(57)【要約】  本発明はアンテナ、照明システムおよび通信システムを開示する。アンテナは、放射要素と給電部を含む。放射要素は、空間内の電磁波と回路内の電気信号との間の変換を実行するように構成され、給電部は、給電部と放射要素との間で電気信号を伝達するように構成される。特に、アンテナは照明システムに統合され、照明システムは、保護カバーと、保護カバー内に配置された光源を含む。放射要素とアンテナの給電部の両方は、照明システムの保護カバーに統合される。放射要素は、光源の前方方向の保護カバーのカバー本体の表面に取り付けられる。給電部の１つの部分は、保護カバーに統合され、放射要素に電気的に接続され、給電部の他の部分は、信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。
2020502947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射要素と給電部を備えるアンテナであり、
前記放射要素は、空間内の電磁波と回路内の電気信号との間の変換を実行するように構成され、前記給電部は、前記給電部と前記放射要素との間で前記電気信号を伝達するように構成され、
前記アンテナは照明システムに統合されており、前記照明システムは、保護カバーと、前記保護カバー内に配置された光源とを含み、
前記アンテナの前記放射要素と前記給電部の両方は、前記照明システムの前記保護カバーに統合されており、前記放射要素は、前記光源の前方方向で前記保護カバーの、カバー本体の表面に取り付けられ、前記給電部の１つの部分は、前記保護カバーに統合され、前記放射要素に電気的に接続され、前記給電部の他の部分は、信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする、
アンテナ。
【請求項２】
前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体は非導電性材料からなり、前記カバー本体は前記アンテナの基板として配置される
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記給電部は給電金属導体を含み、前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体にはギャップがあり、前記給電金属導体は前記ギャップに配置され、
前記給電金属導体は、前記ギャップを介して前記カバー本体を通過し、一端は前記放射要素と直接接触し、他端は信号伝送線への電気的接続をサポートし、
前記信号伝送線は、前記給電金属導体と前記信号処理デバイスとの間で電気信号を送信するように構成されている、
請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記給電金属導体は給電金属シートであり、前記信号伝送線は同軸線であり、前記同軸線は同軸である外部導体と内部導体を有し、
前記同軸線の前記外部導体はグランドに用いられ、前記同軸線の前記内部導体の一端は前記給電金属シートと直接接触し、前記同軸線の前記内部導体の他端は、前記信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする、
請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記給電金属導体は給電金属シートであり、前記信号伝送線はマイクロストリップであり、前記マイクロストリップは、順番に取り付けられた信号層と、誘電体層と、グランドプレーンとを有し、
前記マイクロストリップの前記グランドプレーンはグランドに用いられ、前記マイクロストリップの前記信号層は導体ストリップを含み、前記導体ストリップの一端は前記給電金属シートと直接接触し、前記導体ストリップの他端は前記信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする、
請求項３に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記給電金属導体は軸対称構造を有し、前記給電金属導体は、中心軸が前記放射要素に対して垂直となる角度で前記ギャップに配置される、
請求項３から５のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記給電部は給電パネルを有し、前記給電パネルは前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体の他の面に配置され、
前記給電パネルは誘電体層を含み、グランドプレーンは前記誘電体層の２つの表面のそれぞれに取り付けられ、前記放射要素に近い前記グランドプレーンにはギャップがあり、
前記誘電体層は導体ストリップを含み、前記導体ストリップの一端は前記ギャップに当接し、前記導体ストリップの他端は前記信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする
請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記放射要素は、前記光源の前方方向の前記保護カバーの前記カバー本体の内側表面に取り付けられ、前記給電部は導体ストリップを有し、前記カバー本体の前記内側表面にも取り付けられ、前記導体ストリップの一端は前記放射要素と直接接触し、前記導体ストリップの他端は前記信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする、
請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記放射要素の内部または縁部はくり抜かれ、その結果、前記光源の照明光線はくり抜かれた部分を通過する、
請求項１から８のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
少なくとも１つのメッキ孔が、前記放射要素にさらに配置され、導電性金属層が前記メッキ孔の内壁を覆い、前記放射要素のグランドに用いられる、
請求項１から９のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記放射要素は、幾何学的中心を有する規則的な幾何学形状であり、
複数のメッキ孔が前記放射要素に配置され、前記複数のメッキ孔は前記放射要素の前記幾何学的中心の周囲に対称的に分布する、
請求項１０に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記アンテナは、前記光源として発光ダイオードが用いられる前記照明システムに統合され、前記照明システムと熱放散装置を共有する、
請求項１から１１のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記アンテナの前記給電部は、前記信号処理部への電気的接続をサポートするように構成されている通信インタフェースを有し、前記信号処理部は、モバイル通信に用いられる無線周波数処理部である、
請求項１から１２のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１４】
照明サブシステムとアンテナを備える照明システムであり、
前記照明サブシステムは、保護カバーと、前記保護カバー内に配置された光源を含み、前記アンテナは放射要素と給電部とを有し、
前記アンテナの前記給電部は、前記照明システムの前記保護カバー上に統合され、
前記アンテナの前記放射要素は、前記光源の前方方向で、前記照明システムの前記保護カバーのカバー本体の表面に取り付けられ、前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体は、非導電性材料からなり、前記アンテナの基板として配置される、
照明システム。
【請求項１５】
前記保護カバーの前記カバー本体にはギャップがあり、前記ギャップは給電金属導体を配置するように構成され、前記保護カバーの内側表面には信号伝送線が取り付けられ、前記給電金属導体と前記信号伝送線の両方が前記アンテナの前記放射要素に属し、
前記給電金属導体は前記ギャップを介して前記カバー本体を通過し、一端は前記放射要素と直接接触し、他端は前記信号伝送線と直接接触する、
請求項１４に記載の照明システム。
【請求項１６】
給電パネルが、前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体の他の面に配置され、前記給電パネルは前記アンテナの前記放射要素に属し、
前記給電パネルは誘電体層を含み、前記誘電体層の２つの表面のそれぞれにグランドプレーンが取り付けられ、前記放射要素に近い前記グランドプレーンにはギャップがあり、
前記誘電体層は導体ストリップを含み、前記導体ストリップの一端は前記ギャップに当接し、前記導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする
請求項１４に記載の照明システム。
【請求項１７】
前記放射要素と、前記アンテナの前記給電部は、前記光源の前方方向の前記保護カバーの前記カバー本体の内側表面に取り付けられ、前記給電部は導体ストリップを有し、前記導体ストリップの一端は前記放射要素と直接接触し、前記導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする、
請求項１４に記載の照明システム。
【請求項１８】
少なくとも１つのメッキ孔が、前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体にさらに配置され、導電性金属層が前記メッキ孔の内壁を覆い、前記放射要素のグランドに用いられる、
請求項１４から１７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１９】
前記照明サブシステムの光源は発光ダイオードであり、前記照明サブシステムは、熱放散装置を前記アンテナと共有する、
請求項１４から１８のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２０】
アンテナと信号処理デバイスを備える通信システムであり、
前記アンテナは照明システムに統合されており、前記照明システムは、保護カバーと、前記保護カバー内に配置された光源とを有し、
前記アンテナの放射要素と給電部の両方は、前記照明システムの前記保護カバーに統合されており、前記放射要素は、前記保護カバーの、前記光源の前方方向の、カバー本体の表面に取り付けられ、前記給電部の１つの部分は、前記保護カバーに統合され、前記放射要素に電気的に接続され、前記給電部の他の部分は、前記信号処理デバイスに電気的に接続される、
通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１６年１２月２３日に中国国家知識産権局に出願された「アンテナ、照明システム、および通信システム（ＡＮＴＥＮＮＡ，  ＬＩＧＨＴＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ，  ＡＮＤ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ  ＳＹＳＴＥＭ）」と題する中国特許出願第２０１６１１２０９３３５．Ｘに基づく優先権を主張するものであり、当該特許出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は通信技術分野に関するものであり、具体的にはアンテナ、照明システム、および通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムにおいて、アンテナは、電磁波と電気信号との間の変換を実装するデバイスである。送信機の場合、アンテナは電気信号を電磁波に変換し、電磁波を空間に放射する。受信機の場合、アンテナは空間の電磁波を電気信号に変換する。モバイル通信ネットワークにおいて、基地局は通常、純粋なアンテナを搭載する。アンテナは、特別な通信タワーに設置され、ケーブルを通して基地局に接続される。多くの場合、このタイプのアンテナは比較的に大きい寸法を有し、アンテナの放射線のリスクは一般人に誤解されがちである。従って、アンテナおよび基地局の展開はかなり限定される。
【０００４】
近年、照明柱装着型基地局の概念が出現している。照明柱装着型基地局の主な特徴は、公衆街路灯の柱に基地局またはアンテナを展開することである。照明柱に展開された基地局およびアンテナの電力とカバレージエリアは通常、従来の基地局およびアンテナの電力とカバレージエリアより狭い。照明柱に展開された基地局およびアンテナは、小型化されるように、また比較的小さな寸法を有するように設計されてよい。従って、照明柱装着型基地局は、基地局とアンテナ展開により多くの選択肢を提供し得る。
【０００５】
しかしながら、基地局とアンテナ展開の要件を満たすために、照明柱の寸法は、比較的大きい。特別な照明柱をカスタマイズおよび設計する必要がある場合が多く、元の公衆街路灯を交換する必要がある。従って、既存の照明柱装着型基地局の展開は、依然としてある程度限定されがちで、全体の費用は比較的に高い。
【発明の概要】
【０００６】
様々な実装を参照して、本発明はアンテナと、照明システムと、通信システムとを、従来技術における１または複数の欠点を解決するために提供する。特に、以下に提供される解決策は、費用を低減し、展開を簡単にし、または通信性能を改善することを助けるために用いられる。
【０００７】
第１態様によると、アンテナが提供される。アンテナは、放射要素と給電部を含む。放射特性を満たす金属材料などの放射要素は、空間内の電磁波と回路内の電気信号との間に変換を実行するように構成される。様々な電気導体などの給電部は、給電部と放射要素との間で電気信号を伝達するように構成される。加えて、アンテナは基板をさらに含んでよい。非導電性材料からなる基板は、放射要素をサポートするように構成され、アンテナの性能を改善できる。
【０００８】
アンテナが送信状態の場合、給電部は放射要素に電気信号を供給し、放射要素は電気信号を電磁波に変換し、電磁波を空間に伝搬する。アンテナが受信状態の場合、放射要素は空間内に伝搬された電磁波を電気信号に変換し、電気信号を給電部に伝達する。
【０００９】
特に、アンテナが照明システムに統合され、照明システムは、保護カバーと、保護カバー内に配置された光源を含む。
【００１０】
照明システムは、照明に用いられるハードウェアとソフトウェアのセットであり、光源と保護カバーを含むが、それに限定されるものではない。照明システムの保護カバーは、照明システムにおいて、光源に保護機能を提供できる機能コンポーネントである。機能コンポーネントは、防水、防湿性および／または防塵（物理的隔離あるいは防護効果と表示される）などの効果を有してよく、場合によっては反射、集束、照明送信（ｌｉｇｈｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）および／または照明軟化（ｌｉｇｈｔ  ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ）（光の最適化あるいは配光効果と表示される）などの効果も有してよい。もちろん、照明システムの保護カバーは、機能コンポーネントとしての役割に加えて、装飾機能も有してよい。
【００１１】
照明システムの光源は、照明システムに照明光線源を提供する機能コンポーネントである。光源は、１または複数の発光デバイスを含んでよい。通常、各発光デバイスは独立して作動することが可能で、発光性と、透明ランプカバーと、関連する電気インタフェースを有し、電源に接続された後に発光することができる。
【００１２】
照明システムの保護カバーは、光源の透明ランプカバーとは異なるという点を理解されたい。光源の透明ランプカバーは発光デバイスの一部であり、照明システムの保護カバーは、別個の機能コンポーネントであり、光源と連携して用いられ、さらに保護機能または配光機能を提供できる。本願では、照明に必要とされる光束指標が満される限り、「透明」の意味は厳密ではない。場合によっては、「透明」であることは、「半透明」または「透光」として称されることもある。
【００１３】
本願の技術的解決策において、アンテナを照明システムに統合する基本的要件は、アンテナの給電部が照明システム内に統合されることと、アンテナの放射要素が保護カバーの表面に取り付けられ、給電部に電気的に接続されることである。
【００１４】
電気的接続は、電気信号を送信する任意の接続形態であり、直接接触または電磁結合を含む。直接接触は、嵌合、溶接、または導線接続などの様々な接触方式を含んでよい。照明システムの保護カバーは、少なくとも２つの表面を含み、光源に近い１つの表面が内側表面として表示され、他の表面が外側表面として表示されることを理解されたい。アンテナの放射要素は、照明システムの保護カバーの内側表面に、または保護カバーの外側表面に取り付けられてよい。
【００１５】
技術的解決策によれば、アンテナは照明システム内に統合され、これはアンテナの展開を容易にする。加えて、アンテナの放射要素は照明システムの保護カバーの表面に取り付けられ、その結果、アンテナを照明システムの光源から分離でき、生産、設置、または交換を容易にして、費用を低減する。「分離」という単語は、独立している、結合されていない、または統合されていないと理解されてよい。
【００１６】
光源に関連する位置は、分類基準として用いられる。照明システムの保護カバーは、光源の前方方向の保護カバーと、光源の別の方向（非前方方向）における保護カバーに分類されてよい。光源の前方方向は、照明システムまたは光源の照明方向、すなわち照明光線が前進する方向と理解されてよい。光源の前方側方向は比較的特別で、場合によっては前方側方向も光源の前方方向に含まれるとみなされることもある。照明システムの他のコンポーネント（電源装置と、熱放散装置など）は、通常は照明システムの保護カバー内に位置し、通常は光源の非前方方向に位置する。
【００１７】
前述の技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、アンテナの放射要素は、光源の前方方向の、照明システムの保護カバーの表面に取り付けられる。任意の解決策は、アンテナにより放射または受信された電磁波に対する光源および照明システムの別の構成要素からの干渉を低減し、アンテナの通信性能を改善するのに役立つ。
【００１８】
光源の前方方向の保護カバーは、少なくとも２つの表面を含み一面が被照明体により近い。前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、アンテナの放射要素は、照明システムの保護カバーの、被照明体に近い表面に取り付けられる。従って、保護カバーはアンテナにより放射または受信された電磁波を妨害しない。これは、アンテナの通信性能の改善に役立つ。
【００１９】
照明システムの保護カバーは、密閉保護カバーと非密閉保護カバーという２つのタイプに分類され得る。密閉保護カバーは明確な開口部を有せず、非密閉保護カバーは明確な開口部を有する。ここでの「密閉」は、照明システムの正常な作動に必要な密閉性能が満たされている限り、厳密な意味で完全に密閉されているわけではない。一般的に、密閉保護カバーはより良い防護効果を提供できる。非密閉保護カバーは、照明集束および反射などの配光効果を提供することができ、多くの場合、照明システムの、良い防護効果を有する光源と連携して用いられる必要がある。密閉保護カバーは広範囲に用いられ、その形状は限定されるものではない。非密閉保護カバーは、多くの場合、上から下の向きの照明に用いられ、共通のカバー本体は円錐形状、円柱状または椀形状であり得る。
【００２０】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、アンテナの放射要素は、保護カバーの内側表面に取り付けられる。任意の解決策によれば、アンテナの放射要素は、照明システムの保護カバーにより提供される防護効果を共有してよく、その結果、アンテナの耐久性が改善され、アンテナの通信性能が保証される。多くの場合、任意の解決策は非密閉保護カバーに適用されるが、密閉保護カバーに適用される可能性も排除されない。別の任意選択的な技術的解決策においては、アンテナの放射要素は保護カバーの外側表面に取り付けられる。任意の解決策によれば、照明システムの保護カバーからの干渉を低減することができ、アンテナの放射特性を改善することができ、それによりアンテナの通信性能を改善する。任意の解決策は、多くの場合、密閉保護カバーに適用されるが、密閉保護カバーに適用される可能性も排除されない。
【００２１】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、保護材料はさらにアンテナの放射要素の外側表面を覆ってよい。言い換えれば、任意選択的な技術的解決策においては、アンテナの放射要素の１つの表面は保護カバーの表面に取り付けられ、他の表面は保護材料で覆われる。保護材料は、物理的隔離の防護効果を提供するために用いられてもよく、それによりさらにアンテナの耐久性を改善し、アンテナの通信性能を保証する。
【００２２】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、アンテナの基板は、照明システムの保護カバーの一部として設計されてよく、放射要素が取り付けられたカバー本体は非導電性材料からなり、アンテナの基板として配置される。従って、別個のアンテナ基板が配置される必要はなく、それによりさらにアンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善する。
【００２３】
任意選択的な技術的解決策においては、照明システムの保護カバーのカバー本体の一部または全体は非金属材料からなり、非金属材料からなるカバー本体はアンテナの基板として配置される。別の任意選択的な技術的解決策においては、非金属材料からなる誘電体層は照明システムの保護カバーの表面に取り付けられ、誘電体層はアンテナの基板として配置される。誘電体層は、保護カバーのカバー本体とアンテナの放射要素との間に位置する。
【００２４】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、アンテナの放射要素は、照明システムの保護カバーに統合されてもよい。放射要素の形状は保護カバーの形状に一致するため、その結果、照明効果に対する影響が低減し、またはアンテナの放射特性が改善する。
【００２５】
任意選択的な技術的解決策においては、アンテナの放射要素の全体的な輪郭は、十字、多角形、円、楕円などを含む幾何学的中心を有する規則的な形状であってよい。これに基づいて、放射要素の内部または縁部はくり抜かれ、光源の透明ランプカバーまたは照明システムの透光性カバー本体がくり抜かれた部分に組み込まれ、その結果、照明光線が通過する。別の任意選択的な技術的解決策においては、アンテナの放射要素は不規則な形状を有し、その結果、照明光線は遮断されない。任意の解決策が用いられる場合、アンテナの照明効果への影響は低減され得る。
【００２６】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、１または複数のメッキ孔がアンテナの放射要素の表面に配置され、放射要素のグランドに用いられる。孔メッキまたはビアホールとも称されるメッキ孔は、導電性金属層により覆われた内壁を有する孔であり、通常は複数の印刷配線層の間の接続に用いられる。メッキ孔により、放射要素はグランドされることができ（基準グランドに電気的に接続）、放射要素に垂直な１または複数の電流を生成し、放射範囲を拡大し得る。メッキ孔の位置が適切に設計されている場合、全方位放射線も形成することができる。従って、任意の解決策はアンテナの放射特性を改善するために用いられ、それによりアンテナの通信性能を改善することができる。
【００２７】
これに基づいて、任意選択的な技術的解決策においては、放射要素は幾何学的中心を有する規則的な幾何学形状である。これに基づいて、複数のメッキ孔のうち少なくとも２つは、放射要素の幾何学的中心の周囲に対称的に分布される。さらに、偶数のメッキ孔があってよく、メッキ孔のペアは中心の周囲に対称的に分布される。加えて、各メッキ孔は縁部と幾何学的中心との間の線上の、縁部により近い位置に配置されてよい。
【００２８】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、アンテナの給電部は、保護カバーに統合されてもよく、様々な任意選択的な技術的解決策がある。一般的に、アンテナの給電部は放射要素が位置する表面に取り付けられてよく、または保護カバーを通過する金属導体を用いることにより放射要素と直接接触してよく、または電磁結合方式でアンテナの放射要素に電気的に接続されてもよい。アンテナが作動している場合、給電部は信号処理デバイスに電気的に接続される必要がある。
【００２９】
信号処理デバイスは、電気信号を処理するように構成されているデバイスであり、アンテナとは異なることを理解されたい。アンテナの場合、信号処理デバイスがアンテナの信号源（送信状態）または信号送信先（受信状態）としてみなされることがある。信号処理デバイスは、アンテナにより送られる電気信号を生成することができ、またはアンテナにより受信された電気信号を処理することができ、ここで処理はフィルタリングと増幅などの操作を含んでよい。例えば、信号処理デバイスはモバイル通信ネットワーク内の基地局または遠隔無線ユニットであってよい。
【００３０】
任意選択的な技術的解決策において、給電部は給電金属導体として表示される金属導体を含む。給電金属導体は、給電に用いられる金属シート（給電金属シートとして表示される）、金属探針、またはメッキ孔などあってよい。放射要素が取り付けられたカバー本体にはギャップがあり、給電金属導体がギャップに配置される。ギャップの輪郭は限定されるものではなく、線形、孔状などであってよい。給電金属導体は、ギャップを介してカバー本体を通過し、一端が放射要素と直接接触して、他端が信号伝送線への電気的接続をサポートする。信号伝送線は、給電金属導体と信号処理デバイスとの間に電気信号を送信するように構成される。
【００３１】
これに基づいて、実装においては、給電金属導体は給電金属シートであり、信号伝送線は同軸線であり、同軸線は同軸である外部導体と内部導体を有し、ここで同軸線の外部導体がグランドに用いられ、同軸線の内部導体の一端は給電金属シートと直接接触し、同軸線の内部導体の他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。
【００３２】
他の実装においては、給電金属導体は給電金属シートであり、信号伝送線はマイクロストリップであり、マイクロストリップは、順番に取り付けられた信号層、誘電体層、グランドプレーンを有し、ここでマイクロストリップのグランドプレーンはグランドに用いられ、マイクロストリップの信号層は導体ストリップを有し、導体ストリップの一端は給電金属シートと直接接触し、導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。
【００３３】
グランドは、アンテナの基準グランドに電気的に接続されていることを意味する。実装中に、アンテナの基準グランドは信号処理デバイスの基準グランドと同一であってよく、すなわち、グランド装置が共有される。
【００３４】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、給電金属シートは、放射要素に垂直の角度で、ギャップに配置される。さらに、給電部の給電金属シートは軸対称構造を有してよく、給電金属シートは、中心軸が放射要素に対して垂直となる角度でギャップに配置される。この解決策は、垂直角度で給電を実装するために用いられる。これは、アンテナの性能の改善に役立つ。加えて、金属導体は、台形などの漸次変化する形態であってよく、導体の断面積は同軸線またはマイクロストリップから放射要素への方向に沿って増加する。これは、アンテナの性能をさらに改善することに役立つ。
【００３５】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、給電部は給電パネルを含み、給電パネルは放射要素が取り付けられたカバー本体の他の面に配置され、ここで給電パネルは誘電体層を有し、グランドプレーンは誘電体層の２つの表面のそれぞれに取り付けられ、放射要素に近いグランドプレーンにはギャップがあり、誘電体層は導体ストリップを含み、導体ストリップの一端はギャップを当接し、導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。ギャップの輪郭は限定されるものではなく、線形、孔状などであってよい。
【００３６】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、放射要素は、光源の前方方向の保護カバーのカバー本体の内側表面に取り付けられ、給電部は導体ストリップを有し、カバー本体の内側表面にも取り付けられ、導体ストリップの一端は放射要素と直接接触し、導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。ストリップラインは、マイクロストリップの一部であってよい。この場合、ストリップラインが取り付けられた保護カバーは、マイクロストリップの誘電体層として用いられてよい。任意の解決策によれば、アンテナの給電部は小さい面積を占め、生産および設置が容易である。
【００３７】
対照的に、ここでは、給電部は照明システムの保護カバーに組み込まれた金属導体を用いることにより放射要素と直接接触することができる。これは、給電効果を保証することに役立ち、アンテナの性能を改善する。別個の給電パネルが給電部に用いられ、その結果、給電パネルは信号伝送線から分離され得る。これはアンテナ設計の柔軟性を改善することに役立ち、アンテナのエンジニアリング構造的安定性を改善する。給電部は、結合方式で放射要素に給電を実行するか、または給電部と放射要素とが保護カバーの同一面に位置する。両方の方式において、保護カバーにトレパニングまたはスロット形成を行う必要はない。これは、生産費用を低減することに役立ち、アンテナのエンジニアリング構造的安定性を改善する。
【００３８】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、アンテナは、発光ダイオードが光源として用いられる照明システム内に統合される。任意選択的に、アンテナはさらに熱放散装置および／またはグランド装置を照明システムと共有してよい。発光ダイオードが光源である照明システムにおいて、照明システムの発熱量は比較的に少ない。これは、アンテナの性能を保証することに役立つ。熱放散デバイスおよび／またはグランド装置を照明システムと共有することは、さらにアンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善することに役立つ。
【００３９】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、信号処理部はモバイル通信に用いられる無線周波数処理部であり、アンテナの給電部の一部は、モバイル通信に用いられる無線周波数処理部への電気的接続をサポートする。モバイル通信に用いられる無線周波数処理部により必要とされるアンテナのカバレージエリアと電力は通常、一般的な無線通信（無線ローカルエリアネットワークなど）よりも高いため、通信インタフェースには特別な要件があり、例えば、共通公衆無線インタフェース（ＣＰＲＩ）が必要とされる。技術的解決策によれば、アンテナの給電部の一部は、モバイル通信に用いられる無線周波数処理部への電気的接続をサポートし、モバイル通信に用いられる無線周波数処理部の通信インタフェースに適応され得る。例えば、アンテナの給電部は、信号処理部への電気的接続をサポートするように構成されている通信インタフェースを含む。
【００４０】
第２態様によると、照明サブシステムとアンテナを含む照明システムが提供される。照明サブシステムは、保護カバーと、保護カバー内に配置された光源とを含み、アンテナは放射要素と給電部とを含み、アンテナの給電部は照明システムの保護カバーに統合され、アンテナの放射要素は、光源の前方方向で、照明システムの保護カバーのカバー本体の表面に取り付けられ、放射要素が取り付けられたカバー本体は、非導電性材料からなり、アンテナの基板として配置される。
【００４１】
前述の技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、保護カバーのカバー本体にはギャップがあり、ギャップは給電金属導体を配列するように構成され、保護カバーの内側表面には信号伝送線が取り付けられ、給電金属導体と信号伝送線の両方がアンテナの放射要素に属し、ここで給電金属導体はギャップを介してカバー本体を通過し、一端は放射要素と直接接触し、他端は信号伝送線と直接接触する。
【００４２】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、給電は結合方式で実行される。給電パネルは、放射要素が取り付けられたカバー本体の他の面に配置され、給電パネルはアンテナの放射要素に属し、ここで給電パネルは誘電体層を含み、誘電体層の２つの表面のそれぞれにグランドプレーンが取り付けられ、放射要素に近いグランドプレーンにはギャップがあり、誘電体層は導体ストリップを含み、導体ストリップの一端はギャップに当接し、導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。
【００４３】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、放射要素と、アンテナの給電部は、光源の前方方向の保護カバーのカバー本体の内側表面に取り付けられ、給電部は導体ストリップを有し、導体ストリップの一端は放射要素と直接接触し、導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。
【００４４】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、少なくとも１つのメッキ孔が、放射要素が取り付けられたカバー本体にさらに配置され、導電性金属層がメッキ孔の内壁を覆い、放射要素のグランドに用いられる。
【００４５】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、照明サブシステムの光源は発光ダイオードであり、照明サブシステムは、熱放散装置をアンテナと共有する。
【００４６】
第３態様によると、信号処理デバイスとアンテナを含む通信システムが提供される。
【００４７】
アンテナは照明システムに統合されており、当該照明システムは、保護カバーと、保護カバー内に配置された光源とを有し、アンテナの放射要素と給電部の両方は、照明システムの保護カバーに統合されており、放射要素は、保護カバーの、光源の前方方向の、カバー本体の表面に取り付けられ、給電部の１つの部分は、保護カバーに統合され、放射要素に電気的に接続され、給電部の他の部分は、信号処理デバイスに電気的に接続される。
【００４８】
アンテナは、第１態様において提供された複数のアンテナのうちいずれか１つであってよく、信号処理デバイスは、モバイル通信に用いられる無線周波数処理部であってよい。
【００４９】
第４態様によると、信号処理デバイスと照明システムを含む通信システムが提供される。信号処理デバイスは照明システムに統合され、信号処理デバイスは、照明システムに統合されたアンテナに電気的に接続される。アンテナは、第１態様において提供された複数のアンテナのうちいずれか１つであってよく、照明システムは、第２態様に提供された照明システムのうちいずれか１つであってよい。
【００５０】
第２から第４態様において提供された技術的解決策および任意選択的な技術的解決策は、第１態様において提供された多くの技術的解決策および任意選択的な技術的解決策の技術的機能と同一または類似であり、技術的効果も同一または類似であることを理解されたい。詳細は再び説明しない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１−１】から
【図１−４】各々は、本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。
【００５２】
【図２−１】から
【図２−３】各々は、本発明の実施形態に係るアンテナ展開アーキテクチャの概略図である。
【００５３】
【図３−１】から
【図３−６】各々は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００５４】
【図４−１】から
【図４−５】各々は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００５５】
【図５−１】から
【図５−４】各々は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００５６】
【図６−１】から
【図６−３】各々は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００５７】
【図７−１】から
【図７−３】各々は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００５８】
【図８】本発明の実施形態に係るアンテナの給電方式の概略構造図である。
【００５９】
【図９】本発明の実施形態に係るアンテナの別の給電方式の概略構造図である。
【００６０】
【図１０】本発明の実施形態に係るアンテナのさらなる別の給電方式の概略構造図である。
【００６１】
【図１１】本発明の実施形態に係るアンテナのさらに別の給電方式の概略構造図である。
【００６２】
【図１２】本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。
【００６３】
【図１３】本発明の実施形態に係る通信システムの概略構造図である。
【００６４】
【図１４】本発明の実施形態に係る別の通信システムの概略構造図である。
【００６５】
前述の概略構造図において、モジュールの寸法および形状はあくまでも参照のためであり、本発明の複数の実施形態の唯一の解釈を構成するものではないことを理解されたい。概略構造図に示されるモジュールの間の相対位置は、あくまでもモジュールの間の構造的相関の例を表しているものであり、本発明の複数の実施形態における物理的接続方式を限定するものではない。加えて、概略構造図において全ての可能なモジュールを表すことは不可能且つ不必要である。従って、特定のモジュールが図に示されていない場合でも、本発明の複数の実施形態に当該モジュールが含まれ得ないと見なされるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
本発明の目的と、技術的解決策と、利点とをより鮮明にするために、以下では添付の図面と実施形態を参照して、本発明に提供された技術的解決策をさらに詳細に説明する。
【００６７】
アンテナの展開環境および性能要件は、アンテナの設計にとって重大である。アンテナが照明システムに統合される場合、照明システムはアンテナの展開環境の一部となる。異なる応用シナリオにおいて、照明システムは様々な種類と形状を有する。従って、本発明の複数の実施形態においては、アンテナを照明システムに統合させるための複数の実行可能な解決策がある。以下では、本発明の複数の実施形態における複数の実行可能な解決策を、照明システムの複数の応用シナリオを参照して詳細に説明する。
【００６８】
照明システムは、照明に用いられるハードウェアとソフトウェアのセットであり、光源と保護カバーを含むが、それに限定されるものではない。照明システムの保護カバーは、照明システムにおいて保護機能を提供する機能コンポーネントである。機能コンポーネントは、防水、防湿性、または防塵（物理的隔離あるいは防護効果と表示される）などの効果を有してよく、場合によってはさらに、集束、反射、遮断、または照明軟化（光の最適化あるいは配光効果と表示される）などの効果を有してよい。さらに、照明システムの保護カバーは、機能コンポーネントとしての役割に加えて、装飾機能を有してよい。照明システムの光源は、照明システムに照明光線源を提供する機能コンポーネントである。光源は、１または複数の発光デバイスを含んでよい。通常、各発光デバイスは独立して作動することが可能で、発光性と、透明ランプカバーと、関連する電気インタフェースを有し、電源に接続された後に発光することができる。
【００６９】
照明システムの保護カバーは、光源の透明ランプカバーとは異なることを理解されたい。光源の透明ランプカバーは、発光デバイスの一部である。対照的に、照明システムの保護カバーは別個の機能コンポーネントであり、光源と連携して用いられ、さらに保護機能または配光機能を提供できる。例えば、白熱灯のガラスバルブは白熱灯の一部であり、ガラスバルブは別個の機能コンポーネントではなく、光源の透明ランプカバーとしてみなされるべきである。白熱灯がさらに逆椀形状の反射カバーを搭載している場合、反射カバーは照明システムの保護カバーとしてみなされ、白熱灯は照明システムの光源としてみなされる。
【００７０】
照明システムの保護カバーは、密閉保護カバーと非密閉保護カバーに分類され得る。密閉保護カバーは明確な開口部を有せず、非密閉保護カバーは明確な開口部を有する。本明細書の「密閉」は、照明システムの正常な作動に必要な密閉性能が満たされている限り、完全に密閉されているわけではない。一般的に、密閉保護カバーはより良い防護効果を提供できる。非密閉保護カバーは、照明集束および反射などの配光効果を提供することができ、多くの場合、照明システムの、良い防護効果を有する光源と連携して用いられる必要がある。密閉保護カバーは広範囲に用いられ、その形状は限定されるものではない。非密閉保護カバーは、多くの場合、上から下の向きの照明に用いられ、共通のカバー本体は逆円錐形状、椀形状または円柱状であり得る。
【００７１】
密閉保護カバーの場合、光源の前方方向のカバー本体は通常、透明材料からなる。カバー本体が不透明な材料からなる場合、カバー本体は、光源の透明ランプカバーに密着して、共に密閉した空間を形成する必要がある。非密閉保護カバーの場合、カバー本体の開口部は通常、光源の前方方向に位置付けられ、その結果、光源の照明光線が通過する。光源の前方方向は、光源の照明方向、すなわち照明光線が前進する方向と理解されてよい。
【００７２】
照明システムの場合、照明方向および照明範囲は重要な指標であり、基本的に照明システムの応用シナリオを決定する。例えば、照明方向に関しては、照明システムは指向性照明システムと非指向性照明システムに分類されてよい。指向性照明システムは、主照明方向を有する照明システムである。これに対応して、主照明方向を有しない照明システムは、非指向性照明システムと称される。主照明方向の特定の空間範囲において、照明システムの有効光束は、全ての光束のうち少なくとも半分を占めるべきである。特定の空間範囲は、主照明範囲として表示されてよい。
【００７３】
例えば、主照明方向において１２０°円錐立体角範囲の照明システムの有効光束が全体の光束の８０％より多い場合、照明システムは指向性照明システムと称され、１２０°円錐立体角範囲は照明システムの主照明範囲として表示されてよい。ここでの値はあくまでも例であり、主照明範囲について別の定義があってよいことを理解されたい。詳細な内容については、照明技術分野の産業知識を参照されたい。これ以上の詳細は、本願では提供されない。加えて、指向性照明と非指向性照明は、主に説明の便宜のために区別されており、本発明の複数の実施形態の唯一の応用シナリオとして解釈すべきではない。
【００７４】
指向性照明の場合、共通の応用シナリオにおいて、照明システムの光源は、照明柱または天井などの高い位置に置かれており、主照明方向は上から下である。いくつかの応用シナリオにおいて、照明システムの光源は、床に組み込まれるなど低い位置に置かれ、主照明方向は下から上である。指向性照明システムの特徴は、照明システムが照明集束または反射機能を有し、照明集束または反射の後に、照明光線が主照明方向に沿って送信されることである。照明システムの保護カバーは、多くの場合、一部の照明光線を遮断または反射する。
【００７５】
非指向性照明の場合、照明システムは特定の照明方向を有せず、おおよそ点光源とみなされ得る。点光源の一般的な例は、ペンダント白熱電球である。非指向性照明システムの特徴は、照明システムが明確な照明集束または反射機能を有せず、光源の透明ランプカバーまたは照明システムの保護カバーが光源の照明光線を確実に遮断しないことである。
【００７６】
および図１−１から図１−３の各々は、本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図であり、照明システムの代表的な３種類の基本構造を示す。照明システムは、本発明の本実施形態においてアンテナ展開環境として用いられる。図１−１と図１−２に示される照明システムは指向性照明状態にあり、図１−３に示される照明システムは非指向性照明状態にある。
【００７７】
図１−１において、モジュールＬ１とモジュールＬ２の各々は、照明システムのカバー本体を表しており、カバー本体Ｌ１とカバー本体Ｌ２としてそれぞれ表示される。モジュールＬ３は照明システムの光源を表しており、光源Ｌ３として表示される。カバー本体Ｌ１は不透明な材料からなり、主に防護効果を有する。カバー本体Ｌ２は透明材料からなり、その結果、照明光線が通過する。本願では、照明に必要とされる光束指標が満されている限り、「透明」の意味は厳密ではないことを理解されたい。場合によっては、「透明」であることは、「半透明」または「透光」として称されることもある。カバー本体Ｌ１とカバー本体Ｌ２が区別される必要がある場合、カバー本体Ｌ１とカバー本体Ｌ２はさらに保護カバー本体Ｌ１と透光性カバー本体Ｌ２として表示されてよい。同様に、図１−２に示される照明システムは保護カバー本体Ｌ１と光源Ｌ３を含み、図１−３に示される照明システムは透光性カバー本体Ｌ２と光源Ｌ３を含む。
【００７８】
図１−１に示されるように、光源Ｌ３により放射された照明光線は、保護カバー本体Ｌ１により遮断または反射され、透光性カバー本体Ｌ２を通過した後、下向きに照射される。従って、照明システムは指向性照明状態にある。図１−２に示されるように、光源Ｌ３により放射された照明光線は、保護カバー本体Ｌ１により遮断または反射され、下向きに照射される。従って、当該照明システムも指向性照明状態にある。図１−３に示されるように、光源Ｌ３により放射された照明光線は、透光性カバー本体Ｌ２により確実に遮断されず、透光性カバー本体Ｌ２を通過した後、全ての方向に照射される。従って、当該照明システムは非指向性照明状態にある。
【００７９】
カバー本体Ｌ１は照明システムの保護カバーの一部であることに留意されたい。カバー本体Ｌ２は、照明システムの保護カバーの一部であってよく、または光源の一部であってよく、すなわち、光源の透明ランプカバーとして機能してよい。例えば、カバー本体Ｌ２とカバー本体Ｌ１が全体として設計または製造され、且つ、比較的に独立したエンティティを形成する場合、カバー本体Ｌ２は照明システムの保護カバーの一部である。カバー本体Ｌ２と、光源に含まれる発光デバイスが全体として設計または製造され、且つ、比較的に独立したエンティティを形成する場合、カバー本体Ｌ２は光源の透明ランプカバーである。
【００８０】
図１−１に示される照明システムの特徴は、光源の前方方向のカバー本体が、保護カバー本体Ｌ１と透光性カバー本体Ｌ２の両方を含むことである。加えて、保護カバー本体Ｌ１と透光性カバー本体Ｌ２が密着して光源の前方方向の密閉空間を形成する。特に、保護カバー本体Ｌ１の内側表面は光源に近く、保護カバー本体Ｌ１の外側表面は開放空間にあり、保護カバー本体Ｌ１の内側表面より被照明体に近い。
【００８１】
実際の応用において、このタイプの照明システムの一般的な例は、発光ダイオード（英語：ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ、略してＬＥＤ）照明システム、および特に複数のＬＥＤランプビードを含むパネルタイプＬＥＤ照明システムである。パネルタイプＬＥＤ照明システムにおいて、各ＬＥＤランプビードは独立して作動する発光デバイス（透明ランプカバーを有する）とみなされる。複数のＬＥＤランプビードがパネルに組み込まれ、組み合わされて特定の形状（矩形、円など）の光源を形成する。ＬＥＤランプビードの間のパネルは通常、不透明な材料からなり、パネルのこの部分は照明システムの保護カバーの一部（すなわち、保護カバー本体Ｌ１）とみなされる。ＬＥＤランプビードがパネルに組み込まれる位置が透明パネルにより覆われている場合、透明パネルのこの部分は透光性カバー本体Ｌ２とみなされる。この場合、透光性カバー本体Ｌ２は照明システムの保護カバーの一部でもある。ＬＥＤランプビードがパネルに組み込まれた位置がパネルにより覆われていない場合、ＬＥＤランプビードの透明ランプカバーは透光性カバー本体Ｌ２とみなされる。
【００８２】
図１−２に示される照明システムの特徴は、光源の前方方向のカバー本体が特殊形状の保護カバー本体Ｌ１を含むことである。図１−２に示されるように、保護カバー本体Ｌ１の上部同士はより近くなり、下部同士はより遠くなって開口部を形成し、開口部における保護カバー本体の内側表面と外側表面の両方は、開放空間に位置する。特に、保護カバー本体Ｌ１の内側表面は光源に近く、保護カバー本体Ｌ１の外側表面よりも被照明体に近い。実際の応用において、この種類の照明システムの一般的な例は反射カバーを搭載したランプであり、反射カバーは、例えば、円錐形状または椀形状のような、図１−２に示される保護カバー本体Ｌ１と同様の形状を有する。場合によっては、円柱状反射カバーはこの種類の照明システムの特別な場合とみなされてもよい。
【００８３】
図１−３に示される照明システムの特徴は、光源の前方方向のカバー本体が透光性カバー本体Ｌ２を含むことである。図１−３に示されるように、透光性カバー本体Ｌ２の内側表面は光源に近く、透光性カバー本体Ｌ２の外側表面は開放空間にあり、透光性カバー本体の内側表面よりも被照明体に近い。実際の応用において、この種類の照明システムの一般的な例は、反射カバーを有しない球形状の街灯または透明円筒街灯である。場合によっては、屋内の天井の照明はこの種類の照明システムの特別な場合とみなされてもよい。
【００８４】
および図１−１から図１−３における光源Ｌ３は１つの発光デバイスを表しているが、本発明の実施形態を応用可能な照明システムはこれに限定されるものではないことを留意されたい。実際の応用において、明らかに光源Ｌ３は複数の発光デバイスを含んでよい。例えば、図１−１と同様に、図１−４も本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。図１−４は２つの発光デバイスを示しており、２つの発光デバイスは、２つの光源を示していると理解されてよく、または１つの光源を構成する２つの発光デバイスを示していると理解されてよい。加えて、および図１−１から図１−４に示される照明システムの各々は、より大きな照明システムの一部とみなされてよいことを理解されたい。
【００８５】
および図２−１から図２−３の各々は、本発明の実施形態に係るアンテナ展開アーキテクチャの概略図であり、それぞれが前述の３種類の照明システムにおけるアンテナ展開位置を示している。アンテナ展開アーキテクチャの概略図はアンテナ展開アーキテクチャを示すことに焦点を合わせているが、アンテナの構造の詳細を示す必要はないことを理解されたい。従って、アンテナ展開アーキテクチャは、アンテナの放射要素が照明システムに統合される位置の例を用いて、本明細書において示され説明される。アンテナの内部構造的特徴は、他の添付図を参照して、次の説明でさらに詳しく説明される。
【００８６】
図２−１に示されるように、アンテナは照明システムの保護カバーの外側表面上に展開され、さらに、光源の前方方向の保護カバーの外側表面上にある。図２−２に示されるように、アンテナは照明システムの内側表面上に展開され、さらに、光源の前方方向の保護カバー本体の内側表面上にある。図２−３に示されるように、アンテナは照明システムの保護カバーの外側表面上に展開され、さらに、光源の前方方向の透光性カバー本体の外側表面上にある。照明システムにおけるアンテナの全ての展開位置は、照明システムの保護カバーの、被照明体に近い表面上にあることを確認することは難しくない。
【００８７】
結論として、本発明の本実施形態において、アンテナは照明システムの保護カバーに統合される。アンテナが照明システムの保護カバーに統合されるため、アンテナは光源、または照明システムの別の構成要素から分離され得る。これは、アンテナの設置および交換を容易にし、それにより費用を低減し、および／または通信性能を改善する。加えて、照明システムにおけるアンテナの展開位置は、照明システムの保護カバーの、被照明体に近い表面上にあり、保護カバーは、アンテナにより放射または受信される電磁波を妨害しない。従って、技術的解決策はアンテナの通信性能の改善に役立つ。
【００８８】
および図３−１から図３−６の各々は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。アンテナは、図２−１に示されるアンテナ展開アーキテクチャに適用されてよい。図３−１はアンテナの構造全体の側面図であり、図３−２はアンテナの部分構造の側断面図であり、および図３−３から図３−６の各々はアンテナの構造全体の上面図である。概略構造図は、アンテナの様々な構造的特徴の異なる形態を示していることを理解されたい。特に明確に説明しない限り、添付の図面は、単一の物理的形態のアンテナを示すことに限定されるものではない。概略構造図を参照して、以下は展開アーキテクチャにおけるアンテナの内部構造的特徴、特に放射要素の構造的特徴を説明する。
【００８９】
図３−１において、モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、放射要素Ａ１０と表示される。モジュールＡ２０はアンテナの給電部を表し、給電部Ａ２０と表示される。モジュールＬ１０とモジュールＬ２０の各々は照明システムのカバー本体を表し、それぞれがカバー本体Ｌ１０とカバー本体Ｌ２０と表示される。モジュールＬ３０は、アンテナと照明システムの他のコンポーネント、例えば電源装置、熱放散装置、光源、配光装置および他のカバー本体などを表す。簡略化のために、照明システムの光源は別途図示されていない。
【００９０】
図１−１に示される照明システムと同様に、カバー本体Ｌ１０はさらに保護カバー本体Ｌ１０と表示されてよく、照明システムの保護カバーの一部である。カバー本体Ｌ２０はさらに、透光性カバー本体Ｌ２０と表示されてよく、照明システムの保護カバーの一部または光源の一部であってよく、すなわち光源の透明ランプカバーとして機能してよい。図３−１には１つのカバー本体Ｌ２０のみが示されるが、本発明の本実施形態においては、カバー本体Ｌ２０の数は限定されるものではなく、１または複数のカバー本体Ｌ２０があり得ることを理解されたい。図３−１に示される照明システムとアンテナは、複数のカバー本体Ｌ２０を有する照明システムとアンテナの一部とみなされる。
【００９１】
加えて、光源を構成する１または複数の発光デバイスがあり得る。光源の発光デバイスは、カバー本体Ｌ１０、カバー本体Ｌ２０およびモジュールＬ３０により形成された内部空間に配置される。発光デバイスの照明光線は、配光装置（Ｌ１０、Ｌ２０またはＬ３０など）の反射または集束効果を用いることにより、カバー本体Ｌ２０を介して指向的に伝達される。モジュールＬ３０も、照明システムの部分的なカバー本体を表してよい。Ｌ１０とＬ２０がモジュールＬ３０により表される部分的なカバー本体から区別される必要がある場合、Ｌ１０とＬ２０は光源の前方方向のカバー本体と表示され、モジュールＬ３０により表された部分的なカバー本体は光源の別の方向におけるカバー本体として表示される。
【００９２】
例えば、カバー本体Ｌ２０が光源の透明ランプカバーである場合、光源の発光デバイスはカバー本体Ｌ２０内に配置される。カバー本体Ｌ２０が照明システムの保護カバーの一部である場合、光源の発光デバイスはカバー本体Ｌ１０またはＬ２０の下方に、そしてモジュールＬ３０の上方に配置される。図３−１に示されるように照明システムが位置する場合、光源の照明光線はカバー本体Ｌ２０を介して上に向かって照射される。この場合、照明システムの主照明方向は下から上であり、光源の前方方向のカバー本体Ｌ１０およびＬ２０は光源の上方に位置する。ここでの上と下は物理的な意味ではなく、モジュール間の相対位置関係のみを表すことを理解されたい。実際の応用シナリオにおいて、照明システムの主照明方向または光源の前方方向は、上から下へ、下から上へ、または別の方向であってよい。図２−１に示されるように照明システムが位置する場合、主照明方向は上から下である。
【００９３】
図３−１に示されるように、放射要素Ａ１０はカバー本体Ｌ１０の外側表面に配置される。アンテナの放射要素は光源の前方方向の保護カバーの外側表面、すなわち被照明体に近い表面に配置されるため、照明システムの保護カバーのこの部分は、アンテナにより放射または受信される電磁波を妨害しない。これは、アンテナの通信性能の改善に役立つ。
【００９４】
図３−１に示される透光性カバー本体Ｌ２０の上部は曲面であり、保護カバー本体Ｌ１０の上部は平面であることを留意されたいが、これはあくまでも効果の例であり、本発明の実施形態はこれに限定されるものではないことを理解されたい。透光性カバー本体Ｌ２０の上部は平面であってよく、保護カバー本体Ｌ１０の上部は曲面であってよく、２つは任意の形に組み合わせることができる。加えて、透光性カバー本体Ｌ２０が必ず保護カバー本体Ｌ１０より突き出るわけではない。さらに、図３−１に示される放射要素Ａ１０が完全に保護カバー本体Ｌ１０の上方にあるが、本発明の本実施形態において、アンテナの放射要素Ａ１０が代わりに保護カバー本体Ｌ１０に部分的に組み込まれてよく、または保護カバー本体Ｌ１０より突き出なくてもよいことを理解されたい。
【００９５】
例えば、図３−２に示される本発明の本実施形態において、アンテナの部分構造（Ｌ１０、Ｌ２０およびＡ１０）の側断面図に関連すると、透光性カバー本体Ｌ２０の上部は平面で、保護カバー本体Ｌ１０より突き出ず、放射要素Ａ１０は保護カバー本体Ｌ１０に組み込まれて、保護カバー本体Ｌ１０よりも突き出ない。しかしながら、放射特性に対する保護カバー本体Ｌ１０の影響を低減させるために、放射要素Ａ１０の上部表面が保護カバー本体Ｌ１０の外側表面より低くない場合に効果がより良い。
【００９６】
および図３−３から図３−６の各々はアンテナの構造全体の上面図であり、全ての上面図は図３−１に示される側面図と組み合わせることができ、本発明の本実施形態におけるアンテナの放射要素Ａ１０の様々な実施可能な形状を示すことができる。および図３−３から図３−６に示されるアンテナがわずかに異なる形状であっても、当該アンテナは依然として同じ種類である。
【００９７】
図３−３に示されるように、放射要素Ａ１０の形状は矩形であるが、透光性カバー本体Ｌ２０の形状に従って中間部がくり抜かれており、くり抜かれた部分に透光性カバー本体Ｌ２０が置かれてよく、その結果、照明光線が通過する。同様に、図３−４に示されるように、放射要素Ａ１０は直線状の放射体により形成された矩形形状であり、透光性カバー本体Ｌ２０は矩形内に配置されてよい。図３−５に示されるように、放射要素Ａ１０は帯状の放射体により形成されたリング形状であり、透光性カバー本体Ｌ２０はリング内に配置されてよい。加えて、図３−６に示されるように、照明システムの保護カバー本体は円形状である。
【００９８】
従って、放射要素Ａ１０は照明システムの保護カバーの外側表面、特に保護カバー本体Ｌ１０の外側表面に、透光性カバー本体Ｌ２０を遮断することなく配置される。従って、放射要素Ａ１０は光源の照明光線を遮断しない。技術的解決策によれば、照明システムの照明効果に対する影響は非常に小さく、無視され得る。
【００９９】
および図３−３から図３−６は保護カバー本体Ｌ１０と放射要素Ａ１０のいくつかの形状を示すが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではないことを理解されたい。保護カバー本体Ｌ１０は他の形状であってよく、アンテナの放射要素が透光性カバー本体Ｌ２０を遮断しない限り、アンテナの放射要素の様々な形状設計があってもよい。アンテナの放射要素の形状は、ストリップ金属バンドまたはリング金属バンドにより形成された多角形（三角形、矩形、五角形、六角形から十二角形など）、円、楕円、リング、ボウタイ（ｂｏｗ−ｔｉｅ）形状、花弁形状、規則的な形状（十字形、Ｈ字状、中空角形状、Ｔ字形など）であってよく、または他の不規則な形状であってもよい。
【０１００】
上記の通り、本発明の本実施形態において、透光性カバー本体の数は限定されるものではなく、１または複数の透光性カバー本体があってよい。および図３−１から図３−６の各々は、照明システムが１つの透光性カバー本体を含む場合、本発明の本実施形態におけるアンテナの構造的特徴、特にアンテナの放射要素の構造を示す。
【０１０１】
および図４−１から図４−５の各々は、照明システムが２つの透光性カバー本体を含む場合、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図であり、各々がアンテナの構造の例を示す。および図５−１から図５−４の各々も、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図であり、それぞれは、照明システムが４つの透光性カバー本体を含む場合のアンテナの構造の例を示す。図４−１と図５−１はそれぞれアンテナの構造全体の側面図であり、他の添付図はそれぞれアンテナの構造全体の上面図である。特に明確に説明しない限り、添付の図面は、単一の物理的形態のアンテナを示すために限定されるものではない。
【０１０２】
添付の図面に示されるように、放射要素Ａ１０は依然として保護カバー本体Ｌ１０の外側表面に配置され、透光性カバー本体Ｌ２０を遮断しない。例えば、図４−２に示される放射要素Ａ１０の縁部は、透光性カバー本体Ｌ２０の遮断を回避するためにくり抜かれる。図４−３に示される放射要素はボウタイ形状であり、ボウタイ形状は２つの花弁形状ともみなされる。図４−４に示される放射要素は、Ｈ字状である。図４−５に示される放射要素は、逆Ｔ字形である。図５−２および図５−３に示される放射要素は、十字形である。図５−４に示される放射要素は、４花弁形状である。
【０１０３】
および図６−１から図６−３の各々は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。アンテナは、図２−２に示されるアンテナ展開アーキテクチャに適用されてよい。図６−１はアンテナの部分構造の側断面図であり、図６−２はアンテナの構造全体の側面図であり、図６−３は、照照明システムの保護カバーの開口部から照明システムの光源への視野方向を用いるアンテナの構造全体の上面図である。概略構造図を参照して、以下は展開アーキテクチャにおけるアンテナの内部構造的特徴、特に放射要素の構造的特徴を説明する。
【０１０４】
図６−１において、モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、放射要素Ａ１０と表示される。モジュールＡ２０はアンテナの給電部を表し、給電部Ａ２０と表示される。モジュールＬ１０は照明システムのカバー本体を表し、当該カバー本体は通常不透明な材料からなり、保護カバー本体Ｌ１０と表示される。モジュールＬ３０はアンテナと照明システムの他のコンポーネント、例えば電源装置、熱放散装置、光源、配光装置および他のカバー本体などを表す。簡略化のために、照明システムの光源は別途図示されていない。
【０１０５】
図６−１に示されるように、放射要素Ａ１０は保護カバー本体Ｌ１０の内側表面に配置される。アンテナの放射要素は光源の前方方向の保護カバーの内側表面、すなわち被照明体に近い表面に配置されるため、照明システムの保護カバーのこの部分は、アンテナにより放射または受信された電磁波を妨害しない。これは、アンテナの通信性能の改善に役立つ。
【０１０６】
アンテナの放射要素は照明システムの保護カバーの内側表面にあり、アンテナの耐久性を改善し、アンテナの通信性能を保証するために保護カバーにより提供される防護効果が用いられ得ることが、図６−２を参照して分かる。アンテナの放射要素が照明システムの保護カバーの内側表面に取り付けられ、照明光線は基本的に遮断されず、照明システムの照明効果への影響は比較的に小さいことが、図６−２を参照して分かる。
【０１０７】
および図７−１から図７−３の各々は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。アンテナは、図２−３に示されるアンテナ展開アーキテクチャに適用されてよい。図７−１はアンテナの構造全体の側面図であり、図７−２はアンテナの部分構造の側断面図であり、図７−３はアンテナの構造全体の上面図である。概略構造図を参照して、以下は展開アーキテクチャにおけるアンテナの構造的特徴、特に放射要素の構造的特徴を説明する。
【０１０８】
図７−１において、モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、放射要素Ａ１０と表示される。モジュールＬ２０は照明システムのカバー本体を表し、当該カバー本体は透明材料からなり、透光性カバー本体Ｌ２０と表示される。透光性カバー本体Ｌ２０は照明システムの保護カバーの一部でもある。モジュールＬ３０はアンテナと照明システムの他のコンポーネント、例えば電源装置、熱放散装置、光源、配光装置および他のカバー本体を表す。簡略化のために、照明システムの光源は別途図示されていない。
【０１０９】
図７−１に示されるように、放射要素Ａ１０は透光性カバー本体Ｌ２の外側表面に配置される。アンテナの放射要素は光源の前方方向の保護カバーの外側表面、すなわち被照明体に近い表面に配置されるため、照明システムの保護カバーのこの部分は、アンテナにより放射または受信された電磁波を妨害しない。これは、アンテナの通信性能の改善に役立つ。アンテナの放射要素は透光性カバー本体Ｌ２０の外側表面に取り付けられ、照明光線をある程度遮断することが、図７−２と図７−３を参照して分かる。従って、前述の２つのアンテナ構造体と比べると、照明効果はある程度影響される。
【０１１０】
アンテナ展開位置と構造的特徴は、３種類のアンテナ展開アーキテクチャに基づいて上記で別途説明されており、これは主に明確な説明のためであることを留意されたい。本発明の複数の実施形態において、上記で説明されたアンテナ展開位置と構造的特徴は、１つのアンテナ展開アーキテクチャのみに限定されるべきではない。
【０１１１】
アンテナ展開アーキテクチャの最初の２つの種類に対する説明に基づいて、本発明の複数の実施形態におけるアンテナ、特にアンテナの放射要素は、保護カバーのカバー本体が保護カバー本体であるか、または透光性カバー本体であるかにかかわらず、照明システムの保護カバーの内側表面または外側表面に統合され得ることを理解されたい。本発明の複数の実施形態におけるアンテナ、特にアンテナの放射要素が、保護カバー本体に統合されるのみならず、透光性カバー本体に統合されることもできることが、第３の種類のアンテナ展開アーキテクチャに対する説明に基づいて分かる。
【０１１２】
本発明の複数の実施形態において、場合によってはベースとも称される、アンテナの基板は、照明システムの保護カバーと放射要素との間に位置付けられてよい。言い換えれば、放射要素と保護カバーとの間には別個の基板層があり得る。簡略化のために、基板層は、前述の添付の図面には特に示されない。さらにアンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善するために、アンテナの基板は、照明システムの保護カバーに統合されるように設計されてもよい。
【０１１３】
任意の解決策においては、照明システムの保護カバーのカバー本体の一部または全体は非金属材料からなり、非金属材料からなるカバー本体はアンテナの基板として配置される。別の任意の解決策においては、非金属材料からなる誘電体層は照明システムの保護カバーの外側表面に取り付けられ、誘電体層はアンテナの基板に配置される。誘電体層は、保護カバーのカバー本体とアンテナの放射要素との間に位置する。言い換えれば、アンテナの放射要素は、保護カバーの表面上にある誘電体層の外側表面に取り付けられる。前述の２つの解決策によると、アンテナと照明システムとの間の統合レベルはさらに改善され得る。これは、保護カバーとアンテナの基板の全体的な厚さを低減させることに役立ち、それにより費用を低減するか、または性能を改善する。
【０１１４】
本発明の複数の実施形態において、１または複数の規則的に配置されたメッキ孔は、アンテナの放射要素と照明システムの保護カバーにさらに配置されてよい。孔メッキまたはビアホールとも称されるメッキ孔は、導電性金属層により覆われた内壁を有する孔であり、通常は複数の印刷配線層の間の接続に用いられる。メッキ孔により、放射要素はグランドされることもでき（グランド板に電気的に接続）、放射要素に垂直な１または複数の電流を生成し、その結果、アンテナの放射範囲が拡大され得る。従って、任意の解決策はアンテナの放射特性を改善するために用いられ、それによりアンテナの通信性能を改善することができる。
【０１１５】
メッキ孔の位置が適切に選択されている場合、全方位放射線も形成することができる。実施可能な実装において、アンテナの放射要素と照明システムの保護カバーの複数のメッキ孔は、放射要素の、中心対称を有する縁部の位置に配置される。
【０１１６】
本発明の複数の実施形態において、アンテナの放射要素の外側表面は、保護材料でさらに覆われてよい。言い換えれば、別の任意の解決策において、アンテナの放射要素の１つの表面は保護カバーの表面に取り付けられ、他の表面は保護材料で覆われる。保護材料は、物理的隔離の防護効果を提供するために用いられてよく、それによりさらにアンテナの耐久性を改善し、アンテナの通信性能を保証する。
【０１１７】
本発明の複数の実施形態の前述の内容において、アンテナの構造的特徴、特にアンテナの放射要素の構造的特徴は、アンテナ展開アーキテクチャに基づいて、且つ添付の図面を参照して詳細に説明されてきた。対照的に、アンテナの給電部の構造的特徴は、詳細に説明しない。本発明の複数の実施形態において、アンテナの給電部の基本機能要件は、給電部と放射要素との間で電気信号を伝達することが可能であることであることを理解されたい。言い換えれば、アンテナの給電部の１つの部分は、アンテナの放射要素への電気的接続をサポートするべきであり、給電部の他の部分は、信号処理デバイス（基地局または無線周波数処理部などの信号源を表す）への電気的接続をサポートする。アンテナ分野において既存の給電方式を用いる給電コンポーネントは通常、基本機能要件を満たす。従って、当該技術分野の当業者は、本発明の複数の実施形態における給電部として、アンテナ分野における既存の給電コンポーネントを選択してよく、照明システムにおける給電コンポーネントを設定してよい。
【０１１８】
しかしながら、本発明の複数の実施形態においてはアンテナと照明システムとの間の統合レベルをさらに改善させるための、給電部に対する追加の構造要件があり、それは照明システムの保護カバーに給電部の一部が統合されることである。アンテナの前述の概略構造図（図３−１、図４−１、図５−１、図６−１および図７−１）に示されるように、給電部Ａ２０は照明システムの保護カバーと部分的に重なり、これは給電部の一部が照明システムの保護カバーに統合されていることを示す。照明システムの保護カバーに統合された給電部の部分と、保護カバーに統合された放射要素は、より簡便に全体として設計および製造され得る。従って、そのような技術的解決策はアンテナと照明システムとの間の統合レベルをさらに改善させ、アンテナの製造、展開またはメンテナンスの費用を低減させ、アンテナの性能を改善することにも役立つ。
【０１１９】
本発明の複数の実施形態におけるアンテナの構造的特徴、特に給電部の構造的特徴についてより詳細な説明を提供するために、以下では添付の図面を参照してさらなる説明を提供する。
【０１２０】
図８は、本発明の実施形態に係るアンテナの給電方式の概略構造図であり、概略構造図はアンテナの部分構造の側断面図である。図８において、モジュールＬ０は照明システムの保護カバーのカバー本体を表しており、カバー本体Ｌ０と表示される。カバー本体Ｌ０は保護カバー本体または透光性カバー本体であってよい。モジュールＡ１０は、アンテナの放射要素を表しており、放射要素Ａ１０と表示される。
【０１２１】
モジュールＡ２１‐１とモジュールＡ２１‐２はそれぞれアンテナの給電部の一部を表す。モジュールＡ２１‐１は金属導体であり、金属導体Ａ２１‐１と表示される。金属導体Ａ２１‐１は金属探針、金属シート、またはメッキ孔であってよい。モジュールＡ２１‐２は同軸線であり、同軸線Ａ２１‐２と表示されており、ここでモジュールＡ２１‐２‐１は同軸線の内部導体を表し、内部導体Ａ２１‐２‐１と表示されており、モジュールＡ２１‐２‐２は同軸線の外部導体を表しており、外部導体Ａ２１‐２‐２と表示される。
【０１２２】
図８に示されるように、放射要素Ａ１０はカバー本体Ｌ０の表面に取り付けられる。カバー本体Ｌ０の表面にはギャップがあり、金属導体Ａ２１‐１の本体部がカバー本体Ｌ０のギャップに組み込まれており、一端が放射要素Ａ１０と直接接触し、他端が内部導体Ａ２１‐２‐１に接続される。
【０１２３】
アンテナが作動状態にある場合、同軸線Ａ２１‐２は信号処理デバイスに接続される。同軸線の内部導体Ａ２１‐２‐１は、アンテナの電気信号を伝達するために信号処理デバイスに電気的に接続される。同軸線の外部導体Ａ２１‐２‐２は、干渉を遮蔽するためにグランドされてよい。例えば、アンテナが送信状態にある場合、同軸線Ａ２１‐２はアンテナにより送られることになっている電気信号を信号処理デバイスから受信し、金属導体Ａ２１‐１を用いて放射要素Ａ１０に電気信号を供給し、放射要素Ａ１０は電磁波形の空間に電気信号を放射する。
【０１２４】
信号処理デバイスはモバイル通信ネットワーク内の基地局または無線周波数処理デバイスであってよい。無線周波数処理デバイスは、遠隔無線ユニット（英語：ｒｅｍｏｔｅ  ｒａｄｉｏ  ｕｎｉｔ、略してＲＲＵ）または遠隔無線ヘッド（英語：ｒｅｍｏｔｅ  ｒａｄｉｏ  ｈｅａｄ、略してＲＲＨ）であってよい。
【０１２５】
従って、図８に示されるアンテナ構造は、アンテナの給電部の一部（Ａ２１‐１）を照明システムの保護カバーに統合して、アンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善するために用いられてよい。
【０１２６】
任意選択の実装例において、アンテナの放射要素Ａ１０はカバー本体Ｌ０の一面に取り付けられ、他の面には溝が配置され、溝には同軸線Ａ２１‐２が配置される。これは同軸線を固定することに役立ち、さらにアンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善する。
【０１２７】
図９は、本発明の実施形態に係るアンテナの別の給電方式の概略構造図であり、概略構造図はアンテナの部分構造の側断面図である。図８と同様に、図９におけるモジュールＬ０は照明システムの保護カバーのカバー本体を表し、またカバー本体Ｌ０と表示され、モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、また放射要素Ａ１０と表示される。
【０１２８】
モジュールＡ２２‐１とモジュールＡ２２‐２はそれぞれアンテナの給電部の一部を表す。モジュールＡ２２‐１は金属導体であり、金属導体Ａ２２‐１と表示される。例えば、金属導体Ａ２２‐１は、金属探針、金属スライスまたはメッキ孔などの異なる形状の金属導体であってよい。モジュールＡ２２‐２は給電パネルを表し、給電パネルＡ２２-２と表示され、信号層Ａ２２‐２‐１と誘電体層Ａ２２‐２‐２を含む。任意選択的に、給電パネルＡ２２-２はさらにグランドプレーンＡ２２‐２‐３を含む。本発明の本実施形態において、給電パネルにおける信号層とグランドプレーンに対する基本的要件は信号層とグランドプレーンが電気導体であることであり、誘電体層に対する基本的要件は誘電体層が不導体であることである。
【０１２９】
モジュールＡ３０は信号ケーブルを表し、信号ケーブル３０と表示される。信号ケーブル３０は信号層Ａ２２‐２‐１とは異なることを理解されたい。信号ケーブル３０は、信号層Ａ２２‐２‐１と信号処理デバイスとの間で電気信号を伝達するように構成された導線であり、フィーダ線とも称されることがあり、同軸線、導波路、平行二重線送信線などのケーブルを含む。信号ケーブル３０は多くのシナリオにおいて必要であり、給電部の一部とみなされてよいが、信号ケーブル３０は給電パネルＡ２２-２の一部ではない。信号ケーブル３０は主に、アンテナの電気信号が給電パネルＡ２２-２と信号処理デバイスとの間に直接伝達されることができないシナリオにおいて用いられる。従って、給電部が信号ケーブルを含む場合にも、信号ケーブルはアンテナの保護カバーに統合された給電パネルから分離されることができる。これはアンテナの設計の柔軟性を改善することに役立ち、アンテナのエンジニアリング構造的安定性を改善する。
【０１３０】
図９に示されるように、放射要素Ａ１０はカバー本体Ｌ０の一面に取り付けられ、給電パネルＡ２２-２はカバー本体Ｌ１０の他の面に取り付けられる。金属導体Ａ２２‐１はカバー本体Ｌ０内に置かれており、金属導体Ａ２２‐１の一端は放射要素Ａ１０に直接接触し、他端は給電パネルの信号層Ａ２２‐２‐１に直接接触する。給電パネルの信号層Ａ２２‐２‐１は誘電体層Ａ２２‐２‐２の一面に配置され、誘電体層Ａ２２‐２‐２はサポートおよび集束の機能を提供する。給電パネルＡ２２-２がさらにグランドプレーンＡ２２‐２‐３を含む場合、グランドプレーンＡ２２‐２‐３は誘電体層Ａ２２‐２‐２の他の面に配置される。
【０１３１】
アンテナが作動状態にある場合、給電パネルの信号層Ａ２２‐２‐１は（信号ケーブル３０を用いて）信号処理デバイスに電気的に接続される。給電パネルＡ２２-２がさらにグランドプレーンＡ２２‐２‐３を含む場合、グランドプレーンＡ２２‐２‐３はグランドされる。これはまた、干渉遮蔽の効果をもたらす。
【０１３２】
従って、図９に示されるアンテナ構造は、アンテナの給電部の金属導体Ａ２２‐１と給電パネルＡ２２-２との両方を照明システムの保護カバーに統合して、アンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善するために用いられてよい。
【０１３３】
図９に示されるアンテナ構造において、給電パネルＡ２２-２はあくまでも概略構成であり、本発明の唯一の実装ではないことを留意されたい。応用において、概略構成の一般的な例はマイクロストリップ（英語：ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ）であるが、本発明の本実施形態はマイクロストリップに唯一に限定されず、概略構成と文章による説明に準拠する別の信号伝送線も本発明の実施形態に含まれるべきである。
【０１３４】
加えて、任意選択の実装例において、図８および図９に示されるアンテナ構造を参照して、金属導体（Ａ２１‐１とＡ２２‐２）は、放射要素に垂直、またはほぼ垂直の角度でカバー本体Ｌ１０に組み込まれる。これは垂直構造における給電の実装に役立ち、アンテナの放射特性を改善する。加えて、金属導体は、台形などの漸次変化する形態であってよく、導体の断面積は同軸線またはマイクロストリップから放射要素への方向に沿って増加する。これは、アンテナの性能を改善することに役立つ。
【０１３５】
図１０は、本発明の実施形態に係るアンテナのさらに別の給電方式の概略構造図であり、概略構造図はアンテナの部分構造の側断面図である。同様に、モジュールＬ０は照明システムの保護カバーのカバー本体を表し、カバー本体Ｌ０と表示される。モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、放射要素Ａ１０と表示される。モジュールＡ３０は信号ケーブルを表し、また信号ケーブル３０と表示される。
【０１３６】
加えて、モジュールＡ２３は他の給電パネルを表し、給電パネルＡ２３と表示され、信号層Ａ２３‐１、誘電体層Ａ２３‐２および（２つの）グランドプレーンＡ２３‐３を含む。図に示されるように、放射要素Ａ１０はカバー本体Ｌ０の一面に取り付けられ、給電パネルＡ２３はカバー本体Ｌ１０の他の面に取り付けられる。給電パネルＡ２３においては、誘電体層Ａ２３‐２の２つの表面のそれぞれにグランドプレーンＡ２３‐３が配置されており、カバー本体Ｌ０に取り付けられたグランドプレーンＡ２３‐３の表面にはギャップがある。信号層Ａ２３‐１は誘電体層Ａ２３‐２内に配置される。
【０１３７】
アンテナが作動状態にある場合、給電パネルの信号層Ａ２３‐１は（信号ケーブル３０を用いて）信号処理デバイスに電気的に接続され、グランドプレーンＡ２３‐３はグランドされる。例えば、アンテナが送信状態にある場合、信号層Ａ２３‐１はアンテナにより送られることになっている電気信号を信号処理デバイスから受信し、誘電体層とグランドプレーンＡ２３‐３上のギャップを介して放射要素Ａ１０に電気信号を連結し、放射要素Ａ１０は電磁波形の空間に電気信号を放射する。
【０１３８】
従って、図８に示されるアンテナ構造は、アンテナの給電部の給電パネルＡ２３を照明システムの保護カバーに統合して、アンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善するために用いられてよい。
【０１３９】
応用において、概略構成の一般的な例はストリップライン（英語：ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ）であるが、本発明の実施形態はストリップラインに唯一に限定されず、概略構成と文章による説明に準拠する別の信号伝送線も本発明の本実施形態に含まれるべきである。
【０１４０】
図１１は、本発明の実施形態に係るアンテナのさらに別の給電方式の概略構造図であり、概略構造図はアンテナの部分構造の側断面図である。同様に、モジュールＬ０は照明システムの保護カバーのカバー本体を表し、カバー本体Ｌ０と表示される。モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、放射要素Ａ１０と表示される。モジュールＡ３０は信号ケーブルを表し、また信号ケーブル３０と表示される。
【０１４１】
加えて、Ａ２４はアンテナの給電部の一部を表し、給電金属ストリップＡ２４と表示される。応用において、給電金属ストリップはマイクロストリップであってよい。加えて、統合レベルを改善するために、カバー本体Ｌ０はマイクロストリップの誘電体層として機能してよい。図に示されるように、給電金属ストリップＡ２４と放射要素Ａ１０の両方は、カバー本体Ｌ０の同一面に配置され、直接接触する。図６−１および図６−３もこの点を示す。
【０１４２】
アンテナが作動状態にある場合、給電金属ストリップＡ２４は（信号ケーブル３０を用いて）信号処理デバイスに電気的に接続される。従って、図１１に示されるアンテナ構造は、アンテナの給電部の給電パネルＡ２３を照明システムの保護カバーに統合して、アンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善するために用いられてよい。
【０１４３】
対照的に、図８に示されるアンテナ構造における給電部に別個の給電パネルは必要がない。これは、アンテナの全体的な寸法を低減させることに役立つ。ここで、給電部は照明システムの保護カバーに組み込まれた金属導体を用いることにより放射要素と直接接触し得る。これは、給電効果を保証することに役立ち、アンテナの性能を改善する。図９と図１０に示されるアンテナ構造内の給電部において別個の給電パネルが用いられるが、給電パネルは信号ケーブルから分離され得る。これはアンテナ設計の柔軟性を改善することに役立ち、アンテナのエンジニアリング構造的安定性を改善する。加えて、図１０に示されるアンテナ構造において、給電部は結合方式で放射要素に給電を実行し、図１１に示されるアンテナ構造において、給電部および放射要素は保護カバーの同一面に位置する。従って、両方の技術的解決策において、保護カバーにトレパニングまたはスロット形成を行う必要はない。これは生産費用を低減することに役立ち、アンテナのエンジニアリング構造的安定性を改善する。
【０１４４】
本発明の複数の実施形態においては、アンテナに加えて照明システムがある。図１２は、本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。モジュールＬ００は照明サブシステムを表し、照明サブシステムＬ００と表示される。照明サブシステムは、アンテナ統合アーキテクチャとして用いられる前述の照明システムであってよい。モジュールＡ００はアンテナを表し、アンテナＡ００と表示される。アンテナＡ００は照明サブシステムＬ００（図１２にて、統合関係はモジュールの当接位置により表される）に統合され、本発明の本実施形態における照明システムを共に形成する。照明サブシステムとアンテナのさらなる構造的特徴については、前述の添付図と文章による説明を参照されたい。詳細は本明細書で再び説明しない。
【０１４５】
本発明の実施形態はさらに、通信システムを提供する。図１３は、本発明の実施形態に係る通信システムの概略構造図である。モジュールＬ００は照明サブシステムを表し、照明サブシステムＬ００と表示され、モジュールＡ００はアンテナを表し、アンテナＡ００と表示され、モジュールＳ００は信号処理デバイスを表し、信号処理デバイスＳ００と表示される。通信システムは、信号処理デバイスＳ００とアンテナＡ００を含む。図に示されるようにケーブルを用いて、信号処理デバイスは、照明サブシステムＬ００に統合されたアンテナに電気的に接続される。信号処理デバイスとアンテナのさらなる構造的特徴については、前述の添付図と文章による説明を参照されたい。詳細は本明細書で再び説明しない。
【０１４６】
本発明の実施形態はさらに、通信システムを提供する。図１４は、本発明の実施形態に係る通信システムの概略構造図である。モジュールＬ００は照明サブシステムを表し、照明サブシステムＬ００と表示され、モジュールＡ００はアンテナを表し、アンテナＡ００と表示され、モジュールＳ００は信号処理デバイスを表し、信号処理デバイスＳ００と表示される。通信システムは、信号処理デバイスＳ００と照明サブシステムＬ００を含む。図に示されるように、信号処理デバイスも照明サブシステムＬ００に統合され、照明サブシステムに統合されたアンテナＡ００に電気的に接続される。信号処理デバイスとアンテナのさらなる構造的特徴については、前述の添付図と文章による説明を参照されたい。詳細は本明細書で再び説明しない。
【０１４７】
応用において、信号処理デバイスはモバイル通信に用いられる無線周波数処理部であってよい。信号処理デバイスを照明サブシステムに統合させるために、信号処理デバイスを収容するように、保護カバーにおいて空間を確保してよい。あるいは、信号処理デバイスは、照明サブシステムの他のモジュール、例えば、比較的大きな設計空間のマージンを有する照明柱などのモジュールに統合されてよい。
【０１４８】
文脈を参照して、用語「ネットワーク」と「システム」は、場合によって互換性を有する。用語「および／または」は、関連する対象の関連関係を説明するために用いられ、３つの関係が存在し得ることを表す。例えば、Ａおよび／またはＢは次の３つの場合を表す。Ａのみが存在する、ＡおよびＢの両方が存在する、およびＢのみが存在する。加えて、本明細書における文字「／」は一般的に、関連する対象の間の「または」の関係を示す。
【０１４９】
前述の説明は本発明の特定の実装形態に過ぎず、本発明の保護範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。前述のアンテナ、照明システムおよび通信システムは、他の同等の方式で実装されてもよい。例えば、前述のアンテナ、照明システムおよび通信システムは概略構造図に示される論理的機能分割に過ぎず、特定の実装形態の間に他の物理的分割方式があり得る。例えば、複数の論理的モジュールを１つの物理モジュールに具現したり、または１つの物理モジュールが複数の物理的モジュールに分割されたりする。当業者であれば、様々な同等の変更または置換を簡単に想到し、全ての変更または置換は本発明において開示された技術範囲に属するべきである。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図１−４】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図３−５】
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【図３−６】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図４−５】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図５−４】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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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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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月2日(2019.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射要素と給電部を備えるアンテナであり、
前記放射要素は、空間内の電磁波と回路内の電気信号との間の変換を実行するように構成され、前記給電部は、前記給電部と前記放射要素との間で前記電気信号を伝達するように構成され、
前記アンテナは照明システムに統合されており、前記照明システムは、保護カバーと、前記保護カバー内に配置された光源とを含み、
前記アンテナの前記放射要素と前記給電部の両方は、前記照明システムの前記保護カバーに統合されており、前記放射要素は、前記光源の前方方向で前記保護カバーの、カバー本体の表面に取り付けられ、前記給電部の１つの部分は、前記保護カバーに統合され、前記放射要素に電気的に接続され、前記給電部の他の部分は、信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする、
アンテナ。
【請求項２】
前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体は非導電性材料からなり、前記カバー本体は前記アンテナの基板として配置される
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記給電部は給電金属導体を含み、前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体にはギャップがあり、前記給電金属導体は前記ギャップに配置され、
前記給電金属導体は、前記ギャップを介して前記カバー本体を通過し、一端は前記放射要素と直接接触し、他端は信号伝送線への電気的接続をサポートし、
前記信号伝送線は、前記給電金属導体と前記信号処理デバイスとの間で電気信号を送信するように構成されている、
請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記給電金属導体は給電金属シートであり、前記信号伝送線は同軸線であり、前記同軸線は同軸である外部導体と内部導体を有し、
前記同軸線の前記外部導体はグランドに用いられ、前記同軸線の前記内部導体の一端は前記給電金属シートと直接接触し、前記同軸線の前記内部導体の他端は、前記信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする、
請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記給電金属導体は給電金属シートであり、前記信号伝送線はマイクロストリップであり、前記マイクロストリップは、順番に取り付けられた信号層と、誘電体層と、グランドプレーンとを有し、
前記マイクロストリップの前記グランドプレーンはグランドに用いられ、前記マイクロストリップの前記信号層は導体ストリップを含み、前記導体ストリップの一端は前記給電金属シートと直接接触し、前記導体ストリップの他端は前記信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする、
請求項３に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記給電金属導体は軸対称構造を有し、前記給電金属導体は、中心軸が前記放射要素に対して垂直となる角度で前記ギャップに配置される、
請求項３から５のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記給電部は給電パネルを有し、前記給電パネルは前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体の他の面に配置され、
前記給電パネルは誘電体層を含み、グランドプレーンは前記誘電体層の２つの表面のそれぞれに取り付けられ、前記放射要素に近い前記グランドプレーンにはギャップがあり、
前記誘電体層は導体ストリップを含み、前記導体ストリップの一端は前記ギャップに当接し、前記導体ストリップの他端は前記信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする
請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記放射要素は、前記光源の前方方向の前記保護カバーの前記カバー本体の内側表面に取り付けられ、前記給電部は導体ストリップを有し、前記カバー本体の前記内側表面にも取り付けられ、前記導体ストリップの一端は前記放射要素と直接接触し、前記導体ストリップの他端は前記信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする、
請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記放射要素の内部または縁部はくり抜かれ、その結果、前記光源の照明光線はくり抜かれた部分を通過する、
請求項１から８のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
少なくとも１つのメッキ孔が、前記放射要素にさらに配置され、導電性金属層が前記メッキ孔の内壁を覆い、前記放射要素のグランドに用いられる、
請求項１から９のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記放射要素は、幾何学的中心を有する規則的な幾何学形状であり、
複数のメッキ孔が前記放射要素に配置され、前記複数のメッキ孔は前記放射要素の前記幾何学的中心の周囲に対称的に分布する、
請求項１０に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記アンテナは、前記光源として発光ダイオードが用いられる前記照明システムに統合され、前記照明システムと熱放散装置を共有する、
請求項１から１１のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記アンテナの前記給電部は、前記信号処理デバイスへの電気的接続をサポートするように構成されている通信インタフェースを有し、前記信号処理デバイスは、モバイル通信に用いられる無線周波数処理部である、
請求項１から１２のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１４】
照明サブシステムとアンテナを備える照明システムであり、
前記照明サブシステムは、保護カバーと、前記保護カバー内に配置された光源を含み、前記アンテナは放射要素と給電部とを有し、
前記アンテナの前記給電部は、前記照明システムの前記保護カバー上に統合され、
前記アンテナの前記放射要素は、前記光源の前方方向で、前記照明システムの前記保護カバーのカバー本体の表面に取り付けられ、前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体は、非導電性材料からなり、前記アンテナの基板として配置される、
照明システム。
【請求項１５】
前記保護カバーの前記カバー本体にはギャップがあり、前記ギャップは給電金属導体を配置するように構成され、前記保護カバーの内側表面には信号伝送線が取り付けられ、前記給電金属導体と前記信号伝送線の両方が前記アンテナの前記給電部に属し、
前記給電金属導体は前記ギャップを介して前記カバー本体を通過し、一端は前記放射要素と直接接触し、他端は前記信号伝送線と直接接触する、
請求項１４に記載の照明システム。
【請求項１６】
給電パネルが、前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体の他の面に配置され、前記給電パネルは前記アンテナの前記給電部に属し、
前記給電パネルは誘電体層を含み、前記誘電体層の２つの表面のそれぞれにグランドプレーンが取り付けられ、前記放射要素に近い前記グランドプレーンにはギャップがあり、
前記誘電体層は導体ストリップを含み、前記導体ストリップの一端は前記ギャップに当接し、前記導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする
請求項１４に記載の照明システム。
【請求項１７】
前記放射要素と、前記アンテナの前記給電部は、前記光源の前方方向の前記保護カバーの前記カバー本体の内側表面に取り付けられ、前記給電部は導体ストリップを有し、前記導体ストリップの一端は前記放射要素と直接接触し、前記導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする、
請求項１４に記載の照明システム。
【請求項１８】
少なくとも１つのメッキ孔が、前記放射要素が取り付けられた前記カバー本体にさらに配置され、導電性金属層が前記メッキ孔の内壁を覆い、前記放射要素のグランドに用いられる、
請求項１４から１７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１９】
前記照明サブシステムの光源は発光ダイオードであり、前記照明サブシステムは、熱放散装置を前記アンテナと共有する、
請求項１４から１８のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２０】
アンテナと信号処理デバイスを備える通信システムであり、
前記アンテナは照明システムに統合されており、前記照明システムは、保護カバーと、前記保護カバー内に配置された光源とを有し、
前記アンテナの放射要素と給電部の両方は、前記照明システムの前記保護カバーに統合されており、前記放射要素は、前記保護カバーの、前記光源の前方方向の、カバー本体の表面に取り付けられ、前記給電部の１つの部分は、前記保護カバーに統合され、前記放射要素に電気的に接続され、前記給電部の他の部分は、前記信号処理デバイスに電気的に接続される、
通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１６年１２月２３日に中国国家知識産権局に出願された「アンテナ、照明システム、および通信システム（ＡＮＴＥＮＮＡ，  ＬＩＧＨＴＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ，  ＡＮＤ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ  ＳＹＳＴＥＭ）」と題する中国特許出願第２０１６１１２０９３３５．Ｘに基づく優先権を主張するものであり、当該特許出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は通信技術分野に関するものであり、具体的にはアンテナ、照明システム、および通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムにおいて、アンテナは、電磁波と電気信号との間の変換を実装するデバイスである。送信機の場合、アンテナは電気信号を電磁波に変換し、電磁波を空間に放射する。受信機の場合、アンテナは空間の電磁波を電気信号に変換する。モバイル通信ネットワークにおいて、基地局は通常、純粋なアンテナを搭載する。アンテナは、特別な通信タワーに設置され、ケーブルを通して基地局に接続される。多くの場合、このタイプのアンテナは比較的に大きい寸法を有し、アンテナの放射線のリスクは一般人に誤解されがちである。従って、アンテナおよび基地局の展開はかなり限定される。
【０００４】
近年、照明柱装着型基地局の概念が出現している。照明柱装着型基地局の主な特徴は、公衆街路灯の柱に基地局またはアンテナを展開することである。照明柱に展開された基地局およびアンテナの電力とカバレージエリアは通常、従来の基地局およびアンテナの電力とカバレージエリアより狭い。照明柱に展開された基地局およびアンテナは、小型化されるように、また比較的小さな寸法を有するように設計されてよい。従って、照明柱装着型基地局は、基地局とアンテナ展開により多くの選択肢を提供し得る。
【０００５】
しかしながら、基地局とアンテナ展開の要件を満たすために、照明柱の寸法は、比較的大きい。特別な照明柱をカスタマイズおよび設計する必要がある場合が多く、元の公衆街路灯を交換する必要がある。従って、既存の照明柱装着型基地局の展開は、依然としてある程度限定されがちで、全体の費用は比較的に高い。
【発明の概要】
【０００６】
様々な実装を参照して、本発明はアンテナと、照明システムと、通信システムとを、従来技術における１または複数の欠点を解決するために提供する。特に、以下に提供される解決策は、費用を低減し、展開を簡単にし、または通信性能を改善することを助けるために用いられる。
【０００７】
第１態様によると、アンテナが提供される。アンテナは、放射要素と給電部を含む。放射特性を満たす金属材料などの放射要素は、空間内の電磁波と回路内の電気信号との間に変換を実行するように構成される。様々な電気導体などの給電部は、給電部と放射要素との間で電気信号を伝達するように構成される。加えて、アンテナは基板をさらに含んでよい。非導電性材料からなる基板は、放射要素をサポートするように構成され、アンテナの性能を改善できる。
【０００８】
アンテナが送信状態の場合、給電部は放射要素に電気信号を供給し、放射要素は電気信号を電磁波に変換し、電磁波を空間に伝搬する。アンテナが受信状態の場合、放射要素は空間内に伝搬された電磁波を電気信号に変換し、電気信号を給電部に伝達する。
【０００９】
特に、アンテナが照明システムに統合され、照明システムは、保護カバーと、保護カバー内に配置された光源を含む。
【００１０】
照明システムは、照明に用いられるハードウェアとソフトウェアのセットであり、光源と保護カバーを含むが、それに限定されるものではない。照明システムの保護カバーは、照明システムにおいて、光源に保護機能を提供できる機能コンポーネントである。機能コンポーネントは、防水、防湿性および／または防塵（物理的隔離あるいは防護効果と表示される）などの効果を有してよく、場合によっては反射、集束、照明送信（ｌｉｇｈｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）および／または照明軟化（ｌｉｇｈｔ  ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ）（光の最適化あるいは配光効果と表示される）などの効果も有してよい。もちろん、照明システムの保護カバーは、機能コンポーネントとしての役割に加えて、装飾機能も有してよい。
【００１１】
照明システムの光源は、照明システムに照明光線源を提供する機能コンポーネントである。光源は、１または複数の発光デバイスを含んでよい。通常、各発光デバイスは独立して作動することが可能で、発光性と、透明ランプカバーと、関連する電気インタフェースを有し、電源に接続された後に発光することができる。
【００１２】
照明システムの保護カバーは、光源の透明ランプカバーとは異なるという点を理解されたい。光源の透明ランプカバーは発光デバイスの一部であり、照明システムの保護カバーは、別個の機能コンポーネントであり、光源と連携して用いられ、さらに保護機能または配光機能を提供できる。本願では、照明に必要とされる光束指標が満される限り、「透明」の意味は厳密ではない。場合によっては、「透明」であることは、「半透明」または「透光」として称されることもある。
【００１３】
本願の技術的解決策において、アンテナを照明システムに統合する基本的要件は、アンテナの給電部が照明システム内に統合されることと、アンテナの放射要素が保護カバーの表面に取り付けられ、給電部に電気的に接続されることである。
【００１４】
電気的接続は、電気信号を送信する任意の接続形態であり、直接接触または電磁結合を含む。直接接触は、嵌合、溶接、または導線接続などの様々な接触方式を含んでよい。照明システムの保護カバーは、少なくとも２つの表面を含み、光源に近い１つの表面が内側表面として表示され、他の表面が外側表面として表示されることを理解されたい。アンテナの放射要素は、照明システムの保護カバーの内側表面に、または保護カバーの外側表面に取り付けられてよい。
【００１５】
技術的解決策によれば、アンテナは照明システム内に統合され、これはアンテナの展開を容易にする。加えて、アンテナの放射要素は照明システムの保護カバーの表面に取り付けられ、その結果、アンテナを照明システムの光源から分離でき、生産、設置、または交換を容易にして、費用を低減する。「分離」という単語は、独立している、結合されていない、または統合されていないと理解されてよい。
【００１６】
光源に関連する位置は、分類基準として用いられる。照明システムの保護カバーは、光源の前方方向の保護カバーと、光源の別の方向（非前方方向）における保護カバーに分類されてよい。光源の前方方向は、照明システムまたは光源の照明方向、すなわち照明光線が前進する方向と理解されてよい。光源の前方側方向は比較的特別で、場合によっては前方側方向も光源の前方方向に含まれるとみなされることもある。照明システムの他のコンポーネント（電源装置と、熱放散装置など）は、通常は照明システムの保護カバー内に位置し、通常は光源の非前方方向に位置する。
【００１７】
前述の技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、アンテナの放射要素は、光源の前方方向の、照明システムの保護カバーの表面に取り付けられる。任意の解決策は、アンテナにより放射または受信された電磁波に対する光源および照明システムの別の構成要素からの干渉を低減し、アンテナの通信性能を改善するのに役立つ。
【００１８】
光源の前方方向の保護カバーは、少なくとも２つの表面を含み一面が被照明体により近い。前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、アンテナの放射要素は、照明システムの保護カバーの、被照明体に近い表面に取り付けられる。従って、保護カバーはアンテナにより放射または受信された電磁波を妨害しない。これは、アンテナの通信性能の改善に役立つ。
【００１９】
照明システムの保護カバーは、密閉保護カバーと非密閉保護カバーという２つのタイプに分類され得る。密閉保護カバーは明確な開口部を有せず、非密閉保護カバーは明確な開口部を有する。ここでの「密閉」は、照明システムの正常な作動に必要な密閉性能が満たされている限り、厳密な意味で完全に密閉されているわけではない。一般的に、密閉保護カバーはより良い防護効果を提供できる。非密閉保護カバーは、照明集束および反射などの配光効果を提供することができ、多くの場合、照明システムの、良い防護効果を有する光源と連携して用いられる必要がある。密閉保護カバーは広範囲に用いられ、その形状は限定されるものではない。非密閉保護カバーは、多くの場合、上から下の向きの照明に用いられ、共通のカバー本体は円錐形状、円柱状または椀形状であり得る。
【００２０】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、アンテナの放射要素は、保護カバーの内側表面に取り付けられる。任意の解決策によれば、アンテナの放射要素は、照明システムの保護カバーにより提供される防護効果を共有してよく、その結果、アンテナの耐久性が改善され、アンテナの通信性能が保証される。多くの場合、任意の解決策は非密閉保護カバーに適用されるが、密閉保護カバーに適用される可能性も排除されない。別の任意選択的な技術的解決策においては、アンテナの放射要素は保護カバーの外側表面に取り付けられる。任意の解決策によれば、照明システムの保護カバーからの干渉を低減することができ、アンテナの放射特性を改善することができ、それによりアンテナの通信性能を改善する。任意の解決策は、多くの場合、密閉保護カバーに適用されるが、非密閉保護カバーに適用される可能性も排除されない。
【００２１】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、保護材料はさらにアンテナの放射要素の外側表面を覆ってよい。言い換えれば、任意選択的な技術的解決策においては、アンテナの放射要素の１つの表面は保護カバーの表面に取り付けられ、他の表面は保護材料で覆われる。保護材料は、物理的隔離の防護効果を提供するために用いられてもよく、それによりさらにアンテナの耐久性を改善し、アンテナの通信性能を保証する。
【００２２】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、アンテナの基板は、照明システムの保護カバーの一部として設計されてよく、放射要素が取り付けられたカバー本体は非導電性材料からなり、アンテナの基板として配置される。従って、別個のアンテナ基板が配置される必要はなく、それによりさらにアンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善する。
【００２３】
任意選択的な技術的解決策においては、照明システムの保護カバーのカバー本体の一部または全体は非金属材料からなり、非金属材料からなるカバー本体はアンテナの基板として配置される。別の任意選択的な技術的解決策においては、非金属材料からなる誘電体層は照明システムの保護カバーの表面に取り付けられ、誘電体層はアンテナの基板として配置される。誘電体層は、保護カバーのカバー本体とアンテナの放射要素との間に位置する。
【００２４】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、アンテナの放射要素は、照明システムの保護カバーに統合されてもよい。放射要素の形状は保護カバーの形状に一致するため、その結果、照明効果に対する影響が低減し、またはアンテナの放射特性が改善する。
【００２５】
任意選択的な技術的解決策においては、アンテナの放射要素の全体的な輪郭は、十字、多角形、円、楕円などを含む幾何学的中心を有する規則的な形状であってよい。これに基づいて、放射要素の内部または縁部はくり抜かれ、光源の透明ランプカバーまたは照明システムの透光性カバー本体がくり抜かれた部分に組み込まれ、その結果、照明光線が通過する。別の任意選択的な技術的解決策においては、アンテナの放射要素は不規則な形状を有し、その結果、照明光線は遮断されない。任意の解決策が用いられる場合、アンテナの照明効果への影響は低減され得る。
【００２６】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、１または複数のメッキ孔がアンテナの放射要素の表面に配置され、放射要素のグランドに用いられる。孔メッキまたはビアホールとも称されるメッキ孔は、導電性金属層により覆われた内壁を有する孔であり、通常は複数の印刷配線層の間の接続に用いられる。メッキ孔により、放射要素はグランドされることができ（基準グランドに電気的に接続）、放射要素に垂直な１または複数の電流を生成し、放射範囲を拡大し得る。メッキ孔の位置が適切に設計されている場合、全方位放射線も形成することができる。従って、任意の解決策はアンテナの放射特性を改善するために用いられ、それによりアンテナの通信性能を改善することができる。
【００２７】
これに基づいて、任意選択的な技術的解決策においては、放射要素は幾何学的中心を有する規則的な幾何学形状である。これに基づいて、複数のメッキ孔のうち少なくとも２つは、放射要素の幾何学的中心の周囲に対称的に分布される。さらに、偶数のメッキ孔があってよく、メッキ孔のペアは中心の周囲に対称的に分布される。加えて、各メッキ孔は縁部と幾何学的中心との間の線上の、縁部により近い位置に配置されてよい。
【００２８】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、アンテナの給電部は、保護カバーに統合されてもよく、様々な任意選択的な技術的解決策がある。一般的に、アンテナの給電部は放射要素が位置する表面に取り付けられてよく、または保護カバーを通過する金属導体を用いることにより放射要素と直接接触してよく、または電磁結合方式でアンテナの放射要素に電気的に接続されてもよい。アンテナが作動している場合、給電部は信号処理デバイスに電気的に接続される必要がある。
【００２９】
信号処理デバイスは、電気信号を処理するように構成されているデバイスであり、アンテナとは異なることを理解されたい。アンテナの場合、信号処理デバイスがアンテナの信号源（送信状態）または信号送信先（受信状態）としてみなされることがある。信号処理デバイスは、アンテナにより送られる電気信号を生成することができ、またはアンテナにより受信された電気信号を処理することができ、ここで処理はフィルタリングと増幅などの操作を含んでよい。例えば、信号処理デバイスはモバイル通信ネットワーク内の基地局または遠隔無線ユニットであってよい。
【００３０】
任意選択的な技術的解決策において、給電部は給電金属導体として表示される金属導体を含む。給電金属導体は、給電に用いられる金属シート（給電金属シートとして表示される）、金属探針、またはメッキ孔などあってよい。放射要素が取り付けられたカバー本体にはギャップがあり、給電金属導体がギャップに配置される。ギャップの輪郭は限定されるものではなく、線形、孔状などであってよい。給電金属導体は、ギャップを介してカバー本体を通過し、一端が放射要素と直接接触して、他端が信号伝送線への電気的接続をサポートする。信号伝送線は、給電金属導体と信号処理デバイスとの間に電気信号を送信するように構成される。
【００３１】
これに基づいて、実装においては、給電金属導体は給電金属シートであり、信号伝送線は同軸線であり、同軸線は同軸である外部導体と内部導体を有し、ここで同軸線の外部導体がグランドに用いられ、同軸線の内部導体の一端は給電金属シートと直接接触し、同軸線の内部導体の他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。
【００３２】
他の実装においては、給電金属導体は給電金属シートであり、信号伝送線はマイクロストリップであり、マイクロストリップは、順番に取り付けられた信号層、誘電体層、グランドプレーンを有し、ここでマイクロストリップのグランドプレーンはグランドに用いられ、マイクロストリップの信号層は導体ストリップを有し、導体ストリップの一端は給電金属シートと直接接触し、導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。
【００３３】
グランドは、アンテナの基準グランドに電気的に接続されていることを意味する。実装中に、アンテナの基準グランドは信号処理デバイスの基準グランドと同一であってよく、すなわち、グランド装置が共有される。
【００３４】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、給電金属シートは、放射要素に垂直の角度で、ギャップに配置される。さらに、給電部の給電金属シートは軸対称構造を有してよく、給電金属シートは、中心軸が放射要素に対して垂直となる角度でギャップに配置される。この解決策は、垂直角度で給電を実装するために用いられる。これは、アンテナの性能の改善に役立つ。加えて、金属導体は、台形などの漸次変化する形態であってよく、導体の断面積は同軸線またはマイクロストリップから放射要素への方向に沿って増加する。これは、アンテナの性能をさらに改善することに役立つ。
【００３５】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、給電部は給電パネルを含み、給電パネルは放射要素が取り付けられたカバー本体の他の面に配置され、ここで給電パネルは誘電体層を有し、グランドプレーンは誘電体層の２つの表面のそれぞれに取り付けられ、放射要素に近いグランドプレーンにはギャップがあり、誘電体層は導体ストリップを含み、導体ストリップの一端はギャップを当接し、導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。ギャップの輪郭は限定されるものではなく、線形、孔状などであってよい。
【００３６】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、放射要素は、光源の前方方向の保護カバーのカバー本体の内側表面に取り付けられ、給電部は導体ストリップを有し、カバー本体の内側表面にも取り付けられ、導体ストリップの一端は放射要素と直接接触し、導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。ストリップラインは、マイクロストリップの一部であってよい。この場合、ストリップラインが取り付けられた保護カバーは、マイクロストリップの誘電体層として用いられてよい。任意の解決策によれば、アンテナの給電部は小さい面積を占め、生産および設置が容易である。
【００３７】
対照的に、ここでは、給電部は照明システムの保護カバーに組み込まれた金属導体を用いることにより放射要素と直接接触することができる。これは、給電効果を保証することに役立ち、アンテナの性能を改善する。別個の給電パネルが給電部に用いられ、その結果、給電パネルは信号伝送線から分離され得る。これはアンテナ設計の柔軟性を改善することに役立ち、アンテナのエンジニアリング構造的安定性を改善する。給電部は、結合方式で放射要素に給電を実行するか、または給電部と放射要素とが保護カバーの同一面に位置する。両方の方式において、保護カバーにトレパニングまたはスロット形成を行う必要はない。これは、生産費用を低減することに役立ち、アンテナのエンジニアリング構造的安定性を改善する。
【００３８】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、アンテナは、発光ダイオードが光源として用いられる照明システム内に統合される。任意選択的に、アンテナはさらに熱放散装置および／またはグランド装置を照明システムと共有してよい。発光ダイオードが光源である照明システムにおいて、照明システムの発熱量は比較的に少ない。これは、アンテナの性能を保証することに役立つ。熱放散装置および／またはグランド装置を照明システムと共有することは、さらにアンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善することに役立つ。
【００３９】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、信号処理デバイスはモバイル通信に用いられる無線周波数処理部であり、アンテナの給電部の一部は、モバイル通信に用いられる無線周波数処理部への電気的接続をサポートする。モバイル通信に用いられる無線周波数処理部により必要とされるアンテナのカバレージエリアと電力は通常、一般的な無線通信（無線ローカルエリアネットワークなど）よりも高いため、通信インタフェースには特別な要件があり、例えば、共通公衆無線インタフェース（ＣＰＲＩ）が必要とされる。技術的解決策によれば、アンテナの給電部の一部は、モバイル通信に用いられる無線周波数処理部への電気的接続をサポートし、モバイル通信に用いられる無線周波数処理部の通信インタフェースに適応され得る。例えば、アンテナの給電部は、信号処理デバイスへの電気的接続をサポートするように構成されている通信インタフェースを含む。
【００４０】
第２態様によると、照明サブシステムとアンテナを含む照明システムが提供される。照明サブシステムは、保護カバーと、保護カバー内に配置された光源とを含み、アンテナは放射要素と給電部とを含み、アンテナの給電部は照明システムの保護カバーに統合され、アンテナの放射要素は、光源の前方方向で、照明システムの保護カバーのカバー本体の表面に取り付けられ、放射要素が取り付けられたカバー本体は、非導電性材料からなり、アンテナの基板として配置される。
【００４１】
前述の技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、保護カバーのカバー本体にはギャップがあり、ギャップは給電金属導体を配列するように構成され、保護カバーの内側表面には信号伝送線が取り付けられ、給電金属導体と信号伝送線の両方がアンテナの給電部に属し、ここで給電金属導体はギャップを介してカバー本体を通過し、一端は放射要素と直接接触し、他端は信号伝送線と直接接触する。
【００４２】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、給電は結合方式で実行される。給電パネルは、放射要素が取り付けられたカバー本体の他の面に配置され、給電パネルはアンテナの給電部に属し、ここで給電パネルは誘電体層を含み、誘電体層の２つの表面のそれぞれにグランドプレーンが取り付けられ、放射要素に近いグランドプレーンにはギャップがあり、誘電体層は導体ストリップを含み、導体ストリップの一端はギャップに当接し、導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。
【００４３】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、放射要素と、アンテナの給電部は、光源の前方方向の保護カバーのカバー本体の内側表面に取り付けられ、給電部は導体ストリップを有し、導体ストリップの一端は放射要素と直接接触し、導体ストリップの他端は信号処理デバイスへの電気的接続をサポートする。
【００４４】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、少なくとも１つのメッキ孔が、放射要素が取り付けられたカバー本体にさらに配置され、導電性金属層がメッキ孔の内壁を覆い、放射要素のグランドに用いられる。
【００４５】
前述の技術的解決策と任意選択的な技術的解決策を参照して、任意選択的な技術的解決策において、照明サブシステムの光源は発光ダイオードであり、照明サブシステムは、熱放散装置をアンテナと共有する。
【００４６】
第３態様によると、信号処理デバイスとアンテナを含む通信システムが提供される。
【００４７】
アンテナは照明システムに統合されており、当該照明システムは、保護カバーと、保護カバー内に配置された光源とを有し、アンテナの放射要素と給電部の両方は、照明システムの保護カバーに統合されており、放射要素は、保護カバーの、光源の前方方向の、カバー本体の表面に取り付けられ、給電部の１つの部分は、保護カバーに統合され、放射要素に電気的に接続され、給電部の他の部分は、信号処理デバイスに電気的に接続される。
【００４８】
アンテナは、第１態様において提供された複数のアンテナのうちいずれか１つであってよく、信号処理デバイスは、モバイル通信に用いられる無線周波数処理部であってよい。
【００４９】
第４態様によると、信号処理デバイスと照明システムを含む通信システムが提供される。信号処理デバイスは照明システムに統合され、信号処理デバイスは、照明システムに統合されたアンテナに電気的に接続される。アンテナは、第１態様において提供された複数のアンテナのうちいずれか１つであってよく、照明システムは、第２態様に提供された照明システムのうちいずれか１つであってよい。
【００５０】
第２から第４態様において提供された技術的解決策および任意選択的な技術的解決策は、第１態様において提供された多くの技術的解決策および任意選択的な技術的解決策の技術的機能と同一または類似であり、技術的効果も同一または類似であることを理解されたい。詳細は再び説明しない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１−１】本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。
【００５２】
【図１−２】本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。
【００５３】
【図１−３】本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。
【００５４】
【図１−４】本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。
【００５５】
【図２−１】本発明の実施形態に係るアンテナ展開アーキテクチャの概略図である。
【００５６】
【図２−２】本発明の実施形態に係るアンテナ展開アーキテクチャの概略図である。
【００５７】
【図２−３】本発明の実施形態に係るアンテナ展開アーキテクチャの概略図である。
【００５８】
【図３−１】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００５９】
【図３−２】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００６０】
【図３−３】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００６１】
【図３−４】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００６２】
【図３−５】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００６３】
【図３−６】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００６４】
【図４−１】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００６５】
【図４−２】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００６６】
【図４−３】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００６７】
【図４−４】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００６８】
【図４−５】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００６９】
【図５−１】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００７０】
【図５−２】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００７１】
【図５−３】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００７２】
【図５−４】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００７３】
【図６−１】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００７４】
【図６−２】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００７５】
【図６−３】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００７６】
【図７−１】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００７７】
【図７−２】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００７８】
【図７−３】本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。
【００７９】
【図８】本発明の実施形態に係るアンテナの給電方式の概略構造図である。
【００８０】
【図９】本発明の実施形態に係るアンテナの別の給電方式の概略構造図である。
【００８１】
【図１０】本発明の実施形態に係るアンテナのさらなる別の給電方式の概略構造図である。
【００８２】
【図１１】本発明の実施形態に係るアンテナのさらに別の給電方式の概略構造図である。
【００８３】
【図１２】本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。
【００８４】
【図１３】本発明の実施形態に係る通信システムの概略構造図である。
【００８５】
【図１４】本発明の実施形態に係る別の通信システムの概略構造図である。
【００８６】
前述の概略構造図において、モジュールの寸法および形状はあくまでも参照のためであり、本発明の複数の実施形態の唯一の解釈を構成するものではないことを理解されたい。概略構造図に示されるモジュールの間の相対位置は、あくまでもモジュールの間の構造的相関の例を表しているものであり、本発明の複数の実施形態における物理的接続方式を限定するものではない。加えて、概略構造図において全ての可能なモジュールを表すことは不可能且つ不必要である。従って、特定のモジュールが図に示されていない場合でも、本発明の複数の実施形態に当該モジュールが含まれ得ないと見なされるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【００８７】
本発明の目的と、技術的解決策と、利点とをより鮮明にするために、以下では添付の図面と実施形態を参照して、本発明に提供された技術的解決策をさらに詳細に説明する。
【００８８】
アンテナの展開環境および性能要件は、アンテナの設計にとって重大である。アンテナが照明システムに統合される場合、照明システムはアンテナの展開環境の一部となる。異なる応用シナリオにおいて、照明システムは様々な種類と形状を有する。従って、本発明の複数の実施形態においては、アンテナを照明システムに統合させるための複数の実行可能な解決策がある。以下では、本発明の複数の実施形態における複数の実行可能な解決策を、照明システムの複数の応用シナリオを参照して詳細に説明する。
【００８９】
照明システムは、照明に用いられるハードウェアとソフトウェアのセットであり、光源と保護カバーを含むが、それに限定されるものではない。照明システムの保護カバーは、照明システムにおいて保護機能を提供する機能コンポーネントである。機能コンポーネントは、防水、防湿性、または防塵（物理的隔離あるいは防護効果と表示される）などの効果を有してよく、場合によってはさらに、集束、反射、遮断、または照明軟化（光の最適化あるいは配光効果と表示される）などの効果を有してよい。さらに、照明システムの保護カバーは、機能コンポーネントとしての役割に加えて、装飾機能を有してよい。照明システムの光源は、照明システムに照明光線源を提供する機能コンポーネントである。光源は、１または複数の発光デバイスを含んでよい。通常、各発光デバイスは独立して作動することが可能で、発光性と、透明ランプカバーと、関連する電気インタフェースを有し、電源に接続された後に発光することができる。
【００９０】
照明システムの保護カバーは、光源の透明ランプカバーとは異なることを理解されたい。光源の透明ランプカバーは、発光デバイスの一部である。対照的に、照明システムの保護カバーは別個の機能コンポーネントであり、光源と連携して用いられ、さらに保護機能または配光機能を提供できる。例えば、白熱灯のガラスバルブは白熱灯の一部であり、ガラスバルブは別個の機能コンポーネントではなく、光源の透明ランプカバーとしてみなされるべきである。白熱灯がさらに逆椀形状の反射カバーを搭載している場合、反射カバーは照明システムの保護カバーとしてみなされ、白熱灯は照明システムの光源としてみなされる。
【００９１】
照明システムの保護カバーは、密閉保護カバーと非密閉保護カバーに分類され得る。密閉保護カバーは明確な開口部を有せず、非密閉保護カバーは明確な開口部を有する。本明細書の「密閉」は、照明システムの正常な作動に必要な密閉性能が満たされている限り、完全に密閉されているわけではない。一般的に、密閉保護カバーはより良い防護効果を提供できる。非密閉保護カバーは、照明集束および反射などの配光効果を提供することができ、多くの場合、照明システムの、良い防護効果を有する光源と連携して用いられる必要がある。密閉保護カバーは広範囲に用いられ、その形状は限定されるものではない。非密閉保護カバーは、多くの場合、上から下の向きの照明に用いられ、共通のカバー本体は逆円錐形状、椀形状または円柱状であり得る。
【００９２】
密閉保護カバーの場合、光源の前方方向のカバー本体は通常、透明材料からなる。カバー本体が不透明な材料からなる場合、カバー本体は、光源の透明ランプカバーに密着して、共に密閉した空間を形成する必要がある。非密閉保護カバーの場合、カバー本体の開口部は通常、光源の前方方向に位置付けられ、その結果、光源の照明光線が通過する。光源の前方方向は、光源の照明方向、すなわち照明光線が前進する方向と理解されてよい。
【００９３】
照明システムの場合、照明方向および照明範囲は重要な指標であり、基本的に照明システムの応用シナリオを決定する。例えば、照明方向に関しては、照明システムは指向性照明システムと非指向性照明システムに分類されてよい。指向性照明システムは、主照明方向を有する照明システムである。これに対応して、主照明方向を有しない照明システムは、非指向性照明システムと称される。主照明方向の特定の空間範囲において、照明システムの有効光束は、全ての光束のうち少なくとも半分を占めるべきである。特定の空間範囲は、主照明範囲として表示されてよい。
【００９４】
例えば、主照明方向において１２０°円錐立体角範囲の照明システムの有効光束が全体の光束の８０％より多い場合、照明システムは指向性照明システムと称され、１２０°円錐立体角範囲は照明システムの主照明範囲として表示されてよい。ここでの値はあくまでも例であり、主照明範囲について別の定義があってよいことを理解されたい。詳細な内容については、照明技術分野の産業知識を参照されたい。これ以上の詳細は、本願では提供されない。加えて、指向性照明と非指向性照明は、主に説明の便宜のために区別されており、本発明の複数の実施形態の唯一の応用シナリオとして解釈すべきではない。
【００９５】
指向性照明の場合、共通の応用シナリオにおいて、照明システムの光源は、照明柱または天井などの高い位置に置かれており、主照明方向は上から下である。いくつかの応用シナリオにおいて、照明システムの光源は、床に組み込まれるなど低い位置に置かれ、主照明方向は下から上である。指向性照明システムの特徴は、照明システムが照明集束または反射機能を有し、照明集束または反射の後に、照明光線が主照明方向に沿って送信されることである。照明システムの保護カバーは、多くの場合、一部の照明光線を遮断または反射する。
【００９６】
非指向性照明の場合、照明システムは特定の照明方向を有せず、おおよそ点光源とみなされ得る。点光源の一般的な例は、ペンダント白熱電球である。非指向性照明システムの特徴は、照明システムが明確な照明集束または反射機能を有せず、光源の透明ランプカバーまたは照明システムの保護カバーが光源の照明光線を確実に遮断しないことである。
【００９７】
図１−１、図１−２および図１−３は、本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図であり、照明システムの代表的な３種類の基本構造を示す。照明システムは、本発明の本実施形態においてアンテナ展開環境として用いられる。図１−１と図１−２に示される照明システムは指向性照明状態にあり、図１−３に示される照明システムは非指向性照明状態にある。
【００９８】
図１−１において、モジュールＬ１とモジュールＬ２の各々は、照明システムのカバー本体を表しており、カバー本体Ｌ１とカバー本体Ｌ２としてそれぞれ表示される。モジュールＬ３は照明システムの光源を表しており、光源Ｌ３として表示される。カバー本体Ｌ１は不透明な材料からなり、主に防護効果を有する。カバー本体Ｌ２は透明材料からなり、その結果、照明光線が通過する。本願では、照明に必要とされる光束指標が満されている限り、「透明」の意味は厳密ではないことを理解されたい。場合によっては、「透明」であることは、「半透明」または「透光」として称されることもある。カバー本体Ｌ１とカバー本体Ｌ２が区別される必要がある場合、カバー本体Ｌ１とカバー本体Ｌ２はさらに保護カバー本体Ｌ１と透光性カバー本体Ｌ２として表示されてよい。同様に、図１−２に示される照明システムは保護カバー本体Ｌ１と光源Ｌ３を含み、図１−３に示される照明システムは透光性カバー本体Ｌ２と光源Ｌ３を含む。
【００９９】
図１−１に示されるように、光源Ｌ３により放射された照明光線は、保護カバー本体Ｌ１により遮断または反射され、透光性カバー本体Ｌ２を通過した後、下向きに照射される。従って、照明システムは指向性照明状態にある。図１−２に示されるように、光源Ｌ３により放射された照明光線は、保護カバー本体Ｌ１により遮断または反射され、下向きに照射される。従って、当該照明システムも指向性照明状態にある。図１−３に示されるように、光源Ｌ３により放射された照明光線は、透光性カバー本体Ｌ２により確実に遮断されず、透光性カバー本体Ｌ２を通過した後、全ての方向に照射される。従って、当該照明システムは非指向性照明状態にある。
【０１００】
カバー本体Ｌ１は照明システムの保護カバーの一部であることに留意されたい。カバー本体Ｌ２は、照明システムの保護カバーの一部であってよく、または光源の一部であってよく、すなわち、光源の透明ランプカバーとして機能してよい。例えば、カバー本体Ｌ２とカバー本体Ｌ１が全体として設計または製造され、且つ、比較的に独立したエンティティを形成する場合、カバー本体Ｌ２は照明システムの保護カバーの一部である。カバー本体Ｌ２と、光源に含まれる発光デバイスが全体として設計または製造され、且つ、比較的に独立したエンティティを形成する場合、カバー本体Ｌ２は光源の透明ランプカバーである。
【０１０１】
図１−１に示される照明システムの特徴は、光源の前方方向のカバー本体が、保護カバー本体Ｌ１と透光性カバー本体Ｌ２の両方を含むことである。加えて、保護カバー本体Ｌ１と透光性カバー本体Ｌ２が密着して光源の前方方向の密閉空間を形成する。特に、保護カバー本体Ｌ１の内側表面は光源に近く、保護カバー本体Ｌ１の外側表面は開放空間にあり、保護カバー本体Ｌ１の内側表面より被照明体に近い。
【０１０２】
実際の応用において、このタイプの照明システムの一般的な例は、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）照明システム、および特に複数のＬＥＤランプビードを含むパネルタイプＬＥＤ照明システムである。パネルタイプＬＥＤ照明システムにおいて、各ＬＥＤランプビードは独立して作動する発光デバイス（透明ランプカバーを有する）とみなされる。複数のＬＥＤランプビードがパネルに組み込まれ、組み合わされて特定の形状（矩形、円など）の光源を形成する。ＬＥＤランプビードの間のパネルは通常、不透明な材料からなり、パネルのこの部分は照明システムの保護カバーの一部（すなわち、保護カバー本体Ｌ１）とみなされる。ＬＥＤランプビードがパネルに組み込まれる位置が透明パネルにより覆われている場合、透明パネルのこの部分は透光性カバー本体Ｌ２とみなされる。この場合、透光性カバー本体Ｌ２は照明システムの保護カバーの一部でもある。ＬＥＤランプビードがパネルに組み込まれた位置がパネルにより覆われていない場合、ＬＥＤランプビードの透明ランプカバーは透光性カバー本体Ｌ２とみなされる。
【０１０３】
図１−２に示される照明システムの特徴は、光源の前方方向のカバー本体が特殊形状の保護カバー本体Ｌ１を含むことである。図１−２に示されるように、保護カバー本体Ｌ１の上部同士はより近くなり、下部同士はより遠くなって開口部を形成し、開口部における保護カバー本体の内側表面と外側表面の両方は、開放空間に位置する。特に、保護カバー本体Ｌ１の内側表面は光源に近く、保護カバー本体Ｌ１の外側表面よりも被照明体に近い。実際の応用において、この種類の照明システムの一般的な例は反射カバーを搭載したランプであり、反射カバーは、例えば、円錐形状または椀形状のような、図１−２に示される保護カバー本体Ｌ１と同様の形状を有する。場合によっては、円柱状反射カバーはこの種類の照明システムの特別な場合とみなされてもよい。
【０１０４】
図１−３に示される照明システムの特徴は、光源の前方方向のカバー本体が透光性カバー本体Ｌ２を含むことである。図１−３に示されるように、透光性カバー本体Ｌ２の内側表面は光源に近く、透光性カバー本体Ｌ２の外側表面は開放空間にあり、透光性カバー本体の内側表面よりも被照明体に近い。実際の応用において、この種類の照明システムの一般的な例は、反射カバーを有しない球形状の街灯または透明円筒街灯である。場合によっては、屋内の天井の照明はこの種類の照明システムの特別な場合とみなされてもよい。
【０１０５】
図１−１、図１−２および図１−３における光源Ｌ３は１つの発光デバイスを表しているが、本発明の実施形態を応用可能な照明システムはこれに限定されるものではないことを留意されたい。実際の応用において、明らかに光源Ｌ３は複数の発光デバイスを含んでよい。例えば、図１−１と同様に、図１−４も本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。図１−４は２つの発光デバイスを示しており、２つの発光デバイスは、２つの光源を示していると理解されてよく、または１つの光源を構成する２つの発光デバイスを示していると理解されてよい。加えて、図１−１、図１−２、図１−３および図１−４に示される照明システムの各々は、より大きな照明システムの一部とみなされてよいことを理解されたい。
【０１０６】
図２−１、図２−２および図２−３は、本発明の実施形態に係るアンテナ展開アーキテクチャの概略図であり、それぞれが前述の３種類の照明システムにおけるアンテナ展開位置を示している。アンテナ展開アーキテクチャの概略図はアンテナ展開アーキテクチャを示すことに焦点を合わせているが、アンテナの構造の詳細を示す必要はないことを理解されたい。従って、アンテナ展開アーキテクチャは、アンテナの放射要素が照明システムに統合される位置の例を用いて、本明細書において示され説明される。アンテナの内部構造的特徴は、他の添付図を参照して、次の説明でさらに詳しく説明される。
【０１０７】
図２−１に示されるように、アンテナは照明システムの保護カバーの外側表面上に展開され、さらに、光源の前方方向の保護カバーの外側表面上にある。図２−２に示されるように、アンテナは照明システムの内側表面上に展開され、さらに、光源の前方方向の保護カバー本体の内側表面上にある。図２−３に示されるように、アンテナは照明システムの保護カバーの外側表面上に展開され、さらに、光源の前方方向の透光性カバー本体の外側表面上にある。照明システムにおけるアンテナの全ての展開位置は、照明システムの保護カバーの、被照明体に近い表面上にあることを確認することは難しくない。
【０１０８】
結論として、本発明の本実施形態において、アンテナは照明システムの保護カバーに統合される。アンテナが照明システムの保護カバーに統合されるため、アンテナは光源、または照明システムの別の構成要素から分離され得る。これは、アンテナの設置および交換を容易にし、それにより費用を低減し、および／または通信性能を改善する。加えて、照明システムにおけるアンテナの展開位置は、照明システムの保護カバーの、被照明体に近い表面上にあり、保護カバーは、アンテナにより放射または受信される電磁波を妨害しない。従って、技術的解決策はアンテナの通信性能の改善に役立つ。
【０１０９】
図３−１、図３−２、図３−３、図３−４、図３−５および図３−６は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。アンテナは、図２−１に示されるアンテナ展開アーキテクチャに適用されてよい。図３−１はアンテナの構造全体の側面図であり、図３−２はアンテナの部分構造の側断面図であり、図３−３、図３−４、図３−５および図３−６はアンテナの構造全体の上面図である。概略構造図は、アンテナの様々な構造的特徴の異なる形態を示していることを理解されたい。特に明確に説明しない限り、添付の図面は、単一の物理的形態のアンテナを示すことに限定されるものではない。概略構造図を参照して、以下は展開アーキテクチャにおけるアンテナの内部構造的特徴、特に放射要素の構造的特徴を説明する。
【０１１０】
図３−１において、モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、放射要素Ａ１０と表示される。モジュールＡ２０はアンテナの給電部を表し、給電部Ａ２０と表示される。モジュールＬ１０とモジュールＬ２０の各々は照明システムのカバー本体を表し、それぞれがカバー本体Ｌ１０とカバー本体Ｌ２０と表示される。モジュールＬ３０は、アンテナと照明システムの他のコンポーネント、例えば電源装置、熱放散装置、光源、配光装置および他のカバー本体などを表す。簡略化のために、照明システムの光源は別途図示されていない。
【０１１１】
図１−１に示される照明システムと同様に、カバー本体Ｌ１０はさらに保護カバー本体Ｌ１０と表示されてよく、照明システムの保護カバーの一部である。カバー本体Ｌ２０はさらに、透光性カバー本体Ｌ２０と表示されてよく、照明システムの保護カバーの一部または光源の一部であってよく、すなわち光源の透明ランプカバーとして機能してよい。図３−１には１つのカバー本体Ｌ２０のみが示されるが、本発明の本実施形態においては、カバー本体Ｌ２０の数は限定されるものではなく、１または複数のカバー本体Ｌ２０があり得ることを理解されたい。図３−１に示される照明システムとアンテナは、複数のカバー本体Ｌ２０を有する照明システムとアンテナの一部とみなされる。
【０１１２】
加えて、光源を構成する１または複数の発光デバイスがあり得る。光源の発光デバイスは、カバー本体Ｌ１０、カバー本体Ｌ２０およびモジュールＬ３０により形成された内部空間に配置される。発光デバイスの照明光線は、配光装置（Ｌ１０、Ｌ２０またはＬ３０など）の反射または集束効果を用いることにより、カバー本体Ｌ２０を介して指向的に伝達される。モジュールＬ３０も、照明システムの部分的なカバー本体を表してよい。Ｌ１０とＬ２０がモジュールＬ３０により表される部分的なカバー本体から区別される必要がある場合、Ｌ１０とＬ２０は光源の前方方向のカバー本体と表示され、モジュールＬ３０により表された部分的なカバー本体は光源の別の方向におけるカバー本体として表示される。
【０１１３】
例えば、カバー本体Ｌ２０が光源の透明ランプカバーである場合、光源の発光デバイスはカバー本体Ｌ２０内に配置される。カバー本体Ｌ２０が照明システムの保護カバーの一部である場合、光源の発光デバイスはカバー本体Ｌ１０またはＬ２０の下方に、そしてモジュールＬ３０の上方に配置される。図３−１に示されるように照明システムが位置する場合、光源の照明光線はカバー本体Ｌ２０を介して上に向かって照射される。この場合、照明システムの主照明方向は下から上であり、光源の前方方向のカバー本体Ｌ１０およびＬ２０は光源の上方に位置する。ここでの上と下は物理的な意味ではなく、モジュール間の相対位置関係のみを表すことを理解されたい。実際の応用シナリオにおいて、照明システムの主照明方向または光源の前方方向は、上から下へ、下から上へ、または別の方向であってよい。図２−１に示されるように照明システムが位置する場合、主照明方向は上から下である。
【０１１４】
図３−１に示されるように、放射要素Ａ１０はカバー本体Ｌ１０の外側表面に配置される。アンテナの放射要素は光源の前方方向の保護カバーの外側表面、すなわち被照明体に近い表面に配置されるため、照明システムの保護カバーのこの部分は、アンテナにより放射または受信される電磁波を妨害しない。これは、アンテナの通信性能の改善に役立つ。
【０１１５】
図３−１に示される透光性カバー本体Ｌ２０の上部は曲面であり、保護カバー本体Ｌ１０の上部は平面であることを留意されたいが、これはあくまでも効果の例であり、本発明の実施形態はこれに限定されるものではないことを理解されたい。透光性カバー本体Ｌ２０の上部は平面であってよく、保護カバー本体Ｌ１０の上部は曲面であってよく、２つは任意の形に組み合わせることができる。加えて、透光性カバー本体Ｌ２０が必ず保護カバー本体Ｌ１０より突き出るわけではない。さらに、図３−１に示される放射要素Ａ１０が完全に保護カバー本体Ｌ１０の上方にあるが、本発明の本実施形態において、アンテナの放射要素Ａ１０が代わりに保護カバー本体Ｌ１０に部分的に組み込まれてよく、または保護カバー本体Ｌ１０より突き出なくてもよいことを理解されたい。
【０１１６】
例えば、図３−２に示される本発明の本実施形態において、アンテナの部分構造（Ｌ１０、Ｌ２０およびＡ１０）の側断面図に関連すると、透光性カバー本体Ｌ２０の上部は平面で、保護カバー本体Ｌ１０より突き出ず、放射要素Ａ１０は保護カバー本体Ｌ１０に組み込まれて、保護カバー本体Ｌ１０よりも突き出ない。しかしながら、放射特性に対する保護カバー本体Ｌ１０の影響を低減させるために、放射要素Ａ１０の上部表面が保護カバー本体Ｌ１０の外側表面より低くない場合に効果がより良い。
【０１１７】
図３−３、図３−４、図３−５および図３−６はアンテナの構造全体の上面図であり、全ての上面図は図３−１に示される側面図と組み合わせることができ、本発明の本実施形態におけるアンテナの放射要素Ａ１０の様々な実施可能な形状を示すことができる。図３−３、図３−４、図３−５および図３−６に示されるアンテナがわずかに異なる形状であっても、当該アンテナは依然として同じ種類である。
【０１１８】
図３−３に示されるように、放射要素Ａ１０の形状は矩形であるが、透光性カバー本体Ｌ２０の形状に従って中間部がくり抜かれており、くり抜かれた部分に透光性カバー本体Ｌ２０が置かれてよく、その結果、照明光線が通過する。同様に、図３−４に示されるように、放射要素Ａ１０は直線状の放射体により形成された矩形形状であり、透光性カバー本体Ｌ２０は矩形内に配置されてよい。図３−５に示されるように、放射要素Ａ１０は帯状の放射体により形成されたリング形状であり、透光性カバー本体Ｌ２０はリング内に配置されてよい。加えて、図３−６に示されるように、照明システムの保護カバー本体は円形状である。
【０１１９】
従って、放射要素Ａ１０は照明システムの保護カバーの外側表面、特に保護カバー本体Ｌ１０の外側表面に、透光性カバー本体Ｌ２０を遮断することなく配置される。従って、放射要素Ａ１０は光源の照明光線を遮断しない。技術的解決策によれば、照明システムの照明効果に対する影響は非常に小さく、無視され得る。
【０１２０】
図３−３、図３−４、図３−５および図３−６は保護カバー本体Ｌ１０と放射要素Ａ１０のいくつかの形状を示すが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではないことを理解されたい。保護カバー本体Ｌ１０は他の形状であってよく、アンテナの放射要素が透光性カバー本体Ｌ２０を遮断しない限り、アンテナの放射要素の様々な形状設計があってもよい。アンテナの放射要素の形状は、ストリップ金属バンドまたはリング金属バンドにより形成された多角形（三角形、矩形、五角形、六角形から十二角形など）、円、楕円、リング、ボウタイ（ｂｏｗ−ｔｉｅ）形状、花弁形状、規則的な形状（十字形、Ｈ字状、中空角形状、Ｔ字形など）であってよく、または他の不規則な形状であってもよい。
【０１２１】
上記の通り、本発明の本実施形態において、透光性カバー本体の数は限定されるものではなく、１または複数の透光性カバー本体があってよい。図３−１、図３−２、図３−３、図３−４、図３−５および図３−６は、照明システムが１つの透光性カバー本体を含む場合、本発明の本実施形態におけるアンテナの構造的特徴、特にアンテナの放射要素の構造を示す。
【０１２２】
図４−１、図４−２、図４−３、図４−４および図４−５は、照明システムが２つの透光性カバー本体を含む場合、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図であり、各々がアンテナの構造の例を示す。図５−１、図５−２、図５−３および図５−４も、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図であり、それぞれは、照明システムが４つの透光性カバー本体を含む場合のアンテナの構造の例を示す。図４−１と図５−１はそれぞれアンテナの構造全体の側面図であり、他の添付図はそれぞれアンテナの構造全体の上面図である。特に明確に説明しない限り、添付の図面は、単一の物理的形態のアンテナを示すために限定されるものではない。
【０１２３】
添付の図面に示されるように、放射要素Ａ１０は依然として保護カバー本体Ｌ１０の外側表面に配置され、透光性カバー本体Ｌ２０を遮断しない。例えば、図４−２に示される放射要素Ａ１０の縁部は、透光性カバー本体Ｌ２０の遮断を回避するためにくり抜かれる。図４−３に示される放射要素はボウタイ形状であり、ボウタイ形状は２つの花弁形状ともみなされる。図４−４に示される放射要素は、Ｈ字状である。図４−５に示される放射要素は、逆Ｔ字形である。図５−２および図５−３に示される放射要素は、十字形である。図５−４に示される放射要素は、４花弁形状である。
【０１２４】
図６−１、図６−２および図６−３は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。アンテナは、図２−２に示されるアンテナ展開アーキテクチャに適用されてよい。図６−１はアンテナの部分構造の側断面図であり、図６−２はアンテナの構造全体の側面図であり、図６−３は、照照明システムの保護カバーの開口部から照明システムの光源への視野方向を用いるアンテナの構造全体の上面図である。概略構造図を参照して、以下は展開アーキテクチャにおけるアンテナの内部構造的特徴、特に放射要素の構造的特徴を説明する。
【０１２５】
図６−１において、モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、放射要素Ａ１０と表示される。モジュールＡ２０はアンテナの給電部を表し、給電部Ａ２０と表示される。モジュールＬ１０は照明システムのカバー本体を表し、当該カバー本体は通常不透明な材料からなり、保護カバー本体Ｌ１０と表示される。モジュールＬ３０はアンテナと照明システムの他のコンポーネント、例えば電源装置、熱放散装置、光源、配光装置および他のカバー本体などを表す。簡略化のために、照明システムの光源は別途図示されていない。
【０１２６】
図６−１に示されるように、放射要素Ａ１０は保護カバー本体Ｌ１０の内側表面に配置される。アンテナの放射要素は光源の前方方向の保護カバーの内側表面、すなわち被照明体に近い表面に配置されるため、照明システムの保護カバーのこの部分は、アンテナにより放射または受信された電磁波を妨害しない。これは、アンテナの通信性能の改善に役立つ。
【０１２７】
アンテナの放射要素は照明システムの保護カバーの内側表面にあり、アンテナの耐久性を改善し、アンテナの通信性能を保証するために保護カバーにより提供される防護効果が用いられ得ることが、図６−２を参照して分かる。アンテナの放射要素が照明システムの保護カバーの内側表面に取り付けられ、照明光線は基本的に遮断されず、照明システムの照明効果への影響は比較的に小さいことが、図６−２を参照して分かる。
【０１２８】
図７−１、図７−２および図７−３は、本発明の実施形態に係るアンテナの概略構造図である。アンテナは、図２−３に示されるアンテナ展開アーキテクチャに適用されてよい。図７−１はアンテナの構造全体の側面図であり、図７−２はアンテナの部分構造の側断面図であり、図７−３はアンテナの構造全体の上面図である。概略構造図を参照して、以下は展開アーキテクチャにおけるアンテナの構造的特徴、特に放射要素の構造的特徴を説明する。
【０１２９】
図７−１において、モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、放射要素Ａ１０と表示される。モジュールＬ２０は照明システムのカバー本体を表し、当該カバー本体は透明材料からなり、透光性カバー本体Ｌ２０と表示される。透光性カバー本体Ｌ２０は照明システムの保護カバーの一部でもある。モジュールＬ３０はアンテナと照明システムの他のコンポーネント、例えば電源装置、熱放散装置、光源、配光装置および他のカバー本体を表す。簡略化のために、照明システムの光源は別途図示されていない。
【０１３０】
図７−１に示されるように、放射要素Ａ１０は透光性カバー本体Ｌ２の外側表面に配置される。アンテナの放射要素は光源の前方方向の保護カバーの外側表面、すなわち被照明体に近い表面に配置されるため、照明システムの保護カバーのこの部分は、アンテナにより放射または受信された電磁波を妨害しない。これは、アンテナの通信性能の改善に役立つ。アンテナの放射要素は透光性カバー本体Ｌ２０の外側表面に取り付けられ、照明光線をある程度遮断することが、図７−２と図７−３を参照して分かる。従って、前述の２つのアンテナ構造体と比べると、照明効果はある程度影響される。
【０１３１】
アンテナ展開位置と構造的特徴は、３種類のアンテナ展開アーキテクチャに基づいて上記で別途説明されており、これは主に明確な説明のためであることを留意されたい。本発明の複数の実施形態において、上記で説明されたアンテナ展開位置と構造的特徴は、１つのアンテナ展開アーキテクチャのみに限定されるべきではない。
【０１３２】
アンテナ展開アーキテクチャの最初の２つの種類に対する説明に基づいて、本発明の複数の実施形態におけるアンテナ、特にアンテナの放射要素は、保護カバーのカバー本体が保護カバー本体であるか、または透光性カバー本体であるかにかかわらず、照明システムの保護カバーの内側表面または外側表面に統合され得ることを理解されたい。本発明の複数の実施形態におけるアンテナ、特にアンテナの放射要素が、保護カバー本体に統合されるのみならず、透光性カバー本体に統合されることもできることが、第３の種類のアンテナ展開アーキテクチャに対する説明に基づいて分かる。
【０１３３】
本発明の複数の実施形態において、場合によってはベースとも称される、アンテナの基板は、照明システムの保護カバーと放射要素との間に位置付けられてよい。言い換えれば、放射要素と保護カバーとの間には別個の基板層があり得る。簡略化のために、基板層は、前述の添付の図面には特に示されない。さらにアンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善するために、アンテナの基板は、照明システムの保護カバーに統合されるように設計されてもよい。
【０１３４】
任意の解決策においては、照明システムの保護カバーのカバー本体の一部または全体は非金属材料からなり、非金属材料からなるカバー本体はアンテナの基板として配置される。別の任意の解決策においては、非金属材料からなる誘電体層は照明システムの保護カバーの外側表面に取り付けられ、誘電体層はアンテナの基板に配置される。誘電体層は、保護カバーのカバー本体とアンテナの放射要素との間に位置する。言い換えれば、アンテナの放射要素は、保護カバーの表面上にある誘電体層の外側表面に取り付けられる。前述の２つの解決策によると、アンテナと照明システムとの間の統合レベルはさらに改善され得る。これは、保護カバーとアンテナの基板の全体的な厚さを低減させることに役立ち、それにより費用を低減するか、または性能を改善する。
【０１３５】
本発明の複数の実施形態において、１または複数の規則的に配置されたメッキ孔は、アンテナの放射要素と照明システムの保護カバーにさらに配置されてよい。孔メッキまたはビアホールとも称されるメッキ孔は、導電性金属層により覆われた内壁を有する孔であり、通常は複数の印刷配線層の間の接続に用いられる。メッキ孔により、放射要素はグランドされることもでき（グランド板に電気的に接続）、放射要素に垂直な１または複数の電流を生成し、その結果、アンテナの放射範囲が拡大され得る。従って、任意の解決策はアンテナの放射特性を改善するために用いられ、それによりアンテナの通信性能を改善することができる。
【０１３６】
メッキ孔の位置が適切に選択されている場合、全方位放射線も形成することができる。実施可能な実装において、アンテナの放射要素と照明システムの保護カバーの複数のメッキ孔は、放射要素の、中心対称を有する縁部の位置に配置される。
【０１３７】
本発明の複数の実施形態において、アンテナの放射要素の外側表面は、保護材料でさらに覆われてよい。言い換えれば、別の任意の解決策において、アンテナの放射要素の１つの表面は保護カバーの表面に取り付けられ、他の表面は保護材料で覆われる。保護材料は、物理的隔離の防護効果を提供するために用いられてよく、それによりさらにアンテナの耐久性を改善し、アンテナの通信性能を保証する。
【０１３８】
本発明の複数の実施形態の前述の内容において、アンテナの構造的特徴、特にアンテナの放射要素の構造的特徴は、アンテナ展開アーキテクチャに基づいて、且つ添付の図面を参照して詳細に説明されてきた。対照的に、アンテナの給電部の構造的特徴は、詳細に説明しない。本発明の複数の実施形態において、アンテナの給電部の基本機能要件は、給電部と放射要素との間で電気信号を伝達することが可能であることであることを理解されたい。言い換えれば、アンテナの給電部の１つの部分は、アンテナの放射要素への電気的接続をサポートするべきであり、給電部の他の部分は、信号処理デバイス（基地局または無線周波数処理部などの信号源を表す）への電気的接続をサポートする。アンテナ分野において既存の給電方式を用いる給電コンポーネントは通常、基本機能要件を満たす。従って、当該技術分野の当業者は、本発明の複数の実施形態における給電部として、アンテナ分野における既存の給電コンポーネントを選択してよく、照明システムにおける給電コンポーネントを設定してよい。
【０１３９】
しかしながら、本発明の複数の実施形態においてはアンテナと照明システムとの間の統合レベルをさらに改善させるための、給電部に対する追加の構造要件があり、それは照明システムの保護カバーに給電部の一部が統合されることである。アンテナの前述の概略構造図（図３−１、図４−１、図５−１、図６−１および図７−１）に示されるように、給電部Ａ２０は照明システムの保護カバーと部分的に重なり、これは給電部の一部が照明システムの保護カバーに統合されていることを示す。照明システムの保護カバーに統合された給電部の部分と、保護カバーに統合された放射要素は、より簡便に全体として設計および製造され得る。従って、そのような技術的解決策はアンテナと照明システムとの間の統合レベルをさらに改善させ、アンテナの製造、展開またはメンテナンスの費用を低減させ、アンテナの性能を改善することにも役立つ。
【０１４０】
本発明の複数の実施形態におけるアンテナの構造的特徴、特に給電部の構造的特徴についてより詳細な説明を提供するために、以下では添付の図面を参照してさらなる説明を提供する。
【０１４１】
図８は、本発明の実施形態に係るアンテナの給電方式の概略構造図であり、概略構造図はアンテナの部分構造の側断面図である。図８において、モジュールＬ０は照明システムの保護カバーのカバー本体を表しており、カバー本体Ｌ０と表示される。カバー本体Ｌ０は保護カバー本体または透光性カバー本体であってよい。モジュールＡ１０は、アンテナの放射要素を表しており、放射要素Ａ１０と表示される。
【０１４２】
モジュールＡ２１‐１とモジュールＡ２１‐２はそれぞれアンテナの給電部の一部を表す。モジュールＡ２１‐１は金属導体であり、金属導体Ａ２１‐１と表示される。金属導体Ａ２１‐１は金属探針、金属シート、またはメッキ孔であってよい。モジュールＡ２１‐２は同軸線であり、同軸線Ａ２１‐２と表示されており、ここでモジュールＡ２１‐２‐１は同軸線の内部導体を表し、内部導体Ａ２１‐２‐１と表示されており、モジュールＡ２１‐２‐２は同軸線の外部導体を表しており、外部導体Ａ２１‐２‐２と表示される。
【０１４３】
図８に示されるように、放射要素Ａ１０はカバー本体Ｌ０の表面に取り付けられる。カバー本体Ｌ０の表面にはギャップがあり、金属導体Ａ２１‐１の本体部がカバー本体Ｌ０のギャップに組み込まれており、一端が放射要素Ａ１０と直接接触し、他端が内部導体Ａ２１‐２‐１に接続される。
【０１４４】
アンテナが作動状態にある場合、同軸線Ａ２１‐２は信号処理デバイスに接続される。同軸線の内部導体Ａ２１‐２‐１は、アンテナの電気信号を伝達するために信号処理デバイスに電気的に接続される。同軸線の外部導体Ａ２１‐２‐２は、干渉を遮蔽するためにグランドされてよい。例えば、アンテナが送信状態にある場合、同軸線Ａ２１‐２はアンテナにより送られることになっている電気信号を信号処理デバイスから受信し、金属導体Ａ２１‐１を用いて放射要素Ａ１０に電気信号を供給し、放射要素Ａ１０は電磁波形の空間に電気信号を放射する。
【０１４５】
信号処理デバイスはモバイル通信ネットワーク内の基地局または無線周波数処理デバイスであってよい。無線周波数処理デバイスは、遠隔無線ユニット（ｒｅｍｏｔｅ  ｒａｄｉｏ  ｕｎｉｔ、ＲＲＵ）または遠隔無線ヘッド（ｒｅｍｏｔｅ  ｒａｄｉｏ  ｈｅａｄ、ＲＲＨ）であってよい。
【０１４６】
従って、図８に示されるアンテナ構造は、アンテナの給電部の一部（Ａ２１‐１）を照明システムの保護カバーに統合して、アンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善するために用いられてよい。
【０１４７】
任意選択の実装例において、アンテナの放射要素Ａ１０はカバー本体Ｌ０の一面に取り付けられ、他の面には溝が配置され、溝には同軸線Ａ２１‐２が配置される。これは同軸線を固定することに役立ち、さらにアンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善する。
【０１４８】
図９は、本発明の実施形態に係るアンテナの別の給電方式の概略構造図であり、概略構造図はアンテナの部分構造の側断面図である。図８と同様に、図９におけるモジュールＬ０は照明システムの保護カバーのカバー本体を表し、またカバー本体Ｌ０と表示され、モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、また放射要素Ａ１０と表示される。
【０１４９】
モジュールＡ２２‐１とモジュールＡ２２‐２はそれぞれアンテナの給電部の一部を表す。モジュールＡ２２‐１は金属導体であり、金属導体Ａ２２‐１と表示される。例えば、金属導体Ａ２２‐１は、金属探針、金属スライスまたはメッキ孔などの異なる形状の金属導体であってよい。モジュールＡ２２‐２は給電パネルを表し、給電パネルＡ２２-２と表示され、信号層Ａ２２‐２‐１と誘電体層Ａ２２‐２‐２を含む。任意選択的に、給電パネルＡ２２-２はさらにグランドプレーンＡ２２‐２‐３を含む。本発明の本実施形態において、給電パネルにおける信号層とグランドプレーンに対する基本的要件は信号層とグランドプレーンが電気導体であることであり、誘電体層に対する基本的要件は誘電体層が不導体であることである。
【０１５０】
モジュールＡ３０は信号ケーブルを表し、信号ケーブル３０と表示される。信号ケーブル３０は信号層Ａ２２‐２‐１とは異なることを理解されたい。信号ケーブル３０は、信号層Ａ２２‐２‐１と信号処理デバイスとの間で電気信号を伝達するように構成された導線であり、フィーダ線とも称されることがあり、同軸線、導波路、平行二重線送信線などのケーブルを含む。信号ケーブル３０は多くのシナリオにおいて必要であり、給電部の一部とみなされてよいが、信号ケーブル３０は給電パネルＡ２２-２の一部ではない。信号ケーブル３０は主に、アンテナの電気信号が給電パネルＡ２２-２と信号処理デバイスとの間に直接伝達されることができないシナリオにおいて用いられる。従って、給電部が信号ケーブルを含む場合にも、信号ケーブルはアンテナの保護カバーに統合された給電パネルから分離されることができる。これはアンテナの設計の柔軟性を改善することに役立ち、アンテナのエンジニアリング構造的安定性を改善する。
【０１５１】
図９に示されるように、放射要素Ａ１０はカバー本体Ｌ０の一面に取り付けられ、給電パネルＡ２２-２はカバー本体Ｌ１０の他の面に取り付けられる。金属導体Ａ２２‐１はカバー本体Ｌ０内に置かれており、金属導体Ａ２２‐１の一端は放射要素Ａ１０に直接接触し、他端は給電パネルの信号層Ａ２２‐２‐１に直接接触する。給電パネルの信号層Ａ２２‐２‐１は誘電体層Ａ２２‐２‐２の一面に配置され、誘電体層Ａ２２‐２‐２はサポートおよび集束の機能を提供する。給電パネルＡ２２-２がさらにグランドプレーンＡ２２‐２‐３を含む場合、グランドプレーンＡ２２‐２‐３は誘電体層Ａ２２‐２‐２の他の面に配置される。
【０１５２】
アンテナが作動状態にある場合、給電パネルの信号層Ａ２２‐２‐１は（信号ケーブル３０を用いて）信号処理デバイスに電気的に接続される。給電パネルＡ２２-２がさらにグランドプレーンＡ２２‐２‐３を含む場合、グランドプレーンＡ２２‐２‐３はグランドされる。これはまた、干渉遮蔽の効果をもたらす。
【０１５３】
従って、図９に示されるアンテナ構造は、アンテナの給電部の金属導体Ａ２２‐１と給電パネルＡ２２-２との両方を照明システムの保護カバーに統合して、アンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善するために用いられてよい。
【０１５４】
図９に示されるアンテナ構造において、給電パネルＡ２２-２はあくまでも概略構成であり、本発明の唯一の実装ではないことを留意されたい。応用において、概略構成の一般的な例はマイクロストリップ（英語：ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ）であるが、本発明の本実施形態はマイクロストリップに唯一に限定されず、概略構成と文章による説明に準拠する別の信号伝送線も本発明の実施形態に含まれるべきである。
【０１５５】
加えて、任意選択の実装例において、図８および図９に示されるアンテナ構造を参照して、金属導体（Ａ２１‐１とＡ２２‐２）は、放射要素に垂直、またはほぼ垂直の角度でカバー本体Ｌ１０に組み込まれる。これは垂直構造における給電の実装に役立ち、アンテナの放射特性を改善する。加えて、金属導体は、台形などの漸次変化する形態であってよく、導体の断面積は同軸線またはマイクロストリップから放射要素への方向に沿って増加する。これは、アンテナの性能を改善することに役立つ。
【０１５６】
図１０は、本発明の実施形態に係るアンテナのさらに別の給電方式の概略構造図であり、概略構造図はアンテナの部分構造の側断面図である。同様に、モジュールＬ０は照明システムの保護カバーのカバー本体を表し、カバー本体Ｌ０と表示される。モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、放射要素Ａ１０と表示される。モジュールＡ３０は信号ケーブルを表し、また信号ケーブル３０と表示される。
【０１５７】
加えて、モジュールＡ２３は他の給電パネルを表し、給電パネルＡ２３と表示され、信号層Ａ２３‐１、誘電体層Ａ２３‐２および（２つの）グランドプレーンＡ２３‐３を含む。図に示されるように、放射要素Ａ１０はカバー本体Ｌ０の一面に取り付けられ、給電パネルＡ２３はカバー本体Ｌ１０の他の面に取り付けられる。給電パネルＡ２３においては、誘電体層Ａ２３‐２の２つの表面のそれぞれにグランドプレーンＡ２３‐３が配置されており、カバー本体Ｌ０に取り付けられたグランドプレーンＡ２３‐３の表面にはギャップがある。信号層Ａ２３‐１は誘電体層Ａ２３‐２内に配置される。
【０１５８】
アンテナが作動状態にある場合、給電パネルの信号層Ａ２３‐１は（信号ケーブル３０を用いて）信号処理デバイスに電気的に接続され、グランドプレーンＡ２３‐３はグランドされる。例えば、アンテナが送信状態にある場合、信号層Ａ２３‐１はアンテナにより送られることになっている電気信号を信号処理デバイスから受信し、誘電体層とグランドプレーンＡ２３‐３上のギャップを介して放射要素Ａ１０に電気信号を連結し、放射要素Ａ１０は電磁波形の空間に電気信号を放射する。
【０１５９】
従って、図１０に示されるアンテナ構造は、アンテナの給電部の給電パネルＡ２３を照明システムの保護カバーに統合して、アンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善するために用いられてよい。
【０１６０】
応用において、概略構成の一般的な例はストリップライン（英語：ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ）であるが、本発明の実施形態はストリップラインに唯一に限定されず、概略構成と文章による説明に準拠する別の信号伝送線も本発明の本実施形態に含まれるべきである。
【０１６１】
図１１は、本発明の実施形態に係るアンテナのさらに別の給電方式の概略構造図であり、概略構造図はアンテナの部分構造の側断面図である。同様に、モジュールＬ０は照明システムの保護カバーのカバー本体を表し、カバー本体Ｌ０と表示される。モジュールＡ１０はアンテナの放射要素を表し、放射要素Ａ１０と表示される。モジュールＡ３０は信号ケーブルを表し、また信号ケーブル３０と表示される。
【０１６２】
加えて、Ａ２４はアンテナの給電部の一部を表し、給電金属ストリップＡ２４と表示される。応用において、給電金属ストリップはマイクロストリップであってよい。加えて、統合レベルを改善するために、カバー本体Ｌ０はマイクロストリップの誘電体層として機能してよい。図に示されるように、給電金属ストリップＡ２４と放射要素Ａ１０の両方は、カバー本体Ｌ０の同一面に配置され、直接接触する。図６−１および図６−３もこの点を示す。
【０１６３】
アンテナが作動状態にある場合、給電金属ストリップＡ２４は（信号ケーブル３０を用いて）信号処理デバイスに電気的に接続される。従って、図１１に示されるアンテナ構造は、アンテナの給電部の給電金属ストリップＡ２４を照明システムの保護カバーに統合して、アンテナと照明システムとの間の統合レベルを改善するために用いられてよい。
【０１６４】
対照的に、図８に示されるアンテナ構造における給電部に別個の給電パネルは必要がない。これは、アンテナの全体的な寸法を低減させることに役立つ。ここで、給電部は照明システムの保護カバーに組み込まれた金属導体を用いることにより放射要素と直接接触し得る。これは、給電効果を保証することに役立ち、アンテナの性能を改善する。図９と図１０に示されるアンテナ構造内の給電部において別個の給電パネルが用いられるが、給電パネルは信号ケーブルから分離され得る。これはアンテナ設計の柔軟性を改善することに役立ち、アンテナのエンジニアリング構造的安定性を改善する。加えて、図１０に示されるアンテナ構造において、給電部は結合方式で放射要素に給電を実行し、図１１に示されるアンテナ構造において、給電部および放射要素は保護カバーの同一面に位置する。従って、両方の技術的解決策において、保護カバーにトレパニングまたはスロット形成を行う必要はない。これは生産費用を低減することに役立ち、アンテナのエンジニアリング構造的安定性を改善する。
【０１６５】
本発明の複数の実施形態においては、アンテナに加えて照明システムがある。図１２は、本発明の実施形態に係る照明システムの概略構造図である。モジュールＬ００は照明サブシステムを表し、照明サブシステムＬ００と表示される。照明サブシステムは、アンテナ統合アーキテクチャとして用いられる前述の照明システムであってよい。モジュールＡ００はアンテナを表し、アンテナＡ００と表示される。アンテナＡ００は照明サブシステムＬ００（図１２にて、統合関係はモジュールの当接位置により表される）に統合され、本発明の本実施形態における照明システムを共に形成する。照明サブシステムとアンテナのさらなる構造的特徴については、前述の添付図と文章による説明を参照されたい。詳細は本明細書で再び説明しない。
【０１６６】
本発明の実施形態はさらに、通信システムを提供する。図１３は、本発明の実施形態に係る通信システムの概略構造図である。モジュールＬ００は照明サブシステムを表し、照明サブシステムＬ００と表示され、モジュールＡ００はアンテナを表し、アンテナＡ００と表示され、モジュールＳ００は信号処理デバイスを表し、信号処理デバイスＳ００と表示される。通信システムは、信号処理デバイスＳ００とアンテナＡ００を含む。図に示されるようにケーブルを用いて、信号処理デバイスは、照明サブシステムＬ００に統合されたアンテナに電気的に接続される。信号処理デバイスとアンテナのさらなる構造的特徴については、前述の添付図と文章による説明を参照されたい。詳細は本明細書で再び説明しない。
【０１６７】
本発明の実施形態はさらに、通信システムを提供する。図１４は、本発明の実施形態に係る通信システムの概略構造図である。モジュールＬ００は照明サブシステムを表し、照明サブシステムＬ００と表示され、モジュールＡ００はアンテナを表し、アンテナＡ００と表示され、モジュールＳ００は信号処理デバイスを表し、信号処理デバイスＳ００と表示される。通信システムは、信号処理デバイスＳ００と照明サブシステムＬ００を含む。図に示されるように、信号処理デバイスも照明サブシステムＬ００に統合され、照明サブシステムに統合されたアンテナＡ００に電気的に接続される。信号処理デバイスとアンテナのさらなる構造的特徴については、前述の添付図と文章による説明を参照されたい。詳細は本明細書で再び説明しない。
【０１６８】
応用において、信号処理デバイスはモバイル通信に用いられる無線周波数処理部であってよい。信号処理デバイスを照明サブシステムに統合させるために、信号処理デバイスを収容するように、保護カバーにおいて空間を確保してよい。あるいは、信号処理デバイスは、照明サブシステムの他のモジュール、例えば、比較的大きな設計空間のマージンを有する照明柱などのモジュールに統合されてよい。
【０１６９】
文脈を参照して、用語「ネットワーク」と「システム」は、場合によって互換性を有する。用語「および／または」は、関連する対象の関連関係を説明するために用いられ、３つの関係が存在し得ることを表す。例えば、Ａおよび／またはＢは次の３つの場合を表す。Ａのみが存在する、ＡおよびＢの両方が存在する、およびＢのみが存在する。加えて、本明細書における文字「／」は一般的に、関連する対象の間の「または」の関係を示す。
【０１７０】
前述の説明は本発明の特定の実装形態に過ぎず、本発明の保護範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。前述のアンテナ、照明システムおよび通信システムは、他の同等の方式で実装されてもよい。例えば、前述のアンテナ、照明システムおよび通信システムは概略構造図に示される論理的機能分割に過ぎず、特定の実装形態の間に他の物理的分割方式があり得る。例えば、複数の論理的モジュールを１つの物理モジュールに具現したり、または１つの物理モジュールが複数の物理的モジュールに分割されたりする。当業者であれば、様々な同等の変更または置換を簡単に想到し、全ての変更または置換は本発明において開示された技術範囲に属するべきである。
【国際調査報告】
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2020502947.tif 000039
2020502947.tif 000040
2020502947.tif 000041