(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液晶及び複数の磁性ナノ粒子の混合流体を含むコアと、
前記コアに対して位置決めされた複数の電極と、
前記コアの周りに設けられた導体と、
前記複数の電極及び前記導体のベースとして機能する誘電体基板と、を含み、
前記コア、前記複数の電極及び前記導体は、可変インダクタを形成しており、
前記コアは、前記誘電体基板内のチャネルに設けられており、
前記複数の電極に印加される電圧の変化により、前記コアの透磁率が変化して、前記可変インダクタのインダクタンスが変化する、装置。
【請求項２】
前記可変インダクタは、フィルタリング回路、インピーダンス整合回路、又は、インピーダンス整合フィルタリング回路のうち、少なくとも１つに属する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記可変インダクタに電気的に接続された所定数の可変コンデンサを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記電圧を生成及び制御する電圧制御部を更に含み、前記電圧のピーク又は周波数のうち少なくとも一方の変化により、前記コアの透磁率が変化する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記電圧は、第１電圧であり、
複数の液晶を含むコンデンサコアと、
前記コンデンサコアに対して位置決めされた導体システムと、を備える可変コンデンサを更に含み、前記導体システムに印加される第２電圧の変化により、前記コンデンサコアの誘電率が変化して、前記可変コンデンサのキャパシタンスが変化する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記導体システムは、前記コンデンサコアの端部に設けられた複数の電極、又は、前記コンデンサコアの周りに設けられてはいるが前記コンデンサコアからは誘電的に分離されている一対の導電板のうち、少なくとも一方を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記可変インダクタは、前記誘電体基板と関連付けられた所定数の可変インダクタのうちの１つであり、前記可変コンデンサは、前記誘電体基板と関連付けられた所定数の可変コンデンサのうちの１つである、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記可変インダクタの前記複数の電極に印加される前記第１電圧を生成及び制御するとともに、前記可変コンデンサの前記導体システムに印加される前記第２電圧を生成及び制御する電圧制御システムを更に含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記所定数の可変インダクタ、前記所定数の可変コンデンサ、及び前記電圧制御システムは、フィルタリング回路、インピーダンス整合回路、又は、インピーダンス整合フィルタリング回路のうち、少なくとも１つを形成する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記フィルタリング回路は、ハイパスフィルタ回路、ローパスフィルタ回路、マルチパスフィルタ回路、オールパスフィルタ回路、バンドパスフィルタ回路、又はノッチフィルタ回路のうち、少なくとも１つを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
可変インダクタのインダクタンスを調整するための方法であって、前記可変インダクタは、
複数の液晶及び複数の磁性ナノ粒子の混合流体を含むコアと、
前記コアに対して位置決めされた複数の電極と、
前記コアの周りに設けられた導体と、
前記複数の電極及び前記導体のベースとして機能する誘電体基板と、を含み、
前記コア、前記複数の電極及び前記導体は、可変インダクタを形成しており、
前記コアは、前記誘電体基板内のチャネルに設けられており、
前記方法は、
複数の液晶及び複数の磁性ナノ粒子を含むコアに対して位置決めされた複数の電極に対して、電圧を印加することと、
前記複数の電極に印加される電圧を変化させることと、を含み、当該複数の電極に印加される電圧の変化に従って前記コアの透磁率を変化させて、前記可変インダクタのインダクタンスを変化させる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概してインダクタに関し、特に、可変インダクタに関する。より具体的には、本開示は、磁性ナノ粒子で性能向上された液晶によって構成されるコアを有するインダクタのインダクタンスを変化させるための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかのシステムにおいては、所望のシステム性能を実現するために、回路内のキャパシタンス値及びインダクタンス値を変化させることがある。キャパシタンスやインダクタンスを変化させることは、インピーダンス整合やフィルタリングを必要とする無線周波数の用途において特に有用である。
【０００３】
例えば、システム性能を損なうことなく、広い周波数範囲に亘ってインピーダンス整合及びフィルタリングを実行することは非常に困難である。しかしながら、この問題は、適応性インピーダンス整合及びフィルタリングを用いることにより克服することができる。例えば、限定するものではないが、インピーダンス整合フィルタリング回路内において、１つ又は複数のキャパシタンス値、１つ又は複数のインダクタンス値、又は、これら両方を変更することにより、適応性インピーダンス整合及びフィルタリングを行うことができる。
【０００４】
インダクタンス及びキャパシタンスを変化させるための現在利用可能な回路構成としては、固定値回路コンポーネントを切換えて組み合わせることが考えられる。例えば、複数の固定値インダクタの切換え構成を用いることにより、可変インダクタンスを実現することができる。同様に、複数の固定値コンデンサの切換え構成を用いることにより、可変キャパシタンスを実現することもできる。
【０００５】
しかしながら、これらの種類の回路コンポーネントの切換え構成は、所望通り迅速に適応動作を行えないこともある。例えば、複数の固定値インダクタの切換え構成を用いると、インダクタンスの変化は、所望する速度よりも遅く起こりうる。更に、この種の切換え構成を用いると、適応性及び性能の範囲が、個々のインダクタの固定インダクタンス値により制限されうる。また、この種の切換え構成は、寸法及び重量が望ましくない程度まで増してしまい、より大きな電力が必要になる可能性がある。したがって、上述した問題のうち少なくともいくつかと、その他の考えられる問題を考慮にいれた方法及び装置を有することが望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
一例において、装置は、コアと、当該コアに対して位置決めされた複数の電極とを含む。コアは、複数の液晶と、複数の磁性ナノ粒子とを含む。複数の電極に印加される電圧を変化させると、コアの透磁率が変化する。
【０００７】
他の実施例において、装置は、可変インダクタを含む。可変インダクタは、コアと、当該コアに対して位置決めされた複数の電極と、当該コアの周りに設けられたコンダクタとを含む。コアは、複数の液晶及び複数の磁性ナノ粒子の混合流体を含む。複数の電極に印加される電圧の変化により、コアの透磁率が変化して、導体のインダクタンスが変化する。
【０００８】
更に他の例において、コアの透磁率を管理するための方法が提供される。コアに対して位置決めされた複数の電極に対して、電圧が印加される。コアは、複数の液晶と、複数の磁性ナノ粒子とを含む。複数の電極に印加される電圧は、変更される。複数の電極に印加される電圧の変化に従って、コアの透磁率は変化する。
【０００９】
特徴及び機能は、本開示の様々な実施形態において個別に達成可能であり、また、他の実施形態との組み合わせも可能である。この詳細については、以下の記載と図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
例示的な実施形態に特有のものと考えられる新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、例示的な実施形態、並びに、好ましい使用形態、更にその目的及び特徴は、以下に示す添付の図面と共に本開示の例示的な実施形態の詳細な説明を参照することにより最もよく理解されるであろう。
【００１１】
【図１】例示的な実施形態による、所定数の可変インダクタを含む電磁システムを示すブロック図である。
【図２】例示的な実施形態による、可変インダクタを示すブロック図である。
【図３】例示的な実施形態による、可変コンデンサを示すブロック図である。
【図４】例示的な実施形態による、可変インダクタを示す上側等角図である。
【図５】例示的な実施形態による、可変インダクタを示す下側等角図である。
【図６】例示的な実施形態による、可変インダクタ及び誘電体基板を示す断面図である。
【図７】例示的な実施形態による、コア内の液晶及び磁性ナノ粒子の配向を示す図である。
【図８】例示的な実施形態による、可変コンデンサを示す上面図である。
【図９】例示的な実施形態による、可変コンデンサ及び誘電体基板を示す断面図である。
【図１０】例示的な実施形態による、コア内の液晶の配向を示す図である。
【図１１】例示的な実施形態による、インピーダンス整合フィルタリングネットワークを示す上面図である。
【図１２】例示的な実施形態による、コアの透磁率を管理するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図１３】例示的な実施形態による、可変インダクタを管理するためのプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
例示的な実施形態においては、様々な事項が認識及び考慮されている。例えば、例示的な実施形態においては、回路ネットワークの重量、回路ネットワークのサイズ、回路ネットワークの複雑性、又は、回路ネットワーク用電力を、望ましくない程度まで増やすことなく、回路ネットワークにおいて可変インダクタンスを提供するための方法及び装置を有することが望ましいということが認識及び考慮されている。更に、インダクタンスを迅速に変化させる方法及び装置を有することが望ましいであろう。
【００１３】
例示的な実施形態においては、可変インダクタを形成するために、液晶と磁性ナノ粒子との組み合わせを用いることが認識及び考慮されている。液晶とは、液体と固体結晶との間の性質を有した状態の物質である。液晶は本質的に異方性である。例えば、限定するものではないが、液晶は、ロッド型形状や葉巻型形状などの異方性幾何学形状、又は、他の異方性形状を有する。
【００１４】
特に、例示的な実施形態においては、液晶に磁性ナノ粒子を混合して、可変インダクタのコアを形成することが更に認識及び考慮されている。この種のコアに対して電位差を与えることにより、液晶を、コアの長軸に対して実質的に平行に整列させることができる。この液晶の整列により、当該液晶と共に、磁性ナノ粒子も整列される。
【００１５】
このようにして、コアの長さ全体に亘って、磁性ナノ粒子による磁路が形成される。コアの両端の電位差を変化させることにより、コアの透磁率を変化させることができ、これにより、コアに巻き付けられているが、当該コアからは誘電的に分離されている導体のインダクタンスを変化させることができる。したがって、例示的な実施形態においては、可変インダクタにおけるコアの透磁率を管理することにより、この可変インダクタのインダクタンスを管理するための方法及び装置が提供される。
【００１６】
ここで図面を参照すると、特に、図１には、例示的な実施形態による、所定数の可変インダクタを含む電磁システムのブロック図が示されている。この図示例において、回路ネットワーク１００は、所定数の回路１０２を含む。本明細書において、「所定数」のアイテムは、１つ又は複数のアイテムを含む。したがって、所定数の回路１０２は、１つ又は複数の回路を含む。
【００１７】
例えば、限定するものではないが、所定数の回路１０２は、フィルタリング回路１０４、インピーダンス整合回路１０６、インピーダンス整合フィルタリング回路１０８、又は他の種類の回路のうち、少なくとも１つを含みうる。実施態様に応じて、フィルタリング回路１０４は、ハイパスフィルタ回路１１０、ローパスフィルタ回路１１２、マルチパスフィルタ回路１１４、オールパスフィルタ回路１１６、バンドパスフィルタ回路１１８、ノッチフィルタ回路１２０、又は他の種類のフィルタ回路のうち、少なくとも１つを含みうる。
【００１８】
本明細書において、「少なくとも１つの」という語句がアイテムのリストと共に用いられる場合は、リストアップされたアイテムの１つ又は複数の様々な組み合わせを使用してもよいということであり、リストのアイテムの１つだけを必要とする場合もあることを意味する。アイテムは、ある特定の対象、物、ステップ、動作、処理、又はカテゴリーであってもよい。すなわち、「少なくとも１つの」とは、あらゆる組み合わせのアイテム及びあらゆる数のアイテムをリストから使用してもよいが、リスト上の全てのアイテムを必要とするわけではないということを意味する。
【００１９】
例えば、限定するものではないが、「アイテムＡ、アイテムＢ、又はアイテムＣのうち少なくとも１つ」又は「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうち少なくとも１つ」は、アイテムＡ；アイテムＡとアイテムＢ；アイテムＢ；アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ；又は、アイテムＢとアイテムＣ、を意味する。いくつかのケースにおいて、「アイテムＡ、アイテムＢ、又はアイテムＣのうち少なくとも１つ」又は「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうち少なくとも１つ」は、例えば、限定するものではないが、２個のアイテムＡと、１個のアイテムＢと、１０個のアイテムＣ；４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ；又は、他の適当な組み合わせを意味する。
【００２０】
一例では、回路ネットワーク１００は、インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１２２の形態をとる。インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１２２は、入力１２４を受信して、当該入力１２４に基づいて出力１２６を生成する。この例では、所定数の回路１０２は、入力１２４のインピーダンス整合及びフィルタリングを行うために用いられる。
【００２１】
一例として、入力１２４は、送信機１２８により生成される出力信号である。送信機１２８は、例えば、限定するものではないが、無線周波数（ＲＦ）送信機である。インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１２２は、選択された周波数閾値よりも低い周波数のみについてインピーダンス整合フィルタリングネットワーク１２２を通過させるように、入力１２４をフィルタリングする。更に、送信機１２８とアンテナ１３０との間の電力伝達を向上させるために、インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１２２を用いて、アンテナ１３０の負荷のインピーダンスを送信機１２８のインピーダンスと整合させる。
【００２２】
図示のように、所定数の回路１０２は、少なくとも部分的にベース１３２上に形成される。ベース１３２は、誘電材料を含む。誘電材料は、導電せずに電気力を伝達可能な媒体又は物質である。したがって、誘電材料は、絶縁材料と看做すこともできる。ベース１３２は、実施態様に応じて、所定数の誘電体基板１３３を含みうる。所定数の誘電体基板１３３の各々は、誘電材料の薄片、スライス、又は、薄板の形態をとりうる。
【００２３】
所定数の回路１０２は、一群の回路コンポーネント１３４及び電圧制御システム１３６を含む。電圧制御システム１３６は、所定数の電圧制御部１３８を含む。所定数の電圧制御部１３８の各々は、調節可能な電圧を生成するように構成されている。
【００２４】
一群の回路コンポーネント１３４は、ベース１３２上に実装される。一例として、一群の回路コンポーネント１３４における個々の回路コンポーネントは、所定数の誘電体基板１３３のうち、当該回路コンポーネントに対応する誘電体基板上に実装される。したがって、誘電体基板は、当該誘電体基板が対応する１つの回路コンポーネントのベースとして機能する。
【００２５】
一群の回路コンポーネント１３４における回路コンポーネントは、固定値インダクタ、可変インダクタ、固定値コンデンサ、可変コンデンサ、スイッチ装置、固定値抵抗器、可変抵抗器、又は他の種類の電子装置の形態をとりうる。これらの例において、一群の回路コンポーネント１３４は、所定数の可変インダクタ１４０を含む。場合によっては、一群の回路コンポーネント１３４は、所定数の可変コンデンサ１４２を更に含む。
【００２６】
所定数の可変インダクタ１４０における１つの可変インダクタを実施する態様の一例を、図２を用いて、以下で詳細に説明する。更に、所定数の可変コンデンサ１４２における１つの可変コンデンサを実施する態様の一例を、図３を用いて、以下でより詳細に説明する。
【００２７】
一例において、回路ネットワーク１００は、磁性ナノ粒子で高度化された１つ又は複数の液晶インダクタ、及び、１つ又は複数の液晶コンデンサを用いて実現される。これらの種類の液晶回路コンポーネントを用いることで、いくつかの用途において、回路ネットワーク１００を十分に小さく作製することができる。例えば、回路ネットワーク１００は、約２平方センチメートル未満で作製することができる。いくつかの例においては、回路ネットワーク１００は、約１平方センチメートル未満で作製することができる。
【００２８】
更に、この種の回路ネットワーク１００は、高い無線周波数の用途に用いることができる。例えば、限定するものではないが、回路ネットワーク１００は、マイクロ波無線周波数での用途に用いることができる。回路ネットワーク１００は、例えば、限定するものではないが、約２ギガヘルツ（ＧＨｚ）と、約３０ギガヘルツ（ＧＨｚ）との間の周波数で動作する用途において、用いることができる。
【００２９】
次に図２を参照すると、例示的な実施形態による、可変インダクタのブロック図が示されている。この例において、可変インダクタ２００は、図１に示す所定数の可変インダクタ１４０のうちの１つを実施する一例である。可変インダクタ２００は、変更可能なインダクタンス２０１を有する。
【００３０】
この図示例において、誘電体基板２０２は、可変インダクタ２００のベースとして機能する。誘電体基板２０２は、図１に示す所定数の誘電体基板１３３のうちの１つの例である。この図示例において、可変インダクタ２００は、誘電体基板２０２と物理的に関連付けられている。
【００３１】
図示のように、誘電体基板２０２は、外面２０３を有する。可変インダクタ２００の少なくとも一部は、誘電体基板２０２の外面２０３と結合している。
【００３２】
一例において、可変インダクタ２００は、コア２０４と、当該コア２０４に対して位置決めされた複数の電極２０６と、導体２０７とを含む。コア２０４は、誘電体基板２０２内のチャネル（channel）２０８に設けられている。誘電体基板２０２は、複数の電極２０６及び導体２０７のベースとして機能する。
【００３３】
図示のように、チャネル２０８は、第１端２１０及び第２端２１２を有する。実施態様に応じて、第１端２１０、第２端２１２、又はこれら両方は、開口していてもよい。場合によっては、チャネル２０８が、誘電体基板２０２内に貯槽又は空洞を形成するように、第１端２１０及び第２端２１２の両方が閉塞していてもよい。一例において、誘電体基板２０２は、当該誘電体基板２０２内にチャネル２０８が形成されるように、３次元プリンタを用いてプリントされるか、或いは、複数の層で形成される。
【００３４】
複数の電極２０６は、誘電体基板２０２と関連付けられる。複数の電極２０６は、チャネル２０８に対して位置決めされており、これにより、コア２０４がチャネル２０８内に配置される。例えば、限定するものではないが、複数の電極２０６は、第１電極２１４及び第２電極２１６を含む。第１電極２１４及び第２電極２１６は、それぞれ、チャネル２０８の第１端２１０及び第２端２１２に設けられている。
【００３５】
一例において、第１電極２１４及び第２電極２１６は、それぞれ、チャネル２０８の第１端２１０及び第２端２１２において誘電体基板２０２に関連付けられている。他の例において、第１電極２１４及び第２電極２１６は、それぞれ、チャネル２０８の第１端２１０及び第２端２１２において誘電体基板２０２上にプリントされている。
【００３６】
コア２０４は、チャネル２０８内において、第１電極２１４と第２電極２１６との間に設けられている。この例において、コア２０４は、混合流体２１８で構成されている。混合流体２１８は、複数の液晶２２０と、複数の磁性ナノ粒子２２２とを含む。
【００３７】
複数の液晶２２０は、本質的に異方性の形態（anisotropic geometry）を有する。言い換えれば、複数の液晶２２０の各々は、方向依存性の形態を有する。例えば、限定するものではないが、複数の液晶２２０における各々の液晶は、ロッド型形状、葉巻型形状、扁球形状、又は他の種類の細長形状を有する。
【００３８】
複数の磁性ナノ粒子２２２は、複数の液晶２２０間に分散されている。複数の磁性ナノ粒子２２２は、磁場勾配を用いて操作可能なナノ粒子の分類に属する。複数の磁性ナノ粒子２２２における磁性ナノ粒子は、鉄、ニッケル、コバルト、他の種類の磁性元素、又は、少なくとも鉄、ニッケル、コバルト、強磁性材料、若しくは他の種類の磁性元素を含む化合物のうち、少なくとも１つを含みうる。いくつかの例において、ナノ粒子は、化学的な腐食又は電気化学的な腐食を防ぐために、シリカ又はポリマー保護被膜を含む。
【００３９】
一例において、複数の磁性ナノ粒子２２２は、複数の強磁性ナノ粒子の形態をとる。これらの強磁性ナノ粒子は、複数のナノフェライト粒子の形態をとる。さらに、このようなナノ粒子は、ナノフェライト粒子、バリウムフェライト材料、又は他の適切なフェライト材料を含む。
【００４０】
導体２０７は、コア２０４の周りに設けられている。コア２０４、複数の電極２０６、及び導体２０７は、一緒になって、可変インダクタ２００などのインダクタを形成する。具体的には、導体２０７は、誘電体基板２０２の外面２０３の一部の周りに設けられる。その際、導体２０７は、コア２０４の周りに物理的に設けられてはいるが、誘電体基板２０２により、コア２０４から誘電的に分離されている。導体２０７は、コア２０４の周りに設けられてはいるが、コア２０４から誘電的に分離された１つ又は複数の導電材料片の形態をとる。具体的には、導体２０７は、導電性ワイヤ、導電線、ビア、導電性コーティング、導電性めっき、導電材料の層、又は他の種類の導電材料のうちの少なくとも１つを含む。
【００４１】
導体２０７の一実施例においては、導体２０７は、コア２０４に巻き付いてはいるが、当該コアとは誘電的に分離した「コイル」を形成している。例えば、限定するものではないが、導体２０７は、誘電体基板２０２の外面２０３の第１側面上における第１群の導電線と、外面２０３において、当該第１側面の反対側に位置する第２側面上における第２群の導電線と、誘電体基板２０２を貫通して、第１群の導電線を第２群の導電線に接続する一群のビアと、を含む。この種の導体２０７の構成は、コイルに類似している。
【００４２】
可変インダクタ２００のインダクタンス２０１は、導体２０７のインダクタンスである。インダクタンス２０１は、電圧制御部２２４を用いて変化させることができる。電圧制御部２２４は、電圧２２６を生成するために用いられる。電圧２２６は、複数の電極２０６に印加される。電圧制御部２２４は、図１に示す所定数の電圧制御部１３８のうちの１つの例である。具体的には、電圧制御部２２４は、複数の電極２０６に電圧２２６を印加して、複数の電極２０６間で、コア２０４の両端の電位差２２８を生成する。
【００４３】
コア２０４の両端の電位差２２８により、コア２０４の透磁率２３０が決定する。そして、コア２０４の透磁率２３０により、可変インダクタ２００のインダクタンス２０１が決定する。電圧制御部２２４は、電圧２２６を調節するように構成されている。例えば、電圧制御部２２４は、電圧２２６のピーク２３２、又は電圧２２６の周波数２３４のうち少なくとも一方を変化させることにより、電圧２２６を調節する。言い換えれば、ピーク２３２、周波数２３４、又は、これらの両方を変化させることにより、電圧２２６を調節することができる。
【００４４】
電圧２２６を変化させることにより、コア２０４の両端の電位差２２８が変化する。これにより、透磁率２３０が変化し、当該変化により、インダクタンス２０１が変化する。例えば、電圧２２６を複数の電極２０６に印加して、コア２０４の両端の電位差２２８を生成すると、複数の液晶２２０が整列される。具体的には、複数の液晶２２０は、コア２０４の長軸２３１に実質的に平行に整列される。長軸２３１は、コア２０４に沿って第１電極２１４から第２電極２１６に延びる軸である。複数の液晶２２０のうち、長軸２３１に整列する液晶の割合は、電圧２２６のピーク２３２及び周波数２３４に応じて決まる。
【００４５】
複数の液晶２２０の整列により、複数の磁性ナノ粒子２２２も共に整列し、これが、コア２０４の透磁率２３０に影響を与える。具体的には、複数の液晶２２０と共に、複数の磁性ナノ粒子２２２も整列することにより、第１電極２１４と第２電極２１６との間でコア２０４の透磁率２３０に正味の変化（net change）が生じる。
【００４６】
電流が導体２０７に送られると、磁場が形成される。コア２０４の透磁率２３０は、導体２０７により形成される磁場に影響を与え、これが、インダクタンス２０１に影響を与える。インダクタンス２０１は、導体２０７を通る電流の変化に対する導体２０７の抵抗力の尺度である。
【００４７】
コア２０４の透磁率２３０が増加すると、形成される磁場もまた増加して、磁束が増加する。磁束が増加すると、インダクタンス２０１が高くなる。逆に、コア２０４の透磁率２３０が低下すると、導体２０７により形成される磁場が減少して、磁束が低減する。磁束が低減すると、インダクタンス２０１が低くなる。したがって、電圧２２６を調節することにより、インダクタンス２０１を調節することができる。
【００４８】
一例において、電圧２２６は、交流（ＡＣ）バイアス電圧２３６の形態をとる。交流バイアス電圧２３６は、混合流体２１８において、望ましくない電気化学反応が起こるのを避けるために用いられる。具体的には、交流（ＡＣ）バイアス電圧２３６を用いると、複数の電極２０６の品質低下または劣化の原因となりうる電気化学反応の防止に役立つ。
【００４９】
実施態様に応じて、誘電体基板２０２、当該誘電体基板２０２に関連して実施される可変インダクタ２００、又は、これら両方は、３次元印刷を用いて作製することができる。例えば、限定するものではないが、この３次元印刷は、微細供給ポンピング（micro dispense pumping）、熱溶解積層法（fused deposition modeling）、光造形法（stereolithography）、選択的レーザー焼結法（selective laser sintering）、選択的レーザーモデリング法（selective laser modeling）、インク堆積法（ink deposition）、又は他の種類の付加製造又は３次元印刷技術のうち、少なくとも１つを用いて実行することができる。他の例において、誘電体基板２０２、当該誘電体基板２０２に関連して実施される可変インダクタ２００、又は、これら両方は、３次元付加製造法、多層プリント回路基板製造法、多層微細加工プロセス、又は他の種類の製造プロセスのうち少なくとも１つを用いて実現することができる。
【００５０】
次に図３を参照すると、例示的な実施形態による、可変コンデンサのブロック図が示されている。この例において、可変コンデンサ３００は、図１に示す所定数の可変コンデンサ１４２のうちの１つを実施する一例である。可変コンデンサ３００は、変化させることが可能なキャパシタンス３０１を有する。
【００５１】
この図示例において、誘電体基板３０２は、可変コンデンサ３００のベースとして機能する。誘電体基板３０２は、図１に示す所定数の誘電体基板１３３のうちの１つの例である。この図示例において、可変コンデンサ３００は、誘電体基板３０２と物理的に関連付けられている。
【００５２】
図示のように、誘電体基板３０２は、外面３０３を有する。可変コンデンサ３００の少なくとも一部は、誘電体基板３０２の外面３０３と結合している。
【００５３】
一例において、可変コンデンサ３００は、コア３０４と、導体システム３０６とを含む。コア３０４は、誘電体基板３０２内のチャネル３０８に設けられている。コア３０４は、コンデンサコアとも呼ばれる。
【００５４】
図示のように、チャネル３０８は、第１端３１０及び第２端３１２を有する。実施態様に応じて、第１端３１０、第２端３１２、又はこれら両方は、開口していてもよい。場合によっては、チャネル３０８が、誘電体基板３０２内に貯槽又は空洞を形成するように、第１端３１０及び第２端３１２の両方が閉塞していてもよい。一例において、誘電体基板３０２は、当該誘電体基板３０２内にチャネル３０８が形成されるように、３次元プリンタを用いてプリントされるか、或いは、複数の層で形成される。
【００５５】
導体システム３０６は、コア３０４の周りに設けられている。一例において、導体システム３０６は、複数の電極３０７を含み、当該電極は、誘電体基板３０２と関連付けられている。具体的には、誘電体基板３０２は、複数の電極３０７のベースとして機能する。複数の電極３０７は、チャネル３０８に対して位置決めされている。例えば、限定するものではないが、複数の電極３０７は、第１電極３１４及び第２電極３１６を含む。第１電極３１４及び第２電極３１６は、それぞれ、チャネル３０８の第１端３１０及び第２端３１２に設けられている。
【００５６】
一例において、第１電極３１４及び第２電極３１６は、それぞれ、チャネル３０８の第１端３１０及び第２端３１２において誘電体基板３０２に関連付けられている。他の例において、第１電極３１４及び第２電極３１６は、それぞれ、チャネル３０８の第１端３１０及び第２端３１２において誘電体基板３０２上にプリントされている。
【００５７】
コア３０４は、チャネル３０８内において、第１電極３１４と第２電極３１６との間に設けられている。この例において、コア３０４は、流体３１８で構成されている。流体３１８は、複数の液晶３２０を含む。
【００５８】
複数の液晶３２０は、本質的に異方性の形態を有する。言い換えれば、複数の液晶３２０の各々は、方向依存性の形態を有する。例えば、限定するものではないが、複数の液晶３２０における各々の液晶は、ロッド型形状、葉巻型形状、扁球形状、又は他の種類の細長形状を有する。
【００５９】
これらの例において、導体システム３０６は、コア３０４の周りに設けられた一対の導電板３２２を更に有する。具体的には、一対の導電板３２２は、誘電体基板３０２の外面３０３に沿ってコア３０４の周りに設けられる。その際、一対の導電板３２２の各々は、コア３０４の周りに物理的に設けられてはいるが、誘電体基板３０２によりコア３０４から誘電的に分離されている。一対の導電板３２２の間の誘電体基板３０２の一部とコア３０４の一部とは、媒体３２３を形成している。
【００６０】
可変コンデンサ３００のキャパシタンス３０１は、一対の導電板３２２のキャパシタンスである。キャパシタンス３０１は、一対の導電板３２２が、電荷を蓄積する能力である。一対の導電板３２２は、当該導電板が互いに平行になるように、且つ、コア３０４を挟んで互いに反対側に位置するように、設けられる。例えば、第１導電板は、外面３０３の第１側面に設けられる一方で、第２導電板は、外面３０３の第２側面に設けられる。
【００６１】
可変コンデンサ３００のキャパシタンス３０１は、電圧制御部３２４を用いて変化させることができる。電圧制御部３２４は、電圧３２６を生成するために用いられる。電圧３２６は、複数の電極３０７に印加される。電圧制御部３２４は、図１に示す所定数の電圧制御部１３８のうちの１つの例である。具体的には、電圧制御部３２４は、複数の電極３０７に電圧３２６を印加して、複数の電極３０７間で、コア３０４の両端の電位差３２８を生成する。
【００６２】
コア３０４の両端の電位差３２８により、一対の導電板３２２間の媒体３２３の誘電率３３０が決定する。場合によっては、誘電率３３０は、電場誘電率とも呼ばれる。媒体３２３の誘電率３３０により、可変コンデンサ３００のキャパシタンス３０１が決定する。
【００６３】
例えば、電圧制御部３２４は、電圧３２６のピーク３３２、又は電圧３２６の周波数３３４のうち少なくとも一方を変化させることにより、電圧３２６を調節する。電圧３２６を変化させることにより、コア３０４の両端の電位差３２８が変化する。これにより、誘電率３３０が変化し、当該変化により、キャパシタンス３０１が変化する。
【００６４】
具体的には、電圧３２６を複数の電極３０７に印加して、コア３０４の両端の電位差３２８を生成すると、複数の液晶３２０が整列される。具体的には、複数の液晶３２０は、コア３０４の長軸３３１に実質的に平行に整列される。長軸３３１は、コア３０４に沿って第１電極３１４から第２電極３１６に延びる軸である。複数の液晶３２０のうち、長軸３３１に整列する液晶の割合は、電圧３２６のピーク３３２及び周波数３３４に応じて決まる。
【００６５】
複数の液晶３２０の整列により、媒体３２３の誘電率３３０に正味の変化が生じる。電流が導体システム３０６に送られると、電場が形成される。媒体３２３の誘電率３３０は、導体システム３０６により形成される電場に影響を与え、これが、キャパシタンス３０１に影響を与える。
【００６６】
例えば、媒体３２３の誘電率３３０は、電場を伝達する能力の尺度となりうる。より具体的には、誘電率３３０は、媒体３２３において単位電荷当たりにどれくらいの電束が生成されるかを示すものである。媒体３２３の誘電率３３０が増加すると、一対の導電板３２２間において、より小さい電場、すなわち、より低い電圧で、同じ電荷が蓄積されるため、結果として、キャパシタンス３０１が増大する。逆に、媒体３２３の誘電率３３０が低下すると、一対の導電板３２２間において同じ電荷を蓄積するために、より大きい電場、すなわち、より高い電圧が必要となり、結果として、キャパシタンス３０１が減少する。
【００６７】
一例において、電圧３２６は、交流（ＡＣ）バイアス電圧３３６の形態をとる。交流バイアス電圧３３６は、流体３１８において、望ましくない電気化学反応が起こるのを避けるために用いられる。具体的には、交流（ＡＣ）バイアス電圧３３６の使用は、複数の電極３０７の品質低下または劣化の原因となりうる電気化学反応の防止に役立つ。
【００６８】
実施態様に応じて、誘電体基板３０２、当該誘電体基板３０２に関連して実施される可変インダクタ３００、又は、これら両方は、３次元付加製造法、多層プリント回路基板製造法、多層微細加工プロセス、又は他の種類の製造プロセスのうち少なくとも１つを用いて実現することができる。一例においては、限定するものではないが、マイクロディスペンスポンピングシステムを用いて３次元印刷を行ってもよい。
【００６９】
可変コンデンサ３００は、回路の温度補償を行うことができる。例えば、限定するものではないが、キャパシタンス３０１は、温度に基づいて変化又は変動する。可変コンデンサ３００のキャパシタンスの温度係数（TCC: temperature coefficient of capacitance）は、特定の温度範囲におけるキャパシタンス３０１の最大変化を示す。誘電体基板３０２を構成する誘電材料、及び、可変コンデンサ３００に用いられる複数の液晶３２０の種類は、キャパシタンス３０１の温度による変動を抑制するように選択される。
【００７０】
いくつかの例においては、複数のコンデンサを用いて、温度による変動を補償する。例えば、限定するものではないが、キャパシタンスの正温度係数を有する第１可変コンデンサを、キャパシタンスの負温度係数を有する第２調節コンデンサと組み合わせてもよい。
【００７１】
図１に示す回路ネットワーク１００、図２に示す可変インダクタ２００、及び、図３に示す可変コンデンサ３００についての説明は、例示的な実施形態を実施する態様に対して物理的又は構造的な限定を加えるものではない。図示されたコンポーネントに加えて、又はこれらのコンポーネントに代えて、他のコンポーネントを用いることもできる。いくつかのコンポーネントは、任意であってもよい。また、図中のブロックは、機能コンポーネントを示す。これらのブロックのうち１つ又は複数は、例示的な実施形態において実施する際には、組み合わせたり、分割したり、組み合わせてから異なるブロックに分割したりすることができる。
【００７２】
他の例において、導体システム３０６は、一対の導電板３２２のみを含み、複数の電極３０７を含んでいない。これらの例において、電圧制御部３２４は、一対の導電板３２２に直接に電圧３２６を印加して、コア３０４を挟む一対の導電板３２２の間に電位差３２８が生成されるようにする。例えば、交流バイアス電圧３３６は、コア３０４が一対の導電板３２２に挟まれた状態で、当該一対の導電板３２２に対して直接に印加される。このように、導体システム３０６は、コア３０４の両端に設けられた複数の電極３０７、又は、コア３０４の周りに設けられているが当該コア３０４からは誘電的に分離されている一対の導電板３２２のうち少なくとも一方を含みうる。
【００７３】
次に図４を参照すると、例示的な実施形態による、可変インダクタの上側等角図が示されている。この例において、可変インダクタ４００は、図２に示す可変インダクタ２００の一実施例である。
【００７４】
図示のように、誘電体基板４０２は、可変インダクタ４００のベースとして機能する。誘電体基板４０２は、図２に示す誘電体基板２０２の一実施例である。誘電体基板４０２は、外面４０３を有する。この例においては、外面４０３の上側面４０５が示されている。
【００７５】
可変インダクタ４００は、第１電極４０４と、第２電極４０６と、コア４０８と、導体４１０とを含む。第１電極４０４、第２電極４０６、及びコア４０８は、それぞれ、図２に示す第１電極２１４、第２電極２１６、及びコア２０４の実施例である。第１電極４０４及び第２電極４０６は、誘電体基板４０２に支持されている。
【００７６】
図４においては、コア４０８が露出して示されている。コア４０８は、誘電体基板４０２内の第１電極４０４と第２電極４０６との間のチャネル（不図示）内に設けられている。コア４０８は、液晶と磁性ナノ粒子との混合流体で構成されている。
【００７７】
この例において、導体４１０は、第１群の導電線４１２を用いて実施することができる。第１群の導電線４１２は、コア４０８の周りに設けられているが、誘電体基板４０２により、コア４０８から誘電的に分離されている。導体４１０は、第１群の導電線４１２を、誘電体基板４０２の反対側に位置する第２群の導電線（不図示）に接続するビア４１３を更に含む。ビア４１３は、誘電体基板４０２を貫通している。
【００７８】
水平軸４１４は、コア４０８を通る長軸に実質的に平行である。垂直軸４１６は、コア４０８を通る長軸に実質的に直交している。
【００７９】
次に図５を参照すると、例示的な実施形態による、図４に示す可変インダクタ４００の下側等角図が示されている。この例において、外面４０３の下側面５００が示されている。
【００８０】
更に、第２群の導電線５０２が、誘電体基板４０２の下側面５００に沿って示されている。第２群の導電線５０２は、誘電体基板４０２を貫通するビア４１３を介して、図４に示す第１群の導電線４１２と電気的且つ導電的に接続されている。
【００８１】
次に図６を参照すると、例示的な実施形態による、図４に示す可変インダクタ４００及び誘電体基板４０２の断面図が示されている。この例においては、可変インダクタ４００及び誘電体基板４０２の断面図が、図６の線６−６の方向に沿って示されている。
【００８２】
図示のように、チャネル６００は、誘電体基板４０２内において、第１電極４０４と第２電極４０６との間に位置する。コア４０８は、チャネル６００内に設けられている。この例において、コア４０８は、複数の液晶６０１と複数の磁性ナノ粒子６０２とを含む。複数の液晶６０１及び複数の磁性ナノ粒子６０２は、共に、混合流体６０４を形成する。
【００８３】
電圧制御部６０６は、可変インダクタ４００に電気的に接続している。具体的には、電圧制御部６０６は、リード線６０８を介して第１電極４０４に電気的に接続されるとともに、リード線６１０を介して第２電極４０６に電気的に接続されている。電圧制御部６０６は、図２に示す電圧制御部２２４の一実施例である。
【００８４】
この例において、電圧制御部６０６は、第１電極４０４及び第２電極４０６に電圧を印加して、コア４０８の両端の第１電極４０４と第２電極４０６との間で電位差を生成する。第１電極４０４及び第２電極４０６に印加される電圧を変化させることにより、コア４０８の両端における電位差を変化させることができ、これにより、コア４０８の透磁率を変化させることができる。コア４０８の透磁率における変化は、可変インダクタ４００の導体４０７のインダクタンスに影響を与えうる。
【００８５】
この例においては、第１電極４０４にも第２電極４０６にも電圧が印加されていない場合、複数の液晶６０１及び複数の磁性ナノ粒子６０２は、ランダム配向６１２を有する。第１電極４０４及び第２電極４０６に電圧が印加されている場合、複数の液晶６０１及び複数の磁性ナノ粒子６０２は、コア４０８を通る長軸６１４に対して整列する。
【００８６】
次に図７を参照すると、例示的な実施形態による、図６に示すコア４０８内の液晶及び磁性ナノ粒子の配向が示されている。この例において、電圧制御部６０６は、第１電極４０４及び第２電極４０６に電圧を印加して、コア４０８の両端における電位差を生成している。
【００８７】
第１電極４０４及び第２電極４０６に電圧を印加することにより、複数の液晶６０１が長軸６１４に対して実質的に平行に整列する。更に、複数の液晶６０１の整列により、複数の磁性ナノ粒子６０２も共に整列する。このように、複数の液晶６０１及び複数の磁性ナノ粒子は、規則配向７００を有する。
【００８８】
次に図８を参照すると、例示的な実施形態による、可変コンデンサの上面図が示されている。この例において、可変コンデンサ８００は、図３に示す可変コンデンサ３００の一実施例である。
【００８９】
図示のように、誘電体基板８０２は、可変コンデンサ８００のベースとして機能する。誘電体基板８０２は、図３に示す誘電体基板３０２の一実施例である。誘電体基板８０２は、外面８０３を有する。図８には、外面８０３の上側面８０５が示されている。
【００９０】
この例においては、誘電体基板８０２内のコア８０４が露出状態にて示されている。コア８０４は、図３に示すコア３０４の一実施例である。
【００９１】
第１電極８０６及び第２電極８０８は、誘電体基板８０２に支持されるとともに、コア８０４に対して位置決めされている。第１電極８０６及び第２電極８０８は、それぞれ、図３に示す第１電極３１４及び第２電極３１６の実施例である。
【００９２】
この例において、導電板８１０及び導電板８１２は、一対の導電板を形成している。導電板８１０及び導電板８１２は、図３に示す一対の導電板３２２の一実施例である。
【００９３】
導電板８１０は、誘電体基板８０２における外面８０３の上側面８０５に設けられている。露出して示されている導電板８１２は、誘電体基板８０２において、外面８０３の下側面（不図示）に設けられている。このように、導電板８１０及び導電板８１２は、誘電体基板８０２及び当該誘電体基板８０２内のコア８０４により分離されている。誘電体基板８０２は、導電板８１０及び導電板８１２を、コア８０４から誘電的に分離する。
【００９４】
電圧制御部８１４は、リード線８１６を介して第１電極８０６に電気的に接続されるとともに、リード線８１８を介して第２電極８０８に電気的に接続されている。電圧制御部８１４は、第１電極８０６及び第２電極８０８に電圧を印加して、コア８０４の両端において電位差を生成するために用いられる。この電位差により、コア８０４の誘電率に正味の変化が生じる。第１電極８０６及び第２電極８０８に印加される電圧の変化により、コア８０４の誘電率を変化させることができ、この結果、導電板８１０及び導電板８１２のキャパシタンスに変化が生じうる。
【００９５】
他の例において、電圧制御部８１４は、コア８０４が導電板８１０と導電板８１２との間に挟まれた状態で、これら２つの導電板に対して直接に交流バイアス電圧を印加するように構成されている。これらの例において、第１電極８０６及び第２電極８０８は、可変コンデンサ８００から任意で省くこともできる。
【００９６】
次に図９を参照すると、例示的な実施形態による、図８に示す可変コンデンサ８００及び誘電体基板８０２の断面図が示されている。この例において、可変コンデンサ８００及び誘電体基板８０２の断面図が、図８の線９−９の方向に沿って示されている。
【００９７】
この例において、誘電体基板８０２における外面８０３の下側面９００が示されている。導電板８１２は、誘電体基板８０２の下側面９００に設けられており、導電板８１０は、誘電体基板８０２の上側面８０５に設けられている。このように、導電板８１２及び導電板８１０は、コア８０４の周りに設けられているが、誘電体基板８０２によりコア８０４から誘電的に分離されている。
【００９８】
図示のように、コア８０４は、複数の液晶９０２により形成される流体で構成されている。この例においては、第１電極８０６にも第２電極８０８にも電圧が印加されない場合、複数の液晶９０２は、ランダム配向９０４を有する。
【００９９】
次に図１０を参照すると、例示的な実施形態による、図９に示すコア８０４内の液晶の配向が示されている。この例において、電圧制御部８１４は、第１電極８０６及び第２電極８０８に電圧を印加している。この結果、複数の液晶９０２は、規則配向１０００される。具体的には、複数の液晶９０２は、コア８０４を通る長軸１００２と実質的に平行に整列される。
【０１００】
次に図１１を参照すると、例示的な実施形態による、インピーダンス整合フィルタリングネットワークの上面図が示されている。この例において、インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１１００は、図１に示すインピーダンス整合フィルタリングネットワーク１２２の一実施例である。
【０１０１】
図示のように、インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１１００は、送信機１１０２から入力を受信し、この入力に基づいて出力を生成し、アンテナ１１０４に対して当該出力を送信する。送信機１１０２から受信した入力は、送信機１１０２によって生成された出力である。この入力は、電流源として見做しうる。この例において、インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１１００は、送信機１１０２から受信した入力をフィルタリングするとともに、送信機１１０２とアンテナ１１０４との間の全体的な電力伝達を向上させるために、送信機１１０２のインピーダンスをアンテナ１１０４の負荷のインピーダンスに整合させる。
【０１０２】
この例では、インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１１００は、パイネットワーク（pi-network）１１０６の形態をとる。図示のように、インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１１００は、電圧制御システム１１０８を含む。このシステムは、図１に示す電圧制御システム１３６の一実施例である。電圧制御システム１１０８は、電圧制御部１１１０と、電圧制御部１１１２と、電圧制御部１１１４とを含む。電圧制御部１１１０、電圧制御部１１１２、及び電圧制御部１１１４は、図１に示す所定数の電圧制御部１３８の一実施例である。
【０１０３】
インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１１００は、誘電体基板１１１６に支持されている。誘電体基板１１１６は、図１に示すベース１３２の一実施例である。インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１１００は、可変インダクタ１１１８と、可変コンデンサ１１２０と、可変コンデンサ１１２２とを含む。誘電体基板１１１６は、可変インダクタ１１１８、可変コンデンサ１１２０、及び可変コンデンサ１１２２の各々のベースとして機能する。
【０１０４】
図示のように、可変インダクタ１１１８、可変コンデンサ１１２０、及び可変コンデンサ１１２２は、パイ（π）記号の形状に似た態様に設計されている。可変インダクタ１１１８は、図２に示す可変インダクタ２００の一実施例である。可変コンデンサ１１２０及び可変コンデンサ１１２２は、図３に示す可変コンデンサ３００の実施例である。
【０１０５】
可変インダクタ１１１８は、第１電極１１２４と、第２電極１１２６と、コア１１２８と、導体１１３０とを含む。コア１１２８は、誘電体基板１１１６内のチャネルに設けられている。コア１１２８は、液晶と磁性ナノ粒子との混合流体で構成されている。導体１１３０は、コア１１２８の周りに設けられているが、コア１１２８から誘電的に分離されている。
【０１０６】
電圧制御部１１１０は、リード線１１３４により第１電極１１２４に電気的に接続されるとともに、リード線１１３６により第２電極１１２６に電気的に接続されている。電圧制御部１１１０は、第１電極１１２４及び第２電極１１２６に印加される電圧を制御する。
【０１０７】
可変コンデンサ１１２０は、第１電極１１３８と、第２電極１１４０と、コア１１４２と、一対の導電板１１４４とを含む。コア１１４２は、誘電体基板１１１６内の他のチャネルに設けられている。コア１１４２は、液晶のみを含む流体で構成されている。一対の導電板１１４４は、コア１１４２の周りに平行に設けられているが、誘電体基板１１１６により、コア１１４２から誘電的に分離されている。
【０１０８】
電圧制御部１１１２は、リード線１１４６により第１電極１１３８に電気的に接続されるとともに、リード線１１４８により第２電極１１４０に電気的に接続されている。電圧制御部１１１２は、第１電極１１３８及び第２電極１１４０に印加される電圧を制御する。
【０１０９】
可変コンデンサ１１２２は、第１電極１１５０と、第２電極１１５２と、コア１１５４と、一対の導電板１１５６とを含む。コア１１５４は、誘電体基板１１１６内の更に他のチャネルに設けられている。コア１１５４は、液晶のみを含む流体で構成されている。一対の導電板１１５６は、コア１１５４の周りに平行に設けられているが、誘電体基板１１１６により、コア１１５４から誘電的に分離されている。
【０１１０】
電圧制御部１１１４は、リード線１１５８により第１電極１１５０に電気的に接続されるとともに、リード線１１６０により第２電極１１５２に電気的に接続されている。電圧制御部１１１４は、第１電極１１５０及び第２電極１１５２に印加される電圧を制御する。
【０１１１】
適応性インピーダンス整合及び適応性フィルタリングを実現するために、可変インダクタ１１１８、可変コンデンサ１１２０、及び可変コンデンサ１１２２の電極に印加される電圧は、それぞれ、電圧制御部１１１０、電圧制御部１１１２、及び電圧制御部１１１４により制御される。具体的には、可変インダクタ１１１８のコア１１２８内における液晶と磁性ナノ粒子との混合物を用いることにより、性能を損なうことなく、カットオフ周波数よりも早い信号応答を実現することができる。
【０１１２】
送信機１１０２から入力が受信されると、電流は、一対の導電板１１４４、導体１１３０、及び一対の導電板１１５６を通過してから、インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１１００の外へ出力される。可変インダクタ１１１８、可変コンデンサ１１２０、及び可変コンデンサ１１２２を用いることにより、インピーダンス整合フィルタリングネットワーク１１００のコスト、サイズ、及び重量を低減することができる一方で、適応性インピーダンス整合及び適応性フィルタリングにおいて所望の性能を実現することができる。
【０１１３】
図４〜７に示す可変インダクタ４００、図８〜１０に示す可変コンデンサ８００、及び図１１に示すインピーダンス整合フィルタリングネットワーク１１００についての説明は、例示的な実施形態を実施する態様に対して物理的又は構造的な限定を加えるものではない。図示されたコンポーネントに加えて、又はこれらのコンポーネントに代えて、他のコンポーネントを用いることもできる。いくつかのコンポーネントは、任意であってもよい。
【０１１４】
図４〜１１に示される様々なコンポーネントは、図１〜３のブロック図に示すコンポーネントが、どのように物理的構造体として実現されるかを示す具体例である。加えて、図４〜１１に示されるコンポーネントのいくつかは、図１〜３に示されるコンポーネントと組み合わせてもよいし、図１〜３に示されるコンポーネントと共に用いてもよいし、これら両方を行ってもよい。
【０１１５】
次に図１２を参照すると、例示的な実施形態による、コアの透磁率を管理するためのプロセスを示すフローチャートが示されている。図１２に示すプロセスは、図２に示す可変インダクタ２００のコア２０４などの、可変インダクタのコアの透磁率を管理するために用いることができる。
【０１１６】
プロセスを開始すると、まず、複数の液晶及び複数の磁性ナノ粒子の混合物を含むコアに対して位置決めされた複数の電極に対して、電圧を印加する（動作１２００）。複数の電極に印加される電圧を変化させることにより、当該複数の電極に印加される電圧の変化に従ってコアの透磁率を変化させる（動作１２０２）。コアの透磁率の変化に従って、コアの周りに設けられてはいるが当該コアからは誘電的に分離されている導体のインダクタンスを変化させる（動作１２０４）。この後、プロセスは終了する。
【０１１７】
具体的には、動作１２０２において、電圧を変化させると、複数の液晶の配向が変化して、複数の磁性ナノ粒子の配向が変化する。複数の磁性ナノ粒子の配向の変化により、コアの透磁率が変化する。更に、コアが、可変インダクタの一部として実現され、このインダクタにおいて、コアの周りに導体が設けられている場合、コアの透磁率を変化させると、導体のインダクタンスも変化する。
【０１１８】
次に図１３を参照すると、例示的な実施形態による、可変インダクタを管理するためのプロセスのフローチャートが示されている。図１３に示すプロセスは、図２に示す可変インダクタ２００を管理するために実行することができる。
【０１１９】
プロセスを開始すると、まず、複数の液晶及び複数の磁性ナノ粒子の混合物を含むコアに対して位置決めされた複数の電極に対して、電圧を印加する（動作１３００）。複数の電極に電圧を印加することにより、複数の液晶が、コアの両端に生成された電位差を受けてコアを通る長軸に整列するようにする（動作１３０２）。更に、複数の液晶の整列中、当該複数の液晶と共に複数の磁性ナノ粒子も整列させる（動作１３０４）。複数の電極に印加される電圧を変化させる（動作１３０６）。
【０１２０】
複数の電極に印加される電圧の変化に従って、コアの透磁率を変化させる（動作１３０８）。コアの透磁率の変化に従って、コアの周りに設けられてはいるが当該コアからは誘電的に分離されている導体のインダクタンスを変化させる（工程１３１０）。この後、プロセスは終了する。
【０１２１】
図示された様々な実施形態のフローチャート及びブロック図は、例示的な実施形態における装置及び方法のいくつかの考えられる実施態様の構造、機能、及び動作を示すものである。この点では、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、及び／又は、動作若しくはステップの一部を表す。
【０１２２】
例示的な実施形態のいくつかの代替の態様において、ブロックで述べられている１つ又は複数の機能は、図で述べられている順序とは異なる順序で実行してもよい。例えば、いくつかのケースにおいては、関連する機能に応じて、連続して示されている２つのブロックは実質的に同時に実行されてもよいし、逆の順序で実行されてもよい。また、フローチャート又はブロック図に示されたブロックに対して、さらに他のブロックを追加してもよい。
【０１２３】
したがって、例示的な実施形態においては、可変インダクタにおけるコアの透磁率を管理することにより、この可変インダクタのインダクタンスを管理するための方法及び装置が提供される。一例においては、コアに対して位置決めされた複数の電極に対して、電圧が印加される。コアは、複数の液晶及び複数の磁性ナノ粒子の混合物を含みうる。複数の電極に印加される電圧は、変化させることができる。複数の電極に印加される電圧の変化に従って、コアの透磁率は変化する。更に、コアの透磁率が変化すると、可変インダクタの全体的なインダクタンスは変化する。
【０１２４】
例示的な実施形態においては、広帯域の適応性インピーダンス整合フィルタリングネットワークを、コスト効率よく製造することを容易にする方法及び装置が提供される。更に、例示的な実施形態で説明した種類の可変インダクタは、現在入手可能なインダクタと比較して、無線周波数（ＲＦ）システムの全体的な性能を向上させるとともに、電力消費を低減することができる。
【０１２５】
例示的な実施形態で説明した可変インダクタにより、インピーダンス整合フィルタリングネットワークを小型化及び軽量化することができる。更に、この可変インダクタにより、必要な回路コンポーネントの数を減らすことができるため、インピーダンス整合フィルタリングネットワークに必要な機械的構造及び組み立てプロセスを簡易化することができる。
【０１２６】
例示的な実施形態で説明した可変インダクタ及び可変コンデンサは、無線周波数で動作する様々なシステムの回路ネットワークを形成する際に、特に有用であろう。これらのシステムは、限定するものではないが、携帯電話、衛星通信システム、テレビ、レーダー画像システム、及び、無線で動作する他の種類のシステムを含みうる。
【０１２７】
さらに、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。
【０１２８】
付記１．
複数の液晶及び複数の磁性ナノ粒子を含むコアと、
前記コアに対して位置決めされた複数の電極と、を含み、
前記複数の電極に印加される電圧の変化により、前記コアの透磁率が変化する、装置。
【０１２９】
付記２．
前記コアの周りに設けられた導体を更に含み、前記コア、前記複数の電極、及び前記導体は、可変インダクタを形成する、付記１に記載の装置。
【０１３０】
付記３．
前記複数の電極及び前記導体のベースとして機能する誘電体基板を更に含み、前記コアは、前記誘電体基板内のチャネルに設けられている、付記２に記載の装置。
【０１３１】
付記４．
前記複数の電極に印加される電圧の変化により、前記コアの透磁率が変化して、前記可変インダクタのインダクタンスが変化する、付記２に記載の装置。
【０１３２】
付記５．
前記可変インダクタは、フィルタリング回路、インピーダンス整合回路、又は、インピーダンス整合フィルタリング回路のうち、少なくとも１つに属する、付記２に記載の装置。
【０１３３】
付記６．
前記可変インダクタに電気的に接続された所定数の可変コンデンサを更に含む、付記２に記載の装置。
【０１３４】
付記７．
前記電圧を生成及び制御する電圧制御部を更に含み、前記電圧のピーク又は周波数のうち少なくとも一方の変化により、前記コアの透磁率が変化する、付記１に記載の装置。
【０１３５】
付記８．
前記電圧は、交流バイアス電圧である、付記１に記載の装置。
【０１３６】
付記９．
前記複数の電極は、
前記コアの第１端に対して位置決めされた第１電極と、
前記コアの第２端に対して位置決めされた第２電極と、を含む、付記１に記載の装置。
【０１３７】
付記１０．
可変インダクタを形成する付記１に記載の装置であって、前記コアは、複数の液晶及び複数の磁性ナノ粒子の混合流体を含み、前記装置は、
前記コアに対して位置決めされた複数の電極と、
前記コアの周りに設けられた導体と、を更に含み、前記複数の電極に印加される電圧の変化により、前記コアの透磁率が変化して、前記導体のインダクタンスが変化する、装置。
【０１３８】
付記１１．
前記可変インダクタのベースとして機能する誘電体基板を更に含み、前記コアは、前記誘電体基板内のチャネルに設けられている、付記１０に記載の装置。
【０１３９】
付記１２．
前記電圧は、第１電圧であり、
複数の液晶を含むコンデンサコアと、
前記コンデンサコアに対して位置決めされた導体システムと、を備える可変コンデンサを更に含み、前記導体システムに印加される第２電圧の変化により、前記コンデンサコアの誘電率が変化して、前記導体システムのキャパシタンスが変化する、付記１０に記載の装置。
【０１４０】
付記１３．
前記導体システムは、前記コンデンサコアの端部に設けられた複数の電極、又は、前記コンデンサコアの周りに設けられてはいるが前記コンデンサコアからは誘電的に分離されている一対の導電板のうち、少なくとも一方を含む、付記１２に記載の装置。
【０１４１】
付記１４．
誘電体基板を更に含み、
前記可変インダクタの前記コアは、前記誘電体基板内のチャネルに設けられており、
前記可変インダクタは、前記誘電体基板と関連付けられた所定数の可変インダクタのうちの１つであり、前記可変コンデンサは、前記誘電体基板と関連付けられた所定数の可変コンデンサのうちの１つである、付記１２に記載の装置。
【０１４２】
付記１５．
前記可変インダクタの前記複数の電極に印加される前記第１電圧を生成及び制御するとともに、前記可変コンデンサの前記導体システムに印加される前記第２電圧を生成及び制御する電圧制御システムを更に含む、付記１４に記載の装置。
【０１４３】
付記１６．
前記所定数の可変インダクタ、前記所定数の可変コンデンサ、及び前記電圧制御システムは、フィルタリング回路、インピーダンス整合回路、又は、インピーダンス整合フィルタリング回路のうち、少なくとも１つを形成する、付記１５に記載の装置。
【０１４４】
付記１７．
前記フィルタリング回路は、ハイパスフィルタ回路、ローパスフィルタ回路、マルチパスフィルタ回路、オールパスフィルタ回路、バンドパスフィルタ回路、又はノッチフィルタ回路のうち、少なくとも１つを含む、付記１６に記載の装置。
【０１４５】
付記１８．
コアの透磁率を管理するための方法であって、
複数の液晶及び複数の磁性ナノ粒子を含むコアに対して位置決めされた複数の電極に対して、電圧を印加することと、
前記複数の電極に印加される電圧を変化させることと、を含み、当該複数の電極に印加される電圧の変化に従って前記コアの透磁率を変化させる、方法。
【０１４６】
付記１９．
前記電圧を変化させることは、
前記複数の液晶の配向を変化させて、前記複数の磁性ナノ粒子の配向を変化させることにより、前記コアの透磁率を変化させることを含む、付記１８の方法。
【０１４７】
付記２０．
前記電圧を変化させることは、
前記複数の液晶の配向を変化させて、前記複数の磁性ナノ粒子の配向を変化させることにより、前記コアの周りに設けられている導体のインダクタンスを変化させることを含む、付記１８に記載の方法。
【０１４８】
様々な例示的な実施形態の説明は、例示及び説明のために提示したものであり、全てを網羅することや、開示した形態での実施に限定することを意図するものではない。多くの改変又は変形が当業者には明らかであろう。さらに、例示的な実施形態は、他の望ましい実施形態とは異なる特徴をもたらす場合がある。選択した実施形態は、実施形態の原理及び実際の用途を最も的確に説明するために、且つ、当業者が、想定した特定の用途に適した種々の改変を加えた様々な実施形態のための開示を理解できるようにするために、選択且つ記載したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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