(57)【要約】ディスクリートレンズアレイ（１００）と協働する誘電体基質（１６）の輪郭（３０）に沿って配される、複数のアンテナエンドファイアアンテナ給電要素（１４、１４．１）である。アンテナ給電要素（１４、１４．１）によって発せられた電磁波（２０）は、ディスクリートレンズアレイ（１００）の第１の側（１０４）上の第１の組のパッチアンテナ（１０２．１）によって受信され、関連した受信信号は、関連する遅延要素（１０８）を通じて、関連する受信信号が再放射される、ディスクリートレンズアレイ（１００）の反対側（１０６）の第２の組のパッチアンテナ（１０２．２）に伝播する。ここで、関連する遅延要素（１０８）の対応する遅延は、誘電体電磁レンズ（１２）をエミュレートし、それにより、関連した電磁エネルギーのビーム（２０）を形成するように位置依存である。統合給電ポート（５４）に適用される信号は、切換ネットワーク（４８）によってアンテナ給電要素（１４、１４．１）に切り替えられ、それによって異なるアンテナ給電要素（１４、１４．１）は、異なる電磁エネルギーのビーム（２０）を異なる方向（４２）に生成する。
2008510390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチビームアンテナであって：
ａ．曲面である公称集束面（nominal  focal  surface）を有する、電磁レンズ；
ｂ．該電磁レンズと協働する関係にある誘電体基質；および
ｃ．対応する複数の位置において対応する複数の方向に方向付けられた、前記誘電体基質上の複数のアンテナ給電要素を含み、該複数のアンテナ給電要素の少なくとも２つは、対応する少なくとも２つの異なる位置に配置されており、複数のアンテナ給電要素の前記少なくとも２つは、それぞれ対応する少なくとも２つの異なる方向に沿って作用するよう適合されており、前記少なくとも２つの異なる方向および少なくとも２つの異なる位置は、複数の異なる前記方向における、またはそこからの、電磁レンズと協働する複数の異なる電磁ビームの送信および受信の少なくとも一方を提供するように、前記電磁レンズの公称集束面との関係において適合されている、前記マルチビームアンテナ。
【請求項２】
電磁レンズが、ディスクリートレンズアレイにおける複数のレンズ要素であって、レンズ要素の各々は、第１および第２のパッチ要素を含む、前記複数のレンズ要素と；第１のパッチ要素と第２のパッチ要素との間に配された少なくとも１つの誘電体層であって、第１のパッチ要素が少なくとも１つの誘電体層の第１の面に配されており、第２のパッチ要素が少なくとも１つの誘電体層の第２の面に配されている、前記少なくとも１つの誘電体層と；第１のパッチ要素と第２のパッチ要素の間で作動する、少なくとも１つの遅延要素とを含み；第１および第２のパッチ要素が電磁レンズの第１の側および第２の側にそれぞれ配置され、電磁レンズの前記第１の側が、複数のアンテナ給電要素との電磁波通信に適合され、第１のパッチ要素と第２のパッチ要素の間で作動する少なくとも１つの遅延要素が、第１のパッチ要素と第２のパッチ要素との間の電磁波の伝播をある遅延時間だけ遅延させ、少なくとも１つの電磁レンズ要素の前記遅延時間は、少なくとも別のレンズ要素の遅延時間とは異なるものである、請求項１に記載のマルチビームアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００４年８月１１日に出願された先の米国仮出願第６０／５２２，０７７号の利益を享受するものであり、また参照することによりこれを本明細書に組み入れる。本願は、２００３年８月１２日に出願された米国特許出願第１０／６０４，７１６号の一部継続出願であり、これは２００２年７月２３日に出願され、現在米国特許第６，６０６，０７７号として成立している米国特許出願第１０／２０２，２４２号の一部継続出願であり、これは２０００年１１月２０日に出願され、現在米国特許第６，４２４，３１９号として成立している米国特許出願第０９／７１６，７３６号の一部継続出願であり、これは、１９９９年１１月１８日に出願された米国仮出願第６０／１６６，２３１号の利益を享受するものである。これらはすべて参照されることにより本明細書に組み入れられる。本願は、参照により本明細書に組み入れられる２００５年３月２８日に出願された米国特許出願第１０／９０７，３０５号の主題に部分的に関連する。
【発明の開示】
【０００２】
本発明の態様の詳細な説明
図１および図２を参照して、マルチビームアンテナ１０、１０．１は、少なくとも１つの電磁レンズ１２、および誘電体基質１６上にあり、その第１の縁１８に近接する複数のアンテナ給電要素１４を含み、ここで、複数のアンテナ給電要素１４は、前記少なくとも１つの電磁レンズ１２を介して、対応する複数の電磁エネルギーのビーム２０を放射し、または受信するように適合されている。
【０００３】
少なくとも１つの電磁レンズ１２は、第１の側２２を有し、この第１の側は、第１の側が基準面２６と交わる箇所、たとえば面２６．１において第１の輪郭２４を有する。少なくとも１つの電磁レンズ１２は、各アンテナ給電要素１４からの電磁波を回折させるように作用する。少なくとも１つの電磁レンズ１２に対し相対的に異なる位置および異なる方向における異なるアンテナ給電要素１４は、異なる関連した異なる電磁エネルギーのビーム２０を生成する。少なくとも１つの電磁レンズ１２は、自由空間とは異なる屈折率ｎ、たとえば１より大きい屈折率ｎを有する。たとえば、少なくとも１つの電磁レンズ１２は、ＲＥＸＯＬＩＴＥ（登録商標）ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、ポリエチレン、ポリスチレンその他の誘電体から構成されてもよく、またはたとえばルネベルグレンズなどのように、異なる屈折率を有する複数の異なる物質から構成されてもよい。既知の回折の法則にしたがって、少なくとも１つの電磁レンズ１２の形状および大きさ、その屈折率、および電磁レンズ１２に対するアンテナ給電要素１４の相対的位置は、アンテナ給電要素１４の放射パターンにしたがって適合され、少なくとも１つの電磁レンズ１２の第２の側２８を出る電磁エネルギーのビーム２０にそれぞれ所望のパターンを与える。図１および図２において、少なくとも１つの電磁レンズ１２を球面レンズ１２’として示したが、少なくとも１つの電磁レンズ１２は、いかなる特定のデザインにも限定されず、たとえば、球面レンズ、ルネベルグレンズ、球殻レンズ（spherical shell lens）、半球面レンズ、少なくとも部分的に球面のレンズ、少なくとも部分的に球殻のレンズ、楕円面レンズ、シリンダレンズ、および回転レンズのいずれをも含むことができる。さらに、関連するマルチビームアンテナ１０、１０．１の性能に大きな影響を与えることなくパッケージ化を改善するために、電磁レンズ１２の１または２以上の部位の頂部を切った（truncated）ものとしてもよい。例として、対向する第１の部位２７と第２の部位２９とが除去された、少なくとも部分的に球面の電磁レンズ１２’’を図３に示す。
【０００４】
誘電体基質１６の第１の縁１８は、第１の輪郭２４に近接する第２の輪郭３０を有する。誘電体基質１６の第１の縁１８は、基準面２６上に配置され、少なくとも１つの電磁レンズ１２の１つの第１の側２２に近接して位置決めされる。誘電体基質１６は、少なくとも１つの電磁レンズ１２によって、電磁エネルギーのビーム２０を形成するために必要な回折がなされるように、電磁レンズ１２に対して配置される。平面２６．１を含む基準面２６上に配置された平面的な誘電体１６と、中心３２を有する電磁レンズ１２、たとえば球面レンズ１２’との組合せを含むマルチビームアンテナ１０の例として；平面２６．１を、実質的に電磁レンズ１２の中心３２近傍に配置してもよく、これにより電磁レンズ１２の少なくとも一部によって回折がなされる。図４を参照して、誘電体基質１６を、電磁レンズ１２の中心３２に対して、たとえば基準面２６’、２６’’上にそれぞれ配置された誘電体基質１６’、１６’’として図示したように、中心の一方の側または他方の側に移動させてもよい。
【０００５】
誘電体基質１６は、たとえば動作周波数で低損失となる物質、たとえばＤＵＲＯＩＤ（登録商標）、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）含有物質、セラミック材、またはエポキシ／ガラス繊維複合材料などの複合材料である。また一態様において、誘電体基質１６は、たとえば誘電体基質１６に接着された少なくとも１つの伝導性層３６を含むプリント回路基板３４．１などの回路基板３４の誘電体１６．１を含む。これらから、たとえばサブトラクティブ技術（subtractive technology）によって、たとえば化学エッチングもしくはイオンエッチング、またはスタンプ加工；あるいはたとえば蒸着、結合、ラミネート加工などの接着技術によって、アンテナ給電要素１４その他の関連する回路トレース３８を形成する。
【０００６】
複数のアンテナ給電要素１４は、誘電体基質１６上に第１の縁１８の第２の輪郭３０に沿って配置され、各アンテナ給電要素１４は、誘電体基質１６に作動的に接続された少なくとも１つの導体４０を含む。たとえば、少なくとも１つのアンテナ給電要素１４は、電磁波をある方向４２に対して、実質的に少なくとも１つの電磁レンズ１２の第１の側２２に向かって発し、またはこの第１の側２２から受信するように適合された、エンドファイア（end-fire）アンテナ要素１４．１を含む。ここで、異なるエンドファイアアンテナ要素１４．１は、第２の輪郭３０に沿って異なる位置に配置され、それにより各電磁波を異なる方向４２に発し、または異なる方向から受信する。エンドファイアアンテナ要素１４．１は、たとえば八木宇田アンテナ、共面ホーンアンテナ（coplanar horn antenna）（テーパ状スロットアンテナとしても知られる）ビバルディアンテナ、テーパ状誘電体ロッド、スロットアンテナ、ダイポールアンテナおよびヘリカルアンテナのいずれを含んでもよく、これらはそれぞれ、たとえばプリント回路基板３４．１を用いて、たとえばサブトラクティブ技術によって、たとえば化学エッチングもしくはイオンエッチング、またはスタンプ加工；あるいはたとえば蒸着、結合、ラミネート加工などの接着技術によって、誘電体基質１６上に形成することができる。さらに、アンテナ給電要素１４は、送信もしくは受信または送信と受信の両方を行うために使用することができる。
【０００７】
図４を参照して、１または２以上の電磁エネルギーのビーム２０、２０’、２０’’の方向４２は、電磁レンズ１２の中心３２に対する、誘電体基質１６、１６’または１６’’および関連する基準表面２６、２６’または２６’’の相対的な位置に反応する。たとえば、実質的に中心３２に対して整列した誘電体基質１６では、１または２以上の電磁エネルギー２０の方向４２は、通常基準面２６に対して整列する。あるいは、電磁レンズ１２、１２’の中心３２の上方にある誘電体基質１６’では、その結果の１または２以上の電磁エネルギーのビーム２０’は、中心３２の下方の方向４２’に伝播する。同様に、電磁レンズ１２、１２’の中心３２の下方にある誘電体基質１６’’では、その結果の１または２以上の電磁エネルギーのビーム２０’’は、中心３２の上方の方向４２’’に伝播する。
【０００８】
マルチビームアンテナ１０は、複数のアンテナ給電要素１４のうち１つの給電ポート４６に作動的に接続された、誘電体基質１６上の少なくとも１つの通信ライン４４をさらに含んでも良い。これは、関連したアンテナ給電要素１４に信号を供給するためのものである。たとえば、この少なくとも１つの通信ライン４４は、ストリップライン、マイクロストリップライン、逆マイクロストリップライン（inverted microstrip line）、スロットライン、イメージライン、絶縁されたイメージライン（insulated image line）、タップ付きイメージライン（tapped image line）、共面ストリップライン、および共面導波ラインのいずれを含んでもよく、これらは、たとえばプリント回路基板３４．１を用いて、たとえばサブトラクティブ技術によって、たとえば化学エッチングもしくはイオンエッチング、またはスタンプ加工；あるいはたとえば蒸着、結合、ラミネート加工などの接着技術によって、誘電体基質１６上に形成される。
【０００９】
マルチビームアンテナ１０は、少なくとも１つの入力５０および複数の出力５２を有する切換ネットワーク（switching network）４８をさらに含んでもよい。ここで、少なくとも１つの入力５０は、（たとえば少なくとも１つの上述した通信ライン４４を介して、）統合アンテナ給電ポート（corporate antenna feed port）５４に、作動的に接続され、複数の出力５２の各出力５２は、（たとえば少なくとも１つの上述した通信ライン４４を介して）複数のアンテナ給電要素１４の異なるアンテナ給電要素１４のそれぞれの給電ポート４６に接続される。切換ネットワーク４８は、所与の時間にどの出力５２を少なくとも１つの入力５０に接続するかを制御するための、少なくとも１つの制御ポート５６をさらに含む。切換ネットワーク４８は、たとえば複数のマイクロメカニカルスイッチ、ＰＩＮダイオードスイッチ、トランジスタスイッチおよびこれらの組合せのいずれを含んでもよく、また、たとえばプリント回路基板３４．１の関連する伝導性層３６に対する表面マウントによって誘電体基質１６に作動的に接続されてもよい。
【００１０】
動作する際には、統合アンテナ給電ポート５４に与えられた給電信号５８は、制御ポート５６に与えられる制御信号６０に反応して、（たとえば開回路によって、反射によって、または吸収によって）遮断されるか、または１または２以上の関連した通信ライン４４を介して、切換ネットワーク４８によって、１または２以上の関連したアンテナ給電要素１４の関連した給電ポート４６に切り換えられる。給電信号５８は、各アンテナ給電要素１４に共通する単一の信号を含んでもよく、または異なるアンテナ給電要素１４と関連した複数の信号を含んでもよいことを理解されたい。給電信号５８を与えられた各アンテナ給電要素１４は、関連した電磁レンズ１２の第１の側２２に関連した電磁波を発し、これにより回折されて、関連した電磁エネルギーのビーム２０を形成する。異なるアンテナ給電要素１４によって発された関連した電磁エネルギーのビーム２０は、異なる関連した方向４２に伝播する。種々の電磁エネルギーのビーム２０は、電磁エネルギーの走査ビーム２０を提供するように異なる時間に個々に生成されてもよい。あるいは、２以上の電磁エネルギーのビーム２０は、同時に生成されてもよい。さらに、異なるアンテナ給電要素１４は、異なる頻度で駆動される。たとえば、直接それぞれのアンテナ給電要素１４に切り替わるか、または少なくともそのいくつかが異なる給電信号５８に接続された複数の入力５０を有する、関連した切換ネットワーク４８を介して切り替わる。
【００１１】
図５を参照して、マルチビームアンテナ１０、１０．１は、それぞれの信号がそれぞれのアンテナ給電要素１４に一対一の関係で関連付けられ、それにより、関連した切換ネットワーク４８が必要ではなくなるように適合される。たとえば、各アンテナ給電要素１４は、関連した処理要素６１を介して関連した信号５９に作動的に接続されうる。一例として、イメージアレイとして構成されたマルチビームアンテナ１０、１０．１では、それぞれのアンテナ給電要素１４が電磁エネルギーを受け取るために使用され、それぞれの処理要素６１は検出器を備える。別の例として、通信アンテナとして構成されたマルチビームアンテナ１０、１０．１では、それぞれのアンテナ給電要素１４が電磁エネルギーの発信と受信の両方に使用され、それぞれの処理要素６１は発信／受信モジュールまたは送受信機を備える。
【００１２】
図６を参照して、切換ネットワーク４８を使用する場合には、これを共通の誘電体基質１６上に配列する必要はないが、低周波数の適用、たとえば動作周波数が２０ＧＨｚ以下、たとえば１〜２０ＧＨｚに対しては有利なことがあるので、たとえば別離に配置することができる。
【００１３】
図７、図８および図９を参照し、第２の側面にしたがって、マルチビームアンテナ１０’は、少なくとも第１の電磁レンズ１２．１および第２の電磁レンズ１２．２を含み、これらはそれぞれ、第１の側２２．１、２２．２と基準面２６とがそれぞれ交わる箇所において、対応する第１の輪郭２４．１、２４．２と共に第１の側２２．１、２２．２を有する。誘電体基質１６は、第３の輪郭６４を有する少なくとも第２の縁６２を有し、ここで、第２の輪郭３０は、第１の電磁レンズ１２．１の第１の輪郭２４．１に近接し、第３の輪郭は、第２の電磁レンズ１２．２の第１の輪郭２４．２に近接する。
【００１４】
図７を参照し、第２の態様のマルチビームアンテナ１０．２にしたがって、第２の縁６２は、第１の縁１８と同じものであり、また、第２の輪郭３０および第３の輪郭６４は、誘電体基質１６の第１の縁１８に沿って互いに間隔をおいて配される。
【００１５】
図８を参照し、第３の態様のマルチビームアンテナ１０．３にしたがって、第２の縁６２は、第１の縁１８とは異なるもので、より具体的には誘電体基質１６の第１の縁１８に対向して配されたものである。
【００１６】
図９を参照し、第３の側面にしたがって、マルチビームアンテナ１０’’は少なくとも１つの反射体６６を含む。ここで、基準面２６は、少なくとも１つの反射体６６と交差しており、少なくとも１つの電磁レンズ１２は、誘電体基質１６と反射体６６との間に配置される。少なくとも１つの反射体６６は、複数のアンテナ給電要素１４の少なくとも１つによって生成された後に、少なくとも１つの電磁レンズ１２を介して伝播する電磁エネルギーを反射するように適合される。第３の態様のマルチビームアンテナ１０は、少なくとも第１の反射体６６．１および第２の反射体６６．２を含み、ここで、第１の電磁レンズ１２．１は誘電体基質１６と第１の反射体６６．１の間に配置され、第２の電磁レンズ１２．２は、誘電体基質１６と第２の反射体６６．２との間に配置され、第１の反射体６６．１は、第２の輪郭３０上において複数のアンテナ給電要素１４の少なくとも１つによって生成された後に、第１の電磁レンズ１２．１を介して伝播する電磁エネルギーを反射するように適合され、第２の反射体６６．２は、第３の輪郭上において複数のアンテナ給電要素１４の少なくとも１つによって生成された後に、第２の電磁レンズ１２．２を介して伝播する電磁エネルギーを反射するように適合される。たとえば、第１の反射体６６．１および第２の反射体６６．２は、図９に示したように、電磁エネルギーのビーム２０をそれぞれの側から共通の公称方向（common nominal direction）に導くように方向付けされてもよい。図９を参照して、図示したマルチビームアンテナ１０’’は、図の平面に垂直な方向に走査（scanning）を提供するであろう。それぞれの電磁レンズ１２．１、１２．２を結ぶ軸の回りに、誘電体基質１６を反射体６６．１、６６．２に対して９０度回転させると、マルチビームアンテナ１０’’は、図の平面に平行な方向に走査を提供するであろう。
【００１７】
図１０を参照し、第３の側面および第４の態様にしたがって、マルチビームアンテナ１０’’、１０．４は、少なくとも部分的に球面の電磁レンズ１２’’’、たとえば、曲面６８と境界７０、たとえば平坦な境界７０．１とを有する半球面電磁レンズを含む。マルチビームアンテナ１０’’、１０．４は、境界７０に近接する反射体６６、およびその輪郭縁７２に近接する誘電体基質１６上の複数のアンテナ給電要素１４をさらに含み、ここで、各アンテナ給電要素１４は、複数の電磁エネルギーのビーム２０のそれぞれを電磁レンズ１２’’’の第１の領域７４に放射するように適合される。電磁レンズ１２’’’は、第１の領域７４が基準面２６、たとえば面２６．１と交差する箇所において第１の輪郭２４を有する。輪郭縁７２は、基準面２６上に配された第２の輪郭３０を有し、これは、第１の領域７４の第１の輪郭２４に近接する。マルチビームアンテナ１０’’、１０．４は、他の態様について上述したように、切換ネットワーク４８およびアンテナ給電要素１４に作動的に接続された複数の通信ライン４４をさらに含む。
【００１８】
動作する際に、統合アンテナ給電ポート５４に与えられた少なくとも１つの給電信号５８は、切換ネットワーク４７の制御ポート５６に与えられる制御信号６０に反応して、遮断されるか、または１または２以上の関連する通信ライン４４を介して、切換ネットワーク４８によって、１または２以上のアンテナ給電要素１４の関連する給電のポート４６に切り換えられる。給電信号５８が与えられる各アンテナ給電要素１４は、関連する電磁波を関連する電磁レンズ１２’’’の第１の領域７４に発する。電磁波は、曲面６８を介して伝播し（そしてこれにより回折する）、ついで、境界７０に近接する反射体６６によって反射される。その後反射された電磁波は、電磁レンズ１２’’’を介して伝播し、関連する電磁エネルギーのビーム２０として第２の領域７６を出る（これにより回折される）。基準面２６に対して実質的に垂直な反射体６６では（図１０に示したように）、異なる電磁エネルギーのビーム２０は、関連するアンテナ給電要素１４によって、名目上実質的に基準面２６に平行な異なる方向に導かれる。
【００１９】
図１１を参照し、第４の側面および第５の態様にしたがって、マルチビームアンテナ１０’’’、１０．５は、電磁レンズ１２および複数の誘電体基質１６を含み、これらはそれぞれアンテナ給電要素１４の組を含み、また上述した態様にしたがって動作する。各組のアンテナ給電要素１４は、関連する給電信号５８および制御信号６０に反応して、それぞれ関連した方向４２．１、４２．２、４２．３を有する、関連した組の電磁エネルギー２０．１、２０．２、２０．３を生成する（または生成することが可能である）。関連した給電信号５８および制御信号６０は、それぞれの組のアンテナ給電要素１４の関連した切換ネットワーク４８に直接適用されるか、またはそれぞれ少なくとも１つの関連した信号を含む、関連する給電ポート８０および制御ポート８２を有する第２の切換ネットワーク７８を通じて、そこに適用されるか、のいずれかである。したがって、マルチビームアンテナ１０’’’、１０．５は、３次元空間内で、１または２以上の電磁エネルギーを送信または受信することを提供する。
【００２０】
マルチビームアンテナ１０は、比較的広い視野（field-of-view）を提供し、たとえば１〜２００ＧＨｚの範囲の周波数など、アンテナ給電要素１４が放射するように設計されうる幅広い周波数帯にわたって、以下の例に限定されないが、自動車両レーダー、２地点間の通信システム、および複数の地点との通信システムを含む、種々の用途に適する。さらに、マルチビームアンテナ１０は、モノスタティックおよびバイスタティックのいずれのためにも構成することができる。
【００２１】
比較的低い周波数で比較的狭いビーム幅、すなわち高ゲインが望ましい場合、誘電体電磁レンズ１２は、比較的大きく、重くなりうる。一般に、これらまたは他の動作周波数用のために、誘電体電磁レンズ１２は、偏光、焦点距離の直径に対する比、および集束面形状を設定することを有利に提供することができ、また、より容易に表面に合致させることができる、ディスクリートレンズアレイ１００、たとえば平面レンズ１００．１によって置換されうる。ディスクリートレンズアレイ１００は、振幅重み付け（amplitude weighting）を組み入れて、関連した電磁エネルギーのビーム２０におけるサイドローブの制御を提供するように適合させることができる。
【００２２】
たとえば、図１２および図１３を参照すると、マルチビームアンテナ１０、１０．６の第５の側面および第６の態様にしたがって、図１および図２に示された第１の態様のマルチビームアンテナ１０、１０．１の誘電体電磁レンズ１２は、平面レンズ１００．１の第１の側１０４における第１の組のパッチアンテナ１０２．１および平面レンズ１００．１の第２の側１０６における第２の組のパッチアンテナ１０２．２を含む、平面レンズ１００．１によって置き換えられている。ここで、第１の側１０４と第２の側１０６とは互いに対向して配される。個々のパッチアンテナ１０２における第１の組１０２．１および第２の組１０２．２のパッチアンテナは、一対一で対応する。図１４を参照し、平面レンズ１００．１の第１の側１０４における各パッチアンテナ１０２、１０２．１は、遅延要素１０８を介して、平面レンズ１００．１の第２の側１０６における対応するパッチアンテナ１０２、１０２．２に、作動的に接続される。ここで、平面レンズ１００．１の第１の側１０４におけるパッチアンテナ１０２、１０２．１は、平面レンズ１００．１の第２の側１０６における対応するパッチアンテナ１０２、１０２．２に対して実質的に整列させられる。
【００２３】
動作する際に、パッチアンテナ１０２の１つ、たとえば平面レンズ１００．１の第１の側１０４における第１のパッチアンテナ１０２．１上において放射された電磁エネルギーは、それにより受け取られ、それに反応して信号が、遅延素子を介して（これにより遅延され）、対応するパッチアンテナ１０２、たとえば第２のパッチアンテナ１０２．２に結合される。ここで、遅延素子１０８によって遅延される大きさは、平面レンズ１００．１の第１の側１０４および第２の側１０６のそれぞれにおける対応するパッチアンテナ１０２の位置に依存する。ついで、第２のパッチアンテナ１０２．２に結合された信号は、それにより平面レンズ１００．１の第２の側１０６から放射される。換言すると、平面レンズ１００．１は、複数のレンズ要素１１０を含み、これら各レンズ要素１１０は、少なくとも１つの遅延要素１０８を介して対応する第２のパッチアンテナ要素１０２．２に作動的に結合された第１のパッチアンテナ要素１０２．１を含む。ここで、第１のパッチアンテナ要素１０２．１と第２のパッチアンテナ要素１０２．２は、平面レンズ１００．１の対向する側に実質的に互いに対向して配される。
【００２４】
図１５ａおよび図１５ｂを参照し、第１の態様の平面レンズ１００．１において、パッチアンテナ１０２．１、１０２．２は、誘電体基質１１２上に伝導性面を有し、また、平面レンズ１００．１の第１の側１０４および第２の側１０６のパッチアンテナ１０２．１、１０２．２を結合する遅延素子１０８は、下に横たわる誘電体基質１１２上の関連するパッチアンテナ１０２．１、１０２．２に隣接して配置された、たとえばマイクロストリップまたはストリップライン構造などの遅延ライン１１４を含む。遅延ライン１１４の第１の端１１６．１は、対応するパッチアンテナ１０２．１、１０２．２に接続され、遅延ライン１１４の第２の端１１６．２は、伝導経路により、たとえば誘電体基質１１２を通じて伝導ビア（via）１１８により、互いに相互接続される。関連する第１の組および第２の組のパッチアンテナ１０２．１、１０２．２に同じ相対位置で給電を提供するように配設した遅延ライン１１４を図１５ａおよび図１５ｂに示す。
【００２５】
図１６を参照し、関連する遅延要素１０８によってもたらされる遅延の大きさが、平面レンズ１００．１における関連するパッチアンテナ１０２の位置に依存されるようにし、また、図１５ａおよび図１５ｂに示された構成のように、凸型電磁レンズ１２、たとえば球面レンズ１２’の位相特性をエミュレートするように、たとえば関連する遅延ライン１１４の長さによって設定する。図１６に示した遅延プロフィールのかたちは、種々の構成とすることができる。たとえば、１）球面レンズ１２’をエミュレートするために、すべての放射方向に対して均一とする；２）たとえば楕円レンズをエミュレートするために、方位角依存性を組み入れるように適合させる；３）たとえば、シリンダレンズをエミュレートするために、一つの方向のみ、たとえばマルチビームアンテナ１０．６の高位面に焦点をもつように適合させる。
【００２６】
図１７および図１８を参照し、図１５ａおよび図１５ｂに示した第１の態様の平面レンズ１００．１のレンズ要素１１０Ｉは、伝導性グラウンド面を挟んで両側に配された第１の誘電体基質１１２．１および第２の誘電体基質１１２．２を備えたコアアセンブリ１２０の外表面に、第１のパッチアンテナ要素１０２．１および第２のパッチアンテナ要素１０２．２を含む。平面レンズ１００．１の第１の側１０４における第１の遅延ライン１１４．１は、第１のパッチアンテナ要素１０２．１周辺の第１の位置１２４．１から、コアアセンブリ１２０を通じて延在する伝導ビア１１８の第１の端１１８．１に周方向に延在する。平面レンズ１００．１の第２の側１０６における第２の遅延ライン１１４．２は、第２のパッチアンテナ要素１０２．２周辺の第２の位置１２４．２から、伝導ビア１１８の第２の側１１８．２に周方向に延在する。したがって、伝導ビア１１８を介して相互接続された、第１の遅延ライン１１４．１と第２の遅延ライン１１４．２とを組み合わせたものは、レンズ要素１１０の関連した遅延要素１０８を構成し、遅延要素１０８の遅延の大きさは、概して、関連した第１の遅延ライン１１４．１および第２の遅延ライン１１４．２の累積的な周長さ並びに伝導ビア１１８に応じる。たとえば、遅延要素１０８は、ストリップライン、マイクロストリップライン、逆マイクロストリップライン、スロットライン、イメージライン、絶縁されたイメージライン、タップ付きイメージライン、共面ストリップライン、および共面導波ラインのいずれかを含む、少なくとも１つの通信ラインを含むことができ、これは、たとえばサブトラクティブ技術（subtractive technology）によって、たとえば化学エッチングもしくはイオンエッチング、またはスタンプ加工；あるいはたとえば蒸着、結合、ラミネート加工などの接着技術によって、たとえばプリント回路基板から誘電体基質１１２上に形成される。
【００２７】
図１９を参照し、第２の態様の平面レンズ１００．１のレンズ要素１１０ＩＩにしたがって、第１のパッチアンテナ要素１０２．１および第２のパッチアンテナ要素１０２．２は、互いに相互接続されてもよく、それによりたとえば、参照して本明細書に組み入れられる、Darko PopovicとZoya Popovicによる技術論文「Multibeam Antennas with Polarization and Angle Diversity, IEEE Transactions on Antenna and Propagation, Vol.50, No.5, May 2002」に開示されているように、二重偏波を提供する。第１のパッチアンテナ要素１０２．１の縁にある第１の位置１２６．１は、第１の遅延ライン１２８．１および第２の遅延ライン１２８．２を介して第２のパッチアンテナ１０２．２上の第１の位置１３０．１に接続されており、第１のパッチアンテナ要素１０２．１の縁にある第２の位置１２６．２は、第３の遅延ライン１２８．３および第４の遅延ライン１２８．４を介して第２のパッチアンテナ要素１０２．２の第２配置１３０．２に接続される。ここで、たとえば第１のパッチアンテナ要素１０２．１の第１の位置１２６．１および第２の位置１２６．２は、第２のパッチアンテナ要素１０２．２上の対応する第１の位置１３０．１および第２の位置１３０．２のように、実質的に互いに直角である。第１の遅延ライン１２８．１および第２の遅延ライン１８．２は、関連した第１の誘電体基質１３４．１および第２の誘電体基質１３４．２を通じて、またその間に位置する伝導性グラウンド面１３６を通じて延在する、第１の伝導ビア１３２．１で相互接続される。同様に、第３の遅延ライン１２８．３および第４の遅延ライン１２８．４は、関連した第１の誘電体基質１３４．１および第２の誘電体基質１３４．２を通じて、また伝導性グラウンド面１３６を通じて延在する、第２の伝導ビア１３２．２で相互接続される。図１９に示した態様では、第１のパッチアンテナ要素１０２．１における第１の位置１２６．１は、第２のパッチアンテナ要素１０２．２における第１の位置１３０．１に対して、実質的に直角に示されており、それによって、第２のパッチアンテナ要素１０２．２からの放射の偏光は、第１のパッチアンテナ要素１０２．１において、入射する放射に係るそれに対して直角になる。しかしながら、第１の位置１２６．１、１３０．１は、互いに整列させることができ、または互いに対して異なる角度に方向付けすることができることを理解されたい。
【００２８】
図２０および図２１を参照し、第３の態様の平面レンズ１００．１のレンズ要素１００ＩＩＩにしたがって、１または２以上の遅延ライン１１４が、（第１および第２のレンズ要素１１０Ｉ、１１０ＩＩのようにこれらに隣接するようにではなく）第１のパッチアンテナ要素１０２．１と第２のパッチアンテナ要素１０２．２の間に配置され、それにより、遅延ライン１１４が関連した第１のパッチアンテナ要素１０２．１および第２のパッチアンテナ要素１０２．２によって影に入れられる。たとえば、一態様において、第１の誘電体基質１３６第１の側１３６．１における第１のパッチアンテナ要素１０２．１は、第１の誘電体基質１３６を通じて、第１の誘電体基質１３６の第２の側１３６．２と第２の誘電体基質１４２の第１の側１４２．１との間に配置された第１の遅延ライン１４０の第１の端１４０．１に、第１の伝導ビア１３８．１で接続される。同様に、第３の誘電体基質１４４の第１の側１４４．１における第２のパッチアンテナ要素１０２．２は、第３の誘電体基質１４４を通じて、第３の誘電体基質の第２の側１４４．２と第４の誘電体基質１４８の第１の側１４８．１との間に配置された第２の遅延ライン１４６の第１の端１４６．１に、第２の伝導ビア１３８．２で接続される。第３の伝導ビア１３８．３は、第１の遅延ライン１４０および第２の遅延ライン１４６の第２の端１４０．２、１４６．２と相互接続し、第２の誘電体基質１４２および第４の誘電体基質１４８を通じて、また第２の誘電体基質１４２の第２の側１４２．２と第４の誘電体基質１４８の第２の側１４８．２との間に配置された伝導性グラウンド面１５０を通じて、延在する。第１の遅延ライン１４０および第２の遅延ライン１４６は、第１のパッチアンテナ要素１０２．１および第２のパッチアンテナ要素１０２．２によって影に入れられ、したがって、第１のパッチアンテナ要素１０２．１および第２のパッチアンテナ要素１０２．２それぞれの放射パターンに実質的に影響を与えない。
【００２９】
図２２を参照し、第２の態様の平面レンズ１００．２にしたがって、パッチアンテナ１０２は、より密に詰め込まれたディスクリートレンズアレイ１００’を提供するように六角形状に成形される。個々のパッチアンテナ１０２の特定の形状は限定されず、たとえば円形、長方形、正方形、三角形、五角形、六角形、または他の多角形状あるいは任意の形状とすることができる。
【００３０】
図１３、図１５ａ、図１５ｂおよび図１７〜２１に、第１のパッチアンテナ要素１０２．１と第２のパッチアンテナ要素１０２．２とを相互接続する、複数の遅延ライン１１４．１、１１４．２、１２８．１、１２８．２、１２８．３、１２８．４、１４０、１４６を示したが、単一の遅延ライン１１４（たとえば誘電体基質１１２、１３４、１３６、１４２、１４４の１つ面に配置されたもの）を、関連した導電路により第１のパッチアンテナ要素１０２．１と第２のパッチアンテナ要素１０２．２に相互接続して使用することができることを理解されたい。
【００３１】
図２３、図２４ａおよび図２４ｂを参照し、平面レンズ１００．１の第４の態様のレンズ要素１１０ＩＶにしたがって、第１のパッチアンテナ要素１０２．１と第２のパッチアンテナ要素１０２．２は、その間に配される遅延ライン１５２で相互接続される。ここで、遅延ライン１５２の第１の端１５２．１は、第１の伝導ビア１５４．１で第１のパッチアンテナ要素１０２．１に接続され、遅延ライン１５２の第２の端１５２．２は、第２の伝導ビア１５４．２で第２のパッチアンテナ要素１０２．２に接続される。図２４ａを参照し、第４の態様のレンズ要素１１０ＩＶ’を組み入れた第３の態様の平面レンズ１００．３にしたがって、第１のパッチアンテナ要素１０２．１が、第１の誘電体基質１５６の第１の側１５６．１に配され、第２のパッチアンテナ１０２．２が、第２の誘電体基質１５８の第１の側１５８．１に配される。遅延ライン１５２は、第１の誘電体基質１５６の第２の側１５６．２と第３の誘電体基質１６０の第１の側１６０．１との間に配され、第１の伝導ビア１５４．１は、第１の誘電体基質１５６を通じて延在する。伝導性グラウンド面１６２は、第２の誘電体基質１５８および第３の誘電体基質１６０の第２の側１５８．２、１６０．２の間にそれぞれ配され、第２の伝導ビア１５４．２は、第２の誘電体基質１５８および第３の誘電体基質１６０を通じて、また伝導性グラウンド面１６２を通じて延在する。図２４ｂを参照し、第４の態様の平面レンズ１００．４は、図２４ａに示した第３の態様の平面レンズ１００．３の第３の誘電体基質１６０を伴わずに、図２３に示した第４の態様のレンズ要素１１０ＩＶ’’を組み入れたものである。ここで、遅延ライン１５２および導電グラウンド面１６２は、第１の誘電体基質１５６の第２の側１５６．２と第２の誘電体基質１５８の第２の側１５８．２との間の同一平面上にあり、互いに絶縁されるか、隔離されている。
【００３２】
ディスクリートレンズアレイ１００は、必ずしも伝導性グラウンド面１２２、１３６、１５０、１６２を組み込む必要はない。たとえば、図２４ｂに示された第４の態様の平面レンズ１００．４において、伝導性グラウンド面１６２は、任意のものであり、とくに図２２のように近くに詰め込まれたパッチアンテナのアレイ１０２を使用する場合には、任意である。さらに、図１８に示した第１の態様のレンズ要素１１０Ｉは、第１のパッチアンテナ要素１０２．１および第２のパッチアンテナ要素１０２．２を、単一の誘電体基質１１２の対向する側に有するように構成することができる。
【００３３】
図２５および図２６を参照し、第３の側面および第７の態様のマルチビームアンテナ１０’’、１０．７、並びに図２６に示した第５の態様のレンズ要素１１０Ｖにしたがって、反射ディスクリートレンズアレイ１６４は、誘電体基質１６６の第１の側１６６．１に配され、また、たとえば、誘電体基質１６６の第２の側１６６．２の関連した伝導性グラウンド面１７０における終了によって、開回路または閉回路のいずれかによって終了される、対応する遅延ライン１６８を介して接続された、複数のパッチアンテナ１０２を含む。ここで、関連した遅延ライン１６８の遅延は、誘電体レンズ、図１０に示したようにたとえば誘電体電磁レンズ１２’’’をエミュレートするための位相プロフィールを提供するように適合される（たとえば図１６）。したがって、反射ディスクリートレンズアレイ１６４は、反射体として作用し、関連したパッチアンテナ１０２における電磁エネルギーの受信を担うとともに、ついで、関連した位置依存遅れの後に、パッチアンテナ１０２からの電磁エネルギーを再放射し、それにより位置依存遅延ラインに応答する再放射電磁エネルギーの位相面（phase front）によって形成された統合された構造に応答する所望の方向に、再放射された電磁エネルギーを集束させる。
【００３４】
それぞれ図１、図１０に示した、第１の態様のマルチビームアンテナ１０．１、第４の態様のマルチビームアンテナ１０．４に作動的に対応する、図１２に示した第６の態様のマルチビームアンテナ１０．６および図２６に示した第７の態様のマルチビームアンテナ１０．７において、ディスクリートレンズアレイ１００、１６４は、複数のアンテナ給電要素１４と、たとえば関連したディスクリートレンズアレイ１００、１６４の集束面と協働するように適合された縁輪郭３０を有する、誘電体基質１６の縁に沿って配されたエンドファイアアンテナ要素１４．１と協働するように適合される。ここで、アンテナ給電要素１４が、関連した切換ネットワーク４８を通ってそれに結合されて給電信号２８を供給され、それにより、アンテナ給電要素１４の１つまたはその組合せが、１または２以上の電磁エネルギーのビーム２０を提供するように供給されてもよく、その方向は、切換ネットワーク４８に適用される制御信号６０に応答して制御することができる。
【００３５】
図２７を参照し、作動時に図１１に示したマルチビームアンテナ１０．５の第５の態様に対応する、第４の側面および第８の態様のマルチビームアンテナ１０’’’、１０．８にしたがって、ディスクリートレンズアレイ１００は、各々が一組のアンテナ給電要素１４を含み、上記説明したように動作する、複数の誘電体基質１６と協働するように適合されることができる。各組のアンテナ給電要素１４は、関連した給電信号５８および制御信号６０に反応して、それぞれ関連した方向４２．１、４２．２および４２．３を有する関連する組の電磁エネルギーのビーム２０．１、２０．２および２０．３を生成または受信する（あるいは生成可能または受信可能である）。関連した給電信号５８および制御信号６０は、各組のアンテナ給電要素１４の関連した切換ネットワーク４８に直接適用されてもよく、あるいはそれぞれ少なくとも１つの関連した信号を含む関連した給電ポート８０および制御ポート８２を有する、第２の切換ネットワーク７８を通じてそれに適用されてもよい。したがって、マルチビームアンテナ１０．８は、１または２以上の電磁エネルギーのビームの送信または受信を３次元空間において提供する。
【００３６】
一般に、その相互交換性のため、上記アンテナの態様のいずれについても、電磁エネルギーの送信もしくは受信またはその両方のために使用することができる。
【００３７】
誘電体基質１６上にエッチングされた平面的なエンドファイアアンテナ要素１４．１と組み合わせた、ディスクリートレンズアレイ１００、１６４は、平面的構築技術を利用して製造可能なマルチビームアンテナ１０を提供し、ここで、関連するアンテナ給電要素１４および関連するレンズ要素１１０は、それぞれ経済的に製造され、それぞれの群としてマウントされ、そして比較的小さくかつ比較的軽量なアンテナを提供する。
【００３８】
本発明の具体的な態様について、上記発明の詳細な説明においてその詳細にわたり説明し、また添付の図面に示したが、当業者であれば、全体の技術的事項の開示に照らしてこれらの細部に対し種々の改変または代替がなされうることを認識するであろう。したがって、開示された特定の配置は、単に説明するためのものであって、添付の特許請求の範囲の完全なる広さ、およびあらゆるすべての均等物に対して与えられるべき本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】電磁レンズを備えた、第１の態様のマルチビームアンテナの上面図である。
【図２】図１に示した態様の部分的な側断面図である。
【図３】頂部を切った電磁レンズを備えた、図１に示した態様の部分的な側断面図である。
【図４】電磁レンズに対する誘電体基質の種々の配置を示す一態様の部分的な側断面図である。
【図５】各アンテナ給電要素が作動的に別離の信号に接続された、マルチビームアンテナの一態様を示す図である。
【図６】関連した切換ネットワークが誘電体基質から離れて配置される、マルチビームの一態様を示す図である。
【図７】誘電体基質の一縁に近接して配置された複数の電磁レンズを備えた、第２の態様のマルチビームアンテナの上面図である。
【図８】誘電体基質の対向する縁に近接して配置された複数の電磁レンズを備えた、第３の態様のマルチビームアンテナの上面図である。
【図９】さらに複数の反射体を備えた、図８に示した第３の態様の側面図である。
【００４０】
【図１０】電磁レンズおよび反射体を備えた、第４の態様のマルチビームアンテナを示す図である。
【図１１】第５の態様のマルチビームアンテナを示す図である。
【図１２】ディスクリートレンズアレイを備えた、第６の態様のマルチビームアンテナの上面図である。
【図１３】図１２に示した態様の断片的な側断面図である。
【図１４】ディスクリートレンズアレイのブロック図である。
【図１５ａ】平面的ディスクリートレンズアレイの一態様の第１の側を示す図である。
【図１５ｂ】平面的ディスクリートレンズアレイの一態様の第２の側を示す図である。
【図１６】図１５ａおよび図１５ｂに示された平面的なディスクリートアレイにおける放射位置の関数としての遅延をプロットした図である。
【図１７】ディスクリートレンズアンテナ要素の第１の態様の断片的な側断面の等角図である。
【図１８】関連する誘電体基質から隔離された、図１７に示したディスクリートレンズアンテナ要素の第１の態様の等角図である。
【図１９】ディスクリートレンズ要素の第２の態様の等角図である。
【００４１】
【図２０】関連する誘電体基質から隔離された、第３の態様のディスクリートレンズアンテナ要素の等角図である。
【図２１】第３の態様のディスクリートレンズアンテナ要素の断面図である。
【図２２】第２の態様のディスクリートレンズアレイの平面図である。
【図２３】関連する誘電体基質から隔離された、第４の態様のディスクリートレンズアンテナ要素の等角図である。
【図２４ａ】第３の態様のディスクリートレンズアレイの、第４の態様のディスクリートレンズアンテナ要素の断面図である。
【図２４ｂ】第４の態様のディスクリートレンズアレイの、第４の態様のディスクリートレンズアンテナ要素の断面図である。
【図２５】反射ディスクリートレンズアレイのディスクリートレンズアンテナ要素の第５の態様の断片的な断面等角図である。
【図２６】ディスクリートレンズアレイおよび反射体を含む、マルチビームアンテナの第７の態様を示す図である。
【図２７】マルチビームアンテナの第８の態様を示す図である。
【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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【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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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月13日(2006.3.13)
【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】
マルチビームアンテナであって：
ａ．曲面である公称集束面（nominal  focal  surface）を有する、電磁レンズ；
ｂ．該電磁レンズと協働する関係にある誘電体基質；および
ｃ．対応する複数の位置において対応する複数の方向に方向付けられた、前記誘電体基質上の複数のアンテナ給電要素を含み、該複数のアンテナ給電要素の少なくとも２つは、対応する少なくとも２つの異なる位置に配置されており、複数のアンテナ給電要素の前記少なくとも２つは、それぞれ対応する少なくとも２つの異なる方向に沿って作用するよう適合されており、前記少なくとも２つの異なる方向および少なくとも２つの異なる位置は、複数の異なる前記方向における、またはそこからの、電磁レンズと協働する複数の異なる電磁ビームの送信および受信の少なくとも一方を提供するように、前記電磁レンズの公称集束面との関係において適合されている、前記マルチビームアンテナ。
【請求項２】
電磁レンズが、ディスクリートレンズアレイにおける複数のレンズ要素であって、レンズ要素の各々は、第１および第２の伝導性パッチ要素を含む、前記複数のレンズ要素と；第１の伝導性パッチ要素と第２の伝導性パッチ要素との間に配された少なくとも１つの誘電体層であって、第１の伝導性パッチ要素が少なくとも１つの誘電体層の第１の面に配されており、第２の伝導性パッチ要素が少なくとも１つの誘電体層の第２の面に配されている、前期少なくとも１つの誘電体層と；第１の伝導性パッチ要素と第２の伝導性パッチ要素の間で作動する、少なくとも１つの遅延要素とを含み；第１および第２の伝導性パッチ要素が電磁レンズの第１の側および第２の側にそれぞれ配置され、電磁レンズの前記第１の側が、複数のアンテナ給電要素との電磁波通信に適合され、第１の伝導性パッチ要素と第２の伝導性パッチ要素の間で作動する少なくとも１つの遅延要素が、第１の伝導性パッチ要素と第２の伝導性パッチ要素との間の電磁波の伝播をある遅延時間だけ遅延させ、少なくとも１つの電磁レンズ要素の前記遅延時間は、少なくとも別のレンズ要素の遅延時間とは異なるものである、請求項１に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項３】
少なくとも１つの誘電体層が単一の誘電体層からなり、第１および第２の面が、前記単一の誘電体層の対向する面上にあり、第１の面が電磁レンズの第１の側に向き、第２の面が電磁レンズの第２の側を向く、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項４】
少なくとも１つの遅延要素が、少なくとも１つの誘電体層と協働して作動する少なくとも１つの通信ラインを備える、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項５】
少なくとも１つの通信ラインの第１の端が、第１の伝導性パッチ要素に作動的に結合され、少なくとも１つの通信ライン第２の端が、第２の伝導性パッチ要素と作動的に結合された、請求項４に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項６】
少なくとも１つの通信ラインが、少なくとも１つの誘電体層を通じて伝導性相互接続部を有する、請求項５に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項７】
少なくとも１つの通信ラインが、少なくとも１つの誘電体層の第１および第２の面の少なくとも１つに配置される、請求項６に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項８】
少なくとも１つの通信ラインが、第１および第２の導電性パッチ要素の少なくとも１つに近接して隣接する、第１および第２の伝導性パッチ要素の少なくとも１つの周辺輪郭に実質的に従う経路に沿って配置される、請求項７に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項９】
少なくとも１つの通信ラインが、第１および第２の通信ラインを含み、第１の通信ラインの第１の端は、第１の位置で第１の伝導性パッチ要素に作動的に結合され、第１の通信ラインの第２の端は、少なくとも１つの誘電体層を通じて伝導性相互接続部の第１の端に作動的に結合され、第１の通信ラインは、少なくとも１つの誘電体層の第１の面に作動的に関連付けられ、第２の通信ラインの第１の端は、第２の位置で第２の伝導性パッチ要素に作動的に結合され、第１の通信ラインの第２の端は、少なくとも１つの誘電体層を通じて伝導性相互接続部の第２の端に作動的に結合され、第２の通信ラインは、少なくとも１つの誘電体層の第２の面に作動的に関連付けられた、請求項７に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１０】
第１および第２の位置は、少なくとも１つの誘電体層を横断して実質的に互いに対向して整列される、請求項９に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１１】
少なくとも１つの遅延要素の第１の端が、第１の位置で第１の伝導性パッチ要素に作動的に結合され、少なくとも１つの遅延要素の第２の端が、第２の位置で第２の伝導性パッチ要素に作動的に結合され、前記第１の位置と第２の位置は、第１の伝導性パッチ要素における分極（polarization）に対して相対的に、第２のパッチ要素における電磁波の分極を回転させるように、互いに距離をおいて配される、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの誘電体層が、少なくとも第１および第２の誘電体層を含み、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第１の面が、第１の誘電体層の第１の面からなり、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第２の面が、第２の誘電体層の第１の面からなり、第１の誘電体層の第２の面と第２の誘電体層の第２の面との間に配された伝導性層をさらに含み、ここで、少なくとも１つの遅延要素は、第１および第２の誘電体層を通じて、また、伝導性層を通じて相互接続部で相互接続され、相互接続部は、伝導清掃から絶縁されている、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの誘電体層が、少なくとも第１および第２の誘電体層を含み、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第１の面が、第１の誘電体層の第１の面からなり、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第２の面が、第２の誘電体層の第１の面からなり、少なくとも１つの遅延要素が、第１の誘電体層の第２の面と第２の誘電体層の第２の面との間に配された少なくとも１つの通信ラインを含み、少なくとも１つの遅延要素の第１の端が、第１の誘電体層を通じて第１の伝導性パッチ要素に、第１の伝導性相互接続部で作動的に結合され、少なくとも１つの遅延要素の第２の端は、第２の誘電体層を通じて第２の伝導性パッチ要素に、第２の伝導性相互接続部で作動的に結合された、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１４】
少なくとも１つの遅延要素が、ループ部を含み、該ループ部は、第１および第２の伝導性パッチ要素によって、少なくとも部分的に影に入れられている、請求項１３に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１５】
第１の誘電体層の第２の面と第２の誘電体層の第２の面との間に配された伝導性層をさらに含み、該伝導性は、少なくくとも１つの遅延要素から絶縁されている、請求項１３に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１６】
少なくとも１つの誘電体層が、少なくとも第１、第２および第３の誘電体層を含み、少なくとも１つの誘電体層の第１の面が、第１の誘電体層の第１の面からなり、少なくとも１つの誘電体層の第２の面が、第２の誘電体層の第１の面からなり、第３の誘電体層が、第１の誘電体層と第２の誘電体層との間に配されて配され、また、第２の誘電体層と第３の誘電体層との間に配された伝導性層をさらに含み、ここで、少なくとも１つの遅延要素が、第１の誘電体層の第２の面と第３の誘電体層との間に配された、少なくとも１つの通信ラインを含み、少なくとも１つの遅延要素の第１の端が、第１の誘電体層を通じて第１の伝導性パッチ要素に、第１の伝導性相互接続部で作動的に結合され、少なくとも１つの遅延要素の第２の端が、第２および第３の誘電体層を通じて、また、前記伝導性層を通じて、第２の伝導性パッチ要素に、第２の伝導性相互接続部で作動的に結合され、第２の伝導相互接続部が、前記伝導性層から絶縁されている、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１７】
少なくとも１つの遅延要素が、第１およ第２の伝導性パッチ要素によって少なくとも部分的に影に入れられている、請求項１６に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの誘電体層が、少なくとも第１、第２、第３および第４の誘電体層を含み、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第１の面が、第１の誘電体層の第１の面からなり、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第２の面が、第２の誘電体層の第１の面からなり、第３の誘電体層が、第１の誘電体層と第２の誘電体層との間に配され、第４の誘電体層が、第３の誘電体層と第２の誘電体層との間に配され、また、第３の誘電体層と第４の誘電体層との間に配された伝導性層をさらに含み、ここで、少なくとも１つの遅延要素が、第１の誘電体層と第３の誘電体層との間に配された、第１の通信ラインと、第２の誘電体層と第４の誘電体層との間に配された、第２の通信ラインとを含み、第１の通信ラインの第１の端が、第１の誘電体層を通じて第１の伝導性パッチ要素に、第１の伝導性相互接続部で作動的に結合され、第２の通信ラインの第１の端が、第２の誘電体層を通じて、第２の伝導性パッチ要素に、第２の伝導性相互接続部で作動的に結合され、第１の通信ラインの第２の端と、第２の通信ラインの第２の端とが、第３および第４の誘電体層を通じて、また、伝導性層を通じて、第３の伝導性相互接続部で互いに作動的に結合され、第３の伝導性相互接続部が、伝導性層から絶縁されてなる、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１９】
少なくとも１つの遅延要素が、少なくとも部分的に第１および第２の伝導性パッチ要素によって影に入れられている、請求項１８に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項２０】
第１および第２の伝導性パッチ要素の少なくとも１つが、円形、長方形、正方形、三角形、五角形、六角形、または他の多角形状のいずれかである、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項２１】
ディスクリートレンズアレイの複数のレンズ要素のそれぞれに対する遅延時間が、ディスクリートレンズアレイが、少なくとも部分的に球面の誘電体電磁レンズ、少なくとも部分的にシリンダ状の誘電体電磁レンズ、少なくとも部分的に楕円形の誘電体電磁レンズおよび少なくとも部分的に回転体の誘電体電磁レンズから選択された、誘電体電磁レンズをエミュレートするように、前記ディスクリートレンズアレイの対応する複数のレンズ要素の複数の位置について適合される、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項２２】
伝導性面；伝導性パッチ要素；少なくとも１つの誘電体層が前記伝導性面と伝導性パッチ要素との間に配され、およびパッチ要素と伝導性面との間で作動する少なくとも１つの遅延要素を含む、請求項１に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項２３】
少なくとも１つの通信ラインの第１の端が、伝導性パッチ要素に作動的に結合され、少なくとも１つの通信ラインが、伝導性面に作動的に結合され、ここで、少なくとも１つの通信ラインが、少なくとも１つの誘電体層を通ずる伝導性相互接続部を含む、請求項２２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項２４】
ディスクリートレンズアレイの複数のレンズ要素のそれぞれに対する遅延時間が、ディスクリートレンズアレイが、少なくとも部分的に球面の誘電体電磁レンズ、少なくとも部分的にシリンダ状の誘電体電磁レンズ、少なくとも部分的に楕円形の誘電体電磁レンズおよび少なくとも部分的に回転体の誘電体電磁レンズから選択された、誘電体電磁レンズをエミュレートするように、前記ディスクリートレンズアレイの対応する複数のレンズ要素の複数の位置について適合される、請求項２２に記載のマルチビームアンテナ。
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月5日(2007.3.5)
【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】
マルチビームアンテナであって：
ａ．曲面である公称集束面（nominal  focal  surface）を有する、電磁レンズ；
ｂ．該電磁レンズと協働する関係にある誘電体基質；および
ｃ．対応する複数の位置において対応する複数の方向に方向付けられた、前記誘電体基質上の複数のアンテナ給電要素を含み、該複数のアンテナ給電要素の少なくとも２つは、対応する少なくとも２つの異なる位置に配置されており、複数のアンテナ給電要素の前記少なくとも２つは、それぞれ対応する少なくとも２つの異なる方向に沿って作用するよう適合されており、前記少なくとも２つの異なる方向および少なくとも２つの異なる位置は、複数の異なる前記方向における、またはそこからの、電磁レンズと協働する複数の異なる電磁ビームの送信および受信の少なくとも一方を提供するように、前記電磁レンズの公称集束面との関係において適合されている、前記マルチビームアンテナ。
【請求項２】
マルチビームアンテナであって：
ａ．曲面である公称集束面（nominal  focal  surface）を有する、電磁レンズ；
ｂ．該電磁レンズと協働する関係にある誘電体基質；
ｃ．対応する複数の位置において対応する複数の方向に方向付けられた、前記誘電体基質上の複数のアンテナ給電要素であって、該複数のアンテナ給電要素の少なくとも２つは、対応する少なくとも２つの異なる位置に配置されており、複数のアンテナ給電要素の前記少なくとも２つは、それぞれ対応する少なくとも２つの異なる方向に沿って作用するよう適合されており、前記少なくとも２つの異なる方向および少なくとも２つの異なる位置は、複数の異なる前記方向における、またはそこからの、電磁レンズと協働する複数の異なる電磁ビームの送信および受信の少なくとも一方を提供するように、前記電磁レンズの公称集束面との関係において適合されているアンテナ給電要素；
ｄ．電磁レンズが、ディスクリートレンズアレイにおける複数のレンズ要素であって、レンズ要素の各々は、
ｉ−第１および第２の伝導性パッチ要素を含む、前記複数のレンズ要素と；
ｉｉ−第１の伝導性パッチ要素と第２の伝導性パッチ要素との間に配された少なくとも１つの誘電体層であって、第１の伝導性パッチ要素が少なくとも１つの誘電体層の第１の面に配されており、第２の伝導性パッチ要素が少なくとも１つの誘電体層の第２の面に配されている、前期少なくとも１つの誘電体層と；
ｉｉｉ−第１の伝導性パッチ要素と第２の伝導性パッチ要素の間で作動する、少なくとも１つの遅延要素とを含み；第１および第２の伝導性パッチ要素が電磁レンズの第１の側および第２の側にそれぞれ配置され、電磁レンズの前記第１の側が、複数のアンテナ給電要素との電磁波通信に適合され、第１の伝導性パッチ要素と第２の伝導性パッチ要素の間で作動する少なくとも１つの遅延要素が、第１の伝導性パッチ要素と第２の伝導性パッチ要素との間の電磁波の伝播をある遅延時間だけ遅延させ、少なくとも１つの電磁レンズ要素の前記遅延時間は、少なくとも別のレンズ要素の遅延時間とは異なるものである、マルチビームアンテナ。
【請求項３】
少なくとも１つの誘電体層が単一の誘電体層からなり、第１および第２の面が、前記単一の誘電体層の対向する面上にあり、第１の面が電磁レンズの第１の側に向き、第２の面が電磁レンズの第２の側を向く、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項４】
少なくとも１つの遅延要素が、少なくとも１つの誘電体層と協働して作動する少なくとも１つの通信ラインを備える、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項５】
少なくとも１つの通信ラインの第１の端が、第１の伝導性パッチ要素に作動的に結合され、少なくとも１つの通信ライン第２の端が、第２の伝導性パッチ要素と作動的に結合された、請求項４に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項６】
少なくとも１つの通信ラインが、少なくとも１つの誘電体層を貫通する伝導性相互接続部を有する、請求項５に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項７】
少なくとも１つの通信ラインが、少なくとも１つの誘電体層の第１および第２の面の少なくとも１つに配置される、請求項６に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項８】
少なくとも１つの通信ラインが、第１および第２の導電性パッチ要素の少なくとも１つに近接して隣接する、第１および第２の伝導性パッチ要素の少なくとも１つの周辺輪郭に実質的に従う経路に沿って配置される、請求項７に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項９】
少なくとも１つの通信ラインが、第１および第２の通信ラインを含み、第１の通信ラインの第１の端は、第１の位置で第１の伝導性パッチ要素に作動的に結合され、第１の通信ラインの第２の端は、少なくとも１つの誘電体層を貫通して伝導性相互接続部の第１の端に作動的に結合され、第１の通信ラインは、少なくとも１つの誘電体層の第１の面に作動的に関連付けられ、第２の通信ラインの第１の端は、第２の位置で第２の伝導性パッチ要素に作動的に結合され、第１の通信ラインの第２の端は、少なくとも１つの誘電体層を貫通して伝導性相互接続部の第２の端に作動的に結合され、第２の通信ラインは、少なくとも１つの誘電体層の第２の面に作動的に関連付けられた、請求項７に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１０】
第１および第２の位置は、少なくとも１つの誘電体層を横断して実質的に互いに対向して整列される、請求項９に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１１】
少なくとも１つの遅延要素の第１の端が、第１の位置で第１の伝導性パッチ要素に作動的に結合され、少なくとも１つの遅延要素の第２の端が、第２の位置で第２の伝導性パッチ要素に作動的に結合され、前記第１の位置と第２の位置は、第１の伝導性パッチ要素における分極（polarization）に対して相対的に、第２のパッチ要素における電磁波の分極を回転させるように、互いに距離をおいて配される、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの誘電体層が、少なくとも第１および第２の誘電体層を含み、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第１の面が、第１の誘電体層の第１の面からなり、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第２の面が、第２の誘電体層の第１の面からなり、第１の誘電体層の第２の面と第２の誘電体層の第２の面との間に配された伝導性層をさらに含み、ここで、少なくとも１つの遅延要素は、第１および第２の誘電体層を貫通して、また、伝導性層を貫通して相互接続部で相互接続され、相互接続部は、伝導性層から絶縁されている、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの誘電体層が、少なくとも第１および第２の誘電体層を含み、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第１の面が、第１の誘電体層の第１の面からなり、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第２の面が、第２の誘電体層の第１の面からなり、少なくとも１つの遅延要素が、第１の誘電体層の第２の面と第２の誘電体層の第２の面との間に配された少なくとも１つの通信ラインを含み、少なくとも１つの遅延要素の第１の端が、第１の誘電体層を貫通して第１の伝導性パッチ要素に、第１の伝導性相互接続部で作動的に結合され、少なくとも１つの遅延要素の第２の端は、第２の誘電体層を貫通して第２の伝導性パッチ要素に、第２の伝導性相互接続部で作動的に結合された、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１４】
少なくとも１つの遅延要素が、ループ部を含み、該ループ部は、第１および第２の伝導性パッチ要素によって、少なくとも部分的に影に入れられている、請求項１３に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１５】
第１の誘電体層の第２の面と第２の誘電体層の第２の面との間に配された伝導性層をさらに含み、該伝導性は、少なくくとも１つの遅延要素から絶縁されている、請求項１３に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１６】
少なくとも１つの誘電体層が、少なくとも第１、第２および第３の誘電体層を含み、少なくとも１つの誘電体層の第１の面が、第１の誘電体層の第１の面からなり、少なくとも１つの誘電体層の第２の面が、第２の誘電体層の第１の面からなり、第３の誘電体層が、第１の誘電体層と第２の誘電体層との間に配されて配され、また、第２の誘電体層と第３の誘電体層との間に配された伝導性層をさらに含み、ここで、少なくとも１つの遅延要素が、第１の誘電体層の第２の面と第３の誘電体層との間に配された、少なくとも１つの通信ラインを含み、少なくとも１つの遅延要素の第１の端が、第１の誘電体層を貫通して第１の伝導性パッチ要素に、第１の伝導性相互接続部で作動的に結合され、少なくとも１つの遅延要素の第２の端が、第２および第３の誘電体層を貫通して、また、前記伝導性層を貫通して、第２の伝導性パッチ要素に、第２の伝導性相互接続部で作動的に結合され、第２の伝導相互接続部が、前記伝導性層から絶縁されている、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１７】
少なくとも１つの遅延要素が、第１およ第２の伝導性パッチ要素によって少なくとも部分的に影に入れられている、請求項１６に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの誘電体層が、少なくとも第１、第２、第３および第４の誘電体層を含み、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第１の面が、第１の誘電体層の第１の面からなり、前記少なくとも１つの誘電体層の前記第２の面が、第２の誘電体層の第１の面からなり、第３の誘電体層が、第１の誘電体層と第２の誘電体層との間に配され、第４の誘電体層が、第３の誘電体層と第２の誘電体層との間に配され、また、第３の誘電体層と第４の誘電体層との間に配された伝導性層をさらに含み、ここで、少なくとも１つの遅延要素が、第１の誘電体層と第３の誘電体層との間に配された、第１の通信ラインと、第２の誘電体層と第４の誘電体層との間に配された、第２の通信ラインとを含み、第１の通信ラインの第１の端が、第１の誘電体層を貫通して第１の伝導性パッチ要素に、第１の伝導性相互接続部で作動的に結合され、第２の通信ラインの第１の端が、第２の誘電体層を貫通して、第２の伝導性パッチ要素に、第２の伝導性相互接続部で作動的に結合され、第１の通信ラインの第２の端と、第２の通信ラインの第２の端とが、第３および第４の誘電体層を貫通して、また、伝導性層を貫通して、第３の伝導性相互接続部で互いに作動的に結合され、第３の伝導性相互接続部が、伝導性層から絶縁されてなる、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項１９】
少なくとも１つの遅延要素が、少なくとも部分的に第１および第２の伝導性パッチ要素によって影に入れられている、請求項１８に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項２０】
第１および第２の伝導性パッチ要素の少なくとも１つが、円形、長方形、正方形、三角形、五角形、六角形、または他の多角形状のいずれかである、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項２１】
ディスクリートレンズアレイの複数のレンズ要素のそれぞれに対する前記遅延時間が、ディスクリートレンズアレイが、少なくとも部分的に球面の誘電体電磁レンズ、少なくとも部分的にシリンダ状の誘電体電磁レンズ、少なくとも部分的に楕円形の誘電体電磁レンズおよび少なくとも部分的に回転体の誘電体電磁レンズから選択された、誘電体電磁レンズをエミュレートするように、前記ディスクリートレンズアレイの対応する複数のレンズ要素の複数の位置について適合される、請求項２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項２２】
マルチビームアンテナであって：
ａ．曲面である公称集束面（nominal  focal  surface）を有する、電磁レンズ；
ｂ．該電磁レンズと協働する関係にある誘電体基質；
ｃ．対応する複数の位置において対応する複数の方向に方向付けられた、前記誘電体基質上の複数のアンテナ給電要素を含み、該複数のアンテナ給電要素の少なくとも２つは、対応する少なくとも２つの異なる位置に配置されており、複数のアンテナ給電要素の前記少なくとも２つは、それぞれ対応する少なくとも２つの異なる方向に沿って作用するよう適合されており、前記少なくとも２つの異なる方向および少なくとも２つの異なる位置は、複数の異なる前記方向における、またはそこからの、電磁レンズと協働する複数の異なる電磁ビームの送信および受信の少なくとも一方を提供するように、前記電磁レンズの公称集束面との関係において適合されている、前記アンテナ給電要素；及び
ｄ．前記電磁レンズがディスクリートレンズアレイにおける複数のレンズ要素からなり、該レンズ要素は
ｉ−伝導性面；
ｉｉ−伝導性パッチ要素；
ｉｉｉ−前記伝導性面と伝導性パッチ要素との間に配された少なくとも１つの誘電体層；及び
ｉｖ−パッチ要素と伝導性面との間で作動する少なくとも１つの遅延要素
を含むマルチビームアンテナ。
【請求項２３】
前記少なくとも一つの遅延要素は、前記少なくとも一つの誘電体層と協働して作動する少なくとも一つの通信ラインと、該少なくとも１つの通信ラインの第１の端が、伝導性パッチ要素に作動的に結合され、該少なくとも１つの通信ラインの第２の端が、前記伝導性面に作動的に結合され、該少なくとも１つの通信ラインは、前記少なくとも１つの誘電体層を貫通する伝導性相互接続部を含む、請求項２２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項２４】
ディスクリートレンズアレイの複数のレンズ要素のそれぞれに対する前記遅延時間が、ディスクリートレンズアレイが、少なくとも部分的に球面の誘電体電磁レンズ、少なくとも部分的にシリンダ状の誘電体電磁レンズ、少なくとも部分的に楕円形の誘電体電磁レンズおよび少なくとも部分的に回転体の誘電体電磁レンズから選択された、誘電体電磁レンズをエミュレートするように、前記ディスクリートレンズアレイの対応する複数のレンズ要素の複数の位置について適合される、請求項２２に記載のマルチビームアンテナ。
【請求項２５】
マルチビームアンテナであって：
ａ．ディスクリートレンズアレイを有する、電磁レンズ；
ｂ．該電磁レンズと協働する関係にある誘電体基質；および
ｃ．対応する複数の位置において対応する複数の方向に方向付けられた、前記誘電体基質上の複数のアンテナ給電要素を含み、該複数のアンテナ給電要素の少なくとも２つは、対応する少なくとも２つの異なる位置に配置されており、複数のアンテナ給電要素の前記少なくとも２つは、それぞれ対応する少なくとも２つの異なる方向に沿って作用するよう適合されており、前記少なくとも２つの異なる方向および少なくとも２つの異なる位置は、複数の異なる前記方向における、またはそこからの、電磁レンズと協働する複数の異なる電磁ビームの送信および受信の少なくとも一方を提供するように、電磁レンズの公称集束面との関係において適合されている、前記マルチビームアンテナ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図９を参照し、第３の側面にしたがって、マルチビームアンテナ１０’’は少なくとも１つの反射体６６を含む。ここで、基準面２６は、少なくとも１つの反射体６６と交差しており、少なくとも１つの電磁レンズ１２は、誘電体基質１６と反射体６６との間に配置される。少なくとも１つの反射体６６は、複数のアンテナ給電要素１４の少なくとも１つによって生成された後に、少なくとも１つの電磁レンズ１２を介して伝播する電磁エネルギーを反射するように適合される。第３の側面にしたがって、第３の態様のマルチビームアンテナ１０．３は、さらに少なくとも第１の反射体６６．１および第２の反射体６６．２と協働し、ここで、第１の電磁レンズ１２．１は誘電体基質１６と第１の反射体６６．１の間に配置され、第２の電磁レンズ１２．２は、誘電体基質１６と第２の反射体６６．２との間に配置され、第１の反射体６６．１は、第２の輪郭３０上において複数のアンテナ給電要素１４の少なくとも１つによって生成された後に、第１の電磁レンズ１２．１を介して伝播する電磁エネルギーを反射するように適合され、第２の反射体６６．２は、第３の輪郭上において複数のアンテナ給電要素１４の少なくとも１つによって生成された後に、第２の電磁レンズ１２．２を介して伝播する電磁エネルギーを反射するように適合される。たとえば、第１の反射体６６．１および第２の反射体６６．２は、図９に示したように、電磁エネルギーのビーム２０をそれぞれの側から共通の公称方向（common nominal direction）に導くように方向付けされてもよい。図９を参照して、図示したマルチビームアンテナ１０’’は、図の平面に垂直な方向に走査（scanning）を提供するであろう。それぞれの電磁レンズ１２．１、１２．２を結ぶ軸の回りに、誘電体基質１６を反射体６６．１、６６．２に対して９０度回転させると、マルチビームアンテナ１０’’は、図の平面に平行な方向に走査を提供するであろう。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図１０を参照し、第３の側面および第４の態様にしたがって、マルチビームアンテナ１０’’、１０．４は、少なくとも部分的に球面の電磁レンズ１２’’’、たとえば、曲面６８と境界７０、たとえば平坦な境界７０．１とを有する半球面電磁レンズを含む。マルチビームアンテナ１０’’、１０．４は、境界７０に近接する反射体６６、およびその輪郭縁７２に近接する誘電体基質１６上の複数のアンテナ給電要素１４をさらに含み、ここで、各アンテナ給電要素１４は、複数の電磁エネルギーのビーム２０のそれぞれのうちの一つを電磁レンズ１２’’’の第１の領域７４に放射するように適合される。電磁レンズ１２’’’は、第１の領域７４が基準面２６、たとえば面２６．１と交差する箇所において第１の輪郭２４を有する。輪郭縁７２は、基準面２６上に配された第２の輪郭３０を有し、これは、第１の領域７４の第１の輪郭２４に近接する。マルチビームアンテナ１０’’、１０．４は、他の態様について上述したように、切換ネットワーク４８およびアンテナ給電要素１４に作動的に接続された複数の通信ライン４４をさらに含む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図１５ａおよび図１５ｂを参照し、第１の態様の平面レンズ１００．１において、パッチアンテナ１０２．１、１０２．２は、誘電体基質１１２上に伝導性面を有し、また、平面レンズ１００．１の第１の側１０４および第２の側１０６のパッチアンテナ１０２．１、１０２．２を結合する遅延素子１０８は、下に横たわる誘電体基質１１２上の関連するパッチアンテナ１０２．１、１０２．２に隣接して配置された、たとえばマイクロストリップまたはストリップライン構造などの遅延ライン１１４を含む。図１７及び図１８をさらに参照し、遅延ライン１１４の第１の端１１６．１は、対応するパッチアンテナ１０２．１、１０２．２に接続され、遅延ライン１１４の第２の端１１６．２は、伝導経路により、たとえば誘電体基質１１２を通じて伝導ビア（via）１１８により、互いに相互接続される。関連する第１の組および第２の組のパッチアンテナ１０２．１、１０２．２に同じ相対位置で給電を提供するように配設した遅延ライン１１４を図１５ａおよび図１５ｂに示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図１６を参照し、関連する遅延要素１０８によってもたらされる遅延の大きさが、平面レンズ１００．１における関連するパッチアンテナ１０２の位置に依存されるようにし、また、図１５ａ、図１５ｂ、図１７および図１８に示された構成のように、凸型電磁レンズ１２、たとえば球面レンズ１２’の位相特性をエミュレートするように、たとえば関連する遅延ライン１１４の長さによって設定する。図１６に示した遅延プロフィールのかたちは、種々の構成とすることができる。たとえば、１）球面レンズ１２’をエミュレートするために、すべての放射方向に対して均一とする；２）たとえば楕円レンズをエミュレートするために、方位角依存性を組み入れるように適合させる；３）たとえば、シリンダレンズをエミュレートするために、一つの方向のみ、たとえばマルチビームアンテナ１０．６の高位面に焦点をもつように適合させる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図１７および図１８を参照し、図１５ａおよび図１５ｂに示した第１の態様の平面レンズ１００．１のレンズ要素１１０Ｉは、伝導性グラウンド面を挟んで両側に配された第１の誘電体基質１１２．１および第２の誘電体基質１１２．２を備えたコアアセンブリ１２０の外表面に、第１のパッチアンテナ要素１０２．１および第２のパッチアンテナ要素１０２．２を含む。平面レンズ１００．１の第１の側１０４における第１の遅延ライン１１４．１は、第１のパッチアンテナ要素１０２．１周辺の第１の位置１２４．１から、コアアセンブリ１２０を通じて延在する伝導ビア１１８の第１の端１１８．１に周方向に延在する。平面レンズ１００．１の第２の側１０６における第２の遅延ライン１１４．２は、第２のパッチアンテナ要素１０２．２周辺の第２の位置１２４．２から、伝導ビア１１８の第２の側１１８．２に周方向に延在する。したがって、伝導ビア１１８を介して相互接続された、第１の遅延ライン１１４．１と第２の遅延ライン１１４．２とを組み合わせたものは、レンズ要素１１０Ｉの関連した遅延要素１０８を構成し、遅延要素１０８の遅延の大きさは、概して、関連した第１の遅延ライン１１４．１および第２の遅延ライン１１４．２の累積的な周長さ並びに伝導ビア１１８に応じる。たとえば、遅延要素１０８は、ストリップライン、マイクロストリップライン、逆マイクロストリップライン、スロットライン、イメージライン、絶縁されたイメージライン、タップ付きイメージライン、共面ストリップライン、および共面導波ラインのいずれかを含む、少なくとも１つの通信ラインを含むことができ、これは、たとえばサブトラクティブ技術（subtractive technology）によって、たとえば化学エッチングもしくはイオンエッチング、またはスタンプ加工；あるいはたとえば蒸着、結合、ラミネート加工などの接着技術によって、たとえばプリント回路基板から誘電体基質１１２上に形成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図１９を参照し、第２の態様の平面レンズ１００．１のレンズ要素１１０ＩＩにしたがって、第１のパッチアンテナ要素１０２．１および第２のパッチアンテナ要素１０２．２は、互いに相互接続されてもよく、それによりたとえば、参照して本明細書に組み入れられる、Darko PopovicとZoya Popovicによる技術論文「Multibeam Antennas with Polarization and Angle Diversity, IEEE Transactions on Antenna and Propagation, Vol.50, No.5, May 2002」に開示されているように、二重偏波を提供する。第１のパッチアンテナ要素１０２．１の縁にある第１の位置１２６．１は、第１の遅延ライン１２８．１および第２の遅延ライン１２８．２を介して第２のパッチアンテナ１０２．２上の第１の位置１３０．１に接続されており、第１のパッチアンテナ要素１０２．１の縁にある第２の位置１２６．２は、第３の遅延ライン１２８．３および第４の遅延ライン１２８．４を介して第２のパッチアンテナ要素１０２．２の第２配置１３０．２に接続される。ここで、たとえば第１のパッチアンテナ要素１０２．１の第１の位置１２６．１および第２の位置１２６．２は、第２のパッチアンテナ要素１０２．２上の対応する第１の位置１３０．１および第２の位置１３０．２のように、実質的に互いに直角である。第１の遅延ライン１２８．１および第２の遅延ライン１８．２は、関連した第１の誘電体基質１３４．１および第２の誘電体基質１３４．２を通じて、またその間に位置する伝導性グラウンド面１３５を通じて延在する、第１の伝導ビア１３２．１で相互接続される。同様に、第３の遅延ライン１２８．３および第４の遅延ライン１２８．４は、関連した第１の誘電体基質１３４．１および第２の誘電体基質１３４．２を通じて、また伝導性グラウンド面１３５を通じて延在する、第２の伝導ビア１３２．２で相互接続される。図１９に示した態様では、第１のパッチアンテナ要素１０２．１における第１の位置１２６．１は、第２のパッチアンテナ要素１０２．２における第１の位置１３０．１に対して、実質的に直角に示されており、それによって、第２のパッチアンテナ要素１０２．２からの放射の偏光は、第１のパッチアンテナ要素１０２．１において、入射する放射に係るそれに対して直角になる。しかしながら、第１の位置１２６．１、１３０．１は、互いに整列させることができ、または互いに対して異なる角度に方向付けすることができることを理解されたい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図１３、図１５ａ、図１５ｂおよび図１７〜２１に、第１のパッチアンテナ要素１０２．１と第２のパッチアンテナ要素１０２．２とを相互接続する、複数の遅延ライン１１４．１、１１４．２、１２８．１、１２８．２、１２８．３、１２８．４、１４０、１４６を示したが、単一の遅延ライン１１４（たとえば誘電体基質１１２、１３４、１３６、１４２、１４４、１４８の１つ面に配置されたもの）を、関連した導電路により第１のパッチアンテナ要素１０２．１と第２のパッチアンテナ要素１０２．２に相互接続して使用することができることを理解されたい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ディスクリートレンズアレイ１００は、必ずしも伝導性グラウンド面１２２、１３５、１５０、１６２を組み込む必要はない。たとえば、図２４ｂに示された第４の態様の平面レンズ１００．４において、伝導性グラウンド面１６２は、任意のものであり、とくに図２２のように近くに詰め込まれたパッチアンテナのアレイ１０２を使用する場合には、任意である。さらに、図１８に示した第１の態様のレンズ要素１１０Ｉは、第１のパッチアンテナ要素１０２．１および第２のパッチアンテナ要素１０２．２を、単一の誘電体基質１１２の対向する側に有するように構成することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
それぞれ図１、図１０に示した、第１の態様のマルチビームアンテナ１０．１、第４の態様のマルチビームアンテナ１０．４に作動的に対応する、図１２に示した第６の態様のマルチビームアンテナ１０．６および図２６に示した第７の態様のマルチビームアンテナ１０．７において、ディスクリートレンズアレイ１００、１６４は、複数のアンテナ給電要素１４と、たとえば関連したディスクリートレンズアレイ１００、１６４の集束面と協働するように適合された縁輪郭３０を有する、誘電体基質１６の縁に沿って配されたエンドファイアアンテナ要素１４．１と協働するように適合される。ここで、アンテナ給電要素１４が、関連した切換ネットワーク４８を通ってそれに結合されて給電信号５８を供給され、それにより、アンテナ給電要素１４の１つまたはその組合せが、１または２以上の電磁エネルギーのビーム２０を提供するように供給されてもよく、その方向は、切換ネットワーク４８に適用される制御信号６０に応答して制御することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2008510390.tif 000032
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】
2008510390.tif 000033
【国際調査報告】
2008510390.tif 000034