(57)【要約】  放射パターンの制御を行うためのアンテナは、一連の反射ステップと、その一連の反射ステップの上に配置された１つ以上の棒とを有するアンテナハウジングを備える。また、アンテナは、放射部によって放射される放射のパターンをアンテナハウジングが制御することを可能とするようにアンテナハウジング内に配置された放射部も有する。
2008543175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射パターンの制御を行うためのアンテナであって、
一連の反射ステップと、該一連の反射ステップの上に配置された１つ以上の棒とを備えるアンテナハウジングと、
放射部によって放射される放射のパターンをアンテナハウジングが制御することを可能とするようにアンテナハウジング内に配置された放射部と、からなるアンテナ。
【請求項２】
放射部は電磁エネルギーを放射することの可能な１つ以上の放射体を含むことと、電磁エネルギーは垂直電界成分および水平電界成分を含むことと、を含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
アンテナハウジングは、
反射ステップの上に配置可能なカバーと、同カバーはアンテナの放射パターンに影響を与えないことと、
垂直電界成分および水平電界成分を受信するための１つ以上の接続点と、を含む請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
アンテナハウジングは導電性により垂直電界成分および水平電界成分が放射部によって受信されることを可能とする請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記１つ以上の放射体によって放射された垂直電界成分は前記１つ以上の棒と相互作用し、それに応じて形成されることと、水平電界成分は前記１つ以上の棒による影響を基本的に受けないことと、を含む請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記一連の反射ステップは第１の組の反射ステップおよび第２の組の反射ステップを含むことと、第１の組の反射ステップは第２の組の反射ステップの鏡像であることと、を含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項７】
放射部はプリント回路基板と、同プリント回路基板上に配置された１つ以上の放射体とを含むことと、同１つ以上の放射体は電磁エネルギーを放射することが可能であることと、電磁エネルギーは垂直電界成分および水平電界成分を含むことと、を含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項８】
放射部はアンテナハウジングの中央溝部内に配置されている請求項７に記載のアンテナ。
【請求項９】
アンテナハウジングは第１の側壁および第２の側壁を含むことと、前記１つ以上の棒は、前記１つ以上の棒が前記一連の反射ステップの上に配置されたままであることを可能とするように、第１の側壁および第２の側壁に接続されていることと、を含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１０】
放射部は電磁エネルギーを放射することの可能な１つ以上の放射体を含むことと、電磁エネルギーは垂直電界成分を含むことと、を含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１１】
放射部は電磁エネルギーを放射することの可能な１つ以上の放射体を含むことと、電磁エネルギーは水平電界成分を含むことと、を含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１２】
±４５度の偏波共用アンテナである請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
右左旋円偏波共用アンテナである請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１４】
垂直単偏波アンテナである請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１５】
放射パターンの制御を行う方法であって、
１つ以上の放射体に垂直電界成分および水平電界成分を提供する電界提供工程と、
同１つ以上の放射体を介して垂直電界成分および水平電界成分を発信する電界発信工程と、
前記１つ以上の放射体によって放射された放射のパターンを一連の反射ステップおよび１つ以上の棒の使用によって制御する放射パターン制御工程と、からなる方法。
【請求項１６】
放射パターン制御工程は、水平電界成分には基本的に影響を与えずに、垂直電界成分を形成する工程を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
放射パターンの制御を行うためのアンテナであって、
垂直電界成分および水平電界成分を発信することの可能な放射手段と、
垂直電界成分および水平電界成分を放射手段に提供する提供手段と、
放射手段によって放射された放射のパターンを一連の反射ステップおよび１つ以上の棒の使用によって制御する制御手段と、からなるアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナに関する。より詳細には、本発明はアンテナ放射パターンの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線産業は、データ容量の増大の必要を満たすために、より高いデータレートを有するシステムを継続的に開発している。より高い無線データ伝送レートを達成するために、使用されるチャネル数は増大され（すなわち、無線データレートはさらにセクタ化され）、高次の変調が用いられる。また、これはセクタ間の偏波を切り換え、または偏波ダイバーシチを用いて、スループットを増強するために有用な場合がある。
【０００３】
残念なことに、データ伝送に用いられるチャネル数の増加のため、チャネル間の干渉に対処する必要がある。一例として、無線通信技術のプロバイダは、他の周波数帯域に対する干渉を最小化しつつ、特定の周波数帯域内に適切な無線カバレッジを提供することを保証する必要がある。実際、他の周波数帯域との干渉によって、特定のカバレッジエリア内の通信能力の提供に関連した免許に違反が生じる場合がある。
【０００４】
干渉を最小化するために、基地局アンテナには、他の方向へ放射されるエネルギーを抑制しつつ、所望の伝送セクタを可能な限り一様に照射することが必要な場合がある。制御されない限り、エネルギーは所望されない方向へ漏れて、サイドローブと呼ばれる小さな補助ビームを形成する場合がある。干渉を最小化するために、これらのサイドローブを最小化または除去することが所望される。
【０００５】
偏波共用アンテナは、２つの直交偏波により電磁エネルギーを送信する。この直交偏波は、通常、水平および垂直であるが、右左旋円または±４５度のこともある。水平に偏波された成分は、ほぼ水平方向に配向され、垂直に偏波された成分は、ほぼ垂直方向に配向される。また、水平に偏波された成分および垂直に偏波された成分は、互いに直交するように配向される。残念なことに、垂直偏波成分および水平偏波成分は、金属表面およびプラスチック表面など材料界面で様々な境界条件を経験するので、偏波共用アンテナから放射されるエネルギーの分布を制御することは困難である。
【０００６】
ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）ベースのシステムは比較的新しい。それらのシステムは、全体のシステムスループットを増大するように、時空間処理を用いて複数の信号を組み合わせる。ダイバーシチ用途における偏波共用アンテナの使用は、当該産業においてよく知られている。例えば、セルラー電話通信においては、ダイバーシチ用途に±４５度の偏波共用アンテナがしばしば用いられる。しかしながら、ＭＩＭＯベースのシステムにおけるそれらのアンテナの使用は広範に研究されていない。基本的なダイバーシチ技術に用いられるアンテナとは対照的に、ＭＩＭＯベースのシステムには垂直／水平偏波共用アンテナが好適であることを我々は見出した。これは、大抵の分散因子が垂直または水平の配向であるという事実による。したがって、垂直／水平アンテナを用いるとき、最大の信号間差が得られる。これによって、最大のＭＩＭＯシステム利得が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、当該産業には、以前に対処されていない上述の不足および不充分な点に対処する必要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態では、放射パターンの制御を行うためのアンテナおよび方法を提供する。簡潔に記載すると、構成では、アンテナの一実施形態を、特に、次のように実施することが可能である。放射パターンの制御を行うためのアンテナは、一連の反射ステップと、その一連の反射ステップの上に配置された１つ以上の棒とを有するアンテナハウジングを備える。また、このアンテナは、放射部によって放射される放射のパターンをアンテナハウジングが制御することを可能とするようにアンテナハウジング内に配置された放射部も備える。
【０００９】
また、上述のように、本発明を放射パターンの制御を行う方法の提供と見ることも可能である。これに関して、そのような方法の一実施形態を、特に、次の工程によって大まかに要約することが可能である。すなわち、１つ以上の放射体に垂直電界成分および水平電界成分を提供する工程、この１つ以上の放射体を介して垂直電界成分および水平電界成分を発信する工程、および、この１つ以上の放射体によって放射された放射のパターンを一連の反射ステップおよび１つ以上の棒の使用によって制御する工程である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
アンテナによって放射パターンの制御を行うためのシステムおよび方法について、以下に記載する。図１は、放射パターン制御の可能なアンテナ１００の頂部斜視図を提供する概略図である。なお、例えば、このアンテナは、±４５度偏波共用アンテナ、右左旋円偏波共用アンテナ、および垂直単偏波アンテナのうちの１つ以上であってよい。
【００１１】
アンテナ１００は、アンテナハウジング１２０および放射部２００を備える。なお、放射部２００をアンテナハウジング１２０のカバー部分１２１の下に配置されているように示す。アンテナハウジング１２０は、アンテナ１００から放射される放射の垂直電界成分および水平電界成分の両方において、放射パターンの制御を行うように設計されている。アンテナハウジング１２０については、さらに図２の概略図に示す。また、放射部２００は複数の放射体２１０を備える。放射部２００については、さらに図４の概略図に示す。なお、放射体の数は、放射部２００上に配置されるように図に示した放射体２１０の数と異なってもよい。また、放射部２００上に配置された放射体２１０の寸法、形状またはその両方は、本明細書の図に示すものと異なってもよい。
【００１２】
カバー部分１２１は、以下に限定されないが、様々な等級のＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性プラスチック、または様々な等級の織物もしくは皮革や、繊維強化プラスチックなど、多くの様々な材料から製造されてよい。詳細には、アンテナハウジング１２０のカバー部分１２１は、アンテナハウジング１２０によって提供される電磁放射パターンにほぼ干渉することなく、カバー部分を通じて電磁エネルギーが流れることを可能とする材料から製造される。
【００１３】
ここで図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、図２Ａは、図示の目的でカバー部分１２１の除去されたアンテナハウジング１２０の平面図を提供する概略図であり、図２Ｂは、カバー部分１２１、第１の側壁１４０、および第２の側壁１４２の除去された、図１のアンテナハウジングの頂部斜視図を提供する概略図である。
【００１４】
図２Ａおよび２Ｂによって示すように、アンテナハウジング１２０は、本明細書に詳細に記載するように、放射パターンの制御を行うために一連のステップおよび棒を内部に有する１つの導体要素である。アンテナハウジング１２０は外側本体１２２を備える。外側本体１２２は、外面１２４および内面１３０を備える。また、アンテナハウジング１２０は、第１の側壁１４０（図１）および第２の側壁１４２（図１）を備える。第１の側壁１
４０（図１）および第２の側壁１４２（図１）は、それぞれ、外側本体１２２の第１の側面部１４１および外側本体１２２の第２の側面部１４３に接続している。側壁１４０，１４２（図１）の使用によって、第１の棒１５０および第２の棒１５２が外側本体１２２の内面１３０の上に配置されることが可能となる。ここで、第１の棒１５０および第２の棒１５２の中心軸は、外側本体１２２が延びている方向に平行である。
【００１５】
アンテナハウジング１２０および棒１５０，１５２は、様々な材料から製造されてよい。詳細には、アンテナハウジング１２０および棒１５０，１５２の製造に用いられる材料は、必要な放射パターンを提供するように電磁エネルギーを反射することが可能である。一例として、アンテナハウジング１２０および棒１５０，１５２は、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛めっき鋼、ステンレス鋼、または導電性被覆プラスチックから製造されてよい。また、アンテナハウジング１２０および棒１５０，１５２の形状は、必要な得られる放射パターンに応じて異なる。一例として、棒１５０，１５２を円形であるように示すが、任意の断面形状が用いられてよい。
【００１６】
上述のように、アンテナハウジング１２０の外側本体１２２は、放射部２００によって放射される電磁放射を反射することによって放射パターンの制御を補助する、一連のステップ（以下に詳細に記載する）を備える。図３は、本発明の第１の代表的な実施形態によるアンテナハウジング１２０の外側本体１２２の断面図である。図３に示すように、また、以下に詳細に記載するように、外側本体１２２の内面１３０は、一連のステップおよび中央溝部１３２によって形成されている。なお、アンテナハウジング１２０の形状を本明細書に記載の形状に限定する意図はない。むしろ、アンテナハウジング１２０は、放射パターンの形成を可能とするように外側本体１２２の内面１３０の上に延びている１つ以上の棒を有することを意図するものである。ここで、放射の垂直電界成分は、この１つ以上の棒と相互作用し、それに応じて形成されるが、放射の水平電界成分は、この１つ以上の棒による影響を基本的に受けない。なお、アンテナハウジング１２０がその内部に２つの棒を有するように図示および記載するが、より多いまたはより少ない棒がアンテナハウジング１２０内に提供されてもよい。
【００１７】
中央溝部１３２の底面１３３に位置する内面１３０の中心点１２９を起点とし、左へ延びている外側本体１２２の内面１３０について記載すると、第１のステップ１３４は、内面１３０の中心点１２９から距離Ｘ１を起点とし、第１のステップの第１の側面部１３６を有する。第１のステップの第１の側面部１３６は、中央溝部１３２の底面１３３から距離Ｙ１だけ垂直に延びている。本発明の第１の代表的な実施形態では、第１のステップの第１の側面部１３６は、中央溝部１３２の底面１３３と約９０度で接している。
【００１８】
図３に示すように、距離Ｙ１は、以下に記載の距離Ｙ２を除き、内面１３０内の他の垂直距離より大きい。第１のステップの頂部１３８は水平に延びており、第１のステップの第１の側面部１３６に接している。図３に示すように、第１のステップの第１の側面部１３６の上部は、中央溝部１３２から外側に離れる角度を有する。第１のステップの第１の側面部１３６の上部が角度を有することによって、放射パターンの形成が補助される。
【００１９】
また、第１のステップ１３４は第１のステップの第２の側面部１４０を備える。第１のステップの第２の側面部１４０は、第１のステップの頂部１３８から下方へ垂直に延びている。本発明の第１の代表的な実施形態では、第１のステップの第２の側面部１４０は、第１のステップの頂部１３８と約９０度の角度で接している。第１のステップの第２の側面部１４０は、第２のステップの頂部１４２に接している。ここで、第２のステップの頂部１４２は水平に延びており、第１のステップの第２の側面部１４０に約９０度で接している。第２のステップの第１の側面部１４４は、第２のステップの頂部１４２から下方へ垂直に延びており、第２のステップの頂部１４２に約９０度で接している。
【００２０】
第２のステップの第１の側面部１４４、第１の左底面１４６、および第３のステップの第１の側面部１４８は、アンテナハウジング１２０の外側本体１２２内に位置する第１の左溝部１５０を形成する。本発明の第１の代表的な実施形態では、第３のステップの第１の側面部１４８は、第１の左底面１４６に約９０度で接している。第３のステップの第１の側面部１４８は垂直方向に上方へ延び、第３のステップの頂部１５１に接している。ここで、第３のステップの頂部１５１は水平方向に延びている。第３のステップの第１の側面部１４８は、第３のステップの頂部１５１に約９０度で接している。
【００２１】
第３のステップの第２の側面部１５２は第３のステップの頂部１５１に接しており、垂直方向に下方へ延びている。図３に示すように、第３のステップの第２の側面部１５２は、第３のステップの頂部１５１に約９０度で接している。第３のステップの第１の側面部１４８、第３のステップの頂部１５１、および第３のステップの第２の側面部１５２は、外側本体１２２の第３のステップ１４７を形成する。
【００２２】
第３のステップの第２の側面部１５２、第２の左底面１５４、および第４のステップの第１の側面部１５６は、アンテナハウジング１２０の外側本体１２２内に位置する第２の左溝部１５８を形成する。本発明の第１の代表的な実施形態では、第４のステップの第１の側面部１５６は、第２の左底面１５４に約９０度で接している。
【００２３】
第４のステップの第１の側面部１５６は垂直方向に上方へ延び、第４のステップの頂部１６０に接している。ここで、第４のステップの頂部１６０は水平方向に延びている。第４のステップの第１の側面部１５６は、第４のステップの頂部１６０に約９０度で接している。第４のステップの第２の側面部１６２は第４のステップの頂部１６０に接しており、第４のステップの頂部１６０から垂直に下方へ延びている。本発明の第１の代表的な実施形態では、第４のステップの第２の側面部１６２は、第４のステップの頂部１６０と約９０度で接している。第４のステップの第１の側面部１５６、第４のステップの頂部１６０、および第４のステップの第２の側面部１６２は、外側本体１２２の第４のステップ１５５を形成する。
【００２４】
内面１３０の中心点１２９に戻ると、これまでに記載していない内面１３０の中心点１２９の右側のすべては、上述の、内面１３０の中心点１２９の左側のすべての鏡像であることが留意される。
【００２５】
中央溝部１３２の底面１３３に位置する内面１３０の中心点１２９を起点とし、右へ延びている外側本体１２２の内面１３０について記載すると、第５のステップ１７０は、内面１３０の中心点１２９から距離Ｘ２を起点とし、第５のステップの第１の側面部１７２を有する。なお、好適には距離Ｘ１は距離Ｘ２に等しいが、本発明の代替の実施形態では、これらの距離は異なっていてもよい。
【００２６】
第５のステップの第１の側面部１７２は、中央溝部１３２の底面１３３から距離Ｙ２だけ垂直に延びている。本発明の第１の代表的な実施形態では、第５のステップの第１の側面部１７２は、中央溝部１３２の底面１３３と約９０度で接している。
【００２７】
図３に示すように、好適には距離Ｙ２は距離Ｙ１に等しい。第５のステップの頂部１７４は水平に延びており、第５のステップの第１の側面部１７２に接している。図３に示すように、第５のステップの第１の側面部１７２の上部は、中央溝部１３２から外側に離れる角度を有する。第５のステップの第１の側面部１７２の上部が角度を有することによって、放射パターンの形成が補助される。
【００２８】
また、第５のステップ１７０は第５のステップの第２の側面部１７６を備える。第５のステップの第２の側面部１７６は、第５のステップの頂部１７４から下方へ垂直に延びている。本発明の第１の代表的な実施形態では、第５のステップの第２の側面部１７６は、第５のステップの頂部１７４と約９０度の角度で接している。第５のステップの第２の側面部１７６は、第６のステップの頂部１８０に接している。ここで、第６のステップの頂部１８０は水平に延びており、第５のステップの第２の側面部１７６に約９０度で接している。第６のステップの第１の側面部１８２は、第６のステップの頂部１８０から下方へ垂直に延びており、第６のステップの頂部１８０に約９０度で接している。
【００２９】
第６のステップの第１の側面部１８２、第１の右底面１８４、および第７のステップの第１の側面部１８６は、アンテナハウジング１２０の外側本体１２２内に位置する第１の右溝部１９０を形成する。本発明の第１の代表的な実施形態では、第７のステップの第１の側面部１８６は、第１の右底面１８４に約９０度で接している。第７のステップの第１の側面部１８６は垂直方向に上方へ延び、第７のステップの頂部１８８に接している。ここで、第７のステップの頂部１８８は水平方向に延びている。第７のステップの第１の側面部１８６は、第７のステップの頂部１８８に約９０度で接している。
【００３０】
第７のステップの第２の側面部１９１は第７のステップの頂部１８８に接しており、垂直方向に下方へ延びている。図３に示すように、第７のステップの第２の側面部１９１は、第７のステップの頂部１８８に約９０度で接している。第７のステップの第１の側面部１８６、第７のステップの頂部１８８、および第７のステップの第２の側面部１９１は、外側本体１２２の第７のステップ１８５を形成する。
【００３１】
第７のステップの第２の側面部１９１、第２の右底面１９２、および第８のステップの第１の側面部１９４は、アンテナハウジング１２０の外側本体１２２内に位置する第２の右溝部１９６を形成する。本発明の第１の代表的な実施形態では、第７のステップの第１の側面部１９４は、第２の右底面１９２に約９０度で接している。
【００３２】
第８のステップの第１の側面部１９４は垂直方向に上方へ延び、第８のステップの頂部１９８に接している。ここで、第８のステップの頂部１９８は水平方向に延びている。第８のステップの第１の側面部１９４は、第８のステップの頂部１９８に約９０度で接している。第８のステップの第２の側面部１９７は第８のステップの頂部１９８に接しており、第８のステップの頂部１９８から垂直に下方へ延びている。本発明の第１の代表的な実施形態では、第８のステップの第２の側面部１９７は、第８のステップの頂部１９８と約９０度で接している。第８のステップの第１の側面部１９４、第８のステップの頂部１９８、および第８のステップの第２の側面部１９７は、外側本体１２２の第８のステップ１９９を形成する。
【００３３】
図４は、本発明の第１の代表的な実施形態による図１の放射部２００を示す概略図である。図４に示すように、放射部２００は、その上に複数の放射体２１０を備える。なお、放射体２１０の数は、放射部２００上に配置されるように図に示した放射体２１０の数と異なってもよい。また、放射部２００上に配置された放射体２１０の寸法、形状またはその両方は、本明細書の図に示したものと異なってもよい。
【００３４】
本発明の第１の代表的な実施形態では、放射体２１０は、垂直偏波成分の放射源および水平偏波成分の放射源によって提供される電磁放射を放射することを可能とするように、プリント回路基板２１２の中へエッチングされる。詳細には、放射体２１０は電磁放射を放射することの可能な任意の材料から製造されてよい。また、放射体２１０はエッチングとは異なる方法の使用によって製造されてもよい。そのような他の製造方法は、当業者には知られている。また、プリント回路基板上に配置されるのとは異なる形態により放射体
２１０が提供されてもよい。
【００３５】
電磁エネルギーは、以下に限定されないが、プリント回路基板上にエッチングされた銅トレースなど、ビーム形成ネットワークを通じて、アンテナの背面の接続部２５０，２５２から放射体２１０へ分配される。
【００３６】
図１に示したように、放射部２００はアンテナハウジング１２０の中央溝部１３２内に配置されている。一例として、放射部２００は中央溝部１３２の底面１３３に接続または固定されてよい。
【００３７】
図５は、図１のアンテナハウジング１２０の後部を示す概略図である。図５に示すように、アンテナハウジング１２０は第１の接続点２５０および第２の接続点２５２を有する。第１の接続点２５０によって、放射の垂直電界成分がアンテナハウジング１２０に入ることが可能となる。また、第２の接続点２５２によって、放射の水平電界成分がアンテナハウジング１２０に入ることが可能となる。
【００３８】
図４および図５の両方を参照すると、第１の接続点２５０は放射部２００に配置された第１の導電点２６２へ導電性によって接続し、第２の接続点２５２は放射部２００に配置された第２の導電点２６４へ導電性によって接続する。詳細には、垂直電界成分が第１の接続点２５０から第１の導電点２６２まで伝わることを可能とし、かつ、水平電界成分が第２の接続点２５２から第２の導電点２６４まで伝わることを可能とするように、アンテナハウジング１２０内に導電経路が提供されてよい。
【００３９】
導電経路は、導電点２６２，２６４の各々からプリント回路基板２１２上に配置された特定の放射体２１０まで、放射部２００内に配置されている。導電経路によって、各放射体２１０は互いから独立に垂直電界成分および水平電界成分を放射する。
【００４０】
上述のように、外側本体１２２の内面１３０の上に延びている２つの棒１５０，１５２によって、放射パターンの形成が可能となる。ここで、放射の垂直電界成分は棒１５０，１５２と相互作用し、それに応じて形成されるが、放射の水平電界成分は棒１５０，１５２による影響を基本的に受けない。この理由を薄い導体柱の散乱断面積の表現に見出すことが可能である。垂直偏波において、散乱断面積は柱半径の２乗の対数の逆数にしたがって減少するが、水平偏波においては、散乱断面積は柱半径の４乗にしたがって減少する。電磁波の波長の１／２０の柱直径では、垂直偏波された散乱波の出力は、水平偏波された散乱波の出力より数桁高い。棒１５０，１５２から散乱した電界は、放射パターンに直接加わることによって直接的に、また、放射パターンに加わる電界を制御された手法により反射する反射体ステップにエネルギーを再配向することによって間接的に、放射パターンの形成を補助する。棒１５０，１５２の正確な位置は、マクスウェル方程式を解くことにより電磁界を計算することによって、または電磁界測定に基づく経験的試行によって、決定可能である。
【００４１】
また、図６〜９にさらに示すように、棒１５０，１５２はサイドローブを抑制するように作用する。これについて以下に詳細に記載する。
図６は、内部に棒１５０，１５２を有するアンテナハウジング１２０による放射パターン制御により、本発明のアンテナ１００によって生成される垂直偏波近電界の代表的な例を示す図である。比較のため、図７は、内部に棒１５０，１５２を有しないアンテナハウジング１２０による放射パターン制御により、本発明のアンテナ１００によって生成される垂直偏波近電界の代表的な例を示す図である。図６に示したように、放射の垂直電界成分は棒と相互作用し、それに応じて形成される。
【００４２】
図８は、内部に棒１５０，１５２を有するアンテナハウジング１２０による放射パターン制御により、本発明のアンテナ１００によって生成される水平偏波近電界の代表的な例を示す図である。比較のため、図９は、内部に棒１５０，１５２を有しないアンテナハウジング１２０による放射パターン制御により、本発明のアンテナ１００によって生成される水平偏波近電界の代表的な例を示す図である。図８に示したように、放射の水平電界成分は棒による影響を基本的に受けない。
【００４３】
なお、図６〜９の近電界偏波したアンテナ１００は、６０度のセクタをカバーし、±３０度のセクタエッジにおける出力ロールオフが３ｄＢであるように設計されたアンテナに由来する。サイドローブレベルは、前方から±９０度を越える方位角に対して３０ｄＢ超に抑制されるように設計されている。当然のことながら、他の設計が同様に用いられてもよく、それによって様々な出力ロールオフおよび様々な量のサイドローブレベルの抑制による様々なセクタのカバレッジが提供されるので、本明細書において言及した設計は単なる例示である。アンテナの設計、詳細には、棒の配置およびアンテナ全体の形状に大きな自由度が存在するので、棒の使用によって大きな周波数帯域幅を通じた放射パターンの制御を可能にできることが留意される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】放射パターン制御の可能なアンテナの頂部斜視図。
【図２Ａ】カバー部分の除去された図１のアンテナハウジングの平面図。
【図２Ｂ】カバー部分、第１の側壁、および第２の側壁の除去された、図１のアンテナハウジングの頂部斜視図。
【図３】本発明の第１の代表的な実施形態による図２のアンテナハウジングの外側本体の断面図。
【図４】本発明の第１の代表的な実施形態による図１の放射部を示す概略図。
【図５】図１のアンテナハウジングの後部を示す概略図。
【図６】内部に棒を有するアンテナハウジングによる放射パターン制御により図１のアンテナによって生成される垂直偏波近電界の代表的な例を示す図。
【図７】内部に棒を有しないアンテナハウジングによる放射パターン制御により図１のアンテナによって生成される垂直偏波近電界の代表的な例を示す図。
【図８】内部に棒を有するアンテナハウジングによる放射パターン制御により図１のアンテナによって生成される水平偏波近電界の代表的な例を示す図。
【図９】内部に棒を有しないアンテナハウジングによる放射パターン制御により図１のアンテナによって生成される水平偏波近電界の代表的な例を示す図。
【図１】
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【図２Ａ】
2008543175.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月27日(2007.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射パターンの制御を行うためのアンテナであって、
一連の反射ステップと、該一連の反射ステップの上に配置された１つ以上の棒とを備えるアンテナハウジングと、
放射部によって放射される放射のパターンをアンテナハウジングが制御することを可能とするようにアンテナハウジング内に配置された放射部と、からなるアンテナ。
【請求項２】
放射部は電磁エネルギーを放射することの可能な１つ以上の放射体を含むことと、電磁エネルギーは垂直電界成分および水平電界成分を含むことと、を含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
アンテナハウジングは、
反射ステップの上に配置可能なカバーと、同カバーはアンテナの放射パターンに影響を与えないことと、
垂直電界成分および水平電界成分を受信するための１つ以上の接続点と、を含む請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
アンテナハウジングは導電性により垂直電界成分および水平電界成分が放射部によって受信されることを可能とする請求項２または３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記１つ以上の放射体によって放射された垂直電界成分は前記１つ以上の棒と相互作用し、それに応じて形成されることと、水平電界成分は前記１つ以上の棒による影響を基本的に受けないことと、を含む請求項２乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記一連の反射ステップは第１の組の反射ステップおよび第２の組の反射ステップを含むことと、第１の組の反射ステップは第２の組の反射ステップの鏡像であることと、を含む請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項７】
放射部はプリント回路基板と、同プリント回路基板上に配置された１つ以上の放射体とを含むことと、同１つ以上の放射体は電磁エネルギーを放射することが可能であることと、電磁エネルギーは垂直電界成分および水平電界成分を含むことと、を含む請求項１乃至６のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項８】
放射部はアンテナハウジングの中央溝部内に配置されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項９】
アンテナハウジングは第１の側壁および第２の側壁を含むことと、前記１つ以上の棒は、前記１つ以上の棒が前記一連の反射ステップの上に配置されたままであることを可能とするように、第１の側壁および第２の側壁に接続されていることと、を含む請求項１乃至８のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
放射部は電磁エネルギーを放射することの可能な１つ以上の放射体を含むことと、電磁エネルギーは垂直電界成分を含むことと、を含む請求項１乃至９のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１１】
放射部は電磁エネルギーを放射することの可能な１つ以上の放射体を含むことと、電磁エネルギーは水平電界成分を含むことと、を含む請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１２】
±４５度の偏波共用アンテナである請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１３】
右左旋円偏波共用アンテナである請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１４】
垂直単偏波アンテナである請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１５】
放射パターンの制御を行う方法であって、
１つ以上の放射体に垂直電界成分および水平電界成分を提供する電界提供工程と、
同１つ以上の放射体を介して垂直電界成分および水平電界成分を発信する電界発信工程と、
前記１つ以上の放射体によって放射された放射のパターンを一連の反射ステップおよび１つ以上の棒の使用によって制御する放射パターン制御工程と、からなる方法。
【請求項１６】
放射パターン制御工程は、水平電界成分には基本的に影響を与えずに、垂直電界成分を形成する工程を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
放射パターンの制御を行うためのアンテナであって、
垂直電界成分および水平電界成分を発信することの可能な放射手段と、
垂直電界成分および水平電界成分を放射手段に提供する提供手段と、
放射手段によって放射された放射のパターンを一連の反射ステップおよび１つ以上の棒の使用によって制御する制御手段と、からなるアンテナ。
【請求項１８】
放射パターンの制御を行うためのアンテナであって、
配置面と、同配置面から延びている複数の反射面とを備え、かつ、内面および外面を有するアンテナハウジングと、
内面の上に配置された１つ以上の長尺部材と、
放射部によって放射される放射のパターンをアンテナハウジングが制御することを可能とするように配置面に沿って配置された放射部と、からなるアンテナ。
【請求項１９】
放射部は電磁エネルギーを放射することの可能な１つ以上の放射体を含むことと、電磁エネルギーは垂直電界成分および水平電界成分を含むことと、を含む請求項１８に記載のアンテナ。
【請求項２０】
アンテナハウジングは、
配置面および少なくとも一部の反射面の上に配置可能なカバーと、同カバーは放射部によって放射される放射のパターンに影響を与えないことと、
垂直電界成分および水平電界成分を受信するための１つ以上の接続点と、を含む請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項２１】
アンテナハウジングは導電性により垂直電界成分および水平電界成分が放射部によって受信されることを可能とする請求項１９または２０に記載のアンテナ。
【請求項２２】
前記１つ以上の放射体によって放射された垂直電界成分は前記１つ以上の長尺部材と相互作用し、それに応じて形成されることと、水平電界成分は前記１つ以上の長尺部材による影響を基本的に受けないことと、を含む請求項１９乃至２１のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項２３】
前記反射面は配置面に関して対称である請求項１８乃至２２のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項２４】
放射部はプリント回路基板と、同プリント回路基板上に配置された１つ以上の放射体とを含むことと、同１つ以上の放射体は電磁エネルギーを放射することが可能であることと、電磁エネルギーは垂直電界成分および水平電界成分を含むことと、を含む請求項１８乃至２３のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項２５】
アンテナハウジングは配置面の対向する側部に配置された第１の側壁および第２の側壁を含むことと、前記１つ以上の長尺部材は、第１の側壁および第２の側壁に接続されていることと、を含む請求項１８乃至２４のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項２６】
配置面および少なくとも一部の反射面の上に配置可能なカバーと、同カバーは放射部によって放射される放射のパターンに影響を与えないことと、同カバーには１つ以上の長尺部材が取り付けられていることと、を含む請求項１８乃至２５のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項２７】
±４５度の偏波共用アンテナである請求項１８乃至２６のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項２８】
右左旋円偏波共用アンテナである請求項１８乃至２７のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項２９】
長尺部材は配置面のほぼ半分未満の幅である請求項１８乃至２８のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項３０】
反射面は配置面から延びている一連の反射ステップを含む請求項１８乃至２９のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項３１】
前記１つ以上の長尺部材はアンテナハウジングの内面の上に配置された１つ以上の棒を含む請求項１８乃至３０のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項３２】
反射面は第１の組の反射面および第２の組の反射面を含むことと、第１の組の反射面および第２の組の反射面がアンテナハウジングの中央溝部に関して対称であるように、第１の組の反射面は第２の組の反射面の鏡像であることと、を含む請求項１８乃至３１のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項３３】
放射パターンの制御を行う方法であって、
１つ以上の放射体から電磁エネルギーを発信するエネルギー発信工程と、電磁エネルギーは垂直電界成分および水平電界成分を含むことと、
前記１つ以上の放射体によって放射された放射のパターンを複数の反射面および１つ以上の長尺部材の使用によって制御する放射パターン制御工程と、からなる方法。
【請求項３４】
放射パターン制御工程は垂直電界成分を形成する工程を含む請求項３３に記載の方法。
【国際調査報告】
2008543175.tif 000013
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