(57)【要約】アンテナシステムは、導電性であり、第１の周波数帯域中と、第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域中とでエネルギーを放射するように構成されているパッチ放射器と、導電性であり、第１の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成され、パッチ放射器とオーバーラップしている寄生パッチ放射器と、寄生パッチ放射器と少なくとも１つの寄生素子との組み合わせが、第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように、寄生パッチ放射器に対して、大きさが調整され、配置されている導体を含む少なくとも１つの寄生素子とを含んでいる。【選択図】  図４
2022502909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナシステムにおいて、
導電性であり、第１の周波数帯域中と、前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域中とでエネルギーを放射するように構成されているパッチ放射器と、
導電性であり、前記第１の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成され、前記パッチ放射器とオーバーラップしている寄生パッチ放射器と、
前記寄生パッチ放射器と少なくとも１つの寄生素子との組み合わせが、前記第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように、前記寄生パッチ放射器に対して、大きさが調整され、配置されている導体を備える少なくとも１つの寄生素子とを具備するシステム。
【請求項２】
前記第１の周波数帯域中の最低周波数は、前記第２の周波数帯域中の最高周波数よりも少なくとも１０％高い請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの寄生素子は、前記寄生パッチ放射器の各エッジに隣接して配置されている少なくとも１つの導体を備える請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記寄生パッチ放射器は、正方形であり、２つの直交する偏波のうちの少なくとも１つで前記第１の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成され、前記パッチ放射器に対して、中央に置かれており、
前記少なくとも１つの寄生素子は、前記寄生パッチ放射器と前記少なくとも１つの寄生素子との組み合わせが、前記２つの直交する偏波のうちの少なくとも１つで前記第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように、前記寄生パッチ放射器に対して、対称的に配置され、構成されている請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの寄生素子は、前記寄生パッチ放射器の各角と斜めに隣接する領域に配置されている別の導体をさらに備える請求項３記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの寄生素子は、前記寄生パッチ放射器の周りに配置されている導電ループを備える請求項３記載のシステム。
【請求項７】
前記パッチ放射器は、前記システムの第１のレイヤ中に配置され、前記寄生パッチ放射器と前記少なくとも１つの寄生素子は、前記システムの前記第１のレイヤとは異なる前記システムの第２のレイヤ中に配置されている請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記寄生パッチ放射器は、第１の寄生パッチ放射器であり、前記システムは、前記システムの第３のレイヤ中に配置されている第２の寄生パッチ放射器をさらに具備し、前記第３のレイヤは、前記第１のレイヤおよび前記第２のレイヤとは異なっており、前記第２の寄生パッチ放射器は、前記第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成されている請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の寄生パッチ放射器は、前記パッチ放射器の第１の側に配置され、前記第２の寄生パッチ放射器は、第２の側に配置され、前記パッチ放射器とオーバーラップしている請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
複数の寄生素子を具備し、前記寄生パッチ放射器と前記複数の寄生素子は、中心点に関して対称的に配置されている請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記パッチ放射器は、アレイで配置されている複数のパッチ放射器のうちの１つであり、前記寄生パッチ放射器と前記少なくとも１つの寄生素子は、前記複数のパッチ放射器に寄生的に結合されるように構成され、配置されている前記アレイのコンポーネントであり、前記アレイにはパッチ放射器よりも多くの寄生パッチがある請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
マルチレイヤアンテナシステムにおいて、
マルチレイヤ化回路ボードと、
電気を伝えるように構成されている給電線と、
前記給電線に結合され、導電性であり、長方形の形状を有し、前記マルチレイヤ化回路ボードの第１のレイヤ中に配置され、第１の周波数帯域中と、前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域中とでエネルギーを放射するように構成されているパッチ放射器と、
前記マルチレイヤ化回路ボードの第２のレイヤ中に配置されている寄生パッチ放射器と、前記パッチ放射器と前記寄生パッチ放射器は、オーバーラップしており、前記寄生パッチ放射器は、導電性であり、長方形の形状を有し、第１のエッジと、第２のエッジと、第３のエッジと、第４のエッジとを有し、前記第３のエッジと前記第４のエッジのそれぞれは、前記第１のエッジと前記第２のエッジとの間に伸びており、前記第１の周波数帯域中で、前記マルチレイヤ化回路ボードの基板において、０．４波長と０．６波長との間の第１の電気長を有し、
前記寄生パッチ放射器の前記第１のエッジに隣接して配置されている第１の導体と、前記寄生パッチ放射器の前記第２のエッジに隣接して配置されている第２の導体とを備える少なくとも１つの寄生素子とを具備するシステム。
【請求項１３】
前記寄生パッチ放射器と前記少なくとも１つの寄生素子は、組み合わさって、前記第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するために、前記第２の周波数帯域中で、前記基板において、０．４波長と０．６波長との間の電気長を提供するように配置され、構成され、前記第１の周波数帯域中の最低周波数は、前記第２の周波数帯域中の最高周波数よりも少なくとも１０％高い請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記寄生パッチ放射器は、正方形であり、
前記少なくとも１つの寄生素子は、前記パッチ放射器の前記第３のエッジに隣接して配置されている第３の導体と、前記パッチ放射器の前記第４のエッジに隣接して配置されている第４の導体とをさらに備え、
前記寄生パッチ放射器と、前記第１の導体と、前記第２の導体は、組み合わさって、第１の偏波で、前記第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成され、
前記寄生パッチ放射器と、前記第３の導体と、前記第４の導体は、組み合わさって、前記第１の偏波と直交する第２の偏波で、前記第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成されている請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの寄生素子は、それぞれ、前記寄生パッチ放射器の前記第１のエッジと、前記第２のエッジと、前記第３のエッジと、前記第４のエッジのそれぞれ１つに隣接して配置されている少なくとも４つの導電ストリップを備える請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの寄生素子は、前記４つの導電ストリップのうちの２つとそれぞれ並んでいる正方形の導体をさらに備える請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの寄生素子は、前記寄生パッチ放射器の周りに配置されている導電リングを備える請求項１２記載のシステム。
【請求項１８】
前記寄生パッチ放射器は、第１の寄生パッチ放射器であり、前記システムは、前記マルチレイヤ化回路ボードの第３のレイヤ中に配置され、前記第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成されている第２の寄生パッチ放射器をさらに具備する請求項１２記載のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの寄生素子は、前記マルチレイヤ化回路ボードの前記第２のレイヤ中に配置されている請求項１２記載のシステム。
【請求項２０】
アンテナシステムにおいて、
マルチレイヤ化回路ボードと、
電気を伝えるように構成されている給電線と、
前記給電線に結合され、導電性であり、前記マルチレイヤ化回路ボードの第１のレイヤ中に配置され、第１の周波数と第２の周波数とでエネルギーを放射するように構成され、前記第１の周波数と前記第２の周波数は、５ＧＨｚより大きく離れているパッチ放射器と、
前記マルチレイヤ化回路ボードの第２のレイヤ中に配置され、前記パッチ放射器から前記第１の周波数で第１のエネルギーを受け取り、前記第１の周波数で、前記受け取った第１のエネルギーの少なくとも一部を再放射するように構成され、前記パッチ放射器から前記第２の周波数で第２のエネルギーを受け取り、前記第２の周波数で、前記受け取った第２のエネルギーの少なくとも一部を再放射するように構成されている複数の寄生パッチとを具備するシステム。
【請求項２１】
前記複数の寄生パッチは、中心点に関して対称である請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記複数の寄生パッチは、それぞれ、前記パッチ放射器と部分的にオーバーラップしている４つの正方形パッチを備える請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
前記中心点は、前記パッチ放射器の中心点である請求項２１記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１の周波数は、ほぼ１１ＧＨｚだけ前記第２の周波数から離れている請求項２１記載のシステム。
【請求項２５】
アンテナシステムにおいて、
第１の周波数帯域中の第１の信号と第２の周波数帯域中の第２の信号とを提供する給電手段と、
前記給電手段に電気的に結合され、前記給電手段から受け取った前記第１の信号を前記第１の周波数帯域中で放射し、前記給電手段から受け取った前記第２の信号を前記第２の周波数帯域中で放射する第１の放射手段と、
前記第１の放射手段から前記第１の信号を寄生的に受け取り、前記第１の周波数帯域中の前記第１の信号を前記第１の周波数帯域中で放射する第２の放射手段と、
前記第２の放射手段と組み合わさって、前記第２の周波数帯域中の前記第２の信号を寄生的に受け取り、前記第２の放射手段と組み合わさって、前記第２の周波数帯域中の前記第２の信号を放射する第３の放射手段とを具備するシステム。
【請求項２６】
前記第３の放射手段は、前記第２の放射手段と組み合わさって、前記第１の放射手段から前記第２の周波数帯域中の前記第２の信号を寄生的に受け取る請求項２５記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１の周波数帯域中の最低周波数は、前記第２の周波数帯域中の最高周波数よりも少なくとも１０％高い請求項２５記載のシステム。
【請求項２８】
前記第２の放射手段と前記第３の放射手段は、マルチレイヤ回路ボードの第１のレイヤ中に配置されている請求項２５記載のシステム。
【請求項２９】
前記第１の放射手段から前記第２の周波数帯域中の前記第２の信号を寄生的に受け取り、前記第２の周波数帯域中の前記第２の信号を放射する第４の放射手段をさらに具備し、
前記第４の放射手段は、前記マルチレイヤ回路ボードの、前記第１のレイヤとは異なる第２のレイヤ中に配置されている請求項２８記載のシステム。
【請求項３０】
前記第２の放射手段は、２つの直交する偏波で前記第１の信号を放射し、
前記第３の放射手段は、前記第２の放射手段に関して対称的に配置され、前記第２の放射手段と組み合わさって、前記２つの直交する偏波で前記第２の信号を放射する請求項２８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
［０００１］
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれている、２０１８年９月２８日に出願された「マルチレイヤパッチアンテナ」と題する非仮出願第１６／１４７，２３２号の優先権を主張する。
【背景】
【０００２】
［０００２］
ワイヤレス通信デバイスは、ますます普及しており、ますます複雑化している。例えば、モバイル電気通信デバイスは、単純な電話機から、複数の通信能力（例えば、複数のセルラー通信プロトコル、ＷＩ−ＦＩ、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）、および、他の短距離通信プロトコル）を有するスマートフォン、スーパーコンピューティングプロセッサ、カメラなどに進歩してきた。ワイヤレス通信デバイスは、周波数の範囲に渡ってワイヤレス通信をサポートするアンテナを有する。
【０００３】
［０００３］
ワイヤレス通信技術の発展に伴い、モバイル通信デバイスは、複数のミリ波、例えば２５ＧＨｚを超えるビームを使用して通信するように構成されているかもしれない。例えば、５Ｇデバイスは、２８ＧＨｚ帯域（２６．５〜２９．５ＧＨｚ）中および３９ＧＨｚ帯域（３７〜４０ＧＨｚ）中で動作するように構成されているかもしれない。ミリ波受信（ＲＸ）ビームは、ｇノードＢ、または、ｇＮＢ、または、ＷＬＡＮアクセスポイント、または、通信信号の他のソース、と呼ばれることがある５Ｇ基地局の送信（ＴＸ）ビームと並んでいてもよい。受信ビームは、比較的広いビーム幅を有する擬似オムニ（ＰＯ）コードブック（すなわち、ステアリング角度の範囲および粒度）からのものであってもよく、または、比較的狭いビーム幅を有する狭いコードブックからのものであってもよい。変化するビーム幅（例えば、データ送信のためのより狭いビーム幅）のビームを形成するために、異なるアンテナアレイ素子タイプおよび配列を使用してもよい。放射器アレイ素子の重み（信号振幅および／または入力フィード信号位相）を変えることにより、ビームをさまざまな異なるスキャン角度にステアリングすること、および／または、ビームをＰＯビームとより狭いビームとの間で切り替えることができる。
【概要】
【０００４】
［０００４］
アンテナシステムの例は、導電性であり、第１の周波数帯域中と、第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域中とでエネルギーを放射するように構成されているパッチ放射器と、導電性であり、第１の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成され、パッチ放射器とオーバーラップしている寄生パッチ放射器と、寄生パッチ放射器と少なくとも１つの寄生素子との組み合わせが、第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように、寄生パッチ放射器に対して、大きさが調整され、配置されている導体を含む少なくとも１つの寄生素子とを含んでいる。
【０００５】
［０００５］
このようなシステムの実装形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。第１の周波数帯域中の最低周波数は、第２の周波数帯域中の最高周波数よりも少なくとも１０％高い。少なくとも１つの寄生素子は、寄生パッチ放射器の各エッジに隣接して配置されている少なくとも１つの導体を含んでいる。寄生パッチ放射器は、正方形であり、２つの直交する偏波のうちの少なくとも１つで第１の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成され、パッチ放射器に対して、中央に置かれており、少なくとも１つの寄生素子は、寄生パッチ放射器と少なくとも１つの寄生素子との組み合わせが、２つの直交する偏波のうちの少なくとも１つで第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように、寄生パッチ放射器に対して、対称的に配置され、構成されている。少なくとも１つの寄生素子は、寄生パッチ放射器の各角と斜めに隣接する領域に配置されている別の導体をさらに含んでいる。少なくとも１つの寄生素子は、寄生パッチ放射器の周りに配置されている導電ループを含んでいる。
【０００６】
［０００６］
加えてまたは代替として、このようなシステムの実装形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。パッチ放射器は、システムの第１のレイヤ中に配置され、寄生パッチ放射器と少なくとも１つの寄生素子は、システムの第１のレイヤとは異なるシステムの第２のレイヤ中に配置されている。寄生パッチ放射器は、第１の寄生パッチ放射器であり、システムは、システムの第３のレイヤ中に配置されている第２の寄生パッチ放射器をさらに含み、第３のレイヤは、第１のレイヤおよび第２のレイヤとは異なっており、第２の寄生パッチ放射器は、第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成されている。第１の寄生パッチ放射器は、パッチ放射器の第１の側に配置され、第２の寄生パッチ放射器は、第２の側に配置され、パッチ放射器とオーバーラップしている。システムは、複数の寄生素子を含み、寄生パッチ放射器と複数の寄生素子は、中心点に関して対称的に配置されている。パッチ放射器は、アレイで配置されている複数のパッチ放射器のうちの１つであり、寄生パッチ放射器と少なくとも１つの寄生素子は、複数のパッチ放射器に寄生的に結合されるように構成され、配置されているアレイのコンポーネントであり、アレイにはパッチ放射器よりも多くの寄生パッチがある。
【０００７】
［０００７］
マルチレイヤアンテナシステムの例は、マルチレイヤ化回路ボードと、電気を伝えるように構成されている給電線と、給電線に結合され、導電性であり、長方形の形状を有し、マルチレイヤ化回路ボードの第１のレイヤ中に配置され、第１の周波数帯域中と、第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域中とでエネルギーを放射するように構成されているパッチ放射器と、マルチレイヤ化回路ボードの第２のレイヤ中に配置されている寄生パッチ放射器と、パッチ放射器と寄生パッチ放射器は、オーバーラップしており、寄生パッチ放射器は、導電性であり、長方形の形状を有し、第１のエッジと、第２のエッジと、第３のエッジと、第４のエッジとを有し、第３のエッジと第４のエッジのそれぞれは、第１のエッジと第２のエッジとの間に伸びており、第１の周波数帯域中で、マルチレイヤ化回路ボードの基板において、０．４波長と０．６波長との間の第１の電気長を有し、寄生パッチ放射器の第１のエッジに隣接して配置されている第１の導体と寄生パッチ放射器の第２のエッジに隣接して配置されている第２の導体とを備える少なくとも１つの寄生素子とを含んでいる。
【０００８】
［０００８］
このようなシステムの実装形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。寄生パッチ放射器と少なくとも１つの寄生素子は、組み合わさって、第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するために、第２の周波数帯域中で、基板において、０．４波長と０．６波長との間の電気長を提供するように配置され、構成され、第１の周波数帯域中の最低周波数は、第２の周波数帯域中の最高周波数よりも少なくとも１０％高い。寄生パッチ放射器は、正方形であり、少なくとも１つの寄生素子は、パッチ放射器の第３のエッジに隣接して配置されている第３の導体と、パッチ放射器の第４のエッジに隣接して配置されている第４の導体とをさらに含み、寄生パッチ放射器と、第１の導体と、第２の導体は、組み合わさって、第１の偏波で、第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成され、寄生パッチ放射器と、第３の導体と、第４の導体は、組み合わさって、第１の偏波と直交する第２の偏波で、第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成されている。
【０００９】
［０００９］
加えてまたは代替として、このようなシステムの実装形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。少なくとも１つの寄生素子は、それぞれ、寄生パッチ放射器の第１のエッジと、第２のエッジと、第３のエッジと、第４のエッジのそれぞれ１つに隣接して配置されている少なくとも４つの導電ストリップを含んでいる。少なくとも１つの寄生素子は、４つの導電ストリップのうちの２つとそれぞれ並んでいる正方形の導体をさらに含んでいる。
【００１０】
［００１０］
加えてまたは代替として、このようなシステムの実装形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。少なくとも１つの寄生素子は、寄生パッチ放射器の周りに配置されている導電リングを含んでいる。寄生パッチ放射器は、第１の寄生パッチ放射器であり、システムは、マルチレイヤ化回路ボードの第３のレイヤ中に配置され、第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように構成されている第２の寄生パッチ放射器をさらに含んでいる。少なくとも１つの寄生素子は、マルチレイヤ化回路ボードの第２のレイヤ中に配置されている。
【００１１】
［００１１］
アンテナシステムの別の例は、マルチレイヤ化回路ボードと、電気を伝えるように構成されている給電線と、給電線に結合され、導電性であり、マルチレイヤ化回路ボードの第１のレイヤ中に配置され、第１の周波数と第２の周波数とでエネルギーを放射するように構成され、第１の周波数と第２の周波数は、５ＧＨｚより大きく離れているパッチ放射器と、マルチレイヤ化回路ボードの第２のレイヤ中に配置され、パッチ放射器から第１の周波数で第１のエネルギーを受け取り、第１の周波数で、受け取った第１のエネルギーの少なくとも一部を再放射するように構成され、パッチ放射器から第２の周波数で第２のエネルギーを受け取り、第２の周波数で、受け取った第２のエネルギーの少なくとも一部を再放射するように構成されている複数の寄生パッチとを含んでいる。
【００１２】
［００１２］
このようなシステムの実装形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。複数の寄生パッチは、中心点に関して対称である。複数の寄生パッチは、それぞれ、パッチ放射器と部分的にオーバーラップしている４つの正方形パッチを含んでいる。中心点は、パッチ放射器の中心点である。第１の周波数は、ほぼ１１ＧＨｚだけ第２の周波数から離れている。
【００１３】
［００１３］
アンテナシステムの別の例は、第１の周波数帯域中の第１の信号と第２の周波数帯域中の第２の信号とを提供する給電手段と、給電手段に電気的に結合され、給電手段から受け取った第１の信号を第１の周波数帯域中で放射し、給電手段から受け取った第２の信号を第２の周波数帯域中で放射する第１の放射手段と、第１の放射手段から第１の信号を寄生的に受け取り、第１の周波数帯域中の第１の信号を第１の周波数帯域中で放射する第２の放射手段と、第２の放射手段と組み合わさって、第２の周波数帯域中の第２の信号を寄生的に受け取り、第２の放射手段と組み合わさって、第２の周波数帯域中の第２の信号を放射する第３の放射手段とを含んでいる。
【００１４】
［００１４］
このようなシステムの実装形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。第３の放射手段は、第２の放射手段と組み合わさって、第１の放射手段から第２の周波数帯域中の第２の信号を寄生的に受け取る。第１の周波数帯域中の最低周波数は、第２の周波数帯域中の最高周波数よりも少なくとも１０％高い。第２の放射手段と第３の放射手段は、マルチレイヤ回路ボードの第１のレイヤ中に配置されている。システムは、第１の放射手段から第２の周波数帯域中の第２の信号を寄生的に受け取り、第２の周波数帯域中の第２の信号を放射する第４の放射手段を含んでもよく、第４の放射手段は、マルチレイヤ回路ボードの第１のレイヤとは異なる第２のレイヤ中に配置されている。第２の放射手段は、２つの直交する偏波で第１の信号を放射し、第３の放射手段は、第２の放射手段に関して対称的に配置され、第２の放射手段と組み合わさって、２つの直交する偏波で第２の信号を放射する。
【００１５】
［００１５］
デュアルバンド、デュアル偏波アンテナシステムの例は、マルチレイヤ化回路ボードと、電気を伝えるように構成されている複数の給電線と、複数の給電線に結合され、導電性であり、正方形の形状を有し、マルチレイヤ化回路ボードの第１のレイヤ中に配置され、複数の給電線から第１の周波数帯域中のエネルギーを受け取ったことに応答して、異なる偏波の第１の周波数帯域中でエネルギーを放射するように成形され、複数の給電線から第２の周波数帯域中のエネルギーを受け取ったことに応答して、異なる偏波の第２の周波数帯域中でエネルギーを放射するように成形され、第２の周波数帯域は、第１の周波数帯域とは異なっているパッチ放射器と、マルチレイヤ化回路ボードの第２のレイヤ中に配置されている寄生パッチ放射器と、パッチ放射器と寄生パッチ放射器は、オーバーラップしており、寄生パッチ放射器は、導電性であり、各エッジがマルチレイヤ化回路ボードにおいて、第１の周波数帯域中のエネルギーの０．４波長と０．６波長との間の長さ有する正方形の形状を有し、マルチレイヤ化回路ボードの第２のレイヤ中に配置され、パッチ放射器の少なくとも２つの直交するエッジに隣接して配置されている導電性材料を備え、寄生パッチ放射器の任意のエッジと並列して測定される、パッチ放射器と少なくとも１つの寄生素子との累積長は、マルチレイヤ化回路ボードにおいて、第２の周波数帯域中のエネルギーの０．４波長と０．６波長との間である少なくとも１つの寄生素子とを含んでいる。
【００１６】
［００１６］
このようなシステムの実装形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。第１の周波数帯域中の最低周波数は、第２の周波数帯域中の最高周波数よりも少なくとも１０％高い。少なくとも１つの寄生素子は、それぞれ、寄生パッチ放射器のそれぞれのエッジに隣接して配置されている少なくとも４つの導電ストリップを含んでいる。少なくとも１つの寄生素子は、４つの導電ストリップのうちの２つとそれぞれ並んでいる正方形の導体をさらに含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】［００１７］  図１は、通信システムの概略図である。
【図２】［００１８］  図２は、図１に示されているモバイルデバイスの簡略化されたコンポーネントの分解斜視図である。
【図３】［００１９］  図３は、アンテナを含む、図２に示されているプリント回路基板の上面図である。
【図４】［００２０］    図４は、図３に示されている例示的なパッチ放射器システムの上面図である。
【図５】［００２１］  図５は、図４に示されているパッチ放射器システムの側面図である。
【図６】［００２２］  図６は、ループ寄生素子を有する代替的なパッチ放射器システムの上面図である。
【図７】［００２３］  図７は、別の寄生素子を有するさらなる代替的なパッチ放射器システムの上面図である。
【図８】図８は、別の寄生素子を有するさらなる代替的なパッチ放射器システムの上面図である。
【図９】［００２４］  図９は、別の例示的なパッチ放射器システムの側面図である。
【図１０】［００２５］  図１０は、図９に示されているパッチ放射器システムの上面図である。
【図１１】［００２６］  図１１は、異なる周波数帯域中の信号を寄生的に受け取り、再放射する方法のブロックフロー図である。
【詳細な説明】
【００１８】
［００２７］
本明細書では、マルチレイヤアンテナにおいて非放射性金属を配列するための技法を説明する。例えば、パッチアンテナは、異なる周波数信号を放射するように駆動されてもよく、複数の偏波で、例えば、それぞれの異なる周波数信号に対して２つの偏波で放射するように駆動されてもよい。例えば、パッチアンテナは、より低い周波数（例えば、２８ＧＨｚ帯域）中と、より高い周波数（例えば、３９ＧＨｚ帯域）中との両方で、（Ｈ−ｐｏｌフィード上で）水平偏波信号で、そして、（Ｖ−ｐｏｌフィード上で）垂直偏波信号で駆動されてもよい。駆動されたパッチは、両方の偏波で、より低い周波数とより高い周波数とでエネルギーを放射し、少なくともより高い周波数のエネルギーは、パッチアンテナとは異なるレイヤ中に配置され、パッチアンテナとオーバーラップしている寄生パッチ放射器に結合する。寄生パッチ放射器は、パッチアンテナからより高い周波数のエネルギーを受け取り、より高い周波数でエネルギーを再放射する。少なくとも１つの寄生素子は、寄生パッチ放射器とともに動作して、パッチアンテナからより低い周波数のエネルギーを受け取り、より低い周波数のエネルギーを再放射するように構成され（例えば、大きさが調整され、成形され、など）、配置されている。例えば、寄生パッチ放射器は、より高い周波数で共振してもよく、寄生パッチ放射器は、少なくとも１つの寄生素子と組み合わさって、より低い周波数で共振する。しかしながら、他の構成を使用してもよい。
【００１９】
［００２８］
本明細書で説明するアイテムおよび／または技法は、以下の能力のうちの１つ以上とともに、言及されていない他の能力を提供してもよい。信号の複数の帯域は、小型アンテナ構成を使用して、例えば、寄生パッチ放射器および少なくとも１つの寄生素子とともに放射パッチアンテナを使用して放射されてもよい。複数のミリ波周波数帯域中の信号は、薄いマルチレイヤ化アンテナ構造から放射されてもよい。寄生パッチ放射器は、１つの周波数帯域中で共振してもよく、異なる周波数帯域中で共振する放射器の一部を形成してもよい。帯域幅は、他のアンテナ構成と比較して、１つ以上の帯域中、例えば、１つ以上のミリ波帯域（例えば、２８ＧＨｚ帯域および３９ＧＨｚ帯域）中で広帯域化されるかもしれない。他の能力が提供されてもよく、本開示によるすべての実装形態は、説明されている能力のうちのいずれか、ましてやすべてを提供しなければならないわけではない。さらに、上述した効果が上述した手段以外の手段によって達成されることが可能であってもよく、上述したアイテム／技法が、必ずしも上述した効果をもたらすとは限らない。
【００２０】
［００２９］
図１を参照すると、通信システム１０は、モバイルデバイス１２と、ネットワーク１４と、サーバ１６と、アクセスポイント（ＡＰ）１８、２０とを含んでいる。システム１０は、システム１０のコンポーネントが、直接的または間接的に、例えば、ネットワーク１４および／またはアクセスポイント１８、２０のうちの１つ以上（および／または、１つ以上のトランシーバ基地局のような示されていない１つ以上の他のデバイス）を介して、（ワイヤレス接続を使用して少なくとも時々は）互いに通信することができるという点でワイヤレス通信システムである。間接的な通信の場合、１つのエンティティから別のエンティティへの送信中に通信を変更して、例えば、データパケットのヘッダ情報の変更、フォーマットの変更などを行ってもよい。示されているモバイルデバイス１２は、（スマートフォンを含む）モバイルフォンと、ラップトップコンピュータと、タブレットコンピュータとを含むモバイルワイヤレス通信デバイス（ただし、これらはワイヤレスにもワイヤード接続を介しても通信することができる）である。現在存在するか将来開発されるかにかかわらず、さらに他のモバイルデバイスを使用してもよい。さらに、（モバイルか否かは問わない）他のワイヤレスデバイスが、システム１０内で実装されてもよく、互いに、および／または、モバイルデバイス１２、ネットワーク１４、サーバ１６、および／または、ＡＰ１８、２０と通信してもよい。例えば、このような他のデバイスは、モノのインターネット（ＩｏＴ）デバイス、医療デバイス、ホームエンターテインメントおよび／またはオートメーションデバイスなどを含んでもよい。モバイルデバイス１２または他のデバイスは、異なるネットワークにおいておよび／または異なる目的（例えば、５Ｇ、Ｗｉ−Ｆｉ通信、Ｗｉ−Ｆｉ通信の複数の周波数、衛星測位、１つ以上のタイプのセルラー通信（例えば、ＧＳＭ（登録商標）（モバイルのためのグローバルシステム）、ＣＤＭＡ（コード分割多元接続）、ＬＴＥ（登録商標）（ロングタームエボリューション）など）で通信するように構成されていてもよい。モバイルデバイス１２は、ＵＭＴＳ（ユニバーサルモバイル電気通信システム）アプリケーションでは一般にユーザ機器（ＵＥ）として呼ばれるが、モバイル局（ＭＳ）、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末（ＡＴ）、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、端末、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、または、他の何らかの適切な用語として呼ばれることがある。
【００２１】
［００３０］
図２を参照すると、図１に示されているモバイルデバイス１２のうちの１つの例は、上部カバー５２と、ディスプレイレイヤ５４と、プリント回路基板（ＰＣＢ）レイヤ５６と、底部カバー５８とを含んでいる。示されているモバイルデバイス１２は、スマートフォンまたはタブレットコンピュータであってもよいが、本説明はこのようなデバイスに限定されない。上部カバー５２は、スクリーン５３を含んでいる。ＰＣＢレイヤ５６は、モバイルデバイス１２と、他のワイヤレス通信デバイスを含む１つ以上の他のデバイスとの間の双方向通信を容易にするように構成されている１つ以上のアンテナを含んでいる。底部カバー５８は底面５９を有し、上部カバー５２と底部カバー５８の側面５１、５７はエッジ面を提供する。上部カバー５２と底部カバー５８は、ディスプレイレイヤ５４と、ＰＣＢレイヤ５６と、ＰＣＢレイヤ５６上にあってもなくてもよい、モバイルデバイス１２の他のコンポーネントとを保持するハウジングを構成していてもよい。例えば、ハウジングは、後述する、アンテナシステムと、フロントエンド回路と、中間周波数回路と、プロセッサとを保持（例えば、収納、収容）していてもよい。さらに、ＰＣＢレイヤ５６のサイズおよび／または形状は、上部カバーまたは底部カバーのいずれかのサイズおよび／または形状とも、または、さもなければデバイスの外周とも釣り合っていなくてよい。例えば、ＰＣＢレイヤ５６は、バッテリーを受け入れるためのカットアウトを有していてもよい。したがって、当業者は、例示されているもの以外のＰＣＢレイヤ５６の実施形態が実装されてもよいことを理解するであろう。
【００２２】
［００３１］
図３も参照すると、ＰＣＢレイヤ５６の例は、主要部分６０と２つのアンテナシステム６２、６４とを含んでいる。示されている例では、アンテナシステム６２、６４は、ＰＣＢレイヤ５６の、よってこの例ではモバイルデバイス１２の（例えば、モバイルデバイス１２のハウジングの）、反対側の端６３、６５に配置されている。主要部分６０は、（無線周波数（ＲＦ）回路としても呼ばれる）フロントエンド回路７０、７２と、中間周波数（ＩＦ）回路７４と、プロセッサ７６とを含むＰＣＢ６６を備えていてもよい。フロントエンド回路７０、７２は、アンテナシステム６２、６４に放射されることとなる信号を提供するように、そして、アンテナシステム６２、６４により受け取られ、アンテナシステム６２、６４からフロントエンド回路７０、７２に提供される信号を受け取って処理するように構成されている。フロントエンド回路７０、７２は、ＩＦ回路７４から受け取ったＩＦ信号をＲＦ信号に変換し（必要に応じて電力増幅器で増幅し）、放射のためにアンテナシステム６２、６４にこのＲＦ信号を提供するように構成されている。フロントエンド回路７０、７２は、（例えば、低ノイズ増幅器およびミキサを使用して）アンテナシステム６２、６４により受け取られたＲＦ信号をＩＦ信号に変換し、このＩＦ信号をＩＦ回路７４に送るように構成されている。ＩＦ回路７４は、フロントエンド回路７０、７２から受け取ったＩＦ信号をベースバンド信号に変換し、このベースバンド信号をプロセッサ７６に提供するように構成されている。ＩＦ回路７４はまた、プロセッサ７６によって提供されたベースバンド信号をＩＦ信号に変換し、このＩＦ信号をフロントエンド回路７０、７２に提供するように構成されている。プロセッサ７６は、ＩＦ回路７４に通信可能に結合され、ＩＦ回路７４は、フロントエンド回路７０、７２に通信可能に結合され、フロントエンド回路７０、７２は、それぞれ、アンテナシステム６２、６４に通信可能に結合されている。
【００２３】
［００３２］
アンテナシステム６２、６４は、さまざまな方法でＰＣＢレイヤ５６の一部として形成されていてもよい。図３において、ＰＣＢ６６からアンテナシステム６２、６４を分離する破線７１、７３は、ＰＣＢレイヤ５６の他の部分からのアンテナシステム６２、６４（および、そのコンポーネント）の機能的分離を示している。アンテナシステム６２、６４は、ＰＣＢ６６と一体であり、ＰＣＢ６６の不可欠なコンポーネントとして形成されていてもよく、または、ＰＣＢ６６とは別個であるがＰＣＢ６６に取り付けられていてもよい。代替として、アンテナシステム６２および／またはアンテナシステム６４の１つ以上のコンポーネントは、ＰＣＢ６６と一体的に形成されていてもよく、１つ以上の他のコンポーネントは、ＰＣＢ６６とは別個に形成されてＰＣＢ６６に取り付けられるか、そうでなればＰＣＢレイヤ５６の一部とされていてもよい。代替として、アンテナシステム６２、６４のそれぞれは、ＰＣＢ６６とは別個に形成されてＰＣＢ６６に取り付けられ、それぞれ、フロントエンド回路７０、７２に結合されていてもよい。いくつかの実施形態では、フロントエンド回路７０、７２の一方または両方は、モジュールにおいてアンテナシステム６２または６４とともに実装され、ＰＣＢ６６に結合される。例えば、モジュールが、ＰＣＢ６６に取り付けられてもよく、または、ＰＣＢ６６から離間しており、例えばフレキシブルケーブルまたはフレキシブル回路を使用して、これに結合されていてもよい。アンテナシステム６２、６４は、互いに同様にまたは互いに異なって構成されていてもよい。例えば、アンテナシステム６２、６４のいずれかの１つ以上のコンポーネントは省略されてもよい。例として、アンテナシステム６２は、４Ｇおよび５Ｇ放射器を含んでいてもよいが、アンテナシステム６４は、５Ｇ放射器を含んでいなくてもよい（省略されてもよい）。他の例では、アンテナシステム６２、６４のうちの１つが完全に省略されてもよく、または、ＷＬＡＮ技術などの非セルラー技術で使用するために構成されていてもよい。
【００２４】
［００３３］
ディスプレイレイヤ５４のディスプレイ６１（図２参照）は、ＰＣＢ６６とほぼ同じエリアをカバーしており、アンテナシステム６２、６４（そして、場合によっては、デバイス１２の他のコンポーネント）のためのシステム接地面として機能してもよい。ディスプレイ６１は、アンテナシステム６２の下とアンテナシステム６４の上に配置されている（ここで、「上」および「下」はモバイルデバイス１２に対して相対的なものであり、すなわち、モバイルデバイス１２の上部は、地球に対するデバイス１２の向きにかかわらず、他のコンポーネントの上にある）。
【００２５】
［００３４］
アンテナシステム６２、６４は、ミリ波エネルギーを伝達するおよび受け取るように構成されていてもよい。アンテナシステム６２、６４は、異なるスキャン角度にステアリングするように、および／または、例えば、ＰＯビームとより狭いビームとの間で、ビーム幅のサイズを変えるように構成されていてもよい。
【００２６】
［００３５］
ここでは、アンテナシステム６２、６４は、モバイルデバイス１２に対してさまざまな方向で他のデバイスとの通信を容易にするために複数の放射器を用いて同様に構成されている。図３の例では、アンテナシステム６２は、パッチ放射器システムのアレイ８０と、ダイポール放射器のアレイ８２とを含んでいる。他の例では、１つ以上のアンテナシステムは、１つ以上のダイポール放射器のみ、１つ以上のパッチ放射器のみ、または、１つ以上のダイポール放射器と１つ以上のパッチ放射器の組み合わせを含んでいてもよい。他の例では、単独で、あるいは、１つ以上のダイポール放射器および／または１つ以上のパッチ放射器と組み合わせて、１つ以上の他のタイプの放射器を使用してもよい。パッチ放射器は、主にＰＣＢレイヤ５６の平面の上および下から、すなわち図３を示しているページの内外に、信号を放射し、主にそこから信号を受け取るように構成されている。ダイポール放射器は、主にＰＣＢレイヤ５６の側面に信号を放射し、主にそこから信号を受け取るように構成され、アンテナシステム６２中のダイポール放射器は、図３に示されるように主にＰＣＢレイヤ５６の左上に放射するように構成され、アンテナシステム６４中のダイポール放射器は、図３に示されるように主にＰＣＢレイヤ５６の右下に放射するように構成されている。ＰＣＢレイヤ５６の角にまたは角の近くにアンテナシステム６２、６４を配置することは、例えば、ＭＩＭＯ（多入力多出力）能力を高めるのに役立つ空間ダイバーシティ（そこへ信号が送信されることがあり、そこから信号が受信されることがあるモバイルデバイス１２に対する方向）を提供するのに役立つかもしれない。さらに、パッチ放射器のアレイ８２は、デュアル偏波の放射および受け取りを提供するように構成されていてもよい。
【００２７】
［００３６］
図４〜５も参照すると、図３に示されているアンテナシステム６２のパッチ放射器システムのアレイ８０のパッチ放射器システム１１０の例が示されており、図４はシステム１１０の上面図であり、図５はシステム１１０の側面図である。パッチ放射器システム１１０は、高帯域パッチ１１２と、寄生素子１１４、１１５、１１６、１１７と、放射パッチ１１８と、低帯域パッチ１２０と、水平偏波フィード１２２と、垂直偏波フィード１２４と、接地面１２８と、基板１３０とを含むマルチレイヤ化回路ボード１１１を含んでいる。寄生素子１１４〜１１７は、寄生パッチとみなされてもよい。パッチ放射器システム１１０は、デュアルバンド、デュアル偏波放射器システムとして構成されている。デュアル偏波放射用に構成されることは必須ではなく、代わりに、システム１１０中の１つ以上の特徴が、単一偏波放射のために構成されていてもよい（例えば、単一のフィードを使用してもよく、および／または、１つ以上のパッチまたは他のアイテムが、送信および／または受信される信号の周波数での単一の偏波放射のために大きさが調整され、成形されている）。しかしながら、示されている例では、アイテムは、デュアル偏波放射のために構成されて、提供されている。特に、システム１１０は、例えば、放射器（例えば、パッチ放射器、寄生放射器）の直交するエッジに起因して、２つの異なる５Ｇ通信帯域のための２つの直交する偏波のうちの一方または両方で放射してもよい。例えば、システム１１０は、２８ＧＨｚ帯域と３９ＧＨｚ帯域の両方において異なる、ここでは直交する偏波で放射するように構成されていてもよい。図５では、明確さのために寄生素子１１７は示されていない。放射パッチ１１８と、低帯域パッチ１２０と、接地面１２８は、基板１３０内のシステムの異なるレイヤ中に配置されている。高帯域パッチ１１２および寄生素子１１４〜１１７は、システム１１０の同じレイヤ中に、ここでは基板１３０の上部に、配置されている。図５に示されているように、システム１１０が示されているように方向付けられている場合、高帯域パッチ１１２は、放射パッチ１１８の上に（すなわち、接地面１２８の反対側のパッチ１１８の側に）配置され、低帯域パッチ１２０は、放射パッチ１１８の下に（すなわち、低帯域パッチ１２０が放射パッチ１１８と接地面１２８との間に配置されるように、放射パッチ１１８の接地面１２８と同じ側に）配置される。
【００２８】
［００３７］
（給電線としても呼ばれる）フィード１２２、１２４は、放射パッチ１１８に信号を提供するために電気を伝えるように構成されている。フィード１２２、１２４のそれぞれは、異なる周波数、ここでは２８ＧＨｚおよび３９ＧＨｚ帯域中の信号を放射パッチ１１８に提供するように構成されている。フィード１２２、１２４は、フィード１２２、１２４から信号を受け取ったことに応答して、放射パッチ１１８を励起して信号のそれぞれの偏波を放射するように、適切な位置で放射パッチ１１８に電気的に結合されている。ここでは、水平偏波フィード１２２は、放射パッチ１１８を励起して、フィード１２２によって提供される信号のエネルギーの周波数に対応する周波数の水平偏波信号を放射するように、放射パッチ１１８に結合されている。同様に、垂直偏波フィード１２４は、放射パッチ１１８を励起して、フィード１２４によって提供される信号のエネルギーの周波数に対応する周波数の垂直偏波信号を放射するように、放射パッチ１１８に結合されている。フィード１２２、１２４は、伝送線、例えばストリップラインから、放射パッチ１１８に提供される信号を受け取り、接地面１２８はストリップラインの上部である（残りの部分は示されていない）。フィードは、低帯域パッチ１２０を通過し、低帯域パッチ１２０とは電気的に接触していない。
【００２９】
［００３８］
放射パッチ１１８は、導電性（例えば、導電性材料で作られた導体）であり、フィード１２２、１２４に電気的に結合され、フィード１２２、１２４から受け取った信号を放射するように構成されている。伝送中、フィード１２２、１２４のいずれかから受け取った信号中のエネルギーの一部はいくらか失われるかもしれないが、放射パッチ１１８は、受け取った情報に対応する信号を伝えるのに十分なエネルギーを放射し、すなわち、放射された信号の特性は、受け取った信号の特性に対応するであろう。示されているように、放射パッチ１１８は、放射パッチ１１８が、放射パッチ１１８のそれぞれのエッジから、２つの直交する偏波の一方または両方で信号を放射することができるように、長方形、ここでは正方形である。放射パッチ１１８は、高周波数帯域中、例えば、３９ＧＨｚ帯域（３７〜４０ＧＨｚ）中でエネルギーを放射するように大きさが調整されている。例えば、放射パッチ１１８の各エッジは、３９ＧＨｚ帯域中で、基板１３０において、０．４波長と０．６波長との間の電気長を有していてもよい。ここでは、放射パッチ１１８のエッジは直線状であるが、（例えば、そうでなければ直線状のエッジであるものから内方に伸びるスロットを有する）他の構成を使用してもよい。放射パッチ１１８はまた、低周波数帯域中、例えば２８ＧＨｚ帯域（２６．５〜２９．５ＧＨｚ）中のエネルギーを低帯域パッチ１２０に結合するように構成されている。高周波数帯域中の最低周波数は、低周波数帯域中の最高周波数よりも少なくとも１０％高くてもよい。
【００３０】
［００３９］
高帯域パッチ１１２は、導電性であり、高周波数帯域中の高帯域信号を寄生的に受け取り、高周波数帯域（例えば、３９ＧＨｚ帯域）中で高帯域信号を再放射するように構成され、配置されている。高帯域パッチ１１２は、寄生パッチと呼ばれることがある。高帯域パッチ１１２が放射パッチ１１８にワイヤレスに結合し、放射パッチ１１８によって放射されたエネルギーから高帯域信号を受け取るという点で、高帯域パッチ１１２は、放射パッチ１１８から高帯域信号を寄生的に受け取る。高帯域パッチ１１２は、放射パッチ１１８から１つ以上の信号を受け取ったことに応答して、１つ以上の信号を再放射する。再放射される高帯域信号は、受け取った高帯域信号よりもエネルギーは少ないかもしれないが、内容的には同じ信号のままである。高帯域パッチ１１２は、放射パッチ１１８によって放射された高帯域信号の高帯域パッチ１１２による受け取りを容易にするために、放射パッチ１１８とオーバーラップして配置されている。示されているように、高帯域パッチ１１２は、放射パッチ１１８に対して、中央に置かれており、高帯域パッチ１１２のエッジ１１３は、放射パッチ１１８のエッジ１１９と平行であり、高帯域パッチ１１２全体は、放射パッチ１１２とオーバーラップしているが、他の配列（例えば、放射パッチ１１８と部分的にのみオーバーラップしている、高帯域パッチ１１２のエッジ１１３がパッチ１１８のエッジ１１９と平行でない、など）を使用してもよい。高帯域パッチ１１２は、長方形、ここでは正方形であり、高帯域中、例えば３９ＧＨｚ帯域中で信号を放射するように大きさが調整されたエッジ長を有する。高帯域パッチ１１２は、放射パッチ１１８のエッジ長１３３よりもわずかに短いエッジ長１３１を有し、したがって、放射パッチ１１８よりも良好に（例えば、より効率的に）高帯域中で信号を放射することができる。高帯域パッチ１１２の各エッジの電気長、ここではエッジ長１３１は、基板１３０において、高周波数帯域中の周波数の０．４波長と０．６波長との間であってもよい。ここでは、高帯域パッチ１１２のエッジは直線状であるため、物理的長さは電気長に対応する。しかしながら、例えば、１つ以上の非直線状のエッジを有する（例えば、エッジから内方に伸びるスロットを有する）他の構成を使用してもよい。高帯域パッチの他の例は正方形でなくてもよく、例えば、長方形ではあるが２つの異なるエッジ長を有する例である。これは、異なる周波数帯域中での放射を容易にすることができる。
【００３１】
［００４０］
寄生素子１１４〜１１７は、高帯域パッチ１１２と組み合わさって、低帯域信号を寄生的に受け取るように構成され、配置されている。すなわち、寄生素子１１４〜１１７は、高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７の組み合わせが、放射パッチ１１８から（低周波数帯域中の）低帯域信号を寄生的に受け取るように構成され、配置されている。４つの寄生素子が示されているが、これは一例であり、他の数（例えば、１つ、２つ、３つ、または、４つよりも多く）の寄生素子を使用してもよい。高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７の組み合わせは、低周波数帯域（例えば、２８ＧＨｚ帯域）中で低帯域信号を再放射するように構成されている。高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７の組み合わせは、放射パッチ１１８から１つ以上の信号を受け取ったことに応答して、１つ以上の信号を再放射する。高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７が、放射パッチ１１８（または、フィード１２２、１２４のいずれか）に物理的に結合されているのではなく、放射パッチ１１８にワイヤレスに結合しており、放射パッチ１１８によって放射されたエネルギーから低帯域信号を受け取るという点で、高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７の組み合わせは、放射パッチ１１８から低帯域信号を寄生的に受け取る。再放射される低帯域信号は、受け取った低帯域信号よりもエネルギーは少ないかもしれないが、内容的には同じ信号のままである。
【００３２】
［００４１］
寄生素子１１４〜１１７のそれぞれは、高帯域パッチ１１２の対応するエッジに隣接して、すなわち、高帯域パッチ１１２の対応するエッジから近いがゼロではない距離に配置されている。高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７のそれぞれとの間の分離の量は、システム１１０の所望の性能を提供するように選択されてもよい。選択される分離は、低帯域性能と高帯域性能との間のトレードオフ（例えば、リターンロス）であってもよく、より小さい分離は、低帯域性能を向上させて高帯域性能を低下させ、より大きい分離は、高帯域性能を向上させて低帯域性能を低下させる。図４〜５に示されている例では、高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７との間の分離は、寄生素子１１４〜１１７が放射パッチ１１８とオーバーラップしないのには十分であるが、寄生素子１１４〜１１７が低帯域パッチ１２０と部分的にオーバーラップするくらい十分小さい。この分離は一例にすぎず、他の分離を使用してもよい。寄生素子１１４〜１１７は、図４〜５に示されている例では放射パッチ１１８に関して対称的に配置されている。また、図４〜５に示されている例では、寄生素子１１４〜１１７は、高帯域パッチ１１２の対応するエッジの長さよりもわずかに長い長さを有する。代替として、寄生素子１１４〜１１７は、高帯域パッチ１１２の対応するエッジと同じ長さを有することができ、寄生素子１１４〜１１７の端部は、高帯域パッチ１１２のそれぞれのエッジと同一線上にある。図４〜５に示されているこの例では、寄生素子１１４〜１１７は、すべてが同じ量だけ高帯域パッチ１１２から分離されており、等しい幅を有するが、他の構成（例えば、同等でない分離および／または同等でない幅）を使用してもよい。
【００３３】
［００４２］
寄生素子１１４〜１１７は、低周波数帯域中の信号を寄生的に受け取り、再放射するのに役立つように大きさが調整され、成形されている。寄生素子１１４〜１１７のうちの２つの寄生素子の電気幅（ここでは、幅１３２）と、これらの２つの寄生素子１１４〜１１７間の高帯域パッチ１１２の対応するエッジの電気長（ここでは、長さ１３１）とを組み合わせた距離が、低帯域信号の波長の約半分となるように、寄生素子１１４〜１１７のそれぞれは、電気幅（この例では、幅１３２）を有する。例えば、この距離（ここでは、長さ１３１に幅１３２の２倍を加えた累積長）は、基板１３０において、低周波数帯域中の周波数の０．４波長と０．６波長との間であってもよい。
【００３４】
［００４３］
低帯域パッチ１２０は、低周波数帯域中の低帯域信号を寄生的に受け取り、低周波数帯域中で低帯域信号を再放射するように構成され、配置されている。したがって、低帯域パッチ１２０は寄生パッチである。低帯域パッチ１２０が放射パッチ１１８（または、フィード１２２、１２４のいずれか）に導電的に結合されているのではなく、放射パッチ１１８にワイヤレスに結合しており、放射パッチ１１８によって放射されたエネルギーから低帯域信号を受け取るという点で、低帯域パッチ１２０は、放射パッチ１１８から低帯域信号を寄生的に受け取る。低帯域パッチ１２０から再放射される低帯域信号は、受け取った低帯域信号よりもエネルギーは少ないかもしれないが、内容的には同じ信号のままである。低帯域パッチ１２０から再放射される低帯域信号は、高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７の組み合わせにより受け取られて、再放射されてもよい。低帯域パッチ１２０は、放射パッチ１１８によって放射された低帯域信号の低帯域パッチ１２０による受け取りを容易にするために、放射パッチ１１８とオーバーラップして配置されている。示されているように、低帯域パッチ１２０は、放射パッチ１１８に対して、中央に置かれており、低帯域パッチ１２０のエッジ１２１は、放射パッチ１１８のエッジ１１９と平行であり、放射パッチ１１８全体は、低帯域パッチ１２０とオーバーラップしているが、他の配列（例えば、放射パッチ１１８と部分的にのみオーバーラップする、低帯域パッチ１２０のエッジ１２１がパッチ１１８のエッジ１１９と平行でない、など）を使用してもよい。この例では、低帯域パッチ１２０は、長方形、ここでは正方形であり、低帯域中、例えば２８ＧＨｚ帯域中で信号を放射するように大きさが調整された電気エッジ長を有する。低帯域パッチ１２０は、放射パッチ１１８の電気エッジ長、ここではエッジ長１３３よりも長い電気エッジ長、ここではエッジ長１３４を有し、したがって、放射パッチ１１８よりも良好に（例えば、より効率的に）低帯域中で信号を放射することができる。低帯域パッチ１２０の各エッジの電気エッジ長は、基板１３０において、低周波数帯域中の周波数の０．４波長と０．６波長との間であってもよい。低帯域パッチの他の例は正方形でなくてもよく、例えば、長方形ではあるが２つの異なるエッジ長を有する例である。これは、異なる周波数帯域中での放射を容易にすることができる。
【００３５】
［００４４］
他の構成
［００４５］
上述した例は非網羅的な例であり、多数の他の構成を使用してもよい。以下の説明は、このような他の構成のうちのいくつかに向けられているが、いずれもが（単独でも、上の説明と組み合わせても）網羅的ではない。
【００３６】
［００４６］
複数の寄生素子または１つの寄生素子の他の構成を使用してもよい。図６を参照すると、図３に示されているアンテナシステム６２のパッチ放射器システムのアレイ８０のパッチ放射器システム１５０の例は、高帯域パッチ１５２と単一の寄生素子１５４とを含み、図６はシステム１５０の上面図である。システム１５０は、放射パッチを含み、図４〜５に示されているシステム１１０と同様に他の特徴（例えば、低帯域パッチ）を含んでいてもよいが、これらの特徴は、図を簡単にするために図６には示されていない。システム１５０は、図４に示されている寄生素子１１４〜１１７の代わりに、単一の寄生素子１５４を含んでいる。寄生素子１５４は、高帯域パッチ１５２の周囲に配置されているループである。ここでは、ループは正方形の導電性リングであるが、他の形状を使用してもよい。
【００３７】
［００４７］
上面図である図７を参照すると、パッチ放射器システム１６０の別の例は、図４に示されているような、高帯域パッチ１１２と、寄生素子１１４、１１５、１１６、１１７と、放射パッチ１１８と、低帯域パッチ１２０と、水平偏波フィード１２２と、垂直偏波フィード１２４とを含み、加えて別の寄生素子１６４、１６５、１６６、１６７を含んでいる。寄生素子１６４〜１６７は、システム１６０の角において高帯域パッチ１１２に斜めに隣接して配置されており、寄生素子１６４〜１６７のそれぞれは、ここでは導電ストリップである寄生素子１１４〜１１７のうちの２つと並んでいる。寄生素子１６４〜１６７の使用は、例えば、より低い周波数帯域中の４分の１波長が、高帯域パッチ１１２の幅と寄生素子１６４〜１６７のうちの１つの寄生素子の２つの幅とにほぼ等しいような、より低い周波数帯域中での、システム１６０による放射をさらに改善する（例えば、寄生素子１１４〜１１７を使用しない場合と比較して挿入損失を低くする）ことができる。この例では、別の寄生素子１６４〜１６７は、正方形の導体である。寄生素子を使用することで、フィードから放射パッチへのインピーダンス整合を改善することもできる。
【００３８】
［００４８］
上面図である図８を参照すると、パッチ放射器システム１７０の別の例は、寄生パッチ１７２と、寄生素子１７４、１７５、１７６、１７７と、放射パッチ１７８と、水平偏波フィード１８０と、垂直偏波フィード１８２と、別の寄生素子１８４、１８５、１８６、１８７とを含んでいる。この例では、寄生素子１７４〜１７７は、それぞれが寄生パッチ１７２のそれぞれのエッジに近接して配置されており、それぞれが寄生パッチ１７２のそれぞれのエッジの長さと同様の（ここでは等しい）長さを有する導電ストリップである。寄生素子１８４〜１８７のそれぞれは、システム１７０のそれぞれの角に配置されており、寄生素子１７４〜１７７のそれぞれのペアと並んでいる。寄生パッチ１７２は、放射パッチ１７８よりも小さい。放射パッチ１７８は、寄生パッチ１７２と完全にオーバーラップし、寄生素子１７４〜１７７のそれぞれと部分的にオーバーラップし、寄生素子１８４〜１８７のそれぞれと部分的にオーバーラップしている。寄生パッチ１７２は、主に所望の周波数帯域中でエネルギーを放射するように大きさが調整されている（例えば、システム１７０の基板において、所望の周波数帯域中の周波数の０．４波長と０．６波長との間の電気エッジ長を有する）。寄生パッチ１７２と寄生素子１７４〜１７７、１８４〜１８７の組み合わせが、主に所望の周波数帯域中で、放射パッチ１７８から受け取ったエネルギーを再放射するように、寄生素子１７４〜１７７、１８４〜１８７は、大きさが調整され、成形され、配置されている。
【００３９】
［００４９］
さらに他の構成も可能である。例えば、パッチ放射器システム１７０および／または他の構成では、（図４〜５に示されている低帯域パッチ１２０のような）低帯域パッチは省略されてもよい。
【００４０】
［００５０］
それぞれ側面図および上面図である図９および１０を参照すると、パッチ放射器システム２１０の別の例は、放射パッチ２１２と、寄生パッチ２１４、２１５、２１６、２１７と、フィード２２０と、基板２２２と、接地面２２４とを含んでいる。この例では、放射パッチ２１２は、フィード２２０を介して提供される、複数の周波数帯域中の信号を、または、広帯域中に、例えば５ＧＨｚ以上（例えば１１ＧＨｚ）の帯域中に渡る複数の周波数の信号を、放射するように構成されていてもよい。ここでは、寄生パッチ２１４〜２１７のそれぞれは正方形であり、４つの寄生パッチがあるが、他の形状（例えば、非正方形の長方形、六角形など）および／または他の量の寄生パッチを使用してもよい。寄生パッチ２１４〜２１７は、放射パッチ２１２から信号を寄生的に受け取り、複数の周波数帯域中でエネルギーを再放射するように構成され（例えば、大きさが調整され、成形され）、配置されている。
【００４１】
［００５１］
ある例では、パッチ放射器システム２１０は、複数の周波数帯域中の信号を放射するように構成され、寄生パッチ２１４〜２１７のそれぞれは、より高い周波数帯域中、例えば、６０ＧＨｚ帯域中のような５０ＧＨｚを超える周波数帯域中での放射を容易にする長さの長さ２３０（および、幅）を有していてもよい。例えば、長さ２３０は、放射パッチ２１２に給電され、放射パッチ２１２によって放射されるより高い周波数信号の波長の約半分（例えば、０．４波長と０．６波長との間）であってもよい。寄生パッチ２１４〜２１７のうちの隣接する寄生パッチのアレイ長２３４とギャップ長２３２とが、例えば２８ＧＨｚ帯域中での、より低い周波数の信号の放射を容易にする長さのものとなるように、寄生パッチ２１４〜２１７のそれぞれは、寄生パッチ２１４〜２１７のうちの隣接する寄生パッチからギャップ長２３２だけ分離されていてもよい。例えば、アレイ長２３４は、放射パッチ２１２に給電され、放射パッチ２１２によって放射されるより低い周波数信号の波長の約半分（例えば、０．４波長と０．６波長との間）であってもよい。寄生パッチのうちの個々の寄生パッチがより高い周波数信号を放射することを可能にしつつ、寄生パッチ２１４〜２１７のうちの隣接する寄生パッチが組み合わさって動作して、より低い周波数信号を放射することができるように、ギャップ長２３２は、大きさが調整される。示されているように、寄生パッチは、パッチ放射器２１２とオーバーラップして配置されており、パッチ放射器２１２に対して、中央に置かれており、パッチ放射器２１２の中心点でもある中心点２３６に関して対称的に配置されている。放射パッチ２１２は、同様に、より高い周波数帯域中とより低い周波数帯域中とで放射するように構成されてもよく、例えば、送信または受信のために信号の複数の波長の倍数または分数として大きさが調整されている。
【００４２】
［００５２］
別の例では、寄生パッチは、広い周波数帯域に渡ってエネルギーを再放射するように構成されている。例えば、寄生パッチ２１４〜２１７は、２８ＧＨｚから３９ＧＨｚのまたは５７ＧＨｚから６８ＧＨｚの周波数帯域に渡って、例えば、その帯域に渡ってしきい値リターンロス（例えば、−５ｄＢまたは−１０ｄＢ）を下回るリターンロスで、エネルギーを再放射するように大きさが調整されていてもよい。寄生パッチ２１４〜２１７のサイズと、寄生パッチ２１４〜２１７間のギャップ２４０、２４２のサイズとを調整して、寄生パッチ２１４〜２１７による放射、例えば、周波数の関数としてのリターンロスに影響を与えてもよい。例えば、ギャップ２４０、２４２のサイズが周波数の関数として放射量に影響を与えてもよく、１１ＧＨｚ以上の周波数帯域に渡って信号を効率的に放射するように、パッチ放射器システム２１０が構成されていてもよい。いくつかのこのような実施形態では、それぞれ個々の寄生パッチが周波数帯域中の下端で信号を放射するように構成されるのではなく、寄生パッチ２１４〜２１７のうちの２つ以上が、組み合わさって、この帯域中のすべての周波数で放射するように構成されていてもよい。
【００４３】
［００５３］
図１１を参照し、さらに図１〜１０を参照すると、異なる周波数帯域中の信号を寄生的に受け取り、再放射する方法２５０は、示されているステージを含んでいる。しかしながら、方法２５０は一例にすぎず、限定するものではない。方法２５０は、例えば、ステージを、追加すること、削除すること、再配列すること、組み合わせること、同時に実行することによって、および／または、単一のステージを複数のステージに分割させることによって変更してもよい。例えば、ステージ２５４および２５６は、例えば、一般的に使用するために、または、キャリアアグリゲーション技法で使用するために、ステージ２５８および２６０の前に、それの後に、または、それと同時に実行してもよい。示され、説明されている方法２５０に対するさらに他の変更も可能である。
【００４４】
［００５４］
ステージ２５２において、方法２５０は、放射パッチから第１の周波数帯域中の高帯域信号を、放射パッチから第２の周波数帯域中の低帯域信号を放射することを含んでいる。例えば、フィード１２２、１２４は、それぞれの偏波でフィード１２２、１２４から、高帯域信号を放射する放射パッチ１１８に、それぞれの高帯域信号を伝えてもよい。別の例として、フィード１２２、１２４のうちの一方だけが、放射パッチ１１８に高帯域信号を伝えてもよい。別の例として、フィード１２２、１２４のうちの一方が、放射パッチ１１８に高帯域信号を伝える一方で、同時に、フィード１２２、１２４のうちの他方が、放射パッチ１１８に低帯域信号を伝えてもよい。別の例として、フィード１２２、１２４は、それぞれの偏波でフィード１２２、１２４からの低帯域信号を放射する放射パッチ１１８に、低帯域信号を伝えてもよい。別の例として、フィード１２２、１２４のうちの一方だけが、放射パッチ１１８に低帯域信号を伝えてもよい。高帯域信号および低帯域信号は、典型的には、異なる時間にフィード１２２、１２４に提供され、典型的には、フィード１２２、１２４には、それぞれ、一度に１つの信号だけが給電されるが、同時に、異なる信号がフィード１２２、１２４のいずれかに提供されてもよい。フィード１２２、１２４によって放射パッチ１１８に伝えられる信号は、たとえ信号が同じ周波数帯域中でも、同じ信号であってもよいし、異なる信号（例えば、異なる内容を有する）であってもよい。
【００４５】
［００５５］
ステージ２５４において、方法２５０は、高帯域パッチによって高帯域信号を寄生的に受け取ることを含んでいる。例えば、放射パッチ１１８によって放射された高帯域信号のエネルギーは、高帯域パッチ１１２によって受け取られてもよい。高帯域パッチ１１２が高帯域信号をワイヤレスに受け取るため、高帯域パッチ１１２は、高帯域信号を寄生的に受け取る。高帯域パッチ１１２が受け取るエネルギーは、放射パッチ１１８によって放射された高帯域信号のエネルギーのすべてより少ないが、高帯域パッチ１１２は、高帯域信号を受け取る。
【００４６】
［００５６］
ステージ２５６において、方法２５０は、高帯域パッチから高帯域信号を再放射することを含んでいる。例えば、高帯域パッチ１１２は、高帯域信号を受け取ったことに起因してエネルギーを放射し、よって、高帯域パッチ１１２が放射するエネルギーは、高帯域パッチ１１２が放射パッチ１１８から受け取った高帯域信号のエネルギーのすべてよりも少ないが、高帯域信号を再放射する。高帯域パッチ１１２は、放射パッチ１１８によって放射された高帯域偏波のそれぞれで、高帯域エネルギーを再放射するように構成されている（例えば、成形され、配列されている）。他の例として、高帯域パッチ１５２または寄生パッチ１７２は、放射パッチ１１８から受け取った高帯域信号エネルギーを再放射する。
【００４７】
［００５７］
ステージ２５８において、方法２５０は、高帯域パッチと少なくとも１つの寄生素子との組み合わせによって、低帯域信号を寄生的に受け取ることを含んでいる。例えば、放射パッチ１１８によって放射された低帯域信号のエネルギーは、高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７、または、高帯域パッチ１５２と寄生素子１５４との組み合わせ、または、高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７および１６４〜１６７との組み合わせ、または、寄生パッチ１７２と寄生素子１７４〜１７７および１８４〜１８７との組み合わせによって受け取られてもよい。パッチと寄生素子との組み合わせの他の例を使用してもよい。高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７が低帯域信号をワイヤレスに受け取るので、高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７は、低帯域信号を寄生的に受け取る。高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７の組み合わせが受け取るエネルギーは、放射パッチ１１８によって放射された低帯域信号のエネルギーのすべてよりも少ないが、高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７の組み合わせは、低帯域信号を受け取る。
【００４８】
［００５８］
ステージ２６０において、方法２５０は、高帯域パッチと少なくとも１つの寄生素子との組み合わせから低帯域信号を再放射することを含んでいる。例えば、高帯域パッチ１１２は、寄生素子１１４〜１１７と組み合わさって、低帯域信号を受け取ったことに起因してエネルギーを放射してもよく、よって、高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７との組み合わせが放射するエネルギーは、放射パッチ１１８から受け取った低帯域信号のエネルギーのすべてよりも少ないが、低帯域信号を再放射する。放射パッチ１１８から１つの低帯域信号だけを受け取る場合、寄生素子１１４〜１１７のすべてに満たない数の寄生素子（すなわち、受け取った信号の偏波に対応する寄生素子１１４〜１１７だけ）が低帯域信号のエネルギーを再放射してもよい。高帯域パッチ１１２は、寄生素子１１４〜１１７と組み合わさって、放射パッチ１１８によって放射された低帯域偏波のそれぞれで低帯域エネルギーを再放射するように構成されている（例えば、成形され、配列されている）。他の例として、高帯域パッチ１５２と寄生素子１５４との組み合わせ、または、高帯域パッチ１１２と寄生素子１１４〜１１７および別の寄生素子１６４〜１６７との組み合わせ、または、寄生パッチ１７２と寄生素子１７４〜１７７および１８４〜１８７との組み合わせが、放射パッチ１１８から受け取った低帯域信号のそれぞれを対応する偏波で再放射する。
【００４９】
［００５９］
他の考慮事項
［００６０］
上述した技法は例にすぎず、網羅的ではない。説明したもの以外の構成を使用してもよい。
【００５０】
［００６１］
本明細書で使用される場合、「〜のうちの少なくとも１つ」が前に付くかまたは「〜のうちの１つ以上」が前に付く、アイテムのリストにおいて使用される「または」は、例えば、「Ａ、Ｂ、または、Ｃのうちの少なくとも１つ」のリスト、または、「Ａ、Ｂ、または、Ｃのうちの１つ以上」のリストが、ＡまたはＢまたはＣまたはＡＢまたはＡＣまたはＢＣまたはＡＢＣ（すなわち、ＡおよびＢおよびＣ）、あるいは、１つよりも多くの特徴との組み合わせ（例えば、ＡＡ、ＡＡＢ、ＡＢＢＣなど）を意味するような選言的リストを示している。
【００５１】
［００６２］
上述したシステムおよびデバイスは例にすぎない。さまざまな構成は、必要に応じて、さまざまなプロシージャまたはコンポーネントを省略、置換、または、追加してもよい。例えば、特定の構成に関して説明した特徴は、さまざまな他の構成において組み合わせてもよい。これらの構成の異なる態様および要素は、同じような方法で組み合わせてもよい。また、技術は進化するため、要素の多くは例にすぎず、本開示または特許請求の範囲を限定しない。
【００５２】
［００６３］
例となる構成（実装形態を含む）の完全な理解を与えるために、本説明では具体的な詳細が示されている。しかしながら、構成は、これらの具体的な詳細なしに実施してもよい。例えば、周知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造、および、技法は、構成を不明瞭にしないため、不必要な詳細なしに示されている。この説明は、例となる構成だけを提供しており、特許請求の範囲、適用可能性、または、構成を限定するものではない。むしろ、構成の前述の説明は、説明した技法を実装するための説明を提供する。本開示の趣旨または範囲から逸脱しなければ、要素の機能および配列にさまざまな変更を加えてもよい。
【００５３】
［００６４］
さらに、１つよりも多くの発明が開示されてもよい。
【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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【国際調査報告】
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