"構成装置を備える複数の無給電アンテナ素子と,前記構成装置に接続され,直流電圧を供給するように配置された電圧源と,前記構成装置に印加される直流電圧を調整するように動作する制御部とを含み,各無給電アンテナ素子は,前記各無給電アンテナ素子に印加される前記電圧に基づいて反射器または導波器として再構成することができるスマートアンテナ。各構成装置はバラクタまたはピンダイオードを含む,請求項1に記載のスマートアンテナ。励振素子が再構成可能な指向性アンテナである,請求項1または2に記載のスマートアンテナ。前記励振素子は放射状に相互に間隔をおいて配置された3個のアンテナ素子を含む,請求項3に記載のスマートアンテナ。前記アンテナ素子は放射状に120度ずつ相互に間隔をおいて配置された3個のアンテナ素子を含む,請求項4に記載のスマートアンテナ。前記アンテナ素子は共通の中央に位置する同軸ケーブルに接続されている,請求項4または5に記載のスマートアンテナ。前記励振素子は,第1,第2および第3の逆FアンテナIFA:invertedF-typeantenna素子を含む指向性アンテナである,請求項4~6のいずれか一項に記載のスマートアンテナ。前記励振素子の周囲に配置され,バラクタを装荷した12個のIFA無給電素子を含む,請求項7に記載のスマートアンテナ。前記バラクタに印加される前記直流電圧は,各IFA無給電素子を反射器または導波器のどちらかとして再構成するように同調可能である,請求項8に記載のスマートアンテナ。前記同調可能であることによりアンテナビームの切換えまたは走査の機構が提供される,請求項9に記載のスマートアンテナ。前記励振素子は,無給電素子の少なくとも1つの環状アレイによって囲まれている,請求項1~10のいずれか一項に記載のスマートアンテナ。前記励振素子は,無給電素子の少なくとも第1の環状アレイおよび第2の環状アレイによって囲まれている,請求項11に記載のスマートアンテナ。前記第1の無給電素子および前記第2の無給電素子は,それぞれ,実質的に25mmおよび50mmの半径のところにある,請求項12に記載のスマートアンテナ。各環状アレイは円周方向に対称である,請求項10または11に記載のスマートアンテナ。各環状アレイは,6個または12個または他の3の偶数倍個のアンテナ素子を含む,請求項14に記載のスマートアンテナ。1次放射パターンの生成では,1個の無給電素子が各環状アレイにおいて導波器として構成される,請求項11~15のいずれか一項に記載のスマートアンテナ。前記導波器は,逆バイアス制御電圧によって励振される前記無給電素子である,請求項16に記載のスマートアンテナ。他のすべての無給電素子が反射器として構成される,請求項16または17に記載のスマートアンテナ。2次放射パターンでは,2個の無給電素子が各環状アレイにおいて導波器として構成され,他のすべての無給電素子が反射器として構成される,請求項11~18のいずれか一項に記載のスマートアンテナ。実質的に50mmの半径を有し,実質的に40mmの高さを有する,請求項1~19のいずれか一項に記載のスマートアンテナ。前記励振素子は再構成可能なアンテナであり,90°と270°,30°と210°,および150°と330°の方向に向けることのできるビームを生成するように動作する,請求項1~20のいずれか一項に記載のスマートアンテナ。実質的に2.45GHz~2.55GHzまでの周波数帯域において動作する,請求項1~21のいずれか一項に記載のスマートアンテナ。本発明は,改善されたスマートアンテナ,および好ましくは,改善された低コストのスマートアンテナを提供しようとするものである。本発明の一態様によれば,構成装置を備える複数の無給電アンテナ素子と,構成装置に接続され,直流電圧を供給するように配置された電圧源と,構成装置に印加される直流電圧を調整するように動作する制御部とを含み,各無給電アンテナ素子は,各無給電アンテナ素子に印加される電圧に基づいて反射器または導波器のどちらかとして再構成することができるスマートアンテナが提供される。構成装置は,いくつかの電子部品のいずれかとすることができる。好ましい実施形態では,各構成装置は,バラクタまたはピンダイオードを含む。有利には,スマートアンテナは,励振素子として再構成可能な指向性アンテナを用いる。これにより,そのビームを,好ましい実施形態では,90°と270°,30°と210°,および150°と330°の方向に向けることのできる励振素子が得られる。好ましい実施形態は,10dBiを超える利得を達成することのできる,小型で低コストの,電子ビーム切換えまたはビーム走査を行うスマートアンテナを提供する。以下では,そのような小型スマートアンテナの好ましい構造を説明する。ビーム切換えおよびビーム走査という語は,通常同じ機能性を示し,よって区別なく使用され得ることが理解されるであろう。好ましい実施形態は,2.45GHz~2.55GHzまでの周波数帯域をカバーする,コンパクトな低コストの電子ビーム切換えまたはビーム走査を行うスマートアンテナを提供する。励振素子は,3個の逆FアンテナIFA:InvertedF-typeAntenna素子を含む指向性アンテナである。励振素子に加えて,好ましい実施形態には,励振素子の周囲に配置され,構成装置典型的にはバラクタまたはピンダイオードを装荷した12個のIFA無給電素子も含まれる。構成装置に印加される直流電圧を調整することにより,各IFA無給電素子を,反射器または導波器のどちらかとして再構成することができる。これによりビームの切換えまたは走査の機構が提供される。アンテナは,好ましくは,50mmの半径,および40mmの高さを有する。他のビーム切換えスマートアンテナと比べて,このアンテナはより小型で,低コストで,高利得である。有利には,励振素子は,無給電素子の少なくとも1つの環状アレイによって囲まれている。これによりスマートアンテナの利得が増加し,その結果,先行技術の装置と比べて小型化することが可能になる。好ましい実施形態では,励振素子は,無給電素子の少なくとも第1の環状アレイおよび第2の環状アレイによって囲まれている。理論上は,無給電素子の環状アレイの数には制限がなく,環状アレイの数が大きいほど理論上はアンテナ利得が増加するが,これはコストの増加およびアンテナ体積の増加の原因となる。無給電素子の2つの環状アレイは,性能とコストとサイズとの間の適正なバランスを提供することが判明している。各環状アレイは円周方向に対称であることが好ましい。各アレイには,6個または12個または他の3の偶数倍個のアンテナ素子を含むことができるはずである。本発明の実施形態を,例として引くにすぎないが,添付の図面を参照して以下で説明する。一般に,従来のエスパアンテナでは,中央の励振素子1は全方向性アンテナであり,すべての無給電素子2および3を均一に励振する。アンテナ利得を増加させるために,スマートアンテナは,好ましくは,励振素子1として再構成可能な指向性アンテナを用いる。これにより,そのビームを,好ましい実施形態では,90°と270°,30°と210°,および150°と330°の方向に向けることのできる励振素子が得られる。好ましいアンテナは,図7の平面図に詳細に示されるような無給電素子2および3の2つの円を用いる。二重円構造の目的はアンテナ利得をさらに増加させることである。各無給電素子2および3は,必要に応じて,反射器または導波器のどちらかとして再構成することができる。A.放射素子1IFA構造逆FアンテナIFAの好ましい実施形態は,典型的には,3つの要素,すなわち,接地面上に位置する矩形線状アンテナ,給電機構,および地面へ接続された短絡ピンを含む。IFAは,短絡ピンの位置を慎重に調整することによりその入力インピーダンスを容易に整合させることができるため,電気的小型アンテナに適した選択肢である。図1に,電気的に小型であると同時に再構成可能でもある励振素子に好んで使用されるIFA構造を示す。アンテナは,アンテナの各要素を支持するための基板2を含む。IFAの銅放射素子1が基板上に配置されており,励振素子3も同様である。実際には50オーム代表値の同軸ケーブルが励振素子3に接続される。無給電素子では,これはバラクタがはんだ付けされる。IFA接地面4は,図2に示すように,基板の裏面へ続いている。接地面4と阻止コンデンサ5との間には直流回路網6が施されている。励振素子はPINダイオード7によって与えられる。そのような構成では,コンデンサ5は無給電素子に使用される。IFA内の短絡ピンは,PINダイオード7を介して地面へ接続される。2動作状態の説明励振素子として,図1の放射素子は,2つの動作モード,アクティブモードとダミーモードとに再構成することができる。これらのモードは次表のように動作する。無給電素子として,図4および図5の放射素子は,2つの動作モード,反射器モードと導波器モードとに再構成することができる。これらのモードは次表のように動作する。上記は,励振素子がピンダイオードを備え,無給電素子が構成装置としてバラクタを備える1つの実施形態を示すにすぎないことが理解されるであろう。他の実施形態は,異なる構成装置を使用し,それらはピンダイオード,バラクタ,または他の適切な装置である。B.励振素子1励振アンテナ構造図1に示すように3つの要素を構成することにより,1つの50オーム高周波ポートの周囲に励振素子を構築することができる。図2および図3にこの構造が示されている。図3は平面図であり,各素子が,好ましくは,方位角で120°ずつ,等間隔をおいて配置されることを示している。3個の素子はすべて中央に位置する同軸ケーブルにはんだ付けされている。このようにして,3個の素子は同じ高周波源によって励振される。IFA放射素子を同軸ケーブルにはんだ付けすることにより,これら3個のIFA放射素子は相互に接続される。すべてのIFA放射素子を同じ高周波源によって励振することができる。2励振素子の動作状態各励振素子は,その0°,120°,および240°の角位置によって定義される。ビームの方向は次表のとおりである。C.無給電素子無給電素子は反射器または導波器のどちらかとして再構成することができる。バラクタが提供するキャパシタンスを変更することにより,無給電素子の反射位相を調整することができる。内円における無給電素子の構造が図4に示されている。IFAの銅放射素子10が基板上に配置されている。10nHのインダクタが位置13のところではんだ付けされており,バラクタが12のところではんだ付けされている。10μFの直流フィルタコンデンサが14のところではんだ付けされており,100nHの高周波チョッキングインダクタが,放射素子11とはんだパッド15との間の16のところではんだ付けされている。外円における無給電素子の構造が図5に示されている。IFAの銅放射素子20が基板上に配置されている。25nHのインダクタが位置23のところではんだ付けされており,バラクタが22のところではんだ付けされている。10μFの直流フィルタコンデンサが24のところではんだ付けされており,100nHの高周波チョッキングインダクタが,放射素子21とはんだパッド25との間の26のところではんだ付けされている。D.提案のエスパアンテナの全体的構造図6に,高利得エスパアンテナの好ましい実施形態の3次元モデルを示す。無給電素子2および3は,2つの同心円において,中央に位置する再構成可能な励振素子1を取り囲んでいる。内円は実質的に50mmの直径を有し,外円は実質的に100mmの直径を有するそれぞれ,25mmおよび50mmの半径。各環は6個のIFAを有する。図6には,このレイアウトが鳥瞰図として示されている。図8に,高利得エスパアンテナの1次放射パターンを示す。1次パターンの選択可能な方向は,0°と90°,30°と210°,および150°と330°である。1次放射パターンでは,1つの無給電素子が各円において導波器として構成される。逆バイアス制御電圧がかかる無給電素子は導波器として構成されることに留意されたい。他のすべての無給電素子は反射器として構成される。高利得エスパアンテナの好ましい実施形態の2次放射パターンが図9に示されている。1次パターンの選択可能な方向は,120°と300°,60°と240°,および0°と180°である。2次放射パターンでは,各円において2つの無給電素子が導波器として構成される。他のすべての無給電素子は反射器として構成される。適応ビームステアリング法は,エスパアンテナが所望の信号の方向を推定し,所望の信号へ向けて主ローブを形成することを可能にする。好ましい実施形態で用いられる適応アルゴリズムは非ブラインドun-blindedアルゴリズムであり,適応アルゴリズムを実行するのに基準信号が使用される。まず,アルゴリズムは,それら6個の主パターンから最良の相互相関係数CCC:crosscorrelationco-efficiency値を探索し,後続の反復の開始点を決定する。開始点を決定した後,アルゴリズムは,CCCの最も急な勾配をたどることを繰り返す。ビーム形成は,バラクタの両端に印加される電圧を制御することによって実現される。バラクタの無効負荷を調整することにより,無給電素子上の表面電流の位相を制御することができる。以上,高利得を有する低コストの小型スマートアンテナを説明した。ビームを電気的に切り換えることにより,アンテナは360°の全範囲をカバーすることができる。シミュレーション結果の示すところでは,再構成可能なIFA素子からなるビーム切換えスマートアンテナは,8.5~10.5dBiの利得を達成することができる。このスマートアンテナは,これまで報告されたほとんどのエスパアンテナの利得より高い利得を達成する。このアンテナは,0.4λの半径,および0.3λの高さを有するにすぎない。よってこのアンテナは,コンパクトなサイズで,低コストなものとすることができ,よって,無線ルータ,移動通信基地局,方向探知などといった用途に役立てることができる。前述の実施形態は好ましい実施形態にすぎず,これらの実施形態は,所望の機能性を失わずに変更することもできるはずであることを理解すべきである。例えば,励振素子は,3個の逆FアンテナIFA素子からなる指向性アンテナである必要はなく,異なる数のIFA素子を使用することもできるはずである。同様に,励振素子の周囲に配置され,バラクタを装荷した12個のIFA無給電素子の代わりに,アンテナは,異なる数のIFA無給電素子を備えることもできる。"