(57)【要約】      （修正有）【課題】１つ又は複数の干渉源を抑制しながら、１つ又は複数のトランシーバとの通信リンク品質を最適化することができるアンテナシステムを提供する。【解決手段】モードアンテナであって、回路基板の上方に配置されて、前記回路基板との間にアンテナボリュームを形成するアンテナ素子と、前記アンテナボリューム内に配置された１つ又は複数の第１の寄生素子と、前記アンテナに隣接し、且つ前記アンテナボリュームの外部に配置された１つ又は複数の第２の寄生素子と、を含み、前記寄生素子のそれぞれが、前記アンテナの１つ又は複数のモードを能動的に構成するために能動素子に結合されるモードアンテナと、前記アンテナの前記１つ又は複数のモードを変更するために、前記能動素子に制御信号を供給するように適合されたアンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）５４と、を含む。【選択図】図５
0003211834.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
モードアンテナであって、
回路基板の上方に配置されて、前記回路基板との間にアンテナボリュームを形成するアンテナ素子と、
前記アンテナボリューム内に配置された１つ又は複数の第１の寄生素子と、
前記アンテナに隣接し、且つ前記アンテナボリュームの外部に配置された１つ又は複数の第２の寄生素子と、を含み、
前記寄生素子のそれぞれが、前記アンテナの１つ又は複数のモードを能動的に構成するために能動素子に結合されるモードアンテナと、
前記アンテナの前記１つ又は複数のモードを変更するために、前記能動素子に制御信号を供給するように適合されたアンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）と、
を含むアンテナシステム。
【請求項２】
環境におけるトランシーバからの通信信号がサンプリングされ、前記制御信号が、前記トランシーバとの通信を改善するためにアンテナ放射パターンを調整するように、前記ＡＴＭから前記能動同調素子に送信される、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項３】
前記放射パターンが、干渉トランシーバの信号レベルを低減し、且つ意図したトランシーバから受信される信号レベルを向上させるように調整される、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項４】
前記寄生素子及び能動素子が、二次元で前記アンテナ素子のまわりに配置される、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項５】
前記寄生素子及び能動素子が、三次元で前記アンテナ素子のまわりに配置される、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項６】
前記アンテナ素子が、孤立磁気ダイポール（ＩＭＤ）素子を含む、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項７】
第２の孤立磁気ダイポール（ＩＭＤ）アンテナが、前記アンテナシステムに導入され、両方のＩＭＤアンテナが、トランシーバ又は別個のトランシーバのポートに接続され、
前記寄生素子に関連する前記能動同調素子が、通信チャネルを同等にするために、前記駆動ＩＭＤアンテナペアの性能を改善するように調整される、請求項６に記載のアンテナシステム。
【請求項８】
第２の孤立磁気ダイポール（ＩＭＤ）アンテナが、前記アンテナシステムに導入され、前記２つのアンテナが、２素子アレイを形成するように組み合わされ、環境におけるトランシーバからの信号が、サンプリングされ、制御信号が、前記アレイのアンテナ放射パターンを調整するために、前記ＡＴＭから前記能動同調素子に送信され、前記２素子アレイの複合放射パターンが、干渉トランシーバの信号レベルを低減し、且つ意図したトランシーバから受信される信号レベルを向上させるように調整される、請求項６に記載のアンテナシステム。
【請求項９】
前記能動同調素子が、スイッチ、ＦＥＴ、ＭＥＭＳ装置、能動容量特性若しくは誘導特性を示すコンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせの１つを含む、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項１０】
２つ以上の孤立磁気ダイポールアンテナ（ＩＭＤ）が、前記アンテナシステムに導入され、各ＩＭＤアンテナが、トランシーバ又は別個のトランシーバの別個のポートに接続され、前記寄生素子に接続された前記能動同調素子が、通信チャネルを同等にするために、前記複数の駆動ＩＭＤアンテナの性能を改善するように調整される、請求項６に記載のアンテナシステム。
【請求項１１】
２つ以上の孤立磁気ダイポール（ＩＭＤ）アンテナが、前記アンテナシステムに導入され、前記複数のアンテナが、多重素子アレイを形成するために組み合わされ、環境におけるトランシーバからの信号が、サンプリングされ、制御信号が、前記アレイのアンテナ放射パターンを調整するために、前記ＡＴＭから前記能動同調素子に送信され、前記多重素子アレイの複合放射パターンが、干渉トランシーバの信号レベルを低減し、且つ意図したトランシーバから受信される信号レベルを向上させるように調整される、請求項６に記載のアンテナシステム。
【請求項１２】
前記アンテナ素子の１つ又は複数が、孤立磁気ダイポールアンテナではない、請求項６に記載のアンテナシステム。
【請求項１３】
前記非ＩＭＤアンテナ素子が、モノポール、ダイポール、逆Ｆアンテナ（ＩＦＡ）、平面Ｆアンテナ（Ｐｉｆａ）及びループからなる群から個々に選択される、請求項１２に記載のアンテナシステム。
【請求項１４】
制御信号が、ホスト装置におけるプロセッサから前記ＡＴＭに送信され、前記ＡＴＭが、干渉トランシーバの信号レベルを低減し、且つ意図したトランシーバから受信される信号レベルを向上させるように放射パターンを調整するために、前記能動同調素子に制御信号を供給する、請求項１に記載のアンテナシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、概して、無線通信の分野に関する。特に、本考案は、意図したトランシーバとの通信リンク品質を最適化するためのアンテナシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
新世代のハンドセット、ゲートウェイ及び他の無線通信装置が、より多くのアプリケーションを組み込まれるようになり、帯域幅に対する要求がより大きくなるにつれて、リンク品質を最適化するために新しいアンテナシステムが必要とされる。特に、望ましくないトランシーバからの信号を抑制しながら、意図したトランシーバとのより優れた通信リンク品質を提供するために、放射界のより優れた制御が必要とされる。
【０００３】
更に、これらの新しいハンドセット及び他の無線通信装置が、より小さくなり、ますます多くのアプリケーションを組み込まれるにつれて、これらの装置の固有の限界に取り組むために、且つ新しい機能を可能にするために、新しいアンテナ設計が必要とされる。古典的なアンテナ構造を用いると、特定の周波数における、且つ特定の帯域幅を備えた共振アンテナ構造を作製するために、或る物理ボリュームが必要とされる。マルチバンド用途において、２つ以上のかかる共振アンテナ構造が必要とされ得る。しかし、かかる複雑なアンテナアレイの効果的な実装形態は、モバイル装置に関連するサイズ制約故に、禁止される可能性がある。更に、複数のアンテナを励振するために必要とされる複数の電力増幅器又はフィードネットワークを提供することは、多くの用途においてコストが法外に高くなる。
【０００４】
干渉源の方向においてアンテナ利得をゼロにするか又は低減することによって、実質的な利益を実現することができる。一般的な技術は、個別のアンテナ素子によって送信又は受信されるＲＦ信号の振幅及び位相の制御を備えたアンテナアレイを実現することである。１つ又は複数の干渉源の方向において利得の低減又はヌルを生じる素子に印加されるか又はその素子によって受信される信号の重み付けを適用することができる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
この適応アンテナ設計の目標は、全方向性パターンと比較した場合に、所望の接続に対応する、且つ望ましくない源からの干渉を低減する改善されたリンクバジェットに帰着する方向において利得を増加させることである。典型的には、複数のアンテナが、アレイ構成に組み立てられ、個別アンテナの振幅及び位相を変更できるフィードネットワークが、アンテナに接続される。所望の受信又は送信の方向において利得を増加させ、且つ干渉源の方向においてアンテナ利得を低減するようにアンテナビームを成形するために、アンテナアレイの複合放射パターンを修正するアルゴリズムが開発される。
【０００６】
このアプローチの難しさは、複数のアンテナ素子にＲＦ信号を分配するフィードネットワークを設計し実現する複雑さと共に、複数のアンテナを無線装置に統合するために必要とされるボリュームである。干渉源の方向においてヌルを形成する能力を提供可能な単一駆動アンテナ素子を使用することによって、大きな利益が実現されることになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
様々な実施形態において、能動同調可能アンテナは、意図した通信方向において利得最大値を、且つ１つ又は複数の干渉源の方向において利得最小値を提供するために、アンテナ放射パターンを構成する能動ビーム調整が可能である。この能動的同調は、意図した信号を増加させて望ましくない信号を低減させることによって、リンクバジェットの改善に帰着し、改善された信号対雑音比（ＳＮＲ）性能を提供するように適合される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１ａ】意図した通信の方向において利得最大値を、且つ１つ又は複数の干渉源の方向において利得最小値を提供するためにアンテナ放射パターンを構成できる能動モードアンテナを示す。
【図１ｂ】意図した通信の方向において利得最大値を、且つ１つ又は複数の干渉源の方向において利得最小値を提供するためにアンテナ放射パターンを構成できる能動モードアンテナを示す。
【図１ｃ】意図した通信の方向において利得最大値を、且つ１つ又は複数の干渉源の方向において利得最小値を提供するためにアンテナ放射パターンを構成できる能動モードアンテナを示す。
【図２ａ】能動モードアンテナの使用事例を示し、放射パターンは、第２の基地局からの干渉を低減しながら第１の基地局用のリンク品質を最適化するように回転又は変更される。
【図２ｂ】能動モードアンテナの使用事例を示し、放射パターンは、第２の基地局からの干渉を低減しながら第１の基地局用のリンク品質を最適化するように回転又は変更される。
【図３】複数の源からの干渉を最小化しながら、複数のトランシーバ用のリンク品質を最適化するためにモバイルアンテナの放射パターンを修正する能力を提供する一層能力がある適応アンテナシステムの必要性を更に示す。
【図４ａ】リンクバジェット品質を向上させるためにビームステアリング及び／又はヌルステアリングを達成するための放射構造のまわりに配置された寄生素子を作動することによって実現される能動モードアンテナ及び様々なアンテナ放射パターンを示す。
【図４ｂ】リンクバジェット品質を向上させるためにビームステアリング及び／又はヌルステアリングを達成するための放射構造のまわりに配置された寄生素子を作動することによって実現される能動モードアンテナ及び様々なアンテナ放射パターンを示す。
【図４ｃ】リンクバジェット品質を向上させるためにビームステアリング及び／又はヌルステアリングを達成するための放射構造のまわりに配置された寄生素子を作動することによって実現される能動モードアンテナ及び様々なアンテナ放射パターンを示す。
【図５】実施形態に従って、複数の寄生素子及び関連する能動同調素子によって囲まれた単一の駆動アンテナ素子を備えた能動モードアンテナを示す。アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）が、アンテナ放射パターンを成形するために、能動同調素子に制御信号を供給する。
【図６】実施形態に従って、駆動アンテナ構造のまわりに二次元で配置された寄生素子及び関連する能動同調素子を備えた能動モードアンテナを示す。寄生素子は、アンテナ同調モジュールによって制御される。
【図７】本考案の実施形態に従った能動モードアンテナを示す。
【図８】放射パターン制御の点で追加能力を提供するために、実施形態に従って、駆動アンテナ素子のまわりに三次元で配置された寄生素子及び関連する能動同調素子を備えた能動モードアンテナを示す。
【図９】放射パターン制御の点で追加能力を提供するために、実施形態に従って、駆動アンテナのまわりに三次元で配置された寄生素子及び関連する能動同調素子を備えた能動モードアンテナを示す。
【図１０】放射パターン制御のために寄生素子及び関連する能動同調素子を用いるように適合された能動モードアンテナを示す。適応プロセッサが、最適なアンテナ放射パターンを提供するために、複数の源からの信号を解析し、制御信号を個々の能動素子に送信する。
【図１１】能動モードアンテナが、例えばＷＬＡＮ用途など、マルチユーザ環境において用いられる別の実施形態を示す。能動モードアンテナは、意図していないトランシーバからの干渉を最小化しながら、意図したトランシーバ用のリンク品質を最大化するために、放射パターンを成形することができる。
【図１２】全てのユーザが能動モードアンテナを備えた一層堅牢な通信システムを示す。能動モードアンテナのネットワークは、改善された干渉抑制及び向上した通信リンク品質を提供する。
【図１３】寄生素子及び関連する能動同調素子によって囲まれ、第１の信号源に接続された第１の駆動アンテナを備えた能動モードアンテナを示す。第２の駆動アンテナが存在し、第２の信号源に接続される。アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）が、アンテナ放射パターンを成形するために、制御信号を能動同調素子に供給する。
【図１４】図１３のアンテナシステムを示し、能動モードアンテナ及び受動構造の両方が、共有信号源に接続される。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
以下の記載において、限定ではなく説明の目的で、本考案の完全な理解を提供するために詳細及び説明が提示される。しかしながら、本考案が、これらの詳細及び説明から外れる他の実施形態において実施され得ることが、当業者には明らかになろう。
【００１０】
本明細書で説明されるアンテナシステムは、１つ又は複数の源からの干渉を低減するために、ビームステアリング技術を用いる。プラットホームは、アンテナ放射パターンの修正に基づいてリンクバジェットを向上させるために導き出され、且つ２０１１年３月２２日に米国特許第７，９１１，４０２号明細書（以下では‘４０２特許）として発行された、２００８年３月５日出願で「アンテナビーム方向を操作するためのアンテナ及び方向（ＡＮＴＥＮＮＡ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＳＴＥＥＲＩＮＧ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＢＥＡＭ  ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ）」という名称の米国特許出願第１２／０４３，０９０号明細書（その内容は、参照により本明細書に援用される）に部分的に基づいている。‘４０２特許は、アンテナ放射パターンを修正できる構造を示し、その構造は、本明細書で説明される実施形態において、意図した通信の方向において利得最大値を提供し、且つ１つ又は複数の干渉源の方向において利得最小値を提供するために用いることができる。これは、意図した信号を増加させて望ましくない信号を低減することによって、リンクバジェットの改善に帰着し、改善された信号対雑音（ＳＮＲ）性能を提供する。
【００１１】
一実施形態において、アンテナシステムは、孤立磁気ダイポール（ＩＭＤ）アンテナ素子と、第１の寄生素子及び第１の寄生素子に関連する第１の能動同調素子と、ＩＭＤ素子の放射モードを制御するために能動同調素子に制御信号を供給するアンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）と、を含む。ＡＴＭは、干渉信号が存在する場合に、意図したトランシーバとの通信リンク品質を向上させるために、アンテナシステムの放射パターンを変更するプロセッサ及びアルゴリズムを含んでも良い。受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）又は他のシステムメトリックが、関心ある信号源及び第１の干渉源からサンプリングされ、アンテナモードは、干渉源の信号レベルを低減するように変更される。
【００１２】
別の実施形態において、アンテナは、２つ以上の寄生素子と、各寄生素子に関連する能動同調素子と、ＩＭＤ素子の放射モードを変更するために能動同調素子に制御信号を供給するアンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）と、を含む。ＡＴＭは、１つ又は複数の干渉信号が存在する場合に、意図したトランシーバとの通信リンク品質を向上させるために、アンテナシステムの放射パターンを変更するように適合されたプロセッサ及びアルゴリズムを含む。ＲＳＳＩ又は他のシステムメトリックは、関心のある信号源及び干渉源からサンプリングされ、アンテナモードは、干渉源の信号レベルを低減するように変更される。
【００１３】
別の実施形態において、アンテナシステムを制御するために用いられるアルゴリズム及びソフトウェアは、アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）に常駐する。
【００１４】
更に別の実施形態において、アンテナシステムを制御するためのアルゴリズム及びソフトウェアは、通信又は無線装置に関連するベースバンドプロセッサ又は他のプロセッサに常駐しても良い。
【００１５】
或る実施形態において、能動同調素子は、例えば関連する寄生素子をグランドに短絡することによってなど、アンテナに関連する分割共振周波数特性を提供するように適合される。能動同調素子は、アンテナに関連する放射パターンを回転させるように適合されても良い。この回転は、寄生素子を通る電流フローを制御することによって達成されても良い。一実施形態において、寄生素子は、基板上に配置される。この構成は、スペースが重大な制約である用途において特に重要になり得る。一実施形態において、寄生素子は、ＩＭＤ駆動素子に対して所定の角度で配置される。例えば、寄生素子は、ＩＭＤと平行に配置されても良く、又はそれは、ＩＭＤと垂直にか若しくはＩＭＤ駆動素子と或る角度で配置されても良い。寄生素子は、複数の寄生セクションを更に含んでも良い。ＰＩＦＡ及びモノポール型駆動素子を含む他の駆動素子が用いられても良いが、ＩＭＤ素子が、本明細書における実施形態には好ましいと判断された。
【００１６】
別の実施形態において、能動同調素子は、次のもの、即ち電圧制御型の同調可能コンデンサ、電圧制御型の同調可能移相器、ＦＥＴ及びスイッチの少なくとも１つを個々に含む。他の実施形態において、当業者によって理解されるであろうように、寄生素子を制御するための類似のコンポーネントが用いられても良い。
【００１７】
別の実施形態において、アンテナは、ＩＭＤ素子に関連する第３の能動同調素子を更に含む。この第３の能動同調素子は、アンテナに関連する周波数特性を調整するように適合される。この第３の能動素子はまた、ＡＴＭによって制御され、且つアンテナシステム性能を最適化するために、１つまたは複数の寄生素子と一致して調整される。
【００１８】
或る実施形態において、ホスト装置が、ベースバンドプロセッサ又はアプリケーションプロセッサなどのプロセッサを含んでも良く、プロセッサは、最適なリンク品質を達成するために、通信リンクをサンプリングし、且つモードアンテナの１つ又は複数のモードを決定するように適合される。プロセッサは、モードアンテナの１つ又は複数の能動素子に制御信号を送信するように、又は代替としてモードアンテナの１つ又は複数の能動素子と通信するために、ＡＴＭに制御信号を送信するように適合させることができる。
【００１９】
当業者は、上記の様々な実施形態又はその一部が、本考案によって包含される更なる実施形態を作成するために、様々な方法で組み合わされても良いことを理解されよう。
【００２０】
ここで、上記で言及した‘４０２特許を、或る一定の図と関連してより詳細に説明する。要約すると、ビームステアリング技術は、寄生素子上の無効負荷が変えられると共に、駆動アンテナ上の電流分布を変更する駆動アンテナ素子及び１つ又は複数のオフセット寄生素子を使用することによって達成される。より具体的には、寄生素子の１つ又は複数が、バンド切り替えのために、即ち駆動素子及び回路基板によって作成されるアンテナボリューム内に配置され得、１つ又は複数の追加の寄生素子が、アンテナボリュームの外部に、且つアンテナ放射パターンにおける位相シフトを達成するために駆動素子に隣接して配置されても良い。複数のモードが生成され、各モードは、寄生素子のリアクタンス又は切り替えによって特徴付けられ、従ってこの技術は、「モードアンテナ技術」と呼ぶことができ、この方式で放射モードを変更するように構成されたアンテナは、「能動マルチモードアンテナ」又は「能動モードアンテナ」と呼ぶことができる。
【００２１】
ここで図を見ると、図１（ａ〜ｃ）は、‘４０２特許に従った能動モードアンテナの例を示し、図１ａは、回路基板１１及びその上に配置された駆動アンテナ素子１０を示し、回路基板と駆動アンテナ素子との間のボリュームが、アンテナボリュームを形成する。第１の寄生素子１２が、少なくとも部分的にアンテナボリューム内に配置され、且つ第１の寄生素子１２と結合された第１の能動同調素子１４を更に含む。第１の能動同調素子１４は、受動若しくは能動コンポーネント又は一連のコンポーネントとすることができ、且つ可変リアクタンスによってか又はグランドへの短絡によって、第１の寄生素子上のリアクタンスを変更し、アンテナの周波数シフトに帰着するように適合される。第２の寄生素子１３が、回路基板のまわりに配置され、且つアンテナボリュームの外部に配置される。第２の寄生素子１３は、第２の能動同調素子１５を更に含み、第２の能動同調素子１５は、１つ又は複数の能動及び受動素子を個々に含む。第２の寄生素子は、駆動素子に隣接して、且つやはりアンテナボリュームの外部に配置され、そこにおける電流フローを変更することによって、駆動アンテナ素子の放射パターンを操作する能力を結果としてもたらす。アンテナ放射パターンのこのシフトは、一種の「アンテナビームステアリング」である。アンテナ放射パターンがヌルを含む例において、同様の動作は、「ヌルステアリング」と呼ぶことができる。何故なら、ヌルは、アンテナに対する代替の位置へ向けることができるからである。図示の例において、第２の能動同調素子は、「オン」の場合に第２の寄生素子をグランドに短絡するための、且つ「オフ」の場合に短絡を終了するためのスイッチを含む。しかしながら、例えば可変コンデンサ又は他の同調可能コンポーネントを用いることによって、第１又は第２の寄生素子上の可変リアクタンスが、アンテナパターン又は周波数応答の可変シフトを更に提供し得ることが注目されるべきである。図１ｃは、第１及び第２の寄生素子が「オフ」に切り替えられた場合のアンテナの周波数（ｆ０）と、第２の寄生素子がグランドに短絡された場合のアンテナの分割周波数応答（ｆＬ；ｆＨ）と、第１及び第２の寄生素子がそれぞれグランドに短絡された場合の周波数（ｆ４；ｆ０）と、を示す。図１ｂは、第１及び第２の寄生素子の両方が「オフ」である場合の第１のモード１６と、第２の寄生素子だけがグランドに短絡された場合の第２のモード１７とにおけるアンテナ放射パターン、および第１及び第２の寄生素子の両方が「オン」に短絡される場合の第３のモード１８を示す。この能動モードアンテナの更なる詳細は、‘４０２特許の再検討で理解することができる。しかしながら、一般に、１つ又は複数の寄生素子は、能動同調素子を用いて能動的に制御されるアンテナ放射パターンのバンド切り替え（周波数シフト）及び／又はビームステアリングを提供するために、駆動素子のまわりに配置することができる。
【００２２】
図２は、ビームステアリング技術の典型的な使用事例を示し、放射パターン２２は、第２の基地局２１ａからの干渉を低減しながら、第１の基地局２１ｂ用のリンク品質を最適化するために回転又は変更される。アンテナ放射パターン２２は、最大値２４及び最小値又はヌル２３を含むと言うことができる。
【００２３】
図３は、複数の源からの干渉を最小化しながら、複数のトランシーバ用のリンク品質を最適化するために、モバイルアンテナの放射パターン３２を修正する能力を提供する一層能力がある適応アンテナシステムの必要性を示す。基地局Ａ３１は、信号３０をモバイル装置に送信し、散乱体から反射する信号は、環境によって破損された複合信号に帰着する。
【００２４】
図４（ａ）は、駆動ＩＭＤアンテナ４０及び放射パターン４１を示す。図４（ｂ）は、結果としての放射パターン４５と共に、寄生素子４３及び同調素子４４を備えた駆動ＩＭＤアンテナ４２を示す。能動素子を備えた寄生素子の組み込みは、放射パターンの回転に帰着する。図４（ｃ）は、駆動ＩＭＤアンテナ４２の近くに配置された、能動同調回路４４ｂを備えた第２の寄生素子４３ｂを示す。能動同調素子４４ａ、４４ｂを備えた２つの寄生素子４３ａ、４３ｂは、単一の寄生素子を用いる実施形態と比較して、放射パターン４５を成形する点において追加の自由度を提供する。
【００２５】
図５は、能動同調素子５３を備えた寄生素子５２によって囲まれた単一の駆動アンテナ５０を備えた適応アンテナを示す。アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）５４は、アンテナ放射パターンを成形するために、能動同調素子に制御信号５５を供給する。多くのモード、即ちそのためにアンテナが構成され得る多くのモードを生成するために、最大で多数の寄生素子が組み込まれても良い。アンテナは、回路基板にアンテナを接続するフィード５１から信号を受信する。
【００２６】
図６は、能動同調素子６３を備えた寄生素子６２が、駆動アンテナ６１のまわりに二次元で表示される一層能力がある適応アンテナシステムを示す。アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）６６は、アンテナ放射パターンを成形するために、能動同調素子に制御信号６４を供給する。アンテナラジエータ６１は、アンテナラジエータ６１と回路基板６５との間にアンテナボリュームを作るような方法で、回路基板６５の上方に配置される。寄生素子は、バンド切り替え又は周波数シフト機能を可能にするために、アンテナボリューム内に配置されても良い。代替として、１つ又は複数の寄生素子が、アンテナのビームステアリング機能を可能にするために、アンテナラジエータに隣接して、且つアンテナボリュームの外部に配置されても良い。
【００２７】
図７は、能動同調素子７３を備えた寄生素子７２が、駆動アンテナ７１のまわりに二次元で表示される適応アンテナシステムを示す。アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）７６が、アンテナ放射パターンを成形するために、能動同調素子に制御信号７４を供給する。
【００２８】
図８は、能動同調素子８３（ａ〜ｄ）を備えた寄生素子８２（ａ〜ｄ）が、駆動アンテナ８１のまわりに三次元で表示される適応アンテナシステムを示す。アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）８５が、アンテナ放射パターンを成形するために、能動同調素子に制御信号を供給する。これは、放射パターン制御の点で追加能力を提供する。基板は、アンテナラジエータ及び最大で多数の寄生素子を組み込むために用いることができ、最大で多数の追加の寄生素子は、基板の表面に配置されても良い。
【００２９】
図９は、能動同調素子９３（ａ〜ｇ）にそれぞれ結合された寄生素子９２（ａ〜ｇ）が、駆動アンテナ９１のまわりに三次元で表示される適応アンテナシステムを示す。寄生素子及び能動同調素子は、平面領域に制約されず、基板ボリューム９４上に配置されても良い。アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）９５は、アンテナ放射パターンを成形するために、能動同調素子に制御信号９６（ａ〜ｂ）を供給する。これは、放射パターン制御の点で追加能力を提供する。バンド切り替え寄生素子９８が、アンテナボリュームと共に配置され、能動素子９７と関連付けられる。
【００３０】
図１０は、寄生素子にそれぞれ接続された能動素子１０１、１０２及び１０３を用いる適応アンテナシステムを示す。適応プロセッサ１０４が、最適なアンテナ放射パターンを提供するために、複数の源１０７（ａ〜ｃ）からの信号を解析し、制御信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を個々の能動素子に送信する。アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）１０５が、制御信号を供給する。
【００３１】
図１１は、例えばＷＬＡＮ用途など、マルチユーザ環境において用いられる適応アンテナシステムを示す。適応アンテナは、トランシーバ１１１ｄからの干渉を最小化しながら、意図したトランシーバ１１１（ａ〜ｃ）用のリンク品質を最大化するために、アンテナシステムの放射パターン１１３を成形することができる。トランシーバ１１１（ａ〜ｄ）は、非適応アンテナ放射パターン１１２（ａ〜ｄ）をそれぞれ有する。適応アンテナは、アンテナラジエータ１１５と、それぞれの能動同調素子に結合された寄生素子１１４（ａ〜ｃ）と、を含む。アンテナ放射パターンは、ユーザＡ、Ｂ及びＣとの信号通信を改善するために最大値を増加させるように、３つのローブ１１３ａ、１１３ｂ及び１１３ｃへと形成される。ヌルが、ユーザＤの方向において、放射パターンに形成される。
【００３２】
図１２は、全てのユーザが適応アンテナシステムを備えた一層堅牢な通信システムを示す。適応アンテナシステムは、改善された干渉抑制及び向上した通信リンク品質を提供する。適応アンテナ１２０は、トランシーバ１２９からの干渉を最小化しながら、意図したトランシーバ１２６、１２７及び１２８用のリンク品質を最大化するために、アンテナシステムの放射パターン１２１を成形することができる。トランシーバ１２６〜１２９は、適応アンテナ放射パターン１２２、１２３、１２４及び１２５をそれぞれ有する。
【００３３】
図１３は、能動同調素子１３３、１３５、１３７を備えた寄生素子１３２、１３６によって囲まれ、第１の信号源２００ａに接続された第１の駆動アンテナ１３１を備えた適応アンテナを示す。第２の駆動アンテナ１３９が存在し、第２の信号源２００ｂに接続される。アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）１３８が、アンテナ放射パターンを成形するために、制御信号１３３ａ、１３４ａ、１３５ａ、１３６ａ及び１３７ａを能動同調素子に供給する。この点において、アンテナは、能動モードアンテナ１３１及び受動アンテナ１３９を含む。
【００３４】
図１４は、第１の駆動アンテナ１４１及び第２の駆動アンテナ１４９を備えた適応アンテナを示し、これらの駆動アンテナは、両方とも、能動同調素子１４４、１４５、１４６、１４７を備えた寄生素子１４３によって囲まれ、信号源２００に接続される。アンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）１４８は、アンテナ放射パターンを成形するために、制御信号１４３ａ、１４４ａ、１４５ａ、１４６ａ、１４７ａを能動同調素子に供給する。この点において、２つのアンテナラジエータは、共通のフィードを共有する。
【００３５】
本明細書の様々な実施形態において、アンテナシステムは、１つ又は複数の能動モードアンテナ及び最大で多数の受動アンテナを含む。１つ又は複数のモードアンテナは、それぞれの能動素子に関連する１つ又は複数の寄生素子をそれぞれ含む。アンテナ同調モジュールは、寄生素子をグランドに短絡し、それによって多重モードに帰着するモードアンテナの可変電流モードを誘導するための制御信号を能動素子に送信するために使用され、アンテナは、それぞれのモードの各々において、一意のアンテナ放射パターンを含む。放射パターンは、最大値又はヌルを含むことができ、最大値が、信号を改善するために源に向けることができるのに対して、ヌルは、干渉を低減するために、干渉源の方へ向けることができる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成29年5月24日(2017.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
モードアンテナであって、
回路基板の上方に配置されて、前記回路基板との間にアンテナボリュームを形成するアンテナ素子と、
前記アンテナボリューム内に配置された１つ又は複数の第１の寄生素子と、
前記アンテナに隣接し、且つ前記アンテナボリュームの外部に配置された１つ又は複数の第２の寄生素子と、を含み、
前記寄生素子のそれぞれが、前記アンテナの１つ又は複数のモードを能動的に構成するために能動素子に結合されるモードアンテナと、
前記アンテナの前記１つ又は複数のモードを変更するために、前記能動素子に制御信号を供給するように適合されたアンテナ同調モジュール（ＡＴＭ）と、
を含むアンテナシステム。
【請求項２】
環境におけるトランシーバからの通信信号がサンプリングされ、前記制御信号が、前記トランシーバとの通信を改善するためにアンテナ放射パターンを調整するように、前記ＡＴＭから前記能動素子に送信される、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項３】
前記アンテナ放射パターンが、干渉トランシーバの信号レベルを低減し、且つ意図したトランシーバから受信される信号レベルを向上させるように調整される、請求項２に記載のアンテナシステム。
【請求項４】
前記寄生素子及び能動素子が、二次元で前記アンテナ素子のまわりに配置される、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項５】
前記寄生素子及び能動素子が、三次元で前記アンテナ素子のまわりに配置される、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項６】
前記アンテナ素子が、孤立磁気ダイポール（ＩＭＤ）素子を含む、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項７】
第２の孤立磁気ダイポール（ＩＭＤ）アンテナが、前記アンテナシステムに導入され、両方のＩＭＤアンテナが、トランシーバ又は別個のトランシーバのポートに接続され、
前記寄生素子に関連する前記能動素子が、通信チャネルを同等にするために、前記駆動ＩＭＤアンテナペアの性能を改善するように調整される、請求項６に記載のアンテナシステム。
【請求項８】
第２の孤立磁気ダイポール（ＩＭＤ）アンテナが、前記アンテナシステムに導入され、前記２つのアンテナが、２素子アレイを形成するように組み合わされ、環境におけるトランシーバからの信号が、サンプリングされ、制御信号が、前記アレイのアンテナ放射パターンを調整するために、前記ＡＴＭから前記能動素子に送信され、前記２素子アレイの複合放射パターンが、干渉トランシーバの信号レベルを低減し、且つ意図したトランシーバから受信される信号レベルを向上させるように調整される、請求項６に記載のアンテナシステム。
【請求項９】
前記能動素子が、スイッチ、ＦＥＴ、ＭＥＭＳ装置、能動容量特性若しくは誘導特性を示すコンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせの１つを含む、請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項１０】
２つ以上の孤立磁気ダイポールアンテナ（ＩＭＤ）が、前記アンテナシステムに導入され、各ＩＭＤアンテナが、トランシーバ又は別個のトランシーバの別個のポートに接続され、前記寄生素子に接続された前記能動素子が、通信チャネルを同等にするために、前記複数の駆動ＩＭＤアンテナの性能を改善するように調整される、請求項６に記載のアンテナシステム。
【請求項１１】
２つ以上の孤立磁気ダイポール（ＩＭＤ）アンテナが、前記アンテナシステムに導入され、前記複数のアンテナが、多重素子アレイを形成するために組み合わされ、環境におけるトランシーバからの信号が、サンプリングされ、制御信号が、前記アレイのアンテナ放射パターンを調整するために、前記ＡＴＭから前記能動素子に送信され、前記多重素子アレイの複合放射パターンが、干渉トランシーバの信号レベルを低減し、且つ意図したトランシーバから受信される信号レベルを向上させるように調整される、請求項６に記載のアンテナシステム。
【請求項１２】
前記アンテナ素子の１つ又は複数が、孤立磁気ダイポールアンテナではない、請求項６に記載のアンテナシステム。
【請求項１３】
前記非ＩＭＤアンテナ素子が、モノポール、ダイポール、逆Ｆアンテナ（ＩＦＡ）、平面Ｆアンテナ（Ｐｉｆａ）及びループからなる群から個々に選択される、請求項１２に記載のアンテナシステム。
【請求項１４】
制御信号が、ホスト装置におけるプロセッサから前記ＡＴＭに送信され、前記ＡＴＭが、干渉トランシーバの信号レベルを低減し、且つ意図したトランシーバから受信される信号レベルを向上させるように放射パターンを調整するために、前記能動素子に制御信号を供給する、請求項１に記載のアンテナシステム。