(57)【要約】コプライム・トランシーバが、より高い曲線因子、改善されたサイドローブ阻止、及びより高い所定数の画素当たりの横方向分解能を実現する、このコプライム・トランシーバは、部分的に、複数の送信素子を有する送信機アレイ及び複数の受信素子を有する受信機アレイを含む。隣接して対をなす送信素子の各対の間の距離は、光信号の波長の全長またはその分数の第１の整数倍である。隣接して対をなす受信素子の各対の間の距離は、光信号の波長の全長またはその分数の第２の整数倍である。第１の整数と第２の整数とは互いに素である。このトランシーバは標準的な平面フォトニクス・プラットフォームにおいて十分に実現可能であり、素子間の間隔は、内部素子への光学的ルーティングのための十分な余地を提供する。
2020511050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信素子を具えた送信機アレイと、
複数の受信素子を具えた受信機アレイと
を具えたコプライム・トランシーバであって、
隣接して対をなす前記送信素子の各対の間の距離は、光信号の波長によって特性化される長さの第１の整数倍によって規定され、
隣接して対をなす前記受信素子の各対の間の距離は、前記長さの第２の整数倍であり、前記第１の整数と前記第２の整数とは互いに素であるコプライム・トランシーバ。
【請求項２】
前記送信機アレイ及び前記受信機アレイの各々が一次元アレイである、請求項１に記載のトランシーバアレイ。
【請求項３】
前記送信機アレイ及び前記受信機アレイの各々が、デカルト座標系に沿って配置された二次元アレイである、請求項１に記載のトランシーバアレイ。
【請求項４】
前記長さが前記光信号の波長の分数である、請求項１に記載のトランシーバアレイ。
【請求項５】
複数の送信素子を具えた送信機アレイと、
複数の受信素子を具えた受信機アレイとを具えたコプライム・トランシーバであって、
前記送信素子は第１組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置され、
前記受信素子は第２組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置され、
前記送信機アレイの放射パターンと前記受信機アレイの応答パターンとが、空間内の実質的に単一の点でオーバーラップするコプライム・トランシーバ。
【請求項６】
複数の送信素子を具えた送信機アレイと、
複数の受信素子を具えた受信機アレイとを具えたコプライム・トランシーバであって、
前記送信素子は第１組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置され、
前記受信素子は第２組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置され、
前記送信機アレイにおける前記同心円の各々の円周に沿って配置された前記送信素子の個数、及び前記受信機アレイにおける前記同心円の各々の円周に沿って配置された前記受信素子の個数は、前記送信機アレイの遠距離場放射パターンと前記受信機アレイの遠距離場応答パターンとが、当該遠距離場放射パターン及び当該遠距離場応答パターンの主ビームのみに沿ってオーバーラップするように選択されるコプライム・トランシーバ。
【請求項７】
光信号を送信し受信する方法であって、
複数の送信素子を具えた送信機アレイにより前記光信号を送信するステップであって、隣接して対をなす前記送信素子の各対の間の距離は、前記光信号の波長によって特性化される長さの第１の整数倍によって規定されるステップと、
複数の受信素子を具えた受信機アレイにより前記光信号を受信するステップであって、隣接して対をなす前記受信素子の各対の間の距離は、前記長さの第２の整数倍であり、前記第１の整数と前記第２の整数とは互いに素である光信号の送受信方法。
【請求項８】
前記送信機アレイ及び前記受信機アレイの各々が一次元アレイである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記送信機アレイ及び前記受信機アレイの各々が、デカルト座標系に沿って配置された二次元アレイである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記長さが前記光信号の波長の分数である、請求項１に記載のトランシーバアレイ。
【請求項１１】
光信号を送信し受信する方法であって、
複数の送信素子を具えた送信機アレイにより前記光信号を送信するステップであって、前記送信素子は第１組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置されているステップと、
複数の受信素子を具えた受信機アレイにより前記光信号を受信するステップであって、前記受信素子は第２組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置されているステップとを含み、
前記送信機アレイの放射パターンと前記受信機アレイの応答パターンとが、空間内の実質的に単一の点でオーバーラップする光信号の送受信方法。
【請求項１２】
光信号を送信し受信する方法であって、
複数の送信素子を具えた送信機アレイにより前記光信号を送信するステップであって、前記送信素子は第１組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置されているステップと、
複数の受信素子を具えた受信機アレイにより前記光信号を受信するステップであって、前記受信素子は第２組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置されているステップとを含み、
前記送信機アレイにおける前記同心円の各々の円周に沿って配置された前記送信素子の個数、及び前記受信機アレイにおける前記同心円の各々の円周に沿って配置された前記受信素子の個数は、前記送信機アレイの遠距離場放射パターンと前記受信機アレイの遠距離場応答パターンとが、当該遠距離場放射パターン及び当該遠距離場応答パターンの主ビームのみに沿ってオーバーラップするように選択される光信号の送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願のクロスリファレンス
本願は、35USC119(e)（米国特許法第１１９条(e)）の下で、米国特許出願第６２／４６９１０６号、２０１７年３月９日出願による優先権を主張し、この米国特許出願の内容はその全文を参照することによって本明細書に含める。
【０００２】
発明の分野
本発明はシリコン・フォトニクス（光通信）に関するものであり、より具体的には光フェーズドアレイ（位相配列）に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
光フェーズドアレイ受信機は、所定方向から到来する光を検出するに当たり用いられる。光フェーズドアレイ送信機は、狭幅で低ダイバージェンス（発散）の光ビームを比較的広角度にわたって整形してステアリングするに当たり用いられる。光フェーズドアレイのフォトニクス集積チップは、レーザー、フォトダイオード、光変調器、光相互接続体、送信機、及び受信機のような複数の構成要素を含むことが多い。
【０００４】
光フェーズドアレイは、３Ｄイメージング（撮像）、マッピング、測距リモートセンシング、作動投影システム、データ通信、及び自律走行車及びドローンのナビゲーションのような他の新興技術において用いられてきた。光フェーズドアレイの改良の必要性が存在し続ける。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの好適例によるコプライム（互いに素の）トランシーバは、部分的に、複数の送信素子を有する送信機アレイと、複数の受信素子を有する受信機アレイとを含み、隣接して対をなす送信素子の各対の間の距離は、光信号の波長の全長またはその分数の第１の整数倍によって規定され、隣接して対をなす受信素子の各対の間の距離は、光信号の波長の全長またはその分数の第２の整数倍である。第１の整数と第２の整数とは互いに素である。
【０００６】
１つの好適例では、送信機アレイ及び受信機アレイが一次元アレイである。他の好適例では、受信機アレイ及び送信機アレイが、デカルト座標系に沿って対称に配置された二次元アレイである。
【０００７】
本発明の１つの好適例によるコプライム・トランシーバは、部分的に、複数の送信素子を有する送信機アレイと、複数の受信素子を有する受信機アレイとを含み、これらの送信素子は第１組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置され、これらの受信素子は第２組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置されている。送信機アレイの放射パターンと受信機アレイの応答パターンとは、空間内の実質的に単一の点でオーバーラップする。
【０００８】
本発明の１つの好適例によるコプライム・トランシーバは、部分的に、複数の送信素子を有する送信機アレイと、複数の受信素子を有する受信機アレイとを含み、これらの送信素子は第１組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置され、これらの受信素子は第２組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置されている。これらの送信素子及び受信素子の個数並びに位置は、送信機アレイの遠距離場放射パターンと受信機アレイの遠距離場応答パターンとが、これらのパターンの主ビームのみに沿ってオーバーラップするように選択される。
【０００９】
本発明の１つの好適例による、光信号を送信し受信する方法は、部分的に、複数の送信素子を含む送信機アレイにより光信号を送信するステップを含み、隣接して対をなす送信素子の各対の間の距離は、光信号の波長の全長またはその分数の第１の整数倍によって規定される。この方法は、複数の受信素子を含む受信機アレイにより光信号を受信するステップをさらに含み、隣接して対をなす受信素子の各対の間の距離は、光信号の波長の全長の第２の整数倍である。第１の整数と第２の整数とは互いに素である。
【００１０】
１つの好適例では、送信機アレイ及び受信機アレイの各々が一次元アレイである。他の好適例では、送信機アレイ及び受信機アレイの各々が、デカルト座標系に沿って対称に配置された二次元アレイである。
【００１１】
本発明の１つの好適例による、光信号を送信し受信する方法は、部分的に、複数の送信素子を含む送信機アレイにより光信号を送信するステップを含み、これらの送信素子は、第１組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置されている。この方法は、複数の受信素子を含む受信機アレイにより光信号を受信するステップをさらに含み、これらの受信素子は、第２組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置されている。送信機アレイの放射パターンと受信機アレイの応答パターンとは空間内の実質的に単一の点でオーバーラップする。
【００１２】
本発明の１つの好適例による、光信号を送信し受信する方法は、部分的に、複数の送信素子を含む送信機アレイにより光信号を送信するステップを含み、これらの送信素子は、第１組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置されている。この方法は、複数の受信素子を含む受信機アレイにより光信号を受信するステップをさらに含み、これらの受信素子は、第２組の１つ以上の同心円の円周に沿って対称に配置されている。これらの送信素子及び受信素子の個数並びに位置は、送信機アレイの遠距離場放射パターンと受信機アレイの遠距離場応答パターンとが、これらのパターンの主ビームのみに沿ってオーバーラップするように選択される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による、好適な一次元コプライム・トランシーバアレイの簡略化した概略上面図である。
【図２】図２Ａは、本発明の一実施形態による、図１のトランシーバの送信機アレイの応答をコンピュータ・シミュレーションで示す図である。図２Ｂは、本発明の一実施形態による、図１のトランシーバの受信機アレイの応答をコンピュータ・シミュレーションで示す図である。図２Ｃは、本発明の一実施形態による、図１のトランシーバの応答をコンピュータ・シミュレーションで示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による、異なる角度方向に沿った図１のトランシーバの応答をコンピュータ・シミュレーションで示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、好適な二次元コプライム・トランシーバアレイの簡略化した概略上面図である。
【図５】本発明の好適な一実施形態による、一次元トランシーバアレイの簡略化した概略ブロック図である。
【図６】本発明の好適な一実施形態による、ホモダイン二次元フェーズドアレイを示す図である。
【図７】本発明の好適な一実施形態による、ヘテロダイン二次元フェーズドアレイを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による、好適な二次元コプライム・トランシーバアレイの簡略化した概略上面図である。
【図９】図９Ａは、図８のトランシーバの送信アレイの送信パターンのコンピュータ・シミュレーションをデカルト座標系で示す図である。図９Ｂは、図８のトランシーバの受信機アレイの応答特性のコンピュータ・シミュレーションをデカルト座標系で示す図である。図９Ｃは、図８のフェーズドアレイの特性のコンピュータ・シミュレーションをデカルト座標系で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態は、コプライム光フェーズドアレイ・トランシーバを含む。受信機及び／または送信機アレイの素子の間隔を用いて、フレキシビリティを提供して光ルーティング（経路設定）を強化し、これにより性能を改善する。この間隔は、受信機及び／または送信機の開口サイズも、均一に配置されて分布する受信及び／または送信素子のアレイに比べて増加させる。しかし、送信機及び受信機内の素子の間隔は、送信機及び受信機の両方の応答における格子ローブを生じさせて、送信機及び受信機の利用可能な視野を、隣接する２つの格子ローブの間隔まで低減する。本発明の実施形態によれば、送信機アレイ及び受信機アレイの素子間隔を、これらを組み合わせたシステムが、送信機アレイ及び受信機アレイの個別の性能に比べて改善された性能及び大きな視野を実現するように設計する。その結果、本発明の実施形態によれば、ビームのビーム幅、サイドローブの大きさ、格子ローブ、及び他の特性を制御し修正して、フェーズドアレイ・トランシーバの性能をさらに強化することができる。
【００１５】
光フェーズドアレイ受信機は、その開口によって入射光を捕捉し−この開口は受信素子のアレイを用いて形成され−入射光を処理して、とりわけ、入射光の方向を特定し、あるいは、特定の点または方向から到来する光を見て、他の点または方向からの光を抑制する。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、Ｎrx≧２個の受信素子を有する受信機及びＮtx≧２個の送信素子を有する送信機を有する光コプライム・トランシーバを前提とする。隣接して対をなす受信素子の各対の間の間隔ｄrxをｄrx＝ｎrxｄxによって定義し、ここにｄxは最小の光ルーティング間隔によって決まる単位間隔である。隣接して対をなす送信素子の各対の間の間隔ｄtxはｄtx＝ｎtxｄxなる間隔によって定義する。本発明の実施形態によるコプライム・トランシーバでは、ｎrxとｎtxとが互いの素の数であり、上記コプライム・トランシーバは、均一なｄxの間隔を有するＮrxＮtx個の受信−送信素子を有する従来のトランシーバと同等の性能を有する。受信−送信素子の個数の増加によりサイドローブ阻止が改善されることが知られている。
【００１７】
Ｎ個の送信または受信素子、及びｄxの送信／受信素子間隔を有する従来の均一な送信機アレイまたは受信機アレイは、ｄx＝λ／２、ここにλが光信号の波長であれば、［−π／2，π／2］の視野の画像を、ｘN＝Ｎｄxなる最大間隔によって与えられる空間周波数分解能の帯域幅まで再構成する。しかし、λ／２の単位間隔を実現することは、平面的なルーティングの制約により困難である。素子間の間隔を、λ／２を超えて増加させて改善された分解能を実現することは、視野の低減を生じさせる。コプライム・トランシーバは、素子数の低減により視野を犠牲にすることなしに、改善された分解能を実現する。
【００１８】
Ｍ個の送信素子及びＮ個の受信素子を有する光コプライム・トランシーバは、ＭＮ個の送信−受信素子を有する従来のトランシーバの性能と同等の性能を実現する。こうしたコプライム・トランシーバは、必要とする送信−受信素子がより少数であるだけでなく、大幅に低いサイドローブを実現する。送信機及び受信機内の素子の個数を増加させることによって、より狭幅のビームが得られ、従ってより低いサイドローブが得られる。一例では、２(Ｎ＋Ｍ)個の送信−受信素子を有するコプライム・トランシーバは、従来の均一なトランシーバに比べてずっと低いサイドローブを有することができる。送信素子及び受信素子の距離を一定に保ちつつ、送信素子及び受信素子の個数を増加させることは、均一なアレイにおいて行うよりも改善されたコプライム・アレイの性能を生じさせる。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、コプライム・フェーズドアレイ・トランシーバの隣接して対をなす送信素子の各対の間の距離は、距離ｄxの第１の整数Ｔ倍（即ち、Ｔｄx）によって規定され、コプライム・フェーズドアレイ・トランシーバの隣接して対をなす受信素子の各対の間の距離は、距離ｄxの第２の整数Ｒ倍（即ち、Ｒｄx）によって規定され、ここにＴとＲとは互いに素の数である。コプライム・トランシーバの送信素子の個数はＰ個であり、コプライム・トランシーバの受信素子の個数はＱ個であり、ここにＰ及びＱは２以上の整数であり、ｄxはλ，λ／２，λ／４に等しくすることができ、あるいはλ−使用している光信号−の波長の他のあらゆる実数の倍数とすることができる。従って、本発明の実施形態による「コプライム・フェーズドアレイ・トランシーバは、ルーティングの制約がより緩和されている。送信素子及び受信素子の個数が多いほど、受信素子の間隔及び送信素子の間隔を大きくして、これらの素子への二次元の信号ルーティングを可能にすることができる。
【００２０】
Ｐ個の送信素子及びＱ個の受信素子を有する一次元コプライム・トランシーバは、ＰＱ個の送信−受信素子を有する従来の均一なトランシーバの性能特性とほぼ同等の性能特性を有する。同様に、２Ｐ個の送信素子及び２Ｑ個の受信素子を有する二次元のコプライム・トランシーバは、１６(ＰＱ)2個の送信−受信素子を有する従来の均一なトランシーバとほぼ同等の性能特性を有する。
【００２１】
図１は、好適な一次元コプライム・トランシーバアレイ１０の簡略化した概略上面図であり、８個の送信素子１２及び６個の受信素子１４を有するように示している。送信素子１２は送信アレイ１５を形成するように示し、受信素子１４は受信アレイ１８を形成するように示している。隣接して対をなす送信素子の各対の間の距離ｄtは３ｄxに等しいものと仮定し、隣接して対をなす受信素子の各対の間の距離ｄtは４ｄxに等しいものと仮定し、ここにｄxは光の波長の半分に等しい、即ちλ／２であるものと仮定する。
【００２２】
図２Ａのプロット２５は、図１の送信機アレイの応答をコンピュータ・シミュレーションで示し、図２Ｂのプロット３０は、図１の受信機アレイの応答をコンピュータ・シミュレーションで示す。図２Ｃのプロット３５は、図１のトランシーバアレイの応答をコンピュータ・シミュレーションで示す。図２Ａでは、送信機アレイは５方向を照明するように示し、受信機アレイは３方向から集光するように示している。しかし、任意の所定時刻において、送信機ビーム及び受信機ビームのうちの１つだけが整列して、トランシーバは、同じ方向を照明し同じ方向から受光する１つだけの送信機及び１つだけの受信機があたかも存在するかのように振る舞う。
【００２３】
送信機アレイ及び受信機アレイの各々がいくつかのサイドローブを有するにもかかわらず、それらを組み合わせた応答はすべてのサイドローブを阻止する。送信機アレイの応答を、受信機アレイの応答の全体にわたってスライドさせることは、どの任意の角度においても、それらを組み合わせた応答が最小のサイドローブを有することを示す。図２Ｂからわかるように、トランシーバアレイは０°の角度でピーク応答を有し、８×６＝４８個（本発明の実施形態によるコプライム・トランシーバの送信素子の個数と受信素子の個数との積）の受信素子及び単一の送信素子を有する、あるいは４８個の送信機及び単一の受信機を有する従来の均一なトランシーバとほぼ同じ応答特性を有する。
【００２４】
トランシーバ・フェーズドアレイを掃引して全方向からの信号を獲得することは、図３に示す応答を生じさせる。図３からわかるように、このコプライム受信機アレイは、あらゆる所定方向から信号を獲得する際に、所望のサイドローブ阻止の割合を維持する。
【００２５】
図４は、本発明の他の好適な実施形態による、好適な二次元コプライム・トランシーバのフェーズドアレイ１００の簡略化した概略上面図である。コプライム・トランシーバアレイ１００は、受信機アレイ１５０及び送信機アレイ２００を有するように示している。受信機アレイ１５０は３６個の受信素子１４を有するように示し、送信機アレイ２００は６４個の送信素子１２を有するように示している。隣接して対をなす受信素子１４の各対の間の距離ｄrは４ｄxであるものと仮定し、隣接して対をなす送信素子１２の各対の間の距離ｄrは３ｄxであるものと仮定し、ｄxはトランシーバ・フェーズドアレイ１００が使用する光の波長に等しいものと仮定する。受信機アレイ１５０は３６個の受信素子を有するように示し、送信機アレイ２００は６４個の素子を有するように示している。従って、コプライム・トランシーバ・フェーズドアレイ１００では、パラメータＰは６４に等しく、パラメータＱは３６に等しい。
【００２６】
図５は、Ｎ個の送信機Ｎt及び受信機Ｎrを有する一次元トランシーバアレイの簡略化した概略ブロック図である。コヒーレント電磁波源８０２が発生する光信号がスプリッタ８０４によってＮ個の信号に分割され、これらＮ個の信号の各々は異なる位相変調器（ＰＭ：phase modulator）８０６によって位相変調されて異なる送信機によって送信され、これらの送信器を集合的に参照番号８００で識別する。受信素子８２０によって受信される信号は、ＰＭ８２６によって位相変調されて検出器８２８によって検出される。検出器の出力信号は制御兼処理装置８２４によって受信され、制御兼処理装置８２４はＰＭ８０６及び８２６の位相を制御する。
【００２７】
コプライムな送信機と受信機の対は、各々がいくつかのサイドローブを有する。しかし、それらを組み合わせた放射パターンは１つのメインローブのみを有する。各送信機及び受信機は、素子間の相対的な位相が直線的に増加するように設定する必要がある。送信機の相対的位相のステップはφtであり、受信機の相対的位相のステップはφrであるものと仮定する。その結果、送信機及び受信機のフェーズドアレイは特定方向に位置する中心ローブを有し、これらの中心ローブは互いに無相関である。しかし、それらを組み合わせた放射パターンは１つのメインローブを有する。φr及びφtを０から２πまで掃引すれば、上記組合せのメインローブも視野全体にわたって掃引される。上記組合せのメインローブは、送信機及び受信機のメインローブのうちの任意の２つがほぼ同方向に整列した際に最大振幅を有する。
【００２８】
従って、送信機及び受信機の各々の素子間の直線的な位相遅延ステップを設定し、送信機または受信機のいずれかの位相遅延ステップを低速で変化させることによって、単一のメインローブを有し、視野全体を掃引することができるコプライム・フェーズドアレイが実現される。
【００２９】
図５に示す一次元アレイでは、制御兼処理装置８０２が位相変調器を用いて素子間の相対的な位相を調整して、受信素子が（０, φr, ２φr, ３φr,...,(Ｎr−１)φr）なる直線的な位相差を有し、送信素子が（０, φt, ２φt, ３φt,...,(Ｎt−１)φt）なる直線的な位相差を有するようにする。φr、φtは[０, ２π]の範囲内の任意の値を有することができることは明らかである。
【００３０】
図６は二次元トランシーバアレイの簡略化したブロック図であり、この二次元トランシーバアレイは、Ｎt×Ｎt個の送信機のアレイ及びＮr×Ｎr個の受信機のアレイを有する。図６に示す二次元トランシーバはホモダイン・アーキテクチャを有するが、他の点は図５に示す一次元トランシーバと同様である。
【００３１】
図７は、ヘテロダイン二次元トランシーバアレイの簡略化した概略ブロック図であり、このヘテロダイン二次元トランシーバアレイは、Ｎt×Ｎt個の送信機のアレイ及びＮr×Ｎr個の受信機のアレイを有する。図７に示す二次元トランシーバ・アーキテクチャは、追加的なスプリッタ８３２及び複数のミキサ８３０も有するように示している。上述した信号検出スキームは、ホモダイン並びにヘテロダインアレイ・アーキテクチャにも共に適用可能である。
【００３２】
本発明の他の実施形態によれば、上記アレイの素子が極座標系内で対称である。図８は、本発明の他の好適な実施形態による、好適な二次元コプライム・トランシーバ・フェーズドアレイ３００の簡略化した概略上面図である。コプライム・トランシーバアレイ３００は、受信機アレイ３２５及び送信機アレイ３５０を有するように示している。受信機アレイ３２５は６０個の受信素子１２を有するように示し、送信機アレイ３５０は３０個の送信素子１４を有するように示している。
【００３３】
好適なトランシーバ３００の動作波長は１５５０nmである。送信機アレイ３５０はさらに４つの放射器リングを有するように示している。最内周のリングから最外周のリングまでのリングは、それぞれ３個、６個、９個、１２個の放射素子を有し、これらの放射素子は、それぞれが６μm、１２μm、１８μm、２４μmの半径を有する同心円上に配置されている。受信機アレイ３２５は受信素子の５つの同心円リングを有するように示している。最内周のリングから最外周のリングまでのリングは、それぞれ４個、８個、１２個、１６個、及び２０個の放射素子を有し、これらの放射素子は、それぞれが１３μm、２６μm、３９μm、５２μm、及び６５μmの半径を有する同心円上に配置されている。
【００３４】
図８に示す実施形態では、送信機アレイのビームと受信機アレイのビームとが空間内の単一の点でオーバーラップする。送信素子と受信素子との間の相対的な間隔が、フェーズドアレイ３００に関連する遠距離場放射パターンを決める。送信機の放射パターンと受信機の放射パターンとが空間内の実質的に単一の点でオーバーラップする限り、送信素子と受信素子との間の相対的な間隔は、任意に、あるいは均一な素子配置に基づいて割り当てることができる。
【００３５】
図９Ａは、トランシーバ３００のアレイ３００の送信パターンを示し、等方性の送信素子を使用するものと仮定している。図９Ａからわかるように、これらの送信パターンは２つの格子ローブ４０５、４１０を有する。図９Ｂは、トランシーバ３００の受信機アレイ３２５の遠距離場応答パターンを示す。図９Ｂ中には、ピーク電力よりも５dB小さい振幅を有するいくつかの強いサイドローブが存在する。
【００３６】
図９Ｃはトランシーバ３００の放射パターンを示し、この放射パターンは、図１４Ａに示すパターンと図１４Ｂに示すパターンとの積である。図９Ｃからわかるように、トランシーバ３００の放射パターンは、送信機の強い格子ローブを抑制し、受信機の強いサイドローブを減衰させて、送信機及び受信機の両方のパターンを個別にとり上げるよりも性能が優れたシステムの放射パターンを生じさせる。図に見られるように、送信機のビームパターンと受信機のビームパターンとは、０の角度に沿った側面方向のみにオーバーラップする。
【００３７】
本発明の上記の実施形態は例示的であり限定的ではない。本発明の実施形態は、送信機または受信機のアレイ内の素子の開口サイズまたは個数によって限定されない。本発明の上記の実施形態は光の波長によって限定されない。本発明の上記の実施形態は、送信機、受信機、またはトランシーバアレイを形成するために用いることができる半導体基板の枚数によって限定されない。他の変更及び変形は当業者にとって明らかであり、添付した特許請求の範囲内に入ることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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９−１】
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【図９−２】
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【国際調査報告】
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