、当業者には、添付の特許請求項に定義された本発明の範囲から逸脱することなく、形態または細部にさまざまな変更を加えるのが可能であることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の特定の原理による、アンテナ装置のブロック図および部分的斜視図である。
【図２】本発明の特定の原理による、送受信機に接続されたアンテナ装置の斜視図である。
【図３】本発明の特定の原理による、折り畳み可能またはヒンジ式アンテナ装置の斜視図である。
【図４】本発明の特定の原理による、アンテナ装置の詳細なブロック図および部分的斜視図である。
【図５】本発明の特定の原理による、ヒンジ式アンテナ装置の斜視図である。
【図６】本発明の特定の原理による、受動アンテナ素子の特性を調整するために選択的に制御されるインピーダンス部品のブロック図である。
【図７】本発明の特定の原理による、受動アンテナ素子の特性を調整するために選択的に制御されるインピーダンス部品のブロック図である。
【図８】本発明の特定の原理による、受動アンテナ素子の特性を調整するために選択的に制御されるインピーダンス部品のブロック図である。
【図９Ａ】直線状のアンテナ・アレーによって生成されるローブ・パターンの平面図である。
【図９Ｂ】直線状のアンテナ・アレーによって生成されるローブ・パターンの平面図である。
【図１０Ａ】本発明の特定の原理による、アンテナ装置により生成される指向性ビームの平面図である。
【図１０Ｂ】本発明の特定の原理による、アンテナ装置により生成される指向性ビームの平面図である。
【図１１】本発明の特定の原理による、アンテナ装置が生成する指向性ビームの上面図および側面図である。
【図１２】本発明の特定の原理による、アンテナ装置により生成される指向性ビームの平面図および側面図である。
【図１３】発明の特定の原理による、アンテナ装置により生成される指向性ビームの平面図および側面図である。
【図１４】本発明の特定の原理による、アンテナ装置により生成される指向性ビームの平面図および側面図である。
【図１５Ａ】本発明の特定の原理による、携帯電話システムの加入者ユニットにより使用されるアンテナ・アレーの斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａのアンテナ・アレーの受動アンテナ素子の拡大切断図である。
【図１６】図１５Ａのアンテナ・アレーを制御するのに用いる電子回路のシステム・レベル図である。
【図１７Ａ】プリント回路基板上に実装された不規則に配置されたアレーの別の実施形態を示した図である。
【図１７Ｂ】プリント回路基板上に実装された不規則に配置されたアレーの別の実施形態を示した図である。
【図１８Ａ】本発明の特定の原理による、アンテナ・アレーの別の実施形態の斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａのアンテナ・アレーの受動アンテナ素子の拡大切断図である。
【図１９】平らな小型ユニットに折りたたまれた図１８Ａのアンテナ・アレーの図である。
【図２０】アンテナ・アレーの複数層のプレートの別の構成の側面図である。
【図２１】本発明の特定の原理による、不等間隔の受動アンテナ素子を有するアンテナ・アレーの斜視図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１１０  受動アンテナ素子
１１２  受動アンテナ素子
１２０  能動アンテナ素子
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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