(57)【要約】  アンテナ構成が提供される。アンテナ構成はベースバンドチェーンを備える。アンテナ構成はアンテナアレイを備える。アンテナアレイは、ベースバンドチェーンに結合され、第１のサブアレイと第２のサブアレイとに分割される。第１のサブアレイは第１の偏波のみのアンテナエレメントを備え、第２のサブアレイは第２の偏波のみのアンテナエレメントを備える。第１のサブアレイおよび第２のサブアレイは、第１のサブアレイのアンテナエレメントと第２のサブアレイの前記アンテナエレメントとが、互いに対して回転されない平行移動されることを除いて、互いに対して同等のロケーションにおいてそれらのアンテナエレメントを有する。【選択図】図３
2021518704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）と、
アンテナアレイ（１５０ａ、１５０ｂ）と
を備えるアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）であって、
前記アンテナアレイ（１５０ａ、１５０ｂ）が前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）に結合され、第１のサブアレイ（１３０ａ）と第２のサブアレイ（１３０ｂ）とに分割され、
前記第１のサブアレイ（１３０ａ）が第１の偏波のみのアンテナエレメント（１６０ａ、１６０ｂ）を備え、前記第２のサブアレイ（１３０ｂ）が第２の偏波のみのアンテナエレメント（１６０ａ、１６０ｂ）を備え、
前記第１のサブアレイ（１３０ａ）および前記第２のサブアレイ（１３０ｂ）は、前記第１のサブアレイ（１３０ａ）の前記アンテナエレメント（１６０ａ、１６０ｂ）と前記第２のサブアレイ（１３０ｂ）の前記アンテナエレメント（１６０ａ、１６０ｂ）とが、互いに対して回転されないが平行移動されることを除いて、互いに対して同等のロケーションにおいてそれらのアンテナエレメント（１６０ａ、１６０ｂ）を有する、
アンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項２】
すべての前記アンテナエレメント（１６０ａ、１６０ｂ）が同じ電力パターンを有する、請求項１に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項３】
前記アンテナアレイ（１５０ａ、１５０ｂ）が指向方向を有し、前記第１のサブアレイ（１３０ａ）と前記第２のサブアレイ（１３０ｂ）とが、前記指向方向において互いに物理的に重なり合わないように互いに対して平行移動される、請求項１または２に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項４】
前記第１のサブアレイ（１３０ａ）と前記第２のサブアレイ（１３０ｂ）とが少なくとも最小距離で互いに対して平行移動され、前記最小距離が、熱生成基準に応じて選択される、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項５】
アナログ配信ネットワーク（１７０ａ、１７０ｂ）をさらに備え、前記アンテナアレイ（１５０ａ、１５０ｂ）が前記アナログ配信ネットワーク（１７０ａ、１７０ｂ）を介して前記ベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）に結合される、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項６】
前記アナログ配信ネットワーク（１７０ａ、１７０ｂ）が、アナログ位相シフタ、電力増幅器および低雑音増幅器のうちの少なくとも１つを備える、請求項５に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項７】
前記第１の偏波と前記第２の偏波とが相互に直交する、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項８】
前記第１のサブアレイ（１３０ａ）および前記第２のサブアレイ（１３０ｂ）の前記アンテナエレメント（１６０ａ、１６０ｂ）が１つの同一の一様線形アレイに従って配置された、請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項９】
前記第１のサブアレイ（１３０ａ）および前記第２のサブアレイ（１３０ｂ）の前記アンテナエレメント（１６０ａ、１６０ｂ）が１つの同一の不規則な１次元アレイに従って配置された、請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項１０】
前記不規則な１次元アレイが２つの一様線形アレイによって画定された、請求項９に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項１１】
前記第１のサブアレイ（１３０ａ）および前記第２のサブアレイ（１３０ｂ）の前記アンテナエレメント（１６０ａ、１６０ｂ）が１つの同一の一様矩形アレイに従って配置された、請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項１２】
前記第１のサブアレイ（１３０ａ）および前記第２のサブアレイ（１３０ｂ）の前記アンテナエレメント（１６０ａ、１６０ｂ）が１つの同一の不規則な２次元アレイに従って配置された、請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項１３】
前記アンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）が少なくとも２つのアンテナアレイ（１５０ａ、１５０ｂ）を備え、前記少なくとも２つのアンテナアレイ（１５０ａ、１５０ｂ）の各々がそれ自体のベースバンドチェーン（１４０ａ、１４０ｂ）に結合された、請求項１から１２のいずれか一項に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項１４】
前記少なくとも２つのアンテナアレイ（１５０ａ、１５０ｂ）の各々がそれ自体の指向方向を有する、請求項１３に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載のアンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）を備える無線トランシーバデバイス（２００）。
【請求項１６】
二重偏波ビームフォーミングのための方法であって、前記方法は請求項１５に記載の無線トランシーバデバイス（２００）によって実行され、前記方法は、前記アンテナ構成（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）によって信号を送ることによって前記信号を通信すること（Ｓ１０２）
を含む、二重偏波ビームフォーミングのための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で提示される実施形態は、二重偏波ビームフォーミングのためのアンテナ構成、方法、無線トランシーバデバイス、コンピュータプログラム、およびコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークでは、所与の通信プロトコル、通信プロトコルのパラメータ、および通信ネットワークが展開される物理的環境について良好なパフォーマンスおよび容量を得る課題があり得る。
【０００３】
たとえば、モバイル通信システムの将来の世代のために、多くの異なるキャリア周波数における周波数帯域が必要とされ得る。たとえば、ワイヤレスデバイスのための十分なネットワークカバレッジを達成するために、低いそのような周波数帯域が必要とされ得、要求されるネットワーク容量に達するために、（たとえばミリメートル波長（ｍｍＷ）の、すなわち３０ＧＨｚ付近のおよびそれを上回る）より高い周波数帯域が必要とされ得る。一般的に言えば、高い周波数では、無線チャネルの伝搬特性はより困難であり、ネットワークのアクセスノードとワイヤレスデバイスの両方におけるビームフォーミングは、十分なリンクバジェットに達することが必要とされ得る。
【０００４】
ワイヤレスデバイスは、アナログビームフォーミング、デジタルビームフォーミング、またはハイブリッドビームフォーミングによってビームフォーミングを実装し得る。各実装形態はそれの利点および欠点を有する。デジタルビームフォーミング実装形態は、３つのうちの最もフレキシブルな実装形態であるが、必要とされる無線チェーンおよびベースバンドチェーンの数が大きいことにより最もコストがかかる。アナログビームフォーミング実装形態は、デジタルビームフォーミング実装形態と比較して、無線チェーンおよびベースバンドチェーンの数が低減されることにより、製造するには最もフレキシブルでないが、より安価である。ハイブリッドビームフォーミング実装形態はアナログビームフォーミング実装形態とデジタルビームフォーミング実装形態との間の折衷物である。当業者が理解するように、異なるワイヤレスデバイスのコストおよびパフォーマンス要件に応じて、異なる実装形態が必要とされる。
【０００５】
ワイヤレスデバイスのための、異なる周波数帯域のための異なるアンテナアーキテクチャについて説明する。（たとえば、１５ＧＨｚを上回る）高周波数帯域において、アンテナアレイの「パネル」と呼ばれるものについて説明する。アンテナアレイのこれらのパネルは、たとえばアナログ位相シフタを使用することによってステアリングされる、一様線形／矩形アレイ（ＵＬＡ／ＵＲＡ）であり得る。異なる方向からのカバレッジを得るために、アンテナアレイの複数のパネルがワイヤレスデバイスの異なる側に取り付けられ得る。特に明記されていない限り、アンテナアレイおよびパネルという用語は以下で互換的に使用される。
【０００６】
ワイヤレスデバイスの場合、入来信号はすべての異なる方向から到着することができ、したがって、高利得狭指向性ビームに加えて全指向性のようなカバレッジを生成する可能性を有する、ワイヤレスデバイスにおいてアンテナ構成を有することは有益であり得る。たとえば、ワイヤレスデバイスが急速に回転する場合、ワイヤレスデバイスをサーブする無線アクセスネットワークノードとの狭ビーム通信を維持することが困難であり得、したがって、よりロバストな全指向性カバレッジがワイヤレスデバイスにおいて一時的に好ましい。
【０００７】
しかしながら、単一偏波（single polarized）アンテナエレメントをもつアンテナアレイ（およびアナログ配信ネットワーク）の場合、ビーム幅が多種多様であるビームを生成することは困難であり得る。したがって、単一のアンテナエレメントのビーム幅から、アンテナアレイ全体のすべてのアンテナエレメントを共相化する（co-phase）ことによって与えられるビーム幅にわたる、基本的にどんなビーム幅ももつビームを生成するために二重偏波（dual-polarized）ビームフォーミングが使用され得るように、二重偏波アンテナエレメントをもつパネルが好ましい。
【０００８】
図１は、多種多様なビーム幅を生成するために使用され得るアナログアンテナアレイ１５０ａの例示的なアーキテクチャを備えるワイヤレスデバイス２００’を概略的に示す。アナログアンテナアレイ１５０ａは、アンテナエレメント１６０ａ当たり１つの位相シフタと１つのスイッチとをもつアナログ配信ネットワーク１７０ａに動作可能に接続された４つの単一偏波アンテナエレメント１６０ａを有する。今度は、アナログ配信ネットワーク１７０ａは単一のベースバンド（ＢＢ）チェーン１４０ａに動作可能に接続される。単一偏波アンテナエレメント１６０ｂをもち、それ自体のアナログ配信ネットワーク１７０ｂを介してさらなるベースバンドチェーン１４０ｂに動作可能に接続されたさらなるアンテナアレイ１５０ｂが、直交偏波を使用する通信を可能にするために与えられ得る。
【０００９】
より高い周波数帯域において動作するワイヤレスデバイスについての放出に関する規制制限により、限られた出力電力のみが平方センチメートル当たり適用され得ることになる。したがって、許容出力電力を最大にするために、ワイヤレスデバイスにおいて空間中でできる限り多くアンテナエレメントを拡げることが有益である。また、互いに近接して配置されたアンテナエレメントはワイヤレスデバイスにおいて局部過熱を引き起こし得る。しかしながら、ワイヤレスデバイスにおいてアナログビームフォーマーによってビームを生成するために、アンテナアレイのアンテナエレメントは、グレーティングローブ（grating lobe）が回避され得るように、（信号送信および受信のために使用されるキャリア周波数の０．５波長のオーダーで）互いに近接して配置されることが好ましい。
【００１０】
したがって、依然として、ワイヤレスデバイスなど、無線トランシーバデバイスのための改善されたアンテナ構成が必要である。
【発明の概要】
【００１１】
本明細書の実施形態の目的は、ワイヤレスデバイスなど、無線トランシーバデバイス中で使用され得、上記の問題がないか、または少なくともこれらの問題が低減されたもしくは緩和された、改善されたアンテナ構成を提供することである。
【００１２】
第１の態様によれば、アンテナ構成が提示される。アンテナ構成はベースバンドチェーンを備える。アンテナ構成はアンテナアレイを備える。アンテナアレイは、ベースバンドチェーンに結合され、第１のサブアレイと第２のサブアレイとに分割される。第１のサブアレイは第１の偏波のみのアンテナエレメントを備え、第２のサブアレイは第２の偏波のみのアンテナエレメントを備える。第１のサブアレイおよび第２のサブアレイは、第１のサブアレイのアンテナエレメントと第２のサブアレイのアンテナエレメントとが、互いに対して回転されないが平行移動されることを除いて、互いに対して同等のロケーションにおいてそれらのアンテナエレメントを有する。
【００１３】
有利には、このアンテナ構成は、ワイヤレスデバイスなど、無線トランシーバデバイス中で使用され得、上記の問題がない。
【００１４】
有利には、このアンテナ構成は、二重偏波ビームフォーミングを使用することによってフレキシブルなビーム形状を作成するために使用され得、同時に、最大許容出力電力が、規制放出限界を超えることなしに、図１におけるアンテナ構成と比較して増加し得るように空間的に分配されたアンテナアレイを有し得る。
【００１５】
第２の態様によれば、無線トランシーバデバイスが提示される。無線トランシーバデバイスは第１の態様によるアンテナ構成を備える。
【００１６】
第３の態様によれば、二重偏波ビームフォーミングのための方法が提示される。本方法は第２の態様による無線トランシーバデバイスによって実行される。本方法は、アンテナ構成によって信号を送ることによってその信号を通信することを含む。
【００１７】
第４の態様によれば、二重偏波ビームフォーミングのためのコンピュータプログラムが提示され、コンピュータプログラムは、第２の態様による無線トランシーバデバイス上で実行されたとき、無線トランシーバデバイスに第３の態様による方法を実行させるコンピュータプログラムコードを備える。
【００１８】
第５の態様によれば、第４の態様によるコンピュータプログラムと、コンピュータプログラムが記憶されるコンピュータ可読記憶媒体とを備えるコンピュータプログラム製品が提示される。コンピュータ可読記憶媒体は非一時的コンピュータ可読記憶媒体であり得る。
【００１９】
含まれる実施形態の他の目的、特徴および利点は、以下の詳細な開示から、添付の従属クレームから、ならびに図面から明らかになろう。
【００２０】
一般に、本明細書で別段に明示的に定義されていない限り、特許請求の範囲において使用されるすべての用語は、技術分野における用語の通常の意味に従って解釈されるべきである。「要素、装置、構成要素、手段、モジュール、ステップなど」へのすべての参照は、別段に明示的に述べられていない限り、要素、装置、構成要素、手段、モジュール、ステップなどの少なくとも１つのインスタンスを参照するものとしてオープンに解釈されるべきである。本明細書で開示されるいずれの方法のステップは、明記されていない限り、開示された厳密な順序で実行される必要はない。
【００２１】
次に、添付の図面を参照しながら、例として、本発明的概念について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来技術によるアンテナ構成を概略的に示す図である。
【図２】実施形態による通信システムを示す概略図である。
【図３】実施形態によるアンテナ構成を概略的に示す図である。
【図４】実施形態によるアンテナ構成を概略的に示す図である。
【図５】実施形態によるアンテナ構成を概略的に示す図である。
【図６】実施形態によるアンテナ構成を概略的に示す図である。
【図７】一実施形態による方法のフローチャートである。
【図８】一実施形態による、無線トランシーバデバイスの機能ユニットを示す概略図である。
【図９】一実施形態による、無線トランシーバデバイスの機能モジュールを示す概略図である。
【図１０】一実施形態による、コンピュータ可読記憶媒体を備えるコンピュータプログラム製品の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、発明的概念のいくつかの実施形態が示されている添付の図面を参照しながら、発明的概念について以下でより十分に説明する。この発明的概念は、しかしながら、多くの異なる形式において実施され得、本明細書に記載された実施形態に限定されるものと解釈されるべきでない。そうではなく、これらの実施形態は、本開示が徹底的で完全であり、発明的概念の範囲を当業者に十分に伝達するように、例として与えられる。説明全体にわたって同様の番号は同様の要素を指す。一点鎖線によって示されたステップまたは特徴は随意のものと見なされるべきである。
【００２４】
図２は、ワイヤレスデバイス２００として実装される無線トランシーバデバイスへのネットワークアクセスを与える無線アクセスネットワークノード３００として実装される無線トランシーバデバイスを備える通信システム１００を示す概略図である。ワイヤレスデバイス２００は、少なくとも１つの受信機チェーンを備えると仮定され、Ｍ個のビーム１１０ａ、１１０ｂ、…、１１０Ｍにおいて無線アクセスネットワークノード３００からの信号を受信するように設定される。ビーム１１０ａ、１１０ｂ、…、１１０Ｍはすべて同じ幅を有し得るか、またはビーム１１０ａ、１１０ｂ、…、１１０Ｍのうちの少なくとも２つは相互に異なる幅を有する。ワイヤレスデバイス２００は、したがって、（全指向性ビームとは対照的に）Ｍ個のビーム１１０ａ、１１０ｂ、…、１１０Ｍにおいて通信するように設定される。
【００２５】
無線アクセスネットワークノード３００は、アクセスノード、無線基地局、トランシーバ基地局、ノードＢ、エボルブドノードＢ、ｇノードＢ、アクセスポイントなどのいずれかであり得る。ワイヤレスデバイス２００は、ワイヤレスデバイス、移動局、モバイルフォン、ハンドセット、ワイヤレスローカルループフォン、ユーザ機器（ＵＥ）、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ワイヤレスセンサーなどのいずれかであり得る。
【００２６】
上記で開示したように、グレーティングローブなしにビームを生成するためにアンテナエレメントを互いに近接して配置させながら、許容出力電力を最大にするためにワイヤレスデバイスにおいて空間中でできる限り多くアンテナエレメントを拡げることが有益である。
【００２７】
したがって、依然としてグレーティングローブなしにビームが生成されることを可能にしながらアンテナエレメントが拡げられることを可能にするアンテナ構成が開示される。
【００２８】
次に、図３を参照する。図３は、一実施形態による、３次元直交座標系ｘ−ｙ−ｚ中に配置されたアンテナ構成１２０ａを概略的に示す。
【００２９】
アンテナ構成１２０ａはベースバンドチェーン１４０ａとアンテナアレイ１５０ａとを備える。アンテナアレイ１５０ａはベースバンドチェーン１４０ａに結合される。アンテナアレイ１５０ａは第１のサブアレイ１３０ａと第２のサブアレイ１３０ｂとに分割される。第１のサブアレイ１３０ａは第１の偏波のみのアンテナエレメント１６０ａを備え、第２のサブアレイ１３０ｂは第２の偏波のみのアンテナエレメント１６０ｂを備える。
【００３０】
第１のサブアレイ１３０ａおよび第２のサブアレイ１３０ｂは、第１のサブアレイ１３０ａのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂと第２のサブアレイ１３０ｂのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂとが、互いに対して回転されないが平行移動されることを除いて、互いに対して同等のロケーションにおいてそれらのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂを有する。
【００３１】
アンテナアレイ１５０ａは、したがって、２つのサブアレイ１３０ａ、１３０ｂに分割され、サブアレイ１３０ａ、１３０ｂは、相互に直交する偏波のアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂからなり、２つのサブアレイ１３０ａ、１３０ｂは互いの間に空間距離を有する。
【００３２】
言い換えれば、第２のサブアレイ１３０ｂ中のアンテナエレメント１６０ｂの構成全体は、第１のサブアレイ１６０ａ中のアンテナエレメント１６０ａの構成に対して平行移動される。第２のサブアレイ１３０ｂのすべてのアンテナエレメント１６０ｂは、したがって、第１のサブアレイ１３０ａのアンテナエレメント１６０ａに対して同様に平行移動される。
【００３３】
このタイプのアンテナ構成１２０ａは、狭いビームを成形する従来のビームフォーミング、ならびに異なるビーム幅を作成する可能性の両方を提供する。
【００３４】
図３の例示的な例では、アンテナ構成１２０ａは、各偏波について４つ、８つの単一偏波アンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂをもつ１つのアンテナアレイ１５０ａまたはパネル、ならびにアナログ位相シフタおよび電力増幅器をもつアナログ配信ネットワーク１７０ａを備える。アンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂ当たり１つの電力増幅器（すなわち、分配された電力増幅器）を有することは１つのオプションにすぎず、別のオプションは、位相シフタを介してすべてのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂに給電する中央電力増幅器を有することである。アンテナアレイ１５０ａは２つのサブアレイ１３０ａ、１３０ｂに分割され、第２のサブアレイ１３０ｂは第１のサブアレイ１３０ａの上に垂直方向にスタックされ、各サブアレイ１３０ａ、１３０ｂは、ただ１つの偏波のアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂからなる。２つのサブアレイ１３０ａ、１３０ｂは分離距離Ｄだけ垂直方向に分離される。分離距離Ｄは、アンテナ構成１２０ａにおける熱生成、規制放出限界などに基づいて適切に選択され得る。異なるサブアレイ１３０ａ、１３０ｂのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂは互いに直交する。両方のサブアレイ１３０ａ、１３０ｂのすべてのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂから受信された信号は、組み合わせられ、単一のベースバンドチェーン１４０ａに供給される。
【００３５】
図３における例では、分離距離Ｄは（図３中の正のｙ方向によって例示されるように）アンテナアレイ１５０ａの延長と平行である。しかしながら、２つのサブアレイ１３０ａ、１３０ｂは、任意の方向に分離され、依然として、二重偏波ビームフォーミングのために必要とされる必要な対称要件を満たし得る。１つの要件は、しかしながら、２つのサブアレイ１３０ａ、１３０ｂが（図３中の正のｚ方向によって例示されるように）同じ方向に向いていることである。図４および図５のアンテナ構成１２０ｂ、１２０ｃは、これらの必要な対称要件を満たすサブアレイ１３０ａ、１３０ｂとアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂとを有するアンテナ構成の例である。
【００３６】
図４の例示的な例によれば、座標系ｘ−ｙ−ｚ中に配置されたアンテナ構成１２０ｂは、一様矩形アレイ（ＵＲＡ）であるアンテナアレイ１５０ａを備え、各サブアレイ１３０ａ、１３０ｂのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂは、アンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂ間に固定の間隔をもつ矩形グリッド上に配置される。間隔は、それぞれ、垂直方向および水平方向について異なり得る。２つのサブアレイ１３０ａ、１３０ｂの各々は、したがって、それら自体のＵＲＡを表し得、第１のＵＲＡは第１の偏波のアンテナエレメントを含んでおり、第２のＵＲＡは第２の偏波のアンテナエレメントを含んでいる。
【００３７】
図５の例示的な例によれば、座標系ｘ−ｙ−ｚ中に配置されたアンテナ構成１２０ｃは、図４のアンテナ構成に類似するが、ＵＲＡでないか、または少なくとも、各サブアレイ１３０ａ、１３０ｂのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂがＵＲＡ上に配置されない、アンテナアレイ１５０ａを備える。
【００３８】
図４と図５の両方において、第２のサブアレイ１３０ｂのアンテナエレメント１６０ｂは、個々のアンテナエレメント１６０ｂの各々が、第２のサブアレイ１３０ｂ全体の平行移動Ｔを除いて、第１のアンテナアレイ１５０ａの対応する個々のアンテナエレメント１６０ａと同じ位置を有するように配置される。得られた対称ポイントは黒いクロス１８０によって示されている。
【００３９】
次に、アンテナ構成のさらなる詳細に関する実施形態を開示する。
【００４０】
いくつかの態様では、第１のサブアレイ１３０ａのアンテナエレメント１６０ａと第２のサブアレイ１３０ｂのアンテナエレメント１６０ｂとは同じ（または極めて類似する）電力パターンを有する。すなわち、一実施形態によれば、すべてのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂは同じ電力パターンを有する。
【００４１】
サブアレイ１３０ａ、１３０ｂがアンテナアレイ１５０ａの指向方向において互いに物理的に重なり合わないように、サブアレイ１３０ａ、１３０ｂが分離されることを可能にするための異なる方法があり得る。特に、一実施形態によれば、アンテナアレイ１５０ａは、（図３、図４、図５、図６において正のｚ方向に沿って）指向方向を有し、第１のサブアレイ１３０ａと第２のサブアレイ１３０ｂとは、指向方向において互いに物理的に重なり合わないように互いに対して平行移動される。
【００４２】
いくつかの態様では、第１のサブアレイ１３０ａと第２のサブアレイ１３０ｂとは少なくとも最小分離距離だけ互いから物理的に分離される。すなわち、いくつかの態様では、分離距離Ｄは少なくとも最小値を有する。特に、一実施形態によれば、第１のサブアレイ１３０ａと第２のサブアレイ１３０ｂとは少なくとも最小距離で互いに対して平行移動される。最小距離は、その場合、熱生成基準に応じて選択される。熱生成基準は、たとえば、アンテナ構成が（毎平方センチメートルなど）面積単位当たりどのくらいの熱を発生することが許容されるかを指定し得る。いくつかの態様では、最小距離は、さらに、または代替的に、放射放出限界に応じて選択される。したがって、異なる分離距離についての熱生成を測定することによって、できる限り小さいが、依然として熱生成基準が満たされるような、分離距離Ｄを選択することが可能である。
【００４３】
アンテナアレイ１５０ａをベースバンドチェーン１４０ａに接続するための異なる方法があり得る。いくつかの態様では、アンテナ構成はアナログ配信ネットワーク１７０ａを備える。一実施形態によれば、アンテナアレイ１５０ａはアナログ配信ネットワーク１７０ａを介してベースバンドチェーン１４０ａに結合される。
【００４４】
異なるタイプのアナログ配信ネットワーク１７０ａがあり得る。一実施形態によれば、アナログ配信ネットワーク１７０ａは、アナログ位相シフタ、電力増幅器および／または低雑音増幅器を備える。
【００４５】
異なるタイプの第１の偏波および第２の偏波があり得る。いくつかの態様では、第１のサブアレイ１３０ａおよび第２のサブアレイ１３０ｂは、相互に直交するアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂを有する。すなわち、一実施形態によれば、第１の偏波と第２の偏波とは相互に直交する。
【００４６】
異なるタイプの第１のサブアレイ１３０ａおよび第２のサブアレイ１３０ｂがあり得る。例としては、限定はしないが、一様線形アレイ、一様矩形アレイ、および不規則な１次元アレイがある。
【００４７】
第１の実施形態によれば、第１のサブアレイ１３０ａおよび第２のサブアレイ１３０ｂのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂは１つの同一の一様線形アレイに従って配置される。これは、図３中の第１のサブアレイ１３０ａおよび第２のサブアレイ１３０ｂについて当てはまる。
【００４８】
第２の実施形態によれば、第１のサブアレイ１３０ａおよび第２のサブアレイ１３０ｂのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂは１つの同一の一様矩形アレイに従って配置される。これは、図４中の第１のサブアレイ１３０ａおよび第２のサブアレイ１３０ｂについて当てはまる。
【００４９】
第３の実施形態によれば、第１のサブアレイ１３０ａおよび第２のサブアレイ１３０ｂのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂは１つの同一の不規則な１次元アレイに従って配置される。不規則な１次元アレイの異なる例があり得る。一例では、不規則な１次元アレイは２つの一様線形アレイによって画定される。これは、各サブアレイ１３０ａ、１３０ｂが２つの対の（pair-wise）一様線形アレイによって画定され、サブアレイ１３０ａ、１３０ｂの各々が、各一様線形アレイ中に２つのアンテナエレメントをもつ２つの区分的な（piece-wise）一様線形アレイからなる、図５中の第１のサブアレイ１３０ａおよび第２のサブアレイ１３０ｂについて当てはまる。
【００５０】
第４の実施形態によれば、第１のサブアレイ１３０ａおよび第２のサブアレイ１３０ｂのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂは１つの同一の不規則な２次元アレイに従って配置される。
【００５１】
単一のベースバンド処理チェーン１４０ａに接続された相互に直交する偏波のアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂをもつアンテナアレイ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃを使用することによって、ベースバンド処理チェーン１４０ａのための多種多様なビーム形状を生成することが可能である。文献ＷＯ２０１１／０５０８６６Ａ１に開示されている原理を適用すると、たとえば、アンテナアレイ１５０ａ中にいくつのアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂがあるかにかかわらず、要素ビーム幅と同じ程度に広いアレイビーム幅を生成し、それにより二重偏波ビームフォーミングを得ることが可能である。
【００５２】
いくつかの態様では、アンテナ構成は２つ以上のアンテナアレイを備える。したがって、一実施形態によれば、アンテナ構成は少なくとも２つのアンテナアレイ１５０ａ、１５０ｂを備え、少なくとも２つのアンテナアレイ１５０ａ、１５０ｂの各々はそれ自体のベースバンドチェーン１４０ａ、１４０ｂに結合される。図６は、２つのアンテナアレイ１５０ａ、１５０ｂを有する、座標系ｘ−ｙ−ｚ中に配置されたアンテナ構成１２０ｄの例を与える。２つのアンテナアレイ１５０ａ、１５０ｂの各々は、アンテナ構成１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃのいずれかのアンテナアレイに従って設定され得る。
【００５３】
一実施形態によれば、少なくとも２つのアンテナアレイ１５０ａ、１５０ｂの各々はそれ自体の指向方向を有する。これは、１つのアンテナ構成１５０ａが正のｚ方向を指向し、他のアンテナ構成１５０ｂが負のｚ方向を指向する、図６において当てはまる。
【００５４】
両方の偏波のアンテナエレメント１６０ａ、１６０ｂをもつ２つのアンテナアレイ１５０ａ、１５０ｂを無線トランシーバデバイス２００の反対側に配置することにより、無線トランシーバデバイス２００の全指向性カバレッジが改善され得る。
【００５５】
図７は、二重偏波ビームフォーミングのための方法の実施形態を示すフローチャートである。本方法は無線トランシーバデバイス２００によって実行される。無線トランシーバデバイス２００は、上記で開示したようにアンテナ構成１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄを備える。本方法は、有利には、コンピュータプログラム１０２０として与えられる。
【００５６】
Ｓ１０２  無線トランシーバデバイス２００は、アンテナ構成１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄによって信号を送ることによってその信号を通信する。
【００５７】
信号は、参照信号、制御信号、および／またはデータ信号など、任意のタイプの信号であり得る。
【００５８】
図８は、一実施形態による無線トランシーバデバイス２００の構成要素を、機能ユニット数に関して、概略的に示す。処理回路２１０は、たとえば、記憶媒体２３０の形態の、（図１０のように）コンピュータプログラム製品１０１０に記憶されたソフトウェア命令を実行することが可能な、好適な中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などのうちの１つまたは複数の任意の組合せを使用して与えられる。処理回路２１０は、さらに、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として与えられ得る。
【００５９】
特に、処理回路２１０は、上記で開示したように、無線トランシーバデバイス２００に動作のセットまたはステップを実行させるように設定される。たとえば、記憶媒体２３０は動作のセットを記憶し得、処理回路２１０は、無線トランシーバデバイス２００に動作のセットを実行させるために、記憶媒体２３０から動作のセットを取り出すように設定され得る。動作のセットは実行可能命令のセットとして与えられ得る。
【００６０】
したがって、処理回路２１０は、それによって、本明細書で開示したような方法を実行するように構成される。記憶媒体２３０はまた、たとえば、磁気メモリ、光メモリ、固体メモリまたはさらにはリモートで実装されるメモリのうちの任意の１つまたはそれらの組合せであり得る、永続ストレージを備え得る。無線トランシーバデバイス２００は、少なくとも別の無線トランシーバデバイス３００との通信のために設定された通信インターフェース２２０をさらに備え得る。したがって、通信インターフェース２２０は、アナログ構成要素およびデジタル構成要素を備える、１つまたは複数の送信機および受信機を備え得る。この点で、無線トランシーバデバイス２００は、上記で開示したように、したがって通信インターフェース２２０の一部であり得る、アンテナ構成１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄを備える。
【００６１】
処理回路２１０は、たとえば、データおよび制御信号を通信インターフェース２２０および記憶媒体２３０に送ることによって、通信インターフェース２２０からデータおよび報告を受信することによって、および記憶媒体２３０からデータおよび命令を取り出すことによって、無線トランシーバデバイス２００の一般的な動作を制御する。
【００６２】
無線トランシーバデバイス２００の他の構成要素、ならびに関連する機能は、本明細書で提示された概念を不明瞭にしないために省略される。
【００６３】
図９は、一実施形態による、無線トランシーバデバイス２００の構成要素を、機能モジュールの数に関して、概略的に示す。図９の無線トランシーバデバイス２００は、ステップＳ１０２を実行するように設定された通信モジュール２１０ａを備える。いくつかの態様では、通信モジュール２１０ａは処理回路２１０および通信インターフェース２２０によって実装される。いくつかの態様では、図９の無線トランシーバデバイス２００は、本明細書で開示したアンテナ構成１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄをさらに備える。
【００６４】
図９の無線トランシーバデバイス２００はいくつかの随意の機能モジュールをさらに備え得る。一般的に言えば、機能モジュール２１０ａは、一実施形態では、ハードウェアでのみ実装され、別の実施形態では、ソフトウェアの助けを借りて実装され得、すなわち、後者の実施形態は、処理回路上で実行されたとき、無線トランシーバデバイス２００に図９に関連して上述した対応するステップを実行させる、記憶媒体２３０に記憶されたコンピュータプログラム命令を有する。また、モジュールは、それらがコンピュータプログラムの一部に対応する場合でも、コンピュータプログラム中の別個のモジュールである必要はないが、モジュールがソフトウェアで実装される方法は、使用されるプログラミング言語に依存することに述べられるべきである。好ましくは、１つもしくは複数のまたはすべての機能モジュール２１０ａは、処理回路２１０によって、場合によっては、通信インターフェース２２０および／または記憶媒体２３０と協働して実装され得る。処理回路２１０は、したがって、記憶媒体２３０から、機能モジュール２１０ａによって与えられる命令をフェッチし、これらの命令を実行し、それによって本明細書で開示される任意のステップを実行するように設定され得る。
【００６５】
無線トランシーバデバイス２００は、スタンドアロンデバイスとして、または少なくとも１つのさらなるデバイスの一部として与えられ得る。いくつかの態様では、無線トランシーバデバイス２００はワイヤレスデバイスであるか、またはワイヤレスデバイス中に与えられる。
【００６６】
図１０は、コンピュータ可読記憶媒体１０３０を備えるコンピュータプログラム製品１０１０の一例を示す。このコンピュータ可読記憶媒体１０３０上に、コンピュータプログラム１０２０が記憶され得、コンピュータプログラム１０２０は、処理回路２１０、ならびに、通信インターフェース２２０および記憶媒体２３０など、処理回路２１０に動作可能に結合されたエンティティおよびデバイスに、本明細書で説明した実施形態による方法を実行させることができる。コンピュータプログラム１０２０および／またはコンピュータプログラム製品１０１０は、したがって、本明細書で開示した任意のステップを実行するための手段を与え得る。
【００６７】
図１０の例では、コンピュータプログラム製品１０１０は、ＣＤ（コンパクトディスク）、またはＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）、またはブルーレイディスクなど、光ディスクとして示されている。コンピュータプログラム製品１０１０はまた、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、または電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）など、メモリとして、より詳細には、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）メモリ、またはコンパクトフラッシュメモリなどのフラッシュメモリなど、外部メモリ中のデバイスの不揮発性記憶媒体として実施され得る。したがって、コンピュータプログラム１０２０はここでは示された光ディスク上のトラックとして概略的に示されているが、コンピュータプログラム１０２０は、コンピュータプログラム製品１０１０のために好適である任意の方法で記憶され得る。
【００６８】
発明的概念について、主にいくつかの実施形態に関して上記で説明した。しかしながら、当業者によって容易に諒解されるように、上記で開示した実施形態以外の実施形態が、添付の特許請求の範囲によって定義されているように、発明的概念の範囲内で等しく可能である。
【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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【国際調査報告】
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