(57)【要約】  アンテナ内のアンテナアレイの二つの区域間の液晶（ＬＣ）を交換するための装置およびこれを使用するための方法が開示される。一実施形態では、アンテナは、導波路、その間に液晶（ＬＣ）を備える第一の基板および第二の基板の一部を使用して形成される複数の放射無線周波数（ＲＦ）アンテナ素子であって、第一の基板および第二の基板の一部が接着される放射ＲＦアンテナ素子を有するアンテナ素子アレイ、および第一の基板と第二の基板との間、かつ導波路をインスタンス化するグランドプレーンを備えないアンテナ素子アレイの外側のＲＦ非アクティブ区域であって外周にある構造であって、ＬＣ膨張に起因してＲＦアンテナ素子を形成する第一の基板と第二の基板との間の区域からＬＣを集め、ＬＣ収縮に起因してＲＦアンテナ素子を形成する第一の基板と第二の基板との間の区域にＬＣを供給するように動作可能であり、第一の基板と第二の基板との間に複数のサポートスペーサを有する構造を備える。【選択図】図６
2020529161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナであって、
導波路と、
前記導波路に結合され、その間に液晶（ＬＣ）を備える第一の基板および第二の基板の一部を使用して形成される複数の放射無線周波数（ＲＦ）アンテナ素子であって、前記第一の基板および前記第二の基板の前記一部が接着される複数の放射ＲＦアンテナ素子を有する、アンテナ素子アレイと、
前記第一の基板と前記第二の基板との間、かつ前記導波路をインスタンス化するグランドプレーンを備えない前記アンテナ素子アレイの外側のＲＦ非アクティブ区域であって外周にある構造であって、ＬＣ膨張に起因してＲＦアンテナ素子を形成する前記第一の基板と前記第二の基板との間の区域からＬＣを集め、ＬＣ収縮に起因して前記ＲＦアンテナ素子を形成する前記第一の基板と前記第二の基板との間の前記区域にＬＣを供給するように動作可能であり、前記第一の基板と前記第二の基板との間に複数のサポートスペーサを有する、構造と、
を備える、アンテナ。
【請求項２】
前記ＬＣ膨張およびＬＣ収縮の一方または両方は一または二以上の環境変化に起因する、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記一または二以上の環境変化は圧力または温度の変化を含む、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第一の基板および前記第二の基板の前記一部は前記アンテナ素子アレイ内の一または二以上のアンテナ素子の側面の接着剤を使用して接着される、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第二の基板は第二の基板の前記一部の内部に前記ＲＦアンテナ素子のパッチのためのパッチ金属を含み、前記構造にパッチ金属を含まない、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第一の基板は第一の基板の前記一部の内部に前記ＲＦアンテナ素子のアイリスのためのアイリス金属を含み、前記構造にアイリス金属を含まない、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記ＲＦアンテナ素子の前記区域の外側の前記第一の基板の剛性は前記区域内よりも小さい、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記複数のサポートスペーサのスペーサは少なくとも所定の距離を離隔され、前記第一の基板は所定の圧力において変形可能である、請求項７に記載のアンテナ。
【請求項９】
一または二以上のスペーサは前記ＲＦアンテナ素子の前記区域内のスペーサのばね定数と異なるばね定数を有する、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１０】
複数のスペーサのスペーサ密度は前記ＲＦアンテナ素子の前記区域内のスペーサのスペーサ密度よりも小さい、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記ＲＦアンテナ素子の外側の前記区域内のスペーサは前記ＲＦアンテナ素子の前記区域内のスペーサよりも短い、請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記構造は圧縮可能な媒体を含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記構造はＲＦ素子の前記区域内の前記ＬＣと一定の液圧で接触する、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記構造は前記第一の基板と前記第二の基板との間、かつ前記アンテナ素子アレイの外周において閉塞リングの外側にある、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記構造は前記第一の基板と前記第二の基板との間、かつ前記アンテナ素子アレイの外周においてＲＦ吸収体の外側にある、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１６】
給電部から円筒状に伝搬する給電波を入力するためのアンテナ給電部と、
複数のスロットと、
複数のパッチであって、前記パッチの各々は前記ＬＣを使用し、パッチ／スロット対を形成する前記複数のスロット内のスロットと同じ場所に配置され、かつそれから隔てられ、各パッチ／スロット対は制御パターンにより指定される前記対の前記パッチに電圧を印加することにより制御される、複数のパッチと、
をさらに備える、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１７】
アンテナ素子はホログラフィックビームステアリングにおいて使用するための周波数帯のためのビームを形成するために制御され、かつ共に動作可能な表面散乱メタマテリアルアンテナ素子である、請求項１６に記載のアンテナ。
【請求項１８】
アンテナであって、
導波路と、
前記導波路に結合され、その間に液晶（ＬＣ）を備える第一の基板および第二の基板の一部を使用して形成される複数の放射無線周波数（ＲＦ）アンテナ素子を有する、アンテナ素子アレイと、
前記導波路をインスタンス化するグランドプレーンを備えない前記アンテナ素子アレイの外側のＲＦ非アクティブ区域であって外周にあるＬＣ貯蔵部であって、少なくとも一つの環境変化に起因するＬＣ膨張に起因してＲＦアンテナ素子を形成する前記第一の基板と前記第二の基板との間の区域からＬＣを集め、少なくとも一つの環境変化に起因して生じるＬＣ収縮に起因して前記ＲＦアンテナ素子を形成する前記第一の基板と前記第二の基板との間の前記区域にＬＣを供給するように動作可能であり、ＬＣ膨張およびＬＣ収縮の間に前記ＬＣ貯蔵部が異なるサイズであることが可能になるように変形可能である少なくとも一つの基板との間にサポートスペーサを有する一対の基板を有する、ＬＣ貯蔵部と、
を備える、アンテナ。
【請求項１９】
前記一対の基板は前記ＲＦアンテナ素子まで延在し、ＲＦアンテナアレイの前記区域の外側の前記基板のうち一方の剛性は前記ＬＣ貯蔵部内よりも小さく、さらに前記複数のサポートスペーサのスペーサは少なくとも所定の距離を離隔され、前記第一の基板は所定の圧力において変形可能である、請求項１８に記載のアンテナ。
【請求項２０】
ＲＦアンテナアレイまで延在している前記第一の基板および前記第二の基板の一部は接着剤を使用して接着される、請求項１８に記載のアンテナ。
【請求項２１】
前記ＬＣ膨張およびＬＣ収縮は温度変化に起因する、請求項１８に記載のアンテナ。
【請求項２２】
前記一対の基板のうち一方は前記ＲＦアンテナアレイ内の前記ＲＦアンテナ素子のパッチのためのパッチ金属を含んで前記ＬＣ貯蔵部にパッチ金属を含まず、さらに前記一対の基板の他方の基板は前記ＲＦアンテナアレイ内の前記ＲＦアンテナ素子のアイリスのためのアイリス金属を含んで前記ＬＣ貯蔵部にアイリス金属を含まない、請求項１８に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権の主張］
本特許出願は２０１７年７月２６日に出願された「ＬＣ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ」と題する対応する仮特許出願第６２／５３７，２７７号、および２０１８年７月２３日に出願された「ＬＣ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ」と題する対応する仮特許出願第１６／０４３，０３３号に基づく優先権を主張するものであり、また参照によりこれらの出願が組み入れられる。
【０００２】
［技術分野］
本発明の実施形態は液晶（ＬＣ）を有する無線周波数（ＲＦ）デバイスの分野に関し、より具体的には、本発明の実施形態はアンテナ素子が配置されるアンテナの区域に液晶（ＬＣ）を集め、または供給するための区域を含むメタマテリアルチューニングアンテナにおいて使用するためのＬＣを有する無線周波数（ＲＦ）デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、デバイスの一部として液晶（ＬＣ）をベースとするメタマテリアルアンテナ素子を使用する表面散乱アンテナおよび他のこのような無線周波数デバイスが開示されている。アンテナのケースでは、ＬＣはアンテナ素子をチューニングするためのアンテナ素子の一部として使用されている。例えば、ＬＣは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の技術分野において周知のＬＣＤ製造プロセスを使用してアンテナアレイを備える二つのガラス基板の間に配置される。これらのガラス基板はギャップスペーサを使用して離隔され、何らかのタイプの封止剤（例えば、接着剤）を使用して端部で封止される。
【０００４】
温度範囲に対する空の液晶セルの体積はガラス基板、ギャップスペーサおよび端部シールの熱膨張係数（ＣＴＥ）により制御される。ＬＣの体積膨張係数がＬＣセルコンポーネントのＣＴＥよりもはるかに大きいため、液晶セル内の温度変化に起因する液晶の体積変化はＬＣセル自体のキャビティの体積変化よりも大きくなることがある。
【０００５】
温度が上昇すると、ＬＣの体積の総変化はキャビティの体積の増加よりも大きくなり、液晶ギャップがシールおよびスペーサによっては制御されなくなることで所望のセルギャップよりも大きなセルギャップ、ＬＣセルギャップの均一性の低下、および影響を受ける素子の共振周波数のシフトにつながる。ギャップにより生じるこの非均一性はスペーサによっては制御されなくなる。ＬＣの体積膨張に起因してスペーサに基板を固定するための基板上の十分な圧力が無くなると、ギャップは他の機械的な考察により制御されることになる。換言すると、体積の増加によりギャップの分布は均一にならず、ＬＣはスペーサにより制御することなく力学的平衡を達成するために移動することになる。これは、機械的な応力を最も良好に緩和するための位置にＬＣがたまり得ることを意味する。例えば、シール区域付近のセルギャップはスペーサ／接着剤により固定される。他の全てが理想的である場合、セルの端部付近のセルギャップが（液晶よりも低い熱膨張材料である）境界シール接着剤により制御されるため、より高い温度において、セグメント区域にわたるＬＣの厚さの分布は端部よりも開口部の中心においてより大きい厚さを示すことになる。
【０００６】
温度が低下すると、ＬＣの体積はＬＣセルのキャビティ体積よりも小さくなり、ＬＣセルの内部圧力が減少する。大気圧は次にガラスをセルスペーサ上にきつく押し下げ、スペーサの弾性係数がスペーサ上の増加する圧力がスペーサを圧迫することができるような場合にセルギャップが減少する。体積の差が十分に大きい場合、これによりＬＣの体積がＬＣ内で溶解された残存ガスにより置換される場所がもたらされ得る。この状態の直接の結果は、ＬＣの誘電体がアンテナ素子の性能に影響を及ぼす残存ガスにより置換される開口部内の場所における空洞（ｖｏｉｄ）であり得る。セルが十分に温まると、これらの空洞が消えるための時間を要し得る（空洞内に十分なガスがある場合、ガスは空洞が消えるように再溶解する必要があり得る）。加えて、空洞が形成される位置にはアライメント不良が存在し得る。
【０００７】
低温のケースでは、大気圧が低いことでより高い高度において発生するような問題と同様の問題が生じる可能性がある。このケースでは、（基板をそれらのスペーサに固定する）基板に働く圧力が減少する。不均一性および空洞が生じる可能性がある。
【０００８】
したがって、ＬＣセルギャップの変化および周囲温度によるセルギャップの非均一性の増加および圧力の変化は正確に機能するＲＦアンテナ素子の形成について問題がある。
【発明の概要】
【０００９】
アンテナ内のアンテナアレイの二つの区域間の液晶（ＬＣ）を交換するための装置およびこれを使用するための方法が開示される。一実施形態では、アンテナは、導波路、その間に液晶（ＬＣ）を備える第一の基板および第二の基板の一部を使用して形成される複数の放射無線周波数（ＲＦ）アンテナ素子であって、第一の基板および第二の基板の一部が接着される放射ＲＦアンテナ素子を有するアンテナ素子アレイ、および第一の基板と第二の基板との間、かつ導波路をインスタンス化するグランドプレーンを備えないアンテナ素子アレイの外側のＲＦ非アクティブ区域であって外周にある構造であって、ＬＣ膨張に起因してＲＦアンテナ素子を形成する第一の基板と第二の基板との間の区域からＬＣを集め、ＬＣ収縮に起因してＲＦアンテナ素子を形成する第一の基板と第二の基板との間の区域にＬＣを供給するように動作可能であり、第一の基板と第二の基板との間に複数のサポートスペーサを有する構造を備える。
【００１０】
本発明は以下で与えられる詳細な説明および本発明の様々な実施形態の添付図面からより完全に理解されることとなるだろう。しかしながら、これらは本発明の固有の実施形態に限定するものではなく、例示および理解のみのためであると解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ−Ｃ】温度に基づき異なる状態にあるアンテナ開口部の一部を例示する。
【図２Ａ】熱膨張の間にアンテナ素子を形成する基板間のギャップの制御を例示する。
【図２Ｂ】熱収縮の間にギャップを制御するように構成されたアンテナ素子を形成する基板を例示する。
【図３Ａ】アンテナアレイセグメントの一実施形態における潜在的な貯蔵部の配置を例示する。
【図３Ｂ】アンテナアレイセグメントの一実施形態における潜在的な貯蔵部の配置を例示する。
【図４】不活性ガス気泡が最終的にセグメントの上側の隅に配置されるように底部からＬＣが供給されるアンテナアレイセグメントを例示する。
【図５Ａ】異なる段階における気泡を有するアンテナ開口部セグメントの一実施形態の一部の側面図を例示する。
【図５Ｂ】異なる段階における気泡を有するアンテナ開口部セグメントの一実施形態の一部の側面図を例示する。
【図５Ｃ】異なる段階における気泡を有するアンテナ開口部セグメントの一実施形態の一部の側面図を例示する。
【図６】ＬＣ貯蔵構造の一実施形態を例示する。
【図７Ａ】円筒状に給電されるホログラフィック放射開口アンテナの一実施形態の概略図を例示する。
【図７Ｂ】グランドプレーンおよび再構成可能共振器層を含むアンテナ素子の一つの行の斜視図を例示する。
【図８Ａ】チューナブル共振器／スロットの一実施形態を例示する。
【図８Ｂ】物理的なアンテナ開口部の一実施形態の断面図を例示する。
【図９Ａ】スロットアレイを作成するための異なる層の一実施形態を例示する。
【図９Ｂ】スロットアレイを作成するための異なる層の一実施形態を例示する。
【図９Ｃ】スロットアレイを作成するための異なる層の一実施形態を例示する。
【図９Ｄ】スロットアレイを作成するための異なる層の一実施形態を例示する。
【図１０】円筒状給電アンテナ構造の一実施形態の側面図を例示する。
【図１１】外向き波を有するアンテナシステムの別の実施形態を例示する。
【図１２】アンテナ素子に関するマトリクス駆動回路の配置の一実施形態を例示する。
【図１３】ＴＦＴパッケージの一実施形態を例示する。
【図１４】同時送受信経路を有する通信システムの一実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
液晶（ＬＣ）を含むアンテナが開示される。一実施形態では、アンテナはアンテナ内の放射無線周波数（ＲＦ）アンテナ素子が配置されている区域からＬＣを集め、またはそこにＬＣを供給するためのＬＣ貯蔵部を含む。一実施形態では、この区域はＲＦアクティブ区域である。一実施形態では、ＬＣはＲＦアンテナ素子を備える一対の基板の間にあり、ＬＣ貯蔵部はＬＣが膨張するとその区域からＬＣを集める。一実施形態では、少なくとも一つの環境の変化（例えば、温度変化、圧力変化等）に起因してＬＣはＬＣ貯蔵部に向かって膨張する（すなわち、ＬＣ膨張を受ける）。ＬＣ貯蔵部の使用は、アンテナ開口部内の温度範囲および圧力範囲の影響に起因してＬＣギャップのばらつきおよび空洞形成を減少し、また潜在的に最小化することに役立つ。換言すると、ＬＣ貯蔵部はアンテナ性能を改善するためにアンテナの操作可能な温度範囲に対する誘電体の厚さのばらつきを減少させ、また潜在的に最小化するための方法を提供する。
【００１３】
図１Ａ−図１Ｃはアンテナ開口部の部分的な側面図を例示している。アンテナ開口部はギャップ内にＬＣを有するギャップにより隔てられるパッチとアイリスとの対を有する二つの基板を含む。基板はギャップスペーサにより離隔される。
【００１４】
図１Ａを参照すると、パッチガラス基板１０１がアイリスガラス基板１０２を覆っている。アイリス金属（層）１０３はアイリスガラス基板１０２上にあり、アイリス／スロット１１１はアイリス金属１０３を含まないガラス基板１０２よりも上の区域に配置される。スペーサ１０８（例えば、フォトスペーサ）はパッチガラス基板１０１とアイリスガラス基板１０２との間でアイリス金属１０３の上面に配置される。
【００１５】
接着剤１１０はアイリスガラス基板１０２上のアイリス金属１０３をパッチガラス基板１０１上のパッチガラス１０１に接着させ、ＬＣを含むための境界シールとして振る舞う。接着剤はアンテナ開口部の端部を封止しながら複数の位置でパッチガラス基板１０１とアイリスガラス基板１０２とを接着するためにアンテナ素子アレイの至るところで使用され得ることに留意されたい。
【００１６】
一つのＬＤギャップ１０５はＬＣギャップ１０５内のＬＣ１０７と共に接着剤１１０とスペーサ１０８のうち一つとの間およびスペーサ１０８の間にあり、パッチガラス基板１０１とアイリスガラス基板１０２とを隔てる距離を表している。
【００１７】
図１Ｂは温度の変化が正である場合の図１Ａのアンテナ開口部の部分的な図を例示している。温度の増加により基板間のＬＣが膨張する。境界シール（例えば、接着剤１１０）付近の端部において、基板間のＬＣギャップ１０５内の距離における垂直方向の変化は小さい。スペーサ１０８付近のＬＣギャップ１０５も広くなり、それにより基板１０１および１０２のうち少なくとも一つがスペーサ１０８と接触しなくなる。一実施形態では、スペーサ１０８と接触していない基板はパッチガラス基板１０１であり、一方でアイリス基板１０２はスペーサ１０８と接触したままである。パッチ／アイリスの重複部分におけるＬＣギャップ１０５もより広くなり、それによりＲＦ素子の共振周波数がシフトする。しかしながら、ＬＣ体積膨張増加がさらに大きくなると、ＬＣギャップ１０５は不均一に増加する。
【００１８】
低温のケースでは、セルの開口部分内のキャビティはＬＣ体積よりもはるかにゆっくりと低下する。図１Ｃは温度の変化が負である場合の図１Ａの部分的なアンテナ開口部を例示している。このケースでは、スペーサ１０８付近のＬＣギャップ１０５はスペーサ１０８間のＬＣギャップよりも広く、それにより基板（例えば、ガラス基板１０１）がスペーサ１０８に対してテント状になる（ｔｅｎｔ）。これによりＲＦ素子の共振周波数がシフトすることもある。
【００１９】
温度および／または圧力の正および負の変化の両方に関連付けられた問題を回避するために、ＬＣ貯蔵部が開口部に含まれる。一実施形態では、貯蔵部の性質は、ＬＣ体積がキャビティ体積よりも大きい場合に、貯蔵部がＬＣセルキャビティの「質区域（ｑｕａｌｉｔｙ ａｒｅａ）」から余剰のＬＣ体積を吸い上げる。一実施形態では、質区域は図３Ａおよび図３ＢにおいてＲＦアクティブ領域（または区域）と定義される開口部の区域である。すなわち、アンテナアレイのセグメント内には、ＲＦアンテナ素子が配置される区域およびアンテナ素子の無いＲＦ非アクティブ区域と呼ばれる他の区域があり、ＲＦアンテナ素子が配置されていない区域はＬＣを貯蔵するために使用される。逆のケースでは、ＬＣ体積がキャビティ体積よりも小さい場合に、貯蔵部からＬＣセルキャビティの質区域にＬＣが供給される。これにより、各条件において、（質区域の外に位置付けられた）貯蔵部が熱い場合には余剰ＬＣを吸い上げ、冷たい場合には余剰ＬＣを供給することが必要になる。
【００２０】
一実施形態では、貯蔵部が効果的であるように、キャビティの開口部質区域内のＬＣギャップが制御される。より高い温度のケースでは、ＬＣの体積膨張によって基板が押し広げられる傾向があり、ギャップは制御されず、かつ不均一に増加する。
【００２１】
スペーサを用いてギャップを制御するために、二つの基板はそれらのスペーサ上に結束される。これはキャビティ内、またはキャビティ外で行われる。より具体的には、一実施形態では、ＬＣセルはセルの外側とセルの内側との間の圧力差を用いて形成される。これは圧力下でセルギャップを形成すること、スペーサおよびスペーサ間のギャップを圧縮すること、シールを形成すること、ならびに外部圧力を解放することにより生じ、次に外部圧力がかけられない場合は、キャビティ内のＬＣの体積はキャビティが固定するよりもわずかに小さくなる。結果として得られるセルの外側とセルの内側との間の圧力差により、基板がスペーサに固定される。あるいは、基板を接着しながらセルギャップを形成することができる。ＲＦ素子間で利用可能なスペースを用いると、このような構造に利用可能なスペースの無いＬＣＤを用いる場合と異なり、これを素子間の接着剤のドットを用いて行うことができる。このケースにおける利点は、ＬＣ膨張の間に基板が押し広げられるよりも速くＬＣが貯蔵部に流入しないことでギャップが変化する可能性を低減し得ることである。開口部内のスペーサは、接着剤を用いて基板を結束する際にギャップを制御するために使用される。一実施形態では、接着剤はアセンブリプロセスの前に基板のうち一つまたは両方に塗布される。アセンブリの間、二つの基板は内部スペーサと接触して固定される一方、接着剤は基板を結束しながら硬化する。ＬＣの体積膨張がキャビティの体積膨張を超える場合、これにより二つの基板を確実に開口部質区域内で結束したままにしておくことができる。質区域の外側で基板を結束するために接着剤は必要ない。開口部領域内のギャップを重点するために必要な分を超えたＬＣは、基板を押し広げる代わりに質区域の外側のＬＣ貯蔵部に流入する。
【００２２】
したがって、正の温度変化のケースでは、貯蔵部は（ＬＣ膨張に起因する）余剰ＬＣが移動するための場所を提供し、負の温度変化のケースでは、貯蔵部はＬＣをキャビティの開口部分に供給することで、空洞が形成されることを妨げることに役立つ。
【００２３】
一実施形態では、貯蔵部は、貯蔵部の体積がセル内部の圧力の小さな変化に反応してサイズを容易に膨張および収縮させることができるような方法で設計される。高温のケースでは、（開口部領域内のＬＣギャップがＬＣ体積に対してゆっくりと増加しているため）ＬＣの体積がキャビティの総体積を超えると、貯蔵部はセル内側の圧力を劇的に増加させることなく余剰分を吸い上げる。他のケースでは、温度が低下すると、貯蔵部はセル内の圧力が劇的に低下しないような方法でＬＣを開口部に供給する。（ＬＣは液体であるため、相対的に固定されたキャビティの圧縮または膨張により生じる圧力の変化は大きい可能性がある。）
【００２４】
この目的を達成し得るいくつかのアプローチがある。これらは質区域の外側の区域に貯蔵構造を構築することおよび貯蔵構造内に気泡を含むことを含む。
【００２５】
開口部質区域の外側の区域に貯蔵構造を構築する
一実施形態では、貯蔵構造は貯蔵部を構築するために使用することのできる以下の特徴のうち一または二以上を有する。貯蔵部に必要な体積および貯蔵部を配置するために利用可能な区域もこの設計上の考慮事項であるが、アンテナアレイの残りの設計に基づいて当業者により決定され得ることに留意されたい。
【００２６】
一実施形態では、開口部質区域の外側のガラス基板（例えば、アイリス、パッチ、または両方）のうち一または二以上は低減された厚さを有する。換言すると、貯蔵領域内のガラス基板を選択的に薄くすることが実行される。一実施形態では、ガラスは半分の厚さになる。例えば、ガラス基板が７００ミクロンの厚さである場合、開口部質区域の外側のガラス基板の厚さは３５０ミクロンに低減される。これにより膨張／収縮に起因する内部圧力の変化に応答してより容易に内側または外側へ曲がることのできるガラス基板が得られる。基板のうち一または二以上は半分の厚さになることが必要ではなく、他の量の薄さが使用され得ることに留意されたい。
【００２７】
一実施形態では、スペーサの位置、サイズ、ヤング率（弾性係数）、およびばね定数がＬＣ貯蔵部の動作に影響を及ぼす。スペーサはフォトスペーサ（例えば、ポリマスペーサ）であり得る。
【００２８】
例えば、貯蔵領域内のスペーサは（開口部質区域内のスペーサに対して）アンテナ素子の質区域内のばね定数よりも低いばね定数を有するように変化し、これらの領域内のアンテナ素子キャビティが圧力変化に応答して容易に体積を変化させることができる。一実施形態では、アンテナ素子区域内のばね定数はおよそ１０8Ｎ／ｍであり、一方、質区域の外側の区域におけるばね定数はおよそ１０5から１０6Ｎ／ｍである。これらは単なる例であり、ばね定数は貯蔵部のジオメトリ、基板材料定数、スペーサ材料定数等を含むが、これらに限定されない、複数の要因に依存することに留意されたい。
【００２９】
別の実施形態では、スペーサ密度は貯蔵領域において減少する。密度の減少により性能が改善するものの、一実施形態では、密度は貯蔵領域内で７５％だけ減少する。他の実施形態ではこれらの数字はスペーサに使用される材料、スペーサのサイズ等へのそれらの依存に起因して変化することに留意されたい。
【００３０】
さらに別の実施形態では、スペーサは貯蔵領域内で短縮される。この短縮の量はその体積への影響に基づいている。スペーサを短縮することにより作成される体積が多いほど良い。この考慮事項は二つの基板（およびそれらの上に構築された構造）が接触するのを妨げる必要性により相殺される。一実施形態では、スペーサの高さは８０％だけ減少する。他の減少量も使用することができることに留意されたい。例えば、一実施形態では、貯蔵スペーサはアイリス金属層を含まない領域内に形成される。より具体的には、一実施形態では、アイリス金属層は２ｕｍの厚さである。このケースでは、ＲＦアクティブ区域の外側において、この金属の必要性は導波路の考慮事項（例えば、ＲＦが漏れる穴が無いこと）により制御されるが、セルギャップはおよそ２．７ｕｍである。アイリス金属がこれらの区域内の貯蔵領域から除去される場合、次にこれらの区域内の利用可能な体積は恐らく２ｕｍの厚さだけ増加する。
【００３１】
さらに別の実施形態では、貯蔵領域内のＬＣセルを密封するために中間の逆圧レベルが使用されるが、これは密封プロセスの一部である。密封プロセスでは、セル内にＬＣが、境界シール内に穴がある。一実施形態では、ＬＣは真空充填により配置される。しかしながら、これは必須要件ではなく、他の周知の技術を使用して配置され得る。セルは、セルからＬＣを除去するために加圧される。したがって、ＬＣ貯蔵部内のＬＣの量は加圧プロセスにより制御される。したがって、逆加圧密封プロセスはセグメントの選択された区域に圧力をかけるためのメカニズムを使用する。
【００３２】
一実施形態では、ＲＦアンテナ素子を含むアンテナセグメントは充填後の貯蔵部が完全に満杯（ｆｕｌｌ）でも完全に空（ｅｍｐｔｙ）でもない中間の体積状態にあるような方法で充填および密封される。中間の体積において、貯蔵部はＬＣを受け取り、また供給することができる。アンテナセグメントはアンテナアレイ全体を形成するために結合される。アンテナセグメントのより多くの情報については、「Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｆｅｅｄ Ａｎｔｅｎｎa」と題する米国特許第９，８８７，４５５号を参照されたい。
【００３３】
図２Ａは熱膨張の間にアンテナ素子を形成する基板間のギャップの制御を例示している。図２Ａを参照すると、パッチガラス基板２３１とアイリスガラス基板２３２とを結束するためのフォトスペーサ２０１間に配置された接着剤ドット２０２。これにより余剰ＬＣ２２０がＬＣ貯蔵部２１０に流入することが可能になり、ＬＣ貯蔵部２１０は温度変化がゼロよりも大きい場合に基板間のその区域において膨張を受ける。一実施形態では、接着剤ドット２０２は粘性液体紫外線（ＵＶ）接着剤を備える。一実施形態では、ＬＣ貯蔵部２１０が配置される基板間のギャップは区域内の基板とその位置における基板の薄さとの間に接着剤が無いことに起因する。
【００３４】
図２Ｂは熱収縮の間にギャップを制御するためにアンテナ素子を形成する基板を結束するフォトスペーサ２０１間に形成される接着剤ドット２０２を例示している。このケースでは、ＬＣ貯蔵部２１０は温度変化がゼロよりも小さい場合にＬＣ２２０を供給する。一実施形態では、ＬＣ貯蔵部２１０が配置される基板間のギャップはＬＣ貯蔵部の区域内の基板とその位置における基板の薄さとの間にフォトスペーサが無いことに起因する。これはLC貯蔵部２１０の区域内により短いフォトスペーサを有することにより達成されることもでき、ＬＣ貯蔵部２１０の区域内で互いに向かっていく基板の移動がより短いフォトスペーサの高さに制限される。フォトスペーサ２０１間に形成される接着剤ドット２０２を使用することにより、温度変化がゼロよりも小さい場合に熱収縮の間にテント状になることおよび起こり得る空洞形成が妨げられる。
【００３５】
したがって、ＬＣ貯蔵部２１０を含む基板の区域は開閉するばねのようなダイアフラムとして振る舞い、それによりＬＣのＬＣ貯蔵部２１０への出入りが生じる。このようにして、二つの基板は熱膨張の間押し広げられない。
【００３６】
図３Ａはアンテナアレイセグメントの一実施形態における潜在的な貯蔵配置を例示している。図３Ａを参照すると、セグメントＲＦアンテナ開口部からのセグメントはＲＦアクティブ領域境界３０３により境界が示されるＲＦアクティブ領域３０２を含む。ＲＦ質区域３０２はアンテナ素子（例えば、以下でより詳細に説明されるような表面散乱メタマテリアルアンテナ素子）が配置されるところである。一実施形態では、ＲＦアクティブ領域３０２の外側のセグメントの区域３０１は貯蔵部が配置されるところである。一実施形態では、境界はセグメント内のＲＦ貯蔵部のサイズを制限し、および／またはＬＣが流れるところを制限するために含まれる。一実施形態では、ＬＣ貯蔵部は質区域内のＬＣと一定の液圧で接触している。
【００３７】
開口部のセグメント内に一よりも多くの貯蔵部があってもよく、ＬＣが温度および／または圧力の変化に基づいてセグメント内の複数の位置へ膨張し、またはそこから流れることができることに留意されたい。
【００３８】
選択的気泡技術
一実施形態では、ＬＣ貯蔵部内にガス気泡が含まれる。ガス気泡は（ＬＣ、ガラス、金属等のような圧縮できないものとは対照的に）圧縮率を有するＬＣセル内の区域内にある空洞区域を表す。換言すると、ＬＣ貯蔵部は圧縮可能な媒体を含む。圧縮率は、その区域にＬＣが無いこと、およびガス気泡の存在に一部起因する。一実施形態では、ガスは大気圧よりも圧力が低い。空洞内の圧力が高くなるほど、十分なサイズの貯蔵部を形成するためにより多くの体積が必要になる。
【００３９】
上記で論じられたように、ＬＣ貯蔵部は質区域内でＬＣと一定の液圧で接触している。すなわち、貯蔵スペースとアンテナのアクティブ領域内にあるＬＣとの間に連続的または一定の液圧、または液体の接触がある。
【００４０】
一実施形態では、ガス気泡はＬＣと相互作用しない不活性ガスである。例えば、窒素またはアルゴンが使用され得る。不活性ガスの気泡の体積は非常に小さな圧力変化に応答して膨張および収縮することができる。気泡が形成される位置を制御することおよび気泡が所望の位置に留まることを保証することにより、気泡により占有されるＬＣ貯蔵部に出入りするＬＣの移動は温度範囲にわたって制御され、それによりＬＣの貯蔵部として振る舞う気泡の体積の一部を成す。
【００４１】
一実施形態では、気泡の組成および位置は充填プロセスの間に気泡を形成する際に制御される。充填プロセスの間に不活性ガスを導入すると、脱ガスの後であって充填の前にＬＣが充填穴を密封するとセルの内側のバックグラウンドガス（不活性ガス）は捕獲されることになる。一実施形態では、セルの体積、ＬＣ内の不活性ガスの溶解度、および充填前の充填チャンバ内の不活性ガスの部分的な圧力により充填が完了した後に留まっている気泡のサイズが制御されることになる。一実施形態では、気泡が真空として形成される場合、残存ガスの組成はそれほど重要でない。さらに、ＲＦアンテナ素子を有し、共にアレイを形成するアンテナセグメントが垂直方向に配置され、またグルーラインが適切に形作られる場合、気泡の最終的な位置は最も高い点にある。
【００４２】
一実施形態では、気泡は特定の位置に配置されて留まる。一実施形態では、これはこの位置にある気泡が（全ての他の位置とは対照的に）全ての条件でシステムのエネルギー状態が可能な限り低い場所に気泡を形成することにより達成される。一実施形態では、この状態はいくつかのステップを経ることにより作成される。気泡の位置を気泡の表面積が実質的に減少し、または最小化される場所にすることができる。状態エネルギーを下げるための別の方法はこの位置の基板表面の表面エネルギーを下げることで、ＬＣがこの区域の基板を濡らさないようにすることである。したがって、ガス気泡が他の場所に移動または再形成するためには、ＬＣをこの低表面エネルギー区域に送り込むことにより気泡をその場所から移動させ、ＬＣに既に占有された区域で気泡を再形成するエネルギー障壁およびエネルギー量（ｂｕｄｇｅｔ）を克服しなければならない。最終的に、気泡が重力によって局所的に最も高い点にある場合、アンテナの通常の位置決めの範囲内で、気泡の移動に対する障壁を作成することもできる。
【００４３】
図４は底部からＬＣが供給され、最終的にセグメント４０１の上側の隅にガス気泡４０２が配置されるアンテナアレイセグメント４０１を例示している。あるいは、アンテナアレイセグメント４０１は（気泡４０２が残存する）最も遠い点が最後に充填されるような方法で充填することができる。より水平な位置にある間に充填される場合、セグメント４０１は気泡４０２を特定の位置に残存させるために傾けられ得ることに留意されたい。セグメントに関するより多くの情報については、「Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｆｅｅｄ Ａｎｔｅｎｎa」と題する米国特許第９，８８７，４５５号を参照されたい。
【００４４】
図５Ａ−図５Ｃは温度に基づく三つの異なる状態における気泡を例示している。図５Ｂを参照すると、室温の場合は、気泡４０２は所定のサイズである。図５Ａに例示されるように、温度変化がゼロよりも小さい場合は気泡４０２からＬＣが流出し、ＬＣ貯蔵部内でＬＣ体積の変化がゼロよりも小さくなる。図５Ｃに例示されるように、温度変化がゼロよりも大きい場合は気泡４０２にＬＣが流入し、ＬＣ貯蔵部内でＬＣ体積の変化がゼロよりも大きくなる。
【００４５】
一実施形態では、小さい気泡はアイリス金属により形成されるキャビティ内に形成される。このケースでは、空洞はアイリス内で安定している。ＲＦアクティブ区域の外側の貯蔵部の場合、安定した空洞を有するＲＦ閉塞特徴の外側のアイリス層内の多数の小さな特徴は貯蔵部を形成するための別の方法である。
【００４６】
［ＬＣ貯蔵部実装の例］
一実施形態では、アンテナ開口部の内部の潜在的な温度は２０℃から７０℃までの範囲と予測される。このケースでは、（アンテナ開口部を結束する複数のセグメントのうちの）一つのアンテナ開口部セグメント内のＬＣは温度が２０℃から７０℃の範囲内である時に体積が膨張すると予測され、推定される総ＬＣ体積は４．００Ｅ＋１１ｕｍ3に等しい。したがって、ＬＣ貯蔵は５０℃の温度変化に適応する必要があり、これは５０℃の温度の変化に対する１．３１Ｅ＋１０ｕｍ3に等しい体積の変化を生み出す。また、一実施形態では、アンテナ開口部セグメント内のＬＣは体積膨張係数（ＣＶＥ）を有し、これは温度あたりの体積変化のパーセントの測定値、または０．０００６５７ｉｎ3／ｉｎ3／℃に等しい（ΔＶ／Ｖ）／ΔＴである。
【００４７】
これを考慮して、一実施形態では、アンテナ開口部がアンテナ開口部セグメントを使用して構築される場合、ＬＣ貯蔵部は１．３１Ｅ＋１１ｕｍ3の熱体積膨張に対するＲＦ開口部セグメントを補償するために構築され、一方で以下の特徴を有する。（ａ）ＲＦ素子アレイの区域内のパッチとアイリス金属との間のギャップの熱膨張を限定すること（例えば、例えば、以下でより詳細に説明されるもののような、しかしこれらに限定されない、表面散乱メタマテリアルアンテナ素子のアレイ）、（ｂ）温度に対するセルギャップの均一性を維持すること、（ｃ）アンテナ開口部内の温度の増加により生じる熱膨張プロセスの間にスペーサと接触する基板を維持すること。
【００４８】
一実施形態では、アンテナ開口部はＲＦ開口部セグメント内でヒータを使用することに留意されたい。ＲＦ開口部内でヒータを使用するために、ＬＣ貯蔵部の設計は上昇する温度の補償により多く注力され、冷たい温度の補償により少なく注力される。（本明細書に記載のＬＣ貯蔵部の実施形態であり得る）アンテナセグメンテーションおよび開口部アレイ（例えば、一つのアンテナアレイを形成する４つの開口部セグメント）に結合される開口部セグメントに関するより多くの情報については、「Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｆｅｅｄ Ａｎｔｅｎｎa」と題する米国特許第９，８８７，４５５号を参照されたい。
【００４９】
上記で検討されたＬＣ貯蔵構造を考えると、一実施形態では、アンテナ開口部はアンテナ開口部セグメントのＲＦアンテナ素子アレイ領域内で共に取り付けられたパッチおよびアイリス基板を用いて実装される。一実施形態では、これらの基板は接着剤または基板を共に接着するための他の周知のメカニズムを使用して共に取り付けられる。
【００５０】
アンテナ開口部のこの実施形態は一滴の充填に対する体積の補償を用いて補助するためにセグメント内でＬＣに対するシンクまたはソースとして振る舞うことのできるセグメント内の特徴、および室温とは異なる温度でのセグメントの動作に対するＬＣの熱膨張または収縮も含む。すなわち、一滴充填では、アンテナ開口部の外側境界付近の境界シール内に穴が存在しない。一つの基板（例えば、アイリスガラス基板、パッチガラス基板）はその上に配置された境界シール接着剤を有し、底部に配置し、上部基板を下部基板の上に配置し、アライメントし、真空引きし、二つの基板は互いの上面に配置され、押し付けられ、境界シール接着剤が硬化する間所定の位置に固定される。したがって、スペーサ上の圧力は基板間のＬＣの量に一部依存する。さらに、アンテナ開口部セグメントの最終的なＬＣギャップは基板間の内側に配置されたＬＣの適切な量の導出に依存する。（セグメントキャビティの内側に置かれたＬＣの体積に対する）セルの最終的なキャビティ体積の実際の体積におけるあらゆる誤差によりＬＣギャップは変化する。貯蔵部がセグメントの内側にある場合、ＬＣの役割は軽減または除外され、スペーサがＬＣギャップを制御する。これは、ＬＣギャップはセグメントキャビティ体積内の任意の誤差のサイズの影響を受けない関数であることを意味する。
【００５１】
また、アンテナ開口部の実施形態はＬＣが繰返し貯蔵部に出入りすることが可能な構造を含む。
【００５２】
図６はＬＣ貯蔵構造の一実施形態を例示している。図６を参照すると、ＬＣ貯蔵区域６００は閉塞リング境界６１０の外側のアンテナ素子アレイの周辺に配置されている。外側の閉塞リング境界はアンテナ開口部の漏出からのＲＦ放射を大きく減少および／または除外するために使用されるＲＦ閉塞部を含むアンテナ素子アレイの外側の区域である。ＲＦ閉塞部を有するアンテナ開口部の一例は２０１７年２月２４日に出願された「Ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＲＦ Ｒａｄｉａｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｆｅｅｄ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ」と題する米国特許出願第２０１７０２５６８６５号で説明されている。
【００５３】
一実施形態では、パッチガラス基板６０３とアイリスガラス基板６０４とが広く（例えば、０．５から１ｍｍ）離隔されている場合に低い圧力（例えば、１４．７ｐｓｉ）においてアイリスガラス基板６０４は薄く（例えば、３５０ｕｍ）、また変形可能である。
【００５４】
一実施形態では、この領域には潜在的にパッチ金属が存在しない。図６に示されるように、貯蔵区域６００はＲＦアンテナ素子６０１のパッチ金属のようなパッチ金属を含まない。
【００５５】
いくつかのスペーサは基板を引き離しておくのに好適である。一実施形態では、スペーサ６３０はパッチガラス基板６０３とアイリスガラス基板６０４とを引き離す。この密度はサプライヤーによる材料の選択、サイズ等に依存する。スペーサは製造の間に基板上に形成される。これらは材料の層の堆積およびパターニングにより形成され得る。一実施形態では、スペーサはそれらの下の層と接着するように下の層と互換性がある。それらは金属、無機誘電体、フォトパターニング可能な有機物等の材料とすることができる。
【００５６】
０．５ｕｍの高さのスペーサならびにパッチガラス基板６０３およびアイリスガラス基板６０４を用いて、セグメントはアイリスガラス基板６０４がアンテナ素子アレイの領域内の０．５ｕｍの高さのギャップまで変形する圧力（例えば、０．２５ａｔｍから４．０ａｔｍまたはそれ以上等）で封止される。封止後の圧力は大気圧である。一実施形態では、これらの領域はアイリス金属とパッチ上の信号との間のクロストークを回避するために配置される。
【００５７】
図６の構成を使用すると、貯蔵部６００は２．７ｕｍの「満杯」から「空」までのギャップ差を有する。
【００５８】
上記で論じられたように、一実施形態では、１．３１Ｅ＋１０（ｕｍ3）のＬＣ体積をシンクするために必要な面積はおよそ５０ｃｍ2またはそれ以上である。
【表１】
2020529161.tif 000003
【００５９】
これは貯蔵部の端部は上に重要な区域を作成せず、ＬＣ貯蔵区域内のガラス基板（パッチまたはアイリスガラス基板）の「撤退（ｂｏｗｉｎｇ ｏｕｔ）」が無く、ガラス基板の変形付近の構造内のギャップに最小限の影響を有することを仮定する。
【００６０】
一実施形態では、ＬＣ貯蔵部のサイズはアイリス金属（例えば、銅）が貯蔵区域に含まれない（例えば、そこから除去される）場合に減少させることができる。この実施形態では、貯蔵部の端部は上に重要な区域を作成せず、ＬＣ貯蔵区域内のガラス基板（パッチまたはアイリスガラス基板）の「撤退」が無く、ガラス基板の変形付近の構造内のギャップに最小限の影響を有する。この実施形態ではまた、１．０ｕｍの高さの最小スペーサならびにアイリスおよびパッチガラス基板の変形を用いて、アンテナ開口部セグメントが図３Ａに示されている領域内でガラス基板が１．０ｕｍの高さのギャップに変形される圧力で封止される。上記のアンテナの特徴を用いて、またガラス基板が通常のポジションの「撤退」（例えば、２０ｕｍの撤退）をすることを可能にすることを用いずに、ＬＣ貯蔵部は５．２ｕｍの「満杯」から「空」までのギャップ差を有するアンテナ開口部に含まれる。
【００６１】
この実施形態の一つの利益は、貯蔵区域内のアイリス金属が他のパッチガラスワイヤリングとの潜在的なクロストークを回避しないことである。
【００６２】
アイリス層の除去を含む貯蔵部内の１．３１Ｅ＋１０（ｕｍ3）のＬＣ体積をシンクするために必要な面積は近似的にこのような構造に適応するためにおよそ２５ｃｍ2またはそれ以上の面積である。
【表２】
2020529161.tif 000004
【００６３】
別の実施形態では、ＬＣ貯蔵部はガラス基板の変形により作成される。一つのこのような実施形態では、アイリスおよびパッチガラス基板はくぼみを作成するために十分ないずれかまたは両方を歪ませ、くぼみの深さおよび幅が必要な貯蔵区域を作成する。
【００６４】
一実施形態では、必要な貯蔵区域を達成するために、歪みパラメータが計算される。より具体的には、円形表面の歪みの式を使用して、応力−歪み曲線と併せて分配された負荷（ｌｏａｄ）の下で、所望のくぼみ深さが負荷緩和の後に留まるように十分な歪みを提供するための負荷が計算される。また、所与の温度において液晶からの負荷が流れる流体静力学は一定のセルギャップを維持するために十分に弾性的に歪ませるのに十分なくぼみがあることを示すことが確認される。したがって、これらの計算を使用することにより、貯蔵部の必要とされる深さプロファイルを達成するための加える力の強さが決定される。
【００６５】
一実施形態では、アンテナ開口部セグメント内に一よりも多くの貯蔵部がある。一実施形態では、これらの構造は外側の閉塞リング境界の外側の間隔に分配される。この実施形態では、ＬＣは流れるための最も低い抵抗のその原経路（ｏｒｉｇｉｎ−ｐａｔｈ）の区域に最も近い貯蔵部に流入することができる。図３Ｂはこのような例を例示している。閉塞部は放射状の給電アンテナの端部からＲＦが漏れることを妨げることに留意されたい。アイリス金属（例えば、銅）がパターニングされる場合、アイリス金属の除去は導波路の一部としてアイリス金属の機能に影響しないような方法で実行される。図３Ｂを参照すると、ＲＦアクティブ領域境界３３３の外側のリングは閉塞境界３３４である。一実施形態では、アイリス金属がＬＣ貯蔵体積を増加させるために除去される場合、アイリス金属は閉塞リング境界の外側のみが除去される。
【００６６】
したがって、一実施形態では、ＬＣ貯蔵部は（例えば、ＲＦアンテナ素子アレイよりも下の導波路を画定する円筒状境界の外側の）導波路（例えば、図１０の導波路）をインタスタンス化するための（アイリス金属除去に起因する）連続的なグランドプレーンの無いアレイ内のＲＦ非アクティブ区域内に構築される。換言すると、アイリス金属が除去されるＬＣ貯蔵部の一部はＲＦアンテナ素子を含むＲＦアクティブ区域の下の導波路に上にないアンテナ開口部の区域内にある。一実施形態では、これらの区域は閉塞リングの外側にある。別の実施形態では、この境界の内側の部分がアイリス金属を有する一方で境界の外側の部分が除去されたアイリス金属。
【００６７】
例えば図１１のＲＦ吸収体のような中心給電設計を有する別のアンテナ実装では、アンテナアレイの境界において閉塞構造の代わりに、ＲＦ吸収体が使用される。このようなケースでは、ＬＣ貯蔵部はアンテナ素子を含むアンテナアレイのアクティブ区域の外側の区域にある。
【００６８】
［アンテナの実施形態の例］
上記で説明されたＬＣ貯蔵部はフラットパネルアンテナを含むが、これに限定されないいくつかのアンテナの実施形態において使用され得る。このようなフラットパネルアンテナの実施形態が開示される。フラットパネルアンテナはアンテナ開口部上にアンテナ素子の一または二以上のアレイを含む。一実施形態では、アンテナ素子は液晶セルを備える。一実施形態では、フラットパネルアンテナは行（ｒｏｗ）および列（ｃｏｌｕｍｎ）に配置されていないアンテナ素子の各々を一意的に対処および駆動するためのマトリクス駆動回路を含む円筒状給電アンテナである。一実施形態では、素子はリング内に配置される。
【００６９】
一実施形態では、アンテナ素子の一または二以上のアレイを有するアンテナ開口部は連結された複数のセグメントから成る。連結されると、セグメントの組合せはアンテナ素子の閉じられた同心状のリングを形成する。一実施形態では、同心リングはアンテナ給電部に関して同心である。
【００７０】
［アンテナシステムの例］
一実施形態では、フラットパネルアンテナはメタマテリアルアンテナシステムの一部である。通信衛星地球局のためのメタマテリアルアンテナシステムの実施形態が説明される。一実施形態では、アンテナシステムは商用衛星通信のためのＫａ帯周波数またはＫｕ帯周波数のいずれかを使用して動作するモバイルプラットフォーム（例えば、航空、海上、陸上等）上で動作する衛星地球局（ＥＳ）のコンポーネントまたはサブシステムである。アンテナシステムの実施形態はモバイルプラットフォーム上にない地球局（例えば、固定または移動可能な地球局）においても使用できることに留意されたい。
【００７１】
一実施形態では、アンテナシステムは別々のアンテナを通じて送信および受信ビームを形成およびステアリングするための表面散乱メタマテリアル技術を使用する。一実施形態では、ビームを電気的に形成およびステアリングするためにデジタル信号処理を用いる（フェーズドアレイアンテナのような）アンテナシステムとは対照的にアンテナシステムはアナログシステムである。
【００７２】
一実施形態では、アンテナシステムは三つの機能的なサブシステムから成る。（１）円筒波給電アーキテクチャから成る導波構造、（２）アンテナ素子の一部である波動散乱メタマテリアルユニットセルのアレイ、および（３）フォトグラフィック原理を使用してメタマテリアル散乱素子から調整可能な放射フィールド（ビーム）の形成を命令するための制御構造。
【００７３】
［アンテナ素子］
図７Ａは円筒状空給電ホログラフィック放射開口アンテナの一実施形態の概略図である。図７Ａを参照すると、アンテナ開口部は円筒状給電アンテナの入力給電６５２の周りに同心円状に配置されたアンテナ素子６５３の一または二以上のアレイ６５１を有する。一実施形態では、アンテナ素子はＲＦエネルギーを放射する無線周波数（ＲＦ）共振器である。一実施形態では、アンテナ素子６５３はアンテナ開口部の表面全体に交互に配置されおよび分配されるＲｘおよびＴｘアイリスの両方を備える。このようなアンテナ素子の例は以下でさらに詳細に説明される。本明細書に記載のＲＦ共振器は円筒状給電を含まないアンテナ内で使用され得ることに留意されたい。
【００７４】
一実施形態では、アンテナは入力給電部６５２を介して給電される円筒波を提供するために使用される同軸給電を含む。一実施形態では、円筒波給電アーキテクチャは給電点から円筒状の方法で外側へ拡散する励起を有する中心点からアンテナに給電する。すなわち、円筒状給電アンテナは外側へ向かって進行する同心状の給電波を作成する。たとえそうであっても、円筒状給電の周りの円筒状給電アンテナの形状は円形、正方形または任意の形状とすることができる。別の実施形態では、円筒状給電アンテナは内側に進行する給電波を作成する。このようなケースでは、給電波は円形構造から最も自然に生じる。
【００７５】
一実施形態では、アンテナ素子６５３はアイリスを備え、図７Ａの開口アンテナはチューナブル液晶（ＬＣ）材料を通じてアイリスを放射するための円筒状給電波からの励起を使用することより形作られるメインビームを生成するために使用される。一実施形態では、アンテナは所望のスキャン角度で水平または垂直に偏波された電場を放射するために励起することができる。
【００７６】
一実施形態では、アンテナ素子はパッチアンテナの群を備える。パッチアンテナのこの群は散乱メタマテリアル素子のアレイを備える。一実施形態では、アンテナシステム内の各散乱素子は上側導体にエッチングされるかまたはそこに堆積される相補型電気誘導性−容量性共振器（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ−ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）（「相補型電気ＬＣ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ＬＣ）」または「ＣＥＬＣ」）を埋め込む下側導体、誘電体基板および上側導体から成るユニットセルの一部である。当業者においては理解されるように、ＣＥＬＣの文脈におけるＬＣは液晶とは対照的に、インダクタンス−キャパシタンスを指す。
【００７７】
一実施形態では、液晶（ＬＣ）は散乱素子の周りのギャップ内に配置される。このＬＣは上記で説明された直接駆動実施形態により駆動される。一実施形態では、液晶は各ユニットセル内に封入され、そのパッチに関連付けられた上側導体からスロットに関連付けられた下側導体を隔てる。液晶は液晶を備える分子の向きの関数である誘電率を有し、分子の向き（したがって誘電率）は液晶にかかるバイアス電圧を調整することにより制御されることができる。この特性を使用すると、一実施形態では、液晶は誘導波からＣＥＬＣへのエネルギーの伝送のためのオン／オフスイッチを統合する。スイッチがオンにされると、ＣＥＬＣは電気的に小さなダイポールアンテナのような電磁波を放出する。本明細書の教示はエネルギー伝送に関してバイナリ方式で動作する液晶を有することに限定されないことに留意されたい。
【００７８】
一実施形態では、このアンテナシステムの給電ジオメトリはアンテナ素子が波動給電部内の波動ベクトルに対して四十五度（４５°）の角度で位置付けられることを可能にする。他のポジション（例えば、４０°の角度）が使用され得ることに留意されたい。素子のこのポジションはその素子により受信された、またはそこから送信／放射された自由空間波の制御を可能にする。一実施形態では、アンテナ素子はアンテナの動作周波数の自由空間波長よりも短い素子間間隔（ｉｎｔｅｒ−ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｐａｃｉｎｇ）を用いて配置される。例えば、波長ごとに４つの散乱素子がある場合、３０ＧＨｚ送信アンテナ内の素子はおよそ２．５ｍｍ（すなわち、３０ＧＨｚの自由空間波長である１０ｍｍの１／４）である。
【００７９】
一実施形態では、素子の二つの組は同じチューニング状態に制御される場合、互いに垂直に交わり、実質的に等しい振幅励起を有する。それらを給電波励起に対して＋／−４５度回転させることですぐに両方の所望の特徴を達成する。回転させて一方を０度、他方を９０度に設定すると垂直に交わるという目的を達成するが、等しい振幅励起という目的は達成しない。０度および９０度は二つの側面から単一構造内のアンテナ素子のアレイに給電する時に孤立を達成するために使用され得ることに留意されたい。
【００８０】
各ユニットセルから放射された電力量はコントローラを使用してパッチに電圧（ＬＣチャネルにかかる電位）を印加することにより制御される。各パッチに対する配線はパッチアンテナに電圧を供給するために使用される。電圧はキャパシタンス、したがってビーム形成を実現するための個々の素子の共振周波数をチューニングまたはデチューニングするために使用される。必要な電圧は使用される液晶混合物に依存する。液晶混合物の電圧チューニング特性は主に液晶が電圧による影響を受け始める閾値電圧および飽和電圧により説明され、これを超えると電圧の増加により液晶における主要なチューニングは生じない。これらの二つの特性パラメータは異なる液晶混合物に対して変化させることができる。
【００８１】
一実施形態では、上記で論じられたように、マトリクス駆動が各セルに対して別々の接続を有することなく全ての他のセルとは別々に各セルを駆動する（直接駆動する）ために、パッチに電圧を印加するために使用される。素子は高密度であるため、マトリクス駆動は各セルに個々に対処するために効果的な方法である。
【００８２】
一実施形態では、アンテナシステムに対する制御構造は２つのメインコンポーネントを有する。アンテナアレイコントローラが波動散乱構造の下にあり、これはアンテナシステムに対する駆動電子機器を含み、一方、マトリクス駆動スイッチングアレイは放射とインタフェースをとらないような方法で放射ＲＦアレイの至るところに散在する。一実施形態では、アンテナシステムに対する駆動電子機器はその素子に対するＡＣバイアス信号の振幅またはデューティーサイクルを調整することにより各散乱素子に対するバイアス電圧を調整する、商用テレビジョン家電において使用される商用オフザシェルフＬＣＤ制御を備える。
【００８３】
一実施形態では、アンテナアレイコントローラはソフトウェアを実行するマイクロプロセッサも含む。制御構造はプロセッサに位置および向き情報を提供するためにセンサ（例えば、ＧＰＳ受信機、３軸コンパス、３軸加速度計、３軸ジャイロ、３軸磁力計等）も組み込み得る。位置および向き情報は地球局内の他のシステムによりプロセッサに提供されてもよく、および／またはアンテナシステムの一部でなくてもよい。
【００８４】
より具体的には、アンテナアレイコントローラはどの素子をオフしてどの素子をオンするか、どの位相でするか、動作周波数での振幅レベルを制御する。素子は電圧の印加により周波数動作に対して選択的にデチューニングされる。
【００８５】
伝送のために、コントローラは変調または制御パターンを作成するためにＲＦパッチに対して電圧信号のアレイを供給する。制御パターンは素子が異なる状態にされることを引き起こす。一実施形態では、矩形波（すなわち、正弦曲線グレーシェード変調パターン）とは対照的に、多状態制御は正弦波制御パターンをさらに近似して、様々な素子が様々なレベルにオンおよびオフされるのに使用される。一実施形態では、いくつかの素子が放射しいくつかがしないというよりも、いくつかの素子が他よりも強く放射する。可変的な放射が固有の電圧レベルを印加することにより達成され、これは変わる量に対して液晶誘電率を調整し、それにより可変的に素子をデチューニングし、いくつかの素子が他よりも多く放射することを引き起こす。
【００８６】
素子のメタマテリアルアレイによる集束ビームの生成は建設的および相殺的なインタフェースの現象により説明することができる。個々の電磁波はそれらが自由空間内で交わる時にそれらが同じ位相を有していれば重ね合わせ（建設的干渉）、それらが自由空間で直面した時にそれらが逆位相であれば互いに打ち消し合う（相殺的干渉）。スロットアンテナ内のスロットが位置付けられて各連続するスロットは誘導波の励起点から異なる距離に位置付けられる場合、その素子からの散乱波は前のスロットの散乱波とは異なる位相を有することになる。スロットが誘導波の４分の１の間隔を空けられている場合、各スロットは前のスロットから４分の１位相遅延した波動を散乱させる。
【００８７】
アレイを使用して、生み出すことのできる建設的および相殺的なインタフェースのパターンの数は、ビームが、ホログラフィの原理を使用して、アンテナアレイのボアサイトからプラスまたはマイナス九十度（９０°）の任意の方向に理論上は向けることができるように、増加させることができる。したがって、どのメタマテリアルユニットセルがオンまたはオフされるかを制御することにより（すなわち、どのセルがオンされどのセルがオフされるかのパターンを変えることにより）、建設的および相殺的なインタフェースの異なるパターンが生み出すことができ、アンテナはメインビームの方向を変えることができる。ユニットセルをオンまたはオフするために必要な時間はビームが一つの位置から別の位置にスイッチされることのできる速度を決定付ける。
【００８８】
一実施形態では、アンテナシステムはアップリンクアンテナに対する一つのステアリング可能なビームおよびダウンリンクアンテナに対する一つのステアリング可能なビームを生み出す。一実施形態では、アンテナシステムはビームを受信し、衛星からの信号をデコードし、衛星に向けられる送信ビームを形成するためのメタマテリアル技術を使用する。一実施形態では、ビームを電気的に形成およびステアリングするためにデジタル信号処理を用いる（フェーズドアレイアンテナのような）アンテナシステムとは対照的に、アンテナシステムはアナログシステムである。
一実施形態では、アンテナシステムは特に従来の衛星放送受信機と比較した場合、平面かつ比較的低いプロファイルの「表面」アンテナ（”ｓｕｒｆａｃｅ” ａｎｔｅｎｎａ）とみなされる。
【００８９】
図７Ｂはグランドプレーンおよび再構成可能共振器層を含むアンテナ素子の一つの列の斜視図を例示している。再構成可能共振器層１２３０はチューナブルスロット１２１０のアレイを含む。チューナブルスロット１２１０のアレイは所望の方向をアンテナが向くように構成することができる。チューナブルスロットの各々は液晶にかかる電圧を変えることによりチューニング／調整されることができる。
【００９０】
制御モジュール１２８０は図８Ａの液晶にかかる電圧を変えることによりチューナブルスロット１２１０のアレイを変調するために再構成可能共振器層１２３０に結合される。制御モジュール１２８０はフィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）、マイクロプロセッサ、コントローラ、システムオンチップ（ＳｏＣ）、または他の処理論理部を含み得る。一実施形態では、制御モジュール１２８０はチューナブルスロット１２１０のアレイを駆動するために論理回路（例えば、マルチプレクサ）を含む。一実施形態では、制御モジュール１２８０はチューナブルスロット１２１０のアレイ上で駆動されるホログラフィック回折パターンに対する仕様を含むデータを受信する。ホログラフィック回折パターンは、ホログラフィック回折パターンが通信に対する適切な方向にダウンリンクビーム（およびアンテナシステムが送信を実行する場合はアップリンクビーム）をステアリングするように、アンテナと衛星との間の空間的な関係に応答して生成され得る。各図には描かれていないが、制御モジュール１２８０と同様の制御モジュールは本開示の図で説明されるチューナブルスロットの各アレイを駆動し得る。
【００９１】
無線周波数（「ＲＦ」）ホログラフィはＲＦ基準ビームがＲＦホログラフィック回折パターンに遭遇する時に所望のＲＦビームが生成されることのできる類似の技術を使用することも可能である。衛星通信のケースでは、給電波１２０５（いくつかの実施形態ではおよそ２０ＧＨｚ）のように、基準ビームは給電波の形態である。（送信または受信の目的のために）給電波を放射されたビームに送信するため、インタフェースパターンは所望のＲＦビーム（オブジェクトビーム）と給電波（基準ビーム）との間で計算される。インタフェースパターンは給電波が（所望の形状および方向を有する）所望のＲＦビームに「ステアリングされる（ｓｔｅｅｒｅｄ）」ように回折パターンとしてチューナブルスロット１２１０のアレイ上で駆動される。換言すると、ホログラフィック回折パターンに遭遇している給電波はオブジェクトビームを「再構築」し、これは通信システムの設計要件に従って形成される。ホログラフィック回折パターンは各素子の励起を含み、ｗinを導波路内の波動方程式、ｗoutを外向き波の波動方程式として、ｗhologram＝ｗin*ｗoutにより計算される。
【００９２】
図８Ａはチューナブル共振器／スロット１２１０の一実施形態を例示している。チューナブルスロット１２１０はアイリス／スロット１２１２、放射パッチ１２１１、およびアイリス１２１２とパッチ１２１１との間に配置された液晶１２１３を含む。一実施形態では、放射パッチ１２１１はアイリス１２１２と同じ場所に配置される。
【００９３】
図８Ｂは物理的なアンテナ開口部の一実施形態の断面図を例示している。アンテナ開口部はグランドプレーン１２４５、およびアイリス層１２３３内の金属層１２３６を含み、アイリス層１２３３は再構成可能共振器層１２３０内に含まれる。一実施形態では、図８Ｂのアンテナ開口部は複数の図８Ａのチューナブル共振器／スロット１２１０を含む。アイリス／スロット１２１２は金属層１２３６の穴により画定される。図８Ａの給電波１２０５のような給電波は衛星通信チャネルと互換性のあるマイクロ波周波数を有し得る。給電波はグランドプレーン１２４５と共振器層１２３０との間を伝搬する。
【００９４】
再構成可能共振器層１２３０はガスケット層１２３２およびパッチ層１２３１も含む。ガスケット層１２３２はパッチ層１２３１とアイリス層１２３３との間に配置される。一実施形態では、スペーサはガスケット層１２３２を置換できることに留意されたい。一実施形態では、アイリス層１２３３は金属層１２３６として銅層を含むプリント回路基板（「ＰＣＢ」）である。一実施形態では、アイリス層１２３３はガラスである。アイリス層１２３３は他のタイプの基板でもよい。
【００９５】
穴はスロット１２１２を形成するために銅層内でエッチングされ得る。一実施形態では、アイリス層１２３３は導電性接合層により図８Ｂの別の構造（例えば、導波路）に導電的に結合される。ある実施形態ではアイリス層は導電性接合層により導電的に結合されず、代わりに非導電性接合層とインタフェースをとることに留意されたい。
【００９６】
パッチ層１２３１は放射パッチ１２１１として金属を含むＰＣＢであってもよい。一実施形態では、ガスケット層１２３２は金属層１２３６とパッチ１２１１との間の寸法を画定するための機械的なスタンドオフを提供するスペーサ１２３９を含む。一実施形態では、スペーサは７５ミクロンであるが、他のサイズが使用されてもよい（例えば、３−２００ｍｍ）。上述のように、一実施形態では、チューナブル共振器／スロット１２１０が図８Ａのパッチ１２１１、液晶１２１３、およびアイリス１２１２を含むように、図８Ｂのアンテナ開口部は複数のチューナブル共振器／スロットを含む。液晶１２１３のためのチャンバはスペーサ１２３９、アイリス層１２３３および金属層１２３６により画定される。チャンバが液晶で満たされると、パッチ層１２３１は共振器層１２３０内の液晶を封止するためにスペーサ１２３９上にラミネートされることができる。
【００９７】
パッチ層１２３１とアイリス層１２３３との間の電圧はパッチとスロット（例えば、チューナブル共振器／スロット１２１０）との間のギャップ内の液晶をチューニングするために変調することができる。液晶１２１３にかかる電圧を調整することによりスロット（例えば、チューナブル共振器／スロット１２１０）のキャパシタンスが変化する。したがって、スロット（例えば、チューナブル共振器／スロット１２１０）のリアクタンスはキャパシタンスを変えることにより変えることができる。スロット１２１０の共振周波数はまた式「ｆ＝１／（２π√ＬＣ）」に従って変わり、ここで、ｆはスロット１２１０の共振周波数、ＬおよびＣはそれぞれスロット１２１０のインダクタンスおよびキャパシタンスである。スロット１２１０の共振周波数は導波路を通じて伝搬する給電波１２０５から放射されるエネルギーに影響を及ぼす。一例として、給電波１２０５が２０ＧＨｚである場合、（キャパシタンスを変えることにより）１７ＧＨｚに調整することができ、スロット１２１０の共振周波数はスロット１２１０が給電波１２０５からのエネルギーを実質的に結合しない。または、スロット１２１０の共振周波数は２０ＧＨｚに調整することができ、スロット１２１０が給電波１２０５からのエネルギーを結合し、自由空間にそのエネルギーを放射する。所与の例は二値（完全に放射するかまたは全く放射しない）であるにもかかわらず、リアクタンスのフルグレイスケール制御、したがってスロット１２１０の共振周波数は多値の範囲にわたる電圧分散を用いて可能である。ゆえに、各スロット１２１０から放射されるエネルギーは良好に制御することができ、チューナブルスロットのアレイにより詳細なホログラフィック回折パターンを形成することができる。
【００９８】
一実施形態では、列になったチューナブルスロットは互いにλ／５だけ離隔されている。他の間隔が使用されてもよい。一実施形態では、列になった各チューナブルスロットは隣接する列の最も近いチューナブルスロットからλ／２だけ離隔され、したがって、異なる列で共通に向けられたチューナブルスロットはλ／４だけ離隔されるが、他の間隔も可能である（例えば、λ／５、λ／６．３）。別の実施形態では、列になった各チューナブルスロットは隣接する列の最も近いチューナブルスロットからλ／３だけ離隔される。
【００９９】
実施形態は２０１４年１１月２１日に出願された「Ｄｙｎａｍｉｃ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｒｏｍ ａ Ｓｔｅｅｒａｂｌｅ Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｙ Ｆｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ａｎｔｅｎｎａ」と題する米国特許出願第１４／５５０，１７８号および２０１５年１月３０日に出願された「Ｒｉｄｇｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｆｅｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ」と題する米国特許出願第１４／６１０，５０２で説明されるような、再構成可能メタマテリアル技術を使用する。
【０１００】
図９Ａ−図９Ｄはスロットアレイを作成するための異なる層の一実施形態を例示している。アンテナアレイは図７Ａに示される例示のリングのようなリング内に位置付けられるアンテナ素子を含む。この例示のアンテナアレイは二つの異なるタイプの周波数帯に対して使用される二つの異なるタイプのアンテナ素子を有する。
【０１０１】
図９Ａはスロットに対応する位置を有する第一のアイリスボード層の一部を例示している。図９Ａを参照すると、円はアイリス基板の底面側のメタライゼーション内のオープン区域／スロットであり、給電（給電波）のための素子のカップリングを制御するためのものである。この層は任意選択的な層であり、全ての設計において使用されるものではないことに留意されたい。図９Ｂはスロットを含む第二のアイリスボード層の一部を例示している。図９Ｃは第二のアイリスボード層の一部を覆うパッチを例示している。図９Ｄはスロットアレイの一部の上面図を例示している。
【０１０２】
図１０は円筒状給電アンテナ構造の一実施形態の側面図を例示している。アンテナは二層（ｄｏｕｂｌｅ ｌａｙｅｒ）給電構造（すなわち、二層の給電構造）を使用して内部への進行波を生み出す。一実施形態では、アンテナは円形の外形を含むが、必須ではない。すなわち非円形の内部に進行する構造を使用することができる。一実施形態では、図１０のアンテナ構造は例えば、２０１４年１１月２１日に出願された「Ｄｙｎａｍｉｃ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｒｏｍ ａ Ｓｔｅｅｒａｂｌｅ Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｙ Ｆｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ａｎｔｅｎｎａ」と題する米国特許公報第２０１５／０２３６４１２号で説明されるような、同軸給電を含む。
【０１０３】
図１０を参照すると、アンテナの下位の電位を励起するために同軸ピン１６０１が使用される。一実施形態では、同軸ピン１６０１は容易に利用可能な５０Ωの同軸ピンである。同軸ピン１６０１はアンテナ構造の底部に結合（例えば、ボルトで固定）され、アンテナ構造の底部は導電性グランドプレーン１６０２である。
【０１０４】
導電性グランドプレーン１６０２から隔てるものは中間導体（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）１６０３であり、中間導体１６０３は内部導体である。一実施形態では、導電性グランドプレーン１６０２および中間導体１６０３は互いに並行である。一実施形態では、グランドプレーン１６０２と中間導体１６０３との間の距離は０．１−０．１５インチである。別の実施形態では、この距離はλ／２であってもよく、ここでλは動作周波数における進行波の波長である。
【０１０５】
グランドプレーン１６０２はスペーサ１６０４を介して中間導体１６０３から隔てられている。一実施形態では、スペーサ１６０４は発泡体または空気のようなスペーサである。一実施形態では、スペーサ１６０４はプラスチックスペーサを備える。
【０１０６】
中間導体１６０３の上面に誘電体層１６０５がある。一実施形態では、誘電体層１６０５はプラスチックである。誘電体層１６０５の目的は自由空間の速度に対して進行波を遅くすることである。一実施形態では、誘電体層１６０５は進行波を自由空間に対して３０％遅くする。一実施形態では、ビーム形成に好適な屈折のインデックスの範囲は１．２−１．８であり、自由空間は定義により１に等しい屈折のインデックスを有する。例えばプラスチックのような他の誘電体スペーサ材料がこの効果を達成するために使用され得る。プラスチックとは異なる材料はそれらが所望の波長を遅くする効果を達成する限り使用され得ることに留意されたい。あるいは、例えば機械的に、またはリソグラフィにより画定することのできる周期的なサブ波長金属構造のような分配された構造を有する材料が誘電体１６０５として使用され得る。
【０１０７】
ＲＦアレイ１６０６は誘電体１６０５の上面上にある。一実施形態では、中間導体１６０３とＲＦアレイ１６０６との間の距離は０．１−０．１５インチである。別の実施形態では、この距離はλeff／２であり、ここでλeffは設計周波数での媒体における有効波長である。
【０１０８】
アンテナは側面１６０７および１６０８を含む。側面１６０７および１６０８は同軸ピン１６０１から給電される進行波に反射を介して中間導体１６０３の下の区域（スペーサ層）から中間導体１６０３の上の区域（誘電体層）まで伝搬させるように傾いている。一実施形態では、側面１６０７および１６０８の角度は４５°の角度である。別の実施形態では、側面１６０７および１６０８は反射を達成するために連続的な半径と置換することができる。図１０は４５度の角度を有する傾けられた側面を示しているが、下位給電部から上位給電部への信号送信を達成する他の角度が使用されてもよい。すなわち、下側給電における有効波長が一般的に上側給電におけるものとは異なると仮定すると、下位から上位給電部への送信を補助するために理想的な４５°の角度からのいくつかのずれを使用することができる。例えば、別の実施形態では、４５°の角度は単一のステップで置換される。アンテナの一方の端部上のステップは誘電体層、中間導体、およびスペーサ層を一周する。同じ二つのステップがこれらの層の他方の端部にある。
【０１０９】
動作中、同軸ピン１６０１から給電波が給電されると、波動はグランドプレーン１６０２と中間導体１６０３との間の区域内の同軸ピン１６０１から外向きに同心状に進行する。同心状の外向き波は側面１６０７および１６０８により反射され、中間導体１６０３とＲＦアレイ１６０６との間の区域内を内向きに進行する。円形の外周の端部からの反射により波動は位相を維持する（すなわち、これが同位相反射である）。進行波は誘電体層１６０５により遅くなる。この時点で、進行波は所望の散乱を得るためにＲＦアレイ１６０６内の素子と相互作用および励起することを開始する。
【０１１０】
進行波を止めるために、終端部１６０９はアンテナの幾何学的な中心においてアンテナ内に含まれる。一実施形態では、終端部１６０９はピン終端部（例えば、５０Ωピン）を備える。別の実施形態では、終端部１６０９は未使用のエネルギーがアンテナの給電構造を通じて戻ってしまうのを妨げるために未使用のエネルギーを終了させるＲＦ吸収体を備える。これらはＲＦアレイ１６０９の上面で使用することができる。
【０１１１】
図１１は外向き波を有するアンテナシステムの別の実施形態を例示している。図１１を参照すると、二つのグランドプレーン１６１０および１６１１がグランドプレーン間に誘電体層１６１２（例えば、プラスチック層等）を有して実質的に互いに並行である。ＲＦ吸収体１６１９（例えば、抵抗器）は二つのグランドプレーン１６１０と１６１１とを結合する。同軸ピン１６１５（例えば、５０Ω）はアンテナに給電する。ＲＦアレイ１６１６は誘電体層１６１２およびグランドプレーン１６１１の上面上にある。
【０１１２】
動作中、給電波は同軸ピン１６１５を通じて給電され、外向きに同心状に進行し、ＲＦアレイ１６１６の素子と相互作用する。
【０１１３】
図１０および図１１のアンテナはいずれもアンテナのサービス角を改善する。プラスまたはマイナス四十五度の方位角（±４５°Ａｚ）およびプラスまたはマイナス二十五度の仰角（±２５°Ｅｌ）のサービス角の代わりに、一実施形態では、アンテナシステムは全方向におけるボアサイトから七十五度（７５°）のサービス角を有する。多数の個々の放射体から成る任意のビーム形成アンテナのように、全体のアンテナ利得は構成素子の利得に依存し、それ自体は角度に依存しない。共通の放射素子を使用する時、全体のアンテナ利得は典型的にビームがオフボアサイトを指すほど低下する。７５度のオフボアサイトでは、およそ６ｄＢの重大な利得悪化が予測される。
【０１１４】
円筒状給電を有するアンテナの実施形態は一または二以上の問題を解決する。これらはコーポレートディバイダネットワークを用いて給電されるアンテナと比較して給電構造を劇的に簡素化すること、したがって全体で必要なアンテナおよびアンテナ給電の体積を減少させること、粗制御を用いて高いビーム性能を維持することにより製造および制御誤差に対する感度を低下させること（単純な二値制御まで広げること）、円筒状に向けられた給電波がファーフィールドで空間的に多様なサイドローブをもたらすため、直線的な給電と比較してより有利なサイドローブパターンを与えること、および偏波器が必要でない一方、左側の円形、右側の円形、および線形偏波を可能にすることを含む、ダイナミックである偏波を可能にすることを含む。
【０１１５】
［波動散乱素子のアレイ］
図１０のＲＦアレイ１６０６および図１１のＲＦアレイ１６１６は放射体として振る舞うパッチアンテナ（すなわち、散乱体）の群を含む波動散乱サブシステムを含む。パッチアンテナの群は散乱メタマテリアル素子のアレイを備える。
【０１１６】
一実施形態では、アンテナシステム内の各散乱素子は上側導体内でエッチングされ、またはそこに堆積される相補型電気誘導性−容量性共振器（「相補型電気ＬＣ」または「ＣＥＬＣ」）を埋め込む下側導体、誘電体基板および上側導体から成るユニットセルの一部である。
【０１１７】
一実施形態では、液晶（ＬＣ）は散乱素子の周りのギャップ内に注入される。液晶は各ユニットセル内に封入され、スロットに関連付けられた下側導体をそのパッチに関連付けられた上側導体から離隔する。液晶は液晶を備える分子の向きの関数である誘電率を有し、分子の向き（したがって誘電率）は液晶にかかるバイアス電圧を調整することにより制御することができる。この特性を使用して、液晶は誘導波からＣＥＬＣへのエネルギーの伝送のためのオン／オフスイッチとして振る舞う。スイッチをオンにされると、ＣＥＬＣは電気的に小さなダイポールアンテナのような電磁波を放出する。
【０１１８】
ＬＣの厚さを制御することでビームスイッチング速度は上昇する。下側導体と上側導体との間のギャップ（液晶の厚さ）が五十パーセント（５０％）低下すると速度は４倍に上昇する。別の実施形態では、液晶の厚さはビームスイッチング速度がおよそ十四ミリ秒（１４ｍｓ）になる。一実施形態では、ＬＣは応答性を改善するために当該技術分野において周知の方法でドーピングされ、七ミリ秒（７ｍｓ）の要件を満たす。
【０１１９】
ＣＥＬＣ素子はＣＥＬＣ素子の平面に対して平行に、かつＣＥＬＣギャップ補完に対して垂直に印加される磁場に応答する。メタマテリアル散乱ユニットセル内の液晶に電圧が印加されると、誘導波の磁場成分はＣＥＬＣの磁力励起を導入し、次に、これは、誘導波と同じ周波数の電磁波を生み出す。
【０１２０】
単一のＣＥＬＣにより生成された電磁波の位相は誘導波のベクトル上のＣＥＬＣの位置により選択することができる。各セルはＣＥＬＣに平行な導波と同位相の波動を生成する。ＣＥＬＣが波長よりも小さいため、出力波はＣＥＬＣの下を通過する時に誘導波の位相と同じ位相を有する。
【０１２１】
一実施形態では、このアンテナシステムの円筒状給電ジオメトリによりＣＥＬＣ素子が波給電内の波動ベクトルに対して四十五度（４５°）の角度で位置付けられることが可能になる。この素子の位置により素子から生成されるかまたはそれにより受信される自由空間波の偏波の制御が可能になる。一実施形態では、ＣＥＬＣはアンテナの動作周波数の自由空間波長よりも短い素子間間隔で配置される。例えば、波長毎に４つの散乱素子がある場合、３０ＧＨｚ送信アンテナにおける素子はおよそ２．５ｍｍ（すなわち、３０ＧＨｚの自由空間波長である１０ｍｍの１／４）である。
【０１２２】
一実施形態では、ＣＥＬＣはパッチとスロットとの間に液晶を有するスロットにわたって同じ場所に配置されるパッチを含むパッチアンテナを用いて実装される。この点において、メタマテリアルアンテナはスロット（散乱）導波路のように振る舞う。スロット波ガイドを用いて、出力波の位相は誘導波との関連でスロットの場所に依存する。
【０１２３】
［セル配置］
一実施形態では、アンテナ素子は体系立てられたマトリクス駆動回路を可能にする方法で円筒状給電アンテナ開口部上に配置される。セルの配置はマトリクス駆動のためのトランジスタの配置を含む。図１２はアンテナ素子に関するマトリクス駆動回路の配置の一実施形態を例示している。図１２を参照すると、行コントローラ１７０１がそれぞれ行選択信号Ｒｏｗ１（行１）およびＲｏｗ２（行２）を介してトランジスタ１７１１および１７１２に結合され、列コントローラ１７０２が列選択信号Ｃｏｌｕｍｎ１（列１）を介してトランジスタ１７１１および１７１２に結合されている。トランジスタ１７１１はパッチへの接続１７３１を介してアンテナ素子１７２１にも結合され、一方トランジスタ１７１２はパッチへの接続１７３２を介してアンテナ素子１７２２に結合される。
【０１２４】
不規則な格子内に配置されたユニットセルを有する円筒状給電アンテナ上のマトリクス駆動回路を実現するための最初のアプローチにおいて、二つのステップが実行される。第一のステップにおいて、セルは同心円上に配置され、セルの各々はセルの傍らに配置され、各セルを別々に駆動するためのスイッチとして振る舞うトランジスタに接続される。第二のステップにおいて、マトリクス駆動回路はマトリクス駆動アプローチ要件として全てのトランジスタを固有のアドレスに接続するために構築される。マトリクス駆動回路が（ＬＣＤと同様の）行および列配線により構築されるがセルがリング上に配置されるため、固有のアドレスを各トランジスタに割り当てるためのシステマティックな方法が無い。このマッピング問題は全てのトランジスタをカバーするために非常に複雑な回路をもたらし、ルーティングを達成するために物理的な配線の数の重大な増加につながる。セルが高密度であるため、これらの配線はカップリング効果に起因してアンテナのＲＦ性能を妨害する。また、配線の複雑さおよび高いパッキング密度に起因して、配線のルーティングは商業的に利用可能なレイアウトツールにより達成することができない。
【０１２５】
一実施形態では、マトリクス駆動回路はセルおよびトランジスタが配置される前に予め定義される。これによりそれぞれ固有のアドレスを有する全てのセルを駆動するために必要な配線の最小数が保証される。この戦略は駆動回路の複雑さを減少させてルーティングを単純化し、これはアンテナのＲＦ性能を実質的に改善する。
【０１２６】
より具体的には、ひとつのアプローチでは、第一のステップにおいて、セルは各セルの固有のアドレスを記述する行および列から成る規則的な長方形の格子に配置される。第二のステップにおいて、第一のステップにおいて画定された行および列に対するそれらのアドレスおよび接続を維持しながら、セルは同心円にグループ化および変形される。この変形の目的は、リング上にセルを置くことだけでなくセルとリング間の距離との間の距離を開口部全体に対して一定に維持することである。この目的を達成するために、セルをグループ化するためのいくつかの方法がある。
【０１２７】
一実施形態では、ＴＦＴパッケージがマトリクス駆動における配置および固有のアドレス指定を可能にするために使用される。図１３はＴＦＴパッケージの一実施形態を例示している。図１３を参照すると、ＴＦＴおよびホールドキャパシタ１８０３が入力および出力ポートと共に示されている。行および列を使用してＴＦＴを一緒に接続するための配線１８０１に接続された二つの入力ポートおよび配線１８０２に接続された二つの出力ポートがある。一実施形態では、行および列配線は行配線と列配線との間のカップリングを減少、および潜在的に最小化するために９０°の角度で交差する。
【０１２８】
［フルデュプレックス通信システムの一例］
別の実施形態では、組み合わせられたアンテナ開口部がフルデュプレックス通信システムにおいて使用される。図１４は同時送受信経路を有する通信システムの別の実施形態のブロック図である。一つの送信経路と一つの受信経路のみが示されているが、通信システムは一よりも多くの送信経路および／または一よりも多くの受信経路を含み得る。
【０１２９】
図１４を参照すると、アンテナ１４０１は上述のように異なる周波数で同時に送受信するために独立に動作可能な二つの空間的に交互に配置されたアンテナアレイを含む。一実施形態では、アンテナ１４０１はダイプレクサ１４４５に結合される。カップリングは一または二以上の給電ネットワークによるものでもよい。一実施形態では、放射給電アンテナのケースでは、ダイプレクサ１４４５は二つの信号を組合せ、アンテナ１４０１とダイプレクサ１４４５との間の接続は両方の周波数を搬送することのできる単一のブロードバンド給電ネットワークである。
【０１３０】
ダイプレクサ１４４５は低ノイズブロックダウンコンバータ（ＬＮＢ）１４２７に結合され、ＬＮＢ１４２７は当該技術分野において周知の方法でノイズフィルタリング機能およびダウンコンバージョンおよび増幅機能を実行する。一実施形態では、ＬＮＢ１４２７は屋外ユニット（ＯＤＵ）である。別の実施形態では、ＬＮＢ１４２７はアンテナ開口部に統合される。ＬＮＢ１４２７はモデム１４６０に結合され、モデム１４６０はコンピューティングシステム１４４０（例えば、コンピュータシステム、モデム等）に結合される。
【０１３１】
モデム１４６０はアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１４２２を含み、ＡＤＣ１４４２はダイプレクサ１４４５からの受信した信号出力をデジタル形式に変換するために、ＬＮＢ１４２７に結合される。ひとたびデジタル形式に変換されると、信号は受信した波動上のエンコードされたデータを取得するために復調器１４２３により復調され、デコーダ１４２４によりデコードされる。デコードされたデータは次にコントローラ１４２５に送信され、コントローラ１４２５はそれをコンピューティングシステム１４４０に送信する。
【０１３２】
モデム１４６０はコンピューティングシステム１４４０から送信されるデータをエンコードするエンコーダ１４３０も含む。エンコードされたデータは変調器１４３１により変調され、次にデジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）１４３２によりアナログに変換される。アナログ信号は次にＢＵＣ（アップコンバートおよびハイパス増幅器（ｕｐ−ｃｏｎｖｅｒｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｐａｓｓ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ））１４３３によりフィルタリングされ、ダイプレクサ１４４５の一つのポートに供給される。一実施形態では、ＢＵＣ１４３３は室外ユニット（ＯＤＵ）内にある。
【０１３３】
当該技術分野において周知の方法で動作するダイプレクサ１４４５は伝送のために伝送信号をアンテナ１４０１に供給する。
【０１３４】
コントローラ１４５０は物理的な開口部に組み合わせられた信号上のアンテナ素子の二つのアレイを含むアンテナ１４０１を制御する。
【０１３５】
通信システムは上述のコンバイナ／アービタを含むために修正される。このようなケースでは、コンバイナ／アービタはモデムの後であるがＢＵＣおよびＬＮＢの前である。
【０１３６】
図１４に示されるフルデュプレックス通信システムはインターネット通信、車両通信（ソフトウェア更新を含む）等を含むが、これらに限定されない、いくつかのアプリケーションを有する。
【０１３７】
本明細書に記載の実施形態のいくつかの例がある。
【０１３８】
例１は、アンテナであって、導波路、その間に液晶（ＬＣ）を備える第一の基板および第二の基板の一部を使用して形成される複数の放射無線周波数（ＲＦ）アンテナ素子であって、第一の基板および第二の基板の一部が接着される放射ＲＦアンテナ素子を有するアンテナ素子アレイ、および第一の基板と第二の基板との間、かつ導波路をインスタンス化するグランドプレーンを備えないアンテナ素子アレイの外側のＲＦ非アクティブ区域であって外周にある構造であって、ＬＣ膨張に起因してＲＦアンテナ素子を形成する第一の基板と第二の基板との間の区域からＬＣを集め、ＬＣ収縮に起因してＲＦアンテナ素子を形成する第一の基板と第二の基板との間の区域にＬＣを供給するように動作可能であり、第一の基板と第二の基板との間に複数のサポートスペーサを有する構造を備えるアンテナである。
【０１３９】
例２は、ＬＣ膨張およびＬＣ収縮のうち一つまたは両方が一または二以上の環境変化に起因することを任意選択的に含み得る、例１のアンテナである。
【０１４０】
例３は、一または二以上の環境変化は圧力または温度の変化を含むことを任意選択的に含み得る、例２のアンテナである。
【０１４１】
例４は、第一の基板および第二の基板の一部はアンテナ素子アレイ内の一または二以上のアンテナ素子の側面の接着剤を使用して接着されることを任意選択的に含み得る、例１のアンテナである。
【０１４２】
例５は、第二の基板は第二の基板の一部の内部にＲＦアンテナ素子のパッチのためのパッチ金属を含み、構造にパッチ金属を含まないことを任意選択的に含み得る、例１のアンテナである。
【０１４３】
例６は、第一の基板は第一の基板の一部の内部にＲＦアンテナ素子のアイリスのためのアイリス金属を含み、構造にアイリス金属を含まないことを任意選択的に含み得る、例１のアンテナである。
【０１４４】
例７は、ＲＦアンテナ素子の区域の外側の第一の基板の剛性は区域内よりも小さいことを任意選択的に含み得る、例１のアンテナである。
【０１４５】
例８は、複数のサポートスペーサのスペーサは少なくとも所定の距離を離隔され、第一の基板は所定の圧力において変形可能であることを任意選択的に含み得る、例７のアンテナである。
【０１４６】
例９は、一または二以上のスペーサはＲＦアンテナ素子の区域内のスペーサのばね定数と異なるばね定数を有することを任意選択的に含み得る、例８のアンテナである。
【０１４７】
例１０は、複数のスペーサの密度はＲＦアンテナ素子の区域内のスペーサのスペーサ密度よりも小さいことを任意選択的に含み得る、例８のアンテナである。
【０１４８】
例１１は、ＲＦアンテナ素子の外側の区域内のスペーサはＲＦアンテナ素子の区域内のスペーサよりも短いことを任意選択的に含み得る、例１１のアンテナである。
【０１４９】
例１２は、構造は圧縮可能な媒体を含むことを任意選択的に含み得る、例１のアンテナである。
【０１５０】
例１３は、構造はＲＦ素子の区域内のＬＣと一定の液圧で接触することを任意選択的に含み得る、例１のアンテナである。
【０１５１】
例１４は、構造は第一の基板と第二の基板との間かつアンテナ素子アレイの外周において閉塞リングの外側にあることを任意選択的に含み得る、例１のアンテナである。
【０１５２】
例１５は、構造は第一の基板と第二の基板との間、かつアンテナ素子アレイの外周においてＲＦ吸収体の外側にあることを任意選択的に含み得る、例１のアンテナである。
【０１５３】
例１６は、給電部から円筒状に伝搬する給電波を入力するためのアンテナ給電部、複数のスロット、および複数のパッチであって、パッチの各々はＬＣを使用し、パッチ／スロット対を形成する複数のスロット内のスロットと同じ場所に配置され、かつそれから離隔され、パッチ／スロット対は制御パターンにより指定される対のパッチに電圧を印加することにより制御される、複数のパッチをさらに含むことを任意選択的に含み得る、例１のアンテナである。
【０１５４】
例１７は、ホログラフィックビームステアリングにおいて使用するための周波数帯のためのビームを形成するために制御され、共に動作可能な表面散乱メタマテリアルアンテナ素子であることを任意選択的に含み得る、例１６のアンテナである。
【０１５５】
例１８は、アンテナであって、導波路、導波路に結合され、その間に液晶（ＬＣ）を備える第一の基板および第二の基板の一部を使用して形成される複数の放射無線周波数（ＲＦ）アンテナ素子を有する、アンテナ素子アレイ、および導波路をインスタンス化するグランドプレーンを備えないアンテナ素子アレイの外側のＲＦ非アクティブ区域であって外周にあるＬＣ貯蔵部であって、少なくとも一つの環境変化に起因するＬＣ膨張に起因してＲＦアンテナ素子を形成する第一の基板と第二の基板との間からＬＣを集め、少なくとも一つの環境変化に起因して生じるＬＣ収縮に起因してＲＦアンテナ素子を形成する第一の基板と第二の基板との間にＬＣを供給するように動作可能であり、ＬＣ膨張およびＬＣ収縮の間にＬＣ貯蔵部が異なるサイズであることが可能になるように変形可能である少なくとも一つの基板との間にサポートスペーサを有する一対の基板を有する、ＬＣ貯蔵部を備えるアンテナである。
【０１５６】
例１９は、一対の基板はＲＦアンテナ素子まで延在し、ＲＦアンテナアレイの区域の外側の基板のうち一方の剛性はＬＣ貯蔵部内よりも小さく、さらに複数のサポートスペーサのスペーサは少なくとも所定の距離を離隔され、第一の基板は所定の圧力において変形可能であることを任意選択的に含み得る、例１８のアンテナである。
【０１５７】
例２０は、ＲＦアンテナ素子まで延在している第一の基板および第二の基板の一部は接着剤を使用して接着されることを任意選択的に含み得る、例１８のアンテナである。
【０１５８】
例２１は、ＬＣ膨張およびＬＣ収縮は温度変化に起因することを任意選択的に含み得る、例１８のアンテナである。
【０１５９】
例２２は、一対の基板のうち一方はＲＦアンテナアレイ内のＲＦアンテナ素子のパッチのためのパッチ金属を含んでＬＣ貯蔵部にパッチ金属を含まず、さらに一対の基板のうち他方の基板はＲＦアンテナアレイ内のＲＦアンテナ素子のアイリスのためのアイリス金属を含んでＬＣ貯蔵部にアイリス金属を含まないことを任意選択的に含み得る、例１８のアンテナである。
【０１６０】
上記で詳細に説明されたうちのいくつかの部分はコンピュータメモリ内部のデータビット上の動作のアルゴリズムおよび記号的な表現の点から表される。これらのアルゴリズム的な記述および表現はデータ処理分野の当業者により使用される当該技術分野の他の当業者に彼らの仕事の内容を最も効果的に伝えるための手段である。アルゴリズムは本明細書で、および一般に、所望の結果に導くステップの首尾一貫したシーケンスであると考えられる。ステップはこれらの要求する物理量の物理的な操作である。通常、しかし必須ではなく、これらの量は格納、送信、結合、比較および他には操作されることのできる電子または磁気信号の形態をとる。主に共通使用の目的のために、これらの信号をビット、値、要素、記号、文字、語、数字等と呼ぶことが時には便利であることが証明されている。
【０１６１】
しかしながら、これらおよび同様の語の全ては適切な物理量に関連付けられ、単にこれらの量に適用される便利なラベルであることを考慮されるべきである。特に断りのない限りそうでなければ以下の説明から明らかにならない限り、説明を通して、「処理すること（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」または「算出すること（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」または「計算すること（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」または「決定すること（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」または「表示すること（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ）」のような語を活用する議論は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内部の物理（電子）量として表されるデータをコンピュータシステムメモリまたはレジスタまたは他のこのような情報を格納、伝送または表示するデバイス内部の物理量として同様に表される他のデータに操作および変形するコンピュータシステム、または同様の電子コンピューティングデバイスのアクションおよび処理を指すことを理解されたい。
【０１６２】
本発明は本明細書の動作を実行するための装置にも関する。この装置は要求される目的に対して特別に構築されてもよく、またはコンピュータ内に格納されるコンピュータプログラムにより選択的に起動または再構成される汎用コンピュータを備えてもよい。このようなコンピュータプログラムはフロッピーディスク（登録商標）、光学ディスク、ＣＤ−ＲＯＭを含む任意のタイプのディスクおよび磁気光学ディスク、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気または光学カード、または電子命令を格納するのに好適で、かつ各々がコンピュータシステムバスに結合される任意のタイプの媒体のような、しかしこれらに限定されない、コンピュータ可読ストレージ媒体に格納され得る。
【０１６３】
本明細書で示されるアルゴリズムおよび表示は任意の特定のコンピュータまたは他の装置に本質的に関連しない。様々な汎用システムが本明細書の教示に従ってプログラムと共に使用されてもよく、または要求される方法ステップを実行するためのより専門化された装置を構築するために便利であることが証明され得る。様々なこれらのシステムのために要求される構造は以下の説明から明らかである。加えて、本発明は任意の特定のプログラミング言語に関して説明されていない。様々なプログラミング言語が本明細書に記載のように本発明の教示を実装するために使用され得ることを理解されたい。
【０１６４】
機械可読媒体は機械（例えば、コンピュータ）により読取り可能な形態で情報を格納または伝送するための任意のメカニズムを含む。例えば、機械可読媒体は読取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスクストレージ媒体、光学ストレージ媒体、フラッシュメモリデバイス等を含む。
【０１６５】
本発明の多くの代替および修正が上述の説明を読んだ後には当業者に疑いなく明らかになるのに対し、例示の目的で示され、説明される任意の特定の実施形態は限定するものとみなされることは全く意図していないことを理解されたい。したがって、様々な実施形態の詳細への言及は本発明に不可欠であるとみなされるこれらの特徴のみを列挙するそれ自身における特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
【図１Ａ−Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
2020529161.tif 000024
【図１２】
2020529161.tif 000025
【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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