特許 7350083 マルチモード・アンテナ・システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-14

(45)【発行日】2023-09-25

(54)【発明の名称】マルチモード・アンテナ・システム

(51)【国際特許分類】

   H01Q 3/44 20060101AFI20230915BHJP

   H01Q 21/24 20060101ALI20230915BHJP

   H01Q 3/24 20060101ALI20230915BHJP

【ＦＩ】

H01Q3/44

H01Q21/24

H01Q3/24

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021556775

(86)(22)【出願日】2020-03-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-01

(86)【国際出願番号】 US2020023120

(87)【国際公開番号】W WO2020190926

(87)【国際公開日】2020-09-24

【審査請求日】2021-10-01

(31)【優先権主張番号】62/821,740

(32)【優先日】2019-03-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519006872

【氏名又は名称】エイブイエックス・アンテナ・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100173565

【弁理士】

【氏名又は名称】末松 亮太

(72)【発明者】

【氏名】シン，アビシェーク

【審査官】鈴木 肇

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１２９５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５３００５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００６２９２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００２０８３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０７８５２９１５（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ３／００－１１／２０

Ｈ０１Ｑ ２１／００－２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチモード・アンテナ・システムであって、
接地面を含む回路ボードと、
前記接地面上に配置された第１モーダル・アンテナであって、
前記第１モーダル・アンテナが複数のモードの内の１つに設定可能であり、前記複数のモードの各々が別個の放射パターンを有し、
前記第１モーダル・アンテナが、被駆動エレメントと、前記接地面と前記第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントのうち前記回路ボードに平行な一部との間で前記回路ボードに対し垂直方向に沿って定められる第１空間の外側に位置づけられる第１寄生エレメントと、前記第１空間の内部に位置づけられる第２寄生エレメントと、を含み、
前記第１モーダル・アンテナが、更に、第１能動エレメントと第２能動エレメントとを含み、前記第１能動エレメントが、前記第１寄生エレメントのリアクタンスを調節して、前記被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成され、前記第２能動エレメントが、前記第２寄生エレメントのリアクタンスを調節するように構成される、
第１モーダル・アンテナと、
前記接地面上に配置された第２モーダル・アンテナであって、
前記第２モーダル・アンテナが複数のモードの内の１つに設定可能であり、前記複数のモードの各々が別個の放射パターンを有し、
前記第２モーダル・アンテナが、被駆動エレメントと、前記接地面と前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントのうち前記回路ボードに平行な一部との間で前記垂直方向に沿って定められる第２空間の外側に位置づけられる第１寄生エレメントと、前記第２空間の内部に位置づけられる第２寄生エレメントと、を含み、
前記第２モーダル・アンテナが、更に、第１能動エレメントと第２能動エレメントとを含み、前記第１能動エレメントが、前記第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントのリアクタンスを調節して、前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成され、前記第２能動エレメントが、前記第２モーダル・アンテナの第２寄生エレメントのリアクタンスを調節するように構成される、
第２モーダル・アンテナと、
を備え、
前記第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントのリアクタンスを調節するために前記第２モーダル・アンテナの第１能動エレメントを制御することによって、前記第１モーダル・アンテナに伴う前記放射パターンに作用するように、前記第２モーダル・アンテナの第１の寄生エレメントが位置付けられ、
前記第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントが、前記第１モーダル・アンテナの第１寄生エレメントに対して９０度回転し、
前記第１モーダル・アンテナおよび前記第２モーダル・アンテナの各々における前記第１寄生エレメントが、
前記接地面に結合された第１直線部分と、
前記第１直線部分から延出する第２直線部分であって、前記第１直線部分に対して垂直となり、前記接地面から離間する、第２直線部分と、
前記第２直線部分から延出する第３直線部分であって、前記第２直線部分に対して垂直となり、前記接地面から離間する、第３直線部分と、
を含む、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項2】

請求項１記載のマルチモード・アンテナ・システムにおいて、
前記第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントが、前記接地面の第１エッジに隣接して位置付けられ、
前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントが、前記接地面の第１エッジに対して垂直となる、前記接地面の第２エッジに隣接して位置付けられる、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項3】

請求項２記載のマルチモード・アンテナ・システムにおいて、前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントが、前記第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントに対して９０度回転する、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項4】

請求項１記載のマルチモード・アンテナ・システムにおいて、前記第１モーダル・アンテナおよび前記第２モーダル・アンテナの各々における前記第２寄生エレメントが、
前記接地面に結合された第１直線部分と、
前記第２寄生エレメントの第１直線部分から延出する第２直線部分であって、前記接地面から離間し、前記第２寄生エレメントの第１直線部分に対して垂直となる、前記第２寄生エレメントの第２直線部分と、
を含む、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項5】

請求項１記載のマルチモード・アンテナ・システムであって、更に、
前記接地面上に配置された第３モーダル・アンテナであって、前記第３モーダル・アンテナが複数のモードの内の１つに設定可能であり、前記複数のモードの各々が別個の放射パターンを有し、
前記第３モーダル・アンテナが、被駆動エレメントと複数の寄生エレメントとを含み、
前記第３モーダル・アンテナが、更に、前記第３モーダル・アンテナの１つ以上の寄生エレメントのリアクタンスを調節して、前記第３モーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成された能動エレメントを含む、第３モーダル・アンテナと、
前記接地面上に配置された第４モーダル・アンテナであって、前記第４モーダル・アンテナが複数のモードの内の１つに設定可能であり、前記複数のモードの各々が別個の放射パターンを有し、
前記第４モーダル・アンテナが、被駆動エレメントと複数の寄生エレメントとを含み、
前記第４モーダル・アンテナが、更に、前記第４モーダル・アンテナの１つ以上の寄生エレメントのリアクタンスを調節して、前記第４モーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成された能動エレメントを含む、第４モーダル・アンテナと、
を備える、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項6】

請求項５記載のマルチモード・アンテナ・システムにおいて、
前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントが、前記第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントに対して９０度回転し、
前記第３モーダル・アンテナの被駆動エレメントが、前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントに対して９０度回転し、
前記第４モーダル・アンテナの被駆動エレメントが、前記第３モーダル・アンテナの被駆動エレメントに対して９０度回転する、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項7】

マルチモード・アンテナ・システムであって、
接地面を含む回路ボードと、
前記接地面上に配置された第１モーダル・アンテナであって、
前記第１モーダル・アンテナが複数のモードの内の１つに設定可能であり、前記複数のモードの各々が別個の放射パターンを有し、
前記第１モーダル・アンテナが、被駆動エレメントと、前記接地面と前記第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントのうち前記回路ボードに平行な一部との間で前記回路ボードに対し垂直方向に沿って定められる第１空間の外側に位置づけられる第１寄生エレメントと、前記第１空間の内部に位置づけられる第２寄生エレメントと、を含み、
前記第１モーダル・アンテナが、更に、第１能動エレメントと第２能動エレメントとを含み、第１能動エレメントが、前記第１寄生エレメントのリアクタンスを調節して、前記被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成され、前記第２能動エレメントが、前記第２寄生エレメントのリアクタンスを調節するように構成される、
第１モーダル・アンテナと、
前記接地面上に配置された第２モーダル・アンテナであって、
前記第２モーダル・アンテナが複数のモードの内の１つに設定可能であり、前記複数のモードの各々が別個の放射パターンを有し、
前記第２モーダル・アンテナが、被駆動エレメントと、前記接地面と前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントのうち前記回路ボードに平行な一部との間で前記垂直方向に沿って定められる第２空間の外側に位置づけられる第１寄生エレメントと、前記第２空間の内部に位置づけられる第２寄生エレメントと、を含み、
前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントが前記接地面の第２エッジに隣接して位置付けられ、
前記第２モーダル・アンテナが、更に、第１能動エレメントと第２能動エレメントとを含み、前記第１能動エレメントが、前記第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントのリアクタンスを調節して、前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成され、前記第２能動エレメントが、前記第２モーダル・アンテナの第２寄生エレメントのリアクタンスを調節するように構成される、
第２モーダル・アンテナと、
前記接地面上に配置された第３モーダル・アンテナであって、前記第３モーダル・アンテナが複数のモードの内の１つに設定可能であり、前記複数のモードの各々が別個の放射パターンを有し、
前記第３モーダル・アンテナが、被駆動エレメントと、前記接地面と前記第３モーダル・アンテナの被駆動エレメントのうち前記回路ボードに平行な一部との間で前記垂直方向に沿って定められる第３空間の外側に位置づけられる第１寄生エレメントと、前記第３空間の内部に位置づけられる第２寄生エレメントと、を含み、
前記第３モーダル・アンテナの被駆動エレメントが前記接地面の第３エッジに隣接して位置付けられ、
前記第３モーダル・アンテナが、更に、第１能動エレメントと第２能動エレメントとを含み、前記第１能動エレメントが、前記第３モーダル・アンテナの第１寄生エレメントのリアクタンスを調節して、前記第３モーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成され、前記第２能動エレメントが、前記第３モーダル・アンテナの第２寄生エレメントのリアクタンスを調節するように構成される、第３モーダル・アンテナと、
前記接地面上に配置された第４モーダル・アンテナであって、前記第４モーダル・アンテナが複数のモードの内の１つに設定可能であり、前記複数のモードの各々が別個の放射パターンを有し、
前記第４モーダル・アンテナが、被駆動エレメントと複数の寄生エレメントとを含み、
前記第４モーダル・アンテナの被駆動エレメントが前記接地面の第４エッジに隣接して位置付けられ、
前記第４モーダル・アンテナが、更に、前記第４モーダル・アンテナの第１寄生エレメントのリアクタンスを調節して、前記第４モーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成された能動エレメントを含む、
第４モーダル・アンテナと、
を備え、
前記第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントのリアクタンスを調節するために前記第２モーダル・アンテナの第１能動エレメントを制御することによって、前記第１モーダル・アンテナ、前記第３モーダル・アンテナ、または前記第４モーダル・アンテナの内少なくとも１つに伴う放射パターンに作用するように、前記第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントが位置付けられ、
前記第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントが、前記第１モーダル・アンテナの第１寄生エレメントに対して９０度回転し、
前記第１モーダル・アンテナ、前記第２モーダル・アンテナ、前記第３モーダル・アンテナ、および前記第４モーダル・アンテナの各々における前記第１寄生エレメントが、
前記接地面に結合された第１直線部分と、
前記第１直線部分から延出する第２直線部分であって、前記第１直線部分に対して垂直となり、前記接地面から離間する、第２直線部分と、
前記第２直線部分から延出する第３直線部分であって、前記第２直線部分に対して垂直となり、前記接地面から離間する、第３直線部分と、
を含む、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項8】

請求項７記載のマルチモード・アンテナ・システムにおいて、
前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントが、前記第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントに対して９０度回転し、
前記第３モーダル・アンテナの被駆動エレメントが、前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントに対して９０度回転し、
前記第４モーダル・アンテナの被駆動エレメントが、前記第３モーダル・アンテナの被駆動エレメントに対して９０度回転する、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項9】

請求項７記載のマルチモード・アンテナ・システムにおいて、
前記第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントが、前記第１モーダル・アンテナの第１寄生エレメントに対して９０度回転し、
前記第３モーダル・アンテナの第１寄生エレメントが、前記第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントに対して９０度回転し、
前記第４モーダル・アンテナの第１寄生エレメントが、前記第３モーダル・アンテナの第１寄生エレメントに対して９０度回転する、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項10】

請求項７記載のマルチモード・アンテナ・システムにおいて、
前記第２モーダル・アンテナの第２寄生エレメントが、前記第１モーダル・アンテナの第２寄生エレメントに対して９０度回転し、
前記第３モーダル・アンテナの第２寄生エレメントが、前記第２モーダル・アンテナの第２寄生エレメントに対して９０度回転し、
前記第４モーダル・アンテナの第２寄生エレメントが、前記第３モーダル・アンテナの第２寄生エレメントに対して９０度回転する、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項11】

請求項８記載のマルチモード・アンテナ・システムであって、更に、
前記第１モーダル・アンテナ、前記第２モーダル・アンテナ、前記第３モーダル・アンテナ、および第４モーダル・アンテナの内の１つを選択的にＲＦソースに結合するように構成されたスイッチング・デバイスを備える、マルチモード・アンテナ・システム。

【請求項12】

請求項８記載のマルチモード・アンテナ・システムにおいて、
前記第１モーダル・アンテナの被駆動エレメント、前記第２モーダル・アンテナの被駆動エレメント、前記第３モーダル・アンテナの被駆動エレメント、および前記第４モーダル・アンテナの被駆動エレメントが、アンテナ・アレイとして構成される、マルチモード・アンテナ・システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権主張
[0001] 本願は、“Multi-Mode Antenna System”（マルチモード・アンテナ・システム）と題し、２０１９年３月２１日の出願日を有する米国仮特許出願第６２／８２１，７４０号の優先権を主張する。この特許出願をここで引用したことにより、その内容全体が本願にも含まれるものとする。

【0002】

分野
[0002] 本開示は、一般的に、マルチモード・アンテナ・システムに関する。

【従来技術】

【0003】

[0003] 多入力多出力（ＭＩＭＯ：multiple input multiple output）システムは、ワイヤレス通信、実例をあげると、ＷｉＦｉアクセス・ポイントのようなアクセス・ポイントにおいて、増々使用されつつある。ＭＩＭＯシステムは、２つ以上のアンテナを含み、２系統以上の経路を通じて信号を送信または受信することを可能にする。ある実例では、ＭＩＭＯシステムにおけるアンテナは、高い効率を有することが好ましく、優れた分離および低い相関と共に、等しい効率を有することが好ましい。しかしながら、ＭＩＭＯシステムが採用されるマルチパス環境は、常に変化しつつあるので、通信リンクの性能に影響を及ぼす可能性がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

[0004] 本開示の実施形態の態様および利点は、部分的に以下の説明において明記され、または以下の説明から学習することができ、または実施形態の実施を通じて学習することができる。

【0005】

[0005] 一態様において、マルチモード・アンテナ・システムを提供する。このマルチモード・アンテナ・システムは、導電性接地面を有する回路ボードを含むことができる。マルチモード・アンテナ・システムは、接地面上に配置された第１モーダル・アンテナを含むことができる。第１モーダル・アンテナは、複数のモードの内の１つに設定可能(configurable)にすることができる。更に、複数のモードの各々は別個の放射パターンを有することができる。第１モーダル・アンテナは、被駆動エレメントと、少なくとも１つの寄生エレメントと、能動エレメントとを含むことができる。能動エレメントは、少なくとも１つの寄生エレメントのリアクタンスを調節して、被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更させるように構成される。マルチモード・アンテナ・システムは、更に、接地面上に配置された第２モーダル・アンテナも含むことができる。第２モーダル・アンテナは、複数のモードの内の１つに設定可能にすることができる。更に、複数のモードの各々は、別個の放射パターンを有することができる。第２モーダル・アンテナは、被駆動エレメントと、少なくとも１つの寄生エレメントと、能動エレメントとを含むことができる。能動エレメントは、第２モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生エレメントのリアクタンスを調節して、第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更させるように構成される。更に、第２モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生エレメントのリアクタンスを調節するために第２モーダル・アンテナの能動エレメントを制御することによって、第１モーダル・アンテナに伴う放射パターンに作用するように、第２モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生エレメントが位置付けられる。

【0006】

[0006] 他の態様では、マルチモード・アンテナ・システムを提供する。このマルチモード・アンテナ・システムは、接地面を有する回路ボードを含む。このマルチモード・アンテナ・システムは、接地面上に配置された第１モーダル・アンテナを含む。第１モーダル・アンテナは、複数のモードの内の１つに設定可能である。複数のモードの各々は、別個の放射パターンを有する。第１モーダル・アンテナは、被駆動エレメントと少なくとも１つの寄生エレメントとを含む。第１被駆動エレメントは、接地面の第１エッジに隣接して位置付けられる。第１モーダル・アンテナは、更に、少なくとも１つの寄生エレメントのリアクタンスを調節して、被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成された、能動エレメントを含む。

【0007】

[0007] このマルチモード・アンテナ・システムは、接地面上に配置された第２モーダル・アンテナを含む。第２モーダル・アンテナは、複数のノードの内の１つに設定可能である。複数のモードの各々は、別個の放射パターンを有する。第２モーダル・アンテナは、被駆動エレメントと少なくとも１つの寄生エレメントとを含む。第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントは、接地面の第２エッジに隣接して位置付けられる。第２モーダル・アンテナは、第２モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生アンテナ・エレメントのリアクタンスを調節して、第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成された能動エレメントを含む。

【0008】

[0008] このマルチモード・アンテナ・システムは、接地面上に配置された第３モーダル・アンテナを含む。第３モーダル・アンテナは、複数のモードの内の１つに設定可能である。複数のモードの各々は、別個の放射パターンを有する。第３モーダル・アンテナは、被駆動エレメントと少なくとも１つの寄生エレメントとを含む。第３モーダル・アンテナの被駆動エレメントは、接地面の第３エッジに隣接して位置付けられる。第３モーダル・アンテナは、第３モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生アンテナ・エレメントのリアクタンスを調節して、第３モーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成された能動エレメントを含む。

【0009】

[0009] このマルチモード・アンテナ・システムは、接地面上に配置された第４モーダル・アンテナを含む。第４モーダル・アンテナは、複数のモードの内の１つに設定可能である。複数のモードの各々は、別個の放射パターンを有する。第４モーダル・アンテナは、被駆動エレメントと少なくとも１つの寄生エレメントとを含む。第４モーダル・アンテナの被駆動エレメントは、接地面の第４エッジに隣接して位置付けられる。第４モーダル・アンテナは、更に、第４モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生アンテナ・エレメントのリアクタンスを調節して、第４モーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成された能動エレメントを含む。更に、第２モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生アンテナ・エレメントのリアクタンスを調節するために第２モーダル・アンテナの能動エレメントを制御することによって、第１モーダル・アンテナ、第３モーダル・アンテナ、または第４モーダル・アンテナの内少なくとも１つに伴う放射パターンに作用するように、第２モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生エレメントが位置付けられる。

【0010】

[0010] 種々の実施形態のこれらならびにその他の特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付する特許請求の範囲を参照することにより、一層深く理解されよう。添付図面は、本明細書に組み込まれその一部を構成し、本開示の実施形態を例示し、説明と併せて、関連する原理を説明する役割を果たす。

【0011】

[0011] 明細書では、添付図面を参照しながら、当業者に向けた実施形態の詳細な説明について明記する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システムのコンポーネントのブロック図を示す。

【図2】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システムを示す。

【図3】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システムに伴う反射損失を表すグラフを示す。

【図4】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システムに伴う反射損失を表す他のグラフを示す。

【図5】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システムの効率を表すグラフを示す。

【図6】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システムの効率を表す他のグラフを示す。

【図7】本開示の実施形態例にしたがって、第１周波数に同調させたときにマルチモード・アンテナ・システムに伴う方位角放射パターンを表すグラフを示す。

【図8】本開示の実施形態例にしたがって、第１周波数に同調させたときにマルチモード・アンテナ・システムに伴う仰角放射パターンを表すグラフを示す。

【図9】本開示の実施形態例にしたがって、第１周波数に同調させたときにマルチモード・アンテナ・システムに伴う仰角放射パターンを表す他のグラフを示す。

【図10】本開示の実施形態例にしたがって、第１周波数に同調させたときにマルチモード・アンテナ・システムに伴う方位角放射パターンを表すグラフを示す。

【図11】本開示の実施形態例にしたがって、第１周波数に同調させたときにマルチモード・アンテナ・システムに伴う仰角放射パターンを表すグラフを示す。

【図12】本開示の実施形態例にしたがって第１周波数に同調させたときにマルチモード・アンテナ・システムに伴う仰角放射パターンを表す他のグラフを示す。

【図13】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システムの他の実施形態例を示す。

【図14】本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システムの更に他の実施形態例を示す。

【図15】本開示の実施形態例によるコントローラのコンポーネントを示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

[0027] これより、実施形態について詳しく説明する。実施形態の１つ以上の例を図面に示す。各例は、実施形態の説明として示されるのであって、本開示の限定として示されるのではない。実際、本開示の範囲や主旨から逸脱することなく、実施形態に対して種々の変更および変形を行えることは、当業者には明白であろう。実例をあげると、一実施形態の一部として図示または説明する特徴を他の実施形態と共に使用して、更に他の実施形態を生み出すことができる。つまり、本開示の態様は、このような変更および変形にも及ぶことを意図している。

【0014】

[0028] 本開示の態様例は、マルチモード・アンテナ・システムを対象とする。ある実施態様では、マルチモード・アンテナ・システムは、２×２ＭＩＭＯシステムまたは４×４ＭＩＭＯシステムのような、多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナ・システムにすることができる。

【0015】

[0029] 例示および論述の目的に限って、ＭＩＭＯシステムを参照しながら本開示について論じるが、当業者は、本明細書において提供する開示を使用すれば、ダイバシティの用途、アレイの用途、および他の用途にも、本開示の範囲から逸脱することなく、マルチモード・アンテナ・システムを使用できることが理解されよう。

【0016】

[0030] ある実施形態では、マルチモード・アンテナ・システムは、回路ボード上（例えば、導電性接地面上）に配置された複数のモーダル・アンテナを含むことができる。例えば、このシステムは、複数のモードに設定可能な第１モーダル・アンテナを含むことができる。複数のモードの各々は、別個の放射パターンを有することができる。更に、このシステムは、複数のモードに設定可能な第２モーダル・アンテナも含むことができる。第２モーダル・アンテナの複数のモードの各々も、別個の放射パターンを有することができる。各モーダル・アンテナ（例えば、第１モーダル・アンテナ、第２モーダル・アンテナ等）は、ＭＩＭＯシステムにおける異なるチャネルを通じて受信および送信するように構成することができる。

【0017】

[0031] 第１モーダル・アンテナおよび第２モーダル・アンテナは、各々、被駆動エレメントと少なくとも１つの寄生エレメントとを含むことができる。更に、第１モーダル・アンテナおよび第２モーダル・アンテナは、各々、能動エレメントを含むことができる。能動エレメントは、可変リアクタンスまたは接地への短絡によって、少なくとも１つの寄生エレメントのリアクタンスを変更するように構成される。また、能動エレメントは、調整可能なキャパシタ、ＭＥＭＳデバイス、調整可能なインダクタ、スイッチ（例えば、単極四投）、調整可能な移相器、電界効果トランジスタ、ダイオード、または以上の組み合わせの内少なくとも１つを含んでもよいことは認められてしかるべきである。

【0018】

[0032] ある実施態様では、第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントは、接地面の第１エッジに隣接して位置付けることができる。更に、第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントは、接地面の第２エッジに隣接して位置付けることができる。接地面の第２エッジは、第１モーダル・アンテナおよび第２モーダル・アンテナが概略的に垂直となるように（例えば、モーダル・アンテナの長い寸法と関連付けられた線が、直交から１５°以内の角度で交差することができる）、接地面の第１エッジに対して実質的に垂直となることができる。ある実施態様では、第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントは、接地面に対して実質的に平行な平面において、第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントに対して回転することができる。実例をあげると、第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントは、第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントに対して約９０度、その平面において回転することができる。しかしながら、第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントは、第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントに対して、任意の適した量だけ、その平面において回転してもよいことは、認められてしかるべきである。

【0019】

[0033] ある実施態様では、第１モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生エレメントは、第１寄生エレメントと第２寄生エレメントとを含むことができる。第１寄生エレメントは、接地面と第１モーダル・アンテナの被駆動エレメントとの間に定められたアンテナ空間(volume)の外側に配置することができる。逆に、第２寄生エレメントはアンテナ空間の内部に配置することができる。

【0020】

[0034] ある実施態様では、第２モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生エレメントは、第１寄生エレメントと第２寄生エレメントとを含むことができる。第１寄生エレメントは、接地面と第２モーダル・アンテナの被駆動エレメントとの間に定められたアンテナ空間の外側に配置することができる。逆に、第２寄生エレメントはアンテナ空間の内部に配置することができる。

【0021】

[0035] ある実施態様では、第１モーダル・アンテナおよび第２モーダル・アンテナ双方の第１寄生エレメントは、接地面に結合された第１直線部分を含むことができる。第１寄生エレメントは、更に、第１直線部分から延出する第２直線部分を含むことができる。第２直線部分は、接地面から離間し、第１直線部分に対して実質的に垂直となることができる。更に、第１寄生エレメントは、第２直線部分から延出する第３直線部分を含むことができる。第３直線部分は、接地面から離間し、第２直線部分に対して実質的に垂直となることができる。

【0022】

[0036] ある実施態様では、第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントは、第１モーダル・エレメントの第１寄生エレメントに対して、接地面に対して実質的に平行な平面において、回転することができる。例えば、第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントは、その平面に沿って第１モーダル・エレメントの第１寄生エレメントに対して約９０度だけ、その平面において回転することができる。しかしながら、第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントは、任意の適した量だけ、その平面において回転できることは認められてしかるべきである。

【0023】

[0037] ある実施形態では、第１および第２モーダル・アンテナは、一方のモーダル・アンテナに付随する寄生エレメントを、他方のモーダル・アンテナの放射パターンに作用するために使用できるように、回路ボードの接地面上に位置付けることができる。例えば、第２モーダル・アンテナの第１寄生エレメントのリアクタンスに対する調節によって、第１モーダル・アンテナの放射パターンに作用することができる。同様に、第１モーダル・アンテナの第１寄生エレメントのリアクタンスに対する調節によって、第２モーダル・アンテナの放射パターンに作用することができる。このように、第１モーダル・アンテナおよび第２モーダル・アンテナ双方に対して追加モード（例えば、放射パターン）を生成することができる。

【0024】

[0038] ある実施態様では、マルチモード・アンテナ・システムは、回路ボードの接地面上に配置された４つのモーダル・アンテナを含む、４×４ＭＩＭＯシステムにすることができる。４つのモーダル・アンテナの各々は、被駆動エレメントと少なくとも１つの寄生エレメントとを含むことができる。更に、４つのモーダル・アンテナの各々は、能動同調エレメントを含むことができる。能動同調エレメントは、対応するモーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生アンテナ・エレメントのリアクタンスを調節して、対応するモーダル・アンテナの被駆動エレメントに伴う放射パターンを変更するように構成することができる。

【0025】

[0039] ある実施態様では、第１モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生エレメントのリアクタンスを調節するために第１モーダル・アンテナの能動エレメントを制御することによって、４×４ＭＩＭＯシステムの少なくとも１つの他のモーダル・アンテナに伴う放射パターンに作用するように、４×４ＭＩＭＯシステムの第１モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生エレメントを位置付けることができる。更に具体的には、第１モーダル・アンテナの少なくとも１つの寄生エレメントは、少なくとも１つの他のモーダル・アンテナに対して追加モードを生成できるように、少なくとも１つの他のモーダル・アンテナに伴う放射に作用する(be affect)。

【0026】

[0040] 本開示のマルチモード・アンテナ・システムは、多数の技術的利点を提供することができる。実例をあげると、第１モーダル・アンテナおよび第２モーダル・アンテナに対して追加モードを生成する(provide)ために、第１モーダル・アンテナおよび第２モーダル・アンテナを互いに対して正しい方向に向ける(orient)ことができる。追加モードは、マルチモード・アンテナ・システムが、より広い周波数範囲にわたって等方性（例えば、無指向性）カバレッジを提供できるようにすることができる。実例をあげると、追加モードは、マルチモード・アンテナ・システムが、低周波数帯域（例えば、７００ＭＨｚから８００ＭＨＺ）および高周波数帯域（例えば、１８００ＭＨｚから２２００ＭＨｚ）双方において、等方性カバレッジを提供できるようにすることができる。ダイバシティの用途では、マルチモード・アンテナ・システムのダイバシティ利得を増大させることができる。

【0027】

[0041] 本明細書および添付する特許請求の範囲において使用する場合、「第１」および「第２」という用語は、コンポーネント間で区別するために、相互交換可能に使用することができ、個々のコンポーネントの位置も重要性も意味することは意図していない。「約」(about)または「実質的に」(substantially)という用語を数値と共に使用する場合、述べられる数値の１０パーセント（１５％）以内を指すことを意図している。

【0028】

[0042] これより図１を参照して、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００の実施形態例を示す。図示のように、マルチモード・アンテナ・システム１００は、回路ボード１１０を含むことができる。ある実施態様では、マルチモード・アンテナ・システム１００は、４つの別々のモーダル・アンテナ（例えば、第１モーダル・アンテナ１２０、第２モーダル・アンテナ１２２、第３モーダル・アンテナ１２４、および第４モーダル・アンテナ１２６）を含むことができる。代替実施態様では、マルチモード・アンテナ・システム１００は、もっと多いまたはもっと少ないモーダル・アンテナを含むこともできる。例えば、ある実施態様では、マルチモード・アンテナ・システム１００は２つのモーダル・アンテナ（例えば、第１モーダル・アンテナ１２２および第２モーダル・アンテナ１２４）を含むことができる。尚、複数のモーダル・アンテナの各々は複数のモードに設定可能であることは認められてしかるべきである。また、複数のモードの各々は別個の放射パターンおよび／または偏波(polarization)を有することができることも認められてしかるべきである。

【0029】

[0043] これより図１および図２を併せて参照すると、第１モーダル・アンテナ１２０は、回路ボード１１０の接地面１１１上に配置することができる。図示のように、第１モーダル・アンテナ１２０は、被駆動エレメント１３０と少なくとも１つの寄生エレメントとを含むことができる。ある実施態様では、少なくとも１つの寄生エレメントは、第１寄生エレメント１４０と第２寄生エレメント１５０とを含むことができる。図示のように、第１寄生エレメント１４０は、回路ボード１１０（例えば、接地面１１１）と被駆動エレメント１３０との間に定められたアンテナ空間の外側に位置付けることができる。第１寄生エレメント１４０は、接地面１１１に結合された第１直線部分１４２を含むことができる。第１寄生エレメント１４０は、更に、第１直線部分１４２から延出する第２直線部分１４４を含むことができる。第２直線部分は、接地面１１１から離間し、第１直線部分１４２に対して実質的に垂直となることができる。第１寄生エレメント１４０は、更に、第２直線部分１４４から延出する第３直線部分１４６を含むことができる。第３直線部分１４６は、接地面１１１から離間し、第２直線部分１４４に対して実質的に垂直となることができる。

【0030】

[0044] 第１モーダル・アンテナ１２０は、可変リアクタンスまたは接地への短絡によって、第１寄生エレメント１４０のリアクタンスを変更するように構成された第１能動エレメント１６０を含むことができる。また、第１能動エレメント１６０は、調整可能なキャパシタ、ＭＥＭＳデバイス、調整可能なインダクタ、スイッチ（例えば、単極四投）、調整可能な移相器、電界効果トランジスタ、またはダイオードの内少なくとも１つを含んでもよいことは認められてしかるべきである。

【0031】

[0045] ある実施態様では、第１能動エレメント１６０は、複数の状態（例えば、４つの状態）に設定可能な単極四極(single pole quadruple pole）スイッチング・デバイスにすることができる。第１能動エレメント１６０を第１状態に設定すると、第１寄生エレメント１４０をキャパシタ（例えば、受動キャパシタ、調整可能なキャパシタ）に結合することができる。このように、第１寄生エレメント１４０を容量性負荷に結合することができる。逆に、第１能動エレメント１６０を第２状態に設定すると、第１寄生エレメント１４０をインダクタに結合することができる。このように、第１寄生エレメント１４０を誘導性負荷に結合することができる。第１能動エレメント１６０を第３状態に設定すると、第１寄生エレメント１４０を電気的接地に結合して、短絡回路を形成することができる。あるいは、第１能動エレメント１６０を第４状態に設定すると、第１寄生エレメント１４０を電気的接地から切断して、開放回路を形成することができる。このように、第１モーダル・アンテナ１２０は、少なくとも４つの異なるモードに設定することができる。更に、４つの異なる状態の各々は、別個の放射パターンを有することができる。しかしながら、第１能動エレメント１６０は、任意の適した数の状態間で切り替えるように構成できることは認められてしかるべきである。

【0032】

[0046] 第１モーダル・アンテナ１２０の第２寄生エレメント１５０は、回路ボード１１０（例えば、接地面１１１）と被駆動エレメント１３０との間に定められたアンテナ空間内に配置することができる。図示のように、第２寄生エレメント１５０は、接地面１１１に結合された第１直線部分１５２を含むことができる。第２寄生エレメント１５０は、更に、第１直線部分１５２から延出する第２直線部分１５４を含むことができる。第２直線部分１５４は、接地面１１１から離間し、第１直線部分１５２に対して実質的に垂直となることができる。

【0033】

[0047] 第１モーダル・アンテナ１２０は、第２寄生エレメント１５０に動作可能に結合された第２能動エレメント１６２を含むことができる。第２能動エレメント１６２は、可変リアクタンスまたは接地への短絡によって、第２寄生エレメント１５０のリアクタンスを変更するように構成することができる。尚、第２寄生エレメント１５０のリアクタンスを変更することにより、第１モーダル・アンテナ１２０の周波数偏移を生じさせることができることは認められてしかるべきである。また、第２能動エレメント１６２は、調整可能なキャパシタ、ＭＥＭＳデバイス、調整可能なインダクタ、スイッチ、調整可能な移相器、電界効果トランジスタ、ダイオードの内少なくとも１つを含んでもよいことも認められてしかるべきである。

【0034】

[0048] 第２モーダル・アンテナ１２２は、被駆動エレメント１７０と少なくとも１つの寄生エレメントとを含むことができる。ある実施態様では、少なくとも１つの寄生エレメントは、第１寄生エレメント１８０と第２寄生エレメント１９０とを含むことができる。第２モーダル・アンテナ１２２の第１寄生エレメント１８０は、第１モーダル・アンテナ１２０の第１寄生エレメント１４０と実質的に同様にすることができる。同様に、第２モーダル・アンテナ１２２の第２寄生エレメント１９０は、第１モーダル・アンテナ１２０の第２寄生エレメント１５０と実質的に同様にすることができる。また、第２モーダル・アンテナ１２２は、第１モーダル・アンテナ１２０の第１能動エレメント１６０および第２能動エレメント１６２と同様の能動エレメントを含んでもよいことも認められてしかるべきである。

【0035】

[0049] 第３モーダル・アンテナ１２４は、被駆動エレメント２００と少なくとも１つの寄生エレメントとを含むことができる。ある実施態様では、少なくとも１つの寄生エレメントは、第１寄生エレメント２１０と第２寄生エレメント２２０とを含むことができる。第３モーダル・アンテナ１２４の第１寄生エレメント２１０は、第１モーダル・アンテナ１２０の第１寄生エレメント１４０と実質的に同様にすることができる。同様に、第３モーダル・アンテナ１２４の第２寄生エレメント２２０は、第１モーダル・アンテナ１２０の第２寄生エレメント１５０と実質的に同様にすることができる。また、第３モーダル・アンテナ１２４は、第１モーダル・アンテナ１２０の第１能動エレメント１６０および第２能動エレメント１６２と同様の能動エレメントを含んでもよいことも認められてしかるべきである。

【0036】

[0050] 第４モーダル・アンテナ１２６は、被駆動エレメント２３０と少なくとも１つの寄生エレメントとを含むことができる。ある実施態様では、少なくとも１つの寄生エレメントは、第１寄生エレメント２４０と第２寄生エレメント２５０とを含むことができる。第４モーダル・アンテナ１２６の第１寄生エレメント２４０は、第１モーダル・アンテナ１２０の第１寄生エレメント２４０と実質的に同様にすることができる。同様に、第４モーダル・アンテナ１２６の第２寄生エレメント２５０は、第１モーダル・アンテナ１２０の第２寄生エレメント１５０と実質的に同様にすることができる。また、第４モーダル・アンテナ１２６は、第１モーダル・アンテナ１２０の第１能動エレメント１６０および第２能動エレメント１６２と同様の能動エレメントを含んでもよいことも認められてしかるべきである。

【0037】

[0051] ある実施態様では、第１モーダル・アンテナ１２０は、少なくとも１つの他のモーダル・アンテナ（例えば、第２モーダル・アンテナ１２２、第３モーダル・アンテナ１２４、第４モーダル・アンテナ１２５）の第１能動エレメント１６０によって、１つ以上の追加モードに設定することができる。実例をあげると、第２モーダル・アンテナ１２２の第１寄生エレメント１８０のリアクタンスを調節するために第２モーダル・アンテナ１２２の能動エレメント１６０を制御することによって、第１モーダル・アンテナ１２０の放射パターンに作用することができる。更に具体的には、第２モーダル・アンテナ１２２の第１寄生エレメント１８０のリアクタンスは、第１モーダル・アンテナの追加モードを生成するように、第１モーダル・アンテナ１２０の放射パターンに作用することができる。ある実施態様では、第１モーダル・アンテナ１２０に６０の追加モードを生成することができる。尚、追加モードは、第２モーダル・アンテナ１２２、第３モーダル・アンテナ１２４、および第４モーダル・アンテナ１２６にも形成できることは認められてしかるべきである。このように、マルチモード・アンテナ・システム１００のモーダル・アンテナの各々は、ある実施態様では、６４通りの異なるモードに設定することができる。したがって、図２のマルチモード・アンテナ・システム１００は、ある実施態様では、２５６通りの異なるモードに設定可能にすることができる。

【0038】

[0052] ある実施態様では、各モーダル・アンテナの被駆動エレメントは、接地面１１１の対応するエッジに隣接して位置付けることができる。実例をあげると、第１モーダル・アンテナ１２０の被駆動エレメント１３０は、接地面１１１の第１エッジ１１２に隣接して位置付けることができる。加えて、第２モーダル・アンテナ１２２の被駆動エレメント１７０は、接地面１１１の第２エッジ１１４に隣接して位置付けることができる。更に、第３モーダル・アンテナ１２４の被駆動エレメント２００は、接地面１１１の第３エッジ１１６に隣接して位置付けることができる。更にまた、第４モーダル・アンテナの被駆動エレメント２３０は、接地面１１１の第４エッジ１１８に隣接して位置付けることができる。ある実施態様では、回路ボード１１０の接地面１１１は正方形形状を有することができる。

【0039】

[0053] ある実施態様では、マルチモード・アンテナ・システム１００の被駆動エレメントは、接地面１１１に対して実質的に平行な平面に沿って、互いに対して回転することができる。実例をあげると、第２モーダル・アンテナ１２２の被駆動エレメント１７０は、第１モーダル・アンテナ１２０の被駆動エレメント１３０に対して、約９０度だけその平面において回転することができる。更に、第３モーダル・アンテナ１２４の被駆動エレメント２００は、第２モーダル・アンテナ１２２の被駆動エレメント１７０に対して、約９０度だけその平面において回転することができる。更にまた、第４モーダル・アンテナ１２６の被駆動エレメント２３０は、第３モーダル・アンテナ１２４の被駆動エレメント２００に対して、約９０度だけその平面において回転することができる。

【0040】

[0054] ある実施態様では、マルチモード・アンテナ・システム１００に含まれる寄生アンテナ・エレメントは、接地面１１１に対して実質的に平行な平面において、互いに対して回転することができる。実例をあげると、第２モーダル・アンテナ１２２の第１寄生エレメント１８０は、第１モーダル・アンテナ１２０の第１寄生エレメント１４０に対して、約９０度だけその平面において回転することができる。更にまた、第３モーダル・アンテナ１２４の第１寄生エレメント２１０は、第２モーダル・アンテナ１２２の第１寄生エレメント１８０に対して、約９０度だけその平面において回転することができる。更にまた、第４モーダル・アンテナ１２６の第１寄生エレメント２４０は、第３モーダル・アンテナ１２４の第１寄生エレメント２１０に対して、約９０度だけその平面において回転することができる。

【0041】

[0055] あるいはまたは加えて、各モーダル・アンテナに含まれる第２寄生エレメントは、接地面１１に対して実質的に平行な平面において、互いに対して回転することができる。実例をあげると、第２モーダル・アンテナ１２２の第２寄生エレメント１９０は、第１モーダル・アンテナ１２０の第２寄生エレメント１５０に対して、約９０度だけその平面において回転することができる。更に、第３モーダル・アンテナ１２４の第２寄生エレメント２２０は、第２モーダル・アンテナ１２２の第２寄生エレメント１９０に対して、約９０度だけその平面において回転することができる。更にまた、第４モーダル・アンテナ１２６の第２寄生エレメント２５０は、第３モーダル・アンテナ１２４の第２寄生エレメント２２０に対して、約９０度だけその平面において回転することができる。

【0042】

[0056] これより図３を参照すると、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００（図２）の反射損失を表すグラフが示されている。図示のように、このグラフは、アンテナ・システムの反射損失（デシベル単位で縦軸に沿って示す）を周波数（メガヘルツ単位で横軸に沿って示す）の関数として表す。更に具体的には、このグラフは、６００メガヘルツ（ＭＨｚ）から８００ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲にわたるアンテナ・システムの損失を表す。図示のように、曲線４１０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第１動作モードに伴う反射損失を表す。曲線４２０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第２動作モードに伴う反射損失を表す。曲線４３０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第３動作モードに伴う反射損失を表す。曲線４４０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第４動作モードに伴う反射損失を表す。

【0043】

[0057] これより図４を参照すると、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００（図２）の反射損失を表すグラフが示されている。図示のように、このグラフは、アンテナ・システムの反射損失（デシベル単位で縦軸に沿って示す）を周波数（メガヘルツ単位で横軸に沿って示す）の関数として表す。更に具体的には、このグラフは、１８００メガヘルツ（ＭＨｚ）から２２００ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲にわたるアンテナ・システムの損失を表す。図示のように、曲線５１０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第１動作モードに伴う反射損失を表す。曲線５２０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第２動作モードに伴う反射損失を表す。曲線５３０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第３動作モードに伴う反射損失を表す。曲線５４０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第４動作モードに伴う反射損失を表す。

【0044】

[0058] これより図５を参照すると、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００（図２）の効率表す他のグラフが示されている。図示のように、このグラフは、アンテナ・システムの効率（百分率で縦軸に沿って示す）を周波数（メガヘルツ単位で横軸に沿って示す）の関数として示す。更に具体的には、このグラフは、 ７００メガヘルツ（ＭＨｚ）から８００ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲にわたるアンテナ・システムの効率を表す。尚、マルチモード・アンテナの効率は、アンテナに配信される電力のアンテナによって放射されるパワーに対する比率を表すことは認められてしかるべきである。図示のように、曲線６１０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第１動作モードにおけるマルチモード・アンテナ・システムの効率を表す。曲線６２０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第２動作モードにおけるマルチモード・アンテナ・システムの効率を表す。曲線６３０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第３動作モードにおけるマルチモード・アンテナ・システムの効率を表す。曲線６４０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第４動作モードにおけるマルチモード・アンテナ・システムの効率を表す。

【0045】

[0059] これより図６を参照すると、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００（図２）の効率を表す他のグラフが示されている。図示のように、このグラフは、アンテナ・システムの効率（百分率で縦軸に沿って示す）を周波数（メガヘルツ単位で横軸に沿って示す）の関数として示す。更に具体的には、このグラフは、 １８００メガヘルツ（ＭＨｚ）から２２００ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲にわたるアンテナ・システムの効率を表す。尚、マルチモード・アンテナの効率は、アンテナに配信される電力のアンテナによって放射されるパワーに対する比率を表すことは認められてしかるべきである。図示のように、曲線７１０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第１動作モードにおけるマルチモード・アンテナ・システムの効率を表す。曲線７２０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第２動作モードにおけるマルチモード・アンテナ・システムの効率を表す。曲線７３０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第３動作モードにおけるマルチモード・アンテナ・システムの効率を表す。曲線７４０は、この周波数範囲にわたる、複数の動作モードの内第４動作モードにおけるマルチモード・アンテナ・システムの効率を表す。

【0046】

[0060] 図７は、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００（図２）に伴う方位角平面放射パターンを表すグラフを示す。更に具体的には、このグラフは、約７２０ＭＨｚに同調させたときに、マルチモード・アンテナ・システム１００（図１および図２）に伴う方位角放射パターンを表す。図示のように、この放射パターンは、マルチモード・アンテナ・システム１００を約７２０ＭＨｚに同調させたときに、方位角平面においてほぼ等方性となる。

【0047】

[0061] 図８および図９は、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００に伴う仰角平面放射パターンを表すグラフを示す。更に具体的には、このグラフは、約７２０ＭＨｚに同調させたときに、マルチモード・アンテナ・システム１００に伴う仰角平面放射パターンを表す。図示のように、この放射パターンは、マルチモード・アンテナ・システム１００を約７２０ＭＨｚに同調させたときに、仰角平面においてほぼ等方性となる。

【0048】

[0062] 図１０は、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００（図１および図２）に伴う方位角平面放射パターンを表すグラフを示す。更に具体的には、このグラフは、約２０２０ＭＨｚに同調させたときに、マルチモード・アンテナ・システム１００に伴う方位角平面放射パターンを表す。図示のように、放射パターンは、マルチモード・アンテナ・システム１００を約２０２０ＭＨｚに同調させたときに、方位角平面においてほぼ等方性となる。

【0049】

[0063] 図１１および図１２は、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００に伴う仰角平面放射パターンを表すグラフを示す。更に具体的には、このグラフは、約２０２０ＭＨｚに同調させたときに、マルチモード・アンテナ・システム１００に伴う仰角放射パターンを表す。図示のように、放射パターンは、マルチモード・アンテナ・システム１００を約２０２０ＭＨｚに同調させたときに、仰角平面においてほぼ等方性となる。

【0050】

[0064] これより図１３を参照すると、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００の他の実施形態が示されている。このマルチモード・アンテナ・システム１００は、図１および図２を参照して先に論じたマルチモード・アンテナ・システム１００と同じまたは同様のコンポーネントを含むことができる。実例をあげると、図１３のマルチモード・アンテナ・システム１００は、第１モーダル・アンテナ１２０と第２モーダル・アンテナ１１２とを含むことができる。しかしながら、図１３のマルチモード・アンテナ・システム１００は、２つのモーダル・アンテナのみを含む。

【0051】

[0065] 図示のように、第１モーダル・アンテナ１２０の被駆動エレメント１３０は、接地面１１１の第１エッジ１１２に隣接して位置付けることができる。更に、第２モーダル・アンテナ１２２の被駆動エレメント１７０は、接地面１１１の第２エッジ１１４に隣接して位置付けることができる。図示のように、接地面１１１の第２エッジ１１４は、接地面１１１の第１エッジ１１２に対して実質的に垂直となることができる。加えて、第２モーダル・アンテナ１２２の被駆動エレメント１７０は、接地面１１１に対して実質的に平行な平面において、第１モーダル・アンテナの被駆動エレメント１３０に対して回転することができる。実例をあげると、第２モーダル・アンテナ１２２の被駆動エレメント１７０は、第１モーダル・アンテナの被駆動エレメント１３０に対して、約９０度だけその平面において回転することができる。しかしながら、第２モーダル・アンテナ１２２の被駆動エレメント１７０は、任意の適した量だけ、その平面において回転できることは認められてしかるべきである。

【0052】

[0066] 図示のように、第２モーダル・アンテナ１２２の第１寄生エレメント１８０は、第１モーダル・アンテナ１２０の第１寄生エレメント１４０に対して、その平面において回転することができる。更に、第２モーダル・アンテナ１２２の第１寄生エレメント１８０のリアクタンスを調節して、第１モーダル・アンテナ１２０の放射パターンに作用することができる。同様に、第１モーダル・アンテナの第１寄生エレメント１４０のリアクタンスを調節して、第２モーダル・アンテナ１２２の放射パターンに作用することができる。このように、マルチモード・アンテナ・システム１００のカバレッジを改良するために、先に論じた様に、第１モーダル・アンテナ１２０および第２モーダル・アンテナ１２２双方に対して、追加モードを生成することができる。更に具体的には、追加モードは、マルチモード・アンテナ・システム１００が、より広い周波数範囲にわたってほぼ等方性（例えば、無指向性）カバレッジを提供できるようにすることができる。更に、マルチモード・アンテナ・システム１００をダイバシティの用途に使用するとき、マルチモード・アンテナ・システム１００のダイバシティ利得を増大させることができる。

【0053】

[0067] これより図１４を参照すると、本開示の実施形態例によるマルチモード・アンテナ・システム１００は、単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）アンテナ・システムにすることができる。図示のように、マルチモード・アンテナ・システム１００は、複数の状態に設定可能なスイッチング・デバイス３１０を含むことができる。例えば、ある実施態様では、スイッチング・デバイス３１０は、４つの状態（例えば、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４）に設定可能な、単極四投スイッチにすることができる。しかしながら、スイッチング・デバイス３１０は任意の数の状態に設定できることは認められてしかるべきである。また、スイッチング・デバイス３１０は、複数の状態に設定可能なスイッチング・デバイスであればいずれの適した形式でも含むことができることも認められてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、スイッチング・デバイス３１０は、１つ以上のトランジスタ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）を含むことができる。以下で更に詳しく論ずるが、スイッチング・デバイス３１０に通信可能に結合されたコントローラ４００（図１５）は、スイッチング・デバイス３１０の動作を制御して、アンテナ・システム１００の対応するモーダル・アンテナ１２０、１２２、１２４、１２６を、ＲＦ信号３２２を供給するように構成されたＲＦソース３２０に選択的に結合するように構成することができる。

【0054】

[0068] スイッチング・デバイス３１０が第１状態Ｐ１にあるとき、スイッチング・デバイス３１０は、１つ以上の導体３１４（例えば、ワイヤ）を通じて、第１モーダル・アンテナ１２０に結合される。このように、スイッチング・デバイス３１０を介して、ＲＦ信号３２２を第１モーダル・アンテナ１２０に供給することができる。更に具体的には、ＲＦ信号３２２を第１モーダル・アンテナ１２０の被駆動エレメント１３０に供給することができる。先に論じたように、第１モーダル・アンテナ１２０の第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント１４０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント１３０を複数の異なるモードの内の１つに設定することができる。更に、これらのモードの各々は別個の放射パターンを有することができる。このように、第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント１４０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント１３０の放射パターンを変更することができる。図示のように、ある実施形態では、第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント１４０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント１３０を４つの異なるモード（例えば、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、およびＭ４）の内の１つに設定することができる。しかしながら、第１モーダル・アンテナ１２０の被駆動エレメント１３０は、第１寄生エレメント１４０のリアクタンスに対する調整によって、任意の適した数の異なるモードに設定できることは認められてしかるべきである。

【0055】

[0069] スイッチング・デバイス３１０が第２状態Ｐ２にあるとき、スイッチング・デバイス３１０は、１つ以上の導体３１６（例えば、ワイヤ）を通じて第２モーダル・アンテナ１２２に結合される。このように、スイッチング・デバイス３１０を介して、ＲＦ信号３２２を第２モーダル・アンテナ１２２に供給することができる。更に具体的には、ＲＦ信号３２２を第２モーダル・アンテナ１２２の被駆動エレメント１７０に供給することができる。先に論じたように、第２モーダル・アンテナ１２２の第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント１８０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント１７０を複数の異なるモードの内の１つに設定することができる。更に、これらのモードの各々は別個の放射パターンを有することができる。このように、第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント１８０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント７０の放射パターンを変更することができる。図示のように、ある実施態様では、第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント１８０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント１７０を４つの異なるモード（例えば、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、およびＭ８）の内１つに設定することができる。しかしながら、第２モーダル・アンテナ１２２の被駆動エレメント１７０は、第１寄生エレメント１８０のリアクタンスに対する調整によって、任意の適した数の異なるモードに設定できることは認められてしかるべきである。

【0056】

[0070] スイッチング・デバイス３１０が第３状態Ｐ３にあるとき、スイッチング・デバイス３１０は、１つ以上の導体３１８（例えば、ワイヤ）を通じて、第３モーダル・アンテナ１２４に結合される。このように、スイッチング・デバイス３１０を介して、ＲＦ信号３２２を第３モーダル・アンテナ１２４に供給することができる。更に具体的には、ＲＦ信号３２２を第３モーダル・アンテナ１２４の被駆動エレメント２００に供給することができる。先に論じたように、第３モーダル・アンテナ１２４の第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント２１０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント２００を複数の異なるモードの内の１つに設定することができる。更に、これらのモードの各々は別個の放射パターンを有することができる。このように、第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント２１０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント２００の放射パターンを変更することができる。図示のように、ある実施態様では、第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント２１０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント２００を４つの異なるモード（例えば、Ｍ９、Ｍ１０、Ｍ１１、およびＭ１２）の内の１つに設定することができる。しかしながら、第３モーダル・アンテナ１２４の被駆動エレメント２００は、第１寄生エレメント２１０のリアクタンスに対する調整によって、任意の適した数の異なるモードに設定できることは認められてしかるべきである。

【0057】

[0071] スイッチング・デバイス３１０が第４状態Ｐ４にあるとき、スイッチング・デバイス３１０は、１つ以上の導体３１９（例えば、ワイヤ）を通じて、第４モーダル・アンテナ１２６に結合される。このように、スイッチング・デバイス３１０を介して、ＲＦ信号３２２を第４モーダル・アンテナ１２６に供給することができる。更に具体的には、ＲＦ信号３２２を第４モーダル・アンテナ１２６の被駆動エレメント２３０に供給することができる。先に論じたように、第４モーダル・アンテナ１２６の第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント２４０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント２３０を複数の異なるモードの内の１つに設定することができる。更に、これらのモードの各々は別個の放射パターンを有することができる。このように、第１能動エレメント１６０は第１寄生エレメント２４０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント２３０の放射パターンを変更することができる。図示のように、ある実施態様では、第１能動エレメント１６０は、第１寄生エレメント２４０のリアクタンスを調節して、被駆動エレメント２３０を４つの異なるモード（例えば、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ１５、およびＭ１６）の内の１つに設定することができる。しかしながら、第４モーダル・アンテナ１２６の被駆動エレメント２３０は、第１寄生エレメント２４０のリアクタンスに対する調節によって、任意の適した数の異なるモードに設定できることは認められてしかるべきである。

【0058】

[0072] 図示のように、図１４のアンテナ・システム１００は、１６通りの異なるモード（例えば、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、．．．Ｍ１６）に設定可能にすることができる。更に、１６通りの異なるモードの各々は、別個の放射パターンを有することができる。しかしながら、アンテナ・システム１００はそれよりも多いまたは少ないモードに設定できることは認められてしかるべきである。更に、アンテナ・システム１００を送信（ＴＸ）回路として示したが、アンテナ・システム１００を受信（ＲＸ）回路として実装することもでき、１つ以上のＲＦ信号をモーダル・アンテナ１２０、１２２、１２４、１２６の内の１つを介して受信し、スイッチング・デバイス３１０を介して、アンテナ・システム１００の１つ以上のコンポーネント（例えば、フィルタ、プロセッサ等）に供給することは認められてしかるべきである。

【0059】

[0073] ある実施態様では、アンテナ・システム１００は、位相配列アンテナ・システム(phased array antenna system)として実装することができる。実例をあげると、モーダル・アンテナ１２０、１２２、１２４、１２６の被駆動エレメント１３０、１７０、２００、２３０をアンテナ・アレイとして実装することができる。更に具体的には、ＲＦソース３２０と対応する被駆動エレメント１３０、１７０、２００、２３０との間に、移相器（図示せず）を結合することができる。このように、アンテナ・システム１００の放射パターン（例えば、ビーム）を任意の所与の方向に誘導する(steer)ことができるように、被駆動エレメント１３０、１７０、２００、２３０の各々によって放出されるＲＦ信号の位相を制御することができる。更に、各モーダル・アンテナ１２０、１２２、１２４、１２６の第１寄生エレメント１４０、１８０、２１０、２４０は、先に論じたように、対応する被駆動エレメント１３０、１７０、２００、２３０の放射パターンを調節して、アンテナ・システム１００の放射パターンを更に調節することができる。このように、アレイの利得を高め、ビーム形成機能(capability)を向上させることができる。

【0060】

[0074] これより図１５を参照すると、本開示の実施形態例によるコントローラ４００のコンポーネントのブロック図が示されている。図示のように、コントローラ４００は、種々のコンピュータ実装機能を実行する（例えば、本明細書において開示した方法、ステップ、計算等を実行する）ように構成された１つ以上のプロセッサ４０２を含むことができる。本明細書において使用する場合、「プロセッサ」という用語は、当技術分野においてコンピュータに含まれるものとして呼ばれる集積回路だけでなく、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、およびその他のプログラマブル回路も指す。

【0061】

[0075] ある実施態様では、コントローラ４００は１つ以上のメモリ・デバイス４０４を含むことができる。メモリ・デバイス４０４の例には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハード・ドライブ、フラッシュ・ドライブ、またはその他の適したメモリ・デバイスのような、非一時的コンピュータ読み取り可能媒体を含むがこれらには限定されない、コンピュータ読み取り可能媒体を含むことができる。１つ以上のメモリ・デバイス４０４は、１つ以上のプロセッサ４０２によってアクセス可能な情報を格納することができ、１つ以上のプロセッサ４０２によって実行することができるコンピュータ読み取り可能命令を含む。コンピュータ読み取り可能命令は、１つ以上のプロセッサ４０２によって実行されると、スイッチング・デバイス３１０および対応するモーダル・アンテナの第１寄生エレメント１６０の動作を制御するというような動作を、１つ以上のプロセッサ４０２に実行させる、任意の１組の命令を含むことができる。コンピュータ読み取り可能命令は、任意の適したプログラミング言語で書かれたソフトウェアとすることができ、またはハードウェアで実装することができる。

【0062】

[0076] ある実施態様では、コントローラ４００は、コントローラ４００と、アンテナ・システム１００（図１、図１３、および図１４）の種々のコンポーネントとの間における通信を容易にする通信モジュール４０６を含むことができる。実例をあげると、コントローラ４００は、制御信号をスイッチング・デバイス３１０の動作を制御するために送ることができる。あるいはまたは加えて、コントローラ４００は、モーダル・アンテナ１２０、１２２、１２４、１２６（図１４）の各々の第１寄生エレメント１６０の動作を制御するために、制御信号を送ることができる。更にまた、ある実施態様では、コントローラ４００は、モーダル・アンテナ１２０、１２２、１２４、１２６の各々の第２寄生エレメント１６２の動作を制御するために、制御信号を送ることができる。

【0063】

[0077] 以上、本発明の主題を、その具体的な実施形態例に関して詳細に説明したが、以上のことの理解が得られれば、当業者はこのような実施形態に対する変更、変形、および等価物を容易に生み出せることは認められよう。したがって、本開示の範囲は、限定ではなく一例であり、当業者には容易に認められるように、本開示は、本発明の主題に対するこのような変更、変形、および／または追加の包含を除外することはない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】