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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024126138
(43)【公開日】2024-09-20
(54)【発明の名称】アンテナ構造体
(51)【国際特許分類】
H01Q 13/08 20060101AFI20240912BHJP
H01Q 21/06 20060101ALI20240912BHJP
H01Q 21/24 20060101ALI20240912BHJP
【ＦＩ】
H01Q13/08
H01Q21/06
H01Q21/24
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023034332
(22)【出願日】2023-03-07
(71)【出願人】
【識別番号】501243317
【氏名又は名称】耀登科技股▲ふん▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】江 啓名
【テーマコード（参考）】
5J021
5J045
【Ｆターム（参考）】
5J021AA05
5J021AA09
5J021AA11
5J021AB06
5J021FA05
5J021FA32
5J021GA08
5J021JA06
5J045CA04
5J045DA10
5J045EA07
5J045FA02
5J045HA03
5J045JA17
(57)【要約】
【課題】移相器の数を効果的に減らすことができるため、コストを削減することができるアンテナ構造体を提供する。
【解決手段】本発明は、４つのアンテナアレイからなるアンテナ構造体を開示する。４つのアンテナアレイは、互いに隣接して構成され、それぞれが４つのアンテナから構成される。任意の２つの隣接するアンテナは、それらの間に第１の位相差を有し、第１の位相差は、４つのアンテナが協働して第１の円偏波を生成するように９０°である。４つのアンテナアレイはそれらの間に共通中心点を有し、各アンテナアレイの共通中心点に隣接するアンテナは、共通アンテナとして定義される。複数の共通アンテナを合わせて共通アンテナアレイとする。隣接する任意の２つの共通アンテナ間には、第２の位相差がある。第２の位相差は、４つの共有アンテナが協働的に第２の円偏波を生成するように９０°である。第２の円偏波の回転方向は、第１の円偏波の回転方向と同じである。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、４つのアンテナアレイからなるアンテナ構造体を開示する。４つのアンテナアレイは、互いに隣接して構成され、それぞれが４つのアンテナから構成される。任意の２つの隣接するアンテナは、それらの間に第１の位相差を有し、第１の位相差は、４つのアンテナが協働して第１の円偏波を生成するように９０°である。４つのアンテナアレイはそれらの間に共通中心点を有し、各アンテナアレイの共通中心点に隣接するアンテナは、共通アンテナとして定義される。複数の共通アンテナを合わせて共通アンテナアレイとする。隣接する任意の２つの共通アンテナ間には、第２の位相差がある。第２の位相差は、４つの共有アンテナが協働的に第２の円偏波を生成するように９０°である。第２の円偏波の回転方向は、第１の円偏波の回転方向と同じである。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板上に配置され、互いに隣接して構成された４つのアンテナアレイと、
を含むアンテナ構造体であって、
各前記アンテナアレイは、４つのアンテナを含み、隣接する前記アンテナのうちの任意の２つはそれらの間に第１の位相差を有し、前記第１の位相差は、４つの前記アンテナが共同で第１の円偏波を生成させるように９０°であり、
４つの前記アンテナアレイがそれらの間に共通中心点を有し、前記アンテナアレイにおける前記共通中心点に隣接する前記アンテナの各々が共通アンテナとして定義され、複数の前記共通アンテナが共に共通アンテナアレイを形成し、
互いに隣接する前記共通アンテナの任意の２つがそれらの間に第２の位相差を有し、前記第２の位相差が、４つの前記共通アンテナが共に第２の円偏波を生成させるように９０°であり、
前記第２の円偏波は、前記第１の円偏波と同じ回転方向である、
ことを特徴とするアンテナ構造体。
前記基板上に配置され、互いに隣接して構成された４つのアンテナアレイと、
を含むアンテナ構造体であって、
各前記アンテナアレイは、４つのアンテナを含み、隣接する前記アンテナのうちの任意の２つはそれらの間に第１の位相差を有し、前記第１の位相差は、４つの前記アンテナが共同で第１の円偏波を生成させるように９０°であり、
４つの前記アンテナアレイがそれらの間に共通中心点を有し、前記アンテナアレイにおける前記共通中心点に隣接する前記アンテナの各々が共通アンテナとして定義され、複数の前記共通アンテナが共に共通アンテナアレイを形成し、
互いに隣接する前記共通アンテナの任意の２つがそれらの間に第２の位相差を有し、前記第２の位相差が、４つの前記共通アンテナが共に第２の円偏波を生成させるように９０°であり、
前記第２の円偏波は、前記第１の円偏波と同じ回転方向である、
ことを特徴とするアンテナ構造体。
【請求項2】
前記アンテナアレイのそれぞれにおいて、４つの前記アンテナは、それらの間に副中心点を有し、隣接する任意の２つの前記アンテナアレイは、それらの前記副中心点の間に第１の離間距離を有し、前記副中心点のそれぞれは前記共通中心点との間に第２の離間距離を有し、前記第１の離間距離は前記第２の離間距離の１０％以下である、請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項3】
前記第１の離間距離は、前記第２の離間距離と等しい、請求項２に記載のアンテナ構造体。
【請求項4】
前記アンテナ構造体は特定の伝送帯域に適用し、前記第１の離間距離は、前記伝送帯域の中心周波数に対応する波長の１／２倍である、請求項２に記載のアンテナ構造体。
【請求項5】
前記アンテナアレイの各々における前記アンテナは、第１の給電点を有し、
前記アンテナアレイは、
前記各アンテナの前記第１の給電点をそれぞれ接続する第１のマイクロストリップ線路と、
前記第１のマイクロストリップ線路に接続される第１の移相器であって、前記第１の移相器と前記第１のマイクロストリップ線路との間に第１の接続点を有する第１の移相器と、
を備え、
前記第１のマイクロストリップ線路において、前記第１の接続点から前記アンテナアレイのうち２つの前記アンテナの前記第１の給電点までは、第１の最短経路を有し、前記第１の接続点から前記アンテナアレイのうち他の２つの前記アンテナの前記第１の給電点までは、第２の最短経路を有し、前記第１の最短経路と前記第２の最短経路とは第１の差があり、前記第１の移相器は、前記第１の差によって前記第１の位相差を生成する、請求項１に記載のアンテナ構造体。
前記アンテナアレイは、
前記各アンテナの前記第１の給電点をそれぞれ接続する第１のマイクロストリップ線路と、
前記第１のマイクロストリップ線路に接続される第１の移相器であって、前記第１の移相器と前記第１のマイクロストリップ線路との間に第１の接続点を有する第１の移相器と、
を備え、
前記第１のマイクロストリップ線路において、前記第１の接続点から前記アンテナアレイのうち２つの前記アンテナの前記第１の給電点までは、第１の最短経路を有し、前記第１の接続点から前記アンテナアレイのうち他の２つの前記アンテナの前記第１の給電点までは、第２の最短経路を有し、前記第１の最短経路と前記第２の最短経路とは第１の差があり、前記第１の移相器は、前記第１の差によって前記第１の位相差を生成する、請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項6】
前記共通アンテナとして定義される前記アンテナは、第２の給電点をさらに有し、前記第１の給電点と前記第２の給電点とは９０°の位相差を有する、請求項５に記載のアンテナ構造体。
【請求項7】
前記共通アンテナアレイは、さらに
前記共通アンテナの各々の前記第２の給電点にそれぞれ接続される、第２のマイクロストリップ線路と、
前記第２のマイクロストリップ線路に接続される第２の移相器であって、前記第２の移相器と前記第２のマイクロストリップ線路との間に第２の接続点を有する第２の移相器と、
を備え、
前記第２のマイクロストリップ線路において、前記第２の接続点から前記共通のアンテナのうちの２つの前記第２の給電点までは、第３の最短経路を有し、前記第２の接続点から前記共通のアンテナのうちの他の２つの前記共通のアンテナの前記第２の給電点までは、第４の最短経路を有し、前記第３の最短経路と前記第４の最短経路とは第２の差を有し、前記第２の移相器は前記第２の差によって前記第２の位相差を生成する、請求項６に記載のアンテナ構造体。
前記共通アンテナの各々の前記第２の給電点にそれぞれ接続される、第２のマイクロストリップ線路と、
前記第２のマイクロストリップ線路に接続される第２の移相器であって、前記第２の移相器と前記第２のマイクロストリップ線路との間に第２の接続点を有する第２の移相器と、
を備え、
前記第２のマイクロストリップ線路において、前記第２の接続点から前記共通のアンテナのうちの２つの前記第２の給電点までは、第３の最短経路を有し、前記第２の接続点から前記共通のアンテナのうちの他の２つの前記共通のアンテナの前記第２の給電点までは、第４の最短経路を有し、前記第３の最短経路と前記第４の最短経路とは第２の差を有し、前記第２の移相器は前記第２の差によって前記第２の位相差を生成する、請求項６に記載のアンテナ構造体。
【請求項8】
前記共通アンテナアレイと前記各アンテナアレイとの位相差が４５°である、請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項9】
前記アンテナアレイの各々の前記アンテナは、第１の給電点を有し、
前記アンテナアレイは、
前記４つのアンテナの各々の前記第１の給電点に接続された４つの第１の移相器であって、各々の前記第１の移相器は、前記第１の給電点を介して前記アンテナに異なる位相の第１の給電信号を送信することができる、４つの第１の移相器と、
前記第１の移相器の４個に電気的に結合された第１の接続線と、
を備え、
前記４つのアンテナは、４つの前記第１の給電信号の異なる位相によって前記第１の円偏波を発生させる、請求項１に記載のアンテナ構造体。
前記アンテナアレイは、
前記４つのアンテナの各々の前記第１の給電点に接続された４つの第１の移相器であって、各々の前記第１の移相器は、前記第１の給電点を介して前記アンテナに異なる位相の第１の給電信号を送信することができる、４つの第１の移相器と、
前記第１の移相器の４個に電気的に結合された第１の接続線と、
を備え、
前記４つのアンテナは、４つの前記第１の給電信号の異なる位相によって前記第１の円偏波を発生させる、請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項10】
前記共通アンテナアレイの前記共通アンテナは、第２の給電点を有し、
前記共通アンテナアレイは、
４つの前記共通アンテナの前記第２の給電点にそれぞれ接続され、各前記第２の移相器は、前記第２の給電点を介して前記共通アンテナに第２の給電信号を送信することが可能である、４つの第２の移相器と、
前記第２の移相器の４つに電気的に結合された第２の接続線と、
を備え、
前記共通アンテナの４つは、４つの前記第２の給電信号の異なる位相によって前記第２の円偏波を生成する、請求項１に記載のアンテナ構造体。
前記共通アンテナアレイは、
４つの前記共通アンテナの前記第２の給電点にそれぞれ接続され、各前記第２の移相器は、前記第２の給電点を介して前記共通アンテナに第２の給電信号を送信することが可能である、４つの第２の移相器と、
前記第２の移相器の４つに電気的に結合された第２の接続線と、
を備え、
前記共通アンテナの４つは、４つの前記第２の給電信号の異なる位相によって前記第２の円偏波を生成する、請求項１に記載のアンテナ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、構造体に関し、特にアンテナ構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
既存のアンテナ構成は、各アンテナに２つの移相器を接続し、２つの移相器が水平方向と垂直方向に９０°の位相差信号を入力し、各アンテナが独立して円偏波を発生させる。つまり、既存のアンテナ構造体は、「各アンテナが独立して円偏波を生成する」アーキテクチャのため、多数の移相器が使用される（例えば、複数のアンテナを３２×３２のアレイ状に配置した場合、既存のアンテナ構造体は２０４８個の移相器が必要である）。しかし、移相子は高価な部品であるため、既存のアンテナ構造体ではコストが高くつく可能性がある。
【0003】
そこで、本発明者は、上記不具合を改善することができると考え、科学的な原理を研究・応用して、合理的な設計で、上記不具合を改善する効果のある発明を考え出したのである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする技術的課題は、既存技術の欠点を解消したアンテナ構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の実施形態は、基板と、前記基板上に配置され、互いに隣接して構成された４つのアンテナアレイとを含むアンテナ構造体を提供する。４つのアンテナアレイのそれぞれは、４つのアンテナを備え、互いに隣接する任意の２つのアンテナの間に９０°となる第１の位相差を有することによって、４つのアンテナが協働的に第１の円偏波を生成する。４つのアンテナアレイは、共通中心点を有し、各アンテナアレイにおける共通中心点に隣接するアンテナのそれぞれは、共通アンテナとして定義され、複数の共通アンテナは、一緒になって共通アンテナアレイを形成し、隣接する任意の２つの共通アンテナの間に９０°第２の位相差を有することによって、４つの前記共通アンテナが協働的に第２の円偏波を生成する。第２の円偏光は、第１の円偏光と同じ回転方向である。
【発明の効果】
【0006】
上記を踏まえて、「互いに隣接する任意の２つのアンテナの間に９０°となる第１の位相差を有することによって、４つのアンテナが協働的に第１の円偏波を生成する。」、「各アンテナアレイにおける共通中心点に隣接するアンテナのそれぞれは、共通アンテナとして定義され、複数の共通アンテナは、一緒になって共通アンテナアレイを形成し、隣接する任意の２つの共通アンテナの間に９０°第２の位相差を有することによって、４つの前記共通アンテナが協働的に第２の円偏波を生成する。」、及び「第２の円偏光は、第１の円偏光と同じ回転方向である。」ことを特徴とするアンテナ構成は、移相器の使用数を減らしてコスト低減を図る上で有効である。
【0007】
本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明のアンテナ構造体を示す斜視模式図である。
【図2】本発明のアンテナ構造体を示す他の斜視模式図である。
【図3】本発明のアンテナ構造体を示す平面模式図である。
【図4】本発明のアンテナ構造体の局部を示す平面模式図である。
【図5】本発明のアンテナ構造体の他の局部を示す平面模式図である。
【図6】本発明のアンテナ構造体において１つのアンテナアレイが発生するフィールドパターンを示す模式図である。
【図7】本発明のアンテナ構造体の他の実施形態を示す平面模式図である。
【図8】本発明のアンテナ構造体の他の実施形態によるフィールドパターンを示す模式図である。
【図9】本発明のアンテナ構造体のさらに他の実施形態によるフィールドパターンを示す模式図である。
【図10】本発明のアンテナ構造体におけるアンテナアレイの位相差と共通アンテナアレイの位相差とが４５°であるときに発生するフィールドパターンの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の「アンテナ構造体」を具体的な実施形態によって実施する方法を説明するが、その利点と効果は、本明細書の内容から当業者が理解することができるものである。本発明は、他の具体的な実施形態によって実施または適用することができ、本明細書の内容は、本発明の思想を逸脱しない範囲で、異なる観点および用途に応じて様々に修正および変更することができる。さらに、本発明の添付図面は、簡単に例示したに過ぎず、予め述べたように、実際の寸法を描写することを意図したものではない。以下、本発明の関連する技術的側面についてさらに詳しく説明するが、この開示は、本発明の保護範囲を限定することを意図するものではない。
【0010】
本明細書では、様々なコンポーネントや信号を説明するために「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語を使用することがあるが、これらのコンポーネントや信号はこれらの用語によって制限されるべきものではないことを理解する必要がある。これらの用語は、主にある構成要素を他の構成要素から、またはある信号を他の信号から区別するために使用される。さらに、本明細書で使用する「又は」という用語は、適宜、列挙された項目のいずれか１つ又は相互の関連する組合せを含むことができる。
【0011】
また、以下の説明において、特定の図または特定の図に示されているように参照することが示されている場合、これは、以下の説明において、記載されている関連内容の相当部分がその特定の図に示されていることを強調するためのものであり、以下の説明をその特定の図への参照のみに限定するものではない。
【0012】
図１～図１０を参照すると、本実施形態は、特定の伝送帯域で使用されるアンテナ構造体１００を提供する。図１及び図２に示すように、前記アンテナ構造体１００は、基板１と、前記基板１上に配置された４つのアンテナアレイ２とを備える。アンテナアレイ２は、互いに隣接して配置される。前記アンテナアレイ２の各々は、円偏波を発生することができ、かつ、前記アンテナアレイ２は、一緒に同じ回転方向を有する別の円偏波を発生することができる。そのため、前記アンテナ構造体１００は、既存のアンテナ構造体よりもはるかに少ない数の移相器を必要とするが、前記アンテナ構造体１００が最終的に既存のアンテナ構造体と変わらない利得値を発生させることが可能である。以下、前記アンテナ構造体１００の構成要素を別々に説明し、前記アンテナ構造体１００の構成要素間の接続を順次に説明する。
【0013】
図１及び図３に示すように、４つの前記アンテナアレイ２は２×２の行列に配置され、４つの前記アンテナアレイ２はそれらの間に共通中心点ＣＰ１を有する。各前記アンテナアレイ２は４つのアンテナ２１を含み、４つの前記アンテナ２１も２×２の行列に配置され、４つの前記アンテナアレイ２はそれらの間に副中心点ＣＰ２を有する。言い換えれば、前記アンテナ構造体１００には１６個の前記アンテナ２１を有し、１６個の前記アンテナ２１は４×４のマトリクス状に配置されている。
【0014】
なお、本実施形態において、前記アンテナアレイ２の隣接する任意の２つの前記副中心点ＣＰ２は、それらの間に第１の離間距離Ｄ１を有し、前記第１の離間距離Ｄ１は、前記特定の伝送帯域の中心周波数に対応する波長の１／２倍であることが好ましい。さらに、各前記副中心点ＣＰ２と各前記共通中心点ＣＰ１との間は、それぞれ第２の離間距離Ｄ２を有し、前記第１の離間距離Ｄ１は、前記第２の離間距離Ｄ２と等しいことが好ましいが、本発明は、これに限定されない。原則的には、前記第１の離間距離Ｄ１は、前記第２の離間距離Ｄ２の１０％以下であることが好ましい。
【0015】
図３及び図４に戻り、前記アンテナアレイ２の各々において、互いに隣接する前記アンテナ２１のうちの任意の２つは、それらの間に第１の位相差を有し、前記第１の位相差は、４つの前記アンテナ２１が共同で第１の円偏波を生成できるように９０°である。
【0016】
実用化においては、前記アンテナアレイ２の各々はまた、第１のマイクロストリップ線路２２と、第１の移相器２３とを備える。前記第１のマイクロストリップ線路２２は、アンテナアレイ２における４つのアンテナ２１の第１の給電点Ｐ２１ａに（導電性ポストを介して）接続され、前記第１の移相器２３は、前記第１のマイクロストリップ線路２２と（例えば、ハンダを介して）接続され、前記第１の移相器２３と前記第１のマイクロストリップ線路２２の接続部分は、第１の接続点を有している。好ましくは、前記第１の接続点は、前記副中心点ＣＰ２に位置するが、本発明により限定されない（例えば、前記第１の接続点は、前記副中心点ＣＰ２の一側に位置してもよい）。
【0017】
前記第１のマイクロストリップ線路２２は、前記第１の接続点から前記アンテナアレイにおける２つの前記アンテナ２１の前記第１の給電点Ｐ２１Ａまでの第１の最短経路を有し、前記第１のマイクロストリップ線路２２は、前記第１の接続点から前記アンテナアレイ２における他の２つの前記アンテナの前記第１の給電点Ｐ２１Ａまでの第２の最短経路を有する。第１の最短経路と前記第２の最短経路との間に第１の差を有し、前記第１の移相器２３は、前記第１の差によって前記第１の位相差を発生させる。従って、前記アンテナアレイ２は、前記第１のマイクロストリップ線路２２及び前記第１の移相器２３を介して前記第１の円偏波を発生させることができる。
【0018】
より詳細には、前記第１のマイクロストリップ線路２２は、第１のメインセグメント２２１と２つの第１の接続セグメント２２２とを有し、前記第１のメインセグメント２２１は前記第１の移相器２３に接続され、２つの前記第１の接続セグメント２２２は前記第１のメインセグメント２２１の両端で接続され、前記第１のメインセグメント２２１の幅は２つの前記第１の接続セグメント２２２の幅より大きくなっている。さらに、前記第１の接続セグメント２２２の一部分は、好ましくは、略Ｕ字形に設計され、前記第１の接続セグメント２２２の他の部分は、略Ｌ字形（またはＶ字形）に設計されている。このようにして、前記アンテナ構造体１００は、前記第１のマイクロストリップ線路２２が前記第１の差を生じる面積が最小となる。なお、本発明はこのように限定されるものではない。また、図６に示すフィールドパターンＰＨ１は、上述した１つのアンテナアレイ２の実測フィールドパターンである。
【0019】
図３及び図５に再び示すように、前記アンテナ２１の前記共通中心点ＣＰ１に隣接する前記アンテナアレイ２の各々は、共通アンテナとして定義することもでき、複数の前記共通アンテナは一緒に共通アンテナアレイＷを形成し、互いに隣接する前記共通アンテナの任意の２つは第２の位相差を有し、前記第２の位相差が９０°であるので４つの前記共通アンテナは一緒に第２の円偏波を生成することができる。実際には、前記共通アンテナとして定義される前記アンテナ２１は、前記第１の給電点Ｐ２１Ａに加えて第２の給電点Ｐ２１Ｂを有し、前記第１の給電点Ｐ２１Ａ及び前記第２の給電点Ｐ２１Ｂは、前記共通アンテナアレイＷが前記第２の円偏波を生成できるように９０°の位相差を有している。
【0020】
なお、本発明では、信号の相互作用による悪影響（利得値の弱まりなど）を避けるために、前記第２の円偏波の回転方向は前記第１の円偏波の回転方向と同じでなければならない（例えば前記第２の円偏波が左巻きの場合、前記アンテナアレイ２の各々の前記第１の円偏波も左巻きである）。
【0021】
実用上、前記共通アンテナアレイＷは、第２のマイクロストリップ線路Ｗ２４と、第２の移相器Ｗ２５とをさらに備え、前記第２のマイクロストリップ線路Ｗ２４は、前記４つの前記共通アンテナの前記第２の給電点Ｐ２１Ｂに（リードポストで）接続され、前記第２の移相器Ｗ２５は、前記第２のマイクロストリップ線路Ｗ２４と（例えば、ハンダで）接続され、前記第２の移相器Ｗ２５と前記第２の移相器Ｗ２４の間に第２の接続点を有している。好ましくは、前記第２の接続点は、前記共通中心点ＣＰ１に位置するが、本発明により限定されない（例えば、前記第２の接続点は、前記共通中心点ＣＰ１の片側に位置してもよい）。
【0022】
前記第２のマイクロストリップ線路Ｗ２４は、前記第２の接続点から前記共通アンテナアレイＷにおける２つの前記共通アンテナの前記第２の給電点Ｐ２１Ｂまでの第３の最短経路を有し、前記第２のマイクロストリップ線路Ｗ２４は、前記第２の接続点から前記共通アンテナアレイＷにおける他の２つの前記共通アンテナの前記第２の給電点Ｐ２１Ｂまでの第４の最短経路を有する。前記第３の最短経路と前記第４の最短経路との間に第２の差を有し、前記第２の移相器Ｗ２５は、前記第２の差によって前記第２の位相差を生成する。従って、前記共通アンテナアレイＷは、前記第２のマイクロストリップ線路Ｗ２４及び前記第２の移相器Ｗ２５を介して前記第２の円偏波を発生させることができる。
【0023】
より詳しく見ると、前記第２のマイクロストリップ線路Ｗ２４は、第２のメインセグメントＷ２４１と２つの第２の接続セグメントＷ２４２とを有し、前記第２のメインセグメントＷ２４１は前記第２の移相器Ｗ２５に接続され、２つの前記第２の接続セグメントＷ２４２は前記第２のメインセグメントＷ２４１の両端に接続され、前記第２のメインセグメントＷ２４１は、２つの前記第２の接続セグメントＷ２４２の幅も大きい。さらに、前記第２の連結セグメントＷ２４２の一部分は、略Ｕ字型に設計され、前記第２の連結セグメントＷ２４２の他の部分は、略Ｌ字型（またはＶ字型）に設計されることが好ましい。従って、前記アンテナ構造体１００は、前記第２のマイクロストリップ線路Ｗ２４が前記第２の差を生じる面積が最小となるが、本発明は、このように限定されるものではない。
【0024】
なお、本実施形態では、前記アンテナ構造体１００は、４つの前記アンテナアレイ２によって例示されているが、本発明はこれに限定されるものではないことを付言しておく。具体的には、前記アンテナ構造体の前記アンテナアレイの数は、任意のＭ×Ｎ行列配置（Ｍ及びＮは２以上）であればよい。例えば、本明細書に図示されていない本発明の他の実施形態において、前記アンテナ構造体１００は、設計者のニーズに応じて、６つのアンテナアレイ（３×２行列配置）、又は９つのアンテナアレイ（３×３行列配置）、又は１０のアンテナアレイ（５×２行列配置）に適合させることも可能である。例えば、図７及び図８に示すように、前記アンテナ構造体１００’は、３×３マトリクス状に配置された９個のアンテナアレイ２を有し、図８に示すフィールドパターンＰＨ２を生成する。他の例として、図９に示すように、１６×１６マトリクス状に配置された複数のアンテナアレイ２により、図９に示すフィールドパターンＰＨ３が生成される。
【0025】
なお、前記共通アンテナアレイＷと前記各アンテナアレイ２との位相差は、４５°になるように設計してもよい。例えば、前記共通アンテナアレイの位相が（１Ｗ，９０°）であるとき、前記各アンテナアレイの位相は（１Ｗ，０°）であってもよいし、（１Ｗ，９０°）であってもよい。あるいは、前記共通アンテナアレイの位相が（１Ｗ，１３５°）であるとき、前記アンテナアレイ２の各々の位相は、（１Ｗ，９０°）、または（１Ｗ，１８０°）であってもよい。従って、アンテナ構造体１００は、所望のビームフォーミング効果（Beam forming）を実現する。例えば、図７及び図１０に示すように、前記アンテナ構造体１００’の９つのアンテナアレイ２が３×３の行列状に配置され、前記共通アンテナアレイＷと前記各アンテナアレイ２との位相差が４５°となるように設計すると、前記アンテナ構造体は図１０に示すようなフィールドパターンＰＨ４が得られる。
【0026】
さらに、本実施形態のアンテナ構造体１００は、既存のアンテナ構造体と比較して、移相器の数を７５％削減できることが分かる。例えば、使用するアンテナの本数が１０２４本である場合、本発明のアンテナ構造体１００における移相器の数は、既存のアンテナ構造体における２０４８本に対して、４８１本である。つまり、アンテナ構造体１００は、移相器の数を約７５％削減することができる。
【0027】
前述した本発明の精神と同じように、前記アンテナ構造体１００も好適に適合させることができる。例えば、本明細書に図示されていない本発明の他の実施形態において、前記アンテナアレイ２の各々は、４つの第１の移相器２３と第１の接続線とを有することができる。前記４つの第１の移相器２３は、４つの前記アンテナ２１の各々の前記第１の給電点Ｐ２１Ａに接続され、各々の前記第１の移相器２３は、前記第１の給電点Ｐ２１Ａを介して前記アンテナ２１に対して異なる位相の第１の給電信号を送信することが可能である。前記第１の接続線は、４つの前記第１の移相器２３に電気的に結合され、前記第１の接続線は、前記副中心点ＣＰ２からいずれかの前記第１の給電点Ｐ２１Ａまでの距離が等しい（例えば、前記第１の接続線はＨ字形状である）。ここで、前記アンテナ２１の４つは、４つの前記第１の給電信号の異なる位相を通じて前記第１の円偏波を生成することが可能である。
【0028】
さらに、前記共通アンテナアレイＷは、本実施形態では、４つの第２の移相器Ｗ２５と、第２の接続線とを有している。前記４つの第２の移相器Ｗ２５は、前記４つの共通アンテナそれぞれの前記第２の給電点Ｐ２１Ｂに接続され、それぞれの前記第２の移相器Ｗ２５は、前記第２の給電点Ｐ２１Ｂを介して前記共通アンテナに異なる位相の第２の給電信号を送信することが可能である。前記第２の接続線は、４つの前記第２の移相器Ｗ２５に電気的に結合され、前記第２の接続線は、前記共通中心点ＣＰ１からいずれかの前記第２の給電点Ｐ２１Ｂまで等間隔（例えば、前記第２の接続線はＨ字状）に配置されていることを特徴とする。前記４つの前記共通アンテナは、４つの前記第２の給電信号の異なる位相を通じて前記第２の円偏波を生成することができる。
［実施形態による技術的効果］
［実施形態による技術的効果］
【0029】
上記を踏まえて、「互いに隣接する任意の２つのアンテナの間に９０°となる第１の位相差を有することによって、４つのアンテナが協働的に第１の円偏波を生成する。」、「各アンテナアレイにおける共通中心点に隣接するアンテナのそれぞれは、共通アンテナとして定義され、複数の共通アンテナは、一緒になって共通アンテナアレイを形成し、隣接する任意の２つの共通アンテナの間に９０°第２の位相差を有することによって、４つの前記共通アンテナが協働的に第２の円偏波を生成する。」、及び「第２の円偏光は、第１の円偏光と同じ回転方向である。」ことを特徴とするアンテナ構成は、移相器の使用数を減らしてコスト低減を図る上で有効である。
【0030】
以上に開示される内容は本発明の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではないので、本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【0031】
１００，１００’：アンテナ構造体
１：基板
２：アンテナアレイ
２１：アンテナ
Ｐ２１Ａ：第１の給電点
Ｐ２１Ｂ：第２の給電点
２２：第１のマイクロストリップ線路
２２１：第１のメインセクション
２２２：第１の接続セクション
２３：第１の移相器
Ｗ：共通アンテナアレイ
Ｗ２４：第２のマイクロストリップ線路
Ｗ２４１：第２のメインセクション
Ｗ２４２：第２の接続セグメント
Ｗ２５：第２のフェイズシフター
ＣＰ１：共通中心点
ＣＰ２：副中心点
Ｄ１：第１の離間距離
Ｄ２：第２の離間距離
ＰＨ１、ＰＨ２、ＰＨ３、ＰＨ４：フィールドパターン
１：基板
２：アンテナアレイ
２１：アンテナ
Ｐ２１Ａ：第１の給電点
Ｐ２１Ｂ：第２の給電点
２２：第１のマイクロストリップ線路
２２１：第１のメインセクション
２２２：第１の接続セクション
２３：第１の移相器
Ｗ：共通アンテナアレイ
Ｗ２４：第２のマイクロストリップ線路
Ｗ２４１：第２のメインセクション
Ｗ２４２：第２の接続セグメント
Ｗ２５：第２のフェイズシフター
ＣＰ１：共通中心点
ＣＰ２：副中心点
Ｄ１：第１の離間距離
Ｄ２：第２の離間距離
ＰＨ１、ＰＨ２、ＰＨ３、ＰＨ４：フィールドパターン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2024-06-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板上に配置され、共通中心点を囲むように互いに隣接して構成された４つのアンテナアレイと、
を含むアンテナ構造体であって、
各前記アンテナアレイは、副中心点、並びに前記副中心点を囲むように互いに隣接して構成された４つのアンテナを含み、隣接する前記アンテナのうちの任意の２つはそれらの間に第１の位相差を有し、前記第１の位相差は、４つの前記アンテナが共同で第１の円偏波を生成させるように９０°であり、
前記アンテナアレイにおける前記共通中心点に隣接する前記アンテナの各々が共通アンテナとして定義され、複数の前記共通アンテナが共に前記共通中心点を囲むように互いに隣接して共通アンテナアレイを形成し、
互いに隣接する前記共通アンテナの任意の２つがそれらの間に第２の位相差を有し、前記第２の位相差が、４つの前記共通アンテナが共に第２の円偏波を生成させるように９０°であり、
前記第２の円偏波は、前記第１の円偏波と同じ回転方向であり、
前記アンテナアレイのそれぞれにおいて、４つの前記アンテナは、それらの間に副中心点を有し、隣接する任意の２つの前記アンテナアレイは、それらの前記副中心点の間に第１の離間距離を有し、前記副中心点のそれぞれは前記共通中心点との間に第２の離間距離を有し、前記第１の離間距離は前記第２の離間距離の１０％以下である、
ことを特徴とするアンテナ構造体。
前記基板上に配置され、共通中心点を囲むように互いに隣接して構成された４つのアンテナアレイと、
を含むアンテナ構造体であって、
各前記アンテナアレイは、副中心点、並びに前記副中心点を囲むように互いに隣接して構成された４つのアンテナを含み、隣接する前記アンテナのうちの任意の２つはそれらの間に第１の位相差を有し、前記第１の位相差は、４つの前記アンテナが共同で第１の円偏波を生成させるように９０°であり、
前記アンテナアレイにおける前記共通中心点に隣接する前記アンテナの各々が共通アンテナとして定義され、複数の前記共通アンテナが共に前記共通中心点を囲むように互いに隣接して共通アンテナアレイを形成し、
互いに隣接する前記共通アンテナの任意の２つがそれらの間に第２の位相差を有し、前記第２の位相差が、４つの前記共通アンテナが共に第２の円偏波を生成させるように９０°であり、
前記第２の円偏波は、前記第１の円偏波と同じ回転方向であり、
前記アンテナアレイのそれぞれにおいて、４つの前記アンテナは、それらの間に副中心点を有し、隣接する任意の２つの前記アンテナアレイは、それらの前記副中心点の間に第１の離間距離を有し、前記副中心点のそれぞれは前記共通中心点との間に第２の離間距離を有し、前記第１の離間距離は前記第２の離間距離の１０％以下である、
ことを特徴とするアンテナ構造体。
【請求項2】
前記第１の離間距離は、前記第２の離間距離と等しい、請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項3】
前記アンテナ構造体は特定の伝送帯域に適用し、前記第１の離間距離は、前記伝送帯域の中心周波数に対応する波長の１／２倍である、請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項4】
前記アンテナアレイの各々における前記アンテナは、第１の給電点を有し、
前記アンテナアレイは、
前記各アンテナの前記第１の給電点をそれぞれ接続する第１のマイクロストリップ線路と、
前記第１のマイクロストリップ線路に接続される第１の移相器であって、前記第１の移相器と前記第１のマイクロストリップ線路との間に第１の接続点を有する第１の移相器と、
を備え、
前記第１のマイクロストリップ線路において、前記第１の接続点から前記アンテナアレイのうち２つの前記アンテナの前記第１の給電点までは、第１の最短経路を有し、前記第１の接続点から前記アンテナアレイのうち他の２つの前記アンテナの前記第１の給電点までは、第２の最短経路を有し、前記第１の最短経路と前記第２の最短経路とは第１の差があり、前記第１の移相器は、前記第１の差によって前記第１の位相差を生成する、請求項１に記載のアンテナ構造体。
前記アンテナアレイは、
前記各アンテナの前記第１の給電点をそれぞれ接続する第１のマイクロストリップ線路と、
前記第１のマイクロストリップ線路に接続される第１の移相器であって、前記第１の移相器と前記第１のマイクロストリップ線路との間に第１の接続点を有する第１の移相器と、
を備え、
前記第１のマイクロストリップ線路において、前記第１の接続点から前記アンテナアレイのうち２つの前記アンテナの前記第１の給電点までは、第１の最短経路を有し、前記第１の接続点から前記アンテナアレイのうち他の２つの前記アンテナの前記第１の給電点までは、第２の最短経路を有し、前記第１の最短経路と前記第２の最短経路とは第１の差があり、前記第１の移相器は、前記第１の差によって前記第１の位相差を生成する、請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項5】
前記共通アンテナとして定義される前記アンテナは、第２の給電点をさらに有し、前記第１の給電点と前記第２の給電点とは９０°の位相差を有する、請求項４に記載のアンテナ構造体。
【請求項6】
前記共通アンテナアレイは、さらに
前記共通アンテナの各々の前記第２の給電点にそれぞれ接続される、第２のマイクロストリップ線路と、
前記第２のマイクロストリップ線路に接続される第２の移相器であって、前記第２の移相器と前記第２のマイクロストリップ線路との間に第２の接続点を有する第２の移相器と、
を備え、
前記第２のマイクロストリップ線路において、前記第２の接続点から前記共通のアンテナのうちの２つの前記第２の給電点までは、第３の最短経路を有し、前記第２の接続点から前記共通のアンテナのうちの他の２つの前記共通のアンテナの前記第２の給電点までは、第４の最短経路を有し、前記第３の最短経路と前記第４の最短経路とは第２の差を有し、前記第２の移相器は前記第２の差によって前記第２の位相差を生成する、請求項５に記載のアンテナ構造体。
前記共通アンテナの各々の前記第２の給電点にそれぞれ接続される、第２のマイクロストリップ線路と、
前記第２のマイクロストリップ線路に接続される第２の移相器であって、前記第２の移相器と前記第２のマイクロストリップ線路との間に第２の接続点を有する第２の移相器と、
を備え、
前記第２のマイクロストリップ線路において、前記第２の接続点から前記共通のアンテナのうちの２つの前記第２の給電点までは、第３の最短経路を有し、前記第２の接続点から前記共通のアンテナのうちの他の２つの前記共通のアンテナの前記第２の給電点までは、第４の最短経路を有し、前記第３の最短経路と前記第４の最短経路とは第２の差を有し、前記第２の移相器は前記第２の差によって前記第２の位相差を生成する、請求項５に記載のアンテナ構造体。
【請求項7】
前記共通アンテナアレイと前記各アンテナアレイとの位相差が４５°である、請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項8】
前記アンテナアレイの各々の前記アンテナは、第１の給電点を有し、
前記アンテナアレイは、
前記４つのアンテナの各々の前記第１の給電点に接続された４つの第１の移相器であって、各々の前記第１の移相器は、前記第１の給電点を介して前記アンテナに異なる位相の第１の給電信号を送信することができる、４つの第１の移相器と、
前記第１の移相器の４個に電気的に結合された第１の接続線と、
を備え、
前記４つのアンテナは、４つの前記第１の給電信号の異なる位相によって前記第１の円偏波を発生させる、請求項１に記載のアンテナ構造体。
前記アンテナアレイは、
前記４つのアンテナの各々の前記第１の給電点に接続された４つの第１の移相器であって、各々の前記第１の移相器は、前記第１の給電点を介して前記アンテナに異なる位相の第１の給電信号を送信することができる、４つの第１の移相器と、
前記第１の移相器の４個に電気的に結合された第１の接続線と、
を備え、
前記４つのアンテナは、４つの前記第１の給電信号の異なる位相によって前記第１の円偏波を発生させる、請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項9】
前記共通アンテナアレイの前記共通アンテナは、第２の給電点を有し、
前記共通アンテナアレイは、
４つの前記共通アンテナの前記第２の給電点にそれぞれ接続される第２の移相器であって、各前記第２の移相器は、前記第２の給電点を介して前記共通アンテナに第２の給電信号を送信することが可能である、４つの第２の移相器と、
前記第２の移相器の４つに電気的に結合された第２の接続線と、
を備え、
前記共通アンテナの４つは、４つの前記第２の給電信号の異なる位相によって前記第２の円偏波を生成する、請求項１に記載のアンテナ構造体。
前記共通アンテナアレイは、
４つの前記共通アンテナの前記第２の給電点にそれぞれ接続される第２の移相器であって、各前記第２の移相器は、前記第２の給電点を介して前記共通アンテナに第２の給電信号を送信することが可能である、４つの第２の移相器と、
前記第２の移相器の４つに電気的に結合された第２の接続線と、
を備え、
前記共通アンテナの４つは、４つの前記第２の給電信号の異なる位相によって前記第２の円偏波を生成する、請求項１に記載のアンテナ構造体。