(57)【要約】      （修正有）【課題】入射電磁波を反射するために使用することができる電子回路を有する反射器およびアンテナデバイスを提供する。【解決手段】反射器１０は、基板１２と、基板１２上または基板１２内に配置され、入射電磁波１６を反射するように構成された複数の反射器構造１４とを含む。反射器１０は、基板１２に、基板１２上に、または基板１２内に配置され、アンテナが電子回路に接続されているときにアンテナを制御するように構成された電子回路１８をさらに含む。【選択図】図１
2019208241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１２）と、
前記基板（１２）上または前記基板内に配置され、入射電磁波（１６）を反射するように構成された複数の反射器構造（１４，１４−１〜４）と、
前記基板（１２）上または前記基板内に配置されている電子回路（１８；１８ａ〜ｄ）であって、アンテナが前記電子回路（１８；１８ａ〜ｄ）に接続されているときに前記アンテナを制御するように構成されている、電子回路と、を備えた反射器（１０；２０；４０；５０）。
【請求項２】
前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）は、反射される前記電磁波（１６）が前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）における反射に起因してビーム集束を受けるように、前記入射電磁波（１６）を反射するように構成されている、請求項１に記載の反射器。
【請求項３】
前記基板（１２）は、プリント回路基板を含み、前記プリント回路基板は、少なくとも第１の層（２２ａ）、第２の層（２４ａ）および第３の層（２２ｂ）を有するスタックを含み、前記第２の層（２４ａ）は、前記第１の層（２２ａ）と前記第３の層（２２ｂ）との間に配置され、前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）は、前記第１の層（２２ａ）に、前記第１の層（２２ａ）上に、または前記第１の層（２２ａ）内に少なくとも部分的に配置され、第２の層（２４ａ）は、少なくとも部分的に導電性である、請求項１または２に記載の反射器。
【請求項４】
前記第２の層（２２ｂ）は、電気的接地面として形成されている、請求項３に記載の反射器。
【請求項５】
前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）は、前記電磁波（１６）が反射される方向に面して配置された基板表面に平行に配置された少なくとも２つの異なる基板面（２２ａ、２２ｂ）内に配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の反射器。
【請求項６】
前記電子回路（１８；１８ａ〜ｄ）の少なくとも１つの部分回路（１８ａ〜ｄ）が、前記基板の、前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）に衝突する入射電磁波（１６）から外方に面する面に配置されている、請求項４または５に記載の反射器。
【請求項７】
前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）の少なくとも１つの反射器構造（１４−３；１４−４）が、複数のダイポール構造（２６ａ〜ｃ）を備えている、請求項１から６のいずれか一項に記載の反射器。
【請求項８】
前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）に対して配置され、前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）に対する、前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）の環境の前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）への機械的または化学的影響を少なくとも部分的に低減するように構成されたレードーム構造（３２）をさらに備え、前記レードーム構造（３２）は、少なくとも領域的に、前記電磁波（１６）を反射するように構成された導電性構造（３４）またはさらなる複数の反射器構造を含み、前記導電性構造（３４）または前記さらなる複数の反射器構造は、前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）に対して、前記導電性構造（３４）によって反射される前記電磁波（１６）が前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）の方向に向けられ、前記複数の反射器構造によって再び反射されるように配置されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の反射器。
【請求項９】
前記電子回路（１８；１８ａ〜ｄ）に接続され、前記電子回路（１８；１８ａ〜ｄ）の制御に基づいて前記電磁波（１６）を生成するように構成されているアンテナ（３８；３８’）が、前記基板（１２）上または前記基板（１２）内に配置されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の反射器。
【請求項１０】
アンテナデバイス（５０；６０；７０；８０；９０；１２０；１３０）であって、
請求項１から８のいずれか一項に記載の反射器（１０；２０；４０；５０）と、
アンテナ（３８；３８’）と、
前記アンテナ（３８；３８’）によって放射される前記電磁波（１６）を前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）の方向に少なくとも部分的に反射するように構成された副反射器（４２；４２’）であって、それによって、前記副反射器（４２；４２’）によって反射される前記電磁波（１６）が前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）の方向に向けられ、前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）によって再び反射される、副反射器（４２；４２’）と、を備え、
前記アンテナ（３８；３８’）は、前記電子回路（１８；１８ａ〜ｄ）に接続されており、前記電子回路（１８；１８ａ〜ｄ）の制御に基づいて前記電磁波（１６）を生成し、前記副反射器（４２；４２’）の方向に前記電磁波（１６）を放射するように構成されている、アンテナデバイス（５０；６０；７０；８０；９０；１２０；１３０）。
【請求項１１】
前記反射器は、前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）に対して配置され、前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）に対する、前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）の環境の前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）への機械的または化学的影響を少なくとも部分的に低減するように構成されたレードーム構造（３２）を含む、請求項１０に記載のアンテナデバイス。
【請求項１２】
前記レードーム構造（３２）は、前記副反射器（４２；４２’）を含む、請求項１０または１１に記載のアンテナデバイス。
【請求項１３】
前記基板（１２）は、プリント回路基板を含み、前記プリント回路基板は、少なくとも第１の層（２２ａ）、第２の層（２４ａ）および第３の層（２２ｂ）を有するスタックを含み、前記レードーム構造（３３）は、前記基板（１２）上にレードーム層として形成されている、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
【請求項１４】
前記反射器構造（１４；１４−１〜４）および前記副反射器（４２；４２’）は、カセグレン構成またはグレゴリアン構成を含む、請求項１０から１３のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
【請求項１５】
前記アンテナ（３８；３８’）が表面実装部品として構成されている、請求項１０から１４のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
【請求項１６】
前記副反射器（４２；４２’）の前記反射器（１０；２０；４０；５０）に対する軸方向相対位置は、前記基板（１２）の表面法線（４６）に平行な軸方向（４４）に沿って可変である、請求項１０から１５のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
【請求項１７】
前記副反射器（４２；４２’）の前記反射器（１０；２０；４０；５０）に対する横方向相対位置は、前記基板（１２）の表面法線（４６）に垂直な横方向（４８）に沿って可変である、請求項１０から１６のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
【請求項１８】
前記アンテナ（３８，３８’）は、複数のアンテナ素子を備え、前記アンテナ素子の第１のサブセットは、第１の偏波方向を有する前記電磁波（１６）を生成するように構成され、前記アンテナ素子の第２のサブセットは、第２の偏波方向を有する前記電磁波（１６）を生成するように構成され、
前記複数の反射器構造の（１４；１４−１〜４）の第１のサブセット（２６ａ）は、前記電磁波（１６）が前記第１の偏波方向を含むときは第１の反射度で前記電磁波（１６）を反射し、前記電磁波（１６）が前記第２の偏波を含むときは第２の反射度で前記電磁波（１６）を反射するように構成され、
前記複数の反射器構造（１４；１４−１〜４）の第２のサブセット（２６ｂ）は、前記電磁波（１６）が前記第２の偏波方向を含むときは前記電磁波（１６）を第３の反射度で反射し、前記電磁波（１６）が前記第１の偏波を含むときは前記電磁波（１６）を第４の反射度で反射するように構成され、
前記第１の反射度および前記第３の反射度は、前記第２の反射度および前記第４の反射度よりも大きな値を有する、請求項１０から１７のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
【請求項１９】
前記アンテナ（３８；３８’）は、前記アンテナデバイスの方向に送信され、前記アンテナデバイスによって受信される電磁波（１６）を前記電気回路（１８；１８ａ〜ｄ）またはさらなる電気回路に向けるようにさらに構成されている、請求項１０から１８のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
【請求項２０】
複数のアンテナ（４２；４２’）および複数の副反射器（４２；４２’）を備え、各副反射器（４２；４２’）は１つのアンテナ（４２；４２’）に割り当てられる、請求項１０から１９のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば入射電磁波を反射するために使用することができる電子回路を有する反射器およびアンテナデバイスに関する。さらに、本発明は、主反射器に組み込まれた能動電子機器を有する二重反射器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
指向性アンテナ、データ処理および無線フロントエンド（すなわち、電子回路）が互いに接続された別個のモジュールを表すところに、分離された非統合ソリューションが存在する。この接続は、同軸接続、増幅器のような電子部品の出力からの導電トレース、導電トレースから導波管への接合部、ボンドワイヤ接続などを介して確立される。その欠点は、システム全体の物理的サイズ、ならびに、電子機器からアンテナへの接合部の損失、整合損失などのような、アンテナシステムの重量および効率に関する損失である。
【０００３】
データ処理、無線フロントエンド、および送受信アンテナ（給電アンテナ）のそれぞれがともに１つのプリント回路基板上にある電子機器を実現する統合ソリューションは、プリント回路基板に基づくいわゆるＰＩＦＡ（板状逆Ｆアンテナ）もしくはパッチアンテナ、または、チップハウジングから放射するオンチップアンテナにおいて適用される。これらのアンテナは広範囲の放射を有し、高い指向性を展開せず、したがって無線中継用途には適していない。フェーズドアレイアンテナもまた、プリント回路基板上の放射アンテナ素子と組み合わせて集積電子工学の原理を使用するが、指向性を高めるために反射器部品を使用せず、多くの能動アンテナ素子（例えば、プリント回路基板上のパッチアンテナ）の複合放射を用いて指向性を達成している。これには、能動電子機器、移相器、および個々のアンテナ素子から成る複雑な制御ネットワークが含まれる。
【０００４】
別の手法では、例えば衛星上のエネルギー生成に必要な、集積太陽電池の層を有する、いわゆる反射アレイ（例えば、反射器素子のアレイ）プリント回路基板が使用される。これは受動電子機器に基づいて行われる。
【０００５】
図１４は、基板１０４および複数の散乱素子１０６を含む反射アレイ１０２の概略図を示す。反射アレイ１０２から離間して配置された給電アンテナ１０８は、反射アレイ１０２の方向に無線信号を放射することができ、無線信号は反射アレイ１０２によって反射される。
【０００６】
主反射器（反射アレイ１０２）およびオプションの副反射器（さらなる反射器）は、金属接地面が下にある基板上の個別の金属反射素子を有するプリント回路基板、すなわち反射アレイに基づいて実装することができる。プリント回路基板上の反射素子は、物理的に湾曲した主反射器および副反射器の機能をそれぞれモデル化するために、入射放射に所望の位相関数を印加する効果を有する。
【０００７】
したがって、アンテナ反射器および／またはアンテナデバイスの効率的な動作を可能にする概念が望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、効率的な動作、および、コンパクトで、場合によってはより軽い構造を可能にする反射器およびアンテナデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、独立請求項の主題によって達成される。
【００１０】
本発明の核心理念は、アンテナを制御するための電子回路を反射器の基板上または基板内に配置することができるという知見であり、それによって、アンテナおよび反射器を制御するための回路を、低損失（場合によっては固定）電気接続によって実装することができ、それによって、２つの要素の損失の多い機械的に取り外し可能な結合を省略することができる。このようにして、電気損失を低減することができ、反射器の効率的な動作が可能になる。
【００１１】
一実施形態によれば、反射器は、基板と、基板上または基板内に配置された複数の反射器構造とを含む。反射器構造は、入射電磁波を反射するように構成される。電子回路が、基板上または基板内に配置され、アンテナが電子回路に接続されているときにアンテナを制御するように構成される。電子回路がデータ処理および無線フロントエンドを含む場合などに、データ処理と無線フロントエンドとの間の電力損失を低くすることができることは、この実装の利点である。反射器は、コンパクトに、すなわち、設置スペースを小さくし、場合によっては軽量で実現することができる。
【００１２】
さらなる実施形態によれば、複数の反射器構造は、反射電磁波が複数の反射器構造における反射に起因してビーム集束を受けるように、入射電磁波を反射するように構成される。送信されるべき無線信号の指向性（すなわち、コリメートされた、または少なくとも散乱の少ない電磁波）が反射器構造によって得られ、それによって、送信電力をほとんど必要としないおよび／または高い伝送路を有する信号送信が反射器によって可能にされ、その結果、動作効率がさらに改善されるという利点がある。
【００１３】
さらなる実施形態によれば、複数の反射器構造は、少なくとも２つの異なる基板面内に配置される。基板面は、電磁波が反射する方向に向けて配置された基板表面に平行に配置される。２つ以上の基板面によって反射器の許容耐性が得られるのは利点である。異なる基板面上に配置された反射器構造は、基板面の相対位置によって互いに対して位置決めすることができる。さらに、電子回路の部品を、位置ずれに対する堅牢性が得られるように、基板面に対して位置決めすることができる。
【００１４】
さらなる実施形態によれば、複数の反射器構造の少なくとも１つの反射器構造は、複数（２つ以上）のダイポール構造を含む。反射器構造に基づいて、また電子回路に関連して、ダイポール構造あたり１つの伝送チャネル、ダイポール構造あたり１つの受信チャネル、ならびに／または、電子回路および／もしくは接続されたアンテナの同時送信および受信動作のように、複数の伝送チャネルを使用または実装することができることは利点である。
【００１５】
さらなる実施形態によれば、反射器は、複数の反射器構造に対して配置され、複数の反射器構造に対する、複数の反射器構造の環境の機械的または化学的影響を少なくとも部分的に低減するように構成されたレードーム構造を含む。レードーム構造は、電磁波を反射するように構成された導電性構造を少なくとも領域的に含み、導電性構造は、導電性構造によって反射された電磁波が複数の反射器構造の方向に向けられ、当該複数の反射器構造によって再度反射されるように、複数の反射器構造に対して配置される。簡単に言えば、導電性構造は、主反射器として使用される反射器に対して副反射器として配置することができる。外部影響に対する反射器の感受性が低くなり、反射器をカセグレン反射器構造またはグレゴリアン反射器構造として使用できることはこの実施形態の利点である。
【００１６】
さらなる実施形態によれば、電子回路に接続され、電子回路の制御に基づいて電磁波を生成するように構成された基板上または基板内に、アンテナが配置される。電子回路とアンテナとの間の電力損失も低減され、それによって反射器のさらにより効率的な動作が可能になることはこの実施形態の利点である。さらなる利点は、反射器およびアンテナが互いに隣接して、またはさらには一体的に実装されているコンパクトなアセンブリを実現することができることである。
【００１７】
さらなる実施形態によれば、アンテナデバイスは、上述した反射器と、アンテナによって放射された電磁波を少なくとも部分的に複数の反射器構造の方向に反射するように構成された副反射器とを含み、それによって、副反射器によって反射された電磁波は、複数の反射器構造の方向に向けられ、当該反射器構造によって再び反射される。さらに、アンテナデバイスは、電子回路に接続され、電子回路の制御に基づいて電磁波を生成し副反射器の方向に当該電磁波を放射するように構成されたアンテナを含む。アンテナの集積設計および／またはアンテナデバイスの効率的な動作が可能になることはこの実施形態の利点である。
【００１８】
一実施形態によれば、反射器構造および副反射器は、カセグレン構成またはグレゴリアン構成を含む。アンテナデバイスの指向性を高くすることができ、送信電力が少なくて済み、かつ／または、送信範囲が広くなることは利点である。
【００１９】
さらなる実施形態によれば、アンテナは表面実装型デバイス（ＳＭＤ）として構成される。アンテナデバイスが全体構造として高い機能的集積密度を含み、アンテナデバイスが小さな設置スペースでかつ／または軽量に実装することできるのは利点である。
【００２０】
さらなる実施形態によれば、副反射器の反射器に対する軸方向相対位置は、基板の表面法線に平行な軸方向に沿って可変である。入射電磁波の集束などのアンテナデバイスの放射特性が調整可能であることは利点である。
【００２１】
さらなる実施形態によれば、副反射器の反射器に対する横方向相対位置は、基板の表面法線に垂直な横方向、または、反射器の基板の表面に対する主反射器もしくは副反射器の傾きに沿って可変である。複数の反射器構造の位相関数を変更することなく、アンテナデバイスの放射方向を変化させることができることはこの実施形態の利点である。
【００２２】
さらなる実施形態によれば、アンテナは、複数のアンテナ素子を含み、アンテナ素子の第１のサブセットは、第１の偏波方向を有する電磁波を生成するように構成され、アンテナ素子の第２のサブセットは、第２の偏波方向を有する電磁波を生成するように構成される。複数の反射器構造の第１のサブセットは、電磁波が第１の偏波方向を含む場合には第１の反射度で電磁波を反射し、電磁波が第２の偏波を含む場合には第２の反射度で反射するように構成される。複数の反射器構造の第２のサブセットは、電磁波が第２の偏波方向を含む場合には第３の反射度で電磁波を反射し、電磁波が第１の偏波を含む場合には第４の反射度で反射するように構成される。第１の反射度および第３の反射度は、第２の反射度および第４の反射度よりも大きな値を有する。異なる偏波を有する異なる信号を同時に送信および／または受信することができ、そのようにしてアンテナデバイスが高い伝送効率を有するというのは利点である。
【００２３】
一実施形態によれば、アンテナは、アンテナデバイスの方向に放射され、アンテナデバイスによって受信された電磁波を電気回路または別の電気回路に向けるように構成されている。送信機能、受信機能、および電磁波の生成が、１つのデバイスの機能として一体的に実施され得るというのは利点である。
【００２４】
さらなる実施形態によれば、アンテナデバイスは、複数のアンテナおよび複数の副反射器を含み、各副反射器は１つのアンテナに割り当てられる。複数のアンテナおよび複数の副反射器に対して共有されるように反射器を配置することができ、それによって、マルチアンテナデバイスのコンパクト性を高めることができることは利点である。
【００２５】
さらに有利な実装は、従属請求項の主題である。
【００２６】
本発明の好適な実施形態について、添付の図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施形態による反射器の概略ブロック図である。
【図２】一実施形態による多層基板を含む基板を有する反射器の概略側面断面図である。
【図３ａ】一実施形態による矩形として実装される反射器構造の概略上面図である。
【図３ｂ】一実施形態による楕円形として構成される反射器構造の概略上面図である。
【図３ｃ】一実施形態による２つのダイポール構造の組み合わせとして実装される反射器構造の概略上面図である。
【図３ｄ】一実施形態による互いに一定の角度を成して配置された３つのダイポール構造を含む反射器構造の概略上面図である。
【図４】図１の反射器に対して実施形態によるハウジング部分によって拡張された反射器の概略図である。
【図５】一実施形態による基板がビアを含む反射器の概略側面断面図である。
【図６】一実施形態によるアンテナデバイス、反射器およびアンテナの概略ブロック図である。
【図７】一実施形態による、図３ｃによる複数の反射器構造が基板上に配置されているアンテナデバイスの概略ブロック図である。
【図８】一実施形態によるホーンアンテナを含むアンテナデバイスの概略ブロック図である。
【図９】一実施形態による、基板が非平面形態を含むアンテナデバイスの概略ブロック図である。
【図１０】一実施形態による、複数の反射器構造および電気的部分回路が配置された基板の概略上面図である。
【図１１】一実施形態による、印加された位相関数の機能を説明するための、図１の反射器の概略側面図である。
【図１２】一実施形態による折り返し反射アレイアンテナとして構成されたアンテナデバイスの概略側面図である。
【図１３】一実施形態による、図１によるホーンアンテナおよび反射器を含むアンテナデバイスの概略図である。
【図１４】従来技術による反射アレイの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施形態が図面に基づいて以下でより詳細に説明される前に、同一の、機能的に等しい、または等しい要素、物体および／または構造は、異なる図面において同じ参照番号を与えられており、それによって、異なる実施形態において示されているこれらの要素の説明は、相互交換可能または相互適用可能であることが留意されるべきである。
【００２９】
図１は、反射器１０の概略ブロック図を示す。反射器１０は、基板１２と、基板１２の表面上に配置された複数の反射器構造１４とを含む。複数の反射器構造１４は、入射電磁波１６（無線信号）を反射するように構成される。さらに、反射器１０は、基板の、複数の反射器構造と同じ面に配置された電子回路１８を含む。電子回路１８は、アンテナが電子回路に接続されると、アンテナ（図示せず）を制御するように構成される。アンテナは、例えば、電磁波１６をそれぞれ生成および放射するアンテナであってもよい。
【００３０】
基板１２は、低損失ＨＦ材料（ＨＦ＝高周波数）などの任意のキャリア材料とすることができる。低損失ＨＦ材料は、ＰＴＦＥ複合材料（ＰＴＦＥ＝ポリテトラフルオロエチレン）に基づいて得ることができる。基板は、代替的または付加的に、少なくとも部分的にシリコン基板（ウェハまたはその一部）またはプリント回路基板（ＰＣＢ）であってもよい。基板１２は、互いに接続されているか、または中間シートによって分離されている１つまたは複数の層（シート）を含むことができる。中間シートは、例えば、電磁波１６からの遮蔽を可能にし、かつ／または、電子部品に電源もしくは基準電位（接地）を供給する金属シートとすることができる。中間シートはまた、エアシートであってもよく、すなわち、基板の２つの層は、スペーサーによって互いに接続することができる。異なる層２２ａおよび２２ｂまたは２２ｂおよび２２ｃが中間のエアシートを含み、例えばともにねじ止めなどされることも可能である。中間空気層は、反射器構造を収容するために使用することができ、または反射器構造として作用することができる。
【００３１】
複数の反射器構造１４は、模範的に、基板１２の第１の主面上、すなわち、基板１２の、入射電磁波１６に面して配置された面上に配置される。電子回路１８は、複数の反射器構造１４と同じ面に配置されるように記載されているが、電子回路はまた、完全にまたは部分的に（部分回路の形態などで）例えば、基板１２の反対の面に配置されてもよい。複数の反射器構造１４および／または電子回路１８はまた、例えば基板１２が多層構造である場合に、完全にまたは部分的に基板１２の上または中に配置することもできる。簡単に言えば、１つまたはすべての反射器構造１４および／または電子回路１８に関して、関連する反射器構造および／または電気回路１８がさらなる層によって覆われるように、基板１２のさらなる層を配置することができる。
【００３２】
反射器構造１４は、金属または半導体のような導電性材料を含むことができる。複数の反射器構造の表面形状は、反射器構造１４のそれぞれの表面形状および／またはそれらの互いに対する相対位置が入射電磁波１６に位相関数を印加するように選択することができる。導電性材料は、例えば、白金、金、銀、アルミニウム、銅、（ドープされた）半導体などであってもよい。複数の反射器構造は、例えば、接着剤、圧力もしくはスパッタリング方法または蒸着によって、基板１２上に配置することができる。代替的に、複数の反射器構造は、エッチングまたはミリングによってＰＣＢ内に島構造の形態で形成することができる。少なくとも１つの反射器構造は、化学的金メッキによって、または、蒸着によって配置することができる。
【００３３】
反射器構造１４によって電磁波１６に印加される位相関数は、電磁波１６が反射によって集束されるか、または反射器１０によって少なくとも散乱が少なく反射されるように実施され得る。印加される位相関数は、凸面または凹面のような反射器１０の曲率をモデル化することができる。ここで、複数の反射器構造は、電磁波１６が反射器構造１４の平面分布および構成にわたって局部的に異なる方向（方向、偏波など）で反射されて、位相関数が電磁波１６に印加されるように、位相関数に基づいて互いに整合される。さらに、ビーム輪郭および成形ビームをそれぞれ、位相関数によって得ることができる。
【００３４】
図２は、反射器２０の概略側面断面図を示す。反射器２０は、基板１２を含み、基板１２はプリント回路基板を含むか、または多層プリント回路基板として実装される。基板１２は、ともにスタックの部分を形成する第１の層２２ａ、第２の層２２ｂおよび第３の層２２ｃを含み、第１の少なくとも部分的に導電性のシート２４ａが第１の層２２ａと第２の層２２ｂとの間に配置され、第２の少なくとも部分的に導電性のシート２４ｂが、第２の層２２ｂと第３の層２２ｃとの間に配置される。シート２２ａ、２２ｂおよび／または２２ｃは、互いに接着することができる、例えばエポキシ材料、半導体材料および／またはＦＲ−４、カプトンなどのようなガラス繊維材料を含むことができる。限定するものではないが、明瞭性を向上させるために、基板１２のスタックは、複数の反射器構造１４が基板１２の上端に配置され、電子部分回路１８ａ〜ｃを含む電子回路がスタックの下端に配置されるように記載されている。空間における反射器２０の向きに応じて、それぞれ、「上部」および「底部」という表記は、任意の他の表記に置き換えることができることは明らかである。代替的に、多層基板はまた、１つの層および１つの導電性シートのみを含んでもよい。
【００３５】
導電性シート２４ａおよび２４ｂは、例えば、金属材料を含むことができ、接地面としてそれぞれ使用および接触させることができる。その上、導電性シート２４ａおよび／または２４ｂは、電磁波１６の（可能性として完全な）反射を可能にする。これは、反射器構造１４によって反射されず基板１２に入る電磁波１６の部分に関連し得る。それぞれ導電性シート２４ａおよび／または２４ｂの、入射電磁波１６から外方に面する面上に電子回路および部分回路１８ａ、１８ｂおよび／または１８ｃを配置することによって、電子部分回路１８ａ〜ｃを電磁波から遮蔽することが可能である。動作中、これは、特に電子回路の機能性に悪影響をもたらす回路構造における電磁波１６の低電磁結合に関して利点を提供する。したがって、遮蔽は、反射器２０の電磁両立性（ＥＭＣ）を高めることができる。さらに、複数の反射器構造１４と異なる面に電子部分回路１８ａ〜ｃを配置することにより、電子回路に空間を必要としないため、反射器構造１４によるスタックの上面の空間利用を増加させることができる。
【００３６】
少なくとも１つの反射器構造１４は、例えば金属シート２４ａの上または中に配置された構造として、基板１２の上面とは異なる基板面内に配置される。金属シート２４ａは、例えば、構造化することができる。これは、電磁波１６に関して反射器構造１４の（面）密度を増加させ、それによって、位相関数が与えられる電磁波１６の反射部分が増加する。これは、動作中、電磁波１６の下方部分が導電性シートに結合することを可能にする。代替的にまたは付加的に、電磁波１６の増大した部分または全部に位相関数を与えることができる。入射電磁波１６と比較して、反射電磁波の位相関数は直線性の増大した測度を有することができ、その結果、許容耐性が向上する。
【００３７】
代替的に、１つまたはいくつかの電子部分回路１８ａ〜ｃが、第１の層２２ａ上の電磁波１６に面して配置されることも可能である。代替的または付加的に、基板１２内に、例えば第２の層２２ｂまたは第１の導電シート２４ａもしくは第２の導電シート２４ｂ上に１つまたは複数の電子部分回路１８ａ〜ｃを配置されてもよい。
【００３８】
接地面２４ａの下には、電気的機能を有することができる、または単にプリント回路基板の安定性のために役立つさらなるシート（第２の層２２ｂ）がある。その下には、例えば、上部接地面２４ａから直流的に分離された、能動電子機器（電子部分回路１８ａ〜ｃ）のためのプリント回路基板の底面上の基板層のための接地面を形成することができるさらなる接地面２４ｂがある。電子機器用のさらなるシート（第３の層２２ｃ）の下に、給電アンテナ（図示せず）を制御するための電子部品が、その底部にある。代替的に、基板１２はまた、１つのみの層、２つの層、または４つ以上の層を含むこともできる。簡単に言えば、第２の層２２ｂは配置されていなくてもよく、またはいくつかの層の形態で構成されてもよい。
【００３９】
反射器構造１４はまた、例えば、プリント回路基板の導電性の「島」として、層２２ａ、２２ｂまたは２２ｃの１つに一体化（埋め込み）することができる。例えば、第２の層２２ｂが配置されていない場合、金属シート２４ａまたは２４ｂの１つのみを層２２ａと２２ｃとの間に配置することができる。
【００４０】
さらに、反射器構造１４は、異なる偏波方向（優先方向）を含むことができる。異なる基板面内に異なる偏波方向を配置することができる。基板面は、基板表面（基板１２の、電磁波１６に面する面または電磁波１６外方に面する面）に平行に配置することができる。
【００４１】
基板は、例えば、反射器構造が電磁波源波の（仮想）波源とＬＣ基板シートとの間にあるように配置された液晶（ＬＣ）基板層を含むことができる。ＬＣ基板シートを用いることにより、主反射器および副反射器の位相割り当ては、それぞれプリント回路基板に基づいて再調整するように実現することができる。すなわち、反射特性は、液晶素子の制御に基づいて影響を受けることができる。
【００４２】
言い換えれば、図２は、主反射器プリント回路基板の可能な層構造を示している。上部シート（すなわち、第１の層２２ａの上）は、入射放射線１６の位相関数を印加することができ、基板（第１の層２２ａ）上にある反射要素（反射器構造１４）によって形成される。この基板の下には、例えば接地面として機能し、すべての入射ビームの反射を確実にする金属シート２４ａがある。
【００４３】
反射素子および電子機器用の２つの直流的に分離された接地面２４ａおよび２４ｂの代わりに、反射器２０はまた、層構造内に１つのみの共通の接地面のみを含むことができ、したがって、反射素子１４および電子機器１８ａ〜ｃについて、プリント回路板の安定性のために中間層は一切追加されない。
【００４４】
反射要素（基板層２２ａ）のための主反射器の（上側）基板層は、１つの層または多層様式の両方として実装することができ、多層実装では金属層の間にさらなる反射要素を配置することができる。さらに、これらの層（多層反射アレイ）を物理的に接続する接着層を配置することができる。多層実装の１つの利点、おそらく主となる利点は、主反射器のより実現可能な帯域幅である。これがプリント回路基板のバージョンとして実装されている場合は、副反射器の層にも同じことが当てはまる。
【００４５】
エレクトロニクスのための主反射器の底部基板層（２２ｃ）は、１つの層として、また多層様式でも実装することができ、いくつかの層では、ここでも金属層を導電性トレースおよび異なる基板層を接続する接着層とともに配置することができる。
【００４６】
主反射器プリント回路基板または副反射器プリント回路基板の個々の基板層は、ともにまたは他の手段で接着または機械的に固定／保持することができる。
【００４７】
図３ａ〜図３ｄは各々、反射器構造の可能な実施形態の概略上面図を示している。
【００４８】
図３ａは、第１の横方向寸法ａおよび第２の横方向寸法ｂを有する矩形として実施される反射器構造１４−１の概略上面図を示す。横方向寸法ａおよびｂは、異なる値または同じ値（正方形）を有することができる。
【００４９】
図３ｂは、楕円として実装される反射器構造１４−２の概略上面図を示す。主軸と副軸との比は任意である。
【００５０】
図３ｃは、２つのダイポール構造２６ａおよび２６ｂの組み合わせとして実装される反射器構造１４−３の概略上面図を示す。ダイポール構造２６ａおよび２６ｂは、互いに垂直に配置され、異なる偏波方向を有する入射電磁波の高度に絶縁され、分離された反射を可能にする。ダイポール構造２６ａおよび２６ｂの垂直配列は、例えば、水平および垂直のような互いに直交する偏波方向の反射を可能にし、これらの配向は、空間内で任意の様式で各々もしくはともに回転させることができ、または、別様に指定することもできる。代替的に、ダイポール構造２６ａおよび２６ｂはまた、９０°異なる角度を有することができ、および／または、同じ角度もしくは異なる角度を有する偏波方向を反射することができる。
【００５１】
ダイポール２６ａ、２６ｂは各々、それぞれのダイポール２６ａ、２６ｂの配置に対応した偏波で電磁波を受信したときの反射度が増大し、異なる偏波方向、特に偏波方向に垂直に配置された偏波方向で電磁波を受信したときの、それに対する反射度が低減する。電磁波が、例えば第１の偏波で受信される場合、ダイポール構造２６ａは、例えば、高い（第１の）反射度を含む。電磁波が、第１の偏波とは異なる第２の偏波、例えばそれに垂直な第２の偏波で受信される場合、ダイポール構造２６ａはより低い（第２の）反射度を有する。第１の偏波は、ダイポール２６ａに対する優先方向と呼ぶことができる。ダイポール２６ｂは、例えば、第２の偏波で、高い（第３の）反射度を有し、電磁波が第１の偏波を含むとき、電磁波が反射されるより低い（第４の）反射度を含む。
【００５２】
第１の反射および第３の反射度は、第２の反射度および第４の反射度よりも大きい。第１の反射度および第３の反射度または第２の反射度および第４の反射度はまた、同じであってもよい。簡単に言えば、ダイポール２６ａは第１の偏波を反射するように構成することができ、ダイポール２６ｂは第２の偏波を反射するように構成することができる。さらに、ダイポール構造２６ａおよび２６ｂは、反射電磁波に異なる位相関数を印加するように構成することができる。
【００５３】
複数のアンテナ構造または素子を電子回路に接続することによって、いくつかの異なる偏波を得ることができ、アンテナ構造または素子の第１のサブセットは、アンテナ構造の第１の偏波を有する電磁波を生成するように構成され、アンテナ構造または素子の第２のサブセットは、第２の偏波を有する電磁波を生成するように構成される。さらに、少なくとも１つのさらなる偏波を有する電磁波を生成するように構成された、さらなるアンテナ構造または素子を配置することができる。
【００５４】
図３ｄは、３つのそれぞれの偏波の反射を可能にする、互いに一定の角度を成して各々配置された３つのダイポール構造２６ａ、２６ｂおよび２６ｃを含む反射器構造１４−４の概略上面図を示す。ダイポール構造２６ａ〜ｃは、互いに任意の角度を有することができ、例えば、伝送される電磁波の偏波に整合させることができる。代替的に、４つ以上のダイポール構造または１つのみのダイポール構造が配置されてもよい。
【００５５】
代替的に、反射器構造はまた、多角形、円形、自由形状、または形状および／もしくはダイポール構造の組み合わせなどの任意の他の形態を有してもよい。
【００５６】
言い換えれば、反射素子は、主反射器および副反射器をそれぞれ反射アレイとして実装するとき、任意の幾何学的形状を有することができる。さらに、要素の可変サイズ、取り付けられるライン部品および／または要素の互いに対する回転のような、反射器の開口部に対する所望の位相変化を実現するための任意の方法を使用することができる。
【００５７】
図４は、ハウジング部分２８が、基板１２の、反射器構造１４から外方に面する面に配置されるように、反射器１０に対して拡張された反射器４０の概略図を示す。ハウジング部分２８は、例えば、ハウジング部分２８に面する基板１２上に配置された電子回路のカバーとして使用することができる。ハウジング部分２８は、非導電性（例えば、プラスチック材料または樹脂材料を含む）または導電材料（例えば、金属）を含むことができる。簡単に言えば、ハウジング部分２８は金属カバーであってもよい。
【００５８】
ランダム構造３２が、基板１２の、反射器構造１４に面する面に配置される。図示の目的のためだけに、基板１２は、ハウジング部分２８およびレードーム構造３２に対してオフセットして配置されている。すなわち、基板１２、ハウジング部分２８、およびレードーム構造３２は、基板がハウジング部分２８およびレードーム構造３２によって囲まれ（収容され）るように配置されてもよい。ハウジングは、水密性および／または化学的耐性を有することができる。
【００５９】
レードーム構造３２は、少なくともある領域において、導電性構造３４を含む。導電性構造３４は、電磁波を反射するように構成され、導電性構造３４によって反射された電磁波が複数の反射器構造１４の方向に向けられ、当該複数の反射器構造によって再度反射されるように、複数の反射器構造１４に対して配置される。例えば、アンテナがハウジング部分２８とレードーム構造３２との間に（基板１２の上または中に）配置される場合、このアンテナは、導電性構造３４が電磁波を反射器構造１４の方向に反射するように、電磁波を導電性構造３４の方向に放射するように構成することができる。導電性構造３４は、副反射器の機能を提供することができる。副反射器は、反射器１０および２０がそれぞれ主反射器として配置されている二重反射器システムの一部として構成することができる。このとき、反射器構造１４は、電磁波に位相関数を与え、これを（レードーム構造３２を介して）放射することができる。代替的にまたは付加的に、レードーム構造３４は、さらなる複数の反射器構造を含むこともできる。
【００６０】
言い換えれば、要素を覆い、それらを腐食および外部の影響から保護するため、または少なくとも影響を低減するために、主反射器プリント回路板の反射素子／電子部品の上にレードーム層を配置することができる。このレードーム層はそれぞれ、反射素子の反射特性を付加的に変更することができ、電子機器のための熱放散の機能を果たすことができる。
【００６１】
図５は、反射器５０の概略側面断面図を示しており、基板１２は、反射器２０と比較して、ビア３６ａおよび３６ｂを含み、それによって、電気信号を、電子回路１８から基板１２を通って基板１２の、電子回路１８に対向する面に向けることができる。アンテナ３８は、例えば電磁波１６の形態の無線信号を放射するように構成された基板１２上に配置される。アンテナ３８は、例えばボンドワイヤ４１ａおよび４１ｂによって、それぞれビア３６ａおよび３６ｂに接続され、したがって電子回路１８に接続される。電子回路１８は、信号形状、送信周期、信号振幅および／または送信周波数などの電磁波１６のパラメータが電子回路１８の制御によって影響されるように、アンテナ３８を制御するように構成される。反射器構造（図示せず）は、基板１２の、アンテナ３８と同じ面に配置される。
【００６２】
代替的または付加的に、反射器構造を基板１２内に配置することができる。代替的に、電子回路１８はまた、基板１２上のアンテナ３８と同じ面に配置することもでき、および／または部分回路の形態で実装することもできる。基板１２上にアンテナ３８を配置することにより、電子回路１８とアンテナ３８の高集積化された配線が可能になり、低電力損失、ひいては効率的な動作をもたらすことができる。したがって、反射器５０は、電子回路１８、基板１２およびアンテナ３８を含むアンテナデバイスとして説明することもできる。
【００６３】
アンテナ３８は、任意のアンテナとすることができる。これは、例えば、オンチップ給電アンテナ、パッチアンテナ、ＰＩＦＡアンテナ、導波管アンテナ、シリコンベースのアンテナ、または他の任意のアンテナとすることができる。
【００６４】
例えば、導電性構造を含む図４の文脈で説明されたレードーム構造がアンテナデバイス５０と組み合わされた場合、二重反射器システムを含むアンテナ形態を得ることができる。このアンテナ形態は、例えば、カセグレンアンテナまたはグレゴリアンアンテナとして実施され、それによって、一体型カセグレンアンテナまたは統合グレゴリアンアンテナを得ることができる。
【００６５】
言い換えれば、図５は、主反射器プリント回路基板の上での下層の電子部品とオンチップ給電アンテナとの接続の一例を示す。この例では、ＳＭＤオンチップアンテナへの電子機器の接続は、ビアおよび任意のボンドワイヤによって実現される。副反射器４２は、例えば、レードーム構造の一部であってもよい。
【００６６】
図６は、複数の反射器構造１４がその上に配置された基板１２を含むアンテナデバイス６０の概略ブロック図を示す。アンテナ３８は、基板１２上で、複数の反射器構造１４と同じ面に取り付けられ、電磁波１６を生成し放射するように構成される。電磁波１６は（空間的に）広く、すなわち、大きい開口角で放射することができる。これは、電磁波１６が低い指向性を有することができることを意味する。基板１２に関して、以下で副反射器４２と呼ばれる別の反射器構造が配置される。副反射器４２は、例えば、凹状または凸状に形成された導電層であってもよい。代替的に、副反射器４２はまた、例えば、受信および反射された電磁波１６に位相関数を印加するように構成された反射器構造を有する基板および／またはプリント回路基板を含む平面状に構成することもできる。簡単に言えば、副反射器４２は、アンテナ３８から受け取った電磁放射線を散乱させ、少なくとも部分的に反射器構造１４の方向に反射するように配置および構成されている。反射器構造１４は、副反射器４２によって反射された電磁波１６を再び反射し、電磁波１６がアンテナ３８の特性に関連してビーム集束を受けるように電磁波１６の位相関数を適合させるように構成される。このようにして、電磁波１６は、例えばほぼまたは完全に平行に放射され、指向性無線アンテナとしてのアンテナデバイス６０の適用が可能となる。
【００６７】
図７は、複数の反射器構造１４−３が基板１２上に配置されたアンテナデバイス７０の概略ブロック図を示す。電子回路は、基板１２の、反射器構造１４−３およびアンテナ３８と同じ面上に配置された部分回路１８ａおよび１８ｂを含む。電子部分回路１８ａおよび１８ｂは、例えば、それぞれいわゆるマイクロストリップライン（ＭＳＬ）４３ａおよび４３ｂによってアンテナ３８に接続されている。副反射器４２は、それぞれ基板１２に対して、ならびにアンテナ３８および／または反射器構造１４−３に対して角度αだけ傾斜可能である。副反射器は、凸状に形成されるか、または、電磁波に凸位相関数を印加するように構成されている。角度αは、例えば、９０°未満、６０°未満、または３０°未満であり得る。副反射器４２によって、電磁波はまた、印加された位相関数に関連して空間的に傾斜することもでき、それによって、反射器構造１４−３から電磁波が反射される放射特性が全体的に変化する。
【００６８】
電磁波は、例えば、角度αだけ可変の空間方向に反射することができる。さらに、副反射器４２は、軸方向４４に沿って移動可能である。したがって、副反射器４２と基板１２とアンテナ３８との間の距離は、それぞれ軸方向４４に沿って可変である。軸方向４４は、例えば、基板１２の表面法線４６に平行に延伸する。副反射器４２の散乱特性に依存して、アンテナ３８と副反射器４２との間の距離が短くなると、結果として電磁波のローブが狭くなるかまたは延伸する可能性がある。これは、反射器構造１４−３から放射される電磁波の焦点が、それぞれ軸方向４４に沿った距離および移動に応じて可変であることを意味する。これは、例えば、アンテナデバイス７０と、アンテナデバイス７０が通信する別のアンテナデバイスとの間の加熱および／または可変の材料のような可変環境影響のために、アンテナ構造７０の指向性の調整または修正を可能にする。
【００６９】
代替的にまたは付加的に、副反射器４２はまた、表面法線４６に対して垂直に配置された横方向８４に沿って移動可能であってもよい。代替的に、副反射器４２はまた、剛性にまたは単純に、角度αだけ傾けるか、または方向４４に沿って移動可能に配置することもできる。
【００７０】
反射器構造１４−３のダイポールの位置は、電磁波がアンテナデバイス７０から放射される１つまたは複数の偏波に適合させることができる。代替的または付加的に、他の反射器構造を配置することができる。アンテナ３８は、アンテナデバイス７０の方向に送信され、アンテナデバイス７０によって受信された電磁波を、電気回路（図示せず）、または、例えば、基板１２の、アンテナ３８から外方に面する面上に配置されているさらなる電気回路に向けるように構成される。
【００７１】
代替的に、基板１２および（主）反射器はそれぞれまた、同じまたは異なる方法で構成することができるいくつかのアンテナ３８を備えることもできる。複数のアンテナについて、複数の副反射器４２を配置することができる。例えば、各副反射器を、配置されたアンテナの１つに割り当てることができる。これは、マルチアンテナデバイスの構造を可能にする。
【００７２】
図８は、アンテナ３８’を含むアンテナデバイス８０の概略ブロック図を示す。アンテナ３８’は、ホーンアンテナとして実装される。アンテナ３８’に関して、位相関数によって凹形状をモデル化するように構成された副反射器４２が配置されている。副反射器４２’は、例えば、凹状の金属要素として実装することができる。代替的に、副反射器４２’は、反射器構造の適切な配置によってそれぞれの位相関数を印加するように構成された（平面）プリント回路基板として実装することもできる。
【００７３】
アンテナデバイス８０は、例えば、グレゴリアンアンテナとして使用することができる。ここで、副反射器４２または４２’の構成は、アンテナ３８および３８’の実装とは独立して選択することができる。このようにして、アンテナデバイス８０は、例えば、アンテナ３８および／または副反射器４２も含むことができる。
【００７４】
図９は、アンテナデバイス９０の概略ブロック図を示し、基板１２’（主反射器）は非平面形状を含む。これは、例えば、複数の（場合によっては平面状の）部分基板１２ａ〜ｅのそれぞれ互いに対して傾斜した配置によって得られる。これは、セクタ放物面反射アレイおよび多面反射アレイ（複数の表面を有する反射器）としてそれぞれ参照される場合もある。互いに傾斜している部分基板１２ａ〜ｂによって、凹形態もしくは凸形態、または基板１２’、したがって主反射器の部分（例えば、放物線形状）内で連続している形態を得ることができる。簡単に言えば、主反射器および／または基板１２’は複数部分において実装することができ、これらの部分は互いに平行に、または互いに対してある角度を成して配置することができる。アンテナ３８は、例えば、中心位置からずらして配置されている（いわゆるオフセット供給）。代替的に、アンテナ３８はまた、幾何学的重心または面積重心に配置することもできる。アンテナデバイス９０はまた、１Ｄ多面反射アレイ構成として説明することもできる。
【００７５】
言い換えれば、主反射器は、プリント回路基板に基づいて、所望の位相関数を実現するために、給電アンテナを制御するための電子機器を有し、かつ／または、１つまたは複数のプリント回路基板によって物理的に湾曲した形態（コンフォーマルアンテナ）で、セクタ放物面（多面反射アレイ）として実装することができる。給電アンテナを制御するための電子機器は、これらのプリント回路基板の少なくとも１つ（すなわち、それぞれセクタ、ファセットおよびパネル１２ａ〜ｅ）の上に配置される。プリント回路基板に基づく副反射器は、例えば、セクタ形式のいくつかのプリント回路基板として実装することができる。セクタ形式の利点は、平面構成と比較して、アンテナのより高い帯域幅を実現することができ、反射器構造のより高い位相を確保することができることである。
【００７６】
図１０は、複数の反射器構造１４−１および部分回路１８−ｄが配置された基板１２の概略上面図を示す。代替的または付加的に、さらなるおよび／または異なる反射器構造を配置することができる。
【００７７】
図１１は、印加された位相関数の機能を説明するための反射器１０の概略側面図を示しており、説明は副反射器にも適用することができる。電磁波１６の反射器構造１４によって印加される位相関数は、反射器１０の仮想モデルの実装を可能にする。凹状の点線は、反射器の実装されている仮想放物面形態を示す。したがって、反射器１０は、例えば、その上に反射器構造１４が配置された平面基板１２を備えることができる。位相関数によって、電磁波１６は、あたかも凹状（または凸状）または放物面状の反射器によって反射されるかのように反射され得る。
【００７８】
図１２は、折り返し反射アレイアンテナとして実装されるアンテナデバイス１２０の概略側面図を示す。アンテナデバイス１２０は、例えば、ホーンアンテナ３８’または他の任意のアンテナ形態を含む。アンテナ３８’に関して、副反射器は、偏波グリッドまたはスリットアレイ４４の形態で配置される。偏波グリッドまたはスリットアレイ４４は、電磁波１６が第１の偏波を含むときに電磁波１６を偏波して反射するように構成される。反射器構造１４は、電磁波の偏波を回転させ、電磁波１６を集束させるように構成されている。このようにして、例えば、スリットアレイ４４は、電磁波１６が回転した（第２の）偏波を含むときに、電磁波１６が大きな部分を通過するように、または完全に通過するように構成することができる。
【００７９】
物理的に湾曲したバリエーションとして、副反射器は凸状（例えばカセグレンアンテナ用）に、凹状（例えばグレゴリアンアンテナ用）に、またはプリント回路基板（反射アレイ）としても実装することができる。折り返しアンテナ（折り返し反射アレイ）も、反射器システムとして配置することができる。
【００８０】
そのような場合、反射アレイとしてのプリント回路基板に基づく主反射器のそれぞれ集束および成形ビーム機能が依然として与えられる。例えば、主反射器と類似のまたは同じ大きさを有する偏波選択グリッドを、副反射器として主反射器の上方に配置することができる。給電アンテナは、依然として副反射器グリッドの下の位置にあることができる。給電アンテナの入射ビームは、このグリッドによって偏波に応じて反射され、偏波は反射中に部分的に回転することができる。主反射器反射アレイでの反射の間に、入射放射の偏波が再び部分的に回転され、同時に所望の様式でそれぞれ集束または成形される。このとき、ビームは反射せずに副反射器を通過することができる。これにより、この折り畳まれた形態のアンテナは、非常にコンパクトに構築することができ、一方、副反射器の偏波選択性のために、アンテナは、１つの偏波、および、実施されている反射において入射ビームの偏波を回転させる主反射器上の特定の反射素子とでのみ実現することができる。
【００８１】
図１３は、ホーンアンテナ３８’および反射器１０を含むアンテナデバイス１３０の概略図を示す。反射器１０によって、放物線主反射器に類似した反射器特性が得られる。反射器１０に関連して、開口角２θｆで放射される電磁波１６を反射して、これを反射器１０の方向に反射する副反射器４２が配置される。反射器１０に関連して、これは、開口角２θｖｆで電磁波を放射する仮想アンテナ（仮想給電）３８ｖのように動作する。簡単に言えば、これはカセグレンアンテナの機能を実施する。
【００８２】
簡単に言えば、上述した実施形態のうちのいくつかは、二重反射器システムとして、例えば、カセグレンアンテナ、グレゴリアンアンテナまたは折り返しアンテナとして実装することができる。給電アンテナは、主反射器の中央に配置することができ、再び主反射器を照明するように構成された副反射器を照射（照明）するように構成することができる。副反射器は、主反射器を介して給電アンテナの機能を仮想的に反映することができる。仮想反射点は、平面金属領域での反射とは対照的に、副反射器の凸面または凹面（グレゴリアンアンテナ）形状によってシフトされ得る。したがって、アンテナデバイス全体を非常にコンパクトに構築することができる。主反射器は、放物面状に実装することもでき、または、それぞれの位相関数を実装するように構成することもできる。すなわち、これによって、入射放射のコリメート、したがって指向性がもたらされる。したがって、アンテナは、高い指向性と非常にコンパクトな構造とを組み合わせることができる。
【００８３】
本実施形態は、給電アンテナを給電するための電子機器が付加的に存在する上面または底面（または別の面）上のプリント回路基板（ＰＣＢ）として構成された主反射器に関する。一方の面（例えば上面）には、反射アレイの要素および給電アンテナが配置されている。この給電アンテナは、プリント回路基板の同じ面もしくは異なる面または両面に存在する電子機器によって制御することができる。
【００８４】
実施形態では、電子回路（能動電子機器）は、反射器構造と基板の同じ面（主反射器）にあることができ、そこから給電アンテナを制御するように構成することができる。これは、例えば、導電性トレース、マイクロストリップ構成、ボンドワイヤ接続などを用いて行うことができる。
【００８５】
給電アンテナは、任意のアンテナとすることができ、狭いまたは広い放射特性を有することができる。給電アンテナは、例えば、オンチップアンテナ、ホーンアンテナ、開放導波管またはフェーズドアレイアンテナとして構成することができる。給電アンテナは、放射のために個別にまたはグループで励起することができるいくつかの分布アンテナ素子を含むこともできる。給電アンテナのさらなる例は、例えば、可能性としてホーンを有する基板集積導波管、適合されたホーンを有する（平面）モード変換器、パッケージドアンテナ、パッチアンテナ、ＰＩＦＡアンテナなどのプリント平面アンテナなどである。
【００８６】
給電アンテナは、同一または異なる偏波を有する１つまたは複数の個別給電アンテナを含むことができる。したがって、主反射器面および副反射器面上の特定の反射素子とそれぞれ組み合わせて、電磁波（無線信号）の多重化、逆多重化または二重送信を偏波に応じて実現することができる。クロスダイポールを、例えば、反射素子として配置することができる。個々のダイポールアームは、長手方向における偏波を有する入射ビームの位相を選択的に反射することができる。したがって、散乱要素（反射器構造）は、クロスダイポールとして、例えば、異なる、例えば絶縁性の高い直交する直線偏波を選択的に反射することが可能であり、したがって、異なる、例えば直交偏波ビームに対して異なる位相割り当てを与える。これは、例えば、空間的分離、すなわち２つの線形直交偏波給電アンテナの２つの集束点を可能にする。これは、２つの給電アンテナが配置されていることを意味する。
【００８７】
実施形態では、給電アンテナは、主反射器の高さにある（例えば、パッチアンテナの形態で）、より高い（例えば、ホーンアンテナの形態で）、のみならずより低い（例えば、基板の層の１つに統合されて）主反射器の開口に対して鉛直な（例えば垂直の）位置に配置することができる。
【００８８】
実施形態は、各々が異なる周波数を有する電磁波を放射するように構成された２つ以上の給電アンテナ（いわゆるマルチバンド反射アレイ）を含む。代替的または付加的に、給電アンテナは時分割多重化によって制御することができる。
【００８９】
給電アンテナの水平（横）位置（主反射器の開口面内）は、中心にあってもよいし、異なる位置にあってもよい（いわゆるオフセット給電）。さらに、副反射器の軸方向位置または横方向位置は可変であってもよい。代替的にまたは付加的に、副反射器は、任意の角度α（例えば、９０°未満）だけ傾斜させることもできる。
【００９０】
二重反射器システムの（おそらく本質的な）機能は、例えば、ビーム集束、すなわちアンテナの高い指向性である。したがって、指向性無線および／またはポイントツーポイント接続（直接接続）にアンテナを使用することができる。主反射アレイの適切な位相割り当てによる成形放射（成形ビーム）の選択肢も可能である。ここで、主な用途は、例えば衛星ラジオである。また、マルチビーム、傾斜ビーム、またはアンテナ全体の他の実現可能な形態の放射が得られるように、位相割り当て（位相関数）を実施することができる。
【００９１】
実施形態では、主反射器および副反射器はそれぞれ、例えば、ビーム制御および掃引を実施するために、互いに対して機械的に移動させることができる。
【００９２】
上記の実施形態は、例えば、プリント回路基板上のカセグレンアンテナシステムまたは折り返しアンテナにおいて、副反射器の放射の特定の位相割り当てを用いて電子機器とビーム反射とを組み合わせる主反射器の実現形態を記載している。ここで、利点の１つは、アンテナシステムのコンパクト性であり、プリント回路基板上のアンテナの反射器特性とともに電子機器の集積性である。
【００９３】
実施形態は、例えば、指向性無線リンク（ポイントツーポイント）、衛星ラジオおよび／またはレーダ用途において使用することができる。さらに、上述した実施形態によるアンテナデバイスは、高い指向性または連続放射を有する高度に集積されたアンテナが必要な場所であればどこでも使用することができる。典型的な応用例として、プリント回路基板実装として主鏡および副鏡（反射器）を備えたカセグレン反射アレイアンテナを考えることができる。プリント回路基板としての副反射器は、放射線透過性のレードームハウジング内に埋め込むことができ、その一方で、主反射器プリント回路基板は、その機能が電子機器の保護、ならびに電子機器（ＥＭＣの意味で）および／または電子部品の熱放散の遮蔽を含む金属ハウジングに適合される。２つのハウジング部品は機械的に（可能性として水密および／または化学的耐性があるように）接合することができ、オンチップ給電アンテナを堆積された主反射器プリント回路基板を囲むことができる。外部端子、すなわちアンテナデバイスに接触するための外部端子は、例えば、データ端子の形態でおよびエネルギー供給端子として構成することができる。
【００９４】
アンテナおよび／またはアンテナデバイスは、電磁波１６を生成および放射するように構成されるように説明してきたが、実施形態は、代替的または付加的に、電子回路またはさらなる電子回路によって評価することができるように、電磁波１６を受信するために使用することもできる。
【００９５】
いくつかの態様を装置の文脈で説明してきたが、これらの態様は、対応する方法の説明も表しており、それによって、装置のブロックまたはデバイスは、それぞれの方法ステップまたは方法ステップの特徴にも対応する。同様に、方法ステップの文脈で説明されている態様は、対応する装置の対応するブロックまたは詳細または特徴の説明をも表す。
【００９６】
上述の実施形態は、本発明の原理の例示にすぎない。当業者には、本明細書に記載された構成および詳細の変更および変形が明らかになることは理解されたい。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、本明細書の実施形態の記述および説明によって示される特定の詳細によっては限定されないことが意図される。
【００９７】
これらの結果をもたらした研究業績は、欧州連合によって資金提供を受けている。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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