(57)【要約】  再構成可能なアンテナのための方法および装置が提供される。この装置は、パッチアンテナと1つまたは複数の寄生スロットとを含む再構成可能なアンテナである。パッチアンテナは、第1の導体平面と第2の導体平面とを含む。第2の導体平面は、第1の導体平面用の接地平面を形成するように構成される。再構成可能なアンテナは、第2の導体平面に形成された1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットをさらに含む。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットは、第2の導体平面の2つの対向部分の第1のセットによって形成される。2つの対向部分の第1のセットは、第2の導体平面における第1のカットアウトによって分離される。再構成可能なアンテナは、1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットを有効化または無効化するように構成された第1のスイッチをさらに含む。
2018518108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッチアンテナと1つまたは複数の寄生スロットとを含む再構成可能なアンテナであって、
前記パッチアンテナは、
第1の導体平面と、
前記第1の導体平面用の接地平面を形成するように構成された第2の導体平面と、
前記第2の導体平面の2つの対向部分の第1のセットによって前記第2の導体平面に形成された前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットであって、前記2つの対向部分の第1のセットが、前記第2の導体平面における第1のカットアウトによって分離される第1の寄生スロットと、
前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットを有効化または無効化するように構成された第1のスイッチとを含む再構成可能なアンテナ。
【請求項２】
前記第1のスイッチは、前記第2の導体平面の前記2つの対向部分の第1のセットにおける前記対向部分間に接続され、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットと前記第1のスイッチは、第1の再構成可能な寄生スロットを形成する、請求項1に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項３】
前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットと第2のスイッチとをさらに備え、前記第2のスイッチは、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットを有効化または無効化するように構成される、請求項1に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項４】
前記第2のスイッチは、第2のカットアウトによって分離された前記第2の導体平面の2つの対向部分の第2のセットにおける前記対向部分間に接続される、請求項3に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項５】
前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットと前記第2のスイッチは、第2の再構成可能な寄生スロットを形成する、請求項4に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項６】
前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の再構成可能な寄生スロットは、前記第2の導体平面に形成される、請求項5に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項７】
前記第1のスイッチの状態および前記第2のスイッチの状態に基づいて、前記パッチアンテナ、ならびに前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットおよび前記第2の寄生スロットのうちの1つが主電磁放射器となる、請求項3に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項８】
前記パッチアンテナは、前記第1のスイッチがオンであり、かつ前記第2のスイッチがオンであるときに前記主電磁放射器となり、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットは、前記第1のスイッチがオフであり、かつ前記第2のスイッチがオンであるときに前記主電磁放射器となり、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットは、前記第1のスイッチがオンであり、かつ前記第2のスイッチがオフであるときに前記主電磁放射器となる、請求項7に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項９】
第2のパッチアンテナであって、
第3の導体平面と、
前記第3の導体平面用の接地平面を形成するように構成された第4の導体平面と、
前記第4の導体平面の2つの対向部分の第3のセットによって前記第4の導体平面に形成された前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの第3の寄生スロットであって、前記2つの対向部分の第3のセットが、前記第4の導体平面における第3のカットアウトによって分離される第3の寄生スロットと、
前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第3の寄生スロットを有効化または無効化するように構成された第3のスイッチとを含む第2のパッチアンテナと、
第3のパッチアンテナであって、
第5の導体平面と、
前記第5の導体平面用の接地平面を形成するように構成された第6の導体平面と、
前記第6の導体平面の2つの対向部分の第4のセットによって前記第6の導体平面に形成された前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの第4の寄生スロットであって、前記2つの対向部分の第4のセットが、前記第6の導体平面における第4のカットアウトによって分離される第4の寄生スロットと、
前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第4の寄生スロットを有効化または無効化するように構成された第4のスイッチとを含む第3のパッチアンテナと、
第4のパッチアンテナであって、
第7の導体平面と、
前記第7の導体平面用の接地平面を形成するように構成された第8の導体平面とを含む第4のパッチアンテナとをさらに備える、請求項3に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項１０】
前記第2の導体平面と、前記第4の導体平面と、前記第6の導体平面と、前記第8の導体平面とは単一の導体平面を構成し、前記第1の導体平面と、前記第3の導体平面と、前記第5の導体平面と、第7の導体平面とは、同一平面内に位置する、請求項9に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項１１】
前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットと前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第3の寄生スロットとの間で第1のスイッチ状態が共有され、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットと前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第4の寄生スロットとの間で第2のスイッチ状態が共有される、請求項9に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項１２】
前記第1の導体平面と前記第2の導体平面とは互いに平行である、請求項1に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項１３】
前記第1の導体平面と前記第2の導体平面との間の誘電体をさらに備える、請求項1に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項１４】
再構成可能なアンテナの方法であって、
アンテナの1つまたは複数の寄生スロットを無効化または有効化することによって前記アンテナを複数のアンテナ構成のうちの1つに構成するステップであって、前記アンテナが、パッチアンテナと前記1つまたは複数の寄生スロットとを備え、前記パッチアンテナが、第1の導体平面と第2の導体平面とを含み、前記第2の導体平面が、前記第1の導体平面用の接地平面を形成するように構成され、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットが、前記第2の導体平面に形成され、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットが、前記第2の導体平面の2つの対向部分の第1のセットによって形成され、前記2つの対向部分の第1のセットが、前記第2の導体平面における第1のカットアウトによって分離される、ステップと、
前記構成されたアンテナによって通信するステップとを含む方法。
【請求項１５】
前記アンテナの前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットを無効化または有効化するステップは、第1のスイッチを使用して前記第2の導体平面の前記2つの対向部分の第1のセットにおける対向部分同士を接続または切断するステップであって、前記第1のスイッチが、前記第2の導体平面の前記2つの対向部分の第1のセットにおける前記対向部分間に接続され、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットと前記第1のスイッチが、第1の再構成可能な寄生スロットを形成する、ステップを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットを有効化または無効化するように構成された第2のスイッチを使用して前記第2の寄生スロットを有効化または無効化するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記アンテナの前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットを無効化または有効化するステップは、第2のスイッチを使用して前記第2の導体平面の2つの対向部分の第2のセットにおける前記対向部分同士を接続または切断するステップであって、前記第2のスイッチが、第2のカットアウトによって分離された前記第2の導体平面の前記2つの対向部分の第2のセットにおける前記対向部分間に接続され、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットと前記第2のスイッチが、第2の再構成可能な寄生スロットを形成する、ステップを含む、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチの状態を設定することによって、前記パッチアンテナ、ならびに前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットおよび前記第2の寄生スロットから主電磁放射器とするものを1つ選択するステップをさらに含み、前記パッチアンテナは、前記第1のスイッチがオンであり、かつ前記第2のスイッチがオンであるときに前記主電磁放射器となり、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットは、前記第1のスイッチがオフであり、かつ前記第2のスイッチがオンであるときに前記主電磁放射器となり、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットは、前記第1のスイッチがオンであり、かつ前記第2のスイッチがオフであるときに前記主電磁放射器となる、請求項16に記載の方法。
【請求項１９】
再構成可能なアンテナであって、
アンテナの1つまたは複数の寄生スロットを無効化または有効化することによって前記アンテナを複数のアンテナ構成のうちの1つに構成するための手段であって、前記アンテナが、パッチアンテナと前記1つまたは複数の寄生スロットとを備え、前記パッチアンテナが、第1の導体平面と第2の導体平面とを含み、前記第2の導体平面が、前記第1の導体平面用の接地平面を形成するように構成され、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットが、前記第2の導体平面に形成され、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットが、前記第2の導体平面の2つの対向部分の第1のセットによって形成され、前記2つの対向部分の第1のセットが、前記第2の導体平面における第1のカットアウトによって分離される手段と、
前記構成されたアンテナによって通信するための手段とを備える再構成可能なアンテナ。
【請求項２０】
前記アンテナの前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットを無効化または有効化することは、第1のスイッチを使用して前記第2の導体平面の前記2つの対向部分の第1のセットにおける対向部分同士を接続または切断するための手段であって、前記第1のスイッチが、前記第2の導体平面の前記2つの対向部分の第1のセットにおける前記対向部分間に接続され、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットと前記第1のスイッチが、第1の再構成可能な寄生スロットを形成する手段を備える、請求項19に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項２１】
前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットと第2のスイッチとをさらに備え、前記第2のスイッチは、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットを有効化または無効化するように構成される、請求項20に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項２２】
前記アンテナの前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットを無効化または有効化することは、第2のスイッチを使用して前記第2の導体平面の2つの対向部分の第2のセットにおける前記対向部分同士を接続または切断することを含み、前記第2のスイッチが、第2のカットアウトによって分離された前記第2の導体平面の前記2つの対向部分の第2のセットにおける前記対向部分間に接続され、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットと前記第2のスイッチが、第2の再構成可能な寄生スロットを形成する、請求項21に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項２３】
前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の再構成可能な寄生スロットは、前記第2の導体平面に形成される、請求項22に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項２４】
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチの状態を設定することによって、前記パッチアンテナ、ならびに前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットおよび前記第2の寄生スロットから主電磁放射器とするものを1つ選択するための手段をさらに備える、請求項21に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項２５】
前記パッチアンテナは、前記第1のスイッチがオンであり、かつ前記第2のスイッチがオンであるときに前記主電磁放射器となり、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットは、前記第1のスイッチがオンであり、かつ前記第2のスイッチがオフであるときに前記主電磁放射器となり、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットは、前記第1のスイッチがオフであり、かつ前記第2のスイッチがオンであるときに前記主電磁放射器となる、請求項24に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項２６】
第2のパッチアンテナであって、
第3の導体平面と、
前記第3の導体平面用の接地平面を形成するように構成された第4の導体平面と、
前記第4の導体平面の2つの対向部分の第3のセットによって前記第4の導体平面に形成された前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの第3の寄生スロットであって、前記2つの対向部分の第3のセットが、前記第4の導体平面における第3のカットアウトによって分離される第3の寄生スロットとを含む第2のパッチアンテナと、
第3のパッチアンテナであって、
第5の導体平面と、
前記第5の導体平面用の接地平面を形成するように構成された第6の導体平面と、
前記第6の導体平面の2つの対向部分の第4のセットによって前記第6の導体平面に形成された前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの第4の寄生スロットであって、前記2つの対向部分の第4のセットが、前記第6の導体平面における第4のカットアウトによって分離される第4の寄生スロットとを含む第3のパッチアンテナと、
第4のパッチアンテナであって、
第7の導体平面と、
前記第7の導体平面用の接地平面を形成するように構成された第8の導体平面とを含む第4のパッチアンテナとをさらに備える、請求項21に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項２７】
前記再構成可能なアンテナの前記第2の導体平面と、前記第4の導体平面と、前記第6の導体平面と、前記第8の導体平面とは単一の導体平面を構成し、前記第1の導体平面と、前記第3の導体平面と、前記第5の導体平面と、第7の導体平面とは、同一平面内に位置する、請求項26に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項２８】
前記再構成可能なアンテナの前記第1のスイッチは、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第1の寄生スロットと前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第3の寄生スロットとの間で共有され、前記再構成可能なアンテナの前記第2のスイッチは、前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第2の寄生スロットと前記1つまたは複数の寄生スロットのうちの前記第4の寄生スロットとの間で共有される、請求項26に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項２９】
前記再構成可能なアンテナの前記第1の導体平面と前記第2の導体平面とは互いに平行である、請求項19に記載の再構成可能なアンテナ。
【請求項３０】
前記第1の導体平面と前記第2の導体平面との間の誘電体をさらに備える、請求項19に記載の再構成可能なアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により全体が本明細書に明確に組み込まれる、2015年6月18日に出願された「RECONFIGURABLE ANTENNA」という名称の米国特許出願第14/743,377号の利益を主張する。
【０００２】
本開示は、概してアンテナに関し、より詳細には再構成可能なアンテナに関する。
【背景技術】
【０００３】
ワイヤレス通信システムは、電話、ビデオ、データ、メッセージング、および放送などの種々の電気通信サービスを提供するために広く展開されている。典型的なワイヤレス通信システムは、利用可能なシステムリソース(たとえば、帯域幅、送信電力)を共有することによって複数のユーザとの通信をサポートすることが可能な多元接続技術を使用する場合がある。そのような多元接続技術の例には、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、周波数分割多元接続(FDMA)システム、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システム、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)システム、および時分割同期符号分割多元接続(TD-SCDMA)システムがある。概して、これらのワイヤレス通信システムは、1つまたは複数のアンテナあるいはアンテナシステムを使用して、データを送信するかまたはデータを受信してもよく、あるいはデータの送信と受信の両方を行ってもよい。
【０００４】
ワイヤレス通信では、ミリ波における経路損失が大きい場合がある。したがって、場合によっては、様々なシステムに関する高データスループット要件を満たすのに高利得アンテナアレイが使用される場合がある。概して、アンテナアレイが有する利得が高くなるにつれて、アンテナアレイのビームの幅が狭くなる。そのような高利得アンテナシステムの狭ビーム特性によって、一般的に、モバイルデバイス(およびモバイルデバイスのアンテナ)のロケーションが、モバイルデバイスが通信する他のデバイスに対して変化していることがあるモバイル適用例の場合に、ビームステアリングが必要になる場合がある。アンテナアレイのビームが電子的にある方向にステアリングされると、ビームの利得は、その方向における個々のアンテナ要素利得とアレイ係数の積になる。システムスループットを向上させるには、すべての方向においてほぼ一様なアンテナ利得レベルを有することが必要になる場合がある。したがって、システムスループットを向上させるには、アレイ内の個々のアンテナ要素が全方向的パターン特性を有する必要がある。現在の高利得アンテナアレイに使用されるアンテナ要素は、全方向的パターンを有しない。その代わり、現在では、360°のカバレージを実現するのに複数のアンテナが使用される。複数のアンテナアレイを使用すると、システムコストが高くなる場合がある。したがって、複数のアンテナアレイではなく単一のアンテナまたは単一のアンテナアレイを使用するアンテナシステムが、有用である場合があり、コスト、空間、または電力のうちの1つまたは複数を低下または減少させることがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様では、再構成可能なアンテナのための方法および装置が提供される。この装置は、パッチアンテナと1つまたは複数の寄生スロットとを含む再構成可能なアンテナである。パッチアンテナは、第1の導体平面と第2の導体平面とを含む。第2の導体平面は、第1の導体平面用の接地平面を形成するように構成される。再構成可能なアンテナは、第2の導体平面に形成された1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットをさらに含む。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットは、第2の導体平面の2つの対向部分の第1のセットによって形成される。2つの対向部分の第1のセットは、第2の導体平面における第1のカットアウトによって分離される。再構成可能なアンテナは、1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットを有効化または無効化するように構成された第1のスイッチをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示による、再構成可能なアンテナ用の例示的なアンテナ構造を示す図である。
【図２】図1の再構成可能なアンテナ用の例示的なアンテナ構造の別の態様を示す図である。
【図３】本開示による、再構成可能なアンテナ用の別の例示的なアンテナ構造を示す図である。
【図４】本開示による、再構成可能なアンテナに関する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
添付の図面に関して以下に記載する詳細な説明は、様々な構成について説明することを目的としたものであり、本明細書において説明する概念が実施される場合がある唯一の構成を表すことを目的としたものではない。詳細な説明は、様々な概念を完全に理解するのを可能にするために、具体的な詳細を含んでいる。しかし、当業者には、これらの概念は、これらの具体的な詳細なしでも実施できることが明らかであろう。いくつかの事例では、よく知られている構造および構成要素が、そのような概念を不明瞭にすることを避けるためにブロック図の形態で示される。
【０００８】
次に、再構成可能なアンテナのいくつかの態様を種々の装置および方法を参照しながら提示する。これらの装置および方法について、以下の詳細な説明において説明し、種々のブロック、モジュール、構成要素、回路、ステップ、プロセス、およびアルゴリズム(「要素」と総称される)によって添付の図面に示す。これらの要素は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはこれらの任意の組合せを使用して実装されてもよい。そのような要素がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。
【０００９】
例として、要素、要素の任意の部分、または要素の任意の組合せは、1つまたは複数のプロセッサを含む「処理システム」を用いて実装されてもよい。プロセッサの例には、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、ステートマシン、ゲート論理、個別ハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明される様々な機能を実行するように構成された他の適切なハードウェアが含まれる。処理システムの中の1つまたは複数のプロセッサは、ソフトウェアを実行してもよい。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはそれ以外のものとして言及されているかどうかにかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、プロシージャ、ファンクションなどを意味するものと広く解釈されるものとする。
【００１０】
したがって、1つまたは複数の例示的な実施形態では、説明する機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実施される場合がある。ソフトウェアにおいて実施される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上に記憶されるかあるいはコンピュータ可読媒体上の1つまたは複数の命令またはコードとして符号化される場合がある。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータがアクセスできる任意の利用可能な媒体であってもよい。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、コンパクトディスクROM(CD-ROM)もしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、前述したタイプのコンピュータ可読媒体の組合せ、またはコンピュータによってアクセスできる命令もしくはデータ構造の形態でコンピュータ実行可能コードを記憶するのに使用できる任意の他の媒体を含むことができる。
【００１１】
開示されたプロセス/フローチャートにおけるブロックの特定の順序または階層が例示的な手法の例示であることを理解されたい。設計上の選好に基づいて、プロセス/フローチャートにおけるブロックの特定の順序または階層が再構成される場合があることを理解されたい。さらに、いくつかのブロックは組み合わされてもよく、または省略されてもよい。添付の方法クレームは、様々なブロックの要素を例示的な順序で提示したものであり、提示された特定の順序または階層に限定されるものではない。
【００１２】
図1は、再構成可能なアンテナ100用の例示的なアンテナ構造を示す図である。再構成可能なアンテナ100は、パッチ102を含む。パッチ102は基板104上に位置してもよい。さらに、図1の再構成可能なアンテナ100は、2つの寄生スロット108、110を含む。2つの寄生スロット108、110は、(たとえば、パッチ102が位置する基板104の側が基板の上面側と見なされるとき)基板104の底面側に位置してもよい。概して、本明細書で説明するシステムおよび方法による再構成可能なアンテナ100は、図1に示す2つの寄生スロット108、110などの1つまたは複数の寄生スロットを含んでもよい。場合によっては、たとえば、パッチアンテナのアレイにおいて、パッチアンテナのアレイにおける1つまたは複数のパッチアンテナは寄生スロットを有しない場合もある。アンテナアレイが使用されるとき、アンテナアレイにおける1つまたは複数のパッチアンテナは、後述の図3に関してより詳細に説明するように、寄生スロットをまったく有しない場合も、あるいは1つの寄生スロット、2つの寄生スロット、または3つ以上の寄生スロットを有する場合もある。
【００１３】
図1の再構成可能なアンテナ100は、ピンフィード106も含む。ピンフィード106は、再構成可能なアンテナ100に無線周波数(RF)信号を接続するのに使用されてもよく、より具体的には、パッチ102にRF信号を接続するのに使用されてもよい。図1の図示の例では、ピンフィード106は、2つの寄生スロット108、110に直接接続されていない。しかし、2つの寄生スロット108、110は、再構成可能なアンテナ100の放射パターンに影響を与える場合がある。すなわち、信号送信の概略的な方向は、後述のように2つの寄生スロット108、110の状態に応じて変化することがある。
【００１４】
パッチアンテナ112は、第1の導体平面、すなわち、パッチ102を含む。パッチ102は概して、基板104上の金属(または別の導体)の平坦な矩形シートであってもよい。金属の平坦な矩形シート(パッチ102)は、パッチアンテナ112の「パッチ」を形成してもよい。パッチアンテナ112は、パッチ102の下方に第2の導体平面、たとえば、接地平面も含む。第1の導体平面(パッチ102)と第2の導体平面(接地平面)は、基板104によって分離されてもよい。
【００１５】
パッチアンテナ用の接地平面は、2つの寄生スロット108、110を含んでもよい。図1に示すように、パッチ102は概して、平坦で概ね正方形の金属シートである。しかし、金属シートの特定の形状は、特定の実装形態に応じて異なってもよく、たとえば、パッチは、図1に示すように概ね正方形であっても、概ね矩形であっても、あるいは概ね円形であってもよい。いくつかの例では、パッチは、不規則形状であってもよい。パッチは概して、金属シートから形成され得る任意の形状であってもよい。
【００１６】
いくつかの例では、パッチアンテナ112は、第2の導体平面に形成された1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロット108と、第2の導体平面に形成された1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロット110とを含む。第1の寄生スロット108と第2の寄生スロット110はどちらも、第2の導体平面の2つの対向部分によって形成される。これらの対向部分の各々は、第2の導体平面におけるカットアウトによって分離されてもよく、カットアウトは、後述の図2に関してより詳細に説明するように基板104の底部に位置してもよい。
【００１７】
図2は、図1の再構成可能なアンテナ100用の例示的なアンテナ構造の別の態様を示す図である。図2に示すように、パッチアンテナ112はまた、たとえば基板104の底部に第2の導体平面200を含んでもよい。(「上部」および「底部」という語は、再構成可能なアンテナ100の各側または再構成可能なアンテナ100の構成要素を示すのに使用される場合がある。「上部」という語は、図1および図2に関して使用されるとき、パッチアンテナ112を含む再構成可能なアンテナ100の側を示すのに使用され、「底部」という語は、第1の寄生スロット108と第2の寄生スロット110とを含む再構成可能なアンテナ100の側を示すのに使用される)。
【００１８】
第2の導体平面200は接地平面であってもよい。したがって、第1の導体平面、すなわち、パッチ102は、第2の導体平面200の上方に位置してもよく、第2の導体平面200は、第1の導体平面、すなわち、パッチ102用の接地平面を構成してパッチアンテナ112を形成するように構成されてもよい。概して、接地平面はパッチ102よりも大きくてもよい。接地平面が第1の導体平面よりもはるかに大きいと有利である場合がある。しかし、接地平面のサイズが概して、基板104のサイズによって制限される場合があることが理解されよう。いくつかの例では、接地平面は、基板104の最下層のかなりの部分、たとえば、ほぼ100%を占めてもよい。しかし、この領域の一部が、第1の寄生スロット108および第2の寄生スロット110を形成するように除去されてもよい。
【００１９】
上述のように、図1および図2のパッチアンテナ112は、第2の導体平面200に形成された1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロット108を含む。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロット108は、第2の導体平面200の2つの対向部分202、204の第1のセットによって形成される。2つの対向部分202、204は、第2の導体平面200における第1のカットアウト206によって分離される。2つの対向部分202、204の第1のセットは、図2の図示の例における基板104の底部に位置する。
【００２０】
再構成可能な寄生スロット108は、第1のスイッチ(図示せず)を開閉することによって再構成可能である。第1のスイッチは、第1の寄生スロット108の2つの対向部分202、204を接続し切断することができるように寄生スロット108間に位置する。第1のスイッチが開いているとき、第1の寄生スロット108の2つの対向部分202、204は短絡しない。したがって、第1の寄生スロット108は、電磁信号を放射し得るスロットを形成し、概して、電磁信号が再構成可能なアンテナ100から放射される全体的な方向を変化させ得る。逆に、第1のスイッチが閉じると、第1の寄生スロット108の2つの対向部分202、204が短絡する。したがって、第1の寄生スロットは、短絡し、概して、電磁信号を放射せず、かつ概して、電磁信号が再構成可能なアンテナ100から放射される全体的な方向を変化させない。第1の寄生スロット108が、たとえば、スイッチによって短絡させられることに起因して、第1の寄生スロット108の影響が最低限に抑えられ得る。概して、第1の寄生スロット108が短絡すると、電気的には、この第1の寄生スロット108が接地平面内に存在しないように見える。
【００２１】
図1および図2のパッチアンテナ112は、第2の導体平面200に形成された1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロット110も含む。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロット110は、第2の導体平面200の2つの対向部分208、210の第2のセットによって形成される。第2の導体平面200の2つの対向部分208、210は、第2の導体平面200における第2のカットアウト212によって分離される。2つの対向部分208、210の第2のセットも、図2の図示の例における基板104の底部に位置する。
【００２２】
再構成可能な寄生スロット110も、スイッチ(図示せず)を開閉することによって再構成可能である。第2のスイッチ(図示せず)は、第2の寄生スロット110の2つの対向部分208、210を接続し切断することができるように寄生スロット110間に位置する。第2のスイッチが開いているとき、第2の寄生スロット110の2つの対向部分208、210は短絡しない。したがって、第2の寄生スロット110は、電磁信号を放射し得るスロットを形成し、概して、電磁信号が再構成可能なアンテナ100から放射される全体的な方向を変化させ得る。逆に、第2のスイッチが閉じると、第2の寄生スロット110の2つの対向部分208、210が短絡する。したがって、第2の寄生スロットは、短絡し、概して、電磁信号を放射せず、かつ概して、電磁信号が再構成可能なアンテナ100から放射される全体的な方向を変化させない。第2の寄生スロット110が、たとえば、スイッチによって短絡させられることに起因して、第2の寄生スロット110の影響が最低限に抑えられ得る。概して、第2の寄生スロット110が短絡すると、電気的には、この第2の寄生スロット110が接地平面内に存在しないように見える。
【００２３】
本明細書で説明するように、第1のスイッチと第2のスイッチはどちらも、寄生スロット108、110のうちの一方の間の接続を確立するのに使用される。第1のスイッチも第2のスイッチもピンフィード106には接続されない。第1のスイッチおよび第2のスイッチは、それぞれ第1の寄生スロット108または第2の寄生スロット110に対して信号を結合することも分離することもない。その代わり、上記で説明したように、第1のスイッチは、閉じたときに2つの対向部分202、204を短絡させ、開いているときには2つの対向部分202、204を短絡させない。したがって、2つの対向部分202、204が短絡すると、寄生スロット108が第2の導体平面200内に存在しないように見える。電気的には、概して、第2の導体平面200は、2つの対向部分202、204が第1のスイッチによって短絡させられるので、寄生スロット108の近くの領域内の固体金属シートであるかのように見える。同様に、第2のスイッチは、閉じたときに2つの対向部分208、210を短絡させ、開いているときには2つの対向部分208、210を短絡させない。したがって、この場合も、2つの対向部分208、210が短絡すると、寄生スロット110が第2の導体平面200内に存在しないように見える。電気的には、概して、第2の導体平面200は、2つの対向部分208、210が第2のスイッチによって短絡させられた場合に、寄生スロット110の近くの領域内の固体金属シートであるかのように見える。本明細書で説明するスイッチは、2つの対向部分202、204または2つの対向部分208、210のうちの一方を短絡させるかあるいは短絡させないために使用され、これらのスイッチがピンフィード106との接続を確立することも遮断することもないが、この説明は、ピンフィード106または本明細書で説明する他の接続ピンに対して信号を接続または切断するために図示の例に他のスイッチが追加される場合があることを意味するものではない。
【００２４】
図1および図2に示すように、第1の再構成可能な寄生スロット108および第2の再構成可能な寄生スロット110は、第2の導体平面内に形成されてもよい。したがって、再構成可能なアンテナ100は、第2の導体平面200における再構成可能な寄生スロット108、110を有するパッチアンテナ要素(パッチアンテナ112)である。図1の図示の例では、寄生スロット108、110は、第2の導体平面200におけるアクティブパッチラジエータ(パッチアンテナ112)の下方に位置する。したがって、寄生スロット108、110は、パッチアンテナ112グランドに一体化される。
【００２５】
寄生スロット108、110は、アンテナパターンを再構成するようにオンまたはオフに切り替えられ得る埋め込み単極単投スイッチを有してもよい。上記で説明したように、スイッチがオンであるとき、その特定のスイッチに関連するスロットは、電気的には存在しない。したがって、パッチアンテナ112と寄生スロット108、110の組合せは、再構成可能なアンテナ100のカバレージの方向を変更するように構成されてもよい。パッチアンテナ112は、横方向カバレージ、すなわち、方向zに使用されてもよい。一方の寄生スロット108は、縦方向yに使用されてもよく、寄生スロット110は、縦方向xに使用されてもよい。
【００２６】
スロットにおけるスイッチの状態が放射モードを決定する。第1の状態では、スイッチはどちらもオンである。スイッチがどちらもオンであるとき、電気的には、第2の導体平面200(接地平面)は、寄生スロット108、110を有しない固体接地平面であるかのように見える。したがって、再構成可能なアンテナ100によって放射される電気エネルギーの大部分または再構成可能なアンテナ100によって受け取られる電気エネルギーの大部分は、各スイッチがオンである第1の状態では横方向すなわちz方向におけるエネルギーまたは横方向すなわちz方向からのエネルギーである場合がある。言い換えれば、スイッチがどちらもオンであるとき、電気的には、アンテナは概して、パッチアンテナ112の平面に垂直な方向に向けられる場合がある。
【００２７】
第2の状態、すなわち、スロットモードxでは、寄生スロット108に関連するスイッチはオンであり、寄生スロット110に関連するスイッチ110はオフである。この状態では、電気的には、再構成可能なアンテナ100は単一の寄生スロット110を含むように見える。電気的には、寄生スロット108がそれに関連するスイッチによって短絡させられているので、寄生スロット108がないように見える。したがって、再構成可能なアンテナ100によって放射される電気エネルギーの大部分または再構成可能なアンテナによって受け取られる電気エネルギーの大部分は、x方向におけるエネルギーまたはx方向からのエネルギーである場合がある。
【００２８】
第3の状態、すなわち、スロットモードyでは、寄生スロット108に関連するスイッチはオフであり、寄生スロット110に関連するスイッチ110はオンである。スイッチがこの状態であるとき、電気的には、再構成可能なアンテナ100は単一の寄生スロット108を含むように見える。電気的には、寄生スロット110がそれに関連するスイッチによって短絡させられているので、寄生スロット110がないように見える。したがって、再構成可能なアンテナ100によって放射される電気エネルギーの大部分または再構成可能なアンテナ100によって受け取られる電気エネルギーの大部分は、y方向におけるエネルギーまたはy方向からのエネルギーである場合がある。
【００２９】
したがって、上記で説明したように、スイッチの状態に基づいて、パッチアンテナ112、第1の寄生スロット108、および第2の寄生スロット110のうちの1つが主電磁放射器であってもよい。上記で説明したように、パッチアンテナ112は、スイッチがどちらもオンであるときに主電磁放射器になる。寄生スロット108は、寄生スロット108に関連するスイッチがオフであり、寄生スロット110に関連するスイッチがオンであるときに主電磁放射器になる。寄生スロット110は、寄生スロット108に関連するスイッチがオンであり、寄生スロット110に関連するスイッチがオフであるときに主電磁放射器になる。概して、2つのスイッチの両方が同時にオフになることはない。しかし、スイッチの両方が同時にオフになった場合、パッチアンテナ112とは異なり、概して、寄生スロット108と寄生スロット110の両方が主電磁放射器になることが理解されよう。したがって、再構成可能なアンテナ100によって放射される電気エネルギーの大部分または再構成可能なアンテナ100によって受け取られる電気エネルギーの大部分は、両方のスイッチがオフである状態ではx方向とy方向の両方におけるエネルギーまたはx方向とy方向の両方からのエネルギーとなる場合がある。
【００３０】
図1および図2の例では、寄生スロット108および寄生スロット110がパッチアンテナ112の接地平面内に形成されるので、再構成可能なアンテナ100は単一のアンテナ構造である。寄生スロット108も寄生スロット110も別個のフィードを有しない。したがって、単一フィードを有する単一要素、すなわち、フィード106を有する再構成可能なアンテナ100が、複数の独立したアンテナ要素ではなくすべてのパターンカバレージに使用されてもよい。したがって、すべての方向、すなわち、横方向および縦方向をカバーするのに使用するのは、単一要素でよい。したがって、再構成可能なアンテナ100に必要なトランシーバは、1つのセットのみでよい。さらに、再構成可能なアンテナ100は、空間、コスト、および電力を節約することができる。再構成可能なアンテナ100に必要な空間は、様々な方向をカバーするために複数の独立したアンテナ要素を使用するアンテナシステムに必要な空間よりも狭くすることができる。一例では、アンテナ要素自体は、複数の独立したアンテナを使用する同等のアンテナシステムよりも20%小さくすることができる。したがって、アンテナモジュール面積およびチップ面積を狭くすることができる。再構成可能なアンテナ100は、様々な方向をカバーするために複数の独立したアンテナ要素を使用するアンテナシステムと比較して製造費を安くすることができるので、コストを低下させることができる。このコスト節約は、必要な空間が縮小することに一部起因する場合がある。基板面積が大きくなると、それ自体によってコストが高くなることがある。少なくとも再構成可能なアンテナ100が使用するのは複数のトランシーバではなく単一のトランシーバでよいので、電力およびコストを低下させることができる。
【００３１】
図1および図2の例示的な再構成可能なアンテナ100は、アンテナの放射パターンが再構成可能であるので「パターン再構成可能なアンテナ」または「放射パターン再構成可能なアンテナ」と見なされてもよい。上記で説明したように、再構成可能なアンテナ100によって放射される電気エネルギーまたはパターン再構成可能なアンテナ100によって受け取られるエネルギーは、スイッチの状態に基づいて、たとえば主としてx方向である場合も、あるいは主としてy方向である場合も、あるいは主としてz方向である場合もある。したがって、スイッチは、再構成可能なアンテナ100の放射パターンの球面分布を意図的に修正するように「オン」または「オフ」になるように制御されてもよい。
【００３２】
図3は、本開示による、再構成可能なアンテナ用のアンテナ構造のアレイ300の例を示す図である。図3の例に示すアンテナ構造のアレイ300は、アンテナ構造302、304、306、308を含む。アンテナ構造302、304、306、308は概して、図1および図2の再構成可能なアンテナ100と同様であってよい。特に、アンテナ構造308は、寄生スロット310と寄生スロット312とを含み、再構成可能なアンテナ100の構造と同様であってもよい。アンテナ構造302および304はまた、概して図1のパターン再構成可能なアンテナ100の構造と同様であるが、アンテナ構造302、304の各々はそれぞれ、単一の寄生スロット314、316のみを含む。図3に示すように、アンテナ構造306は、寄生スロットを含まない。
【００３３】
寄生スロット312、316は、電磁信号を両方のアンテナ構造304、308から外側にx方向、すなわち縦方向に送信またはステアリングする場合がある。寄生スロット310、314は、電磁信号を両方のアンテナ構造302、308からy方向、すなわち縦方向に遠ざかるように送信またはステアリングする場合がある。
【００３４】
アンテナ構造のアレイ300はパッチ318、320、322、324を含む。パッチ318、320、322、324は基板336上に位置してもよい。さらに、図3のアンテナ構造のアレイ300は、パッチ318に関連する2つの寄生スロット310、312と、パッチ320に関連する1つの寄生スロット314と、パッチ322に関連する1つの寄生スロット316とを含む4つの寄生スロット310、312、314、316を含む。図3の図示の例では、パッチ324は寄生スロットを含まない。
【００３５】
4つの寄生スロット310、312、314、316のうちの1つまたは複数は、基板336の底面に位置してもよい(概して、「上部」および「底部」は、図1および図2に関して説明したように使用される場合がある)。アンテナ構造のアレイ300は、3つの再構成可能なアンテナ、すなわち、パッチ318、320、322に関連するアンテナを含む。図示の例では、アンテナ構造のアレイ300は、1つのアンテナアレイを含み、すなわち、パッチ324に関連するアンテナを含む。本明細書で説明するシステムおよび方法によれば、アンテナは、ゼロ、1つ、2つ、または3つ以上の寄生スロットを含んでもよい。
【００３６】
図3のアンテナ構造のアレイ300における各アンテナは、ピンフィード326、328、330、334も含む。ピンフィード326、328、330、334は、アンテナ構造のアレイ300の再構成可能なアンテナの各々に無線周波数(RF)信号を接続するのに使用されてもよい。より具体的には、図3に示すように、ピンフィード326は、パッチ318にRF信号を接続するのに使用されてもよく、ピンフィード328は、パッチ322にRF信号を接続するのに使用されてもよく、ピンフィード330は、パッチ324にRF信号を接続するのに使用されてもよく、ピンフィード334は、パッチ320にRF信号を接続するのに使用されてもよい。
【００３７】
図1および図2の図示の例と同様に、図3の図示の例では、ピンフィード326、328、330、334は、寄生スロット310、312、314、316のいずれにも直接接続されることはない。しかし、寄生スロット310、312、314、316は、アンテナ構造のアレイ300の放射パターンに影響を与える場合がある。すなわち、信号送信の概略的な方向は、本明細書で説明するように寄生スロット310、312、314、316の状態に応じて変化することがある。言い換えれば、1つまたは複数のアンテナ構造が、1つまたは複数の他のアンテナ構造とは逆向きに配置されてもよい。たとえば、あるアンテナ構造が、別のアンテナ構造のパッチと同じ側に接地平面を有してもよい。そのような例では、たとえば、あるアンテナ構造用の接地平面を別のアンテナ構造のパッチから分離するのに、金属平面同士が不連続であることが必要になることがある。
【００３８】
図3の図示の例は、概して同じ平面上に位置する場合がある一連のパッチ318、320、322、324を有するアンテナ構造のアレイ300を含む。この平面は概して、基板336の真上の平坦な金属領域であってもよい。この平面内のパッチ318、320、322、324の各々が、パッチアンテナのパッチを形成してもよい。パッチは概して、平坦な矩形の金属シートである。しかし、金属シート(または別の導体)の特定の形状が特定の実装形態に応じて異なってもよいことが理解されよう。
【００３９】
本明細書で説明するように、パッチアンテナのいくつかは、寄生スロット310、312、314、316を含む。第1の寄生スロットの各々は、第2の導体平面の2つの対向部分によって形成される。第2の導体平面は、基板336の底部に位置してもよい。(「上部」および「底部」という語が、図中の図の向きに対する語であることが理解されよう)。本明細書で説明するように、第2の導体平面の対向部分の各々は、第2の導体平面におけるカットアウトによって分離される。
【００４０】
図3のアンテナ構造のアレイ300は、アンテナの放射パターンが再構成可能であるので「パターン再構成可能なアンテナアレイ」または「放射パターン再構成可能なアンテナアレイ」と見なされてもよい。アンテナ構造のアレイ300によって放射される電気エネルギーまたはアンテナ構造のアレイ300によって受け取られるエネルギーは、スイッチの状態に基づいて、たとえば主としてx方向である場合も、あるいは主としてy方向である場合も、あるいは主としてz方向である場合もある。概して、アンテナ構造302、304、308に関連するスイッチは、アンテナ構造302、304、308のうちの1つまたは複数を同時に同じ方向に向けるように構成されてもよい。スイッチは、アンテナ構造302、304、308、したがって、アンテナ構造のアレイ300のうちの1つまたは複数のアンテナ構造の放射パターンの球面分布を意図的に修正するように「オン」または「オフ」になるように制御されてもよい。図3の図示の例では、アンテナ構造306がいかなる寄生スロットを含まないことに留意されたい。したがって、アンテナ構造306は概して、パターン再構成可能なアンテナまたは放射パターン再構成可能なアンテナとは見なされないが、アンテナ構造のアレイ300は、「パターン再構成可能なアンテナアレイ」または「放射パターン再構成可能なアンテナアレイ」と見なされる場合がある。
【００４１】
図4は、本開示による、再構成可能なアンテナに関する方法のフローチャート400である。場合によっては、ブロック402において、回路は、パッチアンテナ、1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロット、および1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットから主電磁放射器とするものを1つ選択してもよい。この選択は、第1のスイッチおよび第2のスイッチの状態を設定することによって行われてもよい。パッチアンテナは、第1のスイッチがオンであり、かつ第2のスイッチがオンであるときに主電磁放射器となる。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットは、第1のスイッチがオフであり、かつ第2のスイッチがオンであるときに主電磁放射器となる。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットは、第1のスイッチがオンであり、かつ第2のスイッチがオフであるときに主電磁放射器となる。スイッチは、アンテナ方向を選択しアンテナの向きを定めるように設計された処理回路、デジタル論理、またはその他の回路によって制御されてもよい。
【００４２】
ブロック404において、回路は、アンテナを複数のアンテナ構成のうちの1つに構成する。この構成は、アンテナの1つまたは複数の寄生スロットを無効化または有効化することによって得られる。このアンテナは、パッチアンテナと1つまたは複数の寄生スロットとを含む。パッチアンテナは、第1の導体平面と第2の導体平面とを含む。第2の導体平面は、第1の導体平面用の接地平面を形成するように構成される。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットは、第2の導体平面に形成される。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットは、第2の導体平面の2つの対向部分の第1のセットによって形成される。2つの対向部分の第1のセットは、第2の導体平面における第1のカットアウトによって分離される。
【００４３】
ブロック406において、トランシーバ、レシーバ、トランスミッタ回路、またはその他の回路が、構成されたアンテナによって通信する。トランシーバ、レシーバ、トランスミッタ回路、またはその他の回路は、再構成可能なアンテナ100またはアンテナ構造のアレイ300の一部である場合があるピンフィード106、326、328、330、334との接続を通して(たとえば、アンテナ構造のアレイ300における各アンテナに対する1つのピンによって)アンテナとの間で信号を送受信してもよい。
【００４４】
いくつかの例では、アンテナの1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットを無効化または有効化することは、第1のスイッチを使用して第2の導体平面の2つの対向部分の第1のセットにおける対向部分同士を接続または切断することを含む。第1のスイッチは、第2の導体平面の2つの対向部分の第1のセットにおける対向部分間に接続されてもよい。さらに、1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットと第1のスイッチは、第1の再構成可能な寄生スロットを形成してもよい。
【００４５】
いくつかの例では、アンテナは、1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットと第2のスイッチとをさらに含んでもよい。第2のスイッチは、1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットを有効化または無効化するように構成されてもよい。
【００４６】
アンテナの1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットを無効化または有効化することは、第2のスイッチを使用して第2の導体平面の2つの対向部分の第2のセットにおける対向部分同士を接続または切断することを含む。さらに、第2のスイッチは、第2のカットアウトによって分離された第2の導体平面の2つの対向部分の第2のセットにおける対向部分間に接続されてもよい。さらに、1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットと第2のスイッチは、第2の再構成可能な寄生スロットを形成してもよい。いくつかの例では、1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の再構成可能な寄生スロットは、第2の導体平面に形成されてもよい。
【００４７】
いくつかの例では、パッチアンテナ、1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロット、および1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットから主電磁放射器とするものを1つ選択するための手段は、アンテナ方向を選択しアンテナの向きを定めるように設計された処理回路、デジタル論理、またはその他の回路のうちの1つまたは複数を含んでもよい。
【００４８】
パッチアンテナ、1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロット、および1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットから主電磁放射器とするものを1つ選択するための手段は、1つまたは複数のスイッチを含んでもよい。たとえば、この選択は、第1のスイッチおよび第2のスイッチの状態を設定することによって行われてもよい。パッチアンテナは、第1のスイッチがオンであり、かつ第2のスイッチがオンであるときに主電磁放射器となる。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットは、第1のスイッチがオフであり、かつ第2のスイッチがオンであるときに主電磁放射器となる。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第2の寄生スロットは、第1のスイッチがオンであり、かつ第2のスイッチがオフであるときに主電磁放射器となる。スイッチは、アンテナ方向を選択しアンテナの向きを定めるように設計された処理回路、デジタル論理、またはその他の回路によって制御されてもよい。
【００４９】
いくつかの例では、アンテナを複数のアンテナ構成のうちの1つに構成するための手段は、アンテナを複数のアンテナ構成のうちの1つのために構成するように設計された処理回路、デジタル論理、またはその他の回路を含んでもよい。いくつかの例では、アンテナを複数のアンテナ構成の1つに構成するための手段は、1つまたは複数のスイッチを含んでもよい。
【００５０】
本明細書で説明したように、アンテナのこの構成は、アンテナの1つまたは複数の寄生スロットを無効化または有効化することによって得られる。このアンテナは、パッチアンテナと1つまたは複数の寄生スロットとを含む。パッチアンテナは、第1の導体平面と第2の導体平面とを含む。第2の導体平面は、第1の導体平面用の接地平面を形成するように構成される。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットは、第2の導体平面に形成される。1つまたは複数の寄生スロットのうちの第1の寄生スロットは、第2の導体平面の2つの対向部分の第1のセットによって形成される。2つの対向部分の第1のセットは、第2の導体平面における第1のカットアウトによって分離される。
【００５１】
いくつかの例では、アンテナを使用して通信するための手段は、トランシーバ、レシーバ、トランスミッタ回路、または構成されたアンテナを使用して通信する場合があるその他の回路のうちの1つまたは複数を含んでもよい。トランシーバ、レシーバ、トランスミッタ回路、またはその他の回路は、本明細書で説明しているように、再構成可能なアンテナ100またはアンテナ構造のアレイ300の一部である場合があるピンフィード106、326、328、330、334との接続を通してアンテナとの間で信号を送受信してもよい。
【００５２】
先の説明は、本明細書で説明する様々な態様を当業者が実施することを可能にするように与えられる。これらの態様に対する様々な変更が当業者には容易に明らかとなり、本明細書で定義される一般原理は、他の態様に適用されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示される態様に限定されるようには意図されず、言語クレームに合致する全範囲が与えられるべきであり、単数の要素への参照は、具体的に記載されていない限り、「ただ1つの」を意味するのではなく、「1つまたは複数」を意味するものとする。「例示的な」という語は、本明細書では、「例、実例、または例証として機能する」を意味するために使用される。「例示的」として本明細書において説明したいずれの態様も、必ずしも他の態様よりも好ましいか、または有利であると解釈されるべきでない。別段に明記されていない限り、「いくつかの」という用語は、1つまたは複数を指す。「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、C、またはそれらの任意の組合せ」などの組合せは、A、B、および/またはCの任意の組合せを含み、複数のA、複数のB、または複数のCを含んでもよい。具体的には、「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、C、またはそれらの任意の組合せ」などの組合せは、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AおよびB、AおよびC、BおよびC、またはAおよびBおよびCであってもよく、任意のそのような組合せは、A、B、またはCのうちの1つまたは複数のメンバーを含んでもよい。当業者にとって周知の、または後に周知となる、本開示全体を通じて説明した様々な態様の要素に対するすべての構造的および機能的均等物が、参照により本明細書に明確に組み込まれ、特許請求の範囲によって包含されることが意図される。その上、本明細書で開示されたものは、そのような開示が特許請求の範囲において明示的に列挙されているかどうかにかかわらず、公に供されることは意図されていない。「ための手段」という句を使用して要素が明確に列挙されていない限り、いかなるクレーム要素もミーンズプラスファンクションとして解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００５３】
100  再構成可能なアンテナ
102  パッチ
104  基板
106  ピンフィード
108  第1の再構成可能な寄生スロット
110  第2の再構成可能な寄生スロット
112  パッチアンテナ
200  第2の導体平面
206  第1のカットアウト
208  2つの対向部分
212  第2のカットアウト
300  アンテナ構造のアレイ
302  アンテナ構造
304  アンテナ構造
306  アンテナ構造
308  アンテナ構造
310  寄生スロット
312  寄生スロット
314  寄生スロット
318  パッチ
320  パッチ
322  パッチ
324  パッチ
328  ピンフィード
330  ピンフィード
334  ピンフィード
336  基板
【図１】
2018518108.tif 000003
【図２】
2018518108.tif 000004
【図３】
2018518108.tif 000005
【図４】
2018518108.tif 000006
【国際調査報告】
2018518108.tif 000007
2018518108.tif 000008