(57)【要約】  高調波のビームフォーミングに関連する装置及び方法がここに与えられる。所定の実装例において、無線ネットワークにおいて動作する通信デバイスが与えられる。通信デバイスは、無線波に応答して複数の受信信号を生成する複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイと、当該複数のアンテナ素子に動作可能に関連付けられて受信ビームのビームフォーミングを与えるように当該複数の受信信号をコンディショニングする複数の信号コンディショニング回路と、当該受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの一つの方向に基づいて当該受信ビームのビーム操舵を与えるように当該複数の信号コンディショニング回路を制御するビーム制御回路とを含む。
2020505808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラーネットワークにおいて使用される無線周波数システムであって、
無線波に応答して複数の受信信号を生成するべく構成された複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイであって、前記複数のアンテナ素子は前記複数の受信信号の対応する一つを生成するべく構成されるアンテナアレイと、
それぞれが複数のアンテナ素子の対応する一つに動作可能に関連付けられた複数の信号コンディショニング回路であって、前記複数の受信信号を処理することにより受信ビームを形成するべく構成された複数の信号コンディショニング回路と、
前記受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの一つの方向に基づいて受信ビームのビーム操舵を与えるように前記複数の信号コンディショニング回路を制御するべく構成されたビーム制御回路と
を含む、無線周波数システム。
【請求項２】
前記ビーム制御回路はさらに、一つ以上の高調波ローブの前記方向に基づいて前記受信ビームの基本ローブをデチューニングするべく構成される、請求項１の無線周波数システム。
【請求項３】
前記一つ以上の高調波ローブは、前記基本ローブと実質的に同じ方向を指し示して前記基本ローブよりも狭いビーム幅を有する高調波ローブを含む、請求項２の無線周波数システム。
【請求項４】
前記ビーム制御回路はさらに、前記基本ローブのビーム幅の内側であるが前記一つ以上の高調波ローブのビーム幅の外側で前記受信ビームを操舵するべく構成される、請求項３の無線周波数システム。
【請求項５】
前記ビーム制御回路は、前記受信ビームの角度を定期的に調整するべく動作可能である、請求項１の無線周波数システム。
【請求項６】
前記複数の信号コンディショニング回路の少なくとも一つは、高調波電力レベルを検出するべく構成された高調波電力検出器を含み、
前記ビーム制御回路はさらに、前記高調波電力レベルに基づいてビーム操舵を与えるべく構成される、請求項１の無線周波数システム。
【請求項７】
前記受信ビームの高調波電力レベルを検出するべく構成された高調波電力検出器をさらに含み、
前記ビーム制御回路はさらに、前記高調波電力レベルに基づいてビーム操舵を与えるべく構成される、請求項１の無線周波数システム。
【請求項８】
前記複数の信号コンディショニング回路はそれぞれが、前記ビーム制御回路により制御される可変位相シフタを含む、請求項１の無線周波数システム。
【請求項９】
前記複数アンテナ素子は、複数のパッチアンテナ素子、複数のダイポールアンテナ素子、複数のセラミック共振器、複数のスタンプ金属アンテナ、又は複数のレーザ直接構造化アンテナの少なくとも一つを含む、請求項１の無線周波数システム。
【請求項１０】
セルラーネットワークにおいて使用されるユーザ機器に実装されるモジュールであって、
積層材基板と、
前記積層材基板に形成されたアンテナアレイと、
前記積層材基板に取り付けられた半導体ダイと
を含み、
前記アンテナアレイは、無線波に応答して複数の受信信号を生成するべく構成された複数のアンテナ素子であって、それぞれが前記複数の受信信号の対応する一つを生成するべく構成された複数のアンテナ素子を含み、
前記半導体ダイは、それぞれが前記複数のアンテナ素子の対応する一つに動作可能に関連付けられた複数の信号コンディショニング回路を含み、
前記複数の信号コンディショニング回路は、前記複数の受信信号を処理することにより受信ビームを形成するべく構成され、
前記半導体ダイはさらに、前記受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの一つの方向に基づいて受信ビームのビーム操舵を与えるように前記複数の信号コンディショニング回路を制御するべく構成されたビーム制御回路を含む、モジュール。
【請求項１１】
前記ビーム制御回路はさらに、一つ以上の高調波ローブの前記方向に基づいて前記受信ビームの基本ローブをデチューニングするべく構成される、請求項１０のモジュール。
【請求項１２】
前記一つ以上の高調波ローブは、前記基本ローブと実質的に同じ方向を指し示して前記基本ローブよりも狭いビーム幅を有する高調波ローブを含む、請求項１１のモジュール。
【請求項１３】
前記ビーム制御回路はさらに、前記基本ローブのビーム幅の内側であるが前記一つ以上の高調波ローブのビーム幅の外側で前記受信ビームを操舵するべく構成される、請求項１２のモジュール。
【請求項１４】
前記ビーム制御回路は、前記受信ビームの角度を定期的に調整するべく動作可能である、請求項１０のモジュール。
【請求項１５】
前記複数の信号コンディショニング回路の少なくとも一つは、高調波電力レベルを検出するべく構成された高調波電力検出器を含み、
前記ビーム制御回路はさらに、前記高調波電力レベルに基づいてビーム操舵を与えるべく構成される、請求項１０のモジュール。
【請求項１６】
前記受信ビームの高調波電力レベルを検出するべく構成された高調波電力検出器をさらに含み、
前記ビーム制御回路はさらに、前記高調波電力レベルに基づいてビーム操舵を与えるべく構成される、請求項１０のモジュール。
【請求項１７】
前記複数の信号コンディショニング回路はそれぞれが、前記ビーム制御回路により制御される可変位相シフタを含む、請求項１０のモジュール。
【請求項１８】
無線周波数システムにおけるビーム制御の方法であって、
アンテナアレイの複数のアンテナ素子において複数の受信信号を受信することであって、前記複数の受信信号はそれぞれが、前記複数のアンテナ素子の対応する一つにより受信されることと、
それぞれが前記複数のアンテナ素子の対応する一つに動作可能に関連付けられた複数の信号コンディショニング回路を使用して前記複数の受信信号をコンディショニングすることと、
前記複数の信号コンディショニング回路を使用して前記複数の受信信号を処理することにより受信ビームを生成することと、
前記受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの一つの方向に基づいて選択された方向に前記受信ビームを操舵することと
を含む、方法。
【請求項１９】
前記一つ以上の高調波ローブの一つの方向に基づいて前記受信ビームの基本ローブをデチューニングすることをさらに含む、請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記基本ローブのビーム幅の内側であるが前記一つ以上の高調波ローブのそれぞれのビーム幅の外側で前記受信ビームを操舵することをさらに含む、請求項１９の方法。
【請求項２１】
放射遵守を目的とするセルラー通信アセンブリの高調波試験の方法であって、
対応するセルラー通信アセンブリのアンテナアレイを使用して、その製造後に信号ビームを送信することであって、前記信号ビームは、基本ローブ、及び一つ以上の高調波ローブを含むことと、
試験機器を使用して前記基本ローブの方向を検出することに基づいて前記信号ビームの一つ以上の試験箇所を決定することであって、前記一つ以上の試験箇所は、前記一つ以上の高調波ローブに関連付けられた箇所に対応することと、
前記試験機器を使用して前記一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを評価することと、
試験された箇所のそれぞれにおける前記高調波エミッションのレベルが予め定められたしきい値を下回ると決定された場合、前記対応するセルラー通信アセンブリがエミッション試験に適合すると立証することと
を含む、方法。
【請求項２２】
前記試験された箇所の一つ以上における前記高調波エミッションのレベルが、前記予め定められたしきい値を上回ると決定された場合、前記対応するセルラー通信アセンブリがエミッション試験に適合しないと立証される、請求項２１の方法。
【請求項２３】
前記一つ以上の高調波ローブから離れた位置における試験を省略することをさらに含む、請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記高調波試験は、スプリアスエミッション試験を含む、請求項２１の方法。
【請求項２５】
前記高調波試験は、前記対応するセルラー通信アセンブリからの第２高調波エミッションを検出することを含む、請求項２１の方法。
【請求項２６】
前記高調波試験は、前記対応するセルラー通信アセンブリからの第３高調波エミッションを検出することを含む、請求項２１の方法。
【請求項２７】
自動試験機器を使用することが実装された請求項２１の方法。
【請求項２８】
放射遵守を目的とするセルラー通信アセンブリの高調波試験のための自動試験機器であって、
セルラー通信アセンブリのアンテナアレイから送信された信号ビームを受信したことに応答して受信信号を生成するべく構成された一つ以上の測定アンテナであって、前記信号ビームは基本ローブ及び一つ以上の高調波ローブを含む一つ以上の測定アンテナと、
前記受信信号を分析して前記基本ローブの方向を検出するべく構成された信号アナライザと、
前記基本ローブの検出方向に基づいて前記信号ビームの一つ以上の試験箇所を決定するべく構成された試験箇所決定システムと
を含み、
前記一つ以上の試験箇所は、前記一つ以上の高調波ローブに関連付けられた箇所に対応し、
前記試験箇所決定システムはさらに、前記自動試験機器を制御して前記一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを評価するべく構成される、自動試験機器。
【請求項２９】
前記自動試験機器はさらに、前記一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを予め定められたしきい値と比較するべく構成される、請求項２８の自動試験機器。
【請求項３０】
前記セルラー通信アセンブリを動かすべく構成されたハンドラをさらに含む、請求項２８の自動試験機器。
【請求項３１】
前記セルラー通信アセンブリを受容するべく構成されたプラットフォームをさらに含み、
前記プラットフォームは、前記一つ以上の測定アンテナに対して移動可能又は回転可能の少なくとも一方となるように構成される、請求項２８の自動試験機器。
【請求項３２】
前記一つ以上の測定アンテナは、前記セルラー通信アセンブリに対して移動可能又は回転可能の少なくとも一方となるように実装される、請求項２８の自動試験機器。
【請求項３３】
前記試験箇所決定システムはさらに、前記一つ以上の高調波ローブから離れた位置における試験を省略するべく構成される、請求項２８の自動試験機器。
【請求項３４】
自動試験機器を使用したセルラー通信アセンブリの高調波試験の方法であって、
セルラー通信アセンブリのアンテナアレイから信号ビームを受信したことに応答して前記自動試験機器の一つ以上の測定アンテナを使用して受信信号を生成することであって、前記信号ビームは基本ローブ及び一つ以上の高調波ローブを含むことと、
前記自動試験機器の信号アナライザを使用して前記受信信号を分析して前記基本ローブの方向を検出することと、
前記自動試験機器の試験箇所決定システムを使用して前記基本ローブの検出方向に基づいて前記信号ビームの一つ以上の試験箇所を決定することであって、前記一つ以上の試験箇所は前記一つ以上の高調波ローブに関連付けられた箇所に対応することと、
前記自動試験機器を使用して前記一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを評価することと
を含む、方法。
【請求項３５】
前記一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを予め定められたしきい値と比較することをさらに含む、請求項３４の方法。
【請求項３６】
前記自動試験機器のハンドラを使用して前記セルラー通信アセンブリを試験プラットフォームへと動かすことをさらに含む、請求項３４の方法。
【請求項３７】
前記セルラー通信アセンブリと前記一つ以上の測定アンテナとの相対位置を制御するべく、前記試験プラットフォームを移動させること又は回転させることの少なくとも一方をさらに含む、請求項３６の方法。
【請求項３８】
前記セルラー通信アセンブリと前記一つ以上の測定アンテナとの相対位置を制御するべく前記一つ以上の測定アンテナを移動させること又は回転させることの少なくとも一方をさらに含む、請求項３６の方法。
【請求項３９】
前記一つ以上の高調波ローブから離れた位置における試験を省略することをさらに含む、請求項３６の方法。
【請求項４０】
前記高調波エミッションのレベルを評価することは、前記セルラー通信アセンブリの第２高調波エミッション又は第３高調波エミッションの少なくとも一方を評価することを含む、請求項３４の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は電子システムに関し、詳しくは無線周波数（ＲＦ）電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数（ＲＦ）通信システムは、送受信器、フロントエンド、及び信号を無線送信及び／又は受信する一つ以上のアンテナを含み得る。フロントエンドは、アンテナを介して受信した相対的に弱い信号を増幅する低雑音増幅器と、アンテナを介して送信するべく信号をブーストする電力増幅器とを含み得る。
【０００３】
ＲＦ通信システムの例は、携帯電話機、タブレット、基地局、ネットワークアクセスポイント、顧客宅内機器（ＣＰＥ）、ラップトップ及びウェアラブル電子機器を含むがこれらに限られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／００３６１２５（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【０００５】
所定の実施形態において、本開示は、セルラーネットワークにおいて使用される無線周波数システムに関する。無線周波数システムは、無線波に応答して複数の受信信号を生成するべく構成された複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイであって、当該複数のアンテナ素子はそれぞれが当該複数の受信信号の対応する一つを生成するべく構成されるアンテナアレイと、それぞれが当該複数のアンテナ素子の対応する一つに動作可能に関連付けられた複数の信号コンディショニング回路であって、当該複数の受信信号を処理することにより受信ビームを形成するべく構成された複数の信号コンディショニング回路と、当該受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの一つの方向に基づいて当該受信ビームのビーム操舵を与えるように当該複数の信号コンディショニング回路を制御するべく構成されたビーム制御回路とを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態において、ビーム制御回路はさらに、一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて受信ビームの基本ローブをデチューニングするべく構成される。一定数の実施形態によれば、一つ以上の高調波ローブは、基本ローブと実質的に同じ方向を指し示して基本ローブよりも狭いビーム幅を有する高調波ローブを含む。様々な実施形態によれば、ビーム制御回路はさらに、基本ローブのビーム幅の内側であるが一つ以上の高調波ローブのビーム幅の外側で受信ビームを操舵するべく構成される。
【０００７】
いくつかの実施形態において、ビーム制御回路は、受信ビームの角度を定期的に調整するべく動作可能である。
【０００８】
様々な実施形態において、複数の信号コンディショニング回路の少なくとも一つは、高調波電力レベルを検出するべく構成された高調波電力検出器を含み、ビーム制御回路はさらに、当該高調波電力レベルに基づいてビーム操舵を与えるべく構成される。
【０００９】
一定数の実施形態において、無線周波数システムはさらに、受信ビームの高調波電力レベルを検出するべく構成された高調波電力検出器を含み、ビーム制御回路はさらに、当該高調波電力レベルに基づいてビーム操舵を与えるべく構成される。
【００１０】
いくつかの実施形態において、複数の信号コンディショニング回路はそれぞれが、ビーム制御回路により制御される可変位相シフタを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態において、複数のアンテナ素子は、複数のパッチアンテナ素子、複数のダイポールアンテナ素子、複数のセラミック共振器、複数のスタンプ金属アンテナ、又は複数のレーザ直接構造化アンテナの少なくとも一つを含む。
【００１２】
所定の実施形態において、本開示は、セルラーネットワークにおいて使用されるユーザ機器に実装されるモジュールに関する。モジュールは、積層材基板と、当該積層材基板上に形成されたアンテナアレイであって、無線波に応答して複数の受信信号を生成するべく構成された複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイと、当該積層材基板に取り付けられた半導体ダイとを含み、当該複数のアンテナ素子はそれぞれが、当該複数の受信信号の対応する一つを生成するべく構成される。半導体ダイは、それぞれが複数のアンテナ素子の対応する一つに動作可能に関連付けられた複数の信号コンディショニング回路を含み、当該複数の信号コンディショニング回路は、複数の受信信号を処理することにより受信ビームを形成するべく構成される。半導体ダイはさらに、受信ビームの一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて受信ビームのビーム操舵を与えるように複数の信号コンディショニング回路を制御するべく構成されたビーム制御回路を含む。
【００１３】
いくつかの実施形態において、ビーム制御回路はさらに、一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて受信ビームの基本ローブをデチューニングするべく構成される。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の高調波ローブは、基本ローブと実質的に同じ方向を指し示して基本ローブよりも狭いビーム幅を有する高調波ローブを含む。様々な実施形態によれば、ビーム制御回路はさらに、基本ローブのビーム幅の内側であるが一つ以上の高調波ローブのビーム幅の外側で受信ビームを操舵するべく構成される。
【００１４】
一定数の実施形態において、ビーム制御回路は、受信ビームの角度を定期的に調整するべく動作可能である。
【００１５】
様々な実施形態において、複数の信号コンディショニング回路の少なくとも一つは、高調波電力レベルを検出するべく構成された高調波電力検出器を含み、ビーム制御回路はさらに、当該高調波電力レベルに基づいてビーム操舵を与えるべく構成される。
【００１６】
いくつかの実施形態において、モジュールはさらに、受信ビームの高調波電力レベルを検出するべく構成された高調波電力検出器を含み、ビーム制御回路はさらに、当該高調波電力レベルに基づいてビーム操舵を与えるべく構成される。
【００１７】
いくつかの実施形態において、複数の信号コンディショニング回路はそれぞれが、ビーム制御回路により制御される可変位相シフタを含む。
【００１８】
所定の実施形態において、本開示は、無線周波数システムにおけるビーム制御の方法に関する。方法は、アンテナアレイの複数のアンテナ素子において複数の受信信号を受信することであって、当該複数の受信信号はそれぞれが当該複数のアンテナ素子の対応する一つによって受信されることと、それぞれが当該複数のアンテナ素子の対応する一つに動作可能に関連付けられた複数の信号コンディショニング回路を使用して当該複数の受信信号をコンディショニングすることと、当該複数の信号コンディショニング回路を使用して当該複数の受信信号を処理することにより受信ビームを生成することと、当該受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの一つの方向に基づいて選択された方向に当該受信ビームを操舵することとを含む。
【００１９】
いくつかの実施形態において、方法はさらに、一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて受信ビームの基本ローブをデチューニングすることを含む。一定数の実施形態において、方法はさらに、基本ローブのビーム幅の内側であるが一つ以上の高調波ローブのそれぞれのビーム幅の外側で受信ビームを操舵することを含む。
【００２０】
所定の実施形態において、本開示は、エミッション遵守のためのセルラー通信アセンブリの高調波試験の方法に関する。方法は、製造後の対応するセルラー通信アセンブリのアンテナアレイを使用して信号ビームを送信することであって、当該信号ビームは基本ローブ及び一つ以上の高調波ローブを含むことと、試験機器を使用して基本ローブの方向を検出することに基づいて前記信号ビームの、一つ以上の試験箇所を決定することであって、当該一つ以上の試験箇所は当該一つ以上の高調波ローブに関連付けられることと、当該試験機器を使用して当該一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを評価することと、各試験された箇所における高調波エミッションのレベルが予め定められたしきい値を下回ると決定された場合、当該対応するセルラー通信アセンブリがエミッション試験に適合すると立証することとを含む。
【００２１】
いくつかの実施形態において、試験された箇所の一つ以上における高調波エミッションのレベルが予め定められたしきい値を上回ると決定された場合、対応するセルラー通信アセンブリはエミッション試験に適合しないと立証される。
【００２２】
いくつかの実施形態において、方法はさらに、一つ以上の高調波ローブから離れた位置において試験を省略することを含む。
【００２３】
様々な実施形態において、高調波試験は、スプリアスエミッション試験を含む。
【００２４】
一定数の実施形態において、高調波試験は、対応するセルラー通信アセンブリからの第２高調波エミッションを検出することを含む。
【００２５】
いくつかの実施形態において、高調波試験は、対応するセルラー通信アセンブリからの第３高調波エミッションを検出することを含む。
【００２６】
いくつかの実施形態において、方法は、自動試験機器を使用して実装される。
【００２７】
所定の実施形態において、本開示は、セルラー通信アセンブリのエミッション遵守のための高調波試験の自動試験機器に関する。自動試験機器は、セルラー通信アセンブリのアンテナアレイから送信された信号ビームの受信に応答して受信信号を生成するべく構成された一つ以上の測定アンテナであって、当該信号ビームは基本ローブ及び一つ以上の高調波ローブを含む測定アンテナと、当該受信信号を分析して基本ローブの方向を検出するべく構成された信号アナライザと、当該基本ローブの検出された方向に基づいて当該信号ビームの、一つ以上の試験箇所を決定するべく構成された試験箇所決定システムであって、当該一つ以上の試験箇所は当該一つ以上高調波ローブに関連付けられた箇所に対応する試験箇所決定システムとを含む。試験箇所決定システムはさらに、自動試験機器を制御して一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを評価するべく構成される。
【００２８】
一定数の実施形態において、自動試験機器はさらに、一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを予め定められたしきい値と比較するべく構成される。
【００２９】
いくつかの実施形態において、自動試験機器はさらに、セルラー通信アセンブリを動かすべく構成されたハンドラを含む。
【００３０】
いくつかの実施形態において、自動試験機器はさらに、セルラー通信アセンブリを受容するべく構成されたプラットフォームを含み、当該プラットフォームは、一つ以上の測定アンテナに対して移動可能又は回転可能の少なくとも一方となるように構成される。
【００３１】
様々な実施形態において、一つ以上の測定アンテナは、セルラー通信アセンブリに対して移動可能又は回転可能の少なくとも一方となるように実装される。
【００３２】
一定数の実施形態において、試験箇所決定システムはさらに、一つ以上の高調波ローブから離れた位置における試験を省略するように構成される。
【００３３】
所定の実施形態において、本開示は、自動試験機器を使用したセルラー通信アセンブリの高調波試験の方法に関する。方法は、セルラー通信アセンブリのアンテナアレイからの信号ビームの受信に応答して自動試験機器の、一つ以上の測定アンテナを使用して受信信号を生成することであって、当該信号ビームは基本ローブ及び一つ以上の高調波ローブを含むことと、自動試験機器の信号アナライザを使用して当該基本ローブの方向を検出するべく当該受信信号を分析することと、当該基本ローブの検出された方向に基づいて自動試験機器の試験箇所決定システムを使用して当該信号ビームの、一つ以上の試験箇所を決定することであって、当該一つ以上の試験箇所は、当該一つ以上の高調波ローブに関連付けられた箇所に対応することと、自動試験機器を使用して当該一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを評価することとを含む。
【００３４】
いくつかの実施形態において、方法はさらに、一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを予め定められたしきい値と比較することを含む。
【００３５】
一定数の実施形態において、方法はさらに、自動試験機器のハンドラを使用してセルラー通信アセンブリを試験プラットフォームへと動かすことを含む。
【００３６】
様々な実施形態において、方法はさらに、セルラー通信アセンブリと一つ以上の測定アンテナとの相対位置を制御するべく試験プラットフォームを移動させること又は回転させることの少なくとも一方を含む。
【００３７】
いくつかの実施形態において、方法はさらに、セルラー通信アセンブリと一つ以上の測定アンテナとの相対位置を制御するべく当該一つ以上の測定アンテナを移動させること又は回転させることの少なくとも一方を含む。
【００３８】
いくつかの実施形態において、方法はさらに、一つ以上の高調波ローブから離れた位置において試験を省略することを含む。
【００３９】
一定数の実施形態において、高調波エミッションのレベルを評価することは、セルラー通信アセンブリの第２高調波エミッション又は第３高調波エミッションの少なくとも一方を評価することを含む。
【００４０】
所定の実施形態において、無線ネットワークの通信デバイスが与えられる。通信デバイスは、複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイと、当該複数アンテナ素子に動作可能に関連付けられた複数の信号コンディショニング回路と、当該アンテナアレイにより形成されるビームを動的に管理するように当該複数の信号コンディショニング回路を制御するべく構成されたビーム制御回路とを含み、当該ビーム制御回路は、当該ビームの、一つ以上の高調波ローブに関連する少なくとも一つの考慮に基づいてビームの方向を制御するべく動作可能である。
【００４１】
いくつかの実施形態において、ビーム制御回路は、無線ネットワークの他の通信デバイスの少なくとも一つに対する一つ以上の高調波ローブの箇所に基づいてビームの方向を制御するべく動作可能である。
【００４２】
一定数の実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、ビームの基本ローブと実質的に同じ方向を指し示す一次高調波ローブを含み、一次高調波ローブは、当該基本ローブよりも狭いビーム幅を有する。様々な実施形態によれば、ビーム制御回路は、無線ネットワークの他の通信デバイスが基本ローブのビーム幅の内側であるが一次高調波ローブのビーム幅の外側に存在するようにビームの方向を操舵するべく動作可能である。
【００４３】
いくつかの実施形態において、ビーム制御回路はさらに、ビームの強度を制御するべく動作可能である。
【００４４】
様々な実施形態において、複数の信号コンディショニング回路はそれぞれが、電力増幅器にカスケード接続された可変位相シフタを含む。
【００４５】
一定数の実施形態において、複数のアンテナ素子は複数のパッチアンテナ素子を含む。
【００４６】
いくつかの実施形態において、ビーム制御回路は、ビームの方向を定期的に更新するべく動作可能である。
【００４７】
様々な実施形態において、ビーム制御回路は、アンテナアレイの通信リンク又は通信デバイスの動作環境の少なくとも一方を示す一つ以上の入力を受信する。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、無線ネットワークにおける少なくとも一つの他の通信デバイスの地理的位置決めの指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、達成された通信リンクのデータレートを含む。一定数の実施形態によれば、一つ以上の入力は、観測された通信リンクのエラーレートを含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、受信信号強度指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、ブロッカー信号レベルの指標を含む。
【００４８】
一定数の実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第２高調波ローブを含む。
【００４９】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第３高調波ローブを含む。
【００５０】
所定の実施形態において、本開示は、無線ネットワークの通信デバイス用のモジュールに関する。モジュールは、積層材と、当該積層材の第１表面に形成されて複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイと、第１表面に対向する当該積層材の第２表面上の一つ以上の半導体ダイであって、当該複数のアンテナ素子に動作可能に関連付けられた複数の信号コンディショニング回路を含む一つ以上の半導体ダイと、当該アンテナアレイにより形成されたビームを動的に管理するように当該複数の信号コンディショニング回路を制御するべく構成されたビーム制御回路とを含む。ビーム制御回路は、ビームの、一つ以上の高調波ローブに関連する少なくとも一つの考慮に基づいて当該ビームの方向を制御するべく動作可能である。
【００５１】
様々な実施形態において、ビーム制御回路は、無線ネットワークの他の通信デバイスの少なくとも一つに対する一つ以上の高調波ローブの箇所に基づいてビームの方向を制御するべく動作可能である。
【００５２】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、ビームの基本ローブと実質的に同じ方向を指し示す一次高調波ローブを含み、一次高調波ローブは、当該基本ローブよりも狭いビーム幅を有する。一定数の実施形態によれば、ビーム制御回路は、無線ネットワークの他の通信デバイスが基本ローブのビーム幅の内側であるが一次高調波ローブのビーム幅の外側に存在するようにビームの方向を操舵するべく動作可能である。
【００５３】
様々な実施形態において、ビーム制御回路はさらに、ビームの強度を制御するべく動作可能である。
【００５４】
いくつかの実施形態において、複数の信号コンディショニング回路はそれぞれが、電力増幅器にカスケード接続された可変位相シフタを含む。
【００５５】
いくつかの実施形態において、複数のアンテナ素子は複数のパッチアンテナ素子を含む。
【００５６】
一定数の実施形態において、ビーム制御回路は、ビームの方向を定期的に更新するべく動作可能である。
【００５７】
様々な実施形態において、ビーム制御回路は、アンテナアレイの通信リンク又は通信デバイスの動作環境の少なくとも一方を示す一つ以上の入力を受信する。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、無線ネットワークにおける少なくとも一つの他の通信デバイスの地理的位置決めの指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、達成された通信リンクのデータレートを含む。一定数の実施形態によれば、一つ以上の入力は、観測された通信リンクのエラーレートを含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、受信信号強度指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、ブロッカー信号レベルの指標を含む。
【００５８】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第２高調波ローブを含む。
【００５９】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第３高調波ローブを含む。
【００６０】
所定の実施形態において、本開示は、無線ネットワークの通信デバイスにおける動的ビーム制御の方法に関する。方法は、複数の信号コンディショニング回路を使用して複数の送信信号をコンディショニングすることと、アンテナアレイの複数のアンテナ素子を使用して当該複数の送信信号をビームフォーミングすることによりビームを生成することと、当該ビームの、一つ以上の高調波ローブに関連する少なくとも一つの考慮に基づいてビーム制御回路を使用して当該ビームの方向を動的に制御することとを含む。
【００６１】
様々な実施形態において、ビームの方向を動的に制御することは、無線ネットワークの他の通信デバイスの少なくとも一つに対する一つ以上の高調波ローブの箇所に基づいてビームを操舵することを含む。
【００６２】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、ビームの基本ローブと実質的に同じ方向を指し示す一次高調波ローブを含み、一次高調波ローブは、当該基本ローブよりも狭いビーム幅を有する。様々な実施形態によれば、ビームの方向を動的に制御することは、無線ネットワークの他の通信デバイスが基本ローブのビーム幅の内側であるが一次高調波ローブのビーム幅の外側に存在するようにビームを操舵することを含む。
【００６３】
一定数の実施形態において、方法はさらに、ビーム制御回路を使用してビームの強度を制御することを含む。
【００６４】
いくつかの実施形態において、方法はさらに、ビーム制御回路を使用してビームの方向を定期的に更新することを含む。
【００６５】
様々な実施形態において、方法はさらに、ビーム制御回路への一つ以上の入力を受信することを含み、当該一つ以上の入力は、アンテナアレイの通信リンク又は通信デバイスの動作環境の少なくとも一方を示す。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、無線ネットワークにおける少なくとも一つの他の通信デバイスの地理的位置決めの指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、達成された通信リンクのデータレートを含む。一定数の実施形態によれば、一つ以上の入力は、観測された通信リンクのエラーレートを含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、受信信号強度指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、ブロッカー信号レベルの指標を含む。
【００６６】
一定数の実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第２高調波ローブを含む。
【００６７】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第３高調波ローブを含む。
【００６８】
所定の実施形態において、本開示は、無線ネットワークのための通信デバイスに関する。通信デバイスは、通信リンクを経由して無線ネットワークの他の通信デバイスからの信号ビームを受信するべく構成された一つ以上のアンテナであって、当該信号ビームは基本ビーム、及びビームフォーミングにより生成された一つ以上の高調波ビームを含むアンテナと、当該通信リンクを経由してデータを受信するように基本ビームを処理するべく構成された受信器とを含み、当該受信器はさらに、基本ビームと実質的に同じ方向を指し示す少なくとも一つの高調波ビームに基づいて通信リンクの特性の一つ以上を評価するべく動作可能である。
【００６９】
所定の実施形態において、本開示は高調波試験の方法に関する。方法は、通信デバイスのアンテナアレイを使用して信号ビームをビームフォーミングすることと、当該信号ビームの基本ローブの方向に基づいて当該信号ビームの、一つ以上の高調波ローブの箇所を決定することと、当該決定に基づいて一つ以上の試験箇所において高調波試験を行うこととを含む。
【００７０】
いくつかの実施形態において、方法はさらに、一つ以上の高調波ローブから離れた位置において試験を省略することを含む。
【００７１】
一定数の実施形態において、高調波試験は、スプリアスエミッション試験を含む。
【００７２】
いくつかの実施形態において、高調波試験は、通信デバイスからの第２高調波エミッションを検出することを含む。
【００７３】
様々な実施形態において、高調波試験は、通信デバイスからの第３高調波エミッションを検出することを含む。
【００７４】
いくつかの実施形態において、方法は、自動試験機器を使用して実装される。
【００７５】
所定の実施形態において、本開示は、無線ネットワークにおけるユーザ機器として動作する通信デバイスに関する。通信デバイスは、無線波に応答して複数の受信信号を生成するべく構成された複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイと、当該複数のアンテナ素子に動作可能に関連付けられて受信ビームのビームフォーミングを与えるように当該複数の受信信号をコンディショニングするべく構成された複数の信号コンディショニング回路と、当該受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて当該受信ビームのビーム操舵を与えるように当該複数の信号コンディショニング回路を制御するべく構成されたビーム制御回路とを含む。
【００７６】
様々な実施形態において、ビーム制御回路はさらに、一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて受信ビームの基本ローブをデチューニングするべく構成される。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の高調波ローブは、基本ローブと実質的に同じ方向を指し示して基本ローブよりも狭いビーム幅を有する高調波ローブを含む。いくつかの実施形態によれば、ビーム制御回路はさらに、無線ネットワークの他の通信デバイスが基本ローブのビーム幅の内側であるが高調波ローブのビーム幅の外側に存在するように受信ビームを操舵するべく構成される。
【００７７】
一定数の実施形態において、ビーム制御回路は、無線ネットワークの他の通信デバイスの少なくとも一つに対する一つ以上の高調波ローブの箇所に基づいてビームの方向を制御するべく動作可能である。
【００７８】
いくつかの実施形態において、ビーム制御回路は、受信ビームの角度を定期的に調整するべく動作可能である。
【００７９】
様々な実施形態において、ビーム制御回路はさらに、アンテナアレイの通信リンク又は通信デバイスの動作環境の少なくとも一方を示す一つ以上入力信号に基づいてビーム操舵を制御する。一定数の実施形態によれば、一つ以上の入力は、無線ネットワークにおける少なくとも一つの他の通信デバイスの地理的位置決めの指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、達成された通信リンクのデータレートを含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、通信リンクの観測されたエラーレートを含む。一定数の実施形態によれば、一つ以上の入力は、受信信号強度指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、ブロッカー信号レベルの指標を含む。
【００８０】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第２高調波ローブを含む。
【００８１】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第３高調波ローブを含む。
【００８２】
一定数の実施形態において、複数の信号コンディショニング回路はそれぞれが、ビーム制御回路により制御される可変位相シフタを含む。
【００８３】
様々な実施形態において、アンテナアレイは、線形アレイとして実装される。
【００８４】
いくつかの実施形態において、アンテナアレイは、多次元アレイとして実装される。
【００８５】
いくつかの実施形態において、無線波は、少なくとも１０ＧＨｚの周波数を有する。様々な実施形態によれば、無線波は、少なくとも２４ＧＨｚの周波数を有する。
【００８６】
一定数の実施形態において、複数のアンテナ素子は、複数のパッチアンテナ素子、複数のダイポールアンテナ素子、複数のセラミック共振器、複数のスタンプ金属アンテナ、又は複数のレーザ直接構造化アンテナを含む。
【００８７】
所定の実施形態において、本開示は、無線ネットワークの通信デバイス用のモジュールに関する。モジュールは、積層材基板と、当該積層材基板の第１表面に形成されたアンテナアレイであって、無線波に応答して複数の受信信号を生成するべく構成された複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイと、当該積層材基板に取り付けられた一つ以上の半導体ダイとを含む。一つ以上の半導体ダイは、複数のアンテナ素子に動作可能に関連付けられた複数の信号コンディショニング回路であって、受信ビームのビームフォーミングを与えるように複数の受信信号をコンディショニングするべく構成された複数の信号コンディショニング回路と、当該受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて当該受信ビームのビーム操舵を与えるように複数の信号コンディショニング回路を制御するべく構成されたビーム制御回路とを含む。
【００８８】
いくつかの実施形態において、一つ以上の半導体ダイは、第１表面に対向する積層材基板の第２表面上に少なくとも一つのダイを含む。
【００８９】
一定数の実施形態において、一つ以上の半導体ダイは、積層材基板の内部に少なくとも一つのダイを含む。
【００９０】
様々な実施形態において、ビーム制御回路はさらに、一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて受信ビームの基本ローブをデチューニングするべく構成される。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の高調波ローブは、基本ローブと実質的に同じ方向を指し示して基本ローブよりも狭いビーム幅を有する高調波ローブを含む。いくつかの実施形態によれば、ビーム制御回路はさらに、無線ネットワークの他の通信デバイスが基本ローブのビーム幅の内側であるが高調波ローブのビーム幅の外側に存在するように受信ビームを操舵するべく構成される。
【００９１】
いくつかの実施形態において、ビーム制御回路は、受信ビームの角度を定期的に調整するべく動作可能である。
【００９２】
いくつかの実施形態において、ビーム制御回路はさらに、アンテナアレイの通信リンク又は通信デバイスの動作環境の少なくとも一方を示す一つ以上入力信号に基づいてビーム操舵を制御する。一定数の実施形態によれば、一つ以上の入力は、無線ネットワークにおける少なくとも一つの他の通信デバイスの地理的位置決めの指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、達成された通信リンクのデータレートを含む。様々な実施形態によれば、一つ以上の入力は、観測された通信リンクのエラーレートを含む。一定数の実施形態によれば、一つ以上の入力は、受信信号強度指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、ブロッカー信号レベルの指標を含む。
【００９３】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第２高調波ローブを含む。
【００９４】
一定数の実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第３高調波ローブを含む。
【００９５】
様々な実施形態において、複数の信号コンディショニング回路はそれぞれが、ビーム制御回路により制御される可変位相シフタを含む。
【００９６】
いくつかの実施形態において、アンテナアレイは、線形アレイとして実装される。
【００９７】
一定数の実施形態において、アンテナアレイは、多次元アレイとして実装される。
【００９８】
いくつかの実施形態において、無線波は、少なくとも１０ＧＨｚの周波数を有する。様々な実施形態によれば、無線波は、少なくとも２４ＧＨｚの周波数を有する。
【００９９】
いくつかの実施形態において、複数のアンテナ素子は、複数のパッチアンテナ素子、複数のダイポールアンテナ素子、複数のセラミック共振器、複数のスタンプ金属アンテナ、又は複数のレーザ直接構造化アンテナを含む。
【０１００】
所定の実施形態において、本開示は、無線ネットワークのための基地局に関する。基地局は、無線波に応答して複数の受信信号を生成するべく構成された複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイと、当該複数のアンテナ素子に動作可能に関連付けられて受信ビームのビームフォーミングを与えるように当該複数の受信信号をコンディショニングするべく構成された複数の信号コンディショニング回路と、当該受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの一つの方向に基づいて当該受信ビームのビーム操舵を与えるように当該複数の信号コンディショニング回路を制御するべく構成されたビーム制御回路とを含む。
【０１０１】
様々な実施形態において、ビーム制御回路はさらに、一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて受信ビームの基本ローブをデチューニングするべく構成される。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の高調波ローブは、基本ローブと実質的に同じ方向を指し示して基本ローブよりも狭いビーム幅を有する高調波ローブを含む。
【０１０２】
いくつかの実施形態において、ビーム制御回路は、受信ビームの角度を定期的に調整するべく動作可能である。
【０１０３】
様々な実施形態において、ビーム制御回路はさらに、アンテナアレイの通信リンク又は通信デバイスの動作環境の少なくとも一方を示す一つ以上入力信号に基づいてビーム操舵を制御する。一定数の実施形態によれば、一つ以上の入力は、無線ネットワークにおける少なくとも一つの通信デバイスの地理的位置決めの指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、達成された通信リンクのデータレートを含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、通信リンクの観測されたエラーレートを含む。一定数の実施形態によれば、一つ以上の入力は、受信信号強度指標を含む。いくつかの実施形態によれば、一つ以上の入力は、ブロッカー信号レベルの指標を含む。
【０１０４】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第２高調波ローブを含む。
【０１０５】
いくつかの実施形態において、一つ以上の高調波ローブは、第３高調波ローブを含む。
【０１０６】
一定数の実施形態において、複数の信号コンディショニング回路はそれぞれが、ビーム制御回路により制御される可変位相シフタを含む。
【０１０７】
様々な実施形態において、アンテナアレイは、線形アレイとして実装される。
【０１０８】
いくつかの実施形態において、アンテナアレイは、多次元アレイとして実装される。
【０１０９】
いくつかの実施形態において、無線波は、少なくとも１０ＧＨｚの周波数を有する。様々な実施形態によれば、無線波は、少なくとも２４ＧＨｚの周波数を有する。
【０１１０】
一定数の実施形態において、複数のアンテナ素子は、複数のパッチアンテナ素子、複数のダイポールアンテナ素子、複数のセラミック共振器、複数のスタンプ金属アンテナ、又は複数のレーザ直接構造化アンテナを含む。
【０１１１】
いくつかの実施形態において、無線波は、６ＧＨｚ未満の周波数を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
本開示の実施形態が、添付図面を参照する非限定的な例を介して以下に記載される。
【０１１３】
【図１】通信ネットワークの一例の模式的な図である。
【図２】ビーム操舵を有する無線周波数（ＲＦ）システムの一実施形態の模式的な図である。
【図３Ａ】送信ビームを与えるビームフォーミングの一例の模式的な図である。
【図３Ｂ】受信ビームを与えるビームフォーミングの一例の模式的な図である。
【図３Ｃ】送信ビームを与えるビームフォーミングの他例の模式的な図である。
【図３Ｄ】受信ビームを与えるビームフォーミングの他例の模式的な図である。
【図３Ｅ】ビームフォーミングの他例の模式的な図である。
【図４】基地局とユーザ機器との間のビームフォーミングの一例の模式的な図である。
【図５】ユーザ機器と基地局との間の基本ビームの一例の模式的な図である。
【図６】図６Ａは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。図６Ｂは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。図６Ｃは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【図７】図７Ａは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。図７Ｂは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。図７Ｃは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【図８】図８Ａは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。図８Ｂは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。図８Ｃは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【図９】図９Ａは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。図９Ｂは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。図９Ｃは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【図１０】図１０Ａは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。図１０Ｂは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。図１０Ｃは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【図１１】図１１Ａは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。図１１Ｂは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。図１１Ｃは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【図１２】図１２Ａは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。図１２Ｂは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。図１２Ｃは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【図１３】図１３Ａは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。図１３Ｂは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。図１３Ｃは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【図１４】図１４Ａは、８×８アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。図１４Ｂは、１×８アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【図１５】図１５Ａは、８×８アンテナアレイを使用した７５°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。図１５Ｂは、１×８アンテナアレイを使用した７５°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【図１６】図１６Ａは、８×８アンテナアレイを使用した７５°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。図１６Ｂは、１×８アンテナアレイを使用した７５°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【図１７Ａ】ビーム操舵を有するＲＦシステムの他実施形態の模式的な図である。
【図１７Ｂ】ビーム操舵を有するＲＦシステムの他実施形態の模式的な図である。
【図１７Ｃ】ビーム操舵を有するＲＦシステムの他実施形態の模式的な図である。
【図１８】高調波ビームフォーミングに基づく試験箇所決定を有する試験機器の一実施形態の模式的な図である。
【図１９】高調波ビームフォーミングに基づく試験箇所決定を有する試験機器の他実施形態の模式的な図である。
【図２０】一実施形態に係るエミッション試験の方法の模式的な図である。
【図２１】モジュールの一実施形態の平面図である。
【図２２Ａ】モジュールの他実施形態の斜視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａのモジュールの２２Ｂ−２２Ｂ線に沿った断面である。
【図２３】携帯デバイスの一実施形態の模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【０１１４】
所定の実施形態の以下の詳細な説明は、特定の実施形態の様々な記載を表す。しかしながら、ここに記載のイノベーションは、例えば特許請求の範囲によって画定され及びカバーされる多数の異なる態様で具体化することができる。本記載において、同じ参照番号が同一の又は機能的に類似の要素を示し得る図面が参照される。理解されることだが、図面に例示される要素は必ずしも縮尺どおりではない。さらに理解されることだが、所定の実施形態は、図面に例示されるよりも多くの要素を含んでよく、及び／又は図面に例示される要素の部分集合を含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面からの特徴のいずれかの適切な組み合わせを組み入れてよい。
【０１１５】
国際電気通信連合（ＩＴＵ）は、国際的な無線スペクトルの使用を含む情報通信技術に関する世界的な問題に責任を負う国連（ＵＮ）の専門機関である。
【０１１６】
第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、電波産業協会（ＡＲＩＢ）、電気通信技術委員会（ＴＴＣ）、中国通信規格協会（ＣＣＳＡ）、米国電気通信業界ソリューション協会（ＡＴＩＳ）、電気通信技術協会（ＴＴＡ）、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）、インド電気通信標準化協会（ＴＳＤＳＩ）のような、世界中の電気通信標準化団体のグループ間の共同作業である。
【０１１７】
３ＧＰＰは、ＩＴＵの範囲内で作業をすることにより、例えば、第２世代（２Ｇ）技術（例えば、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標）及びエンハンスドデータレートフォーＧＳＭエボリューション（ＥＤＧＥ）を含む）、第３世代（３Ｇ）技術（例えばユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）及び高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ））、及び第４世代（４Ｇ）技術（例えばロングタームエボリューション（ＬＴＥ）及びＬＴＥアドバンスト）を含む様々な移動体通信技術に関する技術仕様を開発及び維持する。
【０１１８】
３ＧＰＰにより管理される技術仕様は、仕様リリースによって拡張及び改訂され得る。仕様リリースは多数年にわたることがあり、幅広い新機能及び進化の仕様を定め得る。
【０１１９】
一例において、３ＧＰＰは、リリース１０においてＬＴＥのためのキャリアアグリゲーション（ＣＡ）を導入した。最初は２つのダウンリンクキャリアが導入されたが、３ＧＰＰは、リリース１４において５つまでのダウンリンクキャリアと３つまでのアップリンクキャリアとを含むようにキャリアアグリゲーションを拡張した。３ＧＰＰのリリースが与えた新機能及び進化の他例は、ライセンスアシスタントアクセス（ＬＡＡ）、拡張ＬＡＡ（ｅＬＡＡ）、狭帯域インターネットオブシングス（ＮＢ−ＩＯＴ）、ビークルトゥエブリシング（Ｖ２Ｘ）、及びハイパワーユーザー機器（ＨＰＵＥ）を含むがこれらに限られない。
【０１２０】
３ＧＰＰは、リリース１５において第５世代（５Ｇ）技術のフェーズ１（２０１８年が目標）を、リリース１６において５Ｇ技術のフェーズ２（２０１９年が目標）を導入することを計画している。リリース１５が６ＧＨｚ未満の５Ｇ通信に対処する見通しである一方、リリース１６は６ＧＨｚ以上の通信に対処する見通しである。その後の３ＧＰＰリリースは、５Ｇテクノロジをさらに進化及び拡張してゆく。５Ｇ技術はまた、ここでは５Ｇニューラジオ（ＮＲ）とも称する。
【０１２１】
５Ｇ ＮＲの予備仕様は、ミリ波スペクトルによる通信、ビームフォーミング能力、高スペクトル効率波形、低レイテンシ通信、多重ラジオヌメロロジ、及び／又は非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）のような様々な機能をサポートする。かかるＲＦ機能はネットワークに柔軟性を与えてユーザデータレートを高めるにもかかわらず、当該機能をサポートすることにより、一定数の技術的な困難性が提起され得る。
【０１２２】
ここでの教示は、ＬＴＥアドバンスト、ＬＴＥアドバンストプロ及び／又は５Ｇ ＮＲのようなアドバンストセルラー技術を使用する通信システムを含むがこれらに限られない多種多様な通信システムに適用可能である。図１は、通信ネットワーク１０の一例の模式的な図である。通信ネットワーク１０は、マクロセル基地局１、スモールセル基地局３、並びに、第１携帯デバイス２ａ、無線接続車２ｂ、ラップトップ２ｃ、静止無線デバイス２ｄ、無線接続列車２ｅ及び第２携帯デバイス２ｆを含むユーザ機器（ＵＥ）の様々な例を含む。
【０１２３】
基地局及びユーザ機器の特定例が図１に示されるにもかかわらず、通信ネットワークは、多種多様なタイプ及び／又は数の基地局及びユーザ機器を含み得る。例えば、図示の例において、通信ネットワーク１０は、マクロセル基地局１及びスモールセル基地局３を含む。スモールセル基地局３は、マクロセル基地局１と比べ、相対的に低電力、短範囲、及び／又は数少ない同時ユーザにより動作することができる。スモールセル基地局３はまた、フェムトセル、ピコセル又はマイクロセルと称してもよい。通信ネットワーク１０が２つの基地局を含むように示されるにもかかわらず、通信ネットワーク１０は、これよりも多い又は少ない基地局及び／又は他タイプの基地局を含むように実装してよい。
【０１２４】
ユーザ機器の様々な例が示されるにもかかわらず、ここでの教示は、例えば携帯電話、タブレット、ラップトップ、ＩｏＴデバイス、ウェアラブル電子機器、顧客宅内機器（ＣＰＥ）、無線接続車両、無線リレー、及び／又は多種多様な他の通信デバイスを含む多種多様なユーザ機器に適用可能である。図１に示される通信ネットワーク１０は、例えば４ＧＬＴＥ、５Ｇ ＮＲ、及びＷｉ−Ｆｉのような無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を含む様々な技術を使用する通信をサポートする。通信技術の様々な例が与えられているにもかかわらず、通信ネットワーク１０は、多種多様な通信技術をサポートするべく適合することができる。
【０１２５】
通信ネットワーク１０の様々な通信リンクが、図１に描かれている。通信リンクは、例えば周波数分割デュプレクシング（ＦＤＤ）及び／又は時分割デュプレクシング（ＴＤＤ）を含む多種多様な方法で二重化することができる。ＦＤＤは、信号送信と信号受信とで異なる周波数を使用するタイプの無線周波数通信である。ＦＤＤは、高データレート及び低レイテンシのような一定数の利点を与えることができる。これとは対照的に、ＴＤＤは、信号送信と信号受信とでほぼ同じ周波数を使用して送信と受信とが時間で切り替わるタイプの無線周波数通信である。ＴＤＤは、スペクトルの効率的な使用、及び送信方向と受信方向との間でのスループットの可変配分のような一定数の利点を与えることができる。
【０１２６】
所定の実装例において、ユーザ機器は、４Ｇ ＬＴＥ技術、５Ｇ ＮＲ技術及びＷｉ−Ｆｉ技術の一つ以上を使用して基地局と通信することができる。所定の実装例において、拡張ライセンスアシストアクセス（ｅＬＡＡ）が、一つ以上のライセンスされた周波数キャリア（例えばライセンスされた４Ｇ ＬＴＥ周波数及び／又は５Ｇ ＮＲ周波数）を、一つ以上のライセンスされていないキャリア（例えばライセンスされていないＷｉ−Ｆｉ周波数）と集約するべく使用される。
【０１２７】
通信リンクは、多種多様な周波数にわたって動作することができる。所定の実装例において、通信は、６ギガヘルツ（ＧＨｚ）未満の一つ以上の周波数帯域にわたって、及び／又は６ＧＨｚを超える一つ以上周波数帯域にわたって、５Ｇ ＮＲ技術を使用してサポートされる。一実施形態において、携帯デバイスの一つ以上が、ＨＰＵＥ電力クラス仕様をサポートする。
【０１２８】
所定の実装例において、基地局及び／又はユーザ機器は、ビームフォーミングを使用して通信する。例えば、ビームフォーミングは、高信号周波数にわたる通信に関連付けられた高損失のような経路損失を克服するべく、信号強度を集中させるために使用することができる。所定の実施形態において、一つ以上の携帯電話機のようなユーザ機器は、３０ＧＨｚから３００ＧＨｚの範囲にあるミリメートル波周波数帯域、及び／又は６ＧＨｚから３０ＧＨｚ、さらに詳しくは２４ＧＨｚから３０ＧＨｚの範囲にある上限センチメートル波周波数についての、ビームフォーミングを使用して通信する。
【０１２９】
通信ネットワーク１０の異なるユーザは、利用可能な周波数スペクトルのような利用可能なネットワークリソースを、多種多様な方法で共有することができる。
【０１３０】
一例において、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）が、周波数帯域を多数の周波数キャリアに分割するべく使用される。付加的に、一つ以上のキャリアが、特定のユーザに割り当てられる。ＦＤＭＡの例は、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）及び直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）を含むがこれらに限られない。ＯＦＤＭは、利用可能な帯域幅を、多数の相互直交狭帯域サブキャリアに細分化するマルチキャリア技術であり、これは異なるユーザに別個に割り当てることができる。
【０１３１】
共有アクセスの他の例は、周波数リソースを使用する特定のタイムスロットにユーザが割り当てられる時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、各ユーザに一意の符号を割り当てることにより周波数リソースが異なるユーザ間で共有される符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、空間分割により共有アクセスを与えるべくビームフォーミングが使用される空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）、及び多重アクセスを目的として電力ドメインが使用される非直交多元接続（ＮＯＭＡ）を含むが、これらに限定されない。例えば、ＮＯＭＡは、同じ周波数、時間及び／又は符号ではあるが異なる電力レベルに多数のユーザを与えるように使用することができる。
【０１３２】
拡張モバイルブロードバンド（ｅＭＢＢ）は、ＬＴＥネットワークの増大するシステム容量のための技術を言及する。例えば、ｅＭＢＢは、少なくとも１０Ｇｂｐｓの、各ユーザが最小１００Ｍｂｐｓのピークデータレートでの通信を言及することができる。超高信頼性低レイテンシ通信（ｕＲＬＬＣ）は、例えば２ｍｓ未満の非常に低いレイテンシで通信する技術を言及する。ｕＲＬＬＣは、自律運転アプリケーション及び／又は遠隔手術アプリケーションのようなミッションクリティカルな通信を目的として使用され得る．大規模機械型通信（ｍＭＴＣ）は、インターネットオブシングス（ＩｏＴ）アプリケーションに関連付けられるもののような、日常的なオブジェクトへの無線接続に関連付けられる低コストかつ低データレートの通信を言及する。
【０１３３】
図１の通信ネットワーク１０は、ｅＭＢＢ、ｕＲＬＬＣ及び／又はｍＭＴＣを含むがこれらに限られない多種多様なアドバンスト通信機能をサポートするべく使用することができる。
【０１３４】
高調波ビームフォーミングに基づくビーム操舵を有するＲＦシステムの例
【０１３５】
高調波のビームフォーミングに関連する装置及び方法がここに与えられる。所定の実装例において、無線ネットワークにおいて動作する通信デバイスが与えられる。通信デバイスは、無線波に応答して複数の受信信号を生成する複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイと、当該複数のアンテナ素子に動作可能に関連付けられて受信ビームのビームフォーミングを与えるように当該複数の受信信号をコンディショニングする複数の信号コンディショニング回路と、当該受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの一つの方向に基づいて当該受信ビームのビーム操舵を与えるように当該複数の信号コンディショニング回路を制御するビーム制御回路とを含む。
【０１３６】
この態様で通信デバイスを実装することにより一定数の利点が得られる。例えば、ネットワークにおいて動作する通信デバイスが、受信ブロッカー又はジャマー（ｊａｍｍｅｒ）が存在する中で性能を高めるべくビームフォーミングの方向を動的に管理することができる。すなわち、デバイスは、高速、低干渉、優れたブロッカー性能、及び／又は他の利益とともに動作することができる。
【０１３７】
ミリメートル波キャリア（例えば３０ＧＨｚから３００ＧＨｚ）、センチメートル波キャリア（例えば３ＧＨｚから３０ＧＨｚ）、及び／又は他のキャリア周波数を利用する通信デバイスは、信号の送信及び／又は受信のためのビームフォーメーション及び指向性を与えるアンテナアレイを用いることができる。
【０１３８】
例えば、信号送信の文脈において、ｍ×ｎアンテナ素子のアンテナアレイを平面モジュールに実装して当該アレイの各アンテナ素子が独立して信号を放射することができる。付加的に、複数のアンテナ素子からの信号は、建設的及び破壊的干渉を使用して組み合わされ、アンテナアレイから離れる所与の方向に伝播する信号強度を有するビーム状の品質を示す集約送信信号を生成する。
【０１３９】
信号受信の文脈において、信号が特定の方向から到着しているときに多くの信号エネルギーがアンテナアレイにより受信される。したがって、アンテナアレイはまた、信号受信のための指向性を与えることもできる。
【０１４０】
信号エネルギーのビームへの相対的な集中度を、アレイのサイズを増加させることによって限界まで高めることができる。例えば、多くの信号エネルギーが送信ビームに集中すると、信号は、ＲＦ通信にとって十分な信号レベルを与えながら長い範囲に伝播することができる。例えば、送信ビームに集中した信号エネルギーの長い伝播を有する信号は、高い実効等方放射電力（ＥＩＲＰ）を示し得る。
【０１４１】
アンテナ素子を介して送信される送信信号をコンディショニングするため、及び／又はアンテナ素子からの受信信号をコンディショニングするため、信号コンディショニング回路を使用することができる。一例において、信号コンディショニング回路は、信号位相シフトを制御する位相シフタと、送信にとって適切な電力レベルまで送信信号を増幅する電力増幅器と、導入される雑音が相対的に少量の間のさらなる処理のために受信信号を増幅する低雑音増幅器（ＬＮＡ）とを含む。信号コンディショニング回路は、ビーム操舵及び／又はビーム強度制御のために制御され得る。
【０１４２】
ここで本発明者は、基本周波数の信号が基本ビームを生成するべくビームフォーミングされるときに、高調波もまたビームフォーミングされて基本ビームに対して小さなビーム幅（高い指向性）の高調波ビームを形成することに気づいた。
【０１４３】
一つの側面において、アンテナ素子のアレイによって生成される信号ビームの強度及び／又は方向は、高調波ローブ又はビームに関する一つ以上の考慮に基づいて動的に管理される。例えば、ビーム方向は、高調波ブロッカーの影響を低減又は排除するべく変更又は操舵され得る。
【０１４４】
ここでのアンテナアレイは、ミリメートル及びセンチメートル波周波数を含むがこれらに限られない多種多様な周波数の信号を送信及び／又は受信するべく使用することができる。アンテナアレイは、多種多様なアプリケーションで使用することができる。一例において、アンテナアレイは、通信デバイスのモジュールに含まれる。例えば、アンテナアレイは、基地局及びユーザ機器において送信及び／又はＲＦ信号のために使用することができる。さらに、所定の実装において、別個のアンテナアレイが、送信及び受信を目的として展開される。
【０１４５】
所定の実施形態において、アンテナアレイは積層材基板に実装され、アンテナ素子のアレイが当該積層材基板の第１側に形成される。一例において、アンテナ素子のアレイは、パッチアンテナ素子を含み、積層材基板の第１側にあるパターン状の導電層から形成され、グランドプレーンが、導電層を使用して積層材基板の第２対向側に又は積層材基板の内部に形成される。アンテナ素子の他例は、ダイポールアンテナ素子、セラミック共振器、スタンプ金属アンテナ、及び／又はレーザ直接構造化アンテナを含むがこれらに限られない。
【０１４６】
図２は、ビーム制御を有するＲＦシステム又は通信デバイス１１０の一実施形態の模式的な図である。ＲＦシステム１１０は、アンテナ素子１０３ａ１、１０３ａ２…１０３ａｎ、１０３ｂ１、１０３ｂ２…１０３ｂｎ、１０３ｍ１、１０３ｍ２…１０３ｍｎを含むアンテナアレイ１０２を含む。ＲＦシステム１１０はさらに、信号コンディショニング回路１０４ａ１、１０４ａ２…１０４ａｎ、１０４ｂ１、１０４ｂ２…１０４ｂｎ、１０４ｍ１、１０４ｍ２…１０４ｍｎを含む。ＲＦシステム１１０はさらに、ビーム操舵回路１０６を含む送受信器１０５を含む。ビーム操舵回路１０６は、ここではビーム制御回路とも称する。
【０１４７】
図２が、送受信器１０５に含まれているビーム操舵回路１０６を示すにもかかわらず、ビーム操舵回路１０６は、任意の適切な箇所に存在してよい。
【０１４８】
ＲＦシステム１１０は、ｍ×ｎアンテナアレイ１０２及び対応信号コンディショニング回路を使用した特定の実装例を示す。ここで、ｍ及びｎは１以上の整数であり、ｍ＋ｎは１よりも大きい。ＲＦシステムは、楕円により示されるよりも多い又は少ないアンテナ素子及び／又は信号コンディショニング回路を含み得る。ｍ＊ｎの積は、アプリケーションに応じて変わり得る。一実施形態において、ｍ＊ｎは、２から２０４８の範囲にあり、詳しくは１６から２５６の範囲にある。さらに、アンテナ素子は、例えば直線状のアレイ、及び／又はアンテナ素子の不均一な配列を使用するアレイを含む他のパターン又は構成でアレイにすることができる。
【０１４９】
信号コンディショニング回路１０４ａ１、１０４ａ２…１０４ａｎ、１０４ｂ１、１０４ｂ２…１０４ｂｎ、１０４ｍ１、１０４ｍ２…１０４ｍｎはそれぞれが、アンテナ素子１０３ａ１、１０３ａ２…１０３ａｎ、１０３ｂ１、１０３ｂ２…１０３ｂｎ、１０３ｍ１、１０３ｍ２…１０３ｍｎの対応する一つに結合される。信号コンディショニング回路は、制御位相シフト、送信利得、受信利得及び／又はスイッチングのような多種多様な目的のために使用することができる。
【０１５０】
信号コンディショニング回路１０４ａ１、１０４ａ２…１０４ａｎ、１０４ｂ１、１０４ｂ２…１０４ｂｎ、１０４ｍ１、１０４ｍ２…１０４ｍｎが送信及び受信双方のために信号コンディショニングを与える実施形態にもかかわらず、他の実装例も可能である。例えば、所定の実装例において、通信デバイスは、信号の受信と信号の送信とで別個のアレイを含む。すなわち、所定の実装例において、信号コンディショニング回路は、送信コンディショニングのためではあるが受信コンディショニングのためではなく、又は受信コンディショニングのためではあるが送信コンディショニングのためではなく、使用される。
【０１５１】
図２に示されるように、送受信器１０５は、信号コンディショニング回路１０４ａ１、１０４ａ２…１０４ａｎ、１０４ｂ１、１０４ｂ２…１０４ｂｎ、１０４ｍ１、１０４ｍ２…１０４ｍｎそれぞれのためにビーム制御信号を生成するビーム操舵回路１０６を含む。各ビーム制御信号を、例えば、可変位相シフタの位相、低雑音増幅器の利得、及び／又は電力増幅器の利得を制御するべく、ひいては、ビームの方向及び／又は強度のような送信ビーム及び受信ビームの特性を制御するべく、使用することができる。ビーム操舵回路１０６が、この例において送受信器１０５に含まれるにもかかわらず、他の実装例も可能である。
【０１５２】
信号受信に関して、アンテナ素子１０３ａ１、１０３ａ２…１０３ａｎ、１０３ｂ１、１０３ｂ２…１０３ｂｎ、１０３ｍ１、１０３ｍ２…１０３ｍｎは、無線波に応答して受信信号を生成するべく動作する。付加的に、信号コンディショニング回路１０４ａ１、１０４ａ２…１０４ａｎ、１０４ｂ１、１０４ｂ２…１０４ｂｎ、１０４ｍ１、１０４ｍ２…１０４ｍｎは、受信ビームのビームフォーミングを与えるべく受信信号をコンディショニングする。
【０１５３】
ビーム操舵回路１０６は、アンテナアレイ１０２に関連付けられたビームフォーミングを、高調波ローブの方向、強度及び／又はビーム幅のような高調波ローブに関する一つ以上の考慮に基づいて動的に管理する。詳しくは、ビーム操舵回路１０６は、受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて当該受信ビームのビーム操舵を与えるべく、信号コンディショニング回路１０４ａ１、１０４ａ２…１０４ａｎ、１０４ｂ１、１０４ｂ２…１０４ｂｎ、１０４ｍ１、１０４ｍ２…１０４ｍｎを制御する。
【０１５４】
高調波ローブがビームフォーミングされるので、基本ビームの特性を制御することにより、高調波ビームの特性もまた制御される。すなわち、ビーム制御信号は、基本ビームの強度及び形状だけを制御するのではなく、高調波ビーム又はローブも制御する。よって、ビーム操舵回路１０６は、ブロッカー信号を受信するための高調波ローブの電位のような、高調波ローブに関連する一つ以上の考慮に基づいて、ビームの方向及び／又は強度を制御する。
【０１５５】
ビーム操舵回路１０６は、所与の時刻における所与の動作環境に基づいて受信ビームを制御する。
【０１５６】
したがって、ビーム操舵回路１０６は、所与の瞬間に所望の性能特性を与えるべくアンテナアレイ１０２を再構成する。例えば、信号コンディショニング回路１０４ａ１、１０４ａ２…１０４ａｎ、１０４ｂ１、１０４ｂ２…１０４ｂｎ、１０４ｍ１、１０４ｍ２…１０４ｍｎは、所与の時刻における所与の動作環境のために最適の又は最適に近い受信ビームを与えるべく制御され得る。
【０１５７】
よって、一対の通信デバイス間のシームレスな接続性を、当該デバイスが互いに対して移動するときに、及び／又は動作環境が変化するときに、得ることができ、ビーム操舵回路１０６は、受信ビームフォーミングに関連付けられる高調波ローブが性能に干渉するのを抑制するべくビームを管理することができる。
【０１５８】
図示の実施形態において、ビーム操舵回路１０６はまた、一つ以上の入力を受信する。入力は、通信リンク（受信及び／又は送信）及び／又は動作環境を示す一定数の信号因子及び／又はフィードバック信号を含み得る。
【０１５９】
ビーム操舵回路１０６への適切な入力の例は、一つ以上デバイスの地理的位置決め、他のデバイスにより達成されたデータレート、観測されたエラーレート、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）、及び／又はブロッカー若しくは高調波の強度を示す信号に関連するデータを含む。
【０１６０】
したがって、入力は、ＲＦシステム１１０が通信する他のデバイスから、及び／又は高調波ローブからの干渉を受け得るネットワークにある他のデバイスから、受信した信号及び／又はパラメータを含み得る。
【０１６１】
図３Ａは、送信ビームを与えるビームフォーミングの一例の模式的な図である。図３Ａは、第１信号コンディショニング回路１１４ａ、第２信号コンディショニング回路１１４ｂ、第１アンテナ素子１１３ａ及び第２アンテナ素子１１３ｂを含む通信システムの一部分を示す。
【０１６２】
２つのアンテナ素子及び２つの信号コンディショニング回路を含むように示されるにもかかわらず、通信システムは、付加的なアンテナ素子及び／又は信号コンディショニング回路を含んでよい。例えば、図３Ａは、図２の通信システム１１０の一部分の一実施形態を示す。
【０１６３】
第１信号コンディショニング回路１１４ａは、第１位相シフト１３０ａ、第１電力増幅器１３１ａ、第１低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３２ａ、及び電力増幅器１３１ａ又はＬＮＡ１３２ａの選択を制御するスイッチを含む。付加的に、第２信号コンディショニング回路１１４ｂは、第２位相シフト１３０ｂ、第２電力増幅器１３１ｂ、第２ＬＮＡ１３２ｂ、及び電力増幅器１３１ｂ又はＬＮＡ１３２ｂの選択を制御するスイッチを含む。
【０１６４】
信号コンディショニング回路の一実施形態が示されるにもかかわらず、信号コンディショニング回路の他の実装例も可能である。例えば、一例において、信号コンディショニング回路は、一つ以上帯域フィルタ、デュプレクサ及び／又は他のコンポーネントを含む。さらに、アナログ位相シフタを有する実装例が示されるにもかかわらず、ここでの教示はまた、デジタル位相シフト（例えばデジタルベース帯域処理を使用する位相シフト）を使用する実装例、及びアナログ位相シフトとデジタル位相シフトとの組み合わせを使用する実装例にも適用可能である。
【０１６５】
図示の実施形態において、第１アンテナ素子１１３ａ及び第２アンテナ素子１１３ｂは、距離ｄだけ分離される。付加的に、図３Ａには角度θが注釈されている。角度θは、この例において、送信ビーム方向がアンテナアレイ平面に実質的に直交するときに約９０°の値を有し、送信ビーム方向がアンテナアレイ平面に実質的に平行なときに約０°の値を有する。
【０１６６】
アンテナ素子１１３ａ、１１３ｂに与えられる送信信号の相対的な位相を制御することにより、所望の送信ビーム角度θを達成することができる。例えば、第１位相シフタ１３０ａが０°の基準値を有するとき、第２位相シフタ１３０ｂは、約−２πｆ（ｄ／ν）ｃｏｓθラジアンの位相シフトを与えるべく制御することができる。ここで、ｆは送信信号の基本周波数、ｄはアンテナ素子間の距離、νは放射波の速度、πは数学的定数パイである。
【０１６７】
所定の実装例において、距離ｄは、ほぼ（１／２）λとなるように実装される。ここで、λは、送信信号の基本成分の波長である。かかる実装例において、第２位相シフタ１３０ｂは、送信ビーム角度θを達成するべく約−πｃｏｓθラジアンの位相シフトを与えるように制御することができる。
【０１６８】
したがって、位相シフタ１３０ａ、１３０ｂの相対的な位相を、送信ビームフォーミングを与えるべく制御することができる。所定の実装例において、送受信器（例えば図２の送受信器１０５）が、一つ以上の位相シフタの位相値を制御してビームフォーミングを制御する。
【０１６９】
図３Ｂは、受信ビームを与えるビームフォーミングの一例の模式的な図である。図３Ｂは図３Ａと同様であるが、図３Ｂが、送信ビームではなく受信ビームの文脈でビームフォーミングを示す点が異なる。
【０１７０】
図３Ｂに示されるように、第１位相シフタ１３０ａと第２位相シフタ１３０ｂとの相対的な位相差を、所望の受信ビーム角度θを達成するべく−２πｆ（ｄ／ν）ｃｏｓθラジアンにほぼ等しくなるように選択することができる。距離ｄがほぼ（１／２）λに対応する実装例において、位相差は、受信ビーム角度θを達成するべく−πｃｏｓθラジアンにほぼ等しくなるように選択することができる。
【０１７１】
ビームフォーミングを与える位相値のための様々な式が与えられているにもかかわらず、アンテナアレイの実装、信号コンディショニング回路の実装、及び／又は無線環境に基づいて選択された位相値のような他の位相選択値も可能である。
【０１７２】
図３Ｃは、送信ビームを与えるビームフォーミングの他例の模式的な図である。図３Ｃは、距離ｄがほぼ（１／２）λに対応する場合に対する図３Ａと同様であるが、図３Ｃが第２高調波のビームフォーミングに関連する付加的な注釈を示す点が異なる。図３Ｃに示されるように、基本周波数の２倍すなわち２ｆｏにおいて、第２高調波は、第１位相シフタ１３０ａと第２位相シフタ１３０ｂとの位相差が２πｃｏｓθにほぼ等しい場合にビームフォーミングされる。
【０１７３】
図３Ｄは、受信ビームを与えるビームフォーミングの他例の模式的な図である。図３Ｄは、距離ｄがほぼ（１／２）λに対応する場合に対する図３Ｂと同様であるが、図３Ｄが第２高調波のビームフォーミングに関連する付加的な注釈を示す点が異なる。図３Ｃに示されるように、基本周波数の２倍すなわち２ｆｏにおいて、第２高調波は、第１位相シフタ１３０ａと第２位相シフタ１３０ｂとの位相差が２πｃｏｓθにほぼ等しい場合にビームフォーミングされる。
【０１７４】
したがって、位相がπｃｏｓθの場合に所望の基本受信信号がビームフォーミングされる一方、位相が２πｃｏｓθの場合は第２高調波がビームフォーミングされる。
【０１７５】
図３Ｅは、ビームフォーミングの他例の模式的な図である。図示の例は、４つのアンテナ素子１１３ａ〜１１３ｄ及び４つの可変位相シフタ１３０ａ〜１３０ｄの文脈におけるビームフォーミングを示す。この例は、送信ビームフォーミング及び受信ビームフォーミングの文脈において適用可能である。
【０１７６】
図示の例において、隣接するアンテナ素子に関連付けられる位相シフタは、基本ビームを与えるべく位相がほぼφＩＮＣの差だけ離れている。付加的に、第Ｎ高調波は、位相差がＮ＊φＩＮＣにほぼ等しい場合に形成されるビームである。
【０１７７】
図３Ａ〜３Ｅを参照すると、説明される主要高調波ビームに加え、付加的な高調波ビームも形成することができる。これは、例えば、シミュレーション及び／又は測定によって識別することができる。付加的に、これらの例は、所定の数学モデルの文脈で記載されているが、基本及び／又は高調波ビームを、示された方向から操舵解除する他の因子も存在し得る。かかる因子は、送信器及び／若しくは受信器回路から生じる位相シフト、個々のアンテナ素子自体の固有の指向性、並びに／又は動作環境を含むがこれらに限られない。かかる因子は、周波数依存となり得るので、高調波ビームに対する基本周波数ビームの異なる操舵解除量を引き起こし得る。
【０１７８】
図４は、基地局１５１とユーザ機器１５２との間のビームフォーミングの一例の模式的な図である。
【０１７９】
図５は、ユーザ機器１５２と基地局１５１との間の基本ビームの一例の模式的な図である。
【０１８０】
図４及び５に示されるように、基地局１５１とユーザ機器１５２とは、長距離通信及び／又は高通信速度を目的として他のデバイスに向けて集中される基本ビームを使用して通信することができる。
【０１８１】
ここで本発明者は、基本周波数の信号が基本ビームを生成するべくビームフォーミングされるときに、高調波もまたビームフォーミングされて基本ビームに対して小さなビーム幅（高い指向性）の高調波ビームを形成することに気づいた。
【０１８２】
図示の例において、高調波ローブは、基本ビームと実質的に同じ方向であるが基本ビームよりは狭いビーム幅の高調波ローブを含む。
【０１８３】
ここに与えられるシステム及びデバイスは、受信ビームの、一つ以上の高調波ローブの方向に基づいて受信ビームのビーム操舵を与えることができる。
【０１８４】
この態様でビーム操舵を与えることにより、一定数の利点が得られる。例えば、無線ネットワークにおいて動作する通信デバイス又は基地局が、受信ブロッカー又はジャマーが存在する中で性能を高めるべくビームフォーミングの方向を動的に管理することができる。すなわち、通信が、高速、低干渉、優れたブロッカー性能、及び／又は他の利益とともに動作し得る。
【０１８５】
図６Ａ〜１６Ｂは、基本及び高調波ビームフォーミングのシミュレーションの様々な例を示す。このシミュレーションにおいて、（グラフの原点に対する）ローブの長さは、ビームの電界強度の指標となる。様々な結果が示されるにもかかわらず、様々な因子に基づいて結果は異なり得る。
【０１８６】
図６Ａは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０１８７】
図６Ｂは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０１８８】
図６Ｃは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０１８９】
図７Ａは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。図７Ｂは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【０１９０】
図７Ｃは、２×２アンテナアレイを使用した９０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【０１９１】
図８Ａは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０１９２】
図８Ｂは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０１９３】
図８Ｃは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０１９４】
図９Ａは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【０１９５】
図９Ｂは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【０１９６】
図９Ｃは、２×２アンテナアレイを使用した５０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【０１９７】
図１０Ａは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０１９８】
図１０Ｂは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０１９９】
図１０Ｃは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０２００】
図１１Ａは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【０２０１】
図１１Ｂは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【０２０２】
図１１Ｃは、４×４アンテナアレイを使用した９０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【０２０３】
図１２Ａは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０２０４】
図１２Ｂは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０２０５】
図１２Ｃは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の２次元グラフである。
【０２０６】
図１３Ａは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【０２０７】
図１３Ｂは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【０２０８】
図１３Ｃは、４×４アンテナアレイを使用した５０°での第３高調波ビームフォーミングの一例に対する３次元シミュレーション結果である。
【０２０９】
図１４Ａ〜１６Ｂは、基本及び高調波ビームフォーミングのシミュレーションの様々な例を示す。シミュレーションは、８×８正方形アレイ対１×８線形アレイのビームフォーミングの比較を示す。様々な結果が示されるにもかかわらず、様々な因子に基づいて結果は異なり得る。
【０２１０】
図１４Ａは、８×８アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【０２１１】
図１４Ｂは、１×８アンテナアレイを使用した９０°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【０２１２】
図１５Ａは、８×８アンテナアレイを使用した７５°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【０２１３】
図１５Ｂは、１×８アンテナアレイを使用した７５°での基本ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【０２１４】
図１６Ａは、８×８アンテナアレイを使用した７５°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【０２１５】
図１６Ｂは、１×８アンテナアレイを使用した７５°での第２高調波ビームフォーミングの一例に対するシミュレーション結果の３次元グラフである。
【０２１６】
シミュレーションにより示されるように、線形アレイを使用したビームフォーミングは、円板形状ビームパターンを生成し得る。付加的に、アレイのアンテナ素子への信号位相を制御することにより、円板形状ビームを傾けて円錐形状ビームにすることができる。付加的に、正方形アレイは、隣り合った多数の線形アレイのビームの重ね合わせを含み得るので、相対的に狭い複合ビームがもたらされる。図１６Ａ及び１６Ｂに示されるように、高調波は、線形アレイ及び正方形アレイ双方のためにビームフォーミングされる。
【０２１７】
図１７Ａは、ビーム操舵を有するＲＦシステム１７０の他実施形態の模式的な図である。ＲＦシステム１７０は、アンテナアレイ１０２’、ビーム操舵回路１０６、信号コンディショニング回路１５４ａ’、１５４ｂ…１５４ｍ、及び結合器１６５を含む。付加的に、アンテナアレイ１０２’は、アンテナ素子１０３ａ、１０３ｂ…１０３ｍを含む。
【０２１８】
３つのアンテナ素子及び対応する信号コンディショニング回路を有する一実施形態が示されるにもかかわらず、ＲＦシステムは、楕円により示されるよりも多い又は少ないアンテナ素子及び／又は信号コンディショニング回路を含み得る．さらに、アンテナ素子は、一つのアレイに実装することができる。
【０２１９】
図１７Ａに示される実施形態において、各信号コンディショニング回路は、位相シフタ、電力増幅器、ＬＮＡ、並びに当該電力増幅器及びＬＮＡの選択を制御するスイッチを含む。図１７Ａに示されるように、信号コンディショニング回路１５４ａ’は、位相シフタ１６０ａ、電力増幅器１６１ａ、ＬＮＡ１６２ａ、及び一群のスイッチを含む。付加的に、信号コンディショニング回路１５４ｂは、位相シフタ１６０ｂ、電力増幅器１６１ｂ、ＬＮＡ１６２ｂ、及び一群のスイッチを含む。さらに、信号コンディショニング回路１５４ｍは、位相シフタ１６０ｍ、電力増幅器１６１ｍ、ＬＮＡ１６２ｍ、及び一群のスイッチを含む。図１７Ａに示されるように、各位相シフタからの位相シフト済み受信信号は、結合器１６５により結合されて受信ビーム信号ＲＸが生成される。
【０２２０】
電力増幅器及びＬＮＡを有する信号コンディショニング回路の一例が示されるにもかかわらず、信号コンディショニング回路の他の実装例も可能である。例えば、信号コンディショニング回路は、例えばスイッチ、位相シフタ、フィルタ、増幅器、周波数マルチプレクサ及び／又は他のコンポーネントを含む回路及び／又は付加回路の他の配列を含んでよい。
【０２２１】
図１７Ａに示されるように、信号コンディショニング回路１５４’はまた、高調波電力レベルを示す検出信号をビーム操舵回路１０６に与える高調波電力検出器１６３を含む。検出信号は、第２及び／又は第３高調波周波数のような一つ以上の高調波周波数の電力レベルを示すことができる。
【０２２２】
ビーム操舵回路１０６は、高調波電力検出器１６３を含むことにより、ビーム操舵回路１０６が受信ビームの操舵角を決定する支援となり得る受信高調波電力の合計量を決定することができる。
【０２２３】
一つの高調波電力検出器を有する一実施形態が示されるにもかかわらず、他の信号コンディショニング回路が付加的又は代替的に高調波電力検出器を含んでよい。さらに、高調波電力検出器がＬＮＡの出力部に位置決めされた一実施形態が図１７Ａに示されるにもかかわらず、高調波電力検出器は、高調波電力を検出するのに適切な他の位置に置かれてもよい。
【０２２４】
高調波電力検出器１６３は、ピーク検出器及び／又は平均検出器を使用することを含むがこれに限られない多種多様な態様で実装することができる。
【０２２５】
図１７Ｂは、ビーム操舵を有するＲＦシステム１８０の他実施形態の模式的な図である。ＲＦシステム１８０は、アンテナアレイ１０２’、ビーム操舵回路１０６’、信号コンディショニング回路１５４ａ、１５４ｂ…１５４ｍ、高調波電力検出器１６４、及び結合器１６５を含む。
【０２２６】
図１７ＢのＲＦシステム１８０は図１７ＡのＲＦシステム１７０と同様であるが、ＲＦシステム１８０は、高調波電力検出器１６４が結合器１６５の後ろに位置決めされて受信ビームＲＸにおける高調波電力の量を検出する実装例を含む点で異なる。
【０２２７】
高調波電力検出器１６４をこの態様で位置決めすることにより、ビーム操舵回路１０６’は、受信ビームＲＸを、当該ビームに存在する高調波電力の検出量に基づいて操舵することができる。
【０２２８】
図１７Ｃは、ビーム操舵を有するＲＦシステム１９０の他実施形態の模式的な図である。ＲＦシステム１９０は、アンテナアレイ１０２’、ビーム操舵回路１０６’、信号コンディショニング回路１５４ａ、１５４ｂ…１５４ｍ、高調波電力検出器１６４、及び結合器１６５を含む。
【０２２９】
ＲＦシステム１９０は、図１７Ａの高調波電力検出器１６３及び図１７Ｂの高調波電力検出器１６４の双方を含む。すなわち、ビーム操舵回路１０６’’には、無線環境における高調波の電力を示す高調波電力検出器１６３からの第１検出信号と、受信ビームの高調波電力の量を示す高調波電力検出器１６４からの第２検出信号とが与えられる。すなわち、ビーム操舵回路１０６’’は、ローカル無線環境における高調波電力の量と、ＲＦシステム１９０が高調波電力のソースに向けて操舵され又は差し向けられているか否かとの双方に基づいてビーム操舵を制御する。
【０２３０】
高調波ビームフォーミングに基づく試験箇所決定を使用した試験機器及び試験方法の例
【０２３１】
ビームフォーミングを使用してアンテナから送信するとき、アレイのアンテナ素子からの個々の信号は、建設的及び破壊的干渉を使用して組み合わされ、アンテナアレイから離れる所与の方向に伝播する信号強度を有するビーム状の品質を示す集約送信信号を生成する。ここで本発明者は、基本周波数の信号が基本ビームを生成するべくビームフォーミングされるときに、高調波もまたビームフォーミングされて基本ビームに対して小さなビーム幅（高い指向性）の高調波ビームを形成することに気づいた。
【０２３２】
高調波ビームフォーミングに基づく無線周波数エミッション試験のための装置及び方法がここに与えられる。所定の構成において、エミッション遵守を目的とするセルラー通信アセンブリの放射試験の方法が与えられる。方法は、対応するセルラー通信アセンブリのアンテナアレイを使用して、その製造後に信号ビームを送信することを含む。この信号ビームは、基本ローブ、及び一つ以上の高調波ローブを含む。方法はさらに、試験機器を使用して、基本ローブの方向の検出に基づいて信号ビームの、一つ以上の試験箇所を決定することを含む。試験箇所は、高調波ローブに関連付けられた箇所に対応する。方法はさらに、試験機器を使用して一つ以上の試験箇所のそれぞれにおける高調波エミッションのレベルを評価することと、各試験された箇所における高調波エミッションのレベルが予め定められたしきい値を下回ると決定された場合、当該対応するセルラー通信アセンブリがエミッション試験に適合すると立証することとを含む。
【０２３３】
したがって、高調波試験は、高調波ローブに関連付けられた試験箇所において行われ、ひいては高い高調波に関連付けられた箇所に試験を集中させることができる。試験時間を低減するべく、高調波試験は、高調波ローブから離れた位置では省略される。すなわち、試験箇所における高調波エミッションのレベルがしきい値未満の場合、セルラー通信アセンブリはエミッション試験に適合する。しかしながら、試験箇所の一つ以上において高調波エミッションのレベルがしきい値よりも大きい場合、セルラー通信は、エミッション試験に適合するものではないと立証される。
【０２３４】
エミッション試験をこの態様で与えることにより、高調波エミッションの高い可能性に関連付けられた試験箇所を特定し、迅速な試験時間を達成することができる。すなわち、品質保証チェック、性能レベル試験、較正試験、認証試験、及び／又は適合性試験を、短い試験時間で行うことができる。所定の実施形態において、試験は、１０以下の試験箇所で、例えば５未満の試験箇所で行われる。
【０２３５】
これとは対照的に、従来の試験方法は、例えばセルラー通信アセンブリまわりの完全な球を覆う数百もの試験ポイントにおける、多数の試験箇所を含み得る。
【０２３６】
ビームフォーミングにより動作する多種多様なタイプのセルラー通信アセンブリを、ここの教示に従って試験することができる。かかるセルラー通信アセンブリの例は、パッケージ状半導体コンポーネント（パッケージ状ダイを含む）、無線周波数モジュール（マルチチップモジュールすなわちＭＣＭを含む）、及び／又は無線周波数デバイス（例えば携帯電話機、タブレット、ラップトップ、及びウェアラブル電子機器）を含むがこれらに限られない。さらに、かかるセルラー通信アセンブリは、部分的に製造されたコンポーネント、モジュール又はデバイスを含み得る。
【０２３７】
所定の実装例において、エミッション試験は、完全に自動化することができる。例えば、試験機器は、被試験デバイス（例えばモジュール、携帯電話機、又は他の適切な無線通信アセンブリ）を試験エリア（例えば無響室）の中へ又は外へ動かすべく使用される自動化されたハンドラを含み得る。付加的に、被試験デバイスは、高調波エミッションのための試験箇所を決定するべく試験機器により処理される送信ビームを生成することができる。すなわち、高調波ビームフォーミングに関連付けられた箇所を特定して試験し、被試験デバイスが高調波試験に合格するか否かを決定することができる。
【０２３８】
放射試験は、スプリアスエミッション試験、第２高調波エミッション試験、第３高調波エミッション試験、放射性エミッション試験、放射性イミュニティ試験及び／又は電磁適合性（ＥＭＣ）を含むがこれらに限られない多種多様なタイプのエミッション試験に対応し得る。かかる試験の例は、国際電気通信連合（ＩＴＵ）、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）、電波産業協会（ＡＲＩＢ）、電気通信技術委員会（ＴＴＣ）、中国通信規格協会（ＣＣＳＡ）、米国電気通信業界ソリューション協会（ＡＴＩＳ）、電気通信技術協会（ＴＴＡ）、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）、インド電気通信標準化協会（ＴＳＤＳＩ）、連邦通信委員会（ＦＣＣ）、米国規格協会（ＡＮＳＩ）、及び／又は国際電気標準会議（ＩＥＣ）により公布された仕様、推奨及び／又は基準を含むがこれらに限られない。
【０２３９】
エミッション試験は、無響室、半無響室、ギガヘルツ横電磁セル（ＧＴＥＭ）、残響室、ＲＦ遮蔽ルーム若しくはチャンバ、オープンエリア試験サイト（ＯＡＴＳ）、及び／又は、例えば工場のフロアのような工場若しくは製造現場において動作する自動化又は半自動化試験機器を使用して多種多様な態様で行うことができる。
【０２４０】
エミッション試験は、例えばミリメートル波キャリア（例えば３０ＧＨｚから３００ＧＨｚ）、センチメートル波キャリア（例えば３ＧＨｚから３０ＧＨｚ）、及び／又は他のキャリア周波数を含む多種多様な周波数で行うことができる。
【０２４１】
図１８は、高調波ビームフォーミングに基づく試験箇所決定を有する試験機器３００の一実施形態の模式的な図である。試験機器３００は、測定アンテナ３０１、信号アナライザ３０２、試験箇所決定システム３０３、ハンドラ３０４、制御器３０６、及び温度ユニット又はコントローラ３０７を含む。試験機器３００は、被試験デバイス３０８のような、ビームフォーミングにより動作する被試験デバイスを迅速に試験するべく使用される。試験機器３００はまた、ここで、自動化電子試験システム又は自動試験機器（ＡＴＥ）とも称する。
【０２４２】
図１８が一実施形態に係る試験機器を示すにもかかわらず、ここでの教示は、多種多様な態様で実装される試験機器にも適用可能である。
【０２４３】
試験機器３００により、製造又は部分的製造後の被試験デバイスの製造スループットが改善され及び／又はエミッション遵守のための迅速な試験が得られる。所定の実装例において、被試験デバイス３０８は、パッケージ状半導体コンポーネント、無線周波数モジュール及び／又は無線周波数デバイスのようなセルラー通信アセンブリに対応する。
【０２４４】
試験機器３００は、被試験デバイス３０８（例えばセルラー通信アセンブリ）の無線エミッション性能を試験し、被試験デバイス３０８が所定の性能仕様及びパラメータで動作することを保証するべく使用することができる。試験機器３００は、迅速に被試験デバイス（例えば被試験デバイス３０８）の測定を行って試験結果を評価するべく自動化を使用する。試験機器３００は、試験時間をスピードアップするべく、製造アセンブリラインに関する問題を改善若しくは特定するべく、並びに／又は顧客及び／若しくはエンドユーザに届けられる欠陥デバイスの数を低減するべく、使用することができる。
【０２４５】
測定アンテナ３０１は、被試験デバイス３０８から無線送信されるＲＦ信号を受信するべく動作する。例えば、試験機器３００は、ビームフォーミングされた送信ビームを無線受信して被試験デバイス３０８から送信するべく、測定アンテナ３０１を使用することができる。送信ビームは、基本ローブと、ビームフォーミングから生じる一つ以上の高調波ローブとを含む。測定アンテナ３０１は、ワイヤアンテナ、進行波アンテナ、反射器アンテナ、マイクロストリップアンテナ、アパチャアンテナ及び／又は任意の他の適切なタイプのアンテナを含むがこれらに限られない多種多様なタイプの、一つ以上のアンテナを含み得る。所定の実装例において、測定アンテナ３０１は一つ以上のアンテナアレイを含む。
【０２４６】
信号アナライザ３０２は、測定アンテナ３０１を介して被試験デバイス３０８から受信したＲＦ信号を分析するべく使用することができる。例えば、信号アナライザ３０２は、スペクトルコンテンツを含むがこれに限られない多種多様なＲＦ信号特性を検出するべく、受信ＲＦ信号を処理することができる。
【０２４７】
ハンドラ３０４は、被試験デバイス３０８を物理的に動かし又は位置決めするべく使用することができる。これは、例えば、試験プラットフォーム（例えば図１９の試験プラットフォーム４０３）へと又は当該試験プラットフォームから被試験デバイス３０８を動かすことを含む。
【０２４８】
所定の実装例において、ハンドラ３０４は、被試験デバイス３０８と、真空吸引を使用して被試験デバイス３０８をハンドラ３０４に保持するプランジャとを動かすことに役立つ機械アームを含み得る。しかしながら、ハンドラ３０４の他の実装例も使用することができる。これは、例えば、ハンドラ３０４が、被試験デバイス３０８を他の態様で固定する実装例を含む。
【０２４９】
ハンドラ３０４は、試験機器３００のコンポーネントに対する所望の箇所及び／又は配向における被試験デバイス３０８の位置決めを支援する。例えば、ハンドラ３０４は、測定アンテナ３０１に対する所望の箇所に被試験デバイス３０８を配置し、ひいては当該測定アンテナが、特定の方向及び／又は距離で被試験デバイス３０８から放射されたＲＦ波を受信できるように、使用することができる。
【０２５０】
ハンドラ３０４が、被試験デバイス３０８を試験機器３００に対して位置決めするべく使用することができる。付加的及び／又は代替的に、試験機器３００は、被試験デバイス３０８に対する試験機器３００のコンポーネントの箇所を制御するべく移動可能及び／又は回転可能な部品を含み得る。一例において、測定アンテナ３０１は、移動可能コンポーネントに含められる。
【０２５１】
試験箇所決定システム３０３は、エミッション試験を行う試験箇所を選択するべく使用される。所定の実装例において、試験箇所決定システム３０３はさらに、測定アンテナ３０１に対する被試験デバイス３０８の相対箇所を制御することにより、エミッション試験のためのコンポーネントの配置をコーディネートする。所定の実装例において、試験箇所決定システム３０３は、データを処理して試験機器３００の動作を制御するのに適切なコンピュータ処理ユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、マクロコントローラ、及び／又は他の適切な電子ハードウェアを含む。所定の実装例において、かかるハードウェアは、実行ソフトウェアに部分的に基づいて動く。
【０２５２】
所定の実施形態において、被試験デバイス３０８及び／又は測定アンテナ３０１は、被試験デバイス３０８から送信された基本ローブを最初に測定又は試験するように位置決めされる。付加的に、測定アンテナ３０１からのＲＦ信号測定値が信号アナライザ３０２によって分析され、被試験デバイス３０８から送信された基本ローブの方向及び／又は強度が決定される。基本ローブの方向及び／又は強度に基づいて、試験箇所決定システム３０３は、エミッション試験のための一つ以上の試験箇所を決定する。試験箇所は、高調波ローブに関連付けられた箇所に対応する。
【０２５３】
所定の実装例において、試験箇所は、任意の適切な箇所推定アルゴリズム及び／又はモードを使用することに基づいて高調波ローブの一箇所を推定することによって決定される。例えば、図３Ａ〜１６Ｂを参照して上述されたように、高調波ローブの箇所は、基本ローブの箇所に関連する。すなわち、高調波ローブの箇所は、測定アンテナ３０１及び信号アナライザ３０２により集められて基本ローブの方向及び／又は強度を示すデータに基づいて推定することができる。
【０２５４】
その後、各試験箇所について、被試験デバイス３０８及び／又は測定アンテナ３０１を互いに対して動かして、当該試験箇所におけるエミッションレベルを測定するように試験機器３００を構成することができる。各試験箇所におけるエミッションレベルは、測定アンテナ３０１及び信号アナライザ３０２を使用して並びに／又は他の適切な試験コンポーネントを使用して測定することができる。
【０２５５】
試験箇所における高調波エミッションのレベルがしきい値未満の場合、セルラー通信アセンブリは、エミッション試験に適合する。しかしながら、試験箇所の一つ以上において高調波エミッションのレベルがしきい値よりも大きい場合、セルラー通信は、エミッション試験に適合するものではないと立証される。所定の実装例において、しきい値は、上述したもののいずれかのような規制機関及び／又は標準化団体により公布された試験仕様、推奨及び／又は基準によって設定された許容可能なエミッションのレベルに対応する。
【０２５６】
したがって、高調波試験は、高調波ローブに関連付けられた試験箇所において行われ、ひいては高い高調波に関連付けられた箇所に試験を集中させることができる。試験時間を低減するべく、高調波試験は、高調波ローブから離れた位置では省略される。
【０２５７】
エミッション試験をこの態様で与えることにより、高調波エミッションの高い可能性に関連付けられた試験箇所を特定し、迅速な試験時間を達成することができる。すなわち、品質保証チェック、性能レベル試験、較正試験、認証試験、及び／又は適合性試験を、短い試験時間で行うことができる。これとは対照的に、従来の試験方法は、被試験デバイスまわりの完全な球を覆う多数の試験箇所を含み得る。
【０２５８】
温度ユニット３０７は、試験機器３００及び／又は被試験デバイス３０８の温度を制御及び／又は監視するべく使用することができる。これにより、制御された試験環境が得られ、及び／又は測定値を温度に対して追跡することができる。所定の実装例において、試験機器３００は、２つ以上の異なる温度においてエミッション試験を行うことができる。
【０２５９】
コントローラ３０６は、測定アンテナ３０１、信号アナライザ３０２、試験箇所決定システム３０３、ハンドラ３０４及び／又は温度ユニット３０７のような、試験機器３００のコンポーネントに関連付けられた様々な制御機能を同期させ及び／又は与えるべく使用することができる。所定の実装例において、コントローラ３０６はまた、被試験デバイス３０８のビーム送信を制御し又は指示する。コントローラ３０６は、プロセッサ又は他の適切な電子ハードウェアを使用することを含むがこれらに限られない多種多様な態様で実装することができる。所定の実装例において、コントローラ３０６、及び試験箇所決定システム３０３のような試験機器３００の他の機能を実装するべく、共通ハードウェア（例えばコンピュータ処理ユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、マイクロコントローラ及び／又は他の適切な電子ハードウェア）が使用される。
【０２６０】
明確性を目的として所定のコンポーネントを含む試験機器３００が示されかつ記載されてきたにもかかわらず、試験機器３００は、修正され又は他の態様に適合され得る。例えば、試験機器３００はさらに、電源、センサ、デジタル信号処理計器、並びに／又はケーブル及び相互接続部のような付加的なコンポーネントを含み得る。
【０２６１】
図１９は、高調波ビームフォーミングに基づく試験箇所決定を有する試験機器４００の他実施形態の模式的な図である。試験機器４００は、ハウジング４０１、回転可能チャンバ４０２、回転可能試験プラットフォーム４０３、及び測定アンテナ４０４を含む。図示の実施形態において、被試験デバイス４０８（この例では携帯デバイス）が回転可能チャンバ４０２の中に位置決めされている。図１９に示されるように、回転可能チャンバ４０２は、信号反射を抑制するべく動作可能な内壁４０５を含むことにより、回転可能チャンバ４０２に無響特性を与える。
【０２６２】
図示の実施形態において、プラットフォーム４０２は、図１９に対して垂直方向に延びる軸まわりに回転可能である。付加的に、回転可能チャンバ４０２は、円筒形状で実装され、当該円筒の軸まわりに回転可能である。付加的に、ハウジング４０１は、プラットフォーム４０３及び回転可能チャンバ４０２の回転を制御し、ひいては被試験デバイス４０８と測定アンテナ４０４との相対位置を制御するべく構成された電子機器（例えば試験箇所決定システム及び／又はコントローラ）を含む。
【０２６３】
図１９の試験機器４００は、高調波ビームフォーミングに基づく試験箇所決定とともに動作するのに適切な試験機器の一実施形態を示す。例えば、試験機器４００は、試験箇所決定システム（例えば図１８の試験箇所決定システム３０３）を実装することができるので、高調波ローブに関連付けられた試験箇所においてエミッション試験を行うことができる。試験機器４００が、高調波ビームフォーミングに基づく試験箇所決定を有する試験機器の一実施形態を示すにもかかわらず、ここでの教示は、多種多様な態様で実装された試験機器に適用可能である。
【０２６４】
エミッション試験をこの態様で与えることにより、高調波エミッションの高い可能性に関連付けられた試験箇所を特定し、迅速な試験時間を達成することができる。すなわち、品質保証チェック、性能レベル試験、較正試験、認証試験、及び／又は適合性試験を、短い試験時間で行うことができる。
【０２６５】
図２０は、一実施形態に係るエミッション試験の方法４５０の模式的な図である。理解されることだが、方法４５０は、これよりも多い又は少ない動作を含んでよく、当該動作は、必要に応じて任意の順序で行うことができる。図示の方法４５０は、セルラー通信アセンブリを含むがこれに限られない多種多様な被試験デバイスを試験するべく使用することができる。方法４５０は、自動又は半自動試験機器のような任意の適切な試験機器によって行うことができる。一実施形態において、方法４５０は、図１８の試験機器３００によって行われる。他実施形態において、方法４５０は、図１９の試験機器４００によって行われる。
【０２６６】
方法４５０がエミッション試験の方法の一実施形態を示すにもかかわらず、ここでの教示は、多種多様な態様で実装された試験方法に適用可能である。
【０２６７】
方法４５０は、セルラー通信アセンブリのアンテナアレイを使用して、その製造（完全な製造又は部分的な製造を含む）の後に、基本ローブと一つ以上の高調波ローブとを含む信号ビームが送信されるブロック４５１から開始する。
【０２６８】
ステップ４５１から開始するように示されるにもかかわらず、方法４５０は、ステップ４５１に先行する付加的なステップを含んでよい。例えば、所定の実装例において、信号ビームの送信に先立って（例えば試験チャンバの中へ及び／又は試験プラットフォームの上へ）セルラー通信アセンブリを移動させるべく自動ハンドラ（例えば図１８のハンドラ３０４）が使用される。
【０２６９】
次のブロック４５２において、信号ビームの一つ以上の試験箇所が、試験機器を使用した基本ローブの方向の検出に基づいて決定される。一つ以上の試験箇所は、一つ以上の高調波ローブに関連付けられた箇所に対応する。所定の構成において、基本ローブの方向を検出することは、一つ以上の測定アンテナ（例えば図１８の測定アンテナ３０１）を使用して信号ビームを受信することと、信号アナライザ（例えば図１８の信号アナライザ３０２）を使用して受信信号を分析することと、試験箇所決定システム（例えば図１８の試験箇所決定システム３０３）を使用して一つ以上の試験箇所を決定することとを含む。
【０２７０】
方法４５０は、試験機器を使用して各試験箇所における高調波エミッションのレベルが評価されるブロック４５３へと続く。所定の実装例において、高調波エミッションが各試験箇所において測定されるのは、セルラー通信アセンブリ（例えば図１８の被試験デバイス３０８）と一つ以上の測定アンテナ（例えば図１８の測定アンテナ３０１）との相対位置を当該試験箇所に到達するように制御することと、任意の適切な試験機器（例えば図１８の測定アンテナ３０１及び信号アナライザ３０２）を使用して当該試験箇所におけるエミッションレベルを測定することとによる。
【０２７１】
次のブロック４５４において、各試験箇所における高調波エミッションのレベルが予め定められたしきい値を下回ると決定された場合、セルラー通信アセンブリが、エミッション試験に適合すると立証される。
【０２７２】
すなわち、試験箇所における高調波エミッションのレベルがしきい値未満の場合、セルラー通信アセンブリはエミッション試験に適合する。しかしながら、試験箇所の一つ以上において高調波エミッションのレベルがしきい値よりも大きい場合、セルラー通信は、エミッション試験に適合するものではないと立証される。
【０２７３】
方法４５０がブロック４５４において終了するように示されるにもかかわらず、方法４５０は、多数のセルラー通信アセンブリを試験するべく反復的に繰り返されてよい。例えば、方法は、次のセルラー通信アセンブリに対してブロック４５１から再び開始してよい。
【０２７４】
ＲＦシステム、モジュール及びデバイスの例
【０２７５】
図２１は、モジュール６８０の一実施形態の平面図である。モジュール６８０は、アンテナアレイ６８１、基板６８２、封入体６８３、ＩＣ６８４、表面マウントデバイスすなわちＳＭＤ６８５、集積受動デバイスすなわちＩＰＤ６８６、及び遮蔽体６８７を含む。モジュール６８０は、ビーム制御を与える通信デバイスのモジュールに含まれ得るコンポーネント及び構造の様々な例を示す。
【０２７６】
コンポーネント及び構造の組み合わせの一例が示されるにもかかわらず、モジュールは、これよりも多い又は少ないコンポーネント及び／又は構造を含み得る。
【０２７７】
図２２Ａは、モジュール７００の他実施形態の斜視図である。図２２Ｂは、図２２Ａのモジュール７００の２２Ｂ−２２Ｂ線に沿った断面である。
【０２７８】
モジュール７００は、積層材基板すなわち積層材７０１、半導体ダイすなわちＩＣ７０２（図２２Ａでは不可視）、ＳＭＤ（図２２Ａでは不可視）、及び、アンテナ素子７１０ａ１、７１０ａ２、７１０ａ３…７１０ａｎ、７１０ｂ１、７１０ｂ２、７１０ｂ３…７１０ｂｎ、７１０ｃ１、７１０ｃ２、７１０ｃ３…７１０ｃｎ、７１０ｍ１、７１０ｍ２、７１０ｍ３…７１０ｍｎを含むアンテナアレイを含む。
【０２７９】
図２２Ａ及び２２Ｂに示されないにもかかわらずモジュール７００は、明確性を目的として図面から省略されていた付加的な構造及びコンポーネントを含み得る。さらに、モジュール７００は、特定のアプリケーション及び／又は実装に対して望ましい多種多様な態様で修正し又は適合させることができる。
【０２８０】
アンテナ素子７１０ａ１、７１０ａ２、７１０ａ３…７１０ａｎ、７１０ｂ１、７１０ｂ２、７１０ｂ３…７１０ｂｎ、７１０ｃ１、７１０ｃ２、７１０ｃ３…７１０ｃｎ、７１０ｍ１、７１０ｍ２、７１０ｍ３…７１０ｍｎが積層材７０１の第１表面に形成され、実装に基づいて信号を受信及び／又は送信するべく使用することができる。４×４アレイのアンテナ素子が示されるにもかかわらず、楕円により示されるように、これよりも多い又は少ないアンテナ素子が可能である。さらに、アンテナ素子は、例えばアンテナ素子の不均一な配列を使用するアレイを含む他のパターン又は構成でアレイにすることができる。さらに、他実施形態において、送信及び受信のための別個のアンテナアレイのような多数のアンテナアレイが設けられる。図示の実施形態において、ＩＣ７０２が、第１表面に対向する積層材７０１の第２表面に存在する。しかしながら、他の実装例も可能である。一例において、ＩＣ７０２は、積層材７０１に内部的に統合される。
【０２８１】
所定の実装例において、ＩＣ７０２は、アンテナ素子７１０ａ１、７１０ａ２、７１０ａ３…７１０ａｎ、７１０ｂ１、７１０ｂ２、７１０ｂ３…７１０ｂｎ、７１０ｃ１、７１０ｃ２、７１０ｃ３…７１０ｃｎ、７１０ｍ１、７１０ｍ２、７１０ｍ３…７１０ｍｎに関連付けられた信号コンディショニング回路と、高調波ローブに関連する一つ以上の考慮に基づいて信号コンディショニング回路を動的に制御するビーム操舵回路とを含む。一つの半導体チップを有する実装例が示されるにもかかわらず、ここでの教示は、付加的なチップを有する実装例にも適用可能である。
【０２８２】
積層材７０１は、例えば導電層、誘電層及び／又ははんだマスクのような様々な構造物を含み得る。当該層を形成するべく使用される層の数、層の厚さ、及び材料は、多種多様な因子に基づいて選択され、アプリケーション及び／又は実装により変わり得る。積層材７０１は、アンテナ素子の信号フィード及び／又はグランドフィードへの電気接続を与えるビアを含み得る。例えば、所定の実装例において、ビアは、ＩＣ７０２の信号コンディショニング回路と対応アンテナ素子との間に電気接続を与えるのを支援し得る。
【０２８３】
アンテナ素子７１０ａ１、７１０ａ２、７１０ａ３…７１０ａｎ、７１０ｂ１、７１０ｂ２、７１０ｂ３…７１０ｂｎ、７１０ｃ１、７１０ｃ２、７１０ｃ３…７１０ｃｎ、７１０ｍ１、７１０ｍ２、７１０ｍ３…７１０ｍｎは、多種多様な態様で実装されたアンテナ素子に対応し得る。一例において、アンテナ素子のアレイは、積層材７０１の第１側上にパターン状の導電層から形成されたパッチアンテナ素子を含む。グランドプレーンが、導電層を使用して積層材７０１の対向側に又は積層材７０１の内部に形成される。アンテナ素子の他例は、ダイポールアンテナ素子、セラミック共振器、スタンプ金属アンテナ、及び／又はレーザ直接構造化アンテナを含むがこれらに限られない。
【０２８４】
図２３は、携帯デバイス８００の一実施形態の模式的な図である。携帯デバイス８００は、ベース帯域システム８０１、サブミリメートル波（ｍｍＷ）送受信器８０２、サブｍｍＷフロントエンドシステム８０３、サブｍｍＷアンテナ８０４、電力管理システム８０５、メモリ８０６、ユーザインタフェイス８０７、ｍｍＷベース帯域（ＢＢ）／中間周波数（ＩＦ）送受信器８１２、ｍｍＷフロントエンドシステム８１３、及びｍｍＷアンテナ８１４を含む。
【０２８５】
携帯デバイス８００は、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ（ＬＴＥ、ＬＴＥアドバンスト及びＬＴＥアドバンストプロを含む）、５Ｇ ＮＲ、ＷＬＡＮ（例えばＷｉ−Ｆｉ）、ＷＰＡＮ（例えばブルートゥース（登録商標）及びＺｉｇＢｅｅ（登録商標））、ＷＭＡＮ（例えばＷｉＭａｘ）、及び／又はＧＰＳ技術を含むがこれらに限られない多種多様な通信技術を使用して通信するべく使用することができる。
【０２８６】
図示の実施形態において、サブｍｍＷ送受信器８０２、サブｍｍＷフロントエンドシステム８０３、及びサブｍｍＷアンテナ８０４が、センチメートル波、及びミリメートル波周波数未満の他の無線周波数信号を送信及び受信する役割を果たす。付加的に、ｍｍＷ ＢＢ／ＩＦ送受信器８１２、ｍｍＷフロントエンドシステム８１３、及びｍｍＷアンテナ８１４が、ミリメートル波を送信及び受信する役割を果たす。一つの特定例が示されるにもかかわらず、異なる周波数範囲にわたって動作する回路を使用して動作する携帯デバイスを含むがこれらに限られない他の実装例も可能である。
【０２８７】
サブｍｍＷ送受信器８０２は、送信のためのＲＦ信号を生成し、サブｍｍＷアンテナ８０４から受信した入来ＲＦ信号を処理する。理解されることだが、ＲＦ信号の送信及び受信に関連付けられた様々な機能は、サブｍｍＷ送受信器８０２として図２３にまとめて表されている一つ以上のコンポーネントによって達成することができる。一例において、所定タイプのＲＦ信号を扱うべく別個のコンポーネント（例えば別個の回路又はダイ）を設けることができる。
【０２８８】
サブｍｍＷフロントエンドシステム８０３は、アンテナ８０４に送信及び／又はアンテナ８０４から受信された信号のコンディショニングを補助する。図示の実施形態において、フロントエンドシステム８０３は、電力増幅器（ＰＡｓ）８２１、低雑音増幅器（ＬＮＡｓ）８２２、フィルタ８２３、スイッチ８２４及びデュプレクサ８２５を含む。しかしながら、他の実装例も可能である。
【０２８９】
例えば、サブｍｍＷフロントエンドシステム８０３は、送信のための信号増幅、受信信号の増幅、信号のフィルタリング、異なる帯域間のスイッチング、異なる電力モード間のスイッチング、送信モード及び受信モード間のスイッチング、信号のデュプレクシング、信号のマルチプレクシング（例えばダイプレクシング又はトライプレクシング）、又はこれらの何らかの組み合わせを含むがこれらに限られない一定数の機能を与えることができる。
【０２９０】
所定の実装例において、携帯デバイス８００はキャリアアグリゲーションをサポートするので、ピークデータレートを増加させる柔軟性が得られる。キャリアアグリゲーションは、周波数分割デュプレクシング（ＦＤＤ）及び時分割デュプレクシング（ＴＤＤ）の双方に使用することができ、複数のキャリア又はチャネルを集約するべく使用され得る。キャリアアグリゲーションは、同じ動作周波数帯域内の隣接キャリアが集約される隣接集約を含む。キャリアアグリゲーションはまた、不連続であってもよく、共通の帯域内の又は異なる帯域における周波数が分離されたキャリアを含んでよい。
【０２９１】
サブｍｍＷアンテナ８０４は、多種多様なタイプの通信のために使用されるアンテナを含み得る。例えば、サブｍｍＷアンテナ８０４は、多種多様な周波数及び通信規格に関連付けられた信号を送信及び／又は受信するアンテナを含み得る。
【０２９２】
ｍｍＷ ＢＢ／ＩＦ送受信器８１２は、送信のためのミリメートル波信号を生成し、ｍｍＷアンテナ８１４から受信した入来ミリメートル波信号を処理する。理解されることだが、ＲＦ信号の送信及び受信に関連付けられた様々な機能は、ｍｍＷ送受信器８１２として図２３にまとめて表されている一つ以上のコンポーネントによって達成することができる。ｍｍＷ ＢＢ／ＩＦ送受信器８１２は、実装に基づいてベース帯域周波数又は中間周波数で動作することができる。
【０２９３】
ｍｍＷフロントエンドシステム８１３は、ｍｍＷアンテナ８１４に送信及び／又はｍｍＷアンテナ８１４から受信された信号のコンディショニングを補助する。図示の実施形態において、フロントエンドシステム８０３は、電力増幅器８３１、低雑音増幅器８３２、スイッチ８３３、アップコンバータ８３４、ダウンコンバータ８３５及び位相シフタ８３６を含む。しかしながら、他の実装例も可能である。一例において、携帯デバイス８００は、ＢＢ ｍｍＷ送受信器とともに動作し、アップコンバータ及びダウンコンバータはｍｍＷフロントエンドシステムから省略されている。他例において、ｍｍＷフロントエンドシステムはさらに、ミリメートル波信号をフィルタリングするフィルタを含む。
【０２９４】
ｍｍＷアンテナ８１４は、多種多様なタイプの通信のために使用されるアンテナを含み得る。ｍｍＷアンテナ８１４は、多種多様な態様で実装されたアンテナ素子を含み、所定の構成において、アンテナ素子は、一つ以上のアンテナアレイを形成するべく配列される。ミリメートル波アンテナアレイのためのアンテナ素子の例は、パッチアンテナ、ダイポールアンテナ素子、セラミック共振器、スタンプ金属アンテナ及び／又はレーザ直接構造化アンテナを含むがこれらに限られない。
【０２９５】
所定の実装例において、携帯デバイス８００は、ＭＩＭＯ通信及び／又は切り替えダイバーシティ通信をサポートする。例えば、ＭＩＭＯ通信は、単数の無線周波数チャネルを経由して多数のデータストリームを通信するべく多数のアンテナを使用する。ＭＩＭＯ通信は、高い信号対雑音比、符号化の改善、及び／又は無線環境の空間的なマルチプレクシング差異に起因する信号干渉の低減により利益を受ける。切り替えダイバーシティとは、特定のアンテナが特定の時刻に動作するべく選択される通信を称する。例えば、観測されたビットエラーレート及び／又は信号強度インジケータのような様々な因子に基づいて一群のアンテナから特定のアンテナを選択するべく、スイッチを使用することができる。
【０２９６】
携帯デバイス８００は、ビームフォーミングによって動作する。例えば、ｍｍＷフロントエンドシステム８１３は、ｍｍＷ ＢＢ／ＩＦ送受信器８１２により制御される可変位相を有する位相シフタを含む。付加的に、位相シフタは、ｍｍＷアンテナ８１４を使用した信号の送信及び／又は受信のためのビームフォーメーション及び指向性を与えるべく制御される。例えば、信号送信の文脈において、送信のために使用されるアンテナアレイに与えられる送信信号の位相は、放射された信号が、建設的及び破壊的干渉を使用して組み合わされ、所与の方向に伝播する信号強度のビーム状の品質を示す集約送信信号を生成するように制御される。信号受信の文脈において、位相は、信号が特定の方向からアンテナアレイに到着しているときに多くの信号エネルギーが受信されるように制御される。
【０２９７】
ベース帯域システム８０１は、音声及びデータのような様々なユーザ入力及び出力（Ｉ／Ｏ）の処理を容易にするべくユーザインタフェイス８０７に結合される。ベース帯域システム８０１は、送信のためのＲＦ信号を生成するべく送受信器によって処理される送信信号のデジタル表現を有するサブｍｍＷ及びｍｍＷ送受信器を与える。ベース帯域システム８０１はまた、送受信器により与えられるデジタル表現の受信信号を処理する。図２３に示されるように、ベース帯域システム８０１は、携帯デバイス８００の動作を容易にするべくメモリ８０６に結合される。
【０２９８】
メモリ８０６は、携帯デバイス８００の動作を容易にするべく、及び／又はユーザ情報の格納を与えるべく、データ及び／又は命令を格納することのような、多種多様な目的のために使用することができる。
【０２９９】
電力管理システム８０５は、携帯デバイス８００の一定数の電力管理機能を与える。所定の実装例において、電力管理システム８０５は、フロントエンドシステムの電力増幅器の供給電圧を制御するＰＡ供給制御回路を含む。例えば、電力管理システム８０５は、電力付加効率（ＰＡＥ）のような効率を改善するべく、当該電力増幅器の一つ以上に与えられる供給電圧を変化させるように構成することができる。
【０３００】
所定の実装例において、電力管理システム８０５は、電池から電池電圧を受ける。電池は、携帯デバイス８００において使用される任意の適切な電池であってよく、例えばリチウムイオン電池を含む。
【０３０１】
むすび
【０３０２】
上述した実施形態のいくつかが、無線通信デバイスに接続されたビーム制御の例を与えてきた。しかしながら、こうした実施形態の原理及び利点は、ここに説明される回路及びシステムから有益となる任意の他のシステム又は装置のために使用することができる。
【０３０３】
本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかでない限り、「含む」等の用語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される単語「結合」は、直接接続されるか又は一つ以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。同様に、ここで一般に使用される単語「接続」は、直接接続されるか又は一つ以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。加えて、単語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の単語は、本アプリケーションにおいて使用される場合、本アプリケーション全体を言及し、本アプリケーションの任意の固有部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。２つ以上の項目のリストを言及する単語「又は」及び「若しくは」は、当該単語の以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。
【０３０４】
さらに、とりわけ「できる」、「し得る」、「してよい」、「かもしれない」、「例えば」、「のような」等のようなここに記載の条件付き言語は一般に、特にそうでないことが述べられ、又は使用の文脈上そうでないことが理解される場合を除き、所定の実施形態が所定の特徴、要素及び／又は状態を含む一方で他の実施形態がこれらを含まないことを伝えるように意図される。すなわち、かかる条件的言語は、特徴、要素及び／若しくは状態が一つ以上の実施形態にとって必要な任意の態様にあること、又は一つ以上の実施形態が必ず、筆者のインプット若しくは促しありで若しくはなしで、これらの特徴、要素及び／若しくは状態が任意の固有実施形態に含まれ若しくは当該実施形態で行われるか否かを決定するロジックを含むこと、を示唆することを一般には意図しない。
【０３０５】
本発明の実施形態の上記詳細な説明は、排他的であることすなわち本発明を上記開示の正確な形態に制限することを意図しない。本発明の及びその例の特定の実施形態が例示を目的として上述されたが、当業者が認識するように、本発明の範囲において様々な均等の修正も可能である。例えば、プロセス又はブロックが所与の順序で提示されるが、代替実施形態は、異なる順序でステップを有するルーチンを行うこと又はブロックを有するシステムを用いることができ、いくつかのプロセス又はブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのプロセス又はブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。また、プロセス又はブロックが直列的に行われるように示されることがあるが、これらのプロセス又はブロックは、その代わりに、並列して行い又は異なる時に行うこともできる。
【０３０６】
ここに与えられた本発明の教示は、必ずしも上述のシステムに限られることがなく、他のシステムにも適用することができる。上述の様々な実施形態要素及び行為は、さらなる実施形態を与えるべく組み合わせることができる。
【０３０７】
本発明のいくつかの実施形態が記載されたが、これらの実施形態は、例のみとして提示されており、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際のところ、ここに記載される新規な方法及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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