(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上に配置された複数のアンテナ素子を含み、
前記アンテナ素子は対称パターンを形成するように配置され、前記対称パターンは正方形でも長方形でもなく、
前記アンテナ素子は、同じ出力電力を有し、
前記対称パターンは実質的に正六角形の形状を有し、前記アンテナ素子は、正六角形の周囲および内部に分布し、
前記正六角形は、互いに実質的に平行な少なくとも第１の直線、第２の直線、第３の直線、第４の直線、および第５の直線に分割されるアンテナアレイ。
【請求項２】
前記アンテナアレイの放射パターンは、メインローブとサイドローブを含み、前記メインローブは前記サイドローブより少なくとも１８ｄＢ高い請求項１に記載のアンテナアレイ。
【請求項３】
前記アンテナアレイは２７ＧＨｚ〜２９ＧＨｚの動作周波数帯域をカバーし、任意の隣接する２つのアンテナ素子間の距離は、前記動作周波数帯域の０．５波長以下である請求項１に記載のアンテナアレイ。
【請求項４】
前記正六角形は、互いに実質的に平行な第６の直線、第７の直線、第８の直線、および第９の直線にさらに分割される請求項１に記載のアンテナアレイ。
【請求項５】
前記アンテナ素子の５つが前記第1の直線上に配置され、前記アンテナ素子の６つが前記第２の直線上に配置され、前記アンテナ素子の７つが前記第３の直線上に配置され、前記アンテナ素子の８つが前記第４の直線上に配置され、前記アンテナ素子９つが前記第５の直線上に配置され、前記アンテナ素子の８つが前記第６の直線上に配置され、前記アンテナ素子の７つが前記第７の直線上に配置され、前記アンテナ素子の６つが前記第８の直線上に配置され、且つ前記アンテナ素子の５つが前記第９の直線上に配置される請求項４に記載のアンテナアレイ。
【請求項６】
平面上に配置された複数のアンテナ素子を含み、
前記アンテナ素子は対称パターンを形成するように配置され、前記対称パターンは正方形でも長方形でもなく、
前記アンテナ素子は、同じ出力電力を有し、
前記対称パターンは実質的に同心円を有し、前記アンテナ素子は前記同心円の周囲および内部に分布し、
前記同心円は、円の中心を共有する少なくとも第１の円周、第２の円周、および第３の円周に分割されるアンテナアレイ。
【請求項７】
前記同心円は、前記円の前記中心を共有する第４の円周、および第５の円周にさらに分割される請求項６に記載のアンテナアレイ。
【請求項８】
前記アンテナ素子の１つが前記円の前記中心に配置され、前記アンテナ素子の４つが前記第１の円周に配置され、前記アンテナ素子の８つが前記第２の円周に配置され、前記アンテナ素子の１２個が前記第３の円周に配置され、前記アンテナ素子の１６個が前記第４の円周に配置され、且つ前記アンテナ素子の２０個が前記第５の円周に配置される請求項７に記載のアンテナアレイ。
【請求項９】
平面上に配置された複数のアンテナ素子を含み、
前記アンテナ素子は対称パターンを形成するように配置され、前記対称パターンは正方形でも長方形でもなく、
前記アンテナ素子は、同じ出力電力を有し、
前記対称パターンは実質的に菱形形状を有し、前記アンテナ素子は前記菱形形状の周囲および内部に分布し、
前記菱形形状上の前記アンテナ素子は、二項係数に従って配置されるアンテナアレイ。
【請求項１０】
前記菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線、第２の直線、および第３の直線に分割され、前記アンテナ素子の１つが前記第1の直線上に配置され、前記アンテナ素子の ２つが前記第２の直線上に配置され、且つ前記アンテナ素子の１つが前記第３の直線上に配置される請求項９に記載のアンテナアレイ。
【請求項１１】
前記菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線、第２の直線、第３の直線、および第４の直線に分割され、前記アンテナ素子の１つが前記第1の直線上に配置され、前記アンテナ素子の３つが前記第２の直線上に配置され、前記アンテナ素子の３つが前記第３の直線上に配置され、且つ前記アンテナ素子の１つが前記第４の直線上に配置される請求項９に記載のアンテナアレイ。
【請求項１２】
前記菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線、第２の直線、第３の直線、第４の直線、および第５の直線に分割され、
前記アンテナ素子の１つが前記第1の直線上に配置され、前記アンテナ素子の４つが前記第２の直線上に配置され、前記アンテナ素子の６つが前記第３の直線上に配置され、前記アンテナ素子の４つが前記第４の直線上に配置され、且つ前記アンテナ素子の１つが前記第５の直線上に配置される請求項９に記載のアンテナアレイ。
【請求項１３】
前記菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線、第２の直線、第３の直線、第４の直線、第５の直線、および第６の直線に分割され、
前記アンテナ素子の１つが前記第1の直線上に配置され、前記アンテナ素子の５つが前記第２の直線上に配置され、前記アンテナ素子の１０個が前記第３の直線上に配置され、前記アンテナ素子の１０個が前記第４の直線上に配置され、前記アンテナ素子の５つが前記第５の直線上に配置され、且つ前記アンテナ素子の１つが第６の直線上に配置される。請求項９に記載のアンテナアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１９年７月２４日に出願された中国特許出願番号第２０１９１０６７２６４３．３号についての優先権を主張するものであり、これらの全ては引用によって本願に援用される。
【０００２】
本発明は、アンテナアレイに関するものであり、特に、サイドローブを制御し、通信距離を延長するアンテナアレイに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
図１Ａは、従来のアンテナアレイ１００の上面図である。図１Ａに示されるように、従来のアンテナアレイ１００は、複数のアンテナ素子１１０を含む。アンテナ素子１１０は、正方形（または長方形）を形成するように配置される。
【０００４】
図１Ｂは、従来のアンテナアレイ１００の放射パターン１９０の図である。水平軸はシータ（Ｔｈｅｔａ）を表しており、垂直軸は規格化放射電力（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ）を表している。図１Ｂに示されるように、アンテナアレイ１００の放射パターン１９０は、メインローブ１９１とサイドローブ１９２を含む。メインローブ１９１は、サイドローブ１９２よりも約１３ｄＢだけ高く、これは一般的な標準の１８ｄＢよりも劣っている。従来のアンテナアレイ１００の欠点は、サイドローブ抑圧比が低いことであり、このため、従来のアンテナアレイ１００の空間効率に悪影響を及ぼす。
【０００５】
サイドローブ抑圧比を改善するために、設計者はアンテナ素子１１０の出力電力を微調整する可能性がある。例えば、アンテナアレイ１００の中央領域１３０内のアンテナ素子１１０の一部は、比較的高い出力電力を有し、アンテナアレイ１００の端部領域１４０内のアンテナ素子１１０の別の部分は、比較的低い出力電力を有することができる。上述の出力電力の不均一な分布は、サイドローブ抑圧比を高めることができるが、従来のアンテナアレイ１００の通信距離を短縮する可能性がある。従って、先行技術の問題を解決するための新しい解決策を提案する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
サイドローブを抑圧し、通信距離を延長するアンテナアレイを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
例示的な実施形態では、本開示は、同一平面上に配置された複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイに関する。アンテナ素子は対称パターンを形成するように配置される。対称パターンは正方形でも長方形でもない。アンテナ素子は、同じ出力電力を有する。
【０００８】
いくつかの実施形態では、アンテナアレイの放射パターンは、メインローブとサイドローブを含む。メインローブはサイドローブより少なくとも１８ｄＢ高い。
【０００９】
いくつかの実施形態では、アンテナアレイは２７ＧＨｚ〜２９ＧＨｚの動作周波数帯域をカバーする。
【００１０】
いくつかの実施形態では、任意の隣接する２つのアンテナ素子間の距離は、動作周波数帯域の０．５波長以下である。
【００１１】
いくつかの実施形態では、対称パターンは実質的に正六角形の形状を有し、アンテナ素子は、正六角形の周囲および内部に分布する。
【００１２】
いくつかの実施形態では、正六角形は、互いに実質的に平行な第１の直線、第２の直線、第３の直線、第４の直線、第５の直線、第６の直線、第７の直線、第８の直線、および第９の直線に分割される。
【００１３】
いくつかの実施形態では、アンテナ素子の５つが第1の直線上に配置され、アンテナ素子の６つが第２の直線上に配置され、アンテナ素子の７つが第３の直線上に配置され、アンテナ素子の８つが第４の直線上に配置され、アンテナ素子の９つが第５の直線上に配置され、アンテナ素子の８つが第６の直線上に配置され、アンテナ素子の７つが第７の直線上に配置され、アンテナ素子の６つが第８の直線上に配置され、且つアンテナ素子の５つが第９の直線上に配置される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、対称パターンは実質的に同心円を有し、アンテナ素子は同心円の周囲および内部に分布する。
【００１５】
いくつかの実施形態では、同心円は、同じ中心を有する第１の円周、第２の円周、第３の円周、第４の円周、および第５の円周に分割される。
【００１６】
いくつかの実施形態では、アンテナ素子の１つが円の中心に配置され、アンテナ素子の４つが第１の円周に配置され、アンテナ素子の８つが第２の円周に配置され、アンテナ素子の１２個が第３の円周に配置され、アンテナ素子の１６個が第４の円周に配置され、且つアンテナ素子の２０個が第５の円周に配置される。
【００１７】
いくつかの実施形態では、対称パターンは実質的に菱形形状を有し、アンテナ素子は菱形形状の周囲および内部に分布する。
【００１８】
いくつかの実施形態では、菱形形状上のアンテナ素子は、二項係数に従って配置される。
【００１９】
いくつかの実施形態では、菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線、第２の直線、および第３の直線に分割される。
【００２０】
いくつかの実施形態では、アンテナ素子の１つが第1の直線上に配置され、アンテナ素子の２つが第２の直線上に配置され、且つアンテナ素子の１つが第３の直線上に配置される。
【００２１】
いくつかの実施形態では、菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線、第２の直線、第３の直線、および第４の直線に分割される。
【００２２】
いくつかの実施形態では、アンテナ素子の１つが第1の直線上に配置され、アンテナ素子の３つが第２の直線上に配置され、アンテナ素子の３つが第３の直線上に配置され、且つアンテナ素子の１つが第４の直線上に配置される。
【００２３】
いくつかの実施形態では、菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線、第２の直線、第３の直線、第４の直線、および第５の直線に分割される。
【００２４】
いくつかの実施形態では、アンテナ素子の１つが第1の直線上に配置され、アンテナ素子の４つが第２の直線上に配置され、アンテナ素子の６つが第３の直線上に配置され、アンテナ素子の４つが第４の直線上に配置され、且つアンテナ素子の１つが第５の直線上に配置される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線、第２の直線、第３の直線、第４の直線、第５の直線、および第６の直線に分割される。
【００２６】
いくつかの実施形態では、アンテナ素子の１つが第1の直線上に配置され、アンテナ素子の５つが第２の直線上に配置され、アンテナ素子の１０個が第３の直線上に配置され、アンテナ素子の１０個が第４の直線上に配置され、アンテナ素子の５つが第５の直線上に配置され、且つアンテナ素子の１つが第６の直線上に配置される。
【００２７】
本発明は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明及び例を読むことで、より完全に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】図１Ａは、従来のアンテナアレイの上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、従来のアンテナアレイの放射パターンの図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施形態によるアンテナアレイの上面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施形態によるアンテナアレイの放射パターンの図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施形態によるアンテナアレイの上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施形態によるアンテナアレイの放射パターンの図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施形態によるアンテナアレイの上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施形態によるアンテナアレイの放射パターンの図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態によるアンテナアレイの上面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態によるアンテナアレイの上面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態によるアンテナアレイの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の目的、特徴、および利点を説明するために、本発明の実施形態および図を以下のように詳細に示す。
【００３０】
個々のシステム構成要素を指す特定の用語が下記明細書及び特許請求の範囲を通して使用される。当業者であれば理解できることだが、製造業者はある構成要素を異なる名前で呼ぶことがある。本願は、機能ではなく名前が異なる構成要素を区別することを意図していない。下記の説明及び特許請求の範囲では、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」および「包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語は、オープンエンド様式で使用されるため、「含むが〜に限定されない」を意味するものと解釈すべきである。「実質的に」という用語は、値が許容誤差範囲内であることを意味している。当業者は、所定の誤差範囲内で技術的問題を解決し、提案された技術的性能を達成することができる。同様に、「接続する（ｃｏｕｐｌｅ）」という用語は、間接的または直接的な電気接続のいずれかを意味する。このように、一装置がその他の装置に接続される場合、その接続は直接的な電気接続、または他の装置および接続体を介する間接的な電気接続によるものとすることができる。
【００３１】
図２Ａは、本発明の実施形態におけるアンテナアレイ２００の上面図である。図２Ａに示されるように、アンテナアレイ２００は複数のアンテナ素子２１０を含み、それらは全て同じ平面上に配置される。図を簡略化するために、各アンテナ素子２１０は黒い点で表されている。アンテナ素子２１０の形状およびタイプは、本発明において限定されない。例えば、各アンテナ素子２１０は、パッチアンテナ、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、ボウタイアンテナ、ループアンテナ、ヘリカルアンテナ、またはチップアンテナとすることができるが、これに限定されない。アンテナ素子２１０は、対称パターン２２０を形成するように配置される。従来の設計との違いは、対称パターン２２０が正方形でも長方形でもないことである。また、アンテナ素子２１０は同じ出力電力を有することに留意されたい。即ち、各アンテナ素子２１０は、対応する信号源または対応する電力増幅器（図示せず）から同じ給電信号（ｆｅｅｄｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｐｏｗｅｒ）を受信することができるため、これらのアンテナ素子２１０は均一化された出力電力を提供することができる。
【００３２】
図２Ａの実施形態では、対称パターン２２０は実質的に正六角形であり、アンテナ素子２１０は正六角形の周囲および内部に分布している。例えば、対称パターン２２０の内部のアンテナ素子２１０の一部は均一に分布することができる。具体的には、正六角形は、互いに実質的に平行な第１の直線２３１、第２の直線２３２、第３の直線２３３、第４の直線２３４、第５の直線２３５、第６の直線２３６、第７の直線２３７、第８の直線２３８、および第９の直線２３９に分割することができる。例えば、アンテナアレイ２００のアンテナ素子２１０の総数は６１個とすることができる。第１の直線２３１上に配置されたアンテナ素子２１０は５つとすることができる。第２の直線２３２上に配置されたアンテナ素子２１０は６つとすることができる。第３の直線２３３上に配置されたアンテナ素子２１０は７つとすることができる。第４の直線２３４上に配置されたアンテナ素子２１０は８つとすることができる。第５の直線２３５上に配置されたアンテナ素子２１０は９つとすることができる。第６の直線２３６上に配置されたアンテナ素子２１０は８つとすることができる。第７の直線２３７上に配置されたアンテナ素子２１０は７つとすることができる。第８の直線２３８上に配置されたアンテナ素子２１０は６つとすることができる。第９の直線２３９上に配置されたアンテナ素子２１０は５つとすることができる。アンテナ素子２１０の上述の配置数は単なる例示であり、それらは異なる要件を満たすように調整することができることを理解されたい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、アンテナアレイ２００は２７ＧＨｚ〜２９ＧＨｚの動作周波数帯域をカバーして、５Ｇミリ波システムの広帯域動作をサポートする。構成要素のサイズに関して、第１の直線２３１、第２の直線２３２、第３の直線２３３、第４の直線２３４、第５の直線２３５、第６の直線２３６、第７の直線２３７、第８の直線２３８、および第９の直線２３９の任意の隣接する２つの直線の間の距離Ｄ１は、同じとすることができる。一般的に、アンテナ素子２１０は、ほとんどハニカム模様を形成するため、任意の２つ隣接するアンテナ素子２１０の間の距離ＤＡ１は、同じとすることができる。例えば、上述の距離ＤＡ１は、アンテナアレイ２００の動作周波数帯域の０．５波長（λ／２）以下とすることができる。上述の距離の範囲は、多くの実験結果に従って計算されて取得され、アンテナアレイ２００のサイドローブ抑圧比を最適化するのに役立つ。
【００３４】
図２Ｂは、本発明の実施形態によるアンテナアレイ２００の放射パターン２９０の図である。水平軸はシータを表しており、垂直軸は規格化放射電力を表している。図２Ｂの測定によれば、アンテナアレイ２００の放射パターン２９０は、メインローブ２９１およびサイドローブ２９２を含む。メインローブ２９１は、サイドローブ２９２よりも約１９．４ｄＢ高く、これは一般的な標準の１８ｄＢよりよい。また、アンテナ素子２１０は同じ出力電力を有するため、アンテナアレイ２００の等価等方性放射電力（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ ｒａｄｉａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ；  ＥＩＲＰ）は、従来のアンテナアレイ１００のＥＩＲＰよりも約２．５ｄＢ高く、アンテナアレイ２００の通信距離は、従来のアンテナアレイ１００の通信距離よりも約３３％長い。
【００３５】
図３Ａは、本発明の実施形態によるアンテナアレイ３００の上面図である。図３Ａに示されるように、アンテナアレイ３００は複数のアンテナ素子３１０を含み、これらは全て同じ平面上に配置される。アンテナ素子３１０は、対称パターン３２０を形成するように配置され、これらは正方形でも長方形でもない。アンテナ素子３１０は同じ出力電力を有する。図３Ａの実施形態では、対称パターン３２０は実質的に同心円を有し、アンテナ素子３１０は同心円の周囲および内部に分布している。例えば、対称パターン３２０内のアンテナ素子３１０の一部は均一に分布することができる。具体的には、同心円は、円の中心３３９を共有する第１の円周３３１、第２の円周３３２、第３の円周３３３、第４の円周３３４、および第５の円周３３５に分割することができる。例えば、アンテナアレイ３００のアンテナ素子３１０の総数は６１個とすることができる。円の中心３３９に配置されたアンテナ素子は、１つとすることができる。第１の円周３３１に配置されたアンテナ素子は、４つ配置することができ、第１の円周３３１上の任意の２つの隣接するアンテナ素子３１０間の距離は同じとすることができる。第２の円周３３２上に配置されたアンテナ素子は、８つ配置することができ、第２の円周３３２上の任意の２つの隣接するアンテナ素子３１０間の距離は同じとすることができる。第３の円周３３３上に配置されたアンテナ素子は、１２個配置することができ、第３の円周３３３上の任意の２つの隣接するアンテナ素子３１０間の距離は同じとすることができる。第４の円周３３４上に配置されたアンテナ素子は、１６個配置することができ、第４の円周３３４上の任意の２つの隣接するアンテナ素子３１０間の距離は同じとすることができる。第５の円周３３５上に配置されたアンテナ素子は、２０個配置することができ、第５の円周３３５上の任意の２つの隣接するアンテナ素子３１０間の距離は同じとすることができる。アンテナ素子３１０の上述の配置数は単なる例示であり、異なる要件を満たすように調整できることを理解されたい。
【００３６】
いくつかの実施形態では、アンテナアレイ３００は２７ＧＨｚ〜２９ＧＨｚの動作周波数帯域をカバーして、５Ｇミリ波システムの広帯域動作をサポートする。構成要素のサイズに関して、中心３３９、第１の円周３３１、第２の円周３３２、第３の円周３３３、第４の円周３３４、および第５の円周３３５の任意の隣接する２つの直線の間の距離Ｄ２は、同じとすることができる。任意の２つの隣接するアンテナ素子３１０間の距離ＤＡ２は、アンテナアレイ３００の動作周波数帯域の０．５波長（λ／２）以下とすることができる。上述の距離の範囲は、多くの実験結果に従って計算されて取得され、アンテナアレイ３００のサイドローブ抑圧比を最適化するのに役立つ。
【００３７】
図３Ｂは、本発明の実施形態によるアンテナアレイ３００の放射パターン３９０の図である。水平軸はシータを表しており、垂直軸は規格化放射電力を表している。図３Ｂの測定によれば、アンテナアレイ３００の放射パターン３９０は、メインローブ３９１およびサイドローブ３９２を含む。メインローブ３９１は、サイドローブ３９２よりも約２１ｄＢ高く、これは一般的な標準の１８ｄＢよりよい。また、アンテナ素子３１０は同じ出力電力を有するため、アンテナアレイ３００のＥＩＲＰは、従来のアンテナアレイ１００のＥＩＲＰよりも約２．８ｄＢ高く、アンテナアレイ３００の通信距離は、従来のアンテナアレイ１００の通信距離よりも約３８％長い。図３Ａおよび 図３Ｂのアンテナアレイ３００の他の特徴は、図２Ａおよび図２Ｂのアンテナアレイ２００の特徴と同様である。従って、２つの実施形態は、同様のレベルの性能を達成することができる。
【００３８】
代替実施形態では、上述の対称パターン２２０または３２０が、正五角形、正七角形、正八角形、正九角形、または正十角形を有するように調整されるが、これに限定されない。
【００３９】
図４Ａは、本発明の実施形態によるアンテナアレイ４００の上面図である。図４Ａに示されるように、アンテナアレイ４００は複数のアンテナ素子４１０を含み、これらは全て同じ平面上に配置される。アンテナ素子４１０は、対称パターン４２０を形成するように配置され、これらは正方形でも長方形でもない。アンテナ素子４１０は同じ出力電力を有する。図４Ａの実施形態では、対称パターン４２０は実質的に菱形形状（ｄｉａｍｏｎｄ ｓｈａｐｅ）を有し、アンテナ素子４１０は菱形形状の周囲および内部に分布している。例えば、対称パターン４２０内のアンテナ素子４１０の一部は均一に分布させることができる。具体的には、対称パターン４２０の菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線４３１、第２の直線４３２、第３の直線４３３、第４の直線４３４、および第５の直線４３５に分割することができる。例えば、アンテナアレイ４００のアンテナ素子４１０の総数は１６個とすることができる。第１の直線４３１上に配置されたアンテナ素子４１０は、１つ配置することができる。第２の直線４３２上に配置されたアンテナ素子４１０は、４つ配置することができ、第２の直線４３２上の任意の２つの隣接するアンテナ素子４１０間の距離は同じとすることができる。第３の直線４３３上に配置されたアンテナ素子４１０は、６つ配置することができ、第３の直線４３３上の任意の２つの隣接するアンテナ素子４１０間の距離は同じとすることができる。第４の直線４３４上に配置されたアンテナ素子４１０は、４つ配置することができ、第４の直線４３４上の任意の２つの隣接するアンテナ素子４１０間の距離は同じとすることができる。第５の直線４３５上に配置されたアンテナ素子４１０は、１つ配置することができる。アンテナ素子４１０の上述の配置数は単なる例示であり、異なる要件を満たすように調整できることを理解されたい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、アンテナアレイ４００は２７ＧＨｚ〜２９ＧＨｚの動作周波数帯域をカバーして、５Ｇミリ波システムの広帯域動作をサポートする。構成要素のサイズに関して、第１の直線４３１、第２の直線４３２、第３の直線４３３、第４の直線４３４、および第５の直線４３５の任意の隣接する２つの間の距離Ｄ３は、同じとすることができる。任意の２つの隣接するアンテナ素子４１０間の距離ＤＡ３は、アンテナアレイ４００の動作周波数帯域の０．５波長（λ／２）以下とすることができる。上述の距離の範囲は、多くの実験結果に従って計算されて取得され、アンテナアレイ４００のサイドローブ抑圧比を最適化するのに役立つ。
【００４１】
図４Ｂは、本発明の実施形態によるアンテナアレイ４００の放射パターン４９０の図である。水平軸はシータを表しており、垂直軸は規格化放射電力を表している。図４Ｂの測定によれば、アンテナアレイ４００の放射パターン４９０は、メインローブ４９１およびサイドローブ４９２を含む。メインローブ４９１は、サイドローブ４９２よりも少なくとも４０ｄＢ以上高く、これは一般的な標準の１８ｄＢよりよい。放射パターン４９０のサイドローブ４９２は、メインローブ４９１に比べほとんど除去されていることに留意されたい。また、アンテナ素子４１０は同じ出力電力を有するため、アンテナアレイ４００のＥＩＲＰは、従来のアンテナアレイ１００のＥＩＲＰよりも約５．５ｄＢ高く、アンテナアレイ４００の通信距離は、従来のアンテナアレイ１００の通信距離よりも約８７．５％長い。図４Ａおよび図４Ｂのアンテナアレイ４００の他の特徴は、図２Ａおよび図２Ｂのアンテナアレイ２００の特徴と同様である。従って、２つの実施形態は、同様のレベルの性能を達成することができる。
【００４２】
図５は、本発明の実施形態によるアンテナアレイ５００の上面図である。図５に示されるように、アンテナアレイ５００は複数のアンテナ素子５１０を含み、これらは全て同じ平面上に配置される。アンテナ素子５１０は、対称パターン５２０を形成するように配置され、これらは正方形でも長方形でもない。アンテナ素子５１０は同じ出力電力を有する。図５の実施形態では、対称パターン５２０は実質的に菱形形状を有する。具体的には、対称パターン５２０の菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線５３１、第２の直線５３２、および第３の直線５３３に分割することができる。例えば、アンテナアレイ５００のアンテナ素子５１０の総数は４つとすることができる。第１の直線５３１上に配置されたアンテナ素子５１０は、１つ配置することができる。第２の直線５３２上に配置されたアンテナ素子５１０は、２つ配置することができる。第３の直線５３３上に配置されたアンテナ素子５１０は、１つ配置することができる。図５のアンテナアレイ５００の他の特徴は、図４Ａおよび図４Ｂのアンテナアレイ４００の特徴と同様である。従って、２つの実施形態は、同様のレベルの性能を達成することができる。
【００４３】
図６は、本発明の実施形態によるアンテナアレイ６００の上面図である。図６に示されるように、アンテナアレイ６００は複数のアンテナ素子６１０を含み、これらは全て同じ平面上に配置される。アンテナ素子６１０は、対称パターン６２０を形成するように配置され、これらは正方形でも長方形でもない。アンテナ素子６１０は同じ出力電力を有する。図６の実施形態では、対称パターン６２０は実質的に菱形形状を有する。具体的には、対称パターン６２０の菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線６３１、第２の直線６３２、および第３の直線６３３、および第４の直線６３４に分割することができる。例えば、アンテナアレイ６００のアンテナ素子６１０の総数は８つとすることができる。第１の直線６３１上に配置されたアンテナ素子６１０は、１つ配置することができる。第２の直線６３２上に配置されたアンテナ素子６１０は、３つ配置することができ、第２の直線６３２上の任意の２つの隣接するアンテナ素子６１０間の距離は同じとすることができる。第３の直線６３３上に配置されたアンテナ素子６１０は、３つ配置することができ、第３の直線６３３上の任意の２つの隣接するアンテナ素子６１０間の距離は同じとすることができる。第４の直線６３４上に配置されたアンテナ素子６１０は、１つ配置することができる。図６のアンテナアレイ６００の他の特徴は、図４Ａおよび図４Ｂのアンテナアレイ４００の特徴と同様である。従って、２つの実施形態は、同様のレベルの性能を達成することができる。
【００４４】
図７は、本発明の実施形態によるアンテナアレイ７００の上面図である。図７に示されるように、アンテナアレイ７００は複数のアンテナ素子７１０を含み、これらは全て同じ平面上に配置される。アンテナ素子７１０は、対称パターン７２０を形成するように配置され、これらは正方形でも長方形でもない。アンテナ素子７１０は同じ出力電力を有する。図７の実施形態では、対称パターン７２０は実質的に菱形形状を有する。具体的には、対称パターン７２０の菱形形状は、実質的に互いに平行な第１の直線７３１、第２の直線７３２、第３の直線７３３、第４の直線７３４、第５の直線７３５、および第６の直線７３６に分割することができる。例えば、アンテナアレイ７００のアンテナ素子７１０の総数は３２個配置することができる。第１の直線７３１上に配置されたアンテナ素子７１０は、１つ配置することができる。第２の直線７３２上に配置されたアンテナ素子７１０は、５つ配置することができ、第２の直線７３２上の任意の２つの隣接するアンテナ素子７１０間の距離は同じとすることができる。第３の直線７３３上に配置されたアンテナ素子７１０は、１０個配置することができ、第３の直線７３３上の任意の２つの隣接するアンテナ素子７１０間の距離は同じとすることができる。第４の直線７３４上に配置されたアンテナ素子７１０は、１０個配置することができ、第４の直線７３４上の任意の２つの隣接するアンテナ素子７１０間の距離は同じとすることができる。第５の直線７３５上に配置されたアンテナ素子７１０は、５つ配置することができ、第５の直線７３５上の任意の２つの隣接するアンテナ素子７１０間の距離は同じとすることができる。第６の直線７３６上に配置されたアンテナ素子７１０は、１つ配置することができる。図７のアンテナアレイ７００の他の特徴は、図４Ａおよび図４Ｂのアンテナアレイ４００の特徴と同様である。従って、２つの実施形態は、同様のレベルの性能を達成することができる。
【００４５】
一般に、各対称パターンの菱形形状上のアンテナ素子は、二項係数に従って配置される。そのような菱形形状がＮ本の平行な直線に分割される場合、ｋ番目の直線上に配置されたアンテナ素子の数は、
【数１】
0006890171.tif 000002
として表される。例えば、５本の平行な直線が適用される場合、
【数２】
0006890171.tif 000003
のアンテナ素子が第１、第２、第３、第４、および第５の直線上にそれぞれ配置される。代替実施形態では、上述の菱形形状の上に、より多くのアンテナ素子を設計することができるため、対応するアンテナアレイは、より長い通信距離を生成することができる。
【００４６】
本発明は、そのアンテナ素子が非長方形の対称パターンを形成するように配置された新規のアンテナアレイを提案する。各アンテナ素子は、同じ出力電力を有する。従来の設計と比較して、本発明は、少なくともサイドローブを抑制し、通信距離を延長するという利点を有するため、さまざまな通信デバイスでの応用に適合し、通信距離と空間効率を改善する。
【００４７】
上記の素子サイズ、素子形状、および周波数範囲は、本発明を限定するものではないことに留意されたい。アンテナ設計者は、これらの設定または値を微調整して、さまざまな要件を満たすことができる。本発明のアンテナアレイは、図１Ａ〜図７の構成に限定されないことを理解されたい。本発明は、図１Ａ〜図７の任意の１または複数の実施形態の任意の１または複数項の特徴のみを含むことができる。言い換えれば、図に表示された全ての特徴が、本発明のアンテナアレイに実施されなければならないわけではない。
【００４８】
クレーム要素を変更するための、請求項における「第１の」、「第２の」、「第３の」等の序数詞の使用は、それ自体が、１つのクレーム要素を他のクレーム要素と比較して優先度、序列、又は順序を示唆するものではなく、むしろ、単にクレーム要素を区別するために、特定の名前を有する１つのクレーム要素を同じ名前を有する他の要素から区別するためのラベルとして（だけ、序数詞を）使用している。
【００４９】
本発明は、例として及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の特許請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００５０】
１００  従来のアンテナアレイ
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０  アンテナ素子
１２０  正方形
１３０  アンテナアレイの中央領域
１４０  アンテナアレイの端部領域
１９０、２９０、３９０、４９０  放射パターン
１９１、２９１、３９１、４９１  メインローブ
１９２、２９２、３９２、４９２  サイドローブ
２００、３００、４００、５００、６００、７００  アンテナアレイ
２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０  対称パターン
２３１、４３１、５３１、６３１、７３１  第１の直線
２３２、４３２、５３２、６３２、７３２  第２の直線
２３３、４３３、５３３、６４４、７３３  第３の直線
２３４、４３４、６３４、７３４  第４の直線
２３５、４３５、７３５  第５の直線
２３６、７３６  第６の直線
２３７  第７の直線
２３８  第８の直線
２３９  第９の直線
３３１  第１の円周
３３２  第２の円周
３３３  第３の円周
３３４  第４の円周
３３５  第５の円周  
３３９  第６の円周
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、ＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３  距離
Ｘ  Ｘ軸
Ｙ  Ｙ軸
Ｚ  Ｚ軸
【図１Ａ】
0006890171.tif 000004
【図１Ｂ】
0006890171.tif 000005
【図２Ａ】
0006890171.tif 000006
【図２Ｂ】
0006890171.tif 000007
【図３Ａ】
0006890171.tif 000008
【図３Ｂ】
0006890171.tif 000009
【図４Ａ】
0006890171.tif 000010
【図４Ｂ】
0006890171.tif 000011
【図５】
0006890171.tif 000012
【図６】
0006890171.tif 000013
【図７】
0006890171.tif 000014