(57)【要約】      （修正有）【課題】電子デバイスの小型化を可能にする、低コストの再構成可能なアンテナを提供する。【解決手段】電気的に再構成可能なポリマーアンテナ３００は、基板３０２と、４つのポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８と、２つのイオン交換材料１０２、２３４とで構成する。ポリマー部材１２２、１２６は、通信回路に連結される。バイアス電圧を受信したポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８は、通信信号を送信又は受信するように構成されている。次に、第１のバイアス電圧を、第１のポリマー部材１２２及び第４のポリマー部材３２８に供給して、導通状態にさせる。第２のバイアス電圧を、第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６に供給して、非導通状態にさせる。結果として、第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６は、通信信号を送信又は受信しなくなる。【選択図】図３
2018113667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換材料、及び
通信回路に連結された少なくとも１つのポリマー部材であって、バイアス電圧の受信に応答して、前記イオン交換材料と相互作用して、前記少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率を変更するように構成されている、少なくとも１つのポリマー部材
を備えているアンテナ。
【請求項２】
前記少なくとも１つのポリマー部材が、第１のバイアス電圧に応答する第１の電気伝導率を有し、且つ、第２のバイアス電圧に応答する第２の電気伝導率を有し、前記第１の電気伝導率が、前記第２の電気伝導率よりも大きく、前記第１の電気伝導率が、導通状態に関連付けられ、前記第２の電気伝導率が、非導通状態に関連付けられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記少なくとも１つのポリマー部材が、ポリアニリン、ポリ（３，４‐エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、又はポリ（３，４‐プロピレンジオキシピロール）（ポリ（ＰｒｏＤＯＰ））のうちの少なくとも１つを含む材料を含み、前記イオン交換材料が、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（ＥＭＩ‐ＩＭ）を含み、且つ、前記イオン交換材料に連結された、又は、前記イオン交換材料を被包するフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）の層をさらに含む、請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記少なくとも１つのポリマー部材が、第１のポリマー部材及び第２のポリマー部材を含む複数のポリマー部材を含み、前記第１のポリマー部材が、第１の長さを有し、前記第２のポリマー部材が、第２の長さを有し、前記第２の長さが前記第１の長さと異なる、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記イオン交換材料が、ポリマー性イオン媒体を含み、前記イオン交換材料が、２つのイオン交換層を含み、前記少なくとも１つのポリマー部材が、前記２つのイオン交換層の間に位置付けされる、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記少なくとも１つのポリマー部材が、１つ又は複数のスイッチを介して、バイアス電圧源と選択的に連結可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記イオン交換材料及び前記少なくとも１つのポリマー部材を含むアップリケをさらに備えている、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記少なくとも１つのポリマー部材が、２つ以上のスイッチを介して、直列に連結可能である第１のポリマー部材及び第２のポリマー部材を含む複数のポリマー部材を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項９】
通信回路、
バイアス電圧源、及び
請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ
を備えている通信システム。
【請求項１０】
アンテナの配列をさらに備え、前記アンテナの配列が、前記アンテナを含み、前記アンテナの配列の各アンテナが、前記バイアス電圧源からの対応するバイアス電圧の受信に基づいて、導通状態と非導通状態との間で切り替え可能である、請求項９に記載の通信システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのポリマー部材が、複数のポリマー部材を含み、前記バイアス電圧源が、対応するバイアス電圧を前記複数のポリマー部材の各ポリマー部材に出力して、前記複数のポリマー部材の各ポリマー部材の電気伝導率を変更するように構成されている、請求項９又は１０に記載の通信システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのポリマー部材及び前記バイアス電圧源に連結された１つ又は複数のスイッチ、並びに
前記１つ又は複数のスイッチに連結され、且つ通信周波数設定に基づいて、前記１つ又は複数のスイッチを制御するように構成されたコントローラであって、前記１つ又は複数のスイッチが、前記コントローラからの１つ又は複数の制御信号に応答して、前記バイアス電圧源から前記バイアス電圧を前記少なくとも１つのポリマー部材に伝達する、コントローラ
をさらに備えている、請求項９から１１のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項１３】
前記通信回路、前記バイアス電圧源、及び前記アンテナが、航空機に組み込まれ、前記アンテナが、前記航空機の外部表面に連結されたアップリケ内に含まれる、請求項９から１２のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項１４】
請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナについて、バイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材に印加して、前記少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率を変更することと、
前記バイアス電圧を印加している間に、前記少なくとも１つのポリマー部材を介して、通信信号を送信又は受信することと
を含む方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのポリマー部材が、第１のポリマー部材及び第２のポリマー部材を含む複数のポリマー部材を含み、前記第１のポリマー部材が、第１の通信周波数に関連付けられ、前記第２のポリマー部材が、第２の通信周波数に関連付けられており、
前記第１の通信周波数を選択することと、
対応するバイアス電圧を前記第１のポリマー部材に印加して、前記第１の通信周波数で動作するように前記第１のポリマー部材を設定することと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、再構成可能なポリマーアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナは、通信信号を送受信するための対応する動作周波数（例えば、共振周波数）を有する。アンテナの動作周波数は、アンテナの寸法（例えば、サイズと形状）に基づいている。説明すると、より長いアンテナは、概して、より低い動作周波数を有する（例えば、より長い波長）。電子デバイスは、種々の動作周波数における動作を可能にする複数のアンテナを含み得る。例えば、電子デバイス（例えば、携帯電話又はルーター）は、第１の周波数帯域（例えば、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）帯域）の信号を送信又は受信する第１のアンテナ、及び第２の周波数帯域（例えば、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１帯域又は第３世代（３Ｇ）無線帯域）の信号を送受信する第２のアンテナを含み得る。
【０００３】
電子デバイスの小型化を可能にするためには、再構成可能なアンテナを使用してもよい。再構成可能なアンテナは、アンテナのサイズ又は形状などのアンテナの物理的特性を変更することにより、単一のアンテナが複数の周波数で動作（例えば、送受信）することを可能にする。例えば、再構成可能なアンテナ（例えば、機械的に再構成可能なアンテナ）は、組込型スイッチの使用、伸張、又は導電性流体の移動により、長さを変えることができる。しかしながら、複数のアンテナ構成に比べると、機械的に再構成可能なアンテナは、サイズがより大きく、コストがより高くなる場合がある。
【発明の概要】
【０００４】
特定の実装では、アンテナは、イオン交換材料、及び通信回路に連結された少なくとも１つのポリマー部材を含む。少なくとも１つのポリマー部材は、バイアス電圧の受信に応答して、イオン交換材料と相互作用して、少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率を変更するように構成されている。
【０００５】
別の特定の実装形態では、通信システムは、通信回路、バイアス電圧源、及びアンテナを含む。アンテナは、イオン交換材料、及び通信回路に連結された少なくとも１つのポリマー部材を含む。少なくとも１つのポリマー部材は、バイアス電圧源からのバイアス電圧の受信に応答して、イオン交換材料と相互作用して、少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率を変更するように構成されている。
【０００６】
別の特定の実装形態では、通信する方法は、バイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材に印加して、少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率を変更することを含む。この方法は、バイアス電圧を印加している間に、少なくとも１つのポリマー部材を介して、通信信号を送信又は受信することをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】電気的に再構成可能なポリマーアンテナを含む通信システムの実施例を示すブロック図である。
【図２】１つ又は複数の電気的に再構成可能なポリマーアンテナの実施例を示す図である。
【図３】電気的に再構成可能なポリマーアンテナの例示的な構成を示す図である。
【図４】電気的に再構成可能なポリマーアンテナを含む例示的な回路を示す図である。
【図５】電気的に再構成可能なポリマーアンテナを含む通信システムを作動させる方法の実施例のフロー図である。
【図６】電気的に再構成可能なポリマーアンテナを含む通信システムを含む航空機の例示的な実装形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書で開示された実装形態は、再構成可能なポリマーアンテナ（例えば、電気的に再構成可能なポリマーアンテナ）を対象としている。例示的な電気的に再構成可能なポリマーアンテナは、イオン交換材料に連結された少なくとも１つのポリマー部材を含む。少なくとも１つのポリマー部材は、ポリアニリン、ポリ（３，４‐エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）（ＰＥＤＯＴｓ））、ポリ（３，４‐プロピレンジオキシピロール）（ポリ（ＰｒｏＤＯＰ）（ｐｏｌｙ（３，４−ｐｒｏｐｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｐｙｒｒｏｌｅ）（ｐｏｌｙ（ＰｒｏＤＯＰｓ））などの導電性ポリマーを含む。導電性ポリマーは、本質的に導電性であり得、又は、半導体特性を有し得る。また、導電性ポリマーは、可変な電気特性を有し得る。少なくとも１つのポリマー部材は、バイアス電圧を供給するバイアス電圧源に連結される。幾つかの実装形態では、少なくとも１つのポリマー部材は、１つ又は複数のスイッチを介して、バイアス電圧源に連結される。追加的又は代替的に、バイアス電圧源は、調節可能（例えば、複数の異なるバイアス電圧を出力するように構成可能）であり得る。例えば、バイアス電圧源は、種々の極性、種々の振幅、又はその両方を有するバイアス電圧を出力し得る。
【０００９】
少なくとも１つのポリマー部材は、バイアス電圧の受信に応答して、第１の電気伝導率と第２の電気伝導率との間で切り替え可能である。例えば、少なくとも１つのポリマー部材は、第１のバイアス電圧（例えば、正のバイアス電圧）の受信に応答して、導電性となる場合があり、第２のバイアス電圧（例えば、負のバイアス電圧）の受信に応答して、非導電性となる場合がある。説明すると、第１のバイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材に印加すると、ポリマーが酸化（例えば、イオン交換材料に対してポリマーが電子を失う）して、少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率が変更され得る。少なくとも１つのポリマー部材は、酸化状態にあるときに導電性であり得る。第２のバイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材に印加すると、ポリマーが還元（例えば、イオン交換材料からポリマーが電子を得る）して、少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率が変更され得る。少なくとも１つのポリマー部材は、還元状態にあるときに非導電性（例えば、絶縁性）であり得る。イオン交換材料は、バイアス電圧の極性に応じて、イオン供与体又はイオン受容体である。
【００１０】
バイアス電圧を変えることにより、電気的に再構成可能なポリマーアンテナの１つ又は複数のポリマー部材を活性化（例えば、導電化）又は非活性化（例えば、非導電化）することができる。電気的に再構成可能なポリマーアンテナの動作周波数を変えるために、１つ又は複数のポリマー部材の導電性の変更を用いることができる。例えば、異なる時間で異なる長さのポリマー部材を活性化することにより、電気的に再構成可能なポリマーアンテナの動作周波数を変更することができる。別の例としては、例えば、直列に互いに連結された１つ又は複数のポリマー部材を活性化することにより、電気的に再構成可能なポリマーアンテナの活性部分（例えば、活性化されたポリマー部材）の長さ、及び／又は大きさ、及び／又は形状を調節することができ、電気的に再構成可能なポリマーアンテナの動作周波数に変化がもたらされる。したがって、寸法又は大きさを変えてアンテナを機械的に再構成し、動作周波数を変える場合とは異なり、電気的に再構成可能なポリマーアンテナは、電気的に再構成可能なポリマーアンテナに加えられた電圧又は電圧の変化に応答して、再構成可能（例えば、切り換え可能）である。機械的に再構成可能なアンテナに比べると、電気的に再構成可能なポリマーアンテナは、利用空間がより小さく、可動部分がより少ないか、又は全くない。さらに、機械的に再構成可能なアンテナに比べて、電気的に再構成可能なポリマーアンテナは、再構成（例えば、動作周波数の変更）に用いるエネルギーがより少ない場合がある。電気的に再構成可能なポリマーアンテナは、機械的に再構成可能なアンテナよりも迅速に、動作周波数間で変化又は切り替え（例えば、再構成）することができる。電気的に再構成可能なポリマーアンテナは、利用する空間とエネルギーがより少なく、電気的に再構成可能なポリマーアンテナは、再構成可能なアンテナの小型化を可能とすることができる。
【００１１】
電気的に再構成可能なポリマーアンテナは、フレキシブル回路内に含まれてもよく、少なくとも１つのポリマー部材は、機械的に再構成可能なアンテナのアンテナ材料（例えば、金属）よりも、適合性、弾性があり、そして変形に対してより耐性がある場合がある。さらに、ポリマーは、非ポリマーアンテナで使用される導電性金属（例えば、銅、銀、金、プラチナ等）より典型的に安価であるので、電気的に再構成可能なポリマーアンテナのコストは、非ポリマーアンテナに比べて削減することができる。固定式アンテナに比べて、電気的に再構成可能なポリマーアンテナは、複数の周波数（例えば、複数の周波数帯域）での動作を可能にする。さらに、電気的に再構成可能なポリマーアンテナは、通信システム又は電子デバイスのサイズを減少させることができる。例えば、電気的に再構成可能なポリマーアンテナ及び通信回路を、トランシーバのような専用通信回路をそれぞれ有する複数のアンテナと交換してもよい。
【００１２】
図１は、電気的に再構成可能なポリマーアンテナ（ここでは「ＥＲＰアンテナ」と呼ばれる）を含む通信システム１００の実施例を示す。通信システム１００は、複数の周波数を有する通信信号の送信、複数の周波数を有する通信信号の受信、又はその両方を可能にする。通信システム１００は、イオン交換材料１０２、少なくとも１つのポリマー部材１０４、バイアス電圧源１０６、及び通信回路１０８を含む。図１の通信システム１００は、１つ又は複数のスイッチ１１０及びコントローラ１１２をさらに含む。通信システム１００（又はその一部）は、フレキシブル回路内に含まれ得る。例示的且つ非限定的な実施例として、イオン交換材料１０２及び少なくとも１つのポリマー部材１０４は、フレキシブル基板上に含まれ得る。特定の実装形態では、通信システム１００は、航空機上に組み込まれるか、又は航空機内に組み込まれる。このような実装形態では、ＥＲＰアンテナ（例えば、イオン交換材料１０２及び少なくとも１つのポリマー部材１０４）は、航空機の外部に連結されたアップリケ内に含まれ得る。
【００１３】
イオン交換材料１０２は、可動イオンを含み、少なくとも１つのポリマー部材１０４とイオンを交換して、少なくとも１つのポリマー部材１０４を酸化且つ還元（例えば、電子を得る）するように構成されている。イオン交換材料１０２は、電解質溶液、イオン性液体（例えば、室温の溶融状態で存在する有機塩）、イオン性ゲル、又はポリマー性イオン媒体（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｉｏｎｉｃ  ｍｅｄｉｕｍ）を含むか、又はこれらに対応し得る。例示的且つ非限定的な実施例として、イオン交換材料１０２は、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（ＥＭＩ‐ＩＭ）（１−Ｅｔｈｙｌ−３−ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ  ｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌ）ｉｍｉｄｅ  （ＥＭＩ−ＩＭ））を含む。特定の実装形態では、イオン交換材料１０２は、非反応性材料の１つ又は複数の層に連結されるか、又はそれらによって被包される。幾つかの実装形態では、非反応性材料は、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）などの非反応性ポリマーを含む。
【００１４】
少なくとも１つのポリマー部材１０４は、イオン交換材料１０２に連結される。例えば、少なくとも１つのポリマー部材１０４の少なくとも一部が、イオン交換材料１０２と電気的に接触又は接続する。説明すると、イオン交換材料１０２のイオン（例えば、陽イオン、陰イオン、又はその両方）は、少なくとも１つのポリマー部材１０４に流れ、少なくとも１つのポリマー部材１０４と相互作用（例えば、酸化又は還元）する。少なくとも１つのポリマー部材１０４とイオン交換材料１０２との間の例示的な連結部は、図２を参照してさらに説明される。少なくとも１つのポリマー部材１０４は、本質的に導電性のポリマー（ＩＣＰ）などの導電性ポリマーを含み得る。例示的且つ非限定的な実施例として、導電性ポリマーは、ポリアニリン、ＰＥＤＯＴ、及びポリ（ＰｒｏＤＯＰ）を含む。
【００１５】
ＥＲＰアンテナは、イオン交換材料１０２及び少なくとも１つのポリマー部材１０４を含む。ＥＲＰアンテナは、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、アレイアンテナ、ループアンテナ、開口面アンテナ、又はこれらの組み合わせに対応し得る。特定の実装形態では、ＥＲＰアンテナは、アンテナの配列内に含まれる。
【００１６】
幾つかの実装形態では、少なくとも１つのポリマー部材１０４は、複数のポリマー部材を含む。特定の実装形態では、少なくとも１つのポリマー部材１０４は、第１のポリマー部材１２２、第２のポリマー部材１２４、及び第３のポリマー部材１２６を含む。他の実装形態では、ＥＲＰアンテナは、ポリマー部材を３つよりも多く又は３つよりも少なく含み得る。少なくとも１つのポリマー部材１０４の各ポリマー部材は、異なる物理的構成を有し得る。例えば、一方のポリマー部材のサイズ、形状、又はその両方は、他方のポリマー部材のものとは異なり得る。説明すると、図１で示されているように、第１のポリマー部材１２２は、第２のポリマー部材１２４より長く、第３のポリマー部材１２６より短い。他の実装形態では、ポリマー部材１２２、１２４、１２６は、それぞれ、同じ長さを有して異なる形状を有し得る。例示的且つ非限定的な実施例として、ポリマー部材１２２、１２４、１２６の形状は、ループ状、コイル状、六角形、又はらせん形を含むか、又はこれらに対応し得る。説明すると、第１のポリマー部材１２２は、真っ直ぐであり得、第２のポリマー部材１２４は、コイル状又は湾曲状であり得る。複数のポリマー部材の種々の形状は、アンテナの種々の種類に対応し得る。例えば、第１のポリマー部材１２２は、第１の形状を有するモノポールアンテナであってもよく、第２のポリマー部材１２４は、第２の形状を有するダイポールアンテナ又はループアンテナであってもよい。
【００１７】
追加的又は代替的に、少なくとも１つのポリマー部材１０４の１つ又は複数のポリマー部材は、種々の材料を含み得る。例えば、製作された第１のポリマー部材１２２は、第１のポリマーを含み、第２のポリマー部材１２４は、第１のポリマーと異なる第２のポリマーを含み得る。特定の例示的且つ非限定的な実施例として、第１のポリマーは、ポリアニリンであってもよく、第２のポリマーは、ＰＥＤＯＴ又はポリ（ＰｒｏＤＯＰ）であってもよい。
【００１８】
バイアス電圧源１０６は、少なくとも１つのポリマー部材１０４に連結される。バイアス電圧源１０６は、直流（ＤＣ）バイアス電圧源を含むか、又はそれに対応し得る。バイアス電圧源１０６は、少なくとも１つのポリマー部材１０４に印加される１つ又は複数のバイアス電圧を生成（又は出力）するように構成されている。例えば、バイアス電圧源１０６は、２つのバイアス電圧、すなわち、第１のバイアス電圧（例えば、＋１ボルト（Ｖ））及び第２のバイアス電圧（例えば、−１Ｖ）を同時に出力し得る。他の実装形態では、バイアス電圧源１０６は、２つより多いバイアス電圧を出力するように構成されてもよい。
【００１９】
幾つかの実装形態では、バイアス電圧源１０６は、バイアス電圧の振幅を調節するように構成されている。例えば、バイアス電圧源１０６は、第１のバイアス電圧（例えば、＋１Ｖ）を第３のバイアス電圧（例えば、３Ｖ、５Ｖ等）に調節するように構成され得る。このような実装形態では、コントローラ１１２は、バイアス電圧源１０６に連結され得、バイアス電圧源１０６によって出力されたバイアス電圧の振幅、極性、又はその両方を調節するように構成され得る。追加的に、バイアス電圧源１０６は、バイアス電圧を調節又は調整し、少なくとも１つのポリマー部材１０４を最適化又は調整する。説明すると、バイアス電圧源１０６は、第１のバイアス電圧（例えば、＋１Ｖ）を第４のバイアス電圧（例えば、＋１．１Ｖ）に調節して、少なくとも１つのポリマー部材１０４を第１の通信周波数に最適化又は調整することができる。
【００２０】
バイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材１０４に印加することにより、イオン交換材料１０２と少なくとも１つのポリマー部材１０４にイオン交換（例えば、酸化又は還元）させることができる。図１の図表１５０を参照すると、バイアス電圧を第１のポリマー部材１２２に印加することにより引き起こされる、特定のポリアニリン（例えば、エメラルジン塩１６０及びロイコエメラルジン塩（Ｌｅｕｃｏｅｍｅｒａｌｄｉｎｅ  ｓａｌｔ）１７０）の例示的な酸化還元反応が例示されている。図表１５０では、第１のポリマー部材１２２は、第１のバイアス電圧の受信に応答して、エメラルジン塩１６０に流れるイオン交換材料１０２のラジカル陽イオンによって酸化される。図表１５０では、第１のポリマー部材１２２は、第２のバイアス電圧の受信に応答して、ロイコエメラルジン塩１７０に流れるイオン交換材料１０２のラジカル陰イオンによって還元される。図表１５０では、「ｎ」は、重合の度合いを表す。
【００２１】
通信回路１０８は、少なくとも１つのポリマー部材１０４に連結される。通信回路１０８は、１つ又は複数のトランシーバ、１つ又は複数のフィルター、１つ又は複数の増幅器、１つ又は複数のミキサー、１つ又は複数の変調器、１つ又は複数の復調器、１つ又は複数の変換器などの無線通信を可能にするように構成された１つ又は複数の構成要素を含む。トランシーバは、１つ又は複数の送信器及び１つ又は複数の受信器を含み得る。通信回路１０８は、携帯電話、携帯用計算デバイス、無線ルーターなどの無線通信装置内に含まれ得る。幾つかの実装形態では、通信システム１００は、複数の通信回路を含む。特定の実装形態では、複数の通信回路の各通信回路は、少なくとも１つのポリマー部材のうちの異なるポリマー部材に連結される。
【００２２】
１つ又は複数のスイッチ１１０は、少なくとも１つのポリマー部材１０４及びバイアス電圧源１０６に連結され、少なくとも１つのポリマー部材１０４がバイアス電圧源１０６と選択的に連結可能（例えば、連結及び脱連結）であるようにする。１つ又は複数のスイッチ１１０は、例示的且つ非限定的な実施例として、切り換えネットワーク又は順列ネットワークを含むか、又はそれらに対応し得る。１つ又は複数のスイッチ１１０は、１つ又は複数の切り換え要素（例えば、継電器）を含み得る。例示的且つ非限定的な実施例として、１つ又は複数のスイッチ１１０は、１つ又は複数のトランジスタを含む。１つ又は複数のスイッチ１１０は、バイアス電圧源１０６によって出力されたバイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材１０４に選択的に供給するように構成されている。例えば、１つ又は複数のスイッチ１１０は、コントローラ１１２から１つ又は複数の制御信号を受信し、第１のバイアス電圧を第１のポリマー部材１２２に供給し、１つ又は複数の制御信号に応答して、第２のバイアス電圧を第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６に供給し得る。制御信号が非活性を示したことに応答して、１つ又は複数のスイッチ１１０は、１つ又は複数のポリマー部材をバイアス電圧から絶縁し得る。
【００２３】
コントローラ１１２は、１つ又は複数のスイッチ１１０に連結され、通信周波数設定に基づいて１つ又は複数のスイッチ１１０を制御するように構成されている。通信周波数設定は、ユーザによって入力されてもよく、又は、電子デバイスの動作設定に基づいてコントローラ１１２によって決定されてもよい。例えば、コントローラ１１２は、電子デバイスの別の構成要素（例えば、プロセッサ）から動作設定を受信してもよく、又は、１つ又は複数のパラメータ又は条件に基づいて、動作設定を決定してもよい。例示的且つ非限定的な実施例として、動作設定は、ある種類の通信信号（例えば、狭域通信信号、広域通信信号、ブロードバンド通信信号）、多重チャネル装置のチャネル（例えば、２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）チャネル又は５．８ＧＨｚチャネル）、又は、移動体通信ネットワーク（例えば、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、第４世代無線（４Ｇ）、第３世代無線（３Ｇ）等）の帯域を含むか、又はこれらに対応し得る。特定の実装形態では、動作設定は、ＩＥＥＥ通信プロトコル又はセルラプロトコル（例えば、ＬＴＥプロトコル、移動通信（ＧＳＭ）プロトコルのためのグローバルシステム、又は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）プロトコル等）のような通信プロトコルに関連付けられる。
【００２４】
動作中、コントローラ１１２は、第１の動作設定を受信又は決定し得る。コントローラ１１２は、１つ又は複数の制御信号を１つ又は複数のスイッチ１１０に送信（又は調節）し得る。１つ又は複数の制御信号に応答して、１つ又は複数のスイッチ１１０は、第１のバイアス電圧（例えば、＋１Ｖ）を第１のポリマー部材１２２に供給（例えば、バイアス電圧源１０６から伝達）する。さらに、１つ又は複数の制御信号に応答して、１つ又は複数のスイッチ１１０は、第２のバイアス電圧（例えば、−１Ｖ）を第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６に供給する。第１のポリマー部材１２２が導通状態となるように、第１のバイアス電圧は、第１のポリマー部材１２２の電気伝導率を第１の電気伝導率に変更する。第１のポリマー部材１２２を導通状態にすることにより、第１の周波数範囲に関連付けられる第１の通信信号を送信又は受信するために第１のポリマー部材１２２が活性化される。第１のバイアス電圧が第１のポリマー部材１２２に印加されている間、第１の通信信号が、第１のポリマー部材１２２によって受信され、処理のために通信回路１０８に中継され得る。追加的又は代替的に、通信回路１０８は、第１の通信信号を生成することができ、第１のバイアス電圧が第１のポリマー部材１２２に印加されている間、第１のポリマー部材１２２を介して、第１の通信信号を送信することができる。
【００２５】
さらに、第２のバイアス電圧は、第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６の電気伝導率を第２の電気伝導率に変更し、第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６が非導通（例えば、絶縁）状態となる。第１の電気伝導率は、第２の電気伝導率より大きい場合がある。第２のバイアス電圧は、第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６を非活性化する。第２のバイアス電圧が第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６に印加されている間、第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６は、通信信号を送信又は受信することができない。導通状態及び非導通状態に対応するように説明されているが、他の実装形態では、第１の電気伝導率及び第２の電気伝導率は、他の状態（例えば、部分的導通状態）又は異なる度合の電気伝導率に対応してもよい。
【００２６】
第１の通信信号が送信又は受信された後、コントローラ１１２は、第２の動作設定を受信又は決定し得る。例示的且つ非限定的な実施例として、第２の動作設定は、ユーザによって入力されてもよい。コントローラ１１２は、１つ又は複数の制御信号を１つ又は複数のスイッチ１１０に送信（又は調節）し得る。１つ又は複数の制御信号に応答して、１つ又は複数のスイッチ１１０は、第１のバイアス電圧（例えば、＋１Ｖ）を第３のポリマー部材１２６に供給し、第２のバイアス電圧（例えば、−１Ｖ）を第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１２４に供給する。第１のバイアス電圧は、第３のポリマー部材１２６の電気伝導率を変更する。説明すると、第１のバイアス電圧は、第２の周波数範囲に関連付けられた第２の通信信号を送信又は受信するために、第３のポリマー部材１２６を活性化する。第１のバイアス電圧が第３のポリマー部材１２６に印加されている間、第２の通信信号が、第３のポリマー部材１２６によって受信され、処理のために通信回路１０８に中継され得る。追加的又は代替的に、通信回路１０８は、第２の通信信号を生成することができ、第１のバイアス電圧が第３のポリマー部材１２６に印加されている間、第３のポリマー部材１２６を介して、第２の通信信号を送信することができる。
【００２７】
さらに、第２のバイアス電圧は、非導通（例えば、絶縁）状態となるように、第１のポリマー部材１２２、第２のポリマー部材１２４、又はその両方の電気伝導率を変更し得る。第２のバイアス電圧は、第１のポリマー部材１２２及び第３のポリマー部材１２４を非活性化する。第２のバイアス電圧が第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１２４に印加されている間、第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１２４は、通信信号を送信又は受信することができない。
【００２８】
少なくとも１つのポリマー部材１０４の応答速度（例えば、導通状態と非導通状態との間の切り換え速度）は、数ミリ秒であり得る。少なくとも１つのポリマー部材１０４の応答速度に起因して、少なくとも１つのポリマー部材１０４は、非導通状態に切り替えずに、導通状態にある間、高周波数通信信号（例えば、メガヘルツ信号）を送信するための大電圧（例えば、バイアス電圧よりも大きな電圧）の交流（ＡＣ）信号を受信し得る。説明すると、大電圧ＡＣ信号の周波数は、少なくとも１つのポリマー部材１０４の応答速度よりも大きい（例えば、速い）ので、大電圧ＡＣ信号の一時的な負極性は、少なくとも１つのポリマー部材１０４の電気伝導率を変更しない場合がある。説明すると、大電圧ＡＣ信号が少なくとも１つのポリマー部材１０４に印加されると、少なくとも１つのポリマー部材１０４は、十分に速く反応しない（例えば、大電圧ＡＣ信号が負極性を有する間、エメラルジン塩１６０がロイコエメラルジン塩１７０に還元されない）場合があり、大電圧ＡＣ信号は、少なくとも１つのポリマー部材１０４を導電状態と非導通状態との間で切り換えるようなことはしない。
【００２９】
幾つかの実装形態では、通信システム１００は、第２のバイアス電圧源を含む。このような実装形態では、バイアス電圧源１０６が第１のバイアス電圧（例えば、＋１Ｖ）及び第２のバイアス電圧（例えば、−１Ｖ）を供給している間、第２のバイアス電圧源は、第３のバイアス電圧（例えば、＋３Ｖ）を供給し得る。幾つかの実装形態では、バイアス電圧源１０６は、浮遊する電圧源（例えば、接地していない電圧源）に対応する。他の実装形態では、バイアス電圧源１０６は接地される。追加的又は代替的に、少なくとも１つのポリマー部材１０４が浮遊又は接地していてもよい。追加的又は代替的に、通信回路１０８の１つ又は複数の構成要素は、地面に連結される。
【００３０】
幾つかの実装形態では、少なくとも１つのポリマー部材１０４は、電極として配列された複数のポリマー部材、又は、電極に対応する複数のポリマー部材を含み得る。例えば、第１のポリマー部材１２２は、第１のバイアス電圧に応答するカソードとして動作してもよく、第２のポリマー部材１２４、第３のポリマー部材１２６、又はその両方は、第２のバイアス電圧に応答するアノードとして動作してもよい。
【００３１】
さらに、ポリマー部材は、回路又はフレキシブル回路の中のスイッチ（例えば、継電器）として動作し得る。説明すると、第１のポリマー部材１２２は、電流の流れを可能にする導通状態と、電流の流れを止める非導通状態との間で切り替わり得る。特定の実装形態では、ポリマー部材は、非ポリマー再構成可能アンテナ内の組込型スイッチとして動作する。例えば、第１のポリマー部材１２２は、非ポリマー再構成可能アンテナの２つの金属部分（例えば、金属トレース）に連結され得る。バイアス電圧の印加により、第１のポリマー部材１２２によって２つの金属部分が電気的に共に連結され、非ポリマー再構成可能アンテナの有効長（例えば、導電性の長さ部分）が変更され得る。
【００３２】
機械的に再構成可能なアンテナに比べると、通信システム１００のＥＲＰアンテナは利益を提供する。例えば、ＥＲＰアンテナは、フレキシブル回路内に含まれてもよく、少なくとも１つのポリマー部材は、金属製アンテナの構成要素よりも、適合性、弾性があり、そして変形に対してより耐性がある場合がある。さらに、ポリマーは、非ポリマーアンテナで使用される導電性金属（例えば、銅、銀、金、プラチナ等）より安価であるので、ＥＲＰアンテナは、金属製アンテナよりも材料が低コストであり得る。機械的に再構成可能なアンテナに比べると、ＥＲＰアンテナは、利用空間がより小さく、可動部分がより少ない。さらに、機械的に再構成可能なアンテナに比べて、ＥＲＰアンテナは、再構成（例えば、動作周波数の変更）に用いるエネルギーがより少ない場合がある。さらに、ＥＲＰアンテナは、機械的に再構成可能なアンテナよりも迅速に、動作周波数間で変化又は切り替え（例えば、再構成）することができる。
【００３３】
図２は、ＥＲＰアンテナの構成の例示的な図を示す。図２では、イオン交換材料及びポリマー部材の３つの例示的構成２０２、２０４、２０６が図示されており、概略的に２００で表されている。第１の構成２０２では、第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１２４が、イオン交換材料１０２に連結（例えば、電気的に連結）される。図２で示されているように、ポリマー部材１２２及び１２４のそれぞれの一部が、イオン交換材料１０２の単層の片側に連結される。
【００３４】
第１の構成２０４では、第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１２４が、イオン交換材料１０２によって被包される。イオン交換材料１０２は、ＰＶＤＦなどの非反応性材料の２つの層２２２、２２４に連結される（又はそれらによって被包される）。第１の構成２０２に比べて、第２の構成２０４は、ポリマー部材１２２及び１２４とイオン交換材料１０２との間により大きな表面接触領域を有する。したがって、第１の構成２０２に比べて、第２の構成２０４には、ポリマー部材１２２及び１２４の酸化又は還元の間、イオン交換材料１０２とポリマー部材１２２及び１２４との間で電子（又はイオン）が交換される表面領域がより多く設けられる。したがって、第１の構成２０２に比べて、第２の構成２０４におけるポリマー部材１２２及び１２４は、より迅速に導通状態と非導通状態（又は他の導通状態）との間で切り替わり、より導電的であり、又はその両方であり得る。
【００３５】
第３の構成２０６では、第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１２４が、イオン交換材料１０２の第１の層とイオン交換材料２３４の第２の層に連結される（且つそれらの間に位置付けされる）。第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１２４は、円形（又は長円形）断面及び直線形状を有しているように示されているが、他の実施態様では、ポリマー部材１２２、１２４のうちの１つ又は複数は、異なる断面形状（例えば、平面、長方形等）、異なる形状（コイル状、六角形状等）、異なる寸法（例えば、幅又は長さ）、又はこれらの組み合わせを有してもよい。第１の構成２０２に比べて、第３の構成２０６には、ポリマー部材１２２及び１２４の酸化又は還元の間、イオン交換材料１０２、２３４の層とポリマー部材１２２及び１２４との間で電子（又はイオン）が交換される表面領域がより多く設けられ、第２の構成２０４に比べて、第３の構成２０６は、より安価であり、製造がさほど複雑ではない場合がある。
【００３６】
さらに、第３の構成２０６で示されているように、構成２０２、２０４、２０６のうちの１つ又は複数は、保護層２４２（例えば、コーティング）、接着層２４４、又はその両方などの１つ又は複数の追加の層を含み得る。保護層２４２は、ポリマー部材１２２、１２４及びイオン交換材料１０２、２３４を他の構成要素、周囲環境、又はその両方から保護且つ／又は絶縁するように構成されている。３つ目の図２０６で示されているように、保護層２４２は、イオン交換材料１０２の第１の層と接触する。他の実装形態では、保護層２４２は、ポリマー部材１２２、１２４又は非反応性材料の層（例えば、層２２２、２２４）と接触し得る。第３の構成２０６で示されているように、接着層２４２は、イオン交換材料２３４の第２の層と接触する。他の実装形態では、接着層２４２は、ポリマー部材１２２、１２４又は非反応性材料の層（例えば、層２２２、２２４）と接触し得る。接着層２４４は、表面張力（例えば、接着層２４４の分子の分子間力の表面張力）、静電気（例えば、静電付着又は静電気による絡み付き）、又は接着材を介して、表面（例えば、ビークル又は構造体の表面）に連結又は付着するよう構成され得る。
【００３７】
構成２０２、２０４、２０６は、スパッタリング、蒸着、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、プリンティング（例えば、３Ｄプリンティング）等の手段によって生成され得る。このようにプリンティングによって構成２０２、２０４、２０６が生成される実装形態では、プリンタ（例えば、３Ｄプリンタ）は、１つ又は複数のパスの中に材料を堆積し、ポリマー部材１２２、１２４のうちの１つ又は複数、イオン交換材料１０２、２３４の層、非反応性材料の層２２２、２２４、保護層２４２、又は接着層２４４を形成し得る。特定の実装形態では、構成２０２、２０４、２０６は、アップリケとして生成されてもよい。例えば、構成２０２、２０４、２０６は、保護層２４２又は接着層２４４のうちの１つ又は複数を含み得る。アップリケは、可撓性であり、アップリケが連結される表面の形状に適合し得る。アップリケは、コンフォーマルアンテナを含むか、又はそれに対応してもよく、航空機などのビークルに連結され得る。
【００３８】
図３は、ＥＲＰアンテナの例示的な構成３００を示す。ＥＲＰアンテナの構成３００は、図１の通信システム１００などの通信システムに含まれ得る。図３では、基板３０２は、４つのポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８の間に位置付けされた２つのイオン交換材料１０２、２３４を含む。イオン交換材料１０２（例えば、第１のイオン交換材料）は、第１のポリマー部材１２２と第２のポリマー部材１２４との間に位置付けされる。第２のイオン交換材料２３４は、第３のポリマー部材１２６と第４のポリマー部材３２８との間に位置付けされる。例示的且つ非限定的な実施例として、基板３０２は、フレキシブルプリント回路基板を含むか、又はそれに対応し得る。他の実装形態では、基板３０２は、２つより多いイオン交換材料、又は２つより少ないイオン交換材料含み得る。追加的又は代替的に、基板３０２は、より多くのポリマー部材、又はより少ないポリマー部材を含み得る。
【００３９】
ポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８は、バイアス電圧源１０６からバイアス電圧を受信し、通信信号を無線で送信又は受信するように構成されている。ポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８は、第１の位置（図３で示す上端部）でバイアス電圧源１０６からバイアス電圧（例えば、ＤＣ信号）を受信し、第２の位置（図３で示す下端部）から、受信された通信信号を通信回路１０８に送信し、且つ、通信回路１０８から送信される通信信号（例えば、ＡＣ信号）を受信するように構成されている。
【００４０】
図３で示されているように、バイアス電圧源１０６は、４つのライン３４２、３４４、３４６、３４８上で、バイアス電圧をポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８に出力する。他の実装形態では、バイアス電圧源１０６は、４つより多くのライン又は４つより少ないラインを出力する場合があり、これらのラインは、図１の１つ又は複数のスイッチ１１０のようなスイッチによって制御される。
【００４１】
動作中、バイアス電圧源１０６は、ライン３４２、３４８を介して、第１のバイアス電圧（例えば、正のバイアス電圧）を第１のポリマー部材１２２及び第４のポリマー部材３２８に供給し、ライン３４４、３４６を介して、第２のバイアス電圧（例えば、負のバイアス電圧）を第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６に供給する。第１のバイアス電圧は、第１のポリマー部材１２２及び第４のポリマー部材３２８を酸化させ、導通状態にさせる。第２のバイアス電圧は、第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６を還元させ、非導通（例えば、絶縁）状態にさせる。第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６が絶縁状態になると、第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６は、通信信号を送信又は受信しない。
【００４２】
バイアス電圧源１０６、或いは、バイアス電圧源とポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８との間の切り換え構成は、ポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８のうちの１つ又は複数に供給されるバイアス電圧を切り換え、通信信号の送受信を可能にするように構成されている。説明すると、通信信号の送信、受信、又はその両方を可能にするために、バイアス電圧源１０６は、ライン３４２、３４８を介して、第２のバイアス電圧（例えば、負のバイアス電圧）を第１のポリマー部材１２２及び第４のポリマー部材３２８に供給し、ライン３４４、３４６を介して、第１のバイアス電圧（例えば、正のバイアス電圧）を第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６に供給する。第２のバイアス電圧は、第１のポリマー部材１２２及び第４のポリマー部材３２８を還元させ、非導通（例えば、絶縁）状態にさせる。第１のバイアス電圧は、第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６を酸化させ、導通状態にさせる。第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６が導通状態になると、第２のポリマー部材１２４及び第３のポリマー部材１２６は、通信信号を送信且つ／又は受信することが可能となる。例示的且つ非限定的な実施例として、第２のポリマー部材１２４は、通信信号を送信してもよく、第３のポリマー部材１２６は、通信信号を受信してもよい。別の実施例として、第２のポリマー部材１２４は、第１の周波数を有する第１の通信信号を送信且つ／又は受信してもよく、第３のポリマー部材１２６は、第２の周波数を有する第２の通信信号を送信且つ／又は受信してもよい。
【００４３】
ポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８は、図３では同じサイズとして示されているが、他の実装形態では、ポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８のうちの１つ又は複数は、異なるサイズ（例えば、長さ）を有し得る。例えば、ポリマー部材１２２、１２４は、異なる周波数を有する信号の送信及び／又は受信を可能とするために、ポリマー部材１２６、３２８よりも短くてもよい。このような実装形態では、バイアス電圧源１０６は、異なる振幅のバイアス電圧をポリマー部材１２２、１２４、１２６、３２８のうちの１つ又は複数に供給し得る。例えば、バイアス電圧源１０６は、より大きな振幅のバイアス電圧をポリマー部材１２６、３２８に供給してもよい。構成３００は、スパッタリング、蒸着、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、プリンティング（例えば、３Ｄプリンティング）等の手段によって生成され得る。図２に関連して説明されたように、構成３００は、アップリケとして生成され得る。
【００４４】
図４は、ＥＲＰアンテナの例を含む回路４００の実施例である。回路４００は、図１の通信システム１００などの通信システムに含まれ得る。回路４００は、互いに選択的に連結可能な複数のポリマー部材を含む。図４では、第１のポリマー部材１２２は、第２のポリマー部材１２４と直列に選択的に連結可能である。説明すると、回路４００は、第２のポリマー部材１２４を第１のポリマー部材１２２から脱連結するように構成された第１のスイッチ４１２及び第２のスイッチ４１４を含む。図４で示されているように、第１のスイッチ４１２及び第２のスイッチ４１４は、単極双投スイッチ（例えば、三路スイッチ）である。他の実装形態では、他の種類のスイッチ（例えば、トランジスタ、３位置スイッチ、双極双投スイッチ等）が使用されてもよく、且つ／又は、２つより多くのスイッチ又は２つより少ないスイッチが使用されてもよい。追加的又は代替的に、回路４００は、互いに平行に連結された複数のポリマー部材を含み得る。スイッチ４１２、４１４は、図１のコントローラ１１２などのコントローラ（図示せず）によって制御される。
【００４５】
動作中、スイッチ４１２、４１４は、第１の図表４０２で示される第１の位置にあってもよい。スイッチ４１２、４１４が第１の位置にあるとき、バイアス電圧源１０６は、バイアス電圧を第１のポリマー部材１２２に供給し得、バイアス電圧を第２のポリマー部材１２４に供給し得ない。第１のバイアス電圧の受信に応答して、第１のポリマー部材１２２は、図１に関連して説明されたように、導通状態に移行し得る。第１のポリマー部材１２２が第１のバイアス電圧を受信している間、第１のポリマー部材１２２は、図１に関連して説明されたように、第１の通信信号を送信且つ／又は受信することが可能である。第１の通信信号は、Ｗｉ−Ｆｉ帯などの第１の通信帯又はタイプに関連付けられる。
【００４６】
回路４００は、第１帯（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ帯）と第２帯（例えば、ＬＴＥ帯）との間で移行し得る。コントローラは、（第１の図表４０２で示されているように）第１の位置から（第２の図表４０４で示されているように）第２の位置にスイッチ４１２、４１４を起動し、第２のポリマー部材１２４をバイアス電圧源１０６に接続し、第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１３４を直列に接続する。スイッチ４１２、４１４が第２の位置にあるとき、バイアス電圧源１０６は、バイアス電圧を第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１２４に供給し得る。第１のバイアス電圧（又は第２のバイアス電圧）の受信に応答して、第１のポリマー部材１２２及び第１のポリマー部材１２４は、図１に関連して説明されたように、導通状態に移行し得る。
【００４７】
第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１２４が導通状態にあり、直列に接続されるので、ＥＲＰの有効長が長くなり、ＥＲＰの動作周波数が変更（低下）し得る。第１のポリマー部材１２２及び第２のポリマー部材１２４が第１のバイアス電圧（又は第２のバイアス電圧）を受信している間、連結されたポリマー部材１２２、１２４は、図１に関連して説明されたように、第２の通信信号を送信且つ／又は受信することが可能である。第２の通信信号は、第２の通信帯又はタイプ（例えば、ＬＴＥ帯）に関連付けられる。
【００４８】
幾つかの実装形態では、スイッチ４１２、４１４は、ポリマー部材（例えば、ポリマースイッチ）として実装されてもよく、バイアス電圧源１０６又は別のバイアス電圧源からのバイアス電圧の受信に応答して、第１の位置と第２の位置との間で切り替えられ得る。特定の実装形態では、ポリマー部材１２２、１２４を、金属製アンテナ部材と交換してもよく、ポリマースイッチは、第２の金属製アンテナ部材を第１の金属アンテナ部材に選択的に連結し、第１帯と第２帯との間の変更を行うように機能し得る。さらに、ポリマースイッチは、フレキシブル回路又は非金属回路の中で金属製スイッチの代わりに使用されてもよく、金属製スイッチよりも柔軟性がある。
【００４９】
図２に関連して説明されたように、回路４００（又はその一部）は、アップリケとして生成され得る。例えば、複数のポリマー部材１２２、１２４のうちの１つ又は複数は、アップリケ上に形成されてもよく、又は、アップリケの層として形成されてもよい。回路４００を再構成して、第１帯と第２帯との間で切り替えることにより、２つ以上の帯で動作する回路に比べて、回路４００は、２つ以上の帯を処理するためにアンテナ又は回路を停止させることなく、消費電療を減らし得る。
【００５０】
図５は、ＥＲＰアンテナを含む通信システムを動作させる方法５００を示す。  方法５００は、図１の通信システム１００又は図１のコントローラ１１２により実行され得る。方法５００は、５０２において、バイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材に印加して、少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率を変更することを含む。バイアス電圧は、バイアス電圧源によって生成且つ供給され得る。バイアス電圧源は、図１のバイアス電圧源１０６を含むか、又はそれに対応し得、イオン交換材料は、図１のイオン交換材料１０２を含むか、又はそれに対応し得る。
【００５１】
少なくとも１つのポリマー部材は、図１の少なくとも１つのポリマー部材１０４を含むか、又はそれに対応し得る。幾つかの実装形態では、少なくとも１つのポリマー部材は、第１のポリマー部材及び第２のポリマー部材を含む複数のポリマー部材を含む。例えば、第１のポリマー部材は、図１のポリマー部材１２２を含むか、又はそれに対応し得、第２のポリマー部材は、図１のポリマー部材１２４を含むか、又はそれに対応し得る。幾つかの実施例では、第１のポリマー部材は、第１の通信周波数範囲に関連付けられ、第２のポリマー部材は、第２の通信周波数範囲に関連付けられる。説明すると、第１の通信周波数範囲及び第２の通信周波数範囲は、図１に関連して説明されているように、狭帯周波数範囲、広域周波数範囲、ブロードバンド周波数範囲、２．４ＧＨｚチャネル、５．８ＧＨｚチャネル、又はセルラ帯域（例えば、ＬＴＥ４Ｇ、３Ｇ等）に対応し得る。特定の実装形態では、第１の通信周波数範囲は、ＩＥＥＥ８０２．１１通信プロトコルに関連付けられ、第２の通信周波数範囲は、セルラ通信プロトコル（例えば、ＬＴＥ、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ等）に関連付けられる。
【００５２】
方法５００は、５０４において、バイアス電圧を印加している間に、少なくとも１つのポリマー部材を介して、通信信号を送信又は受信することをさらに含む。上述のように、バイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材に印加することは、少なくとも１つのポリマー部材を活性化することができ、少なくとも１つのポリマー部材が通信信号を送信又は受信することを可能にする。幾つかの実施例では、通信システムは、図１に関連して以上で説明された通信回路１０８などの通信回路を含む。通信回路は、図１に関連して以上で説明されたように、通信信号を送信且つ／又は受信し得る。
【００５３】
バイアス電圧は、図１に関連して以上で説明されたように、少なくとも１つのポリマー部材に印加され得る。説明すると、通信システムは、図１の１つ又は複数のスイッチ１１０などの１つ又は複数のスイッチを含み得、図１のコントローラ１１２などのコントローラを含み得る。コントローラは、１つ又は複数のスイッチに連結され得、１つ又は複数のスイッチは、バイアス電圧源に連結され得る。コントローラは、図１に関連して以上で説明されているように、制御信号を１つ又は複数のスイッチに送信し、バイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材に印加することができる。
【００５４】
少なくとも１つのポリマー部材が、第１のポリマー部材及び第２のポリマー部材を含む幾つかの実装形態では、方法５００は、第１の通信周波数を選択することと、対応するバイアス電圧を第１のポリマー部材に印加し、第１の通信周波数で動作するように第１のポリマー部材を構成することとをさらに含む。例えば、第１の通信周波数は、図１に関連して以上で説明されたように、コントローラ１１２によって選択され得る。第１のバイアス電圧を第１のポリマー部材に印加することは、第１のポリマー部材の電気伝導率を、例えば、第１の状態（例えば、非導通状態又はより低い導通状態）から第２の状態（例えば、導通状態又はより高い導通状態）へと変更することができる。
【００５５】
方法５００は、第２のバイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材の第２のポリマー部材に印加し、第２のポリマー部材の電気伝導率を変更することをさらに含み得る。例えば、第２のバイアス電圧を第２のポリマー部材に印加することは、図１に関連して以上で説明されているように、第２のポリマー部材の電気伝導率を非導通状態（又はより低い導通状態）に変更し得る。第１のポリマー部材を介して、通信信号を送信又は受信することに加えて、方法５００は、第２のポリマー部材を介して、第２の通信信号を送信又は受信することをさらに含む。第２の通信信号は、第１の通信信号に関連付けられた第１の周波数範囲と異なる第２の周波数範囲を有する。例えば、第１の周波数範囲は、ＩＥＥＥ８０２．１１通信プロトコルに関連付けられてもよく、第２の周波数範囲は、セルラ通信プロトコルに関連付けされてもよい。通信信号を送信又は受信するために複数のアンテナ又は機械的に再構成可能なアンテナを利用する電子デバイスに比べて、通信信号を送信又は受信するためにＥＲＰアンテナを利用することにより、電子デバイスのサイズを縮小することができる。
【００５６】
幾つかの実装形態では、方法５００は、少なくとも１つのスイッチを起動することを含み、少なくとも１つのスイッチの起動に応答して、少なくとも１つのポリマー部材の第１のポリマー部材が、少なくとも１つのポリマー部材の第２のポリマー部材と直列に連結される。少なくとも１つのスイッチは、図４のスイッチ４１２、図４のスイッチ４１４、又はその両方を含むか、又はそれに対応し得る。少なくとも１つのスイッチを起動した後の少なくとも１つのポリマー部材の有効長は、図４に関連して説明されたように、少なくとも１つのスイッチの起動の前の少なくとも１つのポリマー部材の有効長より大きい場合がある。
【００５７】
図６を参照すると、航空機６００（例えば、飛行機又はドローン）の例示的な実施形態のブロック図が示されている。図６に示すように、航空機６００は、機体６１８、内装６２２、アンテナ６０２、及び複数のシステム６２０を含む。システム６２０は、推進システム６２４、電気システム６２６、油圧システム６３０、環境システム６２８、及び通信システム６６０のうちの１つ又は複数を含み得る。任意の数の他のシステムが航空機６００内に含まれ得る。通信システム６６０は、図１のバイアス電圧源１０６、通信回路１０８、１つ又は複数のスイッチ１１０、及びコントローラ１１２を含む。通信システム６６０は、アンテナ６０２を含んでもよく、或いは、アンテナ６０２は、通信システム６６０から分離され得る。アンテナ６０２は、図１のイオン交換材料１０２及び少なくとも１つのポリマー部材１０４を含む。アンテナ６０２は、アップリケとして航空機６００に設置又は連結され得る。このような実装形態では、アンテナ６０２は、フレキシブル基板を含み得、コンフォーマルアンテナに対応し得る。コンフォーマルアンテナは、航空機６０２の湾曲外表面に連結され得る。アンテナ６０２、バイアス電圧源１０６、通信回路１０８、１つ又は複数のスイッチ１１０、及びコントローラ１１２は、図１から図５に関連して以上で説明されているように、１つ又は複数の通信信号を送信又は受信するように構成されている。例えば、コントローラ１１２は、メモリ内に記憶されたコンピュータ実行可能命令（例えば、１つ又は複数の指令のプログラム）を実行するように構成されてもよい。指令は、実行されると、コントローラ１１２に方法５００の１つ又は複数の動作を実行させる。
【００５８】
本明細書に記載されている実施例の図は、様々な実装形態の構造の概略的な理解をもたらすことを意図している。これらの図は、本明細書に記載された構造又は方法を利用する装置及びシステムの全ての要素及び特徴を網羅的に説明することを意図していない。本開示を精査することで、当業者には、他の多くの実装形態が明らかになり得る。本開示の範囲を逸脱することなく構造的及び論理的な置換及び変更が行うことができるように、他の実装形態を利用し、他の実装形態を本開示から引き出すことができる。例えば、方法動作を図に示す順序とは異なる順序で実行してもよく、或いは、１つ又は複数の方法動作を省略してもよい。したがって、本開示及び図は、限定的というよりは、むしろ例示的なものと見なすべきである。
【００５９】
実施形態のさらなる実施例は、以下の条項に反映されている。
【００６０】
条項１
イオン交換材料、及び通信回路に連結された少なくとも１つのポリマー部材であって、バイアス電圧の受信に応答して、前記イオン交換材料と相互作用して、前記少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率を変更するように構成されている、少なくとも１つのポリマー部材を備えているアンテナ。
【００６１】
条項２
前記少なくとも１つのポリマー部材が、第１のバイアス電圧に応答する第１の電気伝導率を有し、且つ、第２のバイアス電圧に応答する第２の電気伝導率を有し、前記第１の電気伝導率が、前記第２の電気伝導率よりも大きい、条項１に記載のアンテナ。
【００６２】
条項３
前記第１の電気伝導率が、導通状態に関連付けられ、前記第２の電気伝導率が、非導通状態に関連付けられる、条項２に記載のアンテナ。
【００６３】
条項４
前記少なくとも１つのポリマー部材が、ポリアニリン、ポリ（３，４‐エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、又はポリ（３，４‐プロピレンジオキシピロール）（ポリ（ＰｒｏＤＯＰ））のうちの少なくとも１つを含む材料を含む、条項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ。
【００６４】
条項５
前記少なくとも１つのポリマー部材が、第１のポリマー部材及び第２のポリマー部材を含む複数のポリマー部材を含み、前記第１のポリマー部材が、第１の長さを有し、前記第２のポリマー部材が、第２の長さを有し、前記第２の長さが前記第１の長さと異なる、条項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ。
【００６５】
条項６
前記イオン交換材料が、ポリマー性イオン媒体を含み、前記イオン交換材料が、２つのイオン交換層を含み、前記少なくとも１つのポリマー部材が、前記２つのイオン交換層の間に位置付けされる、条項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ。
【００６６】
条項７
前記イオン交換材料が、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（ＥＭＩ‐ＩＭ）を含み、且つ、前記イオン交換材料に連結された、又は、前記イオン交換材料を被包するフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）の層をさらに含む、条項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ。
【００６７】
条項８
前記少なくとも１つのポリマー部材が、１つ又は複数のスイッチを介して、バイアス電圧源と選択的に連結可能である、条項１から７のいずれか一項に記載のアンテナ。
【００６８】
条項９
前記イオン交換材料及び前記少なくとも１つのポリマー部材を含むアップリケをさらに備えている、請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ。
【００６９】
条項１０
前記少なくとも１つのポリマー部材が、２つ以上のスイッチを介して、直列に連結可能である第１のポリマー部材及び第２のポリマー部材を含む複数のポリマー部材を含む、条項１から９のいずれか一項に記載のアンテナ。
【００７０】
条項１１
通信回路と、バイアス電圧源と、アンテナであって、イオン交換材料、及び前記通信回路に連結された少なくとも１つのポリマー部材であって、前記バイアス電圧源からのバイアス電圧の受信に応答して、前記イオン交換材料と相互作用して、前記少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率を変更するように構成されている、少なくとも１つのポリマー部材を備えているアンテナとを備えている通信システム。
【００７１】
条項１２
アンテナの配列をさらに備え、前記アンテナの配列が、前記アンテナを含み、前記アンテナの配列の各アンテナが、前記バイアス電圧源からの対応するバイアス電圧の受信に基づいて、導通状態と非導通状態との間で切り替え可能である、条項１１に記載の通信システム。
【００７２】
条項１３
前記少なくとも１つのポリマー部材が、複数のポリマー部材を含み、前記バイアス電圧源が、対応するバイアス電圧を前記複数のポリマー部材の各ポリマー部材に出力し、前記複数のポリマー部材の各ポリマー部材の電気伝導率を変更するように構成されている、条項１１又は１２に記載の通信システム。
【００７３】
条項１４
前記少なくとも１つのポリマー部材及び前記バイアス電圧源に連結された１つ又は複数のスイッチ、並びに前記１つ又は複数のスイッチに連結され、且つ通信周波数設定に基づいて、前記１つ又は複数のスイッチを制御するように構成されたコントローラであって、前記１つ又は複数のスイッチが、前記コントローラからの１つ又は複数の制御信号に応答して、前記バイアス電圧源から前記バイアス電圧を前記少なくとも１つのポリマー部材に伝達する、コントローラをさらに備えている、条項１１から１３のいずれか一項に記載の通信システム。
【００７４】
条項１５
前記少なくとも１つのポリマー部材が、第１のポリマー部材及び第２のポリマー部材を含む複数のポリマー部材を含み、前記第１のポリマー部材が、前記バイアス電圧源に連結され、前記第２のポリマー部材が、前記１つ又は複数のスイッチを介して、前記第１のポリマー部材及び前記バイアス電圧源と選択的に連結可能である、条項１４に記載の通信システム。
【００７５】
条項１６
前記通信回路、前記バイアス電圧源、及び前記アンテナが、航空機に組み込まれ、前記アンテナが、前記航空機の外部表面に連結されたアップリケ内に含まれる、条項１１から１５のいずれか一項に記載の通信システム。
【００７６】
条項１７
アンテナを含むフレキシブル回路をさらに含み、前記アンテナが、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、アレイアンテナ、ループアンテナ、又は開口面アンテナのうちの少なくとも１つを含む、条項１１から１６のいずれか一項に記載の通信システム。
【００７７】
条項１８
バイアス電圧を少なくとも１つのポリマー部材に印加して、前記少なくとも１つのポリマー部材の電気伝導率を変更することと、
前記バイアス電圧を印加している間に、前記少なくとも１つのポリマー部材を介して、通信信号を送信又は受信することと
を含む方法。
【００７８】
条項１９
前記少なくとも１つのポリマー部材が、第１のポリマー部材及び第２のポリマー部材を含む複数のポリマー部材を含み、前記第１のポリマー部材が、第１の通信周波数に関連付けられ、前記第２のポリマー部材が、第２の通信周波数に関連付けられており、前記第１の通信周波数を選択することと、対応するバイアス電圧を前記第１のポリマー部材に印加して、前記第１の通信周波数で動作するように前記第１のポリマー部材を設定することとをさらに含む、条項１８に記載の方法。
【００７９】
条項２０
前記バイアス電圧を前記少なくとも１つのポリマー部材に印加することが、第１のバイアス電圧を前記少なくとも１つのポリマー部材の第１のポリマー部材に印加することを含み、且つ、第２のバイアス電圧を前記少なくとも１つのポリマー部材の第２のポリマー部材に印加して、前記第２のポリマー部材の前記電気伝導率を変更することをさらに含む、条項１８又は１９に記載の方法。
【００８０】
条項２１
前記通信信号が、第１の周波数範囲に関連付けられ、且つ、前記第１のポリマー部材を介して送信又は受信されている方法であって、前記第２のポリマー部材を介して、第２の通信信号を送信又は受信することをさらに含み、前記第２の通信信号が、前記第１の周波数範囲と異なる第２の周波数範囲に関連付けられる、条項２０に記載の方法。
【００８１】
条項２２
前記通信信号が、第１の通信プロトコルに対応し、前記第２の通信信号が、第２の通信プロトコルに対応する、条項２１に記載の方法。
【００８２】
条項２３
少なくとも１つのスイッチを起動することをさらに含む方法であって、前記少なくとも１つのスイッチの起動に応答して、前記少なくとも１つのポリマー部材の第１のポリマー部材が、前記少なくとも１つのポリマー部材の第２のポリマー部材と直列に連結され、前記少なくとも１つのスイッチを起動した後の前記少なくとも１つのポリマー部材の有効長が、前記少なくとも１つのスイッチを起動する前の前記少なくとも１つのポリマー部材の有効長よりも大きい、条項１８から２２のいずれか一項に記載の方法。
【００８３】
さらに、本明細書では具体的な実施例を例示且つ説明してきたが、同一又は類似の結果を実現するよう設計された任意の後続の構成を、図示の特定の実装形態と置き換えてよいことを認識すべきである。本開示は、様々な実装形態の後続する任意の又はすべての適用例又は変形例を含むことが意図されている。上述の実装形態の組み合わせ、及び、本明細書で特段に説明していない他の実施形態は、本明細書を精査することで当業者には明らかになろう。
【００８４】
本開示の「要約」は、特許請求の範囲又は意味を解釈したり、又は限定したりするために使用されるものではないとの理解のもとに、提出される。加えて、上記の「発明を実施するための形態」においては、本開示を簡潔にする目的で、様々な特徴が、グループ化されたり、又は、単一の実装形態内で説明されたりする場合がある。上述の実施例は、本発明を説明するが、本発明を限定するものではない。本発明の原理に従って多くの修正例及び変形例が可能であることを理解されたい。むしろ、下記の特許請求の範囲において反映されているように、特許請求される主題は、開示された任意の実施例の全ての特徴よりも少ない特徴を対象としている場合がある。したがって、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲及びその任意の均等物によって規定されるものである。
【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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【外国語明細書】
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